JP2005313757A - ハイブリッド車のモード遷移制御装置およびモード遷移制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電気自動車走行モードからハイブリッド車走行モードへのモード遷移指令時、エンジンと差動装置とを連結する第１クラッチの締結ショックを低減することができるハイブリッド車のモード遷移制御装置を提供する。
【解決手段】エンジンＥからの入力と駆動系統への出力部材と第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2とを連結した差動装置を有し、前記入出力要素のうちの内側に配列される２つの要素の一方にハイブリッド変速機を備えたハイブリッド車において、EV走行モードからHEV走行モードへのモード遷移指令時、エンジンクラッチECとモータジェネレータクラッチMGCを解放しシリーズクラッチSCを締結した状態で、第１モータジェネレータMG1を回転数制御することによりエンジン回転数Neを所定回転数に制御し、エンジン回転数Neがハイブリッド変速機入力回転数Niに一致したらエンジンクラッチECを締結するモード遷移制御手段を設けた。
【選択図】図７

Description

本発明は、走行モードとして、モータジェネレータのみを駆動源とする電気自動車走行モードと、エンジンとモータジェネレータを駆動源とするハイブリッド車走行モードとを有するハイブリッド車のモード遷移制御装置およびモード遷移制御方法に関する。

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、モータジェネレータのみを駆動源とする電気自動車走行モードと、エンジンとモータジェネレータを駆動源とするハイブリッド車走行モードと、を有する（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３２８０８号公報

しかしながら、上記従来のハイブリッド駆動装置において、電気自動車走行モードからハイブリッド車走行モードへのモード遷移指令が出た場合、制御精度が低いエンジン回転数制御を用いてエンジン回転数を所定回転数に制御し、エンジン回転数がほぼハイブリッド変速機入力回転数となったらエンジンクラッチを締結することで行われるため、エンジン回転数とハイブリッド変速機入力回転数とに回転数差を持ったままエンジンクラッチが締結されることになり、エンジンクラッチ締結時に回転数差を原因とするショックが発生してしまう、という問題がある。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、電気自動車走行モードからハイブリッド車走行モードへのモード遷移指令時、エンジンと差動装置とを連結する第１クラッチの締結ショックを確実に低減することができるハイブリッド車のモード遷移制御装置およびモード遷移制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、共線図上に４つ以上の入出力要素が配列される差動装置を有し、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部材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変速機を備えたハイブリッド車において、
前記エンジンと差動装置のエンジンが割り当てられる要素との間に介装された第１クラッチと、前記エンジンと第１モータジェネレータとの間に介装された第２クラッチと、前記第１モータジェネレータと差動装置の第１モータジェネレータが割り当てられる要素との間に介装された第３クラッチと、を設け、
走行モードとして、第１クラッチを解放することで差動装置とエンジンとを切り離した電気自動車走行モードと、第１クラッチを締結することで差動装置とエンジンとを連結したハイブリッド車走行モードと、を有し、
前記電気自動車走行モードからハイブリッド車走行モードへのモード遷移指令時、第１クラッチと第３クラッチを解放し第２クラッチを締結した状態で、第１モータジェネレータを回転数制御することによりエンジン回転数を所定回転数に制御し、エンジン回転数がハイブリッド変速機入力回転数に一致したら第１クラッチを締結するモード遷移制御手段を設けた。

よって、本発明のハイブリッド車のモード遷移制御装置にあっては、モード遷移制御手段において、電気自動車走行モードからハイブリッド車走行モードへのモード遷移指令時、第１クラッチと第３クラッチを解放し第２クラッチを締結した状態で、第１モータジェネレータを回転数制御することによりエンジン回転数を所定回転数に制御し、エンジン回転数がハイブリッド変速機入力回転数に一致したら第１クラッチが締結される。すなわち、エンジン回転数制御よりも制御精度が高い第１モータジェネレータによる回転数制御によりエンジン回転数を制御するようにしているため、ハイブリッド変速機入力回転数に対するエンジン回転数の一致性を高めることができる。この結果、電気自動車走行モードからハイブリッド車走行モードへのモード遷移指令時、エンジンと差動装置とを連結する第１クラッチの締結ショックを確実に低減することができる。

以下、本発明のハイブリッド車のモード遷移制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、ハイブリッド車の駆動系の構成を説明する。
図１は実施例１のモード遷移制御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（ジェネレータ）と、第２モータジェネレータMG2（モータジェネレータ）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）を有するハイブリッド変速機と、を備えている。

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・解放が制御される摩擦締結要素としては、エンジンクラッチEC（第１クラッチ）と、シリーズクラッチSC（第２クラッチ）と、モータジェネレータクラッチMGC（第３クラッチ）と、ハイクラッチHCと、ローブレーキLBと、ハイローブレーキHLB（第１ブレーキ）と、を備えている。

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。

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。

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。

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。

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と各係合要素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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、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、第２リングギヤ回転数センサ１３と、を有して構成されている。

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。

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。

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バッテリ４が接続されている。

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。

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からのハイブリッド変速機入力回転数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。

