図1は、この発明の実施形態におけるハイブリッド車両のパワートレーンを模式的に示す図である。図1に示すハイブリッド車両1は、フロントエンジン・後輪駆動車(FR車)をベースとした四輪駆動車であり、駆動力源としてエンジン2と二つのモータ3,4とを備えている。そして、エンジン2と第1モータ3とによって図示しない後輪を駆動し、第2モータ4によって図示しない前輪を駆動するように構成されている。具体的には、ハイブリッド車両1の前方側であってかつ車幅方向でのほぼ中央部にハイブリッド車両1の後方に向けていわゆる縦置きにエンジン2が配置されている。エンジン2は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であって、出力の調整、ならびに、始動および停止などの作動状態が電気的に制御されるように構成されている。ガソリンエンジンであれば、スロットルバルブの開度、燃料の供給量または噴射量、点火の実行および停止、ならびに、点火時期などが電気的に制御される。ディーゼルエンジンであれば、燃料の噴射量、燃料の噴射時期、あるいは、EGR(Exhaust Gas Recirculation)システムにおけるスロットルバルブの開度などが電気的に制御される。
エンジン2の出力側であってかつ、エンジン2と同一の軸線上に、ダンパ機構5、第1モータ3、発進クラッチC0、変速機6の順に配置されている。ダンパ機構5はエンジン2で発生させたエンジントルクの変動を低減して下流側に伝達するものであり、一例として、駆動側のプレートと従動側のプレートと、トルクの伝達方向で各プレートの間に配置されたコイルバネとを備え、それらのプレートにエンジントルクが作用して各プレートが相対回転することによりコイルバネが圧縮されてエンジントルクの変動を低減するように構成されている。
第1モータ3はエンジン2が出力するエンジントルクを受けて駆動されることによって電気を発生する発電機としての機能(発電機能)と、電力が供給されることによって駆動されてモータトルクを出力する電動機としての機能(電動機能)とを有している。すなわち、第1モータ3は発電機能を有するモータ・ジェネレータであり、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。また、第1モータ3には、インバータを介してバッテリ(それぞれ図示せず)が接続されている。したがって、第1モータ3を発電機として駆動し、その際に発生する電力をバッテリに蓄え、あるいは、第2モータ4に供給することができる。また、バッテリに蓄えられている電力によって第1モータ3を駆動してモータトルクを出力することもできる。
発進クラッチC0は、この発明の実施形態におけるクラッチに相当しており、ここに示す例では、エンジン2および第1モータ3と、後輪との間で選択的に動力の伝達および遮断を行うように構成された油圧式の摩擦係合装置である。その発進クラッチC0は第1モータ3のロータ軸に連結された駆動側の摩擦板と、変速機6の入力軸7に連結された従動側の摩擦板とを有している。そして、図示しないオイルポンプから供給される油圧が増大されて各摩擦板が互いに接触して係合状態となることによりエンジン2と第1モータ3とがハイブリッド車両1の駆動系統に連結される。また、前記油圧が低下されて各摩擦板が互いに離隔することにより解放状態となって、エンジン2と第1モータ3とがハイブリッド車両1の駆動系統から切り離される。なお、発進クラッチC0は、複数の駆動側の摩擦板および複数の従動側の摩擦板を有し、各駆動側の摩擦板と各従動側の摩擦板とを交互に配置した多板クラッチによって構成することもできる。
変速機6は、要は、入力回転数の出力回転数に対する比率を適宜に変更できる機構であって、後述する前進10速の多段式の自動変速機によって構成されている。また、変速機6は、係合することによってトルクを伝達し、解放することによってトルクの伝達を遮断してニュートラル状態を設定することのできる少なくとも1つのトランスミッションクラッチTCを備えている。なお、この発明の実施形態では、変速機6として前進10速の多段変速機に限られず、それ以下あるいはそれ以上の多段変速機を用いることができる。
