JP2005096574A - ハイブリッド車輌の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 バッテリ性能に起因する制限を緩和し、変速時の駆動車輪側での出力変動を抑制する際のモータに対するバッテリの電力供給及び充電の収支を適切に制御し得るハイブリッド車輌の制御装置を提供する。
【解決手段】 ハイブリッド車輌の制御装置１は、第１駆動手段１０ａと、第２駆動手段１０ｂと、ＨＶバッテリ１３と、変速制御手段３７と、バッテリ状態検出手段３５と、変速時駆動制御手段４５と、を備えている。この制御装置１では、変速制御手段３７が変速の必要性が有ると判定した際、有段変速機６の変速に先立って、ＨＶバッテリ１３の状態に応じて充電量の増減量を算出し、該充電量の増減量に基づきエンジン２の動作点を変更する、バッテリ収支制御手段としてのエンジン制御手段３１、第１モータ制御手段３２、第２モータ制御手段３３、及び変速時駆動制御手段４５を備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、駆動車輪側に駆動力を供給する異なる２つの駆動手段を備えるハイブリッド車輌（ＨＥＶ）の制御装置に係り、詳しくは該２つの駆動手段の一方に備えた有段変速機による変速時の出力変動を防止し得るようにしたハイブリッド車輌の制御装置に関する。

近年、環境に対する影響など考慮し、燃費向上を図った各種のハイブリッド車輌が提案されている。このようなハイブリッド車輌の中には、エンジンの出力軸にプラネタリギヤの１つの回転要素を接続し、該プラネタリギヤの他の２つの回転要素を第１モータと駆動車輪に連結された伝達軸とに接続し、更に該伝達軸に第２モータを接続した、いわゆる２モータスプリットタイプのハイブリッド車輌が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このものは、主に第１モータがエンジンの駆動力の一部を受けて発電を行いつつプラネタリギヤの回転要素に反力を発生させると共に、該反力が発生した回転要素を介して伝達軸にエンジンの残りの駆動力を出力し、更に、該伝達軸に第２モータの駆動力を出力することが可能となっている。即ち、第１モータを制御することによりエンジンの回転を無段的に制御することが可能で、エンジンを効率良い領域で駆動させることが可能であると共に、第２モータにより駆動車輪への出力を制御することが可能になっている。つまり、第１モータ及び第２モータを自在に制御することに基づき、エンジンを効率良く駆動することが可能で、かつ運転者による要求出力に応えて駆動車輪に駆動力を出力することが可能となっている。

特開平８−２０７６０１号公報

ところで、上述した従来のハイブリッド車輌においては（例えば、特許文献１参照）、第２モータが駆動車輪に連動される形であり、つまり車輌の速度上昇と共に該第２モータの回転を上昇させるものである。一般にモータは、高回転になると回転数に応じて出力（トルク）が低下してしまうため、例えば車輌が中高速域で走行する場合などにおいては、第２モータの回転数が高回転となって、第２モータの出力が低下してしまう。また、特に大出力が要求されるような車輌（例えばエンジン排気量が３０００ｃｃや４０００ｃｃ等のような車輌）では、第２モータの容量（出力）として大きなものが要求されることになり、高回転において大出力の要求に応え得るためには、該第２モータの大型化が必要となって、車輌への良好な搭載性を損なう等の問題が生じる。

これらの問題を解決するため、第２モータと伝達軸との間に有段変速機を設けることが考えられる。例えば、車輌の低中速域と中高速域とで第２モータの回転を変速することが可能であれば、該第２モータを低い回転数にて使用することが可能となり、第２モータのコンパクト化も可能になって、該第２モータの車輌搭載性も向上させることができる。

しかし、単に上記有段変速機による変速を行うことは、変速前と変速後の第２モータからの出力が段階的に変化することになり、例えば変速後にドライバが要求する出力となるようにエンジン、第１モータ、及び第２モータの出力分担を算出して、それらの出力を制御し直すとしても、変速中には一時的にドライバ要求トルクに応じきれないトルク変動を生じて、ドライバに違和感を与える虞がある。

上記違和感を軽減するために、変速中に第２モータトルクを増大或いは減少させることが考えられる。しかしその際、第２モータに対する電力の供給及び回生電力の充電を行うバッテリの充電残容量（ＳＯＣ(State Of Charge)）の状態に起因して、適正な電力供給や回生電力の充電が困難になる場合が生じることが考えられる。その際、第２モータへの電力供給が適切に行われず、有段変速機による変速時のトルク変動を相殺するための第２モータの駆動力が充分に得られない状況が生じる虞がある。

そこで本発明は、モータ出力を有段変速機にて段階的に変速してエンジン出力と合成しつつ駆動車輪側に伝達するものでありながら、出力増減量のバッテリ性能などに起因する制限を緩和して、有段変速機による変速時のトルク変動を相殺するための出力を常に安定に供給し、変速時における駆動車輪側での出力変動を可及的に抑制し得るように構成し、もって上述の問題を解消したハイブリッド車輌の制御装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る本発明は（例えば図１乃至図６参照）、第１モータ（３）、及びエンジン（２）と前記第１モータ（３）とにより駆動力を駆動車輪（１６）へ出力する動力分配装置（５）を有する第１駆動手段（１０ａ）と、第２モータ（４）、及び該第２モータ（４）と前記駆動車輪（１６）との間に介在された有段変速機（６）を有する第２駆動手段（１０ｂ）と、前記第１及び第２モータ（３，４）への電力供給及び該モータ（例えば３）による回生電力の充電を行い得るバッテリ（１３）と、前記有段変速機（６）による変速の必要性の有無を判定する変速判定手段（３７）と、前記バッテリ（１３）の状態を検出するバッテリ状態検出手段（３５）と、前記有段変速機（６）の変速中に、前記第１及び第２駆動手段（１０ａ，１０ｂ）から前記駆動車輪（１６）に出力される駆動力（Ｔ_ＯＵＴ１＋Ｔ_ＯＵＴ２）がドライバ要求トルクとなるように前記第２駆動手段（１０ｂ）から出力される駆動力（Ｔ_ＯＵＴ２）を制御する変速時駆動制御手段（４５）と、を備えるハイブリッド車輌の制御装置（１）であって、
前記変速判定手段（３７）が変速の必要性が有ると判定した際、前記有段変速機（６）の変速に先立って、前記バッテリ（１３）の状態に応じて充電量の増減量を算出し、該充電量の増減量に基づき前記エンジン（２）の動作点を変更するバッテリ収支制御手段（３１，３２，３３，４５）を備えることを特徴とするハイブリッド車輌の制御装置（１）にある。

なお、本発明において、「モータ」とは、電気エネルギを回転運動に変換する、いわゆる狭義のモータに限らず、回転運動を電気エネルギに変換する、いわゆるジェネレータをも含む概念である。また、「エンジン」とは、燃料を燃焼させてエネルギを回転運動に変換する内燃エンジンを意味するものであり、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等を含む概念である。

請求項２に係る本発明（例えば図１及び図６参照）は、前記バッテリ収支制御手段（３１，３２，３３，４５）が、前記エンジン動作点の変更に際して、エンジン回転数（Ｎ_Ｅ）は変更せずにエンジントルク（Ｔ_Ｅ）を変更するように制御してなる、
請求項１記載のハイブリッド車輌の制御装置（１）にある。

請求項３に係る本発明（例えば図１及び図６参照）は、前記バッテリ収支制御手段（３１，３２，３３，４５）が、前記エンジン動作点の変更に際して、エンジントルク（Ｔ_Ｅ）は変更せずにエンジン回転数（Ｎ_Ｅ）を変更するように制御してなる、
請求項１記載のハイブリッド車輌の制御装置（１）にある。

請求項４に係る本発明（例えば図１及び図６参照）は、前記エンジン（２）の回転数毎に最良燃費状態となるように前記エンジン動作点を予め設定したエンジン効率マップ（Ｍａ）を備え、
前記バッテリ収支制御手段（３１，３２，３３，４５）は、前記エンジン効率マップ（Ｍａ）における最良燃費ライン上にエンジン動作点を変更するように制御してなる、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のハイブリッド車輌の制御装置（１）にある。

請求項５に係る本発明（例えば図１及び図６参照）は、前記バッテリ収支制御手段（３１，３２，３３，４５）が、前記有段変速機（６）の変速終了後、前記バッテリ（１３）の状態に基づき、変速前の前記エンジン動作点における前記エンジン（２）及び前記第１モータ（３）の各トルク（Ｔ_Ｅ，Ｔ_ＭＧ１）となるように復帰制御してなる、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のハイブリッド車輌の制御装置（１）にある。

