(57)【要約】  内燃機関（１１）の動力を第１ＭＧ（１２）と出力部（１５）と分配可能な遊星歯車機構（２１）と、出力部（１５）に動力を出力可能な第２ＭＧ（１３）とを備えたハイブリッド車両（１Ａ）に適用され、車両（１Ａ）の走行中に高速定常走行条件が成立した場合、内燃機関（１１）から出力された動力で車両（１Ａ）を加速させる加速走行と、内燃機関（１１）を停止状態にして車両（１Ａ）を惰性で走行させる惰性走行とを目標車速域（Ｒ）内において交互に繰り返し行う加減速走行モードで車両（１Ａ）を走行させる走行制御装置において、加速走行時には、内燃機関（１１）から一定の動力が出力され、かつ第１ＭＧ（１２）の回転数がゼロになる加速度で車両（１Ａ）が加速されるように内燃機関（１１）が制御される。
2014122761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
第１モータ・ジェネレータと、
駆動輪に動力を伝達するための出力部と、
相互に差動回転可能な３つの回転要素を有し、前記３つの回転要素のうちの第１回転要素が前記内燃機関と接続され、第２回転要素が前記第１モータ・ジェネレータと接続され、第３回転要素が前記出力部と接続された差動機構と、
前記出力部に動力を出力可能な第２モータ・ジェネレータと、を備えたハイブリッド車両に適用され、
前記車両の走行中に所定の加減速走行条件が成立した場合、前記車両に対して要求されている要求速度に基づいて目標車速域を設定し、前記内燃機関を運転状態にして前記内燃機関から出力された動力で前記車両を加速させる加速走行と、前記内燃機関を停止状態にして前記車両を惰性で走行させる惰性走行と、を前記目標車速域内において交互に繰り返し行う加減速走行モードで前記車両が走行するように前記内燃機関、前記第１モータ・ジェネレータ、及び前記第２モータ・ジェネレータを制御する制御手段を備えた走行制御装置において、
前記制御手段は、前記加速走行時に前記内燃機関から一定の動力が出力され、かつ前記第１モータ・ジェネレータ及び前記第２モータ・ジェネレータのうちのいずれか一方の回転数がゼロになる加速度で前記車両が加速されるように前記内燃機関の動作を制御する機関制御手段を備えている走行制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記要求速度が予め設定した所定の上限速度より大きい場合には、前記惰性走行時における減速度が所定の許容減速度以下になるように前記第２モータ・ジェネレータの動作を制御する減速度調整手段を備えている請求項１に記載の走行制御装置。
【請求項３】
前記第１モータ・ジェネレータ及び前記第２モータ・ジェネレータはバッテリに電気的に接続されており、
前記制御手段は、前記減速度調整手段により前記惰性走行時における減速度が前記許容減速度以下になるように前記第２モータ・ジェネレータの動作が制御された場合、前記加速走行時に前記第１モータ・ジェネレータを発電機として機能させるとともに前記内燃機関で前記第１モータ・ジェネレータを駆動して前記バッテリを充電する充電制御手段を備えている請求項２に記載の走行制御装置。
【請求項４】
前記加減速走行モードで前記車両を走行させたと仮定した場合の前記車両のエネルギ効率と、前記車両を一定の速度で走行させる定常走行モードで前記車両を走行させたと仮定した場合の前記車両のエネルギ効率と、を算出する効率算出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記加減速走行条件が成立し、かつ前記加減速走行モードで前記車両を走行させたと仮定した場合の前記車両のエネルギ効率が、前記定常走行モードで前記車両を走行させたと仮定した場合の前記車両のエネルギ効率より大きい場合に、前記加減速走行モードで前記車両が走行するように前記内燃機関、前記第１モータ・ジェネレータ、及び前記第２モータ・ジェネレータを制御する請求項１に記載の走行制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記要求速度が予め設定した所定の判定速度より大きい場合には、前記加減速走行条件が成立しても前記車両を一定の速度で走行させる定常走行モードで前記車両が走行するように前記内燃機関、前記第１モータ・ジェネレータ、及び前記第２モータ・ジェネレータを制御する請求項１に記載の走行制御装置。
【請求項６】
前記車両には、前記差動機構として設けられたシングルピニオン型の遊星歯車機構、シングルピニオン型の変速用第１遊星歯車機構、及びシングルピニオン型の変速用第２遊星歯車機構を含む変速機が設けられ、
前記遊星歯車機構のリングギヤが前記内燃機関の出力軸と接続され、
前記遊星歯車機構のサンギヤ及び前記変速用第１遊星歯車機構のリングギヤが前記第１モータ・ジェネレータのロータと接続され、
前記遊星歯車機構のキャリアと前記変速用第１遊星歯車機構のキャリアとが回転部材を介して接続され、
前記変速用第１遊星歯車機構のサンギヤ、前記変速用第２遊星歯車機構のサンギヤ、及び前記第２モータ・ジェネレータのロータが連結部材を介して接続され、
前記変速用第２遊星歯車機構のキャリアが前記駆動輪に動力を出力する出力部材と接続され、
前記変速用第２遊星歯車機構のリングギヤには、そのリングギヤを制動可能な第１ブレーキ手段が設けられ、
前記連結部材には、前記連結部材を制動可能な第２ブレーキ手段が設けられ、
前記変速用第１遊星歯車機構のキャリアと前記連結部材とは、そのキャリアと前記連結部材とが一体回転するようにこれらを連結する係合状態と、その連結を解除する解放状態とに切り替え可能な第１クラッチ手段を介して接続されており、
前記回転部材と前記出力部材とは、前記回転部材と前記出力部材とが一体回転するようにこれらを連結する係合状態と、その連結を解除する解放状態とに切り替え可能な第２クラッチ手段を介して接続されており、
前記変速機は、前記第１ブレーキ手段にて前記変速用第２遊星歯車機構のリングギヤを制動するとともに前記第２クラッチ手段を前記解放状態に切り替える低速モードと、前記第１ブレーキ手段による前記変速用第２遊星歯車機構のリングギヤの制動を解除するとともに前記第２クラッチ手段を前記係合状態に切り替える高速モードと、にモードを切り替え可能であり、
前記制御手段は、前記加減速走行条件が成立した場合に、前記変速機を前記高速モードに切り替え、その後前記加減速走行モードで前記車両が走行するように前記内燃機関、前記第１モータ・ジェネレータ、及び前記第２モータ・ジェネレータを制御する請求項１に記載の走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動機構にて内燃機関の動力を第１モータ・ジェネレータと駆動輪とに分配可能であり、かつ駆動輪に第２モータ・ジェネレータの動力を出力可能なハイブリッド車両に適用され、加速走行と惰性走行とを所定の車速域内で交互に繰り返し行う加減速走行で車両を走行させることが可能な走行制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の動力を遊星歯車機構等の差動機構にて第１モータ・ジェネレータと駆動輪とに分配可能であり、かつ駆動輪に第２モータ・ジェネレータの動力を出力可能なハイブリッド車両が知られている。このような車両の制御装置として、内燃機関の動力にて駆動輪を駆動して車両を加速させる加速走行と、内燃機関を停止させて惰性で車両を走行させる惰性走行とを所定の車速域内において繰り返し行う加速惰性走行で車両を走行させることが可能な制御装置が知られている。例えば、車両を一定速度で走行させた場合よりも車両を加速惰性走行で走行させた方が内燃機関の熱効率が高い場合には加速惰性走行で車両を走行させる制御装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−００６３０９号公報
【特許文献２】特許第４９９１５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示されているようなハイブリッド車両では、内燃機関の熱効率のみを考慮して加速惰性走行を行っても車両全体のエネルギ効率が改善しない場合がある。例えば、加速走行中に第１モータ・ジェネレータで発電しつつ第２モータ・ジェネレータでその電力を消費する、いわゆる動力循環が発生し、無駄にエネルギが消費されるおそれがある。また、モータ・ジェネレータが回転した場合には、その回転によって発生した負荷でエネルギが無駄に消費されるおそれがある。【０００５】