変速機6の出力軸8にリヤプロペラシャフト9が連結されている。そのリヤプロペラシャフト9はハイブリッド車両1の前後方向で変速機6から後方側に延びていて、当該リヤプロペラシャフト9にリヤデファレンシャルギヤ10が連結されている。そのリヤデファレンシャルギヤ10に図示しないドライブシャフトを介して左右の後輪(駆動輪)が連結されている。
前述の第2モータ4はこの発明の実施形態におけるモータに相当しており、左右の前輪に動力伝達可能に連結されている。その第2モータ4は、ここに示す例では、電力が供給されることにより駆動されてモータトルクを出力する原動機としての機能と、外部からトルクを受けて駆動されることによって電気を発生する発電機としての機能とを有している。すなわち、第2モータ4は第1モータ3と同様に、発電機能を有するモータ・ジェネレータであり、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。第2モータ4には、インバータを介してバッテリ(それぞれ図示せず)が接続されており、バッテリからの電気によって第2モータ4を駆動してモータトルクを出力することができる。また、第2モータ4は前輪に対して動力伝達可能に連結されているため、前輪から伝達されるトルクによって第2モータ4を発電機として駆動し、それによって発生した電力をバッテリに蓄えることもできる。さらに、上述した第1モータ3と第2モータ4とは、インバータを介して互いに電力の授受が可能なように接続されており、例えば、第1モータ3で発生した電気を、第2モータ4に直接供給し、第2モータ4でモータトルクを出力することも可能である。
第2モータ4のロータ軸にフロントプロペラシャフト11が連結されている。フロントプロペラシャフト11はリヤプロペラシャフト9と互いに平行に配置されていて、ハイブリッド車両1の前後方向で第2モータ4から前方側に延びている。フロントプロペラシャフト11にフロントデファレンシャルギヤ12が連結されている。フロントプロペラシャフト11に図示しないドライブシャフトを介して左右の前輪(駆動輪)が連結されている。なお、フロントプロペラシャフト11は車幅方向でエンジン2や変速機6などを挟んで車幅方向での中心部に対して右側もしくは左側のいずれか一方側に偏って配置されている。また、第2モータ4はモータケース13の内部に収容されている。
図1に示すエンジン2の運転状態や変速機6の変速比、トランスミッションクラッチTCの動作を制御するこの発明の実施形態におけるコントローラに相当する電子制御装置(以下、ECUと記す。)15が設けられている。ECU15は、例えばマイクロコンピュータを主体にして構成されていて、入力されたデータや、予め記憶しているデータを使用して演算を行い、その演算の結果を制御指令信号として出力し、エンジン2および変速機6ならびにトランスミッションクラッチTCなどをそれぞれ制御するように構成されている。ECU15に入力されるデータは、各種のセンサやスイッチあるいは他のシステムからのデータであって、それらのセンサやスイッチあるいはシステムの例を挙げると、車速センサ16やアクセル開度センサ17などである。
図1に示す構成のハイブリッド車両1では、複数の走行モードを設定して走行することが可能である。図2は、この発明の実施形態におけるハイブリッド車両1で設定することのできる複数の走行モードをまとめて示す図表である。図2に示すように、発進クラッチC0とトランスミッションクラッチTCとを解放し、かつ、エンジン2と第1モータ3とを停止した状態で第2モータ4が出力するモータトルクによってハイブリッド車両1を走行させるEV走行モードを設定することができる。また、発進クラッチC0とトランスミッションクラッチTCとを解放した状態でエンジン2を運転し、エンジン2によって第1モータ3を駆動して発電するとともに、その発電した電力で第2モータ4を駆動し、第2モータ4のモータトルクによってハイブリッド車両1を走行させるシリーズHV走行モードを設定することができる。