(57)【要約】【課題】  無段変速モードで高い駆動力要求があった場合、エンジンとモータの接続状態を変更するだけで、駆動力要求に応えることができると共に、滑らかなモード遷移を確保することができるハイブリッド車の駆動装置を提供すること。【解決手段】  エンジンＥと少なくとも１つのモータを動力源とし、共線図上で１つのレバーの端部位置にモータが連結される回転要素が配列され、その内側位置にエンジンＥが連結される回転要素が配列される差動装置を有する駆動力合成変速機TMを備えたハイブリッド車において、前記モータとエンジンＥとを互いに連結して駆動力合成変速機TMに入力するエンジン・モータ直結走行モードを設定した。【選択図】        図６
2006077857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと少なくとも１つのモータを動力源とし、共線図上で１つのレバーの端部位置にモータが連結される回転要素が配列され、その内側位置にエンジンが連結される回転要素が配列される差動装置を有する駆動力合成変速機を備えたハイブリッド車において、
前記モータとエンジンとを互いに連結して駆動力合成変速機に入力するエンジン・モータ直結走行モードを設定したことを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたハイブリッド車の駆動装置において、
前記駆動力合成変速機は、２自由度３要素の第１差動装置と第２差動装置と第３差動装置により構成され、
前記第２差動装置の共線図上で内側に配列される要素と前記第３差動装置の共線図上で一端に配列される要素とを連結してエンジンを割り当て、前記第２差動装置の共線図上で一端に配列される要素に第１モータジェネレータを割り当て、前記第１差動装置の共線図上で一端に配列される要素と前記第２差動装置の共線図上で一端に配列される要素とを連結して第２モータジェネレータを割り当て、前記第３差動装置の共線図上で内側に配列される要素に出力部材を割り当て、
前記第１差動装置の共線図上で他端に配列される要素と前記第３差動装置の共線図上で他端に配列される要素とを直結要素により連結し、前記第１差動装置の共線図上で内側に配列される要素と変速機ケースとの間に第１ブレーキを設け、前記第２差動装置の共線図上で一端に配列される要素と変速機ケースとの間に第２ブレーキを設け、第２モータジェネレータが割り当てられる要素と前記直結要素との間に第１クラッチを設け、エンジンとエンジンが割り当てられる要素との間に第２クラッチを設け、エンジンと第１モータジェネレータとの間に第３クラッチを設け、前記第２差動装置の共線図上で一端に配列される要素と第１モータジェネレータとの間に第４クラッチを設け、
前記エンジン・モータ直結走行モードは、前記第３クラッチを締結し、前記第４クラッチを解放することで得ることを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載されたハイブリッド車の駆動装置において、
前記エンジン・モータ直結走行モードは、前記第１クラッチ、第２クラッチ、第３クラッチを締結し、前記第４クラッチ、第１ブレーキ、第２ブレーキを解放することで得られる駆動力増強無段変速モードであることを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。
【請求項４】
請求項２に記載されたハイブリッド車の駆動装置において、
前記エンジン・モータ直結走行モードは、前記第１ブレーキ、第１クラッチ、第２クラッチ、第３クラッチを締結し、前記第４クラッチ、第２ブレーキを解放することで得られる駆動力増強固定変速モードであることを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。
【請求項５】
請求項２または３に記載されたハイブリッド車の駆動装置において、
前記第１クラッチ、第２クラッチ、第４クラッチを締結し、前記第３クラッチ、第１ブレーキ、第２ブレーキを解放することで得られる無段変速モードから前記駆動力増強無段変速モードへのモード遷移は、
エンジン回転数と第１モータジェネレータ回転数とが等しくなるまで変速制御を行う第１遷移手順と、
エンジン回転数と第１モータジェネレータ回転数とが一致したら第３クラッチを締結する第２遷移手順と、
前記第３クラッチの締結に引き続いて第４クラッチを解放する第３遷移手順と、
により行うことを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。
【請求項６】
請求項２乃至４の何れか１項に記載されたハイブリッド車の駆動装置において、
前記第１クラッチ、第２クラッチ、第３クラッチを締結し、前記第４クラッチ、第１ブレーキ、第２ブレーキを解放することで得られる駆動力増強無段変速モードから前記駆動力増強固定変速モードへのモード遷移は、
第２モータジェネレータ回転数がゼロ回転数となるように変速制御する第１遷移手順と、
第２モータジェネレータ回転数がゼロ回転数となったら、第１ブレーキを締結する第２遷移手順と、
により行うことを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。
【請求項７】
請求項２乃至４の何れか１項に記載されたハイブリッド車の駆動装置において、
前記第１クラッチ、第２クラッチ、第４クラッチを締結し、前記第３クラッチ、第１ブレーキ、第２ブレーキを解放することで得られる無段変速モードから前記駆動力増強固定変速モードへのモード遷移は、
エンジン回転数と第１モータジェネレータ回転数とが等しくなるまで変速制御を行う第１遷移手順と、
エンジン回転数と第１モータジェネレータ回転数とが一致したら第３クラッチを締結する第２遷移手順と、
前記第３クラッチの締結に引き続いて第４クラッチを解放する第３遷移手順と、
第２モータジェネレータ回転数がゼロ回転数となるように変速制御する第４遷移手順と、
第２モータジェネレータ回転数がゼロ回転数となったら、第１ブレーキを締結する第５遷移手順と、
により行うことを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。
【請求項８】
請求項１に記載されたハイブリッド車の駆動装置において、
前記駆動力合成変速機は、２自由度３要素の第１差動装置と第２差動装置と第３差動装置により構成され、
前記第２差動装置の共線図上で内側に配列される要素と前記第３差動装置の共線図上で一端に配列される要素とを連結してエンジンを割り当て、前記第２差動装置の共線図上で一端に配列される要素に第１モータジェネレータを割り当て、前記第１差動装置の共線図上で一端に配列される要素と前記第２差動装置の共線図上で一端に配列される要素とを連結して第２モータジェネレータを割り当て、前記第３差動装置の共線図上で内側に配列される要素に出力部材を割り当て、
前記第１差動装置の共線図上で他端に配列される要素と前記第３差動装置の共線図上で他端に配列される要素とを直結要素により連結し、前記第１差動装置の共線図上で内側に配列される要素と変速機ケースとの間に第１ブレーキを設け、前記第２差動装置の共線図上で一端に配列される要素と変速機ケースとの間に第２ブレーキを設け、第２モータジェネレータが割り当てられる要素と前記直結要素との間に第１クラッチを設け、エンジンとエンジンが割り当てられる要素との間に第２クラッチを設け、エンジンと第１モータジェネレータとの間に第３クラッチを設け、前記第２差動装置の共線図上で一端に配列される要素と第１モータジェネレータとの間に第４クラッチを設け、
前記エンジン・モータ直結走行モードは、前記第３クラッチと第４クラッチを締結することで得ることを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。
【請求項９】
請求項８に記載されたハイブリッド車の駆動装置において、
前記エンジン・モータ直結走行モードは、前記第１ブレーキ、第２クラッチ、第３クラッチ、第４クラッチを締結し、前記第２ブレーキ、第１クラッチを解放することで得られる２速モードであることを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。
【請求項１０】
請求項８に記載されたハイブリッド車の駆動装置において、
前記エンジン・モータ直結走行モードは、前記第１クラッチ、第２クラッチ、第３クラッチ、第４クラッチを締結し、前記第１ブレーキ、第２ブレーキを解放することで得られる４速モードであることを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。
【請求項１１】
請求項８に記載されたハイブリッド車の駆動装置において、
前記第２クラッチ、第４クラッチ、第１ブレーキ、第２ブレーキを締結し、第１クラッチ、第３クラッチを解放することで得られる１速モードと、
前記第１ブレーキ、第２クラッチ、第３クラッチ、第４クラッチを締結し、前記第２ブレーキ、第１クラッチを解放することで得られる２速モードと、
前記第１クラッチ、第２クラッチ、第４クラッチ、第１ブレーキを締結し、第３クラッチ、第２ブレーキを解放することで得られる３速モードと、
前記第１クラッチ、第２クラッチ、第３クラッチ、第４クラッチを締結し、前記第１ブレーキ、第２ブレーキを解放することで得られる４速モードと、
前記第１クラッチ、第２クラッチ、第４クラッチ、第２ブレーキを締結し、前記第３クラッチ、第１ブレーキを解放することで得られる５速モードと、
