JP6589757B2 - ハイブリッド車両の走行モード切換制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行用の駆動源が異なる場合を含む複数の走行モードで走行可能なハイブリッド車両に係り、特に、その複数の走行モードを切り換えながら走行する走行モード切換制御装置に関するものである。

(a) エンジンに動力伝達可能に連結されて、少なくとも動力伝達状態および遮断状態に切り換えられる動力断接部と、(b) その動力断接部の出力部材に連結された第１回転要素と、第１回転機が動力伝達可能に連結された第２回転要素と、出力要素として機能する第３回転要素と、を有する差動機構を備え、前記第１回転機の運転状態が制御されることにより前記差動機構の差動状態が制御される電気式差動部と、(c) 駆動輪に動力伝達可能に連結された第２回転機と、を有し、(d) 走行用の駆動源が異なる場合を含む複数の走行モードで走行可能なハイブリッド車両が知られている。特許文献１に記載の車両はその一例で、動力断接部として、変速比が異なる複数のギヤ段を成立させることができる機械式変速部を備えている。

国際公開第２０１３／１１４５９４号

ところで、未だ公知ではないが、上記ハイブリッド車両においてエンジンと第１回転機とを接続、遮断する連結装置を設けることが考えられる。その場合には、例えばその連結装置を接続状態にするとともに前記動力断接部を遮断状態とすることで、エンジンにより第１回転機を回転駆動して発電するとともに、その発電電力により第２回転機を力行制御して走行するシリーズモードが可能になるなど、選択できる走行モードの種類が増えて燃費性能や動力性能を一層向上させることができる。しかしながら、このように走行モードの種類が増えると走行モードの切換頻度が高くなり、例えばアクセル操作量が急に大きく増減した場合などに、短時間の間に走行モードが連続して切り換えられる多重切換が発生することがあり、駆動力変動やエンジンのオンオフなどで運転者に違和感を生じさせる可能性がある。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、エンジンと第１回転機とを接続可能としたハイブリッド車両において、走行モードの多重切換を抑制することにある。

本発明は、(a) 入力軸を介してエンジンに動力伝達可能に連結されて、複数の変速用係合装置により複数のギヤ段を成立させることができるとともに、動力伝達を遮断するニュートラルが可能な遊星歯車式の機械式変速部と、(b) その機械式変速部の出力部材に連結された第１回転要素と、第１回転機が動力伝達可能に連結された第２回転要素と、出力要素として機能する第３回転要素と、を有する差動機構を備え、前記第１回転機の運転状態が制御されることにより前記差動機構の差動状態が制御される電気式差動部と、(c) 駆動輪に動力伝達可能に連結された第２回転機と、を有し、(d) 前記機械式変速部および前記電気式差動部は前記入力軸と同軸に配置されているとともに、走行用の駆動源が異なる場合を含む複数の走行モードで走行可能なハイブリッド車両に関し、(e) その複数の走行モードを切り換えながら走行する走行モード切換制御装置において、(f) 前記ハイブリッド車両は、前記入力軸を介して前記エンジンと前記第１回転機とを接続、遮断する連結装置を有し、前記走行モードとして更に、前記連結装置を接続するとともに前記機械式変速部の前記複数の変速用係合装置を何れも解放してその機械式変速部を前記ニュートラルとした状態で、前記エンジンにより前記第１回転機を回転駆動して発電し、その発電した電力で前記第２回転機を力行制御して走行するシリーズモードを含み、前記連結装置の作動状態が異なる走行モードが可能である一方、(g) 予め定められたモード切換条件に従って前記走行モードの切換判断を行なう切換判定部と、(h) その切換判定部によって前記走行モードの切換判断が為された場合に、予め定められた待機時間が経過したか否かを判断し、その待機時間が経過したと判断した後にその走行モードを切り換える一方、待機中にその切換判定部によって別の走行モードへの切換判断が為された場合はその別の走行モードへ切り換える切換実行部と、を有することを特徴とする。

このようなハイブリッド車両の走行モード切換制御装置においては、入力軸を介してエンジンと第１回転機とを連結装置によって接続できるため、例えばその連結装置を接続するとともに機械式変速部の複数の変速用係合装置を何れも解放してその機械式変速部をニュートラルとした状態で、エンジンにより第１回転機を回転駆動して発電し、その発電した電力で第２回転機を力行制御して走行するシリーズモードが可能になるなど、選択できる走行モードの種類が増えて燃費性能や動力性能を一層向上させることができる。一方、走行モードの種類が増えると走行モードの切換頻度が高くなるが、モード切換条件に従って走行モードの切換判断が為された場合に、予め定められた待機時間が経過した後に走行モードを切り換える一方、待機中に別の走行モードへの切換判断が為された場合はその別の走行モードへ切り換えるため、多重切換を抑制することができる。

本発明が適用されたハイブリッド車両の走行に関与する概略構成を説明する骨子図で、制御系統の要部を併せて示した図である。 図１のハイブリッド車両で実現可能な複数の走行モードと、それ等の走行モードにおける各部の作動状態を説明する図である。 ＥＶの単駆動モード時の共線図である。 ＥＶの両駆動モード時の共線図である。 ＨＶのシリーズパラレルハイモード時の共線図である。 ＨＶのシリーズパラレルローモード時の共線図である。 ＨＶのパラレルハイモード時の共線図である。 ＨＶのパラレルローモード時の共線図である。 ＨＶのシリーズモード時の共線図である。 バッテリの入出力制限が無い場合の走行モードの切換マップの一例を説明する図である。 バッテリの入出力制限がある場合の走行モードの切換マップの一例を説明する図である。 図１の電子制御装置が機能的に備えている走行モード切換制御部の作動を具体的に説明するフローチャートである。 図１２のステップＳ２で待機時間Ｔｍｏｄｅを設定する際に用いられる設定マップの一例を説明する図である。 待機時間Ｔｍｏｄｅを設定する際に用いられる設定マップの別の例を説明する図である。 図１２のフローチャートに従ってシリーズパラレルハイモードからパラレルハイモードへ切り換えられた場合の各部の作動状態の変化を説明するタイムチャートの一例である。

動力断接部としては、例えば複数の変速用係合装置によって変速比が異なる複数のギヤ段を成立させることができるとともに、動力伝達を遮断するニュートラル（中立状態）が可能な遊星歯車式や平行軸式等の有段の機械式変速部が適当であるが、クラッチ等の断接装置を設けるだけでも良い。有段の機械式変速部の複数のギヤ段は、変速比が１よりも大きい減速ギヤ段（アンダードライブ）、および変速比が１よりも小さい増速ギヤ段（オーバードライブ）の両方を含むように定めることもできるが、減速ギヤ段および増速ギヤ段の何れか一方のみを含むものでも良い。

