ハイブリッド車両の制御装置
【課題】ハイブリッド車両において、電動機の体格拡大を防止し、電動機及びその付帯設備の車両への搭載性を向上させる。
【解決手段】ハイブリッド駆動機構１０Ａにおいて、第１変速装置４００及び第２変速装置５００の作用により、電気ＣＶＴモードと固定変速モードの二種類の変速モードが実現される。また各変速モードでは、更に変速比の異なる複数の変速モードが実現される。ＥＣＵ１００は、変速制御において、エンジン要求出力Ｐｅに応じて変速モードを選択する。即ち、エンジン要求出力Ｐｅが、エンジン２００の最高効率点に相当する基準値Ｐｅｔｈ未満である場合に、電気ＣＶＴモードが選択され、エンジン２００の動作点が、高効率領域を通る動作線Ｍ上から選択されると共に、エンジン要求出力Ｐｅが基準値Ｐｅｔｈ以上となる領域では、固定変速モードが選択され、駆動力の伝達効率向上が図られる。
【解決手段】ハイブリッド駆動機構１０Ａにおいて、第１変速装置４００及び第２変速装置５００の作用により、電気ＣＶＴモードと固定変速モードの二種類の変速モードが実現される。また各変速モードでは、更に変速比の異なる複数の変速モードが実現される。ＥＣＵ１００は、変速制御において、エンジン要求出力Ｐｅに応じて変速モードを選択する。即ち、エンジン要求出力Ｐｅが、エンジン２００の最高効率点に相当する基準値Ｐｅｔｈ未満である場合に、電気ＣＶＴモードが選択され、エンジン２００の動作点が、高効率領域を通る動作線Ｍ上から選択されると共に、エンジン要求出力Ｐｅが基準値Ｐｅｔｈ以上となる領域では、固定変速モードが選択され、駆動力の伝達効率向上が図られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関と電動発電機とを動力源として備え、変速モードとして固定変速モード及び無段変速モードを有してなるハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置を適用可能なものとして、二組の遊星歯車機構を組み合わせて四つの回転要素を有する歯車機構として構成された分配機構を備えたハイブリッド車の駆動装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されたハイブリッド車の駆動装置（以下、「従来の技術」と称する）によれば、二つの出力要素を出力部材に選択的に連結する連結機構を備えるため、複数の駆動形態の中から走行要求に適した駆動形態を選択することができる、エネルギ効率の良い走行が可能になるとされている。
【０００３】
尚、無段変速モードと固定変速モードを設定可能なハイブリッド車の駆動装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５５８９１号公報
【特許文献２】特開２００４−３４５５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の技術においても、内燃機関の動作効率を可及的に最適化し得る無段変速モードに類する駆動形態を選択可能であるが、内燃機関の広範な動作点に対し常に無段変速モードを実現しようとすると、内燃機関の最大出力や最大トルクに応じて、反力要素及び出力要素いずれの電動機もその体格を大型化せざるを得ず、経済性及び車両への搭載性の悪化を伴う。即ち、従来の技術には、電動機及びその付帯設備を車両に搭載するに際して搭載性の悪化が避け難い旨の技術的な問題点がある。
【０００６】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、電動機の体格拡大を防止し、電動機及びその付帯設備の車両への搭載性を向上させ得るハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関、第１電動機及び第２電動機に連結された相互に差動回転可能な第１、第２及び第３の回転要素及び車軸に連結される出力部材を有する動力分配手段、並びに前記内燃機関の出力軸と該出力部材との回転速度比を連続変化させる無段変速モードと当該回転速度比を固定する固定変速モードとの間で変速モードを切り替え可能な変速手段を備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記内燃機関の運転条件を特定する特定手段と、該特定された運転条件が所定の高効率領域に該当する場合に前記変速モードが前記無段変速モードとなるように前記変速手段を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る動力分配手段は、第１、第２及び第３の回転要素を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素（即ち、第１、第２及び第３の回転要素は、動力分配手段に備わる回転要素の少なくとも一部であって、必ずしも全てでない）を備える。
【０００９】
一方、変速手段は、ハイブリッド車両の変速モードとして無段変速モードと固定変速モードとを適宜に切り替え可能な構成を有しており、例えば摩擦係合式或いは噛合式等各種態様を採り得る複数の係合手段（ブレーキ装置やクラッチ装置を含む）により、出力部材とこれら複数の回転要素との接続状態（即ち、元より接続可能であるか否かによらず少なくとも接続の有無を含み、概念上は、どの程度接続されているかといった定量的状態を含む）を適宜に切り替えること（即ち、これら複数の回転要素のうち出力部材との接離可能に構成された少なくとも一部と出力部材とを適宜に係合及び離間させること等を好適な一形態として含む）等によって、これら複数の変速モードを実現する。
【００１０】
無段変速モードは、内燃機関の出力軸の回転速度（即ち、機関回転速度）と車軸に直接的に又は間接的に連結された出力部材との回転速度比（即ち、変速比）を、理論的に、実質的に又は何らかの現実的な制約の範囲で連続的に変化させる変速態様であり、例えば、動力分配手段が一種の遊星歯車機構として構成され、第１電動機及び第２電動機のうちいずれか一方を反力要素とし他方を出力要素とすることによって、反力要素による内燃機関の機関回転速度の連続制御を可能とする態様等を好適な一形態として含み得る。
【００１１】
尚、本発明に係る変速手段の態様は、多種多様であって、例えば、この種の動力分配手段の後段に公知の有段変速機（Ａ／Ｔ等）を連結し、反力要素の回転を例えば各種係合手段により阻止して出力部材と内燃機関の出力軸とを直結（即ち、差動作用がない状態で結合）することにより、無段変速モードと有段の固定変速モードとを選択的に切り替え可能に構成されてもよいし、第１及び第２電動機を、反力要素としても出力要素としても利用し得る構成を採ることにより、採り得る変速比の範囲が相互に異なる複数の無段変速モードを実現し得る構成を有していてもよい。また、動力分配手段と変速手段とは、必ずしも物理的に、機械的に、機構的に、電気的に又は磁気的に独立した構成を有しておらずともよく、少なくとも一部がハードウェア的に一体に構成されていてもよい。
【００１２】
ここで、動力分配手段及び変速手段が如何なる態様を採るにせよ、無段変速モードを内燃機関の広範な動作点（例えば、機関回転速度とトルクとの組み合わせとして規定される動作条件等を指す）で実現しようとすると、反力要素として機能する電動機も、出力要素として機能する電動機も、その体格を拡大せざるを得ず、これら電動機及びその付帯設備（例えば、バッテリやインバータ等）の搭載性が相対的に悪化する。
【００１３】
そこで、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置では、以下の如くにして電動機及びその付帯設備の搭載性の悪化が防止される。即ち、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る特定手段により、例えば要求出力、要求駆動力或いは要求トルク等の形態を採り得る内燃機関の運転条件が特定される。
【００１４】
尚、本発明における「特定」とは、例えば、特定対象又は特定対象と対応関係を有する指標値を何らかの検出手段を介して直接的に又は間接的に物理的数値又は物理的数値に対応する電気信号等として検出すること、何らかの検出手段を介して直接的に又は間接的に例えば電気信号等の形で検出された、特定対象又は指標値に基づいて予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する数値を選択すること、これら検出された又は選択された特定対象、指標値又は数値等から、例えば予め設定されたアルゴリズムや計算式等に従って導出すること、或いはこのように検出、選択又は導出された指標値等を、例えば電気信号等の形で単に取得すること等を包括する広い概念であり、本発明に係る特定手段の動作態様は、多種多様であってよい。
【００１５】
一方、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る制御手段が、この特定された運転条件が所定の高効率領域に該当する場合に、変速モードが無段変速モードとなるように変速手段を制御する。この際、好適な一形態としては、これ以外の領域では固定変速モード（尚、ハイブリッド車両を電動機の駆動力のみにより走行させる所謂ＥＶ走行モードは、一種の固定変速モードとして扱われてもよい）が選択される。
【００１６】
ここで、「高効率領域」とは、好適な一形態としては、電動機及びその付帯設備の体格拡大に係る不利益と無段変速モードによる内燃機関の動作効率の向上に係る利益という相互にトレードオフとなる要件に鑑み、無段変速モードが選択されることによる利益がより支配的である旨の実践上の判断を下し得る領域である。
【００１７】
一般に、内燃機関の動作効率が最高となる最高効率点を含む比較的高効率の領域は、程度の差こそあれ高出力領域から乖離している場合が多い。従って、高出力領域まで無段変速モードで賄おうとしても、無段変速モードにより相応の利益はもたらされるものの、高出力をカバーする必要により生じる電動機の体格拡大がもたらす不利益の方が顕在化し易い。
【００１８】
一方で、固定変速モードでは、内燃機関の出力軸と出力部材は直結状態にあり、動力分配手段及び変速手段全体を通した駆動力の機械的な伝達効率は、電動機の充放電効率が影響する無段変速モードに対して高くなる。即ち、このように、元より高効率な領域に言わば限定的に無段変速モードを選択し且つ実行することによって、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置では、ハイブリッド車両全体のエネルギ消費効率を可及的に維持しつつ、電動機の体格向上による電動機及びその付帯設備の搭載性悪化（この種の搭載性悪化は、即ち、車両重量の増加による燃費の低下、車両体格を一定とした場合のキャビンスペース又はラゲッジスペースの縮小等を招く）を防止することができるのである。
【００１９】
尚、このような本発明に係る実践上の利益は、とりわけ過給リーンバーン方式の内燃機関等、相対的にみて低負荷な領域（低出力領域）に（言い換えれば、リーン燃焼領域に）高効率領域が存在する内燃機関に対しては顕著に有効である。