さらに、発進クラッチC0とトランスミッションクラッチTCとを係合した状態でエンジン2を運転し、エンジントルクと第2モータ4のモータトルクとによってハイブリッド車両1を走行させるパラレルHV走行モードを設定することができる。このパラレルHV走行モードでは、エンジントルクと第2モータ4のモータトルクとに加え、第1モータ3が出力するモータトルクによってハイブリッド車両1を走行させることもできる。また、パラレルHV走行モードでは、目標エンジントルクに対する反力トルクを第1モータ3に出力させるように制御する。この場合には、第1モータ3を発電機として機能させる回生制御を実行することができる。なお、上述した各走行モードでは、減速時などに、第2モータ4を発電機として機能させる回生制御を行い、それによって発生した電力をバッテリに蓄えることができる。上述したパラレルHV走行モードがこの発明の実施形態における第1走行モードに相当し、上述したEV走行モードとシリーズHV走行モードとがこの発明の実施形態における第2走行モードに相当している。
図3は、この発明の実施形態におけるハイブリッド車両1で設定される複数の走行モードを定めるためのマップの一例を示す図である。図3における横軸は車速Vを示し、縦軸は駆動力を示している。図3に示す例では、前進走行しており、車速Vが予め定めたEV走行最大車速Va以下でありかつ駆動力が比較的小さい場合には、EV走行モードが設定される。そのEV走行モードが設定される領域を図3にハッチングを付して記載してある。EV走行モードでの最大駆動力は、第2モータ4の特性やバッテリの性能等に基づいて予め定められる。そのEV走行モードでの最大駆動力は、図3に示すように、車速Vが高いほど小さくなるように設定されている。なお、上述したEV走行最大車速Vaがこの発明の実施形態における基準車速に相当している。
また、車速VがEV走行最大車速Va以下であり、かつ、駆動力がEV走行モードでの最大駆動力以上である場合には、シリーズHV走行モードが設定される。シリーズHV走行モードでの最大駆動力は、第2モータ4の特性やバッテリの性能、発電機として機能する第1モータ3の特性等に基づいて予め定められる。シリーズHV走行モードでの最大駆動力は、図3に示すように、車速Vが高いほど小さくなるように設定されている。そして、車速VがEV走行最大車速Va以上であったり、駆動力がシリーズHV走行モードでの最大駆動力以上であったりする場合には、パラレルHV走行モードが設定される。なお、上述した各HV走行モードは、低車速域から高車速域に亘って駆動力を出力できるため、図示しないバッテリの充電残量SOCが下限値近傍となった場合などには、EV走行モードが設定されるべき領域であっても、HV走行モードを設定することがある。
また、図3に記載してある実線は、平坦路で定常走行する場合、つまり平坦路を予め定めた一定の車速で走行する場合における必要な駆動力に対応する走行抵抗を示している。さらに、図3に記載してある破線は、上記のような走行抵抗に抗してハイブリッド車両1を所定の加速度Gで走行させるために必要な駆動力(以下、必要駆動力と記す。)Faを示している。なお、上記の必要駆動力Faとしては、5%程度の勾配の登坂路を走行する場合における駆動力が設定されることが好ましい。上述した走行抵抗は車速Vの増大に伴って増大するため、必要駆動力Faは車速Vが高いほど増大するように設定されている。つまり、図3に示す必要駆動力Faは比較的大きい走行抵抗あるいは高い負荷がハイブリッド車両1に作用している状態でハイブリッド車両1を走行させる場合における駆動力であり、変速機6内のトランスミッションクラッチTCを係合して変速機6でトルクの伝達状態を設定するか、トランスミッションクラッチTCを解放して変速機6でトルクを伝達しないニュートラル状態を設定するかを判断する駆動力の閾値として用いることができるものである。なお、上記の必要駆動力Faは、走行実験やシミュレーションの結果に基づいて予め設定することができ、必要駆動力Faがこの発明の実施形態における基準駆動力に相当している。
