JP2009126486A - ハイブリッド車の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転同期制御を行う際に電動機の出力トルクが不足することを回避できるハイブリッド車の制御装置を提供する。
【解決手段】本発明の制御装置は、動力伝達経路の状態をクラッチＣ１又はクラッチＣ２を利用して切り替える車両１に適用され、動力伝達経路の状態を切り替える前にクラッチＣ１、Ｃ２で連結される要素の回転速度を一致させる回転同期制御を実行する。この回転同期制御の実行は、出力トルクの大きさが減少するように第１モータ・ジェネレータ７又は第２モータ・ジェネレータ８を操作することで上記要素の回転速度を一致できる所定条件が成立した場合に限り許可される。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関と電動機とが走行用の動力源として搭載され、内燃機関から駆動輪に至る動力伝達経路の状態を切り替えできるハイブリッド車に適用される制御装置に関する。

動力伝達経路の状態を切り替えるハイブリッド車の場合、クラッチやブレーキ等の係合手段を利用することが一般的である。係合手段を利用して動力伝達経路内に設けられた回転要素を他の回転要素や固定要素に連結するには、その連結に伴う衝撃を緩和すべく連結開始前に一方の回転要素の回転速度を相手方要素の回転速度に一致させる回転同期制御が行われる。また、係合手段として噛み合い式クラッチを採用した場合などには、クラッチが噛み合うことができる位置に制約があるので、このような回転同期制御において各回転要素の回転位置を噛み合い可能な位置に一致させることがある。

例えば、このような同期制御を行う制御装置として、電動機にて回転速度が調整され得る回転要素と相手方回転要素との回転速度及び回転位置をそれぞれ一致させるため、電動機をフィードフォワード制御し、そのフィードフォワード制御中に回転要素相互の位置誤差と速度誤差とをそれぞれ演算し、それらの比がフィードバック制御可能な所定範囲内に収まっているときに電動機の最大トルクを推定し、その最大トルクが許容範囲内の場合に、フィードフォワード制御からフィードバック制御に切り替えるものが知られている（特許文献１）。

特開２００５−２７８２２５号公報

特許文献１の制御装置は、互いの回転速度を一致させた後に回転位置の一致のために電動機を再加速する無駄を省くことができる。しかしながら、回転同期制御を行うにあたって電動機の出力トルクが不足することを考慮しておらず、意図した回転同期制御を行うことができないおそれがある。

そこで、本発明は、回転同期制御を行う際に電動機の出力トルクが不足することを回避できるハイブリッド車の制御装置を提供することを目的とする。

本発明のハイブリッド車の制御装置は、内燃機関と電動機とが走行用の動力源として搭載され、前記内燃機関から駆動輪に至る動力伝達経路に動力分配機構が設けられ、前記内燃機関の出力トルクが前記動力分配機構に伝達された場合にその反力を前記電動機が受けるように構成され、かつ前記電動機にて回転速度が調整され得る回転要素を係合手段を介して他要素に断続することにより前記動力伝達経路の状態を切り替え可能なハイブリッド車に適用されるとともに、前記電動機の操作によって前記回転要素の回転速度を調整して前記回転要素及び前記他要素の回転速度を一致させる回転同期制御を行った後に、前記係合手段を操作して前記回転要素と前記他要素とを連結するものにおいて、出力トルクが減少するように前記電動機を操作することで前記回転要素及び前記他要素の回転速度を一致できる所定条件が成立した場合に限り、前記回転同期制御の実行を許可する制御実行許可手段を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。

この制御装置によれば、回転要素と他要素との回転速度を一致させる回転同期制御が所定条件が成立した場合に限り実行される。この所定条件は、電動機の出力トルクを減少させる、つまり０に近づけることにより回転要素と他要素との回転速度を一致できる条件として与えられている。そのため、電動機の出力トルクを増加させなければこれらの要素の回転速度を一致させることができない場合には所定条件が成立しないから回転同期制御の実行が許可されない。従って、回転同期制御を行う際に電動機の出力トルクが不足することを確実に回避できる。

所定条件は電動機の出力トルクを減少させることにより回転要素と他要素との回転速度を一致できる条件であればどのような態様でも構わない。また、所定条件の成否は種々の条件を考慮に入れて判断してよい。例えば、本発明の制御装置の一態様において、前記動力分配機構は、前記内燃機関の出力トルクが伝達される第１差動要素と前記電動機の出力トルクが伝達される第２差動要素とを含んでおり、前記制御実行許可手段は、前記内燃機関の運転状態に応じて変化する前記第１差動要素に作用するトルクの方向を考慮して前記所定条件の成否を判断することができる（請求項２）。第１差動要素に作用するトルクの方向は、電動機の出力トルクを減少させた場合にその回転速度が上昇するか又は低下するかを決定付ける一要素になるから、その方向を考慮して所定条件の成否を判断することにより適切な判断が可能になる。

第１差動要素に作用するトルクの方向を考慮に入れる場合には、例えば以下の態様で所定条件の成立を判断できる。以下の態様で回転速度の大小関係は大きさ（速さ）の大小関係を意味する。

本発明の制御装置の一態様において、前記制御実行許可手段は、前記第１差動要素及び前記第２差動要素のそれぞれが同方向に回転し、前記第１差動要素に対してその回転方向と同方向のトルクが作用する前記内燃機関の負荷運転中で、かつ前記電動機の現在の回転速度が前記回転要素及び前記他要素の回転速度を一致させるための目標回転速度を下回っている場合に、前記所定条件が成立したものとして前記回転同期制御の実行を許可してもよい（請求項３）。第１差動要素と第２差動要素とが同方向に回転しかつ内燃機関が負荷運転中の状況で、電動機の出力トルクを減少させると第２差動要素に伝達されるトルクが減少するので内燃機関のトルクによって第２差動要素の回転速度は上昇する。電動機の回転速度は第２差動要素の回転速度の上昇に伴って上昇する。そして、回転要素の回転速度は電動機の回転速度に伴って変動する。従って、このような状況で電動機の回転速度が目標回転速度を下回っている場合、電動機の出力トルクを減少させることにより電動機の回転速度が上昇するので、電動機の回転速度を目標回転速度へ近づけることができる。つまり、電動機の出力トルクを減少させることにより回転要素と他要素との回転速度を一致させることが可能になる。この態様によれば、こうした場合に所定条件が成立したものとして、回転同期制御の実行を許可するため、回転同期制御の際に電動機の出力トルクが不足することを確実に防止できる。

本発明の制御装置の一態様において、前記制御実行許可手段は、前記第１差動要素及び前記第２差動要素のそれぞれが同方向に回転し、前記第１差動要素に対してその回転方向と逆方向のトルクが作用する前記内燃機関のモータリング中で、かつ前記電動機の現在の回転速度が前記回転要素及び前記他要素のそれぞれの回転速度を一致させるための目標回転速度を上回っている場合に、前記所定条件が成立したものとして前記回転同期制御の実行を許可してもよい（請求項４）。この場合には内燃機関がモータリング中であるため、電動機の出力トルクを減少させると第２差動要素に伝達されるトルクが減少するので、そのトルクの減少に応じて第２差動要素の回転速度は低下する。従って、第１差動要素と第２差動要素とが同方向に回転しかつ内燃機関がモータリング中の状況で、電動機の回転速度が目標回転速度を上回っている場合、電動機の出力トルクを減少させることにより電動機の回転速度が低下するので、電動機の回転速度を目標回転速度へ近づけることができる。これにより、電動機の出力トルクを減少させることにより回転要素と他要素との回転速度を一致させることが可能になる。この態様によれば、こうした場合に所定条件が成立したものとして、回転同期制御の実行を許可するため、回転同期制御の際に電動機の出力トルクが不足することを確実に防止できる。

