ハイブリッド車両の制御装置および制御方法
【課題】内燃機関の動力の変速段と電動機の動力の変速段との組み合わせである変速パターンを適切に選択することによって、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができるハイブリッド車両の制御装置および制御方法を提供する。
【解決手段】エンジン動力が、第１変速機構１１の複数の変速段、または第２変速機構３１の複数の変速段のいずれか１つで変速された状態で、駆動輪ＤＷに伝達される。また、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに対して、ハイブリッド車両Ｖの総合燃料消費率ＴＳＦＣを、変速パターンごとに規定した総合燃料消費率マップが記憶されている。車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じ、総合燃料消費率マップに基づいて、複数の変速パターンから、総合燃料消費率ＴＳＦＣが最も小さな変速パターンを選択する。
【解決手段】エンジン動力が、第１変速機構１１の複数の変速段、または第２変速機構３１の複数の変速段のいずれか１つで変速された状態で、駆動輪ＤＷに伝達される。また、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに対して、ハイブリッド車両Ｖの総合燃料消費率ＴＳＦＣを、変速パターンごとに規定した総合燃料消費率マップが記憶されている。車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じ、総合燃料消費率マップに基づいて、複数の変速パターンから、総合燃料消費率ＴＳＦＣが最も小さな変速パターンを選択する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源として内燃機関および発電可能な電動機を有するハイブリッド車両の制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド車両の制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。このハイブリッド車両の走行モードには、動力源として、内燃機関のみを用いるＥＮＧ走行モードと、バッテリに蓄えられた電力によって駆動される電動機のみを用いるＥＶ走行モードと、内燃機関および電動機の両方を用いるＨＥＶ走行モードが含まれる。
【０００３】
また、ハイブリッド車両は、１速段、３速段および５速段の変速段を有する第１変速機構と、２速段、４速段および６速段の変速段を有する第２変速機構を備えている。内燃機関の動力（以下「エンジン動力」という）は、第１または第２変速機構により１速段〜６速段のうちの１つの変速段で変速され、駆動輪に伝達されるとともに、電動機の動力（以下「モータ動力」という）は、第２変速機構により２速段、４速段および６速段のうちの１つで変速され、駆動輪に伝達される。
【０００４】
この制御装置では、ハイブリッド車両の車速が所定値以下のときには、電動機およびバッテリによる回生を併用するＥＮＧモードが選択され、エンジン動力の変速段として２速段または１速段が選択されるとともに、モータ動力の変速段として、電動機の発電効率が最も高い２速段が選択される。選択されたエンジン動力の変速段が２速段の場合には、エンジン動力は、第２変速機構を介して、電動機に伝達される。一方、エンジン動力の変速段が１速段の場合には、エンジン動力は、第１変速機構および第２変速機構を介して、電動機に伝達される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１７３１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、エンジン動力の変速段が１速段と２速段の場合では、内燃機関から電動機までの動力伝達経路が異なり、２速段の場合の方が、動力伝達経路が長く、動力伝達経路を構成する要素の数が多い。このため、通常は、２速段の方が、内燃機関から電動機への動力の伝達効率が低くなる。このように、エンジン動力の変速段とモータ動力の変速段の組み合わせ（変速パターン）に応じて、内燃機関から電動機までの動力の伝達効率は異なり、それに伴い、ハイブリッド車両全体としての燃料消費率も変化する。これに対し、従来の制御装置では、車速が所定値以下のときに、モータ動力の変速段として２速段が無条件に選択される。したがって、ハイブリッド車両全体としての燃料消費率が必ずしも最小にはならず、最良の燃費が得られないおそれがある。
【０００７】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、内燃機関の動力の変速段と電動機の動力の変速段との組み合わせである変速パターンを適切に選択することによって、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができるハイブリッド車両の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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関３と、発電可能な電動機４と、電動機４との間で電力の授受が可能な蓄電器（バッテリ５２）と、内燃機関３の機関出力軸（実施形態における（以下、本項において同じ）クランク軸３ａ）および電動機４からの動力を第１入力軸１３で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達可能な第１変速機構１１と、機関出力軸からの動力を第２入力軸３２で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達可能な第２変速機構３１と、機関出力軸と第１変速機構１１との間を係合可能な第１クラッチＣ１と、機関出力軸と第２変速機構３１との間を係合可能な第２クラッチＣ２とを有するハイブリッド車両の制御装置１において、ハイブリッド車両Ｖの速度（車速ＶＰ）および駆動輪ＤＷに要求される要求駆動力（要求トルクＴＲＱ）に対して、ハイブリッド車両Ｖの総合燃料消費（総合燃料消費率ＴＳＦＣ）を、内燃機関３の動力の変速段と電動機４の動力の変速段との組み合わせである変速パターンごとに規定した総合燃料消費マップを記憶する記憶手段（ＥＣＵ２、図３、図４）と、ハイブリッド車両Ｖの速度および要求駆動力に応じ、総合燃料消費マップに基づいて、複数の変速パターンから、総合燃料消費が最も小さな変速パターンを選択する変速パターン選択手段（ＥＣＵ２、図５のステップ５）と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
このハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関の機関出力軸と第１変速機構の第１入力軸が第１クラッチによって互いに係合するとともに、機関出力軸と第２変速機構の第２入力軸との係合が第２クラッチで解放されているときには、内燃機関の動力が、第１変速機構の複数の変速段のいずれか１つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。また、機関出力軸と第１入力軸との係合が第１クラッチで解放されるとともに、機関出力軸と第２入力軸が第２クラッチによって互いに係合しているときには、内燃機関の動力は、第２変速機構の複数の変速段のいずれか１つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。また、電動機の動力は、第２変速機構の複数の変速段のいずれか１つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。
【００１０】
また、記憶手段には、総合燃料消費マップが記憶されている。この総合燃料消費マップは、ハイブリッド車両の速度および駆動輪に要求される要求駆動力に対して、ハイブリッド車両の総合燃料消費を、内燃機関の動力の変速段ごとに規定したものである。また、総合燃料消費は、ハイブリッド車両におけるエネルギ源としての燃料が、ハイブリッド車両の走行エネルギに最終的に変換されることを想定したときの、最終的な走行エネルギに対する燃料量の比を表す。したがって、総合燃料消費は、内燃機関の燃料消費だけでなく、充電走行を行う際の電動機および蓄電器などの効率をも反映したものであり、その値が小さいほど、ハイブリッド車両の燃費がより低いことを表す。
【００１１】
本発明では、ハイブリッド車両の速度および要求駆動力に応じ、総合燃料消費マップに基づいて、複数の変速パターンから、総合燃料消費が最も小さな変速パターンを選択する。したがって、選択された変速パターンを用いてハイブリッド車両を運転することによって、動力伝達経路の相違や、充電走行やアシスト走行を行う際の電動機および蓄電器の効率などを反映させながら、最小の総合燃料消費を得ることができ、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置１において、総合燃料消費は、内燃機関３の動力の一部を用いた電動機４による回生によって蓄電器を充電するときの効率、および蓄電器に充電された電力を電動機４の動力に変換するときの予測効率を用いて算出されることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、総合燃料消費は、電動機による回生によって蓄電器を充電するときの効率、および蓄電器に充電された電力を将来的に電動機の動力に変換するときの予測効率を用いて算出される。したがって、これらの効率を反映させながら、ハイブリッド車両の総合燃料消費を精度良く算出することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置１において、第１クラッチＣ１が解放され、かつ第２クラッチＣ２が接続されている状態において、第２入力軸３２の動力が、第２変速機構３１および第１変速機構１１を介して、第１入力軸１３に伝達されるように構成されており、変速パターン選択手段は、内燃機関３の動力の一部を用いた電動機４による回生によって蓄電器の充電が行われている状態において、要求駆動力が所定値ＴＲＱＬ以下のときには、複数の変速パターンから、内燃機関３の動力の変速段が第１変速機構１１の変速段である変速パターンを選択することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、第２変速機構により内燃機関の動力が変速されているときには、第２入力軸の動力が、第２変速機構および第１変速機構を介して第１入力軸に伝達される。すなわち、機関出力軸の動力は、第１変速機構および第２変速機構の両方を介して電動機に伝達される。一方、第１変速機構が機関出力軸から受け取った動力は、第２変速機構を介さずに、電動機に伝達される。したがって、電動機による回生を行う際に発生する動力の損失は、内燃機関の動力が第１変速機構の変速段で変速されている場合の方が、第２変速機構を経由しない分、より小さい。
【００１６】
また、電動機による回生は、内燃機関の駆動力と要求駆動力との差を用いて行われる。このため、要求駆動力が小さいほど、回生に用いられる駆動力はより大きくなり、内燃機関から電動機までの動力伝達経路における動力損失もより大きくなる。
【００１７】
本発明では、電動機による回生によって蓄電器の充電が行われている状態において、要求駆動力が所定値以下で、回生に用いられる駆動力が大きいときには、内燃機関の動力の変速段が第１変速機構の変速段である変速パターンを選択するので、動力損失を低減し、その影響を小さくすることができ、蓄電器の充電効率を向上させることができる。
【００１８】
請求項４に係る発明は、請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置１において、電動機４および蓄電器の少なくとも一方の温度（バッテリ温度ＴＢ）が、電動機４および蓄電器の少なくとも一方に対して設定された所定温度以上のときに、電動機４の出力が制限されることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、電動機および蓄電器の少なくとも一方の温度が、電動機および蓄電器の少なくとも一方に対して設定された所定温度以上のとき、すなわち、当該少なくとも一方が比較的高温状態にあるときに、電動機の出力が制限される。したがって、当該少なくとも一方の温度上昇を抑えることができる。
【００２０】
請求項５に係る発明は、請求項３または４に記載のハイブリッド車両の制御装置１において、蓄電器の充電状態ＳＯＣが所定の下限値ＳＯＣＬ以下のときに、電動機４による回生量を増大させるように電動機４の動作を制御することを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、蓄電器の充電状態が所定の下限値以下のときに、電動機による回生量を増大させるように電動機の動作を制御するので、下限値を下回った蓄電器の充電状態を確実に回復させることができる。
【００２２】
請求項６に係る発明は、請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置１において、ハイブリッド車両Ｖには、ハイブリッド車両Ｖが走行している周辺の道路情報を表すデータを記憶するカーナビゲーションシステム６６が設けられており、カーナビゲーションシステム６６に記憶されたデータに基づき、ハイブリッド車両Ｖの走行状況を予測する予測手段（ＥＣＵ２）をさらに備え、予測されたハイブリッド車両Ｖの走行状況にさらに応じて、変速段の選択を行うことを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、ハイブリッド車両の走行状況が、ハイブリッド車両が走行している周辺の道路情報を表すデータに基づき、予測手段によって予測されるとともに、予測されたハイブリッド車両の走行状況に応じて、変速段の選択が行われる。これにより、ハイブリッド車両の走行状況に適した変速段を選択することができる。例えば、ハイブリッド車両が下り坂を走行すると予想されるときには、蓄電器の充電状態が増加することを見越して、より大きな内燃機関の動力が得られる変速段を選択したり、上り坂を走行すると予想されるときには、蓄電器の充電状態が低下することを見越して、より高い蓄電器の充電効率が得られる変速段を選択したりすることができる。
【００２４】
