ハイブリッド車両の制御装置
【課題】モード切替可能なハイブリッド車両において、動力伝達効率の低下を抑制す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。
【解決手段】走行モードとして、ＥＶモードと、シリーズモードと、パラレルモードと、を有するハイブリッド車両の制御装置において、ＳＯＣが高いときに、前記ＥＶモードと、前記パラレルモードとの間で走行モードを走行状態に応じて切り替える高ＳＯＣ走行状態となり、ＳＯＣが低いときに、前記シリーズモードと、前記パラレルモードとの間で走行モードを走行状態に応じて切り替える低ＳＯＣ走行状態となり、高ＳＯＣ走行状態ではでは、現在のバッテリ２２の充電状態で、ハイブリッド車両がＥＶモードで走行可能な距離である予測走行可能距離Ｌ２が、所定距離Ｌ１より小さい場合、ＥＶモードとパラレルモードとの間の切り替えを前記パラレルモードに切り替わりやすくする。
【解決手段】走行モードとして、ＥＶモードと、シリーズモードと、パラレルモードと、を有するハイブリッド車両の制御装置において、ＳＯＣが高いときに、前記ＥＶモードと、前記パラレルモードとの間で走行モードを走行状態に応じて切り替える高ＳＯＣ走行状態となり、ＳＯＣが低いときに、前記シリーズモードと、前記パラレルモードとの間で走行モードを走行状態に応じて切り替える低ＳＯＣ走行状態となり、高ＳＯＣ走行状態ではでは、現在のバッテリ２２の充電状態で、ハイブリッド車両がＥＶモードで走行可能な距離である予測走行可能距離Ｌ２が、所定距離Ｌ１より小さい場合、ＥＶモードとパラレルモードとの間の切り替えを前記パラレルモードに切り替わりやすくする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関と電気モータとを動力源として走行可能なハイブリッド車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料の燃焼によりトルクを出力する内燃機関と、電力の供給によりトルクを出力する電気モータとを搭載し、この内燃機関と電気モータのトルクを車輪に伝達することで走行可能とするハイブリッド車両が知られている。このうち、車両にクラッチ機構を設け、クラッチ機構の連結または解放により、電気モータのトルクだけで車輪を駆動するＥＶモードと、内燃機関から出力する動力で発電機を回転させて発電し、その発電した電力を用いて電気モータを作動し、電気モータから出力されるトルクで車輪を駆動するシリーズモードと、内燃機関と電気モータの両者のトルクにより車輪を駆動するパラレルモードとの切り替えが可能であるハイブリッド車両が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
また、下記の特許文献１には、ハイブリッド車両において、内燃機関と電動機との間に、クラッチ機構を設け、バッテリの充電状態（State-of-Charge：以下、「ＳＯＣ」と記す）、車速に応じて、走行モードの切り替えを行うＥＶモード、またはシリーズモードと、パラレルモードとの切替式ハイブリッド車両の制御装置が開示されている。
【０００４】
さらに、バッテリのＳＯＣが高いほど、車速が高い点で車両の走行モードをパラレルモードに切り替え、走行経路における燃料消費量を最小限に抑制することも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２９８８０５号公報
【特許文献２】特開２００８−７４２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述のように、走行モードの切り替えを行うＥＶモード、またはシリーズモードと、パラレルモードとの切替式ハイブリッド車両において、パラレルモードでは、内燃機関と電気モータの両者のトルクにより車輪を駆動するため、エンジン効率が低く、動力伝達効率が高い。また、シリーズモードでは、内燃機関から出力する動力で発電機を回転させて発電させ、発電機で発生する電力によって電気モータを作動させて、車輪を駆動するため、エンジン効率が高く、動力伝達効率が低い。このため、システム全体としては、シリーズモードはパラレルモードに比べてエネルギ効率が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、モード切替可能なハイブリッド車両において、エネルギ効率の低下を抑制す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】
【０００８】
本発明は、内燃機関と、内燃機関から出力される動力により発電、あるいは内燃機関を始動する第一モータジェネレータと、少なくとも駆動輪に動力を出力する第二モータジェネレータと、内燃機関および第二モータジェネレータから出力される動力を駆動輪に伝達する動力伝達機構と、第一モータジェネレータおよび第二モータジェネレータに接続され、充放電が可能なバッテリと、を備え、走行モードとして、バッテリから供給される電力によって、第二モータジェネレータから出力される動力のみで駆動輪を駆動するＥＶモードと、内燃機関から出力される動力で、第一モータジェネレータを回転させて発電し、その発電した電力を用いて、第二モータジェネレータを駆動し、第二モータジェネレータから出力される動力で駆動輪を駆動するシリーズモードと、内燃機関と第二モータジェネレータの両者から出力される動力により駆動輪を駆動するパラレルモードと、を有するハイブリッド車両の制御装置において、ＳＯＣが高いときに、前記ＥＶモードと、前記パラレルモードとの間で走行モードを走行状態に応じて切り替える高ＳＯＣ走行状態となり、ＳＯＣが低いときに、前記シリーズモードと、前記パラレルモードとの間で走行モードを走行状態に応じて切り替える低ＳＯＣ走行状態となり、高ＳＯＣ走行状態では、現在のバッテリの充電状態で、ハイブリッド車両がＥＶモードで走行可能な距離である予測走行可能距離が、所定距離より小さい場合、ＥＶモードとパラレルモードとの間の切り替えを前記パラレルモードに切り替わりやすくすることを特徴とする。
【０００９】
上記のハイブリッド車両の制御装置において、高ＳＯＣ走行状態では、ハイブリッド車両の車速が所定の第一車速より大きくなる場合、ＥＶモードから、パラレルモードへの切替が行われ、予測走行可能距離が、所定距離より小さい場合、前記第一車速を小さくすることが好ましい。
【００１０】
上記のハイブリッド車両の制御装置において、低ＳＯＣ走行状態では、ハイブリッド車両の車速が所定の第二車速より大きくなる場合、シリーズモードから、パラレルモードへの切替が行われ、バッテリの充電状態が高いほど、第二車速を小さくすることが好ましい。
【００１１】
上記のハイブリッド車両の制御装置において、低ＳＯＣ走行状態では、パラレルモードで駆動輪を駆動する際に、内燃機関によって駆動輪を駆動する場合における最大駆動力が、第二モータジェネレータによって駆動輪を駆動する場合における最大駆動力より小さい場合、バッテリから供給される電力によって、第二モータジェネレータを駆動することを許可することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、車両が高ＳＯＣ走行状態でＥＶ走行モードからパラレル走行モードに切り替えやすくなり、バッテリのＳＯＣ低下が抑制されるので、低ＳＯＣ走行状態となって、シリーズモードで車両が走行する頻度が減るため、車両全体としてのエネルギ効率が良くなり、燃費が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態に係る車両の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、噛合い式クラッチの構成図である。
【図３】図３は、ＥＶモードにおける車両の動力伝達経路図である。
【図４】図４は、シリーズモードにおける車両の動力伝達経路図である。
【図５】図５は、パラレルモードにおける車両の動力伝達経路図である。
【図６】図６は、高ＳＯＣ走行状態における駆動力線図である。
【図７】図７は、高ＳＯＣ走行状態においてパラレルモード領域を拡げた駆動力線図である。
【図８】図８は、低ＳＯＣ走行状態における駆動力線図である。
【図９】図９は、低ＳＯＣ走行状態においてパラレルモード領域を拡げた駆動力線図である。
【図１０】図１０は、ＨＶＥＣＵが実行する車両制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態（以下、「実施形態」と記す）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記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。
【００１５】
実施形態に係る車両の概略構成について、図１、図２を用いて説明する。図１は、車両の概略構成を示す模式図である。図２は、噛合い式クラッチの構成図である。
【００１６】
図１に示すように、車両１は、駆動輪９４を回転駆動して推進するために、原動機として、内燃機関１０と、発電可能な電動機である第一モータジェネレータ（以下、「ＭＧ１」と称する），第二モータジェネレータ（以下、「ＭＧ２」と称する）とを備えた、いわゆる「ハイブリッド車両」である。ＭＧ１，ＭＧ２は、後述する係合機構５０、動力伝達機構８０と共に、駆動装置２０（いわゆるハイブリッド・トランスアクスル）を構成している。駆動装置２０は、内燃機関１０と結合されて動力出力装置（パワープラント）を構成し、車両１に搭載されている。
【００１７】
車両１には、内燃機関１０及びＭＧ１，ＭＧ２を協調して制御する制御手段として、車両用の電子制御装置（以下、「ＨＶＥＣＵ」と記す）３０が設けられている。ＨＶＥＣＵ３０には、各種制御装置に入力信号や、出力信号の入出力を行う入出力ポート（Ｉ／Ｏ）（図示せず）や、各種マップなどが記憶されているＲＯＭ（図示せず）が設けられている。ＨＶＥＣＵ３０により制御されて、車両１は、内燃機関１０とＭＧ１，ＭＧ２を原動機として併用又は選択使用することが可能に構成されている。
【００１８】
内燃機関１０は、燃料を燃焼させることにより燃料のエネルギを機械的仕事に変換して出力する熱機関であり、ピストン往復動機関である。内燃機関１０は、図示しない燃料噴射装置、スロットル弁装置、及び各種センサ等を有しており、これら装置は、後述する内燃機関制御装置（以下、「エンジンＥＣＵ」と記す）３１により制御される。内燃機関１０の出力軸（以下、「出力軸」と記す）１１には、後述する係合機構５０が結合されている。内燃機関１０は、出力軸１１から駆動輪９４に向けて機械的動力を出力する。内燃機関１０が出力軸１１から出力する機械的動力（以下、「機関出力」と記す）は、後述するエンジンＥＣＵ３１により制御可能となっている。内燃機関１０には、出力軸１１の回転角位置（以下、「クランク角」と記す）を検出する図示しないクランク角センサが設けられており、クランク角に係る信号をエンジンＥＣＵ３１に送出している。
【００１９】
エンジンＥＣＵ３１は、ＨＶＥＣＵ３０から出力された要求出力に基づいて内燃機関１０の運転制御を行うものである。具体的には、エンジンＥＣＵ３１は、この要求出力に基づいて、噴射信号、点火信号、開度信号などを内燃機関１０に出力し、これらの出力信号によりこの内燃機関１０に供給される燃料の燃料供給量や噴射タイミングなどの燃料噴射制御、図示しない点火プラグの点火制御、内燃機関１０の図示しない吸気系統に設けられたスロットル弁の開度制御などが行われる。なお、エンジンＥＣＵ３１に入力された内燃機関１０の運転状態に基づく情報、例えばクランク角センサ により検出された機関回転数などは、ＨＶＥＣＵ３０に出力される。
【００２０】
駆動装置２０には、原動機としてＭＧ１，ＭＧ２が設けられている。ＭＧ１及びＭＧ２は、供給された電力を機械的動力に変換する電動機としての機能と、入力された機械的動力を電力に変換する発電機としての機能とを兼ね備えた、いわゆるモータジェネレータである。ＭＧ１は、主に発電機として用いられ、一方、ＭＧ２は、主に電動機として用いられる。
【００２１】
