JP2017140907A - 車両の駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行モードの移行に伴う振動や騒音の発生による運転快適性の悪化や構成部材の耐久性の低下を抑制しつつ、燃費の悪化や走行性能の不足を抑制する。【解決手段】単駆動ＥＶモードでの走行中に、両駆動ＥＶモードを選択すべき運転状態（Ｓ４０＝Ｙｅｓ）が生じた場合であっても、ハイブリッド車両１への運転者の出力要求量の変化量が予め定められた閾値以上である場合（Ｓ７０＝Ｙｅｓ）には、両駆動ＥＶモードの実行を禁止してＨＶモードを選択する（Ｓ９０）。すなわち、両駆動ＥＶモードがスキップされて、ＨＶモードが実行される。出力要求量の変化量が所定程度以上である場合にも、短時間のうちに走行モードの移行が連続して生じる事態が回避されて、振動や騒音の発生による運転快適性の悪化や、駆動系の構成部材の耐久性の低下のおそれを抑制できる。出力要求量の変化量が所定程度未満である場合には両駆動ＥＶモードが実行されるので、運転状態に適合した走行モードが選択されることにより、燃費の悪化や走行性能の不足のおそれを抑制できる。【選択図】図１０

Description

この発明は、内燃機関及び回転電機を駆動力源として走行可能なハイブリッド車両における駆動装置に関するものである。

内燃機関と、第１回転電機と、第２回転電機とを備え、これら内燃機関、第１回転電機および第２回転電機を制御して、互いに異なる複数の走行モードを実現するように構成されたハイブリッド車両が提案されている。これら複数の走行モードは、内燃機関および第２回転電機を駆動するＨＶモードと、第１回転電機および第２回転電機を駆動する両駆動ＥＶモードと、第２回転電機のみを駆動する単駆動ＥＶモードである。特許文献１に記載のこの種のハイブリッド車両では、内燃機関の出力軸の回転を停止させるワンウェイクラッチなどの制動手段とを更に備えており、両駆動ＥＶモードおよび単駆動ＥＶモードでは、この制動手段によって内燃機関の出力軸の回転を停止させている。

特開平８−２９５１４０号公報

ところで、上述した走行モードの選択は、車両の運転状態に基づいて行われる。例えば、車速および要求駆動力に基づいて走行モードの選択を行う場合には、低車速かつ低駆動力の領域では、単駆動ＥＶモードが選択される。高車速かつ高駆動力の領域では、ＨＶモードが選択される。そして両者の中間の領域では、両駆動ＥＶモードが選択される。

しかしながら、単駆動ＥＶモードを選択すべき運転状態から、両駆動ＥＶモードを選択すべき運転状態を経由して、ＨＶモードを選択すべき運転状態へと、短時間のうちに移行する場合には、走行モードの移行が短時間のうちに連続して生じることから、振動や騒音の発生による運転快適性の悪化や、駆動系の構成部材の発熱と耐久性の低下を招くおそれがある。また、走行モードの移行を単純に抑制ないし減少させるのでは、運転状態に適合しない走行モードが選択されうるため、燃費の悪化や走行性能の不足を招くことになる。

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、その目的は、走行モードの移行に伴う振動や騒音の発生による運転快適性の悪化や構成部材の耐久性の低下を抑制しつつ、燃費の悪化や走行性能の不足を抑制することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、
内燃機関と、第１回転電機と、第２回転電機と、
少なくとも３個の歯車要素からなる差動歯車装置であって、前記第１回転電機に連結された第１歯車要素と、出力軸および前記第２回転電機に連結された第２歯車要素と、前記内燃機関に連結された第３歯車要素とを備えた差動歯車装置と、
前記第３歯車要素の回転を停止させるように構成された制動手段と、
を備えたハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の制御装置であって、
運転状態に応じて前記内燃機関、第１回転電機および第２回転電機を制御して、前記内燃機関および前記第２回転電機を駆動するＨＶモードと、前記第１回転電機および前記第２回転電機を駆動する両駆動ＥＶモードと、前記第２回転電機のみを駆動する単駆動ＥＶモードと、を実行するように構成された走行モード選択手段と、
単駆動ＥＶモードでの走行中に、両駆動ＥＶモードを選択すべき運転状態が生じた場合であっても、前記ハイブリッド車両への運転者の出力要求量又はその変化量が予め定められた閾値以上である場合には、前記走行モード選択手段による両駆動ＥＶモードの実行を禁止してＨＶモードを選択する両駆動ＥＶモード禁止手段と、
を備えたことを特徴とするものである。

