JP2010143282A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＶ走行中に減速ダウンシフト要求が生じた場合の変速応答性を確保する。
【解決手段】ハイブリッド駆動装置では、変速段としてＭＧ２を出力要素とする１速段及び３速段並びにＭＧ１を出力要素とする２速段を選択可能である。ＥＶ走行中にハイブリッド車両が減速状態となり、これらの変速段の中でダウンシフトが要求された場合、ＥＣＵは、対応する変速クラッチを係合状態に移行させるべく当該変速クラッチの係合要素である両クラッチ板を回転同期させる。この際、回転同期に寄与するＭＧが電力回生状態となる場合には、減速に伴うドライブシャフトからの駆動力の入力により電力回生を行っている、その時点の出力要素たるＭＧの電力回生量が抑制され、変速クラッチの回転同期が優先される。その結果、変速クラッチが可及的に早期に係合状態に移行する。
【選択図】図５

Description

本発明は、内燃機関と電動発電機とを動力源として備えたハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。

二つのモードを備えたハイブリッド車両のパワートレインが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された電気機械式パワートレインによれば、一方のモータ／発電機ユニットが発電機として機能し、他方のモータ／発電機ユニットがモータとして機能するモードと、当該他方のモータ／発電機ユニットが発電機として機能し、当該一方のモータ／発電機ユニットがモータとして機能するモードで動作可能であるとされている。

尚、エンジン始動する際にブレーキを係合するものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。

また、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ると共に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、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によりエネルギ効率の良い走行を可能とするものも提案されている（例えば、特許文献３参照）。

更に、ＨＶ車において非変速中はＳＯＣ値をバッテリ性能限界よりも狭く設定して、変速中はバッテリの充電状態に依存することなくトルク吸収を図るものも提案されている（例えば、特許文献４参照）。

特開２０００−０６９６１１号公報 特開平９−１０９７０６号公報 特開２００５−１５５８９１号公報 特開２００７−２６１４２３号公報

この種の複数のモードが変速段の切り替えを伴うハイブリッド車両においてＥＶ走行中に減速ダウンシフトが行なわれる場合、パワートレインの構成によっては、変速過程の少なくとも一部において、いずれのモータジェネレータも電力回生状態となることがある。即ち、一方のモータジェネレータは、減速に伴って車軸から入力される動力により電力回生状態となり、他方のモータジェネレータは、例えば、クラッチやブレーキ等の係合要素の回転速度を所定の回転速度に同期させるべく電力回生状態となる。

ところが、これらモータジェネレータの電力供給源たるバッテリ等の蓄電手段において単位時間当たりに許容される充電量には上限が存在する。従って、両モータジェネレータのトータルの回生電力量が係る上限を超える場合が生じ得る。この場合、少なくとも一方の電力回生が阻害されることとなり、場合によっては係合要素の回転同期に要するトルクが不足してモードの切り替えに係る応答性が低下する可能性がある。即ち、この種のハイブリッド車両には、変速過程が緩慢に進行しかねないという技術的な問題点がある。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、変速応答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。

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、内燃機関と、所定の蓄電手段を電力供給源とする第１モータジェネレータと、該蓄電手段を電力供給源とする第２モータジェネレータと、車軸に連結される出力部材と、前記第１モータジェネレータ、前記第２モータジェネレータ及び前記内燃機関と夫々連結される回転要素を含む、相互に差動回転可能に構成された複数の回転要素を備えた動力分配手段と、各々が動作状態として少なくとも（１）前記複数の回転要素のうち一の回転要素を回転不能に固定してなる固定状態及び（２）該一の回転要素を回転可能に解放してなる解放状態を採ることが可能に構成され、前記各々における前記動作状態に応じて、前記第１モータジェネレータを前記出力部材に対する動力の出力要素とする第１変速段と、前記第２モータジェネレータを該出力要素とする第２変速段との間で変速段を切り替えることが可能な複数の回転同期係合式の係合装置と、前記内燃機関と前記出力部材との間の動力の伝達を遮断可能な遮断手段とを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記ハイブリッド車両が、前記内燃機関の動力を使用しないＥＶ走行モードで走行中に減速する際に前記第１変速段と前記第２変速段との間で前記変速段の切り替えが要求された場合として規定されるＥＶ走行減速ダウンシフト要求時に、前記動力の伝達が遮断された状態において、前記変速段が切り替わるように、前記第１及び第２モータジェネレータのうち変速後に前記出力要素となる一方を使用した係合要素の回転同期を伴う前記複数の係合装置の少なくとも一部における前記動作状態の制御を行う変速制御手段と、前記変速制御手段により前記変速段が切り替えられるに際して前記第１モータジェネレータ及び前記第２モータジェネレータが共に電力回生状態となる場合に、前記動作状態の制御に伴う電力回生が前記出力部材からの動力の入力に伴う電力回生に優先されるように、前記第１モータジェネレータ及び前記第２モータジェネレータと前記蓄電手段との間の電力の入出力を制御する回生制御手段とを具備することを特徴とする。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関、第１モータジェネレータ（以下、適宜「第１ＭＧ」と称する）及び第２モータジェネレータ（以下、適宜「第２ＭＧ」と称する）を動力源として備え、各々が動力分配手段の各回転要素を適宜に固定又は解放可能に構成された複数の回転同期式の係合装置により第１及び第２の変速段を実現可能なハイブリッド車両において、ＥＶ走行中に減速に伴うダウンシフト要求が生じた場合として規定されるＥＶ走行減速ダウンシフト要求時に、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変速制御手段により、変速段の切り替えが行われる。

本発明に係る「変速段」とは、出力要素（内燃機関、第１ＭＧ及び第２ＭＧのうち少なくとも一部）の回転速度と出力部材の回転速度との速度比たる変速比を規定する、係合装置各々の物理状態の総体を意味し、一の変速段において変速比が固定されている（所謂固定変速モード）にせよ、一の変速段において変速比が物理的又は実質的に規定される範囲で連続的に可変である（所謂無段変速モード）にせよ、変速段によりある程度動力源と出力部材との間の回転状態に係る相対関係は規定される。従って、通常、これら変速段は、ハイブリッド車両の運転条件（例えば、車速及び要求駆動力）に応じて、その都度適宜選択的に切り替えられる。尚、これら各変速段は、好適な一形態としては、内燃機関と各ＭＧとの協調制御により出力部材への動力供給を賄うＨＶ（Hybrid Vehicle）走行モードであれ、内燃機関における動力生成を停止させてＭＧのみにより各出力部材への動力供給を賄うＥＶ（Electric Vehicle）走行モードであれ選択可能に構成される。

ここで、本発明に係る変速段は、第１変速段と第２変速段の少なくとも二種類に分類される。前者は、第１ＭＧを出力要素として機能させる少なくとも一の変速段から構成され、後者は、第２ＭＧを出力要素として機能させる少なくとも一の変速段から構成される。第１変速段を構成する一の変速段と第２変速段を構成する一の変速段とは、例えば、変速時における出力部材への動力供給を中断させない（トルク抜けを生じさせない）こと等を目的として、例えば、１速段及び３速段が第２変速段であれば２速段が第１変速段とされる等、その選択条件が相互に隣接するように定められることが多く、通常、変速（変速段の切り替え）に際しては第１及び第２変速段相互間の切り替えが要求される。尚、選択条件の如何によらず、第１及び第２変速段相互間の変速段の切り替えが生じ得ることは言うまでもない。

