JP5655063B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関、電動機、蓄電装置及び自動変速機を備えるハイブリッド車両に関する。

従来、変速段を確立する複数のギヤ列を介して選択的に出力軸に連結され、電動機に接続された第１入力軸と、変速段を確立する複数のギヤ列を介して選択的に出力軸に連結される第２入力軸と、内燃機関の駆動力を第１入力軸に伝達させる伝達状態と、この伝達を断つ開放状態とに切換自在な第１クラッチと、内燃機関の駆動力を第２入力軸に伝達させる伝達状態と、この伝達を断つ開放状態とに切換自在な第２クラッチとを有する自動変速機を備えたハイブリッド車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−８９５９４号公報

しかし、上記特許文献１には、内燃機関の駆動力のみによるＥＮＧ走行、電動機の駆動力のみによるＥＶ走行、内燃機関及び電動機の駆動力によるＨＥＶ走行間の走行状態の選択や、変速段の選択に関して、記載されていない。

本発明は、走行状態及び変速段を適切に選択することが可能なハイブリッド車両を提供することを目的とする。

本発明のハイブリッド車両は、内燃機関と、電動機と、前記電動機と電力を授受する蓄電装置と、第１断接手段を介して選択的に前記内燃機関の駆動力が伝達され、前記電動機に接続された第１変換機構、及び第２断接手段を介して選択的に前記内燃機関の駆動力が伝達される第２変換機構を有し、前記内燃機関及び前記電動機から出力される動力を複数の変速段に変速して出力する自動変速機と、前記蓄電装置の残容量を検知する残容量検知手段と、要求駆動力を取得する要求駆動力取得手段と、前記残容量を少なくとも考慮して、前記電動機から出力される動力により前記各変速段に応じて出力可能な最大電動機駆動力を取得する電動機駆動力取得手段と、前記要求駆動力が前記最大電動機駆動力以下であるとき、前記変速段を前記電動機が前記要求駆動力を出力可能な最も高い変速段に決定し、該決定した変速段が設定されるよう前記自動変速機を制御し、前記第１断接手段及び前記第２断接手段を遮断状態として、前記電動機の駆動力のみにより当該車両を走行させるよう制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両によれば、要求駆動力取得手段が取得した要求駆動力が、電動機駆動力取得手段が取得した最大電動機駆動力以下であるとき、電動機の動力のみにより車両を走行させる。そのため、内燃機関による燃料消費量を低減することが可能となる。

そして、このとき、要求駆動力を電動機が出力可能な最も高い変速段を決定し、該決定した変速段が設定されるよう自動変速機を制御する。そのため、内燃機関の駆動力が伝達され電動機に接続された第１変換機構の軸（第１入力軸）の回転速度を低減させることが可能となり、その後、第１断接手段を接続状態にして内燃機関を始動させる際に発生する振動を抑制することができる。
本発明のハイブリッド車両において、前記第１変換機構は、前記第１断接手段を介して選択的に前記内燃機関の駆動力が伝達され、前記電動機に接続された第１入力軸と、該第１入力軸と出力機構とを複数のギヤ列から選択したギヤ列により連結する第１選択手段とを有し、前記第２変換機構は、前記第２断接手段を介して選択的に前記内燃機関の駆動力が伝達される第２入力軸と、該第２入力軸と前記出力機構とを複数のギヤ列から選択したギヤ列により連結する第２選択手段を有する。
本発明の第１のハイブリッド車両は、前記要求駆動力に基づき前記自動変速機の変速段を選択する変速マップと、前記残容量に基づき、基準領域、該基準領域より残容量が少ない放電制限領域、該放電制限領域より残容量が少ない放電禁止領域、前記基準領域より残容量が多い充電禁止領域を判定する領域判定手段とを備え、前記制御手段は、前記第１選択手段による連結状態により前記自動変速機の変速段を確立させ前記内燃機関の駆動力により当該車両を走行させているとき、前記変速マップを参照して前記自動変速機の低速段側に変速させる場合、前記領域判定手段が判定した領域が前記基準領域である場合には、前記要求駆動力の予想値に応じて、前記第１断接手段を伝達遮断状態にすると共に前記第２選択手段を連結状態とし前記第２断接手段を伝達状態にすることにより前記変速段より１速段低い変速段を確立させた後、前記変速段に復帰させるか、前記第１選択手段を更に１速段低い変速段を確立させる状態にさせるかして、前記電動機を力行／回生運転させる。
本発明の第１のハイブリッド車両によれば、放電や充電が制限も禁止もされない基準領域にあるとき、要求駆動力の予想値を得ることが可能な場合には、その予測値に応じた適切な変速段を選択することができる。
本発明の第２のハイブリッド車両は、前記要求駆動力に基づき前記自動変速機の変速段を選択する変速マップと、前記残容量に基づき、基準領域、該基準領域より残容量が少ない放電制限領域、該放電制限領域より残容量が少ない放電禁止領域を判定する領域判定手段とを備え、前記制御手段は、前記第１選択手段による連結状態により前記自動変速機の変速段を確立させ前記内燃機関の駆動力により当該車両を走行させるとき、前記変速マップを参照して前記自動変速機の低速段側に変速させる場合であっても、前記領域判定手段が判定した領域が前記放電制限領域である場合には、前記変速段を維持する。
本発明の第２のハイブリッド車両によれば、変速マップを参照し原則として自動変速機の低速段側に変速させる場合であっても、放電制限領域にあるときには、変速段を維持する。これにより、内燃機関の駆動力の一部を利用して、電動機を回生運転させることにより、蓄電装置の残容量を増加させることが可能となる。

又、本発明のハイブリッド車両において、前記制御手段は、前記第１選択手段による連結状態により前記自動変速機の変速段を確立させ前記電動機の駆動力のみにより当該車両を走行させている場合、前記要求駆動力が前記最大電動機駆動力を超えたとき、前記第１選択手段による連結状態を維持したまま、前記第２断接手段を伝達状態にすることなく前記第２選択手段によりギヤ列を前記出力機構に連結させ、前記第１断接手段を徐々に伝達状態にして、前記内燃機関を始動させ、その後、前記内燃機関をファイアリングさせて、前記内燃機関の始動完了後、前記第２断接手段を伝達状態にして、前記内燃機関及び前記電動機の駆動力により車両を走行させることが好ましい。

この場合、電動機の駆動力のみによる車両走行中に、要求駆動力取得手段が取得した要求駆動力が、電動機駆動力取得手段が取得した最大電動機駆動力を超えたとき、第１選択手段による連結状態を維持したまま、第１断接手段を徐々に伝達状態にして、内燃機関を始動させる。そのため、内燃機関の始動時に変速段に移行に伴う減速を抑制することができ、車速を維持することが可能となる。

そして、このとき、第２選択手段により第２入力軸を、第１選択手段により接続されているギヤ列より変速比の低いギヤ列がある場合には、第２断接手段を伝達状態にすることなく第２選択手段により当該ギヤ列を出力機構に連結させることが好ましい。

これにより、内燃機関を始動した後に、当該変速比の変速段に迅速に移行することが可能となる。そして、内燃機関及び前記電動機の駆動力により車両を走行させるとき、変速比の低い変速段に移行しているので、迅速に加速することが可能となる。更に、第２選択手段により当該ギヤ列を出力機構に連結させるとき、第２断接手段を伝達状態にしないので、当該ギヤ列を介して出力機構に駆動力が伝達されない。

尚、内燃機関をファイアリングさせ、その後、第１断接手段を遮断状態にしてから、内燃機関の始動を完了することが好ましい。更に、変速段を変速することなく、内燃機関を始動させてもよい。

出力機構は、自動変速機で変速された動力を車両の駆動輪などを駆動させる駆動機構に連結されたものであり、典型的には出力軸である。そして、変速機構が１本の出力軸からなり、この出力軸が、第１選択手段が選択したギヤ列により第１入力軸に連結されると共に、第２選択手段が選択したギヤ列により第２入力軸に連結される構成であってもよい。又、出力機構が２本の出力軸からなり、一方の出力軸が第１選択手段が選択したギヤ列により第１入力軸に連結され、他方の出力軸が第２選択手段が選択したギヤ列により第２入力軸に連結される構成であってもよい。

