JP6421699B2 - ハイブリッド車両の回生／変速協調制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動機による回生減速中にEVダウン変速をする際、クラッチ解放中に抜ける回生制動トルクを補填するハイブリッド車両の回生/変速協調制御装置に関する。

従来、回生制動トルクが駆動軸に付与されている時は変速制御手段による変速手段の変速比の変更を禁止し、回生制動トルクの駆動軸への付与が終了するか又は終了する間際の過程にあるときに変速比の変更を許可するハイブリッド車両の回生/変速協調制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−７９３７９号公報

しかしながら、従来装置にあっては、回生制動トルクが駆動軸に付与されている時は変速比の変更を禁止する構成になっていた。このため、回生制動中に運転者によってアクセルが踏み込まれ、ダウン変速が必要となった時、ダウン変速の遅れによる再加速のもたつきを生じる。一方、回生制動トルクが駆動軸に付与されている時に変速を許可すると、制動トルク切れとなるダウン変速が介入することでトルク抜けが生じる、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、回生減速中にEVダウン変速を実施する際、回生制動トルクの補填確保とドライバに与える違和感低減との両立を図るハイブリッド車両の回生/変速協調制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド車両は、動力源として第１電動機と第２電動機と内燃機関を備え、動力源から駆動輪までの駆動系に複数の変速段を実現する変速機が搭載される。
変速機は、電動機変速段である複数のEV変速段と内燃機関変速段である複数のICE変速段を有する変速機構と、変速要素として、解放位置からのストロークにより噛み合い締結する係合クラッチと、を備える。
このハイブリッド車両において、第１電動機による回生減速中にEV変速段のダウン変速を実施するとき、第２電動機と前記内燃機関の少なくとも一方の制動トルクによりクラッチ解放中に抜ける回生制動トルクを補填する回生/変速協調コントローラを設ける。
回生/変速協調コントローラは、回生減速中にEVダウン変速要求があると、複数のICE変速段のうち、回生制動トルクの補填による内燃機関回転数が所定回転数以下になるICE変速段を選択し、EVダウン変速を実施する。

よって、回生減速中にEVダウン変速要求があると、複数のICE変速段のうち、回生制動トルクの補填による内燃機関回転数が所定回転数以下になるICE変速段が選択され、EVダウン変速が実施される。
即ち、第２電動機と内燃機関の少なくとも一方の制動トルクによって回生制動トルクを補填するとき、ダウン変速中において内燃機関回転数を上昇することによりなされる。一方、回生減速シーンは、ドライバが騒音や振動に対して敏感なアクセル足離し操作状態である。
これに対し、回生制動トルクを補填するICE変速段が選択されることで、制動トルク切れを抑える回生制動トルクの補填が確保される。そして、内燃機関回転数を所定回転数以下に抑えることで、内燃機関回転数の上昇による音振影響がドライバの許容範囲内になり、ドライバに与える違和感が低減される。
この結果、回生減速中にEVダウン変速を実施する際、回生制動トルクの補填確保とドライバに与える違和感低減との両立を図ることができる。

実施例１の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パターン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パターンを示す変速段図である。 実施例１のハイブリッドコントロールモジュールで実行される回生/変速協調制御処理の流れを示すフローチャートである。 走行中に選択される変速段の切り替え領域を示すシフトスケジュールマップ図である。 各ICE変速段に対する車速VSPとエンジン回転数を示すマップ図である。 ドライブ側駆動力が不足する車速を説明する図であり、「EV1st」と「EV2nd」の変速段を選択する選択領域が割り当てられたマップの一例である。 実施例１のハイブリッドコントロールモジュールで実行される回生/変速協調制御を実行するときであって、EVダウン変速を実施するときの変速段と係合クラッチC1,C2,C3の各特性を示すタイムチャートである。 実施例１のハイブリッドコントロールモジュールで実行される回生/変速協調制御を実行するときであって、EVダウン変速を実施するときの前後加速度・各回転数・各トルクの各特性を示すタイムチャートである。

以下、本発明のハイブリッド車両の回生/変速協調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の回生/変速協調制御装置は、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回生/変速協調制御装置の構成を、「全体システム構成」、「変速制御系構成」、「変速段構成」、「回生/変速協調制御処理構成」に分けて説明する。

［全体システム構成］
図１は、実施例１の回生/変速協調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。

前記第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、目標トルク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、C2,C3シフト動作用の第１電動アクチュエータ３１と、C2,C3セレクト動作用の第２電動アクチュエータ３２と、C3シフト動作用の第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シフト機構として、C1/C2セレクト動作機構４０と、C1シフト動作機構４１と、C2シフト動作機構４２と、C3シフト動作機構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C1/C2セレクト動作機構４０は、第１電動アクチュエータ３１とC1シフト動作機構４１の連結を選択する第１位置と、第１電動アクチュエータ３１とC2シフト動作機構４２の連結を選択する第２位置と、を選択する機構である。第１位置の選択時には、シフトロッド６２と第１係合クラッチC1のシフトロッド６４を連結すると共に、第２係合クラッチC2のシフトロッド６５をニュートラル位置にロックする。第２位置の選択時には、シフトロッド６２と第２係合クラッチC2のシフトロッド６５を連結すると共に、第１係合クラッチC1のシフトロッド６４をニュートラル位置にロックする。つまり、第１位置と第２位置のうち、一方の係合クラッチをシフト動作する位置を選択すると、他方の係合クラッチはニュートラル位置でロック固定する機構としている。