ＭＧ１およびＭＧ２は、同期モータであり、それぞれ回転軸６１，６４と、ロータ６２，６５と、ステータ６３，６６とにより構成されている。回転軸６１，６４には、永久磁石であるロータ６２，６５が複数個それぞれ固定されている。ステータ６３，６６は、それぞれロータ６２，６５と対向する位置に配置され、図示しないハウジングに固定されている。ＭＧ１，ＭＧ２には、それぞれロータ６２，６５の回転角位置を検出するレゾルバ（図示せず）が設けられており、ロータ６２，６５の回転角位置に係る信号を、後述するモータ制御装置（以下、「モータＥＣＵ」と記す）３２に送出している。
【００２２】
また、駆動装置２０には、ＭＧ１，ＭＧ２に電力を供給する電力供給装置として、インバータ２１が設けられている。インバータ２１は、ステータ６３，６６に接続されている。インバータ２１は、バッテリ２２から供給される直流電力を交流電力に変換して、それぞれ対応するＭＧ１，ＭＧ２に供給することが可能に構成されている。また、ＭＧ１，ＭＧ２からの交流電力を直流電力に変換して後述するバッテリ２２に回収可能に構成されている。インバータ２１の電力供給及び電力回収は、後述するモータＥＣＵ３２により制御される。
【００２３】
また、駆動装置２０には、ＭＧ１，ＭＧ２を制御するためのモータＥＣＵ３２が設けられている。モータＥＣＵ３２は、ＨＶＥＣＵ３０から要求トルク、及び要求回転速度に係る信号を受け、インバータ２１を制御することで、ＭＧ１，ＭＧ２のそれぞれについて、ロータ６２，６５の回転速度（以下、「モータ回転速度」と記す）と、ロータ６２，６５から出力する機械的動力（以下、「モータ出力」と記す）とを調整することが可能となっている。
【００２４】
また、駆動装置２０には、内燃機関１０及びＭＧ１，ＭＧ２が出力した機械的動力を駆動輪９４に伝達する手段として、内燃機関１０とＭＧ１と動力伝達機構８０との係合状態を変更する係合機構５０と、内燃機関１０およびＭＧ２から出力される機械的動力を駆動輪９４に伝達する動力伝達機構８０とが設けられている。
【００２５】
内燃機関１０と、ＭＧ１と、動力伝達機構８０との機械的な接続関係を切り替える係合機構５０の具体的な構成について説明する。係合機構５０は、複数の係合部材５１，５２，５３とスリーブ５４とからなる噛合い式クラッチにより構成される。
【００２６】
係合機構５０は、図２に示すように、内燃機関１０、動力伝達機構８０、ＭＧ１を互いに連結、解放するものである。係合機構５０は、内燃機関１０とＭＧ１とを連結し、内燃機関１０と動力伝達機構８０との連結を解放する第一係合状態と、内燃機関１０と動力伝達機構８０とを連結し、内燃機関１０とＭＧ１との連結を解放する第二係合状態とのいずれかの状態を構成するものである。係合機構５０は、第一係合部材５１と、第二係合部材５２と、第三係合部材５３と、スリーブ５４とにより構成されている。
【００２７】
第一係合部材５１は、出力軸１１に固定されるものである。第一係合部材５１は、リング形状であり、例えば内周面に形成されたスプラインと、出力軸１１の外周面に形成されたスプラインとがスプライン嵌合することで、出力軸１１に固定される。第一係合部材５１は、ＭＧ１の回転軸６１に固定される第三係合部材５３と第二係合部材５２との間に位置する。第一係合部材５１には、外周面に第一係合部材係合部５１ａが形成されている。第一係合部材係合部５１ａは、第一係合部材５１の外周面から径方向外側に突出して形成されている。第一係合部材係合部５１ａは、第一係合部材５１に対して等間隔に円周上に複数個形成されている。
【００２８】
第二係合部材５２は、後述する動力伝達機構８０の入力軸（以下、「入力軸」と記す）８１に固定されるものである。第二係合部材５２は、実施形態では、ダンパ１２を介して、入力軸８１に固定されていることとなるが、以下の説明では、ダンパ１２を省略した形で説明する。第二係合部材５２は、リング形状であり、例えば内周面に形成されたスプラインと、入力軸８１の外周面に形成されたスプラインとがスプライン嵌合することで、入力軸８１に固定される。第二係合部材５２は、第一係合部材５１を挟んで第三係合部材５３と対向する位置に位置する。第二係合部材５２には、外周面に第二係合部材係合部５２ａが形成されている。第二係合部材係合部５２ａは、第二係合部材５２の外周面から径方向外側に突出して形成されている。第二係合部材係合部５２ａは、第二係合部材５２に対して等間隔に円周上に複数個形成されている。
【００２９】
第三係合部材５３は、ＭＧ１のロータ６２に連結された回転軸６１に固定されるものである。第三係合部材５３は、リング形状であり、例えば内周面に形成されたスプラインと、回転軸６１の外周面に形成されたスプラインとがスプライン嵌合することで、回転軸６１に固定される。第三係合部材５３は、第一係合部材５１を挟んで第二係合部材５２と対向する位置に位置する。第三係合部材５３には、外周面に第三係合部材係合部５３ａが形成されている。第三係合部材係合部５３ａは、第三係合部材５３の外周面から径方向外側に突出して形成されている。第三係合部材係合部５３ａは、第三係合部材５３に対して等間隔に円周上に複数個形成されている。
【００３０】
ここで、内燃機関１０、動力伝達機構８０、ＭＧ１に形成された各係合部は、同一形状に形成されている。また、内燃機関１０、動力伝達機構８０、ＭＧ１に形成された各係合部は、各軸の径方向における位置が同一となるように、第一係合部材５１、第二係合部材５２、第三係合部材５３にそれぞれ形成されている。
【００３１】
スリーブ５４は、軸方向に移動自在に支持されている。スリーブ５４は、例えば動力伝達機構８０が収納されているケース（図示せず）に軸方向に移動自在に支持されている。スリーブ５４は、円筒形状であり、各軸の径方向において第一係合部材５１、第二係合部材５２、第三係合部材５３に対向するように配置されている。スリーブ５４には、内周面にスリーブ側係合部が形成されている。スリーブ側係合部は、第１スリーブ側係合部５４ａと、第２スリーブ側係合部５４ｂとにより構成されている。第１スリーブ側係合部５４ａは、スリーブ５４の内周面のうち軸方向における他方の端部（図２の右側端部）に形成されている。第２スリーブ側係合部５４ｂは、スリーブ５４の内周面のうち軸方向における一方の端部（図２の左側端部）に形成されている。第１スリーブ側係合部５４ａおよび第２スリーブ側係合部５４ｂは、スリーブ５４の内周面から径方向内側に突出して形成されている。第１スリーブ側係合部５４ａおよび第２スリーブ側係合部５４ｂは、スリーブ５４に対して等間隔に円周上に複数個形成されている。
【００３２】
ここで、第１スリーブ側係合部５４ａおよび第２スリーブ側係合部５４ｂは、同一形状に形成されている。また、第１スリーブ側係合部５４ａおよび第２スリーブ側係合部５４ｂは、各軸の径方向における位置が同一で、内燃機関１０、動力伝達機構８０、ＭＧ１に形成された各係合部に噛み合うことができるように、スリーブ５４にそれぞれ形成されている。また、スリーブ５４の第１スリーブ側係合部５４ａおよび第２スリーブ側係合部５４ｂは、内燃機関１０、動力伝達機構８０、ＭＧ１に形成された各係合部に噛み合うことができる。第１スリーブ側係合部５４ａおよび第２スリーブ側係合部５４ｂは、第１スリーブ側係合部５４ａが第一係合部材係合部５１ａと噛み合う際に、第２スリーブ側係合部５４ｂが第二係合部材係合部５２ａと噛み合うように、第１スリーブ側係合部５４ａが第三係合部材係合部５３ａと噛み合う際に、第２スリーブ側係合部５４ｂが第一係合部材係合部５１ａと噛み合うように、スリーブ５４に形成されている。
【００３３】
なお、スリーブ５４は、ＨＶＥＣＵ３０によって、運転者の駆動要求や、車両１の状態に応じて、係合機構５０を第一係合状態または第二係合状態にするアクチュエータ７０を制御することで、軸方向に移動するものである。なお、スリーブ５４の軸方向への移動は、運転者の駆動要求や、車両１の状態に応じて、アクチュエータ７０を制御することで行われる。また、係合機構５０は、噛合い式クラッチを用いているが、内燃機関１０と、動力伝達機構８０と、ＭＧ１との連結または解放ができる二つの機能を備えたものであればよい。
【００３４】
動力伝達機構８０は、内燃機関１０あるいはＭＧ２の少なくとも一方が出力した機械的動力をデファレンシャルの回転軸（以下、「ドライブシャフト」と記す）９０に伝達するものである。動力伝達機構８０は、入力軸８１と、エンジンカウンタギヤ８２と、カウンタ軸８３と、ドライブピニオン８４と、ＭＧカウンタギヤ８５と、カウンタドリブンギヤ８６と、デフリングギヤ８７と、デファレンシャルギヤ８８とにより構成されている。
【００３５】
入力軸８１は、係合機構５０を介して、内燃機関１０の機械的動力を動力伝達機構８０に伝達されるものである。入力軸８１の一端側には、動力伝達機構８０の伝達トルクの変動を抑制する抑制機構（以下、「ダンパ」と記す）１２を介して、係合機構５０が連結され、他端側には、エンジンカウンタギヤ８２が形成されている。
【００３６】
ダンパ１２は、第二係合部材５２と連結し、かつ内燃機関１０の機械的動力が伝達される前記動力伝達機構８０の入力軸８１に設けられており、内燃機関１０の出力する出力トルクの変動を抑制する。また、ダンパ１２は、内燃機関１０の出力軸１１の軸方向において、ＭＧ１の外部に設けられている。ダンパ１２は、第二係合部材５２と、エンジンカウンタギヤ８２との間に設けられていれば良く、実施形態では、入力軸８１を分断して途中に設けられている。
【００３７】
エンジンカウンタギヤ８２は、入力軸８１に形成されており、ドライブピニオン８４は、このエンジンカウンタギヤ８２に噛合い、カウンタ軸８３の一端側に形成されている。このカウンタ軸８３の他端側には、カウンタドリブンギヤ８６が形成されており、ＭＧカウンタギヤ８５は、このカウンタドリブンギヤ８６に噛合い、ＭＧ２のロータ６５に連結された回転軸６４に形成されている。また、デフリングギヤ８７は、ドライブピニオン８４に噛合い、デファレンシャルギヤ８８に形成されている。内燃機関１０あるいは、ＭＧ２の少なくとも一方から出力される機械的動力は、動力伝達機構８０、デファレンシャルギヤ８８を介してドライブシャフト９０に伝達され、さらにこのドライブシャフト９０のそれぞれに装着された駆動輪９４に伝達される。なお、駆動輪９４の近傍には、駆動輪９４の回転速度を検出する車輪速センサ（図示せず）が設けられており、検出した駆動輪９４の回転速度に係る信号をＨＶＥＣＵ３０に送出している。
【００３８】
また、車両１には、ＭＧ１，ＭＧ２に接続され、ＭＧ１、ＭＧ２に供給する電力を貯蔵し、充放電が可能なバッテリ（蓄電池）２２と、バッテリ２２の電圧を昇圧してインバータ２１の供給電圧に変換可能な昇圧コンバータ（図示せず）が設けられている。バッテリ２２は、ＭＧ１，ＭＧ２に設けられたインバータ２１に、昇圧コンバータを介して電気的に接続されている。バッテリ２２は、インバータ２１を介して、それぞれＭＧ１，ＭＧ２との間で充放電を行う。
【００３９】
また、車両１には、バッテリ２２を監視するバッテリ監視用の電子制御装置（以下、「バッテリＥＣＵ」と記す）３３が設けられている。バッテリＥＣＵ３３は、バッテリ２２の温度や電圧、充放電電流値等を監視している。これらの情報からバッテリＥＣＵ３３は、ＳＯＣ、及び充放電電力を算出している。バッテリＥＣＵ３３は、ＳＯＣ、及びバッテリ２２の充放電電力に係る信号等を、ＨＶＥＣＵ３０に送出している。
【００４０】
また、車両１には、運転者によるアクセルペダル（図示せず）の操作量を検出するアクセルペダルポジションセンサ１００が設けられており、検出したアクセルペダルの操作量（以下、「アクセル操作量」と記す）に係る信号を、ＨＶＥＣＵ３０に送出している。
【００４１】
ＨＶＥＣＵ３０は、クランク角センサからのクランク角及び入力軸８１の回転速度に係る信号と、車輪速センサからの駆動輪９４の回転速度に係る信号と、ＭＧ１，ＭＧ２にそれぞれ設けられたレゾルバからのモータ回転速度に係る信号とを検出している。また、ＨＶＥＣＵ３０は、アクセルペダルポジションセンサ１００からのアクセル操作量に係る信号を検出している。また、ＨＶＥＣＵ３０は、バッテリＥＣＵ３３からのＳＯＣに係る信号と、加速度センサ（図示せず）からの車両１の前後、上下及び左右方向の加速度に係る信号を検出している。
【００４２】
