JP2020055391A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＶ走行モードにおける走行モードの切り替えにおいて、駆動力不足となることを抑制することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】第１ＥＶ走行モードと、前記第１ＥＶ走行モードより小さい駆動力となる第２ＥＶ走行モードと各回転要素が一体回転する直結モードとを設定可能なハイブリッド車両の制御装置において、第１ＥＶ走行モードと第２ＥＶ走行モードと直結モードとを要求駆動力に応じて切り替わるように構成し、前記要求駆動力が予め定めた所定値以上であって、かつ前記第２ＥＶ走行モードから前記第１ＥＶ走行モードに移行する場合に、直結モードの設定を経由して前記第２ＥＶ走行モードから前記第１ＥＶ走行モードに移行するように構成されている（ブロックＢ１〜Ｂ４）。【選択図】図６

Description

この発明は、エンジンとモータとを駆動力源として備えたハイブリッド車両の制御装置に関するものである。

特許文献１には、エンジンの出力トルクを、動力分割機構により第１モータ側と出力側とに分割し、第１モータ側に伝達された動力を電力として第２モータに伝達し、第２モータから出力されたトルクを、エンジンから直接伝達されるトルクに加算して走行するハイブリッド車両が記載されている。この動力分割機構は、第１クラッチ機構と第２クラッチ機構とを選択的に係合することにより第１モータ側に伝達する動力に対する出力側に伝達する動力の割合が比較的大きいハイブリッド・ローモードと、前記割合がハイブリッド・ローモードよりも小さいハイブリッド・ハイモードとを設定することができるように構成されている。また、この特許文献１に記載されたハイブリッド車両は、上記のローモードおよびハイモードに加えて、前記第１クラッチ機構および第２クラッチ機構を係合することにより動力分割機構の各回転要素が同一回転数で回転する直結モード（固定段）を設定することができるように構成されている。さらに、特許文献１に記載されたハイブリッド車両は、ブレーキ機構を係合するとともに、前記第１クラッチ機構と第２クラッチ機構との少なくともいずれか一方のクラッチ機構を係合することにより、エンジンを停止した状態で、駆動モータから第２リングギヤに駆動トルクを伝達して走行するＥＶ走行モードを設定することができるように構成されている。

特開２０１７−００７４３７号公報

上述したように、特許文献１に記載された車両は、ハイブリッド・ローモード、ハイブリッド・ハイモード、および、直結モードを設定することができるように構成されている。また、特許文献１に記載された車両では、ＥＶ走行モードにおいても、同様にローモードとハイモードとを設定することができる。具体的には、ブレーキ機構を係合するとともに、第１クラッチ機構を係合することにより、ＥＶ・ローモードを設定し、一方、ブレーキ機構を係合するとともに、第２クラッチ機構を係合することにより、ＥＶ・ハイモードを設定することができる。つまり、第１係合機構と第２係合機構との係合状態を切り替えることによってＥＶ・ハイーモードとＥＶ・ローモードとの切り替えが可能となる。

