JP2013163421A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ走行中のエンジン始動において、燃費向上とエンジン始動ショックの抑制とを両立させる。
【解決手段】差トルク（＝上限トルク−発生トルク）よりも始動補償トルクが大きい場合には、モータ走行からエンジン始動を伴うエンジン走行への遷移を行わないので、公知の手法を採用するとエンジン始動が為されてしまうトルク領域までモータ走行を実行することができる。また、モータ走行からエンジン走行への遷移は始動補償トルクを出力できるトルク領域で行われることになる為、エンジン始動ショックが抑制乃至回避される。よって、モータ走行中のエンジン始動において、モータ走行領域が拡大することによる燃費向上と、エンジン始動ショックの抑制とを両立させることができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、モータ走行トルクとエンジン始動時の始動補償トルクとを出力する電動機を備えるハイブリッド車両の制御装置に係り、特に、モータ走行中のエンジン始動に関するものである。

モータ走行時の駆動トルクとエンジン始動時に駆動輪へ伝達される減速トルク分を相殺する（すなわちエンジン始動に伴う駆動トルクの落ち込み分を補償する）始動補償トルクとを出力する電動機を備えるハイブリッド車両が良く知られている。例えば、特許文献１，２に記載されたハイブリッド車両がそれである。この特許文献１には、クラッチを介してエンジンに連結された電動機を備えるハイブリッド車両において、電動機が出力可能な上限トルクと現在の電動機の発生トルクとの差分（差トルク）である余裕トルクが、エンジン始動時のクラッチ係合によるエンジンの引き摺りトルク分を補償する始動補償トルク以下のときにエンジン始動を行うことが提案されている。つまり、特許文献１に記載の技術では、電動機の上限トルクに対して始動補償トルク分を残したトルク範囲がモータ走行時の駆動トルクとして用いることができるモータ走行可能トルクに設定されている。すなわち、始動補償トルク分に基づいてモータ走行中にエンジン始動する始動遷移閾値が設定されている。これにより、特許文献１の車両では、例えば駆動トルクの落ち込みに伴うエンジン始動時のショック（エンジン始動ショック）の発生が回避されている。また、特許文献２には、差動機構の３回転要素に各々連結されたエンジン、第１電動機、及び第２電動機を備えたハイブリッド車両において、モータ走行時の駆動トルクを出力する第２電動機の上限トルクから、その第２電動機に連結された回転要素上に発生する第１電動機によるクランキングトルクの反力トルク分をキャンセルする為の始動補償トルク分を減じて、モータ走行可能トルク（すなわち始動遷移閾値）を設定することで、クランキング時に第２電動機の出力トルクに不足が生じることなくエンジン始動することが提案されている。

特開２００６−２９８０７９号公報 特開２００６−２９２６９号公報

ところで、電動機の上限トルクから始動補償トルクを減じてモータ走行可能トルクを設定するということは、実際にはそのモータ走行可能トルクを超えるトルク領域にてモータ走行できるにも拘わらず、エンジン始動が為されてしまうということであり、燃費が悪化する可能性がある。特に、大容量のバッテリ（すなわち電動機との間で電力を授受する蓄電装置）が搭載されている場合などは、モータ走行をより長く継続可能であるので、エンジン始動による燃費の悪化がより顕著に表れる。しかしながら、始動補償トルクを考慮せずにモータ走行可能トルクを設定すると、エンジン始動時に駆動トルクに不足が生じ、エンジン始動ショックが増大する可能性がある。尚、上述したような課題は未公知であり、モータ走行中のエンジン始動の要求に対して、始動補償トルクを考慮しつつモータ走行を行う領域を拡大することについて未だ提案されていない。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、モータ走行中のエンジン始動において、燃費向上とエンジン始動ショックの抑制とを両立させることができるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

