JP6654486B2 - ハイブリッド車両の制御装置及びハイブリッド車両システム - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置及びハイブリッド車両システムに関する。

車両の駆動源として、エンジン及び駆動モータを備えたハイブリッド車両が知られている。従来のハイブリッド車両では、モータＥＶ走行モードとハイブリッド走行モードとを切り替えながら、車両の駆動制御が行われている。モータＥＶ走行モードは、例えば、車両の要求駆動力が小さい領域において、駆動モータから出力されるトルクにより車両を駆動させるモードである。また、ハイブリッド走行モードは、例えば、要求駆動力が大きい領域においてエンジンから出力されるトルクを駆動モータから出力されるトルクにより補助しながら車両を駆動させるモードである。

また、特許文献１には、エンジンと、第１のモータジェネレータと、第２のモータジェネレータと、駆動輪とが、この順に直列に配列されたハイブリッド車両が開示されている。かかるハイブリッド車両では、バッテリの残存容量（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が十分にあり、第２のモータジェネレータがトルクを出力できる状態になっており、かつ、エンジンを停止してもよい状態になっている場合に、第２のモータジェネレータによるシングルモータＥＶ走行モード、又は、第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータによって車両を駆動させるツインモータＥＶ走行モードが実行されることが記載されている。

特開２０１５−２０４８６号公報

ここで、特許文献１に記載されたハイブリッド車両では、ツインモータＥＶ走行モードにおいて第１のモータジェネレータと第２のモータジェネレータとの間の伝達クラッチが締結されている。このため、ツインモータＥＶ走行モードからエンジンを用いて走行するモードに移行する際に、エンジンの始動時に発生するクランキング振動によってドライバが違和感を覚えるおそれがある。これを解消するために、当該伝達クラッチを開放した上でエンジンを始動させようとした場合には、伝達クラッチを開放することによる駆動力の変化や、エンジン走行モードに切り替えられるまでの加速応答の遅れが生じたりするおそれがある。そのため、領域を限定してツインモータＥＶ走行モードの領域を設定する必要があり、本来モータジェネレータが実現可能な出力範囲を十分に使いきれないと考えられる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、車両の駆動力を生成可能な２つのモータジェネレータを備えるハイブリッド車両において、それぞれのモータジェネレータの出力範囲を有効利用可能な、新規かつ改良されたハイブリッド車両の制御装置及びハイブリッド車両システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、車両の駆動力を生成するエンジンを制御するエンジン制御部と、エンジンクラッチを介してエンジンに連設された第１のモータジェネレータ、及び、伝達クラッチを介して第１のモータジェネレータに連設された第２のモータジェネレータを制御するモータ制御部と、エンジンクラッチ、及び、伝達クラッチの断接を制御するクラッチ制御部と、車両の要求駆動力を算出する要求駆動力算出部と、算出された車両の要求駆動力に基づいて、第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータのうちの少なくとも一方により車両を駆動させるＥＶ走行モード、又は、第２のモータジェネレータ及びエンジンにより車両を駆動させるハイブリッド走行モードに切り替えながら車両を駆動させる駆動制御部と、を備え、駆動制御部は、車両の要求駆動力の予測が可能な期間、第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータにより車両を駆動させるツインモータＥＶ走行モードが選択される領域とハイブリッド走行モードが選択される領域とが隣接して設定された第２のマップに基づいて車両を駆動させ、車両の要求駆動力の予測が不可能な期間には、ツインモータＥＶ走行モードが選択される領域とハイブリッド走行モードが選択される領域との間に、第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータのうち第２のモータジェネレータのみにより車両を駆動させるシングルモータＥＶ走行モードが選択される領域が設定された第１のマップに基づいて車両を駆動させる、ハイブリッド車両の制御装置が提供される。

駆動制御部は、車両の要求駆動力又は車両の速度の変化割合の上限が設定されている期間、又は、車両を先行車両に追従させる制御が実行されている期間を車両の要求駆動力の予測が可能な期間と判定してもよい。

駆動制御部は、ウィンカの作動状態、アクセルペダルの操作量及びステアリングホイールの舵角のうちの少なくとも一つの情報に基づいてツインモータＥＶ走行モードを解除してもよい。

駆動制御部は、ツインモータＥＶ走行モードで車両が駆動されている間に、車両の要求駆動力が増大すると予測される場合に、エンジンを始動させてハイブリッド走行モードに切り替えてもよい。

第１のマップのツインモータＥＶ走行モードが選択される領域は、第２のマップのツインモータＥＶ走行モードが選択される領域よりも狭く設定されてもよい。

第１のマップには、ツインモータＥＶ走行モードが選択される領域と、ハイブリッド走行モードが選択される領域と、シングルモータＥＶ走行モードが選択される領域とが、車両の要求駆動力に基づいて設定されており、第２のマップには、ツインモータＥＶ走行モードが選択される領域と、ハイブリッド走行モードが選択される領域とが、車両の要求駆動力に基づいて設定されてもよい。

第１のマップには、ツインモータＥＶ走行モードが選択される領域と、ハイブリッド走行モードが選択される領域と、シングルモータＥＶ走行モードが選択される領域とが、車両の速度に基づいて設定されており、第２のマップには、ツインモータＥＶ走行モードが選択される領域と、ハイブリッド走行モードが選択される領域とが、車両の速度に基づいて設定されてもよい。

駆動制御部は、ツインモータＥＶ走行モードで車両が駆動されている間にエンジンを始動させる場合において、車両が所定の車速域である中速域以下で走行しているときには伝達クラッチを締結したままエンジンクラッチを締結させることによりエンジンのクランクシャフトを回転させてエンジンを始動させてもよい。
また、駆動制御部は、ツインモータＥＶ走行モードで車両が駆動されている間にエンジンを始動させる場合において、車両が所定の車速域を超える高車速域で走行しているときには伝達クラッチを締結したままエンジンクラッチを開放し続け、スタータモータによりクランクシャフトを回転させてエンジンを始動させてもよい。

第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータに接続されるバッテリの残存容量の情報を取得するバッテリ制御部をさらに備え、駆動制御部は、第１のマップ又は第２のマップに基づきツインモータＥＶ走行モードが選択される領域であっても、バッテリの残存容量が所定の閾値より小さい場合には、シングルモータＥＶ走行モードで車両を駆動させてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、車両の駆動力を生成するエンジンと、エンジンクラッチを介してエンジンに連設された第１のモータジェネレータと、伝達クラッチを介して第１のモータジェネレータに連設された第２のモータジェネレータと、エンジンを制御するエンジン制御部と、第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータを制御するモータ制御部と、エンジンクラッチ及び伝達クラッチの断接を制御するクラッチ制御部と、車両の要求駆動力を算出する要求駆動力算出部と、算出された車両の要求駆動力に基づいて、第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータのうちの少なくとも一方により車両を駆動させるＥＶ走行モード、又は、第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータのうちの少なくとも一方並びにエンジンにより車両を駆動させるハイブリッド走行モードに切り替えながら車両を駆動させる駆動制御部と、を備え、駆動制御部は、車両の要求駆動力の予測が可能な期間には、第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータにより車両を駆動させるツインモータＥＶ走行モードが選択される領域とハイブリッド走行モードが選択される領域とが隣接して設定された第２のマップに基づいて車両を駆動させ、車両の要求駆動力の予測が不可能な期間には、ツインモータＥＶ走行モードが選択される領域とハイブリッド走行モードが選択される領域との間に、第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータのうち第２のモータジェネレータのみにより車両を駆動させるシングルモータＥＶ走行モードが選択される領域が設定された第１のマップに基づいて車両を駆動させる、ハイブリッド車両システムが提供される。

以上説明したように本発明によれば、車両の駆動力を生成可能な２つのモータジェネレータを備えるハイブリッド車両システムにおいて、それぞれのモータジェネレータの出力範囲を有効利用することができる。