これら信号に基づいて、ＨＶＥＣＵ３０は、運転者の駆動要求として、例えば、アクセル操作量と車速に応じて、要求駆動力を算出し、算出された要求駆動力に応じて、内燃機関１０に要求する要求出力、ＭＧ１に要求する要求トルク、ＭＧ２に要求する要求トルクを算出する。そして、エンジンＥＣＵ３１に要求出力、モータＥＣＵ３２に要求トルクを出力する。さらに、ＨＶＥＣＵ３０は、運転者の駆動要求や、車両１の状態（実施形態では、要求駆動力、車速、ＳＯＣ）に応じて、係合機構５０を第一係合状態または第二係合状態にするアクチュエータ７０を制御する。
【００４３】
このように構成された車両１は、車両走行中において、内燃機関１０及びＭＧ２を原動機として併用又は選択使用し、これら原動機からの機械的動力を、動力伝達機構８０によりドライブシャフト９０に伝達することで、車両１を駆動することが可能となっている。また、車両１は、車両減速時においては、駆動輪９４から動力伝達機構８０に伝達された機械的動力を、ＭＧ２で電力に変換して、バッテリ２２に回収する、いわゆる回生制動を行うことが可能となっている。
【００４４】
次に、本発明にかかる係合機構５０の動作について説明する。図３〜図５は、係合機構５０の状態説明図である。図３は、ＥＶモードにおける車両の動力伝達経路図である。図４は、シリーズモードにおける車両の動力伝達経路図である。図５は、パラレルモードにおける車両の動力伝達経路図である。以下に、係合機構５０の動作によってなる第一係合状態と第二係合状態とを説明する。
【００４５】
スリーブ５４は、図３、図４に示すように、ＨＶＥＣＵ３０がアクチュエータ７０を制御し、スリーブ５４を軸方向右側に移動させ、各第１スリーブ側係合部５４ａが第三係合部材５３と対向し、各第２スリーブ側係合部５４ｂが第一係合部材５１と対向する第一係合状態位置に移動する。スリーブ５４が第一係合状態位置に位置すると、各第１スリーブ側係合部５４ａと第三係合部材係合部５３ａとが噛み合い、スリーブ５４と第三係合部材５３とが連結される。さらに、各第１スリーブ側係合部５４ａと第一係合部材係合部５１ａとが解放され、スリーブ５４と第一係合部材５１とが解放される。
【００４６】
スリーブ５４が第一係合状態位置に位置すると、各第２スリーブ側係合部５４ｂと第一係合部材係合部５１ａとが噛み合い、スリーブ５４と第一係合部材５１とが連結される。さらに、各第２スリーブ側係合部５４ｂと第二係合部材係合部５２ａとが解放され、スリーブ５４と第二係合部材５２とが解放される。従って、係合機構５０は、ＨＶＥＣＵ３０がアクチュエータ７０を制御し、スリーブ５４を軸方向右側に移動させると、第三係合部材５３、第一係合部材５１およびスリーブ５４を介して、出力軸１１と入力軸８１とが解放する第一係合状態となる。
【００４７】
スリーブ５４は、図５に示すように、ＨＶＥＣＵ３０がアクチュエータ７０を制御し、スリーブ５４を軸方向左側に移動させ、各第１スリーブ側係合部５４ａが第一係合部材５１と対向し、各第２スリーブ側係合部５４ｂが第二係合部材５２と対向する第二係合状態位置に移動する。スリーブ５４が第二係合状態位置に位置すると、各第１スリーブ側係合部５４ａと第一係合部材係合部５１ａとが噛み合い、スリーブ５４と第一係合部材５１とが連結される。さらに、各第１スリーブ側係合部５４ａと第三係合部材係合部５３ａとが解放され、スリーブ５４と第三係合部材５３とが解放される。
【００４８】
また、スリーブ５４が第二係合状態位置に位置すると、各第２スリーブ側係合部５４ｂと第二係合部材係合部５２ａとが噛み合い、スリーブ５４と第二係合部材５２とが連結される。さらに、各第２スリーブ側係合部５４ｂと第一係合部材係合部５１ａとが解放され、スリーブ５４と第一係合部材５１とが解放される。従って、係合機構５０は、ＨＶＥＣＵ３０がアクチュエータ７０を制御し、スリーブ５４を軸方向左側に移動させると、第一係合部材５１、第二係合部材５２およびスリーブ５４を介して、出力軸１１と入力軸８１とが直接連結する第二係合状態となる。
【００４９】
ＨＶＥＣＵ３０は、要求駆動力、車速、ＳＯＣに応じて、少なくとも３つの走行モード、すなわちＥＶモード、シリーズモード、パラレルモードのいずれかで駆動輪９４を駆動する。ＥＶモード、またはシリーズモードからパラレルモードに走行モードを切り替えるとき、出力軸１１と入力軸８１との回転数を同期させ、走行モードを切り替える。また、パラレルモードから、ＥＶモード、またはシリーズモードに走行モードを切り替えるとき、出力軸１１と入力軸８１との回転数を同期させ、走行モードを切り替える。
【００５０】
ＥＶモードは、ＨＶＥＣＵ３０が、インバータ２１を制御し、バッテリ２２から供給される電力によってＭＧ２のみで駆動輪９４を駆動させる。ＨＶＥＣＵ３０は、ＥＶモードでは、係合機構５０を第一係合状態とする。なお、内燃機関１０および、ＭＧ１は回転していない。ＥＶモードにおける動力の伝達経路を図３に矢印Ａで示す。
【００５１】
シリーズモードは、ＨＶＥＣＵ３０がインバータ２１とエンジンＥＣＵ３１を介して内燃機関１０を制御し、ＭＧ１をセルモータとして機能させて内燃機関１０を起動する。そして、インバータ２１を制御し、内燃機関１０が出力する機械的動力により、ＭＧ１を回転させ、ＭＧ１による発電を行い、ＭＧ１が発電した電力でＭＧ２を駆動させ、ＭＧ２で駆動輪９４を駆動させる。ＨＶＥＣＵ３０は、シリーズモードでは、係合機構５０を第一係合状態とする。シリーズモードにおける動力の伝達経路を図４に矢印Ｂで示す。
【００５２】
パラレルモードは、ＨＶＥＣＵ３０が、インバータ２１とエンジンＥＣＵ３１を介して内燃機関１０を制御し、ＭＧ２に内燃機関１０の駆動のアシストをさせ、内燃機関１０及びＭＧ２で駆動輪９４を駆動させる。ＨＶＥＣＵ３０は、パラレルモードでは、係合機構５０を第二係合状態とする。なお、ＭＧ１は回転していない。パラレルモードにおける動力の伝達経路を図５に矢印Ｃで示す。
【００５３】
次に、車両１の走行状態について説明する。図６〜図９は車両１の駆動力線図である。図６は、高ＳＯＣ走行状態における駆動力線図である。図７は、高ＳＯＣ走行状態においてパラレルモード領域を拡げた駆動力線図である。図８は、低ＳＯＣ走行状態における駆動力線図である。図９は、低ＳＯＣ走行状態においてパラレルモード領域を拡げた駆動力線図である。ＨＶＥＣＵ３０は、実施形態では、高ＳＯＣ走行状態、低ＳＯＣ走行状態の二つの走行状態のいずれかにより、車両１を走行させる。ＨＶＥＣＵ３０は、ＳＯＣに応じて、高ＳＯＣ走行状態、低ＳＯＣ走行状態のいずれかの走行状態を選択する。ＨＶＥＣＵ３０は、現在のＳＯＣ（以下、「現ＳＯＣ」と記す）が高いか否かを判断し、ＳＯＣが高いと、ＨＶＥＣＵ３０は、高ＳＯＣ走行状態で車両１を走行させ、ＳＯＣが低いと、低ＳＯＣ走行状態で車両１を走行させる。
【００５４】
高ＳＯＣ走行状態では、ＨＶＥＣＵ３０により、ＥＶモード、あるいはパラレルモードのいずれかのモードで駆動輪９４が駆動され、車両１が走行する。図６は、高ＳＯＣ走行状態における駆動力線図で、ＭＧ２のみにより駆動輪９４を駆動する場合における最大駆動力（以下、「ＭＧ２最大駆動力」と記す）と、内燃機関１０のみにより駆動輪９４を駆動する場合における最大駆動力（以下、「内燃機関最大駆動力」と記す）と、車両１が定常走行する際に、車速を維持するために必要な力（以下、「定地走行負荷力」と記す）との関係を示している。高ＳＯＣ走行状態においては、現ＳＯＣが高いため、車両１は、原則、ＥＶモードで走行する。ＥＶモード領域は、ＭＧ２最大駆動力と、車両１が増速し、ＭＧ２最大駆動力を定地走行負荷力が上回る車速、つまり、ＭＧ２最大駆動力では、定常走行を行うことができなくなる車速（以下、「第一車速Ｖ１」と記す）とによって囲まれる領域である。パラレルモード領域は、ＥＶモード領域と、ＭＧ２及び内燃機関１０により駆動輪９４を駆動する場合における最大駆動力によって囲まれる領域（実施形態では、車速がＶｍａｘまでの領域）である。例えば、ＨＶＥＣＵ３０は、任意の車速に応じて要求駆動力が決まり、任意の車速における要求駆動力が、ＥＶモード領域におけるＭＧ２最大駆動力を超えると、ＥＶモードからパラレルモードに切り替える。また、ＨＶＥＣＵ３０は、車両１が増速し、第一車速Ｖ１を上回る場合、ＥＶモードからパラレルモードに切り替える。なお、ＥＶモードからパラレルモードに切り替える第一車速Ｖ１が、制御変数として、ＨＶＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶されている。この第一車速Ｖ１は、実験または計算等により予め算出された基準値あるいは、後述する所定距離と予測走行可能距離とに応じた値のいずれかである。
【００５５】
さらに、高ＳＯＣ走行状態では、ＨＶＥＣＵ３０により、後述する所定距離と予測走行可能距離とに応じて、第一車速Ｖ１（＝ｖｂ）を小さくする（＝ｖ１）ことができる。図７は、高ＳＯＣ走行状態においてパラレルモード領域を拡げた駆動力線図を示している。図７に示すように、ＨＶＥＣＵ３０は、第一車速Ｖ１を小さくすることによって、パラレルモード領域（図７のＸ領域）を拡大することができる。
【００５６】
低ＳＯＣ走行状態では、ＨＶＥＣＵ３０により、シリーズモード、あるいはパラレルモードのいずれかのモードで駆動輪９４が駆動され、車両１が走行する。図８は、低ＳＯＣ走行状態における駆動力線図で、ＭＧ２最大駆動力と、内燃機関最大駆動力との関係を示している。低ＳＯＣ走行状態においては、現ＳＯＣが低いため、車両１は、原則、シリーズモードで走行する。シリーズモード領域は、ＭＧ２最大駆動力と、車両１が増速し、内燃機関最大駆動力が、ＭＧ２最大駆動力を上回る車速（以下、「第二車速Ｖ２」と記す）とによって囲まれる領域である。パラレルモード領域は、Ｖ２を上回る領域であり、基本的には、内燃機関最大駆動力が、ＭＧ２最大駆動力を超える領域（実施形態では、車速Ｖｍａｘまでの領域）である。例えば、ＨＶＥＣＵ３０は、車両１が増速し、第二車速Ｖ２を上回る場合、シリーズモードからパラレルモードに切り替える。なお、シリーズモードからパラレルモードに切り替える第二車速Ｖ２が、制御変数として、ＨＶＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶されている。この第２車速Ｖ２は、実験または計算等により予め算出された基準値であり、ＳＯＣに応じて変化するものであり、ＳＯＣが高いほど、小さい値となるように、例えばマップなどで決定されている。
【００５７】
さらに、低ＳＯＣ走行状態では、ＨＶＥＣＵ３０により、取得するＳＯＣが高いほど、第二車速Ｖ２（＝ｖ２）を小さくする（＝ｖ３）ことができる。図９は、低ＳＯＣ走行状態においてパラレルモード領域を拡げた駆動力線図を示している。図９に示すように、ＨＶＥＣＵ３０は、第二車速Ｖ２を小さくすることによって、パラレルモード領域を拡大すること（図９のＹ領域）ができる。また、低ＳＯＣ走行状態では、パラレルモードで駆動輪９４を駆動する際に、内燃機関最大駆動力が、ＭＧ２最大駆動力より小さい場合、バッテリ２２から供給される電力によって、ＭＧ２を駆動することを許可し、内燃機関１０及びＭＧ２から出力される動力で、駆動輪９４を駆動する。
【００５８】
なお、ＨＶＥＣＵ３０は、現在のＳＯＣ（以下、「現ＳＯＣ」と記す）が高いか否かを判断する閾値ＳＯＣ１を、制御定数として、ＲＯＭに記憶している。閾値ＳＯＣ１は、実験または計算等により予め算出された値である。例えば、現ＳＯＣでは、ＥＶモードにおけるＭＧ２の最大駆動力が出せないような値である。
【００５９】
また、ＨＶＥＣＵ３０は、インフラ・ナビゲーション等の情報から、運転者が現在地から目的地まで車両１を走行する場合に要する走行距離（以下、「所定距離Ｌ１」と記す）を算出することができる。なお、所定距離Ｌ１は、運転者の要求に応じて設定される走行距離等によって取得する距離でもよい。さらに、ＥＶモードで車両１が定地を所定速度で走行するとき、ＨＶＥＣＵ３０は、ＥＶモードにおいて、現ＳＯＣで、車両１が走行可能な距離である予測走行可能距離（以下、「予測走行可能距離Ｌ２」と記す）を算出することができる。なお、予測走行可能距離Ｌ２は、制御変数としてＨＶＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶している。予測走行可能距離Ｌ２は、予め算出された値であり、ＳＯＣに応じて変化するものであり、ＳＯＣが高いほど、大きい値となるように、例えば、マップなどで設定されている。
【００６０】