ここで、上述した変速機6の具体的な構成について説明する。図4は、この発明の実施形態として採用することのできる前進10段の変速機を示すスケルトン図である。変速機6は、ラビニョ型の第1遊星歯車機構18と、シングルピニオン型の第2遊星歯車機構19と、シングルピニオン型の第3遊星歯車機構20とを主たる歯車機構として備えている。第1遊星歯車機構18は、二つのサンギヤS181,S182と、リングギヤR18と、サンギヤS181とリングギヤR18とに噛み合っている第1ピニオンギヤP181および第2サンギヤS182と第1ピニオンギヤP181とに噛み合っている第2ピニオンギヤP182を保持しているキャリヤC18とを、互いに差動作用を行う回転要素として備えている。その第1サンギヤS181をトランスミッションケース14などの固定部に選択的に固定する第1ブレーキB1が設けられている。
第2遊星歯車機構19および第3遊星歯車機構20は上記の第1遊星歯車機構18と同一軸線上に配置されており、第2遊星歯車機構19は、サンギヤS19と、リングギヤR19と、これらのサンギヤS19およびリングギヤR19に噛み合っているピニオンギヤP19を保持しているキャリヤC19とを、互いに差動作用を行う回転要素として備えている。同様に、第3遊星歯車機構20は、サンギヤS20と、リングギヤR20と、これらのサンギヤS20およびリングギヤR20に噛み合っているピニオンギヤP20を保持しているキャリヤC20とを、互いに差動作用を行う回転要素として備えている。
第2遊星歯車機構19のサンギヤS19と第3遊星歯車機構20のサンギヤS20とは互いに一体化されており、これらのサンギヤS19,S20と前述した第1遊星歯車機構18におけるリングギヤR18とを選択的に連結する第1クラッチC1が設けられている。また互いに一体化されているサンギヤS19,S20と第1遊星歯車機構18における第2サンギヤS182とを選択的に連結する第2クラッチC2が設けられている。さらに、第2遊星歯車機構19のリングギヤR19と第1遊星歯車機構18におけるリングギヤR18とを選択的に連結する第3クラッチC3が設けられている。この第2遊星歯車機構19のリングギヤR19の回転を選択的に止める第2ブレーキB2が設けられている。
そして、入力軸7に第1遊星歯車機構18におけるキャリヤC18と第3遊星歯車機構20におけるキャリヤC20とが連結されており、これらのキャリヤC18,C20が変速機6の入力要素となっている。さらに、変速機6の出力軸8に第2遊星歯車機構19のキャリヤC19が連結されており、第2遊星歯車機構19のキャリヤC19が出力要素となっている。この出力要素である第2遊星歯車機構19のキャリヤC19と第3遊星歯車機構20のリングギヤR20とを選択的に連結する第4クラッチC4が設けられている。この第4クラッチC4を係合させた場合には、第2遊星歯車機構19と第3遊星歯車機構20とは、それぞれ二つの回転要素同士が連結されることにより、差動作用を生じることなく一体となって回転する。
上述した第1クラッチC1、第2クラッチC2、第3クラッチC3、第4クラッチC4、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2のそれぞれは、例えば油圧によって係合および解放させられる摩擦式の係合機構であり、それらのトルク容量を連続的に変化させることができるように構成されている。なお、各クラッチC1,C2,C3,C4および各ブレーキB1,B2がこの発明の実施形態における摩擦係合機構、および、上述したトランスミッションクラッチTCに相当している。
図4に示す上記の変速機6では、10段の前進段(1stないし10th)および後進段(Rev)を設定することができる。これらのギヤ段で係合および解放させる係合機構を図5にまとめて示してある。図5で「○」印は係合状態を示し、空欄は解放状態を示す。これらの係合機構を係合および解放させる制御は、従来知られている油圧制御装置(図示せず)によって行うことができ、またその油圧制御装置は電気的に制御することができるようになっている。