そこで、本発明は、車両全体のエネルギ効率を改善し、燃費を向上させることが可能なハイブリッド車両の走行制御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】
【０００６】
本発明の走行制御装置は、内燃機関と、第１モータ・ジェネレータと、駆動輪に動力を伝達するための出力部と、相互に差動回転可能な３つの回転要素を有し、前記３つの回転要素のうちの第１回転要素が前記内燃機関と接続され、第２回転要素が前記第１モータ・ジェネレータと接続され、第３回転要素が前記出力部と接続された差動機構と、前記出力部に動力を出力可能な第２モータ・ジェネレータと、を備えたハイブリッド車両に適用され、前記車両の走行中に所定の加減速走行条件が成立した場合、前記車両に対して要求されている要求速度に基づいて目標車速域を設定し、前記内燃機関を運転状態にして前記内燃機関から出力された動力で前記車両を加速させる加速走行と、前記内燃機関を停止状態にして前記車両を惰性で走行させる惰性走行と、を前記目標車速域内において交互に繰り返し行う加減速走行モードで前記車両が走行するように前記内燃機関、前記第１モータ・ジェネレータ、及び前記第２モータ・ジェネレータを制御する制御手段を備えた走行制御装置において、前記制御手段は、前記加速走行時に前記内燃機関から一定の動力が出力され、かつ前記第１モータ・ジェネレータ及び前記第２モータ・ジェネレータのうちのいずれか一方の回転数がゼロになる加速度で前記車両が加速されるように前記内燃機関の動作を制御する機関制御手段を備えている。【０００７】
本発明の走行制御装置によれば、加速走行時に第１モータ・ジェネレータ及び第２モータ・ジェネレータのうちのいずれか一方の回転数がゼロになるので、加速走行時に動力循環が発生することを抑制できる。これにより回転数をゼロにした方のモータ・ジェネレータにおけるエネルギ損失を低減できる。また、車両における動力伝達効率を向上させることができる。そのため、車両全体のエネルギ効率を改善でき、燃費を向上させることができる。【０００８】
本発明の走行制御装置の一形態において、前記制御手段は、前記要求速度が予め設定した所定の上限速度より大きい場合には、前記惰性走行時における減速度が所定の許容減速度以下になるように前記第２モータ・ジェネレータの動作を制御する減速度調整手段を備えていてもよい。車両の速度（車速）が大きくなるほど走行抵抗が大きくなるため、惰性走行時の減速度が大きくなる。そして、減速度が大きくなり過ぎると運転者が違和感を覚えるおそれがある。この形態によれば、要求速度が上限速度より大きい場合には減速度を許容減速度以下にするので、運転者に違和感を与えることを抑制できる。【０００９】
この形態において、前記第１モータ・ジェネレータ及び前記第２モータ・ジェネレータはバッテリに電気的に接続されており、前記制御手段は、前記減速度調整手段により前記惰性走行時における減速度が前記許容減速度以下になるように前記第２モータ・ジェネレータの動作が制御された場合、前記加速走行時に前記第１モータ・ジェネレータを発電機として機能させるとともに前記内燃機関で前記第１モータ・ジェネレータを駆動して前記バッテリを充電する充電制御手段を備えていてもよい。このように加速走行時にバッテリの充電を行うことにより、惰性走行時に第２モータ・ジェネレータで電力を消費してもバッテリの残量が減少することを抑制できる。【００１０】
本発明の走行制御装置の一形態においては、前記加減速走行モードで前記車両を走行させたと仮定した場合の前記車両のエネルギ効率と、前記車両を一定の速度で走行させる定常走行モードで前記車両を走行させたと仮定した場合の前記車両のエネルギ効率と、を算出する効率算出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記加減速走行条件が成立し、かつ前記加減速走行モードで前記車両を走行させたと仮定した場合の前記車両のエネルギ効率が、前記定常走行モードで前記車両を走行させたと仮定した場合の前記車両のエネルギ効率より大きい場合に、前記加減速走行モードで前記車両が走行するように前記内燃機関、前記第１モータ・ジェネレータ、及び前記第２モータ・ジェネレータを制御してもよい。この形態によれば、定常走行モードで車両を走行させるよりも加減速走行モードで車両を走行させた方がエネルギ効率が大きくなる場合に加減速走行モードで車両を走行させるので、車両全体のエネルギ効率をさらに改善できる。そのため、燃費をさらに向上させることができる。【００１１】
本発明の走行制御装置の一形態において、前記制御手段は、前記要求速度が予め設定した所定の判定速度より大きい場合には、前記加減速走行条件が成立しても前記車両を一定の速度で走行させる定常走行モードで前記車両が走行するように前記内燃機関、前記第１モータ・ジェネレータ、及び前記第２モータ・ジェネレータを制御してもよい。車速が極めて高い場合に加減速走行モードで車両を走行させると、加速走行時に内燃機関に掛かる負荷が過大になり、内燃機関の燃費が悪化するおそれがある。この形態によれば、判定速度を適切に設定することにより、車速が極めて高い場合には定常走行モードで車両を走行させることができる。そのため、内燃機関に過大な負荷を掛けて燃費を悪化させることを抑制できる。従って、燃費をさらに向上させることができる。【００１２】
本発明の走行制御装置の一形態において、前記車両には、前記差動機構として設けられたシングルピニオン型の遊星歯車機構、シングルピニオン型の変速用第１遊星歯車機構、及びシングルピニオン型の変速用第２遊星歯車機構を含む変速機が設けられ、前記遊星歯車機構のリングギヤが前記内燃機関の出力軸と接続され、前記遊星歯車機構のサンギヤ及び前記変速用第１遊星歯車機構のリングギヤが前記第１モータ・ジェネレータのロータと接続され、前記遊星歯車機構のキャリアと前記変速用第１遊星歯車機構のキャリアとが回転部材を介して接続され、前記変速用第１遊星歯車機構のサンギヤ、前記変速用第２遊星歯車機構のサンギヤ、及び前記第２モータ・ジェネレータのロータが連結部材を介して接続され、前記変速用第２遊星歯車機構のキャリアが前記駆動輪に動力を出力する出力部材と接続され、前記変速用第２遊星歯車機構のリングギヤには、そのリングギヤを制動可能な第１ブレーキ手段が設けられ、前記連結部材には、前記連結部材を制動可能な第２ブレーキ手段が設けられ、前記変速用第１遊星歯車機構のキャリアと前記連結部材とは、そのキャリアと前記連結部材とが一体回転するようにこれらを連結する係合状態と、その連結を解除する解放状態とに切り替え可能な第１クラッチ手段を介して接続されており、前記回転部材と前記出力部材とは、前記回転部材と前記出力部材とが一体回転するようにこれらを連結する係合状態と、その連結を解除する解放状態とに切り替え可能な第２クラッチ手段を介して接続されており、前記変速機は、前記第１ブレーキ手段にて前記変速用第２遊星歯車機構のリングギヤを制動するとともに前記第２クラッチ手段を前記解放状態に切り替える低速モードと、前記第１ブレーキ手段による前記変速用第２遊星歯車機構のリングギヤの制動を解除するとともに前記第２クラッチ手段を前記係合状態に切り替える高速モードと、にモードを切り替え可能であり、前記制御手段は、前記加減速走行条件が成立した場合に、前記変速機を前記高速モードに切り替え、その後前記加減速走行モードで前記車両が走行するように前記内燃機関、前記第１モータ・ジェネレータ、及び前記第２モータ・ジェネレータを制御してもよい。変速機を高速モードに切り替えた場合には、回転部材と出力部材とが一体に回転するので、低速モードと比較して変速機における変速比が小さくなる。この形態によれば、加減速走行モードで車両を走行させる場合には変速機を高速モードに切り替えるので、車両を加速走行させるために必要な駆動力が小さくなる。これにより加速走行時に消費されるエネルギを低減できるので、車両全体のエネルギ効率を改善できる。また、これにより燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の形態に係る走行制御装置が組み込まれた車両を概略的に示す図。
【図２】要求速度が８０ｋｍ／ｈ、１００ｋｍ／ｈ、及び１２０ｋｍ／ｈのときの加減速パターンの一例を示す図。
