JP2008247156A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効率の異なる２つのモータジェネレータを利用して車両全体の効率の最適化を図ること。
【解決手段】ハイブリッド車両１の運転状態を判定する運転状態判別手段５１と、運転状態判別手段５１の判定に基づいて、エンジン１０並びに第１、第２モータジェネレータＭＧ２３、４のうち稼動されるものを選定する駆動源選定手段５２とを設ける。第１モータジェネレータＭＧ１と第２モータジェネレータＭＧ２とは、それぞれ高効率動作域が異なる特性を有するものである。駆動源選定手段５２は、第１モータジェネレータＭＧ１と第２モータジェネレータＭＧ２の少なくとも一方を選定する際には、ハイブリッド車両１全体の効率が最も高くなるように何れかのモータジェネレータを選定する。
【選択図】図９

Description

本発明はハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、２つのモータジェネレータを用い、駆動力の確保と動力エネルギの回収効率を向上することのできるハイブリッド車両の制御装置に関する。

近年、自動車等の車両においては、低公害、省資源の観点からエンジンとモータとを併用するハイブリッド車が開発されている。

このハイブリッド車両の形式として、駆動用モータのみによって駆動輪が駆動されるものはシリーズハイブリッド形式、エンジンから機械的に伝達された駆動力とモータとが選択的に切換えられて駆動輪を駆動するものはパラレルハイブリッド形式と呼ばれる。

シリーズハイブリッド形式では、モータの駆動力がアクセルに対してリニアになっており、燃費がよい分、走行性という観点からは、性能を高めることが困難である。

これに対して、パラレルハイブリッド形式では、エンジンの駆動力を駆動輪に伝達することができることから、走行性を高めることが可能である。

そのようなパラレルハイブリッド形式のハイブリッド車には、発電用と動力源用との２つのモータジェネレータを搭載することで動力エネルギの回収効率向上と走行性能の確保とを図る技術が多く採用されている。

例えば、特許文献１に記載の構成では、駆動源あるいは発電機として切換え使用可能な第１、第２モータを採用し、運転状況に応じて何れかのモータでトルクを出力したり、発電させたりしている。特許文献１に開示された技術は、各モータの発電量や出力を減らすことでエネルギ効率の向上を図ったものである。
特開２０００−２９５７１１号公報

このように２つのモータとエンジンとを組み合わせてトルクを出力する場合、各モータの出力特性を違えて、多様な運転状況に適用することが好ましい。例えば、高回転域で効率が高くなるモータと低回転域で効率が高くなるモータを組み合わせれば、より広い運転領域で車両全体の効率を高めることが可能になる。

しかるに特許文献１に記載の構成では、効率の異なるモータジェネレータを採用する点や、効率の異なるモータジェネレータを採用して車両全体の効率を高める点については、何等解決されていなかった。

本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、駆動源あるいは発電機として切換え使用可能であって、異なる高効率動作域を有する２つのモータジェネレータを設け、且つこれらモータジェネレータとエンジンとの組み合わせによって、車両全体の効率を向上させることのできるハイブリッド車両を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために本発明は、車両にトルクを出力するエンジンと、発電可能であって前記車両にトルクを出力可能な第１モータジェネレータと、発電可能であって前記車両にトルクを出力可能な第２モータジェネレータと、両モータジェネレータにより充電されるとともに、両モータジェネレータに対し電力を供給可能なバッテリとを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記車両の運転状態を判定する運転状態判別手段と、前記運転状態判別手段の判定に基づいて、前記エンジン並びに第１、第２モータジェネレータのうち稼動されるものを選定する駆動源選定手段とを設け、前記第１モータジェネレータと前記第２モータジェネレータとは、それぞれ高効率動作域が異なる特性を有するものであり、前記駆動源選定手段は、前記第１モータジェネレータと前記第２モータジェネレータの少なくとも一方を選定する際には、車両全体の効率が最も高くなるように何れかのモータジェネレータを選定するものであることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。この態様では、高効率動作域が異なる第１、第２モータジェネレータを採用し、駆動源選定手段によって、エンジンと各モータジェネレータの何れかが選定されるとともに、少なくとも何れか一方のモータジェネレータが選定される際には、車両全体の効率が最も高くなるようにモータジェネレータが選定されるので、運転状態に応じて、駆動源の最適稼動を図り、車両全体の効率を向上させることができる。ここで、「高効率動作域」は、例えば、トルクと回転速度とによって効率が定まる特性マップにおいて、最も効率が高くなる運転領域を指す。

好ましい態様において、前記エンジンおよび前記第１モータジェネレータは、トランスミッションを介して車両の駆動軸に連結されているものであり、前記駆動源選定手段は、前記トランスミッションの変速比毎に前記第１モータジェネレータの効率を判定して前記第２モータジェネレータの効率と比較するものである。この態様では、第１モータジェネレータをエンジンの回転速度に比例して効率が高くなる中高速用の駆動源として利用することができるとともに、変速比毎に変化する高効率動作域を判定して第２モータジェネレータの効率と比較することができるので、より精度の高い最適化配分を実現することができる。

好ましい態様において、前記駆動源選定手段が前記エンジンの非駆動時に前記第１モータジェネレータを選定した場合に、当該第１モータジェネレータの効率が最も高い変速段に前記トランスミッションの変速比を設定する変速比設定手段を備えている。この態様では、エンジンの非稼働時に第１モータジェネレータの効率が最も高くなるように変速比が設定されるので、車両全体の効率が一層高くなる。

