JP6052343B2 - 車両用ハイブリッド駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は車両用ハイブリッド駆動装置に係り、特に、ＥＶ走行モード、シリーズＨＥＶ走行モード、およびパラレルＨＥＶ走行モードを有する車両用ハイブリッド駆動装置の改良に関するものである。

エンジンを駆動力伝達経路から切り離して第２回転機のみを駆動力源として用いて走行できるＥＶ（Electric Vehicle；電気自動車）走行モード、駆動力伝達経路から切り離された前記エンジンで第１回転機を回転駆動して発電しながら前記第２回転機のみを駆動力源として用いて走行できるシリーズＨＥＶ(Hybrid Electric Vehicle；ハイブリッド式電気自動車) 走行モード、前記エンジンを駆動力伝達経路に接続してそのエンジンと前記第１回転機および前記第２回転機の少なくとも一方とを駆動力源として用いて走行できるパラレルＨＥＶ走行モードが、要求駆動力および車速の少なくとも一方に基づいて定められたモード切換条件に従って選択される車両用ハイブリッド駆動装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００９−２７４５６６号公報

しかしながら、従来の車両用ハイブリッド駆動装置は、運転者が例えば動力性能を重視したパワーモード等を選択している場合でもモード切換条件は変化せず、ＥＶ走行時に大きくアクセル操作しても、シリーズＨＥＶ走行モードを経てからパラレルＨＥＶ走行モードへ移行するため、パラレルＨＥＶ走行モードで大きな駆動力が得られるようになるまでに時間が掛かり、必ずしも十分に満足できるドラビリ性能が得られなかった。特に、シリーズＨＥＶ走行モードとなってエンジンが始動されても、パラレルＨＥＶ走行モードになるまではエンジンの駆動力が得られないため、運転者に違和感を生じさせる恐れがある。また、燃費を重視したエコモード等を選択した場合も、予め定められたモード切換条件に従ってパラレルＨＥＶ走行モードになると、車速等によってエンジンの運転点（回転速度およびトルク）が制約されるため、運転者の意図通りの燃費向上効果が得られないことがあった。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、動力性能重視や燃費重視等の運転者の意図に応じてＥＶ走行モード、シリーズＨＥＶ走行モード、およびパラレルＨＥＶ走行モードが適切に切り換えられるようにすることにある。

かかる目的を達成するために、第１発明は、エンジンを駆動力伝達経路から切り離して第２回転機のみを駆動力源として用いて走行できるＥＶ走行モード、駆動力伝達経路から切り離された前記エンジンで第１回転機を回転駆動して発電しながら前記第２回転機のみを駆動力源として用いて走行できるシリーズＨＥＶ走行モード、前記エンジンを駆動力伝達経路に接続してそのエンジンと前記第１回転機および前記第２回転機の少なくとも一方とを駆動力源として用いて走行できるパラレルＨＥＶ走行モードが、要求駆動力および車速の少なくとも一方に基づいて定められたモード切換条件に従って選択される車両用ハイブリッド駆動装置において、(a) 前記モード切換条件は、前記ＥＶ走行モードが選択される範囲、前記パラレルＨＥＶ走行モードが選択される範囲、および前記シリーズＨＥＶ走行モードが選択される範囲が、前記要求駆動力および車速の少なくとも一方に基づいて別々の範囲に定められており、(b) そのモード切換条件に従って前記シリーズＨＥＶ走行モードが選択される範囲が運転者の意図に応じて変更されることを特徴とする。
第２発明は、第１発明の車両用ハイブリッド駆動装置において、前記ＥＶ走行モードが選択される範囲を変えることなく前記シリーズＨＥＶ走行モードが選択される範囲が運転者の意図に応じて変更されることを特徴とする。
第３発明は、第１発明または第２発明の車両用ハイブリッド駆動装置において、前記モード切換条件は、前記ＥＶ走行モードが選択される範囲と前記パラレルＨＥＶ走行モードが選択される範囲との間の中間の範囲で前記シリーズＨＥＶ走行モードが選択されるように定められていることを特徴とする。

第４発明は、第１発明〜第３発明の何れかの車両用ハイブリッド駆動装置において、運転者が動力性能を重視した走行を望んでいる場合は、通常よりも前記シリーズＨＥＶ走行モードが選択される範囲が狭められることを特徴とする。

第５発明は、第４発明の車両用ハイブリッド駆動装置において、(a) 前記モード切換条件は、少なくとも前記要求駆動力に基づいて定められ、その要求駆動力の増大に伴って前記ＥＶ走行モードから前記シリーズＨＥＶ走行モード、前記パラレルＨＥＶ走行モードが選択されるように設定されており、(b) 運転者が動力性能を重視した走行を望んでいる場合は、前記シリーズＨＥＶ走行モードが選択される前記要求駆動力の範囲の上限が通常よりも低くされることを特徴とする。

第６発明は、第１発明〜第５発明の何れかの車両用ハイブリッド駆動装置において、運転者が燃費を重視した走行を望んでいる場合は、通常よりも前記シリーズＨＥＶ走行モードが選択される範囲が広くされることを特徴とする。

