ハイブリッド車両の制御装置
【課題】エンジン始動時の電力消費を低減することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置は、シリーズ式走行モードとシリーズパラレル式走行モードとの間で走行モードを切り替え可能なハイブリッド車両に搭載される。ハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、制御手段とを備える。制御手段は、シリーズ式走行モードでエンジンを始動させる場合の要求電力と、シリーズパラレル式走行モードでエンジンを始動させる場合の要求電力とをそれぞれ算出する。そして、制御手段は、要求電力が低い走行モードでエンジンを始動させる。
【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置は、シリーズ式走行モードとシリーズパラレル式走行モードとの間で走行モードを切り替え可能なハイブリッド車両に搭載される。ハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、制御手段とを備える。制御手段は、シリーズ式走行モードでエンジンを始動させる場合の要求電力と、シリーズパラレル式走行モードでエンジンを始動させる場合の要求電力とをそれぞれ算出する。そして、制御手段は、要求電力が低い走行モードでエンジンを始動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両に好適な制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関（エンジン）に加えて、電動機や発電機として機能する回転電機（モータジェネレータ）を備えるハイブリッド車両が知られている。例えば、特許文献１には、差動機構の出力軸と回転電機との間にクラッチを備え、クラッチと出力軸との間にブレーキを備えることで、所謂シリーズパラレル式の走行モードと、シリーズ式の走行モードとを切り替え可能なハイブリッド車両が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２３７３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
走行モードが異なる場合、これに対応してエンジン始動時の要求電力が異なる。また、エンジン始動時の要求電力が大きい場合、その分電力消費が増大すると共に、バッテリの出力上限が小さい場合には、モータジェネレータを駆動源とした走行（以後、「ＥＶ走行」と呼ぶ。）を行う機会が減り燃費が悪化する。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、エンジン始動時の電力消費を低減することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの観点では、シリーズ式走行モードとシリーズパラレル式走行モードとの間で走行モードを切り替えるハイブリッド車両の制御装置であって、前記ハイブリッド車両の動力要素であるエンジンと、前記シリーズ式走行モードで前記エンジンを始動させる場合の要求電力と、前記シリーズパラレル式走行モードで前記エンジンを始動させる場合の要求電力とをそれぞれ算出し、前記要求電力が低い方の走行モードで前記エンジンを始動させる制御手段と、を備える。
【０００７】
上記のハイブリッド車両の制御装置は、シリーズ式走行モードとシリーズパラレル式走行モードとの間で走行モードを切り替え可能なハイブリッド車両に搭載される。ここで、「シリーズ式走行モード」とは、エンジンからの動力を回転電機により全て電力に変換し、当該電力に基づき、駆動軸に連結された回転電機を駆動する走行モードを指す。また、「シリーズパラレル式走行モード」とは、エンジンから出力された動力を２つに分配し、一部を機械的な動力のまま駆動軸に出力すると共に、残余を電力に変換して駆動軸に出力する走行モードを指す。ハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、制御手段とを備える。制御手段は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、シリーズ式走行モードでエンジンを始動させる場合の要求電力と、シリーズパラレル式走行モードでエンジンを始動させる場合の要求電力とをそれぞれ算出する。ここで、「要求電力」とは、バッテリなどの蓄電手段からハイブリッド車両へ供給する電力の要求値を指す。そして、制御手段は、要求電力が低い走行モードでエンジンを始動させる。このようにすることで、ハイブリッド車両の制御装置は、エンジン始動時の電力消費を低減することができる。
【０００８】
上記のハイブリッド車両の制御装置の一態様では、前記制御手段は、前記エンジンを始動した後、所定時間幅以内に前記走行モードを切り替えることが予想される場合、前記所定時間幅経過後に実行することが予想される走行モードに基づき前記エンジンを始動させる。ここで、「所定時間幅」は、例えば、走行モードの切り替えに起因して車両にショック又はもたつきが発生する虞があるエンジン始動後からの時間幅の上限を指し、実験等に基づき予め定められる。このようにすることで、ハイブリッド車両の制御装置は、エンジン始動直後に走行モードを切り替えることに起因したショック及びもたつきの発生を抑制することができる。
【０００９】
上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記シリーズパラレル式走行モードに基づき走行する場合に、騒音又は／及び振動を回避するため最適燃費動作線とは異なる動作線に基づき前記エンジンを動作させる必要がある走行領域では、前記シリーズ式走行モードに基づき走行を行う。この態様では、制御手段は、シリーズパラレル式走行モードにおいて、エンジンに起因したこもり音や歯打ち音等を抑制するため、エンジン動作線を最適燃費動作線からずらす必要がある走行領域では、シリーズ式走行モードに基づき走行を行う。ここで、「走行領域」とは、例えば、エンジンの回転数が所定値以下の走行状態を指す。このように、ハイブリッド車両の制御装置は、上述の走行領域では、シリーズ式走行モードを選択することでエンジンを駆動軸から分離し、騒音等を抑制する。これにより、ハイブリッド車両の制御装置は、最適燃費動作線に基づく走行が継続可能となり、燃費を向上させることができる。
【００１０】
上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、第１回転電機と、第２回転電機と、前記第１回転電機に連結された第１回転要素と、前記第２回転電機と駆動軸とにクラッチを介して連結する第２回転要素と、前記エンジンと連結する第３回転要素と、を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力伝達機構と、締結状態において、前記第１回転要素を固定可能なブレーキと、をさらに備え、前記制御手段は、前記クラッチを解放状態かつ前記ブレーキを締結状態にすることで、前記シリーズ式走行モードへ切り替え、前記クラッチを締結状態かつ前記ブレーキを解放状態にすることで、前記シリーズパラレル式走行モードへ切り替える。この態様では、好適に、ハイブリッド車両の制御装置は、シリーズ式走行モードとシリーズパラレル式走行モードとを切り替えることができる。
【００１１】
上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、前記エンジンと同一の回転軸を共有する第１回転電機と、第２回転電機と、前記第２回転電機に連結された第１回転要素と、前記第１回転電機及び前記エンジンとクラッチを介して連結された第２回転要素と、駆動軸と連結された第３回転要素と、を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力伝達機構と、締結状態において、前記第２回転要素を固定可能なブレーキと、をさらに備え、前記制御手段は、前記クラッチを解放状態かつ前記ブレーキを締結状態にすることで、前記シリーズ式走行モードへ切り替え、前記クラッチを締結状態かつ前記ブレーキを解放状態にすることで、前記シリーズパラレル式走行モードへ切り替える。この態様では、好適に、ハイブリッド車両の制御装置は、シリーズ式走行モードとシリーズパラレル式走行モードとを切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の各実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成図の一例を示す。
【図２】ハイブリッド駆動装置の概略構成図の一例である。
【図３】ハイブリッド駆動装置の一動作状態を例示する動作共線図である。
【図４】横軸をエンジン回転数、縦軸をエンジントルクとした場合のエンジンの動作点を示すグラフの一例である。
【図５】ＥＣＵが使用するモード切替を判断するためのマップの一例を示す。
【図６】ＥＶ走行からエンジンを始動させる際に、いずれの走行モードにより走行すべきかを示すマップの一例である。
【図７】第１制御に係る処理手順を示すフローチャートの一例である。
【図８】第２制御に係る処理手順を示すフローチャートの一例である。
【図９】第３制御に係る処理手順を示すフローチャートの一例である。
【図１０】第４制御に係る処理手順を示すフローチャートの一例である。
【図１１】他の構成例に係るハイブリッド駆動装置の概略構成図である。
【図１２】他の構成例に係るハイブリッド駆動装置の一動作状態を例示する動作共線図である。
【図１３】他の構成例に係るハイブリッド駆動装置の概略構成図である。
【図１４】他の構成例に係るハイブリッド駆動装置の一動作状態を例示する動作共線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１４】
［構成］
始めに、図１を参照し、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置を適用したハイブリッド車両１の構成の一例について説明する。図１は、ハイブリッド車両１の概略構成図である。ハイブリッド車両１は、ＥＣＵ１００、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１、バッテリ１２、アクセル開度センサ１３、車速センサ１４、及びハイブリッド駆動装置１０を備える。
【００１５】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器及び入出力インターフェイスなどを有し、ハイブリッド車両１の各部の動作を制御する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する制御を実行する。そして、ＥＣＵ１００は、本発明における制御手段として機能する。なお、本発明に係る制御手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えば制御手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等であってもよい。
【００１６】
ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１の車軸たる左車軸ＳＦＬ（左前輪ＦＬに対応）及び右車軸ＳＦＲ（右前輪ＦＲに対応）に駆動力としての駆動トルクを供給することによりハイブリッド車両１を駆動するドライブユニットである。ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成については後述する。
【００１７】
ＰＣＵ１１は、不図示のインバータを含み、バッテリ１２と後述する各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いはバッテリ１２を介さない各モータジェネレータ相互間の電力の入出力を制御する制御ユニットである。具体的には、ＰＣＵ１１は、バッテリ１２から取り出した直流電力を交流電力に変換して各モータジェネレータに供給すると共に、各モータジェネレータによって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２に供給する。ＰＣＵ１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される。
【００１８】
バッテリ１２は、複数の単位電池セルを直列接続した構成を有し、各モータジェネレータを力行するための電力に係る電力供給源として機能する電池ユニットである。
【００１９】
アクセル開度センサ１３は、ハイブリッド車両１の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度「Ｔａ」を検出することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Ｔａは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される。
【００２０】
車速センサ１４は、ハイブリッド車両１の車速「Ｖ」を検出するセンサである。車速センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される。
【００２１】
ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成について説明する。図２は、ハイブリッド駆動装置１０の概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略する。
【００２２】
図２において、ハイブリッド駆動装置１０は、エンジン２０、動力分割機構３０、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「モータＭＧ１」と略称する。）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「モータＭＧ２」と略称する。）、入力軸４０、クラッチＣＲ、ブレーキＢＲ、減速機構６０、及びオイルポンプ７０を備える。
【００２３】
エンジン２０は、ハイブリッド車両１の主たる動力源として機能し、本発明に係る「内燃機関」の一例たるエンジンである。エンジン２０の出力動力たるエンジントルク「Ｔｅ」は、不図示のクランク軸を介してハイブリッド駆動装置１０の入力軸４０に連結されている。
【００２４】
モータＭＧ１は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた、本発明に係る「第１回転電機」の一例たる電動発電機である。
【００２５】
モータＭＧ２は、モータＭＧ１よりも体格の大きい本発明に係る「第２回転電機」の一例たる電動発電機であり、モータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備える。モータＭＧ２は、モータＭＧ１及びエンジン２０と異なり、ハイブリッド車両１の駆動軸（以後、「駆動軸ＯＵＴ」と呼ぶ。）に対し、その出力トルク（以後、「ＭＧ２トルクＴｍ」と呼ぶ。）を作用させることが可能である。従って、モータＭＧ２は、駆動軸ＯＵＴにトルクを付加してハイブリッド車両１の走行をアシストすることも、駆動軸ＯＵＴからのトルクの入力により電力回生を行うことも可能である。ＭＧ２トルクＴｍは、モータＭＧ１の入出力トルク（以後、「ＭＧ１トルクＴｇ」と呼ぶ。）と共に、ＰＣＵ１１を介してＥＣＵ１００により制御される。