ここで特に、ハイブリッド車両がＥＶモードで走行している状態において、いずれの変速段が選択されているにせよ、内燃機関は、好適には自身のフリクションにより停止し、遮断手段により出力部材との間の動力伝達が遮断されているにせよ遮断されていないにせよ機関回転速度はゼロとなり得る（例えば、内燃機関の機関出力軸が連結される動力分配手段の回転要素と差動関係にある回転要素のうち一部が、係合手段の動作状態の制御によりフリーの状態とされ、当該フリクションに打ち勝つ動力が機関出力軸に供給されないこと等による）。

ところが、第１変速段と第２変速段との間で変速段が切り替えられる場合、一時的にいずれのＭＧも、各々対応する回転要素を介して出力部材へ連結された状態となるため、内燃機関と出力部材との間の動力伝達が遮断されていないと、この変速の過程において内燃機関の回転速度が出力部材の回転速度により一義的に規定された回転速度まで上昇し、ドライバビリティの低下及び不要なエネルギ損失が発生することとなる。そのため、本発明では、変速制御手段の作用により、係るＥＶ走行減速ダウンシフト要求時に、当該動力の伝達が遮断された状態において各係合要素の動作状態が制御される。

一方、各変速段は、係合装置各々の動作状態に応じて可変となるため、変速制御手段により内燃機関の機関回転速度を維持しつつ変速段が切り替えられるに際しては、係合装置の動作状態が適宜変更される必要が生じる。ここで、本発明において、係合装置は、例えばドグクラッチ機構等、係合に際して係合要素相互間の回転同期を必要とする（尚、この種の物理的に回転同期を必要とするものに限らず、例えば制御上の制約等により回転同期を必要とするものも含まれる）回転同期式の係合装置として構成されており、係る回転同期には、係合装置各々に対応する一方のＭＧが使用される構成となっている。即ち、当該一方のＭＧにより係合要素の一方の回転速度を変化させることにより係合要素相互間の回転同期を図るといった図式である。従って、この種の変速に際しては、変速後に出力要素となるＭＧ（好適には、出力部材と内燃機関の機関回転速度（好適にはゼロ）とにより一義に規定される回転速度で回転している）の回転速度を、係合要素の回転同期に必要となる回転速度まで変化させる必要が生じる。

ここで、この係合要素相互間の回転同期を図る上で生じる過渡的な回転速度の変化過程においては、その時点の出力部材の回転速度に応じて、変速後に出力要素となるＭＧが電力回生状態（好適には、正回転負トルク状態）になり得る。一方で、変速前に出力要素として機能しているＭＧは、減速に伴い車軸及び出力部材を介して入力される駆動力により既に電力回生状態にあるため、結局、変速段の切り替えに際しては、一時的であるにせよ両ＭＧが同時に電力回生状態となる可能性が生じ得る。

ところが、これらＭＧの電力供給源たるバッテリ等の蓄電手段は、例えば単位時間当たりに受け入れ可能な電流の物理的、機械的若しくは電気的な又は制御上の上限値が決まっており、このように両ＭＧが電力回生状態にあると、回生された電力に応じて蓄電手段に供給される電流が係る上限値を超える可能性が排除できない。この種の言わば過剰な電力回生が生じた場合、何らの対策も講じられることがなければ、或いはこの種の問題の発生に留意することがなければ、係合要素を回転同期状態に移行させるためのトルクが不足して、係る回転同期状態に至る過程が緩慢となり、変速の応答性が低下して、変速を迅速に完了することが極めて困難となりかねない。

そこで、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、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回生制御手段により、係合装置の動作状態の制御に伴う電力回生が出力部材からの動力の入力に伴う電力回生に優先されるように、第１ＭＧ及び第２ＭＧと蓄電手段との間の電力の入出力が制御される。例えば、回生制御手段はこの際、出力部材からの動力の入力に伴う電力回生を禁止する、或いは係る電力回生に際しての電力回生量を減少させる等の措置を講じることにより、少なくとも係合装置の動作状態の制御が実践上遅滞無く行われ得るように、係合装置の動作状態の制御に要する電力回生量を確保する。従って、本発明によれば、この種のハイブリッド車両において変速段が切り替えられるに際しての変速の応答性の低下を確実に防止することが可能となり、変速応答性を向上させることが可能となるのである。

本発明に係るハイブリッド車両の一の態様では、前記ＥＶ走行減速ダウンシフト要求時に前記動力の伝達が遮断されるように前記遮断手段を制御する遮断制御手段を更に具備し、前記変速制御手段は、前記遮断制御手段により前記動力の伝達が遮断された後に前記少なくとも一部における動作状態の制御を行う。

この態様によれば、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遮断制御手段により、係るＥＶ走行減速ダウンシフト要求時に、内燃機関と出力部材との間の動力伝達が遮断される。このため、ＥＶ減速ダウンシフト要求時に、内燃機関の機関回転速度を変化させることなく確実に変速を行うことが可能となる。尚、遮断制御手段が遮断手段に対し行う制御とは、例えば、既に遮断手段により係る動力伝達が遮断されている場合にその状態を維持するといった制御態様を含む趣旨である。

尚、この態様では、前記遮断制御手段は、前記ＥＶ走行減速ダウンシフト要求時を除く前記ハイブリッド車両のＥＶ走行期間の少なくとも一部において、前記動力伝達が遮断されないように前記遮断手段を制御してもよい。

この場合、ＥＶ走行減速ダウンシフト要求時を除くＥＶ走行期間の少なくとも一部において、内燃機関と出力部材との間の動力伝達が維持される。この状態は、結局のところ、ＨＶモード等内燃機関が稼動する期間において、第１又は第２ＭＧを、内燃機関の反力トルクを負担する反力要素として機能させる状態であり、内燃機関の始動時に、内燃機関に対しクランキングトルクを付与し得る状態に等しい。このため、この態様によれば、ＥＶ走行期間において内燃機関の始動が要求された場合に、内燃機関を迅速に始動させることが可能となり、内燃機関の始動が遅延することによる動力性能の低下が防止される。補足すれば、係る動力伝達が遮断されている場合、遮断手段の駆動制御に係るプロセスを経てからでなければ内燃機関にトルクを入力することができないため、内燃機関の始動が遅延しかねないのである。

但し、ＥＶ走行期間において係る動力伝達を遮断する場合、減速時の回生電力の一部が遮断手段を介して動力分配手段の各回転要素や他のＭＧの回転に消費されることが防止されるから、回生電力を高効率に蓄電手段への蓄電に供することができるといった利点も生じ得る。従って、遮断手段をＥＶ走行期間中に如何なる状態に維持するかについては、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、例えば、内燃機関の始動が要求され易い状況においては動力の伝達を遮断せず、内燃機関の始動頻度が要求され難い状況においては動力の伝達を遮断する等、内燃機関の始動頻度や始動の可能性等に対応付ける形で適切に設定されていてもよい。