第７発明は、第６発明の車両用ハイブリッド駆動装置において、前記モード切換条件は、少なくとも前記車速に基づいて定められ、その車速の上昇に伴って前記ＥＶ走行モードから前記シリーズＨＥＶ走行モード、前記パラレルＨＥＶ走行モードが選択されるように設定されていることを特徴とする。

このような車両用ハイブリッド駆動装置においては、モード切換条件に従ってシリーズＨＥＶ走行モードが選択される範囲が運転者の意図に応じて変更されるため、運転者の意図に合致したドラビリ性能や燃費性能などが得られるようになる。例えば第４発明では、運転者が動力性能を重視した走行を望んでいる場合にシリーズＨＥＶ走行モードが選択される範囲が通常よりも狭められるため、ＥＶ走行モードからパラレルＨＥＶ走行モードへ速やかに移行するようになり、ドラビリ性能が向上するとともに、エンジン始動後に速やかにそのエンジンによる駆動力が得られるようになって運転者に違和感を生じさせることがない。特に、第５発明のようにシリーズＨＥＶ走行モードが選択される要求駆動力の範囲の上限が通常よりも低くされると、それだけ小さい要求駆動力（アクセル操作量など）でパラレルＨＥＶ走行モードへ移行するため、優れたドラビリ性能が得られるようになる。

また、第６発明では、運転者が燃費を重視した走行を望んでいる場合にシリーズＨＥＶ走行モードが選択される範囲が通常よりも広くされるため、シリーズＨＥＶ走行モードで走行する時間や機会が多くなり、車速に影響されることなくエンジンを最適な運転点で作動させることが可能で、燃費が向上する。

本発明の一実施例である車両用ハイブリッド駆動装置の概略構成図で、走行モードを切り換える制御系統を併せて示した図である。 図１の前後進切換装置の一例を示す骨子図である。 ＥＶ走行モード、シリーズＨＥＶ走行モード、およびパラレルＨＥＶ走行モードを切り換えるモード切換マップの一例を示す図である。 図１の車両用ハイブリッド駆動装置の各種の走行モードと各部の作動状態を説明する図である。 図１のモード切換条件設定手段の作動を具体的に説明するフローチャートである。 本発明が好適に適用される車両用ハイブリッド駆動装置の別の例を示す概略構成図である。 本発明が好適に適用される車両用ハイブリッド駆動装置の更に別の例を説明する図で、(a) は概略構成図、(b) は複数の走行モードと各部の作動状態を示す図である。 本発明が好適に適用される車両用ハイブリッド駆動装置の更に別の例を説明する図で、(a) は概略構成図、(b) は複数の走行モードと各部の作動状態を示す図である。

前記エンジンは、燃料の燃焼によって動力を発生する内燃機関などである。回転機は回転電気機械のことで、具体的には発電機、電動モータ、或いはそれ等の機能が択一的に得られるモータジェネレータであるが、ＥＶ走行モードおよびシリーズＨＥＶ走行モードで駆動力源として用いられる第２回転機は少なくとも電動モータとしての機能が要求され、電動モータまたはモータジェネレータが用いられる。シリーズＨＥＶ走行モードで発電する第１回転機は、少なくとも発電機としての機能が要求されるが、パラレルＨＥＶ走行モードで駆動力源として用いられる場合は電動モータとしての機能も有するモータジェネレータが用いられる。

ＥＶ走行モードおよびシリーズＨＥＶ走行モードでは、動力伝達を接続遮断できるクラッチや自動変速機等の断接装置によってエンジンが駆動力伝達経路から切り離されるが、パラレルＨＥＶ走行モードでは、その断接装置によってエンジンが駆動力伝達経路に接続され、エンジンを駆動力源として用いて走行することが可能となる。このパラレルＨＥＶ走行モードは、常にエンジンと第１回転機および第２回転機の少なくとも一方とを駆動力源として用いて走行する場合でも良いが、例えば応答性に優れた回転機をアシスト的に用いる場合であっても良い。すなわち、パラレルＨＥＶ走行モードでは、エンジンおよび第１回転機、第２回転機の少なくとも一方が動力伝達経路に接続されており、エンジンと第１回転機および第２回転機の少なくとも一方とを駆動力源として用いて走行する狭義のパラレルＨＥＶ走行モードの他、エンジンのみを駆動力源として用いて走行するエンジン走行モードや、エンジンと第１回転機および第２回転機の何れか一方とを駆動力源として用いて走行するとともに第１回転機および第２回転機の他方を発電制御して発電するシリーズパラレルＨＥＶ走行モード等を含んでいても良い。言い換えれば、エンジンが常に駆動力源として用いられ、第１回転機および第２回転機の少なくとも一方が常に或いはアシスト的に駆動力源として用いられるようになっておれば良い。

