JP2013154724A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御対象の車両用駆動装置が、内燃機関と車輪とを結ぶ動力伝達経路に沿って、内燃機関の側から順に係合装置及び回転電機を備えている場合に、エネルギ効率の向上を図りつつ内燃機関のトルクにより蓄電装置を充電することが可能な制御装置を実現する。
【解決手段】制御装置３は、回転電機１２の目標となる発電状態である目標発電状態を決定する発電状態決定部３５を備える。発電状態決定部３５は、係合装置ＣＬ１が直結係合した状態である間は、充電状態指標を目標充電状態指標に近づけるために必要な電力と、車載機器２０の現在の消費電力以上であって車載機器２０の最大消費電力以下に定まる車載機器用電力との和に近づける状態である第一発電状態を、目標発電状態として決定し、係合装置ＣＬ１がスリップ係合した状態である間は、回転電機１２の発電電力を車載機器用電力に近づける状態である第二発電状態を、目標発電状態として決定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関と車輪とを結ぶ動力伝達経路に沿って、内燃機関の側から順に、係合装置及び回転電機が設けられていると共に、蓄電装置と、回転電機と蓄電装置とを電気的に接続する第一電気経路と、車両が備える機能を果たすために電力を消費する車載機器と蓄電装置とを電気的に接続する第二電気経路と、を備えた車両用駆動装置を制御対象とする制御装置に関する。

上記のように、制御装置の制御対象の車両用駆動装置が、車輪の駆動力源として内燃機関及び回転電機の双方を備える車両用の駆動装置とされる構成として、例えば特開２００３−７０１０３号公報（特許文献１）に記載の構成が既に知られている。特許文献１には、内燃機関のトルクを回転電機に伝達して当該回転電機に発電を行わせ、発電した電力により蓄電装置を充電することが記載されている。

ところで、上記特許文献１の構成とは異なり、例えば特開２００８−７０９４号公報（特許文献２）に記載のように、内燃機関と車輪とを結ぶ動力伝達経路に沿って、内燃機関の側から順に、係合装置及び回転電機が設けられた構成が採用される場合がある。この特許文献２には、係合装置を直結係合した状態で内燃機関のトルクを回転電機に伝達して当該回転電機に発電を行わせ、蓄電装置の蓄電量を回復させることが記載されている。しかし、係合装置をスリップ係合した状態では回転電機の発電効率（内燃機関のエネルギの利用率）が低下するため、係合装置をスリップ係合した状態で直結係合した状態と同様に発電を行うと、装置全体のエネルギ効率が低下する。

特開２００３−７０１０３号公報（段落００２０、００２１） 特開２００８−７０９４号公報（段落００５６−００５８）

そこで、制御対象の車両用駆動装置が、内燃機関と車輪とを結ぶ動力伝達経路に沿って、内燃機関の側から順に、係合装置及び回転電機を備えている場合に、エネルギ効率の低下を抑制しつつ内燃機関のトルクにより蓄電装置を適切に充電することが可能な制御装置の実現が望まれる。

本発明に係る、内燃機関と車輪とを結ぶ動力伝達経路に沿って、前記内燃機関の側から順に、係合装置及び回転電機が設けられていると共に、蓄電装置と、前記回転電機と前記蓄電装置とを電気的に接続する第一電気経路と、車両が備える機能を果たすために電力を消費する車載機器と前記蓄電装置とを電気的に接続する第二電気経路と、を備えた車両用駆動装置を制御対象とする制御装置の特徴構成は、前記係合装置を介して前記内燃機関のトルクを前記回転電機に伝達して前記回転電機に発電を行わせる内燃機関トルク発電の実行に際して、前記蓄電装置の充電状態を表す充電状態指標に基づき当該蓄電装置の充電の必要性を判定する充電必要性判定部と、前記充電必要性判定部により前記蓄電装置の充電が必要であると判定されている場合に、前記回転電機の目標となる発電状態である目標発電状態を決定する発電状態決定部と、前記発電状態決定部が決定した前記目標発電状態に基づき前記回転電機を制御する回転電機制御部と、を備え、前記発電状態決定部は、前記係合装置が直結係合した状態である間は、前記回転電機の発電電力を、前記充電状態指標を目標充電状態指標に近づけるために必要な電力と、前記車載機器の現在の消費電力以上であって前記車載機器の最大消費電力以下に定まる車載機器用電力との和に近づける状態である第一発電状態を、前記目標発電状態として決定し、前記係合装置がスリップ係合した状態である間は、前記回転電機の発電電力を前記車載機器用電力に近づける状態である第二発電状態を、前記目標発電状態として決定する点にある。

上記の特徴構成によれば、蓄電装置の充電の必要性がある場合に、係合装置が直結係合した状態である間は、第一発電状態が回転電機の目標発電状態として決定されて内燃機関トルク発電が実行されるため、回転電機の発電電力により蓄電装置の充電を積極的に行うことができる。
ところで、係合装置がスリップ係合した状態である間は、内燃機関から係合装置に伝達される回転エネルギの全部が回転電機に伝達されず、そのエネルギの一部が係合装置の摩擦材間の発熱により消費されることになるため、係合装置が直結係合した状態に比べて、回転電機で発電する際における内燃機関のエネルギの利用率が低下する。このような状態で、回転電機によって係合装置が直結係合した状態と同様の発電電力を確保しようとすると、係合装置での発熱によって消費されるエネルギの量が多くなり、車両用駆動装置の全体としてのエネルギ効率が低下する。
しかし、上記の特徴構成によれば、係合装置がスリップ係合した状態である間は、第二発電状態が回転電機の目標発電状態として決定される。そして、この第二発電状態を回転電機の目標発電状態として実行される内燃機関トルク発電では、回転電機の発電電力を、車載機器用電力に近づけるような制御が行われる。ここで、車載機器用電力は、車載機器の現在の消費電力以上であって車載機器の最大消費電力以下に定められる。これにより、係合装置がスリップ係合した状態における回転電機の発電電力を、車載機器の現在の消費電力と同じ値、或いは車載機器の現在の消費電力より大きな値であっても現在の消費電力とは大きく異ならない値に抑えることが可能となる。この結果、係合装置がスリップ係合した状態である間は、蓄電装置の充電状態の更なる低下を抑制して車載機器の安定した動作を確保しつつ、回転電機による発電電力を低く抑えることができる。
以上のように、上記の特徴構成によれば、蓄電装置の充電が必要である場合には蓄電装置の充電を積極的に行うことが可能な構成としながら、エネルギ効率が低下する状態では、車載機器の動作が確保できる範囲内で、回転電機による発電電力を低く抑えることができる。これにより、エネルギ効率の低下を抑制しつつ内燃機関のトルクにより蓄電装置を適切に充電することが可能となる。

ここで、前記発電状態決定部は、前記充電状態指標と前記目標充電状態指標との差分に基づき前記蓄電装置の目標充放電電力を決定する充放電電力決定部を備え、前記発電状態決定部は、検出される前記蓄電装置の充放電電力を前記目標充放電電力に近づけるフィードバック制御により前記第一発電状態を導出するとともに、検出される前記蓄電装置の充放電電力をゼロに近づけるフィードバック制御により前記第二発電状態を導出する構成とすると好適である。

この構成によれば、車載機器の消費電力を推定する演算等を行うことなく、検出することが比較的容易な蓄電装置の充放電電力に基づき第二発電状態を導出することができるため、制御装置の構成の簡素化を図ることができる。また、車載機器用電力を、車載機器の現在の消費電力に相当する電力とすることができるため、係合装置がスリップ係合した状態での蓄電装置の充電を実質的に行わないようにして、エネルギ効率の低下を更に抑制することができる。

或いは、前記発電状態決定部は、前記充電状態指標と前記目標充電状態指標との差分に基づき前記蓄電装置の目標充放電電力を決定する充放電電力決定部と、前記車載機器の消費電力の推定値である推定消費電力を決定する推定消費電力決定部と、を備え、前記発電状態決定部は、前記目標充放電電力と前記推定消費電力との和を前記第一発電状態での前記回転電機の発電電力とするとともに、前記推定消費電力を前記第二発電状態での前記回転電機の発電電力とする構成としても好適である。