【図３】加速走行中の共線図の一例を示す図。
【図４】車両制御装置が実行する走行モード制御ルーチンを示すフローチャート。
【図５】本発明の第２の形態に係る走行制御装置において車両制御装置が実行する走行モード制御ルーチンを示すフローチャート。
【図６】第２の形態で実行される加減速走行モードの加減速パターンの一例を示す図。
【図７】第２の形態における加速走行時の車両の共線図の一例を示す図。
【図８】第２の形態の変形例における加速走行時の車両の共線図の一例を示す図。
【図９】本発明の第３の形態に係る走行制御装置において車両制御装置が実行する走行モード制御ルーチンを示すフローチャート。
【図１０】第３の形態で実行される加減速走行モードの加減速パターンの一例を示す図。
【図１１】車両間距離と加速時間との関係の一例を示す図。
【図１２】本発明の第４の形態に係る走行制御装置において車両制御装置が実行する走行モード制御ルーチンを示すフローチャート。
【図１３】本発明の第５の形態に係る走行制御装置において車両制御装置が実行する走行モード制御ルーチンを示すフローチャート。
【図１４】第５の形態で実行される加減速走行モードの加減速パターンの一例を示す図。
【図１５】第５の形態における加速走行時の車両の共線図の一例を示す図。
【図１６】本発明の第６の形態に係る走行制御装置が組み込まれた車両を概略的に示す図。
【図１７】第１クラッチ、第２クラッチ、第１ブレーキ、及び第２ブレーキの状態と変速段との対応関係を示す図。
【図１８】各変速段における変速機の共線図の一例を示す図。
【図１９】変速機が３速の場合における加速走行時の変速機の共線図の一例を示す図。
【図２０】変速機が４速の場合における加速走行時の変速機の共線図の一例を示す図。
【図２１】第６の形態に係る走行制御装置において車両制御装置が実行する走行モード制御ルーチンを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係る走行制御装置が組み込まれた車両を概略的に示している。この車両１Ａはいわゆるハイブリッド車両として構成されている。車両１Ａは、内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１１と、第１モータ・ジェネレータ（以下、第１ＭＧと略称することがある。）１２と、第２モータ・ジェネレータ（以下、第２ＭＧと略称することがある。）１３とを備えている。エンジン１１は、ハイブリッド車両に搭載される周知のものであるため、詳細な説明を省略する。第１ＭＧ１２及び第２ＭＧ１３は、電動機及び発電機として機能する周知のモータ・ジェネレータである。第１ＭＧ１２は、出力軸１２ａと一体回転するロータ１２ｂと、ロータ１２ｂの外周に同軸に配置されてケース（不図示）に固定されたステータ１２ｃとを備えている。第２ＭＧ１３も同様に、出力軸１３ａと一体回転するロータ１３ｂと、ロータ１３ｂの外周に同軸に配置されてケースに固定されたステータ１３ｃとを備えている。
【００１５】
エンジン１１の出力軸１１ａ及び第１ＭＧ１２の出力軸１２ａは、動力分割機構１４と接続されている。動力分割機構１４には、車両１Ａの駆動輪２に動力を伝達するための出力部１５も接続されている。出力部１５は、第１ドライブギヤ１６と、第１ドライブギヤ１６と噛み合うとともにカウンタ軸１７に固定されたカウンタギヤ１８と、カウンタ軸１７に固定された出力ギヤ１９とを備えている。出力ギヤ１９は、デファレンシャル機構２０のケースに設けられたリングギヤ２０ａと噛み合っている。デファレンシャル機構２０は、リングギヤ２０ａに伝達された動力を左右の駆動輪２に分配する周知の機構である。なお、図１では左右の駆動輪２のうちの一方のみを示す。
【００１６】
動力分割機構１４は、差動機構としての遊星歯車機構２１を備えている。遊星歯車機構２１は、シングルピニオン型の遊星歯車機構であり、外歯歯車であるサンギヤＳｕと、そのサンギヤＳｕに対して同軸的に配置された内歯歯車としてのリングギヤＲｉと、これらのギヤＳｕ、Ｒｉに噛み合うピニオンギヤＰｉを自転可能かつサンギヤＳｕの周囲を公転可能に保持するキャリアＣａとを備えている。サンギヤＳｕは、第１ＭＧ１２の出力軸１２ａと連結されている。キャリアＣａは、エンジン１１の出力軸１１ａと連結されている。リングギヤＲｉは、第１ドライブギヤ１６と連結されている。そのため、サンギヤＳｕが本発明の第２回転要素に、キャリアＣａが本発明の第１回転要素に、リングギヤＲｉが本発明の第３回転要素にそれぞれ相当する。
【００１７】
この図に示すように第２ＭＧ１３の出力軸１３ａには、第２ドライブギヤ２２が設けられている。第２ドライブギヤ２２は、カウンタギヤ１８と噛み合っている。第１ＭＧ１２及び第２ＭＧ１３は、不図示のインバータ及び昇圧コンバータを介してバッテリ２３と電気的に接続されている。
【００１８】
エンジン１１、第１ＭＧ１２、及び第２ＭＧ１３の動作は、車両制御装置３０にて制御される。車両制御装置３０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットとして構成されている。車両制御装置３０は、車両１Ａを適切に走行させるための各種制御プログラムを保持している。車両制御装置３０は、これらのプログラムを実行することによりエンジン１１及び各ＭＧ１２、１３等の制御対象に対する制御を行っている。車両制御装置３０には、車両１Ａに係る情報を取得するための種々のセンサが接続されている。車両制御装置３０には、例えばアクセル開度センサ３１、車速センサ３２、及び車両間距離センサ３３が接続されている。アクセル開度センサ３１は、アクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル開度に対応した信号を出力する。車速センサ３２は、車両１Ａの速度（車速）に対応した信号を出力する。車両間距離センサ３３は、前を走行している車両と自車両１Ａとの間の距離（以下、車両間距離と称することがある。）に対応した信号を出力する。この他にも車両制御装置３０には種々のセンサやスイッチ等が接続されているが、それらの図示は省略した。車両１Ａにナビゲーションシステムが搭載されている場合には、そのナビゲーションシステムも車両制御装置３０に接続される。
【００１９】
車両１Ａには、複数の走行モードが設けられている。複数の走行モードとしては、例えば定常走行モード及び加減速走行モードが設定されている。定常走行モードでは、車両１Ａが一定の速度で走行するようにエンジン１１、第１ＭＧ１２、及び第２ＭＧ１３が制御される。加減速走行モードでは、加速走行と惰性走行とが交互に繰り返し行われるようにエンジン１１、第１ＭＧ１２、及び第２ＭＧ１３が制御される。加減速走行モードの加速走行では、エンジン１１を運転状態にし、エンジン１１の動力で駆動輪２を駆動して車両１Ａを加速させる。一方、加減速走行モードの惰性走行では、エンジン１１を停止させる。また、第１ＭＧ１２、第２ＭＧ１３、及び昇圧コンバータをシャットダウンする。そして、車両１Ａを惰性走行させる。この場合、車両１Ａは走行抵抗で減速する。また、この加減速走行モードでは、車両１Ａに対して要求されている速度（要求速度）に基づいて目標車速域Ｒ（図２参照）が設定され、加速走行及び惰性走行すなわち車両１Ａの加速及び減速がこの目標車速域Ｒ内で交互に繰り返し行われる。
【００２０】
図２は、要求速度が８０ｋｍ／ｈ、１００ｋｍ／ｈ、及び１２０ｋｍ／ｈのときの加減速パターンの一例を示している。なお、この図の実線Ｌ１が、要求速度が８０ｋｍ／ｈのときの加減速パターンを示している。実線Ｌ２が、要求速度が１００ｋｍ／ｈのときの加減速パターンを示している。実線Ｌ３が、要求速度が１２０ｋｍ／ｈのときの加減速パターンを示している。この図に示したように各加減速パターンは、平均車速が要求速度になるように設定されている。そのため、目標車速域Ｒには、要求速度を中心とした範囲が設定される。惰性走行時における走行抵抗は、車速に応じて変化する。そのため、この図に示したように加速走行時の加速度は要求速度に応じて変更される。
【００２１】
