JP6330613B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両に関し、より特定的には、内燃機関、第１および第２の回転電機の少なくともいずれかの出力を用いて走行する車両に関する。

内燃機関（エンジン）と第１および第２の回転電機（モータジェネレータ）との間に変速装置および動力分配装置が設けられた構成を有するハイブリッド車両が知られている。たとえば、国際公開第２０１４／０１３５５６号（特許文献１）に開示されるハイブリッド車両においては、キャリア、サンギヤ、およびリングギヤを有する遊星歯車機構が動力分配装置として用いられている。キャリアは、変速装置を介してエンジンと結合される。サンギヤは、第１の回転電機に結合される。リングギヤは、カウンタ軸に結合されており、このカウンタ軸に第２の回転電機および出力軸が接続されている。

特許文献１に開示される車両においては、第１モータおよび第２モータの両方の動力で走行する「両モータ走行モード」で走行する場合、変速装置の摩擦係合要素であるクラッチＣ１およびブレーキＢ１の双方に油圧を供給して係合させ、変速装置の各回転要素の回転を規制することによって動力分配装置のキャリアを停止状態に維持する。これにより、キャリアを支点として第１モータのトルクがリングギヤに伝達される。

国際公開第２０１４／０１３５５６号 特開２００８−２６５６００号公報 特開２００８−２６５５９８号公報

上述のように、特許文献１に開示される車両において両モータ走行モードで走行する場合には、クラッチＣ１およびブレーキＢ１の双方を係合するために、これら係合要素のトルク容量を増加させる必要がある。この場合、油圧回路のライン圧を調整するレギュレータバルブの制御、および、クラッチＣ１およびブレーキＢ１の同時係合を許可するためのフェールセーフバルブの制御が必要であり、これらの制御を独立したアクチュエータで行なうと、部品点数が多くなり、さらには制御構成が複雑となるため、コストの増加および機器サイズの増大を招いてしまうおそれがある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジンと第１および第２の回転電機との間に変速装置および動力分配装置が設けられたハイブリッド車両において、油圧回路のコンパクト化を図るとともにコストを低減することである。

本発明による車両は、内燃機関と、第１および第２の回転電機と、変速装置と、動力分配装置と、油圧回路と、油圧回路を制御するための制御装置とを備える。変速装置は、変速比を変更するための第１および第２の係合要素を含み、内燃機関の出力軸に結合される。動力分配装置は、第１および第２の回転電機の出力軸と変速装置の出力要素とに結合され、第１および第２の回転電機ならびに変速装置からの駆動力を駆動輪に伝達する。油圧回路は、第１および第２の係合要素に供給する油圧を制御する。油圧回路は、第１および第２の係合要素に供給するライン圧を調圧する第１のバルブ（レギュレータバルブ）と、第１および第２の係合要素の同時係合の許可と禁止とを切換える第２のバルブ（フェールセーフバルブ）と、第１および第２のバルブを動作させるための信号圧を調節する第３のバルブ（三方弁）とを含む。制御装置は、車両が内燃機関を停止した状態で第１および第２の回転電機の双方の駆動力を用いて走行する場合には、第３のバルブからの信号圧を調節することによって、ライン圧が増圧されるように第１のバルブを変位させるとともに、同時係合が許可される状態となるように第２のバルブを切換える。

このような構成とすることによって、エンジンと第１および第２の回転電機との間に変速装置および動力分配装置が設けられた車両において、第１および第２の回転電機のみの駆動力で走行する両モータ走行モードで走行するために、第１および第２の係合要素を同時係合させる場合に、第３のバルブ（三方弁）のみを駆動することによって、第１のバルブ（レギュレータバルブ）を変位させてライン圧を増大させるとともに、第２のバルブ（フェールセーフバルブ）を同時係合が可能な状態に切換えることができる。したがって、単一のアクチュエータの動作によって、ライン圧の増大と同時係合防止回路の切換えを実現できるので、部品点数を削減して油圧回路をコンパクト化し、コストを削減することが可能となる。

本発明によれば、エンジンと第１および第２の回転電機との間に変速装置および動力分配装置が設けられ、変速装置の２つの摩擦係合装置の同時係合が可能に構成されたハイブリッド車両において、油圧回路をコンパクト化するとともに、コストを低減することが可能となる。

本実施の形態に従う車両の全体構成を示す図である。 図１の油圧回路の詳細を示す図である。 三方弁のデューティ制御よるライン圧の特性を説明するための図である。 変速装置に含まれるクラッチＣ１およびブレーキＢ１の作動係合表を示す図である。 クラッチＣ１およびブレーキＢ１の係合状態とソレノイドバルブの励磁状態を示す図である。 変速装置がＬｏ側の場合のＨＶ走行モード中の共線図である。 変速装置がＨｉ側の場合のＨＶ走行モード中の共線図である。 単モータ走行モード中の共線図である。 両モータ走行モード中の共線図である。 走行モードの切換えにおけるフェールセーフバルブの作動制御を説明するためのフローチャートである。 変速動作実行時のフェールセーフバルブの作動制御を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［車両の基本構成］
図１は、本実施の形態による車両１の全体構成を示す図である。車両１は、エンジン１０と、第１モータジェネレータ（以下「第１ＭＧ」という）２０と、第２モータジェネレータ（以下「第２ＭＧ」という）３０と、第１ＭＧおよび第２のＭＧをそれぞれ駆動するためのインバータ２５，３５と、変速装置４０と、動力分配装置（遊星歯車装置）５０と、カウンタ軸（出力軸）７０と、差動装置８０と、駆動輪９０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００とを含む。