本発明の制御装置の一態様において、前記制御実行許可手段は、前記第１差動要素及び前記第２差動要素のそれぞれが逆方向に回転し、前記第１差動要素に対してその回転方向と同方向のトルクが作用する前記内燃機関の負荷運転中で、かつ前記電動機の現在の回転速度が前記回転要素及び前記他要素のそれぞれの回転速度を一致させるための目標回転速度を上回っている場合に、前記所定条件が成立したものとして前記回転同期制御の実行を許可してもよい（請求項５）。第１差動要素と第２差動要素とが逆方向に回転しかつ内燃機関が負荷運転中の状況で、電動機の出力トルクを減少させると第２差動要素に伝達されるトルクが減少するので内燃機関のトルクによって第２差動要素の回転速度は低下する。電動機の回転速度は第２差動要素の回転速度の低下に伴って低下する。そして、回転要素の回転速度は電動機の回転速度に伴って変動する。従って、このような状況で電動機の回転速度が目標回転速度を上回っている場合、電動機の出力トルクを減少させることにより電動機の回転速度が低下するので、電動機の回転速度を目標回転速度へ近づけることができる。つまり、電動機の出力トルクを減少させることにより回転要素と他要素との回転速度を一致させることが可能になる。この態様によれば、こうした場合に所定条件が成立したものとして、回転同期制御の実行を許可するため、回転同期制御の際に電動機の出力トルクが不足することを確実に防止できる。

本発明の制御装置の一態様において、前記制御実行許可手段は、前記第１差動要素及び前記第２差動要素のそれぞれが逆方向に回転し、前記第１差動要素に対してその回転方向と逆方向のトルクが作用する前記内燃機関のモータリング中で、かつ前記回転要素の現在の回転速度が前記回転要素及び前記他要素のそれぞれの回転速度を一致させるための目標回転速度を下回っている場合に、前記所定条件が成立したものとして前記回転同期制御の実行を許可してもよい（請求項６）。この場合には内燃機関がモータリング中であるため、電動機の出力トルクを減少させると第２差動要素に伝達されるトルクが減少するので、そのトルクの減少に応じて第２差動要素の回転速度は上昇する。従って、第１差動要素と第２差動要素とが逆方向に回転しかつ内燃機関がモータリング中の状況で、電動機の回転速度が目標回転速度を下回っている場合、電動機の出力トルクを減少させることにより電動機の回転速度が上昇するので、電動機の回転速度を目標回転速度へ近づけることができる。これにより、電動機の出力トルクを減少させることにより回転要素と他要素との回転速度を一致させることが可能になる。この態様によれば、こうした場合に所定条件が成立したものとして、回転同期制御の実行を許可するため、回転同期制御の際に電動機の出力トルクが不足することを確実に防止できる。

以上説明したように、本発明によれば、電動機の出力トルクを減少させることにより回転要素と他要素との回転速度を一致できる条件として与えられた所定条件が成立した場合に限り回転同期制御が実行されることになるので、回転同期制御を行う際に電動機の出力トルクが不足することを確実に回避できる。

（第１の形態）
図１は本発明の一形態に係る制御装置が適用された車両の概略を示している。この図に示すように、車両１はいわゆるハイブリッド車両として構成されている。周知のように、ハイブリッド車両は内燃機関を走行用の駆動力源として備えるとともに、モータ・ジェネレータ等の電動機を他の走行用の駆動力源として備えた車両であり、内燃機関をできるだけ効率の良い状態で運転する一方で、駆動力やエンジンブレーキ力の過不足を他の駆動力源にて補い、かつ車両減速時等にエネルギの回生を行うことにより、内燃機関のエミッション悪化の防止と燃費性能の向上とを実現できるように構成されている。車両１にはその走行のために駆動装置２Ａが設けられている。

駆動装置２Ａは、内燃機関３から出力されたトルクを伝達する伝達軸４と、その伝達軸４と同一軸線上に配置されて駆動輪１３に差動装置５を介してトルクを出力する出力軸６とを有しており、伝達軸４から出力軸６までの動力伝達経路には第１モータ・ジェネレータ７、第２モータ・ジェネレータ８及び動力分配機構９がそれぞれ配置されている。内燃機関３は火花点火型の多気筒内燃機関として構成されている。内燃機関３のトルクは不図示のクランク軸を介して伝達軸４に出力される。第１モータ・ジェネレータ７は電動機としての機能と発電機としての機能とを生じるように構成されている。第１モータ・ジェネレータ７には不図示のインバータを介して不図示のバッテリが電気的に接続されていて、そのインバータを制御することにより第１モータ・ジェネレータ７の出力トルク又は回生トルクが適宜設定される。第１モータ・ジェネレータ７は伝達軸４及び出力軸６と同一軸線上に位置する外側中間軸１１と一体回転するロータ７ａと、そのロータ７ａの外周側に位置するステータ７ｂとを有している。ステータ７ｂはケーシング１０に対して回転不能に固定されている。第２モータ・ジェネレータ８も第１モータ・ジェネレータ７と同様の構成を有している。即ち、第２モータ・ジェネレータ８は、伝達軸４及び出力軸６と同軸上に回転可能に設けられたロータ８ａと、ロータ８ａの外周側に位置するようにしてケーシング１０に回転不能に固定されたステータ８ｂとを有している。また、第２モータ・ジェネレータ８は不図示のインバータを介して不図示のバッテリが電気的に接続されている。

動力分配機構９は相互に差動回転可能な３つの回転要素を持つダブルピニオン型の遊星歯車機構として構成されている。動力分配機構９は、これらの３つの回転要素として、伝達軸４及び出力軸６と同一軸線上に位置する内側中間軸１２と同軸上に設けられた外歯歯車であるサンギアＳａと、そのサンギアＳａに対して同軸上に配置された内歯歯車であるリングギアＲａと、サンギアＳａに噛み合う第１ピニオン１５及びリングギアに噛み合う第２ピニオン１６を相互に噛み合わせた状態で、これらのピニオン１５、１６を自転かつ公転自在に保持するキャリアＣａとを有している。サンギアＳａにはクラッチＣｅｖを介在させた状態で第１モータ・ジェネレータ７のロータ７ａが連結されていて、第１モータ・ジェネレータ７の出力トルクが伝達される。リングギアＲａには伝達軸４が連結されていて、内燃機関３の出力トルクが伝達される。キャリアＣａには減速機構１８を介在させた状態で第２モータ・ジェネレータ８が連結されていて、第２モータ・ジェネレータ８の出力トルクが伝達される。これにより、動力分配機構９に内燃機関３の出力トルクが伝達された場合に、その反力を第１モータ・ジェネレータ７又は第２モータ・ジェネレータ８が受けることになる。

第１モータ・ジェネレータ７とサンギアＳａとの間に介在するクラッチＣｅｖはこれらの間のトルク伝達を断続させることにより後述の走行モードを切り替える。クラッチＣｅｖは噛み合い式クラッチとして構成されているが、摩擦式クラッチとして構成してもよい。第２モータ・ジェネレータ８とキャリアＣａとの間に介在する減速機構１８はシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されている。減速機構１８は、第２モータ・ジェネレータ８のロータ８ａに連結される外歯歯車であるサンギアＳｂと、そのサンギアＳｂと同軸上に配置され、動力分割機構９のキャリアＣａと一体回転する内歯歯車であるリングギアＲｂと、これらのギアＳｂ、Ｒｂのそれぞれに噛み合うピニオン２０を自転かつ公転自在に保持できるキャリアＣｂとを有している。キャリアＣｂはケーシング１０に回転不能に固定されている。これにより、第２モータ・ジェネレータ８の回転速度は減速機構１８の減速比に従って減速されるとともに、第２モータ・ジェネレータ８の出力トルクはその減速比に従って増幅される。なお、リングギアＲｂ（キャリアＣａ）の回転はブレーキＢにて選択的に制動され、これにより、第２モータ・ジェネレータ８がロックできるようになっている。