又、本発明のハイブリッド車両において、前記制御手段は、前記内燃機関及び前記電動機の駆動力により当該車両を走行させている場合、前記要求駆動力が前記最大電動機駆動力以下となったとき、前記第１断接手段及び前記第２断接手段を遮断状態とし、前記電動機の駆動力のみにより車両を走行させることが好ましい。

この場合、内燃機関及び電動機の駆動力による車両走行中に、要求駆動力取得手段が取得した要求駆動力が、電動機駆動力取得手段が取得した最大電動機駆動力以下となったとき、電動機の動力のみにより車両を走行させる。そのため、内燃機関による燃料消費量を低減することが可能となる。

又、本発明の第２のハイブリッド車両において、前記制御手段は、前記第１選択手段による連結状態により前記自動変速機の変速段を確立させて当該車両を走行させている場合、前記要求駆動力が低く、前記変速マップを参照して現在の変速段より低い変速段で当該車両を走行させることが可能であり、前記現在の変速段で走行を続行すると所定閾値より燃料消費率が悪化するとき、前記第１断接手段を遮断状態とした後、前記第２断接手段を伝達状態にして前記第２選択手段による連結状態により前記自動変速機の変速段を確立させて当該車両を走行させると共に、前記第１選択手段により前記第１入力軸を前記ギヤ列に連結する第１の手段か、前記第１選択手段により連結されるギヤ列をより変速比の低いギヤ列に選択を変更する第２の手段かの何れかによって、前記要求駆動力と前記内燃機関の駆動力との差を、前記電動機の回生運転により前記蓄電装置に電力として供給することが好ましい。

この場合、現在の変速段で走行を続行して燃料消費率が悪化することを防止することができ、更に、要求駆動力と内燃機関の駆動力との差による回生によって蓄電装置で蓄電することができる。放電制限領域又は放電禁止領域にあるときは蓄電装置での蓄電を優先して、基準領域にあるときは燃料消費率を優先して、第１の手段を行うか第２の手段を行うことを選択することが好ましい。

尚、第２の手段を行う場合、第２断接手段を伝達状態にする前に、第２選択手段による連結状態を完了しておくことが好ましい。これにより、運転者に変速ショックを与えないようにすることが可能となる。

又、前記制御手段は、前記第１の手段を行った場合、前記回生運転による回生量を確保する効率が最大となるギヤ列により前記第１入力軸と前記出力機構とを前記第１選択手段が連結させることが好ましい。

この場合、蓄電装置での蓄電量を効率的に増加させることができる。

本発明の実施形態に係るハイブリッド車両を示す説明図。 蓄電装置のゾーン分けを示す説明図。 蓄電装置のゾーンに応じた各種動作の許可、制限、禁止を示す表。 車速と上限駆動力との関係を示すマップの一例を示す図。 車速及び要求駆動力と変速との関係を示すマップの一例を示す図。 ３速ＥＶ走行から２速ＨＥＶ走行への移行を説明するタイムチャート。 ハイブリッド車両の走行制御を示すフローチャート。 本発明の実施形態に係るハイブリッド車両が備える別の自動変速機を示す説明図。

本発明の実施形態に係るハイブリッド車両について図面を参照して説明する。

図１に示すように、ハイブリッド車両は、エンジンからなる内燃機関ＥＮＧ、電動機ＭＧ、電動機ＭＧと電力を授受する二次電池からなる蓄電装置ＢＡＴＴ、自動変速機１、及び内燃機関ＥＮＧ、電動機ＭＧ、自動変速機１の各部を制御する動力制御装置ＥＣＵ（Electronic Control Unit）を備える。

自動変速機１は、内燃機関ＥＮＧの駆動力（出力トルク）が伝達されるエンジン出力軸２と、図外のディファレンシャルギヤを介して駆動輪としての左右の前輪に動力を出力する出力ギヤからなる出力部材３と、変速比の異なる複数のギヤ列Ｇ２〜Ｇ５とを備える。

又、自動変速機１は、変速比順位で奇数番目の各変速段を確立する奇数番ギヤ列Ｇ３，Ｇ５の駆動ギヤＧ３ａ，Ｇ５ａを回転自在に軸支する第１入力軸４と、変速比順位で偶数番目の変速段を確立する偶数番ギヤ列Ｇ２，Ｇ４の駆動ギヤＧ２ａ，Ｇ４ａを回転自在に軸支する第２入力軸５と、リバースギヤＧＲを回転自在に軸支するリバース軸６を備える。尚、第１入力軸４はエンジン出力軸２と同一軸線上に配置され、第２入力軸５及びリバース軸６は第１入力軸４と平行に配置されている。

又、自動変速機１は、第１入力軸４に回転自在に軸支されたアイドル駆動ギヤＧｉａと、アイドル軸７に固定されアイドル駆動ギヤＧｉａに噛合する第１アイドル従動ギヤＧｉｂと、第２入力軸５に固定された第２アイドル従動ギヤＧｉｃと、リバース軸６に固定され第１アイドル駆動ギヤＧｉｂに噛合する第３アイドル従動ギヤＧｉｄとで構成されるアイドルギヤ列Ｇｉを備える。尚、アイドル軸７は第１入力軸４と平行に配置されている。

自動変速機１は、油圧作動型の乾式摩擦クラッチ又は湿式摩擦クラッチからなる第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を備える。第１クラッチＣ１は、エンジン出力軸２に伝達された内燃機関ＥＮＧの駆動力を第１入力軸４に伝達させる伝達状態と、この伝達を断つ開放状態（伝達遮断状態）とに切換自在に構成されている。第２クラッチＣ２は、エンジン出力軸２に伝達された内燃機関ＥＮＧの駆動力を第２入力軸５に伝達させる伝達状態と、この伝達を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。第２クラッチＣ２を締結させて伝達状態とすると、エンジン出力軸２は第１アイドル駆動ギヤＧｉｂ及び第２アイドル駆動ギヤＧｉｃを介して第２入力軸５に連結される。

両クラッチＣ１，Ｃ２は、素早く状態が切り換えられるように電気式アクチュエータにより作動されるものであることが好ましい。尚、両クラッチＣ１，Ｃ２は、油圧式アクチュエータにより作動されるものであってもよい。

又、自動変速機１には、エンジン出力軸２と同軸上に位置させて、差動回転機構である遊星歯車機構ＰＧが配置されている。遊星歯車機構ＰＧは、サンギヤＳａと、リングギヤＲａと、サンギヤＳａ及びリングギヤＲａに噛合するピニオンＰａを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとからなるシングルピニオン型で構成される。

遊星歯車機構ＰＧのサンギヤＳａ、キャリアＣａ、リングギヤＲａからなる３つの回転要素を、速度線図（各回転要素の相対的な回転速度を直線で表すことができる図）におけるギヤ比に対応する間隔での並び順にサンギヤＳａ側から夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素とすると、第１回転要素はサンギヤＳａ、第２回転要素はキャリアＣａ、第３回転要素はリングギヤＲａとなる。

そして、遊星歯車機構ＰＧのギヤ比（リングギヤＲａの歯数／サンギヤＳａの歯数）をｇとして、第１回転要素たるサンギヤＳａと第２回転要素たるキャリアＣａの間の間隔と、第２回転要素たるキャリアＣａと第３回転要素たるリングギヤＲａの間の間隔との比が、ｇ：１となる。

第１回転要素たるサンギヤＳａは、第１入力軸４に固定されている。第２回転要素たるキャリアＣａは、３速ギヤ列Ｇ３の３速駆動ギヤＧ３ａに連結されている。第３回転要素たるリングギヤＲａは、ロック機構Ｒ１により変速機ケース等の不動部に解除自在に固定される。

ロック機構Ｒ１は、リングギヤＲａが不動部に固定される固定状態、又はリングギヤＲａが回転自在な開放状態の何れかの状態に切換自在なシンクロメッシュ機構で構成されている。

尚、ロック機構Ｒ１は、シンクロメッシュ機構に限らず、スリーブ等による摩擦係合解除機構の他、湿式多板ブレーキ、ハブブレーキ、バンドブレーキ等のブレーキや、ワンウェイクラッチ、２ウェイクラッチなどで構成してもよい。

