JP2013241128A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車両の走行状態の切り替えを速やかに行い、エネルギ効率を向上できるハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関１と発電機能を有する第１電動機２と第１電動機２からの電力によって駆動されて出力部材２２に動力を付与する第２電動機３と内燃機関１の動力を第１電動機２と出力部材側２２とに分配する動力分配機構６とを備えたハイブリッド車両Ｖｅの走行状態を、第２電動機３および出力部材２２を動力分割機構６から切り離して第２電動機３の動力で走行する電動車両状態と、内燃機関１の動力の一部を使用して走行するハイブリッド車両状態とに設定するハイブリッド車両Ｖｅの制御装置において、発電機能を有する第３電動機４が設けられ、電動車両状態が設定されている場合に動力分配機構６からの動力によって第１電動機２と第３電動機４とを駆動する。
【選択図】図１

Description

車両の駆動力源として内燃機関および電動機などの種類の異なる動力装置を備えているハイブリッド車両の制御装置に関し、特に電動機のみに走行のための駆動力を発生させる電動車両状態と、内燃機関によって発生させた駆動力により車両を走行させるハイブリッド車両状態とを切り替えることが可能なハイブリッド車両の制御装置に関するものである。

ハイブリッド車両の一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されたハイブリッド車両は、電動機のみによって発生させた動力を駆動軸に伝達して走行する電動車両状態と、エンジンによって発生させた動力の一部を駆動軸に伝達しかつ残りの動力を発電機に伝達して電力に変換するハイブリッド車両状態とを切り替え可能な動力出力装置を備えている。前者の電動車両状態を以下の説明ではシリーズモードと称し、後者のハイブリッド車両状態をパラレルモードと称する。なお、シリーズモードでは、電動機を駆動するための電力の供給源は、エンジンによって駆動されて発電する発電機やバッテリなどである。この特許文献１に記載された動力出力装置は、電力のやりとりによって複数の回転軸間で伝達される動力の大きさを調整可能な動力調整装置と、その動力調整装置と電動機との結合および切り離しを行う結合機構と、動力調整装置のいずれかの回転軸を保持することにより動力調整装置と電動機とが切り離された場合における動力調整装置での電力と動力との変換を可能とする保持機構とを備えている。上記の動力調整装置と電動機とは、エンジンの出力軸と駆動軸との間に直列に配置されている。動力調整装置は遊星歯車機構と発電機とによって構成されている。そして、結合機構によって動力調整装置と電動機とが切り離された場合に、保持機構によって動力調整装置のいずれかの回転軸を保持することにより動力調整装置での電力と動力との変換が可能になりパラレルモードからシリーズモードに切り替えられる。これに対して、保持機構による動力調整装置での電力と動力との変換を不可能にしかつ結合機構によって動力調整装置と電動機とを結合した場合に、シリーズモードからパラレルモードに切り替えられる。

特開２０００−２０９７０６号公報

上記の特許文献１に記載された動力出力装置では、エンジンを始動あるいは停止を行うべき運転状態にある場合にはシリーズモードが設定される。すなわち、特許文献１に記載された動力出力装置では、走行モードを切り替える場合に、先ずエンジンの出力トルクが一時的にゼロにされ、その後に動力調整装置が連結されている回転軸の回転数が発電機によって上昇もしくは低下される。そのため、モードの切り替えに時間がかかってしまう可能性がある。また、シリーズモードが設定されている場合に、動力調整装置での動力から電力への変換が増大した場合には、すなわち発電機に対する負荷が増大した場合には、発電機を駆動するエンジンに対する負荷も増大する。そのため、発電機およびエンジンをエネルギ効率の良い状態で稼働させることができない可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、ハイブリッド車両の走行状態の切り替えを速やかにかつ円滑に行うことができるとともに、エネルギ効率を向上させることができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、内燃機関が出力する動力によって駆動されて発電する機能を有する第１電動機と、前記第１電動機から供給される電力によって駆動されて出力部材に動力を付与する第２電動機と、前記第１電動機と前記第２電動機との間に設けられて前記内燃機関の出力した動力を前記第１電動機と前記出力部材側とに分配する動力分配機構とを備えたハイブリッド車両の走行状態を、前記第２電動機および前記出力部材を前記動力分割機構から切り離して前記第２電動機の動力で走行する電動車両状態と、前記内燃機関が出力する動力の少なくとも一部を使用して走行するハイブリッド車両状態とに設定することができるハイブリッド車両の制御装置において、前記内燃機関が出力する動力によって駆動されて発電する機能を有する第３電動機が前記ハイブリッド車両に設けられており、前記電動車両状態が設定されている場合に、前記動力分配機構から分配された前記内燃機関の動力によって前記第１電動機および前記第３電動機を駆動して発電するように構成されていることを特徴とするものである。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記動力分配機構は、サンギヤと、前記サンギヤと同心円上に配置されたリングギヤと、前記サンギヤと前記リングギヤとに噛み合っているピニオンギヤを保持しているキャリヤとを回転要素として差動作用を行うシングルピニオン型遊星歯車機構によって構成され、前記サンギヤに前記第１電動機が連結され、前記リングギヤに前記第３電動機および前記出力部材ならびに前記第２電動機が動力伝達可能に連結され、前記キャリヤに前記内燃機関が連結されてい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。

