特許 6052096 ハイブリッド車両の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6052096

(24)【登録日】2016年12月9日

(45)【発行日】2016年12月27日

(54)【発明の名称】ハイブリッド車両の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/08 20060101AFI20161219BHJP

   B60K 6/445 20071001ALI20161219BHJP

   B60K 6/387 20071001ALI20161219BHJP

   B60W 10/26 20060101ALI20161219BHJP

   B60W 10/30 20060101ALI20161219BHJP

   B60W 20/00 20160101ALI20161219BHJP

   B60L 11/18 20060101ALI20161219BHJP

   B60L 11/14 20060101ALI20161219BHJP

【ＦＩ】

   B60W10/08 900

   B60K6/445ZHV

   B60K6/387

   B60W10/26 900

   B60W10/30 900

   B60W20/00

   B60L11/18 A

   B60L11/14

【請求項の数】8

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2013-166021(P2013-166021)

(22)【出願日】2013年8月9日

(65)【公開番号】特開2015-33921(P2015-33921A)

(43)【公開日】2015年2月19日

【審査請求日】2015年9月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083998

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 丈夫

(72)【発明者】

【氏名】畑 建正

(72)【発明者】

【氏名】岩瀬 雄二

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 陽介

(72)【発明者】

【氏名】加藤 晃一

(72)【発明者】

【氏名】信安 清太郎

(72)【発明者】

【氏名】茂木 太郎

【審査官】 佐々木 淳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２１０８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０５８５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０７６６７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１７９２６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２７９８８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｗ １０／０８

Ｂ６０Ｋ ６／３８７

Ｂ６０Ｋ ６／４４５

Ｂ６０Ｌ １１／１４

Ｂ６０Ｌ １１／１８

Ｂ６０Ｗ １０／２６

Ｂ６０Ｗ １０／３０

Ｂ６０Ｗ ２０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンと、
それぞれ発電機能を有する第１モータおよび第２モータと、
前記第１モータおよび前記第２モータへ前記第１モータおよび前記第２モータを駆動させるための電力を供給し、かつ、前記第１モータおよび前記第２モータの少なくともいずれか一方で発電された電力を充電する蓄電装置と、
前記エンジンに連結された第１回転要素と、前記第１モータに連結された第２回転要素と、出力部材および前記第２モータに連結された第３回転要素とを有し、各回転要素が差動作用を生じる動力分割機構と、
前記エンジンから駆動輪に到る動力伝達経路中に設けられたクラッチとを備え、
前記クラッチを係合させることにより前記エンジンと前記駆動輪との間をトルク伝達可能にさせ、前記クラッチを解放させることにより前記エンジンと前記駆動輪との間でトルクの伝達を遮断させるように構成されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記クラッチが解放状態に維持されて前記クラッチを係合することができず、かつ、前記蓄電装置の充電量が所定の第１閾値よりも高い場合に、前記第１モータを駆動させることにより前記蓄電装置の電力を消費させる駆動制御を実行するように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

【請求項2】

第２閾値は、前記第１閾値よりも小さい値であり、
前記充電量が前記駆動制御により前記第２閾値よりも低くなった場合には、前記駆動制御を停止させるように構成されてい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】

前記クラッチが解放状態に維持されて前記クラッチを係合することができず、かつ、前記充電量が前記第１閾値以下であっても前記充電量が前記第１閾値よりも高くなることが予測された場合には、前記駆動制御を実行するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。

【請求項4】

前記第１モータに連結されたオイルポンプおよび補機をさらに備え、
前記駆動制御される前記第１モータの回転方向は、前記オイルポンプおよび前記補機を駆動させる回転方向であることを特徴とする請求項１から３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5】

前記動力分割機構は、前記回転要素としてサンギヤとキャリヤとリングギヤとを有するシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成され、
前記第３回転要素は、前記サンギヤおよび前記リングギヤのうちのどちらか一方によって構成され、
前記第１回転要素の回転数を前記第３回転要素の回転数よりも大きくするように前記駆動制御を実行するように構成されていることを特徴とする請求項１から４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6】

前記動力分割機構は、前記回転要素としてサンギヤとキャリヤとリングギヤとを有するダブルピニオン型の遊星歯車機構により構成され、
前記第３回転要素は、前記サンギヤおよび前記キャリヤのうちのどちらか一方によって構成され、
前記第１回転要素の回転数を前記第３回転要素の回転数よりも大きくするように前記駆動制御を実行するように構成されていることを特徴とする請求項１から４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】

前記車両が後進走行していない場合、前記駆動制御を実行できるように構成されていることを特徴とする請求項１から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】

前記車両が減速している場合、前記第２モータを回生制御するとともに前記駆動制御を実行するように構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、動力源としてエンジンおよびモータを搭載したハイブリッド車両の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、動力源として機能するモータの搭載数によっていわゆるワンモータ式やツーモータ式などと称されるハイブリッド車両が知られており、そのモータが発電機能を発揮するように構成されることが周知である。ワンモータ式の一例として、特許文献１には、エンジンと、発電機能を有するモータと、エンジンが出力した動力により発電する発電機とを備え、エンジンから出力された動力により発電機で発電し、その電力をモータに供給することによりモータから出力されるモータトルクを駆動トルクとして駆動輪に伝達させる構成が開示されている。さらに、特許文献１には、発電機に異常が発生した際、モータを回生制御してモータで発電することが記載されている。

【0003】

また、ツーモータ式の構成例が、特許文献２および特許文献３に開示されている。特許文献２および特許文献３に記載された構成では、エンジンと、動力源となる二つのモータと、三つの回転要素が差動する遊星歯車機構により構成された動力分割機構を備え、その動力分割機構は、いずれか一つの回転要素がエンジンと連結され、他の一つの回転要素が第１モータと連結され、更に他の一つの回転要素が駆動輪および第２モータと連結された構成が開示されている。つまり、エンジンが出力した動力を、動力分割機構によって発電機能を有する第１モータ側と、駆動輪に連結された出力部材側とに分割して伝達するように構成されている。また、第１モータが反力を生じることにより第１モータの回転数に応じてエンジンの回転数を適宜に制御することができる。

【0004】

特に、特許文献３に記載された構成では、エンジントルクが出力軸を介して動力分割機構のキャリヤに入力されるように構成され、その出力軸とエンジンとを機械的に切り離すためのクラッチと、その出力軸を固定してキャリヤの回転を停止させるワンウエイクラッチとを備え、第１モータによるトルクの反力をワンウエイクラッチによるトルクによって受けるように構成されている。さらに特許文献３には、第１モータおよび第２モータの動力で走行する場合、クラッチを解放させるのでエンジンを停止させる必要がないことが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８−１７９２６３号公報

【特許文献2】特開２００８−２７９８８６号公報

【特許文献3】特開平０８−２９５１４０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、エンジンおよび発電機能を有するモータを動力源とするハイブリッド車両において、例えば減速時に、モータを発電機として機能させる回生制御を実施することにより駆動輪から伝わる外力によって回転されるモータで発電し、その電力を蓄電池などの蓄電装置に充電するとともに、この回生制御によりモータから出力される回生トルクを制動力として駆動輪に作用させて車両を減速させるように構成されることが知られている。

【0007】

また、その蓄電装置は、充電量が所定の充電量を超えるような過充電の状態において劣化することが知られており、このため、仮に過充電の状態となった場合や過充電に近い充電状態となった場合には、モータを発電機として機能させないように制御することが知られている。このように、過充電時に回生制御を禁止することが特許文献１に記載されている。しかしながら、特許文献１に記載された構成はワンモータ式であるため、一つのモータで同時に回生制御と力行制御とを実施することができないので、過充電の状態で減速要求があった場合には、モータを回生制御することが禁止され、モータトルクを制動力として駆動輪に作用させることができない。