また、この加速走行時の加速度は、加速走行中の第１ＭＧ１２の回転数がゼロになるように設定される。図３は、加速走行時の共線図の一例を示している。この図において「ＭＧ１」は第１ＭＧ１２を、「ＥＮＧ」はエンジン１１を、「ＭＧ２」は第２ＭＧ１３を、「ＯＵＴ」は第１ドライブギヤ１６をそれぞれ示している。また、「Ｓｕ」、「Ｃａ」、「Ｒｉ」は、それぞれ遊星歯車機構２１のサンギヤＳｕ、キャリアＣａ、リングギヤＲｉを示している。この図の実線Ｌ４が加速走行時の車両１Ａの共線図である。破線Ｌ５は、車両１Ａを定常走行モードで走行させた場合の共線図である。加速走行時は車両１Ａを加速させるため、エンジン１１の負荷が増加する。そのため、定常走行モードと比較してエンジン１１の出力パワーを増加させる。これによりエンジン１１は熱効率が高い運転領域で運転される。そして、加速走行時の加速度は、この図に示すようにエンジン１１から一定の動力が出力され、かつ第１ＭＧ１２の回転数がゼロになるように設定される。すなわち、加速走行時の加速度は、加速走行時にエンジン１１を熱効率が高い運転領域で運転できるとともにエンジン１１から一定の動力が出力され、かつ第１ＭＧ１２の回転数がゼロになるように設定される。そして、加速走行時は、このように設定された加速度で車両１Ａが加速するようにエンジン１１の動作が制御される。
【００２２】
車両制御装置３０は、車両１Ａの走行状態に基づいてこれらの走行モードを切り替える。車両制御装置３０は、例えば所定の高速定常走行条件が成立した場合に、走行モードを加減速走行モードに切り替える。なお、所定の高速定常走行条件が成立したか否かは、例えば車両１Ａの速度及び加減速度に基づいて判定すればよい。例えば、車両１Ａの速度が所定期間ほぼ一定であり、かつこの所定期間に車両１Ａの加減速も殆ど無い場合に、高速定常走行条件が成立したと判定すればよい。この場合、高速定常走行条件が成立する加減速度を高速走行時にインジケータ等に表示し、この加減速度で車両１Ａを運転するように運転者に促してもよい。また、例えばナビゲーションシステムから情報を取得し、車両１Ａが高速道路等を定常走行していると考えられる場合に、高速定常走行条件が成立したと判定してもよい。車両１Ａに加減速走行モードを実行するか否か選択するためのスイッチを設け、運転者がそのスイッチをオンの状態にした場合に高速定常走行条件が成立したと判定してもよい。ただし、スイッチがオンの状態であっても、アクセル開度が大きく変更されたり、車両１Ａの減速度が所定の閾値を超えたりした場合には、高速定常走行条件が不成立と判定され、加減速走行モードが中止される。そして、その後車両１Ａの加減速度が所定の閾値以下になった場合に高速定常走行条件が成立したと判定され、再度加減速走行モードが実行される。この他、車両１Ａがクルーズコントロールの対象である場合には、クルーズコントロールで車速が設定された場合に高速定常走行条件が成立したと判定してもよい。なお、この場合には予め記録した車速毎の最適加減速パターンで車両１Ａを走行させてもよい。
【００２３】
図４は、車両制御装置３０がこのように走行モードを切り替えるために実行する走行モード制御ルーチンを示している。この制御ルーチンは、車両１Ａの走行中に所定の周期で繰り返し実行される。なお、この制御ルーチンを実行することにより、車両制御装置３０が本発明の制御手段として機能する。
【００２４】
この制御ルーチンにおいて車両制御装置３０は、まずステップＳ１１で車両１Ａの状態を取得する。車両１Ａの状態としては、例えば車速、アクセル開度、及び車両間距離が取得される。また、この処理では車速の変化等に基づいて車両１Ａの加減速度も取得される。この他、車両１Ａにナビゲーションシステムが搭載されている場合には、車両１Ａが現在走行している道路の情報等も取得される。
【００２５】
次のステップＳ１２において車両制御装置３０は、高速定常走行条件が成立したか否か判定する。この判定は、上述したいずれかの方法で行えばよい。高速定常走行条件が成立していると判定した場合はステップＳ１３に進み、車両制御装置３０は走行モードを加減速走行モードに切り替える。上述したようにこの処理では、まず要求速度に基づいて目標車速域Ｒが設定される。また、加速走行時の加速度が設定される。その後、加速走行と惰性走行とが目標車速域Ｒ内で交互に繰り返されるようにエンジン１１、第１ＭＧ１２、及び第２ＭＧ１３が制御される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２６】
一方、高速定常走行条件が不成立と判定した場合はステップＳ１４に進み、車両制御装置３０は走行モードを定常走行モードに切り替える。この場合、上述したように車両１Ａが要求速度で走行するようにエンジン１１、第１ＭＧ１２、及び第２ＭＧ１３が制御される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２７】
以上に説明したように、第１の形態によれば、加減速走行モードの加速走行時に第１ＭＧ１２の回転数をゼロにするので、動力循環が発生することを抑制できる。そのため、第１ＭＧ１２におけるエネルギ損失を低減し、車両１Ａにおける動力伝達効率を向上させることができる。また、熱効率が高い運転領域でエンジン１１を運転できる。そのため、車両１Ａの全体のエネルギ効率を改善できる。従って、燃費を向上させることができる。
【００２８】
なお、所定の高速定常走行条件が本発明の加減速走行条件に対応する。図４のステップＳ１３を実行することにより、車両制御装置３０が本発明の機関制御手段として機能する。
【００２９】
（第２の形態）
図５〜図７を参照して本発明の第２の形態に係る走行制御装置について説明する。なお、この形態においても車両１Ａについては図１が参照される。図５は、この形態において車両制御装置３０が実行する走行モード制御ルーチンを示している。図６は、この形態における加減速パターンの一例を示している。図７は、加速走行時における車両１Ａの共線図を示している。なお、これらの図において第１の形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３０】
上述したように惰性走行時における走行抵抗は車速に応じて変化する。そして、車速が高いほど走行抵抗は大きくなる。そのため、車速が高くなると惰性走行時の減速度が大きくなり、運転者が違和感を覚えるおそれがある。そこで、この形態では、車速が高い場合には惰性走行時に第２ＭＧ１３から動力を出力して減速度を小さくする。図６の実線Ｌ６が第２ＭＧ１３から動力を出力した場合の車速の時間変化を示している。この図の破線Ｌ７は、第２ＭＧ１３から動力を出力しなかった場合の車速の時間変化を示している。この図から明らかなように、第２ＭＧ１３から動力を出力することにより減速度を小さくできる。惰性走行時において第２ＭＧ１３から出力する動力の大きさは、惰性走行時における減速度が運転者が違和感を覚えない減速度以下になるように車速に応じて適宜に設定すればよい。なお、この運転者が違和感を覚えない減速度が本発明の許容減速度に相当する。以降では、惰性走行時に第２ＭＧ１３から動力を出力して減速度を小さくする加減速走行モードをアシスト有り加減速走行モードと称することがある。また、惰性走行時に第２ＭＧ１３から動力を出力しない加減速走行モードをアシスト無し加減速走行モードと称することがある。
【００３１】
この形態においても加速走行時には、図７に示したように第１ＭＧ１２の回転数がゼロになるようにエンジン１１を制御する。なお、この図の実線Ｌ８が加速走行時の共線図を示し、破線Ｌ９が定常走行モードで車両１Ａを走行させた場合の共線図を示している。
【００３２】
このような制御を実行するため、車両制御装置３０は図５の制御ルーチンを実行する。この制御ルーチンは、車両１Ａの走行中に所定の周期で繰り返し実行される。
【００３３】
この制御ルーチンにおいて車両制御装置３０は、まずステップＳ１１で車両１Ａの状態を取得する。次のステップＳ１２において車両制御装置３０は高速定常走行条件が成立したか否か判定する。高速定常走行条件が不成立と判定した場合はステップＳ１４に進み、車両制御装置３０は走行モードを定常走行モードに切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３４】
一方、高速定常走行条件が成立していると判定した場合はステップＳ２１に進み、車両制御装置３０は要求速度が予め設定した上限速度より大きいか否か判定する。なお、上限速度には、例えばアシスト無し加減速走行モードを実行したときの惰性走行時の減速度が、運転者が違和感を覚える減速度になる車速域の下限値が設定される。このような車速は、予め実験や数値計算等により求めて車両制御装置３０のＲＯＭに上限速度として記憶させておけばよい。