次に、本実施形態における車両用の電子制御装置（ＨＶＥＣＵ）が実行する制御について、図１〜図１０を用いて説明する。図１０は、ＨＶＥＣＵが実行する車両制御のフローチャートである。
【００６１】
図１０に示すように、まず、ＨＶＥＣＵ３０は、現ＳＯＣを取得する（ステップＳ１０）。現ＳＯＣは、バッテリＥＣＵ３３によって算出される。ＨＶＥＣＵ３０は、バッテリＥＣＵ３３により送出されたＳＯＣに係る信号に基づいて現ＳＯＣを取得する。
【００６２】
次に、ＨＶＥＣＵ３０は、取得した現ＳＯＣが閾値ＳＯＣ１以上か否かを判断する（ステップＳ１１）。すなわち、ＨＶＥＣＵ３０は、現ＳＯＣが高く、車両１が高ＳＯＣ走行状態を維持できるか否かを判断する。ＨＶＥＣＵ３０は、現ＳＯＣが閾値ＳＯＣ１より大きい、すなわち、現ＳＯＣが高いと判断する（ステップＳ１１肯定）と、高ＳＯＣ走行状態で車両１を走行させることを決定する（ステップＳ１２）。
【００６３】
次に、ＨＶＥＣＵ３０は、所定距離Ｌ１を取得する（ステップＳ１３）。
【００６４】
次に、ＨＶＥＣＵ３０は、予測走行可能距離Ｌ２を取得する（ステップＳ１４）。
【００６５】
次に、ＨＶＥＣＵ３０は、取得した所定距離Ｌ１が予測走行可能距離Ｌ２よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１５）。すなわち、ＨＶＥＣＵ３０は、車両１が所定距離Ｌ１をＥＶモードのみで走行可能か否かを判断する。ＨＶＥＣＵ３０は、予測走行可能距離Ｌ２が所定距離Ｌ１より小さいと判断する（ステップＳ１５肯定）と、ＥＶモードのみでは、車両１が所定距離Ｌ１だけ走行させることができないと判断し、第一車速Ｖ１を小さくする。したがって、図７に示すように、第一車速Ｖ１は、Ｌ１がＬ２よりも大きいと判断された場合における第一車速Ｖ１（＝ｖｂ）よりも小さい値（＝ｖ１）となる（ステップＳ１６）。なお、ＨＶＥＣＵ３０は、所定距離Ｌ１に対して予測走行可能距離Ｌ２が小さいほど、第一車速Ｖ１を小さくしてもよい。
【００６６】
また、ＨＶＥＣＵ３０は、予測走行可能距離Ｌ２が所定距離Ｌ１以上と判断する（ステップＳ１５否定）と、ＥＶモードのみで、車両１が所定距離Ｌ１だけ走行させることができると判断し、第一車速Ｖ１を維持する。したがって、図７に示すように、第一車速Ｖ１は、Ｌ１がＬ２以下と判断された場合における第一車速Ｖ１（＝ｖｂ）となる（ステップＳ１７）。
【００６７】
次に、ＨＶＥＣＵ３０は、例えば、車両１の駆動輪９４に設けられた車輪速センサ（図示せず）により、車両１の現在の車速（以下、「現車速Ｖ」と記す）を取得し、現車速Ｖが第一車速Ｖ１よりも小さいか否かを判断する。すなわち、ＨＶＥＣＵ３０は、現車速Ｖに応じて、ＥＶモードとパラレルモードとのどちらかを選択する。ＨＶＥＣＵ３０は、現車速Ｖが第一車速Ｖ１より小さいと判断する（ステップＳ１８肯定）と、ＥＶモードで駆動輪９４を駆動し、車両１を走行させる（ステップＳ１９）。
【００６８】
また、ＨＶＥＣＵ３０は、現車速Ｖが第一車速Ｖ１以上と判断する（ステップＳ１８否定）と、パラレルモードで駆動輪９４を駆動し、車両１を走行させる（ステップＳ２０）。
【００６９】
また、ＨＶＥＣＵ３０は、現ＳＯＣが閾値ＳＯＣ１以下、すなわち、現ＳＯＣが低いと判断する（ステップＳ１１否定）と、低ＳＯＣ走行状態で車両１を走行させることを決定する（ステップＳ２１）。
【００７０】
次に、ＨＶＥＣＵ３０は、現ＳＯＣが高いほど、第二車速Ｖ２が小さくなるように設定する。例えば、図９に示すように、ｖ２であった第二車速Ｖ２が、現ＳＯＣが高いと、小さいｖ３となる（ステップＳ２２）。なお、ＨＶＥＣＵ３０は、現ＳＯＣが高い、例えば、現ＳＯＣが予め設定された閾値ＳＯＣ２よりも高い場合に、第二車速Ｖ２を小さくしてもよい。閾値ＳＯＣ２は、制御定数として、ＲＯＭに記憶している。閾値ＳＯＣ２は、実験または計算等により予め算出された値である。
【００７１】
次に、ＨＶＥＣＵ３０は、車両１の現車速Ｖが第二車速Ｖ２よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ２３）。すなわち、ＨＶＥＣＵ３０は、現車速Ｖによって、車両１がシリーズモードとパラレルモードとのどちらで走行するかを判断する。ＨＶＥＣＵ３０は、現車速Ｖが第二車速Ｖ２より小さいと判断する（ステップＳ２３肯定）と、シリーズモードで駆動輪９４を駆動し、車両１を走行させる（ステップＳ２４）。
【００７２】
また、ＨＶＥＣＵ３０は、現車速Ｖが第二車速Ｖ２以上と判断する（ステップＳ２３否定）と、パラレルモードで駆動輪９４を駆動し、車両１を走行させる（ステップＳ２５）。
【００７３】
以上に説明した走行制御ルーチンは、所定時間ごとに繰り返され、その都度、現車速Ｖ、所定距離Ｌ１等の制御変数が更新され、現ＳＯＣから車両１が走行可能な距離である予測走行可能距離Ｌ２を算出することができる。ＨＶＥＣＵ３０は、算出された予測走行可能距離Ｌ２と所定距離Ｌ１とを比較し、予測走行可能距離Ｌ２が小さい場合、ＥＶモードとパラレルモードとの切替を行う第一車速Ｖ１を小さくすることによって、高ＳＯＣ走行状態において、パラレルモードに切り替わりやすくなり、高ＳＯＣ走行状態における走行距離を伸ばすことができる。これにより、車両１が高ＳＯＣ走行状態で走行可能な距離が伸び、ＳＯＣ低下が抑制され、低ＳＯＣ走行状態になりにくくなり、低ＳＯＣ走行状態になってもシリーズモードで車両１が走行する頻度が減るため、ハイブリッド車両全体としてのエネルギ効率が良くなり、燃費が向上する。
【００７４】
また、シリーズモードでは、内燃機関１０から出力する動力で、ＭＧ１を回転させて発電し、その発電した電力を用いて、ＭＧ２を作動し、ＭＧ２から動力を出力し、ハイブリッド車両を駆動させるため、ハイブリッド車両全体としてエネルギ効率が低下するが、現ＳＯＣが高いほど第二車速Ｖ２を小さくすることで、通常パラレルモードに切り替わる車速よりも低い車速でパラレルモードに切り替えることができる。つまり、ＳＯＣが高い場合は、ＳＯＣが低い場合と比較してシリーズモードによるバッテリの充電の必要性が低いため、通常よりもシリーズモードからパラレルモードに切り替えやすくなる。したがって、低ＳＯＣ走行状態においてパラレルモードに切り替わりやすくなる。これにより、低ＳＯＣ走行状態において、早期にパラレルモードに切り替えるため、内燃機関１０からの出力を直接駆動輪９４に伝達することができ、車両１全体として動力伝達効率が向上し、シリーズモードで発生する電気パスを抑制することができ、燃費が向上する。
【００７５】
さらに、パラレルモードで駆動輪９４を駆動する際に、内燃機関最大駆動力がＭＧ２最大駆動力よりも小さいと、バッテリ２２から供給される電力によってＭＧ２を駆動することができる。これにより、低ＳＯＣ走行状態では、現ＳＯＣが低いためＭＧ２のバッテリ駆動はなく、車両１は原則シリーズモードで走行するが、車両の要求駆動力が内燃機関最大駆動力とＭＧ２最大駆動力との間であると、内燃機関１０では要求駆動力を発生することができない。そこで、低ＳＯＣ走行状態では、パラレルモードで駆動輪９４を駆動する際に内燃機関最大駆動力がＭＧ２最大駆動力より小さい場合、バッテリ２２から供給される電力によってＭＧ２を駆動することを許可することで、内燃機関１０及びＭＧ２から出力される動力で駆動輪９４を駆動し、車両１の要求駆動力を満たすことができる。
【００７６】
さらに、本発明の実施形態および他の実施形態において、上述の車両用の制御装置（ＨＶＥＣＵ）３０が適用される車両１は、原動機として内燃機関１０とＭＧ１，ＭＧ２とを備え、内燃機関１０と、ＭＧ１と、動力伝達機構８０との機械的な接続関係を切り替える係合機構５０によって、内燃機関１０とＭＧ１とを連結し、内燃機関１０と動力伝達機構８０との連結を解放する第一係合状態と、内燃機関１０と動力伝達機構８０とを連結し、内燃機関１０とＭＧ１との連結を解放する第二係合状態とのいずれかの状態を構成するものとしたが、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置が適用可能な車両は、これに限定されるものではない。内燃機関１０及びＭＧ１がすでに直結され、これらと動力伝達機構８０との係合あるいは解放を行うクラッチ機構を設けた車両でもよい。このような構成であっても、ＨＶＥＣＵ３０により、クラッチ機構が解放している場合は、ＥＶモード及びシリーズモードを形成し、クラッチ機構が係合している場合は、ＭＧ１を制御し、パラレルモードを形成することができる車両であれば、本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上のように、本発明は、内燃機関と電気モータとを動力源として走行可能なハイブリッド車両に有効であり、エネルギ効率の低下の抑制に適している。
【符号の説明】
【００７８】
１ 車両
１０ 内燃機関
１１ 内燃機関の出力軸
１２ ダンパ
２０ 駆動装置
２１ インバータ
２２ バッテリ
３０ 車両用の電子制御装置（ＨＶＥＣＵ）
３１ 内燃機関制御装置（エンジンＥＣＵ）
３２ モータ制御装置（モータＥＣＵ）
３３ バッテリ監視用の電子制御装置（バッテリＥＣＵ）
５０ 係合機構
５１ 第一係合部材
５１ａ 第一係合部材係合部
５２ 第二係合部材
５２ａ 第二係合部材係合部
５３ 第三係合部材
５３ａ 第三係合部材係合部
５４ スリーブ
５４ａ 第１スリーブ側係合部
５４ｂ 第２スリーブ側係合部
６１，６４ 回転軸
６２，６５ ロータ
６３，６６ ステータ
７０ アクチュエータ
８０ 動力伝達機構
８１ 動力伝達機構の入力軸
８２ エンジンカウンタギヤ
８３ カウンタ軸
８４ ドライブピニオン
８５ ＭＧカウンタギヤ
８６ カウンタドリブンギヤ
８７ デフリングギヤ
８８ デファレンシャルギヤ
９０ ドライブシャフト
９４ 駆動輪
１００ アクセルペダルポジションセンサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関と電気モータとを動力源として走行可能なハイブリッド車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料の燃焼によりトルクを出力する内燃機関と、電力の供給によりトルクを出力する電気モータとを搭載し、この内燃機関と電気モータのトルクを車輪に伝達することで走行可能とするハイブリッド車両が知られている。このうち、車両にクラッチ機構を設け、クラッチ機構の連結または解放により、電気モータのトルクだけで車輪を駆動するＥＶモードと、内燃機関から出力する動力で発電機を回転させて発電し、その発電した電力を用いて電気モータを作動し、電気モータから出力されるトルクで車輪を駆動するシリーズモードと、内燃機関と電気モータの両者のトルクにより車輪を駆動するパラレルモードとの切り替えが可能であるハイブリッド車両が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
また、下記の特許文献１には、ハイブリッド車両において、内燃機関と電動機との間に、クラッチ機構を設け、バッテリの充電状態（State-of-Charge：以下、「ＳＯＣ」と記す）、車速に応じて、走行モードの切り替えを行うＥＶモード、またはシリーズモードと、パラレルモードとの切替式ハイブリッド車両の制御装置が開示されている。
【０００４】
さらに、バッテリのＳＯＣが高いほど、車速が高い点で車両の走行モードをパラレルモードに切り替え、走行経路における燃料消費量を最小限に抑制することも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２９８８０５号公報
【特許文献２】特開２００８−７４２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述のように、走行モードの切り替えを行うＥＶモード、またはシリーズモードと、パラレルモードとの切替式ハイブリッド車両において、パラレルモードでは、内燃機関と電気モータの両者のトルクにより車輪を駆動するため、エンジン効率が低く、動力伝達効率が高い。また、シリーズモードでは、内燃機関から出力する動力で発電機を回転させて発電させ、発電機で発生する電力によって電気モータを作動させて、車輪を駆動するため、エンジン効率が高く、動力伝達効率が低い。このため、システム全体としては、シリーズモードはパラレルモードに比べてエネルギ効率が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、モード切替可能なハイブリッド車両において、エネルギ効率の低下を抑制す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】