出力軸６へのトルクの伝達は出力機構２５を介して行われる。出力機構２５はシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成された減速部２６と、その減速部２６に対して第１モータ・ジェネレータ７及び第２モータ・ジェネレータ８のそれぞれから出力されたトルクを断続させるための切替部２７とを備えている。減速部２６は出力軸６と同軸上に配置された外歯歯車であるサンギアＳｃと、そのサンギアＳｃと同軸上に配置された内歯歯車であるリングギアＲｃと、これらのギアＳｃ、Ｒｃのそれぞれに噛み合うピニオン３０を自転かつ公転自在に保持するキャリアＣｃとを有している。サンギアＳｃはケーシング１０に対して回転不能に固定されている。リングギアＲｃは切替部２７に一体回転可能に連結されている。キャリアＣｃは出力軸６と一体回転可能に連結されている。

切替部２７は内側中間軸１２とリングギアＲｃとをトルク伝達可能に連結する係合状態と、内側中間軸１２とリングギアＲｃとのトルク伝達を開放する開放状態とを切り替える第１クラッチＣ１と、外側中間軸１１とリングギアＲｃとをトルク伝達可能に連結する係合状態と、外側中間軸１１とリングギアＲｃとのトルク伝達を開放する開放状態とを切り替える第２クラッチＣ２とを備えている。これらのクラッチＣ１、Ｃ２は噛み合い式クラッチとして構成されているが、摩擦式クラッチとして構成してもよい。

上述した第１モータ・ジェネレータ７、第２モータ・ジェネレータ８、クラッチＣｅｖ、ブレーキＢ、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２のそれぞれの動作は制御装置４０にて制御される。制御装置４０はマイクロコンピュータを主体にして構成されたものであって、車速等の車両１の各種運転パラメータや予め保持している各種データを参照して車両１の各部に対して種々の制御を実行する。駆動装置２Ａは制御装置４０からの指令を受けて各種の走行モード及び変速モードを設定することができる。

図２は駆動装置２Ａが設定可能な走行モード及び変速モードを示した作動状態図であり、各種走行モード及び変速モードに対応するクラッチＣｅｖ、ブレーキＢ、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２のそれぞれの作動状態を示している。この図において、「ＥＮＧ走行モード」は内燃機関３が出力するトルクを利用した車両１の走行モードを示し、「ＥＶ走行モード」は内燃機関３からトルクが出力されない状態で、かつ第１モータ・ジェネレータ７及び第２モータ・ジェネレータ８が出力するトルクを利用した車両１の走行モードを示している。また、図２の「ＯＮ」は各クラッチＣｅｖ、Ｃ１、Ｃ２及びブレーキＢの係合状態を、「ＯＦＦ」はこれらの開放状態をそれぞれ示している。

更に、これらの走行モードのそれぞれにおいて複数の変速モードが設定されている。ＥＮＧ走行モードにおいて、「１速ＣＶＴモード」は動力分配機構９のキャリアＣａと一体回転する内側中間軸１２から出力機構２５にトルクが入力され、かつ第１モータ・ジェネレータ７によって内燃機関３の回転速度を制御する変速モードであり、トータルの変速比が無段階に変化する。「固定変速比モード」は、内燃機関３、第１モータ・ジェネレータ７及び第２モータ・ジェネレータ８の相互の回転速度比が一定に保持される変速モードである。つまり固定変速比モードでは動力分配機構９の各回転要素が同一速度で回転する。「２速ＣＶＴモード」は動力分配機構９のサンギアＳａと一体回転する外側中間軸１１から出力機構２５にトルクが入力され、かつ第２モータ・ジェネレータ８によって内燃機関３の回転速度を制御する変速モードであり、トータルの変速比が無段階に変化する。また、「ロックモード」は、動力分配機構９のキャリアＣａを固定して第２モータ・ジェネレータ８をロックし、かつサンギアＳａから出力されたトルクに第１モータ・ジェネレータ７のトルクを加減してそのトルクを出力機構２５に入力する変速モードである。

一方、ＥＶ走行モードにおいて、「１速モード」は第２モータ・ジェネレータ８を減速機構１８を介して出力機構２５に連結して、その第２モータ・ジェネレータ８によって走行する変速モードであり、「２速モード」は第１モータ・ジェネレータ７を出力機構２５に連結して、その第１モータ・ジェネレータ７によって走行する変速モードである。「固定変速比モード」は、第１モータ・ジェネレータ７及び第２モータ・ジェネレータ８の回転速度比が一定に保持されて動力分割機構９の各回転要素が同一速度で回転する変速モードである。この場合、内燃機関３は第１モータ・ジェネレータ７及び第２モータ・ジェネレータ８にて連れ回されるモータリング状態となる。

これらの走行モード及び変速モードは、車両１の走行状態や内燃機関３の運転状態に見あった適切なモードが選ばれるように制御装置４０にて切り替えられる。なお、走行モードや変速モードを選択するために実行する制御としては公知の方法が利用されており、本発明の要旨と関連性が低いので詳細な説明は省略する。

走行モード及び変速モードの切り替えは、図２から明らかなように動力伝達経路の状態の切り替えを伴う。その切り替えを原因とした衝撃を緩和するため、制御装置４０は各クラッチＣｅｖ、Ｃ１、Ｃ２等の係合手段を操作して走行モードや変速モードを切り替える前に、係合手段にて連結される一対の回転要素の回転速度を一致させる回転同期制御を実行する。ここで、本形態に係る回転同期制御の概要を図３〜図１０を参照しながら説明する。なお、これらの図において、「ＥＮＧ」は内燃機関３を、「ＭＧ１」は第１モータ・ジェネレータ７を、「ＭＧ２」は第２モータ・ジェネレータ８を、「ＯＵＴ」は出力軸６を、「Ｓｏ」は外側中間軸１１を、「Ｓｉ」は内側中間軸１２を、それぞれ示している。

（ＥＮＧ走行モードにおける回転同期制御）
図３は１速ＣＶＴモードの共線図を、図４は２速ＣＶＴモードの共線図を、図５は固定変速比モードの共線図をそれぞれ示している。本形態の駆動装置２Ａは、図３の１速ＣＶＴモードから図４の２速ＣＶＴモードへ、又はこれとは反対に２速ＣＶＴモードから１速ＣＶＴモードへ変速モードを切り替える場合に図５の固定変速比モードを経由する。

まず、図３の１速ＣＶＴモードから図４の２速ＣＶＴモードへ切り替える場合について説明する。１速ＣＶＴモードは第１クラッチＣ１が係合状態に、第２クラッチＣ２が開放状態にそれぞれ設定されている。この１速ＣＶＴモードから２速ＣＶＴモードへ切り替えるためには第２クラッチＣ２を開放状態から係合状態へ切り替えて固定変速比モードとし、更に第１クラッチＣ１を係合状態から開放状態へ切り替えることが必要である（図２も参照）。そこで、制御装置４０は、第２クラッチＣ２を開放状態から係合状態へ切り替える前に、第２クラッチＣ２にて連結される出力機構２５のリングギアＲｃと、第１モータ・ジェネレータ７と一体回転する外側中間軸１１との互いの回転速度を一致させる回転同期制御を行う。このとき、制御装置４０は第１モータ・ジェネレータ７の操作によって外側中間軸１１の回転速度を調整して外側中間軸１１及びリングギアＲｃの回転速度を一致させる。制御装置４０は第１モータ・ジェネレータ７の操作において出力トルクが不足することを回避するため、出力トルクが減少するように第１モータ・ジェネレータ７を操作することで外側中間軸１１及びリングギアＲｃの回転速度を一致できる所定条件が成立した場合に限り回転同期制御を実行することとしている。出力トルクを減少させるには第１モータ・ジェネレータ７への供給電力を遮断又は低下させればよいので、回転同期制御の際に第１モータ・ジェネレータ７のトルクが不足することを確実に防止できる。

