WO2023119390A1

WO2023119390A1 - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: WO2023119390A1
Application number: PCT/JP2021/047160
Authority: WO
Inventors: 世人小林
Original assignee: 株式会社Subaru
Priority date: 2021-12-21
Filing date: 2021-12-21
Publication date: 2023-06-29
Also published as: CN116648391A

Abstract

停車発電モードからリバース走行へ速やかに切り替えることが可能な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。ハイブリッド車両の制御装置は、駆動輪と、内燃機関であるエンジンと、駆動輪に出力される動力を発生する電動モータと、電動モータと駆動輪との動力伝達経路上に位置する変速機と、エンジンと電動モータとの動力伝達経路を切断可能なクラッチと、を備える。そして、ハイブリッド車両の動作モードを、エンジンの動力を電動モータに送ることで停車中に発電を行う停車発電モードと、エンジンの動力でリバース走行する第１リバース走行モードと、電動モータの動力でリバース走行する第２リバース走行モードとに切り替え可能なコントローラを備え、コントローラは、停車発電モードからリバース走行に切り替える要求があった場合に、動作モードを第２リバース走行モードへ切り替える。

Description

ハイブリッド車両の制御装置

　本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。

　特許文献１には、エンジンの動力によって車両の停車中に電動モータに発電させることが可能なハイブリッド車両が示されている。

特開２００３－２８４２０６号公報

　ハイブリッド車両において所謂Ｐ２配置と呼ばれる電動モータの配置がある。Ｐ２配置とは、電動モータと駆動輪との間の動力伝達経路上に変速機が位置し、電動モータとエンジンとの間の動力伝達経路をクラッチにより切断可能にされた配置を意味する。Ｐ２配置を採用したハイブリッド車両においては、停車中にエンジンの動力で発電を行う停車発電モードから、エンジンの動力でリバース走行を行う動作モードへ切り替える際に、複数のクラッチの状態を切り替えるために長い時間を要するという課題があった。

　本発明は、停車発電モードからリバース走行へ速やかに切り替えることが可能な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。

　本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、
　駆動輪と、内燃機関であるエンジンと、前記駆動輪に出力される動力を発生する電動モータと、前記電動モータと前記駆動輪との動力伝達経路上に位置する変速機と、前記エンジンと前記電動モータとの動力伝達経路を切断可能なクラッチと、を備えるハイブリッド車両に搭載される制御装置であって、
　前記ハイブリッド車両の動作モードを、前記エンジンの動力を前記電動モータに送ることで停車中に発電を行う停車発電モードと、前記エンジンの動力でリバース走行する第１リバース走行モードと、前記電動モータの動力でリバース走行する第２リバース走行モードとに切り替え可能なコントローラを備え、
　前記コントローラは、前記停車発電モードからリバース走行に切り替える要求があった場合に、前記動作モードを前記第２リバース走行モードへ切り替えることを特徴とする。

　本発明によれば、停車発電モードからリバース走行へ切り替える要求があった場合に、電動モータの動力でリバース走行を行う第２リバース走行モードに切り替わる。当該切り替えは、エンジンの動力でリバース走行を行う第１リバース走行モードへの切り替えと比較して、クラッチの状態を切り替えるために要する時間が短い。したがって、停車発電モードからリバース走行へ速やかに切り替えることができる。

本発明の実施形態１に係るハイブリッド車両及び制御装置を示すブロック図である。第１リバース走行モードのときのクラッチの状態を説明する図である。第２リバース走行モードのときのクラッチの状態を説明する図である。停車発電モードのときのクラッチの状態を説明する図である。コントローラが実行するモード切替処理を示すフローチャートである。本発明の実施形態２に係るハイブリッド車両及び制御装置を示すブロック図である。

　以下、本発明の各実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本明細書において、クラッチが動力を伝達する状態をクラッチの係合と呼び、クラッチが動力を伝達しない状態をクラッチの解放と呼ぶ。

　（実施形態１）
　図１は、本発明の実施形態１に係るハイブリッド車両及び制御装置を示すブロック図である。実施形態１に係るハイブリッド車両１は、駆動輪２と、内燃機関であるエンジン４と、エンジン４を駆動するための補機３と、駆動輪２に出力される動力を発生する電動モータ６と、電動モータ６を駆動するインバータ１６とを備える。さらに、ハイブリッド車両１は、電動モータ６の力行電力及び回生電力を蓄積するバッテリ１７と、電動モータ６と駆動輪２との間の動力伝達経路上に位置する変速機８とを備える。さらに、ハイブリッド車両１は、エンジン４の動力を反転可能なリバースギヤ機構１０と、エンジン４の動力を正転のまま後段へ伝達する正転クラッチＣ１と、エンジン４の動力をリバースギヤ機構１０の反転作用を介して伝達する逆転クラッチＣ２とを備える。さらに、ハイブリッド車両１は、エンジン４及び電動モータ６の動作に関わりなく駆動輪２への動力の伝達を切断できる出力クラッチＣ３を備える。さらに、ハイブリッド車両１は、エンジン４とリバースギヤ機構１０との間にトルクコンバータ１２及びラッチアップクラッチＣ０と、動力伝達経路に位置する１つ又は複数のギヤ機構１４ａ、１４ｂを備えてもよい。ギヤ機構１４ｂには、ディファレンシャルギヤが含まれていてもよい。