【００３５】
要求速度が上限速度以下と判定した場合はステップＳ２２に進み、車両制御装置３０はアシスト無し加減速走行モードを実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３６】
一方、要求速度が上限速度より大きいと判定した場合はステップＳ２３に進み、車両制御装置３０はアシスト有り加減速走行モードを実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３７】
以上に説明したように、第２の形態によれば、車速が大きい場合には惰性走行時の減速度を小さくするので、運転者に違和感を与えることを抑制できる。
【００３８】
なお、図５のステップＳ２１、Ｓ２３を実行することにより、車両制御装置３０が本発明の減速度調整手段として機能する。
【００３９】
なお、このアシスト有り加減速走行モードでは、惰性走行時に第２ＭＧ１３から動力を出力するので、バッテリ２３の残量が減少する。そこで、アシスト有り加減速走行モードでは、加速走行時に第１ＭＧ１２を発電機として機能させ、エンジン１１で駆動輪２を駆動するとともに第１ＭＧ１２を駆動してバッテリ２３を充電してもよい。図８の実線Ｌ８’は、この加速走行時における車両１Ａの共線図を示している。なお、図８において図７と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。この図に示すように第１ＭＧ１２で発電を行うため、エンジン１１の出力パワーを増加させる。また、第１ＭＧ１２で発電を行うため、第１ＭＧ１２の回転数はゼロにならない。
【００４０】
この変形例では、加速走行時に第１ＭＧ１２で発電を行うので、加減速走行モードの実行中にバッテリ２３の残量が減少することを抑制できる。なお、このように加速走行時に第１ＭＧ１２で発電を行ってもその電力はバッテリ２３に充電されるため、動力循環は発生しない。そのため、燃費が悪化してもその悪化幅は小さい。また、車速が大きいときにエンジン１１の出力パワーを増加させても車両１Ａの加速度への影響は小さい。そのため、運転者に違和感を与えることを抑制できる。
【００４１】
なお、このように第１ＭＧ１２を制御してバッテリ２３を充電することにより、車両制御装置３０が本発明の充電制御手段として機能する。
【００４２】
（第３の形態）
図９〜図１１を参照して本発明の第３の形態に係る走行制御装置について説明する。なお、この形態においても車両１Ａについては図１が参照される。図９は、この形態において車両制御装置３０が実行する走行モード制御ルーチンを示している。図１０は、この形態における加減速パターンの一例を示している。なお、これらの図において上述した形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
この形態では、車両間距離に基づいて加減速走行モードの加減速パターンを設定する。そして、設定した加減速パターンの加減速走行モードで車両１Ａを走行させた場合の車両１Ａにおけるエネルギ効率と、定常走行モードで車両１Ａを走行させた場合の車両１Ａにおけるエネルギ効率とを比較し、エネルギ効率が大きい方の走行モードで車両１Ａを走行させる。
【００４４】
図１０には、車両間距離が大きいときの加減速パターンを実線Ｌ１０で示し、車両間距離が小さいときの加減速パターンを実線Ｌ１１で示した。車両間距離が小さい場合、加減速走行モードを実行したときに前を走行する車両に接近し過ぎないように加速走行の時間（加速時間）を短くする必要がある。図１１は、車両間距離と加速時間との関係の一例を示している。なお、この図の実線Ｌ１２は要求速度が８０ｋｍ／ｈのときの関係を示し、実線Ｌ１３は要求速度が１００ｋｍ／ｈのときの関係を示している。実線Ｌ１４は、要求速度が１２０ｋｍ／ｈのときの関係を示している。この図に示すように加速時間は、車両間距離が大きいほど大きくなる。周知のように車速が低いほど車両１Ａへの走行抵抗が低くなる。そのため、加速走行時にエンジン１１を熱効率が高い運転領域で運転し、かつ第１ＭＧ１２の回転数をゼロにするためには、加速度を大きくする必要がある。従って、車速が低いほど車両間距離に対する加速時間が短くなる。
【００４５】
このように加減速走行モードにおける加減速パターンは、要求速度及び車両間距離とに基づいて設定される。具体的には、まず上述した形態と同様に要求速度に基づいて加速走行時の加速度が設定される。次に車両間距離に基づいて加速時間が設定される。なお、加速時間は、図１１に示した関係を用いて設定すればよい。この図の関係は、予め実験や数値計算等により求めて車両制御装置３０のＲＯＭにマップとして記憶させておけばよい。また、このように加速時間が決まることにより目標車速域Ｒが決まる。図１０に一例を示したように車両間距離が大きいときの目標車速域Ｒ１は、車両間距離が小さいときの目標車速域Ｒ２よりも大きくなる。そして、惰性走行時の減速度は走行抵抗にて決まるため、このように加速度及び加速時間が決まることにより加減速パターンが決まる。
【００４６】
図１０に実線Ｌ１０で示すように車両間距離が大きい場合には、加速時間を十分に確保できるので、惰性走行の時間を十分に確保できる。そのため、エンジン１１の運転時間を短縮できる。また、加速走行中はエンジン１１の負荷が上昇するので、エンジン１１は熱効率が高い運転領域で運転される。そして、第１ＭＧ１２の回転数がゼロになるので、動力循環が発生せず動力の伝達効率が向上する。そのため、定常走行モードよりエネルギ効率が向上する。
【００４７】
一方、図１０に実線Ｌ１１で示すように車両間距離が小さい場合には、加速時間が減少するので、惰性走行の時間を十分に確保できない。そのため、エンジン１１の運転時間が長くなる。従って、定常走行モードよりエネルギ効率が悪化する。この場合、定常走行モードで車両１Ａを走行させた方がエネルギ効率が向上するため、車両制御装置３０は高速定常走行条件が成立していても定常走行モードで車両１Ａを走行させる。
【００４８】
このような制御を実行するため、車両制御装置３０は図９の制御ルーチンを実行する。この制御ルーチンは、車両１Ａの走行中に所定の周期で繰り返し実行される。
【００４９】
この制御ルーチンにおいて車両制御装置３０は、ステップＳ１２まで図４の制御ルーチンと同様に処理を進める。ステップＳ１２において高速定常走行条件が成立していると判定した場合はステップＳ３１に進み、車両制御装置３０は加減速走行モードにおける加減速パターンを算出する。加減速パターンは、要求速度及び車両間距離に基づいて上述した方法で算出すればよい。続くステップＳ３２において車両制御装置３０は、定常走行モードで車両１Ａを走行させたと仮定した場合のエネルギ効率、及び加減速走行モードで車両１Ａを走行させたと仮定した場合のエネルギ効率を推算する。定常走行モードのエネルギ効率は、要求速度に基づいて周知の方法で算出すればよい。加減速走行モードのエネルギ効率は、算出した加減速パターンに基づいて算出すればよい。なお、加減速走行モードでは、加速走行中しかエンジン１１を運転しないので、この期間のエンジン１１の運転状態に基づいて周知の方法でエネルギ効率を算出すればよい。
【００５０】
次のステップＳ３３において車両制御装置３０は、加減速走行モードのエネルギ効率が定常走行モードのエネルギ効率より大きいか否か判定する。加減速走行モードのエネルギ効率が定常走行モードのエネルギ効率より大きいと判定した場合はステップＳ１３に進み、車両制御装置３０は走行モードを加減速走行モードに切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。一方、加減速走行モードのエネルギ効率が定常走行モードのエネルギ効率以下と判定した場合はステップＳ１４に進み、車両制御装置３０は走行モードを定常走行モードに切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００５１】
第３の形態によれば、加減速走行モードのエネルギ効率が定常走行モードのエネルギ効率より大きい場合には走行モードを加減速走行モードに切り替え、加減速走行モードのエネルギ効率が定常走行モードのエネルギ効率以下の場合には走行モードを定常走行モードに切り替える。そのため、車両１Ａのエネルギ効率をさらに向上させることができる。
