WO2026023027A1 - 車両の制御装置 - Google Patents

車両の制御装置

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WO2026023027A1
WO2026023027A1 PCT/JP2024/026659 JP2024026659W WO2026023027A1 WO 2026023027 A1 WO2026023027 A1 WO 2026023027A1 JP 2024026659 W JP2024026659 W JP 2024026659W WO 2026023027 A1 WO2026023027 A1 WO 2026023027A1
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WO
WIPO (PCT)
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torque
motor
assist
generator
regenerative
Prior art date
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Pending
Application number
PCT/JP2024/026659
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
直樹 宮本
亮 清水
憲彦 生駒
仁一 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
Priority to PCT/JP2024/026659 priority Critical patent/WO2026023027A1/ja
Publication of WO2026023027A1 publication Critical patent/WO2026023027A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/442—Series-parallel switching type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a control device for a vehicle equipped with an engine, motor, and generator.
  • Driving modes include EV mode, which runs solely on the motor using charged power from the drive battery; series mode, which runs solely on the motor while generating electricity by driving the generator using the engine; and parallel mode, which runs primarily on the engine but also uses the motor to assist when necessary.
  • Patent Document 1 discloses a control device for a hybrid vehicle capable of separately outputting engine power and motor power, which starts engaging the motor clutch when motor assist is required while the vehicle is running in parallel mode with the motor clutch disengaged.
  • this control device operates the generator in power running mode to compensate for the driving force until the motor clutch is fully engaged.
  • Patent Document 1 aims to improve the response delay when the motor clutch is engaged when the required driving force increases while the engine is running (i.e., during power running), but does not mention what happens when the required driving force decreases. As a result, there is room for improvement in how the generator is used when the required driving force (also known as required torque or required output) decreases.
  • the vehicle control device in this case was devised in light of these issues, and one of its objectives is to improve power efficiency by devising ways to utilize the generator when the required torque decreases. However, this objective is not limited to this. Another objective of this case is to achieve effects that cannot be obtained with conventional technology, which are derived from the various components shown in the detailed description of the invention below.
  • the disclosed vehicle control device can be realized as the aspects (application examples) disclosed below, which solve at least part of the above-mentioned problems.
  • Each of the aspects from aspect 2 onwards is an aspect that can be selected as an additional option, and each is an aspect that can be omitted. None of the aspects from aspect 2 onwards discloses an aspect or configuration that is essential to the present case.
  • the disclosed vehicle control device is a vehicle control device equipped with a drive battery, a first power transmission path from a motor to an output shaft on the drive wheel side, a second power transmission path separate from the first power transmission path and extending from an engine to the output shaft, a third power transmission path from the engine to a generator, a fourth power transmission path from the generator to the output shaft, and a motor clutch provided on the first power transmission path for connecting and disconnecting power transmission.
  • control unit executes the regenerative generator assist without executing the regenerative motor assist when the first required torque is smaller than the minimum torque and equal to or greater than a lower limit threshold torque obtained by subtracting a predetermined value from the minimum torque, and executes the regenerative generator assist and then the regenerative motor assist when the first required torque is smaller than the lower limit threshold torque.
  • control device further sets a regenerative torque range having a predetermined margin above and/or below the minimum torque.
  • control unit executes the regenerative generator assist and then the regenerative motor assist if the first required torque is smaller than the lower limit value of the regenerative torque range.
  • control unit synchronizes the rotation speed of the motor with the rotation speed of the output shaft side and then engages the motor clutch, which is in a released state.
  • the vehicle is preferably configured to be able to perform a powering motor assist in the first state, which transmits the powering torque of the motor to the output shaft, and a powering generator assist in the first state, which transmits the powering torque of the generator to the output shaft.
  • the control unit performs the powering generator assist without performing the powering motor assist when the first required torque is greater than a predetermined reference torque and is equal to or less than an upper threshold torque obtained by adding a second predetermined value to the reference torque, and performs the powering generator assist and then the powering motor assist when the first required torque is greater than the upper threshold torque.
  • the disclosed vehicle control device can improve power efficiency by making better use of the generator when the required torque decreases.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a vehicle equipped with a control device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a left side view showing a power train mounted on the vehicle of FIG. 1 .
  • 3 is a diagram showing a skeleton diagram illustrating the power train of FIG. 2 together with the control device of FIG. 1 ;
  • FIG. 2 is a diagram illustrating processing blocks executed by the control device of FIG. 1 .
  • 2 is a diagram for explaining threshold values set in the control device of FIG. 1;
  • FIG. 10A and 10B are diagrams illustrating changes in the clutch state, drive torque, and battery power when shifting from parallel mode to series mode in powering side assist control. 2 is an example of a flowchart executed by the control device of FIG. 1, mainly showing powering-side assist control.
  • FIG. 1 is a graph illustrating the operation of regeneration side assist control during deceleration, where (A) is vehicle speed, (B) is accelerator opening, (C) is driving mode, (D) is required drive shaft torque, (E) is motor clutch release request, (F) is motor clutch release state, (G) is generator output ratio, (H) is generator assist operation state, (I) is motor rotation synchronous power, (J) is actual battery power, (K) is engine required torque, (L) is motor required torque, and (M) is generator required torque.
  • a vehicle control device will be described as an embodiment.
  • the embodiment described below is merely an example, and is not intended to exclude various modifications or technological applications not explicitly stated in the embodiment.
  • Each configuration of this embodiment can be modified and implemented in various ways without departing from the spirit of the embodiment. Furthermore, they can be selected or combined as needed.
  • the vehicle 1 also has three driving modes: EV mode, series mode, and parallel mode. These driving modes are alternatively selected by the control device 5 depending on the vehicle state, driving state, driver required output, etc., and the engine 2, motor 3, and generator 4 are used appropriately depending on the mode.
  • the motor 3 may have a power generation function (generator function), and the generator 4 may have an electric driving function (motor function).
  • EV mode is a driving mode in which the engine 2 and generator 4 are stopped and the vehicle 1 is driven solely by the motor 3 using the charged power of the drive battery 6. EV mode is selected when the driving load and driving speed are low or when the battery 6 is at a high charge level.
  • Series mode is a driving mode in which the engine 2 drives the generator 4 to generate electricity and uses that electricity to drive the vehicle 1 by the motor 3. Series mode is selected when the driving load is high or the battery 6 is at a low charge level.
  • Parallel mode is a driving mode in which the vehicle 1 is driven primarily by the engine 2, with the motor 3 assisting in driving and braking the vehicle 1 as needed, and is selected when the driving speed is high.
  • the engine 2 and motor 3 are connected in parallel to the drive wheels 8 via a transaxle 10, and the power of the engine 2 and motor 3 is transmitted separately.
  • the generator 4 and drive wheels 8 are also connected in parallel to the engine 2 via the transaxle 10, and the power of the engine 2 is transmitted to the generator 4 as well as the drive wheels 8.
  • the transaxle 10 is a power transmission device that integrates a final drive (final reduction gear) including a differential gear 18 (hereafter referred to as "diff 18") and a transmission (reduction gear), and incorporates multiple mechanisms that transmit power between the driving source and the driven device.
  • the transaxle 10 of this embodiment is configured to be able to switch between high and low gears (switch between high and low gears), and when switching to parallel mode, the control device 5 selects either the high gear or the low gear depending on the driving conditions, required output, etc.
  • Engine 2 is an internal combustion engine (gasoline engine, diesel engine) that uses gasoline or diesel as fuel.
  • This engine 2 is a so-called horizontally mounted engine that is positioned sideways so that the orientation of the crankshaft 2a (rotating axis) is aligned with the width direction of the vehicle 1, and is fixed to the right side of the transaxle 10.
  • the crankshaft 2a is positioned parallel to the drive shaft 9 of the drive wheels 8.
  • the operating state of engine 2 may be controlled by the control device 5, or may be controlled by an engine control device (not shown).
  • the motor 3 and generator 4 are both motor generators that function as both an electric motor and a generator.
  • the motor 3 is a drive source that exchanges power with the battery 6, functioning primarily as an electric motor to drive the vehicle 1 and as a generator during regeneration.
  • the generator 4 functions as an electric motor (starter) when starting the engine 2, and when the engine 2 is running, is driven by engine power to generate electricity and supply power to the battery 6.
  • Inverters (not shown) that convert DC and AC current are provided around (or inside) each of the motor 3 and generator 4.
  • the rotational speeds of the motor 3 and generator 4 are controlled by controlling the inverters.
  • the operating states of the motor 3, generator 4, and each inverter may be controlled by the control device 5, or by a motor control device or generator control device (not shown).
  • the battery 6 is a secondary battery such as a lithium-ion secondary battery or a nickel-metal hydride battery.
  • the battery 6 is set with a short-term SOP (maximum short-term dischargeable power, short-term State Of Power) and a long-term SOP (maximum long-term dischargeable power, long-term State Of Power) as the maximum value of the dischargeable power [kW].
  • the short-term SOP is the maximum power applied when discharging for a predetermined time or less (a relatively short time).
  • the scale (length of time) of the predetermined time for which the short-term SOP is applied is expected to be, for example, several seconds.
  • the long-term SOP is the maximum power applied when discharging for a time longer than the predetermined time, and is set to a smaller value than the short-term SOP.
  • the long-term SOP is a parameter that can correspond to the rated output power of a typical battery 6, for example.
  • the values of the short-term SOP and long-term SOP may be preset fixed values, or may be variable values set according to the operating state of the battery 6 (charge rate SOC, state of health SOH, discharge current value, battery voltage, battery temperature, etc.) and the driving state of the vehicle 1 (driving mode, vehicle speed, outside air temperature, accelerator opening, etc.).
  • the specified time for which the short-term SOP can be used it may be preset fixed values, or may be variable values set according to the operating state of the battery 6 and the driving state of the vehicle 1.
  • the vehicle 1 In a first state in which power can be transmitted between the engine 2 and the output shaft 12 (see Figure 2) on the drive wheel 8 side, the vehicle 1 is configured to be able to execute a powering motor assist, which transmits the powering torque of the motor 3 to the output shaft 12, and a powering generator assist, which transmits the powering torque of the generator 4 to the output shaft 12.
  • the first state includes a parallel mode and a mode in which the engine clutch 30 (see Figure 3) is released (hereinafter referred to as the "ENG clutch release mode").
  • the ENG clutch release mode is a driving mode that is implemented when transitioning from parallel mode to EV mode or series mode, and will be described in detail below.
  • the powering motor assist and powering generator assist can be executed independently or temporarily used together.
  • the vehicle 1 of this embodiment is configured to be able to perform regenerative motor assist, which transmits the regenerative torque of the motor 3 to the output shaft 12. Furthermore, in the first state, the vehicle 1 of this embodiment is configured to be able to perform regenerative generator assist, which transmits the regenerative torque (regenerative generator torque) of the generator 4 excluding a predetermined power generation torque to the output shaft 12.
  • the regenerative motor assist and regenerative generator assist can be performed independently or temporarily used together.
  • the term "generated torque” as used here refers to the torque generated by the generator 4 when the engine 2 is operated at a torque greater than the torque required by the vehicle 1.
  • the vehicle 1 when the required torque of the vehicle 1 is smaller than the engine torque (for example, the output torque when the engine 2 is operated near the optimal fuel economy point), the vehicle 1 operates the engine 2, for example, at the most fuel-efficient operating point (optimal fuel economy point), and transmits excess torque to the generator 4 to generate power relative to the required torque of the vehicle 1, as described below.
  • the required torque of the vehicle 1 is greater than the engine torque
  • the torque that is insufficient from the engine 2 is compensated for by the torque of the motor 3 and generator 4. This control will be described in detail in the explanation of the operation.
  • Vehicle 1 is equipped with a vehicle speed sensor 42 that detects vehicle speed, and a shift position sensor 43 that detects shift position.
  • Vehicle speed sensor 42 is an example of a vehicle speed detection unit that detects vehicle speed.
  • vehicle 1 of this embodiment is equipped with a motor rotation speed sensor 44 that detects the rotation speed of motor 3, an output shaft rotation speed sensor 45 that detects the rotation speed of output shaft 12, a voltage sensor 46 that detects the voltage of battery 6, a current sensor 47 that detects the input/output current of battery 6, and an accelerator opening sensor 48 that detects the amount of accelerator pedal depression (accelerator opening) and the depression speed (accelerator opening speed). Information detected by each of sensors 42-48 is transmitted to control device 5.
  • the control device 5 is an electronic control device configured as an embedded electronic device or an LSI device that integrates, for example, a microprocessor, ROM, RAM, etc., and performs integrated control of various devices installed in the vehicle 1.
  • the control device 5 selects a driving mode according to the driver's required output, etc., and controls various devices (e.g., the engine 2 and motor 3) according to the selected driving mode, as well as controlling the engagement and disengagement of the motor clutch 20 (see Figure 3) and engine clutch 30 in the transaxle 10.
  • FIG. 2 is a side view of the powertrain 7, including the engine 2, motor 3, generator 4, and transaxle 10, as seen from the left side. Note that the engine 2 is omitted from this side view.
  • FIG. 3 is a skeleton diagram of the powertrain 7 equipped with the transaxle 10 of this embodiment. As shown in FIGS. 2 and 3, the transaxle 10 is provided with six shafts 11 to 16 arranged parallel to one another. Hereinafter, the rotating shaft connected coaxially with the crankshaft 2a will be referred to as the input shaft 11.
  • the rotating shafts connected coaxially to the drive shaft 9, the rotating shaft 3a of the motor 3, and the rotating shaft 4a of the generator 4 are called the output shaft 12, the motor shaft 13, and the generator shaft 14. Furthermore, the rotating shaft arranged on the power transmission path between the input shaft 11 and the output shaft 12 is called the first countershaft 15, and the rotating shaft arranged on the power transmission path between the motor shaft 13 and the output shaft 12 is called the second countershaft 16.
  • All six shafts 11-16 are supported at both ends by the casing 10C of the transaxle 10 via bearings (not shown). Furthermore, openings are formed in the side of the casing 10C located on each of the input shaft 11, output shaft 12, motor shaft 13, and generator shaft 14, and are connected to the crankshaft 2a and other components through these openings.
  • a first power transmission path 51 from the motor 3 to the output shaft 12 a first power transmission path 51 from the motor 3 to the output shaft 12; a second power transmission path 52 from the engine 2 to the output shaft 12; a third power transmission path 53 from the engine 2 to the generator 4; and a fourth power transmission path 54 from the generator 4 to the output shaft 12.
  • these four power transmission paths 51 to 54 will be abbreviated as the first path 51, the second path 52, the third path 53, and the fourth path 54, respectively.
  • the first path 51 and the second path 52 are both drive power transmission paths and are provided as separate (mutually independent) paths.
  • the first path 51 is a path related to the transmission of power from the motor 3 to the output shaft 12 on the drive wheel 8 side, and is responsible for transmitting power when the motor 3 is operating.
  • a motor clutch 20 (see Figure 3) that connects and disconnects the power transmission is provided on the first path 51.
  • the motor clutch 20 is configured, for example, by a sleeve-type clutch, a multi-plate clutch, or a planetary gear mechanism including a clutch and brake.
  • the second path 52 is a path for transmitting power from the engine 2 to the output shaft 12 on the drive wheel 8 side, and is responsible for transmitting power when the engine 2 is operating.
  • An engine clutch 30 (see Figure 3) that connects and disconnects this power transmission is provided on the second path 52.
  • the engine clutch 30 is configured, for example, by a sleeve-type clutch, a multi-plate clutch, or a planetary gear mechanism including a clutch and brake. Note that the engine clutch 30 in this embodiment has a high/low switching function that allows it to switch between high gear and low gear.
  • the third path 53 is a power transmission path for generating electricity.
  • the third path 53 is a path related to the transmission of power from the engine 2 to the generator 4 via the input shaft 11 and the generator shaft 14, and is responsible for the transmission of power when the engine 2 starts and when the engine 2 generates electricity.
  • the fourth path 54 is a path that combines the first path 51 and the third path 53 (paths that overlap with these), and constitutes a drive power transmission path.
  • a “fixed gear” refers to a gear that is integral with a shaft and cannot rotate relative to the shaft.
  • a “free-rotating gear” refers to a gear that is pivotally supported so that it can rotate relative to the shaft.
  • Two fixed gears 11H, 11L are provided on the input shaft 11.
  • the two fixed gears 11H, 11L have different numbers of teeth and are constantly meshed with two idling gears 15H, 15L, each with a different number of teeth, provided on the first counter shaft 15.
  • the fixed gear 11L with fewer teeth meshes with the idling gear 15L with more teeth to form a low gear
  • the other fixed gear 11H with more teeth meshes with the idling gear 15H with fewer teeth to form a high gear.
  • the idling gear 15H has a toothed surface on its left side that meshes with the fixed gear 11H, and a dog gear 15d that is coupled to a contact portion that protrudes from the right side of this toothed surface.
  • the idling gear 15L has a toothed surface on its right side that meshes with the fixed gear 11L, and a dog gear 15e that is coupled to a contact portion that protrudes from the left side of this toothed surface.
  • Dog teeth (not shown) are provided at the tip (radially outer end) of each dog gear 15d, 15e.
  • the engine clutch 30 is disposed between the two idling gears 15H, 15L and controls the connection and disconnection of the engine 2's power and switches between a high gear and a low gear.
  • the high gear and low gear are examples of multi-stage gears provided on the second path 52.