さらにまた、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記リングギヤを固定するブレーキと、前記リングギヤと前記出力部材および前記第２電動機とを選択的に連結するクラッチとが前記ハイブリッド車両に設けられており、前記ハイブリッド車両状態から前記電動車両状態に切り替える場合に、前記内燃機関を駆動した状態で、前記クラッチによる前記リングギヤと前記出力部材および前記第２電動機との連結を解除し、かつ、前記内燃機関の動力によって駆動されて発電している前記第１電動機および前記第３電動機によって前記リングギヤの回転数をゼロにした状態で前記ブレーキによって前記リングギヤを固定し、前記電動車両状態から前記ハイブリッド車両状態に切り替える場合に、前記内燃機関を駆動した状態で、前記ブレーキによる前記リングギヤの固定を解除し、かつ、前記内燃機関の動力によって駆動されて発電している前記第３電動機の回転数を前記リングギヤの回転数に同期させ、前記第３電動機の回転数と前記リングギヤの回転数とが同期している状態でこれらを前記クラッチによって連結するように構成されてい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。

請求項１の発明によれば、電動車両状態が設定されている場合に、第１電動機と第３電動機とによって発電を行うことができるため、発電機として機能しているいずれか一方の電動機に対する負荷を低減することができる。すなわち、いずれか一方の電動機の回転数やトルクが著しく増大することを防止もしくは抑制することができる。そのため各電動機でのエネルギ損失が少ない低トルク領域や中トルク領域を使用した発電が可能になる。その結果、エネルギ効率の優れた装置を得ることができる。

また、請求項２の発明によれば、請求項１の発明による効果と同様の効果に加えて、例えば、電動車両状態からハイブリッド車両状態に切り替える場合に、内燃機関が始動されて動力を出力することによるキャリアの回転数の上昇を、サンギアに連結された第１電動機およびリングギヤに連結された第３電動機を回生制御することにより抑制することができる。また例えば、ハイブリッド車両状態から電動車両状態に切り替える場合に、内燃機関と出力部材とが遮断されて内燃機関やリングギヤに対する負荷が低減してそれらの回転数が上昇することによるキャリアの回転数の上昇を、上記と同様に抑制することができる。すなわち、ハイブリッド車両の走行状態を切り替える場合におけるショックを生じにくくすることができる。このように第１電動機と第３電動機とによってリングギヤの回転数を制御することができるため、内燃機関が動力を出力している状態であっても、走行状態の切り替えを行うことができる。また、ハイブリッド車両の走行状態を切り替える場合に第１電動機と第３電動機とを回生制御するため、エネルギ効率を向上させることができる。さらに、リングギヤの回転数を第３電動機によって直接的に変更することができるため、上述した走行状態の切り替えを従来に比較して速やかに行うことが可能になる。そして、第３電動機によって内燃機関を始動させることもできる。より具体的には、第３電動機はリングギヤに動力伝達可能に連結されているため、サンギヤに連結されている第１電動機によって内燃機関を始動させる場合に比較して、内燃機関を速やかに始動させることができる。

