JP2022030564A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高負荷で走行する際に、モータの駆動トルクが突然あるいは大きく低下することを抑制できるハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】主駆動力源と、アシストトルクを出力するモータと、モータに電力を供給する蓄電装置とを備え、駆動要求量が所定値以上の場合に、アシストトルクを出力す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、所定の条件が成立していることが判断された場合に、蓄電装置からモータに供給する電力の上限値を、所定の条件が成立していない場合の値より小さい制限値に設定する（ステップＳ１～２）。【選択図】図１２

Description

この発明は、駆動力源としてエンジンとモータとを備えたハイブリッド車両に関するものであり、特に高負荷で走行する際のモータの出力トルクを制御する装置に関するものである。

特許文献１ないし特許文献３には、駆動力源としてエンジンとモータとを備えたハイブリッド車両の制御装置が記載されている。特許文献１に記載されたハイブリッド車両の制御装置は、理論空燃比より大きい空燃比でエンジンを作動させるリーンバーン運転を行うように構成されている。また、リーンバーン運転する際には、燃費が向上する反面、トルクが不足するおそれがあるため、併せてモータによってトルクをアシストするように構成されている。なお、モータに電力を供給する蓄電装置の充電残量が所定値以下であることにより、トルクのアシストができない場合には、アクセル操作量に対するエンジンのスロットル開度を所定量大きくする。

また、特許文献２に記載されたハイブリッド車両の制御装置は、アクセルをオフした際に、所定の車速を維持するためにモータで駆動トルクをアシストするように構成されている。また、その駆動トルクのアシスト量は、バッテリの充電残量に基づいて決定するように構成されている。

なお、特許文献３に記載されたハイブリッド車両の制御装置は、加速する際のエンジン音を低減させるために、エンジンとモータとの出力トルクの配分のうち、モータの配分を大きくするように構成されている。

特許第４０７５９５９号公報 特開２００５－１６０２５２号公報 特開２００４－０３２９０４号公報

特許文献１ないし特許文献３に記載されているようにエンジンに加えてモータを駆動すれば、燃料の消費量を特に増大させずに駆動トルクを大きくしたり、音響的な加速感を増大させることができる。その場合、モータをバッテリなどの蓄電装置の電力で駆動するとすれば、モータの駆動中に充電残量が下限値に達することによりモータに給電できなくなり、その時点で、モータを駆動することによる効果、すなわち駆動力の増大効果や音響効果などが突然失われることになる。例えばアクセルペダルを大きく踏み込んで登坂路を走行し、あるいはトレーラーハウス等を繋いでトーイング走行しているなどの高負荷で走行する場合、モータによる駆動トルクのアシストが行われていれば駆動トルクが特には不足することなく走行するものの、その過程で蓄電装置の充電残量の低下などによってモータによる駆動トルクのアシストが行われなくなると、その時点で、モータによるアシストトルクが失われて、駆動トルクが突然（あるいは大きく）低下する事態が生じる。運転者は、そのような駆動トルクの突然の低下を知り得ないのであるから、駆動トルクの低下を何らかの異常として感じ取り、また故障の発生の疑義を抱く可能性がある。なお、充電残量の低下によってモータトルクが失われる場合に、エンジン出力を増大させれば、駆動トルクを従前程度に維持もしくは確保することができる。しかしながら、そのようなエンジン出力の変化は、運転者の意図した何らかの操作に基づく変化ではないから、運転者に違和感や故障の疑義を与える可能性がある。

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、車両が所定の負荷より大きい高負荷で走行する際に、モータの駆動トルクが突然あるいは大きく低下することを抑制できる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。

上記の目的を達成するために、この発明は、主駆動力源と、前記主駆動力源から出力された駆動トルクに付加するアシストトルクを出力するモータと、前記モータに電力を供給する蓄電装置とを備えたハイブリッド車両であって、駆動要求量が所定値以上の場合に、前記蓄電装置から前記モータに電力を供給して前記アシストトルクを出力す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、前記モータの出力トルクを制御するコントローラを有し、前記コントローラは、前記駆動要求量が前記所定値以上でかつ予め定めた所定の条件の成立を判断する判断器と、前記所定の条件が成立していることが前記判断器によって判断された場合に、前記蓄電装置から前記モータに供給する電力の上限値を、前記所定の条件が成立していない場合の値より小さい制限値に設定する制限器とを備えていることを特徴とするものである。

また、この発明では、前記判断器は、前記所定の条件が成立することを予測するように構成され、前記制限器は、前記所定の条件が成立することが予測された場合に、前記蓄電装置から前記モータに供給する電力の上限値を、前記制限値に設定するように構成されてよい。

また、この発明では、前記所定の条件は、所定の車速での前記駆動要求量が予め定めた基準要求量以上であってよい。

また、この発明では、前記所定の条件は、前記ハイブリッド車両に牽引物が連結されていること、所定の勾配以上の登坂路の継続距離が予め定めた所定距離以上であること、前記ハイブリッド車両が走行する箇所の海抜高度が予め定めた高度以上であること、前記ハイブリッド車両の積載量が予め定めた基準重量以上であることの少なくともいずれか一つを含んでよい。

また、この発明では、前記制限値は、前記所定の勾配以上の登坂路の継続距離が長いほど、前記高度が高いほど、あるいは、前記積載量が大きいほど小さくてよい。

また、この発明では、前記所定の条件は、前記蓄電装置における充電残量に応じて変化する条件であってよい。

また、この発明では、前記主駆動力源はエンジンであり、前記モータは、第１モータと第２モータとを含み、前記ハイブリッド車両は、前記エンジンが連結されている第１回転要素と、前記第１モータが連結されている第２回転要素と、第３回転要素とによって差動作用を行う第１差動機構と、前記第２モータおよび駆動輪が連結されている第４回転要素と、前記第３回転要素に連結されている第５回転要素と、第６回転要素とによって差動作用を行う第２差動機構と、前記第１回転要素と前記第６回転要素とを連結し、またその連結を解く第１係合機構と、前記第４回転要素と前記第５回転要素と前記第６回転要素とのうち少なくともいずれか二つの回転要素を連結し、またその連結を解く第２係合機構とを更に備え、前記第１係合機構を係合かつ前記第２係合機構を解放することにより第１ＨＶ走行モードを設定し、前記第１係合機構を解放かつ前記第２係合機構を係合することにより第２ＨＶ走行モードを設定するように構成されてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記所定の条件が成立している場合に、前記第１ＨＶ走行モードと前記第２ＨＶ走行モードとのうち、前記エンジンの上限パワーが大きい走行モードを選択するように構成されてよい。

また、この発明では、前記上限パワーは、前記差動機構を構成する部材の特性によって求まる前記エンジンの上限回転数と、前記エンジンの上限トルクとから求めるように構成されてよい。

そして、この発明では、前記コントローラは、前記所定の条件が成立している状態から前記所定の条件が成立しない状態になった場合に、前記制限値の設定を解除するように構成されてよい。

この発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、トレーラハウスなど牽引物を牽引している場合、高地を走行している場合などの所定の条件（高負荷走行の条件）が成立する場合には、蓄電装置からモータに供給する電力の上限値を通常より制限する制限値に設定するように構成されている。蓄電装置の充電残量は、蓄電装置からの持ち出し量に応じたものとなる。そのため、蓄電装置の持ち出し量が制限されている場合には、蓄電装置の充電残量の低下率も小さくなる。そのため、高負荷で走行する場合であっても、モータからの出力を維持でき、その結果、車速や駆動力が突然低下することを回避もしくは抑制できる。また、車速や駆動力が大きく低下することを回避もしくは抑制できることにより、運転者のアクセル操作に応じた（あるいはそれに相当する）車速や駆動力を維持できるため、車速や駆動力が低下することを要因とする違和感や不快感が生じることを回避もしくは抑制できる。