電気式差動部の差動機構としては、シングルピニオン型或いはダブルピニオン型の単一の遊星歯車装置が好適に用いられる。この遊星歯車装置はサンギヤ、キャリア、およびリングギヤの３つの回転要素を備えているが、それ等の回転速度を直線で結ぶことができる共線図において、例えば中間に位置する回転速度が中間の回転要素（シングルピニオン型遊星歯車装置のキャリア、ダブルピニオン型遊星歯車装置のリングギヤ）に動力断接部の出力部材が連結され、両端の回転要素に第１回転機および駆動輪が連結されるが、中間の回転要素に駆動輪を連結するようにしても良い。駆動輪に連結される回転要素が出力要素である。この３つの回転要素は、常に差動回転可能であっても良いが、任意の２つをクラッチにより一体的に連結できるようにして、運転状態に応じて一体回転させるようにしたり、第１回転機が連結される回転要素をブレーキにより回転停止できるようにしたりして、差動回転を制限することも可能である。

回転機は回転電気機械のことで、具体的には電動モータ、発電機、或いはその両方の機能を択一的に用いることができるモータジェネレータである。第１回転機として発電機を採用し、第２回転機として電動モータを採用することもできるが、種々の運転状態を想定した場合、第１回転機、第２回転機の何れもモータジェネレータを用いることが望ましい。

エンジンと第１回転機とを接続、遮断する連結装置としては、クラッチ等の断接装置だけでも良いが、変速機を介して接続することもできる。切換判定部は、例えばアクセル操作量や車速等の運転状態をパラメータとして定められたモード切換マップ、或いはモード領域マップ等のモード切換条件に従って切換判断を行なう。バッテリの蓄電残量等の車両状態に応じて複数種類のモード切換条件を定めることもできるし、車両状態に応じて基本のモード切換条件を補正することもできる。そして、例えばアクセル操作量等の車両負荷に応じて３種類以上の走行モードに切り換えられる場合に、本発明は好適に適用される。

切換実行部は、予め定められた待機時間が経過したか否かを判断する待機制御部を有して構成される。待機時間は、予め一定時間が定められても良いが、アクセル操作量の変化率や車速等の運転状態、或いは切換後の走行モード、切換前後の走行モードなどによって可変設定されるようにしても良い。例えば、走行モードが連続して切り換えられる可能性が高い場合は、可能性が低い場合に比較して待機時間が長くなるように、モード切換条件等を考慮して定められる。車両負荷に応じて３種類以上の走行モードに切り換えられる場合に、車両負荷が中間の領域の走行モードへ切り換える時だけ待機時間を設定し、車両負荷が上限領域または下限領域の走行モードへの切換時には待機時間を設けることなく直ちに切換を実行しても良いなど、走行モードの切換の種類によって待機時間そのものを無くすこともできる。

切換実行部は、例えば待機中に切換判定部によって新たに別の走行モードへの切換判断が為された場合は、待機時間の経過を待つことなく直ちにその別の走行モードへ切り換える別モード切換部を有して構成されるが、待機中に別の走行モードへの切換判断が為されても、当初の待機時間を経過した後にその別の走行モードへ切り換えるようにしても良い。また、待機時間が経過した時に、切換判定部によって切換判断が為された最新の走行モードへ切り換えるようにしても良いなど、種々の態様が可能である。すなわち、待機中に切換判定部によって別の走行モードへの切換判断が為された場合に、その別の走行モードへ切り換える切換タイミングは適宜定められるし、待機中に切換判定部によって別の走行モードへの切換判断が為されたか否かの確認についても、必ずしも待機中に逐次行う必要はなく、待機時間が経過した後に確認するだけでも良い。待機時間が経過した時点で、切換判定部に対して最新の走行モードの切換判断を行わせるようにしても良い。

以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明が適用されたハイブリッド車両１０の走行に関与する概略構成を説明する骨子図で、走行モードの切換制御に関する制御系統の要部を併せて示した図である。図１において、ハイブリッド車両１０は、走行用の駆動源として用いることができるエンジン１２、第１モータジェネレータＭＧ１、および第２モータジェネレータＭＧ２を備えており、動力伝達装置１４を介して駆動輪（前輪）１６を回転駆動する。エンジン１２は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等、所定の燃料を燃焼させて動力を出力する内燃機関である。このエンジン１２は、電子制御装置８０によって吸入空気量、燃料供給量、点火時期等の作動状態が制御されることにより、エンジントルクＴｅが制御される。

第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２は、何れも電動モータおよび発電機（ジェネレータ）として択一的に用いることができる。第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２は、インバータ部や平滑コンデンサなどを有する電力制御ユニット１８を介してバッテリユニット２０に接続されており、電子制御装置８０によって電力制御ユニット１８が制御されることにより、第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２の各々のトルク（力行トルクまたは回生トルク）であるＭＧ１トルクＴｍｇ１、ＭＧ２トルクＴｍｇ２が制御される。第１モータジェネレータＭＧ１は第１回転機で、第２モータジェネレータＭＧ２は第２回転機である。

動力伝達装置１４は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式の車両用で、非回転部材であるトランスアクスルケース２２内に、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２と共に収容されている。動力伝達装置１４は、エンジン１２および第１モータジェネレータＭＧ１の少なくとも一方の出力を駆動輪１６へ伝達する第１動力伝達部２４と、第２モータジェネレータＭＧ２の出力を駆動輪１６へ伝達する第２動力伝達部２６とを備えている。第１動力伝達部２４は、機械式変速部４４および電気式差動部４６を備えており、電気式差動部４６の出力部材であるドライブギヤ２８から、ドリブンギヤ３０、ドリブン軸３２、ファイナルギヤ３４、デフリングギヤ３６を介してディファレンシャル装置３８に動力伝達され、一対の車軸４０を介して左右の駆動輪１６に分配される。

機械式変速部４４および電気式差動部４６は、エンジン１２によって回転駆動される入力軸４２と同軸に配置されており、機械式変速部４４は、第１遊星歯車機構４８、クラッチＣ１、およびブレーキＢ１を備えている。第１遊星歯車機構４８は、差動回転可能な３つの回転要素として、サンギヤＳ１、ピニオンギヤＰ１を自転および公転可能に支持するキャリアＣＡ１、およびピニオンギヤＰ１を介してサンギヤＳ１と噛み合うリングギヤＲ１を有するシングルピニオン型の遊星歯車機構で、キャリアＣＡ１は入力軸４２に一体的に連結されており、機械式変速部４４の入力部材として機能する。サンギヤＳ１は、ブレーキＢ１を介してトランスアクスルケース２２に選択的に連結されるようになっており、サンギヤＳ１およびキャリアＣＡ１は、クラッチＣ１を介して互いに選択的に連結されるようになっている。リングギヤＲ１は、機械式変速部４４の出力部材として機能する連結部材４５を介して電気式差動部４６に連結されている。