車両１は、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の少なくともいずれかの動力を用いて走行する、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式のハイブリッド車両である。なお、車両１の駆動方式は、ＦＦ方式に限定されず、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）方式であってもよい。また、車両１は、図示しない車載バッテリを外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド車両であってもよい。

エンジン１０は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン１０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＤＲＶにより制御される。

第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。第１ＭＧ２０の回転軸２１は、エンジン１０のクランク軸と同軸上に配置されている。第２ＭＧ３０の回転軸３１は、第１ＭＧ２０の回転軸２１と平行に配置される。カウンタ軸（出力軸）７０は、第１ＭＧ２０の回転軸２１および第２ＭＧ３０の回転軸３１と平行に配置される。

第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、インバータ２５，３５によってそれぞれ駆動される。インバータ２５はＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩ１によって制御され、図示しない車載バッテリからの直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ２０に供給する。同様に、インバータ３５はＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩ２によって制御され、バッテリからの直流電力を交流電力に変換して第２ＭＧ３０に供給する。なお、第２ＭＧ３０は、第１ＭＧ２０によって発電された電力によっても駆動される。

変速装置４０は、エンジン１０と動力分配装置（遊星歯車装置）５０との間に設けられ、エンジン１０の回転を変速して動力分配装置５０に出力する。変速装置４０は、サンギヤＳ１とピニオンギヤＰ１とリングギヤＲ１とキャリアＣＡ１とを含むシングルピニオン式の遊星歯車機構と、クラッチＣ１およびブレーキＢ１とを備える。

キャリアＣＡ１は、エンジン１０のクランク軸と連結される。ピニオンギヤＰ１は、サンギヤＳ１とリングギヤＲ１との間に配置され、サンギヤＳ１およびリングギヤＲ１とそれぞれ噛み合う。ピニオンギヤＰ１は、キャリアＣＡ１によって自転および公転可能に支持される。

サンギヤＳ１の回転速度、キャリアＣＡ１の回転速度（すなわちエンジン１０の回転速度）、リングギヤＲ１の回転速度は、後述の図６〜９に示すように、共線図上で直線で結ばれる関係（すなわち、いずれか２つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係）になる。

クラッチＣ１は、サンギヤＳ１とキャリアＣＡ１とを連結可能な油圧式の摩擦係合要素である。クラッチＣ１が係合されると、サンギヤＳ１とキャリアＣＡ１が連結される。クラッチＣ１が解放されると、サンギヤＳ１とキャリアＣＡ１とが切り離される。

ブレーキＢ１は、サンギヤＳ１の回転を規制（ロック）可能な油圧式の摩擦係合要素である。ブレーキＢ１が係合されると、サンギヤＳ１がギヤケース（車体）に固定されるため、サンギヤＳ１の回転が規制される。ブレーキＢ１が解放されると、サンギヤＳ１がギヤケース（車体）から切り離されるため、サンギヤＳ１の回転が許容される。

変速装置４０の変速比（入力要素であるキャリアＣＡ１の回転速度と出力要素であるリングギヤＲ１の回転速度との比、具体的にはキャリアＣＡ１の回転速度／リングギヤＲ１の回転速度）は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１の係合および解放の組合せに応じて切り替えられる。クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を解放すると、変速比が１．０（直結状態）となるローギヤ段Ｌｏが形成される。クラッチＣ１を解放しかつブレーキＢ１を係合すると、変速比が１．０よりも小さい値（たとえば０．７、いわゆるオーバードライブ状態）となるハイギヤ段Ｈｉが形成される。なお、クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を係合すると、サンギヤＳ１およびキャリアＣＡ１の回転が規制されるため、リングギヤＲ１の回転も規制される。

動力分配装置５０は、サンギヤＳ２とピニオンギヤＰ２とリングギヤＲ２とキャリアＣＡ２とを含むシングルピニオン式の遊星歯車装置である。動力分配装置５０のキャリアＣＡ２は、変速装置４０の出力要素であるリングギヤＲ１に連結され、リングギヤＲ１と一体的に回転する。

ピニオンギヤＰ２は、サンギヤＳ２とリングギヤＲ２との間に配置され、サンギヤＳ２およびリングギヤＲ２とそれぞれ噛み合う。ピニオンギヤＰ２は、キャリアＣＡ２によって自転および公転可能に支持される。

サンギヤＳ２は、第１ＭＧ２０の回転軸２１に連結される。リングギヤＲ２には、カウンタドライブギヤ５１が接続されている。カウンタドライブギヤ５１は、リングギヤＲ２と一体回転する、動力分配装置５０の出力ギヤである。