この発明で対象とする車両の一例を説明するためのスケルトン図である。 電子制御装置（ECU）の構成を説明するためのブロック図である。 各走行モードでのクラッチ機構、ブレーキ機構の係合および解放の状態、モータの運転状態、エンジンの駆動の有無をまとめて示す図表である。 HV-Hiモードでの動作状態を説明するための共線図である。 HV-Loモードでの動作状態を説明するための共線図である。 直結モードでの動作状態を説明するための共線図である。 EV-Loモードでの動作状態を説明するための共線図である。 EV-Hiモードでの動作状態を説明するための共線図である。 シングルモードでの動作状態を説明するための共線図である。 CSモードが選択されている際に各走行モードを定めるためのマップの一例を示す図である。 CDモードが選択されている際に各走行モードを定めるためのマップの一例を示す図である。 この発明の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。 電力上限値を説明するための図である。 図１２に示す制御例を実行した場合における各パラメータの変化を説明するためのタイムチャートである。 この発明の実施形態における他の制御例を説明するためのフローチャートである。 HV-LoモードおよびHV-Hiモードのエンジンパワーと車速との関係を説明するための図である。 この発明で対象とする車両の他の例を説明するためのスケルトン図である。 図１４のタイムチャートと比較する例（比較例）を説明するためのフローチャートである。

この発明を図に示す実施形態に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態はこの発明を具体化した場合の一例に過ぎないのであって、この発明を限定するものではない。この発明の実施形態におけるハイブリッド車両（以下、車両と記す）Ｖｅの一例を図１を参照して説明する。図１は、前輪（駆動輪）１Ｒ，１Ｌを駆動するための駆動装置２を示し、駆動装置２は、主駆動力源であるエンジン（ＥＮＧ）３と、トルクを付加してアシストするモータ４，５とをとして備えたいわゆる２モータタイプの駆動装置である。第１モータ４は発電機能のあるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ：ＭＧ１）によって構成され、エンジン３の回転数を第１モータ４によって制御するとともに、第１モータ４で発電した電力により第２モータ５を駆動し、その第２モータ５が出力するトルクを走行のための駆動力に加えるように構成されている。なお、第２モータ５は発電機能のあるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ：ＭＧ２）によって構成することができる。

エンジン３には、この発明の実施形態における差動機構に相当する動力分割機構６が連結されている。この動力分割機構６は、エンジン３が出力したトルクを第１モータ４側と出力側とに分割する機能を主とする分割部７と、そのトルクの分割率を変更する機能を主とする変速部８とにより構成されている。

分割部７は、三つの回転要素によって差動作用を行う構成であればよく、遊星歯車機構を採用することができる。図１に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構（第１差動機構）によって構成されている。図１に示す分割部７は、サンギヤ９と、サンギヤ９に対して同心円上に配置された、内歯歯車であるリングギヤ１０と、これらサンギヤ９とリングギヤ１０との間に配置されてサンギヤ９とリングギヤ１０とに噛み合っているピニオンギヤ１１と、ピニオンギヤ１１を自転および公転可能に保持するキャリヤ１２とを有している。なお、キャリヤ１２がこの発明の実施形態における「第１回転要素」に相当し、サンギヤ９がこの発明の実施形態における「第２回転要素」に相当し、リングギヤ１０がこの発明の実施形態における「第３回転要素」に相当する。

エンジン３が出力した動力が前記キャリヤ１２に入力されるように構成されている。具体的には、エンジン３の出力軸１３に、動力分割機構６の入力軸１４が連結され、その入力軸１４がキャリヤ１２に連結されている。なお、キャリヤ１２と入力軸１４とを直接連結する構成に替えて、歯車機構などの伝動機構（図示せず）を介してキャリヤ１２と入力軸１４とを連結してもよい。また、その出力軸１３と入力軸１４との間にダンパ機構やトルクコンバータなどの機構（図示せず）を配置してもよい。

サンギヤ９に第１モータ４が連結されている。図１に示す例では、分割部７および第１モータ４は、エンジン３の回転中心軸線と同一の軸線上に配置され、第１モータ４は分割部７を挟んでエンジン３とは反対側に配置されている。さらに、変速部８が、この分割部７とエンジン３との間で、これら分割部７およびエンジン３と同一の軸線上に、その軸線の方向に並んで配置されている。

変速部８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。すなわち、変速部８は、上記の分割部７と同様に、サンギヤ１５と、サンギヤ１５に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ１６と、これらサンギヤ１５とリングギヤ１６との間に配置されてこれらサンギヤ１５およびリングギヤ１６に噛み合っているピニオンギヤ１７と、ピニオンギヤ１７を自転および公転可能に保持しているキャリヤ１８とを有している。したがって、変速部８は、サンギヤ１５、リングギヤ１６、およびキャリヤ１８の三つの回転要素によって差動作用を行う差動機構（第２差動機構）となっている。この変速部８におけるサンギヤ１５に分割部７におけるリングギヤ１０が連結されている。また、変速部８におけるリングギヤ１６に、出力ギヤ１９が連結されている。なお、上記のリングギヤ１６がこの発明の実施形態における「第４回転要素」に相当し、サンギヤ１５がこの発明の実施形態における「第５回転要素」に相当し、キャリヤ１８がこの発明の実施形態における「第６回転要素」に相当する。

上記の分割部７と変速部８とが複合遊星歯車機構を構成するように第１クラッチ機構（第１係合機構）CL1が設けられている。第１クラッチ機構CL1は、変速部８におけるキャリヤ１８を、分割部７におけるキャリヤ１２および入力軸１４に選択的に連結するように構成されている。具体的には、第１クラッチ機構CL1は、互いに係合することによりトルクを伝達し、また互いに解放することによりトルクを遮断する回転部材１２ａ，１２ｂを有している。一方の回転部材１２ａは入力軸１４に連結され、他方の回転部材１２ｂはキャリヤ１８に連結されている。この第１クラッチ機構CL1は、湿式多板クラッチなどの摩擦式のクラッチ機構であってもよく、あるいはドグクラッチなどの噛み合い式のクラッチ機構であってもよい。または、制御信号が入力されることにより連結状態と解放状態とを切り替え、かつ制御信号が入力されていない場合に、制御信号が入力されなくなる直前の状態（連結状態または解放状態）を維持するように構成されたいわゆるノーマルステイ型のクラッチ機構であってもよい。この第１クラッチ機構CL1を係合させることにより分割部７におけるキャリヤ１２と変速部８におけるキャリヤ１８とが連結されてこれらが入力要素となり、また分割部７におけるサンギヤ９が反力要素となり、さらに変速部８におけるリングギヤ１６が出力要素となった複合遊星歯車機構が形成される。すなわち、入力軸１４と第１モータ４の出力軸４ａと、後述するドリブンギヤ２１とが差動回転できるように複合遊星歯車機構が構成されている。

さらに、変速部８の全体を一体化させるための第２クラッチ機構（第２係合機構）CL2が設けられている。この第２クラッチ機構CL2は、変速部８におけるキャリヤ１８とリングギヤ１６もしくはサンギヤ１５、あるいはサンギヤ１５とリングギヤ１６とを連結するなどの少なくともいずれか二つの回転要素を連結するためのものであって、摩擦式、噛み合い式、あるいは、ノーマルステイ型のクラッチ機構によって構成することができる。図１に示す例では、第２クラッチ機構CL2は、変速部８におけるキャリヤ１８とリングギヤ１６とを連結するように構成されている。具体的には、第２クラッチ機構CL2は、互いに係合することによりトルクを伝達し、また互いに解放することによりトルクを遮断する回転部材１８ａ，１８ｂを有している。一方の回転部材１８ａはキャリヤ１８に連結され、他方の回転部材１８ｂはリングギヤ１６に連結されている。

上記のエンジン３や分割部７あるいは変速部８の回転中心軸線と平行にカウンタシャフト２０が配置されている。前記出力ギヤ１９に噛み合っているドリブンギヤ２１がこのカウンタシャフト２０に取り付けられている。また、カウンタシャフト２０にはドライブギヤ２２が取り付けられており、このドライブギヤ２２が終減速機であるデファレンシャルギヤユニット２３におけるリングギヤ２４に噛み合っている。さらに、前記ドリブンギヤ２１には、第２モータ５におけるロータシャフト２５に取り付けられたドライブギヤ２６が噛み合っている。したがって、前記出力ギヤ１９から出力された動力もしくはトルクに、第２モータ５が出力した動力もしくはトルクを、上記のドリブンギヤ２１の部分で加えるように構成されている。このようにして合成された動力もしくはトルクをデファレンシャルギヤユニット２３から左右のドライブシャフト２７に出力し、その動力やトルクが前輪１Ｒ，１Ｌに伝達されるように構成されている。