前記目的を達成する為の第１の発明の要旨とするところは、(a) モータ走行時の駆動トルクとエンジン始動時に駆動輪へ伝達される減速トルク分を相殺する始動補償トルクとを出力する電動機を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、(b) 前記電動機が出力可能な上限トルクとその電動機が実際に発生している発生トルクとの差トルクよりも前記始動補償トルクが大きい場合は、前記モータ走行から前記エンジン始動を伴うエンジン走行への遷移を行わないことにある。

このようにすれば、エンジン始動ショックを抑制する為に上限トルクから始動補償トルクを減じてモータ走行可能トルクを設定するという公知の手法を採用するとエンジン始動が為されてしまうトルク領域（すなわち上限トルクから始動補償トルクを減じたトルク値を超えて上限トルクまでのトルク領域）までモータ走行を実行することができる。また、モータ走行からエンジン走行への遷移は始動補償トルクを出力できるトルク領域（すなわち上限トルクから始動補償トルクを減じたトルク値以下のトルク領域）で行われることになる為、エンジン始動ショックが抑制乃至回避される。よって、モータ走行中のエンジン始動において、燃費向上とエンジン始動ショックの抑制とを両立させることができる。

ここで、第２の発明は、前記第１の発明に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記差トルクよりも前記始動補償トルクが小さくなったら、前記モータ走行から前記エンジン走行への遷移を行うことにある。このようにすれば、モータ走行からエンジン走行へ遷移できなかった状態から、発生トルクが低下して始動補償トルクが確保できる状態となったときにエンジン始動が行われる為、エンジン始動ショックが適切に抑制乃至回避される。

また、第３の発明は、前記第１の発明又は第２の発明に記載のハイブリッド車両の制御装置において、外部電源により充電された電力を用いてモータ走行する場合は、前記電動機の発生トルクが前記上限トルクから前記始動補償トルクを減じたトルク値よりも大きい場合であっても前記モータ走行を行い、前記エンジンからの動力或いは前記駆動輪側からの被駆動力により充電された電力を用いてモータ走行する場合は、前記電動機の発生トルクが前記上限トルクから前記始動補償トルクを減じたトルク値よりも大きくなる前に前記エンジン走行へ遷移することにある。このようにすれば、外部電源による電力を用いた所謂プラグインハイブリッド方式での走行では、例えば電動機へ供給可能な電力が比較的多く確保されることによって比較的長くモータ走行を継続することができると考えられる為、電動機の発生トルクが上限トルクから始動補償トルクを減じたトルク値よりも大きい場合であってもモータ走行を行うという手法を採用してモータ走行の領域を拡大することが有用となる。一方、エンジン動力或いは被駆動力による電力を用いた通常のハイブリッド方式での走行では、例えば電動機へ供給可能な電力が前記プラグインハイブリッド方式程確保されずそれ程長くモータ走行を継続することができないと考えられる為、電動機の発生トルクが上限トルクから始動補償トルクを減じたトルク値よりも大きくなる前にエンジン走行へ遷移するという手法を採用してモータ走行中にエンジン始動することが有用となる。

また、第４の発明は、前記第１の発明乃至第３の発明の何れか１つに記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記電動機としての複数の電動機と前記エンジンとにそれぞれ連結された複数の回転要素を有する差動機構を備え、前記複数の電動機で走行するモータ走行中に前記エンジンを始動する際は、その複数の電動機のうちの何れかの電動機にて前記始動補償トルクを出力するものである。このようにすれば、前記公知の手法を採用するとエンジン始動が為されてしまうトルク領域までモータ走行を実行することができる。また、エンジン始動は始動補償トルクを出力できるトルク領域で行われることになる為、エンジン始動ショックが抑制乃至回避される。