又、遊星歯車機構ＰＧは、サンギヤと、リングギヤと、互いに噛合し一方がサンギヤ、他方がリングギヤに噛合する一対のピニオンＰａ、Ｐａ’を自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなるダブルピニオン型で構成してもよい。この場合、例えば、サンギヤ（第１回転要素）を第１入力軸４に固定し、リングギヤ（第２回転要素）を３速ギヤ列Ｇ３の３速駆動ギヤＧ３ａに連結し、キャリア（第３回転要素）をロック機構Ｒ１で不動部に解除自在に固定するように構成すればよい。

遊星歯車機構ＰＧの径方向外方には、中空の電動機ＭＧ（モータ・ジェネレータ）が配置されている。換言すれば、遊星歯車機構ＰＧは、中空の電動機ＭＧの内方に配置されている。電動機ＭＧは、ステータＭＧａとロータＭＧｂとを備える。

又、電動機ＭＧは、動力制御装置ＥＣＵの指示信号に基づき、パワードライブユニットＰＤＵを介して制御される。動力制御装置ＥＣＵは、パワードライブユニットＰＤＵを、蓄電装置ＢＡＴＴの電力を消費して電動機ＭＧを駆動させる駆動状態と、ロータＭＧｂの回転力を抑制させて発電し、発電した電力をパワードライブユニットＰＤＵを介して蓄電装置ＢＡＴＴに充電する回生状態とに適宜切り換える。

リバース軸６には、リバースギヤＧＲが回転自在に軸支されている。出力部材３を軸支する出力軸３ａ（出力機構）には、２速駆動ギヤＧ２ａ及び３速駆動ギヤＧ３ａに噛合する第１従動ギヤＧｏ１が固定されている。出力軸３ａには、４速駆動ギヤＧ４ａ及び５速駆動ギヤＧ５ａに噛合する第２従動ギヤＧｏ２が固定されている。

このように、２速ギヤ列Ｇ２と３速ギヤ列Ｇ３の従動ギヤ、及び４速ギヤ列Ｇ４と５速ギヤ列Ｇ５の従動ギヤとを夫々１つのギヤＧｏ１，Ｇｏ２で構成することにより、自動変速機の軸長を短くすることができ、ＦＦ（前輪駆動）方式の車両への搭載性を向上させることができる。

第１入力軸４には、シンクロメッシュ機構で構成され、３速駆動ギヤＧ３ａと第１入力軸４とを連結した３速側連結状態、５速駆動ギヤＧ５ａと第１入力軸４とを連結した５速側連結状態、３速駆動ギヤＧ３ａ及び５速駆動ギヤＧ５ａと第１入力軸４との連結を断つニュートラル状態の何れかの状態に切換選択自在な第１選択手段である第１噛合機構ＳＭ１が設けられている。

第２入力軸５には、シンクロメッシュ機構で構成され、２速駆動ギヤＧ２ａと第２入力軸５とを連結した２速側連結状態、４速駆動ギヤＧ５ａと第２入力軸５とを連結した４速側連結状態、２速駆動ギヤＧ２ａ及び４速駆動ギヤＧ５ａと第２入力軸５との連結を断つニュートラル状態の何れかの状態に切換選択自在な第２選択手段である第２噛合機構ＳＭ２が設けられている。

リバース軸６には、シンクロメッシュ機構で構成され、リバースギヤＧＲとリバース軸６とを連結した連結状態と、この連結を断つニュートラル状態の何れかの状態に切換選択自在な第３噛合機構ＳＭ３が設けられている。

次に、上記の如く構成される自動変速機１の作動について説明する。

自動変速機１では、第１クラッチＣ１を係合させることにより、電動機ＭＧの駆動力を用いて内燃機関ＥＮＧを始動させるＩＭＡ始動を行うことができる。

内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いて１速段を確立する場合には、ロック機構Ｒ１により遊星歯車機構ＰＧのリングギヤＲａを固定状態とし、第１クラッチＣ１を締結させて伝達状態とする。

内燃機関ＥＮＧの駆動力は、エンジン出力軸２、第１クラッチＣ１、第１入力軸４を介して、遊星歯車機構ＰＧのサンギヤＳａに入力され、エンジン出力軸２に入力された内燃機関ＥＮＧの回転数が１／（ｇ＋１）に減速されて、キャリアＣａを介し３速駆動ギヤＧ３ａに伝達される。

３速駆動ギヤＧ３ａに伝達された駆動力は、３速駆動ギヤＧ３ａ及び第１従動ギヤＧｏ１で構成される３速ギヤ列Ｇ３のギヤ比（３速駆動ギヤＧ３ａの歯数／第１従動ギヤＧｏ１の歯数）をｉとして、１／ｉ（ｇ＋１）に変速されて第１従動ギヤＧｏ１及び出力軸３ａを介し出力部材３から出力され、１速段が確立される。このように、内燃機関ＥＮＧの駆動力のみで走行するＥＮＧ走行を行うことができる。

このように、自動変速機１では、遊星歯車機構ＰＧ及び３速ギヤ列で１速段を確立できるため、１速段専用の噛合機構が必要なく、これにより、自動変速機１の軸長の短縮化を図ることができる。

尚、第１変換機構は、第１クラッチＣ１を介して選択的に内燃機関ＥＮＧの駆動力が伝達され、電動機ＭＧに接続されて、これらの駆動力を変速して出力軸３ａに出力するものであり、第１入力軸４、第１噛合機構ＳＭ１、遊星歯車機構ＰＧなどから構成されている。第２変換機構は、第２クラッチＣ１を介して選択的に内燃機関ＥＮＧの駆動力が伝達されて、その駆動力を変速して出力軸３ａに出力するものであり、第２入力軸５、第２噛合機構ＳＭ２、遊星歯車機構ＰＧなどから構成されている。

尚、１速段において、車両が減速状態にある場合、蓄電装置ＢＡＴＴの残容量（充電率）ＳＯＣに応じて、動力制御装置ＥＣＵは、電動機ＭＧでブレーキをかけることにより発電を行う減速回生運転を行う。又、蓄電装置ＢＡＴＴの残容量ＳＯＣに応じて、電動機ＭＧを駆動させて、内燃機関ＥＮＧの駆動力を補助するＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）走行、又は電動機ＭＧの駆動力のみで走行するＥＶ（Electric Vehicle）走行を行うことができる。

又、ＥＶ走行中であって車両の減速が許容された状態であり且つ車両速度が一定速度以上の場合には、第１クラッチＣ１を徐々に締結させることにより、電動機ＭＧの駆動力を用いることなく、車両の運動エネルギーを用いて内燃機関ＥＮＧを始動させることができる。

又、１速段で走行中に２速段にアップシフトされることを動力制御装置ＥＣＵが車両速度やアクセルペダルの開度等の車両情報から予測した場合には、第２噛合機構ＳＭ２を２速駆動ギヤＧ２ａと第２入力軸５とを連結させる２速側連結状態又はこの状態に近付けるプリシフト状態とする。

内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いて２速段を確立する場合には、第２噛合機構ＳＭ２を２速駆動ギヤＧ２ａと第２入力軸５とを連結させた２速側連結状態とし、第２クラッチＣ２を締結して伝達状態とする。これにより、内燃機関ＥＮＧの駆動力が、第２クラッチＣ２、アイドルギヤ列Ｇｉ、第２入力軸５、２速ギヤ列Ｇ２及び出力軸３ａを介して、出力部材３から出力される。

尚、２速段において、動力制御装置ＥＣＵがアップシフトを予測している場合には、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギヤＧ３ａと第１入力軸４とを連結した３速側連結状態又はこの状態に近付けるプリシフト状態とする。

逆に、動力制御装置ＥＣＵがダウンシフトを予測している場合には、第１噛合機構ＳＭ１を、第３駆動ギヤＧ３ａ及び第５駆動ギヤＧ５ａと第１入力軸４との連結を断つニュートラル状態とする。

これにより、アップシフト又はダウンシフトを、第１クラッチＣ１を伝達状態とし、第２クラッチＣ２を開放状態とするだけで行うことができ、変速段の切り換えを駆動力が途切れることなくスムーズに行うことができる。

