JP4259481B2 - ハイブリッド車のモード遷移制御装置およびモード遷移制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンとモータを駆動力発生源とするハイブリッド車のモード遷移制御装置およびモード遷移制御方法に関する。

従来のエンジンとモータを駆動力発生源とするハイブリッド車のモード遷移制御装置では、所定のモード遷移許可条件（例えば、車速とアクセル開度）を満足したとき、電気自動車走行モードからハイブリッド車走行モードへとモード遷移を行っている。そして、高駆動力要求時には、目標エンジン回転数を駆動力要求に応じた所望の回転数よりも高めに設定し、エンジンクラッチをスリップさせて発進することにより、モード遷移に要する時間の短縮化を図るハイブリッド車両の駆動制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−６８３３５号公報

しかしながら、従来技術では、所定のモード遷移許可条件を満足した時点でモード遷移を開始しているため、エンジンクラッチの締結開始からエンジンクラッチが完全締結されるまで、すなわち、モード遷移開始からモード遷移が完了するまでに遅れが生じ、最適なモード遷移タイミング、すなわちモード遷移許可条件を満足した時点でモード遷移を完了することができないという問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、電気自動車走行モードからハイブリッド車走行モードへのモード遷移を、最適なタイミングから遅れることなく実施できるハイブリッド車のモード遷移制御装置およびモード遷移制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド車のモード遷移制御方法では、駆動力発生源としてエンジンとモータを有し、前記エンジンとモータと出力部材を連結する駆動力合成変速機と、前記エンジンと駆動力合成変速機との間に設けられたエンジンクラッチと、所定のモード遷移許可条件により、電気自動車走行モードからハイブリッド車走行モードへのモード遷移を開始するモード遷移制御手段と、を備えたハイブリッド車において、
前記電気自動車走行モードのとき、駆動力要求の高さをあらわす駆動力要求値があらかじめ設定された駆動力要求しきい値を超えた場合、前記モード遷移許可条件となるよりもより早い時点でモード遷移を開始することを特徴とする。
ここで、「電気自動車走行モード」とは、エンジンクラッチを解放しモータの駆動力で走行するモードをいう。また、「ハイブリッド車走行モード」とは、エンジンクラッチを締結しエンジンおよびモータの駆動力により走行するモードをいう。

よって、本発明にあっては、電気自動車走行モードからハイブリッド車走行モードへのモード遷移開始タイミングを、所定のモード遷移許可条件（例えば、車速とアクセル開度）を満足する時点よりも早いタイミングで行うため、モード遷移を最適なタイミングから遅れることなく実施できる。

以下、本発明のハイブリッド車のモード遷移制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
［ハイブリッド車の駆動系構成］
図１は、実施例１のハイブリッド車の駆動系を示す全体システム図である。実施例１におけるハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、エンジンＥと、第１モータジェネレータMG1（モータ）と、第２モータジェネレータMG2（モータ）と、出力ギヤOG（出力部材）と、駆動力合成変速機TMと、を有する。

前記エンジンＥは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１からの目標エンジントルク指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。

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は、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータである。この同期型モータジェネレータは、インナーロータIRとステータＳとアウターロータORとを径方向に重ね合わせた多層モータCMのうち、アウターロータORとステータＳとで第１モータジェネレータMG1を構成し、アウターロータORとステータＳとで第２モータジェネレータMG2を構成する。このインナーロータIRとアウターロータORとは、ステータＳに対し、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流を印加することによりそれぞれ独立に制御される。

駆動力合成変速機TMは、ラビニョウ型遊星歯車列PGRと、ローブレーキLBと、を有し、前記ラビニョウ型遊星歯車列PGRは、第１サンギヤS1と、第１ピニオンP1と、第１リングギヤR1と、第２サンギヤS2と、第２ピニオンP2と、第２リングギヤR2と、互いに噛み合う第１ピニオンP1と第２ピニオンP2とを支持する共通キャリアPCと、によって構成されている。つまり、ラビニョウ型遊星歯車PGRは、第１サンギヤS1と、第１リングギヤR1と、第２サンギヤS2と、第２リングギヤR2と、共通キャリアPCと、の５つの回転要素を有する。この５つの回転要素に対する入出力部材の連結関係について説明する。

