JP5728846B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両に好適な制御装置に関する。

従来から、内燃機関（エンジン）に加えて、電動機や発電機として機能する回転電機（モータジェネレータ）を備えるハイブリッド車両が知られている。例えば、特許文献１には、第１及び第２モータジェネレータと、エンジンと、差動装置とを備え、クラッチの状態を制御することで、複数の走行モードを切り替え可能なハイブリッド車両であって、エンジン油温が所定値以上の場合には、第１モータジェネレータによりエンジンを始動させ、エンジン油温が所定値より小さい場合には、第１又は／及び第２モータジェネレータにより差動装置を介してエンジンを始動させる技術が開示されている。

特開２００６−０４６５７７号公報

一般に、エンジンの冷間始動時には、エンジン油温の低下やバッテリ出力の低下が発生する。従って、この場合に、差動装置を介して第１モータジェネレータ又は／及び第２モータジェネレータによりエンジンを始動させた場合、始動負荷の増大によるショックやエンジンの始動性の低下が生じる可能性がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、エンジン始動時のショックの発生等を抑制可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。

本発明の１つの観点では、シリーズ式走行モードとシリーズパラレル式走行モードとの間で走行モードを切り替えるハイブリッド車両の制御装置であって、前記ハイブリッド車両の動力要素であるエンジンと、冷間時に前記エンジンの始動を行うべき運転状態にある場合には、前記シリーズ式走行モードを選択する制御手段と、を備え、前記制御手段は、冷間時でないときに前記エンジンの始動を行うべき運転状態にある場合、前記シリーズ式走行モードを選択した場合の要求電力と、前記シリーズパラレル式走行モードを選択した場合の要求電力とをそれぞれ算出し、前記要求電力が低い方の走行モードを選択する。

上記のハイブリッド車両の制御装置は、シリーズ式走行モードとシリーズパラレル式走行モードとの間で走行モードを切り替え可能なハイブリッド車両に搭載される。ここで、「シリーズ式走行モード」とは、エンジンからの動力を回転電機により全て電力に変換し、当該電力に基づき、駆動軸に連結された回転電機を駆動する走行モードを指す。また、「シリーズパラレル式走行モード」とは、エンジンから出力された動力を２つに分配し、一部を機械的な動力のまま駆動軸に出力すると共に、残余を電力に変換して駆動軸に出力する走行モードを指す。ハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、制御手段とを備える。制御手段は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、冷間時に前記エンジンの始動を行うべき運転状態にある場合には、前記シリーズ式走行モードを選択する。

一般に、シリーズ式走行モードでは、シリーズパラレル式走行モードに比べ、エンジン始動に直接関与しないギヤ及びベアリングの引き摺りによる損失（引き摺り損失）が少ない。従って、ハイブリッド車両の制御装置は、冷間始動時にはシリーズパラレル式走行モードを選択することで、引き摺り要素をエンジンから切り離し、引き摺り損失を低減させて、ショックの発生等を抑制することができる。

また、前記制御手段は、冷間時でないときに前記エンジンの始動を行うべき運転状態にある場合、前記シリーズ式走行モードを選択した場合の要求電力と、前記シリーズパラレル式走行モードを選択した場合の要求電力とをそれぞれ算出し、前記要求電力が低い方の走行モードで前記エンジンを始動させる。ここで、「要求電力」とは、バッテリからハイブリッド車両へ供給する電力の要求値を指す。このようにすることで、ハイブリッド車両の制御装置は、冷間始動時ではないエンジン始動時の電力消費を低減することができる。

上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、第１回転電機と、第２回転電機と、前記第１回転電機に連結された第１回転要素と、前記第２回転電機と駆動軸とにクラッチを介して連結する第２回転要素と、前記エンジンと連結する第３回転要素と、を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力伝達機構と、締結状態において、前記第２回転要素を固定可能なブレーキと、をさらに備え、前記制御手段は、前記クラッチを解放状態かつ前記ブレーキを締結状態にすることで、前記シリーズ式走行モードへ切り替え、前記クラッチを締結状態かつ前記ブレーキを解放状態にすることで、前記シリーズパラレル式走行モードへ切り替える。ここで、「連結」とは、動力（回転）の伝達を直接的に行う構造を含むほか、１又は２以上の部材を介して動力の伝達を間接的に行う構造も含む。この態様では、好適に、ハイブリッド車両の制御装置は、シリーズ式走行モードとシリーズパラレル式走行モードとを切り替えることができる。

