JP6421876B2 - ハイブリッド車両の変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、動力源に電動機と内燃機関を有し、複数の変速段を係合クラッチにより切り替える変速機を備えるハイブリッド車両の変速制御装置に関する。

従来、変速機は、ENG用変速機と、MG用変速機と、を有し、それぞれの経路を一つ、または複数の締結要素で締結し、複数の変速段を実現する。また、変速機は、一方の変速機の変速段を使用中に他方の変速部の変速段を使用する動力伝達経路を有する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）。

特許第５４５３４６７号公報

しかしながら、従来のハイブリッド車両にあっては、複数の締結要素を介した動力伝達経路を、通常の変速制御で使用する変速段とする構成になっている。このため、締結要素を1つのみ経由する場合に比べてバックラッシュが大きく、加速と減速の間を移行する際のガタツキショックや異音が悪化する。また、振動を抑制するため、変速中のトルク増減傾きを緩やかにする必要があり、ドライバの発進要求や加速要求に速やかに応えることができない、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、変速要求があったとき、通常時変速において良好な変速品質を達成しながら、ドライバ要求に応える変速応答性を確保するハイブリッド車両の変速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、動力源として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、複数の変速段を切り替える変速要素として、解放位置からのストロークにより噛み合い締結する複数の係合クラッチを有する。
係合クラッチが、電動機から駆動輪に至る動力伝達経路と内燃機関から駆動輪に至る動力伝達経路に配置される。
このハイブリッド車両において、変速要求に基づく前記係合クラッチのストローク動作により、変速機により実現される変速段を切り替える変速制御を行う変速コントローラを設ける。
変速コントローラは、変速機により実現可能な複数の変速段のうち、電動機から駆動輪に至る動力伝達経路に締結状態の係合クラッチが１つ以下存在し、かつ、内燃機関から駆動輪に至る動力伝達経路に締結状態の係合クラッチが１つ以下存在する変速段を選択し、選択した変速段を通常時使用変速段グループとして変速制御に使用する。

よって、変速機により実現可能な複数の変速段のうち、電動機から駆動輪に至る動力伝達経路に締結状態の係合クラッチが１つ以下存在し、かつ、内燃機関から駆動輪に至る動力伝達経路に締結状態の係合クラッチが１つ以下存在する変速段が選択され、選択された変速段が通常時使用変速段グループとして変速制御に使用される。
即ち、通常時使用変速段グループとして選択された変速段は、それぞれの動力伝達経路に締結状態の係合クラッチが１つ以下存在するだけである。このため、通常時変速において、噛み合い係合クラッチを変速要素とする場合に特有のガタツキショックや異音が抑えられた良好な変速品質が達成される。そして、通常時使用変速段グループとして選択された変速段はショックや異音を抑えた変速段であるため、変速中のトルク増減傾きを緩やかにする振動対策を施す必要がなく、変速に要する時間が短い高い変速応答性が確保される。
この結果、変速要求があったとき、変速制御において良好な変速品質を達成しながら、ドライバ要求に応える変速応答性を確保することができる。

実施例１の変速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の変速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の変速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の変速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変速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が通常容量領域であるときに選択されるシフトスケジュール（通常時使用変速段）を示す第１シフトスケジュールマップ図である。 通常時使用変速段（EV1st、ICE2nd）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ICEトルクの伝達経路を示すトルクフロー図である。 通常時使用変速段（EV1st、ICE3rd）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ICEトルクの伝達経路を示すトルクフロー図である。 通常時使用変速段（EV2nd、ICE2nd）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ICEトルクの伝達経路を示すトルクフロー図である。 通常時使用変速段（EV2nd、ICE3rd）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ICEトルクの伝達経路を示すトルクフロー図である。 通常時使用変速段（EV2nd、ICE4th）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ICEトルクの伝達経路を示すトルクフロー図である。 バッテリSOCが低容量領域であるときに選択されるシフトスケジュール（通常時使用変速段＋EV1st ICE1st）を示す第２シフトスケジュールマップ図である。 通常時不使用変速段（EV1st、ICE1st：緊急時1st）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ICEトルクの伝達経路を示すトルクフロー図である。 通常時不使用変速段（EV2nd、ICE3rd’：故障時変速段）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ICEトルクの伝達経路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変速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の変速制御装置は、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変速制御装置の構成を、「全体システム構成」、「変速制御系構成」、「変速段構成」、「変速制御処理構成」に分けて説明する。

［全体システム構成］
図１は、実施例１の変速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ア列により機械的に連結されている。このギア列は、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ア列となり、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ア列となる。

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、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からのセンサ信号やスイッチ信号を入力する。さらに、バッテリ温度センサ７８、モータ温度センサ７９、インバータ温度センサ８０、バッテリSOCセンサ８１などからのセンサ信号を入力する。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。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、上記複数の変速段を、「通常時使用変速段グループ」と「通常時不使用変速段グループ」に分ける変速段グループの分け方について説明する。

まず、多段歯車変速機１は、第１モータジェネレータMG1の変速段である２つのEV変速段（EV1st，EV2nd）、内燃機関ICEの変速段である複数のICE変速段（ICE1st〜ICE4th）と、EV変速段とICE変速段の組み合わせ変速段と、を有する。そして、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（図４の×印）とシフト機構により選択できない変速段（図４のハッチング）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。

