JP2012197005A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリの充電レベルが低い状況下でも、確実にアシスト駆動力を駆動軸を介して駆動輪側に伝える車両の動力伝達制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関３からの駆動力を駆動車軸７に伝達する変速機８と、その駆動力で発電した電力をバッテリ１２に供給する第１電動回転機６と、バッテリからの電力でアシスト駆動力を発生して駆動車軸に伝達する第２電動回転機１１と、第１電動回転機と第２電動回転機の間に配置されるクラッチ９と、クラッチの遮断操作時に第２電動回転機に目標アシスト駆動力を発生させる制御手段２２０とを備え、制御手段は、第１電動回転機が発電した電力を第２電動回転機１１へ供給して目標アシスト駆動力を発生させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の他にアシスト駆動源を備える車両に装備され、バッテリの残容量に係らずにアシスト駆動源による走行を可能としたハイブリッド車両に関するものである。

内燃機関（エンジン）に動力伝達系を接続し、その動力伝達系は機械的なクラッチを介して電動回転機（電動機）を連結配備し、その電動回転機の出力側を変速機に連結し、変速機の出力側をディファレンシャルを介して左右の駆動輪に連結するようにしたハイブリッド車が知られている。
このハイブリッド車は、例えば、図１１に示すように、バッテリ３００の容量である充電レベル（ＳＯＣ）が所定値を上回る間はエンジン３１０側のクラッチ３２０を遮断（オフ）し、その間は電動回転機（電動機）３３０のみを駆動源としたシリーズ式ハイブリッド車として走行する。一方、バッテリ３００の充電レベル（ＳＯＣ）が所定値を下回るとクラッチ３２０を接合（オン）してエンジン３１０の機械出力の一部で電動回転機（電動機）３３０を発電駆動し、他の一部の機械出力で変速機３４０、ディファレンシャル３６０を介して駆動輪３５０を駆動してパラレル式ハイブリッド車として走行する。

このパラレル式ハイブリッド車として走行する際、アクセルペダル開度、車速およびエンジン回転数との情報に応じた目標変速段を求め、同目標変速段を確保するようにクラッチ３２０の遮断の間に、変速機３４０の変速を行い、クラッチ３２０を接合に戻し、加減速可能な走行を継続している。
なお、ここでの電動回転機３３０に接続されているバッテリ３００は、制御ユニット３７０にインバータ３８０を介し制御される電動回転機３３０が発電する電力や、車両の制動時の回生電力や、外部電源からの電力によって充電される。特に、走行時にバッテリ３００の容量である充電レベル（ＳＯＣ）が所定値を下回ると制御ユニット３７０がインバータ３８０を介し電動回転機３３０を充電モードに切換えるので、バッテリ３００の充電レベル（ＳＯＣ）の過度の低下が抑制されている。

ところで、このようなハイブリッド車のエンジン３１０の動力伝達系に配備されるクラッチ３２０としては、マニュアルトランスミッション（ＭＴ）に代えて制御性の良い自動変速装置であるＡＭＴ（オートメイテッドトランスミッション）と呼ばれる自動変速装置が使用されることが多い。このＡＭＴは制御信号により変速可能な有段歯車変速機と、制御信号により係合・切断する機械的なクラッチ装置とを組み合わせることにより、車両の運転状態に応じてクラッチが係合・切断するとともに有段歯車変速機のギヤ段が変更されるといった一連の変速動作が行われる。

しかし、このＡＭＴはＭＴと同様に変速時に一時的に機械的にクラッチが切れ（オフ）、エンジン回転数が低下し、その間にトルク抜けが発生するので、これが運転者に違和感を生じ易い。即ち、図１２に示すように、車両の加速運転域で変速時ｔａに達すると、クラッチが断（オフ）操作され、その間に変速処理を行う。このようにクラッチが断（オフ）操作されると、車両駆動力が急減し、エンジン回転数が急減処理され、この際、車両は走行抵抗を受けて車速が一時的に低下し、運転者が違和感を受ける。

このように変速処理の際に運転者が違和感を受けることを防ぐため、シフト抜けしない構成を採る変速手段として、流体継手を有するＡＴやベルト伝達手段を有するＣＶＴを使用することが考えられる。しかし、このようにすると変速機構部の伝達効率が低く，ＭＴをベースにした自動変速装置ＡＭＴより燃費が悪くなるという問題が生じてしまう。
このシフト時のトルク抜けに対処するため、例えば、特許文献１には、変速時のクラッチ切断による変速機への駆動力の急な減少に応じて、モータがステップ関数状のアシスト駆動力を変速機の出力軸に発生して、トルク抜けによる変速ショックを緩和する有段変速機式の自動変速装置が開示される。

