ハイブリッド車両の制御装置および制御方法
【課題】ハイブリッド車両の要求駆動力が最小燃料消費率相当の内燃機関の駆動力に近い場合でも、走行モードを適切に選択でき、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】車速ＶＰおよび駆動輪への要求トルクＴＲＱに対して、内燃機関の動力の変速段ごとに、走行モードの中でエンジン走行モードのときに小さな総合燃料消費率が得られるエンジン走行領域と、アシスト走行モードのときに小さな総合燃料消費率が得られるアシスト走行領域と、充電走行モードのときに小さな総合燃料消費率が得られる充電走行領域が設定されている。車速ＶＰと要求トルクＴＲＱとの組み合わせが属する走行領域に対応する走行モードを選択し、内燃機関の動力の変速段として、総合燃料消費率が最も小さな変速段を選択する。
【解決手段】車速ＶＰおよび駆動輪への要求トルクＴＲＱに対して、内燃機関の動力の変速段ごとに、走行モードの中でエンジン走行モードのときに小さな総合燃料消費率が得られるエンジン走行領域と、アシスト走行モードのときに小さな総合燃料消費率が得られるアシスト走行領域と、充電走行モードのときに小さな総合燃料消費率が得られる充電走行領域が設定されている。車速ＶＰと要求トルクＴＲＱとの組み合わせが属する走行領域に対応する走行モードを選択し、内燃機関の動力の変速段として、総合燃料消費率が最も小さ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】
この制御装置では、ハイブリッド車両の車速が所定値以下のときには、電動機およびバッテリによる回生を併用する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速段が選択されるとともに、モータ動力の変速段として２速段が選択される。また、選択されたエンジン動力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を、内燃機関の目標トルクとして設定する。そして、算出された目標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目標トルクの余剰分を用いて、電動機による発電が行われ、発電した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】
上述したように、この従来の制御装置では、車速が所定値以下のときに、内燃機関の目標トルクを最小燃費トルクに設定し、要求トルクに対する目標トルクの余剰分を電動機による回生に振り分ける。この余剰トルクは、電動機による発電・バッテリへの充電などを経て、電気エネルギとして回生されるとともに、その後のＥＶ走行モードやＨＥＶ走行モードにおいて、バッテリからの放電や電動機での機械エネルギへの変換を経て、ハイブリッド車両の駆動力として用いられる。このため、これらの過程における効率は、ハイブリッド車両全体としての燃料消費率、ひいては燃費に影響を及ぼす。
【０００６】
例えば、要求トルクと内燃機関の最小燃費トルクとの差が小さい場合には、その余剰分に相当する電動機の負荷が小さくなるため、電動機において走行エネルギを電気エネルギに変換する際の変換効率は、大きく低下する。したがって、従来の制御装置のように、内燃機関の目標トルクを最小燃費トルクに設定し、要求トルクに対する目標トルクの余剰分を電動機に振り分けるだけでは、内燃機関の燃料消費率は最小になるものの、ハイブリッド車両全体としての燃料消費率が必ずしも最小にはならず、最良の燃費が得られないおそれがある。
【０００７】
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、ハイブリッド車両の要求駆動力が最小燃料消費率相当の内燃機関の駆動力に近い場合でも、走行モードを適切に選択することによって、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ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１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（実施形態における（以下、本項において同じ）バッテリ５２）と、内燃機関３の機関出力軸（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において、ハイブリッド車両Ｖの走行モードは、内燃機関３の動力のみで走行するエンジン走行モードと、内燃機関３の動力を電動機４の動力でアシストしながら走行するアシスト走行モードと、内燃機関３の動力の一部を用いて電動機４および蓄電器で充電しながら走行する充電走行モードを含み、ハイブリッド車両Ｖの速度（車速ＶＰ）および駆動輪ＤＷに要求される要求駆動力（要求トルクＴＲＱ）に対して、内燃機関３の動力の変速段ごとに、走行モードの中でエンジン走行モードのときに小さな燃料消費（総合燃料消費率ＴＳＦＣ）が得られる領域であるエンジン走行領域と、走行モードの中でアシスト走行モードのときに小さな燃料消費が得られる領域であるアシスト走行領域と、走行モードの中で充電走行モードのときに小さな燃料消費が得られる領域である充電走行領域を設定する走行領域設定手段（総合燃料消費率マップ）と、ハイブリッド車両Ｖの速度と要求駆動力との組み合わせが属する走行領域に対応する走行モードを選択するとともに、内燃機関３の動力の変速段として、燃料消費が最も小さな変速段を選択する選択手段（ＥＣＵ２）と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、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。電動機の動力は、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。
【００１０】
また、走行領域設定手段により、ハイブリッド車両の速度および駆動輪に要求される要求駆動力に対して、内燃機関の動力の変速段ごとに、走行モードの間で小さな燃料消費が得られる領域として、エンジン走行領域、アシスト走行領域および充電走行領域が設定されている。そして、これらの走行領域のうち、ハイブリッド車両の速度と要求駆動力との組み合わせが属する走行領域を求め、それに対応する走行モードを選択する。これにより、より小さな燃料消費が得られる走行モードを適切に選択できる。また、内燃機関の動力の変速段として、燃料消費が最も小さな変速段を選択することにより、最小の燃料消費を得るのに適した変速段も併せて選択できる。したがって、以上のように選択された走行モードおよび内燃機関の動力の変速段により、ハイブリッド車両を運転することにより、要求駆動力が最小燃料消費率相当の内燃機関の駆動力に近い場合でも、より小さな燃料消費を得ることができ、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。
【００１１】
また、上述した走行領域をあらかじめ設定し、ハイブリッド車両の速度および要求駆動力に応じて参照するだけで、複雑な演算などを必要とすることなく、より小さな燃料消費率が得られる走行モードおよび内燃機関の動力の変速段を、容易かつ適切に決定することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、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、燃料消費は、内燃機関３へのハイブリッド車両Ｖの走行用の供給燃料量、内燃機関３の効率および第１および第２変速機構１１、３１の効率である機関駆動パラメータを用いて算出され、アシスト走行モードのときには、機関駆動パラメータに加えて、アシスト走行用の電力を蓄電器に充電するために内燃機関３に過去に供給された過去供給燃料量、蓄電器の放電効率、電動機４の駆動効率および第１および第２変速機構１１、３１の効率を用いて算出され、充電走行モードのときには、機関駆動パラメータに加えて、内燃機関３への電動機４による充電用の供給燃料量、内燃機関３の効率、第１および第２変速機構１１、３１の効率、電動機４の発電効率、蓄電器の充電効率、および蓄電器の電力を将来的にハイブリッド車両Ｖの走行に用いたときの効率である予測効率を用いて算出されることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、ハイブリッド車両の燃料消費を算出する際、走行モードごとに、上述したパラメータが用いられる。したがって、内燃機関、第１および第２変速機構、電動機および蓄電器の現在、過去および将来における損失などを反映させながら、燃料消費を精度良く算出でき、それに応じて、ハイブリッド車両の燃費をさらに向上させることができる。
【００１４】
前記目的を達成するために、請求項３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において、ハイブリッド車両Ｖ’の走行モードは、内燃機関３の動力のみで走行するエンジン走行モードと、内燃機関３の動力を電動機４の動力でアシストしながら走行するアシスト走行モードと、内燃機関３の動力の一部を用いて電動機４および蓄電器で充電しながら走行する充電走行モードを含み、ハイブリッド車両Ｖ’の速度（車速ＶＰ）および駆動輪ＤＷに要求される要求駆動力（要求トルクＴＲＱ）に対して、変速段ごとに、内燃機関３の燃料消費が最小になる最適燃費ラインを含み、走行モードの中でエンジン走行モードのときに小さな燃料消費（総合燃料消費率ＴＳＦＣ）が得られる領域であるエンジン走行領域と、エンジン走行領域よりも要求駆動力が大きな側に配置されたアシスト走行領域と、エンジン走行領域よりも要求駆動力が小さな側に配置された充電走行領域を設定する走行領域設定手段（総合燃料消費率マップ）と、ハイブリッド車両Ｖ’の速度と要求駆動力との組み合わせがエンジン走行領域に属するときに、走行モードとして、エンジン走行モードを選択する選択手段（ＥＣＵ２）と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、内燃機関の動力や電動機の動力は、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、走行領域設定手段により、ハイブリッド車両の速度および駆動輪に要求される要求駆動力に対して、変速段ごとに、走行モードの間でより小さな燃料消費が得られる領域として、内燃機関の燃料消費が最小になる最適燃費ラインを含むエンジン走行領域と、エンジン走行領域よりも要求駆動力が大きな側に配置されたアシスト走行領域と、エンジン走行領域よりも要求駆動力が小さな側に配置された充電走行領域が設定されている。
【００１６】
そして、ハイブリッド車両の速度と要求駆動力との組み合わせがエンジン走行領域に属するときには、走行モードとして、エンジン走行モードを選択する。したがって、この場合には、要求駆動力が最小燃料消費率相当の内燃機関の駆動力に一致せず、それに近いときでも、エンジン走行モードが選択されることで、より小さな燃料消費を得ることができ、ハイブリッド車両の燃費の向上を図ることができる。
【００１７】
また、設定された走行領域をハイブリッド車両の速度および要求駆動力に応じて参照するだけで、複雑な演算などを必要とすることなく、走行モードを容易且つ適切に決定できるとともに、エンジン走行モードとアシスト走行モードまたは充電走行モードとの切換を円滑に行うことができる。
【００１８】
前記目的を達成するために、請求項４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（実施形態における（以下、本項において同じ）バッテリ５２）と、内燃機関３の機関出力軸（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において、ハイブリッド車両Ｖの走行モードは、内燃機関３の動力のみで走行するエンジン走行モードと、内燃機関３の動力を電動機４の動力でアシストしながら走行するアシスト走行モードと、内燃機関３の動力の一部を用いて電動機４および蓄電器で充電しながら走行する充電走行モードを含み、ハイブリッド車両Ｖの速度（車速ＶＰ）および駆動輪ＤＷに要求される要求駆動力（要求トルクＴＲＱ）に対して、内燃機関３の動力の変速段ごとに、内燃機関３の燃料消費が最小になる最適燃費ラインを含み、走行モードの中でエンジン走行モードのときに小さな燃料消費（総合燃料消費率ＴＳＦＣ）が得られる領域であるエンジン走行領域と、エンジン走行領域よりも要求駆動力が大きな側に配置されたアシスト走行領域と、エンジン走行領域よりも要求駆動力が小さな側に配置された充電走行領域を設定する走行領域設定手段（総合燃料消費率マップ）と、ハイブリッド車両Ｖの速度と要求駆動力との組み合わせがエンジン走行領域に属するときに、走行モードとして、エンジン走行モードを選択する選択手段（ＥＣＵ２、図１０）と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係るハイブリッド車両の構成は、請求項１に係る発明と同じである。また、本発明によれば、請求項３と同様、ハイブリッド車両の速度および駆動輪に要求される要求駆動力に対して、内燃機関の動力の変速段ごとに、走行モードの間でより小さな燃料消費が得られる領域として、内燃機関の燃料消費が最小になる最適燃費ラインを含むエンジン走行領域と、エンジン走行領域よりも要求駆動力が大きな側および小さな側にそれぞれ配置されたアシスト走行領域および充電走行領域が設定されている。
【００２０】
そして、ハイブリッド車両の速度と要求駆動力との組み合わせがエンジン走行領域に属するときには、走行モードとして、エンジン走行モードを選択する。このように、要求駆動力が最小燃料消費率相当の内燃機関の駆動力に一致せず、それに近い場合には、エンジン走行モードが選択されることで、より小さな燃料消費を得ることができ、ハイブリッド車両の燃費の向上を図ることができる。また、設定された走行領域をハイブリッド車両の速度および要求駆動力に応じて参照するだけで、走行モードを容易且つ適切に決定できるとともに、エンジン走行モードとアシスト走行モードまたは充電走行モードとの切換を円滑に行うことができる。
【００２１】
請求項５に係る発明は、請求項１または４に記載のハイブリッド車両の制御装置において、内燃機関３の動力の変速段が第２変速機構３１の変速段である場合、当該変速段用のアシスト走行領域および充電走行領域はそれぞれ、最も小さな燃料消費が得られる、内燃機関３の動力の変速段と第１変速機構１１における電動機４の動力の変速段との組み合わせである変速パターンごとに、複数の領域に区分されており、選択手段は、複数の領域のうち、ハイブリッド車両Ｖの速度と要求駆動力との組み合わせが属する領域に対応する変速パターンを選択することを特徴とする。
【００２２】