また、第５の発明は、前記第４の発明に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記複数の電動機として、第１電動機及び第２電動機を有し、前記差動機構は、前記複数の回転要素として、前記第１電動機に連結された回転要素、駆動輪に動力伝達可能に連結された出力回転部材である回転要素、及び前記エンジンのクランク軸に連結された回転要素を有し、前記第２電動機は、駆動輪に動力伝達可能に連結され、前記複数の電動機に連結された回転要素以外の回転要素をロック作動により非回転部材に連結するロック機構を更に備え、前記ロック機構をロック作動させた状態にて前記第１電動機及び前記第２電動機からの出力トルクを併用して走行するモータ走行中に前記エンジンを始動する際は、そのロック機構を非ロック作動させて、前記第１電動機にて前記エンジンを始動するクランキングトルクを出力すると共に前記第２電動機にて前記始動補償トルクを出力するものである。このようにすれば、ロック機構をロック作動させた状態にて２つの電動機（第１電動機及び第２電動機）でモータ走行する場合、前記公知の手法を採用するとエンジン始動に備えて第２電動機については始動補償トルクを担保して走行する必要があることに加え、第１電動機についてはクランキングトルクを出力する為にエンジン始動時は駆動トルクを全く出力することができず、モータ走行できる領域は実質的に第２電動機の上限トルクから始動補償トルクを減じたトルク以下のトルク領域となり、折角２つの電動機があるにも拘わらず１つの電動機と同じになってしまうことに対して、本発明を採用することで、２つの電動機における合計の上限トルクの領域までモータ走行を実行することができる。つまり、２つの電動機の出力を用いてモータ走行時の出力（パワー）を引き出すことが可能となる。

また、第６の発明は、前記第４の発明に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記エンジンと前記複数の電動機のうちの何れかの電動機に連結された回転要素との間の動力伝達経路を断接する断接クラッチを備え、前記複数の電動機のうちの何れの電動機も連結されていない回転要素を出力回転部材とするものであり、前記断接クラッチを解放して走行する前記モータ走行中に前記エンジンを始動する際は、その断接クラッチを係合させつつその断接クラッチに連結された前記電動機にて前記始動補償トルクを出力するものである。このようにすれば、差動機構を介した複数の電動機でモータ走行する場合、前記公知の手法を採用するとエンジン始動に備えて始動補償トルクを担保して走行する必要があることに加え、複数の電動機の出力トルクが釣り合った状態で走行する必要がある為に始動補償トルクを出力する電動機以外の電動機においてもその始動補償トルクに対応するトルクを使用不可トルクとして担保して走行する必要があり、それらの担保分に相当するトルク領域をモータ走行に用いることができないことに対して、本発明を採用することで、始動補償トルクと使用不可トルクとを担保する必要がなくなる為、複数の電動機における合計の上限トルクの領域までモータ走行を実行することができる。つまり、複数の電動機の出力を用いてモータ走行時の出力（パワー）を引き出すことが可能となる。

また、第７の発明は、前記第１の発明乃至第３の発明の何れか１つに記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記エンジンと前記電動機との間の動力伝達経路を断接する断接クラッチを備え、前記断接クラッチを解放して前記電動機のみで走行するモータ走行中に前記エンジンを始動する際は、その断接クラッチを係合させつつ前記電動機にて前記始動補償トルクを出力するものである。このようにすれば、前記公知の手法を採用するとエンジン始動が為されてしまうトルク領域までモータ走行を実行することができる。また、エンジン始動は始動補償トルクを出力できるトルク領域で行われることになる為、エンジン始動ショックが抑制乃至回避される。

また、第８の発明は、前記第１の発明乃至第７の発明の何れか１つに記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記電動機に電力を供給する蓄電装置の充電容量が低下したことにより前記エンジン始動が要求された際に、前記差トルクよりも前記始動補償トルクが大きい場合は前記モータ走行から前記エンジン走行への遷移を行わないという制御を実行しているときには、前記差トルクよりも前記始動補償トルクが小さくなるまでそのエンジン始動が遅延させられるものであり、前記エンジン始動が遅延させられているときに、前記蓄電装置の充電容量が更に低下した場合には、そのエンジン始動に伴って駆動トルクが一時的に低下することをそのエンジン始動に先立って予め運転者に報知することにある。このようにすれば、運転者に報知せずにエンジン始動した場合に比べ、エンジン始動ショックに対する違和感を抑制することができる。また、運転者への報知によって運転者が車両に対する駆動要求量を低減することも考えられ、前記差トルクよりも前記始動補償トルクが小さくなることでのエンジン始動が実行できる可能性がある。