前記多段歯車変速機１により実現可能な複数の変速段のうち、動力源から駆動輪１９に至る動力伝達経路に係合クラッチが１つ存在する変速段を選択し、選択した変速段を通常時の変速制御に使用する「通常時使用変速段グループ」とする。EV変速段の場合、動力伝達経路に係合クラッチが１つ存在する変速段（EV1st ICE-、EV2nd ICE-）を「通常時使用変速段グループ」とする。ICE変速段の場合、動力伝達経路に係合クラッチが１つ存在する変速段（EV- ICE2nd、EV- ICE3rd、EV- ICE4th）を「通常時使用変速段グループ」とする。組み合わせ変速段の場合、EV変速段の動力伝達経路に係合クラッチが１つ存在し、ICE変速段の動力伝達経路に係合クラッチが１つ存在する変速段（EV1st ICE2nd、EV1st ICE3rd、EV1st ICE4th、EV2nd ICE2nd、EV2nd ICE3rd、EV2nd ICE4th）を「通常時使用変速段グループ」とする。なお、「通常時使用変速段グループ」は、上記１１の変速段に「EV- ICEgen」と「Neutral」を加えて、トータル１３の変速段で構成する。

前記多段歯車変速機１により実現可能な複数の変速段のうち、動力伝達経路に係合クラッチが２つ以上存在する変速段を選択し、選択した変速段を通常時の変速制御に使用しない「通常時不使用変速段グループ」とする。EV変速段とICE変速段の組み合わせ変速段の場合、EV変速段の動力伝達経路に前記係合クラッチが１つ存在し、ICE変速段の動力伝達経路に係合クラッチが２つ存在する変速段（EV1st ICE1st、EV2nd ICE3rd’）を「通常時不使用変速段グループ」とする。なお、「通常時不使用変速段グループ」の変速段は、次の変速制御処理構成で説明するように、通常時は不使用であるが、通常時から外れた所定の条件が成立するときに使用される、又は、使用が許可される。

［変速制御処理構成］
図５は、実施例１の変速機コントロールユニット２３（変速コントローラ）で実行される変速制御処理の流れを示す。以下、変速制御処理構成をあらわす各ステップについて説明する。

ステップＳ１では、バッテリ充電容量（以下、「バッテリSOC」という。）が所定容量SOC1を超えているか否かを判断する。YES（バッテリSOC＞SOC1）の場合はステップＳ２へ進み、NO（バッテリSOC≦SOC1）の場合はステップＳ５へ進む。
ここで、「バッテリSOC」は、強電バッテリ３の充電容量を検出するバッテリSOCセンサ８１により取得する。「所定容量SOC1」は、バッテリSOCの監視によるエネルギー管理の際、通常充放電の変速制御モードとする第１シフトスケジュールマップ（図６）と、充電重視の変速制御モードとする第２シフトスケジュールマップ（図１２）と、の切替閾値として設定される。そして、バッテリSOCが所定容量SOC1以下であり、バッテリSOCが不足状態であることを示すバッテリ低容量条件が成立すると、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ２では、ステップＳ１でのバッテリSOC＞SOC1であるとの判断に続き、バッテリ温度が低いか否かを判断する。YES（バッテリ温度が低い）の場合はステップＳ５へ進み、NO（バッテリ温度が低くない）の場合はステップＳ３へ進む。
ここで、「バッテリ温度」は、強電バッテリ３のバッテリ温度を検出するバッテリ温度センサ７８により取得する。そして、強電バッテリ３の温度が低下し、既定の出力を出せない第１温度閾値以下であるというバッテリ低温条件が成立するとき、バッテリ温度が低いと判断する。

ステップＳ３では、ステップＳ２でのバッテリ温度が低くないとの判断に続き、バッテリ温度、モータ温度、インバータ温度が高いか否かを判断する。YES（第１モータジェネレータ系温度が高い）の場合はステップＳ５へ進み、NO（第１モータジェネレータ系温度が高くない）の場合はステップＳ４へ進む。
ここで、「バッテリ温度」はバッテリ温度センサ７８により取得し、「モータ温度」は第１モータジェネレータMG1の温度を検出するモータ温度センサ７９により取得する。「インバータ温度」は第１インバータ４の温度を検出するインバータ温度センサ８０により取得する。そして、強電バッテリ３から第１モータジェネレータMG1までの第１モータジェネレータ系温度が上昇し、既定の出力を出せない第２温度閾値以上であるという第１モータジェネレータ系高温条件が成立するとき、第１モータジェネレータ系温度が高いと判断する。

ステップＳ４では、ステップＳ３での第１モータジェネレータ系温度が高くないとの判断に続き、通常時使用変速段の使用を許可し、図６に示す第１シフトスケジュールマップを用いた変速制御を実施し、ステップＳ６へ進む。
ここで、第１シフトスケジュールマップを用いた変速制御とは、図６に示す第１シフトスケジュールマップ上に存在する運転点の位置に割り当てられた通常時使用変速段を選択する制御をいう。よって、運転点の移動により選択される通常時使用変速段が変わると、アップ変速又はダウン変速により変速段を変更する。