本発明によれば、走行モード選択手段は、運転状態に応じて前記内燃機関、第１回転電機および第２回転電機を制御して、前記内燃機関および前記第２回転電機を駆動するＨＶモードと、前記第１回転電機および前記第２回転電機を駆動する両駆動ＥＶモードと、前記第２回転電機のみを駆動する単駆動ＥＶモードと、を実行する。

ここで、両駆動ＥＶモード禁止手段は、単駆動ＥＶモードでの走行中に、両駆動ＥＶモードを選択すべき運転状態が生じた場合であっても、前記ハイブリッド車両への運転者の出力要求量又はその変化量が予め定められた閾値以上である場合には、前記走行モード選択手段による両駆動ＥＶモードの実行を禁止してＨＶモードを選択する。したがって、単駆動ＥＶモードでの走行中に運転者の出力要求量又はその変化量が予め定められた閾値以上である場合には、両駆動ＥＶモードがスキップされて、ＨＶモードが実行される。したがって、走行モードの移行に伴う振動や騒音の発生による運転快適性の悪化や構成部材の耐久性の低下を抑制しつつ、燃費の悪化や走行性能の不足を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る車両を示すスケルトン図である。 実施形態に係る車両の制御系統を説明するためのブロック図である。 ＨＶモードでの動作状態を示す共線図である。 単駆動ＥＶモードでの動作状態を示す共線図である。 両駆動ＥＶモードでの動作状態を示す共線図である。 両駆動ＥＶモードからＨＶモードに移行した直後の動作状態を示す共線図である。 目標駆動力設定用マップの設定を示すグラフである。 走行モードマップの設定を示すグラフである。 閾値マップの設定を示すグラフである。 実施形態に係る車両において実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。 運転者の出力要求量の変化量が閾値未満である場合と閾値以上である場合における各パラメータの変化を示すタイムチャートである。 本発明の実施形態の変形例に係る車両を示すスケルトン図である。

本発明の実施形態につき、以下に図面に従って説明する。図１において、車両１はハイブリッド車であり、エンジン（ＥＮＧ）２０と、第１及び第２モータジェネレータ（ＭＧ１，ＭＧ２）２３，３２とを駆動源とする。エンジン２０は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関である。第１モータジェネレータ２３は本発明における第１回転電機、第２モータジェネレータ３２は本発明における第２回転電機であり、いずれも界磁に永久磁石を使用した三相同期電動発電機である。

エンジン２０の出力軸と同一の軸線上に、エンジン２０側から順に、ワンウェイクラッチ２１、動力分割機構２２、第１モータジェネレータ２３が配置されている。

ワンウェイクラッチ２１は、エンジン２０の出力軸と直結された入力軸２４と、ケーシング１０との間に設けられている。ワンウェイクラッチ２１は、エンジン２０が正方向に回転しているときにフリーになり、入力軸２４がエンジンを逆方向に回転させようとするときにロック（すなわち、回転を停止）する。

動力分割機構２２は、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２２は、サンギヤＳ２２と、サンギヤＳ２２に対して同心円上に配置されたリングギヤＲ２２と、サンギヤＳ２２およびリングギヤＲ２２に噛み合っているピニオンギヤを自転可能および公転可能に保持しているキャリヤＣ２２とを備えている。そのキャリヤＣ２２に、入力軸２４が連結されている。動力分割機構２２における出力要素はリングギヤＲ２２であって、リングギヤＲ２２に出力ギヤ２５が連結されている。サンギヤＳ２２に第１モータジェネレータ２３が連結されていて、サンギヤＳ２２が反力要素となっている。サンギヤＳ２２はサンギヤ軸に一体化されており、そのサンギヤ軸は、第１モータジェネレータ２３のロータに結合されている。動力分割機構２２は、本発明における差動歯車装置に相当する。サンギヤＳ２２は、本発明における第１歯車要素に相当する。リングギヤＲ２２は、本発明における第２歯車要素に相当する。キャリヤＣ２２は、本発明における第３歯車要素に相当する。

入力軸２４と平行にカウンタ軸２６が配置され、このカウンタ軸２６には、径の大きいドリブンギヤ２７と径の小さいドライブギヤ２８とが一体回転するように設けられている。そのドリブンギヤ２７に、前述した出力ギヤ２５が噛み合っている。また、ドライブギヤ２８には、終減速機であるデファレンシャルギヤ２９におけるリングギヤ３０が噛み合っている。駆動力は、デファレンシャルギヤ２９から左右の駆動輪３１に伝達される。これらのドリブンギヤ２７およびドライブギヤ２８からなるギヤ列は、減速機構を構成している。なお、ドライブギヤ２８およびデファレンシヤルギヤ２９は、実際にはドリブンギヤ２７と第２モータジェネレータ３２との間に配置されているが、作図の都合上、図１には、ドライブギヤ２８およびデファレンシヤルギヤ２９を図１での右側に位置を変えて記載してある。