【００２０】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の一の態様では、前記高効率領域は、前記内燃機関の最高効率点を含む領域である。
【００２１】
この態様によれば、高効率領域が内燃機関の最高効率点を含むため、無段変速モードによる内燃機関の動作効率の最適化が顕著に実現される。
【００２２】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記運転条件が前記高効率領域に該当する場合として、前記内燃機関の要求出力が予め設定された基準値以下である場合に、前記変速モードが前記無段変速モードとなるように前記変速手段を制御する。
【００２３】
この態様によれば、内燃機関の要求出力が、例えば上述した最高効率点やその近傍値に対応する、或いは例えば内燃機関が過給リーンバーン方式の内燃機関である場合等にはリーン燃焼領域の上限に対応する基準値以下である場合に、無段変速モードが選択され且つ実行される。即ち、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて、内燃機関における出力と動作効率との対応関係が明らかにされていれば、要求出力を高効率領域であるか否かの判断指標として利用することができ、制御上の負荷が軽減される。
【００２４】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記内燃機関は、所定の低出力領域に前記高効率領域を有する。
【００２５】
この態様によれば、内燃機関は、上述した過給リーンバーン方式を好適に含み得る、低出力領域に高効率領域を有する内燃機関である。本発明は、内燃機関の最高出力点（或いは最高出力領域）が最高効率点（或いは最高効率領域）と、その程度の差こそあれ幾らかなり乖離している点に着眼してなされたものであり、制御手段の作用によりもたらされる利益（即ち、ハイブリッド車両全体のエネルギ消費効率を維持しつつ電動機及びその付帯設備の搭載性を向上させる旨の利益）は、この種の乖離が相対的に大きいこの種の内燃機関を駆動力源として搭載するハイブリッド車両においては、明らかに大となる。
【００２６】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
【００２８】
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００２９】
図１において、ハイブリッド車両１０は、ＥＣＵ１００、ハイブリッド駆動機構１０Ａ、減速機構１１、ＰＣＵ（Power Control Unit）１２、バッテリ１３、車速センサ１４及びアクセル開度センサ１５を備えた、本発明に係る「ハイブリッド車両」の一例である。
【００３０】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ等を備え、ハイブリッド車両１０の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する変速制御を実行することが可能に構成されている。尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「特定手段」及び「制御手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
【００３１】
ハイブリッド駆動機構１０Ａは、ハイブリッド車両１０のパワートレインとして機能する駆動力ユニットである。ハイブリッド駆動機構１０Ａの詳細な構成については後述する。
【００３２】
減速機構１１は、ハイブリッド駆動機構１０Ａの駆動力の出力軸たる後述するカウンタ軸７００（即ち、本発明に係る「出力部材」の一例）と平行し、且つ当該カウンタ軸７００と適宜カウンタギアを介して連結された、デファレンシャル等各種減速ギアを含む減速装置である。減速機構１１は、ハイブリッド車両１０の駆動輪たる左前輪ＦＬ及び右前輪ＦＲに夫々連結されるドライブシャフトＳＦＬ及びＳＦＲ（即ち、本発明に係る「車軸」の一例）と連結されている。
【００３３】
ＰＣＵ１２は、バッテリ１３から取り出した直流電力を交流電力に変換して後述するモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１３に供給することが可能に構成されたインバータ等を含み、バッテリ１３と各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いは各モータジェネレータ相互間の電力の入出力（即ち、この場合、バッテリ１３を介さずに各モータジェネレータ相互間で電力の授受が行われる）を制御することが可能に構成された制御ユニットである。ＰＣＵ１２は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される構成となっている。
【００３４】
バッテリ１３は、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２を力行するための電力に係る電力供給源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。
【００３５】
車速センサ１４は、ハイブリッド車両１０の車速Ｖを検出することが可能に構成されたセンサである。車速センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００３６】
また、アクセル開度センサ１５は、ハイブリッド車両１０の図示せぬアクセルペダルの操作量（即ち、アクセル開度）を検出することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Ｔａは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００３７】
次に、図２を参照し、ハイブリッド駆動機構１０Ａの詳細な構成について説明する。ここに、図２は、ハイブリッド駆動機構１０Ａの構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００３８】
図２において、ハイブリッド駆動機構１０Ａは、エンジン２００、動力分割機構３００、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「ＭＧ１」と略称する）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と略称する）、第１変速装置４００、第２変速装置５００、動力伝達遮断クラッチ６００、及びカウンタ軸７００を備える。
【００３９】
エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たる過給リーンバーン方式のガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両１０の主たる動力源として機能するように構成されている。尚、過給リーンバーン方式とは、吸気系にターボチャージャ或いはスーパチャージャ等の過給器を備え、ポンピングロスによる効率低下が顕在化し易い低負荷領域において希薄燃焼を実行することにより吸気絞りの抑制を図り、もってポンピングロスの軽減を図る方式を指す。即ち、この種のエンジンでは、相対的に低負荷な領域に最高効率領域が現れる。
【００４０】
モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「第１電動機」の一例たる電動発電機であり、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。モータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る「第２電動機」の一例たる電動発電機であり、モータジェネレータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。尚、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える構成を有していてもよいし、他の構成を有していてもよい。
【００４１】
動力分割機構３００は、本発明に係る「動力分配手段」の一例たる駆動力の伝達機構である。動力分割機構３００は、所謂ダブルピニオン式の遊星歯車機構を含んで構成される。即ち、動力分割機構３００は、相互に同軸上に配置されたサンギア３２０及びリングギア３１０と、サンギア３２０に噛合された第２ピニオンギア３４０と、この第２ピニオンギア３４０及びリングギア３１０に噛合する第１ピニオンギア３３０と、第１ピニオンギア３３０及び第２ピニオンギア３４０を自転可能且つ一体的に公転可能に支持してなるキャリア３５０とを有している。
【００４２】
動力分割機構３００では、エンジン２００の機関出力軸たるクランクシャフト２００Ａが、リングギア３１０に連結されており、エンジン２００からの動力は、リングギア３１０に伝達される構成となっている。即ち、リングギア３１０は、本発明に係る「第１の回転要素」の一例となっている。
【００４３】
また、キャリア３５０は、モータジェネレータＭＧ２のロータに連結された、中空の入力軸３７０（即ち、ＭＧ２の出力回転軸と等価である）に連結されている。即ち、キャリア３５０は、本発明に係る「第３の回転要素」の一例となっている。
【００４４】
更に、サンギア３２０は、中空の入力軸３７０内に収容された入力軸３６０に連結されている。この入力軸３６０は、モータジェネレータＭＧ１のロータに連結された出力回転軸３８０と同軸上に配置されており、後述する動力伝達遮断クラッチ６００が締結されている場合には、出力回転軸３８０と一体に回転する構成となっている。尚、特に断りのない限り、これ以降の説明では、動力伝達遮断クラッチ６００は締結されているものとする。即ち、サンギア３２０は、本発明に係る「第２の回転要素」の一例となっている。
【００４５】
このような構成において、動力分割機構３００では、エンジン２００の出力トルク（以下、適宜「エンジントルク」と称する）が、リングギア３１０に入力され、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２のいずれか一方により反力トルクが受け持たれる。即ち、リングギア３１０が入力要素となり、サンギア３２０及びモータジェネレータＭＧ１が反力要素となった場合は、キャリア３５０が出力要素となる。このキャリア３５０から出力されたトルクは、入力軸３７０に伝達される。一方、リングギア３１０が入力要素となり、モータジェネレータＭＧ２及びキャリア３５０が反力要素となった場合には、サンギア３２０が出力要素となる。このサンギア３２０から出力されたトルクは、入力軸３６０に伝達される。
【００４６】