この構成によれば、第一発電状態や第二発電状態を導出するための演算を簡素なものとすることができ、制御装置の構成の簡素化を図ることができる。

上記の各構成の制御装置において、前記発電状態決定部は、前記目標発電状態を規定する値の変化率を制限する変化率制限部を備える構成とすると好適である。

この構成によれば、係合装置の係合の状態が、直結係合した状態とスリップ係合した状態との間で切り替わる場合等に、目標発電状態を規定する値が大きく変化することを抑制することができる。従って、このような場合に車両にショックが発生することを抑制することができる。

本発明の第一の実施形態に係る車両用駆動装置の概略構成を示す模式図である。 本発明の第一の実施形態に係る制御装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第一の実施形態に係る発電状態決定部の構成を示すブロック図である。 本発明の第一の実施形態に係る目標発電トルク決定処理の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第二の実施形態に係る制御装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第二の実施形態に係る発電状態決定部の構成を示すブロック図である。 本発明の第二の実施形態に係る目標発電トルク決定処理の処理手順を示すフローチャートである。 本発明のその他の実施形態に係る車両用駆動装置の概略構成を示す模式図である。 本発明のその他の実施形態に係る車両用駆動装置の概略構成を示す模式図である。 本発明のその他の実施形態に係る車両用駆動装置の概略構成を示す模式図である。

１．第一の実施形態
本発明に係る制御装置の第一の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る制御装置３は、駆動装置１を制御対象としている。ここで、駆動装置１は、図１に示すように、車輪１５の駆動力源として内燃機関１１及び回転電機１２の双方を備えた車両（ハイブリッド車両）を駆動するための車両用駆動装置（ハイブリッド車両用駆動装置）である。以下、本実施形態に係る制御装置３について、詳細に説明する。

なお、以下の説明では、「駆動連結」とは、２つの回転部材が駆動力（トルクと同義）を伝達可能に連結された状態を意味し、当該２つの回転部材が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該２つの回転部材が一又は二以上の伝動部材（軸、歯車機構、ベルト等）を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む概念として用いている。なお、このような伝動部材として、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合装置が含まれていても良い。

また、以下の係合装置（摩擦係合装置）についての説明では、「係合した状態」とは、係合装置に伝達トルク容量が生じている状態、すなわち、係合装置の伝達トルク容量が零より大きい状態である。よって、係合装置が係合した状態では、当該係合装置の係合部材間（入力側係合部材と出力側係合部材との間）で回転及びトルクが伝達される。また、「解放した状態」とは、係合装置に伝達トルク容量が生じていない状態、すなわち、係合装置の伝達トルク容量が零の状態である。よって、係合装置が解放した状態では、当該係合装置の係合部材間で回転及びトルクは伝達されない。ここで、伝達トルク容量とは、摩擦係合装置が摩擦により伝達することができる最大のトルクの大きさであり、伝達トルク容量の大きさは、摩擦係合装置の係合圧（入力側係合部材と出力側係合部材とを相互に押し付け合う圧力）に比例して変化する。

そして、「係合した状態」には、「直結係合した状態」と「スリップ係合した状態」とが含まれる。「直結係合した状態」とは、「係合した状態」であって、且つ、係合装置の係合部材間に回転速度差（滑り）がない状態（回転速度差が零の状態）である。「スリップ係合した状態（滑り係合した状態）」とは、「係合した状態」であって、且つ、係合装置の係合部材間に回転速度差（滑り）がある状態（回転速度差が零より大きい状態）である。

１−１．駆動装置の構成
制御装置３による制御対象となる駆動装置１の構成について、図１及び図２を参照して説明する。駆動装置１は、図１に示すように、内燃機関１１と車輪１５とを結ぶ動力伝達経路に沿って、内燃機関１１の側から順に、第一係合装置ＣＬ１及び回転電機１２を備えている。すなわち、第一係合装置ＣＬ１の入力側係合部材は、当該第一係合装置ＣＬ１の出力側係合部材を介することなく内燃機関１１に駆動連結されており、第一係合装置ＣＬ１の出力側係合部材は、当該第一係合装置ＣＬ１の入力側係合部材を介することなく車輪１５に駆動連結されている。本実施形態では、駆動装置１は、更に変速機構１３を備えており、この変速機構１３は、回転電機１２と車輪１５との間の動力伝達経路に設けられている。また、図２に示すように、駆動装置１は、第一蓄電装置２１を備え、本実施形態では、更に第二蓄電装置２２を備えている。本実施形態では、第一係合装置ＣＬ１が本発明における「係合装置」に相当し、第一蓄電装置２１が本発明における「蓄電装置」に相当する。

内燃機関１１は、機関内部における燃料の燃焼により駆動されて動力を取り出す原動機（ガソリンエンジン等）である。内燃機関１１は、図１に示すように、駆動装置１の入力部材としての入力軸Ｉに駆動連結されている。本例では、内燃機関１１のクランクシャフト等の内燃機関出力軸が、入力軸Ｉと一体回転するように駆動連結されている。内燃機関１１は、第一係合装置ＣＬ１を介して回転電機１２に駆動連結されている。本実施形態では、内燃機関１１にはスタータ・オルタネータが備えられておらず、内燃機関１１の始動時には、第一係合装置ＣＬ１を介して伝達される回転電機１２の駆動力により内燃機関１１の出力軸が回転駆動（クランキング）される。なお、本実施形態では、車両には回転電機１２とは別のオルタネータ（発電機）が備えられておらず、本実施形態に係る駆動装置１は、オルタネータレス車両用の駆動装置とされている。

第一係合装置ＣＬ１は、内燃機関１１と回転電機１２との間の動力伝達経路に設けられ、車輪１５及び回転電機１２等から内燃機関１１を切り離すための内燃機関切離用係合装置として機能する。具体的には、第一係合装置ＣＬ１の入力側係合部材が入力軸Ｉに駆動連結され、第一係合装置ＣＬ１の出力側係合部材が中間軸Ｍに駆動連結されている。第一係合装置ＣＬ１の係合の状態に応じて、内燃機関１１と回転電機１２とが連結した状態と、内燃機関１１と回転電機１２とが分離した状態とが、選択的に実現される。すなわち、第一係合装置ＣＬ１が係合した状態では、内燃機関１１と回転電機１２とが連結した状態となり、第一係合装置ＣＬ１が解放した状態では、内燃機関１１と回転電機１２とが分離した状態となる。ここで、「連結した状態」とは、係合装置を介して駆動連結される２つの回転部材の間での連結が維持される状態（連結維持状態）である。この連結維持状態では、当該２つの回転部材の間で駆動力の伝達が行われる。また、「分離した状態」とは、係合装置を介して駆動連結される２つの回転部材の間での連結が解除された状態（連結解除状態）である。この連結解除状態では、当該２つの回転部材の間で駆動力の伝達は行われない。

第一係合装置ＣＬ１は、摩擦係合装置として構成されている。本実施形態では、第一係合装置ＣＬ１は、油圧により動作するクラッチ（例えば湿式多板クラッチ）として構成されており、第一係合装置ＣＬ１の係合圧は、当該第一係合装置ＣＬ１に供給される油圧の大きさに比例して変化する。すなわち、本実施形態では、第一係合装置ＣＬ１の伝達トルク容量の大きさは、当該第一係合装置ＣＬ１に供給される油圧の大きさに比例して変化する。