  • the engine clutch 30 of this embodiment has a hub 31 fixed to the first countershaft 15 and an annular sleeve 32 connected to the hub 31 (first countershaft 15) so as to be non-rotatable relative to the hub 31 but slidable in the axial direction of the first countershaft 15.
  • the sleeve 32 moves left and right from its neutral position in the figure when an actuator (not shown) is controlled by the control device 5.
  • Spline teeth are provided on the radially inner side of the sleeve 32, and engagement between the spline teeth and the dog teeth of the dog gears 15d, 15e engages the sleeve 32 with the dog gear 15d or 15e.
  • both of the free-wheeling gears 15H and 15L are in an idling state. In this case, even if the engine 2 is running, the power of the engine 2 (rotation of the input shaft 11) is not transmitted to the output shaft 12, and power transmission from the engine 2 is interrupted.
  • the sleeve 32 moves to either the left or right from the neutral position and engages with the dog gear 15d, 15e of one of the two idler gears 15H, 15L, the rotation of the input shaft 11 is transmitted to one of the idler gears 15H, 15L.
  • this state will be referred to as the rotationally coupled state.
  • the sleeve 32 moves to the right and engages with the dog gear 15e of the idler gear 15L, thereby connecting the idler gear 15L of the low gear to the first countershaft 15.
  • the engine clutch 30 is an example of an engine-side connection/disconnection mechanism, and is also an example of a selection mechanism that connects one of the multi-speed gears (high gear and low gear) to the power transmission path.
  • the generator 4 synchronizes the rotational speed of the input shaft 11 (i.e., the rotational speed of the idler gears 15H, 15L) to match the rotational speed of the drive wheels 8.
  • the control device 5 controls the inverter on the generator 4 side so that the rotational speed of the input shaft 11 matches the rotational speed of the first counter shaft 15.
  • the low-side fixed gear 11L is also constantly meshed with a fixed gear 14a provided on the generator shaft 14.
  • the input shaft 11 and generator shaft 14 are connected via the two fixed gears 11L, 14a, allowing power to be transmitted between the engine 2 and generator 4.
  • a fixed gear 15a is also provided on the first countershaft 15 adjacent to the right side of the low-side idling gear 15L. This fixed gear 15a is constantly meshed with the ring gear 18a of the differential 18 provided on the output shaft 12.
  • Two fixed gears 16a, 16b are provided on the second countershaft 16.
  • the right fixed gear 16a is constantly meshed with the idling gear 13b provided on the motor shaft 13, and the left fixed gear 16b is constantly meshed with the ring gear 18a of the differential 18.
  • the clutch section 21 is a multi-plate clutch that controls the connection and disconnection of the power of the motor 3, and has a first engagement element 22 fixed to the motor shaft 13 and a second engagement element 23 fixed to the idling gear 13b.
  • the first engagement element 22 receives power from the motor 3, and the second engagement element 23 outputs power to the drive wheels 8.
  • These engagement elements 22, 23 are driven in directions that move them apart (disconnected, released) or towards each other (engaged, connected) depending on, for example, the oil pressure of the oil flowing in from an oil passage inlet provided on the motor shaft 13.
  • the motor clutch 20 When the motor clutch 20 is engaged, the power of the motor 3 is transmitted to the drive wheels 8 via the idling gear 13b and fixed gears 16a, 16b, and the rotation of the drive wheels 8 is transmitted to the motor 3. In other words, when the motor clutch 20 is engaged, power driving and regenerative braking by the motor 3 are possible. Conversely, when the motor clutch 20 is released (disconnected) while the vehicle is running on the engine 2 (when the motor 3 is stopped), the idling gear 13b spins freely and the rotation of the drive wheels 8 is not transmitted to the motor 3, so the motor 3 is not rotated and resistance is reduced.
  • the motor clutch 20 of this embodiment is basically switched between an engaged state and a disengaged state by hydraulic control, for example, in accordance with the operation and non-operation of the motor 3.
  • a pressure regulating device consisting of multiple solenoid valves (on-off solenoid valves, linear solenoid valves, etc.) may be provided on the hydraulic circuit, and the engagement and disengagement of the motor clutch 20 may be controlled by regulating the oil pumped from a pump (not shown) to an appropriate hydraulic pressure.
  • the motor clutch 20 may be equipped with an electronically controlled coupling instead of the pump and multi-plate clutch unit 21, and the transmission of power may be controlled and disengaged by the control device 5.
  • control device 5 In the first state, when the required torque when the motor clutch 20 is disengaged (first required torque, described later) falls below a predetermined threshold (minimum torque, described later), the control device 5 performs regenerative generator assist regardless of whether or not regenerative motor assist is performed. That is, in the first state, the control device 5 first performs control to compensate for the braking torque (regenerative torque) that may be insufficient with the engine 2 alone, with the regenerative torque of the generator 4. Hereinafter, this control will be referred to as "regenerative side assist control.”
  • the control device 5 performs similar control on the powering side in addition to the regeneration side. Specifically, in the first state, when the required torque when the motor clutch 20 is disengaged (first required torque) exceeds a threshold value (reference torque described later) separate from the regeneration side, the control device 5 performs powering generator assist regardless of whether powering motor assist is performed. In other words, in the first state, the control device 5 performs control to first compensate for the driving torque (powering torque) that may be insufficient with the engine 2 alone, with the powering torque of the generator 4. Hereinafter, this control will be referred to as "powering side assist control.”
  • the above-mentioned powering side assist control and regeneration side assist control can both be initiated when the driving mode is in the first state (parallel mode or ENG clutch release mode in this embodiment) and the motor clutch 20 is released.
  • generator assist is executed first, but if the shortfall can be covered by generator assist alone, motor assist is not initiated and the operation is completed by generator assist alone. On the other hand, if the shortfall cannot be covered by generator assist alone, the generator assist takes over (passes the baton) to motor assist, and after motor assist begins, generator assist ends.
  • control device 5 of this embodiment also performs driving mode selection control.
  • the driving mode selection control selects and sets the most appropriate driving mode from EV mode, series mode, or parallel mode (driving mode switching) based on information about the vehicle 1 (e.g., vehicle speed, accelerator opening, required torque, charging power of the battery 6, etc.). Conventional methods can be used for this selection control.
  • control device 5 can control the connection/disconnection state of the motor clutch 20 (hereinafter referred to as “motor connection/disconnection control”) and the connection/disconnection state of the engine clutch 30 (hereinafter referred to as “engine connection/disconnection control”). Note that the motor connection/disconnection control and engine connection/disconnection control are also performed when each assist control is not being performed.
  • the motor connection/disconnection control is performed, for example, in the following cases. - When switching from parallel mode to EV mode or series mode - When powering motor assist or regenerative motor assist is required during parallel mode - When powering motor assist or regenerative motor assist has ended and assistance is no longer required.
  • motor connection/disconnection control if the motor clutch 20 in an open state is engaged, rotation synchronization control of the motor 3 is carried out prior to the engagement.
  • the engine disconnection control is performed, for example, in the following cases: When switching from EV mode or series mode to parallel mode When switching from parallel mode to EV mode or series mode When the vehicle 1 accelerates and reaches a vehicle speed equal to or greater than the first vehicle speed threshold V1 When the vehicle 1 decelerates and reaches a vehicle speed less than the first vehicle speed threshold V1
  • the first vehicle speed threshold V1 is a threshold at which the engine clutch 30 is switched between being connected and disconnected, and may be a fixed value or a variable value set in the control device 5. Furthermore, the first vehicle speed threshold V1 does not need to be the same during acceleration and deceleration, and hysteresis may be provided to prevent adverse effects of switching.
  • Control Configuration The control device 5 is provided with a calculation unit 5A and a control unit 5B as elements for performing at least regeneration-side assist control. These elements represent some of the functions of a program executed by the control device 5 and are realized by software. However, some or all of the functions may be realized by hardware (electronic circuits), or may be realized by a combination of software and hardware.
  • control device 5 of this embodiment in addition to regeneration side assist control, powering side assist control, driving mode selection control, motor connection/disconnection control, and engine connection/disconnection control are also performed. These controls may be performed by the control unit 5B described above, or by functional elements separate from the control unit 5B (for example, a regeneration side control unit, a selection control unit, a motor connection/disconnection control unit, or an engine connection/disconnection control unit).
  • a regeneration side control unit, a selection control unit, a motor connection/disconnection control unit, or an engine connection/disconnection control unit for example, a regeneration side control unit, a selection control unit, a motor connection/disconnection control unit, or an engine connection/disconnection control unit.
  • the calculation unit 5A calculates the required torque (also referred to as required output or required driving force) of the vehicle 1.
  • the calculation unit 5A calculates the required torque based on, for example, information related to accelerator operation (accelerator opening degree and accelerator opening speed) and transmits the calculated value to the control unit 5B. Note that the calculation unit 5A may calculate the required torque by taking into account the vehicle speed in addition to the information related to accelerator operation. Furthermore, the calculation unit 5A always calculates the required torque (e.g., at a predetermined calculation cycle) when the main power supply of the vehicle 1 is on (Ready ON).
  • the required torque calculated by the calculation unit 5A when the driving mode is in the first state and the motor clutch 20 is in a disengaged state (when power transmission between the motor 3 and the output shaft 12 is interrupted) is specifically referred to as the "first required torque.”
  • the control unit 5B When the first required torque exceeds a predetermined reference torque, the control unit 5B performs power-running generator assist regardless of whether power-running motor assist is performed.
  • the reference torque here is a threshold value used to determine whether power-running generator assist is required, and may be referred to as the assist reference torque.
  • the reference torque is set based on the maximum torque of the engine 2.
  • the reference torque may be stored in advance in the control unit 5, or the control unit 5 may be provided with a functional element (e.g., a setting unit) for setting the reference torque.
  • the reference torque may be set, for example, taking into account that using power generator assist in addition to engine 2 torque is more efficient for the vehicle 1 as a whole than providing the required torque with engine 2 torque alone.
  • the reference torque may also be set, for example, to a torque value equal to or slightly lower than the maximum torque of engine 2, or may be set based on the maximum torque of engine 2 and vehicle speed. For example, at high vehicle speeds where the rotational speed of engine 2 is high, the engine load tends to increase and efficiency tends to decrease, so in consideration of this tendency, the reference torque may be set to a value lower than the maximum torque of engine 2 at high vehicle speeds.
  • the control unit 5B determines whether the driving mode is in the first state (step B1), and further determines whether the motor clutch 20 is in the disengaged state (step B2). If both determinations are true, generator assist is permitted (step B3). Then, the required drive shaft torque when the determinations in steps B1 and B2 are both true is obtained as the first required torque, and a determination is made as to whether the first required torque exceeds the reference torque. If this is true, the powering assist torque is calculated (step B4).
  • the powering assist torque calculated here is the torque shortfall, equivalent to the difference between the first required torque and the torque of engine 2 (engine required torque). Therefore, the calculation of powering assist torque in step B4 uses the result of the calculation of engine required torque (step B5). Furthermore, the calculation of engine required torque in step B5 uses the result of the calculation of required drive shaft torque (step A2) and the result of the calculation of power generation torque (step B6).
  • step B4 the powering generator torque (generator required torque) to be achieved by powering generator assist is calculated based on this powering assist torque (step B7).
  • step B6 the result of the power generation torque calculation (step B6) is used in calculating the regeneration generator torque (generator required torque), but this is not used in powering side assist control.
  • step B8 powering motor torque (motor required torque) is also calculated (step B8), and the connection/disconnection state of the motor clutch 20 is controlled (step B9).
  • control unit 5B performs the above steps B1 to B9, but the control device 5 may also be provided with functional elements (e.g., a determination unit) that make the determinations in steps B1 and B2, functional elements (e.g., a permission unit) that grant permission in step B3, and functional elements (e.g., a calculation unit) that perform the calculations in steps B4 to B8.
  • functional elements e.g., a determination unit
  • functional elements e.g., a permission unit
  • functional elements e.g., a calculation unit
  • the control unit 5B performs powering generator assist without performing powering motor assist.
  • the predetermined range on the powering side a certain predetermined range (hereinafter referred to as the "predetermined range on the powering side") (if the reference torque ⁇ first required torque ⁇ upper threshold torque), only powering generator assist is performed, and powering motor assist is not performed.
  • the powering assist torque calculated in step B4 may be calculated as the powering generator torque.
  • the control unit 5B performs powering generator assist and then powering motor assist.
  • the control unit 5B performs powering generator assist and then powering motor assist.
  • both powering generator assist and powering motor assist are performed. In this way, powering motor assist is not performed unless the first required torque exceeds the reference torque by more than a predetermined value, so the motor clutch 20 is maintained in an open state for a longer period of time.
  • the maximum powering generator torque that can be output by the generator 4 may be calculated in step B7, and the torque that cannot compensate for the first required torque with the powering generator torque may be calculated as the powering motor torque in step B8. Furthermore, after powering generator assist is handed over to powering motor assist, the powering assist torque calculated in step B4 may be calculated as the powering motor torque in step B8.
  • the control device 5 may set a powering torque range Rp with a predetermined margin Mp above and/or below the reference torque.
  • the control unit 5B if the first required torque is greater than the upper limit of the powering torque range Rp, the control unit 5B preferably performs powering generator assist and then powering motor assist. Furthermore, if the first required torque is greater than the reference torque and equal to or less than the upper limit of the powering torque range Rp, the control unit 5B preferably performs only powering generator assist.
  • Figure 5 is a graph showing the relationship between torque and vehicle speed, and may be stored as a map in the control device 5.
  • the graph of engine 2 maximum torque in Figure 5 shows the maximum positive torque that engine 2 can output according to vehicle speed
  • the graph of engine 2 minimum torque shows the torque when engine 2 is fuel-cut and engine braking is operating (F/C torque) or the combustion lower limit torque according to vehicle speed. Both of these are values determined by the characteristics of engine 2.
  • the upper and lower margins Mp of the reference torque do not necessarily have to be the same. Furthermore, a margin Mp may be set on only one of the upper and lower sides.
  • the upper limit of the powering torque range Rp corresponds to the upper limit threshold torque.
  • the upper limit threshold torque can be said to be a value obtained by adding a predetermined margin Mp (a value equivalent to the predetermined value) above the reference torque. Note that when the predetermined margin Mp is set only below the reference torque, the upper limit of the powering torque range Rp coincides with the reference torque.
  • the control device 5 may set a powering torque range Rp in addition to, or instead of, the upper limit threshold torque.
  • control unit 5B When performing powering motor assist, control unit 5B synchronizes the rotation speed of motor 3 with the rotation speed of output shaft 12 before performing the operation, and then begins engaging the disengaged motor clutch 20. In other words, control unit 5B performs rotation synchronization control, and engages motor clutch 20 only after preparations for performing powering motor assist are complete (after the rotation speeds are synchronized). Note that "synchronization” here does not only mean that the rotation speed difference is zero (the two rotation speeds are completely the same), but also includes a rotation speed difference that is small enough to cause no problems when engaging the clutch.
  • control unit 5B increases the rotation speed of motor 3 before performing powering motor assist, and when the difference between the rotation speed of motor 3 and the rotation speed of output shaft 12 is within a specified range, it determines that the rotation speeds are synchronized and begins engaging motor clutch 20.
  • the driving mode may transition from parallel mode (powering motor assist is being performed) to series mode or EV mode, or may remain in parallel mode. In the former case, engine disconnection control is implemented. This will be explained using Figure 6.
  • Figure 6 is a diagram showing the states of the motor clutch 20 and engine clutch 30, the driving torque, and the battery power when transitioning from parallel mode to series mode during powering side assist control.
  • the ENG clutch release mode is implemented during the transition.
  • the ENG clutch release mode is a driving mode that is implemented from time t1 , when engagement of the motor clutch 20 is completed and it is determined that the engine clutch 30 will be released, to time t4 , when release of the engine clutch 30 is completed.
  • the engine clutch 30 receives a release command at time t3 , when transfer of drive torque from the engine 2 to the motor 3 is completed, and begins to be released.
  • the control unit 5B starts to decrease the power running torque of the generator 4 and increase the power running torque of the motor 3 at the time when the engine clutch 30 transitions to release (the switching time, time t1 in FIG. 6). In this way, by issuing a command to release the engine clutch 30 (while the generator 4 is still outputting power running torque) at a timing before the time when the generator 4 can start generating power (time t2 in FIG. 6), the time required to complete the transition of the driving mode can be shortened.
  • the driving mode may remain in parallel mode.
  • the driving mode is parallel mode and the motor clutch 20 is engaged
  • the required torque calculated by calculation unit 5A hereinafter referred to as the "second required torque”
  • the lower limit of the powering torque range Rp as shown in FIG. 5
  • control unit 5B disengages motor clutch 20.
  • the engaged state of motor clutch 20 is maintained as long as the second required torque does not fall below the lower limit of the powering torque range Rp.
  • the control unit 5B of this embodiment executes powering generator assist while using a short-time SOP as shown in FIG. 6 to cover the power required to start powering motor assist (specifically, the power required for rotation synchronization). Furthermore, once the control unit 5B is ready to execute powering motor assist, i.e., once it determines that the rotation speeds have been synchronized, it switches to the long-time SOP. Then, while executing powering generator assist using the long-time SOP, it gradually transitions from powering generator assist to powering motor assist. When executing powering motor assist, the control unit 5B may continue to use the long-time SOP, or may temporarily use the short-time SOP to connect to series mode.
