JP6365774B2 - ハイブリッド車両のモード遷移制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、「シリーズＨＥＶモード」での走行から「パラレルＨＥＶモード」への走行へとモード遷移する制御を行うハイブリッド車両のモード遷移制御装置に関する。

従来、バッテリの充電状態に応じてエンジンを始動し、発電機よりバッテリに充電するシリーズ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）。

特開昭５５−１５７９０１号公報

しかしながら、従来のシリーズハイブリッド車両にあっては、発進時は発進用モータの駆動力のみを用い、発進用モータへはバッテリ電力とシリーズ発電電力によって必要な電力を供給する構成になっていた。このため、発電しながらのシリーズＨＥＶモードでの発進後、発電機を過剰に使用すると発電システム温度の上昇により過昇温に至ってしまう、という問題がある。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、シリーズＨＥＶモードでの走行中、第２発電システムが過昇温になるのを防止するハイブリッド車両のモード遷移制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を実現するため、本発明のハイブリッド車両は、解放位置からの噛み合いストロークにより締結される第１係合クラッチを介して駆動輪に機械的に結合可能な内燃機関と、解放位置からの噛み合いストロークにより締結される第３係合クラッチを介して駆動輪に機械的に結合可能な第１電動機と、内燃機関に機械的に結合される第２電動機と、第１電動機と第２電動機に電気的に結合されるバッテリと、を備える。
発進領域においては、発進要素として滑り要素を持たないことで、バッテリの充電容量が所定値以下の発進時、第３係合クラッチを解放状態から締結状態にし、第２電動機で発電した電力とバッテリ電力が供給される第１電動機を駆動源とするシリーズＨＥＶモードで発進する。
このハイブリッド車両において、シリーズＨＥＶモードでの発進後、車速が切替車速になると、第１係合クラッチを解放状態から締結状態にし、第２電動機での発電を停止し、第１電動機と内燃機関を駆動源とするパラレルＨＥＶモードへモード遷移する制御を行うモード遷移コントローラを設ける。
モード遷移コントローラは、シリーズＨＥＶモードでの発進後、第２電動機を含む第２発電システム温度の上昇が予測されると、切替車速を、温度上昇判断前の第１切替車速よりも低速側の第２切替車速に変更する。
第２切替車速を、内燃機関が自立運転可能な内燃機関回転数に対応する車速値に設定する。

よって、シリーズＨＥＶモードでの発進後、第２電動機を含む第２発電システム温度の上昇が予測されると、パラレルＨＥＶモードへの切替車速が、温度上昇判断前の第１切替車速よりも低速側の第２切替車速に変更される。そして、第２切替車速は、内燃機関が自立運転可能な内燃機関回転数に対応する車速値に設定される。
即ち、シリーズＨＥＶモードでの発進後、第２発電システム温度の上昇が予測されると、車速が第１切替車速に達する前の第２切替車速になるタイミングで第２電動機での発電を停止し、パラレルＨＥＶモードへモード遷移する制御が行われる。このため、第２電動機での発電停止タイミングが早期化される。
この結果、シリーズＨＥＶモードでの走行中、第２発電システムが過昇温になるのを防止することができる。

実施例１のモード遷移制御装置が適用されたハイブリッド車両の駆動系及び制御系を示す全体システム図である。 実施例１のモード遷移制御装置が適用されたハイブリッド車両に搭載された多段歯車変速機の変速制御系の構成を示す制御系構成図である。 実施例１のモード遷移制御装置が適用されたハイブリッド車両に搭載された多段歯車変速機において変速段を切り替える考え方を示す変速マップ概要図である。 実施例１のモード遷移制御装置が適用されたハイブリッド車両に搭載された多段歯車変速機において３つの係合クラッチの切り替え位置による変速段を示す締結表である。 実施例１の変速機コントロールユニットで実行されるモード遷移制御処理の流れを示すフローチャートである。 図５のモード遷移制御処理においてMG2過昇温防止制御処理の流れを示すフローチャートである。 バッテリSOCが低SOC領域での走行中に選択されるシフトスケジュールマップを示すマップ図である。 路面の勾配と自立可能エンジン回転数の関係を示す特性図である。 エンジン回転数と加速度の関係を示す特性図である。 緩勾配登り坂での低車速（駆動要求が低い）による「シリーズHEVモード」での走行例を示す説明図である。 「EV1st ICE-」の変速段による「シリーズHEVモード」が選択されたときの多段歯車変速機におけるMG1トルク及びエンジントルクの流れを示すトルクフロー図である。 「EV1st ICE1st」の変速段による「パラレルHEVモード」が選択されたときの多段歯車変速機におけるMG1トルク及びエンジントルクの流れを示すトルクフロー図である。

以下、本発明のハイブリッド車両のモード遷移制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
実施例１のモード遷移制御装置は、駆動系構成要素として、１つのエンジンと、２つのモータジェネレータと、３つの係合クラッチを有する多段歯車変速機と、を備えたハイブリッド車両（ハイブリッド車両の一例）に適用したものである。以下、実施例１におけるハイブリッド車両のモード遷移制御装置の構成を、「全体システム構成」、「変速制御系構成」、「変速段構成」、「モード遷移制御処理構成」、「MG2過昇温防止制御処理構成」に分けて説明する。

［全体システム構成］
図１は、実施例１のモード遷移制御装置が適用されたハイブリッド車両の駆動系及び制御系を示す。以下、図１に基づき、全体システム構成を説明する。

ハイブリッド車両の駆動系は、図１に示すように、内燃機関ICEと、第１モータジェネレータMG1と、第２モータジェネレータMG2と、３つの係合クラッチC1,C2,C3を有する多段歯車変速機１と、を備えている。なお、「ICE」は「Internal-Combustion Engine」の略称である。

前記内燃機関ICEは、例えば、クランク軸方向を車幅方向として車両のフロントルームに配置したガソリンエンジンやディーゼルエンジン等である。この内燃機関ICEは、多段歯車変速機１の変速機ケース１０に連結されると共に、内燃機関出力軸が、多段歯車変速機１の第１軸１１に接続される。なお、内燃機関ICEは、基本的に、第２モータジェネレータMG2をスタータモータとしてMG2始動する。但し、極低温時などのように強電バッテリ３を用いたMG2始動が確保できない場合に備えてスタータモータ２を残している。

前記第１モータジェネレータMG1及び第２モータジェネレータMG2は、いずれも強電バッテリ３を共通の電源とする三相交流の永久磁石型同期モータである。第１モータジェネレータMG1のステータは、第１モータジェネレータMG1のケースに固定され、そのケースが多段歯車変速機１の変速機ケース１０に固定される。そして、第１モータジェネレータMG1のロータに一体の第１モータ軸が、多段歯車変速機１の第２軸１２に接続される。第２モータジェネレータMG2のステータは、第２モータジェネレータMG2のケースに固定され、そのケースが多段歯車変速機１の変速機ケース１０に固定される。そして、第２モータジェネレータMG2のロータに一体の第２モータ軸が、多段歯車変速機１の第６軸１６に接続される。第１モータジェネレータMG1のステータコイルには、力行時に直流を三相交流に変換し、回生時に三相交流を直流に変換する第１インバータ４が、第１ACハーネス５を介して接続される。第２モータジェネレータMG2のステータコイルには、力行時に直流を三相交流に変換し、回生時に三相交流を直流に変換する第２インバータ６が、第２ACハーネス７を介して接続される。強電バッテリ３と第１インバータ４及び第２インバータ６は、ジャンクションボックス９を介してDCハーネス８により接続される。

前記多段歯車変速機１は、変速比が異なる複数の歯車対を有する常時噛み合い式変速機であり、変速機ケース１０内に互いに平行に配置され、歯車が設けられる６つの歯車軸１１〜１６と、歯車対を選択する３つの係合クラッチC1,C2,C3と、を備える。歯車軸としては、第１軸１１と、第２軸１２と、第３軸１３と、第４軸１４と、第５軸１５と、第６軸１６が設けられる。係合クラッチとしては、第１係合クラッチC1と、第２係合クラッチC2と、第３係合クラッチC3が設けられる。なお、変速機ケース１０には、ケース内の軸受け部分や歯車の噛み合い部分に潤滑オイルを供給する電動オイルポンプ２０が付設される。