本発明における第２回転電機に相当する第２モータジェネレータ３２が、入力軸２４およびカウンタ軸２６と平行に配置されている。第２モータジェネレータ３２のロータと一体のロータ軸３７が、ドリブンギヤ２７側に延びている。そして、ロータ軸３７に取り付けられているドライブギヤ３８が、ドリブンギヤ２７に噛み合っている。

エンジン２０が出力した動力は、動力分割機構２２によって、第１モータジェネレータ２３側と出力ギヤ２５側とに分割される。その場合、第１モータジェネレータ２３は発電機として機能することにより、サンギヤＳ２２に反力トルクを与える。第１モータジェネレータ２３で発生した電力は、第２モータジェネレータ３２に供給されて、第２モータジェネレータ３２がモータとして機能し、その出カトルクが、ドリブンギヤ２７において、出力ギヤ２５から出力されたトルクに加えられる。各モータジェネレータ２３，３２は、図示しないインバータや蓄電装置を介して電気的に接続されている。

車両１の制御系統を図２にブロック図で示してある。各モータジェネレータ２３，３２を制御するモータジェネレータ用電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）４０と、エンジン２０を制御するエンジン用電子制御装置（ＥＮＧ−ＥＣＵ）４１とが設けられている。これらの電子制御装置４０、４１は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力された各種の信号あるいはデータに基づいて演算を行い、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。ＭＧ−ＥＣＵ４０は、主として、第１モータジェネレータ２３および第２モータジェネレータ３２のそれぞれの電流（ＭＧ１電流、ＭＧ２電流）を制御するように構成されている。ＥＮＧ−ＥＣＵ４１は、主として、エンジン２０に対してその電子スロットルバルブ（図示せず）の開度を指令する電子スロットル開度信号や、点火およびその時期を指令する点火信号を出力するように構成されている。

これらの電子制御装置４０、４１に対して指令信号を出力するハイブリッド用電子制御装置（ＨＶ−ＥＣＵ）４２が設けられている。このＨＶ−ＥＣＵ４２は、前述した各電子制御装置４０，４１と同様に、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力された各種の信号あるいはデータに基づいて演算を行い、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。その入力されるデータを例示すると、駆動輪３１の近傍に設けられた車速センサ５０による検出データ、アクセル開度センサ５１による検出データ、第１モータジェネレータ２３（ＭＧ１）の回転数センサ５２による検出データ、第２モータジェネレータ３２（ＭＧ２）の回転数センサ５３による検出データ、出力軸（例えば前記カウンタ軸２６）の回転数センサ５４による検出データ、走行用の蓄電装置の充電残量を示すＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）センサ５５による検出データ、オフロードを走行するためのクロール制御をオン状態にするオフロードスイッチ５６からの信号、車体に設けられた加速度センサ５７による検出データ、ＧＰＳ装置および地図情報データベースを備え路面の勾配を算出可能に構成された車載のカーナビゲーションシステム５８からの勾配データなどである。また、出力する指令信号を例示すれば、第１モータジェネレータ２３（ＭＧ１）のトルク指令（電流指令）および第２モータジェネレータ３２（ＭＧ２）のトルク指令（電流指令）が前記ＭＧ−ＥＣＵ４０に出力され、エンジントルク指令が前記ＥＮＧ−ＥＣＵ４１に出力される。

上記の各モータジェネレータ２３，３２をモータあるいは発電機として機能させることにより、各種の走行モードが設定される。

ＨＶモード（ハイブリッドモード）は、エンジン２０と第２モータジェネレータ３２とによって駆動力を発生させて走行するモードである。エンジン２０のトルクが、動力分割機構２２のキャリヤＣ２２に伝達されて、キャリヤＣ２２がエンジン２０と同じ回転数で回転する。その状態で第１モータジェネレータ２３を例えば発電機として機能させて、キャリヤＣ２２に作用するトルクとは反対の方向（負方向）のトルク（すなわち、制動トルク）をサンギヤＳ２２に作用させると、出力要素であるリングギヤＲ２２には、第１モータジェネレータ２３のトルクを、動力分割機構２２を構成している遊星歯車機構のギヤ比（サンギヤＳ２２の歯数とリングギヤＲ２２の歯数との比）に応じて増大させたトルクが現れ、これがカウンタ軸２６に伝達される。すなわち、エンジン２０の動力がサンギヤＳ２２側とリングギヤＲ２２側とに分割される。また、第１モータジェネレータ２３によって発電された電力が第２モータジェネレータ３２に供給されて第２モータジェネレータ３２がモータとして機能し、そのトルクがカウンタ軸２６に伝達され、リングギヤＲ２２から出力されるトルクに加算されて、駆動輪３１に向けて出力される。これを共線図で示すと図３のとおりである。