前記C1シフト動作機構４１とC2シフト動作機構４２とC3シフト動作機構４３は、電動アクチュエータ３１，３３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。各シフト動作機構４１，４２，４３は何れも同じ構成であり、回動リンク６１，６３と、シフトロッド６２，６４，６５，６６と、シフトフォーク６７，６８，６９と、を備える。回動リンク６１，６３は、一端が電動アクチュエータ３１，３３のアクチュエータ軸に設けられ、他端がシフトロッド６４（又はシフトロッド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、ブレーキスイッチ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（EV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。よって、図３に示す変速段の考え方に基づき、変速段を切り替える変速要求を出すための変速マップを作成する。

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４に示す通りである。なお、図４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４の右下がりハッチング）」と「低SOC等で使う変速段（図４の破線枠）」を除いた変速段を、「通常時使用変速段（図４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。

［回生/変速協調制御処理構成］
図５は、実施例１のハイブリッドコントロールモジュール２１（回生/変速協調コントローラ）で実行される回生/変速協調制御処理の流れを示す。以下、回生/変速協調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、第１係合クラッチC1及び第２係合クラッチC2が共に「Ｎ」で、第３係合クラッチC3が「Right」のときの「EV2nd ICE-」の変速段を、以下「EV2nd」という。また、第１係合クラッチC1及び第２係合クラッチC2が共に「Ｎ」で、第３係合クラッチC3が「Left」のときの「EV1st ICE-」の変速段を、以下「EV1st」という。さらに、第１係合クラッチC1が「Right」で、第２係合クラッチC2及び第３係合クラッチC3が共に「Ｎ」のときの「EV- ICE3rd」の変速段を、以下「ICE3rd」という。また、第１係合クラッチC1及び第３係合クラッチC3が共に「Ｎ」で、第２係合クラッチC2が「Right」のときの「EV- ICE4th」の変速段を、以下「ICE4th」という。

この図５のフローチャートの処理は、第１モータジェネレータMG1で回生減速中であると共に、図６に示すシフトスケジュールマップにおいて、「EV2nd」から「EV1st」へのEVダウン変速（EV変速段のダウン変速、矢印Ａ）要求があるときに、開始される。また、第１モータジェネレータMG1で回生減速中であるか否かは、アクセル足離しまたはブレーキペダルの踏込により判断される。すなわち、アクセル足離しか否かは、アクセル開度センサ７２からの情報により判断される。また、ブレーキペダルが踏み込まれているか否かについては、ブレーキスイッチ７８等からの情報により判断される。ブレーキスイッチ７８の場合には、ONかOFFかにより判断する。
ここで、高SOC時変速制御で用いられる「シフトスケジュールマップ」は、図６に示すように、車速VSPと要求制駆動力（Driving force）を座標軸とし、座標面に通常時使用変速段グループを構成する複数の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「EV1st」の選択領域が割り当てられる。そして、中〜高車速域に「EV2nd」、「EV1st ICE2nd」、「EV1st ICE3rd」、「EV2nd ICE2nd」、「EV2nd ICE3rd」、「EV2nd ICE4th」の選択領域が割り当てられる。アクセル足離し等の回生制動領域として、低車速域に「EV1st」の選択領域が割り当てられ、中〜高車速域に「EV2nd」の選択領域が割り当てられる。

ステップＳ１では、第１モータジェネレータMG1で回生減速中であると共にEVダウン変速要求があるとの判断（START）、或いは、ステップＳ６での「現在の車速＞ドライブ側駆動力が不足する車速」であるとの判断に続き、回生制動トルク補填に必要な制動トルクを算出する。
ここで、「回生制動トルク補填に必要な制動トルク」とは、EVダウン変速開始前のモータ回生制動トルクにEVギヤ比を乗じて得られる出力軸の制動トルクのことである。また、第１モータジェネレータMG1の回生制動トルクを100%とした場合、「回生制動トルク補填に必要な制動トルク」については、例えば第１モータジェネレータMG1の回生制動トルクに対して60%〜80%の変動が許容される範囲とする。

ステップＳ２では、ステップＳ１での回生制動トルク補填に必要な制動トルクの算出に続き、各ICE変速段（ICE変速段:1-4速）における補填可能な制動トルクを算出する。
ここで、「各ICE変速段における補填可能な制動トルク」とは、ICE変速段におけるエンジン回転数（内燃機関回転数／ICE回転数）を算出し、そのエンジン回転数におけるフリクショントルク（制動トルク）と第２モータジェネレータMG2のモータ回転数における制動トルクを加算した合計トルクに各ICE変速段のギヤ比を乗じて得られる出力軸の制動トルクのことである。
また、「各ICE変速段におけるエンジン回転数」は、例えば、図７に示すICE変速段に対するエンジン回転数マップを用いて算出する。このマップは、図７に示すように、車速VSPとエンジン回転数（Rotation Speed）を座標軸とし、各ICE変速段に対する車速VSPとエンジン回転数を示しているマップである。

ステップＳ３では、ステップＳ２での各ICE変速段における補填可能な制動トルクの算出に続き、各ICE変速段における補填時のエンジン回転数を算出する。エンジン回転数の算出は、図７を用いて算出する。