前記目的を達成するために、請求項７に係る発明は、内燃機関３と、発電可能な電動機４と、電動機４との間で電力の授受が可能な蓄電器（バッテリ５２）と、内燃機関３の機関出力軸（実施形態における（以下、本項において同じ）クランク軸３ａ）および電動機４からの動力を第１入力軸１３で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達可能な第１変速機構１１と、機関出力軸からの動力を第２入力軸３２で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達可能な第２変速機構３１と、機関出力軸と第１変速機構１１との間を係合可能な第１クラッチＣ１と、機関出力軸と第２変速機構３１との間を係合可能な第２クラッチＣ２とを有するハイブリッド車両Ｖの制御方法において、ハイブリッド車両Ｖの速度（車速ＶＰ）および駆動輪ＤＷに要求される要求駆動力（要求トルクＴＲＱ）に対して、ハイブリッド車両Ｖの総合燃料消費（総合燃料消費率ＴＳＦＣ）を、内燃機関３の動力の変速段と電動機４の動力の変速段との組み合わせである変速パターンごとに規定した総合燃料消費マップを記憶し、ハイブリッド車両Ｖの速度および要求駆動力に応じ、総合燃料消費マップに基づいて、複数の変速パターンから、総合燃料消費が最も小さな変速パターンを選択し、総合燃料消費マップに記憶された総合燃料消費は、内燃機関３の動力の一部を用いた電動機４による回生によって蓄電器（バッテリ５２）を充電するときの効率、および蓄電器に充電された電力を電動機４の動力に変換するときの効率を用いて算出されたものであり、第１クラッチＣ１が解放され、かつ第２クラッチＣ２が接続されている状態において、第２入力軸３２の動力が、第２変速機構３１および第１変速機構１１を介して、第１入力軸１３に伝達されるように構成されており、電動機４による回生によって蓄電器の充電が行われている状態において、内燃機関３の出力が所定値以下のときには、複数の変速パターンから、内燃機関３の動力の変速段が第１変速機構１１の変速段である変速パターンを選択することを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、前述した請求項１ないし３と同様の作用が得られる。すなわち、電動機および蓄電器などの効率や、要求駆動力に応じて、変速パターンを適切に選択し、総合燃料消費を最小にし、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができるなどの作用を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態による制御装置を適用したハイブリッド車両を概略的に示す図である。
【図２】本実施形態による制御装置のＥＣＵなどを示すブロック図である。
【図３】総合燃料消費率マップの一例である。
【図４】図３と異なる変速パターン用の総合燃料消費率マップの一例である。
【図５】変速パターンの選択処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。なお、本発明は、この実施形態により限定されるものではない。また、実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが、含まれる。図１に示すハイブリッド車両Ｖは、一対の駆動輪ＤＷ（一方のみ図示）および一対の従動輪（図示せず）などから成る四輪車両であり、動力源としての内燃機関（以下「エンジン」という）３および発電可能な電動機（以下「モータ」という）４を備えている。エンジン３は、複数の気筒を有するガソリンエンジンであり、クランク軸３ａを有している。エンジン３の燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期などは、図２に示す制御装置１のＥＣＵ２によって制御される。
【００２８】
モータ４は、いわゆるモータジェネレータである、一般的な１ロータタイプのブラシレスＤＣモータであり、固定されたステータ４ａと、回転自在のロータ４ｂを有している。このステータ４ａは、回転磁界を発生させるためのものであり、鉄心や三相コイルで構成されている。また、ステータ４ａは、ハイブリッド車両Ｖに固定されたケーシングＣＡに取り付けられるとともに、パワードライブユニット（以下「ＰＤＵ」という）５１を介して、充電および放電可能なバッテリ５２に電気的に接続されている。このＰＤＵ５１は、インバータなどの電気回路によって構成されており、ＥＣＵ２に電気的に接続されている（図２参照）。上記のロータ４ｂは、磁石などで構成されており、ステータ４ａに対向するように配置されている。
【００２９】
以上の構成のモータ４では、ＥＣＵ２によるＰＤＵ５１の制御によって、バッテリ５２からＰＤＵ５１を介してステータ４ａに電力が供給されると、回転磁界が発生し、それに伴い、この電力が動力に変換され、ロータ４ｂが回転する。この場合、ステータ４ａに供給される電力が制御されることによって、ロータ４ｂの動力が制御される。
【００３０】
また、ステータ４ａへの電力供給を停止した状態で、動力の入力によりロータ４ｂが回転しているときに、ＥＣＵ２によるＰＤＵ５１の制御によって、回転磁界が発生し、それに伴い、ロータ４ｂに入力された動力が電力に変換され、発電が行われるとともに、発電した電力がバッテリ５２に充電される。また、ステータ４ａを適宜、制御することによって、ロータ４ｂに伝達される動力が制御される。以下、モータ４で発電するとともに、発電した電力をバッテリ５２に充電することを適宜、「回生」という。
【００３１】
さらに、ハイブリッド車両Ｖは、エンジン３およびモータ４の動力をハイブリッド車両Ｖの駆動輪ＤＷに伝達するための駆動力伝達装置を備えており、この駆動力伝達装置は、第１変速機構１１および第２変速機構３１などから成るデュアルクラッチトランスミッションを有している。
【００３２】
第１変速機構１１は、入力された動力を、１速段、３速段、５速段および７速段の１つにより変速して駆動輪ＤＷに伝達するものである。これらの１速段〜７速段の変速比は、その段数が大きいほど、より高速側に設定されている。具体的には、第１変速機構１１は、エンジン３のクランク軸３ａと同軸状に配置された第１クラッチＣ１、遊星歯車装置１２、第１入力軸１３、３速ギヤ１４、５速ギヤ１５、および７速ギヤ１６を有している。
【００３３】
第１クラッチＣ１は、乾式多板クラッチであり、クランク軸３ａに一体に取り付けられたアウターＣ１ａと、第１入力軸１３の一端部に一体に取り付けられたインナーＣ１ｂなどで構成されている。第１クラッチＣ１は、ＥＣＵ２によって制御され、締結状態では、クランク軸３ａに第１入力軸１３を係合させる一方、解放状態ではこの係合を解除し、両者１３、３ａの間を遮断する。
【００３４】
遊星歯車装置１２は、シングルプラネタリ式のものであり、サンギヤ１２ａと、このサンギヤ１２ａの外周に回転自在に設けられた、サンギヤ１２ａよりも歯数の多いリングギヤ１２ｂと、両ギヤ１２ａ、１２ｂに噛み合う複数（例えば３つ）のプラネタリギヤ１２ｃ（２つのみ図示）と、プラネタリギヤ１２ｃを回転自在に支持する回転自在のキャリア１２ｄとを有している。
【００３５】
サンギヤ１２ａは、第１入力軸１３の他端部に一体に取り付けられている。第１入力軸１３の他端部にはさらに、前述したモータ４のロータ４ｂが一体に取り付けられており、第１入力軸１３は、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されている。以上の構成により、第１入力軸１３、サンギヤ１２ａおよびロータ４ｂは、互いに一体に回転する。
【００３６】
また、リングギヤ１２ｂには、ロック機構ＢＲが設けられている。このロック機構ＢＲは、電磁式のものであり、ＥＣＵ２によりＯＮ／ＯＦＦされ、ＯＮ状態のときに、リングギヤ１２ｂを回転不能に保持するとともに、ＯＦＦ状態のときに、リングギヤ１２ｂの回転を許容する。なお、ロック機構ＢＲとして、シンクロクラッチを用いてもよい。
【００３７】
キャリア１２ｄは、中空の回転軸１７に一体に取り付けられている。回転軸１７は、第１入力軸１３の外側に相対的に回転自在に配置されるとともに、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されている。
【００３８】
３速ギヤ１４は、回転軸１７に一体に取り付けられており、回転軸１７およびキャリア１２ｄと一体に回転自在である。また、５速ギヤ１５および７速ギヤ１６は、第１入力軸１３に回転自在に設けられている。さらに、これらの３速ギヤ１４、７速ギヤ１６、および５速ギヤ１５は、遊星歯車装置１２と第１クラッチＣ１の間に、この順で並んでいる。
【００３９】
また、第１入力軸１３には、第１シンクロクラッチＳ１および第２シンクロクラッチＳ２が設けられている。第１シンクロクラッチＳ１は、スリーブＳ１ａ、シフトフォークおよびアクチュエータ（いずれも図示せず）を有している。第１シンクロクラッチＳ１は、ＥＣＵ２による制御により、スリーブＳ１ａを第１入力軸１３の軸線方向に移動させることによって、３速ギヤ１４または７速ギヤ１６を、第１入力軸１３に選択的に係合させる。
【００４０】
第２シンクロクラッチＳ２は、第１シンクロクラッチＳ１と同様に構成されており、ＥＣＵ２による制御により、スリーブＳ２ａを第１入力軸１３の軸線方向に移動させることによって、５速ギヤ１５を第１入力軸１３に係合させる。
【００４１】
また、３速ギヤ１４、５速ギヤ１５、および７速ギヤ１６には、第１受動ギヤ１８、第２受動ギヤ１９および第３受動ギヤ２０がそれぞれ噛み合っており、これらの第１〜第３受動ギヤ１８〜２０は、出力軸２１に一体に取り付けられている。出力軸２１は、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されており、第１入力軸１３と平行に配置されている。また、出力軸２１には、ギヤ２１ａが一体に取り付けられており、このギヤ２１ａは、差動装置を有するファイナルギヤＦＧのギヤに噛み合っている。出力軸２１は、これらのギヤ２１ａやファイナルギヤＦＧを介して、駆動輪ＤＷに連結されている。
【００４２】
以上の構成の第１変速機構１１では、遊星歯車装置１２、３速ギヤ１４および第１受動ギヤ１８によって１速段および３速段のギヤ段が構成され、５速ギヤ１５および第２受動ギヤ１９によって５速段のギヤ段が、７速ギヤ１６および第３受動ギヤ２０によって７速段のギヤ段が、それぞれ構成されている。また、第１入力軸１３に入力された動力は、これらの１速段、３速段、５速段および７速段の１つによって変速され、出力軸２１、ギヤ２１ａおよびファイナルギヤＦＧを介して駆動輪ＤＷに伝達される。
【００４３】
前述した第２変速機構３１は、入力された動力を、２速段、４速段および６速段の１つにより変速して駆動輪ＤＷに伝達するものである。これらの２速段〜６速段の変速比は、その段数が大きいほど、より高速側に設定されている。具体的には、第２変速機構３１は、第２クラッチＣ２、第２入力軸３２、第２入力中間軸３３、２速ギヤ３４、４速ギヤ３５、および６速ギヤ３６を有しており、第２クラッチＣ２および第２入力軸３２は、クランク軸３ａと同軸状に配置されている。
【００４４】
第２クラッチＣ２は、第１クラッチＣ１と同様、乾式多板クラッチであり、クランク軸３ａに一体に取り付けられたアウターＣ２ａと、第２入力軸３２の一端部に一体に取り付けられたインナーＣ２ｂで構成されている。第２クラッチＣ２は、ＥＣＵ２によって制御され、締結状態では、クランク軸３ａに第２入力軸３２を係合させる一方、解放状態ではこの係合を解除し、両者３２と３ａとの間を遮断する。
【００４５】
第２入力軸３２は、中空状に形成され、第１入力軸１３の外側に相対的に回転自在に配置されるとともに、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されている。また、第２入力軸３２の他端部には、ギヤ３２ａが一体に取り付けられている。
【００４６】
第２入力中間軸３３は、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されており、第２入力軸３２および前述した出力軸２１と平行に配置されている。第２入力中間軸３３には、ギヤ３３ａが一体に取り付けられており、ギヤ３３ａには、アイドラギヤ３７が噛み合っている。アイドラギヤ３７は、第２入力軸３２のギヤ３２ａに噛み合っている。なお、図１では、図示の便宜上、アイドラギヤ３７は、ギヤ３２ａから離れた位置に描かれている。第２入力中間軸３３は、これらのギヤ３３ａ、アイドラギヤ３７およびギヤ３２ａを介して、第２入力軸３２に連結されている。
【００４７】
２速ギヤ３４、６速ギヤ３６、および４速ギヤ３５は、第２入力中間軸３３に回転自在に設けられ、この順で並んでおり、前述した第１受動ギヤ１８、第３受動ギヤ２０および第２受動ギヤ１９にそれぞれ噛み合っている。さらに、第２入力中間軸３３には、第３シンクロクラッチＳ３および第４シンクロクラッチＳ４が設けられている。両シンクロクラッチＳ３およびＳ４は、第１シンクロクラッチＳ１と同様に構成されている。
【００４８】
第３シンクロクラッチＳ３は、ＥＣＵ２による制御により、そのスリーブＳ３ａを第２入力中間軸３３の軸線方向に移動させることによって、２速ギヤ３４または６速ギヤ３６を、第２入力中間軸３３に選択的に係合させる。第４シンクロクラッチＳ４は、ＥＣＵ２による制御により、そのスリーブＳ４ａを第２入力中間軸３３の軸線方向に移動させることによって、４速ギヤ３５を第２入力中間軸３３に係合させる。
【００４９】
以上の構成の第２変速機構３１では、２速ギヤ３４および第１受動ギヤ１８によって２速段のギヤ段が構成され、４速ギヤ３５および第２受動ギヤ１９によって４速段のギヤ段が、６速ギヤ３６および第３受動ギヤ２０によって６速段のギヤ段が、それぞれ構成されている。また、第２入力軸３２に入力された動力は、ギヤ３２ａ、アイドラギヤ３７およびギヤ３３ａを介して第２入力中間軸３３に伝達され、第２入力中間軸３３に伝達された動力は、これらの２速段、４速段および６速段の１つによって変速され、出力軸２１、ギヤ２１ａおよびファイナルギヤＦＧを介して駆動輪ＤＷに伝達される。
【００５０】
以上のように、第１および第２変速機構１１、３１では、変速された動力を駆動輪ＤＷに伝達するための出力軸２１が共用化されている。
【００５１】
また、駆動力伝達装置には、リバース機構４１が設けられており、リバース機構４１は、リバース軸４２、リバースギヤ４３および第５シンクロクラッチＳ５を有している。リバース軸４２は、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されており、第１入力軸１３と並行に配置されている。リバース軸４２には、ギヤ４２ａが一体に取り付けられており、ギヤ４２ａは、前述したアイドラギヤ３７に噛み合っている。なお、図１では、図示の便宜上、ギヤ４２ａは、アイドラギヤ３７から離れた位置に描かれている。
【００５２】
リバースギヤ４３は、リバース軸４２に回転自在に設けられている。第５シンクロクラッチＳ５は、第１シンクロクラッチＳ１と同様に構成されており、ＥＣＵ２による制御により、そのスリーブＳ５ａをリバース軸４２の軸線方向に移動させることによって、リバースギヤ４３をリバース軸４２に係合させる。