なお、後進走行は、エンジン２０が出力する動力によって第１モータジェネレータ２３を回転させて発電し、その電力によって第２モータジェネレータ３２を負の回転方向にモータとして機能させて行う。

つぎに、ＥＶモード（電気自動車モード）について説明する。ＥＶモードは、エンジン２０の動力を使用せずに、蓄電装置の電力で走行するモードであり、したがって車両１は電気自動車（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）として走行する。第２モータジェネレータ３２は駆動輪３１に連結されているので、ＥＶモードでは主として第２モータジェネレータ３２が駆動力源として動作し、駆動力もしくは制動力が不足する場合に、第１モータジェネレータ２３が併用される。すなわち、第２モータジェネレータ３２のみを使用する単駆動ＥＶモードと、両方のモータジェネレータ２３，３２を使用する両駆動ＥＶモードとが可能である。

単駆動ＥＶモードでは、第２モータジェネレータ３２のみが駆動力源として動作するので、第１モータジェネレータ２３は特に制御せずに、力行および回生のいずれも行わない。そして、第２モータジェネレータ３２は駆動時にはモータ（Ｍ）として機能し、制動時には発電機（Ｇ）として機能し、発電に伴う負トルクが制動力として作用する。

図４は、単駆動ＥＶモードで走行する場合における、動力分割機構２２を構成している遊星歯車機構についての共線図を示している。前進時、第２モータジェネレータ３２のみが駆動力を出力するから、動力分割機構２２におけるリングギヤＲ２２が正回転する。サンギヤＳ２２には、第１モータジェネレータ２３の制動トルクが作用している。また、ワンウェイクラッチ２１は、入力軸２４がエンジン２０を逆方向に回転させようとするのを阻止するので、エンジン２０が停止させられ、エンジントルクは発生しない。そして、エンジントルクが発生していない状態においても、第２モータジェネレータ３２のトルクの反力を、ワンウェイクラッチ２１によって受けることができるようになっている。

両駆動ＥＶモードは、モータジェネレータ２３，３２が共にモータ（Ｍ）として動作する走行モードである。その状態を図５に共線図で示してある。ここでもワンウェイクラッチ２１によって、入力軸２４の回転が停止させられている。したがって、入力軸２４に連結されている動力分割機構２２のキャリヤＣ２２が固定され、その状態で第１モータジェネレータ２３が負回転方向にモータとして動作する。したがって、第１モータジェネレータ２３によるトルクがリングギヤＲ２２から正回転方向のトルクとして出力される。また、第２モータジェネレータ３２が正回転方向にモータとして動作する。したがって、第２モータジェネレータ３２のトルクが、出力ギヤ２５から出力されるトルクに加算される。後進時には、各モータジェネレータ２３，３２のトルクの方向が前進時とは反対にされる。

なお、両駆動ＥＶモードからＨＶモードに移行した直後には、第１モータジェネレータ２３の駆動力によってエンジン２０が始動される。エンジン始動の反力、すなわちモータリング時の反力とエンジン初爆時のエンジントルク急増による反力は、いずれも第１モータジェネレータ２３が受けることになる。第１モータジェネレータ２３の駆動力がエンジン２０の始動に用いられるため、走行に用いられる駆動トルクの減少を抑制するように、第２モータジェネレータ３２のトルクが増大側に制御される。このようなエンジン始動時の動作状態を、図６に共線図で示す。

本実施形態に係る車両１では、ＨＶ−ＥＣＵ４２が、車両に対する運転者の出力要求量であるアクセル開度θと、車速ｖとに基づいて、運転者が駆動軸（例えば、カウンタ軸２６）に要求する駆動力の最終目標値としての目標駆動力Ｔｒｔａｇを設定する。この目的で、アクセル開度θと車速ｖと目標駆動力Ｔｒｔａｇとの関係を予め定めた目標駆動力設定用マップが作成され、図示しないＲＯＭに記憶されている。ＨＶ−ＥＣＵ４２は、アクセル開度θと車速ｖとが与えられると、当該マップから対応する目標駆動力Ｔｒｔａｇを導出するように構成されている。目標駆動力設定用マップの一例を図７に示す。この例では、図示のとおり、等しい車速ｖで比較すると、アクセル開度θが大きいほど、目標駆動力Ｔｒｔａｇが大きくなるように設定されている。