クラッチＣ１およびブレーキＢ１は、何れも油圧アクチュエータによって係合制御される多板型の油圧式摩擦係合装置であり、油圧制御回路５２の油路切換弁や油圧制御弁が電子制御装置８０によって制御されることにより、その油圧制御回路５２から各々供給されるＣ１油圧Ｐｃ１、Ｂ１油圧Ｐｂ１に応じて係合、解放制御される。そして、クラッチＣ１およびブレーキＢ１が何れも解放されると、第１遊星歯車機構４８の差動が許容され、サンギヤＳ１が自由回転してエンジントルクＴｅの反力トルクを取れないため、機械式変速部４４は中立状態（ニュートラル状態）とされて動力伝達が不能な遮断状態となる。クラッチＣ１およびブレーキＢ１が何れも係合させられると、第１遊星歯車機構４８は一体的に回転停止状態とされ、入力軸４２を介してエンジン１２が回転停止状態に保持される。クラッチＣ１が係合させられ且つブレーキＢ１が解放されると、第１遊星歯車機構４８が一体回転させられるようになり、エンジン１２の回転速度（エンジン回転速度）Ｎｅが等速で、すなわち変速比γ１＝１で、リングギヤＲ１から連結部材４５を介して電気式差動部４６へ出力される。変速比γ１は、エンジン回転速度Ｎｅ／リングギヤＲ１の回転速度である。また、クラッチＣ１が解放され且つブレーキＢ１が係合させられると、サンギヤＳ１が回転停止させられることにより、リングギヤＲ１が入力軸４２に対して増速回転させられるようになり、変速比γ１＜１で連結部材４５を介して電気式差動部４６へ出力される。すなわち、機械式変速部４４は、直結状態（変速比γ１＝１）のローギヤと、オーバードライブ状態（変速比γ１＜１）のハイギヤとに切り換えられる２段の有段変速機として機能する。クラッチＣ１およびブレーキＢ１は、変速用係合装置である。機械式変速部４４は、動力伝達状態と遮断状態とに切り換えることができる動力断接部として機能する。

図３〜図９における左側に示す共線図は、上記機械式変速部４４に関するもので、「ＥＮＧ」はエンジン１２である。この共線図は、第１遊星歯車機構４８の３つの回転要素（サンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、リングギヤＲ１）の回転速度を直線で結ぶことができるもので、各回転要素を表す３本の縦線Ｙ１〜Ｙ３の間隔は、第１遊星歯車機構４８のギヤ比（サンギヤＳ１の歯数／リングギヤＲ１の歯数）に応じて定まる。

電気式差動部４６は、第２遊星歯車機構５０を備えている。第２遊星歯車機構５０は、差動回転可能な３つの回転要素として、サンギヤＳ２、ピニオンギヤＰ２を自転および公転可能に支持するキャリアＣＡ２、およびピニオンギヤＰ２を介してサンギヤＳ２と噛み合うリングギヤＲ２を有するシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、差動作用を生じる差動機構として機能する。キャリアＣＡ２は、前記連結部材４５に一体的に連結されており、電気式差動部４６の入力部材として機能する。サンギヤＳ２は、差動制御用の第１モータジェネレータＭＧ１のロータ軸５４に一体的に連結されている。リングギヤＲ２は、電気式差動部４６の出力部材として機能するドライブギヤ２８に一体的に連結されている。本実施例では、キャリアＣＡ２が第１回転要素で、サンギヤＳ２が第２回転要素で、リングギヤＲ２が第３回転要素であり、リングギヤＲ２は出力要素として機能する。

上記第１モータジェネレータＭＧ１のロータ軸５４は、直結クラッチＣＳを介して入力軸４２に選択的に連結されるようになっている。直結クラッチＣＳは、油圧アクチュエータによって係合制御される多板型の油圧式摩擦係合装置であり、前記クラッチＣ１、ブレーキＢ１と同様に、油圧制御回路５２の油路切換弁や油圧制御弁が電子制御装置８０によって制御されることにより、その油圧制御回路５２から供給されるＣＳ油圧Ｐｃｓに応じて係合、解放制御される。この直結クラッチＣＳは、動力伝達を接続、遮断できる断接装置で、エンジン１２と第１モータジェネレータＭＧ１との間を接続、遮断する連結装置に相当する。

上記直結クラッチＣＳが解放されると、第２遊星歯車機構５０の差動が許容される。この状態では、第２遊星歯車機構５０は、キャリアＣＡ２に入力される動力を第１モータジェネレータＭＧ１およびリングギヤＲ２へ分配する動力分配機構として機能することが可能である。すなわち、電気式差動部４６において、リングギヤＲ２へ分配される機械的な動力伝達に加え、第１モータジェネレータＭＧ１に分配された動力で第１モータジェネレータＭＧ１が回転駆動されることによって発電し、その発電した電力で第２モータジェネレータＭＧ２を駆動したり、バッテリユニット２０を充電したりすることができる。電気式差動部４６は、電子制御装置８０によって電力制御ユニット１８が制御されて第１モータジェネレータＭＧ１の運転状態が制御されることにより、変速比γ２（＝キャリアＣＡ２の回転速度／リングギヤＲ２の回転速度）を連続的に制御する電気式無段変速機として機能する。つまり、電気式差動部４６は、差動機構としての第２遊星歯車機構５０と、その第２遊星歯車機構５０に動力伝達可能に連結された差動制御用回転機としての第１モータジェネレータＭＧ１とを有し、第１モータジェネレータＭＧ１の運転状態が制御されることにより第２遊星歯車機構５０の差動状態が制御される電気式変速機構である。また、直結クラッチＣＳが係合させられた状態では、エンジン１２と第１モータジェネレータＭＧ１とが連結されるため、エンジン１２の動力によって第１モータジェネレータＭＧ１を回転駆動して発電し、その発電した電力でバッテリユニット２０を充電したり第２モータジェネレータＭＧ２を駆動したりすることが可能である。

図３〜図９における右側に示す共線図は、上記電気式差動部４６に関するもので、「ＯＵＴ」は出力部材として機能するドライブギヤ２８である。この共線図は、第２遊星歯車機構５０の３つの回転要素（サンギヤＳ２、キャリアＣＡ２、リングギヤＲ２）の回転速度を直線で結ぶことができるもので、各回転要素を表す３本の縦線Ｙ４〜Ｙ６の間隔は、第２遊星歯車機構５０のギヤ比（サンギヤＳ２の歯数／リングギヤＲ２の歯数）に応じて定まる。本実施例では、この共線図の中間に位置する回転要素、すなわち差動状態において回転速度が中間の速度になる回転要素であるキャリアＣＡ２に連結部材４５が連結されて、エンジン１２から動力が入力されるようになっている。また、共線図の両側に位置する２つの回転要素（サンギヤＳ２およびリングギヤＲ２）の一方および他方に、第１モータジェネレータＭＧ１、駆動輪１６が動力伝達可能に連結されている。

このように構成された第１動力伝達部２４においては、エンジン１２の動力や第１モータジェネレータＭＧ１の動力がドライブギヤ２８からドリブンギヤ３０へ伝達される。従って、エンジン１２および第１モータジェネレータＭＧ１は、第１動力伝達部２４を介して駆動輪１６に動力伝達可能に連結される。また、機械式変速部４４は、直結状態またはオーバードライブ状態で動力伝達するため、第１モータジェネレータＭＧ１の高トルク化が抑制される。

第１動力伝達部２４では、機械式変速部４４および電気式差動部４６が直列に接続されているため、機械式変速部４４を変速すれば第１動力伝達部２４の全体の変速比γ０（＝γ１×γ２）も変化させられる。そこで、機械式変速部４４の変速時に第１動力伝達部２４の変速比γ０の変化が抑制されるように、機械式変速部４４の変速に合わせて電気式差動部４６の変速を実行する。例えば、機械式変速部４４がローギヤからハイギヤへアップシフトされる場合、それと同時に電気式差動部４６をダウンシフトする。これにより、第１動力伝達部２４は、全体として所謂電気式無段変速機として機能させることができる。