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。

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モード」という。）と、の５つの走行モードを有する。

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。

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モード」の共線図である。また、図３(a)は「HEV-Low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モード」の共線図である。

前記「Low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。

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。

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。

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。

前記「High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。

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。

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モード」という。）が追加される。この「S-Low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。

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。なお、「S-Lowモード」が請求項の第１走行モードに対応し、「HEV-Lowモード」が請求項の第２走行モードに対応し、「HEV-Low-iVTモード」が請求項の第３走行モードに対応する。

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。

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。

次に、作用を説明する。

［モード遷移制御処理］
図７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（モード遷移制御手段）。なお、モード番号＝１は「S-Lowモード」、モード番号＝２は「HEV-Lowモード」、モード番号＝３は「HEV-Low-iVTモード」である。

ステップＳ１では、各クラッチ・ブレーキの断続状態から現在選択されている走行モードがモード番号１（「S-Lowモード」）か否かが判定され、YESの場合はステップＳ２へ移行し、NOの場合はリターンへ移行する。

ステップＳ２では、ステップＳ１にて「S-Lowモード」の選択時であるとの判定に基づき、「遷移先モード」のモード番号が、モード番号＝２（「HEV-Lowモード」）またはモード番号＝３（「HEV-Low-iVTモード」）か否かを判定し、YESの場合はステップＳ３へ移行し、NOの場合はリターンへ移行する。
ここで、「遷移先モード」は、車速VSP、要求駆動力Fdrv、バッテリS.O.Cと走行モードマップに基づいて現在のあるべき走行モードを選択し、この選択した走行モードとする。この「遷移先モード」が現在選択されている走行モードと異なる場合であって、「遷移先モード」のモード番号が、モード番号＝２またはモード番号＝３の場合は、ステップＳ３へ進みモード遷移制御を行う。

ステップＳ３では、ステップＳ２において「遷移先モード」のモード番号が２または３であるとの判定に基づき、第１モータジェネレータMG1を回転数制御することにより、エンジン回転数Neがハイブリッド変速機入力回転数Niと一致するように制御し、ステップＳ４へ移行する。
すなわち、このステップＳ３では、エンジンクラッチECの締結準備制御として、エンジン回転数Neとハイブリッド変速機入力回転数Niとを合わせておく。ここでは、ハイブリッド変速機入力回転数Niとエンジン回転数Neが、共に回転数目標値Ne1を目指すように変速する。ただし、回転数目標値Ne1は、エンジン起動可能回転数（エンジンＥが停止してしまうことのない回転数）以上であることとする。また、回転数目標値Ne1近傍において、ハイブリッド変速機入力回転数Niに関しては、第２モータジェネレータMG2により回転数制御し、エンジン回転数Neに関しては、シリーズクラッチSCにより締結されている第１モータジェネレータMG2により回転数制御する。これにより、ハイブリッド変速機入力回転数Niおよびエンジン回転数Neが目標回転数Ne1に精度良く追従することが可能となる。

ステップＳ４では、ステップＳ３における変速制御及び回転数制御に基づいて、ハイブリッド変速機入力回転数Niとエンジン回転数Neとが、共に回転数目標値Ne1に一致したかどうかを判定する。一致した場合には、エンジンクラッチECの締結準備が完了したとして、ステップＳ５へ移行する。一致しない場合には、ステップＳ３へ戻り、ハイブリッド変速機入力回転数Niとエンジン回転数Neとが、共に回転数目標値Ne1に一致するように制御を繰り返す。

ステップＳ５では、ステップＳ４にてN1＝Ne＝Ne1との判定に基づき、再度、「遷移先モード」のモード番号が、モード番号＝２（「HEV-Lowモード」）またはモード番号＝３（「HEV-Low-iVTモード」）か否かを判定し、YESの場合はステップＳ６へ移行し、NOの場合はステップＳ１４へ移行する。
すなわち、クラッチの締結・解放回数を少なくするため、ステップＳ２と同様の「遷移先モード」のモード番号の確認を行う。

ステップＳ６では、ステップＳ５において「遷移先モード」のモード番号が２または３であるとの判定に基づき、「S-Lowモード」から「HEV-Lowモード」または「HEV-Low-iVTモード」へモード遷移するためにエンジンクラッチECを締結し、ステップＳ７へ移行する。

ステップＳ７では、ステップＳ６におけるエンジンクラッチECの締結に引き続き、S-Lowモード」から「HEV-Lowモード」または「HEV-Low-iVTモード」へモード遷移するためにシリーズクラッチSCを解放し、ステップＳ８へ移行する。

ステップＳ８では、ステップＳ７におけるシリーズクラッチSCの解放に引き続き、S-Lowモード」からのモード遷移先が「HEV-Low-iVTモード」であるか否かを判定し、モード遷移先が「HEV-Low-iVTモード」である場合はステップＳ９へ移行し、モード遷移先が「HEV-Lowモード」である場合はステップＳ１５へ移行する。

ステップＳ９では、ステップＳ８においてモード遷移先が「HEV-Low-iVTモード」であるとの判定に基づき、「HEV-Low-iVTモード」へモード遷移するためにハイローブレーキHLBを解放し、ステップＳ１０へ移行する。