好ましい態様において、前記変速比設定手段は、前記駆動源選定手段が前記エンジンと前記第１モータジェネレータとを選定した場合には、エンジンの燃費率が最も高くなる変速比を優先して変速比を設定するものである。この態様では、エンジンの稼動が必要な運転領域においては、エンジンの燃費率が最優先される。ここで、「エンジンと第１モータジェネレータとを選定した場合」は、エンジンと第１モータジェネレータとを選定した場合だけでなく、エンジンと両モータジェネレータとを選定した場合を含む概念である。

好ましい態様において、前記第２モータジェネレータのモータ出力軸を前記トランスミッションの出力軸に接続し、前記第１モータジェネレータと前記トランスミッションとの間に第１クラッチを設け、前記第２モータジェネレータの前記モータ出力軸に第２クラッチを設け、前記駆動源選定手段が前記第２モータジェネレータのみを駆動源として選定した場合には前記第１クラッチを遮断するとともに、第２モータジェネレータを選定から外した場合には前記第２クラッチを遮断するように前記第１および第２クラッチの接続遮断動作を制御するクラッチ制御手段を設けている。この態様では、第２モータジェネレータのみが駆動される運転領域（主として低速発進時や、後進時）では、エンジンや第１モータジェネレータの抵抗を受けることなく、駆動輪に第２モータジェネレータのトルクを伝達することができるとともに、第２モータジェネレータが非稼動となる運転領域（主として中高速運転時）では、第２モータジェネレータの抵抗を受けることなく、エンジンや第１モータジェネレータのトルクを駆動輪に伝達することができ、車両全体の効率を高めることができる。

好ましい態様において、前記第１モータジェネレータは、エンジンに直結されるものであり、前記第１モータジェネレータの高効率動作域は、前記第２モータジェネレータの高効率動作域よりも高回転側に位置するものである。この態様では、第１モータジェネレータをエンジンに直結することにより、高回転側に高効率動作域が存在する第１モータジェネレータの稼働率を中高速運転域で高め、エンジンの負荷を低減することができる。

以上説明したように、本発明は、少なくとも何れか一方のモータジェネレータが選定される際には、車両全体の効率が最も高くなるようにモータジェネレータが選定されるので、運転状態に応じて、駆動源の最適稼動を図り、車両全体の効率を向上させることができるという顕著な効果を奏する。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。

図１は、本発明の実施の一形態に係るハイブリッド車両の概略構成を模式的に示す図であり、図２は、図１の実施形態に係るブロック図である。

図１および図２を参照して、ハイブリッド車両１は、駆動源としてのエンジン１０および第１、第２モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２と、これら駆動源１０、ＭＧ１、ＭＧ２を制御するＰＣＭ（Ｐｏｗｅｒｔｒａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）５０とを有しているパラレルハイブリッド形式のものである。

エンジン１０は、クランク軸１１の他、図２に示すように、燃料噴射弁１２、並びにスロットル弁１４、点火プラグ１５を有している。クランク軸１１は、第１モータジェネレータＭＧ１および第１クラッチＣｈ１を介してハイブリッド車両１のトランスミッション１６の入力軸１７に接続されている。このトランスミッション１６は、トランスミッション電磁バルブ１８で変速比を切換可能に構成されている。さらに、トランスミッション１６の出力軸１９には、ディファレンシャル機構２０が接続されており、ディファレンシャル機構２０から駆動軸２１を介して駆動輪２２にエンジン１０からの動力を伝達するように構成されている。

第１モータジェネレータＭＧ１は、クランク軸１１に直結された発電機によって具体化されている。この第１モータジェネレータＭＧ１は、クランク軸１１から入力されたエンジン出力を動力源として発電するとともに、トランスミッション１６の入力軸１７に第１クラッチＣｈ１を介して駆動力を出力することができるように構成されている。第１モータジェネレータＭＧ１には、ジェネレータコントローラ３１が付設されており、ＰＣＭ５０の制御によってジェネレータコントローラ３１が制御されることにより、発電量や出力されるトルクが設定されるようになっている。

第２モータジェネレータＭＧ２は、車両１の発進／後進時の駆動源になるとともに減速エネルギの回収を担うモータで具体化されている。この第２モータジェネレータＭＧ２のモータ出力軸３２は、第２クラッチＣｈ２を介してトランスミッション１６の出力軸１９にトルクを出力可能に接続されている。第２モータジェネレータＭＧ２には、モータコントローラ３３が付設されており、ＰＣＭ５０の制御によってモータコントローラ３３が制御されることにより、発電量や出力されるトルクが設定されるようになっている。

各モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２には、バッテリ３４が接続されている。バッテリ３４は、各モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に電力を供給するとともに、各モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２が発電した電力を蓄えるものである。さらに、バッテリ３４には、蓄電量を検出するためのバッテリセンサＳＷ１が設けられている。バッテリセンサＳＷ１は、バッテリ３４の電流および電圧をモニタすることにより、蓄電量を検出するものである。

ハイブリッド車両１には、公知のブレーキ制御システム３５（図２参照）が設けられており、所定の運転状態で摩擦ブレーキによりハイブリッド車両１を制動できるようになっている。

図２を参照して、ハイブリッド車両１には、バッテリセンサＳＷ１、運転状態を検出するための車速センサＳＷ２、アクセル開度センサＳＷ３、ブレーキ圧センサＳＷ４を初めとする種々の検出センサが設けられており、これらのセンサＳＷ１〜ＳＷ３が入力要素としてＰＣＭ５０に接続されている。