  • control device 5 of this embodiment is set with a second vehicle speed threshold V2 as shown in FIG. 5, which is a vehicle speed value higher than the first vehicle speed threshold V1.
  • the second vehicle speed threshold V2 is a value that takes into account the time required for the motor clutch 20 to engage from an open state when the vehicle 1 decelerates, and may be a preset fixed value or a variable value that is set according to the battery state, outside temperature, etc.
  • the second vehicle speed threshold V2 does not need to be the same during acceleration and deceleration, and hysteresis may be provided to prevent adverse effects from switching.
  • the control unit 5B engages the motor clutch 20 regardless of the first required torque.
  • the motor clutch 20 is switched from a released state to an engaged state even if the first required torque does not exceed the upper threshold torque (or upper limit).
  • the motor clutch 20 will be reliably engaged before the vehicle speed falls below the first vehicle speed threshold V1 and the engine clutch 30 will be disengaged. Therefore, when the vehicle speed decreases from a high vehicle speed range, a swift transition from parallel mode to series mode or EV mode can be made without incurring a loss of driving force.
  • the control unit 5B determines whether or not to engage the motor clutch 20, which is in a disengaged state, based on the first required torque, as described above. Note that before this determination, the calculation unit 5A calculates the required torque (first required torque or second required torque), and if powering-side assist control is required, powering generator assist is executed first, as described above.
  • the control unit 5B engages the motor clutch 20 regardless of the first required torque.
  • Gears for transmitting high torque such as low gears, are gears selected when a large driving force is required, so if this gear is selected, it is highly likely that high torque will be required and responsiveness to accelerator operation is required.
  • the control unit 5B of this embodiment determines whether to engage the motor clutch 20, which is in a disengaged state, based on the first required torque, as described above.
  • the calculation unit 5A calculates the required torque of the vehicle 1.
  • the calculation unit 5A may also perform the processes of steps A1 and A2 in Fig. 4 during the regeneration-side assist control.
  • the control unit 5B When the first required torque falls below the minimum torque of the engine 2, the control unit 5B performs regenerative generator assist regardless of whether or not regenerative motor assist is performed.
  • the minimum torque here is a threshold value used to determine whether or not regenerative generator assist is required.
  • the minimum torque is the torque during fuel cut of the engine 2 (F/C torque) or the lower limit combustion torque, and is stored in advance in the control device 5.
  • the control unit 5B determines whether the driving mode is in the first state (step B1), and further determines whether the motor clutch 20 is in the disengaged state (step B2). If both determinations are true, generator assist is permitted (step B3). Steps B1 to B3 are the same regardless of whether the vehicle is in power running or regeneration mode. Then, the required drive shaft torque when the determinations in steps B1 and B2 are both true is obtained as the first required torque, and a determination is made as to whether the first required torque is below the minimum torque. If this is true, the regenerative assist torque is calculated (step B4).
  • the regenerative assist torque calculated here is the shortfall in torque, equivalent to the difference between the first required torque and the minimum torque of engine 2 (engine required torque). Therefore, the calculation of the regenerative assist torque in step B4 uses the result of the calculation of the engine required torque (step B5). Furthermore, the calculation of the engine required torque in step B5 uses the result of the calculation of the required drive shaft torque (step A2) and the result of the calculation of the power generation torque (step B6).
  • step B4 the regenerative generator torque to be achieved by the regenerative generator assist is calculated based on this regenerative assist torque and the power generation torque calculated in step B6 (step B7). Furthermore, if the regenerative generator assist is handed over to the regenerative motor assist, the regenerative motor torque (required motor torque) is also calculated (step B8), and the engagement/disengagement state of the motor clutch 20 is controlled (step B9).
  • the control unit 5B performs regenerative generator assist without performing regenerative motor assist.
  • the first required torque is lower than the minimum torque by within a predetermined range (hereinafter referred to as the "predetermined range on the regeneration side") (if lower threshold torque ⁇ first required torque ⁇ minimum torque), only regenerative generator assist is performed, and regenerative motor assist is not performed.
  • the regenerative assist torque calculated in step B4 may be calculated as the regenerative generator torque.
  • the control unit 5B performs regenerative generator assist and then regenerative motor assist.
  • first required torque is lower than the minimum torque by more than the specified range on the regenerative side (first required torque ⁇ lower limit threshold torque)
  • both regenerative generator assist and regenerative motor assist are performed.
  • the motor clutch 20 is maintained in an open state for a longer period of time on the regenerative side as well.
  • step B7 the minimum regenerative generator torque (maximum in absolute value) that can be output by the generator 4 may be calculated, and in step B8, the torque that cannot be compensated for by the regenerative generator torque from the first required torque may be calculated as the regenerative motor torque. Furthermore, after the regenerative generator assist is handed over to the regenerative motor assist, in step B8, the regenerative assist torque calculated in step B4 may be calculated as the regenerative motor torque.
  • the control device 5 may set a regenerative torque range Rr having a predetermined margin Mr above and/or below the minimum torque.
  • the control unit 5B if the first required torque is smaller than the lower limit of the regenerative torque range Rr, the control unit 5B preferably performs regenerative generator assist and then regenerative motor assist. Furthermore, if the first required torque is smaller than the minimum torque and equal to or greater than the lower limit of the regenerative torque range Rr, the control unit 5B preferably performs only regenerative generator assist.
  • the upper and lower margins Mr and Mr of the minimum torque do not necessarily have to be the same.
  • a margin Mr may be provided on only one of the upper and lower sides. If the margin Mr is provided below the minimum torque, the lower limit of the regenerative torque range Rr corresponds to the above-mentioned lower limit threshold torque.
  • the above-mentioned lower limit threshold torque can be said to be a value obtained by adding a predetermined margin Mr (a value equivalent to the above-mentioned predetermined value) below the minimum torque. Note that if the predetermined margin Mr is provided only above the minimum torque, the lower limit of the regenerative torque range Rr will coincide with the minimum torque.
  • the control device 5 may set a regenerative torque range Rr in addition to, or instead of, the above-mentioned lower limit threshold torque.
  • control unit 5B When executing regenerative motor assist, the control unit 5B, as with powering-side assist control, synchronizes the rotation speed of the motor 3 with the rotation speed of the output shaft 12 before executing the regenerative motor assist, and then begins engaging the released motor clutch 20. In other words, the control unit 5B performs rotation synchronization control, and engages the motor clutch 20 only after preparations for executing regenerative motor assist are complete (after the rotation speeds are synchronized).
  • the driving mode When regenerative motor assist is performed, the driving mode may remain in parallel mode, or may transition from parallel mode (while regenerative motor assist is being performed) to series mode or EV mode.
  • the required torque i.e., second required torque
  • control unit 5B disengages motor clutch 20.
  • the engaged state of motor clutch 20 is maintained as long as the second required torque does not exceed the upper limit of regenerative torque range Rr. In this way, by setting different values for the threshold value used when motor clutch 20 is disengaged (lower limit of regenerative torque range Rr) and the threshold value used when motor clutch 20 is engaged (upper limit of regenerative torque range Rr), control hunting is prevented.
  • Flowchart 7 and 8 are example flowcharts for explaining the basic processing of the powering-side assist control and the regeneration-side assist control described above.
  • This flowchart is an example of processing performed by the control device 5 (control unit 5B) when the driving mode is the parallel mode and the motor clutch 20 is in an open state, and is performed at a predetermined calculation period. Note that the calculation of the required torque by the calculation unit 5A is performed separately from this flowchart. Also, it is assumed that the vehicle speed is equal to or greater than the second vehicle speed threshold V2 and that the driving mode remains in the parallel mode.
  • step S1 it is determined whether the first required torque is greater than the reference torque. If this is true, the process proceeds to step S2; if not, the process proceeds to step S11 (symbol A) in Figure 8.
  • step S2 it is determined whether the first required torque is greater than the upper threshold torque. If this is true, the first required torque exceeds the specified range on the powering side, and steps S3 to S9 (powering generator assist and powering motor assist) are carried out. On the other hand, if the determination in step S2 is false, the process proceeds to step S10, where only powering generator assist is carried out, and the flow returns.
  • step S3 powering generator assist is executed.
  • step S4 it is determined whether or not the motor clutch 20 is fully engaged. If it is not fully engaged, the processing of step S3 (i.e., powering generator assist) continues, but if it is fully engaged, the process proceeds to step S5.
  • step S5 a transition is made from powering generator assist to powering motor assist. In other words, the proportion of powering generator assist in the powering assist torque is gradually reduced, and the proportion of powering motor assist is gradually increased accordingly.
  • step S6 it is determined whether or not the powering generator assist has ended. For example, it is determined that the powering generator assist has ended when the output ratio of the generator 4, described below, changes from 1 to 0. If the powering generator assist has not ended, processing continues in step S5. On the other hand, if the determination in step S6 is positive, processing proceeds to step S7, where only the powering motor assist is executed. In the following step S8, it is determined whether the second required torque, which is the required torque in this state (when the motor clutch 20 is engaged), has fallen below the lower limit of the powering torque range Rp. If this is not true, processing returns to step S7, where the powering motor assist continues to be executed. On the other hand, if the determination in step S8 is positive, processing proceeds to step S9, where the motor clutch 20 is released, powering motor assist is terminated, and this flow returns.
  • step S11 it is determined whether the first required torque is less than the minimum torque of the engine 2. If this is true, the process proceeds to step S12; if not, the process proceeds to step S21, which will be described later.
  • step S12 it is determined whether the first required torque is less than the lower limit threshold torque. If this is true, the first required torque is below the predetermined range on the regeneration side, and so steps S13 to S19 (regenerative generator assist and regenerative motor assist) are performed. On the other hand, if the determination in step S12 is false, the process proceeds to step S20, where only regenerative generator assist is performed, and the flow returns.
  • step S13 regenerative generator assist is performed.
  • step S14 it is determined whether the motor clutch 20 is fully engaged. If it is not fully engaged, the processing of step S13 (i.e., regenerative generator assist) continues; if it is fully engaged, the processing proceeds to step S15.
  • step S15 a transition from regenerative generator assist to regenerative motor assist is made. In other words, the proportion of regenerative generator assist in the regenerative assist torque is gradually reduced, and the proportion of regenerative motor assist is gradually increased accordingly.
  • step S16 it is determined whether regenerative generator assist has ended. This determination is made, as with the powering side, based on, for example, the output ratio of the generator 4. If regenerative generator assist has not ended, processing continues in step S15. On the other hand, if the determination in step S16 is true, processing proceeds to step S17, where only regenerative motor assist is executed. In the following step S18, it is determined whether the second required torque has exceeded the upper limit of the regenerative torque range Rr. If this is not true, processing returns to step S17, where regenerative motor assist continues to be executed. On the other hand, if the determination in step S18 is true, processing proceeds to step S19, where the motor clutch 20 is released, regenerative motor assist is terminated, and this flow returns.
  • step S21 it is determined whether powering generator assist or regenerative generator assist is being executed. If neither is being executed, the flow returns. If either generator assist is being executed, that generator assist is terminated (step S22) and the flow returns. In other words, if the first required torque is equal to or greater than the minimum torque and equal to or less than the reference torque, generator assist is not executed.
  • FIGS. 10A to 10M are graphs (timing charts) illustrating the operation of regeneration-side assist control during deceleration.
  • the horizontal axis of these figures represents time.
  • the thick solid line graphs in the figures show the changes when the above-mentioned assist controls are implemented (the present invention), and the dashed line graphs in the figures show the comparative example (changes when only motor assist is implemented as conventional technology). Unless otherwise specified, the thick solid line graphs will be described below.
  • the powering-side assist control explained here will be an example of a transition from parallel mode to series mode via ENG clutch release mode.
  • the generator 4 output ratio shown in Figure 9 (G) is a parameter that determines whether or not the generator 4 is permitted to be used as an assist, and takes a value greater than or equal to 0 and less than or equal to 1.
  • the generator 4 is prohibited from being used as an assist, and when the output ratio is 1, the generator 4 is permitted to be used as an assist. In the former case, if assistance is required, the motor 3 is used.
  • the output ratio value is changed, it is changed linearly (at a predetermined slope) rather than in steps. This slope determines how long it will take to switch from the generator 4 powering torque to the motor 3 powering torque (whether torque transition will occur). This slope is set in advance, for example, through simulation or experiment.
  • the reason why the generator required torque is regenerative until time t11 is because the generator 4 generates the surplus torque generated by the engine 2 operating at a speed equivalent to the best fuel economy point.
  • “equivalent to the best fuel economy point” means an operating point (combination of the best fuel economy point, engine speed, and engine load) at which the fuel economy of the engine 2 is optimal, or an operating point close to this operating point.
  • the engine required torque until time t11 is the torque value when the engine is operating at a speed equivalent to the best fuel economy point (see Figure 9 (K))
  • the generator required torque until time t11 is the above-mentioned power generation torque (see Figure 9 (M)).
  • the ENG clutch release mode was initiated when the generator request torque became regenerative, i.e., when the generator 4 was ready to start generating electricity.
  • the generator request torque is higher than zero at the start of the ENG clutch release mode (time t15 ).
  • the ENG clutch release mode is initiated before the generator request torque becomes less than zero (regenerative).
  • the target power generation torque here is a value that balances with the output torque of the engine 2 when the engine clutch 30 is released.
  • the generator 4 In order to release the engine clutch 30, the generator 4 must be able to receive all of the output torque of the engine 2 at the time of release (a state in which standby is complete), otherwise the engine speed will increase sharply.
  • Setting the generator request torque to the target power generation torque is to put the generator 4 into a state in which standby in series mode is complete.
  • a predetermined time here, the period from time t15 to time t17 ) is provided in the ENG clutch release mode in order to match the power generation state of the generator 4 to the output torque of the engine 2.
  • the generator assist operating state is not established (deactivated) (see FIG. 10(H)), and the generator required torque transitions to a torque (differential torque) corresponding to the difference between the engine required torque and the fuel cell torque (minimum torque) (see FIGS. 10(K) and 10(M)).
  • the motor required torque increases further on the regenerative side to compensate for the further decrease in the generator required torque on the regenerative side, completing the transition from regenerative generator assist to regenerative motor assist.
  • the generator required torque becomes zero.
  • the timing of engagement of the motor clutch 20 can be delayed (i.e., the motor clutch 20 can be kept open for a longer period of time) while ensuring the required torque with regenerative generator assist, making it less likely that the motor 3 will rotate entrained, reducing the frequency of flux weakening control and reducing power consumption.
  • the required torque can be ensured with regenerative generator assist, without consuming the power required to engage the motor clutch 20, thereby reducing power consumption. Therefore, with the control device 5 described above, power consumption can be reduced by making clever use of the generator 4 when the required torque decreases, thereby improving electric efficiency.
  • control device 5 similar to the powering side assist control, when the first required torque is high enough to exceed the reference torque, powering generator assist is performed regardless of whether powering motor assist is being performed. As a result, power consumption can be reduced on the powering side as well, leading to improved electricity efficiency.
  • a regenerative torque range Rr may be further set, with a predetermined margin Mr above and/or below the minimum torque.
  • the control unit 5B performs regenerative generator assist and then regenerative motor assist.
  • the motor clutch 20 can be maintained in an open state for a longer period of time. This allows for further reduction in power consumption.
  • a powering torque range Rp (see FIG. 5) with a predetermined margin Mp above and/or below the reference torque may be set, just as in the regeneration-side assist control.
  • the control unit 5B performs powering generator assist and then powering motor assist.
  • powering motor assist is not performed unless the first required torque exceeds the upper limit of the powering torque range Rp, so the motor clutch 20 can be maintained in an open state for a longer period of time. This makes it possible to further reduce power consumption.
  • the control unit 5B synchronizes the rotation speed of the motor 3 with the rotation speed of the output shaft 12 and then starts engaging the released motor clutch 20.
  • This rotation synchronization control consumes power from the battery 6, but if the frequency of regenerative motor assist is reduced, power consumption can be reduced.
  • rotation synchronization control is performed in the powering side assist control as well as in the regenerative side assist control, but if the frequency of powering motor assist is reduced, power consumption can be reduced.
  • the control unit 5B of this embodiment determines the transition of the engine clutch 30 to release at the switching point (time t15 in Figures 9(L) and 9(M)) when the power torque of the generator 4 starts to decrease and the power torque of the motor 3 starts to increase when the driving mode transitions from the parallel mode to the series mode or the EV mode (see Figure 9(C)).
  • the time required to complete the transition from the parallel mode to the series mode can be shortened. This can improve driving performance (e.g., acceleration performance) when traveling at high vehicle speeds.
  • control unit 5B when performing power running motor assist, performs power running generator assist while using the short-term SOP to cover the power required to start power running motor assist, and then returns to the long-term SOP once preparations for power running motor assist are complete.
  • This allows power running generator assist to be performed using a constant battery power while preparations for power running motor assist are also completed, thereby improving the driving performance of the vehicle 1.
  • a first vehicle speed threshold V1 and a second vehicle speed threshold V2 as shown in FIG. 5 may be set.
  • the control unit 5B engages the motor clutch 20 regardless of the first required torque if the vehicle speed is below the second vehicle speed threshold V2.
  • the motor clutch 20 is reliably engaged before the vehicle speed falls below the first vehicle speed threshold V1 and the engine clutch 30 is released. This makes it possible to avoid loss of driving force and quickly transition from parallel mode to series mode or EV mode, thereby improving drivability.
  • control device 5 and vehicle 1 are merely examples and are not limited to the above-described configurations.