【００２６】
尚、モータＭＧ１及びモータＭＧ２は、同期電動発電機として機能し、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。
【００２７】
動力分割機構３０は、本発明に係る「動力伝達機構」の一例たる複合型遊星歯車機構である。動力分割機構３０は、中心部に設けられた、本発明に係る「第１回転要素」の一例たるサンギアＳ１と、サンギアＳ１の外周に同心円状に設けられた本発明に係る「第２回転要素」の一例たるリングギアＲ１と、サンギアＳ１とリングギアＲ１との間に配置されてサンギアＳ１の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギア（不図示）と、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支する本発明に係る「第３回転要素」の一例たるキャリアＣ１とを備える。
【００２８】
ここで、サンギアＳ１は、モータＭＧ１のロータに、その回転軸を共有する形で連結されており、その回転数はモータＭＧ１の回転数（以後、「ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１」と呼ぶ。）と等価である。リングギアＲ１は、クラッチＣＲを介して減速機構６０に連結されている。また、リングギアＲ１の回転数は、クラッチＣＲが締結された場合、駆動軸ＯＵＴの回転数（以後、「出力回転数Ｎｏｕｔ」と呼ぶ。）と等価である。更に、リングギアＲ１は、ブレーキＢＲと接続する。そして、リングギアＲ１は、ブレーキＢＲが締結状態の場合、その回転が制止されて固定される。キャリアＣ１は、エンジン２０のクランク軸に連結された入力軸４０と連結されており、その回転数は、エンジン２０の回転数（以後、「エンジン回転数Ｎｅ」と呼ぶ。）と等価である。
【００２９】
動力分割機構３０は、上述した構成の下で、エンジン２０から入力軸４０に供給されるエンジントルクＴｅを、キャリアＣ１によってサンギアＳ１及びリングギアＲ１に所定の比率、具体的には各ギア相互間のギア比に応じた比率で分配する。即ち、動力分割機構３０は、エンジン２０の動力を２系統に分割する。
【００３０】
減速機構６０は、モータＭＧ２のロータと連結すると共に、クラッチＣＲを介してリングギアＲ１と連結する。そして、減速機構６０は、駆動軸ＯＵＴの回転を、減速機構６０を構成する各ギアのギア比に応じて定まる減速比に応じて減速された形でモータＭＧ２に伝達する。よって、モータＭＧ２の回転数（以後、「ＭＧ２回転数Ｎｍｇ２」と呼ぶ。）は、車速Ｖに応じて一義的に定まる。また、減速機構６０は、車軸と一義的な回転状態を呈する駆動軸ＯＵＴと、この駆動軸ＯＵＴに連結された減速ギアと、デファレンシャルとを含む。そして、各車軸の回転数は、減速機構６０により所定のギア比に従って減速された状態で駆動軸ＯＵＴに伝達される。
【００３１】
オイルポンプ７０は、ハイブリッド駆動装置１０の各部に潤滑油を供給する。オイルポンプ７０は、入力軸４０にて伝達された動力にて駆動される。
【００３２】
尚、本発明に係る「動力伝達機構」に係る実施形態上の構成は、動力分割機構３０のものに限定されない。例えば、本発明に係る動力伝達機構は、複数の遊星歯車機構が組み合わされた複合型遊星歯車機構であってもよい。
【００３３】
［制御方法］
以下では、ＥＣＵ１００が実行する制御方法について具体的に説明する。以後では、モータＭＧ１とモータＭＧ２とを特に区別しない場合、これらを「モータ」と総称する。
【００３４】
（モード切替の基本制御）
まず、ＥＣＵ１００が実行するハイブリッド車両１の走行方式（以後、「走行モード」と呼ぶ。）の切り替え（以後、単に「モード切替」と呼ぶ。）の基本制御について説明する。概略的には、ＥＣＵ１００は、ブレーキＢＲ及びクラッチＣＲのそれぞれの状態を制御することで、モード切替を実行する。
【００３５】
具体的には、ＥＣＵ１００は、ブレーキＢＲを締結状態とし、クラッチＣＲを解放状態とすることで、ハイブリッド車両１を、エンジン２０からの動力をモータにより全て電力に変換し、そこで得られた電力に基づきモータにより駆動するハイブリッド車両（以後、「シリーズ式ハイブリッド車両」と呼ぶ。）として機能させる。これについて、図３（ａ）を用いてさらに詳しく説明する。
【００３６】
図３（ａ）は、ブレーキＢＲが締結状態かつクラッチＣＲが解放状態でのハイブリッド駆動装置１０の一動作状態を例示する動作共線図である。
【００３７】
図３（ａ）において、縦軸は回転数を表しており、横軸は、左から順にモータＭＧ１（一義的にサンギアＳ１）、エンジン２０（一義的にキャリアＣ１）、出力回転数Ｎｏｕｔ、モータＭＧ２を表す。なお、図３（ａ）では、リングギアＲ１の回転数が動作点「Ｐｒ１」に相当し、出力回転数Ｎｏｕｔが動作点「Ｐｒ２」に相当する。
【００３８】
ここで、動力分割機構３０は、相互に差動関係にある複数の回転要素を備えた回転二自由度の遊星歯車機構であり、サンギアＳ１、キャリアＣ１及びリングギアＲ１のうち二要素の回転数が定まった場合に、残余の一回転要素の回転数が必然的に定まる。即ち、動作共線図上において、各回転要素の動作状態は、ハイブリッド駆動装置１０の一動作状態に一対一に対応する一の動作共線によって表される。従って、図３（ａ）において、モータＭＧ１の動作点が動作点「Ｐｓ１」であるとする。この場合、ブレーキＢＲにより制止されているリングギアＲ１が動作点「Ｐｒ１」にあるため、残余の回転要素の一たるキャリアＣ１に連結されたエンジン２０の動作点は、動作点「Ｐｃ１」となる。
【００３９】
一方、クラッチＣＲが解放されていることにより、駆動軸ＯＵＴはリングギアＲ１と独立して回転可能である。従って、モータＭＧ２の出力に基づき駆動軸ＯＵＴが回転し、モータＭＧ２の動作点が動作点「Ｐｇ１」の場合の駆動軸ＯＵＴの動作点は動作点「Ｐｒ２」となる。
【００４０】
従って、ブレーキＢＲが締結状態かつクラッチＣＲが解放状態の場合、ハイブリッド車両１は、エンジン２０が出力した動力に基づきモータＭＧ１により発電すると共に、モータＭＧ２を駆動源として走行を行う。即ち、この場合、ハイブリッド車両１は、シリーズ式ハイブリッド車両として機能する。
【００４１】
一方、ＥＣＵ１００は、ブレーキＢＲを解放状態とし、かつ、クラッチＣＲを締結状態とすることで、ハイブリッド車両１を、所謂シリーズパラレル方式ハイブリッド車両として機能させる。即ち、この場合、ハイブリッド車両１は、エンジン２０からの動力を動力分割機構３０により分割し、一方を機械的な動力のまま駆動軸ＯＵＴに出力すると共に、残余をモータにより電力に変換して駆動軸ＯＵＴに出力する。これについて、図３（ｂ）を用いてさらに詳しく説明する。
【００４２】
図３（ｂ）は、ブレーキＢＲが解放状態かつクラッチＣＲが締結状態でのハイブリッド駆動装置１０の一動作状態を例示する動作共線図である。この場合、クラッチＣＲによりリングギアＲ１と駆動軸ＯＵＴとが連結されている。また、リングギアＲ１は、ブレーキＢＲが解放状態にあるため、制止されていない。従って、図３（ｂ）では、駆動軸ＯＵＴの回転数である出力回転数Ｎｏｕｔは、リングギアＲ１の回転数と一義的な関係になると共に、動作点Ｐｒ１と異なる動作点Ｐｒ２に位置する。
【００４３】
また、図３（ｂ）の場合、モータＭＧ１の動作点とエンジン２０の動作点と駆動軸ＯＵＴの動作点とが一直線上に位置する。従って、モータＭＧ１の動作点が動作点「Ｐｓ２」、かつ、駆動軸ＯＵＴの動作点が動作点Ｐｒ２にある場合、エンジン２０の動作点は、動作点「Ｐｃ２」となる。
【００４４】
このように、ブレーキＢＲが解放状態かつクラッチＣＲが締結状態の場合、ハイブリッド車両１は、エンジン２０の動力を分割し、一方を機械的な動力のまま駆動軸ＯＵＴに出力すると共に、残余をモータにより電力に変換する走行を行う。即ち、この場合、ハイブリッド車両１は、シリーズパラレル式ハイブリッド車両として機能する。
【００４５】
また、ＥＣＵ１００は、ブレーキＢＲを解放状態かつクラッチＣＲを解放状態にした場合、エンジン２０が駆動軸ＯＵＴと切り離される。そして、この場合、ＥＣＵ１００は、エンジン２０を停止させ、モータＭＧ２を駆動させることで、ＥＶ走行を実行することが可能である。
【００４６】
（走行状態に基づく走行モードの決定）
次に、走行状態に基づきモード切替を実行する方法について、以下の第１制御乃至第４制御で説明する。なお、以後では、ハイブリッド車両１がシリーズパラレル方式ハイブリッド車両として走行する走行モードを、「ＳＰＨＶモード」と呼び、ハイブリッド車両１がシリーズ方式ハイブリッド車両として走行する走行モードを、「ＳＨＶモード」と呼ぶ。
【００４７】
１．第１制御
第１制御では、ＥＣＵ１００は、ＳＰＨＶモード中にハイブリッド車両１の振動又は／及び騒音（以後、単に「ＮＶ（Ｎｏｉｓｅ ａｎｄ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）」とも呼ぶ。）を避けるために燃費が悪化する走行領域では、ＳＨＶモードにより走行する。これにより、ＥＣＵ１００は、ＮＶを避けつつ、燃費を向上させる。
【００４８】
これについて、図４、図５を参照して具体的に説明する。図４は、横軸をエンジン回転数Ｎｅ、縦軸をエンジントルクＴｅとした場合のエンジン２０の動作点を示すグラフの一例である。以後では、「エンジン動作点」とは、エンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴｅとの組み合わせによって規定されるエンジン２０の一動作条件を意味するものとする。そして、グラフＧ１は、エンジン２０の燃料消費率が最小となるエンジン動作点（以後、「最適燃費動作点」と呼ぶ。）を結んだ線（以後、「最適燃費動作線」と呼ぶ。）を示す。また、グラフＧ２は、ＳＰＨＶモードで実際に使用されるエンジン動作点を結んだ線を示す。即ち、グラフＧ２は、ＳＰＨＶモードにおいて、ＮＶを回避するために実際に使用されるエンジン動作点を結んだ線（以後、「ＮＶ回避動作線」と呼ぶ。）を示す。
【００４９】
グラフＧ２に示すように、ＳＰＨＶモードでは、ＥＣＵ１００は、エンジン２０のトルク脈動、ロール振動がマウントや駆動系に伝達することにより発生するこもり音及び駆動系の歯打ち音を回避するため、エンジン動作点を、最適燃費動作線からＮＶ回避動作線へずらす。即ち、ＥＣＵ１００は、ＮＶが発生するおそれがある場合、エンジン動作点を、最適燃費動作点よりもエンジン回転数Ｎｅが高く、かつ、エンジントルクＴｅが低いエンジン動作点（以後、「高回転低トルク側エンジン動作点」と呼ぶ。）に移動させる。この結果、ＥＣＵ１００は、グラフＧ１とグラフＧ２とが異なる走行領域、即ち、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数「Ｎｅｔｈ」以下の走行領域（以後、「ＮＶ回避走行領域」と呼ぶ。）でＳＰＨＶモードにより走行した場合、燃費を悪化させてしまう。
【００５０】
一方、ＥＣＵ１００は、ＳＨＶモードで走行した場合、クラッチＣＲを解放状態にし、エンジン２０と駆動軸ＯＵＴとを切り離す。よって、この場合、ＳＰＨＶモードと比較してエンジン２０に起因したＮＶが低減される。従って、ＥＣＵ１００は、ＮＶ回避走行領域であっても、ＳＨＶモードで走行することで、ＮＶを抑制しつつ最適燃費動作線に従い走行することができる。
【００５１】
以上を勘案し、ＥＣＵ１００は、ＮＶ回避走行領域では、ＳＰＨＶモードを禁止し、ＳＨＶモードで走行を行う。これにより、ＮＶを低減しつつ、最適燃費動作点に従い走行することができる。一方、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔｈよりも大きい走行領域では、ＳＰＨＶモードを許可し、ＳＰＨＶモードを選択可能にする。
【００５２】
図５は、ＥＣＵ１００がモード切替を判断する際に使用するマップの一例を示す。図５に示す座標は、横軸を車速Ｖとし、縦軸をエンジントルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅの積であるエンジン出力の要求値（以後、「エンジン要求出力Ｐｅ」と呼ぶ。）とする２次元座標である。そして、グラフＧ３は、ＳＰＨＶモードとＳＨＶモードとのいずれの走行モードを採用すべきかの判断基準を示すグラフである。具体的には、グラフＧ３は、同一の車速Ｖの場合に、エンジン要求出力Ｐｅが、グラフＧ３が示すエンジン要求出力Ｐｅ以上となる走行領域をＳＰＨＶモードで走行すべき旨を示し、グラフＧ３が示すエンジン要求出力Ｐｅより低くなる走行領域をＳＨＶモードで走行すべき旨を示す。なお、グラフＧ３は、後者の走行領域が図４で説明したＮＶ回避走行領域を含むように、実験等に基づき予め設定される。
【００５３】
ここで、図５に示すマップを用いてモード切替を実行する方法の具体例を説明する。まず、ＥＣＵ１００は、車速センサ１４から車速Ｖを検出すると共に、アクセル開度センサ１３から検出したアクセル開度Ｔａ等に基づきエンジン要求出力Ｐｅを算出する。そして、ＥＣＵ１００は、当該エンジン要求出力Ｐｅと、検出した車速ＶでのグラフＧ３が示すエンジン要求出力（以後、「基準エンジン出力Ｐｅｔｈ」と呼ぶ。）と、を比較する。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン要求出力Ｐｅが基準エンジン出力Ｐｅｔｈ未満の場合、ＳＨＶモードにより走行を行う。一方、ＥＣＵ１００は、エンジン要求出力Ｐｅが基準エンジン出力Ｐｅｔｈ以上の場合、ＳＰＨＶモードにより走行を行う。そして、ＥＣＵ１００は、引き続き、最適燃費動作線に従い走行を行う。以上により、ＥＣＵ１００は、ＮＶを抑制しつつ、燃費を向上させることができる。
【００５４】
なお、ＥＣＵ１００は、上述の具体例に代えて、検出したエンジン要求出力Ｐｅに基づきグラフＧ３が示す車速Ｖを特定し、グラフＧ３が示す車速Ｖよりも検出した車速Ｖが低い場合にＳＨＶモードにより走行すべきと判断し、検出した車速ＶがグラフＧ３が示す車速Ｖ以上の場合にＳＰＨＶモードにより走行すべきと判断してもよい。
【００５５】
２．第２制御
第２制御では、第１制御に加えて、又はこれに代えて、ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行からエンジン２０を始動させる場合、エンジン２０の始動時にバッテリ１２から出力すべき要求電力（以後、「要求始動電力Ｗ」と呼ぶ。）が小さい走行モードを選択する。これにより、電力消費を抑制し、燃費を向上させる。
【００５６】
