JP7107637B2 - ハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法に関する。

特許文献１には、エンジンおよびエンジンで駆動される発電機とからなる発電モジュールを備えた電気自動車が記載されている。この電気自動車では、発電機によって発電された電力で走行用のモータを駆動している。

特開平１１－３４１６０６号公報

特許文献１の電気自動車では、エンジンは発電のみに使用されている。このため、要求駆動力が高くエンジンで走行した方が燃費効率が良い場合でも、モータを駆動源とする走行になっていた。

また、特許文献１の電気自動車においては、モータによる走行時には、車速によりモータの回転速度が決まってしまう。このため、モータを常に最適効率の回転速度で駆動することができず、その分燃費効率が悪化していた。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、エンジン及びモータを備えたハイブリッド車両において燃費効率を向上することを目的とする。

本発明のある態様のハイブリッド車両は、エンジンと、エンジンと駆動輪とを結ぶ動力伝達経路に設けられた無段変速機と、エンジンによって駆動され発電する第１モータと、第１モータによって充電されるバッテリと、動力伝達経路における無段変速機とエンジンとの間に設けられ、第１モータによって発電された電気エネルギー、またはバッテリから供給される電気エネルギーによって駆動輪を駆動する第２モータと、動力伝達経路におけるエンジンと第２モータとの間に設けられた第１クラッチと、要求される出力が第１所定値未満であって、バッテリの残容量が第１所定量未満のときには、第１クラッチを解放して、エンジンを最適効率で駆動して第１モータによって発電させるとともに、第１モータによって発電された電気エネルギーによって第２モータを最適効率で駆動させ、要求される出力が前記第１所定値以上のときには、第１クラッチを締結して、エンジンを最適効率で駆動させる制御部と、を備える。

本発明の別の態様のハイブリッド車両の制御方法は、エンジンと、エンジンと駆動輪とを結ぶ動力伝達経路に設けられた無段変速機と、エンジンによって駆動され発電する第１モータと、第１モータによって充電されるバッテリと、動力伝達経路における無段変速機とエンジンとの間に設けられ、第１モータによって発電された電気エネルギー、またはバッテリから供給される電気エネルギーによって駆動輪を駆動する第２モータと、動力伝達経路におけるエンジンと第２モータとの間に設けられた第１クラッチと、を備えたハイブリッド車両の制御方法であって、要求される出力が第１所定値未満であって、バッテリの残容量が第１所定量未満のときには、第１クラッチを解放して、エンジンを最適効率で駆動して第１モータによって発電させるとともに、第１モータによって発電された電気エネルギーによって第２モータを最適効率で駆動させ、要求される出力が第１所定値以上のときには、第１クラッチを締結して、エンジンを最適効率で駆動させる。

これらの態様によれば、第２モータ及びエンジンを最適効率で駆動させることで、燃費効率を向上することができる。

本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の構成図である。 本発明の実施形態に係るＭＧ効率マップである。 本発明の実施形態に係るエンジン効率マップである。 本発明の実施形態に係る統合コントローラが実行する制御のフローチャートである。 本発明の実施形態に係る統合コントローラが実行する制御のフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、ハイブリッド車両（以下、単に「車両」という。）１００の模式的な構成図である。車両１００は、エンジン１と、第１モータとしての発電モータ２と、第１クラッチ３と、第２モータとしてのモータジェネレータ（以下、「ＭＧ」という。）４と、第２クラッチ５と、エンジン１と駆動輪７とを結ぶ動力伝達経路（以下、単に「動力伝達経路」という。）に設けられた無段変速機（以下、「ＣＶＴ」という。）６と、制御部としての統合コントローラ５０と、を備える。

エンジン１は、ガソリン、軽油等を燃料とする内燃機関であり、統合コントローラ５０からの指令に基づいて、回転速度、トルク等が制御される。

発電モータ２は、エンジン１によって駆動され発電する。発電モータ２によって発電された電気エネルギーは、インバータ８を介してバッテリ９に貯められる。

ＭＧ４は、動力伝達経路におけるＣＶＴ６とエンジン１との間に設けられる。ＭＧ４は、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型回転電機である。ＭＧ４は、統合コントローラ５０からの指令に基づいて、インバータ８により作り出された三相交流を印加することにより制御される。ＭＧ４は、バッテリ９からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することができる。また、ＭＧ４は、ロータが駆動輪７から回転エネルギーを受ける場合には、ステータコイルの両端に電気エネルギーを生じさせる発電機として機能し、バッテリ９を充電することができる。