そのような走行モードの切り替えは、通常エンジンの連れ回りを防止するために、第１クラッチ機構と第２クラッチ機構とを解放した状態（すなわち切り離した状態）を経由して実行される。しかしながら、この第１クラッチ機構および第２クラッチ機構を解放して走行モードを切り替える制御を、例えば比較的駆動力を要する登坂路等で実行した場合には、第１クラッチ機構および第２クラッチ機構を解放している際（言い換えれば変速の過渡期）における出力可能な駆動トルクは、出力軸に連結されている第２モータのみのトルクとなる。そのため、その第２モータの駆動トルクのみでは、駆動力不足となるおそれがあり、ひいては車両が後退、すなわち車両がずり下がるおそれがある。したがって、このような状況下において、ＥＶ走行モードにおける走行モードの切り替えを実行するには未だ改善の余地があった。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、ＥＶ走行モードにおける走行モードの切り替えにおいて、駆動力不足となることを抑制することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンと、発電機能を有する第１モータと、前記エンジンが連結された入力要素と、前記第１モータが連結された反力要素と、出力部材にトルクを伝達可能に連結された出力要素とを有する差動機構と、前記出力部材にトルクを伝達可能に連結された第２モータと、前記エンジンの所定方向への回転を禁止するブレーキ機構と、第１係合機構と、第２係合機構とを備え、前記ブレーキ機構と前記第１係合機構とを係合することにより設定され、かつ前記第１モータから駆動トルクを出力して走行する際における前記出力部材の回転数に対する前記第１モータの回転数である回転数比が第１所定値となる第１ＥＶ走行モードと、前記ブレーキ機構と前記第２係合機構とを係合することにより設定され、かつ前記第１所定値より前記回転数比が小さい第２所定値となる第２ＥＶ走行モードとの二つのＥＶ走行モード、および、前記入力要素と前記反力要素と前記出力要素とを一体に回転させつつ前記第１モータおよび前記第２モータからトルクを出力する直結モードを設定することが可能なハイブリッド車両の制御装置において、前記第１ＥＶ走行モードおよび前記第２ＥＶ走行モードならびに前記直結モードを選択するコントローラを備え、前記コントローラは、前記第１ＥＶ走行モードと前記第２ＥＶ走行モードと前記直結モードとを要求駆動力に応じて切り替わるように構成し、前記要求駆動力が予め定めた所定値以上であって、かつ前記第２ＥＶ走行モードから前記第１ＥＶ走行モードに移行する場合に、前記直結モードの設定を経由して前記第２ＥＶ走行モードから前記第１ＥＶ走行モードへ移行するように構成されていることを特徴とするものである。

この発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、第１ＥＶ走行モードと、その第１ＥＶ走行モードより減速比が小さい第２ＥＶ走行モードと、直結モードとを設定することができるように構成されている。また、上述した登坂路等で要求駆動力が所定値以上であって、かつ第２ＥＶ走行モードから第１ＥＶ走行モードへ移行する場合に、前記直結モードの設定を経由して前記第２ＥＶ走行モードから前記第１ＥＶ走行モードへ移行するように構成されている。すなわち、第１クラッチ機構および第２クラッチ機構を係合した状態を経由してより大きな駆動力が得られる第１ＥＶ走行モードへ移行するように構成されている。言い換えれば、上述した通常の制御（両方のクラッチ機構の切り離しを経由する制御）とは異なる制御を実行するように構成されている。

そのため、変速の過渡期において、出力部材に連結された第２モータに加えて第１モータのトルクが出力される。さらに、ブレーキ機構によりエンジンの所定方向（逆回転となる負方向）の回転を阻止するように構成されている。したがって、走行モードの切り替えにおいて、第１モータと第２モータとでトルクを出力でき、かつエンジンの逆回転を阻止するブレーキ機構が作用するから、駆動力不足を要因として車両がずり下がる（すなわち後退する）ことを抑制もしくは回避できる。

この発明で対象とするハイブリッド車両の一例を説明するスケルトン図である。 図１に示す例における各走行モードでの係合機構の係合および解放の状態をまとめて示す図表である。 EV-Loモードでの動作状態を説明するための共線図である。 EV-Hiモードでの動作状態を説明するための共線図である。 シングルモードでの動作状態を説明するための共線図である。 この発明の実施形態における制御の一例を示すブロック図である。 EV-Hiモードから直結モードを経由してEV-Loモードへ切り替える際の動作状態を説明するための図である。

つぎに、この発明の実施形態を図を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。

図１はこの発明の実施形態で対象とする車両の一例を示すスケルトン図であり、フロントエンジン・フロントドライブ車（ＦＦ車）あるいはリヤエンジン・リヤドライブ車（ＲＲ車）に適するように構成した例である。ここに示す例は、エンジン１と二つのモータ２，３とを備えたいわゆる２モータタイプの駆動装置であって、第１モータ２は発電機能のあるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ：ＭＧ１）によって構成され、エンジン１の回転数を第１モータ２によって制御するとともに、第１モータ２で発電された電力により第２モータ３を駆動し、その第２モータ３が出力する駆動力を走行のための駆動力に加えるように構成されている。なお、第２モータ３は発電機能のあるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ：ＭＧ２）によって構成することができる。

