JP2004156763A - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の走行要求に対応すると共に車両全体のエネルギ効率の向上を図る。
【解決手段】エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力すると共に、変速機６０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力可能なモータＭＧ２を備える車両における変速機６０の状態を運転者のシフトレバー８１の操作に応じて変更する。この結果、車両の動作を運転者の走行要求に迅速に対応したものとすることができる。また、その後は車両の走行状態に基づいて変速機６０の状態を変更する。この結果、車両全体のエネルギ効率の向上を図ることができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のハイブリッド自動車として、出願人は、遊星歯車機構を介して駆動軸に接続されたエンジンと駆動軸に変速機を介して接続された電動機とを備えるものを提案している（特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、電動機を変速機を介して駆動軸に接続することにより、電動機から駆動軸に出力する動力の形態を変更可能にしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２２５５７８号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
こうしたハイブリッド自動車でも、通常の自動車と同様に、運転者の走行要求に迅速に対応する処理については課題の一つであり、電動機から駆動軸に動力を出力する形態としてもこの走行要求に適応したものとすることが望まれる。また、こうした運転者の走行要求に対する対応だけでなく、車両全体のエネルギ効率の向上も望まれる。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車は、運転者の走行要求により適合するものとすることを目的の一つとする。また、本発明のハイブリッド自動車は、車両全体のエネルギ効率を向上させることを目的の一つとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明のハイブリッド自動車およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のハイブリッド自動車では、
車軸に接続された第１の駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
回転軸に動力を出力可能な電動機と、
変更可能な変速比をもって前記回転軸の動力を第２の駆動軸に伝達する変速手段と、
運転者によるシフト操作に基づいて前記変速手段の変速比を設定する変速比設定手段と、
該設定された変速比となるよう前記変速手段を制御する変速制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明のハイブリッド自動車では、電動機からの動力を第２の駆動軸に伝達する変更可能な変速比をもつ変速手段の変速比を運転者のシフト操作に基づいて設定し、設定した変速比となるよう変速手段を制御する。したがって、運転者のシフト操作に基づいて変速比を設定することができるから、運転者の走行要求に迅速に対応することができる。なお、前記第２の駆動軸は前記第１の駆動軸であるものとすることもできるし、前記変速手段は、切り替え可能な異なる２つの変速比の変速段を有する有段変速機であるものとすることもできる。
【０００９】
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記変速比設定手段は、運転者によるシフト操作がなされたときに予めシフト位置毎に定められた変速比となるよう前記変速手段の変速比を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、シフト位置に対応した変速比に迅速に変更することができ、運転者の走行要求により適切に対応することができる。
【００１０】
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記変速比設定手段は、シフト位置が加速優先のスポーツ走行位置に変更されたときには前記変速手段が変更可能な変速比のうち前記第２の駆動軸の回転数に対する前記電動機の回転数の比が最も大きくなる変速比に設定する手段であるものとすることもできるし、シフト位置が通常の走行位置に変更されたときには前記変速手段が変更可能な変速比のうち前記第２の駆動軸の回転数に対する前記電動機の回転数の比が最も大きくなる変速比より小さな変速比に設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、シフト位置がスポーツ走行位置に変更されたときには運転者の加速を要求する走行要求に対して迅速に対応することができると共に、シフト位置が通常の走行位置に変更されたときには車両全体の効率の向上も図ることができる。
【００１１】
さらに、本発明のハイブリッド自動車において、前記変速比設定手段は、前記シフト操作に基づいて前記変速手段の変速比の設定を行なった後は、車両の走行状態に基づいて該変速手段の変速比を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、シフト操作後の変速手段の変速比を車両の走行状態に応じたものとすることができる。
【００１２】