本発明が適用される車両の概略構成を説明する図であると共に、車両に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。 電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 遊星歯車装置における各回転要素の回転速度を相対的に表すことができる共線図であり、噛合クラッチ係合時の走行状態を示している。 エンジン始動における各トルクの状態の一例を、図３と同様の共線図上に示す図である。 本実施例でのモータ走行領域を従来例との比較で説明する図である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわち併用モードでのモータ走行中のエンジン始動において燃費向上とエンジン始動ショックの抑制とを両立させる為の制御作動を説明するフローチャートである。 図６のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートである。 電子制御装置の制御作動の要部すなわち蓄電装置の充電完了に伴って併用モードでのモータ走行へ適切に切り換える為の制御作動を説明するフローチャートである。 図８のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートである。 噛合クラッチとは別のロック機構の一例であるブレーキを示す図である。 本発明が適用される他のハイブリッド車両の概略構成を説明する図である。 各回転要素の回転速度を相対的に表すことができる共線図であり、モータ走行時の走行状態を示している。 エンジン始動における各トルクの状態の一例を、図１２と同様の共線図上に示す図である。 本実施例でのモータ走行領域を従来例との比較で説明する図である。 本発明が適用される他のハイブリッド車両の概略構成を説明する図である。 各回転要素の回転速度を相対的に表すことができる共線図であり、モータ走行時の走行状態を示している。 エンジン始動における各トルクの状態の一例を、図１６と同様の共線図上に示す図である。 本実施例でのモータ走行領域を従来例との比較で説明する図である。

本発明において、好適には、前記ハイブリッド車両は、エンジン、及び複数の電動機を備え、電動機により走行することができるハイブリッド車両ではあるが、充電スタンドや家庭用電源などから蓄電装置への充電が可能な所謂プラグインハイブリッド車両である。特に、このプラグインハイブリッド車両は、ハイブリッド車両よりも蓄電装置の最大入出力許容値が大きくされると考えられる為、例えばモータ走行が可能な領域をより高い要求駆動トルクまで対応させることができる。また、例えば複数の電動機を備えている場合には、高い要求駆動トルクまで対応させる為に電動機を大きくするのではなく、複数の電動機を走行用の駆動力源として使用できるようにすることで、電動機の大型化を抑制することができる。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明が適用されるハイブリッド車両１０（以下、車両１０という）の概略構成を説明する図であると共に、車両１０の各部を制御する為に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。図１において、車両１０は、走行用の駆動力源である、エンジン１２、第１電動機ＭＧ１、及び第２電動機と、左右１対の駆動輪１４との間の動力伝達経路に設けられた、第１駆動部１６、第２駆動部１８、差動歯車装置２０、及び左右１対の車軸２２などとを備えて構成されている。また、車両１０には、エンジン１２により回転駆動されることで、油圧制御回路５４の元圧となる油圧を発生すると共に、第１駆動部１６や第２駆動部１８等に潤滑油を供給するオイルポンプ２４が備えられている。また、車両１０は、エンジン１２のクランク軸２６を非回転部材であるハウジング２８に対して固定するロック機構としての噛合クラッチ（ドッグクラッチ）４６を備えている。