　変速機８は、ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）である。変速機８は、有段変速機など、その他の方式の変速機であってもよい。

　エンジン４から駆動輪２までの動力伝達経路には、ラッチアップクラッチＣ０と組み合わされたトルクコンバータ１２、正転クラッチＣ１及び逆転クラッチＣ２と組み合わされたリバースギヤ機構１０、変速機８、ギヤ機構１４ａ、出力クラッチＣ３、並びに、ギヤ機構１４ｂが、この順で位置する。

　電動モータ６から駆動輪２までの動力伝達経路には、変速機８、ギヤ機構１４ａ、出力クラッチＣ３、並びに、ギヤ機構１４ｂが、この順で位置する。

　エンジン４から電動モータ６までの動力伝達経路には、ラッチアップクラッチＣ０と組み合わされたトルクコンバータ１２、並びに、正転クラッチＣ１及び逆転クラッチＣ２と組み合わされたリバースギヤ機構１０が、この順で位置する。正転クラッチＣ１及び逆転クラッチＣ２は、エンジン４と電動モータ６との間の動力伝達経路を切断可能なクラッチとしても機能する。すなわち、正転クラッチＣ１及び逆転クラッチＣ２の両方が解放されることで、エンジン４から電動モーと６へ動力が伝達されない状態となる。

　さらに、ハイブリッド車両１は、クラッチの状態を切り替えるクラッチ切替装置１８を備える。クラッチ切替装置１８は、液圧を発生させる液圧ポンプ１８ａと、液圧を制御対象のクラッチへ送る制御バルブ１８ｂとを備え、液圧を用いてクラッチの切り替えを行う構成であってもよい。図１～図４において液圧を一点鎖線の矢印で示す。クラッチ切替装置１８の制御対象のクラッチには、少なくとも、正転クラッチＣ１、逆転クラッチＣ２及び出力クラッチＣ３が含まれる。当該制御対象のクラッチには、さらにラッチアップクラッチＣ０が含まれてもよい。

　クラッチを解放から係合へ切り替える際には、液圧方向にクラッチの可動部を移動させる必要があるため、エネルギー消費を伴う。一方、液圧ポンプ１８ａの仕事量には制限がある。したがって、一度に、解放から係合に切り替えるクラッチの数は限られる。実施形態１では、液圧ポンプ１８ａの能力として、解放から係合に一度に切り替えることのできるクラッチは１つに設定されている。このような設定により、液圧ポンプ１８ａのコンパクト化を図ることができる。当該設定により、正転クラッチＣ１、逆転クラッチＣ２及び出力クラッチＣ３のうち２つ以上を解放から係合に切り替える場合には、時期をずらして順々に各クラッチの切替処理が行われる。

　一方、クラッチを係合から解放へ切り替える際には、液圧方向とは逆にクラッチの可動部が移動するため、エネルギー消費は少ない。したがって、液圧ポンプ１８ａの仕事量に拘らずに、一度に、複数のクラッチを係合から解放へ切り替えることが可能である。また、１つのクラッチを解放から係合に切り替える処理と、１つ又は複数のクラッチを係合から解放に切り替える処理とは、並行して行うことが可能である。

　なお、クラッチ切替装置１８は、電力によってクラッチの状態を切り替える構成であってもよい。この場合においても、クラッチ切替装置１８の能力（最大出力）が、複数のクラッチを同時に解放から係合へ切り替える際に必要な電力よりも低い場合に、上記と同様の状況が生じる。

　ハイブリッド車両１は、さらに、運転操作が行われる運転操作部３１と、シフトレンジの選択が可能なシフト操作部３２と、種々の機能を切り替える操作部３３と、を備える。シフトレンジには、例えば、前進走行するドライブレンジ、リバース走行するリバースレンジ、継続的な停車を行う停車レンジ（例えば駐車レンジ）が含まれる。さらに、ハイブリッド車両１は、選択されたシフトレンジと車両状態とに基づいて、ハイブリッド車両１の動作モードを切り替える制御装置２０を備える。

　制御装置２０は、コントローラ２１を含む。コントローラ２１は、１つのＥＣＵ（Electronic Control Unit）、あるいは、互いに通信を行って連携して動作する複数のＥＣＵを含んだ構成である。コントローラ２１には、運転操作部３１の操作信号、シフト操作部３２の操作信号、並びに、車両状態を示す情報（車速、バッテリ１７の充電残量なと）が送られる。コントローラ２１は、補機３を介してエンジン４を駆動制御し、インバータ１６を介して電動モータ６を駆動制御できる。さらに、コントローラ２１は、クラッチ切替装置１８の制御バルブ１８ｂを制御することで、複数のクラッチ（Ｃ０～Ｃ３）の状態を切り替えることができる。