第２動力伝達部２６は、入力軸４２とは別にその入力軸４２と平行に配置された第２モータジェネレータＭＧ２のロータ軸５６、およびそのロータ軸５６に一体的に取り付けられてドリブンギヤ３０と噛み合う小径のリダクションギヤ５８を備えている。この第２動力伝達部２６においては、第２モータジェネレータＭＧ２の動力がリダクションギヤ５８からドリブンギヤ３０へ伝達され、ドリブン軸３２、ファイナルギヤ３４、およびデフリングギヤ３６を介してディファレンシャル装置３８に伝達される。すなわち、第２モータジェネレータＭＧ２は、第１動力伝達部２４の機械式変速部４４および電気式差動部４６を介することなく、駆動輪１６に対して動力伝達可能に連結されており、リダクションギヤ５８による減速比の設定の自由度が高く、その減速比を大きくとることができる。

ハイブリッド車両１０は、走行に関わる各種の制御を行なうコントローラとして電子制御装置８０を備えている。電子制御装置８０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、ハイブリッド車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置８０は、エンジン１２、第１モータジェネレータＭＧ１、および第２モータジェネレータＭＧ２の各出力制御や、複数の走行モードの切換制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用、ＭＧ制御用、油圧制御用等に分けて構成される。

電子制御装置８０には、ハイブリッド車両１０に設けられたエンジン回転速度センサ６０、出力回転速度センサ６２、レゾルバ等のＭＧ１回転速度センサ６４、レゾルバ等のＭＧ２回転速度センサ６６、アクセル操作量センサ６８、シフトポジションセンサ７０、バッテリセンサ７２等による検出値に基づく各種の信号、すなわちエンジン回転速度Ｎｅ、車速Ｖに対応するドリブンギヤ３０の回転速度である出力回転速度Ｎｏｕｔ、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度（ＭＧ１回転速度）Ｎｍｇ１、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度（ＭＧ２回転速度）Ｎｍｇ２、アクセルペダルの操作量（アクセル操作量）θａｃｃ、シフトレバーの操作位置Ｐｓｈ、バッテリユニット２０のバッテリ温度ＴＨｂａｔやバッテリ充放電電流Ｉｂａｔ、バッテリ電圧Ｖｂａｔなど、制御に必要な各種の情報が供給される。また、電子制御装置８０からは、エンジン１２、電力制御ユニット１８、油圧制御回路５２などにエンジン制御指令信号Ｓe 、ＭＧ制御指令信号Ｓｍ、油圧制御指令信号Ｓｐなどが出力される。電子制御装置８０は、例えばバッテリ充放電電流Ｉｂａｔおよびバッテリ電圧Ｖｂａｔなどに基づいてバッテリユニット２０の蓄電残量ＳＯＣを算出する。

電子制御装置８０は、予め定められた切換条件に従って複数の走行モードを切り換えながら走行する走行モード切換制御部８２を機能的に備えている。すなわち、本実施例のハイブリッド車両１０は、図２に示す種々の走行モードで走行することが可能である。図２において、ＥＶ（Electric Vehicle）モードは、エンジン１２の運転を停止した状態で、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２の少なくとも一方を走行用駆動源として用いて走行する制御様式である。ＨＶ（Hybrid Vehicle）モードは、少なくともエンジン１２を運転状態として、そのエンジン１２のみを走行用駆動源として用いて走行したり、一定の条件下で第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２の少なくとも一方を走行用駆動源として用いて走行したりする制御様式である。そして、ＥＶモードでは、更に単駆動モードおよび両駆動モードの２つの走行モードが定められており、ＨＶモードでは、シリーズパラレルモード、パラレルモード、およびシリーズモードの３つの走行モードが定められている。

図２は、各走行モードにおけるクラッチＣ１、ブレーキＢ１、直結クラッチＣＳ、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の作動状態を説明する図である。図２の図中の「○」印は係合装置（Ｃ１，Ｂ１，ＣＳ）の係合を意味し、空欄は解放を意味し、「△」印は運転停止状態のエンジン１２を連れ回し状態とするエンジンブレーキ（エンブレともいう）の併用時に何れか一方を係合させることを意味する。また、「Ｇ」はモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を主にジェネレータとして機能させることを意味し、「Ｍ」はモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を駆動時には主に電動モータとして機能させ、被駆動時には主にジェネレータとして機能させることを意味する。但し、ＨＶのパラレルモードでは、高負荷時等にアシスト的にモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２が電動モータとして作動させられ、低負荷時には作動停止（フリー回転状態）とされる。

各走行モードについて具体的に説明すると、ＥＶの単駆動モードでは、クラッチＣ１、ブレーキＢ１、および直結クラッチＣＳを何れも解放した状態で、基本的に第２モータジェネレータＭＧ２を走行用駆動源として用いて走行する。図３は、このＥＶ単駆動モード時の共線図である。クラッチＣ１およびブレーキＢ１が解放されることで、第１遊星歯車機構４８の差動が許容され、機械式変速部４４は中立状態（ニュートラル状態）となって動力伝達が遮断される。機械式変速部４４が中立状態とされると、リングギヤＲ１に連結されたキャリアＣＡ２にてＭＧ１トルクＴｍｇ１の反力トルクが取れないため、電気式差動部４６も中立状態になり、第１動力伝達部２４が全体として中立状態になる。この状態で、エンジン１２の運転を停止させるとともに、第２モータジェネレータＭＧ２から走行用のＭＧ２トルク（力行トルク）Ｔｍｇ２を出力させる。後進時は、前進時に対して第２モータジェネレータＭＧ２を逆回転させる。車両走行中には、第２モータジェネレータＭＧ２の回転（ここでは駆動輪１６の回転も同意）に連動してドライブギヤ２８に連結されたリングギヤＲ２が回転させられる。ＥＶ単駆動モードでは、第１モータジェネレータＭＧ１を無負荷として空転させても良いが、第１モータジェネレータＭＧ１における引き摺り損失等を低減するために、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１をゼロ（回転停止状態）に維持することが望ましい。例えば、第１モータジェネレータＭＧ１をジェネレータとして機能させて、フィードバック制御によりＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１をゼロとすることができる。或いは、第１モータジェネレータＭＧ１の回転が固定されるように電流供給するｄ軸ロック制御（ｄ−ｑ軸座標系におけるｄ軸電流のみを供給する制御）を実行して、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１をゼロに維持することもできる。また、ＭＧ１トルクＴｍｇ１をゼロとしても第１モータジェネレータＭＧ１のコギングトルクによりＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１をゼロに維持できるときはＭＧ１トルクＴｍｇ１を加える必要はない。なお、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１をゼロに維持する制御を行っても、第１動力伝達部２４は中立状態であるので、駆動トルクに影響を与えない。