サンギヤＳ２の回転速度（すなわち第１ＭＧ２０の回転速度）、キャリアＣＡ２の回転速度、リングギヤＲ２の回転速度は、後述の図６〜９に示すように、共線図上で直線で結ばれる関係（すなわち、いずれか２つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係）になる。したがって、第１ＭＧ２０の回転速度を調整することによって、キャリアＣＡ２の回転速度とリングギヤＲ２との比を無段階に切り替えることができる。

カウンタ軸（出力軸）７０には、カウンタドリブンギヤ７１およびデフドライブギヤ７２が設けられる。カウンタドリブンギヤ７１は、動力分配装置５０のカウンタドライブギヤ５１と噛み合う。つまり、エンジン１０および第１ＭＧ２０の動力は、動力分配装置５０のカウンタドライブギヤ５１を介してカウンタ軸（出力軸）７０に伝達される。

なお、変速装置４０と動力分配装置５０とは、エンジン１０からカウンタ軸（出力軸）７０までの動力伝達経路上において直列に接続されている。そのため、エンジン１０の回転は、変速装置４０と動力分配装置５０とにおいて変速された後に、カウンタ軸（出力軸）７０に伝達される。

また、カウンタドリブンギヤ７１は、第２ＭＧ３０の回転軸３１に接続されたリダクションギヤ３２とも噛み合う。つまり、第２ＭＧ３０の動力は、リダクションギヤ３２を介してカウンタ軸（出力軸）７０に伝達される。

デフドライブギヤ７２は、差動装置８０のデフリングギヤ８１と噛み合っている。差動装置８０は、左右の駆動軸８２を介してそれぞれ左右の駆動輪９０と接続されている。つまり、カウンタ軸（出力軸）７０の回転は、差動装置８０を介して左右の駆動軸８２に伝達される。

車両１は、変速装置４０を駆動するための構成として、電動式オイルポンプ（以下「ＥＯＰ」ともいう）６１、機械式オイルポンプ（以下「ＭＯＰ」ともいう）６２、油圧回路２００を備える。

ＥＯＰ６１は、内部に設けられるモータ（以下「内部モータ」ともいう）によって駆動されて油圧を発生し、油圧回路２００に供給する。ＥＯＰ６１の内部モータは、ＥＣＵ３００からの制御信号によって制御される。したがって、ＥＯＰ６１は、エンジン１０の停止中も作動可能である。

ＭＯＰ６２は、エンジン１０の動力によって駆動されて油圧を発生し、油圧回路２００に供給する。したがって、エンジン１０が作動されるとＭＯＰ６２も駆動され、エンジン１０が停止されるとＭＯＰ６２も停止される。

油圧回路２００は、ＥＯＰ６１およびＭＯＰ６２の少なくとも一方から供給される油圧を元圧として、変速装置４０のクラッチＣ１、ブレーキＢ１に供給する油圧をそれぞれ調圧するソレノイドバルブを含む。油圧回路２００における各ソレノイドバルブは、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰｂＣ，ＰｂＢ，ＰｂＳによって制御される。

ＥＣＵ３００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力および各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

ＥＣＵ３００は、「ハイブリッド走行モード（以下「ＨＶ走行モード」という）」あるいは「モータ走行モード（以下「ＥＶ走行モード」という）」で車両１を走行させる。ＨＶ走行モードとは、エンジン１０および第２ＭＧ３０の動力で車両１を走行させる制御モードである。ＥＶ走行モードとは、エンジン１０を停止し、第１ＭＧ２０あるいは第２ＭＧ３０の少なくとも一方の動力で車両１を走行させる制御モードである。ＥＶ走行モード中においては、ＥＣＵ３００は、第２ＭＧ３０単独の動力で車両１を走行させる「単モータ走行モード」と、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の両方の動力で車両１を走行させる「両モータ走行モード」とを、ユーザの要求トルクなどに応じて選択的に切り替える。

［油圧回路の説明］
図２は、図１の油圧回路２００の詳細を示す図である。図２を参照して、油圧回路２００は、レギュレータバルブ２１０と、モジュレータバルブ２２０と、フェールセーフバルブ２３０と、リニアソレノイドＳＬＢ２４０，ＳＬＣ２５０と、三方弁（Ｓ１）２６０とを含む。

レギュレータバルブ２１０は、オイルパン６５からＥＯＰ６１またはＭＯＰ６２によって供給された油圧を調整して、ライン圧ＰＬとして各バルブに供給するためのバルブである。

モジュレータバルブ２２０は、ライン圧ＰＬを減圧して三方弁２６０の元圧を生成するためのバルブである。なお、モジュレータバルブ２２０は必須ではなく、ライン圧ＰＬを三方弁２６０の元圧としてもよい。