第１サンギヤS1には、第１モータジェネレータMG1が連結されている。前記第１リングギヤR1は、ローブレーキLBを介してケースに固定可能に設けられている。前記第２サンギヤS2には、第２モータジェネレータMG2が連結されている。前記第２リングギヤR2には、エンジンクラッチECを介してエンジンＥが連結されている。前記共通キャリアPCには、出力ギヤOGが直結されている。なお、出力ギヤOGからは、図外のディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右の駆動輪に駆動力が伝達される。

上記連結関係により、図２に示す共線図上において、第１モータジェネレータMG1（第１サンギヤS1）、エンジンＥ（第２リングギヤR2）、出力ギヤOG（共通キャリアPC）、ローブレーキLB（第１リングギヤR1）、第２モータジェネレータMG2（第２サンギヤS2）の順に配列され、ラビニョウ型遊星歯車列PGRの動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデルを導入することができる。

ここで、「共線図」とは、差動歯車のギヤ比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数（回転速度）をとり、横軸に各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギヤとリングギヤの歯数比に基づく共線図レバー比になるように配置したものである。

エンジンクラッチECとローブレーキLBは、後述する油圧制御装置５からの油圧により締結される多板摩擦クラッチと多板摩擦ブレーキであり、エンジンクラッチECは、図２の共線図上において、エンジンＥと共に第２リングギヤR2の回転速度軸と一致する位置に配置され、ローブレーキLBは、図２の共線図上において、第１リングギヤR1の回転速度軸（出力ギヤOGの回転速度軸と第２サンギヤS2の回転速度軸との間の位置）に配置される。

［ハイブリッド車の制御系構成］
実施例１におけるハイブリッド車の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、油圧制御装置５と、統合コントローラ（モード遷移制御手段）６と、アクセル開度センサ７と、車速センサ８と、エンジン回転数センサ９と、第１モータジェネレータ回転数センサ１０と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１と、第２リングギヤ回転数センサ（入力部材回転速度検出手段）１２と、を有して構成されている。

前記エンジンコントローラ１は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APとエンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neを入力する統合コントローラ６からの目標エンジントルク指令に応じ、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。

前記モータコントローラ２は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ１０，１１からのモータジェネレータ回転数N1,N2を入力する統合コントローラ６からの目標モータジェネレータトルク指令に応じ、第１モータジェネレータMG1のモータ動作点（N1,T1）と、第２モータジェネレータMG2のモータ動作点（N2,T2）と、をそれぞれ独立に制御する指令（デバイス制御信号）をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２からは、バッテリ４の充電状態をあらわすバッテリS.O.Cの情報が統合コントローラ６に対して出力される。

前記インバータ３は、前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2との各ステータコイルに接続され、モータコントローラ２からの指令により独立した三相交流を作り出す。このインバータ３には、力行時に放電し回生時に充電するバッテリ４が接続されている。

前記油圧制御装置５は、統合コントローラ６からの油圧指令を受け、エンジンクラッチECと、ローブレーキLBと、の締結油圧制御および解放油圧制御を行う。この締結油圧制御および解放油圧制御には、滑り締結制御や滑り解放制御による半クラッチ制御も含む。

前記統合コントローラ６は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APと、車速センサ８からの車速VSPと、エンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neと、第１モータジェネレータ回転数センサ１０からの第１モータジェネレータ回転数N1と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１からの第２モータジェネレータ回転数N2と、第２リングギヤ回転数センサ１２からのエンジン入力回転速度（入力部材回転速度）ωi等の情報を入力し、所定の演算処理を行う。そして、エンジンコントローラ１、モータコントローラ２、油圧制御装置５に対し演算処理結果にしたがって制御指令を出力する。

なお、統合コントローラ６とエンジンコントローラ１、および、統合コントローラ６とモータコントローラ２とは、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線１４、１５により接続されている。