  • the second vehicle speed threshold V2 may be omitted in the control device 5, and a single vehicle speed threshold may be used.
  • the timing of issuing a command to release the engine clutch 30 does not have to coincide with the switching time when the power running torque of the generator 4 starts to decrease and the power running torque of the motor 3 starts to increase.
  • the required torque calculated by calculation unit 5A is not limited to that based on driver operation (mainly accelerator operation), and may, for example, be calculated as the required torque of vehicle 1 when accelerating or decelerating automatically (without driver operation) by ACC (Adaptive Cruise Control).
  • control unit 5B may be configured not to distinguish between long-term SOP and short-term SOP of battery 6, and even if it does distinguish between them, the distinction is not limited to that described above (or shown in Figure 9).
  • the control device 5 described above performs power running side assist control and regeneration side assist control, and is capable of providing appropriate assistance in any driving situation. However, it may also be possible, for example, to perform only regeneration side assist control and omit power running side assist control. In this case, the configuration related to power running side assist control can be omitted.
  • a transaxle 10 was illustrated in which the engine clutch 30 (or part of the engine clutch 30) that switches between high and low gears was mounted on the first countershaft 15, but the location of the engine clutch 30 is not particularly limited; for example, it may be mounted on the input shaft 11, or it may be mounted across the input shaft 11 and the first countershaft 15.
  • the above-described engine clutch 30 has a function as a connecting/disconnecting mechanism and a high/low switching function (a mechanism for selecting between high and low gears), but these functions may be provided as separate mechanisms, or the latter function may be omitted.
  • the engine clutch 30 is not an essential component of the present invention and may be omitted if possible.
  • the configuration of the transaxle 10 is also one example.
  • the relative positions of the engine 2, motor 3, and generator 4 with respect to the transaxle 10 are not limited to those described above.
  • the arrangement of the six shafts 11-16 within the transaxle 10 can be set according to these relative positions.
  • the arrangement of the gears provided on each shaft within the transaxle 10 is also one example and is not limited to that described above.
  • the motor clutch 20 is mounted on the motor shaft 13 above, the arrangement of the motor clutch 20 is not limited to this; it may be mounted on the second countershaft 16, or may be positioned across the motor shaft 13 and the second countershaft 16. Note that the vehicle 1 does not need to be configured with multiple power transmission paths as part of the transaxle 10.

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Abstract

バッテリ（６）と、モータ（３）から出力軸（１２）に至る経路と、当該経路とは別であってエンジン（２）から出力軸（１２）に至る経路と、エンジン（２）からジェネレータ（４）に至る経路と、ジェネレータ（４）から出力軸（１２）に至る経路と、モータクラッチ（２０）とを具備した車両の制御装置（５）である。車両は、エンジン（２）と出力軸（１２）との間で動力伝達可能な第一状態で回生モータアシストと回生ジェネレータアシストとを実行可能に構成されている。制御装置（５）は、車両の要求トルクを算出する算出部（５Ａ）と、第一状態且つモータクラッチ（２０）の開放状態で算出された要求トルクである第一要求トルクが所定の最小トルクを下回ると、回生モータアシストを実行するか否かにかかわらず回生ジェネレータアシストを実行する制御部（５Ｂ）と、を備えている。

Description

車両の制御装置
　本発明は、エンジンとモータとジェネレータとを装備した車両の制御装置に関する。
　従来、エンジンとモータとジェネレータとを装備した車両（ハイブリッド車両、または、外部充電や外部給電が可能なプラグインハイブリッド車両）において、走行モードを切り替えながら走行する車両が実用化されている。走行モードには、駆動用バッテリの充電電力を用いてモータのみで走行するＥＶモードや、エンジンによってジェネレータを駆動し、発電しながらモータのみで走行するシリーズモード、エンジン主体で走行しつつ必要があればモータでアシストするパラレルモード等が含まれる。
　例えば特許文献１には、エンジンの動力とモータの動力とを個別に出力可能なハイブリッド車両において、モータクラッチを切断してパラレルモードで走行している状態で、モータアシストが必要な場合にはモータクラッチの接続を開始する制御装置が開示されている。この制御装置では、モータクラッチを切断状態から係合状態に移行する際に、ジェネレータを力行運転させて、モータクラッチの接続が完了するまでの駆動力を補填している。
国際公開第２０２０／１４８９７３号
　上記の特許文献１では、エンジンの駆動中に要求駆動力が増加する場合（すなわち力行運転中）における、モータクラッチ接続時のレスポンス遅れの改善を目的としており、要求駆動力が減少する場合については言及されていない。このため、要求駆動力（要求トルクや要求出力とも呼ばれる）が減少する際のジェネレータの活用には改善の余地がある。
　本件の車両の制御装置は、このような課題に鑑み案出されたもので、要求トルクが減少する際にジェネレータの活用を工夫して電費向上を図ることを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。
　開示の車両の制御装置は、以下に開示する態様（適用例）として実現でき、上記の課題の少なくとも一部を解決する。態様２以降の各態様は、いずれもが付加的に適宜選択されうる態様であって、いずれもが省略可能な態様である。態様２以降の各態様は、いずれもが本件にとって必要不可欠な態様や構成を開示するものではない。
　態様１．開示する車両の制御装置は、駆動用のバッテリと、モータから駆動輪側の出力軸に至る第一動力伝達経路と、当該第一動力伝達経路とは別であってエンジンから前記出力軸に至る第二動力伝達経路と、前記エンジンからジェネレータに至る第三動力伝達経路と、前記ジェネレータから前記出力軸に至る第四動力伝達経路と、前記第一動力伝達経路上に設けられて動力伝達を断接するモータクラッチと、を具備した車両の制御装置である。前記車両は、前記エンジンと前記出力軸との間で動力伝達可能な第一状態で、前記モータの回生トルクを前記出力軸に伝達する回生モータアシストと、前記第一状態で、前記エンジンを最良燃費点相当で作動させたときに前記ジェネレータが発電することで生じる発電トルクを除いた前記ジェネレータの回生トルクを前記出力軸に伝達する回生ジェネレータアシストと、を実行可能に構成されている。前記制御装置は、前記車両の要求トルクを算出する算出部と、前記第一状態且つ前記モータクラッチの開放状態で前記算出部により算出された前記要求トルクである第一要求トルクが前記エンジンの最小トルクを下回ると、前記回生モータアシストを実行するか否かにかかわらず前記回生ジェネレータアシストを実行する制御部と、を備えている。
　態様２．上記の態様１において、前記制御部は、前記第一要求トルクが前記最小トルクよりも小さく且つ前記最小トルクから所定値を減算した下限閾値トルク以上である場合に、前記回生モータアシストを実行せずに前記回生ジェネレータアシストを実行し、前記第一要求トルクが前記下限閾値トルクよりも小さい場合に、前記回生ジェネレータアシストを実行したのち前記回生モータアシストを実行することが好ましい。
　態様３．上記の態様１又は２において、前記制御装置には、前記最小トルクに対して上側及び下側の少なくとも一方に所定のマージンを持つ回生トルク範囲がさらに設定されていることが好ましい。この場合、前記制御部は、前記第一要求トルクが前記回生トルク範囲の下限値よりも小さければ、前記回生ジェネレータアシストを実行したのち前記回生モータアシストを実行することが好ましい。
　態様４．上記の態様２又は３において、前記制御部は、前記回生モータアシストを実行するときには、前記モータの回転数を前記出力軸側の回転数に同期させたのち開放状態の前記モータクラッチを係合することが好ましい。
　態様５．上記の態様１～４のいずれか一つにおいて、前記車両は、前記第一状態で前記モータの力行トルクを前記出力軸に伝達する力行モータアシストと、前記第一状態で前記ジェネレータの力行トルクを前記出力軸に伝達する力行ジェネレータアシストと、を実行可能に構成されていることが好ましい。この場合、前記制御部は、前記第一要求トルクが所定の基準トルクよりも大きく且つ前記基準トルクに第二の所定値を加算した上限閾値トルク以下である場合に、前記力行モータアシストを実行せずに前記力行ジェネレータアシストを実行し、前記第一要求トルクが前記上限閾値トルクよりも大きい場合に、前記力行ジェネレータアシストを実行したのち前記力行モータアシストを実行することが好ましい。
　開示の車両の制御装置によれば、要求トルクが減少する際にジェネレータの活用を工夫して電費向上を図ることができる。
実施形態に係る制御装置を備えた車両を示す図である。 図１の車両に搭載されるパワートレインを示す左側面図である。 図２のパワートレインを例示するスケルトン図と図１の制御装置とを合わせて示す図である。 図１の制御装置で実施される処理ブロックを例示する図である。 図１の制御装置に設定された閾値を説明するための図である。 力行側アシスト制御において、パラレルモードからシリーズモードに移行するときのクラッチ状態，駆動トルク，バッテリ電力の変化を示す図である。 図１の制御装置で実施されるフローチャート例であり、おもに力行側アシスト制御を示す。 図１の制御装置で実施されるフローチャート例であり、おもに回生側アシスト制御を示す。 加速時の力行側アシスト制御の動作を例示するグラフであり、（Ａ）は車速、（Ｂ）はアクセル開度、（Ｃ）は走行モード、（Ｄ）は要求駆動軸トルク、（Ｅ）はモータクラッチ開放要求、（Ｆ）はモータクラッチ開放状態、（Ｇ）はジェネレータ出力割合、（Ｈ）はジェネレータアシスト作動状態、（Ｉ）はモータ回転同期電力、（Ｊ）は実バッテリ電力、（Ｋ）はエンジン要求トルク、（Ｌ）はモータ要求トルク、（Ｍ）はジェネレータ要求トルクを表す。 減速時の回生側アシスト制御の動作を例示するグラフであり、（Ａ）は車速、（Ｂ）はアクセル開度、（Ｃ）は走行モード、（Ｄ）は要求駆動軸トルク、（Ｅ）はモータクラッチ開放要求、（Ｆ）はモータクラッチ開放状態、（Ｇ）はジェネレータ出力割合、（Ｈ）はジェネレータアシスト作動状態、（Ｉ）はモータ回転同期電力、（Ｊ）は実バッテリ電力、（Ｋ）はエンジン要求トルク、（Ｌ）はモータ要求トルク、（Ｍ）はジェネレータ要求トルクを表す。
　図面を参照して、実施形態としての車両の制御装置について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
［１．全体構成］
　本実施形態の制御装置５は、図１に示す車両１に適用される。この車両１は、駆動源としてのエンジン２及びモータ３とジェネレータ４とを装備したハイブリッド車両である。ジェネレータ４はエンジン２に連結され、モータ３の作動状態とは独立して作動可能とされる。車両１には、モータ３の電力源である駆動用のバッテリ６とトランスアクスル１０とが搭載される。
　また、車両１にはＥＶモード，シリーズモード，パラレルモードの三種類の走行モードが用意される。これらの走行モードは、制御装置５によって、車両状態や走行状態，ドライバの要求出力等に応じて択一的に選択され、その種類に応じてエンジン２，モータ３，ジェネレータ４が使い分けられる。なお、モータ３は発電機能（ジェネレータの機能）を有していてもよいし、また、ジェネレータ４は電動機能（モータの機能）を有していてもよい。
　ＥＶモードは、エンジン２及びジェネレータ４を停止させたまま、駆動用のバッテリ６の充電電力を用いてモータ３のみで車両１を駆動する走行モードである。ＥＶモードは、走行負荷，走行速度が低い場合やバッテリ６の充電レベルが高い場合に選択される。シリーズモードは、エンジン２でジェネレータ４を駆動して発電しつつ、その電力を利用してモータ３で車両１を駆動する走行モードである。シリーズモードは、走行負荷が高い場合やバッテリ６の充電レベルが低い場合に選択される。パラレルモードは、おもにエンジン２で車両１を駆動し、必要に応じてモータ３で車両１の駆動や制動をアシストする走行モードであり、走行速度が高い場合に選択される。
　駆動輪８には、トランスアクスル１０を介してエンジン２及びモータ３が並列に接続され、エンジン２及びモータ３のそれぞれの動力が個別に伝達される。また、エンジン２には、トランスアクスル１０を介してジェネレータ４及び駆動輪８が並列に接続され、エンジン２の動力が駆動輪８に加えてジェネレータ４にも伝達される。
　トランスアクスル１０は、デファレンシャルギア１８（差動装置、以下「デフ１８」と呼ぶ）を含むファイナルドライブ（終減速機）とトランスミッション（減速機）とを一体に形成した動力伝達装置であり、駆動源と被駆動装置との間の動力伝達を担う複数の機構を内蔵する。本実施形態のトランスアクスル１０は、ハイロー切替（高速段，低速段の切替）が可能に構成されており、パラレルモードに切り替わるタイミングで、制御装置５によって走行状態や要求出力等に応じてハイギア段とローギア段のいずれかが選択される。
　エンジン２は、ガソリンや軽油を燃料とする内燃機関（ガソリンエンジン，ディーゼルエンジン）である。このエンジン２は、クランクシャフト２ａ（回転軸）の向きが車両１の車幅方向に一致するように横向きに配置されたいわゆる横置きエンジンであり、トランスアクスル１０の右側面に対して固定される。クランクシャフト２ａは、駆動輪８のドライブシャフト９に対して平行に配置される。エンジン２の作動状態は、制御装置５で制御されてもよいし、図示しないエンジン制御装置で制御されてもよい。