を固定変速モードに有することを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載されたハイブリッド車の駆動装置において、
前記第２クラッチ、第４クラッチ、第１ブレーキを締結し、前記第１クラッチ、第３クラッチ、第２ブレーキを解放することで得られるロー側モードと、
前記第１クラッチ、第２クラッチ、第４クラッチを締結し、前記第３クラッチ、第１ブレーキ、第２ブレーキを解放することで得られるハイ側モードと、
を無段変速モードに有し、
要求駆動力がその時点での車速での無段変速モード駆動力以下の場合には、前記無段変速モードを選択し、ロー側モードとハイ側モードを要求駆動力に応じて切り替え、要求駆動力がその時点での車速での無段変速モード駆動力より高い場合には、固定変速モードを選択し、１速から５速までの走行モードを要求駆動力に応じて切り替えることを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンと少なくとも１つのモータを動力源とし、共線図上で１つのレバーの端部位置にモータが連結される回転要素が配列され、その内側位置にエンジンが連結される回転要素が配列される差動装置を有する駆動力合成変速機を備えたハイブリッド車の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、共線図上に４つの入出力要素が配列される４要素２自由度の遊星歯車機構を構成し、前記入出力要素のうちの内側に配列される２つの要素の一方にエンジンからの入力を、他方に駆動系統への出力をそれぞれ割り当てると共に、前記内側の要素の両外側に配列される２つの要素にそれぞれ第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとを連結したハイブリッド駆動装置が知られていて、走行モードとして、エンジンとモータジェネレータを駆動源とし、共線図上のレバー両端のモータジェネレータの回転数制御により無段変速比を得る無段変速モードを有する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３２８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来のハイブリッド車の駆動装置において、無段変速モードでのエンジン高介意点運転時には、一方のモータジェネレータの回転数が高回転数となり、モータジェネレータの回転負荷が過大となる。このような高回転でもエンジンの最大出力をモータジェネレータで受け止めることができるようにするためには、容量の大きなモータジェネレータを設けなければならず、変速機サイズの制約でモータジェネレータの大きさが制限された場合、パフォーマンスを発揮できない、という問題がある。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、無段変速モードで高い駆動力要求があった場合、エンジンとモータの接続状態を変更するだけで、駆動力要求に応えることができると共に、滑らかなモード遷移を確保することができるハイブリッド車の駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、エンジンと少なくとも１つのモータを動力源とし、共線図上で１つのレバーの端部位置にモータが連結される回転要素が配列され、その内側位置にエンジンが連結される回転要素が配列される差動装置を有する駆動力合成変速機を備えたハイブリッド車において、
前記モータとエンジンとを互いに連結して駆動力合成変速機に入力するエンジン・モータ直結走行モードを設定した。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明のハイブリッド車の駆動装置にあっては、例えば、無段変速モードを選択してのエンジン高回転走行時にモータが高回転になるような場合、モータとエンジンとを互いに連結して駆動力合成変速機に入力するエンジン・モータ直結走行モードとされる。すなわち、モータ回転数とエンジン回転数が同じとなり、モータ回転数を無段変速モードの時に対し低下させることが可能となる。これによりモータへのトルク指令値を上乗せすることができ、無段変速モードに比べ、駆動力の増強を図ることができる。また、モード遷移する場合、エンジン・モータ直結走行モードの追加により駆動力段差が減少し、滑らかなモード遷移となる。この結果、無段変速モードで高い駆動力要求があった場合、エンジンとモータの接続状態を変更するだけで、駆動力要求に応えることができると共に、滑らかなモード遷移を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明のハイブリッド車の駆動装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１および実施例２に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、ハイブリあッド車の駆動系の構成を説明する。
図１は実施例１の駆動装置が適用されたハイブリッド車の駆動系を示す全体システム図である。実施例１のハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、エンジンＥと、第１モータジェネレータMG1（モータ）と、第２モータジェネレータMG2（モータ）と、出力軸OUT（出力部材）と、これらの入出力要素Ｅ，MG1，MG2，OUTが連結される差動装置（第１遊星歯車PG1、第２遊星歯車PG2、第３遊星歯車PG3）と複数の摩擦締結要素を有する駆動力合成変速機TMと、を備えている。
【０００９】
そして、選択された走行モードに応じ後述する油圧制御装置５からの制御油圧により締結・解放が制御される前記摩擦締結要素としては、ハイクラッチHC（第１クラッチ）と、エンジンクラッチEC（第２クラッチ）と、シリーズクラッチSC（第３クラッチ）と、モータジェネレータクラッチMGC（第４クラッチ）と、ローブレーキLB（第１ブレーキ）と、ハイローブレーキHLB（第２ブレーキ）と、を備えている。
【００１０】
前記エンジンＥは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度などが制御される。
【００１１】
前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2は、永久磁石を埋設したロータと、ステータコイルが巻き付けられたステータと、を有する同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流をそれぞれのステータコイルに印加することにより独立に制御される。
【００１２】
前記差動装置としての第１遊星歯車PG1と第２遊星歯車PG2と第３遊星歯車PG3は、何れも２自由度３要素のシングルピニオン型遊星歯車である。前記第１遊星歯車PG1は、第１サンギヤS1と、第１ピニオンP1を支持する第１ピニオンキャリアPC1と、第１ピニオンP1に噛み合う第１リングギヤR1と、によって構成されている。前記第２遊星歯車PG2は、第２サンギヤS2と、第２ピニオンP2を支持する第２ピニオンキャリアPC2と、第２ピニオンP2に噛み合う第２リングギヤR2と、によって構成されている。前記第３遊星歯車PG3は、第３サンギヤS3と、第３ピニオンP3を支持する第３ピニオンキャリアPC3と、第３ピニオンP3に噛み合う第３リングギヤR3と、によって構成されている。
【００１３】
前記第１サンギヤS1と前記第２サンギヤS2とは第１回転メンバM1により直結され、前記第１リングギヤR1と第３サンギヤS3とは第２回転メンバM2により直結され、前記第２ピニオンキャリアPC2と前記第３リングギヤR3とは第３回転メンバM3により直結される。したがって、３組の遊星歯車PG1,PG2,PG3は、第１回転メンバM1と第２回転メンバM2と第３回転メンバM3と第１ピニオンキャリアPC1と第２リングギヤR2と第３ピニオンキャリアPC3との６つの回転要素を有する。
【００１４】
前記差動装置の６つの回転要素に対する動力源Ｅ,MG1,MG2と出力軸OUTと各摩擦締結要素LB,HC,HLB,EC,SC,MGCの連結関係について説明する。
前記第１回転メンバM1（S1,S2）には、第２モータジェネレータMG2が連結されている。
前記第２回転メンバM2（R1,R3）には、入出力要素の何れにも連結されていない。
前記第３回転メンバM3（PC2,R3）には、エンジンクラッチECを介してエンジンＥが連結されている。
前記第１ピニオンキャリアPC1には、ハイクラッチHCを介して第２モータジェネレータMG2が連結されている。また、ローブレーキLBを介して変速機ケースTCに連結されている。
前記第２リングギヤR2には、モータジェネレータクラッチMGCを介して第１モータジェネレータMG1が連結されている。また、ハイローブレーキHLBを介して変速機ケースTCに連結されている。
前記第３ピニオンキャリアPC3には、出力軸OUTが連結されている。なお、出力軸OUTからは、図外のプロペラシャフトやディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右の駆動輪に駆動力が伝達される。
さらに、前記エンジンＥと第１モータジェネレータMG1とは、シリーズクラッチSCを介して連結されている。
【００１５】
