本発明の一実施形態において、前記第2回転機の出力制限量が所定値より大きくなると、前記第2走行モード選択領域を縮小して前記第1走行モード選択領域を拡大する。このため、前記第2回転機の出力制限量が大きい時には、前記第2走行モードを選択するよりも前記第1走行モードを好適に選択し易くなる。
図1は、本発明が適用される車両10の走行に関わる各部の概略構成を説明する図であると共に、その各部を制御する為の制御系統の要部を説明する図である。図1において、車両10は、走行用の動力源となり得る、エンジン(機関)12、第1回転機MG1、及び第2回転機MG2と、動力伝達装置(車両用動力伝達装置)14と、駆動輪16とを備えるハイブリッド車両である。
エンジン12は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等、所定の燃料を燃焼させて動力を出力する公知の内燃機関である。このエンジン12は、後述する電子制御装置90によってスロットル開度或いは吸入空気量、燃料供給量、点火時期等の運転状態が制御されることにより、エンジントルクTeが制御される。
第1回転機MG1及び第2回転機MG2は、駆動トルクを発生させる電動機(モータ)としての機能及び発電機(ジェネレータ)としての機能を有する所謂モータジェネレータである。第1回転機MG1及び第2回転機MG2は、インバータ部や平滑コンデンサなどを有する車両10に備えられた電力制御ユニット50を介して、各々電力を授受する蓄電装置としての車両10に備えられたバッテリユニット52に接続されており、後述する電子制御装置90によって電力制御ユニット50が制御されることにより、第1回転機MG1及び第2回転機MG2の各々の出力トルク(力行トルク又は回生トルク)であるMG1トルクTg及びMG2トルクTmが制御される。
動力伝達装置14は、エンジン12と駆動輪16との間の動力伝達経路に備えられている。動力伝達装置14は、車体に取り付けられる非回転部材であるケース18内に、第1回転機MG1、第2回転機MG2、第1動力伝達部20、第2動力伝達部22等を備えている。又、動力伝達装置14は、第1動力伝達部20の出力回転部材である出力軸24に連結されたプロペラシャフト26、プロペラシャフト26に連結されたドライブピニオン28、デフリングギヤ30を介してドライブピニオン28と噛み合うディファレンシャルギヤ32、ディファレンシャルギヤ32に連結されたドライブシャフト34等を備えている。
第1動力伝達部20は、エンジン12のクランク軸に連結された、第1動力伝達部20の入力回転部材である入力軸36と同軸心に配置されており、第1差動機構38、第2差動機構40、第1回転機MG1、クラッチ(第1係合要素)CL1、ブレーキ(第3係合要素)BR1、及びクラッチ(第2係合要素)CLc等を備えている。
第1差動機構38は、第1サンギヤS1、互いに噛み合う複数対の第1ピニオンギヤP1a,P1b、第1ピニオンギヤP1a,P1bを自転及び公転可能に支持する第1キャリアC1、第1ピニオンギヤP1a,P1bを介して第1サンギヤS1と噛み合う第1リングギヤR1を有する公知のダブルピニオン型の遊星歯車機構であり、差動作用を生じる差動機構として機能する。第1差動機構38は、例えば歯車比ρ1(歯車比ρについては後述)を適切にすることを考慮してダブルピニオン型の遊星歯車機構を採用している。又、第2差動機構40は、第2サンギヤS2、第2ピニオンギヤP2、第2ピニオンギヤP2を自転及び公転可能に支持する第2キャリアC2、第2ピニオンギヤP2を介して第2サンギヤS2と噛み合う第2リングギヤR2を有する公知のシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、差動作用を生じる差動機構として機能する。
第1差動機構38において、第1キャリアC1は、入力軸36に一体的に連結され、その入力軸36を介してエンジン12が動力伝達可能に連結された第1回転要素RE1であり、第1差動機構38の入力回転部材として機能する。第1リングギヤR1は、ブレーキBR1を介してケース18に選択的に連結される第2回転要素RE2である。第1サンギヤS1は、第2差動機構40の入力回転部材(すなわち第2差動機構40の第2リングギヤR2)に連結された第3回転要素RE3であり、第1差動機構38の出力回転部材として機能する。
第2差動機構40において、第2サンギヤS2は、第1回転機MG1のロータ軸42に一体的に連結されており、第1回転機MG1が動力伝達可能に連結された反力要素としての第4回転要素RE4である。第2キャリアC2は、出力軸24に連結されており(すなわち出力軸24と一体回転するように設けられており)、駆動輪16に連結された出力要素としての第5回転要素RE5であり、第2差動機構40の出力回転部材として機能する。第2リングギヤR2は、第1差動機構38の出力回転部材(すなわち第1差動機構38の第1サンギヤS1)に連結された入力要素としての第6回転要素RE6であり、第2差動機構40の入力回転部材として機能する。
第1キャリアC1と第1リングギヤR1とは、クラッチCL1を介して選択的に連結される。又、第1リングギヤR1と第2キャリアC2とは、クラッチCLcを介して選択的に連結される。よって、クラッチCL1は、第1回転要素RE1と第2回転要素RE2とを選択的に連結する第1係合要素である。又、クラッチCLcは、第2回転要素RE2と第5回転要素RE5とを選択的に連結する第2係合要素である。又、ブレーキBR1は、第2回転要素RE2をケース18に選択的に連結する第3係合要素である。クラッチCL1、ブレーキBR1、及びクラッチCLcは、好適には何れも湿式の摩擦係合装置であり、油圧アクチュエータによって係合制御される多板型の油圧式摩擦係合装置である。
図2は、各係合要素(クラッチCL1、ブレーキBR1、クラッチCLc)の作動状態(係合や解放などの状態)を制御する、車両10に備えられた油圧制御回路60の要部の一例を示す図である。図2において、油圧制御回路60は、プライマリレギュレータバルブ62、及びリニアソレノイドバルブSL1,SL2,SL3等を備えている。プライマリレギュレータバルブ62は、車両10に備えられた機械式のオイルポンプ64(MOP64ともいう)が発生する油圧を元圧として、又は、車両10に備えられた電動式のオイルポンプ66(EOP66ともいう)が発生する油圧を元圧として、ライン油圧PLを調圧する。MOP64は、エンジン12の回転に伴って回転する、動力伝達装置14の何れかの回転部材(回転要素も同意)に連結されており、エンジン12よって駆動されることで油圧を供給する。EOP66は、例えばンジン12の回転停止時(例えばエンジン12の運転を停止したモータ走行時)に、後述する電子制御装置90によって駆動されることで油圧を供給する。リニアソレノイドバルブSL1は、ライン油圧PLを元圧として、クラッチCL1に供給する係合油圧(CL1油圧Pcl1ともいう)を調圧する。リニアソレノイドバルブSL2は、ライン油圧PLを元圧として、ブレーキBR1に供給する係合油圧(BR1油圧Pbr1ともいう)を調圧する。リニアソレノイドバルブSL3は、ライン油圧PLを元圧として、クラッチCLcに供給する係合油圧(CLc油圧Pclcともいう)を調圧する。リニアソレノイドバルブSL1,SL2,SL3は、基本的には何れも同じ構成であり、電子制御装置90によりそれぞれ独立に励磁、非励磁や電流制御が為され、各油圧Pcl1,Pbr1,Pclcを独立に調圧する。各係合要素(クラッチCL1、ブレーキBR1、クラッチCLc)は、油圧制御回路60から各々供給される各油圧Pcl1,Pbr1,Pclcに応じて作動状態が切り替えられる。