ステップＳ１０では、ステップＳ９におけるハイローブレーキHLBの解放に引き続き、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、モード遷移先である「HEV-Low-iVTモード」での目標回転数に向けて変速し、ステップＳ１１へ移行する。
ここで、「HEV-Low-iVTモード」での目標回転数は、車速VSP、要求駆動力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、エネルギー効率を考慮して演算された結果である。

ステップＳ１１では、ステップＳ１０における「HEV-Low-iVTモード」での目標回転数に向けた変速制御に引き続き、第１モータジェネレータ回転数N1と、モータジェネレータクラッチMGCを介した第２リングギヤ回転数NR1とが一致しているかどうかを判定し、YESの場合にはステップＳ１２へ移行し、NOの場合はステップＳ１０へ戻って再度、「HEV-Low-iVTモード」での目標回転数に向けた変速制御を行う。

ステップＳ１２では、ステップＳ１１での第１モータジェネレータ回転数N1と第２リングギヤ回転数NR1とが一致しているとの判定に基づき、モータジェネレータクラッチMGCを締結し、ステップＳ１３へ移行する。

ステップＳ１３では、ステップＳ１２においてモータジェネレータクラッチMGCが締結されたことを受けて、「HEV-Low-iVTモード」へのモード遷移が完了したとして、現在のモード番号を１から３に書き換え、リターンへ移行する。

ステップＳ１４では、ステップＳ５でのモード遷移を行わないとの判定を受けて、モード遷移制御を終了し、「S-Lowモード」での通常制御に戻り、リターンへ移行する。
すなわち、「S-Lowモード」での通常制御では、車速VSP、要求駆動力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、エネルギー効率を考慮して演算された目標回転数・目標駆動トルクを実現するように、エンジンＥと第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2とを制御する。

ステップＳ１５では、ステップＳ８においてモード遷移先が「HEV-Lowモード」であるとの判定に基づき、「HEV-Lowモード」へモード遷移を開始するために第１モータジェネレータMG1の目標回転数をゼロとし、第１モータジェネレータ回転数N1がゼロとなるように変速制御し、ステップＳ１６へ移行する。

ステップＳ１６では、ステップＳ１４での第１モータジェネレータMG1の目標回転数をゼロに設定したことに基づき、第１モータジェネレータ回転数N1がN1＝０か否かを判定し、YESの場合はステップＳ１７へ移行し、NOの場合はステップＳ１５へ戻り、再度、第１モータジェネレータ回転数N1がゼロとなるように変速制御する。

ステップＳ１７では、ステップＳ１６でのN1＝０との判定に基づき、モータジェネレータクラッチMGCを締結し、ステップＳ１８へ移行する。

ステップＳ１８では、ステップＳ１７においてモータジェネレータクラッチMGCが締結されたことを受けて、「HEV-Lowモード」へのモード遷移が完了したとして、現在のモード番号を１から２に書き換え、リターンへ移行する。

［EV走行モードからHEV走行モードへのモード遷移に関する課題］
実施例１に示すようなハイブリッド変速機を搭載したハイブリッド車において、EV走行モードである「S-Lowモード」を選択した状態から、統合コントローラがHEV走行モードである「HEV-Low-iVTモード」へモード遷移することを選択した場合、一般的に行われるモード遷移制御では、クラッチ・ブレーキ締結時のショックを考慮し、「S-Lowモード」から「HEV-Lowモード」を経由し、「HEV-Low-iVTモード」へモード遷移するように制御される。

そこで、車速０の「S-Lowモード」→「HEV-Lowモード」→「HEV-Low-iVTモード」へとモード遷移する場合のエンジンＥ、両モータジェネレータMG1,MG2、および、各クラッチ・ブレーキの動作について、図８及び図９に示す共線図を用いて説明する。

図８(a)は運転者のアクセル操作がない場合での車両停止状態の共線図である。車速０の状態であるためであるため出力軸回転数は０となっており、エンジンＥ、両モータジェネレータMG1,MG2の回転数も０となっている。

図８(b)は運転者のアクセル操作により車両停止状態から加速してゆく状態を示す共線図である。「S-Lowモード」状態での加速であるため、エンジンＥでトルクを出力し、第１モータジェネレータMG1でそのトルクを吸収・発電し、その電力とバッテリ４からの電力供給により、第２モータジェネレータMG2を駆動し、車両を加速させている。

図８(c)は「S-Lowモード」から「HEV-Lowモード」へモード遷移をするためにエンジンクラッチECを締結する準備制御を行っている状態を示す共線図である。つまり、ハイブリッド変速機入力回転数Niとエンジン回転数Neを、回転数目標値Ne1を目指して変速させる。

図８(d)は「S-Lowモード」から「HEV-Lowモード」へモード遷移をするためにエンジンクラッチECを締結した状態を示す共線図である。つまり、図８(c)の状態からハイブリッド変速機入力回転数Niとエンジン回転数Neを、共に回転数目標値Ne1を目指して変速 し、ハイブリッド変速機入力回転数Niとエンジン回転数Neとが、共に回転数目標値Ne1に近い値となったため、エンジンクラッチECを締結した。