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。

＜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。

図１において、ハイブリッド車両１０は、ＥＣＵ１００、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並びにハイブリッド駆動装置２０を備えた、本発明に係る「ハイブリッド車両」の一例である。

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ＥＶ走行減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「変速制御手段」、「回生制御手段」及び「遮断制御手段」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。

減速機構１１は、ハイブリッド駆動装置２０における後述する出力軸６００に連結され、出力軸６００の回転速度を所定のギア比に従って減速して伝達するギア装置である。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、デファレンシャル（符合省略）を介して連結されている。尚、本実施形態では、出力軸６００の回転速度を減速する減速機構１１の減速比は一定であるが、これは一例に過ぎず、例えば、減速機構１１に替えて、複数の減速比を選択可能なギア装置が設置されていてもよい。

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及びモータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータ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出力を、或いは各モータジェネレータ相互間の電力の出力（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。

バッテリ１３は、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータ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手段である。

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参照される構成となっている。

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たるアクセル開度Ｔａ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参照される構成となっている。

ハイブリッド駆動装置２０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動力供給ユニットである。ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置２０の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、ハイブリッド駆動装置２０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。

図２において、ハイブリッド駆動装置２０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）、入力軸４００及び出力軸５００を備える。

エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たる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。ここで、図３を参照し、エンジン２００の詳細な構成について説明する。ここに、図３は、エンジン２００の一断面構成を例示する模式図である。尚、同図において、図１及び図２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。尚、本発明における「内燃機関」とは、例えば２サイクル又は４サイクルレシプロエンジン等を含み、少なくとも一の気筒を有し、当該気筒内部の燃焼室において、例えばガソリン、軽油或いはアルコール等の各種燃料を含む混合気が燃焼した際に発生する力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランク軸等の物理的又は機械的な伝達手段を適宜介して駆動力として取り出すことが可能に構成された機関を包括する概念である。係る概念を満たす限りにおいて、本発明に係る内燃機関の構成は、エンジン２００のものに限定されず各種の態様を有してよい。

図３において、エンジン２００は、気筒２０１内において燃焼室に点火プラグ（符号省略）の一部が露出してなる点火装置２０２による点火動作を介して混合気を燃焼せしめると共に、係る燃焼による爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクティングロッド２０４を介してクランクシャフト２０５（即ち、本発明に係る「内燃機関の出力軸」の一例である）の回転運動に変換することが可能に構成されている。

クランクシャフト２０５近傍には、クランクシャフト２０５の回転位置（即ち、クランク角）を検出するクランクポジションセンサ２０６が設置されている。このクランクポジションセンサ２０６は、ＥＣＵ１００（不図示）と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００では、このクランクポジションセンサ２０６から出力されるクランク角信号に基づいて、エンジン２００の機関回転速度ＮＥが算出される構成となっている。

尚、エンジン２００は、紙面と垂直な方向に４本の気筒２０１が直列に配されてなる直列４気筒エンジンであるが、個々の気筒２０１の構成は相互に等しいため、図２においては一の気筒２０１についてのみ説明を行うこととする。また、本発明に係る内燃機関における気筒数及び各気筒の配列形態は、上述した概念を満たす範囲でエンジン２００のものに限定されず多様な態様を採り得、例えば、６気筒、８気筒或いは１２気筒エンジンであってもよいし、Ｖ型、水平対向型等であってもよい。

エンジン２００において、外部から吸入された空気は吸気管２０７を通過し、吸気ポート２１０を介して吸気バルブ２１１の開弁時に気筒２０１内部へ導かれる。一方、吸気ポート２１０には、インジェクタ２１２の燃料噴射弁が露出しており、吸気ポート２１０に対し燃料を噴射することが可能な構成となっている。インジェクタ２１２から噴射された燃料は、吸気バルブ２１１の開弁時期に前後して吸入空気と混合され、上述した混合気となる。

燃料は、図示せぬ燃料タンクに貯留されており、図示せぬフィードポンプの作用により、図示せぬデリバリパイプを介してインジェクタ２１２に供給される構成となっている。気筒２０１内部で燃焼した混合気は排気となり、吸気バルブ２１１の開閉に連動して開閉する排気バルブ２１３の開弁時に排気ポート２１４を介して排気管２１５に導かれる。

一方、吸気管２０７における、吸気ポート２１０の上流側には、図示せぬクリーナを経て導かれた吸入空気に係る吸入空気量を調節するスロットルバルブ２０８が配設されている。このスロットルバルブ２０８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されたスロットルバルブモータ２０９によってその駆動状態が制御される構成となっている。尚、ＥＣＵ１００は、基本的には不図示のアクセルペダルの開度（即ち、上述したアクセル開度Ｔａ）に応じたスロットル開度が得られるようにスロットルバルブモータ２０９を制御するが、スロットルバルブモータ２０９の動作制御を介してドライバの意思を介在させることなくスロットル開度を調整することも可能である。即ち、スロットルバルブ２０８は、一種の電子制御式スロットルバルブとして構成されている。

排気管２１５には、三元触媒２１６が設置されている。三元触媒２１６は、エンジン２００から排出されるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を夫々浄化することが可能に構成されている。尚、本発明に係る触媒装置の採り得る形態は、このような三元触媒に限定されず、例えば三元触媒に代えて或いは加えて、ＮＳＲ触媒（ＮＯｘ吸蔵還元触媒）或いは酸化触媒の各種触媒が設置されていてもよい。

排気管２１５には、エンジン２００の排気空燃比を検出することが可能に構成された空燃比センサ２１７が設置されている。更に、気筒２０１を収容するシリンダブロックに設置されたウォータージャケットには、エンジン２００を冷却するために循環供給される冷却水（ＬＬＣ）に係る冷却水温を検出するための水温センサ２１８が配設されている。これら空燃比センサ２１７及び水温センサ２１８は、夫々ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された空燃比及び冷却水温は、夫々ＥＣＵ１００により一定又は不定の検出周期で把握される構成となっている。

図２に戻り、モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「第１モータジェネレータ」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モータジェネレータ」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。

動力分割機構３００は、本発明に係る「動力分配手段」の一例たる動力伝達装置である。動力分割機構３００は、第１遊星歯車機構３１０及び第２遊星歯車機構３２０を有する。

第１遊星歯車機構３１０は、シングルピニオン型の遊星歯車機構とダブルピニオン型の遊星歯車機構とが連結された構成を有する複合型遊星歯車機構である。即ち、シングルピニオン型の遊星歯車機構は、モータジェネレータＭＧ２の出力軸が連結されたサンギア３１１（即ち、本発明に係る「第２モータジェネレータが連結される回転要素」の一例）、ピニオンギア（符号省略）を自転可能且つ一体的に公転可能に支持し、且つ動力分割機構３００の外郭ケースに回転不能に物理的に固定されてなるキャリア３１２、及びリングギア３１３を備え、ダブルピニオン型の遊星歯車機構は、後述する遮断クラッチＣ５の一方の係合要素に連結されたサンギア３１４、サンギア３１４に噛合するインナーピニオンギア（符号省略）、エンジン２００のクランクシャフト２０５に連結されクランクシャフト２０５と一体に回転する入力軸４００に連結されたリングギア３１６（即ち、本発明に係る「内燃機関が連結される回転要素」の一例）、リングギア３１６に噛合するアウターピニオンギア（符号省略）、並びにインナーピニオンギア及びアウターピニオンギアを自転可能且つ一体的に公転可能に支持し、且つ先述のリングギア３１３と連結されると共に、中間軸６００に連結されてなるキャリア３１５を有している。尚、第１遊星歯車機構３１０を構成するこれら各ギアは、本発明に係る「回転要素」の一例である。