又、２速段においても、車両が減速状態にある場合、蓄電装置ＢＡＴＴの残容量ＳＯＣに応じて、動力制御装置ＥＣＵは、減速回生運転を行う。２速段において減速回生運転を行う場合には、第１噛合機構ＳＭ１が３速側連結状態であるか、ニュートラル状態であるかで異なる。

第１噛合機構ＳＭ１が３速側連結状態である場合には、第２駆動ギヤＧ２ａで回転される第１従動ギヤＧｏ１によって回転する第３駆動ギヤＧ３ａが第１入力軸４を介して電動機ＭＧのロータＭＧｂを回転させるため、このロータＭＧｂの回転を抑制しブレーキをかけることにより発電して回生を行う。

第１噛合機構ＳＭ１がニュートラル状態である場合には、ロック機構Ｒ１を固定状態とすることによりリングギヤＲａの回転数を「０」とし、第１従動ギヤＧｏ１に噛合する３速駆動ギヤＧ３ａと共に回転するキャリアＣａの回転数を、サンギヤＳａに連結させた電動機ＭＧにより発電させることによりブレーキをかけて、回生を行う。

又、２速段においてＨＥＶ走行する場合には、例えば、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギヤＧ３ａと第１入力軸４とを連結させた３速側連結状態として、遊星歯車機構ＰＧを各回転要素が相対回転不能なロック状態とし、電動機ＭＧの駆動力を３速ギヤ列Ｇ３を介して出力部材３に伝達することにより行うことができる。又は、第１噛合機構ＳＭ１をニュートラル状態として、ロック機構Ｒ１を固定状態としてリングギヤＲａの回転数を「０」とし、電動機ＭＧの駆動力を１速段の経路で第１従動ギヤＧｏ１に伝達することによっても、２速段でＨＥＶ走行を行うことができる。

内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いて３速段を確立する場合には、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギヤＧ３ａと第１入力軸４とを連結させた３速側連結状態として、第１クラッチＣ１を締結させて伝達状態とする。これにより、内燃機関ＥＮＧの駆動力は、エンジン出力軸２、第１クラッチＣ１、第１入力軸４、第１噛合機構ＳＭ１、３速ギヤ列Ｇ３を介して、出力部材３に伝達され、１／ｉの回転数で出力される。

３速段においては、第１噛合機構ＳＭ１が３速駆動ギヤＧ３ａと第１入力軸４とを連結させた３速側連結状態となっているため、遊星歯車機構ＰＧのサンギヤＳａとキャリアＣａとが同一回転となる。

従って、遊星歯車機構ＰＧの各回転要素が相対回転不能なロック状態となり、電動機ＭＧでサンギヤＳａにブレーキをかければ減速回生となり、電動機ＭＧでサンギヤＳａに駆動力を伝達させれば、ＨＥＶ走行を行うことができる。又、第１クラッチＣ１を開放して、電動機ＭＧの駆動力のみで走行するＥＶ走行も可能である。

３速段において、動力制御装置ＥＣＵは、車両速度やアクセルペダルの開度等の車両情報に基づきダウンシフトが予測される場合には、第２噛合機構ＳＭ２を２速駆動ギヤＧ２ａと第２入力軸５とを連結する２速側連結状態、又はこの状態に近付けるプリシフト状態とし、アップシフトが予測される場合には、第２噛合機構ＳＭ２を４速駆動ギヤＧ４ａと第２入力軸５とを連結する４速側連結状態、又はこの状態に近付けるプリシフト状態とする。

これにより、第２クラッチＣ２を締結させて伝達状態とし、第１クラッチＣ１を開放させて開放状態とするだけで、変速段の切り換えを行うことができ、駆動力が途切れることなく変速をスムーズに行うことができる。

内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いて４速段を確立する場合には、第２噛合機構ＳＭ２を４速駆動ギヤＧ４ａと第２入力軸５とを連結させた４速側連結状態とし、第２クラッチＣ２を締結させて伝達状態とする。

４速段で走行中は、動力制御装置ＥＣＵが車両情報からダウンシフトを予測している場合には、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギヤＧ３ａと第１入力軸４とを連結した３速側連結状態、又はこの状態に近付けるプリシフト状態とする。

逆に、動力制御装置ＥＣＵが車両情報からアップシフトを予測している場合には、第１噛合機構ＳＭ１を５速駆動ギヤＧ５ａと第１入力軸４とを連結した５速側連結状態、又は、この状態に近付けるプリシフト状態とする。

これにより、第１クラッチＣ１を締結させて伝達状態とし、第２クラッチＣ２を開放させて開放状態とするだけで、ダウンシフト又はアップシフトを行うことができ、駆動力が途切れることなく変速をスムーズに行うことができる。

４速段で走行中に減速回生又はＨＥＶ走行を行う場合、動力伝達装置ＥＣＵがダウンシフトを予測しているときには、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギヤＧ３ａと第１入力軸４とを連結した３速側連結状態とし、電動機ＭＧでブレーキをかければ減速回生、駆動力を伝達すればＨＥＶ走行を行うことができる。

動力制御装置ＥＣＵがアップシフトを予測しているときには、第１噛合機構ＳＭ１を５速駆動ギヤＧ５ａと第１入力軸４とを連結した５速側連結状態とし、電動機ＭＧによりブレーキをかければ減速回生、電動機ＭＧから駆動力を伝達させればＨＥＶ走行を行うことができる。

内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いて５速段を確立する場合には、第１噛合機構ＳＭ１を５速駆動ギヤＧ５ａと第１入力軸４とを連結した５速側連結状態とする。５速段においては、第１クラッチＣ１が伝達状態とされることにより内燃機関ＥＮＧと電動機ＭＧとが直結された状態となるため、電動機ＭＧから駆動力を出力すればＨＥＶ走行を行うことができ、電動機ＭＧでブレーキをかけ発電すれば減速回生を行うことができる。

尚、５速段でＥＶ走行を行う場合には、第１クラッチＣ１を開放状態とすればよい。又、５速段でのＥＶ走行中に、第１クラッチＣ１を徐々に締結させることにより、内燃機関ＥＮＧの始動を行うこともできる。

動力制御装置ＥＣＵは、５速段で走行中に車両情報から４速段へのダウンシフトが予測される場合には、第２噛合機構ＳＭ２を４速駆動ギヤＧ４ａと第２入力軸５とを連結させた４速側連結状態、又はこの状態に近付けるプリシフト状態とする。これにより、４速段へのダウンシフトを駆動力が途切れることなくスムーズに行うことができる。

内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いて後進段を確立する場合には、第３噛合機構ＳＭ３をリバースギヤＧＲとリバース軸６とを連結した連結状態として、第２クラッチＣ２を締結させて伝達状態とする。これにより、エンジン出力軸２の回転数がマイナス回転（後進方向の回転）に変速されて、出力部材３から出力され、後進段が確立される。

後進段において、減速回生又はＨＥＶ走行を行う場合には、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギヤＧ３ａと第１入力軸４とを連結した３速側連結状態とし、遊星歯車機構ＰＧを各回転要素が相対回転不能なロック状態とする。そして、逆転しているロータＭＧｂに、正転側の駆動力を発生させてブレーキをかければ減速回生となり、逆転側の駆動力を発生させれば、ＨＥＶ走行を行うことができる。

又、両クラッチＣ１，Ｃ２を開放状態とし、ロック機構Ｒ１を固定状態として、電動機ＭＧを逆転させることにより、ＥＶ走行による後進段を確立することもできる。

更に、車両は、車両が接地する路面の勾配Ｄを検知する勾配センサ１１、車両の走行速度（車速）Ｓを測定する車速センサ１２、アクセルペダルの操作量（踏込量）を検知するアクセルペダルセンサ１３、ブレーキペダルの操作量（踏込量）を検知するブレーキペダルセンサ１４、電動機ＭＧ、蓄電装置ＢＡＴＴ、パワードライブユニットＰＤＵ内の図示しないインバータの温度を検知する温度センサ１５、及び車両の走行地点周辺の地形情報を取得するナビゲーションシステム１６を備える。これら各センサ１１〜１５の検知信号及びナビゲーションシステム１６が取得した地形情報は、動力制御装置ＥＣＵに入力される。