第１クラッチ３は、動力伝達経路におけるエンジン１とＭＧ４との間に介装されたノーマルオープンの油圧式クラッチである。第１クラッチ３は、統合コントローラ５０からの指令に基づき、油圧コントロールバルブユニット７１によって調圧された油圧によって、締結・解放状態が制御される。なお、油圧コントロールバルブユニット７１には、図示しないオイルポンプの吐出圧が元圧として供給される。第１クラッチ３としては、例えば、乾式多板クラッチが用いられる。

第２クラッチ５は、動力伝達経路におけるＭＧ４とＣＶＴ６との間に設けられる。第２クラッチ５は、統合コントローラ５０からの指令に基づき、油圧コントロールバルブユニット７１によって調圧された油圧により、締結・解放が制御される。第２クラッチ５としては、例えば、ノーマルオープンの湿式多板クラッチが用いられる。

ＣＶＴ６は、動力伝達経路におけるＭＧ４の下流に配置され、車速やアクセル開度等に応じて変速比を無段階に変更することができる。ＣＶＴ６は、プライマリプーリと、セカンダリプーリと、両プーリに掛け渡されたベルトと、を備える。図示しないオイルポンプからの吐出圧を元圧として油圧コントロールバルブユニット７１によってプライマリプーリ圧とセカンダリプーリ圧を作り出し、プーリ圧によりプライマリプーリの可動プーリとセカンダリプーリの可動プーリとを軸方向に動かし、ベルトのプーリ接触半径を変化させることで、変速比を無段階に変更する。

ＣＶＴ６の出力軸には、図示しない終減速ギヤ機構を介してディファレンシャル１２が接続される。ディファレンシャル１２には、ドライブシャフト１３を介して駆動輪７が接続される。

統合コントローラ５０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ インタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。統合コントローラ５０は、複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。

統合コントローラ５０には、エンジン１の回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ５１、第２クラッチ５の出力回転速度Ｎｏｕｔ（＝ＣＶＴ６の入力回転速度）を検出する回転速度センサ５２、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ５３、ＣＶＴ６のセレクトポジション（前進、後進、ニュートラル及びパーキングを切り替えるセレクトレバー又はセレクトスイッチの状態）を検出するインヒビタスイッチ５４、車速を検出する車速センサ５５、バッテリ９の残容量を検出するＳＯＣセンサ５６等からの信号が入力される。統合コントローラ５０は、入力されるこれらの信号に基づき、エンジン１、ＭＧ４（インバータ８）、ＣＶＴ６に対する各種制御を行う。ＭＧ４の回転速度Ｎｍは、インバータ８の周波数から計算によって求めることができる。

統合コントローラ５０は、車両１００の運転モードとして、バッテリ９からの電力に基づいてＭＧ４を駆動し、ＭＧ４のみの駆動力によって走行するモータ走行モードと、エンジン１のみの駆動力によって走行するエンジン走行モードと、発電モータ２によって発電された電力に基づいてＭＧ４を駆動し、ＭＧ４のみの駆動力によって走行するシリーズ走行モードと、エンジン１の駆動力とＭＧ４の駆動力によって走行するアシスト走行モードと、を切り換える。

モータ走行モードでは、車両１００は、第１クラッチ３を解放するとともに第２クラッチ５を締結した状態で、バッテリ９からの電力によってＭＧ４のみを駆動して走行する。モータ走行モードは、車両１００の要求出力Ｐｒが低い時であって、バッテリ９の残容量が充分にあるときに選択される。

エンジン走行モードでは、車両１００は、第１クラッチ３及び第２クラッチ５を締結した状態で、エンジン１のみを駆動して走行する。エンジン走行モードは、車両１００の要求出力Ｐｒが比較的高い時に選択される。

シリーズ走行モードでは、車両１００は、第１クラッチ３を解放するとともに第２クラッチ５を締結した状態で、ＭＧ４のみを駆動して走行する。シリーズ走行モードでは、エンジン１によって発電モータ２を駆動して発電し、この発電した電力によってＭＧ４を駆動する。シリーズ走行モードは、車両１００の要求出力Ｐｒが低い時であって、バッテリ９の残容量が低下している時に選択される。

アシスト走行モードでは、車両１００は、第１クラッチ３及び第２クラッチ５を締結した状態で、エンジン１とＭＧ４とを駆動して走行する。アシスト走行モードは、車両１００の要求出力Ｐｒが高い時、具体的には、車両１００の要求出力Ｐｒがエンジン１による出力のみでは補えないときに選択される。