カウンタ軸７００は、入力軸３６０及び入力軸３７０と平行に配置され、入力軸３６０及び入力軸３７０の回転軸線と平行な軸線を中心として回転可能な、本発明に係る「出力部材」の一例たる回転軸である。カウンタ軸７００は、前述した減速機構１１と間接的に連結され、各ドライブシャフトの回転速度と一義的な関係を保って回転することが可能に構成される。
【００４７】
第１変速装置４００は、カウンタ軸７００と、モータジェネレータＭＧ１の出力回転軸３８０（即ち、動力伝達遮断クラッチ６００が締結されていれば、入力軸３６０と等価である）との間に設けられた、本発明に係る「変速手段」の一例たる変速装置である。第１変速装置４００は、出力回転軸３８０とカウンタ軸７００との回転速度比としての変速比を複数段階に変更することが可能に構成されている。
【００４８】
第１変速装置４００は、２速ギア４１０及び４速ギア４２０を備える。２速ギア４１０は、相互に噛合してなる２速用駆動ギア４１１及び２速用従動ギア４１２を備える。また、４速ギア４２０は、相互に噛合してなる４速用駆動ギア４２１及び４速用従動ギア４２２を備える。２速用駆動ギア４１１及び４速用駆動ギア４２１は、出力回転軸３８０と一体に回転するように出力回転軸３８０に連結されており、２速用従動ギア４１２及び４速用従動ギア４２２は、カウンタ軸７００に対し相対回転可能に取り付けられている。
【００４９】
第２変速装置５００は、カウンタ軸７００と、入力軸３７０との間に設けられた本発明に係る「変速手段」の一例たる変速装置である。第２変速装置５００は、出力回転軸３７０とカウンタ軸７００との回転速度比としての変速比を複数段階に変更することが可能に構成されている。
【００５０】
第２変速装置５００は、１速ギア５１０及び３速ギア５２０を備える。１速ギア５１０は、相互に噛合してなる１速用駆動ギア５１１及び１速用従動ギア５１２を備える。また、３速ギア５２０は、相互に噛合してなる３速用駆動ギア５２１及び３速用従動ギア５２２を備える。１速用駆動ギア５１１及び３速用駆動ギア５２１は、出力回転軸３７０と一体に回転するように出力回転軸３８０に連結されており、１速用従動ギア５１２及び３速用従動ギア５２２は、カウンタ軸７００に対し相対回転可能に取り付けられている。
【００５１】
補足すると、出力回転軸３８０（即ち、動力伝達遮断クラッチ６００が締結されていれば、入力軸３６０）とカウンタ軸７００との間の変速比は、２速ギア４１０の方が４速ギア４２０よりも大きく、入力軸３７０とカウンタ軸７００との間の変速比は、１速ギア５１０の方が３速ギア５２０よりも大きい。また、１速ギアに係る変速比は、２速ギアに係る変速比よりも大きく、３速ギアに係る変速比は、４速ギアに係る変速比よりも大きい。
【００５２】
第１変速装置４００とカウンタ軸７００との間の動力伝達は、第１変速装置４００の一部として構成された第１クラッチ機構４３０により制御される。
【００５３】
第１クラッチ機構４３０は、２速用従動ギア４１２及び４速用従動ギア４２２のいずれか一方をカウンタ軸７００に対し動力伝達可能に接続すると共に、２速用従動ギア４１２及び４速用従動ギア４２２の両方をカウンタ軸７００に対し動力伝達不可能に維持する（即ち、カウンタ軸７００に接続しない）ことが可能に構成された、噛合式のドグクラッチ機構である。
【００５４】
より具体的には、第１クラッチ機構４３０は、２速用従動ギア４１２に連結された２速用クラッチ板４３２及び４速用従動ギア４２２に連結された４速用クラッチ板４３３と、これら２速用クラッチ板４３２及び４速用クラッチ板４３３とに係合可能な主クラッチ板４３１を備えており、主クラッチ板４３１と２速用クラッチ板４３２（即ち、２速用従動ギア４１２）とが接続された状態（以下、適宜「２速ギアが選択された状態」等と称する）、主クラッチ板４３１と４速用クラッチ板４３３（即ち、４速用従動ギア４２２）とが接続された状態（以下、適宜「４速ギアが選択された状態」等と称する）、及び主クラッチ板４３１がいずれのクラッチ板とも接続されていない状態（以下、適宜「遮断状態」等と称する）の三状態を採ることが可能に構成される。
【００５５】
このような構成において、主クラッチ板４３１をいずれか一方のクラッチ板へ接続する場合、同期接続が行われる。本実施形態では、主クラッチ板４３１は、図示せぬ油圧（或いは電動）アクチュエータにより駆動される構成を有しており、接続対象となるクラッチ板と回転同期が取れた状態において、接続対象となるクラッチ板の方向へ所定量ストロークされる構成となっている。一方、第１クラッチ機構４３０は、ドグクラッチ機構であり、接続の際には、接続対象に形成された噛合用の突起部と、主クラッチ板４３１に形成された同じく噛合用の突起部とが、各々における突起部と陥没部とが対応するように噛合し、接続が行われる。この際、噛合後に、接続対象となるクラッチ板を介してトルクが主クラッチ板４３１に伝達され、接続が完了する。尚、主クラッチ板４３１を駆動するアクチュエータは、ＥＣＵ１００により上位に制御される構成となっている。また、本実施形態では、主クラッチ板４３１が、一方のクラッチ板の方向へストロークする構成となっているが、これらは相対移動可能であればよく、各従動ギアに連結されたクラッチ板が主クラッチ板４３１の方向へ所定量ストロークする構成を有していてもよい。
【００５６】
第２変速装置５００とカウンタ軸７００との間の動力伝達は、第２変速装置５００の一部として構成された第２クラッチ機構５３０により制御される。
【００５７】
第２クラッチ機構５３０は、１速用従動ギア５１２及び３速用従動ギア５２２のいずれか一方をカウンタ軸７００に対し動力伝達可能に接続すると共に、１速用従動ギア５１２及び３速用従動ギア５２２の両方をカウンタ軸７００に対し動力伝達不可能に維持する（即ち、カウンタ軸７００に接続しない）ことが可能に構成された、噛合式のドグクラッチ機構である。
【００５８】
より具体的には、第２クラッチ機構５３０は、１速用従動ギア５１２に連結された１速用クラッチ板５３２及び３速用従動ギア５２２に連結された３速用クラッチ板５３３と、これら１速用クラッチ板５３２及び３速用クラッチ板５３３とに係合可能な主クラッチ板５３１を備えており、主クラッチ板５３１と１速用クラッチ板５３２（即ち、１速用従動ギア５１２）とが接続された状態（以下、適宜「１速ギアが選択された状態」等と称する）、主クラッチ板５３１と３速用クラッチ板５３３（即ち、３速用従動ギア５２２）とが接続された状態（以下、適宜「３速ギアが選択された状態」等と称する）、及び主クラッチ板５３１がいずれのクラッチ板とも接続されていない状態（以下、適宜「遮断状態」等と称する）の三状態を採ることが可能に構成される。
【００５９】
このような構成において、主クラッチ板５３１をいずれか一方のクラッチ板へ接続する場合、同期接続が行われる。本実施形態では、主クラッチ板５３１は、図示せぬ油圧（或いは電動）アクチュエータにより駆動される構成を有しており、接続対象となるクラッチ板と回転同期が取れた状態において、接続対象となるクラッチ板の方向へ所定量ストロークされる構成となっている。一方、第２クラッチ機構５３０は、ドグクラッチ機構であり、接続の際には、接続対象に形成された噛合用の突起部と、主クラッチ板５３１に形成された同じく噛合用の突起部とが、各々における突起部と陥没部とが対応するように噛合し、接続が行われる。この際、噛合後に、接続対象となるクラッチ板を介してトルクが主クラッチ板５３１に伝達され、接続が完了する。尚、主クラッチ板５３１を駆動するアクチュエータは、ＥＣＵ１００により上位に制御される構成となっている。また、本実施形態では、主クラッチ板５３１が、一方のクラッチ板の方向へストロークする構成となっているが、これらは相対移動可能であればよく、各従動ギアに連結されたクラッチ板が主クラッチ板５３１の方向へ所定量ストロークする構成を有していてもよい。
【００６０】
動力伝達遮断クラッチ６００は、モータジェネレータＭＧ１の出力回転軸３８０と入力軸３６０との間の動力伝達を制御することが可能に構成された湿式多板摩擦式クラッチ機構である。動力伝達遮断クラッチ６００は、図示せぬアクチュエータにより駆動される構成を有しており、これら軸間の動力伝達を遮断する解放状態と、これら軸間の動力伝達を可能とする締結状態の二値状態を採ることが可能に構成されている。尚、本実施形態では、特に断りの無い限り、動力伝達遮断クラッチ６００は、締結状態に制御されているものとする。尚、上記アクチュエータは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、動力伝達遮断クラッチ６００の状態は、上述した第１及び第２クラッチ機構と共に、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００６１】
＜実施形態の動作＞
ハイブリッド駆動機構１０Ａでは、第１変速装置４００及び第２変速装置５００の作用により、ハイブリッド駆動機構１０Ａの変速比を規定する変速モードを、複数の変速モードの中から適宜に選択することが可能である。即ち、適宜に変速が可能である。ここで、図３を参照し、ハイブリッド駆動機構１０Ａにおける変速モードの詳細について説明する。ここに、図３は、ハイブリッド駆動機構１０Ａにおける変速モードと変速装置の状態との対応関係を表す表である。
【００６２】
図３において、ハイブリッド駆動機構１０Ａは、１速ギア５１０のみをカウンタ軸７００に接続することにより実現される１速モード（図示「１速」）、１速ギア５１０と２速ギア４１０とを同時にカウンタ軸７００に接続することにより実現される１速＋２速モード（図示「１速＋２速」）、２速ギア４１０のみをカウンタ軸７００に接続することにより実現される２速モード（図示「２速」）、２速ギア４１０と３速ギア５２０とを同時にカウンタ軸に７００に接続することにより実現される２速＋３速モード（図示「２速＋３速」）、３速ギア５２０のみをカウンタ軸に接続することにより実現される３速モード（図示「３速」）、３速ギア５２０と４速ギア４２０とを同時にカウンタ軸７００に接続することにより実現される３速＋４速モード（図示「３速＋４速」）、４速ギア４２０のみをカウンタ軸に接続することにより実現される４速モード（図示「４速」）、及び１速ギア５１０と４速ギア４２０とを同時にカウンタ軸７００に接続することにより実現される１速＋４速モード（図示「１速＋４速」）の８種類の変速モードが実現可能である。
【００６３】
これら８種類の変速モードのうち、第１変速装置４００及び第２変速装置５００がいずれもカウンタ軸７００への動力伝達に供される４種類の変速モードでは、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２がいずれもカウンタ軸７００に接続された状態となり、これらの回転状態は、ハイブリッド車両１０の走行条件に応じて一義的に規定される。従って、この状態では、これら各モータジェネレータは反力要素としても出力要素としても機能することはなく、実質的にエンジン２００のみがハイブリッド車両１０の動力源として機能する。この４種類の変速モードは、内燃機関のクランク軸２００Ａとカウンタ軸７００との間の変速比が一の値に固定される、固定変速モードである。