さらにまた、請求項３の発明によれば、請求項２の発明による効果と同様の効果に加えて、例えば、電動車両状態からハイブリッド車両状態に切り替える場合に、クラッチにより内燃機関と出力部材との間の伝達トルク容量を徐々に増大させることにより、内燃機関の出力軸の回転数を上昇させて内燃機関を始動することが可能になる。また、クラッチにおける伝達トルク容量を徐々に増大もしくは減少させることが可能になるので、上述したショックの発生を防止もしくは抑制することができる。さらにまた、ブレーキが設けられているので、電動車両状態においては、リングギヤを固定することができる。

この発明に係るハイブリッド車両の制御装置の一例を模式的に示す図である。 この発明におけるハイブリッド車両において設定することができる走行モードの例における動力分割機構およびモーターリダクション機構についての共線図であり、（ａ）はシリーズＥＶモードの場合、（ｂ）はシリーズＨＶモードの場合、（ｃ）はパラレルＨＶモードの場合、（ｄ）はシリーズＨＶモードの他の例をそれぞれ示す。 この発明におけるハイブリッド車両の走行状態をシリーズＨＶモードからパラレルＨＶモードに切り替える場合における動力分割機構およびモーターリダクション機構についての共線図であり、（ａ）はシリーズＨＶモードの場合、（ｂ）はシリーズＨＶモードにおいてブレーキを解放した場合、（ｃ）はパラレルＨＶモードの場合をそれぞれ示す。 この発明におけるハイブリッド車両の走行状態をパラレルＨＶモードからシリーズＨＶモードに切り替える場合における動力分割機構およびモーターリダクション機構についての共線図であり、（ａ）はパラレルＨＶモードの場合、（ｂ）はパラレルＨＶモードにおいてクラッチを解放した場合、（ｃ）はシリーズＨＶモードの場合をそれぞれ示す。

次に、この発明を具体的に説明する。図１に、この発明に係るハイブリッド車両Ｖｅの制御装置の一例を模式的に示してある。ここに示すハイブリッド車両Ｖｅは、内燃機関１と、３つの電動機２，３，４とを動力源として備えている。内燃機関１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンあるいは天然ガスエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する動力発生装置である。ここに示す例では、スロットル開度を電気的に制御することが可能な電子制御式のスロットルバルブや燃料噴射量を電気的に制御することが可能な電子制御式の燃料噴射装置などが設けられており、所定の負荷に対して回転数を電気的に制御することにより燃費が最も良好な最適運転点に設定できるように構成されている。以下の説明では、この内燃機関１をエンジン１と記す。

第１電動機２および第２電動機３ならびに第３電動機４は、一例として、いずれもモータとしての機能と発電機としての機能とを備えたモータ・ジェネレータであって、以下の説明では、第１電動機２をＭＧ１と記し、第２電動機３をＭＧ２と記し、第３電動機４をＭＧ３と記す。

エンジン１の出力軸５に動力分割機構６が連結されている。図１に示す例では、動力分割機構６は、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。すなわち、動力分割機構６は、サンギヤ７と、そのサンギヤ７の外周側に同心円上に配置されたリングギヤ８と、サンギヤ７およびリングギヤ８に噛み合っているピニオンギヤ９と、そのピニオンギヤ９を自転可能および公転可能に保持しているキャリヤ１０とを備えている。ここに示す例では、動力分割機構６のキャリヤ１０が入力要素であって、そのキャリヤ１０にエンジン１の出力軸５が連結されている。リングギヤ８が出力要素であって、そのリングギア８に上記のＭＧ３の出力軸に連結されたドライブギヤ１１が噛み合っている。また、リングギヤ８には、クラッチ１２を介して後述するモーターリダクション機構１３の一部であるドライブギヤ１４が連結されている。サンギヤ７が反力要素となっており、そのサンギヤ７にＭＧ１の出力軸が連結されている。なお、この動力分割機構６が差動作用を行うことにより、ＭＧ１やＭＧ３の回転数に応じてエンジン１の出力軸５の回転数が変化する。そのため、ＭＧ１やＭＧ３の出力を制御することにより、エンジン１の回転数を制御できるように構成されている。