次に、図２を参照して、モータ走行モードにおけるＭＧ４の駆動力の制御について説明する。

図２は、ＭＧ４の回転速度ＮｍとトルクＴｍとＭＧ効率との関係を示すＭＧ効率マップである。図２における曲線Ｌｍ１～Ｌｍ５は、それぞれＭＧ４のある出力値での回転速度ＮｍとトルクＴｍとの関係を示す等出力線である。本実施形態では、ＭＧ４は、動作点が等高線（細い実線）の内側に向かうにつれて燃費効率が高くなる。さらに、図２における太い実線（最適効率線Ｍｍ）は、ＭＧ４の各回転速度における燃費効率が最も高くなる最適効率点を結んだ線である。なお、図２では、等出力線をＬｍ１～Ｌｍ５として図示しているが、実際には、段階的に変化するものではなく、曲線Ｌｍ１～Ｌｍ５の間で連続的に特性が変化する。もちろん、特性を段階的に変化させてもよい。

統合コントローラ５０は、車両１００の要求出力Ｐｒに基づいて、図２に示すマップから、要求出力Ｐｒに対応するＭＧ４の目標回転速度Ｎｔｍ及び目標トルクＴｔｍを算出する。以下に具体的に説明する。

統合コントローラ５０は、アクセル開度センサ５３によって検出されたアクセル開度と、車速センサ５５によって検出された車速とに基づいて、ＭＧ４が出力する出力（要求出力Ｐｒ）を求める。

統合コントローラ５０は、図２に示すＭＧ効率マップから、上述のようにして求めた要求出力Ｐｒに対応する等出力線Ｌｍと最適効率線Ｍｍの交点を求める。そして、統合コントローラ５０は、求めた交点における回転速度Ｎｍ及びトルクＴｍをＭＧ４の目標回転速度Ｎｔｍ及び目標トルクＴｔｍとしてＭＧ４を駆動する。このとき、統合コントローラ５０は、目標回転速度Ｎｔｍと車速とに基づいてＣＶＴ６の変速比を制御する。具体的には、ＭＧ４を目標回転速度Ｎｔｍで駆動したときに所望の車速になるようにＣＶＴ６の変速比を制御する。このように、本実施形態のモータ走行モードでは、目標回転速度Ｎｔｍと車速に応じてＣＶＴ６の変速比を制御することで、ＭＧ４を常に最適効率で駆動させて車両１００を走行させることができる。

次に、図３を参照して、エンジン走行モードにおけるエンジン１の駆動力の制御について説明する。

図３は、エンジン１の回転速度ＮｅとトルクＴｅとエンジン効率との関係を示すエンジン効率マップである。図３における曲線Ｌｅ１～Ｌｅ５は、それぞれエンジン１のある出力値での回転速度ＮｅとトルクＴｅとの関係を示す等出力線である。本実施形態では、エンジン１は、動作点が等高線（細い実線）の内側（図３における右上）に向かうにつれて燃費効率が高くなる。さらに、図３における太い実線（最適効率線Ｍｅ）は、エンジン１の各回転速度における燃費効率が最も高くなる最適効率点を結んだ線である。なお、図３では、等出力線をＬｅ１～Ｌｅ５として図示しているが、実際には、段階的に変化するものではなく、曲線Ｌｅ１～Ｌｅ５の間で連続的に特性が変化する。もちろん、特性を段階的に変化させてもよい。

統合コントローラ５０は、車両１００の要求出力Ｐｒに基づいて、図３に示すマップから、要求出力Ｐｒに対応するエンジン１の目標回転速度Ｎｔｅ及び目標トルクＴｔｅを算出する。以下に具体的に説明する。

統合コントローラ５０は、アクセル開度センサ５３によって検出されたアクセル開度と、車速センサ５５によって検出された車速とに基づいて、エンジン１が出力する出力を求める。さらに、統合コントローラ５０は、バッテリ９の残容量を検出するＳＯＣセンサ５６からの出力信号に基づいて、バッテリ９を充電するための要求発電量を求める。そして、統合コントローラ５０は、図示しない補機類を駆動するための出力と要求発電量を満たすための出力とに基づいて、エンジン１に対する要求出力Ｐｒを求める。

統合コントローラ５０は、図３に示すエンジン効率マップにおいて、上述のようにして求めた要求出力Ｐｒに対応する等出力線Ｌｅと最適効率線Ｍｅの交点を求める。そして、統合コントローラ５０は、求めた交点における回転速度Ｎｅ及びトルクＴｅをエンジン１の目標回転速度Ｎｔｅ及び目標トルクＴｔｅとしてエンジン１を駆動する。このとき、統合コントローラ５０は、目標回転速度Ｎｔｅと車速とに基づいてＣＶＴ６の変速比を制御する。具体的には、エンジン１を目標回転速度Ｎｔｅで駆動したときに所望の車速になるようにＣＶＴ６の変速比を制御する。このように、本実施形態のエンジン走行モードでは、目標回転速度Ｎｔｅと車速に応じてＣＶＴ６の変速比を制御することで、エンジン１を常に最適効率で駆動させて車両１００を走行させる。