具体的には、（１）内燃機関３の出力トルクが伝達される動力分配機構９のリングギアＲａと、第１モータ・ジェネレータ７の出力トルクが外側中間軸１１を介して伝達される動力分配機構９のサンギアＳａとの互いの回転方向、（２）動力分配機構９のリングギアＲａに作用するトルクの方向に影響を与える内燃機関３の運転状態、並びに、（３）第１モータ・ジェネレータ７の現在の回転速度の各事項が図３に示した状態になっている場合に制御装置４０は上述した所定条件が成立したものと判断する。即ち、リングギアＲａとサンギアＳａとの回転方向が同方向で、リングギアＲａにその回転方向と同方向のトルクが作用する内燃機関３の負荷運転中で、かつ第１モータ・ジェネレータ７の現在の回転速度が外側中間軸１１及びリングギアＲｃの回転速度を一致させるための破線で示された目標回転速度を下回っている場合に、所定条件が成立したものと判断する。

図６は１速ＣＶＴモードにおいて、第１モータ・ジェネレータ７の現在の回転速度と目標回転速度との大小関係が図３の状態に比べて逆転している場合の共線図を示している。図６の状態から外側中間軸１１（サンギアＳａ）の回転速度とリングギアＲｃ（キャリアＣａ）との回転速度とを一致させるためには、第１モータ・ジェネレータ７の回転速度を目標回転速度まで低下させる必要がある。そのためには、図６から明らかなように、サンギアＳａに作用するトルクＴｇを、リングギアＲａに作用するトルクＴｅに抗して、その大きさを増加させなければ目標回転速度へ近づけることができない。トルクＴｇの最大値は第１モータ・ジェネレータ７の仕様によって決ってくるので、仮に、図６の状態で回転同期制御を行った場合には出力トルクが不足して意図通りの同期制御ができなくなる可能性がある。

一方、図３に示す状態の場合、外側中間軸１１及びリングギアＲｃの回転速度を一致させるには第１モータ・ジェネレータ７の回転速度を目標回転速度まで上昇させる必要がある。そのためには、図３から明らかなように、サンギアＳａに作用するトルクＴｇを０に近づける、つまりトルクＴｇを減少させることにより、リングギアＲａに作用するトルクＴｅを利用して外側中間軸１１の回転速度を上昇させることができる。図３の状態であれば、トルクＴｇを減少させる、即ち第１モータ・ジェネレータ７の出力トルクを減少させるだけで、外側中間軸１１とリングギアＲｃの回転速度を一致させることができる。従って、図３の状態から回転同期制御を実行すれば、回転同期制御中に第１モータ・ジェネレータ７の出力トルクが不足する心配がないため、制御装置４０は図３の状態のときに上述した所定条件が成立したものと判断して回転同期制御を実行する。そして、その後に、制御装置４０は第２クラッチＣ２が開放状態から係合状態へ切り替えられるように第２クラッチＣ２を操作して、外側中間軸１１とリングギアＲｃとを連結し、図５の固定変速比モードへ切り替える。

以上から明らかなように、制御装置４０が１速ＣＶＴモードから固定変速比モードへ切り替える際には、第１モータ・ジェネレータ７が本発明に係る電動機に、外側中間軸１１が本発明に係る回転要素に、出力機構２５のリングギアＲｃが本発明に係る他要素に、動力分配機構９のリングギアＲａが本発明に係る第１差動要素に、動力分配機構９のサンギアＳａが本発明に係る第２差動要素にそれぞれ相当する。

次に、図４の２速ＣＶＴモードから図３の１速ＣＶＴモードへ変速モードを切り替える場合について説明する。２速ＣＶＴモードから１速ＣＶＴモードへ切り替える際にも、２速ＣＶＴモードから固定変速比モードへ切り替えてから１速ＣＶＴモードへ切り替える必要がある。この場合も基本的な考え方は以上の説明と同様であるので説明を簡略化する。図４の２速ＣＶＴモードから図５の固定変速比モードへ切り替えるために、制御装置４０は第１クラッチＣ１を開放状態から係合状態へ切り替える前に、第１クラッチＣ１にて連結される出力機構２５のリングギアＲｃと、第２モータ・ジェネレータ８の出力トルクが伝達される内側中間軸１２との互いの回転速度を一致させる回転同期制御を行う。このとき、制御装置４０は第２モータ・ジェネレータ８の操作によって内側中間軸１２の回転速度を調整して内側中間軸１２及びリングギアＲｃの回転速度を一致させる。

この場合も同様に、制御装置４０は、第２モータ・ジェネレータ８の操作において出力トルクが不足することを回避するため、出力トルクが減少するように第２モータ・ジェネレータ８を操作することで内側中間軸１２及びリングギアＲｃの回転速度を一致できる所定条件が成立した場合に限り回転同期制御を実行することとしている。その所定条件は、（１）動力分配機構９のリングギアＲａと、第２モータ・ジェネレータ８の出力トルクが減速機構１８を介して伝達される動力分配機構９のキャリアＣａとの互いの回転方向、（２）動力分配機構９のリングギアＲａに作用するトルクの方向に影響を与える内燃機関３の運転状態、並びに、（３）第２モータ・ジェネレータ８の現在の回転速度の各事項が図４の状態になっている場合に成立したものと判断される。即ち、リングギアＲａと、キャリアＣａとの回転方向が同方向で、リングギアＲａにその回転方向と同方向のトルクが作用する内燃機関３の負荷運転中で、かつ第２モータ・ジェネレータ８の現在の回転速度が目標回転速度を下回っている場合に、所定条件が成立したものと判断される。図４の状態で回転同期制御を行うことにより、キャリアＣａに作用するトルクＴｍを図４の状態から減少させる、即ち第２モータ・ジェネレータ８の出力トルクを減少させるだけで、リングギアＲａに作用するトルクＴｅを利用して内側中間軸１２とリングギアＲｃの回転速度を一致させることができる。そして、その後に、制御装置４０は第１クラッチＣ１を開放状態から係合状態へ切り替えられるように操作して、内側中間軸１２とリングギアＲｃとを連結し、固定変速比モードへ切り替える。なお、図示の便宜上、第２モータ・ジェネレータ８の目標回転速度を破線で示したが、実際には第２モータ・ジェネレータ８とキャリアＣａとの間に減速機構１８が介在するので、その目標回転速度は破線に一致せず、破線で示される回転速度よりも大きい。

このようにして、制御装置４０が２速ＣＶＴモードから固定変速比モードへ切り替える際には、第２モータ・ジェネレータ８が本発明に係る電動機に、内側中間軸１２が本発明に係る回転要素に、出力機構２５のリングギアＲｃが本発明に係る他要素に、動力分配機構９のリングギアＲａが本発明に係る第１差動要素に、動力分配機構９のキャリアＣａが本発明に係る第２差動要素にそれぞれ相当する。

（ＥＶ走行モードにおける回転同期制御）
次に、ＥＶ走行モードにおける回転同期制御の概要を説明する。上述したように、ＥＶ走行モードは内燃機関３からトルクが出力されないため、動力分配機構９のリングギアＲａに作用するトルクの向きがＥＮＧ走行モードの場合に比べて反対向きになる。図７は１速モードの共線図を、図８は２速モードの共線図を、図９は固定変速比モードの共線図をそれぞれ示している。本形態の駆動装置２Ａは、図７の１速モードから図８の２速モードへ、又はこれとは反対に２速モードから１速モードへ変速モードを切り替える場合にＥＮＧ走行モードと同様に図９の固定変速比モードを経由する。

１速モード及び２速モード間の切り替え時の各操作及び回転同期制御の開始条件である所定条件の基本的考えはＥＮＧ走行モードの場合と同様である。即ち、制御装置４０は、回転同期制御の実行中に第１モータ・ジェネレータ７又は第２モータ・ジェネレータ８の出力トルクの不足を回避するため、出力トルクが減少するように第１モータ・ジェネレータ７又は第２モータ・ジェネレータ８を操作して回転同期が実現できる所定条件が成立した場合に限り回転同期制御を実行する。しかしＥＶ走行モードの際にはリングギアＲａに作用するトルクの向きがＥＮＧ走行モードの場合に対して反転する結果、回転同期制御の開始条件である所定条件の具体的内容がＥＮＧ走行モードの場合と比べて対照的になる。