前記第１軸１１は、内燃機関ICEが連結される軸であり、第１軸１１には、図１の右側から順に、第１歯車101、第２歯車102、第３歯車103が配置される。第１歯車101は、第１軸１１に対して一体（一体化固定を含む）に設けられる。第２歯車102と第３歯車103は、軸方向に突出するボス部が第１軸１１の外周に挿入される遊転歯車であり、第２係合クラッチC2を介し第１軸１１に対して駆動連結可能に設けられる。

前記第２軸１２は、第１モータジェネレータMG1が連結され、第１軸１１の外側位置に軸心を一致させて同軸配置された円筒軸であり、第２軸１２には、図１の右側から順に、第４歯車104、第５歯車105が配置される。第４歯車104と第５歯車105は、第２軸１２に対して一体（一体化固定を含む）に設けられる。

前記第３軸１３は、多段歯車変速機１の出力側に配置された軸であり、第３軸１３には、図１の右側から順に、第６歯車106、第７歯車107、第８歯車108、第９歯車109、第１０歯車110が配置される。第６歯車106と第７歯車107と第８歯車108は、第３軸１３に対して一体（一体化固定を含む）に設けられる。第９歯車109と第１０歯車110は、軸方向に突出するボス部が第３軸１３の外周に挿入される遊転歯車であり、第３係合クラッチC3を介し第３軸１３に対して駆動連結可能に設けられる。そして、第６歯車106は第１軸１１の第２歯車102に噛み合い、第７歯車107はデファレンシャル歯車１７の第１６歯車116と噛み合い、第８歯車108は第１軸１１の第３歯車103に噛み合う。第９歯車109は第２軸１２の第４歯車104に噛み合い、第１０歯車110は第２軸１２の第５歯車105に噛み合う。

前記第４軸１４は、変速機ケース１０に両端が支持された軸であり、第４軸１４には、図１の右側から順に、第１１歯車111、第１２歯車112、第１３歯車113が配置される。第１１歯車111は、第４軸１４に対して一体（一体化固定を含む）に設けられる。第１２歯車112と第１３歯車113は、軸方向に突出するボス部が第４軸１４の外周に挿入される遊転歯車であり、第１係合クラッチC1を介し第４軸１４に対して駆動連結可能に設けられる。そして、第１１歯車111は第１軸１１の第１歯車101に噛み合い、第１２歯車112は第１軸１１の第２歯車102と噛み合い、第１３歯車113は第２軸１２の第４歯車104と噛み合う。

前記第５軸１５は、変速機ケース１０に両端が支持された軸であり、第４軸１４の第１１歯車111と噛み合う第１４歯車114が一体（一体化固定を含む）に設けられる。

前記第６軸１６は、第２モータジェネレータMG2が連結される軸であり、第５軸１５の第１４歯車114と噛み合う第１５歯車115が一体（一体化固定を含む）に設けられる。

そして、第２モータジェネレータMG2と内燃機関ICEは、互いに噛み合う第１５歯車115、第１４歯車114、第１１歯車111、第１歯車101により構成されるギヤ列により機械的に連結されている。このギヤ列は、第２モータジェネレータMG2による内燃機関ICEのMG2始動時、MG2回転数を減速する減速ギヤ列となり、内燃機関ICEの駆動で第２モータジェネレータMG2を発電するMG2発電時、機関回転数を増速する増速ギヤ列となる。

前記第１係合クラッチC1は、第４軸１４のうち、第１２歯車112と第１３歯車113の間に介装され、同期機構を持たないことで、回転同期状態での噛み合いストロークにより締結されるドグクラッチである。第１係合クラッチC1が左側締結位置（Left）のとき、第４軸１４と第１３歯車113を駆動連結する。第１係合クラッチC1が中立位置（Ｎ）のとき、第４軸１４と第１２歯車112を解放すると共に、第４軸１４と第１３歯車113を解放する。第１係合クラッチC1が右側締結位置（Right）のとき、第４軸１４と第１２歯車112を駆動連結する。

前記第２係合クラッチC2は、第１軸１１のうち、第２歯車102と第３歯車103の間に介装され、同期機構を持たないことで、回転同期状態での噛み合いストロークにより締結されるドグクラッチである。第２係合クラッチC2が左側締結位置（Left）のとき、第１軸１１と第３歯車103を駆動連結する。第２係合クラッチC2が中立位置（Ｎ）のとき、第１軸１１と第２歯車102を解放すると共に、第１軸１１と第３歯車103を解放する。第２係合クラッチC2が右側締結位置（Right）のとき、第１軸１１と第２歯車102を駆動連結する。

前記第３係合クラッチC3は、第３軸１３のうち、第９歯車109と第１０歯車110の間に介装され、同期機構を持たないことで、回転同期状態での噛み合いストロークにより締結されるドグクラッチである。第３係合クラッチC3が左側締結位置（Left）のとき、第３軸１３と第１０歯車110を駆動連結する。第３係合クラッチC3が中立位置（Ｎ）のとき、第３軸１３と第９歯車109を解放すると共に、第３軸１３と第１０歯車110を解放する。第３係合クラッチC3が右側締結位置（Right）のとき、第３軸１３と第９歯車109を駆動連結する。そして、多段歯車変速機１の第３軸１３に一体（一体化固定を含む）に設けられた第７歯車107に噛み合う第１６歯車116は、デファレンシャル歯車１７及び左右のドライブ軸１８を介して左右の駆動輪１９に接続されている。

ハイブリッド車両の制御系は、図１に示すように、ハイブリッドコントロールモジュール２１と、モータコントロールユニット２２と、変速機コントロールユニット２３と、エンジンコントロールユニット２４と、を備えている。

前記ハイブリッドコントロールモジュール２１（略称：「HCM」）は、車両全体の消費エネルギーを適切に管理する機能を担う統合制御手段である。このハイブリッドコントロールモジュール２１は、他のコントロールユニット（モータコントロールユニット２２、変速機コントロールユニット２３、エンジンコントロールユニット２４など）とCAN通信線２５により双方向情報交換可能に接続されている。なお、CAN通信線２５の「CAN」とは、「Controller Area Network」の略称である。

前記モータコントロールユニット２２（略称：「MCU」）は、第１インバータ４と第２インバータ６に対する制御指令により第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2の力行制御や回生制御などを行う。第１モータジェネレータMG1及び第２モータジェネレータMG2に対する制御モードとしては、「トルク制御」と「回転数FB制御」がある。「トルク制御」は、目標駆動力に対して分担する目標モータトルクが決まると、実モータトルクを目標モータトルクに追従させる制御を行う。「回転数FB制御」は、走行中に係合クラッチC1,C2,C3の何れかを噛み合い締結する変速要求があると、クラッチ入出力回転数を回転同期させる目標モータ回転数を決め、実モータ回転数を目標モータ回転数に収束させるようにFBトルクを出力する制御を行う。

前記変速機コントロールユニット２３（略称：「TMCU」）は、所定の入力情報に基づいて電動アクチュエータ３１，３２，３３（図２参照）へ電流指令を出力することにより、多段歯車変速機１の変速段を切り替える変速制御を行う。この変速制御では、係合クラッチC1,C2,C3を選択的に噛み合い締結/解放させ、複数対の歯車対から動力伝達に関与する歯車対を選択する。ここで、解放されている係合クラッチC1,C2,C3の何れかを締結する変速要求時には、クラッチ入出力の差回転数を抑えて噛み合い締結を確保するために、第１モータジェネレータMG1又は第２モータジェネレータMG2の回転数FB制御（回転同期制御）を併用する。

前記エンジンコントロールユニット２４（略称：「ECU」）は、所定の入力情報に基づいてモータコントロールユニット２２や点火プラグや燃料噴射アクチュエータなどへ制御指令を出力することにより、内燃機関ICEの始動制御や内燃機関ICEの停止制御や燃料カット制御などを行う。

［変速制御系構成］
実施例１の多段歯車変速機１は、変速要素として、噛み合い締結による係合クラッチC1,C2,C3（ドグクラッチ）を採用することにより引き摺りを低減することで効率化を図った点を特徴とする。そして、係合クラッチC1,C2,C3のいずれかを噛み合い締結させる変速要求があると、クラッチ入出力の差回転数を、第１モータジェネレータMG1（係合クラッチC3の締結時）又は第２モータジェネレータMG2（係合クラッチC1,C2の締結時）により回転同期させ、同期判定回転数範囲内になると噛み合いストロークを開始することで実現している。又、締結されている係合クラッチC1,C2,C3のいずれかを解放させる変速要求があると、解放クラッチのクラッチ伝達トルクを低下させ、解放トルク判定値以下になると解放ストロークを開始することで実現している。以下、図２に基づき、多段歯車変速機１の変速制御系構成を説明する。