本発明の実施の形態にかかるハイブリッド車両の駆動系のシステム構成例を示すブロック図である。 同実施形態にかかるハイブリッド車両の走行モードの一例を示す説明図である。 同実施形態にかかるハイブリッド車両の制御装置の構成例を示すブロック図である。 車両の要求駆動力が予測できない場合に走行モードの選択のために使用される第１のマップを示す説明図である。 車両の要求駆動力が予測できる場合に走行モードの選択のために使用される第２のマップを示す説明図である。 走行モードの選択のために使用されるマップを選択する処理を示すフローチャートである。 車両の要求駆動力が予測できない場合の処理を示すフローチャートである。 車両の要求駆動力が予測できる場合の処理を示すフローチャートである。 ツインモータＥＶ走行モード中のエンジンの始動方法を示すフローチャートである。 変形例にかかるハイブリッド車両の駆動系のシステム構成例を示すブロック図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜１．ハイブリッド車両システムの基本構成＞
まず、図１を参照して、本発明の実施の形態にかかるハイブリッド車両の制御装置が適用され得るハイブリッド車両の駆動系１の基本構成について説明する。

図１は、ハイブリッド車両の駆動系１を示している。かかる駆動系１は、エンジン１０と、第１のモータジェネレータ２０と、第２のモータジェネレータ２４とを備え、エンジン１０、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４を駆動源として併用可能なパワーユニットである。かかる駆動系１では、走行モードが、エンジン走行モードと、シングルモータＥＶ走行モードと、ツインモータＥＶ走行モードと、ハイブリッド走行モードとで切り替えられながら、車両の駆動力制御が行われる。

エンジン走行モードは、エンジン１０から出力されるトルクにより車両を駆動するモードである。シングルモータＥＶ走行モードは、第２のモータジェネレータ２４から出力されるトルクにより車両を駆動するモードである。ツインモータＥＶ走行モードは、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４から出力されるトルクにより車両を駆動するモードである。ハイブリッド走行モードは、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４のうちの少なくとも一方から出力されるトルクと、エンジン１０から出力されるトルクとにより車両を駆動するモードである。以下、シングルモータＥＶ走行モード及びツインモータＥＶ走行モードを総称して、ＥＶ走行モードともいう。

エンジン１０は、ガソリン等を燃料としてトルクを生成する内燃機関であり、出力軸としてのクランクシャフト１１を有する。クランクシャフト１１は、自動変速装置３０内に延設されている。また、クランクシャフト１１には、ギヤ式のオイルポンプ１５が連結されている。かかるオイルポンプ１５は、図示しない車軸、ＣＶＴ３１のプライマリ軸３４又はセカンダリ軸３６に対して、図示しないギヤ機構を介して連結されていてもよい。オイルポンプ１５が車軸に対して連結されている場合、駆動輪（車輪）８０の回転によってもオイルポンプ１５が駆動され得る。オイルポンプ１５がプライマリ軸３４又はセカンダリ軸３６に対して連結されている場合、第２の伝達クラッチ４６が締結されている間、駆動輪８０の回転によってもオイルポンプ１５が駆動され得る。オイルポンプ１５は、エンジン１０の出力トルク又は駆動輪８０の回転により駆動されて、自動変速装置３０に向けて作動油を供給する。自動変速装置３０に供給される作動油は、ＣＶＴ３１及び各クラッチを作動させる作動油として用いられる。自動変速装置３０は、第１のモータジェネレータ２０と、第２のモータジェネレータ２４と、自動変速機としての無段変速機（ＣＶＴ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）３１とを備える。

エンジン１０と第１のモータジェネレータ２０とはエンジンクラッチ４２を介して直列的に配列される。エンジン１０のクランクシャフト１１と、第１のモータジェネレータ２０のモータ軸２１との間には、クランクシャフト１１とモータ軸２１との間を締結又は開放するエンジンクラッチ４２が設けられている。エンジンクラッチ４２が締結状態にあるときに、クランクシャフト１１とモータ軸２１との間で動力を伝達することができる。

第１のモータジェネレータ２０は、例えば、三相交流式のモータであり、インバータ７０を介して高電圧バッテリ５０に接続されている。高電圧バッテリ５０は、例えば定格電圧が２００Ｖの充放電可能なバッテリである。第１のモータジェネレータ２０は、高電圧バッテリ５０の電力を用いて駆動（力行駆動）されて車両の駆動力を生成する駆動モータとしての機能と、エンジン１０のトルクを用いて駆動されて発電する発電機としての機能と、車両の減速時に回生駆動されて車両の制動力を回生して発電する発電機としての機能とを有する。さらに、第１のモータジェネレータ２０は、エンジン１０を始動又は停止させるスタータモータとしての機能と、モータ軸２１に連結されたオイルポンプ２８を回転駆動させるモータとしての機能とを併せ持つ。

第１のモータジェネレータ２０をスタータモータ、駆動モータ又はオイルポンプ２８の駆動モータとして機能させる場合、インバータ７０は、高電圧バッテリ５０から供給される直流電力を交流電力に変換し、第１のモータジェネレータ２０を駆動する。また、第１のモータジェネレータ２０を発電機として機能させる場合、インバータ７０は、第１のモータジェネレータ２０で発電された交流電力を直流電力に変換して高電圧バッテリ５０に充電する。

上述のとおり、本実施形態にかかる駆動系１では、トルクコンバータではなく、エンジンクラッチ４２を介して、クランクシャフト１１とモータ軸２１との間で動力の伝達が行われる。このため、第１のモータジェネレータ２０を駆動モータとして機能させる場合に、第１のモータジェネレータ２０とエンジン１０とを完全に切り離すことにより、第１のモータジェネレータ２０からの出力トルクがエンジン１０で消費されることがなく、第１のモータジェネレータ２０の効率の低下を抑制することができる。

第１のモータジェネレータ２０のモータ軸２１には、ギヤ式のオイルポンプ２８が組み付けられている。オイルポンプ２８は、エンジン１０の回転、又は、第１のモータジェネレータ２０の回転に伴ってモータ軸２１が回転することによって駆動され、ＣＶＴ３１及び各クラッチに向けて作動油を供給する。かかるオイルポンプ２８は、第１のモータジェネレータ２０により駆動される電動オイルポンプとして構成される。また、第１のモータジェネレータ２０のモータ軸２１は、第１の伝達クラッチ４４を介して、ＣＶＴ３１のプライマリ軸３４に連設されている。第１の伝達クラッチ４４は、モータ軸２１とプライマリ軸３４との間を締結又は開放する。第１の伝達クラッチ４４が締結状態にあるときに、モータ軸２１とプライマリ軸３４との間で動力を伝達することができる。

ＣＶＴ３１は、プライマリ軸３４と、当該プライマリ軸３４に平行に配設されたセカンダリ軸３６とを有する。プライマリ軸３４にはプライマリプーリ３３が固定され、セカンダリ軸３６にはセカンダリプーリ３５が固定されている。プライマリプーリ３３及びセカンダリプーリ３５には、ベルト又はチェーンからなる巻き掛け式の動力伝達部材３７が卷回されている。ＣＶＴ３１は、プライマリプーリ３３及びセカンダリプーリ３５上での動力伝達部材３７の巻き掛け半径を変化させてプーリ比を変化させることにより、プライマリ軸３４とセカンダリ軸３６との間において、任意の変速比で変換したトルクを伝達する。

セカンダリ軸３６は、第２の伝達クラッチ４６を介して、第２のモータジェネレータ２４のモータ軸２５に連設されている。第２の伝達クラッチ４６は、セカンダリ軸３６とモータ軸２５との間を締結又は開放する。第２の伝達クラッチ４６が締結状態にあるときに、セカンダリ軸３６とモータ軸２５との間で動力を伝達することができる。第２のモータジェネレータ２４のモータ軸２５は、図示しない減速ギヤ及び駆動軸を介して駆動輪８０に連設され、モータ軸２５を介して出力されるトルクが駆動輪８０に伝達可能になっている。モータ軸２５が、図示しないデファレンシャルギヤに接続され、トルクが前輪及び後輪に分配されてもよい。

第２のモータジェネレータ２４は、エンジンクラッチ４２、第１の伝達クラッチ４４及び第２の伝達クラッチ４６を介してエンジン１０に連設されている。本実施形態にかかる駆動系１では、第２のモータジェネレータ２４は、第２の伝達クラッチ４６及びＣＶＴ３１を介して第１のモータジェネレータ２０に連設されている。第２のモータジェネレータ２４は、第１のモータジェネレータ２０と同様、三相交流式のモータであり、インバータ７０を介して高電圧バッテリ５０に接続されている。第２のモータジェネレータ２４は、高電圧バッテリ５０の電力を用いて駆動（力行駆動）されて車両の駆動力を生成する駆動モータとしての機能と、車両の減速時に回生駆動されて車両の制動力を回生して発電する発電機としての機能とを有する。