モード切換条件は、要求駆動力および車速の少なくとも一方に基づいて定められ、例えば要求駆動力および車速をパラメータとする二次元のモード切換マップ等が設定される。一般に、低要求駆動力、低車速側ではＥＶ走行モードが選択され、要求駆動力や車速が増大するに従ってシリーズＨＥＶ走行モード、パラレルＨＥＶ走行モードが選択されるように定められる。回転機に電力供給するバッテリのＳＯＣ（蓄電残量）や温度等の他の条件を加えて走行モードを切り換えることもできる。上記要求駆動力は、運転者によって操作されるアクセル操作量で置き換えることもできるが、オートクルーズ制御時等のアクセル操作以外の駆動力要求も含む。

上記モード切換条件は運転者の意図に応じて変更されるが、これはパワーモードやエコモードなど動力性能や燃費性能に関係する選択操作部材が運転者によって操作された場合の他、自動変速機を有する場合に手動操作で変速できるシーケンャルモードやマニュアルモードが選択された場合、或いはＬレンジや２レンジ等の低速レンジが選択された場合に、動力性能重視と判断してモード切換条件を変更しても良い。アクセル操作量の変化率、アクセルペダルやブレーキペダルの操作傾向、車速の加減速度等の運転者の運転嗜好に基づいて、動力性能重視か燃費重視かを判断してモード切換条件を変更することもできる。また、シリーズＨＥＶ走行モードを禁止する選択スイッチを設け、その選択スイッチが操作された場合にはシリーズＨＥＶ走行モードを禁止し、ＥＶ走行モードとパラレルＨＥＶ走行モードとの間で直接切り換えるようにしても良い。シリーズＨＥＶ走行モードが選択される範囲の変更は、シリーズＨＥＶ走行モードの選択範囲が無くなるような変更を含み、動力性能重視の場合にシリーズＨＥＶ走行モードの選択範囲を無くして、その範囲をパラレルＨＥＶ走行モードにすることも可能である。

上記モード切換条件は、例えば動力性能重視、燃費重視、およびそれ等の中間のノーマルの３段階で変化させることができるが、２段階、或いは４段階以上で変化させることもできるし、連続的に変化させることも可能である。

第４発明でシリーズＨＥＶ走行モードが選択される範囲を狭める方法としては、例えばモード切換条件が要求駆動力および車速をパラメータとして定められている場合に、その要求駆動力や車速の上限を通常よりも低くするようにしても良いし、それ等の下限を高くしても良く、両方行うようにしても良い。第１発明の実施に際しては、例えばシリーズＨＥＶ走行モードが選択される範囲を全体的に、すなわち選択範囲の上限および下限を共に、低要求駆動力側、或いは低車速側へずらすようにしても良いなど、種々の態様が可能である。

第５発明では、動力性能重視の場合に、パラレルＨＥＶ走行モードが選択される範囲が広くなるように、シリーズＨＥＶ走行モードが選択される要求駆動力の範囲の上限が通常よりも低くされるが、モード切換条件が要求駆動力および車速をパラメータとして定められている場合に、車速側についてもその上限を通常よりも低くするようにしても良い。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例である車両用ハイブリッド駆動装置１０の概略構成図で、エンジン１２と、エンジン１２のクランク軸１４に連結された第１モータジェネレータＭＧ１と、中間軸１６を介して第１モータジェネレータＭＧ１に連結されるとともに入力軸１８を介して自動変速機２０に連結された前後進切換装置２２と、自動変速機２０の出力軸２４と第１歯車２５との間に設けられて動力伝達を接続遮断する発進クラッチ２６と、第１歯車２５と噛み合う第２歯車２８が設けられたカウンタシャフト３０と、カウンタシャフト３０に連結された第２モータジェネレータＭＧ２と、カウンタシャフト３０に設けられた第３歯車３２と、その第３歯車３２と噛み合う第４歯車３４が設けられた差動歯車装置３６と、差動歯車装置３６に左右の車軸３８Ｌ、３８Ｒを介して連結された左右の前駆動輪４０Ｌ、４０Ｒとを備えている。エンジン１２は、燃料の燃焼で動力を発生する内燃機関にて構成されており、第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２はそれぞれ電動モータおよび発電機として用いることができるものである。本実施例では第１モータジェネレータＭＧ１が第１回転機に相当し、第２モータジェネレータＭＧ２が第２回転機に相当する。

上記前後進切換装置２２は、例えば図２に示すように、ダブルピニオン型の遊星歯車装置４２、前進クラッチＣ１、および後進ブレーキＢ１を備えて構成される。具体的には、遊星歯車装置４２のサンギヤは前記中間軸１６に連結され、キャリアは入力軸１８に連結されるとともに前進クラッチＣ１を介して中間軸１６に選択的に連結されるようになっており、リングギヤは後進ブレーキＢ１を介して選択的に回転不能に固定される。そして、前進クラッチＣ１および後進ブレーキＢ１が共に解放されると、中間軸１６と入力軸１８との間の動力伝達が遮断され、前進クラッチＣ１が接続されるとともに後進ブレーキＢ１が解放されると、中間軸１６の回転をそのまま入力軸１８に伝達する前進駆動状態となり、前進クラッチＣ１が解放されるとともに後進ブレーキＢ１が固定されると、中間軸１６の回転を逆転させて入力軸１８に伝達する後進駆動状態となる。前進クラッチＣ１や後進ブレーキＢ１は、例えば油圧式の摩擦係合装置によって構成される。なお、シングルピニオン型の遊星歯車装置を用いて構成することもできるなど種々の態様が可能である。