第２遊星歯車機構３２０は、二種類のシングルピニオン型の遊星歯車機構が連結された構成を有する複合型遊星歯車機構である。

一方の遊星歯車機構は、モータジェネレータＭＧ１の出力軸及び遮断クラッチＣ５の他方の係合要素に連結されたサンギア３２１（即ち、本発明に係る「第１モータジェネレータが連結される回転要素」の一例）、ピニオンギア（符号省略）を自転可能且つ一体的に公転可能に支持し、且つ動力分割機構３００の動力出力軸たる出力軸６００（本発明に係る「出力部材」の一例）に連結されると共に、後述する変速クラッチＣ３及び変速クラッチＣ４の各々における一方の係合要素に連結されたキャリア３２２、及び後述する変速クラッチＣ２の一方の係合要素及び変速クラッチＣ４の他方の係合要素に連結されたリングギア３２３を有する。

また他方の遊星歯車機構は、第１遊星歯車機構３１０における先述のキャリア３１５に連結されたサンギア３２４、ピニオンギア（符号省略）を自転可能且つ一体的に公転可能に支持し、且つ出力軸６００に連結される（必然的に、キャリア３２２とも連結される）と共に、キャリア３２２と同様に、変速クラッチＣ３及び変速クラッチＣ４の各々における前記一方の係合要素に連結されたキャリア３２５、及び後述する変速クラッチＣ１の一方の係合要素及び変速クラッチＣ３の他方の係合要素に連結されたリングギア３２６を有する。

変速クラッチＣ１は、本発明に係る「係合装置」の一例たるドグクラッチ機構である。変速クラッチＣ１は、係合要素として、相互に対向し、且つ対向面の各々に相互に噛合可能なドグ歯が形成されてなる二枚のクラッチ板を備えた係合装置である。変速クラッチＣ１の一方のクラッチ板は、第２遊星歯車機構３２０のリングギア３２６に連結され、他方のクラッチ板は、物理的に固定されている。変速クラッチＣ１は、クラッチ板同士のドグ歯が噛合することにより係合するため、その係合に際しては回転同期が必要となる（尚、厳密に言えば、ドグ歯同士の位相同期も必要となるが、ここでは省略する）。

特に変速クラッチＣ１では、他方のクラッチ板が物理的に固定され、その回転速度がゼロであるため、その係合に際しては、リングギア３２６の回転速度をゼロとする旨の回転同期制御が必要となる。尚、クラッチ板同士の係合に際しては、回転同期が取れた状態においてリングギア３２６側のクラッチ板が固定側のクラッチ板に向けてストロークされる構成となっている。このクラッチ板をストロークさせるのに必要となる駆動力は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されＥＣＵ１００により上位に制御される不図示の駆動系により供給される。

補足すると、変速クラッチＣ１が、両クラッチ板が係合してなる係合状態を採る場合、リングギア３２６の回転速度がゼロとなり、且つキャリア３２５の回転速度は車速と一義的となるため、残余の一回転要素たるサンギア３２４の回転速度は一義的に規定される。一方、サンギア３２４はキャリア３１５を介してリングギア３１５に連結されているが、キャリア３１２が物理的に固定されているため、結局変速クラッチＣ１が係合状態にある場合、ＭＧ２の回転速度Ｎｍｇ２は、車速に応じて一義に規定される。

変速クラッチＣ２は、本発明に係る「係合装置」の他の一例たるドグクラッチ機構である。変速クラッチＣ２は、係合要素として、相互に対向し、且つ対向面の各々に相互に噛合可能なドグ歯が形成されてなる二枚のクラッチ板を備えた係合装置である。変速クラッチＣ２の一方のクラッチ板は、第２遊星歯車機構３２０のリングギア３２３に連結され、他方のクラッチ板は、物理的に固定されている。変速クラッチＣ２は、クラッチ板同士のドグ歯が噛合することにより係合するため、その係合に際しては回転同期が必要となる（尚、厳密に言えば、ドグ歯同士の位相同期も必要となるが、ここでは省略する）。

特に変速クラッチＣ２では、他方のクラッチ板が物理的に固定され、その回転速度がゼロであるため、その係合に際しては、リングギア３２３の回転速度をゼロとする旨の回転同期制御が必要となる。尚、クラッチ板同士の係合に際しては、回転同期が取れた状態においてリングギア３２３側のクラッチ板が固定側のクラッチ板に向けてストロークされる構成となっている。このクラッチ板をストロークさせるのに必要となる駆動力は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されＥＣＵ１００により上位に制御される不図示の駆動系により供給される。

補足すると、変速クラッチＣ２が、両クラッチ板が係合してなる係合状態を採る場合、リングギア３２３の回転速度がゼロとなり、且つキャリア３２５の回転速度は車速と一義的となるため、残余の一回転要素たるサンギア３２１の回転速度は一義的に規定される。一方、サンギア３２１はＭＧ１と連結されているため、結局変速クラッチＣ２が係合状態にある場合、ＭＧ１の回転速度Ｎｍｇ１は、車速に応じて一義に規定される。

変速クラッチＣ３は、本発明に係る「係合装置」の他の一例たるドグクラッチ機構である。変速クラッチＣ３は、係合要素として、相互に対向し、且つ対向面の各々に相互に噛合可能なドグ歯が形成されてなる二枚のクラッチ板を備えた係合装置である。変速クラッチＣ３の一方のクラッチ板は、第２遊星歯車機構３２０のキャリア３２２及び３２５に連結され、他方のクラッチ板は、第２遊星歯車機構３２０のリングギア３２６に固定されている。変速クラッチＣ３は、クラッチ板同士のドグ歯が噛合することにより係合するため、その係合に際しては回転同期が必要となる（尚、厳密に言えば、ドグ歯同士の位相同期も必要となるが、ここでは省略する）。尚、クラッチ板同士の係合に際しては、回転同期が取れた状態においてリングギア３２６側のクラッチ板がキャリア側のクラッチ板に向けてストロークされる構成となっている。このクラッチ板をストロークさせるのに必要となる駆動力は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されＥＣＵ１００により上位に制御される不図示の駆動系により供給される。

補足すると、変速クラッチＣ３が、両クラッチ板が係合してなる係合状態を採る場合、リングギア３２６の回転速度とキャリア３２５の回転速度とは、出力軸６００の回転速度と等しくなるため、残余の一回転要素たるサンギア３２４の回転速度もまた、出力軸６００の回転速度と等しくなる。