第２のモータジェネレータ２４を駆動モータとして機能させる場合、インバータ７０は、高電圧バッテリ５０から供給される直流電力を交流電力に変換し、第２のモータジェネレータ２４を駆動する。また、第２のモータジェネレータ２４を発電機として機能させる場合、インバータ７０は、第２のモータジェネレータ２４で発電された交流電力を直流電力に変換して高電圧バッテリ５０に充電する。第２のモータジェネレータ２４の定格出力と第１のモータジェネレータ２０の定格出力とは同じであってもよいし、異なっていてもよい。

エンジン１０は、エンジン制御ユニット（エンジンＥＣＵ）２００により制御される。自動変速装置３０は、トランスミッション制御ユニット（トランスミッションＥＣＵ）３００により制御される。第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４は、モータ制御ユニット（モータＥＣＵ）４００により制御される。高電圧バッテリ５０は、バッテリ制御ユニット（バッテリＥＣＵ）５００により制御される。また、本実施形態にかかるハイブリッド車両システムは、車両の前方を撮像するための一対のステレオカメラ５ａ，５ｂを制御するためのカメラＥＣＵ６００を備える。

これらのエンジンＥＣＵ２００、トランスミッションＥＣＵ３００、モータＥＣＵ４００、バッテリＥＣＵ５００、及び、カメラＥＣＵ６００は、システム全体を統合的に制御するハイブリッド制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）１００に接続されている。ハイブリッドＥＣＵ１００は、エンジンＥＣＵ２００、トランスミッションＥＣＵ３００、モータＥＣＵ４００、及び、バッテリＥＣＵ５００等に制御指令を出力し、車両の走行制御、あるいは、高電圧バッテリ５０の充電制御を行う。

それぞれのＥＣＵは、マイクロコンピュータをはじめとして各種インタフェース又は周辺機器等を備えて構成される。それぞれのＥＣＵは、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信ラインを介して双方向通信可能に接続され、制御情報や制御対象に関連する各種の情報を相互に通信する。以下、それぞれのＥＣＵの機能の概略について説明する。

カメラＥＣＵ６００は、ステレオカメラ５ａ，５ｂから入力される撮像情報に基づき、先行車両、歩行者、障害物、道路標識又は車線の検出、自車両と先行車両等との間の距離の算出、及び、自車両と先行車両との相対速度Ｖｄの算出等の処理を行う。ステレオカメラ５ａ，５ｂは、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた左右一組のＣＣＤカメラからなる。これらの左右一組のステレオカメラ５ａ，５ｂが、例えば車室内の天井の前方に所定の間隔をもって取り付けられ、車両の前方をステレオ撮像する。ステレオカメラ５ａ，５ｂとカメラＥＣＵ６００は、一体化されたユニットとして構成されてもよい。

カメラＥＣＵ６００は、自車両の前方を撮影した１組のステレオ画像対をステレオカメラ５ａ，５ｂから取得し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって距離情報を生成する。また、カメラＥＣＵ６００は、生成した距離情報に基づいて先行車両等を検出する。あるいは、カメラＥＣＵ６００は、ステレオカメラ５ａ，５ｂから取得したステレオ画像を画像処理することにより先行車両等を検出してもよい。先行車両等が検出された場合、カメラＥＣＵ６００は、生成した距離情報に基づいて、自車両と先行車両との車間距離Ｄ、自車両と先行車両との相対速度Ｖｄ等を算出する。以下、カメラＥＣＵ６００により算出された各種の情報を、「車両前方情報」とも言う。

なお、「車両前方情報」を取得する装置は、ステレオカメラ５ａ，５ｂを用いたカメラＥＣＵ６００に限られない。例えば、ステレオカメラの代わりに単眼カメラが用いられてもよい。また、カメラを用いずに、あるいは、カメラと併せて、電磁波センサやレーダセンサ、車車間通信装置を用いた制御装置により車両前方情報が取得されてもよい。

バッテリＥＣＵ５００は、高電圧バッテリ５０の残存容量ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）やセル温度、セル電圧、出力電圧等の情報を取得し、高電圧バッテリ５０の状態を管理する。

エンジンＥＣＵ２００は、ハイブリッドＥＣＵ１００からの制御指令を受け、エンジン１０に備えられた各種センサにより検出される情報に基づいて、スロットル開度、点火時期、及び、燃料噴射量等の制御量を算出する。エンジンＥＣＵ２００は、算出された制御量に基づいてスロットル弁、点火プラグ、及び、燃料噴射弁等を駆動し、エンジン１０の出力が制御指令値となるようにエンジン１０を制御する。エンジンＥＣＵ２００は、本発明におけるエンジン制御部に相当する。

モータＥＣＵ４００は、ハイブリッドＥＣＵ１００からの制御指令を受け、インバータ７０を介して第１のモータジェネレータ２０又は第２のモータジェネレータ２４をそれぞれ制御する。モータＥＣＵ４００は、第１のモータジェネレータ２０又は第２のモータジェネレータ２４の回転数や電圧、電流等の情報に基づいてインバータ７０に対して電流指令や電圧指令を出力し、第１のモータジェネレータ２０又は第２のモータジェネレータ２４の出力が制御指令値となるように、第１のモータジェネレータ２０又は第２のモータジェネレータ２４をそれぞれ制御する。モータＥＣＵ４００は、本発明におけるモータ制御部に相当する。

トランスミッションＥＣＵ３００は、ハイブリッドＥＣＵ１００からの制御指令を受けてＣＶＴ３１の変速比を決定し、入力されるトルクを運転状態に応じた適切な変速比で制御する。トランスミッションＥＣＵ３００は、例えば、油圧を制御し、プーリ比を調節することにより、ＣＶＴ３１の変速比を制御する。また、トランスミッションＥＣＵ３００は、ハイブリッドＥＣＵ１００からの制御指令を受けて、エンジンクラッチ４２、第１の伝達クラッチ４４、及び、第２の伝達クラッチ４６の断接の制御を行うことで、走行モードの切り替えを行う。トランスミッションＥＣＵ３００は、例えば、油圧を制御することにより、各クラッチの断接を制御する。トランスミッションＥＣＵ３００は、本発明におけるクラッチ制御部に相当する。

図２は、本実施形態にかかるハイブリッド車両の走行モードの一例を示している。エンジン走行モードにおいて、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン１０を駆動させる。トランスミッションＥＣＵ３００は、エンジンクラッチ４２、第１の伝達クラッチ４４及び第２の伝達クラッチ４６をすべて締結させ、エンジン１０からの出力トルクをＣＶＴ３１に伝達させる。そして、トランスミッションＥＣＵ３００は、ＣＶＴ３１においてエンジン１０から出力されたトルクを所定の変速比で変換して、駆動輪８０に伝達させる。このとき、モータＥＣＵ４００は、第１のモータジェネレータ２０をゼロトルク状態にするか、あるいは、エンジン１０から出力されるトルクの一部を用いて第１のモータジェネレータ２０の発電制御を行う。また、モータＥＣＵ４００は、第２のモータジェネレータ２４をゼロトルク状態にするか、あるいは、車両の減速時において第２のモータジェネレータ２４を回生駆動させる。

シングルモータＥＶ走行モードの場合、トランスミッションＥＣＵ３００は、エンジンクラッチ４２、第１の伝達クラッチ４４及び第２の伝達クラッチ４６をすべて開放する。また、モータＥＣＵ４００は、第２のモータジェネレータ２４を力行駆動させ、第２のモータジェネレータ２４から出力されるトルクを駆動輪８０に伝達する。このとき、モータＥＣＵ４００は、第１のモータジェネレータ２０をゼロトルク状態にするか、あるいは、エンジン１０の出力トルクを用いて第１のモータジェネレータ２０の発電制御を行う。エンジンＥＣＵ２００は、基本的にはエンジン１０を停止させるが、第１のモータジェネレータ２０に発電させる際には、エンジン１０を駆動させる。第１のモータジェネレータ２０に発電させる場合、トランスミッションＥＣＵ３００は、エンジンクラッチ４２を締結させる。また、モータＥＣＵ４００は、車両の減速時においては、第２のモータジェネレータ２４を回生駆動させる。