変速制御系は、図２に示すように、係合クラッチとして、第１係合クラッチC1と第２係合クラッチC2と第３係合クラッチC3を備えている。アクチュエータとして、第１電動アクチュエータ３１と第２電動アクチュエータ３２と第３電動アクチュエータ３３を備えている。そして、アクチュエータ動作をクラッチ係合/解放動作に変換する機構として、第１係合クラッチ動作機構４１と第２係合クラッチ動作機構４２と第３係合クラッチ動作機構４３を備えている。さらに、第１電動アクチュエータ３１と第２電動アクチュエータ３２と第３電動アクチュエータ３３の制御手段として、変速機コントロールユニット２３を備えている。

前記第１係合クラッチC1と第２係合クラッチC2と第３係合クラッチC3は、ニュートラル位置（Ｎ：解放位置）と、左側締結位置（Left：左側クラッチ噛み合い締結位置）と、右側締結位置（Right：右側クラッチ噛み合い締結位置）と、を切り替えるドグクラッチである。各係合クラッチC1,C2,C3は何れも同じ構成であり、カップリングスリーブ５１，５２，５３と、左側ドグクラッチリング５４，５５，５６と、右側ドグクラッチリング５７，５８，５９と、を備える。カップリングスリーブ５１，５２，５３は、第４軸１４，第１軸１１，第３軸１３に固定された図外のハブを介してスプライン結合により軸方向にストローク可能に設けられたもので、両側に平らな頂面によるドグ歯５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂを有する。さらに、カップリングスリーブ５１，５２，５３の周方向中央部にフォーク溝５１ｃ，５２ｃ，５３ｃを有する。左側ドグクラッチリング５４，５５，５６は、各係合クラッチC1,C2,C3の左側遊転歯車である各歯車113,103,110のボス部に固定され、ドグ歯５１ａ，５２ａ，５３ａに対向する平らな頂面によるドグ歯５４ａ，５５ａ，５６ａを有する。右側ドグクラッチリング５７，５８，５９は、各係合クラッチC1,C2,C3の右側遊転歯車である各歯車112,102,109のボス部に固定され、ドグ歯５１ｂ，５２ｂ，５３ｂに対向する平らな頂面によるドグ歯５７ｂ，５８ｂ，５９ｂを有する。

前記第１係合クラッチ動作機構４１と第２係合クラッチ動作機構４２と第３係合クラッチ動作機構４３は、電動アクチュエータ３１，３２，３３の回動動作を、カップリングスリーブ５１，５２，５３の軸方向ストローク動作に変換する機構である。各係合クラッチ動作機構４１，４２，４３は何れも同じ構成であり、回動リンク６１，６２，６３と、シフトロッド６４，６５，６６と、シフトフォーク６７，６８，６９と、を備える。回動リンク６１，６２，６３は、一端が電動アクチュエータ３１，３２，３３のアクチュエータ軸に設けられ、他端がシフトロッド６４，６５，６６に相対変位可能に連結される。シフトロッド６４，６５，６６は、ロッド分割位置にスプリング６４ａ，６５ａ，６６ａが介装され、ロッド伝達力の大きさと方向に応じて伸縮可能とされている。シフトフォーク６７，６８，６９は、一端がシフトロッド６４，６５，６６に固定され、他端がカップリングスリーブ５１，５２，５３のフォーク溝５１ｃ，５２ｃ，５３ｃに配置される。

前記変速機コントロールユニット２３は、車速センサ７１、アクセル開度センサ７２、変速機出力軸回転数センサ７３、エンジン回転数センサ７４、MG1回転数センサ７５、MG2回転数センサ７６、インヒビタースイッチ７７、バッテリSOCセンサ７８などからのセンサ信号やスイッチ信号を入力する。なお、変速機出力軸回転数センサ７３は、第３軸１３の軸端部に設けられ、第３軸１３の軸回転数を検出する。そして、カップリングスリーブ５１，５２，５３の位置によって決まる係合クラッチC1,C2,C3の噛み合い締結と解放を制御する位置サーボ制御部（例えば、PID制御による位置サーボ系）を備えている。この位置サーボ制御部は、第１スリーブ位置センサ８１、第２スリーブ位置センサ８２、第３スリーブ位置センサ８３からのセンサ信号を入力する。そして、各スリーブ位置センサ８１，８２，８３のセンサ値を読み込み、カップリングスリーブ５１，５２，５３の位置が噛み合いストロークによる締結位置又は解放位置になるように、電動アクチュエータ３１，３２，３３に電流を与える。即ち、カップリングスリーブ５１，５２，５３に溶接されたドグ歯と遊転歯車に溶接されたドグ歯との双方が噛合した噛み合い位置にある締結状態にすることで、遊転歯車を第４軸１４，第１軸１１，第３軸１３に駆動連結する。一方、カップリングスリーブ５１，５２，５３が、軸線方向へ変位することでカップリングスリーブ５１，５２，５３に溶接されたドグ歯と遊転歯車に溶接されたドグ歯が非噛み合い位置にある解放状態にすることで、遊転歯車を第４軸１４，第１軸１１，第３軸１３から切り離す。

［変速段構成］
実施例１の多段歯車変速機１は、流体継手などの回転差吸収要素を持たないことで動力伝達損失を低減すると共に、内燃機関ICEをモータアシストすることでICE変速段を減らし、コンパクト化（EV変速段:1-2速、ICE変速段:1-4速）を図った点を特徴とする。以下、図３及び図４に基づき、多段歯車変速機１の変速段構成を説明する。

変速段の考え方は、図３に示すように、車速VSPが所定車速VSP0以下の発進領域においては、多段歯車変速機１が発進要素（滑り要素）を持たないため、「EVモード」でモータ駆動力のみによるモータ発進とする。そして、走行領域においては、図３に示すように、駆動力の要求が大きいとき、エンジン駆動力をモータ駆動力によりアシストする「パラレルHEVモード」により対応するという変速段の考え方を採る。つまり、車速VSPの上昇に従って、ICE変速段は、（ICE1st→）ICE2nd→ICE3rd→ICE4thへと変速段が移行し、EV変速段は、EV1st→EV2ndへと変速段が移行する。

係合クラッチC1,C2,C3を有する多段歯車変速機１により理論的に実現可能な全変速段は図３に示す通りである。なお、図３中の「Lock」は、変速段として成立しないインターロック変速段を表し、「EV-」は、第１モータジェネレータMG1が駆動輪１９に駆動連結されていない状態を表し、「ICE-」は、内燃機関ICEが駆動輪１９に駆動連結されていない状態を表す。以下、各変速段について説明する。

第２係合クラッチC2が「Ｎ」で、第３係合クラッチC3が「Ｎ」のとき、第１係合クラッチC1の位置により次の変速段となる。第１係合クラッチC1が「Left」であれば「EV- ICEgen」、第１係合クラッチC1が「Ｎ」であれば「Neutral」、第１係合クラッチC1が「Right」であれば「EV- ICE3rd」である。
ここで、「EV- ICEgen」の変速段は、停車中、内燃機関ICEにより第１モータジェネレータMG1で発電するMG1アイドル発電時、又は、MG1発電にMG2発電を加えたダブルアイドル発電時に選択される変速段である。「Neutral」の変速段は、停車中、内燃機関ICEにより第２モータジェネレータMG2で発電するMG2アイドル発電時に選択される変速段である。

第２係合クラッチC2が「Ｎ」で、第３係合クラッチC3が「Left」のとき、第１係合クラッチC1の位置により次の変速段となる。第１係合クラッチC1が「Left」であれば「EV1st ICE1st」、第１係合クラッチC1が「Ｎ」であれば「EV1st ICE-」、第１係合クラッチC1が「Right」であれば「EV1st ICE3rd」である。
ここで、「EV1st ICE-」の変速段は、内燃機関ICEを停止して第１モータジェネレータMG1で走行する「EVモード」のとき、又は、内燃機関ICEにより第２モータジェネレータMG2で発電しながら、第１モータジェネレータMG1で１速EV走行を行う「シリーズHEVモード」のときに選択される変速段である。