【０００８】
本発明は、内燃機関と、内燃機関から出力される動力により発電、あるいは内燃機関を始動する第一モータジェネレータと、少なくとも駆動輪に動力を出力する第二モータジェネレータと、内燃機関および第二モータジェネレータから出力される動力を駆動輪に伝達する動力伝達機構と、第一モータジェネレータおよび第二モータジェネレータに接続され、充放電が可能なバッテリと、を備え、走行モードとして、バッテリから供給される電力によって、第二モータジェネレータから出力される動力のみで駆動輪を駆動するＥＶモードと、内燃機関から出力される動力で、第一モータジェネレータを回転させて発電し、その発電した電力を用いて、第二モータジェネレータを駆動し、第二モータジェネレータから出力される動力で駆動輪を駆動するシリーズモードと、内燃機関と第二モータジェネレータの両者から出力される動力により駆動輪を駆動するパラレルモードと、を有するハイブリッド車両の制御装置において、ＳＯＣが高いときに、前記ＥＶモードと、前記パラレルモードとの間で走行モードを走行状態に応じて切り替える高ＳＯＣ走行状態となり、ＳＯＣが低いときに、前記シリーズモードと、前記パラレルモードとの間で走行モードを走行状態に応じて切り替える低ＳＯＣ走行状態となり、高ＳＯＣ走行状態では、現在のバッテリの充電状態で、ハイブリッド車両がＥＶモードで走行可能な距離である予測走行可能距離が、所定距離より小さい場合、ＥＶモードとパラレルモードとの間の切り替えを前記パラレルモードに切り替わりやすくすることを特徴とする。
【０００９】
上記のハイブリッド車両の制御装置において、高ＳＯＣ走行状態では、ハイブリッド車両の車速が所定の第一車速より大きくなる場合、ＥＶモードから、パラレルモードへの切替が行われ、予測走行可能距離が、所定距離より小さい場合、前記第一車速を小さくすることが好ましい。
【００１０】
上記のハイブリッド車両の制御装置において、低ＳＯＣ走行状態では、ハイブリッド車両の車速が所定の第二車速より大きくなる場合、シリーズモードから、パラレルモードへの切替が行われ、バッテリの充電状態が高いほど、第二車速を小さくすることが好ましい。
【００１１】
上記のハイブリッド車両の制御装置において、低ＳＯＣ走行状態では、パラレルモードで駆動輪を駆動する際に、内燃機関によって駆動輪を駆動する場合における最大駆動力が、第二モータジェネレータによって駆動輪を駆動する場合における最大駆動力より小さい場合、バッテリから供給される電力によって、第二モータジェネレータを駆動することを許可することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、車両が高ＳＯＣ走行状態でＥＶ走行モードからパラレル走行モードに切り替えやすくなり、バッテリのＳＯＣ低下が抑制されるので、低ＳＯＣ走行状態となって、シリーズモードで車両が走行する頻度が減るため、車両全体としてのエネルギ効率が良くなり、燃費が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態に係る車両の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、噛合い式クラッチの構成図である。
【図３】図３は、ＥＶモードにおける車両の動力伝達経路図である。
【図４】図４は、シリーズモードにおける車両の動力伝達経路図である。
【図５】図５は、パラレルモードにおける車両の動力伝達経路図である。
【図６】図６は、高ＳＯＣ走行状態における駆動力線図である。
【図７】図７は、高ＳＯＣ走行状態においてパラレルモード領域を拡げた駆動力線図である。
【図８】図８は、低ＳＯＣ走行状態における駆動力線図である。
【図９】図９は、低ＳＯＣ走行状態においてパラレルモード領域を拡げた駆動力線図である。
【図１０】図１０は、ＨＶＥＣＵが実行する車両制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態（以下、「実施形態」と記す）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記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。
【００１５】
実施形態に係る車両の概略構成について、図１、図２を用いて説明する。図１は、車両の概略構成を示す模式図である。図２は、噛合い式クラッチの構成図である。
【００１６】
図１に示すように、車両１は、駆動輪９４を回転駆動して推進するために、原動機として、内燃機関１０と、発電可能な電動機である第一モータジェネレータ（以下、「ＭＧ１」と称する），第二モータジェネレータ（以下、「ＭＧ２」と称する）とを備えた、いわゆる「ハイブリッド車両」である。ＭＧ１，ＭＧ２は、後述する係合機構５０、動力伝達機構８０と共に、駆動装置２０（いわゆるハイブリッド・トランスアクスル）を構成している。駆動装置２０は、内燃機関１０と結合されて動力出力装置（パワープラント）を構成し、車両１に搭載されている。
【００１７】
車両１には、内燃機関１０及びＭＧ１，ＭＧ２を協調して制御する制御手段として、車両用の電子制御装置（以下、「ＨＶＥＣＵ」と記す）３０が設けられている。ＨＶＥＣＵ３０には、各種制御装置に入力信号や、出力信号の入出力を行う入出力ポート（Ｉ／Ｏ）（図示せず）や、各種マップなどが記憶されているＲＯＭ（図示せず）が設けられている。ＨＶＥＣＵ３０により制御されて、車両１は、内燃機関１０とＭＧ１，ＭＧ２を原動機として併用又は選択使用することが可能に構成されている。
【００１８】
内燃機関１０は、燃料を燃焼させることにより燃料のエネルギを機械的仕事に変換して出力する熱機関であり、ピストン往復動機関である。内燃機関１０は、図示しない燃料噴射装置、スロットル弁装置、及び各種センサ等を有しており、これら装置は、後述する内燃機関制御装置（以下、「エンジンＥＣＵ」と記す）３１により制御される。内燃機関１０の出力軸（以下、「出力軸」と記す）１１には、後述する係合機構５０が結合されている。内燃機関１０は、出力軸１１から駆動輪９４に向けて機械的動力を出力する。内燃機関１０が出力軸１１から出力する機械的動力（以下、「機関出力」と記す）は、後述するエンジンＥＣＵ３１により制御可能となっている。内燃機関１０には、出力軸１１の回転角位置（以下、「クランク角」と記す）を検出する図示しないクランク角センサが設けられており、クランク角に係る信号をエンジンＥＣＵ３１に送出している。
【００１９】
エンジンＥＣＵ３１は、ＨＶＥＣＵ３０から出力された要求出力に基づいて内燃機関１０の運転制御を行うものである。具体的には、エンジンＥＣＵ３１は、この要求出力に基づいて、噴射信号、点火信号、開度信号などを内燃機関１０に出力し、これらの出力信号によりこの内燃機関１０に供給される燃料の燃料供給量や噴射タイミングなどの燃料噴射制御、図示しない点火プラグの点火制御、内燃機関１０の図示しない吸気系統に設けられたスロットル弁の開度制御などが行われる。なお、エンジンＥＣＵ３１に入力された内燃機関１０の運転状態に基づく情報、例えばクランク角センサ により検出された機関回転数などは、ＨＶＥＣＵ３０に出力される。
【００２０】
駆動装置２０には、原動機としてＭＧ１，ＭＧ２が設けられている。ＭＧ１及びＭＧ２は、供給された電力を機械的動力に変換する電動機としての機能と、入力された機械的動力を電力に変換する発電機としての機能とを兼ね備えた、いわゆるモータジェネレータである。ＭＧ１は、主に発電機として用いられ、一方、ＭＧ２は、主に電動機として用いられる。
【００２１】
ＭＧ１およびＭＧ２は、同期モータであり、それぞれ回転軸６１，６４と、ロータ６２，６５と、ステータ６３，６６とにより構成されている。回転軸６１，６４には、永久磁石であるロータ６２，６５が複数個それぞれ固定されている。ステータ６３，６６は、それぞれロータ６２，６５と対向する位置に配置され、図示しないハウジングに固定されている。ＭＧ１，ＭＧ２には、それぞれロータ６２，６５の回転角位置を検出するレゾルバ（図示せず）が設けられており、ロータ６２，６５の回転角位置に係る信号を、後述するモータ制御装置（以下、「モータＥＣＵ」と記す）３２に送出している。
【００２２】
また、駆動装置２０には、ＭＧ１，ＭＧ２に電力を供給する電力供給装置として、インバータ２１が設けられている。インバータ２１は、ステータ６３，６６に接続されている。インバータ２１は、バッテリ２２から供給される直流電力を交流電力に変換して、それぞれ対応するＭＧ１，ＭＧ２に供給することが可能に構成されている。また、ＭＧ１，ＭＧ２からの交流電力を直流電力に変換して後述するバッテリ２２に回収可能に構成されている。インバータ２１の電力供給及び電力回収は、後述するモータＥＣＵ３２により制御される。
【００２３】
また、駆動装置２０には、ＭＧ１，ＭＧ２を制御するためのモータＥＣＵ３２が設けられている。モータＥＣＵ３２は、ＨＶＥＣＵ３０から要求トルク、及び要求回転速度に係る信号を受け、インバータ２１を制御することで、ＭＧ１，ＭＧ２のそれぞれについて、ロータ６２，６５の回転速度（以下、「モータ回転速度」と記す）と、ロータ６２，６５から出力する機械的動力（以下、「モータ出力」と記す）とを調整することが可能となっている。
【００２４】
また、駆動装置２０には、内燃機関１０及びＭＧ１，ＭＧ２が出力した機械的動力を駆動輪９４に伝達する手段として、内燃機関１０とＭＧ１と動力伝達機構８０との係合状態を変更する係合機構５０と、内燃機関１０およびＭＧ２から出力される機械的動力を駆動輪９４に伝達する動力伝達機構８０とが設けられている。
【００２５】
内燃機関１０と、ＭＧ１と、動力伝達機構８０との機械的な接続関係を切り替える係合機構５０の具体的な構成について説明する。係合機構５０は、複数の係合部材５１，５２，５３とスリーブ５４とからなる噛合い式クラッチにより構成される。
【００２６】
係合機構５０は、図２に示すように、内燃機関１０、動力伝達機構８０、ＭＧ１を互いに連結、解放するものである。係合機構５０は、内燃機関１０とＭＧ１とを連結し、内燃機関１０と動力伝達機構８０との連結を解放する第一係合状態と、内燃機関１０と動力伝達機構８０とを連結し、内燃機関１０とＭＧ１との連結を解放する第二係合状態とのいずれかの状態を構成するものである。係合機構５０は、第一係合部材５１と、第二係合部材５２と、第三係合部材５３と、スリーブ５４とにより構成されている。
【００２７】
第一係合部材５１は、出力軸１１に固定されるものである。第一係合部材５１は、リング形状であり、例えば内周面に形成されたスプラインと、出力軸１１の外周面に形成されたスプラインとがスプライン嵌合することで、出力軸１１に固定される。第一係合部材５１は、ＭＧ１の回転軸６１に固定される第三係合部材５３と第二係合部材５２との間に位置する。第一係合部材５１には、外周面に第一係合部材係合部５１ａが形成されている。第一係合部材係合部５１ａは、第一係合部材５１の外周面から径方向外側に突出して形成されている。第一係合部材係合部５１ａは、第一係合部材５１に対して等間隔に円周上に複数個形成されている。
【００２８】
第二係合部材５２は、後述する動力伝達機構８０の入力軸（以下、「入力軸」と記す）８１に固定されるものである。第二係合部材５２は、実施形態では、ダンパ１２を介して、入力軸８１に固定されていることとなるが、以下の説明では、ダンパ１２を省略した形で説明する。第二係合部材５２は、リング形状であり、例えば内周面に形成されたスプラインと、入力軸８１の外周面に形成されたスプラインとがスプライン嵌合することで、入力軸８１に固定される。第二係合部材５２は、第一係合部材５１を挟んで第三係合部材５３と対向する位置に位置する。第二係合部材５２には、外周面に第二係合部材係合部５２ａが形成されている。第二係合部材係合部５２ａは、第二係合部材５２の外周面から径方向外側に突出して形成されている。第二係合部材係合部５２ａは、第二係合部材５２に対して等間隔に円周上に複数個形成されている。