他方、ＰＣＭ５０には、出力要素として、燃料噴射弁１２、並びにスロットル弁１４、点火プラグ１５、トランスミッション電磁バルブ１８、ジェネレータコントローラ３１、モータコントローラ３３、第１、第２クラッチＣｈ１、Ｃｈ２、並びにブレーキ制御システム３５が接続されている。

ＰＣＭ５０は、ＣＰＵ、メモリ等を備えたマイクロプロセッサであり、プログラムモジュールによって、入力要素からの検出信号を読み取り、所定の演算処理を実行して制御信号を出力要素に出力するものである。図示の例において、ＰＣＭ５０は、運転状態判別手段５１、駆動源選定手段５２、変速比設定手段５３、クラッチ制御手段５４、並びにブレーキ制御手段５５を論理的に構成している。

運転状態判別手段５１は、ハイブリッド車両１の運転状態を判定するものであり、例えば、バッテリセンサＳＷ１の検出信号に基づいて、蓄電要求の有無や充電の可否を判定したり、車速センサＳＷ２とアクセル開度センサＳＷ３の検出信号に基づいて、操縦者の要求トルクを演算したり、車速センサＳＷ２とブレーキ圧センサＳＷ４の検出信号に基づいて、減速時の回生制動トルクを演算したりするものである。

駆動源選定手段５２は、予めメモリに記憶されている制御マップＭ１〜Ｍ５に基づいて、駆動源としてのエンジン１０並びに第１、第２モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を選定するものである。次に、各制御マップＭ１〜Ｍ５について図３〜図６を参照しながら説明する。

図３は、要求トルクと蓄電量とで決まる制御マップＭ１のイメージ図である。

図３を参照して、各モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２によって出力可能なトルク（以下、「アシストトルク」ともいう）は、バッテリ３４の蓄電量（ＳＯＣ）によって決定される（図３の右上側のグラフ参照）。また、各モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２による定常走行時のアシストトルクは、ハイブリッド車両１の要求トルクに比例する（図３の右下側のグラフ参照）。そこで、これらの特性を予め実験等でデータ化し、データマップ変換することにより、図３左側に示すように、車両の要求トルクとＳＯＣで定まるアシストトルクマップを得ることができる。そこで、本実施形態では、このグラフの等高線Ｌ１〜Ｌ４で分割された複数の走行領域に基づいて要求トルクとＳＯＣ残量との組み合わせを設定し、制御マップＭ１としてメモリに記憶しておくことにより、駆動源選定手段５２が運転状態に応じて、必要な駆動源（主としてエンジン稼動の要否）を選定することができるようになっている。

次に、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の選定に当たり、本実施形態では、図４および図５のグラフに基づく制御マップＭ２〜Ｍ４が設定されている。

まず、図４は、トルクとエンジン回転速度とによって定まるエンジン燃費率マップを示すグラフである。同図に示すグラフでは、エンジン１０の燃費率として、エンジン回転速度とトルクとの関係で定まる複数の領域が複数の等高線Ｌ１１〜Ｌ１５で設定されている。本実施形態では、このグラフに基づいて、トルクとエンジン回転速度との組み合わせを制御マップＭ２としてメモリに記憶しておくことにより、制御マップＭ１のデータとの対比から、駆動源選定手段５２がエンジン１０の要否を決定できるように構成されている。ここで、燃費率は、同じトルク、エンジン回転速度であっても、トランスミッション１６の変速比で異なるため、制御マップＭ２には、変速比毎に燃費率を特定できるように図４に示すような変速比グラフＧ（グラフ中の数値は、変速段を示す）が設定されている。

次に、第１、第２モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の高効率動作域について説明する。ここで、「高効率動作域」は、例えば、トルクと回転速度とによって効率が定まる特性マップにおいて、最も効率が高くなる運転領域を指す。この高効率動作域は、図５、図６に示すようなグラフにおいて分布する効率動作域において、最も高い領域として選択されるものである。

図５は、トルクとモータ回転速度とによって定まる第１モータジェネレータの効率動作域を示すグラフである。

図５を参照して、同図に示すグラフでは、第１モータジェネレータＭＧ１の効率として、モータ回転速度とトルクとの関係で定まる複数の領域が複数の等高線Ｌ２１〜Ｌ２６で設定されている。本実施形態では、このグラフに基づいて、トルクとモータ回転速度との組み合わせを制御マップＭ３としてメモリに記憶しておくことにより、後述する制御マップＭ４のデータとの対比から、第１、第２モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２のそれぞれについて、稼動要否を決定できるようになっている。ここで、第１モータジェネレータＭＧ１は、クランク軸１１に直結されているものであることから、高効率動作域（等高線Ｌ２６の内側の領域）は、中速低負荷域に設定されている。また、第１モータジェネレータＭＧ１がクランク軸１１に直結されているものであることから、第１モータジェネレータＭＧ１の効率は、同じトルク、モータ回転速度であっても、トランスミッション１６の変速比で異なることになる。このため、制御マップＭ３には、変速比毎に燃費率を特定できるように図５に示すような変速比グラフＧ（グラフ中の数値は、変速段を示す）が設定されている。