図1に戻り、第1差動機構38は、クラッチCL1及びブレーキBR1の各作動状態を切り替えることにより、直結状態、エンジン12の逆回転変速状態、ニュートラル状態(中立状態)、及び内部ロック状態の4つの状態を形成することが可能である。具体的には、第1差動機構38は、クラッチCL1の係合状態では、第1差動機構38の各回転要素が一体回転される直結状態とされる。又、第1差動機構38は、ブレーキBR1の係合状態では、第1リングギヤR1の回転がゼロ[rpm]とされ、エンジン回転速度Neの正回転に対して第1サンギヤS1(第1差動機構38の出力回転部材)が負回転となるエンジン12の逆回転変速状態とされる。又、第1差動機構38は、クラッチCL1の解放状態且つブレーキBR1の解放状態では、第1差動機構38の差動が許容されるニュートラル状態とされる。又、第1差動機構38は、クラッチCL1の係合状態且つブレーキBR1の係合状態では、第1差動機構38の各回転要素が回転停止となる内部ロック状態とされる。
第2差動機構40は、差動が許容される状態では、第2リングギヤR2に入力されるエンジン12の動力を第1回転機MG1及び第2キャリアC2へ分割(分配も同意)する動力分割機構として機能することが可能である。よって、車両10では、第2リングギヤR2に入力されるエンジントルクTeの反力を第1回転機MG1にて取ることにより、第2キャリアC2へ機械的に伝達される直達トルク(エンジン直達トルクともいう)と、第1回転機MG1に分割された動力による第1回転機MG1の発電電力で駆動される第2回転機MG2によるMG2トルクTmとでエンジン走行することが可能である。これにより、第2差動機構40は、後述する電子制御装置90によって電力制御ユニット50が制御されて第1回転機MG1の運転状態が制御されることによりギヤ比(変速比)を制御する公知の電気式差動部(電気式無段変速機)として機能する。つまり、第2差動機構40は、第1回転機MG1の運転状態が制御されることにより差動状態が制御される電気式変速機構である。
第1動力伝達部20では、第2差動機構40における動力分割比とは異なる動力分割比にて作動する電気式無段変速機を構成することが可能である。すなわち、第1動力伝達部20では、第1サンギヤS1(第3回転要素RE3)と第2リングギヤR2(第6回転要素RE6)とが連結されていることに加え、クラッチCLcを係合状態とすることによって第1リングギヤR1(第2回転要素RE2)と第2キャリアC2(第5回転要素RE5)とが連結されることで、第1差動機構38と第2差動機構40とで1つの差動機構を構成し、第1差動機構38と第2差動機構40との全体を、第2差動機構40単独での動力分割比とは異なる動力分割比にて作動する電気式無段変速機として機能させることが可能となる。
第1動力伝達部20では、上述した4つの状態が形成される第1差動機構38と、第2差動機構40とが連結されており、車両10は、クラッチCLcの作動状態の切替えと合わせて、後述する複数の走行モードを実現することが可能となる。
このように構成された第1動力伝達部20においては、エンジン12の動力や第1回転機MG1の動力は出力軸24へ伝達される。従って、エンジン12及び第1回転機MG1は、第1動力伝達部20を介して駆動輪16に動力伝達可能に連結される。
第2動力伝達部22は、入力軸36(又は出力軸24)と同軸心に配置されており、第2回転機MG2、及び出力軸24に連結されたリダクション機構44を備えている。リダクション機構44は、第3サンギヤS3、第3ピニオンギヤP3、第3ピニオンギヤP3を自転及び公転可能に支持する第3キャリアC3、第3ピニオンギヤP3を介して第3サンギヤS3と噛み合う第3リングギヤR3を有する公知のシングルピニオン型の遊星歯車機構である。第3サンギヤS3は、第2回転機MG2のロータ軸46に連結された入力要素である。第3リングギヤR3は、ケース18に連結された反力要素である。第3キャリアC3は、出力軸24に連結された出力要素である。このように構成されたリダクション機構44は、MG2回転速度Nmを減速して出力軸24に伝達する。これにより、第2動力伝達部22においては、第2回転機MG2の動力は第1動力伝達部20を介すことなく出力軸24へ伝達される。従って、第2回転機MG2は、第1動力伝達部20を介さずに駆動輪16に動力伝達可能に連結される。つまり、第2回転機MG2は、第1動力伝達部20を介さずに動力伝達装置14の出力回転部材であるドライブシャフト34に動力伝達可能に連結された回転機である。尚、動力伝達装置14の出力回転部材は、駆動輪16と連結される出力回転部材であり、ドライブシャフト34の他に、出力軸24やプロペラシャフト26なども同意である。
このように構成された動力伝達装置14は、FR(フロントエンジン・リヤドライブ)方式の車両に好適に用いられる。又、動力伝達装置14では、エンジン12の動力や第1回転機MG1の動力や第2回転機MG2の動力は、出力軸24へ伝達され、その出力軸24から、ディファレンシャルギヤ32、ドライブシャフト34等を順次介して駆動輪16へ伝達される。
車両10は、エンジン12、動力伝達装置14などの制御に関連する車両10の制御装置を含むコントローラとしての電子制御装置90を備えている。電子制御装置90は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両10の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置90は、エンジン12、第1回転機MG1、及び第2回転機MG2の各出力制御、後述する走行モードの切替制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用、回転機制御用、油圧制御用等に分けて構成される。
電子制御装置90には、車両10に備えられた各種センサ等(例えばエンジン回転速度センサ70、出力回転速度センサ72、レゾルバ等のMG1回転速度センサ74、レゾルバ等のMG2回転速度センサ76、アクセル開度センサ78、シフトポジションセンサ80、バッテリセンサ82など)による検出値に基づく各種信号等(例えばエンジン回転速度Ne、車速Vに対応する出力軸24の回転速度である出力回転速度No、MG1回転速度Ng、MG2回転速度Nm、アクセル開度θacc、「P」,「R」,「N」,「D」等のシフトレバーの操作位置(シフトポジション)POSsh、バッテリユニット52のバッテリ温度THbatやバッテリ充放電電流Ibatやバッテリ電圧Vbatなど)が供給される。又、電子制御装置90からは、車両10に備えられた各装置(例えばスロットルアクチュエータや燃料噴射装置や点火装置等のエンジン制御装置54、電力制御ユニット50、油圧制御回路60、EOP66など)に各種指令信号(例えばエンジン12を制御する為のエンジン制御指令信号Se、第1回転機MG1及び第2回転機MG2を各々制御する為の回転機制御指令信号Smg、各係合要素(クラッチCL1、ブレーキBR1、クラッチCLc)の作動状態を制御する為の油圧制御指令信号Sp、EOP66を駆動する為のポンプ駆動制御指令信号Sopなど)が、それぞれ出力される。尚、電子制御装置90は、例えばバッテリ充放電電流Ibat及びバッテリ電圧Vbatなどに基づいてバッテリユニット52の充電状態を示す値としてのバッテリユニット52の充電容量SOC(バッテリ容量SOCともいう)を算出する。
電子制御装置90は、車両10における各種制御の為の制御機能を実現する為に、ハイブリッド制御手段すなわちハイブリッド制御部92、及び動力伝達切替手段すなわち動力伝達切替部94を備えている。
ハイブリッド制御部92は、電子スロットル弁を開閉制御し、燃料噴射量や噴射時期を制御し、点火時期を制御するエンジン制御指令信号Seを出力して、エンジントルクTeの目標トルクが得られるようにエンジン12の出力制御を実行する。又、ハイブリッド制御部92は、第1回転機MG1や第2回転機MG2の作動を制御する回転機制御指令信号Smgを電力制御ユニット50へ出力して、MG1トルクTgやMG2トルクTmの目標トルクが得られるように第1回転機MG1や第2回転機MG2の出力制御を実行する。