請求項１または４の発明に係るハイブリッド車両では、内燃機関の動力が第２変速機構で変速されている場合、第１変速機構における電動機の動力の変速段として、内燃機関の動力の変速段と異なる変速段を選択することが可能である。また、電動機の効率は、電動機により力行を行う場合には、蓄電器の放電効率、電動機の駆動効率および第１変速機構の動力伝達効率を含み、電動機により回生を行う場合には、第１変速機構の動力伝達効率、電動機の発電効率および蓄電器の充電効率を含む。また、第１変速機構における電動機の動力の変速段が異なると、それに応じて電動機の回転数が変化するため、電動機の効率も変化する。
【００２３】
本発明によれば、内燃機関の動力の変速段が第２変速機構の変速段である場合、その変速段用のアシスト走行領域および充電走行領域はそれぞれ、最も小さな燃料消費が得られる変速パターン（内燃機関の動力の変速段と第１変速機構における電動機の動力の変速段との組み合わせ）ごとに、複数の領域に区分されている。そして、これらの複数の領域のうち、ハイブリッド車両の速度と要求駆動力との組み合わせが属する領域を求め、それに対応する変速パターンを選択する。これにより、内燃機関の動力の変速段が第２変速機構の変速段である場合、最小の燃料消費が得られる電動機の動力の変速段を適切に選択することができる。
【００２４】
請求項６に係る発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置において、電動機４および蓄電器の少なくとも一方の温度（バッテリ温度ＴＢ）が、電動機４および蓄電器の少なくとも一方に対して設定された所定温度以上のときに、電動機４の出力が制限されることを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、電動機および蓄電器の少なくとも一方の温度が、電動機および蓄電器の少なくとも一方に対して設定された所定温度以上のときに、すなわち、当該少なくとも一方が比較的高温状態にあるときに、電動機の出力が制限される。したがって、当該少なくとも一方の温度上昇を抑制することができる。
【００２６】
請求項７に係る発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置において、蓄電器の充電状態（充電状態ＳＯＣ）が所定値以下のときに、電動機４による回生量を増大させるように電動機４の動作を制御することを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、蓄電器の充電状態が所定値以下で、比較的小さいときに、電動機による回生量を増大させるように電動機の動作を制御するので、低下した蓄電器の充電状態を確実に回復させることができる。
【００２８】
請求項８に係る発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置において、ハイブリッド車両Ｖには、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Ｖの走行状況に応じて、変速段の選択を行うことを特徴とする。
【００２９】
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あらかじめ選択することができる。
【００３０】
請求項９に係る発明は、請求項５に記載のハイブリッド車両の制御装置において、内燃機関３の動力の変速段が第２変速機構３１の変速段である場合において、アクセルペダルの開度（アクセル開度ＡＰ）の変化量が所定値よりも大きいときには、電動機４の動力の変速段として、内燃機関３の動力の変速段よりも低速側の第１変速機構１１の変速段を用いたアシスト走行モードを選択することを特徴とする。
【００３１】
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、すなわち運転者からの加速要求が高いときには、電動機の動力の変速段として、内燃機関の動力の変速段よりも低速側の第１変速機構の変速段を用いたアシスト走行モードを選択する。これにより、加速要求に見合ったより大きなトルクを駆動輪に伝達でき、ドライバビリティを向上させることができる。
【００３２】
また、前記目的を達成するために、請求項１０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（実施形態における（以下、本項において同じ）バッテリ５２）と、内燃機関３の機関出力軸（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方法において、ハイブリッド車両Ｖの走行モードは、内燃機関３の動力のみで走行するエンジン走行モードと、内燃機関３の動力を電動機４の動力でアシストしながら走行するアシスト走行モードと、内燃機関３の動力の一部を用いて電動機４および蓄電器で充電しながら走行する充電走行モードを含み、ハイブリッド車両Ｖの速度（車速ＶＰ）および駆動輪ＤＷに要求される要求駆動力（要求トルクＴＲＱ）に対して、内燃機関３の動力の変速段ごとに、内燃機関３の燃料消費が最小になる最適燃費ラインよりも要求駆動力が大きな側に、エンジン走行モードのときに得られる燃料消費（総合燃料消費率ＴＳＦＣ）とアシスト走行モードのときに得られる燃料消費が互いに一致する点を結んだアシスト禁止ラインを設定するとともに、最適燃費ラインよりも要求駆動力が小さな側に、エンジン走行モードのときに得られる燃料消費と充電走行モードのときに得られる燃料消費が互いに一致する点を結んだ充電禁止ラインを設定し、内燃機関３の動力の変速段、ハイブリッド車両Ｖの速度および要求駆動力に応じ、要求駆動力がアシスト禁止ライン以下で充電禁止ライン以上のときに、エンジン走行モードを選択し（図１０のステップ３、５、６）、要求駆動力がアシスト禁止ラインの上側にあるときに、アシスト走行モードを選択し（ステップ３、４）、要求駆動力が充電禁止ラインの下側にあるときに、充電走行モードを選択する（ステップ５、７）ことを特徴とする。
【００３３】
本発明によれば、請求項１の発明と同様の構成のハイブリッド車両を対象として、制御が次のように行われる。まず、ハイブリッド車両の速度および要求駆動力に対して、内燃機関の動力の変速段ごとに、アシスト禁止ラインおよび充電禁止ラインを設定する。アシスト禁止ラインは、内燃機関の燃料消費が最小になる最適燃費ラインよりも要求駆動力が大きな側に設定されており、エンジン走行モードのときに得られる燃料消費とアシスト走行モードのときに得られる燃料消費が互いに一致する点を結んだものである。また、充電禁止ラインは、最適燃費ラインよりも要求駆動力が小さな側に設定されており、エンジン走行モードのときに得られる燃料消費と充電走行モードのときに得られる燃料消費が互いに一致する点を結んだものである。
【００３４】
そして、本発明によれば、ハイブリッド車両の速度および要求駆動力に応じ、要求駆動力がアシスト禁止ライン以下で充電禁止ライン以上のときには、エンジン走行モードを選択する。このように、要求駆動力が最小燃料消費率相当の内燃機関の駆動力に一致せず、それに近い場合には、エンジン走行モードが選択される。また、要求駆動力がアシスト禁止ラインの上側にあるときには、アシスト走行モードを選択し、要求駆動力が充電禁止ラインの下側にあるときには、充電走行モードを選択する。以上により、要求駆動力に応じて、走行モードを適切に選択し、いずれの走行モードにおいてもより小さな燃料消費を得ることができ、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。
【００３５】
また、ハイブリッド車両の速度および要求駆動力に応じて、アシスト禁止ラインおよび充電禁止ラインとの関係を参照するだけで、走行モードを容易且つ適切に決定できるとともに、エンジン走行モードとアシスト走行モードまたは充電走行モードとの切換を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【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】エンジン走行モードにおいて得られる総合燃料消費率を示すマップの一例である。
【図４】アシスト走行モードおよび充電走行モードにおいて得られる総合燃料消費率を示すマップの一例である。
【図５】走行モード間における総合燃料消費率の関係を示す図である。
【図６】内燃機関の動力の変速段が３速段のときの総合燃料消費率マップの一例である。
【図７】内燃機関の動力の変速段が４速段のときの総合燃料消費率マップの一例である。
【図８】内燃機関の動力の変速段が５速段のときの総合燃料消費率マップの一例である。
【図９】図６〜図８の総合燃料消費率マップによる走行モード間における総合燃料消費率の関係を示す図である。
【図１０】走行モード選択処理を示すフローチャートである。
【図１１】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】
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。この場合、ステータ４ａで発電される電力が制御されることによって、ロータ４ｂに伝達される動力が制御される。
【００４１】
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の動力を車両の駆動輪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。
【００４２】
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速段のうちの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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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速段のうちの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。
【００５３】
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速段のうちの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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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速段のうちの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。
【００６０】
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。
【００６１】
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と、リバースギヤ４３と、スリーブＳ５ａを有する第５シンクロクラッチＳ５を備えている。ハイブリッド車両Ｖを後進させる場合には、ＥＣＵ２による制御により、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。
【００６２】
また、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。
【００６３】
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（以下「バッテリ温度」という）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。
【００６４】
ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどから成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、実施形態では、ＥＣＵ２が選択手段および予測手段に相当する。
【００６５】
以上の構成のハイブリッド車両Ｖの走行モードには、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、減速回生モードおよびＥＮＧ始動モードが含まれる。各走行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、これらの走行モードについて順に説明する。
【００６６】
［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走行モードである。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。
【００６７】
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速段のうちの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３３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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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速段のうちの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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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の歯数比によって定まる６速段の変速比で変速される。
【００７８】
［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走行モードである。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速段のうちの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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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に伝達されるなお、ＥＶ走行モード中、第１変速機構１１の変速段は、モータ４の高い駆動効率が得られるように、設定される。
【００８３】
［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でアシストする走行モードである。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。
【００８４】
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、モータ動力の変速比は、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、モータ動力の変速比として、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。