［ハイブリッド車の走行モード］
実施例１のハイブリッド車における走行モードとしては、電気自動車無段変速モード（以下、「EVモード」という。）と、電気自動車固定変速モード（以下、「EV-LBモード」という。）と、ハイブリッド車固定変速モード（以下、「LBモード」という。）と、ハイブリッド車無段変速モード（以下、「E-iVTモード」という。）と、を有する。なお、前記「EVモード」と前記「EV-LBモード」とが「電気自動車走行モード」であり、前記「LBモード」と前記「E-iVTモード」が「ハイブリッド車走行モード」である。

前記「EVモード」は、図２(a)の共線図に示すように、二つのモータジェネレータMG1.MG2のみで走行する無段変速モードであり、エンジンＥは駆動（最低域回転数制御）でエンジンクラッチECは解放である。

前記「EV-LBモード」は、図２(b)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結した状態で、二つのモータジェネレータMG1,MG2のみで走行する固定変速モードであり、エンジンＥは駆動（最低域回転数制御）でエンジンクラッチECは解放である。第１モータジェネレータMG1から出力Outputへの減速比、および、第２モータジェネレータMG2から出力Outputへの減速比が大きいので駆動力が大きく出るモードである。

前記「LBモード」は、図２(c)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結した状態で、エンジンＥとモータジェネレータMG1,MG2で走行する固定変速モードであり、エンジンＥは運転でエンジンクラッチECは締結である。エンジンＥとモータジェネレータMG1,MG2から出力Outputへの減速比が大きいので駆動力が大きく出るモードである。

前記「E-iVTモード」は、図２(d)の共線図に示すように、エンジンＥとモータジェネレータMG1,MG2で走行する無段変速モードであり、エンジンＥは運転でエンジンクラッチECは締結である。

そして、前記４つの走行モードのモード遷移制御は、統合コントローラ６により行われる。すなわち、統合コントローラ６には、要求駆動力Fdrv（アクセル開度APにより求められる。）と車速VSPとバッテリS.O.Cによる三次元空間に、図３に示すような前記４つの走行モードを割り振った走行モードマップが予め設定されていて、車両の停止時や走行時には、要求駆動力Fdrvと車速VSPとバッテリS.O.Cの各検知値により走行モードマップが検索され、要求駆動力Fdrvと車速VSPにより決まる車両動作点やバッテリ充電量に応じて最適な走行モードが選択される。なお、図３は三次元走行モードマップをバッテリS.O.Cが充分な容量域のある値で切り取ることにより、要求駆動力Fdrvと車速VSPとの二次元によりあらわした走行モードマップの一例である。

前記走行モードマップの選択により、「EVモード」と「EV-LBモード」との間においてモード遷移を行う場合、図４に示すように、ローブレーキLBの締結・解放が行われる。「E-iVTモード」と「LBモード」との間においてモード遷移を行う場合、図４に示すように、ローブレーキLBの締結・解放が行われる。また、「EVモード」と「E-iVTモード」との間においてモード遷移を行う場合、図４に示すように、エンジンクラッチECの締結・解放が行われる。「EV-LBモード」と「LBモード」との間においてモード遷移を行う場合、図４に示すように、エンジンクラッチECの締結・解放が行われる。

図５は、実施例１の電気自動車走行モード（EV-LBモード，EVモード）からハイブリッド車走行モード（LBモード，E-iVTモード）へのモード遷移時にのみ用いられる走行モードマップである。この走行モードマップにおいて、電気自動車走行モードからハイブリッド車走行モードへのモード遷移許可条件は、エンジン入力回転速度ωiとエンジン入力回転加速度dωi/dtとから、以下の式(1)のように設定されている。
ωi＋dωi/dt×Ｋ>Ａ …(1)
ここで、Ｋはゲイン、Ａはあらかじめ設定された駆動力要求しきい値である。

次に、作用を説明する。
［モード遷移制御処理］
図６は、実施例１の統合コントローラ６で実行されるモード遷移制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、この制御処理は、所定の制御周期毎に実行される。