【0008】

また、ツーモータ式の構成において、特許文献２には、油圧ブレーキが異常状態で制動要求があった場合に、第２モータを回生制御することによる回生トルクとともにエンジンの回転抵抗によるトルクを制動力として駆動輪に作用させることが記載されている。しかしながら、同じくツーモータ式の構成を開示している特許文献３に記載されたパワートレーンのように、エンジンと駆動輪との間にクラッチを備えている構成では、仮に何らかなの不具合が生じたことによりクラッチが係合不能になり解放状態に維持されてしまう場合などに、エンジンが動力伝達系統から切り離されているため、上記の特許文献２の構成のようにエンジンの回転抵抗によるトルクを制動トルクとして駆動輪に伝達することができなくなることが起こり得る。一方、そのようにクラッチが解放状態に維持されて係合不能な場合であっても特許文献３に記載された構成によればモータを回生制御して発電することは可能であるため、例えば前述したような制動要求時、制動力として作用させるべきエンジンの回転抵抗によるトルク分を回生制御によるモータトルクで補うことになり、このため発電量が増大するので蓄電装置が過充電の状態に到り易くなってしまう。このように、エンジンを動力伝達系統から切り離すためのクラッチを備えるハイブリッド車両において、そのクラッチが解放状態で維持されてしまい係合できない場合に、蓄電装置が過充電の状態になることを回避する技術を検討する余地がある。

【0009】

この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、エンジンを動力伝達系統から切り離すためのクラッチを備えている車両において、蓄電装置の充電状態が過充電になることを回避するように構成された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ものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、エンジンと、それぞれ発電機能を有する第１モータおよび第２モータと、前記第１モータおよび前記第２モータへ前記第１モータおよび前記第２モータを駆動させるための電力を供給し、かつ、前記第１モータおよび前記第２モータの少なくともいずれか一方で発電された電力を充電する蓄電装置と、前記エンジンに連結された第１回転要素と、前記第１モータに連結された第２回転要素と、出力部材および前記第２モータに連結された第３回転要素とを有し、各回転要素が差動作用を生じる動力分割機構と、前記エンジンから駆動輪に到る動力伝達経路中に設けられたクラッチとを備え、前記クラッチを係合させることにより前記エンジンと前記駆動輪との間をトルク伝達可能にさせ、前記クラッチを解放させることにより前記エンジンと前記駆動輪との間でトルクの伝達を遮断させるように構成されたハイブリッド車両の制御装置において、前記クラッチが解放状態に維持されて前記クラッチを係合することができず、かつ、前記蓄電装置の充電量が所定の第１閾値よりも高い場合に、前記第１モータを駆動させることにより前記蓄電装置の電力を消費させる駆動制御を実行するように構成されていることを特徴とするものである。

【0011】

請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、第２閾値は、前記第１閾値よりも小さい値であり、前記充電量が前記駆動制御により前記第２閾値よりも低くなった場合には、前記駆動制御を停止させるように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。

【0012】

請求項３に係る発明は、請求項１または２の発明において、前記クラッチが解放状態に維持されて前記クラッチを係合することができず、かつ、前記充電量が前記第１閾値以下であっても前記充電量が前記第１閾値よりも高くなることが予測された場合には、前記駆動制御を実行するように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。

【0013】

請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれかの発明において、前記第１モータに連結されたオイルポンプおよび補機をさらに備え、前記駆動制御される前記第１モータの回転方向は、前記オイルポンプおよび前記補機を駆動させる回転方向であることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。

【0014】

請求項５に係る発明は、請求項１から４のいずれかの発明において、前記動力分割機構は、前記回転要素としてサンギヤとキャリヤとリングギヤとを有するシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成され、前記第３回転要素は、前記サンギヤおよび前記リングギヤのうちのどちらか一方によって構成され、前記第１回転要素の回転数を前記第３回転要素の回転数よりも大きくするように前記駆動制御を実行するように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。

【0015】

請求項６に係る発明は、請求項１から４のいずれかの発明において、前記動力分割機構は、前記回転要素としてサンギヤとキャリヤとリングギヤとを有するダブルピニオン型の遊星歯車機構により構成され、前記第３回転要素は、前記サンギヤおよび前記キャリヤのうちのどちらか一方によって構成され、前記第１回転要素の回転数を前記第３回転要素の回転数よりも大きくするように前記駆動制御を実行するように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。

【0016】

請求項７に係る発明は、請求項１から６のいずれかの発明において、前記車両が後進走行していない場合、前記駆動制御を実行できるように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。

【0017】

請求項８に係る発明は、請求項１から７のいずれかの発明において、前記車両が減速している場合、前記第２モータを回生制御するとともに前記駆動制御を実行するように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。

【発明の効果】

【0018】

請求項１の発明によれば、エンジンから駆動輪に到る動力伝達経路中にクラッチを備えるハイブリッド車両において、意図せずクラッチが解放されたまま係合できなくなったとしても、充電量が第１閾値より大きくなった場合には、蓄電装置の電力を消費させるように第１モータを駆動させるように構成されているため、蓄電装置が過充電になることを回避することができる。したがって、第２モータを発電機として機能させて発電した電力を蓄電装置に充電することが可能であるため、例えば減速中に第２モータによる回生トルクを制動トルクとして駆動輪に伝達させることができる。さらに、第２モータを回生制御することによるモータトルクを制動トルクとして利用できるので、例えば下り坂などで車両が継続的に減速中に、ブレーキペダル操作を頻繁に行うことを低減でき、ブレーキの耐久性を向上させることができる。

【0019】

請求項２の発明によれば、クラッチが係合不能な場合に、蓄電装置が過充電になることを回避することができるとともに、モータ走行する際に必要になる電力量を蓄電装置内に確保させておくことができる。すなわち、蓄電装置の充電状態をハイブリッド車両が走行可能かつ停車可能な状態に保つことができる。

【0020】

請求項３の発明によれば、蓄電装置の充電量が第１閾値よりも高くなることが予測された場合に、予め過充電を回避するための駆動制御を実施することができる。例えばカーナビなどによる道路情報により、走行継続した場合の進路中に下り坂が含まれ、この坂が長距離や急傾斜である場合など、その下り坂を走行中に蓄電装置が過充電になりモータトルクを制動トルクとして利用できなくなることを回避することができる。

【0021】

請求項４の発明によれば、第１モータを回転駆動させることによりオイルポンプおよび補機を駆動させることができるので、蓄電装置の電力消費量を増大させることができる。

【0022】

請求項５の発明によれば、動力分割機構がシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成され、かつ出力要素がサンギヤおよびリングギヤのうちのどちらか一方となるように構成されているので、第１モータに連結された回転要素が出力要素の回転数よりも高回転となるように第１モータを駆動制御することにより、動力分割機構によるエネルギ損失が増大するので、蓄電装置の電力消費量を増大させることができる。この場合、出力要素以外の回転要素が出力要素よりも高回転になるとともに、ピニオンギヤの自転回転数が増大するのでエネルギ損失を増大する。

【0023】

請求項６の発明によれば、動力分割機構がダブルピニオン型の遊星歯車機構により構成され、かつ出力要素がサンギヤおよびキャリヤのうちのどちらか一方となるように構成されているので、第１モータに連結された回転要素がその出力要素の回転数よりも高回転となるように第１モータを駆動制御させることにより、動力分割機構によるエネルギ損失が増大するので、蓄電装置の電力消費量を増大させることができる。この場合、出力要素以外の回転要素が出力要素よりも高回転となるとともに、ピニオンの自転回転数が増大するのでエネルギ損失が増大する。