次に、シリーズ走行モードにおけるエンジン１及びＭＧ４の駆動力の制御について説明する。

バッテリ９にＭＧ４が車両１００を一定時間駆動するために必要な容量が残っていない場合には、シリーズ走行モードが選択される。シリーズ走行モードが選択されると、統合コントローラ５０は、エンジン１を駆動して発電モータ２を駆動する。このとき、統合コントローラ５０は、ＭＧ４によって車両１００を駆動するための電力とバッテリ９を充電するための電力とを満たすような発電量となるように発電モータ２（エンジン１）を駆動する。シリーズ走行モードでは、第１クラッチ３が解放されているので、エンジン１の出力は、車両１００を走行させるための駆動力としては使用されず、発電モータ２による発電（ＭＧ４の駆動及びバッテリ９の充電）のために使用される。

統合コントローラ５０は、バッテリ９の残容量を検出するＳＯＣセンサ５６からの出力信号に基づいて、バッテリ９を充電するための要求発電量を求める。そして、図示しない補機類を駆動するための出力と、要求発電量を満たすための出力と、ＭＧ４が要求出力Ｐｒを出力するために必要な出力とに基づいて、最終的にエンジン１に対する要求出力Ｐｒｅを求める。そして、統合コントローラ５０は、図３におけるエンジン１の最適効率線Ｍｅと要求出力Ｐｒｅに対応する等出力線Ｌｅとの交点を求める。統合コントローラ５０は、求めた交点における回転速度Ｎｅ及びトルクＴｅをエンジン１の目標回転速度Ｎｔｅ及び目標トルクＴｔｅとしてエンジン１を駆動する。

また、統合コントローラ５０は、要求出力Ｐｒに基づいてＭＧ４の駆動力を制御する。ＭＧ４の駆動力の制御については、モータ走行モード時と同様であるので説明を省略する。

このように、本実施形態のシリーズ走行モードでは、モータ走行モード時と同様に、目標回転速度Ｎｔｍと車速に応じてＣＶＴ６の変速比を制御することで、ＭＧ４を常に最適効率で駆動させて車両１００を走行させることができる。また、エンジン１を最適効率で駆動し発電モータ２によって要求された発電量を発電する。これにより、エンジン１を最適効率で駆動させてバッテリ９を充電するとともに、ＭＧ４に電力を供給することができる。

次に、アシスト走行モードにおけるエンジン１及びＭＧ４の駆動力の制御について説明する。

車両１００の要求出力Ｐｒがエンジン１による出力のみでは補えない場合には、アシスト走行モードが選択される。アシスト走行モードが選択されると、統合コントローラ５０は、要求出力Ｐｒとエンジン１による出力との差分をＭＧ４によって出力するように制御する。具体的には、統合コントローラ５０は、図３に示すマップの最適効率線Ｍｅと図２に示すマップの最適効率線Ｍｍにおいて、エンジン１及びＭＧ４が同一回転速度で駆動したときの出力の和が要求出力Ｐｒとなるような目標回転速度Ｎｔｅ（＝Ｎｔｍ）及び目標トルクＴｔｅ，Ｔｔｍを求める。そして、統合コントローラ５０は、エンジン１及びＭＧ４を同じ目標回転速度Ｎｔｅ（＝Ｎｔｍ）で、かつ、それぞれの目標トルクＴｔｅ，Ｔｔｍで駆動したときの出力の和がと要求出力Ｐｒとなるように、エンジン１及びＭＧ４を駆動する。さらに、統合コントローラ５０は、目標回転速度Ｎｔｅ（＝Ｎｔｍ）と車速とに基づいてＣＶＴ６の変速比を制御する。このように、本実施形態のアシスト走行モードでは、目標回転速度Ｎｔｅ（＝Ｎｔｍ）と車速に応じてＣＶＴ６の変速比を制御することで、エンジン１及びＭＧ４を最適効率で駆動させつつ、要求出力Ｐｒを満たして車両１００を走行させることができる。なお、ＭＧ４が変速機構を有している場合には、最終的な回転速度がエンジン１の目標回転速度Ｎｔｅと同じになるようにして制御する。

次に、統合コントローラ５０が実行する車両１００の運転モードの切り換えについて、図４及び図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。