ステップS1では、現在の走行モードが電気自動車走行モードか否か、すなわち、EVモードまたはEV-LBモードであるか否かを判定する。YESの場合にはステップS2へ移行し、NOの場合にはステップS7へ移行する。

ステップS2では、図５の走行モードマップを参照し、エンジン入力回転速度ωiとエンジン入力回転加速度dωi/dtとから、要求モードを演算し、ステップS3へ移行する（駆動力要求検出手段に相当）。ここで、要求モードは、エンジン入力回転速度（回転数）ωiと、エンジン入力回転加速度dωi/dtにゲインＫを乗じた値との和が、駆動力要求しきい値Ａ以下である場合には、電気自動車走行モードとし、駆動力要求しきい値Ａを超えている場合には、ハイブリッド車走行モードとする。

ステップS3では、ステップS2で演算した要求モードがハイブリッド車走行モード、すなわち、LBモードまたはE-iVTモードであるか否かを判定する。YESの場合にはステップS4へ移行し、NOの場合にはステップS7へ移行する。

ステップS4では、エンジンクラッチECを締結してハイブリッド車走行モード（LBモードまたはE-iVTモード）に遷移し、ステップS5へ移行する。

ステップS5では、エンジンクラッチECの締結開始から完了までに要した時間を演算し、ステップS6へ移行する。

ステップS6では、ステップS5の演算結果に基づき、ゲインＫを補正してリターンへ移行する。

ステップS7では、図３の走行モードマップを参照して要求モードを演算し、ステップS8へ移行する。

ステップS8では、ステップS7で演算された要求モードに応じて走行モードを設定し、リターンへ移行する。

すなわち、電気自動車走行モード（EVモードまたはEV-LBモード）で走行している場合には、図６のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2へと進み、ステップS2では、図５のマップから、入力軸回転速度ωiと入力軸回転加速度dωi/dtに基づいて要求モードが演算される。続いて、ステップS3において、要求モードがハイブリッド車走行モード（LBモードまたはE-iVTモード）であると判定された場合には、ステップS4→ステップS5→ステップS6へと進み、ステップS4では、エンジンクラッチECの締結によりハイブリッド車走行モードへのモード遷移が実行される。さらに、ステップS6では、エンジンクラッチECの締結時間に応じてゲインＫが補正される。

ステップS3において、要求モードが電気自動車走行モードであると判定された場合には、ステップS3→ステップS7→ステップS8へと進み、ステップS7では、図３のマップから、要求駆動力Fdrvと車速VSPに基づいて要求モードが演算され、ステップS8では、要求モードに応じて走行モードが設定される。また、ハイブリッド車走行モード（LBモードまたはE-iVTモード）で走行している場合も、ステップS1→ステップS7→ステップS8へと進む流れとなる。

［要求モード演算制御］
図７は、図６のステップS2で実行される要求モード演算制御処理の流れを示す制御ブロック図であり、まず、ブロック201は、エンジン入力回転速度ωiを微分してエンジン入力回転加速度dωi/dtを演算する微分器（入力部材回転加速度検出手段）であり、微分結果をブロック203へ出力する。

ブロック202では、エンジン水温TWNに基づくゲイン補正値Ｋ1、駆動力合成変速機TMの変速比ωi/ωoに基づくゲイン補正値Ｋ2、変速モードに応じたゲイン補正値Ｋ3をそれぞれ算出し、ブロック203へ出力する。

ここで、ゲイン補正値Ｋ1は、図８に示すように、エンジン水温TWNが低いほど大きな値となるように設定されている。また、ゲイン補正値Ｋ2は、図９に示すように、変速比ωi/ωoが大きいほど、すなわちロー変速比ほど大きな値となるように設定されている。ゲイン補正値Ｋ3は、現在の走行モードが無段変速モード（EVモード）である場合には、固定変速モード（EV-LBモード）である場合よりも大きな値となるように設定されている。例えば、EV-LBモードでのゲイン補正値Ｋ3を１としたとき、EVモードでのゲイン補正値Ｋ3を１よりも大きな値（1.5等）とする。