そして、上述した走行モードの選択は、車速および要求駆動力に基づいて行われる。この走行モードの選択に用いるために、図８に示されるような走行モードマップが予め作成され、図示しないＲＯＭに記憶されている。走行モードマップでは図８のとおり、単駆動ＥＶモードが選択される単駆動ＥＶ領域ａと、ＨＶモードが選択されるＨＶ領域ｃと、両駆動ＥＶモードが選択される両駆動ＥＶ領域ｂとが設けられている。単駆動ＥＶ領域ａは、低車速かつ低駆動力の領域に設定されている。ＨＶ領域ｃは、高車速かつ高駆動力の領域に設定されている。そして両駆動ＥＶ領域ｂは、単駆動ＥＶ領域ａとＨＶ領域ｃとの中間の領域に設定されている。運転状態が該当する領域ａ，ｂ，ｃに応じて、ＨＶ−ＥＣＵ４２は単駆動ＥＶフラグ、ＨＶフラグまたは両駆動ＥＶフラグをオンし、且つこれらフラグのオン状態に従ってエンジン２０、第１及び第２モータジェネレータ２３,３２を制御する。

なお、両駆動ＥＶモードからＨＶモードに移行する際に第１モータジェネレータ２３の駆動力がエンジン２０の始動に用いられることに起因するドライバビリティの悪化を防ぐために、エンジン始動の反力を第１モータジェネレータ２３が受けるための余裕を残す（すなわち、第１モータジェネレータ２３の駆動力がエンジン始動のために割り当てられた際に、走行用の駆動力を維持するために第２モータジェネレータ３２が駆動トルクを増大させる余地を確保する）ための過渡動作領域ｃ１が、ＨＶ領域ｃにおける両駆動ＥＶ領域ｂとの境界に設けられている。この過渡動作領域ｃ１にあたる車速及び駆動力は、両駆動ＥＶモードで実現することも第１・第２モータジェネレータ２３，３２の性能上は可能であるが、このような理由から、ここでの運転はＨＶモードで行われる。これに対し、ＨＶ領域ｃのうち過渡動作領域ｃ１を除いた部分である通常ＨＶ領域ｃ２（ここでの運転もＨＶモードで行われる）にあたる車速及び駆動力は、これを両駆動ＥＶモードすなわち第１・第２モータジェネレータ２３，３２による運転で実現することは不可能である。

しかしながら、単駆動ＥＶモードを選択すべき運転状態（単駆動ＥＶ領域ａ）から、両駆動ＥＶモードを選択すべき運転状態（両駆動ＥＶ領域ｂ）を経由して、ＨＶモードを選択すべき運転状態（ＨＶ領域ｃ）へと、短時間のうちに移行する場合には、走行モードの移行が短時間のうちに連続して生じることから、振動や騒音などの運転快適性の悪化や、駆動系の構成部材（本実施形態では特に、ワンウェイクラッチ２１）の耐久性の低下を招くおそれがある。他方、走行モードの移行の頻度を単純に抑制ないし減少させるのでは、運転状態と走行モードの不一致により、燃費の悪化や走行性能の不足を招くことになる。

また、両駆動ＥＶ領域ｂは、高車速において低車速の場合に比べて狭くする必要がある。その主たる理由は、両駆動ＥＶモードでは動力分割機構２２のキャリヤＣ２２が停止されると共に、キャリヤＣ２２に保持されたピニオンが駆動（力行）状態で高速で回転させられるため、ピニオンの機械的負荷を抑制する必要があるからである。また、上述した過渡動作領域ｃ１を高車速においても確保するためにも、両駆動ＥＶ領域ｂを高車速において狭くする必要がある。このように、両駆動ＥＶ領域ｂが高車速において狭くされている場合には、走行モードの移行が短時間のうちに連続して生じることに起因する振動や騒音の発生による運転快適性の悪化や、駆動系の構成部材の発熱と耐久性の低下の問題が、より顕著になりうる。

このため、本実施形態では、単駆動ＥＶモードでの走行中に、両駆動ＥＶモードを選択すべき運転状態が生じた場合であっても、ハイブリッド車両１への運転者の出力要求量の変化量が予め定められた閾値以上である場合には、両駆動ＥＶモードの実行を禁止してＨＶモードを選択する。すなわち、単駆動ＥＶモードでの走行中に出力要求量の変化量が閾値以上である場合には、両駆動ＥＶモードがスキップされて、ＨＶモードが実行される。