回転電機１２は、第一係合装置ＣＬ１と車輪１５との間（具体的には、第一クラッチ
ＣＬ１と変速機構１３との間）の動力伝達経路に設けられている。回転電機１２は、ロータとステータとを有して構成され（図示せず）、モータ（電動機）としての機能とジェネレータ（発電機）としての機能との双方を果たすことが可能である。回転電機１２のロータは、変速入力軸としての中間軸Ｍと一体回転するように駆動連結されている。図２に示すように、回転電機１２は、インバータ装置２４（直流交流変換装置）を介して第一蓄電装置２１に電気的に接続されている。具体的には、回転電機１２とインバータ装置２４とが第一電力ライン９１により電気的に接続され、インバータ装置２４と第一蓄電装置２１とが第二電力ライン９２により電気的に接続されている。回転電機１２は、第一蓄電装置２１から電力の供給を受けて力行し、或いは、内燃機関１１の出力トルクや車両の慣性力により発電（回生）した電力を第一蓄電装置２１に供給して蓄電させる。第一蓄電装置２１や詳細は後述する第二蓄電装置２２は、例えばバッテリやキャパシタ等により構成される。本実施形態では、第一電力ライン９１と第二電力ライン９２とにより、本発明における回転電機と蓄電装置とを電気的に接続する「第一電気経路」が構成されている。

変速機構１３は、中間軸Ｍの回転速度を変速比（ギヤ比）に基づき変速して、変速出力軸としての出力軸Ｏに伝達する。ここで、「変速比」は、出力軸Ｏ（変速出力軸）の回転速度に対する、中間軸Ｍ（変速入力軸）の回転速度の比である。本実施形態では、変速機構１３は、変速比の異なる複数の変速段を切替可能に構成された自動有段変速機構である。複数の変速段を形成するため、変速機構１３は、歯車機構と、この歯車機構の回転要素の係合又は解放を行う複数の変速用係合装置とを備え、複数の変速用係合装置のそれぞれの係合の状態を制御することで、変速段が切り替えられる。変速用係合装置には図１に示すように第二係合装置ＣＬ２が含まれる。第二係合装置ＣＬ２は摩擦係合装置として構成され、本実施形態では、油圧により動作するクラッチ（例えば湿式多板クラッチ）として構成されている。なお、「クラッチ」にはブレーキを含む。以下の説明では、第二係合装置ＣＬ２は、変速機構１３が有する係合装置であって、現在選択されている変速段或いは次に選択される変速段を形成するために係合した状態に制御される係合装置を指すものとする。例えば、車両の停止状態では、最大変速比の変速段（第１速段）を形成するためのクラッチが第二係合装置ＣＬ２とされる。

出力軸Ｏは、出力用差動歯車装置１４を介して左右２つの車輪１５に駆動連結されており、出力軸Ｏに伝達されたトルクは、出力用差動歯車装置１４により分配されて２つの車輪１５に伝達される。このようにして、駆動装置１は、内燃機関１１及び回転電機１２の一方又は双方の出力トルクを車輪１５に伝達して車両を走行させることができる。

１−２．制御装置の構成
本実施形態に係る制御装置３の構成について、図２を参照して説明する。図２に示すように、本実施形態に係る制御装置３は、複数の機能部を備えている。複数の機能部は、互いに情報の受け渡しを行うことができるように構成されている。制御装置３は、ＣＰＵ等の演算処理装置を中核として備えると共に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶装置等を有して構成されている。そして、ＲＯＭ等に記憶されたソフトウェア（プログラム）又は別途設けられた演算回路等のハードウェア、或いはそれらの両方により、制御装置３の各機能部が構成されている。

制御装置３は、車両の各部に備えられたセンサＳｅ１〜Ｓｅ６による検出結果の情報を取得可能に構成されている。第一回転センサＳｅ１は、内燃機関１１（入力軸Ｉ）の回転速度を検出するセンサである。第二回転センサＳｅ２は、回転電機１２のロータ（中間軸Ｍ）の回転速度を検出するセンサであり、例えばレゾルバ等により構成される。第三回転センサＳｅ３は、出力軸Ｏの回転速度を検出するセンサである。制御装置３は、第三回転センサＳｅ３による検出結果に基づいて、車輪１５の回転速度或いは車速を導出する。アクセル開度センサＳｅ４は、アクセルペダル（図示せず）の開度（アクセル開度）を検出するセンサである。

制御装置３は、内燃機関１１の動作制御を行う内燃機関制御ユニット２３との間で、情報の受け渡しを行うことができるように構成されている。内燃機関制御ユニット２３は、制御装置３からの指令に基づき、内燃機関１１の動作点（出力トルク及び回転速度）を制御する。例えば、内燃機関制御ユニット２３は、制御装置３から出力トルクの目標値が指令されている場合には、内燃機関１１の出力トルクを当該目標値に追従させる（或いは近づける）制御であるトルク制御を行う。また、内燃機関制御ユニット２３は、制御装置３からの指令に基づき、燃料噴射や点火の開始制御や停止制御を行い、内燃機関１１の状態を動作状態（始動状態）と停止状態との間で切り替える。

第一蓄電装置センサＳｅ５は、第一蓄電装置２１の状態を検出するセンサである。本実施形態では、第一蓄電装置センサＳｅ５は、第一蓄電装置２１の端子間電圧を検出する電圧センサ、第一蓄電装置２１の充放電電流を検出する電流センサ、及び、第一蓄電装置２１の温度を検出する温度センサを備えている。制御装置３は、これら電圧センサ及び電流センサの検出結果に基づき、第一蓄電装置２１のＳＯＣ（state of charge：充電状態）或いは蓄電量と、第一蓄電装置２１の充放電電力を導出して取得する。ＳＯＣは、満充電容量に対する充電残量の比率を、百分率で表す指標である。充放電電力は、例えば、端子間電圧と充放電電流との積により導出される。ＳＯＣは、例えば、端子間電圧に基づき導出され、或いは、充放電電力の積算値に基づき導出される。なお、第一蓄電装置センサＳｅ５側でＳＯＣや充放電電力が導出され、導出されたＳＯＣや充放電電力の情報を制御装置３が取得する構成とすることも可能である。第二蓄電装置センサＳｅ６は、第一蓄電装置２１が第二蓄電装置２２に置き換わる点を除いて、第一蓄電装置センサＳｅ５と同様に構成されている。すなわち、制御装置３は、第二蓄電装置２２のＳＯＣや充放電電力を導出して取得することが可能に構成されている。

油圧制御部３２は、第一係合装置ＣＬ１及び第二係合装置ＣＬ２を含む各係合装置への油圧の供給を制御する機能部である。油圧制御部３２は、実現すべき走行モードと変速段とに応じて各係合装置に対する油圧指令を出力し、油圧制御装置２６を介して各係合装置に供給される油圧を制御する。各係合装置の係合の状態は、供給される油圧に応じて、直結係合した状態、スリップ係合した状態、及び解放した状態の内のいずれかの状態に制御される。なお、本実施形態では、油圧制御装置２６は比例ソレノイド等を備えており、油圧制御部３２の油圧指令に応じて各係合装置への供給油圧を連続的に制御可能とされている。

油圧制御部３２は、トルク制御又は回転速度制御により各係合装置の動作制御を行う。ここで、「トルク制御」は、係合装置の伝達トルク容量の目標値（目標伝達トルク容量）を設定し、当該係合装置の伝達トルク容量を目標伝達トルク容量に追従させる（或いは近づける）制御である。また、「回転速度制御」は、係合装置により係合される２つの係合部材の間の回転速度差の目標値（目標回転速度差）を設定し、当該係合装置の伝達トルク容量を制御して上記回転速度差を目標回転速度差に追従させる（或いは近づける）制御である。なお、回転速度制御では、２つの係合部材の内の一方の係合部材の回転速度が他の要因（例えば車速等）により一意に定まる場合には、他方の係合部材の回転速度を目標回転速度に追従させる（或いは近づける）制御となる。

回転電機制御部３３は、回転電機１２の動作を制御する機能部である。回転電機制御部３３は、インバータ装置２４を制御することで、回転電機１２の動作点（出力トルク及び回転速度）を制御する。本実施形態では、回転電機制御部３３は、トルク制御又は回転速度制御により回転電機１２の動作制御を行う。ここで、「トルク制御」は、回転電機１２の出力トルクの目標値（目標トルク）を設定し、回転電機１２の出力トルクを目標トルクに追従させる（或いは近づける）制御である。また、「回転速度制御」は、回転電機１２の回転速度の目標値（目標回転速度）を設定し、回転電機１２の出力トルクを制御して回転電機１２の回転速度を目標回転速度に追従させる（或いは近づける）制御である。