【００６４】
一方、第１変速装置４００及び第２変速装置５００のうちいずれか一方がカウンタ軸７００への動力伝達に供される４種類の変速モードでは、第１変速装置４００が動力伝達に寄与している場合には、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２が夫々出力要素及び反力要素となり、第２変速装置５００が動力伝達に寄与している場合には、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２が夫々反力要素及び出力要素として機能する。この場合、反力要素となるモータジェネレータの回転速度制御により、エンジン２００のクランク軸２００Ａの回転速度は物理的、機械的、機構的又は電気的に可能な範囲で連続的に無段階に制御可能であり、所謂電気ＣＶＴ機能が実現される。即ち、この４種類の変速モードは、本発明に係る「無段変速モード」の一例たる電気ＣＶＴモードである。
【００６５】
ハイブリッド車両１０では、ＥＣＵ１００によって実行される変速制御により変速モードの切り替え（即ち、変速）が実行される。ここで、図４を参照し、変速制御の詳細について説明する。ここに、図４は、変速制御のフローチャートである。
【００６６】
図４において、ＥＣＵ１００は、車速Ｖ及びアクセル開度Ｔａを取得する（ステップＳ１０１）。車速Ｖ及びアクセル開度Ｔａを取得すると、ＥＣＵ１００は、ドライバ要求駆動力Ｆｔを算出する（ステップＳ１０２）。ドライバ要求駆動力Ｆｔは、予めＲＯＭに格納された、車速Ｖ及びアクセル開度Ｔａをパラメータとする要求駆動力マップより選択的に取得される。尚、本実施形態に係る「算出」とは、このように予め設定された対応関係に従って一の値を決定する態様を含む概念である。
【００６７】
続いて、ＥＣＵ１００は、このドライバ要求駆動力Ｆｔに基づいてエンジン要求出力Ｐｅを取得する（ステップＳ１０３）。ここで、エンジン要求出力Ｐｅは、ドライバ要求駆動力Ｆｔに対応する要求出力（即ち、車軸に出力すべき軸トルクに対応する出力）に対し、各部の損失及び補器（エアコンディショナや各種電装品）の要求電力を考慮した補正処理がなされた結果として取得される。
【００６８】
エンジン要求出力Ｐｅが算出されると、ＥＣＵ１００は、エンジン要求出力Ｐｅが基準値Ｐｅｔｈ未満であるか否かを判別する（ステップＳ１０４）。エンジン要求出力Ｐｅが基準値Ｐｅｔｈ未満であれば（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は電気ＣＶＴモードを選択し（ステップＳ１０５）、エンジン要求出力Ｐｅが基準値Ｐｅｔｈ以上であれば（ステップＳ１０４：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は固定変速モードを選択する（ステップＳ１０６）。
【００６９】
いずれかの変速モードが選択されると、選択された変速モードの中から（即ち、本実施形態では既に述べた如く各々４種類の変速モードが存在する）ハイブリッド車両の運転条件に応じた一の変速モードが更に選択され、各変速装置の制御を介して選択された変速モードに従った走行が実現される。ステップＳ１０５又はステップＳ１０６に係る処理が実行されると、処理はステップＳ１０１に戻され、一連の処理が繰り返し実行される。
【００７０】
ここで、図５を参照し、変速制御について更に説明する。ここに、図５は、変速制御の概念に係るエンジン２００の動作線の模式図である。
【００７１】
図５において、縦軸及び横軸には夫々エンジントルクＴｒ及び機関回転速度ＮＥが表される。従って、この二次元座標系上の一座標点は、エンジン２００の一動作点を表している。図５において、エンジン２００の動作線（即ち、実制御に供される動作点を繋げて得られる線）は、図示動作線Ｍ（図示太実線参照）として表される。ここで、エンジン２００の最大トルクを表す最大トルク線は、図示の通り高負荷領域にあり、動作線Ｍは、この最大トルク線から大きく乖離している。
【００７２】
一方、エンジン２００の動作効率は、図示高効率領域（破線で示された楕円領域）において最も高くなる。この高効率領域内にエンジン２００の最高効率点（図示白丸参照）が存在している。他方、この最高効率点を貫通する等出力線は、図示等出力線ＥＰ１となっており、等出力線ＥＰ１が表すエンジン２００の出力値は、上述した基準値Ｐｅｔｈに等しくなっている。即ち、上述した変速制御においては、要求出力Ｐｅが、エンジン２００の最高効率点に相当する出力値未満（以下であっても問題ない）の領域で電気ＣＶＴモードが選択され、反力要素となるモータジェネレータによる回転速度制御によって、エンジン２００の動作点が、要求出力に応じて動作線Ｍの中から選択されるのである。また、要求出力がＰｅｔｈ以上となる領域では、図示鎖線として表される各固定変速モードの動作線に従って、有段変速が実現される。
【００７３】
ここで、エンジン２００は、元より低負荷領域で効率化が図られた過給リーンバーンエンジンであり、高効率領域が顕著に低負荷側に存在する。従って、この高効率領域でエンジン２００が運転されるように設定される動作線Ｍ上で動作点が設定されることにより、エンジン２００の動作点全域で電気ＣＶＴモードを実現しようとする場合（即ち、最大トルク線近傍においてもＭＧ１及びＭＧ２を反力要素及び出力要素として機能させる必要がある場合）と較べて、反力要素及び出力要素の別を問わずモータジェネレータの体格を大幅に縮小することができる。
【００７４】
翻って、高出力領域では、元よりエンジン２００の動作効率は低下しており、高効率領域において電気ＣＶＴモードを実行するのと比較して顕著な利益は得られない。逆に、固定変速モードによれば、駆動力の伝達効率自体は電気ＣＶＴモードよりも向上する。即ち、本実施形態に係る変速制御によれば、ハイブリッド車両１０全体のエネルギ消費効率を可及的に維持しつつ、各モータジェネレータの体格縮小によるモータジェネレータ及び付帯設備（例えば、ＰＣＵ１２等）の搭載性を向上させる（少なくとも、この種の搭載性向上に係る利益を相対的に大とする）ことが可能となるのである。
【００７５】
最後に、図６を参照し、電気ＣＶＴモード或いは固定変速モード各々における、変速モードの選択態様について説明する。ここに、図６は、ハイブリッド車両１０における変速条件を表す変速マップの模式図である。
【００７６】
図６において、縦軸及び横軸には夫々駆動力及び車速が表されている。この二次元座標系上で、１速、２速、３速及び４速の各電気ＣＶＴモードは、図示実線で示される領域で実行される。複数の電気ＣＶＴモードがカバーするオーバラップ領域では、上述した同期変速が可能であり、エンジン２００の機関回転速度を変化させることなく、効率的な変速が実現される。一方、各固定変速モードについても同様であるが、固定変速モードは、電気ＣＶＴモードと較べて相対的に高車速高負荷領域（即ち、高出力領域）で、車速及び駆動力に応じて切り替えられる。
【００７７】
尚、本実施形態では、ハイブリッド駆動機構１０Ａが、複数のモータジェネレータの各々を、反力要素としても出力要素としても機能させることにより多段の電気ＣＶＴモードを実現する、所謂マルチモードハイブリッドと称される駆動形態を有するが、本発明に係る搭載性向上に係る利益は、この種のハイブリッド駆動機構のみならず、広く適用可能である。
【００７８】
例えば、シングルピニオン型の遊星歯車機構のサンギアにＭＧ１、リングギアにＭＧ２及びキャリアにエンジン２００を連結し、リングギアを暫定的な出力軸たる中間軸に連結すると共に、この中間軸を更に有段変速装置（例えば、Ａ／Ｔ）に入力して、当該有段変速装置の出力軸から駆動力を出力してもよい。この場合、電気ＣＶＴモードでは、有段変速装置において選択されている変速段により規定される範囲で変速比を自由に変更可能であり、一方で、例えばＭＧ１をクラッチやブレーキ等でロック状態に制御することにより、出力軸とエンジン２００とを直結状態にした場合には、有段変速装置において選択されている変速段の変速比と車速等によって一義的に決定される回転速度でエンジン２００が動作する、固定変速モードを実現できる。このような比較的簡素な構成においても、電気ＣＶＴモードと固定変速モードとを有する限りにおいて、本発明に係る利益は享受される。
【００７９】
また、本実施形態では、本発明に係る効果を顕著にするため、エンジン２００を過給リーンバーンエンジンとして説明したが、一般的に、最高効率点又はそれに準じる高効率点を含むエンジンの高効率領域は、最大トルク又はそれに準じる高トルクを出力する高トルク領域（又は、高出力領域）には存在しない場合が多い。従って、高効率領域に限定して電気ＣＶＴモードによる変速を実行する本発明に係る実践上の利益は、その大小はあれ、他の方式のエンジンであっても変らず享受されるものである。
【００８０】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１のハイブリッド車両におけるハイブリッド駆動機構１０Ａの構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図３】図２のハイブリッド駆動機構における変速モードと変速装置の状態との対応関係を表す表である。
【図４】図１のハイブリッド車両においてＥＣＵにより実行される変速制御のフローチャートである。
【図５】図４の変速制御の概念に係るエンジン２００の動作線の模式図である。
【図６】図４の変速制御に供される変速マップの模式図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０…ハイブリッド車両、１０Ａ…ハイブリッド駆動機構、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２００Ａ…クランクシャフト、３００…動力分割機構、ＭＧ１…モータジェネレータ、ＭＧ２…モータジェネレータ、４００…第１変速装置、５００…第２変速装置、６００…動力伝達遮断クラッチ、７００…カウンタ軸。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関と電動発電機とを動力源として備え、変速モードとして固定変速モード及び無段変速モードを有してなるハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置を適用可能なものとして、二組の遊星歯車機構を組み合わせて四つの回転要素を有する歯車機構として構成された分配機構を備えたハイブリッド車の駆動装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されたハイブリッド車の駆動装置（以下、「従来の技術」と称する）によれば、二つの出力要素を出力部材に選択的に連結する連結機構を備えるため、複数の駆動形態の中から走行要求に適した駆動形態を選択することができる、エネルギ効率の良い走行が可能になるとされている。
【０００３】