図９(e)は「HEV-Lowモード」へモード遷移をするために、モータジェネレータクラッチMGCを締結するための準備制御を行っている状態を示す共線図である。つまり、第１モータジェネレータMG1はモータジェネレータクラッチMGCを締結する準備として第１モータジェネレータ回転数N1を０回転を目指して変速させる。この間も、運転者の加速要求に応えるため、エンジンＥおよび第２モータジェネレータMG2はトルクを出力し、それぞれの回転数を上げつつ加速する。

図９(f)は第１モータジェネレータMG1の変速が終了し、モータジェネレータクラッチMGCを締結し、「HEV-Lowモード」へモード遷移した状態を示す共線図である。

図９(g)はハイローブレーキHLBを解放し、「HEV-Low-iVTモード」へモード遷移し、車速VSP、要求駆動力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、エネルギー効率を考慮し演算された目標回転数・目標駆動トルクを実現するように、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を制御した状態を示す共線図である。

以上のモード遷移作用において、図９(f)に示す「HEV-Lowモード」のエンジン回転数Ne2が、図９(g)に示す「HEV-Low-iVTモード」のエンジン回転数Ne3より高くなっている。このため、加速時に、「HEV-Lowモード」から「HEV-Low-iVTモード」へとモード遷移した場合、出力軸回転数（車速VSP）は単純に上昇するのに対し、エンジン回転数Neは上下動することになり（図９(e)→図９(f)→図９(g)のエンジン回転数変化）、運転者に対し違和感を与えてしまう。

［実施例１でのモード遷移制御作用］
これに対し、実施例１のハイブリッド車のモード遷移制御装置では、EV走行モードからHEV走行モードへのモード遷移指令時、エンジンクラッチECとモータジェネレータクラッチMGCを解放しシリーズクラッチSCを締結した状態で、第１モータジェネレータMG1を回転数制御することによりエンジン回転数Neを所定回転数に制御し、エンジン回転数Neがハイブリッド変速機入力回転数Niに一致したらエンジンクラッチECを締結するモード遷移制御手段を設けることで、上記課題を解決するものである。

まず、「S-Lowモード」から「HEV-Lowモード」へのモード遷移指令時には、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ８→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。すなわち、下記の手順により「S-Lowモード」から「HEV-Lowモード」へのモード遷移が行われる。
(a)「S-Lowモード」の選択状態で、ハイブリッド変速機入力回転数Niがエンジン起動可能回転数以上となるまで第２モータジェネレータMG2により変速制御（ステップＳ３）。
(b)第１モータジェネレータMG1を回転数制御し、エンジン回転数Neがハイブリッド変速機入力回転数Niに一致したらエンジンクラッチECを締結（ステップＳ４，ステップＳ５，ステップＳ６）。
(c)シリーズクラッチSCを解放（ステップＳ７）。
(d)差動装置の第１モータジェネレータMG1が割り当てられる第２リングギヤR2の回転数がゼロとなったらモータジェネレータクラッチMGCを締結（ステップＳ１５，ステップＳ１６，ステップＳ１７）。

一方、「S-Lowモード」から「HEV-Low-iVTモード」へのモード遷移指令時には、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ８→ステップＳ９→ステップＳ１０→ステップＳ１１→ステップＳ１２→ステップＳ１３→リターンへと進む流れとなる。すなわち、下記の手順により「S-Lowモード」から「HEV-Low-iVTモード」へのモード遷移が行われる。
(a)「S-Lowモード」の選択状態で、ハイブリッド変速機入力回転数Niがエンジン起動可能回転数以上となるまで第２モータジェネレータMG2により変速制御（ステップＳ３）。
(b)第１モータジェネレータMG1を回転数制御し、エンジン回転数Neがハイブリッド変速機入力回転数Niに一致したらエンジンクラッチECを締結（ステップＳ４，ステップＳ５，ステップＳ６）。
(c)シリーズクラッチSCを解放（ステップＳ７）。
(d)ハイローブレーキHLBを解放（ステップＳ９）。
(e)エンジンＥと第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2を制御し、エンジン回転数Neと第１モータジェネレータ回転数N1と第２モータジェネレータ回転数N2を「HEV-Low-iVTモード」での回転数目標値となるように変速制御（ステップＳ１０）。
(f)第１モータジェネレータ回転数N1が、差動装置の第１モータジェネレータMG1が割り当てられる第２リングギヤR2の回転数と一致したらモータジェネレータクラッチMGCを締結（ステップＳ１１，ステップＳ１２）。

また、「S-Lowモード」から「HEV-Lowモード」または「HEV-Low-iVTモード」へのモード遷移指令時であって、ハイブリッド変速機入力回転数Niとエンジン回転数Neとを、共に回転数目標値Ne1に一致させる制御を行った後、遷移先モードの再判定を行い、再判定により「S-Lowモード」からのモード遷移を行わない、つまり、「S-Lowモード」を維持するとの判定があった場合には、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ１４→リターンへ進む流れとなる。そして、ステップＳ１４では、モード遷移制御を終了し、「S-Lowモード」での通常制御に戻る。つまり、車速VSP、要求駆動力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、エネルギー効率を考慮して演算された目標回転数・目標駆動トルクを実現するように、エンジンＥと第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2とを制御する。