特許文献２には、車速の上昇に応じて第１速から第２速への変速指令が出ると、クラッチが切れて動力伝達が遮断され、同時にスロットルバルブが閉じられ、エンジン回転数が下がる間に変速操作が成される。この変速操作中にモータによって出力軸を駆動し、特に、スロットルペダルの踏み込み量が大きいほどモータに大きな電流値を加えて、加速力がドライバの意思に合うようにした自動車用変速機が開示される。
特許文献３には、登坂路面で車両減速が引き起こされた場合に、クラッチを切って駆動系を開放する。この間にローギアへのギアシフトが始動され、クラッチを徐々に接合し、同時に電気機械が発生するトルクがトランスミッション入力部の回転速度を増加させるようにした車両の駆動伝達系及びその制御方法が開示される。

特開２００９−２７４７１８号公報 特開平１１−１４１６６５号公報 特表２００８−５３７７０８号公報

このように、変速時のクラッチ切れ（オフ）に伴うトルク抜けを補償する既存技術が特許文献１〜３に開示されており、いずれの場合も、電動回転機（電動機）がアシスト駆動力を変速機の出力軸側に伝え、エンジンから変速機への駆動力の急な減少を補償し、運転者が違和感を受けないようにしている。
このような特許文献１〜３に開示される電動回転機（電動機）は、変速時のクラッチ切れ（オフ）の間に、バッテリより予め充電されている電力供給を受けて駆動し、アシスト駆動力を出力軸に伝えている。ここでは、電動回転機（電動機）に電力供給を行う電源がバッテリであり、そのバッテリの充電量が十分確保されていることが前提となる。

ここで、ハイブリッド車はそのバッテリの残容量である充電レベル（ＳＯＣ）を検出し、その値がバッテリを回復充電するため予め設定されている回復充電閾値を下回ると電動回転機を発電駆動し、充電レベル（ＳＯＣ）を回復している。しかし、充電レベル（ＳＯＣ）が回復充電閾値に近い状態での運転時に、電動回転機がクラッチ切れに応じてアシスト駆動を繰り返すと、バッテリからの電力供給量が低下し、電動回転機（電動機）が十分なアシスト駆動力を出力軸に伝えることが出来ないという事態に陥る可能性がある。
なお、ハイブリッド車ではバッテリの残容量である充電レベル（ＳＯＣ）を検出し、その値がバッテリを回復充電するため予め設定されている回復充電閾値を下回ると電動回転機を発電駆動し、充電レベル（ＳＯＣ）を回復している。

しかし、このようにバッテリの充電レベル（ＳＯＣ）が低い状態での発進、走行時に変速する場合において、電動回転機（電動機）がアシスト駆動に入った場合、バッテリからの電力供給不足が生じ易く、確実にアシスト駆動力を変速機の出力軸に伝えることが出来ない状況に陥る可能性がある。このため、バッテリの充電レベルに影響されずに、クラッチ切れに応じたアシスト駆動力を駆動輪側に伝達できるようにした車両の動力伝達制御装置が望まれている。

本発明は以上のような課題に基づきなされたもので、目的とするところは、バッテリの充電レベルの影響を受けることなく、確実にアシスト駆動力を駆動軸を介して駆動輪側に伝えることが出来る車両の動力伝達制御装置を提供することにある。

本願請求項１の発明は、車両に搭載された内燃機関から伝達される駆動力を変速して前記車両の駆動車軸に伝達する変速機と、前記内燃機関の駆動力で発電した電力をバッテリに供給する第１電動回転機と、前記バッテリから供給された電力で前記駆動車軸を駆動する第２電動回転機と、前記内燃機関から前記駆動車軸への駆動力伝達を遮断可能とするクラッチと、前記クラッチの駆動力伝達遮断の際に、前記第１電動回転機が発電した電力で前記第２電動回転機を駆動させる制御手段と、を具備したことを特徴とする。

本願請求項２の発明は、請求項１記載のハイブリッド車両において、前記制御手段は、前記第２電動回転機の目標駆動力を算出し、前記クラッチの駆動力伝達遮断の際に前記第１電動回転機が発電した電力により前記目標駆動力を満足させるように前記第２電動回転機を駆動させることを特徴とする。

本願請求項３の発明は、請求項１又は２記載のハイブリッド車両において、前記バッテリの残容量を検出する残容量検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記残容量が所定の閾値未満となった際に、前記第１電動回転機が発電した電力で前記第２電動回転機を駆動させることを特徴とする。

本願請求項４の発明は、請求項３記載のハイブリッド車両において、前記所定の閾値は、前記目標駆動力を満足させて前記第２電動回転機を駆動させることができる電力量として設定されたことを特徴とする。

本願請求項５の発明は、請求項３又は４記載のハイブリッド車両において、前記所定の閾値は、前記目標駆動力を満足させて前記第２電動回転機を駆動させるのに必要な最低の電力量に設定されたことを特徴とする。

請求項１の発明は、エンジンで第１電動回転機を発電駆動し、該第１電動回転機により発電した電力を用いて第２電動回転機をモータ駆動するので、エンジン駆動の第１電動回転機が発電した電力で第２電動回転機をモータ駆動させ、その駆動力で駆動軸を介し駆動輪を駆動でき、変速操作に伴うクラッチ遮断時の車両のトルク抜けを補償することができ、伝達効率の高い機械式のクラッチを用い、伝達効率の低い流体クラッチ（ＡＴ）や、無端ベルト駆動のＣＶＴを用いないので、燃費を向上できる。

