JP6110621B2

JP6110621B2 - ハイブリッド車両の駆動装置

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Publication number: JP6110621B2
Application number: JP2012213528A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　豊; 豊佐藤; 隆嗣大木
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2032-09-27
Also published as: JP2014065449A

Description

本発明は、エンジンおよびモータジェネレータを備えるハイブリッド車両の駆動装置に関する。

動力源としてエンジンおよびモータジェネレータを備えたハイブリッド車両が開発されている(特許文献１参照)。このようなハイブリッド車両においては、減速走行時に運動エネルギーを回収して燃費性能を向上させるため、ブレーキペダルの踏み込みに伴ってモータジェネレータを回生させている。例えば、特許文献１のハイブリッド車両においては、ブレーキペダルの踏み込み量に応じて、油圧ブレーキやエンジンブレーキを作動させるとともに、モータジェネレータを回生させている。

特開２０１１−２１３１８１号公報

ところで、回生制動に適した走行モードと加速走行に適した走行モードとは、互いに異なる走行モードとなっている。このため、減速走行時に回生制動に適した走行モードが選択された場合には、モータジェネレータの回生量が増加するものの、アクセルペダルが踏み込まれて加速走行に移る際の応答性が低下してしまうという問題がある。一方、減速走行時に加速走行に適した走行モードが選択された場合には、アクセルペダルが踏み込まれて加速走行に移る際の応答性が高められるものの、モータジェネレータの回生量が低下してしまうという問題がある。したがって、モータジェネレータを回生させる減速走行時には、その後の走行状況を想定して適切な走行モードを選択することが重要となっている。

本発明の目的は、減速走行時の回生量を増加させるとともに、減速走行から加速走行に移る際の応答性を向上させることにある。

本発明のハイブリッド車両の駆動装置は、駆動輪に連結されるエンジンと、前記駆動輪に連結されるモータジェネレータと、を備えるハイブリッド車両の駆動装置であって、前記エンジンと前記駆動輪との間に設けられ、前記エンジンと前記駆動輪とを接続する締結状態と、前記エンジンと前記駆動輪とを切り離す解放状態と、に切り換えられるクラッチ機構と、乗員のアクセル操作およびブレーキ操作に基づいて、前記クラッチ機構を制御する車両制御部と、を有し、前記車両制御部は、前記クラッチ機構が締結状態となる走行時において、アクセル操作およびブレーキ操作が解除され且つ車速が所定値を上回る場合には、前記クラッチ機構を締結状態に維持する一方、前記クラッチ機構が締結状態となる走行時において、アクセル操作およびブレーキ操作が解除され且つ車速が前記所定値以下である場合、およびアクセル操作が解除されてブレーキ操作が実施された場合には、前記クラッチ機構を解放状態に切り換える、ことを特徴とする。

本発明によれば、アクセル操作およびブレーキ操作が解除された場合には、クラッチ機構が締結状態に維持される一方、アクセル操作が解除されてブレーキ操作が実施された場合には、クラッチ機構が解放状態に切り換えられる。このように、ブレーキ操作が解除される場合つまり乗員の制動意思が弱い場合には、クラッチ機構を締結状態に維持することにより、減速走行から加速走行に移行する際の応答性を向上させることが可能となる。一方、ブレーキ操作が実施される場合つまり乗員の制動意思が強い場合には、クラッチ機構を解放状態に切り換えることにより、減速走行時の回生量を増加させることが可能となる。

本発明の一実施の形態であるハイブリッド車両の駆動装置を示す概略図である。駆動装置の制御系を示すブロック図である。各走行モードにおけるクラッチ、モータジェネレータ、エンジンの作動状態を示す説明図である。各走行モードの切換順序を示す説明図である。 (ａ)および(ｂ)はシリーズモードにおける駆動装置の作動状態を示す概略図および共線図である。 (ａ)および(ｂ)はＥＶモードにおける駆動装置の作動状態を示す概略図および共線図である。 (ａ)および(ｂ)はＰＳ１モードにおける駆動装置の作動状態を示す概略図および共線図である。 (ａ)および(ｂ)はＰＳ２モードにおける駆動装置の作動状態を示す概略図および共線図である。 (ａ)および(ｂ)はＯＤ１モードにおける駆動装置の作動状態を示す概略図および共線図である。 (ａ)および(ｂ)はＯＤ２モードにおける駆動装置の作動状態を示す概略図および共線図である。 (ａ)および(ｂ)は直結モードにおける駆動装置の作動状態を示す概略図および共線図である。減速走行時における走行モードの切換手順の一例を示すフローチャートである。減速走行時における走行モードの切換状況の一例を示す説明図である。減速走行時における走行モードの切換状況の一例を示す説明図である。 (ａ)および(ｂ)は減速走行時における走行モードの切換状況の一例を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態であるハイブリッド車両の駆動装置１０を示す概略図である。図１に示すように、ハイブリッド車両に搭載される駆動装置１０は、動力源として内燃機関であるエンジン１１を備えている。また、駆動装置１０は、動力源として第１モータジェネレータ(モータジェネレータ)Ｍ１を備えている。さらに、駆動装置１０は、動力源として第２モータジェネレータ(第２のモータジェネレータ)Ｍ２を備えている。