自動変速機２０は、本実施例ではベルト式無段変速機が用いられており、入力側プーリおよび出力側プーリを備えている。入力側プーリは、前記エンジン１２、第１モータジェネレータＭＧ１、および前後進切換装置２２と同心に配設されており、出力側プーリは、前記発進クラッチ２６および第１歯車２５と同心に配設されている。発進クラッチ２６は油圧式の摩擦係合装置で、出力軸２４と第１歯車２５との間の動力伝達を接続遮断する断接装置に相当する。なお、動力伝達を遮断するニュートラルが可能な前後進切換装置２２を断接装置として用いることもできる。

以上のように構成された車両用ハイブリッド駆動装置１０は、駆動力源を切り換えて複数の走行モードで走行するハイブリッド制御や前記自動変速機２０の変速制御を行う電子制御装置５０を備えている。電子制御装置５０はマイクロコンピュータを備えて構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うもので、アクセル操作量センサ５２、車速センサ５４、モード選択スイッチ５６、およびＳＯＣセンサ５８からそれぞれアクセルペダルの操作量であるアクセル操作量θacc 、車速Ｖ、選択モード、および第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２の電源であるバッテリ６０のＳＯＣ（蓄電残量）を表す信号が供給される。この他、図示は省略するが、エンジン１２の回転速度や第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度も回転速度センサによってそれぞれ検出されるなど、各種の制御に必要な種々の情報がセンサ等から供給されるようになっている。

モード選択スイッチ５６は、インストルメントパネルやステアリングホイール等に設けられて走行性能重視のパワーモードか燃費重視のエコモードかを運転者が選択する選択操作部材であり、パワーモードおよびエコモードの何れかを択一的に選択でき、何れも選択されない場合はノーマルモードとなる。前記自動変速機２０は、パワーモードかエコモードかにより予め定められた異なる変速条件、例えば車速Ｖに対する目標入力回転速度が比較的高回転（ローギヤ側）に維持されるようにするパワーパターン、または車速Ｖに対する目標入力回転速度が比較的低回転（ハイギヤ側）となるようにするエコパターンに従って変速制御が行われる。また、ＳＯＣは、例えばバッテリ６０の充電量および放電量を逐次計算することによって求められる。

電子制御装置５０は、基本的にハイブリッド制御手段７０および変速制御手段８０を機能的に備えている。変速制御手段８０は、エンジン１２が駆動力源として用いられるパラレルＨＥＶ走行時に自動変速機２０の変速制御を行うもので、例えばアクセル操作量θacc 等の要求駆動力や車速Ｖをパラメータとして予め定められた目標入力回転速度マップに従って入力回転速度が変化するようにプーリ幅を調整し、これにより変速比γが制御される。

ハイブリッド制御手段７０は、図４に示す複数種類の走行モードを切り換えて走行するもので、走行モード切換手段７２およびモード切換条件設定手段７４を機能的に備えている。図４のＥＶ走行モードは、発進クラッチ２６を遮断状態としてエンジン１２を駆動力伝達経路から切り離し、第２モータジェネレータＭＧ２を力行制御して前進または後進走行する。シリーズＨＥＶ走行モードは、発進クラッチ２６を遮断状態としてエンジン１２を駆動力伝達経路から切り離した状態で、そのエンジン１２を作動させて第１モータジェネレータＭＧ１を回転駆動するとともに、その第１モータジェネレータＭＧ１を発電制御（回生制御ともいう）しながら、ＥＶ走行モードと同様に第２モータジェネレータＭＧ２を力行制御して前進または後進走行する。第１モータジェネレータＭＧ１によって得られた電力は、第２モータジェネレータＭＧ２に供給され、或いはバッテリ６０の充電に用いられる。上記力行制御はモータジェネレータを電動モータとして用いることを意味し、発電制御はモータジェネレータを発電機として用いることを意味する。

パラレルＨＥＶ走行モードは、発進クラッチ２６を接続してエンジン１２を駆動力伝達経路に接続することにより、そのエンジン１２や第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２を駆動力源として用いて走行できるモードで、３種類のサブモードを備えている。１番上のサブモード１（狭義のパラレルＨＥＶ走行モード）では、エンジン１２を作動させるとともに第１モータジェネレータＭＧ１を力行制御することにより、それ等のエンジン１２および第１モータジェネレータＭＧ１を駆動力源として用いて走行し、第２モータジェネレータＭＧ２のトルクは０でフリー回転させられる。第１モータジェネレータＭＧ１の代わりに第２モータジェネレータＭＧ２を力行制御しても良いし、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２を両方共に力行制御して駆動力を発生させるようにしても良い。２番目のサブモード２（シリーズパラレルＨＥＶ走行モード）では、エンジン１２を作動させるとともに第２モータジェネレータＭＧ２を力行制御することにより、それ等のエンジン１２および第２モータジェネレータＭＧ２を駆動力源として用いて走行する一方、第１モータジェネレータＭＧ１を発電制御する。第１モータジェネレータＭＧ１によって得られた電力は、第２モータジェネレータＭＧ２に供給され、或いはバッテリ６０の充電に用いられる。このサブモード２では、第１モータジェネレータＭＧ１を力行制御して駆動力源として用いるとともに、第２モータジェネレータＭＧ２を発電制御するようにしても良い。３番目のサブモード３（エンジン走行モード）では、エンジン１２を作動させてそのエンジン１２のみを駆動力源として用いて走行するモードであり、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２は何れもトルクが０とされてフリー回転させられる。