上記ＥＶ単駆動モードではまた、リングギヤＲ１がキャリアＣＡ２と一体的に連れ回されるが、機械式変速部４４は中立状態であるので、運転が停止されたエンジン１２は連れ回されずゼロ回転で停止状態とされる。よって、ＥＶ単駆動モードでの走行中に第２モータジェネレータＭＧ２を回生制御（発電制御ともいう）する場合、回生量を大きく取ることができる。ＥＶ単駆動モードでの走行時に、バッテリユニット２０が満充電状態となり回生エネルギーが取れない場合、エンジンブレーキを併用することが考えられる。エンジンブレーキを併用する場合は、ブレーキＢ１またはクラッチＣ１が係合させられる（図２のＥＶ単駆動モードのエンブレ併用を参照）。ブレーキＢ１またはクラッチＣ１が係合させられると、エンジン１２は連れ回し状態とされて、エンジンブレーキが作用させられる。ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１を上昇させることで、エンジン１２の連れ回し状態におけるエンジン回転速度Ｎｅを上昇させることができる。

上述したように、ブレーキＢ１またはクラッチＣ１を係合させることでエンジン回転速度Ｎｅを上昇させることができるので、ＥＶモードからエンジン１２を始動するときには、ブレーキＢ１またはクラッチＣ１を係合した状態として、必要に応じて第１モータジェネレータＭＧ１によりエンジン回転速度Ｎｅを引き上げて点火する。このとき、第２モータジェネレータＭＧ２に反力キャンセルトルクを追加で出力させる。なお、車両停止時にエンジン１２を始動する際には、ブレーキＢ１またはクラッチＣ１を係合した状態で第１モータジェネレータＭＧ１によりキャリアＣＡ２の回転を引き上げることでエンジン回転速度Ｎｅを上昇させても良いし、第１モータジェネレータＭＧ１によりキャリアＣＡ２の回転を引き上げてからブレーキＢ１またはクラッチＣ１を係合させることでエンジン回転速度Ｎｅを上昇させても良い。

図２において、ＥＶの両駆動モード（「Ｎｅ＝０」）では、クラッチＣ１およびブレーキＢ１を何れも係合させるとともに、直結クラッチＣＳを解放した状態で、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２を共に走行用駆動源として用いて走行する。図４は、このＥＶ両駆動モード時の共線図である。クラッチＣ１およびブレーキＢ１が係合させられることにより、第１遊星歯車機構４８の差動が規制され、サンギヤＳ１の回転が停止させられる。そのため、第１遊星歯車機構４８は何れの回転要素も回転が停止させられる。これによって、エンジン１２はゼロ回転で停止状態とされ、また、連結部材４５を介してリングギヤＲ１に連結されたキャリアＣＡ２の回転も停止させられる。キャリアＣＡ２の回転が停止させられると、キャリアＣＡ２にてＭＧ１トルクＴｍｇ１の反力トルクが取れるため、ＭＧ１トルク（ここでは逆回転方向の力行トルク）Ｔｍｇ１によりリングギヤＲ２から機械的に駆動力を出力させて駆動輪１６へ伝達することができる。すなわち、エンジン１２の運転を停止させるとともに、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２から各々走行用のＭＧ１トルクＴｍｇ１およびＭＧ２トルクＴｍｇ２を出力させる。このＥＶ両駆動モードでは、前進時に対して第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２を共に逆回転させて後進走行することも可能である。なお、ＥＶの両駆動モードでは、直結クラッチＣＳを係合させるとともに、クラッチＣ１およびブレーキＢ１の何れか一方を係合させることにより、機械式変速部４４をハイギヤまたはローギヤに保持した状態で、エンジン１２を所定の回転速度で連れ回し回転させつつ、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２を共に走行用駆動源として用いて走行することも可能である。

上記ＥＶ両駆動モードは、第２モータジェネレータＭＧ２のみで要求駆動トルクを賄える場合であっても、ＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２およびＭＧ２トルクＴｍｇ２で表される第２モータジェネレータＭＧ２の動作点が第２モータジェネレータＭＧ２の効率を悪化させる領域内にある場合、言い換えれば第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２を併用した方が効率が良い場合には、ＥＶ両駆動モードが選択される。ＥＶ両駆動モードでは、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２の運転効率に基づいて、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２にて要求駆動トルクを分担させる。

図２において、ＨＶのシリーズパラレルモードでは、直結クラッチＣＳを解放するとともに、クラッチＣ１およびブレーキＢ１の何れか一方を係合させることにより、機械式変速部４４をハイギヤまたはローギヤに保持した状態で、エンジン１２を運転（作動）させるとともに第２モータジェネレータＭＧ２を力行制御することにより、何れも走行用駆動源として用いて走行する。図５は、このシリーズパラレルモードにおいて機械式変速部４４がハイギヤとされた場合の共線図で、図６は、シリーズパラレルモードにおいて機械式変速部４４がローギヤとされた場合の共線図である。クラッチＣ１またはブレーキＢ１が係合させられることで機械式変速部４４が非中立状態、すなわち動力伝達状態とされ、キャリアＣＡ２に伝達されたエンジン１２の動力に対する反力を第１モータジェネレータＭＧ１で受け持つことにより、エンジントルクＴe の一部（エンジン直達トルク）をリングギヤＲ２から機械的に出力させて駆動輪１６へ伝達することができる。第１モータジェネレータＭＧ１は、回生制御されてジェネレータとして用いられ、上記反力を受け持つことができるとともに、発電した電力で第２モータジェネレータＭＧ２を力行制御してＭＧ２トルクＴｍｇ２を出力させる。なお、このシリーズパラレルモードでは、前進時に対して第２モータジェネレータＭＧ２を逆回転させることにより後進走行することも可能である。

ここで、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１がゼロとなり、エンジン１２の動力が電気パス（第１モータジェネレータＭＧ１や第２モータジェネレータＭＧ２の電力授受に関わる電気経路である電気的な動力伝達経路）を介することなく全て機械的にドライブギヤ２８へ伝達される状態になる所謂メカニカルポイントでは、電気式差動部４６の動力伝達効率（出力されたパワー／入力されたパワー）の理論値（理論伝達効率）が最大の「１」となる。このメカニカルポイントは、図５、図６の共線図において電気式差動部４６のＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１がゼロとなる状態（すなわちサンギヤＳ２の回転速度がゼロとなる状態）である。シリーズパラレルモードでは、機械式変速部４４がハイギヤとローギヤとに切り換えられることでメカニカルポイントが２つになり、ハイギヤのシリーズパラレルモードを有することでメカニカルポイントが高車速側に増えるため、高速燃費が向上する。すなわち、図１０、図１１の走行モードの切換マップから明らかなように、ハイギヤのシリーズパラレルモード（シリーズパラレルハイ）は、比較的高車速側で選択されるようになっており、高車速側のメカニカルポイントが増えて高速燃費が向上するのである。

また、上記シリーズパラレルモードでは、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１に応じてキャリアＣＡ２の回転速度、更にはエンジン回転速度Ｎｅを制御できるため、例えばエンジン１２の最適燃費線を考慮したエンジン動作点（すなわちエンジン回転速度ＮｅとエンジントルクＴｅとで表されるエンジン動作点）にてエンジン１２を作動させることもできる。また、シリーズパラレルモードでは、第１モータジェネレータＭＧ１の発電電力にバッテリユニット２０からの電力を加えて第２モータジェネレータＭＧ２を駆動することも可能である。