ステップＳ５では、ステップＳ１でのバッテリSOCが低いとの判断、或いは、ステップＳ２でのバッテリ温度が低いとの判断、或いは、ステップＳ３での第１モータジェネレータ系温度が高いとの判断に続き、通常時使用変速段に、通常時不使用変速段である緊急時1st（「EV1st ICE1st」）を加えた変速段の使用を許可し、図１２に示す第２シフトスケジュールマップを用いた変速制御を実施し、ステップＳ６へ進む。
ここで、第２シフトスケジュールマップを用いた変速制御では、「EV1st」を「Series EV1st」とし、さらに、「EV1st ICE1st」という緊急時1stの変速段を追加した点で、第１シフトスケジュールマップ（図６）を用いた変速制御で使用が許可された変速段と相違する。

ステップＳ６では、ステップＳ４での通常使用時の変速段の使用許可、或いは、ステップＳ５での緊急時1stの使用許可に続き、故障時変速段にギア比が近い通常時使用変速段を選択しているか否かを判断する。YES（「EV2nd ICE3rd」の選択時）の場合はステップＳ７へ進み、NO（「EV2nd ICE3rd」以外の選択時）の場合はリターンへ進む。
ここで、「故障時変速段」とは「EV2nd ICE3rd’」をいい、故障時変速段にギア比が近い通常時使用変速段とは「EV2nd ICE3rd」をいう。

ステップＳ７では、ステップＳ６での「EV2nd ICE3rd」の選択時であるとの判断に続き、故障時変速段にギア比が近い通常時使用変速段に故障が発生しているか否かを判断する。YES（故障の発生有り）の場合はステップＳ８へ進み、NO（故障の発生無し）の場合はリターンへ進む。
ここで、通常時使用変速段「EV2nd ICE3rd」の故障とは、例えば、第１係合クラッチC1を「Right」へストロークするシフト動作系に機械的、或いは、電気的なトラブルが発生し、「EV2nd ICE3rd」を選択できないような故障をいう。

ステップＳ８では、ステップＳ７での故障の発生有りとの判断に続き、通常時不使用変速段グループに存在する変速段のうち、故障が発生した変速段に近いギア比による変速段を故障時変速段（「EV2nd ICE3rd’」の変速段）として使用し、リターンへ進む。
ここで、「故障時変速段として使用する」とは、第１又は第２シフトスケジュールマップを用いた変速制御の中で、「EV2nd ICE3rd」の変速段に代え、「EV2nd ICE3rd’」の変速段を使用することをいう。

次に、作用を説明する。
実施例１のハイブリッド車両の変速制御装置における作用を、「変速制御処理作用」、「通常時変速制御作用」、「緊急時1stの使用許可による変速制御作用」、「故障時変速制御作用」、「変速制御の特徴作用」に分けて説明する。

［変速制御処理作用］
以下、図５に示すフローチャートに基づき、各走行シーンでの変速制御処理作用を説明する。

ステップＳ１にてバッテリSOCが所定容量SOC1を超えていると判断され、ステップＳ２にてバッテリ温度が低くないと判断され、ステップＳ３にて第１モータジェネレータ系温度が高くないと判断されたとする。このときは、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へと進む。ステップＳ４では、通常時使用変速段の使用が許可され、図６に示す第１シフトスケジュールマップを用いた変速制御が実施される。

一方、ステップＳ１にてバッテリSOCが所定容量SOC1以下であると判断されると、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１からステップＳ５へと進む。ステップＳ１にてバッテリSOCが所定容量SOC1を超えていると判断されても、ステップＳ２にてバッテリ温度が低いと判断されると、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Ｓ５へと進む。ステップＳ１にてバッテリSOCが所定容量SOC1を超えていると判断され、ステップＳ２にてバッテリ温度が低くない判断されても、ステップＳ３にて第１モータジェネレータ系温度が高いと判断されると、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Ｓ５へと進む。ステップＳ５では、通常時使用変速段に、通常時不使用変速段である緊急時1st（「EV1st ICE1st」）を加えた変速段の使用が許可され、図１２に示す第２シフトスケジュールマップを用いた変速制御が実施される。

ステップＳ４又はステップＳ５からステップＳ６へと進んできたとき、ステップＳ６にて「EV2nd ICE3rd」以外の変速段を選択しての走行シーンでは、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ６からリターンへと進む。又、ステップＳ６にて「EV2nd ICE3rd」の選択時であるが、ステップＳ７にて故障時変速段にギア比が近い通常時使用変速段に故障が発生していない走行シーンでは、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ６からステップＳ７→リターンへと進む。

一方、ステップＳ６にて「EV2nd ICE3rd」の選択時であるが、ステップＳ７にて故障時変速段にギア比が近い通常時使用変速段に故障が発生したと判断される走行シーンでは、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ６からステップＳ７→ステップＳ８→リターンへと進む。ステップＳ８では、通常時不使用変速段グループに存在する変速段のうち、故障が発生した変速段に近いギア比による「EV2nd ICE3rd’」の変速段が故障時変速段として使用される。つまり、第１又は第２シフトスケジュールマップを用いた変速制御中において、「EV2nd ICE3rd」の変速段に代え、「EV2nd ICE3rd’」の変速段を使用する変速制御に切り替えられる。

［通常時変速制御作用］
図５のフローチャートにおいてステップＳ４へと進んだとき、通常時使用変速段の使用許可に基づき、第１シフトスケジュールマップを用いた通常時変速制御が実施される。以下、図６〜図１１に基づき、通常時変速制御作用を説明する。