上記サブモード１（狭義のパラレルＨＥＶ走行モード）は、サブモード３（エンジン走行モード）に比較して大きな駆動力を発生させることができ、例えばアクセル操作量θacc が急増した加速要求時や高速走行時等にアシスト的に第１モータジェネレータＭＧ１が力行制御されることにより、サブモード３からサブモード１へ速やかに切り換えられる。サブモード２（シリーズパラレルＨＥＶ走行モード）もサブモード１と同様に実施されるが、バッテリ６０のＳＯＣが比較的多い場合にサブモード１が実行され、ＳＯＣが比較的少ない場合はサブモード２が実行される。これ等のパラレルＨＥＶ走行モードでは、前後進切換装置２２により図示しないシフトレバーの操作位置に応じて前進駆動状態と後進駆動状態とが切り換えられる。

この他、アクセル操作量θacc が略０のアクセルＯＦＦの減速走行時には減速走行モードを実施する。この減速走行モードは、発進クラッチ２６を遮断状態としてエンジン１２を駆動力伝達経路から切り離し、第２モータジェネレータＭＧ２を発電制御することにより、発電制御による回転抵抗で車両に制動力を作用させるとともに発生した電気エネルギーでバッテリ６０を充電する。また、例えばエンジン走行中（サブモード３）に第１モータジェネレータＭＧ１を発電制御してバッテリ６０を充電するなど、更に別の走行モードが設けられても良い。

図１に戻って、前記走行モード切換手段７２は、モード切換条件設定手段７４によって設定されたモード切換条件に従って上記複数種類の走行モードを切り換えて走行する。モード切換条件は、図３に示すようにアクセル操作量θacc 等の要求駆動力および車速Ｖをパラメータとする２次元のモード切換マップとして予め設定されており、ＥＳ切換線よりも低要求駆動力、低車速側がＥＶ走行モードで走行するＥＶ領域で、ＳＰ１〜ＳＰ３切換線とＥＳ切換線との間がシリーズＨＥＶ走行モードで走行するシリーズＨＥＶ領域で、そのＳＰ１〜ＳＰ３切換線よりも高要求駆動力、高車速側がパラレルＨＥＶ走行モードで走行するパラレルＨＥＶ領域とされている。これ等の切換線には、僅かな車速変化や要求駆動力変化で走行モードが頻繁に切り換わることを防止するためにヒステリシスが設けられる。モード切換条件設定手段７４は、シリーズＨＥＶ領域とパラレルＨＥＶ領域との境界のＳＰ１〜ＳＰ３切換線を運転者の意図に応じて変更するもので、図５のフローチャートに従って信号処理を実行する。

図５のステップＳ１では、運転者の意図が動力性能を重視した走行を望んでいるか否かを判断する。具体的には、前記モード選択スイッチ５６によってパワーモードが選択されている場合は、動力性能を重視した走行を望んでいると判断する。この他、自動変速機２０の変速比γを手動操作で切り換えことができるシーケンャルモードやマニュアルモードが選択されている場合、或いはアクセル操作量θacc の変化率（増加率）が大きい場合など、運転者の運転状態からも動力性能を重視した走行を望んでいるか否かを判断する。そして、動力性能を重視した走行を望んでいると判断されると、ステップＳ３を実行し、図３に一点鎖線で示すＳＰ２切換線を設定する。

ステップＳ１の判断がＮＯ（否定）の場合、すなわち運転者の意図が動力性能を重視した走行を望んでいない場合は、ステップＳ２を実行し、運転者が燃費を重視した走行を望んでいるか否かを判断する。具体的には、前記モード選択スイッチ５６によってエコモードが選択されている場合は、燃費を重視した走行を望んでいると判断する。この他、アクセルペダルやブレーキペダルの操作傾向、車速の加減速度など、運転者の運転状態からも燃費を重視した走行を望んでいるか否かを判断する。そして、燃費を重視した走行を望んでいると判断されると、ステップＳ４を実行し、図３に点線で示すＳＰ３切換線を設定する。また、ステップＳ２の判断がＮＯの場合、すなわち運転者の意図が動力性能重視および燃費重視の何れも望んでいると判断できない場合は、ステップＳ５を実行し、図３に実線で示すノーマル（通常値）のＳＰ１切換線を設定する。