【００２９】
第三係合部材５３は、ＭＧ１のロータ６２に連結された回転軸６１に固定されるものである。第三係合部材５３は、リング形状であり、例えば内周面に形成されたスプラインと、回転軸６１の外周面に形成されたスプラインとがスプライン嵌合することで、回転軸６１に固定される。第三係合部材５３は、第一係合部材５１を挟んで第二係合部材５２と対向する位置に位置する。第三係合部材５３には、外周面に第三係合部材係合部５３ａが形成されている。第三係合部材係合部５３ａは、第三係合部材５３の外周面から径方向外側に突出して形成されている。第三係合部材係合部５３ａは、第三係合部材５３に対して等間隔に円周上に複数個形成されている。
【００３０】
ここで、内燃機関１０、動力伝達機構８０、ＭＧ１に形成された各係合部は、同一形状に形成されている。また、内燃機関１０、動力伝達機構８０、ＭＧ１に形成された各係合部は、各軸の径方向における位置が同一となるように、第一係合部材５１、第二係合部材５２、第三係合部材５３にそれぞれ形成されている。
【００３１】
スリーブ５４は、軸方向に移動自在に支持されている。スリーブ５４は、例えば動力伝達機構８０が収納されているケース（図示せず）に軸方向に移動自在に支持されている。スリーブ５４は、円筒形状であり、各軸の径方向において第一係合部材５１、第二係合部材５２、第三係合部材５３に対向するように配置されている。スリーブ５４には、内周面にスリーブ側係合部が形成されている。スリーブ側係合部は、第１スリーブ側係合部５４ａと、第２スリーブ側係合部５４ｂとにより構成されている。第１スリーブ側係合部５４ａは、スリーブ５４の内周面のうち軸方向における他方の端部（図２の右側端部）に形成されている。第２スリーブ側係合部５４ｂは、スリーブ５４の内周面のうち軸方向における一方の端部（図２の左側端部）に形成されている。第１スリーブ側係合部５４ａおよび第２スリーブ側係合部５４ｂは、スリーブ５４の内周面から径方向内側に突出して形成されている。第１スリーブ側係合部５４ａおよび第２スリーブ側係合部５４ｂは、スリーブ５４に対して等間隔に円周上に複数個形成されている。
【００３２】
ここで、第１スリーブ側係合部５４ａおよび第２スリーブ側係合部５４ｂは、同一形状に形成されている。また、第１スリーブ側係合部５４ａおよび第２スリーブ側係合部５４ｂは、各軸の径方向における位置が同一で、内燃機関１０、動力伝達機構８０、ＭＧ１に形成された各係合部に噛み合うことができるように、スリーブ５４にそれぞれ形成されている。また、スリーブ５４の第１スリーブ側係合部５４ａおよび第２スリーブ側係合部５４ｂは、内燃機関１０、動力伝達機構８０、ＭＧ１に形成された各係合部に噛み合うことができる。第１スリーブ側係合部５４ａおよび第２スリーブ側係合部５４ｂは、第１スリーブ側係合部５４ａが第一係合部材係合部５１ａと噛み合う際に、第２スリーブ側係合部５４ｂが第二係合部材係合部５２ａと噛み合うように、第１スリーブ側係合部５４ａが第三係合部材係合部５３ａと噛み合う際に、第２スリーブ側係合部５４ｂが第一係合部材係合部５１ａと噛み合うように、スリーブ５４に形成されている。
【００３３】
なお、スリーブ５４は、ＨＶＥＣＵ３０によって、運転者の駆動要求や、車両１の状態に応じて、係合機構５０を第一係合状態または第二係合状態にするアクチュエータ７０を制御することで、軸方向に移動するものである。なお、スリーブ５４の軸方向への移動は、運転者の駆動要求や、車両１の状態に応じて、アクチュエータ７０を制御することで行われる。また、係合機構５０は、噛合い式クラッチを用いているが、内燃機関１０と、動力伝達機構８０と、ＭＧ１との連結または解放ができる二つの機能を備えたものであればよい。
【００３４】
動力伝達機構８０は、内燃機関１０あるいはＭＧ２の少なくとも一方が出力した機械的動力をデファレンシャルの回転軸（以下、「ドライブシャフト」と記す）９０に伝達するものである。動力伝達機構８０は、入力軸８１と、エンジンカウンタギヤ８２と、カウンタ軸８３と、ドライブピニオン８４と、ＭＧカウンタギヤ８５と、カウンタドリブンギヤ８６と、デフリングギヤ８７と、デファレンシャルギヤ８８とにより構成されている。
【００３５】
入力軸８１は、係合機構５０を介して、内燃機関１０の機械的動力を動力伝達機構８０に伝達されるものである。入力軸８１の一端側には、動力伝達機構８０の伝達トルクの変動を抑制する抑制機構（以下、「ダンパ」と記す）１２を介して、係合機構５０が連結され、他端側には、エンジンカウンタギヤ８２が形成されている。
【００３６】
ダンパ１２は、第二係合部材５２と連結し、かつ内燃機関１０の機械的動力が伝達される前記動力伝達機構８０の入力軸８１に設けられており、内燃機関１０の出力する出力トルクの変動を抑制する。また、ダンパ１２は、内燃機関１０の出力軸１１の軸方向において、ＭＧ１の外部に設けられている。ダンパ１２は、第二係合部材５２と、エンジンカウンタギヤ８２との間に設けられていれば良く、実施形態では、入力軸８１を分断して途中に設けられている。
【００３７】
エンジンカウンタギヤ８２は、入力軸８１に形成されており、ドライブピニオン８４は、このエンジンカウンタギヤ８２に噛合い、カウンタ軸８３の一端側に形成されている。このカウンタ軸８３の他端側には、カウンタドリブンギヤ８６が形成されており、ＭＧカウンタギヤ８５は、このカウンタドリブンギヤ８６に噛合い、ＭＧ２のロータ６５に連結された回転軸６４に形成されている。また、デフリングギヤ８７は、ドライブピニオン８４に噛合い、デファレンシャルギヤ８８に形成されている。内燃機関１０あるいは、ＭＧ２の少なくとも一方から出力される機械的動力は、動力伝達機構８０、デファレンシャルギヤ８８を介してドライブシャフト９０に伝達され、さらにこのドライブシャフト９０のそれぞれに装着された駆動輪９４に伝達される。なお、駆動輪９４の近傍には、駆動輪９４の回転速度を検出する車輪速センサ（図示せず）が設けられており、検出した駆動輪９４の回転速度に係る信号をＨＶＥＣＵ３０に送出している。
【００３８】
また、車両１には、ＭＧ１，ＭＧ２に接続され、ＭＧ１、ＭＧ２に供給する電力を貯蔵し、充放電が可能なバッテリ（蓄電池）２２と、バッテリ２２の電圧を昇圧してインバータ２１の供給電圧に変換可能な昇圧コンバータ（図示せず）が設けられている。バッテリ２２は、ＭＧ１，ＭＧ２に設けられたインバータ２１に、昇圧コンバータを介して電気的に接続されている。バッテリ２２は、インバータ２１を介して、それぞれＭＧ１，ＭＧ２との間で充放電を行う。
【００３９】
また、車両１には、バッテリ２２を監視するバッテリ監視用の電子制御装置（以下、「バッテリＥＣＵ」と記す）３３が設けられている。バッテリＥＣＵ３３は、バッテリ２２の温度や電圧、充放電電流値等を監視している。これらの情報からバッテリＥＣＵ３３は、ＳＯＣ、及び充放電電力を算出している。バッテリＥＣＵ３３は、ＳＯＣ、及びバッテリ２２の充放電電力に係る信号等を、ＨＶＥＣＵ３０に送出している。
【００４０】
また、車両１には、運転者によるアクセルペダル（図示せず）の操作量を検出するアクセルペダルポジションセンサ１００が設けられており、検出したアクセルペダルの操作量（以下、「アクセル操作量」と記す）に係る信号を、ＨＶＥＣＵ３０に送出している。
【００４１】
ＨＶＥＣＵ３０は、クランク角センサからのクランク角及び入力軸８１の回転速度に係る信号と、車輪速センサからの駆動輪９４の回転速度に係る信号と、ＭＧ１，ＭＧ２にそれぞれ設けられたレゾルバからのモータ回転速度に係る信号とを検出している。また、ＨＶＥＣＵ３０は、アクセルペダルポジションセンサ１００からのアクセル操作量に係る信号を検出している。また、ＨＶＥＣＵ３０は、バッテリＥＣＵ３３からのＳＯＣに係る信号と、加速度センサ（図示せず）からの車両１の前後、上下及び左右方向の加速度に係る信号を検出している。
【００４２】
これら信号に基づいて、ＨＶＥＣＵ３０は、運転者の駆動要求として、例えば、アクセル操作量と車速に応じて、要求駆動力を算出し、算出された要求駆動力に応じて、内燃機関１０に要求する要求出力、ＭＧ１に要求する要求トルク、ＭＧ２に要求する要求トルクを算出する。そして、エンジンＥＣＵ３１に要求出力、モータＥＣＵ３２に要求トルクを出力する。さらに、ＨＶＥＣＵ３０は、運転者の駆動要求や、車両１の状態（実施形態では、要求駆動力、車速、ＳＯＣ）に応じて、係合機構５０を第一係合状態または第二係合状態にするアクチュエータ７０を制御する。
【００４３】
このように構成された車両１は、車両走行中において、内燃機関１０及びＭＧ２を原動機として併用又は選択使用し、これら原動機からの機械的動力を、動力伝達機構８０によりドライブシャフト９０に伝達することで、車両１を駆動することが可能となっている。また、車両１は、車両減速時においては、駆動輪９４から動力伝達機構８０に伝達された機械的動力を、ＭＧ２で電力に変換して、バッテリ２２に回収する、いわゆる回生制動を行うことが可能となっている。
【００４４】
次に、本発明にかかる係合機構５０の動作について説明する。図３〜図５は、係合機構５０の状態説明図である。図３は、ＥＶモードにおける車両の動力伝達経路図である。図４は、シリーズモードにおける車両の動力伝達経路図である。図５は、パラレルモードにおける車両の動力伝達経路図である。以下に、係合機構５０の動作によってなる第一係合状態と第二係合状態とを説明する。
【００４５】
スリーブ５４は、図３、図４に示すように、ＨＶＥＣＵ３０がアクチュエータ７０を制御し、スリーブ５４を軸方向右側に移動させ、各第１スリーブ側係合部５４ａが第三係合部材５３と対向し、各第２スリーブ側係合部５４ｂが第一係合部材５１と対向する第一係合状態位置に移動する。スリーブ５４が第一係合状態位置に位置すると、各第１スリーブ側係合部５４ａと第三係合部材係合部５３ａとが噛み合い、スリーブ５４と第三係合部材５３とが連結される。さらに、各第１スリーブ側係合部５４ａと第一係合部材係合部５１ａとが解放され、スリーブ５４と第一係合部材５１とが解放される。
【００４６】
スリーブ５４が第一係合状態位置に位置すると、各第２スリーブ側係合部５４ｂと第一係合部材係合部５１ａとが噛み合い、スリーブ５４と第一係合部材５１とが連結される。さらに、各第２スリーブ側係合部５４ｂと第二係合部材係合部５２ａとが解放され、スリーブ５４と第二係合部材５２とが解放される。従って、係合機構５０は、ＨＶＥＣＵ３０がアクチュエータ７０を制御し、スリーブ５４を軸方向右側に移動させると、第三係合部材５３、第一係合部材５１およびスリーブ５４を介して、出力軸１１と入力軸８１とが解放する第一係合状態となる。
【００４７】
スリーブ５４は、図５に示すように、ＨＶＥＣＵ３０がアクチュエータ７０を制御し、スリーブ５４を軸方向左側に移動させ、各第１スリーブ側係合部５４ａが第一係合部材５１と対向し、各第２スリーブ側係合部５４ｂが第二係合部材５２と対向する第二係合状態位置に移動する。スリーブ５４が第二係合状態位置に位置すると、各第１スリーブ側係合部５４ａと第一係合部材係合部５１ａとが噛み合い、スリーブ５４と第一係合部材５１とが連結される。さらに、各第１スリーブ側係合部５４ａと第三係合部材係合部５３ａとが解放され、スリーブ５４と第三係合部材５３とが解放される。
【００４８】
また、スリーブ５４が第二係合状態位置に位置すると、各第２スリーブ側係合部５４ｂと第二係合部材係合部５２ａとが噛み合い、スリーブ５４と第二係合部材５２とが連結される。さらに、各第２スリーブ側係合部５４ｂと第一係合部材係合部５１ａとが解放され、スリーブ５４と第一係合部材５１とが解放される。従って、係合機構５０は、ＨＶＥＣＵ３０がアクチュエータ７０を制御し、スリーブ５４を軸方向左側に移動させると、第一係合部材５１、第二係合部材５２およびスリーブ５４を介して、出力軸１１と入力軸８１とが直接連結する第二係合状態となる。
【００４９】
ＨＶＥＣＵ３０は、要求駆動力、車速、ＳＯＣに応じて、少なくとも３つの走行モード、すなわちＥＶモード、シリーズモード、パラレルモードのいずれかで駆動輪９４を駆動する。ＥＶモード、またはシリーズモードからパラレルモードに走行モードを切り替えるとき、出力軸１１と入力軸８１との回転数を同期させ、走行モードを切り替える。また、パラレルモードから、ＥＶモード、またはシリーズモードに走行モードを切り替えるとき、出力軸１１と入力軸８１との回転数を同期させ、走行モードを切り替える。