第２係合クラッチC2が「Left」で、第３係合クラッチC3が「Left」のとき、第１係合クラッチC1の位置が「Ｎ」であれば「EV1st ICE2nd」である。第２係合クラッチC2が「Left」で、第３係合クラッチC3が「Ｎ」のとき、第１係合クラッチC1の位置により次の変速段となる。第１係合クラッチC1が「Left」であれば「EV1.5 ICE2nd」、第１係合クラッチC1が「Ｎ」であれば「EV- ICE2nd」である。第２係合クラッチC2が「Left」で、第３係合クラッチC3が「Right」のとき、第１係合クラッチC1の位置が「Ｎ」であれば「EV2nd ICE2nd」である。

第２係合クラッチC2が「Ｎ」で、第３係合クラッチC3が「Right」のとき、第１係合クラッチC1の位置により次の変速段となる。第１係合クラッチC1が「Left」であれば「EV2nd ICE3rd’」、第１係合クラッチC1が「Ｎ」であれば「EV2nd ICE-」、第１係合クラッチC1が「Right」であれば「EV2nd ICE3rd」である。
ここで、「EV2nd ICE-」の変速段は、内燃機関ICEを停止して第１モータジェネレータMG1で走行する「EVモード」のとき、又は、内燃機関ICEにより第２モータジェネレータMG2で発電しながら、第１モータジェネレータMG1で２速EV走行を行う「シリーズHEVモード」のときに選択される変速段である。

第２係合クラッチC2が「Right」で、第３係合クラッチC3が「Right」のとき、第１係合クラッチC1の位置が「Ｎ」であれば「EV2nd ICE4th」である。第２係合クラッチC2が「Right」で、第３係合クラッチC3が「Ｎ」のとき、第１係合クラッチC1の位置により次の変速段となる。第１係合クラッチC1が「Left」であれば「EV2.5 ICE4th」、第１係合クラッチC1が「Ｎ」であれば「EV- ICE4th」である。第２係合クラッチC2が「Right」で、第３係合クラッチC3が「Left」のとき、第１係合クラッチC1の位置が「Ｎ」であれば「EV1st ICE4th」である。

次に、係合クラッチC1,C2,C3の締結組み合わせによる上記全変速段から「通常時使用変速段」を分ける手法について説明する。
まず、全変速段から「インターロック変速段（図４のクロスハッチング）」と「シフト機構により選択できない変速段（図４の右上がりハッチング）」を除いた変速段を、多段歯車変速機１により実現可能な複数の変速段とする。ここで、シフト機構により選択できない変速段とは、第１係合クラッチC1が「Left」で、かつ、第２係合クラッチC2が「Left」である「EV1.5 ICE2nd」と、第１係合クラッチC1が「Left」で、かつ、第２係合クラッチC2が「Right」である「EV2.5 ICE4th」と、をいう。シフト機構により選択できない理由は、１つの第１電動アクチュエータ３１が、２つの係合クラッチC1,C2に対して兼用するシフトアクチュエータであり、かつ、C1/C2セレクト動作機構４０により片方の係合クラッチはニュートラルロックされることによる。

そして、多段歯車変速機１により実現可能な複数の変速段の中から「通常使わない変速段（図３の右下がりハッチング）」と「低SOC等で使う変速段（図３の破線枠）」を除いた変速段を、「通常時使用変速段（図３の太線枠）」とする。ここで、「通常使わない変速段」とは、「EV2nd ICE3rd’」と「EV1st ICE4th」であり、「低SOC等で使う変速段」とは、「EV- ICEgen」と「EV1st ICE1st」である。

よって、「通常時使用変速段」は、EV変速段（EV1st ICE-、EV2nd ICE-）と、ICE変速段（EV- ICE2nd、EV- ICE3rd、EV- ICE4th）と、組み合わせ変速段（EV1st ICE2nd、EV1st ICE3rd、EV2nd ICE2nd、EV2nd ICE3rd、EV2nd ICE4th）に、「Neutral」を加えることによって構成される。

［モード遷移制御処理構成］
図５は、実施例１の変速機コントロールユニット２３（モード遷移コントローラ）で実行されるモード遷移制御処理の流れを示す。以下、モード遷移制御処理構成の一例をあらわす図５の各ステップについて説明する。なお、このモード遷移制御処理は、EV発進してから「パラレルHEVモード」へモード遷移するまでの低車速走行域にて行われる。

ステップＳ１では、発進操作有りか否かを判断する。YES（発進操作有り）の場合はステップＳ２へ進み、NO（発進操作無し）の場合はステップＳ１の判断を繰り返す。
ここで、「発進操作」は、例えば、走行レンジ選択操作、ブレーキ解除操作、ブレーキ解除後のアクセル踏み込み操作、などにより判断する。

ステップＳ２では、ステップＳ１での発進操作有りとの判断、或いは、ステップＳ５でのモード遷移無しとの判断に続き、バッテリSOCが発電要求閾値Ａ以上であるか否かを判断する。YES（バッテリSOC≧Ａ、発電要求無し）の場合はステップＳ３へ進み、NO（バッテリSOC＜Ａ、発電要求有り）の場合はステップＳ６へ進む。
ここで、「バッテリSOC」の情報は、バッテリSOCセンサ７８から取得する。「発電要求閾値Ａ」は、発電要求有りのSOC領域と発電要求無しのSOC領域を切り分ける境界値として設定される（例えば、Ａ＝バッテリSOCが40％程度）。

ステップＳ３では、ステップＳ２でのバッテリSOC≧Ａ、つまり発電要求無しとの判断に続き、多段歯車変速機１の第３係合クラッチC3を「Ｎ」から「left」に切り替えて「EV1st ICE-」の変速段を選択する。そして、アクセル踏み込み操作に応じて第１モータジェネレータMG1の駆動を行い、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ４では、ステップＳ３でのMG1駆動に続き、「EV1st ICE-」の変速段による「EVモード」でのMG1走行を行い、ステップＳ５へ進む。
ここで、「EVモード」でのMG1走行中、第１モータジェネレータMG1は、アクセル開度APOと車速VSPにより決まる目標駆動力に応じたトルクを出力するトルク制御を行う。

ステップＳ５では、ステップＳ４での「EVモード」でのMG1走行、或いは、ステップＳ１１での第１切替車速VSP1でのモード遷移が可能であるとの判断、或いは、ステップＳ１２でのMG2過昇温防止制御に続き、「パラレルHEVモード」へのモード遷移有りか否かを判断する。NO（モード遷移無し）の場合はステップＳ２へ戻る。YES（モード遷移有り）の場合はエンドへ進み、本制御を終了する。
ここで、「パラレルHEVモード」へのモード遷移有りは、「パラレルHEVモード」の変速段への変速要求があっときに判断しても良いし、変速要求に基づき第２モータジェネレータMG2を停止したとき判断しても良いし、変速が完了したときに判断しても良い。

ステップＳ６では、ステップＳ２でのバッテリSOC＜Ａ、つまり発電要求有りとの判断に続き、バッテリSOCの低下を抑える第２モータジェネレータMG2の稼働（発電）要求を出し、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ７では、ステップＳ６でのMG2稼働要求に続き、内燃機関ICEが運転中（エンジン運転中）であるか否かを判断する。YES（エンジン運転中）の場合はステップＳ９へ進み、NO（エンジン停止中）の場合はステップＳ８へ進む。
ここで、「エンジン運転中」は、例えば、停車中の発電要求により、エンジン運転によるアイドル発電が行われている状況から発進する場合に判断される。

ステップＳ８では、ステップＳ７でのエンジン停止中であるとの判断に続き、第２モータジェネレータMG2をスタータモータとして内燃機関ICEを始動（エンジン始動）し、ステップＳ９へ進む。

ステップＳ９では、ステップＳ７でのエンジン運転中であるとの判断、或いは、ステップＳ８でのエンジン始動に続き、多段歯車変速機１の第３係合クラッチC3を「Ｎ」から「left」に切り替えて「EV1st ICE-」の変速段を選択する。そして、アクセル踏み込み操作に応じて第１モータジェネレータMG1の駆動と、第２モータジェネレータMG2による発電を行い、ステップＳ１０へ進む。

ステップＳ１０では、ステップＳ９でのMG1駆動＋MG2発電に続き、「EV1st ICE-」の変速段による「シリーズHEVモード」でのMG2発電＋MG1走行を行い、ステップＳ１１へ進む。