図９に示される閾値マップが、予め作成され、ＨＶ−ＥＣＵ４２のＲＯＭに格納されている。この閾値マップは、車速と、閾値Ａとを、互いに関連付けて記憶させたものである。閾値Ａは、後述するとおり出力要求量の変化量が大きいか否かを判定するために用いられるものであり、運転者による加速要求の程度と正の相関を有するパラメータが、この閾値Ａと比較される。閾値Ａは、車速が高いほど、その値が小さくなるように設定されている。閾値Ａをこのように設定した目的は、高車速の領域では両駆動ＥＶモード走行中のピニオンの機械的負荷、及び両駆動ＥＶモードからＨＶモードへと短時間のうちに移行した場合のワンウェイクラッチ２１の機械的負荷が大きいことから、両駆動ＥＶモードの実行頻度をより強く抑制する（すなわち、実行頻度をより少なくする）ためである。

図１０は、本実施形態における制御例を説明するためのフローチャートである。このルーチンは、車両１が走行している場合、あるいは電源部がオンになっている場合に、所定のサイクルタイムΔｔごとに繰返し実行される。

ルーチンのスタート後に先ず、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、車速センサ５０とアクセル開度センサ５１の検出値に基づいて、車速ｖとアクセル開度θとを読み込む（ステップＳ１０）。次にＨＶ−ＥＣＵ４２は、読み込まれた車速ｖとアクセル開度θとに基づいて、図８の走行モードマップを参照し、現在の運転状態が、単駆動ＥＶ領域ａ内かを判断する（ステップＳ２０）。肯定の場合には、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、単駆動ＥＶモードによる運転を実行する（ステップＳ３０）。

ステップＳ２０で否定の場合には、次にＨＶ−ＥＣＵ４２は、図８の走行モードマップを再び参照し、現在の運転状態（読み込まれた車速ｖとアクセル開度θ）が、両駆動ＥＶ領域ｂ内かを判断する（ステップＳ４０）。ここで否定、すなわち単駆動ＥＶ領域ａ及び両駆動ＥＶ領域ｂのいずれにも該当しない場合には、現在の運転状態がＨＶ領域ｃに属する場合であるため、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、ＨＶモードによる運転を実行する（ステップＳ９０）。なお、これらステップＳ２０及びＳ４０の処理が、本発明における走行モード選択手段に相当する。

ステップＳ４０で肯定、すなわち現在の運転状態が両駆動ＥＶ領域ｂ内である場合には、次にＨＶ−ＥＣＵ４２は、当該制御サイクルの直前の所定時間内におけるアクセル開度変化率ｄθ／ｄｔを算出する（ステップＳ５０）。ここで、アクセル開度変化率ｄθ／ｄｔは、今回の制御サイクルのステップＳ１０において入力したアクセル開度θと、前回の制御サイクルのステップＳ１０において入力したアクセル開度θとの差分を、サイクルタイムΔｔで除したものであり、運転者の加速要求意思を推測するためのパラメータである。例えば、アクセル開度変化率ｄθ／ｄｔが大きいときには、アクセルペダルが急に大きく踏み込まれたということであるから、運転者が急加速を要求しているものと推測することができる。逆に、アクセル開度変化率ｄθ／ｄｔが小さいときには、アクセルペダルがゆっくり踏み込まれたということであるから、運転者が緩加速を要求しているものと推測することができる。

次にＨＶ−ＥＣＵ４２は、ステップＳ１０で読み込まれた車速ｖによって閾値マップを参照し、閾値Ａを算出する（ステップＳ６０）。

そしてＨＶ−ＥＣＵ４２は、ステップＳ５０で算出されたアクセル開度変化率ｄθ／ｄｔが、ステップＳ６０で算出された閾値Ａよりも小さいかを判断する（ステップＳ７０）。この判断は、運転者の出力要求量の変化量が所定程度未満であるかの判断に相当する。

ステップＳ７０で肯定、すなわち出力要求量の変化量が所定程度未満である場合には、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、現在の運転状態どおりに、両駆動ＥＶモードによる運転をスキップせず実行する（ステップＳ８０）。

他方、ステップＳ７０で否定、すなわち運転者の出力要求量の変化量が所定程度以上である場合には、ＨＶ−ＥＣＵ４２は両駆動モードの実行を禁止し、ＨＶモードによるを実行する（Ｓ９０）。なお、これらステップＳ５０からＳ９０までの処理が、本発明における両駆動ＥＶモード禁止手段に相当する。