上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、第１回転電機と、第２回転電機と、前記第１回転電機に連結された第１回転要素と、前記第２回転電機と駆動軸とに第１クラッチを介して連結する第２回転要素と、前記エンジンと連結する第３回転要素と、を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力伝達機構と、締結状態において、前記第２回転要素の回転数と前記第３回転要素の回転数とが一対一に対応するように、前記第２回転要素及び前記第３回転要素の回転を規制可能な第２クラッチと、をさらに備え、前記制御手段は、前記第１クラッチを解放状態かつ前記第２クラッチを締結状態にすることで、前記シリーズ式走行モードへ切り替え、前記第１クラッチを締結状態かつ前記第２クラッチを解放状態とすることで、前記シリーズパラレル式走行モードへ切り替える。この態様によっても、好適に、ハイブリッド車両の制御装置は、シリーズ式走行モードとシリーズパラレル式走行モードとを切り替えることができる。

実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成図の一例を示す。 ハイブリッド駆動装置の概略構成図の一例である。 ハイブリッド駆動装置の一動作状態を例示する動作共線図である。 実施形態に係る処理手順を示すフローチャートの一例である。 他の構成例に係るハイブリッド駆動装置の概略構成図である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。

［構成］
始めに、図１を参照し、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置を適用したハイブリッド車両１の構成の一例について説明する。図１は、ハイブリッド車両１の概略構成図である。ハイブリッド車両１は、ＥＣＵ１００、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１、バッテリ１２、アクセル開度センサ１３、車速センサ１４、温度センサ１５、油温センサ１６及びハイブリッド駆動装置１０を備える。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器及び入出力インターフェイスなどを有し、ハイブリッド車両１の各部の動作を制御する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する制御を実行する。そして、ＥＣＵ１００は、本発明における制御手段として機能する。なお、本発明に係る制御手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えば制御手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等であってもよい。

ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１の車軸たる左車軸ＳＦＬ（左前輪ＦＬに対応）及び右車軸ＳＦＲ（右前輪ＦＲに対応）に駆動力としての駆動トルクを供給することによりハイブリッド車両１を駆動するドライブユニットである。ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成については後述する。

ＰＣＵ１１は、不図示のインバータを含み、バッテリ１２と後述する各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いはバッテリ１２を介さない各モータジェネレータ相互間の電力の入出力を制御する制御ユニットである。具体的には、ＰＣＵ１１は、バッテリ１２から取り出した直流電力を交流電力に変換して各モータジェネレータに供給すると共に、各モータジェネレータによって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２に供給する。ＰＣＵ１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される。

バッテリ１２は、複数の単位電池セルを直列接続した構成を有し、各モータジェネレータを力行するための電力に係る電力供給源として機能する電池ユニットである。

アクセル開度センサ１３は、ハイブリッド車両１の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度「Ｔａ」を検出することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Ｔａは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される。

車速センサ１４は、ハイブリッド車両１の車速「Ｖ」を検出するセンサである。車速センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される。

温度センサ１５は、バッテリ１２を構成する電池セルなどに近接して配置され、バッテリ１２の内部温度であるバッテリ温度「Ｔｂ」を検出し、その検出結果をＥＣＵ１００へ出力する。なお、温度センサ１５は、バッテリ１２を構成する複数の電池セルに対応付けて配置された複数の検出素子の検出結果に基づいて、平均化処理などにより代表値を出力するように構成してもよい。

油温センサ１６は、エンジンオイル（潤滑油）のエンジン油温「Ｔｏ」を検出することが可能に構成されたセンサである。油温センサ１６は、その検出結果を一定又は不定の周期でＥＣＵ１００へ出力する。

なお、図１に示すハイブリッド車両１の構成は一例であり、本発明が適用可能な構成は、これに限定されない。例えば、ＥＣＵ１００は、油温センサ１６に代えて、例えば外気温又はエンジン水温等からエンジン油温Ｔｏを推定してもよい。

ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成について説明する。図２は、ハイブリッド駆動装置１０の概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略する。

図２において、ハイブリッド駆動装置１０は、エンジン２０、動力分割機構３０、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「モータＭＧ１」と略称する。）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「モータＭＧ２」と略称する。）、入力軸４０、クラッチＣＬ、ブレーキＢＲ、減速機構６０、及びオイルポンプ７０を備える。

エンジン２０は、ハイブリッド車両１の主たる動力源として機能する。エンジン２０の出力動力たるエンジントルク「Ｔｅ」は、不図示のクランク軸を介してハイブリッド駆動装置１０の入力軸４０に連結されている。