ステップＳ４では、ステップＳ３での各ICE変速段における補填時のエンジン回転数の算出に続き、ステップＳ３の算出結果より、補填時のエンジン回転数が所定回転数以下（補填時のエンジン回転数≦所定回転数）となるICE変速段が有るか否かを判断する。加えて、「補填時のエンジン回転数≦所定回転数」となるICE変速段の中に、ステップＳ１及びステップＳ２の算出結果より、回生制動トルク補填に必要な制動トルクを補填可能なICE変速段が有るか否かを判断する。なお、これら２つの判断を補填条件と呼ぶ。YES（補填条件を満たすICE変速段有り）の場合はステップＳ５へ進み、NO（補填条件を満たすICE変速段無し）の場合はステップＳ６へ進む。
ここで、「所定回転数」は、ドライバが音振を許容できる範囲内で設定される。このように設定する理由は、回生減速中において、ドライバが音振（騒音や振動）に対して敏感なアクセル足離し操作状態だからである。なお、その所定回転数は、例えば、一定値で2000rpmと設定される。

ステップＳ５では、ステップＳ４での「補填条件を満たすICE変速段有り」との判断に続き、その「ICE変速段有り」に該当したICE変速段のうち最ハイ変速比の変速段を選択して、ステップＳ８へ進む。
ここで、「最ハイ変速比の変速段を選択する」とは、ステップＳ４において「ICE変速段有り」に該当したICE変速段が、複数（例えば、「ICE3rd」と「ICE4th」）ある場合、ステップＳ５では「ICE4th」が選択される、ということである。また、ICE変速段が単数（例えば、「ICE3rd」）の場合、ステップＳ５では「ICE3rd」が選択される、ということである。

ステップＳ６では、ステップＳ４での「補填条件を満たすICE変速段無し」との判断に続き、現在の車速が「ドライブ側駆動力が不足する車速」より大きいか否かを判断する。YES（現在の車速＞ドライブ側駆動力が不足する車速）の場合はステップＳ１へ戻り、NO（現在の車速≦ドライブ側駆動力が不足する車速）の場合はステップＳ７へ進む。
ここで、「ドライブ側駆動力が不足する車速」は、言い換えると、EV状態で回生減速中に、ドライバにアクセルペダルを踏み込まれた場合に必要駆動力が確保できる車速のことである。すなわち、図８において、「現在の車速＞ドライブ側駆動力が不足する車速」（車速域Ｂ１）の場合は、EV状態で回生減速中にEVダウン変速を実施すると、ドライバにアクセルペダルを踏み込まれた場合に必要駆動力が確保できない車速である。次に、「現在の車速≦ドライブ側駆動力が不足する車速」（車速域Ｂ２）の場合は、EV状態で回生減速中にEVダウン変速を実施すると、ドライバにアクセルペダルを踏み込まれた場合に必要駆動力が確保できる車速である。
また、その「ドライブ側駆動力が不足する車速」は、図８に示すように、EV変速段ダウン変速前の「EV2nd」において、最大モータトルクが一定の特性と、最大モータトルクが低下する特性との境界となる車速とする。すなわち、車速域Ｂ１に、EV変速段ダウン変速線（「EV2nd」→「EV1st」）やEV変速段アップ変速線（「EV1st」→「EV2nd」）があっても、EVダウン変速を実施しない。なお、図８は、車速VSPと要求制駆動力（Driving force）を座標軸とし、座標面にEV変速段を構成する「EV1st」と「EV2nd」の変速段を選択する選択領域（モータトルク特性）が割り当てられたマップの一例である。また、発進から中車速域に「EV1st」の選択領域が割り当てられ、中〜高車速域に「EV2nd」の選択領域が割り当てられている。

ステップＳ７では、ステップＳ６での「現在の車速≦ドライブ側駆動力が不足する車速」であるとの判断に続き、必要な制動トルクを補填可能なICE変速段のうち最ハイ変速比の変速段を選択して、ステップＳ８へ進む。すなわち、ステップＳ１及びステップＳ２の算出結果より、回生制動トルク補填に必要な制動トルクを補填可能なICE変速段が有るか否かを判断する。そして、必要な制動トルクを補填可能なICE変速段に該当したICE変速段のうち、最ハイ変速比の変速段を選択する。なお、ステップＳ７では、ステップＳ４と異なり、補填時のエンジン回転数が所定回転数以下か否かは判断しない。
ここで、「最ハイ変速比の変速段を選択する」とは、ステップＳ５において上述したとおりである。

ステップＳ８では、ステップＳ５における最ハイ変速比の変速段の選択、或いは、ステップＳ７における最ハイ変速比の変速段の選択に続き、「EV2nd」から「EV1st」へEVダウン変速を実施して、エンドへ進む。すなわち、「EV2nd」から「EV1st」へEVダウン変速を実施するとき、「EV2nd」からステップＳ５またはステップＳ７における最ハイ変速比の変速段を介してEVダウン変速を実施する。

次に、作用を説明する。
実施例１のハイブリッド車両の回生/変速協調制御装置における作用を、「回生/変速協調制御処理作用」、「回生/変速協調制御作用」、「回生/変速協調制御の特徴作用」に分けて説明する。

［回生/変速協調制御処理作用］
以下、図５に示すフローチャートに基づき、シーンでの回生/変速協調制御処理作用を、「補填条件を満たすICE変速段が有るときの回生/変速協調制御処理作用」と、「補填条件を満たすICE変速段が無いときの回生/変速協調制御処理作用」と、に分けて説明する。

（補填条件を満たすICE変速段が有るときの回生/変速協調制御処理作用）
図５のフローチャートに基づき、補填条件を満たすICE変速段が有るときの回生/変速協調制御処理作用を説明する。

まず、第１モータジェネレータMG1で回生減速中であると共に、「EV2nd」から「EV1st」へEVダウン変速要求があると、図５のフローチャートにおいて、START→ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４へと進む。ステップＳ１では回生制動トルク補填に必要な制動トルクが算出され、ステップＳ２では各ICE変速段（ICE変速段:1-4速）における補填可能な制動トルクが算出され、ステップＳ３では各ICE変速段における補填時のエンジン回転数が算出される。また、ステップＳ４では、複数のICE変速段の中に、補填条件を満たすICE変速段が有るか否かが判断される。