【００８５】
［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に充電する走行モードである。充電走行モードでは、基本的に、エンジン３の良好な燃費が得られるように、エンジントルクを制御する。また、要求トルクＴＲＱに対するエンジントルクの余剰分を用いて、モータ４で発電が行われ、発電した電力がバッテリ５２に充電される（回生）。
【００８６】
アシスト走行モードの場合と同様、充電走行モード中、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、モータ動力の変速比は、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、モータ動力の変速比として、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。
【００８７】
次に、前述したＥＮＧ走行モード、アシスト走行モードまたは充電走行モードの選択と、各走行モードにおける変速段の選択について説明する。
【００８８】
まず、これらの選択に用いられる総合燃料消費率ＴＳＦＣについて説明する。この総合燃料消費率ＴＳＦＣ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、ハイブリッド車両の走行エネルギに最終的に変換されることを想定したときの、最終的な走行エネルギに対する燃料量の比であり、したがって、その値が小さいほど、ハイブリッド車両Ｖの燃費がより良いことを示す。
【００８９】
総合燃料消費率ＴＳＦＣは、ＥＮＧ走行モードのときには、エンジン３へのハイブリッド車両Ｖの走行用の供給燃料量、エンジン３の効率および第１および第２変速機構１１、３１の効率を用いて算出される。以下、これらの３つのパラメータを併せて「機関駆動パラメータ」という。
【００９０】
また、総合燃料消費率ＴＳＦＣは、アシスト走行モードのときには、上記の機関駆動パラメータに加えて、アシスト走行用の電力をバッテリ５２に充電するためにエンジン３に過去に供給された過去供給燃料量、バッテリ５２の放電効率、モータ４の駆動効率および第１および第２変速機構１１、３１の効率を用いて算出される。
【００９１】
さらに、総合燃料消費率ＴＳＦＣは、充電走行モードのときには、機関駆動パラメータに加えて、エンジン３へのモータ４による充電用の供給燃料量、エンジン３の効率、第１および第２変速機構１１、３１の効率、モータ４の発電効率、バッテリ５２の充電効率、およびバッテリ５２の電力を将来的にハイブリッド車両Ｖの走行に用いたときの効率である予測効率を用いて算出される。
【００９２】
以上のように算出される総合燃料消費率ＴＳＦＣは、エンジン３の燃料消費率だけでなく、第１および第２変速機構１１、３１の効率を反映し、アシスト走行モードまたは充電走行モードではさらに、モータ４の駆動効率および発電効率やバッテリ５２の放電効率および充電効率などを反映する。
【００９３】
次に、図３〜図５を参照しながら、前述したＥＮＧ走行モード、アシスト走行モードおよび充電走行モードにおいて得られるハイブリッド車両Ｖの総合燃料消費率ＴＳＦＣの関係について述べる。
【００９４】
図３のマップは、ＥＮＧ走行モードにおいて得られる総合燃料消費率ＴＳＦＣを、車速ＶＰ（横軸）および要求トルクＴＲＱ（縦軸）に対して規定したものである。図４のマップは、エンジン３をＢＳＦＣボトムトルクで運転したときに、アシスト走行モードまたは充電走行モードにおいて得られる総合燃料消費率ＴＳＦＣを、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに対して規定したものである。このＢＳＦＣボトムトルクは、エンジン３の変速段と車速ＶＰによって定まるエンジン回転数ＮＥに対して、エンジン３の最小の燃料消費率が得られるトルクである。
【００９５】
また、図５は、図３および図４のマップを同一の車速ＶＰＲＥＦで要求トルクＴＲＱに沿って切り取った総合燃料消費率ＴＳＦＣを、３つの走行モードについて並記したものである。なお、図示の便宜上、図５では、総合燃料消費率ＴＳＦＣの小さな側が、上側に示されており、したがって、同図の上側ほど、ハイブリッド車両Ｖの燃費が良いことを表す。
【００９６】
これらの図から分かるように、ＥＮＧ走行モードでは、総合燃料消費率ＴＳＦＣは、エンジントルクがＢＳＦＣボトムトルクのときに最小になる。また、このＢＳＦＣボトムトルクを含むその近傍のトルク範囲では、ＥＮＧ走行モードにおける総合燃料消費率ＴＳＦＣが、アシスト走行モードまたは充電走行モードにおける総合燃料消費率ＴＳＦＣよりも小さくなる（同図のハッチング部分）。これは、前述したように、このトルク範囲では、要求トルクＴＲＱとＢＳＦＣボトムトルクとの差が小さく、モータ４の負荷が小さいことから、モータ４の駆動効率または発電効率が低いためである。
【００９７】
以上から、このＢＳＦＣボトムトルクを含むトルク範囲では、アシスト走行または充電走行を行うよりも、エンジントルクをＢＳＦＣボトムトルクからずらしたエンジン走行を行う方が、より小さな総合燃料消費率ＴＳＦＣが得られ、ハイブリッド車両Ｖの燃費が向上することが分かる。
【００９８】
図６〜図８は、走行モードおよび変速段の選択に用いられる総合燃料消費率マップを示す。このような総合燃料消費率マップは、実際には、エンジン動力の変速段（１速段〜７速段）ごとに設定され、ＥＣＵ２に記憶されており、図６〜図８はそのうちの３速段〜５速段の例である。
【００９９】
これらの図に示すように、各総合燃料消費率マップは、図３および図４と同様、車速ＶＰ（横軸）および要求トルクＴＲＱ（縦軸）に対して、総合燃料消費率ＴＳＦＣを規定したものである。各総合燃料消費率マップには、ＥＮＧ（エンジン）走行領域と、それよりも要求トルクＴＲＱが大きな側のアシスト走行領域と、ＥＮＧ走行領域よりも要求トルクＴＲＱが下側の充電走行領域が設定されている。
【０１００】
ＥＮＧ走行領域は、エンジン動力の各変速段において、３つの走行モードの中でＥＮＧ走行モードのときに最も小さな総合燃料消費率ＴＳＦＣが得られる領域である。図５に関連して述べた関係から、ＥＮＧ走行領域は、ＢＳＦＣボトムトルクを結んだＢＳＦＣボトムラインを含んでおり、このＢＳＦＣボトムラインは、ＥＮＧ走行領域を横切るように延びている。
【０１０１】
同様に、アシスト走行領域は、３つの走行モードの中でアシスト走行モードのときに最も小さな総合燃料消費率ＴＳＦＣが得られる領域である。アシスト走行領域とＥＮＧ走行領域との境界線は、アシスト禁止ラインになっている。以上の定義から明らかなように、このアシスト禁止ラインは、ＥＮＧ走行モードのときに得られる総合燃料消費率ＴＳＦＣとアシスト走行モードのときに得られる総合燃料消費率ＴＳＦＣが互いに一致する点を結んだものである。
【０１０２】
充電走行領域は、３つの走行モードの中で充電走行モードのときに最も小さな総合燃料消費率ＴＳＦＣが得られる領域である。充電走行領域とＥＮＧ走行領域との境界線は、充電禁止ラインになっている。以上の定義から明らかなように、この充電禁止ラインは、ＥＮＧ走行モードのときに得られる総合燃料消費率ＴＳＦＣと充電走行モードのときに得られる総合燃料消費率ＴＳＦＣが互いに一致する点を結んだものである。図９は、以上の関係を示すために、図６〜図８のマップを同一の車速ＶＰＲＥＦで要求トルクＴＲＱに沿って切り取った総合燃料消費率ＴＳＦＣを並記したものである。
【０１０３】
以上の関係から、エンジン動力の変速段に対応する総合燃料消費率マップにおいて、エンジン車速ＶＰと要求トルクＴＲＱとの組み合わせがＥＮＧ走行領域に属する場合には、ＥＮＧ走行モードを選択することにより、アシスト走行領域に属する場合には、アシスト走行モードを選択することにより、充電走行領域に属する場合には、充電走行モードを選択することにより、そのエンジン動力の変速段において最小の総合燃料消費率ＴＳＦＣが得られる。
【０１０４】
また、エンジン動力の変速段が第２変速機構３１で設定される偶数段の場合、このエンジン動力の変速段と第１変速機構１１で設定されるモータ動力の変速段との組み合わせ（以下「変速パターン」という）を任意に選択することが可能であるとともに、総合燃料消費率ＴＳＦＣは変速パターンに応じて異なる。このため、図７に示すように、エンジン動力の偶数段用の総合燃料消費率マップでは、アシスト走行領域および充電走行領域は、最小の総合燃料消費率ＴＳＦＣが得られる変速パターンごとに、複数の領域に区分されている。なお、同図中の例えば「ＥＮＧ４／ＭＯＴ３」は、エンジン動力の変速段が４速段で、モータ動力の変速段が３速段である変速パターンを示す。
【０１０５】
したがって、エンジン動力の変速段が偶数段の場合には、以上のように設定された総合燃料消費率マップを、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じて検索し、両者の組み合わせが属する領域を求めることによって、最小の総合燃料消費率が得られる走行モードと、走行モードがアシスト走行モードまたは充電走行モードのときの変速パターンを選択することができる。
【０１０６】
図１０は、上述した総合燃料消費率マップを用い、エンジン動力の変速段に応じて走行モードを選択する走行モード選択処理を示す。本処理は、ＥＣＵ２により、所定時間ごとに実行される。
【０１０７】
本処理ではまず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、そのときに設定されているエンジン動力の変速段と車速ＶＰに応じて、アシスト禁止判定値ＴＡＳＴＮＧを算出する。具体的には、このエンジン動力の変速段用の総合燃料消費率マップを検索し、車速ＶＰに対応するアシスト禁止ライン上の要求トルクＴＲＱの値を読み出し、アシスト禁止判定値ＴＡＳＴＮＧとして設定する。
【０１０８】
次に、エンジン動力の変速段および車速ＶＰに応じて、充電禁止判定値ＴＣＨＧＮＧを算出する（ステップ２）。具体的には、総合燃料消費率マップを検索し、車速ＶＰに対応する充電禁止ライン上の要求トルクＴＲＱの値を読み出し、充電禁止判定値ＴＣＨＧＮＧとして設定する。
【０１０９】
次に、要求トルクＴＲＱがアシスト禁止判定値ＴＡＳＴＮＧよりも大きいか否かを判別する（ステップ３）。この答がＹＥＳのとき、すなわち、要求トルクＴＲＱがアシスト禁止ラインよりも上側にあり、車速ＶＰと要求トルクＴＲＱとの組み合わせがアシスト走行領域に属するときには、走行モードとして、アシスト走行モードを選択し（ステップ４）、本処理を終了する。
【０１１０】
上記ステップ３の答がＮＯのときには、要求トルクＴＲＱが充電禁止判定値ＴＣＨＧＮＧよりも小さいか否かを判別する（ステップ５）。この答がＮＯのとき、すなわち、要求トルクＴＲＱが、アシスト禁止ライン以下、かつ充電禁止ライン以上で、車速ＶＰと要求トルクＴＲＱとの組み合わせがＥＮＧ走行領域に属するときには、走行モードとして、ＥＮＧ走行モードを選択し（ステップ６）、本処理を終了する。
【０１１１】
また、上記ステップ５の答がＹＥＳのとき、すなわち、要求トルクＴＲＱが充電禁止ラインよりも下側にあり、車速ＶＰと要求トルクＴＲＱとの組み合わせが充電走行領域に属するときには、走行モードとして、充電走行モードを選択し（ステップ７）、本処理を終了する。
【０１１２】
以上の処理により、エンジン動力の変速段、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じて、最小の総合燃料処理率ＴＳＦＣが得られる走行モードを適切に選択することができる。
【０１１３】
なお、上述した処理は、すでに決定されたエンジン動力の変速段に応じて、走行モードを選択するものであるが、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じて、走行モードおよびエンジン動力の変速段などを同時に選択することもできる。
【０１１４】
すなわち、この場合にはまず、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じ、すべての総合燃料消費率マップを検索することによって、それぞれのエンジン動力の変速段における総合燃料消費率ＴＳＦＣを算出する。次に、算出されたこれらの総合燃料消費率ＴＳＦＣを互いに比較し、最小の総合燃料消費率ＴＳＦＣとそれを含む総合燃料消費率マップおよび走行領域を特定する。そして、特定された走行領域に対応する走行モードを選択するとともに、特定された総合燃料消費率マップに対応するエンジン動力の変速段を選択する。また、エンジン動力の変速段が偶数段の場合には、変速パターンを併せて選択する。
【０１１５】
以上により、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じて、最小の総合燃料消費率ＴＳＦＣが得られる走行モードおよび変速段を適切に選択することができる。
【０１１６】
さらに、上述した例は、エンジン動力の変速段ごとに設定された複数の総合燃料消費率マップを用いるものであるが、これらの複数の総合燃料消費率マップを統合した１つの総合燃料消費率マップを用いるようにしてもよい。すなわち、この場合には、上記の複数の総合燃料消費率マップをすべて重ね合わせ、それらのうち、最小の総合燃料消費率ＴＳＦＣを示す部分を残すことによって、１つの総合燃料消費率マップをあらかじめ設定する。そして、そのように統合された総合燃料消費率マップを、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じて検索し、両者の組み合わせが属する領域を特定することによって、１つの総合燃料消費率マップから、最小の総合燃料消費率ＴＳＦＣが得られる走行モードおよび変速段を容易かつ適切に選択することができる。
【０１１７】
また、ＥＣＵ２は、検出されたバッテリ５２の充電状態ＳＯＣが所定値以下のときには、充電状態ＳＯＣを回復させるために、充電走行モードにおいて、モータ４による回生量を増大させるようにモータ４の動作を制御する。この場合、回生量の増大分を補うように、エンジントルクを増大させる。
【０１１８】
さらに、アシスト走行モード中、検出されたバッテリ温度ＴＢが所定温度以上になったときには、モータ４の出力を制限し、モータ４によるエンジン３のアシストを制限する。この場合、アシストの制限分を補うように、エンジントルクを増大させる。
【０１１９】
また、エンジン動力の変速段が偶数段の場合において、アクセル開度ＡＰの変化量が所定値よりも大きいときには、モータ動力の変速段として、エンジン動力の変速段よりも低速側の第１変速機構１１の変速段を用いたアシスト走行モードを選択する。
【０１２０】
さらに、ＥＣＵ２は、前述したカーナビゲーションシステム６６から入力された、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、変速段の選択を行う。
【０１２１】