ステップＳ１１では、要求出力Ｐｒが閾値Ｐ１未満であるかを判定する。具体的には、ステップＳ１１では、要求出力ＰｒをＭＧ４のみで出力可能か否かを判定する。閾値Ｐ１は、要求出力ＰｒをＭＧ４のみで出力可能であって、ＭＧ４を最適効率で駆動した方がエンジン１を最適効率で駆動するよりも燃費効率が良い値に設定される。要求出力Ｐｒが閾値Ｐ１未満である場合、つまり、要求出力ＰｒをＭＧ４のみで出力可能な場合には、ステップＳ１２に進み、要求出力Ｐｒが閾値Ｐ１以上である場合、つまり、要求出力ＰｒをＭＧ４のみで出力できない場合には、ステップＳ２２（図５参照）に進む。

ステップＳ１２では、バッテリ９の残容量が閾値Ｅ１以上であるかを判定する。具体的には、統合コントローラ５０が、ＳＯＣセンサ５６からの出力信号に基づいてバッテリ９の残容量が閾値Ｅ１（第１所定量）以上であるかを判断する。閾値Ｅ１は、ＭＧ４が車両１００を一定時間駆動するために必要な残容量に設定される。バッテリ９の残容量が閾値Ｅ１以上であればステップＳ１３に進み、バッテリ９の残容量が閾値Ｅ１未満であればステップＳ１７に進む。

ステップＳ１３では、第１クラッチ３をＯＦＦにし、第２クラッチ５をＯＮにする。具体的には、油圧コントロールバルブユニット７１によって調圧された油圧によって、第１クラッチ３を解放するとともに第２クラッチ５を締結する。これにより、エンジン１からの動力伝達経路が遮断されて、ＭＧ４からの動力伝達経路のみが接続されるので、車両１００はＭＧ４からの出力のみによって走行する。

ステップＳ１４では、ＭＧ４を最適効率で駆動する。具体的には、統合コントローラ５０は、上述のようにして、図２に示すＭＧ効率マップからＭＧ４の目標回転速度Ｎｔｍ及び目標トルクＴｔｍを求め、ＭＧ４を目標回転速度Ｎｔｍ及び目標トルクＴｔｍとなるように駆動する。

ステップＳ１５では、ＣＶＴ６を変速する。具体的には、統合コントローラ５０は、目標回転速度Ｎｔｍと車速とに基づいてＣＶＴ６の変速比を制御する。

ステップＳ１６では、アクセル開度変化量が閾値α未満であるかを判定する。具体的には、アクセル開度センサ５３によって検出されたアクセル開度の変化量が閾値α未満であるかを判定する。アクセル開度変化量が閾値α未満であれば、そのままの状態を維持する。アクセル開度変化量が閾値α以上であれば、車両１００の要求出力Ｐｒが変化しているので、ステップＳ１１に戻る。

このように、要求出力Ｐｒが閾値Ｐ１未満であって、かつ、バッテリ９の残容量が閾値Ｅ１以上である場合には、統合コントローラ５０は、ＭＧ４のみによって駆動するモータ走行モードを選択する。モータ走行モードでは、ＣＶＴ６を制御することでＭＧ４を最適効率で駆動して車両１００を走行させるので、燃費効率を向上することができる。

続いて、ステップＳ１２においてバッテリ９の残容量が閾値Ｅ１未満と判定された場合について説明する。上述のようにステップＳ１２においてバッテリ９の残容量が閾値Ｅ１未満と判定されるとステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７では、第１クラッチ３をＯＦＦにし、第２クラッチ５をＯＮにする。具体的には、油圧コントロールバルブユニット７１によって調圧された油圧によって、第１クラッチ３を解放するとともに第２クラッチ５を締結する。これにより、エンジン１からの動力伝達経路が遮断されて、ＭＧ４からの動力伝達経路のみが接続されるので、車両１００はＭＧ４からの出力のみによって走行する。

ステップＳ１８では、エンジン１を最適効率で駆動する。具体的に説明すると、この状態では、バッテリ９には、ＭＧ４が車両１００を一定時間駆動するために必要な容量が残っていない。このため、統合コントローラ５０は、エンジン１を駆動して発電モータ２を駆動する（ステップＳ１９）。発電モータ２は、上述のようにＭＧ４によって車両１００を駆動するための電力とバッテリ９を充電するための電力とを満たす発電量となるように駆動される。このとき、第１クラッチ３が解放されるので、エンジン１の出力は、車両１００を走行させるための駆動力としては使用されず、ＭＧ４の駆動及びバッテリ９の充電のために使用される。

そして、統合コントローラ５０は、上述のようにして、図３に示すエンジン効率マップからエンジン１の目標回転速度Ｎｔｅ及び目標トルクＴｔｅを求め、エンジン１を目標回転速度Ｎｔｅ及び目標トルクＴｔｅとなるように駆動する。