請求項２の発明は、クラッチの遮断時に第２電動回転機に目標駆動力を確実に発生させるよう制御でき、請求項１の発明と同様の効果を得る確実性が高くなる。

請求項３の発明は、残容量が所定の閾値未満となった際に、第１電動回転機により発電した電力を用いて第２電動回転機をモータ駆動させるため、バッテリの残容量が少なくなった際にも確実に変速操作に伴うクラッチ遮断時の車両トルク抜けを補償することができる。

請求項４の発明は、第２電動機を駆動して目標駆動力を発生させる際の閾値が、第２電動機を駆動させることができる電力量として設定されているため、バッテリの残容量が第２電動機を駆動させることができないほど低下した際にも、第１電動回転機で発電して第２電動機を駆動することができるため確実に変速操作に伴うクラッチ遮断時の車両のトルク抜けを補償することができる。

請求項５の発明は、第２電動回転機を駆動して目標駆動力を発生させる際の閾値が、第２電動機を駆動させるのに必要な最低の電力量に設定されているので、クラッチ遮断の際に必要以上に内燃機関を作動させて第１電動回転機を駆動することがなく燃費を向上させることができる。

本発明の一実施形態としてのハイブリッド車両の動力伝達制御装置の全体構成図である。 図１の動力伝達制御装置を構成する各要素の経時変化特性線図であり、充電量が大きい場合の線図である。 図１の動力伝達制御装置を構成する各要素の経時変化特性線図であり、充電量が小さい場合の線図である。 図１の動力伝達制御装置が行う走行制御ルーチンのフローチャートである。 図１の動力伝達制御装置が行う走行制御中のパラレルモード制御ルーチンのフローチャートである。 図１の動力伝達制御装置を備えたハイブリッド車両の走行モード設定マップの特性図である。 図１の動力伝達制御装置で用いるバッテリの充電レベル特性説明図で、（ａ）は第１実施形態で採用する充電レベル特性を示す図であり、（ｂ）はその変形例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るハイブリッド車両の動力伝達制御装置の全体構成図である。 本発明の第３実施形態に係るハイブリッド車両の動力伝達制御装置の全体構成図である。 本発明の第４実施形態に係るハイブリッド車両の動力伝達制御装置の全体構成図である。 従来のハイブリッド車両の動力伝達制御装置の全体構成図である。 従来のハイブリッド車両の動力伝達制御装置を構成する各要素の経時変化特性線図である。

以下、本発明の第１の実施形態であるハイブリッド車両について説明する。
図１は、本発明のハイブリッド車両の動力伝達制御装置の全体構成図である。
図１に示すように、ハイブリッド車両（以後単に車両と記す）１はそのエンジンルーム２内に、第１の駆動源となる内燃機関であるエンジン３と、第２、３の駆動源となる第１、第２モータジェネレータ６、１１とを有した動力伝達系１００を備える。

動力伝達系１００はエンジン３の出力軸４に直結され、同出力軸４の駆動力で発電した電力を車載のバッテリ（電池）１２に電力を供給する第１電動回転機（発電機）としての第１モータジェネレータ６と、バッテリ１２からの電力でアシスト駆動力を発生して変速機８の出力軸８０１を介してディファレンシャル５に伝達する第２電動回転機（電動機）である第２モータジェネレータ１１と、エンジン出力軸４側からの駆動力を変速して第２モータジェネレータ１１に伝達する変速機８と、変速機８と第１モータジェネレータ６との間に配置され駆動力を伝達・遮断する機械式のクラッチ９とを備える。なお、第２モータジェネレータ１１の出力軸１１１の駆動力はディファレンシャル５を介して左右の駆動軸７に伝達され、左右の駆動軸７を介し左右の駆動輪ｗｆ１、ｗｆ２に伝達される。

動力伝達系１００の駆動源であるエンジン３は多気筒ガソリンエンジンであり、クランクシャフトである出力軸４を回転させることで、動力伝達系１００に駆動力を伝達する。エンジン３はエンジンコントロールユニット（以後単にＥＣＵと記す）２００からの信号に従いスロットル開度、燃焼、回転数等が制御され、出力が決定される。
ＥＣＵ２００は内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロコンピュータであり、ＲＯＭに記録されたプログラムに従いＣＰＵがエンジン３の燃料噴射料、その他の制御を実行する。これらの制御を可能とするためにＥＣＵ２００にはエンジン３の運転情報を出力する複数のセンサ類（不図示）が接続されている。