図６は、トルクとモータ回転速度とによって定まる第２モータジェネレータの効率動作域を示すグラフである。

図６を参照して、同図に示すグラフでは、第２モータジェネレータＭＧ２の効率として、モータ回転速度とトルクとの関係で定まる複数の領域が複数の等高線Ｌ３１〜Ｌ３４で設定されている。本実施形態では、このグラフに基づいて、トルクとモータ回転速度との組み合わせを制御マップＭ４としてメモリに記憶しておくことにより、上述した図５のグラフに基づく制御マップＭ３のデータとの対比から、第１、第２モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２のそれぞれについて、稼動要否を決定できるようになっている。ここで、第２モータジェネレータＭＧ２は、主として車両の発進時や後進時、或いは軽負荷運転領域で使用されるものであることから、高効率動作域（等高線Ｌ３４の内側の領域）は、低速中負荷域に設定されている。

なお、各モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２をエネルギ回生用に使う場合には、充電容量を制御するための制御マップＭ５がＰＣＭ５０のメモリに記憶されているが、この制御マップＭ５は、基本的には、図３で説明した制御マップＭ１と同様の手法で構築されているので、その詳細については説明を省略する。

変速比設定手段５３は、上述した制御マップＭ２、Ｍ３に基づき、エンジン１０の燃費率によって定まる変速段と、第１モータジェネレータＭＧ１の効率動作域によって定まる変速段とを運転状態に応じて択一的に選定するものである。図４および図５に示したように、各制御マップＭ２、Ｍ３には、変速比毎にエンジン１０の燃費率または第１モータジェネレータＭＧ１の効率を特定できるように、変速比グラフＧが設定されている。そこで、本実施形態では、エンジン１０と第１モータジェネレータＭＧ１とを同時に駆動源として使用する場合、後述するフローチャートに示すように、エンジン１０の燃費率が最も高くなる変速段を優先して設定するように、変速比設定手段５３がプログラムされている。この結果、エンジン１０と第１モータジェネレータＭＧ１とを同時に駆動源として使用する運転領域では、エンジン１０の燃費が最も高くなる状態で、ハイブリッド車両１が運転されることになる。

クラッチ制御手段５４は、後述するフローチャートで示すように、エンジン１０または第１モータジェネレータＭＧ１が稼動される場合には、第１クラッチＣｈ１を接続し、エンジン１０および第１モータジェネレータＭＧ１の何れも非稼動である場合には、第１クラッチＣｈ１を遮断する。また、第２モータジェネレータＭＧ２が稼動される場合には、第２クラッチＣｈ２を接続するとともに、第２モータジェネレータＭＧ２が非稼動である場合には、第２クラッチＣｈ２を遮断する。

上述した運転状態判別手段５１、駆動源選定手段５２、変速比設定手段５３、およびクラッチ制御手段５４により、ハイブリッド車両１の制御は、基本的には表１に示すように、動作することになる。

ブレーキ制御手段５５は、ブレーキ圧センサＳＷ４の検出信号を運転状態判別手段５１が判別した結果に基づき、ブレーキ制御システム３５を制御するものである。

次に、本実施形態に係るハイブリッド車両の運転制御例を図７〜図１２を参照しながら説明する。

図７は、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の走行時の運転制御例を示すフローチャートである。

図７を参照して、同図に示すフローチャートは、ハイブリッド車両１のイグニションスイッチが接続された時点でＰＣＭ５０が実行するものである。

イグニションスイッチが接続されると、ＰＣＭ５０のクラッチ制御手段５４は、第１、第２クラッチＣｈ１、Ｃｈ２を初期状態に戻す（ステップＳ１０）。この初期状態では、例えば、第１クラッチＣｈ１が遮断され、第２クラッチＣｈ２が接続されて、駆動輪２２に専ら第２モータジェネレータＭＧ２の駆動力が伝達されるように、トルク伝達系統が制御されることになる。この状態で、ＰＣＭ５０の運転状態判別手段５１は、バッテリセンサＳＷ１、車速センサＳＷ２、およびアクセル開度センサＳＷ３の検出信号を読み取り（ステップＳ１１）、車速センサＳＷ２およびアクセル開度センサからの検出信号に基づいて、ハイブリッド車両１の要求トルクを算出する（ステップＳ１２）。

次いで、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１１で読み取ったバッテリセンサＳＷ１の検出信号に基づいて、充電要求の有無を判定する（ステップＳ１３）。仮に充電要求があると判定した場合、さらに、ＰＣＭ５０は、要求トルクが所定のしきい値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１４）。この判定は、要求トルクがしきい値を超える程大きい場合には、各モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を駆動源として稼動する必要があるため、要求トルクが所定のしきい値以下の場合にのみ、充電処理を実行するためである。ステップＳ１４において、要求トルクが所定のしきい値以下である場合には、後述する充電処理サブルーチン（ステップＳ５０）が実行され、制御は、ステップＳ１８に移行する。

他方、ステップＳ１３において、充電要求がないと判定された場合、またはステップＳ１４において、要求トルクが所定しきい値を超えている場合には、各モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を駆動源として稼動するフローに移行する。その場合、ＰＣＭ５０は、算出されたハイブリッド車両１の要求トルクと蓄電量とに基づき、制御マップＭ１から全体のモータトルクを読み取る（ステップＳ１５）。

次いで、ＰＣＭ５０は、第１、第２モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を稼動するか否かを判定する（ステップＳ１６）。この判定は、図３のグラフに基づく制御マップＭ１から読み取られた蓄電量とバッテリセンサＳＷ１からの検出信号に基づく蓄電量とを比較することにより、実行される。