【0024】

請求項７の発明によれば、車両が前進走行する場合および停車時に、蓄電装置の電力を消費させるように第１モータを駆動制御することができ、蓄電装置が過充電になることを回避することができる。言い換えれば、後進走行する場合に、前述したように第１モータを駆動制御することを禁止させているので、後進時の駆動トルクを安定させることができる。例えば、後進走行かつ減速中に前述した第１モータの駆動制御を実施すると、第１モータによるトルクが、駆動輪において第２モータを回生制御することによる制動トルクとは反対方向に作用する。したがって、制動トルクが第１モータのトルクによって減じられてしまい制動力が低下してしまうことや、第１モータのトルクが制動トルクよりも大きく作用することにより後進方向に加速してしまうことを防止できる。

【0025】

請求項８の発明によれば、クラッチが解放された状態で第２モータで発電しながら第１モータで電力消費できるため、蓄電装置が過充電になることを回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】この発明で対象とすることができるパワートレーン例の一部、および電子制御装置を示した説明図である。

【図2】各走行モードにおけるクラッチの係合状態および解放状態を示した表図である。

【図3】切り離しＥＶモードに設定された場合を示した共線図である。

【図4】図１に示すパワートレーンを搭載したハイブリッド車両の制御装置が実行する第１モータの駆動制御例を示したフローチャート図である。

【図5】この発明で対象とすることができるパワートレーンの変形例の一部を示したスケルトン図である。

【図6】図５に示すパワートレーンを搭載したハイブリッド車両の制御装置が実行する第１モータの駆動制御例を示したフローチャート図である。

【図7】サンギヤに第１モータ・ジェネレータが連結され、キャリヤにクラッチを介してエンジンが連結され、リングギヤに第２モータ・ジェネレータが連結されているシングルピニオン型の遊星歯車機構により動力分割機構が構成されている場合、第１モータ・ジェネレータを駆動制御した状態を示した共線図である。

【図8】サンギヤにクラッチを介してエンジンが連結され、キャリヤに第１モータ・ジェネレータが連結され、リングギヤに第２モータ・ジェネレータが連結されているシングルピニオン型の遊星歯車機構により動力分割機構が構成されている場合、第１モータ・ジェネレータを駆動制御した状態を示した共線図である。

【図9】サンギヤに第１モータ・ジェネレータが連結され、リングギヤにクラッチを介してエンジンが連結され、キャリヤに第２モータ・ジェネレータが連結されているダブルピニオン型の遊星歯車機構により動力分割機構が構成されている場合、第１モータ・ジェネレータを駆動制御した状態を示した共線図である。

【図10】サンギヤにクラッチを介してエンジンが連結され、リングギヤに第１モータ・ジェネレータが連結され、キャリヤに第２モータ・ジェネレータが連結されているダブルピニオン型の遊星歯車機構により動力分割機構が構成されている場合、第１モータ・ジェネレータを駆動制御した状態を示した共線図である。

【図11】サンギヤに第２モータ・ジェネレータが連結され、キャリヤにクラッチを介してエンジンが連結され、リングギヤに第１モータ・ジェネレータが連結されているシングルピニオン型の遊星歯車機構により動力分割機構が構成されている場合、第１モータ・ジェネレータを駆動制御した状態を示した共線図である。

【図12】サンギヤに第２モータ・ジェネレータが連結され、キャリヤに第１モータ・ジェネレータが連結され、リングギヤにクラッチを介してエンジンが連結されているシングルピニオン型の遊星歯車機構により動力分割機構が構成されている場合、第１モータ・ジェネレータを駆動制御した状態を示した共線図である。

【図13】サンギヤに第２モータ・ジェネレータが連結され、リングギヤにクラッチを介してエンジンが連結され、キャリヤに第１モータ・ジェネレータが連結されているダブルピニオン型の遊星歯車機構により動力分割機構が構成されている場合、第１モータ・ジェネレータを駆動制御した状態を示した共線図である。

【図14】サンギヤに第２モータ・ジェネレータが連結され、リングギヤに第１モータ・ジェネレータが連結され、キャリヤにクラッチを介してエンジンが連結されているダブルピニオン型の遊星歯車機構により動力分割機構が構成されている場合、第１モータ・ジェネレータを駆動制御した状態を示した共線図である。

【図15】車両が前進走行中に第１モータ・ジェネレータで電力を消費させる駆動制御を実行させる制御例を示したフローチャート図である。

【図16】後進中に第２モータ・ジェネレータを回生制御するとともに第１モータ・ジェネレータを駆動制御させた状態の一例を示した共線図である。

【図17】停車中に第１モータ・ジェネレータで電力を消費させる駆動制御を実行させる制御例を示したフローチャート図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、この発明を具体的に説明する。この発明は、動力源としてエンジンと発電機能を有するモータとを備えたハイブリッド車両を制御する装置である。この種の車両では、エンジンによる走行およびエンジンとモータとによる走行に加えて、モータのみを動力源として使用した走行やモータでエネルギ回生を行う走行などを行うことができる。さらに、モータでの走行中にエンジンを停止させ、またエンジンを再始動するなどの駆動形態に制御することが可能である。そのモータを動力源として走行するいわゆるＥＶ走行では、エンジンを連れ回すことによる動力損失を抑制することが好ましい。また、動力源となる複数のモータを備える場合、かついずれかのモータで走行するＥＶ走行の場合には、エンジンだけでなく、動力を出力しないモータを連れ回すことによる動力損失を低減することが好ましい。このような要請により、駆動輪に対して動力を伝達する動力伝達系統からエンジンを切り離すクラッチを設ける場合があり、この発明はこの種のクラッチを備えたハイブリッド車両を対象とする制御装置に適用される。

【0028】

図１には、この発明で対象とすることができるパワートレーンの一例を示してある。図１に示すように、この具体例におけるハイブリッド車両Ｖｅは、いわゆるツーモータ式と称されるものであって、動力源として、燃料を燃焼させて動力を出力するエンジン（ＥＮＧ）１と、電力が供給されて動力を出力する機能と機械的な外力によって強制的に回転させられて発電する機能とを有する第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）２および第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）３とを備えている。エンジン１は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジンやガスエンジンなど、燃料を使用する内燃機関である。各モータ・ジェネレータ２，３は、バッテリ２５から電力を供給されて駆動し、あるいは発電した電力をバッテリ２５へ供給するように構成されている。図１に示すように、各モータ・ジェネレータ２，３は、インバータ２４を介して蓄電池などにより構成された蓄電装置（バッテリ）２５および他方のモータ・ジェネレータと電気的に接続されている。

【0029】

また、図１に示すパワートレーン１００では、エンジン１が出力した動力の一部を機械的手段によって駆動輪１２に伝達する一方、エンジン１が出力した動力の他の一部を電力に一旦変換した後、機械的な動力に変換して駆動輪１２に伝達するように構成されている。この具体例では、その機械的手段として動力分割機構６を備え、この動力分割機構６は、三つの回転要素によって差動作用を生じさせる差動機構によって構成され、例えばシングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。動力分割機構６は、三つの回転要素として、外歯歯車であるサンギヤ６Ｓと、そのサンギヤ６Ｓに対して同心円上に配置されたリングギヤ６Ｒと、これらサンギヤ６Ｓおよびリングギヤ６Ｒに噛み合っているピニオンギヤ６Ｐを自転および公転できるように保持しているキャリヤ６Ｃとを備えている。