クラッチ１２は、一例として、係合することによりリングギヤ８とドライブギヤ１４とが一体的に回転するように構成されている。クラッチ１２は、要は、リングギヤ８とドライブギヤ１４とをトルク伝達可能に連結する係合機構であり、そのような機能を奏するものであれば適宜な機構を採用できる。例えば、クラッチ１２としては、係合状態および解放状態に加えて半係合状態すなわちスリップ状態を設定して制御することが可能な摩擦係合装置、あるいはシンクロメッシ機構などを利用した同期連結装置などを採用することができる。

また、リングギヤ８を固定するブレーキ１５が図示しないケーシングなどの固定部に一体化されて設けられている。ブレーキ１５としては、例えば摩擦係合装置、あるいはシンクロメッシ機構などを利用した同期連結装置などを採用することができる。クラッチ１２およびブレーキ１５の係合状態および解放状態は、後述する各走行モードに応じて設定される。

モーターリダクション機構１３は、上述したドライブギヤ１４と、そのドライブギヤ１４に噛み合うドリブンギヤ１６と、そのドリブンギヤ１６と同一軸線上に設けられておりドリブンギヤ１６と一体的に回転するカウンタギヤ１７およびギヤ１８とを備えている。カウンタギヤ１７は終減速機であるデファレンシャル１９のリングギヤ２０に噛み合っており、そのデファレンシャル１９からドライブシャフト２１を介して駆動輪２２に動力を伝達するように構成されている。ギヤ１８はＭＧ２の出力軸に連結されたドライブギヤ２３に噛み合っている。

上述した各ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３は、詳細は図示しないが、インバータを介してバッテリに接続されている。そのため、各ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３がモータとして機能する場合の回転数や出力トルクはインバータによって制御されるように構成されている。これと同様に、各ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３が発電機として機能する場合の発電量や回生制動トルクもインバータによって制御されるように構成されている。また、各ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３はインバータを介して、相互に電力を授受できるように構成されている。例えば、後述するシリーズＨＶモードが設定された場合には、エンジン１の動力によりＭＧ１およびＭＧ３を駆動しかつこれらを発電機として機能させ、それらＭＧ１，ＭＧ３が発電した電力をＭＧ２に供給してＭＧ２を電動機として機能させる。すなわち、エンジン１が出力した動力をＭＧ１，ＭＧ３により一旦電力に変換した後、ＭＧ２により再び動力に変換して、その動力を駆動輪２２に伝達することができるように構成されている。

上記のエンジン１および各ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の動作状態を制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）２４が設けられている。ＥＣＵ２４は、一例としてマイクロコンピュータを主体として構成されており、入力されたデータや予め記憶しているデータなどに基づいて演算を行ってその演算の結果としての制御信号をエンジン１、および、各ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３を制御するインバータなどに出力するように構成されている。このＥＣＵ２４には、例えば、車両Ｖｅの車速を検出する車速センサ、車両Ｖｅの前後加速度を検出する加速度センサ、エンジン１の出力軸５の回転速度を検出するエンジン回転数センサ、各ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の回転軸の回転速度を検出するためのレゾルバ、バッテリの充電状態を検出するチャージセンサ、そしてアクセルペダルやアクセルレバーなどによる運転者のアクセル操作を検出するアクセル開度センサなどの各種センサからの検出信号が入力されるようになっている。