上記連結関係により、図２に示す共線図上において、第１モータジェネレータMG1(R2)、エンジンＥ(PC2,R3)、出力軸OUT(PC3)、第２モータジェネレータMG2(S1,S2)の順に配列され、遊星歯車列の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデル（第１遊星歯車PG1のレバー(1)、第２遊星歯車PG2のレバー(2)、第３遊星歯車PG3のレバー(3)）を導入することができる。ここで、「共線図」とは、差動歯車のギヤ比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数（回転速度）をとり、横軸にリングギヤ、キャリア、サンギヤ等の各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギヤとリングギヤの歯数比に基づく共線図レバー比（α、β、δ）になるように配置したものである。
【００１６】
前記ハイクラッチHCは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図６の共線図上において、第２モータジェネレータMG2の回転速度軸と一致する位置に配置され、図２及び図３の共線図に示すように、締結によりハイ側変速比を分担する「２速固定モード」と「ハイ側無段変速モード」と「ハイギヤ固定モード」を実現する。
【００１７】
前記エンジンクラッチECは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図６の共線図上において、エンジンＥとの回転速度軸と一致する位置に配置され、締結によりエンジンＥの回転とトルクを、エンジン入力回転要素である第３回転メンバM3（PC2,R3）に入力する。
【００１８】
前記シリーズクラッチSCは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図６の共線図上において、エンジンＥと第１モータジェネレータMG1とを連結する位置に配置され、締結によりエンジンＥと第１モータジェネレータMG1とを連結する。
【００１９】
前記モータジェネレータクラッチMGCは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図６の共線図上において、第１モータジェネレータMG1と第２リングギヤR2を連結する位置に配置され、第１モータジェネレータMG1と第２リングギヤR2との締結解除を行う。
【００２０】
前記ローブレーキLBは、油圧により締結される多板摩擦ブレーキであり、図６の共線図上において、第２モータジェネレータMG2の回転速度軸より外側位置に配置され、図２及び図３の共線図に示すように、締結によりロー側変速比を分担する「ローギヤ固定モード」と「ロー側無段変速モード」を実現する。
【００２１】
前記ハイローブレーキHLBは、油圧により締結される多板摩擦ブレーキであり、図６の共線図上において、第１モータジェネレータMG1の回転速度軸と一致する位置に配置され、図２及び図３の共線図に示すように、ローブレーキLBと共に締結することにより変速比をアンダードライブ側の「ローギヤ固定モード」とし、ハイクラッチHCと共に締結することにより変速比をオーバードライブ側の「ハイギヤ固定モード」とする。
【００２２】
次に、ハイブリッド車の制御系を説明する。
実施例１におけるハイブリッド車の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、１２Ｖバッテリ４と、強電バッテリ４’と、油圧制御装置５と、統合コントローラ６と、アクセル開度センサ７と、車速センサ８と、エンジン回転数センサ９と、第１モータジェネレータ回転数センサ１０と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１と、第３リングギヤ回転数センサ１２と、DC/DCコンバータ１３と、を有して構成されている。
【００２３】
前記エンジンコントローラ１は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APとエンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neを入力する統合コントローラ６からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。
【００２４】
前記モータコントローラ２は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ１０、１１からのモータジェネレータ回転数N1,N2を入力する統合コントローラ６からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、第１モータジェネレータMG1のモータ動作点（N1,T1）と、第２モータジェネレータMG2のモータ動作点（N2,T2）と、をそれぞれ独立に制御する指令をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２からは、バッテリ４，４’の充電状態をあらわすバッテリS.O.Cの情報が統合コントローラ６に対して出力される。
【００２５】
前記インバータ３は、前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2との各ステータコイルに接続され、モータコントローラ２からの指令により独立した３相交流を作り出す。このインバータ３には、力行時に放電し回生時に充電する強電バッテリ１３が接続されている。なお、強電バッテリ４’は、DC/DCコンバータ１３を介して１２Ｖバッテリ４と接続されている。
【００２６】
前記油圧制御装置５は、統合コントローラ６からの油圧指令に基づいて、ローブレーキLBと、ハイクラッチHCと、ハイローブレーキHLBと、エンジンクラッチECと、シリーズクラッチSCと、モータジェネレータクラッチMGCの締結油圧制御及び解放油圧制御を行う。この締結油圧制御及び解放油圧制御には、滑り締結制御や滑り解放制御による半クラッチ制御も含む。
【００２７】
前記統合コントローラ６は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APと、車速センサ８からの車速VSP（＝出力軸回転数）と、エンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neと、第１モータジェネレータ回転数センサ１０からの第１モータジェネレータ回転数N1と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１からの第２モータジェネレータ回転数N2と、第３リングギヤ回転数センサ１２からの駆動力合成変速機入力回転数Ni等の情報を入力し、所定の演算処理を行う。そして、エンジンコントローラ１、モータコントローラ２、油圧制御装置５に対し演算処理結果にしたがって制御指令を出力する。
【００２８】
なお、統合コントローラ６とエンジンコントローラ１、および、統合コントローラ６とモータコントローラ２とは、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線１４、１５により接続されている。
【００２９】
次に、ハイブリッド車の走行モードについて説明する。
走行モードとしては、ローギヤ固定モード（以下、「Low固定モード」という。）と、ロー側無段変速モード（以下、「Low-iVTモード」という。）と、２速固定モード（以下、「2ndモード」という。）と、ハイ側無段変速モード（以下、「High-iVTモード」という。）と、ハイギヤ固定モード（以下、「High固定モード」という。）と、の５つの走行モードを有する。
【００３０】
前記５つの走行モードについては、エンジンＥを用いないで両モータージェネレータMG1,MG2のみで走行する電気自動車モード（以下、「EVモード」という。）と、エンジンＥと両モータージェネレータMG1,MG2を用いて走行するハイブリッド車モード（以下、「HEVモード」という。）とに分けられる。
【００３１】
よって、図２（EVモード関連の５つの走行モード）及び図３（HEVモード関連の５つの走行モード）に示すように、「EVモード」と「HEVモード」とを合わせると「１０の走行モード」が実現されることになる。
ここで、図２(a)は「EV-Low固定モード」の共線図、図２(b)は「EV-Low-iVTモード」の共線図、図２(c)は「EV-2ndモード」の共線図、図２(d)は「EV-High-iVTモード」の共線図、図２(e)は「EV-High固定モード」の共線図である。また、図３(a)は「HEV-Low固定モード」の共線図、図３(b)は「HEV-Low-iVTモード」の共線図、図３(c)は「HEV-2ndモード」の共線図、図３(d)は「HEV-High-iVTモード」の共線図、図３(e)は「HEV-High固定モード」の共線図である。
【００３２】
前記「Low固定モード」は、図２(a)及び図３(a)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを締結し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られるローギヤ固定モードである。
【００３３】
前記「Low-iVTモード」は、図２(b)及び図３(b)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを解放し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られるロー側無段変速モードである。
【００３４】