【0030】

具体的には、動力分割機構６のキャリヤ６Ｃは、回転軸（入力軸）５と一体回転するように連結されている。また、エンジン１から駆動輪１２に到るトルク伝達経路において、入力軸５とエンジン１の出力軸（クランクシャフト）４との間には、クラッチＫ０が設けられている。すなわち、エンジン１の動力で走行する場合、キャリヤ６Ｃは入力要素となる。また、クラッチＫ０は、エンジン１を動力分割機構６など含む動力伝達系統に対して連結し、あるいは動力伝達系統から切り離すためのものである。また、この具体例におけるクラッチＫ０は、伝達トルク容量が完全解放状態である「０」の状態からスリップのない完全係合状態までの間で連続的に変化する摩擦クラッチによって構成されている。なお、摩擦クラッチは、従来知られている乾式もしくは湿式のいずれであってもよく、また単板式あるいは多板式のいずれであってもよい。さらに、クラッチＫ０を係合および解放の状態に切り替えるアクチュエータは、油圧式アクチュエータや電磁式アクチュエータなどであってよい。例えば、従来の車両に採用されている乾式単板クラッチであれば、アクチュエータを非動作状態とすることにより、ダイヤフラムスプリングなどのいわゆるリターン機構によって係合状態が維持される。したがって、クラッチＫ０の伝達トルク容量は、クラッチＫ０を係合させ、あるいは解放させるためのアクチュエータの動作量に応じて変化し、両者の間には相関関係が成立している。より具体的には、アクチュエータの油圧あるいは電流値もしくはストローク量と、伝達トルク容量とはほぼ比例関係にあり、したがって伝達トルク容量はアクチュエータのストローク量や油圧などの動作量に対する値として予め定め、マップなどの形式で用意しておくことができる。なお、摩擦係数が経時的に変化すれば、伝達トルク容量と上記の動作量との関係は変化する。

【0031】

さらに、動力分割機構６のサンギヤ６Ｓには、第１モータ・ジェネレータ２のロータと一体回転するロータ軸７が一体回転するように連結されている。すなわち、サンギヤ６Ｓは、ロータ軸７を介して第１モータ・ジェネレータ２と連結されている。また、第１モータ・ジェネレータ２は、発電機能を有するモータであって、例えば永久磁石式の同期電動機などによって構成されている。さらに、動力分割機構６のリングギヤ６Ｒは出力ギヤ９と一体化され、パワートレーン１００は出力ギヤ９から駆動輪１２に向けて動力を出力するように構成されている。すなわち、出力ギヤ９は出力部材であって、軸部である出力軸８が、出力ギヤ９およびリングギヤ６Ｒと一体化されている。したがって、リングギヤ６Ｒは出力要素となり、エンジン１の動力で走行する場合にサンギヤ６Ｓは反力要素となる。なお、図１に示す例は、動力源から駆動輪１２に到るパワートレーンの一部を示すものであり、出力ギヤ９から駆動輪１２に動力を伝達するための機構は、デファレンシャルギヤやドライブシャフトを備えており、従来の車両と同様であるからその詳細はここでの説明を省略する。

【0032】

また、この具体例では、エンジン１と動力分割機構６と第１モータ・ジェネレータ２とは、回転中心軸線が同一軸線上に配列されており、その軸線の延長上に第２モータ・ジェネレータ３が配置されている。第２モータ・ジェネレータ３は、走行のための動力を発生し、またエネルギ回生を行うためのものであり、第１モータ・ジェネレータ２と同様に永久磁石式の同期電動機などによって構成されている。第２モータ・ジェネレータ３と前述した出力ギヤ９とは、ギヤ列により構成された減速機構１０を介して連結されている。

【0033】

この具体例における減速機構１０は、前述した動力分割機構６と同様にシングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されており、サンギヤ１０Ｓには第２モータ・ジェネレータ３のロータと一体回転するロータ軸１１が一体回転するように連結されている。また減速機構１０のキャリヤ１０Ｃがハウジングなどの固定部に連結されて固定されており、さらにリングギヤ１０Ｒが出力ギヤ９に一体化されている。すなわち、減速機構１０のリングギヤ１０Ｒは、出力軸８と一体化されており、動力分割機構６のリングギヤ６Ｒと一体回転する。したがって、第２モータ・ジェネレータ３から出力された動力は、減速機構１０を介して出力ギヤ９から駆動輪１２に向けて伝達されるように構成されている。

【0034】

また、この車両Ｖｅは、その車両Ｖｅを制御する電子制御装置（ＥＣＵ）を搭載しており、その電子制御装置には、パワートレーン１００を制御するハイブリッド用の電子制御装置（以下「ＨＶ−ＥＣＵ」という）２１と、エンジン用の電子制御装置（以下「ＥＮＧ−ＥＣＵ」という）２２と、モータ・ジェネレータ用の電子制御装置（以下「ＭＧ−ＥＣＵ」という）２３とが含まれる。この各ＥＣＵは、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータおよび予め記憶させられているデータを使用して演算を行い、その演算結果を制御指令信号として出力するように構成されている。したがって、ＨＶ−ＥＣＵ２１は、ＥＮＧ−ＥＣＵ２２やＭＧ−ＥＣＵ２３に制御指令信号を出力して、後述する各種の制御を実行するように構成されている。また、パワートレーン１００は、エンジン１と各モータ・ジェネレータ２，３とクラッチＫ０と動力分割機構６とを含むように構成されており、ＨＶ−ＥＣＵ２１が、クラッチＫ０のアクチュエータに制御指令信号を出力し、クラッチＫ０の動作および状態を制御するように構成されている。

【0035】

ＥＮＧ−ＥＣＵ２２は、各種の演算結果をエンジン制御用の指令信号としてエンジン１に出力し、エンジン１を駆動制御するように構成されている。したがって、エンジン１は、その出力および起動・停止が電気的に制御されるように構成され、例えばガソリンエンジンであれば、スロットル開度や燃料の供給量、燃料の供給の停止、点火の実行および停止、点火時期などが電気的に制御されるように構成されている。

【0036】

また、ＭＧ−ＥＣＵ２３は、各種の演算結果をモータ・ジェネレータ制御用の指令信号としてインバータ２４に出力するように構成されている。したがって、各モータ・ジェネレータ２，３は、ＭＧ−ＥＣＵ２３によってインバータ２４の電流が制御されることにより、モータあるいは発電機として機能し、またモータ機能を発揮する場合と発電機能を発揮する場合のそれぞれでトルクが制御されるように構成されている。なお、各ＥＣＵ２１，２２，２３を特に区別しない場合には、単にＥＣＵと記載して説明する場合がある。

【0037】

そのＥＣＵの制御により、図１に示すハイブリッド駆動装置では、エンジン１の動力で走行するハイブリッド走行モード（ＨＶモード）と、電力で走行する電気車両走行モード（ＥＶモード）とを設定することができる。さらに、ＥＶモードとしては、エンジン１を動力伝達系統から切り離した「切り離しＥＶモード」と、エンジン１を動力伝達系統に連結した「通常モード」とを設定することができる。すなわち、クラッチＫ０の状態に応じて各モードにい切り替えられ、これらの各走行モードを設定する際のクラッチＫ０の係合および解放の状態を図２にまとめて示してある。図２に示すように、切り離しＥＶモードでは、クラッチＫ０は解放させられ、これに対して通常ＥＶモードおよびＨＶモードでは、クラッチＫ０は係合させられる。

【0038】

また、それらの各走行モードは、アクセル開度などの駆動要求量や車速、バッテリ２５の充電量（ＳＯＣ：State Of Charge）などの車両の走行状態に応じて選択される。例えば車両がある程度の速い速度で走行し、かつアクセル開度がその車速を維持するべくある程度大きくなっている場合には、ＨＶモードが設定される。これに対して、ＳＯＣが十分に大きく、かつアクセル開度が比較的小さい場合、あるいは自動停止しているエンジン１を再始動する可能性が高い走行状態の場合などには、通常ＥＶモードが設定される。さらに、例えば運転者のマニュアル操作でＥＶモードが選択され、あるいは電力のみで走行可能であり、かつ第１モータ・ジェネレータ２を連れ回すことによる動力損失を抑制する必要がある場合などにおいては、切り離しＥＶモードが選択される。