ステップＳ２０では、ＭＧ４を最適効率で駆動する。具体的には、統合コントローラ５０は、上述のようにして、図２に示すＭＧ効率マップからＭＧ４の目標回転速度Ｎｔｍ及び目標トルクＴｔｍを求め、ＭＧ４を目標回転速度Ｎｔｍ及び目標トルクＴｔｍとなるように駆動する。

ステップＳ２１では、ＣＶＴ６を変速する。具体的には、統合コントローラ５０は、目標回転速度Ｎｔｍと車速とに基づいてＣＶＴ６の変速比を制御する。なお、ステップＳ１６については前述のとおりであるので、説明を省略する。

このように、要求出力Ｐｒが閾値Ｐ１未満であって、かつ、バッテリ９の残容量が閾値Ｅ１未満である場合には、統合コントローラ５０は、エンジン１によって発電モータ２を駆動して発電し、この発電した電力によってＭＧ４を駆動しつつ、バッテリ９を充電するシリーズ走行モードを選択する。シリーズ走行モードでは、エンジン１を最適効率で駆動して発電モータ２によって発電するとともに、ＣＶＴ６を制御することでＭＧ４を最適効率で駆動して車両１００を走行させることができるので、燃費効率を向上することができる。

続いて、ステップＳ１１において要求出力Ｐｒが閾値Ｐ１以上であると判定された場合について説明する。上述のようにステップＳ１１において要求出力Ｐｒが閾値Ｐ１以上であると判定されるとステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２では、要求出力Ｐｒが閾値Ｐ２未満であるかを判定する。具体的には、ステップＳ２２では、要求出力Ｐｒをエンジン１のみで出力可能か否かを判定する。閾値Ｐ２は、閾値Ｐ１よりも大きな値であり、具体的には、エンジン１を最適効率で駆動した方がＭＧ４を最適効率で駆動するよりも燃費効率が良く、かつ、エンジン１のみで出力可能な値以下に設定される。これにより、要求出力Ｐｒが閾値Ｐ２未満である場合、つまり、要求出力Ｐｒをエンジン１のみで出力可能である場合にはステップＳ２３に進み、要求出力Ｐｒが閾値Ｐ２以上である場合、つまり、要求出力Ｐｒをエンジン１のみで出力できない場合にはステップＳ２６に進む。

ステップＳ２３では、第１クラッチ３及び第２クラッチ５をＯＮにする。具体的には、油圧コントロールバルブユニット７１によって調圧された油圧によって、第１クラッチ３及び第２クラッチ５を締結する。これにより、エンジン１からの動力伝達経路が接続され、車両１００はエンジン１からの出力によって走行する。

ステップＳ２４では、エンジン１を最適効率で駆動する。具体的には、統合コントローラ５０は、上述のようにして、図３に示すエンジン効率マップからエンジン１の目標回転速度Ｎｔｅ及び目標トルクＴｔｅを求め、エンジン１を目標回転速度Ｎｔｅ及び目標トルクＴｔｅとなるように駆動する。

ステップＳ２５では、ＣＶＴ６を変速する。具体的には、統合コントローラ５０は、目標回転速度Ｎｔｅと車速とに基づいてＣＶＴ６の変速比を制御する。なお、ステップＳ１６については前述のとおりであるので、説明を省略する。

このように、要求出力Ｐｒが閾値Ｐ１以上であって閾値Ｐ２未満である場合には、統合コントローラ５０は、エンジン１のみによって駆動するエンジン走行モードを選択する。エンジン走行モードでは、ＣＶＴ６を制御することでエンジン１を最適効率で駆動して車両１００を走行させることができるので、燃費効率を向上することができる。

なお、エンジン走行モード時にバッテリ９の残容量が不足していれば、エンジン１によって発電モータ２を駆動しバッテリ９を充電する。この場合、要求出力Ｐｒは、バッテリ９の要求発電量を満たすための出力を付加した値になる。

続いて、ステップＳ２２において要求出力Ｐｒが閾値Ｐ２以上であると判定された場合について説明する。上述のようにステップＳ２２において要求出力Ｐｒが閾値Ｐ２以上であると判定されるとステップＳ２６に進む。

ステップＳ２６では、バッテリ９の残容量が閾値Ｅ２以上であるかを判定する。具体的には、統合コントローラ５０が、ＳＯＣセンサ５６からの出力信号に基づいてバッテリ９の残容量が閾値Ｅ２(第２所定量)以上であるかを判断する。閾値Ｅ２は、ＭＧ４が一定時間アシスト駆動するために必要な残容量に設定される。バッテリ９の残容量が閾値Ｅ２以上であればステップＳ２７に進み、バッテリ９の残容量が閾値Ｅ２未満であればステップＳ２３に進む。なお、ステップＳ２３以降のフローについては前述のとおりであるので、説明を省略する。