【００５０】
ＥＶモードは、ＨＶＥＣＵ３０が、インバータ２１を制御し、バッテリ２２から供給される電力によってＭＧ２のみで駆動輪９４を駆動させる。ＨＶＥＣＵ３０は、ＥＶモードでは、係合機構５０を第一係合状態とする。なお、内燃機関１０および、ＭＧ１は回転していない。ＥＶモードにおける動力の伝達経路を図３に矢印Ａで示す。
【００５１】
シリーズモードは、ＨＶＥＣＵ３０がインバータ２１とエンジンＥＣＵ３１を介して内燃機関１０を制御し、ＭＧ１をセルモータとして機能させて内燃機関１０を起動する。そして、インバータ２１を制御し、内燃機関１０が出力する機械的動力により、ＭＧ１を回転させ、ＭＧ１による発電を行い、ＭＧ１が発電した電力でＭＧ２を駆動させ、ＭＧ２で駆動輪９４を駆動させる。ＨＶＥＣＵ３０は、シリーズモードでは、係合機構５０を第一係合状態とする。シリーズモードにおける動力の伝達経路を図４に矢印Ｂで示す。
【００５２】
パラレルモードは、ＨＶＥＣＵ３０が、インバータ２１とエンジンＥＣＵ３１を介して内燃機関１０を制御し、ＭＧ２に内燃機関１０の駆動のアシストをさせ、内燃機関１０及びＭＧ２で駆動輪９４を駆動させる。ＨＶＥＣＵ３０は、パラレルモードでは、係合機構５０を第二係合状態とする。なお、ＭＧ１は回転していない。パラレルモードにおける動力の伝達経路を図５に矢印Ｃで示す。
【００５３】
次に、車両１の走行状態について説明する。図６〜図９は車両１の駆動力線図である。図６は、高ＳＯＣ走行状態における駆動力線図である。図７は、高ＳＯＣ走行状態においてパラレルモード領域を拡げた駆動力線図である。図８は、低ＳＯＣ走行状態における駆動力線図である。図９は、低ＳＯＣ走行状態においてパラレルモード領域を拡げた駆動力線図である。ＨＶＥＣＵ３０は、実施形態では、高ＳＯＣ走行状態、低ＳＯＣ走行状態の二つの走行状態のいずれかにより、車両１を走行させる。ＨＶＥＣＵ３０は、ＳＯＣに応じて、高ＳＯＣ走行状態、低ＳＯＣ走行状態のいずれかの走行状態を選択する。ＨＶＥＣＵ３０は、現在のＳＯＣ（以下、「現ＳＯＣ」と記す）が高いか否かを判断し、ＳＯＣが高いと、ＨＶＥＣＵ３０は、高ＳＯＣ走行状態で車両１を走行させ、ＳＯＣが低いと、低ＳＯＣ走行状態で車両１を走行させる。
【００５４】
高ＳＯＣ走行状態では、ＨＶＥＣＵ３０により、ＥＶモード、あるいはパラレルモードのいずれかのモードで駆動輪９４が駆動され、車両１が走行する。図６は、高ＳＯＣ走行状態における駆動力線図で、ＭＧ２のみにより駆動輪９４を駆動する場合における最大駆動力（以下、「ＭＧ２最大駆動力」と記す）と、内燃機関１０のみにより駆動輪９４を駆動する場合における最大駆動力（以下、「内燃機関最大駆動力」と記す）と、車両１が定常走行する際に、車速を維持するために必要な力（以下、「定地走行負荷力」と記す）との関係を示している。高ＳＯＣ走行状態においては、現ＳＯＣが高いため、車両１は、原則、ＥＶモードで走行する。ＥＶモード領域は、ＭＧ２最大駆動力と、車両１が増速し、ＭＧ２最大駆動力を定地走行負荷力が上回る車速、つまり、ＭＧ２最大駆動力では、定常走行を行うことができなくなる車速（以下、「第一車速Ｖ１」と記す）とによって囲まれる領域である。パラレルモード領域は、ＥＶモード領域と、ＭＧ２及び内燃機関１０により駆動輪９４を駆動する場合における最大駆動力によって囲まれる領域（実施形態では、車速がＶｍａｘまでの領域）である。例えば、ＨＶＥＣＵ３０は、任意の車速に応じて要求駆動力が決まり、任意の車速における要求駆動力が、ＥＶモード領域におけるＭＧ２最大駆動力を超えると、ＥＶモードからパラレルモードに切り替える。また、ＨＶＥＣＵ３０は、車両１が増速し、第一車速Ｖ１を上回る場合、ＥＶモードからパラレルモードに切り替える。なお、ＥＶモードからパラレルモードに切り替える第一車速Ｖ１が、制御変数として、ＨＶＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶されている。この第一車速Ｖ１は、実験または計算等により予め算出された基準値あるいは、後述する所定距離と予測走行可能距離とに応じた値のいずれかである。
【００５５】
さらに、高ＳＯＣ走行状態では、ＨＶＥＣＵ３０により、後述する所定距離と予測走行可能距離とに応じて、第一車速Ｖ１（＝ｖｂ）を小さくする（＝ｖ１）ことができる。図７は、高ＳＯＣ走行状態においてパラレルモード領域を拡げた駆動力線図を示している。図７に示すように、ＨＶＥＣＵ３０は、第一車速Ｖ１を小さくすることによって、パラレルモード領域（図７のＸ領域）を拡大することができる。
【００５６】
低ＳＯＣ走行状態では、ＨＶＥＣＵ３０により、シリーズモード、あるいはパラレルモードのいずれかのモードで駆動輪９４が駆動され、車両１が走行する。図８は、低ＳＯＣ走行状態における駆動力線図で、ＭＧ２最大駆動力と、内燃機関最大駆動力との関係を示している。低ＳＯＣ走行状態においては、現ＳＯＣが低いため、車両１は、原則、シリーズモードで走行する。シリーズモード領域は、ＭＧ２最大駆動力と、車両１が増速し、内燃機関最大駆動力が、ＭＧ２最大駆動力を上回る車速（以下、「第二車速Ｖ２」と記す）とによって囲まれる領域である。パラレルモード領域は、Ｖ２を上回る領域であり、基本的には、内燃機関最大駆動力が、ＭＧ２最大駆動力を超える領域（実施形態では、車速Ｖｍａｘまでの領域）である。例えば、ＨＶＥＣＵ３０は、車両１が増速し、第二車速Ｖ２を上回る場合、シリーズモードからパラレルモードに切り替える。なお、シリーズモードからパラレルモードに切り替える第二車速Ｖ２が、制御変数として、ＨＶＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶されている。この第２車速Ｖ２は、実験または計算等により予め算出された基準値であり、ＳＯＣに応じて変化するものであり、ＳＯＣが高いほど、小さい値となるように、例えばマップなどで決定されている。
【００５７】
さらに、低ＳＯＣ走行状態では、ＨＶＥＣＵ３０により、取得するＳＯＣが高いほど、第二車速Ｖ２（＝ｖ２）を小さくする（＝ｖ３）ことができる。図９は、低ＳＯＣ走行状態においてパラレルモード領域を拡げた駆動力線図を示している。図９に示すように、ＨＶＥＣＵ３０は、第二車速Ｖ２を小さくすることによって、パラレルモード領域を拡大すること（図９のＹ領域）ができる。また、低ＳＯＣ走行状態では、パラレルモードで駆動輪９４を駆動する際に、内燃機関最大駆動力が、ＭＧ２最大駆動力より小さい場合、バッテリ２２から供給される電力によって、ＭＧ２を駆動することを許可し、内燃機関１０及びＭＧ２から出力される動力で、駆動輪９４を駆動する。
【００５８】
なお、ＨＶＥＣＵ３０は、現在のＳＯＣ（以下、「現ＳＯＣ」と記す）が高いか否かを判断する閾値ＳＯＣ１を、制御定数として、ＲＯＭに記憶している。閾値ＳＯＣ１は、実験または計算等により予め算出された値である。例えば、現ＳＯＣでは、ＥＶモードにおけるＭＧ２の最大駆動力が出せないような値である。
【００５９】
また、ＨＶＥＣＵ３０は、インフラ・ナビゲーション等の情報から、運転者が現在地から目的地まで車両１を走行する場合に要する走行距離（以下、「所定距離Ｌ１」と記す）を算出することができる。なお、所定距離Ｌ１は、運転者の要求に応じて設定される走行距離等によって取得する距離でもよい。さらに、ＥＶモードで車両１が定地を所定速度で走行するとき、ＨＶＥＣＵ３０は、ＥＶモードにおいて、現ＳＯＣで、車両１が走行可能な距離である予測走行可能距離（以下、「予測走行可能距離Ｌ２」と記す）を算出することができる。なお、予測走行可能距離Ｌ２は、制御変数としてＨＶＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶している。予測走行可能距離Ｌ２は、予め算出された値であり、ＳＯＣに応じて変化するものであり、ＳＯＣが高いほど、大きい値となるように、例えば、マップなどで設定されている。
【００６０】
次に、本実施形態における車両用の電子制御装置（ＨＶＥＣＵ）が実行する制御について、図１〜図１０を用いて説明する。図１０は、ＨＶＥＣＵが実行する車両制御のフローチャートである。
【００６１】
図１０に示すように、まず、ＨＶＥＣＵ３０は、現ＳＯＣを取得する（ステップＳ１０）。現ＳＯＣは、バッテリＥＣＵ３３によって算出される。ＨＶＥＣＵ３０は、バッテリＥＣＵ３３により送出されたＳＯＣに係る信号に基づいて現ＳＯＣを取得する。
【００６２】
次に、ＨＶＥＣＵ３０は、取得した現ＳＯＣが閾値ＳＯＣ１以上か否かを判断する（ステップＳ１１）。すなわち、ＨＶＥＣＵ３０は、現ＳＯＣが高く、車両１が高ＳＯＣ走行状態を維持できるか否かを判断する。ＨＶＥＣＵ３０は、現ＳＯＣが閾値ＳＯＣ１より大きい、すなわち、現ＳＯＣが高いと判断する（ステップＳ１１肯定）と、高ＳＯＣ走行状態で車両１を走行させることを決定する（ステップＳ１２）。
【００６３】
次に、ＨＶＥＣＵ３０は、所定距離Ｌ１を取得する（ステップＳ１３）。
【００６４】
次に、ＨＶＥＣＵ３０は、予測走行可能距離Ｌ２を取得する（ステップＳ１４）。
【００６５】
次に、ＨＶＥＣＵ３０は、取得した所定距離Ｌ１が予測走行可能距離Ｌ２よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１５）。すなわち、ＨＶＥＣＵ３０は、車両１が所定距離Ｌ１をＥＶモードのみで走行可能か否かを判断する。ＨＶＥＣＵ３０は、予測走行可能距離Ｌ２が所定距離Ｌ１より小さいと判断する（ステップＳ１５肯定）と、ＥＶモードのみでは、車両１が所定距離Ｌ１だけ走行させることができないと判断し、第一車速Ｖ１を小さくする。したがって、図７に示すように、第一車速Ｖ１は、Ｌ１がＬ２よりも大きいと判断された場合における第一車速Ｖ１（＝ｖｂ）よりも小さい値（＝ｖ１）となる（ステップＳ１６）。なお、ＨＶＥＣＵ３０は、所定距離Ｌ１に対して予測走行可能距離Ｌ２が小さいほど、第一車速Ｖ１を小さくしてもよい。
【００６６】
また、ＨＶＥＣＵ３０は、予測走行可能距離Ｌ２が所定距離Ｌ１以上と判断する（ステップＳ１５否定）と、ＥＶモードのみで、車両１が所定距離Ｌ１だけ走行させることができると判断し、第一車速Ｖ１を維持する。したがって、図７に示すように、第一車速Ｖ１は、Ｌ１がＬ２以下と判断された場合における第一車速Ｖ１（＝ｖｂ）となる（ステップＳ１７）。
【００６７】
次に、ＨＶＥＣＵ３０は、例えば、車両１の駆動輪９４に設けられた車輪速センサ（図示せず）により、車両１の現在の車速（以下、「現車速Ｖ」と記す）を取得し、現車速Ｖが第一車速Ｖ１よりも小さいか否かを判断する。すなわち、ＨＶＥＣＵ３０は、現車速Ｖに応じて、ＥＶモードとパラレルモードとのどちらかを選択する。ＨＶＥＣＵ３０は、現車速Ｖが第一車速Ｖ１より小さいと判断する（ステップＳ１８肯定）と、ＥＶモードで駆動輪９４を駆動し、車両１を走行させる（ステップＳ１９）。
【００６８】
また、ＨＶＥＣＵ３０は、現車速Ｖが第一車速Ｖ１以上と判断する（ステップＳ１８否定）と、パラレルモードで駆動輪９４を駆動し、車両１を走行させる（ステップＳ２０）。
【００６９】
また、ＨＶＥＣＵ３０は、現ＳＯＣが閾値ＳＯＣ１以下、すなわち、現ＳＯＣが低いと判断する（ステップＳ１１否定）と、低ＳＯＣ走行状態で車両１を走行させることを決定する（ステップＳ２１）。
【００７０】
次に、ＨＶＥＣＵ３０は、現ＳＯＣが高いほど、第二車速Ｖ２が小さくなるように設定する。例えば、図９に示すように、ｖ２であった第二車速Ｖ２が、現ＳＯＣが高いと、小さいｖ３となる（ステップＳ２２）。なお、ＨＶＥＣＵ３０は、現ＳＯＣが高い、例えば、現ＳＯＣが予め設定された閾値ＳＯＣ２よりも高い場合に、第二車速Ｖ２を小さくしてもよい。閾値ＳＯＣ２は、制御定数として、ＲＯＭに記憶している。閾値ＳＯＣ２は、実験または計算等により予め算出された値である。
【００７１】
次に、ＨＶＥＣＵ３０は、車両１の現車速Ｖが第二車速Ｖ２よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ２３）。すなわち、ＨＶＥＣＵ３０は、現車速Ｖによって、車両１がシリーズモードとパラレルモードとのどちらで走行するかを判断する。ＨＶＥＣＵ３０は、現車速Ｖが第二車速Ｖ２より小さいと判断する（ステップＳ２３肯定）と、シリーズモードで駆動輪９４を駆動し、車両１を走行させる（ステップＳ２４）。