エンジン１が出力した動力を第１モータ２側と出力側とに分割する動力分割機構４が設けられている。動力分割機構４は、三つの回転要素によって差動作用を行う機構であればよく、遊星歯車機構を採用することができる。図１に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成され、この動力分割機構４がこの発明の実施形態における第１遊星歯車機構に相当している。図１に示す動力分割機構４は、外歯歯車であるサンギヤ５と、サンギヤ５に対して同心円上に配置された、内歯歯車であるリングギヤ６と、これらサンギヤ５とリングギヤ６との間に配置されてサンギヤ５とリングギヤ６に噛み合っているピニオンギヤ７を保持しているキャリヤ８とを回転要素として備えている。

エンジン１が出力した動力が前記キャリヤ８に入力されるように構成されている。具体的には、エンジン１の出力軸に連結された入力軸（それぞれ図示せず）がキャリヤ８に連結されている。なお、キャリヤ８と入力軸とを直接連結する構成に替えて、歯車機構などの伝動機構を介してキャリヤ８と入力軸とを連結してもよい。また、その出力軸と入力軸との間にダンパ機構やトルクコンバータ（それぞれ図示せず）などの機構を配置してもよい。

サンギヤ５に第１モータ２（より詳しくは第１モータ２におけるロータ）が連結されている。図１に示す例では、動力分割機構４および第１モータ２は、エンジン１の回転中心軸線と同一の軸線上に配置され、第１モータ２は動力分割機構４を挟んでエンジン１とは反対側に配置されている。この動力分割機構４とエンジン１との間でこれら動力分割機構４およびエンジン１と同一の軸線上にその軸線の方向に並んで第２遊星歯車機構９が配置されている。第２遊星歯車機構９はいわゆる変速部となっていて、図１に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されており、外歯歯車であるサンギヤ１０と、サンギヤ１０に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ１１と、これらサンギヤ１０とリングギヤ１１との間に配置されてこれらサンギヤ１０およびリングギヤ１１に噛み合っているピニオンギヤ１２を保持しているキャリヤ１３とを有し、これら三つの回転要素によって差動作用を行う差動機構である。この第２遊星歯車機構９におけるキャリヤ１３に動力分割機構４におけるリングギヤ６が連結されている。また、第２遊星歯車機構９におけるリングギヤ１１に、この発明の実施形態における「出力部材」に相当する出力ギヤ１４が連結されている。なお、上述したサンギヤ５およびサンギヤ１０が、この発明の実施形態における「反力要素」に相当し、キャリヤ８およびキャリヤ１３が、この発明の実施形態における「入力要素」に相当し、リングギヤ６およびリングギヤ１１が、この発明の実施形態における「出力要素」に相当する。

上記の動力分割機構４と第２遊星歯車機構９とが複合遊星歯車機構を構成するように第１クラッチ機構CL1（第１係合機構）が設けられている。第１クラッチ機構CL1は、第２遊星歯車機構９における反力要素であるサンギヤ１０を、動力分割機構４における入力要素もしくは反力要素に選択的に連結するためのものであって、図１に示す例では、第２遊星歯車機構９におけるサンギヤ１０を動力分割機構４におけるキャリヤ８に連結するように構成されている。この第１クラッチ機構CL1は、湿式多板クラッチなどの摩擦式のクラッチ機構であってもよく、あるいはドグクラッチなどの噛み合い式のクラッチ機構であってもよい。または、制御信号が入力されることにより係合状態と解放状態とを切り替え、かつ制御信号が入力されていない場合に、制御信号が入力されなくなる直前の状態（係合状態または解放状態）を維持するように構成されたいわゆるノーマルステイ型のクラッチ機構であってもよい。この第１クラッチ機構CL1を係合させることにより動力分割機構４におけるキャリヤ８と第２遊星歯車機構９におけるサンギヤ１０とが連結されて複合遊星歯車機構が形成される。