三方弁２６０は、ノーマリオープンタイプの電磁弁であり、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰｂＳによって制御され、モジュレータバルブ２２０からの油圧を元圧として、信号圧（ａ），（ｂ）として、それぞれフェールセーフバルブ２３０およびレギュレータバルブ２１０へ出力する。三方弁２６０が非通電状態の場合には、油路が開放状態とされ、信号圧（ａ），（ｂ）は高圧状態となる。一方、三方弁２６０が通電状態の場合には、油路が閉止状態とされ、信号圧（ａ），（ｂ）は低圧状態となる。なお、三方弁２６０は、開放状態と閉止状態とを切換えるものであってもよいが、たとえば、制御信号ＰｂＳにより通電電流をデューティ制御することによって、油路の開放量を連続的に変化させることがより好ましい。

ライン圧ＰＬは、三方弁２６０から供給される信号圧（ｂ）によってレギュレータバルブ２１０で調整される。信号圧（ｂ）が高い状態ではレギュレータバルブ２１０のスプールが図２の上方へ押し上げられるためライン圧ＰＬは高くなり（ブースト状態）、信号圧（ｂ）が低下するとスプールが押し下げられてライン圧ＰＬは低下する（非ブースト状態）。三方弁２６０がデューティ制御される場合には、図３の例に示されるように、ライン圧ＰＬはデューティ比が大きくなるにつれて連続的に低下する。

リニアソレノイドＳＬＢ２４０は、ブレーキＢ１を制御するための電磁弁であり、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰｂＢによって制御される。ＳＬＢ２４０は、ノーマリオープンタイプの電磁弁であり、非通電状態の場合にライン圧ＰＬをフェールセーフバルブ２３０へ供給してブレーキＢ１を係合させ、通電状態の場合にライン圧ＰＬの供給を停止してブレーキＢ１を解放する。

リニアソレノイドＳＬＣ２５０は、クラッチＣ１を制御するための電磁弁であり、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰｂＣによって制御される。ＳＬＣ２５０は、ノーマリクローズタイプの電磁弁であり、通電状態の場合にライン圧ＰＬをフェールセーフバルブ２３０およびクラッチＣ１へ供給してクラッチＣ１を係合させ、非通電状態の場合にライン圧ＰＬの供給を停止してクラッチＣ１を解放する。

フェールセーフバルブ２３０は、ブレーキＢ１とクラッチＣ１との同時係合を制御するためのバルブである。フェールセーフバルブ２３０内には、２つのスプール２３１，２３２が設けられている。

スプール２３１は、スプール２３２の動作を制限（固定）するために設けられており、三方弁２６０からの信号圧（ａ）が高くなると、図２の上方へ押し上げられ、スプール２３２が動作できないように固定する。一方、三方弁２６０からの信号圧（ａ）が低くなると、ライン圧ＰＬによってスプール２３１が押し下げられ、それによってスプール２３２が動作できるようになる。

ＳＬＢ２４０およびＳＬＣ２５０から油圧が供給されない状態では、スプール２３２はライン圧ＰＬとばねによって上方に押し上げられた状態となる。この状態では、ＳＬＢ２４０およびＳＬＣ２５０から油圧が供給されていないので、ブレーキＢ１およびクラッチＣ１ともに解放状態となる。

スプール２３２には、一方端（図２の上方側端部）にＳＬＢ２４０およびＳＬＣ２５０からの油圧の受圧部が設けられており、他方端（図２の下方側端部）にライン圧ＰＬの受圧部が設けられている。ＳＬＢ２４０およびＳＬＣ２５０からの油圧の受圧部の面積は、ライン圧ＰＬの受圧部の面積よりも狭く設定されている。そのため、三方弁２６０が通電状態（すなわち、信号圧（ａ）は低、ライン圧ＰＬは非ブースト状態）で、スプール２３１が下方に押し下げられた状態においては、ＳＬＢ２４０およびＳＬＣ２５０からの油圧の供給状態によってスプール２３２の状態が変化する。

より詳細には、ＳＬＢ２４０およびＳＬＣ２５０のいずれか一方の油圧が供給されている場合には、ライン圧ＰＬとばねにより作用する力のほうが大きくなるため、スプール２３２は図２の上方に位置することになる。この状態では、ＳＬＢ２４０から油圧が供給されている場合にはブレーキＢ１が係合状態とされ、ＳＬＣ２５０から油圧が供給されている場合にはクラッチＣ１が係合状態とされる。

ＳＬＢ２４０およびＳＬＣ２５０の双方から油圧が供給される場合には、ＳＬＢ２４０およびＳＬＣ２５０からの油圧により作用する力がライン圧ＰＬとばねによる力を上回るため、スプール２３２が押し下げられ、これによってブレーキＢ１への油路が遮断される。このように、三方弁２６０が通電状態でスプール２３１が下方に位置している場合に、ＳＬＢ２４０およびＳＬＣ２５０の双方から油圧が供給されると、クラッチＣ１のみが係合され、ブレーキＢ１とクラッチＣ１の同時係合が制限（禁止）される。

一方、三方弁２６０が非通電状態である場合（すなわち、信号圧（ａ）は高、ライン圧ＰＬはブースト状態）では、スプール２３１が押し上げられて、スプール２３２が上方の位置で固定状態とされる。そのため、ＳＬＢ２４０およびＳＬＣ２５０の双方から油圧が供給されても、ブレーキＢ１への油路が開放状態のままとされるので、ブレーキＢ１とクラッチＣ１の同時係合が可能となる。