モータＭＧ１は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた、本発明に係る「第１回転電機」の一例たる電動発電機である。

モータＭＧ２は、モータＭＧ１よりも体格の大きい本発明に係る「第２回転電機」の一例たる電動発電機であり、モータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備える。モータＭＧ２は、モータＭＧ１及びエンジン２０と異なり、ハイブリッド車両１の駆動軸（以後、「駆動軸ＯＵＴ」と呼ぶ。）に対し、その出力トルク（以後、「ＭＧ２トルクＴｍ」と呼ぶ。）を作用させることが可能である。従って、モータＭＧ２は、駆動軸ＯＵＴにトルクを付加してハイブリッド車両１の走行をアシストすることも、駆動軸ＯＵＴからのトルクの入力により電力回生を行うことも可能である。ＭＧ２トルクＴｍは、モータＭＧ１の入出力トルク（以後、「ＭＧ１トルクＴｇ」と呼ぶ。）と共に、ＰＣＵ１１を介してＥＣＵ１００により制御される。

尚、モータＭＧ１及びモータＭＧ２は、同期電動発電機として機能し、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。

動力分割機構３０は、本発明に係る「動力伝達機構」の一例たる複合型遊星歯車機構である。動力分割機構３０は、中心部に設けられた、本発明に係る「第１回転要素」の一例たるサンギヤＳ１と、サンギヤＳ１の外周に同心円状に設けられた本発明に係る「第２回転要素」の一例たるリングギヤＲ１と、サンギヤＳ１とリングギヤＲ１との間に配置されてサンギヤＳ１の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギヤ（不図示）と、これら各ピニオンギヤの回転軸を軸支する本発明に係る「第３回転要素」の一例たるキャリアＣ１とを備える。

ここで、サンギヤＳ１は、モータＭＧ１のロータに、その回転軸を共有する形で連結されており、その回転数はモータＭＧ１の回転数（以後、「ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１」と呼ぶ。）と等価である。リングギヤＲ１は、クラッチＣＬを介して減速機構６０に連結されている。また、リングギヤＲ１の回転数は、クラッチＣＬが締結された場合、駆動軸ＯＵＴの回転数（以後、「出力回転数Ｎｏｕｔ」と呼ぶ。）と等価である。更に、リングギヤＲ１は、ブレーキＢＲと接続する。そして、リングギヤＲ１は、ブレーキＢＲが締結状態の場合、その回転が制止されて固定される。キャリアＣ１は、エンジン２０のクランク軸に連結された入力軸４０と連結されており、その回転数は、エンジン２０の回転数（以後、「エンジン回転数Ｎｅ」と呼ぶ。）と等価である。

動力分割機構３０は、上述した構成の下で、エンジン２０から入力軸４０に供給されるエンジントルクＴｅを、キャリアＣ１によってサンギヤＳ１及びリングギヤＲ１に所定の比率、具体的には各ギヤ相互間のギヤ比に応じた比率で分配する。即ち、動力分割機構３０は、エンジン２０の動力を２系統に分割する。

減速機構６０は、モータＭＧ２のロータと連結すると共に、クラッチＣＬを介してリングギヤＲ１と連結する。そして、減速機構６０は、駆動軸ＯＵＴの回転を、減速機構６０を構成する各ギヤのギヤ比に応じて定まる減速比に応じて減速された形でモータＭＧ２に伝達する。よって、モータＭＧ２の回転数（以後、「ＭＧ２回転数Ｎｍｇ２」と呼ぶ。）は、車速Ｖに応じて一義的に定まる。また、減速機構６０は、車軸と一義的な回転状態を呈する駆動軸ＯＵＴと、この駆動軸ＯＵＴに連結された減速ギヤと、デファレンシャルとを含む。そして、各車軸の回転数は、減速機構６０により所定のギヤ比に従って減速された状態で駆動軸ＯＵＴに伝達される。

オイルポンプ７０は、ハイブリッド駆動装置１０の各部に潤滑油を供給する。オイルポンプ７０は、入力軸４０にて伝達された動力にて駆動される。

尚、本発明に係る「動力伝達機構」に係る実施形態上の構成は、動力分割機構３０のものに限定されない。例えば、本発明に係る動力伝達機構は、複数の遊星歯車機構が組み合わされた複合型遊星歯車機構であってもよい。