これについて図６を参照して説明する。図６は、ＥＶ走行からエンジン２０を始動させる際に、いずれの走行モードにより走行すべきかを示すマップの一例である。図６において、グラフ「Ｇｓｐ」は、ＥＶ走行からＳＰＨＶモードでエンジン２０を始動させた場合の要求始動電力Ｗ（以後、「要求始動電力Ｗｓｐ」と呼ぶ。）の各車速Ｖごとの値を結んだ線を示す。また、グラフ「Ｇｓ」は、ＥＶ走行からＳＨＶモードでエンジン２０を始動させた場合の要求始動電力Ｗ（以後、「要求始動電力Ｗｓ」と呼ぶ。）の各車速Ｖごとの値を結んだ線を示す。そして、基準車速「Ｖｔｈ」は、ＳＰＨＶモードとＳＨＶモードとのいずれの走行モードを採用してエンジン２０を始動すべきかの判断基準となる車速Ｖを示す。具体的には、基準車速Ｖｔｈは、要求始動電力Ｗｓｐと要求始動電力Ｗｓとが一致する車速Ｖを示す。そして、ＥＣＵ１００は、車速Ｖが基準車速Ｖｔｈより大きい場合、要求始動電力Ｗｓｐが要求始動電力Ｗｓより小さく、ＳＰＨＶモードによりエンジン２０を始動すべきと判断する。一方、ＥＣＵ１００は、車速Ｖが基準車速Ｖｔｈ以下の場合、要求始動電力Ｗｓが要求始動電力Ｗｓｐ以下となり、ＳＨＶモードによりエンジン２０を始動すべきと判断する。
【００５７】
グラフＧｓｐに示すように、ＳＰＨＶモードの場合、車速Ｖが大きいほど、要求始動電力Ｗｓｐが小さくなる。即ち、ＳＰＨＶモードで車速Ｖが相対的に大きい場合、モータＭＧ１がエンジン２０の始動時に負回転となり、エンジン２０のクランキング時に逆転力行状態となり発電を行うことに起因して、要求始動電力Ｗｓｐは相対的に小さくなる。一方、グラフＧｓに示すように、ＳＨＶモードの場合、車速Ｖによらず要求始動電力Ｗｓがほぼ一定となる。
【００５８】
従って、ＥＣＵ１００は、基準車速Ｖｔｈに基づき、エンジン２０の始動時の走行モードを選択することで、電力消費を抑制することができる。また、外気温等に起因してバッテリ１２の放電可能な電力の上限（以後、バッテリ上限出力」と呼ぶ。）が比較的小さい場合であっても、ＥＶ走行を間欠的に実行することができる。
【００５９】
これについて補足説明する。例えばＳＰＨＶ走行に固定した場合では、ＥＣＵ１００は、バッテリ上限出力が所定値より小さいとき、エンジン２０の間欠運転を禁止する必要がある。即ち、ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行を実行するためにエンジン２０を停止させた後、エンジン２０の再起動時の要求始動電力Ｗがバッテリ上限出力を上回る可能性があると判断した場合、ＥＶ走行を行わない。一方、第２制御に基づきエンジン２０の始動時に電力消費が小さい走行モードを選択する場合、ＥＣＵ１００は、要求始動電力Ｗを低減させることができる。従って、この場合、ＥＣＵ１００は、上述の場合と比較して、エンジン２０の間欠運転を禁止すべきと判断するバッテリ上限出力の条件を緩和することができ、ＥＶ走行を実行する機会を増やすことができる。このように、ＥＣＵ１００は、第２制御に基づき、ＥＶ走行を行う機会を増やし、燃費を向上させることができる。
【００６０】
３．第３制御
第３制御では、ＥＣＵ１００は、第１制御と第２制御を同時に実行する。そして、ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行からエンジン２０を始動させた後、所定時間幅内に走行モードを切り替えることが予想される場合、当該所定時間幅後に実行する走行モードを選択してエンジン２０を始動させる。これにより、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動直後にモード切替を実行するのを抑制し、ショック及びもたつきの発生を抑制する。
【００６１】
これについて具体的に説明する。上述したように、ＥＣＵ１００は、第１制御では、例えば図５に示すマップを参照し、車速Ｖ及びエンジン要求出力Ｐｅに基づき走行モードを決定した。一方、ＥＣＵ１００は、第２制御では、例えば図６に示すマップを参照し、車速Ｖ及び要求始動電力Ｗに基づき走行モードを決定する。従って、ＥＣＵ１００は、第２制御に基づき走行モードを決定しエンジン２０を始動させた直後、第１制御に基づき走行モードを切り替える可能性がある。
【００６２】
以上を勘案し、ＥＣＵ１００は、まず、第２制御に基づき決定した走行モード（以後、「エンジン始動時走行モード候補Ｍｓ」と呼ぶ。）を、エンジン２０の始動時の走行モードの候補として特定する。即ち、ＥＣＵ１００は、車速Ｖに基づきエンジン要求出力Ｐｅが小さい走行モードを、エンジン始動時走行モード候補Ｍｓとして特定する。また、ＥＣＵ１００は、所定時間幅（以後、「所定時間幅Ｔｗ」と呼ぶ。）経過後に選択されていると推定される走行モード（以後、「エンジン始動後走行モード候補Ｍａ」と呼ぶ。）を、例えば車速Ｖ及びエンジン要求出力Ｐｅに基づき所定のマップを参照して決定する。ここで、「所定時間幅Ｔｗ」は、例えばモード切替に起因したショック又は／及びもたつきが発生する虞があるエンジン２０始動後の時間幅の上限に実験等に基づき予め設定される。また、「所定のマップ」は、例えば図５に示すような現在の車速Ｖ及びエンジン要求出力Ｐｅと、走行モードと、のマップであり、予めＥＣＵ１００のメモリに記憶される。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン始動時走行モード候補Ｍｓとエンジン始動後走行モード候補Ｍａとが異なる場合、エンジン始動後走行モード候補Ｍａを走行モードに設定し、エンジン２０を始動させる。このようにすることで、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動後所定時間幅Ｔｗ以内でのモード切替を抑制し、ショック及びもたつきの発生を抑制することができる。
【００６３】
４．第４制御
第４制御では、第１制御に加え、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＲ又は／及びブレーキＢＲの故障等に起因してＳＰＨＶモードからＳＨＶモードへのモード切替ができなくなった場合、第１制御に基づきＳＨＶモードで走行すべきと判断したときでも、ＳＰＨＶモードを許可して走行を継続する。これにより、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＲ又は／及びブレーキＢＲの故障が発生した場合であっても、走行不能となるのを回避することができる。
【００６４】
同様に、ＥＣＵ１００は、ＳＨＶモード中に、クラッチＣＲ又は／及びブレーキＢＲの故障等に起因してＳＨＶモードからＳＰＨＶモードへのモード切替ができなくなった場合、第１制御に基づきＳＰＨＶモードへ移行すべきと判断したときでも、ＳＨＶモードを継続する。これにより、同様に、ＥＣＵ１００は、 クラッチＣＲ又は／及びブレーキＢＲの故障が発生した場合であっても、走行不能となるのを回避することができる。
【００６５】
（処理フロー）
次に、本実施形態の処理手順の一例について説明する。以下では、図７乃至図１０を参照し、第１制御乃至第４制御の処理手順の一例について説明する。
１．第１制御
図７は、第１制御に基づきＥＣＵ１００が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ１００は、図７に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。
【００６６】
まず、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１が走行中であるか否か判定する（ステップＳ１００）。そして、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１が走行中であると判断した場合（ステップＳ１００；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０１へ処理を進める。一方、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１が走行中でないと判断した場合（ステップＳ１００；Ｎｏ）、フローチャートの処理を終了する。
【００６７】
次に、ＥＣＵ１００は、車速Ｖに基づき、エンジン要求出力Ｐｅ及び基準エンジン出力Ｐｅｔｈを算出する（ステップＳ１０１）。ここで、ＥＣＵ１００は、基準エンジン出力Ｐｅｔｈを、例えば図５のグラフＧ３を参照して車速Ｖに基づき特定する。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン要求出力Ｐｅが基準エンジン出力Ｐｅｔｈより小さいか否か判定する（ステップＳ１０２）。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン要求出力Ｐｅが基準エンジン出力Ｐｅｔｈより小さいと判断した場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、ＳＨＶモードで走行すべきと判断し、ステップＳ１０３へ処理を進める。一方、ＥＣＵ１００は、エンジン要求出力Ｐｅが基準エンジン出力Ｐｅｔｈより小さくないと判断した場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、ＳＨＶモードで走行すべきでないと判断し、フローチャートの処理を終了する。なお、この場合、ＥＣＵ１００は、ＳＨＶモードで走行している場合には、ＳＰＨＶモードへモード切替を行う。
【００６８】
次に、ＥＣＵ１００は、現在ＳＰＨＶモードであるか否か判断する（ステップＳ１０３）。そして、ＥＣＵ１００は、現在ＳＰＨＶモードであると判断した場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、ＳＨＶモードへモード切替を行う（ステップＳ１０４）。そして、ＥＣＵ１００は、ＳＰＨＶモードへの移行を禁止する（ステップＳ１０５）。具体的には、ＥＣＵ１００は、エンジン要求出力Ｐｅが基準エンジン出力Ｐｅｔｈ以上になるまで、ＳＰＨＶモードへの移行を禁止する。これにより、ＥＣＵ１００は、ＮＶ回避走行領域であっても、ＮＶを低減しつつ、最適燃費動作点に従い走行することができる。
【００６９】
一方、ＥＣＵ１００は、現在ＳＰＨＶモードではないと判断した場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、モード切替を実行する必要はないため、フローチャートの処理を終了する。
２．第２制御
図８は、第２制御に基づきＥＣＵ１００が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ１００は、図８に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。
【００７０】
まず、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求があるか否か判断する（ステップＳ２００）。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求があると判断した場合（ステップＳ２００；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０１へ処理を進める。一方、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求がないと判断した場合（ステップＳ２００；Ｎｏ）、フローチャートの処理を終了する。
【００７１】
次に、ＥＣＵ１００は、車速Ｖに基づき、要求始動電力Ｗｓ及び要求始動電力Ｗｓｐを特定する（ステップＳ２０１）。例えば、ＥＣＵ１００は、図６に示すグラフＧｓ及びグラフＧｓｐを参照して車速Ｖに基づきこれらの値を特定する。
【００７２】
次に、ＥＣＵ１００は、要求始動電力Ｗｓｐが要求始動電力Ｗｓｐより大きいか否か判定する（ステップＳ２０２）。言い換えると、ＥＣＵ１００は、車速Ｖが基準車速Ｖｔｈより大きいか否か判定する。
【００７３】
そして、ＥＣＵ１００は、要求始動電力Ｗｓｐが要求始動電力Ｗｓより大きい場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、電力消費が少ないＳＨＶモードで走行すべきと判断する。そして、ＥＣＵ１００は、次に現在ＳＰＨＶモードであるか否か判定する（ステップＳ２０３）。そして、ＥＣＵ１００は、現在ＳＰＨＶモードであると判断した場合（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）、ＳＨＶモードへモード切替を行う（ステップＳ２０４）。これにより、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動時の電力消費を抑制することができる。一方、ＥＣＵ１００は、現在ＳＰＨＶモードでないと判断した場合（ステップＳ２０３；Ｎｏ）、継続してＳＨＶモードを走行モードに指定する。
【００７４】
一方、ＥＣＵ１００は、要求始動電力Ｗｓｐが要求始動電力Ｗｓ以下の場合（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、電力消費が少ないＳＰＨＶモードで走行すべきと判断する。そして、ＥＣＵ１００は、次に現在ＳＨＶモードであるか否か判定する（ステップＳ２０６）。そして、ＥＣＵ１００は、現在ＳＨＶモードであると判断した場合（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）、ＳＰＨＶモードへモード切替を行う（ステップＳ２０７）。一方、ＥＣＵ１００は、現在ＳＨＶモードではないと判断した場合（ステップＳ２０６；Ｎｏ）、継続してＳＰＨＶモードを走行モードに指定する。
【００７５】
そして、ＥＣＵ１００は、エンジン２０を始動させる（ステップＳ２０５）。これにより、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動時の電力消費を抑制し、燃費を向上させることができる。
３．第３制御
図９は、第３制御に基づきＥＣＵ１００が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ１００は、図９に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。
【００７６】
まず、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求があるか否か判定する（ステップＳ３００）。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求がある場合（ステップＳ３００；Ｙｅｓ）、車速Ｖ及びエンジン要求出力Ｐｅに基づき、エンジン始動時走行モード候補Ｍｓ及びエンジン始動後走行モード候補Ｍａを特定する（ステップＳ３０１）。一方、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求がない場合（ステップＳ３００；Ｎｏ）、フローチャートの処理を終了する。
【００７７】