このようなフェールセーフバルブ２３０を用いることによって、同時係合が必要とされないときに誤って同時係合が行なわれないようにブレーキＢ１への油路を切換えることができ、逆に同時係合が必要とされる場合には確実にブレーキＢ１への油路を開放することができる。

上記のように、ブレーキＢ１とクラッチＣ１とを同時係合させる場合には、係合力を確保するためにブレーキＢ１およびクラッチＣ１のトルク容量を増加（すなわち、ライン圧ＰＬを増大）させることが必要となるとともに、同時係合を許可するようにフェールセーフバルブ２３０を制御することが必要となる。

このようなレギュレータバルブ２１０の制御とフェールセーフバルブ２３０の制御とを個別の回路で構成した場合には、部品点数の増加によって、油圧回路自体のサイズが大きくなるとともに、コストの増大を招く可能性がある。

しかしながら、本実施の形態においては、三方弁２６０を用いることによって、レギュレータバルブ２１０とフェールセーフバルブ２３０の制御を、共通の単一のアクチュエータを用いて実現することができる。そのため、油圧回路のコンパクト化およびコストダウンが可能となる。

図４は、各走行モードにおける変速装置４０のクラッチＣ１およびブレーキＢ１の作動係合表を示す図である。図２において、「Ｃ１」、「Ｂ１」、「ＭＧ１」、「ＭＧ２」はそれぞれクラッチＣ１、ブレーキＢ１、第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０を示す。Ｃ１の欄およびＢ１の欄の丸（○）印は「係合」を示し、×印は「解放」を示し、三角（△）印はエンジンブレーキ時にクラッチＣ１およびブレーキＢ１のどちらか一方を係合することを示す。また、ＭＧ１の欄およびＭＧ２の欄の「Ｇ」はジェネレータとして動作させることを示し、「Ｍ」はモータとして動作させることを示す。

ＨＶ走行モードにおいては、ＥＣＵ３００は、車速に応じて変速装置４０の変速比を切り替える。中低速域で車両１を前進させる場合あるいは車両１を後進させる場合、ＥＣＵ３００は、クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を解放することで、ローギヤ段Ｌｏを形成する（後述の図６参照）。一方、高速域で車両１を前進させる場合、ＥＣＵ３００は、クラッチＣ１を解放しかつブレーキＢ１を係合することで、ハイギヤ段Ｈｉを形成する（後述の図７参照）。また、ＨＶ走行モードにおいては、ＥＣＵ３００は、第１ＭＧ２０をジェネレータとして動作させ、第２ＭＧ２０をモータとして動作させる。

ＨＶ走行モードでは、エンジン１０が作動しているため、ＭＯＰ６２も作動している。したがって、ＨＶ走行モードでは、主にＭＯＰ６２の油圧を用いてクラッチＣ１あるいはブレーキＢ１が係合される。

ＥＶ走行モードにおいては、ＥＣＵ３００は、上述したように、単モータ走行モードと両モータ走行モードとを選択的に切り替える。単モータ走行モードで車両１を駆動（前進あるいは後進）させる場合、ＥＣＵ３００は、クラッチＣ１を解放しかつブレーキＢ１を解放することで、変速装置４０をニュートラル状態（動力を伝達しない状態）とする。単モータ走行モードで車両１を制動する場合でかつエンジンブレーキが必要な場合、ＥＣＵ３００は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１のどちらか一方を係合する。これにより、駆動輪９０の回転がエンジン１０に伝達されることによってエンジン１０が回転させられる、いわゆるエンジンブレーキ状態となる。なお、単モータ走行モードにおいては、ＥＣＵ３００は、第１ＭＧ２０をジェネレータとして動作させ、第２ＭＧ２０をモータとして動作させる（後述の図８参照）。

一方、両モータ走行モードで車両１を駆動（前進あるいは後進）させる場合、ＥＣＵ３００は、クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を係合して変速装置４０のリングギヤＲ１の回転を規制（ロック）する。これにより、変速装置４０のリングギヤＲ１に連結された動力分配装置５０のキャリアＣＡ２の回転も規制（ロック）されるため、動力分配装置５０のキャリアＣＡ２が停止状態に維持される。そして、ＥＣＵ３００は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ２０をモータとして動作させる（後述の図９参照）。

ＥＶ走行モード（単モータ走行モードおよび両モータ走行モード）では、エンジン１０が停止しているため、ＭＯＰ６２も停止している。したがって、ＥＶ走行モードでは、ＥＯＰ６１の油圧を用いてクラッチＣ１あるいはブレーキＢ１が係合される。

図５は、ブレーキＢ１およびクラッチＣ１の係合状態とＳＬＢ２４０，ＳＬＣ２５０の通電状態とを示す図である。上述のように、ＳＬＢ２４０はノーマリオープンタイプの電磁弁であるので、ＳＬＢ２４０が非通電状態のときにブレーキＢ１係合され、ＳＬＢ２４０が通電状態のときにブレーキＢ１が解放される。一方、ＳＬＣ２４０はノーマリクローズタイプの電磁弁であるので、ＳＬＣ２５０が通電状態のときにクラッチＣ１係合され、ＳＬＣ２５０が非通電状態のときにクラッチＣ１が解放される。