エンジン１１とモータジェネレータＭ２との間には、遊星歯車列によって構成される動力分割機構１２が設けられている。動力分割機構１２は、エンジン１１のクランク軸１３にダンパ機構１４を介して連結されるキャリア１５と、キャリア１５に回転自在に支持されるピニオンギヤ１６とを有している。ピニオンギヤ１６には第１ギヤ部１６ａおよび第２ギヤ部１６ｂが形成されており、第１ギヤ部１６ａと第２ギヤ部１６ｂとは同軸上に配置されている。第１ギヤ部１６ａには第１サンギヤ１７が噛み合っており、第２ギヤ部１６ｂには第２サンギヤ１８が噛み合っている。第１サンギヤ１７にはモータ出力軸１９を介してモータジェネレータＭ２のロータ２０ａが連結されており、第２サンギヤ１８には中空軸２１を介してシンクロハブ２２が固定されている。また、ピニオンギヤ１６の第１ギヤ部１６ａにはリングギヤ２３が噛み合っており、リングギヤ２３には中空軸２４を介してスプライン歯２５が固定されている。さらに、駆動装置１０のケース２６にはスプライン歯２７が固定されている。このように、動力分割機構１２は、回転要素として、キャリア１５、ピニオンギヤ１６、第１サンギヤ１７、第２サンギヤ１８およびリングギヤ２３を備えている。

図１に示すように、シンクロハブ２２の外周部には、軸方向に移動自在にシンクロスリーブ３０が噛み合っている。シンクロスリーブ３０にはフォーク部材３１が装着されており、フォーク部材３１はアクチュエータ３２の伸縮ロッド３２ａに連結されている。シンクロスリーブ３０を矢印ａ方向に移動させることにより、シンクロスリーブ３０をスプライン歯２５に噛み合わせることが可能となる。これにより、シンクロスリーブ３０を介して第２サンギヤ１８とリングギヤ２３とを締結することが可能となる。一方、シンクロスリーブ３０を矢印ｂ方向に移動させることにより、シンクロスリーブ３０をスプライン歯２７に噛み合わせることが可能となる。これにより、シンクロスリーブ３０を介して第２サンギヤ１８とケース２６とを締結することが可能となる。また、シンクロスリーブ３０を図１に示す中立位置に移動させることにより、シンクロスリーブ３０はシンクロハブ２２だけに噛み合った状態となる。

これらのシンクロハブ２２、スプライン歯２５およびシンクロスリーブ３０によって、第２サンギヤ１８とリングギヤ２３とを締結する締結状態と、締結を解除する解放状態とに切り換えられるクラッチＣＬ３が構成されている。このクラッチＣＬ３を締結することにより、第２サンギヤ１８とリングギヤ２３とを締結することができ、動力分割機構１２を構成する複数の回転要素を一体に回転させることが可能となる。一方、クラッチＣＬ３を解放することにより、第２サンギヤ１８とリングギヤ２３とを解放することができ、動力分割機構１２を構成する複数の回転要素を個々に回転させることが可能となる。また、シンクロハブ２２、スプライン歯２７およびシンクロスリーブ３０によって、第２サンギヤ１８とケース２６とを締結する締結状態と、締結を解除する解放状態とに切り換えられるクラッチＣＬ４が構成されている。このクラッチＣＬ４は、サンギヤ１８をケース２６に固定するブレーキ機構として機能している。

これらのクラッチＣＬ３，ＣＬ４は、共用される１つのシンクロスリーブ３０を有している。このシンクロスリーブ３０をアクチュエータ３２によってスライドさせることにより、双方のクラッチＣＬ３，ＣＬ４の作動状態を切り換えることができる。すなわち、シンクロスリーブ３０を矢印ａ方向に移動させることにより、クラッチＣＬ３を締結状態に切り換えることが可能となり、クラッチＣＬ４を解放状態に切り換えることが可能となる。また、シンクロスリーブ３０を図１に示す中立位置に移動させることにより、クラッチＣＬ３，ＣＬ４を共に解放状態に切り換えることが可能となる。さらに、シンクロスリーブ３０を矢印ｂ方向に移動させることにより、クラッチＣＬ４を締結状態に切り換えることが可能となり、クラッチＣＬ３を解放状態に切り換えることが可能となる。