ツインモータＥＶ走行モードの場合、トランスミッションＥＣＵ３００は、第１の伝達クラッチ４４及び第２の伝達クラッチ４６を締結して、第１のモータジェネレータ２０からの出力トルクをＣＶＴ３１に伝達させる。このとき、モータＥＣＵ４００は、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４の出力を調停しつつ、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４をそれぞれ力行駆動させる。また、モータＥＣＵ４００は、車両の減速時において第２のモータジェネレータ２４を回生駆動させる。また、モータＥＣＵ４００は、必要に応じて第１のモータジェネレータ２０を回生駆動させる。モータＥＣＵ４００は、車両の減速時において第１のモータジェネレータ２０を回生駆動させてもよい。そして、トランスミッションＥＣＵ３００は、ＣＶＴ３１を介して第１のモータジェネレータ２０から出力されるトルクをモータ軸２５に伝達させ、第２のモータジェネレータ２４の出力トルクと合わせて、駆動輪８０に伝達する。ツインモータＥＶ走行モードの場合、エンジンクラッチ４２は常時開放され、エンジン１０は停止される。

ハイブリッド走行モードの場合、トランスミッションＥＣＵ３００は、エンジンクラッチ４２、第１の伝達クラッチ４４及び第２の伝達クラッチ４６をすべて締結させる。エンジンＥＣＵ２００は、エンジン１０を駆動させ、駆動力を駆動輪８０に伝達させる。モータＥＣＵ４００は、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４のうちの少なくとも一方を力行駆動させ、エンジン１０による駆動輪８０の駆動を補助する。このとき、トランスミッションＥＣＵ３００は、ＣＶＴ３１に伝達されたトルクを所定の変速比で変換してモータ軸２５に伝達させ、第２のモータジェネレータ２４の出力トルクと合わせて、駆動輪８０に伝達させる。ハイブリッド走行モードにおいては、第１のモータジェネレータ２０を力行駆動及び回生駆動させなくてもよい。

図２に示した走行モード以外に、停車中におけるエンジン１０の始動時においては、トランスミッションＥＣＵ３００は、エンジンクラッチ４２を締結させ、かつ、モータＥＣＵ４００は、第１のモータジェネレータ２０を駆動させ、エンジン１０をクランキングさせてもよい。

本実施形態にかかるハイブリッド車両の駆動系１では、すべての走行モードにおいて、車両の減速時に、第２のモータジェネレータ２４を回生駆動させることによって、回生電力を生成させつつ、回生ブレーキ力を発生させることができる。また、エンジン走行モード、ツインモータＥＶ走行モード、及び、ハイブリッド走行モードにおいて、車両の減速時に、第１のモータジェネレータ２０を回生駆動させることによって、回生電力を生成させつつ、回生ブレーキ力を発生させることができる。また、シングルモータＥＶ走行モード、又は、ハイブリッド走行モードにおいて、エンジン１０から出力されるトルクの一部又は全部を用いて、第１のモータジェネレータ２０に発電させることができる。さらに、エンジン走行モードにおいて、エンジン１０から出力されるトルクの一部を用いて、第１のモータジェネレータ２０に発電させることができる。

このように、第１のモータジェネレータ２０は、オイルポンプ２８と一体となって電動オイルポンプとしての機能を有する。したがって、エンジン１０又は駆動輪８０が停止し、ギヤ式のオイルポンプ１５により作動油圧を生成できない場合にしか使用されていなかった従来の電動オイルポンプを省略することができる。

また、本実施形態にかかる駆動系１では、第１のモータジェネレータ２０が、第１の伝達クラッチ４４を介して、ＣＶＴ３１のプライマリプーリ３３に連設されており、走行中において、第１のモータジェネレータ２０を駆動モータとして機能させることができる。したがって、車両の動力性能を向上させることができる。さらに、エンジン１０により車両の駆動力を発生させている間、エンジン１０の出力に余剰のトルクがある場合には、第１のモータジェネレータ２０を発電機として機能させることができる。したがって、車両の燃費性能を向上させることができる。

＜２．ハイブリッド車両の制御装置の構成例＞
ここまで、本実施形態にかかるハイブリッド車両の駆動系１の基本構成について説明した。次に、本実施形態にかかるハイブリッド車両の制御装置について具体的に説明する。

図３は、本実施形態にかかるハイブリッド車両の制御装置の構成例を示すブロック図である。本実施形態にかかるハイブリッド車両の制御装置は、ＣＡＮ等の図示しない通信ラインに接続されたハイブリッドＥＣＵ１００、エンジンＥＣＵ２００、トランスミッションＥＣＵ３００、モータＥＣＵ４００、バッテリＥＣＵ５００、及び、カメラＥＣＵ６００を備えて構成される。かかるハイブリッド車両の制御装置により、エンジン１０、自動変速装置３０、第１のモータジェネレータ２０、及び、第２のモータジェネレータ２４が協調制御される。なお、ハイブリッド車両の制御装置を構成する制御ユニットは、１つの制御ユニットからなっていてもよく、適宜の数の制御ユニットから構成されてもよい。

ハイブリッドＥＣＵ１００は、要求駆動力算出部１１０と、駆動制御部１２０とを備える。要求駆動力算出部１１０及び駆動制御部１２０は、マイクロコンピュータによるプログラムの実行により実現される機能であってよい。ハイブリッドＥＣＵ１００は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の図示しない記憶素子を備えていてもよい。

ハイブリッドＥＣＵ１００は、車両のアクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量、ステアリングホイールの舵角、車速、及び、ウィンカ等の情報を取得する。また、ハイブリッドＥＣＵ１００は、バッテリＥＣＵ５００を介して、高電圧バッテリ５０の残存容量ＳＯＣ、セル温度、セル電圧、出力電圧、又は、出力電流等の情報を取得する。また、ハイブリッドＥＣＵ１００は、エンジンＥＣＵ２００を介して、エンジン１０の温度や回転数等のエンジン１０の駆動に関わる各種の情報を取得する。また、ハイブリッドＥＣＵ１００は、モータＥＣＵ４００を介して、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４の温度や回転数等の第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４の駆動に関わる各種の情報を取得する。

さらに、ハイブリッドＥＣＵ１００は、カメラＥＣＵ６００を介して、車両前方情報を取得する。車両前方情報には、少なくとも先行車両の有無、及び、先行車両との車間距離Ｄの情報が含まれる。

また、本実施形態にかかるハイブリッド車両の制御装置では、ハイブリッドＥＣＵ１００に、追従制御のオンオフの切り替えスイッチの信号が入力される。追従制御のオンオフは、ドライバ等によって切り替えられる。追従制御（ＡＣＣ：Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）は、ハイブリッドＥＣＵ１００がエンジンＥＣＵ２００、トランスミッションＥＣＵ３００及びモータＥＣＵ４００を制御することにより、車両の定速走行又は車間距離一定走行を行わせる制御である。

定速走行では、車速がドライバ等により設定された目標車速となるように、エンジン１０、ＣＶＴ３１、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４のうちの少なくとも一つが制御される。車間距離一定走行では、先行車両が存在する場合に、先行車両との車間距離Ｄが車速等に応じてあらかじめ設定された目標車間距離Ｄ＿ｔｇｔとなるように、エンジン１０、ＣＶＴ３１、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４のうちの少なくとも一つが制御される。

要求駆動力算出部１１０は、車両の要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔを算出する。要求駆動力算出部１１０は、追従制御の非実行時において、ドライバによるアクセルペダルの操作量及び車速Ｖ等に基づいて、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔを算出する。また、要求駆動力算出部１１０は、追従制御の実行時において、実車速Ｖと目標車速Ｖ＿ｔｇｔとの差分ΔＶ、又は、実車間距離Ｄと目標車間距離Ｄ＿ｔｇｔとの差分ΔＤに基づいて、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔを算出する。追従制御の実行時においては、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔ、あるいは、車速Ｖの変化割合（変化速度）の上限が定められている。

駆動制御部１２０は、車両の走行モードを、シングルモータＥＶ走行モード、ツインモータＥＶ走行モード、又は、ハイブリッド走行モードに切り替えながら、車両の走行制御を実行する。駆動制御部１２０は、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔ、高電圧バッテリ５０の残存容量ＳＯＣ、エンジン１０の温度、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４の温度、ＣＶＴ３１の油温等の情報に基づき、走行モードを選択する。