通常時変速制御で用いられる「第１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力行駆動領域として、発進からの低車速域に「EV1st」、「EV1st ICE2nd」、「EV1st ICE3rd」の選択領域が割り当てられる。そして、高車速域に「EV2nd」、「EV2nd ICE2nd」、「EV2nd ICE3rd」、「EV2nd ICE4th」の選択領域が割り当てられる。アクセル足離しのブレーキ減速による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、高車速域に「EV2nd」の選択領域が割り当てられる。

力行駆動領域の「EV1st」と「EV2nd」の場合、第１モータジェネレータMG1から駆動輪１９へ向かう動力伝達経路に１つの第３係合クラッチC3（LeftとRight）が存在する。回生制動領域の「EV1st」と「EV2nd」の場合、駆動輪１９から第１モータジェネレータMG1へ向かう動力伝達経路に１つの第３係合クラッチC3（LeftとRight）が存在する。

通常時使用変速段「EV1st ICE2nd」の場合、図７に示すように、第１モータジェネレータMG1から駆動輪１９へ向かう動力伝達経路に１つの第３係合クラッチC3（left）が存在する。そして、内燃機関ICEから駆動輪１９へ向かう動力伝達経路に１つの第２係合クラッチC2（left）が存在する。

通常時使用変速段「EV1st ICE3rd」の場合、図８に示すように、第１モータジェネレータMG1から駆動輪１９へ向かう動力伝達経路に１つの第３係合クラッチC3（left）が存在する。そして、内燃機関ICEから駆動輪１９へ向かう動力伝達経路に１つの第１係合クラッチC1（Right）が存在する。

通常時使用変速段「EV2nd ICE2nd」の場合、図９に示すように、第１モータジェネレータMG1から駆動輪１９へ向かう動力伝達経路に１つの第３係合クラッチC3（Right）が存在する。そして、内燃機関ICEから駆動輪１９へ向かう動力伝達経路に１つの第２係合クラッチC2（Left）が存在する。

通常時使用変速段「EV2nd ICE3rd」の場合、図１０に示すように、第１モータジェネレータMG1から駆動輪１９へ向かう動力伝達経路に１つの第３係合クラッチC3（Right）が存在する。そして、内燃機関ICEから駆動輪１９へ向かう動力伝達経路に１つの第１係合クラッチC1（Right）が存在する。

通常時使用変速段「EV2nd ICE4th」の場合、図１１に示すように、第１モータジェネレータMG1から駆動輪１９へ向かう動力伝達経路に１つの第３係合クラッチC3（Right）が存在する。そして、内燃機関ICEから駆動輪１９へ向かう動力伝達経路に１つの第２係合クラッチC2（Right）が存在する。

従って、例えば、図６の運転点Ａから運転点Ｂへと車速VSPが上昇すると、「EV1st」から「EV2nd」へ変速段を切り替えるアップ変速が実施される。このアップ変速は、第３係合クラッチC3のカップリングスリーブ５３を、「Left」の締結位置から「Ｎ」位置を経由して「Right」の締結位置までストロークさせることで達成される。このとき、第１係合クラッチC1及び第２係合クラッチC2は、いずれも「Ｎ」位置のままである。

例えば、図６の運転点Ｃから運転点Ｄへと車速VSPが低下すると、「EV2nd」から「EV1st」へ変速段を切り替えるダウン変速が実施される。このダウン変速は、第３係合クラッチC3のカップリングスリーブ５３を、「Right」の締結位置から「Ｎ」位置を経由して「Left」の締結位置までストロークさせることで達成される。このとき、第１係合クラッチC1及び第２係合クラッチC2は、いずれも「Ｎ」位置のままである。

例えば、「EV2nd ICE4th」による変速段を選択しての「パラレルHEVモード」での走行中、アクセル踏み込み操作により図６の運転点Ｅから運転点Ｆへと移動すると、ダウン変速要求が出される。このダウン変速要求に従って第２係合クラッチC2を「Right」から「Ｎ」を経過して「Left」に切り替えると、ICE変速段を２速段とする「EV2nd ICE2nd」の変速段による「パラレルHEVモード」の走行に移行する。

例えば、「EV1st ICE2nd」による変速段を選択しての「パラレルHEVモード」での走行中、車速VSPの上昇により図６の運転点Ｇから運転点Ｈへと移動すると、アップ変速要求が出される。このアップ変速要求に従って第３係合クラッチC3を「Left」から「Ｎ」を経過して「Right」に切り替えると、EV変速段を２速段とする「EV2nd ICE2nd」の変速段による「パラレルHEVモード」の走行に移行する。

例えば、「EV2nd ICE2nd」による変速段を選択しての「パラレルHEVモード」での走行中、アクセル戻し操作により図６の運転点Ｉから運転点Ｊへと移動すると、アップ変速要求が出される。このアップ変速要求に従って、第２係合クラッチC2を「Left」から「Ｎ」に切り替え、第１係合クラッチC1を「Ｎ」から「Right」に切り替えると、ICE変速段を３速段とする「EV2nd ICE3rd」の変速段による「パラレルHEVモード」の走行に移行する。