図１に示すように、リングギヤ２３とスプライン歯２５とを連結する中空軸２４には駆動ギヤ３３が固定されており、この駆動ギヤ３３に噛み合う従動ギヤ３４が中空軸２４に平行となる前輪出力軸３５に回転自在に支持されている。従動ギヤ３４にはスプライン歯３６が固定されており、このスプライン歯３６に隣接するシンクロハブ３７が前輪出力軸３５に固定されている。また、シンクロハブ３７の外周部には、軸方向に移動自在にシンクロスリーブ３８が噛み合っている。シンクロスリーブ３８にはフォーク部材３９が装着されており、フォーク部材３９はアクチュエータ４０の伸縮ロッド４０ａに連結されている。アクチュエータ４０によってシンクロスリーブ３８を矢印ａ方向に移動させることにより、シンクロスリーブ３８をスプライン歯３６に噛み合わせることが可能となる。これにより、シンクロスリーブ３８を介してリングギヤ２３と前輪出力軸３５とを連結することが可能となる。一方、シンクロスリーブ３８を図１に示す中立位置に移動させることにより、シンクロスリーブ３８をシンクロハブ３７だけに噛み合わせることができ、前輪出力軸３５からリングギヤ２３を切り離すことが可能となる。このように、前輪出力軸３５と従動ギヤ３４との間には、シンクロハブ３７、スプライン歯３６およびシンクロスリーブ３８からなるクラッチ(クラッチ機構)ＣＬ１が設けられている。なお、前輪出力軸３５の一端部にはデファレンシャル機構４１が接続されており、前輪出力軸３５はデファレンシャル機構４１を介して駆動輪としての前輪４２ｆに連結されている。

また、前輪出力軸３５の他端部には従動ギヤ４３が固定されており、この従動ギヤ４３に噛み合う駆動ギヤ４４が前輪出力軸３５に平行となる中空軸４５に固定されている。中空軸４５にはシンクロハブ４６が固定されており、このシンクロハブ４６に隣接するスプライン歯４７が、モータジェネレータＭ１のモータ出力軸４８に固定されている。また、シンクロハブ４６の外周部には、軸方向に移動自在にシンクロスリーブ４９が噛み合っている。シンクロスリーブ４９にはフォーク部材５０が装着されており、フォーク部材５０はアクチュエータ５１の伸縮ロッド５１ａに連結されている。アクチュエータ５１によってシンクロスリーブ４９を矢印ａ方向に移動させることにより、シンクロスリーブ４９をスプライン歯４７に噛み合わせることが可能となる。これにより、シンクロスリーブ４９を介してモータジェネレータＭ１のロータ５２ａを前輪出力軸３５に連結することが可能となる。一方、シンクロスリーブ４９を図１に示す中立位置に移動させることにより、シンクロスリーブ４９をシンクロハブ４６だけに噛み合わせることができ、前輪出力軸３５からモータジェネレータＭ１を切り離すことが可能となる。このように、モータジェネレータＭ１と駆動ギヤ４４との間には、シンクロハブ４６、スプライン歯４７およびシンクロスリーブ４９からなるクラッチＣＬ２が設けられている。なお、前輪出力軸３５の一端部には駆動ギヤ６０が固定されており、この駆動ギヤ６０に噛み合う従動ギヤ６１が前輪出力軸３５に平行となる後輪出力軸６２に固定されている。モータジェネレータＭ１の中心を貫通して後方に延びる後輪出力軸６２には、トランスファクラッチ６３等を介して駆動輪としての後輪４２ｒに連結されている。

続いて、図２は駆動装置１０の制御系を示すブロック図である。図２に示すように、モータジェネレータＭ１のステータ５２ｂにはインバータ６４が接続されており、モータジェネレータＭ２のステータ２０ｂにはインバータ６５が接続されている。また、双方のインバータ６４，６５には、通電ライン６６，６７を介してバッテリ６８が接続されている。ハイブリッド車両には、電動機および発電機として機能するモータジェネレータＭ１，Ｍ２のトルクや回転数(回転速度)を制御するモータ制御ユニット７０が設けられている。モータ制御ユニット７０は、後述する車両制御ユニット７３からのモータ動力要求値に基づき制御信号を設定し、このモータ動力要求値が得られるようにインバータ６４，６５に制御信号を出力する。また、ハイブリッド車両には、バッテリ６８の充電状態ＳＯＣ、電流、電圧、温度等を監視するバッテリ制御ユニット７１が設けられている。さらに、ハイブリッド車両には、エンジン１１のトルクや回転数(回転速度)を制御するエンジン制御ユニット７２が設けられている。エンジン制御ユニット７２は、車両制御ユニット７３からのエンジン動力要求値に基づき制御信号を設定し、このエンジン動力要求値が得られるように図示しないスロットルバルブやインジェクタ等に制御信号を出力する。