変速クラッチＣ４は、本発明に係る「係合装置」の他の一例たるドグクラッチ機構である。変速クラッチＣ４は、係合要素として、相互に対向し、且つ対向面の各々に相互に噛合可能なドグ歯が形成されてなる二枚のクラッチ板を備えた係合装置である。変速クラッチＣ４の一方のクラッチ板は、第２遊星歯車機構３２０のキャリア３２２及び３２５に連結され、他方のクラッチ板は、第２遊星歯車機構３２０のリングギア３２３に固定されている。変速クラッチＣ４は、クラッチ板同士のドグ歯が噛合することにより係合するため、その係合に際しては回転同期が必要となる（尚、厳密に言えば、ドグ歯同士の位相同期も必要となるが、ここでは省略する）。尚、クラッチ板同士の係合に際しては、回転同期が取れた状態においてリングギア３２３側のクラッチ板がキャリア側のクラッチ板に向けてストロークされる構成となっている。このクラッチ板をストロークさせるのに必要となる駆動力は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されＥＣＵ１００により上位に制御される不図示の駆動系により供給される。

補足すると、変速クラッチＣ４が、両クラッチ板が係合してなる係合状態を採る場合、リングギア３２３の回転速度とキャリア３２２の回転速度とは、出力軸６００の回転速度と等しくなるため、残余の一回転要素たるサンギア３２１の回転速度もまた、出力軸６００の回転速度と等しくなる。

尚、変速クラッチＣ２及び変速クラッチＣ４は、両方が同時に係合状態となることがないように構成されており、また変速クラッチＣ１及び変速クラッチＣ３も、両方が同時に係合状態となることがないように構成されている。

遮断クラッチＣ５は、本発明に係る「遮断手段」の一例たるドグクラッチ機構である。遮断クラッチＣ５は、係合要素として、相互に対向し、且つ対向面の各々に相互に噛合可能なドグ歯が形成されてなる二枚のクラッチ板を備えた係合装置である。遮断クラッチＣ５の一方のクラッチ板は、第１遊星歯車機構３１０のサンギア３１４に連結され、他方のクラッチ板は、第２遊星歯車機構３２０のサンギア３２１に固定されている。

遮断クラッチＣ５は、クラッチ板同士のドグ歯が噛合することにより係合するため、その係合に際しては回転同期が必要となる（尚、厳密に言えば、ドグ歯同士の位相同期も必要となるが、ここでは省略する）。尚、クラッチ板同士の係合に際しては、回転同期が取れた状態においてサンギア３２１側のクラッチ板がサンギア３１４側のクラッチ板に向けてストロークされる構成となっている。このクラッチ板をストロークさせるのに必要となる駆動力は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されＥＣＵ１００により上位に制御される不図示の駆動系により供給される。遮断クラッチＣ５が、両クラッチ板が係合してなる係合状態を採る場合、サンギア３２１の回転速度とサンギア３１４の回転速度とは等しくなる。

動力分割機構３００は更に、ブレーキＢ１を備える。ブレーキＢ１は、一方のブレーキ板が物理的に固定された湿式多板摩擦係合式の係合手段である。ブレーキＢ１の他方のブレーキ板は、ＭＧ１の回転軸に連結されており、ブレーキＢ１の各ブレーキ板同士が係合した状態においては、ＭＧ１の回転は阻止され、所謂ＭＧ１ロックが実現される構成となっている。尚、ブレーキＢ１を駆動する駆動系は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００により上位に制御される構成となっている。

＜実施形態の動作＞
＜変速段の詳細＞
本実施形態に係るハイブリッド駆動装置２０によれば、上述した変速クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４並びにブレーキＢ１及び遮断クラッチＣ５の動作状態に応じて、複数の変速段が実現される。ここで、図４を参照し、これら各係合装置の動作状態とハイブリッド駆動装置２０における変速段の対応関係について説明する。ここに、図４は、各係合装置の動作状態と変速段との対応関係図である。尚、図４において、「○」は係合状態にあることを、また「×」は解放状態にあることを夫々表している。

図４において、先ず各変速クラッチの動作状態と変速段との関係について説明する。変速クラッチＣ１が係合状態に、他の変速クラッチが解放状態に制御される場合、変速段は１速段となる。

変速クラッチＣ１が係合状態にある場合、先述したように、ＭＧ２の回転速度Ｎｍｇ２は車速に応じて一義的に規定される。一方、変速クラッチＣ２及びＣ４がいずれも解放状態にあるため、第２遊星歯車機構３２０のキャリア３２２が車速に応じた回転速度で回転してもリングギア３２３は空転するのみであり、サンギア３２１の回転動力に対する反力が与えられないため、サンギア３２１へ供給される動力が出力軸６００に現れることはない。即ち、１速段は、ＭＧ２が出力軸６００に対する出力要素として機能する、本発明に係る「第２変速段」の一例である。

ここで、ハイブリッド車両１０には、この種の変速段とは別に、動力源の態様を規定する走行モードとして、エンジン２００が稼動状態とされるＨＶ走行モードとエンジン２００が停止状態とされるＥＶ走行モードとが用意される。いずれの走行モードにおいても、図４の対応関係は基本的に維持されるが、ＨＶ走行モードにおいては、エンジン２００の出力トルクを出力軸６００に伝達するために反力要素が必要となる。

ここで、エンジン２００の出力トルクは、キャリア３１５とサンギア３１４とのギア比に応じて二系統に分割される（動力分割機構の所以である）が、出力軸６００には、このサンギア３１４に連結されたＭＧ１がエンジントルクに対する反力トルクを出力することにより初めてエンジントルクが現れる。即ち、１速段におけるＨＶ走行モードでは、ＭＧ１が反力要素として機能し、ＭＧ１の回転速度を増減制御することにより、エンジン２００の動作点を１速段により規定される変速比の範囲で自由に選択することが可能な、所謂電気ＣＶＴ機能（無段変速機能）が得られる。一方、ＥＶ走行モードでは、エンジン２００を稼動させる必要はないため、ＭＧ１（１速段の場合）もまた停止状態に制御され、ハイブリッド車両１０は先述したようにＭＧ２のトルクのみにより走行する。

この場合、遮断クラッチＣ５の動作状態は係合状態及び解放状態のいずれであってもよい。例えば、遮断クラッチＣ５が係合状態にある場合、ＭＧ２から見て遮断クラッチＣ５よりも下流側に位置するＭＧ１或いは第２遊星歯車機構３２０の一部は、単なるフリクション要素に過ぎない。従って、減速時の回生電力にせよ、通常走行時の力行電力にせよ、一部はこのフリクションにより相殺される。このようなエネルギロスを回避する観点からは、ＥＶ走行モードにおいて遮断クラッチＣ５を解放状態に制御してもよい。但し、遮断クラッチＣ５が解放状態にある場合、エンジン２００の反力要素は存在しないから、そのままではエンジン２００をクランキングすることが不可能となる。この場合、エンジン２００を始動するにあたっては、先ず遮断クラッチＣ５を係合状態に制御する必要が生じ、エンジン２００の始動が遅れて動力性能の低下が顕在化し易い。このため、本実施形態において、遮断クラッチＣ５は基本的に係合状態に制御されている。即ち、このような制御は、本発明に係る「遮断制御手段」の動作の一例である。