［緊急時1stの使用許可による変速制御作用］
図５のフローチャートにおいてステップＳ５へと進んだときは、通常時使用変速段に緊急時1stである「EV1st ICE1st」を加えた変速段使用許可に基づき、第２シフトスケジュールマップを用いた変速制御が実施される。以下、図１２及び図１３に基づき、緊急時1stの使用許可による変速制御作用を説明する。

緊急時1stの使用許可による変速制御で用いられる「第２シフトスケジュールマップ」は、図１２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力行駆動領域として、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。アクセル足離しのブレーキ減速による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、高車速域に「EV2nd」の選択領域が割り当てられる。

力行駆動領域の「Series EV1st」の場合、第１モータジェネレータMG1から駆動輪１９へ向かう動力伝達経路に１つの第３係合クラッチC3（Left）が存在する。回生制動領域の「EV1st」と「EV2nd」の場合、駆動輪１９から第１モータジェネレータMG1へ向かう動力伝達経路に１つの第３係合クラッチC3（LeftとRight）が存在する。

通常時不使用変速段である緊急時1stの「EV1st ICE1st」が選択された場合、図１３に示すように、第１モータジェネレータMG1から駆動輪１９へ向かう動力伝達経路に１つの第３係合クラッチC3（left）が存在する。そして、内燃機関ICEから駆動輪１９へ向かう動力伝達経路に第１係合クラッチC1（left）と第３係合クラッチC3（left）による２つの係合クラッチが存在する。

従って、発進時、「Series EV1st」による変速段が選択され、内燃機関ICEによる駆動力で第２モータジェネレータMG2を発電しながら「シリーズHEVモード」で発進する。この発進後であって、「シリーズHEVモード」での走行中、例えば、車速VSPの上昇により図１２の運転点Ｋから運転点Ｌへと移動すると、緊急時1stへの変速要求が出される。この緊急時1stへの変速要求に従って第１係合クラッチC1を「Ｎ」から「Left」に切り替えると、EV変速段が１速段でICE変速段が１速段である「EV1st ICE1st」の変速段による「パラレルHEVモード」の走行に移行する。つまり、緊急時1stの使用許可による変速制御では、発進域において、第２モータジェネレータMG2を発電することにより強電バッテリ３のバッテリSOCを増やす。そして、低速域において、緊急時1stである「EV1st ICE1st」の変速段に移行することで、要求車両駆動力は主に内燃機関ICEにより賄われることになり、第１モータジェネレータMG1による強電バッテリ３のバッテリSOC消費量を抑える。この結果、バッテリ収支として、低下している強電バッテリ３のバッテリSOCを増加させる。

［故障時変速制御作用］
次に、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ８へと進んだときは、故障時変速段（「EV2nd ICE3rd’」）の使用に基づき、第１又は第２シフトスケジュールマップを用いて故障時変速制御が実施される。以下、図１４に基づき、故障時変速制御作用を説明する。

通常時不使用変速段「EV2nd ICE3rd’」が選択された場合、図１４に示すように、第１モータジェネレータMG1から駆動輪１９へ向かう動力伝達経路に１つの第３係合クラッチC3（Right）が存在する。そして、内燃機関ICEから駆動輪１９へ向かう動力伝達経路に第１係合クラッチC1（left）と第３係合クラッチC3（Right）による２つの係合クラッチが存在する。

従って、故障時変速制御では、第１又は第２シフトスケジュールマップを用いた変速制御中に「EV2nd ICE3rd」の変速段を選択するとき、「EV2nd ICE3rd」の変速段に代え、ギア比が近い「EV2nd ICE3rd’」の変速段を選択する変速制御が行われる。つまり、「EV2nd ICE3rd」の変速段を選択できないような故障モードのときには、「EV2nd ICE3rd’」をバックアップ変速段として用いることで、第１又は第２シフトスケジュールマップを用いた変速制御がそのまま継続される。

［変速制御の特徴作用］
実施例１では、多段歯車変速機１により実現可能な複数の変速段のうち、第１モータジェネレータMG1又は内燃機関ICEから駆動輪１９に至る動力伝達経路に係合クラッチが１つ存在する変速段が選択される。そして、選択された複数の変速段を通常時の変速制御に使用する「通常時使用変速段グループ」とする構成とした。
即ち、「通常時使用変速段グループ」として選択された変速段は、３つの係合クラッチC1,C2,C3のうち、動力伝達経路に係合クラッチが１つ存在するだけである。このため、通常時変速において、噛み合い係合クラッチC1,C2,C3を変速要素とする場合に特有のガタツキショックや異音が抑えられた良好な変速品質が達成される。そして、通常時使用変速段はショックや異音を抑えた変速段であるため、変速中のトルク増減傾きを緩やかにする振動対策を施す必要がなく、変速に要する時間が短い高い変速応答性が確保される。
この結果、変速要求があったとき、通常時変速において良好な変速品質を達成しながら、ドライバ要求に応える変速応答性が確保される。