ブロック203では、ゲインＫにブロック202で設定された３つのゲイン補正値Ｋ1,Ｋ2,Ｋ3を乗算してＫを補正し、補正後のＫをエンジン入力回転加速度dωi/dtに乗じた値をブロック204へ出力する。ブロック204は、入力軸回転速度ωiとブロック203の出力Ｋ×dωi/dtとを加算する加算器であり、加算値をブロック205へ出力する。

ブロック205では、ブロック204の出力が駆動力要求しきい値Ａよりも大きいかどうかを判定する。ブロック206は、ブロック204の判定結果から、ブロック204の出力がＡよりも大きい場合には、１を出力し、ブロック204の出力がＡ以下である場合には、ゼロを出力するスイッチである。

ブロック207では、ブロック206から１が出力されたとき、モード遷移許可フラグがセット（＝１）されて、ブロック206からゼロが出力されたとき、モード遷移許可フラグがリセット（＝０）される。そして、モード遷移許可フラグがセットされた場合、ハイブリッド車走行モードが要求モードとなり、モード遷移許可フラグがリセットされた場合、電気自動車走行モードが要求モードとなる。

［従来のモード遷移方法の問題点］
図１０に示すように、従来のハイブリッド車両において、電気自動車走行モードからハイブリッド車走行モードへのモード遷移許可条件は、車速とアクセル開度により求めた要求駆動力に基づいて設定されていた（ここでは、説明の簡略化のため、バッテリS.O.Cについては考慮しない）。

ところが、従来技術では、高駆動力要求時、車速と要求駆動力（アクセル開度）がモード遷移許可条件となるモード遷移許可ラインに到達した時点でモード遷移を開始しているため、モード遷移が完了するまでに遅れが生じるという問題があった。

図１１は、車速と要求駆動力に基づいてモード遷移許可条件を行った場合の、エンジン入力軸回転数とエンジン回転数を時系列で示したものであり、エンジン入力回転数がモード遷移許可条件となる値に到達した時点でエンジンクラッチを締結させた場合、エンジン回転数をエンジン入力回転数まで引き上げるのに時間を要するため、モード遷移許可条件に対応するエンジン入力回転数となった時点から、実際にモード遷移が完了するまでに遅れが生じている。特に、要求駆動力の増加量、すなわち、エンジン入力回転加速度が大きいほど、この遅れがより一層大きくなるため、エンジンクラッチ締結時にクラッチの負荷が過大となり、耐久性が低下する。また、移行タイミングが遅れるほど、エンジン入力回転数とエンジンとの回転数差が大きくなり、クラッチ締結による出力変動を伴うという問題があった。

［モード遷移制御作用］
これに対し、実施例１では、電気自動車走行モードのとき、エンジン入力回転速度ωiとエンジン入力回転加速度dωi/dtとから、図５の走行モードマップを参照して要求モードを判定し、エンジン入力回転速度ωiと、エンジン入力回転加速度dω/dtにゲインＫを乗じた値との和が、駆動力要求しきい値Ａを超えたとき、要求モードをハイブリッド車走行モードとしてエンジンクラッチECを締結し、ハイブリッド車走行モードへと移行する。すなわち、車速とアクセル開度に応じたモード遷移許可条件が成立する前にモード遷移を開始するため、最適なタイミング（モード遷移許可条件成立時）から遅れることなくモード遷移を実施できる（図１２）。

また、実施例１では、エンジン入力回転速度ωiとエンジン入力回転加速度dωi/dtとに基づいてモード遷移開始タイミングを設定するため、過渡状態も考慮した最適な移行タイミングを設定でき、さらに、式(1)に基づき、エンジン入力回転速度ωiまたはエンジン入力回転加速度dωi/dtが高いほど、より早めにエンジンクラッチECを締結するため、エンジンクラッチECにかかる負荷を抑えることができ、耐久性の向上を図ることができる。