そして、各制御ユニット７０〜７２を統括的に制御するとともに、アクチュエータ３２，４０，５１やトランスファクラッチ６３等を制御するため、ハイブリッド車両には車両制御ユニット(車両制御部)７３が設けられている。車両制御ユニット７３には、セレクトレバーの操作状況を検出するインヒビタスイッチ７４、乗員によるアクセルペダルの操作状況を検出するアクセルペダルセンサ７５、乗員によるブレーキペダルの操作状況を検出するブレーキペダルセンサ７６、車速を検出する車速センサ７７等が接続されている。車両制御ユニット７３は、各種センサ７４〜７７からの情報に基づき車両状態(要求駆動力や車速等)を判定し、所定の制御プログラムやモードマップ等を用いて車両状態に応じた走行モードを設定する。そして、車両制御ユニット７３は、車両状態および走行モードに応じたエンジン動力やモータ動力を設定し、各制御ユニット７０〜７２やアクチュエータ３２，４０，５１等に対して制御信号を出力する。なお、各制御ユニット７０〜７３は、通信ネットワーク７８を介して相互に接続されている。また、各制御ユニット７０〜７３は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等によって構成されている。

また、走行モードの判定に用いられる要求駆動力、つまり乗員が車両に対して要求する駆動力は、アクセルペダルの踏み込み量、アクセルペダルの踏み込み速度、スロットルバルブ開度、吸気管負圧等に基づき演算される。例えば、アクセルペダルの踏み込み量が大きい場合には要求駆動力が大きく演算される一方、アクセルペダルの踏み込み量が小さい場合には要求駆動力が小さく演算される。また、アクセルペダルの踏み込み速度が速い場合には要求駆動力が大きく演算される一方、アクセルペダルの踏み込み速度が遅い場合には要求駆動力が小さく演算される。また、スロットルバルブ開度が大きい場合には要求駆動力が大きく演算される一方、スロットルバルブ開度が小さい場合には要求駆動力が小さく演算される。また、吸気管負圧が大きい場合(吸気管圧力が低い場合)には要求駆動力が大きく演算される一方、吸気管負圧が小さい場合(吸気管圧力が高い場合)には要求駆動力が小さく演算される。なお、要求駆動力を演算する際には、アクセルペダルの踏み込み量、アクセルペダルの踏み込み速度、スロットルバルブ開度および吸気管負圧等の情報のうち、１つまたは複数の情報に基づき演算することが可能である。

続いて、車両状態に応じて設定される各走行モードについて説明する。図３は各走行モードにおけるクラッチＣＬ１〜ＣＬ４、モータジェネレータＭ１，Ｍ２、エンジン１１の作動状態を示す説明図である。図４は各走行モードの切換順序を示す説明図である。図５(ａ)および(ｂ)はシリーズモードにおける駆動装置１０の作動状態を示す概略図および共線図である。図６(ａ)および(ｂ)はＥＶモードにおける駆動装置１０の作動状態を示す概略図および共線図である。図７(ａ)および(ｂ)はＰＳ１モードにおける駆動装置１０の作動状態を示す概略図および共線図である。図８(ａ)および(ｂ)はＰＳ２モードにおける駆動装置１０の作動状態を示す概略図および共線図である。図９(ａ)および(ｂ)はＯＤ１モードにおける駆動装置１０の作動状態を示す概略図および共線図である。図１０(ａ)および(ｂ)はＯＤ２モードにおける駆動装置１０の作動状態を示す概略図および共線図である。図１１(ａ)および(ｂ)は直結モードにおける駆動装置１０の作動状態を示す概略図および共線図である。なお、図５(ａ)〜図１１(ａ)の概略図においては、ダンパ機構１４、後輪出力軸６２、トランスファクラッチ６３を省いて図示している。また、図５(ｂ)〜図１１(ｂ)の共線図において、符号Ｓ_αは第１サンギヤ１７を示し、符号Ｓ_βは第２サンギヤ１８を示し、符号Ｃはキャリア１５を示し、符号Ｒはリングギヤ２３を示している。

図３および図４に示すように、図示するハイブリッド車両には、走行モードとして、シリーズモード、ＥＶモード、ＰＳ１モード、ＰＳ２モード、ＯＤ１モード、ＯＤ２モードおよび直結モードの７つの走行モードが設定されている。

図３および図５に示すように、シリーズモードにおいては、クラッチＣＬ２，ＣＬ３が締結され、クラッチＣＬ１，ＣＬ４が解放される。このように、クラッチＣＬ１〜ＣＬ４を制御することにより、前輪出力軸３５にモータジェネレータＭ１が接続される一方、前輪出力軸３５から動力分割機構１２が切り離される。また、第２サンギヤ１８とリングギヤ２３とが締結されるため、動力分割機構１２を介してエンジン１１とモータジェネレータＭ２とは直結された状態となる。このシリーズモードは、例えば低車速領域かつ要求駆動力が大きい場合に設定される走行モードとなっている。シリーズモードを設定することにより、エンジン動力によってモータジェネレータＭ２を発電させながら、モータジェネレータＭ１のモータ動力を用いた走行が可能となる。これにより、モータジェネレータＭ１に多くの電力を供給することができ、大きなモータトルクを得ることが可能となる。なお、シリーズモードにおいては、前輪出力軸３５から動力分割機構１２が切り離されるため、停車時においてもモータジェネレータＭ２による発電が可能となっている。