［「S-Lowモード」から「HEV-Low-iVTモード」へのモード遷移作用］
実施例１において、「S-Lowモード」から「HEV-Low-iVTモード」へモード遷移する場合のエンジンＥ、両モータジェネレータMG1,MG2、および、各クラッチ・ブレーキの動作について、図１０及び図１１に示す共線図を用いて説明する。

図１０(a)は運手者のアクセル操作が無い場合での車両停止状態の共線図である。車速０の状態であるため、出力軸回転数は０となっており、エンジンＥ、両モータジェネレータMG1,MG2の回転数も０となっている。

図１０(b)は運転者のアクセル操作により車両停止状態から加速してゆく状態を示す共線図である。「S-Lowモード」状態での加速であるため、エンジンＥでトルクを出力し、第１モータジェネレータMG1でそのトルクを吸収・発電し、その電力とバッテリ４からの電力供給により、第２モータジェネレータMG2を駆動し、車両を加速させている。

図１０(c)は「S-Lowモード」から「HEV-Lowモード」へモード遷移するため、エンジンクラッチECを締結する準備制御を行っている状態を示す共線図である。つまり、ハイブリッド変速機入力回転数Niとエンジン回転数Neを、回転数目標値Ne1を目指して変速させる。

図１０(d)は「S-Lowモード」から「HEV-Lowモード」へモード遷移をするためにエンジンクラッチECを締結した状態を示す共線図である。つまり、図１０(c)の状態からハイブリッド変速機入力回転数Niとエンジン回転数Neを、共に回転数目標値Ne1を目指して変速し、ハイブリッド変速機入力回転数Niとエンジン回転数Neとが、共に回転数目標値Ne1と一致したため、エンジンクラッチECを締結した。

図１１(e)は「HEV-Low-iVTモード」へモード遷移をするために、ハイローブレーキHLBを解放した状態を示す共線図である。このハイローブレーキHLBを解放した後、車速VSP、要求駆動力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、エネルギー効率を考慮して演算された目標回転数を目指し、エンジンＥと第２モータジェネレータMG2とで変速する。

図１１(f)は第１モータジェネレータ回転数MG1が、第２遊星歯車PG2の第２リングギヤR2の回転数（第２リングギヤ回転数NR1）と一致したため、モータジェネレータクラッチMGCを締結し、「HEV-Low-iVTモード」へのモード遷移が終了した状態を示す共線図である。

上記「S-Lowモード」→「HEV-Lowモード」→「HEV-Low-iVTモード」へとモード遷移する場合には、「HEV-Lowモード」から「HEV-Low-iVTモード」へとモード遷移する際に、車速VSPが上昇してゆくのに対し、エンジン回転数Neは上下動することとなり、運転者に違和感を与えていたが、実施例１のモード遷移制御を行うことにより、車速VSPの上昇に対し、エンジン回転数Neも上昇していくことになり（図１１(e)→図１１(f)のエンジン回転数変化）、運転者に違和感を与えず、また、エンジン回転数Neの上昇を抑えることができ、燃費の点でも有効である。

次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車のモード遷移制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 共線図上に４つ以上の入出力要素が配列される差動装置を有し、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Ｅからの入力を、他方に駆動系統への出力部材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MG1と第２モータジェネレータMG2とを連結したハイブリッド変速機を備えたハイブリッド車において、前記エンジンＥと差動装置のエンジンが割り当てられる要素との間に介装されたエンジンクラッチECと、前記エンジンＥと第１モータジェネレータMG2との間に介装されたシリーズクラッチSCと、前記第１モータジェネレータMG1と差動装置の第１モータジェネレータMG1が割り当てられる要素との間に介装されたモータジェネレータクラッチMGCと、を設け、走行モードとして、エンジンクラッチECを解放することで差動装置とエンジンＥとを切り離したEV走行モードと、エンジンクラッチECを締結することで差動装置とエンジンＥとを連結したHEV走行モードと、を有し、前記EV走行モードからHEV走行モードへのモード遷移指令時、エンジンクラッチECとモータジェネレータクラッチMGCを解放しシリーズクラッチSCを締結した状態で、第１モータジェネレータMG1を回転数制御することによりエンジン回転数Neを所定回転数に制御し、エンジン回転数Neがハイブリッド変速機入力回転数Niに一致したらエンジンクラッチECを締結するモード遷移制御手段を設けたため、EV走行モードからHEV走行モードへのモード遷移指令時、エンジンＥと差動装置とを連結するエンジンクラッチECの締結ショックを確実に低減することができる。
すなわち、エンジン回転数制御よりも制御精度が高い第１モータジェネレータMG1による回転数制御によりエンジン回転数Neを制御するようにしているため、エンジン回転数Neとハイブリッド変速機入力回転数Niとの回転数差を、エンジンのみによる制御よりも小さくした状態、つまり、ハイブリッド変速機入力回転数Niに対するエンジン回転数Neの一致性を高めた状態でエンジンクラッチECを締結することができる。