ハイブリッド制御部92は、アクセル開度θacc及び車速Vに基づいて要求駆動トルク(要求駆動力)Tdを算出し、充電要求値(充電要求パワー)等を考慮して低燃費で排ガス量の少ない運転となるように、エンジン12、第1回転機MG1、及び第2回転機MG2の少なくとも1つから要求駆動トルクTdを発生させる。
ハイブリッド制御部92は、走行モードとして、モータ走行(EV走行)モードと、ハイブリッド走行(HV走行)モード(エンジン走行モードともいう)とを走行状態に応じて選択的に成立させる。EV走行モードは、エンジン12の運転を停止した状態で、第1回転機MG1及び第2回転機MG2のうちの少なくとも一方の回転機を走行用の動力源として走行するモータ走行を可能とする制御様式である。HV走行モードは、少なくともエンジン12を走行用の動力源として走行する(すなわちエンジン12の動力を駆動輪16へ伝達して走行する)HV走行(エンジン走行)を可能とする制御様式である。尚、エンジン12の動力を第1回転機MG1の発電によって電力に変換し、専らその電力をバッテリユニット52に充電するモードのように、車両10の走行を前提としないモードであっても、エンジン12を運転した状態とするので、HV走行モードに含まれる。
動力伝達切替部94は、ハイブリッド制御部92により成立させられた走行モードに基づいて、クラッチCL1、ブレーキBR1、及びクラッチCLcのそれぞれの作動状態を制御する。動力伝達切替部94は、ハイブリッド制御部92により成立させられた走行モードにて走行する為の動力伝達が可能となるように、クラッチCL1、ブレーキBR1、及びクラッチCLcを各々係合及び/又は解放させる油圧制御指令信号Spを油圧制御回路60へ出力する。
ここで、車両10にて実行可能な走行モードについて図3、及び図4−図18を用いて説明する。図3は、各走行モードにおけるクラッチCL1、ブレーキBR1、及びクラッチCLcの各作動状態を示す図表である。図3の図表中の○印は係合要素(クラッチCL1、ブレーキBR1、クラッチCLc)の係合を示し、空欄は解放を示し、△印は運転停止状態のエンジン12を連れ回し状態とするエンジンブレーキ(エンブレともいう)の併用時に、状況に応じて何れか一方を係合すること、又は、両方を係合する場合があることを示している。又、「G」は回転機(MG1,MG2)を主にジェネレータとして機能させることを示し、「M」は回転機(MG1,MG2)を駆動時には主にモータとして機能させ、回生時には主にジェネレータとして機能させることを示している。図3に示すように、車両10は、走行モードとして、EV走行モード及びHV走行モードを選択的に実現することができる。EV走行モードは、第2回転機MG2を単独の動力源とするモータ走行が可能な制御様式である単独駆動EVモードと、第1回転機及び第2回転機MG2を動力源とするモータ走行が可能な制御様式である両駆動EVモードとの2つのモードを有している。HV走行モードは、オーバードライブ(O/D)インプットスプリットモード(以下、O/DHVモードという)と、アンダードライブ(U/D)インプットスプリットモード(以下、U/DHVモードという)と、固定段モードとの3つのモードを有している。
図4−図18は、第1差動機構38及び第2差動機構40の各々における各回転要素RE1−RE6の回転速度を相対的に表すことができる共線図である。この共線図において、各回転要素の回転速度を表す縦線Y1−Y4は紙面向かって左から順に、縦線Y1は第1回転機MG1が連結された第4回転要素RE4である第2サンギヤS2の回転速度を、縦線Y2はエンジン12(図中の「ENG」参照)が連結された第1回転要素RE1である第1キャリアC1の回転速度を、縦線Y3はブレーキBR1を介してケース18に選択的に連結される第2回転要素RE2である第1リングギヤR1の回転速度、及び出力軸24(図中の「OUT」参照)に連結された第5回転要素RE5である第2キャリアC2の回転速度を、縦線Y4は相互に連結された、第3回転要素RE3である第1サンギヤS1及び第6回転要素RE6である第2リングギヤR2の回転速度をそれぞれ示している。出力軸24にはリダクション機構44を介して第2回転機MG2が連結されている。又、白四角印(□)における矢印はMG1トルクTgを、白丸印(○)における矢印はエンジントルクTeを、黒丸印(●)における矢印はMG2トルクTmをそれぞれ示している。又、第1キャリアC1と第1リングギヤR1とを選択的に連結するクラッチCL1が白抜きで表されたものはクラッチCL1の解放状態を、クラッチCL1がハッチング(斜線)で表されたものはクラッチCL1の係合状態をそれぞれ示している。又、第1リングギヤR1をケース18に選択的に連結するブレーキBR1における白菱形印(◇)はブレーキBR1の解放状態を、黒菱形印(◆)はブレーキBR1の係合状態をそれぞれ示している。又、第1リングギヤR1と第2キャリアC2とを選択的に連結するクラッチCLcにおける白菱形印(◇)はクラッチCLcの解放状態を、黒菱形印(◆)はクラッチCLcの係合状態をそれぞれ示している。又、第1差動機構38に関する回転速度を相対的に表す直線は破線で示され、第2差動機構40に関する回転速度を相対的に表す直線は実線で示されている。尚、黒丸印(●)における矢印は、第1回転機MG1に分割されたエンジン12の動力による第1回転機MG1の発電電力、及び/又は、バッテリユニット52から供給される電力で駆動される第2回転機MG2によるMG2トルクTmであり、エンジン直達トルク分は含まれていない。又、クラッチCLcにおける黒菱形印(◆)は、黒丸印(●)と重なっている為、図中では表されていない。又、縦線Y1、Y2、Y3、Y4の相互の間隔は、差動機構38,40の各歯車比ρ1,ρ2に応じて定められている。共線図の縦軸間の関係においてサンギヤとキャリアとの間が「1」に対応する間隔とされるとキャリアとリングギヤとの間が遊星歯車機構の歯車比ρ(=サンギヤの歯数/リングギヤの歯数)に対応する間隔とされる。
図4および図5は、単独駆動EVモード時の共線図である。単独駆動EVモードは、図3の「通常」に示すように、クラッチCL1、ブレーキBR1、及びクラッチCLcを共に解放した状態で実現される。単独駆動EVモードでは、クラッチCL1及びブレーキBR1が解放されており、第1差動機構38の差動が許容され、第1差動機構38はニュートラル状態とされる。ハイブリッド制御部92は、エンジン12の運転を停止させると共に、第2回転機MG2から走行用のMG2トルクTmを出力させる。図4は、第2回転機MG2が正回転(すなわち車両10の前進時における第2キャリアC2の回転方向)にて正トルクを出力している前進時の場合である。また、図5は、第2回転機MG2が負回転(すなわち車両10の後進時における第2キャリアC2の回転方向)にて負トルクを出力している後進時の場合である。車両走行中には、第2回転機MG2の回転(ここでは駆動輪16の回転も同意)に連動して出力軸24に連結された第2キャリアC2が回転させられる。単独駆動EVモードでは、更に、クラッチCLcが解放されているので、エンジン12及び第1回転機MG1は各々連れ回されず、エンジン回転速度Ne及びMG1回転速度Ngをゼロとすることができる。これにより、エンジン12及び第1回転機MG1における各々の引き摺り損失を低減して電費を向上する(すなわち電力消費を抑制する)ことができる。ハイブリッド制御部92は、フィードバック制御によりMG1回転速度Ngをゼロに維持する。或いは、ハイブリッド制御部92は、第1回転機MG1の回転が固定されるように第1回転機MG1に電流を流す制御(d軸ロック制御)を実行して、MG1回転速度Ngをゼロに維持する。或いは、MG1トルクTgをゼロとしても第1回転機MG1のコギングトルクによりMG1回転速度Ngをゼロに維持できるときはMG1トルクTgを加える必要はない。尚、MG1回転速度Ngをゼロに維持する制御を行っても、第1動力伝達部20はMG1トルクTgの反力を取れない中立状態であるので、駆動トルクに影響を与えない。又は、単独駆動EVモードでは、第1回転機MG1を無負荷として空転させても良い。