次に、ステップＳ３０１の実行後、ＥＣＵ１００は、エンジン始動時走行モード候補Ｍｓとエンジン始動後走行モード候補Ｍａとが異なるか否か判定する（ステップＳ３０２）。即ち、ＥＣＵ１００は、エンジン始動後所定時間幅Ｔｗ以内に走行モードを切り替えるか否か判定する。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン始動時走行モード候補Ｍｓとエンジン始動後走行モード候補Ｍａとが異なると判断した場合（ステップＳ３０２；Ｙｅｓ）、エンジン始動後走行モード候補Ｍａに走行モードを設定する（ステップＳ３０３）。一方、ＥＣＵ１００は、エンジン始動時走行モード候補Ｍｓとエンジン始動後走行モード候補Ｍａとが同一であると判断した場合（ステップＳ３０２；Ｎｏ）、エンジン始動時走行モード候補Ｍｓに走行モードを設定する（ステップＳ３０４）。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン２０を始動させる（ステップＳ３０５）。これにより、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動直後のモード切替に起因したショック及びもたつきを抑制することができる。
４．第４制御
図１０は、第４制御に基づきＥＣＵ１００が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ１００は、図１０に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。
【００７８】
まず、ＥＣＵ１００は、部品フェールが生じているか否か判定する（ステップＳ４００）。ここで、「部品」とは、例えばブレーキＢＲ及びクラッチＣＲが該当する。
【００７９】
次に、ＥＣＵ１００は、走行モードの移行ができないか否か判断する（ステップＳ４０１）。そして、ＥＣＵ１００は、走行モードの移行ができないと判断した場合（ステップＳ４０１；Ｙｅｓ）、即ち、部品フェールに起因して走行モードの移行ができない場合、現在の走行モードを継続する（ステップＳ４０２）。即ち、この場合、ＥＣＵ１００は、図５に示すマップによらず、言い換えると、車速Ｖ及びエンジン要求出力Ｐｅによらず、現在の走行モードを継続する。
【００８０】
一方、ＥＣＵ１００は、走行モード移行が可能であると判断した場合（ステップＳ４０１；Ｎｏ）、フローチャートの処理を終了する。即ち、この場合、ＥＣＵ１００は、図５に示すマップを参照し、車速Ｖ及びエンジン要求出力Ｐｅに基づき走行モードを適宜切り替える。このように、ＥＣＵ１００は、部品フェールに基づき走行モードの移行ができない場合であっても、正常にハイブリッド車両１を走行させることができる。
【００８１】
［他の構成例］
本発明に係るハイブリッド駆動装置１０の態様は、図２に例示するものに限定されない。ここで、図１１、図１３を参照し、本発明に適用可能な他の構成例であるハイブリッド駆動装置１０Ａ、１０Ｂの構成について説明する。概略的には、ハイブリッド駆動装置１０Ａ、１０Ｂは、モータＭＧ１がエンジン２０と連結された状態でクラッチＣＲを介して動力分割機構３０Ａ、３０Ｂの回転要素のいずれかと連結されると共に、モータＭＧ２及び駆動軸ＯＵＴが上述の回転要素以外の回転要素であって互いに異なる回転要素にそれぞれ連結する。
【００８２】
図１１は、ハイブリッド駆動装置１０Ａの概略構成図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には、同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。ハイブリッド駆動装置１０Ａは、主に、エンジン２０と、動力分割機構３０Ａと、モータＭＧ１、ＭＧ２と、入力軸４０と、クラッチＣＲと、ブレーキＢＲと、減速機構６０Ａと、オイルポンプ７０と、を備える。
【００８３】
図１１に示すように、動力分割機構３０Ａは、リングギアＲ２と、キャリアＣ２と、サンギアＳ２とを備える。リングギアＲ２は、クラッチＣＲを介して入力軸４０と連結する。そして、リングギアＲ２は、入力軸４０を介して、エンジン２０及びモータＭＧ１と連結している。キャリアＣ２は、減速機構６０Ａと連結する。そして、サンギアＳ２は、モータＭＧ２と連結する。
【００８４】
次に、図１２を用いて、ハイブリッド駆動装置１０Ａに係るモード切替の基本制御について説明する。図１２（ａ）は、ＳＨＶモードでのハイブリッド駆動装置１０Ａの一動作状態を例示する動作共線図である。図１２（ａ）では、ブレーキＢＲが締結状態かつクラッチＣＲが解放状態にある。そして、図１２（ａ）の縦軸は回転数を表しており、横軸は、左から順にモータＭＧ２（一義的にサンギアＳ２）、駆動軸ＯＵＴ（一義的にキャリアＣ２）、モータＭＧ１及びエンジン２０を表す。図１２（ａ）では、モータＭＧ１及びエンジン２０の回転数が動作点「Ｐｒ３」に相当し、リングギアＲ２の回転数が動作点「Ｐｒ４」に相当する。
【００８５】
図１２（ａ）に示すように、ブレーキＢＲが締結状態にあることから、リングギアＲ２は制止される。そして、動作点Ｐｒ４と同一直線状に、駆動軸ＯＵＴの動作点「Ｐｃ３」と、モータＭＧ２の動作点「Ｐｓ３」とがそれぞれ位置する。また、クラッチＣＲが解放状態にあるため、モータＭＧ１及びエンジン２０の回転数は、リングギアＲ２の回転数と一義的な関係とはならず、動作点Ｐｒ４とは異なる動作点Ｐｒ３に位置する。
【００８６】
従って、図１２（ａ）の場合、ハイブリッド車両１は、エンジン２０が出力した動力に基づきモータＭＧ１により発電すると共に、モータＭＧ２を駆動源として走行を行う。即ち、この場合、ハイブリッド車両１は、シリーズ式ハイブリッド車両として機能する。
【００８７】
図１２（ｂ）は、ＳＰＨＶモードでのハイブリッド駆動装置１０Ａの一動作状態を例示する動作共線図である。図１２（ｂ）は、クラッチＣＲが締結状態かつブレーキＢＲが解放状態の場合を示す。
【００８８】
図１２（ｂ）に示すように、クラッチＣＲが締結状態の場合、モータＭＧ１及びエンジン２０の回転数は、リングギアＲ２の回転数と一義的となり、動作点Ｐｒ３となる。また、リングギアＲ２の回転数は、ブレーキＢＲが解放状態にあるため、制止されていない。そして、クラッチＣＲが締結状態であることに伴い、モータＭＧ１及びエンジン２０の動作点Ｐｒ３と、駆動軸ＯＵＴの動作点「Ｐｃ４」と、モータＭＧ２の動作点「Ｐｓ４」とが同一直線状に位置する。
【００８９】
従って、図１２（ｂ）の場合、ハイブリッド車両１は、エンジン２０の動力を分割し、一方を機械的な動力のまま駆動軸ＯＵＴに出力すると共に、残余をモータにより電力に変換する走行を行う。即ち、この場合、ハイブリッド車両１は、シリーズパラレル式ハイブリッド車両として機能する。
【００９０】
なお、ブレーキＢＲが締結状態かつクラッチＣＲが締結状態の場合、エンジン２０及びモータＭＧ１の回転数は制止される。従って、ＥＣＵ１００は、ブレーキＢＲを締結状態かつクラッチＣＲを締結状態にすることで、エンジン２０を停止させつつ、モータＭＧ２を駆動源としたＥＶ走行を実行することが可能である。
【００９１】
図１３は、ハイブリッド駆動装置１０Ｂの概略構成図である。尚、同図において、図１１と重複する箇所には、同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。ハイブリッド駆動装置１０Ｂは、主に、エンジン２０と、動力分割機構３０Ｂと、モータＭＧ１、ＭＧ２と、入力軸４０と、クラッチＣＲと、ブレーキＢＲと、減速機構６０Ｂと、オイルポンプ７０と、を備える。
【００９２】
動力分割機構３０Ｂは、リングギアＲ３と、キャリアＣ３と、サンギアＳ３とを備える。リングギアＲ３は、減速機構６０Ｂを介して駆動軸ＯＵＴと連結する。キャリアＣ３は、クラッチＣＲを介して入力軸４０と連結している。そして、キョリアＣ３は、入力軸４０を介してエンジン２０及びモータＭＧ１と連結する。サンギアＳ３は、モータＭＧ２と連結する。
【００９３】
次に、図１４を用いて、ハイブリッド駆動装置１０Ｂに係るモード切替の基本制御について説明する。図１４（ａ）は、ＳＨＶモードでのハイブリッド駆動装置１０Ｂの一動作状態を例示する動作共線図である。図１４（ａ）では、ブレーキＢＲが締結状態かつクラッチＣＲが解放状態にある。そして、図１４（ａ）の縦軸は回転数を表しており、横軸は、左から順にモータＭＧ２（一義的にサンギアＳ３）、モータＭＧ１及びエンジン２０、駆動軸ＯＵＴ（一義的にリングギアＲ３）を表す。図１４（ｂ）では、モータＭＧ１及びエンジン２０の回転数が動作点「Ｐｃ５」に相当し、キャリアＣ３の回転数が動作点「Ｐｃ６」に相当する。
【００９４】
図１４（ａ）に示すように、ブレーキＢＲが締結状態にあることから、キャリアＣ３の回転は制止される。そして、動作点Ｐｃ５と同一直線状に、駆動軸ＯＵＴの動作点Ｐｒ５と、モータＭＧ２の動作点Ｐｓ５とがそれぞれ位置する。また、クラッチＣＲが解放状態にあるため、モータＭＧ１及びエンジン２０の回転数は、リングギアＲ２の回転数と一義的とならず、動作点Ｐｃ６に位置する。
【００９５】
従って、図１４（ａ）の場合、ハイブリッド車両１は、エンジン２０が出力した動力に基づきモータＭＧ１により発電すると共に、モータＭＧ２を駆動源として走行を行う。即ち、この場合、ハイブリッド車両１は、シリーズ式ハイブリッド車両として機能する。
【００９６】
図１４（ｂ）は、ＳＰＨＶモードでのハイブリッド駆動装置１０Ｂの一動作状態を例示する動作共線図である。図１４（ｂ）は、クラッチＣＲが締結状態かつブレーキＢＲが解放状態の場合を示す。
【００９７】
図１４（ｂ）に示すように、クラッチＣＲが締結状態の場合、モータＭＧ１及びエンジン２０の回転数は、キャリアＣ３の回転数と一義的となり、動作点Ｐｃ６となる。また、キャリアＣ３の回転数は、ブレーキＢＲが解放状態にあるため、制止されていない。そして、クラッチＣＲが締結状態に移行したことに伴い、駆動軸ＯＵＴの動作点「Ｐｒ６」と、モータＭＧ１及びエンジン２０の動作点Ｐｃ６と、モータＭＧ２の動作点「Ｐｓ６」とが同一直線状に位置する。
【００９８】
従って、図１４（ｂ）の場合、ハイブリッド車両１は、エンジン２０の動力を分割し、一方を機械的な動力のまま駆動軸ＯＵＴに出力すると共に、残余をモータにより電力に変換する走行を行う。即ち、この場合、ハイブリッド車両１は、シリーズパラレル式ハイブリッド車両として機能する。
【００９９】
なお、ハイブリッド駆動装置１０Ｂにおいて、ブレーキＢＲが締結状態かつクラッチＣＲが締結状態の場合、エンジン２０及びモータＭＧ１の回転数は制止される。従って、ＥＣＵ１００は、ブレーキＢＲを締結状態かつクラッチＣＲを締結状態にし、エンジン２０を停止させることで、モータＭＧ２を駆動源としたＥＶ走行を実行することが可能である。
［変形例］
次に、本発明に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、任意に組み合わせて上述の実施形態に適用することができる。
【０１００】
（変形例１）
上述の第２制御及び第３制御の説明では、ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行の後、エンジン２０を始動させる場合に第２制御又は第３制御に基づきモード切替の選択を行った。これに加え、ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行の後に限らず、エンジン２０を始動させる場合に、第２制御又は第３制御に基づきモード切替の選択を実行してもよい。これによっても、ＥＣＵ１００は、要求始動電力Ｗを抑制し、燃費を向上させることができる。
【０１０１】
（変形例２）
上述の第３制御の説明では、第１制御が前提となっていたが、本発明が適用可能な方法は、これに限定されない。これに代えて、ＥＣＵ１００は、第１制御とは異なる所定の基準に従い、ＳＨＶモードとＳＰＨＶモードとを走行中に切り替えてもよい。
【０１０２】
この場合であっても、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動時にエンジン始動時走行モード候補Ｍｓとエンジン始動後走行モード候補Ｍａとをそれぞれ特定し、これらが異なる場合にはエンジン始動後走行モード候補Ｍａを走行モードに設定してエンジン２０を始動させる。これによっても、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動直後にモード切替を実行するのを抑制し、ショック及びもたつきの発生を抑制する。
【符号の説明】
【０１０３】
１ ハイブリッド車両
１０、１０Ａ、１０Ｂ ハイブリッド駆動装置
２０ エンジン
３０ 動力分割機構
４０ 入力軸
６０、６０Ａ、６０Ｂ 減速機構
１００ ＥＣＵ
ＭＧ１、ＭＧ２ モータジェネレータ
ＢＲ ブレーキ
ＣＲ クラッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両に好適な制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関（エンジン）に加えて、電動機や発電機として機能する回転電機（モータジェネレータ）を備えるハイブリッド車両が知られている。例えば、特許文献１には、差動機構の出力軸と回転電機との間にクラッチを備え、クラッチと出力軸との間にブレーキを備えることで、所謂シリーズパラレル式の走行モードと、シリーズ式の走行モードとを切り替え可能なハイブリッド車両が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２３７３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
走行モードが異なる場合、これに対応してエンジン始動時の要求電力が異なる。また、エンジン始動時の要求電力が大きい場合、その分電力消費が増大すると共に、バッテリの出力上限が小さい場合には、モータジェネレータを駆動源とした走行（以後、「ＥＶ走行」と呼ぶ。）を行う機会が減り燃費が悪化する。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、エンジン始動時の電力消費を低減することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの観点では、シリーズ式走行モードとシリーズパラレル式走行モードとの間で走行モードを切り替えるハイブリッド車両の制御装置であって、前記ハイブリッド車両の動力要素であるエンジンと、前記シリーズ式走行モードで前記エンジンを始動させる場合の要求電力と、前記シリーズパラレル式走行モードで前記エンジンを始動させる場合の要求電力とをそれぞれ算出し、前記要求電力が低い方の走行モードで前記エンジンを始動させる制御手段と、を備える。
【０００７】
上記のハイブリッド車両の制御装置は、シリーズ式走行モードとシリーズパラレル式走行モードとの間で走行モードを切り替え可能なハイブリッド車両に搭載される。ここで、「シリーズ式走行モード」とは、エンジンからの動力を回転電機により全て電力に変換し、当該電力に基づき、駆動軸に連結された回転電機を駆動する走行モードを指す。また、「シリーズパラレル式走行モード」とは、エンジンから出力された動力を２つに分配し、一部を機械的な動力のまま駆動軸に出力すると共に、残余を電力に変換して駆動軸に出力する走行モードを指す。ハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、制御手段とを備える。制御手段は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、シリーズ式走行モードでエンジンを始動させる場合の要求電力と、シリーズパラレル式走行モードでエンジンを始動させる場合の要求電力とをそれぞれ算出する。ここで、「要求電力」とは、バッテリなどの蓄電手段からハイブリッド車両へ供給する電力の要求値を指す。そして、制御手段は、要求電力が低い走行モードでエンジンを始動させる。このようにすることで、ハイブリッド車両の制御装置は、エンジン始動時の電力消費を低減することができる。