以上のように、本実施形態によれば、エンジン動力の変速段ごとにあらかじめ設定され、記憶された、図６〜図８に示すような総合燃料消費率マップに基づき、要求トルクＴＲＱがアシスト禁止ライン以下かつ充電禁止ライン以上で、車速ＶＰと要求トルクＴＲＱとの組み合わせがＥＮＧ走行領域に属するときには、ＥＮＧ走行モードを選択する（図１０のステップ３、５、６）。したがって、要求トルクＴＲＱがエンジン３のＢＳＦＣボトムトルクに近い場合でも、最小の総合燃料消費率を得ることができる。
【０１２２】
また、要求トルクＴＲＱがアシスト禁止ラインよりも上側にあり、車速ＶＰと要求トルクＴＲＱとの組み合わせがアシスト走行領域に属するときには、アシスト走行モードを選択し（ステップ３、４）、要求トルクＴＲＱが充電禁止ラインよりも下側にあり、車速ＶＰと要求トルクＴＲＱとの組み合わせがアシスト走行領域に属するときには、充電走行モードを選択する（ステップ５、７）。このように、要求トルクＴＲＱがエンジン４のＢＳＦＣボトムトルクから遠い場合には、アシスト走行モードまたは充電走行モードを選択することによって、最小の総合燃料消費率を得ることができる。以上のように、要求トルクＴＲＱとエンジン３のＢＳＦＣボトムトルクとの関係に応じて、最適な走行モードを選択し、最小の総合燃料消費率を得ることによって、ハイブリッド車両Ｖの燃費を向上させることができる。
【０１２３】
また、エンジン動力の変速段が偶数段の場合において、アシスト走行モードまたは充電走行モードを選択するときには、アシスト走行領域または充電走行領域内に区分された複数の領域から、車速ＶＰと要求トルクＴＲＱとの組み合わせが属する領域を特定することによって、最小の総合燃料消費率が得られる最適な変速パターンを選択することができる。
【０１２４】
さらに、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じて、すべての総合燃料消費率マップを検索し、最小の総合燃料消費率ＴＳＦＣを示す総合燃料消費率マップを特定することによって、最小の総合燃料消費率が得られる最適なエンジン動力の変速段を容易に選択することができる。
【０１２５】
また、上述した内容の総合燃料消費率マップをあらかじめ準備し、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じて参照するだけで、複雑な演算などを必要とすることなく、最小の総合燃料消費率ＴＳＦＣが得られる走行モードおよび変速段を、容易かつ適切に決定することができる。
【０１２６】
また、総合燃料消費率ＴＳＦＣを算出する際には、走行モードごとに、前述したパラメータが用いられる。したがって、エンジン３、第１および第２変速機構１１、３１、モータ４およびバッテリ５２の現在、過去および将来における損失などを反映させながら、総合燃料消費率ＴＳＦＣを精度良く算出でき、それに応じて、ハイブリッド車両Ｖの燃費をさらに向上させることができる。
【０１２７】
さらに、バッテリ５２の充電状態ＳＯＣが所定値以下のときに、充電走行モードにおいて、モータ４による回生量を増大させるようにモータ４の動作を制御するので、低下したバッテリ５２の充電状態ＳＯＣを確実に回復させることができる。また、バッテリ温度ＴＢが所定温度以上のときに、モータ４の出力を制限するので、バッテリ温度ＴＢの上昇を抑制することができる。さらに、エンジン動力の変速段が偶数段の場合において、アクセル開度ＡＰの変化量が所定値よりも大きくなったときに、モータ動力の変速段として、エンジン動力の変速段よりも低速側の第１変速機構１１の変速段を用いたアシスト走行モードを選択するので、加速要求に見合ったより大きなトルクを駆動輪ＤＷに伝達でき、ドライバビリティを向上させることができる。
【０１２８】
さらに、カーナビゲーションシステム６６からのデータに基づいて、ハイブリッド車両Ｖの走行状況を予測し、その結果に応じて変速段を選択するので、予測されるハイブリッド車両の走行状況に適した変速段をあらかじめ選択することができる。例えば、ハイブリッド車両Ｖが下り坂を走行すると予測されるときには、モータ４の高い発電効率が得られるような変速段を選択し、上り坂を走行すると予測されるときには、より大きなトルクを出力することが可能な低速側の変速段を選択することができる。
【０１２９】
また、本発明は、図１１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。このハイブリッド車両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る。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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、走行モードや変速段の選択が、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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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、エンジン走行領域、アシスト走行領域および充電走行領域を設定するためのパラメータとして、ハイブリッド車両の総合燃料消費率ＴＳＦＣを用いているが、これに限らず、ハイブリッド車両の燃料消費量を用いてもよい。また、実施形態では、上記の３つの走行領域を総合燃料消費率マップ中に設定し、マップ化しているが、これに限らない。例えば、エンジン走行領域とアシスト走行領域との境界線であるアシスト禁止ラインと、エンジン走行領域と充電走行領域との境界線である充電禁止ラインを、ＥＣＵ２に記憶し、これらの２つのアシスト・充電禁止ラインと要求トルクＴＲＱとの比較結果に基づいて、走行モードを選択してもよい。
【０１３５】
さらに、モータ４の出力の制限を、バッテリ温度ＴＢが所定温度以上のときに行っているが、これに代えて、または、これとともに、センサなどで検出されたモータ４の温度がそれに対する所定温度以上のときに行ってもよい。それにより、モータ４の温度の上昇を抑制することができる。
【０１３６】
また、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。また、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。
【０１３７】
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】
【０１３８】
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（選択手段、予測手段）
３ エンジン（内燃機関）
３ａ クランク軸（出力軸）
４ モータ（電動機）
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
ＶＰ 車速（ハイブリッド車両の速度）
ＴＳＦＣ ハイブリッド車両の総合燃料消費率
ＴＲＱ 要求トルク（要求駆動力）
ＴＢ バッテリ温度（蓄電器の温度）
ＳＯＣ バッテリの充電状態（蓄電器の充電状態）
【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】
この制御装置では、ハイブリッド車両の車速が所定値以下のときには、電動機およびバッテリによる回生を併用する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速段が選択されるとともに、モータ動力の変速段として２速段が選択される。また、選択されたエンジン動力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を、内燃機関の目標トルクとして設定する。そして、算出された目標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目標トルクの余剰分を用いて、電動機による発電が行われ、発電した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】
上述したように、この従来の制御装置では、車速が所定値以下のときに、内燃機関の目標トルクを最小燃費トルクに設定し、要求トルクに対する目標トルクの余剰分を電動機による回生に振り分ける。この余剰トルクは、電動機による発電・バッテリへの充電などを経て、電気エネルギとして回生されるとともに、その後のＥＶ走行モードやＨＥＶ走行モードにおいて、バッテリからの放電や電動機での機械エネルギへの変換を経て、ハイブリッド車両の駆動力として用いられる。このため、これらの過程における効率は、ハイブリッド車両全体としての燃料消費率、ひいては燃費に影響を及ぼす。
【０００６】
例えば、要求トルクと内燃機関の最小燃費トルクとの差が小さい場合には、その余剰分に相当する電動機の負荷が小さくなるため、電動機において走行エネルギを電気エネルギに変換する際の変換効率は、大きく低下する。したがって、従来の制御装置のように、内燃機関の目標トルクを最小燃費トルクに設定し、要求トルクに対する目標トルクの余剰分を電動機に振り分けるだけでは、内燃機関の燃料消費率は最小になるものの、ハイブリッド車両全体としての燃料消費率が必ずしも最小にはならず、最良の燃費が得られないおそれがある。
【０００７】
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、ハイブリッド車両の要求駆動力が最小燃料消費率相当の内燃機関の駆動力に近い場合でも、走行モードを適切に選択することによって、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ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１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（実施形態における（以下、本項において同じ）バッテリ５２）と、内燃機関３の機関出力軸（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において、ハイブリッド車両Ｖの走行モードは、内燃機関３の動力のみで走行するエンジン走行モードと、内燃機関３の動力を電動機４の動力でアシストしながら走行するアシスト走行モードと、内燃機関３の動力の一部を用いて電動機４および蓄電器で充電しながら走行する充電走行モードを含み、ハイブリッド車両Ｖの速度（車速ＶＰ）および駆動輪ＤＷに要求される要求駆動力（要求トルクＴＲＱ）に対して、内燃機関３の動力の変速段ごとに、走行モードの中でエンジン走行モードのときに小さな燃料消費（総合燃料消費率ＴＳＦＣ）が得られる領域であるエンジン走行領域と、走行モードの中でアシスト走行モードのときに小さな燃料消費が得られる領域であるアシスト走行領域と、走行モードの中で充電走行モードのときに小さな燃料消費が得られる領域である充電走行領域を設定する走行領域設定手段（総合燃料消費率マップ）と、ハイブリッド車両Ｖの速度と要求駆動力との組み合わせが属する走行領域に対応する走行モードを選択するとともに、内燃機関３の動力の変速段として、燃料消費が最も小さな変速段を選択する選択手段（ＥＣＵ２）と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、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。電動機の動力は、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。
【００１０】
また、走行領域設定手段により、ハイブリッド車両の速度および駆動輪に要求される要求駆動力に対して、内燃機関の動力の変速段ごとに、走行モードの間で小さな燃料消費が得られる領域として、エンジン走行領域、アシスト走行領域および充電走行領域が設定されている。そして、これらの走行領域のうち、ハイブリッド車両の速度と要求駆動力との組み合わせが属する走行領域を求め、それに対応する走行モードを選択する。これにより、より小さな燃料消費が得られる走行モードを適切に選択できる。また、内燃機関の動力の変速段として、燃料消費が最も小さな変速段を選択することにより、最小の燃料消費を得るのに適した変速段も併せて選択できる。したがって、以上のように選択された走行モードおよび内燃機関の動力の変速段により、ハイブリッド車両を運転することにより、要求駆動力が最小燃料消費率相当の内燃機関の駆動力に近い場合でも、より小さな燃料消費を得ることができ、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。
【００１１】
また、上述した走行領域をあらかじめ設定し、ハイブリッド車両の速度および要求駆動力に応じて参照するだけで、複雑な演算などを必要とすることなく、より小さな燃料消費率が得られる走行モードおよび内燃機関の動力の変速段を、容易かつ適切に決定することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、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、燃料消費は、内燃機関３へのハイブリッド車両Ｖの走行用の供給燃料量、内燃機関３の効率および第１および第２変速機構１１、３１の効率である機関駆動パラメータを用いて算出され、アシスト走行モードのときには、機関駆動パラメータに加えて、アシスト走行用の電力を蓄電器に充電するために内燃機関３に過去に供給された過去供給燃料量、蓄電器の放電効率、電動機４の駆動効率および第１および第２変速機構１１、３１の効率を用いて算出され、充電走行モードのときには、機関駆動パラメータに加えて、内燃機関３への電動機４による充電用の供給燃料量、内燃機関３の効率、第１および第２変速機構１１、３１の効率、電動機４の発電効率、蓄電器の充電効率、および蓄電器の電力を将来的にハイブリッド車両Ｖの走行に用いたときの効率である予測効率を用いて算出されることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、ハイブリッド車両の燃料消費を算出する際、走行モードごとに、上述したパラメータが用いられる。したがって、内燃機関、第１および第２変速機構、電動機および蓄電器の現在、過去および将来における損失などを反映させながら、燃料消費を精度良く算出でき、それに応じて、ハイブリッド車両の燃費をさらに向上させることができる。
【００１４】