第１、第２モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を稼動すると判定した場合、さらに、ＰＣＭ５０は、エンジン１０が駆動力を出力する運転領域であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。表１に示したように、エンジン１０が発進、後進、または軽負荷運転時である場合には、エンジン１０は、稼動されず、専ら第２モータジェネレータＭＧ２によってハイブリッド車両１が走行する。これにより、エンジン１０は、燃焼効率の高い、排気ガスの清浄化を期待できる回転数域で使用されることになる。

仮に、エンジン１０が駆動力を出力する運転状態では、エンジン併用駆動処理サブルーチン（ステップＳ２０）が実行される。他方、エンジン１０が駆動力を出力しない運転状態では、モータ単独駆動処理サブルーチン（ステップＳ３０）が実行される。さらに、ステップＳ１６において、第１、第２モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２が何れも駆動力を出力しない運転状態では、エンジン単独駆動処理サブルーチン（ステップＳ４０）が実行される。

各サブルーチンＳ２０、Ｓ３０、Ｓ４０が実行終了した後、ＰＣＭ５０は、イグニションスイッチがＯＦＦになったか否かを判定し（ステップＳ１８）、ＯＦＦになった場合には、処理を終了するとともに、ＯＦＦでない場合には、ステップＳ１１に移行して上述した処理を繰り返すことになる。

図８は、図７のエンジン併用駆動処理サブルーチン（ステップＳ２０）の処理例を示すフローチャートである。

図８を参照して、エンジン併用駆動処理サブルーチンにおいて、ＰＣＭ５０は、エンジン１０の燃費率を図４のグラフに基づく制御マップＭ２から変速段毎に読み込む（ステップＳ２０１）。次いで、ＰＣＭ５０の変速比設定手段５３は、メインルーチンのステップＳ１２で算出した要求トルクに基づき、最も燃費率の高い変速段を設定する（ステップＳ２０２）。これにより、トランスミッション電磁バルブ１８が駆動され、トランスミッション１６がステップＳ２０２の制御に基づく変速段に切り換えられる。

次いで、ＰＣＭ５０は、図５のグラフに基づく制御マップＭ３に基づき、ステップＳ２０２で設定された変速段に対応する第１モータジェネレータＭＧ１の効率を読み取るとともに、図６のグラフに基づく制御マップＭ４から第２モータジェネレータＭＧ２の効率を読み取る（ステップＳ２０３）。このステップＳ２０３で読み取られた各効率を比較して、ＰＣＭ５０は、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の選定を行う（ステップＳ２０４）。

この際、ＰＣＭ５０は、設定された変速段に基づき、最良の組み合わせ効率を算出して、モータジェネレータを選定する。この「組み合わせ効率」とは、例えば、シンプレックス法等の最適化手法で、選定された変速段に対応する第１モータジェネレータＭＧ１の効率と第２モータジェネレータＭＧ２の効率とを所定の計算式に基づいて配分した効率であり、第１、第２モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の何れか一方または双方が、運転状態や蓄電量に基づいて選定されることになる。

次いで、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の選定態様に基づき、第１、第２クラッチＣｈ１、Ｃｈ２の制御が行われる。

具体的には、まず、ＰＣＭ５０は、何れか片方のモータジェネレータのみを選定するか否かを判定する（ステップＳ２０５）。仮に第１、第２モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２のうち、何れか片方のみを選定する場合、さらに、選定するモータジェネレータが第１モータジェネレータＭＧ１であるか否かが判定される（ステップＳ２０６）。仮に第１モータジェネレータＭＧ１である場合、ＰＣＭ５０のクラッチ制御手段５４は、第１クラッチＣｈ１を接続状態にし、第２クラッチＣｈ２を遮断状態にする（ステップＳ２０７）。

他方、ステップＳ２０５において、双方のモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を選定する場合、或いは、第２モータジェネレータＭＧ２のみをモータジェネレータとして選定する場合、ＰＣＭ５０のクラッチ制御手段５４は、第１クラッチＣｈ１および第２クラッチＣｈ２の双方を接続状態にする（ステップＳ２０８）。

その後、選定されたモータジェネレータが駆動され（ステップＳ２０９）、制御は、メインルーチンに復帰する。

図９は、図７のモータ単独駆動処理サブルーチン（ステップＳ３０）の処理例を示すフローチャートである。

図９を参照して、モータ単独駆動処理サブルーチンにおいて、ＰＣＭ５０は、図５のグラフに基づく制御マップＭ３に基づき、各変速段に対応する第１モータジェネレータＭＧ１の効率を読み取るとともに、図６のグラフに基づく制御マップＭ４から第２モータジェネレータＭＧ２の効率を読み取る（ステップＳ３０１）。このステップＳ３０１で読み取られた各効率を比較して、ＰＣＭ５０は、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の選定を行う（ステップＳ３０２）。

次いで、選定するモータジェネレータが第１モータジェネレータＭＧ１であるか否かが判定される（ステップＳ３０３）。第１モータジェネレータＭＧ１が選定されている場合には、ＰＣＭ５０の変速比設定手段５３は、メインルーチンのステップＳ１２で算出した要求トルクに基づき、当該第１モータジェネレータＭＧ１にとって最も効率のよい変速段を設定する（ステップＳ３０４）。これにより、トランスミッション電磁バルブ１８が駆動され、トランスミッション１６がステップＳ３０２の制御に基づく変速段に切り換えられる。次いで、ＰＣＭ５０のクラッチ制御手段５４は、第１クラッチＣｈ１を接続状態にし、第２クラッチＣｈ２を遮断状態にする（ステップＳ３０５）。