【0039】

ここで各走行モードにおけるハイブリッド駆動装置の動作状態を簡単に説明する。図３は、動力分割機構６についての共線図であり、この共線図は、回転要素であるサンギヤ６Ｓとキャリヤ６Ｃとリングギヤ６Ｒとを縦線で示し、それらの間隔を動力分割機構６を構成している遊星歯車機構のギヤ比に対応する間隔とし、さらにそれぞれの縦線において横線に対する上下方向を回転方向、その上下方向での位置を回転数としたものである。この図３に示す共線図は、切り離しＥＶモードでの動作状態を示しており、この走行モードでは、第２モータ・ジェネレータ３をモータとして機能させてその動力で走行し、エンジン１はクラッチＫ０が解放させられて動力伝達系統から切り離されて停止しており、また第１モータ・ジェネレータ２も停止している。したがって、サンギヤ６Ｓの回転が止まっており、これに対してリングギヤ６Ｒが出力ギヤ９と共に正回転して、キャリヤ６Ｃはリングギヤ６Ｒの回転数に対して遊星歯車機構のギヤ比に応じて減速させられた回転数で正回転する。

【0040】

また、共線図としては図示しないが、通常ＥＶモードにおける動作状態では、第２モータ・ジェネレータ３の動力で走行し、かつエンジン１は停止させられるから、キャリヤ６Ｃが固定されている状態で、リングギヤ６Ｒが正回転し、かつサンギヤ６Ｓが逆回転する。この場合には、第１モータ・ジェネレータ２を発電機として機能させることもできる。

【0041】

さらに、ＨＶモードにおける動作状態では、クラッチＫ０が係合させられた状態でエンジン１が動力を出力しているからキャリヤ６Ｃにはこれを正回転させる方向にトルクが作用している。この状態で、第１モータ・ジェネレータ２を発電機として機能させることにより、サンギヤ６Ｓには逆回転方向のトルクが作用する。その結果、リングギヤ６Ｒにはこれを正回転させる方向のトルクが現れる。この場合、第１モータ・ジェネレータ２で発電された電力が第２モータ・ジェネレータ３に供給されて第２モータ・ジェネレータ３がモータとして機能し、その動力が出力ギヤ９に伝達される。したがって、ＨＶモードでは、前述したように、エンジン１が出力した動力の一部が動力分割機構６を介して出力ギヤ９に伝達されるとともに、残余の動力が第１モータ・ジェネレータ２に伝達されてその第１モータ・ジェネレータ２で電力に変換された後、その電力が供給された第２モータ・ジェネレータ３において機械的な動力に変換させられて出力ギヤ９に伝達される。なお、いずれの走行モードにおいても、減速時など積極的に動力を出力する必要がない場合には、いずれかのモータ・ジェネレータ２，３が発電機として機能させられてエネルギ回生が行われる。

【0042】

上述したように、この発明で対象とするハイブリッド車両では、クラッチＫ０を解放して電力で走行することが可能であり、例えばバッテリ２５のＳＯＣが低下した場合や要求駆動力が増大した場合には、エンジン１を始動してその動力をクラッチＫ０を介して動力伝達系統に伝達することになる。すなわち、ＥＶモード中にバッテリ２５の電力を消費することによりＳＯＣが低下するので、そのＳＯＣを上昇させるためにモータを発電機として機能させるように制御することが行われる。この具体例におけるハイブリッド車両は、ツーモータ式であるため、両方のモータ・ジェネレータを回生制御することや、一方のモータ・ジェネレータを回生制御して他方のモータ・ジェネレータを力行制御すること、あるいは一方のモータ・ジェネレータを回生制御して他方のモータ・ジェネレータを訂正させる制御を行うことができる。したがって、この発明の具体例におけるハイブリッド車両の制御装置では、クラッチＫ０を動作させることができない故障が生じた場合など、何らかの不具合が生じたことによりクラッチＫ０が解放された状態に維持されてしまい係合できない場合には、以下に説明する制御を実行するように構成されている。

【0043】

ここでは、図４を参照して、クラッチＫ０が解放状態に維持されている場合の制御について説明する。図４に示すように、まずＥＣＵは、クラッチＫ０が解放状態に維持されたまま係合状態に切り替えることができないか否かを判断する（ステップＳ１）。このステップＳ１の処理により、クラッチＫ０が故障したことやアクチュエータに何らかの不具合が生じた場合などにより、そのクラッチＫ０が解放状態でロックされている状態であるかを判断するように構成されている。例えばアクチュエータの所定の指令信号を出力しているにも拘わらずアクチュエータが正常に作動しない場合などの異常を検出することにより、クラッチＫ０が解放されたままとなり係合させることができないロック状態であると判断できるように構成されてもよい。すなわち、クラッチＫ０を正常に動作できない異常状態を検出することができるように構成されていればよく、その異常原因がクラッチＫ０自体であるかアクチュエータであるかは問わない。そのクラッチＫ０が解放状態でロックされていないことによりステップＳ１で否定的に判断された場合、このルーチンを終了する。

【0044】

一方、クラッチＫ０が解放状態でロックされていないことによりステップＳ１で肯定的に判断された場合、バッテリ２５のＳＯＣが所定の第１閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２）。この第１閾値は、比較的に高い値であり、例えばバッテリ２５が過充電となることを防止するために予め設定された所定値であってもよい。また、ステップＳ２の処理は、今後の走行経路情報などにより走行を継続した場合、例えば降坂路が続くことが予測された場合など、ＳＯＣが第１閾値以上になることが予測されるか否かを判断するように構成されてもよい。ＳＯＣが第１閾値以上であることによりステップＳ２で肯定的に判断された場合には、ステップＳ４に進む。他方、そのＳＯＣが第１閾値よりも小さいことによりステップＳ２で否定的に判断された場合、車両Ｖｅが減速中であることを示す減速フラグがオン状態であるか否かを判断する（ステップＳ３）。減速フラグは、例えば運転者によりブレーキペダルが踏み込まれたことを検出することによりＥＣＵの記憶装置に記憶され、このステップＳ３の処理によりその記憶装置内のデータを参照することにより減速フラグの有無やその種別を判別するように構成されてもよい。言い換えれば、そのステップＳ３の処理は、車両Ｖｅが減速中であるか否かを判断することができるように構成されていればよく、第２モータ・ジェネレータ３の回転数やドライブシャフトの回転数などにより減速中であるか否かを判断するように構成されてもよい。その減速フラグがオフ状態、すなわち車両Ｖｅが減速中ではないことによりステップＳ３で否定的に判断された場合、このルーチンを終了する。

【0045】

また、その減速フラグがオン状態であることによりステップＳ３で肯定的に判断された場合、第１モータ・ジェネレータ２を駆動させる（ステップＳ４）。例えば、このステップＳ４の処理により、ＥＣＵが第１モータ・ジェネレータ２を駆動させる制御指令信号を出力し、第１モータ・ジェネレータ２がバッテリ２５の電力を消費するように駆動させるように構成されている。すなわち、この制御により、バッテリ２５のＳＯＣを低下させる制御が実行される。