なお、駆動装置２には、第１モータ４を走行のための駆動力源とする場合に、エンジン３の回転を止めるための摩擦式あるいは噛み合い式のブレーキ機構（第３係合機構）B1が設けられている。すなわち、ブレーキ機構B1は所定の固定部と出力軸１３または入力軸１４との間に設けられ、係合して出力軸１３または入力軸１４を固定することにより、分割部７におけるキャリヤ１２や、変速部８におけるキャリヤ１８を反力要素として機能させ、分割部７におけるサンギヤ９を入力要素として機能させることができるように構成されている。なお、ブレーキ機構B1は、第１モータ４が駆動トルクを出力した場合に、反力トルクを発生させることができればよく、出力軸１３または入力軸１４を完全に固定する構成に限らず、要求される反力トルクを出力軸１３または入力軸１４に作用させることができればよい。または、出力軸１３や入力軸１４が、エンジン３がその駆動時に回転する方向とは逆方向に回転することを禁止するワンウェイクラッチをブレーキ機構B1として設けてもよい。

第１モータ４にインバータやコンバータなどを備えた第１電力制御装置２８が接続され、第２モータ５にインバータやコンバータなどを備えた第２電力制御装置２９が接続され、それらの各電力制御装置２８，２９は、リチウムイオン電池、キャパシタ、全固体電池などから構成された蓄電装置（以下、バッテリとも記す）３０に電気的に連結されている。また、上記第１電力制御装置２８と第２電力制御装置２９とが相互に電力を供給できるように構成されている。具体的には、第１モータ４が反力トルクを出力することに伴って発電機として機能する場合には、第１モータ４で発電された電力を第２モータ５に供給することができるように構成されている。

なお、上記の蓄電装置３０は、上述したようにリチウムイオン電池、キャパシタ、全固体電池などによって構成される。それら蓄電装置３０は、それぞれ特性が異なるから、車両Ｖｅは、蓄電装置３０を単一種類の装置から構成することに限られず、複数の蓄電装置３０を、各装置の特性を考慮して組み合わせて構成してもよい。

上記の各電力制御装置２８，２９におけるインバータやコンバータ、エンジン３、各クラッチ機構CL1，CL2およびブレーキ機構B1を制御するための電子制御装置（ECU）３１が設けられている。このECU３１は、この発明の実施形態における「コントローラ」に相当するものであり、マイクロコンピュータを主体にして構成されている。図２は、ECU３１の構成の一例を説明するためのブロック図である。図２に示す例では、統合ECU３２、MG-ECU３３、エンジンECU３４、および、クラッチECU３５によりECU３１が構成されている。

統合ECU３２は、車両Ｖｅに搭載された種々のセンサから入力されたデータと、予め記憶されているマップや演算式などとに基づいて演算を行い、その演算結果を、MG-ECU３３、エンジンECU３４、およびクラッチECU３５に指令信号を出力するように構成されている。統合ECU３２に入力される各種センサからのデータの一例を図２に示してある。車速、アクセル開度、第１モータ(MG1)４の回転数、第２モータ(MG2)５の回転数、エンジン３の出力軸１３の回転数（エンジン回転数）、変速部８におけるカウンタシャフト２０の回転数である出力回転数、各クラッチ機構CL1，CL2やブレーキ機構B1に設けられたピストン（アクチュエータ）のストローク量、蓄電装置３０の温度、各電力制御装置２８，２９の温度、第１モータ４の温度、第２モータ５の温度、分割部７や変速部８などを潤滑するオイル（ＡＴＦ）の温度、蓄電装置３０の充電残量（SOC）、牽引スイッチ信号、海抜高度（標高）、路面の勾配角などのデータが、統合ECU３２に入力される。また、統合ECU３２は、図２に示すように、車両Ｖｅの負荷を判断する判断器として機能する車両負荷判断部３２ａ、蓄電装置３０の上限出力を通常走行の際に通常値に設定する通常時電力出力部３２ｂと、および、蓄電装置３０の上限出力を高負荷で走行する際に制限値に設定する制限器として機能する高負荷時電力出力部３２ｃを備えている。

そして、統合ECU３２に入力されたデータなどに基づいて第１モータ４の運転状態（出力トルクや回転数）、第２モータ５の運転状態（出力トルクや回転数）を求めて、それらの求められたデータを指令信号としてMG-ECU３３に出力する。同様に、統合ECU３２に入力されたデータなどに基づいてエンジン３の運転状態（出力トルクや回転数）を求めて、その求められたデータを指令信号としてエンジンECU３４に出力する。同様に、統合ECU３２に入力されたデータなどに基づいて各クラッチ機構CL1，CL2、およびブレーキ機構B1の伝達トルク容量（「０」を含む）を求めて、それらの求められたデータを指令信号としてクラッチECU３５に出力する。

MG-ECU３３は、上記のように統合ECU３２から入力されたデータに基づいて各モータ４，５に通電するべき電流値を求めて、各モータ４，５に指令信号を出力する。各モータ４，５は、交流式のモータであるから、上記の指令信号は、インバータで生成するべき電流の周波数や、コンバータで昇圧するべき電圧値などが含まれる。

エンジンECU３４は、上記のように統合ECU３２から入力されたデータに基づいて電子スロットルバルブの開度を定めるための電流値やパルス数、点火装置で燃料を着火するための電流値やパルス数、EGR（Exhaust Gas Recirculation）バルブの開度を定めるための電流値やパルス数、吸気バルブや排気バルブの開度を定めるための電流値やパルス数などの指令値を求め、それぞれのバルブや装置に指令信号を出力する。すなわち、エンジン３の出力（パワー）や、エンジン３の出力トルク、もしくはエンジン回転数を制御するための指示信号を、エンジンECU３４から出力する。

クラッチECU３５は、上記のように統合ECU３２から入力されたデータに基づいて各クラッチ機構CL1，CL2およびブレーキ機構B1の係合圧を定めるアクチュエータに通電するべき指令値を求めて、それぞれのアクチュエータに指令信号を出力する。

上記の駆動装置２は、エンジン３から駆動トルクを出力して走行するＨＶ走行モードと、エンジン３から駆動トルクを出力することなく、第１モータ４や第２モータ５から駆動トルクを出力して走行するＥＶ走行モードとを設定することが可能である。さらに、ＨＶ走行モードは、第１モータ４を低回転数で回転させた場合（「０」回転を含む）において、変速部８のリングギヤ１６の回転数よりもエンジン３（または入力軸１４）の回転数が高回転数となるHV-Loモードと、変速部８のリングギヤ１６の回転数よりもエンジン３（または入力軸１４）の回転数が低回転数となるHV-Hiモードと、変速部８のリングギヤ１６の回転数とエンジン３（または入力軸１４）の回転数が同一である直結モード（固定段モード）とを設定することが可能である。なお、HV-LoモードとHV-Hiモードとでは、トルクの増幅率はHV-Loモードの方が大きくなる。

またさらに、ＥＶ走行モードは、第１モータ４および第２モータ５から駆動トルクを出力するデュアルモードと、第１モータ４から駆動トルクを出力せずに第２モータ５のみから駆動トルクを出力するシングルモード（切り離しモード）とを設定することが可能である。更にデュアルモードは、第１モータ４から出力されたトルクの増幅率が比較的大きいEV-Loモードと、第１モータ４から出力されたトルクの増幅率がEV-Loモードより小さいEV-Hiモードとを設定することが可能である。なお、シングルモードでは、第１クラッチ機構CL1を係合した状態で第２モータ５のみから駆動トルクを出力して走行することや、第２クラッチ機構CL2を係合した状態で第２モータ５のみから駆動トルクを出力して走行すること、あるいは各クラッチ機構CL1，CL2を解放した状態で第２モータ５のみから駆動トルクを出力して走行することが可能である。

それらの各走行モードは、第１クラッチ機構CL1、第２クラッチ機構CL2、ブレーキ機構B1、およびエンジン３、各モータ４，５を制御することにより設定される。図３に、これらの走行モードと、各走行モードにおける、第１クラッチ機構CL1、第２クラッチ機構CL2、ブレーキ機構B1の係合および解放の状態、第１モータ４および第２モータ５の運転状態、エンジン３からの駆動トルクの出力の有無の一例を図表として示してある。図中における「●」のシンボルは係合している状態を示し、「－」のシンボルは解放している状態を示し、「Ｇ」のシンボルは主にジェネレータとして運転することを意味し、「Ｍ」のシンボルは主にモータとして運転することを意味し、空欄はモータおよびジェネレータとして機能していない、または第１モータ４や第２モータ５が駆動のために関与していない状態を意味し、「ON」はエンジン３から駆動トルクを出力している状態を示し、「OFF」はエンジン３から駆動トルクを出力していない状態を示している。