前記目的を達成するために、請求項３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において、ハイブリッド車両Ｖ’の走行モードは、内燃機関３の動力のみで走行するエンジン走行モードと、内燃機関３の動力を電動機４の動力でアシストしながら走行するアシスト走行モードと、内燃機関３の動力の一部を用いて電動機４および蓄電器で充電しながら走行する充電走行モードを含み、ハイブリッド車両Ｖ’の速度（車速ＶＰ）および駆動輪ＤＷに要求される要求駆動力（要求トルクＴＲＱ）に対して、変速段ごとに、内燃機関３の燃料消費が最小になる最適燃費ラインを含み、走行モードの中でエンジン走行モードのときに小さな燃料消費（総合燃料消費率ＴＳＦＣ）が得られる領域であるエンジン走行領域と、エンジン走行領域よりも要求駆動力が大きな側に配置されたアシスト走行領域と、エンジン走行領域よりも要求駆動力が小さな側に配置された充電走行領域を設定する走行領域設定手段（総合燃料消費率マップ）と、ハイブリッド車両Ｖ’の速度と要求駆動力との組み合わせがエンジン走行領域に属するときに、走行モードとして、エンジン走行モードを選択する選択手段（ＥＣＵ２）と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、内燃機関の動力や電動機の動力は、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、走行領域設定手段により、ハイブリッド車両の速度および駆動輪に要求される要求駆動力に対して、変速段ごとに、走行モードの間でより小さな燃料消費が得られる領域として、内燃機関の燃料消費が最小になる最適燃費ラインを含むエンジン走行領域と、エンジン走行領域よりも要求駆動力が大きな側に配置されたアシスト走行領域と、エンジン走行領域よりも要求駆動力が小さな側に配置された充電走行領域が設定されている。
【００１６】
そして、ハイブリッド車両の速度と要求駆動力との組み合わせがエンジン走行領域に属するときには、走行モードとして、エンジン走行モードを選択する。したがって、この場合には、要求駆動力が最小燃料消費率相当の内燃機関の駆動力に一致せず、それに近いときでも、エンジン走行モードが選択されることで、より小さな燃料消費を得ることができ、ハイブリッド車両の燃費の向上を図ることができる。
【００１７】
また、設定された走行領域をハイブリッド車両の速度および要求駆動力に応じて参照するだけで、複雑な演算などを必要とすることなく、走行モードを容易且つ適切に決定できるとともに、エンジン走行モードとアシスト走行モードまたは充電走行モードとの切換を円滑に行うことができる。
【００１８】
前記目的を達成するために、請求項４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（実施形態における（以下、本項において同じ）バッテリ５２）と、内燃機関３の機関出力軸（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において、ハイブリッド車両Ｖの走行モードは、内燃機関３の動力のみで走行するエンジン走行モードと、内燃機関３の動力を電動機４の動力でアシストしながら走行するアシスト走行モードと、内燃機関３の動力の一部を用いて電動機４および蓄電器で充電しながら走行する充電走行モードを含み、ハイブリッド車両Ｖの速度（車速ＶＰ）および駆動輪ＤＷに要求される要求駆動力（要求トルクＴＲＱ）に対して、内燃機関３の動力の変速段ごとに、内燃機関３の燃料消費が最小になる最適燃費ラインを含み、走行モードの中でエンジン走行モードのときに小さな燃料消費（総合燃料消費率ＴＳＦＣ）が得られる領域であるエンジン走行領域と、エンジン走行領域よりも要求駆動力が大きな側に配置されたアシスト走行領域と、エンジン走行領域よりも要求駆動力が小さな側に配置された充電走行領域を設定する走行領域設定手段（総合燃料消費率マップ）と、ハイブリッド車両Ｖの速度と要求駆動力との組み合わせがエンジン走行領域に属するときに、走行モードとして、エンジン走行モードを選択する選択手段（ＥＣＵ２、図１０）と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係るハイブリッド車両の構成は、請求項１に係る発明と同じである。また、本発明によれば、請求項３と同様、ハイブリッド車両の速度および駆動輪に要求される要求駆動力に対して、内燃機関の動力の変速段ごとに、走行モードの間でより小さな燃料消費が得られる領域として、内燃機関の燃料消費が最小になる最適燃費ラインを含むエンジン走行領域と、エンジン走行領域よりも要求駆動力が大きな側および小さな側にそれぞれ配置されたアシスト走行領域および充電走行領域が設定されている。
【００２０】
そして、ハイブリッド車両の速度と要求駆動力との組み合わせがエンジン走行領域に属するときには、走行モードとして、エンジン走行モードを選択する。このように、要求駆動力が最小燃料消費率相当の内燃機関の駆動力に一致せず、それに近い場合には、エンジン走行モードが選択されることで、より小さな燃料消費を得ることができ、ハイブリッド車両の燃費の向上を図ることができる。また、設定された走行領域をハイブリッド車両の速度および要求駆動力に応じて参照するだけで、走行モードを容易且つ適切に決定できるとともに、エンジン走行モードとアシスト走行モードまたは充電走行モードとの切換を円滑に行うことができる。
【００２１】
請求項５に係る発明は、請求項１または４に記載のハイブリッド車両の制御装置において、内燃機関３の動力の変速段が第２変速機構３１の変速段である場合、当該変速段用のアシスト走行領域および充電走行領域はそれぞれ、最も小さな燃料消費が得られる、内燃機関３の動力の変速段と第１変速機構１１における電動機４の動力の変速段との組み合わせである変速パターンごとに、複数の領域に区分されており、選択手段は、複数の領域のうち、ハイブリッド車両Ｖの速度と要求駆動力との組み合わせが属する領域に対応する変速パターンを選択することを特徴とする。
【００２２】
請求項１または４の発明に係るハイブリッド車両では、内燃機関の動力が第２変速機構で変速されている場合、第１変速機構における電動機の動力の変速段として、内燃機関の動力の変速段と異なる変速段を選択することが可能である。また、電動機の効率は、電動機により力行を行う場合には、蓄電器の放電効率、電動機の駆動効率および第１変速機構の動力伝達効率を含み、電動機により回生を行う場合には、第１変速機構の動力伝達効率、電動機の発電効率および蓄電器の充電効率を含む。また、第１変速機構における電動機の動力の変速段が異なると、それに応じて電動機の回転数が変化するため、電動機の効率も変化する。
【００２３】
本発明によれば、内燃機関の動力の変速段が第２変速機構の変速段である場合、その変速段用のアシスト走行領域および充電走行領域はそれぞれ、最も小さな燃料消費が得られる変速パターン（内燃機関の動力の変速段と第１変速機構における電動機の動力の変速段との組み合わせ）ごとに、複数の領域に区分されている。そして、これらの複数の領域のうち、ハイブリッド車両の速度と要求駆動力との組み合わせが属する領域を求め、それに対応する変速パターンを選択する。これにより、内燃機関の動力の変速段が第２変速機構の変速段である場合、最小の燃料消費が得られる電動機の動力の変速段を適切に選択することができる。
【００２４】
請求項６に係る発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置において、電動機４および蓄電器の少なくとも一方の温度（バッテリ温度ＴＢ）が、電動機４および蓄電器の少なくとも一方に対して設定された所定温度以上のときに、電動機４の出力が制限されることを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、電動機および蓄電器の少なくとも一方の温度が、電動機および蓄電器の少なくとも一方に対して設定された所定温度以上のときに、すなわち、当該少なくとも一方が比較的高温状態にあるときに、電動機の出力が制限される。したがって、当該少なくとも一方の温度上昇を抑制することができる。
【００２６】
請求項７に係る発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置において、蓄電器の充電状態（充電状態ＳＯＣ）が所定値以下のときに、電動機４による回生量を増大させるように電動機４の動作を制御することを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、蓄電器の充電状態が所定値以下で、比較的小さいときに、電動機による回生量を増大させるように電動機の動作を制御するので、低下した蓄電器の充電状態を確実に回復させることができる。
【００２８】
請求項８に係る発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置において、ハイブリッド車両Ｖには、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Ｖの走行状況に応じて、変速段の選択を行うことを特徴とする。
【００２９】
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あらかじめ選択することができる。
【００３０】
請求項９に係る発明は、請求項５に記載のハイブリッド車両の制御装置において、内燃機関３の動力の変速段が第２変速機構３１の変速段である場合において、アクセルペダルの開度（アクセル開度ＡＰ）の変化量が所定値よりも大きいときには、電動機４の動力の変速段として、内燃機関３の動力の変速段よりも低速側の第１変速機構１１の変速段を用いたアシスト走行モードを選択することを特徴とする。
【００３１】
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、すなわち運転者からの加速要求が高いときには、電動機の動力の変速段として、内燃機関の動力の変速段よりも低速側の第１変速機構の変速段を用いたアシスト走行モードを選択する。これにより、加速要求に見合ったより大きなトルクを駆動輪に伝達でき、ドライバビリティを向上させることができる。
【００３２】
また、前記目的を達成するために、請求項１０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（実施形態における（以下、本項において同じ）バッテリ５２）と、内燃機関３の機関出力軸（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方法において、ハイブリッド車両Ｖの走行モードは、内燃機関３の動力のみで走行するエンジン走行モードと、内燃機関３の動力を電動機４の動力でアシストしながら走行するアシスト走行モードと、内燃機関３の動力の一部を用いて電動機４および蓄電器で充電しながら走行する充電走行モードを含み、ハイブリッド車両Ｖの速度（車速ＶＰ）および駆動輪ＤＷに要求される要求駆動力（要求トルクＴＲＱ）に対して、内燃機関３の動力の変速段ごとに、内燃機関３の燃料消費が最小になる最適燃費ラインよりも要求駆動力が大きな側に、エンジン走行モードのときに得られる燃料消費（総合燃料消費率ＴＳＦＣ）とアシスト走行モードのときに得られる燃料消費が互いに一致する点を結んだアシスト禁止ラインを設定するとともに、最適燃費ラインよりも要求駆動力が小さな側に、エンジン走行モードのときに得られる燃料消費と充電走行モードのときに得られる燃料消費が互いに一致する点を結んだ充電禁止ラインを設定し、内燃機関３の動力の変速段、ハイブリッド車両Ｖの速度および要求駆動力に応じ、要求駆動力がアシスト禁止ライン以下で充電禁止ライン以上のときに、エンジン走行モードを選択し（図１０のステップ３、５、６）、要求駆動力がアシスト禁止ラインの上側にあるときに、アシスト走行モードを選択し（ステップ３、４）、要求駆動力が充電禁止ラインの下側にあるときに、充電走行モードを選択する（ステップ５、７）ことを特徴とする。
【００３３】
本発明によれば、請求項１の発明と同様の構成のハイブリッド車両を対象として、制御が次のように行われる。まず、ハイブリッド車両の速度および要求駆動力に対して、内燃機関の動力の変速段ごとに、アシスト禁止ラインおよび充電禁止ラインを設定する。アシスト禁止ラインは、内燃機関の燃料消費が最小になる最適燃費ラインよりも要求駆動力が大きな側に設定されており、エンジン走行モードのときに得られる燃料消費とアシスト走行モードのときに得られる燃料消費が互いに一致する点を結んだものである。また、充電禁止ラインは、最適燃費ラインよりも要求駆動力が小さな側に設定されており、エンジン走行モードのときに得られる燃料消費と充電走行モードのときに得られる燃料消費が互いに一致する点を結んだものである。
【００３４】
そして、本発明によれば、ハイブリッド車両の速度および要求駆動力に応じ、要求駆動力がアシスト禁止ライン以下で充電禁止ライン以上のときには、エンジン走行モードを選択する。このように、要求駆動力が最小燃料消費率相当の内燃機関の駆動力に一致せず、それに近い場合には、エンジン走行モードが選択される。また、要求駆動力がアシスト禁止ラインの上側にあるときには、アシスト走行モードを選択し、要求駆動力が充電禁止ラインの下側にあるときには、充電走行モードを選択する。以上により、要求駆動力に応じて、走行モードを適切に選択し、いずれの走行モードにおいてもより小さな燃料消費を得ることができ、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。
【００３５】
また、ハイブリッド車両の速度および要求駆動力に応じて、アシスト禁止ラインおよび充電禁止ラインとの関係を参照するだけで、走行モードを容易且つ適切に決定できるとともに、エンジン走行モードとアシスト走行モードまたは充電走行モードとの切換を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【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】エンジン走行モードにおいて得られる総合燃料消費率を示すマップの一例である。
【図４】アシスト走行モードおよび充電走行モードにおいて得られる総合燃料消費率を示すマップの一例である。
【図５】走行モード間における総合燃料消費率の関係を示す図である。
【図６】内燃機関の動力の変速段が３速段のときの総合燃料消費率マップの一例である。
【図７】内燃機関の動力の変速段が４速段のときの総合燃料消費率マップの一例である。
【図８】内燃機関の動力の変速段が５速段のときの総合燃料消費率マップの一例である。
【図９】図６〜図８の総合燃料消費率マップによる走行モード間における総合燃料消費率の関係を示す図である。
【図１０】走行モード選択処理を示すフローチャートである。
【図１１】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】
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。この場合、ステータ４ａで発電される電力が制御されることによって、ロータ４ｂに伝達される動力が制御される。
【００４１】
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の動力を車両の駆動輪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。
【００４２】