他方、ステップＳ３０３の判定において、ＮＯの場合、すなわち、第２モータジェネレータＭＧ２が選定されている場合、ＰＣＭ５０のクラッチ制御手段５４は、第１クラッチＣｈ１を遮断状態にし、第２クラッチＣｈ２を接続状態にする（ステップＳ３０６）。

ステップＳ３０５またはステップＳ３０６が実行された後、選定されたモータジェネレータが駆動され（ステップＳ３０７）、制御は、メインルーチンに復帰する。

図１０は、図７のエンジン単独駆動処理サブルーチン（ステップＳ４０）の処理例を示すフローチャートである。

図１０を参照して、エンジン単独駆動処理サブルーチンにおいて、ＰＣＭ５０は、ＰＣＭ５０は、エンジン１０の燃費率を図４のグラフに基づく制御マップＭ２から変速段毎に読み込む（ステップＳ４０１）。次いで、ＰＣＭ５０の変速比設定手段５３は、メインルーチンのステップＳ１２で算出した要求トルクに基づき、最も燃費率の高い変速段を設定する（ステップＳ４０２）。これにより、トランスミッション電磁バルブ１８が駆動され、トランスミッション１６がステップＳ４０２の制御に基づく変速段に切り換えられる。

次いで、ＰＣＭ５０のクラッチ制御手段５４は、第１クラッチＣｈ１を接続状態にし、第２クラッチＣｈ２を遮断状態にする（ステップＳ４０３）。

その後、エンジン１０が駆動され（ステップＳ４０４）、制御は、メインルーチンに復帰する。

図１１は、図７の充電処理サブルーチン（ステップＳ５０）の処理例を示すフローチャートである。

図１１を参照して、充電処理サブルーチンにおいて、ＰＣＭ５０は、メインルーチンのステップＳ１１、Ｓ１２の実行結果に基づく要求トルクと蓄電量に基づき、蓄電量毎に定まるエンジンのトルクとモータトルク（発電量）とを、図３のグラフに準拠した充電用の制御マップＭ５から読み取る（ステップＳ５０１）。

次いで、ＰＣＭ５０は、エンジン１０の燃費率を制御マップＭ２から変速段毎に読み込む（ステップＳ５０２）。次いで、ＰＣＭ５０の変速比設定手段５３は、最も燃費率の高い変速段を設定する（ステップＳ５０３）。これにより、トランスミッション電磁バルブ１８が駆動され、トランスミッション１６がステップＳ５０３の制御に基づく変速段に切り換えられる。

次いで、ＰＣＭ５０は、制御マップＭ３に基づき、ステップＳ５０３で設定された変速段に対応する第１モータジェネレータＭＧ１の効率を読み取るとともに、制御マップＭ４から第２モータジェネレータＭＧ２の効率を読み取る（ステップＳ５０４）。このステップＳ５０４で読み取られた各効率を比較して、ＰＣＭ５０は、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の選定を行う（ステップＳ５０５）。この際、ＰＣＭ５０は、設定された変速段に基づき、最良の組み合わせ効率を算出して、モータジェネレータを選定する。これにより第１、第２モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の何れか一方または双方が、運転状態や蓄電量に基づいて選定されることになる。

次いで、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の選定態様に基づき、第１、第２クラッチＣｈ１、Ｃｈ２の制御が行われる。

まず、ＰＣＭ５０は、何れか片方のモータジェネレータのみを選定するか否かを判定する（ステップＳ５０６）。仮に第１、第２モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２のうち、何れか片方のみを選定する場合、さらに、選定するモータジェネレータが第１モータジェネレータＭＧ１であるか否かが判定される（ステップＳ５０７）。仮に第１モータジェネレータＭＧ１である場合、ＰＣＭ５０のクラッチ制御手段５４は、第１クラッチＣｈ１を接続状態にし、第２クラッチＣｈ２を遮断状態にする（ステップＳ５０８）。

他方、ステップＳ５０５において、双方のモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を選定する場合、或いは、第２モータジェネレータＭＧ２のみをモータジェネレータとして選定する場合、ＰＣＭ５０のクラッチ制御手段５４は、第１クラッチＣｈ１および第２クラッチＣｈ２の双方を接続状態にする（ステップＳ５０９）。

その後、選定されたモータジェネレータがエンジン１０を駆動源として発電用に駆動され（ステップＳ５１０）、制御は、メインルーチンに復帰する。

図１２は、本実施形態に係る回生処理の一例を示すフローチャートである。

図１２を参照して、本実施形態では、ハイブリッド車両１の走行時に減速要求があった場合に、所定の運転状態下では、第１、第２モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を利用してハイブリッド車両１の制動と蓄電とを行う回生処理を実行するように構成されている。

ＰＣＭ５０は、この回生処理において、まず、車速センサＳＷ２およびブレーキ圧センサＳＷ４の検出信号を読み取り（ステップＳ６０）、回生処理の可否を判断する。

次いで、バッテリが過充電にならないように、バッテリセンサＳＷ１の検出信号に基づき、充電の可否を判定する（ステップＳ６１）。仮に充電ができない場合には、ブレーキ制御手段５５がブレーキ制御システム３５を制御し、摩擦ブレーキによって制動制御を実行し、処理を終了する（ステップＳ６２）。