各走行モードを設定した場合における動力分割機構６の各回転要素の回転数、およびエンジン３、各モータ４，５のトルクの向きを説明するための共線図を図４ないし図９に示している。共線図は、動力分割機構６における各回転要素を示す直線をギヤ比の間隔をあけて互いに平行に引き、これらの直線に直交する基線からの距離をそれぞれの回転要素の回転数として示す図であり、それぞれの回転要素を示す直線に重ねてある矢印がトルクの向きを示すとともに、そのトルクの大きさを矢印の長さで示している。

図４に示すようにHV-Hiモードでは、エンジン３から駆動トルクを出力し、第２クラッチ機構CL2を係合するとともに、第１モータ４から反力トルクを出力する。また、図５に示すようにHV-Loモードでは、エンジン３から駆動トルクを出力し、第１クラッチ機構CL1を係合するとともに、第１モータ４から反力トルクを出力する。上記HV-HiモードやHV-Loモードが設定されている場合の第１モータ４の回転数は、エンジン３の燃費や第１モータ４の駆動効率などを考慮した駆動装置２全体としての効率（消費エネルギー量を前輪１Ｒ，１Ｌのエネルギー量で除算した値）が最も良好となるように制御される。上記の第１モータ４の回転数は無段階に連続的に変化させることができ、その第１モータ４の回転数と車速とに基づいてエンジン回転数が定まる。したがって、動力分割機構６は、無段変速機として機能できる。

上記のように第１モータ４から反力トルクを出力することにより、第１モータ４が発電機として機能する場合には、エンジン３の動力の一部が第１モータ４により電気エネルギーに変換される。そして、エンジン３の動力から第１モータ４により電気エネルギーに変換された動力分を除いた動力が変速部８におけるリングギヤ１６に伝達される。その第１モータ４から出力する反力トルクは、動力分割機構６を介してエンジン３から第１モータ４側に伝達されるトルクの分割率に応じて定められる。この動力分割機構６を介してエンジン３から第１モータ４側に伝達されるトルクと、リングギヤ１６側に伝達されるトルクとの比、すなわち動力分割機構６におけるトルクの分割率は、HV-LoモードとHV-Hiモードとで異なる。

具体的には、第１モータ４側に伝達されるトルクを「１」とした場合、HV-Loモードではリングギヤ１６側に伝達されるトルクの割合であるトルク分割率は、「１／（ρ１×ρ２）」となり、HV-Hiモードではそのトルク分割率は、「１／ρ１」となる。すなわち、エンジン３から出力されたトルクのうちリングギヤ１６に伝達されるトルクの割合は、HV-Loモードでは、「１／（１－（ρ１×ρ２））」となり、HV-Hiモードでは、「１／（ρ１＋１）」となる。ここで、「ρ１」は分割部７のギヤ比（リングギヤ１０の歯数とサンギヤ９の歯数との比率）であり、「ρ２」は変速部８のギヤ比（リングギヤ１６の歯数とサンギヤ１５の歯数との比率）である。なお、ρ１およびρ２は、「１」よりも小さい値である。したがって、HV-Loモードが設定されている場合には、HV-Hiモードが設定されている場合と比較して、リングギヤ１６に伝達されるトルクの割合が大きくなる。

なお、エンジン３の出力を増大させてエンジン３の回転数を増大させている場合には、エンジン３の出力のうちエンジン３の回転数を増大させるために要したパワーを減じたパワーに相当するトルクが、エンジン３から出力されるトルクとなる。そして、第１モータ４により発電された電力が第２モータ５に供給される。その場合、必要に応じて蓄電装置３０に充電されている電力も第２モータ５に供給される。なお、上述のHV-Loモードが、この発明の実施形態における「第１ＨＶ走行モード」に相当し、HV-Hiモードが、この発明の実施形態における「第２ＨＶ走行モード」に相当する。

直結モードでは、各クラッチ機構CL1，CL2が係合されることにより、図６に示すように動力分割機構６における各回転要素が同一回転数で回転する。すなわち、エンジン３の動力の全てが動力分割機構６から出力される。言い換えると、エンジン３の動力の一部が、第１モータ４や第２モータ５により電気エネルギーに変換されることがない。したがって、電気エネルギーに変換する際に生じるジュール損などを要因とした損失がないため、動力の伝達効率が良好になる。

さらに、図７および図８に示すようにEV-LoモードとEV-Hiモードとでは、ブレーキ機構B1を係合するとともに各モータ４，５から駆動トルクを出力して走行する。具体的には、図７に示すようにEV-Loモードでは、ブレーキ機構B1および第１クラッチ機構CL1を係合するとともに、各モータ４，５から駆動トルクを出力して走行する。すなわち、ブレーキ機構B1により、出力軸１３またはキャリヤ１２が回転することを制限するための反力トルクを作用させる。その場合における第１モータ４の回転方向は、正方向になり、かつ出力トルクの向きは、その回転数を増大させる方向となる。また、図８に示すようにEV-Hiモードでは、ブレーキ機構B1および第２クラッチ機構CL2を係合するとともに、各モータ４，５から駆動トルクを出力して走行する。すなわち、ブレーキ機構B1により、出力軸１３またはキャリヤ１２が回転することを制限するための反力トルクを作用させる。その場合における第１モータ４の回転方向は、エンジン３の回転方向（正方向）とは反対方向（負方向）になり、かつ出力トルクの向きは、その回転数を増大させる方向となる。

また、変速部８のリングギヤ１６の回転数と第１モータ４の回転数との回転数比は、EV-Loモードの方がEV-Hiモードよりも大きくなる。すなわち、同一車速で走行している場合には、EV-Loモードを設定する場合の方が、EV-Hiモードを設定する場合よりも第１モータ４の回転数が高回転数になる。つまり、EV-Loモードの方が、EV-Hiモードよりも減速比が大きい。そのため、EV-Loモードを設定することにより大きな駆動力を得ることができる。なお、上記のリングギヤ１６の回転数は、出力部材（あるいは出力側）の回転数であって、図１のギヤトレーンでは、便宜上リングギヤ１６から駆動輪までの各部材のギヤ比は１とする。そして、シングルモードでは、図９に示すように第２モータ５のみから駆動トルクを出力しており、かつ各クラッチ機構CL1，CL2が解放されていることにより、動力分割機構６の各回転要素は停止した状態になる。したがって、エンジン３や第１モータ４を連れ回すことによる動力損失を低減することができる。

蓄電装置３０の充電残量（SOC）、車速、要求駆動力などに基づいて上記の各走行モードを定めるように構成されている。この発明の実施形態では、蓄電装置３０の充電残量を維持するように各走行モードを設定するCS（Charge Sustain）モードと、蓄電装置３０に充電された電力を積極的に使用するCD（Charge Depleting）モードとを、蓄電装置３０の充電残量に応じて選択するように構成されている。具体的には、蓄電装置３０の充電残量が低下している場合などに、CSモードを選択し、蓄電装置３０の充電残量が比較的多い場合などにCDモードを選択するように構成されている。

図１０には、CSモードが選択されている際に各走行モードを定めるためのマップの一例を示している。このマップの横軸は車速を示し、縦軸は要求駆動力を示している。なお、車速は車速センサにより検出されたデータから求めることができ、要求駆動力はアクセル開度センサにより検出されたデータから求めることができる。

図１０に示す例では、前進走行しており、要求駆動力が比較的小さい場合（減速要求を含む）に、シングルモードを設定するように構成されている。このシングルモードを設定する領域は、第２モータ５の特性に基づいて定められている。なお、シングルモードを設定する領域にハッチングを付してある。

また、前進走行しており、かつ要求駆動力が比較的大きい場合には、ＨＶ走行モードが設定される。なお、ＨＶ走行モードは、低車速域から高車速域に亘って駆動力を出力できるため、蓄電装置３０の充電残量が下限値近傍となった場合などには、シングルモードが設定されるべき領域であっても、ＨＶ走行モードを設定することがある。

さらに、ＨＶ走行モードを設定する場合においては、車速と要求駆動力に応じてHV-LoモードやHV-Hiモード、あるいは直結モードのいずれかのモードを選択するように構成されている。具体的には、比較的低車速の場合や要求駆動力が比較的大きい場合に、HV-Loモードが選択され、比較的高車速でかつ要求駆動力が比較的小さい場合に、HV-Hiモードが選択され、車両Ｖｅの運転状態がHV-LoモードとHV-Hiモードとを設定する領域の間の運転点（車速と要求駆動力とに基づいた値）の場合に、直結モードが選択されるように構成されている。

