(57)【要約】【課題】内燃機関と回転電機とを備える車両において、内燃機関と回転電機とを用いることによる低燃費性を維持しつつ、内燃機関が発揮し得る走行性能を超える卓越した走行性能を実現する。【解決手段】内燃機関１０２と第１回転電機１０４と第２回転電機１０６とを備え、且つ、内燃機関と車輪との間、内燃機関と第１回転電機との間、第２回転電機と車輪との間でそれぞれ回転力の伝達を接続状態と非接続状態とに切り替える第１、第２、及び第３切替装置１１２、１１８、１２０を備え、内燃機関の駆動力に、駆動モードに設定した第２回転電機の駆動力を加えて車輪１０８を駆動することにより、所定の上限時間を限度として、内燃機関のみで走行し得る最大速度である最大巡航速度を超える速度での走行を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と車輪との間の回転力の伝達を接続状態と非接続状態とに切り替える第１切替装置と、
前記内燃機関と第１回転電機との間の回転力の伝達を接続状態と非接続状態とに切り替える第２切替装置と、
第２回転電機と前記車輪との間の回転力の伝達を接続状態と非接続状態とに切り替える第３切替装置と、
前記第１切替装置、前記第２切替装置、及び前記第３切替装置の動作を制御すると共に、前記第１回転電機及び前記第２回転電機の動作を、駆動力を発生する駆動モードと発電を行う発電モードとに切り替えて制御する制御装置と、
前記第１回転電機及び前記第２回転電機により充電され又は放電されるバッテリと、
を備える車両であって、
前記制御装置は、
所定の速度増加指示が入力されていることを条件として、前記第２切替装置を非接続状態に設定し、前記第１切替装置と前記第３切替装置とを接続状態に設定して、前記内燃機関の駆動力と前記駆動モードに設定した前記第２回転電機の駆動力とを加算して得られる駆動力により前記車輪を駆動する第２高速走行モードにより、所定の上限時間を限度として、前記内燃機関の駆動力のみで走行する第１高速走行モードで実現し得る最大速度である最大巡航速度を超える速度での走行を行う、
よう構成されている、車両。
【請求項２】
内燃機関と車輪との間の回転力の伝達を接続状態と非接続状態とに切り替える第１切替装置と、
前記内燃機関と第１回転電機との間の回転力の伝達を接続状態と非接続状態とに切り替える第２切替装置と、
第２回転電機と前記車輪との間の回転力の伝達を接続状態と非接続状態とに切り替える第３切替装置と、
前記第１切替装置、前記第２切替装置、及び前記第３切替装置の動作を制御すると共に、前記第１回転電機及び前記第２回転電機の動作を、駆動力を発生する駆動モードと発電を行う発電モードとに切り替えて制御する制御装置と、
前記第１回転電機及び前記第２回転電機により充電され又は放電されるバッテリと、
を備える車両であって、
前記制御装置は、
所定の速度増加指示が入力されていることを条件として、前記第１切替装置、前記第２切替装置、及び前記第３切替装置を接続状態に設定し、前記内燃機関の駆動力と前記駆動モードに設定した前記第１回転電機及び前記第２回転電機の駆動力とを加算して得られる駆動力により前記車輪を駆動する第３高速走行モードにより、所定の上限時間を限度として、前記内燃機関の駆動力のみで走行する第１高速走行モードで実現し得る最大速度である最大巡航速度を超える速度での走行を行う、
よう構成されている、車両。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記最大巡航速度を超える速度での走行を行ったあとは、前記第１切替装置、前記第２切替装置、及び前記第３切替装置を接続状態に設定し、前記第１回転電機及び前記第２回転電機を発電モードに設定する第４高速走行モードにより、前記第１回転電機及び前記第２回転電機により前記バッテリの充電を行う、
よう構成されている、請求項１又は２に記載の車両。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記車両の進行方向前方に高速道路入口が存在するか否かを検知し、
前記高速道路入口が存在するときは、高速道路本線への合流区間を走行する際に、前記第１切替装置を非接続状態に設定し、前記第２切替装置と前記第３切替装置とを接続状態に設定して、前記第２回転電機により前記車輪を駆動しつつ、前記内燃機関が発生する回転力により前記第１回転電機に発電させてバッテリを所定のレベルまで充電する、第３発電走行モードによる走行を行う、
よう構成されている、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関と回転電機とを備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンとモータと発電機を備えるハイブリッド車両において、燃費及び又は走行性能を向上することを目的として、エンジンと発電機との間の回転力の伝達を断続するクラッチを備えることが知られている（特許文献１）。この車両では、発電が不要な場合には上記クラッチを非接続にしてエンジン及び発電機の負荷を軽減することで、燃費の向上や、内燃機関が実現し得る性能範囲での走行性能の向上が図られる。
【０００３】
しかしながら、ユーザの嗜好は多岐にわたり、ユーザによっては、低燃費を志向するハイブリッド車両において更に高い走行性能を求める場合があり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−９０５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記背景より、内燃機関と回転電機とを備える車両において、内燃機関と回転電機とを備えることにより実現される低燃費性を維持しつつ、内燃機関が発揮し得る走行性能を凌駕する卓越した走行性能を実現することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一の態様は、内燃機関と車輪との間の回転力の伝達を接続状態と非接続状態とに切り替える第１切替装置と、前記内燃機関と第１回転電機との間の回転力の伝達を接続状態と非接続状態とに切り替える第２切替装置と、第２回転電機と前記車輪との間の回転力の伝達を接続状態と非接続状態とに切り替える第３切替装置と、前記第１切替装置、前記第２切替装置、及び前記第３切替装置の動作を制御すると共に、前記第１回転電機及び前記第２回転電機の動作を、駆動力を発生する駆動モードと発電を行う発電モードとに切り替えて制御する制御装置と、前記第１回転電機及び前記第２回転電機により充電され又は放電されるバッテリと、を備える車両である。そして、前記制御装置は、第１モードの速度増加指示が入力されていることを条件として、前記第２切替装置を非接続状態に設定し、前記第１切替装置と前記第３切替装置とを接続状態に設定して、前記内燃機関の駆動力と前記駆動モードに設定した前記第２回転電機の駆動力とを加算して得られる駆動力により前記車輪を駆動する第２高速走行モードにより、所定の上限時間を限度として、前記内燃機関の駆動力のみで走行する第１高速走行モードで実現し得る最大速度である最大巡航速度を超える速度での走行を行うよう構成されている。
本発明の他の態様は、内燃機関と車輪との間の回転力の伝達を接続状態と非接続状態とに切り替える第１切替装置と、前記内燃機関と第１回転電機との間の回転力の伝達を接続状態と非接続状態とに切り替える第２切替装置と、第２回転電機と前記車輪との間の回転力の伝達を接続状態と非接続状態とに切り替える第３切替装置と、前記第１切替装置、前記第２切替装置、及び前記第３切替装置の動作を制御すると共に、前記第１回転電機及び前記第２回転電機の動作を、駆動力を発生する駆動モードと発電を行う発電モードとに切り替えて制御する制御装置と、前記第１回転電機及び前記第２回転電機により充電され又は放電されるバッテリと、を備える車両であって、前記制御装置は、所定の速度増加指示が入力されていることを条件として、前記第１切替装置、前記第２切替装置、及び前記第３切替装置を接続状態に設定し、前記内燃機関の駆動力と前記駆動モードに設定した前記第１回転電機及び前記第２回転電機の駆動力とを加算して得られる駆動力により前記車輪を駆動する第３高速走行モードにより、所定の上限時間を限度として、前記内燃機関の駆動力のみで走行する第１高速走行モードで実現し得る最大速度である最大巡航速度を超える速度での走行を行う、よう構成されている。