　＜ハイブリッド車両の動作モード＞
　図２は、第１リバース走行モードのときのクラッチの状態を説明する図である。図３は、第２リバース走行モードのときのクラッチの状態を説明する図である。図４は、停車発電モードのときのクラッチの状態を説明する図である。図２～図４において、クラッチの係合を網掛けで示し、動力の伝達を太矢印で示す。

　ハイブリッド車両１の動作モードには、少なくとも、前進走行するドライブ走行モードと、リバース走行するリバース走行モードと、発電を行わない停車モードと、停車中に発電する停車発電モードと、が含まれる。ここで、停車とは、一時停車や信号待ちの停車とは異なり、継続的な停車を意味し、駐車（パーキング）と呼んでもよい。

　ハイブリッド車両１の動作モードは、シフト操作部３２においてドライブレンジが選択されることでドライブ走行モードへ移行し、シフト操作部３２においてリバースレンジが選択されることでリバース走行モードへ移行する。さらに、当該動作モードは、シフト操作部３２において停車レンジが選択されることで停車モード又は停車発電モードへ移行する。

　ドライブ走行モードは、電動モータ６の動力のみを用いるドライブ走行モードと、エンジン４の動力を用いるドライブ走行モードとを含む。

　エンジン４の動力を用いるドライブ走行モードでは、正転クラッチＣ１が係合、逆転クラッチＣ２が解放、出力クラッチＣ３が係合に制御される。当該モードにおいて、ラッチアップクラッチＣ０は車両状態に応じて係合と解放とに切り替わるように制御されてもよい。上記のクラッチの状態により、エンジン４の動力は、トルクコンバータ１２、正転クラッチＣ１、変速機８、ギヤ機構１４ａ、出力クラッチＣ３及びギヤ機構１４ｂを介して駆動輪２へ伝達され、ハイブリッド車両１の前進走行が実現される。

　電動モータ６の回転軸は変速機８の入力軸に連結されている。したがって、エンジン４の動力を用いるドライブ走行モードでは、電動モータ６の回転軸も回転する。ドライブ走行モードでは、電動モータ６がゼロトルク運転されることで、電動モータ６の負荷は小さくされる。また、電動モータ６が力行運転されることで、電動モータ６の出力トルクにより駆動輪２のトルクを増すことができる。また、電動モータ６が回生運転されることで、エンジン４の動力の一部が電動モータ６に送られて発電が行われる。

　電動モータ６の動力のみを用いるドライブ走行モードでは、正転クラッチＣ１が解放、逆転クラッチＣ２が解放、出力クラッチＣ３が係合に制御される。このようなクラッチの状態により、電動モータ６の動力が、変速機８、ギヤ機構１４ａ、出力クラッチＣ３及びギヤ機構１４ｂを介して駆動輪２へ伝達され、ハイブリッド車両１の前進走行が実現する。さらに、正転クラッチＣ１と逆転クラッチＣ２との両方が解放していることで、電動モータ６とエンジン４との間の動力伝達経路が切断され、走行中にエンジン４を停止することができる。

　リバース走行モードは、エンジン４の動力でリバース走行を行う第１リバース走行モードと、電動モータ６の動力でリバース走行を行う第２リバース走行モードとを含む。

　第１リバース走行モードでは、図２に示すように、正転クラッチＣ１が解放、逆転クラッチＣ２が係合、出力クラッチＣ３が係合に制御される。当該モードにおいて、ラッチアップクラッチＣ０は解放に制御されてもよい。このようなクラッチの切り替えにより、エンジン４の動力が、リバースギヤ機構１０でその回転方向が逆転される。さらに、当該動力が、変速機８、ギヤ機構１４ａ、出力クラッチＣ３及びギヤ機構１４ｂを介して駆動輪２へ送られ、ハイブリッド車両１のリバース走行が実現される。

　第２リバース走行モードでは、図３に示すように、正転クラッチＣ１が解放、逆転クラッチＣ２が解放、出力クラッチＣ３が係合に制御される。このようなクラッチの切り替えにより、電動モータ６が逆回転に力行運転されることで、逆回転の動力が、変速機８、ギヤ機構１４ａ、出力クラッチＣ３及びギヤ機構１４ｂを介して駆動輪２へ伝達され、ハイブリッド車両１のリバース走行が実現される。正転クラッチＣ１と逆転クラッチＣ２との両方が解放していることで、電動モータ６とエンジン４との間の動力伝達経路が切断され、電動モータ６の駆動がエンジン４により妨げられることが抑制される。

　発電を行わない停車モードでは、正転クラッチＣ１が解放、逆転クラッチＣ２が解放に制御される。当該モードでは、出力クラッチＣ３が解放されるように制御されてもよいし、係合されるように制御されてもよい。さらに、当該モードでは、図示略のパーキングロック機構が、駆動輪２の回転を制止するように動作してもよい。当該モードでは、エンジン４が動いていてもエンジン４の動力が駆動輪２に伝達されることがない。また、電動モータ６は停止される。