［エンジン水温に応じたゲインＫ設定作用］
実施例１では、モード要求を演算するゲインＫを、エンジン水温TWNが低いほど大きくする。すなわち、低水温では、エンジンフリクションが大きく、エンジン始動に時間がかかることが想定されるため、ゲインＫの値を高水温時よりも大きく設定することで、エンジン水温TWNの違いによりエンジン始動時間が異なるような条件下であっても、ハイブリッド車走行モードへの移行タイミングをより最適なタイミングに近づけることができる。

［変速比に応じたゲインＫ設定作用］
実施例１では、ゲインＫを、駆動力合成変速機TMの変速比ωi/ωoが大きいほど大きくする。すなわち、ロー変速比では、入力軸回転速度が大きい分、エンジン始動に時間がかかることが想定されるため、変速比ωi/ωoが大きいほどゲインＫを大きく設定することで、変速比ωi/ωoの違いによりエンジンの始動時間が異なることが想定される運転条件であっても、ハイブリッド車走行モードへの移行タイミングをより最適なタイミングに近づけることができる。

［走行モードに応じたゲインＫ設定作用］
実施例１では、固定変速モードよりも無段変速モードでゲインＫを大きくする。すなわち、無段変速モードでは、固定変速モードよりもエンジン始動時の負荷が大きいため、エンジン始動に時間がかかることが想定される。よって、無段変速モードでは固定変速モードよりもゲインＫを大きく設定することで、走行モードの違いによりエンジンの始動時間が異なることが想定される運転条件であっても、ハイブリッド車走行モードへの移行タイミングをより最適なタイミングに近づけることができる。

［エンジンクラッチの締結時間に応じたゲインＫ補正作用］
実施例１では、エンジンクラッチECの締結時間に基づいてゲインＫを補正するため、エンジン始動時間が想定通りとならなかった場合には、ゲイン設定によりモード遷移開始タイミングを変更することができるので、エンジン始動性について、未知の影響因子（例えば、エンジンクラッチECの経時変化）があっても、ハイブリッド車走行モードへの移行タイミングをより最適なタイミングに近づけることができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車のモード遷移制御装置およびモード遷移制御方法にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 駆動力発生源としてエンジンＥとモータを有し、エンジンＥと第１，第２モータジェネレータMG1,MG2と出力ギヤOGを連結する駆動力合成変速機TMと、エンジンＥと駆動力合成変速機TMとの間に設けられたエンジンクラッチECと、所定のモード遷移許可条件により、電気自動車走行モードからハイブリッド車走行モードへのモード遷移を開始する統合コントローラ６と、を備えたハイブリッド車において、駆動力要求の高さをあらわす駆動力要求値を算出する駆動力要求検出手段（ステップS2）を備え、統合コントローラ６は、電気自動車走行モードのとき、駆動力要求値があらかじめ設定された駆動力要求しきい値Ａを超えた場合、車速とアクセル開度に応じたモード遷移許可条件が成立する時点よりもより早い時点でモード遷移を開始する。よって、最適なタイミングから遅れることなくモード遷移を実施できる。また、エンジンクラッチECにかかる負荷を小さく抑えることができる。

(2) 第２リングギヤR2の回転速度を検出する第２リングギヤ回転数センサ１２と、第２リングギヤR2の回転加速度を検出するエンジン入力回転加速度検出手段（ブロック202）と、を備え、駆動力要求検出手段は、エンジン入力回転速度ωiとエンジン入力回転加速度dωi/dtとに基づいて駆動力要求の高さを検出する。よって、過渡状態も考慮したより正確な駆動力要求を検出でき、ハイブリッド車走行モードへの移行タイミングをより最適なタイミングに近づけることができる。

(3) 統合コントローラ６は、エンジン入力回転速度ωiとエンジン入力回転加速度dωi/dtとに応じてあらかじめ設定されたモード遷移マップ（図５）に基づいて、モード遷移を開始する。よって、エンジン入力回転加速度dωi/dt相当の値を任意に設定できるので、状況に応じてハイブリッド車走行モードへの移行タイミングを最適に設定できる。