尚、無段変速モードと固定変速モードを設定可能なハイブリッド車の駆動装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５５８９１号公報
【特許文献２】特開２００４−３４５５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の技術においても、内燃機関の動作効率を可及的に最適化し得る無段変速モードに類する駆動形態を選択可能であるが、内燃機関の広範な動作点に対し常に無段変速モードを実現しようとすると、内燃機関の最大出力や最大トルクに応じて、反力要素及び出力要素いずれの電動機もその体格を大型化せざるを得ず、経済性及び車両への搭載性の悪化を伴う。即ち、従来の技術には、電動機及びその付帯設備を車両に搭載するに際して搭載性の悪化が避け難い旨の技術的な問題点がある。
【０００６】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、電動機の体格拡大を防止し、電動機及びその付帯設備の車両への搭載性を向上させ得るハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関、第１電動機及び第２電動機に連結された相互に差動回転可能な第１、第２及び第３の回転要素及び車軸に連結される出力部材を有する動力分配手段、並びに前記内燃機関の出力軸と該出力部材との回転速度比を連続変化させる無段変速モードと当該回転速度比を固定する固定変速モードとの間で変速モードを切り替え可能な変速手段を備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記内燃機関の運転条件を特定する特定手段と、該特定された運転条件が所定の高効率領域に該当する場合に前記変速モードが前記無段変速モードとなるように前記変速手段を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る動力分配手段は、第１、第２及び第３の回転要素を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素（即ち、第１、第２及び第３の回転要素は、動力分配手段に備わる回転要素の少なくとも一部であって、必ずしも全てでない）を備える。
【０００９】
一方、変速手段は、ハイブリッド車両の変速モードとして無段変速モードと固定変速モードとを適宜に切り替え可能な構成を有しており、例えば摩擦係合式或いは噛合式等各種態様を採り得る複数の係合手段（ブレーキ装置やクラッチ装置を含む）により、出力部材とこれら複数の回転要素との接続状態（即ち、元より接続可能であるか否かによらず少なくとも接続の有無を含み、概念上は、どの程度接続されているかといった定量的状態を含む）を適宜に切り替えること（即ち、これら複数の回転要素のうち出力部材との接離可能に構成された少なくとも一部と出力部材とを適宜に係合及び離間させること等を好適な一形態として含む）等によって、これら複数の変速モードを実現する。
【００１０】
無段変速モードは、内燃機関の出力軸の回転速度（即ち、機関回転速度）と車軸に直接的に又は間接的に連結された出力部材との回転速度比（即ち、変速比）を、理論的に、実質的に又は何らかの現実的な制約の範囲で連続的に変化させる変速態様であり、例えば、動力分配手段が一種の遊星歯車機構として構成され、第１電動機及び第２電動機のうちいずれか一方を反力要素とし他方を出力要素とすることによって、反力要素による内燃機関の機関回転速度の連続制御を可能とする態様等を好適な一形態として含み得る。
【００１１】
尚、本発明に係る変速手段の態様は、多種多様であって、例えば、この種の動力分配手段の後段に公知の有段変速機（Ａ／Ｔ等）を連結し、反力要素の回転を例えば各種係合手段により阻止して出力部材と内燃機関の出力軸とを直結（即ち、差動作用がない状態で結合）することにより、無段変速モードと有段の固定変速モードとを選択的に切り替え可能に構成されてもよいし、第１及び第２電動機を、反力要素としても出力要素としても利用し得る構成を採ることにより、採り得る変速比の範囲が相互に異なる複数の無段変速モードを実現し得る構成を有していてもよい。また、動力分配手段と変速手段とは、必ずしも物理的に、機械的に、機構的に、電気的に又は磁気的に独立した構成を有しておらずともよく、少なくとも一部がハードウェア的に一体に構成されていてもよい。
【００１２】
ここで、動力分配手段及び変速手段が如何なる態様を採るにせよ、無段変速モードを内燃機関の広範な動作点（例えば、機関回転速度とトルクとの組み合わせとして規定される動作条件等を指す）で実現しようとすると、反力要素として機能する電動機も、出力要素として機能する電動機も、その体格を拡大せざるを得ず、これら電動機及びその付帯設備（例えば、バッテリやインバータ等）の搭載性が相対的に悪化する。
【００１３】
そこで、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置では、以下の如くにして電動機及びその付帯設備の搭載性の悪化が防止される。即ち、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る特定手段により、例えば要求出力、要求駆動力或いは要求トルク等の形態を採り得る内燃機関の運転条件が特定される。
【００１４】
尚、本発明における「特定」とは、例えば、特定対象又は特定対象と対応関係を有する指標値を何らかの検出手段を介して直接的に又は間接的に物理的数値又は物理的数値に対応する電気信号等として検出すること、何らかの検出手段を介して直接的に又は間接的に例えば電気信号等の形で検出された、特定対象又は指標値に基づいて予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する数値を選択すること、これら検出された又は選択された特定対象、指標値又は数値等から、例えば予め設定されたアルゴリズムや計算式等に従って導出すること、或いはこのように検出、選択又は導出された指標値等を、例えば電気信号等の形で単に取得すること等を包括する広い概念であり、本発明に係る特定手段の動作態様は、多種多様であってよい。
【００１５】
一方、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る制御手段が、この特定された運転条件が所定の高効率領域に該当する場合に、変速モードが無段変速モードとなるように変速手段を制御する。この際、好適な一形態としては、これ以外の領域では固定変速モード（尚、ハイブリッド車両を電動機の駆動力のみにより走行させる所謂ＥＶ走行モードは、一種の固定変速モードとして扱われてもよい）が選択される。
【００１６】
ここで、「高効率領域」とは、好適な一形態としては、電動機及びその付帯設備の体格拡大に係る不利益と無段変速モードによる内燃機関の動作効率の向上に係る利益という相互にトレードオフとなる要件に鑑み、無段変速モードが選択されることによる利益がより支配的である旨の実践上の判断を下し得る領域である。
【００１７】
一般に、内燃機関の動作効率が最高となる最高効率点を含む比較的高効率の領域は、程度の差こそあれ高出力領域から乖離している場合が多い。従って、高出力領域まで無段変速モードで賄おうとしても、無段変速モードにより相応の利益はもたらされるものの、高出力をカバーする必要により生じる電動機の体格拡大がもたらす不利益の方が顕在化し易い。
【００１８】
一方で、固定変速モードでは、内燃機関の出力軸と出力部材は直結状態にあり、動力分配手段及び変速手段全体を通した駆動力の機械的な伝達効率は、電動機の充放電効率が影響する無段変速モードに対して高くなる。即ち、このように、元より高効率な領域に言わば限定的に無段変速モードを選択し且つ実行することによって、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置では、ハイブリッド車両全体のエネルギ消費効率を可及的に維持しつつ、電動機の体格向上による電動機及びその付帯設備の搭載性悪化（この種の搭載性悪化は、即ち、車両重量の増加による燃費の低下、車両体格を一定とした場合のキャビンスペース又はラゲッジスペースの縮小等を招く）を防止することができるのである。
【００１９】
尚、このような本発明に係る実践上の利益は、とりわけ過給リーンバーン方式の内燃機関等、相対的にみて低負荷な領域（低出力領域）に（言い換えれば、リーン燃焼領域に）高効率領域が存在する内燃機関に対しては顕著に有効である。
【００２０】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の一の態様では、前記高効率領域は、前記内燃機関の最高効率点を含む領域である。
【００２１】
この態様によれば、高効率領域が内燃機関の最高効率点を含むため、無段変速モードによる内燃機関の動作効率の最適化が顕著に実現される。
【００２２】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記運転条件が前記高効率領域に該当する場合として、前記内燃機関の要求出力が予め設定された基準値以下である場合に、前記変速モードが前記無段変速モードとなるように前記変速手段を制御する。
【００２３】
この態様によれば、内燃機関の要求出力が、例えば上述した最高効率点やその近傍値に対応する、或いは例えば内燃機関が過給リーンバーン方式の内燃機関である場合等にはリーン燃焼領域の上限に対応する基準値以下である場合に、無段変速モードが選択され且つ実行される。即ち、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて、内燃機関における出力と動作効率との対応関係が明らかにされていれば、要求出力を高効率領域であるか否かの判断指標として利用することができ、制御上の負荷が軽減される。
【００２４】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記内燃機関は、所定の低出力領域に前記高効率領域を有する。
【００２５】
この態様によれば、内燃機関は、上述した過給リーンバーン方式を好適に含み得る、低出力領域に高効率領域を有する内燃機関である。本発明は、内燃機関の最高出力点（或いは最高出力領域）が最高効率点（或いは最高効率領域）と、その程度の差こそあれ幾らかなり乖離している点に着眼してなされたものであり、制御手段の作用によりもたらされる利益（即ち、ハイブリッド車両全体のエネルギ消費効率を維持しつつ電動機及びその付帯設備の搭載性を向上させる旨の利益）は、この種の乖離が相対的に大きいこの種の内燃機関を駆動力源として搭載するハイブリッド車両においては、明らかに大となる。
【００２６】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
【００２８】
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００２９】