例えば、駆動制御部１２０は、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔが大きく、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４から出力されるトルクだけでは不足すると考えられる場合には、ハイブリッド走行モードを選択して、エンジン１０から出力されるトルクと、第２のモータジェネレータ２４から出力されるトルクとにより車両を駆動させる。例えば、駆動制御部１２０は、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔが所定の閾値Ｔｒ＿ｔｇｔ＿０より大きい場合に、ハイブリッド走行モードを選択して、第２のモータジェネレータ２４を力行駆動させつつ、エンジン１０を駆動させることにより車両を駆動させる。閾値Ｔｒ＿ｔｇｔ＿０は、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔを予測できる場合と予測できない場合とで異なっていてもよい。

この場合、駆動制御部１２０は、トランスミッションＥＣＵ３００に対して、エンジンクラッチ４２、第１の伝達クラッチ４４及び第２の伝達クラッチ４６をすべて締結させるよう制御指令を送信する。また、駆動制御部１２０は、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔを配分して、エンジン１０及び第２のモータジェネレータ２４にそれぞれ出力させるトルクを決定する。そして、駆動制御部１２０は、エンジンＥＣＵ２００に対して、エンジン１０を所定の出力で駆動させるよう制御指令を送信し、かつ、モータＥＣＵ４００に対して、第２のモータジェネレータ２４を所定の出力で駆動させるよう制御指令を送信する。ハイブリッド走行モードにおいて、駆動制御部１２０は、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔに対して、第２のモータジェネレータ２４から出力されるトルクでは不足する差分のトルクをエンジン１０に出力させてもよい。トルクの不足分をエンジン１０に補わせることにより、燃費の低下を抑制することができる。

また、駆動制御部１２０は、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔが比較的小さく、高電圧バッテリ５０の残存容量ＳＯＣが所定レベル以上ある場合には、ＥＶ走行モードを選択し、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４のうちの少なくとも一方から出力されるトルクにより車両を駆動させる。シングルモータＥＶモードが選択される場合、駆動制御部１２０は、トランスミッションＥＣＵ３００に対して、少なくとも第１の伝達クラッチ４４及び第２の伝達クラッチ４６を開放させるよう制御指令を送信する。これにより、第２のモータジェネレータ２４がエンジン１０やＣＶＴ３１の抵抗を受けることがなくなる。また、駆動制御部１２０は、モータＥＣＵ４００に対して、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔに応じた所定の出力で第２のモータジェネレータ２４を力行駆動させるよう制御指令を送信する。

また、ツインモータＥＶ走行モードが選択される場合、駆動制御部１２０は、トランスミッションＥＣＵ３００に対して、エンジンクラッチ４２を開放させ、かつ、第１の伝達クラッチ４４及び第２の伝達クラッチ４６を締結させるよう制御指令を送信する。また、駆動制御部１２０は、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔを配分して、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４にそれぞれ出力させるトルクを決定する。そして、駆動制御部１２０は、モータＥＣＵ４００に対して、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４をそれぞれ所定の出力で力行駆動させるよう制御指令を送信する。

駆動制御部１２０は、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４の温度や回転数等の状態に応じて、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４にそれぞれ出力させるトルクを配分してもよい。例えば、第２のモータジェネレータ２４を優先的に使用しつつ、第２のモータジェネレータ２４の温度が高くなった場合には、第１のモータジェネレータ２０を優先的に使用してもよい。これにより、第２のモータジェネレータ２４の過渡的な温度上昇によって出力トルクが制限される機会が低減され、ＥＶ走行モードで走行可能な状態を維持させることができる。

ここで、ＥＶ走行モードからハイブリッド走行モードに切り替えられる場合、第１の伝達クラッチ４４が締結された状態でエンジン１０が始動されると、エンジン１０のクランキング振動によってドライバが違和感を覚える場合がある。このため、ツインモータＥＶ走行モードからエンジン走行モードに切り替える際には、一旦、第１の伝達クラッチ４４を開放させてエンジン１０を始動させなければならない。そうすると、駆動輪８０に伝達される駆動力が変化してしまったり、走行モードの切り替えに要する時間が長くなって加速応答性に遅れが生じたりする。

これに対して、本実施形態にかかるハイブリッド車両の制御装置において、駆動制御部１２０は、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔを予測可能であり、エンジン１０が始動されないと保証される期間には、ツインモータＥＶ走行モードを選択して、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４を用いて車両を駆動させる。つまり、駆動制御部１２０は、エンジン１０が始動される可能性がある状態では、第１の伝達クラッチ４４が締結状態となるツインモータＥＶ走行モードを選択しない。これにより、ツインモータＥＶ走行モードから直接ハイブリッド走行モードに切り替えられることがなくなり、エンジン１０のクランキング振動に起因するドライバの違和感や、駆動力変化、加速応答性の遅れが抑制される。

本実施形態にかかるハイブリッド車両の制御装置において、駆動制御部１２０は、追従制御が実行されている期間を、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔを予測可能な期間として、ツインモータＥＶ走行モードを選択する。上述のとおり、追従制御の実行時においては、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔ又は車速Ｖの変化割合（変化速度）に上限が定められており、エンジン１０の始動を要する要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔが必要となることがない。また、追従制御の実行時には、ドライバによってアクセルペダルが踏み込まれていないことから、ドライバがアクセルペダルを踏み込み始めるまでは、少なくともエンジン１０が始動されないことが保証され得る。

したがって、追従制御の実行中はエンジンクラッチ４２が締結されることがなく、第１の伝達クラッチ４４を締結状態で維持できることから、少なくとも第１のモータジェネレータ２０から出力されるトルクを用いて車両を駆動させる領域を拡大させることができる。その結果、ＥＶ走行モードを選択する際に、第２のモータジェネレータ２４から出力されるトルクによるシングルモータＥＶ走行モードだけでなく、ツインモータＥＶ走行モードを選択することが可能となる。

要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔを予測可能な期間は、追従制御の実行時に限られない。例えば、追従制御以外の理由で、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔ、又は、車速Ｖの変化割合（変化速度）の上限が設定されている期間が、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔを予測可能な期間とされてもよい。

図４及び図５は、本実施形態にかかるハイブリッド車両システムにおいて、各走行モードが選択される領域を表す第１のマップ及び第２のマップの一例を示している。図４は、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔを予測不可能な場合に選択され得る走行モードの領域を示す第１のマップであり、図５は、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔを予測可能な場合に選択され得る走行モードの領域を示す第２のマップである。それぞれのマップにおいて、横軸が車速Ｖを示し、縦軸が車両の要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔを示す。また、図５には、第１のマップの走行モードの境界が破線で示されている。

要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔを予測できない場合、例えば、追従制御の非実行時には、ドライバのアクセルペダルの操作量の予測ができない。このため、図４に示す第１のマップでは、車速Ｖが小さく、又は、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔが小さい領域ではシングルモータＥＶ走行モードが選択され、車速Ｖ又は要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔが大きくなったときにツインモータＥＶ走行モードが選択される。ただし、ツインモータＥＶ走行モードからハイブリッド走行モードに直接切り替えられることを避けるために、ツインモータＥＶ走行モードが選択され得る領域は比較的限定的になっている。また、ツインモータＥＶ走行モードが選択され得る領域と、ハイブリッド走行モードが選択され得る領域とが隣り合うことがないように、ツインモータＥＶ走行モードとハイブリッド走行モードとの間には、第２のモータジェネレータ２４を用いたシングルモータＥＶ走行モードが選択され得る領域が介在している。

これに対して、図５に示す第２のマップでは、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔを予測できる場合、例えば、追従制御の実行時には、ＥＶ走行モードが選択される際には、基本的にはツインモータＥＶ走行モードが選択されるように設定されている。また、エンジン１０の始動を伴うハイブリッド走行モードに切り替えられる直前までツインモータＥＶ走行モードで車両の駆動制御を実行することができるために、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４の出力トルクを同時に利用できる領域が拡大され、ＥＶ走行モードを選択し得る領域が拡大されている。

ただし、駆動制御部１２０は、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔを予測可能な期間であっても、高電圧バッテリ５０の残存容量ＳＯＣが十分でない場合には、ツインモータＥＶ走行モードが選択され得る要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔの上限を小さくしてもよい。高電圧バッテリ５０の残存容量ＳＯＣが十分でない場合に、ツインモータＥＶ走行モードにより過大な要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔを出力させようとすると、ＥＶ走行モードでの航続距離が短くなるおそれがあるからである。したがって、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔを予測可能な期間であっても、高電圧バッテリ５０の残存容量ＳＯＣが所定の閾値未満の場合には、駆動制御部１２０は、図４に示すマップを使用してもよい。