［制御方法］
以下では、ＥＣＵ１００が実行する制御方法について具体的に説明する。以後では、モータＭＧ１とモータＭＧ２とを特に区別しない場合、これらを「モータ」と総称する。

（モード切替の基本制御）
まず、ＥＣＵ１００が実行するハイブリッド車両１の走行方式（以後、「走行モード」と呼ぶ。）の切り替え（以後、単に「モード切替」と呼ぶ。）の基本制御について説明する。概略的には、ＥＣＵ１００は、ブレーキＢＲ及びクラッチＣＬのそれぞれの状態を制御することで、走行モードを切り替える。

具体的には、ＥＣＵ１００は、ブレーキＢＲを締結状態とし、クラッチＣＬを解放状態とすることで、ハイブリッド車両１を、エンジン２０からの動力をモータにより全て電力に変換し、そこで得られた電力に基づきモータにより駆動するハイブリッド車両（以後、「シリーズ式ハイブリッド車両」と呼ぶ。）として機能させる。これについて、図３（ａ）を用いてさらに詳しく説明する。

図３（ａ）は、ブレーキＢＲが締結状態かつクラッチＣＬが解放状態でのハイブリッド駆動装置１０の一動作状態を例示する動作共線図である。

図３（ａ）において、縦軸は回転数を表しており、横軸は、左から順にモータＭＧ１（一義的にサンギヤＳ１）、エンジン２０（一義的にキャリアＣ１）、出力回転数Ｎｏｕｔ、モータＭＧ２を表す。なお、図３（ａ）では、リングギヤＲ１の回転数が動作点「Ｐｒ１」に相当し、出力回転数Ｎｏｕｔが動作点「Ｐｒ２」に相当する。

ここで、動力分割機構３０は、相互に差動関係にある複数の回転要素を備えた回転二自由度の遊星歯車機構であり、サンギヤＳ１、キャリアＣ１及びリングギヤＲ１のうち二要素の回転数が定まった場合に、残余の一回転要素の回転数が必然的に定まる。即ち、動作共線図上において、各回転要素の動作状態は、ハイブリッド駆動装置１０の一動作状態に一対一に対応する一の動作共線によって表される。従って、図３（ａ）において、モータＭＧ１の動作点が動作点「Ｐｓ１」であるとする。この場合、ブレーキＢＲにより制止されているリングギヤＲ１が動作点「Ｐｒ１」にあるため、残余の回転要素の一たるキャリアＣ１に連結されたエンジン２０の動作点は、動作点「Ｐｃ１」となる。

一方、クラッチＣＬが解放されていることにより、駆動軸ＯＵＴはリングギヤＲ１と独立して回転可能である。従って、モータＭＧ２の出力に基づき駆動軸ＯＵＴが回転し、モータＭＧ２の動作点が動作点「Ｐｇ１」の場合の駆動軸ＯＵＴの動作点は動作点「Ｐｒ２」となる。

従って、ブレーキＢＲが締結状態かつクラッチＣＬが解放状態の場合、ハイブリッド車両１は、エンジン２０が出力した動力に基づきモータＭＧ１により発電すると共に、モータＭＧ２を駆動源として走行を行う。即ち、この場合、ハイブリッド車両１は、シリーズ式ハイブリッド車両として機能する。以後では、ハイブリッド車両１がシリーズ式ハイブリッド車両として走行する走行モードを、「ＳＨＶモード」と呼ぶ。

そして、ＳＨＶモードの場合、エンジン２０は、駆動軸ＯＵＴ及びモータＭＧ２と切り離されている。従って、後述するように、ハイブリッド車両１は、ＳＨＶモードでは、エンジン２０の始動時（クランキング時）に、エンジン２０の始動に直接関与しないギヤ及びベアリングの引き摺りによる損失（「引き摺り損失」とも呼ぶ。）が低減される。

一方、ＥＣＵ１００は、ブレーキＢＲを解放状態とし、かつ、クラッチＣＬを締結状態とすることで、ハイブリッド車両１を、所謂シリーズパラレル式ハイブリッド車両として機能させる。即ち、この場合、ハイブリッド車両１は、エンジン２０からの動力を動力分割機構３０により分割し、一方を機械的な動力のまま駆動軸ＯＵＴに出力すると共に、残余をモータにより電力に変換して駆動軸ＯＵＴに出力する。これについて、図３（ｂ）を用いてさらに詳しく説明する。