請求項６に係る本発明（例えば図１及び図６参照）は、前記バッテリ収支制御手段（３１，３２，３３，４５）が、変速時に必要となる電力消費量を算出し、該電力消費量をバッテリ（１３）から出力可能か否かを判定し、出力可能と判定した場合にはエンジン動作点の変更は行わず、出力不可能と判定した場合にはエンジン動作点を変更するように制御してなる、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のハイブリッド車輌の制御装置（１）にある。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る本発明によると、バッテリ収支制御手段が、変速の必要性有りと判定された際、有段変速機の変速に先立って、バッテリの状態に応じて充電量の増減量を算出し、該充電量の増減量に基づきエンジンの動作点を変更するので、第２駆動手段側では、バッテリの充電残容量に拘らず第２モータへの電力供給を常に適切に行い第２モータの駆動力を充分に得て、有段変速機による変速時のトルク変動を解消し、また第１駆動手段側では、充電量の増減量に基づき変更されるエンジン動作点に基づき駆動するエンジンにより、供給電力或いは回生電力の充電量の許容範囲内で第１モータを適切に作動させることができる。これにより、変速時における駆動車輪側での出力変動を可及的に抑制することが可能になる。

請求項２に係る本発明によると、バッテリ収支制御手段が、エンジン動作点の変更に際して、エンジン回転数は変更せずにエンジントルクを変更するように制御するので、エンジン回転数を変更せず、計算した充電量となるエンジントルクを、計算のみで、またはエンジン効率マップＭａ（図６参照）を使用して求めることにより、例えば図６に示すＡ点からＤ点へのエンジン動作点の変更を適切に行って、供給電力或いは回生電力の充電量の許容範囲内で第１モータを適切に作動させることができる。

請求項３に係る本発明によると、バッテリ収支制御手段が、エンジン動作点の変更に際して、エンジントルクは変更せずにエンジン回転数を変更するように制御するので、エンジントルクを変更せず、計算した充電量となるエンジン回転数を、計算のみで、またはエンジン効率マップＭａ（図６参照）を使用して求めることにより、例えば図６に示すＡ点からＥ点へのエンジン動作点の変更を適切に行って、供給電力或いは回生電力の充電量の許容範囲内で第１モータを適切に作動させることができる。

請求項４に係る本発明によると、エンジンの回転数毎に最良燃費（最適燃費）状態となるようにエンジン動作点を予め設定したエンジン効率マップを備え、バッテリ収支制御手段が、エンジン効率マップにおける最良燃費ライン上にエンジン動作点を変更するように制御するので、エンジン効率マップＭａ（図６参照）を使用して、計算した充電量の増減量になるためのエンジン等パワーラインＣｈ_１，Ｃｈ_２（図６参照）と最良燃費ラインＬ（図６参照）との交点を求めることにより、例えば図６に示すＡ点からＢ点へのエンジン動作点の変更を適切に行い、エンジン効率マップに備えた最良燃費ライン上での、或いは最良燃費ラインに常に近似する状態での制御を行って、供給電力或いは回生電力の充電量の許容範囲内で第１モータを適切に作動させることができる。

請求項５に係る本発明によると、バッテリ収支制御手段が、有段変速機の変速終了後、バッテリの状態に基づき、エンジン動作点におけるエンジン及び第１モータの各トルクとなるように復帰制御するので、変速中に異なるバランスとなったエンジントルクと第１モータトルクとを、変速以前の状態に速やかに復帰させ、例えば増大したエンジントルクを低減して燃料消費量を抑えて燃費の向上を図ることができる。

請求項６に係る本発明によると、バッテリ収支制御手段が、変速時に必要となる電力消費量を算出し、該電力消費量をバッテリから出力可能か否かを判定し、出力可能と判定した場合にはエンジン動作点の変更は行わず、出力不可能と判定した場合にエンジン動作点を変更するように制御するので、バッテリの状態に応じて、常に適切な制御を実行することができる。

以下、本発明に係る実施の形態を図１乃至図６に沿って説明する。図１は本発明に係るハイブリッド車輌の制御装置を示す模式図、図２は本発明に係るハイブリッド車輌の駆動系を示し、（ａ）は駆動系の模式図、（ｂ）は係合表である。図３は本実施の形態における電力消費量変更制御に係るフローチャート、図４はアップ（低速段(Lo)から高速段(Hi)に）変速時に電力消費量変更制御を行った際の各要素のタイミング等の変化を示すタイムチャート、図５は変速制御手段（変速判定手段）による変速判定及び事前変速判定を行うための変速マップの内容を示すグラフ図、図６はエンジン効率マップの一例を示す図である。

まず、本発明を適用し得るハイブリッド車輌の一例について図１及び図２に沿って説明する。図１に示すように、ハイブリッド車輌は、２モータスプリットタイプのハイブリッド車輌として構成されており、駆動力を出力し得る内燃エンジン（Ｅ／Ｇ）２と、該エンジン２に接続されたドライブユニット１０と、該ドライブユニット１０にディファレンシャル装置１５を介して接続された駆動車輪（後輪）１６，１６と、を備えて構成される。

上記ドライブユニット１０は、駆動車輪１６，１６に駆動力を出力するユニットとして第１駆動手段１０ａと第２駆動手段１０ｂとを備えている。該第１駆動手段１０ａは、例えば不図示のダンパ装置等を介してエンジン２に接続された動力分配用プラネタリギヤ５と、該動力分配用プラネタリギヤ５に接続された第１モータ（ＭＧ１）３とを有して、該動力伝達用プラネタリギヤ５を介して伝達軸２１に接続されている。また、第２駆動手段１０ｂは、第２モータ（ＭＧ２）４と、該第２モータ４と伝達軸２１との間に介在する有段変速機６とを有して、該伝達軸２１に接続されている。なお、上記第１モータ３及び第２モータ４はそれぞれ、例えばＡＣ同期モータからなるモータ・ジェネレータとして構成することができる。

詳細には、図２（ａ）に示すように、エンジン２のクランク軸２ａに、不図示のダンパ装置等を介してドライブユニット１０の入力軸１７が接続されており、該入力軸１７には、ハブ部材１８を介してシンプルプラネタリである動力分配用プラネタリギヤ５のキャリヤＣＲ１が接続されている。該キャリヤＣＲ１は、不図示の側板により回転自在に支持されているピニオンＰ１を有している。該ピニオンＰ１に噛合するサンギヤＳ１には、第１モータ３のロータシャフト１９が接続されている。更に上記ピニオンＰ１にはリングギヤＲ１が接続されており、該リングギヤＲ１にはドラム状の支持部材２０が接続され、該支持部材２０を介して伝達軸２１に接続されている。

一方、伝達軸２１の後端側（図中右方側）には、プラネタリギヤユニット６ａを有する有段変速機６が接続されており、詳細には、伝達軸２１にハブ部材２２を介してプラネタリギヤユニット６ａのキャリヤＣＲ２が接続されている。該キャリヤＣＲ２は、不図示の側板により回転自在に支持されているロングピニオンＰ２，Ｐ４と、ショートピニオンＰ３（以下、単にピニオンＰ３と言う）とを有しており、該ロングピニオンは、小径部分のピニオンＰ２と大径部分のピニオンＰ４とが一体的に形成されて、該小径部分のピニオンＰ２にピニオンＰ３が噛合している。

ピニオンＰ３にはサンギヤＳ２が噛合しており、該サンギヤＳ２には第２モータ４のロータシャフト２３が接続されている。また、上記ピニオンＰ４にはサンギヤＳ３が噛合しており、該サンギヤＳ３にはハブ部材２４が接続されている。該ハブ部材２４には、多板式ブレーキである第１ブレーキＢ１の摩擦板がスプライン係合しており、該第１ブレーキＢ１は、不図示の油圧サーボに油圧が供給されることにより係止自在となっている。

また、上記ピニオンＰ３にはリングギヤＲ２が噛合しており、該リングギヤＲ２にはハブ部材２５が接続されている。該ハブ部材２５には、多板式ブレーキである第２ブレーキＢ２の摩擦板がスプライン係合しており、該第２ブレーキＢ２は、不図示の油圧サーボに油圧が供給されることにより係止自在となっている。

そして、上記伝達軸２１は、ドライブユニット１０としての出力軸２６に接続されており、該出力軸２６は、不図示のカップリングやプロペラシャフト等を介してディファレンシャル装置１５（図１参照）に連結され、更に該ディファレンシャル装置１５から左右駆動軸を介して駆動車輪１６，１６に接続されている（図１参照）。

一方、図１に示すように、ドライブユニット１０には、上記入力軸１７（或いはエンジン２のクランク軸２ａ）が接続されている（図２参照）。該ドライブユニット１０は、エンジン２に連動して駆動する機械式オイルポンプ８と、該機械式オイルポンプ８から供給される油圧を受けて有段変速機６や第２モータ４に、潤滑油、冷却油や上記２つの油圧サーボの油圧を供給し得る油圧制御装置７と、を備えている。

また、上記ハイブリッド車輌には、上記機械式オイルポンプ８とは無関係に独立的に駆動する電動オイルポンプ９が具備されている。該電動オイルポンプ９は、後述する電動オイルポンプ駆動制御手段４１によって制御される電動オイルポンプ用インバータ１１から電力供給されることで駆動自在となっている。該電動オイルポンプ９は、例えばエンジン２がアイドリングストップなどの停止状態である場合、該エンジン２に連動する機械式オイルポンプ８も停止するため、主に該機械式オイルポンプ８の停止状態において駆動され、上記油圧制御装置７の油圧を確保する。