前記「2ndモード」は、図２(c)及び図３(c)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られる２速固定モードである。
【００３５】
前記「High-iVTモード」は、図２(d)及び図３(d)の共線図に示すように、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られるハイ側無段変速モードである。
【００３６】
前記「High固定モード」は、図２(e)及び図３(e)の共線図に示すように、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを締結し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られるハイギヤ固定モードである。
【００３７】
そして、前記「１０の走行モード」のモード遷移制御は、統合コントローラ６により行われる。すなわち、統合コントローラ６には、要求駆動力Fdrv（アクセル開度APにより求められる。）と車速VSPとバッテリS.O.Cによる三次元空間に、例えば、図４に示すような前記「１０の走行モード」を割り振った走行モードマップが予め設定されていて、車両走行時等においては、要求駆動力Fdrvと車速VSPとバッテリS.O.Cの各検出値により走行モードマップが検索され、要求駆動力Fdrvと車速VSPにより決まる車両動作点やバッテリ充電量に応じた最適な走行モードが選択される。なお、図４は三次元走行モードマップをバッテリS.O.Cが充分な容量域のある値で切り取ることにより、要求駆動力Fdrvと車速VSPとの二次元によりあらわした走行モードマップの一例である。
【００３８】
さらに、シリーズクラッチSCとモータジェネレータクラッチMGCを採用したことに伴い、上記「１０の走行モード」に加え、図５の最下段および図６に示すように、発進時等で選択されるシリーズローギヤ固定モード（以下、「S-Low固定モード」という。）が追加される。この「S-Low固定モード」は、ローブレーキLBとハイローブレーキHLBを締結し、エンジンクラッチECとハイクラッチHCとモータジェネレータクラッチMGCを解放し、シリーズクラッチSCを締結することで得られる。
【００３９】
つまり、上記「１０の走行モード」はパラレル型ハイブリッド車としての走行モードであるが、シリーズローギヤ固定モードである「S-Low固定モード」については、図６に示すように、エンジンＥと第１モータジェネレータMG1とを共線図から切り離し、エンジンＥにより第１モータジェネレータMG1を駆動して発電し、該第１モータジェネレータMG1による発電電力を受け入れて充電するバッテリ４と、該バッテリ４の充電電力を用いて第２モータジェネレータMG2を駆動するというシリーズ型ハイブリッド車としての走行モードということができる。
【００４０】
前記走行モードマップの選択により、「EVモード」と「HEVモード」との間においてモード遷移を行う場合には、図５に示すように、エンジンＥの始動・停止と、エンジンクラッチECを締結・解放する制御が実行される。また、「EVモード」の５つのモード間でのモード遷移や「HEVモード」の５つのモード間でのモード遷移を行う場合には、図５に示すON/OFF作動表にしたがって行われる。
【００４１】
これらのモード遷移制御のうち、例えば、エンジンＥの始動・停止とクラッチやブレーキの締結・解放が同時に必要な場合や、複数のクラッチやブレーキの締結・解放が必要な場合や、エンジンＥの始動・停止またはクラッチやブレーキの締結・解放に先行してモータジェネレータ回転数制御が必要な場合等においては、予め決められた手順にしたがったシーケンス制御により行われる。
【００４２】
実施例１では、図７に示す「HEV-High-iVTモード」（「モード番号１」）に対し、前記第１モータジェネレータMG1と第２遊星歯車PG2の第１モータジェネレータMG1が割り振られた第２リングギヤR2（回転要素）とを切り離すと共に、第１モータジェネレータMG1とエンジンＥとを連結するエンジン・モータ直結走行モードを設定している（図８，図９）。
【００４３】
前記エンジン・モータ直結走行モードは、シリーズクラッチSCを締結し、モータジェネレータクラッチMGCを解放することで得るもので、その１つは、図８に示すように、ハイクラッチHC、エンジンクラッチEC、シリーズクラッチSCを締結し、モータジェネレータクラッチMGC、ローブレーキLB、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる「駆動力増強無段変速モード」（「モード番号２」）である。そして、他の１つは、図９に示すように、ローブレーキLB、ハイクラッチHC、エンジンクラッチEC、シリーズクラッチSCを締結し、モータジェネレータクラッチMGC、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる「駆動力増強固定変速モード」（「モード番号３」）である。
【００４４】
次に、作用を説明する。
［モード遷移制御処理］
図１０は統合コントローラ６にて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、以下、各ステップについて説明する。この処理は、現モードが「HEV-High-iVTモード」（モード番号１）である場合、このモード番号１から「駆動力増強無段変速モード」（モード番号２）または「駆動力増強固定変速モード」（モード番号３）へモード遷移する場合に実行される。
【００４５】
ステップＳ１では、現モード番号が１か否か、つまり、現モードが「HEV-High-iVTモード」か否かを判断し、YESの場合はステップＳ２へ移行し、NOの場合はステップＳ１２へ移行する。
【００４６】
ステップＳ２では、ステップＳ１において現モード番号が１であるとの判断に引き続き、遷移先モード番号が２または３か否かを判断し、YESの場合はステップＳ３へ移行し、NOの場合はステップＳ９へ移行する。
ここで、車速VSP、駆動力Fdrv、バッテリS.O.C等の情報を基に、現在のあるべきモードを選択する。この選択したモードを「遷移先モード」とする。この「遷移先モード」が現モード（モード番号＝１）と異なる場合は、選択したモードへ切り替える必要がある。例えば、現時点で選択されている「HEV-High-iVTモード」では駆動力が僅かに不足する場合には、「駆動力増強無段変速モード」（モード番号２）が選択され、また、「HEV-High-iVTモード」でも「駆動力増強無段変速モード」でも駆動力が不足する場合には、「駆動力増強固定変速モード」（モード番号３）が選択される。
【００４７】
ステップＳ３では、ステップＳ２において遷移先モード番号が２または３であるとの判断に引き続き、「HEV-High-iVTモード」から「駆動力増強無段変速モード」または「駆動力増強固定変速モード」へ遷移するために、シリーズクラッチSCを締結するための準備制御を行い、ステップＳ４へ移行する。
ここで、締結準備制御として、第１モータジェネレータ回転数N1とエンジン回転数Neとを一致させておくことで、シリーズクラッチSCの締結時のショックを低減する。ここでは、第１モータジェネレータ回転数N1とエンジン回転数Neが、共に回転数目標値Ne1を目指して変速する。
【００４８】
ステップＳ４では、ステップＳ３における締結準備制御に引き続き、第１モータジェネレータ回転数N1とエンジン回転数Neが、共に回転数目標値Ne1と一致したか否かを判断する。一致した場合には、シリーズクラッチSCの締結準備が完了したとしてステップＳ５へ移行する。一致しない場合は、ステップＳ３へ戻り、第１モータジェネレータ回転数N1とエンジン回転数Neが、共に回転数目標値Ne1に一致するように制御する。
【００４９】
ステップＳ５では、ステップＳ４におけるN1＝Ne＝Ne1との判断に引き続き、シリーズクラッチSCを締結する前に、モード遷移するかどうかを、ステップＳ２と同様に再度判断する。これは、クラッチの締結・解放の繰り返しによる時間のロスを防ぐことを目的とする。つまり、シリーズクラッチSCの締結、モータジェネレータクラッチMGCの解放により「駆動力増強無段変速モード」へ遷移した直後、再び「HEV-High-iVTモード」へ戻るためにモータジェネレータクラッチMGCを締結、シリーズクラッチSCを解放するようなシーンを避けるためである。遷移先モード番号が２または３の場合には、ステップＳ６へ移行し、遷移先モード番号が２または３でない場合には、ステップＳ９へ移行する。
【００５０】
ステップＳ６では、ステップＳ５において遷移先モード番号が２または３であるとの判断に引き続き、「HEV-High-iVTモード」から「駆動力増強無段変速モード」へ遷移するために、シリーズクラッチSC（第３クラッチ）を締結し、ステップＳ７へ移行する。
【００５１】
ステップＳ７では、ステップＳ６におけるシリーズクラッチSCの締結に引き続き、「HEV-High-iVTモード」から「駆動力増強無段変速モード」へ遷移するために、モータジェネレータクラッチMGC（第４クラッチ）を解放し、ステップＳ８へ移行する。
【００５２】
ステップＳ８では、ステップＳ７におけるモータジェネレータクラッチMGCの解放に基づき、「駆動力増強無段変速モード」へのモード遷移が完了したとして、現モード番号を１から２に書き換え、ステップＳ１２へ移行する。
【００５３】
ステップＳ９では、ステップＳ２またはステップＳ５において遷移先モード番号＝２または３ではないと判断されたとき、遷移先モード番号＝１か否かを判断し、YESの場合はステップＳ１０へ移行し、NOの場合はステップＳ１１へ移行する。