【００５２】
なお、図９のステップＳ３２を実行することにより、車両制御装置３０が本発明の効率算出手段として機能する。
【００５３】
（第４の形態）
図１２を参照して本発明の第４の形態に係る走行制御装置について説明する。なお、この形態においても車両１Ａについては図１が参照される。図１２は、この形態において車両制御装置３０が実行する走行モード制御ルーチンを示している。なお、この図において上述した形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
車速が極めて大きいときに加減速走行モードを実行すると、加速走行時にエンジン１１に掛かる負荷が過大になり、エンジン１１の燃費が悪化するおそれがある。そこで、このような場合には、高速定常走行条件が成立していても定常走行モードを実行する。
【００５５】
このような制御を実行するために車両制御装置３０は図１２の制御ルーチンを実行する。この制御ルーチンは、車両１Ａの走行中に所定の周期で繰り返し実行される。この制御ルーチンにおいて車両制御装置３０は、ステップＳ１２まで図４の制御ルーチンと同様に処理を進める。ステップＳ１２において高速定常走行条件が成立していると判定した場合はステップＳ４１に進み、車両制御装置３０は要求速度が所定の判定速度より大きいか否か判定する。判定速度には、例えば定常走行モードで車両１Ａを走行させた場合に熱効率が高い運転領域でエンジン１１を運転することが可能な車速が設定される。なお、判定速度には、第２の形態の上限速度より高い速度が設定される。
【００５６】
要求速度が判定速度以下と判定した場合はステップＳ１３に進み、車両制御装置３０は走行モードを加減速走行モードに切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。一方、要求速度が判定速度より大きいと判定した場合はステップＳ１４に進み、車両制御装置３０は走行モードを定常走行モードに切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００５７】
第４の形態によれば、車速が極めて高い場合には走行モードを定常走行モードに切り替えるので、エンジン１１に過大な負荷を掛けて燃費が悪化することを抑制できる。そのため、燃費をさらに向上させることができる。
【００５８】
（第５の形態）
図１３〜図１５を参照して本発明の第５の形態に係る走行制御装置について説明する。なお、この形態においても車両１Ａについては図１が参照される。図１３は、この形態において車両制御装置３０が実行する走行モード制御ルーチンを示している。図１４は、この形態における加減速パターンの一例を示している。図１５は、加速走行時における車両１Ａの共線図を示している。なお、これらの図において上述した形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５９】
上述したように加減速走行モードにおける加速度は、加速走行時に第１ＭＧ１２の回転数がゼロになるように設定される。このように加速度を設定する場合、車速が低いほど加速度は大きくなる。そのため、車速が低い場合に加速度が大きくなり過ぎ、運転者が違和感を覚えるおそれがある。そこで、このような場合には、加速走行時に運転者に違和感を与えない加速度で車両１Ａを加速させる。図１４の実線Ｌ１５は、加速走行時に運転者に違和感を与えない加速度で車両１Ａを加速させる場合の加減速パターンを示している。この図の破線Ｌ１６は、第１ＭＧ１２の回転数がゼロになる加速度で車両１Ａを加速させる場合の加減速パターンを示している。また、図１５の実線Ｌ１７が運転者に違和感を与えない加速度で車両１Ａを加速させているときの共線図を示している。なお、この図の実線Ｌ１８は、第１ＭＧ１２の回転数がゼロになる加速度で車両１Ａを加速させているときの共線図を示し、破線Ｌ１９は定常走行モードで車両１Ａを走行させた場合の共線図を示している。この図に示したように運転者に違和感を与えない加速度で車両１Ａを加速させる場合には第１ＭＧ１２の回転数をゼロにすることができない。しかしながら、車両１Ａを定常走行モードで走行させた場合と比較してエンジン１１の出力は増加するので、定常走行モードと比較して燃費が向上する。
【００６０】
このような制御を実行するために車両制御装置３０は図１３の制御ルーチンを実行する。この制御ルーチンは、車両１Ａの走行中に所定の周期で繰り返し実行される。この制御ルーチンにおいて車両制御装置３０は、ステップＳ１２まで図４の制御ルーチンと同様に処理を進める。ステップＳ１２において高速定常走行条件が成立していると判定した場合はステップＳ５１に進み、車両制御装置３０は要求速度が所定の下限速度未満か否か判定する。下限速度には、例えば第１ＭＧ１２の回転数がゼロになる加速度が、運転者が違和感を覚える加速度になる車速域の上限値が設定される。なお、このような車速は、予め実験や数値計算等により求めて車両制御装置３０のＲＯＭに下限速度として記憶させておけばよい。
【００６１】
要求速度が下限速度以上と判定した場合はステップＳ５２に進み、車両制御装置３０は通常加減速走行モードを実行する。なお、この通常加減速走行モードでは、加速走行時に第１ＭＧ１２の回転数がゼロになる加速度で車両１Ａを加速させる。すなわち、この処理は図４のステップＳ１３と同じ処理である。そのため、説明を省略する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００６２】
一方、要求速度が下限速度未満と判定した場合はステップＳ５３に進み、車両制御装置３０は加速度低減加減速走行モードを実行する。この走行モードでは、上述したように加速走行時に運転者に違和感を与えない加速度で車両１Ａを加速させる。なお、このような加速度は、予め実験や数値計算等により求めて車両制御装置３０のＲＯＭに記憶させておけばよい。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００６３】
以上に説明したように、第５の形態によれば、加速走行時に第１ＭＧ１２の回転数がゼロになる加速度で加速すると運転者に違和感を与える場合には、加速度を低下させる。ただし、この場合でも定常走行モードと比較して燃費を向上させることができる。そのため、運転者に違和感を与えることを抑制しつつ燃費を向上させることができる。
【００６４】
（第６の形態）
図１６〜図２１を参照して本発明の第６の形態に係る走行制御装置について説明する。図１６は、第６の形態に係る走行制御装置が組み込まれた車両１Ｂを概略的に示している。なお、この図において図１と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６５】
この図に示すように車両１Ｂには、変速機４０が設けられている。エンジン１１、第１ＭＧ１２、及び第２ＭＧ１３は、この変速機４０と接続されている。変速機４０は、第１遊星歯車機構４１、第２遊星歯車機構４２、及び第３遊星歯車機構４３を備えている。これらの遊星歯車機構４１、４２、４３は、いずれもシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されている。第１遊星歯車機構４１は、外歯歯車であるサンギヤＳｕ１と、そのサンギヤＳｕ１に対して同軸的に配置された内歯歯車としてのリングギヤＲｉ１と、これらのギヤＳｕ１、Ｒｉ１に噛み合うピニオンギヤＰｉ１を自転可能かつサンギヤＳｕ１の周囲を公転可能に保持するキャリアＣａ１とを備えている。以降、この第１遊星歯車機構４１のサンギヤＳｕ１、リングギヤＲｉ１、キャリアＣａ１を、第１サンギヤＳｕ１、第１リングギヤＲｉ１、第１キャリアＣａ１と称することがある。
【００６６】
第２遊星歯車機構４２は、外歯歯車であるサンギヤＳｕ２と、そのサンギヤＳｕ２に対して同軸的に配置された内歯歯車としてのリングギヤＲｉ２と、これらのギヤＳｕ２、Ｒｉ２に噛み合うピニオンギヤＰｉ２を自転可能かつサンギヤＳｕ２の周囲を公転可能に保持するキャリアＣａ２とを備えている。以降、この第２遊星歯車機構４２のサンギヤＳｕ２、リングギヤＲｉ２、キャリアＣａ２を、第２サンギヤＳｕ２、第２リングギヤＲｉ２、第２キャリアＣａ２と称することがある。第３遊星歯車機構４３は、外歯歯車であるサンギヤＳｕ３と、そのサンギヤＳｕ３に対して同軸的に配置された内歯歯車としてのリングギヤＲｉ３と、これらのギヤＳｕ３、Ｒｉ３に噛み合うピニオンギヤＰｉ３を自転可能かつサンギヤＳｕ３の周囲を公転可能に保持するキャリアＣａ３とを備えている。以降、この第３遊星歯車機構４３のサンギヤＳｕ３、リングギヤＲｉ３、キャリアＣａ３を、第３サンギヤＳｕ３、第３リングギヤＲｉ３、第３キャリアＣａ３と称することがある。