更に、動力制御装置ＥＣＵは、領域判別手段２１、要求駆動力取得手段２２、電動機駆動力取得手段２３、及び変速段決定手段２４を備える。尚、領域判別手段２１は、本発明における残容量検知手段に相当する。

領域判別手段２１は、蓄電装置ＢＡＴＴの残容量ＳＯＣを検知し、検知した残容量ＳＯＣに基づき、領域（ゾーン）を判別する。図２に示すように、領域判別手段２１は、残容量ＳＯＣに勾配センサ１１が検知した勾配Ｄを加味して領域分けを行っている。

各領域の閾値の残容量ＳＯＣは、ここでは、勾配Ｄが０度より大きい所定の勾配Ｄａまでは一定であり、勾配Ｄが勾配Ｄａより大きい場合、勾配Ｄが大きくなるにつれて、閾値が大きくなるように設定されている。

但し、勾配Ｄａは、０度より大きい勾配に限定されず、各領域の閾値毎に相違するものであってもよい。又、勾配Ｄａより大きい勾配Ｄによる閾値の増加率は、一定でなくともよく、各領域の閾値毎に相違していてもよい。尚、各領域の閾値は、バッテリＢＡＴＴの温度など他の要素を加味して設定してもよい。更に、各領域の閾値は、勾配Ｄに拘わらず一定であってもよい。

領域は、具体的には、通常の使用領域であり基準領域となるＡゾーン、Ａゾーンより残容量ＳＯＣが小さく放電が一部制限される放電一部制限領域であるＢゾーン、Ｂゾーンより更に残容量ＳＯＣが小さく放電が制限される放電制限領域であるＣゾーン、及び、Ａゾーンより残容量ＳＯＣが大きく充電が制限される充電制限領域であるＤゾーンに区分されている。Ａゾーンは、更に、残容量ＳＯＣが最適な中間領域ＡゾーンＭ、ＡゾーンＭより残容量ＳＯＣが小さいＡゾーンＬ、及び、ＡゾーンＭより残容量ＳＯＣが大きいＡゾーンＨに区分されている。

動力制御装置ＥＣＵは、領域判別手段２１が判別した領域（ゾーン）に基づいて、内燃機関ＥＮＧ、電動機ＭＧ及び自動変速機１を制御する。動力制御装置ＥＣＵは、図３に示すように、領域に基づいて、各種動作を許可、制限、禁止する。

要求駆動力取得手段２２は、車速センサ１２が検知した車速Ｓ、アクセルペダルセンサ１３が検知したアクセルペダルの操作量、及びブレーキペダルセンサ１４が検知したブレーキペダルの操作量に応じて、出力軸３ａから出力することが必要な要求駆動力Ｔｑを取得する。要求駆動力取得手段２２は、動力制御装置ＥＣＵ内の図示しないＲＯＭ等に格納されたマップや算出式などを用いて、要求駆動力Ｔｑを取得する。

電動機駆動力取得手段２３は、領域判定手段２１が判別したゾーンを考慮して、電動機ＭＧから出力される動力により各変速段に応じて出力軸３ａに出力可能な電動機駆動力Ｔｍの内から最大となる最大電動機駆動力Ｔｍを、車速センサ１２が検知した車速Ｓに応じて取得する。

電動機駆動力取得手段２３は、領域判定手段２１が判別したゾーンがＡゾーンＭ以上である場合、先ず、電動機ＭＧから出力される駆動力により１速段、３速段及び５速段の各変速段に応じて、それぞれ出力軸３ａに出力可能な電動機駆動力Ｔｍを、車速センサ１２が検知した車速Ｓに応じて取得する。

ここでは、電動機駆動力取得手段２３は、動力制御装置ＥＣＵ内の図示しないＲＯＭ等に格納された、図４に示すマップＭ１を参照して、電動機駆動力Ｔｍを取得する。このマップＭ１には、車速Ｓに対応して、電動機ＭＧが１速段、３速段、及び５速段の各変速段に応じて出力可能な上限電動機駆動力Ｔｍが、それぞれ「１Ｅ」、「３Ｅ」、「５Ｅ」で示す曲線で描かれている。

そして、電動機駆動力取得手段２３は、車速Ｓに対応する上限電動機駆動力Ｔｍが複数ある場合には、最大の電動機駆動力Ｔｍを最大電動機駆動力Ｔｍとして取得し、車速Ｓに対応する上限電動機駆動力Ｔｍが１つのみである場合には、その電動機駆動力Ｔｍを最大電動機駆動力Ｔｍとして取得する。

又、電動機駆動力取得手段２３は、領域判定手段２１が判別したゾーンがＡゾーンＬである場合、電動機ＭＧから出力される動力により各速段（１速段、２速段、３速段、４速段、及び５速段）に応じて、内燃機関ＥＮＧを始動可能な上限電動機駆動力Ｔｍの内から最大となる最大電動機駆動力Ｔｍを、車速センサ１２が検知した車速Ｓに応じて取得する。

これは、ＡゾーンＬでは、図３に示すようにＥＶ走行が制限されており、蓄電装置ＢＡＴＴの残容量ＳＯＣが低下してＢゾーンに移行した場合には、ＥＶ走行からＥＮＧ走行に切替えに、内燃機関ＥＮＧを始動させる必要があるためである。

ここでは、電動機駆動力取得手段２３は、マップＭ１を参照して、電動機駆動力Ｔｍを取得する。このマップＭ１には、車速Ｓに対応して、電動機ＭＧが１速段から５速段の各速段に応じて内燃機関ＥＮＧを始動可能な上限電動機駆動力Ｔｍが、それぞれ「１Ｍ´」、「２Ｍ´」、「３Ｍ´」、「４Ｍ´」、「５Ｍ´」で示す２点鎖線の曲線で描かれている。

そして、電動機駆動力取得手段２３は、車速Ｓに対応する上限電動機駆動力Ｔｍが複数ある場合には、最大の電動機駆動力Ｔｍを上限最大電動機駆動力Ｔｍとして取得し、車速Ｓに対応する上限電動機駆動力Ｔｍが１つのみである場合には、その上限電動機駆動力Ｔｍを最大電動機駆動力Ｔｍとして取得する。

又、電動機駆動力取得手段２３は、領域判定手段２１が判別したゾーンがＢゾーン又はＣゾーンである場合、最大電動機駆動力Ｔｍとして、「０」を取得する。これは、Ｂゾーン及びＣゾーンでは、図３に示すようにＥＶ走行が禁止されているためである。

変速段決定手段２４は、図５に示すマップＭ２を参照して、車両の走行状態（ＥＮＧ走行、ＥＶ走行、ＨＥＶ走行の何れか）及び自動変速機１の変速段を決定する。このマップＭ２には、車速Ｓ及び要求駆動力Ｔｑに対応して、１速段、３速段、及び５速段の各変速段に応じてＥＶ走行可能領域の境界が、それぞれ「１Ｅ」、「３Ｅ」、「５Ｅ」で示す曲線で設定されている。これら曲線より図５の左下側（原点０側）はＥＶ走行可能領域であり、図５の右上側はＥＶ走行不可能領域である。

これにより、車両運転状態の変化により車速センサ１２が検知した車速Ｓと要求駆動力取得手段２２が取得した要求駆動力Ｔｑとによって定まる点が、ＥＶ走行可能領域内にあれば、原則として、ＥＶ走行と決定する。但し、領域判定手段２１が判別したゾーンがＢゾーン又はＣゾーンである場合は、図３を参照してＥＶ走行不可であるので、ＥＮＧ走行と決定する。又、領域判定手段２１が判別したゾーンがＡゾーンＬ又はＢゾーンである場合は、ＥＮＧ走行と決定する。尚、Ｂゾーンの場合、状況に応じてＨＥＶ走行と決定することもある。

一方、車速Ｓと要求駆動力Ｔｑとによって定まる点が、ＥＶ走行不可能領域内にあれば、ＥＮＧ走行又はＨＥＶ走行と決定する。そして、領域判定手段２１が判別したゾーンがＡゾーンＭ以上である場合は、図３を参照して電動機ＭＧによるアシストを積極的に行わせるので、ＨＥＶ走行と決定する。領域判定手段２１が判別したゾーンがＡゾーンＬ又はＢゾーンである場合は、図３を参照して電動機ＭＧによるアシストを積極的に行わないので、要求駆動力ＴｑがＥＮＧ走行又はＨＥＶ走行と決定する。ＥＮＧ走行かＨＥＶ走行の何れに決定するかについては後述する。一方、領域判定手段２１が判別したゾーンがＣゾーンである場合は、図３を参照してＥＶ走行不可であるので、ＥＮＧ走行と決定する。