この発明に係るハイブリッド車両Ｖｅの制御装置で設定できる走行モードは下記の２つの走行モードに大別することができる。ここで、走行モードとは、上記のクラッチ１２およびブレーキ１５の係合および解放の状態と、エンジン１および各ＭＧ１，ＭＧ２．ＭＧ３の動作状態との組み合わせによって形成される動力の伝達経路である。２つの走行モードのうち一方の走行モードは、ＭＧ１もしくはＭＧ２あるいはＭＧ３のみで発生させた動力によって車両Ｖｅを走行させる走行モードである。この走行モードが設定されている場合には、エンジン１が駆動されていたとしてもその動力は一旦ＭＧ１やＭＧ３によって電力に変換され、その変換された電力によってＭＧ２が駆動される。そのため、エンジン１で発生させた動力は駆動輪に直接的に伝達されない。以下の説明ではこれをシリーズモードと記す。他方の走行モードは、エンジン１を駆動させかつエンジン１の動力の少なくとも一部を使用して車両Ｖｅを走行させる走行モードである。残りのエンジン１の動力はＭＧ１やＭＧ３によって電力に変換される。以下の説明ではこれをパラレルモードと記す。上記のハイブリッド車両Ｖｅは、後述するように、これら２つの走行モードを切り替えて走行することが可能である。

図２には、この発明に係るハイブリッド車両Ｖｅの制御装置において設定することができる走行モードの例における動力分割機構６およびモーターリダクション機構１３についての共線図を示してある。図２の（ａ）は、シリーズＥＶ（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ）モードである。この走行モードはクラッチ１２を解放させ、ブレーキ１５を係合もしくは解放させ、かつエンジン１およびＭＧ１ならびにＭＧ３を停止している状態で、ＭＧ２を正回転すなわち力行制御することにより設定される。ＭＧ２が出力したトルクは、モーターリダクション機構１３やデファレンシャル１９を介して駆動輪２２に伝達される。

上述したシリーズＥＶモードで走行している場合に、エンジン１を始動させ、クラッチ１２を解放させかつブレーキ１５を係合あるいは解放させた場合に設定される走行モードが、図２の（ｂ）に示すシリーズＨＶ（ｈｙｂｒｉｄ ｖｅｈｉｃｌｅ）モードである。この走行モードでは、ＭＧ１やＭＧ３は発電機として機能させられる。この走行モードを設定している場合であってかつブレーキ１５が解放されている場合には、サンギヤ７およびリングギヤ８の回転数はキャリヤ１０の回転数に応じた回転数になる。そのため、ＭＧ１およびＭＧ３を回生制御して、エンジン１で発生させた動力をＭＧ１とＭＧ３とによって一旦電力に変換する。また、ＭＧ１およびＭＧ３の回生制御によってリングギヤ８の回転数をゼロに制御する。一方、ブレーキ１５が係合されている場合には、エンジン１の動力はＭＧ１のみによって一旦電力に変換される。ＭＧ２は、ＭＧ１やＭＧ３からの電力あるいはバッテリからの電力によって力行制御される。そのため、走行モードがシリーズＨＶモードに設定されているハイブリッド車両Ｖｅは、エンジン１が駆動されていたとしても、その動力は駆動輪２２に直接的に伝達されず、ＭＧ２で発生させた動力によって走行する。

図２の（ｃ）は、パラレルＨＶモードである。この走行モードはクラッチ１２を係合させ、ブレーキ１５を解放させ、かつエンジン１を駆動させ、また、ＭＧ１を逆回転させ、ＭＧ３およびＭＧ２を正回転させることにより設定される。すなわち、ＭＧ１で反力トルクを発生させることにより、エンジン１の出力トルクをリングギヤ８を介して駆動輪２２に伝達する。そのためエンジン１とＭＧ２とによって大きな駆動力を発生させてハイブリッド車両Ｖｅを走行させることができる。