(2) 前記モード遷移制御手段は、前記EV走行モードからHEV走行モードへのモード遷移指令時、エンジンクラッチECとモータジェネレータクラッチMGCを解放しシリーズクラッチSCを締結した状態で、ハイブリッド変速機の入力回転数がエンジン起動可能回転数以上となるまで変速制御した後、エンジン回転数Neをハイブリッド変速機入力回転数Niに一致させるように、第１モータジェネレータMG1を回転数制御するため、エンジン起動可能回転数以上の値に回転数目標値Ne1を決め、制御精度の高い第１モータジェネレータMG1によりエンジン回転数Neを回転数目標値Ne1に制御し、制御精度の高い第２モータジェネレータMG2によりハイブリッド変速機入力回転数Niを回転数目標値Ne1に制御することで、ハイブリッド変速機入力回転数Niとエンジン回転数Neとの一致性がより高まると共に、エンジンＥが停止しない回転数にてエンジンクラッチECを締結させることができる。

(3) 第１モータジェネレータMG1が割り当てられる要素を変速機ケースTCに固定可能なハイローブレーキHLBを設け、前記EV走行モードは、エンジンクラッチEC解放・シリーズクラッチSC締結・モータジェネレータクラッチMGC解放・ハイローブレーキHLB締結により得られる「S-Lowモード」であり、前記HEV走行モードは、エンジンクラッチEC締結・シリーズクラッチSC解放・モータジェネレータクラッチMGC締結・ハイローブレーキHLB締結により得られる「HEV-Lowモード」であり、前記モード遷移制御手段は、「S-Lowモード」から「HEV-Lowモード」へのモード遷移指令時に、
(a)「S-Lowモード」の選択状態で、ハイブリッド変速機入力回転数Niがエンジン起動可能回転数以上となるまで第２モータジェネレータMG2により変速制御
(b)第１モータジェネレータMG1を回転数制御し、エンジン回転数Neがハイブリッド変速機入力回転数Niに一致したらエンジンクラッチECを締結
(c)シリーズクラッチSCを解放
(d)差動装置の第１モータジェネレータMG1が割り当てられる第２リングギヤR2の回転数がゼロとなったらモータジェネレータクラッチMGCを締結
の手順によりモード遷移するため、「S-Lowモード」から「HEV-Lowモード」へのモード遷移時、エンジンクラッチECの締結ショックの低減と、エンジン回転数の上下動により運転者に与えるエンジン回転数変動やエンジン音による違和感の防止と、無駄なエンジン回転数上昇の抑制による燃費向上と、を併せて達成することができる。

(4) 第１モータジェネレータMG1が割り当てられる要素を変速機ケースTCに固定可能なハイローブレーキHLBを設け、前記EV走行モードは、エンジンクラッチEC解放・シリーズクラッチSC締結・モータジェネレータクラッチMGC解放・ハイローブレーキHLB締結により得られる「S-Lowモード」であり、前記HEV走行モードは、エンジンクラッチEC締結・シリーズクラッチSC解放・モータジェネレータクラッチMGC締結・ハイローブレーキHLB解放により得られる「HEV-Low-iVTモード」であり、前記モード遷移制御手段は、「S-Lowモード」から「HEV-Low-iVTモード」へのモード遷移指令時に、
(a)「S-Lowモード」の選択状態で、ハイブリッド変速機入力回転数Niがエンジン起動可能回転数以上となるまで第２モータジェネレータMG2により変速制御
(b)第１モータジェネレータMG1を回転数制御し、エンジン回転数Neがハイブリッド変速機入力回転数Niに一致したらエンジンクラッチECを締結
(c)シリーズクラッチSCを解放
(d)ハイローブレーキHLBを解放
(e)エンジンＥと第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2を制御し、エンジン回転数Neと第１モータジェネレータ回転数N1と第２モータジェネレータ回転数N2を「HEV-Low-iVTモード」での回転数目標値となるように変速制御
(f)第１モータジェネレータ回転数N1が、差動装置の第１モータジェネレータMG1が割り当てられる第２リングギヤR2の回転数と一致したらモータジェネレータクラッチMGCを締結
の手順によりモード遷移するため、「S-Lowモード」から「HEV-Low-iVTモード」へのモード遷移時、エンジンクラッチECの締結ショックの低減と、エンジン回転数の上下動により運転者に与えるエンジン回転数変動やエンジン音による違和感の防止と、無駄なエンジン回転数上昇の抑制による燃費向上と、を併せて達成することができる。