マップＭ２には、変速線図も設定されている。変速線図として、１速から２速へのシフトアップ線（１→２）、２速から３速へのシフトアップ線（２→３）、３速から４速へのシフトアップ線（３→４）、及び４速から５速へのシフトアップ線（４→５）の計４本のシフトアップ線と、２速から１速へのシフトダウン線（２→１）、３速から２速へのシフトダウン線（３→２）、４速から３速へのシフトダウン線（４→３）、及び５速から４速へのシフトダウン線（５→４）の計４本のシフトダウン線とが設定されている。

これにより、例えば、車両運転状態の変化により車速センサ１２が検知した車速Ｓと要求駆動力取得手段２２が取得した要求駆動力Ｔｑとによって定まる点が、２速から３速へのシフトアップ線（２→３）を図５の右方から左方に横切ると、原則として、変速段決定手段２４は、変速段を２速段から３速段にシフトアップする。又、車両運転状態の変化により車速Ｓと要求駆動力Ｔｑとによって定まる点が、３速から２速へのシフトダウン線（３→２）を図５の左方から右方に横切ると、原則として、変速段決定手段２４は、変速段を３速段から２速段にシフトダウンする。

一方、２速から３速へのシフトアップ線（２→３）を図５の右方から左方に横切ると、原則として、変速段決定手段２４は、変速段を２速段から３速段にシフトアップする。又、車両運転状態の変化により車速Ｓと要求駆動力Ｔｑとによって定まる点が、３速から２速へのシフトダウン線（３→２）を図５の左方から右方に横切ると、原則として、変速段決定手段２４は、変速段を３速段から２速段にシフトダウンする。

マップＭ２に設定された変速線図は、領域判定手段２１が判別したゾーン、温度センサ１５が検知した温度、ナビゲーションシステム１６が取得した地形情報などに応じて補正される。例えば、領域判定手段２１が判別したゾーンがＡゾーンＭ以上である場合、図３を参照するように電動機ＭＧによりアシストが積極的を行うよう、各シフトダウン線が上方にオフセットするよう補正される。但し、温度センサ１５が検知した温度が所定の閾値以上の温度であるとき、電動機ＭＧを積極的に作動させないように、領域判定手段２１が判別したゾーンがＡゾーンＭ以上である場合であっても、各シフトダウン線を上方にオフセットさせない。

又、ナビゲーションシステム１６が取得した地形情報から車両が高地を走行していると判断した場合、内燃機関ＥＮＧが発生可能な駆動力の上限が増加するので、高度に応じて、各シフトダウン線が下方にオフセットするよう補正される。又、ナビゲーションシステム１６が取得した地形情報から車両が登坂路に差し掛かっていると判断した場合、要求駆動力Ｔｑが増加することが予測されるので、登坂路の勾配に応じて、各シフトダウン線が下方にオフセットするよう補正される。

マップＭ１には、車速Ｓに対応して、ＨＥＶ走行の１速段から５速段の各変速段に応じて出力軸３ａに出力可能な上限駆動力Ｔが、それぞれ「１ＥＭ」、「２ＥＭ」、「３ＥＭ」、「４ＥＭ」、「５ＥＭ」で示す曲線で描かれている。そして、マップＭ１には、車速Ｓに対応して、ＥＮＧ走行の１速段から５速段の各変速段に応じて出力軸３ａに出力可能な上限駆動力Ｔも、それぞれ「１Ｅ」、「２Ｅ」、「３Ｅ」、「４Ｅ」、「５Ｅ」で示す曲線で描かれている。

ところで、マップＭ２は、マップＭ１における車速Ｓに対応する駆動力Ｔが要求駆動力Ｔｑを超える変速段となるように変速線図が設定されている。尚、車速Ｓに対応する要求駆動力Ｔｑを超える駆動力Ｔとなる変速段が複数ある場合には、原則として、大きい変速段が選択される。但し、車速Ｓに対応する要求駆動力ＴｑがＥＮＧ走行の各変速段の駆動力Ｔを全て超える場合には、ＨＥＶ走行による変速段をマップＭを参照して決定する。

尚、変速段決定手段２４は、領域判定手段２１が判別したゾーンがＡゾーンＬ又はＢゾーンである場合、原則として、ＥＮＧ走行と決定する。但し、要求駆動力ＴｑがＥＮＧ走行時の上限駆動力Ｔを超えるとき、その超過分を電動機ＭＧによりアシストを行わせるＨＥＶ走行と決定する。

動力制御装置ＥＣＵは、変速段決定手段２４の決定を受けて、図６に示すように、各部を制御する。車両が３速段でＥＶ走行を行っている場合、変速段決定手段２４が前記決定を行うと、第２噛合機構ＳＭ２を２速側連結状態として２速プリシフト状態とした後、第１クラッチＣ１を徐々に締結する。このとき、第１クラッチＣ１の摩擦により出力軸３ａに伝達される駆動力が減少するので、この減少分を補うべく電動機ＭＧの駆動力を増加させる。

このとき、自動変速機１の変速段を変更していないので、内燃機関ＥＮＧの始動時に変速に伴う減速を抑制することができ、車速を維持することが可能となる。更に、自動変速機１は２速段に移行容易な２速プリシフト状態であるので、内燃機関ＥＮＧを始動した後に、２速段に迅速に移行することが可能となる。

そして、エンジン出力軸２の回転数Ｎｅが内燃機関ＥＮＧを始動させることができる回転数である始動回転数Ｎ１に達したとき、点火プラグ（図示省略）を点火させて内燃機関ＥＮＧをファイアリングさせる。そして、ファイアリング確認後、第１クラッチＣ１を開放状態にする。

そして、第１噛合機構ＳＭ１をニュートラル状態として２速状態とした後、第２クラッチＣ２を徐々に締結する。エンジン出力軸２の回転数が目標回転数Ｎ２に達して内燃機関ＥＮＧの始動が完了した後、第２クラッチＣ２を締結させて伝達状態とする。そして、内燃機関ＥＮＧの駆動力と要求駆動力Ｔｑとの差に応じて電動機ＭＧを力行／回生運転させながら走行させる。このとき、ＥＶ走行時の変速段より変速比の低い２速段に移行しているので、迅速に車両を加速することが可能となる。

次に、ハイブリッド車両の作動について、図７を参照して、説明する。尚、以下の処理は、本発明における制御手段に相当する動力制御装置ＥＣＵが実行する。

先ず、領域判別手段２１が判別した領域がＡゾーンＬ以上であるか否かを判定する（ＳＴＥＰ１）。判別した領域がＡゾーンＬ未満、即ちＢゾーン又はＣゾーンである場合（ＳＴＥＰ１：ＮＯ）、変速段決定手段２４が決定した変速段でＥＮＧ走行を行う（ＳＴＥＰ２）。

一方、判別した領域がＡゾーンＬ以上である場合（ＳＴＥＰ１：ＹＥＳ）、ＥＶ走行可能であるか否かを判定する（ＳＴＥＰ３）。ＥＶ走行可能であるか否かは、マップＭ２において、車速センサ１２が検知した車速Ｓと要求駆動力取得手段２２が取得した要求駆動力Ｔｑとによって定まる点が、ＥＶ走行可能領域内にあるか否かに応じて判定する。

要求駆動力Ｔｑが最大電動機駆動力Ｔｍ以下である場合（ＳＴＥＰ３：ＹＥＳ）、変速段決定手段２４が決定した変速段でＥＶ走行を行う（ＳＴＥＰ４）。

一方、要求駆動力Ｔｑが最大電動機駆動力Ｔｍを超える場合（ＳＴＥＰ３：ＮＯ）、変速段決定手段２４が決定した変速段でＨＥＶ走行を行う（ＳＴＥＰ５）。

以上のように、判別した領域がＡゾーンＬ以上である場合（ＳＴＥＰ１：ＹＥＳ）、要求駆動力Ｔｑが最大電動機駆動力Ｔｍ以下であるとき（ＳＴＥＰ３：ＹＥＳ）、ＥＶ走行を行う（ＳＴＥＰ４）。そのため、内燃機関ＥＮＧによる燃料消費量を低減することが可能となる。