また、上記ハイブリッド車輌には、上記第１モータ３及び第２モータ４に接続されたインバータ１２と、該インバータ１２に接続されたＨＶバッテリ（ハイブリッド駆動用バッテリ）１３とが備えられている。それら第１モータ３及び第２モータ４は、後述する第１モータ制御手段３２及び第２モータ制御手段３３によって制御されるインバータ１２により回生或いは力行（アシスト）自在に駆動されて、その際の回生電力はＨＶバッテリ１３に充電自在に、また駆動用電力はＨＶバッテリ１３より供給自在になっている。

ついで、上記ハイブリッド車輌の動力伝達を図１及び図２に沿って説明する。図２（ａ）に示すように、エンジン２から駆動力としてトルクＴ_Ｅ（以下、エンジントルクとも言う(図４参照)）が出力されると、クランク軸２ａ、入力軸１７、ハブ部材１８を介して動力分配用プラネタリギヤ５のキャリヤＣＲ１に入力される。一方、第１モータ３により回生（発電）を行うように該モータ３のトルク（以下、第１モータトルクとも言う）Ｔ_ＭＧ１（図４参照）を制御すると、エンジントルクＴ_Ｅの一部分が該第１モータ３に分配されると共に、そのトルクＴ_ＭＧ１がロータシャフト１９、サンギヤＳ１を介して反力として伝達される。すると、サンギヤＳ１の反力を受けてリングギヤＲ１が回転すると共にエンジントルクＴ_Ｅの残り部分が分配され、つまり第１駆動手段１０ａから出力される駆動力（以下、第１駆動トルクとも言う）Ｔ_ＯＵＴ１が伝達軸２１に出力される（図１参照）。

一方、有段変速機６は、後述する変速制御手段（変速判定手段）３７からの信号を受けて油圧制御装置７より第１ブレーキＢ１の油圧サーボや第２ブレーキＢ２の油圧サーボに油圧が供給されると、それら第１ブレーキＢ１又は第２ブレーキＢ２が係止されて変速される。即ち、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、第１ブレーキＢ１が係合し、かつ第２ブレーキＢ２が解放した状態にあっては、該第１ブレーキＢ１によりサンギヤＳ３の回転が固定される。すると、回転が固定されたサンギヤＳ３と、第２モータ４の回転数Ｎ_ＭＧ２（図４参照）により回転するサンギヤＳ２の回転とにより、有段変速機６はキャリヤＣＲ２が高速回転する高速段（Ｈｉ）の状態となる。

また、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、第２ブレーキＢ２が係合し、かつ第１ブレーキＢ２が解放した状態にあっては、該第２ブレーキＢ２によりリングギヤＲ２の回転が固定される。すると、回転が固定されたリングギヤＲ２と、第２モータ４の回転数Ｎ_ＭＧ２（図４参照）により回転するサンギヤＳ２の回転とにより、有段変速機６はキャリヤＣＲ２が低速回転する低速段（Ｌｏ）の状態となる。

なお、有段変速機６は、第１及び第２ブレーキＢ１，Ｂ２の双方が解放した状態にあっては、サンギヤＳ３及びリングギヤＲ２の双方が空転状態となり、サンギヤＳ２の回転、即ち第２モータ４の回転Ｎ_ＭＧ２（図４参照）とキャリヤＣＲ２の回転とが互いに伝達されないニュートラル状態（Ｎ）となる。

また、第２モータ４よりトルク（以下、第２モータトルクとも言う）Ｔ_ＭＧ２（図４参照）が出力されると、該トルクＴ_ＭＧ２がロータシャフト２３を介してサンギヤＳ２に伝達される。この際、有段変速機６が低速段（Ｌｏ）に切り換わっていれば比較的大きなトルクとなり、また有段変速機６が高速段（Ｈｉ）に切り換わっていれば比較的小さなトルクとなって、キャリヤＣＲ２及びハブ部材２２に出力される。つまり、第２駆動手段１０ｂから出力される駆動力（以下、第２駆動トルクとも言う）Ｔ_ＯＵＴ２が伝達軸２１に出力される（図１参照）。

そして、図１に示すように、上記第１駆動手段１０ａからの第１駆動トルクＴ_ＯＵＴ１と、第２駆動手段１０ｂからの第２駆動トルクＴ_ＯＵＴ２とが伝達軸２１に出力されると、ドライブユニット１０の出力軸２６より合計された形の合計出力トルクＴ_ＯＵＴ１＋Ｔ_ＯＵＴ２（駆動車輪に出力される駆動力）が出力され、不図示のカップリングやプロペラシャフト等を介してディファレンシャル装置１５に出力され、更に該ディファレンシャル装置１５から左右駆動軸を介して駆動車輪１６，１６に出力される。

ついで、本発明の要部であるハイブリッド車輌の制御装置１について図１に沿って説明する。ハイブリッド車輌の制御装置１は、制御部（ＥＣＵ）Ｕを備えており、該制御部Ｕは、エンジン制御手段３１、第１モータ制御手段３２、第２モータ制御手段３３、バッテリ状態検出手段３５、モータ回転検出手段３６、変速制御手段３７、油圧検出手段３８、油温検出手段３９、車速検出手段４０、電動オイルポンプ駆動制御手段４１、エンジン回転検出手段４２、ドライバ要求トルク検出手段４３、変速時駆動制御手段４５、トルク配分設定手段４６、トルク相検出手段４７、及びイナーシャ相検出手段４８を備えている。

上記エンジン制御手段３１は、エンジン２に接続されており、該エンジン２のスロットル開度や燃料噴射量を自在に変更することで、エンジン２の駆動力、即ちエンジントルクＴ_Ｅを自在に制御する。

上記第１モータ制御手段３２は、インバータ１２に接続されており、該インバータ１２を制御することで上記ＨＶバッテリ１３からの駆動用電力の供給、及び回生電力の充電を制御し、第１モータ３の駆動力、即ち第１モータトルクＴ_ＭＧ１を自在に制御する。また同様に、第２モータ制御手段３３は、インバータ１２に接続されており、該インバータ１２を制御することで、上記ＨＶバッテリ１３からの駆動用電力の供給、及び回生電力の充電を制御し、第２モータ４の駆動力、即ち第２モータトルクＴ_ＭＧ２を自在に制御する。

上記バッテリ状態検出手段３５は、上記ＨＶバッテリ１３に接続されており、該ＨＶバッテリ１３の電流及び電圧を検出すると共に、該検出に基づき、ＨＶバッテリ１３の充電残容量（ＳＯＣ）や、該ＨＶバッテリ１３の各種状態を検出する。該各種状態の検出として、例えばバッテリ自身の劣化状態の検出や、温度の検出等を挙げることができる。劣化状態の検出は、例えば電圧降下に基づいて行うことができる。

また、上記バッテリ状態検出手段３５は、ＳＯＣを、例えば定常走行時には電流積算によって検出し、また信号待ち等でエンジン停止するアイドリングストップ時には電流、電圧のＩ−Ｖ特性データ等に基づいて検出することができる。当該バッテリ状態検出手段３５は更に、上記ＳＯＣや各種状態と、モータ回転検出手段３６の回転数の検出とに基づいて、第１モータ３及び第２モータ４の出力可能トルクを検出することができる。該モータ回転検出手段３６は、第１モータ３及び第２モータ４にそれぞれ設けられた不図示の回転数センサに接続されており、これら回転数センサの検知結果に基づき第１モータ３及び第２モータ４の回転数を検出する。

上記変速制御手段３７は、上記油圧制御装置７の例えば第１ブレーキＢ１用のリニアソレノイドバルブ（図示せず）や第２ブレーキＢ２用のリニアソレノイドバルブ（図示せず）に接続されており、それらリニアソレノイドバルブを制御することにより、第１ブレーキＢ１の油圧サーボ（図示せず）や第２ブレーキＢ２の油圧サーボ（図示せず）の油圧を制御する。これにより、変速制御手段３７は、上述したような有段変速機６の高速段（Ｈｉ）、低速段（Ｌｏ）、ニュートラル（Ｎ）を形成したり、それら第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２との掴み換えを行ったりすることを自在に制御する。

また、上記変速制御手段３７は、ドライバ要求トルク検出手段４３によりドライバ要求トルクが検出された際、車速検出手段４０で検出される車速、及び、運転席（図示せず）に設けられたアクセル開度センサ５０による検知結果に基づいて検出されるアクセル開度等に基づき、変速の必要性の有無を判定し、その結果を変速時駆動制御手段４５に伝達する。即ち変速制御手段３７は、ドライバ要求トルク及び車輌走行状態に基づいて、有段変速機６による変速の必要性の有無を判定する変速判定手段を構成している。なお、上記ドライバ要求トルクの決定条件として、車速とアクセル開度が挙げられる。

