WO2014109064A1 - ハイブリッド車両及びその制御方法 - Google Patents

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暁郎 二ツ寺
洋一郎 深尾
俊海 兼子
正典 松下
直之 田中
秀明 塚原
洋平 竹田
山崎　雄一郎
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Definitions

  • the present invention relates to a hybrid vehicle that fastens or opens a power transmission connecting / disconnecting portion and switches the form of a driving source for traveling and a control method thereof.
  • the series-parallel composite electric vehicle (SPHV) disclosed in Patent Document 1 is switched to the series hybrid vehicle (SHV) mode or the parallel hybrid vehicle (PHV) mode.
  • SHV series hybrid vehicle
  • PHV parallel hybrid vehicle
  • the generator is driven by the mechanical output of the internal combustion engine
  • the electric motor is driven by the generated power of the generator and the discharge power of the battery
  • the wheels are driven by the electric motor.
  • the wheels are driven by the mechanical output of the internal combustion engine, and when starting, accelerating or braking, the electric motor compensates for the required driving force that cannot be supplied by the mechanical output of the internal combustion engine.
  • the torque of the generator is controlled when the vehicle speed (motor rotation speed) reaches a predetermined value V1, and the generator rotation speed is gradually brought closer to the motor rotation speed. Thereafter, when both the rotational speeds coincide with each other and the vehicle speed reaches a predetermined value V2, the clutch is turned on to mechanically connect the generator and the electric motor.
  • the rotational speed of the motor becomes lower than a predetermined value in the PHV mode, when the mechanical connection between the generator and the motor is opened by releasing the clutch, the mode is switched to the SHV mode.
  • the condition that the generator rotational speed matches the motor rotational speed is a condition.
  • FIGS. 20 and 21 are graphs showing examples of characteristics of the internal combustion engine that drives the generator.
  • the vertical axis of the graph shows the torque of the internal combustion engine
  • the horizontal axis shows the rotational speed of the internal combustion engine.
  • a thick solid line in FIGS. 20 and 21 is a line connecting the operating points of the internal combustion engine having the best fuel consumption rate (hereinafter referred to as “BSFC bottom line”).
  • BSFC bottom line the best fuel consumption rate
  • the alternate long and short dash line in FIGS. 20 and 21 is a line (hereinafter referred to as “equal output line”) connecting the operating points of the internal combustion engine having the same output but different torque and rotational speed.
  • the torque of the internal combustion engine is reduced to a value (desired torque) indicated by a two-dot chain line in FIG.
  • the operating point moves from A to D along the BSFC bottom line.
  • the required driving force can be obtained from the mechanical output of the internal combustion engine and the assist output of the electric motor depending on the situation.
  • the required driving force can be obtained only from the output of the electric motor. Therefore, when switching from the PHV mode to the SHV mode, even if the clutch is released immediately after the condition for releasing the clutch is established, if the change in the output required for the motor is large, the required driving force cannot be immediately handled. There is.
  • the battery needs to have a sufficient capacity.
  • An object of the present invention is to provide a hybrid vehicle capable of fastening or releasing a power transmission connecting / disconnecting portion without deteriorating energy efficiency without giving a driver a sense of incongruity, and a control method thereof.
  • a hybrid vehicle generates power by driving an internal combustion engine (for example, the internal combustion engine 111 in the embodiment) and the internal combustion engine.
  • a generator for example, the generator 113 in the embodiment
  • a capacitor for supplying electric power to the motor (for example, the capacitor 101 in the embodiment)
  • a drive wheel for example, the drive wheel 133 in the embodiment
  • the electric motor (for example, the electric motor 109 in the embodiment) that is driven by power supply from at least one of the capacitor and the generator, and is disposed between the generator and the driving wheel, and is connected to the internal combustion engine
  • a power transmission connecting / disconnecting part for example, clutch 117 in the embodiment) for connecting / disconnecting a power transmission path from the engine to the driving wheel via the generator, and the motor and the A hybrid vehicle that travels by power from at least one of the combustion engines, wherein the hybrid vehicle is driven from a series traveling using the electric motor driven by the power generated by the generator by the power of the internal
  • An engine direct connection transition determination unit (for example, an engine direct connection transition determination unit in the embodiment) that determines whether the hybrid vehicle shifts to engine direct travel using at least the internal combustion engine as a drive source by fastening the transmission connection / disconnection unit. 503) and an engagement rotation speed deriving section for deriving the rotation speed on the drive wheel side of the power transmission connecting / disconnecting portion according to the traveling speed as an engagement rotation speed of the internal combustion engine for fastening the power transmission connecting / disconnecting portion (For example, the fastening rotation speed calculation unit 505 in the embodiment) and an internal combustion engine control unit (for example, an embodiment) that controls the operation of the internal combustion engine The internal combustion engine operation control unit 507) and the engine direct connection transition determining unit determine that the engine direct connection traveling is to be performed, and then the difference rotational speed between the rotational speed of the internal combustion engine and the fastening rotational speed is less than a predetermined value. And a connection / disconnection control unit (for example, a hydraulic circuit control unit 509 in the embodiment) that controls
  • the internal combustion engine controller is Control is performed so that the internal combustion engine is operated on the fuel efficiency best line connecting the operating points with the best fuel consumption rates.
  • the driving force required for the hybrid vehicle is derived based on the accelerator pedal opening corresponding to the accelerator operation in the hybrid vehicle and the traveling speed of the hybrid vehicle.
  • a required driving force deriving unit (for example, the required driving force deriving unit 501 in the embodiment) is provided, and the rotational speed of the internal combustion engine when the hybrid vehicle is traveling at the predetermined vehicle speed or higher is lower than the fastening rotational speed.
  • the internal combustion engine control unit controls to operate the internal combustion engine on an equal output line connecting operating points capable of maintaining an output corresponding to the required driving force derived by the required driving force deriving unit. It is a feature.
  • the operating point of the internal combustion engine moves on the equal output line, and the rotational speed of the internal combustion engine coincides with the fastening rotational speed,
  • the energy transmission efficiency from the internal combustion engine to the drive wheel is characterized in that the mechanical efficiency is better than the electric efficiency.
  • an internal combustion engine for example, the internal combustion engine 111 in the embodiment
  • a generator that generates electric power by driving the internal combustion engine (for example, the generator in the embodiment).
  • a capacitor that supplies power to the electric motor (for example, the capacitor 101 in the embodiment), and a driving wheel (for example, the driving wheel 133 in the embodiment), and at least of the capacitor and the generator
  • the electric motor driven by power supply from one side (for example, the electric motor 109 in the embodiment), and disposed between the generator and the driving wheel, from the internal combustion engine to the driving wheel via the generator
  • a power transmission connecting / disconnecting portion for example, clutch 117 in the embodiment) for connecting / disconnecting the power transmission path of the motor, and power from at least one of the electric motor and the internal combustion engine Therefore, the hybrid vehicle travels, and the hybrid vehicle releases the power transmission connecting / disconnecting portion from at least the engine directly traveling using the internal combustion engine as a drive source, and the hybrid vehicle generates the power generation by
  • a series transition determination unit (for example, a series transition determination unit 603 in the embodiment) that determines whether to shift to a series run using the electric motor driven by the power generated by the machine as a drive source, and an output of the internal combustion engine
  • the transmission ratio changing unit for example, torque transition control unit 607 in the embodiment
  • Connection / disconnection control unit for example, controlling to open the power transmission / disconnection unit when the output of the mechanical transmission is below a predetermined value
  • a hydraulic circuit control unit 609 in the embodiment is characterized by having a.
  • a capacitor output control unit (for example, the management ECU 123 in the embodiment) that controls power supply from the capacitor to the electric motor, and controls the operation of the internal combustion engine.
  • An internal combustion engine control unit (for example, management ECU 123 in the embodiment), and after the power transmission connection / disconnection unit is opened, the capacitor output control unit supplies power supplied from the capacitor to the electric motor.
  • the internal combustion engine control unit reduces the fuel consumption rate on the fuel efficiency best line connecting the operating points with the best fuel consumption rate so that the output of the internal combustion engine increases in response to a reduction in power supplied from the capacitor to the electric motor. It is characterized by operating an internal combustion engine.
  • the driving force required for the hybrid vehicle is derived based on the accelerator pedal opening corresponding to the accelerator operation in the hybrid vehicle and the traveling speed of the hybrid vehicle.
  • a required driving force deriving unit for example, the management ECU 123 in the embodiment
  • an internal combustion engine control unit for example, the management ECU 123 in the embodiment
  • the required driving force derived by the required driving force deriving unit increases when the hybrid vehicle travels with the internal combustion engine as a driving source in a state where the contact portion is fastened
  • the internal combustion engine control unit reduces the required driving force.
  • the internal combustion engine control unit controls the internal combustion engine at the operating point on the fuel efficiency best line.
  • the electric motor that is operated and driven by the supply of electric power from the capacitor outputs an insufficient output of the internal combustion engine with respect to the required driving force.
  • the hybrid vehicle includes an internal combustion engine control unit (for example, the management ECU 123 in the embodiment) that controls the operation of the internal combustion engine, and the internal combustion engine is controlled by the transmission ratio changing unit.
  • the internal combustion engine controller controls the torque of the generator to keep the torque of the internal combustion engine constant from the start of changing the ratio of electrical transmission to mechanical transmission of output until the opening of the transmission path is completed. The operation of the internal combustion engine is controlled so as to be maintained.
  • an internal combustion engine for example, the internal combustion engine 111 in the embodiment
  • a generator that generates electric power by driving the internal combustion engine (for example, in the embodiment).
  • Generator 113 a battery for supplying electric power to the motor (for example, battery 101 in the embodiment), and a drive wheel (for example, drive wheel 133 in the embodiment).
  • the electric motor driven by power supply from at least one of the machines (for example, the electric motor 109 in the embodiment), the generator and the drive wheel are disposed between the internal combustion engine and the generator via the generator
  • a power transmission connecting / disconnecting portion (for example, clutch 117 in the embodiment) for connecting / disconnecting a power transmission path to the drive wheel, and at least one of the electric motor and the internal combustion engine
  • the connecting portion is fastened to determine whether the hybrid vehicle shifts to engine direct-coupled traveling using at least the internal combustion engine as a drive source, and the drive wheel side rotation of the power transmission connecting / disconnecting portion according to the traveling speed is determined. Is calculated as the fastening rotational speed of the internal combustion engine that fastens the power transmission connecting / disconnecting portion, and it is determined to shift to the engine direct running, and then the operation of the internal combustion engine is controlled to control the rotational speed of the internal combustion engine. And when the difference rotational speed between the fastening rotational speed is equal to or less than a predetermined value, the power transmission connecting / disconnecting portion is controlled to be fastened.
  • an internal combustion engine for example, the internal combustion engine 111 in the embodiment
  • a generator that generates electric power by driving the internal combustion engine (for example, in the embodiment).
  • Generator 113 a battery for supplying electric power to the motor (for example, battery 101 in the embodiment), and a drive wheel (for example, drive wheel 133 in the embodiment).
  • the electric motor driven by power supply from at least one of the machines (for example, the electric motor 109 in the embodiment), the generator and the drive wheel are disposed between the internal combustion engine and the generator via the generator
  • a power transmission connection / disconnection part (for example, clutch 117 in the embodiment) for connecting / disconnecting a power transmission path to the drive wheel, and at least one of the electric motor and the internal combustion engine.
  • a method for controlling a hybrid vehicle that travels using power from the vehicle wherein the hybrid vehicle opens the power transmission connecting / disconnecting portion from at least the engine directly traveling using the internal combustion engine as a drive source, and the hybrid vehicle It is determined whether or not to shift to series running using the electric motor driven by the power generated by the generator as a drive source, and the ratio of electric transmission to mechanical transmission of the output of the internal combustion engine is changed.
  • control is performed to open the power transmission connecting / disconnecting portion.
  • the power transmission connecting / disconnecting portion can be connected to the driver without causing a sense of incongruity and a decrease in energy efficiency. Can be fastened or released.
  • FIG. 6 Block diagram showing internal configuration of series / parallel HEV
  • FIG. 6 is a diagram showing driving states when the hybrid vehicle is in (a) EV travel mode, (b) series travel mode, (c) engine travel mode, and (d) parallel travel mode.
  • the graph which shows the characteristic regarding the thermal efficiency of the internal combustion engine 111 The block diagram which shows the internal structure of management ECU123 which performs control which transfers to engine direct drive from series drive mode
  • Flowchart showing the operation of the management ECU 123 when shifting from series travel mode to engine direct travel An example of a timing chart when shifting to engine direct-coupled travel during slow acceleration in the series travel mode when the rotational speed of the internal combustion engine 111 in the series travel mode is higher than the rotational speed when the clutch 117 is engaged.
  • the block diagram which shows the internal structure of management ECU123 which performs control which transfers to engine driving mode from engine direct connection driving
  • the graph which shows transition of the operating point of the internal combustion engine 111 at the time of releasing the clutch 117 according to the increase in the required driving force
  • Time chart showing changes in outputs when clutch 117 is released according to an increase in required driving force
  • HEV Hybrid Electric Vehicle
  • HEV includes an electric motor and an internal combustion engine, and travels by the driving force of the electric motor and / or the internal combustion engine according to the traveling state of the HEV.
  • the series-type HEV travels by the driving force of the electric motor.
  • the internal combustion engine is used only for power generation, and the electric power generated by the generator by the driving force of the internal combustion engine is charged in the capacitor or supplied to the electric motor.
  • HEV driving mode HEV travels by the driving force of an electric motor that is driven by power supply from a capacitor. At this time, the internal combustion engine is not driven. Further, in the series travel mode, the HEV travels by the driving force of an electric motor that is driven by the supply of electric power from both the power storage device and the generator or the supply of electric power from only the generator. At this time, the internal combustion engine is driven for power generation in the generator.
  • the parallel HEV travels by the driving force of either or both of the electric motor and the internal combustion engine.