内燃機関１１及び回転電機１２は、基本的に、内燃機関１１の出力トルクと回転電機１２の出力トルクとの和が要求トルク（車両要求トルク）に等しい均衡関係となるように制御される。変速機構１３の変速比が「１」でない場合には、動力伝達経路における同一の回転部材に伝達された場合のトルクに換算して上記の均衡関係が成立する。要求トルクは、車輪１５に伝達されることが要求されるトルクである。制御装置３は、例えば、車速、アクセル開度、蓄電装置２１，２２（特に、第一蓄電装置２１）の状態（例えば蓄電量等）等に基づいて、要求トルクマップ（図示せず）を参照する等して要求トルクを決定する。

制御装置３は、例えば蓄電装置２１，２２（特に、第一蓄電装置２１）の充電の必要性や車両全体のエネルギ効率等を考慮して、内燃機関１１に対して要求する出力トルクである内燃機関要求トルク（すなわち、要求トルクの内の内燃機関１１による負担分）、及び回転電機１２に対して要求する出力トルクである回転電機要求トルク（すなわち、要求トルクの内の回転電機１２による負担分）を決定する。回転電機１２に発電を行わせる場合には、回転電機要求トルクは、目標発電電力を発電するために必要となる負トルクに設定される。以下では、この負トルクの絶対値を「発電トルク」という。この場合、回転電機要求トルクが負の値となることで、内燃機関要求トルクは、要求トルクよりも発電トルク分だけ大きな値とされる。なお、発電トルクの目標値である目標発電トルクは、目標発電電力を回転電機１２の回転速度（目標値又は検出値）で除算することで得られる。詳細は、後の「１−３．発電状態決定部の構成」の項で説明するが、目標発電トルクは発電状態決定部３５により決定され、決定された目標発電トルクに基づき、回転電機制御部３３が回転電機１２の発電制御を行う。

制御装置３は、基本的に、内燃機関要求トルクが零の場合に電動走行モードを選択し、内燃機関要求トルクが零でない場合にハイブリッド走行モードを選択する。ここで、電動走行モードでは、第一係合装置ＣＬ１を解放した状態に制御するとともに第二係合装置ＣＬ２を係合した状態（基本的に、直結係合した状態）に制御し、回転電機１２の出力トルクを車輪１５に伝達させて車両を走行させる。また、ハイブリッド走行モードでは、第一係合装置ＣＬ１及び第二係合装置ＣＬ２の双方を係合した状態（基本的に、直結係合した状態）に制御し、内燃機関１１及び回転電機１２の双方の出力トルクを車輪１５に伝達させて車両を走行させる。

また、制御装置３は、車両の停止状態で蓄電装置２１，２２（特に、第一蓄電装置２１）を充電する必要がある場合には、停車発電モードを選択する。この停車発電モードでは、車両の停止状態で、第一係合装置ＣＬ１を係合した状態（基本的に、直結係合した状態）に制御するとともに第二係合装置ＣＬ２を解放した状態に制御し、内燃機関１１の出力トルクにより回転電機１２に発電を行わせる。この停車発電モードでは、変速機構１３内でのトルクの伝達が実質的に行われず、損失を無視して考えると、内燃機関１１の出力トルクと回転電機１２の発電トルクとを等しくする制御が実行される。

ここで、第一係合装置ＣＬ１を介して内燃機関１１のトルクを回転電機１２に伝達して当該回転電機１２に発電を行わせることを「内燃機関トルク発電」と定義すると、内燃機関トルク発電は、ハイブリッド走行モードの実現時であって蓄電装置２１，２２（特に、第一蓄電装置２１）を充電する必要がある場合に実行され、また、停車発電モードの実現時に実行される。蓄電装置２１，２２の充電の必要性は、以下に述べる充電必要性判定部３４により判定される。

充電必要性判定部３４は、第一蓄電装置２１のＳＯＣに基づき当該第一蓄電装置２１の充電の必要性を判定する機能部である。本実施形態では、充電必要性判定部３４は、第一蓄電装置センサＳｅ５の検出結果に基づき導出されるＳＯＣ（以下、「ＳＯＣ導出値Ｓｒ」とする。）に基づき、第一蓄電装置２１の充電の必要性を判定する。例えば、ＳＯＣ導出値Ｓｒが判定閾値以下である場合に、第一蓄電装置２１の充電が必要であると判定し、そうでない場合に、第一蓄電装置２１の充電が不要であると判定する構成とすることができる。この判定閾値は、例えば、５〜２０〔％〕の中から選択される値とすることができ、固定値とすることも可変値とすることもできる。また、ＳＯＣ導出値Ｓｒが、第一蓄電装置２１のＳＯＣの目標値（以下、「ＳＯＣ目標値Ｓｏ」とする。）より判定量以上低い場合に、第一蓄電装置２１の充電が必要であると判定し、そうでない場合に、第一蓄電装置２１の充電が不要であると判定する構成とすることもできる。ＳＯＣ目標値Ｓｏは、例えば、７０〜９０〔％〕の中から選択される値とすることができ、固定値とすることも可変値とすることもできる。本実施形態では、ＳＯＣが本発明における「充電状態指標」に相当し、ＳＯＣ目標値が本発明における「目標充電状態指標」に相当する。

上述したように、本実施形態では、第一蓄電装置２１に加えて第二蓄電装置２２を備えている。そして、充電必要性判定部３４は、第二蓄電装置２２のＳＯＣに基づき当該第二蓄電装置２２の充電の必要性も判定するように構成されている。第一蓄電装置２１についての判定と同様、充電必要性判定部３４は、第二蓄電装置２２のＳＯＣ導出値Ｓｒに基づき、第二蓄電装置２２の充電の必要性を判定する。なお、詳細は省略するが、第二蓄電装置２２の充電は、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置２５を介して入力される、第一蓄電装置２１に蓄電された電力、或いは、回転電機１２が発電した電力により行われる。

第一蓄電装置２１が主に回転電機１２に電力を供給するための蓄電装置であるのに対し、第二蓄電装置２２は、主に車載機器２０に電力を供給するための蓄電装置である。ここで、車載機器２０は、車両が備える機能を果たすために電力を消費する機器（電力消費機器）である。車両に備えられる電力消費機器であって、動作電圧が回転電機１２の駆動電圧より低い電力消費機器が、車載機器２０に含まれ得る。本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置２５の低圧側の回路に接続されている電力消費機器の全て又は一部（本例では全て）を、車載機器２０とする。すなわち、本実施形態では、第二蓄電装置２２から電力の供給を受けて動作する電力消費機器の全て又は一部（本例では全て）を、車載機器２０とする。よって、本実施形態では、車載機器２０には、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）、エアコンディショナ用のコンプレッサ、電動ポンプ、灯火装置、内燃機関の点火装置等が含まれ得る。すなわち、一般的に「補機」或いは「車載電装品」等と呼ばれる電力消費機器が車載機器２０とされ、本実施形態では、制御装置３も車載機器２０に含める。

第二蓄電装置２２の定格電圧は、当該第二蓄電装置２２の電力の供給対象である車載機器２０の動作電圧に基づき設定される。本実施形態では、第二蓄電装置２２は第一蓄電装置２１より定格電圧の低い低圧の蓄電装置とされている。そのため、第一蓄電装置２１と第二蓄電装置２２との間の電気経路には、制御装置３により動作制御されるＤＣ／ＤＣコンバータ装置２５（直流直流変換装置）が配置されている。具体的には、図２に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置２５と第二電力ライン９２とが、第三電力ライン９３により電気的に接続されているとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置２５と第二蓄電装置２２とが、第四電力ライン９４により電気的に接続されている。また、車載機器２０と第四電力ライン９４とが、第五電力ライン９５により電気的に接続されている。本実施形態では、第二電力ライン９２の一部、第三電力ライン９３、第四電力ライン９４の一部、及び第五電力ライン９５により、本発明における車載機器と蓄電装置とを電気的に接続する「第二電気経路」が構成されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ装置２５は、第一蓄電装置２１の出力電圧或いは回転電機１２の発電電圧を降圧して、車載機器２０を駆動するための電圧、或いは第二蓄電装置２２を充電するための電圧を生成する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置２５は、第二蓄電装置２２の出力電圧を昇圧して、回転電機１２を駆動するための電圧、或いは第一蓄電装置２１を充電するための電圧を生成することも可能に構成されている。例えば、第一蓄電装置２１を定格電圧が２００〜２４０〔Ｖ〕程度の蓄電装置とし、第二蓄電装置２２を定格電圧が１２〜２４〔Ｖ〕程度の蓄電装置とすることができる。