また、シリーズモードでの走行中に要求駆動力が低下した場合には、モータジェネレータＭ２の発電を停止させるＥＶモードに切り換えられる。図３および図６に示すように、ＥＶモードにおいては、クラッチＣＬ２が締結され、クラッチＣＬ１，ＣＬ３，ＣＬ４が解放される。このＥＶモードを設定することにより、要求駆動力の低下に伴ってエンジン１１を停止させることができ、ハイブリッド車両の燃費性能を向上させることが可能となる。

図３および図７に示すように、パワースプリットモードとも呼ばれるＰＳ１モードにおいては、クラッチＣＬ１，ＣＬ２が締結され、クラッチＣＬ３，ＣＬ４が解放される。このように、クラッチＣＬ１〜ＣＬ４を制御することにより、前輪出力軸３５にモータジェネレータＭ１が接続されるとともに、前輪出力軸３５に動力分割機構１２が接続される。また、第２サンギヤ１８およびリングギヤ２３の拘束が解かれるため、動力分割機構１２を介してエンジン動力はリングギヤ２３とモータジェネレータＭ２とに分配され、モータジェネレータＭ２の回転数を制御することでリングギヤ２３の無段変速が可能となる。このＰＳ１モードは、例えば低中車速領域かつ要求駆動力が大きい場合に設定される走行モードとなっている。ＰＳ１モードを設定することにより、エンジン動力を無段変速させながら前輪出力軸３５に伝達するとともに、モータジェネレータＭ１のモータ動力を前輪出力軸３５に伝達しながら、ハイブリッド車両を走行させることが可能となる。

また、ＰＳ１モードでの走行中に高車速領域に達した場合には、前輪出力軸３５からモータジェネレータＭ１を切り離して走行するＰＳ２モードに切り換えられる。図３および図８に示すように、ＰＳ１モードからＰＳ２モードに切り換える際には、ＰＳ１モードの状態からクラッチＣＬ２が解放されるとともにモータジェネレータＭ１が停止される。このＰＳ２モードを設定することにより、高車速領域においてモータジェネレータＭ１を駆動輪４２ｆ，４２ｒから切り離すことが可能となる。これにより、モータジェネレータＭ１の引きずり損失を解消することができ、ハイブリッド車両の燃費性能を向上させることが可能となる。

図３および図９に示すように、オーバードライブモードとも呼ばれるＯＤ１モードにおいては、クラッチＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ４が締結され、クラッチＣＬ３が解放される。これにより、前輪出力軸３５にモータジェネレータＭ１が接続されるとともに、前輪出力軸３５に動力分割機構１２が接続される。また、第２サンギヤ１８がケース２６に固定されることから、エンジン動力を固定変速比で増速してリングギヤ２３に伝達することが可能となる。このＯＤ１モードは、例えば中車速領域かつ要求駆動力が小さい場合に設定される走行モードとなっている。ＯＤ１モードを設定することにより、エンジン動力を増速させながら前輪出力軸３５に伝達するとともに、モータジェネレータＭ１のモータ動力を前輪出力軸３５に伝達しながら、ハイブリッド車両を走行させることが可能となる。

また、ＯＤ１モードでの走行中に高車速領域に達した場合には、前輪出力軸３５からモータジェネレータＭ１を切り離して走行するＯＤ２モードに切り換えられる。図３および図１０に示すように、ＯＤ１モードからＯＤ２モードに切り換える際には、ＯＤ１モードの状態からクラッチＣＬ２が解放されるとともにモータジェネレータＭ１が停止される。このＯＤ２モードを設定することにより、高車速領域においてモータジェネレータＭ１を駆動輪４２ｆ，４２ｒから切り離すことが可能となる。これにより、モータジェネレータＭ１の引きずり損失を解消することができ、ハイブリッド車両の燃費性能を向上させることが可能となる。

図３および図１１に示すように、直結モードにおいては、クラッチＣＬ１，ＣＬ３が締結され、クラッチＣＬ２，ＣＬ４が解放される。これにより、前輪出力軸３５に動力分割機構１２が接続される。また、第２サンギヤ１８とリングギヤ２３とが締結されることから、動力分割機構１２を介してエンジン１１とモータジェネレータＭ２とは直結された状態となる。この直結モードは、例えば高車速領域かつ要求駆動力が大きい場合に設定される走行モードとなっている。直結モードを設定することにより、前述したＯＤ１モードやＯＤ２モードよりも変速比を増大つまりダウンシフトさせることが可能となる。すなわち、直結モードにおいては、エンジン動力を等速で前輪出力軸３５に伝達することができるため、大きな駆動力でハイブリッド車両を走行させることが可能となる。なお、高車速領域において実行される直結モードにおいては、前述したＰＳ２モードやＯＤ２モードと同様に、駆動輪４２ｆ，４２ｒからモータジェネレータＭ１が切り離される。