［走行モードの説明］
図６〜９は、それぞれＨＶ走行モード中（Ｌｏ／Ｈｉ）、単モータ走行モード中、両モータ走行モード中の共線図である。図６〜９に示す「Ｓ１」、「ＣＡ１」、「Ｒ１」はそれぞれ変速装置４０のサンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、リングギヤＲ１を示し、「Ｓ２」、「ＣＡ２」、「Ｒ２」はそれぞれ動力分配装置５０のサンギヤＳ２、キャリアＣＡ２、リングギヤＲ２を示す。

図６を参照して、ＨＶ走行モード中の制御状態について説明する。なお、図６には、ローギヤ段Ｌｏで前進走行している場合が例示されている。ローギヤ段Ｌｏ形成時には、クラッチＣ１が係合され、ブレーキＢ１が解放される。そのため、回転要素Ｓ１，ＣＡ１，Ｒ１は一体となって回転する。これにより、変速装置４０のリングギヤＲ１も、キャリアＣＡ１と同じ回転速度で回転し、エンジン１０の回転は、同じ回転速度でリングギヤＲ１から動力分配装置５０のキャリアＣＡ２に伝達される。すなわち、変速装置４０のキャリアＣＡ１に入力されたエンジン１０のトルク（以下「エンジントルクＴｅ」という）は、変速装置４０のリングギヤＲ１から動力分配装置５０のキャリアＣＡ２に伝達される。なお、リングギヤＲ１から出力されるトルク（以下「変速部出力トルクＴｒ１」という）は、エンジントルクＴｅと同じ大きさである（Ｔｅ＝Ｔｒ１）。

動力分配装置５０のキャリアＣＡ２に伝達されたエンジン１０の回転は、サンギヤＳ２の回転速度（第１ＭＧ２０の回転速度）によって無段階に変速されて動力分配装置５０のリングギヤＲ２に伝達される。この際、ＥＣＵ３００は、第１ＭＧ２０をジェネレータとして動作させて、第１ＭＧ２０のトルク（以下「第１ＭＧトルクＴｍ１」という）を負方向に作用させる。これにより、キャリアＣＡ２に入力されたエンジントルクＴｅをリングギヤＲ２に伝達するための反力を第１ＭＧトルクＴｍ１が受け持つことになる。

リングギヤＲ２に伝達されたエンジントルクＴｅ（以下「エンジン伝達トルクＴｅｃ」という）は、カウンタドライブギヤ５１からカウンタ軸（出力軸）７０に伝達され、車両１の駆動力として作用する。

また、ＨＶ走行モードでは、ＥＣＵ３００は、第２ＭＧ３０をモータとして動作させる。第２ＭＧ３０のトルク（以下「第２ＭＧトルクＴｍ２」という）は、リダクションギヤ３２からカウンタ軸（出力軸）７０に伝達され、車両１の駆動力として作用する。つまり、ＨＶ走行モードでは、エンジン伝達トルクＴｅｃと第２ＭＧトルクＴｍ２とを用いて、車両１は走行する。

図７には、ハイギヤ段Ｈｉで前進走行している場合が例示されている。ハイギヤ段Ｈｉ形成時には、ブレーキＢ１が係合されるため、サンギヤＳ１の回転が規制される。これにより、変速装置４０のキャリアＣＡ１に入力されたエンジン１０の回転は、増速されて変速装置４０のリングギヤＲ１から動力分配装置５０のキャリアＣＡ２に伝達される。したがって、変速部出力トルクＴｒ１はエンジントルクＴｅよりも小さくなる（Ｔｅ＞Ｔｒ１）。

次に、図８を用いて、単モータ走行モード中の制御状態について説明する。単モータ走行モードでは、ＥＣＵ３００は、エンジン１０を停止し、第２ＭＧ３０をモータとして動作させる。そのため、単モータ走行モードでは、第２ＭＧトルクＴｍ２を用いて車両１は走行する。

この際、ＥＣＵ３００は、サンギヤＳ１の回転速度が０となるように第１ＭＧトルクＴｍ１をフィードバック制御する。そのため、サンギヤＳ１は回転しない。しかしながら、変速装置４０のクラッチＣ１およびブレーキＢ１は解放されているため、動力分配装置５０のキャリアＣＡ２の回転は規制されない。したがって、動力分配装置５０のリングギヤＲ２、キャリアＣＡ２および変速装置４０のリングギヤＲ１は、第２ＭＧ３０の回転に連動して、第２ＭＧ３０の回転方向と同じ方向に回転（空転）させられる。

一方、変速装置４０のキャリアＣＡ１は、エンジン１０が停止されていることによって、停止状態に維持される。変速装置４０のサンギヤＳ１は、リングギヤＲ１の回転に連動して、リングギヤＲ１の回転方向とは反対の方向に回転（空転）させられる。