(4) 駆動力要求検出手段は、エンジン入力回転速度ωiと、エンジン入力回転加速度dωi/dtにゲインＫを乗じた値との和により駆動力要求値を算出し、統合コントローラ６は、駆動力要求値があらかじめ設定された駆動力要求しきい値Ａを超えたとき、モード遷移を開始する。よって、エンジン入力回転加速度dωi/dtにかかわらず、ハイブリッド車走行モードへの移行タイミングをより最適なタイミングに設定できる。

(5) 駆動力要求検出手段は、エンジン水温TWNが低いほど、ゲインＫを大きくするため、エンジン水温TWNにかかわらず、ハイブリッド車走行モードへの移行タイミングをより最適なタイミングに設定できる。

(6) 駆動力要求検出手段は、駆動力合成変速機TMの変速比ωi/ωoが大きいほど、ゲインＫを大きくするため、変速比ωi/ωoにかかわらず、ハイブリッド車走行モードへの移行タイミングをより最適なタイミングに設定できる。

(7) 駆動力要求検出手段は、無段変速モードで走行している場合には、固定変速モードで走行している場合よりもゲインＫを大きくするため、走行モードにかかわらず、ハイブリッド車走行モードへの移行タイミングをより最適なタイミングに設定できる。

(8) 駆動力要求検出手段は、エンジンクラッチECの締結に要した時間を学習し、学習した値に基づいてゲインＫを補正するため、エンジン始動性について未知の影響因子があっても、ハイブリッド車走行モードへの移行タイミングをより最適なタイミングに近づけることができる。

（他の実施例）
以上、本発明のハイブリッド車のモード遷移制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

例えば、実施例１では、入力部材回転数としてエンジン入力回転数を用いた例を示したが、モータジェネレータ回転数を入力部材回転数としても良い。このとき、実施例１のように２つのモータジェネレータN1,N2を有する構成の場合には、２つのモータジェネレータの回転数N1,N2の絶対値を比較して値が大きい方を入力部材回転数とする。また、入力部材回転加速度も同様に、絶対値の値が大きい方を用いる。

実施例１では、駆動力発生源としてエンジンと２つのモータジェネレータを有するエンジンクラッチ付きハイブリッド車の例を示したが、本願発明は、図１３に示すように、駆動力発生源としてエンジンと１つ以上のモータを有し、電気自動車走行モードとハイブリッド車走行モードとの間でモード遷移可能なエンジンクラッチ付きのパラレル型ハイブリッド車に適用できる。また、駆動力合成変速機としてラビニョウ型遊星歯車列を有する例を示したが、例えば、複数の単純遊星歯車列を備えた差動装置等を有する駆動力合成変速機にも適用することができる。

実施例１のハイブリッド車を示す全体システム図である。 実施例１のハイブリッド車に採用されたラビニョウ型遊星歯車列による各走行モードをあらわす共線図である。 実施例１のハイブリッド車での走行モードマップの一例を示す図である。 実施例１のハイブリッド車での４つの走行モード間におけるモード遷移経路を示す図である。 実施例１の電気自動車走行モードからハイブリッド車走行モードへのモード遷移時にのみ用いられる走行モードマップである。 実施例１の統合コントローラ６で実行されるモード遷移制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の要求モード演算制御処理の流れを示す制御ブロック図である。 エンジン水温TWNに応じたゲイン補正値Ｋ1の設定マップである。 変速比ωi/ωoに応じたゲイン補正値Ｋ2の設定マップである。 従来のハイブリッド車において、電気自動車走行モードからハイブリッド車走行モードへのモード遷移時に用いられる走行モードマップである。 従来のモード遷移制御の問題を示す図である。 実施例１のモード遷移制御作用を示す図である。 本願発明が適用可能なハイブリッド車の駆動系の構成を示す図である。