【0046】

そして、第１モータ・ジェネレータ２を駆動制御することにより、バッテリ２５のＳＯＣが所定の第２閾値以下となったか否かを判断する（ステップＳ５）。この第２閾値は、前述した第１閾値よりも小さい値である。ＳＯＣが第２閾値よりも高い場合にはリターンしてステップＳ５での判断処理を繰り返す。一方、ＳＯＣが第２閾値以下であることによりステップＳ５で肯定的に判断された場合、駆動状態の第１モータ・ジェネレータ２を停止させる（ステップＳ６）。例えば、このステップＳ６の処理により、第１モータ・ジェネレータ２を停止させる制御信号を出力するように構成されている。

【0047】

以上説明した通り、この具体例におけるハイブリッド車両の制御装置によれば、ツーモータ式のハイブリッド車両において、何らかの不具合が生じたことによってエンジンと駆動輪との間に設けられたクラッチが解放状態にロックされてしまい係合できない場合に、モータを電力消費させるように駆動させるように構成されているので、バッテリの充電量が過充電の状態になることを回避することができる。これにより、バッテリが過充電状態になりモータを回生制御できなくなる状態に到ることを回避することができるので、その回生制御による回生トルクを駆動輪に制動トルクとして作用させることが可能な車両状態に維持させることができるようになる。

【0048】

さらに、この発明におけるハイブリッド車両の制御装置は、前述した具体例とは異なり、第１モータ・ジェネレータが駆動することによりオイルポンプや補機が駆動するように構成された車両を対象とすることができる。その一例として、図５には、この発明で対象とすることができるパワートレーンの変形例を示してある。図５に示すように、この具体例におけるパワートレーン２００では、オイルポンプ１３および補機１４は、入力軸５と一体回転し、かつ動力分割機構６のキャリヤ６Ｃと一体回転するように構成されているとともに、第１モータ・ジェネレータ２に連結されている。より詳細には、第１モータ・ジェネレータ２のロータ軸が動力分割機構６のサンギヤ６Ｓと一体回転するように構成されているので、オイルポンプ１３および補機１４は、動力分割機構６を介して第１モータ・ジェネレータ２に連結されている。すなわち、オイルポンプ１３および補機１４は、エンジン１から駆動輪１２に到る動力伝達経路において、そのＫ０クラッチよりも駆動輪１２側に設けられた入力軸５と一体回転するように構成されているため、例えばクラッチＫ０が解放している場合であっても第１モータ・ジェネレータ２からの回転が伝達させるように構成されており、その第１モータ・ジェネレータ２により駆動するように構成されている。したがって、オイルポンプ１３および補機１４は入力軸５が回転することにより駆動するように構成され、クラッチＫ０が解放している場合には、第１モータ・ジェネレータ２が正回転方向に回転することによりオイルポンプ１３および補機１４が駆動し、あるいはクラッチＫ０が係合している場合にはエンジン１が駆動することによりオイルポンプ１３および補機１４が駆動するように構成されている。なお、この具体例では、第１モータ・ジェネレータ２は、軸線方向で動力分割機構６に対してエンジン１側に配置されており、オイルポンプ１３および補機１４は、軸線方向で動力分割機構６に対して第１モータ・ジェネレータ２とは反対側に配置されている。また、補機１４には、図示しない吸排気装置や潤滑装置や冷却装置などが含まれていてもよい。

【0049】

また、図５に示す例における第１モータ・ジェネレータ２の駆動制御フローの一例を図６に示してある。この図６に示す制御フローでは、図４を参照して前述した制御フローと同様の処理構成を備えている。具体的には、前述したステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ６の処理は、この変形例の処理においても同様に構成されている。したがって、この具体例における制御フローでは、バッテリ２５のＳＯＣが第１閾値以上である場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、あるいは減速フラグがオン状態である場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）には、オイルポンプ１３や補機１４が駆動する回転方向に第１モータ・ジェネレータ２を駆動させる（ステップＳ１１）ように構成されている。つまり、この駆動制御によって駆動される第１モータ・ジェネレータ２におけるロータの回転方向は、オイルポンプ１３や補機１４が逆転しない方向、すなわち、オイルポンプ１３および補機１４が駆動する回転方向である。したがって、この変形例により、第１モータ・ジェネレータ２にオイルポンプ１３および補機１４が連結されていることにより、第１モータ・ジェネレータ２を駆動させる際の負荷が増大するので、その第１モータ・ジェネレータ２を駆動させることによる電力消費を増大させることができる。

【0050】

また、図１を参照して前述した具体例では、図７に示す共線図の状態のように動力分割機構６における各回転要素と構成されている。この発明で対象とすることができる車両には、複数の回転要素を有する遊星歯車機構により構成された動力分割機構が、前述した具体例とは異なるように構成されたものが含まれ、さらに各回転要素とそれに連結されたエンジンおよび二つのモータの組み合わせが前述した具体例とは異なるように構成されたものが含まれる。ここでは、共線図を用いてその変形例における構成について説明し、ここで説明する変形例では、共線図における三本の縦線のうち右端あるいは左端に配置された縦線に該当する回転要素が、前述した出力ギヤ９および第２モータ・ジェネレータ３に連結されているように構成されている。さらに、エンジン１から駆動輪１２に到る動力伝達経路中に前述したクラッチＫ０が設けられ、かつそのクラッチＫ０が解放状態にある場合について説明する。なお、ここで説明する変形例において、前述した具体例と同様の構成については説明を省略するとともにその参照符号を引用して説明する。

【0051】

まず、共線図における右端の縦線で表現できる回転要素が、出力要素となり出力ギヤ（ＯＵＴ）９および第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）３に連結された構成例について説明する。この場合、図７から図１０に示す共線図の状態となるように構成された例が含まれる。例えば、図８に示す例は、図７に示す例と同様に、動力分割機構６が、シングルピニオン型の遊星歯車機構により構成され、図示するように左側からサンギヤ６Ｓ，キャリヤ６Ｃ，リングギヤ６Ｒが配置され、右端の縦線に該当するリングギヤ６Ｒが出力要素となるように構成されている。この場合、図７に示す例では、サンギヤＳに第１モータ・ジェネレータ２が連結され、かつキャリヤＣにクラッチＫ０を介してエンジン１が連結されており、図８に示す例では、キャリヤＣに第１モータ・ジェネレータ２が連結され、かつサンギヤＳにクラッチＫ０を介してエンジン１が連結されるように構成されている。また、動力分割機構が、三つの回転要素としてサンギヤＳとリングギヤＲとキャリヤＣとを有するダブルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている場合には、図９および図１０に示す例のように左側からサンギヤＳ，リングギヤＲ，キャリヤＣの並びで各回転要素が配置され、右端の縦線に該当するキャリヤＣが出力要素となるように構成されている。この場合、図９に示す例では、サンギヤＳに第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）２を連結させ、かつリングギヤＲにクラッチＫ０を介してエンジン（ＥＮＧ）１が連結されており、図１０に示す例では、リングギヤＲに第１モータ・ジェネレータ２が連結され、かつサンギヤＳにクラッチＫ０を介してエンジン１が連結されるように構成されている。

【0052】

一方、前述した例とは反対に共線図における左端の縦線で表現できる回転要素に出力ギヤ（ＯＵＴ）９および第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）３が連結された構成例について、図１１から図１４に示す共線図を参照して説明する。図１１および図１２に示す例では、前述した図７および図８に示す例と同様にシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成された動力分割機構６を備え、左端の縦線に該当するサンギヤ６Ｓが出力要素となるように構成されている。この場合、図１１に示す例では、リングギヤＲに第１モータ・ジェネレータ２が連結され、かつキャリヤＣにクラッチＫ０を介してエンジン１が連結されており、図１２に示す例では、キャリヤＣに第１モータ・ジェネレータ２が連結され、かつリングギヤＲにクラッチＫ０を介してエンジン１が連結されるように構成されている。また、図１３および図１４に示す例では、前述した図９および図１０に示す例と同様にダブルピニオン型の遊星歯車機構により構成された動力分割機構を備え、左側の縦線に該当するサンギヤＳが出力要素となるように構成されている。この場合、図１３に示す例では、キャリヤＣに第１モータ・ジェネレータ２が連結され、かつリングギヤＲにクラッチＫ０を介してエンジン１が連結されており、図１４に示す例では、リングギヤＲに第１モータ・ジェネレータ２が連結され、かつキャリヤＣにクラッチＫ０を介してエンジン１が連結されるように構成されている。