【００５３】
さらに、図２に示すように、ＥＣＵ２には、クランク角センサ６１から、ＣＲＫ信号が入力される。このＣＲＫ信号は、エンジン３のクランク軸３ａの回転に伴い、所定のクランク角ごとに出力されるパルス信号である。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン回転数ＮＥを算出する。また、ＥＣＵ２には、電流電圧センサ６２から、バッテリ５２に入出力される電流・電圧値を表す検出信号が、入力される。ＥＣＵ２は、この検出信号に基づいて、バッテリ５２の充電状態ＳＯＣを算出する。
【００５４】
さらに、ＥＣＵ２には、バッテリ温度センサ６３から、バッテリ５２の温度ＴＢを表す検出信号が入力される。また、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ６４からハイブリッド車両Ｖのアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量であるアクセル開度ＡＰを表す検出信号が、車速センサ６５から車速ＶＰを表す検出信号が、入力される。また、ＥＣＵ２には、カーナビゲーションシステム６６に記憶された、ハイブリッド車両Ｖが走行している周辺の道路情報を表すデータが適宜、入力される。
【００５５】
ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されており、上述した各種のセンサ６１〜６５からの検出信号や、カーナビゲーションシステム６６からのデータに応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、ハイブリッド車両Ｖの動作を制御する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２は、記憶手段、変速パターン選択手段および予測手段に相当する。
【００５６】
以上の構成のハイブリッド車両Ｖの運転モードには、ＥＮＧ走行モード、ＥＶ走行モード、アシスト走行モード、充電走行モード、減速回生モードおよびＥＮＧ始動モードが含まれる。各運転モードにおけるハイブリッド車両Ｖの動作は、ＥＣＵ２によって制御される。以下、これらの運転モードについて順に説明する。
【００５７】
［ＥＮＧ走行モード］
ＥＮＧ走行モードは、エンジン３のみを動力源として用いる運転モードである。ＥＮＧ走行モードでは、エンジン３の燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期を制御することによって、エンジン３の動力（以下「エンジン動力」という）が制御される。また、エンジン動力は、第１または第２変速機構１１、３１により変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００５８】
まず、第１変速機構１１により１速段、３速段、５速段および７速段の１つでエンジン動力を変速する場合の動作について、順に説明する。この場合、上記のいずれの変速段においても、第１クラッチＣ１を締結状態に制御することによって、第１入力軸１３をクランク軸３ａに係合させるとともに、第２クラッチＣ２を解放状態に制御することによって、クランク軸３ａへの第２入力軸３２の係合を解除する。また、第５シンクロクラッチＳ５の制御によって、リバース軸４２に対するリバースギヤ４３の係合を解除する。
【００５９】
１速段の場合には、ロック機構ＢＲをＯＮ状態に制御することによって、リングギヤ１２ｂを回転不能に保持するとともに、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２によって、第１入力軸１３に対する３速ギヤ１４、５速ギヤ１５および７速ギヤ１６の係合を解除する。
【００６０】
以上により、エンジン動力は、第１クラッチＣ１、第１入力軸１３、サンギヤ１２ａ、プラネタリギヤ１２ｃ、キャリア１２ｄ、回転軸１７、３速ギヤ１４および第１受動ギヤ１８を介して、出力軸２１に伝達され、さらにギヤ２１ａおよびファイナルギヤＦＧを介して、駆動輪ＤＷに伝達される。その際、上記のようにリングギヤ１２ｂが回転不能に保持されているため、第１入力軸１３に伝達されたエンジン動力は、サンギヤ１２ａとリングギヤ１２ｂとの歯数比に応じた変速比で減速された後、キャリア１２ｄに伝達され、さらに、３速ギヤ１４と第１受動ギヤ１８との歯数比に応じた変速比で減速された後、出力軸２１に伝達される。その結果、エンジン動力は、上記の２つの変速比によって定まる１速段の変速比で変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００６１】
３速段の場合には、ロック機構ＢＲをＯＦＦ状態に制御することによって、リングギヤ１２ｂの回転を許容するとともに、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２の制御によって、３速ギヤ１４のみを第１入力軸１３に係合させる。
【００６２】
以上により、エンジン動力は、第１入力軸１３から３速ギヤ１４および第１受動ギヤ１８を介して、出力軸２１に伝達される。この場合、上記のように３速ギヤ１４が第１入力軸１３に係合しているため、サンギヤ１２ａ、キャリア１２ｄおよびリングギヤ１２ｂは一体に空転する。このため、３速段の場合には、１速段の場合と異なり、エンジン動力は、遊星歯車装置１２で減速されることなく、３速ギヤ１４と第１受動ギヤ１８との歯数比によって定まる３速段の変速比で変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００６３】
以下同様に、５速段の場合には、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２の制御によって、５速ギヤ１５のみを第１入力軸１３に係合させる。これにより、エンジン動力は、第１入力軸１３から５速ギヤ１５および第２受動ギヤ１９を介して、出力軸２１に伝達され、両ギヤ１５，１９の歯数比によって定まる５速段の変速比で変速される。
【００６４】
７速段の場合には、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２の制御によって、７速ギヤ１６のみを第１入力軸１３に係合させる。これにより、エンジン動力は、第１入力軸１３から７速ギヤ１６および第３受動ギヤ２０を介して、出力軸２１に伝達され、両ギヤ１６，２０の歯数比によって定まる７速段の変速比で変速される。
【００６５】
次に、エンジン動力を第２変速機構３１により２速段、４速段および６速段の１つで変速する場合の動作について、順に説明する。この場合、これらのいずれの変速段においても、第１クラッチＣ１を解放状態に制御することによって、クランク軸３ａへの第１入力軸１３の係合を解除するとともに、第２クラッチＣ２を締結状態に制御することによって、第２入力軸３２をクランク軸３ａに係合させる。また、第５シンクロクラッチＳ５の制御によって、リバース軸４２に対するリバースギヤ４３の係合を解除する。
【００６６】
２速段の場合には、第３および第４シンクロクラッチＳ３、Ｓ４の制御によって、２速ギヤ３４のみを第２入力中間軸３３に係合させる。これにより、エンジン動力は、第２クラッチＣ２、第２入力軸３２、ギヤ３２ａ、アイドラギヤ３７、ギヤ３３ａ、第２入力中間軸３３、２速ギヤ３４および第１受動ギヤ１８を介して、出力軸２１に伝達され、さらにギヤ２１ａおよびファイナルギヤＦＧを介して、駆動輪ＤＷに伝達される。その際、エンジン動力は、２速ギヤ３４と第１受動ギヤ１８との歯数比によって定まる２速段の変速比で変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００６７】
以下同様に、４速段の場合には、第３および第４シンクロクラッチＳ３、Ｓ４の制御によって、４速ギヤ３５のみを第２入力中間軸３３に係合させる。これにより、エンジン動力は、第２入力中間軸３３から４速ギヤ３５および第２受動ギヤ１９を介して、出力軸２１に伝達され、両ギヤ３５，１９の歯数比によって定まる４速段の変速比で変速される。
【００６８】
６速段の場合には、第３および第４シンクロクラッチＳ３、Ｓ４の制御によって、６速ギヤ３６のみを第２入力中間軸３３に係合させる。これにより、エンジン動力は、第２入力中間軸３３から６速ギヤ３６および第３受動ギヤ２０を介して、出力軸２１に伝達され、両ギヤ３６，２０の歯数比に応じて定まる６速段の変速比で変速される。
【００６９】
ＥＮＧ走行モード中、エンジントルクは、ＢＳＦＣボトムトルクになるように制御される。このＢＳＦＣボトムトルクは、エンジン動力の変速段と車速ＶＰによって定まるエンジン回転数ＮＥに対して、エンジン３の最小の燃料消費率が得られるトルクである。
【００７０】
［ＥＶ走行モード］
ＥＶ走行モードは、モータ４のみを動力源として用いる運転モードである。ＥＶ走行モードでは、バッテリ５１からモータ４に供給される電力を制御することによって、モータ４の動力（以下「モータ動力」という）が制御される。また、モータ動力が、第１変速機構１１により１速段、３速段、５速段および７速段の１つで変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。この場合、これらのいずれの変速段においても、第１および第２クラッチＣ１、Ｃ２を解放状態に制御することによって、クランク軸３ａに対する第１および第２入力軸１３、３２の係合を解除する。これにより、モータ４および駆動輪ＤＷとエンジン３との間が遮断されるので、モータ動力がエンジン３に無駄に伝達されることがない。また、第５シンクロクラッチＳ５の制御によって、リバース軸４２に対するリバースギヤ４３の係合を解除する。
【００７１】
１速段の場合には、ＥＮＧ走行モードの場合と同様、ロック機構ＢＲをＯＮ状態に制御することによって、リングギヤ１２ｂを回転不能に保持するとともに、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２の制御によって、第１入力軸１３に対する３速ギヤ１４、５速ギヤ１５および７速ギヤ１６の係合を解除する。
【００７２】
以上により、モータ動力は、第１入力軸、サンギヤ１２ａ、プラネタリギヤ１２ｃ、キャリア１２ｄ、回転軸１７、３速ギヤ１４および第１受動ギヤ１８を介して、出力軸２１に伝達される。その結果、モータ動力は、ＥＮＧ走行モードの場合と同様、１速段の変速比で変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００７３】
３速段の場合には、ＥＮＧ走行モードの場合と同様、ロック機構ＢＲをＯＦＦ状態に制御することによって、リングギヤ１２ｂの回転を許容するとともに、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２の制御によって、３速ギヤ１４のみを第１入力軸１３に係合させる。これにより、モータ動力は、第１入力軸１３から、３速ギヤ１４および第１受動ギヤ１８を介して、出力軸２１に伝達される。その結果、モータ動力は、ＥＮＧ走行モードの場合と同様、３速段の変速比で変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００７４】
５速段または７速段の場合には、ＥＮＧ走行モードの場合と同様にして、ロック機構ＢＲ、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２を制御する。これにより、モータ動力は、５速段または７速段の変速比で変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００７５】
［アシスト走行モード］
アシスト走行モードは、エンジン３をモータ４でアシストする運転モードである。アシスト走行モードでは、基本的に、エンジン３の良好な燃費が得られるように、エンジン３のトルク（以下「エンジントルク」という）を制御する。また、運転者から駆動輪ＤＷに要求されるトルク（以下「要求トルク」という）ＴＲＱに対するエンジントルクの不足分が、モータ４のトルク（以下「モータトルク」という）によって補われる。要求トルクＴＲＱは、検出されたアクセル開度ＡＰに応じて算出される。
【００７６】
アシスト走行モード中、エンジン動力を第１変速機構１１によって変速しているとき（奇数段のとき）には、モータ４と駆動輪ＤＷとの変速比は、第１変速機構１１で設定されている変速段の変速比と同じになる。一方、エンジン動力を第２変速機構３１によって変速しているとき（偶数段のとき）には、モータ４と駆動輪ＤＷとの変速比は、第１変速機構１１の１速段、３速段、５速段または７速段のいずれかの変速比を選択することが可能である。
【００７７】
［充電走行モード］
充電走行モードは、エンジン動力の一部をモータ４で電力に変換し、発電を行うとともに、発電した電力をバッテリ５２に充電する運転モードである。充電走行モードでは、基本的に、エンジン３の良好な燃費が得られるように、エンジントルクを制御する。充電走行モードでは、要求トルクＴＲＱと車速ＶＰで定まる要求駆動力に対するエンジン動力の余剰分が、電力に変換され、バッテリ５２に充電される。また、第１および第２変速機構１１、３１の変速段に応じて、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、および第１〜第５シンクロクラッチＳ１〜Ｓ５が、エンジン走行モードやＥＶ走行モードの場合と同様にして制御される。
【００７８】
この場合、アシスト走行モードの場合と同様、エンジン動力を第１変速機構１１によって変速しているとき（奇数段のとき）には、モータ４と駆動輪ＤＷとの変速比は、第１変速機構１１の変速段の変速比と同じになる。また、エンジン動力を第２変速機構１２によって変速しているとき（偶数段のとき）には、モータ４と駆動輪ＤＷとの変速比は、第１変速機構１１の１速段、３速段、５速段または７速段のいずれかの変速比を選択することが可能である。
【００７９】
なお、充電走行モード中、エンジン動力を第２変速機構３１によって駆動輪ＤＷに伝達する場合において、モータ４と駆動輪ＤＷとの変速比をエンジン３と駆動輪ＤＷとの変速比と同じ値に制御するときには、第１クラッチＣ１により第１入力軸１３をクランク軸３ａに係合させる。これにより、エンジン動力の一部が、第１クラッチＣ１および第１入力軸１３を介してモータ４のロータ４ｂに伝達される。
【００８０】
次に、エンジン動力およびモータ動力の変速段の選択、および運転モードの選択について説明する。
【００８１】
まず、これらの選択に用いられる総合燃料消費率ＴＳＦＣについて説明する。この総合燃料消費率ＴＳＦＣは、ハイブリッド車両Ｖにおけるエネルギ源としての燃料が、ハイブリッド車両Ｖの走行エネルギに最終的に変換されることを想定したときの、最終的な走行エネルギに対する燃料量の比であり、したがって、その値が小さいほど、ハイブリッド車両Ｖの燃費がより良いことを示す。