図6および図7は、両駆動EVモード時の共線図である。両駆動EVモードは、図3の「両駆動」に示すように、クラッチCL1及びブレーキBR1を係合した状態、且つクラッチCLcを解放した状態で実現される。両駆動EVモードでは、クラッチCL1及びブレーキBR1が係合されており、第1差動機構38の差動が規制され、第1リングギヤR1の回転が停止させられる。その為、第1差動機構38は何れの回転要素も回転が停止させられ、第1差動機構38は内部ロック状態とされる。これによって、エンジン12はゼロ回転で停止状態とされ、又、第1サンギヤS1に連結された第2リングギヤR2もゼロ回転で固定される。第2リングギヤR2が回転不能に固定されると、第2リングギヤR2にてMG1トルクTgの反力トルクが取れる為、MG1トルクTgに基づくトルクを第2キャリアC2から機械的に出力させて駆動輪16へ伝達することができる。ハイブリッド制御部92は、エンジン12の運転を停止させると共に、第1回転機MG1及び第2回転機MG2から各々走行用のMG1トルクTg及びMG2トルクTmを出力させる。図6は、第1回転機MG1及び第2回転機MG2が共に正回転にて正トルクを出力している前進時の場合である。また、図7は、第1回転機MG1及び第2回転機MG2が共に負回転にて負トルクを出力している後進時の場合である。
図4から図7を用いた説明で示したように、単独駆動EVモードは第2回転機MG2のみにて車両10を駆動し、両駆動EVモードは第1回転機MG1及び第2回転機MG2にて車両10を駆動することが可能である。従って、モータ走行する場合、低負荷時は、単独駆動EVモードが成立させられて第2回転機MG2による単独走行とされ、高負荷時は、両駆動EVモードが成立させられて第1回転機MG1及び第2回転機MG2による両駆動とされる。尚、エンジン走行を含め、車両減速中の回生は、主に第2回転機MG2にて実行される。
単独駆動EVモードでの走行中に第2回転機MG2にて回生制御を行う場合、運転が停止されたエンジン12は連れ回されずゼロ回転で停止状態とされるので、回生量を大きく取ることができる。一方で、単独駆動EVモードでの走行時にバッテリユニット52が満充電状態であると、回生エネルギーが取れない為、回生ブレーキにて制動トルクを得ることができない。単独駆動EVモードでの走行時に、バッテリユニット52が満充電状態となり回生エネルギーが取れない場合はエンジンブレーキにて制動トルクを得たり、又は、バッテリユニット52が満充電に近い状態ではエンジンブレーキを併用することが考えられる。又、別の観点では、単独駆動EVモードでの走行時にバッテリ容量SOCが低下して第2回転機MG2へ供給する電力を確保し難くなると、第2回転機MG2を駆動することができない。単独駆動EVモードでの走行時に、バッテリ容量SOCが低下した場合はエンジン走行へ切り替えることが考えられる。以上のことから、EV走行モードでは、エンジンブレーキを速やかに作用させる為の又はエンジン走行へ速やかに切り替える為の準備をしておくスタンバイモード、及びエンジンブレーキを併用するエンブレ併用モードを有している。
図8、図9は、各々、EV走行モードにおけるスタンバイモード時の共線図である。このスタンバイモードは、図3の「スタンバイモード」に示すように、クラッチCL1又はクラッチCLcを係合した状態で実現される。クラッチCL1又はクラッチCLcが係合されるとエンジン12は連れ回し状態とされ得るが、このスタンバイモードでは第1回転機MG1が無負荷で空転させられているので、運転停止中のエンジン12はゼロ回転で停止状態とされる。従って、このスタンバイモードでは、エンジンブレーキを作用させずに、第2回転機MG2にてモータ走行又は回生制御を行うことができる。スタンバイモードの状態から、第1回転機MG1にてエンジン回転速度Neを引き上げてエンジントルクTe(負値)の反力を第1回転機MG1にて取ることで、エンジン回転速度Neに応じたエンジンブレーキを作用させることができる。又、スタンバイモードの状態から、第1回転機MG1にてエンジン回転速度Neを引き上げて点火することで、エンジン走行へ移行することができる。
図8に示すようなクラッチCL1が係合されたスタンバイモードにおける各係合要素(クラッチCL1、ブレーキBR1、クラッチCLc)の作動状態は、後述するHV走行モードのU/DHVモード時の前進走行における各係合要素の作動状態と同じ状態である。スタンバイモードではエンジン12は運転されていないが、便宜上、クラッチCL1が係合されたスタンバイモードを、U/Dインプットスプリットでのスタンバイモードと称する。
図9に示すようなクラッチCLcが係合されたスタンバイモードにおける各係合要素の作動状態は、後述するHV走行モードのO/DHVモード時の前進走行における各係合要素の作動状態と同じ状態である。便宜上、クラッチCLcが係合されたスタンバイモードを、O/Dインプットスプリットでのスタンバイモードと称する。
図10、図11は、各々、EV走行モードにおけるエンブレ併用モード時の共線図である。このエンブレ併用モードは、図3の「エンブレ併用」に示すように、クラッチCL1又はクラッチCLcを係合した状態で実現される。クラッチCL1又はクラッチCLcが係合されるとエンジン12は連れ回し状態とされるので、このエンブレ併用モードでは、第1回転機MG1にてエンジン回転速度Neを制御しつつエンジントルクTe(負値)の反力を取ることで、エンジン回転速度Neに応じたエンジンブレーキを作用させることができる。従って、このエンブレ併用モードでは、第2回転機MG2による回生ブレーキに加えて又は替えて、エンジンブレーキを作用させることができる。尚、クラッチCL1及びクラッチCLcを係合することでもエンジンブレーキを作用させることができる。この場合は、第1回転機MG1にてエンジントルクTe(負値)の反力を取る必要はない。クラッチCL1及びクラッチCLcが係合されたエンブレ併用モードにおける各係合要素(クラッチCL1、ブレーキBR1、クラッチCLc)の作動状態は、後述するHV走行モードの直結固定段モード時における各係合要素の作動状態と同じ状態である。
図10に示すようなクラッチCL1が係合されたエンブレ併用モードにおける各係合要素(クラッチCL1、ブレーキBR1、クラッチCLc)の作動状態は、後述するHV走行モードのU/DHVモード時の前進走行における各係合要素の作動状態と同じ状態である。エンブレ併用モードではエンジン12は運転されていないが、便宜上、クラッチCL1が係合されたエンブレ併用モードを、U/Dインプットスプリットでのエンブレ併用モードと称する。
図11に示すようなクラッチCLcが係合されたエンブレ併用モードにおける各係合要素の作動状態は、後述するHV走行モードのO/DHVモード時の前進走行における各係合要素の作動状態と同じ状態である。便宜上、クラッチCLcが係合されたエンブレ併用モードを、O/Dインプットスプリットでのエンブレ併用モードと称する。