図３（ｂ）は、ブレーキＢＲが解放状態かつクラッチＣＬが締結状態でのハイブリッド駆動装置１０の一動作状態を例示する動作共線図である。この場合、クラッチＣＬによりリングギヤＲ１と駆動軸ＯＵＴとが連結されている。また、リングギヤＲ１は、ブレーキＢＲが解放状態にあるため、制止されていない。従って、図３（ｂ）では、駆動軸ＯＵＴの回転数である出力回転数Ｎｏｕｔは、リングギヤＲ１の回転数と一義的な関係になると共に、動作点Ｐｒ１と異なる動作点Ｐｒ２に位置する。

また、図３（ｂ）の場合、モータＭＧ１の動作点とエンジン２０の動作点と駆動軸ＯＵＴの動作点とが一直線上に位置する。従って、モータＭＧ１の動作点が動作点「Ｐｓ２」、かつ、駆動軸ＯＵＴの動作点が動作点Ｐｒ２にある場合、エンジン２０の動作点は、動作点「Ｐｃ２」となる。

このように、ブレーキＢＲが解放状態かつクラッチＣＬが締結状態の場合、ハイブリッド車両１は、エンジン２０の動力を分割し、一方を機械的な動力のまま駆動軸ＯＵＴに出力すると共に、残余をモータにより電力に変換する走行を行う。即ち、この場合、ハイブリッド車両１は、シリーズパラレル式ハイブリッド車両として機能する。以後では、ハイブリッド車両１がシリーズパラレル式ハイブリッド車両として走行する走行モードを、「ＳＰＨＶモード」と呼ぶ。

（エンジン始動時の走行モード決定方法）
次に、エンジン２０の始動時（単に「エンジン始動時」とも呼ぶ。）にＥＣＵ１００が選択する走行モードの決定方法について説明する。概略的には、ＥＣＵ１００は、冷間時にエンジン２０を始動させる場合、ＳＨＶモードを選択する。これにより、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１の引き摺り損失を低減させる。

これについて具体的に説明する。まず、ＥＣＵ１００は、エンジン２０を始動させる場合、冷間始動時であるか否か判定する。具体的には、ＥＣＵ１００は、バッテリ温度Ｔｂが所定の閾値（以後、「閾値Ｔｂｔｈ」と呼ぶ。）以下の場合、又は、エンジン油温Ｔｏが所定の閾値（以後、「閾値Ｔｏｔｈ」と呼ぶ。）以下の場合、冷間始動時であると判断する。ここで、閾値Ｔｂｔｈは、例えばバッテリ温度Ｔｂの低下に起因してエンジン２０の始動性が低下する可能性があるバッテリ温度Ｔｂの上限値等に設定され、具体的には実験等に基づき予め定められる。また、閾値Ｔｏｔｈは、例えばエンジンオイルの粘度が高いことに起因して引き摺り損失が大きくなるエンジン油温Ｔｏの上限値等に設定され、具体的には実験等に基づき予め定められる。ここで、閾値Ｔｏｔｈは、本発明における「第１所定値」の一例であり、閾値Ｔｂｔｈは、本発明における「第２所定値」の一例である。

そして、ＥＣＵ１００は、冷間始動時であると判断した場合、ＳＨＶモードによりエンジン２０を始動させる。即ち、ＥＣＵ１００は、バッテリ温度Ｔｂが閾値Ｔｂｔｈ以下の場合、バッテリ１２の出力が低く、エンジン２０を始動させるためにモータが使用可能な電力量が不足し、エンジン２０の始動が遅くなる虞があると判断する。また、ＥＣＵ１００は、エンジン油温Ｔｏが閾値Ｔｏｔｈ以下の場合、エンジン油温Ｔｏが低く、エンジンオイルの粘度が高いことから引き摺り損失が大きくなる虞があると判断する。

従って、この場合、ＥＣＵ１００は、ＳＨＶモードと、ＳＰＨＶモードのうち、引き摺り損失が少ないＳＨＶモードを選択する。これにより、ＥＣＵ１００は、引き摺り損失を抑制してショックを抑制すると共に、バッテリ１２の負担を低減し始動性を向上させることができる。即ち、ＥＣＵ１００は、バッテリ温度Ｔｂが閾値Ｔｂｔｈ以下であってモータが使用可能な電力量が不足している場合でも、引き摺り損失を低減させて、エンジン２０を始動させるのに必要な電力を抑制し、エンジン２０の始動性低下を抑制することができる。また、ＥＣＵ１００は、エンジン油温Ｔｏが閾値Ｔｏｔｈ以下の場合に、ＳＨＶモードを選択することで、引き摺り損失を抑制し、エンジン始動時の負荷を減らしてショックの発生を抑制することができる。