この本発明のハイブリッド自動車は、前記内燃機関の出力軸と前記第１の駆動軸と第３の軸とに接続され、該３軸のいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力可能な前記電動機とは異なる第２の電動機とを備えるものとすることもできるし、前記内燃機関の出力軸に接続された第１のロータと前記第１の駆動軸に接続された第２のロータとを有し、電力の入出力を伴って該第１のロータと該第２のロータとで動力の授受を行なう対ロータ電動機を備えるものとすることもできる。また、前記内燃機関の出力軸の動力を変更可能な変速比をもって前記車軸に伝達する第２の変速手段と、車両の走行状態に基づいて前記第２の変速手段の変速比を制御する第２変速制御手段とを備えるものとすることもできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、変速機６０を介して動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ２と、車両の駆動系全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００１４】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００１５】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２には変速機６０を介してモータＭＧ２がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２に出力する。リングギヤ３２は、ベルト３６，ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して車両前輪の駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続されている。したがって、リングギヤ３２に出力された動力は、ベルト３６，ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力されることになる。なお、駆動系として見たときの動力分配統合機構３０に接続される３軸は、キャリア３４に接続されたエンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６，サンギヤ３１に接続されモータＭＧ１の回転軸となるサンギヤ軸３１ａおよびリングギヤ３２に接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとなる。
【００１６】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、共に発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２の一方で発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２から生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１とモータＭＧ２とにより電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、共にモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンによりモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００１７】
変速機６０は、モータＭＧ２の回転軸４８とリングギヤ軸３２ａとの接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をモータＭＧ２の回転軸４８の回転数を２段に減速してリングギヤ軸３２ａに伝達できるよう構成されている。変速機６０の構成の一例を図２に示す。この図２に示す変速機６０は、ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂと二つのブレーキＢ１，Ｂ２とにより構成されている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａは、外歯歯車のサンギヤ６１と、このサンギヤ６１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６２と、サンギヤ６１に噛合する複数の第１ピニオンギヤ６３ａと、この第１ピニオンギヤ６３ａに噛合すると共にリングギヤ６２に噛合する複数の第２ピニオンギヤ６３ｂと、複数の第１ピニオンギヤ６３ａおよび複数の第２ピニオンギヤ６３ｂを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア６４とを備えており、サンギヤ６１はブレーキＢ１のオンオフによりその回転を自由にまたは停止できるようになっている。シングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂは、外歯歯車のサンギヤ６５と、このサンギヤ６５と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６６と、サンギヤ６５に噛合すると共にリングギヤ６６に噛合する複数のピニオンギヤ６７と、複数のピニオンギヤ６７を自転かつ公転自在に保持するキャリア６８とを備えており、サンギヤ６５はモータＭＧ２の回転軸４８に、キャリア６８はリングギヤ軸３２ａにそれぞれ連結されていると共にリングギヤ６６はブレーキＢ２のオンオフによりその回転が自由にまたは停止できるようになっている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂとは、リングギヤ６２とリングギヤ６６、キャリア６４とキャリア６８とによりそれぞれ連結されている。変速機６０は、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオフとすることによりモータＭＧ２の回転軸４８をリングギヤ軸３２ａから切り離すことができ、ブレーキＢ１をオフとすると共にブレーキＢ２をオンとしてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的大きな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達し（以下、この状態をＬｏギヤの状態という）、ブレーキＢ１をオンとすると共にブレーキＢ２をオフとしてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的小さな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する（以下、この状態をＨｉギヤの状態という）。なお、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオンとする状態は回転軸４８やリングギヤ軸３２ａの回転を禁止するものとなる。