【００８２】
総合燃料消費率ＴＳＦＣは、ＥＮＧ走行モードのときには、エンジン３へのハイブリッド車両Ｖの走行用の供給燃料量、エンジン３の効率および第１および第２変速機構１１、３１の効率を用いて算出される。
【００８３】
また、総合燃料消費率ＴＳＦＣは、アシスト走行モードのときには、上記の３つのパラメータに加えて、アシスト走行用の電力をバッテリ５２に充電するためにエンジン３に過去に供給された過去供給燃料量、バッテリ５２の放電効率、モータ４の駆動効率および第１および第２変速機構１１、３１の効率を用いて算出される。
【００８４】
さらに、総合燃料消費率ＴＳＦＣは、充電走行モードのときには、上記の３つのパラメータに加えて、エンジン３へのモータ４による充電用の供給燃料量、エンジン３の効率、第１および第２変速機構１１、３１の効率、モータ４の発電効率、バッテリ５２の充電効率、およびバッテリ５２の電力を将来的にモータ４の動力に変換するときの効率である予測効率を用いて算出される。
【００８５】
以上のように算出される総合燃料消費率ＴＳＦＣは、エンジン３の燃料消費率だけでなく、第１および第２変速機構１１、３１の効率を反映し、アシスト走行モードまたは充電走行モードではさらに、モータ４の駆動効率および発電効率やバッテリ５２の放電効率および充電効率などを反映する。
【００８６】
図３および図４は、変速パターンおよび運転モードの選択に用いられる総合燃料消費量マップを示す。このような総合燃料消費量マップは、実際には、エンジン動力の変速段とモータ動力の変速段との組み合わせである変速パターンごとに設定され、ＥＣＵ２に記憶されている。図３はそのうちのエンジン動力およびモータ動力の変速段がいずれも３速段の例であり、図４はエンジン動力が４速段、モータ動力の変速段が３速段の例である。
【００８７】
これらの図に示すように、各総合燃料消費率マップは、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに対して、総合燃料消費率ＴＳＦＣを規定しており、エンジン３、モータ４、第１および第２変速機構１１、３１やバッテリ５２の効率などをあらかじめ実験によって求め、これらのパラメータを用いて前述した方法で算出した総合燃料消費率ＴＳＦＣを、マップ化したものである。総合燃料消費率マップには、ＢＳＦＣボトムトルクを結ぶＢＳＦＣボトムラインが示されており、その上側がアシスト走行モードの領域であり、下側が充電走行モードの領域である。
【００８８】
図５は、上述した総合燃料消費率マップを用い、変速パターンおよび運転モードを選択する処理を示す。本処理は、ＥＣＵ２により、所定時間ごとに実行される。
【００８９】
本処理ではまず、ステップ１において、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じ、すべての総合燃料消費率マップを検索することによって、総合燃料消費率ＴＳＦＣ１〜ＴＳＦＣｎを算出する。次に、ステップ２において、算出した総合燃料消費率ＴＳＦＣ１〜ＴＳＦＣｎから、それらの最小値ＴＳＦＣｍｉｎをピックアップする。
【００９０】
次に、ステップ３において、最小値ＴＳＦＣｍｉｎに基づいて、変速パターンを選択する。具体的には、最小値ＴＳＦＣｍｉｎを規定する総合燃料消費率マップを特定するとともに、その総合燃料消費率マップに対応する変速パターンを、変速パターンとして選択する。
【００９１】
次に、ステップ４において、最小値ＴＳＦＣｍｉｎに基づいて、運転モードを選択し、本処理を終了する。具体的には、特定された総合燃料消費率マップにおいて、最小値ＴＳＦＣｍｉｎがほぼＢＳＦＣボトムライン上に位置するときには、運転モードとして、ＥＮＧ走行モードを選択する。また、最小値ＴＳＦＣｍｉｎがＢＳＦＣボトムラインの上側に位置するときには、アシスト走行モードを選択し、下側に位置するときには、充電走行モードを選択する。
【００９２】
また、充電走行モード中、要求トルクＴＲＱが所定値以下のときには、エンジン動力およびモータ動力の変速段はいずれも、第１変速機構１１による奇数段に設定される。
【００９３】
また、アシスト走行モード中、検出されたバッテリ温度ＴＢが所定温度以上になったときには、モータ４の出力を制限し、モータ４によるエンジン３のアシストを制限する。この場合、アシストを制限した分を補うように、エンジントルクを増大させる。また、ＥＶ走行モード中、バッテリ温度ＴＢが所定温度以上になったときには、ＥＶ走行モードを禁止し、走行モードを、ＥＮＧ走行モード、充電走行モードまたはアシスト走行モードに切り換える。また、アシスト走行モードに切り換えたときには、上記のようにモータ４の出力が制限される。
【００９４】
また、ＥＣＵ２は、検出されたバッテリ５２の充電状態ＳＯＣが下限値ＳＯＣＬ以下のときには、充電状態ＳＯＣを回復させるために、充電走行モードにおいて、モータ４による回生量を増大させるようにモータ４の動作を制御する。この場合、回生量の増大分を補うように、エンジントルクを増大させる。
【００９５】
さらに、ＥＣＵ２は、前述したカーナビゲーションシステム６６に記憶された、ハイブリッド車両Ｖが走行している周辺の道路情報に基づいて、ハイブリッド車両Ｖの走行状況を予測する。そして、予測されたハイブリッド車両Ｖの走行状況に応じて、変速パターンの選択を行う。具体的には、ハイブリッド車両Ｖが下り坂を走行すると予想されたときには、エンジントルクが最も大きな変速パターンを選択し、上り坂を走行すると予想されたときには、充電量が最も大きな変速パターンを選択する。
【００９６】
以上のように、本実施形態によれば、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じ、総合燃料消費率マップに基づいて、すべての変速パターンから、総合燃料消費率ＴＳＦＣが最も小さな変速パターンを選択する。したがって、選択された変速パターンを用いてハイブリッド車両Ｖを運転することによって、最小の総合燃料消費率を得ることができ、ハイブリッド車両Ｖの燃費を向上させることができる。
【００９７】
また、充電走行モードのときには、総合燃料消費率ＴＳＦＣを、エンジン３へのモータ４による充電用の供給燃料量、エンジン３の効率、第１および第２変速機構１１、３１の効率、モータ４の発電効率、バッテリ５２の充電効率、およびバッテリ５２の電力を将来的にモータ４の動力に変換するときの予測効率を用いて算出する。したがって、これらの効率を反映させながら、ハイブリッド車両Ｖの総合燃料消費率ＴＳＦＣを精度良く算出することができる。
【００９８】
また、充電走行モード中、要求トルクＴＲＱが所定値ＴＲＱＬ以下のときには、エンジン動力およびモータ動力の変速段はいずれも、第１変速機構１１による奇数段に設定されるので、エンジン３からモータ４までの動力伝達経路における動力損失を低減し、その影響を小さくすることができ、バッテリ５２の充電効率を向上させることができる。
【００９９】
また、検出されたバッテリ温度ＴＢが所定温度以上のときに、モータ４の出力を制限するので、バッテリ温度ＴＢの上昇を抑えることができる。また、検出されたバッテリ５２の充電状態ＳＯＣが下限値ＳＯＣＬ以下のときに、モータ４による回生量を増大させるようにモータ４の動作を制御するので、下限値を下回った蓄電器の充電状態を確実に回復させることができる。
【０１００】
さらに、カーナビゲーションシステム６６で予測されたハイブリッド車両Ｖの走行状況に応じて、変速パターンの選択を行うので、ハイブリッド車両Ｖが下り坂を走行すると予想されたときには、エンジントルクが最も大きな変速パターンを選択し、上り坂を走行すると予想されたときには、充電量が最も大きな変速パターンを選択することができる。
【０１０１】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、第１および第２変速機構１１、３１のそれぞれの複数の変速段を、奇数段および偶数段に設定しているが、これとは逆に、偶数段および奇数段に設定してもよい。さらに、実施形態では、第１および第２変速機構１１、３１として、変速された動力を駆動輪ＤＷに伝達するための出力軸２１が共用化されたタイプのものを用いているが、出力軸が別個に設けられたタイプのものを用いてもよい。この場合、第１〜第４シンクロクラッチＳ１〜Ｓ４を、第１入力軸１３および第２入力中間軸３３ではなく、出力軸に設けてもよい。さらに、実施形態では、クラッチＣ、第１および第２クラッチＣ１、Ｃ２は、乾式多板クラッチであるが、湿式多板クラッチや、電磁クラッチでもよい。
【０１０２】
また、実施形態では、総合燃料消費率マップは、すべての変速パターンと同じ数だけ設定されているが、それらを重ね合わせ、より少ない数のマップに統合してもよい。
【０１０３】
さらに、実施形態では、本発明における電動機として、ブラシレスＤＣモータであるモータ４を用いているが、発電可能な他の適当な電動機、例えばＡＣモータを用いてもよい。また、実施形態では、本発明における蓄電器は、バッテリ５２であるが、充電および放電可能な他の適当な蓄電器、例えばキャパシタでもよい。さらに、実施形態では、本発明における内燃機関として、ガソリンエンジンであるエンジン３を用いているが、ディーゼルエンジンや、ＬＰＧエンジンを用いてもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
Ｖ ハイブリッド車両
１ 制御装置
２ ＥＣＵ（記憶手段、変速パターン選択手段、予測手段）
３ エンジン
３ａ クランク軸（機関出力軸）
４ モータ
ＤＷ 駆動輪
１１ 第１変速機構
１３ 第１入力軸
３１ 第２変速機構
３２ 第２入力軸
Ｃ１ 第１クラッチ
Ｃ２ 第２クラッチ
５２ バッテリ（蓄電器）
６６ カーナビゲーションシステム
ＴＲＱ 要求トルク（要求駆動力）
ＴＳＦＣ 総合燃料消費率（総合燃料消費）
ＴＢ バッテリ温度（蓄電器の温度）
ＳＯＣ 充電状態
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源として内燃機関および発電可能な電動機を有するハイブリッド車両の制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド車両の制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。このハイブリッド車両の走行モードには、動力源として、内燃機関のみを用いるＥＮＧ走行モードと、バッテリに蓄えられた電力によって駆動される電動機のみを用いるＥＶ走行モードと、内燃機関および電動機の両方を用いるＨＥＶ走行モードが含まれる。
【０００３】
また、ハイブリッド車両は、１速段、３速段および５速段の変速段を有する第１変速機構と、２速段、４速段および６速段の変速段を有する第２変速機構を備えている。内燃機関の動力（以下「エンジン動力」という）は、第１または第２変速機構により１速段〜６速段のうちの１つの変速段で変速され、駆動輪に伝達されるとともに、電動機の動力（以下「モータ動力」という）は、第２変速機構により２速段、４速段および６速段のうちの１つで変速され、駆動輪に伝達される。
【０００４】
この制御装置では、ハイブリッド車両の車速が所定値以下のときには、電動機およびバッテリによる回生を併用するＥＮＧモードが選択され、エンジン動力の変速段として２速段または１速段が選択されるとともに、モータ動力の変速段として、電動機の発電効率が最も高い２速段が選択される。選択されたエンジン動力の変速段が２速段の場合には、エンジン動力は、第２変速機構を介して、電動機に伝達される。一方、エンジン動力の変速段が１速段の場合には、エンジン動力は、第１変速機構および第２変速機構を介して、電動機に伝達される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１７３１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、エンジン動力の変速段が１速段と２速段の場合では、内燃機関から電動機までの動力伝達経路が異なり、２速段の場合の方が、動力伝達経路が長く、動力伝達経路を構成する要素の数が多い。このため、通常は、２速段の方が、内燃機関から電動機への動力の伝達効率が低くなる。このように、エンジン動力の変速段とモータ動力の変速段の組み合わせ（変速パターン）に応じて、内燃機関から電動機までの動力の伝達効率は異なり、それに伴い、ハイブリッド車両全体としての燃料消費率も変化する。これに対し、従来の制御装置では、車速が所定値以下のときに、モータ動力の変速段として２速段が無条件に選択される。したがって、ハイブリッド車両全体としての燃料消費率が必ずしも最小にはならず、最良の燃費が得られないおそれがある。
【０００７】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、内燃機関の動力の変速段と電動機の動力の変速段との組み合わせである変速パターンを適切に選択することによって、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができるハイブリッド車両の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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関３と、発電可能な電動機４と、電動機４との間で電力の授受が可能な蓄電器（バッテリ５２）と、内燃機関３の機関出力軸（実施形態における（以下、本項において同じ）クランク軸３ａ）および電動機４からの動力を第１入力軸１３で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達可能な第１変速機構１１と、機関出力軸からの動力を第２入力軸３２で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達可能な第２変速機構３１と、機関出力軸と第１変速機構１１との間を係合可能な第１クラッチＣ１と、機関出力軸と第２変速機構３１との間を係合可能な第２クラッチＣ２とを有するハイブリッド車両の制御装置１において、ハイブリッド車両Ｖの速度（車速ＶＰ）および駆動輪ＤＷに要求される要求駆動力（要求トルクＴＲＱ）に対して、ハイブリッド車両Ｖの総合燃料消費（総合燃料消費率ＴＳＦＣ）を、内燃機関３の動力の変速段と電動機４の動力の変速段との組み合わせである変速パターンごとに規定した総合燃料消費マップを記憶する記憶手段（ＥＣＵ２、図３、図４）と、ハイブリッド車両Ｖの速度および要求駆動力に応じ、総合燃料消費マップに基づいて、複数の変速パターンから、総合燃料消費が最も小さな変速パターンを選択する変速パターン選択手段（ＥＣＵ２、図５のステップ５）と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
このハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関の機関出力軸と第１変速機構の第１入力軸が第１クラッチによって互いに係合するとともに、機関出力軸と第２変速機構の第２入力軸との係合が第２クラッチで解放されているときには、内燃機関の動力が、第１変速機構の複数の変速段のいずれか１つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。また、機関出力軸と第１入力軸との係合が第１クラッチで解放されるとともに、機関出力軸と第２入力軸が第２クラッチによって互いに係合しているときには、内燃機関の動力は、第２変速機構の複数の変速段のいずれか１つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。また、電動機の動力は、第２変速機構の複数の変速段のいずれか１つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。
【００１０】
また、記憶手段には、総合燃料消費マップが記憶されている。この総合燃料消費マップは、ハイブリッド車両の速度および駆動輪に要求される要求駆動力に対して、ハイブリッド車両の総合燃料消費を、内燃機関の動力の変速段ごとに規定したものである。また、総合燃料消費は、ハイブリッド車両におけるエネルギ源としての燃料が、ハイブリッド車両の走行エネルギに最終的に変換されることを想定したときの、最終的な走行エネルギに対する燃料量の比を表す。したがって、総合燃料消費は、内燃機関の燃料消費だけでなく、充電走行を行う際の電動機および蓄電器などの効率をも反映したものであり、その値が小さいほど、ハイブリッド車両の燃費がより低いことを表す。
【００１１】
本発明では、ハイブリッド車両の速度および要求駆動力に応じ、総合燃料消費マップに基づいて、複数の変速パターンから、総合燃料消費が最も小さな変速パターンを選択する。したがって、選択された変速パターンを用いてハイブリッド車両を運転することによって、動力伝達経路の相違や、充電走行やアシスト走行を行う際の電動機および蓄電器の効率などを反映させながら、最小の総合燃料消費を得ることができ、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置１において、総合燃料消費は、内燃機関３の動力の一部を用いた電動機４による回生によって蓄電器を充電するときの効率、および蓄電器に充電された電力を電動機４の動力に変換するときの予測効率を用いて算出されることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、総合燃料消費は、電動機による回生によって蓄電器を充電するときの効率、および蓄電器に充電された電力を将来的に電動機の動力に変換するときの予測効率を用いて算出される。したがって、これらの効率を反映させながら、ハイブリッド車両の総合燃料消費を精度良く算出することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置１において、第１クラッチＣ１が解放され、かつ第２クラッチＣ２が接続されている状態において、第２入力軸３２の動力が、第２変速機構３１および第１変速機構１１を介して、第１入力軸１３に伝達されるように構成されており、変速パターン選択手段は、内燃機関３の動力の一部を用いた電動機４による回生によって蓄電器の充電が行われている状態において、要求駆動力が所定値ＴＲＱＬ以下のときには、複数の変速パターンから、内燃機関３の動力の変速段が第１変速機構１１の変速段である変速パターンを選択することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、第２変速機構により内燃機関の動力が変速されているときには、第２入力軸の動力が、第２変速機構および第１変速機構を介して第１入力軸に伝達される。すなわち、機関出力軸の動力は、第１変速機構および第２変速機構の両方を介して電動機に伝達される。一方、第１変速機構が機関出力軸から受け取った動力は、第２変速機構を介さずに、電動機に伝達される。したがって、電動機による回生を行う際に発生する動力の損失は、内燃機関の動力が第１変速機構の変速段で変速されている場合の方が、第２変速機構を経由しない分、より小さい。
【００１６】
また、電動機による回生は、内燃機関の駆動力と要求駆動力との差を用いて行われる。このため、要求駆動力が小さいほど、回生に用いられる駆動力はより大きくなり、内燃機関から電動機までの動力伝達経路における動力損失もより大きくなる。
【００１７】
本発明では、電動機による回生によって蓄電器の充電が行われている状態において、要求駆動力が所定値以下で、回生に用いられる駆動力が大きいときには、内燃機関の動力の変速段が第１変速機構の変速段である変速パターンを選択するので、動力損失を低減し、その影響を小さくすることができ、蓄電器の充電効率を向上させることができる。
【００１８】
請求項４に係る発明は、請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置１において、電動機４および蓄電器の少なくとも一方の温度（バッテリ温度ＴＢ）が、電動機４および蓄電器の少なくとも一方に対して設定された所定温度以上のときに、電動機４の出力が制限されることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、電動機および蓄電器の少なくとも一方の温度が、電動機および蓄電器の少なくとも一方に対して設定された所定温度以上のとき、すなわち、当該少なくとも一方が比較的高温状態にあるときに、電動機の出力が制限される。したがって、当該少なくとも一方の温度上昇を抑えることができる。
【００２０】
請求項５に係る発明は、請求項３または４に記載のハイブリッド車両の制御装置１において、蓄電器の充電状態ＳＯＣが所定の下限値ＳＯＣＬ以下のときに、電動機４による回生量を増大させるように電動機４の動作を制御することを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、蓄電器の充電状態が所定の下限値以下のときに、電動機による回生量を増大させるように電動機の動作を制御するので、下限値を下回った蓄電器の充電状態を確実に回復させることができる。
【００２２】
請求項６に係る発明は、請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置１において、ハイブリッド車両Ｖには、ハイブリッド車両Ｖが走行している周辺の道路情報を表すデータを記憶するカーナビゲーションシステム６６が設けられており、カーナビゲーションシステム６６に記憶されたデータに基づき、ハイブリッド車両Ｖの走行状況を予測する予測手段（ＥＣＵ２）をさらに備え、予測されたハイブリッド車両Ｖの走行状況にさらに応じて、変速段の選択を行うことを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、ハイブリッド車両の走行状況が、ハイブリッド車両が走行している周辺の道路情報を表すデータに基づき、予測手段によって予測されるとともに、予測されたハイブリッド車両の走行状況に応じて、変速段の選択が行われる。これにより、ハイブリッド車両の走行状況に適した変速段を選択することができる。例えば、ハイブリッド車両が下り坂を走行すると予想されるときには、蓄電器の充電状態が増加することを見越して、より大きな内燃機関の動力が得られる変速段を選択したり、上り坂を走行すると予想されるときには、蓄電器の充電状態が低下することを見越して、より高い蓄電器の充電効率が得られる変速段を選択したりすることができる。
【００２４】
前記目的を達成するために、請求項７に係る発明は、内燃機関３と、発電可能な電動機４と、電動機４との間で電力の授受が可能な蓄電器（バッテリ５２）と、内燃機関３の機関出力軸（実施形態における（以下、本項において同じ）クランク軸３ａ）および電動機４からの動力を第１入力軸１３で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達可能な第１変速機構１１と、機関出力軸からの動力を第２入力軸３２で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪ＤＷに伝達可能な第２変速機構３１と、機関出力軸と第１変速機構１１との間を係合可能な第１クラッチＣ１と、機関出力軸と第２変速機構３１との間を係合可能な第２クラッチＣ２とを有するハイブリッド車両Ｖの制御方法において、ハイブリッド車両Ｖの速度（車速ＶＰ）および駆動輪ＤＷに要求される要求駆動力（要求トルクＴＲＱ）に対して、ハイブリッド車両Ｖの総合燃料消費（総合燃料消費率ＴＳＦＣ）を、内燃機関３の動力の変速段と電動機４の動力の変速段との組み合わせである変速パターンごとに規定した総合燃料消費マップを記憶し、ハイブリッド車両Ｖの速度および要求駆動力に応じ、総合燃料消費マップに基づいて、複数の変速パターンから、総合燃料消費が最も小さな変速パターンを選択し、総合燃料消費マップに記憶された総合燃料消費は、内燃機関３の動力の一部を用いた電動機４による回生によって蓄電器（バッテリ５２）を充電するときの効率、および蓄電器に充電された電力を電動機４の動力に変換するときの効率を用いて算出されたものであり、第１クラッチＣ１が解放され、かつ第２クラッチＣ２が接続されている状態において、第２入力軸３２の動力が、第２変速機構３１および第１変速機構１１を介して、第１入力軸１３に伝達されるように構成されており、電動機４による回生によって蓄電器の充電が行われている状態において、内燃機関３の出力が所定値以下のときには、複数の変速パターンから、内燃機関３の動力の変速段が第１変速機構１１の変速段である変速パターンを選択することを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、前述した請求項１ないし３と同様の作用が得られる。すなわち、電動機および蓄電器などの効率や、要求駆動力に応じて、変速パターンを適切に選択し、総合燃料消費を最小にし、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができるなどの作用を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態による制御装置を適用したハイブリッド車両を概略的に示す図である。
【図２】本実施形態による制御装置のＥＣＵなどを示すブロック図である。
【図３】総合燃料消費率マップの一例である。
【図４】図３と異なる変速パターン用の総合燃料消費率マップの一例である。
【図５】変速パターンの選択処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。なお、本発明は、この実施形態により限定されるものではない。また、実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが、含まれる。図１に示すハイブリッド車両Ｖは、一対の駆動輪ＤＷ（一方のみ図示）および一対の従動輪（図示せず）などから成る四輪車両であり、動力源としての内燃機関（以下「エンジン」という）３および発電可能な電動機（以下「モータ」という）４を備えている。エンジン３は、複数の気筒を有するガソリンエンジンであり、クランク軸３ａを有している。エンジン３の燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期などは、図２に示す制御装置１のＥＣＵ２によって制御される。
【００２８】
モータ４は、いわゆるモータジェネレータである、一般的な１ロータタイプのブラシレスＤＣモータであり、固定されたステータ４ａと、回転自在のロータ４ｂを有している。このステータ４ａは、回転磁界を発生させるためのものであり、鉄心や三相コイルで構成されている。また、ステータ４ａは、ハイブリッド車両Ｖに固定されたケーシングＣＡに取り付けられるとともに、パワードライブユニット（以下「ＰＤＵ」という）５１を介して、充電および放電可能なバッテリ５２に電気的に接続されている。このＰＤＵ５１は、インバータなどの電気回路によって構成されており、ＥＣＵ２に電気的に接続されている（図２参照）。上記のロータ４ｂは、磁石などで構成されており、ステータ４ａに対向するように配置されている。
【００２９】
以上の構成のモータ４では、ＥＣＵ２によるＰＤＵ５１の制御によって、バッテリ５２からＰＤＵ５１を介してステータ４ａに電力が供給されると、回転磁界が発生し、それに伴い、この電力が動力に変換され、ロータ４ｂが回転する。この場合、ステータ４ａに供給される電力が制御されることによって、ロータ４ｂの動力が制御される。
【００３０】
また、ステータ４ａへの電力供給を停止した状態で、動力の入力によりロータ４ｂが回転しているときに、ＥＣＵ２によるＰＤＵ５１の制御によって、回転磁界が発生し、それに伴い、ロータ４ｂに入力された動力が電力に変換され、発電が行われるとともに、発電した電力がバッテリ５２に充電される。また、ステータ４ａを適宜、制御することによって、ロータ４ｂに伝達される動力が制御される。以下、モータ４で発電するとともに、発電した電力をバッテリ５２に充電することを適宜、「回生」という。
【００３１】
さらに、ハイブリッド車両Ｖは、エンジン３およびモータ４の動力をハイブリッド車両Ｖの駆動輪ＤＷに伝達するための駆動力伝達装置を備えており、この駆動力伝達装置は、第１変速機構１１および第２変速機構３１などから成るデュアルクラッチトランスミッションを有している。
【００３２】
第１変速機構１１は、入力された動力を、１速段、３速段、５速段および７速段の１つにより変速して駆動輪ＤＷに伝達するものである。これらの１速段〜７速段の変速比は、その段数が大きいほど、より高速側に設定されている。具体的には、第１変速機構１１は、エンジン３のクランク軸３ａと同軸状に配置された第１クラッチＣ１、遊星歯車装置１２、第１入力軸１３、３速ギヤ１４、５速ギヤ１５、および７速ギヤ１６を有している。
【００３３】
第１クラッチＣ１は、乾式多板クラッチであり、クランク軸３ａに一体に取り付けられたアウターＣ１ａと、第１入力軸１３の一端部に一体に取り付けられたインナーＣ１ｂなどで構成されている。第１クラッチＣ１は、ＥＣＵ２によって制御され、締結状態では、クランク軸３ａに第１入力軸１３を係合させる一方、解放状態ではこの係合を解除し、両者１３、３ａの間を遮断する。
【００３４】
遊星歯車装置１２は、シングルプラネタリ式のものであり、サンギヤ１２ａと、このサンギヤ１２ａの外周に回転自在に設けられた、サンギヤ１２ａよりも歯数の多いリングギヤ１２ｂと、両ギヤ１２ａ、１２ｂに噛み合う複数（例えば３つ）のプラネタリギヤ１２ｃ（２つのみ図示）と、プラネタリギヤ１２ｃを回転自在に支持する回転自在のキャリア１２ｄとを有している。