【００５４】
ステップＳ１０では、ステップＳ９において遷移先モード番号＝１であるとの判断に基づき、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とエンジンＥを「HEV-High-iVTモード」での目標回転数に向けて変速し、ステップＳ１２へ移行する。この目標回転数は、車速VSP、駆動力Fdrv、バッテリS.O.Cを基に演算される目標駆動力を実現するように、エネルギ効率を考慮し演算された結果である。
【００５５】
ステップＳ１１では、ステップＳ９において遷移先モード番号＝１ではないとの判断に基づき、他のモードへのモード遷移制御を実行し、ステップＳ１２へ移行する。
【００５６】
ステップＳ１２では、現モード番号の確認、あるいは、各クラッチ・ブレーキの断続状態から、現在のモード番号が２であるか否かを判断し、YESの場合はステップＳ１３へ移行し、NOの場合はリターンへ移行する。
【００５７】
ステップＳ１３では、ステップＳ１２において現モード番号が２であるとの判断に引き続き、遷移先モード番号が３か否かを判断し、YESの場合はステップＳ１４へ移行し、NOの場合はステップＳ１９へ移行する。
【００５８】
ステップＳ１４では、ステップＳ１３において遷移先モード番号が３であるとの判断に引き続き、「駆動力増強無段変速モード」（モード２）から「駆動力増強固定変速モード」（モード３）へ遷移するために、ローブレーキLBを締結するための準備制御を行い、ステップＳ１５へ移行する。
ここで、締結準備制御として、第２モータジェネレータ回転数N2がゼロ回転になるように制御する。これにより、ローブレーキLBの締結時のショックを低減する。
【００５９】
ステップＳ１５では、ステップＳ１４における締結準備制御に引き続き、第２モータジェネレータ回転数N2がゼロ回転となったか否かを判断する。ゼロ回転となっている場合には、ローブレーキLBの締結準備が完了したとしてステップＳ１６へ移行する。ゼロ回転となっていない場合は、ステップＳ１４へ戻り、第２モータジェネレータ回転数N2がゼロ回転によなるように制御する。
【００６０】
ステップＳ１６では、ステップＳ１５におけるN2＝０との判断に引き続き、ローブレーキLBを締結する前に、モード遷移するかどうかを、ステップＳ１３と同様に再度判断する。これは、クラッチの締結・解放の繰り返しによる時間のロスを防ぐことを目的とする。つまり、ローブレーキLBの締結により「駆動力増強固定変速モード」（モード３）へ遷移直後、再び、モータジェネレータクラッチMGCの解放により「駆動力増強無段変速モード」へ遷移した直後、再び「駆動力増強無段変速モード」（モード２）へ戻るためにローブレーキLBを解放するようなシーンを避けるためである。遷移先モード番号が３の場合には、ステップＳ１７へ移行し、遷移先モード番号が３でない場合には、ステップＳ１９へ移行する。
【００６１】
ステップＳ１７では、ステップＳ１６において遷移先モード番号が３であるとの判断に引き続き、「駆動力増強無段変速モード」（モード２）から「駆動力増強固定変速モード」（モード３）へ遷移するために、ローブレーキLB（第１ブレーキ）を締結し、ステップＳ１８へ移行する。
【００６２】
ステップＳ１８では、ステップＳ１７におけるローブレーキLBの締結に基づき、「駆動力増強固定変速モード」へのモード遷移が完了したとして、現モード番号を２から３に書き換え、リターンへ移行する。
【００６３】
ステップＳ１９では、ステップＳ１３またはステップＳ１６において遷移先モード番号＝３ではないと判断されたとき、遷移先モード番号＝２か否かを判断し、YESの場合はステップＳ２０へ移行し、NOの場合はステップＳ２１へ移行する。
【００６４】
ステップＳ２０では、ステップＳ１９において遷移先モード番号＝２であるとの判断に基づき、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とエンジンＥを「駆動力増強無段変速モード」での目標回転数に向けて変速し、リターンへ移行する。この目標回転数は、車速VSP、駆動力Fdrv、バッテリS.O.Cを基に演算される目標駆動力を実現するように、エネルギ効率を考慮し演算された結果である。
【００６５】
ステップＳ２１では、ステップＳ１９において遷移先モード番号＝２ではないとの判断に基づき、他のモードへのモード遷移制御を実行し、リターンへ移行する。
【００６６】
［駆動力増強モードの設定作用］
「HEV-High-iVTモード」（モード１）は、図５に示すように、ハイクラッチHCとエンジンクラッチECとモータジェネレータクラッチMGCを締結し、シリーズクラッチSCとローブレーキLBとハイローブレーキHLBを解放することで得られる。
【００６７】
このモード１を選択しての高速走行時には、図７に示すように、第１モータジェネレータ回転数N1が高回転となってしまうため、第１モータジェネレータMG1の出力できるトルクは減少してしまう。このため、第１モータジェネレータMG1の出力トルク低下分が出力軸OUTの駆動力に反映することになり、駆動力が低下してしまう。
【００６８】
上記のようにモード１の状態において、第１モータジェネレータ回転数N1がエンジン回転数Neよりも大きい場合には、シリーズクラッチSCを締結し、モータジェネレータクラッチMGCを解放することで、「駆動力増強無段変速モード」（モード２）とする。
このモード２では、図８に示すように、第１モータジェネレータ回転数N1をエンジン回転数Neまで引き下げることができる。この第１モータジェネレータ回転数N1の低下により、第１モータジェネレータMG1へのトルク指令値を、モード１の状態に対し上乗せすることが可能となる。その結果、出力可能な駆動力をモード１の状態に対し、増大させることが可能となる。また、第１モータジェネレータ回転数N1の低下により、第１モータジェネレータMG1における損失を低下させることが可能となる。
【００６９】
上記モード１の状態またはモード２の状態では駆動力が不足する場合には、例えば、モード１の状態から、シリーズクラッチSCを締結し、モータジェネレータクラッチMGCを解放し、さらに、ローブレーキLBを締結することで、「駆動力増強固定変速モード」（モード３）とする。
このモード２の状態では、駆動力制御と変速制御を行う必要があるのに対し、モード３の状態では、図９に示すように、変速比は固定であるので、駆動力制御のみを行えばよい。したがって、大きな要求駆動力が生じた場合には、エンジンＥ及び第１モータジェネレータMG1を共に、出力可能な最大トルクを出力することができる。その結果、モード２に対し、さらに駆動力を増大させることができる。
【００７０】
［モード１からモード２へのモード遷移作用］
モード１からモード２へのモード遷移時には、図１０に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→ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ８→ステップＳ１２→ステップＳ１３→ステップＳ１９→ステップＳ２０→リターンへと進む流れとなる。
【００７１】
このモード１からモード２へのモード遷移作用を、図１１に示す共線図により説明すると、まず、図１１(a)はモード１の状態において、高車速時にエンジンＥが高出力運転している際の共線図である（ステップＳ１）。
【００７２】
図１１(b)はモード１の状態からモード２の状態にモード遷移する際、シリーズクラッチSC（第３クラッチ）を締結するために変速した状態を示す共線図である（ステップＳ３，Ｓ４）。
このシリーズクラッチSCを締結するための変速制御は、第１モータジェネレータ回転数N1とエンジン回転数Neとを等しくする制御である。
【００７３】
図１１(c)はモード１の状態からモード２の状態へ遷移するため、シリーズクラッチSCを締結し、モータジェネレータクラッチMGCを解放した状態を示す共線図である（ステップＳ６，ステップＳ７）。
このシリーズクラッチSCの締結に際しては、締結準備制御として、第１モータジェネレータ回転数N1とエンジン回転数Neとを一致させる制御が行われるため、回転数落差の無い状態での締結・解放となり、シリーズクラッチSCの締結ショックやモータジェネレータクラッチMGCの解放ショックの発生は防止される。
【００７４】
図１１(d)はモード２の状態での車速VSP、駆動力Fdrv（＝アクセル開度）、バッテリS.O.Cを基に演算される目標駆動力を実現するように、エネルギ効率を考慮し演算された目標回転数に変速した状態である（ステップＳ２０）。
これにより、第１モータジェネレータMG1での損失低減が可能となる。また、第１モータジェネレータMG1の出力可能トルクが大きくなるため、エンジンＥの出力できるトルクの幅を広げることができる。
【００７５】
［モード２からモード３へのモード遷移作用］
モード２からモード３へのモード遷移時には、図１０にフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ１２→ステップＳ１３→ステップＳ１４→ステップＳ１５→ステップＳ１６→ステップＳ１７→ステップＳ１８→リターンへと進む流れとなる。
【００７６】
このモード１からモード２へのモード遷移作用を、図１２に示す共線図により説明すると、まず、図１２(a)はモード２の状態で、図１１(d)と同様に、目標駆動力を実現するように、エネルギ効率を考慮し演算された目標回転数に変速した状態である（ステップＳ１２）。
【００７７】
図１２(b)はモード２の状態からモード３の状態にモード遷移する際に、ローブレーキLBを締結するために変速した状態を示す共線図である（ステップＳ１４，Ｓ１５）。