図９を参照して、両モータ走行モード中における制御状態について説明する。両モータ走行モードでは、ＥＣＵ３００は、エンジン１０を停止し、変速装置４０のクラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を係合する。したがって、変速装置４０のサンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、リングギヤＲ１の回転が規制される。

変速装置４０のリングギヤＲ１の回転が規制されることで、動力分配装置５０のキャリアＣＡ２の回転も規制（ロック）される。この状態で、ＥＣＵ３００は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０をモータとして動作させる。具体的には、第２ＭＧトルクＴｍ２を正トルクとして第２ＭＧ３０を正回転させるとともに、第１ＭＧトルクＴｍ１を負トルクとして第１ＭＧ２０を負回転させる。

クラッチＣ１を係合してキャリアＣＡ２の回転を規制することで、第１ＭＧトルクＴｍ１は、キャリアＣＡ２を支点としてリングギヤＲ２に伝達される。リングギヤＲ２に伝達される第１ＭＧトルクＴｍ１（以下「第１ＭＧ伝達トルクＴｍ１ｃ」という）は、正方向に作用し、カウンタ軸（出力軸）７０に伝達される。そのため、両モータ走行モードでは、第１ＭＧ伝達トルクＴｍ１ｃと第２ＭＧトルクＴｍ２とを用いて、車両１は走行する。ＥＣＵ３００は、第１ＭＧ伝達トルクＴｍ１ｃと第２ＭＧトルクＴｍ２との合計によってユーザ要求トルクを満たすように、第１ＭＧトルクＴｍ１と第２ＭＧトルクＴｍ２との分担比率を調整する。

［フェールセーフバルブの制御］
次に、本実施の形態におけるフェールセーフバルブ２３０の具体的な制御方法について説明する。

（走行モード切換時）
図１０は、走行モードの切換えにおけるフェールセーフバルブの作動制御を説明するためのフローチャートである。図１０および後述する図１１に示すフローチャートは、ＥＣＵ３００に予め格納されたプログラムが、メインルーチンから所定周期で呼び出されて実行されることによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。

図１０を参照して、図４または図５で説明したように、ブレーキＢ１とクラッチＣ１とを同時係合させるのは、両モータ走行モードの場合のみである。ＥＣＵ３００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、エンジン１０を停止した状態で走行するモータ走行中（ＥＶ走行モード）であるか否かを判定する。

モータ走行中でない場合（Ｓ１００にてＮＯ）は、図４よりブレーキＢ１またはクラッチＣ１のいずれか一方が係合されるので、処理がＳ１３０に進められ、ＥＣＵ３００は、三方弁２６０を通電状態とする。これによって、フェールセーフバルブ２３０のスプール２３２を可動状態として同時係合防止回路が作動状態とされるとともに、ライン圧ＰＬが非ブースト状態とされる。

モータ走行中である場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）は、処理がＳ１１０に進められ、ＥＣＵ３００は、次に両モータ走行モードであるか否かを判定する。両モータ走行モードである場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１２０に進められて、ＥＣＵ３００は、三方弁２６０を非導通状態とすることによって、フェールセーフバルブ２３０のスプール２３２を固定して同時係合ができるようにするとともに、ライン圧ＰＬをブースト状態とする。この状態で、ＳＬＢ２４０を非通電状態とするとともにＳＬＣ２５０を通電状態とすることによって、ブレーキＢ１とクラッチＣ１の同時係合が行なわれる。

一方、両モータ走行モードでない場合、すなわち単モータ走行モードの場合（Ｓ１１０にてＮＯ）は、図４に示されるように、ブレーキＢ１およびクラッチＣ１の双方が解放状態、あるいはエンジンブレーキ時にはブレーキＢ１またはクラッチＣ１のいずれか一方のみが係合されるため、処理がＳ１３０に進められて、ＥＣＵ３００は、三方弁２６０を通電状態として同時係合防止回路を作動状態とする。

このような処理に従って制御することによって、走行モードに応じて、単一のアクチュエータである三方弁２６０のみを駆動することによって、同時係合の禁止／許可を切換えるとともに、ライン圧のブースト／非ブースト状態を切換えることができる。

（変速時）
フェールセーフバルブ２３０による同時係合の禁止／許可の切換制御は、走行モードだけでなく、変速装置４０の変速中にも切換えられる。これは、変速装置４０においてハイギア段とローギヤ段とを切換える場合の過渡期においては、ＳＬＢ２４０およびＳＬＣ２５０の切換タイミングによっては、フェールセーフバルブ２３０のスプール２３２が作動して、ブレーキＢ１への油路を遮断し、変速が中断することで変速ショックが大きくなる場合があるからである。

たとえば、エンジン１０を駆動したＨＶ走行モードにおいて変速装置４０をローギヤ段からハイギヤ段へ変速する場合、クラッチＣ１のみを係合した状態からブレーキＢ１のみを係合した状態とすることが必要である。このとき、ＳＬＣ２５０によりクラッチＣ１への油圧が徐々に減圧さればがら、ＳＬＢ２４０によりブレーキＢ１への油圧を徐々に増圧していくが、クラッチＣ１の減圧が遅れたり、ブレーキＢ１の増圧が早くなったりした場合には、同時係合防止のためのスプール２３２が押し下げられてしまい、ブレーキＢ１への油路が遮断される。そうすると、変速が中断されてしまうため変速ショックが大きくなることがある。