　モータ３及びジェネレータ４は、いずれも、電動機としての機能と発電機としての機能とを兼ね備えた電動発電機（モータジェネレータ）である。モータ３は、バッテリ６と電力の授受を行う駆動源であり、おもに電動機として機能して車両１を駆動し、回生時には発電機として機能する。ジェネレータ４は、エンジン２を始動させる際に電動機（スターター）として機能し、エンジン２の作動時にはエンジン動力で駆動されて発電することでバッテリ６に電力を供給する。モータ３及びジェネレータ４の各周囲（又は各内部）には、直流電流と交流電流とを変換するインバータ（図示略）が設けられる。モータ３及びジェネレータ４の各回転速度は、インバータを制御することで制御される。なお、モータ３，ジェネレータ４，各インバータの作動状態は、制御装置５で制御されてもよいし、図示しないモータ制御装置やジェネレータ制御装置によって制御されてもよい。
　バッテリ６は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等の二次電池である。本実施形態のバッテリ６には、放電可能な電力[kW]の最大値として、短時間ＳＯＰ（短時間放電可能最大電力，短時間State Of Power）と、長時間ＳＯＰ（長時間放電可能最大電力，長時間State Of Power）とが設定されている。短時間ＳＯＰは、放電時間が所定時間以下（比較的短い時間）の放電時に適用される最大電力である。短時間ＳＯＰが適用される所定時間のスケール（時間の長さの度合い）としては、例えば数秒程度が想定されている。一方、長時間ＳＯＰは、放電時間が所定時間を超える放電時に適用される最大電力であって、短時間ＳＯＰよりも値が小さく設定される。長時間ＳＯＰは、例えば一般的なバッテリ６の定格出力電力に相当しうるパラメータである。
　短時間ＳＯＰ，長時間ＳＯＰの各々の値は、予め設定された固定値であってもよいし、バッテリ６の作動状態（充電率ＳＯＣ，健全度ＳＯＨ，放電電流値，バッテリ電圧，バッテリ温度等）や車両１の走行状態（走行モード，車速，外気温，アクセル開度等）に応じて設定される可変値であってもよい。また、短時間ＳＯＰを使用できる所定時間についても同様であり、予め設定された固定値であってもよいし、バッテリ６の作動状態や車両１の走行状態に応じて設定される可変値であってもよい。
　車両１は、エンジン２と駆動輪８側の出力軸１２（図２参照）との間で動力伝達可能な第一状態で、モータ３の力行トルクを出力軸１２に伝達する力行モータアシストと、ジェネレータ４の力行トルクを出力軸１２に伝達する力行ジェネレータアシストと、を実行可能に構成されている。第一状態には、パラレルモードと、エンジンクラッチ３０（図３参照）を開放するモード（以下「ＥＮＧクラッチ開放モード」という）とが含まれる。ＥＮＧクラッチ開放モードとは、パラレルモードからＥＶモード又はシリーズモードへ移行するときに実施される走行モードであり、詳細は後述する。なお、力行モータアシストと力行ジェネレータアシストとは、それぞれが単独で、又は一時的に併用されて、実行可能である。
　また、本実施形態の車両１は、第一状態で、モータ３の回生トルクを出力軸１２に伝達する回生モータアシストを実行可能に構成されている。さらに本実施形態の車両１は、第一状態で、所定の発電トルクを除いたジェネレータ４の回生トルク（回生ジェネレータトルク）を出力軸１２に伝達する回生ジェネレータアシストを実行可能に構成されている。回生モータアシストと回生ジェネレータアシストとは、それぞれが単独で、又は一時的に併用されて、実行可能である。
　ここでいう発電トルクとは、エンジン２を車両１の要求トルクよりも大きなトルクで作動させたときにジェネレータ４が発電することで生じるトルクのことである。本実施形態の車両１は、第一状態において、車両１の要求トルクがエンジントルク（例えばエンジン２を最良燃費点近傍で運転させたときの出力トルク）よりも小さい場合、エンジン２を、例えば、最も燃費の良い運転点（最良燃費点）で作動させておき、後述する車両１の要求トルクに対し、余剰分のトルクをジェネレータ４に伝達して発電させる。あるいは、車両１の要求トルクがエンジントルクよりも大きい場合、エンジン２のトルクでは不足する分のトルクをモータ３やジェネレータ４のトルクで補う。この制御については作用の説明で詳述する。
　車両１には、車速を検出する車速センサ４２と、シフトポジションを検出するシフトポジションセンサ４３とが設けられる。車速センサ４２は、車速を検出する車速検出部の一例である。また、本実施形態の車両１には、モータ３の回転速度を検出するモータ回転速度センサ４４と、出力軸１２の回転速度を検出する出力軸回転速度センサ４５と、バッテリ６の電圧を検出する電圧センサ４６と、バッテリ６の入出力電流を検出する電流センサ４７と、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）やその踏み込み速度（アクセル開速度）を検出するアクセル開度センサ４８とが設けられる。各センサ４２～４８で検出された情報は、制御装置５に伝達される。
　制御装置５は、例えばマイクロプロセッサやＲＯＭ，ＲＡＭ等を集積したＬＳＩデバイスや組み込み電子デバイスとして構成された電子制御装置であり、車両１に搭載される各種装置を統合制御する。本実施形態の制御装置５は、ドライバの要求出力等に応じて走行モードを選択し、選択した走行モードに応じて各種機器（例えばエンジン２やモータ３）を制御するとともにトランスアクスル１０内のモータクラッチ２０（図３参照），エンジンクラッチ３０の断接状態を制御する。
［２．トランスアクスル］
　図２は、エンジン２，モータ３，ジェネレータ４，トランスアクスル１０を含むパワートレイン７を左側から見た側面図である。なお、この側面図ではエンジン２を省略している。また、図３は、本実施形態のトランスアクスル１０を備えたパワートレイン７のスケルトン図である。図２及び図３に示すように、トランスアクスル１０には、互いに平行に配列された六つの軸１１～１６が設けられる。以下、クランクシャフト２ａと同軸上に接続される回転軸を入力軸１１と呼ぶ。
　同様に、ドライブシャフト９，モータ３の回転軸３ａ，ジェネレータ４の回転軸４ａのそれぞれと同軸上に接続される回転軸を、出力軸１２，モータ軸１３，ジェネレータ軸１４と呼ぶ。また、入力軸１１と出力軸１２との間の動力伝達経路上に配置された回転軸を第一カウンタ軸１５と呼び、モータ軸１３と出力軸１２との間の動力伝達経路上に配置された回転軸を第二カウンタ軸１６と呼ぶ。
　六つの軸１１～１６はいずれも、両端部が図示しない軸受を介してトランスアクスル１０のケーシング１０Ｃに軸支される。また、入力軸１１，出力軸１２，モータ軸１３，ジェネレータ軸１４のそれぞれの軸上に位置するケーシング１０Ｃの側面には開口が形成されており、これらの開口を通じてクランクシャフト２ａ等と接続される。
　トランスアクスル１０の内部には、四つの動力伝達経路が形成される。具体的には、図２中に二点鎖線又は破線で示すように、モータ３から出力軸１２に至る第一動力伝達経路５１と、エンジン２から出力軸１２に至る第二動力伝達経路５２と、エンジン２からジェネレータ４に至る第三動力伝達経路５３と、ジェネレータ４から出力軸１２に至る第四動力伝達経路５４の四つである。以下、これら四つの動力伝達経路５１～５４をそれぞれ、第一経路５１，第二経路５２，第三経路５３，第四経路５４と略す。
　第一経路５１及び第二経路５２は、いずれも駆動用動力伝達経路であり、別の（互いに独立した）経路として設けられる。第一経路５１は、モータ３から駆動輪８側の出力軸１２への動力伝達に係る経路であり、モータ３の作動時における動力の伝達を担うものである。第一経路５１上には、その動力伝達を断接するモータクラッチ２０（図３参照）が設けられる。モータクラッチ２０は、例えばスリーブ式クラッチ，多板式クラッチ，クラッチやブレーキを含む遊星歯車機構などで構成される。
　第二経路５２は、エンジン２から駆動輪８側の出力軸１２への動力伝達に係る経路であり、エンジン２の作動時における動力の伝達を担うものである。第二経路５２上には、その動力伝達を断接するエンジンクラッチ３０（図３参照）が設けられる。エンジンクラッチ３０は、例えばスリーブ式クラッチ，多板式クラッチ，クラッチやブレーキを含む遊星歯車機構などで構成される。なお、本実施形態のエンジンクラッチ３０は、ハイギア段とローギア段とを切替可能なハイロー切替機能を持つ。
　第三経路５３は発電用動力伝達経路である。具体的には、第三経路５３は、エンジン２から入力軸１１及びジェネレータ軸１４を介してジェネレータ４への動力伝達に係る経路であり、エンジン２の始動時の動力伝達及びエンジン２による発電時の動力伝達を担うものである。第四経路５４は、第一経路５１及び第三経路５３を併せた経路（これらと重複する経路）であり、駆動用動力伝達経路を構成する。
　次に、図３を用いて、本実施形態のトランスアクスル１０の構成を簡単に説明する。なお、ここで説明するトランスアクスル１０の構成は、あくまでも一例である。以下の説明において、「固定ギア」とは、軸と一体に設けられ、軸に対して相対回転不能な歯車を意味する。また、「遊転ギア」とは、軸に対して相対回転可能に枢支された歯車を意味する。
　入力軸１１には、二つの固定ギア１１Ｈ，１１Ｌが設けられる。二つの固定ギア１１Ｈ，１１Ｌは、互いに異なる歯数を持ち、第一カウンタ軸１５に設けられた互いに歯数の異なる二つの遊転ギア１５Ｈ，１５Ｌのそれぞれと常時噛合している。本実施形態では、歯数が少ない一方の固定ギア１１Ｌが、歯数が多い一方の遊転ギア１５Ｌと噛み合ってローギア段を形成し、歯数が多い他方の固定ギア１１Ｈが、歯数が少ない他方の遊転ギア１５Ｈと噛み合ってハイギア段を形成する。
　遊転ギア１５Ｈは、左部に固定ギア１１Ｈと噛み合う歯面部を有し、この歯面部の右側に突設された当接部に対して結合されたドグギア１５ｄを有する。遊転ギア１５Ｌは、右部に固定ギア１１Ｌと噛み合う歯面部を有し、この歯面部の左側に突設された当接部に対して結合されたドグギア１５ｅを有する。各ドグギア１５ｄ，１５ｅの先端部（径方向外側の端部）には、図示しないドグ歯が設けられる。
　エンジンクラッチ３０は、二つの遊転ギア１５Ｈ，１５Ｌの間に配置され、エンジン２の動力の断接状態を制御するとともにハイギア段とローギア段とを切り替えるものである。ハイギア段及びローギア段は、第二経路５２上に設けられた多段ギアの一例である。本実施形態のエンジンクラッチ３０は、第一カウンタ軸１５に固定されたハブ３１と、ハブ３１（第一カウンタ軸１５）に対して相対回転不能かつ第一カウンタ軸１５の軸方向に摺動自在に結合された環状のスリーブ３２とを有する。スリーブ３２は、図示しないアクチュエータが、制御装置５によって制御されることで、図中のニュートラル位置から左右方向へ移動する。スリーブ３２の径方向内側には、スプライン歯（図示略）が設けられており、スプライン歯とドグギア１５ｄ，１５ｅのドグ歯とが係合することで、スリーブ３２とドグギア１５ｄ又はドグギア１５ｅとが係合する。なお、スリーブ３２がニュートラル位置である場合には、二つの遊転ギア１５Ｈ，１５Ｌはいずれも空転状態となる。この場合には、エンジン２が作動していても、エンジン２の動力（入力軸１１の回転）は、出力軸１２へは伝達されず、エンジン２の動力伝達が遮断された状態となる。
　スリーブ３２がニュートラル位置から左右いずれか一方へ移動し、二つの遊転ギア１５Ｈ，１５Ｌのうちの一方のドグギア１５ｄ，１５ｅと係合すると、入力軸１１の回転をいずれか一方の遊転ギア１５Ｈ，１５Ｌに伝達する。以下、この状態を回転連結状態と呼ぶ。本実施形態のトランスアクスル１０では、スリーブ３２が右側に移動して遊転ギア１５Ｌのドグギア１５ｅと係合することで、ローギア段の遊転ギア１５Ｌを第一カウンタ軸１５に対して回転連結状態とする。反対に、スリーブ３２が左側に移動して遊転ギア１５Ｈのドグギア１５ｄと係合することで、ハイギア段の遊転ギア１５Ｈを第一カウンタ軸１５に対して回転連結状態とする。エンジンクラッチ３０は、エンジン側断接機構の一例であり、また、多段ギア（ハイギア段とローギア段）のいずれか一つを動力伝達経路に結合する選択機構の一例でもある。
　また、本実施形態のトランスアクスル１０は、スリーブ３２の移動に際し、ジェネレータ４によって入力軸１１の回転速度（すなわち遊転ギア１５Ｈ，１５Ｌの回転速度）を駆動輪８側の回転速度に合わせて同期させる。つまり、スリーブ３２を遊転ギア１５Ｈ，１５Ｌのいずれか一方のドグギア１５ｄ，１５ｅと係合させる場合（ハイギア段又はローギア段の選択時、あるいは、ハイギア段とローギア段との切替時）には、その係合に先立ち、入力軸１１の回転速度が第一カウンタ軸１５の回転速度に合うように、制御装置５によってジェネレータ４側のインバータが制御される。
　なお、ロー側の固定ギア１１Ｌは、ジェネレータ軸１４に設けられた固定ギア１４ａとも常時噛合している。つまり、入力軸１１とジェネレータ軸１４とは、二つの固定ギア１１Ｌ，１４ａを介して連結されており、エンジン２とジェネレータ４との間で動力伝達可能とされる。また、第一カウンタ軸１５には、ロー側の遊転ギア１５Ｌの右側に隣接して固定ギア１５ａが設けられる。この固定ギア１５ａは、出力軸１２に設けられたデフ１８のリングギア１８ａと常時噛合している。
　第二カウンタ軸１６には、二つの固定ギア１６ａ，１６ｂが設けられる。右側の固定ギア１６ａは、モータ軸１３に設けられた遊転ギア１３ｂと常時噛合し、左側の固定ギア１６ｂは、デフ１８のリングギア１８ａと常時噛合している。モータ軸１３の遊転ギア１３ｂは、モータ軸１３に介装されたクラッチ部２１とともにモータクラッチ２０を構成する。
　クラッチ部２１は、モータ３の動力の断接状態を制御する多板式クラッチであり、モータ軸１３に固定された第一係合要素２２と、遊転ギア１３ｂに固定された第二係合要素２３とを有する。モータ３が力行する場合、第一係合要素２２はモータ３からの動力が入力されるものであり、第二係合要素２３は駆動輪８側に動力を出力するものである。これらの係合要素２２，２３は、例えば、モータ軸１３に設けられた油路入口から流入したオイルの油圧に応じて互いに離間（切断，開放），接近（係合，結合）する方向に駆動される。
　モータクラッチ２０が係合すると、モータ３の動力が、遊転ギア１３ｂ及び固定ギア１６ａ，１６ｂを介して駆動輪８側へと伝達されるとともに、駆動輪８側の回転がモータ３へと伝わる。つまり、モータクラッチ２０の係合状態では、モータ３による力行駆動，回生制動が、可能となる。反対に、エンジン２での走行時（モータ３の停止時）にモータクラッチ２０が開放（切断）されると、遊転ギア１３ｂが空転し、駆動輪８側の回転がモータ３に伝わることがないため、モータ３が連れ回されることがなくなり抵抗が小さくなる。本実施形態のモータクラッチ２０は、基本的にモータ３の作動非作動に合わせて、その係合状態と開放状態とが、例えば油圧制御により切り替えられる。
　なお、油圧回路上に複数のソレノイド弁（オンオフソレノイド弁，リニアソレノイド弁等）で構成された調圧装置を設け、図示しないポンプから圧送されたオイルを適切な油圧に調圧することでモータクラッチ２０の断接が制御される構成であってもよい。あるいは、モータクラッチ２０が、ポンプ及び多板式のクラッチ部２１に代えて、電制カップリングを備え、制御装置５によって動力の伝達が断接制御される構成であってもよい。
［３．制御概要］
　上述した制御装置５は、第一状態において、モータクラッチ２０が開放されているときの要求トルク（後述する第一要求トルク）が所定の閾値（後述する最小トルク）を下回る場合に、回生モータアシストを実行するか否かにかかわらず回生ジェネレータアシストを実行する。すなわち、制御装置５は、第一状態においてエンジン２だけでは不足しうる制動トルク（回生トルク）を、まずはジェネレータ４の回生トルクで補う制御を実施する。以下、この制御を「回生側アシスト制御」という。
　本実施形態の制御装置５は、回生側に加えて、力行側でも同様の制御を実施する。具体的には、制御装置５は、第一状態において、モータクラッチ２０が開放されているときの要求トルク（第一要求トルク）が、回生側とは別の閾値（後述する基準トルク）を上回る場合に、力行モータアシストを実行するか否かにかかわらず力行ジェネレータアシストを実行する。すなわち、制御装置５は、第一状態においてエンジン２だけでは不足しうる駆動トルク（力行トルク）を、まずはジェネレータ４の力行トルクで補う制御を実施する。以下、この制御を「力行側アシスト制御」という。
　上記の力行側アシスト制御及び回生側アシスト制御は、いずれも、走行モードが第一状態（本実施形態ではパラレルモード又はＥＮＧクラッチ開放モード）であり、且つ、モータクラッチ２０が開放されている状態で開始されうる。各アシスト制御では、まずジェネレータアシストが実行されるが、ジェネレータアシストのみで不足分を賄える場合にはモータアシストは開始されずにジェネレータアシストのみで完結する。一方、ジェネレータアシストのみで不足分を賄えない場合には、ジェネレータアシストからモータアシストに引き継ぎ（バトンタッチ）され、モータアシストが開始されたのちジェネレータアシストが終了する。
　また、本実施形態の制御装置５は、上記二つのアシスト制御とは別に、走行モードの選択制御を実施する。走行モードの選択制御は、車両１に関する情報（例えば、車速，アクセル開度，要求トルク，バッテリ６の充電電力など）に基づいて、ＥＶモード，シリーズモード，パラレルモードの中から最適な一つの走行モードが選択されて、設定される（走行モードが切り替えられる）制御である。この選択制御は従来の手法を採用可能である。
　また、制御装置５は、上記二つのアシスト制御において、モータクラッチ２０の断接状態の制御（以下「モータ断接制御」という）と、エンジンクラッチ３０の断接状態の制御（以下「エンジン断接制御」という）とを実施しうる。なお、モータ断接制御及びエンジン断接制御は、各アシスト制御の実施時以外のときにも実施される。