ここでＥＣＵ２００は、変速機８や第１、第２モータジェネレータ６、１１及びクラッチ９を制御する制御手段としての動力制御ユニット２２０とも電気的に接続され、相互間で種々の情報を通信によってやりとりしている。
ＥＣＵ２００は動力伝達系の動力制御ユニット２２０からエンジン３の運転状態に関する種々の指令値を受けてエンジン回転数、スロットル開度、車速、ギヤ段、アクセル開度、第１、第２モータジェネレータ６、１１の回転数、バッテリの充電量である充電レベル（ＳＯＣ）等の情報を基に、相互に制御信号を交信して、車両１の走行状態、エネルギ消費率を最適に統合制御する。

図１に示すように、第１電動回転機（発電機）である第１モータジェネレータ６と、その下流側の第２電動回転機（電動機）である第２モータジェネレータ１１とは三相の同期モータであり、外周面に複数個の永久磁石を有するロータ６０１、１１１と、回転磁界を形成するための三相コイルが巻回されたステータ６０２，１１２とを備える。
第１、第２モータジェネレータ６、１１はロータ６０１、１１１に備えられた永久磁石による磁界とステータ６０２，１１２の三相コイルによって形成される磁界との相互作用により回転駆動する電動機として動作し、場合によってはこれらの相互作用により三相コイルの両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。なお、第１、第２モータジェネレータ６、１１は高応答、高トルクを特徴とする非正弦波着磁モータが採用されている。なお、ロータ６０１、１１１とステータ６０２，１１２との間の磁束密度が円周方向に正弦分布する正弦波着磁モータを適用することも可能である。

ステータ６０２，１１２はインバータ６０３、１１３を介してバッテリ１２に電気的に接続されている。インバータ６０３、１１３は内部にスイッチング素子としてのトランジスタ、又はＩＧＢＴを複数備えたインバータであり、これらを制御するインバータ制御ユニット２１０が動力制御ユニット２２０と電気的に接続されている。
動力制御ユニット２２０がインバータ６０３、１１３のトランジスタのオン・オフの時間をＰＷＭ制御するとバッテリ１２を電源とする三相交流がステータ６０２，１１２の三相コイルに流れ、回転磁界が形成される。

なお、図１に示すバッテリ１２にはバッテリ制御手段２３０が取り付けられ、バッテリ１２の充電量である充電レベル（ＳＯＣ）を出力するＳＯＣセンサ（残容量検出手段）１５や、バッテリ１２の電圧ｓｂｖを出力する電圧センサ１６や、バッテリ温度Ｔｂｔを出力する温度センサ１７がそれぞれ配設され、検出信号はバッテリ制御手段２３０を介して動力制御ユニット２２０に出力される。

図１に示すように、第１、第２モータジェネレータ６、１１間に位置するクラッチ９は単板クラッチであり、この接続、遮断（オン、オフ）の切換え操作は油圧アクチュエーターによる油圧制御により切換える接合調整手段９０２により行なわれる。この接合調整手段９０２は動力制御ユニット２２０内のクラッチ制御手段２２０Ａにより駆動制御される。
なお、クラッチ９に代えて、切断状態より半クラッチ状態、直結状態へと段階的に接合の状態を切り換えでき、電磁ソレノイドの働きで前後軸の各回転板相互の相対間隔を接離操作することで、接合力を調整する接合力調整手段付の湿式多板クラッチを用いてもよい。
クラッチ９の下流側の変速機８はギヤ噛み合い式変速域であり、動力制御ユニット２２０の変速制御手段２２０Ｂからの信号に基づいてギヤ段のシフトを行うシフトアクチュエータ８０２が備えられ、これにより、車両の状態に基づいて、変速機８のギヤ段が自動的に切換え、保持される。

動力制御ユニット２２０もＥＣＵ２００と同様、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロコンピュータであり、ＲＯＭに記録されたプログラムに従い、ＣＰＵが後述する種々の制御処理を行う。これらの制御を可能とするために、動力制御ユニット２２０には、各種のセンサおよびスイッチが電気的に接続されている。動力制御ユニット２２０に接続されているセンサおよびスイッチとしては、アクセルペダルの操作量θｐを検出するためのアクセルペダルポジションセンサ１８、シフトレバーの位置ＳＨを検出するためのシフトポジションセンサ１９、駆動軸７の回転数Ｎｄを検出する回転数センサ３１、ブレーキ踏み量ｂｐを検出するブレーキセンサ３２、等が挙げられる。先に説明した通り、動力制御ユニット２２０はＥＣＵ２００とも電気的に接続されており、ＥＣＵ２００との間で種々の情報を通信によってやりとりしている。動力制御ユニット２２０からエンジン３の制御に必要な情報をＥＣＵ２００に出力することにより、エンジン３を間接的に制御することができる。逆にエンジン３の回転数などの情報をＥＣＵ２００から入力する。

ここで動力制御ユニット（制御手段）２２０はその制御機能として、クラッチ制御手段２２０Ａと変速制御手段２２０Ｂのほかに、目標アシスト駆動力算出手段２２０Ｃと、アシスト駆動力制御手段２２０Ｄとの機能を備える。