このローブレーキLBを締結するための変速制御は、第２モータジェネレータ回転数N2をゼロ回転とする制御である。
【００７８】
図１２(c)はモード２の状態からモード３の状態へ遷移するため、ローブレーキLBを締結した状態を示す共線図である（ステップＳ１７）。
このローブレーキLBの締結に際しては、締結準備制御として、第２モータジェネレータ回転数N2をゼロ回転とする制御が行われるため、回転数落差の無い状態での締結となり、ローブレーキLBの締結ショックの発生は防止される。
【００７９】
［モード１からモード３へのモード遷移作用］
モード１からモード３へのモード遷移時には、図１０に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→ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ８→ステップＳ１２→ステップＳ１３→ステップＳ１４→ステップＳ１５→ステップＳ１６→ステップＳ１７→ステップＳ１８→リターンへと進む流れとなる。
【００８０】
すなわち、モード１からモード３へのモード遷移時には、下記の５つの遷移手順、
1)エンジン回転数Neと第１モータジェネレータ回転数N1とを一致させる変速制御を行う第１遷移手順
2)シリーズクラッチSCを締結する第２遷移手順
3)モータジェネレータクラッチMGCを解放する第３遷移手順
4)第２モータジェネレータ回転数N2をゼロ回転とする変速制御を行う第４遷移手順
5)ローブレーキLBを締結する第５遷移手順
により行われる。そして、図１１に示すモード１からモード２へのモード遷移作用と、図１２に示すモード２からモード３へのモード遷移作用とが連続して実行される。
【００８１】
次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車の駆動装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００８２】
(1) エンジンＥと少なくとも１つのモータを動力源とし、共線図上で１つのレバーの端部位置にモータが連結される回転要素が配列され、その内側位置にエンジンＥが連結される回転要素が配列される差動装置を有する駆動力合成変速機TMを備えたハイブリッド車において、前記モータとエンジンＥとを互いに連結して駆動力合成変速機TMに入力するエンジン・モータ直結走行モードを設定したため、無段変速モードで高い駆動力要求があった場合、エンジンＥとモータの接続状態を変更するだけで、駆動力要求に応えることができると共に、滑らかなモード遷移を確保することができる。
【００８３】
(2) 前記駆動力合成変速機TMは、２自由度３要素の第１遊星歯車PG1と第２遊星歯車PG2と第３遊星歯車PG3により構成され、前記第２遊星歯車PG2の共線図上で内側に配列される要素と前記第３遊星歯車PG3の共線図上で一端に配列される要素とを連結してエンジンＥを割り当て、前記第２遊星歯車PG2の共線図上で一端に配列される要素に第１モータジェネレータMG1を割り当て、前記第１遊星歯車PG1の共線図上で一端に配列される要素と前記第２遊星歯車PG2の共線図上で一端に配列される要素とを連結して第２モータジェネレータMG2を割り当て、前記第３遊星歯車PG3の共線図上で内側に配列される要素に出力軸OUTを割り当て、前記第１遊星歯車PG１の共線図上で他端に配列される要素と前記第３遊星歯車PG3の共線図上で他端に配列される要素とを直結要素により連結し、前記第１遊星歯車PG1の共線図上で内側に配列される要素と変速機ケースTCとの間にローブレーキLBを設け、前記第２遊星歯車PG2の共線図上で一端に配列される要素と変速機ケースTCとの間にハイローブレーキHLBを設け、第２モータジェネレータMG2が割り当てられる要素と前記直結要素との間にハイクラッチHCを設け、エンジンＥとエンジンＥが割り当てられる要素との間にエンジンクラッチECを設け、エンジンＥと第１モータジェネレータMG1との間にシリーズクラッチSCを設け、前記第２遊星歯車PG2の共線図上で一端に配列される要素と第１モータジェネレータMG1との間にモータジェネレータクラッチMGCを設け、前記エンジン・モータ直結走行モードは、前記シリーズクラッチSCを締結し、前記モータジェネレータクラッチMGCを解放することで得るため、「HEV-High-iVTモード」での高速走行時、ドライバーによる駆動要求があった場合、シリーズクラッチSCとモータジェネレータクラッチMGCの接続状態を変更するだけで、駆動力増強を図ることができる。
【００８４】
(3) 前記エンジン・モータ直結走行モードは、前記ハイクラッチHC、エンジンクラッチEC、シリーズクラッチSCを締結し、前記モータジェネレータクラッチMGC、ローブレーキLB、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる「駆動力増強無段変速モード」であるため、エンジン回転数Neが出力軸回転数Noより大きい「HEV-High-iVTモード」の状態に対して、第１モータジェネレータMG1の回転数を引き下げることができ、これにより、第１モータジェネレータMG1が出力できるトルクは増加し、また、第１モータジェネレータMG1における損失を低下させることが可能となる。
【００８５】
(4) 前記エンジン・モータ直結走行モードは、前記ローブレーキLB、ハイクラッチHC、エンジンクラッチEC、シリーズクラッチSCを締結し、前記モータジェネレータクラッチMGC、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる「駆動力増強固定変速モード」であるため、ローブレーキLBの締結により変速制御を行う必要のない固定変速比モードとなり、これにより、エンジンＥ及び第１モータジェネレータMG1の出力パワーを全て駆動力に投入することが可能となり、「駆動力増強無段変速モード」よりも、更に大きい駆動力を発生させることが可能となる。
【００８６】
(5) 前記ハイクラッチHC、エンジンクラッチEC、モータジェネレータクラッチMGCを締結し、前記シリーズクラッチSC、ローブレーキLB、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる「HEV-High-iVTモード」から前記「駆動力増強無段変速モード」へのモード遷移は、エンジン回転数Neと第１モータジェネレータ回転数N1とが等しくなるまで変速制御を行う第１遷移手順と、エンジン回転数Neと第１モータジェネレータ回転数N1とが一致したらシリーズクラッチSCを締結する第２遷移手順と、前記シリーズクラッチSCの締結に引き続いてモータジェネレータクラッチMGCを解放する第３遷移手順と、により行うため、「HEV-High-iVTモード」を選択しての走行中に高い駆動力が要求される場合、モード遷移ショックの発生無く、スムーズに「HEV-High-iVTモード」から「駆動力増強無段変速モード」へのモード遷移を達成することができる。
【００８７】
(6) 前記ハイクラッチHC、エンジンクラッチEC、シリーズクラッチSCを締結し、前記モータジェネレータクラッチMGC、ローブレーキLB、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる「駆動力増強無段変速モード」から前記「駆動力増強固定変速モード」へのモード遷移は、第２モータジェネレータ回転数N2がゼロ回転数となるように変速制御する第１遷移手順と、第２モータジェネレータ回転数N2がゼロ回転数となったら、ローブレーキLBを締結する第２遷移手順と、により行うため、「駆動力増強無段変速モード」を選択しての走行中により高い駆動力が要求される場合、モード遷移ショックの発生無く、スムーズに「駆動力増強無段変速モード」から「駆動力増強固定変速モード」へのモード遷移を達成することができる。
【００８８】
(7) 前記ハイクラッチHC、エンジンクラッチEC、モータジェネレータクラッチMGCを締結し、前記シリーズクラッチSC、ローブレーキLB、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる「HEV-High-iVTモード」から前記「駆動力増強固定変速モード」へのモード遷移は、エンジン回転数Neと第１モータジェネレータ回転数N1とが等しくなるまで変速制御を行う第１遷移手順と、エンジン回転数Neと第１モータジェネレータ回転数N1とが一致したらシリーズクラッチSCを締結する第２遷移手順と、前記シリーズクラッチSCの締結に引き続いてモータジェネレータクラッチMGCを解放する第３遷移手順と、第２モータジェネレータ回転数N2がゼロ回転数となるように変速制御する第４遷移手順と、第２モータジェネレータ回転数N2がゼロ回転数となったら、ローブレーキLBを締結する第５遷移手順と、により行うため、「HEV-High-iVTモード」を選択しての走行中に一気に高い駆動力が要求される場合、モード遷移ショックの発生無く、スムーズに「HEV-High-iVTモード」から「駆動力増強固定変速モード」へのモード遷移を達成することができる。
【実施例２】
【００８９】
実施例２は、無段変速モードでは駆動力が不足するような高駆動力が要求される走行に対応するため、各モード間での駆動力段差が小さくし、多段自動変速機と同様に、段階的にモードを切り替える固定変速モードを設定した例である。
【００９０】