図12は、HV走行モードのU/DHVモード時の前進走行での共線図である。U/DHVモードの前進走行(以下、U/DHVモード(前進)という)は、図3の「U/Dインプットスプリット」の「前進」に示すように、クラッチCL1を係合した状態、且つブレーキBR1及びクラッチCLcを解放した状態で実現される。U/DHVモード(前進)では、クラッチCL1が係合され且つブレーキBR1が解放されており、第1差動機構38は直結状態とされるので、第1キャリアC1に入力されるエンジン12の動力は、第1サンギヤS1に連結された第2リングギヤR2に直接的に伝達される。加えて、U/DHVモード(前進)では、クラッチCLcが解放されており、第2差動機構40単独にて電気式無段変速機が構成される。これによって、第1動力伝達部20では、第2リングギヤR2に入力されるエンジン12の動力を第2サンギヤS2と第2キャリアC2とに分割することができる。すなわち、第1動力伝達部20では、第2リングギヤR2に入力されるエンジントルクTeの反力を第1回転機MG1にて取ることにより、エンジン直達トルクが第2キャリアC2へ機械的に伝達されると共に、第1回転機MG1に分割されたエンジン12の動力による第1回転機MG1の発電電力が所定の電気経路を介して第2回転機MG2に伝達される。ハイブリッド制御部92は、エンジン12を駆動(始動)させると共に、エンジントルクTeに対する反力トルクとなるMG1トルクTgを第1回転機MG1の発電により出力させ、第1回転機MG1の発電電力により第2回転機MG2からMG2トルクTmを出力させる。ハイブリッド制御部92は、第1回転機MG1の発電電力にバッテリユニット52から供給される電力を加えて第2回転機MG2を駆動することもできる。図12は、第2回転機MG2が正回転にて正トルクを出力して前進走行している場合である。なお、上述したU/DHVモード(前進)は、クラッチCL1およびクラッチCLcのうちのいずれか一方の係合要素であるクラッチCL1の係合により(すなわちクラッチCL1を係合してクラッチCLcを解放することにより)、エンジン12のエンジントルク(出力トルク)Teが増大されて出力軸24に伝達される第1走行モードである。
図13は、HV走行モードのO/DHVモード時の前進走行での共線図である。O/DHVモードの前進走行(以下、O/DHVモード(前進)という)は、図3の「O/Dインプットスプリット」の「前進」に示すように、クラッチCL1及びブレーキBR1を解放した状態、且つクラッチCLcを係合した状態で実現される。O/DHVモード(前進)では、クラッチCLcが係合されており、第1差動機構38と第2差動機構40とで1つの差動機構が構成される。加えて、O/DHVモード(前進)では、クラッチCL1及びブレーキBR1が解放されており、第1差動機構38と第2差動機構40との全体にて、第2差動機構40単独での動力分割比とは異なる動力分割比にて作動する電気式無段変速機が構成される。これによって、第1動力伝達部20では、第1キャリアC1に入力されるエンジン12の動力を第2サンギヤS2と第2キャリアC2とに分割することができる。すなわち、第1動力伝達部20では、第1キャリアC1に入力されるエンジントルクTeの反力を第1回転機MG1にて取ることにより、エンジン直達トルクが第2キャリアC2へ機械的に伝達されると共に、第1回転機MG1に分割されたエンジン12の動力による第1回転機MG1の発電電力が所定の電気経路を介して第2回転機MG2に伝達される。ハイブリッド制御部92は、エンジン12を駆動(始動)させると共に、エンジントルクTeに対する反力トルクとなるMG1トルクTgを第1回転機MG1の発電により出力させ、第1回転機MG1の発電電力により第2回転機MG2からMG2トルクTmを出力させる。図13は、第2回転機MG2が正回転にて正トルクを出力している前進時の場合である。なお、上述したO/DHVモード(前進)は、クラッチCL1およびクラッチCLcのうちのいずれか一方の係合要素とは別の係合要素であるクラッチCLcの係合により(すなわちクラッチCLcを係合してクラッチCL1を解放することにより)、エンジン12のエンジントルク(出力トルク)Teが減少されて出力軸24に伝達される第2走行モードである。
図14は、HV走行モードのU/DHVモード時の後進走行での共線図であり、電気式無段変速機としての機能を達成している構成に対して、エンジン12の回転とトルクとが負値に逆転して入力される、エンジン逆転入力の場合である。U/DHVモードのエンジン逆転入力での後進走行(以下、U/DHVモード逆転入力(後進)という)は、図3の「U/Dインプットスプリット」の「後進」の「エンジン逆転入力」に示すように、ブレーキBR1を係合した状態、且つクラッチCL1及びクラッチCLcを解放した状態で実現される。U/DHVモード逆転入力(後進)では、クラッチCL1が解放され且つブレーキBR1が係合されており、第1差動機構38はエンジン12の逆回転変速状態とされるので、第1キャリアC1に入力されるエンジン12の動力は、第1サンギヤS1に連結された第2リングギヤR2に負回転及び負トルクにて伝達される。加えて、U/DHVモード逆転入力(後進)では、クラッチCLcが解放されており、第2差動機構40単独にて電気式無段変速機が構成される。これによって、第1動力伝達部20では、第2リングギヤR2に逆転して入力されるエンジン12の動力を第2サンギヤS2と第2キャリアC2とに分割することができる。ハイブリッド制御部92は、エンジン12を駆動(始動)させると共に、エンジントルクTeに対する反力トルクとなるMG1トルクTgを第1回転機MG1の力行により出力させ、バッテリユニット52から供給される電力により第2回転機MG2からMG2トルクTmを出力させる。図14は、第2回転機MG2が負回転にて負トルクを出力して後進走行している場合である。又、U/DHVモード逆転入力(後進)では、エンジン12の動力が第2リングギヤR2に負回転及び負トルクにて伝達されるので、MG2トルクTmと合わせて後進走行用の駆動トルクを出すことができる。尚、第1回転機MG1の力行に用いる電力を発電する為に第2回転機MG2が負回転にて正トルクを出力しても良く、この場合でも、負トルクとなるエンジン直達トルクの方がMG2トルクTmよりも絶対値が大きくなることから後進走行が可能である。
図15は、HV走行モードのU/DHVモード時の後進走行での共線図であり、エンジン正転入力の場合である。U/DHVモードのエンジン正転入力での後進走行(以下、U/DHVモード正転入力(後進)という)は、図3の「U/Dインプットスプリット」の「後進」の「エンジン正転入力」に示すように、クラッチCL1を係合した状態、且つブレーキBR1及びクラッチCLcを解放した状態で実現される。U/DHVモード正転入力(後進)では、クラッチCL1が係合され且つブレーキBR1が解放されており、第1差動機構38は直結状態とされるので、第1キャリアC1に入力されるエンジン12の動力は、第1サンギヤS1に連結された第2リングギヤR2に直接的に伝達される。加えて、U/DHVモード正転入力(後進)では、クラッチCLcが解放されており、第2差動機構40単独にて電気式無段変速機が構成される。これによって、第1動力伝達部20では、第2リングギヤR2に入力されるエンジン12の動力を第2サンギヤS2と第2キャリアC2とに分割することができる。ハイブリッド制御部92は、エンジン12を運転(駆動)させると共に、エンジントルクTeに対する反力トルクとなるMG1トルクTgを第1回転機MG1の発電により出力させ、第1回転機MG1の発電電力により第2回転機MG2からMG2トルクTmを出力させる。図15は、第2回転機MG2が負回転にて負トルクを出力して後進走行している場合である。尚、エンジン直達トルクは正トルクとなるが、第1回転機MG1の発電電力にて駆動される(又は、第1回転機MG1の発電電力にバッテリユニット52から供給される電力を加えて駆動される)第2回転機MG2の出力トルク(負値(負トルク))はエンジン直達トルクよりも絶対値が大きくなることから後進走行が可能である。
図16は、HV走行モードのO/DHVモード時の後進走行での共線図であり、エンジン正転入力の場合である。O/DHVモードのエンジン正転入力での後進走行(以下、O/DHVモード正転入力(後進)という)は、図3の「O/Dインプットスプリット」の「後進」の「エンジン正転入力」に示すように、クラッチCL1及びブレーキBR1を解放した状態、且つクラッチCLcを係合した状態で実現される。O/DHVモード正転入力(後進)では、クラッチCLcが係合されており、第1差動機構38と第2差動機構40とで1つの差動機構が構成される。加えて、O/DHVモード正転入力(後進)では、クラッチCL1及びブレーキBR1が解放されており、第1差動機構38と第2差動機構40との全体にて、第2差動機構40単独での動力分割比とは異なる動力分割比にて作動する電気式無段変速機が構成される。これによって、第1動力伝達部20では、第1キャリアC1に入力されるエンジン12の動力を第2サンギヤS2と第2キャリアC2とに分割することができる。ハイブリッド制御部92は、エンジン12を駆動(始動)させると共に、エンジントルクTeに対する反力トルクとなるMG1トルクTgを第1回転機MG1の発電により出力させ、第1回転機MG1の発電電力により第2回転機MG2からMG2トルクTmを出力させる。図16は、第2回転機MG2が負回転にて負トルクを出力して後進走行している場合である。尚、エンジン直達トルクは正トルクとなるが、U/DHVモード正転入力(後進)の場合と同様に、後進走行が可能である。