変速段の説明に戻ると、変速クラッチＣ２が係合状態に、他の変速クラッチが解放状態に制御される場合、変速段は２速段となる。

変速クラッチＣ２が係合状態にある場合、先述したように、ＭＧ１の回転速度Ｎｍｇ１は車速に応じて一義的に規定される。一方、変速クラッチＣ１及びＣ３がいずれも解放状態にあるため、第２遊星歯車機構３２０のキャリア３２５が車速に応じた回転速度で回転してもリングギア３２６は空転するのみであり、サンギア３２４の回転動力に対する反力が与えられないため、サンギア３２４へ供給される動力が出力軸６００に現れることはない。即ち、２速段は、ＭＧ１が出力軸６００に対する出力要素として機能する、本発明に係る「第１変速段」の一例である。尚、２速段においてＨＶモードが選択される場合、ＭＧ２が反力要素として機能する。

変速クラッチＣ３が係合状態に、他の変速クラッチが解放状態に制御される場合、変速段は３速段となる。変速クラッチＣ３が係合状態にある場合、先述したように、サンギア３２４の回転速度が車速に応じて一義的に規定されるため、結局は、１速段と同様にＭＧ２が出力要素として機能することになる。即ち、３速段は、本発明に係る「第２変速段」の他の一例である。

ハイブリッド駆動装置２０は、１速段、２速段及び３速段といった、ＨＶ走行モードにおいて電気ＣＶＴ機能を呈する変速段の他に、１−２速段、２−３速段及び３−４速段の固定変速段を有する。これらは夫々変速クラッチＣ１及びＣ２、変速クラッチＣ２及びＣ３並びに変速クラッチＣ３及びＣ４を同時に係合状態とすることにより得られ、いずれにせよ、各動力源の回転速度は車速に応じて一義に固定される。但し、本実施形態においては、説明の煩雑化防ぐ目的から、これら各固定変速段は、１速段、２速段及び３速段相互間の変速段の切り替えに際し一時的に経由されるのみとし、実際のハイブリッド車両１０の走行に際しては、主として１速段、２速段及び３速段が使用されることとする。

尚、ハイブリッド駆動装置２０において、ブレーキＢ１によってＭＧ１をロックし、変速クラッチＣ３が係合状態に制御された場合、３速ロック段が実現される。３速ロック段では、ブレーキＢ１によりエンジントルクの反力トルクを負担させることができるため、例えば高速軽負荷領域等における動力循環の回避に有益である。但し、３速ロック段についても、本実施形態ではその詳細に触れないこととする。

＜ＥＶ走行減速制御の詳細＞
ここで、ハイブリッド車両１０がＥＶ走行中に減速状態となり、運転条件の変化により変速段の切り替え（ダウンシフト）が要求される場合がある。ＥＣＵ１００は、係るＥＶ走行中の減速時において、ＥＶ走行減速制御を実行し、ハイブリッド駆動装置２０の動作状態を制御している。ここで、図５、図６及び図７を適宜参照し、ＥＶ走行減速制御の詳細について説明する。ここに、図５は、ＥＶ走行減速制御のフローチャートであり、また図６は、２速段から１速段への変速過程の前半部分に相当するハイブリッド駆動装置２０の動作共線図であり、図７は、当該変速過程の後半部分に相当する当該動作共線図である。尚、図６及び図７において、図２と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。

図５において、ＥＣＵ１００は、ダウンシフト要求の有無を判別する（ステップＳ１０１）。ここで、ハイブリッド駆動装置２０において、各変速段の選択条件は、予め車速と駆動力とにより変速マップとして規定されており、ＥＣＵ１００は、車速センサ１４により検出される車速とアクセル開度センサ１５により検出されるアクセル開度とに基づいて、一定のタイミングでダウンシフトが必要であるか否かを判別している。ダウンシフト要求が存在しない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０１を繰り返し実行して、基本的に処理を待機状態とする。

図６において、この状態が図６（ａ）に示される。尚、図６において、横軸には、左側から順に、リングギア３２３、キャリア３２２（即ち、出力軸６００）、ＭＧ１（即ち、サンギア３２１）、サンギア３１４、入力軸４００（即ち、リングギア３１６）、キャリア３１５、サンギア３２４、キャリア３２５（即ち、出力軸６００）、リングギア３２６、リングギア３１３、キャリア３１２及びＭＧ２（即ち、サンギア３１１）が表されている。縦軸は、回転速度であり、ゼロを境界に上側が正回転領域、下側が負回転領域となっている。

図６において、車速が一定であるとすると（厳密には減速時であるから車速は減少しているが、説明が煩雑になる反面、発明の本質に影響を与えないため、ここでは車速が一定であるとする）、出力軸６００に対応するキャリア３２２及びキャリア３２５の動作点が、夫々図示黒丸ｍ２及び黒丸ｍ８として表される。キャリア３２２の動作点が図示黒丸ｍ２であり、係合状態にある変速クラッチＣ２によりリングギア３２３の回転速度がゼロである（図示黒丸ｍ１参照）ため、必然的に残余の一回転要素たるサンギア３２１に連結されたＭＧ１は、図示黒丸ｍ３として示される動作点で動作している。

ここで、現在の変速段は２速段であるから、ＭＧ１は出力要素として機能しており、ＭＧ１は、キャリア３２２に対しドライブシャフトから入力される駆動トルクにより正回転領域で負トルクを出力している。その結果、このＭＧ１は電力回生（発電）状態にある。変速要求が存在しない場合、ハイブリッド車両１０は、基本的にこのＭＧ１による電力回生が行われつつ減速走行を継続する。また、エンジン２００は、フリクションに打ち勝つ反力トルクが与えられないため、自身のフリクションにより停止状態にあり（図示黒丸ｍ５参照）、係合状態にある遮断クラッチＣ５によりサンギア３１４の回転速度がサンギア３２１と等しいため（図示黒丸ｍ４参照）、残余の一回転要素たるキャリア３１５は、図示黒丸ｍ６に示される動作点で動作している。

このキャリア３１５は、サンギア３２４と連結されており、サンギア３２４の回転状態は、キャリア３１５と一致している（図示黒丸ｍ７参照）。従って、サンギア３２４の回転状態とキャリア３２５の回転状態とにより、リングギア３２６の回転状態も一義に決定されている（図示黒丸ｍ９参照）。一方、キャリア３１５は、リングギア３１１と連結されており、リングギア３１１の回転状態は、キャリア３１５と等しくなっている（図示黒丸ｍ１１参照）。このため、固定され回転速度がゼロであるキャリア３１２（図示黒丸ｍ１２参照）とこのキャリア３１５との回転状態により、ＭＧ２の動作点も一義に決定されている（図示黒丸ｍ１３参照）。

図５において、１速段へのダウンシフト要求が生じた場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、変速クラッチＣ１を係合状態とするために遮断クラッチＣ５を解放状態に制御する（ステップＳ１０２）。遮断クラッチＣ５が解放状態とされた場合が、図６（ｂ）に示される。

遮断クラッチＣ５を解放状態とするには、先ずクラッチ板同士に加わる係合トルクを消失させる必要がある。このため、ＥＣＵ１００は、ＭＧ２の出力制御により、サンギア３１４に解放トルクが加わるようにＭＧ２を制御する。即ち、ＭＧ２から負トルクを出力させ、電力回生状態として、リングギア３１３に図示上向きのトルクを発生させる。このトルクは、リングギア３１３に連結されたキャリア３１５のトルクとなり、サンギア３１４の図示下向きのトルクとなって現れる。遮断クラッチＣ５は、このようにして係合トルクが消失した状態で一方のクラッチ板を解放側へストロークさせることにより解放状態に移行する。