さらに、第２遊星歯車機構９の全体を一体化させるための第２クラッチ機構CL2（第２係合機構）が設けられている。この第２クラッチ機構CL2は、第２遊星歯車機構９におけるサンギヤ１０とキャリヤ８もしくはリングギヤ１１、あるいはキャリヤ８とリングギヤ１１とを連結するなどの少なくともいずれか二つの回転要素を連結するためのものであって、第１クラッチ機構CL1同様、摩擦式、噛み合い式、ノーマルステイ型のクラッチ機構によって構成することができる。図１に示す例では、第２クラッチ機構CL2は、第２遊星歯車機構９におけるサンギヤ１０とリングギヤ１１とを連結するように構成されている。そして、第１クラッチ機構CL1および第２クラッチ機構CL2は、エンジン１および動力分割機構４ならびに第２遊星歯車機構９と同一の軸線上に配置され、かつ第２遊星歯車機構９を挟んで動力分割機構４とは反対側に配置されている。なお、各クラッチ機構CL1，CL2同士は、図１に示すように、半径方向で内周側と外周側とに並んだ状態に配置されていてもよく、あるいは軸線方向に並んで配置されていてもよい。図１に示すように半径方向に並べて配置した場合には、駆動装置の全体としての軸長を短くすることができる。また、軸線方向に並べて配置した場合には、各クラッチ機構CL1，CL2の外径の制約が少なくなるので、摩擦式のクラッチ機構を採用した場合には、摩擦板の枚数を少なくすることができる。なお、これ以降に説明する第１クラッチ機構CL1および第２クラッチ機構CL2は噛み合い式のクラッチ機構（ドグクラッチ）として説明する。

上記のエンジン１や動力分割機構４あるいは第２遊星歯車機構９の回転中心軸線と平行にカウンタシャフト１５が配置されている。前記出力ギヤ１４に噛み合っているドリブンギヤ１６がこのカウンタシャフト１５に取り付けられている。また、カウンタシャフト１５にはドライブギヤ１７が取り付けられており、このドライブギヤ１７が終減速機であるデファレンシャルギヤ１８におけるリングギヤ（デフリングギヤ）１９に噛み合っている。さらに、前記ドリブンギヤ１６には、第２モータ３におけるロータシャフト２０に取り付けられたドライブギヤ２１が噛み合っている。したがって、前記出力ギヤ１４から出力された動力もしくはトルクに、第２モータ３が出力した動力もしくはトルクを、上記のドリブンギヤ１６の部分で加えるように構成されている。このようにして合成された動力もしくはトルクをデファレンシャルギヤ１８から左右のドライブシャフト２２に出力するように構成されている。

さらに、上記の駆動装置は、第１モータ２から出力された駆動トルクを伝達することができるように、エンジン１の動力が入力されるキャリヤ８を選択的に固定（所定方向への回転を阻止）可能に構成された摩擦式あるいは噛み合い式のブレーキ機構Bが設けられている。このブレーキ機構Bは、エンジン１を停止して第１モータ２をモータとして動作させ、その出力トルクを走行のためのトルクとして出力する際に係合して、キャリヤ８に反力を与えるためのものである。したがって、ブレーキ機構Bは、キャリヤ８の負方向（エンジン１の回転方向とは反対方向）の回転を阻止するように構成されていればよく、摩擦式あるいは噛み合い式のブレーキ機構やワンウェイクラッチによって構成することができる。

前記第１モータ２と第２モータ３とは、バッテリやインバータあるいはコンバータ（それぞれ図示せず）を備えた電源部２３に接続されている。この電源部２３は、マイクロコンピュータを主体にして構成された電子制御装置（ＥＣＵ）２４によって制御されるように構成されている。例えば、第１モータ２が発電機として機能させられ、第１モータ２で発電した電力を第２モータ３に供給して第２モータ３がモータとして動作させられる。また、電源部２３から各モータ２，３に電力を供給してこれらのモータ２，３から走行のための駆動力を出力させる。あるいは減速時に第２モータ３を発電機として機能させて、発電した電力を電源部２３に充電する。ＥＣＵ２４は、更に、前記エンジン１、各モータ２，３、ならびに、各クラッチ機構CL1，CL2を制御するように構成されている。したがって、ＥＣＵ２４がこの発明の実施形態における「コントローラ」に相当する。

上記の駆動装置は、二つのクラッチ機構CL1，CL2およびブレーキ機構Bを備えていることにより複数の走行モードを設定することが可能である。具体的には、エンジン１から駆動トルクを出力して走行するＨＶ走行モードと、エンジン１から駆動トルクを出力することなく、第１モータ２や第２モータ３から駆動トルクを出力して走行するＥＶ走行モードとを設定することが可能である。さらに、ＨＶ走行モードは、第１モータ２を低回転数で回転させた場合（「０」回転を含む）に、変速部におけるリングギヤ１１の回転数よりもエンジン１（または入力軸）の回転数が高回転数となるHV-Loモードと、変速部におけるリングギヤ１１の回転数よりもエンジン１（または入力軸）の回転数が低回転数となるHV-Hiモードと、変速部におけるリングギヤ１１の回転数とエンジン１（または入力軸）の回転数が同一である直結モードとを設定することが可能である。