【００１８】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば，バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【００１９】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量に対応したアクセル開度を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｄｒｖ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ、駆動輪３９ａ，３９ｂに取り付けられた車輪速センサ８９ａ，８９ｂからの車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２の図示しないアクチュエータに駆動信号などが出力されている。なお、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２０】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｄｒｖと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２１】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に運転者がシフトレバー８１を操作した際の変速機６０の変速動作について説明する。図３は、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるシフト操作時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に割り込み処理として繰り返し実行される。
【００２２】
このシフト操作時制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、シフトポジションセンサ８２により検出されるシフトポジションＳＰを読み込み（ステップＳ１００）、シフト位置の変更がなされたかどうかを判定する処理を実行する（ステップＳ１０２）。シフト位置の変更がなされたかどうかは、前回このルーチンが実行されたときに読み込まれたシフトポジションＳＰと今回読み込まれたシフトポジションＳＰとの比較により行なわれる。シフト位置が変更なされていないと判定されたときには、変速機６０のギヤ比の変更を行なうことなく、このルーチンを終了する。シフト位置が変更なされていると判定されたときには、変速禁止要求がなされているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。変速禁止要求は、例えば、変速機６０のギヤ比が変更されることにより回転軸４８の回転数がモータＭＧ２の許容回転数を超えるほどに急上昇する場合などの変速が適切でないときや，ブレーキＢ１，Ｂ２の破損が生じているとき，ハイブリッド用電子制御ユニット７０とブレーキＢ１，Ｂ２のアクチュエータとに接続され駆動信号を授受する配線が断線しているときなどの変速すべきでないときに図示しないルーチンにより変速禁止要求フラグに値１が設定されることにより行なわれる。こうした変速機６０の変速禁止要求がなされているときには、変速すべきでないとして本ルーチンを終了する。
【００２３】
変速禁止要求がなされていないときには、シフトポジションＳＰがＤレンジであるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。Ｄレンジであるときには、ブレーキＢ１をオンとすると共にブレーキＢ２をオフとして変速機６０をＨｉギヤの状態とし（ステップＳ１０８）、Ｄレンジでないときには、ブレーキＢ１をオフとすると共にブレーキＢ２をオンとして変速機６０をＬｏギヤの状態として（ステップＳ１１０）、本ルーチンを終了する。即ち、シフトレバー８１の操作に基づいて変速機６０のギヤ比をデフォルト値としてＤレンジのときにはＨｉギヤの状態にＤレンジ以外のときにはＬｏギヤの状態にするのである。シフトポジションＳＰがＤレンジのときにＨｉギヤの状態にするのは、Ｄレンジは運転者が通常の走行、即ち、比較的穏やかな走行を中心として行なうためのシフト位置であり、Ｄレンジ以外のときにＬｏギヤの状態にするのは、例えば、Ｓレンジでは運転者が加速優先の走行を望んでいるからであり、Ｒレンジでは高速走行されることがないからであり、Ｂレンジでは効率よく回生電力を得るためである。
【００２４】
次に、シフトレバー８１の操作に基づいて変速機６０のギヤ比を設定した後の走行時における変速機６０の変速動作について説明する。図４は、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される走行時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。
【００２５】
走行時制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、シフトポジションセンサ８１により検出されるシフトポジションＳＰやアクセルポジションセンサ８３により検出されるアクセル開度Ａｄｒｖ，車速センサ８８により検出される車速Ｖ，ブレーキＢ１，Ｂ２の状態を読み込む処理を実行する（ステップＳ２００）。そして、アクセル開度Ａｄｒｖと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求される要求トルクＴ＊を設定する（ステップＳ２０２）。要求トルクＴ＊の設定は、実施例では、アクセル開度Ａｄｒｖと車速Ｖと要求トルクＴ＊との関係を実験などにより設定して予めマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｄｒｖと車速Ｖとが与えられると、記憶したマップから対応する要求トルクＴ＊が導出されるものとした。アクセル開度Ａｄｒｖと車速Ｖと要求トルクＴ＊との関係の一例を示すマップを図５に示す。