また、上記のHV-Loモード、直結モード、HV-Hiモードは、図１０に示す各ラインを運転点が横切ることにより切り替えるように構成されている。具体的には、図１０における「Lo←Fix」のラインを運転点が図１０における右側から左側に向けて横切って変化した場合や、下側から上側に向けて横切って変化した場合に、直結モードからHV-Loモードに切り替えるように構成され、「Lo→Fix」のラインを運転点が左側から右側に向けて横切って変化した場合や、上側から下側に向けて横切って変化した場合に、HV-Loモードから直結モードに切り替えるように構成されている。同様に、図１０における「Fix←Hi」のラインを運転点が右側から左側に向けて横切って変化した場合や、下側から上側に向けて横切って変化した場合に、HV-Hiモードから直結モードに切り替えるように構成され、「Fix→Hi」のラインを運転点が左側から右側に向けて横切って変化した場合や、上側から下側に向けて横切って変化した場合に、直結モードからHV-Hiモードに切り替えるように構成されている。

図１１には、CDモードが選択されている際に各走行モードを定めるためのマップの一例を示している。このマップの横軸は車速を示し、縦軸は要求駆動力を示している。なお、車速は車速センサにより検出されたデータから求めることができ、要求駆動力はアクセル開度センサにより検出されたデータから求めることができる。

図１１に示す例では、前進走行しており、要求駆動力が第１駆動力F1よりも小さい場合（減速要求を含む）に、シングルモードを設定するように構成されている。このシングルモードを設定する領域は、第２モータ５の特性などに基づいて定められている。なお、シングルモードを設定する領域にハッチングを付してある。

また、前進走行しており、かつ要求駆動力が第１駆動力F1よりも大きい場合には、デュアルモードが設定される。さらに、第１車速V1よりも高車速である場合や、第２車速V2よりも高車速でありかつ要求駆動力が第２駆動力F2よりも大きい場合には、ＨＶ走行モードが設定される。なお、ＨＶ走行モードは、低車速域から高車速域に亘って駆動力を出力できるため、蓄電装置３０の充電残量が下限値近傍となった場合などには、シングルモードやデュアルモードが設定されるべき領域であっても、ＨＶ走行モードを設定することがある。

さらに、ＨＶ走行モードを設定する場合においては、車速と要求駆動力に応じてHV-LoモードやHV-Hiモード、あるいは直結モードのいずれかの走行モードを選択するように構成されている。具体的には、比較的低車速の場合や要求駆動力が比較的大きい場合に、HV-Loモードが選択され、比較的高車速でかつ要求駆動力が比較的小さい場合に、HV-Hiモードが選択され、車両Ｖｅの走行状態がHV-LoモードとHV-Hiモードとを設定する領域の間の運転点（車速と要求駆動力とに基づいた値）の場合に、直結モードが選択されるように構成されている。

また、上記のHV-Loモード、直結モード、HV-Hiモードの各走行モードは、図１１に示す各ラインを横切って運転点が変化することにより切り替えられるように構成されている。具体的には、図１１における「Lo⇔Fix」のラインを運転点が横切って変化した場合に、直結モードとHV-Loモードとが相互に切り替えられるように構成されている。同様に、図１１における「Fix⇔Hi」のラインを運転点が横切って変化した場合に、HV-Hiモードと直結モードとが相互に切り替えられるように構成されている。

なお、図１０や図１１に示す走行モードを設定する領域や、ＨＶ走行モードを設定する条件下におけるモードの切り替えを行うためのラインは、駆動装置２を構成する各部材の温度や、蓄電装置３０あるいは電力制御装置２８，２９の温度、もしくは蓄電装置３０の充電残量などに応じて変動するように構成してもよい。

このように構成された車両Ｖｅは、上述したように複数の走行モードの設定が可能であって、アクセル開度や要求駆動力に応じて走行モードを切り替える。例えば、高負荷で走行することが要求される場合には、ＨＶ走行を設定し、すなわちエンジン３の駆動トルクに第２モータ５の駆動トルク（アシストトルク）を付加して走行する。その場合、第２モータ５をバッテリ３０の電力で駆動するとすれば、第２モータ５の駆動中に充電残量が下限値に達することにより第２モータ５に給電できなくなり、その時点で、モータを駆動することによる効果、すなわち駆動力や車速の増大効果などが突然失われることになる。なお、高負荷でない平坦路等であれば、エンジン３の余剰の出力によってバッテリ３０を充電したり、各モータ４，５の回生によってバッテリ３０の充電を行うことができるものの、高負荷による走行を連続的あるいは繰り返し行う場合には、常にバッテリ３０に負荷が掛かり続けることになるので、バッテリ３０の充電残量が低下し、第２モータ５のアシストトルクが失われることになる。その場合には、運転者としては、同じアクセル操作をしているにも拘わらず、駆動力や車速が突然低下するなどして、違和感や不快感となる。そこで、この発明の実施形態では、そのような高負荷で走行する際の、駆動力や車速が突然低下することを抑制するように構成されている。

図１２は、その制御の一例を示すフローチャートであり、所定の条件が成立する場合に、バッテリ３０の上限出力を通常時に比べて制限するように構成されている。なお、この制御例は、所定の短時間毎に繰り返し実行される。先ず、現在の車両Ｖｅの負荷が予め定められた所定負荷より大きいか否か、あるいは、車両Ｖｅの負荷が、その所定負荷を超えることの予測がされるか否かを判断する（ステップＳ１）。上述したように、この発明の実施形態では、車両Ｖｅの負荷が大きくなると、バッテリ３０の充電残量が低下することで第２モータ５の駆動トルクが低下し、車速や車両全体としての駆動力が大きく低下することがある。そのため、このステップＳ１では、車両Ｖｅの負荷について、現在の状態を検出し、ならびに、将来の状態を予測するように構成されている。

車両Ｖｅの負荷が大きいか否かの判断は、例えば、所定の車速での駆動要求量が予め定めた基準要求量（あるいは基準要求範囲）以上であるか否か、車両Ｖｅとトレーラーハウスなどの牽引物とが連結されているか否か（牽引信号が検出されているか否か）、牽引スイッチがＯＮされているか否か、所定の路面勾配以上の登坂路の継続距離が予め定めた所定距離以上であるか否か、海抜高度（標高）が予め定めた所定高度以上の高地であるか否か、車両Ｖｅの積載量が予め定めた基準重量以上であるか否かなど所定の条件によって判断される。すなわち、所定の車速での要求駆動量が基準要求量である場合、車両Ｖｅと牽引物とが連結されている場合、あるいは、牽引スイッチがＯＮされている場合には、車両Ｖｅの負荷が所定負荷より大きいと判断され、このステップＳ１で肯定的に判断される。同様に、路面の勾配角が所定勾配以上の登坂路の継続距離が所定距離以上の場合、車両Ｖｅの位置する海抜高度が所定高度以上の場合、積載量が基準重量以上の場合にも、車両Ｖｅの負荷が所定負荷より大きいと判断され、このステップＳ１で肯定的に判断される。

なお、駆動要求量は、運転者のアクセル操作に基づくアクセル開度から求めることができ、基準要求量は、所定の車速で走行している際に、少なくとも車速が低下しない程度の駆動要求量である。また、所定高度以上で走行しているか否かの判断は、海抜高度に代えて、空気密度あるいは吸入空気量に基づいて判断してもよい。なお、上記の駆動要求量などの所定の条件は、バッテリ３０の充電残量に応じて変化する条件である。すなわち、充電残量が低下している場合には、それぞれの所定値（あるいは基準値）は、その充電残量の低下に応じて低くなる。

さらに、現在の車両Ｖｅの位置する場所が所定高度以上でなく高地でない場合や路面の勾配角が所定勾配未満である場合であっても、ナビゲーションシステムやＧＰＳ信号などから予測されるルート上に、高地や所定勾配以上の路面が所定距離以上継続するルートが含まれている場合には、所定負荷より大きな負荷が掛かることが予測されると判断され、すなわちこのステップＳ１で肯定的に判断される。同様に、牽引物と連結すること、積載量が基準値以上になることが予測される場合にも、このステップＳ１で肯定的に判断される。つまり、このステップＳ１では、現在の車両Ｖｅの状態を検出して負荷が大きいか否か、ならびに、将来の車両Ｖｅの状態を予測して負荷が大きくなるか否かを判断するように構成されている。