またＥＶ走行モードは、第１モータ２および第２モータ３から駆動トルクを出力するデュアルモードと、第１モータ２から駆動トルクを出力せずに第２モータ３のみから駆動トルクを出力するシングルモードとを設定することが可能である。さらにデュアルモードは、第１モータ２から出力されたトルクの増幅率が比較的大きいEV-Loモードと、第１モータ２から出力されたトルクの増幅率が比較的小さいEV-Hiモードとを設定することが可能である。またさらに、ＥＶ走行モードにおいても、エンジン１を停止した状態での各回転要素が一体回転する直結モードの設定が可能である。なお、シングルモードでは、第１クラッチ機構CL1を係合した状態で第２モータ３のみから駆動トルクを出力して走行することや、第２クラッチ機構CL2を係合した状態で第２モータ３のみから駆動トルクを出力して走行すること、あるいは各クラッチ機構CL1，CL2を解放した状態で第２モータ３のみから駆動トルクを出力して走行することが可能である。

それらの各走行モードは、第１クラッチ機構CL1、第２クラッチ機構CL2、ブレーキ機構B、およびエンジン１、各モータ２，３を制御することにより設定され、またこの各走行モードは、車速、アクセル開度、要求駆動力、あるいは、バッテリの充電残量（ＳＯＣ）などに基づいて定めるように構成されている。図２に、これらの走行モードと、各走行モード毎における、第１クラッチ機構CL1、第２クラッチ機構CL2、ブレーキ機構Bの係合および解放の状態、第１モータ２および第２モータ３の運転状態、エンジン１からの駆動トルクの出力の有無の一例を図表として示してある。図中における「●」のシンボルは係合している状態を示し、「−」のシンボルは解放している状態を示し、「Ｇ」のシンボルは主にジェネレータとして運転することを意味し、「Ｍ」のシンボルは主にモータとして運転することを意味し、空欄はモータおよびジェネレータとして機能していない、または第１モータ２や第２モータ３が駆動のために関与していない状態を意味し、「ON」はエンジン１から駆動トルクを出力している状態を示し、「OFF」はエンジン１から駆動トルクを出力していない状態を示している。なお、図示しないものの、上述したようにＥＶ走行モードにおいても、エンジンを停止した状態での直結モードの設定が可能であって、その場合には、第１クラッチ機構CL1および第２クラッチ機構CL2をそれぞれ係合し、第１モータ２および第２モータ３はモータとして機能する。

各走行モードを設定した場合における複合遊星歯車機構の各回転要素の回転数、およびエンジン１、各モータ２，３のトルクの向きを説明するための共線図を図３ないし図５に示している。共線図は、複合遊星歯車機構における各回転要素を示す直線をギヤ比の間隔をあけて互いに平行に引き、これらの直線に直交する基線からの距離をそれぞれの回転要素の回転数として示す図であり、それぞれの回転要素を示す直線にトルクの向きを矢印で示すとともに、その大きさを矢印の長さで示している。なお、ＨＶ走行モードにおける共線図は、前掲の特許文献１の構成と同様であるため、その説明を省略する。したがって、以下の説明では、ＥＶ走行モードの動作状態について説明する。

図３および図４に示すようにEV-LoモードとEV-Hiモードとでは、ブレーキ機構Bを係合するとともに各モータ２，３から駆動トルクを出力して走行する。具体的には、図２および図３に示すようにEV-Loモードでは、ブレーキ機構Bおよび第１クラッチ機構CL1を係合するとともに、各モータ２，３から駆動トルクを出力して走行する。すなわち、ブレーキ機構Bにより、キャリヤ８が回転することを制限するための反力トルクを作用させる。その場合における第１モータ２の回転方向は、正方向になり、かつ出力トルクの向きは、その回転数を増大させる方向となる。また、図２および図４に示すようにEV-Hiモードでは、ブレーキ機構Bおよび第２クラッチ機構CL2を係合するとともに、各モータ２，３から駆動トルクを出力して走行する。すなわち、ブレーキ機構Bにより、キャリヤ８が回転することを制限するための反力トルクを作用させる。その場合における第１モータ２の回転方向は、エンジン１の回転方向（正方向）とは反対方向（負方向）になり、かつ出力トルクの向きは、その回転数を増大させる方向となる。