  • a mode in which a parallel HEV travels with the driving force of only the internal combustion engine is referred to as an “engine traveling mode”.
  • a mode in which the parallel HEV travels by driving force from both the internal combustion engine and the electric motor is referred to as a “parallel travel mode”.
  • a series / parallel HEV that combines both of the above-mentioned methods is also known.
  • the transmission system of the driving force is switched between the series method and the parallel method by opening or closing (engaging / disconnecting) the clutch according to the running state of the HEV.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration of a series / parallel HEV.
  • a series / parallel HEV (hereinafter referred to as “hybrid vehicle”) shown in FIG. 1 includes a battery (BATT) 101, a temperature sensor (TEMP) 103, a converter (CONV) 105, and a first inverter (first INV) 107.
  • the hybrid vehicle includes a sensor (not shown) such as a resolver that detects the rotational speed of the electric motor 109 and a sensor (not shown) such as a resolver that detects the rotational speed of the generator 113.
  • the storage battery 101 has a plurality of storage cells connected in series, and supplies a high voltage of, for example, 100 to 200V.
  • the storage cell is, for example, a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery.
  • the temperature sensor 103 detects the temperature of the battery 101 (hereinafter referred to as “battery temperature”). A signal indicating the battery temperature detected by the temperature sensor 103 is sent to the battery ECU 127.
  • the converter 105 boosts or lowers the DC output voltage of the battery 101 while maintaining the direct current.
  • the first inverter 107 converts a DC voltage into an AC voltage and supplies a three-phase current to the electric motor 109. Further, the first inverter 107 converts the AC voltage input during the regenerative operation of the electric motor 109 into a DC voltage and charges the battery 101.
  • the electric motor 109 generates power for the hybrid vehicle to travel. Torque generated by the electric motor 109 is transmitted to the drive shaft 131 via the gear 119. Note that the rotor of the electric motor 109 is directly connected to the gear 119. In addition, the electric motor 109 operates as a generator during regenerative braking, and the electric power generated by the electric motor 109 is charged in the battery 101.
  • the internal combustion engine 111 is used only for the generator 113 when the hybrid vehicle travels in series with the clutch 117 opened. However, when the clutch 117 is engaged, the output of the internal combustion engine 111 is transmitted to the drive shaft 131 via the generator 113, the clutch 117, and the gear 119 as mechanical energy for the hybrid vehicle to travel.
  • the internal combustion engine 111 is directly connected to the rotor of the generator 113.
  • the generator 113 generates electric power by the power of the internal combustion engine 111.
  • the electric power generated by the generator 113 is charged in the battery 101 or supplied to the electric motor 109.
  • the second inverter 115 converts the AC voltage generated by the generator 113 into a DC voltage.
  • the electric power converted by the second inverter 115 is charged in the battery 101 or supplied to the electric motor 109 via the first inverter 107.
  • the clutch 117 connects and disconnects the transmission path of the driving force from the internal combustion engine 111 to the driving wheel 133 based on an instruction from the management ECU 123.
  • the hydraulic circuit 118 supplies a predetermined operating pressure to the clutch 117 via hydraulic oil.
  • the gear 119 is a one-stage fixed gear corresponding to, for example, the fifth speed. Therefore, the gear 119 converts the driving force from the internal combustion engine 111 or the driving force from the electric motor 109 via the generator 113 into a rotation speed and torque at a specific gear ratio, and transmits them to the drive shaft 131.
  • the vehicle speed sensor 121 detects the traveling speed (vehicle speed) of the hybrid vehicle. A signal indicating the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 121 is sent to the management ECU 123.
  • the management ECU 123 calculates the required driving force based on the accelerator pedal opening (AP opening) and the vehicle speed according to the accelerator operation of the driver of the hybrid vehicle, the switching of the driving force transmission system, and the clutch 117 using the hydraulic circuit 118. Control regarding connection and disconnection, operation control of the internal combustion engine 111, and the like are performed. In FIG. 1, control of the internal combustion engine 111 by the management ECU 123 is indicated by a one-dot chain line. Details of the management ECU 123 will be described later.
  • the motor ECU 125 controls the operation of the electric motor 109 or the generator 113 by switching control of the switching elements constituting the converter 105, the first inverter 107, and the second inverter 115, respectively.
  • control of converter 105, first inverter 107, and second inverter 115 by motor ECU 125 is indicated by a one-dot chain line.
  • the battery ECU 127 derives the remaining capacity (SOC: State of Charge) of the battery 101 based on the battery temperature obtained from the temperature sensor 103 and information such as the charge / discharge current and the terminal voltage of the battery 101.
  • SOC State of Charge
  • FIG. 2 is a diagram showing the internal configuration of the hydraulic circuit 118 and the relationship between the hydraulic circuit 118 and the clutch 117.
  • the hydraulic circuit 118 supplies the hydraulic oil discharged from the oil tank 153 by the oil pump 151 to the clutch 117 via the regulator valve 155 and the two shift valves 157A and 157B.
  • Shift valves 157A and 157B are provided on the pump oil passage from regulator valve 155 to clutch 117
  • shift valve 157A is provided on the downstream side of the pump oil passage
  • shift valve 157B is provided on the upstream side.
  • the hydraulic circuit 118 includes a hydraulic switch 161A that detects opening / closing of the shift valve 157A and a hydraulic switch 161B that detects opening / closing of the shift valve 157B.
  • the shift valve 157A is opened and closed by a shift solenoid 159A
  • the shift valve 157B is opened and closed by a shift solenoid 159B.
  • the shift solenoids 159A and 159B are each energized and controlled by the management ECU 123.
  • the shift solenoid is energized, the shift valve is opened, and when the energization is stopped, the shift valve is closed.
  • the shift solenoids 159A and 159B are energized, the shift valves 157A and 157B are opened, and the clutch 117 is engaged by the hydraulic oil pressure.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the main part of the drive system in the hybrid vehicle shown in FIG. Further, FIG. 4 shows transitions between driving states and driving modes when the hybrid vehicle is in (a) EV driving mode, (b) series driving mode, (c) engine driving mode, and (d) parallel driving mode.
  • FIG. 4 shows transitions between driving states and driving modes when the hybrid vehicle is in (a) EV driving mode, (b) series driving mode, (c) engine driving mode, and (d) parallel driving mode.
  • the clutch 117 is released and the internal combustion engine 111 is stopped.
  • the hybrid vehicle travels by the driving force of the electric motor 109 that is driven by the power supply from the battery 101.
  • the clutch 117 is disengaged, and the internal combustion engine is supplied to supply the electric power that the motor 109 can output the required driving force based on the AP opening, the vehicle speed, and the like.
  • the engine 111 is operated.
  • the hybrid vehicle travels by the driving force of the electric motor 109 that is driven by the power supply from the generator 113.
  • the internal combustion engine 111 is driven at the operating point on the BSFC bottom line, and as shown by the one-dot chain line in FIG. Also good.
  • auxiliary power from the battery 101 may be supplied to the electric motor 109.
  • the clutch 117 is engaged, and the hybrid vehicle travels by the driving force of the internal combustion engine 111.
  • the rotor of the electric motor 109 and the rotor of the generator 113 are rotated along with the driving of the internal combustion engine 111.
  • the motor ECU 125 performs zero current control so that the generator 113 is in a no-load state.
  • the internal combustion engine 111 is driven at the operating point on the BSFC bottom line, and is generated by the electric motor 109 driven as a generator, as indicated by a one-dot chain line in FIG.
  • the stored power may be charged in the battery 101.
  • the clutch 117 is engaged, and the hybrid vehicle travels by the driving force of both the internal combustion engine 111 and the electric motor 109.
  • the rotor of the generator 113 is rotated along with the driving of the internal combustion engine 111.
  • the second inverter 115 performs zero current control so that the generator 113 is in a no-load state.
  • the clutch 117 is released and the EV traveling mode or the series traveling mode is set.
  • the clutch 117 is engaged and set in the engine travel mode during medium-high speed steady travel (cruise travel), and the parallel travel mode is set during medium-high speed acceleration travel.
  • the travel mode is set after the management ECU 123 shown in FIG. 1 determines the travel phase based on the accelerator pedal opening (AP opening), the vehicle speed, and the like. For example, when the travel phase changes from “low / medium speed acceleration travel” to “medium speed steady travel”, the management ECU 123 engages the clutch 117 and switches the travel mode from “series travel mode” to “engine travel mode”.
  • FIG. 5 is a graph showing characteristics relating to the thermal efficiency of the internal combustion engine 111.
  • the vertical axis of the graph indicates the torque of the internal combustion engine 111, and the horizontal axis indicates the rotational speed of the internal combustion engine 111.
  • a thick solid line in FIG. 5 is a line connecting the operating points of the internal combustion engine 111 having the best fuel consumption rate (BSFC bottom line).
  • the alternate long and short dash line in FIG. 5 is a line (equal output line) connecting the operating points of the internal combustion engine 111 that have the same output but different torque and rotational speed.
  • the output energy of the internal combustion engine 111 is mechanical energy.
  • the clutch 117 is disengaged, the mechanical energy output from the internal combustion engine 111 is converted into electrical energy by the generator 113 and then consumed for traveling.
  • the energy transfer efficiency at this time is called “electric efficiency”, and the transmission form is called “electric transfer”.
  • the clutch 117 is engaged, the mechanical energy output from the internal combustion engine 111 is consumed as it is for traveling through the generator 113 and the gear 119.
  • the energy transmission efficiency at this time is called “mechanical efficiency”, and the transmission form is called “mechanical transmission”.
  • a region 10 indicated by hatching in FIG. 5 is a region where the mechanical efficiency is better than the electrical efficiency as the transmission efficiency of the output energy of the internal combustion engine 111.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an internal configuration of the management ECU 123 that performs control to shift from the series travel mode to the engine direct travel.
  • the management ECU 123 includes a required driving force deriving unit 501, an engine direct connection transition determining unit 503, a fastening rotation speed calculating unit 505, an internal combustion engine operation control unit 507, a hydraulic circuit control unit 509, A torque transition control unit 511.
  • the required driving force deriving unit 501 derives the required driving force for the hybrid vehicle based on the AP opening and the vehicle speed.
  • the torque in the drive shaft 131 obtained from the required drive force, the vehicle speed, etc. is referred to as “foot shaft torque”.
  • the engine direct connection transition determination unit 503 determines whether or not to shift to the engine direct connection travel by engaging the clutch 117 based on the energy efficiency assumed when the hybrid vehicle travels to the engine direct travel while traveling in the series travel mode. Determine whether.
  • the engagement rotation speed calculation unit 505 calculates the engagement rotation speed (clutch engagement rotation speed) of the internal combustion engine 111 that does not generate a shock even when the clutch 117 is engaged. In calculating the clutch engagement rotation speed, the engagement rotation speed calculation unit 505 calculates the rotation speed of the drive shaft 131 based on the vehicle speed and the radius of the drive wheel 133. From the rotational speed of the drive shaft 131 and the gear ratio of the gear 119, the rotational speed on the output side of the clutch 117 when the clutch 117 is engaged is calculated. In a state where the clutch 117 is engaged, the internal combustion engine 111 is connected to the clutch 117 via the rotor of the generator 113, and thus the calculated rotation speed is the “clutch engagement rotation speed”.
  • the internal combustion engine operation control unit 507 generates power so that the rotational speed of the internal combustion engine 111 approaches the clutch engagement rotational speed before the clutch 117 is engaged when the engine direct connection transition determination section 503 determines the transition to the engine direct travel.
  • the rotational speed of the internal combustion engine 111 is adjusted by controlling the torque of the machine 113.
  • the hydraulic circuit control unit 509 outputs an open control signal for opening the shift valve 157B of the hydraulic circuit 118 when the engine direct connection shift determination unit 503 determines that the shift to the engine direct drive is performed.
  • This open control signal is sent to the shift solenoid 159B of the hydraulic circuit 118.
  • the shift solenoid 159B is energized by the open control signal, and the shift valve 157B is opened.
  • the hydraulic circuit control unit 509 opens an open control signal for opening the shift valve 157A of the hydraulic circuit 118 when the differential rotational speed between the rotational speed of the internal combustion engine 111 and the clutch engagement rotational speed becomes a predetermined value or less. Is output.
  • This open control signal is sent to the shift solenoid 159A of the hydraulic circuit 118.
  • the shift solenoid 159A is energized by the open control signal, and the shift valve 157A is opened.
  • the hydraulic circuit control unit 509 counts a predetermined time from the time when an opening control signal for opening the shift valve 157
  • the torque transition control unit 511 determines that the engagement of the clutch 117 is completed because the operating pressure from the hydraulic circuit 118 to the clutch 117 has sufficiently increased.
  • the torque transition control unit 511 that has determined that the engagement of the clutch 117 has been completed performs torque control of the electric motor 109 and the generator 113, thereby distributing the torque to the drive shaft 131 of the hybrid vehicle from the electric motor 109 to the internal combustion engine 111. Gradually move to.
  • the internal combustion engine operation control unit 507 controls the torque of the internal combustion engine 111 to be constant while the torque transfer control by the torque transfer control unit 511 is being performed.
  • FIG. 7 is a graph showing the transition of the operating point of the internal combustion engine 111 when shifting to engine direct travel when the rotational speed of the internal combustion engine 111 in the series travel mode is higher than the rotational speed when the clutch 117 is engaged. It is.
  • the operating point A shown in FIG. 7 is an operating point of the internal combustion engine 111 when the hybrid vehicle is cruising or slowly accelerating in the series travel mode by the driving force from the electric motor 109 according to the accelerator operation of the driver.
  • the rotational speed of the internal combustion engine 111 is reduced from this state to a value (clutch engagement rotational speed) indicated by a dotted line in FIG. 7 where no shock is generated even when the clutch 117 is engaged, the clutch follows the required driving force.
  • the internal combustion engine operation control unit 507 of the management ECU 123 controls the torque of the generator 113 to decrease the rotational speed of the internal combustion engine 111.