【０００８】
上記のハイブリッド車両の制御装置の一態様では、前記制御手段は、前記エンジンを始動した後、所定時間幅以内に前記走行モードを切り替えることが予想される場合、前記所定時間幅経過後に実行することが予想される走行モードに基づき前記エンジンを始動させる。ここで、「所定時間幅」は、例えば、走行モードの切り替えに起因して車両にショック又はもたつきが発生する虞があるエンジン始動後からの時間幅の上限を指し、実験等に基づき予め定められる。このようにすることで、ハイブリッド車両の制御装置は、エンジン始動直後に走行モードを切り替えることに起因したショック及びもたつきの発生を抑制することができる。
【０００９】
上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記シリーズパラレル式走行モードに基づき走行する場合に、騒音又は／及び振動を回避するため最適燃費動作線とは異なる動作線に基づき前記エンジンを動作させる必要がある走行領域では、前記シリーズ式走行モードに基づき走行を行う。この態様では、制御手段は、シリーズパラレル式走行モードにおいて、エンジンに起因したこもり音や歯打ち音等を抑制するため、エンジン動作線を最適燃費動作線からずらす必要がある走行領域では、シリーズ式走行モードに基づき走行を行う。ここで、「走行領域」とは、例えば、エンジンの回転数が所定値以下の走行状態を指す。このように、ハイブリッド車両の制御装置は、上述の走行領域では、シリーズ式走行モードを選択することでエンジンを駆動軸から分離し、騒音等を抑制する。これにより、ハイブリッド車両の制御装置は、最適燃費動作線に基づく走行が継続可能となり、燃費を向上させることができる。
【００１０】
上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、第１回転電機と、第２回転電機と、前記第１回転電機に連結された第１回転要素と、前記第２回転電機と駆動軸とにクラッチを介して連結する第２回転要素と、前記エンジンと連結する第３回転要素と、を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力伝達機構と、締結状態において、前記第１回転要素を固定可能なブレーキと、をさらに備え、前記制御手段は、前記クラッチを解放状態かつ前記ブレーキを締結状態にすることで、前記シリーズ式走行モードへ切り替え、前記クラッチを締結状態かつ前記ブレーキを解放状態にすることで、前記シリーズパラレル式走行モードへ切り替える。この態様では、好適に、ハイブリッド車両の制御装置は、シリーズ式走行モードとシリーズパラレル式走行モードとを切り替えることができる。
【００１１】
上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、前記エンジンと同一の回転軸を共有する第１回転電機と、第２回転電機と、前記第２回転電機に連結された第１回転要素と、前記第１回転電機及び前記エンジンとクラッチを介して連結された第２回転要素と、駆動軸と連結された第３回転要素と、を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力伝達機構と、締結状態において、前記第２回転要素を固定可能なブレーキと、をさらに備え、前記制御手段は、前記クラッチを解放状態かつ前記ブレーキを締結状態にすることで、前記シリーズ式走行モードへ切り替え、前記クラッチを締結状態かつ前記ブレーキを解放状態にすることで、前記シリーズパラレル式走行モードへ切り替える。この態様では、好適に、ハイブリッド車両の制御装置は、シリーズ式走行モードとシリーズパラレル式走行モードとを切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の各実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成図の一例を示す。
【図２】ハイブリッド駆動装置の概略構成図の一例である。
【図３】ハイブリッド駆動装置の一動作状態を例示する動作共線図である。
【図４】横軸をエンジン回転数、縦軸をエンジントルクとした場合のエンジンの動作点を示すグラフの一例である。
【図５】ＥＣＵが使用するモード切替を判断するためのマップの一例を示す。
【図６】ＥＶ走行からエンジンを始動させる際に、いずれの走行モードにより走行すべきかを示すマップの一例である。
【図７】第１制御に係る処理手順を示すフローチャートの一例である。
【図８】第２制御に係る処理手順を示すフローチャートの一例である。
【図９】第３制御に係る処理手順を示すフローチャートの一例である。
【図１０】第４制御に係る処理手順を示すフローチャートの一例である。
【図１１】他の構成例に係るハイブリッド駆動装置の概略構成図である。
【図１２】他の構成例に係るハイブリッド駆動装置の一動作状態を例示する動作共線図である。
【図１３】他の構成例に係るハイブリッド駆動装置の概略構成図である。
【図１４】他の構成例に係るハイブリッド駆動装置の一動作状態を例示する動作共線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１４】
［構成］
始めに、図１を参照し、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置を適用したハイブリッド車両１の構成の一例について説明する。図１は、ハイブリッド車両１の概略構成図である。ハイブリッド車両１は、ＥＣＵ１００、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１、バッテリ１２、アクセル開度センサ１３、車速センサ１４、及びハイブリッド駆動装置１０を備える。
【００１５】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器及び入出力インターフェイスなどを有し、ハイブリッド車両１の各部の動作を制御する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する制御を実行する。そして、ＥＣＵ１００は、本発明における制御手段として機能する。なお、本発明に係る制御手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えば制御手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等であってもよい。
【００１６】
ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１の車軸たる左車軸ＳＦＬ（左前輪ＦＬに対応）及び右車軸ＳＦＲ（右前輪ＦＲに対応）に駆動力としての駆動トルクを供給することによりハイブリッド車両１を駆動するドライブユニットである。ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成については後述する。
【００１７】
ＰＣＵ１１は、不図示のインバータを含み、バッテリ１２と後述する各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いはバッテリ１２を介さない各モータジェネレータ相互間の電力の入出力を制御する制御ユニットである。具体的には、ＰＣＵ１１は、バッテリ１２から取り出した直流電力を交流電力に変換して各モータジェネレータに供給すると共に、各モータジェネレータによって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２に供給する。ＰＣＵ１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される。
【００１８】
バッテリ１２は、複数の単位電池セルを直列接続した構成を有し、各モータジェネレータを力行するための電力に係る電力供給源として機能する電池ユニットである。
【００１９】
アクセル開度センサ１３は、ハイブリッド車両１の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度「Ｔａ」を検出することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Ｔａは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される。
【００２０】
車速センサ１４は、ハイブリッド車両１の車速「Ｖ」を検出するセンサである。車速センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される。
【００２１】
ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成について説明する。図２は、ハイブリッド駆動装置１０の概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略する。
【００２２】
図２において、ハイブリッド駆動装置１０は、エンジン２０、動力分割機構３０、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「モータＭＧ１」と略称する。）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「モータＭＧ２」と略称する。）、入力軸４０、クラッチＣＲ、ブレーキＢＲ、減速機構６０、及びオイルポンプ７０を備える。
【００２３】
エンジン２０は、ハイブリッド車両１の主たる動力源として機能し、本発明に係る「内燃機関」の一例たるエンジンである。エンジン２０の出力動力たるエンジントルク「Ｔｅ」は、不図示のクランク軸を介してハイブリッド駆動装置１０の入力軸４０に連結されている。
【００２４】
モータＭＧ１は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた、本発明に係る「第１回転電機」の一例たる電動発電機である。
【００２５】
モータＭＧ２は、モータＭＧ１よりも体格の大きい本発明に係る「第２回転電機」の一例たる電動発電機であり、モータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備える。モータＭＧ２は、モータＭＧ１及びエンジン２０と異なり、ハイブリッド車両１の駆動軸（以後、「駆動軸ＯＵＴ」と呼ぶ。）に対し、その出力トルク（以後、「ＭＧ２トルクＴｍ」と呼ぶ。）を作用させることが可能である。従って、モータＭＧ２は、駆動軸ＯＵＴにトルクを付加してハイブリッド車両１の走行をアシストすることも、駆動軸ＯＵＴからのトルクの入力により電力回生を行うことも可能である。ＭＧ２トルクＴｍは、モータＭＧ１の入出力トルク（以後、「ＭＧ１トルクＴｇ」と呼ぶ。）と共に、ＰＣＵ１１を介してＥＣＵ１００により制御される。
【００２６】
尚、モータＭＧ１及びモータＭＧ２は、同期電動発電機として機能し、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。
【００２７】
動力分割機構３０は、本発明に係る「動力伝達機構」の一例たる複合型遊星歯車機構である。動力分割機構３０は、中心部に設けられた、本発明に係る「第１回転要素」の一例たるサンギアＳ１と、サンギアＳ１の外周に同心円状に設けられた本発明に係る「第２回転要素」の一例たるリングギアＲ１と、サンギアＳ１とリングギアＲ１との間に配置されてサンギアＳ１の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギア（不図示）と、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支する本発明に係る「第３回転要素」の一例たるキャリアＣ１とを備える。
【００２８】
ここで、サンギアＳ１は、モータＭＧ１のロータに、その回転軸を共有する形で連結されており、その回転数はモータＭＧ１の回転数（以後、「ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１」と呼ぶ。）と等価である。リングギアＲ１は、クラッチＣＲを介して減速機構６０に連結されている。また、リングギアＲ１の回転数は、クラッチＣＲが締結された場合、駆動軸ＯＵＴの回転数（以後、「出力回転数Ｎｏｕｔ」と呼ぶ。）と等価である。更に、リングギアＲ１は、ブレーキＢＲと接続する。そして、リングギアＲ１は、ブレーキＢＲが締結状態の場合、その回転が制止されて固定される。キャリアＣ１は、エンジン２０のクランク軸に連結された入力軸４０と連結されており、その回転数は、エンジン２０の回転数（以後、「エンジン回転数Ｎｅ」と呼ぶ。）と等価である。
【００２９】
動力分割機構３０は、上述した構成の下で、エンジン２０から入力軸４０に供給されるエンジントルクＴｅを、キャリアＣ１によってサンギアＳ１及びリングギアＲ１に所定の比率、具体的には各ギア相互間のギア比に応じた比率で分配する。即ち、動力分割機構３０は、エンジン２０の動力を２系統に分割する。
【００３０】
減速機構６０は、モータＭＧ２のロータと連結すると共に、クラッチＣＲを介してリングギアＲ１と連結する。そして、減速機構６０は、駆動軸ＯＵＴの回転を、減速機構６０を構成する各ギアのギア比に応じて定まる減速比に応じて減速された形でモータＭＧ２に伝達する。よって、モータＭＧ２の回転数（以後、「ＭＧ２回転数Ｎｍｇ２」と呼ぶ。）は、車速Ｖに応じて一義的に定まる。また、減速機構６０は、車軸と一義的な回転状態を呈する駆動軸ＯＵＴと、この駆動軸ＯＵＴに連結された減速ギアと、デファレンシャルとを含む。そして、各車軸の回転数は、減速機構６０により所定のギア比に従って減速された状態で駆動軸ＯＵＴに伝達される。
【００３１】
オイルポンプ７０は、ハイブリッド駆動装置１０の各部に潤滑油を供給する。オイルポンプ７０は、入力軸４０にて伝達された動力にて駆動される。
【００３２】
尚、本発明に係る「動力伝達機構」に係る実施形態上の構成は、動力分割機構３０のものに限定されない。例えば、本発明に係る動力伝達機構は、複数の遊星歯車機構が組み合わされた複合型遊星歯車機構であってもよい。
【００３３】
［制御方法］
以下では、ＥＣＵ１００が実行する制御方法について具体的に説明する。以後では、モータＭＧ１とモータＭＧ２とを特に区別しない場合、これらを「モータ」と総称する。
【００３４】
（モード切替の基本制御）
まず、ＥＣＵ１００が実行するハイブリッド車両１の走行方式（以後、「走行モード」と呼ぶ。）の切り替え（以後、単に「モード切替」と呼ぶ。）の基本制御について説明する。概略的には、ＥＣＵ１００は、ブレーキＢＲ及びクラッチＣＲのそれぞれの状態を制御することで、モード切替を実行する。