【００６７】
この図に示すように第１リングギヤＲｉ１は、エンジン１１の出力軸１１ａと連結されている。第１サンギヤＳｕ１及び第２リングギヤＲｉ２は、第１ＭＧ１２のロータ１２ｂと連結されている。第１キャリアＣａ１及び第２キャリアＣａ２は、回転部材としての回転軸４４と連結されている。第２サンギヤＳｕ２及び第３サンギヤＳｕ３は、第２ＭＧ１３のロータ１３ｂと連結部材としての連結軸４５を介して連結されている。この連結軸４５は、第１クラッチＣ１を介して第２キャリアＣａ２と連結されている。第１クラッチＣ１は、第２キャリアＣａ２と連結軸４５とが一体回転する係合状態と、第２キャリアＣａ２が連結軸４５から切り離される解放状態とに切り替え可能に構成されている。第３キャリアＣａ３は、出力部材としての出力軸４６と連結されている。図示は省略したが、出力軸４６はデファレンシャル機構２０を介して駆動輪２と連結されている。出力軸４６は、第２クラッチＣ２を介して回転軸４４と連結されている。第２クラッチＣ２は、出力軸４６と回転軸４４とが一体回転する係合状態と、回転軸４４が出力軸４６から切り離される解放状態とに切り替え可能に構成されている。第３リングギヤＲｉ３には、第３リングギヤＲｉ３を制動する制動状態と、その制動を解除する解除状態とに切り替え可能な第１ブレーキＢ１が設けられている。連結軸４５には、連結軸４５を制動する制動状態と、その制動を解除する解除状態とに切り替え可能な第２ブレーキＢ２が設けられている。
【００６８】
この変速機４０では、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第１ブレーキＢ１、及び第２ブレーキＢ２の状態を適宜に切り替えることにより、変速段を切り替える。図１７は、第１クラッチ４５、第２クラッチ４９、第１ブレーキ４６、及び第２ブレーキ４７の状態と各変速段との対応関係を示している。この図の「Ｃ１」は第１クラッチＣ１を示し、「Ｃ２」は第２クラッチＣ２を示している。また、各クラッチＣ１、Ｃ２の「○」はクラッチＣ１、Ｃ２を係合状態にすることを示している。一方、「×」はクラッチＣ１、Ｃ２を解放状態にすることを示している。この図の「Ｂ１」は第１ブレーキＢ１を示し、「Ｂ２」は第２ブレーキＢ２を示している。また、各ブレーキＢ１、Ｂ２の「○」はブレーキＢ１、Ｂ２を制動状態にすることを示している。一方、「×」はブレーキＢ１、Ｂ２を解除状態にすることを示している。この図に示したように変速機４０は、１速〜４速の間で変速段を切り替えることができる。
【００６９】
図１８は、各変速段における変速機４０の共線図の一例を示している。なお、この図の「ＭＧ１」は第１ＭＧ１２を、「ＥＮＧ」はエンジン１１を、「ＭＧ２」は第２ＭＧ１３を、「ＯＵＴ」は出力軸４６をそれぞれ示している。「Ｓｕ１」、「Ｃａ１」、「Ｒｉ１」は、それぞれ第１サンギヤＳｕ１、第１キャリアＣａ１、第１リングギヤＲｉ１を示している。「Ｓｕ２」、「Ｃａ２」、「Ｒｉ２」は、それぞれ第２サンギヤＳｕ２、第２キャリアＣａ２、第２リングギヤＲｉ２を示している。「Ｓｕ３」、「Ｃａ３」、「Ｒｉ３」は、それぞれ第３サンギヤＳｕ３、第３キャリアＣａ３、第３リングギヤＲｉ３を示している。「Ｂ１」は第１ブレーキＢ１を示し、「Ｃ２」は第２クラッチＣ２を示している。
【００７０】
この図に示すように１速及び２速では、第１ブレーキＢ１を制動状態にし、第２クラッチＣ２を解放状態にする。この場合、第１キャリアＣａ１及び第２キャリアＣａ２が出力軸４６と切り離される。そのため、共線図上には、各回転要素の回転数の関係を示す線が２本生じる。そして、この場合にはエンジン１１の動力は、各遊星歯車機構４１〜４３を介して出力軸４６に伝達されるので、変速比が大きくなる。以降、１速及び２速をＬｏモードと称することがある。一方、３速及び４速では、第１ブレーキＢ１を解除状態にし、第２クラッチＣ２を係合状態にする。この場合、第１キャリアＣａ１、第２キャリアＣａ２、及び出力軸４６が一体に回転する。そのため、各回転要素の回転数の関係を示す線が１本になる。この場合、エンジン１１の動力は、第１遊星歯車機構４１を介して出力軸４６に伝達されるので、変速比が小さくなる。以降、３速及び４速をＨｉモードと称することがある。
【００７１】
なお、２速から３速への切り替えは、各回転要素の回転数の関係を示す２本の線が重なるようにエンジン１１、第１ＭＧ１２、及び第２ＭＧ１３を制御し、これら２本の線が重なったときに第１ブレーキＢ１を解除状態にするとともに第２クラッチＣ２を係合状態にする。一方、３速から２速への切り替えは、第３リングギヤＲｉ３の回転数がゼロになるようにエンジン１１、第１ＭＧ１２、及び第２ＭＧ１３を制御し、第３リングギヤＲｉ３の回転数がゼロになったときに第１ブレーキＢ１を制動状態にするとともに第２クラッチＣ２を解放状態にする。
【００７２】
第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第１ブレーキＢ１、及び第２ブレーキＢ２の動作は、車両制御装置３０に制御される。車両制御装置３０は、アクセル開度及び車速に基づいてこれらクラッチＣ１、Ｃ２及びブレーキＢ１、Ｂ２を制御し、これにより変速段を適宜に切り替える。
【００７３】
この車両１Ｂでも、定常走行モード及び加減速走行モードが走行モードとして設けられている。そして、車両制御装置３０は、高速定常走行条件が成立した場合に加減速走行モードを実行する。ただし、この形態では、加減速走行モードを実行する場合に、変速機４０をＨｉモードに切り替える。なお、Ｈｉモードのうちの３速又は４速のいずれに切り替えるかは要求速度等に応じて適宜に決められる。例えば要求速度が所定の閾値未満の場合には３速に、要求速度が閾値以上の場合には４速に切り替えればよい。そして、３速の場合には加速走行時に第１ＭＧ１２の回転数がゼロになるようにエンジン１１が制御される。図１９は、変速機４０が３速の場合における加速走行時の変速機４０の共線図を示している。一方、４速の場合には加速走行時に第２ＭＧ１３の回転数がゼロになるようにエンジン１１が制御される。図２０は、変速機４０が４速の場合における加速走行時の変速機４０の共線図を示している。
【００７４】
図２１は、この形態において車両制御装置３０が実行する走行モード制御ルーチンを示している。なお、この図において上述した形態の制御ルーチンと共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７５】
この制御ルーチンにおいて車両制御装置３０は、ステップＳ１２まで図４の制御ルーチンと同様に処理を進める。ステップＳ１２において高速定常走行条件が成立していると判定した場合はステップＳ６１に進み、車両制御装置３０は変速機４０がＬｏモード、すなわち１速又は２速か否か判定する。変速機４０がＨｉモードと判定した場合、車両制御装置３０はステップＳ６２をスキップしてステップＳ６３に進む。一方、変速機４０がＬｏモードと判定した場合はステップＳ６２に進み、車両制御装置３０は変速機４０をＨｉモードに切り替える。なお、Ｈｉモードのうちの３速又は４速のいずれに切り替えるかは上述したように要求速度等に応じて適宜に決めればよい。
【００７６】
次のステップＳ６３において車両制御装置３０は、走行モードを加減速走行モードに切り替える。この際は、上述したように変速機４０が３速の場合には加速走行時に第１ＭＧ１２の回転数がゼロになるようにエンジン１１を制御する。一方、変速機４０が４速の場合には加速走行時に第２ＭＧ１３の回転数がゼロになるようにエンジン１１を制御する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００７７】
以上に説明したように、この第６の形態では、加減速走行モードに切り替える場合には変速機４０をＨｉモードに切り替えるので、Ｌｏモードと比較して変速機４０における変速比を小さくできる。そのため、車両１Ｂを加速走行させる場合に必要な駆動力が小さくなる。これにより加速走行時に消費されるエネルギを低減できるので、車両１Ｂの全体のエネルギ効率を改善できる。また、これにより燃費を向上させることができる。