図5に示す例では、前進第1速段は第1クラッチC1と第2クラッチC2と第2ブレーキB2とを係合させることにより設定される。前進第2速段は第1クラッチC1と第1ブレーキB1と第2ブレーキB2とを係合させることにより設定される。前進第3速段は第2クラッチC2と第1ブレーキB1と第2ブレーキB2とを係合させることにより設定される。前進第4速段は第4クラッチC4と第1ブレーキB1と第2ブレーキB2とを係合させることにより設定される。前進第5速段は第2クラッチC2と第4クラッチC4と第1ブレーキB1とを係合させることにより設定される。前進第6速段は第1クラッチC1と第4クラッチC4と第1ブレーキB1とを係合させることにより設定される。前進第7速段は第1クラッチC1と第3クラッチC3と第4クラッチC4とを係合させることにより設定される。前進第8速段は第3クラッチC3と第4クラッチC4と第1ブレーキB1とを係合させることにより設定される。前進第9速段は第1クラッチC1と第3クラッチC3と第1ブレーキB1とを係合させることにより設定される。前進第10速段は第2クラッチC2と第3クラッチC3と第1ブレーキB1とを係合させることにより設定される。後進段Revは第2クラッチC2と第3クラッチC3と第2ブレーキB2とを係合させることにより設定される。
上述した変速機6の動作状態つまりギヤ段の設定状態は電気的に適宜に設定することができる。そのギヤ段の設定は、予め用意した変速マップを使用し、車速Vやアクセル開度ACCなどの駆動データに基づいて走行状態に適したギヤ段が算出され、そのギヤ段を設定するように各クラッチC1,C2,C3,C4や各ブレーキB1,B2などの係合機構を係合および解放させる。また、この発明の実施形態では、ギヤ段を形成する3つの係合機構を係合する際に、変速機6における歯車などの各回転要素の過回転を抑制するために、前記3つの係合機構を予め定めた順序で係合させるようになっている。その係合順序はシミュレーションなどにより予め設定することができる。
図6は、この発明の実施形態における変速機で所定のギヤ段を設定する場合における各クラッチC1,C2,C3,C4および各ブレーキB1,B2のうちの3つの係合機構の係合順序をまとめて示す図表である。前進第1速段を設定する場合には、第2ブレーキB2を係合させる制御が最初に開始され、次いで第2クラッチC2を係合させる制御が開始され、その後に第1クラッチC1を係合させる制御が開始される。前進第2速段を設定する場合には、第1ブレーキB1を係合させる制御が最初に開始され、次いで第2ブレーキB2を係合させる制御が開始され、その後に第1クラッチC1を係合させる制御が開始される。前進第3速段を設定する場合には、第1ブレーキB1を係合させる制御が最初に開始され、次いで第2ブレーキB2を係合させる制御が開始され、その後に第2クラッチC2を係合させる制御が開始される。前進第4速段を設定する場合には、第1ブレーキB1を係合させる制御が最初に開始され、次いで第2ブレーキB2を係合させる制御が開始され、その後に第4クラッチC4を係合させる制御が開始される。前進第5速段を設定する場合には、第1ブレーキB1を係合させる制御が最初に開始され、次いで第4クラッチC4を係合させる制御が開始され、その後に第2クラッチC2を係合させる制御が開始される。前進第6速段を設定する場合には、第1ブレーキB1を係合させる制御が最初に開始され、次いで第4クラッチC4を係合させる制御が開始され、その後に第1クラッチC1を係合させる制御が開始される。前進第7速段を設定する場合には、第3クラッチC3を係合させる制御が最初に開始され、次いで第1クラッチC1を係合させる制御が開始され、その後に第4クラッチC4を係合させる制御が開始される。前進第8速段を設定する場合には、第3クラッチC3を係合させる制御が最初に開始され、次いで第4クラッチC4を係合させる制御が開始され、その後に第1ブレーキB1を係合させる制御が開始される。前進第9速段を設定する場合には、第3クラッチC3を係合させる制御が最初に開始され、次いで第1クラッチC1を係合させる制御が開始され、その後に第1ブレーキB1を係合させる制御が開始される。前進第10速段を設定する場合には、第3クラッチC3を係合させる制御が最初に開始され、次いで第2クラッチC2を係合させる制御が開始され、その後に第1ブレーキB1を係合させる制御が開始される。