クラッチ制御手段２２０ＡはＥＶモード域ＥＶ（図６参照）やシリーズモード域Ｍｓでクラッチ９を切り（オフ）、パラレルモード域Ｍｐでクラッチ９を接続（オン）する。また、シリーズモードやパラレルモードに入るとエンジン始動する。
変速制御手段２２０Ｂはエンジン回転数Ｎｅ、駆動軸７の回転数Ｎｄ（車速）に応じた目標変速段を所定の変速段マップ（不図示）より求め、同目標変速段への切換え、保持制御をシフトアクチュエータ８０２を介して行なう。

アシスト駆動力算出手段２２０Ｃは、パラレルモード域Ｍｐにおいて、クラッチ９の断操作（オフ）に応じて、第２モータジェネレータ（第２電動回転機）１１が行う目標アシスト駆動力（目標駆動力）Ｐａを算出する。更に、アシスト駆動力制御手段２２０Ｄはクラッチ９による駆動力の断操作時（遮断時）に、第１モータジェネレータ６が発電した電力で第２モータジェネレータ１１を駆動して目標アシスト駆動力Ｐａを発生させるようインバータ１１３をインバータ制御ユニット２１０を介して制御する機能を発揮する。もちろん、バッテリ１２から供給される電力と第１モータジェネレータ６が発電した電力とを合わせて目標アシスト駆動力Ｐａを発生させるように制御してもよい。

ここでは特に、アシスト駆動力制御手段２２０ＤはＳＯＣセンサ１５から入力したバッテリ１２の充電量である充電レベル（ＳＯＣ）ｓｏｃ１と、バッテリ１２を回復充電するための定常の回復充電閾値（バッテリ１２から供給される電力のみにより目標アシスト駆動力Ｐａを満足させて第２電動回転機を駆動させることができる必要な最低の電力量）ｂｖ１（図７（ａ）参照）より所定量αｖ高い修正閾値ｂｖｍ（＝ｂｖ１＋αｖ）とを比較する。この際、ｓｏｃ１＜ｂｖｍ、即ち、予め設定された残容量が所定の修正閾値ｂｖｍを下回ると、第１モータジェネレータ６が発電した電力を用いて第２モータジェネレータ（第２電動回転機）１１を駆動して、目標アシスト駆動力Ｐａを発生させる。

ここで、修正閾値ｂｖｍが、定常の回復充電閾値ｓｏｃ１より所定量αｖ大きな値となるように設定した。これにより、バッテリ１２の現在の充電レベルｓｏｃｎが修正閾値ｂｖｍを下回ったとしても定常の回復充電閾値ｓｏｃ１に達するものでは無く、バッテリ電力が過度に低下した状態では無い。このため、第１モータジェネレータ６からの電力と、バッテリ電力とを合わせた電力で第２モータジェネレータ１１を確実に駆動でき、変速操作に伴うクラッチ遮断時の車両のトルク抜けをより確実に補償することができる。

次に、車両１の状態による駆動力の伝達について動力制御ユニット２２０が行う図４の走行駆動制御ルーチンに沿って説明する。
この処理が開始されると、車両の運転状態に関与する種々のパラメータを読み込む（ステップｓ１）。ここでのパラメータとしては、車輪速ｗｒ１、２、ｗｆ１、２、要求駆動力検出手段により検出された駆動力Ｎｍ、アクセルペダルポジションθｐ，ブレーキ踏み量ｂｐ、シフトポジションＳＨ、バッテリＥＣＵ２３０から取込むバッテリ１２の残容量である充電レベル（ＳＯＣ）ｓｏｃｎ、バッテリ電圧ｓｂｖ、ＥＣＵ２００から取り込むエンジン運転情報、などがある。

車速Ｖｃは４車軸ｗｆ、ｗｒの車輪速の平均値に応じて検出される。目標の駆動力Ｎｍは、アクセルペダルポジションセンサ１５により検出されたアクセルペダルポジションθａと車速Ｖｃに基づいて算出することができる。バッテリＥＣＵ２３０が備えるＳＯＣ（残容量）センサ１６によりバッテリ１２の残容量ＳＯＣが、電圧センサ１４によりバッテリ１２の電圧ｓｂｖが検出される。
更に、シフトポジションＳＨはシフトレバー（不図示）のシフト位置センサ１８によりリバースＲ，走行Ｄ，パーキングＰｋの各情報を受ける。更に、エンジン運転状態情報は車両のＥＣＵ２００との通信により検出することができる。

こうして検出された運転情報に基づき、予め設定された条件に従って動力制御ユニット２２０は走行駆動制御を順次行う。
走行駆動制御ルーチンのステップｓ２に達すると、ここでは、現シフト位置がリバースＲか否か判断され、リバースＲでは、ステップｓ３でモータ４の回転を逆転すべくインバータ６０３をインバータ制御ユニット２１０を介して切換え、アクセル開度θａ相当の駆動力Ｎｍを発生するよう第２モータジェネレータ１１を制御し、この回の制御をリターンする。