本発明の他の態様によると、前記制御装置は、前記最大巡航速度を超える速度での走行を行ったあとは、前記第１切替装置、前記第２切替装置、及び前記第３切替装置を接続状態に設定し、前記第１回転電機及び前記第２回転電機を発電モードに設定する第４高速走行モードにより、前記第１回転電機及び前記第２回転電機により前記バッテリの充電を行う、よう構成されている。
本発明の他の態様によると、前記制御装置は、前記車両の進行方向前方に高速道入口が存在するか否かを検知し、前記高速道路入口が存在するときは、高速道路本線への合流区間を走行する際に、前記第１切替装置を非接続状態に設定し、前記第２切替装置と前記第３切替装置とを接続状態に設定して、前記第２回転電機により前記車輪を駆動しつつ、前記内燃機関が発生する回転力により前記第１回転電機に発電させてバッテリを所定のレベルまで充電する、第３発電走行モードによる走行を行う、よう構成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両の構成を示す図である。
【図２】図１に示す車両における速度増加スイッチの一例を示す図である。
【図３】図１に示す車両における各走行モードの設定の概要を示す図である。
【図４】図１に示す車両の、高速道路入口周辺における走行の一例を示す図である。
【図５】図１に示す車両の、高速道路本線における第２高速走行モードによる走行の一例を示す図である。
【図６】図１に示す車両の、高速道路本線における第３高速走行モード及び第４高速走行モードによる走行の一例を示す図である。
【図７】図１に示す車両が備える電子制御装置の走行モード切替処理の手順を示すフロー図である。
【図８】図７に示す走行モード切替処理の続きを示すフロー図である。
【図９】図７、図８に示す走行モード切替処理に対する、高速道路入口周辺における割り込み処理の手順を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る車両の構成を示す図である。本車両１００は、例えばハイブリッド車両であり、内燃機関であるエンジン（ＥＮＧ）１０２と、モータとして動作する駆動モード及び発電機として動作する発電モードの２つの動作モードを有する第１回転電機１０４及び第２回転電機１０６と、を有する。
【０００９】
ここで、図１における図示太線は、エンジン１０２、第１回転電機１０４、第２回転電機１０６、及び車輪１０８の相互間で回転力（回転トルク）を伝達する、例えば回転シャフトやギア等（いずれも不図示）で構成される回転力伝達経路を、模式的に示したものである。この回転力伝達経路についてのより詳しい構成については、後述する第１分岐加算装置１１０及び第２分岐加算装置１１４が例えば遊星ギアであることを除き、例えば特許文献１に記載されている。
【００１０】
図１において、エンジン１０２が出力する回転トルクは、第１分岐加算装置１１０、第１切替装置１１２、及び第２分岐加算装置１１４を介して車輪１０８に伝達される。第１切替装置１１２は、後述する電子制御装置１５０により制御される例えばクラッチであり、第１分岐加算装置１１０と第２分岐加算装置１１４との間の回転力伝達経路を接続状態と非接続状態とに切り替える。すなわち、第１切替装置１１２は、内燃機関であるエンジン１０２と車輪１０８との間の回転力の伝達を接続状態と非接続状態とに切り替える。
【００１１】
第１分岐加算装置１１０には、また、トルクリミッタ１１６と第２切替装置１１８とを介して、第１回転電機１０４が接続されている。第１分岐加算装置１１０は、例えば遊星ギアであり、第１回転電機１０４が回転力を発生する駆動モードで動作する場合には、第１回転電機１０４で発生した回転力（駆動力）が、第１分岐加算装置１１０においてエンジン１０２の回転力（駆動力）と加算されて車輪１０８に伝達される。このとき、エンジン１０２の回転数と第１回転電機１０４の回転数も、第１分岐加算装置１１０において加算されて車輪１０８に伝達される。また、第１回転電機１０４が回転力を発生しない発電モードで動作する場合には、エンジン１０２の回転力や及び又は車輪１０８から伝達される回転力回転力が、第１分岐加算装置１１０を介して第１回転電機１０４へ分岐して伝達される。
【００１２】
トルクリミッタ１１６は、エンジン１０２と第１回転電機１０４との間での過剰な回転トルクの伝達を防止する。第２切替装置１１８は、後述する電子制御装置１５０により制御される例えばクラッチであり、第１分岐加算装置１１０と第１回転電機１０４との間の回転力伝達経路を接続状態と非接続状態とに切り替える。すなわち、第２切替装置１１８は、内燃機関であるエンジン１０２と第１回転電機１０４との間の回転力の伝達を接続状態と非接続状態とに切り替える。
【００１３】
第２分岐加算装置１１４には、また、第３切替装置１２０を介して第２回転電機１０６が接続されている。第２分岐加算装置１１４は、例えば遊星ギアであり、第２回転電機１０６が回転力を発生する駆動モードで動作する場合には、第２回転電機１０６で発生した回転力が、第２分岐加算装置１１４において、第１分岐加算装置１１０が出力する回転力と加算されて車輪１０８に伝達される。このとき、第１分岐加算装置１１０が第１切替装置１１２を介して出力する回転数と第２回転電機１０６の回転数も、第２分岐加算装置１１４において加算されて車輪１０８に伝達される。また、第２回転電機１０６が回転力を発生しない発電モードで動作する場合には、第１分岐加算装置１１０が出力する回転力及び又は車輪１０８から伝達される回転力が第２分岐加算装置１１４を介して第２回転電機１０６へ分岐して伝達される。
【００１４】
第３切替装置１２０は、後述する電子制御装置１５０により制御される例えばクラッチであり、第２分岐加算装置１１４と第２回転電機１０６との間の回転力伝達経路を接続状態と非接続状態とに切り替える。すなわち、第３切替装置１２０は、第２回転電機１０６と車輪１０８との間の回転力の伝達を接続状態と非接続状態とに切り替える。
【００１５】
車両１００は、また、バッテリ１３０を備える。バッテリ１３０は、第１回転電機１０４及び又は第２回転電機１０６が駆動モードで動作する場合には、第１回転電機１０４及び又は第２回転電機１０６に向けて放電し、電力を供給する。また、バッテリ１３０は、第１回転電機１０４及び又は第２回転電機１０６が発電モードで動作する場合には、第１回転電機１０４及び又は第２回転電機１０６が発電した電気により充電される。
【００１６】
バッテリ１３０には、ＳＯＣセンサ１３２が設けられている。ＳＯＣセンサは、バッテリ１３０の充電状態（ＳＯＣ、State Of Charge）、すなわち充電残量（バッテリ１３０内に蓄えられている放電可能な電力量、又は当該電力量の、満充電時の電力量に対するパーセンテージ）を検知する。
【００１７】
また、第１回転電機１０４には、当該第１回転電機１０４の温度を検出する温度センサ１３４が設けられており、第２回転電機１０６には、当該第２回転電機１０６の温度を検出する温度センサ１３６が設けられている。
【００１８】
車両１００は、また、車両１００の車速を検知する車速センサ１４０、ユーザのアクセルペダル操作量を検知するアクセルセンサ１４２、速度増加スイッチ（速度ブーストスイッチ）１４４、及び電子課金車載機１４６を備える。
【００１９】
電子課金車載機１４６は、例えばＥＴＣ（登録商標）（Electronic Toll Collection System）車載機であり、高速道路入口に設けられた電子課金装置（例えばＥＴＣ設備）から送信されるＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communications）通信電波を受信し、当該電波を受信したことを、後述する電子制御装置１５０に出力する。