したがって、このステップＳ１で肯定的に判断された場合、すなわち車両Ｖｅの負荷が所定負荷より大きい場合、あるいは、所定負荷より大きくなることが予測される場合には、バッテリ３０の出力の上限を予め定めた所定の上限から制限する（ステップＳ２）。つまり、バッテリ３０から第２モータ５に供給する電力の上限値を高負荷時ではない通常時より低くする制限値に設定する。

図１３は、通常時と所定負荷以上である高負荷時とのバッテリ３０の出力の上限値を説明するための図であって、通常時のバッテリ３０の電力の上限と、高負荷時のバッテリ３０の電力の上限とでは、通常時の方が高く設定され、高負荷時は、通常時に比べて低く制限されている。なお、通常時の上限値（通常値）は、バッテリ３０の特性、ならびに、バッテリ３０の温度、充電残量に応じて最も出力が可能な値に設定される。高負荷時の上限値（制限値）は、上記のバッテリ３０の特性、温度、充電残量に加えて、上述の牽引物の重量、車両の積載量、路面の勾配角、高度、ならびに、目的地までの距離などがそれぞれパラメータとなり、牽引物の重量あるいは積載量が大きくなるほど、路面の勾配角が大きくなるほど、海抜高度が高くなるほど、目的地までの距離が長くなるほど、上限値は低く設定される。すなわち、車両Ｖｅの負荷が大きくなるほど、上限値は制限され、低くなる。

一方、上記のステップＳ１で否定的に判断された場合、すなわち車両Ｖｅの負荷が所定負荷以下である場合、あるいは、所定負荷より大きくなることが予測されない場合には、前回のルーチンで設定したバッテリ３０の出力の上限を解除する（ステップＳ３）。つまり、バッテリ３０の出力の上限を図１３で説明した通常の設定値に戻す。なお、バッテリ３０の出力の上限が制限されていない場合、すなわちバッテリ３０の上限が通常値に設定されている場合には、このステップＳ３をスキップしてリターンする。

つぎに、図１２のバッテリ３０の上限出力を設定した場合の制御を実行した場合における車両Ｖｅの各パラメータの変化をタイムチャートを参照して説明する。図１４は、そのタイムチャートを示す図であって、車速、バッテリ電力（出力可能な上限電力）、バッテリ３０の充電残量、および、牽引重量の変化についてそれぞれ示している。また、図１８には、バッテリの上限出力を常に一定とする通常時に車両Ｖｅの負荷が増大した場合の例（比較例）について示している。以下に、この発明の実施形態と比較例とを対比しつつ説明する。なお、車両Ｖｅの負荷が大きくなる場合の例として牽引物が車両Ｖｅに連結されている例を示している。

先ず、図１８に示す比較例について説明する。ｔ１時点で、αｋｇの高負荷となる牽引物が車両Ｖｅに取り付けられている。その状態から、アクセル操作することにより車両Ｖｅが発進し、車速が増大し始める（ｔ２時点）。このｔ２時点からｔ３時点に架けての走行は、高負荷での走行であるため、図示しないエンジン３の駆動トルクと、第２モータ５の駆動トルクとにより走行している。したがって、第２モータ５に電力を供給するためにバッテリ３０からの電力の出力が増大し、かつその出力が上限値に達している（ｔ２時点からｔ３時点）。またそれに応じて充電残量が低下している。

ついで、ｔ３時点になると、車両Ｖｅは定常走行になる。一方、バッテリ３０の充電残量が低下していることにより、バッテリ３０の出力も低下し、実車速が突然あるいは大きく低下する（ｔ３時点からｔ５時点）。つまり、バッテリ３０から第２モータ５への電力の供給量が不足し、第２モータ５からの駆動トルクの出力が低下している。そのため、第２モータ５の駆動トルクに相当する駆動力が不足し、車速が大きく低下している。なお、このｔ３時点からｔ５時点では、運転者のアクセルペダルの操作量（図示せず）は、定常走行であるから一定である。つまり、運転者のアクセルペダルの操作量は一定であるにも拘わらず、車速が突然低下し、ならびに、駆動力も突然低下していることになる（図示せず）。

そして、ｔ５時点からｔ６時点で車両Ｖｅが減速ならびに停車し、エンジン３の余剰出力により、第１モータ４を発電させる（ｔ６時点からｔ７時点）。それにより、バッテリ３０の充電残量が「０」から回復し始める。さらにｔ７時点で、車両Ｖｅと牽引物との連結が解除され、ｔ８時点で再度アクセル操作されることにより車両Ｖｅが再発進する。

これに対して、図１４に示すこの発明の実施形態では、先ず、ｔ１１時点で、αｋｇの高負荷となる牽引物が車両Ｖｅに取り付けられている。つまり、上述の図１２の制御例（ステップＳ１）で説明した車両Ｖｅの負荷が、所定負荷を超えることの判断が成立する。したがって、このｔ１１時点で、バッテリ３０の上限出力を低下させる。すなわちバッテリ３０の上限出力を制限する。その状態から、アクセル操作することにより車両Ｖｅが発進し、車速が増大し始める（ｔ１２時点）。このｔ１２時点からｔ１３時点に架けての走行は、高負荷での走行であるため、図示しないエンジン３の駆動トルクと、第２モータ５の駆動トルクとにより走行している。したがって、第２モータ５に電力を供給するためにバッテリ３０からの電力の出力が増大し、かつその出力が制限した上限値に達している（ｔ１２時点からｔ１４時点）。またそれに応じて充電残量が低下している。

ついで、ｔ１４時点になると、車両Ｖｅは定常走行になる。ここで、この発明の実施形態では、定常走行に応じたバッテリ３０の出力が可能となっている。つまり、上述した図１８の比較例では、定常走行中に、バッテリ３０の充電残量が「０」まで低下し、バッテリ３０からの出力が「０」になっていたものの、この発明の実施形態では、バッテリ３０の上限出力を低下させて制限しているため、バッテリ３０の充電残量が「０」にならず、バッテリ３０からの電力の持ち出しが可能となっている。つまり、第２モータ５の駆動トルクを維持でき、比較例のように実車速が突然低下することがなく、したがって車速を維持している。

そして、ｔ１５時点から１６時点で車両Ｖｅが減速ならびに停車し、エンジン３の余剰出力により、第１モータ４を発電させる（ｔ１６時点からｔ１７時点）。それにより、バッテリ３０の充電残量が増大する。さらにｔ１７時点で、車両Ｖｅと牽引物との連結が解除され、ｔ１８時点で再度アクセル操作されることにより車両Ｖｅが再発進する。また、車両Ｖｅの牽引物との連結が解除されたことにより車両Ｖｅの負荷が低減したので、バッテリ３０の上限出力の制限を解除する（ｔ１９時点）。つまり、車両Ｖｅの負荷が比較的小さい通常時の上限値に戻す。なお、このバッテリ３０の上限出力の制限の解除は、少なくとも牽引物との連結が解除されたｔ１７時点以降であればよい。

つぎに、この発明の実施形態における他の制御例について説明する。上述の例では、高負荷で走行する際には、バッテリ３０の上限出力を制限するように構成されている。したがって、第２モータ５への電力の供給量が制限され、第２モータ５の出力も制限される。一方、駆動トルクは、上述のように第２モータ５以外に、エンジン３から出力するから、高負荷で走行する際には、よりエンジン３のパワーを出力可能な走行モードで走行することが好ましい。この発明の実施形態では、ＨＶ走行において、上述したように、HV-LoモードとHV-Hiモードとの設定が可能である。そこで、この発明の実施形態では、HV-LoモードとHV-Hiモードとのうち、より大きなエンジンパワーを出力することが可能な走行モードを選択するように構成されている。

図１５は、その制御の一例を示すフローチャートであって、車両Ｖｅの負荷が高負荷の場合であって、バッテリ３０の出力が上述の制限値に制限されている際に、よりエンジンパワーが大きい走行モードを設定するように構成されている。なお、上述の図１２の制御例と同様のステップについては、同じステップ番号を付し、そのステップの内容についての説明は省略あるいは簡略化する。