ところで、第一係合装置ＣＬ１がスリップ係合した状態で、内燃機関トルク発電が実行される場合が想定される。例えば、ハイブリッド走行モードにおいて内燃機関トルク発電を実行する際に、第一係合装置ＣＬ１及び第二係合装置ＣＬ２の内の少なくともいずれか一方をスリップ係合した状態にしなければ、入力軸Ｉの回転速度を、内燃機関１１が自立運転を継続可能な回転速度の下限値以上の値とすることができない場合に、このような状況となる。具体例を挙げると、例えば車両の発進直後等の車速が低い場合に、このような状況となる。第二係合装置ＣＬ２のみをスリップ係合した状態とすることも可能ではあるが、第二係合装置ＣＬ２の係合部材間の回転速度差が大きい状態を長く継続することは、第二係合装置ＣＬ２の過熱による耐久性低下を抑制するという観点から好ましくない。

特に、本実施形態のように第二係合装置ＣＬ２が変速機構１３の変速用係合装置である場合には、第二係合装置ＣＬ２の冷却性能を十分に確保することは容易ではないため、第二係合装置ＣＬ２がスリップ係合した状態では、第二係合装置ＣＬ２の発熱量は増大しやすい。これに対し、第一係合装置ＣＬ１は、一般的に変速用係合装置に比べて冷却性能を高く確保することが容易である。そのため、本実施形態に係る図１に示す構成では、第二係合装置ＣＬ２の係合部材間の回転速度差を小さく抑え、或いは零とすべく、第一係合装置ＣＬ１を積極的にスリップ係合した状態とすることが、第二係合装置ＣＬ２の保護の観点から好ましい。

しかし、このように第一係合装置ＣＬ１がスリップ係合した状態で内燃機関トルク発電を実行すると、第一係合装置ＣＬ１が直結係合した状態である場合に比べて、スリップによる発熱分に応じたエネルギ損失により、発電効率（エネルギの利用率）が低下する。そのため、エネルギ効率の観点からは、第一係合装置ＣＬ１がスリップ係合した状態では回転電機１２の発電を禁止することが好ましいが、本実施形態では上述したように、車両には回転電機１２とは別の発電機が備えられていない。すなわち、本実施形態では、車両（駆動装置１）に必要な発電量を全て回転電機１２で賄う構成となっている。従って、回転電機１２の発電を禁止すると、車載機器２０が蓄電装置２１，２２の電力を消費して動作することになり、充電の必要性があると判定されている蓄電装置２１，２２のＳＯＣが更に低下するおそれがある。

上記の点に鑑みて、本実施形態では、第一係合装置ＣＬ１がスリップ係合した状態である間は、回転電機１２の発電電力を車載機器２０の現在の消費電力以上であって車載機器２０の最大消費電力以下に定まる車載機器用電力に近づける制御を実行するように構成されている。この制御は、後述する発電状態決定部３５により実行される。よって、発電効率（エネルギの利用率）が低下する状態である第一係合装置ＣＬ１がスリップ係合した状態においては、蓄電装置２１，２２（特に、第一蓄電装置２１）を充電するための電力が回転電機１２により発電されることを抑制することができ、車両のエネルギ効率の向上を図ることが可能となっている。

１−３．発電状態決定部の構成
次に、本発明の要部である発電状態決定部３５の構成について、図３及び図４を参照して説明する。なお、以下では、第二蓄電装置２２の充放電電力が零であるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置２５が、車載機器２０への供給電圧を発生するように駆動されている場合について説明する。すなわち、以下の説明は、駆動装置１が第二蓄電装置２２を備えず第一蓄電装置２１のみを備える場合についても適用される。

発電状態決定部３５は、充電必要性判定部３４により第一蓄電装置２１の充電が必要であると判定されている場合に、すなわち、内燃機関トルク発電を実行する際に、回転電機１２の目標となる発電トルクである目標発電トルクを決定する機能部である。すなわち、目標発電トルクは、内燃機関トルク発電を実行する際の回転電機１２の出力トルクの目標値である。本実施形態では、発電トルク及び目標発電トルクが、それぞれ、本発明における「発電状態」及び「目標発電状態」に相当する。また、本実施形態では、目標発電トルクの大きさが、本発明における「目標発電状態を規定する値」に相当する。回転電機制御部３３は、発電状態決定部３５が決定した目標発電トルクに基づき、回転電機１２が目標発電トルクを出力するように制御する。この際、内燃機関１１は、要求トルクと目標発電トルクとの和に相当するトルクを出力するように制御される。

発電状態決定部３５は、第一係合装置ＣＬ１が直結係合した状態である間は、第一発電トルクを目標発電トルクとして決定する。ここで、第一発電トルクは、回転電機１２の発電電力を、ＳＯＣ導出値ＳｒをＳＯＣ目標値Ｓｏに近づけるために必要な電力と、車載機器用電力との和に近づける発電トルク（すなわち、当該和に近づけるための回転電機１２の発電トルク）である。車載機器用電力は、車載機器２０の現在の消費電力以上であって車載機器２０の最大消費電力以下に定まり、本実施形態では、車載機器２０の現在の消費電力と等しい電力となるように制御される。これにより、第一係合装置ＣＬ１が直結係合した状態である間は、内燃機関トルク発電の実行によって、第一蓄電装置２１のＳＯＣが、回転電機１２の発電電力に応じてＳＯＣ目標値Ｓｏに向かって上昇する。すなわち、回転電機１２は、車載機器２０の現在の消費電力（車載機器２０が複数ある場合は消費電力の総和、以下同様。）より大きな電力を発電する状態となる。本実施形態では、第一発電トルクが本発明における「第一発電状態」に相当する。また、本実施形態では、ＳＯＣ導出値ＳｒをＳＯＣ目標値Ｓｏに近づけるために必要な電力が、本発明における「充電状態指標を目標充電状態指標に近づけるために必要な電力」に相当する。

発電状態決定部３５は、第一係合装置ＣＬ１がスリップ係合した状態である間は、第二発電トルクを目標発電トルクとして決定する。ここで、第二発電トルクは、回転電機１２の発電電力を車載機器２０の現在の消費電力以上であって車載機器２０の最大消費電力以下に定まる車載機器用電力に近づける発電トルク（すなわち、当該車載機器用電力に近づけるための回転電機１２の発電トルク）である。上記のように、本実施形態では、車載機器用電力が車載機器２０の現在の消費電力と等しい電力となるように制御される。これにより、第一係合装置ＣＬ１がスリップ係合した状態である間は、内燃機関トルク発電の実行によって、回転電機１２の発電電力が、車載機器２０の現在の消費電力に相当する電力となり、第一蓄電装置２１には、充電及び放電の双方が実質的になされない状態となる。本実施形態では、第二発電トルクが本発明における「第二発電状態」に相当する。

本実施形態では、発電状態決定部３５は、充放電電力検出値Ｐｒを目標充放電電力Ｐｏに近づけるフィードバック制御により第一発電トルクを導出するとともに、充放電電力検出値Ｐｒをゼロに近づけるフィードバック制御により第二発電トルクを導出する。以下、このような制御を実行するための発電状態決定部３５の構成について、図３及び図４を参照して具体的に説明する。なお、図３は、本実施形態に係る発電状態決定部３５の制御系を機能ブロック図として表したものである。また、図４は、本実施形態に係る発電状態決定部３５により実行される目標発電トルクの決定処理の処理手順を示すフローチャートである。発電状態決定部３５による処理は、内燃機関トルク発電の実行に際して、予め定められたタイミングで繰り返し実行される。すなわち、内燃機関トルク発電の実行中は、基本的に、発電状態決定部３５による処理が繰り返し実行される。発電状態決定部３５がプログラムにより構成される場合には、制御装置３が備える演算処理装置が、発電状態決定部３５を構成するプログラムを実行するコンピュータとして動作する。