図１において、ハイブリッド車両１０は、ＥＣＵ１００、ハイブリッド駆動機構１０Ａ、減速機構１１、ＰＣＵ（Power Control Unit）１２、バッテリ１３、車速センサ１４及びアクセル開度センサ１５を備えた、本発明に係る「ハイブリッド車両」の一例である。
【００３０】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ等を備え、ハイブリッド車両１０の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する変速制御を実行することが可能に構成されている。尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「特定手段」及び「制御手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
【００３１】
ハイブリッド駆動機構１０Ａは、ハイブリッド車両１０のパワートレインとして機能する駆動力ユニットである。ハイブリッド駆動機構１０Ａの詳細な構成については後述する。
【００３２】
減速機構１１は、ハイブリッド駆動機構１０Ａの駆動力の出力軸たる後述するカウンタ軸７００（即ち、本発明に係る「出力部材」の一例）と平行し、且つ当該カウンタ軸７００と適宜カウンタギアを介して連結された、デファレンシャル等各種減速ギアを含む減速装置である。減速機構１１は、ハイブリッド車両１０の駆動輪たる左前輪ＦＬ及び右前輪ＦＲに夫々連結されるドライブシャフトＳＦＬ及びＳＦＲ（即ち、本発明に係る「車軸」の一例）と連結されている。
【００３３】
ＰＣＵ１２は、バッテリ１３から取り出した直流電力を交流電力に変換して後述するモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１３に供給することが可能に構成されたインバータ等を含み、バッテリ１３と各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いは各モータジェネレータ相互間の電力の入出力（即ち、この場合、バッテリ１３を介さずに各モータジェネレータ相互間で電力の授受が行われる）を制御することが可能に構成された制御ユニットである。ＰＣＵ１２は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される構成となっている。
【００３４】
バッテリ１３は、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２を力行するための電力に係る電力供給源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。
【００３５】
車速センサ１４は、ハイブリッド車両１０の車速Ｖを検出することが可能に構成されたセンサである。車速センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００３６】
また、アクセル開度センサ１５は、ハイブリッド車両１０の図示せぬアクセルペダルの操作量（即ち、アクセル開度）を検出することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Ｔａは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００３７】
次に、図２を参照し、ハイブリッド駆動機構１０Ａの詳細な構成について説明する。ここに、図２は、ハイブリッド駆動機構１０Ａの構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００３８】
図２において、ハイブリッド駆動機構１０Ａは、エンジン２００、動力分割機構３００、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「ＭＧ１」と略称する）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と略称する）、第１変速装置４００、第２変速装置５００、動力伝達遮断クラッチ６００、及びカウンタ軸７００を備える。
【００３９】
エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たる過給リーンバーン方式のガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両１０の主たる動力源として機能するように構成されている。尚、過給リーンバーン方式とは、吸気系にターボチャージャ或いはスーパチャージャ等の過給器を備え、ポンピングロスによる効率低下が顕在化し易い低負荷領域において希薄燃焼を実行することにより吸気絞りの抑制を図り、もってポンピングロスの軽減を図る方式を指す。即ち、この種のエンジンでは、相対的に低負荷な領域に最高効率領域が現れる。
【００４０】
モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「第１電動機」の一例たる電動発電機であり、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。モータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る「第２電動機」の一例たる電動発電機であり、モータジェネレータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。尚、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える構成を有していてもよいし、他の構成を有していてもよい。
【００４１】
動力分割機構３００は、本発明に係る「動力分配手段」の一例たる駆動力の伝達機構である。動力分割機構３００は、所謂ダブルピニオン式の遊星歯車機構を含んで構成される。即ち、動力分割機構３００は、相互に同軸上に配置されたサンギア３２０及びリングギア３１０と、サンギア３２０に噛合された第２ピニオンギア３４０と、この第２ピニオンギア３４０及びリングギア３１０に噛合する第１ピニオンギア３３０と、第１ピニオンギア３３０及び第２ピニオンギア３４０を自転可能且つ一体的に公転可能に支持してなるキャリア３５０とを有している。
【００４２】
動力分割機構３００では、エンジン２００の機関出力軸たるクランクシャフト２００Ａが、リングギア３１０に連結されており、エンジン２００からの動力は、リングギア３１０に伝達される構成となっている。即ち、リングギア３１０は、本発明に係る「第１の回転要素」の一例となっている。
【００４３】
また、キャリア３５０は、モータジェネレータＭＧ２のロータに連結された、中空の入力軸３７０（即ち、ＭＧ２の出力回転軸と等価である）に連結されている。即ち、キャリア３５０は、本発明に係る「第３の回転要素」の一例となっている。
【００４４】
更に、サンギア３２０は、中空の入力軸３７０内に収容された入力軸３６０に連結されている。この入力軸３６０は、モータジェネレータＭＧ１のロータに連結された出力回転軸３８０と同軸上に配置されており、後述する動力伝達遮断クラッチ６００が締結されている場合には、出力回転軸３８０と一体に回転する構成となっている。尚、特に断りのない限り、これ以降の説明では、動力伝達遮断クラッチ６００は締結されているものとする。即ち、サンギア３２０は、本発明に係る「第２の回転要素」の一例となっている。
【００４５】
このような構成において、動力分割機構３００では、エンジン２００の出力トルク（以下、適宜「エンジントルク」と称する）が、リングギア３１０に入力され、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２のいずれか一方により反力トルクが受け持たれる。即ち、リングギア３１０が入力要素となり、サンギア３２０及びモータジェネレータＭＧ１が反力要素となった場合は、キャリア３５０が出力要素となる。このキャリア３５０から出力されたトルクは、入力軸３７０に伝達される。一方、リングギア３１０が入力要素となり、モータジェネレータＭＧ２及びキャリア３５０が反力要素となった場合には、サンギア３２０が出力要素となる。このサンギア３２０から出力されたトルクは、入力軸３６０に伝達される。
【００４６】
カウンタ軸７００は、入力軸３６０及び入力軸３７０と平行に配置され、入力軸３６０及び入力軸３７０の回転軸線と平行な軸線を中心として回転可能な、本発明に係る「出力部材」の一例たる回転軸である。カウンタ軸７００は、前述した減速機構１１と間接的に連結され、各ドライブシャフトの回転速度と一義的な関係を保って回転することが可能に構成される。
【００４７】
第１変速装置４００は、カウンタ軸７００と、モータジェネレータＭＧ１の出力回転軸３８０（即ち、動力伝達遮断クラッチ６００が締結されていれば、入力軸３６０と等価である）との間に設けられた、本発明に係る「変速手段」の一例たる変速装置である。第１変速装置４００は、出力回転軸３８０とカウンタ軸７００との回転速度比としての変速比を複数段階に変更することが可能に構成されている。
【００４８】
第１変速装置４００は、２速ギア４１０及び４速ギア４２０を備える。２速ギア４１０は、相互に噛合してなる２速用駆動ギア４１１及び２速用従動ギア４１２を備える。また、４速ギア４２０は、相互に噛合してなる４速用駆動ギア４２１及び４速用従動ギア４２２を備える。２速用駆動ギア４１１及び４速用駆動ギア４２１は、出力回転軸３８０と一体に回転するように出力回転軸３８０に連結されており、２速用従動ギア４１２及び４速用従動ギア４２２は、カウンタ軸７００に対し相対回転可能に取り付けられている。
【００４９】
第２変速装置５００は、カウンタ軸７００と、入力軸３７０との間に設けられた本発明に係る「変速手段」の一例たる変速装置である。第２変速装置５００は、出力回転軸３７０とカウンタ軸７００との回転速度比としての変速比を複数段階に変更することが可能に構成されている。
【００５０】
第２変速装置５００は、１速ギア５１０及び３速ギア５２０を備える。１速ギア５１０は、相互に噛合してなる１速用駆動ギア５１１及び１速用従動ギア５１２を備える。また、３速ギア５２０は、相互に噛合してなる３速用駆動ギア５２１及び３速用従動ギア５２２を備える。１速用駆動ギア５１１及び３速用駆動ギア５２１は、出力回転軸３７０と一体に回転するように出力回転軸３８０に連結されており、１速用従動ギア５１２及び３速用従動ギア５２２は、カウンタ軸７００に対し相対回転可能に取り付けられている。
【００５１】
補足すると、出力回転軸３８０（即ち、動力伝達遮断クラッチ６００が締結されていれば、入力軸３６０）とカウンタ軸７００との間の変速比は、２速ギア４１０の方が４速ギア４２０よりも大きく、入力軸３７０とカウンタ軸７００との間の変速比は、１速ギア５１０の方が３速ギア５２０よりも大きい。また、１速ギアに係る変速比は、２速ギアに係る変速比よりも大きく、３速ギアに係る変速比は、４速ギアに係る変速比よりも大きい。
【００５２】