次に、ステップＳ４において「補填条件を満たすICE変速段有り」と判断されると、ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ８→ENDへと進む。ステップＳ５では、ステップＳ４での「補填条件を満たすICE変速段有り」と判断されたICE変速段のうち、最ハイ変速比の変速段（例えば、「ICE3rd」）が選択される。そして、ステップＳ８では、「ICE3rd」が選択され、「EV2nd」から「EV1st」へのEVダウン変速が実施される。

（補填条件を満たすICE変速段が無いときの回生/変速協調制御処理作用）
図５のフローチャートに基づき、補填条件を満たすICE変速段が無いときの回生/変速協調制御処理作用を説明する。

まず、第１モータジェネレータMG1で回生減速中であると共に、「EV2nd」から「EV1st」へEVダウン変速要求があると、図５のフローチャートにおいて、START→ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４へと進む。ここで、ステップＳ１からステップＳ４へ進む流れは、上記の「補填条件を満たすICE変速段が有るとき」と同様であるから説明を省略する。次に、ステップＳ４では、複数のICE変速段の中に、補填条件を満たすICE変速段が有るか否かが判断される。

また、ステップＳ４において「補填条件を満たすICE変速段無し」と判断されると、ステップＳ４からステップＳ６へと進む。ステップＳ６では、現在の車速がドライブ側でのEV駆動力が不足する車速より大きいか否かが判断される。

次に、ステップＳ６において「現在の車速＞ドライブ側駆動力が不足する車速」と判断されると、ステップＳ６からステップＳ１へと戻る。このとき、EVダウン変速を実施せず、次の制御処理周期にEVダウン変速の実施が再判断される。そして、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４へと進む。このステップＳ４において「補填条件を満たすICE変速段有り」と判断されると、上述したとおりステップＳ５→ステップＳ８→ENDへと進む。しかし、ステップＳ４において「補填条件を満たすICE変速段無し」と判断されると、再びステップＳ４からステップＳ６へと進む。すなわち、ステップＳ４において「補填条件を満たすICE変速段無し」と判断されると共に、ステップＳ６において「現在の車速＞ドライブ側駆動力が不足する車速」と判断される限り、ステップＳ６→ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ６を繰り返すこととなる。言い換えると、「EV2nd」から「EV1st」へのEVダウン変速の実施を遅らせることとなる。

一方、ステップＳ６において「現在の車速≦ドライブ側駆動力が不足する車速」と判断されると、ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ８→ENDへと進む。ステップＳ７では、必要な制動トルクを補填可能なICE変速段のうち、最ハイ変速比の変速段（例えば、「ICE3rd」）が選択される。そして、ステップＳ８では、「ICE3rd」が選択され、「EV2nd」から「EV1st」へのEVダウン変速が実施される。

［回生/変速協調制御作用］
次に、図９〜図１０に基づき、回生/変速協調制御作用を説明する。

まず、図９のタイムチャートに基づき、図５のステップＳ８において実施されるEVダウン変速について説明する。図９では、最ハイ変速比の変速段として「ICE3rd」が選択され、「EV2nd」から「EV1st」へのEVダウン変速が実施されることとする。また、図９には、各変速段のトルクフローと各係合クラッチC1,C2,C3の各特性を示す。

最初に、EVダウン変速前の「EV2nd」の変速段では、第１係合クラッチC1が「Ｎ」位置であり、第２係合クラッチC2が「Ｎ」位置であり、第３係合クラッチC3が「Right」位置である。従って、駆動輪１９から第１モータジェネレータMG1への回生制動トルク（第１モータジェネレータMG1の回生制動トルク）は、駆動輪１９→ドライブ軸１８→デファレンシャル歯車１７→第１６歯車116→第７歯車107→第３軸１３→第９歯車109→第４歯車104→第２軸１２→第１モータジェネレータMG1へと流れる。

次に、EVダウン変速が開始されると、第１係合クラッチC1が「Ｎ」位置から「Right」位置へ切り替えられ、第４軸１４と第１２歯車112が駆動連結される。続いて、第３係合クラッチC3が「Right」位置から「Ｎ」位置へ切り替えられ、第３軸１３と第９歯車109が解放される。これにより、変速段「EV2nd」から「ICE3rd」へ切り替えられる。

この「ICE3rd」の変速段のときの多段歯車変速機１における駆動輪１９から第２モータジェネレータMG2への制動トルク（第２モータジェネレータMG2の制動トルク）の流れと、駆動輪１９に対するエンジン回転数におけるフリクショントルク（内燃機関ICEの制動トルク）の流れを、図９に基づきそれぞれ説明する。
「ICE3rd」の変速段では、第１係合クラッチC1が「Right」位置であり、第２係合クラッチC2が「Ｎ」位置であり、第３係合クラッチC3が「Ｎ」位置である。従って、駆動輪１９から第２モータジェネレータMG2への制動トルクは、駆動輪１９→ドライブ軸１８→デファレンシャル歯車１７→第１６歯車116→第７歯車107→第３軸１３→第６歯車106→第２歯車102→第１２歯車112→第４軸１４→第１１歯車111→第１４歯車114→第１５歯車115→第６軸１６→第２モータジェネレータMG2へと流れる。
また、駆動輪１９に対するエンジン回転数におけるフリクショントルクは、駆動輪１９→ドライブ軸１８→デファレンシャル歯車１７→第１６歯車116→第７歯車107→第３軸１３→第６歯車106→第２歯車102→第１２歯車112→第４軸１４→第１１歯車111→第１歯車101→第１軸１１→内燃機関ICEへと流れる。