一方、ＥＣＵ１００は、冷間始動時ではない場合、エンジン始動時にバッテリ１２から出力すべき要求電力（以後、「要求始動電力Ｗ」と呼ぶ。）が低い走行モードを選択する。これにより、電力消費を抑制し、燃費を向上させる。

具体的には、ＥＣＵ１００は、冷間時ではないときにエンジン２０を始動させる場合、ＳＰＨＶモードでエンジン２０を始動させた場合の要求始動電力Ｗ（以後、「要求始動電力Ｗｓｐ」と呼ぶ。）及びＳＨＶモードでエンジン２０を始動させた場合の要求始動電力Ｗ（以後、「要求始動電力Ｗｓ」と呼ぶ。）をそれぞれ推定する。例えば、ＥＣＵ１００は、実験等に基づき予め作成された各車速Ｖに対する要求始動電力Ｗｓｐ、Ｗｓのマップをメモリに予め記憶しておき、車速Ｖに基づきいずれの要求始動電力Ｗｓｐ、Ｗｓが低いか判断する。

このように、ＥＣＵ１００は、エンジン油温Ｔｏが閾値Ｔｏｔｈより大きく、かつ、バッテリ温度Ｔｂが閾値Ｔｂｔｈより大きい場合、要求始動電力Ｗｓが小さい走行モードを選択してエンジン２０を始動させることで、電力消費を低減させることができる。

（処理フロー）
次に、本実施形態の処理手順の一例について説明する。図４は、本実施形態においてＥＣＵ１００が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ１００は、図４に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。

まず、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求があるか否か判定する（ステップＳ１００）。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求があると判断した場合（ステップＳ１００；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０１へ処理を進める。一方、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の始動要求がないと判断した場合（ステップＳ１００；Ｎｏ）、フローチャートの処理を終了する。

次に、ＥＣＵ１００は、冷間始動時であるか否か判定する（ステップＳ１０１）。具体的には、ＥＣＵ１００は、エンジン油温Ｔｏが閾値Ｔｏｔｈ以下であるか否か、又は、バッテリ温度Ｔｂが閾値Ｔｂｔｈ以下であるか否か判定する。これにより、ＥＣＵ１００は、冷間始動時であるか否か判定する。

そして、ＥＣＵ１００は、エンジン油温Ｔｏが閾値Ｔｏｔｈ以下、又は、バッテリ温度Ｔｂが閾値Ｔｂｔｈ以下であると判断した場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、即ち、冷間始動時であると判断した場合、ステップＳ１０２へ処理を進める。

具体的には、ＥＣＵ１００は、現在の走行モードがＳＰＨＶモードであるか否か判定する（ステップＳ１０２）。そして、ＥＣＵ１００は、現在の走行モードがＳＰＨＶモードであると判断した場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、ＳＨＶモードへ走行モードを切り替える（ステップＳ１０３）。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン始動制御を実施し（ステップＳ１０４）、エンジン２０を始動させる。これにより、ＥＣＵ１００は、引き摺り損失を抑制してショックを抑制すると共に、バッテリ１２の負担を低減し始動性を向上させることができる。一方、ＥＣＵ１００は、現在の走行モードがＳＰＨＶモードではないと判断した場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、即ち、ＳＨＶモードであると判断した場合、走行モードを変更せずにエンジン始動制御を実施する（ステップＳ１０４）。

一方、エンジン油温Ｔｏが閾値Ｔｏｔｈより大きく、かつ、バッテリ温度Ｔｂが閾値Ｔｂｔｈより大きいと判断した場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、即ち、冷間始動時ではないと判断した場合、ステップＳ１０５へ処理を進める。

具体的には、ＥＣＵ１００は、ＳＨＶモードでエンジン２０を始動させた場合の要求始動電力Ｗｓと、ＳＰＨＶモードでエンジン２０を始動させた場合の要求始動電力Ｗｓｐとをそれぞれ推定する（ステップＳ１０５）。例えば、ＥＣＵ１００は、上述したように、車速Ｖに基づき、所定のマップを参照して、要求始動電力Ｗｓ、Ｗｓｐを推定する。