充電が可能である場合、ＰＣＭ５０は、ステップＳ６０で読み取った車速およびブレーキ圧から回生制動トルクを算出する（ステップＳ６３）。次いで、ＰＣＭ５０は、制御マップＭ３に基づき、各変速段に対応する第１モータジェネレータＭＧ１の効率を読み取るとともに、制御マップＭ４から第２モータジェネレータＭＧ２の効率を読み取る（ステップＳ６４）。このステップＳ６４で読み取られた各効率を比較して、ＰＣＭ５０は、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の選定を行う（ステップＳ６５）。

次いで、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の選定態様に基づき、第１、第２クラッチＣｈ１、Ｃｈ２の制御が行われる。

回生処理において、ＰＣＭ５０は、選定するモータジェネレータが第１モータジェネレータＭＧ１であるか否かが判定される（ステップＳ６６）。仮に第１モータジェネレータＭＧ１である場合、ＰＣＭ５０の変速比設定手段５３は、第１モータジェネレータＭＧ１にとって最も効率のよい変速段を設定する（ステップＳ６７）。これにより、トランスミッション電磁バルブ１８が駆動され、トランスミッション１６がステップＳ６７の制御に基づく変速段に切り換えられる。

次いで、ＰＣＭ５０は、第１モータジェネレータＭＧ１のみを選定したか否かを判定する（ステップＳ６８）。

仮に、第１モータジェネレータＭＧ１のみであった場合、ＰＣＭ５０のクラッチ制御手段５４は、第１クラッチＣｈ１を接続状態にし、第２クラッチＣｈ２を遮断状態にする（ステップＳ６９）。その後、エンジン１０の制動により、第１モータジェネレータＭＧ１によってバッテリ３４が蓄電される。

他方、ステップＳ６８において、第２モータジェネレータＭＧ２も稼動される場合、ＰＣＭ５０は、設定された第１モータジェネレータの変速段に基づいて、最良の組み合わせ効率を算出する（ステップＳ７０）。その後、ＰＣＭ５０のクラッチ制御手段５４は、第１クラッチＣｈ１および第２クラッチＣｈ２の双方を接続状態にする（ステップＳ７１）。これにより、第１、第２モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の双方によって、バッテリ３４が充電される。

さらに、ステップＳ６６で選定されたモータジェネレータが第２モータジェネレータＭＧ２のみであった場合、ＰＣＭ５０のクラッチ制御手段５４は、第１クラッチＣｈ１を遮断状態にし、第２クラッチＣｈ２を接続状態にする（ステップＳ７２）。その後、エンジン１０の制動により、第２モータジェネレータＭＧ２によってバッテリ３４が蓄電される。

以上説明したように本実施形態によれば、高効率動作域が異なる第１、第２モータジェネレータＭＧ２３、４を採用し、駆動源選定手段５２によって、エンジン１０と各モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の何れかが選定されるとともに、少なくとも何れか一方のモータジェネレータが選定される際には、ハイブリッド車両１全体の効率が最も高くなるようにモータジェネレータが選定されるので、運転状態に応じて、駆動源の最適稼動を図り、ハイブリッド車両１全体の効率を向上させることができる。

また、本実施形態では、エンジン１０および第１モータジェネレータＭＧ１は、トランスミッション１６を介してハイブリッド車両１のディファレンシャル機構２０に連結されているものであり、駆動源選定手段５２は、トランスミッション１６の変速比毎に第１モータジェネレータＭＧ１の効率を判定して第２モータジェネレータＭＧ２の効率と比較するものである。このため本実施形態では、第１モータジェネレータＭＧ１をエンジン１０の回転速度に比例して効率が高くなる中高速用の駆動源として利用することができるとともに、変速比毎に変化する高効率動作域を判定して第２モータジェネレータＭＧ２の効率と比較することができるので、より精度の高い最適化配分を実現することができる。

また、本実施形態では、駆動源選定手段５２がエンジン１０の非駆動時に第１モータジェネレータＭＧ１を選定した場合に、当該第１モータジェネレータＭＧ１の効率が最も高い変速段にトランスミッション１６の変速比を設定する変速比設定手段５３を備えている。このため本実施形態では、エンジン１０の非稼働時に第１モータジェネレータＭＧ１の効率が最も高くなるように変速比が設定されるので、ハイブリッド車両１全体の効率が一層高くなる。

また、本実施形態では、変速比設定手段５３は、駆動源選定手段５２がエンジン１０と第１モータジェネレータＭＧ１とを選定した場合には、エンジン１０の燃費率が最も高くなる変速比を優先して変速比を設定するものである。このため本実施形態では、エンジン１０の稼動が必要な運転領域においては、エンジン１０の燃費率が最優先される。「エンジン１０と第１モータジェネレータＭＧ１とを選定した場合」は、図８に示したエンジン併用運転処理サブルーチンの実行時のように、エンジン１０と両モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２とを選定した場合を含む概念である。