即ち、１速モードから固定変速比モードへ切り替える前に行われる回転同期制御では、動力分配機構９のリングギアＲａと、動力分配機構９のサンギアＳａとの互いの回転方向等の上記各事項が図７に示した状態になっている場合に所定条件が成立したものと判断する。即ち、リングギアＲａとサンギアＳａとの回転方向が同方向で、リングギアＲａにその回転方向と逆方向のトルクが作用する内燃機関３のモータリング中で、かつ第１モータ・ジェネレータ７の現在の回転速度が目標回転速度を上回っている場合に所定条件が成立したものと判断する。

図１０は１速モードにおいて第１モータ・ジェネレータ７の現在の回転速度と目標回転速度との大小関係が図７の状態に比べて逆転している場合の共線図を示している。図１０の状態から外側中間軸１１の回転速度とリングギアＲｃとの回転速度とを一致させるためには、第１モータ・ジェネレータ７の回転速度を破線の目標回転速度まで上昇させる必要がある。そのためには、図１０から明らかなように、サンギアＳａに作用するトルクＴｇを、リングギアＲａに作用するトルクＴｅに抗して、その大きさを増加させなければ外側中間軸１１の回転速度を上昇させることができない。上述のように、トルクＴｇの最大値は第１モータ・ジェネレータ７の仕様によって決ってくるので、仮に、図１０の状態で回転同期制御を行った場合には出力トルクが不足して意図通りの同期制御ができなくなる可能性がある。

一方、図７に示す状態の場合、外側中間軸１１及びリングギアＲｃの回転速度を一致させるためには第１モータ・ジェネレータ７の回転速度を目標回転速度まで低下させる必要がある。そのためには、図７から明らかなように、サンギアＳａに作用するトルクＴｇを０に近づける、つまりトルクＴｇを減少させることにより、リングギアＲａに作用するトルクＴｅを利用して外側中間軸１１の回転速度を低下させることができる。図７の状態であれば、トルクＴｇを図７の状態から減少させる、即ち第１モータ・ジェネレータ７の出力トルクを減少させるだけで、外側中間軸１１とリングギアＲｃの回転速度を一致させることができる。従って、図７の状態から回転同期制御を実行すれば、回転同期制御中に第１モータ・ジェネレータ７の出力トルクが不足する心配がないため、制御装置４０は図７の状態のときに所定条件が成立したものと判断して回転同期制御を実行する。そして、その後に、制御装置４０は第２クラッチＣ２が開放状態から係合状態へ切り替えられるように第２クラッチＣ２を操作して、外側中間軸１１とリングギアＲｃとを連結し、図９の固定変速比モードへ切り替える。

以上から明らかなように、ＥＶ走行モードにおいて、制御装置４０が１速モードから固定変速比モードへ切り替える際には、第１モータ・ジェネレータ７が本発明に係る電動機に、外側中間軸１１が本発明に係る回転要素に、出力機構２５のリングギアＲｃが本発明に係る他要素に、動力分配機構９のリングギアＲａが本発明に係る第１差動要素に、動力分配機構９のサンギアＳａが本発明に係る第２差動要素にそれぞれ相当する。

他方、２速モードから１速モードへ切り替える際にも、２速モードから固定変速比モードへ切り替えてから１速モードへ切り替える必要がある。２速モードから固定変速比モードへ切り替えるために、制御装置４０は第１クラッチＣ１を開放状態から係合状態へ切り替える前に、第１クラッチＣ１にて連結される出力機構２５のリングギアＲｃと、第２モータ・ジェネレータ８の出力トルクが伝達される内側中間軸１２との互いの回転速度を一致させる回転同期制御を行う。このとき、第２モータ・ジェネレータ８の操作によって内側中間軸１２の回転速度を調整して内側中間軸１２及びリングギアＲｃの回転速度を一致させる。この場合も同様に、上述した各事項が図８に示した状態、即ちリングギアＲａと、キャリアＣａとの回転方向が同方向で、リングギアＲａにその回転方向と逆方向のトルクが作用する内燃機関３のモータリング中で、かつ第２モータ・ジェネレータ８の現在の回転速度が目標回転速度を上回っている場合に所定条件が成立したものと判断される。このようにして、制御装置４０が２速モードから固定変速比モードへ切り替える際には、第２モータ・ジェネレータ８が本発明に係る電動機に、内側中間軸１２が本発明に係る回転要素に、出力機構２５のリングギアＲｃが本発明に係る他要素に、動力分配機構９のリングギアＲａが本発明に係る第１差動要素に、動力分配機構９のキャリアＣａが本発明に係る第２差動要素にそれぞれ相当する。

以上に説明した制御を実現するため、制御装置４０は例えば図１１及び図１２に示す制御ルーチンを実行する。図１１は回転同期制御を実行するための同期実行制御の制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。図１２は回転同期制御の実行可否を判断するための実行可否判断制御の制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。これらの制御ルーチンのプログラムは制御装置４０に記憶されており、適時に読み出されて所定間隔で繰り返し実行される。

（同期実行制御）
図１１に示すように、制御装置４０はステップＳ１において変速比モードの切替要求があるか否かを判定する。この切替要求の有無は、図１１と並行して制御装置４０にて実行されるモード切替制御の制御ルーチンの処理結果に基づいて判断される。切替要求がある場合はステップＳ２に進み、そうでない場合は以後の処理をスキップして今回のルーチンを終える。

ステップＳ２では、回転同期制御の実行の許可及び不許可を管理する許可フラグがセットされているか否かを判定する。この許可フラグは制御装置４０が内蔵する記憶装置の所定領域に割り当てられた変数である。その変数の値を１にすることをセット、０にすることをクリアという。許可フラグは、後述する図１２の可否判断制御において、回転同期制御の実行開始条件である所定条件の成否に応じてセットとクリアとの間で操作される。

ステップＳ２で許可フラグがセットされている場合はその所定条件が成立していることになるから、ステップＳ３に処理を進めて回転同期制御を実行する。一方、許可フラグがセットされていない場合はステップＳ３をスキップして今回のルーチンを終了する。

（実行可否判断制御）
制御装置４０は図１１の同期実行制御と並行して図１２の実行可否判断制御を行っている。図１２に示すように、制御装置４０は、まずステップＳ１１にて回転同期制御で操作対象となるモータ・ジェネレータを特定し、そのモータ・ジェネレータの現在の回転速度Ｎｍｇを回転センサ４１（図１）の出力信号に基づいて取得する。

次に、ステップＳ１２において、目標回転速度Ｎｍｇｔａｇを演算する。目標回転速度Ｎｍｇｔａｇとしては、操作対象が第１モータ・ジェネレータ７のときには、外側中間軸１１及びリングギアＲｃの回転速度を一致させるために必要な第１モータ・ジェネレータ７の回転速度であり、他方、操作対象が第２モータ・ジェネレータ８のときには、内側中間軸１２及びリングギアＲｃの回転速度を一致させるために必要な第２モータ・ジェネレータ８の回転速度である。目標回転速度Ｎｍｇｔａｇは、リングギアＲｃの現在の回転速度を取得し、その回転速度に基づいてモータ・ジェネレータの回転速度に換算することによって演算される。リングギアＲｃの回転速度はリングギアＲｃの回転速度に応じた信号を出力する回転センサ４２（図２）からの信号に基づいて取得される。

次に、ステップＳ１３において、内燃機関３がモータリング中か否か、換言すれば車両１がＥＶ走行モードで走行中であるか否かを判定する。モータリング中の場合はステップＳ１４に進み、そうでない場合はステップＳ１５に進む。