発電状態決定部３５には、図３に示すように、ＳＯＣ目標値Ｓｏ、ＳＯＣ導出値Ｓｒ、電圧検出値Ｖｒ、電流検出値Ｉｒ、回転速度Ｎｍ、第一フラグＦ１、及び第二フラグＦ２が入力されるように構成されている。ここで、電圧検出値Ｖｒは第一蓄電装置２１の端子間電圧の検出値であり、電流検出値Ｉｒは第一蓄電装置２１の充放電電流の検出値である。これらの電圧検出値Ｖｒ及び電流検出値Ｉｒは、本例では、第一蓄電装置センサＳｅ５による検出結果が用いられる。回転速度Ｎｍは、回転電機１２の回転速度（検出値又は目標値）である。

図３に示すように、乗算器６６には、電圧検出値Ｖｒと電流検出値Ｉｒとが入力され、乗算器６６は、電圧検出値Ｖｒと電流検出値Ｉｒとを積算することで得られる充放電電力検出値Ｐｒを、減算器６５に出力する。充放電電力検出値Ｐｒは、第一蓄電装置２１の充放電電力の検出値である。すなわち、充放電電力検出値Ｐｒが、本発明における「検出される蓄電装置の充放電電力」に相当する。ここでは、電流検出値Ｉｒの符号を、第一蓄電装置２１に電流が流れ込む場合を正とし、第一蓄電装置２１から流れ出る場合を負とすると、第一蓄電装置２１が充電されている場合には充放電電力検出値Ｐｒが正の値となり、第一蓄電装置２１が放電している場合には充放電電力検出値Ｐｒが負の値となる。この乗算器６６での処理が、図４のステップ＃０１の処理に対応する。

切替器６４は、第一フラグＦ１の内容に基づき、目標充放電電力Ｐｏと「０」とのいずれか一方を減算器６５に出力する。具体的には、切替器６４は、第一係合装置ＣＬ１が直結係合した状態であることを第一フラグＦ１が示す場合には、目標充放電電力Ｐｏを減算器６５に出力し、第一係合装置ＣＬ１がスリップ係合した状態であることを第一フラグＦ１が示す場合には、「０」が減算器６５に出力される。切替器６４による第一フラグＦ１の内容の判定が、図４のステップ＃０２の処理に対応する。

目標充放電電力Ｐｏは、充放電電力決定部３６により決定される。充放電電力決定部３６は、図３に示すように、ＳＯＣ導出値ＳｒとＳＯＣ目標値Ｓｏとの差分に基づき第一蓄電装置２１の目標充放電電力Ｐｏを決定する機能部である。このような機能を実現すべく、図３に示すように、充放電電力決定部３６は、減算器６１、比例制御器６２、及び上下限処理器６３を備えている。減算器６１には、ＳＯＣ導出値ＳｒとＳＯＣ目標値Ｓｏとが入力され、ＳＯＣ目標値ＳｏからＳＯＣ導出値Ｓｒを減算することで得られるＳＯＣの差分が、比例制御器６２へ出力される。なお、発電状態決定部３５による処理は、充電必要性判定部３４により第一蓄電装置２１の充電が必要であると判定されている場合に実行されるため、基本的に、ＳＯＣ目標値ＳｏはＳＯＣ導出値Ｓｒより大きな値に設定される。

上記のＳＯＣの差分は、比例制御器６２にてゲイン（比例ゲイン）が乗算された後に前回の目標充放電電力Ｐｏと加減算されることで、新たな目標充放電電力Ｐｏが導出される。本実施形態では、比例制御器６２にて導出された目標充放電電力Ｐｏは、上下限処理器６３にて予め定められた範囲内の値に収まるように処理された後、切替器６４へ出力される。充放電電力決定部３６による目標充放電電力Ｐｏの導出処理が、図４のステップ＃０３の処理に対応する。なお、ＳＯＣ目標値Ｓｏ及び比例制御器６２のゲインの一方又は双方を、可変値とすることも可能である。この場合、例えば、車速、外気温、第一蓄電装置２１の温度等に基づく可変値とし、或いは、充放電のスケジュール（例えば、道路地図情報に基づき設定される）に基づく可変値とすることが可能である。

上記のように、第一係合装置ＣＬ１がスリップ係合した状態であることを第一フラグＦ１が示す場合には、切替器６４から減算器６５に「０」が入力される。これは、値が「０」の目標充放電電力Ｐｏを減算器６５に入力することと等価であり、減算器６５への「０」の入力が、図４のステップ＃０４の処理に対応する。

減算器６５は、切替器６４から入力される目標充放電電力Ｐｏ又は「０」と、乗算器６６から入力される充放電電力検出値Ｐｒとの差分を導出し、フィードバック制御器６７が当該差分に基づき、当該差分をゼロに近づけるための回転電機１２の目標発電電力Ｐａを導出する。フィードバック制御器６７によるフィードバック制御は、比例制御、積分制御、及び微分制御の１つ以上を組み合わせた演算（例えば、比例積分制御の演算）を行う構成とすることができる。そして、フィードバック制御器６７は、ゲイン（例えば、比例ゲイン及び積分ゲイン）を用いて導出される補正値と前回の目標発電電力Ｐａとの加減算により、新たな目標発電電力Ｐａを導出する。

ここで、第一係合装置ＣＬ１が直結係合した状態である場合には、切替器６４から減算器６５に目標充放電電力Ｐｏが入力されるため、減算器６５及びフィードバック制御器６７による処理は、検出される第一蓄電装置２１の充放電電力（充放電電力検出値Ｐｒ）を目標充放電電力Ｐｏに近づけるフィードバック制御となる。一方、第一係合装置ＣＬ１がスリップ係合した状態である場合には、切替器６４から減算器６５に「０」が入力されるため、減算器６５及びフィードバック制御器６７による処理は、検出される第一蓄電装置２１の充放電電力（充放電電力検出値Ｐｒ）をゼロに近づけるフィードバック制御となる。この後者のフィードバック制御は、前者のフィードバック制御において目標充放電電力Ｐｏをゼロに設定した場合に相当する。減算器６５及びフィードバック制御器６７による目標発電電力Ｐａの導出が、図４のステップ＃０５の処理に対応する。

本実施形態では、回転電機１２の発電状態（本例では、発電トルク）の急変によるショックの発生を抑制すべく、発電状態決定部３５は、目標発電状態を規定する値（本例では、目標発電トルクの大きさ）の変化率を制限する変化率制限部３７を備えている。図３に示す例では、変化率制限部３７は変化率制限器６８により構成され、フィードバック制御器６７の出力（目標発電電力Ｐａ）が、変化率制限器６８による緩変化処理を受けて切替器６９に出力されるように構成されている。すなわち、図３の例では、目標発電電力Ｐａに対して緩変化処理を行うことで、緩変化処理後の目標発電電力Ｐｂに基づき導出される目標発電トルクの変化率を制限するように構成されている。

切替器６９は、第二フラグＦ２の内容に基づき、変化率制限器６８から入力される目標発電電力と「０」とのいずれかを除算器７０に出力する。具体的には、切替器６９は、走行モードが電動走行モードではないことを第二フラグＦ２が示す場合には、目標発電電力Ｐｂを除算器７０に出力し、走行モードが電動走行モードであることを第二フラグＦ２が示す場合には、「０」を除算器７０に出力する。なお、発電状態決定部３５による処理は、基本的に、内燃機関トルク発電の実行に際して行われるため、図４では切替器６９にて行われる処理を省略している。