【００２６】
こうして要求トルクＴ＊を求めると、変速禁止要求がなされているか否かを判定する（ステップＳ２０４）。変速禁止要求がなされているときには、変速は適切でないとして、本ルーチンを終了する。変速禁止要求がなされていないきには、シフトポジションＳＰがＤレンジであるか，Ｓレンジであるか，それともその他のレンジであるかを判定する（ステップＳ２０６）。その他のレンジであるときには、変速の必要がないとして、本ルーチンを終了する。
【００２７】
Ｄレンジであると判定されたときには図６に例示するＤレンジ用変速領域設定マップを用いて、Ｓレンジであると判定されたときには図７に例示するＳレンジ用変速領域設定マップを用いて車両の走行状態がいずれの領域にあるかを判定する（ステップＳ２０８，Ｓ２１０）。ここで、図中、Ｌｏ領域は変速機をＬｏギヤの状態にする領域であり、Ｈｉ領域は変速機をＨｉギヤの状態にする領域である。また、移行領域は、Ｌｏ領域とＨｉ領域の切り替えの際にヒステリシスを持たせるために現在の変速比を維持させる領域である。図示するように、Ｄレンジ用変速領域設定マップでは、比較的低車速のときにアクセルペダル８３が大きく踏み込まれて大きな要求トルクＴ＊が設定されるときにのみＬｏ領域となり、それ以外はＨｉ領域となる。これは、低車速時に高トルクが要求されたときのみ運転者の走行要求に迅速に対応するためにＬｏギヤの状態とするためである。一方、Ｓレンジ用変速領域設定マップでは、比較的低車速のときにはＬｏ領域となり、比較的高車速のときにはＨｉ領域となる。これは、運転者が加速優先の走行を要求しているので、低車速時には迅速に高トルクを出力できるようにＬｏギヤの状態とし、高車速時にはモータＭＧ２の高回転化による破損を防止すると共にモータＭＧ２を効率の良い運転状態で運転することができるようＨｉギヤの状態とするためである。
【００２８】
こうして車両の走行状態の領域を判定し、領域が移行領域であるときには、変速の必要がないとして、本ルーチンを終了し、Ｌｏ領域であるときには、ステップ２００で読み込んだブレーキＢ１，Ｂ２の状態がＬｏギヤの状態（ブレーキＢ１がオフでブレーキＢ２がオン）であるかを確認し（ステップＳ２１４）、Ｌｏギヤの状態でないときには、Ｌｏギヤの状態として（ステップＳ２１６）、本ルーチンを終了する。一方、領域がＨｉ領域であると判定されたときには、ブレーキＢ１，Ｂ２の状態がＨｉギヤの状態（ブレーキＢ１がオンでブレーキＢ２がオフ）であるかを確認し（ステップＳ２１８）、Ｈｉギヤの状態でないときには、Ｈｉギヤの状態として（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。こうした処理により、車両の走行状態と運転者のシフトレバー８１の操作とに基づいて変速機６０のギヤの状態を適切なものとすることができる。
【００２９】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、運転者のシフトレバー８１の操作に応じたギヤの状態となるよう変速機６０を制御するから、その後の車両の動作を運転者の走行要求に応じたものとすることができる。しかも、車両の走行状態に応じたギヤの状態となるよう変速機６０を制御するから、車両の動特性を走行状態に応じたものとすることができる。また、変速禁止要求がなされたときには、ギヤの状態の変更を行なわないよう変速機６０を制御するから変速機６０の保護を図ることもできる。
【００３０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、変速機６０として遊星歯車機構を用いて２段変速するものとしたが、複数の遊星歯車機構を組み合わせて３段以上の変速段を有するものとしたり、ＣＶＴなどの無段変速機を用いるものとしてもよい。この場合、運転者のシフト操作、即ち、各シフトポジションＳＰ毎に適合した変速段や変速比となるように変速機を制御すればよい。例えば、変速機として３段以上の変速段を有する有段変速機を用いる場合、Ｓレンジに対しては最下段を設定し、Ｄレンジに対しては最下段より一つ上の変速段を設定し、Ｒレンジに対しては最下段、あるいは、最下段より一つ上の変速段などを設定するものとすればよい。変速機として無段変速機を用いる場合は、上述した有段変速機で設定した変速段と同様な変速比となるよう設定すればよい。
【００３１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションＳＰがＤレンジ以外の時には変速機６０の状態としてＬｏギヤの状態としたが、ＲレンジやＢレンジのときにはＨｉギヤの状態としてもよいし、Ｂレンジに対しては制動力の異なるＢ１レンジ，Ｂ２レンジの２つのシフトポジションＳＰを設け、Ｂ１レンジのときにはＬｏギヤの状態、Ｂ２レンジのときにはＨｉギヤの状態としてもよい。
【００３２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、Ｂレンジにおいては変速機６０の状態をＬｏギヤの状態とした後は走行状態に応じてギヤの状態を変更するものとしては説明していないが、走行状態にかかわらずＬｏギヤの状態に固定するものとしてもよいし、走行状態に応じてギヤの状態を変更するものとしてもよい。