  • the hydraulic circuit control unit 509 of the management ECU 123 opens the shift valve 157A of the hydraulic circuit 118 to open the hydraulic circuit 118. To supply hydraulic oil to the clutch 117. At this time, even if the clutch 117 is engaged, no shock is generated, and the fuel consumption rate of the internal combustion engine 111 remains good.
  • the internal combustion engine operation control unit 507 when the rotational speed of the internal combustion engine 111 is decreased to the clutch engagement rotational speed, the internal combustion engine operation control unit 507 causes the operating point of the internal combustion engine 111 to be in the BSFC bottom line as shown in FIG. The operation of the internal combustion engine 111 is controlled so as to shift from A to B along the line.
  • FIG. 8 is a graph showing the transition of the operating point of the internal combustion engine 111 when shifting to engine direct travel when the rotational speed of the internal combustion engine 111 in the series travel mode is lower than the rotational speed when the clutch 117 is engaged. It is.
  • An operating point D shown in FIG. 8 is an operating point of the internal combustion engine 111 when the hybrid vehicle is decelerated in the series travel mode by the driving force from the electric motor 109 according to the accelerator operation of the driver.
  • the internal combustion engine operation control unit 507 of the management ECU 123 controls the torque of the generator 113 so that no shock is generated even when the clutch 117 is engaged (the value indicated by the dotted line in FIG. 8).
  • the hydraulic circuit control unit 509 of the management ECU 123 opens the shift valve 157A of the hydraulic circuit 118 to open the hydraulic circuit 118.
  • the internal combustion engine operation control unit 507 controls the internal combustion engine 111 to maintain an output corresponding to the required driving force during the transition of the operating point.
  • the operating point of the internal combustion engine 111 deviates from the BSFC bottom line, so the fuel consumption rate decreases.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the management ECU 123 when shifting from the series travel mode to the engine direct travel.
  • the hydraulic circuit control unit 509 shifts the hydraulic circuit 118.
  • the valve 157B is opened (step S103).
  • the engagement rotation speed calculation unit 505 calculates the clutch engagement rotation speed (step S105).
  • the internal combustion engine operation control unit 507 controls the torque of the generator 113 to adjust the rotational speed of the internal combustion engine 111 (step S107).
  • step S111 when the differential rotation speed between the rotation speed of the internal combustion engine 111 and the clutch engagement rotation speed is equal to or less than a predetermined value, the hydraulic circuit control unit 509 opens the shift valve 157A of the hydraulic circuit 118 (step S111). If the differential rotation speed exceeds a predetermined value, the process returns to step S105. When a predetermined time elapses from step S111, the torque transition control unit 511 determines that the engagement of the clutch 117 has been completed, and performs control to shift the torque to the drive shaft 131 of the hybrid vehicle from the electric motor 109 to the internal combustion engine 111. (Step S115).
  • FIG. 10 is a timing chart at the time of shifting to direct engine travel during slow acceleration in the series travel mode when the rotational speed of the internal combustion engine 111 in the series travel mode is higher than the rotational speed when the clutch 117 is engaged. It is an example.
  • FIG. 11 is a timing chart when shifting to the engine direct drive during deceleration in the series travel mode when the rotational speed of the internal combustion engine 111 in the series travel mode is higher than the rotational speed when the clutch 117 is engaged. It is an example.
  • the management ECU 123 As described above, if the above-described control by the management ECU 123 is performed in the hybrid vehicle of the present embodiment, the occurrence of shock and efficiency (fuel consumption rate or total efficiency) when shifting from the series travel mode to the engine direct travel.
  • the clutch can be engaged without lowering.
  • FIG. 12 is a block diagram showing an internal configuration of the management ECU 123 that performs control for shifting from the engine direct traveling to the series traveling mode.
  • the management ECU 123 includes a required driving force deriving unit 601, a series transition determining unit 603, an internal combustion engine operation control unit 605, a torque transition control unit 607, and a hydraulic circuit control unit 609.
  • the required driving force deriving unit 601 derives the required driving force for the hybrid vehicle based on the AP opening and the vehicle speed.
  • the torque in the drive shaft 131 obtained from the required drive force, the vehicle speed, etc. is referred to as “foot shaft torque”.
  • the series transition determination unit 603 determines whether to shift to the series travel mode by releasing the clutch 117 based on the energy efficiency assumed when the hybrid vehicle transitions to the series travel mode while the engine is directly connected to the engine. To do.
  • the internal combustion engine operation control unit 605 controls the torque of the generator 113 until the release of the clutch 117 is completed, thereby controlling the internal combustion engine 111. Control to keep the torque constant.
  • the torque transition control unit 607 performs torque control of the electric motor 109 and the generator 113, thereby controlling the torque to the drive shaft 131 of the hybrid vehicle.
  • the distribution is gradually shifted from the internal combustion engine 111 to the electric motor 109. That is, as the torque transition control unit 607 increases the torque of the generator 113, the generator 113 gradually absorbs the torque of the internal combustion engine 111 maintained constant, and at the same time, the torque transition control unit 607 By increasing the torque of the electric motor 109, the electric motor 109 outputs torque for the required driving force.
  • the torque transition control unit 607 determines that the torque transition control has been completed when the difference between the foot shaft torque corresponding to the required driving force and the torque of the electric motor 109 is equal to or less than a predetermined value.
  • the torque transition control unit 607 is configured to transmit the mechanical transmission component transmitted to the drive shaft 131 of the internal combustion engine 111 if the difference between the torque maintained constant of the internal combustion engine 111 and the torque of the generator 113 is equal to or less than a predetermined value. Is determined to be equal to or less than a predetermined value, and it is determined that the torque transfer is completed.
  • the hydraulic circuit control unit 609 outputs a close control signal for closing the shift valve 157A of the hydraulic circuit 118 when the shift of the torque is completed after the shift to the series travel mode is determined by the series shift determining unit 603. To do.
  • This closing control signal is sent to the shift solenoid 159A of the hydraulic circuit 118.
  • the shift solenoid 159A is deenergized by the closing control signal, and the shift valve 157A is closed.
  • the hydraulic circuit control unit 609 counts a predetermined time from the time when a closing control signal for closing the shift valve 157A is output. Further, when the predetermined time has been counted, the hydraulic circuit control unit 609 outputs a closing control signal for closing the shift valve 157B of the hydraulic circuit 118.
  • This closing control signal is sent to the shift solenoid 159B of the hydraulic circuit 118.
  • the shift solenoid 159B is deenergized by the closing control signal, and the shift valve 157B is closed.
  • the management ECU 123 determines that the release of the clutch 117 is completed when the hydraulic circuit control unit 609 closes the shift valve 157B.
  • the internal combustion engine operation control unit 605 does not change the generator 113 until the shift to the series travel mode is determined and the release of the clutch 117 is completed, that is, during the transition period from the engine direct connection travel to the series travel mode. Is controlled to maintain the torque of the internal combustion engine 111 constant. After the release of the clutch 117 is completed, the internal combustion engine operation control unit 605 prompts an increase in the output of the internal combustion engine 111 by slightly reducing the torque of the generator 113. As a result, both the torque and the rotational speed of the internal combustion engine 111 increase.
  • FIG. 13 is an example of a timing chart when the hybrid vehicle shifts to the series travel mode during slow acceleration with direct engine travel.
  • a change when the torque of the internal combustion engine 111 is not maintained constant during the transition period to the series travel mode is indicated by a two-dot chain line.
  • the torque transition by the torque transition control unit 607 or the clutch 117 by the hydraulic circuit control unit 609 is performed. Even if the opening is performed, there is no unintentional vibration or the like, and a stable transition is performed.
  • FIG. 14 is a flowchart showing the operation of the management ECU 123 when shifting from the engine directly connected running to the series running mode.
  • the torque transition control unit 607 displays torque on the drive shaft 131 of the hybrid vehicle. Is controlled from the internal combustion engine 111 to the electric motor 109, and at the same time, the internal combustion engine operation control unit 605 performs control to maintain the torque of the internal combustion engine 111 constant (step S203).
  • step S207 when the output of the mechanical transmission transmitted to the drive shaft 131 of the internal combustion engine 111 becomes a predetermined value or less, the hydraulic circuit control unit 609 closes the shift valve 157A of the hydraulic circuit 118 (step S207). If the output for machine transmission exceeds a predetermined value, the process returns to step S203. If the predetermined time has elapsed from step S207, it is determined that the release of the clutch 117 is completed, and the hydraulic circuit control unit 609 closes the shift valve 157B of the hydraulic circuit 118 (step S211).
  • FIG. 15 is a graph showing the transition of the operating point of the internal combustion engine 111 when the clutch 117 is released according to an increase in the required driving force.
  • FIG. 16 is a time chart showing changes in outputs when the clutch 117 is released according to an increase in the required driving force. In the graph of FIG. 16, it is assumed that there is no loss when energy is transmitted.
  • the required output with the clutch 117 engaged is equal to the output indicated by the one-dot chain line of reference numeral 201, the internal combustion engine 111 is operated at the operating point A shown in FIG.
  • the electric motor 109 is not driven.
  • the management ECU 123 controls the internal combustion engine 111 to increase the torque while maintaining the rotation speed.
  • the operating point of the internal combustion engine 111 changes from the operating point A upward in the graph of FIG.
  • the upper limit of the operating point of the internal combustion engine 111 is set to the BSFC bottom line.
  • the management ECU 123 increases the torque while maintaining the rotation speed and operates at the operating point B on the BSFC bottom line.
  • the internal combustion engine 111 is controlled.
  • the electric motor 109 is driven by power supply from the battery 101.
  • the electric motor 109 may not be able to output the shortage. For example, if the remaining capacity (SOC: State of Charge) of the battery 101 is low, the battery 101 may not be able to supply the power required by the motor 109.
  • the battery ECU 127 derives the output upper limit (battery output upper limit) of the battery 101 based on the SOC of the battery 101 and the battery temperature, and the management ECU 123 is insufficient within the range (possible assist range) that the motor 109 can output.
  • the motor ECU 125 is instructed to output the minute amount by the electric motor 109.
  • the SOC of the battery 101 is calculated by the battery ECU 127 based on the integrated value of the charge / discharge current of the battery 101 and the terminal voltage of the battery 101.
  • the battery ECU 127 determines the lower value based on the relationship between the SOC and the battery output upper limit shown in FIG. 19A and the relationship between the battery temperature and the battery output upper limit shown in FIG. Derived as the output upper limit.
  • the management ECU 123 performs control for shifting to series running.
  • the management ECU 123 adjusts the outputs of the internal combustion engine 111, the generator 113, and the electric motor 109 while the clutch 117 is engaged, and then opens the clutch 117 and shifts to the series running.
  • the management ECU 123 moves the operating point of the internal combustion engine 111 from the operating point B to the operating point b shown in FIG. 15 along the BSFC bottom line.
  • the motor ECU 125 controls the second inverter 115 so that a part of the output of the internal combustion engine 111 that has been mechanically transmitted to the drive wheels 133 is used for power generation by the generator 113, and the machine of the output of the internal combustion engine 111. Increase the ratio of electrical transmission to transmission. That is, as shown in FIG. 16, the mechanical transmission output of the internal combustion engine 111 is gradually reduced, and the electrical transmission output is gradually increased.
  • the electric transmission output of the internal combustion engine 111 is supplied to the generator 113, and the output (electric power) of the generator 113 is supplied to the electric motor 109. Therefore, each output of the generator 113 and the electric motor 109 increases as the output of the electric transmission increases.
  • the management ECU 123 performs control to release the clutch 117.
  • the electric power supplied to the electric motor 109 includes the output of the battery 101 in addition to the output of the generator 113.
  • the management ECU 123 shifts the operating point of the internal combustion engine 111 to the operating point C shown in FIG. 15 so that all the electric power supplied to the electric motor 109 is output from the generator 113 after the clutch 117 is released, and The power supplied from the battery 101 to the electric motor 109 (output of the battery 101) is brought close to zero.
  • FIG. 17 is a graph showing the transition of the operating point of the internal combustion engine 111 when the clutch 117 is released according to the change in the state of the battery 101.
  • FIG. 18 is a time chart showing changes in each output when the clutch 117 is released according to a change in the state of the battery 101. In the graph of FIG. 18, it is assumed that there is no loss when energy is transmitted. In the initial state shown in FIG. 18, the internal combustion engine 111 is operated at the operating point D on the BSFC bottom line shown in FIG.
  • the output upper limit (battery output upper limit) of the battery 101 decreases due to a decrease in SOC, a decrease in battery temperature, or the like, and the generator 113 cannot output the shortage.
  • Battery ECU 127 derives the battery output upper limit based on the SOC of battery 101 and the battery temperature.
  • the management ECU 123 engages the internal combustion engine with the clutch 117 engaged. While maintaining the operating point of the engine 111 at the operating point D on the BSFC bottom line, after adjusting the outputs of the generator 113 and the electric motor 109 as shown in FIG. 18, the clutch 117 is released to shift to the series running. .
  • the management ECU 123 sets the output of the internal combustion engine 111 that has been mechanically transmitted to the drive wheels 133 to be used for power generation by the generator 113. 2
  • the inverter 115 is controlled to increase the ratio of electrical transmission to mechanical transmission of the output of the internal combustion engine 111. That is, as shown in FIG. 18, the mechanical transmission output of the internal combustion engine 111 is gradually reduced, and the electrical transmission output is gradually increased.
  • the electric transmission output of the internal combustion engine 111 is supplied to the generator 113, and the output (electric power) of the generator 113 is supplied to the electric motor 109. Therefore, each output of the generator 113 and the electric motor 109 increases as the output of the electric transmission increases.
  • the output of the mechanical transmission of the internal combustion engine 111 becomes zero
  • the output of the generator 113 becomes equal to the output of the internal combustion engine 111 and the output of the electric motor 109 becomes equal to the required driving force.
  • the ECU 123 performs control for releasing the clutch 117.
  • the electric power supplied to the electric motor 109 includes the output of the battery 101 in addition to the output of the generator 113.