除算器７０は、切替器６９から入力される目標発電電力Ｐｂを回転電機１２の回転速度Ｎｍで除算することで、回転電機１２の目標発電トルクＴｍを導出する。ここで、回転速度Ｎｍは、制御形態に応じて、第二回転センサＳｅ２による検出値、或いは、回転速度制御における目標値とされる。なお、回転電機１２の回転速度制御の実行時には、回転電機１２の出力トルクを直接設定することはできないが、例えば、内燃機関１１が、要求トルクと目標発電トルクＴｍとの和に相当するトルクを出力するように制御することで、間接的に回転電機１２の出力トルクを目標発電トルクＴｍに合わせるように制御することができる。

このように、第一係合装置ＣＬ１が直結係合した状態である場合には、充放電電力検出値Ｐｒを目標充放電電力Ｐｏに近づけるフィードバック制御が実行されて、車載機器２０の現在の消費電力に加えて第一蓄電装置２１を充電するための電力を回転電機１２に発生させるための第一発電トルクが目標発電トルクＴｍとして導出される。一方、第一係合装置ＣＬ１がスリップ係合した状態である場合には、充放電電力検出値Ｐｒをゼロに近づけるフィードバック制御が実行されて、車載機器２０の現在の消費電力に相当する電力を回転電機１２に発生させるための第二発電トルクが目標発電トルクＴｍとして導出される。

２．第二の実施形態
本発明に係る制御装置の第二の実施形態について、図５〜図７を参照して説明する。本実施形態では、車載機器用電力が、車載機器２０の現在の消費電力ではなく、車載機器２０の最大消費電力と等しい電力となるように制御される点で、上記第一の実施形態とは異なる。なお、車載機器２０の現在の消費電力が車載機器２０の最大消費電力に一致する場合もあり得るが、そのような状態は一般的には長く続かないためここでは考えない。以下では、上記第一の実施形態との相違点を中心に説明し、特に明記しない点については上記第一の実施形態と同様とする。

図５に示すように、本実施形態に係る制御装置３は、基本的に上記第一の実施形態に係る制御装置３（図２参照）と同様に構成されているが、本実施形態では、発電状態決定部３５が、充放電電力決定部３６及び変化率制限部３７に加えて推定消費電力決定部３８を備えている。推定消費電力決定部３８は、車載機器２０の消費電力の推定値である推定消費電力Ｐｅを決定する機能部である。

本実施形態では、推定消費電力決定部３８は、車載機器２０の仕様上の最大消費電力を推定消費電力Ｐｅとして決定するように構成されている。車載機器２０が複数ある場合には、複数の車載機器２０のそれぞれの仕様上の最大消費電力の総和を推定消費電力Ｐｅとする。これにより、本実施形態では、上記のように、車載機器用電力が車載機器２０の最大消費電力（仕様上の最大消費電力）と等しい電力となるように制御される。なお、複数の車載機器２０の内の現在動作中の車載機器２０のみを考慮して最大消費電力の総和を導出する構成とすることもできる。このような場合は、車載機器用電力は、車載機器２０の現在の消費電力と車載機器２０の最大消費電力との間の中間値となり得る。

本実施形態では、発電状態決定部３５は、目標充放電電力Ｐｏと推定消費電力Ｐｅとの和を第一発電状態での回転電機１２の発電電力とするとともに、推定消費電力Ｐｅを第二発電状態での回転電機１２の発電電力とするように構成されている。すなわち、本実施形態では、上記第一の実施形態とは異なり、充放電電力検出値Ｐｒには基づかずに目標発電トルクが決定される。なお、「第一発電状態」は、回転電機１２の発電トルクが第一発電トルクとなる状態であり、「第二発電状態」は、回転電機１２の発電トルクが第二発電トルクとなる状態である。

以下、図６及び図７を参照して、本実施形態に係る発電状態決定部３５の構成について説明する。図６に示すように、加算器７５には、推定消費電力決定部３８が決定した推定消費電力Ｐｅが入力される。推定消費電力決定部３８による推定消費電力Ｐｅの決定処理が、図７のステップ＃０１に対応する。

切替器７４は、上記第一の実施形態（図３）の切替器６４と同様に構成されており、目標充放電電力Ｐｏを決定するための、減算器７１、比例制御器７２、及び上下限処理器７３のそれぞれも、上記第一の実施形態の減算器６１、比例制御器６２、及び上下限処理器６３と同様に構成されている。そのため、図７のステップ＃１２、ステップ＃１３、及びステップ＃１４の各処理は、上記第一の実施形態に係る図４のステップ＃０２、ステップ＃０３、及びステップ＃０４と同様の処理となる。

加算器７５は、切替器７４から入力される目標充放電電力Ｐｏ又は「０」と、推定消費電力決定部３８から入力される推定消費電力Ｐｅとの和を、回転電機１２の目標発電電力Ｐａとして導出する。加算器７５による目標発電電力Ｐａの導出が、図７のステップ＃１５の処理に対応する。変化率制限器７６、切替器７７、及び除算器７８は、それぞれ、上記第一の実施形態（図３）の変化率制限器６８、切替器６９、及び除算器７０と同様に構成されており、除算器７８が目標発電トルクＴｍを出力する。この除算器７８による目標発電トルクＴｍの出力が、図７のステップ＃１６の処理に対応する。

第一係合装置ＣＬ１が直結係合した状態である場合には、切替器７４から加算器７５に目標充放電電力Ｐｏが入力されるため、加算器７５により導出される目標発電電力Ｐａは、目標充放電電力Ｐｏと推定消費電力Ｐｅとの和となる。そのため、この目標発電電力Ｐａ（より正確には緩変化処理後の目標発電電力Ｐｂ）に基づき導出される目標発電トルクＴｍは、回転電機１２を第一発電状態とするための第一発電トルクとなる。この場合、推定消費電力Ｐｅと実際の車載機器２０の消費電力との間の差に応じた電力分、第一蓄電装置２１の実際の充電電力が目標充放電電力Ｐｏより大きくなる。

一方、第一係合装置ＣＬ１がスリップ係合した状態である場合には、切替器７４から加算器７５に「０」が入力されるため、加算器７５により導出される目標発電電力Ｐａは、推定消費電力Ｐｅとなる。そのため、この目標発電電力Ｐａ（より正確には緩変化処理後の目標発電電力Ｐｂ）に基づき導出される目標発電トルクＴｍは、回転電機１２を第二発電状態とするための第二発電トルクとなる。この場合、推定消費電力Ｐｅと実際の車載機器２０の消費電力との間の差に応じた電力分、第一蓄電装置２１に対する充電が行われる。しかし、上記差は一般的に大きな値とはならず、また、第一係合装置ＣＬ１がスリップ係合した状態は一般的に長く継続されないため、エネルギ効率の大きな低下にはつながらない。

３．その他の実施形態
最後に、本発明に係る制御装置の、その他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能である。

（１）上記第一及び第二の実施形態では、制御装置３による制御対象となる駆動装置１において、回転電機１２のロータが、変速機構１３の入力軸（変速入力軸）と常時一体回転する構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、図８及び図９に示す例のように、回転電機１２のロータが一体回転する第一中間軸Ｍ１と、変速入力軸として機能する第二中間軸Ｍ２との間に他の装置が介在する構成とすることも可能である。図８に示す例では、第一中間軸Ｍ１と第二中間軸Ｍ２とを連結するように、ロックアップクラッチとして機能する第三係合装置ＣＬ３を有するトルクコンバータ１６（流体継手の一例）が設けられている。図９に示す例では、第一中間軸Ｍ１と第二中間軸Ｍ２とを連結するように第四係合装置ＣＬ４が設けられている。このような構成では、例えば車両の発進直後等の車速の低い場合に、第二係合装置ＣＬ２に代えて第三係合装置ＣＬ３や第四係合装置ＣＬ４をスリップ係合した状態に制御することも可能である。