次に、ＥＣＵ１００は、要求始動電力Ｗｓｐが要求始動電力Ｗｓ以下であるか否か判定する（ステップＳ１０６）。そして、ＥＣＵ１００は、要求始動電力Ｗｓｐが要求始動電力Ｗｓ以下であると判断した場合（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、現在の走行モードがＳＨＶモードであるか否か判定する（ステップＳ１０７）。そして、ＥＣＵ１００は、現在の走行モードがＳＨＶモードであると判断した場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、ＳＰＨＶモードへ走行モードを切り替える（ステップＳ１０８）。一方、ＥＣＵ１００は、現在の走行モードがＳＨＶモードではないと判断した場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、エンジン始動制御を実施する（ステップＳ１０４）。即ち、この場合、ＥＣＵ１００は、ＳＰＨＶモードのままエンジン２０を始動させる。このように、ＥＣＵ１００は、冷間始動時ではない場合には、要求始動電力Ｗが小さい走行モードを選択することで、エンジン始動時の消費電力を抑制することができる。

一方、ＥＣＵ１００は、要求始動電力Ｗｓｐが要求始動電力Ｗｓより大きいと判断した場合（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、現在の走行モードがＳＰＨＶモードであるか否か判定し（ステップＳ１０２）、ＳＰＨＶモードであると判断した場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、ＳＨＶモードへ走行モードを切り替える（ステップＳ１０３）。一方、ＥＣＵ１００は、現在の走行モードがＳＰＨＶモードではないと判断した場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、エンジン始動制御を実施する（ステップＳ１０４）。即ち、この場合、ＥＣＵ１００は、ＳＨＶモードのままエンジン２０を始動させる。このように、ＥＣＵ１００は、要求始動電力Ｗが小さいＳＨＶモードを選択することで、エンジン始動時の消費電力を抑制することができる。

［他の構成例］
本発明に係るハイブリッド駆動装置１０の態様は、図２に例示するものに限定されない。ここで、図５を参照し、本発明に適用可能な他の構成例であるハイブリッド駆動装置１０Ａの構成について説明する。

図５は、ハイブリッド駆動装置１０Ａの概略構成図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には、同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。ハイブリッド駆動装置１０Ａは、主に、エンジン２０と、動力分割機構３０Ａと、モータＭＧ１、ＭＧ２と、入力軸４０と、クラッチＣＬ１、ＣＬ２と、減速機構６０と、オイルポンプ７０と、を備える。

図５に示すように、動力分割機構３０Ａは、リングギヤＲ２と、キャリアＣ２と、サンギヤＳ２とを備える。リングギヤＲ２は、クラッチＣＬ１を介して減速機構６０に連結されている。リングギヤＲ２の回転数は、クラッチＣＬ１が締結された場合、出力回転数Ｎｏｕｔと等価である。キャリアＣ２は、エンジン２０のクランク軸に連結された入力軸４０と連結されている。サンギヤＳ２は、モータＭＧ１のロータに、その回転軸を共有する形で連結されている。クラッチＣＬ２は、締結状態において、キャリアＣ２の回転数とリングギヤＲ２の回転数とが一義的になるように、キャリアＣ２及びリングギヤＣ２の回転を規制する。

ここで、クラッチＣＬ１が解放状態、かつ、クラッチＣＬ２が締結状態の場合、ハイブリッド駆動装置１０Ａを搭載したハイブリッド車両１は、シリーズ式ハイブリッド車両として機能する。具体的には、この場合、クラッチＣＬ１が解放されていることにより、駆動軸ＯＵＴはリングギヤＲ２と独立して回転可能であり、モータＭＧ２の出力に基づき駆動軸ＯＵＴが回転する。また、クラッチＣＬ２が締結されていることにより、サンギヤＳ２の回転数がキャリアＣ２の回転数と一義的になり、エンジン２０の動力がモータＭＧ１に伝達される。

また、クラッチＣＬ１が締結状態、かつ、クラッチＣＬ２が解放状態の場合、ハイブリッド駆動装置１０Ａを搭載したハイブリッド車両１は、シリーズパラレル式ハイブリッド車両として機能する。具体的には、この場合、ハイブリッド駆動装置１０Ａは、クラッチＣＬが締結状態、かつ、ブレーキＢＲが解放状態の場合のハイブリッド駆動装置１０と同様の構成となる。即ち、ハイブリッド駆動装置１０Ａは、この場合、エンジン２０からの動力を動力分割機構３０Ａにより分割し、駆動軸ＯＵＴに出力すると共に、残余をモータにより電力に変換して駆動軸ＯＵＴに出力する。