実施例１では、多段歯車変速機１により実現可能な複数の変速段のうち、動力伝達経路に係合クラッチC1,C2,C3が２つ以上存在する変速段（EV1st ICE1st、EV2nd ICE3rd’）を選択する。選択した変速段を通常時の変速制御に使用しない通常時不使用変速段グループとし、所定の条件が成立するとき、通常時不使用変速段グループの変速段（EV1st ICE1st、EV2nd ICE3rd’）の使用を許可する構成とした。
即ち、通常時不使用変速段グループの変速段は、３つの係合クラッチC1,C2,C3のうち、動力伝達経路に係合クラッチが２つ以上存在し、良好な変速品質は望めないが、変速段として用いることは可能である。
従って、所定の条件が成立するとき、通常時不使用変速段グループの変速段の使用を許可することで、通常時不使用変速段が、通常時使用変速段のバックアップ変速段として有効利用される。

実施例１では、強電バッテリ３のバッテリSOCが所定容量SOC1以下というバッテリ低容量条件が成立するとき、通常時不使用変速段グループに存在する変速段（緊急時1st：「EV1st ICE1st」）の使用を許可する構成とした。
即ち、バッテリ低容量条件が成立するときは、強電バッテリ３のバッテリSOCの持ち出しを出来る限り抑えたいという要求がある。これに対し、通常時不使用変速段グループに第１モータジェネレータMG1によるアシスト負荷を軽減する変速段が存在する場合、通常時不使用変速段の使用を許可して変速制御を実施する方が、バッテリSOCを早期に回復させる点で有利である。
従って、バッテリ低容量条件が成立するとき、通常時不使用変速段の変速制御への使用を許可することで、強電バッテリ３の低下したバッテリSOCの早期回復が達成される。

実施例１では、強電バッテリ３の温度が低下し、既定の出力を出せない第１温度閾値以下であるというバッテリ低温条件が成立するとき、通常時不使用変速段グループに存在する変速段（緊急時1st：EV1st ICE1st）の使用を許可する構成とした。
即ち、バッテリ低温条件が成立すると、第１モータジェネレータMG1が既定の出力を出せないため、第１モータジェネレータMG1によるアシスト出力を出来る限り軽減する必要がある。これに対し、主に内燃機関出力により分担し、MG1出力による駆動力分担を軽減する変速段が通常時不使用変速段グループに存在する場合、その通常時不使用変速段を用いる方が要求車両駆動力を出せる点で好ましい。
従って、バッテリ低温条件が成立するとき、変速制御において通常時不使用変速段を使用することで、要求車両駆動力に対する実車両駆動力の低下が抑えられる。

実施例１では、強電バッテリ３から第１モータジェネレータMG1までの電動機系温度が上昇し、既定の出力を出せない第２温度閾値以上であるという電動機系高温条件が成立するとき、通常時不使用変速段グループに存在する変速段（緊急時1st：EV1st ICE1st）の使用を許可する構成とした。
即ち、電動機系高温条件が成立すると、バッテリ低温条件の成立時と同様に、第１モータジェネレータMG1が既定の出力を出せないため、第１モータジェネレータMG1によるアシスト出力を出来る限り軽減する必要がある。これに対し、主に内燃機関出力により分担し、MG1出力による駆動力分担を軽減する変速段が通常時不使用変速段グループに存在する場合、その通常時不使用変速段を用いる方が要求車両駆動力を出せる点で好ましい。
従って、電動機系高温条件が成立するとき、変速制御において通常時不使用変速段を使用することで、要求車両駆動力に対する実車両駆動力の低下が抑えられる。

実施例１では、通常時使用変速段グループの変速段を使用しての変速制御中に所定の変速段（EV2nd ICE3rd）を選択できない故障が発生した。このとき、通常時不使用変速段グループに存在する変速段のうち、故障が発生した所定の変速段（EV2nd ICE3rd）に近いギア比による変速段（EV2nd ICE3rd’）を故障時変速段として使用する構成とした。
即ち、変速制御は、燃費性能や駆動性能を考慮して変速段領域を設定したシフトスケジュールマップ（図６、図１２）を用いて行われる。しかし、領域で設定されている所定の変速段（EV2nd ICE3rd）を選択できない故障が発生すると、アップ変速時もダウン変速時も変速段（EV2nd ICE3rd）を飛ばすことになる。この場合、燃費性能や駆動性能が低下してしまう。
これに対し、変速段故障が発生したとき、故障が発生した変速段（EV2nd ICE3rd）に近いギア比による変速段（EV2nd ICE3rd’）を故障時変速段として使用することで、燃費性能や駆動性能の低下を最小に抑えつつ、変速制御がそのまま継続される。

実施例１では、多段歯車変速機１は、EV変速段と、ICE変速段と、EV変速段とICE変速段の組み合わせ変速段と、を有する。変速機コントロールユニット２３は、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。組み合わせ変速段の場合、EV変速段の動力伝達経路に係合クラッチC3が１つ存在し、ICE変速段の動力伝達経路に係合クラッチC1,C2が１つ存在する変速段を通常時使用変速段グループとする。そして、EV変速段の動力伝達経路に係合クラッチC3が１つ存在し、ICE変速段の動力伝達経路に係合クラッチC1,C2,C3が２つ以上存在する変速段を通常時不使用変速段グループとする構成とした。
即ち、多段歯車変速機１の変速制御は、EV変速段を変更する制御と、ICE変速段を変更する制御に分けることができる。よって、動力伝達経路をEV変速段とICE変速段のそれぞれに分けて考え、ICE変速段の動力伝達経路に係合クラッチC1,C2,C3が２つ以上存在する変速段を通常時不使用変速段グループとしている。
従って、EV変速段とICE変速段を有する多段歯車変速機１において、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、通常時使用変速段と通常時不使用変速段が動力伝達経路中の係合クラッチの数により整然と切り分けられる。