次に、変速段「ICE3rd」からのEVダウン変速の続きは、第３係合クラッチC3が「Ｎ」位置から「Left」位置へ切り替えられ、第３軸１３と第１０歯車110が駆動連結される。続いて、第１係合クラッチC1が「Right」位置から「Ｎ」位置へ切り替えられ、第４軸１４と第１２歯車112が解放される。これにより、変速段「ICE3rd」から「EV1st」へ切り替えられる。

EVダウン変速後の「EV1st」の変速段では、第１係合クラッチC1が「Ｎ」位置であり、第２係合クラッチC2が「Ｎ」位置であり、第３係合クラッチC3が「Left」位置である。従って、駆動輪１９から第１モータジェネレータMG1への回生制動トルクは、駆動輪１９→ドライブ軸１８→デファレンシャル歯車１７→第１６歯車116→第７歯車107→第３軸１３→第１０歯車110→第５歯車105→第２軸１２→第１モータジェネレータMG1へと流れる。

以上のように、最ハイ変速比の変速段として「ICE3rd」が選択されたとき、「EV2nd」から「EV1st」へのEVダウン変速が実施される。このため、EVダウン変速中にトルク抜けが生じるが、「ICE3rd」によって、第２モータジェネレータMG2と内燃機関ICEの両方の制動トルクによりクラッチ（第３係合クラッチC3）解放中に抜ける回生制動トルクが補填される。なお、EVダウン変速中、第２係合クラッチC2は「Ｎ」位置である。

続いて、図１０のタイムチャートでは、図９の詳細であって、EVダウン変速が実施されときの前後加速度・各回転数・各トルクの各特性について説明する。なお、図１０のフローチャートは、時刻t1より前から変速段「EV2nd」により回生減速中であり、駆動輪１９から第１モータジェネレータMG1への回生制動トルクが出力されている。すなわち、第１モータジェネレータMG1で回生減速中である。また、この回生減速中に、時刻t1よりも僅か前にEVダウン変速要求があり、時刻t1のときにEVダウン変速が開始されるものとする。

時刻t1のときは、変速段「EV2nd」から「ICE3rd」への切り替えが開始される時刻である。すなわち、第１係合クラッチC1を締結（「Ｎ」→「Right」）するクラッチ架け替えのために、第２モータジェネレータMG2の第２モータ回転数制御が開始される。

時刻t1から時刻t2までの間は、第１係合クラッチC1を回転同期状態にするために、第２モータ回転数制御が実施されている時刻である。また、第２モータ回転数制御により、エンジン回転数が上昇される。このエンジン回転数が、図１０のトルクの特性に示すように、駆動輪１９に対するエンジン回転数におけるフリクショントルクとなる。なお、第２モータ回転数制御により、第２モータジェネレータMG2のモータトルクが上昇されている。

時刻t2のときは、第１係合クラッチC1が回転同期状態になった時刻である。このため、第１係合クラッチC1を締結（「Ｎ」→「Right」）するクラッチ架け替えが開始される。なお、時刻t3のとき、第２モータ回転数制御が終了される。

時刻t2から時刻t3までの間は、第１係合クラッチC1を締結するクラッチ架け替えが実施されている時刻である。

時刻t3のときは、第１係合クラッチC1の締結が完了された時刻である。また、時刻t3のときは、第３係合クラッチC3を解放（「Right」→「Ｎ」）するために、クラッチ伝達トルクの低下が開始される時刻である。すなわち、第１モータジェネレータMG1から第２モータジェネレータMG2へのトルクの架け替えが開始される。

時刻t3から時刻t4までの間は、第１モータジェネレータMG1から第２モータジェネレータMG2へのトルクの架け替えが実施されている時刻である。この間、トルクの架け替えにより、前後加速度Ｇが僅かに変動する（領域Ｇ１）。

時刻t4のときは、トルクの架け替えが完了された時刻である。このため、第３係合クラッチC3を解放（「Right」→「Ｎ」）するクラッチ架け替えが開始される。このとき、トルク架け替え前の「駆動輪１９から第１モータジェネレータMG1への回生制動トルク」と、トルク架け替え後の「駆動輪１９から第２モータジェネレータMG2への制動トルク」とは、ほぼ同じになっている。

時刻t4から時刻t5までの間は、第３係合クラッチC3を解放するクラッチ架け替えが実施されている時刻である。この間、第３係合クラッチC3の解放によって、駆動輪１９から第１モータジェネレータMG1への回生制動トルクが抜けるので、前後加速度Ｇが僅かに変動する（領域Ｇ２）。

時刻t5のときは、第３係合クラッチC3を解放するクラッチ架け替えが完了された時刻である。すなわち、変速段「EV2nd」から「ICE3rd」への切り替えが完了された時刻である。また、時刻t5のときは、変速段「ICE3rd」から「EV1st」への切り替えが開始される時刻である。すなわち、時刻t5のときは、第３係合クラッチC3を締結（「Ｎ」→「Left」）するクラッチ架け替えのために、第１モータジェネレータMG1の第１モータ回転数制御が開始される。そして、時刻t5より僅かに遅れて、第１モータジェネレータMG1の第１モータ回転数が上昇する。

時刻t5から時刻t6までの間が、第３係合クラッチC3を回転同期状態にするために、第１モータ回転数制御が実施されている時刻である。これにより、第１モータ回転数を、変速段「EV1st」へ切り替えるために目標モータ回転数まで上昇させる。なお、第１モータ回転数制御により、第１モータジェネレータMG1のモータトルクが上昇されている。