再度、ステップｓ２よりステップｓ４に達すると、ここではシリーズモード域Ｍｓか否か判断し、シリーズモード域であると、ステップｓ５に進む。ここでは、クラッチ９は断（オフ）に保持したまま、第１モータジェネレータ６をモータ駆動してエンジン３を始動し、次いで所定回転数で駆動させ、第１モータジェネレータ６を発電駆動に切換え、バッテリ１２の充電制御を行い、同時にこのバッテリ１２の電力で第２モータジェネレータ１１をモータ駆動してシリーズモード域Ｍｓの走行を行ない、今回の制御をリターンする。 再度、ステップｓ４に達し、Ｎｏ側のステップｓ６に進むと、運転域がパラレルモード域Ｍｐであるか否か判断し、パラレルモード域Ｍｐではステップｓ７に進んで駆動制御し、そうでないとこの回の制御をリターンさせる。

図５に示すパラレルモード域Ｍｐでステップａ１に達するとする。このパラレルモード域に達すると（図２の時点ｔ１参照）、時点クラッチ９が接合（オン）され、エンジン回転数がアクセル開度θａに応じて増減する。ここでは図２の時点ｔ１以降のように加速域に入り増加するとする。すると、エンジントルクと、バッテリ１２からの供給電力でモータ駆動する第１モータジェネレータ６のトルクが増加する。これに伴い、両駆動源からの駆動力が変速機８で変速処理された上で空回転に切換えられた第２モータジェネレータ１１を通過して、ディファレンシャル５に達し、左右の駆動軸７を経て左右駆動輪ｗｆ１、２に伝達され、走行が継続する。

次いで、ステップａ２では、車速Ｖｃとアクセル開度θａに応じた所定の変速段マップ（不図示）より目標変速段を求め、これが現変速段と同一か否か判断される。同一ではこの回の制御を終了する。
一方、エンジン回転数Ｎｅがアクセル開度θａに応じて増加し、車速Ｖｃが増加し、現変速段と目標変速段とが相違すると時点ｔ２（図２参照）で判断すると、ステップａ３に進み、目標変速段への変速処理に入る。

このステップａ３では、エンジン回転数Ｎｅ、駆動軸７の回転数Ｎｄ（車速）に応じた目標変速段を所定の変速段マップより求め、同目標変速段への切換えに入り、クラッチ９を切る。これにより、エンジントルクＴｅと、バッテリ１２からの供給電力でモータ駆動する第１モータジェネレータ６のトルクが急減する（図２参照）。
次いで、ステップａ４では、動力制御ユニット２２０がＳＯＣセンサ１５から入力した充電レベルｓｏｃｎと、バッテリ１２を回復充電するための定常の回復充電閾値ｂｖ１に所定量αｖを加えた修正閾値ｂｖｍ（＝ｂｖ１＋αｖ）とを比較し、ｓｏｃｎ＞ｂｖｍ、か否か判断する。

この場合、充電レベルｓｏｃｎが比較的高く、ｓｏｃｎ＞ｂｖｍであるとステップａ５に進み、逆に、充電レベルｓｏｃｎが低く、ｓｏｃｎ＜ｂｖｍであると、ステップａ６に進む。
ステップａ５ではバッテリ１２の充電レベルｓｏｃｎが比較的高い場合であり、図２に示すように、クラッチ９の断操作の時点ｔ２の直後に、バッテリ１２からの電力のみで第２モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ２）１１をモータ駆動して、エンジンの駆動力の減少を補うようにアシスト駆動力Ｐａを発生するようにインバータ１１３をインバータ制御ユニット２１０を介して制御し、この回の制御をリターンさせる。

これによりクラッチ９の断操作の時点ｔ２の直後に、所定の目標アシスト駆動力Ｐａを受けて、駆動軸７を介し駆動輪ｗｆ１、２を駆動でき、車両駆動力が過度に低下し、変速操作に伴うクラッチ遮断時の車両のトルク抜けを補償することができる。
しかも、ここでの駆動力伝達系１００では伝達効率の高い機械式のクラッチ９を用いており、伝達効率の低い流体クラッチ（ＡＴ）や、無端ベルト駆動のＣＶＴを用いることがないので、燃費を向上できる。

一方、バッテリ１２の充電レベルｓｏｃｎが低く、ステップａ６に達すると、図３に示すように、クラッチ９の断操作の時点ｔ２の直後に、バッテリ１２からの供給電力量が本来破線（符号ｅ参照）で示すように小さい。しかし、ここでは、第２モータジェネレータ１１をモータ駆動して図３に実線で示す（符号ｇ参照）ようなアシスト駆動力Ｐａ相当のトルクＴａを実現できる供給電流（Ｉｒｅｑ）を算出する。
次いで、ステップａ７では、バッテリ１２の供給可能電流（Ｉｂａｔｔ）をバッテリ状態（ＳＯＣ，バッテリ温度Ｔｂｔ））から推定する。