すなわち、図３に示す実施例１での「ハイブリッド車モード」をみた場合、「HEV-Low-iVTモード」と「HEV-High-iVTモード」による無段変速モードと、「HEV-Lowモード」と「HEV-2ndモード」と「HEV-Highモード」による固定変速モードと、に分けることができる。そして、アクセル高開度の高駆動力を要求された時に、無段変速モードではモータトルク制約等により駆動力が不足するため、固定変速モードを用い駆動力を確保する。しかし、変速段として設定されるモードは、上記のように３つのモードしか存在しないため、駆動力に大きな段差が生じて滑らかに変速できない。
【００９１】
そこで、実施例２では、上記固定変速モードとして、エンジン・モータ直結走行モードによる２つのモードを新たに追加し、固定変速モードの変速段を「１速モード」、「２速モード」、「３速モード」、「４速モード」、「５速モード」の５つのモードによる５段階とした。
【００９２】
追加したモードは、図１３に示す「２速モード」と「４速モード」であり、「２速モード」は、図１３(a)に示すように、前記ローブレーキLB、エンジンクラッチEC、シリーズクラッチSC、モータジェネレータクラッチMGCを締結し、前記ハイローブレーキHLB、ハイクラッチHCを解放することで得られる。また、「４速モード」は、図１３(b)に示すように、前記ハイクラッチHC、エンジンクラッチEC、シリーズクラッチSC、モータジェネレータクラッチMGCを締結し、前記ローブレーキLB、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる。
【００９３】
そして、前記「HEV-Lowモード」を「１速モード」とし、「１速モード」は、図１４(a)に示すように、前記エンジンクラッチEC、モータジェネレータクラッチMGC、ローブレーキLB、ハイローブレーキHLBを締結し、ハイクラッチHC、シリーズクラッチSCを解放することで得られる。
【００９４】
また、前記「HEV-2ndモード」を「３速モード」とし、「３速モード」は、図１４(b)に示すように、前記第ハイクラッチHC、エンジンクラッチEC、モータジェネレータクラッチMGC、ローブレーキLBを締結し、シリーズクラッチSC、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる。
【００９５】
また、前記「HEV-Highモード」を「５速モード」とし、「５速モード」は、図１４(c)に示すように、前記ハイクラッチHC、エンジンクラッチEC、モータジェネレータクラッチMGC、ハイローブレーキHLBを締結し、前記シリーズクラッチSC、ローブレーキLBを解放することで得られる。なお、他の構成は実施例１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００９６】
次に、作用を説明する。
［変速モード選択制御処理］
図１５は統合コントローラ６にて実行される変速モード選択制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００９７】
ステップＳ３０では、ドライバーのアクセル踏み込み量から、要求駆動力とその時の車速を求め、ステップＳ３１へ移行する。
【００９８】
ステップＳ３１では、ステップＳ３０での要求駆動力と車速の演算に引き続き、要求駆動力がその時点での車速での無段変速モード駆動力より高いか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ３２へ移行し、Noの場合はステップＳ３３へ移行する。
【００９９】
ステップＳ３２では、ステップＳ３１において要求駆動力がその時点での車速での無段変速モード駆動力より高いとの判断に基づき、固定変速モードを選択し、リターンへ移行する。
ここで、固定変速モードでは、５速の自動変速機と同様なクラッチ・ブレーキの締結・解放制御を用いるが、変速時にクラッチの締結による回転同期の他に、変速のクラッチ掛け替え遷移中に、モータジェネレータを用いて回転同期を早め、さらに、モータジェネレータによる駆動力を出すことで、駆動力抜けを低減する。また、１，２，５速から追加した２，４速へ遷移するときは、無段変速モードへ移行し、共線図の形を作る。
【０１００】
ステップＳ３３では、ステップＳ３１において要求駆動力がその時点での車速での無段変速モード駆動力以下であるとの判断に基づき、無段変速モードを選択し、リターンへ移行する。
ここで、無段変速モードでは、要求駆動力のレベルに応じて「HEV-Low-iVTモード」と「HEV-High-iVTモード」のうち、適切なモードを選択する２段切り替えによりなされる。
【０１０１】
［変速モード選択制御作用］
まず、実施例１での固定変速モードは、第２遊星歯車PG2の一部を変速機ケースTCに固定し、回転数をゼロにすることで固定変速比を作成していたが、実施例２の場合に追加される固定モードは、第２遊星歯車PG2に接続されている第１モータジェネレータMG1とエンジンＥとを、シリーズクラッチSCの締結により、強制的に同一回転にすることにより、新たな２速変速比と４速変速比を実現している。なお、「１速モード」〜「５速モード」間の変速時には、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とがトルクを出して共線図のレバーを回転モーメントにより傾けさせることで、素早い変速を実現することができる。
【０１０２】
無段変速モードと固定変速モードのモード選択は、要求駆動力がその時点での車速での無段変速モード駆動力以下である場合、図１５のフローチャートにおいて、ステップＳ３０→ステップＳ３１→ステップＳ３３へと進む流れとなり、ステップＳ３３では、無段変速モードが選択される。
この無段変速モードにおける車速に対する駆動力特性は、図１６に示すように、低車速域で駆動力の高い「HEV-Low-iVTモード」と全車速域で駆動力がフラットな「HEV-High-iVTモード」とによるものであり、例えば、要求駆動力がLow-iVTモード特性とHigh-iVTモードとの間の領域に存在する場合は、「HEV-Low-iVTモード」を選択し、要求駆動力がHigh-iVTモードで囲まれる領域に存在する場合には、「HEV-High-iVTモード」を選択することによって、燃費性能が高い高効率の走行が可能となる。
【０１０３】
一方、要求駆動力がその時点での車速での無段変速モード駆動力より高い場合、図１５のフローチャートにおいて、ステップＳ３０→ステップＳ３１→ステップＳ３２へと進む流れとなり、ステップＳ３２では、固定変速モードが選択される。
この固定変速モードでは、図１７に示すように、要求駆動力の大きさに応じて、「１速モード」〜「５速モード」のうち、最適なモードが選択される。すなわち、実施例１の固定モードのみの場合（１速、３速、５速）、駆動力段差が大きいが、「２速モード」と「４速モード」を新たに追加することにより、駆動力段差が減少し、滑らかな変速が可能である。また、新たに追加された「２速モード」と「４速モード」は、エンジン・モータ直結走行モードであるため、エンジン回転数の変化が少なく、エンジン回転数変化によるイナーシャ放出のエネルギが、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の回転数変化で吸収されるため、出力軸OUTへ放出される量が減り、さらに、滑らかに変速することができる。
【０１０４】
次に、効果を説明する。
実施例２のハイブリッド車の駆動装置にあっては、実施例１の(1)の効果に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。
【０１０５】
(8) 前記駆動力合成変速機TMは、２自由度３要素の第１遊星歯車PG1と第２遊星歯車PG2と第３遊星歯車PG3により構成され、前記第２遊星歯車PG2の共線図上で内側に配列される要素と前記第３遊星歯車PG3の共線図上で一端に配列される要素とを連結してエンジンＥを割り当て、前記第２遊星歯車PG2の共線図上で一端に配列される要素に第１モータジェネレータMG1を割り当て、前記第１遊星歯車PG1の共線図上で一端に配列される要素と前記第２遊星歯車PG2の共線図上で一端に配列される要素とを連結して第２モータジェネレータMG2を割り当て、前記第３遊星歯車PG3の共線図上で内側に配列される要素に出力軸OUTを割り当て、前記第１遊星歯車PG１の共線図上で他端に配列される要素と前記第３遊星歯車PG3の共線図上で他端に配列される要素とを直結要素により連結し、前記第１遊星歯車PG1の共線図上で内側に配列される要素と変速機ケースTCとの間にローブレーキLBを設け、前記第２遊星歯車PG2の共線図上で一端に配列される要素と変速機ケースTCとの間にハイローブレーキHLBを設け、第２モータジェネレータMG2が割り当てられる要素と前記直結要素との間にハイクラッチHCを設け、エンジンＥとエンジンＥが割り当てられる要素との間にエンジンクラッチECを設け、エンジンＥと第１モータジェネレータMG1との間にシリーズクラッチSCを設け、前記第２遊星歯車PG2の共線図上で一端に配列される要素と第１モータジェネレータMG1との間にモータジェネレータクラッチMGCを設け、前記エンジン・モータ直結走行モードは、前記シリーズクラッチSCとモータジェネレータクラッチMGCを締結することで得るため、ドライバーによる駆動要求により固定変速モードが選択された場合、シリーズクラッチSCとモータジェネレータクラッチMGCの接続状態を変更するだけで、駆動力段差を減少した滑らかな変速を達成することができる。
【０１０６】