また、本実施形態では、第２モータジェネレータＭＧ２のモータ出力軸３２をトランスミッション１６の出力軸１９に接続し、第１モータジェネレータＭＧ１とトランスミッション１６との間に第１クラッチＣｈ１を設け、第２モータジェネレータＭＧ２のモータ出力軸３２に第２クラッチＣｈ２を設け、駆動源選定手段５２が第２モータジェネレータＭＧ２のみを駆動源として選定した場合（エンジン１０も稼動しない場合）には第１クラッチＣｈ１を遮断するとともに、第２モータジェネレータＭＧ２を選定から外した場合には第２クラッチＣｈ２を遮断するように第１および第２クラッチＣｈ２の接続遮断動作を制御するクラッチ制御手段５４を設けている。このため本実施形態では、第２モータジェネレータＭＧ２のみが駆動される運転領域（主として低速発進時や、後進時）では、エンジン１０や第１モータジェネレータＭＧ１の抵抗を受けることなく、駆動軸２１に第２モータジェネレータＭＧ２のトルクを伝達することができるとともに、第２モータジェネレータＭＧ２が非稼動となる運転領域（主として中高速運転時）では、第２モータジェネレータＭＧ２の抵抗を受けることなく、エンジン１０や第１モータジェネレータＭＧ１のトルクを駆動軸２１に伝達することができ、ハイブリッド車両１全体の効率を高めることができる。

また、本実施形態では、第１モータジェネレータＭＧ１は、エンジン１０に直結されるものであり、第１モータジェネレータＭＧ１の高効率動作域は、第２モータジェネレータＭＧ２の高効率動作域よりも高回転側に位置するものである。このため本実施形態では、第１モータジェネレータＭＧ１をエンジン１０に直結することにより、高回転側に高効率動作域が存在する第１モータジェネレータＭＧ１の稼働率を中高速運転域で高め、エンジン１０の負荷を低減することができる。

本発明の実施の一形態に係るハイブリッド車両の概略構成を模式的に示す図である。 図１の実施形態に係るブロック図である。 要求トルクと蓄電量とで決まる制御マップのイメージ図である。 トルクとエンジン回転速度とによって定まるエンジン燃費率マップを示すグラフである。 トルクとモータ回転速度とによって定まる第１モータジェネレータの効率動作域を示すグラフである。 トルクとモータ回転速度とによって定まる第２モータジェネレータの効率動作域を示すグラフである。 本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の走行時の運転制御例を示すフローチャートである。 図７のエンジン併用駆動処理サブルーチンの処理例を示すフローチャートである。 図７のモータ単独駆動処理サブルーチンの処理例を示すフローチャートである。 図７のエンジン単独駆動処理サブルーチンの処理例を示すフローチャートである。 図７の充電処理サブルーチンの処理例を示すフローチャートである。 本実施形態に係る回生処理の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ハイブリッド車両
１０ エンジン
１６ トランスミッション
２０ ディファレンシャル機構
２１ 駆動軸
３１ ジェネレータコントローラ
３２ モータ出力軸
３４ バッテリ
５０ ＰＣＭ
５１ 運転状態判別手段
５２ 駆動源選定手段
５３ 変速比設定手段
５４ クラッチ制御手段
Ｃｈ１ 第１クラッチ
Ｃｈ２ 第２クラッチ
Ｍ１-Ｍ５ 各制御マップ
ＭＧ１ 第１モータジェネレータ
ＭＧ２ 第２モータジェネレータ
ＳＷ１ バッテリセンサ
ＳＷ２ 車速センサ
ＳＷ３ アクセル開度センサ
ＳＷ４ ブレーキ圧センサ

Claims (6)

1. 車両にトルクを出力するエンジンと、
   発電可能であって前記車両にトルクを出力可能な第１モータジェネレータと、
   発電可能であって前記車両にトルクを出力可能な第２モータジェネレータと、
   両モータジェネレータにより充電されるとともに、両モータジェネレータに対し電力を供給可能なバッテリと
   を備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記車両の運転状態を判定する運転状態判別手段と、
   前記運転状態判別手段の判定に基づいて、前記エンジン並びに第１、第２モータジェネレータのうち稼動されるものを選定する駆動源選定手段と
   を設け、前記第１モータジェネレータと前記第２モータジェネレータとは、それぞれ高効率動作域が異なる特性を有するものであり、前記駆動源選定手段は、前記第１モータジェネレータと前記第２モータジェネレータの少なくとも一方を選定する際には、車両全体の効率が最も高くなるように何れかのモータジェネレータを選定するものである
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記エンジンおよび前記第１モータジェネレータは、トランスミッションを介して車両の駆動軸に連結されているものであり、
   前記駆動源選定手段は、前記トランスミッションの変速比毎に前記第１モータジェネレータの効率を判定して前記第２モータジェネレータの効率と比較するものである
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
3. 請求項２記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記駆動源選定手段が前記エンジンの非駆動時に前記第１モータジェネレータを選定した場合に、当該第１モータジェネレータの効率が最も高い変速段に前記トランスミッションの変速比を設定する変速比設定手段を備えている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
4. 請求項３記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記変速比設定手段は、前記駆動源選定手段が前記エンジンと前記第１モータジェネレータとを選定した場合には、エンジンの燃費率が最も高くなる変速比を優先して変速比を設定するものである
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
5. 請求項２から４の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記第２モータジェネレータのモータ出力軸を前記トランスミッションの出力軸に接続し、
   前記第１モータジェネレータと前記トランスミッションとの間に第１クラッチを設け、
   前記第２モータジェネレータの前記モータ出力軸に第２クラッチを設け、
   前記駆動源選定手段が前記第２モータジェネレータのみを駆動源として選定した場合には前記第１クラッチを遮断するとともに、第２モータジェネレータを選定から外した場合には前記第２クラッチを遮断するように前記第１および第２クラッチの接続遮断動作を制御するクラッチ制御手段を設けている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
6. 請求項１から５の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記第１モータジェネレータは、エンジンに直結されるものであり、
   前記第１モータジェネレータの高効率動作域は、前記第２モータジェネレータの高効率動作域よりも高回転側に位置するものである
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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