図２において、ＨＶのパラレルモードでは、直結クラッチＣＳを係合させるとともに、クラッチＣ１およびブレーキＢ１の何れか一方を係合させることにより、機械式変速部４４をハイギヤまたはローギヤに保持した状態で、エンジン１２を運転（作動）させるとともに、必要に応じて第１モータジェネレータＭＧ１および／または第２モータジェネレータＭＧ２を力行制御することにより、それ等を走行用駆動源として用いて走行する。図７は、このパラレルモードにおいて機械式変速部４４がハイギヤとされた場合の共線図で、図８は、パラレルモードにおいて機械式変速部４４がローギヤとされた場合の共線図であり、何れもエンジン１２のみが走行用駆動源として用いられているが、このまま第１モータジェネレータＭＧ１および／または第２モータジェネレータＭＧ２を力行制御することにより走行用駆動源として用いることができる。

上記パラレルモードでは、直結クラッチＣＳの係合によるエンジン１２と第１モータジェネレータＭＧ１との連結に加えて、クラッチＣ１またはブレーキＢ１が係合させられることで、機械式変速部４４の変速比γ１に応じて第１動力伝達部２４の全体の変速比γ０が固定される。これにより、車速Ｖ（出力回転速度Ｎｏｕｔ）に対してエンジン回転速度Ｎｅが一意的に決められる。このパラレルモードでは、エンジン１２、第１モータジェネレータＭＧ１、および第２モータジェネレータＭＧ２の何れの動力も駆動輪１６へ機械的に伝達することが可能である。例えば、パラレルモードの単駆動時には、エンジン１２の動力に加えて、第２モータジェネレータＭＧ２の動力を駆動輪１６へ伝達して走行する。パラレルモードの両駆動時には、エンジン１２の動力に加えて、第１モータジェネレータＭＧ１の動力および第２モータジェネレータＭＧ２の動力を駆動輪１６へ伝達して走行する。

パラレルモードにおける各係合装置（Ｃ１，Ｂ１，ＣＳ）の作動状態は、図２に示したＥＶ両駆動モード（Ｎｅフリー）と同じである。つまり、図７および図８の共線図は、エンジン１２の運転を停止させれば、ＥＶ両駆動モード（Ｎｅフリー）の共線図と同じになる。このＥＶ両駆動モード（Ｎｅフリー）は、ＥＶ両駆動モード（Ｎｅ＝０）と同様に、第１モータジェネレータＭＧ１の動力および第２モータジェネレータＭＧ２の動力を駆動輪１６へ伝達して走行することが可能である。しかしながら、ＥＶ両駆動モード（Ｎｅフリー）は、走行中には、車速Ｖに応じてエンジン回転速度Ｎｅが一意的に決まるため、エンジン回転速度Ｎｅをゼロとすることができない点が、ＥＶ両駆動モード（Ｎｅ＝０）と異なる。

図２において、ＨＶのシリーズモードでは、直結クラッチＣＳを係合させるとともに、クラッチＣ１およびブレーキＢ１を何れも解放した状態で、エンジン１２の運転により第１モータジェネレータＭＧ１を回転駆動して発電し、その発電した電力で第２モータジェネレータＭＧ２を力行制御することにより、その第２モータジェネレータＭＧ２を走行用駆動源として用いて走行する。図９は、このシリーズモード時の共線図である。クラッチＣ１およびブレーキＢ１が共に解放されることで、第１遊星歯車機構４８の差動が許容され、機械式変速部４４は中立状態とされる。従って、電気式差動部４６は中立状態とされ、第１動力伝達部２４も中立状態とされる。加えて、シリーズモードでは、直結クラッチＣＳが係合させられることで、エンジン１２と第１モータジェネレータＭＧ１とが連結される。そのため、エンジン１２を作動させることで第１モータジェネレータＭＧ１を回転駆動して発電をすることができる。この際、第１動力伝達部２４は中立状態であるので、エンジントルクＴｅは機械的に駆動輪１６へ伝達されない。エンジン１２の動力によって第１モータジェネレータＭＧ１を回転駆動し、その第１モータジェネレータＭＧ１を回生制御して発電させることにより、その発電電力で第２モータジェネレータＭＧ２を駆動して走行用のＭＧ２トルクＴｍｇ２を出力させることができる。シリーズモードでは、前進時に対して第２モータジェネレータＭＧ２を逆回転させて後進走行することも可能である。

前記走行モード切換制御部８２は、図２に示す複数の走行モードを切り換えながら走行するもので、走行モード切換制御装置に相当し、切換判定部８４および切換実行部８６を機能的に備えている。切換判定部８４は、例えば図１０および図１１に示すモード切換マップ等のモード切換条件に従って複数の走行モードの切換判断を行なう。モード切換マップは、アクセル操作量θａｃｃ等の車両負荷および車速Ｖをパラメータとして選択すべき走行モードの領域が、実験やシミュレーション等によって予め定められており、電子制御装置８０の記憶部に予め記憶されている。図１１は、バッテリ温度ＴＨｂａｔや蓄電残量ＳＯＣなどによってバッテリユニット２０とモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２との間の入出力（充放電）が制限されている場合のモード切換マップである。また、図１０は、そのような入出力制限が無い場合、すなわちモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２によるトルクアシストや発電によるバッテリユニット２０に対する充電等を比較的自由に行なうことができる場合のモード切換マップである。

バッテリユニット２０の入出力制限がある図１１のモード切換マップの場合、車両負荷が正（駆動状態）で比較的小さく且つ低車速時にはシリーズモードが選択される。このシリーズモードは、第２モータジェネレータＭＧ２とデフリングギヤ３６との間のガタ打ちによる所謂ガラ音の防止にも有効である。そして、車速Ｖの上昇に伴ってパラレルハイモード或いはシリーズパラレルハイモードへ移行する。パラレルハイモードでは変速比γ０が固定されるため、エンジン１２が最小燃費動作点から外れ易く、比較的狭い車両負荷領域に設定される。また、車両負荷が大きくなると、シリーズパラレルローモードへ移行する。駆動力が優先される場合に有効な走行モードである。一方、車両負荷が負（被駆動状態）の場合はシリーズモードとする。シリーズモードは、同一車速においてエンジン回転速度Ｎｅを任意に制御可能であるため、運転者の要求に応じたエンジンブレーキトルクを出力可能である。また、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１とエンジン回転速度Ｎｅとが同一であるため、他の走行モードに比べて、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１の上限によるエンジン回転速度Ｎｅの制約を受けにくく、エンジンブレーキトルクの絶対値を大きくできる。

バッテリユニット２０の入出力制限が無い図１０のモード切換マップの場合、車両負荷が正（駆動状態）で且つ低車速の領域では、エンジン１２の作動を停止してモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２により走行するＥＶモードが選択される。車両負荷が小さい領域では、第２モータジェネレータＭＧ２だけで走行するＥＶ単駆動モードが選択され、比較的高負荷側では、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の両方で走行するＥＶ両駆動モードとする。このＥＶモードを外れると、エンジン１２を始動してＨＶモードへ移行するが、エンジン始動時のショックを小さくするため、始動時の反力補償分のトルクを残してＥＶモードを実行する。ＨＶモードとしては、図１１と同様にシリーズパラレルハイモード、パラレルハイモード、シリーズパラレルローモードが選択されるが、図１０の場合、バッテリユニット２０の入出力制限が無いため、車両負荷が大きい領域でモータジェネレータＭＧ１および／またはＭＧ２によるトルクアシスト（ＭＧアシスト）を行なうパラレルローモードが選択される。アクセル操作量θａｃｃが急増するキックダウン時に、モード切換マップに優先してＭＧアシストを行なうパラレルローモードが実施されるようにしても良い。一方、車両負荷が負（被駆動状態）の場合も、低車速領域でＥＶモードが選択されるが、車両駆動トルクを発生させないため、そのＥＶモード領域を広くできる。