また、駆動制御部１２０は、追従制御の実行中、ＥＶ走行モードからエンジン１０を始動させるか否かを判別する際には、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔ、あるいは、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔ及び高電圧バッテリ５０の残存容量ＳＯＣと併せて、他の情報を用いてもよい。例えば、他の情報としては、アクセルペダルの操作量、ウィンカの作動状態、ステアリングホイールの舵角等のうちの少なくとも１つの情報が用いられる。つまり、追従制御の実行中に、アクセルペダルが所定量以上踏み込まれる場合や、ウィンカが作動された場合、ステアリングホイールの舵角が大きく変化した場合等においては、先行車両を追い越すために加速することが考えられる。このため、上記の条件が成立する場合には、エンジン１０を始動させてハイブリッド走行モードに切り替えることにより、より効率的に走行モードを切り替えることができる。

あるいは、駆動制御部１２０は、エンジン１０の温度が低い場合に、ハイブリッド走行モードを選択してエンジン１０を駆動させることにより、エンジン１０の暖機を優先させてもよい。

なお、図４及び図５に示した第１のマップ及び第２のマップでは、エンジン走行モードが設けられていないが、本実施形態にかかるハイブリッド車両システムでは、ＥＶ走行モードで車両を走行させることができない場合にのみ、エンジン走行モードが選択されるようになっている。ＥＶ走行モードで車両を走行させることができない場合としては、例えば、高電圧バッテリ５０の残存容量ＳＯＣが低下している場合や、第２のモータジェネレータ２４、あるいは、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４が故障している場合が挙げられる。

また、駆動制御部１２０は、ツインモータＥＶ走行モードで車両の駆動制御をしている間に、エンジン１０を始動させてハイブリッド走行モードに切り替える際に、車速Ｖに応じてエンジン１０の始動方法を異ならせてもよい。例えば、駆動制御部１２０は、車速Ｖが中速域（例えば、４０〜８０ｋｍ／ｈ）の場合には、第１の伝達クラッチ４４を締結したまま、開放されているエンジンクラッチ４２を締結させ、駆動輪８０の回転によるトルクを利用してエンジン１０をクランキングさせてもよい。これにより、エンジン１０を始動させる直前まで第１のモータジェネレータ２０を駆動させて、第１のモータジェネレータ２０の使用領域を拡大させつつ、スタータモータ１３によらないエンジン１０の始動が可能になる。また、スタータモータ１３を駆動させないことにより、騒音を低減させることができる。

また、駆動制御部１２０は、車速Ｖが高車速域（例えば、８０ｋｍ／ｈ超）の場合には、第１の伝達クラッチ４４を締結し、かつ、エンジンクラッチ４２を開放したままで、スタータモータ１３によりエンジン１０をクランキングさせてもよい。これにより、エンジン１０を始動させる直前まで第１のモータジェネレータ２０を駆動させて、第１のモータジェネレータ２０の使用領域を拡大させることができる。また、高車速域では、スタータモータ１３よるクランキング時に生じる騒音が感じにくくなることから、スタータモータ１３によりエンジン１０を始動させることも可能になる。これにより、高車速域でエンジンクラッチ４２を締結させることによる、エンジンクラッチ４２の摩耗及び発熱を抑制しつつ、エンジン１０を始動させることができる。

以上のように、駆動制御部１２０は、ツインモータＥＶ走行モードで車両の駆動制御が行われている間に、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔの増大が予測されたときには、実際に要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔが増大する前にエンジン１０を始動する。したがって、実際に要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔが増大したときには、エンジン１０の出力を用いてトルクを発生させることができ、加速応答性の低下が抑制される。

＜３．フローチャート＞
次に、図６〜図９を参照して、本実施形態にかかるハイブリッド車両の制御装置による制御処理のフローチャートの一例を説明する。以下に説明するフローチャートは、ハイブリッド車両システムの電源がオンにされている間、常時実行されてもよい。

図６は、車両の駆動制御に使用するマップを選択する処理のフローチャートを示す。まず、ステップＳ１０において、ハイブリッドＥＣＵ１００の駆動制御部１２０は、車両の要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔが予測可能な状態であるか否かを判別する。例えば、駆動制御部１２０は、追従制御が実行中か否かによって、車両の要求駆動力ｔｒ＿ｔｇｔが予測可能か否かを判別する。要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔが予測可能な状態である場合（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、駆動制御部１２０は、図５に例示した第２のマップを使用して車両の駆動制御を実行する。一方、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔが予測不可能な状態である場合（Ｓ１０：Ｎｏ）、駆動制御部１２０は、図４に例示した第１のマップを使用して車両の駆動制御を実行する。駆動制御部１２０は、図６に示したフローチャートを繰り返し実行し、車両の駆動制御に使用するマップを選択する。

図７は、車両の要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔが予測不可能である場合に実行される制御処理のフローチャートを示す。まず、ステップＳ２０において、ハイブリッドＥＣＵ１００の要求駆動力算出部１１０は、車両の要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔを算出する。例えば、追従制御の非実行時においては、要求駆動力算出部１１０は、ドライバによるアクセルペダルの操作量及び車速Ｖ等に基づいて、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔを算出する。

次いで、ステップＳ２２において、ハイブリッドＥＣＵ１００の駆動制御部１２０は、第１のマップを用いて、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔ及び車速Ｖ等に基づき選択される走行モードがツインモータＥＶ走行モードであるか否かを判別する。ツインモータＥＶ走行モードが選択される場合（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、ステップＳ２４に進み、駆動制御部１２０は、エンジンクラッチ４２、第１の伝達クラッチ４４及び第２の伝達クラッチ４６をすべて開放させる。ここまで第２のモータジェネレータ２４によるシングルモータＥＶ走行モードで制御されていた場合には、すでに各クラッチは開放されていることから、そのままの状態を維持させる。

次いで、ステップＳ２６において、駆動制御部１２０は、高電圧バッテリ５０の残存容量ＳＯＣが十分に高い状態であるか否かを判別する。例えば、駆動制御部１２０は、高電圧バッテリ５０の残存容量ＳＯＣが所定の閾値よりも高いか否かを判別する。かかる閾値は、例えば、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４を両方使用した場合の車両の航続可能距離が適宜の距離以上になるか否かの観点で、適切な値に設定され得る。高電圧バッテリ５０の残存容量ＳＯＣが十分でない場合（Ｓ２６：Ｎｏ）、ＥＶ走行モードによる航続可能距離が短く、エンジン１０を始動させなければならない可能性があることから、駆動制御部１２０は、ステップＳ３６に進み、第２のモータジェネレータ２４を力行駆動させることによるシングルモータＥＶ走行モードで、車両の駆動制御を実行する。

一方、高電圧バッテリ５０の残存容量ＳＯＣが十分である場合（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、ステップＳ２８に進み、駆動制御部１２０は第１の伝達クラッチ４４及び第２の伝達クラッチ４６を締結させる。その後、ステップＳ３０において、駆動制御部１２０は、それぞれ出力させるトルクを調停しながら、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４を力行駆動させることによるツインモータＥＶ走行モードで、車両の駆動制御を実行する。

上記のステップＳ２２において、ツインモータＥＶ走行モードが選択されていない場合（Ｓ２２：Ｎｏ）、ステップＳ３２に進み、駆動制御部１２０は、選択される走行モードがシングルモータＥＶ走行モードであるか否かを判別する。シングルモータＥＶ走行モードが選択される場合（Ｓ３２：Ｙｅｓ）、ステップＳ３４に進み、駆動制御部１２０は、エンジンクラッチ４２、第１の伝達クラッチ４４及び第２の伝達クラッチ４６をすべて開放させる。ここまで第２のモータジェネレータ２４によるシングルモータＥＶ走行モードで制御されていた場合には、すでに第１の伝達クラッチ４４及びエンジンクラッチ４２は開放されていることから、そのままの状態を維持させる。次いで、ステップＳ３６において、駆動制御部１２０は、第２のモータジェネレータ２４を力行駆動させることによるシングルモータＥＶ走行モードで、車両の駆動制御を実行する。

一方、ステップＳ３２において、シングルモータＥＶ走行モードが選択されていない場合（Ｓ３２：Ｎｏ）、つまり、この場合は、ハイブリッド走行モードが選択されている場合、ステップＳ３８に進み、駆動制御部１２０は、エンジンクラッチ４２、第１の伝達クラッチ４４及び第２の伝達クラッチ４６をすべて開放させる。ここまで第２のモータジェネレータ２４によるシングルモータＥＶ走行モードで制御されていた場合には、すでに第１の伝達クラッチ４４及びエンジンクラッチ４２は開放されていることから、そのままの状態を維持させる。