続いて、車両制御ユニット７３によって実行される減速走行時の走行モードの切換制御について説明する。図１２は減速走行時における走行モードの切換手順の一例を示すフローチャートである。また、図１３および図１４は減速走行時における走行モードの切換状況の一例を示す説明図である。なお、図１２〜図１４には、アクセルペダルが踏み込まれる状況をアクセルＯＮとして示し、アクセルペダルの踏み込みが解除される状況をアクセルＯＦＦとして示している。同様に、図１２〜図１４には、ブレーキペダルが踏み込まれる状況をブレーキＯＮとして示し、ブレーキペダルの踏み込みが解除される状況をブレーキＯＦＦとして示している。また、アクセルペダルの踏み込み(アクセル操作)が実施されたか否かは、アクセルペダルセンサ７５によって検出されるアクセルペダルの踏み込み量に基づき判定される。この場合において、アクセルペダルの踏み込み量がゼロを上回る場合に、アクセル操作が実施されたと判定しても良く、アクセルペダルの踏み込み量がゼロ以外の所定値を上回る場合に、アクセル操作が実施されたと判定しても良い。同様に、ブレーキペダルの踏み込み(ブレーキ操作)が実施されたか否かは、ブレーキペダルセンサ７６によって検出されるブレーキペダルの踏み込み量に基づき判定される。この場合において、ブレーキペダルの踏み込み量がゼロを上回る場合に、ブレーキ操作が実施されたと判定しても良く、ブレーキペダルの踏み込み量がゼロ以外の所定値を上回る場合に、ブレーキ操作が実施されたと判定しても良い。

図１２に示すように、ステップＳ１０では、セレクトレバーがＤレンジ(前進レンジ)に操作されているか否かが判定される。ステップＳ１０において、Ｄレンジが選択されていると判定された場合には、ステップＳ１１に進み、車速、要求駆動力、および後述するモード信号に基づいて、走行モードが設定される。続いて、ステップＳ１２では、走行モードがＰＳ１モードであるか否かが判定される。ステップＳ１２において、走行モードがＰＳ１モードであると判定された場合、つまりクラッチＣＬ１が締結状態となる走行モードであると判定された場合には、ステップＳ１３に進み、アクセル操作が解除されているか否かが判定される。ステップＳ１３において、アクセル操作が解除されていると判定された場合には、ステップＳ１４に進み、ブレーキ操作が実施されているか否かが判定される。なお、ステップＳ１０においてＤレンジ以外が選択されていると判定された場合、ステップＳ１２においてＰＳ１モード以外が設定されていると判定された場合、ステップＳ１３においてアクセル操作が実施されていると判定された場合には、再びステップＳ１０から各種条件が判定される。

ステップＳ１４において、ブレーキ操作が実施されていると判定された場合には、ステップＳ１５に進み、モード信号としてＥＶモード信号が出力される。そして、走行モードを設定するステップＳ１１においては、ＥＶモード信号に基づいて走行モードがＰＳ１モードからＥＶモードに切り換えられる。図１３に符号αで示すように、アクセルペダルが解放されるだけでなくブレーキペダルが踏み込まれる減速走行時には、乗員の制動意思が強いと想定されるため、走行モードがＰＳ１モードからＥＶモードに切り換えられ、モータジェネレータＭ１による回生(発電)が実施される。このＥＶモードにおいては、図６(ａ)に示すように、クラッチＣＬ１が解放されることから、駆動輪４２ｆ，４２ｒからエンジン１１を切り離すことが可能となる。これにより、駆動輪４２ｆ，４２ｒからモータジェネレータＭ１に多くのトルクを伝達することができるため、モータジェネレータＭ１の回生量を増大させることが可能となる。このように、ブレーキペダルの踏み込みによって乗員の強い制動意思が確認された場合には、回生制動に適したＥＶモードを選択することにより、モータジェネレータＭ１の回生量を増大させて燃費性能を向上させることが可能となる。なお、ブレーキペダルが踏み込まれる減速走行時においては、クラッチＣＬ１を解放状態に切り換えてからモータジェネレータＭ１を発電させても良く、モータジェネレータＭ１を発電させてからクラッチＣＬ１を解放状態に切り換えても良い。

一方、ステップＳ１４において、ブレーキ操作が解除されていると判定された場合には、ステップＳ１６に進み、車両の減速力が所定値Ｆａを下回るか否かが判定される。なお、車両の減速力とは、車重と減速度(負側の加速度)とを乗じて演算される値の絶対値である。また、所定値Ｆａとは、車重および車速に基づいて演算される走行抵抗値であり、一定速走行時に必要とされる駆動力である。ステップＳ１６において、減速力が所定値Ｆａを下回ると判定された場合には、ステップＳ１７に進み、車速が所定値Ｖａを上回るか否かが判定される。続いて、ステップＳ１７において、車速が所定値Ｖａを上回ると判定された場合には、ステップＳ１８に進み、モード信号としてＰＳ１モード信号が出力される。そして、走行モードを設定するステップＳ１１においては、ＰＳ１モード信号に基づいて走行モードはＰＳ１モードのまま維持される。図１４に符号αで示すように、アクセルペダルと共にブレーキペダルが解放される減速走行時には、走行モードはＰＳ１モードのまま維持され、モータジェネレータＭ１による回生(発電)が実施されることになる。