  • the management ECU 123 shifts the operating point of the internal combustion engine 111 to the operating point E shown in FIG. 17 so that all the electric power supplied to the electric motor 109 is output from the generator 113 after the clutch 117 is released, and The power supplied from the battery 101 to the electric motor 109 (output of the battery 101) is brought close to zero.
  • the required driving force is increased by the increase in the required driving force or the lowering of the battery output upper limit.
  • the internal combustion engine 111 and the electric motor 109 output a driving force equal to the required driving force when shifting to the series running because the total output of the above has been exceeded. Therefore, a shock does not occur when shifting from traveling using the internal combustion engine 111 to a series traveling, and the driver does not feel uncomfortable even when the clutch 117 is released. Further, since the battery 101 is not required to output more than the battery output upper limit, the battery 101 is properly used. Therefore, it is not necessary to use a large capacity battery only for a temporary situation. Further, since the internal combustion engine 111 in the transition period to the series running is operated at the operating point on the BSFC bottom line, there is no deterioration in fuel consumption.

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Abstract

　ハイブリッド車両は、シリーズ走行から、動力伝達断接部を締結してエンジン直結走行へ移行するかを判断し、走行速度に応じた動力伝達断接部の駆動輪側の回転数を、動力伝達断接部を締結する内燃機関の締結回転数として導出し、エンジン直結走行へ移行すると判断した後、内燃機関の運転を制御して、内燃機関の回転数と締結回転数との差回転数が所定値以下になったとき、動力伝達断接部を締結する。

Description

ハイブリッド車両及びその制御方法
　本発明は、動力伝達断接部を締結又は開放して、走行のための駆動源の形態を切り替えるハイブリッド車両及びその制御方法に関する。
　特許文献１に開示されているシリーズパラレル複合電気自動車（ＳＰＨＶ）では、シリーズハイブリッド車（ＳＨＶ）モード又はパラレルハイブリッド車（ＰＨＶ）モードに切り替えられる。ＳＨＶモードでは、内燃機関の機械出力によって発電機が駆動され、発電機の発電電力及び電池の放電電力により電動機が駆動し、当該電動機により車輪が駆動される。ＰＨＶモードでは、内燃機関の機械出力によって車輪が駆動され、発進、加速又は制動等の際には、要求駆動力に対して内燃機関の機械出力では供給できない分が電動機により補われる。
　ＳＨＶモードからＰＨＶモードへ切り替える場合、車速（電動機回転数）が所定値Ｖ１に至った時点で発電機のトルクを制御し、発電機回転数を電動機回転数に徐々に近付けていく。その後、両回転数が一致し且つ車速が所定値Ｖ２に至った時点でクラッチをオンし、発電機と電動機を機械連結させる。また、ＰＨＶモード時に電動機回転数が所定値より低くなった場合に、クラッチを開放することにより発電機と電動機の間の機械的連結を開くと、ＳＨＶモードに切り替えられる。
日本国特許第３０５２７５３号公報 日本国特開平９－２２４３０４号公報 国際公開第２０１１／０７４４８２号 国際公開第２０１１／０７４４８３号
　上記説明した特許文献１のＳＰＨＶでは、ＳＨＶモードからＰＨＶモードへ切り替える際に行うクラッチ締結のための条件として、発電機回転数と電動機回転数の一致を条件としている。しかし、これら２つの回転数が一致していても、発電機の出力と電動機の出力が異なる状態でクラッチを締結するとショックが発生すると考えられる。すなわち、特許文献１のＳＰＨＶでは、発電機の回転数を電動機の回転数に一致させるだけでなく、各回転数の角速度の符号が一致し、かつ、発電機の出力を電動機の出力に近づける必要がある。
　図２０及び図２１は、発電機を駆動する内燃機関の特性の一例を示すグラフである。当該グラフの縦軸は内燃機関のトルクを示し、横軸は内燃機関の回転数を示す。図２０及び図２１中の太い実線は、燃料消費率が最も良い内燃機関の運転点を結んだ線（以下「ＢＳＦＣボトムライン」という）である。ＳＨＶモードのとき、内燃機関は当該線上の運転点で運転される。また、図２０及び図２１中の一点鎖線は、トルク及び回転数は異なるが出力が同じとなる内燃機関の運転点を結んだ線（以下「等出力線」という）である。
　特許文献１のＳＰＨＶのモードがＳＨＶモードであって内燃機関が図２０に示す運転点Ａで運転されている状態からＰＨＶモードへ切り替える際に、発電機の回転数を電動機の回転数に近付けるために内燃機関の回転数を図２０中の二点鎖線で示される値（所望回転数）まで落とす場合には、燃料消費率を維持しようとすると運転点がＢＳＦＣボトムラインに沿ってＡからＢに移る。その結果、内燃機関のトルクも回転数も下がるため、内燃機関の出力が低下する。このとき、発電機は電動機が要求する全ての電力を発電機が供給できず、電力の不足分は電池が供給するといった状況が生じ得る。
　一方、同様の条件下で、内燃機関の出力を維持するために運転点を等出力線に沿ってＡからＣに移すと、運転点はＢＳＦＣボトムラインから外れるため、燃料消費率は低下する。
　一方、ＳＨＶモードからＰＨＶモードへ切り替える際に内燃機関のトルクを変更する場合も同様である。図２１に示すように、内燃機関が運転点Ａで運転されている状態からＰＨＶモードへ切り替える際に、内燃機関のトルクを図２１中の二点鎖線で示される値（所望トルク）まで落とす場合には、燃料消費率を維持しようとすると運転点がＢＳＦＣボトムラインに沿ってＡからＤに移る。その結果、内燃機関の回転数に応じた発電機の回転数が電動機の回転数に一致しないため、この状態でクラッチを締結するとショックが発生すると考えられる。また、内燃機関の回転数もトルクも下がるため、内燃機関の出力が低下する。このとき、発電機は電動機が要求する全ての電力を発電機に供給できず、電力の不足分は電池が供給するといった状況が生じ得る。
　一方、同様の条件下で、内燃機関の出力を維持するために運転点を等出力線に沿ってＡからＥに移すと、運転点はＢＳＦＣボトムラインから外れるため、燃料消費率は低下する。
　また、上記説明した特許文献１のＳＰＨＶがＰＨＶモード時には、内燃機関の機械出力と状況に応じては電動機のアシスト出力とから要求駆動力が得られる。一方、ＳＨＶモード時には、電動機の出力のみから要求駆動力が得られる。したがって、ＰＨＶモードからＳＨＶモードへ切り替える際に、クラッチ開放の条件が成立してすぐにクラッチを開放しても、電動機に要求される出力の変化が大きいと、要求駆動力にすぐに対応できない場合がある。
　例えば、ＳＨＶモードに切り替えられたときの電池の残容量が低いと、内燃機関の機械出力によって発電機を駆動し、発電機の発電電力により電動機を駆動する必要がある。しかし、内燃機関及び発電機の応答性は高くないため、クラッチが開放された直後は要求駆動力に応じた電力が電動機に供給されない場合がある。このとき、電動機は要求駆動力を出力できないため、クラッチを開放した際にショックが発生し、ドライバが違和感を覚える可能性がある。また、クラッチが開放された直後の要求駆動力に応じて電動機が必要とする電力と発電機の発電電力の差分を電池が補うためには、当該電池が十分な容量を有する必要がある。
　本発明の目的は、ドライバに違和感を与えずにエネルギー効率の低下なく動力伝達断接部の締結又は開放が可能なハイブリッド車両及びその制御方法を提供することである。
　上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の発明のハイブリッド車両は、内燃機関（例えば、実施の形態での内燃機関１１１）と、前記内燃機関の駆動によって発電する発電機（例えば、実施の形態での発電機１１３）と、電動機に電力を供給する蓄電器（例えば、実施の形態での蓄電器１０１）と、駆動輪（例えば、実施の形態での駆動輪１３３）に接続され、前記蓄電器及び前記発電機の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する前記電動機（例えば、実施の形態での電動機１０９）と、前記発電機と前記駆動輪の間に配置され、前記内燃機関から前記発電機を介した前記駆動輪までの動力の伝達経路を断接する動力伝達断接部（例えば、実施の形態でのクラッチ１１７）と、を備え、前記電動機及び前記内燃機関の少なくとも一方からの動力によって走行するハイブリッド車両であって、当該ハイブリッド車両が前記内燃機関の動力による前記発電機の発電電力によって駆動される前記電動機を駆動源としたシリーズ走行から、前記動力伝達断接部を締結して、当該ハイブリッド車両が少なくとも前記内燃機関を駆動源としたエンジン直結走行へ移行するかを判断するエンジン直結移行判断部（例えば、実施の形態でのエンジン直結移行判断部５０３）と、前記走行速度に応じた前記動力伝達断接部の前記駆動輪側の回転数を、前記動力伝達断接部を締結する前記内燃機関の締結回転数として導出する締結回転数導出部（例えば、実施の形態での締結回転数算出部５０５）と、前記内燃機関の運転を制御する内燃機関制御部（例えば、実施の形態での内燃機関運転制御部５０７）と、前記エンジン直結移行判断部が前記エンジン直結走行へ移行すると判断した後、前記内燃機関の回転数と前記締結回転数との差回転数が所定値以下になったとき、前記動力伝達断接部を締結するよう制御する断接制御部（例えば、実施の形態での油圧回路制御部５０９）と、を備えたことを特徴としている。
　さらに、請求項２に記載の発明のハイブリッド車両では、当該ハイブリッド車両が所定車速以上で前記シリーズ走行時の前記内燃機関の回転数が前記締結回転数よりも高いとき、前記内燃機関制御部は、燃料消費率が最も良い運転点を結んだ燃費最良ライン上で前記内燃機関を運転するよう制御することを特徴としている。
　さらに、請求項３に記載の発明のハイブリッド車両では、当該ハイブリッド車両におけるアクセル操作に応じたアクセルペダル開度及び当該ハイブリッド車両の走行速度に基づいて、当該ハイブリッド車両に要求される駆動力を導出する要求駆動力導出部（例えば、実施の形態での要求駆動力導出部５０１）を備え、当該ハイブリッド車両が所定車速以上で前記シリーズ走行時の前記内燃機関の回転数が前記締結回転数よりも低いとき、前記内燃機関制御部は、前記要求駆動力導出部が導出した要求駆動力に応じた出力を維持可能な運転点を結んだ等出力ライン上で前記内燃機関を運転するよう制御することを特徴としている。
　さらに、請求項４に記載の発明のハイブリッド車両では、前記内燃機関の運転点が前記等出力ライン上を移行して、前記内燃機関の回転数が前記締結回転数と一致した運転点における、前記内燃機関から前記駆動輪へのエネルギー伝達効率は、電気効率よりも機械効率の方が良いことを特徴としている。
　さらに、請求項５に記載の発明のハイブリッド車両では、内燃機関（例えば、実施の形態での内燃機関１１１）と、前記内燃機関の駆動によって発電する発電機（例えば、実施の形態での発電機１１３）と、電動機に電力を供給する蓄電器（例えば、実施の形態での蓄電器１０１）と、駆動輪（例えば、実施の形態での駆動輪１３３）に接続され、前記蓄電器及び前記発電機の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する前記電動機（例えば、実施の形態での電動機１０９）と、前記発電機と前記駆動輪の間に配置され、前記内燃機関から前記発電機を介した前記駆動輪までの動力の伝達経路を断接する動力伝達断接部（例えば、実施の形態でのクラッチ１１７）と、を備え、前記電動機及び前記内燃機関の少なくとも一方からの動力によって走行するハイブリッド車両であって、当該ハイブリッド車両が少なくとも前記内燃機関を駆動源としたエンジン直結走行から、前記動力伝達断接部を開放して、当該ハイブリッド車両が前記内燃機関の動力による前記発電機の発電電力によって駆動される前記電動機を駆動源としたシリーズ走行へ移行するかを判断するシリーズ移行判断部（例えば、実施の形態でのシリーズ移行判断部６０３）と、前記内燃機関の出力の機械伝達に対する電気伝達の比率を変更する伝達比率変更部（例えば、実施の形態でのトルク移行制御部６０７）と、前記シリーズ移行判断部が前記シリーズ走行へ移行すると判断した後、前記内燃機関の機械伝達分の出力が所定値以下になったとき、前記動力伝達断接部を開放するよう制御する断接制御部（例えば、実施の形態での油圧回路制御部６０９）と、を備えたことを特徴としている。