従って、ハイブリッド車両１がハイブリッド駆動装置１０Ａを搭載した場合であっても、ＥＣＵ１００は、クラッチＣＬ１、ＣＬ２の状態を変化させることで、ＳＨＶモードとＳＰＨＶモードとを切り替えることができる。そして、この場合、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１がハイブリッド駆動装置１０を搭載した場合と同様、冷間始動時ではＳＨＶモードで走行する。また、冷間始動時ではない場合には、ＥＣＵ１００は、要求始動電力Ｗが低い走行モードを選択してエンジン２０を始動させる。従って、この構成によっても、好適に、ＥＣＵ１００は、エンジン始動時での引き摺り損失を低減させ、エンジン２０の始動性低下及びショックの発生を抑制することができる。

［変形例］
上述した（エンジン始動時の走行モード決定方法）の説明では、ＥＣＵ１００は、冷間始動時であるか否か判定するため、エンジン油温Ｔｏが閾値Ｔｏｔｈ以下であるか否か、及び、バッテリ温度Ｔｂが閾値Ｔｂｔｈ以下であるか否か判定した。しかし、本発明が適用可能な方法は、これに限定されない。

これに代えて、ＥＣＵ１００は、エンジン油温Ｔｏが閾値Ｔｏｔｈ以下であるか否か、又は、バッテリ温度Ｔｂが閾値Ｔｂｔｈ以下であるか否かの一方のみに基づき冷間始動時か否か判断してもよい。

また、他の例では、ＥＣＵ１００は、上述の実施形態に代えて、エンジン油温Ｔｏが閾値Ｔｏｔｈ以下、かつ、バッテリ温度Ｔｂが閾値Ｔｂｔｈ以下である場合に冷間始動時であると判断し、ＳＨＶモードを選択してエンジン２０を始動させてもよい。

１ ハイブリッド車両
１０、１０Ａ ハイブリッド駆動装置
１２ バッテリ
２０ エンジン
３０、３０Ａ 動力分割機構
４０ 入力軸
６０ 減速機構
１００ ＥＣＵ
ＭＧ１、ＭＧ２ モータジェネレータ
ＢＲ ブレーキ
ＣＬ、ＣＬ１、ＣＬ２ クラッチ

Claims (4)

1. シリーズ式走行モードとシリーズパラレル式走行モードとの間で走行モードを切り替えるハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記ハイブリッド車両の動力要素であるエンジンと、
   冷間時に前記エンジンの始動を行うべき運転状態にある場合には、前記シリーズ式走行モードを選択する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、冷間時でないときに前記エンジンの始動を行うべき運転状態にある場合、前記シリーズ式走行モードを選択した場合の要求電力と、前記シリーズパラレル式走行モードを選択した場合の要求電力とをそれぞれ算出し、前記要求電力が低い方の走行モードを選択することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記制御手段は、前記エンジンの油温が第１所定値より大きいときに前記エンジンの始動を行うべき運転状態にある場合、前記シリーズ式走行モードを選択した場合の要求電力と、前記シリーズパラレル式走行モードを選択した場合の要求電力とをそれぞれ算出し、前記要求電力が低い方の走行モードを選択する請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 第１回転電機と、
   第２回転電機と、
   前記第１回転電機に連結された第１回転要素と、前記第２回転電機と駆動軸とにクラッチを介して連結する第２回転要素と、前記エンジンと連結する第３回転要素と、を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力伝達機構と、
   締結状態において、前記第２回転要素を固定可能なブレーキと、をさらに備え、
   前記制御手段は、前記クラッチを解放状態かつ前記ブレーキを締結状態にすることで、前記シリーズ式走行モードへ切り替え、前記クラッチを締結状態かつ前記ブレーキを解放状態にすることで、前記シリーズパラレル式走行モードへ切り替える請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 第１回転電機と、
   第２回転電機と、
   前記第１回転電機に連結された第１回転要素と、前記第２回転電機と駆動軸とに第１クラッチを介して連結する第２回転要素と、前記エンジンと連結する第３回転要素と、を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力伝達機構と、
   締結状態において、前記第２回転要素の回転数と前記第３回転要素の回転数とが一対一に対応するように、前記第２回転要素及び前記第３回転要素の回転を規制可能な第２クラッチと、をさらに備え、
   前記制御手段は、前記第１クラッチを解放状態かつ前記第２クラッチを締結状態にすることで、前記シリーズ式走行モードへ切り替え、前記第１クラッチを締結状態かつ前記第２クラッチを解放状態とすることで、前記シリーズパラレル式走行モードへ切り替える請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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