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

(1) 動力源として電動機（第１モータジェネレータMG1）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、複数の変速段を切り替える変速要素として、解放位置からのストロークにより噛み合い締結する複数の係合クラッチC1,C2,C3を有するハイブリッド車両において、
変速要求に基づく係合クラッチのストローク動作により、変速機（多段歯車変速機１）により実現される変速段を切り替える変速制御を行う変速コントローラ（変速機コントロールユニット２３）を設け、
変速コントローラ（変速機コントロールユニット２３）は、変速機（多段歯車変速機１）により実現可能な複数の変速段のうち、動力源から駆動輪１９に至る動力伝達経路に係合クラッチが１つ存在する変速段（EV変速段：1-2速、ICE変速段：2-4速）を選択し、選択した変速段を通常時の変速制御に使用する通常時使用変速段グループとする。
このため、変速要求があったとき、通常時変速において良好な変速品質を達成しながら、ドライバ要求に応える変速応答性を確保することができる。

(2) 変速コントローラ（変速機コントロールユニット２３）は、変速機（多段歯車変速機１）により実現可能な複数の変速段のうち、動力伝達経路に係合クラッチC1,C2,C3が２つ以上存在する変速段（EV1st ICE1st、EV2nd ICE3rd’）を選択し、選択した変速段を通常時の変速制御に使用しない通常時不使用変速段グループとし、所定の条件が成立するとき、通常時不使用変速段グループの変速段（EV1st ICE1st、EV2nd ICE3rd’）の使用を許可する。
このため、(1)の効果に加え、所定の条件が成立するとき、通常時不使用変速段グループの変速段の使用を許可することで、通常時不使用変速段を、通常時使用変速段のバックアップ変速段として有効に利用することができる。

(3) 変速コントローラ（変速機コントロールユニット２３）は、バッテリ（強電バッテリ３）の充電容量（バッテリSOC）が所定容量SOC1以下というバッテリ低容量条件が成立するとき、通常時不使用変速段グループに存在する変速段（EV1st ICE1st）の使用を許可する（図５のＳ１→Ｓ５）。
このため、(2)の効果に加え、バッテリ低容量条件が成立するとき、通常時不使用変速段の変速制御への使用を許可することで、バッテリ（強電バッテリ３）の低下した充電容量（バッテリSOC）の早期回復を達成することができる。

(4) 変速コントローラ（変速機コントロールユニット２３）は、バッテリ（強電バッテリ３）の温度が低下し、既定の出力を出せない第１温度閾値以下であるというバッテリ低温条件が成立するとき、通常時不使用変速段グループに存在する変速段（緊急時1st：EV1st ICE1st）の使用を許可する（図５のＳ２→Ｓ５）。
このため、(2)又は(3)の効果に加え、バッテリ低温条件が成立するとき、変速制御において通常時不使用変速段を使用することで、要求車両駆動力に対する実車両駆動力の低下を抑えることができる。

(5) 変速コントローラ（変速機コントロールユニット２３）は、バッテリ（強電バッテリ３）から電動機（第１モータジェネレータMG1）までの電動機系温度が上昇し、既定の出力を出せない第２温度閾値以上であるという電動機系高温条件が成立するとき、通常時不使用変速段グループに存在する変速段（緊急時1st：EV1st ICE1st）の使用を許可する（図５のＳ３→Ｓ５）。
このため、(2)〜(4)の効果に加え、電動機系高温条件が成立するとき、変速制御において通常時不使用変速段を使用することで、要求車両駆動力に対する実車両駆動力の低下を抑えることができる。

(6) 変速コントローラ（変速機コントロールユニット２３）は、通常時使用変速段グループの変速段を使用しての変速制御中に所定の変速段（EV2nd ICE3rd）を選択できない故障が発生したとき、通常時不使用変速段グループに存在する変速段のうち、故障が発生した所定の変速段（EV2nd ICE3rd）に近いギア比による変速段（EV2nd ICE3rd’）を故障時変速段として使用する（図５のＳ６→Ｓ７→Ｓ８）。
このため、(2)〜(5)の効果に加え、変速段故障が発生したとき、故障が発生した変速段（EV2nd ICE3rd）に近いギア比による変速段（EV2nd ICE3rd’）を故障時変速段として使用することで、燃費性能や駆動性能の低下を最小に抑えつつ、変速制御をそのまま継続することができる。

(7) 変速機（多段歯車変速機１）は、電動機変速段であるEV変速段と、内燃機関変速段である複数のICE変速段と、EV変速段とICE変速段の組み合わせ変速段と、を有し、
変速コントローラ（変速機コントロールユニット２３）は、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、変速機（多段歯車変速機１）により実現可能な複数の変速段とし、
組み合わせ変速段の場合、EV変速段の動力伝達経路に係合クラッチC3が１つ存在し、ICE変速段の動力伝達経路に係合クラッチC1,C2が１つ存在する変速段を通常時使用変速段グループとし、EV変速段の動力伝達経路に係合クラッチC3が１つ存在し、ICE変速段の動力伝達経路に係合クラッチC1,C2,C3が２つ以上存在する変速段を通常時不使用変速段グループとする（図４）。
このため、(1)〜(6)の効果に加え、EV変速段とICE変速段を有する変速機（多段歯車変速機１）において、変速機（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、通常時使用変速段と通常時不使用変速段を、動力伝達経路中の係合クラッチの数により整然と切り分けることができる。