先ず、現在の車両Ｖｅの負荷が予め定められた所定負荷より大きいか否か、あるいは、車両Ｖｅの負荷が、その所定負荷を超える予測がされるか否かを判断する（ステップＳ１）。つまり、車両Ｖｅの負荷が所定負荷より高いか否か、あるいは、負荷が高くなることが予測されるか否かを判断する。したがって、このステップＳ１で肯定的に判断された場合、すなわち車両Ｖｅの負荷が所定負荷より大きい場合、あるいは、所定負荷より大きくなることが予測される場合には、バッテリ３０の出力の上限を制限値に設定する（ステップＳ２）。つまり、高負荷で走行した際に、運転者に対して違和感あるいは不快感を与えるほどの車速ならびに駆動力の低下が生じることを抑制するために、バッテリ３０からの電力の持ち出し量を通常時より制限する。

ついで、エンジン３の上限パワーが大きい走行モードは、HV-LoモードとHV-HiモードとのうちHV-Loモードであるか否かを判断する（ステップＳ１０）。上述のように、バッテリ３０の出力が制限されているため、エンジンパワーに頼って走行することになる。したがって、より大きなエンジンパワーが確保できるモードを選択することが好ましい。エンジンパワーは、エンジントルクとエンジン回転数とに基づいて決定され、したがって、エンジン３の上限トルクが大きいモードやエンジン３の上限回転数が大きいモードがエンジン３の上限パワーが大きい走行モードとなる。エンジン３の上限回転数は、例えば分割部７を構成する遊星歯車機構のピニオンギヤ１１の耐久性を考慮して決定される許容回転数や第１モータ４の駆動可能な回転数などに基づいて定められる。また、上限トルクは、上記のエンジン３の上限回転数やギヤ比などに基づいて定められる。そして、エンジン３の上限（あるいは最大）パワーは、車速に応じても変化する。図１６は、HV-LoモードとHV-Hiモードとのそれぞれにおけるエンジンパワーと車速との関係を示す一例である。この図１６から把握できるように、低車速の領域では、HV-Loモードの方がエンジンパワーが大きく、所定の車速を超えた領域ではHV-Hiモードの方がエンジンパワーが大きくなっている。したがって、このステップＳ１０では、現在の車速に応じてより大きなエンジンパワーを出力できる走行モードを選択する。

このステップＳ１０で肯定的に判断された場合、すなわちHV-Loモードの方がエンジンパワーの上限が大きいと判断された場合には、HV-Loモードを設定する（ステップＳ２０）。すなわち、上述の図５で示した第１クラッチ機構CL1を係合して設定される走行モードを選択する。それとは反対に、このステップＳ１０で否定的に判断された場合、すなわちHV-Loモードの方がエンジンパワーの上限が小さいと判断された場合（言い換えればHV-Hiモードの方が上限パワーが大きいと判断された場合）には、HV-Hiモードを設定する（ステップＳ３０）。すなわち、上述の図４で示した第２クラッチ機構CL2を係合して設定される走行モードを選択する。

なお、上記のステップＳ１で否定的に判断された場合、すなわち車両Ｖｅの負荷が所定負荷未満である場合や車両Ｖｅの負荷が所定負荷より高くなることが予測されない場合には、前回のルーチンでバッテリ３０の上限出力を制限値に設定していた場合には、その制限値の設定を解除し（ステップＳ３）、あるいは、バッテリ３０の上限が通常の設定値に設定されている場合には、ステップＳ３をスキップしてリターンする。

つぎに、この発明の実施形態における作用および効果について説明する。上述したように、この発明の実施形態では、トレーラハウスなど牽引物の牽引時、高地の走行時など車両Ｖｅの負荷が所定負荷より大きい場合、あるいは、車両Ｖｅの負荷が所定負荷より大きくなることが予測される場合には、バッテリ３０の上限出力を通常時より制限する制限値に設定するように構成されている。バッテリ３０の充電残量は、バッテリ３０からの持ち出し量に応じたものとなる。そのため、バッテリ３０の持ち出し量が制限されている場合には、バッテリ３０の充電残量の低下率も小さくなる。そのため、高負荷で走行する場合であっても、第２モータ５からの駆動トルクの出力を維持でき、その結果、車両全体として駆動トルクが突然（あるいは大きく）低下することを回避もしくは抑制できる。また、そのように駆動トルクが突然低下することを抑制できることにより、車速や駆動力が突然（あるいは大きく）低下することを回避もしくは抑制できる。言い換えれば、図１８のような例に比べて、車速や駆動力の低下幅を小さくすることができる。また、車速や駆動力が大きく低下することを回避もしくは抑制できることにより、運転者のアクセル操作に応じた（あるいはそれに相当する）車速や駆動力を維持できるため、車速や駆動力が低下することを要因とする違和感や不快感が生じることを回避もしくは抑制できる。

また、図１５の制御例で説明したように、バッテリ３０の上限出力が制限されている場合には、そのバッテリ３０の出力を制限している分、第２モータ５の出力が低下し、車両全体としての出力が低下する。その場合には、車両Ｖｅの出力は、エンジンパワーに頼る割合が大きくなる。そのため、この発明の実施形態では、より大きなエンジンパワーを出力できる走行モードを設定するように構成されている。したがって、高負荷で走行する場合であっても、最大限にエンジンパワーを出力でき、その結果、過渡的に車速や駆動力が突然あるいは大きく低下することを抑制できる。

以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上述した例に限定されないのであって、この発明の目的を達成する範囲で適宜変更してもよい。上述した実施形態では、車両Ｖｅの例として、エンジンおよび二つのモータ、ならびに、複数の差動機構と複数の係合機構とを備えた構成（図１）を示したものの、車両Ｖｅの構成は、これに限られず他の構成に適用されてもよい。

図１７は、その車両Ｖｅの構成を示す図であり、この車両Ｖｅは、駆動力源としてエンジン３６、および、第１モータ（ＭＧ１）３７ならびに第２モータ（ＭＧ２）３８の複数の駆動力源を備えている。車両Ｖｅは、エンジン３６が出力する動力を、動力分割機構３９によって第１モータ３７側と駆動軸４０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３７で発生した電力を第２モータ３８に供給し、第２モータ３８が出力する駆動力を駆動軸４０および駆動輪４１に付加することができるように構成されている。

第１モータ３７および第２モータ３８は、いずれも、駆動電力が供給されることによりトルクを出力するモータとしての機能と、トルクが与えられることにより発電電力を発生する発電機としての機能との両方を兼ね備えたいわゆるモータ・ジェネレータである。第１モータ３７および第２モータ３８としては、例えば、永久磁石式同期モータあるいは誘導モータなどの交流モータが用いられる。なお、上記の第１モータ３７および第２モータ３８は、図示しないインバータなどを介してバッテリ４２に電気的に接続されており、そのバッテリ４２から電力が給電され、または発電した電力をバッテリ４２に充電することもできるように構成されている。

動力分割機構３９は、エンジン３６および第１モータ３７と駆動輪４１との間でトルクを伝達する伝動機構であり、サンギヤ４３、リングギヤ４４、および、キャリヤ４５を有する遊星歯車機構によって構成されている。図１７に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられている。遊星歯車機構のサンギヤ４３に対して同心円上に、内歯歯車のリングギヤ４４が配置されている。これらサンギヤ４３とリングギヤ４４とに噛み合っているピニオンギヤ４６がキャリヤ４５によって自転および公転が可能なように保持されている。

動力分割機構３９は、エンジン３６および第１モータ３７と同一の軸線上に配置されている。動力分割機構３９を構成している遊星歯車機構のキャリヤ４５に、エンジン３６の出力軸１ａが連結されている。その出力軸３６ａは、エンジン３６から駆動輪４１に到る動力伝達経路において動力分割機構３９の入力軸となる。また、キャリヤ４５には、エンジン３６の出力軸３６ａが連結されていることに加えて、オイルポンプ４７の回転軸４７ａが連結されている。このオイルポンプ４７は、オイルの供給用のポンプとして、従来、車両に用いられている一般的な構成のオイルポンプであって、例えばエンジン３６によってオイルポンプ４７を駆動し、油圧を発生させるように構成されている。

遊星歯車機構のサンギヤ４３には、第１モータ３７が連結されている。第１モータ３７は、動力分割機構３９に隣接してエンジン３６とは反対側（図１７の左側）に配置されている。その第１モータ３７のロータ３７ａに一体となって回転するロータ軸３７ｂが、サンギヤ４３に連結されている。なお、ロータ軸３７ｂおよびサンギヤ４３の回転軸は中空軸になっている。それらロータ軸３７ｂおよびサンギヤ４３の回転軸の中空部に、上記のオイルポンプ４７の回転軸４７ａが配置されている。すなわち、その回転軸４７ａは、上記の中空部を通ってエンジン３６の出力軸３６ａに連結されている。