【００３５】
サンギヤ１２ａは、第１入力軸１３の他端部に一体に取り付けられている。第１入力軸１３の他端部にはさらに、前述したモータ４のロータ４ｂが一体に取り付けられており、第１入力軸１３は、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されている。以上の構成により、第１入力軸１３、サンギヤ１２ａおよびロータ４ｂは、互いに一体に回転する。
【００３６】
また、リングギヤ１２ｂには、ロック機構ＢＲが設けられている。このロック機構ＢＲは、電磁式のものであり、ＥＣＵ２によりＯＮ／ＯＦＦされ、ＯＮ状態のときに、リングギヤ１２ｂを回転不能に保持するとともに、ＯＦＦ状態のときに、リングギヤ１２ｂの回転を許容する。なお、ロック機構ＢＲとして、シンクロクラッチを用いてもよい。
【００３７】
キャリア１２ｄは、中空の回転軸１７に一体に取り付けられている。回転軸１７は、第１入力軸１３の外側に相対的に回転自在に配置されるとともに、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されている。
【００３８】
３速ギヤ１４は、回転軸１７に一体に取り付けられており、回転軸１７およびキャリア１２ｄと一体に回転自在である。また、５速ギヤ１５および７速ギヤ１６は、第１入力軸１３に回転自在に設けられている。さらに、これらの３速ギヤ１４、７速ギヤ１６、および５速ギヤ１５は、遊星歯車装置１２と第１クラッチＣ１の間に、この順で並んでいる。
【００３９】
また、第１入力軸１３には、第１シンクロクラッチＳ１および第２シンクロクラッチＳ２が設けられている。第１シンクロクラッチＳ１は、スリーブＳ１ａ、シフトフォークおよびアクチュエータ（いずれも図示せず）を有している。第１シンクロクラッチＳ１は、ＥＣＵ２による制御により、スリーブＳ１ａを第１入力軸１３の軸線方向に移動させることによって、３速ギヤ１４または７速ギヤ１６を、第１入力軸１３に選択的に係合させる。
【００４０】
第２シンクロクラッチＳ２は、第１シンクロクラッチＳ１と同様に構成されており、ＥＣＵ２による制御により、スリーブＳ２ａを第１入力軸１３の軸線方向に移動させることによって、５速ギヤ１５を第１入力軸１３に係合させる。
【００４１】
また、３速ギヤ１４、５速ギヤ１５、および７速ギヤ１６には、第１受動ギヤ１８、第２受動ギヤ１９および第３受動ギヤ２０がそれぞれ噛み合っており、これらの第１〜第３受動ギヤ１８〜２０は、出力軸２１に一体に取り付けられている。出力軸２１は、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されており、第１入力軸１３と平行に配置されている。また、出力軸２１には、ギヤ２１ａが一体に取り付けられており、このギヤ２１ａは、差動装置を有するファイナルギヤＦＧのギヤに噛み合っている。出力軸２１は、これらのギヤ２１ａやファイナルギヤＦＧを介して、駆動輪ＤＷに連結されている。
【００４２】
以上の構成の第１変速機構１１では、遊星歯車装置１２、３速ギヤ１４および第１受動ギヤ１８によって１速段および３速段のギヤ段が構成され、５速ギヤ１５および第２受動ギヤ１９によって５速段のギヤ段が、７速ギヤ１６および第３受動ギヤ２０によって７速段のギヤ段が、それぞれ構成されている。また、第１入力軸１３に入力された動力は、これらの１速段、３速段、５速段および７速段の１つによって変速され、出力軸２１、ギヤ２１ａおよびファイナルギヤＦＧを介して駆動輪ＤＷに伝達される。
【００４３】
前述した第２変速機構３１は、入力された動力を、２速段、４速段および６速段の１つにより変速して駆動輪ＤＷに伝達するものである。これらの２速段〜６速段の変速比は、その段数が大きいほど、より高速側に設定されている。具体的には、第２変速機構３１は、第２クラッチＣ２、第２入力軸３２、第２入力中間軸３３、２速ギヤ３４、４速ギヤ３５、および６速ギヤ３６を有しており、第２クラッチＣ２および第２入力軸３２は、クランク軸３ａと同軸状に配置されている。
【００４４】
第２クラッチＣ２は、第１クラッチＣ１と同様、乾式多板クラッチであり、クランク軸３ａに一体に取り付けられたアウターＣ２ａと、第２入力軸３２の一端部に一体に取り付けられたインナーＣ２ｂで構成されている。第２クラッチＣ２は、ＥＣＵ２によって制御され、締結状態では、クランク軸３ａに第２入力軸３２を係合させる一方、解放状態ではこの係合を解除し、両者３２と３ａとの間を遮断する。
【００４５】
第２入力軸３２は、中空状に形成され、第１入力軸１３の外側に相対的に回転自在に配置されるとともに、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されている。また、第２入力軸３２の他端部には、ギヤ３２ａが一体に取り付けられている。
【００４６】
第２入力中間軸３３は、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されており、第２入力軸３２および前述した出力軸２１と平行に配置されている。第２入力中間軸３３には、ギヤ３３ａが一体に取り付けられており、ギヤ３３ａには、アイドラギヤ３７が噛み合っている。アイドラギヤ３７は、第２入力軸３２のギヤ３２ａに噛み合っている。なお、図１では、図示の便宜上、アイドラギヤ３７は、ギヤ３２ａから離れた位置に描かれている。第２入力中間軸３３は、これらのギヤ３３ａ、アイドラギヤ３７およびギヤ３２ａを介して、第２入力軸３２に連結されている。
【００４７】
２速ギヤ３４、６速ギヤ３６、および４速ギヤ３５は、第２入力中間軸３３に回転自在に設けられ、この順で並んでおり、前述した第１受動ギヤ１８、第３受動ギヤ２０および第２受動ギヤ１９にそれぞれ噛み合っている。さらに、第２入力中間軸３３には、第３シンクロクラッチＳ３および第４シンクロクラッチＳ４が設けられている。両シンクロクラッチＳ３およびＳ４は、第１シンクロクラッチＳ１と同様に構成されている。
【００４８】
第３シンクロクラッチＳ３は、ＥＣＵ２による制御により、そのスリーブＳ３ａを第２入力中間軸３３の軸線方向に移動させることによって、２速ギヤ３４または６速ギヤ３６を、第２入力中間軸３３に選択的に係合させる。第４シンクロクラッチＳ４は、ＥＣＵ２による制御により、そのスリーブＳ４ａを第２入力中間軸３３の軸線方向に移動させることによって、４速ギヤ３５を第２入力中間軸３３に係合させる。
【００４９】
以上の構成の第２変速機構３１では、２速ギヤ３４および第１受動ギヤ１８によって２速段のギヤ段が構成され、４速ギヤ３５および第２受動ギヤ１９によって４速段のギヤ段が、６速ギヤ３６および第３受動ギヤ２０によって６速段のギヤ段が、それぞれ構成されている。また、第２入力軸３２に入力された動力は、ギヤ３２ａ、アイドラギヤ３７およびギヤ３３ａを介して第２入力中間軸３３に伝達され、第２入力中間軸３３に伝達された動力は、これらの２速段、４速段および６速段の１つによって変速され、出力軸２１、ギヤ２１ａおよびファイナルギヤＦＧを介して駆動輪ＤＷに伝達される。
【００５０】
以上のように、第１および第２変速機構１１、３１では、変速された動力を駆動輪ＤＷに伝達するための出力軸２１が共用化されている。
【００５１】
また、駆動力伝達装置には、リバース機構４１が設けられており、リバース機構４１は、リバース軸４２、リバースギヤ４３および第５シンクロクラッチＳ５を有している。リバース軸４２は、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されており、第１入力軸１３と並行に配置されている。リバース軸４２には、ギヤ４２ａが一体に取り付けられており、ギヤ４２ａは、前述したアイドラギヤ３７に噛み合っている。なお、図１では、図示の便宜上、ギヤ４２ａは、アイドラギヤ３７から離れた位置に描かれている。
【００５２】
リバースギヤ４３は、リバース軸４２に回転自在に設けられている。第５シンクロクラッチＳ５は、第１シンクロクラッチＳ１と同様に構成されており、ＥＣＵ２による制御により、そのスリーブＳ５ａをリバース軸４２の軸線方向に移動させることによって、リバースギヤ４３をリバース軸４２に係合させる。
【００５３】
さらに、図２に示すように、ＥＣＵ２には、クランク角センサ６１から、ＣＲＫ信号が入力される。このＣＲＫ信号は、エンジン３のクランク軸３ａの回転に伴い、所定のクランク角ごとに出力されるパルス信号である。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン回転数ＮＥを算出する。また、ＥＣＵ２には、電流電圧センサ６２から、バッテリ５２に入出力される電流・電圧値を表す検出信号が、入力される。ＥＣＵ２は、この検出信号に基づいて、バッテリ５２の充電状態ＳＯＣを算出する。
【００５４】
さらに、ＥＣＵ２には、バッテリ温度センサ６３から、バッテリ５２の温度ＴＢを表す検出信号が入力される。また、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ６４からハイブリッド車両Ｖのアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量であるアクセル開度ＡＰを表す検出信号が、車速センサ６５から車速ＶＰを表す検出信号が、入力される。また、ＥＣＵ２には、カーナビゲーションシステム６６に記憶された、ハイブリッド車両Ｖが走行している周辺の道路情報を表すデータが適宜、入力される。
【００５５】
ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されており、上述した各種のセンサ６１〜６５からの検出信号や、カーナビゲーションシステム６６からのデータに応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、ハイブリッド車両Ｖの動作を制御する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２は、記憶手段、変速パターン選択手段および予測手段に相当する。
【００５６】
以上の構成のハイブリッド車両Ｖの運転モードには、ＥＮＧ走行モード、ＥＶ走行モード、アシスト走行モード、充電走行モード、減速回生モードおよびＥＮＧ始動モードが含まれる。各運転モードにおけるハイブリッド車両Ｖの動作は、ＥＣＵ２によって制御される。以下、これらの運転モードについて順に説明する。
【００５７】
［ＥＮＧ走行モード］
ＥＮＧ走行モードは、エンジン３のみを動力源として用いる運転モードである。ＥＮＧ走行モードでは、エンジン３の燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期を制御することによって、エンジン３の動力（以下「エンジン動力」という）が制御される。また、エンジン動力は、第１または第２変速機構１１、３１により変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００５８】
まず、第１変速機構１１により１速段、３速段、５速段および７速段の１つでエンジン動力を変速する場合の動作について、順に説明する。この場合、上記のいずれの変速段においても、第１クラッチＣ１を締結状態に制御することによって、第１入力軸１３をクランク軸３ａに係合させるとともに、第２クラッチＣ２を解放状態に制御することによって、クランク軸３ａへの第２入力軸３２の係合を解除する。また、第５シンクロクラッチＳ５の制御によって、リバース軸４２に対するリバースギヤ４３の係合を解除する。
【００５９】
１速段の場合には、ロック機構ＢＲをＯＮ状態に制御することによって、リングギヤ１２ｂを回転不能に保持するとともに、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２によって、第１入力軸１３に対する３速ギヤ１４、５速ギヤ１５および７速ギヤ１６の係合を解除する。
【００６０】
以上により、エンジン動力は、第１クラッチＣ１、第１入力軸１３、サンギヤ１２ａ、プラネタリギヤ１２ｃ、キャリア１２ｄ、回転軸１７、３速ギヤ１４および第１受動ギヤ１８を介して、出力軸２１に伝達され、さらにギヤ２１ａおよびファイナルギヤＦＧを介して、駆動輪ＤＷに伝達される。その際、上記のようにリングギヤ１２ｂが回転不能に保持されているため、第１入力軸１３に伝達されたエンジン動力は、サンギヤ１２ａとリングギヤ１２ｂとの歯数比に応じた変速比で減速された後、キャリア１２ｄに伝達され、さらに、３速ギヤ１４と第１受動ギヤ１８との歯数比に応じた変速比で減速された後、出力軸２１に伝達される。その結果、エンジン動力は、上記の２つの変速比によって定まる１速段の変速比で変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００６１】
３速段の場合には、ロック機構ＢＲをＯＦＦ状態に制御することによって、リングギヤ１２ｂの回転を許容するとともに、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２の制御によって、３速ギヤ１４のみを第１入力軸１３に係合させる。
【００６２】
以上により、エンジン動力は、第１入力軸１３から３速ギヤ１４および第１受動ギヤ１８を介して、出力軸２１に伝達される。この場合、上記のように３速ギヤ１４が第１入力軸１３に係合しているため、サンギヤ１２ａ、キャリア１２ｄおよびリングギヤ１２ｂは一体に空転する。このため、３速段の場合には、１速段の場合と異なり、エンジン動力は、遊星歯車装置１２で減速されることなく、３速ギヤ１４と第１受動ギヤ１８との歯数比によって定まる３速段の変速比で変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００６３】
以下同様に、５速段の場合には、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２の制御によって、５速ギヤ１５のみを第１入力軸１３に係合させる。これにより、エンジン動力は、第１入力軸１３から５速ギヤ１５および第２受動ギヤ１９を介して、出力軸２１に伝達され、両ギヤ１５，１９の歯数比によって定まる５速段の変速比で変速される。
【００６４】
７速段の場合には、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２の制御によって、７速ギヤ１６のみを第１入力軸１３に係合させる。これにより、エンジン動力は、第１入力軸１３から７速ギヤ１６および第３受動ギヤ２０を介して、出力軸２１に伝達され、両ギヤ１６，２０の歯数比によって定まる７速段の変速比で変速される。
【００６５】