（２）上記第一及び第二の実施形態では、変速機構１３が、回転電機１２と車輪１５との間の動力伝達経路に設けられた構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、図１０に示す例のように、変速機構１３が、内燃機関１１と回転電機１２との間の動力伝達経路に設けられた構成とすることも可能である。なお、図１０に示す例では、内燃機関１１と変速機構１３との間の動力伝達経路に、ロックアップクラッチとして機能する第三係合装置ＣＬ３を有するトルクコンバータ１６（流体継手の一例）が設けられている。このような構成では、内燃機関１１と回転電機１２との間の動力伝達経路に配置される第二係合装置ＣＬ２又は第三係合装置ＣＬ３を本発明における「係合装置」として、当該係合装置が、上記第一及び第二の実施形態の第一係合装置ＣＬ１と同様に制御される構成とすることができる。なお、図１０に示す例では、回転電機１２が係合装置を介することなく車輪１５に駆動連結され、回転電機１２が常時、車輪１５と連動して回転する構成となる。図１０に示す例に限らず、本発明では、このように回転電機１２が係合装置を介することなく車輪１５に駆動連結される構成も権利範囲に含む。

（３）上記第一及び第二の実施形態の構成（図１の構成）、並びに上述した図８〜図１０の各構成では、駆動装置１が変速機構１３を備える構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、駆動装置１が変速機構１３を備えない構成とすることも可能である。この場合、例えば図１の構成では、駆動装置１が単一の係合装置（第一係合装置ＣＬ１のみ）を備え、回転電機１２が常時、車輪１５と連動して回転する構成となる。

（４）上記第一及び第二の実施形態では、変化率制限部３７が目標発電電力Ｐａに対して緩変化処理を実行する構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、変化率制限部３７が、目標充放電電力Ｐｏに対して緩変化処理を実行することで、当該目標充放電電力Ｐｏに基づき導出される目標発電トルクの変化率を制限する構成とすることも可能である。具体的には、例えば、図３に示す構成において、変化率制限器６８が、図３に示す位置に代えて、切替器６４と減算器６５との間に配置された構成とすることができる。また、例えば、図６に示す構成において、変化率制限器７６が、図６に示す位置に代えて、切替器７４と加算器７５との間に配置された構成とすることができる。なお、発電状態決定部３５が、変化率制限部３７を備えない構成とすることも可能である。

（５）上記第一の実施形態では、フィードバック制御器６７が、ゲイン用いて導出される補正値と前回の目標発電電力Ｐａとの加減算により、新たな目標発電電力Ｐａを導出する構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、フィードバック制御器６７が、ゲイン用いて導出される補正値と前回の目標発電トルクとの加減算により、新たな目標発電トルクを導出する構成とすることも可能である。このような構成では、図３に示す除算器７０は不要となる。

（６）上記第二の実施形態では、推定消費電力決定部３８が、車載機器２０の仕様上の最大消費電力を推定消費電力Ｐｅとして決定する構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、推定消費電力決定部３８が他の手法に基づき推定消費電力Ｐｅを決定する構成とすることもできる。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置２５の高圧側の回路或いは低圧側の回路に電圧センサ及び電流センサが備えられる場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置２５に高圧側から入力される電力、或いはＤＣ／ＤＣコンバータ装置２５から低圧側へ出力される電力を検出して、検出された電力に基づき推定消費電力Ｐｅを決定する構成とすることもできる。

（７）上記第一及び第二の実施形態では、本発明における「充電状態指標」がＳＯＣとされる構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、端子間電圧又は充放電電流を、本発明における「充電状態指標」として上記第一及び第二の実施形態と同様の制御を行うことも可能である。

（８）上記第一及び第二の実施形態では、駆動装置１が、第一蓄電装置２１とは別に第二蓄電装置２２を備えた構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、駆動装置１が、第一蓄電装置２１のみを備える構成とすることも可能である。

（９）上記第一及び第二の実施形態では、制御装置３とは別に内燃機関制御ユニット２３が備えられた構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、内燃機関制御ユニット２３が制御装置３に一体化された構成とすることも可能である。また、上記第一及び第二の実施形態で説明した制御装置３における機能部の割り当ては単なる一例であり、複数の機能部を組み合わせたり、１つの機能部を更に区分けしたりすることも可能である。

（１０）その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、本願の特許請求の範囲に記載されていない構成に関しては、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明は、内燃機関と車輪とを結ぶ動力伝達経路に沿って、内燃機関の側から順に、係合装置及び回転電機が設けられていると共に、蓄電装置と、回転電機と蓄電装置とを電気的に接続する第一電気経路と、車両が備える機能を果たすために電力を消費する車載機器と蓄電装置とを電気的に接続する第二電気経路と、を備えた車両用駆動装置を制御対象とする制御装置に好適に利用することができる。

１：駆動装置（車両用駆動装置）
１１：内燃機関
１２：回転電機
１５：車輪
２０：車載機器
２１：第一蓄電装置（蓄電装置）
３：制御装置
３３：回転電機制御部
３４：充電必要性判定部
３５：発電状態決定部
３６：充放電電力決定部
３７：変化率制限部
３８：推定消費電力決定部
９１：第一電力ライン（第一電気経路）
９２：第二電力ライン（第一電気経路、第二電気経路）
９３：第三電力ライン（第二電気経路）
９４：第四電力ライン（第二電気経路）
９５：第五電力ライン（第二電気経路）
ＣＬ１：第一係合装置（係合装置）
Ｐｅ：推定消費電力
Ｐｒ：充放電電力検出値（充放電電力）
Ｐｏ：目標充放電電力
Ｓｒ：ＳＯＣ導出値（充電状態指標）
Ｓｏ：ＳＯＣ目標値（目標充電状態指標）

Claims (4)

1. 内燃機関と車輪とを結ぶ動力伝達経路に沿って、前記内燃機関の側から順に、係合装置及び回転電機が設けられていると共に、蓄電装置と、前記回転電機と前記蓄電装置とを電気的に接続する第一電気経路と、車両が備える機能を果たすために電力を消費する車載機器と前記蓄電装置とを電気的に接続する第二電気経路と、を備えた車両用駆動装置を制御対象とする制御装置であって、
   前記係合装置を介して前記内燃機関のトルクを前記回転電機に伝達して前記回転電機に発電を行わせる内燃機関トルク発電の実行に際して、前記蓄電装置の充電状態を表す充電状態指標に基づき当該蓄電装置の充電の必要性を判定する充電必要性判定部と、
   前記充電必要性判定部により前記蓄電装置の充電が必要であると判定されている場合に、前記回転電機の目標となる発電状態である目標発電状態を決定する発電状態決定部と、
   前記発電状態決定部が決定した前記目標発電状態に基づき前記回転電機を制御する回転電機制御部と、を備え、
   前記発電状態決定部は、前記係合装置が直結係合した状態である間は、前記回転電機の発電電力を、前記充電状態指標を目標充電状態指標に近づけるために必要な電力と、前記車載機器の現在の消費電力以上であって前記車載機器の最大消費電力以下に定まる車載機器用電力との和に近づける状態である第一発電状態を、前記目標発電状態として決定し、前記係合装置がスリップ係合した状態である間は、前記回転電機の発電電力を前記車載機器用電力に近づける状態である第二発電状態を、前記目標発電状態として決定する制御装置。
2. 前記発電状態決定部は、前記充電状態指標と前記目標充電状態指標との差分に基づき前記蓄電装置の目標充放電電力を決定する充放電電力決定部を備え、
   前記発電状態決定部は、検出される前記蓄電装置の充放電電力を前記目標充放電電力に近づけるフィードバック制御により前記第一発電状態を導出するとともに、検出される前記蓄電装置の充放電電力をゼロに近づけるフィードバック制御により前記第二発電状態を導出する請求項１に記載の制御装置。
3. 前記発電状態決定部は、前記充電状態指標と前記目標充電状態指標との差分に基づき前記蓄電装置の目標充放電電力を決定する充放電電力決定部と、
   前記車載機器の消費電力の推定値である推定消費電力を決定する推定消費電力決定部と、を備え、
   前記発電状態決定部は、前記目標充放電電力と前記推定消費電力との和を前記第一発電状態での前記回転電機の発電電力とするとともに、前記推定消費電力を前記第二発電状態での前記回転電機の発電電力とする請求項１に記載の制御装置。
4. 前記発電状態決定部は、前記目標発電状態を規定する値の変化率を制限する変化率制限部を備える請求項１から３のいずれか一項に記載の制御装置。

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