【００２０】
速度増加スイッチ１４４は、例えば車両１００のインスツルメントパネル又はハンドル（即ち、ステアリングホイール等の操舵装置）に設けられる。速度増加スイッチ１４４は、ユーザにより操作され、後述する電子制御装置１５０に、通常速度制御指示、第１モードの速度増加指示、及び第２モードの速度増加指示を選択的に入力する。
【００２１】
図２は、速度増加スイッチ１４４の一例を示す図である。図示の例では、速度増加スイッチ１４４は、例えばインスツルメントパネルに設けられるダイアルスイッチであり、それぞれ、図示「ＯＦＦ」、「Ｘ１」、及び「Ｘ２」の３つの位置（状態）に切り替えることができる。本実施形態では、例えば、図示「ＯＦＦ」の位置では通常速度制御指示が、図示「Ｘ１」の位置では第１モードの速度増加指示が、図示「Ｘ２」の位置では第２モードの速度増加指示が、それぞれ、速度増加スイッチ１４４から後述する電子制御装置１５０へ継続的に入力される。
【００２２】
図１に示すように、車両１００は、電子制御装置１５０を備える。電子制御装置１５０は、ＳＯＣセンサ１３２、温度センサ１３４、１３６、車速センサ１４０、アクセルセンサ１４２、速度増加スイッチ１４４、及び電子課金車載機１４６からの入力に基づいて、走行モードを選択して車両１００の走行動作を制御する。
【００２３】
すなわち、電子制御装置１５０は、これらの入力に基づいて、エンジン１０２、第１回転電機１０４、第２回転電機１０６、第１切替装置１１２、第２切替装置１１８、及び第３切替装置１２０の動作を制御して、車両１００の走行動作を制御する。
【００２４】
電子制御装置１５０は、入出力部１５２と、処理装置１５４と、を備える。入出力部１５２は、電子制御装置１５０の外部にあるデバイス、センサ、あるいは装置と処理装置１５４との間の信号の授受を行う入出力インタフェースである。
【００２５】
処理装置１５４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、プログラムが書き込まれたＲＯＭ（Read Only Memory）、データの一時記憶のためのＲＡＭ（Random Access Memory）等を有するコンピューターである。そして、処理装置１５４は、機能要素（又は機能ユニット）として、走行制御部１６０と、エンジン制御部１６２と、第１回転電機制御部１６４と、第２回転電機制御部１６６と、切替装置制御部１６８と、高速道入口検知部１７０と、を有する。
【００２６】
処理装置１５４が備えるこれらの機能要素は、例えば、コンピューターである処理装置１５４がプログラムを実行することにより実現される。なお、上記コンピューター・プログラムは、コンピューター読み取り可能な任意の記憶媒体に記憶させておくことができる。
【００２７】
上記に代えて、処理装置１５４が備える上記機能要素の全部又は一部を、それぞれ一つ以上の電子回路部品を含むハードウェアにより構成することもできる。
【００２８】
エンジン制御部１６２は、後述する走行制御部１６０からの指示により、エンジン１０２の動作を制御し、エンジン１０２の回転数、出力トルク等を制御する。第１回転電機制御部１６４は、後述する走行制御部１６０からの指示により、第１回転電機１０４の動作を制御する。より具体的には、第１回転電機制御部１６４は、第１回転電機１０４の動作モードを、バッテリ１３０からの給電により回転力を発生する駆動モードとエンジン１０２等から与えられる回転力により発電を行う発電モードとに切り替える動作モード切替制御を行う。また、第１回転電機制御部１６４は、第１回転電機１０４を駆動モードで動作させるときは、当該第１回転電機１０４に発生させる回転力（回転トルク）や回転数を、例えば走行制御部１６０から与えられる目標値に制御する。
【００２９】
第２回転電機制御部１６６は、後述する走行制御部１６０からの指示により、第２回転電機１０６の動作を制御する。より具体的には、第２回転電機制御部１６６は、第２回転電機１０６の動作モードを、バッテリ１３０からの給電により回転力を発生する駆動モードとエンジン１０２等から与えられる回転力により発電を行う発電モードとに切り替える動作モード切替制御を行う。また、第２回転電機制御部１６６は、第２回転電機１０６を駆動モードで動作させるときは、当該第２回転電機１０６に発生させる回転力（回転トルク）や回転数を、例えば走行制御部１６０から与えられる目標値に制御する。
【００３０】
切替装置制御部１６８は、後述する走行制御部１６０からの指示により、第１切替装置１１２、第２切替装置１１８、第３切替装置１２０を接続状態と非接続状態とに切り替える接続状態切替制御を行う。
【００３１】
高速道入口検知部１７０は、電子課金車載機１４６からＤＳＲＣ電波を受信したか否かの情報を取得して、車両１００の進行方向前方に高速道路の入り口があるか否かを判断する。すなわち、高速道入口検知部１７０は、電子課金車載機１４６からＤＳＲＣ電波を受信した旨の通知を受信したときは、車両１００の進行方向前方に高速道入口があるものと判断し、前方に高速道入口が存在する旨の通知を、後述する走行制御部１６０へ送る。なお、上記に代えて又は上記に加えて、高速道入口検知部１７０は、例えば、電子制御装置１５０と通信可能に接続された車載ナビゲーション装置（不図示）から地図情報を取得して、車両１００の進行方向前方における高速道路入口の存在を検知するものとしてもよい。
【００３２】
走行制御部１６０は、アクセルセンサ１４２、車速センサ１４０、速度増加スイッチ１４４、からの信号に基づき、アクセルセンサ１４２からの信号に応じた（すなわち、アクセルペダルの操作量（押下量）に応じた）車速となるように、車両１００の速度を制御する。
【００３３】
より具体的には、走行制御部１６０は、車両１００の車速に応じて図３に示す走行モード表に示されたいずれかの走行モードを選択し、選択した走行モードとなるようにエンジン１０２、第１回転電機１０４、第２回転電機１０６、第１切替装置１１２、第２切替装置１１８、第３切替装置１２０を制御して、車両１００の走行を制御する。
【００３４】
より詳細には、走行制御部１６０は、車速Ｖが所定の値Ｖｔｈ未満であって、バッテリ１３０の充電残量（以下、単にＳＯＣ）が所定値Ｒｔｈ１を超えているときは、電動走行モード（いわゆるＥＶモード）で車両１００を走行させる。すなわち、走行制御部１６０は、図３に示す表の第２行目の「電動走行モード」の行に示されているように、第１切替装置１１２及び第２切替装置１１８を非接続状態とし、第３切替装置１２０を接続状態とする。そして、走行制御部１６０は、エンジン１０２と第１回転電機１０４の動作を停止し、第２回転電機１０６を駆動モードに設定すると共に、バッテリ１３０から第２回転電機１０６に通電して第２回転電機１０６により走行を行う。
【００３５】
また、走行制御部１６０は、車速Ｖが所定値Ｖｔｈ未満であり、バッテリ１３０のＳＯＣが所定値Ｒｔｈ１以下であって所定値Ｒｔｈ２より大きいときは、第１発電走行モード（いわゆるＥＣＶＴモード）で車両１００を走行させる。すなわち、走行制御部１６０は、図３に示す表の第３行目の「第１発電走行モード」の行に示されているように、第１切替装置１１２を非接続状態とし、第２切替装置１１８及び第３切替装置１２０を接続状態とする。そして、走行制御部１６０は、エンジン１０２を所定の回転数Ｎ１で動作させると共に、第１回転電機１０４を発電モード、第２回転電機１０６を駆動モードに設定する。これにより、走行制御部１６０は、エンジン１０２により第１回転電機１０４に発電させてバッテリ１３０を充電しつつ、第２回転電機１０６により車輪１０８を駆動して走行を行う。
【００３６】
また、走行制御部１６０は、車速Ｖが所定値Ｖｔｈ未満であり、バッテリ１３０のＳＯＣが所定値Ｒｔｈ２以下であるときは、第２発電走行モード（第１発電走行モードと同様に、いわゆるＥＣＶＴモード）で車両１００を走行させる。すなわち、走行制御部１６０は、図３に示す表の第４行目の「第２発電走行モード」の行に示されているように、第１発電走行モードと同様の制御を行う。ただし、第２発電走行モードでは、第１回転電機１０４の充電に用いるエンジン１０２の回転数をＮ１より大きな値Ｎ２に設定して、第１発電走行モードよりも発電量を高めつつ、第２回転電機１０６により車輪１０８を駆動して走行を行う。