次に、エンジン動力を第２変速機構３１により２速段、４速段および６速段の１つで変速する場合の動作について、順に説明する。この場合、これらのいずれの変速段においても、第１クラッチＣ１を解放状態に制御することによって、クランク軸３ａへの第１入力軸１３の係合を解除するとともに、第２クラッチＣ２を締結状態に制御することによって、第２入力軸３２をクランク軸３ａに係合させる。また、第５シンクロクラッチＳ５の制御によって、リバース軸４２に対するリバースギヤ４３の係合を解除する。
【００６６】
２速段の場合には、第３および第４シンクロクラッチＳ３、Ｓ４の制御によって、２速ギヤ３４のみを第２入力中間軸３３に係合させる。これにより、エンジン動力は、第２クラッチＣ２、第２入力軸３２、ギヤ３２ａ、アイドラギヤ３７、ギヤ３３ａ、第２入力中間軸３３、２速ギヤ３４および第１受動ギヤ１８を介して、出力軸２１に伝達され、さらにギヤ２１ａおよびファイナルギヤＦＧを介して、駆動輪ＤＷに伝達される。その際、エンジン動力は、２速ギヤ３４と第１受動ギヤ１８との歯数比によって定まる２速段の変速比で変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００６７】
以下同様に、４速段の場合には、第３および第４シンクロクラッチＳ３、Ｓ４の制御によって、４速ギヤ３５のみを第２入力中間軸３３に係合させる。これにより、エンジン動力は、第２入力中間軸３３から４速ギヤ３５および第２受動ギヤ１９を介して、出力軸２１に伝達され、両ギヤ３５，１９の歯数比によって定まる４速段の変速比で変速される。
【００６８】
６速段の場合には、第３および第４シンクロクラッチＳ３、Ｓ４の制御によって、６速ギヤ３６のみを第２入力中間軸３３に係合させる。これにより、エンジン動力は、第２入力中間軸３３から６速ギヤ３６および第３受動ギヤ２０を介して、出力軸２１に伝達され、両ギヤ３６，２０の歯数比に応じて定まる６速段の変速比で変速される。
【００６９】
ＥＮＧ走行モード中、エンジントルクは、ＢＳＦＣボトムトルクになるように制御される。このＢＳＦＣボトムトルクは、エンジン動力の変速段と車速ＶＰによって定まるエンジン回転数ＮＥに対して、エンジン３の最小の燃料消費率が得られるトルクである。
【００７０】
［ＥＶ走行モード］
ＥＶ走行モードは、モータ４のみを動力源として用いる運転モードである。ＥＶ走行モードでは、バッテリ５１からモータ４に供給される電力を制御することによって、モータ４の動力（以下「モータ動力」という）が制御される。また、モータ動力が、第１変速機構１１により１速段、３速段、５速段および７速段の１つで変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。この場合、これらのいずれの変速段においても、第１および第２クラッチＣ１、Ｃ２を解放状態に制御することによって、クランク軸３ａに対する第１および第２入力軸１３、３２の係合を解除する。これにより、モータ４および駆動輪ＤＷとエンジン３との間が遮断されるので、モータ動力がエンジン３に無駄に伝達されることがない。また、第５シンクロクラッチＳ５の制御によって、リバース軸４２に対するリバースギヤ４３の係合を解除する。
【００７１】
１速段の場合には、ＥＮＧ走行モードの場合と同様、ロック機構ＢＲをＯＮ状態に制御することによって、リングギヤ１２ｂを回転不能に保持するとともに、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２の制御によって、第１入力軸１３に対する３速ギヤ１４、５速ギヤ１５および７速ギヤ１６の係合を解除する。
【００７２】
以上により、モータ動力は、第１入力軸、サンギヤ１２ａ、プラネタリギヤ１２ｃ、キャリア１２ｄ、回転軸１７、３速ギヤ１４および第１受動ギヤ１８を介して、出力軸２１に伝達される。その結果、モータ動力は、ＥＮＧ走行モードの場合と同様、１速段の変速比で変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００７３】
３速段の場合には、ＥＮＧ走行モードの場合と同様、ロック機構ＢＲをＯＦＦ状態に制御することによって、リングギヤ１２ｂの回転を許容するとともに、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２の制御によって、３速ギヤ１４のみを第１入力軸１３に係合させる。これにより、モータ動力は、第１入力軸１３から、３速ギヤ１４および第１受動ギヤ１８を介して、出力軸２１に伝達される。その結果、モータ動力は、ＥＮＧ走行モードの場合と同様、３速段の変速比で変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００７４】
５速段または７速段の場合には、ＥＮＧ走行モードの場合と同様にして、ロック機構ＢＲ、第１および第２シンクロクラッチＳ１、Ｓ２を制御する。これにより、モータ動力は、５速段または７速段の変速比で変速され、駆動輪ＤＷに伝達される。
【００７５】
［アシスト走行モード］
アシスト走行モードは、エンジン３をモータ４でアシストする運転モードである。アシスト走行モードでは、基本的に、エンジン３の良好な燃費が得られるように、エンジン３のトルク（以下「エンジントルク」という）を制御する。また、運転者から駆動輪ＤＷに要求されるトルク（以下「要求トルク」という）ＴＲＱに対するエンジントルクの不足分が、モータ４のトルク（以下「モータトルク」という）によって補われる。要求トルクＴＲＱは、検出されたアクセル開度ＡＰに応じて算出される。
【００７６】
アシスト走行モード中、エンジン動力を第１変速機構１１によって変速しているとき（奇数段のとき）には、モータ４と駆動輪ＤＷとの変速比は、第１変速機構１１で設定されている変速段の変速比と同じになる。一方、エンジン動力を第２変速機構３１によって変速しているとき（偶数段のとき）には、モータ４と駆動輪ＤＷとの変速比は、第１変速機構１１の１速段、３速段、５速段または７速段のいずれかの変速比を選択することが可能である。
【００７７】
［充電走行モード］
充電走行モードは、エンジン動力の一部をモータ４で電力に変換し、発電を行うとともに、発電した電力をバッテリ５２に充電する運転モードである。充電走行モードでは、基本的に、エンジン３の良好な燃費が得られるように、エンジントルクを制御する。充電走行モードでは、要求トルクＴＲＱと車速ＶＰで定まる要求駆動力に対するエンジン動力の余剰分が、電力に変換され、バッテリ５２に充電される。また、第１および第２変速機構１１、３１の変速段に応じて、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、および第１〜第５シンクロクラッチＳ１〜Ｓ５が、エンジン走行モードやＥＶ走行モードの場合と同様にして制御される。
【００７８】
この場合、アシスト走行モードの場合と同様、エンジン動力を第１変速機構１１によって変速しているとき（奇数段のとき）には、モータ４と駆動輪ＤＷとの変速比は、第１変速機構１１の変速段の変速比と同じになる。また、エンジン動力を第２変速機構１２によって変速しているとき（偶数段のとき）には、モータ４と駆動輪ＤＷとの変速比は、第１変速機構１１の１速段、３速段、５速段または７速段のいずれかの変速比を選択することが可能である。
【００７９】
なお、充電走行モード中、エンジン動力を第２変速機構３１によって駆動輪ＤＷに伝達する場合において、モータ４と駆動輪ＤＷとの変速比をエンジン３と駆動輪ＤＷとの変速比と同じ値に制御するときには、第１クラッチＣ１により第１入力軸１３をクランク軸３ａに係合させる。これにより、エンジン動力の一部が、第１クラッチＣ１および第１入力軸１３を介してモータ４のロータ４ｂに伝達される。
【００８０】
次に、エンジン動力およびモータ動力の変速段の選択、および運転モードの選択について説明する。
【００８１】
まず、これらの選択に用いられる総合燃料消費率ＴＳＦＣについて説明する。この総合燃料消費率ＴＳＦＣは、ハイブリッド車両Ｖにおけるエネルギ源としての燃料が、ハイブリッド車両Ｖの走行エネルギに最終的に変換されることを想定したときの、最終的な走行エネルギに対する燃料量の比であり、したがって、その値が小さいほど、ハイブリッド車両Ｖの燃費がより良いことを示す。
【００８２】
総合燃料消費率ＴＳＦＣは、ＥＮＧ走行モードのときには、エンジン３へのハイブリッド車両Ｖの走行用の供給燃料量、エンジン３の効率および第１および第２変速機構１１、３１の効率を用いて算出される。
【００８３】
また、総合燃料消費率ＴＳＦＣは、アシスト走行モードのときには、上記の３つのパラメータに加えて、アシスト走行用の電力をバッテリ５２に充電するためにエンジン３に過去に供給された過去供給燃料量、バッテリ５２の放電効率、モータ４の駆動効率および第１および第２変速機構１１、３１の効率を用いて算出される。
【００８４】
さらに、総合燃料消費率ＴＳＦＣは、充電走行モードのときには、上記の３つのパラメータに加えて、エンジン３へのモータ４による充電用の供給燃料量、エンジン３の効率、第１および第２変速機構１１、３１の効率、モータ４の発電効率、バッテリ５２の充電効率、およびバッテリ５２の電力を将来的にモータ４の動力に変換するときの効率である予測効率を用いて算出される。
【００８５】
以上のように算出される総合燃料消費率ＴＳＦＣは、エンジン３の燃料消費率だけでなく、第１および第２変速機構１１、３１の効率を反映し、アシスト走行モードまたは充電走行モードではさらに、モータ４の駆動効率および発電効率やバッテリ５２の放電効率および充電効率などを反映する。
【００８６】
図３および図４は、変速パターンおよび運転モードの選択に用いられる総合燃料消費量マップを示す。このような総合燃料消費量マップは、実際には、エンジン動力の変速段とモータ動力の変速段との組み合わせである変速パターンごとに設定され、ＥＣＵ２に記憶されている。図３はそのうちのエンジン動力およびモータ動力の変速段がいずれも３速段の例であり、図４はエンジン動力が４速段、モータ動力の変速段が３速段の例である。
【００８７】
これらの図に示すように、各総合燃料消費率マップは、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに対して、総合燃料消費率ＴＳＦＣを規定しており、エンジン３、モータ４、第１および第２変速機構１１、３１やバッテリ５２の効率などをあらかじめ実験によって求め、これらのパラメータを用いて前述した方法で算出した総合燃料消費率ＴＳＦＣを、マップ化したものである。総合燃料消費率マップには、ＢＳＦＣボトムトルクを結ぶＢＳＦＣボトムラインが示されており、その上側がアシスト走行モードの領域であり、下側が充電走行モードの領域である。
【００８８】
図５は、上述した総合燃料消費率マップを用い、変速パターンおよび運転モードを選択する処理を示す。本処理は、ＥＣＵ２により、所定時間ごとに実行される。
【００８９】
本処理ではまず、ステップ１において、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じ、すべての総合燃料消費率マップを検索することによって、総合燃料消費率ＴＳＦＣ１〜ＴＳＦＣｎを算出する。次に、ステップ２において、算出した総合燃料消費率ＴＳＦＣ１〜ＴＳＦＣｎから、それらの最小値ＴＳＦＣｍｉｎをピックアップする。
【００９０】
次に、ステップ３において、最小値ＴＳＦＣｍｉｎに基づいて、変速パターンを選択する。具体的には、最小値ＴＳＦＣｍｉｎを規定する総合燃料消費率マップを特定するとともに、その総合燃料消費率マップに対応する変速パターンを、変速パターンとして選択する。
【００９１】
次に、ステップ４において、最小値ＴＳＦＣｍｉｎに基づいて、運転モードを選択し、本処理を終了する。具体的には、特定された総合燃料消費率マップにおいて、最小値ＴＳＦＣｍｉｎがほぼＢＳＦＣボトムライン上に位置するときには、運転モードとして、ＥＮＧ走行モードを選択する。また、最小値ＴＳＦＣｍｉｎがＢＳＦＣボトムラインの上側に位置するときには、アシスト走行モードを選択し、下側に位置するときには、充電走行モードを選択する。
【００９２】
また、充電走行モード中、要求トルクＴＲＱが所定値以下のときには、エンジン動力およびモータ動力の変速段はいずれも、第１変速機構１１による奇数段に設定される。
【００９３】
また、アシスト走行モード中、検出されたバッテリ温度ＴＢが所定温度以上になったときには、モータ４の出力を制限し、モータ４によるエンジン３のアシストを制限する。この場合、アシストを制限した分を補うように、エンジントルクを増大させる。また、ＥＶ走行モード中、バッテリ温度ＴＢが所定温度以上になったときには、ＥＶ走行モードを禁止し、走行モードを、ＥＮＧ走行モード、充電走行モードまたはアシスト走行モードに切り換える。また、アシスト走行モードに切り換えたときには、上記のようにモータ４の出力が制限される。
【００９４】
また、ＥＣＵ２は、検出されたバッテリ５２の充電状態ＳＯＣが下限値ＳＯＣＬ以下のときには、充電状態ＳＯＣを回復させるために、充電走行モードにおいて、モータ４による回生量を増大させるようにモータ４の動作を制御する。この場合、回生量の増大分を補うように、エンジントルクを増大させる。
【００９５】
さらに、ＥＣＵ２は、前述したカーナビゲーションシステム６６に記憶された、ハイブリッド車両Ｖが走行している周辺の道路情報に基づいて、ハイブリッド車両Ｖの走行状況を予測する。そして、予測されたハイブリッド車両Ｖの走行状況に応じて、変速パターンの選択を行う。具体的には、ハイブリッド車両Ｖが下り坂を走行すると予想されたときには、エンジントルクが最も大きな変速パターンを選択し、上り坂を走行すると予想されたときには、充電量が最も大きな変速パターンを選択する。
【００９６】
以上のように、本実施形態によれば、車速ＶＰおよび要求トルクＴＲＱに応じ、総合燃料消費率マップに基づいて、すべての変速パターンから、総合燃料消費率ＴＳＦＣが最も小さな変速パターンを選択する。したがって、選択された変速パターンを用いてハイブリッド車両Ｖを運転することによって、最小の総合燃料消費率を得ることができ、ハイブリッド車両Ｖの燃費を向上させることができる。
【００９７】
また、充電走行モードのときには、総合燃料消費率ＴＳＦＣを、エンジン３へのモータ４による充電用の供給燃料量、エンジン３の効率、第１および第２変速機構１１、３１の効率、モータ４の発電効率、バッテリ５２の充電効率、およびバッテリ５２の電力を将来的にモータ４の動力に変換するときの予測効率を用いて算出する。したがって、これらの効率を反映させながら、ハイブリッド車両Ｖの総合燃料消費率ＴＳＦＣを精度良く算出することができる。
【００９８】
また、充電走行モード中、要求トルクＴＲＱが所定値ＴＲＱＬ以下のときには、エンジン動力およびモータ動力の変速段はいずれも、第１変速機構１１による奇数段に設定されるので、エンジン３からモータ４までの動力伝達経路における動力損失を低減し、その影響を小さくすることができ、バッテリ５２の充電効率を向上させることができる。