図５において、遮断クラッチＣ５が解放状態とされると、ＥＣＵ１００は、変速後に係合状態となる変速クラッチ（ここでは、２速段から１速段への変速なので変速クラッチＣ１である）を回転同期させる（ステップＳ１０３）。

この回転同期に係る状態が図６（ｃ）に示される。図６（ｃ）において、変速クラッチＣ１を係合状態とするためには、変速クラッチＣ１の一方のクラッチ板に固定されたリングギア３２６の回転を停止させ、物理的に固定された他方のクラッチ板と回転同期を行う必要がある。

一方、リングギア３２６の動作点は図示黒丸ｍ９であり、変速クラッチＣ１の係合状態における動作点は、図示白丸ｍ１０である。即ち、ステップＳ１０３に係る回転同期とは、リングギア３２６の動作点を図示白丸ｍ１０に一致させることを指す。車速を維持したままリングギア３２６の動作点を変更するためには、サンギア３２４の動作点を図示黒丸ｍ７から図示黒丸ｍ１４へ変化させる必要があるが、サンギア３２４とキャリア３１５及びリングギア３１３の回転速度（夫々、図示黒丸ｍ１５及び黒丸ｍ１６に相当する回転速度）は等しいから、結局、この回転同期を実現するためには、ＭＧ２の動作点を図示黒丸ｍ１３から図示黒丸ｍ１７まで変化させることが必要となる。

他方、キャリア３１５の動作点は、変速開始以前には図示黒丸ｍ４であり、エンジン２００は変速前後で変わらず停止しているから、ＭＧ２の出力トルクによりリングギア３１３の動作点を変化させた結果、サンギア３１４の動作点は、図示黒丸ｍ１８に変化する。尚、図６（ｃ）においては、従前の状態が破線で示され、回転同期完了後の状態が実線で示されている。

ここで、遮断クラッチＣ５が解放状態とされる必要性について述べると、遮断クラッチＣ５が係合状態にあるままで変速を行うと、サンギア３１４の動作点は、ＭＧ１の動作点と等しくなり、図示黒丸ｍ１４のままである。従って、エンジン２００の回転速度は、サンギア３１４とキャリア３１６とによって一義的に図示黒丸ｍ１９まで上昇することになる（図示鎖線参照）。即ち、遮断クラッチ５００を係合状態に維持した場合、エンジン２００を停止させたまま変速を完了することは不可能となり、ドライバビリティの低下及び無駄なエネルギ損失が発生する。このため、変速に際して遮断クラッチＣ５は一時的に解放状態に制御されるのである。

ここで、ＭＧ２とＭＧ１の動作状態を比較すると、ＭＧ１は変速前と変わらずに、出力軸６００から入力される動力によって電力回生状態にあり、ＭＧ２も図示黒丸ｍ１３に相当する回転速度からゼロ回転までの回転領域において、正回転負トルクの電力回生状態にある。即ち、変速過程の一部において、両者は共に電力回生状態となる。

ここで特に、バッテリ１３に許容される充電速度の上限は予め決まっており、バッテリ１３に対し、回生電力を無尽蔵に供給することはできない。従って、ＭＧ１の電力回生量（単位時間当たりの回生量）と、ＭＧ２の電力回生量（単位時間当たりの回生量）との総和が、バッテリ１３の上限値を超えてしまえば、先んじて行われているＭＧ１の電力回生が優先される形となり、ＭＧ２の電力回生は、係る上限値からＭＧ１の電力回生量を減じた値を上限として制限されざるを得ない。或いは、ＭＧ１の電力回生が優先されるとは限らずとも、ＭＧ２の電力回生が阻害される可能性は排除されない。いずれにせよＭＧ２における電力回生が阻害されると、結局サンギア３１１の動作点を変化させるのに要する時間が遅延し、結局は、変速クラッチＣ１の係合に係る回転同期に要する時間が延びることとなって、変速応答性が低下する。

図５に戻り、ＥＣＵ１００は、変速クラッチの係合に寄与するＭＧ（即ち、ここではＭＧ２）が電力回生状態にあるか否かを判別する（ステップＳ１０４）。電力回生状態にある場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ドライブシャフトを介した動力の入力により電力回生状態にある他方のＭＧ（即ち、ここではＭＧ１）の電力回生量を抑制する（ステップＳ１０５）。

この際、電力回生量抑制に係る態様は、特に限定されないが、例えば、リレー回路をオフにする等してＰＣＵ１３を介した電力パス自体を遮断してもよいし、ＭＧ１の駆動電流を低下させることにより回生電力量を低下させてもよい。この際、ＭＧ１側の回生電力量の制限量は、固定値であっても可変値であってもよく、可変値である場合、例えば、変速クラッチの係合に寄与するＭＧの電力回生量が確実に確保される範囲で可及的に他方のＭＧの電力回生が行われ得るように制限量が適宜決定されてもよい。また、変速クラッチの係合の回転同期に際しては、回転同期初期（即ち、高回転側の領域）に回生電力が大きくなる。そのような点を考慮すれば、例えば、回転同期初期において減速に伴う電力回生における回生電力量をより多く制限してもよい。或いは制限量の初期値を決定して、時間経過と共に制限量をリニアに減少させてもよい。

変速クラッチの係合に寄与するＭＧが電力回生状態にない（例えば、電力回生に相当する動作領域から外れた場合等）か（ステップＳ１０４：ＮＯ）、或いは他方のＭＧの電力回生量が抑制された場合、ＥＣＵ１００は、該当する変速クラッチを係合させると共に、動作状態が係合状態に移行したか否かを判別する（ステップＳ１０６）。未だ変速クラッチが係合状態に移行していない場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０３に移行させ、一連の処理を繰り返す。即ち、変速過程においては、変速後の変速段（ここでは、１速段）に対応する変速クラッチ（ここでは、変速クラッチＣ１）の係合が優先される。変速クラッチが係合状態に移行すると、ＥＣＵ１００は、変速前に出力要素であったＭＧ（ここではＭＧ１）による電力回生を停止し、同時に変速後に出力要素となるＭＧ（即ち、ここではＭＧ２）による電力回生を開始する（ステップＳ１０７）。

ここで、図６（ｄ）に、この状態が示される。即ち、１速段に対応する変速クラッチＣ１が係合状態となると、出力軸６００への動力供給に寄与するキャリアは、キャリア３２２からキャリア３２５に変更される。即ち、変速クラッチＣ１がドライブシャフトから入力される駆動力の反力要素となり、サンギア３２４、キャリア３１５、リングギア３１３及びキャリア３１２を介してＭＧ２が回生駆動されるのである。この段階で、ＭＧ１は、単にリングギア３２３とキャリア３２２とによって一義的に規定される回転速度で空転するだけとなる。この段階で狭義の変速は終了する。