　さらに、請求項６に記載の発明のハイブリッド車両では、前記蓄電器から前記電動機への電力供給を制御する蓄電器出力制御部（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ１２３）と、前記内燃機関の運転を制御する内燃機関制御部（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ１２３）と、を備え、前記動力伝達断接部が開放された後、前記蓄電器出力制御部は、前記蓄電器から前記電動機への供給電力を低減し、前記内燃機関制御部は、前記蓄電器から前記電動機への供給電力の低減に応じて前記内燃機関の出力が増すよう、燃料消費率が最も良い運転点を結んだ燃費最良ライン上で前記内燃機関を運転することを特徴としている。
　さらに、請求項７に記載の発明のハイブリッド車両では、当該ハイブリッド車両におけるアクセル操作に応じたアクセルペダル開度及び当該ハイブリッド車両の走行速度に基づいて、当該ハイブリッド車両に要求される駆動力を導出する要求駆動力導出部（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ１２３）と、前記内燃機関の運転を制御する内燃機関制御部（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ１２３）と、を備え、前記動力伝達断接部が締結された状態で当該ハイブリッド車両が前記内燃機関を駆動源とした走行時に前記要求駆動力導出部が導出した要求駆動力が上がると、前記内燃機関制御部は、前記要求駆動力を満たすよう、燃料消費率が最も良い運転点を結んだ燃費最良ラインに運転点が到達するまでは前記内燃機関の出力を上げ、前記要求駆動力が前記燃費最良ライン上の運転点での前記内燃機関の出力を超える場合には、前記内燃機関制御部は、前記燃費最良ライン上の運転点で前記内燃機関を運転し、前記蓄電器からの電力供給によって駆動する前記電動機が、前記要求駆動力に対する前記内燃機関の出力不足分を出力するようことを特徴としている。
　さらに、請求項８に記載の発明のハイブリッド車両では、前記内燃機関の運転を制御する内燃機関制御部（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ１２３）を備え、前記伝達比率変更部による前記内燃機関の出力の機械伝達に対する電気伝達の比率の変更開始から前記伝達経路の開放が完了するまでの間、前記内燃機関制御部は、前記発電機のトルクを制御して、前記内燃機関のトルクを一定に維持するよう前記内燃機関の運転を制御することを特徴としている。
　さらに、請求項９に記載の発明のハイブリッド車両の制御方法では、内燃機関（例えば、実施の形態での内燃機関１１１）と、前記内燃機関の駆動によって発電する発電機（例えば、実施の形態での発電機１１３）と、電動機に電力を供給する蓄電器（例えば、実施の形態での蓄電器１０１）と、駆動輪（例えば、実施の形態での駆動輪１３３）に接続され、前記蓄電器及び前記発電機の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する前記電動機（例えば、実施の形態での電動機１０９）と、前記発電機と前記駆動輪の間に配置され、前記内燃機関から前記発電機を介した前記駆動輪までの動力の伝達経路を断接する動力伝達断接部（例えば、実施の形態でのクラッチ１１７）と、を備え、前記電動機及び前記内燃機関の少なくとも一方からの動力によって走行するハイブリッド車両の制御方法であって、前記ハイブリッド車両が前記内燃機関の動力による前記発電機の発電電力によって駆動される前記電動機を駆動源としたシリーズ走行から、前記動力伝達断接部を締結して、前記ハイブリッド車両が少なくとも前記内燃機関を駆動源としたエンジン直結走行へ移行するかを判断し、前記走行速度に応じた前記動力伝達断接部の前記駆動輪側の回転数を、前記動力伝達断接部を締結する前記内燃機関の締結回転数として導出し、前記エンジン直結走行へ移行すると判断した後、前記内燃機関の運転を制御して、前記内燃機関の回転数と前記締結回転数との差回転数が所定値以下になったとき、前記動力伝達断接部を締結するよう制御することを特徴としている。
　さらに、請求項１０に記載の発明のハイブリッド車両の制御方法では、内燃機関（例えば、実施の形態での内燃機関１１１）と、前記内燃機関の駆動によって発電する発電機（例えば、実施の形態での発電機１１３）と、電動機に電力を供給する蓄電器（例えば、実施の形態での蓄電器１０１）と、駆動輪（例えば、実施の形態での駆動輪１３３）に接続され、前記蓄電器及び前記発電機の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する前記電動機（例えば、実施の形態での電動機１０９）と、前記発電機と前記駆動輪の間に配置され、前記内燃機関から前記発電機を介した前記駆動輪までの動力の伝達経路を断接する動力伝達断接部（例えば、実施の形態でのクラッチ１１７）と、を備え、前記電動機及び前記内燃機関の少なくとも一方からの動力によって走行するハイブリッド車両の制御方法であって、前記ハイブリッド車両が少なくとも前記内燃機関を駆動源としたエンジン直結走行から、前記動力伝達断接部を開放して、前記ハイブリッド車両が前記内燃機関の動力による前記発電機の発電電力によって駆動される前記電動機を駆動源としたシリーズ走行へ移行するかを判断し、前記内燃機関の出力の機械伝達に対する電気伝達の比率を変更し、前記シリーズ走行へ移行すると判断した後、前記内燃機関の機械伝達分の出力が所定値以下になったとき、前記動力伝達断接部を開放するよう制御することを特徴としている。
　請求項１～８に記載の発明のハイブリッド車両及び請求項９～１０に記載の発明のハイブリッド車両の制御方法によれば、ドライバに違和感を与えずにエネルギー効率の低下なく動力伝達断接部の締結又は開放が行える。
シリーズ／パラレル方式のＨＥＶの内部構成を示すブロック図 油圧回路１１８の内部構成及び油圧回路１１８とクラッチ１１７との関係を示す図 図１に示したハイブリッド車両における駆動システムの主要部を概略的に示した図 ハイブリッド車両が（ａ）ＥＶ走行モード時、（ｂ）シリーズ走行モード時、（ｃ）エンジン走行モード時及び（ｄ）パラレル走行モード時の各駆動状態を示す図 内燃機関１１１の熱効率に関する特性を示すグラフ シリーズ走行モードからエンジン直結走行に移行する制御を行うマネジメントＥＣＵ１２３の内部構成を示すブロック図 シリーズ走行モード時の内燃機関１１１の回転数がクラッチ１１７を締結する際の回転数よりも高い場合に、エンジン直結走行へ移行する際の内燃機関１１１の運転点の推移を示すグラフ シリーズ走行モード時の内燃機関１１１の回転数がクラッチ１１７を締結する際の回転数よりも低い場合に、エンジン直結走行へ移行する際の内燃機関１１１の運転点の推移を示すグラフ シリーズ走行モードからエンジン直結走行へ移行する際のマネジメントＥＣＵ１２３の動作を示すフローチャート シリーズ走行モード時の内燃機関１１１の回転数がクラッチ１１７を締結する際の回転数よりも高い場合に、シリーズ走行モードで緩加速中にエンジン直結走行へ移行する際のタイミングチャートの一例 シリーズ走行モード時の内燃機関１１１の回転数がクラッチ１１７を締結する際の回転数よりも高い場合に、シリーズ走行モードで減速中にエンジン直結走行へ移行する際のタイミングチャートの一例 エンジン直結走行からシリーズ走行モードに移行する制御を行うマネジメントＥＣＵ１２３の内部構成を示すブロック図 ハイブリッド車両がエンジン直結走行で緩加速中にシリーズ走行モードへ移行する際のタイミングチャートの一例 エンジン直結走行からシリーズ走行モードへ移行する際のマネジメントＥＣＵ１２３の動作を示すフローチャート 要求駆動力の増加に応じてクラッチ１１７を開放する際の内燃機関１１１の運転点の推移を示すグラフ 要求駆動力の増加に応じてクラッチ１１７を開放する際の各出力の変化を示すタイムチャート 蓄電器１０１の状態の変化に応じてクラッチ１１７を開放する際の内燃機関１１１の運転点の推移を示すグラフ 蓄電器１０１の状態の変化に応じてクラッチ１１７を開放する際の各出力の変化を示すタイムチャート （ａ）ＳＯＣとバッテリ出力上限の関係を示すグラブ、及び（ｂ）バッテリ温度とバッテリ出力上限の関係を示すグラフ 発電機を駆動する内燃機関の特性の一例を示すグラフ 発電機を駆動する内燃機関の特性の一例を示すグラフ
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
　ＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド電気自動車）は、電動機及び内燃機関を備え、当該ＨＥＶの走行状態に応じて電動機及び／又は内燃機関の駆動力によって走行する。ＨＥＶには、大きく分けてシリーズ方式とパラレル方式の２種類がある。シリーズ方式のＨＥＶは、電動機の駆動力によって走行する。内燃機関は発電のためだけに用いられ、内燃機関の駆動力によって発電機で発電された電力は蓄電器に充電されるか、電動機に供給される。
　シリーズ方式のＨＥＶの走行モードには、「ＥＶ走行モード」及び「シリーズ走行モード」の２つがある。ＥＶ走行モードでは、ＨＥＶは、蓄電器からの電源供給によって駆動する電動機の駆動力によって走行する。このとき内燃機関は駆動されない。また、シリーズ走行モードでは、ＨＥＶは、蓄電器及び発電機の双方からの電力の供給や発電機のみからの電力の供給等によって駆動する電動機の駆動力によって走行する。このとき、内燃機関は発電機における発電のために駆動される。
　パラレル方式のＨＥＶは、電動機及び内燃機関のいずれか一方又は双方の駆動力によって走行する。特に、パラレル方式のＨＥＶが内燃機関のみの駆動力によって走行するモードを「エンジン走行モード」という。また、パラレル方式のＨＥＶが内燃機関及び電動機の双方からの駆動力によって走行するモードを「パラレル走行モード」という。
　上記両方式を複合したシリーズ／パラレル方式のＨＥＶも知られている。当該方式では、当該ＨＥＶの走行状態に応じてクラッチを開放又は締結する（断接する）ことによって、駆動力の伝達系統をシリーズ方式及びパラレル方式のいずれかの構成に切り替える。
　図１は、シリーズ／パラレル方式のＨＥＶの内部構成を示すブロック図である。図１に示すシリーズ／パラレル方式のＨＥＶ（以下「ハイブリッド車両」という）は、蓄電器(BATT)１０１と、温度センサ(TEMP)１０３と、コンバータ(CONV)１０５と、第１インバータ(第１INV)１０７と、電動機(MOT)１０９と、内燃機関(ENG)１１１と、発電機(GEN)１１３と、第２インバータ(第２INV)１１５と、クラッチ１１７と、油圧回路１１８と、ギアボックス（以下、単に「ギア」という。）１１９と、車速センサ１２１と、マネジメントＥＣＵ(FI/MG ECU)１２３と、モータＥＣＵ(MOT/GEN ECU)１２５と、バッテリＥＣＵ(BATT ECU)１２７とを備える。さらに、ハイブリッド車両は、電動機１０９の回転数を検出するレゾルバ等のセンサ（図示せず）及び発電機１１３の回転数を検出するレゾルバ等のセンサ（図示せず）を備える。
　蓄電器１０１は、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、例えば１００～２００Ｖの高電圧を供給する。蓄電セルは、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池である。温度センサ１０３は、蓄電器１０１の温度（以下「バッテリ温度」という）を検出する。温度センサ１０３によって検出されたバッテリ温度を示す信号は、バッテリＥＣＵ１２７に送られる。
　コンバータ１０５は、蓄電器１０１の直流出力電圧を直流のまま昇圧又は降圧する。第１インバータ１０７は、直流電圧を交流電圧に変換して３相電流を電動機１０９に供給する。また、第１インバータ１０７は、電動機１０９の回生動作時に入力される交流電圧を直流電圧に変換して蓄電器１０１に充電する。
　電動機１０９は、ハイブリッド車両が走行するための動力を発生する。電動機１０９で発生したトルクは、ギア１１９を介して駆動軸１３１に伝達される。なお、電動機１０９の回転子はギア１１９に直結されている。また、電動機１０９は、回生ブレーキ時には発電機として動作し、電動機１０９で発電された電力は蓄電器１０１に充電される。
　内燃機関１１１は、クラッチ１１７が開放されてハイブリッド車両がシリーズ走行する際には、発電機１１３のためだけに用いられる。但し、クラッチ１１７が締結されると、内燃機関１１１の出力は、ハイブリッド車両が走行するための機械エネルギーとして、発電機１１３、クラッチ１１７及びギア１１９を介して駆動軸１３１に伝達される。内燃機関１１１は、発電機１１３の回転子に直結されている。
　発電機１１３は、内燃機関１１１の動力によって電力を発生する。発電機１１３によって発電された電力は、蓄電器１０１に充電されるか電動機１０９に供給される。第２インバータ１１５は、発電機１１３で発生した交流電圧を直流電圧に変換する。第２インバータ１１５によって変換された電力は蓄電器１０１に充電されるか、第１インバータ１０７を介して電動機１０９に供給される。
　クラッチ１１７は、マネジメントＥＣＵ１２３からの指示に基づいて、内燃機関１１１から駆動輪１３３までの駆動力の伝達経路を断接する。油圧回路１１８は、作動油を介してクラッチ１１７に所定の作動圧を供給する。ギア１１９は、例えば５速相当の１段の固定ギアである。したがって、ギア１１９は、発電機１１３を介した内燃機関１１１からの駆動力又は電動機１０９からの駆動力を、特定の変速比での回転数及びトルクに変換して、駆動軸１３１に伝達する。車速センサ１２１は、ハイブリッド車両の走行速度（車速）を検出する。車速センサ１２１によって検出された車速を示す信号は、マネジメントＥＣＵ１２３に送られる。