ところで、図７(ａ)に示すように、ＰＳ１モードは、クラッチＣＬ１を締結することで駆動輪４２ｆ，４２ｒにエンジン１１およびモータジェネレータＭ１を接続する走行モードであり、低中車速領域かつ要求駆動力が大きい場合に設定される走行モードである。また、図６(ａ)に示すように、ＥＶモードは、クラッチＣＬ１を解放することで駆動輪４２ｆ，４２ｒにモータジェネレータＭ１のみを接続する走行モードであり、低車速領域かつ要求駆動力が小さい場合に設定される走行モードである。このように、ＰＳ１モードは、モータ動力およびエンジン動力によって駆動輪４２ｆ，４２ｒを駆動する走行モードであり、ＥＶモードに比べて加速走行に適した走行モードである。このため、ＥＶモードでの走行中にアクセルペダルが大きく踏み込まれた場合には、エンジン１１を始動するとともにクラッチＣＬ１が締結され、ＥＶモードから加速走行に適したＰＳ１モードに切り換えられることになる。

ここで、ブレーキペダルの踏み込みが解除される減速走行時においては、乗員の制動意思が弱いことから、図１４に破線Ｘで示すように、減速走行から加速走行に移行することも考えられる。そこで、前述したように、ブレーキ操作の解除によって乗員の弱い制動意思が確認された場合には、加速走行に適したＰＳ１モードを予め選択することにより、アクセルペダルの踏み込みに対する応答性を高めている。すなわち、ブレーキ操作が解除される減速走行時において、回生制動に適したＥＶモードを選択してしまうと、その後アクセルペダルが大きく踏み込まれた場合には、エンジン１１を始動するとともにクラッチＣＬ１を締結してＰＳ１モードに切り換えることが必要となる。このように、ブレーキペダルが踏み込まれていない減速走行時にＥＶモードを選択することは、再加速時にＥＶモードからＰＳ１モードへの切り換えを伴うことから、減速走行から加速走行に移る際の応答性を低下させる要因となるのである。

なお、図１２に示すように、ブレーキ操作が解除される減速走行時であっても、ステップＳ１６において減速力が所定値Ｆａ以上であると判定された場合には、ステップＳ１５においてＥＶモード信号が出力される。すなわち、モータジェネレータＭ１を積極的に回生制動させる回生モード等の設定により、車両が急減速している場合には、回生制動に適したＥＶモードが設定される。また、ブレーキ操作が解除される減速走行時であっても、ステップＳ１７において車速が所定値Ｖａ以下であると判定された場合には、ステップＳ１５においてＥＶモード信号が出力される。すなわち、図１４に符号βで示すように、所定値Ｖａを下回る低車速領域まで車速が低下した場合には、低速走行に適したＥＶモードが設定される。

続いて、減速走行時における走行モードの切換状況について図面に基づき改めて説明する。ここで、図１５(ａ)および(ｂ)は減速走行時における走行モードの切換状況の一例を示す説明図である。図１５(ａ)にはブレーキ操作が解除されたときの切換状況が示され、図１５(ｂ)にはブレーキ操作が実施されたときの切換状況が示されている。

アクセルペダルが踏み込まれる車両走行時においては、車両状態(要求駆動力，車速)に応じて走行モードが設定される。図１５(ａ)に示すように、車両状態が特性線Ｌ１を下回る領域であれば、走行モードとしてＥＶモードが設定され、車両状態が特性線Ｌ１を上回る領域であれば、走行モードとしてＰＳ１モードが設定される。すなわち、要求駆動力が所定値を下回る場合には、クラッチＣＬ１が解放されるＥＶモードが設定される一方、要求駆動力が所定値を上回る場合には、クラッチＣＬ１が締結されるＰＳ１モードが設定される。なお、走行モード(ＥＶモード，ＰＳ１モード)の設定時に要求駆動力と比較される所定値とは、所定の制御プログラムやマップデータ等を用いて設定される値である。この所定値は、図１５に特性線Ｌ１で示すように、車速に応じて変化する値であるが、これに限られることはなく、要求駆動力と比較される所定値として固定値を採用しても良い。また、ＥＶモードからＰＳ１モードに切り換える際に要求駆動力と比較される所定値と、ＰＳ１モードからＥＶモードに切り換える際に要求駆動力と比較される所定値とを分けて設定しても良い。