ここで、動力性能を重視した走行を望んでいると判断された場合に設定されるＳＰ２切換線は、図３に白抜き矢印Ａで示すように、シリーズＨＥＶ走行モードが選択される要求駆動力の範囲の上限がノーマルのＳＰ１切換線よりも低下させられ、そのＳＰ１切換線の場合に比較してシリーズＨＥＶ領域が狭くされる。このようにシリーズＨＥＶ領域が低要求駆動力側へ狭められると、その分だけ大きな駆動力を発生させることができるパラレルＨＥＶ領域が拡張されるとともに、ＥＶ走行モードからパラレルＨＥＶ走行モードへ速やかに移行するようになり、アクセルペダルを踏込み操作した時のドラビリ性能が向上する。

上記ＳＰ２切換線は、中間車速域Ｖ１〜Ｖ２でＥＳ切換線と略一致させられてシリーズＨＥＶ領域が部分的に消滅し、ＥＶ領域とパラレルＥＶ領域とが接している。この場合、ＥＶ走行モードからパラレルＨＥＶ走行モードへ移行する際には、例えば発進クラッチ２６のトルク（係合油圧）の調整でアウトプットの慣性によりエンジン１２をクランキングし、燃料噴射および点火によりエンジン１２を始動させた後、発進クラッチ２６を完全係合させることにより、パラレルＨＥＶ走行モードへ速やかに切り換えることができる。車速Ｖ１よりも低車速側では、エンジン１２をクランキングできるようなアウトプットからの慣性が得られないため、シリーズＨＥＶ領域を少しだけ残し、要求駆動力が増加してシリーズＨＥＶ領域に達したら、第１モータジェネレータＭＧ１によりエンジン１２をクランキングして始動する通常のエンジン始動制御でシリーズＨＥＶ走行モードへ移行する。また、その後、ＳＰ２切換線を超えたら発進クラッチ２６の前後の回転が略一致するように、エンジン１２や第１モータジェネレータＭＧ１により同期制御を行ってその発進クラッチ２６を接続し、パラレルＨＥＶ走行モードへ移行する。車速Ｖ２よりも高車速側の領域も、車速Ｖ１より低車速側と同様にＥＶ走行モードからシリーズＨＥＶ走行モードへ移行し、更にパラレルＨＥＶ走行モードへと段階的に移行する。

一方、燃費を重視した走行を望んでいると判断された場合に設定されるＳＰ３切換線は、図３に白抜き矢印Ｂで示すように、シリーズＨＥＶ走行モードが選択される車速Ｖの範囲の上限がノーマルのＳＰ１切換線よりも高くされ、そのＳＰ１切換線の場合に比較してシリーズＨＥＶ領域が広くされる。このようにシリーズＨＥＶ領域が高車速側へ拡張されると、その分だけパラレルＨＥＶ領域が狭くなり、燃費が向上する。すなわち、シリーズＨＥＶ走行モードでは、第１モータジェネレータＭＧ１で発電するためにエンジン１２が作動させられるが、発進クラッチ２６が遮断されてエンジン１２が駆動力伝達経路から切り離されていることから、そのエンジン１２を最も効率の良い運転点で作動させることができるのに対し、パラレルＨＥＶ走行モードでは、発進クラッチ２６が接続されてエンジン１２の運転点が車速Ｖ等に応じて制約されるため、燃費が悪くなるのである。

このように、本実施例の車両用ハイブリッド駆動装置１０においては、モード切換条件に従ってシリーズＨＥＶ走行モードが選択される範囲が運転者の意図に応じて変更されるため、運転者の意図に合致したドラビリ性能や燃費性能などが得られるようになる。

具体的には、運転者が動力性能を重視した走行を望んでいる場合、シリーズＨＥＶ走行モードが選択される範囲がノーマル時のＳＰ１切換線からＳＰ２切換線に変更されてノーマル時よりも狭められるため、ＥＶ走行モードからパラレルＨＥＶ走行モードへ速やかに移行するようになり、ドラビリ性能が向上するとともに、エンジン始動後に速やかにそのエンジン１２による駆動力が得られるようになって運転者に違和感を生じさせることがない。特に、シリーズＨＥＶ走行モードが選択される要求駆動力の範囲の上限がノーマル時よりも低くされるため、それだけ小さい要求駆動力すなわちアクセル操作量θacc でパラレルＨＥＶ走行モードへ移行するようになり、優れたドラビリ性能が得られるようになる。

また、運転者が燃費を重視した走行を望んでいる場合には、シリーズＨＥＶ走行モードが選択される範囲がノーマル時のＳＰ１切換線からＳＰ３切換線に変更されてノーマル時よりも広くされるため、シリーズＨＥＶ走行モードで走行する時間や機会が多くなり、車速Ｖに影響されることなくエンジン１２を最適な運転点で作動させることが可能で、燃費が向上する。特に、シリーズＨＥＶ走行モードが選択される車速Ｖの範囲の上限がノーマル時よりも高くされるため、燃費が悪いパラレルＨＥＶ走行モードの領域がそれだけ狭くなり、一層優れた燃費向上効果が得られる。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。