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速段のうちの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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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速段のうちの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。
【００５３】
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速段のうちの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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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速段のうちの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。
【００６０】
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。
【００６１】
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と、リバースギヤ４３と、スリーブＳ５ａを有する第５シンクロクラッチＳ５を備えている。ハイブリッド車両Ｖを後進させる場合には、ＥＣＵ２による制御により、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。
【００６２】
また、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。
【００６３】
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（以下「バッテリ温度」という）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。
【００６４】
ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどから成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、実施形態では、ＥＣＵ２が選択手段および予測手段に相当する。
【００６５】
以上の構成のハイブリッド車両Ｖの走行モードには、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、減速回生モードおよびＥＮＧ始動モードが含まれる。各走行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、これらの走行モードについて順に説明する。
【００６６】
［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走行モードである。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。
【００６７】
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速段のうちの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３３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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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速段のうちの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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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の歯数比によって定まる６速段の変速比で変速される。
【００７８】
［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走行モードである。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速段のうちの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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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に伝達されるなお、ＥＶ走行モード中、第１変速機構１１の変速段は、モータ４の高い駆動効率が得られるように、設定される。
【００８３】
［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でアシストする走行モードである。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。
【００８４】
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、モータ動力の変速比は、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、モータ動力の変速比として、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。
【００８５】
［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に充電する走行モードである。充電走行モードでは、基本的に、エンジン３の良好な燃費が得られるように、エンジントルクを制御する。また、要求トルクＴＲＱに対するエンジントルクの余剰分を用いて、モータ４で発電が行われ、発電した電力がバッテリ５２に充電される（回生）。
【００８６】
アシスト走行モードの場合と同様、充電走行モード中、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、モータ動力の変速比は、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、モータ動力の変速比として、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。
【００８７】
次に、前述したＥＮＧ走行モード、アシスト走行モードまたは充電走行モードの選択と、各走行モードにおける変速段の選択について説明する。
【００８８】
まず、これらの選択に用いられる総合燃料消費率ＴＳＦＣについて説明する。この総合燃料消費率ＴＳＦＣ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、ハイブリッド車両の走行エネルギに最終的に変換されることを想定したときの、最終的な走行エネルギに対する燃料量の比であり、したがって、その値が小さいほど、ハイブリッド車両Ｖの燃費がより良いことを示す。
【００８９】
総合燃料消費率ＴＳＦＣは、ＥＮＧ走行モードのときには、エンジン３へのハイブリッド車両Ｖの走行用の供給燃料量、エンジン３の効率および第１および第２変速機構１１、３１の効率を用いて算出される。以下、これらの３つのパラメータを併せて「機関駆動パラメータ」という。
【００９０】
また、総合燃料消費率ＴＳＦＣは、アシスト走行モードのときには、上記の機関駆動パラメータに加えて、アシスト走行用の電力をバッテリ５２に充電するためにエンジン３に過去に供給された過去供給燃料量、バッテリ５２の放電効率、モータ４の駆動効率および第１および第２変速機構１１、３１の効率を用いて算出される。
【００９１】
さらに、総合燃料消費率ＴＳＦＣは、充電走行モードのときには、機関駆動パラメータに加えて、エンジン３へのモータ４による充電用の供給燃料量、エンジン３の効率、第１および第２変速機構１１、３１の効率、モータ４の発電効率、バッテリ５２の充電効率、およびバッテリ５２の電力を将来的にハイブリッド車両Ｖの走行に用いたときの効率である予測効率を用いて算出される。
【００９２】
以上のように算出される総合燃料消費率ＴＳＦＣは、エンジン３の燃料消費率だけでなく、第１および第２変速機構１１、３１の効率を反映し、アシスト走行モードまたは充電走行モードではさらに、モータ４の駆動効率および発電効率やバッテリ５２の放電効率および充電効率などを反映する。
【００９３】
次に、図３〜図５を参照しながら、前述したＥＮＧ走行モード、アシスト走行モードおよび充電走行モードにおいて得られるハイブリッド車両Ｖの総合燃料消費率ＴＳＦＣの関係について述べる。
【００９４】
図３のマップは、ＥＮＧ走行モードにおいて得られる総合燃料消費率ＴＳＦＣを、車速ＶＰ（横軸）および要求トルクＴＲＱ（縦軸）に対して規定したものである。図４のマップは、エンジン３をＢＳＦＣボトムトルクで運転したときに、アシスト走行モードまたは充電走行モードにおいて得られる総合燃料消費率ＴＳＦＣを、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに対して規定したものである。このＢＳＦＣボトムトルクは、エンジン３の変速段と車速ＶＰによって定まるエンジン回転数ＮＥに対して、エンジン３の最小の燃料消費率が得られるトルクである。
【００９５】
また、図５は、図３および図４のマップを同一の車速ＶＰＲＥＦで要求トルクＴＲＱに沿って切り取った総合燃料消費率ＴＳＦＣを、３つの走行モードについて並記したものである。なお、図示の便宜上、図５では、総合燃料消費率ＴＳＦＣの小さな側が、上側に示されており、したがって、同図の上側ほど、ハイブリッド車両Ｖの燃費が良いことを表す。
【００９６】
これらの図から分かるように、ＥＮＧ走行モードでは、総合燃料消費率ＴＳＦＣは、エンジントルクがＢＳＦＣボトムトルクのときに最小になる。また、このＢＳＦＣボトムトルクを含むその近傍のトルク範囲では、ＥＮＧ走行モードにおける総合燃料消費率ＴＳＦＣが、アシスト走行モードまたは充電走行モードにおける総合燃料消費率ＴＳＦＣよりも小さくなる（同図のハッチング部分）。これは、前述したように、このトルク範囲では、要求トルクＴＲＱとＢＳＦＣボトムトルクとの差が小さく、モータ４の負荷が小さいことから、モータ４の駆動効率または発電効率が低いためである。
【００９７】
以上から、このＢＳＦＣボトムトルクを含むトルク範囲では、アシスト走行または充電走行を行うよりも、エンジントルクをＢＳＦＣボトムトルクからずらしたエンジン走行を行う方が、より小さな総合燃料消費率ＴＳＦＣが得られ、ハイブリッド車両Ｖの燃費が向上することが分かる。
【００９８】
図６〜図８は、走行モードおよび変速段の選択に用いられる総合燃料消費率マップを示す。このような総合燃料消費率マップは、実際には、エンジン動力の変速段（１速段〜７速段）ごとに設定され、ＥＣＵ２に記憶されており、図６〜図８はそのうちの３速段〜５速段の例である。
【００９９】
これらの図に示すように、各総合燃料消費率マップは、図３および図４と同様、車速ＶＰ（横軸）および要求トルクＴＲＱ（縦軸）に対して、総合燃料消費率ＴＳＦＣを規定したものである。各総合燃料消費率マップには、ＥＮＧ（エンジン）走行領域と、それよりも要求トルクＴＲＱが大きな側のアシスト走行領域と、ＥＮＧ走行領域よりも要求トルクＴＲＱが下側の充電走行領域が設定されている。
【０１００】
ＥＮＧ走行領域は、エンジン動力の各変速段において、３つの走行モードの中でＥＮＧ走行モードのときに最も小さな総合燃料消費率ＴＳＦＣが得られる領域である。図５に関連して述べた関係から、ＥＮＧ走行領域は、ＢＳＦＣボトムトルクを結んだＢＳＦＣボトムラインを含んでおり、このＢＳＦＣボトムラインは、ＥＮＧ走行領域を横切るように延びている。
【０１０１】
同様に、アシスト走行領域は、３つの走行モードの中でアシスト走行モードのときに最も小さな総合燃料消費率ＴＳＦＣが得られる領域である。アシスト走行領域とＥＮＧ走行領域との境界線は、アシスト禁止ラインになっている。以上の定義から明らかなように、このアシスト禁止ラインは、ＥＮＧ走行モードのときに得られる総合燃料消費率ＴＳＦＣとアシスト走行モードのときに得られる総合燃料消費率ＴＳＦＣが互いに一致する点を結んだものである。
【０１０２】
充電走行領域は、３つの走行モードの中で充電走行モードのときに最も小さな総合燃料消費率ＴＳＦＣが得られる領域である。充電走行領域とＥＮＧ走行領域との境界線は、充電禁止ラインになっている。以上の定義から明らかなように、この充電禁止ラインは、ＥＮＧ走行モードのときに得られる総合燃料消費率ＴＳＦＣと充電走行モードのときに得られる総合燃料消費率ＴＳＦＣが互いに一致する点を結んだものである。図９は、以上の関係を示すために、図６〜図８のマップを同一の車速ＶＰＲＥＦで要求トルクＴＲＱに沿って切り取った総合燃料消費率ＴＳＦＣを並記したものである。
【０１０３】
以上の関係から、エンジン動力の変速段に対応する総合燃料消費率マップにおいて、エンジン車速ＶＰと要求トルクＴＲＱとの組み合わせがＥＮＧ走行領域に属する場合には、ＥＮＧ走行モードを選択することにより、アシスト走行領域に属する場合には、アシスト走行モードを選択することにより、充電走行領域に属する場合には、充電走行モードを選択することにより、そのエンジン動力の変速段において最小の総合燃料消費率ＴＳＦＣが得られる。
【０１０４】
また、エンジン動力の変速段が第２変速機構３１で設定される偶数段の場合、このエンジン動力の変速段と第１変速機構１１で設定されるモータ動力の変速段との組み合わせ（以下「変速パターン」という）を任意に選択することが可能であるとともに、総合燃料消費率ＴＳＦＣは変速パターンに応じて異なる。このため、図７に示すように、エンジン動力の偶数段用の総合燃料消費率マップでは、アシスト走行領域および充電走行領域は、最小の総合燃料消費率ＴＳＦＣが得られる変速パターンごとに、複数の領域に区分されている。なお、同図中の例えば「ＥＮＧ４／ＭＯＴ３」は、エンジン動力の変速段が４速段で、モータ動力の変速段が３速段である変速パターンを示す。
【０１０５】
したがって、エンジン動力の変速段が偶数段の場合には、以上のように設定された総合燃料消費率マップを、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じて検索し、両者の組み合わせが属する領域を求めることによって、最小の総合燃料消費率が得られる走行モードと、走行モードがアシスト走行モードまたは充電走行モードのときの変速パターンを選択することができる。
【０１０６】
図１０は、上述した総合燃料消費率マップを用い、エンジン動力の変速段に応じて走行モードを選択する走行モード選択処理を示す。本処理は、ＥＣＵ２により、所定時間ごとに実行される。
【０１０７】