遊星歯車機構のリングギヤ４４の外周部分に、外歯歯車の第１ドライブギヤ４８がリングギヤ４４と一体に形成されている。また、動力分割機構３９および第１モータ３７の回転軸線と平行に、カウンタシャフト４９が配置されている。このカウンタシャフト４９の一方（図１７での右側）の端部に、上記の第１ドライブギヤ４８と噛み合うカウンタドリブンギヤ５０が一体となって回転するように取り付けられている。このカウンタドリブンギヤ５０は、第１ドライブギヤ４８よりも大径に形成されており、第１ドライブギヤ４８から伝達されたトルクを増幅させるように構成されている。一方、カウンタシャフト４９の他方（図１７での左側）の端部には、カウンタドライブギヤ５１がカウンタシャフト４９に一体となって回転するように取り付けられている。カウンタドライブギヤ５１は、終減速機であるデファレンシャルギヤ５２のデフリングギヤ５３と噛み合っている。したがって、動力分割機構３９のリングギヤ４４は、上記の第１ドライブギヤ４８、カウンタシャフト４９、カウンタドリブンギヤ５０、カウンタドライブギヤ５１、および、デフリングギヤ５３からなる出力ギヤ列を介して、駆動軸４０および駆動輪４１に動力伝達可能に連結されている。

また、上記の動力分割機構３９から駆動軸４０および駆動輪４１に伝達されるトルクに、第２モータ３８が出力するトルクを付加することができるように構成されている。具体的には、第２モータ３８のロータ３８ａに一体となって回転するロータ軸３８ｂが、上記のカウンタシャフト４９と平行に配置されている。そのロータ軸３８ｂの先端（図１７での右端）に、上記のカウンタドリブンギヤ５０と噛み合う第２ドライブギヤ５４が一体となって回転するように取り付けられている。したがって、動力分割機構３９のリングギヤ４４には、上記のデフリングギヤ５３および第２ドライブギヤ５４を介して、第２モータ３８が動力伝達可能に連結されている。すなわち、リングギヤ４４は、第２モータ３８と共に、デフリングギヤ５３を介して、駆動軸４０および駆動輪４１に動力伝達可能に連結されている。

上述したハイブリッド車両Ｖｅは、エンジン３６を動力源としたＨＶ走行や第１モータ３７、第２モータ３８を蓄電装置の電力で駆動して走行するＥＶ走行などの走行形態が可能である。このような各モードの設定や切り替えは、電子制御装置（ECU）５５により実行される。このECU５５は、この発明における「コントローラ」に相当し、例えば、制御指令信号を伝送するように上記のエンジン３６、第１モータ３７、第２モータ３８、バッテリ４２などに電気的に接続されている。また、このECU５５は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータや予め記憶しているデータならびにプログラム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。その入力されるデータは、車速、車輪速、アクセル開度、バッテリ４２の充電残量などであり、また予め記憶しているデータは、各走行モードを決めてあるマップなどである。そして、ECU５５は、制御指令信号として、エンジン３６の始動や停止の指令信号、第１モータ３７のトルク指令信号、第２モータ３８のトルク指令信号、エンジン３６のトルク指令信号などを出力する。

そして、ECU５５は、上述の実施形態における図１２の制御例と同様の制御を実行する。つまり、車両Ｖｅの負荷が所定負荷より大きい高負荷で走行する判断が成立（あるいはその予測が成立）した場合には、バッテリ４２の上限出力を制限する。すなわち、バッテリ４２から第２モータ３８へ供給する電力の上限値を通常より制限する。それにより、第２モータ３８への出力を維持することができ、突然、駆動トルクが低下することを回避もしくは抑制できる。また、車両全体としての出力の低下を抑制でき、その結果、高負荷で走行する際に、車速や駆動力が突然あるいは大きく低下することを要因として運転者に違和感や不快感を与えることを回避もしくは抑制できる。

なお、この発明の実施形態では、上述したように高負荷で走行する際に、バッテリ３０，４２の充電残量が低下することにより第２モータ５，３８への電力の供給が低下し、それを要因とする駆動力、および、車速が突然低下することを抑制できればよい。したがって、上述したバッテリ３０，４２の上限出力の制限値は、「０」であってもよい。その場合には、車両全体としての駆動力は、第２モータ５，３８の出力分、低下するものの、高負荷で走行中に、車速や駆動力が突然低下することがなく、その結果、それを要因として運転者に違和感や不快感を与えることを回避できる。

１Ｒ，１Ｌ 前輪
２ 駆動装置
３，３６ エンジン（ＥＮＧ）
４，３７ 第１モータ（ＭＧ１）
５，３８ 第２モータ（ＭＧ２）
６，３９ 動力分割機構
７ 分割部
８ 変速部
９，１５，４３ サンギヤ
１０，１６，４４ リングギヤ
１２，１８，４５ キャリヤ
１９ 出力ギヤ
３０，４２ 蓄電装置（バッテリ）
３１，５５ ＥＣＵ（電子制御装置）
３２ａ 車両負荷判断部
３２ｂ 通常時電力出力部
３２ｃ 高負荷時電力出力部
CL1，CL2 クラッチ機構
Ｖｅ 車両

Claims (10)

1. 主駆動力源と、前記主駆動力源から出力された駆動トルクに付加するアシストトルクを出力するモータと、前記モータに電力を供給する蓄電装置とを備えたハイブリッド車両であって、駆動要求量が所定値以上の場合に、前記蓄電装置から前記モータに電力を供給して前記アシストトルクを出力す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、
   前記モータの出力トルクを制御するコントローラを有し、
   前記コントローラは、
   前記駆動要求量が前記所定値以上でかつ予め定めた所定の条件の成立を判断する判断器と、
   前記所定の条件が成立していることが前記判断器によって判断された場合に、前記蓄電装置から前記モータに供給する電力の上限値を、前記所定の条件が成立していない場合の値より小さい制限値に設定する制限器とを備えている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記判断器は、前記所定の条件が成立することを予測するように構成され、
   前記制限器は、前記所定の条件が成立することが予測された場合に、前記蓄電装置から前記モータに供給する電力の上限値を、前記制限値に設定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。
3. 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において、
   前記所定の条件は、所定の車速での前記駆動要求量が予め定めた基準要求量以上であることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記所定の条件は、前記ハイブリッド車両に牽引物が連結されていること、所定の勾配以上の登坂路の継続距離が予め定めた所定距離以上であること、前記ハイブリッド車両が走行する箇所の海抜高度が予め定めた高度以上であること、前記ハイブリッド車両の積載量が予め定めた基準重量以上であることの少なくともいずれか一つを含む
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
5. 請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記制限値は、前記所定の勾配以上の登坂路の継続距離が長いほど、前記高度が高いほど、あるいは、前記積載量が大きいほど小さい
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記所定の条件は、前記蓄電装置における充電残量に応じて変化する条件である
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記主駆動力源はエンジンであり、
   前記モータは、第１モータと第２モータとを含み、
   前記ハイブリッド車両は、前記エンジンが連結されている第１回転要素と、前記第１モータが連結されている第２回転要素と、第３回転要素とによって差動作用を行う第１差動機構と、
   前記第２モータおよび駆動輪が連結されている第４回転要素と、前記第３回転要素に連結されている第５回転要素と、第６回転要素とによって差動作用を行う第２差動機構と、
   前記第１回転要素と前記第６回転要素とを連結し、またその連結を解く第１係合機構と、前記第４回転要素と前記第５回転要素と前記第６回転要素とのうち少なくともいずれか二つの回転要素を連結し、またその連結を解く第２係合機構とを更に備え、
   前記第１係合機構を係合かつ前記第２係合機構を解放することにより第１ＨＶ走行モードを設定し、前記第１係合機構を解放かつ前記第２係合機構を係合することにより第２ＨＶ走行モードを設定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。
8. 請求項７に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記所定の条件が成立している場合に、
   前記第１ＨＶ走行モードと前記第２ＨＶ走行モードとのうち、前記エンジンの上限パワーが大きい走行モードを選択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。
9. 請求項８に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記上限パワーは、前記差動機構を構成する部材の特性によって求まる前記エンジンの上限回転数と、前記エンジンの上限トルクとから求め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。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    前記コントローラは、
    前記所定の条件が成立している状態から前記所定の条件が成立しない状態になった場合に、前記制限値の設定を解除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。

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