図６は、本発明が好適に適用される車両用ハイブリッド駆動装置の別の例を示す概略構成図である。この車両用ハイブリッド駆動装置１００は、前記エンジン１２が、クランク軸１４にベルト等を介して連結されたスタータモータ１０２によってクランキングされるようになっているとともに、複数のクラッチやブレーキの係合解放状態に応じて複数の変速段やニュートラルが成立させられる遊星歯車式等の有段の自動変速機１０４を備えており、その自動変速機１０４の入力軸１０６とクランク軸１４との間に動力伝達を接続遮断する発進クラッチ１０８が設けられている。スタータモータ１０２は第１回転機に相当し、発電機としての機能も有するモータジェネレータにて構成されている。この実施例では発進クラッチ１０８が断接装置に相当するが、ニュートラルが可能な自動変速機１０４を断接装置として用いることもできる。そして、自動変速機１０４の出力軸１１０に前記第１歯車２５が設けられ、前駆動輪４０Ｌ、４０Ｒに駆動力が伝達される。なお、前記第２モータジェネレータＭＧ２は備えていない。

一方、この車両用ハイブリッド駆動装置１００は、後輪駆動装置１２０を備えており、リヤ用モータジェネレータＲＭＧによって第５歯車１２２および第６歯車１２４を介して差動歯車装置１２６を回転駆動することにより、左右の車軸１２８Ｌ、１２８Ｒを介して左右の後駆動輪１３０Ｌ、１３０Ｒが回転駆動される。上記リヤ用モータジェネレータＲＭＧは第２回転機に相当する。

この車両用ハイブリッド駆動装置１００も、前記実施例の車両用ハイブリッド駆動装置１０と同様にハイブリッド制御手段７０を備えており、前記図４に示す各種の走行モードを切り換えて走行するとともに、モード切換条件設定手段７４により図５のフローチャートに従って運転者の意図に応じてモード切換条件が変更される。図４において、第１モータジェネレータＭＧ１はスタータモータ１０２に置き換えられ、第２モータジェネレータＭＧ２はリヤ用モータジェネレータＲＭＧに置き換えられ、発進クラッチ２６は発進クラッチ１０８に置き換えられる。本実施例においても、実質的に前記実施例と同様の作用効果が得られる。

なお、エンジン走行モード（パラレルＨＥＶ走行モードのサブモード３）では、必要に応じてリヤ用モータジェネレータＲＭＧにより後駆動輪１３０Ｌ、１３０Ｒを回転駆動することにより、４輪駆動状態で走行することができる。また、リヤ用モータジェネレータＲＭＧと第５歯車１２２との間に、必要に応じて減速歯車やクラッチ等の断接装置が設けられても良い。また、前輪駆動用の駆動装置として前記実施例から第２モータジェネレータＭＧ２を取り除いたものをそのまま採用することもできる。

図７は、本発明が好適に適用される車両用ハイブリッド駆動装置の更に別の例を説明する図で、(a) は概略構成図、(b) は各種の走行モードを説明する図である。この車両用ハイブリッド駆動装置１５０は、前記エンジン１２、第１クラッチ１５２、第１モータジェネレータＭＧ１、第２クラッチ１５４、第２モータジェネレータＭＧ２が共通の軸線上に直列に連結されており、第２クラッチ１５４と第２モータジェネレータＭＧ２との間に設けられた出力歯車１５６が前記第４歯車３４と噛み合わされている。そして、この車両用ハイブリッド駆動装置１５０においても、図７の(b) に示すように、前記実施例と同様にＥＶ走行モード、シリーズＨＥＶ走行モード、３つのサブモードを有するパラレルＨＥＶ走行モード、減速走行モードが可能で、前記ハイブリッド制御手段７０によりそれ等の走行モードを切り換えて走行するとともに、モード切換条件設定手段７４により図５のフローチャートに従って運転者の意図に応じてモード切換条件が変更される。本実施例においても、実質的に前記実施例と同様の作用効果が得られる。

なお、この実施例では、エンジン走行モード（パラレルＨＥＶ走行モードのサブモード３）で車両を後退させることはできないため、ＥＶ走行モードまたはシリーズＨＥＶ走行モードで後進走行を行うことになる。また、ＥＶ走行モードおよびシリーズＨＥＶ走行モードでエンジン１２を駆動力伝達経路から切り離している第２クラッチ１５４は断接装置として機能している。

図８は、本発明が好適に適用される車両用ハイブリッド駆動装置の更に別の例を説明する図で、(a) は概略構成図、(b) は各種の走行モードを説明する図である。この車両用ハイブリッド駆動装置１６０は、遊星歯車装置１６２を介してエンジン１２、第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２、および出力歯車１６４が接続されており、エンジン１２と第１モータジェネレータＭＧ１との間に第１クラッチ１６６が設けられているとともに、第１モータジェネレータＭＧ１は第２クラッチ１６８を介して遊星歯車装置１６２のリングギヤに連結されるようになっている。リングギヤはブレーキ１７０によって回転不能に固定されるようになっている。遊星歯車装置１６２のサンギヤに第２モータジェネレータＭＧ２が連結され、キャリアに出力歯車１６４が連結され、その出力歯車１６４が前記第２歯車２８と噛み合わされている。