ステップＳ２７では、第１クラッチ３及び第２クラッチ５をＯＮにする。具体的には、油圧コントロールバルブユニット７１によって調圧された油圧によって、第１クラッチ３及び第２クラッチ５を締結する。これにより、エンジン１及びＭＧ４からの動力伝達経路が接続され、車両１００はエンジン１及びＭＧ４からの出力によって走行する。

ステップＳ２８では、エンジン１を最適効率で駆動し、ステップＳ２９では、ＭＧ４を最適効率で駆動する。具体的には、ステップＳ２８、Ｓ２９では、上述のように、統合コントローラ５０は、図２に示すマップの最適効率線Ｍｍと図３に示すマップの最適効率線Ｍｅとにおいて、エンジン１及びＭＧ４が同一回転速度で駆動したときの出力の和が要求出力Ｐｒとなるような目標回転速度Ｎｔｅ（＝Ｎｔｍ）及び目標トルクＴｔｅ，Ｔｔｍを求める。そして、統合コントローラ５０は、エンジン１及びＭＧ４を同じ目標回転速度Ｎｔｅ（＝Ｎｔｍ）で、かつ、それぞれの目標トルクＴｔｅ，Ｔｔｍで駆動したときの出力の和がと要求出力Ｐｒとなるように、エンジン１及びＭＧ４を駆動する。

ステップＳ３０では、ＣＶＴ６を変速する。具体的には、統合コントローラ５０は、目標回転速度Ｎｔｅ（＝Ｎｔｍ）と車速とに基づいてＣＶＴ６の変速比を制御する。なお、ステップＳ１６については前述のとおりであるので、説明を省略する。

このように、統合コントローラ５０は、要求出力Ｐｒが閾値Ｐ２以上であって、かつ、バッテリ９の残容量が閾値Ｅ２以上である場合には、エンジン１の出力をＭＧ４の出力によってアシストするアシスト走行モードを選択する。つまり、要求出力Ｐｒがエンジン１の出力のみでは賄えない場合であって、バッテリ９の残容量がＭＧ４を駆動するのに充分である場合には、統合コントローラ５０は、エンジン１及びＭＧ４によって駆動するアシスト走行モードを選択する。アシスト走行モードでは、ＣＶＴ６を制御することでエンジン１及びＭＧ４を最適効率で駆動して車両１００を走行させることができるので、燃費効率を向上することができる。

以上のように、統合コントローラ５０を備えた車両１００によれば、バッテリ９からの電力に基づいてＭＧ４を駆動し、ＭＧ４のみの駆動力によって走行するモータ走行モード、エンジン１のみの駆動力のみによって走行するエンジン走行モード、発電モータ２によって発電された電力に基づいてＭＧ４を駆動し、ＭＧ４のみの駆動力によって走行するシリーズ走行モード、エンジン１の駆動力とＭＧ４の駆動力によって走行するアシスト走行モードのいずれにおいても、ＣＶＴ６の変速比を制御することでエンジン１及びＭＧ４を最適効率で駆動して、車両１００を走行させることができる。これにより、車両１００の燃費効率を向上することができる。

以上の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。

車両１００では、統合コントローラ５０（制御部）は、要求出力Ｐｒが閾値Ｐ１（第１所定値）未満のときには、第１クラッチ３を解放して、ＭＧ４（第２モータ）を最適効率で駆動させ、要求出力Ｐｒが閾値Ｐ１（第１所定値）以上のときには、第１クラッチ３を締結して、エンジン１を最適効率で駆動させる。

この構成では、ＭＧ４（第２モータ）及びエンジン１のいずれかによって車両１００を走行させるときに、ＭＧ４（第２モータ）及びエンジン１をそれぞれ最適効率で駆動させる。よって、燃費効率を向上させることができる（請求項１、６に対応する効果）。

統合コントローラ５０は、要求出力Ｐｒが閾値Ｐ１（第１所定値）未満のときであって、バッテリ９の残容量が閾値Ｅ１（第１所定量）未満のときには、エンジン１を最適効率で駆動して発電モータ２（第１モータ）によって発電させるとともに、発電モータ２（第１モータ）によって発電された電力（電気エネルギー）によってＭＧ４（第２モータ）を駆動する。

この構成では、バッテリ９の残容量が不足した場合であっても、発電モータ２（第１モータ）によって発電された電力（電気エネルギー）によってＭＧ４（第２モータ）を駆動することができる。さらに、エンジン１及びＭＧ４（第２モータ）を最適効率で駆動して車両１００を走行させることができる。よって、燃費効率を向上させることができる（請求項２に対応する効果）。