ここで、供給可能電流（Ｉｂａｔｔ）は充電レベル（ＳＯＣ）の増加に応じて増加し、バッテリ温度Ｔｂｔの増加に応じて増加する特性を有する。この点を考慮した演算マップ（不図示）を予め作成しておき、ここでは電圧センサ１６や、ＳＯＣセンサ（残容量検出手段）１５の検出信号ｓｂｖ、ｓｏｃに応じて、所定の演算マップ（不図示）を用いて、供給可能電流（Ｉｂａｔｔ）を演算する。
次いで、ステップａ８では、第１モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ１）６を発電駆動させるにあたり、発電要求電流Ｉｎ（＝Ｉｒｅｑ− Ｉｂａｔｔ）を、供給電流（Ｉｒｅｑ）からバッテリ１２の供給可能電流（Ｉｂａｔｔ）を減じて求める。

その上で、ステップｓ９に進み、発電要求電流Ｉｎから第１モータジェネレータ６の要求トルクＴｏを算出する。
次いで、ステップｓ１０に進み、第１モータジェネレータ６に要求トルクＴｏを出力するようインバータ６０３をインバータ制御ユニット２１０を介し制御する。これにより、第１モータジェネレータ６のアシスト作動により発電した発電要求電流Ｉｎとバッテリ１２の供給可能電流（Ｉｂａｔｔ）を合わせた供給電流（Ｉｒｅｑ）を第２モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ２）１１に加えてモータ駆動して、図３中に実線ｇで示すアシストトルクＴａを発生させ、この回の制御をリターンさせる。

これにより、クラッチ９の断操作時に第２モータジェネレータ１１に目標アシストトルクＴａを確実に発生させるよう制御できる。特に、バッテリ１２の充電レベルｓｏｃｎ（残容量）が所定の修正閾値ｂｖｍよりも低くても、第１モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ１）６の発電した発電要求電流Ｉｎとバッテリ１２の供給可能電流（Ｉｂａｔｔ）とを合わせた供給電流（Ｉｒｅｑ）で第２モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ２）１１をモータ駆動させる。これにより、第２モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ２）１１の駆動力で駆動軸７を介し駆動輪ｗｆ１、２を駆動でき、変速操作に伴うクラッチ９の遮断時の車両のトルク抜けを確実に補償することができる。

ここでは特に、アシスト作動のための発電作動に入る閾値が定常の回復充電閾値ｂｖ１に所定量αｖを加えた修正閾値ｂｖｍ（＝ｂｖ１＋αｖ）としたので、定常の回復充電閾値より大きな値なので、アシスト制御中に、例え、バッテリ１２の充電レベルｓｏｃｎが修正閾値ｂｖｍを下回ったとしても回復充電閾値ｂｖ１には達していないので、第１モータジェネレータ６からの発電要求電流Ｉｎとバッテリ１２の供給可能電流（Ｉｂａｔｔ）を合わせた供給電流（Ｉｒｅｑ）で第２モータジェネレータ１１を確実に駆動でき、変速操作に伴うクラッチ遮断時の車両のトルク抜けをより確実に補償することができる。

上述のところで、図７（ａ）に示したように、第１モータジェネレータ６がアシスト作動のための発電作動に入る閾値を回復充電閾値ｂｖ１に所定量αｖを加えた修正閾値ｂｖｍ（＝ｂｖ１＋αｖ）としたが、場合により、図７（ｂ）に示すように、定常の回復充電閾値（バッテリ１２から供給される電力のみにより目標アシスト駆動力Ｐａを満足させて第２電動回転機を駆動させることができる必要な最低の電力量）ｂｖ１を閾値に設定しても良い。この場合、第１モータジェネレータ６のアシスト作動が行なわれる前に、バッテリ１２の充電レベルｓｏｃｎ（残容量）が回復充電閾値ｂｖ１に達したとすると、その段階で第１モータジェネレータ６が発電制御され、バッテリ１２の充電レベルｓｏｃ（残容量）が増加方向に回復される。このため、この後の変速操作時には、上述のステップａ５に示したように、充電レベルｓｏｃｎが比較的高いバッテリ１２からの電力のみで第２モータジェネレータ１１をモータ駆動して、エンジンの駆動力の減少を補うアシスト駆動力Ｐａを発生する制御を行なえばよく、制御が簡素化されることとなる。更に、必要以上にエンジン３を作動させることがなくなり燃費の向上にも繋がる。

上述のところで、図１の第１実施形態のハイブリッド車両の動力伝達制御装置の動力伝達系１００は変速機８と第１モータジェネレータ６の間にクラッチ９を配備したが、図８に示すように、第２実施形態の動力伝達制御装置を用いても良い。ここでの動力伝達系１００’では、クラッチ９’を変速機８とその下流側の第２モータジェネレータ１１の間に配備している。この場合、第１実施形態の動力伝達系１００と同様の動力伝達制御が成され、ＥＶモード時や、シリーズモード時にクラッチ９’を切ることで、変速機８側を空回転させることがなく、その分変速機８側の摩擦抵抗を低減できる。