ステップＳ１４では、現在の回転速度Ｎｍｇが、同期制御が可能な範囲内に収まり、かつ目標回転速度Ｎｍｇｔａｇを上回っているか否かを判定する。即ち、次の式１が成立するか否かを判定する。
０≦Ｎｍｇ−Ｎｍｇｔａｇ＜α ……１
ここで、αは同期制御が可能な範囲内に対応する０よりも大きい所定値である。ステップＳ１４の判定処理を行うことによって上述した所定条件の成否が判定される。

ステップＳ１４で、肯定的判定がなされた場合は、上述した各事項が図７又は図８の状態にあることになるので、所定条件が成立したものと判断し、ステップＳ１７に進んで許可フラグをセットして回転同期制御の実行を許可する。一方、ステップＳ１４で、否定的判定がなされた場合は、上述した各事項が図７又は図８の状態にないので、ステップＳ１８に進んで許可フラグをクリアする。

ステップＳ１５では、内燃機関３が負荷運転中か否か、換言すれば車両１がＥＮＧ走行モードで走行中であるか否かを判定する。負荷運転中の場合はステップＳ１６に進み、そうでない場合はステップＳ１８に進んで許可フラグをクリアする。

ステップＳ１６では、現在の回転速度Ｎｍｇが、同期制御が可能な範囲内に収まり、かつ目標回転速度Ｎｍｇｔａｇを下回っているか否かを判定する。即ち、次の式２が成立するか否かを判定する。
−α＜Ｎｍｇ−Ｎｍｇｔａｇ≦０ ……２
ここで、αは式１と同様に０よりも大きい所定値であり、ステップＳ１６の判定処理を行うことによって上述した所定条件の成否が判定される。

ステップＳ１６で、肯定的判定がなされた場合は、上述した各事項が図３又は図４の状態にあることになるので、所定条件が成立したものと判断し、ステップＳ１７に進んで許可フラグをセットして回転同期制御の実行を許可する。一方、ステップＳ１６で、否定的判定がなされた場合は、上述した各事項が図３又は図４の状態にないので、ステップＳ１８に進んで許可フラグをクリアする。

以上の各制御ルーチンを実行することにより、第１モータ・ジェネレータ７又は第２モータ・ジェネレータ８を、その出力トルクが減少するように操作して回転同期できる場合に限って回転同期制御が行われることになるから、回転同期制御中に第１モータ・ジェネレータ７又は第２モータ・ジェネレータ８の出力トルクの不足を確実に回避することができる。制御装置４０は図１２の制御ルーチンを実行することにより、本発明に係る制御実行許可手段として機能する。

（第２の形態）
次に、本発明の第２の形態を図１３〜図１８を参照しながら説明する。なお、これらの図において第１の形態と同一の構成には同一符号を付して説明を省略する。図１３は第２の形態に係る制御装置が適用された車両の概略を示している。本形態に係る車両１には第１の形態と構成が相違する駆動装置２Ｂが搭載されている。

駆動装置２Ｂは内燃機関３から出力されたトルクを伝達する伝達軸５４と、その伝達軸５４と同一軸線上に配置されて駆動輪１３に差動装置５を介してトルクを出力する出力軸５６とを有しており、伝達軸５４から出力軸５６までの動力伝達経路には第１モータ・ジェネレータ５７、第２モータ・ジェネレータ５８及び動力分配機構５９がそれぞれ配置されている。第１モータ・ジェネレータ５７は電動機としての機能と発電機としての機能とを生じるように構成されている。第１モータ・ジェネレータ５７には不図示のインバータを介して不図示のバッテリが電気的に接続されていて、そのインバータを制御することにより第１モータ・ジェネレータ５７の出力トルク又は回生トルクが適宜設定される。第１モータ・ジェネレータ５７は伝達軸５４及び出力軸５６と同一軸線の回りを回転可能に設けられたロータ５７ａと、そのロータ５７ａの外周側に位置するステータ５７ｂとを有している。ステータ５７ｂはケーシング６０に対して回転不能に固定されている。第２モータ・ジェネレータ５８も第１モータ・ジェネレータ５７と同様の構成を有している。即ち、第２モータ・ジェネレータ５８は、伝達軸５４及び出力軸５６と同軸上に回転可能に設けられたロータ５８ａと、ロータ５８ａの外周側に位置するようにしてケーシング６０に回転不能に固定されたステータ５８ｂとを有している。また、第２モータ・ジェネレータ５８は不図示のインバータを介して不図示のバッテリが電気的に接続されている。

動力分配機構５９は相互に差動回転可能な３つの回転要素を持つシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されている。動力分配機構５９は、これらの３つの回転要素として、伝達軸５４及び出力軸６と同軸上に設けられた外歯歯車であるサンギアＳｄと、そのサンギアＳｄに対して同軸上に配置された内歯歯車であるリングギアＲｄと、これらのギアＳｄ、Ｒｄに噛み合うピニオン６５を自転かつ公転自在に保持するキャリアＣｄとを有している。サンギアＳｄには第１モータ・ジェネレータ５７のロータ５７ａが連結されていて、第１モータ・ジェネレータ５７の出力トルクが伝達される。リングギアＲｄには出力軸５６が連結されている。キャリアＣｄには伝達軸５４が連結されていて、内燃機関３の出力トルクが伝達される。これにより、動力分配機構５９に内燃機関３の出力トルクが伝達された場合に、その反力を第１モータ・ジェネレータ５７が受けることになる。

第２モータ・ジェネレータ５８は、そのロータ５８ａが変速機構６６を介して出力軸５６に連結されている。変速機構６６はダブルピニオン型の遊星歯車機構６７とシングルピニオン型の遊星歯車機構６８とが組み合わされることにより構成されている。遊星歯車機構６７は出力軸５６と同軸上に設けられた外歯歯車であるサンギアＳｅと、そのサンギアＳｅに対して同軸上に配置された内歯歯車であるリングギアＲｅと、サンギアＳｅに噛み合う第１ピニオン７１及びリングギアＲｅに噛み合う第２ピニオン７２を相互に噛み合わせた状態で自転かつ公転自在に保持するキャリアＣｅとを有している。一方、遊星歯車機構６８は回転要素の一つとして出力軸５６と同軸上に設けられた外歯歯車であるサンギアＳｆを有しており、残りの要素は遊星歯車機構６７のリングギアＲｅ及びキャリアＣｅが共用されている。即ち、第２ピニオン７２はサンギアＳｆとリングギアＲｅとのそれぞれに噛み合うようになっており、キャリアＣｅはその第２ピニオン７２を自転かつ公転自在に保持する。変速機構６６のサンギアＳｆは第２モータ・ジェネレータ５８のロータ５８ａに、キャリアＣｅは出力軸５６にそれぞれ連結されている。変速機構６６は第２モータ・ジェネレータ５８から出力軸５６に至る変速比を変更するため、サンギアＳｅを選択的に固定できる第１ブレーキＢ１と、リングギアＲｅを選択的に固定できる第２ブレーキＢ２とを更に備えている。変速機構６６はこれらのブレーキＢ１、Ｂ２の各操作状態を切り替えることにより、複数種類の変速段を実現できるように構成されている。

動力分配機構５９と出力軸５６との間にはギア固定機構７５が介在している。ギア固定機構７５はダブルピニオン型の遊星歯車機構として構成されており、出力軸５６と同軸上に設けられた外歯歯車であるサンギアＳｇと、そのサンギアＳｇと同軸上に設けられた内歯歯車であるリングギアＲｇと、サンギアＳｇに噛み合う第１ピニオン７７及びリングギアＲｇに噛み合う第２ピニオン７８を相互に噛み合わせた状態で自転かつ公転自在に保持するキャリアＣｇとを有している。ギア固定機構７５はサンギアＳｇを選択的に固定するため、サンギアＳｇとケーシング６０との間に介在するクラッチＣｆｉを更に備えている。クラッチＣｆｉは、噛み合い式クラッチとして構成されていて、サンギアＳｇに一体に設けられたハブ８０と、そのハブ８０の外周に設けられた歯列と噛み合うことが可能な歯列を内周に持ち、かつケーシング６０に対して軸線方向に移動可能な状態でスプライン結合されたスリーブ８１とを備えている。クラッチＣｆｉは、ハブ８０とスリーブ８１とが噛み合う係合状態と、ハブ８０からスリーブ８１が離れる開放状態とを切り替えることができる。スリーブ８１の移動は不図示のアクチュエータにて行われ、クラッチＣｆｉはそのアクチュエータを介して制御装置４０にて操作される。駆動装置２ＢはクラッチＣｆｉを係合状態に切り替えることによりギア固定モードを設定でき、クラッチ７９を開放状態に切り替えることによりギア非固定モードを設定できる。