この発明の実施形態に係るハイブリッド車両1では、上述したように、EV走行モードで走行している場合には、停止させているエンジン2や第1モータ3、変速機6などが走行抵抗になるので、これらを駆動輪から切り離す。また、シリーズHV走行モードで走行している場合には、変速機6が走行抵抗になるので、これを駆動輪から切り離す。このような切り離し制御では、発進クラッチC0を解放し、また、変速機6をトルクを伝達しないニュートラル状態に設定する。また、EV走行モードやシリーズHV走行モードで走行している状態で、要求駆動力が増大した場合には、パラレルHV走行モードへの切り替えが実行される。この発明の実施形態に係るハイブリッド車両1では、上述した走行抵抗を低減して電費や燃費の悪化を抑制することと、パラレルHV走行モードへの切り替えの応答性を向上することとを両立するために、以下に説明する制御が実行される。
図7はその制御の一例を説明するためのフローチャートであり、所定の短時間ごとに繰り返し実行される。なお、図7に示す制御は前述したECU15によって実行される。
図7に示すフローチャートにおいて、先ず、現時点での要求駆動力がパラレルHV走行モードを設定する領域にあるか否かが判断される(ステップS101)。その要求駆動力は車速Vおよび運転者によるアクセル開度ACCに基づいて求められる。パラレルHV走行モードでの駆動力は、上述したように、シリーズHV走行モードでの最大駆動力より大きいため、ステップS101では、要求駆動力がシリーズHV走行モードでの最大駆動力以上であるか否かが判断される。そのシリーズHV走行モードでの最大駆動力は、図3に示すように、車速Vが高いほど小さい値になるように設定されている。そのため、現在の車速Vにおいて、上述した判断を行い、要求駆動力がシリーズHV走行モードでの最大駆動力以上である場合には、ステップS101で肯定的に判断され、ステップS102に進む。
ステップS102では、パラレルHV走行モードが設定される。すなわち、エンジン2が始動されると共に、発進クラッチC0が係合され、変速機6では、走行状態に適したギヤ段が選択され、そのギヤ段を設定する3つの係合機構が上述した順序で係合される。その後、リターンする。
ステップS101で否定的に判断された場合には、ステップS103に進む。ステップS103では、現時点での要求駆動力がシリーズHV走行モードを設定する領域にあるか否かが判断される。つまり、要求駆動力がEV走行モードでの最大駆動力以上であってかつシリーズHV走行モードでの最大駆動力より小さいか否かが判断される。EV走行モードでの最大駆動力は、図3に示すように、車速Vが高いほど小さい値になるように設定されている。そのため、現在の車速Vにおいて、上述した判断を行い、要求駆動力がEV走行モードでの最大駆動力以上であってかつシリーズHV走行モードである場合には、ステップS103で肯定的に判断され、ステップS104に進む。
ステップS104では、シリーズHV走行モードが設定される。すなわち、エンジン2が始動され、発進クラッチC0は解放状態に設定される。そして、エンジン2によって第1モータ3を発電機として駆動し、第1モータ3で発生させた電気によって第2モータ4が駆動され、第2モータ4で発生させた動力によって走行する。その後、ステップS106に進む。
ステップS103で否定的に判断された場合には、ステップS105に進む。ステップS105では、EV走行モードが設定される。すなわち、エンジン2および第1モータ3は共に停止状態に設定され、発進クラッチC0は解放状態に設定される。そして、バッテリから供給される電気によって第2モータ4が駆動され、第2モータ4で発生させた動力によって走行する。その後、ステップS106に進む。
ステップS106では、現時点での要求駆動力が必要駆動力Fa以上であるか否かが判断される。現時点での要求駆動力が必要駆動力Fa以上である場合には、ハイブリッド車両1に対して大きい駆動力が要求されていて、将来において、加速して走行する場合に、パラレルHV走行モードへの切り替えが必要であると判断することができる。したがって、ステップS106で肯定的に判断された場合には、ステップS107に進む。