　マネジメントＥＣＵ１２３は、ハイブリッド車両のドライバのアクセル操作に応じたアクセルペダル開度（ＡＰ開度）及び車速に基づく要求駆動力の算出、駆動力の伝達系統の切り替え、油圧回路１１８を用いたクラッチ１１７の断接に関する制御、及び内燃機関１１１の運転制御等を行う。図１には、マネジメントＥＣＵ１２３による内燃機関１１１の制御が一点鎖線で示されている。マネジメントＥＣＵ１２３の詳細については後述する。
　モータＥＣＵ１２５は、コンバータ１０５、第１インバータ１０７及び第２インバータ１１５をそれぞれ構成するスイッチング素子をスイッチング制御して、電動機１０９又は発電機１１３の動作を制御する。図１には、モータＥＣＵ１２５によるコンバータ１０５、第１インバータ１０７及び第２インバータ１１５の制御が一点鎖線で示されている。
　バッテリＥＣＵ１２７は、温度センサ１０３から得られたバッテリ温度や、蓄電器１０１の充放電電流及び端子電圧等の情報に基づいて、蓄電器１０１の残容量（ＳＯＣ：State of Charge）等を導出する。
（油圧回路１１８の構成）
　図２は、油圧回路１１８の内部構成及び油圧回路１１８とクラッチ１１７との関係を示す図である。図２に示すように、油圧回路１１８は、オイルポンプ１５１によってオイルタンク１５３から吐出される作動油をレギュレータバルブ１５５及び２つのシフトバルブ１５７Ａ，１５７Ｂを介してクラッチ１１７に給油する。シフトバルブ１５７Ａ，１５７Ｂは、レギュレータバルブ１５５からクラッチ１１７までのポンプ油路上に設けられ、シフトバルブ１５７Ａはポンプ油路の下流側に、シフトバルブ１５７Ｂは上流側に設けられている。なお、油圧回路１１８は、シフトバルブ１５７Ａの開閉を検知する油圧スイッチ１６１Ａと、シフトバルブ１５７Ｂの開閉を検知する油圧スイッチ１６１Ｂとを備える。
　シフトバルブ１５７Ａはシフトソレノイド１５９Ａによって開閉され、シフトバルブ１５７Ｂはシフトソレノイド１５９Ｂによって開閉される。シフトソレノイド１５９Ａ，１５９Ｂは、マネジメントＥＣＵ１２３によって各々通電制御される。シフトソレノイドが通電するとシフトバルブが開き、通電停止よりシフトバルブが閉じる。したがって、シフトソレノイド１５９Ａ，１５９Ｂが通電するとシフトバルブ１５７Ａ，１５７Ｂが開き、作動油の圧力によってクラッチ１１７が締結する。
　図３は、図１に示したハイブリッド車両における駆動システムの主要部を概略的に示した図である。また、図４は、ハイブリッド車両が（ａ）ＥＶ走行モード時、（ｂ）シリーズ走行モード時、（ｃ）エンジン走行モード時及び（ｄ）パラレル走行モード時の各駆動状態と走行モード間の遷移を示す図である。
　ＥＶ走行モード時のハイブリッド車両では、図４の（ａ）に示すように、クラッチ１１７は開放され、内燃機関１１１は停止されている。ハイブリッド車両は、蓄電器１０１からの電源供給によって駆動する電動機１０９の駆動力によって走行する。
　シリーズ走行モード時のハイブリッド車両では、図４の（ｂ）に示すように、クラッチ１１７は開放され、ＡＰ開度及び車速等に基づく要求駆動力を電動機１０９が出力可能な電力を供給するべく内燃機関１１１が運転される。ハイブリッド車両は、発電機１１３からの電力供給によって駆動する電動機１０９の駆動力によって走行する。なお、シリーズ走行モード時のハイブリッド車両では、内燃機関１１１をＢＳＦＣボトムライン上の運転点で駆動し、図４の（ｂ）に一点鎖線で示すように、余剰電力分を蓄電器１０１に充電しても良い。また、内燃機関１１１をＢＳＦＣボトムライン上の運転点で駆動して得られる電力が要求駆動力に満たない場合には、発電機１１３からの電力供給に加え、図４の（ｂ）に二点鎖線で示すように、蓄電器１０１からの補助電力を電動機１０９に供給しても良い。
　エンジン走行モード時のハイブリッド車両では、図４の（ｃ）に示すように、クラッチ１１７は締結され、ハイブリッド車両は、内燃機関１１１の駆動力によって走行する。エンジン走行モードでの走行時、電動機１０９の回転子及び発電機１１３の回転子は、内燃機関１１１の駆動と共に連れ回される。但し、モータＥＣＵ１２５は、発電機１１３が無負荷状態となるようゼロ電流制御を行う。なお、エンジン走行モード時のハイブリッド車両では、内燃機関１１１をＢＳＦＣボトムライン上の運転点で駆動し、図４の（ｃ）に一点鎖線で示すように、発電機として駆動される電動機１０９で発生した電力を蓄電器１０１に充電しても良い。
　パラレル走行モード時のハイブリッド車両では、図４の（ｄ）に示すように、クラッチ１１７は締結され、ハイブリッド車両は、内燃機関１１１及び電動機１０９の双方の駆動力によって走行する。パラレル走行モードでの走行時、発電機１１３の回転子は、内燃機関１１１の駆動と共に連れ回される。但し、第２インバータ１１５は、発電機１１３が無負荷状態となるようゼロ電流制御を行う。
　低中速の加速走行時にはクラッチ１１７を開放してＥＶ走行モード又はシリーズ走行モードに設定される。また、中高速の定常走行（クルーズ走行）時にはクラッチ１１７を締結してエンジン走行モードに設定され、中高速の加速走行時にはパラレル走行モードに設定される。走行モードの設定は、図１に示したマネジメントＥＣＵ１２３が、アクセルペダル開度（ＡＰ開度）及び車速等に基づいて走行フェーズを判断した上で行う。例えば、走行フェーズが「低中速加速走行」から「中速定常走行」に変わると、マネジメントＥＣＵ１２３は、クラッチ１１７を締結し、走行モードを「シリーズ走行モード」から「エンジン走行モード」に切り替える。
　図５は、内燃機関１１１の熱効率に関する特性を示すグラフである。当該グラフの縦軸は内燃機関１１１のトルクを示し、横軸は内燃機関１１１の回転数を示す。図５中の太い実線は、燃料消費率が最も良い内燃機関１１１の運転点を結んだ線（ＢＳＦＣボトムライン）である。また、図５中の一点鎖線は、トルク及び回転数は異なるが出力が同じとなる内燃機関１１１の運転点を結んだ線（等出力線）である。また、図５中の楕円形の点線は、内燃機関１１１の出力効率が同じとなる運転点を結んだ線（等効率線）であり、内側の等効率線ほど出力効率が高い。なお、図５に示す最も内側の等効率線で囲まれた領域内のＢＳＦＣボトムライン上の運転点を「最高効率運転点」という。また、最高効率運転点で運転される内燃機関１１１の出力を「最高効率出力」という。
　上述したように、内燃機関１１１の出力エネルギーは機械エネルギーである。しかし、クラッチ１１７が開放されているとき、内燃機関１１１が出力した機械エネルギーは、発電機１１３によって電気エネルギーに変換された後、走行のために消費される。このときのエネルギー伝達効率を「電気効率」といい、伝達形態を「電気伝達」という。一方、クラッチ１１７が締結されているとき、内燃機関１１１が出力した機械エネルギーは、発電機１１３及びギア１１９を介して、走行のためにそのまま消費される。このときのエネルギー伝達効率を「機械効率」といい、伝達形態を「機械伝達」という。図５に斜線で示した領域１０は、内燃機関１１１の出力エネルギーの伝達効率として、電気効率よりも機械効率の方が良い領域である。
　以下、本実施形態のハイブリッド車両がシリーズ走行モードでの走行時にクラッチ１１７を締結してエンジン走行モード又はパラレル走行モードに移行する場合のマネジメントＥＣＵ１２３による制御について、実施例１及び実施例２を例に説明する。なお、以下の説明では、エンジン走行モード又はパラレル走行モードでの走行を「エンジン直結走行」という。
　以下説明する実施例１及び実施例２の各制御は、マネジメントＥＣＵ１２３によって行われる。図６は、シリーズ走行モードからエンジン直結走行に移行する制御を行うマネジメントＥＣＵ１２３の内部構成を示すブロック図である。図６に示すように、マネジメントＥＣＵ１２３は、要求駆動力導出部５０１と、エンジン直結移行判断部５０３と、締結回転数算出部５０５と、内燃機関運転制御部５０７と、油圧回路制御部５０９と、トルク移行制御部５１１とを有する。
　要求駆動力導出部５０１は、ＡＰ開度及び車速に基づいて、ハイブリッド車両に対する要求駆動力を導出する。なお、要求駆動力及び車速等から求まる駆動軸１３１におけるトルクを「足軸トルク」という。エンジン直結移行判断部５０３は、ハイブリッド車両がシリーズ走行モードで走行中に、エンジン直結走行へ移行した場合に想定されるエネルギー効率に基づいて、クラッチ１１７を締結してエンジン直結走行へ移行するか否かを判断する。
　締結回転数算出部５０５は、クラッチ１１７を締結してもショックが発生しない内燃機関１１１の締結回転数（クラッチ締結回転数）を算出する。クラッチ締結回転数の算出にあたって、締結回転数算出部５０５は、車速及び駆動輪１３３の半径に基づいて、駆動軸１３１の回転数を算出する。駆動軸１３１の回転数及びギア１１９の変速比から、クラッチ１１７が締結された場合の、クラッチ１１７の出力側の回転数が算出される。クラッチ１１７が締結された状態では、内燃機関１１１は発電機１１３の回転子を介してクラッチ１１７に接続されているため、当該算出された回転数が「クラッチ締結回転数」である。
　内燃機関運転制御部５０７は、エンジン直結移行判断部５０３によってエンジン直結走行への移行が判断されると、クラッチ１１７の締結前に、内燃機関１１１の回転数がクラッチ締結回転数に近づくよう、発電機１１３のトルクを制御して内燃機関１１１の回転数合わせを行う。
　油圧回路制御部５０９は、エンジン直結移行判断部５０３によってエンジン直結走行への移行が判断されると、油圧回路１１８のシフトバルブ１５７Ｂを開操作するための開制御信号を出力する。この開制御信号は、油圧回路１１８のシフトソレノイド１５９Ｂに送られる。シフトソレノイド１５９Ｂは開制御信号によって通電し、シフトバルブ１５７Ｂが開く。さらに、油圧回路制御部５０９は、内燃機関１１１の回転数とクラッチ締結回転数との差回転数が所定値以下になったとき、油圧回路１１８のシフトバルブ１５７Ａを開操作するための開制御信号を出力する。この開制御信号は、油圧回路１１８のシフトソレノイド１５９Ａに送られる。シフトソレノイド１５９Ａは開制御信号によって通電し、シフトバルブ１５７Ａが開く。なお、油圧回路制御部５０９は、シフトバルブ１５７Ａを開操作するための開制御信号を出力した時点から、所定時間のカウントを行う。
　トルク移行制御部５１１は、油圧回路制御部５０９による所定時間のカウントが完了すると、油圧回路１１８からクラッチ１１７への作動圧が十分に上昇したためにクラッチ１１７の締結が完了したと判断する。クラッチ１１７の締結が完了したと判断したトルク移行制御部５１１は、電動機１０９及び発電機１１３の各トルク制御を行うことで、ハイブリッド車両の駆動軸１３１へのトルクの配分を電動機１０９から内燃機関１１１へ徐々に移行する。なお、本実施形態では、トルク移行制御部５１１によるトルク移行制御が行われている間、内燃機関運転制御部５０７は、内燃機関１１１のトルクが一定となるよう制御する。
（実施例１）
　図７は、シリーズ走行モード時の内燃機関１１１の回転数がクラッチ１１７を締結する際の回転数よりも高い場合に、エンジン直結走行へ移行する際の内燃機関１１１の運転点の推移を示すグラフである。図７に示される運転点Ａは、ドライバのアクセル操作に応じた電動機１０９からの駆動力によってハイブリッド車両がシリーズ走行モードでクルーズ又は緩加速しているときの内燃機関１１１の運転点である。この状態から、クラッチ１１７を締結してもショックが発生しない図７中の点線で示される値（クラッチ締結回転数）まで内燃機関１１１の回転数を落とす際に、要求駆動力に追従してクラッチ１１７の出力側の出力を電動機１０９の出力と一致させると、内燃機関１１１の運転点は一点鎖線で示される等出力ラインに沿ってＡからＣに移る。この場合、運転点はＢＳＦＣボトムラインから外れるため、燃料消費率は低下する。
　本実施例では、マネジメントＥＣＵ１２３の内燃機関運転制御部５０７が発電機１１３のトルクを制御して、内燃機関１１１の回転数を下げていく。内燃機関１１１の回転数とクラッチ締結回転数との差回転数が所定値以下になれば、マネジメントＥＣＵ１２３の油圧回路制御部５０９は、油圧回路１１８のシフトバルブ１５７Ａを開操作して、油圧回路１１８からクラッチ１１７へ作動油を供給するよう制御する。このときクラッチ１１７が締結してもショックは発生せず、かつ、内燃機関１１１の燃料消費率も良好なままである。なお、本実施例では、内燃機関１１１の回転数をクラッチ締結回転数まで下げていくとき、内燃機関運転制御部５０７は、図７に示すように、内燃機関１１１の運転点がＢＳＦＣボトムラインに沿ってＡからＢに推移するよう、内燃機関１１１の運転を制御する。
（実施例２）
　図８は、シリーズ走行モード時の内燃機関１１１の回転数がクラッチ１１７を締結する際の回転数よりも低い場合に、エンジン直結走行へ移行する際の内燃機関１１１の運転点の推移を示すグラフである。図８に示される運転点Ｄは、ドライバのアクセル操作に応じた電動機１０９からの駆動力によってハイブリッド車両がシリーズ走行モードで減速しているときの内燃機関１１１の運転点である。本実施例では、マネジメントＥＣＵ１２３の内燃機関運転制御部５０７が発電機１１３のトルクを制御して、クラッチ１１７を締結してもショックが発生しない図８中の点線で示される値（クラッチ締結回転数）まで内燃機関１１１の回転数を上げていく。内燃機関１１１の回転数とクラッチ締結回転数との差回転数が所定値以下になれば、マネジメントＥＣＵ１２３の油圧回路制御部５０９は、油圧回路１１８のシフトバルブ１５７Ａを開操作して、油圧回路１１８からクラッチ１１７へ作動油を供給するよう制御する。なお、本実施例では、内燃機関１１１の回転数をクラッチ締結回転数まで上げていくとき、要求駆動力が一定であれば、内燃機関運転制御部５０７は、図８に示すように、内燃機関１１１の運転点が一点鎖線で示される等出力ラインに沿ってＤからＥに推移するよう、内燃機関１１１の運転を制御する。すなわち、内燃機関運転制御部５０７は、運転点の推移中、内燃機関１１１が要求駆動力に応じた出力を維持するよう制御する。