　モータ断接制御は、例えば下記のときに実施される。
　・パラレルモードからＥＶモード又はシリーズモードへ切り替わるとき
　・パラレルモード中に力行モータアシスト又は回生モータアシストが必要なとき
　・力行モータアシスト又は回生モータアシストが終了しアシスト不要になったとき
　なお、モータ断接制御において、開放状態のモータクラッチ２０が係合される場合には、その係合に先駆けてモータ３の回転同期制御が実施される。
　エンジン断接制御は、例えば下記のときに実施される。
　・ＥＶモード又はシリーズモードからパラレルモードへ切り替わるとき
　・パラレルモードからＥＶモード又はシリーズモードへ切り替わるとき
　・車両１が加速して第一車速閾値Ｖ１以上の車速になったとき
　・車両１が減速して第一車速閾値Ｖ１未満の車速になったとき
　なお、第一車速閾値Ｖ１は、エンジンクラッチ３０の断接が切り替えられる閾値であり、制御装置５に設定された固定値でもよいし可変値でもよい。また、加速時と減速時とで第一車速閾値Ｖ１は同一である必要は無く、切替の悪影響を防止するヒステリシスを持たせてもよい。
［４．制御構成］
　制御装置５には、少なくとも回生側アシスト制御を実施するための要素として、算出部５Ａ及び制御部５Ｂが設けられる。これらの要素は、制御装置５で実行されるプログラムの一部の機能を示すものであり、ソフトウェアで実現されるものとする。ただし、各機能の一部又は全部をハードウェア（電子回路）で実現してもよく、あるいはソフトウェアとハードウェアとを併用して実現してもよい。
　本実施形態の制御装置５では、回生側アシスト制御に加えて、力行側アシスト制御，走行モードの選択制御，モータ断接制御，エンジン断接制御も実施される。これらの制御は、上記の制御部５Ｂが実施してもよいし、制御部５Ｂとは別の機能要素（例えば、回生側制御部，選択制御部，モータ断接制御部，エンジン断接制御部）が実施してもよい。以下の説明では、制御部５Ｂが、全ての制御を実施する場合を例示する。以下、まずは力行側アシスト制御を説明し、次に回生側アシスト制御を説明する。
［４－１．力行側アシスト制御］
　算出部５Ａは、車両１の要求トルク（要求出力や要求駆動力とも呼ばれる）を算出するものである。算出部５Ａは、例えばアクセル操作に関する情報（アクセル開度やアクセル開速度）に基づいて要求トルクを算出し、算出した値を制御部５Ｂに伝達する。なお、算出部５Ａは、アクセル操作に関する情報に加えて、車速を考慮して要求トルクを算出してもよい。また、算出部５Ａは、車両１の主電源がオン（Ready ON）状態であれば常に（例えば所定の演算周期で）要求トルクを算出する。以下の説明では、走行モードが第一状態であり、且つ、モータクラッチ２０が開放状態のとき（モータ３と出力軸１２との間の動力伝達が遮断されているとき）に算出部５Ａによって算出された要求トルクを、特に「第一要求トルク」と呼ぶ。
　なお、要求トルクには、ドライバが車両１に要求するドライバ要求トルクと、車両１が出力可能な値に制限をかけた要求駆動軸トルクとが含まれてよい。図４に示すように、本実施形態の算出部５Ａは、少なくともアクセル操作に基づいて、好ましくは車速も考慮して、ドライバ要求トルクを算出する（ステップＡ１）。さらに算出部５Ａは、ドライバ要求トルクに制限を加える必要があれば制限後の値を、制限を加える必要がなければそのままの値を、要求駆動軸トルクとして算出する（ステップＡ２）。以下の制御では、要求トルク（第一要求トルク）として、要求駆動軸トルクが用いられる。
　制御部５Ｂは、第一要求トルクが所定の基準トルクを上回ると、力行モータアシストを実行するか否かにかかわらず力行ジェネレータアシストを実行する。ここでいう基準トルクは、力行ジェネレータアシストの要否判定に用いられる閾値であり、アシスト基準トルクといってよい。基準トルクは、エンジン２の最大トルクに基づいて設定される。基準トルクは、制御装置５に予め記憶されていてもよいし、制御装置５に、基準トルクを設定するための機能要素（例えば設定部）が設けられてもよい。
　基準トルクは、例えば、エンジン２のトルクだけで要求トルクを賄うよりも、力行ジェネレータアシストを併用した方が車両１全体として効率的であることを加味して設定されてよい。また、基準トルクは、例えば、エンジン２の最大トルクと同等又はやや低いトルク値に設定されてもよいし、エンジン２の最大トルク及び車速に基づいて設定されてもよい。例えば、エンジン２の回転速度が高くなる高車速域では、エンジン負荷が高まって効率が悪化する傾向があるため、この傾向に鑑み、基準トルクが、高車速域ではエンジン２の最大トルクよりも低い値に設定されてもよい。
　図４に示すように、本実施形態の制御装置５では、制御部５Ｂが、走行モードが第一状態であるか否かを判定し（ステップＢ１）、さらに、モータクラッチ２０が開放状態であるか否かを判定し（ステップＢ２）、いずれの判定も成立する場合にジェネレータアシストを許可する（ステップＢ３）。そして、ステップＢ１及びＢ２の判定がいずれも成立するときの要求駆動軸トルクを第一要求トルクとして取得し、第一要求トルクが基準トルクを上回るか否かを判定して、これが成立する場合に力行アシストトルクを演算する（ステップＢ４）。
　ここで演算される力行アシストトルクは、第一要求トルクとエンジン２のトルク（エンジン要求トルク）との差分に相当する、不足分のトルクである。このため、ステップＢ４の力行アシストトルクの演算では、エンジン要求トルクの演算（ステップＢ５）の結果が用いられる。また、ステップＢ５のエンジン要求トルクの演算では、要求駆動軸トルクの演算（ステップＡ２）の結果と発電トルクの演算（ステップＢ６）の結果とが用いられる。
　ステップＢ４で力行アシストトルクが演算された場合は、この力行アシストトルクに基づいて、力行ジェネレータアシストで実現すべき力行ジェネレータトルク（ジェネレータ要求トルク）が演算される（ステップＢ７）。なお、後述する回生側アシスト制御では、回生ジェネレータトルク（ジェネレータ要求トルク）の演算において、発電トルクの演算（ステップＢ６）の結果が用いられるが、力行側アシスト制御ではこれは用いられない。また、力行ジェネレータアシストから力行モータアシストに引き継がれる場合には、力行モータトルク（モータ要求トルク）も演算され（ステップＢ８）、モータクラッチ２０の断接状態が制御される（ステップＢ９）。
　本実施形態では、上記のステップＢ１～Ｂ９を制御部５Ｂが実施するが、制御装置５に、ステップＢ１，Ｂ２の判定を行う機能要素（例えば判定部）や、ステップＢ３の許可を行う機能要素（例えば許可部）や、ステップＢ４～Ｂ８の演算を行う機能要素（例えば演算部）が設けられてもよい。
　制御部５Ｂは、第一要求トルクが基準トルクよりも大きく、且つ、基準トルクに所定値（第二の所定値）を加算した上限閾値トルク以下である場合には、力行モータアシストを実行せずに力行ジェネレータアシストを実行する。つまり、第一要求トルクが、基準トルクに対してある所定範囲（以下「力行側の所定範囲」という）以内で上回る場合（基準トルク＜第一要求トルク≦上限閾値トルクである場合）は、力行ジェネレータアシストのみが実行され、力行モータアシストが実行されない。この場合、ステップＢ７では、ステップＢ４で演算された力行アシストトルクが力行ジェネレータトルクとして演算されてよい。
　また、制御部５Ｂは、第一要求トルクが、上限閾値トルクよりも大きい場合には、力行ジェネレータアシストを実行したのち力行モータアシストを実行する。つまり、第一要求トルクが、基準トルクに対して力行側の所定範囲を超えて上回る場合（上限閾値トルク＜第一要求トルクである場合）は、力行ジェネレータアシスト及び力行モータアシストの双方が実行される。このように、第一要求トルクが、基準トルクに対して所定値を超えて上回らない限り力行モータアシストが実行されないことから、モータクラッチ２０の開放状態がより長時間にわたって維持される。
　この場合、例えば、ステップＢ７においてジェネレータ４により出力可能な最大の力行ジェネレータトルクが演算されるとともに、ステップＢ８において、第一要求トルクを力行ジェネレータトルクで補えない分のトルクが力行モータトルクとして演算されてよい。また、力行ジェネレータアシストから力行モータアシストに引き継がれた後は、ステップＢ８において、ステップＢ４で演算された力行アシストトルクが力行モータトルクとして演算されてよい。
　また、制御装置５には、図５に示すように、基準トルクに対して上側及び下側の少なくとも一方に所定のマージンＭｐを持つ力行トルク範囲Ｒｐが設定されていてもよい。この場合、制御部５Ｂは、第一要求トルクが力行トルク範囲Ｒｐの上限値よりも大きければ、力行ジェネレータアシストを実行したのち力行モータアシストを実行することが好ましい。また、制御部５Ｂは、第一要求トルクが基準トルクよりも大きく且つ力行トルク範囲Ｒｐの上限値以下であれば、力行ジェネレータアシストのみを実行することが好ましい。
　なお、図５は、車速に対するトルクの関係を示したグラフであり、制御装置５にマップとして記憶されていてよい。図５中のエンジン２の最大トルクのグラフは、エンジン２が出力可能な正の最大トルクを車速に応じて示したものであり、エンジン２の最小トルクのグラフは、エンジン２が燃料カットされてエンジンブレーキが作動しているときのトルク（Ｆ／Ｃトルク）又は燃焼下限トルクを、車速に応じて示したものである。これらはいずれもエンジン２の特性で決まる値である。
　基準トルクの上側のマージンＭｐと下側のマージンＭｐとは必ずしも同一である必要はない。また、上側及び下側のいずれか一方のみにマージンＭｐが設けられてもよい。マージンＭｐが基準トルクの上側に設けられている場合、力行トルク範囲Ｒｐの上限値は、上記の上限閾値トルクに相当する。言い換えると、上記の上限閾値トルクは、基準トルクに対して上側に所定のマージンＭｐ（上記の所定値に相当する値）を取った値ともいえる。なお、所定のマージンＭｐが基準トルクの下側にのみ設けられている場合、力行トルク範囲Ｒｐの上限値は基準トルクと一致する。制御装置５には、上記の上限閾値トルクに加えて、又は代えて、力行トルク範囲Ｒｐが設定されていてもよい。
　制御部５Ｂは、力行モータアシストを実行するときには、その実行前に、モータ３の回転数を出力軸１２側の回転数に同期させたのち、開放状態のモータクラッチ２０の係合を開始する。つまり、制御部５Ｂは、回転同期制御を実施して、力行モータアシストの実行準備が完了してから（回転数が同期してから）、モータクラッチ２０を係合させる。なお、ここでいう「同期」とは、回転数差が０（二つの回転数が完全に一致すること）だけでなく、クラッチ係合に際し問題ない程度の回転数差になることが含まれる。すなわち、制御部５Ｂは、力行モータアシストの実行前に、モータ３の回転数を高め、モータ３の回転数と出力軸１２側の回転数との差が所定の範囲内になったら回転数が同期したと判断し、モータクラッチ２０の係合を開始する。
　力行モータアシストが実行される場合に、走行モードは、パラレルモード（力行モータアシスト実行中）からシリーズモードやＥＶモードに移行してもよいし、パラレルモードのまま維持されてもよい。前者の場合は、エンジン断接制御が実施される。これについて図６を用いて説明する。図６は、力行側アシスト制御において、パラレルモードからシリーズモードに移行するときの、モータクラッチ２０及びエンジンクラッチ３０の状態と、駆動トルクと、バッテリ電力とを並べて示した図である。パラレルモードからシリーズモードに移行する際にはその途中でＥＮＧクラッチ開放モードが実施される。
　ＥＮＧクラッチ開放モードは、モータクラッチ２０の係合が完了してエンジンクラッチ３０の開放移行を判定した時点ｔ1から、エンジンクラッチ３０の開放が完了した時点ｔ4まで実施される走行モードである。エンジンクラッチ３０は、エンジン２からモータ３に駆動トルクの移行が完了する時点ｔ3で開放指示を受けて開放され始める。
　力行モータアシストが実行される場合に、走行モードがパラレルモードからシリーズモード又はＥＶモード（すなわち、エンジン２の動力が出力軸１２に伝達されないモード）へ移行する際には、制御部５Ｂは、エンジンクラッチ３０の開放に移行する時点（切替時点，図６中の時点ｔ1）で、ジェネレータ４の力行トルクを減少させ始めるとともにモータ３の力行トルクを増加させ始める。このように、ジェネレータ４による発電が開始できる時点（図６中の時点ｔ2）よりも前のタイミングで（未だジェネレータ４が力行トルクを出力している状態で）エンジンクラッチ３０の開放を指示することで、走行モードの移行完了にかかる時間の短縮が図られる。
　また、力行モータアシストが実行される場合であっても、走行モードがパラレルモードのまま維持されることもある。制御部５Ｂは、この場合（走行モードがパラレルモードであり、且つ、モータクラッチ２０が係合状態である場合）に算出部５Ａで算出された要求トルク（以下「第二要求トルク」という）が、図５に示すように、力行トルク範囲Ｒｐの下限値未満であれば、モータクラッチ２０を開放する。言い換えると、パラレルモードでの走行中に力行モータアシストを実行しているときには、第二要求トルクが力行トルク範囲Ｒｐの下限値を下回らない限り、モータクラッチ２０の係合状態が維持される。このように、モータクラッチ２０の開放状態で用いられる閾値（力行トルク範囲Ｒｐの上限値）と、モータクラッチ２０の係合状態で用いられる閾値（力行トルク範囲Ｒｐの下限値）とを異なる値に設定することで、制御のハンチングが防止される。
　また、本実施形態の制御部５Ｂは、力行モータアシストを実行するときには、その実行の前に、図６に示すように短時間ＳＯＰを用いて力行モータアシストの開始に要する電力（具体的には、回転同期のために必要な電力）を賄いつつ力行ジェネレータアシストを実行する。さらに制御部５Ｂは、力行モータアシストの実行準備が完了したら、すなわち回転数が同期したと判断したら、長時間ＳＯＰに切り替える。そして、長時間ＳＯＰを用いて力行ジェネレータアシストを実行しつつ、徐々に力行ジェネレータアシストから力行モータアシストへと移行する。制御部５Ｂは、力行モータアシストの実行に際し、長時間ＳＯＰを継続して使用してもよいし、シリーズモードとの接続のために一時的に短時間ＳＯＰを使用してもよい。
　また、本実施形態の制御装置５には、上記の第一車速閾値Ｖ１よりも高い車速値として、図５に示すように第二車速閾値Ｖ２が設定されている。第二車速閾値Ｖ２は、車両１の減速時における開放状態のモータクラッチ２０の係合に要する時間を加味した値であり、予め設定された固定値でもよいし、バッテリ状態や外気温等に応じて設定される可変値であってもよい。また、加速時と減速時とで第二車速閾値Ｖ２が同一である必要は無く、切替の悪影響を防止するヒステリシスを持たせてもよい。
　制御部５Ｂは、車速が第二車速閾値Ｖ２未満であれば、第一要求トルクにかかわらずモータクラッチ２０を係合状態とする。つまり、車両１が第二車速閾値Ｖ２を下回る中低車速域で走行している場合には、たとえ第一要求トルクが上記の上限閾値トルク（あるいは上限値）を上回っていなくても、モータクラッチ２０を開放状態から係合状態へと切り替える。これにより、例えば車両１が第二車速閾値Ｖ２以上の高車速域から減速し、第二車速閾値Ｖ２を下回った場合に、モータクラッチ２０が確実に係合状態になってから、車速が第一車速閾値Ｖ１を下回ってエンジンクラッチ３０が開放されることになる。このため、高車速域から車速が低下した場合に、駆動力喪失を招くことなく、パラレルモードからシリーズモード又はＥＶモードへと速やかに移行しうる。
　また、制御部５Ｂは、車速が第二車速閾値Ｖ２以上であれば、上述した通り、第一要求トルクに基づいて、開放状態のモータクラッチ２０を係合状態とするか否かを判断する。なお、この判断の前に、算出部５Ａにより要求トルク（第一要求トルク又は第二要求トルク）が算出され、力行側アシスト制御が必要な状況であれば、まずは力行ジェネレータアシストが実行されるのは上述した通りである。
　また、制御部５Ｂは、エンジンクラッチ３０において高トルク伝達用のローギア段が選択されていれば、第一要求トルクにかかわらずモータクラッチ２０を係合状態とする。ローギア段等の高トルク伝達用のギアは、大きな駆動力が要求されるときに選択されるギアであるため、このギアが選択されているということは、高トルクが要求される可能性が高く、アクセル操作に対する応答性が求められるからである。本実施形態の制御部５Ｂは、ハイギア段が選択されているときに、上述したように、第一要求トルクに基づいて、開放状態のモータクラッチ２０を係合状態とするか否かを判断する。
［４－２．回生側アシスト制御］
　次に、回生側アシスト制御について説明する。なお、力行側アシスト制御と重複する説明は省略する。
　算出部５Ａは、上記と同様、車両１の要求トルクを算出する。算出部５Ａは、回生側アシスト制御においても、図４のステップＡ１，Ａ２の処理を実施してよい。
　制御部５Ｂは、第一要求トルクがエンジン２の最小トルクを下回ると、回生モータアシストを実行するか否かにかかわらず回生ジェネレータアシストを実行する。ここでいう最小トルクは、回生ジェネレータアシストの要否判定に用いられる閾値である。最小トルクは、エンジン２の燃料カット中のトルク（Ｆ／Ｃトルク）又は燃焼下限トルクであり、制御装置５に予め記憶されている。
　図４に示すように、本実施形態の制御装置５では、制御部５Ｂが、走行モードが第一状態であるか否かを判定し（ステップＢ１）、さらに、モータクラッチ２０が開放状態であるか否かを判定し（ステップＢ２）、いずれの判定も成立する場合にジェネレータアシストを許可する（ステップＢ３）。ステップＢ１～Ｂ３は、力行，回生にかかわらず同様の処理である。そして、ステップＢ１及びＢ２の判定がいずれも成立するときの要求駆動軸トルクを第一要求トルクとして取得し、第一要求トルクが最小トルクを下回るか否かを判定して、これが成立する場合に回生アシストトルクを演算する（ステップＢ４）。