更に、変速制御手段３７は、変速の判定モードとして、変速を実際に行うための変速判定モードと、該変速判定モードによる変速判定に先立って行う事前変速判定モードとを備えており、これら変速判定及び事前変速判定を、図５に示す変速マップに従って実施する。そして変速制御手段３７は、判定の所定条件としてアクセル開度及び車速を用いる際に、アクセル開度の変化が比較的急峻でドライバが比較的急な加速を要求していると認められるときには、変速動作を速やかに行うように制御してドライバ要求に早急に応えるようにするため、事前変速判定モードを行わずに変速判定モードを用いた変速判定を行い、その判定結果を変速時駆動制御手段４５に伝達する。一方、アクセル開度の変化が比較的緩やかでドライバが急な加速を要求していないと認められるとき、変速制御手段３７は、ドライバ要求に対する、より安定した応答性の提供のために、変速判定に先立って事前変速判定を行なってから該変速判定を行い、その判定結果を変速時駆動制御手段４５に伝達する。

また、例えばＡＴ(Automatic Transmission)車におけるキックダウン時のようにアクセル開度変化が極めて急峻であるときには、変速制御手段３７は、いずれの判定モードも用いず直ちに変速制御する旨の指令を変速時駆動制御手段４５に送る。この場合にはつまり、ドライバ要求トルクの決定条件であるアクセル開度の変化量が、予め設定された閾値以上の場合に、変速時駆動制御４５がエンジン制御手段３１、第１モータ制御手段３２及び第２モータ制御手段３３を介して、第１駆動手段１０ａの出力トルク増大及び第２駆動手段１０ｂの出力トルク低減を禁止するように制御する。これにより、ドライバが急な加速を要求していると認められるときに、変速動作を速やかに行ってドライバ要求に早急に応えるようにすることができる。

なお、上記判定の方法として、アクセル開度の変化率を用いる方法と、ドライバ要求トルクを用いる方法とが挙げられる。そして、アクセル開度の変化率又はドライバ要求トルクの変化率が閾値以上の場合には比較的急な加速であると判定し、当該変化率が閾値より小さい場合には比較的緩やかな加速であると判定することができる。

変速制御手段３７はまた、アクセル開度に応じて第２モータ４に要求される出力と該第２モータ４の回転数Ｎ_ＭＧ２との関係により、例えば、回転数Ｎ_ＭＧ２が高くなった際にアップ（低速段から高速段に）変速を判定し、回転数Ｎ_ＭＧ２が低くなった際にダウン（高速段から低速段に）変速を判定し、第２モータ４に要求される出力が低くなった際にアップ（低速段から高速段に）変速を判定し、第２モータ４に要求される出力が高くなった際にダウン（高速段から低速段に）変速を判定する。変速制御手段３７は、これらの判定に基づき、上述のように有段変速機６を変速制御する。

上記油圧検出手段３８は、上記油圧制御装置７に接続されており、上述した第１ブレーキＢ１用のリニアソレノイドバルブや第２ブレーキＢ２用のリニアソレノイドバルブから第１ブレーキＢ１の油圧サーボや第２ブレーキＢ２の油圧サーボに供給される油圧を検出する。また、上記油温検出手段３９は、油圧制御装置７内の油温を検出する。該油圧検出手段３８の油圧の検出と該油温検出手段３９の油温の検出とにより、第１ブレーキＢ１の油圧サーボ及び第２ブレーキＢ２の油圧サーボのピストン（不図示）の位置を検出（算出）することが可能となる。これにより、第１ブレーキＢ１の係合状態や第２ブレーキＢ２の係合状態が検出できる。

上記車速検出手段４０は、例えば上記ドライブユニット１０の出力軸２６に設けられた回転数センサ（不図示）に接続されており、該出力軸２６の回転数に基づいて車速を検出する。

上記電動オイルポンプ駆動制御手段４１は、電動オイルポンプ用インバータ１１に接続されており、該インバータ１１を制御することで不図示のバッテリからの電力供給を制御し、これにより電動オイルポンプ９の駆動を自在に制御する。そして、電動オイルポンプ駆動制御手段４１は、エンジン回転数Ｎ_Ｅが所定の回転数以下になったことが後述のエンジン回転検出手段４２にて検出された場合、電動オイルポンプ９を駆動し油圧制御装置７に油圧供給して所定圧以上の油圧を確保することにより、エンジン２に連動する機械式オイルポンプ８の油圧低下にて所定圧以上の油圧が確保されない状況の発生を回避する。

上記エンジン回転検出手段４２は、例えばエンジン２のクランク軸２ａに設けられた回転数センサ（不図示）に接続されており、エンジン２のエンジン回転数Ｎ_Ｅを検出する。

上記ドライバ要求トルク検出手段４３は、例えば不図示の運転席に設けられたアクセルのアクセル開度を検出するアクセル開度センサ５０に接続されており、該アクセル開度と、車速検出手段４０で検出される車速とに基づいて、ドライバが要求するトルク（駆動力）を検出（算出）する。

上記変速時駆動制御手段４５は、変速制御手段３７が変速の必要性が有ると判定した際、有段変速機６の変速に先立って、バッテリ１３の状態（つまりバッテリ状態検出手段３５にて検出されたＨＶバッテリ１３のＳＯＣなど、各種状態の検出結果）に応じて充電量の増減量を算出し、該充電量の増減量に基づきエンジン２の動作点を変更するように、エンジン制御手段３１、第１モータ制御手段３２及び第２モータ制御手段３３にそれぞれ指令を与えて、電力消費量変更制御を実施する。即ち、この電力消費量変更制御では、エンジン２の動作点を適時変更（例えば、図６に示すＡからＢまたはＣ、またはＤ、またはＥに変更）することで、第１モータ３に供給されるべき駆動用電力や該第１モータ３の回生時の回生電力（充電量）を制御してＨＶバッテリ１３の電力収支を放電側又は充電側変更する。

そして変速時駆動制御手段４５は、第２モータ４から出力される第２モータトルクＴ_ＭＧ２（図４参照）を低減し、有段変速機６の変速時の駆動車輪１６側での合計出力トルクＴ_ＯＵＴ１＋Ｔ_ＯＵＴ２（図４参照）の変動を可及的に抑え得るように、エンジン制御手段３１、第１モータ制御手段３２及び第２モータ制御手段３３を統括的に制御する。変速時駆動制御手段４５は、有段変速機６の変速中に、エンジン制御手段３１、第１モータ制御手段３２及び第２モータ制御手段３３を介して、第１及び第２駆動手段１０ａ，１０ｂ双方の駆動力、例えば出力トルクの和（合計出力トルクＴ_ＯＵＴ１＋Ｔ_ＯＵＴ２）がドライバ要求トルクとなるように第２駆動手段１０ｂの出力（駆動力）を制御することで、第１及び第２駆動手段１０ａ，１０ｂそれぞれのトルクをバランス良く出力させつつ、ドライバ要求トルクに沿った出力トルクを速やかに得るようにする。

また、変速時駆動制御手段４５は、変速制御手段３７から事前変速判定の結果が伝達された時点で、変速中の第２モータのトルク増大またはトルク減少に必要となる電力消費量と、バッテリの状態（ＳＯＣ）とに基づいて、充電量の増減を算出して、上述のエンジン動作点を決定する。

変速時駆動制御手段４５は更に、上記エンジン動作点の決定結果に沿うようにエンジン２、第１モータ３及び第２モータ４を作動させるため、その旨の指令をエンジン制御手段３１、第１モータ制御手段３２及び第２モータ制御手段３３にそれぞれ発する。即ち変速時駆動制御手段４５は、エンジン制御手段３１に対しては、目標エンジントルク（例えば図６におけるＴ_Ｅ２またはＴ_Ｅ３）を出力するようにエンジン２を制御する旨の指令を発する。同時に、第１モータ制御手段３２に対して、エンジン回転数が目標エンジン回転数（例えば図６におけるＮ_Ｅ４またはＮ_Ｅ１）となるように第１モータ３を回転数制御する旨の指令を発する。変速時駆動制御手段４５は更に、第２モータ制御手段３３に対して、ドライバ要求トルクと、リングギヤＲ１からの出力トルク（即ち、回転数制御に従って第１モータ３が駆動する際の第１モータトルクをエンジントルクの反力として用いる際に出力されるトルク）と、に基づいて第２モータ４をトルク制御する旨の指令を発する。

即ち、変速時駆動制御手段４５は、変速制御手段３７から事前変速判定の結果が伝達された時点で、バッテリ状態検出手段３５で検出された、ＨＶバッテリ１３から第１モータ３及び第２モータ４に出力し得る電力量、並びに、第１モータ３による回生で生じる電力をＨＶバッテリ１３に充電可能な量などに基づき、計算にて、或いは図６に示すエンジン効率マップＭａを参照しつつ、エンジン動作点の変更制御を行う。そして、エンジン効率マップＭａを参照する際、変更制御前における現在のエンジン動作点が例えばＡ点である場合に、エンジントルクＴ_Ｅ［Ｎｍ］及びエンジン回転数Ｎ_Ｅ［ｒｐｍ］の組み合わせからなる複数のエンジン動作点（例えばＢ〜Ｅ）のうちから、できるだけ最良燃費（最適燃費）ラインＬに近似し得るポイントを選択する。変速時駆動制御手段４５は更に、当該選択結果に沿うようにエンジン２、第１モータ３及び第２モータ４を作動させるため、その旨の指令をエンジン制御手段３１、第１モータ制御手段３２及び第２モータ制御手段３３にそれぞれ発する。この際、変速時駆動制御手段４５は、エンジン２の回転変化によるイナーシャトルク等を動力分配用プラネタリギヤ５で吸収させてトルク変動を伝達軸２６側に出力しないようにするため、エンジン制御手段３１に対して、エンジン２の回転を可能な限り緩やかに上昇させる旨を、上記指令に含める。