図12−図16を用いた説明で示したように、U/DHVモードとO/DHVモードとでは、電気式無段変速機としての機能を達成している構成に対して、エンジン12の動力が入力される回転要素が異なっており、第1動力伝達部20を電気式無段変速機として機能させるときの動力分割比が異なる。すなわち、O/DHVモードとU/DHVモードとで、エンジン12に対する、回転機MG1,MG2の各出力トルクや各回転速度の比率が変えられる。クラッチCLcは、エンジン走行中のエンジン12に対する、回転機MG1,MG2の各出力トルクや各回転速度の比率を変更する為に、作動状態が切り替えられる。
MG1回転速度Ngがゼロとされてエンジン12の動力が電気パス(第1回転機MG1や第2回転機MG2の電力授受に関わる電気経路である電気的な動力伝達経路)を介することなく全て機械的に第2キャリアC2へ伝達される状態となる所謂メカニカルポイントの状態のときに、エンジン12の回転が減速されて第2キャリアC2から出力されるアンダードライブ状態となる場合がU/DHVモードであり、又、エンジン12の回転が増速されて第2キャリアC2から出力されるオーバードライブ状態となる場合がO/DHVモードである。U/DHVモードでのエンジン直達トルクは、エンジントルクTeに対して増大される。一方で、O/DHVモードでのエンジン直達トルクは、エンジントルクTeに対して減少される。
図17は、HV走行モードの固定段モード時の共線図であり、第1差動機構38及び第2差動機構40の各回転要素が一体回転させられる、直結の場合である。固定段モードの直結(以下、直結固定段モードという)は、図3の「固定段」の「前進」の「直結」に示すように、クラッチCL1及びクラッチCLcを係合した状態、且つブレーキBR1を解放した状態で実現される。直結固定段モードでは、クラッチCL1が係合され且つブレーキBR1が解放されており、第1差動機構38は直結状態とされる。加えて、直結固定段モードでは、クラッチCLcが係合されており、第1差動機構38及び第2差動機構40の各回転要素が一体回転させられる。これによって、第1動力伝達部20では、エンジン12の動力を直接的に第2キャリアC2から出力することができる。ハイブリッド制御部92は、エンジン12から走行用のエンジントルクTeを出力させる。この直結固定段モードでは、バッテリユニット52からの電力にて第1回転機MG1を駆動して、第1回転機MG1の動力を直接的に第2キャリアC2から出力することもできる。又、この直結固定段モードでは、バッテリユニット52からの電力にて第2回転機MG2を駆動して、第2回転機MG2の動力を駆動輪16へ伝達することもできる。よって、ハイブリッド制御部92は、エンジントルクTeを出力させることに加えて、第1回転機MG1及び第2回転機MG2の少なくとも一方の回転機から走行用のトルクを出力させても良い。つまり、直結固定段モードでは、エンジン12のみで車両10を駆動しても良いし、又、第1回転機MG1及び/又は第2回転機MG2でトルクアシストしても良い。
図18は、HV走行モードの固定段モード時の共線図であり、第2キャリアC2が回転不能に固定される、出力軸固定の場合である。固定段モードの出力軸固定(以下、出力軸固定段モードという)は、図3の「固定段」の「前進」の「出力軸固定」に示すように、ブレーキBR1及びクラッチCLcを係合した状態、且つクラッチCL1を解放した状態で実現される。出力軸固定段モードでは、クラッチCLcが係合されており、第1差動機構38と第2差動機構40とで1つの差動機構が構成される。加えて、出力軸固定段モードでは、ブレーキBR1が係合され且つクラッチCL1が解放されており、第2キャリアC2が回転不能に固定される。これによって、第1動力伝達部20では、第1キャリアC1に入力されるエンジン12の動力の反力を第1回転機MG1にて取ることができる。従って、出力軸固定段モードでは、エンジン12の動力による第1回転機MG1の発電電力をバッテリユニット52に充電することができる。ハイブリッド制御部92は、エンジン12を駆動(始動)させると共に、第1回転機MG1の発電によってエンジン12の動力に対する反力を取り、第1回転機MG1の発電電力を電力制御ユニット50を介してバッテリユニット52に充電する。この出力軸固定段モードは、第2キャリアC2が回転不能に固定される為、車両10の停止時にバッテリユニット52を専ら充電するモードである。図17、図18を用いた説明で示したように、HV走行モードの直結固定段モードや出力軸固定段モードのときには、クラッチCLcが係合される。
第1動力伝達部20の減速比I(=Ne/No)が比較的大きな領域では、エンジンパワーPeに対するMG1パワーPgの出力比率(Pg/Pe)、及びエンジンパワーPeに対するMG2パワーPmの出力比率(Pm/Pe)の各絶対値は、U/DHVモードの方がO/DHVモードよりも小さくされる。従って、減速比Iが比較的大きな領域では、U/DHVモードを成立させることで、MG1パワーPgの増大及びMG2パワーPmの増大を各々抑制することができる。一方で、減速比Iが「1」よりも小さいような比較的小さな領域では、出力比率(Pm/Pe)が負値となり(すなわち出力比率(Pg/Pe)が正値となり)、出力比率(Pg/Pe)及び出力比率(Pm/Pe)の各絶対値は、U/DHVモードの方がO/DHVモードよりも大きくされる。出力比率(Pm/Pe)が負値となる状態(すなわち出力比率(Pg/Pe)が正値となる状態)は、第2回転機MG2が発電し、その発電電力が第1回転機MG1に供給される動力循環状態である。この動力循環状態となることは、できるだけ回避又は抑制されることが望ましい。その為、減速比Iが比較的小さな領域では、O/DHVモードを成立させることで、動力循環パワーを低減することができる。減速比Iに応じてU/DHVモードとO/DHVモードとを切り替えることで、より低出力(低パワー)の回転機MG1,MG2でエンジンパワーを伝達することができる。
つまり、比較的大きな減速比Iを用いるエンジン12の高負荷時にU/DHVモードを成立させ、比較的小さな減速比Iを用いるエンジン12の低負荷時又は高車速時にO/DHVモードを成立させるように、U/DHVモードとO/DHVモードとを使い分けることで、回転機MG1,MG2の各トルクや各回転速度の増加が防止又は抑制され、高車速時には動力循環パワーが低減される。このことは、電気パスにおけるエネルギ変換損失が減り、燃費の向上につながる。又は、回転機MG1,MG2の小型化につながる。
図19は、前進走行中において第1走行モードすなわちU/DHVモード(前進)と第2走行モードすなわちO/DHVモード(前進)との切替制御に用いる走行モード切替マップの一例を示す図である。この図19の走行モード切替マップは、車速V(km/h)と運転者が要求する要求駆動トルク(要求駆動力)Td(Nm)とを所定パラメータとして第1走行モード選択領域S1と第2走行モード選択領域S2との境界線を有する予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された(すなわち予め定められた)関係である。なお、ハイブリッド制御部92は、図19の走行モード切替マップにおいて、実際の車速Vおよび要求駆動トルクTdで示す走行状態が第1走行モード選択領域S1内であると第1走行モードであるU/DHVモード(前進)を選択し、その走行状態が第2走行モード選択領域S2内であると第2走行モードであるO/DHVモード(前進)を選択するようになっている。また、エンジン12の出力トルクが前記第1走行モードと前記第2走行モードとで同じである場合において、前記第1走行モードであるU/DHVモード(前進)は、前記第2走行モードであるO/DHVモード(前進)に比べてエンジン12の出力トルクが増大されて出力軸24に伝達されるようになっている。また、ハイブリッド制御部92は、図19の走行モード切替マップで選択された走行モードが現在の走行モードと同じである場合には、現在の走行モードをそのまま成立させる一方で、図19の走行モード切替マップで選択された走行モードが現在の走行モードとは異なる場合には、現在の走行モードに替えてその選択された走行モードを成立させる。