上述のところで、図１の第１実施形態の動力伝達系１００では、駆動源となるエンジンの駆動軸４に第１モータジェネレータ６が接続されていたが、場合により、図９に示す第３実施形態の動力伝達制御装置を用いても良い。ここでの動力伝達系１０”は第１モータジェネレータ６（図１参照）を削除し、エンジン３の前部のクランク軸（出力軸４）の前端側に第１モータジェネレータ６’を連結している。この場合も第１実施形態の第１モータジェネレータ６と同様に第１モータジェネレータ６’を制御し、図１の第１実施形態の動力伝達系１００を用いた場合と同様に制御を行なえばよく、制御が簡素化され、しかも、エンジンの駆動力の減少を補うアシスト駆動力を発生する制御も同様に行なえる。

上述のところで、図１の第１実施形態の動力伝達系１００では、ＥＶモード時や、シリーズモード時にクラッチ９を切り、第２モータジェネレータ１１をモータ駆動して、走行していたが、これに代えて、図１０に示す第４実施形態の動力伝達系制御装を用いても良い。ここでの動力伝達系１００”’はＥＶモード時や、シリーズモード時にクラッチ９をオンし、第２モータジェネレータ１１を空回転させ、第１モータジェネレータ６の駆動力で走行しても良い。

この場合、第１モータジェネレータ６とエンジン側の駆動軸４の間に第２のクラッチである、電磁クラッチ９ｍを配備し、ＥＶモード域では第２のクラッチ９ｍを切り、第１モータジェネレータ６の駆動力で走行しても良い。シリーズモード域Ｍｓでは第２のクラッチ９ｍを接合し、エンジン駆動力で第１モータジェネレータ６を発電作動させ、パラレルモード域Ｍｓでは第２のクラッチ９ｍを接合し、エンジン駆動力とモータ駆動する第１モータジェネレータ６の両駆動力で走行しても良い。この場合も第２モータジェネレータ１１をモータ駆動して、エンジンの駆動力の減少を補うアシスト駆動力Ｐａを発生する制御を行い、変速操作に伴うクラッチ遮断時の車両のトルク抜けを確実に補償することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ 車両
３ エンジン（内燃機関）
４ 出力軸
５ ディファレンシャル
６ 第１モータジェネレータ（第１電動回転機）
７ 左右の駆動軸（駆動車軸）
８ 変速機
８０１ 出力軸
８０２ シフトアクチュエータ
９ クラッチ
１１ 第２モータジェネレータ（第２電動回転機）
１２ バッテリ
１５ ＳＯＣセンサ
１００ 動力伝達系
２００ ＥＣＵ
２２０ 動力制御ユニット（制御手段）
２２０Ａ クラッチ制御手段
２２０Ｂ 変速制御手段
２２０Ｃ 目標アシスト駆動力算出手段
２２０Ｄ アシスト駆動力制御手段
ｂｖ１ 回復充電閾値
αｖ 所定量
ｂｖｍ 修正閾値（＝ｂｖ１＋αｖ）
ＥＶ ＥＶモード域
Ｍｐ パラレルモード域
Ｍｓ シリーズモード域
Ｐａ 目標アシスト駆動力
ＳＯＣ 充電レベル
Ｖｃ 車速

Claims (5)

1. 車両に搭載された内燃機関から伝達される駆動力を変速して前記車両の駆動車軸に伝達する変速機と、
   前記内燃機関の駆動力で発電した電力をバッテリに供給する第１電動回転機と、
   前記バッテリから供給された電力で前記駆動車軸を駆動する第２電動回転機と、
   前記内燃機関から前記駆動車軸への駆動力伝達を遮断可能とするクラッチと、
   前記クラッチの駆動力伝達遮断の際に、前記第１電動回転機が発電した電力で前記第２電動回転機を駆動させる制御手段と、を具備したことを特徴とするハイブリッド車両。
2. 請求項１記載のハイブリッド車両において、
   前記制御手段は、
   前記第２電動回転機の目標駆動力を算出し、前記クラッチの駆動力伝達遮断の際に前記第１電動回転機が発電した電力により前記目標駆動力を満足させるように前記第２電動回転機を駆動させることを特徴とするハイブリッド車両。
3. 請求項１又は２記載のハイブリッド車両において、
   前記バッテリの残容量を検出する残容量検出手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記残容量が所定の閾値未満となった際に、前記第１電動回転機が発電した電力で前記第２電動回転機を駆動させることを特徴とするハイブリッド車両。
4. 請求項３記載のハイブリッド車両において、
   前記所定の閾値は、前記目標駆動力を満足させて前記第２電動回転機を駆動させることができる電力量として設定されたことを特徴とするハイブリッド車両。
5. 請求項３又は４に記載のハイブリッド車両において、
   前記所定の閾値は、前記目標駆動力を満足させて前記第２電動回転機を駆動させるのに必要な最低の電力量に設定されたことを特徴とするハイブリッド車両。

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