ステップS107では、パラレルHV走行モードへの移行に備えて、現時点での走行状態に適したギヤ段が選択され、そのギヤ段を設定する3つの係合機構が係合される。その後、リターンする。
ステップS106で否定的に判断された場合には、ステップS108に進む。ステップS108では、現時点での車速VがEV走行最大車速Va以上であるか否かが判断される。例えば、下り坂をアクセルペダルやブレーキペダルを踏み込むことなく、惰性走行していることにより加速され、車速VがEV走行最大車速Va以上である場合には、ステップS108で肯定的に判断され、上述したステップS107に進む。これに対して、ステップS108で否定的に判断された場合には、ステップS109に進む。ステップS109では、変速機6における不要な連れ回りを可及的に少なくするため、変速機6は全ての係合機構が解放されたニュートラル状態に設定あるいは維持される。その後、リターンする。
図7に示すEV走行モードからパラレルHV走行モードへの切り替え制御を行った場合の発進クラッチC0のトルクと、所定のギヤ段を設定する各係合機構のトルクと、エンジン回転数との変化を図8にタイムチャートで示してある。EV走行モードでハイブリッド車両1が走行しており、その状態でアクセル開度ACCが増大され、t1時点で車速Vとアクセル開度ACCとに基づく要求駆動力が必要駆動力Fa以上になると、現在の走行状態に適したギヤ段を設定する制御が開始される。具体的には、変速マップを使用して現在の車速Vおよび要求駆動力に応じたギヤ段が算出され、そのギヤ段を設定する3つの係合機構を上述した順序で係合させる制御が開始される。図8に示すように、前進第8速段を設定する場合には、第3クラッチC3を係合させる制御が最初に開始され、次いで、第4クラッチC4を係合させる制御が開始され、その後に第1ブレーキB1を係合させる制御が開始される。そのため、第3クラッチC3、第4クラッチC4、第1ブレーキB1の順に係合される。
t2時点でアクセル開度ACCが更に増大し、t3時点で要求駆動力がEV走行モードからパラレルHV走行モードへの切替駆動力より大きくなると、エンジン2が始動される。ここに示す例では、EV走行モードからパラレルHV走行モードに切り替えるため、上述した切替駆動力はシリーズHV走行モードでの最大駆動力であってよく、あるいは、シミュレーションによって予め設定されたものであってよい。また、エンジン2の始動は、上記構成のハイブリッド車両1では、第1モータ3によって、もしくは、図示しないスタータモータによってエンジン2をクランキングすることによって行われ、エンジン回転数が次第に増大する。t4時点でエンジン回転数と、前進第8速段での変速機6の入力軸回転数とが同期すると、発進クラッチC0を係合させる制御が開始される。その後、t5時点で発進クラッチC0が完全係合することにより、EV走行モードからパラレルHV走行モードへの切替が完了する。これに対して、従来では、要求駆動力がパラレルHV切替駆動力より大きくなるt3時点で、現在の走行状態に適したギヤ段を形成する制御が開始される。ここに示す例では、前進第8速段を形成する第3クラッチC3、第4クラッチC4、第1ブレーキB1が上述した順序で係合される。そして、第1ブレーキB1の係合が終了したt6時点から発進クラッチC0の係合が開始され、t7時点で発進クラッチC0の係合が終了する。このように、この発明の実施形態では、装置の全体として各係合機構の係合に要する時間を、従来と比較して、短縮できる。すなわち、駆動要求に対する応答性を従来になく向上することができる。
図9は、図7に示すシリーズHV走行モードからパラレルHV走行モードへの切り替え制御を行った場合の発進クラッチC0のトルクと、所定のギヤ段を設定する各係合機構のトルクと、エンジン回転数との変化を示すタイムチャートである。図9に示すように、シリーズHV走行モードでハイブリッド車両1が走行しており、その状態でアクセル開度ACCが増大され、t8時点で車速Vとアクセル開度ACCとに基づく要求駆動力が必要駆動力Fa以上になると、現在の走行状態に適したギヤ段を設定する制御が開始される。具体的には、変速マップを使用して現在の車速Vおよび要求駆動力に応じたギヤ段が算出され、そのギヤ段を設定する係合機構を上述した順序で係合させる制御が開始される。図9に示すように、前進第8速段を設定する場合には、第3クラッチC3を係合させる制御が最初に開始され、次いで、第4クラッチC4を係合させる制御が開始され、その後に第1ブレーキB1を係合させる制御が開始される。そのため、第3クラッチC3、第4クラッチC4、第1ブレーキB1の順に係合される。