　このように運転点がＤからＥに移ると、内燃機関１１１の運転点がＢＳＦＣボトムラインから外れるため燃料消費率は低下する。しかし、実施例１と異なり、内燃機関１１１の負荷（トルク）は低下する方向に移行し、かつ、運転点Ｅは電気効率よりも機械効率の方が良い領域１０内である。このため、クラッチ１１７を締結した際にショックは発生せず、かつ、シリーズ走行モードを続けた場合の総合的なエネルギー効率（＝燃料消費率×電気効率）よりも良好なエネルギー効率（＝燃料消費率×機械効率）が得られる。
　以下、シリーズ走行モードからエンジン直結走行へ移行する際の内燃機関１１１の制御及びクラッチ１１７の締結を含むマネジメントＥＣＵ１２３の動作について、図９を参照して説明する。図９は、シリーズ走行モードからエンジン直結走行へ移行する際のマネジメントＥＣＵ１２３の動作を示すフローチャートである。ハイブリッド車両がシリーズ走行モードでの走行時、図９に示すように、マネジメントＥＣＵ１２３のエンジン直結移行判断部５０３がエンジン直結走行へ移行すると判断した場合、油圧回路制御部５０９は、油圧回路１１８のシフトバルブ１５７Ｂを開操作する（ステップＳ１０３）。次に、締結回転数算出部５０５は、クラッチ締結回転数を算出する（ステップＳ１０５）。次に、内燃機関運転制御部５０７は、発電機１１３のトルクを制御して内燃機関１１１の回転数合わせを行う（ステップＳ１０７）。
　次に、内燃機関１１１の回転数とクラッチ締結回転数との差回転数が所定値以下になれば、油圧回路制御部５０９は、油圧回路１１８のシフトバルブ１５７Ａを開操作する（ステップＳ１１１）。なお、差回転数が所定値を超える場合はステップＳ１０５に戻る。ステップＳ１１１から所定時間が経過すると、トルク移行制御部５１１は、クラッチ１１７の締結が完了したと判断して、ハイブリッド車両の駆動軸１３１へのトルクを電動機１０９から内燃機関１１１へ移行する制御を行う（ステップＳ１１５）。
　図１０は、シリーズ走行モード時の内燃機関１１１の回転数がクラッチ１１７を締結する際の回転数よりも高い場合に、シリーズ走行モードで緩加速中にエンジン直結走行へ移行する際のタイミングチャートの一例である。また、図１１は、シリーズ走行モード時の内燃機関１１１の回転数がクラッチ１１７を締結する際の回転数よりも高い場合に、シリーズ走行モードで減速中にエンジン直結走行へ移行する際のタイミングチャートの一例である。
　以上説明したように、本実施形態のハイブリッド車両において上記説明したマネジメントＥＣＵ１２３による制御を行えば、シリーズ走行モードからエンジン直結走行へ移行する際に、ショックの発生や効率（燃料消費率又は総合効率）の低下なくクラッチを締結することができる。
　次に、本実施形態のハイブリッド車両がエンジン直結走行時にクラッチ１１７を開放してシリーズ走行モードに移行する場合のマネジメントＥＣＵ１２３による制御について、実施例３及び実施例４を例に説明する。
　以下説明する実施例３及び実施例４の各制御は、マネジメントＥＣＵ１２３によって行われる。図１２は、エンジン直結走行からシリーズ走行モードに移行する制御を行うマネジメントＥＣＵ１２３の内部構成を示すブロック図である。図１２に示すように、マネジメントＥＣＵ１２３は、要求駆動力導出部６０１と、シリーズ移行判断部６０３と、内燃機関運転制御部６０５と、トルク移行制御部６０７と、油圧回路制御部６０９とを有する。
　要求駆動力導出部６０１は、ＡＰ開度及び車速に基づいて、ハイブリッド車両に対する要求駆動力を導出する。なお、要求駆動力及び車速等から求まる駆動軸１３１におけるトルクを「足軸トルク」という。シリーズ移行判断部６０３は、ハイブリッド車両がエンジン直結走行中に、シリーズ走行モードへ移行した場合に想定されるエネルギー効率に基づいて、クラッチ１１７を開放してシリーズ走行モードへ移行するか否かを判断する。
　内燃機関運転制御部６０５は、シリーズ移行判断部６０３によってシリーズ走行モードへの移行が判断されると、クラッチ１１７の開放が完了するまでの間、発電機１１３のトルクを制御して内燃機関１１１のトルクを一定に維持する制御を行う。
　トルク移行制御部６０７は、シリーズ移行判断部６０３によってシリーズ走行モードへの移行が判断されると、電動機１０９及び発電機１１３の各トルク制御を行うことで、ハイブリッド車両の駆動軸１３１へのトルクの配分を内燃機関１１１から電動機１０９へ徐々に移行する。すなわち、トルク移行制御部６０７が発電機１１３のトルクを上げていくことで、一定に維持された内燃機関１１１のトルクを発電機１１３が徐々に吸収していき、同時に、トルク移行制御部６０７が電動機１０９のトルクを上げていくことで、電動機１０９が要求駆動力に対するトルクを出力していく。なお、トルク移行制御部６０７は、要求駆動力に応じた足軸トルクと電動機１０９のトルクとの差が所定値以下になれば、トルク移行制御が完了したと判断する。なお、トルク移行制御部６０７は、内燃機関１１１の一定に維持されたトルクと発電機１１３のトルクとの差分が所定値以下であれば、内燃機関１１１の駆動軸１３１に伝達される機械伝達分の出力が所定値以下になったと判定し、トルクの移行が完了したと判断する。
　油圧回路制御部６０９は、シリーズ移行判断部６０３によってシリーズ走行モードへの移行が判断された後、トルクの移行が完了すると、油圧回路１１８のシフトバルブ１５７Ａを閉操作するための閉制御信号を出力する。この閉制御信号は、油圧回路１１８のシフトソレノイド１５９Ａに送られる。シフトソレノイド１５９Ａは閉制御信号によって通電停止し、シフトバルブ１５７Ａが閉じる。なお、油圧回路制御部６０９は、シフトバルブ１５７Ａを閉操作するための閉制御信号を出力した時点から、所定時間のカウントを行う。さらに、油圧回路制御部６０９は、所定時間のカウントが完了すると、油圧回路１１８のシフトバルブ１５７Ｂを閉操作するための閉制御信号を出力する。この閉制御信号は、油圧回路１１８のシフトソレノイド１５９Ｂに送られる。シフトソレノイド１５９Ｂは閉制御信号によって通電停止し、シフトバルブ１５７Ｂが閉じる。なお、マネジメントＥＣＵ１２３は、油圧回路制御部６０９がシフトバルブ１５７Ｂを閉操作した時、クラッチ１１７の開放が完了したと判定する。
　上述したように、シリーズ走行モードへの移行が判断されクラッチ１１７の開放が完了するまでの間、すなわち、エンジン直結走行からシリーズ走行モードへの移行期間、内燃機関運転制御部６０５は、発電機１１３のトルクを制御して内燃機関１１１のトルクを一定に維持する制御を行う。クラッチ１１７の開放が完了した後、内燃機関運転制御部６０５は、発電機１１３のトルクを少し下げることで、内燃機関１１１の出力増加を促す。その結果、内燃機関１１１のトルク及び回転数が共に上昇する。
　図１３は、ハイブリッド車両がエンジン直結走行で緩加速中にシリーズ走行モードへ移行する際のタイミングチャートの一例である。なお、図１３に示すタイミングチャートでは、シリーズ走行モードへの移行期間に内燃機関１１１のトルクが一定に維持されない場合の変化が二点鎖線で示される。図１３にも示されているように、シリーズ走行モードへの移行期間は内燃機関１１１のトルクが一定に維持されるため、トルク移行制御部６０７によるトルク移行又は油圧回路制御部６０９によるクラッチ１１７の開放を行っても、意図しない振動等がなく安定した移行が行われる。
　以下、エンジン直結走行からシリーズ走行モードへ移行する際の内燃機関１１１の制御及びクラッチ１１７の開放を含むマネジメントＥＣＵ１２３の動作について、図１４を参照して説明する。図１４は、エンジン直結走行からシリーズ走行モードへ移行する際のマネジメントＥＣＵ１２３の動作を示すフローチャートである。ハイブリッド車両がエンジン直結走行時、図１４に示すように、マネジメントＥＣＵ１２３のシリーズ移行判断部６０３がシリーズ走行モードへ移行すると判断した場合、トルク移行制御部６０７は、ハイブリッド車両の駆動軸１３１へのトルクを内燃機関１１１から電動機１０９へ移行する制御を行い、同時に、内燃機関運転制御部６０５は、内燃機関１１１のトルクを一定に維持する制御を行う（ステップＳ２０３）。
　次に、内燃機関１１１の駆動軸１３１に伝達される機械伝達分の出力が所定値以下になれば、油圧回路制御部６０９は、油圧回路１１８のシフトバルブ１５７Ａを閉操作する（ステップＳ２０７）。なお、機械伝達分の出力が所定値を超える場合はステップＳ２０３に戻る。ステップＳ２０７から所定時間が経過すればクラッチ１１７の開放が完了したと判定され、油圧回路制御部６０９は、油圧回路１１８のシフトバルブ１５７Ｂを閉操作する（ステップＳ２１１）。
（実施例３）
　以下、図１５及び図１６を参照して、要求駆動力の増加に応じてクラッチ１１７を開放する際にマネジメントＥＣＵ１２３が行う制御について説明する。図１５は、要求駆動力の増加に応じてクラッチ１１７を開放する際の内燃機関１１１の運転点の推移を示すグラフである。図１６は、要求駆動力の増加に応じてクラッチ１１７を開放する際の各出力の変化を示すタイムチャートである。なお、図１６のグラフでは、エネルギーを伝達する際の損失はないものとする。クラッチ１１７が締結した状態での要求出力が符号２０１の一点鎖線で示される出力に等しいとき、内燃機関１１１は、図１５に示される運転点Ａで運転される。このとき、電動機１０９は駆動されていない。この状態からドライバのアクセル操作等のため要求駆動力が上がると、マネジメントＥＣＵ１２３は、回転数を維持したままトルクを上げるよう内燃機関１１１を制御する。このとき内燃機関１１１の運転点は、運転点Ａから図１５のグラフにおける上方向に推移する。なお、内燃機関１１１の運転点の上限は、ＢＳＦＣボトムラインに設定されている。
　したがって、例えば、要求駆動力として符号２０３の一点鎖線で示される出力が要求されたとき、マネジメントＥＣＵ１２３は、回転数を維持したままトルクを上げて、ＢＳＦＣボトムライン上の運転点Ｂで運転するよう内燃機関１１１を制御する。しかし、図１５及び図１６に示されるように、運転点Ｂで運転される内燃機関１１１の出力は要求駆動力に満たない。このため、マネジメントＥＣＵ１２３は、要求駆動力に対して内燃機関１１１の出力が満たせない不足分（＝要求駆動力－内燃機関１１１の出力）を電動機１０９が出力するようモータＥＣＵ１２５に指示する。
　このときの電動機１０９は、蓄電器１０１からの電力供給によって駆動する。但し、蓄電器１０１の状態によっては、電動機１０９は不足分を出力できない場合がある。例えば、蓄電器１０１の残容量（ＳＯＣ：State of Charge）が低いと、蓄電器１０１は電動機１０９が要求する電力を供給できない場合がある。また、蓄電器１０１の温度（バッテリ温度）が低いと、蓄電器１０１の出力電力は低下する。したがって、バッテリＥＣＵ１２７は、蓄電器１０１のＳＯＣ及びバッテリ温度に基づいて、蓄電器１０１の出力上限（バッテリ出力上限）を導出し、マネジメントＥＣＵ１２３は、電動機１０９が出力可能な範囲（可能アシスト範囲）内で不足分を電動機１０９が出力するようモータＥＣＵ１２５に指示する。
　なお、蓄電器１０１のＳＯＣは、蓄電器１０１の充放電電流の積算値及び蓄電器１０１の端子電圧に基づいてバッテリＥＣＵ１２７が算出する。また、バッテリＥＣＵ１２７は、図１９（ａ）に示したＳＯＣとバッテリ出力上限の関係と、図１９（ｂ）に示したバッテリ温度とバッテリ出力上限の関係とに基づいて、低い方の値をバッテリ出力上限として導出する。
　しかし、要求駆動力として、例えば符号２０５の一点鎖線で示される出力が要求されたとき、電動機１０９は、当該要求駆動力に対して内燃機関１１１の出力が満たせない不足分を出力できない。したがって、マネジメントＥＣＵ１２３は、シリーズ走行へ移行するための制御を行う。このとき、マネジメントＥＣＵ１２３は、図１６に示すように、クラッチ１１７を締結したまま内燃機関１１１、発電機１１３及び電動機１０９の各出力を調整した後、クラッチ１１７を開放してシリーズ走行に移行する。クラッチ１１７を開放するまでのシリーズ走行への移行期には、マネジメントＥＣＵ１２３は、内燃機関１１１の運転点をＢＳＦＣボトムラインに沿って運転点Ｂから図１５に示す運転点ｂに移す。
　また、モータＥＣＵ１２５は、駆動輪１３３に機械伝達されていた内燃機関１１１の出力の一部が発電機１１３による発電のために用いられるよう第２インバータ１１５を制御し、内燃機関１１１の出力の機械伝達に対する電気伝達の比率を上げていく。すなわち、図１６に示すように、内燃機関１１１の機械伝達分の出力を徐々に減らし、電気伝達分の出力を徐々に増やす。内燃機関１１１の電気伝達分の出力は発電機１１３に供給され、発電機１１３の出力（電力）は電動機１０９に供給される。したがって、電気伝達分の出力が増すにつれ、発電機１１３及び電動機１０９の各出力は上がる。
　内燃機関１１１の運転点が図１５に示す運転点ｂに移行して、機械伝達分の出力が０となった時点で、発電機１１３の出力が内燃機関１１１の出力に等しくなり、かつ、電動機１０９の出力が要求駆動力に等しくなる。このとき、マネジメントＥＣＵ１２３は、クラッチ１１７を開放する制御を行う。但し、このとき、電動機１０９に供給される電力には、発電機１１３の出力の他、蓄電器１０１の出力が含まれている。マネジメントＥＣＵ１２３は、クラッチ１１７を開放した後、電動機１０９に供給される電力が全て発電機１１３からの出力となるよう、内燃機関１１１の運転点を図１５に示す運転点Ｃに移行して、かつ、蓄電器１０１から電動機１０９への供給電力（蓄電器１０１の出力）を０に近付ける。
（実施例４）