第１変速装置４００とカウンタ軸７００との間の動力伝達は、第１変速装置４００の一部として構成された第１クラッチ機構４３０により制御される。
【００５３】
第１クラッチ機構４３０は、２速用従動ギア４１２及び４速用従動ギア４２２のいずれか一方をカウンタ軸７００に対し動力伝達可能に接続すると共に、２速用従動ギア４１２及び４速用従動ギア４２２の両方をカウンタ軸７００に対し動力伝達不可能に維持する（即ち、カウンタ軸７００に接続しない）ことが可能に構成された、噛合式のドグクラッチ機構である。
【００５４】
より具体的には、第１クラッチ機構４３０は、２速用従動ギア４１２に連結された２速用クラッチ板４３２及び４速用従動ギア４２２に連結された４速用クラッチ板４３３と、これら２速用クラッチ板４３２及び４速用クラッチ板４３３とに係合可能な主クラッチ板４３１を備えており、主クラッチ板４３１と２速用クラッチ板４３２（即ち、２速用従動ギア４１２）とが接続された状態（以下、適宜「２速ギアが選択された状態」等と称する）、主クラッチ板４３１と４速用クラッチ板４３３（即ち、４速用従動ギア４２２）とが接続された状態（以下、適宜「４速ギアが選択された状態」等と称する）、及び主クラッチ板４３１がいずれのクラッチ板とも接続されていない状態（以下、適宜「遮断状態」等と称する）の三状態を採ることが可能に構成される。
【００５５】
このような構成において、主クラッチ板４３１をいずれか一方のクラッチ板へ接続する場合、同期接続が行われる。本実施形態では、主クラッチ板４３１は、図示せぬ油圧（或いは電動）アクチュエータにより駆動される構成を有しており、接続対象となるクラッチ板と回転同期が取れた状態において、接続対象となるクラッチ板の方向へ所定量ストロークされる構成となっている。一方、第１クラッチ機構４３０は、ドグクラッチ機構であり、接続の際には、接続対象に形成された噛合用の突起部と、主クラッチ板４３１に形成された同じく噛合用の突起部とが、各々における突起部と陥没部とが対応するように噛合し、接続が行われる。この際、噛合後に、接続対象となるクラッチ板を介してトルクが主クラッチ板４３１に伝達され、接続が完了する。尚、主クラッチ板４３１を駆動するアクチュエータは、ＥＣＵ１００により上位に制御される構成となっている。また、本実施形態では、主クラッチ板４３１が、一方のクラッチ板の方向へストロークする構成となっているが、これらは相対移動可能であればよく、各従動ギアに連結されたクラッチ板が主クラッチ板４３１の方向へ所定量ストロークする構成を有していてもよい。
【００５６】
第２変速装置５００とカウンタ軸７００との間の動力伝達は、第２変速装置５００の一部として構成された第２クラッチ機構５３０により制御される。
【００５７】
第２クラッチ機構５３０は、１速用従動ギア５１２及び３速用従動ギア５２２のいずれか一方をカウンタ軸７００に対し動力伝達可能に接続すると共に、１速用従動ギア５１２及び３速用従動ギア５２２の両方をカウンタ軸７００に対し動力伝達不可能に維持する（即ち、カウンタ軸７００に接続しない）ことが可能に構成された、噛合式のドグクラッチ機構である。
【００５８】
より具体的には、第２クラッチ機構５３０は、１速用従動ギア５１２に連結された１速用クラッチ板５３２及び３速用従動ギア５２２に連結された３速用クラッチ板５３３と、これら１速用クラッチ板５３２及び３速用クラッチ板５３３とに係合可能な主クラッチ板５３１を備えており、主クラッチ板５３１と１速用クラッチ板５３２（即ち、１速用従動ギア５１２）とが接続された状態（以下、適宜「１速ギアが選択された状態」等と称する）、主クラッチ板５３１と３速用クラッチ板５３３（即ち、３速用従動ギア５２２）とが接続された状態（以下、適宜「３速ギアが選択された状態」等と称する）、及び主クラッチ板５３１がいずれのクラッチ板とも接続されていない状態（以下、適宜「遮断状態」等と称する）の三状態を採ることが可能に構成される。
【００５９】
このような構成において、主クラッチ板５３１をいずれか一方のクラッチ板へ接続する場合、同期接続が行われる。本実施形態では、主クラッチ板５３１は、図示せぬ油圧（或いは電動）アクチュエータにより駆動される構成を有しており、接続対象となるクラッチ板と回転同期が取れた状態において、接続対象となるクラッチ板の方向へ所定量ストロークされる構成となっている。一方、第２クラッチ機構５３０は、ドグクラッチ機構であり、接続の際には、接続対象に形成された噛合用の突起部と、主クラッチ板５３１に形成された同じく噛合用の突起部とが、各々における突起部と陥没部とが対応するように噛合し、接続が行われる。この際、噛合後に、接続対象となるクラッチ板を介してトルクが主クラッチ板５３１に伝達され、接続が完了する。尚、主クラッチ板５３１を駆動するアクチュエータは、ＥＣＵ１００により上位に制御される構成となっている。また、本実施形態では、主クラッチ板５３１が、一方のクラッチ板の方向へストロークする構成となっているが、これらは相対移動可能であればよく、各従動ギアに連結されたクラッチ板が主クラッチ板５３１の方向へ所定量ストロークする構成を有していてもよい。
【００６０】
動力伝達遮断クラッチ６００は、モータジェネレータＭＧ１の出力回転軸３８０と入力軸３６０との間の動力伝達を制御することが可能に構成された湿式多板摩擦式クラッチ機構である。動力伝達遮断クラッチ６００は、図示せぬアクチュエータにより駆動される構成を有しており、これら軸間の動力伝達を遮断する解放状態と、これら軸間の動力伝達を可能とする締結状態の二値状態を採ることが可能に構成されている。尚、本実施形態では、特に断りの無い限り、動力伝達遮断クラッチ６００は、締結状態に制御されているものとする。尚、上記アクチュエータは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、動力伝達遮断クラッチ６００の状態は、上述した第１及び第２クラッチ機構と共に、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００６１】
＜実施形態の動作＞
ハイブリッド駆動機構１０Ａでは、第１変速装置４００及び第２変速装置５００の作用により、ハイブリッド駆動機構１０Ａの変速比を規定する変速モードを、複数の変速モードの中から適宜に選択することが可能である。即ち、適宜に変速が可能である。ここで、図３を参照し、ハイブリッド駆動機構１０Ａにおける変速モードの詳細について説明する。ここに、図３は、ハイブリッド駆動機構１０Ａにおける変速モードと変速装置の状態との対応関係を表す表である。
【００６２】
図３において、ハイブリッド駆動機構１０Ａは、１速ギア５１０のみをカウンタ軸７００に接続することにより実現される１速モード（図示「１速」）、１速ギア５１０と２速ギア４１０とを同時にカウンタ軸７００に接続することにより実現される１速＋２速モード（図示「１速＋２速」）、２速ギア４１０のみをカウンタ軸７００に接続することにより実現される２速モード（図示「２速」）、２速ギア４１０と３速ギア５２０とを同時にカウンタ軸に７００に接続することにより実現される２速＋３速モード（図示「２速＋３速」）、３速ギア５２０のみをカウンタ軸に接続することにより実現される３速モード（図示「３速」）、３速ギア５２０と４速ギア４２０とを同時にカウンタ軸７００に接続することにより実現される３速＋４速モード（図示「３速＋４速」）、４速ギア４２０のみをカウンタ軸に接続することにより実現される４速モード（図示「４速」）、及び１速ギア５１０と４速ギア４２０とを同時にカウンタ軸７００に接続することにより実現される１速＋４速モード（図示「１速＋４速」）の８種類の変速モードが実現可能である。
【００６３】
これら８種類の変速モードのうち、第１変速装置４００及び第２変速装置５００がいずれもカウンタ軸７００への動力伝達に供される４種類の変速モードでは、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２がいずれもカウンタ軸７００に接続された状態となり、これらの回転状態は、ハイブリッド車両１０の走行条件に応じて一義的に規定される。従って、この状態では、これら各モータジェネレータは反力要素としても出力要素としても機能することはなく、実質的にエンジン２００のみがハイブリッド車両１０の動力源として機能する。この４種類の変速モードは、内燃機関のクランク軸２００Ａとカウンタ軸７００との間の変速比が一の値に固定される、固定変速モードである。
【００６４】
一方、第１変速装置４００及び第２変速装置５００のうちいずれか一方がカウンタ軸７００への動力伝達に供される４種類の変速モードでは、第１変速装置４００が動力伝達に寄与している場合には、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２が夫々出力要素及び反力要素となり、第２変速装置５００が動力伝達に寄与している場合には、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２が夫々反力要素及び出力要素として機能する。この場合、反力要素となるモータジェネレータの回転速度制御により、エンジン２００のクランク軸２００Ａの回転速度は物理的、機械的、機構的又は電気的に可能な範囲で連続的に無段階に制御可能であり、所謂電気ＣＶＴ機能が実現される。即ち、この４種類の変速モードは、本発明に係る「無段変速モード」の一例たる電気ＣＶＴモードである。
【００６５】
ハイブリッド車両１０では、ＥＣＵ１００によって実行される変速制御により変速モードの切り替え（即ち、変速）が実行される。ここで、図４を参照し、変速制御の詳細について説明する。ここに、図４は、変速制御のフローチャートである。
【００６６】
図４において、ＥＣＵ１００は、車速Ｖ及びアクセル開度Ｔａを取得する（ステップＳ１０１）。車速Ｖ及びアクセル開度Ｔａを取得すると、ＥＣＵ１００は、ドライバ要求駆動力Ｆｔを算出する（ステップＳ１０２）。ドライバ要求駆動力Ｆｔは、予めＲＯＭに格納された、車速Ｖ及びアクセル開度Ｔａをパラメータとする要求駆動力マップより選択的に取得される。尚、本実施形態に係る「算出」とは、このように予め設定された対応関係に従って一の値を決定する態様を含む概念である。
【００６７】
続いて、ＥＣＵ１００は、このドライバ要求駆動力Ｆｔに基づいてエンジン要求出力Ｐｅを取得する（ステップＳ１０３）。ここで、エンジン要求出力Ｐｅは、ドライバ要求駆動力Ｆｔに対応する要求出力（即ち、車軸に出力すべき軸トルクに対応する出力）に対し、各部の損失及び補器（エアコンディショナや各種電装品）の要求電力を考慮した補正処理がなされた結果として取得される。
【００６８】
エンジン要求出力Ｐｅが算出されると、ＥＣＵ１００は、エンジン要求出力Ｐｅが基準値Ｐｅｔｈ未満であるか否かを判別する（ステップＳ１０４）。エンジン要求出力Ｐｅが基準値Ｐｅｔｈ未満であれば（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は電気ＣＶＴモードを選択し（ステップＳ１０５）、エンジン要求出力Ｐｅが基準値Ｐｅｔｈ以上であれば（ステップＳ１０４：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は固定変速モードを選択する（ステップＳ１０６）。