(9) 前記エンジン・モータ直結走行モードは、前記ローブレーキLB、エンジンクラッチEC、シリーズクラッチSC、モータジェネレータクラッチMGCを締結し、前記ハイローブレーキHLB、ハイクラッチHCを解放することで得られる「２速モード」であるため、「１速モード」と「３速モード」との間の大きな駆動力段差を減少させることができる。
【０１０７】
(10) 前記エンジン・モータ直結走行モードは、前記ハイクラッチHC、エンジンクラッチEC、シリーズクラッチSC、モータジェネレータクラッチMGCを締結し、前記ローブレーキLB、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる「４速モード」であるため、「３速モード」と「５速モード」との間の大きな駆動力段差を減少させることができる。
【０１０８】
(11) 前記エンジンクラッチEC、モータジェネレータクラッチMGC、ローブレーキLB、ハイローブレーキHLBを締結し、ハイクラッチHC、シリーズクラッチSCを解放することで得られる「１速モード」と、前記ローブレーキLB、エンジンクラッチEC、シリーズクラッチSC、モータジェネレータクラッチMGCを締結し、前記ハイローブレーキHLB、ハイクラッチHCを解放することで得られる「２速モード」と、前記第ハイクラッチHC、エンジンクラッチEC、モータジェネレータクラッチMGC、ローブレーキLBを締結し、シリーズクラッチSC、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる「３速モード」と、前記ハイクラッチHC、エンジンクラッチEC、シリーズクラッチSC、モータジェネレータクラッチMGCを締結し、前記ローブレーキLB、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる「４速モード」と、前記ハイクラッチHC、エンジンクラッチEC、モータジェネレータクラッチMGC、ハイローブレーキHLBを締結し、前記シリーズクラッチSC、ローブレーキLBを解放することで得られる「５速モード」と、を固定変速モードに有するため、固定変速モードの選択時、変速段が５段の自動変速機と同様に、駆動力段差の小さい滑らかな変速を確保することができる。
【０１０９】
(12) 前記エンジンクラッチEC、モータジェネレータクラッチMGC、ローブレーキLBを締結し、前記ハイクラッチHC、シリーズクラッチSC、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる「HEV-Low-iVTモード」と、前記ハイクラッチHC、エンジンクラッチEC、モータジェネレータクラッチMGCを締結し、前記シリーズクラッチSC、ローブレーキLB、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる「HEV-High-iVTモード」と、を無段変速モードに有し、要求駆動力がその時点での車速での無段変速モード駆動力以下の場合には、前記無段変速モードを選択し、「HEV-Low-iVTモード」と「HEV-high-iVTモード」を要求駆動力に応じて切り替え、要求駆動力がその時点での車速での無段変速モード駆動力より高い場合には、固定変速モードを選択し、「１速モード」から「５速モード」までの走行モードを要求駆動力に応じて切り替えるため、低アクセル開度による走行時には、燃費性能の高い最適運転点を選択しての走行が可能であり、かつ、高アクセル開度による高駆動力要求走行時には、駆動力段差の小さい滑らかな変速により駆動力要求に応えることができる。
【０１１０】
以上、本発明のハイブリッド車の駆動装置を実施例１および実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許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、設計の変更や追加等は許容される。
【０１１１】
実施例１では、駆動量増強のためにエンジン・モータ直結走行モードを設定した例を示し、実施例２では、駆動力段差を減少するためにエンジン・モータ直結走行モードを設定した例を示したが、モータによる回転吸収作用を利用し、エンジン回転数変化を少なくするためにエンジン・モータ直結走行モードを設定するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
実施例１の駆動装置は、３つのシングルピニオン型遊星歯車により構成された差動装置を有する駆動力合成変速機を搭載したハイブリッド車への適用例を示したが、例えば、特開２００３−３２８０８号公報等に記載されているようにラビニョウ型遊星歯車により構成された差動装置を有する駆動力合成変速機を搭載したハイブリッド車にも適用することができる。さらに、エンジンと少なくとも１つのモータを動力源とし、共線図上で１つのレバーの端部位置にモータが連結される回転要素が配列され、その内側位置にエンジンが連結される回転要素が配列される差動装置を有する駆動力合成変速機を備えたハイブリッド車にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】実施例１の駆動装置が適用されたハイブリッド車を示す全体システム図である。
【図２】実施例１の駆動装置を搭載したハイブリッド車において電気自動車モードでの５つの走行モードをあらわす共線図である。
【図３】実施例１の駆動装置を搭載したハイブリッド車においてハイブリッド車モードでの５つの走行モードをあらわす共線図である。
【図４】実施例１の駆動装置を搭載したハイブリッド車において走行モードの選択に用いられる走行モードマップの一例を示す図である。
【図５】実施例１の駆動装置を搭載したハイブリッド車において「１０の走行モード」でのエンジン・エンジンクラッチ・モータジェネレータ・ローブレーキ・ハイクラッチ・ハイローブレーキ・シリーズクラッチ・モータジェネレータクラッチの作動表である。
【図６】実施例１の駆動装置を搭載したハイブリッド車において各締結要素との関係を示す共線図である。
【図７】実施例１の駆動装置において「HEV-High-iVTモード」を示す共線図である。
【図８】実施例１の駆動装置において「駆動力増強無段変速モード」を示す共線図である。
【図９】実施例１の駆動装置において「駆動力増強固定変速モード」を示す共線図である。
【図１０】実施例１の統合コントローラにて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１１】「HEV-High-iVTモード」から「駆動力増強無段変速モード」へのモード遷移作用を説明する共線図である。
【図１２】「駆動力増強無段変速モード」から「駆動力増強固定変速モード」へのモード遷移作用を説明する共線図である。
【図１３】実施例２の駆動装置を搭載したハイブリッド車において新たに追加された「２速モード」と「４速モード」を示す共線図である。
【図１４】実施例２の駆動装置を搭載したハイブリッド車において「１速モード」と「３速モード」と「５速モード」を示す共線図である。
【図１５】実施例２の統合コントローラにて実行される変速モード選択制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】実施例２の駆動装置において２つの無段変速モードを示す車速に対する駆動力特性図である。
【図１７】実施例２の駆動装置において５つの固定変速モードを示す車速に対する駆動力特性図である。
【符号の説明】
【０１１４】
Ｅ  エンジン
MG1  第１モータジェネレータ（モータ）
MG2  第２モータジェネレータ（モータ）
OUT  出力軸（出力部材）
PG1  第１遊星歯車（第１差動装置）
PG2  第２遊星歯車（第２差動装置）
PG3  第３遊星歯車（第３差動装置）
HC  ハイクラッチ（第１クラッチ）
EC  エンジンクラッチ（第２クラッチ）
SC  シリーズクラッチ（第３クラッチ）
MGC  モータジェネレータクラッチ（第４クラッチ）
LB  ローブレーキ（第１ブレーキ）
HLB  ハイローブレーキ（第２ブレーキ）
１  エンジンコントローラ
２  モータコントローラ
３  インバータ
４  １２Ｖバッテリ
４’  強電バッテリ
５  油圧制御装置
６  統合コントローラ
７  アクセル開度センサ
８  車速センサ
９  エンジン回転数センサ
１０  第１モータジェネレータ回転数センサ
１１  第２モータジェネレータ回転数センサ
１２  第３リングギヤ回転数センサ
１３  DC/DCコンバータ
【図１】
2006077857.tif 000003
【図２】
2006077857.tif 000004
【図３】
2006077857.tif 000005
【図４】
2006077857.tif 000006
【図５】
2006077857.tif 000007
【図６】
2006077857.tif 000008
【図７】
2006077857.tif 000009
【図８】
2006077857.tif 000010
【図９】
2006077857.tif 000011
【図１０】
2006077857.tif 000012
【図１１】
2006077857.tif 000013
【図１２】
2006077857.tif 000014
【図１３】
2006077857.tif 000015
【図１４】
2006077857.tif 000016
【図１５】
2006077857.tif 000017
【図１６】
2006077857.tif 000018
【図１７】
2006077857.tif 000019