　停車中に発電する停車発電モードでは、図４に示すように、正転クラッチＣ１が係合、逆転クラッチＣ２が解放、出力クラッチＣ３が解放に制御される。当該モードでは、ラッチアップクラッチＣ０が係合に制御されてもよい。さらに、当該モードでは、図示略のパーキングロック機構が、駆動輪２の回転を制止するように動作してもよい。当該モードでは、エンジン４が駆動され、電動モータ６が回生運転される。上記の制御により、エンジン４の動力が正転クラッチＣ１を介して電動モータ６へ送られる。一方、エンジン４の動力が駆動輪２へ出力されることがない。これらによって、ハイブリッド車両１の停車と電動モータ６による発電が実現される。

　＜制御装置によるモード切替処理＞
　図５は、コントローラが実行するモード切替処理を示すフローチャートである。モード切替処理は、ハイブリッド車両１のシステム起動中に常時繰り返し実行される。

　モード切替処理が開始されると、コントローラ２１は、操作部３３の操作状態と、シフト操作部３２の操作状態とを取得し（ステップＳ１）、さらに、車速、バッテリ１７の充電残量等の車両状態を示す情報を取得する（ステップＳ２）。操作部３３の操作、並びに、シフト操作部３２の操作は、運転者による操作であってもよいし、自動運転システムの制御による操作であってもよい。

　そして、コントローラ２１は、ステップＳ１で取得した操作情報のうちシフト操作部３２の信号に基づきシフトレンジの切り替えがあったか判別する（ステップＳ３）。その結果、切り替えがなければ、コントローラ２１は、ステップＳ１に処理を戻して、ステップＳ１からの処理を繰り返す。

　一方、シフトレンジの切り替えがあれば、コントローラ２１は、選択されたシフトレンジを判別し（ステップＳ４）、ドライブレンジであればドライブ走行モードへの切り替え処理を実行する（ステップＳ５）。ステップＳ５の処理には、制御バルブ１８ｂを駆動することでクラッチ（Ｃ０～Ｃ３）の状態を制御する処理が含まれる。

　ステップＳ５でドライブ走行モードへ切り替える際、コントローラ２１は、車両状態に応じて、電動モータ６の動力のみを用いるドライブ走行モードと、エンジン４の動力を用いるドライブ走行モードとの何れかを選択してもよい。また、ドライブ走行モードへ移行したら、コントローラ２１は、車両状態に基づいて、電動モータ６の動力のみを用いるドライブ走行モードと、エンジン４の動力を用いるドライブ走行モードとの切り替えを行ってもよい。さらに、エンジン４の動力を用いるドライブ走行モードへ移行したら、コントローラ２１は、車両状態に基づいて、電動モータ６の運転をゼロトルク運転、力行運転、回生運転の中で切り替えるようにしてもよい。

　ステップＳ４の判別の結果、停車レンジの選択であれば、コントローラ２１は、ステップＳ１、Ｓ２で取得した情報に基づき、停車中の発電条件が成立しているか判別する（ステップＳ６）。発電条件には、操作部３３の操作状態に関する条件、バッテリ１７の充電残量に関する条件などが含まれてもよい。例えば、ステップＳ６において、コントローラ２１は、操作部３３が発電要求を示す操作状態であり、充電残量が閾値以下の場合に、停車中の発電条件が成立していると判別してもよい。

　ステップＳ６の判別の結果、ＹＥＳであれば、コントローラ２１は、停車発電モードへの切り替え処理を実行し（ステップＳ７）、ＮＯであれば、コントローラ２１は、発電を行わない停車モードへの切り替え処理を実行する（ステップＳ８）。ステップＳ７、Ｓ８の処理には、制御バルブ１８ｂを駆動することでクラッチ（Ｃ０～Ｃ３）の状態を制御する処理が含まれる。

　なお、ステップＳ７の停車発電モードへの切り替え処理は、シフトレンジの切り替えに基づき実行されることに限られない。例えば、コントローラ２１は、発電を行わない停車モード中に、シフトレンジの切り替えが無くても、発電条件が成立した場合に、停車発電モードへの切り替え処理を実行してもよい。

　ステップＳ４の判別の結果、リバースレンジの選択であれば、コントローラ２１は、その時点で選択されているハイブリッド車両１の状態が停車発電モードであるか否かを判別する（ステップＳ９）。ここで判別される停車発電モードとは、実際にエンジン４が駆動して電動モータ６が発電している状態であってもよいし、エンジン４の駆動及び電動モータ６の発電が停止（例えば充電完了による停止）している状態であってもよい。ステップＳ９で判別される停車発電モードとは、クラッチ（Ｃ０～Ｃ３）の状態が停車発電モードの状態であることを意味する。