【００９９】
また、検出されたバッテリ温度ＴＢが所定温度以上のときに、モータ４の出力を制限するので、バッテリ温度ＴＢの上昇を抑えることができる。また、検出されたバッテリ５２の充電状態ＳＯＣが下限値ＳＯＣＬ以下のときに、モータ４による回生量を増大させるようにモータ４の動作を制御するので、下限値を下回った蓄電器の充電状態を確実に回復させることができる。
【０１００】
さらに、カーナビゲーションシステム６６で予測されたハイブリッド車両Ｖの走行状況に応じて、変速パターンの選択を行うので、ハイブリッド車両Ｖが下り坂を走行すると予想されたときには、エンジントルクが最も大きな変速パターンを選択し、上り坂を走行すると予想されたときには、充電量が最も大きな変速パターンを選択することができる。
【０１０１】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、第１および第２変速機構１１、３１のそれぞれの複数の変速段を、奇数段および偶数段に設定しているが、これとは逆に、偶数段および奇数段に設定してもよい。さらに、実施形態では、第１および第２変速機構１１、３１として、変速された動力を駆動輪ＤＷに伝達するための出力軸２１が共用化されたタイプのものを用いているが、出力軸が別個に設けられたタイプのものを用いてもよい。この場合、第１〜第４シンクロクラッチＳ１〜Ｓ４を、第１入力軸１３および第２入力中間軸３３ではなく、出力軸に設けてもよい。さらに、実施形態では、クラッチＣ、第１および第２クラッチＣ１、Ｃ２は、乾式多板クラッチであるが、湿式多板クラッチや、電磁クラッチでもよい。
【０１０２】
また、実施形態では、総合燃料消費率マップは、すべての変速パターンと同じ数だけ設定されているが、それらを重ね合わせ、より少ない数のマップに統合してもよい。
【０１０３】
さらに、実施形態では、本発明における電動機として、ブラシレスＤＣモータであるモータ４を用いているが、発電可能な他の適当な電動機、例えばＡＣモータを用いてもよい。また、実施形態では、本発明における蓄電器は、バッテリ５２であるが、充電および放電可能な他の適当な蓄電器、例えばキャパシタでもよい。さらに、実施形態では、本発明における内燃機関として、ガソリンエンジンであるエンジン３を用いているが、ディーゼルエンジンや、ＬＰＧエンジンを用いてもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
Ｖ ハイブリッド車両
１ 制御装置
２ ＥＣＵ（記憶手段、変速パターン選択手段、予測手段）
３ エンジン
３ａ クランク軸（機関出力軸）
４ モータ
ＤＷ 駆動輪
１１ 第１変速機構
１３ 第１入力軸
３１ 第２変速機構
３２ 第２入力軸
Ｃ１ 第１クラッチ
Ｃ２ 第２クラッチ
５２ バッテリ（蓄電器）
６６ カーナビゲーションシステム
ＴＲＱ 要求トルク（要求駆動力）
ＴＳＦＣ 総合燃料消費率（総合燃料消費）
ＴＢ バッテリ温度（蓄電器の温度）
ＳＯＣ 充電状態
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第１入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第１変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第２入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第２変速機構と、前記機関出力軸と前記第１変速機構との間を係合可能な第１クラッチと、前記機関出力軸と前記第２変速機構との間を係合可能な第２クラッチとを有するハイブリッド車両の制御装置において、
前記ハイブリッド車両の速度および前記駆動輪に要求される要求駆動力に対して、前記ハイブリッド車両の総合燃料消費を、前記内燃機関の動力の変速段と前記電動機の動力の変速段との組み合わせである変速パターンごとに規定した総合燃料消費マップを記憶する記憶手段と、
前記ハイブリッド車両の速度および前記要求駆動力に応じ、前記総合燃料消費マップに基づいて、複数の変速パターンから、前記総合燃料消費が最も小さな変速パターンを選択する変速パターン選択手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記総合燃料消費は、前記内燃機関の動力の一部を用いた前記電動機による回生によって前記蓄電器を充電するときの効率、および前記蓄電器に充電された電力を前記電動機の動力に変換するときの予測効率を用いて算出されることを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記第１クラッチが解放され、かつ前記第２クラッチが接続されている状態において、前記第２入力軸の動力が、前記第２変速機構および前記第１変速機構を介して、前記第１入力軸に伝達されるように構成されており、
前記変速パターン選択手段は、前記内燃機関の動力の一部を用いた前記電動機による回生によって前記蓄電器の充電が行われている状態において、前記要求駆動力が所定値以下のときには、前記複数の変速パターンから、前記内燃機関の動力の変速段が前記第１変速機構の変速段である変速パターンを選択することを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記電動機および前記蓄電器の少なくとも一方の温度が、前記電動機および前記蓄電器の前記少なくとも一方に対して設定された所定温度以上のときに、前記電動機の出力が制限されることを特徴とする、請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
前記蓄電器の充電状態が所定の下限値以下のときに、前記電動機による回生量を増大させるように前記電動機の動作を制御することを特徴とする、請求項３または４に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
前記ハイブリッド車両には、当該ハイブリッド車両が走行している周辺の道路情報を表すデータを記憶するカーナビゲーションシステムが設けられており、
当該カーナビゲーションシステムに記憶されたデータに基づき、前記ハイブリッド車両の走行状況を予測する予測手段をさらに備え、
当該予測されたハイブリッド車両の走行状況に応じて、前記変速パターンの選択を行うことを特徴とする、請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
内燃機関と、発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第１入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第１変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第２入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第２変速機構と、前記機関出力軸と前記第１変速機構との間を係合可能な第１クラッチと、前記機関出力軸と前記第２変速機構との間を係合可能な第２クラッチとを有するハイブリッド車両の制御方法において、
前記ハイブリッド車両の速度および前記駆動輪に要求される要求駆動力に対して、前記ハイブリッド車両の総合燃料消費を、前記内燃機関の動力の変速段と前記電動機の動力の変速段との組み合わせである変速パターンごとに規定した総合燃料消費マップを記憶し、
前記ハイブリッド車両の速度および前記要求駆動力に応じ、前記総合燃料消費マップに基づいて、複数の変速パターンから、前記ハイブリッド車両の総合燃料消費が最も小さな変速パターンを選択し、
前記総合燃料消費マップに記憶された総合燃料消費は、前記内燃機関の動力の一部を用いた前記電動機による回生によって前記蓄電器を充電するときの効率、および前記蓄電器に充電された電力を前記電動機の動力に変換するときの効率を用いて算出されたものであり、
前記第１クラッチが解放され、かつ前記第２クラッチが接続されている状態において、前記第２入力軸の動力が、前記第２変速機構および前記第１変速機構を介して、前記第１入力軸に伝達されるように構成されており、
前記電動機による回生によって前記蓄電器の充電が行われている状態において、前記内燃機関の出力が所定値以下のときには、複数の変速パターンから、前記内燃機関の動力が前記第１変速機構により変速される変速パターンを選択することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
【請求項１】
内燃機関と、発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第１入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第１変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第２入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第２変速機構と、前記機関出力軸と前記第１変速機構との間を係合可能な第１クラッチと、前記機関出力軸と前記第２変速機構との間を係合可能な第２クラッチとを有するハイブリッド車両の制御装置において、
前記ハイブリッド車両の速度および前記駆動輪に要求される要求駆動力に対して、前記ハイブリッド車両の総合燃料消費を、前記内燃機関の動力の変速段と前記電動機の動力の変速段との組み合わせである変速パターンごとに規定した総合燃料消費マップを記憶する記憶手段と、
前記ハイブリッド車両の速度および前記要求駆動力に応じ、前記総合燃料消費マップに基づいて、複数の変速パターンから、前記総合燃料消費が最も小さな変速パターンを選択する変速パターン選択手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記総合燃料消費は、前記内燃機関の動力の一部を用いた前記電動機による回生によって前記蓄電器を充電するときの効率、および前記蓄電器に充電された電力を前記電動機の動力に変換するときの予測効率を用いて算出されることを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記第１クラッチが解放され、かつ前記第２クラッチが接続されている状態において、前記第２入力軸の動力が、前記第２変速機構および前記第１変速機構を介して、前記第１入力軸に伝達されるように構成されており、
前記変速パターン選択手段は、前記内燃機関の動力の一部を用いた前記電動機による回生によって前記蓄電器の充電が行われている状態において、前記要求駆動力が所定値以下のときには、前記複数の変速パターンから、前記内燃機関の動力の変速段が前記第１変速機構の変速段である変速パターンを選択することを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記電動機および前記蓄電器の少なくとも一方の温度が、前記電動機および前記蓄電器の前記少なくとも一方に対して設定された所定温度以上のときに、前記電動機の出力が制限されることを特徴とする、請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
前記蓄電器の充電状態が所定の下限値以下のときに、前記電動機による回生量を増大させるように前記電動機の動作を制御することを特徴とする、請求項３または４に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
前記ハイブリッド車両には、当該ハイブリッド車両が走行している周辺の道路情報を表すデータを記憶するカーナビゲーションシステムが設けられており、
当該カーナビゲーションシステムに記憶されたデータに基づき、前記ハイブリッド車両の走行状況を予測する予測手段をさらに備え、
当該予測されたハイブリッド車両の走行状況に応じて、前記変速パターンの選択を行うことを特徴とする、請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
内燃機関と、発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第１入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第１変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第２入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか１つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第２変速機構と、前記機関出力軸と前記第１変速機構との間を係合可能な第１クラッチと、前記機関出力軸と前記第２変速機構との間を係合可能な第２クラッチとを有するハイブリッド車両の制御方法において、
前記ハイブリッド車両の速度および前記駆動輪に要求される要求駆動力に対して、前記ハイブリッド車両の総合燃料消費を、前記内燃機関の動力の変速段と前記電動機の動力の変速段との組み合わせである変速パターンごとに規定した総合燃料消費マップを記憶し、
前記ハイブリッド車両の速度および前記要求駆動力に応じ、前記総合燃料消費マップに基づいて、複数の変速パターンから、前記ハイブリッド車両の総合燃料消費が最も小さな変速パターンを選択し、
前記総合燃料消費マップに記憶された総合燃料消費は、前記内燃機関の動力の一部を用いた前記電動機による回生によって前記蓄電器を充電するときの効率、および前記蓄電器に充電された電力を前記電動機の動力に変換するときの効率を用いて算出されたものであり、
前記第１クラッチが解放され、かつ前記第２クラッチが接続されている状態において、前記第２入力軸の動力が、前記第２変速機構および前記第１変速機構を介して、前記第１入力軸に伝達されるように構成されており、
前記電動機による回生によって前記蓄電器の充電が行われている状態において、前記内燃機関の出力が所定値以下のときには、複数の変速パターンから、前記内燃機関の動力が前記第１変速機構により変速される変速パターンを選択することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−５２８０３（Ｐ２０１３−５２８０３Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９３０２４（Ｐ２０１１−１９３０２４）
【出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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