(5) 前記モード遷移制御手段は、前記EV走行モードからHEV走行モードへのモード遷移指令時、第１モータジェネレータMG1を回転数制御し、エンジン回転数Neがハイブリッド変速機入力回転数Niに一致した時点でHEV走行モードへのモード遷移指令が維持されているか否かを確認し、HEV走行モードへモード遷移しない場合には、車速VSPと要求駆動力FdrvとバッテリS.O.Cに基づいて演算される目標駆動力を実現する通常制御に戻るため、無用なモード遷移によるクラッチ・ブレーキの締結・解放の回数を少なく抑え、モード遷移によるエネルギーロスを抑えることができると共に、クラッチ・ブレーキの耐久信頼性を向上させることができる。

(6) 共線図上に４つ以上の入出力要素が配列される差動装置を有し、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Ｅからの入力を、他方に駆動系統への出力部材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MG1と第２モータジェネレータMG2とを連結したハイブリッド変速機を備えたハイブリッド車において、前記エンジンＥと差動装置のエンジンが割り当てられる要素との間に介装されたエンジンクラッチECと、前記エンジンＥと第１モータジェネレータMG2との間に介装されたシリーズクラッチSCと、前記第１モータジェネレータMG1と差動装置の第１モータジェネレータMG1が割り当てられる要素との間に介装されたモータジェネレータクラッチMGCと、を設け、走行モードとして、エンジンクラッチECを解放することで差動装置とエンジンＥとを切り離したEV走行モードと、エンジンクラッチECを締結することで差動装置とエンジンＥとを連結したHEV走行モードと、を有し、前記EV走行モードからHEV走行モードへのモード遷移指令時、エンジンクラッチ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を締結した状態で、第１モータジェネレータMG1を回転数制御することによりエンジン回転数Neを所定回転数に制御し、その後、エンジン回転数Neがハイブリッド変速機入力回転数Niに一致したらエンジンクラッチECを締結するため、EV走行モードからHEV走行モードへのモード遷移指令時、エンジンＥと差動装置とを連結するエンジンクラッチECの締結ショックを確実に低減するモード遷移制御方法を提供することができる。

以上、本発明のハイブリッド車のモード遷移制御装置およびモード遷移制御方法を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、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。

実施例１のモード遷移制御装置は、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ハイブリッド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ハイブリッド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、少なくとも１つのエンジンと２つのモータジェネレータとを備え、走行モードとして、モータジェネレータのみを駆動源とする電気自動車走行モードと、エンジンとモータジェネレータを駆動源とするハイブリッド車走行モードと、を有する他のハイブリッド車にも適用することができる。

実施例１のモード遷移制御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。 実施例１のモード遷移制御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。 実施例１のモード遷移制御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。 実施例１のモード遷移制御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。 実施例１のモード遷移制御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。 実施例１のモード遷移制御装置を搭載したハイブリッド車において各係合要素との関係を示す共線図である。 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。 「S-Lowモード」から「HEV-Low-iVTモード」へのモード遷移指令時に「S-Lowモード」→「HEV-Lowモード」→「HEV-Low-iVTモード」へとモード遷移する場合の各動作(a),(b),(c),(d)を示す共線図である。 「S-Lowモード」から「HEV-Low-iVTモード」へのモード遷移指令時に「S-Lowモード」→「HEV-Lowモード」→「HEV-Low-iVTモード」へとモード遷移する場合の各動作(e),(f),(g)を示す共線図である。 「S-Lowモード」から「HEV-Low-iVTモード」へのモード遷移指令時に実施例１のモード遷移制御を行う場合の各動作(a),(b),(c),(d)を示す共線図である。 「S-Lowモード」から「HEV-Low-iVTモード」へのモード遷移指令時に実施例１のモード遷移制御を行う場合の各動作(e),(f)を示す共線図である。

符号の説明

Ｅ エンジン
MG1 第１モータジェネレータ
MG2 第２モータジェネレータ
OUT 出力軸（出力部材）
PG1 第１遊星歯車
PG2 第２遊星歯車
PG3 第３遊星歯車
EC エンジンクラッチ（第１クラッチ）
SC シリーズクラッチ（第２クラッチ）
MGC モータジェネレータクラッチ（第３クラッチ）
HC ハイクラッチ
HLB ハイローブレーキ（第１ブレーキ）
LB ローブレーキ
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 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 第２リングギヤ回転数センサ

Claims (6)