【００３７】
また、走行制御部１６０は、車速Ｖが所定値Ｖｔｈ以上になると、第１高速走行モードで車両１００を走行させる。すなわち、走行制御部１６０は、図３に示す表の第６行目の「第１高速走行モード」の行に示されているように、第１切替装置１１２を接続状態とし、第２切替装置１１８及び第３切替装置１２０を非接続状態とする。そして、走行制御部１６０は、第１回転電機１０４及び第２回転電機１０６の動作を停止して、エンジン１０２により車輪１０８を駆動して走行を行う。換言すれば、第１高速走行モードは、第１回転電機１０４及び第２回転電機１０６の回転負荷をエンジン１０２に与えることなく、エンジン１０２のみにより車輪１０８を駆動して走行するモードである。
【００３８】
ただし、第１高速走行モードで走行することのできる最大速度には限界があり、当該最大速度は、エンジン１０２の最大出力性能（例えば、最大定格トルク又は絶対最大定格トルク）と、エンジン１０２の出力軸に接続された空冷ファンやオイルポンプ等の（不図示）の負荷とで定まる。以下、第１高速走行モードで走行することのできる最大速度を、最大巡航速度Ｖｍａｘと称する。すなわち、第１高速走行モードは、Ｖｔｈ以上であってＶｍａｘ以下の範囲の車速Ｖにて車両１００を走行させるモードである。
【００３９】
本実施形態の車両１００においては、更に、上記のような最大巡航速度Ｖｍａｘ以上の速度まで車速Ｖを高めて卓越した走行性能を実現すべく、速度増加スイッチ１４４からの指示（入力）に応じて、第２高速走行モード又は第３高速走行モードにより車両１００を走行させることができる。
【００４０】
すなわち、走行制御部１６０は、アクセルセンサ１４２からの信号に応じて、車速Ｖが上昇してＶｍａｘに達すると、速度増加スイッチ１４４から第１モードの速度増加指示が入力されていることを条件として、第２高速走行モードで車両１００を走行させる。
【００４１】
より詳細には、走行制御部１６０は、図３に示す表の第７行目の「第２高速走行モード」の行に示されているように、第１切替装置１１２及び第３切替装置１２０を接続状態とし、第２切替装置１１８を非接続状態とする。そして、走行制御部１６０は、第１回転電機１０４を停止すると共に第２回転電機１０６を駆動モードに設定して、エンジン１０２と第２回転電機１０６の駆動力により車輪１０８を駆動して走行する。すなわち、車輪１０８は、第２分岐加算装置１１４により加算された、エンジン１０２の駆動力と第２回転電機１０６の駆動力とにより駆動される。また、第２分岐加算装置１１４では、エンジン１０２の回転数と第２回転電機１０６の回転数も加算され、当該加算された回転数で車輪１０８が駆動される。これにより、車両１００は、エンジン１０２及び第２回転電機１０６の駆動力の和で実現される大きな加速度により加速され、最大巡航速度Ｖｍａｘを超える車速Ｖで走行することが可能となる。
【００４２】
ただし、第２回転電機１０６に継続的な高速回転動作をさせた場合、第２回転電機１０６を構成するコイルやマグネット（不図示）の発熱により第２回転電機１０６が過熱状態となり得る。その結果、第２回転電機１０６を構成するコイルの溶融やマグネット（不図示）の消磁が発生し、第２回転電機１０６の性能低下や故障が生じ得る。このため、本実施形態では、走行制御部１６０は、所定の上限時間ｔｌｉｍ１（例えば６０秒）を限度として（すなわち、第２高速走行モードでの走行の継続時間が上限時間ｔｌｉｍ１を超えないように）、第２高速走行モードによる走行を行う。
【００４３】
すなわち、走行制御部１６０は、第２回転電機１０６が過熱状態を回避すべく、第２高速走行モードでの走行を開始した後の経過時間を、処理装置１５４が備えるタイマ（不図示）等により計測し、計測した経過時間が所定の上限時間ｔｌｉｍ１に達したときに、第２高速走行モードの走行を終了する。また、走行制御部１６０は、上記経過時間が所定の上限時間ｔｌｉｍ１に達する前に、アクセル踏み込み量の減少やブレーキ操作の発生等の減速要求があったときにも、第２高速走行モードの走行を終了する。
【００４４】
車両１００の運転者に最大巡航速度Ｖｍａｘを超える速度まで車速Ｖを増加させようとする動機付けを与えるシーンとしては、例えば高速道路走行における先行車両の追い越しや追い抜きを行うシーンが考えられる。この場合、最大巡航速度Ｖｍａｘを超える車速Ｖを継続すべき時間長さは数十秒程度であり、したがって、上記のように第２高速走行モードの継続時間に制限があっても、ユーザは、卓越した高速走行と加速感とを楽しむことができる。
【００４５】
なお、上述したように、第２高速走行モードの継続時間に上限時間ｔｌｉｍ１を設定するのは、第２回転電機１０６の過熱状態を回避するためである。従って上記上限時間ｔｌｉｍ１を設定することに代えて、又はこれに加えて、温度センサ１３６により計測される第２回転電機１０６の温度が所定の上限値を超えたときに、第２高速走行モードによる走行を終了するものとすることもできる。この場合、ユーザにおいて第２高速走行モードの終了時期が判るように、第２回転電機１０６の温度が所定の上限値に接近したときには、その旨をユーザに表示することが望ましい。なお、温度センサ１３６に代えて、第２回転電機１０６の現在の直流抵抗値その他の電気的特性値等に基づいて第２回転電機１０６の温度を推定する温度推定器により、第２回転電機１０６の温度を取得するものとしてもよい。
【００４６】
走行制御部１６０は、また、アクセルセンサ１４２からの信号に応じて車速Ｖが上昇してＶｍａｘに達したときには、速度増加スイッチ１４４から第２モードの速度増加指示が入力されていることを条件として、第３高速走行モードで車両１００を走行させる。
【００４７】
すなわち、走行制御部１６０は、図３に示す表の第８行目の「第３高速走行モード」の行に示されているように、第１切替装置１１２、第２切替装置１１８、及び第３切替装置１２０を接続状態とする。そして、走行制御部１６０は、第１回転電機１０４と第２回転電機１０６とを共に駆動モードに設定して、エンジン１０２と第１回転電機１０４の駆動力を第１分岐加算装置１１０により加算すると共に、当該加算した駆動力と第２回転電機１０６の駆動力とを第２分岐加算装置１１４により加算する。このとき、第１分岐加算装置１１０ではエンジン１０２と第１回転電機１０４の回転数が加算されて出力され、第２分岐加算装置１１４では当該第１回転電機１０４の出力回転数と第２回転電機１０６の回転数とが加算されて出力される。これにより、車両１００は、エンジン１０２、第１回転電機１０４、及び第２回転電機１０６の駆動力の総和により実現される大きな加速度により加速され、第２高速走行モードの場合よりも更にパワフルな加速により、最大巡航速度Ｖｍａｘを超える車速Ｖで走行することが可能となる。
【００４８】
ただし、第２高速走行モードの場合と同様に、第３高速走行モードにおいても、第１回転電機１０４及び第２回転電機１０６に継続的な高速回転動作をさせると、これらの回転電機を構成するコイルの溶融やマグネットの消磁が発生し得る。このため、本実施形態では、走行制御部１６０は、第２高速走行モードと同様に、所定の上限時間ｔｌｉｍ２（例えば６０秒）を限度として（すなわち、第３高速走行モードでの走行の継続時間が上限時間ｔｌｉｍ２を超えないように）、第３高速走行モードによる走行を行う。
【００４９】
すなわち、走行制御部１６０は、第３高速走行モードでの走行を開始した後の経過時間を、処理装置１５４が備えるタイマ（不図示）等により計測し、計測した経過時間が所定の上限時間ｔｌｉｍ２に達したときに、第３高速走行モードでの走行を終了する。また、走行制御部１６０は、上記経過時間が所定の上限時間ｔｌｉｍ２に達する前に、アクセル踏み込み量の減少やブレーキ操作の発生等の減速要求があったときにも、第３高速走行モードの走行を終了する。なお、第２高速走行モードについて説明したと同様に、第３高速走行モードの継続時間にこのような制限があったとしても、ユーザは、例えば高速道路における追い越し等のシーンにおいて、卓越した高速走行及び加速感を楽しむことができる。