ギア固定モードへの切り替えは図１３に示された動力伝達経路の状態の切り替えを伴う。その切り替えを原因とした衝撃を緩和するため、制御装置４０は係合手段としてのクラッチＣｆｉを操作してギア固定モードへ切り替える前に、クラッチＣｆｉにて連結される一対の要素の回転速度を一致させる回転同期制御を実行する。この形態では、ギア固定機構７５のサンギアＳｇをケーシング６０に対して停止させる回転同期制御、即ちサンギアＳｇの回転速度を０にする回転同期制御が行われる。サンギアＳｇの回転速度は制御装置４０が第１モータ・ジェネレータ５７を操作することにより調整される。

ここで、本形態に係る回転同期制御の概要を図１４〜図１７を参照しながら説明する。なお、これらの図において、「ＥＮＧ」は内燃機関３を、「ＭＧ１」は第１モータ・ジェネレータ５７を、「ＭＧ２」は第２モータ・ジェネレータ５８を、「ＯＵＴ」は出力軸５６をそれぞれ示している。

制御装置４０はギア固定モードへ切り替える前に、第１モータ・ジェネレータ５７の操作によってギア固定機構７５のサンギアＳｇの回転速度を０に調整してサンギアＳｇ及びケーシング６０の回転速度を０に一致させる回転同期制御を行う。このとき、制御装置４０は第１モータ・ジェネレータ５７の操作において出力トルクが不足することを回避するため、出力トルクが減少するように第１モータ・ジェネレータ５７を操作することでサンギアＳｇ及びケーシング６０の回転速度を一致できる所定条件が成立した場合に限り回転同期制御を実行することとしている。出力トルクを減少させるには第１モータ・ジェネレータ７への供給電力を遮断又は低下させればよいので、回転同期制御の際に第１モータ・ジェネレータ７のトルクが不足することを確実に防止できる。

この所定条件の成否に関する基本的な考え方は第１の形態と同様である。即ち、制御装置４０は、（１）内燃機関３の出力トルクが伝達される動力分配機構５９のキャリアＣｄと、第１モータ・ジェネレータ５７の出力トルクが伝達される動力分配機構５９のサンギアＳｄとの互いの回転方向、（２）動力分配機構５９のキャリアＣｄに作用するトルクの方向に影響を与える内燃機関３の運転状態、並びに、（３）第１モータ・ジェネレータ５７の現在の回転速度の各事項を考慮して所定条件の成否を判断する。

（負荷運転中の回転同期制御）
まず、内燃機関３が負荷運転中の場合の所定条件の成否について説明する。図１４は負荷運転中でギア非固定モードに設定された駆動装置２Ｂの共線図を示している。内燃機関が負荷運転中の場合、上述した各事項が図１４の状態になっている場合に制御装置４０は上述した所定条件が成立したものと判断して回転同期制御を実行する。即ち、キャリアＣｄとサンギアＳｄとの回転方向が互いに逆方向で、キャリアＣｄにその回転方向と同方向のトルクが作用している状態で、かつ第１モータ・ジェネレータ５７の現在の回転速度が破線で示す目標回転速度を上回っている場合に所定条件が成立したものと判断する。

図１５は、負荷運転中において、第１モータ・ジェネレータ５７の現在の回転速度と目標回転速度との大小関係が図１４の状態に比べて逆転している場合の共線図を示している。図１５の状態からサンギアＳｇの回転速度を０にするには第１モータ・ジェネレータ５７の回転速度を目標回転速度まで上昇させる必要がある。そのためには、図１５から明らかなように、サンギアＳｄに作用するトルクＴｇをキャリアＣｄに作用するトルクＴｅに抗して、その大きさを増加させなければサンギアＳｇの回転速度を０にすることができない。トルクＴｇの最大値は第１モータ・ジェネレータ５７の仕様によって決ってくるので、仮に、図１５の状態で回転同期制御を行った場合には出力トルクが不足して意図通りの同期制御ができなくなる可能性がある。

一方、図１４に示す状態の場合、サンギアＳｇの回転速度を０にするためには第１モータ・ジェネレータ５７の回転速度を目標回転速度まで低下させる必要がある。そのためには図１４から明らかなように、サンギアＳｄに作用するトルクＴｇを０に近づける、つまりトルクＴｇを減少させることにより、キャリアＣｄに作用するトルクＴｅを利用してサンギアＳｇの回転速度を０まで低下させることができる。図１４の状態であれば、トルクＴｇを図１４の状態から減少させる、即ち第１モータ・ジェネレータ５７の出力トルクを減少させるだけでサンギアＳｇの回転速度を０にすることができる。従って、図１４の状態から回転同期制御を実行すれば、回転同期制御中に第１モータ・ジェネレータ５７の出力トルクが不足する心配がないため、制御装置４０は図１４の状態のときに所定条件が成立したものと判断して回転同期制御を実行する。そして、その後に制御装置４０はクラッチＣｆｉを操作して、サンギアＳｇとケーシング６０とを連結してギア固定モードへ切り替える。

（モータリング中の回転同期制御）
次に、内燃機関３がモータリング中の場合の所定条件の成否について説明する。モータリング中の場合には内燃機関３からトルクが出力されないため、動力分配機構５９のキャリアＣｄに作用するトルクの向きが負荷運転中の場合に比べて反対向きになる。図１６はモータリング中でギア非固定モードに設定された駆動装置２Ｂの共線図を示している。この場合においても、回転同期制御の開始条件である所定条件の基本的な考えは負荷運転中の場合と同様である。即ち、制御装置４０は、回転同期制御の実行中に第１モータ・ジェネレータ５７の出力トルクの不足を回避するため、出力トルクが減少するように第１モータ・ジェネレータ５７を操作して回転同期が実現できる所定条件が成立した場合に限り回転同期制御を実行する。しかしモータリング中の場合、キャリアＣｄに作用するトルクの向きが負荷運転中の場合に対して反転する結果、所定条件の具体的内容が対照的になる。

モータリング中においては、上述した各事項が図１６の状態になっている場合、つまり、キャリアＣｄとサンギアＳｄとの回転方向が互いに逆方向で、キャリアＣｄにその回転方向と逆方向のトルクが作用している状態で、かつ第１モータ・ジェネレータ５７の現在の回転速度が破線で示す目標回転速度を下回っている場合に所定条件が成立したものと判断する。

図１７はモータリング中において、第１モータ・ジェネレータ５７の現在の回転速度と目標回転速度との大小関係が図１７の状態に比べて逆転している場合の共線図を示している。図１７の状態からサンギアＳｇの回転速度を０にするには第１モータ・ジェネレータ５７の回転速度を目標回転速度まで低下させる必要がある。そのためには、図１７から明らかなように、サンギアＳｄに作用するトルクＴｇをキャリアＣｄに作用するトルクＴｅに抗して、その大きさを増加させなければサンギアＳｇの回転速度を０にすることができない。上述のように、トルクＴｇの最大値は第１モータ・ジェネレータ５７の仕様によって決ってくるので、仮に、図１７の状態で回転同期制御を行った場合には出力トルクが不足して意図通りの同期制御ができなくなる可能性がある。