【0053】

上述したように、図７から図１４に示す例では、共線図における左右いずれか一方の縦線に該当する回転要素が出力要素となるように構成されているため、それ以外の回転要素に連結された第１モータ・ジェネレータ２の回転数がその出力要素となる回転要素の回転数よりも高回転状態となる場合では、その動力分割機構における出力要素以外の全ての回転要素がその出力要素よりも高回転状態となる。したがって、その図７から図１４に示す例ではクラッチＫ０が解放している状態を示しているので、そのクラッチＫ０が解放状態において第１モータ・ジェネレータ２が正方向に回転しかつ正方向のトルクを出力するように駆動制御することによりバッテリ２５の電力を消費させることができる。つまり、この発明におけるハイブリッド車両の制御装置では、エンジン１を始動（クランキング）させるため、あるいはエンジン１の回転数を制御するため以外の目的で第１モータ・ジェネレータ２を駆動制御するように構成されており、エンジン１と動力伝達系統とを接続させるクラッチＫ０が解放されてその接続が遮断されている状態で電力を消費させるために第１モータ・ジェネレータ２を駆動させるように構成されている。さらに、前述したように、ＭＧ１回転数が出力要素の回転数よりも高回転となるように第１モータ・ジェネレータ２を駆動制御させることにより、その電力消費量を増大させることができる。なお、図７から図１４および後述する図１６において、横線と接するように記載された黒点は、停止中のエンジン１を示し、エンジン１の回転が停止していることを示している。

【0054】

加えて、その遊星歯車機構により構成された動力分割機構は、それがシングルピニオン型であるかダブルピニオン型であるかを問わず、図７から図１４に示す共線図の状態では、各回転要素の回転状態を示す実線Ｌの傾きが大きくなるほどに、ピニオンギヤＰの自転回転数が高回転状態となる。例えば、図７に示す共線図を用いてピニオンギヤＰの自転回転数を説明すると、ピニオンギヤＰに該当する縦線を回転要素を示す縦線の右端に示し、そのピニオンギヤＰの縦線と前述した実線Ｌとの交点Ｘ１、横線から交点Ｘ１までを長さＹ１として、またキャリヤＣに該当する縦線と実線Ｌとの交点Ｘ２、横線から交点Ｘ２までを長さＹ２とした場合、ピニオンギヤＰの自転回転数は、長さＹ２と長さＹ１との偏差により表される。したがって、ＭＧ１回転数が出力要素の回転数よりも大きい状態で、そのＭＧ１回転数と出力要素の回転数との差分が大きくなるように第１モータ・ジェネレータ２を駆動させることにより、実線Ｌの傾きは大きくなるのでピニオンギヤＰの自転回転数が増大して、第１モータ・ジェネレータ２の負荷が増大し電力消費量が増大する。したがって、図７から図１４に示す例では、クラッチＫ０が解放状態で第１モータ・ジェネレータ２をエネルギ損失が増大する方向へ駆動させるので、バッテリ２５のＳＯＣ消費率が大きくなり、バッテリ２５が過充電状態になることを回避することができる。

【0055】

また、この発明の一例におけるハイブリッド車両の制御装置では、車両Ｖｅが後進走行する場合に、前述したようなクラッチＫ０が解放状態でロックされている状況下でバッテリ２５の電力消費を促進させるように第１モータ・ジェネレータ２を駆動制御することを禁止させるように構成されている。その後進走行中に第１モータ・ジェネレータ２を電力消費させるように駆動制御することを禁止する制御例の一例を図１５に制御フローとして示してある。なお、図１５に示す制御例において、図４を参照して前述した制御処理と同様の構成についてはその説明を省略する。

【0056】

具体的には、図１５に示す制御例では、バッテリ２５のＳＯＣが第１閾値以上である場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、あるいは減速フラグがオン状態である場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）には、車両Ｖｅが後進走行中であるか否かを判断する（ステップＳ２１）。例えば、ステップＳ２１の処理では、出力ギヤ９の回転方向や出力軸８の回転方向、あるいは第２モータ・ジェネレータ３の回転方向によって車両Ｖｅが後進走行中であるか否かを判断するように構成されていてもよい。すなわち、出力軸８が負回転方向に回転していることを検知した場合などに車両Ｖｅが後進走行中であると判断される。つまり、ステップＳ２１における処理は、車両Ｖｅが後進走行中であることを識別できる後進フラグがオン状態であるか否かを判断するように構成されてもよい。車両Ｖｅが後進走行していることによりステップＳ２１で肯定的に判断された場合、このルーチンを終了する。また、そのステップＳ２１で肯定的に判断された場合には、第１モータ・ジェネレータ２を前述したようにバッテリ２５の電力を消費させるように駆動させることを禁止するための指令信号を出力するように構成されてもよい。一方、車両Ｖｅが後進走行中でないことによりステップＳ２１で否定的に判断された場合には、前述したステップＳ４に進み、第１モータ・ジェネレータ２をバッテリ２５の電力を消費させるように駆動させる駆動制御を実施するように構成されている。なお、そのステップＳ２１で否定的に判断された場合には、車両Ｖｅが前進走行している場合が含まれる。

【0057】

例えば、車両Ｖｅが後進走行中に電力を消費させるように第１モータ・ジェネレータ２を駆動制御した場合には、そのＭＧ１トルクが車両Ｖｅを後進方向に加速させる駆動トルクとして伝達されてしまい、運転者が意図しない加速が生じてしまう可能性がある。例えば、図１６に示すように、後進走行かつ減速中に前述した第１モータ・ジェネレータ２をバッテリ２５の電力を消費させる駆動制御を実施すると、第１モータ・ジェネレータ２のトルクが梃子作用によって出力要素であるリングギヤＲに負方向のトルクとして作用するため、このリングギヤＲでは、各モータ・ジェネレータ２，３によるトルクがそれぞれ反対向きに作用する。このため、第１モータ・ジェネレータ２によるトルクによってその第２モータ・ジェネレータ３による制動トルクが減じられて回生制動力が低下してしまう場合や、第１モータ・ジェネレータ２によるトルクが制動トルクよりも大きく作用することにより後進方向に加速してしまう場合がある。なお、図１６に示す状態では、エンジン１と動力分割機構６との間に設けられたクラッチＫ０を解放させているのでエンジン１とキャリヤＣとの間でトルクの伝達が遮断されている。

【0058】

しかしながら、図１５を参照して前述したように、この具体例によれば、車両Ｖｅが後進走行中に前述した第１モータ・ジェネレータ２の駆動制御を実行しないように制御できる構成を備えていることにより、車両Ｖｅが後進走行中にＭＧ１トルクにより車両Ｖｅの挙動が運転者の意図しないものになることを回避することができる。特に車両Ｖｅが後進走行中かつ減速中に、前述したような第１モータ・ジェネレータ２の駆動制御を禁止させる構成を備えていることにより、第２モータ・ジェネレータ３から出力されるＭＧ２トルク（回生トルク）を制動力として駆動輪１２に作用させることができる。すなわち、後進走行中にＭＧ１トルクによる影響が低減された状態でＭＧ２トルクを制動トルクとして利用することができ、第２モータ・ジェネレータ３による回生トルクを要求制動力を満たす制動トルクとして駆動輪１２に作用させることができる。