図１５(ａ)に示すように、ＰＳ１モードでの走行状態(符号α)からアクセル操作およびブレーキ操作が解除された場合には、乗員の制動意思が弱く再加速の可能性があることから、矢印Ｘａで示すように、車速が所定値Ｖａを上回る領域では、加速走行に適したＰＳ１モードに走行モードが維持される。また、矢印Ｘｂで示すように、車速が所定値Ｖａ以下となる領域では、低速走行に適したＥＶモードに走行モードが切り換えられる。一方、図１５(ｂ)に示すように、ＰＳ１モードでの走行状態(符号α)からアクセル操作が解除されてブレーキ操作が実施された場合には、乗員の制動意思が強く再加速の可能性が少ないことから、矢印Ｘｃで示すように、直ちに回生制動に適したＥＶモードに走行モードが切り換えられる。すなわち、車両状態が特性線Ｌ１を上回る領域であったとしても、ブレーキ操作が実施された場合には、直ちにＰＳ１モードからＥＶモードに走行モードが切り換えられることになる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、前輪出力軸３５と従動ギヤ３４との間にクラッチＣＬ１を設けているが、これに限られることはなく、駆動輪４２ｆ，４２ｒと動力分割機構１２との間であれば他の位置にクラッチＣＬ１を設けても良い。また、回転同期機能を備えたシンクロメッシュによってクラッチＣＬ１〜ＣＬ４を構成しているが、これに限られることはなく、噛合クラッチであるドグクラッチによってクラッチＣＬ１〜ＣＬ４を構成しても良い。さらに、クラッチＣＬ１〜ＣＬ４としては、噛合クラッチに限られることはなく、摩擦クラッチによってクラッチＣＬ１〜ＣＬ４を構成しても良い。

前述の説明では、１つの車両制御ユニット７３を車両制御部として機能させているが、これに限られることはなく、複数の制御ユニットによって車両制御部を構成しても良い。また、前述の説明では、走行モードとして、シリーズモード、ＥＶモード、ＰＳ１モード、ＰＳ２モード、ＯＤ１モード、ＯＤ２モードおよび直結モードを備えているが、これに限られることはない。例えば、ＥＶモードおよびＰＳ１モードからなる２つの走行モードだけを設定しても良い。このように、走行モードを削減する際には、併せてクラッチＣＬ２〜ＣＬ３を削減しても良い。

前述の説明では、複合遊星歯車式の動力分割機構１２を備えているが、動力分割機構１２を構成する遊星歯車列としては、複合遊星歯車列に限られることはなく単一遊星歯車列であっても良い。例えば、図示する場合には、動力分割機構１２に２つのサンギヤ１７，１８を組み込んでいるが、これに限られることはなく、１つのサンギヤを用いて動力分割機構１２を構成しても良い。また、前述の説明では、リングギヤ２３に駆動輪４２ｆ，４２ｒを連結し、第１サンギヤ１７にモータジェネレータＭ２を連結しているが、これに限られることはなく、リングギヤ２３にモータジェネレータＭ２を連結し、第１サンギヤ１７に駆動輪４２ｆ，４２ｒを連結しても良い。なお、図示する駆動装置１０は、四輪駆動用の駆動装置であるが、これに限られることはなく、前輪駆動用や後輪駆動用の駆動装置に対して本発明を適用しても良い。

１０駆動装置
１１エンジン
１２動力分割機構
４２ｆ，４２ｒ駆動輪
７３車両制御ユニット(車両制御部)
ＣＬ１クラッチ(クラッチ機構)
Ｍ１第１モータジェネレータ(モータジェネレータ)
Ｍ２第２モータジェネレータ(第２のモータジェネレータ)

Claims

駆動輪に連結されるエンジンと、前記駆動輪に連結されるモータジェネレータと、を備えるハイブリッド車両の駆動装置であって、
前記エンジンと前記駆動輪との間に設けられ、前記エンジンと前記駆動輪とを接続する締結状態と、前記エンジンと前記駆動輪とを切り離す解放状態と、に切り換えられるクラッチ機構と、
乗員のアクセル操作およびブレーキ操作に基づいて、前記クラッチ機構を制御する車両制御部と、を有し、
前記車両制御部は、
前記クラッチ機構が締結状態となる走行時において、アクセル操作およびブレーキ操作が解除され且つ車速が所定値を上回る場合には、前記クラッチ機構を締結状態に維持する一方、
前記クラッチ機構が締結状態となる走行時において、アクセル操作およびブレーキ操作が解除され且つ車速が前記所定値以下である場合、およびアクセル操作が解除されてブレーキ操作が実施された場合には、前記クラッチ機構を解放状態に切り換える、ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
請求項１記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
前記車両制御部は、アクセル操作が解除された場合に前記モータジェネレータを発電させることを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
請求項１または２記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
前記車両制御部は、要求駆動力が所定値を上回る場合に前記クラッチ機構を締結状態に切り換えることを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
前記エンジン、前記駆動輪および第２のモータジェネレータに連結される動力分割機構を有し、
前記動力分割機構は、前記エンジンと前記クラッチ機構との間に設けられることを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。