　ステップＳ９の判別の結果がＹＥＳであれば、コントローラ２１は、第２リバース走行モードへの切り替え処理を実行する（ステップＳ１０）。一方、ステップＳ９の判別の結果がＮＯであれば、コントローラ２１は、第１リバース走行モードへの切り替え処理を実行する（ステップＳ１１）。ステップＳ１０、Ｓ１１の処理には、制御バルブ１８ｂを駆動することでクラッチ（Ｃ０～Ｃ３）の状態を制御する処理が含まれる。

　ステップＳ９の判別処理において、コントローラ２１は、ハイブリッド車両１のその時点の状態が停車発電モードであれば、エンジン４が駆動中であっても停止中であっても、処理をステップＳ１０へ分岐させる。すなわち、コントローラ２１は、エンジン４が駆動中であっても、電動モータ６の動力でリバース走行を行う第２リバース走行モードへり切り替えを選択する。

　ステップＳ９の判別処理において、その時点のハイブリッド車両１の状態が停車発電モードであれば、コントローラ２１は、バッテリ１７の充電残量の確認処理を行うことなく、処理をステップＳ１０へ分岐させてもよい。直前の状態が停車発電モードであったことにより、バッテリ１７の充電残量は回復していることが見込まれる。さらに、リバース走行は比較的に短い距離で終了することが多い。したがって、バッテリ１７の充電残量を確認せずに、ステップＳ９、Ｓ１０と処理が進んだ場合でも、バッテリ１７の充電残量の低下のために電動モータ６の駆動が禁止される可能性は低く、良好なハイブリッド車両１の走行を継続できる。

　ステップＳ５、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１１の処理の後、コントローラ２１は、処理をステップＳ１に戻す。

　なお、ステップＳ９の判別条件は、上記の例に限定されるものでない。当該判別条件は、様々な車両状態、外の環境条件、運転者による設定等に基づき、直前の状態が停車発電モードであってもステップＳ１１へ処理が分岐するような例外条件を含んでいてもよい。この場合でも、上記の例外条件以外の場合に、停車発電モードからのリバース走行への切り替えの際に第２リバース走行モードが選択され、当該選択による後述の効果を得ることができる。さらに、ステップＳ９の判別条件は、上記の例に限定されるものでなく、様々な車両状態、外の環境条件、運転者による設定等に基づき、直前の状態が停車発電モードでない場合でもステップＳ１０へ処理が分岐するような別の条件を含んでいてもよい。したがって、直前の状態が停車発電モード以外の動作モードからリバース走行に切り替える場合に、様々な条件に応じて電動モータ６の動力でリバース走行を行う動作モードが選択されてもよい。

　上述したモード切替処理のプログラムは、コントローラ２１に含まれる記憶装置２２など、非一過性の記憶媒体（non transitory computer readable medium）に記憶されている。コントローラ２１は、可搬型の非一過性の記録媒体に記憶されたプログラムを読み込み、当該プログラムを実行するように構成されてもよい。上記の可搬型の非一過性の記憶媒体は、上述したモード切替処理のプログラムを記憶していてもよい。

　＜リバース走行モードへの切り替えの詳細＞
　図５のステップＳ９、Ｓ１０により、停車発電モードからリバース走行モードへ切り替える際、コントローラ２１は、切り替え先として、電動モータ６の動力でリバース走行を行う第２リバース走行モードを自動的に選択する。

　第２リバース走行モードへの切り替えにおいて、解放から係合に切り替えられるクラッチは、出力クラッチＣ３であり、係合から解放に切り替えられるクラッチは、ラッチアップクラッチＣ０と、正転クラッチＣ１との２つである。前述したように、コントローラ２１は、速やかに、複数のクラッチを係合から解放に切り替えることができる。さらに、コントローラ２１は、解放から係合へクラッチを切り替える際には、１つのクラッチにつき１回分の切り替え時間を費やす。上記の切り替えにおいて解放から係合に切り替えるクラッチが出力クラッチＣ３であるため、コントローラ２１は、停車発電モードから第２リバース走行モードへの切り替えを、速やかに遂行することができる。よって、ハイブリッド車両１は、停車している状態から速やかにリバース走行へ移行することができる。

　コントローラ２１が停車発電モードから第１リバース走行モードへ切り替える仮の場合について説明する。当該切り替えにおいては、解放から係合に切り替えられるクラッチは、逆転クラッチＣ２と、出力クラッチＣ３との２つであり、係合から解放に切り替えられるクラッチは、ラッチアップクラッチＣ０と、正転クラッチＣ１との２つである。前述したように、コントローラ２１は、速やかに、複数のクラッチを係合から解放に切り替えることができる。しかし、コントローラ２１は、２つのクラッチ（Ｃ２、Ｃ３）を解放から係合に切り替える場合に、順に切り替え処理を実行するため、２回分の切り替え時間を費やす。よって、停車発電モードから第１リバース走行モードへの切り替えは、第２リバース走行モードへの切り替えと比較して、長い時間を要する。したがって、この場合、運転者は、停車している状態からリバース走行へ移行するのにもたつきを感じる。