第１駆動部１６は、遊星歯車装置３０及び出力歯車３２を備えて構成されている。遊星歯車装置３０は、第１電動機ＭＧ１に連結された回転要素であるサンギヤＳ、駆動輪１４に動力伝達可能に連結された回転要素であってピニオンギヤＰを介してサンギヤＳと噛み合うリングギヤＲ、及び噛合クラッチ４６の係合作動（ロック作動）によりハウジング２８に連結された回転要素であってピニオンギヤＰを自転及び公転可能に支持するキャリヤＣＡを３つの回転要素（回転部材）として有する公知のシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、差動作用を生じる差動機構として機能する。キャリアＣＡは第１駆動部１６の入力軸としてのクランク軸２６に連結され、リングギヤＲは出力歯車３２に連結されている。すなわち、遊星歯車装置３０は、入力回転部材であってエンジン１２に連結された第１回転要素ＲＥ１としてのキャリアＣＡ、第２回転要素ＲＥ２としてのサンギヤＳ、及び出力回転部材である第３回転要素ＲＥ３としてのリングギヤＲを備え、エンジン１２から出力される動力を第１電動機ＭＧ１及び出力歯車３２へ分配する動力分配機構であって、電気的無段変速機として機能する。出力歯車３２は、クランク軸２６と平行を成す中間出力軸３４と一体的に設けられた大径歯車３６と噛み合わされている。また、中間出力軸３４と一体的に設けられた小径歯車３８が、差動歯車装置２０のデフ入力歯車４０と噛み合わされている。

第２駆動部１８は、第２電動機ＭＧ２の出力軸であるＭＧ２出力軸４２に連結された第２出力歯車４４を備えて構成されている。第２出力歯車４４は、大径歯車３６と噛み合わされている。これにより、第２電動機ＭＧ２は、駆動輪１４に動力伝達可能に連結される。

第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２は、何れも駆動力を発生させるモータ（発動機）及び反力を発生させるジェネレータ（発電機）としての機能を有するモータジェネレータであるが、第１電動機ＭＧ１は少なくともジェネレータとしての機能を備え、第２電動機ＭＧ２は少なくともモータとしての機能を備える。第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２は、それぞれインバータユニット５０を介して蓄電装置５２に接続されている。

以上のように構成された車両１０において、第１駆動部１６におけるエンジン１２や第１電動機ＭＧ１からの動力は、遊星歯車装置３０を介して出力歯車３２に伝達され、中間出力軸３４に設けられた大径歯車３６及び小径歯車３８を介して差動歯車装置２０のデフ入力歯車４０に伝達される。また、第２駆動部１８における第２電動機ＭＧ２からの動力は、ＭＧ２出力軸４２及び第２出力歯車４４を介して大径歯車３６に伝達され、小径歯車３８を介してデフ入力歯車４０に伝達される。すなわち、車両１０においては、エンジン１２、第１電動機ＭＧ１、及び第２電動機ＭＧ２の何れもが走行用の駆動源として用いられ得る。

噛合クラッチ４６は、外周に複数の噛合歯を備え、クランク軸２６と同じ軸心まわりに一体回転させられるように設けられたエンジン側部材４６ａと、そのエンジン側部材４６ａの噛合歯に対応する複数の噛合歯を備え、ハウジング２８に固設されたハウジング側部材４６ｂと、エンジン側部材４６ａ及びハウジング側部材４６ｂの噛合歯に噛み合わされるスプラインを内周側に備え、斯かるスプラインがエンジン側部材４６ａ及びハウジング側部材４６ｂの噛合歯に噛み合わされた状態でそれらエンジン側部材４６ａ及びハウジング側部材４６ｂに対して軸心方向の移動（摺動）可能に設けられたスリーブ４６ｃと、そのスリーブ４６ｃを軸心方向に駆動するアクチュエータ４６ｄとを、備えて構成されている。このアクチュエータ４６ｄは、油圧制御回路５４から供給されるブレーキ油圧Ｐbに応じてスリーブ４６ｃを、その内周側に設けられたスプラインがエンジン側部材４６ａ及びハウジング側部材４６ｂ両方の噛合歯に噛み合わされた状態と、ハウジング側部材４６ｂの噛合歯にのみ噛み合わされ且つエンジン側部材４６ａの噛合歯には噛み合わされない状態との間で移動させる油圧アクチュエータである。