時刻t6のときが、第１モータ回転数が目標モータ回転数まで上昇したときであると共に、第３係合クラッチC3が回転同期状態になった時刻である。このため、第３係合クラッチC3を締結（「Ｎ」→「Left」）するクラッチ架け替えが開始される。

時刻t6から時刻t7までの間は、第３係合クラッチC3を締結するクラッチ架け替えが実施されている時刻である。時刻t7の前後において、第３係合クラッチC3の締結によって、駆動輪１９から第１モータジェネレータMG1へ回生制動トルクが入るので、前後加速度Ｇが僅かに変動する（領域Ｇ３）。

時刻t7のときは、第３係合クラッチC3の締結が完了された時刻である。また、時刻t7のときは、第１係合クラッチC1を解放（「Right」→「Ｎ」）するために、クラッチ伝達トルクの低下が開始される時刻である。すなわち、第２モータジェネレータMG2から第１モータジェネレータMG1へのトルクの架け替えが開始される時刻である。

時刻t7から時刻t8までの間は、第２モータジェネレータMG2から第１モータジェネレータMG1へのトルクの架け替えが実施されている時刻である。この間、トルクの架け替えにより、前後加速度Ｇが僅かに変動する（領域Ｇ４）。

時刻t8のときは、トルクの架け替えが終了した時刻である。このため、第１係合クラッチC1を解放（「Right」→「Ｎ」）するクラッチ架け替えが開始される。なお、EVダウン変速が実施される間に、回生制動トルクが補填される時間は、時刻t3のトルクの架け替え開始から時刻t8のトルクの架け替えが完了するまでの時間（時刻t3〜時刻t8）である。

時刻t8から時刻t9までの間は、第１係合クラッチC1を解放するクラッチ架け替えが実施されている時刻である。なお、この間の途中から、第１係合クラッチC1の解放により、エンジン回転数が低下する。また、EVダウン変速を実施する際、回生制動トルクの補填によるエンジン回転数が所定回転数以下となっている。

時刻t9のときは、第１係合クラッチC1を解放するクラッチ架け替えが完了された時刻である。すなわち、変速段「ICE3rd」から「EV1st」への切り替えが完了された時刻であり、EVダウン変速が完了された時刻である。また、変速段「EV2nd」のときよりも「Ev1st」のときの方が、駆動輪１９から第１モータジェネレータMG1への回生制動トルクが大きくなっている。

以上のように、最ハイ変速比の変速段として「ICE3rd」が選択されたとき、「EV2nd」から「EV1st」へのEVダウン変速が実施される。このため、制動トルク切れとなるEVダウン変速中（時刻t3〜時刻t8）、「第２モータジェネレータMG2と内燃機関ICEの両方の制動トルクによりクラッチ（第３係合クラッチC3）解放中に抜ける回生制動トルクが補填される。また、EVダウン変速中も含む時刻t1から時刻t9までにおいて、回生制動力の補填によるエンジン回転数は所定回転数以下であるため、エンジン回転数の上昇による音振影響がドライバの許容範囲内となる。

［回生/変速協調制御の特徴作用］
実施例１では、ハイブリッドコントロールモジュール２１により、回生減速中にEVダウン変速要求があると、複数のICE変速段のうち、回生制動トルクの補填によるエンジン回転数が所定回転数以下になるICE変速段が選択され、EVダウン変速が実施される構成とした（図５のステップＳ８、図９、図１０の時刻t3〜時刻t8）。
即ち、第２モータジェネレータMG2と内燃機関ICEの少なくとも一方の制動トルクによって回生制動トルクを補填するとき、ダウン変速中においてエンジン回転数を上昇することによりなされる。一方、回生減速シーンは、ドライバが騒音や振動に対して敏感なアクセル足離し操作状態である。
これに対し、回生制動トルクを補填するICE変速段が選択されることで、制動トルク切れを抑える回生制動トルクの補填が確保される。そして、エンジン回転数を所定回転数以下に抑えることで、エンジン回転数の上昇による音振影響がドライバの許容範囲内になり、ドライバに与える違和感が低減される。
従って、回生減速中にEVダウン変速を実施する際、回生制動トルクの補填確保とドライバに与える違和感低減との両立を図ることができる。

実施例１では、ハイブリッドコントロールモジュール２１により、EVダウン変速が実施される際、回生制動トルクの補填によるエンジン回転数が所定回転数以下になるICE変速段が複数ある場合、最ハイ変速比のICE変速段が選択される構成とした（図５のステップＳ５、図７）。
即ち、回生制動トルクの補填によるエンジン回転数が所定回転数以下になるICE変速段が複数ある場合、最ハイ変速比のICE変速段が選択されるので、エンジン回転数及び第２モータジェネレータMG2のモータ回転数の変動が最小に抑えられる。このため、選択されたICE変速段に切り替えるとき、係合クラッチC1,C2のいずれかを回転同期により締結するが、このとき、回転同期のためのエネルギーロスを最小に抑えられる。
従って、回生制動トルクの補填によるエンジン回転数が所定回転数以下になるICE変速段が複数ある場合、回転同期のためのエネルギーロスを最小に抑制することができる。
加えて、エンジン回転数の変動が最小に抑えられるので、エンジン回転数の上昇による音振影響によって、ドライバに与える違和感がより低減される。従って、EVダウン変速を実施する際、ドライバに与える違和感をより低減することができる。