　以上のように、実施形態１のハイブリッド車両１及び制御装置２０によれば、停車発電モードからリバース走行に切り替える要求があった場合に、コントローラ２１は、動作モードを第２リバース走行モードへ切り替える。停車発電モードから第２リバース走行モードへの切り替えは、第１リバース走行モードへの切り替えと比べて速やかに遂行できる。したがって、ハイブリッド車両１は速やかにリバース走行へ移行できる。

　さらに、実施形態１のハイブリッド車両１及び制御装置２０によれば、停車発電モードから第２リバース走行モードへ切り替える際、エンジン４が駆動していても、コントローラ２１は、第２リバース走行モードへ切り替える。したがって、エンジン４が駆動していても、速やかにリバース走行に移行することができる。リバース走行は、一般に、長時間継続することはないので、第２リバース走行モードにおいて、エンジン４が駆動していても、燃費への影響は非常に小さい。

　さらに、実施形態１のハイブリッド車両１及び制御装置２０によれば、コントローラ２１は、停車発電モードのときに、正転クラッチＣ１を係合、逆転クラッチＣ２を解放、出力クラッチＣ３を解放に制御する。さらに、コントローラ２１は、第１リバース走行モードのときに、正転クラッチＣ１を解放、逆転クラッチＣ２を係合、出力クラッチＣ３を係合に制御する。さらに、コントローラ２１は、第２リバース走行モードのときに、正転クラッチＣ１を解放、逆転クラッチＣ２を解放、出力クラッチＣ３を係合に制御する。そして、停車発電モードからリバース走行に切り替える場合に、コントローラ２１は、解放から係合に切り替えるクラッチが１つで済む第２リバース走行モードを自動的に選択する。したがって、クラッチ切替装置１８の個数又は能力の増強を行うことなく、すなわち、一度に解放から係合に切り替えることのできるクラッチの個数を増やすことなく、停電発電モードからリバース走行への速やかな切り替えを実現できる。したがって、クラッチ切替装置１８のコンパクト化を図ることができる。

　さらに、実施形態１のハイブリッド車両１及び制御装置２０によれば、クラッチ切替装置１８は、液圧を用いてクラッチを切り替える構成である。液圧を用いてクラッチを切り替える構成において、クラッチ切替装置１８の能力を増強することは、従前の構成からの大きな改変を要し、ハイブリッド車両１の開発コストを上昇させる。したがって、クラッチ切替装置１８の個数又は能力の増強を行うことなく、停電発電モードからリバース走行への速やかな切り替えを実現できることは、液圧を用いたクラッチ切替装置１８が採用される上で特に有用である。

　さらに、実施形態１のハイブリッド車両１及び制御装置２０によれば、停車発電モードと異なる動作モードからリバース走行へ切り替える要求があった場合に、コントローラ２１は、動作モードを第１リバース走行モードへ切り替え可能である。車両状態、その他の様々な環境条件、運転者の要求等に起因して、エンジン４の動力を用いた方が好ましい状況も生じえる。このような状況において、比較的に短い時間でリバース走行へ切り替えられる場合に第１リバース走行モードが選択されることで、状況に応じたリバース走行を実現できる。

　（実施形態２）
　図６は、本発明の実施形態２に係るハイブリッド車両及び制御装置を示すブロック図である。実施形態２は、ハイブリッド車両１Ａの動力伝達機構の一部と、各動作モードにおけるクラッチの状態が実施形態１と異なり、その他は、実施形態１と同様である。実施形態１と同一の構成については、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

　実施形態２のハイブリッド車両１Ａは、実施形態１の動力伝達機構に加えて、変速機８を介さずにエンジン４又は電動モータ６の動力を駆動輪２へ伝達可能なダイレクトギヤ機構１５と、ダイレクトギヤ機構１５を動力側の動力伝達経路に接続する第２出力クラッチＣ５とを備える。第２出力クラッチＣ５は、リバースギヤ機構１０の出力軸すなわち変速機８の入力軸に位置してもよく、当該軸をダイレクトギヤ機構１５に接続又は切断する。実施形態２において、変速機８の出力軸と駆動輪２の推進軸とを接続するクラッチを第１出力クラッチＣ３と記す。

　実施形態２のハイブリッド車両１Ａは、更に、２つの駆動輪２Ａと、駆動輪２Ａの推進軸へ動力を伝達するトランスファクラッチＣ６を備える。

　コントローラ２１は、クラッチ切替装置１８の制御バルブ１８ｂを制御することで、複数のクラッチ（Ｃ０～Ｃ３、Ｃ５、Ｃ６）の状態を切り替えることができる。図６において制御バルブ１８ｂから送られる液圧を一点鎖線の矢印で示す。