　以下、図１７及び図１８を参照して、蓄電器１０１の状態の変化に応じてクラッチ１１７を開放する際にマネジメントＥＣＵ１２３が行う制御について説明する。図１７は、蓄電器１０１の状態の変化に応じてクラッチ１１７を開放する際の内燃機関１１１の運転点の推移を示すグラフである。図１８は、蓄電器１０１の状態の変化に応じてクラッチ１１７を開放する際の各出力の変化を示すタイムチャートである。なお、図１８のグラフでは、エネルギーを伝達する際の損失はないものとする。図１８に示す初期状態では、クラッチ１１７が締結した状態で、内燃機関１１１が図１７に示されるＢＳＦＣボトムライン上の運転点Ｄで運転され、かつ、図１７中の符号３０１の一点鎖線で示される要求駆動力に対して内燃機関１１１の出力が満たせない不足分（＝要求駆動力－内燃機関１１１の出力）を蓄電器１０１からの電力供給によって電動機１０９が出力するよう制御されている。このとき、ＳＯＣの低下やバッテリ温度の低下等によって蓄電器１０１の出力上限（バッテリ出力上限）が低下して、発電機１１３が上記不足分を出力できない場合があり得る。
　バッテリＥＣＵ１２７は、蓄電器１０１のＳＯＣ及びバッテリ温度に基づいてバッテリ出力上限を導出する。マネジメントＥＣＵ１２３は、バッテリ出力上限に対応する電動機１０９の出力（以下「電動機１０９の出力上限」という）と内燃機関１１１の出力の合計が要求駆動力を超えると、クラッチ１１７を締結した状態で、内燃機関１１１の運転点をＢＳＦＣボトムライン上の運転点Ｄに維持したまま、図１８に示すように発電機１１３及び電動機１０９の各出力を調整した後、クラッチ１１７を開放してシリーズ走行に移行する。
　クラッチ１１７を開放するまでのシリーズ走行への移行期には、マネジメントＥＣＵ１２３は、駆動輪１３３に機械伝達されていた内燃機関１１１の出力の一部が発電機１１３による発電のために用いられるよう第２インバータ１１５を制御し、内燃機関１１１の出力の機械伝達に対する電気伝達の比率を上げていく。すなわち、図１８に示すように、内燃機関１１１の機械伝達分の出力を徐々に減らし、電気伝達分の出力を徐々に増やす。内燃機関１１１の電気伝達分の出力は発電機１１３に供給され、発電機１１３の出力（電力）は電動機１０９に供給される。したがって、電気伝達分の出力が増すにつれ、発電機１１３及び電動機１０９の各出力は上がる。
　内燃機関１１１の機械伝達分の出力が０となった時点で、発電機１１３の出力が内燃機関１１１の出力に等しくなり、かつ、電動機１０９の出力が要求駆動力に等しくなる、このとき、マネジメントＥＣＵ１２３は、クラッチ１１７を開放する制御を行う。但し、このとき、電動機１０９に供給される電力には、発電機１１３の出力の他、蓄電器１０１の出力が含まれている。マネジメントＥＣＵ１２３は、クラッチ１１７を開放した後、電動機１０９に供給される電力が全て発電機１１３からの出力となるよう、内燃機関１１１の運転点を図１７に示す運転点Ｅに移行して、かつ、蓄電器１０１から電動機１０９への供給電力（蓄電器１０１の出力）を０に近付ける。
　以上説明したように、本実施形態のハイブリッド車両において上記説明したマネジメントＥＣＵ１２３による制御を行えば、要求駆動力の増加又はバッテリ出力上限の低下等によって、要求駆動力が内燃機関１１１の出力と電動機１０９の出力の合計を超えたためシリーズ走行に移行する際、内燃機関１１１及び電動機１０９は当該要求駆動力に等しい駆動力を出力する。したがって、内燃機関１１１を駆動源とした走行からシリーズ走行に移行する際にショックが発生せず、クラッチ１１７を開放してもドライバは違和感を覚えない。また、蓄電器１０１にはバッテリ出力上限を超える出力が要求されないため、蓄電器１０１が適正に利用される。したがって、一時の状況だけのために大容量のバッテリを用いる必要はない。さらに、シリーズ走行への移行期の内燃機関１１１はＢＳＦＣボトムライン上の運転点で運転されるため、燃費の悪化もない。
　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
１０１　蓄電器(BATT)
１０３　温度センサ(TEMP)
１０５　コンバータ(CONV)
１０７　第１インバータ(第１INV)
１０９　電動機(MOT)
１１１　内燃機関(ENG)
１１３　発電機(GEN)
１１５　第２インバータ(第２INV)
１１７　クラッチ
１１８　油圧回路
１１９　ギアボックス
１２１　車速センサ
１２３　マネジメントＥＣＵ(FI/MG ECU)
１２５　モータＥＣＵ(MOT/GEN ECU)
１２７　バッテリＥＣＵ(BATT ECU)
１３１　駆動軸
１３３　駆動輪
５０１　要求駆動力導出部
５０３　エンジン直結移行判断部
５０５　締結回転数算出部
５０７　内燃機関運転制御部
５０９　油圧回路制御部
５１１　トルク移行制御部
６０１　要求駆動力導出部
６０３　シリーズ移行判断部
６０５　内燃機関運転制御部
６０７　トルク移行制御部
６０９　油圧回路制御部

Claims (10)

  1. 　内燃機関と、
    　前記内燃機関の駆動によって発電する発電機と、
    　電動機に電力を供給する蓄電器と、
    　駆動輪に接続され、前記蓄電器及び前記発電機の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する前記電動機と、
    　前記発電機と前記駆動輪の間に配置され、前記内燃機関から前記発電機を介した前記駆動輪までの動力の伝達経路を断接する動力伝達断接部と、を備え、前記電動機及び前記内燃機関の少なくとも一方からの動力によって走行するハイブリッド車両であって、
    　当該ハイブリッド車両が前記内燃機関の動力による前記発電機の発電電力によって駆動される前記電動機を駆動源としたシリーズ走行から、前記動力伝達断接部を締結して、当該ハイブリッド車両が少なくとも前記内燃機関を駆動源としたエンジン直結走行へ移行するかを判断するエンジン直結移行判断部と、
    　前記走行速度に応じた前記動力伝達断接部の前記駆動輪側の回転数を、前記動力伝達断接部を締結する前記内燃機関の締結回転数として導出する締結回転数導出部と、
    　前記内燃機関の運転を制御する内燃機関制御部と、
    　前記エンジン直結移行判断部が前記エンジン直結走行へ移行すると判断した後、前記内燃機関の回転数と前記締結回転数との差回転数が所定値以下になったとき、前記動力伝達断接部を締結するよう制御する断接制御部と、
    を備えたことを特徴とするハイブリッド車両。
  2. 　請求項１に記載のハイブリッド車両であって、
    　当該ハイブリッド車両が所定車速以上で前記シリーズ走行時の前記内燃機関の回転数が前記締結回転数よりも高いとき、前記内燃機関制御部は、燃料消費率が最も良い運転点を結んだ燃費最良ライン上で前記内燃機関を運転するよう制御することを特徴とするハイブリッド車両。
  3. 　請求項１に記載のハイブリッド車両であって、
    　当該ハイブリッド車両におけるアクセル操作に応じたアクセルペダル開度及び当該ハイブリッド車両の走行速度に基づいて、当該ハイブリッド車両に要求される駆動力を導出する要求駆動力導出部を備え、
    　当該ハイブリッド車両が所定車速以上で前記シリーズ走行時の前記内燃機関の回転数が前記締結回転数よりも低いとき、前記内燃機関制御部は、前記要求駆動力導出部が導出した要求駆動力に応じた出力を維持可能な運転点を結んだ等出力ライン上で前記内燃機関を運転するよう制御することを特徴とするハイブリッド車両。
  4. 　請求項３に記載のハイブリッド車両であって、
    　前記内燃機関の運転点が前記等出力ライン上を移行して、前記内燃機関の回転数が前記締結回転数と一致した運転点における、前記内燃機関から前記駆動輪へのエネルギー伝達効率は、電気効率よりも機械効率の方が良いことを特徴とするハイブリッド車両。
  5. 　内燃機関と、
    　前記内燃機関の駆動によって発電する発電機と、
    　電動機に電力を供給する蓄電器と、
    　駆動輪に接続され、前記蓄電器及び前記発電機の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する前記電動機と、
    　前記発電機と前記駆動輪の間に配置され、前記内燃機関から前記発電機を介した前記駆動輪までの動力の伝達経路を断接する動力伝達断接部と、を備え、前記電動機及び前記内燃機関の少なくとも一方からの動力によって走行するハイブリッド車両であって、
    　当該ハイブリッド車両が少なくとも前記内燃機関を駆動源としたエンジン直結走行から、前記動力伝達断接部を開放して、当該ハイブリッド車両が前記内燃機関の動力による前記発電機の発電電力によって駆動される前記電動機を駆動源としたシリーズ走行へ移行するかを判断するシリーズ移行判断部と、
    　前記内燃機関の出力の機械伝達に対する電気伝達の比率を変更する伝達比率変更部と、
    　前記シリーズ移行判断部が前記シリーズ走行へ移行すると判断した後、前記内燃機関の機械伝達分の出力が所定値以下になったとき、前記動力伝達断接部を開放するよう制御する断接制御部と、
    を備えたことを特徴とするハイブリッド車両。
  6. 　請求項５に記載のハイブリッド車両であって、
    　前記蓄電器から前記電動機への電力供給を制御する蓄電器出力制御部と、
    　前記内燃機関の運転を制御する内燃機関制御部と、を備え、
    　前記動力伝達断接部が開放された後、
    　前記蓄電器出力制御部は、前記蓄電器から前記電動機への供給電力を低減し、
    　前記内燃機関制御部は、前記蓄電器から前記電動機への供給電力の低減に応じて前記内燃機関の出力が増すよう、燃料消費率が最も良い運転点を結んだ燃費最良ライン上で前記内燃機関を運転することを特徴とするハイブリッド車両。
  7. 　請求項５に記載のハイブリッド車両であって、
    　当該ハイブリッド車両におけるアクセル操作に応じたアクセルペダル開度及び当該ハイブリッド車両の走行速度に基づいて、当該ハイブリッド車両に要求される駆動力を導出する要求駆動力導出部と、
    　前記内燃機関の運転を制御する内燃機関制御部と、を備え、
    　前記動力伝達断接部が締結された状態で当該ハイブリッド車両が前記内燃機関を駆動源とした走行時に前記要求駆動力導出部が導出した要求駆動力が上がると、前記内燃機関制御部は、前記要求駆動力を満たすよう、燃料消費率が最も良い運転点を結んだ燃費最良ラインに運転点が到達するまでは前記内燃機関の出力を上げ、
    　前記要求駆動力が前記燃費最良ライン上の運転点での前記内燃機関の出力を超える場合には、前記内燃機関制御部は、前記燃費最良ライン上の運転点で前記内燃機関を運転し、前記蓄電器からの電力供給によって駆動する前記電動機が、前記要求駆動力に対する前記内燃機関の出力不足分を出力するようことを特徴とするハイブリッド車両。
  8. 　請求項５に記載のハイブリッド車両であって、
    　前記内燃機関の運転を制御する内燃機関制御部を備え、
    　前記伝達比率変更部による前記内燃機関の出力の機械伝達に対する電気伝達の比率の変更開始から前記伝達経路の開放が完了するまでの間、前記内燃機関制御部は、前記発電機のトルクを制御して、前記内燃機関のトルクを一定に維持するよう前記内燃機関の運転を制御することを特徴とするハイブリッド車両。
  9. 　内燃機関と、
    　前記内燃機関の駆動によって発電する発電機と、
    　電動機に電力を供給する蓄電器と、
    　駆動輪に接続され、前記蓄電器及び前記発電機の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する前記電動機と、
    　前記発電機と前記駆動輪の間に配置され、前記内燃機関から前記発電機を介した前記駆動輪までの動力の伝達経路を断接する動力伝達断接部と、を備え、前記電動機及び前記内燃機関の少なくとも一方からの動力によって走行するハイブリッド車両の制御方法であって、
    　前記ハイブリッド車両が前記内燃機関の動力による前記発電機の発電電力によって駆動される前記電動機を駆動源としたシリーズ走行から、前記動力伝達断接部を締結して、前記ハイブリッド車両が少なくとも前記内燃機関を駆動源としたエンジン直結走行へ移行するかを判断し、
    　前記走行速度に応じた前記動力伝達断接部の前記駆動輪側の回転数を、前記動力伝達断接部を締結する前記内燃機関の締結回転数として導出し、
    　前記エンジン直結走行へ移行すると判断した後、前記内燃機関の運転を制御して、前記内燃機関の回転数と前記締結回転数との差回転数が所定値以下になったとき、前記動力伝達断接部を締結するよう制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
  10. 　内燃機関と、
    　前記内燃機関の駆動によって発電する発電機と、
    　電動機に電力を供給する蓄電器と、
    　駆動輪に接続され、前記蓄電器及び前記発電機の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する前記電動機と、
    　前記発電機と前記駆動輪の間に配置され、前記内燃機関から前記発電機を介した前記駆動輪までの動力の伝達経路を断接する動力伝達断接部と、を備え、前記電動機及び前記内燃機関の少なくとも一方からの動力によって走行するハイブリッド車両の制御方法であって、
    　前記ハイブリッド車両が少なくとも前記内燃機関を駆動源としたエンジン直結走行から、前記動力伝達断接部を開放して、前記ハイブリッド車両が前記内燃機関の動力による前記発電機の発電電力によって駆動される前記電動機を駆動源としたシリーズ走行へ移行するかを判断し、
    　前記内燃機関の出力の機械伝達に対する電気伝達の比率を変更し、
    　前記シリーズ走行へ移行すると判断した後、前記内燃機関の機械伝達分の出力が所定値以下になったとき、前記動力伝達断接部を開放するよう制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
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