　ここで演算される回生アシストトルクは、第一要求トルクとエンジン２の最小トルク（エンジン要求トルク）との差分に相当する、不足分のトルクである。このため、ステップＢ４の回生アシストトルクの演算では、エンジン要求トルクの演算（ステップＢ５）の結果が用いられる。また、ステップＢ５のエンジン要求トルクの演算では、要求駆動軸トルクの演算（ステップＡ２）の結果と発電トルクの演算（ステップＢ６）の結果とが用いられる。
　ステップＢ４で回生アシストトルクが演算された場合は、この回生アシストトルクとステップＢ６で演算された発電トルクとに基づいて、回生ジェネレータアシストで実現すべき回生ジェネレータトルクが演算される（ステップＢ７）。また、回生ジェネレータアシストから回生モータアシストに引き継がれる場合には、回生モータトルク（モータ要求トルク）も演算され（ステップＢ８）、モータクラッチ２０の断接状態が制御される（ステップＢ９）。
　制御部５Ｂは、第一要求トルクが最小トルクよりも小さく、且つ、最小トルクから所定値を減算した下限閾値トルク以上である場合には、回生モータアシストを実行せずに回生ジェネレータアシストを実行する。つまり、第一要求トルクが、最小トルクに対して所定範囲（以下「回生側の所定範囲」という）以内で下回る場合（下限閾値トルク≦第一要求トルク＜最小トルクである場合）は、回生ジェネレータアシストのみが実行され、回生モータアシストが実行されない。この場合、ステップＢ７では、ステップＢ４で演算された回生アシストトルクが回生ジェネレータトルクとして演算されてよい。
　また、制御部５Ｂは、第一要求トルクが、下限閾値トルクよりも小さい場合には、回生ジェネレータアシストを実行したのち回生モータアシストを実行する。つまり、第一要求トルクが、最小トルクに対して上記の回生側の所定範囲を超えて下回る場合（第一要求トルク＜下限閾値トルクである場合）は、回生ジェネレータアシスト及び回生モータアシストの双方が実行される。このように、第一要求トルクが、最小トルクに対して所定値を超えて下回らない限り回生モータアシストが実行されないことから、回生側においても、モータクラッチ２０の開放状態がより長時間にわたって維持される。
　この場合、例えば、ステップＢ７においてジェネレータ４により出力可能な最小の（絶対値としては最大の）回生ジェネレータトルクが演算されるとともに、ステップＢ８において、第一要求トルクを回生ジェネレータトルクで補えない分のトルクが回生モータトルクとして演算されてよい。また、回生ジェネレータアシストから回生モータアシストに引き継がれた後は、ステップＢ８において、ステップＢ４で演算された回生アシストトルクが回生モータトルクとして演算されてよい。
　また、制御装置５には、図５に示すように、最小トルクに対して上側及び下側の少なくとも一方に所定のマージンＭｒを持つ回生トルク範囲Ｒｒが設定されていてもよい。この場合、制御部５Ｂは、第一要求トルクが回生トルク範囲Ｒｒの下限値よりも小さければ、回生ジェネレータアシストを実行したのち回生モータアシストを実行することが好ましい。また、制御部５Ｂは、第一要求トルクが最小トルクよりも小さく且つ回生トルク範囲Ｒｒの下限値以上であれば、回生ジェネレータアシストのみを実行することが好ましい。
　最小トルクの上側のマージンＭｒと下側のマージンＭｒとは必ずしも同一である必要はない。また、上側及び下側のいずれか一方のみにマージンＭｒが設けられてもよい。マージンＭｒが最小トルクの下側に設けられている場合、回生トルク範囲Ｒｒの下限値は、上記の下限閾値トルクに相当する。言い換えると、上記の下限閾値トルクは、最小トルクに対して下側に所定のマージンＭｒ（上記所定値に相当する値）を取った値ともいえる。なお、所定のマージンＭｒが最小トルクの上側にのみ設けられている場合、回生トルク範囲Ｒｒの下限値は最小トルクと一致する。制御装置５には、上記の下限閾値トルクに加えて、又は代えて、回生トルク範囲Ｒｒが設定されていてもよい。
　制御部５Ｂは、回生モータアシストを実行するときにも、力行側アシスト制御と同様、その実行前に、モータ３の回転数を出力軸１２側の回転数に同期させたのち、開放状態のモータクラッチ２０の係合を開始する。つまり、制御部５Ｂは、回転同期制御を実施して、回生モータアシストの実行準備が完了してから（回転数が同期してから）、モータクラッチ２０を係合させる。
　なお、回生モータアシストが実行される場合、走行モードは、パラレルモードのまま維持されてもよいし、パラレルモード（回生モータアシスト実行中）からシリーズモードやＥＶモードに移行してもよい。例えば、制御部５Ｂは、前者の場合（走行モードがパラレルモードであり、且つ、モータクラッチ２０が係合状態である場合）に算出部５Ａで算出された要求トルク（すなわち第二要求トルク）が、図５に示すように、回生トルク範囲Ｒｒの上限値を超えれば、モータクラッチ２０を開放する。言い換えると、パラレルモードでの走行中に回生モータアシストを実行しているときには、第二要求トルクが回生トルク範囲Ｒｒの上限値を上回らない限り、モータクラッチ２０の係合状態が維持される。このように、モータクラッチ２０の開放状態で用いられる閾値（回生トルク範囲Ｒｒの下限値）と、モータクラッチ２０の係合状態で用いられる閾値（回生トルク範囲Ｒｒの上限値）とを異なる値に設定することで、制御のハンチングが防止される。
［５．フローチャート］
　図７及び図８は、上述した力行側アシスト制御及び回生側アシスト制御の基本的な処理を説明するためのフローチャート例である。このフローチャートは、制御装置５（制御部５Ｂ）において、走行モードがパラレルモードであり、且つ、モータクラッチ２０が開放状態であるときに実施される処理の例であり、所定の演算周期で実施される。なお、算出部５Ａによる要求トルクの演算は、このフローチャートとは別に実施されるものとする。また、車速は第二車速閾値Ｖ２以上であるものとし、走行モードはパラレルモードのまま維持されるものとする。
　図７に示すように、ステップＳ１では、第一要求トルクが基準トルクよりも大きいか否かが判定される。これが成立する場合はステップＳ２に進み、不成立である場合は図８のステップＳ１１（符号Ａ）に進む。ステップＳ２では、第一要求トルクが上限閾値トルクよりも大きいか否かが判定される。これが成立する場合、第一要求トルクは力行側の所定範囲を超えて上回っているため、ステップＳ３～Ｓ９の処理（力行ジェネレータアシスト及び力行モータアシスト）が実施される。一方、ステップＳ２の判定が不成立である場合は、ステップＳ１０に進み、力行ジェネレータアシストのみが実行され、このフローをリターンする。
　ステップＳ３ではまず、力行ジェネレータアシストが実行される。続くステップＳ４では、モータクラッチ２０が係合完了であるか否かが判定され、係合完了でなければステップＳ３の処理（すなわち力行ジェネレータアシスト）が継続され、係合完了であればステップＳ５に進む。ステップＳ５では、力行ジェネレータアシストから力行モータアシストへの移行が実施される。つまり、力行アシストトルクのうち、力行ジェネレータアシストが占める割合が徐々に小さくされ、その分、力行モータアシストが占める割合が徐々に大きくされる。
　次いで、ステップＳ６において、力行ジェネレータアシストが終了したか否かが判定される。例えば、後述するジェネレータ４の出力割合が１から０になったら力行ジェネレータアシストが終了したと判定される。力行ジェネレータアシストが終了していなければステップＳ５の処理が継続される。一方、ステップＳ６の判定が成立する場合はステップＳ７に進み、力行モータアシストのみが実行される。続くステップＳ８では、この状態（モータクラッチ２０が係合されている状態）での要求トルクである第二要求トルクが、力行トルク範囲Ｒｐの下限値を下回ったか否かが判定される。これが成立しなければ、ステップＳ７に戻り、力行モータアシストが継続して実行される。一方、ステップＳ８の判定が成立したら、ステップＳ９に進み、モータクラッチ２０が開放されて力行モータアシストが終了され、このフローをリターンする。
　図８に示すように、ステップＳ１１では、第一要求トルクがエンジン２の最小トルク未満であるか否かが判定される。これが成立する場合はステップＳ１２に進み、不成立である場合は後述するステップＳ２１に進む。ステップＳ１２では、第一要求トルクが下限閾値トルク未満であるか否かが判定される。これが成立する場合、第一要求トルクは回生側の所定範囲を超えて下回っているため、ステップＳ１３～Ｓ１９の処理（回生ジェネレータアシスト及び回生モータアシスト）が実施される。一方、ステップＳ１２の判定が不成立である場合は、ステップＳ２０に進み、回生ジェネレータアシストのみが実行され、このフローをリターンする。
　ステップＳ１３ではまず、回生ジェネレータアシストが実行される。続くステップＳ１４では、モータクラッチ２０が係合完了であるか否かが判定され、係合完了でなければステップＳ１３の処理（すなわち回生ジェネレータアシスト）が継続され、係合完了であればステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、回生ジェネレータアシストから回生モータアシストへの移行が実施される。つまり、回生アシストトルクのうち、回生ジェネレータアシストが占める割合が徐々に小さくされ、その分、回生モータアシストが占める割合が徐々に大きくされる。
　次いで、ステップＳ１６において、回生ジェネレータアシストが終了したか否かが判定される。この判定も、力行側と同様、例えばジェネレータ４の出力割合に基づき実施される。回生ジェネレータアシストが終了していなければステップＳ１５の処理が継続される。一方、ステップＳ１６の判定が成立する場合はステップＳ１７に進み、回生モータアシストのみが実行される。続くステップＳ１８では、第二要求トルクが、回生トルク範囲Ｒｒの上限値を上回ったか否かが判定される。これが成立しなければ、ステップＳ１７に戻り、回生モータアシストが継続して実行される。一方、ステップＳ１８の判定が成立したら、ステップＳ１９に進み、モータクラッチ２０が開放されて回生モータアシストが終了され、このフローをリターンする。
　ステップＳ２１では、力行ジェネレータアシスト又は回生ジェネレータアシストを実行中であるか否かが判定される。いずれも実行していなければこのフローをリターンし、いずれか一方のジェネレータアシストを実行中であれば、そのジェネレータアシストが終了されて（ステップＳ２２）、フローをリターンする。つまり、第一要求トルクが、最小トルク以上、且つ、基準トルク以下である場合には、ジェネレータアシストが実行されない。
［６．作用］
　図９（Ａ）～（Ｍ）は、加速時の力行側アシスト制御の動作を例示するグラフ（タイミングチャート）であり、図１０（Ａ）～（Ｍ）は、減速時の回生側アシスト制御の動作を例示するグラフ（タイミングチャート）である。これらの図の横軸は時間である。また、図中の太実線グラフは、上述した各アシスト制御が実施されるときの変化（本発明）を示し、図中の破線グラフは比較例（従来技術としてモータアシストのみが実施された場合の変化）を示す。以下、特に言及しない限り、太実線グラフについて説明する。
　まず、力行側アシスト制御の動作について説明する。ここで説明する力行側アシスト制御では、パラレルモードからＥＮＧクラッチ開放モードを介してシリーズモードへ移行する場合を例示する。
　図９（Ｂ），（Ｃ）に示すように、パラレルモードでの走行中、時刻ｔ10でアクセルペダルが踏み戻されて、定常走行となり、図９（Ｄ）に示すように、要求駆動軸トルクが基準トルク以下となるとモータクラッチ２０の開放要求が成立する〔図９（Ｅ）参照〕。この場合、ジェネレータ４の出力割合が０から１へリニアに増加し〔図９（Ｇ）参照〕、同時にジェネレータアシスト作動状態が成立する〔図９（Ｈ）参照〕。なお、ここでは、上述した力行トルク範囲Ｒｐの下側のマージンＭｐは０となっている。
　図９（Ｇ）に示すジェネレータ４の出力割合とは、ジェネレータ４をアシストとして使用することの許可又は禁止を決めるパラメータであり、０以上且つ１以下の値をとる。出力割合が０の場合、ジェネレータ４のアシストとしての使用は禁止され、出力割合が１の場合、ジェネレータ４のアシストとしての使用は許可される。前者の場合にアシストが必要であれば、モータ３が使用される。出力割合の値が変更されるときには、ステップ状ではなくリニアに（所定の傾きで）変更される。この傾きにより、どの程度の時間をかけてジェネレータ４の力行トルクからモータ３の力行トルクへ切り替えるか（トルク移行を行うか）が決まる。この傾きは、例えばシミュレーションや実験等により予め設定される。
　図９（Ｇ），（Ｍ）に示すように、ジェネレータ４の出力割合が１になった時刻ｔ11では、ジェネレータ４が回生（発電）から力行へ移行し、力行ジェネレータアシストが実行されて、要求駆動軸トルクの不足分をジェネレータ４でアシストする。なお、従来は、時刻ｔ11においてジェネレータ４の出力割合が１になっても、図９（Ｍ）に破線で示すように、ジェネレータ４が力行にはならず、発電（回生）を終了するのみだった。このため、従来は、要求駆動軸トルクが本発明に比べて小さく〔図９（Ｄ）の破線参照〕、車速の増加割合（傾き）も本発明に比べて小さい〔図９（Ａ）の破線参照〕。
　なお、図９（Ｍ）に示すように、時刻ｔ11までジェネレータ要求トルクが回生になっているのは、エンジン２が最良燃費点相当で作動することで生じた余剰分のトルクをジェネレータ４において発電しているからである。ここでいう「最良燃費点相当」とは、エンジン２の燃費が最良となる運転点（最良燃費点，エンジン回転速度及びエンジン負荷の組合せ）及びこの運転点の近傍の運転点を意味する。すなわち、時刻ｔ11までのエンジン要求トルクは最良燃費点相当で作動しているときのトルク値であり〔図９（Ｋ）参照〕、時刻ｔ11までのジェネレータ要求トルクは上記の発電トルクである〔図９（Ｍ）参照〕。
　図９（Ｂ）に示すように、時刻ｔ12でアクセルペダルが踏み込まれ、図９（Ｄ）に示すように要求駆動軸トルクが増加して、時刻ｔ13で要求駆動軸トルクが上限閾値トルクを上回ると、モータクラッチ２０の開放要求が不成立（開放禁止）となる〔図９（Ｅ）参照〕。これにより、図９（Ｌ）に示すように、モータクラッチ２０を係合するためにモータ３の要求トルクが増加し、モータ３の回転同期が開始される〔図９（Ｉ）参照〕。この回転同期では、バッテリ６が短時間ＳＯＰで放電する〔図９（Ｊ）参照〕。
　図９（Ｉ）に示すように、時刻ｔ14で回転同期が完了し、時刻ｔ15でモータクラッチ２０の係合が完了すると、モータクラッチ２０の開放状態が不成立（係合）となる〔図９（Ｆ）参照〕。この時点で、図９（Ｃ）に示すように、走行モードがパラレルモードからＥＮＧクラッチ開放モードに変更され、時刻ｔ15から時刻ｔ16にかけてジェネレータ４の出力割合が１から０へリニアに減少し〔図９（Ｇ）参照〕、これに合わせてジェネレータ要求トルクも減少する〔図９（Ｍ）参照〕。また、この時刻ｔ15から時刻ｔ16では、ジェネレータ要求トルクの減少を補うようにモータ要求トルクが増加する〔図９（Ｌ）参照〕。これにより、要求駆動軸トルクが実現される〔図９（Ｄ）参照〕。
　なお、図９（Ｍ）に破線で示すように、従来は、力行ジェネレータアシストは実施しておらず、時刻ｔ13付近から時刻ｔ15までジェネレータ要求トルクは０に維持されていた。このため、ＥＮＧクラッチ開放モードは、ジェネレータ要求トルクが回生側になった時点、すなわちジェネレータ４が発電を開始できるようになった時点に開始されていた。これに対し、本発明では、ＥＮＧクラッチ開放モードの開始時点（時刻ｔ15）で、ジェネレータ要求トルクが０よりも高い。つまり、本発明では、ジェネレータ要求トルクが０未満（回生側）になる前からＥＮＧクラッチ開放モードが開始されている。このため、仮に、従来のようにジェネレータ要求トルクが０未満になったタイミング〔図９（Ｍ）の時刻ｔ15と時刻ｔ16の間の時点〕でＥＮＧクラッチ開放モードを開始するように構成した場合と比較して、パラレルモードからシリーズモードへの移行完了に要する時間の短縮が図られる。
　また、図９（Ｇ）に示すように、ジェネレータ４の出力割合が０になった時刻ｔ16では、ジェネレータアシスト作動状態が不成立（非作動）となる〔図９（Ｈ）参照〕。その後、時刻ｔ16から時刻ｔ17にかけて、図９（Ｍ）に示すように、ジェネレータ要求トルクがＥＮＧクラッチ開放モードでの制限値である目標発電トルクに移行する。
　ここでいう目標発電トルクとは、エンジンクラッチ３０が開放されるときのエンジン２の出力トルクと釣り合う値である。エンジンクラッチ３０を開放するためには、開放時点でのエンジン２の出力トルクを全てジェネレータ４で受け止められる状態（スタンバイが完了している状態）にしておかなければ、エンジン回転数の急増を招く。ジェネレータ要求トルクを目標発電トルクにすることは、ジェネレータ４を、シリーズモードのスタンバイが完了している状態にするためである。図９（Ｃ）に示すように、ＥＮＧクラッチ開放モードに所定時間（ここでは時刻ｔ15から時刻ｔ17までの期間）が設けられているのは、ジェネレータ４の発電状態をエンジン２の出力トルクに合わせるためである。
　図９（Ｍ）に示すように、時刻ｔ16から時刻ｔ17にかけて、ジェネレータ要求トルクの更なる減少を補うようにモータ要求トルクがさらに増加し、時刻ｔ17において、力行ジェネレータアシストから力行モータアシストへの移行が完了する。そして、時刻ｔ18でシリーズモードへの移行が完了する。
　次に回生側アシスト制御の動作について説明する。なお、上記の力行側アシスト制御の動作と重複する説明は省略する。また、ここで説明する回生側アシスト制御では、パラレルモードが維持される場合を例示する。図１０（Ａ）～（Ｍ）に示す例では、まず、走行モードがパラレルモードであり、アクセル開度一定の高車速（例えば、車速100[km/h]程度）で定常走行している〔図１０（Ａ）～（Ｃ）参照〕。