【００６９】
いずれかの変速モードが選択されると、選択された変速モードの中から（即ち、本実施形態では既に述べた如く各々４種類の変速モードが存在する）ハイブリッド車両の運転条件に応じた一の変速モードが更に選択され、各変速装置の制御を介して選択された変速モードに従った走行が実現される。ステップＳ１０５又はステップＳ１０６に係る処理が実行されると、処理はステップＳ１０１に戻され、一連の処理が繰り返し実行される。
【００７０】
ここで、図５を参照し、変速制御について更に説明する。ここに、図５は、変速制御の概念に係るエンジン２００の動作線の模式図である。
【００７１】
図５において、縦軸及び横軸には夫々エンジントルクＴｒ及び機関回転速度ＮＥが表される。従って、この二次元座標系上の一座標点は、エンジン２００の一動作点を表している。図５において、エンジン２００の動作線（即ち、実制御に供される動作点を繋げて得られる線）は、図示動作線Ｍ（図示太実線参照）として表される。ここで、エンジン２００の最大トルクを表す最大トルク線は、図示の通り高負荷領域にあり、動作線Ｍは、この最大トルク線から大きく乖離している。
【００７２】
一方、エンジン２００の動作効率は、図示高効率領域（破線で示された楕円領域）において最も高くなる。この高効率領域内にエンジン２００の最高効率点（図示白丸参照）が存在している。他方、この最高効率点を貫通する等出力線は、図示等出力線ＥＰ１となっており、等出力線ＥＰ１が表すエンジン２００の出力値は、上述した基準値Ｐｅｔｈに等しくなっている。即ち、上述した変速制御においては、要求出力Ｐｅが、エンジン２００の最高効率点に相当する出力値未満（以下であっても問題ない）の領域で電気ＣＶＴモードが選択され、反力要素となるモータジェネレータによる回転速度制御によって、エンジン２００の動作点が、要求出力に応じて動作線Ｍの中から選択されるのである。また、要求出力がＰｅｔｈ以上となる領域では、図示鎖線として表される各固定変速モードの動作線に従って、有段変速が実現される。
【００７３】
ここで、エンジン２００は、元より低負荷領域で効率化が図られた過給リーンバーンエンジンであり、高効率領域が顕著に低負荷側に存在する。従って、この高効率領域でエンジン２００が運転されるように設定される動作線Ｍ上で動作点が設定されることにより、エンジン２００の動作点全域で電気ＣＶＴモードを実現しようとする場合（即ち、最大トルク線近傍においてもＭＧ１及びＭＧ２を反力要素及び出力要素として機能させる必要がある場合）と較べて、反力要素及び出力要素の別を問わずモータジェネレータの体格を大幅に縮小することができる。
【００７４】
翻って、高出力領域では、元よりエンジン２００の動作効率は低下しており、高効率領域において電気ＣＶＴモードを実行するのと比較して顕著な利益は得られない。逆に、固定変速モードによれば、駆動力の伝達効率自体は電気ＣＶＴモードよりも向上する。即ち、本実施形態に係る変速制御によれば、ハイブリッド車両１０全体のエネルギ消費効率を可及的に維持しつつ、各モータジェネレータの体格縮小によるモータジェネレータ及び付帯設備（例えば、ＰＣＵ１２等）の搭載性を向上させる（少なくとも、この種の搭載性向上に係る利益を相対的に大とする）ことが可能となるのである。
【００７５】
最後に、図６を参照し、電気ＣＶＴモード或いは固定変速モード各々における、変速モードの選択態様について説明する。ここに、図６は、ハイブリッド車両１０における変速条件を表す変速マップの模式図である。
【００７６】
図６において、縦軸及び横軸には夫々駆動力及び車速が表されている。この二次元座標系上で、１速、２速、３速及び４速の各電気ＣＶＴモードは、図示実線で示される領域で実行される。複数の電気ＣＶＴモードがカバーするオーバラップ領域では、上述した同期変速が可能であり、エンジン２００の機関回転速度を変化させることなく、効率的な変速が実現される。一方、各固定変速モードについても同様であるが、固定変速モードは、電気ＣＶＴモードと較べて相対的に高車速高負荷領域（即ち、高出力領域）で、車速及び駆動力に応じて切り替えられる。
【００７７】
尚、本実施形態では、ハイブリッド駆動機構１０Ａが、複数のモータジェネレータの各々を、反力要素としても出力要素としても機能させることにより多段の電気ＣＶＴモードを実現する、所謂マルチモードハイブリッドと称される駆動形態を有するが、本発明に係る搭載性向上に係る利益は、この種のハイブリッド駆動機構のみならず、広く適用可能である。
【００７８】
例えば、シングルピニオン型の遊星歯車機構のサンギアにＭＧ１、リングギアにＭＧ２及びキャリアにエンジン２００を連結し、リングギアを暫定的な出力軸たる中間軸に連結すると共に、この中間軸を更に有段変速装置（例えば、Ａ／Ｔ）に入力して、当該有段変速装置の出力軸から駆動力を出力してもよい。この場合、電気ＣＶＴモードでは、有段変速装置において選択されている変速段により規定される範囲で変速比を自由に変更可能であり、一方で、例えばＭＧ１をクラッチやブレーキ等でロック状態に制御することにより、出力軸とエンジン２００とを直結状態にした場合には、有段変速装置において選択されている変速段の変速比と車速等によって一義的に決定される回転速度でエンジン２００が動作する、固定変速モードを実現できる。このような比較的簡素な構成においても、電気ＣＶＴモードと固定変速モードとを有する限りにおいて、本発明に係る利益は享受される。
【００７９】
また、本実施形態では、本発明に係る効果を顕著にするため、エンジン２００を過給リーンバーンエンジンとして説明したが、一般的に、最高効率点又はそれに準じる高効率点を含むエンジンの高効率領域は、最大トルク又はそれに準じる高トルクを出力する高トルク領域（又は、高出力領域）には存在しない場合が多い。従って、高効率領域に限定して電気ＣＶＴモードによる変速を実行する本発明に係る実践上の利益は、その大小はあれ、他の方式のエンジンであっても変らず享受されるものである。
【００８０】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１のハイブリッド車両におけるハイブリッド駆動機構１０Ａの構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図３】図２のハイブリッド駆動機構における変速モードと変速装置の状態との対応関係を表す表である。
【図４】図１のハイブリッド車両においてＥＣＵにより実行される変速制御のフローチャートである。
【図５】図４の変速制御の概念に係るエンジン２００の動作線の模式図である。
【図６】図４の変速制御に供される変速マップの模式図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０…ハイブリッド車両、１０Ａ…ハイブリッド駆動機構、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２００Ａ…クランクシャフト、３００…動力分割機構、ＭＧ１…モータジェネレータ、ＭＧ２…モータジェネレータ、４００…第１変速装置、５００…第２変速装置、６００…動力伝達遮断クラッチ、７００…カウンタ軸。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関、第１電動機及び第２電動機に連結された相互に差動回転可能な第１、第２及び第３の回転要素及び車軸に連結される出力部材を有する動力分配手段、並びに前記内燃機関の出力軸と該出力部材との回転速度比を連続変化させる無段変速モードと当該回転速度比を固定する固定変速モードとの間で変速モードを切り替え可能な変速手段を備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記内燃機関の運転条件を特定する特定手段と、
該特定された運転条件が所定の高効率領域に該当する場合に前記変速モードが前記無段変速モードとなるように前記変速手段を制御する制御手段と
を具備す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】
前記高効率領域は、前記内燃機関の最高効率点を含む領域である
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】
前記制御手段は、前記運転条件が前記高効率領域に該当する場合として、前記内燃機関の要求出力が予め設定された基準値以下である場合に、前記変速モードが前記無段変速モードとなるように前記変速手段を制御する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関は、所定の低出力領域に前記高効率領域を有する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１】
内燃機関、第１電動機及び第２電動機に連結された相互に差動回転可能な第１、第２及び第３の回転要素及び車軸に連結される出力部材を有する動力分配手段、並びに前記内燃機関の出力軸と該出力部材との回転速度比を連続変化させる無段変速モードと当該回転速度比を固定する固定変速モードとの間で変速モードを切り替え可能な変速手段を備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記内燃機関の運転条件を特定する特定手段と、
該特定された運転条件が所定の高効率領域に該当する場合に前記変速モードが前記無段変速モードとなるように前記変速手段を制御する制御手段と
を具備す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】
前記高効率領域は、前記内燃機関の最高効率点を含む領域である
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】
前記制御手段は、前記運転条件が前記高効率領域に該当する場合として、前記内燃機関の要求出力が予め設定された基準値以下である場合に、前記変速モードが前記無段変速モードとなるように前記変速手段を制御する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関は、所定の低出力領域に前記高効率領域を有する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２３４４９８（Ｐ２００９−２３４４９８Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８５２６５（Ｐ２００８−８５２６５）
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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