実施例１では、ハイブリッドコントロールモジュール２１により、回生減速中にEVダウン変速要求があり、かつ、回生制動トルクの補填による内燃機関回転数が所定回転数以下になるICE変速段が無いとき、現在の車速が、ドライバにアクセルペダルを踏み込まれた場合に必要駆動力が確保できる車速以下に減速する時点までEVダウン変速を遅らせる構成とした（図５のステップＳ６→ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ６の繰り返し、図８）。
例えば、ICE変速段が無い場合にEVダウン変速が実施され、かつ、現在の車速が、ドライバにアクセルペダルを踏み込まれた場合に必要駆動力が確保できる車速より大きいとき、ドライバによりアクセルペダルが踏み込まれると、必要駆動力が不足するためドライバの加速要求に応えることができない。
これに対し、実施例１では、現在の車速が、ドライバにアクセルペダルを踏み込まれた場合に必要駆動力が確保できる車速以下に減速する時点までEVダウン変速を遅らせることで、現在の車速が、ドライバにアクセルペダルを踏み込まれた場合に必要駆動力が確保できる車速より大きいときに、ドライバによりアクセルペダルが踏み込まれる再加速時であっても、必要駆動力が確保される。
従って、ドライバから加速要求があったとき、その加速要求に応えることができる。

実施例１では、ハイブリッドコントロールモジュール２１により、現在の車速が、ドライバにアクセルペダルを踏み込まれた場合に必要駆動力が確保できる車速以下に減速する時点になると、エンジン回転数にかかわらず、回生制動トルクを補填可能なICE変速段のうち、最ハイ変速比の変速段を選択してEVダウン変速が実施される構成とした。
即ち、回生制動トルクの補填によるエンジン回転数が所定回転数以下になるICE変速段が無い場合であっても、現在の車速が、ドライバにアクセルペダルを踏み込まれた場合に必要駆動力が確保できる車速以下に減速する時点になれば、EVダウン変速が実施される。このとき、ドライバによりアクセルペダルが踏み込まれる再加速時であっても、必要駆動力が確保される。一方、エンジン回転数にかかわらず、回生制動トルクを補填可能なICE変速段のうち、最ハイ変速比の変速段を選択してEVダウン変速が実施されることで、エンジン回転数の変動が最小に抑えられる。このため、エンジン回転数の上昇による音振影響によって、ドライバに与える違和感を最小に抑えられる。また、回生制動トルクの補填が確保される。
従って、ドライバから加速要求があったとき、その加速要求に応えることができつつ、回生減速中にEVダウン変速を実施する際、ドライバに与える違和感を最小に抑制することができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車両の回生/変速協調制御装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。

(1) 動力源として第１電動機（第１モータジェネレータMG1）と第２電動機（第２モータジェネレータMG2）と内燃機関ICEを備え、動力源から駆動輪１９までの駆動系に複数の変速段を実現する変速機（多段歯車変速機１）が搭載され、
変速機（多段歯車変速機１）は、電動機変速段である複数のEV変速段と内燃機関変速段である複数のICE変速段を有する変速機構と、変速要素として、解放位置からのストロークにより噛み合い締結する係合クラッチC1,C2,C3と、を備えるハイブリッド車両において、
第１電動機（第１モータジェネレータMG1）による回生減速中にEV変速段のダウン変速を実施するとき、第２電動機（第２モータジェネレータMG2）と内燃機関ICEの少なくとも一方の制動トルクによりクラッチ解放中に抜ける回生制動トルクを補填する回生/変速協調コントローラ（ハイブリッドコントロールモジュール２１）を設け、
回生/変速協調コントローラ（ハイブリッドコントロールモジュール２１）は、回生減速中にEVダウン変速要求があると、複数のICE変速段のうち、回生制動トルクの補填による内燃機関回転数（エンジン回転数）が所定回転数以下になるICE変速段を選択し、EVダウン変速を実施する。
このため、回生減速中にEVダウン変速を実施する際、回生制動トルクの補填確保とドライバに与える違和感低減との両立を図ることができる。

(2) 回生/変速協調コントローラ（ハイブリッドコントロールモジュール２１）は、EVダウン変速を実施する際、回生制動トルクの補填による内燃機関回転数（エンジン回転数）が所定回転数以下になるICE変速段が複数ある場合、最ハイ変速比のICE変速段を選択する。
このため、(1)の効果に加え、回生制動トルクの補填による内燃機関回転数（エンジン回転数）が所定回転数以下になるICE変速段が複数ある場合、回転同期のためのエネルギーロスを最小に抑制することができる。

(3) 回生/変速協調コントローラ（ハイブリッドコントロールモジュール２１）は、回生減速中にEVダウン変速要求があり、かつ、回生制動トルクの補填による内燃機関回転数（エンジン回転数）が所定回転数以下になるICE変速段が無いとき、現在の車速が、ドライバにアクセルペダルを踏み込まれた場合に必要駆動力が確保できる車速以下に減速する時点までEVダウン変速を遅らせる。
このため、(1)または(2)の効果に加え、ドライバから加速要求があったとき、その加速要求に応えることができる。

(4) 回生/変速協調コントローラ（ハイブリッドコントロールモジュール２１）は、現在の車速VSPが、ドライバにアクセルペダルを踏み込まれた場合に必要駆動力が確保できる車速以下に減速する時点になると、内燃機関回転数（エンジン回転数）にかかわらず、回生制動トルクを補填可能なICE変速段のうち、最ハイ変速比の変速段を選択してEVダウン変速を実施する。
このため、(3)の効果に加え、ドライバから加速要求があったとき、その加速要求に応えることができつつ、回生減速中にEVダウン変速を実施する際、ドライバに与える違和感を最小に抑制することができる。