前記切換判定部８４は、図１０または図１１のモード切換マップに従って選択した走行モードが現在の走行モードと違うか否かを判断し、違う場合にその選択した走行モードへ切り換えるべき切換判断を行なう。そして、切換実行部８６は、図１２のフローチャートのステップＳ１〜Ｓ７（以下、単にＳ１〜Ｓ７という）に従って信号処理を行なうことにより、上記切換判断が為された走行モードへ切り換える。切換実行部８６は機能的に待機制御部および別モード切換部を備えており、図１２のＳ２およびＳ３は待機制御部に相当し、Ｓ５およびＳ６は別モード切換部に相当する。

図１２のＳ１では、前記切換判定部８４によって走行モードの切換判断が為されたか否かを判断する。切換判断が行なわれていない場合はそのまま終了するが、切換判断が行なわれた場合は、Ｓ２以下のモード切換制御を実行する。Ｓ２では、待機時間Ｔｍｏｄｅを設定する。この待機時間Ｔｍｏｄｅは、走行モードが短時間の間に連続して切り換えられる多重切換を抑制するためのもので、予め一定時間が定められても良いが、例えば図１３に示す設定マップに従って設定される。図１３の設定マップは、アクセル操作量θａｃｃの変化率（アクセル変化率）Δθａｃｃをパラメータとして、実験やシミュレーション等により予め定められたもので、電子制御装置８０の記憶部に予め記憶されている。具体的には、アクセル変化率Δθａｃｃの絶対値が大きい場合、すなわち車両負荷の変化が大きい場合には、前記図１０、図１１の切換マップから明らかなように走行モードが短時間で切り換えられる可能性が高くなるため、アクセル変化量Δθａｃｃが小さい場合に比較して待機時間Ｔｍｏｄｅが長くされている。また、アクセル変化率Δθａｃｃが正（＋）の踏込み操作時、すなわち加速要求時には、アクセル変化率Δθａｃｃが負（−）の戻し操作時、すなわち減速要求時に比較して、待機時間Ｔｍｏｄｅを長くするといったように、アクセル変化率Δθａｃｃの方向によって待機時間Ｔｍｏｄｅの設定を変えてもよい。

上記待機時間Ｔｍｏｄｅは、図１４に示す設定マップに従って設定されるようにすることもできる。図１４の設定マップは、車速Ｖをパラメータとして実験やシミュレーション等により予め定められたもので、電子制御装置８０の記憶部に予め記憶されている。具体的には、車速Ｖが高車速の場合は、低車速の場合に比較して待機時間Ｔｍｏｄｅを短くするといったように、車速Ｖによって待機時間Ｔｍｏｄｅの設定を変えてもよい。また、切換判断時に選択された切換先の走行モードによっても待機時間Ｔｍｏｄｅが相違する。例えばパラレルハイモードは、図１０、図１１の切換マップにおいて車両負荷の中間の領域で且つ比較的狭いため、短時間で上下の走行モードへ切り換えられる可能性があることから、車両負荷が大きい領域のシリーズパラレルローモードに比較して待機時間Ｔｍｏｄｅが長くされている。

前記アクセル変化率Δθａｃｃ、車速Ｖ、切換先の走行モードの全部に基づいて総合的に待機時間Ｔｍｏｄｅを算出したり、待機時間Ｔｍｏｄｅとしてそれ等の最大値を選択したりしても良い。また、図示は省略するが、切換の種類、すなわち切換前後の走行モードに基づいて、待機時間Ｔｍｏｄｅを設定することもできる。すなわち、切換前後でクラッチＣ１、ＣＳ、ブレーキＢ１の係合状態やエンジン１２の運転状態等の変化が少ない時は、比較的短時間で走行モードを切り換えることができることから、スムーズさを優先して遅延を避けるため、待機時間Ｔｍｏｄｅを短くしても良い。例えばシリーズパラレルハイモードからシリーズパラレルローモードへ切り換える場合は、機械式変速部４４の変速だけで良いため待機時間Ｔｍｏｄｅを短くし、シリーズパラレルハイモードからパラレルハイモードへ切り換える場合は、直結クラッチＣＳおよび第１モータジェネレータＭＧ１の作動状態を変更する必要があるため待機時間Ｔｍｏｄｅを長くする。走行モードの切換の種類によっては、Ｔｍｏｄｅ＝０とすることも可能である。このように、待機時間Ｔｍｏｄｅの設定方法は、走行モードの種類やモード切換マップ等を考慮して適宜定められる。

図１２に戻って、次のＳ３では、走行モードの切換判断が為された後の経過時間Ｔｍが、Ｓ２で設定された待機時間Ｔｍｏｄｅを超えたか否かを判断する。経過時間Ｔｍは、タイマやカウンタなどで計測することができる。そして、Ｔｍ＞Ｔｍｏｄｅになったら、Ｓ７で走行モードの切換を実行するが、Ｔｍ≦Ｔｍｏｄｅの間はＳ４以下を実行する。Ｓ４では、走行モードを切り換えるためのモード切換指令の出力を保留し、Ｓ１で切換判断が為された時の現状の走行モードを継続する。具体的には、クラッチＣ１、ＣＳ、ブレーキＢ１の係合状態を変更するための油圧切換指令や、エンジン１２の始動或いは停止のための指令、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の力行、回生を切り換えたり回転速度Ｎｍｇ１、Ｎｍｇ２を変更したりする指令、の出力を保留する。また、Ｓ５では、前記切換判定部８４で新たに別の走行モードへの切換判断が為されたか否かを判断し、別の走行モードへの切換判断が為されていない場合、すなわちＳ１の段階で切換判断が為された当初の切換先の走行モードのままであれば、Ｓ３以下を繰り返し実行するが、別の走行モードへの切換判断が為された場合はＳ６を実行し、その新たな別の走行モードへ切り換えるためのモード切換（飛びモード切換）を直ちに実行する。

すなわち、経過時間Ｔｍが待機時間Ｔｍｏｄｅを超える前に、切換判定部８４で新たに別の走行モードへの切換判断が為された場合は、Ｓ１の段階で判断された当初の走行モードへの切換をキャンセルし、その新たな別の走行モードへ直ちに切り換えるのであり、短時間の間に連続して走行モードを切り換える多重切換が防止される。また、経過時間Ｔｍが待機時間Ｔｍｏｄｅを経過してＳ３の判断がＹＥＳ（肯定）になった場合に実行するＳ７では、待機時間Ｔｍｏｄｅ中に別の走行モードへの切換判断が為されなかったため、Ｓ１で切換判断が為された当初の走行モードへ切り換える。