ステップＳ１１では、ステップＳ１０での「シリーズHEVモード」でのMG2発電＋MG1走行に続き、第１切替車速VSP1でのモード遷移が可能であるか否かを判断する。YES（VSP1でのモード遷移が可能）の場合はステップＳ５へ進み、NO（VSP1でのモード遷移が不可能）の場合はステップＳ１２へ進む。
ここで、「第１切替車速VSP1」とは、バッテリSOCが低SOC領域での走行中に選択される図７に示すシフトスケジュールマップにおいて、「Series EV1st（シリーズHEVモード）」から「EV1st ICE1st（パラレルHEVモード）」へ切り替えるモード遷移要求を出す切替車速をいう（例えば、10km/h程度）。
第１切替車速VSP1でのモード遷移可能/モード遷移不可能の判断は、下記のように行う。
まず、第２モータジェネレータMG2を連続発電したときにMG2温度の上昇が抑えられる時間として連続発電許可時間を予め設定しておく。そして、アクセル操作量大による発進時などで、「シリーズHEVモード」での走行開始からの経過時間が連続発電許可時間内で車速VSPが第１切替車速VSP1まで上昇することが予測される場合は、第１切替車速VSP1でのモード遷移が可能と判断される。一方、アクセル操作量小による発進時などで、「シリーズHEVモード」での走行開始からの経過時間が連続発電許可時間となっても車速VSPが第１切替車速VSP1まで上昇しないことが予測される場合は、第１切替車速VSP1でのモード遷移が不可能と判断される。

ステップＳ１２では、ステップＳ１１での第１切替車速VSP1でのモード遷移が不可能であるとの判断に続き、図６に示すフローチャートに基づいてMG2過昇温防止制御を実行し、ステップＳ５へ進む。

［MG2過昇温防止制御処理構成］
図６は、図５のモード遷移制御処理のステップＳ１２にて実行されるMG2過昇温防止制御処理の流れを示す。以下、図６の各ステップについて説明する。

ステップＳ120では、図５のステップＳ１１での第１切替車速VSP1でのモード遷移が不可能であるとの判断に続き、シフトスケジュールマップ（図７）の「SeriesEV1st（シリーズHEVモード）」から「EV1st ICE1st（パラレルHEVモード）」へ切り替える第１切替車速VSP1（実線）を、第１切替車速VSP1より低車速側の第２切替車速VSP2（破線）に変更し、ステップＳ121へ進む。
ここで、「第２切替車速VSP2」は、路面勾配が緩やかであるほどより低車速の値に設定する（例えば、路面勾配０％の平坦路の場合、5km/h程度）。即ち、走行可能（自立運転可能）なエンジン回転数は、図８に示すように、例えば、勾配０％＝650rpmとされ、勾配が大きくなるほど回転数を上昇させる特性により設定される。よって、勾配による走行可能回転数（エンジン回転数）の特性に合わせ、「第２切替車速VSP2」は、路面勾配が緩やかであるほどより低車速の値に設定される。
また、「シフトスケジュールマップ」は、低SOC領域で選択され、図７に示すように、要求駆動力（Driving force）と車速VSPを座標軸とし、座標面に通常時使用変速段に「EV1st ICE1st」を加えた変速段を選択する選択領域が割り当てられたマップである。つまり、アクセル踏み込みによるドライブ駆動領域として、発進からの低車速域に「Series EV1st」の選択領域が割り当てられる。そして、中車速域に「EV1st ICE1st」、「EV1st ICE2nd」、「EV1st ICE3rd」の選択領域が割り当てられ、高車速域に「EV2nd ICE2nd」、「EV2nd ICE3rd」、「EV2nd ICE4th」の選択領域が割り当てられる。アクセル足離しのコースト回生制動領域として、低〜中車速域に「EV1st（EV2nd）」の選択領域が割り当てられ、高車速域に「EV2nd」の選択領域が割り当てられる。

ステップＳ121では、ステップＳ120での切替車速の変更、或いは、ステップＳ123での推定MG2温度＜Ｔ１であるとの判断に続き、そのときの車速VSPが第２切替車速VSP2未満か否かを判断する。YES（VSP＜VSP2）の場合はステップＳ122へ進み、NO（VSP≧VSP2）の場合はステップＳ131へ進む。
ここで、「車速VSP」の情報は、車速センサ７１から取得する。

ステップＳ122では、ステップＳ121でのVSP＜VSP2であるとの判断に続き、「シリーズHEVモード」での走行により第２モータジェネレータMG2による発電をし、ステップＳ123へ進む。
ここで、ステップＳ122で第２モータジェネレータMG2により発電する際は、通常のMG2発電電力である高電力（例えば、15KW）とする。なお、第２モータジェネレータMG2による発電電力は、高電力（例えば、15KW）と低電力（例えば、5KW）を切り替え可能としている。

ステップＳ123では、ステップＳ122でのMG2発電（高電力）に続き、推定MG2温度が第１温度閾値Ｔ１以上であるか否かを判断する。YES（推定MG2温度≧Ｔ１）の場合はステップＳ124へ進み、NO（推定MG2温度＜Ｔ１）の場合はステップＳ121へ戻る。
ここで、「推定MG2温度」は、発電に用いられる第２モータジェネレータMG2の推定温度であり、MG2発電電力とMG2発電継続時間を用いた演算式により推定する。「第１温度閾値Ｔ１」は、高電力によるMG2発電をそのまま継続すると、第２モータジェネレータMG2が過昇温（オーバーヒート）に至るおそれがある温度閾値に設定する（例えば、Ｔ１＝150℃）。

ステップＳ124では、ステップＳ123での推定MG2温度≧Ｔ１であるとの判断、或いは、ステップＳ126での推定MG2温度＜Ｔ２であるとの判断に続き、ステップＳ121と同様に、そのときの車速VSPが第２切替車速VSP2未満か否かを判断する。YES（VSP＜VSP2）の場合はステップＳ125へ進み、NO（VSP≧VSP2）の場合はステップＳ131へ進む。

ステップＳ125では、ステップＳ124でのVSP＜VSP2であるとの判断に続き、「シリーズHEVモード」での走行により第２モータジェネレータMG2による低電力発電を行い、ステップＳ126へ進む。
このステップＳ125では、第２モータジェネレータMG2による発電電力を、高電力（例えば、15KW）から低電力（例えば、5KW）に下げる。

ステップＳ126では、ステップＳ125でのMG2発電（低電力）に続き、推定MG2温度が第２温度閾値Ｔ２以上であるか否かを判断する。YES（推定MG2温度≧Ｔ２）の場合はステップＳ127へ進み、NO（推定MG2温度＜Ｔ２）の場合はステップＳ124へ戻る。
ここで、「第２温度閾値Ｔ２」は、低電力によるMG2発電をそのまま継続すると、第２モータジェネレータMG2が過昇温（オーバーヒート）に至るおそれがある温度閾値に設定する（例えば、Ｔ１＝180℃）。

ステップＳ127では、ステップＳ126での推定MG2温度≧Ｔ２であるとの判断、或いは、ステップＳ130でのMG1加速に続き、図５のステップＳ１１と同様に、第１切替車速VSP1でのモード遷移が可能であるか否かを判断する。YES（VSP1でのモード遷移が可能）の場合はステップＳ128へ進み、NO（VSP1でのモード遷移が不可能）の場合はステップＳ129へ進む。

ステップＳ128では、ステップＳ127でのVSP1でのモード遷移が可能であるとの判断に続き、ステップＳ120にて変更された第２切替車速VSP2を、変更前の第１切替車速VSP1に復帰し、図５のステップＳ５へ進む。

ステップＳ129では、ステップＳ127でのVSP1でのモード遷移が不可能であるとの判断に続き、ステップＳ121やステップＳ124と同様に、そのときの車速VSPが第２切替車速VSP2未満か否かを判断する。YES（VSP＜VSP2）の場合はステップＳ130へ進み、NO（VSP≧VSP2）の場合はステップＳ131へ進む。

ステップＳ130では、ステップＳ129でのVSP＜VSP2であるとの判断に続き、図９に示す特性に基づき、少なくとも第２切替車速VSP2以上になるように、そのときのエンジン回転数Neに基づいて加速度を決め、第１モータジェネレータMG1に対する要求駆動力を増加することにより車両を加速し、ステップＳ127へ戻る。
ここで、「エンジン回転数Ne」の情報は、エンジン回転数センサ７４により取得する。

ステップＳ131では、ステップＳ121、ステップＳ124、ステップＳ129でのVSP≧VSP2であるとの判断に続き、VSP≧VSP2になったことでのモード遷移要求に基づき（図７）、第２モータジェネレータMG2による発電を停止し、ステップＳ132へ進む。