【００３５】
具体的には、ＥＣＵ１００は、ブレーキＢＲを締結状態とし、クラッチＣＲを解放状態とすることで、ハイブリッド車両１を、エンジン２０からの動力をモータにより全て電力に変換し、そこで得られた電力に基づきモータにより駆動するハイブリッド車両（以後、「シリーズ式ハイブリッド車両」と呼ぶ。）として機能させる。これについて、図３（ａ）を用いてさらに詳しく説明する。
【００３６】
図３（ａ）は、ブレーキＢＲが締結状態かつクラッチＣＲが解放状態でのハイブリッド駆動装置１０の一動作状態を例示する動作共線図である。
【００３７】
図３（ａ）において、縦軸は回転数を表しており、横軸は、左から順にモータＭＧ１（一義的にサンギアＳ１）、エンジン２０（一義的にキャリアＣ１）、出力回転数Ｎｏｕｔ、モータＭＧ２を表す。なお、図３（ａ）では、リングギアＲ１の回転数が動作点「Ｐｒ１」に相当し、出力回転数Ｎｏｕｔが動作点「Ｐｒ２」に相当する。
【００３８】
ここで、動力分割機構３０は、相互に差動関係にある複数の回転要素を備えた回転二自由度の遊星歯車機構であり、サンギアＳ１、キャリアＣ１及びリングギアＲ１のうち二要素の回転数が定まった場合に、残余の一回転要素の回転数が必然的に定まる。即ち、動作共線図上において、各回転要素の動作状態は、ハイブリッド駆動装置１０の一動作状態に一対一に対応する一の動作共線によって表される。従って、図３（ａ）において、モータＭＧ１の動作点が動作点「Ｐｓ１」であるとする。この場合、ブレーキＢＲにより制止されているリングギアＲ１が動作点「Ｐｒ１」にあるため、残余の回転要素の一たるキャリアＣ１に連結されたエンジン２０の動作点は、動作点「Ｐｃ１」となる。
【００３９】
一方、クラッチＣＲが解放されていることにより、駆動軸ＯＵＴはリングギアＲ１と独立して回転可能である。従って、モータＭＧ２の出力に基づき駆動軸ＯＵＴが回転し、モータＭＧ２の動作点が動作点「Ｐｇ１」の場合の駆動軸ＯＵＴの動作点は動作点「Ｐｒ２」となる。
【００４０】
従って、ブレーキＢＲが締結状態かつクラッチＣＲが解放状態の場合、ハイブリッド車両１は、エンジン２０が出力した動力に基づきモータＭＧ１により発電すると共に、モータＭＧ２を駆動源として走行を行う。即ち、この場合、ハイブリッド車両１は、シリーズ式ハイブリッド車両として機能する。
【００４１】
一方、ＥＣＵ１００は、ブレーキＢＲを解放状態とし、かつ、クラッチＣＲを締結状態とすることで、ハイブリッド車両１を、所謂シリーズパラレル方式ハイブリッド車両として機能させる。即ち、この場合、ハイブリッド車両１は、エンジン２０からの動力を動力分割機構３０により分割し、一方を機械的な動力のまま駆動軸ＯＵＴに出力すると共に、残余をモータにより電力に変換して駆動軸ＯＵＴに出力する。これについて、図３（ｂ）を用いてさらに詳しく説明する。
【００４２】
図３（ｂ）は、ブレーキＢＲが解放状態かつクラッチＣＲが締結状態でのハイブリッド駆動装置１０の一動作状態を例示する動作共線図である。この場合、クラッチＣＲによりリングギアＲ１と駆動軸ＯＵＴとが連結されている。また、リングギアＲ１は、ブレーキＢＲが解放状態にあるため、制止されていない。従って、図３（ｂ）では、駆動軸ＯＵＴの回転数である出力回転数Ｎｏｕｔは、リングギアＲ１の回転数と一義的な関係になると共に、動作点Ｐｒ１と異なる動作点Ｐｒ２に位置する。
【００４３】
また、図３（ｂ）の場合、モータＭＧ１の動作点とエンジン２０の動作点と駆動軸ＯＵＴの動作点とが一直線上に位置する。従って、モータＭＧ１の動作点が動作点「Ｐｓ２」、かつ、駆動軸ＯＵＴの動作点が動作点Ｐｒ２にある場合、エンジン２０の動作点は、動作点「Ｐｃ２」となる。
【００４４】
このように、ブレーキＢＲが解放状態かつクラッチＣＲが締結状態の場合、ハイブリッド車両１は、エンジン２０の動力を分割し、一方を機械的な動力のまま駆動軸ＯＵＴに出力すると共に、残余をモータにより電力に変換する走行を行う。即ち、この場合、ハイブリッド車両１は、シリーズパラレル式ハイブリッド車両として機能する。
【００４５】
また、ＥＣＵ１００は、ブレーキＢＲを解放状態かつクラッチＣＲを解放状態にした場合、エンジン２０が駆動軸ＯＵＴと切り離される。そして、この場合、ＥＣＵ１００は、エンジン２０を停止させ、モータＭＧ２を駆動させることで、ＥＶ走行を実行することが可能である。
【００４６】
（走行状態に基づく走行モードの決定）
次に、走行状態に基づきモード切替を実行する方法について、以下の第１制御乃至第４制御で説明する。なお、以後では、ハイブリッド車両１がシリーズパラレル方式ハイブリッド車両として走行する走行モードを、「ＳＰＨＶモード」と呼び、ハイブリッド車両１がシリーズ方式ハイブリッド車両として走行する走行モードを、「ＳＨＶモード」と呼ぶ。
【００４７】
１．第１制御
第１制御では、ＥＣＵ１００は、ＳＰＨＶモード中にハイブリッド車両１の振動又は／及び騒音（以後、単に「ＮＶ（Ｎｏｉｓｅ ａｎｄ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）」とも呼ぶ。）を避けるために燃費が悪化する走行領域では、ＳＨＶモードにより走行する。これにより、ＥＣＵ１００は、ＮＶを避けつつ、燃費を向上させる。
【００４８】
これについて、図４、図５を参照して具体的に説明する。図４は、横軸をエンジン回転数Ｎｅ、縦軸をエンジントルクＴｅとした場合のエンジン２０の動作点を示すグラフの一例である。以後では、「エンジン動作点」とは、エンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴｅとの組み合わせによって規定されるエンジン２０の一動作条件を意味するものとする。そして、グラフＧ１は、エンジン２０の燃料消費率が最小となるエンジン動作点（以後、「最適燃費動作点」と呼ぶ。）を結んだ線（以後、「最適燃費動作線」と呼ぶ。）を示す。また、グラフＧ２は、ＳＰＨＶモードで実際に使用されるエンジン動作点を結んだ線を示す。即ち、グラフＧ２は、ＳＰＨＶモードにおいて、ＮＶを回避するために実際に使用されるエンジン動作点を結んだ線（以後、「ＮＶ回避動作線」と呼ぶ。）を示す。
【００４９】
グラフＧ２に示すように、ＳＰＨＶモードでは、ＥＣＵ１００は、エンジン２０のトルク脈動、ロール振動がマウントや駆動系に伝達することにより発生するこもり音及び駆動系の歯打ち音を回避するため、エンジン動作点を、最適燃費動作線からＮＶ回避動作線へずらす。即ち、ＥＣＵ１００は、ＮＶが発生するおそれがある場合、エンジン動作点を、最適燃費動作点よりもエンジン回転数Ｎｅが高く、かつ、エンジントルクＴｅが低いエンジン動作点（以後、「高回転低トルク側エンジン動作点」と呼ぶ。）に移動させる。この結果、ＥＣＵ１００は、グラフＧ１とグラフＧ２とが異なる走行領域、即ち、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数「Ｎｅｔｈ」以下の走行領域（以後、「ＮＶ回避走行領域」と呼ぶ。）でＳＰＨＶモードにより走行した場合、燃費を悪化させてしまう。
【００５０】
一方、ＥＣＵ１００は、ＳＨＶモードで走行した場合、クラッチＣＲを解放状態にし、エンジン２０と駆動軸ＯＵＴとを切り離す。よって、この場合、ＳＰＨＶモードと比較してエンジン２０に起因したＮＶが低減される。従って、ＥＣＵ１００は、ＮＶ回避走行領域であっても、ＳＨＶモードで走行することで、ＮＶを抑制しつつ最適燃費動作線に従い走行することができる。
【００５１】
以上を勘案し、ＥＣＵ１００は、ＮＶ回避走行領域では、ＳＰＨＶモードを禁止し、ＳＨＶモードで走行を行う。これにより、ＮＶを低減しつつ、最適燃費動作点に従い走行することができる。一方、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔｈよりも大きい走行領域では、ＳＰＨＶモードを許可し、ＳＰＨＶモードを選択可能にする。
【００５２】
図５は、ＥＣＵ１００がモード切替を判断する際に使用するマップの一例を示す。図５に示す座標は、横軸を車速Ｖとし、縦軸をエンジントルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅの積であるエンジン出力の要求値（以後、「エンジン要求出力Ｐｅ」と呼ぶ。）とする２次元座標である。そして、グラフＧ３は、ＳＰＨＶモードとＳＨＶモードとのいずれの走行モードを採用すべきかの判断基準を示すグラフである。具体的には、グラフＧ３は、同一の車速Ｖの場合に、エンジン要求出力Ｐｅが、グラフＧ３が示すエンジン要求出力Ｐｅ以上となる走行領域をＳＰＨＶモードで走行すべき旨を示し、グラフＧ３が示すエンジン要求出力Ｐｅより低くなる走行領域をＳＨＶモードで走行すべき旨を示す。なお、グラフＧ３は、後者の走行領域が図４で説明したＮＶ回避走行領域を含むように、実験等に基づき予め設定される。
【００５３】
ここで、図５に示すマップを用いてモード切替を実行する方法の具体例を説明する。まず、ＥＣＵ１００は、車速センサ１４から車速Ｖを検出すると共に、アクセル開度センサ１３から検出したアクセル開度Ｔａ等に基づきエンジン要求出力Ｐｅを算出する。そして、ＥＣＵ１００は、当該エンジン要求出力Ｐｅと、検出した車速ＶでのグラフＧ３が示すエンジン要求出力（以後、「基準エンジン出力Ｐｅｔｈ」と呼ぶ。）と、を比較する。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン要求出力Ｐｅが基準エンジン出力Ｐｅｔｈ未満の場合、ＳＨＶモードにより走行を行う。一方、ＥＣＵ１００は、エンジン要求出力Ｐｅが基準エンジン出力Ｐｅｔｈ以上の場合、ＳＰＨＶモードにより走行を行う。そして、ＥＣＵ１００は、引き続き、最適燃費動作線に従い走行を行う。以上により、ＥＣＵ１００は、ＮＶを抑制しつつ、燃費を向上させることができる。
【００５４】
なお、ＥＣＵ１００は、上述の具体例に代えて、検出したエンジン要求出力Ｐｅに基づきグラフＧ３が示す車速Ｖを特定し、グラフＧ３が示す車速Ｖよりも検出した車速Ｖが低い場合にＳＨＶモードにより走行すべきと判断し、検出した車速ＶがグラフＧ３が示す車速Ｖ以上の場合にＳＰＨＶモードにより走行すべきと判断してもよい。
【００５５】
２．第２制御
第２制御では、第１制御に加えて、又はこれに代えて、ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行からエンジン２０を始動させる場合、エンジン２０の始動時にバッテリ１２から出力すべき要求電力（以後、「要求始動電力Ｗ」と呼ぶ。）が小さい走行モードを選択する。これにより、電力消費を抑制し、燃費を向上させる。
【００５６】
これについて図６を参照して説明する。図６は、ＥＶ走行からエンジン２０を始動させる際に、いずれの走行モードにより走行すべきかを示すマップの一例である。図６において、グラフ「Ｇｓｐ」は、ＥＶ走行からＳＰＨＶモードでエンジン２０を始動させた場合の要求始動電力Ｗ（以後、「要求始動電力Ｗｓｐ」と呼ぶ。）の各車速Ｖごとの値を結んだ線を示す。また、グラフ「Ｇｓ」は、ＥＶ走行からＳＨＶモードでエンジン２０を始動させた場合の要求始動電力Ｗ（以後、「要求始動電力Ｗｓ」と呼ぶ。）の各車速Ｖごとの値を結んだ線を示す。そして、基準車速「Ｖｔｈ」は、ＳＰＨＶモードとＳＨＶモードとのいずれの走行モードを採用してエンジン２０を始動すべきかの判断基準となる車速Ｖを示す。具体的には、基準車速Ｖｔｈは、要求始動電力Ｗｓｐと要求始動電力Ｗｓとが一致する車速Ｖを示す。そして、ＥＣＵ１００は、車速Ｖが基準車速Ｖｔｈより大きい場合、要求始動電力Ｗｓｐが要求始動電力Ｗｓより小さく、ＳＰＨＶモードによりエンジン２０を始動すべきと判断する。一方、ＥＣＵ１００は、車速Ｖが基準車速Ｖｔｈ以下の場合、要求始動電力Ｗｓが要求始動電力Ｗｓｐ以下となり、ＳＨＶモードによりエンジン２０を始動すべきと判断する。
【００５７】
グラフＧｓｐに示すように、ＳＰＨＶモードの場合、車速Ｖが大きいほど、要求始動電力Ｗｓｐが小さくなる。即ち、ＳＰＨＶモードで車速Ｖが相対的に大きい場合、モータＭＧ１がエンジン２０の始動時に負回転となり、エンジン２０のクランキング時に逆転力行状態となり発電を行うことに起因して、要求始動電力Ｗｓｐは相対的に小さくなる。一方、グラフＧｓに示すように、ＳＨＶモードの場合、車速Ｖによらず要求始動電力Ｗｓがほぼ一定となる。
【００５８】
従って、ＥＣＵ１００は、基準車速Ｖｔｈに基づき、エンジン２０の始動時の走行モードを選択することで、電力消費を抑制することができる。また、外気温等に起因してバッテリ１２の放電可能な電力の上限（以後、バッテリ上限出力」と呼ぶ。）が比較的小さい場合であっても、ＥＶ走行を間欠的に実行することができる。
【００５９】
これについて補足説明する。例えばＳＰＨＶ走行に固定した場合では、ＥＣＵ１００は、バッテリ上限出力が所定値より小さいとき、エンジン２０の間欠運転を禁止する必要がある。即ち、ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行を実行するためにエンジン２０を停止させた後、エンジン２０の再起動時の要求始動電力Ｗがバッテリ上限出力を上回る可能性があると判断した場合、ＥＶ走行を行わない。一方、第２制御に基づきエンジン２０の始動時に電力消費が小さい走行モードを選択する場合、ＥＣＵ１００は、要求始動電力Ｗを低減させることができる。従って、この場合、ＥＣＵ１００は、上述の場合と比較して、エンジン２０の間欠運転を禁止すべきと判断するバッテリ上限出力の条件を緩和することができ、ＥＶ走行を実行する機会を増やすことができる。このように、ＥＣＵ１００は、第２制御に基づき、ＥＶ走行を行う機会を増やし、燃費を向上させることができる。
【００６０】
３．第３制御
第３制御では、ＥＣＵ１００は、第１制御と第２制御を同時に実行する。そして、ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行からエンジン２０を始動させた後、所定時間幅内に走行モードを切り替えることが予想される場合、当該所定時間幅後に実行する走行モードを選択してエンジン２０を始動させる。これにより、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動直後にモード切替を実行するのを抑制し、ショック及びもたつきの発生を抑制する。
【００６１】
これについて具体的に説明する。上述したように、ＥＣＵ１００は、第１制御では、例えば図５に示すマップを参照し、車速Ｖ及びエンジン要求出力Ｐｅに基づき走行モードを決定した。一方、ＥＣＵ１００は、第２制御では、例えば図６に示すマップを参照し、車速Ｖ及び要求始動電力Ｗに基づき走行モードを決定する。従って、ＥＣＵ１００は、第２制御に基づき走行モードを決定しエンジン２０を始動させた直後、第１制御に基づき走行モードを切り替える可能性がある。
【００６２】