1. 共線図上に４つ以上の入出力要素が配列される差動装置を有し、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部材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変速機を備えたハイブリッド車において、
   前記エンジンと差動装置のエンジンが割り当てられる要素との間に介装された第１クラッチと、前記エンジンと第１モータジェネレータとの間に介装された第２クラッチと、前記第１モータジェネレータと差動装置の第１モータジェネレータが割り当てられる要素との間に介装された第３クラッチと、を設け、
   走行モードとして、第１クラッチを解放することで差動装置とエンジンとを切り離した電気自動車走行モードと、第１クラッチを締結することで差動装置とエンジンとを連結したハイブリッド車走行モードと、を有し、
   前記電気自動車走行モードからハイブリッド車走行モードへのモード遷移指令時、第１クラッチと第３クラッチを解放し第２クラッチを締結した状態で、第１モータジェネレータを回転数制御することによりエンジン回転数を所定回転数に制御し、エンジン回転数がハイブリッド変速機入力回転数に一致したら第１クラッチを締結するモード遷移制御手段を設けたことを特徴とするハイブリッド車のモード遷移制御装置。
2. 請求項１に記載されたハイブリッド車のモード遷移制御装置において、
   前記モード遷移制御手段は、前記電気自動車走行モードからハイブリッド車走行モードへのモード遷移指令時、第１クラッチと第３クラッチを解放し第２クラッチを締結した状態で、ハイブリッド変速機の入力回転数がエンジン起動可能回転数以上となるまで変速制御した後、エンジン回転数をハイブリッド変速機入力回転数に一致させるように、第１モータジェネレータを回転数制御することを特徴とするハイブリッド車のモード遷移制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載されたハイブリッド車のモード遷移制御装置において、
   第１モータジェネレータが割り当てられる要素を変速機ケースに固定可能な第１ブレーキを設け、
   前記電気自動車走行モードは、第１クラッチ解放・第２クラッチ締結・第３クラッチ解放・第１ブレーキ締結により得られる第１走行モードであり、
   前記ハイブリッド車走行モードは、第１クラッチ締結・第２クラッチ解放・第３クラッチ締結・第１ブレーキ締結により得られる第２走行モードであり、
   前記モード遷移制御手段は、第１走行モードから第２走行モードへのモード遷移指令時に、
   (a)第１走行モードの選択状態で、ハイブリッド変速機の入力回転数がエンジン起動可能回転数以上となるまで第２モータジェネレータにより変速制御
   (b)第１モータジェネレータを回転数制御し、エンジン回転数がハイブリッド変速機入力回転数に一致したら第１クラッチを締結
   (c)第２クラッチを解放
   (d)差動装置の第１モータジェネレータが割り当てられる要素の回転数がゼロとなったら第３クラッチを締結
   の手順によりモード遷移することを特徴とするハイブリッド車のモード遷移制御装置。
4. 請求項１または請求項２に記載されたハイブリッド車のモード遷移制御装置において、
   第１モータジェネレータが割り当てられる要素を変速機ケースに固定可能な第１ブレーキを設け、
   前記電気自動車走行モードは、第１クラッチ解放・第２クラッチ締結・第３クラッチ解放・第１ブレーキ締結により得られる第１走行モードであり、
   前記ハイブリッド車走行モードは、第１クラッチ締結・第２クラッチ解放・第３クラッチ締結・第１ブレーキ解放により得られる第３走行モードであり、
   前記モード遷移制御手段は、第１走行モードから第３走行モードへのモード遷移指令時に、
   (a)第１走行モードの選択状態で、ハイブリッド変速機の入力回転数がエンジン起動可能回転数以上となるまで第２モータジェネレータにより変速制御
   (b)第１モータジェネレータを回転数制御し、エンジン回転数がハイブリッド変速機入力回転数に一致したら第１クラッチを締結
   (c)第２クラッチを解放
   (d)第１ブレーキを解放
   (e)エンジンと第１モータジェネレータと第２モータジェネレータを制御し、エンジン回転数と第１モータジェネレータ回転数と第２モータジェネレータ回転数を第３走行モードでの回転数目標値となるように変速制御
   (f)第１モータジェネレータ回転数が、差動装置の第１モータジェネレータが割り当てられる要素の回転数と一致したら第３クラッチを締結
   の手順によりモード遷移することを特徴とするハイブリッド車のモード遷移制御装置。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載されたハイブリッド車のモード遷移制御装置において、
   前記モード遷移制御手段は、前記電気自動車走行モードからハイブリッド車走行モードへのモード遷移指令時、第１モータジェネレータを回転数制御し、エンジン回転数がハイブリッド変速機入力回転数に一致した時点でハイブリッド車走行モードへのモード遷移指令が維持されているか否かを確認し、ハイブリッド車走行モードへモード遷移しない場合には、車速と要求駆動力とバッテリ容量に基づいて演算される目標駆動力を実現する通常制御に戻ることを特徴とするハイブリッド車のモード遷移制御装置。
6. 共線図上に４つ以上の入出力要素が配列される差動装置を有し、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部材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変速機を備えたハイブリッド車において、
   前記エンジンと差動装置のエンジンが割り当てられる要素との間に介装された第１クラッチと、前記エンジンと第１モータジェネレータとの間に介装された第２クラッチと、前記第１モータジェネレータと差動装置の第１モータジェネレータが割り当てられる要素との間に介装された第３クラッチと、を設け、
   走行モードとして、第１クラッチを解放することで差動装置とエンジンとを切り離した電気自動車走行モードと、第１クラッチを締結することで差動装置とエンジンとを連結したハイブリッド車走行モードと、を有し、
   前記電気自動車走行モードからハイブリッド車走行モードへのモード遷移指令時、第１クラッチと第３クラッチを解放し第２クラッチを締結した状態で、第１モータジェネレータを回転数制御することによりエンジン回転数を所定回転数に制御し、その後、エンジン回転数がハイブリッド変速機入力回転数に一致したら第１クラッチを締結することを特徴とするハイブリッド車のモード遷移制御方法。

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