ステップＳ132では、ステップＳ131でのMG2発電停止に続き、「SeriesEV1st」の変速段から「EV1st ICE1st」の変速段へ変速することで、「シリーズHEVモード」から「パラレルHEVモード」にモード遷移し、エンドへ進む。

次に、作用を説明する。
以下、実施例１のハイブリッド車両のモード遷移制御装置における作用を、「モード遷移制御処理作用」、「MG2過昇温防止制御処理作用」、「モード遷移制御作用」、「モード遷移制御の特徴作用」に分けて説明する。

［モード遷移制御処理作用（図５）］
発進操作有りで、かつ、バッテリSOC≧Ａで発電要求無しのときは、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５へと進む。そして、ステップＳ５にて「パラレルHEVモード」へのモード遷移が無いと判断されている間、ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５へと進む流れが繰り返される。よって、ステップＳ３では、第３係合クラッチC3が「Ｎ」から「left」に切り替えられ、アクセル踏み込み操作に応じて第１モータジェネレータMG1の駆動が開始される。ステップＳ４では、「EV1st ICE-」の変速段による「EVモード」でのMG1走行が行われる。

発進操作有りで、かつ、バッテリSOC＜Ａで発電要求有りのときは、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ６→ステップＳ７へと進む。そして、ステップＳ７では、ステップＳ６でのMG2稼働要求に続き、エンジン運転中であるか否かが判断され、エンジン運転中の場合はそのままステップＳ９へ進む。エンジン停止中の場合はステップＳ７からステップＳ８へ進み、ステップＳ８にて第２モータジェネレータMG2をスタータモータとしてエンジン始動され、ステップＳ９へ進む。ステップＳ９からは、ステップＳ１０→ステップＳ１１へと進む。ステップＳ１１では、第１切替車速VSP1で「パラレルHEVモード」へのモード遷移が可能であるか否かが予測判断される。そして、加速発進シーンなどによりステップＳ１１にて第１切替車速VSP1でのモード遷移が可能であり、ステップＳ５にて「パラレルHEVモード」へのモード遷移が無いと判断されている間は、ステップＳ２→ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ９→ステップＳ１０→ステップＳ１１→ステップＳ５へと進む流れが繰り返される。よって、ステップＳ９では、第３係合クラッチC3が「Ｎ」から「left」に切り替えられ、アクセル踏み込み操作に応じて第１モータジェネレータMG1が駆動される。ステップＳ１０では、「EV1st ICE-」の変速段による「シリーズHEVモード」でのMG2発電＋MG1走行が行われる。

一方、発進後に低車速を維持したままでの走行シーンなどにおいては、ステップＳ１１にて第１切替車速VSP1で「パラレルHEVモード」へのモード遷移が不可能であると判断される。このときは、ステップＳ２→ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ９→ステップＳ１０→ステップＳ１１→ステップＳ１２→ステップＳ５へと進む流れが繰り返される。よって、ステップＳ１２では、図６に示すフローチャートに基づいてMG2過昇温防止制御が実行される。

［MG2過昇温防止制御処理作用（図６）］
図５のステップＳ１１で第１切替車速VSP1でのモード遷移が不可能であると予測判断されると、図６のフローチャートのステップＳ120に進む。ステップＳ120では、シフトスケジュールマップ（図７）の「SeriesEV1st（シリーズHEVモード）」から「EV1st ICE1st（パラレルHEVモード）」へ切り替える第１切替車速VSP1が、第１切替車速VSP1より低車速側の第２切替車速VSP2に変更される。

ステップＳ121にて車速VSPが第２切替車速VSP2未満と判断されると、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ121→ステップＳ122→ステップＳ123へと進む。そして、ステップＳ123にて推定MG2温度＜Ｔ１と判断されている限り、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ121→ステップＳ122→ステップＳ123へと進む流れが繰り返される。よって、推定MG2温度が第１温度閾値Ｔ１に到達するまでの間は、ステップＳ122において、「シリーズHEVモード」での走行により第２モータジェネレータMG2による発電（高電力）が維持される。

その後、MG2発電（高電力）によりステップＳ123にて推定MG2温度≧Ｔ１と判断されると、ステップＳ123からステップＳ124へと進む。ステップＳ124にて車速VSPが第２切替車速VSP2未満と判断されると、ステップＳ124からステップＳ125→ステップＳ126へと進む。ステップＳ126にて推定MG2温度＜Ｔ２と判断されている限り、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ124→ステップＳ125→ステップＳ126へと進む流れが繰り返される。よって、推定MG2温度が第１温度閾値Ｔ１から第２温度閾値Ｔ２に到達するまでの間は、発電電力を低電力に切り替え、「シリーズHEVモード」での走行により第２モータジェネレータMG2による発電（低電力）が行われる。

そして、ステップＳ126にて推定MG2温度≧Ｔ２と判断されると、ステップＳ126からステップＳ127→ステップＳ129へと進む。ステップＳ127で第１切替車速VSP1でのモード遷移が不可能であると判断され、かつ、ステップＳ129にて車速VSPが第２切替車速VSP2未満と判断されると、ステップＳ130へ進み、ステップＳ130では、第１モータジェネレータMG1に対する要求駆動力を増加することにより車両が加速される。

ステップＳ130でのMG1加速により、ステップＳ127で第１切替車速VSP1でのモード遷移が可能であると判断されるとステップＳ128へ進み、ステップＳ128では、ステップＳ120にて変更された切替車速が、変更前の第１切替車速VSP1に復帰され、図５のステップＳ５へ進む。

一方、ステップＳ130でのMG1加速により、ステップＳ127で第１切替車速VSP1でのモード遷移は不可能であるが、ステップＳ129にて車速VSPが第２切替車速VSP2以上になったと判断されると、ステップＳ129からステップＳ131→ステップＳ132→エンドへと進む。ステップＳ131では、第２モータジェネレータMG2による発電が停止され、次のステップＳ132では、「EV1st ICE1st」の変速段が選択され、「パラレルHEVモード」にモード遷移しての走行が行われる。

なお、MG2発電の途中段階であるステップＳ121やステップＳ124にて車速VSPが第２切替車速VSP2以上になったと判断されると、ステップＳ121やステップＳ124からステップＳ131→ステップＳ132→エンドへと進む。ステップＳ131では、第２モータジェネレータMG2による発電が停止され、次のステップＳ132では、「EV1st ICE1st」の変速段が選択され、「パラレルHEVモード」にモード遷移しての走行が行われる。

［モード遷移制御作用］
本制御の対象となる車両は、「シリーズHEVモード」を選択しての走行、つまり、第２モータジェネレータMG2で発電しながら第１モータジェネレータMG1で走行が可能なハイブッリド車両である。このハイブッリド車両は、発電用の第２モータジェネレータMG2を過剰に使用した場合において、第２モータジェネレータMG2が過剰に温度上昇することにより、オーバーヒート状態に至ることがある。

結果として、MG2発電を継続することができなくなると、強電バッテリ３のバッテリSOCが低下し、第１モータジェネレータMG1でのEV発進、第２モータジェネレータMG2でのエンジン始動や変速時の回転同期制御、などができなくなる。このような事態に陥ることを確実に回避する必要があるため、駆動力要求を予測し、MG2温度状態に基づき、内燃機関ICE、第１モータジェネレータMG1、第２モータジェネレータMG2への配分を最適化する制御を行う。これにより、第２モータジェネレータMG2のオーバーヒート(過昇温)を防止することを狙いとする。以下、図１０に示すような緩勾配登り路で低車速（駆動要求が低い）を維持したままでの走行シーンを一例として、図１１及び図１２に基づき、モード遷移制御作用を説明する。

まず、発進時、バッテリSOC≧Ａで発電要求無しのときは、多段歯車変速機１の第３係合クラッチC3が「Ｎ」から「left」に切り替えられ、「EV1st ICE-」の変速段による「EVモード」でのMG1走行が行われる。この「EVモード」でのMG1走行では、第１モータジェネレータMG1から第３係合クラッチC3を介して駆動輪１９へと流れるMG1トルクの流れが形成される（図１１の左側矢印のみ）。

例えば、「EVモード」でのMG1走行が継続すると、第１モータジェネレータMG2でのバッテリSOCの消費により、強電バッテリ３のバッテリSOCが減少し、バッテリSOC＜Ａ（発電要求有り）に移行する。バッテリSOC＜Ａに移行すると、MG2稼働要求に基づき、内燃機関ICEにより第２モータジェネレータMG2を発電駆動し、第１モータジェネレータMG1を駆動源としてEV１速段により走行する「シリーズHEVモード」でのMG2発電＋MG1走行が行われる。