また、変速部のリングギヤ１１の回転数と第１モータ２の回転数との回転数比は、EV-Loモードの方がEV-Hiモードよりも大きくなる。すなわち、同一車速で走行している場合には、EV-Loモードを設定する場合の方が、EV-Hiモードを設定する場合よりも第１モータ２の回転数が高回転数になる。つまり、EV-Loモードの方が、EV-Hiモードよりも減速比が大きい。そのため、EV-Loモードを設定することにより大きな駆動力を得ることができる。なお、上記のリングギヤ１１の回転数は、出力部材（あるいは出力側）の回転数であって、図１のギヤトレーンでは、便宜上リングギヤ１１から駆動輪までの各部材のギヤ比は１とする。そして、シングルモードでは、図５に示すように第２モータ３のみから駆動トルクを出力しており、かつ各クラッチ機構CL1，CL2が解放されていることにより、複合遊星歯車機構の各回転要素は停止した状態になる。したがって、エンジン１や第１モータ２を連れ回すことによる動力損失を低減することができる。

なお、上記のEV-Loモードが、この発明の実施形態における「第１ＥＶ走行モード」に相当し、EV-Hiモードが、この発明の実施形態における「第２ＥＶ走行モード」に相当する。また、EV-Loモードを設定した場合における上記の回転数比が、この発明の実施形態における「第１所定値」に相当し、EV-Hiモードを設定した場合における上記回転数比が、この発明の実施形態における「第２所定値」に相当する。

このように構成された車両Ｖｅは、上述したように車速、アクセル開度、要求駆動力などに基づいて各走行モードを定めるように構成されている。例えばEV-HiモードからEV-Loモードへ移行する際は、第２クラッチ機構CL2を解放かつ第１クラッチ機構CL1を係合する。つまり、二つのクラッチ機構を繋ぎ替えて変速を行う。このようなエンジン停止中のEV走行におけるクラッチの繋ぎ替えは、従来知られている一般的な制御では、エンジン１の連れ回りを防止するために両方のクラッチ機構を解放（すなわち第１クラッチ機構CL1および第２クラッチ機構CL2を解放）した状態を経由して行う。しかしながら、この両方のクラッチ機構CL1，CL2を解放して走行モードを切り替える制御を、例えば比較的駆動力を要する登坂路等で実行した場合には、第１クラッチ機構CL1および第２クラッチ機構CL2を解放している際の出力可能なトルク（言い換えれば変速の過渡期における出力可能な駆動トルク）は、出力軸に連結されている第２モータ３のみのトルクとなる。そのため、その第２モータ３の駆動トルクのみでは、駆動力不足となるおそれがあり、ひいては車両Ｖｅが後退（すなわち車両Ｖｅがずり下がる）おそれがある。そのため、この発明の実施形態では、上述したような比較的大きな駆動力が要求される場合に、車両Ｖｅが後退することを抑制もしくは回避するように構成されている。以下に、ＥＣＵ２４で実行される制御例について説明する。

図６は、その制御の一例を示すブロック図であって、ＥＶ走行モードで停車中からの発進時（例えば登坂路で発進する際のキックダウン時）にEV-HiモードからEV-Loモードへ切り替える際の制御の一例である。なお、この制御例は、所定の短時間毎に繰り返し実行される。また、図６の例では、第１クラッチ機構CL1の制御を実線で示し、第２クラッチ機構CL2の制御を破線で示す。

先ず、アクセル開度、車速、あるいは要求駆動力から、目標のギヤ段を選択する（ブロックＢ１）。上述したように走行モードの切り替えは、要求駆動力や車速等に基づいて設定され、図６の例では、登坂路における発進キックダウン時であるから要求駆動力が所定値以上など比較的大きい。そのため、EV-Loモードを目標のギヤ段として選択する。