上述のように、図６におけるＴ_Ｅ２またはＴ_Ｅ３を目標エンジントルクとし、かつＮ_Ｅ４またはＮ_Ｅ１を目標エンジン回転数として、エンジン動作点をＢ点またはＣ点に変更する例を挙げたが、これに限らず、例えば、以下のようにすることにより、図６におけるＤ点、Ｅ点に変更することもできる。

つまり、現在のエンジン動作点が例えばＡ点である場合に、エンジン回転数Ｎ_Ｅ２は変更せず、計算によって、或いはエンジン効率マップＭａを参照することによって、得られた充電量となるエンジントルクＴ_Ｅ２を求める。当該エンジン効率マップＭａを参照する際には、エンジン等パワーラインＣｈ_１，Ｃｈ_２と、現エンジン回転数Ｎ_Ｅとの交点を求めることで、Ｄ点が得られる。

また、現在のエンジン動作点が例えばＡ点である場合に、エンジントルクＴ_Ｅ１は変更せず、計算によって、或いはエンジン効率マップＭａを参照することによって、得られた充電量となるエンジン回転数Ｎ_Ｅを求める。当該エンジン効率マップＭａを参照する際には、エンジン等パワーラインＣｈ_１，Ｃｈ_２と、現エンジントルクＴ_Ｅ１との交点を求めることで、エンジン回転数Ｎ_Ｅ５のＥ点が得られる。

そして変速時駆動制御手段４５は、上記制御から所定時間の経過後、変更したエンジン動作点を変更前の動作点（例えばＡ）に戻すようにして、電力消費量復帰制御を実行する。つまり変速時駆動制御手段４５は、バッテリ状態検出手段３５で検出されたＨＶバッテリ１３の状態（即ち、充電可能量及び出力可能電力量等）に基づき、図６に示すエンジン効率マップＭａを参照しつつ、第１モータ３、第２モータ４及びエンジン２の各出力を変速前の出力に復帰させるように制御する。

即ち、変速時駆動制御手段４５は、エンジン制御手段３１を介してエンジン２のスロットル開度または燃料噴射量を制御し、エンジントルクＴ_Ｅ及び／又はエンジン回転数Ｎ_Ｅを電力消費量変更制御前の値まで低減し、更に第２モータ制御手段３３を介して、第２モータ４の回転数を、低下させた回転数Ｎ_ＭＧ２に維持しつつ、第２モータトルクＴ_ＭＧ２を変速前のトルク（図４の時点ｔ０でのトルク）に近づけるように第２モータ４を駆動制御する。これにより、エンジン動作点を復帰させる。なお、第１モータ３及び第２モータ４の制御は従来と同様、つまり第１モータ３については、エンジントルクＴ_Ｅ及び／又はエンジン回転数Ｎ_Ｅの復帰点となるように回転数制御し、また第２モータ４については、ドライバ要求トルクが満たされるようにトルク制御する。

なお、エンジン制御手段３１、第１モータ制御手段３２、第２モータ制御手段３３、及び変速時駆動制御手段４５により、変速制御手段３７が変速の必要性が有ると判定した際、有段変速機６の変速に先立って、ＨＶバッテリ１３の状態（例えばＳＯＣ（充電残容量））に応じて充電量の増減量を算出し、該充電量の増減量に基づきエンジン２の動作点を変更（例えば、図６に示すＡからＢまたはＣ、またはＤ、またはＥに変更）するバッテリ収支制御手段が構成されている。

また、上記トルク配分設定手段４６は、変速中及びその前後においてトルク制御の選択、配分を設定するものであり、算出した必要な前輪１６側での合計出力トルクＴ_ＯＵＴ１＋Ｔ_ＯＵＴ２の量と、ＨＶバッテリ１３から出力可能な電力とに基づいて、変速中のトルク制御時に出力可能なトルク（以下、出力可能トルクと言う）を算出する。そしてトルク配分設定手段４６は、当該トルク制御による出力可能トルクを算出し終えると、まず、ドライバ要求トルク検出手段４３によりドライバ要求トルクを検出し、該ドライバ要求トルクと上記算出された出力可能トルクとに基づいて設定する。

上記トルク相検出手段４７は、変速制御手段３７により油圧制御装置７のリニアソレノイドバルブに出力される指令、或いは油圧検出手段３８により検出される上記第１ブレーキＢ１の油圧サーボ及び第２ブレーキＢ２の油圧サーボの油圧や油温検出手段３９により検出される油温に基づいて第１ブレーキＢ１の係合状態や第２ブレーキＢ２の係合状態を検出し、それによって第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２との掴み換え変速におけるトルク相（トルクフェーズ）を検出する。

なお、トルク相とは、第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２との掴み換えによる変速中において、第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２とのトルク分担だけが切り換わる状態をいう。

上記イナーシャ相検出手段４８は、モータ回転検出手段３６により検出される第２モータ４の回転数Ｎ_ＭＧ２（図４参照）と、車速検出手段４０により検出される車速（即ち出力軸２６や伝達軸２１の回転数）とに基づいて、該第２モータ４の回転数変化を検出し、それによって第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２との掴み換え変速におけるイナーシャ相（イナーシャフェーズ）を検出する。

なお、イナーシャ相とは、第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２との掴み換えによる変速中において、有段変速機６のギヤ比が変化し、ドライブユニット１０の出力軸２６に対する第２モータ４の回転数が変化することで該第２モータ４のイナーシャ（慣性力）が変化する状態、即ち、有段変速機６の入力軸であるロータシャフト２３（図２参照）の回転数と、有段変速機６の出力軸であるハブ部材２２の回転数との変速比が変化する状態をいう。

ついで、本制御装置１を搭載したハイブリッド車輌の走行中、例えば、変速制御手段３７等による変速制御を行った際の一例を、図３のフローチャート、図４のタイムチャート、図５の変速マップ、及び図６のエンジン効率マップを参照しつつ説明する。

図４は、後述する図６のエンジン動作点Ａから動作点Ｂに移行しそして復帰する際の各部の動作タイミング変化を示している。同図では、上から順に、エンジン２、第２モータ４及び第１モータ３のトルクＴ_Ｅ，Ｔ_ＭＧ２，Ｔ_ＭＧ１の各変化、合計出力トルクＴ_ＯＵＴ１＋Ｔ_ＯＵＴ２、第１駆動手段１０ａからの第１駆動トルクＴ_ＯＵＴ１、及び第２駆動手段１０ｂからの第２駆動トルクＴ_ＯＵＴ２の各変化、第１モータ３の回転数Ｎ_ＭＧ１、エンジン２の回転数Ｎ_Ｅ、及び第２モータ４の回転数Ｎ_ＭＧ２の各変化、第２モータ４による消費電力Ｐ_ＭＧ２、合計消費電力Ｐ_ＭＧ１＋Ｐ_ＭＧ２、及び第１モータ３による消費電力Ｐ_ＭＧ１の各変化、第１ブレーキＢ１への油圧Ｐ_Ｂ１、及び第２ブレーキＢ２への油圧Ｐ_Ｂ２の各変化を示している。なお、図４に示す制御は、アクセル開度が一定でドライバ要求トルクが一定である場合とし、車速も略々一定である場合とする。

図５では、横軸に車速［ｋｍ／ｈ］を、縦軸に、ドライバ要求トルクである駆動力［Ｎ］をとっている。グラフ中、太い実線Ｌｏで示すラインは低速時における駆動力の変化を示し、太い破線Ｈｉで示すラインは高速時における駆動力の変化を示し、細い実線ＵＰ_１で示すラインは変速判定を示し、細い破線ＵＰ_２で示すラインは事前変速判定を示している。事前変速判定モードにおける事前変速判定は、判定の所定条件であるドライバ要求トルク及び車速の各変化のレベルが変速判定モードの変速判定における所定条件の変化のレベルよりも比較的緩やかな段階において実施される。

図６におけるエンジン効率マップＭａでは、横軸にエンジン回転数Ｎ_Ｅ［ｒｐｍ］を、縦軸にエンジントルクＴ_Ｅ［Ｎｍ］をとっている。同図中、Ａは、動作点変更前のエンジン動作点を示し、Ｂは、ＨＶバッテリ１３への充電容量の制限が無い状態における変更後のエンジン動作点を示す。該動作点Ｂは、最良燃費ラインＬ上に位置しており、エンジン回転数Ｎ_Ｅと共にエンジントルクＴ_ＥがそれぞれＮ_Ｅ４，Ｔ_Ｅ２まで増大され、バッテリ１３への充電量が増大されたとき、エンジン動作点Ａから移行し得る動作点である。