【0059】

また、この発明の一例におけるハイブリッド車両の制御装置では、車両Ｖｅが停車中に、バッテリ２５の電力を消費させるように第１モータ・ジェネレータ２を駆動制御するように構成することができる。その制御例を図１７に示し、ここでは、図１７を参照して具体的に説明するとともに、前述した具体例と同様の構成については説明を省略しその参照符号を引用して説明する。図１７に示すように、クラッチＫ０が解放状態でロックされていることによりステップＳ１で肯定的に判断された場合、バッテリ２５のＳＯＣが所定の第１閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３１）。第１閾値とは、比較的に高い値であり、例えばバッテリ２５が過充電となることを防止するために予め設定された所定値であってもよい。なお、このステップＳ３１の処理における第１閾値は、図６を参照して前述したステップＳ２の処理における第１閾値とは異なる値に設定されてもよい。ＳＯＣが第閾値よりも低いことによりステップＳ３１で否定的に判断された場合、このルーチンは終了する。

【0060】

一方、ＳＯＣが第１閾値以上であることによりステップＳ３１で肯定的に判断された場合、車両Ｖｅが停車中であるか否かを判断する（ステップＳ３２）。このステップＳ３２の処理は、出力軸８の回転数がゼロもしくはゼロ回転付近の回転数であって予め設定された所定回転数以内であるか否かを判断するように構成されてもよい。車両Ｖｅが停車中でいないこと、すなわち走行中であることによりステップＳ３２で否定的に判断された場合には、このルーチンを終了する。一方、車両Ｖｅが停車中であることによりステップＳ３２で肯定的に判断された場合、バッテリ２５の電力を消費させるように第１モータ・ジェネレータ２を駆動させる（ステップＳ３３）。このステップＳ３３による駆動制御処理は、例えば図５に示すパワートレーン例を備えている場合には、第１モータ・ジェネレータ２がオイルポンプ１３や補機１４を駆動させる回転方向すなわちそれらオイルポンプ１３等を逆転させない方向に駆動制御される。言い換えれば、このステップＳ３３は、前述した図６に示すステップＳ１１の処理構成と同様に構成することができる。

【0061】

そして、第１モータ・ジェネレータ２を駆動制御することにより、ＳＯＣが所定の第２閾値以下となったか否かを判断する（ステップＳ３４）。このステップＳ３４における第２閾値は、前述したステップＳ３１における第１閾値よりも小さい値であって、図６を参照して前述したステップＳ２における第２閾値とは異なる値に設定されてもよい。この場合、このステップＳ３４における第２閾値は、そのステップＳ２における第２閾値よりも大きい値に設定されてもよい。このように、停車中に設定される第２閾値を走行中に設定される第２閾値よりも大きい値とすることで、停車後の発進時に車両Ｖｅがモータ走行することができるためのＳＯＣを確保させておくことができる。ＳＯＣが第２閾値よりも高いことによりステップＳ３４で否定的に判断された場合にはリターンしてステップＳ３４の判断処理を繰り返す。一方、ＳＯＣが第２閾値以下であることによりステップＳ３４で肯定的に判断された場合には、ステップＳ６に進み、ステップＳ３３の制御により駆動されている第１モータ・ジェネレータ２を停止させる。

【0062】

さらに、この発明の変形例におけるハイブリッド車両の制御装置として、車両Ｖｅに設けられた所定の手動スイッチが運転者により操作されたことを検知した場合に、前述した停車時の駆動制御を開始するように構成されてもよい。その手動スイッチは、例えば車室内の運転席の周辺に設けられており、運転者により手動操作を受け付けるように構成された検知手段である。例えば、運転者によりその手動スイッチがオン状態に操作された場合、その手動操作を検知することにより、前述した図１７に示すステップＳ３３における駆動制御を実行するように構成されている。なお、この手動スイッチを検知することにより駆動制御を開始する場合であっても、ＳＯＣが前述した第２閾値以下となった場合には、前述したステップＳ６の制御により第１モータ・ジェネレータ２の駆動を停止させるように構成されている。

【0063】

ここで、この発明におけるハイブリッド車両の制御装置と、上述した具体例との対応関係について説明すると、この発明における第１モータは前述した具体例における第１モータ・ジェネレータ２に相当し、この発明における第２モータは前述した具体例における第２モータ・ジェネレータ３に相当する。

【0064】

以上説明したように、各具体例におけるハイブリッド車両の制御装置によれば、エンジンから駆動輪に到る動力伝達経路中にクラッチを備えるハイブリッド車両において、そのクラッチが解放状態に維持された係合できない状態が生じたとしても、充電量が第１閾値より大きくなった場合にバッテリの電力を消費させるように第１モータ・ジェネレータを駆動させるように構成されているため、バッテリが過充電になることを回避することができる。そのため、第２モータ・ジェネレータを発電機として機能させて発電した電力をバッテリに充電することが可能であるため、例えば減速中に第２モータ・ジェネレータによる回生トルクを制動トルクとして駆動輪に伝達させることができる。このように第２モータ・ジェネレータを回生制御することによるＭＧ２トルクを制動トルクとして利用できるので、例えば降坂路などで車両が継続的に減速する場合に、ブレーキペダル操作を頻繁に行うことを低減でき、ブレーキの耐久性を向上させることができる。さらに、そのクラッチが係合不能な場合に、バッテリが過充電になることを回避することができるとともに、モータ走行する際に必要になる電力量をバッテリ内に確保させておくことができる。すなわち、ＳＯＣをハイブリッド車両が走行可能かつ停車可能な状態に保つことができる。

【0065】

また、バッテリの充電量が第１閾値よりも高くなることが予測された場合に、予め過充電を回避するための駆動制御を実施することができる。例えばカーナビなどによる道路情報により、走行継続した場合の進路中に降坂路が含まれる場合、例えばその降坂路が長距離や急傾斜である場合など、かつクラッチが解放状態にロックされている場合であっても、その降坂路を走行中にバッテリが過充電状態になりモータトルクを制動トルクとして利用できなくなることを回避することができる。

【0066】

なお、動力源を構成しているエンジンと、第１モータ・ジェネレータと、第２モータ・ジェネレータとの動力性能もしくは駆動特性は互いに異なっている。例えば、エンジンは、低トルクかつ低回転数の領域から高トルクかつ高回転数の領域までの広い運転領域で運転でき、またエネルギ効率はトルクおよび回転数がある程度高い領域で良好になる。これに対してエンジンの回転数やエンジンの回転を停止させる際のクランク角度などの制御および駆動トルクとして作用する動力を出力する第１モータ・ジェネレータは、低回転数で大きいトルクを出力する特性を有する。また、駆動輪へトルクを出力する第２モータ・ジェネレータは、第１モータ・ジェネレータよりも高回転数で運転でき、かつ最大トルクが第１モータ・ジェネレータよりも小さい特性を有する。そのため、この発明で対象とする車両は、動力源を構成しているエンジンや各モータ・ジェネレータを有効に利用して、エネルギ効率あるいは燃費が良好になるように制御される。

【符号の説明】

【0067】

１…エンジン（ＥＮＧ）、 ２…第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）、 ３…第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）、 ４…出力軸（クランクシャフト）、 ５…入力軸、 ６…動力分割機構、 ６Ｓ…サンギヤ、 ６Ｃ…キャリヤ、 ６Ｒ…リングギヤ、 ６Ｐ…ピニオンギヤ、 ７…ロータ軸、 ８…出力軸、 ９…出力ギヤ、 １０…減速機構、 １１…ロータ軸、 １３…オイルポンプ、 Ｋ０…クラッチ。

【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15】

【図16】

【図17】