統合コントローラ５０は、要求出力Ｐｒが閾値Ｐ１（第１所定値）よりも大きな閾値Ｐ２（第２所定値）以上であるときには、ＭＧ４（第２モータ）によるアシスト走行を実行する。

この構成によれば、エンジン１の出力が不足する場合に、ＭＧ４（第２モータ）によってアシストされるので、エンジン１を小型化しても出力不足になることを回避できる（請求項３に対応する効果）。

統合コントローラ５０は、要求出力Ｐｒが閾値Ｐ２（第２所定値）以上であるときであって、バッテリ９の残容量が閾値Ｅ２（第２所定量）未満のときには、ＭＧ４（第２モータ）によるアシスト走行（アシスト走行モード）を実行しない。

この構成によれば、バッテリ９の一定の残容量を確保できるので、バッテリ９からの電力によって駆動する図示しない補機の作動に支障をきたすことがない（請求項４に対応する効果）。

車両１００は、ＭＧ４（第２モータ）とＣＶＴ６（無段変速機）との間に第２クラッチ５をさらに備える。

この構成によれば、第２クラッチ５を解放することで、ＭＧ４による駆動輪７から回転エネルギーの回生を中断することができる。これにより、車両１００の慣性走行をする際に、車速が低下することを防止できる（請求項５に対応する効果）。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、車両１００において、第２クラッチ５は必要がなければ設けなくてもよい。また、第２モータとして回生機能を有しないモータを用いてもよい。

１００ 車両（ハイブリッド車両）
１ エンジン
２ 発電モータ（第１モータ）
３ 第１クラッチ
４ モータジェネレータ（第２モータ）
５ 第２クラッチ
６ ＣＶＴ （無段変速機）
７ 駆動輪
９ バッテリ
５０ 統合コントローラ（制御部）
５６ ＳＯＣセンサ

Claims (5)

1. エンジンと、
   前記エンジンと駆動輪とを結ぶ動力伝達経路に設けられた無段変速機と、
   前記エンジンによって駆動され発電する第１モータと、
   前記第１モータによって充電されるバッテリと、
   前記動力伝達経路における前記無段変速機と前記エンジンとの間に設けられ、前記第１モータによって発電された電気エネルギー、または前記バッテリから供給される電気エネルギーによって前記駆動輪を駆動する第２モータと、
   前記動力伝達経路における前記エンジンと前記第２モータとの間に設けられた第１クラッチと、
   要求される出力が第１所定値未満であって、前記バッテリの残容量が第１所定量未満のときには、前記第１クラッチを解放して、前記エンジンを最適効率で駆動して前記第１モータによって発電させるとともに、前記第１モータによって発電された電気エネルギーによって前記第２モータを最適効率で駆動させ、前記要求される出力が前記第１所定値以上のときには、前記第１クラッチを締結して、前記エンジンを最適効率で駆動させる制御部と、
   を備えることを特徴とするハイブリッド車両。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両であって、
   前記制御部は、前記要求される出力が前記第１所定値よりも大きな第２所定値以上であるときには、前記第２モータによるアシスト走行を実行することを特徴とするハイブリッド車両。
3. 請求項２に記載のハイブリッド車両であって、
   前記制御部は、前記要求される出力が前記第２所定値以上であるときであって、前記バッテリの残容量が第２所定量未満のときには、前記第２モータによるアシスト走行を実行しないことを特徴とするハイブリッド車両。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載のハイブリッド車両であって、
   前記第２モータと前記無段変速機との間に第２クラッチをさらに備えることを特徴とするハイブリッド車両。
5. エンジンと、
   前記エンジンと駆動輪とを結ぶ動力伝達経路に設けられた無段変速機と、
   前記エンジンによって駆動され発電する第１モータと、
   前記第１モータによって充電されるバッテリと、
   前記動力伝達経路における前記無段変速機と前記エンジンとの間に設けられ、前記第１モータによって発電された電気エネルギー、または前記バッテリから供給される電気エネルギーによって前記駆動輪を駆動する第２モータと、
   前記動力伝達経路における前記エンジンと前記第２モータとの間に設けられた第１クラッチと、を備えたハイブリッド車両の制御方法であって、
   要求される出力が第１所定値未満であって、前記バッテリの残容量が第１所定量未満のときには、前記第１クラッチを解放して、前記エンジンを最適効率で駆動して前記第１モータによって発電させるとともに、前記第１モータによって発電された電気エネルギーによって前記第２モータを最適効率で駆動させ、前記要求される出力が前記第１所定値以上のときには、前記第１クラッチを締結して、前記エンジンを最適効率で駆動させることを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。

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