符号の説明

Ｅ エンジン
MG1 第１モータジェネレータ（モータ）
MG2 第２モータジェネレータ（モータ）
OG 出力ギヤ（出力部材）
TM 駆動力合成変速機
PGR ラビニョウ型遊星歯車列
EC エンジンクラッチ
LB ローブレーキ
１ エンジンコントローラ
２ モータコントローラ
３ インバータ
４ バッテリ
５ 油圧制御装置
６ 統合コントローラ
６ａ 目標回転数演算部
６ｂ トルク指令値設定部
７ アクセル開度センサ
８ 車速センサ
９ エンジン回転数センサ
１０ 第１モータジェネレータ回転数センサ
１１ 第２モータジェネレータ回転数センサ
１２ 第２リングギヤ回転数センサ

Claims (8)

1. 駆動力発生源としてエンジンとモータを有し、前記エンジンとモータと出力部材を連結する駆動力合成変速機と、前記エンジンと駆動力合成変速機との間に設けられたエンジンクラッチと、所定のモード遷移許可条件により、電気自動車走行モードからハイブリッド車走行モードへのモード遷移を開始するモード遷移制御手段と、を備えたハイブリッド車において、
   駆動力要求の高さをあらわす駆動力要求値を算出する駆動力要求検出手段を備え、
   前記モード遷移制御手段は、前記電気自動車走行モードのとき、前記駆動力要求値があらかじめ設定された駆動力要求しきい値を超えた場合、前記モード遷移許可条件となるよりもより早い時点で前記モード遷移を開始することを特徴とするハイブリッド車のモード遷移制御装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車のモード遷移制御装置において、
   前記駆動力合成変速機の入力部材の回転速度を検出する入力部材回転速度検出手段と、
   前記入力部材の回転加速度を検出する入力部材回転加速度検出手段と、
   を備え、
   前記駆動力要求検出手段は、前記入力部材回転速度と前記入力部材回転加速度に基づいて前記駆動力要求値を算出することを特徴とするハイブリッド車のモード遷移制御装置。
3. 請求項２に記載のハイブリッド車のモード遷移制御装置において、
   前記駆動力要求検出手段は、前記入力部材回転速度と、前記入力部材回転加速度にゲインを乗じた値との和により前記駆動力要求値を算出することを特徴とするハイブリッド車のモード遷移制御装置。
4. 請求項３に記載のハイブリッド車のモード遷移制御装置において、
   前記駆動力要求検出手段は、前記エンジン水温が低いほど、前記ゲインを大きくすることを特徴とするハイブリッド車のモード遷移制御装置。
5. 請求項３または請求項４に記載のハイブリッド車のモード遷移制御装置において、
   前記駆動力要求検出手段は、前記駆動力合成変速機の変速比が大きいほど、前記ゲインを大きくすることを特徴とするハイブリッド車のモード遷移制御装置。
6. 請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載のハイブリッド車のモード遷移制御装置において、
   前記駆動力要求検出手段は、無段変速モードで走行している場合には、固定変速モードで走行している場合よりも前記ゲインを大きくすることを特徴とするハイブリッド車のモード遷移制御装置。
7. 請求項３ないし請求項６のいずれか１項に記載のハイブリッド車のモード遷移制御装置において、
   前記駆動力要求検出手段は、前記エンジンクラッチの締結に要した時間を学習し、学習した値に基づいて前記ゲインを補正することを特徴とするハイブリッド車のモード遷移制御装置。
8. 駆動力発生源としてエンジンとモータを有し、前記エンジンとモータと出力部材を連結する駆動力合成変速機と、前記エンジンと駆動力合成変速機との間に設けられたエンジンクラッチと、所定のモード遷移許可条件により、電気自動車走行モードからハイブリッド車走行モードへのモード遷移を開始するモード遷移制御手段と、を備えたハイブリッド車において、
   前記電気自動車走行モードのとき、駆動力要求の高さをあらわす駆動力要求値があらかじめ設定された駆動力要求しきい値を超えた場合、前記モード遷移許可条件となるよりもより早い時点でモード遷移を開始することを特徴とするハイブリッド車のモード遷移制御方法。

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