またＣは、ＨＶバッテリ１３への充電量の制限が有る状態における変更後のエンジン動作点である。該動作点Ｃ点は、最良燃費ラインＬ上に位置しており、エンジン回転数Ｎ_ＥとエンジントルクＴ_Ｅの双方が、エンジン動作点Ａより低いＮ_Ｅ１，Ｔ_Ｅ３まで低減され、バッテリ１３への充電量が減少されたとき、エンジン動作点Ａから移行し得る動作点である。Ｄは、エンジン動作点Ｂとエンジン動作点Ｃの中間的位置づけのエンジン動作点である。Ｅは、エンジントルクをエンジン動作点Ａと同じＴ_Ｅ１とした状態で、エンジン回転数Ｎ_ＥのみをＮ_Ｅ５まで上昇させ、第１モータ３の回転数Ｎ_ＭＧ１を上昇させて充電量を増加した際の動作点である。

図６における破線ＭＴで示す曲線は最大トルクを、実線Ｌで示す曲線は最良燃費ラインをそれぞれ示している。またＦ_１〜Ｆ_３で示す閉ループは等燃料消費率線、即ち、燃料消費率（例えば、ｇ／ｐｓ・ｈ：１馬力１時間当たりに何ｇの燃料を消費するか）が同じ点を結んで等高線状にして示したものであり、閉ループＦ_１〜Ｆ_３の数字が小さいほど燃料消費率が低く、つまり燃費がより良い状態となる。更に、Ｃｈ_１，Ｃｈ_２で示す各曲線（エンジン等パワーライン）は、ＨＶバッテリ１３に対する充電量の増減変化を示しており、Ｃｈ_１からＣｈ_２に向かうほど充電量が増加する。

上記最良燃費ラインＬは、つまり有段変速機６の存在により、或る時点の車輌の速度と変速段（高速段及び低速段）のギヤ比とに応じて、エンジン回転数Ｎ_Ｅが略々決ってしまう。そこで、エンジン回転数Ｎ_Ｅの変化（つまり車輌の速度変化）に対して滑らかに出力されるエンジントルクＴ_Ｅが変化し、かつ最良燃費状態となるように、予めエンジン回転数Ｎ_ＥとエンジントルクＴ_Ｅとの関係を決定したラインとして上記最良燃費ラインＬが設定されている。これによりエンジン２は、或る時点において最も効率の良い状態でエンジントルクＴ_Ｅを出力することが可能になっている。このエンジントルクＴ_Ｅは、電子スロットル制御によりエンジン２のスロットル開度を制御することで自在に変更することができる。

すなわち、図４において、少なくとも時点ｔ０に至るまでは、油圧サーボに油圧Ｐ_Ｂ２が供給されて第２ブレーキＢ２が係合しており、有段変速機６が低速段（Ｌｏ）の状態となっている。この低速段状態において、第２モータ４は、有段変速機６のギヤ比及び車速に応じた回転数Ｎ_ＭＧ２で回転し、ドライバ要求トルク検出手段４３にて検出されるドライバ要求トルクに応じて第２モータトルクＴ_ＭＧ２が出力されている。またエンジン２及び第１モータ３は、第２モータ４の回転数Ｎ_ＭＧ２より高い回転数Ｎ_Ｅ，Ｎ_ＭＧ１でそれぞれ回転しており、第１モータ３の出力に基づく反力に応じたエンジントルクＴ_Ｅが動力分配用プラネタリギヤ５から出力されている。

上記状態での走行中、例えば時点ｔ０において、変速制御手段３７が事前変速判定モードを用いて（即ち図５に示す変速マップに基づき）事前変速判定を行う（図３のステップＳ１）。つまり変速制御手段３７が、図５に示す変速マップを参照しつつ、アクセル開度（ドライバ要求トルク）及び車輌走行状態などに基づき、例えば車速［ｋｍ／ｈ］及び駆動力（ドライバ要求トルク）［Ｎ］が図５のＸからＹのように変化した際、アップ変速を行うことになる旨の事前変速判定を行う。

そして、上記ステップＳ１での事前変速判定の結果、変速に移行し得ないと判定した場合は、後述するステップＳ８と同様の変速判定をステップＳ２で行う。その結果、変速に移行し得ないと判定した際には、処理を終了（リターン）し、変速に移行し得ると判定した際には、後述するステップＳ９と同様の変速制御をステップＳ３で実行した後、変速を終了するか否かを判定する（ステップＳ４）。そして該変速終了判定の結果、変速を終了すると判定したときは、処理を終了（リターン）し、変速を終了しないと判定したときは、ステップＳ３の変速制御を繰り返す。

一方、上記ステップＳ１での事前変速判定の結果、変速に移行し得ると判定された際には、変速制御手段３７が、図６に示すエンジン効率マップＭａを参照し、事前変速判定時現在、例えば動作点Ａにあるエンジン動作点の移行先として、例えばＢを選択し、この結果を変速時駆動制御手段４５に伝達する。これに応答して、変速時駆動制御手段４５は、有段変速機６の変速に先立って、ＨＶバッテリ１３の状態（例えばＳＯＣ）に応じて充電量の増減量を算出し、これに基づき変速時電力消費変化量を算出する（ステップＳ５）。

そして変速時駆動制御手段４５は、ステップＳ６にて電力消費量変更制御を実行するため、上記充電量の増減量に基づいて、エンジン制御手段３１、第１モータ制御手段３２及び第２モータ制御手段３３にそれぞれ指令を発して、エンジン動作点をＡからＢに移行させ得るようにエンジン２、第１モータ３及び第２モータ４をそれぞれ作動させる。つまり、変速時駆動制御手段４５は、図４の時点ｔ０から時点ｔ１に向かって、エンジン制御手段３１を介して、電子スロットル制御によりエンジン２のスロットル開度を制御してエンジントルクＴ_Ｅを所定量増大し、かつ第１モータ制御手段３２を介して、第１モータトルクＴ_ＭＧ１を所定方向にやや増大して反力を増やし、エンジン２の動作点をＡからＢに移行させる。

同時に、第２モータ制御手段３３を介して、第２モータ４の回転数Ｎ_ＭＧ２はそのままに第２モータトルクＴ_ＭＧ２を所定量低減させる。これにより、エンジン動作点ＡがＢに移行するが、その際、エンジントルクＴ_Ｅは図４の時点ｔ０からｔ１に向かって（つまり図６のＴ_Ｅ１からＴ_Ｅ２に）上昇し、第１モータ３による回生電力がＨＶバッテリ１３に充電される方向に流れ（即ち、図６のＣｈ_１からＣｈ_２側に上昇）、ＨＶバッテリ１３の電力収支が充電側に変更されることになる。

そして変速制御手段３７は、時点ｔ１から所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ７）。その結果、所定時間が経過した場合にはステップＳ１１にジャンプして、後述の電力消費量復帰制御を実行する。一方、ステップＳ７にて所定時間が経過しない場合には、変速制御手段３７が、図５に示す変速マップ等に基づき、ドライバ要求トルクが前述のラインＵＰ_２からラインＵＰ_１に移行した時点（例えば、図５のＹがＺに移行）で、変速（この場合はアップ変速）を行うか否かを判定する変速判定を行う（ステップＳ８）。

上記変速判定で、変速に移行すると判定された場合、時点ｔ２から変速制御を開始する（ステップＳ９）。該変速制御に際して、まず油圧の変化を説明する。即ち、時点ｔ２への到達に先立って、変速制御手段３７により油圧制御装置６（の不図示のリニアソレノイドバルブ）が制御されて第１ブレーキＢ１の油圧サーボの油圧Ｐ_Ｂ１の上昇が開始されることにより、第１ブレーキＢ１の不図示の摩擦板と油圧サーボのピストンとが接近させられて、いわゆるがた詰動作が実行される。そして、時点ｔ２のやや手前の時点において、変速制御手段３７により油圧制御装置６が制御されて、第２ブレーキＢ２の油圧サーボの油圧Ｐ_Ｂ２の下降が開始され、第２ブレーキＢ２の油圧サーボのピストンによる摩擦板の押圧が緩められ始める。

そして時点ｔ２に至ると、変速制御手段３７は、第２ブレーキＢ２の油圧サーボの油圧Ｐ_Ｂ２の下降を緩やかに行うと共に、第１ブレーキＢ１の油圧サーボの油圧Ｐ_Ｂ１の上昇を緩やかに行い、第２ブレーキＢ２の摩擦板をスリップ状態として該第２ブレーキＢ２の伝達トルクを減少させていくと共に、第１ブレーキＢ１の摩擦板もスリップ状態として該第１ブレーキＢ１の伝達トルクを多くしていく。これにより、第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２との伝達トルクが入れ替わっていき、つまりトルク相となる。このトルク相においては、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２が共にスリップ状態であり、有段変速機６としては伝達トルクが降下していく状態である。そのため、時点ｔ０以降低減されている第２モータトルクＴ_ＭＧ２に基づいて下降する第２駆動手段１０ｂからの第２駆動トルクＴ_ＯＵＴ２が、下降状態を維持していく。なお、時点ｔ２から時点ｔ３の間における有段変速機６の変速中、変速時駆動制御手段４５は、第２モータトルクＴ_ＭＧ２を増加させるように制御することにより、変速前後での駆動力（即ち、合計出力トルクＴ_ＯＵＴ１＋Ｔ_ＯＵＴ２）がドライバ要求トルクとなるようにする。