そのように目標のギヤ段を選択（あるいは設定）したら、ついで第１クラッチ機構CL1の係合指示を行う（ブロックＢ２）。上述したように、この制御例は、EV-HiモードからEV-Loモードへ切り替える際の駆動力不足を抑制して車両Ｖｅのずり下がりを回避する例であるため、第１クラッチ機構CL1の係合を指示する。つまり、第１クラッチ機構CL1を係合することで、その第１クラッチ機構CL1と現在係合されている第２クラッチ機構CL2との両方のクラッチ機構を係合して、直結モード（固定段）を設定する。言い換えれば、EV-HiモードからEV-Loモードへ切り替える際に、直結モードを経由してEV-Loモードへ移行するように構成されている。

したがって、そのように第１クラッチ機構CL1の係合指示を実行したら、ドグクラッチの動作（ドグクラッチACT）の指示を行う（ブロックＢ３）。つまり、第１クラッチ機構CL1を解放状態から係合状態に切り替えるための信号が入力されることにより、それに応じた制御量の油圧や電力をアクチュエータから出力するように指示する。そして、アクチュエータの出力を制御する指示を実行したら、実際に第１クラッチ機構CL1を係合させる。すなわち第１クラッチ機構CL1の指示をONにする。

ついで、現在のギヤ段を検知する（ブロックＢ４）。つまり、実際にギヤ段が切り替わったか否かを検知する。例えば上述したルーチンで言えば、ストロークセンサ等で第１クラッチ機構CL1が係合完了したか否かを検知して、直結モードが設定されたか否かを判断する。そして、その現在のギヤ段の情報がクラッチ機構の係合／解放指示部に入力される（ブロックＢ２）。

上述したように、この発明の実施形態では、ブロックＢ１で目標ギヤ段としてEV-Loモードを設定し、車両Ｖｅのずり下がりを抑制するために直結モードを経由するように構成されている。したがって、例えばブロックＢ４で第１クラッチ機構CL1の係合が完了していることにより、直結モードが検知された場合には、ついで第２クラッチ機構CL2の解放を指示する。すなわち、直結モードを経由してEV-Loモードに移行すべく上述したブロックＢ２〜ブロックＢ４の制御を再度実行する。つまり、１ルーチン目は、EV-Hiモードから直結モードに移行する制御であって、２ルーチン目は直結モードからEV-Loモードへ移行する制御である。なお、直結モードからEV-Loモードへ移行する制御において、上述したEV-Hiモードから直結モードに移行する制御と同様の制御については、その説明を省略あるいは簡略化する。

具体的に、直結モードを経由してEV-Loモードを設定する制御について説明する。先ず、ブロックＢ２からの破線で示すように、第２クラッチ機構CL2の解放指示を行う。そして、その解放指示に基づいてドグクラッチの動作（ドグクラッチACT）の指示を行う（ブロックＢ３）。つまり、第２クラッチ機構CL2を係合状態から解放状態に切り替えるための信号を入力することにより、第２クラッチ機構CL2を解放させるための推力を付与するようにアクチュエータに指示する。そして、そのようにアクチュエータの出力を制御する指示を実行したら、実際に第２クラッチ機構CL2を解放させる。すなわち第２クラッチ機構CL2の指示をOFFにする。

ついで、現在のギヤ段を検知する（ブロックＢ４）。つまり、実際にギヤ段がEV-Loモードに切り替わったか否かを検知する。すなわち、ストロークセンサ等で第２クラッチ機構CL2が解放完了したか否かを検知してEV-Loモードが設定されたか否かを判断する。なお、図６に示す例は、要求駆動力が所定値以上である登坂路等での変速であるものの、要求駆動力が所定値未満の場合等、平坦路等では従来知られている制御と同様、エンジン１の連れ回りを防止すべく各クラッチ機構CL1，CL2をニュートラル制御して変速を行う。

つぎに、この発明の実施形態における作用について説明する。上述したように、この発明の実施形態では、例えば登坂路での発進キックダウン時など予め定められた所定値以上の駆動力が要求される場合の変速において、直結モードを経由して変速を行うように構成されている。したがって、EV-HiモードからEV-Loモードに切り替えて発進する際には、クラッチ機構の切り替えの過渡期において、第１クラッチ機構CL1と第２クラッチ機構CL2との両方のクラッチ機構を係合するから、第２モータ３のトルクに加えて第１モータ２のトルクが出力される。