以上を勘案し、ＥＣＵ１００は、まず、第２制御に基づき決定した走行モード（以後、「エンジン始動時走行モード候補Ｍｓ」と呼ぶ。）を、エンジン２０の始動時の走行モードの候補として特定する。即ち、ＥＣＵ１００は、車速Ｖに基づきエンジン要求出力Ｐｅが小さい走行モードを、エンジン始動時走行モード候補Ｍｓとして特定する。また、ＥＣＵ１００は、所定時間幅（以後、「所定時間幅Ｔｗ」と呼ぶ。）経過後に選択されていると推定される走行モード（以後、「エンジン始動後走行モード候補Ｍａ」と呼ぶ。）を、例えば車速Ｖ及びエンジン要求出力Ｐｅに基づき所定のマップを参照して決定する。ここで、「所定時間幅Ｔｗ」は、例えばモード切替に起因したショック又は／及びもたつきが発生する虞があるエンジン２０始動後の時間幅の上限に実験等に基づき予め設定される。また、「所定のマップ」は、例えば図５に示すような現在の車速Ｖ及びエンジン要求出力Ｐｅと、走行モードと、のマップであり、予めＥＣＵ１００のメモリに記憶される。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン始動時走行モード候補Ｍｓとエンジン始動後走行モード候補Ｍａとが異なる場合、エンジン始動後走行モード候補Ｍａを走行モードに設定し、エンジン２０を始動させる。このようにすることで、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動後所定時間幅Ｔｗ以内でのモード切替を抑制し、ショック及びもたつきの発生を抑制することができる。
【００６３】
４．第４制御
第４制御では、第１制御に加え、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＲ又は／及びブレーキＢＲの故障等に起因してＳＰＨＶモードからＳＨＶモードへのモード切替ができなくなった場合、第１制御に基づきＳＨＶモードで走行すべきと判断したときでも、ＳＰＨＶモードを許可して走行を継続する。これにより、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＲ又は／及びブレーキＢＲの故障が発生した場合であっても、走行不能となるのを回避することができる。
【００６４】
同様に、ＥＣＵ１００は、ＳＨＶモード中に、クラッチＣＲ又は／及びブレーキＢＲの故障等に起因してＳＨＶモードからＳＰＨＶモードへのモード切替ができなくなった場合、第１制御に基づきＳＰＨＶモードへ移行すべきと判断したときでも、ＳＨＶモードを継続する。これにより、同様に、ＥＣＵ１００は、 クラッチＣＲ又は／及びブレーキＢＲの故障が発生した場合であっても、走行不能となるのを回避することができる。
【００６５】
（処理フロー）
次に、本実施形態の処理手順の一例について説明する。以下では、図７乃至図１０を参照し、第１制御乃至第４制御の処理手順の一例について説明する。
１．第１制御
図７は、第１制御に基づきＥＣＵ１００が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ１００は、図７に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。
【００６６】
まず、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１が走行中であるか否か判定する（ステップＳ１００）。そして、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１が走行中であると判断した場合（ステップＳ１００；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０１へ処理を進める。一方、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１が走行中でないと判断した場合（ステップＳ１００；Ｎｏ）、フローチャートの処理を終了する。
【００６７】
次に、ＥＣＵ１００は、車速Ｖに基づき、エンジン要求出力Ｐｅ及び基準エンジン出力Ｐｅｔｈを算出する（ステップＳ１０１）。ここで、ＥＣＵ１００は、基準エンジン出力Ｐｅｔｈを、例えば図５のグラフＧ３を参照して車速Ｖに基づき特定する。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン要求出力Ｐｅが基準エンジン出力Ｐｅｔｈより小さいか否か判定する（ステップＳ１０２）。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン要求出力Ｐｅが基準エンジン出力Ｐｅｔｈより小さいと判断した場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、ＳＨＶモードで走行すべきと判断し、ステップＳ１０３へ処理を進める。一方、ＥＣＵ１００は、エンジン要求出力Ｐｅが基準エンジン出力Ｐｅｔｈより小さくないと判断した場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、ＳＨＶモードで走行すべきでないと判断し、フローチャートの処理を終了する。なお、この場合、ＥＣＵ１００は、ＳＨＶモードで走行している場合には、ＳＰＨＶモードへモード切替を行う。
【００６８】
次に、ＥＣＵ１００は、現在ＳＰＨＶモードであるか否か判断する（ステップＳ１０３）。そして、ＥＣＵ１００は、現在ＳＰＨＶモードであると判断した場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、ＳＨＶモードへモード切替を行う（ステップＳ１０４）。そして、ＥＣＵ１００は、ＳＰＨＶモードへの移行を禁止する（ステップＳ１０５）。具体的には、ＥＣＵ１００は、エンジン要求出力Ｐｅが基準エンジン出力Ｐｅｔｈ以上になるまで、ＳＰＨＶモードへの移行を禁止する。これにより、ＥＣＵ１００は、ＮＶ回避走行領域であっても、ＮＶを低減しつつ、最適燃費動作点に従い走行することができる。
【００６９】
一方、ＥＣＵ１００は、現在ＳＰＨＶモードではないと判断した場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、モード切替を実行する必要はないため、フローチャートの処理を終了する。
２．第２制御
図８は、第２制御に基づきＥＣＵ１００が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ１００は、図８に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。
【００７０】
まず、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求があるか否か判断する（ステップＳ２００）。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求があると判断した場合（ステップＳ２００；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０１へ処理を進める。一方、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求がないと判断した場合（ステップＳ２００；Ｎｏ）、フローチャートの処理を終了する。
【００７１】
次に、ＥＣＵ１００は、車速Ｖに基づき、要求始動電力Ｗｓ及び要求始動電力Ｗｓｐを特定する（ステップＳ２０１）。例えば、ＥＣＵ１００は、図６に示すグラフＧｓ及びグラフＧｓｐを参照して車速Ｖに基づきこれらの値を特定する。
【００７２】
次に、ＥＣＵ１００は、要求始動電力Ｗｓｐが要求始動電力Ｗｓｐより大きいか否か判定する（ステップＳ２０２）。言い換えると、ＥＣＵ１００は、車速Ｖが基準車速Ｖｔｈより大きいか否か判定する。
【００７３】
そして、ＥＣＵ１００は、要求始動電力Ｗｓｐが要求始動電力Ｗｓより大きい場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、電力消費が少ないＳＨＶモードで走行すべきと判断する。そして、ＥＣＵ１００は、次に現在ＳＰＨＶモードであるか否か判定する（ステップＳ２０３）。そして、ＥＣＵ１００は、現在ＳＰＨＶモードであると判断した場合（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）、ＳＨＶモードへモード切替を行う（ステップＳ２０４）。これにより、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動時の電力消費を抑制することができる。一方、ＥＣＵ１００は、現在ＳＰＨＶモードでないと判断した場合（ステップＳ２０３；Ｎｏ）、継続してＳＨＶモードを走行モードに指定する。
【００７４】
一方、ＥＣＵ１００は、要求始動電力Ｗｓｐが要求始動電力Ｗｓ以下の場合（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、電力消費が少ないＳＰＨＶモードで走行すべきと判断する。そして、ＥＣＵ１００は、次に現在ＳＨＶモードであるか否か判定する（ステップＳ２０６）。そして、ＥＣＵ１００は、現在ＳＨＶモードであると判断した場合（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）、ＳＰＨＶモードへモード切替を行う（ステップＳ２０７）。一方、ＥＣＵ１００は、現在ＳＨＶモードではないと判断した場合（ステップＳ２０６；Ｎｏ）、継続してＳＰＨＶモードを走行モードに指定する。
【００７５】
そして、ＥＣＵ１００は、エンジン２０を始動させる（ステップＳ２０５）。これにより、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動時の電力消費を抑制し、燃費を向上させることができる。
３．第３制御
図９は、第３制御に基づきＥＣＵ１００が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ１００は、図９に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。
【００７６】
まず、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求があるか否か判定する（ステップＳ３００）。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求がある場合（ステップＳ３００；Ｙｅｓ）、車速Ｖ及びエンジン要求出力Ｐｅに基づき、エンジン始動時走行モード候補Ｍｓ及びエンジン始動後走行モード候補Ｍａを特定する（ステップＳ３０１）。一方、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求がない場合（ステップＳ３００；Ｎｏ）、フローチャートの処理を終了する。
【００７７】
次に、ステップＳ３０１の実行後、ＥＣＵ１００は、エンジン始動時走行モード候補Ｍｓとエンジン始動後走行モード候補Ｍａとが異なるか否か判定する（ステップＳ３０２）。即ち、ＥＣＵ１００は、エンジン始動後所定時間幅Ｔｗ以内に走行モードを切り替えるか否か判定する。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン始動時走行モード候補Ｍｓとエンジン始動後走行モード候補Ｍａとが異なると判断した場合（ステップＳ３０２；Ｙｅｓ）、エンジン始動後走行モード候補Ｍａに走行モードを設定する（ステップＳ３０３）。一方、ＥＣＵ１００は、エンジン始動時走行モード候補Ｍｓとエンジン始動後走行モード候補Ｍａとが同一であると判断した場合（ステップＳ３０２；Ｎｏ）、エンジン始動時走行モード候補Ｍｓに走行モードを設定する（ステップＳ３０４）。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン２０を始動させる（ステップＳ３０５）。これにより、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動直後のモード切替に起因したショック及びもたつきを抑制することができる。
４．第４制御
図１０は、第４制御に基づきＥＣＵ１００が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ１００は、図１０に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。
【００７８】
まず、ＥＣＵ１００は、部品フェールが生じているか否か判定する（ステップＳ４００）。ここで、「部品」とは、例えばブレーキＢＲ及びクラッチＣＲが該当する。
【００７９】
次に、ＥＣＵ１００は、走行モードの移行ができないか否か判断する（ステップＳ４０１）。そして、ＥＣＵ１００は、走行モードの移行ができないと判断した場合（ステップＳ４０１；Ｙｅｓ）、即ち、部品フェールに起因して走行モードの移行ができない場合、現在の走行モードを継続する（ステップＳ４０２）。即ち、この場合、ＥＣＵ１００は、図５に示すマップによらず、言い換えると、車速Ｖ及びエンジン要求出力Ｐｅによらず、現在の走行モードを継続する。
【００８０】
一方、ＥＣＵ１００は、走行モード移行が可能であると判断した場合（ステップＳ４０１；Ｎｏ）、フローチャートの処理を終了する。即ち、この場合、ＥＣＵ１００は、図５に示すマップを参照し、車速Ｖ及びエンジン要求出力Ｐｅに基づき走行モードを適宜切り替える。このように、ＥＣＵ１００は、部品フェールに基づき走行モードの移行ができない場合であっても、正常にハイブリッド車両１を走行させることができる。
【００８１】
［他の構成例］
本発明に係るハイブリッド駆動装置１０の態様は、図２に例示するものに限定されない。ここで、図１１、図１３を参照し、本発明に適用可能な他の構成例であるハイブリッド駆動装置１０Ａ、１０Ｂの構成について説明する。概略的には、ハイブリッド駆動装置１０Ａ、１０Ｂは、モータＭＧ１がエンジン２０と連結された状態でクラッチＣＲを介して動力分割機構３０Ａ、３０Ｂの回転要素のいずれかと連結されると共に、モータＭＧ２及び駆動軸ＯＵＴが上述の回転要素以外の回転要素であって互いに異なる回転要素にそれぞれ連結する。
【００８２】
図１１は、ハイブリッド駆動装置１０Ａの概略構成図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には、同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。ハイブリッド駆動装置１０Ａは、主に、エンジン２０と、動力分割機構３０Ａと、モータＭＧ１、ＭＧ２と、入力軸４０と、クラッチＣＲと、ブレーキＢＲと、減速機構６０Ａと、オイルポンプ７０と、を備える。
【００８３】
図１１に示すように、動力分割機構３０Ａは、リングギアＲ２と、キャリアＣ２と、サンギアＳ２とを備える。リングギアＲ２は、クラッチＣＲを介して入力軸４０と連結する。そして、リングギアＲ２は、入力軸４０を介して、エンジン２０及びモータＭＧ１と連結している。キャリアＣ２は、減速機構６０Ａと連結する。そして、サンギアＳ２は、モータＭＧ２と連結する。
【００８４】