このように、フェールセーフバルブ２３０が可動状態において変速装置４０の変速動作を行なうと、ＳＬＣ２５０によるクラッチＣ１への油圧およびＳＬＢ２４０によるブレーキＢ１への油圧の増圧，減圧のタイミングによっては、所望外のタイミングで変速が中断または終了する状態が起こり得る。

そのため、本実施の形態においては、ＨＶ走行モードにおいて変速装置４０の変速動作を行なう場合に、ＳＬＢ２４０およびＳＬＣ２５０の切換えに先立ってブレーキＢ１とクラッチＣ１の同時係合ができるようにフェールセーフバルブ２３０を固定することで、相手側の油圧状態に制限されることなく、ＳＬＢ２４０およびＳＬＣ２５０の切換えを行なうことができる。これにより、クラッチトゥクラッチ変速のタイミング制御の自由度を向上させることができる。

図１１は、変速動作実行時のフェールセーフバルブの作動制御を説明するためのフローチャートである。

図１１を参照して、ＥＣＵ３００は、Ｓ２００にて、現在エンジン１０を駆動したＨＶ走行モードで走行中であるか否かを判定する。ＨＶ走行モードではなくＥＶ走行モードで走行している場合（Ｓ２００にてＮＯ）には、基本的には変速装置４０の変速は行われないので、以降の処理がスキップされて、処理がメインルーチンに戻される。

ＨＶ走行モードで走行している場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）は、処理がＳ２１０に進められて、ＥＣＵ３００は、変速装置４０が変速中であるか否かを判定する。変速装置４０が変速中である場合（Ｓ２１０にてＹＥＳ）は、処理がＳ２２０に進められて、ＥＣＵ３００は、三方弁２６０を非導通状態とすることによって、フェールセーフバルブ２３０のスプール２３２を固定して同時係合ができるようにするとともに、ライン圧ＰＬをブースト状態とする。そして、この状態において、ＳＬＢ２４０およびＳＬＣ２５０の切換動作を行なう。

変速動作が完了して通常走行に戻ると（Ｓ２１０にてＮＯ）、処理がＳ２３０に進められて、ＥＣＵ３００は、三方弁２６０を通電状態として同時係合防止回路を作動状態とする。これによって、走行中に誤ってブレーキＢ１とクラッチＣ１とが同時に係合することを防止できる。

以上のような処理に従って制御を行なうことによって、ＨＶ走行モードにおける変速装置の変速中のブレーキＢ１およびクラッチＣ１の動作タイミングの自由度を向上するとともに、変速完了後のブレーキＢ１およびクラッチＣ１の同時係合を防止することが可能となる。

なお、本実施の形態における「レギュレータバルブ」，「フェールセーフバルブ」，「三方弁」は、それぞれ本発明における「第１のバルブ」，「第２のバルブ」，「第３のバルブ」に対応する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 車両、１０ エンジン、２０，３０ モータジェネレータ、２１，３１ 回転軸、２５，３５ インバータ、３２ リダクションギヤ、４０ 変速装置、５０ 動力分配装置、５１ カウンタドライブギヤ、６５ オイルパン、７１ ドリブンギヤ、７２ ドライブギヤ、８０ 差動装置、８１ デフリングギヤ、８２ 駆動軸、９０ 駆動輪、２００ 油圧回路、２１０ レギュレータバルブ、２２０ モジュレータバルブ、２３０ フェールセーフバルブ、２３１，２３２ スプール、２４０，２５０ リニアソレノイド、２６０ 三方弁、３００ ＥＣＵ、Ｂ１ ブレーキ、Ｃ１ クラッチ、ＣＡ１，ＣＡ２ キャリア、Ｐ１，Ｐ２ ピニオンギヤ、Ｒ１，Ｒ２ リングギヤ、Ｓ１，Ｓ２ サンギヤ。

Claims (1)

1. 車両であって、
   内燃機関と、
   第１および第２の回転電機と、
   変速比を変更するための第１および第２の係合要素を含み、前記内燃機関の出力軸に結合された変速装置と、
   前記第１および第２の回転電機の出力軸と前記変速装置の出力要素とに結合され、前記第１および第２の回転電機ならびに前記変速装置からの駆動力を駆動輪に伝達する動力分配装置と、
   前記第１および第２の係合要素に供給する油圧を制御する油圧回路と、
   前記油圧回路を制御するための制御装置とを備え、
   前記油圧回路は、
   前記第１および第２の係合要素に供給するライン圧を調圧する第１のバルブと、
   前記第１および第２の係合要素の同時係合の許可と禁止とを切換える第２のバルブと、
   前記第１および第２のバルブを動作させるための信号圧を調節する第３のバルブとを含み、
   前記制御装置は、前記第３のバルブからの信号圧を調節することによって、前記ライン圧が増圧されるように前記第１のバルブを変位させるとともに、前記同時係合が許可される状態となるように前記第２のバルブを切換える、車両。

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