この「シリーズHEVモード」でのMG2発電＋MG1走行では、図１１に示すように、第１モータジェネレータMG1から第３係合クラッチC3を介して駆動輪１９へと流れるMG1トルクの流れと、内燃機関ICEから第２モータジェネレータMG2へと流れるICEトルクの流れと、が形成される。従って、図１１の破線矢印に示すように、MG2発電電力分を第１モータジェネレータMG2に供給でき、「EVモード」に比べ、強電バッテリ３のバッテリSOCの減少が抑制される。例えば、低車速維持状態での走行シーンであり、「シリーズHEVモード」でのMG2発電＋MG1走行が継続すると、第２モータジェネレータMG2の連続発電許可時間内で第１切替車速VSP1でのモード遷移が不可能になる。

このように、第１切替車速VSP1でのモード遷移が不可能であることが予測されると、MG2過昇温防止制御が開始される。MG2過昇温防止制御では、まず、シフトスケジュールマップ（図７）の「シリーズHEVモード」から「パラレルHEVモード」への切替車速が、第１切替車速VSP1から第２切替車速VSP2（＜VSP1）に変更される。この切替車速の変更により、第２モータジェネレータMG2での発電を停止する「パラレルHEVモード」へモード遷移するタイミングの早期化が図られる。

そして、MG2過昇温防止制御では、車速VSPと推定MG2温度を監視し、低車速域での走行により車速VSPが第２切替車速VSP2未満であると、「シリーズHEVモード」によるMG2発電が段階的に実行される。即ち、推定MG2温度＜Ｔ１と判断されている間は、MG2発電電力が高電力による発電とされる。そして、MG2発電（高電力）により推定MG2温度≧Ｔ１と判断されると、推定MG2温度＜Ｔ２と判断されている間は、MG2発電電力が低電力による発電とされる。これにより、エンジン回転数Neが第２切替車速VSP2未満での「シリーズHEVモード」の間は、第２モータジェネレータMG2の過昇温を防止しつつ、最大限の発電量を確保するMG2発電が行われる。

一方、MG2過昇温防止制御中にエンジン回転数Neが第２切替車速VSP2以上になると、「EV1st ICE1st」の変速段が選択され、「シリーズHEVモード」から「パラレルHEVモード」へのモード遷移が行われる。即ち、車速VSPが上昇することでエンジン回転数Neが第２切替車速VSP2以上になると、第２モータジェネレータMG2による発電が停止され、「EV1st ICE1st」の変速段が選択され、「パラレルHEVモード」にモード遷移して走行が行われる。ここで、VSP≧VSP2になる車速VSPの上昇には、ドライバの加速操作や下り勾配路への移行などによる場合（Ｓ121,Ｓ124）だけでなく、推定MG2温度≧Ｔ２になったときのMG1加速（Ｓ130）によるシステム操作での強制的な車速上昇が含まれる。

この「EV1st ICE1st」の変速段による「パラレルHEVモード」による走行では、図１２に示すように、第２モータジェネレータMG2は停止した状態である。そして、第１モータジェネレータMG1から第３係合クラッチC3を介して駆動輪１９へと流れるMG1トルクの流れと、内燃機関ICEから第１クラッチC1及び第３クラッチC3を介して駆動輪１９へと流れるICEトルクの流れと、が形成される。従って、第２モータジェネレータMG2の発電による温度上昇は無く、第１モータジェネレータMG1の駆動力と内燃機関ICEの駆動力を合わせた駆動力により走行するハイブリッド走行になる。

このように、MG2過昇温防止制御では、「パラレルHEVモード」へモード遷移する切替車速が第１切替車速VSP1から第２切替車速VSP2（＜VSP1）に変更される。そして、車速VSPが第２切替車速VSP2に到達するまでの間は、MG2温度上昇を抑えながらの効果的なMG2発電を行う。さらに、車速VSPが第２切替車速VSP2に到達すると、第２モータジェネレータMG2による発電を停止し、「シリーズHEVモード」から「パラレルHEVモード」へモード遷移する制御が行われる。

［モード遷移制御の特徴作用］
実施例１では、「シリーズHEVモード」での走行中、第２モータジェネレータMG2を含む第２発電システム温度の上昇が予測されると、切替車速を、温度上昇判断前の第１切替車速VSP1よりも低速側の第２切替車速VSP2に変更する構成とした。
即ち、「シリーズHEVモード」での走行中、第２発電システム温度の上昇が予測されると、車速VSPが第１切替車速VSP1に達する前の第２切替車速VSP2になるタイミングで第２モータジェネレータMG2での発電を停止し、「パラレルHEVモード」へモード遷移する制御が行われる。このため、第２モータジェネレータMG2での発電停止タイミングが早期化される。
この結果、「シリーズHEVモード」での走行中、第２モータジェネレータMG2を含む第２発電システムが過昇温（オーバーヒート）になるのが防止される。

実施例１では、切替車速を第１切替車速VSP1から第２切替車速VSP2に変更する際、路面勾配が緩やかであるほどより低車速の値にする構成とした。
即ち、路面勾配が緩やかであるほど自立運転可能なエンジン回転数が低回転数であり、路面勾配が急勾配になるほど自立運転可能なエンジン回転数が高回転数側に移行する。この特性に合わせてため、切替車速の値を設定する。
従って、路面勾配が緩やかなときほど「パラレルHEVモード」の走行領域が拡大し、第２モータジェネレータMG2を含む第２発電システムが過昇温（オーバーヒート）になるのを回避できる走行領域が拡大する。

実施例１では、「要求駆動力（Driving Force）」と「車速（VSP）」を座標軸とするシフトスケジュールマップ（図７）を有する。そして、「シリーズHEVモード」での走行中、第２モータジェネレータMG2の温度上昇が判断されると、要求駆動力を増加（MG1加速）する構成とした。
即ち、低車速走行が長く継続し、「パラレルHEVモード」へのモード遷移が遅れると、第２発電システムが過昇温（オーバーヒート）になる可能性が高くなる。
これに対し、ドライバ操作や走行環境の変化ではなく、システム操作により要求駆動力を増加してMG1加速することで、「パラレルHEVモード」へのモード遷移が促される。
従って、低車速走行が長く継続するとき、システム操作により「パラレルHEVモード」へのモード遷移を促すことで、確実に第２発電システムが過昇温（オーバーヒート）になるのが回避される。

実施例１では、要求駆動力を増加してMG1加速する際、路面勾配が緩やかであるほど増加量を小さくする構成とした。
即ち、ドライバ操作や走行環境の変化ではなく、システム操作により要求駆動力を増加してMG1加速する場合、ドライバが意図しない車両の加速挙動になるため、ドライバに違和感を与える。
これに対し、要求駆動力を増加する際、路面勾配が緩やかであるほど増加量、つまり、MG1加速量を小さくすることで、ドライバに与える違和感が低減される。

実施例１では、推定MG2温度が第１温度閾値Ｔ１未満の間は、通常出力にて第２モータジェネレータMG2によるシリーズ発電を実施する。推定MG2温度が第１温度閾値Ｔ１以上で第２温度閾値Ｔ２未満の間は、通常出力より低下させた出力にて第２モータジェネレータMG2）によるシリーズ発電を実施する。そして、推定MG2温度が第２温度閾値Ｔ２以上になると、第２モータジェネレータMG2によるシリーズ発電を停止する構成とした。
即ち、温度閾値を段階的に設けることにより、第２モータジェネレータMG2の温度上昇が抑えられ、多くの時間において「シリーズHEVモード」での走行が可能なる。
従って、低車速での走行が継続するとき、第２発電システムが過昇温になるのを防止しつつ、MG2発電量の確保により燃費性能の向上に寄与する。

次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車両のモード遷移制御装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。