次いで、駆動制御部１２０は、ステップＳ４０において、スタータモータ１３を用いてエンジン１０をクランキングさせ、エンジン１０を始動させた後、ステップＳ４２において、エンジンクラッチ４２、第１の伝達クラッチ４４及び第２の伝達クラッチ４６を締結させる。すでにエンジン１０が始動している場合には、ステップＳ４０及びＳ４２は省略される。次いで、ステップＳ４４において、駆動制御部１２０は、エンジン１０を駆動させるとともに、第２のモータジェネレータ２４を力行駆動させることにより、ハイブリッド走行モードで車両の駆動制御を実行する。追従制御が実行開始されない限り、駆動制御部１２０は、図７に示したフローチャートを繰り返すことで、車両の駆動制御を実行する。

図８は、車両の要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔが予測可能である場合に実行される制御処理のフローチャートを示す。まず、ステップＳ５０において、ハイブリッドＥＣＵ１００の要求駆動力算出部１１０は、車両の要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔを算出する。例えば、追従制御の実行時においては、実車速Ｖと目標車速Ｖ＿ｔｇｔとの差分ΔＶ、又は、実車間距離Ｄと目標車間距離Ｄ＿ｔｇｔとの差分ΔＤに基づいて、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔが算出される。

次いで、ステップＳ５２において、ハイブリッドＥＣＵ１００の駆動制御部１２０は、第２のマップを用いて、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔ及び車速Ｖ等に基づき選択される走行モードがＥＶ走行モードであるか否かを判別する。選択された走行モードがＥＶ走行モードでない場合（Ｓ５２：Ｎｏ）、ステップＳ６４に進み、駆動制御部１２０は、エンジンクラッチ４２、第１の伝達クラッチ４４及び第２の伝達クラッチ４６を開放させる。ここまで第２のモータジェネレータ２４によるＥＶ走行モードで制御されていた場合には、すでに第１の伝達クラッチ４４及びエンジンクラッチ４２は開放されていることから、そのままの状態を維持させる。

次いで、駆動制御部１２０は、ステップＳ６６において、スタータモータ１３を用いてエンジン１０をクランキングさせ、エンジン１０を始動させた後、ステップＳ６８において、エンジンクラッチ４２、第１の伝達クラッチ４４及び第２の伝達クラッチ４６を締結させる。すでにエンジン１０が始動している場合には、ステップＳ６６及びＳ６８は省略される。次いで、ステップＳ７０において、駆動制御部１２０は、エンジン１０を駆動させるとともに、第２のモータジェネレータ２４を力行駆動させることにより、ハイブリッド走行モードで車両の駆動制御を実行する。

一方、上記のステップＳ５２において、選択された走行モードがＥＶ走行モードである場合、ステップＳ５４に進み、駆動制御部１２０は、エンジンクラッチ４２、第１の伝達クラッチ４４及び第２の伝達クラッチ４６を開放させる。ここまで第２のモータジェネレータ２４によるＥＶ走行モードで制御されていた場合には、すでにエンジンクラッチ４２、第１の伝達クラッチ４４及び第２の伝達クラッチ４６は開放されていることから、そのままの状態を維持させる。

次いで、ステップＳ５６において、駆動制御部１２０は、高電圧バッテリ５０の残存容量ＳＯＣが十分に高い状態であるか否かを判別する。例えば、駆動制御部１２０は、高電圧バッテリ５０の残存容量ＳＯＣが所定の閾値よりも高いか否かを判別する。かかる閾値は、例えば、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４を両方使用した場合の車両の航続可能距離が適宜の距離以上になるか否かの観点で、適切な値に設定され得る。高電圧バッテリ５０の残存容量ＳＯＣが十分でない場合（Ｓ５６：Ｎｏ）、ＥＶ走行モードによる航続可能距離が短く、エンジン１０を始動させなければならない可能性があることから、駆動制御部１２０は、ステップＳ６２に進み、第２のモータジェネレータ２４を力行駆動させることによるシングルモータＥＶ走行モードで、車両の駆動制御を実行する。

一方、高電圧バッテリ５０の残存容量ＳＯＣが十分である場合（Ｓ５６：Ｙｅｓ）、駆動制御部１２０は、ステップＳ５８に進み、第１の伝達クラッチ４４及び第２の伝達クラッチ４６を締結させた後、ステップＳ６０において、それぞれ出力させるトルクを調停しながら、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４を力行駆動させることによるツインモータＥＶ走行モードで、車両の駆動制御を実行する。

ツインモータＥＶ走行モードで車両の駆動制御が実行される期間、駆動制御部１２０は、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔが増大するか否かを予測し、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔの増大が予測された場合には、車速Ｖに応じた異なる方法でエンジン１０を始動させる。図９は、ツインモータＥＶ走行モード中のエンジン１０の始動制御処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ８２において、駆動制御部１２０は、要求駆動力が増大すると予測されるか否かを判別する。

例えば、駆動制御部１２０は、追従制御の実行中にアクセルペダルが踏み込まれた場合に、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔが増大すると予測してもよい。また、駆動制御部１２０は、車間距離一定走行中に先行車両がいなくなったときの車速が、設定されている低速走行用の目標車速よりも著しく小さい場合等に、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔが増大すると予測してもよい。さらに、駆動制御部１２０は、車間距離一定走行中に、ウィンカが作動された場合、又は、ステアリングホイールの舵角が大きく変更された場合に、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔが増大すると予測してもよい。

要求駆動力が増大すると予測されない場合（Ｓ８２：Ｎｏ）、駆動制御部１２０は、ツインモータＥＶ走行モードを継続させる。一方、要求駆動力が増大すると予測される場合（Ｓ８２：Ｙｅｓ）、ステップＳ８４に進み、駆動制御部１２０は、現在の車速Ｖが高車速域であるか否かを判別する。例えば、駆動制御部１２０は、現在の車速Ｖが８０ｋｍ／ｈを超えるか否かを判別してもよい。現在の車速Ｖが高車速域である場合（Ｓ８４：Ｎｏ）、駆動制御部１２０は、ステップＳ８６において、スタータモータ１３を用いてエンジン１０をクランキングさせ、エンジン１０を始動させた後、ステップＳ８８において、エンジンクラッチ４２を締結させて、ハイブリッド走行モードに移行させる。高車速域であれば、スタータモータ１３を駆動させても、ドライバが騒音として感じにくい。

一方、現在の車速が高車速域でない場合（Ｓ８４：Ｎｏ）、駆動制御部１２０は、ステップＳ９０において、エンジンクラッチ４２を締結させることによりエンジン１０をクランキングさせ、エンジン１０を始動させて、ハイブリッド走行モードに移行させる。これにより、スタータモータ１３の駆動による騒音を生じさせることなくエンジン１０を始動させることができる。また、高車速域でエンジンクラッチ４２が接続されることがないため、エンジンクラッチ４２の摩耗や発熱を低減させることができる。

以上のように、ツインモータＥＶ走行モードで車両の走行制御が行われている間に、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔの増大が予測されたときには、実際に要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔが増大する前にエンジン１０が始動される。したがって、加速応答性の低下が抑制される。

以上説明したように、本実施形態にかかるハイブリッド車両の制御装置及びハイブリッド車両システムは、要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔが予測可能な場合には、ツインモータＥＶ走行モードで車両の走行制御が行われる。したがって、ツインモータＥＶ走行モードから直接ハイブリッド走行モードに切り替えられる可能性が少なくなって、第１のモータジェネレータ２０の使用領域を拡大させることができる。これにより、ＥＶ走行モードが選択され得る領域が拡大され、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ２４の出力範囲を十分に活用して、効率よく車両の走行制御を実行させることができる。

また、本実施形態にかかるハイブリッド車両の制御装置及びハイブリッド車両システムは、ツインモータＥＶ走行モードで車両の走行制御が実行されている間に、要求駆動力が増大すると予測されたときには、あらかじめツインモータＥＶ走行モードが解除され、ハイブリッド走行モードに切り替えられる。したがって、実際に要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔが増大したときの加速応答性の低下を抑制することができる。