一方、図１６に示す状態の場合、サンギアＳｇの回転速度を０にするためには第１モータ・ジェネレータ５７の回転速度を目標回転速度まで上昇させる必要がある。そのためには図１６から明らかなように、サンギアＳｄに作用するトルクＴｇを０に近づける、つまりトルクＴｇを減少させることにより、キャリアＣｄに作用するトルクＴｅを利用してサンギアＳｇの回転速度を０まで低下させることができる。図１６の状態であれば、トルクＴｇを図１６の状態から減少させる、即ち第１モータ・ジェネレータ５７の出力トルクを減少させるだけでサンギアＳｇの回転速度を０にすることができる。従って、図１６の状態から回転同期制御を実行すれば、回転同期制御中に第１モータ・ジェネレータ５７の出力トルクが不足する心配がないため、制御装置４０は図１６の状態のときに所定条件が成立したものと判断して回転同期制御を実行する。そして、その後に制御装置４０はクラッチＣｆｉを操作して、サンギアＳｇとケーシング６０とを連結してギア固定モードへ切り替える。

以上から明らかなように、第２の形態では、第１モータ・ジェネレータ５７が本発明に係る電動機に、ギア固定機構７５のサンギアＳｇが本発明に係る回転要素に、ケーシング６０が本発明に係る他要素に、動力分配機構５９のキャリアＣｄが本発明に係る第１差動要素に、動力分配機構５９のサンギアＳｄが本発明に係る第２差動要素にそれぞれ相当する。

以上に説明した第２の形態に係る制御を実現するためには、例えば第１の形態の図１１の制御ルーチンと並行して、図１２のステップＳ１４とステップＳ１６とを入れ替えた図１８の制御ルーチンを制御装置４０に実行させればよい。図１８は第２の形態に係る実行可否判断制御の制御ルーチンを示しており、図示された各処理の詳細は第１の形態と同様であるので説明を省略する。制御装置４０は図１８の制御ルーチンを実行することにより、本発明に係る制御実行許可手段として機能する。

本発明は以上の各形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の形態にて実施できる。上述した動力分配機構等の差動機構は一例にすぎず、これらを機構学上等価な別形態に変更することも可能である。また、動力分配機構の各回転要素に対する接続関係も別形態に変更することも可能である。更に、動力分配機構等の差動機構を遊星歯車機構で構成することは一例にすぎず、例えばこれらを歯車ではない摩擦車（ローラ）を回転要素として持つ遊星ローラ機構に置き換えて実施することも可能である。

本発明の一形態に係る制御装置が適用された車両の概略を示した図。 図１に示した駆動装置が設定可能な走行モード及び変速モードを示した作動状態図。 １速ＣＶＴモードの共線図を示した図。 ２速ＣＶＴモードの共線図を示した図。 固定変速比モードの共線図を示した図。 第１モータ・ジェネレータの現在の回転速度と目標回転速度との大小関係が図３の状態に比べて逆転している場合の共線図を示した図。 １速モードの共線図を示した図。 ２速モードの共線図を示した図。 固定変速比モードの共線図を示した図。 第１モータ・ジェネレータの現在の回転速度と目標回転速度との大小関係が図７の状態に比べて逆転している場合の共線図を示した図。 同期実行制御の制御ルーチンの一例を示すフローチャート。 実行可否判断制御の制御ルーチンの一例を示すフローチャート。 第２の形態に係る制御装置が適用された車両の概略を示した図。 負荷運転中でギア非固定モードに設定された駆動装置の共線図を示した図。 第１モータ・ジェネレータの現在の回転速度と目標回転速度との大小関係が図１４の状態に比べて逆転している場合の共線図を示した図。 モータリング中でギア非固定モードに設定された駆動装置の共線図を示した図。 第１モータ・ジェネレータの現在の回転速度と目標回転速度との大小関係が図１７の状態に比べて逆転している場合の共線図を示した図。 第２の形態に係る実行可否判断制御の制御ルーチンを示すフローチャート。

符号の説明

１ 車両（ハイブリッド車）
３ 内燃機関
７ 第１モータ・ジェネレータ（電動機）
８ 第２モータ・ジェネレータ（電動機）
９ 動力分配機構
１１ 外側中間軸（回転要素）
１２ 内側中間軸（回転要素）
１３ 駆動輪
４０ 制御装置（制御実行許可手段）
５７ 第１モータ・ジェネレータ（電動機）
５９ 動力分配機構
６０ ケーシング（他要素）
Ｃｄ キャリア（第１差動要素）
Ｒａ リングギア（第１差動要素）
Ｒｃ リングギア（他要素）
Ｓａ サンギア（第２差動要素）
Ｓｄ サンギア（第２差動要素）
Ｓｇ サンギア（回転要素）
Ｃ１ クラッチ（係合手段）
Ｃ２ クラッチ（係合手段）
Ｃｆｉ クラッチ（係合手段）

Claims (6)

1. 内燃機関と電動機とが走行用の動力源として搭載され、前記内燃機関から駆動輪に至る動力伝達経路に動力分配機構が設けられ、前記内燃機関の出力トルクが前記動力分配機構に伝達された場合にその反力を前記電動機が受けるように構成され、かつ前記電動機にて回転速度が調整され得る回転要素を係合手段を介して他要素に断続することにより前記動力伝達経路の状態を切り替え可能なハイブリッド車に適用されるとともに、前記電動機の操作によって前記回転要素の回転速度を調整して前記回転要素及び前記他要素の回転速度を一致させる回転同期制御を行った後に、前記係合手段を操作して前記回転要素と前記他要素とを連結するハイブリッド車の制御装置において、
   出力トルクの大きさが減少するように前記電動機を操作することで前記回転要素及び前記他要素の回転速度を一致できる所定条件が成立した場合に限り、前記回転同期制御の実行を許可する制御実行許可手段を備える、ことを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
2. 前記動力分配機構は、前記内燃機関の出力トルクが伝達される第１差動要素と前記電動機の出力トルクが伝達される第２差動要素とを含んでおり、
   前記制御実行許可手段は、前記内燃機関の運転状態に応じて変化する前記第１差動要素に作用するトルクの方向を考慮して前記所定条件の成否を判断する請求項１に記載の制御装置。
3. 前記制御実行許可手段は、前記第１差動要素及び前記第２差動要素のそれぞれが同方向に回転し、前記第１差動要素に対してその回転方向と同方向のトルクが作用する前記内燃機関の負荷運転中で、かつ前記電動機の現在の回転速度が前記回転要素及び前記他要素の回転速度を一致させるための目標回転速度を下回っている場合に、前記所定条件が成立したものと判断して前記回転同期制御の実行を許可する請求項２に記載の制御装置。
4. 前記制御実行許可手段は、前記第１差動要素及び前記第２差動要素のそれぞれが同方向に回転し、前記第１差動要素に対してその回転方向と逆方向のトルクが作用する前記内燃機関のモータリング中で、かつ前記電動機の現在の回転速度が前記回転要素及び前記他要素のそれぞれの回転速度を一致させるための目標回転速度を上回っている場合に、前記所定条件が成立したものと判断して前記回転同期制御の実行を許可する請求項２又は３に記載の制御装置。
5. 前記制御実行許可手段は、前記第１差動要素及び前記第２差動要素のそれぞれが逆方向に回転し、前記第１差動要素に対してその回転方向と同方向のトルクが作用する前記内燃機関の負荷運転中で、かつ前記電動機の現在の回転速度が前記回転要素及び前記他要素のそれぞれの回転速度を一致させるための目標回転速度を上回っている場合に、前記所定条件が成立したものとして前記回転同期制御の実行を許可する請求項２に記載の制御装置。
6. 前記制御実行許可手段は、前記第１差動要素及び前記第２差動要素のそれぞれが逆方向に回転し、前記第１差動要素に対してその回転方向と逆方向のトルクが作用する前記内燃機関のモータリング中で、かつ前記回転要素の現在の回転速度が前記回転要素及び前記他要素のそれぞれの回転速度を一致させるための目標回転速度を下回っている場合に、前記所定条件が成立したものとして前記回転同期制御の実行を許可する請求項２又は５に記載の制御装置。

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