次に、図１２を用いて、ハイブリッド駆動装置１０Ａに係るモード切替の基本制御について説明する。図１２（ａ）は、ＳＨＶモードでのハイブリッド駆動装置１０Ａの一動作状態を例示する動作共線図である。図１２（ａ）では、ブレーキＢＲが締結状態かつクラッチＣＲが解放状態にある。そして、図１２（ａ）の縦軸は回転数を表しており、横軸は、左から順にモータＭＧ２（一義的にサンギアＳ２）、駆動軸ＯＵＴ（一義的にキャリアＣ２）、モータＭＧ１及びエンジン２０を表す。図１２（ａ）では、モータＭＧ１及びエンジン２０の回転数が動作点「Ｐｒ３」に相当し、リングギアＲ２の回転数が動作点「Ｐｒ４」に相当する。
【００８５】
図１２（ａ）に示すように、ブレーキＢＲが締結状態にあることから、リングギアＲ２は制止される。そして、動作点Ｐｒ４と同一直線状に、駆動軸ＯＵＴの動作点「Ｐｃ３」と、モータＭＧ２の動作点「Ｐｓ３」とがそれぞれ位置する。また、クラッチＣＲが解放状態にあるため、モータＭＧ１及びエンジン２０の回転数は、リングギアＲ２の回転数と一義的な関係とはならず、動作点Ｐｒ４とは異なる動作点Ｐｒ３に位置する。
【００８６】
従って、図１２（ａ）の場合、ハイブリッド車両１は、エンジン２０が出力した動力に基づきモータＭＧ１により発電すると共に、モータＭＧ２を駆動源として走行を行う。即ち、この場合、ハイブリッド車両１は、シリーズ式ハイブリッド車両として機能する。
【００８７】
図１２（ｂ）は、ＳＰＨＶモードでのハイブリッド駆動装置１０Ａの一動作状態を例示する動作共線図である。図１２（ｂ）は、クラッチＣＲが締結状態かつブレーキＢＲが解放状態の場合を示す。
【００８８】
図１２（ｂ）に示すように、クラッチＣＲが締結状態の場合、モータＭＧ１及びエンジン２０の回転数は、リングギアＲ２の回転数と一義的となり、動作点Ｐｒ３となる。また、リングギアＲ２の回転数は、ブレーキＢＲが解放状態にあるため、制止されていない。そして、クラッチＣＲが締結状態であることに伴い、モータＭＧ１及びエンジン２０の動作点Ｐｒ３と、駆動軸ＯＵＴの動作点「Ｐｃ４」と、モータＭＧ２の動作点「Ｐｓ４」とが同一直線状に位置する。
【００８９】
従って、図１２（ｂ）の場合、ハイブリッド車両１は、エンジン２０の動力を分割し、一方を機械的な動力のまま駆動軸ＯＵＴに出力すると共に、残余をモータにより電力に変換する走行を行う。即ち、この場合、ハイブリッド車両１は、シリーズパラレル式ハイブリッド車両として機能する。
【００９０】
なお、ブレーキＢＲが締結状態かつクラッチＣＲが締結状態の場合、エンジン２０及びモータＭＧ１の回転数は制止される。従って、ＥＣＵ１００は、ブレーキＢＲを締結状態かつクラッチＣＲを締結状態にすることで、エンジン２０を停止させつつ、モータＭＧ２を駆動源としたＥＶ走行を実行することが可能である。
【００９１】
図１３は、ハイブリッド駆動装置１０Ｂの概略構成図である。尚、同図において、図１１と重複する箇所には、同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。ハイブリッド駆動装置１０Ｂは、主に、エンジン２０と、動力分割機構３０Ｂと、モータＭＧ１、ＭＧ２と、入力軸４０と、クラッチＣＲと、ブレーキＢＲと、減速機構６０Ｂと、オイルポンプ７０と、を備える。
【００９２】
動力分割機構３０Ｂは、リングギアＲ３と、キャリアＣ３と、サンギアＳ３とを備える。リングギアＲ３は、減速機構６０Ｂを介して駆動軸ＯＵＴと連結する。キャリアＣ３は、クラッチＣＲを介して入力軸４０と連結している。そして、キョリアＣ３は、入力軸４０を介してエンジン２０及びモータＭＧ１と連結する。サンギアＳ３は、モータＭＧ２と連結する。
【００９３】
次に、図１４を用いて、ハイブリッド駆動装置１０Ｂに係るモード切替の基本制御について説明する。図１４（ａ）は、ＳＨＶモードでのハイブリッド駆動装置１０Ｂの一動作状態を例示する動作共線図である。図１４（ａ）では、ブレーキＢＲが締結状態かつクラッチＣＲが解放状態にある。そして、図１４（ａ）の縦軸は回転数を表しており、横軸は、左から順にモータＭＧ２（一義的にサンギアＳ３）、モータＭＧ１及びエンジン２０、駆動軸ＯＵＴ（一義的にリングギアＲ３）を表す。図１４（ｂ）では、モータＭＧ１及びエンジン２０の回転数が動作点「Ｐｃ５」に相当し、キャリアＣ３の回転数が動作点「Ｐｃ６」に相当する。
【００９４】
図１４（ａ）に示すように、ブレーキＢＲが締結状態にあることから、キャリアＣ３の回転は制止される。そして、動作点Ｐｃ５と同一直線状に、駆動軸ＯＵＴの動作点Ｐｒ５と、モータＭＧ２の動作点Ｐｓ５とがそれぞれ位置する。また、クラッチＣＲが解放状態にあるため、モータＭＧ１及びエンジン２０の回転数は、リングギアＲ２の回転数と一義的とならず、動作点Ｐｃ６に位置する。
【００９５】
従って、図１４（ａ）の場合、ハイブリッド車両１は、エンジン２０が出力した動力に基づきモータＭＧ１により発電すると共に、モータＭＧ２を駆動源として走行を行う。即ち、この場合、ハイブリッド車両１は、シリーズ式ハイブリッド車両として機能する。
【００９６】
図１４（ｂ）は、ＳＰＨＶモードでのハイブリッド駆動装置１０Ｂの一動作状態を例示する動作共線図である。図１４（ｂ）は、クラッチＣＲが締結状態かつブレーキＢＲが解放状態の場合を示す。
【００９７】
図１４（ｂ）に示すように、クラッチＣＲが締結状態の場合、モータＭＧ１及びエンジン２０の回転数は、キャリアＣ３の回転数と一義的となり、動作点Ｐｃ６となる。また、キャリアＣ３の回転数は、ブレーキＢＲが解放状態にあるため、制止されていない。そして、クラッチＣＲが締結状態に移行したことに伴い、駆動軸ＯＵＴの動作点「Ｐｒ６」と、モータＭＧ１及びエンジン２０の動作点Ｐｃ６と、モータＭＧ２の動作点「Ｐｓ６」とが同一直線状に位置する。
【００９８】
従って、図１４（ｂ）の場合、ハイブリッド車両１は、エンジン２０の動力を分割し、一方を機械的な動力のまま駆動軸ＯＵＴに出力すると共に、残余をモータにより電力に変換する走行を行う。即ち、この場合、ハイブリッド車両１は、シリーズパラレル式ハイブリッド車両として機能する。
【００９９】
なお、ハイブリッド駆動装置１０Ｂにおいて、ブレーキＢＲが締結状態かつクラッチＣＲが締結状態の場合、エンジン２０及びモータＭＧ１の回転数は制止される。従って、ＥＣＵ１００は、ブレーキＢＲを締結状態かつクラッチＣＲを締結状態にし、エンジン２０を停止させることで、モータＭＧ２を駆動源としたＥＶ走行を実行することが可能である。
［変形例］
次に、本発明に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、任意に組み合わせて上述の実施形態に適用することができる。
【０１００】
（変形例１）
上述の第２制御及び第３制御の説明では、ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行の後、エンジン２０を始動させる場合に第２制御又は第３制御に基づきモード切替の選択を行った。これに加え、ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行の後に限らず、エンジン２０を始動させる場合に、第２制御又は第３制御に基づきモード切替の選択を実行してもよい。これによっても、ＥＣＵ１００は、要求始動電力Ｗを抑制し、燃費を向上させることができる。
【０１０１】
（変形例２）
上述の第３制御の説明では、第１制御が前提となっていたが、本発明が適用可能な方法は、これに限定されない。これに代えて、ＥＣＵ１００は、第１制御とは異なる所定の基準に従い、ＳＨＶモードとＳＰＨＶモードとを走行中に切り替えてもよい。
【０１０２】
この場合であっても、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動時にエンジン始動時走行モード候補Ｍｓとエンジン始動後走行モード候補Ｍａとをそれぞれ特定し、これらが異なる場合にはエンジン始動後走行モード候補Ｍａを走行モードに設定してエンジン２０を始動させる。これによっても、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動直後にモード切替を実行するのを抑制し、ショック及びもたつきの発生を抑制する。
【符号の説明】
【０１０３】
１ ハイブリッド車両
１０、１０Ａ、１０Ｂ ハイブリッド駆動装置
２０ エンジン
３０ 動力分割機構
４０ 入力軸
６０、６０Ａ、６０Ｂ 減速機構
１００ ＥＣＵ
ＭＧ１、ＭＧ２ モータジェネレータ
ＢＲ ブレーキ
ＣＲ クラッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリーズ式走行モードとシリーズパラレル式走行モードとの間で走行モードを切り替えるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記ハイブリッド車両の動力要素であるエンジンと、
前記シリーズ式走行モードで前記エンジンを始動させる場合の要求電力と、前記シリーズパラレル式走行モードで前記エンジンを始動させる場合の要求電力とをそれぞれ算出し、前記要求電力が低い方の走行モードで前記エンジンを始動させる制御手段と、
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】
前記制御手段は、前記エンジンを始動した後、所定時間幅以内に前記走行モードを切り替えることが予想される場合、前記所定時間幅経過後に実行することが予想される走行モードに基づき前記エンジンを始動させる請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記シリーズパラレル式走行モードに基づき走行する場合に、騒音又は／及び振動を回避するため最適燃費動作線と異なる動作線に基づき前記エンジンを動作させる必要がある走行領域では、前記シリーズ式走行モードに基づき走行を行う請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
第１回転電機と、
第２回転電機と、
前記第１回転電機に連結された第１回転要素と、前記第２回転電機と駆動軸とにクラッチを介して連結する第２回転要素と、前記エンジンと連結する第３回転要素と、を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力伝達機構と、
締結状態において、前記第１回転要素を固定可能なブレーキと、をさらに備え、
前記制御手段は、前記クラッチを解放状態かつ前記ブレーキを締結状態にすることで、前記シリーズ式走行モードへ切り替え、前記クラッチを締結状態かつ前記ブレーキを解放状態にすることで、前記シリーズパラレル式走行モードへ切り替える請求項１乃至３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
前記エンジンと同一の回転軸を共有する第１回転電機と、
第２回転電機と、
前記第２回転電機に連結された第１回転要素と、前記第１回転電機及び前記エンジンとクラッチを介して連結された第２回転要素と、駆動軸と連結された第３回転要素と、を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力伝達機構と、
締結状態において、前記第２回転要素を固定可能なブレーキと、をさらに備え、
前記制御手段は、前記クラッチを解放状態かつ前記ブレーキを締結状態にすることで、前記シリーズ式走行モードへ切り替え、前記クラッチを締結状態かつ前記ブレーキを解放状態にすることで、前記シリーズパラレル式走行モードへ切り替える請求項１乃至３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１】
シリーズ式走行モードとシリーズパラレル式走行モードとの間で走行モードを切り替えるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記ハイブリッド車両の動力要素であるエンジンと、
前記シリーズ式走行モードで前記エンジンを始動させる場合の要求電力と、前記シリーズパラレル式走行モードで前記エンジンを始動させる場合の要求電力とをそれぞれ算出し、前記要求電力が低い方の走行モードで前記エンジンを始動させる制御手段と、
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】
前記制御手段は、前記エンジンを始動した後、所定時間幅以内に前記走行モードを切り替えることが予想される場合、前記所定時間幅経過後に実行することが予想される走行モードに基づき前記エンジンを始動させる請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記シリーズパラレル式走行モードに基づき走行する場合に、騒音又は／及び振動を回避するため最適燃費動作線と異なる動作線に基づき前記エンジンを動作させる必要がある走行領域では、前記シリーズ式走行モードに基づき走行を行う請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
第１回転電機と、
第２回転電機と、
前記第１回転電機に連結された第１回転要素と、前記第２回転電機と駆動軸とにクラッチを介して連結する第２回転要素と、前記エンジンと連結する第３回転要素と、を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力伝達機構と、
締結状態において、前記第１回転要素を固定可能なブレーキと、をさらに備え、
前記制御手段は、前記クラッチを解放状態かつ前記ブレーキを締結状態にすることで、前記シリーズ式走行モードへ切り替え、前記クラッチを締結状態かつ前記ブレーキを解放状態にすることで、前記シリーズパラレル式走行モードへ切り替える請求項１乃至３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
前記エンジンと同一の回転軸を共有する第１回転電機と、
第２回転電機と、
前記第２回転電機に連結された第１回転要素と、前記第１回転電機及び前記エンジンとクラッチを介して連結された第２回転要素と、駆動軸と連結された第３回転要素と、を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力伝達機構と、
締結状態において、前記第２回転要素を固定可能なブレーキと、をさらに備え、
前記制御手段は、前記クラッチを解放状態かつ前記ブレーキを締結状態にすることで、前記シリーズ式走行モードへ切り替え、前記クラッチを締結状態かつ前記ブレーキを解放状態にすることで、前記シリーズパラレル式走行モードへ切り替える請求項１乃至３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１５６９９７（Ｐ２０１１−１５６９９７Ａ）
【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２０１０−２１０８３（Ｐ２０１０−２１０８３）
【出願日】平成２２年２月２日（２０１０．２．２）
【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２日（２０１０．２．２）
【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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