図７は、そのEV-HiモードからEV-Loモードに切り替えて発進する際に直結モードを経由して変速する場合の動作状態を説明する共線図である。この図７から把握できるように、EV-Hiモードでの停車状態から登坂路でキックダウンにより発進する際、直結モードを経由してEV-Loモードへ移行することにより、第２モータのみならず第１モータから駆動トルクを出力する。また、ブレーキ機構Bによりエンジン１の負方向（エンジン１の回転方向とは反対方向）の回転を阻止するように構成されている。したがって、変速の際（変速の過渡期において）、車両Ｖｅの停車状態を維持でき、言い換えれば駆動力不足を要因として、車両Ｖｅがずり下がることを抑制もしくは回避できる。

以上、この発明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。上述した例では、停車中から発進する場合の変速の例について説明したものの、上述した制御を走行中における変速に適用してもよい。なお、図６のブロック図において、ブロックＢ４で第１クラッチ機構CL1の係合が完了していないことにより、EV-Hiモードが検知された場合には、直結モードが検知されるまで上述した制御を繰り返し実行する。また同様に、第２クラッチ機構CL2の解放が完了していないことにより、直結モードが検知された場合には、EV-Loモードが検知されるまで上述した制御を繰り返し実行する。

また、上述した例では、図１のギヤトレーンを例として説明したものの、この発明で対象とするギヤトレーンは、例えば前掲の特許文献１に記載された各種ギヤトレーンに適用してもよい。

１…エンジン、 ２…第１モータ、 ３…第２モータ、 ４…動力分割機構、 ５…サンギヤ、 ６…リングギヤ、 ７…ピニオンギヤ、 ８…キャリヤ、 ９…第２遊星歯車機構（変速部）、 １０…サンギヤ、 １１…リングギヤ、 １２…ピニオンギヤ、 １３…キャリヤ、 １４…出力ギヤ、 CL1…第１クラッチ機構、 CL2…第２クラッチ機構、 １５…カウンタシャフト、 １６…ドリブンギヤ、 １７…ドライブギヤ、 １８…デファレンシャルギヤ、 １９…デフリングギヤ、 ２０…ロータシャフト、 ２１…ドライブギヤ、 ２２…ドライブシャフト、 ２３…電源部、 ２４…電子制御装置（ＥＣＵ）、 B…ブレーキ機構、 Ｖｅ…車両。

Claims (1)

1. エンジンと、
   発電機能を有する第１モータと、
   前記エンジンが連結された入力要素と、前記第１モータが連結された反力要素と、出力部材にトルクを伝達可能に連結された出力要素とを有する差動機構と、
   前記出力部材にトルクを伝達可能に連結された第２モータと、
   前記エンジンの所定方向への回転を禁止するブレーキ機構と、第１係合機構と、第２係合機構とを備え、
   前記ブレーキ機構と前記第１係合機構とを係合することにより設定され、かつ前記第１モータから駆動トルクを出力して走行する際における前記出力部材の回転数に対する前記第１モータの回転数である回転数比が第１所定値となる第１ＥＶ走行モードと、
   前記ブレーキ機構と前記第２係合機構とを係合することにより設定され、かつ前記第１所定値より前記回転数比が小さい第２所定値となる第２ＥＶ走行モードとの二つのＥＶ走行モード、および、前記入力要素と前記反力要素と前記出力要素とを一体に回転させつつ前記第１モータおよび前記第２モータからトルクを出力する直結モードを設定することが可能なハイブリッド車両の制御装置において、
   前記第１ＥＶ走行モードおよび前記第２ＥＶ走行モードならびに前記直結モードを選択するコントローラを備え、
   前記コントローラは、
   前記第１ＥＶ走行モードと前記第２ＥＶ走行モードと前記直結モードとを要求駆動力に応じて切り替わるように構成し、
   前記要求駆動力が予め定めた所定値以上であって、かつ前記第２ＥＶ走行モードから前記第１ＥＶ走行モードに移行する場合に、前記直結モードの設定を経由して前記第２ＥＶ走行モードから前記第１ＥＶ走行モードへ移行するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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