【００７２】
また、ＨＶＥＣＵ３０は、現車速Ｖが第二車速Ｖ２以上と判断する（ステップＳ２３否定）と、パラレルモードで駆動輪９４を駆動し、車両１を走行させる（ステップＳ２５）。
【００７３】
以上に説明した走行制御ルーチンは、所定時間ごとに繰り返され、その都度、現車速Ｖ、所定距離Ｌ１等の制御変数が更新され、現ＳＯＣから車両１が走行可能な距離である予測走行可能距離Ｌ２を算出することができる。ＨＶＥＣＵ３０は、算出された予測走行可能距離Ｌ２と所定距離Ｌ１とを比較し、予測走行可能距離Ｌ２が小さい場合、ＥＶモードとパラレルモードとの切替を行う第一車速Ｖ１を小さくすることによって、高ＳＯＣ走行状態において、パラレルモードに切り替わりやすくなり、高ＳＯＣ走行状態における走行距離を伸ばすことができる。これにより、車両１が高ＳＯＣ走行状態で走行可能な距離が伸び、ＳＯＣ低下が抑制され、低ＳＯＣ走行状態になりにくくなり、低ＳＯＣ走行状態になってもシリーズモードで車両１が走行する頻度が減るため、ハイブリッド車両全体としてのエネルギ効率が良くなり、燃費が向上する。
【００７４】
また、シリーズモードでは、内燃機関１０から出力する動力で、ＭＧ１を回転させて発電し、その発電した電力を用いて、ＭＧ２を作動し、ＭＧ２から動力を出力し、ハイブリッド車両を駆動させるため、ハイブリッド車両全体としてエネルギ効率が低下するが、現ＳＯＣが高いほど第二車速Ｖ２を小さくすることで、通常パラレルモードに切り替わる車速よりも低い車速でパラレルモードに切り替えることができる。つまり、ＳＯＣが高い場合は、ＳＯＣが低い場合と比較してシリーズモードによるバッテリの充電の必要性が低いため、通常よりもシリーズモードからパラレルモードに切り替えやすくなる。したがって、低ＳＯＣ走行状態においてパラレルモードに切り替わりやすくなる。これにより、低ＳＯＣ走行状態において、早期にパラレルモードに切り替えるため、内燃機関１０からの出力を直接駆動輪９４に伝達することができ、車両１全体として動力伝達効率が向上し、シリーズモードで発生する電気パスを抑制することができ、燃費が向上する。
【００７５】
さらに、パラレルモードで駆動輪９４を駆動する際に、内燃機関最大駆動力がＭＧ２最大駆動力よりも小さいと、バッテリ２２から供給される電力によってＭＧ２を駆動することができる。これにより、低ＳＯＣ走行状態では、現ＳＯＣが低いためＭＧ２のバッテリ駆動はなく、車両１は原則シリーズモードで走行するが、車両の要求駆動力が内燃機関最大駆動力とＭＧ２最大駆動力との間であると、内燃機関１０では要求駆動力を発生することができない。そこで、低ＳＯＣ走行状態では、パラレルモードで駆動輪９４を駆動する際に内燃機関最大駆動力がＭＧ２最大駆動力より小さい場合、バッテリ２２から供給される電力によってＭＧ２を駆動することを許可することで、内燃機関１０及びＭＧ２から出力される動力で駆動輪９４を駆動し、車両１の要求駆動力を満たすことができる。
【００７６】
さらに、本発明の実施形態および他の実施形態において、上述の車両用の制御装置（ＨＶＥＣＵ）３０が適用される車両１は、原動機として内燃機関１０とＭＧ１，ＭＧ２とを備え、内燃機関１０と、ＭＧ１と、動力伝達機構８０との機械的な接続関係を切り替える係合機構５０によって、内燃機関１０とＭＧ１とを連結し、内燃機関１０と動力伝達機構８０との連結を解放する第一係合状態と、内燃機関１０と動力伝達機構８０とを連結し、内燃機関１０とＭＧ１との連結を解放する第二係合状態とのいずれかの状態を構成するものとしたが、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置が適用可能な車両は、これに限定されるものではない。内燃機関１０及びＭＧ１がすでに直結され、これらと動力伝達機構８０との係合あるいは解放を行うクラッチ機構を設けた車両でもよい。このような構成であっても、ＨＶＥＣＵ３０により、クラッチ機構が解放している場合は、ＥＶモード及びシリーズモードを形成し、クラッチ機構が係合している場合は、ＭＧ１を制御し、パラレルモードを形成することができる車両であれば、本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上のように、本発明は、内燃機関と電気モータとを動力源として走行可能なハイブリッド車両に有効であり、エネルギ効率の低下の抑制に適している。
【符号の説明】
【００７８】
１ 車両
１０ 内燃機関
１１ 内燃機関の出力軸
１２ ダンパ
２０ 駆動装置
２１ インバータ
２２ バッテリ
３０ 車両用の電子制御装置（ＨＶＥＣＵ）
３１ 内燃機関制御装置（エンジンＥＣＵ）
３２ モータ制御装置（モータＥＣＵ）
３３ バッテリ監視用の電子制御装置（バッテリＥＣＵ）
５０ 係合機構
５１ 第一係合部材
５１ａ 第一係合部材係合部
５２ 第二係合部材
５２ａ 第二係合部材係合部
５３ 第三係合部材
５３ａ 第三係合部材係合部
５４ スリーブ
５４ａ 第１スリーブ側係合部
５４ｂ 第２スリーブ側係合部
６１，６４ 回転軸
６２，６５ ロータ
６３，６６ ステータ
７０ アクチュエータ
８０ 動力伝達機構
８１ 動力伝達機構の入力軸
８２ エンジンカウンタギヤ
８３ カウンタ軸
８４ ドライブピニオン
８５ ＭＧカウンタギヤ
８６ カウンタドリブンギヤ
８７ デフリングギヤ
８８ デファレンシャルギヤ
９０ ドライブシャフト
９４ 駆動輪
１００ アクセルペダルポジションセンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関から出力される動力により発電、あるいは前記内燃機関を始動する第一モータジェネレータと、
少なくとも駆動輪に動力を出力する第二モータジェネレータと、
前記内燃機関および前記第二モータジェネレータから出力される動力を前記駆動輪に伝達する動力伝達機構と、
前記第一モータジェネレータおよび前記第二モータジェネレータに接続され、充放電が可能なバッテリと、
を備え、走行モードとして、
前記バッテリから供給される電力によって、前記第二モータジェネレータから出力される動力のみで前記駆動輪を駆動するＥＶモードと、
前記内燃機関から出力される動力で、前記第一モータジェネレータを回転させて発電し、その発電した電力を用いて、前記第二モータジェネレータを駆動し、前記第二モータジェネレータから出力される動力で前記駆動輪を駆動するシリーズモードと、
前記内燃機関と前記第二モータジェネレータの両者から出力される動力により前記駆動輪を駆動するパラレルモードと、
を有するハイブリッド車両の制御装置において、
ＳＯＣが高いときに、前記ＥＶモードと、前記パラレルモードとの間で走行モードを走行状態に応じて切り替える高ＳＯＣ走行状態となり、
ＳＯＣが低いときに、前記シリーズモードと、前記パラレルモードとの間で走行モードを走行状態に応じて切り替える低ＳＯＣ走行状態となり、
前記高ＳＯＣ走行状態では、現在の前記バッテリの充電状態で、前記ハイブリッド車両が前記ＥＶモードで走行可能な距離である予測走行可能距離が、所定距離より小さい場合、ＥＶモードとパラレルモードとの間の切り替えを前記パラレルモードに切り替わりやすくする
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記高ＳＯＣ走行状態では、前記ハイブリッド車両の車速が所定の第一車速より大きくなる場合、前記ＥＶモードから、前記パラレルモードへの切替が行われ、前記予測走行可能距離が、前記所定距離より小さい場合、前記第一車速を小さくする
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記低ＳＯＣ走行状態では、前記ハイブリッド車両の車速が所定の第二車速より大きくなる場合、前記シリーズモードから、前記パラレルモードへの切替が行われ、前記バッテリの充電状態が高いほど、前記第二車速を小さくする
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記低ＳＯＣ走行状態では、前記パラレルモードで前記駆動輪を駆動する際に、
前記内燃機関によって前記駆動輪を駆動する場合における最大駆動力が、前記第二モータジェネレータによって前記駆動輪を駆動する場合における最大駆動力より小さい場合、
前記バッテリから供給される電力によって、前記第二モータジェネレータを駆動することを許可する
ことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関から出力される動力により発電、あるいは前記内燃機関を始動する第一モータジェネレータと、
少なくとも駆動輪に動力を出力する第二モータジェネレータと、
前記内燃機関および前記第二モータジェネレータから出力される動力を前記駆動輪に伝達する動力伝達機構と、
前記第一モータジェネレータおよび前記第二モータジェネレータに接続され、充放電が可能なバッテリと、
を備え、走行モードとして、
前記バッテリから供給される電力によって、前記第二モータジェネレータから出力される動力のみで前記駆動輪を駆動するＥＶモードと、
前記内燃機関から出力される動力で、前記第一モータジェネレータを回転させて発電し、その発電した電力を用いて、前記第二モータジェネレータを駆動し、前記第二モータジェネレータから出力される動力で前記駆動輪を駆動するシリーズモードと、
前記内燃機関と前記第二モータジェネレータの両者から出力される動力により前記駆動輪を駆動するパラレルモードと、
を有するハイブリッド車両の制御装置において、
ＳＯＣが高いときに、前記ＥＶモードと、前記パラレルモードとの間で走行モードを走行状態に応じて切り替える高ＳＯＣ走行状態となり、
ＳＯＣが低いときに、前記シリーズモードと、前記パラレルモードとの間で走行モードを走行状態に応じて切り替える低ＳＯＣ走行状態となり、
前記高ＳＯＣ走行状態では、現在の前記バッテリの充電状態で、前記ハイブリッド車両が前記ＥＶモードで走行可能な距離である予測走行可能距離が、所定距離より小さい場合、ＥＶモードとパラレルモードとの間の切り替えを前記パラレルモードに切り替わりやすくする
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記高ＳＯＣ走行状態では、前記ハイブリッド車両の車速が所定の第一車速より大きくなる場合、前記ＥＶモードから、前記パラレルモードへの切替が行われ、前記予測走行可能距離が、前記所定距離より小さい場合、前記第一車速を小さくする
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記低ＳＯＣ走行状態では、前記ハイブリッド車両の車速が所定の第二車速より大きくなる場合、前記シリーズモードから、前記パラレルモードへの切替が行われ、前記バッテリの充電状態が高いほど、前記第二車速を小さくする
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記低ＳＯＣ走行状態では、前記パラレルモードで前記駆動輪を駆動する際に、
前記内燃機関によって前記駆動輪を駆動する場合における最大駆動力が、前記第二モータジェネレータによって前記駆動輪を駆動する場合における最大駆動力より小さい場合、
前記バッテリから供給される電力によって、前記第二モータジェネレータを駆動することを許可する
ことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１５６９８５（Ｐ２０１１−１５６９８５Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０６９９（Ｐ２０１０−２０６９９）
【出願日】平成２２年２月１日（２０１０．２．１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１日（２０１０．２．１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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