そして、このとき、要求駆動力Ｔｑを電動機ＭＧが出力可能な最も高い変速段状態に自動変速機１が設定される。そのため、第１入力軸４の回転速度を低減させることが可能となり、その後、第１クラッチＣ１を伝達状態にして内燃機関ＥＮＧを始動させる際に、エンジンマウントに発生する振動を抑制することが可能となる。

又、判別した領域がＡゾーンＬ以上である場合（ＳＴＥＰ１：ＹＥＳ）、ＨＥＶ走行中に、要求駆動力Ｔｑが最大電動機駆動力Ｔｍ以下となったとき（ＳＴＥＰ３：ＹＥＳ）、ＥＶ走行する（ＳＴＥＰ４）。そのため、内燃機関ＥＮＧによる燃料消費量を低減することが可能となる。

又、３速段又は５速段でＥＮＧ走行又はＨＥＶ走行中に、マップＭ２を参照してダウンシフトさせるとき、領域判別手段２１が判別した領域がＡゾーンＭ又はＡゾーンＨである場合には、要求駆動力Ｔｑの予測値に応じて、現在の変速段を維持させるか、１速段低い変速段を確立させた後、更に１速段低い変速段を確立させる状態に第１クラッチＣ１を動作させるかして、電動機ＭＧによる回生運転させる。

具体的には、例えば、３速段でＥＮＧ走行に、マップＭ２を参照してダウンシフトさせるとき、領域判別手段２１が判別した領域がＡゾーンＭ又はＡゾーンＨである場合には、要求駆動力Ｔｑの減少が予測させる場合には、現在の３速段を維持してＥＮＧ走行させる。一方、要求駆動力Ｔｑの増加が予測させる場合には、第１クラッチＣ１を開放状態にすると共に第２噛合機構ＳＭ２を２速側連結状態とし第２クラッチＣ２を開放状態にすることにより２速段でＥＮＧ走行させた後、即、第１噛合機構ＳＭ１をニュートラル状態にさせてプリダウンシフトとして、電動機ＭＧを回生運転させる。

これにより、要求駆動力Ｔｑの増減が予測可能な場合には、適切な変速段を選択することができる。尚、要求駆動力Ｔｑの増減は、例えば、ナビゲーションシステム１６が取得した地形情報などに応じて予想する。

又、３速段又は５速段でＥＮＧ走行又はＨＥＶ走行中に、マップＭ２を参照してダウンシフトさせるときであっても、領域判別手段２１が判別した領域がＡゾーンＬ又はＢゾーンである場合には、現在の変速段を維持させる。

ＡゾーンＬ又はＢゾーンである場合には、図３を参照して、原則としてＨＥＶ走行は行われない。しかし、運転者の意図と異なる変速が頻繁に行われることを防止するために、残容量ＳＯＣが低下してＡゾーンＬ又はＢゾーンになっても、アクセスペダルセンサ１３がアクセスペダルの踏込みを検知するまで、変速段を維持してＥＮＧ走行からＨＥＶ走行に切替える場合がある。

このような場合には、内燃機関ＥＮＧの正味燃料消費率ＢＳＦＣを維持したまま、電動機ＭＧを回生運転させて、蓄電装置ＢＡＴＴの残容量ＳＯＣを増加させる。

又、第１噛合機構ＳＭ１による連結状態により変速機の変速段（例えば５速段）を確立させて車両を走行させている場合、要求駆動力Ｔｑが低く、マップＭ１を参照して現在の変速段（例えば５速段）より低い変速段（例えば３速段や４速段）で車両を走行させることが可能であり、現在の変速段（例えば５速段）で走行を続行すると、予め設定した所定閾値より燃料消費率が悪化するとき、以下に説明する第１の手段か第２の手段かの何れかを選択的に行う。これにより、現在の変速段で走行を続行して燃料消費率が悪化することを防止することができ、更に、要求駆動力Ｔｑと内燃機関ＥＮＧの駆動力との差を電動機ＭＧの回生により電力が蓄電装置ＢＡＴＴ供給され、蓄電装置ＢＡＴＴで蓄電することができる。

第１の手段は、第１クラッチＣ１を遮断状態とした後、第２クラッチＣ２を伝達状態にして第２噛合機構ＳＭ２による連結状態により変速段（例えば４速段）を確立させて車両を走行させると共に、第１噛合機構ＳＭ１により第１入力軸４をギヤ列（３速ギヤ列又は５速ギヤ列）に連結する。第１噛合機構ＳＭ１により連結するギヤ列は、回生量を確保する効率が最大となるよりに選択する。第２の手段は、第１選択手段により接続されるギヤ列（例えば５速ギヤ列Ｇ５）をより変速比の低いギヤ列（例えば３速ギヤ列）に選択を変更する。但し、第２クラッチＣ２を伝達状態にする前に、第２噛合機構ＳＭ２による連結状態を完了しておく。これにより、運転者に変速ショックを与えないようにすることが可能となる。

尚、Ｂゾーン、Ｃゾーン又はＡゾーンＬにあるときは蓄電装置ＢＡＴＴでの蓄電を優先して、Ｄゾーン、ＡゾーンＨ又はＡゾーンＭにあるときは燃料消費率を優先して、第１の手段を行うか第２の手段を行うことを選択することが好ましい。蓄電装置ＢＡＴＴでの蓄電を優先して選択する場合、例えば、力行／回生効率を車速とトルクとの関係で示すマップを参照して変速段を決定する。燃料消費率を優先して選択する場合、例えば、正味燃料消費率（ＢＳＦＣ）を車速とトルクとの関係で示すマップを参照して変速段を決定する。

又、本発明に係るハイブリッド車両が備える自動変速機は、上述した前進５速段後進１速段を有する自動変速機１に限定されず、例えば、図８に示すような前進７速段後進１速段を有する自動変速機１Ａであってもよい。

自動変速機１Ａは、変速比の異なる複数のギヤ列Ｇ２〜Ｇ７を備え、第１入力軸４には奇数番ギヤ列Ｇ３，Ｇ５，Ｇ７の駆動ギヤＧ３ａ，Ｇ５ａ，Ｇ７ａが回転自在に軸支され、第２入力軸５には偶数番ギヤ列Ｇ２，Ｇ４，Ｇ６の駆動ギヤＧ２ａ，Ｇ４ａ，Ｇ６ａが回転自在に軸支されている。

出力軸３ａには、２速駆動ギヤＧ２ａ及び３速駆動ギヤＧ３ａに噛合する第１従動ギヤＧｏ１、６速駆動ギヤＧ６ａ及び７速駆動ギヤＧ７ａに噛合する第２従動ギヤＧｏ２、４速駆動ギヤＧ４ａ及び５速駆動ギヤＧ５ａに噛合する第３従動ギヤＧｏ３が固定されている。

そして、第１入力軸４には、３速駆動ギヤＧ３ａと第１入力軸４とを連結した３速側連結状態、７速駆動ギヤＧ７ａと第１入力軸４とを連結した７速側連結状態、３速駆動ギヤＧ３ａ及び７速駆動ギヤＧ７ａと第１入力軸４との連結を断つニュートラル状態の何れかの状態に切換選択自在な第１選択手段である第１噛合機構ＳＭ１が設けられている。

第１入力軸４には、更に、５速駆動ギヤＧ５ａと第１入力軸４とを連結した５速側連結状態、５速駆動ギヤＧ５ａと第１入力軸４との連結を断つニュートラル状態の何れかの状態に切換選択自在な第１選択手段である第４噛合機構ＳＭ４が設けられている。

第２入力軸５には、２速駆動ギヤＧ２ａと第２入力軸５とを連結した２速側連結状態、６速駆動ギヤＧ６ａと第２入力軸５とを連結した６速側連結状態、２速駆動ギヤＧ２ａ及び６速駆動ギヤＧ６ａと第２入力軸５との連結を断つニュートラル状態の何れかの状態に切換選択自在な第２選択手段である第２噛合機構ＳＭ２が設けられている。