本処理ではまず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、そのときに設定されているエンジン動力の変速段と車速ＶＰに応じて、アシスト禁止判定値ＴＡＳＴＮＧを算出する。具体的には、このエンジン動力の変速段用の総合燃料消費率マップを検索し、車速ＶＰに対応するアシスト禁止ライン上の要求トルクＴＲＱの値を読み出し、アシスト禁止判定値ＴＡＳＴＮＧとして設定する。
【０１０８】
次に、エンジン動力の変速段および車速ＶＰに応じて、充電禁止判定値ＴＣＨＧＮＧを算出する（ステップ２）。具体的には、総合燃料消費率マップを検索し、車速ＶＰに対応する充電禁止ライン上の要求トルクＴＲＱの値を読み出し、充電禁止判定値ＴＣＨＧＮＧとして設定する。
【０１０９】
次に、要求トルクＴＲＱがアシスト禁止判定値ＴＡＳＴＮＧよりも大きいか否かを判別する（ステップ３）。この答がＹＥＳのとき、すなわち、要求トルクＴＲＱがアシスト禁止ラインよりも上側にあり、車速ＶＰと要求トルクＴＲＱとの組み合わせがアシスト走行領域に属するときには、走行モードとして、アシスト走行モードを選択し（ステップ４）、本処理を終了する。
【０１１０】
上記ステップ３の答がＮＯのときには、要求トルクＴＲＱが充電禁止判定値ＴＣＨＧＮＧよりも小さいか否かを判別する（ステップ５）。この答がＮＯのとき、すなわち、要求トルクＴＲＱが、アシスト禁止ライン以下、かつ充電禁止ライン以上で、車速ＶＰと要求トルクＴＲＱとの組み合わせがＥＮＧ走行領域に属するときには、走行モードとして、ＥＮＧ走行モードを選択し（ステップ６）、本処理を終了する。
【０１１１】
また、上記ステップ５の答がＹＥＳのとき、すなわち、要求トルクＴＲＱが充電禁止ラインよりも下側にあり、車速ＶＰと要求トルクＴＲＱとの組み合わせが充電走行領域に属するときには、走行モードとして、充電走行モードを選択し（ステップ７）、本処理を終了する。
【０１１２】
以上の処理により、エンジン動力の変速段、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じて、最小の総合燃料処理率ＴＳＦＣが得られる走行モードを適切に選択することができる。
【０１１３】
なお、上述した処理は、すでに決定されたエンジン動力の変速段に応じて、走行モードを選択するものであるが、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じて、走行モードおよびエンジン動力の変速段などを同時に選択することもできる。
【０１１４】
すなわち、この場合にはまず、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じ、すべての総合燃料消費率マップを検索することによって、それぞれのエンジン動力の変速段における総合燃料消費率ＴＳＦＣを算出する。次に、算出されたこれらの総合燃料消費率ＴＳＦＣを互いに比較し、最小の総合燃料消費率ＴＳＦＣとそれを含む総合燃料消費率マップおよび走行領域を特定する。そして、特定された走行領域に対応する走行モードを選択するとともに、特定された総合燃料消費率マップに対応するエンジン動力の変速段を選択する。また、エンジン動力の変速段が偶数段の場合には、変速パターンを併せて選択する。
【０１１５】
以上により、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じて、最小の総合燃料消費率ＴＳＦＣが得られる走行モードおよび変速段を適切に選択することができる。
【０１１６】
さらに、上述した例は、エンジン動力の変速段ごとに設定された複数の総合燃料消費率マップを用いるものであるが、これらの複数の総合燃料消費率マップを統合した１つの総合燃料消費率マップを用いるようにしてもよい。すなわち、この場合には、上記の複数の総合燃料消費率マップをすべて重ね合わせ、それらのうち、最小の総合燃料消費率ＴＳＦＣを示す部分を残すことによって、１つの総合燃料消費率マップをあらかじめ設定する。そして、そのように統合された総合燃料消費率マップを、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じて検索し、両者の組み合わせが属する領域を特定することによって、１つの総合燃料消費率マップから、最小の総合燃料消費率ＴＳＦＣが得られる走行モードおよび変速段を容易かつ適切に選択することができる。
【０１１７】
また、ＥＣＵ２は、検出されたバッテリ５２の充電状態ＳＯＣが所定値以下のときには、充電状態ＳＯＣを回復させるために、充電走行モードにおいて、モータ４による回生量を増大させるようにモータ４の動作を制御する。この場合、回生量の増大分を補うように、エンジントルクを増大させる。
【０１１８】
さらに、アシスト走行モード中、検出されたバッテリ温度ＴＢが所定温度以上になったときには、モータ４の出力を制限し、モータ４によるエンジン３のアシストを制限する。この場合、アシストの制限分を補うように、エンジントルクを増大させる。
【０１１９】
また、エンジン動力の変速段が偶数段の場合において、アクセル開度ＡＰの変化量が所定値よりも大きいときには、モータ動力の変速段として、エンジン動力の変速段よりも低速側の第１変速機構１１の変速段を用いたアシスト走行モードを選択する。
【０１２０】
さらに、ＥＣＵ２は、前述したカーナビゲーションシステム６６から入力された、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、変速段の選択を行う。
【０１２１】
以上のように、本実施形態によれば、エンジン動力の変速段ごとにあらかじめ設定され、記憶された、図６〜図８に示すような総合燃料消費率マップに基づき、要求トルクＴＲＱがアシスト禁止ライン以下かつ充電禁止ライン以上で、車速ＶＰと要求トルクＴＲＱとの組み合わせがＥＮＧ走行領域に属するときには、ＥＮＧ走行モードを選択する（図１０のステップ３、５、６）。したがって、要求トルクＴＲＱがエンジン３のＢＳＦＣボトムトルクに近い場合でも、最小の総合燃料消費率を得ることができる。
【０１２２】
また、要求トルクＴＲＱがアシスト禁止ラインよりも上側にあり、車速ＶＰと要求トルクＴＲＱとの組み合わせがアシスト走行領域に属するときには、アシスト走行モードを選択し（ステップ３、４）、要求トルクＴＲＱが充電禁止ラインよりも下側にあり、車速ＶＰと要求トルクＴＲＱとの組み合わせがアシスト走行領域に属するときには、充電走行モードを選択する（ステップ５、７）。このように、要求トルクＴＲＱがエンジン４のＢＳＦＣボトムトルクから遠い場合には、アシスト走行モードまたは充電走行モードを選択することによって、最小の総合燃料消費率を得ることができる。以上のように、要求トルクＴＲＱとエンジン３のＢＳＦＣボトムトルクとの関係に応じて、最適な走行モードを選択し、最小の総合燃料消費率を得ることによって、ハイブリッド車両Ｖの燃費を向上させることができる。
【０１２３】
また、エンジン動力の変速段が偶数段の場合において、アシスト走行モードまたは充電走行モードを選択するときには、アシスト走行領域または充電走行領域内に区分された複数の領域から、車速ＶＰと要求トルクＴＲＱとの組み合わせが属する領域を特定することによって、最小の総合燃料消費率が得られる最適な変速パターンを選択することができる。
【０１２４】
さらに、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じて、すべての総合燃料消費率マップを検索し、最小の総合燃料消費率ＴＳＦＣを示す総合燃料消費率マップを特定することによって、最小の総合燃料消費率が得られる最適なエンジン動力の変速段を容易に選択することができる。
【０１２５】
また、上述した内容の総合燃料消費率マップをあらかじめ準備し、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じて参照するだけで、複雑な演算などを必要とすることなく、最小の総合燃料消費率ＴＳＦＣが得られる走行モードおよび変速段を、容易かつ適切に決定することができる。
【０１２６】
また、総合燃料消費率ＴＳＦＣを算出する際には、走行モードごとに、前述したパラメータが用いられる。したがって、エンジン３、第１および第２変速機構１１、３１、モータ４およびバッテリ５２の現在、過去および将来における損失などを反映させながら、総合燃料消費率ＴＳＦＣを精度良く算出でき、それに応じて、ハイブリッド車両Ｖの燃費をさらに向上させることができる。
【０１２７】
さらに、バッテリ５２の充電状態ＳＯＣが所定値以下のときに、充電走行モードにおいて、モータ４による回生量を増大させるようにモータ４の動作を制御するので、低下したバッテリ５２の充電状態ＳＯＣを確実に回復させることができる。また、バッテリ温度ＴＢが所定温度以上のときに、モータ４の出力を制限するので、バッテリ温度ＴＢの上昇を抑制することができる。さらに、エンジン動力の変速段が偶数段の場合において、アクセル開度ＡＰの変化量が所定値よりも大きくなったときに、モータ動力の変速段として、エンジン動力の変速段よりも低速側の第１変速機構１１の変速段を用いたアシスト走行モードを選択するので、加速要求に見合ったより大きなトルクを駆動輪ＤＷに伝達でき、ドライバビリティを向上させることができる。
【０１２８】
さらに、カーナビゲーションシステム６６からのデータに基づいて、ハイブリッド車両Ｖの走行状況を予測し、その結果に応じて変速段を選択するので、予測されるハイブリッド車両の走行状況に適した変速段をあらかじめ選択することができる。例えば、ハイブリッド車両Ｖが下り坂を走行すると予測されるときには、モータ４の高い発電効率が得られるような変速段を選択し、上り坂を走行すると予測されるときには、より大きなトルクを出力することが可能な低速側の変速段を選択することができる。
【０１２９】
また、本発明は、図１１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。このハイブリッド車両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る。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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、走行モードや変速段の選択が、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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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、エンジン走行領域、アシスト走行領域および充電走行領域を設定するためのパラメータとして、ハイブリッド車両の総合燃料消費率ＴＳＦＣを用いているが、これに限らず、ハイブリッド車両の燃料消費量を用いてもよい。また、実施形態では、上記の３つの走行領域を総合燃料消費率マップ中に設定し、マップ化しているが、これに限らない。例えば、エンジン走行領域とアシスト走行領域との境界線であるアシスト禁止ラインと、エンジン走行領域と充電走行領域との境界線である充電禁止ラインを、ＥＣＵ２に記憶し、これらの２つのアシスト・充電禁止ラインと要求トルクＴＲＱとの比較結果に基づいて、走行モードを選択してもよい。
【０１３５】
さらに、モータ４の出力の制限を、バッテリ温度ＴＢが所定温度以上のときに行っているが、これに代えて、または、これとともに、センサなどで検出されたモータ４の温度がそれに対する所定温度以上のときに行ってもよい。それにより、モータ４の温度の上昇を抑制することができる。
【０１３６】
また、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。また、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。
【０１３７】
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】
【０１３８】
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（選択手段、予測手段）
３ エンジン（内燃機関）
３ａ クランク軸（出力軸）
４ モータ（電動機）
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
ＶＰ 車速（ハイブリッド車両の速度）
ＴＳＦＣ ハイブリッド車両の総合燃料消費率
ＴＲＱ 要求トルク（要求駆動力）
ＴＢ バッテリ温度（蓄電器の温度）
ＳＯＣ バッテリの充電状態（蓄電器の充電状態）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記ハイブリッド車両の走行モードは、前記内燃機関の動力のみで走行するエンジン走行モードと、前記内燃機関の動力を前記電動機の動力でアシストしながら走行するアシスト走行モードと、前記内燃機関の動力の一部を用いて前記電動機および前記蓄電器で充電しながら走行する充電走行モードを含み、
前記ハイブリッド車両の速度および前記駆動輪に要求される要求駆動力に対して、前記内燃機関の動力の変速段ごとに、前記走行モードの中で前記エンジン走行モードのときに小さな燃料消費が得られる領域であるエンジン走行領域と、前記走行モードの中で前記アシスト走行モードのときに小さな燃料消費が得られる領域であるアシスト走行領域と、前記走行モードの中で前記充電走行モードのときに小さな燃料消費が得られる領域である充電走行領域を設定する走行領域設定手段と、
前記ハイブリッド車両の速度と前記要求駆動力との組み合わせが属する走行領域に対応する走行モードを選択するとともに、前記内燃機関の動力の変速段として、燃料消費が最も小さな変速段を選択する選択手段と、
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】
前記燃料消費は、前記エンジン走行モードのときには、前記内燃機関への前記ハイブリッド車両の走行用の供給燃料量、当該内燃機関の効率および前記第１および第２変速機構の効率である機関駆動パラメータを用いて算出され、前記アシスト走行モードのときには、前記機関駆動パラメータに加えて、アシスト走行用の電力を前記蓄電器に充電するために前記内燃機関に過去に供給された過去供給燃料量、前記蓄電器の放電効率、前記電動機の駆動効率および前記第１および第２変速機構の効率を用いて算出され、前記充電走行モードのときには、前記機関駆動パラメータに加えて、前記内燃機関への前記電動機による充電用の供給燃料量、前記内燃機関の効率、前記第１および第２変速機構の効率、前記電動機の発電効率、前記蓄電器の充電効率、および前記蓄電器の電力を将来的に前記ハイブリッド車両の走行に用いたときの効率である予測効率を用いて算出され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】
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、