但し、ハイブリッド駆動装置２０では、ＥＶ走行中であっても基本的に遮断クラッチＣ５は係合状態に制御される。このため、ＥＣＵ１００は、遮断クラッチＣ５を係合状態とするため、従前の変速段に対応する変速クラッチ（即ち、ここでは、２速段に対応する変速クラッチＣ２）を解放状態に制御する（ステップＳ１０８）。ここで、図７（ａ）に示されるように、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１から図示上向きに解放トルクを出力させ、変速クラッチＣ２の両クラッチ板に作用する係合トルクを消失させる。その後、リングギア３２３側のクラッチ板を解放位置までストロークさせ、変速クラッチＣ２を解放状態に移行させる。

図５に戻り、ＥＣＵ１００は、従前の変速段に対応する変速クラッチが解放状態となると、遮断クラッチＣ５を係合させる（ステップＳ１０９）。遮断クラッチＣ５が係合状態となると、処理はステップＳ１０１に戻され、ＥＶ走行減速制御の一プロセスが終了する。

遮断クラッチＣ５を係合状態に移行させるにあたっては、サンギア３２１とサンギア３１４との回転同期を図る必要が生じる。そこで、ＥＣＵ１００は、図７（ｂ）に示されるように、ＭＧ１を正回転負トルクの電力回生状態として、サンギア３２１の動作点（ＭＧ１の動作点）を、１速段において出力軸６００に対する動力供給に寄与しているサンギア３１４の動作点（図示黒丸ｍ１８）に相当する動作点（図示黒丸ｍ２０）に変化させ、サンギア３２１とサンギア３１４とを回転同期させる。これらの回転同期が完了すると、図７（ｃ）に示されるように遮断クラッチＣ５が係合状態に制御され、上記一変速プロセスが終了する。

以上説明したように、本実施形態に係るＥＶ走行減速制御によれば、ＥＶ走行中に減速に伴うダウンシフトが要求された場合に、変速クラッチの係合に伴う電力回生が減速に伴う電力回生に優先され、変速クラッチの係合に伴う電力回生量が確保される。このため、変速段を切り替えるために必要となる変速クラッチの係合を可及的に早期に完了させることができ、良好な変速応答性が確保されるのである。

尚、上記ＥＶ走行減速制御におけるステップＳ１０９において、遮断クラッチＣ５を係合させる際にも、同様の概念を適用することが可能である。即ち、図７（ｂ）に示される通り、サンギア３２１とサンギア３１４との回転同期を図るに当たっては、図示黒丸ｍ３に相当する回転速度からゼロ回転までの回転領域において、ＭＧ１は電力回生状態となる。一方で、変速段の切り替え後において、ＭＧ２は減速に伴う電力回生を行っており、ここでも、上記と同様に、両ＭＧが電力回生状態となる。この場合、遮断クラッチＣ５は、エンジン２００の始動要求が生じた場合の補償として係合されるに過ぎないから、変速過程における変速クラッチの係合を優先することとは趣旨が異なるものの、遮断クラッチＣ５の両クラッチ板の回転同期（サンギア３２１とサンギア３１４の回転同期）に伴う電力回生を減速に伴う電力回生に優先させることにより、当該回転同期に伴う電力回生量を確実に確保することが可能となる。即ち、可及的に早期に遮断クラッチＣ５を係合状態に移行させ得る点において実践上有益である。

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。

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１のハイブリッド車両におけるハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。 図２のハイブリッド駆動装置に備わるエンジンの一断面構成を例示する模式図である。 図２のハイブリッド駆動装置に備わる各係合装置の動作状態と変速段との対応関係図である。 ＥＣＵにより実行されるＥＶ走行減速制御のフローチャートである。 図５のＥＶ走行減速制御に係り、２速段から１速段への変速過程の前半部分に相当するハイブリッド駆動装置の動作共線図である。 図５のＥＶ走行減速制御に係り、２速段から１速段への変速過程の後半部分に相当するハイブリッド駆動装置の動作共線図である。

符号の説明

１０…ハイブリッド車両、２０…ハイブリッド駆動装置、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０１…気筒、２０３…ピストン、２０５…クランクシャフト、３００…動力分割機構、３１０…第１遊星歯車機構、３１１…サンギア、３１２…キャリア、３１３…リングギア、３１４…サンギア、３１５…キャリア、３１６…リングギア、３２０…第２遊星歯車機構、３２１…サンギア、３２２…キャリア、３２３…リングギア、３２４…サンギア、３２５…キャリア、３２６…リングギア、ＭＧ１…モータジェネレータ、ＭＧ２…モータジェネレータ、４００…入力軸、５００…中間軸、６００…出力軸、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４…変速クラッチ、Ｃ５…遮断クラッチ。

Claims (3)

1. 内燃機関と、
   所定の蓄電手段を電力供給源とする第１モータジェネレータと、
   該蓄電手段を電力供給源とする第２モータジェネレータと、
   車軸に連結される出力部材と、
   前記第１モータジェネレータ、前記第２モータジェネレータ及び前記内燃機関と夫々連結される回転要素を含む、相互に差動回転可能に構成された複数の回転要素を備えた動力分配手段と、
   各々が動作状態として少なくとも（１）前記複数の回転要素のうち一の回転要素を回転不能に固定してなる固定状態及び（２）該一の回転要素を回転可能に解放してなる解放状態を採ることが可能に構成され、前記各々における前記動作状態に応じて、前記第１モータジェネレータを前記出力部材に対する動力の出力要素とする第１変速段と、前記第２モータジェネレータを該出力要素とする第２変速段との間で変速段を切り替えることが可能な複数の回転同期係合式の係合装置と、
   前記内燃機関と前記出力部材との間の動力の伝達を遮断可能な遮断手段と
   を備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記ハイブリッド車両が、前記内燃機関の動力を使用しないＥＶ走行モードで走行中に減速する際に前記第１変速段と前記第２変速段との間で前記変速段の切り替えが要求された場合として規定されるＥＶ走行減速ダウンシフト要求時に、前記動力の伝達が遮断された状態において、前記変速段が切り替わるように、前記第１及び第２モータジェネレータのうち変速後に前記出力要素となる一方を使用した係合要素の回転同期を伴う前記複数の係合装置の少なくとも一部における前記動作状態の制御を行う変速制御手段と、
   前記変速制御手段により前記変速段が切り替えられるに際して前記第１モータジェネレータ及び前記第２モータジェネレータが共に電力回生状態となる場合に、前記動作状態の制御に伴う電力回生が前記出力部材からの動力の入力に伴う電力回生に優先されるように、前記第１モータジェネレータ及び前記第２モータジェネレータと前記蓄電手段との間の電力の入出力を制御する回生制御手段と
   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。
2. 前記ＥＶ走行減速ダウンシフト要求時に前記動力の伝達が遮断されるように前記遮断手段を制御する遮断制御手段を更に具備し、
   前記変速制御手段は、前記遮断制御手段により前記動力の伝達が遮断された後に前記動作状態の制御を行う
   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。
3. 前記遮断制御手段は、前記ＥＶ走行減速ダウンシフト要求時を除く前記ハイブリッド車両のＥＶ走行期間の少なくとも一部において、前記動力伝達が遮断されないように前記遮断手段を制御する
   ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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