　この状態では、モータクラッチ２０は開放されており〔図１０（Ｅ），（Ｆ）参照〕、エンジン２は最良燃費点相当で作動していて、余剰分のトルクをジェネレータ４で発電している〔図１０（Ｊ），（Ｋ），（Ｍ）参照〕。このため、すでにこの状態で、ジェネレータ４の出力割合は１であり〔図１０（Ｇ）参照〕、ジェネレータアシスト作動状態が成立している〔図１０（Ｈ）参照〕。
　図１０（Ｂ），（Ｄ）に示すように、上記の状態で走行中、時刻ｔ20においてアクセルペダルが踏み戻されてアクセルオフになると、時刻ｔ20から要求駆動軸トルクが減少する。図１０（Ｄ）に示すように、要求駆動軸トルクが、時刻ｔ21において負の値になると、ジェネレータ要求トルクが回生側へさらに増加し、回生ジェネレータアシストが実行されて、要求駆動軸トルクの不足分をジェネレータ４でアシストする〔図１０（Ｍ）参照〕。なお、従来は、図１０（Ｍ）に破線で示すように、ジェネレータ要求トルクが発電トルクまでに制限されていたため、要求駆動軸トルクの不足分を全て回生アシストすることができていない。
　また、図１０（Ｄ）に示すように、要求駆動軸トルクが、下限閾値トルクを下回ると（時刻ｔ22）、モータクラッチ２０の開放要求が不成立（開放禁止）となる〔図１０（Ｅ）参照〕。この場合、力行側アシスト制御と同様、モータクラッチ２０を係合するためにモータ３の要求トルクが増加し、モータ３の回転同期が開始される〔図１０（Ｉ），（Ｌ）参照〕。
　図１０（Ｉ）に示すように、時刻ｔ23で回転同期が完了し、時刻ｔ24でモータクラッチ２０の係合が完了すると、モータクラッチ２０の開放状態が不成立（係合）となる〔図１０（Ｆ）参照〕。この時刻ｔ24では、エンジン要求トルクが正の値から負の値に変化しており、回生ジェネレータアシストから回生モータアシストへの引き継ぎが開始される〔図１０（Ｌ），（Ｍ）参照〕。なお、この時刻ｔ24までは、エンジン２の制動トルクと回生ジェネレータトルクとで要求駆動軸トルクが実現されている。
　図１０（Ｇ）に示すように、時刻ｔ24から時刻ｔ25にかけてジェネレータ４の出力割合が１から０へリニアに減少し、これに合わせて回生側のジェネレータ要求トルクが低下する〔図１０（Ｍ）参照〕。また、この時刻ｔ24から時刻ｔ25では、回生側のジェネレータ要求トルクの低下を補うようにモータ要求トルクが回生側へ増加する〔図１０（Ｌ）参照〕。これにより、エンジン２の制動トルクと回生モータトルクとで要求駆動軸トルクが実現されるようになる。なお、従来は、回生ジェネレータアシストを実行していないため、図１０（Ｌ）に示すように、時刻ｔ24からモータ３による回生アシストのみが行われていた。
　また、図１０（Ｇ）に示すように、ジェネレータ４の出力割合が０になった時刻ｔ25では、ジェネレータアシスト作動状態が不成立（非作動）となり〔図１０（Ｈ）参照〕、ジェネレータ要求トルクは、エンジン要求トルクとＦ／Ｃトルク（最小トルク）との差分に相当するトルク（差分トルク）に移行する〔図１０（Ｋ），（Ｍ）参照〕。そして、時刻ｔ25以降において、回生側のジェネレータ要求トルクの更なる低下を補うようにモータ要求トルクが回生側へさらに増加し、回生ジェネレータアシストから回生モータアシストへの引き継ぎが完了する。なお、エンジン要求トルクがＦ／Ｃトルクと一致すると、ジェネレータ要求トルクは０となる。
［７．効果］
　（１）上述した制御装置５では、第一状態で回生モータアシストと回生ジェネレータアシストとが実施されうる車両１において、第一要求トルクが最小トルクを下回るほど低い場合には、回生モータアシストの実行有無にかかわらず回生ジェネレータアシストが実行される。回生モータアシストを実行するためには開放状態のモータクラッチ２０を係合する必要があり、係合に時間も電力もかかるが、上述した制御装置５では、回生モータアシストを実行するか否かにかかわらず、まずは回生ジェネレータアシストが実行される。
　このため、回生モータアシストが実行される場合には、回生ジェネレータアシストで必要なトルクを確保しつつ、モータクラッチ２０の結合タイミングを遅らせる（すなわちモータクラッチ２０の開放状態を長く維持する）ことができるため、モータ３の連れ回しが発生しにくく、弱め磁束制御の実施頻度を下げられ、電力消費を抑制できる。また、回生モータアシストが実行されない場合には、回生ジェネレータアシストで必要なトルクを確保しつつ、モータクラッチ２０の係合のために必要な電力を消費することがないため、電力消費を抑制できる。したがって、上述した制御装置５によれば、要求トルクが減少する際にジェネレータ４の活用を工夫して電力消費を抑制でき、電費向上を図ることができる。
　なお、上述した制御装置５では、力行側アシスト制御においても、力行側アシスト制御と同様、第一要求トルクが基準トルクを上回るほど高い場合には、力行モータアシストの実行有無にかかわらず力行ジェネレータアシストが実行される。このため、力行側においても、電力消費を抑制でき、電費向上を図ることができる。
　（２）上述した制御装置５では、第一要求トルクが、最小トルクに対して回生側の所定範囲以内で下回る場合（下限閾値トルク≦第一要求トルク＜最小トルクである場合）は回生モータアシストが実行されない。また、第一要求トルクが、最小トルクに対して回生側の所定範囲を超えて下回る場合（第一要求トルク＜下限閾値トルクである場合）は、回生ジェネレータアシストが実行されたのち回生モータアシストが実行される。言い換えると、第一要求トルクが最小トルクに対して所定値を超えて下回らない限り回生モータアシストが実行されないため、モータクラッチ２０の開放状態をより長時間にわたって維持することができる。これにより、電力消費をより抑制することができる。
　（３）上述した制御装置５では、力行側アシスト制御においても、回生側アシスト制御と同様、第一要求トルクが、基準トルクに対して力行側の所定範囲以内で上回る場合（基準トルク＜第一要求トルク≦上限閾値トルクである場合）は力行モータアシストが実行されない。また、第一要求トルクが、基準トルクに対して力行側の所定範囲を超えて上回る場合（上限閾値トルク＜第一要求トルクである場合）は、力行ジェネレータアシストが実行されたのち力行モータアシストが実行される。言い換えると、第一要求トルクが基準トルクに対して所定値を超えて上回らない限り力行モータアシストが実行されないため、モータクラッチ２０の開放状態をより長時間にわたって維持することができる。これにより、電力消費をより抑制することができる。
　（４）上述した制御装置５において、最小トルクに対して上側及び下側の少なくとも一方に所定のマージンＭｒを持つ回生トルク範囲Ｒｒ（図５参照）がさらに設定されていてもよい。この場合、制御部５Ｂは、第一要求トルクが回生トルク範囲Ｒｒの下限値よりも小さければ、回生ジェネレータアシストを実行したのち回生モータアシストを実行する。つまり、第一要求トルクが回生トルク範囲Ｒｒの下限値を下回らない限り回生モータアシストが実行されないため、モータクラッチ２０の開放状態をより長時間にわたって維持することができる。これにより、電力消費をより抑制することができる。
　なお、上述した制御装置５では、力行側アシスト制御においても、回生側アシスト制御と同様、基準トルクに対して上側及び下側の少なくとも一方に所定のマージンＭｐを持つ力行トルク範囲Ｒｐ（図５参照）が設定されていてもよい。この場合、制御部５Ｂは、第一要求トルクが力行トルク範囲Ｒｐの上限値よりも大きければ、力行ジェネレータアシストを実行したのち力行モータアシストを実行する。つまり、第一要求トルクが力行トルク範囲Ｒｐの上限値を上回らない限り力行モータアシストが実行されないため、モータクラッチ２０の開放状態をより長時間にわたって維持することができる。これにより、電力消費をより抑制することができる。
　（５）上述した制御部５Ｂは、回生モータアシストを実行するときには、モータ３の回転数を出力軸１２側の回転数に同期させたのち開放状態のモータクラッチ２０の係合を開始する。この回転同期制御にはバッテリ６の電力を消費するが、回生モータアシストの実行頻度が下がれば、電力消費を抑制することができる。
　なお、上述した制御装置５では、力行側アシスト制御においても、回生側アシスト制御と同様、回転同期制御が実施されるが、力行モータアシストの実行頻度が下がれば、電力消費を抑制することができる。
　（６）本実施形態の制御部５Ｂは、力行モータアシストを実行する場合には、走行モードがパラレルモードからシリーズモード又はＥＶモードへ移行する際に、ジェネレータ４の力行トルクを減少させ始めるとともにモータ３の力行トルクを増加させ始める切替時点〔図９（Ｌ），（Ｍ）の時刻ｔ15〕でエンジンクラッチ３０の開放の移行を判定する〔図９（Ｃ）参照〕。これにより、上記の作用で説明した通り、パラレルモードからシリーズモードへの移行完了に要する時間の短縮を図ることができる。このため、高車速で走行しているときの走行性能（例えば加速性能）を高めることができる。
　（７）本実施形態の制御部５Ｂは、力行モータアシストを実行するときには、短時間ＳＯＰを用いて力行モータアシストの開始に要する電力を賄いつつ力行ジェネレータアシストを実行し、力行モータアシストの実行準備が完了したら長時間ＳＯＰに戻す。このため、力行ジェネレータアシストを一定の電池パワーで実行しつつ力行モータアシストの準備も完了させることができるため、車両１の走行性能を高めることができる。
　（８）上述した制御装置５において、図５に示すような第一車速閾値Ｖ１及び第二車速閾値Ｖ２が設定されていてもよい。この場合、制御部５Ｂは、車速が第二車速閾値Ｖ２未満であれば第一要求トルクにかかわらずモータクラッチ２０を係合状態とする。これにより、例えば車両１が第二車速閾値Ｖ２以上の高車速域から減速し、第二車速閾値Ｖ２を下回った場合に、モータクラッチ２０が確実に係合状態になってから、車速が第一車速閾値Ｖ１を下回ってエンジンクラッチ３０が開放される。このため、駆動力喪失を回避でき、パラレルモードからシリーズモード又はＥＶモードへと速やかに移行することができることから、ドライバビリティの向上を図ることができる。
［８．その他］
　上述した制御装置５及び車両１はいずれも一例であって、上述した構成に限られない。例えば、制御装置５において、第二車速閾値Ｖ２を省略し、車速の閾値を一つとしてもよい。また、力行モータアシストを実行する場合に、エンジンクラッチ３０の開放を指示するタイミングが、ジェネレータ４の力行トルクが減少し始めるとともにモータ３の力行トルクが増加し始める切替時点と一致していなくてもよい。
　算出部５Ａにおいて算出される要求トルクは、ドライバによる操作（おもにアクセル操作）に基づくものに限られず、例えば、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）により自動的に（ドライバ操作によらず）加減速する場合の車両１の要求トルクが算出されてもよい。また、制御部５Ｂが、バッテリ６の長時間ＳＯＰ，短時間ＳＯＰを使い分けない構成でもよいし、使い分ける場合であっても上述した（あるいは図９に示すような）使い分けに限られない。
　上述した制御装置５は、力行側アシスト制御及び回生側アシスト制御を実施するものであり、どんな走行シーンでも適切なアシストを実現可能となっているが、例えば回生側アシスト制御のみを実行し、力行側アシスト制御を省略してもよい。この場合、力行側アシスト制御に関する構成は省略可能である。
　上述した実施形態では、ハイギア段とローギア段とを切り替えるエンジンクラッチ３０（またはエンジンクラッチ３０の一部）が第一カウンタ軸１５に介装されたトランスアクスル１０を例示したが、エンジンクラッチ３０の配置は特に限られず、例えば入力軸１１に介装されていてもよいし、入力軸１１及び第一カウンタ軸１５に跨って配置されてもよい。なお、上記のエンジンクラッチ３０は、断接機構としての機能と、ハイロー切替機能（ハイギア段及びローギア段と選択機構）とを備えているが、これらの機能が別の機構として設けられていてもよいし、後者の機能が省略されてもよい。なお、エンジンクラッチ３０は本件に必須の構成ではなく、省略可能であれば省略してもよい。
　トランスアクスル１０の構成も一例である。例えば、トランスアクスル１０に対するエンジン２，モータ３，ジェネレータ４の相対位置は上述したものに限らない。これらの相対位置に応じて、トランスアクスル１０内の六つの軸１１～１６の配置を設定すればよい。また、トランスアクスル１０内の各軸に設けられるギアの配置も一例であって、上述したものに限られない。また、上記のモータクラッチ２０は、モータ軸１３に介装されているが、モータクラッチ２０の配置はこれに限られず、第二カウンタ軸１６に介装されていてもよいし、モータ軸１３及び第二カウンタ軸１６に跨って配置されてもよい。なお、車両１には、トランスアクスル１０として、複数の動力伝達経路が構成されていなくてもよい。
　１　車両
　２　エンジン
　３　モータ
　４　ジェネレータ
　５　制御装置
　５Ａ　算出部
　５Ｂ　制御部
　６　バッテリ
　８　駆動輪
　１２　出力軸
　２０　モータクラッチ
　５１　第一経路（第一動力伝達経路）
　５２　第二経路（第二動力伝達経路）
　５３　第三経路（第三動力伝達経路）
　５４　第四経路（第四動力伝達経路）
　Ｍｐ，Ｍｒ　マージン
　Ｒｐ　力行トルク範囲
　Ｒｒ　回生トルク範囲

Claims (5)

  1. 　駆動用のバッテリと、モータから駆動輪側の出力軸に至る第一動力伝達経路と、当該第一動力伝達経路とは別であってエンジンから前記出力軸に至る第二動力伝達経路と、前記エンジンからジェネレータに至る第三動力伝達経路と、前記ジェネレータから前記出力軸に至る第四動力伝達経路と、前記第一動力伝達経路上に設けられて動力伝達を断接するモータクラッチと、を具備した車両の制御装置において、
    　前記車両は、前記エンジンと前記出力軸との間で動力伝達可能な第一状態で、前記モータの回生トルクを前記出力軸に伝達する回生モータアシストと、前記第一状態で、前記エンジンを最良燃費点相当で作動させたときに前記ジェネレータが発電することで生じる発電トルクを除いた前記ジェネレータの回生トルクを前記出力軸に伝達する回生ジェネレータアシストと、を実行可能に構成されており、
    　前記制御装置は、
    　前記車両の要求トルクを算出する算出部と、
    　前記第一状態且つ前記モータクラッチの開放状態で前記算出部により算出された前記要求トルクである第一要求トルクが前記エンジンの最小トルクを下回ると、前記回生モータアシストを実行するか否かにかかわらず前記回生ジェネレータアシストを実行する制御部と、を備えた
    ことを特徴とする、車両の制御装置。
  2. 　前記制御部は、
    　前記第一要求トルクが前記最小トルクよりも小さく且つ前記最小トルクから所定値を減算した下限閾値トルク以上である場合に、前記回生モータアシストを実行せずに前記回生ジェネレータアシストを実行し、
    　前記第一要求トルクが前記下限閾値トルクよりも小さい場合に、前記回生ジェネレータアシストを実行したのち前記回生モータアシストを実行する
    ことを特徴とする、請求項１に記載の車両の制御装置。
  3. 　前記制御装置には、前記最小トルクに対して上側及び下側の少なくとも一方に所定のマージンを持つ回生トルク範囲がさらに設定されており、
    　前記制御部は、前記第一要求トルクが前記回生トルク範囲の下限値よりも小さければ、前記回生ジェネレータアシストを実行したのち前記回生モータアシストを実行する
    ことを特徴とする、請求項１に記載の車両の制御装置。
  4. 　前記制御部は、前記回生モータアシストを実行するときには、前記モータの回転数を前記出力軸側の回転数に同期させたのち開放状態の前記モータクラッチを係合する
    ことを特徴とする、請求項２又は３に記載の車両の制御装置。
  5. 　前記車両は、前記第一状態で前記モータの力行トルクを前記出力軸に伝達する力行モータアシストと、前記第一状態で前記ジェネレータの力行トルクを前記出力軸に伝達する力行ジェネレータアシストと、を実行可能に構成されており、
    　前記制御部は、
    　前記第一要求トルクが所定の基準トルクよりも大きく且つ前記基準トルクに第二の所定値を加算した上限閾値トルク以下である場合に、前記力行モータアシストを実行せずに前記力行ジェネレータアシストを実行し、
    　前記第一要求トルクが前記上限閾値トルクよりも大きい場合に、前記力行ジェネレータアシストを実行したのち前記力行モータアシストを実行する
    ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018134937A (ja) * 2017-02-21 2018-08-30 三菱自動車工業株式会社 トランスアクスル装置
WO2019111459A1 (ja) * 2017-12-04 2019-06-13 三菱自動車工業株式会社 車両の制御装置
WO2020152944A1 (ja) * 2019-01-25 2020-07-30 三菱自動車工業株式会社 車両の制御装置
WO2023157227A1 (ja) * 2022-02-18 2023-08-24 三菱自動車工業株式会社 ハイブリッド車の駆動制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018134937A (ja) * 2017-02-21 2018-08-30 三菱自動車工業株式会社 トランスアクスル装置
WO2019111459A1 (ja) * 2017-12-04 2019-06-13 三菱自動車工業株式会社 車両の制御装置
WO2020152944A1 (ja) * 2019-01-25 2020-07-30 三菱自動車工業株式会社 車両の制御装置
WO2023157227A1 (ja) * 2022-02-18 2023-08-24 三菱自動車工業株式会社 ハイブリッド車の駆動制御装置

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