(1) 駆動輪１９に機械的に結合可能な第１電動機（第１モータジェネレータMG1）と、内燃機関ICEに機械的に結合される第２電動機（第２モータジェネレータMG2）と、第１電動機と第２電動機に電気的に結合されるバッテリ（強電バッテリ３）と、を備え、
バッテリ（強電バッテリ３）の充電容量（バッテリSOC）が所定値（発電要求閾値Ａ）以下のとき、第２電動機（第２モータジェネレータMG2）で発電した電力とバッテリ電力が供給される第１電動機（第１モータジェネレータMG1）を駆動源とする「シリーズHEVモード」で走行するハイブリッド車両において、
「シリーズHEVモード」での走行中、車速VSPが切替車速になると、第２電動機（第２モータジェネレータMG2）での発電を停止し、第１電動機（第１モータジェネレータMG1）と内燃機関ICEを駆動源とする「パラレルHEVモード」へモード遷移する制御を行うモード遷移コントローラ（変速機コントロールユニット２３）を設け、
モード遷移コントローラ（変速機コントロールユニット２３）は、「シリーズHEVモード」での走行中、第２電動機（第２モータジェネレータMG2）を含む第２発電システム温度の上昇が予測されると、切替車速を、温度上昇判断前の第１切替車速VSP1よりも低速側の第２切替車速VSP2に変更する（図６のＳ120）。
このため、「シリーズHEVモード」での走行中、第２電動機（第２モータジェネレータMG2）を含む第２発電システムが過昇温になるのを防止することができる。

(2) モード遷移コントローラ（変速機コントロールユニット２３）は、切替車速を第１切替車速VSP1から第２切替車速VSP2に変更する際、路面勾配が緩やかであるほどより低車速の値にする（図８）。
このため、(1)の効果に加え、路面勾配が緩やかなときほど、第２モータジェネレータMG2を含む第２発電システムが過昇温になるのを回避する走行領域を拡大することができる。

(3) モード遷移コントローラ（変速機コントロールユニット２３）は、要求駆動力（Driving Force）と車速（VSP）を座標軸とするモード遷移マップ（図７のシフトスケジュールマップ）を有し、「シリーズHEVモード」での走行中、第２電動機（第２モータジェネレータMG2）の温度上昇が判断されると、要求駆動力を増加する（図６のＳ130）。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、低車速走行が長く継続するとき、システム操作により「パラレルHEVモード」へのモード遷移を促すことで、確実に第２発電システムが過昇温になるのを回避することができる。

(4) モード遷移コントローラ（変速機コントロールユニット２３）は、要求駆動力（Driving Force）を増加する際（図６のＳ130）、路面勾配が緩やかであるほど増加量を小さくする（図９）。
このため、(3)の効果に加え、要求駆動力を増加する際、路面勾配が緩やかであるほど増加量（MG1加速量）を小さくすることで、ドライバに与える違和感を低減することができる。

(5) モード遷移コントローラ（変速機コントロールユニット２３）は、第２発電システム温度（推定MG2温度）を判断する温度閾値として、第１温度閾値Ｔ１と、第１温度閾値Ｔ１よりも高温側の第２温度閾値Ｔ２を設定し、
第２発電システム温度（推定MG2温度）が第１温度閾値Ｔ１未満の間は、通常出力にて第２電動機（第２モータジェネレータMG2）によるシリーズ発電を実施し、第２発電システム温度（推定MG2温度）が第１温度閾値Ｔ１以上で第２温度閾値Ｔ２未満の間は、通常出力より低下させた出力にて第２電動機（第２モータジェネレータMG2）によるシリーズ発電を実施し、第２発電システム温度（推定MG2温度）が第２温度閾値Ｔ２以上になると、第２電動機（第２モータジェネレータMG2）によるシリーズ発電を停止する（図６のＳ121〜Ｓ131）。
このため、(1)〜(4)の効果に加え、低車速での走行が継続するとき、第２発電システムが過昇温になるのを防止しつつ、MG2発電量の確保により燃費性能の向上に寄与することができる。

以上、本発明のハイブリッド車両のモード遷移制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加などは許容される。

実施例１では、図５のステップＳ１１において、車速VSPの変化を監視し、第１切替車速VSP1での「パラレルHEVモード」へのモード遷移が可能であるか否かを予測判断する例を示した。しかし、図５のステップＳ１１においては、「車速VSP」に代えて「エンジン回転数Ne」を用い、エンジン回転数Neの変化を監視し、エンジン回転数Ne1が、第１切替車速VSP1に相当するエンジン回転数閾値（例えば、1000rpm）での「パラレルHEVモード」へのモード遷移が可能であるか否かを予測判断する例にしても良い。

実施例１では、モード遷移コントローラとして、「シリーズHEVモード」での走行中、第２電動機を含む第２発電システム温度の上昇を、連続発電許可時間を用い、第１切替車速VSP1でのモード遷移が可能であるか否かにより予測する例を示した。しかし、モード遷移コントローラとしては、「シリーズHEVモード」での走行中、検出又は推定した第２電動機温度の時間軸による変化状態を監視し、第２電動機を含む第２発電システム温度の上昇を予測するような例としても良い。

実施例１では、第２発電システム温度の情報として、演算により求めた推定MG2温度を用いる例を示した。しかし、第２発電システム温度の情報としては、センサにより検出したMG2温度や第２インバータ温度やジャンクションボックス温度や強電バッテリ温度などのように、第２発電システムの検出温度を用いる例としても良い。

実施例１では、本発明のモード遷移制御装置を、駆動系構成要素として、１つのエンジンと、２つのモータジェネレータと、３つの係合クラッチを有する多段歯車変速機と、を備えたハイブリッド車両に適用する例を示した。しかし、本発明のモード遷移制御装置は、変速機の有無を問わず、「シリーズHEVモード」と「パラレルHEVモード」を選択可能なハイブリッド車両に対しても適用することができる。

Claims (5)

1. 解放位置からの噛み合いストロークにより締結される第１係合クラッチを介して駆動輪に機械的に結合可能な内燃機関と、
   解放位置からの噛み合いストロークにより締結される第３係合クラッチを介して駆動輪に機械的に結合可能な第１電動機と、
   前記内燃機関に機械的に結合される第２電動機と、
   前記第１電動機と前記第２電動機に電気的に結合されるバッテリと、を備え、
   発進領域においては、発進要素として滑り要素を持たないことで、前記バッテリの充電容量が所定値以下の発進時、前記第３係合クラッチを解放状態から締結状態にし、前記第２電動機で発電した電力とバッテリ電力が供給される前記第１電動機を駆動源とするシリーズＨＥＶモードで発進するハイブリッド車両において、
   前記シリーズＨＥＶモードでの発進後、車速が切替車速になると、前記第１係合クラッチを解放状態から締結状態にし、前記第２電動機での発電を停止し、前記第１電動機と前記内燃機関を駆動源とするパラレルＨＥＶモードへモード遷移する制御を行うモード遷移コントローラを設け、
   前記モード遷移コントローラは、前記シリーズＨＥＶモードでの発進後、前記第２電動機を含む第２発電システム温度の上昇が予測されると、前記切替車速を、温度上昇判断前の第１切替車速よりも低速側の第２切替車速に変更し、
   前記第２切替車速を、前記内燃機関が自立運転可能な内燃機関回転数に対応する車速値に設定する
   ことを特徴とするハイブリッド車両のモード遷移制御装置。
2. 請求項１に記載されたハイブリッド車両のモード遷移制御装置において、
   前記モード遷移コントローラは、前記切替車速を第１切替車速から第２切替車速に変更する際、路面勾配が緩やかであるほどより低車速の値にする
   ことを特徴とするハイブリッド車両のモード遷移制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載されたハイブリッド車両のモード遷移制御装置において、
   前記モード遷移コントローラは、要求駆動力と車速を座標軸とするモード遷移マップを有し、前記シリーズＨＥＶモードでの走行中、前記第２電動機の温度上昇が判断されると、前記要求駆動力を増加する
   ことを特徴とするハイブリッド車両のモード遷移制御装置。
4. 請求項３に記載されたハイブリッド車両のモード遷移制御装置において、
   前記モード遷移コントローラは、前記要求駆動力を増加する際、路面勾配が緩やかであるほど増加量を小さくする
   ことを特徴とするハイブリッド車両のモード遷移制御装置。
5. 請求項１から請求項４までの何れか一項に記載されたハイブリッド車両のモード遷移制御装置において、
   前記モード遷移コントローラは、前記第２発電システム温度を判断する温度閾値として、第１温度閾値と、前記第１温度閾値よりも高温側の第２温度閾値を設定し、
   前記第２発電システム温度が前記第１温度閾値未満の間は、通常出力にて前記第２電動機によるシリーズ発電を実施し、前記第２発電システム温度が前記第１温度閾値以上で前記第２温度閾値未満の間は、通常出力より低下させた出力にて前記第２電動機によるシリーズ発電を実施し、前記第２発電システム温度が前記第２温度閾値以上になると、前記第２電動機によるシリーズ発電を停止する
   ことを特徴とするハイブリッド車両のモード遷移制御装置。

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