図２の（ｄ）は、シリーズＨＶモードの他の例である。この走行モードを設定する場合にはクラッチ１２およびブレーキ１５を共に解放させ、エンジン１を駆動させる。これに加えて、ＭＧ１およびＭＧ３を発電機として機能させることにより動力分割機構６のサンギヤ７およびリングギヤ８ならびにキャリヤ１０の回転数を同じかあるいはほぼ同じにした状態で、ＭＧ２を力行制御することにより設定される。より具体的には、クラッチ１２およびブレーキ１５は共に解放されているため、サンギヤ７およびリングギヤ８の回転数は、エンジン１が連結されているキャリヤ１０の回転数に応じた回転数になる。そのため、ＭＧ１およびＭＧ３の回生制御により、動力分割機構６の各回転要素７，８，１０の回転数を同じかほぼ同じにすることにより図２の（ｄ）に示す走行モードが設定される。この走行モードでは、上述したようにＭＧ１とＭＧ３とが共に発電機として機能するため、すなわちＭＧ１とＭＧ３とによって分担して発電を行うことができる。いずれか一方のモータ・ジェネレータのみを使用して発電を行う場合に比較してＭＧ１およびＭＧ３のそれぞれの回転数を低くすることができるため、発電を行うことによるＭＧ１およびＭＧ３に対する負荷を低減することができる。すなわちＭＧ１およびＭＧ３のそれぞれのエネルギ効率が良い動作領域あるいは動作点を使用した発電が可能になる。上述したエネルギ効率が良い動作領域あるいは動作点としては、一例としてモータートルクが相対的に小さい低トルク領域と称される動作領域や、低トルク領域でのモータートルクよりもモータートルクが大きい中トルク領域と称される動作領域などが挙げられる。したがって、例えば大きな発電要求がある場合にはこの走行モードを設定することが好ましい。なお、ＭＧ１とＭＧ３とによってエンジン１の回転数を制御することもできるので、エンジン１をエネルギ効率が良い運転点で運転させることもできる。

この発明におけるハイブリッド車両Ｖｅは、上述したシリーズモードとパラレルモードとを切り替えて走行することが可能である。図３には、シリーズモードからパラレルモードに切り替える場合における動力分割機構６およびモーターリダクション機構１３についての共線図を示してある。現時点では、車両Ｖｅが低速で走行していることにより、図３の（ａ）に示すように、シリーズＨＶモードが設定されている。このシリーズＨＶモードが設定されている場合においては、上述したように、クラッチ１２は解放され、ブレーキ１５は係合されている。

その後、例えば、アクセルが踏み込まれることにより大きな駆動要求量すなわち大きな駆動力が要求され、パラレルＨＶモードで走行する必要がある場合には、図３の（ｂ）に示すように、先ず、ブレーキ１５が解放される。ブレーキ１５が解放されると、動力分割機構６のリングギヤ８の回転数がキャリヤ１０の回転によって上昇される。そのため、ブレーキ１５を解放することに続けてもしくはこれと並行して、ＭＧ１およびＭＧ３が回生制御される。具体的には、エンジン１を駆動させた状態で、ＭＧ１の回生制動トルクを増大させることによりＭＧ１の回転数すなわちサンギア７の回転数を低下させる。これに対して、ＭＧ３に対してはその回生制動トルクを低減することにより、ＭＧ３の回転数を上昇させる。そして、ＭＧ３の回転数とリングギヤ８の回転数とが同期した状態で、図３の（ｃ）に示すように、クラッチ１２が係合されることによりパラレルＨＶモードへの切り替えが完了する。

図４には、パラレルモードからシリーズモードに切り替える場合における動力分割機構６およびモーターリダクション機構１３についての共線図を示してある。現時点では、車両Ｖｅが高速で走行していることにより、図４の（ａ）に示すように、パラレルＨＶモードが設定されている。このパラレルＨＶモードが設定されている場合においては、上述したように、クラッチ１２は係合され、ブレーキ１５は解放されている。

その後、例えば、駆動要求量が減少されてシリーズＨＶモードで走行する必要がある場合には、図４の（ｂ）に示すように、先ず、クラッチ１２が解放される。クラッチ１２が解放されることに続けてもしくはこれと並行して、ＭＧ１およびＭＧ３が回生制御される。具体的には、エンジン１を駆動させた状態で、ＭＧ３は、エンジン１の出力軸５のトルクよりも大きな回生制動トルクを生じるように制御される。そのため、ＭＧ３の回生制動トルクによってエンジン１の出力軸５のトルクが相殺され、かつ、残りの回生制動トルクによりＭＧ３の回転数すなわちリングギヤ８の回転数が低下させられる。これに対して、ＭＧ１に対してはその回生制動トルクを低減することにより、ＭＧ１の回転数を上昇させる。そして、ＭＧ３の回転数がゼロになった状態で、図４の（ｂ）に示すように、ブレーキ１５が係合されることによりシリーズＨＶモードへの切り替えが完了する。