以上、本発明のハイブリッド車両の変速制御装置を実施例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、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。

実施例１では、変速機として、係合クラッチC1,C2,C3を用い、EV変速段（1-2速）と、ICE変速段（1-4速）と、EV変速段とICE変速段の組み合わせ変速段と、を有する多段歯車変速機１の例を示した。しかし、変速機としては、係合クラッチを１又は２又は４以上用い、実施例１とは異なるEV変速段と、ICE変速段と、EV変速段とICE変速段の組み合わせ変速段と、を有する多段歯車変速機の例としても良い。さらに、変速機としては、係合クラッチを用いるEV変速機と、係合クラッチを用いるICE変速機の組み合わせ変速機としても良い。

実施例１では、本発明の変速制御装置を、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、それぞれニュートラル位置と左側締結位置と右側締結位置とを切り替える３つの係合クラッチを有する多段歯車変速機と、を搭載したハイブリッド車両に適用する例を示した。しかし、本発明の変速制御装置は、１つのエンジンと、少なくとも１つのモータジェネレータと、少なくともニュートラル位置と締結位置とを切り替える３つの係合クラッチを有する変速機を搭載したハイブリッド車両に対して適用することができる。

Claims (7)

1. 動力源として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、複数の変速段を切り替える変速要素として、解放位置からのストロークにより噛み合い締結する複数の係合クラッチを有し、
   前記係合クラッチが、前記電動機から前記駆動輪に至る動力伝達経路と前記内燃機関から前記駆動輪に至る動力伝達経路に配置されるハイブリッド車両において、
   変速要求に基づく前記係合クラッチのストローク動作により、前記変速機により実現される変速段を切り替える変速制御を行う変速コントローラを設け、
   前記変速コントローラは、前記変速機により実現可能な複数の変速段のうち、前記電動機から前記駆動輪に至る動力伝達経路に締結状態の前記係合クラッチが１つ以下存在し、かつ、前記内燃機関から前記駆動輪に至る動力伝達経路に締結状態の前記係合クラッチが１つ以下存在する変速段を選択し、選択した変速段を通常時使用変速段グループとして変速制御に使用する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の変速制御装置。
2. 請求項１に記載されたハイブリッド車両の変速制御装置において、
   前記変速コントローラは、前記変速機により実現可能な複数の変速段のうち、前記電動機から前記駆動輪に至る動力伝達経路と、前記内燃機関から前記駆動輪に至る動力伝達経路との少なくとも一方の動力伝達経路に締結状態の前記係合クラッチが２つ以上存在する変速段を選択し、選択した変速段を変速制御に使用しない通常時不使用変速段グループとし、所定の条件が成立するとき、前記通常時不使用変速段グループの変速段の使用を許可する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の変速制御装置。
3. 請求項２に記載されたハイブリッド車両の変速制御装置において、
   前記変速コントローラは、バッテリの充電容量が所定容量以下というバッテリ低容量条件が成立するとき、前記通常時不使用変速段グループに存在する変速段の使用を許可する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の変速制御装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載されたハイブリッド車両の変速制御装置において、
   前記変速コントローラは、バッテリの温度が低下し、既定の出力を出せない第１温度閾値以下であるというバッテリ低温条件が成立するとき、前記通常時不使用変速段グループに存在する変速段の使用を許可する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の変速制御装置。
5. 請求項２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変速制御装置において、
   前記変速コントローラは、バッテリから電動機までの電動機系温度が上昇し、既定の出力を出せない第２温度閾値以上であるという電動機系高温条件が成立するとき、前記通常時不使用変速段グループに存在する変速段の使用を許可する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の変速制御装置。
6. 請求項２から請求項５までの何れか一項に記載されたハイブリッド車両の変速制御装置において、
   前記変速コントローラは、前記通常時使用変速段グループの変速段を使用しての変速制御中に所定の変速段を選択できない故障が発生したとき、前記通常時不使用変速段グループに存在する変速段のうち、故障が発生した所定の変速段に近いギア比による変速段を故障時変速段として使用する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の変速制御装置。
7. 請求項１から請求項６までの何れか一項に記載されたハイブリッド車両の変速制御装置において、
   前記変速機は、電動機変速段であるEV変速段と、内燃機関変速段である複数のICE変速段と、前記EV変速段と前記ICE変速段の組み合わせ変速段と、を有し、
   前記変速コントローラは、前記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、前記変速機により実現可能な複数の変速段とし、
   前記組み合わせ変速段の場合、前記EV変速段の動力伝達経路に締結状態の前記係合クラッチが１つ存在し、前記ICE変速段の動力伝達経路に締結状態の前記係合クラッチが１つ存在する変速段を通常時使用変速段グループとし、前記EV変速段の動力伝達経路に締結状態の前記係合クラッチが１つ存在し、前記ICE変速段の動力伝達経路に締結状態の前記係合クラッチが２つ以上存在する変速段を通常時不使用変速段グループとする
   ことを特徴とするハイブリッド車両の変速制御装置。
   

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