なお、図19の走行モード切替マップは、図20の走行モード切替マップと図21の走行モード切替マップとを合わせたマップ、すなわち図20の走行モード切替マップに示すように要求駆動トルクTdの達成可否がU/DHVモード(前進)とO/DHVモード(前進)とで分かれる領域SAすなわちO/DHVモードでは要求駆動トルクTdを達成できない領域SAでは達成できるモード(U/DHVモード(前進))を選択し、U/DHVモード(前進)およびO/DHVモード(前進)の両モードで達成できる領域SB(図20参照)では図21の走行モード切替マップに示すように燃費が良い方として表示されているモード(U/DHVモード(前進)またはO/DHVモード(前進))を選択できるマップである。なお、上記した燃費で見て優位とは、車両10において動力伝達効率が良いことを意味し、例えば、エンジン12の運転点と第2回転機MG2の動作点とが同じとすると、第1回転機MG1の効率で車両10の動力伝達効率が決定する。
ハイブリッド制御部92は、U/DHVモード又はO/DHVモードを成立させた場合には、エンジン12の動力に対する反力を第1回転機MG1の発電により受け持つことで第2キャリアC2にエンジン直達トルクを伝達すると共に第1回転機MG1の発電電力により第2回転機MG2を駆動することで駆動輪16にトルクを伝達して走行するエンジン走行を可能とする。ハイブリッド制御部92は、U/DHVモード又はO/DHVモードでは、公知のエンジン12の最適燃費線を考慮したエンジン動作点(すなわちエンジン回転速度NeとエンジントルクTeとで表されるエンジン動作点)にてエンジン12を駆動させる。尚、このU/DHVモード又はO/DHVモードでは、第1回転機MG1の発電電力にバッテリユニット52からの電力を加えて第2回転機MG2を駆動することも可能である。
U/DHVモードとO/DHVモードとは、どちらも第1動力伝達部20が電気式無段変速機として機能させられる。又、第1動力伝達部20の減速比Iが「1」となる状態は、クラッチCL1及びクラッチCLcが共に係合された直結固定段モードの状態(図17参照)と同等の状態である。従って、ハイブリッド制御部92は、クラッチCL1が係合されたU/DHVモードと、クラッチCLcが係合されたO/DHVモードとの切替えを、減速比Iが「1」の同期状態のときにクラッチCL1とクラッチCLcとの各作動状態を切り替えることで(直結固定段モードと同等の状態を介して)実行する。又は、ハイブリッド制御部92は、クラッチCL1が係合されたU/DHVモードと、クラッチCLcが係合されたO/DHVモードとの切替えを、クラッチCL1とクラッチCLcとで掴み替えを行う、所謂クラッチツゥクラッチの変速制御にて実行しても良い。
ここで、第1走行モードすなわちU/DHVモード(前進)と第2走行モードすなわちO/DHVモード(前進)とを、図19の走行モード切替マップに示すように、車速Vおよび要求駆動トルクTdで表された第1走行モード選択領域S1と第2走行モード選択領域S2とに基づきそれぞれ選択している時において、第2回転機MG2の予め定められた最大出力からの出力制限量Aが所定値A1より大きくなった場合について検討する。なお、本実施例では、第2回転機MG2の出力制限量Aが所定値A1より大きくなると、図22の走行モード切替マップに示すように、図19の走行モード切替マップに示された第2走行モード選択領域S2を縮小して図19の走行モード切替マップに示された第1走行モード選択領域S1を拡大するようになっている。なお、電子制御装置90には、図19の走行モード切替マップに示された第1走行モード選択領域S1および第2走行モード選択領域S1を、図22の走行モード切替マップに示された第1走行モード選択領域S1および第2走行モード選択領域S2に変更するために、更に、領域変更手段すなわち領域変更部96が備えられている。
領域変更部96は、前進走行中であるか否かを判定する。例えば、領域変更部96は、ハイブリッド制御部92でU/DHVモード(前進)またはO/DHVモード(前進)が成立され、且つ、シフトレバーの操作位置(シフトポジション)POSshが「D」ポジションである場合に、前進走行中であると判定する。
領域変更部96は、前進走行中であると判定すると、第1回転機MG1のMG1温度Tm(℃)が予め定められた温度閾値Tm1(℃)より高いか、または、電子制御ユニット50に備えられたインバータ部(インバータ)のインバータ温度Ti(℃)が予め定められた温度閾値Ti1(℃)より高いか否かを判定する。なお、温度閾値Tm1(℃)は、第1回転機MG1に供給されている駆動電流を止めるかまたは低減させる必要性が高くなる、予め実験等によって設定された第1回転機MG1のMG1温度Tm(℃)である。また、温度閾値Ti1(℃)は、第1回転機MG1および第2回転機MG2に供給されている駆動電流を止めるかまたは低減させる必要性が高くなる、予め実験等によって設定された電子制御ユニット50に備えられたインバータ部のインバータ温度Ti(℃)である。なお、領域変更部96では、第1回転機MG1のMG1温度Tm(℃)が温度閾値Tm1(℃)より高いか否かを判定していたが、その第1回転機MG1のMG1温度Tm(℃)が温度閾値Tm1(℃)より高いか否かを判定することにかえて、例えば、第2回転機MG2のMG2温度やオイル(ATF)の温度が予め定められた温度閾値よりも高いか否かを判定しても良い。
領域変更部96は、第1回転機MG1のMG1温度Tm(℃)が温度閾値Tm1(℃)より高くないと判定、すなわち第1回転機MG1のMG1温度Tm(℃)が温度閾値Tm1以下であると判定し、且つ電子制御ユニット50に備えられたインバータ部のインバータ温度Ti(℃)が温度閾値Ti1(℃)より高くないと判定、すなわち前記インバータ部のインバータ温度Ti(℃)が温度閾値Ti1(℃)以下であると判定すると、例えば、第2回転機MG2のMG2温度(℃)、第2回転機MG2へ供給する駆動電流を制御する電子制御ユニット50に備えられたインバータ部のインバータ温度Ti(℃)、バッテリユニット52のバッテリ温度THbat、およびバッテリユニット52の充電容量SOC等に基づいて、第2回転機MG2の出力制限量Aを検出し、その第2回転機MG2の出力制限量Aが予め定められた所定値A1より大きいか否かを判定する。なお、所定値A1は、第2回転機MG2の出力制限量Aが比較的大きく第2回転機MG2から出力可能な出力トルクが比較的低いことにより運転者の要求する要求駆動トルクTdを満たすことが困難になる可能性が高くなる、予め実験等によって設定された第2回転機MG2の出力制限量Aである。
領域変更部96は、第2回転機MG2の出力制限量Aが所定値A1より大きくないと判定、すなわち第2回転機MG2の出力制限量Aが所定値A1以下であると判定すると、図19の走行モード切替マップを選択する。