そして、第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２とのトルク分担が入れ替わり、時点ｔ３に至ると、第２ブレーキＢ２の伝達トルクが略々無くなった時点で、第１ブレーキＢ１がトルク伝達を担う状態となる。そして変速制御手段３７が、第１ブレーキＢ１の油圧サーボの油圧Ｐ_Ｂ１を更に上昇させていく。これにより、第１ブレーキＢ１のスリップ状態が徐々に減って係合状態となっていくと共に、有段変速機６のギヤ比が低速段（Ｌｏ）の状態から高速段（Ｈｉ）の状態に変化していき、それに伴って、第２モータ４の回転数Ｎ_ＭＧ２が下げられていき、つまりイナーシャ相となる。そして、イナーシャ相検出手段４８が、車速と第２モータ４の回転数Ｎ_ＭＧ２の変化に基づいてイナーシャ相であることを検出する。なお、時点ｔ３の後、第２ブレーキＢ２の油圧サーボの油圧Ｐ_Ｂ２は、ドレーン（排出）されて略々０となる。

そして時点ｔ３から時点ｔ４までの間、上記制御を繰り返し行うことにより、第２モータ４の回転数Ｎ_ＭＧ２が減少していき、時点ｔ４において第１ブレーキＢ１が略々完全係合の状態になる。なお、このイナーシャ相においては、伝達軸２６（即ち駆動車輪１６）に対する第２モータ４の回転数Ｎ_ＭＧ２が変化して、その回転数変化量に応じて有段変速機６にイナーシャ力が発生し、第２駆動手段１０ｂから該イナーシャ力の分のトルク（以下、イナーシャトルクと言う）が出力されるので、第２駆動手段１０ｂの第２駆動トルクＴ_ＯＵＴ２が、図４の時点ｔ３，ｔ４間において、イナーシャトルクにて一旦上昇しその後回転数Ｎ_ＭＧ２が高速段側に収束するに連れて降下するように現れる。

引き続き、時点ｔ４から時点ｔ５までにおいて、変速制御手段３７は、第１ブレーキＢ１の油圧サーボの油圧Ｐ_Ｂ１を完全係合用の油圧まで上昇させる。そして、該変速制御手段３７は、図３のステップＳ１０において、変速が終了したか否かを判定し、その結果、変速が終了していなければステップＳ９の変速制御を繰り返し実行する。一方、変速制御手段３７は、ステップＳ１０にて変速が終了したと判定した時点（ｔ５）で、変速制御を終了させると共に、ステップＳ１１で、電力消費量復帰制御を行う。

即ち、上記電力消費量復帰制御では、時点ｔ５から時点ｔ６において、変速時駆動制御手段４５が、第２モータ制御手段３３を介して第２モータ４の回転数を、低下させた回転数Ｎ_ＭＧ２に維持し、かつエンジン制御手段３１及び第１モータ制御手段３２を介してエンジン２及び第１モータ３の各回転数Ｎ_Ｅ，Ｎ_ＭＧ１をそのまま維持しつつ、エンジン制御手段３１を介して、エンジントルクＴ_Ｅをエンジントルク制御前のトルクまで低減して、エンジン動作点をＢからＡに復帰させる。同時に、第２モータ制御手段３３を介して、第２モータトルクＴ_ＭＧ２を変速前の時点ｔ０でのトルクに近づけるように、第２モータ４を駆動制御する。

上記制御では、時点ｔ０から時点ｔ６に亘って、第１モータ３の消費電力Ｐ_ＭＧ１が低下し、第２モータ４の消費電力Ｐ_ＭＧ２も低下する関係上、これらの合計消費電力Ｐ_ＭＧ１＋Ｐ_ＭＧ２は時点ｔ２から時点ｔ３にかけて０から放電側にやや突出するが、全体的にＨＶバッテリ１３の電力収支は充電側になっている。なお、本実施の形態における図４に示すタイムチャートでは、ＨＶバッテリ１３のＳＯＣ等に関連した制御の関係上、電力収支が充電側に変更される場合に関して説明したが、これに限らず、ＨＶバッテリ１３のＳＯＣが高い場合等には、電力収支を放電側に変更するように制御して、当該バッテリ１３に充電することなく専ら放電させることによって第１モータ３及び第２モータ４を駆動制御するようにすることができる。

また、本実施の形態においては、アップ（低速段から高速段への）変速についてのみ説明したが、この逆に、ダウン（高速段から低速段への）変速においては、図４に示したトルク相とイナーシャ相とが逆に現れるなどやや異なる状況はあるものの、全体的にはアップ変速時と略々逆の状態として現れる。

以上のように、本実施形態における制御装置１によると、バッテリ収支制御手段としての制御手段３１，３２，３３及び４５が、変速判定手段３７により変速の必要性有りと判定された際、有段変速機６の変速に先立って、ＨＶバッテリ１３の状態（例えばＳＯＣの高低）に応じて充電量の増減量を算出し、該充電量の増減量に基づきエンジン２の動作点を変更するので、第２駆動手段１０ｂ側では、ＨＶバッテリ１３の充電残容量に拘らず第２モータ４への電力供給を常に適切に行い第２モータ４の駆動力を充分に得て、有段変速機６による変速時のトルク変動を解消することができる。また、第１駆動手段１０ａ側では、充電量の増減量に基づき変更されるエンジン動作点に基づき駆動するエンジン２により、供給電力或いは回生電力の充電量の許容範囲内で第１モータ３を適切に作動させることができる。これにより、変速時における駆動車輪１６側での出力変動を可及的に抑制することができる。

また、制御手段３１，３２，３３及び４５が、エンジン動作点の変更に際して、エンジン回転数Ｎ_Ｅは変更せずにエンジントルクＴ_Ｅを変更するように制御すると、エンジン回転数Ｎ_Ｅを変更せず、計算した充電量となるエンジントルクＴ_Ｅを、計算のみで、またはエンジン効率マップＭａ（図６参照）を使用して求めることにより、例えば図６に示すＡ点からＤ点へのエンジン動作点の変更を適切に行って、供給電力或いは回生電力の充電量の許容範囲内で第１モータ３を適切に作動させることができる。

また、制御手段３１，３２，３３及び４５が、エンジン動作点の変更に際して、エンジントルクＴ_Ｅは変更せずにエンジン回転数Ｎ_Ｅを変更するように制御すると、エンジントルクＴ_Ｅを変更せず、計算した充電量となるエンジン回転数Ｎ_Ｅを、計算のみで、またはエンジン効率マップＭａ（図６参照）を使用して求めることにより、例えば図６に示すＡ点からＥ点へのエンジン動作点の変更を適切に行って、供給電力或いは回生電力の充電量の許容範囲内で第１モータ３を適切に作動させることができる。

そして、エンジン２の回転数毎に最良燃費状態となるようにエンジン動作点を予め設定したエンジン効率マップＭａを備え、制御手段３１，３２，３３及び４５が、エンジン効率マップＭａにおける最良燃費ラインＬ上にエンジン動作点を変更するように制御すると、エンジン効率マップＭａ（図６参照）を使用して、計算した充電量の増減量になるためのエンジン等パワーラインＣｈ_１，Ｃｈ_２（図６参照）と最良燃費ラインＬ（図６参照）との交点を求めることで、図６に示すＡ点からＢ点へのエンジン動作点の変更を適切に行うことができる。これにより、エンジン効率マップＭａに備えた最良燃費ラインＬ上での、或いは最良燃費ラインＬに常に近似する状態での制御を行って、供給電力或いは回生電力の充電量の許容範囲内で第１モータ３を適切に作動させることができる。

更に、制御手段３１，３２，３３及び４５が、有段変速機６の変速終了後、ＨＶバッテリ１３のＳＯＣ（充電残容量）の高低などを含むバッテリ状態に基づき、エンジン効率マップＭａ上の変速前のエンジン動作点（例えばＡ）におけるエンジン２、第１モータ３及び第２モータ４の各トルクＴ_Ｅ、Ｔ_ＭＧ１、Ｔ_ＭＧ２となるように復帰制御することにより、変速中に異なるバランスとなったエンジントルクＴ_Ｅと第１及び第２モータトルクＴ_ＭＧ１、Ｔ_ＭＧ２とを、変速以前の状態に速やかに復帰させ、例えば増大したエンジントルクＴ_Ｅを低減して燃料消費量を抑える等により、燃費を向上させることができる。