図１１は、以上の処理に伴う各パラメータの変化を示すタイミングチャートである。図１１のとおり、単駆動ＥＶ領域ａ内で運転中に、運転者がアクセルペダルの踏み込みを開始すると（ｔ０）、これに応答してＨＶ−ＥＣＵ４２の制御により第２モータジェネレータ３２の回転数が増大され、車速ｖが増大を開始する。

次に、アクセル開度θが徐々に増大して、運転状態が両駆動ＥＶ領域ｂ内に入ると、上記ステップＳ４０で肯定される結果、その直前の所定時間内におけるアクセル開度変化率ｄθ／ｄｔの算出（ステップＳ５０）、車速ｖに基づく閾値Ａの算出（ステップＳ６０）、及びアクセル開度変化率ｄθ／ｄｔと閾値Ａとの比較、すなわち運転者の出力要求量の変化量が予め定められた閾値Ａ未満であるかの判断（ステップＳ７０）が行われる。ここでアクセル開度変化率ｄθ／ｄｔが閾値Ａよりも小さい場合、すなわち出力要求量の変化量が閾値Ａ未満である場合（図８におけるＰ１〜Ｐ３）には、ステップＳ７０で肯定される結果、図１１における一点鎖線ｐのとおり、両駆動ＥＶフラグがオンされ（ｔ１）、両駆動ＥＶモードでの走行がスキップされることなく実行される（ステップＳ８０）。この場合、運転状態が両駆動ＥＶ領域ｂ内にある時刻ｔ１〜ｔ２には、ＨＶフラグはオフされ（一点鎖線ｒ）、運転状態がＨＶ領域に入った時刻ｔ２にＨＶフラグがオンされる。

そして、ステップＳ７０においてアクセル開度変化率ｄθ／ｄｔが閾値Ａ以上である場合、すなわち運転者の出力要求量の変化量が閾値Ａ以上である場合（図８におけるＰ４〜Ｐ６）には、ステップＳ７０で否定される結果、図１１における実線ｑのとおり、両駆動ＥＶフラグがオフされ（ｔ１）、かつ実線ｓのとおりＨＶフラグがオンされて、運転状態が両駆動ＥＶ領域ｂ内にある時刻ｔ１〜ｔ２においてもＨＶフラグでの走行が実行される（ステップＳ９０）。なお、運転状態がＨＶ領域ｃに入った時刻ｔ２以降も、運転状態がＨＶ領域ｃにある間は、ＨＶフラグのオン状態が継続されることになる。

以上のとおり、本実施形態では、単駆動ＥＶモードでの走行中に、両駆動ＥＶモードを選択すべき運転状態（ステップＳ４０＝Ｙｅｓ、両駆動ＥＶ領域ｂ）が生じた場合であっても、ハイブリッド車両１への運転者の出力要求量の変化量が閾値Ａ以上である場合（ステップＳ７０＝Ｙｅｓ）には、両駆動ＥＶモードの実行を禁止してＨＶモードを選択する（ステップＳ９０）。すなわち、単駆動ＥＶモードでの走行中に運転者の出力要求量の変化量が所定程度以上である場合には、両駆動ＥＶモードがスキップされて、ＨＶモードが実行される。したがって、本実施形態によれば、運転者の出力要求量の変化量が所定程度以上である場合にも、両駆動ＥＶモードがスキップされるため短時間のうちに走行モードの移行が連続して生じる事態が回避されて、振動や騒音の発生による運転快適性の悪化や、駆動系の構成部材の耐久性の低下のおそれを抑制できる。また、出力要求量の変化量が所定程度未満である場合には両駆動ＥＶモードが実行されるので、運転状態に適合した走行モードが選択されることにより、燃費の悪化や走行性能の不足のおそれを抑制することができる。

なお、この発明は上述した具体例に限定されないのであって、種々の変形例が可能である。例えば、上記実施形態では、運転者の出力要求量の変化量が予め定められた閾値以上であるか否かの判断を、アクセル開度変化率ｄθ／ｄｔ（すなわち、アクセル開度の単位時間当たりの増加量）を閾値Ａと比較することによって行ったが、当該判断は、他の方法、例えばアクセル開度θ（アクセルペダルの踏み込み角度）そのもの、すなわち運転者の出力要求量そのものを所定の閾値と比較することで行っても良い。また、上記実施形態では、運転状態が両駆動ＥＶ領域ｂに入る直前のアクセル開度変化率ｄθ／ｄｔに基づいて、出力要求量の変化量が所定程度以上であるか否かの判断を行ったが、当該判断は運転状態が両駆動ＥＶ領域ｂに入った直後のアクセル開度変化率ｄθ／ｄｔや、両駆動ＥＶ領域ｂに入った後の任意の時点におけるアクセル開度変化率ｄθ／ｄｔに基づいて行っても良い。また、当該判断は１サイクルタイム（Δｔ）内におけるアクセル開度変化率ｄθ／ｄｔに基づいて行ったが、複数のサイクルタイムないし任意の所定時間内におけるアクセル開度変化率ｄθ／ｄｔに基づいて行っても良い。また、上記実施形態では閾値Ａを車速に応じて異なる値に設定ないし動的に取得したが、閾値Ａはこのような可変値であっても、あるいは固定値であっても良く、比較に先立って予め定められるものを広く含む。