また、本実施形態にかかるハイブリッド車両の制御装置及びハイブリッド車両システムは、ツインモータＥＶ走行モードからハイブリッド走行モードに切り替える際に、車速が中車速域にある場合には、ツインモータＥＶ走行モードの状態からエンジンクラッチ４２を締結し、エンジン１０をクランキングして始動する。したがって、スタータモータ１３の駆動による騒音や振動が低減される。また、ツインモータＥＶ走行モードからハイブリッド走行モードに切り替える際に、車速が高車速域にある場合には、ツインモータＥＶ走行モードの状態でスタータモータ１３によりエンジン１０をクランキングして始動した後に、エンジンクラッチ４２を締結する。したがって、スタータモータ１３の駆動による騒音を低減しつつ、エンジンクラッチ４２の摩耗や発熱が抑制される。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、第２のモータジェネレータ２４が、エンジン１０及び第１のモータジェネレータ２０の動力伝達経路上に配置（シリアル配置）されていたが、本発明を適用可能なハイブリッド車両システムの構成は、かかる例に限定されない。図１３は、第２のモータジェネレータ２４が、エンジン１０及び第１のモータジェネレータ２０の動力伝達経路に対して並列に配置（パラレル配置）された駆動系１の構成例を示す。図１３に示した駆動系１では、上記実施形態における第２の伝達クラッチ４６に相当する伝達クラッチが省略されている。かかる駆動系１であっても、上記実施形態における第１の伝達クラッチ４４の断接に対応するように第１の伝達クラッチ４４を開放又は締結させることによって、上記実施形態にかかるハイブリッド車両の制御装置及びハイブリッド車両システムと同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態におけるフローチャートの各ステップは、必ずしもフローチャート図として記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、駆動制御処理における各ステップは、フローチャート図として記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。

１ 駆動系
１０ エンジン
２０ 第１のモータジェネレータ
２４ 第２のモータジェネレータ
３０ 自動変速装置
３１ ＣＶＴ
４２ エンジンクラッチ
４４ 第１の伝達クラッチ
４６ 第２の伝達クラッチ
５０ 高電圧バッテリ
７０ インバータ
８０ 駆動輪
１００ ハイブリッド制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）
２００ エンジン制御ユニット（エンジンＥＣＵ）
３００ トランスミッション制御ユニット（トランスミッションＥＣＵ）
４００ モータ制御ユニット（モータＥＣＵ）
５００ バッテリ制御ユニット（バッテリＥＣＵ）

Claims (11)

1. 車両の駆動力を生成するエンジンを制御するエンジン制御部と、
   エンジンクラッチを介して前記エンジンに連設された第１のモータジェネレータ、及び、伝達クラッチを介して前記第１のモータジェネレータに連設された第２のモータジェネレータを制御するモータ制御部と、
   前記エンジンクラッチ及び前記伝達クラッチの断接を制御するクラッチ制御部と、
   前記車両の要求駆動力を算出する要求駆動力算出部と、
   算出された前記車両の要求駆動力に基づいて、前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータのうちの少なくとも一方により前記車両を駆動させるＥＶ走行モード、又は、前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータのうちの少なくとも一方並びに前記エンジンにより前記車両を駆動させるハイブリッド走行モードに切り替えながら前記車両を駆動させる駆動制御部と、を備え、
   前記駆動制御部は、
   前記車両の要求駆動力の予測が可能な期間には、前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータにより前記車両を駆動させるツインモータＥＶ走行モードが選択される領域と前記ハイブリッド走行モードが選択される領域とが隣接して設定された第２のマップに基づいて前記車両を駆動させ、
   前記車両の要求駆動力の予測が不可能な期間には、前記ツインモータＥＶ走行モードが選択される領域と前記ハイブリッド走行モードが選択される領域との間に、前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータのうち前記第２のモータジェネレータのみにより前記車両を駆動させるシングルモータＥＶ走行モードが選択される領域が設定された第１のマップに基づいて前記車両を駆動させる、ハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記駆動制御部は、前記車両の要求駆動力又は前記車両の速度の変化割合の上限が設定されている期間、又は、前記車両を先行車両に追従させる制御が実行されている期間を前記車両の要求駆動力の予測が可能な期間と判定する、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記駆動制御部は、前記ツインモータＥＶ走行モードで前記車両が駆動されている間に、前記車両の要求駆動力が増大すると予測される場合に、前記エンジンを始動させて前記ハイブリッド走行モードに切り替える、請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記駆動制御部は、ウィンカの作動状態、アクセルペダルの操作量及びステアリングホイールの舵角のうちの少なくとも一つの情報に基づいて前記ツインモータＥＶ走行モードを解除する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記第１のマップの前記ツインモータＥＶ走行モードが選択される領域は、前記第２のマップの前記ツインモータＥＶ走行モードが選択される領域よりも狭く設定されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
6. 前記第１のマップには、前記ツインモータＥＶ走行モードが選択される領域と、前記ハイブリッド走行モードが選択される領域と、前記シングルモータＥＶ走行モードが選択される領域とが、前記車両の要求駆動力に基づいて設定されており、
   前記第２のマップには、前記ツインモータＥＶ走行モードが選択される領域と、前記ハイブリッド走行モードが選択される領域とが、前記車両の要求駆動力に基づいて設定されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
7. 前記第１のマップには、前記ツインモータＥＶ走行モードが選択される領域と、前記ハイブリッド走行モードが選択される領域と、前記シングルモータＥＶ走行モードが選択される領域とが、前記車両の速度に基づいて設定されており、
   前記第２のマップには、前記ツインモータＥＶ走行モードが選択される領域と、前記ハイブリッド走行モードが選択される領域とが、前記車両の速度に基づいて設定されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
8. 前記駆動制御部は、前記ツインモータＥＶ走行モードで前記車両が駆動されている間に前記エンジンを始動させる場合において、前記車両が所定の車速域である中速域以下で走行しているときには前記伝達クラッチを締結したまま前記エンジンクラッチを締結させることにより前記エンジンのクランクシャフトを回転させて前記エンジンを始動させる、請求項１〜７のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
9. 前記駆動制御部は、前記ツインモータＥＶ走行モードで前記車両が駆動されている間に前記エンジンを始動させる場合において、前記車両が前記所定の車速域を超える高車速域で走行しているときには前記伝達クラッチを締結したまま前記エンジンクラッチを開放し続け、スタータモータにより前記エンジンのクランクシャフトを回転させて前記エンジンを始動させる、請求項８に記載のハイブリッド車両の制御装置。
10. 前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータに接続されるバッテリの残存容量の情報を取得するバッテリ制御部をさらに備え、
    前記駆動制御部は、前記第１のマップ又は前記第２のマップに基づき前記ツインモータＥＶ走行モードが選択される領域であっても、前記バッテリの残存容量が所定の閾値より小さい場合には、前記シングルモータＥＶ走行モードで前記車両を駆動させる、請求項１〜９のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
11. 車両の駆動力を生成するエンジンと、
    エンジンクラッチを介して前記エンジンに連設された第１のモータジェネレータと、
    伝達クラッチを介して前記第１のモータジェネレータに連設された第２のモータジェネレータと、
    前記エンジンを制御するエンジン制御部と、
    前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータを制御するモータ制御部と、
    前記エンジンクラッチ及び前記伝達クラッチの断接を制御するクラッチ制御部と、
    前記車両の要求駆動力を算出する要求駆動力算出部と、
    算出された前記車両の要求駆動力に基づいて、前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータのうちの少なくとも一方により前記車両を駆動させるＥＶ走行モード、又は、前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータのうちの少なくとも一方並びに前記エンジンにより前記車両を駆動させるハイブリッド走行モードに切り替えながら前記車両を駆動させる駆動制御部と、を備え、
    前記駆動制御部は、
    前記車両の要求駆動力の予測が可能な期間には、前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータにより前記車両を駆動させるツインモータＥＶ走行モードが選択される領域と前記ハイブリッド走行モードが選択される領域とが隣接して設定された第２のマップに基づいて前記車両を駆動させ、
    前記車両の要求駆動力の予測が不可能な期間には、前記ツインモータＥＶ走行モードが選択される領域と前記ハイブリッド走行モードが選択される領域との間に、前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータのうち前記第２のモータジェネレータのみにより前記車両を駆動させるシングルモータＥＶ走行モードが選択される領域が設定された第１のマップに基づいて前記車両を駆動させる、ハイブリッド車両システム。

Images