【００５０】
また、上述したように、第３高速走行モードの継続時間に上限時間ｔｌｉｍ２を設定するのは、第１回転電機１０４及び第２回転電機１０６の過熱状態を回避するためである。従って上記上限時間ｔｌｉｍ２を設定することに代えて、又はこれに加えて、温度センサ１３４、１３６により計測される第１回転電機１０４及び第２回転電機１０６の温度の少なくとも一方が所定の上限値を超えたときに、第３高速走行モードによる走行を終了するものとすることもできる。この場合、ユーザにおいて第３高速走行モードの終了時期が判るように、第１回転電機１０４及び第２回転電機１０６の少なくとも一方の温度が所定の上限値に接近したときには、その旨をユーザに表示することが望ましい。なお、温度センサ１３４、１３６に代えて、第１回転電機１０４及び第２回転電機１０６の現在の直流抵抗値その他の電気的特性値等に基づいて第１回転電機１０４及び第２回転電機１０６の温度をそれぞれ推定する温度推定器により、第１回転電機１０４及び第２回転電機１０６の温度を取得するものとしてもよい。
【００５１】
走行制御部１６０は、また、第３高速走行モードの走行を終了したときは、第４高速走行モードの走行に移行し、車速Ｖが低下してＶｍａｘに達するまでの間、第１回転電機１０４及び第２回転電機１０６により発電してバッテリ１３０を充電する。
【００５２】
図３に示す表の第９行目の「第４高速走行モード」の行に示されているように、第４高速走行モードと第３高速走行モードとの違いは、第４高速走行モードでは第１回転電機１０４及び第２回転電機１０６が発電モードに設定されている点である。これにより、走行制御部１６０は、第１回転電機１０４及び第２回転電機１０６により発電してバッテリ１３０を急速に充電し、直前の第３高速走行モードにより低下したバッテリ１３０のＳＯＣを回復させることができる。すなわち、車速Ｖが最大巡航速度Ｖｍａｘまで低下する際の減速エネルギによりバッテリ１３０を充電し、当該バッテリ１３０のＳＯＣをその後に実行され得る第２高速走行モード又は第３高速走行モードに必要なＳＯＣに向けて効率良く充電することができる。
【００５３】
ところで、第２高速走行モード及び第３高速走行モードでは、第２回転電機１０６において、又は第１回転電機１０４と第２回転電機１０６とにおいて、大量の電力が消費される。従って、バッテリ１３０は、第２高速走行モード又は第３高速走行モードの走行が運転者により所望され得る高速道路本線への進入時点で、ＳＯＣが十分なレベルに達している必要がある。
【００５４】
このため、走行制御部１６０は、車両１００の前方に高速道路入口が存在することを高速道入口検知部１７０により検知すると、第２高速走行モード又は第３高速走行モードの実行に十分なＳＯＣレベルまでバッテリ１３０を充電すべく、第３発電走行モードによる走行を開始する。
【００５５】
図３に示す表の第５行目の「第３発電走行モード」の行に示されているように、第３発電走行モードと第２発電走行モードとの違いは、第３発電走行モードでは、第１回転電機１０４の発電に用いるエンジン１０２の回転数を、Ｎ２以上の値Ｎ３に設定する点である。これにより、走行制御部１６０は、バッテリ１３０のＳＯＣが通常のＳＯＣ目標値（例えば、上述した所定値Ｒｔｈ１）よりも高い所定の値Ｒｔｈ３となるまで、第３発電走行モードの走行を行う。ここで、Ｒｔｈ３は、例えばほぼ満充電状態に近い値（例えば、９５％）に設定される。
【００５６】
そして、走行制御部１６０は、高速道路入口から高速道路の本線までの合流区間において第３発電走行モードによる走行を継続し、バッテリ１３０のＳＯＣが所定値Ｒｔｈ３に達するか、又は車両１００が合流区間の終了点付近に達した時に、第３高速走行モードを終了する。車両１００が合流区間の終了点に達したか否かは、例えば、高速道入口検知部１７０による高速道路入口の検知後、高速道路に設けられる合流区間の一般的な距離（例えば、様々な合流区間の平均値など）として予め定められた所定の距離を走行したか否かにより判断することができる。これに加えて、又はこれに代えて、走行制御部１６０は、電子制御装置１５０に通信可能に接続された車載ナビゲーション装置（不図示）が提供する地図情報から、車両１００が現在走行する合流区間の終了位置を検知して、当該検知した終了位置において第３発電走行モードを終了するものとしてもよい。
【００５７】
次に、高速道路入口及び高速道路における車両１００の走行の例について説明する。
図４は、高速道路入口付近における車両１００の走行動作の一例を示す図である。図４において、車両１００は、道路４００の左レーン（図示破線で示すセンターラインの図示下側）を、図示点線矢印の走行ラインに沿って図示右から左へ走行している。なお、説明のため、図４においては、図示点線矢印に沿って走行する車両１００の時間的な位置の変化を示すべく、図示の地点Ａ３、Ａ４に達した車両１００の図をそれぞれ描いている。
【００５８】
道路４００の地点Ａ１は高速道路入り口であり、電子課金のための電子課金装置４０２が設置されている。地点Ａ１から図示右側の区間Ｂ１は、例えば一般道であり、地点Ａ１から開始する図示左側の区間Ｂ２は高速道路の合流区間、区間Ｂ２が終了する地点Ａ２は高速道路の合流区間と本線区間との接続点であり、地点Ａ２から開始して図示左側に延びる区間Ｂ３が高速道路の本線区間である。
【００５９】
図示右端から到来する車両１００は、当該車両１００から見て電子課金装置４０２の前方位置である地点Ａ３に到達すると、電子課金車載機１４６により、電子課金装置４０２から送信されるＤＳＲＣ電波４０４を受信する。地点Ａ３に至るまでの区間Ｃ１においては、車速Ｖは例えば所定値Ｖｔｈ未満であり、走行制御部１６０は、バッテリ１３０のＳＯＣの値に応じて、電動走行モード、第１発電走行モード、又は第２発電走行モードで走行する。
【００６０】
車両１００の走行制御部１６０は、地点Ａ３に到達してＤＳＲＣ電波４０４を受信したことにより、車両１００の前方に高速道入口があることを検知し、ＳＯＣがほぼ満充電に近い所定値Ｒｔｈ３となるまでバッテリ１３０を充電すべく第３発電走行モードによる走行を開始する。また、車両１００の運転者は、高速道路入口である地点Ａ１の通過後に、高速道路本線区間が開始する地点Ａ２に向かって、車両１００の速度を上げるべくアクセルを踏み込む。
【００６１】
そして、車両１００の走行制御部１６０は、高速道路入口を検知した地点Ａ３から開始して、高速道路の一般的な合流区間の距離として予め定められた所定距離を走行した地点Ａ４を、合流区間の終了点として検出して、第３発電走行モードの走行を終了する。図示の例では、地点Ａ４は、本線区間の開始点である地点Ａ２に到達する前の地点となっている。これに代えて又はこれに加えて、上述の如く、走行制御部１６０は、車載ナビゲーション装置（不図示）から地図情報を得て、合流区間の終了点である地点Ａ２の正確な位置を把握し、地点Ａ４が地点Ａ２と一致するように、第３発電走行モードを終了させるものとすることもできる。
【００６２】
そして、走行制御部１６０は、地点Ａ４において車速Ｖが所定値Ｖｔｈ以上となっていれば、第１高速走行モードによる走行を開始する。なお、図示の区間Ｃ２及び区間Ｃ３は、それぞれ、上記シナリオにおける第３発電走行モードでの走行区間、及び第１高速走行モードでの走行区間を示している。
【００６３】
ここで、第３発電走行モードにおいて第１回転電機１０４に発電を行わせるためのエンジン１０２の回転数Ｎ３は、予め定めた所定の回転数であるものとすることができるが、これには限られない。例えば、走行制御部１６０は、回転数Ｎ３を、所定の上限回転数の範囲内において地点Ａ３から地点Ａ４に至るまでの間にバッテリ１３０のＳＯＣが所定値Ｒｔｈ３に到達するような値とすることもできる。
【００６４】