また、上記実施形態では、内燃機関に連結された第３歯車要素の回転を停止させるように構成された制動手段としてワンウェイクラッチ２１を用いたが、制動手段としては他の構成を採用することが可能である。例えば、制動手段として、図１２に示されるようなオーバードライブ機構１２１を用いても良い。

図１２において、オーバードライブ機構１２１は、出力回転数をエンジン回転数より増大させるための機構であって、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。オーバードライブ機構１２１は、サンギヤＳ１２１と、サンギヤＳ１２１に対して同心円上に配置されたリングギヤＲ１２１と、サンギヤＳ１２１およびリングギヤＲ１２１に噛み合っているピニオンギヤを自転可能および公転可能に保持しているキャリヤＣ１２１とを備えている。そのキャリヤＣ１２１に、エンジン２０から動力が伝達される入力軸２４が連結されている。また、サンギヤＳ１２１とキャリヤＣ１２１とを選択的に連結するクラッチＣ１と、サンギヤＳ１２１を選択的に固定するブレーキＢ１とが設けられている。これらクラッチＣ１及びブレーキＢ１は不図示の油圧回路によって制御され、油圧回路はＨＶ−ＥＣＵ４２から出力される制御油圧に従って動作する。

したがって、ＨＶ−ＥＣＵ４２の制御によって、クラッチＣ１を係合させることにより、オーバードライブ機構１２１の全体が一体となって回転するいわゆる直結段となり、オーバードライブ機構１２１での変速比は「１」になる。これに対して、ブレーキＢ１を係合させてサンギヤＳ１２１の回転を止めれば、キャリヤＣ１２１よりもリングギヤＲ１２１の回転数が高回転数になり、変速比が「１」よりも小さいいわゆるオーバードライブ段となる。また、クラッチＣ１およびブレーキＢ１を共に係合させれば、オーバードライブ機構１２１の全体が固定され、エンジン２０の回転も止められる（この場合に、オーバードライブ機構１２１が本発明における制動手段として機能する）。さらに、クラッチＣ１およびブレーキＢ１を共に解放させれば、サンギヤＳ１２１が自由回転状態になるので、オーバードライブ機構１２１はトルク伝達を行わない。当該変形例によっても、上記実施形態と同様の効果を実現することができる。

本発明は前述の各態様および変形例のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

１ 車両
２０ エンジン
２１ ワンウェイクラッチ
２２ 動力分割機構
２３ 第１モータジェネレータ（ＭＧ１）
３２ 第２モータジェネレータ
４０ モータジェネレータ用電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）
４１ エンジン用電子制御装置（ＥＮＧ−ＥＣＵ）
４２ ハイブリッド用電子制御装置（ＨＶ−ＥＣＵ）
１２１ オーバードライブ機構

Claims (1)

1. 内燃機関と、第１回転電機と、第２回転電機と、
   少なくとも３個の歯車要素からなる差動歯車装置であって、前記第１回転電機に連結された第１歯車要素と、出力軸および前記第２回転電機に連結された第２歯車要素と、前記内燃機関に連結された第３歯車要素とを備えた差動歯車装置と、
   前記第３歯車要素の回転を停止させるように構成された制動手段と、
   を備えたハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の制御装置であって、
   運転状態に応じて前記内燃機関、第１回転電機および第２回転電機を制御して、前記内燃機関および前記第２回転電機を駆動するＨＶモードと、前記第１回転電機および前記第２回転電機を駆動する両駆動ＥＶモードと、前記第２回転電機のみを駆動する単駆動ＥＶモードと、を実行するように構成された走行モード選択手段と、
   単駆動ＥＶモードでの走行中に、両駆動ＥＶモードを選択すべき運転状態が生じた場合であっても、前記ハイブリッド車両への運転者の出力要求量又はその変化量が予め定められた閾値以上である場合には、前記走行モード選択手段による両駆動ＥＶモードの実行を禁止してＨＶモードを選択する両駆動ＥＶモード禁止手段と、
   を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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