t9時点でアクセル開度ACCおよびそれに基づく要求駆動力が更に増大すると、第1モータでの発電量を増大するため、エンジン回転数が次第に増大する。要求駆動力がシリーズHV走行モードからパラレルHV走行モードへの切替駆動力(以下、パラレルHV切替駆動力と記す。)より大きくなるt10時点で走行モードがパラレルHVモードに切り替えられる。そして、t10時点でエンジン回転数と、前進第8速段での変速機6の入力軸回転数とが同期すると、発進クラッチC0を係合させる制御が開始される。その後、t11時点で発進クラッチC0が完全係合することにより、シリーズHV走行モードからパラレルHV走行モードへの切替が完了する。これに対して、従来では、t9時点とt10時点との間の時点であって、要求駆動力がパラレルHV切替駆動力より大きくなるt12時点で、現在の走行状態に適したギヤ段を形成する制御が開始される。ここに示す例では、前進第8速段を形成する第3クラッチC3、第4クラッチC4、第1ブレーキB1が上述した順序で係合される。そして、第1ブレーキB1の係合が終了したt13時点から発進クラッチC0の係合が開始され、t14時点で発進クラッチC0の係合が終了する。このように、図9に示す例においても、装置の全体として各係合機構の係合に要する時間を、従来と比較して、短縮できる。すなわち、駆動要求に対する応答性を従来になく向上することができる。
したがって、上記の制御では、EV走行モードやシリーズHV走行モードで走行している場合であってかつ要求駆動力が必要駆動力Faを超えた場合と、EV走行モードやシリーズHV走行モードで走行している場合であってかつ車速がEV走行最大車速Vaを超えた場合とには、将来において、高負荷での走行が予測されると判断する。そして、現在の走行状態に適したギヤ段の設定が開始される。そのため、その後に、要求駆動力が更に増大してパラレルHV走行モードに切り替える場合には、エンジン回転数が前記ギヤ段に応じた同期回転数に達した時点で、発進クラッチC0の係合をすみやかに行うことができる。その結果、走行モードの切り替え時間が短くなり、制御応答性あるいは加速応答性が良好になる。また、要求駆動力が必要駆動力Faより小さい場合には、変速機6では、各クラッチC1,C2,C3,C4および各ブレーキB1,B2が全解放状態に設定され、また、その状態が維持される。そのため、摩擦などによる動力損失や引き摺り損失を可及的に少なくすることができ、電費や燃費の悪化を抑制することができる。また、変速機6を潤滑する図示しない電動オイルポンプを停止できるので、これによっても電費の悪化を抑制することができる。
以上、この発明の複数の実施形態について説明したが、この発明は上述した例に限定されないのであって、この発明の目的を達成する範囲で適宜変更してもよい。図10は、バッテリの充電残量SOCに応じて必要駆動力Faの値を大小に変更した例である。図10に示すように、充電残量SOCが少ない場合には、必要駆動力Faを比較的小さい値に設定し、充電残量SOCが多い場合には、必要駆動力Faを比較的大きい値に設定する。つまり、充電残量SOCが少ない場合には、EV走行モードやシリーズHV走行モードからパラレルHV走行モードに移行しやすくする。このような構成であっても、上述した図1に示す構成と同様の作用・効果を得ることができる。また、要求駆動力が必要駆動力Faより小さいことにより、変速機6をニュートラル状態に設定する場合、所定のギヤ段を設定する3つの係合機構のうち、少なくとも1つの係合機構を解放してニュートラル状態を設定してもよい。要は、動力損失や引き摺り損失を可及的に低減して走行抵抗を小さくできように構成されていればよい。