第２入力軸５には、更に、４速駆動ギヤＧ４ａと第２入力軸５とを連結した４速側連結状態、４速駆動ギヤＧ４ａと第２入力軸５との連結を断つニュートラル状態の何れかの状態に切換選択自在な第２選択手段である第５噛合機構ＳＭ５が設けられている。

以上のように構成された自動変速機１Ａを備えたハイブリッド車両は、ＩＭＡ始動、前進７速段及び後進段をそれぞれ確立した状態でＥＮＧ走行、ＨＥＶ走行及びＥＶ走行を行うことができ、動力制御装置ＥＣＵによってアイドルストップ制御及びＥＶ走行時の制御が実行される。

又、本発明に係るハイブリッド車両が備える自動変速機は、出力機構が１本の出力軸３ａからなるものに限定されず、例えば、出力機構が２本の出力軸からなり、一方の出力軸が第１選択手段が選択したギヤ列により第１入力軸に連結され、他方の出力軸が第２選択手段が選択したギヤ列により第２入力軸に連結されるものであってもよい。

Claims (6)

1. 内燃機関と、
   電動機と、
   前記電動機と電力を授受する蓄電装置と、
   第１断接手段を介して選択的に前記内燃機関の駆動力が伝達され、前記電動機に接続された第１変換機構、及び第２断接手段を介して選択的に前記内燃機関の駆動力が伝達される第２変換機構を有し、前記内燃機関及び前記電動機から出力される動力を複数の変速段に変速して出力する自動変速機と、
   前記蓄電装置の残容量を検知する残容量検知手段と、
   要求駆動力を取得する要求駆動力取得手段と、
   前記残容量を少なくとも考慮して、前記電動機から出力される動力により前記各変速段に応じて出力可能な最大電動機駆動力を取得する電動機駆動力取得手段と、
   前記要求駆動力に基づき前記自動変速機の変速段を選択する変速マップと、
   前記残容量に基づき、基準領域、該基準領域より残容量が少ない放電制限領域、該放電制限領域より残容量が少ない放電禁止領域、前記基準領域より残容量が多い充電禁止領域を判定する領域判定手段と、
   前記要求駆動力が前記最大電動機駆動力以下であるとき、前記変速段を前記電動機が前記要求駆動力を出力可能な最も高い変速段に決定し、該決定した変速段が設定されるよう前記自動変速機を制御し、前記第１断接手段及び前記第２断接手段を遮断状態として、前記電動機の駆動力のみにより当該車両を走行させるよう制御する制御手段とを備え、
   前記第１変換機構は、前記第１断接手段を介して選択的に前記内燃機関の駆動力が伝達され、前記電動機に接続された第１入力軸と、該第１入力軸と出力機構とを複数のギヤ列から選択したギヤ列により連結する第１選択手段とを有し、
   前記第２変換機構は、前記第２断接手段を介して選択的に前記内燃機関の駆動力が伝達される第２入力軸と、該第２入力軸と前記出力機構とを複数のギヤ列から選択したギヤ列により連結する第２選択手段とを有し、
   前記制御手段は、前記第１選択手段による連結状態により前記自動変速機の変速段を確立させ前記内燃機関の駆動力により当該車両を走行させているとき、前記変速マップを参照して前記自動変速機の低速段側に変速させる場合、前記領域判定手段が判定した領域が前記基準領域である場合には、前記要求駆動力の予想値に応じて、前記第１断接手段を伝達遮断状態にすると共に前記第２選択手段を連結状態とし前記第２断接手段を伝達状態にすることにより前記変速段より１速段低い変速段を確立させた後、前記変速段に復帰させるか、前記第１選択手段を更に１速段低い変速段を確立させる状態にさせるかして、前記電動機を力行／回生運転させることを特徴とするハイブリッド車両。
2. 内燃機関と、
   電動機と、
   前記電動機と電力を授受する蓄電装置と、
   第１断接手段を介して選択的に前記内燃機関の駆動力が伝達され、前記電動機に接続された第１変換機構、及び第２断接手段を介して選択的に前記内燃機関の駆動力が伝達される第２変換機構を有し、前記内燃機関及び前記電動機から出力される動力を複数の変速段に変速して出力する自動変速機と、
   前記蓄電装置の残容量を検知する残容量検知手段と、
   要求駆動力を取得する要求駆動力取得手段と、
   前記残容量を少なくとも考慮して、前記電動機から出力される動力により前記各変速段に応じて出力可能な最大電動機駆動力を取得する電動機駆動力取得手段と、
   前記要求駆動力に基づき前記自動変速機の変速段を選択する変速マップと、
   前記残容量に基づき、基準領域、該基準領域より残容量が少ない放電制限領域、該放電制限領域より残容量が少ない放電禁止領域を判定する領域判定手段と、
   前記要求駆動力が前記最大電動機駆動力以下であるとき、前記変速段を前記電動機が前記要求駆動力を出力可能な最も高い変速段に決定し、該決定した変速段が設定されるよう前記自動変速機を制御し、前記第１断接手段及び前記第２断接手段を遮断状態として、前記電動機の駆動力のみにより当該車両を走行させるよう制御する制御手段とを備え、
   前記第１変換機構は、前記第１断接手段を介して選択的に前記内燃機関の駆動力が伝達され、前記電動機に接続された第１入力軸と、該第１入力軸と出力機構とを複数のギヤ列から選択したギヤ列により連結する第１選択手段とを有し、
   前記第２変換機構は、前記第２断接手段を介して選択的に前記内燃機関の駆動力が伝達される第２入力軸と、該第２入力軸と前記出力機構とを複数のギヤ列から選択したギヤ列により連結する第２選択手段とを有し、
   前記制御手段は、前記第１選択手段による連結状態により前記自動変速機の変速段を確立させ前記内燃機関の駆動力により当該車両を走行させるとき、前記変速マップを参照して前記自動変速機の低速段側に変速させる場合であっても、前記領域判定手段が判定した領域が前記放電制限領域又は前記放電禁止領域である場合には、前記変速段を維持することを特徴とするハイブリッド車両。
3. 前記制御手段は、前記第１選択手段による連結状態により前記自動変速機の変速段を確立させ前記電動機の駆動力のみにより当該車両を走行させている場合、前記要求駆動力が前記最大電動機駆動力を超えたとき、前記第１選択手段による連結状態を維持したまま、前記第２断接手段を伝達状態にすることなく前記第２選択手段によりギヤ列を前記出力機構に連結させ、前記第１断接手段を徐々に伝達状態にして、前記内燃機関を始動させ、その後、前記内燃機関をファイアリングさせて、前記内燃機関の始動完了後、前記第２断接手段を伝達状態にして、前記内燃機関及び前記電動機の駆動力により車両を走行させることを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両。
4. 前記制御手段は、前記内燃機関及び前記電動機の駆動力により当該車両を走行させている場合、前記要求駆動力が前記最大電動機駆動力以下となったとき、前記第１断接手段及び前記第２断接手段を遮断状態とし、前記電動機の駆動力のみにより車両を走行させることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のハイブリッド車両。
5. 前記制御手段は、前記第１選択手段による連結状態により前記自動変速機の変速段を確立させて当該車両を走行させている場合、前記要求駆動力が低く、前記変速マップを参照して現在の変速段より低い変速段で当該車両を走行させることが可能であり、前記現在の変速段で走行を続行すると所定閾値より燃料消費率が悪化するとき、
   前記第１断接手段を遮断状態とした後、前記第２断接手段を伝達状態にして前記第２選択手段による連結状態により前記自動変速機の変速段を確立させて当該車両を走行させると共に、前記第１選択手段により前記第１入力軸を前記ギヤ列に連結する第１の手段か、
   前記第１選択手段により連結されるギヤ列をより変速比の低いギヤ列に選択を変更する第２の手段かの何れかによって、前記要求駆動力と前記内燃機関の駆動力との差を、前記電動機の回生運転により前記蓄電装置に電力として供給することを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両。
6. 前記制御手段は、前記第１の手段を行った場合、前記回生運転による回生量を確保する効率が最大となるギヤ列により前記第１入力軸と前記出力機構とを前記第１選択手段が連結させることを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド車両。

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