前記ハイブリッド車両の走行モードは、前記内燃機関の動力のみで走行するエンジン走行モードと、前記内燃機関の動力を前記電動機の動力でアシストしながら走行するアシスト走行モードと、前記内燃機関の動力の一部を用いて前記電動機および前記蓄電器で充電しながら走行する充電走行モードを含み、
前記ハイブリッド車両の速度および前記駆動輪に要求される要求駆動力に対して、変速段ごとに、前記内燃機関の燃料消費が最小になる最適燃費ラインを含み、前記走行モードの中で前記エンジン走行モードのときに小さな燃料消費が得られる領域であるエンジン走行領域と、当該エンジン走行領域よりも前記要求駆動力が大きな側に配置されたアシスト走行領域と、前記エンジン走行領域よりも前記要求駆動力が小さな側に配置された充電走行領域を設定する走行領域設定手段と、
前記ハイブリッド車両の速度と前記要求駆動力との組み合わせが前記エンジン走行領域内に属するときに、前記走行モードとして、前記エンジン走行モードを選択する選択手段と、
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４】
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、
前記ハイブリッド車両の走行モードは、前記内燃機関の動力のみで走行するエンジン走行モードと、前記内燃機関の動力を前記電動機の動力でアシストしながら走行するアシスト走行モードと、前記内燃機関の動力の一部を用いて前記電動機および前記蓄電器で充電しながら走行する充電走行モードを含み、
前記ハイブリッド車両の速度および前記駆動輪に要求される要求駆動力に対して、前記内燃機関の動力の変速段ごとに、前記内燃機関の燃料消費が最小になる最適燃費ラインを含み、前記走行モードの中で前記エンジン走行モードのときに小さな燃料消費が得られる領域であるエンジン走行領域と、当該エンジン走行領域よりも前記要求駆動力が大きな側に配置されたアシスト走行領域と、前記エンジン走行領域よりも前記要求駆動力が小さな側に配置された充電走行領域を設定する走行領域設定手段と、
前記ハイブリッド車両の速度と前記要求駆動力との組み合わせが前記エンジン走行領域に属するときに、前記走行モードとして、前記エンジン走行モードを選択する選択手段と、
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５】
前記内燃機関の動力の変速段が前記第２変速機構の変速段である場合、当該変速段用の前記アシスト走行領域および充電走行領域はそれぞれ、最も小さな燃料消費が得られる、前記内燃機関の動力の変速段と前記第１変速機構における前記電動機の動力の変速段との組み合わせである変速パターンごとに、複数の領域に区分されており、
前記選択手段は、前記複数の領域のうち、前記ハイブリッド車両の速度と前記要求駆動力との組み合わせが属する領域に対応する変速パターンを選択することを特徴とする、請求項１または４に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
前記電動機および前記蓄電器の少なくとも一方の温度が、当該少なくとも一方に対して設定された所定温度以上のときに、前記電動機の出力が制限されることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
前記蓄電器の充電状態が所定値以下のときに、前記電動機による回生量を増大させるように前記電動機の動作を制御することを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項８】
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、
当該予測されたハイブリッド車両の走行状況に応じて、前記変速段の選択を行うことを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項９】
前記内燃機関の動力の変速段が前記第２変速機構の変速段である場合において、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は、前記電動機の動力の変速段として、前記内燃機関の動力の変速段よりも低速側の第１変速機構の変速段を用いたアシスト走行モードを選択することを特徴とする、請求項５に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１０】
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、
前記ハイブリッド車両の走行モードは、前記内燃機関の動力のみで走行するエンジン走行モードと、前記内燃機関の動力を前記電動機の動力でアシストしながら走行するアシスト走行モードと、前記内燃機関の動力の一部を用いて前記電動機および前記蓄電器で充電しながら走行する充電走行モードを含み、
前記ハイブリッド車両の速度および前記駆動輪に要求される要求駆動力に対して、前記内燃機関の動力の変速段ごとに、記内燃機関の燃料消費が最小になる最適燃費ラインよりも前記要求駆動力が大きな側に、前記エンジン走行モードのときに得られる燃料消費と前記アシスト走行モードのときに得られる燃料消費が互いに一致する点を結んだアシスト禁止ラインを設定するとともに、前記最適燃費ラインよりも前記要求駆動力が小さな側に、前記エンジン走行モードのときに得られる燃料消費と前記充電走行モードのときに得られる燃料消費が互いに一致する点を結んだ充電禁止ラインを設定し、
前記内燃機関の動力の変速段、前記ハイブリッド車両の速度および前記要求駆動力に応じ、当該要求駆動力が前記アシスト禁止ライン以下で前記充電禁止ライン以上のときに、前記エンジン走行モードを選択し、前記要求駆動力が前記アシスト禁止ラインの上側にあるときに、前記アシスト走行モードを選択し、前記要求駆動力が前記充電禁止ラインの下側にあるときに、前記充電走行モードを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】
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、
前記ハイブリッド車両の走行モードは、前記内燃機関の動力のみで走行するエンジン走行モードと、前記内燃機関の動力を前記電動機の動力でアシストしながら走行するアシスト走行モードと、前記内燃機関の動力の一部を用いて前記電動機および前記蓄電器で充電しながら走行する充電走行モードを含み、
前記ハイブリッド車両の速度および前記駆動輪に要求される要求駆動力に対して、前記内燃機関の動力の変速段ごとに、前記走行モードの中で前記エンジン走行モードのときに小さな燃料消費が得られる領域であるエンジン走行領域と、前記走行モードの中で前記アシスト走行モードのときに小さな燃料消費が得られる領域であるアシスト走行領域と、前記走行モードの中で前記充電走行モードのときに小さな燃料消費が得られる領域である充電走行領域を設定する走行領域設定手段と、
前記ハイブリッド車両の速度と前記要求駆動力との組み合わせが属する走行領域に対応する走行モードを選択するとともに、前記内燃機関の動力の変速段として、燃料消費が最も小さな変速段を選択する選択手段と、
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】
前記燃料消費は、前記エンジン走行モードのときには、前記内燃機関への前記ハイブリッド車両の走行用の供給燃料量、当該内燃機関の効率および前記第１および第２変速機構の効率である機関駆動パラメータを用いて算出され、前記アシスト走行モードのときには、前記機関駆動パラメータに加えて、アシスト走行用の電力を前記蓄電器に充電するために前記内燃機関に過去に供給された過去供給燃料量、前記蓄電器の放電効率、前記電動機の駆動効率および前記第１および第２変速機構の効率を用いて算出され、前記充電走行モードのときには、前記機関駆動パラメータに加えて、前記内燃機関への前記電動機による充電用の供給燃料量、前記内燃機関の効率、前記第１および第２変速機構の効率、前記電動機の発電効率、前記蓄電器の充電効率、および前記蓄電器の電力を将来的に前記ハイブリッド車両の走行に用いたときの効率である予測効率を用いて算出され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】
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、
前記ハイブリッド車両の走行モードは、前記内燃機関の動力のみで走行するエンジン走行モードと、前記内燃機関の動力を前記電動機の動力でアシストしながら走行するアシスト走行モードと、前記内燃機関の動力の一部を用いて前記電動機および前記蓄電器で充電しながら走行する充電走行モードを含み、
前記ハイブリッド車両の速度および前記駆動輪に要求される要求駆動力に対して、変速段ごとに、前記内燃機関の燃料消費が最小になる最適燃費ラインを含み、前記走行モードの中で前記エンジン走行モードのときに小さな燃料消費が得られる領域であるエンジン走行領域と、当該エンジン走行領域よりも前記要求駆動力が大きな側に配置されたアシスト走行領域と、前記エンジン走行領域よりも前記要求駆動力が小さな側に配置された充電走行領域を設定する走行領域設定手段と、
前記ハイブリッド車両の速度と前記要求駆動力との組み合わせが前記エンジン走行領域内に属するときに、前記走行モードとして、前記エンジン走行モードを選択する選択手段と、
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４】
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、
前記ハイブリッド車両の走行モードは、前記内燃機関の動力のみで走行するエンジン走行モードと、前記内燃機関の動力を前記電動機の動力でアシストしながら走行するアシスト走行モードと、前記内燃機関の動力の一部を用いて前記電動機および前記蓄電器で充電しながら走行する充電走行モードを含み、
前記ハイブリッド車両の速度および前記駆動輪に要求される要求駆動力に対して、前記内燃機関の動力の変速段ごとに、前記内燃機関の燃料消費が最小になる最適燃費ラインを含み、前記走行モードの中で前記エンジン走行モードのときに小さな燃料消費が得られる領域であるエンジン走行領域と、当該エンジン走行領域よりも前記要求駆動力が大きな側に配置されたアシスト走行領域と、前記エンジン走行領域よりも前記要求駆動力が小さな側に配置された充電走行領域を設定する走行領域設定手段と、
前記ハイブリッド車両の速度と前記要求駆動力との組み合わせが前記エンジン走行領域に属するときに、前記走行モードとして、前記エンジン走行モードを選択する選択手段と、
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５】
前記内燃機関の動力の変速段が前記第２変速機構の変速段である場合、当該変速段用の前記アシスト走行領域および充電走行領域はそれぞれ、最も小さな燃料消費が得られる、前記内燃機関の動力の変速段と前記第１変速機構における前記電動機の動力の変速段との組み合わせである変速パターンごとに、複数の領域に区分されており、
前記選択手段は、前記複数の領域のうち、前記ハイブリッド車両の速度と前記要求駆動力との組み合わせが属する領域に対応する変速パターンを選択することを特徴とする、請求項１または４に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
前記電動機および前記蓄電器の少なくとも一方の温度が、当該少なくとも一方に対して設定された所定温度以上のときに、前記電動機の出力が制限されることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
前記蓄電器の充電状態が所定値以下のときに、前記電動機による回生量を増大させるように前記電動機の動作を制御することを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項８】
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、
当該予測されたハイブリッド車両の走行状況に応じて、前記変速段の選択を行うことを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項９】
前記内燃機関の動力の変速段が前記第２変速機構の変速段である場合において、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は、前記電動機の動力の変速段として、前記内燃機関の動力の変速段よりも低速側の第１変速機構の変速段を用いたアシスト走行モードを選択することを特徴とする、請求項５に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１０】
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、
前記ハイブリッド車両の走行モードは、前記内燃機関の動力のみで走行するエンジン走行モードと、前記内燃機関の動力を前記電動機の動力でアシストしながら走行するアシスト走行モードと、前記内燃機関の動力の一部を用いて前記電動機および前記蓄電器で充電しながら走行する充電走行モードを含み、
前記ハイブリッド車両の速度および前記駆動輪に要求される要求駆動力に対して、前記内燃機関の動力の変速段ごとに、記内燃機関の燃料消費が最小になる最適燃費ラインよりも前記要求駆動力が大きな側に、前記エンジン走行モードのときに得られる燃料消費と前記アシスト走行モードのときに得られる燃料消費が互いに一致する点を結んだアシスト禁止ラインを設定するとともに、前記最適燃費ラインよりも前記要求駆動力が小さな側に、前記エンジン走行モードのときに得られる燃料消費と前記充電走行モードのときに得られる燃料消費が互いに一致する点を結んだ充電禁止ラインを設定し、
前記内燃機関の動力の変速段、前記ハイブリッド車両の速度および前記要求駆動力に応じ、当該要求駆動力が前記アシスト禁止ライン以下で前記充電禁止ライン以上のときに、前記エンジン走行モードを選択し、前記要求駆動力が前記アシスト禁止ラインの上側にあるときに、前記アシスト走行モードを選択し、前記要求駆動力が前記充電禁止ラインの下側にあるときに、前記充電走行モードを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７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−５２８０４（Ｐ２０１３−５２８０４Ａ）
【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２０１１−１９３０２５（Ｐ２０１１−１９３０２５）
【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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