図１５は、図１２のフローチャートに従って走行モードの切換制御が行われた場合の各部の作動状態の変化を説明するタイムチャートの一例で、シリーズパラレルハイモードで走行中にアクセルペダルが増し踏み操作されてパラレルハイモードへ切り換えられた場合である。時間ｔ１は、アクセルペダルの増し踏み操作が開始された時間で、時間ｔ２は、アクセル操作量θａｃｃの増大に伴ってパラレルハイモードへの切換判断が為された時間、すなわち図１２のＳ１の判断がＹＥＳになった時間である。時間ｔ３は、新たに別の走行モードへの切換判断が為されることなく待機時間Ｔｍｏｄｅが経過し、Ｓ３の判断がＹＥＳになってＳ７が実行され、パラレルハイモードへの切換指令が出力された時間である。このパラレルハイモードへの切換制御は、先ず、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１がパラレルハイモードにおける同期回転速度となるように、そのＭＧ１トルク（回生トルク）Ｔｍｇ１を制御する。この時、同時にエンジン回転速度Ｎｅが低下させられ、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１がエンジン回転速度Ｎｅと一致する同期回転速度になったら（時間ｔ４）、ＣＳ油圧Ｐｃｓを供給して直結クラッチＣＳを係合させる。時間ｔ５は、直結クラッチＣＳが完全に係合させられた時間で、その後、ＭＧ１トルクＴｍｇ１が回生から力行へ切り換えられて、エンジン１２、第１モータジェネレータＭＧ１、および第２モータジェネレータＭＧ２が何れも走行用駆動源として用いられる両駆動のパレラルハイモードが成立する。

このように本実施例のハイブリッド車両１０においては、エンジン１２と第１モータジェネレータＭＧ１とを直結クラッチＣＳによって接続できるため、その直結クラッチＣＳを接続状態にするとともに機械式変速部４４を遮断状態（中立状態）とすることで、エンジン１２により第１モータジェネレータＭＧ１を回転駆動して発電するとともに、その発電電力により第２モータジェネレータＭＧ２を力行制御して走行するシリーズモードが可能になるなど、選択できる走行モードの種類が増えて燃費性能や動力性能を一層向上させることができる。

一方、走行モードの種類が増えると走行モードの切換頻度が高くなるが、切換判定部８４によりモード切換マップ等のモード切換条件に従って走行モードの切換判断が為された場合に、予め定められた待機時間Ｔｍｏｄｅが経過したか否かを判断し（Ｓ３）、待機時間Ｔｍｏｄｅが経過した後にＳ７で走行モードの切換が実行される一方、待機中に別の走行モードへの切換判断が為された場合は、Ｓ６でその別の走行モードへ切り換えられるため、走行モードの多重切換が抑制される。その場合に、本実施例では待機時間Ｔｍｏｄｅがアクセル変化率Δθａｃｃや車速Ｖ、切換先の走行モード、切換の種類等によって可変設定されるため、多重切換を抑制しつつモード切換の遅延をできるだけ短くすることができる。

また、本実施例では、待機時間Ｔｍｏｄｅが経過する前に切換判定部８４で新たに別の走行モードへの切換判断が為されると、Ｓ６を実行し、当初の走行モードへの切換をキャンセルして新たな別の走行モードへ切り換える飛びモード切換を直ちに実行するため、多重切換を抑制しつつ最適な走行モードへ速やかに切り換えることができる。

なお、上記実施例では、Ｓ５およびＳ６が設けられ、待機中に別の走行モードへの切換判断が為された場合には、その別の走行モードへの飛びモード切換を直ちに実行するようになっていたが、例えばそれ等のＳ５およびＳ６を省略し、待機時間Ｔｍｏｄｅを経過してＳ７を実行する際に、切換判定部８４で判断される最新の走行モードを読み込み、その最新の走行モードへ切り換えるようにしても良い。

また、前記実施例では、第２モータジェネレータＭＧ２が第１動力伝達部２４の軸心とは別の軸心上に配置されるような連結関係のギヤトレーンであったが、例えば第２モータジェネレータＭＧ２が第１動力伝達部２４の軸心と同じ軸心上に配置されるような連結関係のギヤトレーンなどであっても良い。

また、ＦＦ方式のハイブリッド車両１０に好適に用いられる動力伝達装置１４を例として説明したが、本発明は、ＦＲ方式やＲＲ方式、４輪駆動方式のハイブリッド車両にも適用することができる。第２モータジェネレータＭＧ２が、エンジン１２によって駆動される駆動輪１６とは異なる駆動輪（後輪）を駆動する４輪駆動方式のハイブリッド車両に適用することもできる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：ハイブリッド車両 １２：エンジン １６：駆動輪 ４４：機械式変速部（動力断接部） ４５：連結部材（出力部材） ４６：電気式差動部 ５０：第２遊星歯車機構（差動機構） ８０：電子制御装置 ８２：走行モード切換制御部（走行モード切換制御装置） ８４：切換判定部 ８６：切換実行部 ＣＡ２：キャリア（第１回転要素） Ｓ２：サンギヤ（第２回転要素） Ｒ２：リングギヤ（第３回転要素） ＣＳ：直結クラッチ（連結装置） ＭＧ１：第１モータジェネレータ（第１回転機） ＭＧ２：第２モータジェネレータ（第２回転機）

Claims (1)

1. 入力軸を介してエンジンに動力伝達可能に連結されて、複数の変速用係合装置により複数のギヤ段を成立させることができるとともに、動力伝達を遮断するニュートラルが可能な遊星歯車式の機械式変速部と、
   該機械式変速部の出力部材に連結された第１回転要素と、第１回転機が動力伝達可能に連結された第２回転要素と、出力要素として機能する第３回転要素と、を有する差動機構を備え、前記第１回転機の運転状態が制御されることにより前記差動機構の差動状態が制御される電気式差動部と、
   駆動輪に動力伝達可能に連結された第２回転機と、
   を有し、前記機械式変速部および前記電気式差動部は前記入力軸と同軸に配置されているとともに、走行用の駆動源が異なる場合を含む複数の走行モードで走行可能なハイブリッド車両に関し、該複数の走行モードを切り換えながら走行する走行モード切換制御装置において、
   前記ハイブリッド車両は、前記入力軸を介して前記エンジンと前記第１回転機とを接続、遮断する連結装置を有し、前記走行モードとして更に、前記連結装置を接続するとともに前記機械式変速部の前記複数の変速用係合装置を何れも解放して該機械式変速部を前記ニュートラルとした状態で、前記エンジンにより前記第１回転機を回転駆動して発電し、その発電した電力で前記第２回転機を力行制御して走行するシリーズモードを含み、前記連結装置の作動状態が異なる走行モードが可能である一方、
   予め定められたモード切換条件に従って前記走行モードの切換判断を行なう切換判定部と、
   該切換判定部によって前記走行モードの切換判断が為された場合に、予め定められた待機時間が経過したか否かを判断し、該待機時間が経過したと判断した後に該走行モードを切り換える一方、待機中に該切換判定部によって別の走行モードへの切換判断が為された場合は該別の走行モードへ切り換える切換実行部と、
   を有することを特徴とするハイブリッド車両の走行モード切換制御装置。

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