領域変更部96は、第2回転機MG2の出力制限量Aが所定値A1より大きいと判定すると、図19の走行モード切替マップを選択し、図22の走行モード切替マップに示すように、図19の走行モード切替マップに示された第2走行モード選択領域S2を縮小して第1走行モード選択領域S1を拡大する。なお、図22の走行モード選択マップに示された破線L3は、図19の走行モード選択マップに示された第2走行モード選択領域S2を示すものであり、図22の走行モード選択マップの第1走行モード選択領域S1は図19の走行モード選択マップの第1走行モード選択領域S1より広く、図22の走行モード選択マップの第2走行モード選択領域S2は図19の走行モード選択マップの第2走行モード選択領域S2より狭い。
ハイブリッド制御部92は、領域変更部96で図19または図20に示すような走行モード切替マップが選択されると、選択された走行モード切替マップにおいて、実際の車速Vおよび要求駆動トルクTdで示す走行状態が第1走行モード選択領域S1内であると第1走行モードであるU/DHVモード(前進)を選択し、その走行状態が第2走行モード選択領域S2内であると第2走行モードであるO/DHVモード(前進)を選択する。
また、領域変更部96は、第1回転機MG1のMG1温度Tm(℃)が温度閾値Tm1(℃)より高いと判定、または電子制御ユニット50に備えられたインバータ部のインバータ温度Ti(℃)が温度閾値Ti1(℃)より高いと判定すると、直結固定段モードを達成できるか否かを判定する。
ハイブリッド制御部92は、領域変更部96で直接固定段モードを達成できると判定されると、直結固定段モードを選択する。また、動力伝達切替部94は、ハイブリッド制御部92で直結固定段モードが選択されると、その直結固定段モードが成立するようにクラッチCL1、ブレーキBR1、およびクラッチCLcのそれぞれの作動状態を制御する。
また、ハイブリッド制御部92は、領域変更部96で何等かの理由で直接固定段モードが達成できないと判定されると、エンジン12の出力と第1回転機MG1および第2回転機MG2の出力とが低下するように、エンジン12と第1回転機MG1および第2回転機MG2との出力制御を実行する。
図23は、電子制御装置90の制御作動の要部すなわちU/DHVモード(前進)またはO/DHVモードで走行(前進)での走行中に第2回転機MG2の出力制限量Aが所定値A1より大きくなった場合における制御作動を説明するフローチャートであり、例えば繰り返し実行される。
図23において、先ず、領域変更部96の機能に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S10において、U/DHVモードまたはO/DHVモードで前進走行中であるか否かが判定される。S10の判断が否定される場合には本ルーチンが終了させられるが、S10の判断が肯定される場合には領域変更部96の機能に対応するS20が実行される。S20では、第1回転機MG1のMG1温度Tm(℃)が温度閾値Tm1(℃)より高いか、または、電子制御ユニット50に備えられたインバータ部のインバータ温度Ti(℃)が温度閾値Ti1(℃)より高いか否かが判定される。S20の判断が否定される場合、すなわち第1回転機MG1のMG1温度Tmが温度閾値Tm1以下であると判定され且つ前記インバータ部のインバータ温度Tiが温度閾値Ti1以下であると判定される場合には、領域変更部96の機能に対応するS30が実行されるが、S20の判断が肯定される場合、すなわち第1回転機MG1のMG1温度Tmが温度閾値Tm1より高いと判定、または前記インバータ部のインバータ温度Tiが温度閾値Ti1より高いと判定される場合には、領域変更部96の機能に対応するS40が実行される。
S30では、第2回転機MG2の出力制限量Aが検出され、その検出された出力制限量Aが予め定められた所定値A1より大きいか否かが判定される。S30の判断が否定される場合すなわち第2回転機MG2の出力制限量Aが所定値A1以下である場合には、領域変更部96の機能に対応するS50が実行されるが、S30の判断が肯定される場合すなわち第2回転機MG2の出力制限量Aが所定値A1より大きい場合には、領域変更部96の機能に対応するS60が実行される。S50では、図19に示す走行モード切替マップが選択される。また、S60では、図19に示す走行モード切替マップが選択されると共に、図22に示す走行モード切替マップに示すように、図19の走行モード切替マップに示された第2走行モード選択領域S2が縮小されて図19の走行モード切替マップに示された第1走行モード選択領域S1が拡大される。
S40では、直結固定段モードを達成できるか否かが判定される。S40の判断が肯定される場合にはハイブリッド制御部92の機能に対応するS70が実行されるが、S40の判断が否定される場合にはハイブリッド制御部92の機能に対応するS80が実行される。S70では、直結固定段モードが選択される。S80では、エンジン12の出力と第1回転機MG1および第2回転機MG2の出力とが低下(出力ダウン)するように、エンジン12と第1回転機MG1および第2回転機MG2との出力制御が実行される。
図24は、例えばO/DHVモード(前進)で走行中において、第2回転機MG2の出力制限量Aが所定値A1より大きくなり、S60で図19の走行モード切替マップにおいて第2走行モード選択領域S2が縮小されて第1走行モード選択領域S1が拡大された場合のタイムチャートの一例を示す図である。図24に示すように、走行中にアクセルが踏みましされて、実際の車速Vおよび要求駆動トルクTdで示す走行状態が、第2走行モード選択領域S2から第1走行モード選択領域S1へ移動(図24のt1時点)すると、第1走行モードであるU/DHVモード(前進)が選択される。そして、その後、クラッチCL1とクラッチCLcとで掴み替えを行う所謂クラッチツゥクラッチ制御が開始(図24のt2時点)されることによって、O/DHVモード(前進)からU/DHVモード(前進)へ切り替えられる(図24のt3時点)。
本実施例では、図23のフローチャートに示すように、S30において第2回転機MG2の出力制限量Aが所定値A1より大きいと判定されると、S60で図22の走行モード切替マップに示すように第2走行モード選択領域S2が縮小されて第1走行モード選択領域S1が拡大されるので、例えば図19に示す走行モード切替マップが選択された場合に比較して、走行中において第2走行モードであるO/DHVモード(前進)が選択されるよりも第1走行モードであるU/DHVモード(前進)が選択され易くなる。このため、U/DHVモード(前進)はO/DHVモード(前進)に比べて出力軸24に伝達されるエンジン12のエンジン直達トルク(出力トルク)が大きいので、第2回転機MG2の出力制限量Aが大きい時にはその第2回転機MG2の出力制限量A分の要求駆動トルクTdをU/DHVモード(前進)でのエンジン12のエンジン直達トルクで好適に補うことができる。
上述のように、本実施例の動力伝達装置14の電子制御装置90によれば、第2回転機MG2の出力制限量Aが所定値A1より大きくなると、第1走行モード選択領域S1が拡大するので、第2回転機MG2の出力制限量Aが大きい時には、O/DHVモード(前進)を選択するよりもU/DHVモード(前進)を選択し易くなる。このため、U/DHVモード(前進)はO/DHVモード(前進)に比べて出力軸24に伝達されるエンジン12のエンジン直達トルクが大きいので、第2回転機MG2の出力制限量Aが大きい時にはその第2回転機MG2の出力制限量A分の要求駆動トルクTdをU/DHVモード(前進)でのエンジン12のエンジン直達トルクで好適に補うことができ、第2回転機MG2の出力制限量Aが大きくなった場合において運転者が要求する要求駆動トルクTdを好適に補うことができる。
また、本実施例の動力伝達装置14の電子制御装置90によれば、第2回転機MG2の出力制限量Aが所定値A1より大きくなると、第2走行モード選択領域S2を縮小して第1走行モード選択領域S1を拡大する。このため、第2回転機MG2の出力制限量Aが大きい時には、O/DHVモード(前進)を選択するよりもU/DHVモード(前進)を好適に選択し易くなる。
次に、本発明の他の実施例を説明する。尚、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。