　実施形態２においては、第１出力クラッチＣ３又は第２出力クラッチＣ５が本発明に係る出力クラッチの一例に相当する。実施形態２においても、正転クラッチＣ１及び逆転クラッチＣ２は、エンジン４と電動モータ６との間の動力伝達経路を切断可能なクラッチとして機能する。すなわち、正転クラッチＣ１及び逆転クラッチＣ２の両方が解放することで、エンジン４と電動モータ６との間の動力伝達経路が切断される。

　＜動作モードとクラッチの状態＞
　ハイブリッド車両１Ａの動作モードには、実施形態１と同様に、ドライブ走行モードと、エンジン４の動力を使う第１リバース走行モードと、電動モータ６の動力を使う第２リバース走行モードと、停車モードと、停車発電モードとが含まれる。各動作モードへ切り替わる条件は、実施形態１と同様である。

　以下では、ダイレクトギヤ機構１５を介して駆動輪２へ動力が伝達される場合について説明する。しかし、変速機８を介して駆動輪２へ動力が伝達されてもよく、変速機８を介する場合には、第２出力クラッチＣ５が解放に制御される以外は、実施形態１と同様である。ダイレクトギヤ機構１５を介して動力を伝達するか、変速機８を介して動力を伝達するかは、運転者の選択操作あるいは車両状態に応じて選択されればよい。

　エンジン４の動力を用いるドライブ走行モードでは、正転クラッチＣ１が係合、逆転クラッチＣ２が解放、第１出力クラッチＣ３が解放、第２出力クラッチＣ５が係合に制御される。当該モードにおいて、ラッチアップクラッチＣ０は車両状態に応じて係合と解放とに切り替わるように制御されてもよい。上記のクラッチの状態により、エンジン４の動力は、トルクコンバータ１２、正転クラッチＣ１、第２出力クラッチＣ５、ダイレクトギヤ機構１５及びギヤ機構１４ａ、１４ｂを介して駆動輪２へ伝達され、ハイブリッド車両１の前進走行が実現される。

　電動モータ６の動力のみを用いるドライブ走行モードでは、正転クラッチＣ１が解放、逆転クラッチＣ２が解放、第１出力クラッチＣ３が解放、第２出力クラッチＣ５が係合に制御される。このようなクラッチの状態により、電動モータ６の動力が、第２出力クラッチＣ５、ダイレクトギヤ機構１５及びギヤ機構１４ａ、１４ｂを介して駆動輪２へ伝達され、ハイブリッド車両１の前進走行が実現する。さらに、正転クラッチＣ１と逆転クラッチＣ２との両方が解放していることで、電動モータ６とエンジン４との間の動力伝達経路が切断され、走行中にエンジン４を停止することができる。

　第１リバース走行モードでは、正転クラッチＣ１が解放、逆転クラッチＣ２が係合、第１出力クラッチＣ３が解放、第２出力クラッチＣ５が係合に制御される。当該モードにおいて、ラッチアップクラッチＣ０は解放に制御されてもよい。このようなクラッチの切り替えにより、エンジン４の動力が、リバースギヤ機構１０でその回転方向が逆転され、さらに、第２出力クラッチＣ５、ダイレクトギヤ機構１５及びギヤ機構１４ａ、１４ｂを介して駆動輪２へ送られ、ハイブリッド車両１のリバース走行が実現される。

　第２リバース走行モードでは、正転クラッチＣ１が解放、逆転クラッチＣ２が解放、第１出力クラッチＣ３が解放、第２出力クラッチＣ５が係合に制御される。このようなクラッチの切り替えにより、電動モータ６が逆回転に力行運転されることで、逆回転の動力が、第２出力クラッチＣ５、ダイレクトギヤ機構１５及びギヤ機構１４ａ、１４ｂを介して駆動輪２へ伝達され、ハイブリッド車両１のリバース走行が実現される。正転クラッチＣ１と逆転クラッチＣ２との両方が解放していることで、電動モータ６とエンジン４との間の動力伝達経路が切断され、電動モータ６の駆動がエンジン４により妨げられることが抑制される。

　発電を行わない停車モードでは、正転クラッチＣ１が解放、逆転クラッチＣ２が解放、第１出力クラッチＣ３が解放、第２出力クラッチＣ５が係合に制御される。当該モードでは、第１出力クラッチＣ３が解放、第２出力クラッチＣ５が解放に制御されてもよい。さらに、当該モードでは、図示略のパーキングロック機構が、駆動輪２の回転を制止するように動作してもよい。当該モードでは、エンジン４が動いていてもエンジン４の動力が駆動輪２に伝達されることがない。また、電動モータ６は停止される。

　停車中に発電する停車発電モードでは、正転クラッチＣ１が係合、逆転クラッチＣ２が解放、第１出力クラッチＣ３が解放、第２出力クラッチＣ５が解放に制御される。当該モードでは、ラッチアップクラッチＣ０が係合に制御されてもよい。さらに、当該モードでは、図示略のパーキングロック機構が、駆動輪２の回転を制止するように動作してもよい。当該モードでは、エンジン４が駆動され、電動モータ６が回生運転される。上記の制御により、エンジン４の動力が正転クラッチＣ１を介して電動モータ６へ送られる。一方、エンジン４の動力が駆動輪２へ出力されることがない。これらによって、ハイブリッド車両１の停車と電動モータ６による発電が実現される。