以上、本発明のハイブリッド車両の回生/変速協調制御装置を実施例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、第２モータジェネレータMG2と内燃機関ICEの両方の制動トルクにより、クラッチ（第３係合クラッチC3）解放中に抜ける回生制動トルクを補填する例を示した。しかし、回生制動トルクを補填する制動トルクとしては、第２モータジェネレータMG2または内燃機関ICEの一方の制動トルクにより回生制動トルクを補填する例としても良い。このため、制動トルクにより回生制動トルクを補填することができる構成であれば、第２モータジェネレータMG2や内燃機関ICEの配置、多段歯車変速機１のEV変速段やICE変速段の変速数を変更しても良い。

実施例１では、本発明の回生/変速協調制御装置を、EV変速段としてEV1-2速、ICE変速段としてICE1-4速からなる多段歯車変速機１に適用する例を示した。しかし、本発明の回生/変速協調制御装置は、回生/変速協調制御が実行できる構成であれば、EV変速段がEV1-2速より多くても適用することができるし、ICE変速段が1-4速より多くても少なくても適用することができる。

実施例１では、図５のステップＳ４では、複数のICE変速段のうち、回生制動トルクの補填によるエンジン回転数が所定回転数以下になるICE変速段として「ICE3rd」を選択する例を示した。しかし、選択されるICE変速段としては、回生制動トルクの補填によるエンジン回転数が所定回転数以下になるICE変速段であれば良い。例えば、選択されるICE変速段が「ICE4th」であれば、図９において、EVダウン変速中、第２係合クラッチC2が「Ｎ」位置から「Right」位置へ切り替えられ、第３係合クラッチC3が「Right」位置から「Ｎ」位置へ切り替えられて、変速段「EV2nd」から「ICE4th」へ切り替えられる。そして、第２係合クラッチC2が「Right」位置から「Ｎ」位置へ切り替えられ、第３係合クラッチC3が「Ｎ」位置から「Left」位置へ切り替えられて、変速段「ICE4th」から「EV1st」へ切り替えられる。なお、EVダウン変速中、第１係合クラッチC1は「Ｎ」位置である。

実施例１では、変速コントローラとして、複数の係合クラッチC1,C2,C3の締結組み合わせによる全変速段から、インターロック変速段とシフト機構により選択できない変速段を除いた変速段を、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例を示した。しかし、変速コントローラとしては、複数の係合クラッチの締結組み合わせによる全変速段から、インターロック変速段を除いた変速段を、変速機により実現可能な複数の変速段とする例としても良い。例えば、シフト機構を、係合クラッチC1,C2,C3のそれぞれを独立にストローク動作させる機構にすると、「シフト機構により選択できない変速段」は無くなる。この場合、故障時変速段として使用する変速段が増加する。

ICE 内燃機関
MG1 第１モータジェネレータ（電動機）
MG2 第２モータジェネレータ
C1 第１係合クラッチ
C2 第２係合クラッチ
C3 第３係合クラッチ
１ 多段歯車変速機（変速機）
１９ 駆動輪
２１ ハイブリッドコントロールモジュール（回生/変速協調コントローラ）
７２ アクセル開度センサ
７４ エンジン回転数センサ
７８ ブレーキスイッチ

Claims (4)

1. 動力源として第１電動機と第２電動機と内燃機関を備え、前記動力源から駆動輪までの駆動系に複数の変速段を実現する変速機が搭載され、
   前記変速機は、電動機変速段である複数のEV変速段と内燃機関変速段である複数のICE変速段を有する変速機構と、変速要素として、解放位置からのストロークにより噛み合い締結する係合クラッチと、を備えるハイブリッド車両において、
   前記第１電動機による回生減速中に前記EV変速段のダウン変速を実施するとき、前記第２電動機と前記内燃機関の少なくとも一方の制動トルクによりクラッチ解放中に抜ける回生制動トルクを補填する回生/変速協調コントローラを設け、
   前記回生/変速協調コントローラは、回生減速中にEVダウン変速要求があると、前記複数のICE変速段のうち、回生制動トルクの補填による内燃機関回転数が所定回転数以下になるICE変速段を選択し、EVダウン変速を実施する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の回生/変速協調制御装置。
2. 請求項１に記載されたハイブリッド車両の回生/変速協調制御装置において、
   前記回生/変速協調コントローラは、EVダウン変速を実施する際、回生制動トルクの補填による内燃機関回転数が所定回転数以下になるICE変速段が複数ある場合、最ハイ変速比のICE変速段を選択する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の回生/変速協調制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載されたハイブリッド車両の回生/変速協調制御装置において、
   前記回生/変速協調コントローラは、回生減速中にEVダウン変速要求があり、かつ、回生制動トルクの補填による内燃機関回転数が所定回転数以下になるICE変速段が無いとき、現在の車速が、ドライバにアクセルを踏み込まれた場合に必要駆動力が確保できる車速以下に減速する時点までEVダウン変速を遅らせる
   ことを特徴とするハイブリッド車両の回生/変速協調制御装置。
4. 請求項３に記載されたハイブリッド車両の回生/変速協調制御装置において、
   前記回生/変速協調コントローラは、現在の車速が、ドライバにアクセルを踏み込まれた場合に必要駆動力が確保できる車速以下に減速する時点になると、内燃機関回転数にかかわらず、回生制動トルクを補填可能なICE変速段のうち、最ハイ変速比の変速段を選択してEVダウン変速を実施する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の回生/変速協調制御装置。