図５は、高速道路における車両１００の走行動作の一例を示す図である。図５において、車両１００は、高速道路本線である道路５００上を図示点線矢印の走行ラインに沿って図示右から左へ走行している。図示右端から到来する車両１００は、道路５００の左レーン（図示破線で示すセンターラインの図示下側）を走行し、同じ左レーンを走行する他の車両５０２を追い越すべく右レーンへレーン変更し、当該追い越しの後、左レーンに戻って走行を継続する。
【００６５】
図示の例では、車両１００の運転者は、予め、図２に一例を示す速度増加スイッチ１４４を「Ｘ１」に設定しており、速度増加スイッチ１４４から電子制御装置１５０へ第１モードの速度増加指示が入力されているものとする。この場合において、上記の追い越し走行は、次のように行われる。
【００６６】
まず、車両１００は、第１高速走行モードにて車速ＶがＶｔｈを超えた状態で、道路５００の図示右端から到来する。車両１００の運転者は、地点Ａ５において、車両１００の前方に他の車両５０２が走行していることを発見し、アクセルを踏み込む。このとき、アクセルセンサ１４２から電子制御装置１５０に入力される信号は、最大巡航速度Ｖｍａｘを超える速度での走行を指示するものであるとする。
【００６７】
これにより、車両１００の走行制御部１６０は、まず、第１高速走行モードにて車速を増加させることとなる。そして、地点Ａ６において車速ＶがＶｍａｘに到達すると、走行制御部１６０は、速度増加スイッチ１４４から第１モードの速度増加指示が入力されていることから、第２高速走行モードでの走行を開始する。
【００６８】
これにより、車両１００は、エンジン１０２のみでは到達し得ない、最大巡航速度Ｖｍａｘを超える車速まで加速される。第２高速走行モードでの走行が開始されると、車両１００の運転者は、右レーンへのレーン変更を行って他の車両５０２を追い越した後、左レーンへレーン変更して、再び左レーンでの走行を続ける。
【００６９】
そして、第２高速走行モードの走行を開始した後の経過時間ｔが所定の上限時間ｔｌｉｍ１に達した地点Ａ７において、走行制御部１６０は、第２高速走行モードの走行を終了し、第１高速走行モードでの走行を開始する。ここで、上記経過時間ｔの計測は、第２高速走行モードの走行を開始した地点Ａ６において開始される。なお、図示の区間Ｃ４、Ｃ５、及びＣ６は、それぞれ、上記シナリオにおける第１高速走行モード、第２高速走行モード、及びその後の第１高速走行モードでの走行区間を示している。
【００７０】
上記シナリオにおいては、地点Ａ６において開始された第２高速走行モードの走行は、経過時間ｔが所定の上限時間ｔｌｉｍ１に達したことにより終了するが、第２高速走行モードの終了態様はこれには限られない。上述したように、第２高速走行モードの走行の開始後に、アクセル踏込量の減少により目標車速がＶｍａｘ以下となったことにより、又はブレーキ操作による減速により、車速ＶがＶｍａｘ以下となった場合にも、走行制御部１６０は、第２高速走行モードを終了して第１高速走行モードに移行する。
【００７１】
図６は、高速道路における車両１００の走行動作の一例を示す図である。図６において、車両１００は、高速道路本線である道路６００上を図示点線矢印の走行ラインに沿って図示右から左へ走行している。図５におけるシナリオと同様に、図示右端から到来する車両１００は、道路６００の左レーン（図示破線で示すセンターラインの図示下側）を走行し、同じ左レーンを走行する他の車両６０２を追い越すべく右レーンへレーン変更し、当該追い越しの後、左レーンに戻って走行を継続する。
【００７２】
図示の例では、車両１００の運転者は、予め、図２に一例を示す速度増加スイッチ１４４を「Ｘ２」に設定しており、速度増加スイッチ１４４から電子制御装置１５０へ第２モードの速度増加指示が入力されているものとする。この場合において、上記の追い越し走行は、次のように行われる。
【００７３】
まず、車両１００は、第１高速走行モードにて車速ＶがＶｔｈを超えた状態で、道路６００の図示右端から到来する。車両１００の運転者は、地点Ａ８において、車両１００の前方に他の車両６０２が走行していることを発見し、アクセルを踏み込む。このとき、アクセルセンサ１４２から電子制御装置１５０に入力される信号は、最大巡航速度Ｖｍａｘを超える速度での走行を指示するものであるとする。
【００７４】
これにより、車両１００の走行制御部１６０は、まず、第１高速走行モードにて車速Ｖを増加させることとなる。そして、地点Ａ９において車速ＶがＶｍａｘに到達すると、走行制御部１６０は、速度増加スイッチ１４４から第２モードの速度増加指示が入力されていることから、第３高速走行モードでの走行を開始する。
【００７５】
これにより、車両１００は、エンジン１０２のみでは到達し得ない、最大巡航速度Ｖｍａｘを超える車速まで加速される。第３高速走行モードでの走行が開始されると、車両１００の運転者は、右レーンへのレーン変更を行って他の車両６０２を追い越した後、左レーンへレーン変更して、再び左レーンでの走行を続ける。
【００７６】
そして、第３高速走行モードでの走行の経過時間ｔが所定の上限時間ｔｌｉｍ２に達した地点Ａ１０において、走行制御部１６０は、第３高速走行モードの走行を終了し、第４高速走行モードでの走行を開始する。これにより、車両１００の車輪１０８から伝達される回転力により、第１回転電機１０４及び第２回転電機１０６の発電が開始されてバッテリ１３０の充電が行われ、第３高速走行モードにて低下したバッテリ１３０のＳＯＣが上昇する。
【００７７】
また、第１回転電機１０４及び第２回転電機１０６が車輪１０８に与える回転負荷により、車両１００の車速Ｖは低下し、地点Ａ１１において車速ＶはＶｍａｘ以下の値に到達する。これにより、走行制御部１６０は、車速ＶがＶｍａｘ以下の値に到達した地点Ａ１１において第４高速走行モードの走行を終了し、第１高速走行モードでの走行を開始する。なお、図示の区間Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、及びＣ１０は、それぞれ、上記シナリオにおける第１高速走行モード、第３高速走行モード、第４高速走行モード、及びその後の第１高速走行モードでの走行区間を示している。
【００７８】
上記シナリオにおいては、地点Ａ９において開始された第３高速走行モードの走行は、その経過時間ｔが所定の上限時間ｔｌｉｍ２に達したことにより終了するが、第３高速走行モードの終了態様はこれには限られない。第３高速走行モードの走行の開始後に、アクセル踏み込み量の減少やブレーキ操作の発生等の減速要求があった場合にも、第３高速走行モードは終了する。この場合、第４高速走行モードには移行せず、そのまま第１高速走行モードに移行するものとすることができる。
【００７９】
また、第４高速走行モードにおける減速は、第１回転電機１０４及び第２回転電機１０６が車輪１０８に与える回転負荷のみならず、アクセル踏込量の減少やブレーキ操作によっても発生し得る。従って、図６に示す区間Ｃ９の第４高速走行モードでの走行時にアクセル踏込量の減少やブレーキ操作が発生した場合には、車速Ｖはより早くＶｍａｘ以下の値に到達して（すなわち、地点Ａ１１の位置が地点Ａ１０の位置により近い位置となって）、第４高速走行モードの走行がより早期に終了することとなる。
【００８０】
次に、処理装置１５４の走行制御部１６０が行う走行モード切替処理の手順について、図７、図８、及び図９に示すフロー図に従って説明する。図７及び図８は、高速道路入口付近以外の道路における、処理装置１５４が行う走行モード切替処理の手順を、２つの図に分割して示したフロー図である。また、図９は、高速道路入口付近において実行される走行モード切替処理の割り込み処理の手順を示すフロー図である。
【００８１】
図７及び図８で示す走行モード切替処理は、電子制御装置１５０の電源がオンされたときに開始し、オフされたときに終了する。なお、本処理と並行して、走行制御部１６０は、車速センサ１４０から所定の時間間隔で車両１００の現在の車速Ｖを繰り返し取得するものとする。また、速度増加スイッチ１４４は、車両１００の運転者や同乗者等が当該速度増加スイッチ１４４に対して行った設定に従い、通常速度制御指示、第１モードの速度増加指示、又は第２モードの速度増加指示を、継続的に電子制御装置１５０に入力するものとする。