　トランスファクラッチＣ６は、運転者の選択操作あるいは車両状態に応じて、四輪駆動が選択されれば係合に制御され、二輪駆動が選択されれば解放に制御される。

　＜モード切替処理＞
　制御装置２０のコントローラ２１は、実施形態１と同様に動作モードを切り替える処理を実行する。そして、実施形態１と同様に、停車発電モードからリバース走行へ切り替える際には、コントローラ２１は、第２リバース走行モードへの切り替えを自動的に選択する。

　仮に、停車発電モードから第１リバース走行モードへ切り替えた場合には、解放から係合へ切り替えるクラッチは、逆転クラッチＣ２と第２出力クラッチＣ５との２個となる。したがって、切り替えに要する時間には、２回分のクラッチの切替時間が含まれる。

　一方、停車発電モードから第２リバース走行モードへ切り替えられることで、解放から係合へ切り替えるクラッチは、第２出力クラッチＣ５の１個となる。したがって、切り替えに要する時間が短縮化され、ハイブリッド車両１Ａは速やかにリバース走行へ移行できる。

　実施形態２のハイブリッド車両１Ａ及び制御装置２０においても、実施形態１と同様の効果が奏される。

　以上、本発明の各実施形態について説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、実施形態で示したギヤ構成及びクラッチ構成は、機能を変えずにいくつかのパターンで配置を変更可能である。その他、実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

　本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に利用できる。

　１、１Ａ　ハイブリッド車両
　２、２Ａ　駆動輪
　３　補機
　４　エンジン
　６　電動モータ
　８　変速機
　１０　リバースギヤ機構
　１２　トルクコンバータ
　Ｃ０　ラッチアップクラッチ
　Ｃ１　正転クラッチ
　Ｃ２　逆転クラッチ
　Ｃ３　出力クラッチ（第１出力クラッチ）
　Ｃ５　第２出力クラッチ
　Ｃ６　トランスファクラッチ
　１４ａ、１４ｂ　ギヤ機構
　１５　ダイレクトギヤ機構
　１６　インバータ
　１７　バッテリ
　１８　クラッチ切替装置
　１８ａ　液圧ポンプ
　１８ｂ　制御バルブ
　２０　制御装置
　２１　コントローラ
　２２　記憶装置
　３１　運転操作部
　３２　シフト操作部
　３３　操作部

Claims

　駆動輪と、内燃機関であるエンジンと、前記駆動輪に出力される動力を発生する電動モータと、前記電動モータと前記駆動輪との動力伝達経路上に位置する変速機と、前記エンジンと前記電動モータとの動力伝達経路を切断可能なクラッチと、を備えるハイブリッド車両に搭載される制御装置であって、
　前記ハイブリッド車両の動作モードを、前記エンジンの動力を前記電動モータに送ることで停車中に発電を行う停車発電モードと、前記エンジンの動力でリバース走行する第１リバース走行モードと、前記電動モータの動力でリバース走行する第２リバース走行モードとに切り替え可能なコントローラを備え、
　前記コントローラは、前記停車発電モードからリバース走行に切り替える要求があった場合に、前記動作モードを前記第２リバース走行モードへ切り替えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
　前記コントローラは、
　前記停車発電モードからリバース走行へ切り替える要求があった場合に、前記エンジンが駆動中であっても、前記動作モードを前記第２リバース走行モードへ切り替えることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置。
　前記ハイブリッド車両は、前記エンジンの動力を正転のまま伝達する正転クラッチと、前記エンジンの動力をリバースギヤ機構を介して伝達する逆転クラッチと、前記正転クラッチ又は前記逆転クラッチを介して伝達された動力を前記駆動輪に伝達する出力クラッチと、前記正転クラッチ、前記逆転クラッチ及び前記出力クラッチの状態を切り替えるクラッチ切替装置と、を備え、
　前記コントローラは、
　前記停車発電モードのときに、前記正転クラッチを係合、前記逆転クラッチを解放、前記出力クラッチを解放に制御し、
　前記第１リバース走行モードのときに、前記正転クラッチを解放、前記逆転クラッチを係合、前記出力クラッチを係合に制御し、
　前記第２リバース走行モードのときに、前記正転クラッチを解放、前記逆転クラッチを解放、前記出力クラッチを係合に制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
　前記クラッチ切替装置は、液圧を用いて前記正転クラッチ、前記逆転クラッチ及び前記出力クラッチの各々の係合と解放とを切り替えることを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置。
　前記コントローラは、
　前記停車発電モードと異なる動作モードからリバース走行に切り替える要求があった場合に、前記動作モードを前記第１リバース走行モードへ切り替えること特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。