【００３３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を変速機６０により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力を変速機６０を介してリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図８における車輪１９３ａ，１９３ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００３４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図９の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。また、図１０の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、エンジン２２からの動力を変速して駆動輪３９ａ，３９ｂの車軸に接続された駆動軸に出力する変速機３３０を備えるものとしてもよい。この場合、変速機３３０は有段変速機であっても無段変速機であってもよい。このようにエンジン２２からの動力を変速して駆動輪３９ａ，３９ｂの車軸に接続された駆動軸に出力する変速機３３０を備える場合、図１１の変形例のハイブリッド自動車４２０に例示するように、モータＭＧ２から変速機６０を介して出力される動力を更に変速機３３０で変速して駆動輪３９ａ，３９ｂに伝達するものとしてもよい。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】変速機６０の構成の一例を示す構成図である。
【図３】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるシフト操作時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される走行時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】アクセル開度Ａｄｒｖと車速Ｖと要求トルクＴ＊との関係の一例を示す説明図である。
【図６】Ｄレンジ用変速領域設定マップの一例を示す説明図である。
【図７】Ｓレンジ用変速領域設定マップの一例を示す説明図である。
【図８】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図９】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１０】変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１１】変形例のハイブリッド自動車４２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
２０，１２０，２２０，３２０，４２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３１ａ サンギヤ軸、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３７ ギヤ機構、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ 変速機、６０ａ ダブルピニオンの遊星歯車機構、６０ｂ シングルピニオンの遊星歯車機構、６１，６５ サンギヤ、６２，６６ リングギヤ、６３ａ 第１ピニオンギヤ、６３ｂ 第２ピニオンギヤ、６４，６８ キャリア、６７ ピニオンギヤ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、８９ａ，８９ｂ 車輪速センサ、１９３ａ，１９３ｂ 車輪、２３０対ロータ電動機、２３２ インナーロータ、２３４ アウターロータ、３３０変速機、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｂ１，Ｂ２ ブレーキ。

Claims (10)

1. 車軸に接続された第１の駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
   回転軸に動力を出力可能な電動機と、
   変更可能な変速比をもって前記回転軸の動力を第２の駆動軸に伝達する変速手段と、
   運転者によるシフト操作に基づいて前記変速手段の変速比を設定する変速比設定手段と、
   該設定された変速比となるよう前記変速手段を制御する変速制御手段と、
   を備えるハイブリッド自動車。
2. 前記変速比設定手段は、運転者によるシフト操作がなされたときに予めシフト位置毎に定められた変速比となるよう前記変速手段の変速比を設定する手段である請求項１記載のハイブリッド自動車。
3. 前記変速比設定手段は、シフト位置が加速優先のスポーツ走行位置に変更されたときには前記変速手段が変更可能な変速比のうち前記第２の駆動軸の回転数に対する前記電動機の回転数の比が最も大きくなる変速比に設定する手段である請求項２記載のハイブリッド自動車。
4. 前記変速比設定手段は、シフト位置が通常の走行位置に変更されたときには前記変速手段が変更可能な変速比のうち前記第２の駆動軸の回転数に対する前記電動機の回転数の比が最も大きくなる変速比より小さな変速比に設定する手段である請求項２または３記載のハイブリッド自動車。
5. 前記変速比設定手段は、前記シフト操作に基づいて前記変速手段の変速比の設定を行なった後は、車両の走行状態に基づいて該変速手段の変速比を設定する手段である請求項２ないし４いずれか記載のハイブリッド自動車。
6. 前記第２の駆動軸は前記第１の駆動軸である請求項１ないし５いずれか記載のハイブリッド自動車。
7. 前記変速手段は、切り替え可能な異なる２つの変速比の変速段を有する有段変速機である請求項１ないし６いずれか記載のハイブリッド自動車。
8. 請求項１ないし７いずれか記載のハイブリッド自動車であって、
   前記内燃機関の出力軸と前記第１の駆動軸と第３の軸とに接続され、該３軸のいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、
   前記第３の軸に動力を入出力可能な前記電動機とは異なる第２の電動機と、
   を備えるハイブリッド自動車。
9. 前記内燃機関の出力軸に接続された第１のロータと前記第１の駆動軸に接続された第２のロータとを有し、電力の入出力を伴って該第１のロータと該第２のロータとで動力の授受を行なう対ロータ電動機を備える請求項１ないし７いずれか記載のハイブリッド自動車。
10. 請求項１ないし７いずれか記載のハイブリッド自動車であって、
    前記内燃機関の出力軸の動力を変更可能な変速比をもって前記車軸に伝達する第２の変速手段と、
    車両の走行状態に基づいて前記第２の変速手段の変速比を制御する第２変速制御手段と、
    を備えるハイブリッド自動車。

Images