以上のように、この発明に係るハイブリッド車両Ｖｅの制御装置によれば、ＭＧ１およびＭＧ３を共に回生制御しながらリングギヤ８の回転数を制御することができるため、エンジン１を駆動させた状態でハイブリッド車両Ｖｅの走行状態を切り替えることができる。特にシリーズＨＶモードが設定されている場合においては、ＭＧ１とＭＧ３とによって回生制御を行うため、各ＭＧ１，ＭＧ３でのエネルギ損失が少ない低トルク領域や中トルク領域を使用した発電が可能になる。また、リングギヤ８の回転数をＭＧ３によって直接的に変更できるため、従来に比較して速やかに走行状態を切り替えることができる。さらに、走行状態を切り替える場合において、ＭＧ１およびＭＧ３を回生制御するため、この発明に係るハイブリッド車両の制御装置のエネルギ効率を向上させることができる。そして、この発明に係るハイブリッド車両の制御装置においては、上述したように、動力分割機構６のサンギア７にＭＧ１が連結され、リングギヤ８にＭＧ３が動力伝達可能に連結されている。そのため、ＭＧ３を使用してエンジン１をクランキングすれば、ＭＧ１でエンジン１をクランキングする場合に比較してエンジン１の回転数を速やかに上昇させることができる。すなわち、従来に比較して速やかにエンジンを始動させることができる。

１…内燃機関、 ２…第１電動機（ＭＧ１）、３…第２電動機（ＭＧ２）、 ４…第３電動機（ＭＧ３）、 ６…動力分割機構、 Ｖｅ…ハイブリッド車両。

Claims (3)

1. 内燃機関が出力する動力によって駆動されて発電する機能を有する第１電動機と、前記第１電動機から供給される電力によって駆動されて出力部材に動力を付与する第２電動機と、前記第１電動機と前記第２電動機との間に設けられて前記内燃機関の出力した動力を前記第１電動機と前記出力部材側とに分配する動力分配機構とを備えたハイブリッド車両の走行状態を、前記第２電動機および前記出力部材を前記動力分割機構から切り離して前記第２電動機の動力で走行する電動車両状態と、前記内燃機関が出力する動力の少なくとも一部を使用して走行するハイブリッド車両状態とに設定することができるハイブリッド車両の制御装置において、
   前記内燃機関が出力する動力によって駆動されて発電する機能を有する第３電動機が前記ハイブリッド車両に設けられており、
   前記電動車両状態が設定されている場合に、前記動力分配機構から分配された前記内燃機関の動力によって前記第１電動機および前記第３電動機を駆動して発電するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記動力分配機構は、サンギヤと、前記サンギヤと同心円上に配置されたリングギヤと、前記サンギヤと前記リングギヤとに噛み合っているピニオンギヤを保持しているキャリヤとを回転要素として差動作用を行うシングルピニオン型遊星歯車機構によって構成され、
   前記サンギヤに前記第１電動機が連結され、前記リングギヤに前記第３電動機および前記出力部材ならびに前記第２電動機が動力伝達可能に連結され、前記キャリヤに前記内燃機関が連結されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記リングギヤを固定するブレーキと、
   前記リングギヤと前記出力部材および前記第２電動機とを選択的に連結するクラッチとが前記ハイブリッド車両に設けられており、
   前記ハイブリッド車両状態から前記電動車両状態に切り替える場合に、前記内燃機関を駆動した状態で、前記クラッチによる前記リングギヤと前記出力部材および前記第２電動機との連結を解除し、かつ、前記内燃機関の動力によって駆動されて発電している前記第１電動機および前記第３電動機によって前記リングギヤの回転数をゼロにした状態で前記ブレーキによって前記リングギヤを固定し、
   前記電動車両状態から前記ハイブリッド車両状態に切り替える場合に、前記内燃機関を駆動した状態で、前記ブレーキによる前記リングギヤの固定を解除し、かつ、前記内燃機関の動力によって駆動されて発電している前記第３電動機の回転数を前記リングギヤの回転数に同期させ、前記第３電動機の回転数と前記リングギヤの回転数とが同期している状態でこれらを前記クラッチによって連結するように構成されている
   ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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