上記エンジン動作点の変更に基づく電力消費量変更制御では、ＨＶバッテリ１３のＳＯＣが所定範囲（図６のＣｈ_１〜Ｃｈ_２の範囲内）にある場合、エンジントルクＴ_Ｅを増大させ、動力分配用プラネタリギヤ５からの出力トルクを増大させて発電量（従って充電量）を増加させるが、エンジン動作点は燃費が最適となるように運転することが望ましい。また、ＨＶバッテリ１３のＳＯＣが所定範囲外（図６のＣｈ_１〜Ｃｈ_２の範囲以外）にある場合には、例えば、エンジントルクＴ_Ｅを増大させると共にエンジン回転数Ｎ_Ｅを低減し、動力分配用プラネタリギヤ５からの出力トルクを増大させる場合があるが、その際、エンジン動作点は燃費が最適となる動作点で運転することは困難になるものの、発電量を増加させない状況が得られる。

なお、本実施の形態では、変速制御手段３７が、事前変速判定を行った後に変速判定を行うように構成していたが、例えば、事前変速判定を行わずに変速判定のみを行うように構成することもできる。その場合、本実施の形態で説明した事前変速判定は行わないものの、判定の所定条件であるアクセル開度及び車速の各変化のレベルが事前変速判定における所定条件の変化レベルよりもやや高い段階において実施される変速判定のみを行うことにより、本実施形態と略々同様の効果を奏することができる。

なお、以上の実施形態においては、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を備えて高速段と低速段との２段変速を行う有段変速機６についてのみ説明したが、これに限らず、本発明は、例えば３段変速や４段変速を行うような多段変速機を有段変速機として用いる場合においても有効に適用し得ることは言うまでもない。

また、本実施の形態では、有段変速機６の変速に先立って行う第１及び第２駆動手段１０ａ，１０ｂの出力増減時に、エンジン動作点を変更し該動作点変更に対応して第１モータ３のトルクＴ_ＭＧ１を増減することでＨＶバッテリ１３の電力収支を放電側又は充電側に変更したが、該電力収支の変更は、上記トルクの増減に限らず、回転数の増減等によっても実現し得ることは勿論である。

また本実施の形態では、制御手段３１，３２，３３及び４５が、変速時に必要となる電力消費量を算出し、常にエンジン動作点を変更する例を挙げて説明したが、これに限らず、制御手段３１，３２，３３及び４５が、電力消費量をＨＶバッテリ１３から出力可能か否かを判定し、出力可能と判定した場合にはエンジン動作点の変更は行わず、出力不可能と判定した場合にエンジン動作点を変更するように構成しても良い。これにより、ＨＶバッテリ１３の状態に応じて、常に適切な制御を実行することができる。なお、この場合におけるエンジン動作点の変更は、前述した実施の形態と同様であることは言うまでもない。

ここで、図７に沿って、本実施の形態に対する比較例を説明する。同図は、当該比較例における制御内容を示すタイムチャートである。即ち、第２ブレーキＢ２が係合して有段変速機６が低速段に切り換えられた状態にて、第２モータ４が、有段変速機６のギヤ比及び車速に応じた回転数Ｎ_ＭＧ２で回転し、第２モータトルクＴ_ＭＧ２がドライバ要求トルクに応じて出力されている。また、エンジン２及び第１モータ３が、第２モータ４の回転数Ｎ_ＭＧ２より高い回転数Ｎ_Ｅ，Ｎ_ＭＧ２でそれぞれ回転し、動力分配用プラネタリギヤ５から第１モータ３の出力に基づく反力に応じたエンジントルクＴ_Ｅが出力されている。

本比較例では、上記状態から変速制御が行われるのであるが、前述した実施形態におけるような電力消費量変更制御を何ら行っておらず、有段変速機６の変速の前後においてエンジントルクＴ_Ｅ及び第１モータトルクＴ_ＭＧ１がそのままで、第２モータトルクＴ_ＭＧ２のみを増大させつつ有段変速機６の変速を行うように制御している。従って、時点ｔ１１の変速開始からトルク相を経て時点ｔ１２からイナーシャ相を経て時点ｔ１３で変速終了するまでの流れの中で、トルク低減されない第２モータトルクＴ_ＭＧ２に起因して、第２駆動トルクＴ_ＯＵＴ２が時点ｔ１１からｔ１２のトルク相で落ち込んではいない。

この場合、消費電力を見てみると、上述した第２モータトルクＴ_ＭＧ２の増大によって第２モータ３の消費電力Ｐ_ＭＧ２が、時点ｔ１２を頂部として時点ｔ１１から時点ｔ１３に向かって略山型状となるように大きく変動している。時点ｔ１２において消費電力Ｐ_ＭＧ２がピークになる際、例えば、第１モータ２の消費電力Ｐ_ＭＧ１が増大するようなことがあって消費電力Ｐ_ＭＧ１が時点ｔ１２の付近で増大したとすると、ＨＶバッテリ１３による電力供給が限界値（図７中のLimit）を超えて、適切な制御を行なうことができない事態を生じる虞がある。

本発明に係るハイブリッド車輌の制御装置は、乗用車、トラック、バスなどのハイブリッド車輌の制御装置として有用であり、特に有段変速機による変速時のトルク変動を防止し得るようにしたハイブリッド車輌における制御装置として用いるのに適している。

本発明に係るハイブリッド車輌の制御装置を示す模式図。 本発明に係るハイブリッド車輌の駆動系を示し、（ａ）は駆動系の模式図、（ｂ）は係合表。 本発明に係る実施の形態における電力消費量変更制御に係るフローチャート。 アップ変速時に電力消費量変更制御を行った際の各要素のタイミング等の変化を示すタイムチャート。 変速制御手段による変速判定及び事前変速判定を行うための変速マップの内容を示すグラフ図。 エンジン効率マップの一例を示す図。 本実施の形態に対する比較例を示すタイムチャート。

符号の説明

１：ハイブリッド車輌の制御装置
２：エンジン
３：第１モータ
４：第２モータ
５：動力分配装置（動力分配用プラネタリギヤ）
６：有段変速機
１０ａ：第１駆動手段
１０ｂ：第２駆動手段
１３：バッテリ（ＨＶバッテリ）
１６：駆動車輪
３１：バッテリ収支制御手段（エンジン制御手段）
３２：バッテリ収支制御手段（第１モータ制御手段）
３３：バッテリ収支制御手段（第２モータ制御手段）
３５：バッテリ状態検出手段
３７：変速判定手段（変速制御手段）
４５：バッテリ収支制御手段（変速時駆動制御手段）
Ａ〜Ｅ：エンジン動作点
Ｍａ：エンジン効率マップ
Ｎ_Ｅ：エンジン回転数
Ｔ_Ｅ：エンジン出力（エンジントルク）
Ｔ_ＭＧ１：第１モータトルク
Ｔ_ＭＧ２：第２モータトルク
Ｔ_ＯＵＴ２：第２駆動手段の出力（第２駆動トルク）
Ｔ_ＯＵＴ１：第１駆動手段の出力（第１駆動トルク）

Claims (6)

1. 第１モータ、及びエンジンと前記第１モータとにより駆動力を駆動車輪へ出力する動力分配装置を有する第１駆動手段と、第２モータ、及び該第２モータと前記駆動車輪との間に介在された有段変速機を有する第２駆動手段と、前記第１及び第２モータへの電力供給及び該モータによる回生電力の充電を行い得るバッテリと、前記有段変速機による変速の必要性の有無を判定する変速判定手段と、前記バッテリの状態を検出するバッテリ状態検出手段と、前記有段変速機の変速中に、前記第１及び第２駆動手段から前記駆動車輪に出力される駆動力がドライバ要求トルクとなるように前記第２駆動手段から出力される駆動力を制御する変速時駆動制御手段と、を備えるハイブリッド車輌の制御装置であって、
   前記変速判定手段が変速の必要性が有ると判定した際、前記有段変速機の変速に先立って、前記バッテリの状態に応じて充電量の増減量を算出し、該充電量の増減量に基づき前記エンジンの動作点を変更するバッテリ収支制御手段を備えることを特徴とするハイブリッド車輌の制御装置。
2. 前記バッテリ収支制御手段は、前記エンジン動作点の変更に際して、エンジン回転数は変更せずにエンジントルクを変更するように制御してなる、
   請求項１記載のハイブリッド車輌の制御装置。
3. 前記バッテリ収支制御手段は、前記エンジン動作点の変更に際して、エンジントルクは変更せずにエンジン回転数を変更するように制御してなる、
   請求項１記載のハイブリッド車輌の制御装置。
4. 前記エンジンの回転数毎に最良燃費状態となるように前記エンジン動作点を予め設定したエンジン効率マップを備え、
   前記バッテリ収支制御手段は、前記エンジン効率マップにおける最良燃費ライン上にエンジン動作点を変更するように制御してなる、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載のハイブリッド車輌の制御装置。
5. 前記バッテリ収支制御手段は、前記有段変速機の変速終了後、前記バッテリの状態に基づき、変速前の前記エンジン動作点における前記エンジン及び前記第１モータの各トルクとなるように復帰制御してなる、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載のハイブリッド車輌の制御装置。
6. 前記バッテリ収支制御手段は、変速時に必要となる電力消費量を算出し、該電力消費量をバッテリから出力可能か否かを判定し、出力可能と判定した場合にはエンジン動作点の変更は行わず、出力不可能と判定した場合にはエンジン動作点を変更するように制御してなる、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載のハイブリッド車輌の制御装置。
   

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