【００８２】
また、アクセル操作に応じた速度の増減のためのエンジン１０２、第１回転電機１０４、及び又は第２回転電機１０６の駆動力及び回転数の制御、並びにブレーキ操作に応じた減速は、図７〜図９に示す走行モード切替処理と並行に実行されるものとする。
【００８３】
処理装置１５４の走行制御部１６０は、電子制御装置１５０の電源がオンされて動作を開始すると、現在の車速Ｖが所定値Ｖｔｈ未満であるか否かを判断する（Ｓ１００）。そして、所定値Ｖｔｈ未満であるときは（Ｓ１００、ＹＥＳ）、ＳＯＣセンサ１３２から取得されるバッテリ１３０のＳＯＣが所定値Ｒｔｈ１を超えているか否かを判断する（Ｓ１０２）。
【００８４】
そして、ＳＯＣがＲｔｈ１を超えているときは（Ｓ１０２、ＹＥＳ）、走行制御部１６０は、エンジン１０２、第１回転電機１０４、第２回転電機１０６、第１切替装置１１２、第２切替装置１１８、及び第３切替装置１２０を制御して、走行モードを電動走行モードに設定する（Ｓ１０４）。なお、図７〜図９の説明において、各走行モードにおけるエンジン１０２、第１回転電機１０４、第２回転電機１０６、第１切替装置１１２、第２切替装置１１８、及び第３切替装置１２０の具体的な設定については、図３の表、及び当該表についての上述の記載を援用するものとする。
【００８５】
一方、ステップＳ１０２においてＳＯＣがＲｔｈ１以下であるときは（Ｓ１０２、ＮＯ）、走行制御部１６０は、ＳＯＣがＲｔｈ１より小さな所定値Ｒｔｈ２より大きいか否かを判断する（Ｓ１０６）。そして、ＳＯＣが所定値Ｒｔｈ２より大きいとき（Ｓ１０６、ＹＥＳ）、すなわち、ＳＯＣがＲｔｈ１以下であり且つＲｔｈ２より大きいときは、走行制御部１６０は、走行モードを第１発電走行モードに設定する（Ｓ１０８）。
【００８６】
一方、ステップＳ１０６においてＳＯＣがＲｔｈ２以下であるときは（Ｓ１０６、ＮＯ）、走行制御部１６０は、走行モードを第２発電走行モードに設定する（Ｓ１１０）。
【００８７】
上述したステップＳ１００〜Ｓ１１０の処理により、走行制御部１６０は、例えば停車していた車両１００の運転者がアクセルを操作して車両１００の走行を開始すると、車速ＶがＶｔｈを超えるまでは、ＳＯＣの値に応じて、電動走行モード、第１発電走行モード、又は第２発電走行モードでの走行を行うこととなる。
【００８８】
走行制御部１６０は、ステップＳ１０６、Ｓ１０８、又はＳ１１０の実行後は、ステップＳ１００に戻って処理を繰り返す。
【００８９】
一方、Ｓ１００において現在の車速ＶがＶｔｈを超えるときは（Ｓ１００、ＮＯ）、走行制御部１６０は、図８に示すステップ２００に処理を移し、走行モードを第１高速走行モードに設定する（Ｓ２００）。
【００９０】
続いて、走行制御部１６０は、現在の車速Ｖが最大巡航速度Ｖｍａｘに達したか否かを判断し（Ｓ２０２）、Ｖｍａｘに達していないときは（Ｓ２０２、ＮＯ）、図７のステップＳ１００に戻って処理を繰り返す。一方、車速ＶがＶｍａｘに達しているときは（Ｓ２０２、ＹＥＳ）、走行制御部１６０は、速度増加スイッチ１４４から通常速度制御指示を受信しているか否かを判断する（Ｓ２０４）。そして、通常速度制御指示を受信しているときは（Ｓ２０４、ＹＥＳ）、走行制御部１６０は、図７のステップＳ１００に戻って処理を繰り返す。
【００９１】
一方、通常速度制御指示を受信していないときは（Ｓ２０４、ＮＯ）、走行制御部１６０は、次に、速度増加スイッチ１４４から第１モードの速度増加指示を受信しているか否かを判断する（Ｓ２０６）。そして、第１モードの速度増加指示を受信しているときは（Ｓ２０６、ＹＥＳ）、走行モードを第２高速走行モードに設定する（Ｓ２０８）。
【００９２】
一方、第１モードの速度増加指示を受信していないときは（Ｓ２０６、ＮＯ）、走行制御部１６０は、速度増加スイッチ１４４から第２モードの速度増加指示を受信しているか否かを判断する（Ｓ２１０）。そして、第２モードの速度増加指示を受信しているときは（Ｓ２１０、ＹＥＳ）、走行モードを第３高速走行モードに設定し（Ｓ２１２）、第２モードの速度増加指示を受信していないときは（Ｓ２１０、ＮＯ）、ステップＳ２００に処理を移して、第１高速走行モードでの走行を継続する。
【００９３】
上述したステップＳ２０２〜Ｓ２１０の処理により、ステップＳ２００において第１高速走行モードの走行が開始された後、第１高速走行モードにおいて車速Ｖが増加して最大巡航速度Ｖｍａｘに到達すると（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、ステップＳ２０６、Ｓ２１０により速度増加指示のモードが判断されて、第２高速走行モード又は第３高速走行モードの走行が開始される（ステップＳ２０８、Ｓ２１２）。
【００９４】
なお、本実施形態では、ステップＳ２１０において第２モードの速度増加指示を受信していないときは（ステップＳ２１０においてＮＯ）、ステップＳ２００に戻って処理を繰り返し、第１高速走行モードを維持するものとしているが、これには限られない。ステップＳ２１０における判断がＮＯである状態は、電子制御装置１５０が通常速度制御指示、第１モードの速度増加指示、及び第２モードの速度増加指示のいずれも受信していない状態であり、一種のエラー状態であるので、例えば所定のエラー処理を実行するものとしてもよい。
【００９５】
ステップＳ２０８において走行モードを第２高速走行モードに設定した後、走行制御部１６０は、減速要求があったか否かを判断する（Ｓ２１４）。ここで、減速要求は、例えば、アクセルセンサ１４２により検知されるアクセルペダル踏み込み量の減少、又はブレーキセンサ（不図示）により検知されるブレーキペダル（不図示）の踏み込み操作の発生等であるものとすることができる。そして、減速要求があったときは（Ｓ２１４、ＹＥＳ）、ステップＳ２００に処理を移して、第１高速走行モードに移行する。一方、減速要求がなかったときは（Ｓ２１４、ＮＯ）、第２高速走行モードの走行を開始してから所定の上限時間ｔｌｉｍ１が経過したか否かを判断する（Ｓ２１６）。
【００９６】
そして、第２高速走行モードの走行を開始してから所定の上限時間ｔｌｉｍ１が経過したときは（Ｓ２１６、ＹＥＳ）、ステップＳ２００に戻って第１高速走行モードに移行する。一方、上限時間ｔｌｉｍ１を経過していないときは（Ｓ２１６、ＮＯ）、ステップＳ２０８に戻って第２高速走行モードでの走行を継続する。
【００９７】
一方、ステップＳ２１２において第３高速走行モードの走行に設定した後、走行制御部１６０は、減速要求があったか否かを判断する（Ｓ２１８）。そして、減速要求があったときは（Ｓ２１８、ＹＥＳ）、ステップＳ２００に戻って第１高速走行モードの走行に移行する。
【００９８】
一方、ステップＳ２１８において減速要求がなかったときは（Ｓ２１８、ＮＯ）、第３高速走行モードの走行を開始してから所定の上限時間ｔｌｉｍ２が経過したか否かを判断し（Ｓ２２０）、経過していないときは（Ｓ２２０、ＮＯ）、ステップＳ２１２に戻って第３高速走行モードの走行を継続する。一方、第３高速走行モードの走行を開始してから所定の上限時間ｔｌｉｍ２が経過したときは（Ｓ２２０、ＹＥＳ）、走行モードを第４高速走行モードに設定する（Ｓ２２２）。
【００９９】
ステップＳ２２２において第４高速走行モードに設定したのち、走行制御部１６０は、車速ＶがＶｍａｘ以下であるか否かを判断する（Ｓ２２４）。そして、Ｖｍａｘを超えていれば（Ｓ２２４、ＮＯ）、ステップＳ２２２に戻って第４高速走行モードを継続し、Ｖｍａｘ以下であれば（Ｓ２２４、ＹＥＳ）、ステップＳ２００に戻って第１高速走行モードの走行に移行する。
【０１００】
次に、高速道路入口付近において走行制御部１６０が実行する、走行モード切替処理の割り込み処理の手順について、図９に示すフロー図に沿って説明する。本処理は、走行制御部１６０が、高速道入口検知部１７０から、車両１００の前方に高速道路の入り口を検知した旨の通知を受信したとき、より具体的には、電子課金車載機１４６から高速道路入口に設置された電子課金装置のＤＳＲＣ電波を受信した旨の通知を受信したときに、図７、図８に示す走行モード切替処理を中断して開始する。