そして、この車両用ハイブリッド駆動装置１６０においても、図８の(b) に示すように、前記実施例と同様にＥＶ走行モード、シリーズＨＥＶ走行モード、パラレルＨＥＶ走行モード、減速走行モードが可能で、前記ハイブリッド制御手段７０によりそれ等の走行モードを切り換えて走行するとともに、モード切換条件設定手段７４により図５のフローチャートに従って運転者の意図に応じてモード切換条件が変更される。本実施例においても、実質的に前記実施例と同様の作用効果が得られる。

上記図８(b) において、ＥＶ走行モードではブレーキ１７０を固定するとともに第２モータジェネレータＭＧ２を力行制御して走行するが、ブレーキ１７０を解放するとともに第２クラッチ１６８を接続し、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２の両方を力行制御して走行することも可能である。パラレルＨＥＶ走行モードでは、２つのサブモードが可能であり、上段のサブモード１は狭義のパラレルＨＥＶ走行モードで、エンジン１２および第２モータジェネレータＭＧ２の両方を駆動力源として用いて走行する。下段のサブモード２はシリーズパラレルＨＥＶ走行モードで、上記サブモード１において第１モータジェネレータＭＧ１を発電制御するようになっている。また、後進走行はＥＶ走行モードまたはシリーズＨＥＶ走行モードで行えば良い。なお、ＥＶ走行モードおよびシリーズＨＥＶ走行モードでエンジン１２を駆動力伝達経路から切り離している第２クラッチ１６８は断接装置として機能している。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０、１００、１５０、１６０：車両用ハイブリッド駆動装置 １２：エンジン ５０：電子制御装置 ７４：モード切換条件設定手段 １０２：スタータモータ（第１回転機） ＭＧ１：第１モータジェネレータ（第１回転機） ＭＧ２：第２モータジェネレータ（第２回転機） ＲＭＧ：リヤ用モータジェネレータ（第２回転機）

Claims (7)

1. エンジンを駆動力伝達経路から切り離して第２回転機のみを駆動力源として用いて走行できるＥＶ走行モード、駆動力伝達経路から切り離された前記エンジンで第１回転機を回転駆動して発電しながら前記第２回転機のみを駆動力源として用いて走行できるシリーズＨＥＶ走行モード、前記エンジンを駆動力伝達経路に接続して該エンジンと前記第１回転機および前記第２回転機の少なくとも一方とを駆動力源として用いて走行できるパラレルＨＥＶ走行モードが、要求駆動力および車速の少なくとも一方に基づいて定められたモード切換条件に従って選択される車両用ハイブリッド駆動装置において、
   前記モード切換条件は、前記ＥＶ走行モードが選択される範囲、前記パラレルＨＥＶ走行モードが選択される範囲、および前記シリーズＨＥＶ走行モードが選択される範囲が、前記要求駆動力および車速の少なくとも一方に基づいて別々の範囲に定められており、
   該モード切換条件に従って前記シリーズＨＥＶ走行モードが選択される範囲が運転者の意図に応じて変更される
   ことを特徴とする車両用ハイブリッド駆動装置。
2. 前記ＥＶ走行モードが選択される範囲を変えることなく前記シリーズＨＥＶ走行モードが選択される範囲が運転者の意図に応じて変更される
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ハイブリッド駆動装置。
3. 前記モード切換条件は、前記ＥＶ走行モードが選択される範囲と前記パラレルＨＥＶ走行モードが選択される範囲との間の中間の範囲で前記シリーズＨＥＶ走行モードが選択されるように定められている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用ハイブリッド駆動装置。
4. 運転者が動力性能を重視した走行を望んでいる場合は、通常よりも前記シリーズＨＥＶ走行モードが選択される範囲が狭められる
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用ハイブリッド駆動装置。
5. 前記モード切換条件は、少なくとも前記要求駆動力に基づいて定められ、該要求駆動力の増大に伴って前記ＥＶ走行モードから前記シリーズＨＥＶ走行モード、前記パラレルＨＥＶ走行モードが選択されるように設定されており、
   運転者が動力性能を重視した走行を望んでいる場合は、前記シリーズＨＥＶ走行モードが選択される前記要求駆動力の範囲の上限が通常よりも低くされる
   ことを特徴とする請求項４に記載の車両用ハイブリッド駆動装置。
6. 運転者が燃費を重視した走行を望んでいる場合は、通常よりも前記シリーズＨＥＶ走行モードが選択される範囲が広くされる
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の車両用ハイブリッド駆動装置。
7. 前記モード切換条件は、少なくとも前記車速に基づいて定められ、該車速の上昇に伴って前記ＥＶ走行モードから前記シリーズＨＥＶ走行モード、前記パラレルＨＥＶ走行モードが選択されるように設定されている
   ことを特徴とする請求項６に記載の車両用ハイブリッド駆動装置。

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