【００７８】
なお、この形態のＬｏモードが本発明の低速モードに相当し、Ｈｉモードが本発明の高速モードに相当する。第１遊星歯車機構４１が本発明の遊星歯車機構に相当する。第２遊星歯車機構４２が本発明の変速用第１遊星歯車機構に相当する。第３遊星歯車機構４３が本発明の変速用第２遊星歯車機構に相当する。
【００７９】
本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、上述した各形態は、互いに干渉しない範囲において適宜に組み合わせてもよい。例えば、第２の形態、第３の形態、第４の形態、及び第５の形態を組み合わせてもよい。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年4月7日(2016.4.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
第１モータ・ジェネレータと、
駆動輪に動力を伝達するための出力部と、
相互に差動回転可能な３つの回転要素を有し、前記３つの回転要素のうちの第１回転要素が前記内燃機関と接続され、第２回転要素が前記第１モータ・ジェネレータと接続され、第３回転要素が前記出力部と接続された差動機構と、
前記出力部に動力を出力可能な第２モータ・ジェネレータと、を備えたハイブリッド車両に適用され、
前記車両の走行中に所定の加減速走行条件が成立した場合、前記車両に対して要求されている要求速度に基づいて目標車速域を設定し、前記内燃機関を運転状態にして前記内燃機関から出力された動力で前記車両を加速させる加速走行と、前記内燃機関を停止状態にして前記車両を惰性で走行させる惰性走行と、を前記目標車速域内において交互に繰り返し行う加減速走行モードで前記車両が走行するように前記内燃機関、前記第１モータ・ジェネレータ、及び前記第２モータ・ジェネレータを制御する制御手段を備えた走行制御装置において、
前記制御手段は、前記加速走行時に前記内燃機関から一定の動力が出力され、かつ前記第１モータ・ジェネレータ及び前記第２モータ・ジェネレータのうちのいずれか一方が前記内燃機関の反力を受けた状態で回転数がゼロになる加速度で前記車両が加速されるように前記内燃機関の動作を制御する機関制御手段を備えている走行制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記要求速度が予め設定した所定の上限速度より大きい場合には、前記惰性走行時における減速度が所定の許容減速度以下になるように前記第２モータ・ジェネレータの動作を制御する減速度調整手段を備えている請求項１に記載の走行制御装置。
【請求項３】
前記第１モータ・ジェネレータ及び前記第２モータ・ジェネレータはバッテリに電気的に接続されており、
前記制御手段は、前記減速度調整手段により前記惰性走行時における減速度が前記許容減速度以下になるように前記第２モータ・ジェネレータの動作が制御された場合、前記加速走行時に前記第１モータ・ジェネレータを発電機として機能させるとともに前記内燃機関で前記第１モータ・ジェネレータを駆動して前記バッテリを充電する充電制御手段を備えている請求項２に記載の走行制御装置。
【請求項４】
前記加減速走行モードで前記車両を走行させたと仮定した場合の前記車両のエネルギ効率と、前記車両を一定の速度で走行させる定常走行モードで前記車両を走行させたと仮定した場合の前記車両のエネルギ効率と、を算出する効率算出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記加減速走行条件が成立し、かつ前記加減速走行モードで前記車両を走行させたと仮定した場合の前記車両のエネルギ効率が、前記定常走行モードで前記車両を走行させたと仮定した場合の前記車両のエネルギ効率より大きい場合に、前記加減速走行モードで前記車両が走行するように前記内燃機関、前記第１モータ・ジェネレータ、及び前記第２モータ・ジェネレータを制御する請求項１に記載の走行制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記要求速度が予め設定した所定の判定速度より大きい場合には、前記加減速走行条件が成立しても前記車両を一定の速度で走行させる定常走行モードで前記車両が走行するように前記内燃機関、前記第１モータ・ジェネレータ、及び前記第２モータ・ジェネレータを制御する請求項１に記載の走行制御装置。
【請求項６】
前記車両には、前記差動機構として設けられたシングルピニオン型の遊星歯車機構、シングルピニオン型の変速用第１遊星歯車機構、及びシングルピニオン型の変速用第２遊星歯車機構を含む変速機が設けられ、
前記遊星歯車機構のリングギヤが前記内燃機関の出力軸と接続され、
前記遊星歯車機構のサンギヤ及び前記変速用第１遊星歯車機構のリングギヤが前記第１モータ・ジェネレータのロータと接続され、
前記遊星歯車機構のキャリアと前記変速用第１遊星歯車機構のキャリアとが回転部材を介して接続され、
前記変速用第１遊星歯車機構のサンギヤ、前記変速用第２遊星歯車機構のサンギヤ、及び前記第２モータ・ジェネレータのロータが連結部材を介して接続され、
前記変速用第２遊星歯車機構のキャリアが前記駆動輪に動力を出力する出力部材と接続され、
前記変速用第２遊星歯車機構のリングギヤには、そのリングギヤを制動可能な第１ブレーキ手段が設けられ、
前記連結部材には、前記連結部材を制動可能な第２ブレーキ手段が設けられ、
前記変速用第１遊星歯車機構のキャリアと前記連結部材とは、そのキャリアと前記連結部材とが一体回転するようにこれらを連結する係合状態と、その連結を解除する解放状態とに切り替え可能な第１クラッチ手段を介して接続されており、
前記回転部材と前記出力部材とは、前記回転部材と前記出力部材とが一体回転するようにこれらを連結する係合状態と、その連結を解除する解放状態とに切り替え可能な第２クラッチ手段を介して接続されており、
前記変速機は、前記第１ブレーキ手段にて前記変速用第２遊星歯車機構のリングギヤを制動するとともに前記第２クラッチ手段を前記解放状態に切り替える低速モードと、前記第１ブレーキ手段による前記変速用第２遊星歯車機構のリングギヤの制動を解除するとともに前記第２クラッチ手段を前記係合状態に切り替える高速モードと、にモードを切り替え可能であり、
前記制御手段は、前記加減速走行条件が成立した場合に、前記変速機を前記高速モードに切り替え、その後前記加減速走行モードで前記車両が走行するように前記内燃機関、前記第１モータ・ジェネレータ、及び前記第２モータ・ジェネレータを制御する請求項１に記載の走行制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の走行制御装置は、内燃機関と、第１モータ・ジェネレータと、駆動輪に動力を伝達するための出力部と、相互に差動回転可能な３つの回転要素を有し、前記３つの回転要素のうちの第１回転要素が前記内燃機関と接続され、第２回転要素が前記第１モータ・ジェネレータと接続され、第３回転要素が前記出力部と接続された差動機構と、前記出力部に動力を出力可能な第２モータ・ジェネレータと、を備えたハイブリッド車両に適用され、前記車両の走行中に所定の加減速走行条件が成立した場合、前記車両に対して要求されている要求速度に基づいて目標車速域を設定し、前記内燃機関を運転状態にして前記内燃機関から出力された動力で前記車両を加速させる加速走行と、前記内燃機関を停止状態にして前記車両を惰性で走行させる惰性走行と、を前記目標車速域内において交互に繰り返し行う加減速走行モードで前記車両が走行するように前記内燃機関、前記第１モータ・ジェネレータ、及び前記第２モータ・ジェネレータを制御する制御手段を備えた走行制御装置において、前記制御手段は、前記加速走行時に前記内燃機関から一定の動力が出力され、かつ前記第１モータ・ジェネレータ及び前記第２モータ・ジェネレータのうちのいずれか一方が前記内燃機関の反力を受けた状態で回転数がゼロになる加速度で前記車両が加速されるように前記内燃機関の動作を制御する機関制御手段を備えている。
【国際調査報告】
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