【０１０１】
処理を開始すると、走行制御部１６０は、ＳＯＣセンサ１３２を用いて、バッテリ１３０のＳＯＣが所定値Ｒｔｈ３未満であるか否かを判断する（Ｓ３００）。そして、Ｒｔｈ３未満であるときは（Ｓ３００、ＹＥＳ）、走行制御部１６０は、走行モードを第３発電走行モードに設定する（Ｓ３０２）。
【０１０２】
その後、走行制御部１６０は、車両１００が、高速道路本線が始まる合流区間の終了点を通過したか否かを判断する（Ｓ３０４）。上述したように、この判断は、高速道路入口の検知後に走行した距離、又は地図情報に基づいて行うものとすることができる。
【０１０３】
そして、走行制御部１６０は、合流区間の終了点を通過して本線に到達したときは（Ｓ３０４、ＹＥＳ）、図７に示す走行モード切替処理のステップＳ１００に処理を戻す。一方、ステップＳ３０４において車両１００が未だ合流区間の終了点を通過していないときは（Ｓ３０４、ＮＯ）、走行制御部１６０は、ステップＳ３００に戻って処理を繰り返す。これにより、走行制御部１６０は、高速道路本線への進入前に、第２高速走行モード又は第３高速走行モードへの移行が可能な状態までバッテリ１３０を急速に充電することができる。
【０１０４】
一方、ステップＳ３００において、ＳＯＣがＲｔｈ３以上であるときは（Ｓ３００、ＮＯ）、走行制御部１６０は、第１発電走行モードでの走行を開始し（Ｓ３０６）、ステップＳ３０４に処理を移す。これにより、走行制御部１６０は、合流区間の通過前にＳＯＣがＲｔｈ３以上となったときには、バッテリ１３０のＳＯＣ低下量の少ない第１発電走行モードに移行することにより、バッテリ１３０がＲｔｈ３を超えて過剰に充電されるのを避けつつ、且つ第２回転電機１０６における電力消費によりＳＯＣが大幅に低下するのを避けつつ、車両１００を走行させる。そして、第１発電走行モードの走行により合流区間終了点の通過前に再びＳＯＣがＲｔｈ３未満となったときには（ステップＳ３００でＹＥＳ）、再び、第３発電走行モードの走行を開始して、ＳＯＣをＲｔｈ３まで引き上げる（ステップＳ３０２）。
【０１０５】
以上説明したように、本実施形態に係る車両１００は、エンジン１０２と車輪１０８との間の回転力の伝達を接続状態と非接続状態に切り替える第１切替装置１１２と、エンジン１０２と第１回転電機１０４との間の回転力の伝達を接続状態と非接続状態とに切り替える第２切替装置１１８と、第２回転電機１０６と車輪１０８との間の回転力の伝達を接続状態と非接続状態とに切り替える第３切替装置１２０と、を備える。
【０１０６】
上記の構成により、車両１００では、第１高速走行モードにより、第１回転電機１０４及び第２回転電機１０６の回転負荷のない状態でエンジン１０２を駆動して高速走行を実現することができる。これに加えて、車両１００では、第１モードの速度増加指示又は第２モードの速度増加指示が入力されているときは、所定の上限時間を限度として、エンジン１０２の駆動力に第２回転電機１０６の駆動力を加えて走行する第２高速走行モード、又はエンジン１０２の駆動力に第１回転電機１０４及び第２回転電機１０６の駆動力を加えて走行する第３高速走行モードの走行を行う。これにより、車両１００では、エンジン１０２のみで走行する第１高速走行モードにおいて実現され得る最大速度（最大巡航速度）Ｖｍａｘを超える速度での走行が可能となる。
【０１０７】
すなわち、本実施形態に係る車両１００では、エンジン１０２と第１回転電機１０４及び第２回転電機１０６とを用いることで実現される低燃費性を維持しつつ、エンジン１０２のみでは実現し得ない卓越した走行性能をも実現することができる。
【０１０８】
なお、上述した実施形態では、速度増加スイッチ１４４は、図２に示すようなダイアルスイッチであるものとしたが、これには限られない。これに代えて、例えば、速度増加スイッチ１４４を、ステアリングホイールに実装された、それぞれ第１モードの速度増加指示、及び第２モードの速度増加指示を出力する２つのプッシュボタンで構成するものとしてもよい。
【０１０９】
この場合、速度増加スイッチ１４４は、例えば、いずれのプッシュボタンも押下されていないときは、通常速度制御指示を電子制御装置１５０に入力し、ユーザがいずれかのプッシュボタンを押下している期間に限り、当該押下されたプッシュボタンに対応する第１モードの速度増加指示、又は第２モードの速度増加指示を電子制御装置１５０に入力するものとすることができる。
【０１１０】
また、この場合、走行制御部１６０は、第２高速走行モード又は第３高速走行モードを開始した後、所定の上限時間ｔｌｉｍ１又はｔｌｉｍ２の経過前にプッシュボタンの押下が解除されたときにも、第２高速走行モード又は第３高速走行モードの走行を終了するものとすることができる。
【０１１１】
また、上述した実施形態では、所定の上限時間ｔｌｉｍ２の経過により第３高速走行モードが終了した時に必ず第４高速走行モードに移行するものとしたが、これには限られない。例えば、第３高速走行モードの終了時にバッテリ１３０のＳＯＣが所定値以下（例えばＲｔｈ３以下）であるか否かを判断し、所定値以下であれば第４高速走行モードを開始し、所定値を超えていれば第４高速走行モードを開始することなく、第１高速走行モードに移行するものとしてもよい。これにより、バッテリ１３０が過剰に充電される（すなわち、満充電状態において外部から電力が過剰に供給される）ことを防止することができる。
【０１１２】
また、上述した実施形態では、第４高速走行モードは、第３高速走行モードの終了時に開始されるものとしたが、これには限られない。例えば、第２高速走行モードの終了時に第４高速走行モードに移行して、第１回転電機１０４及び第２回転電機１０６によりバッテリ１３０を充電するものとしてもよい。これにより、走行制御部１６０は、直前の第２高速走行モードにより低下したバッテリ１３０のＳＯＣを回復させることができる。
【０１１３】
また、上述した実施形態では、車速Ｖが所定値Ｖｔｈ以上であって最大巡航速度Ｖｍａx以下であるときの走行モードとして第１高速走行モードのみを説明したが、これには限られない。例えば、車速Ｖが所定値Ｖｔｈ以上であって最大巡航速度Ｖｍａx以下であるときに、バッテリ１３０のＳＯＣが所定値以下であることを条件として、バッテリ１３０への充電を行いつつ走行する追加の走行モードを選択してもよい。より具体的には、第１切替装置１１２及び第２切替装置１１８を接続状態とし、第３切替装置１２０を非接続状態として、エンジン１０２により走行しつつ、エンジン１０２により第１回転電機１０４を発電させてバッテリ１３０を充電するものとすることができる。これにより、その後の第２高速走行モード又は第３高速走行モードでの走行の準備を調えることができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１００…車両、１０２…エンジン、１０４…第１回転電機、１０６…第２回転電機、１０８…車輪、１１０…第１分岐加算装置、１１２…第１切替装置、１１４…第２分岐加算装置、１１６…トルクリミッタ、１１８…第２切替装置、１２０…第３切替装置、１３０…バッテリ、１３２…ＳＯＣセンサ、１３４、１３６…温度センサ、１４０…車速センサ、１４２…アクセルセンサ、１４４…速度増加スイッチ、１４６…電子課金車載機、１５０…電子制御装置、１５２…入出力部、１５４…処理装置、１６０…走行制御部、１６２…エンジン制御部、１６４…第１回転電機制御部、１６６…第２回転電機制御部、１６８…切替装置制御部、１７０…高速道入口検知部、４００、５００、６００…道路、４０２…電子課金装置、５０２、６０２…他の車両。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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