例えば油圧制御回路５４から供給されるブレーキ油圧Ｐbが増加させられ、アクチュエータ４６ｄによりスリーブ４６ｃがエンジン側部材４６ａ及びハウジング側部材４６ｂ両方の噛合歯に噛み合わされる状態に移動させられると、すなわち係合作動（ロック作動）させられると、クランク軸２６が噛合クラッチ４６を介してハウジング２８に固定されることで、そのクランク軸２６はハウジング２８に対して相対回転不能な状態とされる。すなわち、噛合クラッチ４６の係合作動により、クランク軸２６はハウジング２８に固定（ロック）される。一方、例えば油圧制御回路５４から供給されるブレーキ油圧Ｐbが減少させられ、アクチュエータ４６ｄに備えられたリターンスプリングの付勢力等によりスリーブ４６ｃがハウジング側部材４６ｂの噛合歯にのみ噛み合わされ且つエンジン側部材４６ａには噛み合わされない状態に移動させられると、すなわち解放作動（非ロック作動）させられると、噛合クラッチ４６によりクランク軸２６がハウジング２８に対して固定された状態が解除されることで、そのクランク軸２６はハウジング２８に対して相対回転可能な状態とされる。また、ロック機構として噛合クラッチ４６を備えた構成においては、クランク軸２６のハウジング２８に対する引き摺りの発生を抑制できるという利点がある。

また、車両１０には、車両１０の各部を制御する制御装置としての電子制御装置８０が備えられている。この電子制御装置８０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んでおり、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置８０は、エンジン１２、第１電動機ＭＧ１、第２電動機ＭＧ２などに関するハイブリッド駆動制御等の車両制御を実行するようになっており、必要に応じてエンジン１２の出力制御用や電動機ＭＧ１，ＭＧ２の出力制御用等に分けて構成される。また、電子制御装置８０には、車両１０に設けられた各センサ（例えばクランクポジションセンサ６０、出力回転速度センサ６２、レゾルバ等の第１電動機回転速度センサ６４、レゾルバ等の第２電動機回転速度センサ６６、油温センサ６８、アクセル開度センサ７０、バッテリセンサ７２など）による検出値に基づく各種信号（例えばエンジン回転速度Ｎe及びクランク角度Ａcr、車速Ｖに対応する出力歯車３２の回転速度である出力回転速度Ｎout、第１電動機回転速度Ｎmg1、第２電動機回転速度Ｎmg2、第１駆動部１６等の潤滑油の温度である潤滑油温ＴＨoil、アクセル開度Ａcc、蓄電装置５２の充電状態（充電容量）ＳＯＣなど）が供給される。また、電子制御装置８０からは、車両１０に設けられた各装置（例えばエンジン１２、インバータ５０、油圧制御回路５４など）に各種指令信号（例えばエンジン制御指令信号Ｓe、電動機制御指令信号Ｓm、油圧制御指令信号Ｓpなど）が供給される。

図２は、電子制御装置８０による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図２において、ハイブリッド制御手段すなわちハイブリッド制御部８２は、例えば電子スロットル弁の開閉、燃料噴射量、点火時期等を制御するエンジン制御指令信号Ｓeを出力し、目標エンジンパワーＰe^＊を発生する為のエンジントルクＴeの目標値が得られるようにエンジン１２の出力制御を実行する。また、ハイブリッド制御部８２は、第１電動機ＭＧ１や第２電動機ＭＧ２の作動を制御する電動機制御指令信号Ｓmをインバータ５０に出力して、第１電動機トルクＴmg1や第２電動機トルクＴmg2の目標値が得られるように第１電動機ＭＧ１や第２電動機ＭＧ２の出力制御を実行する。

具体的には、ハイブリッド制御部８２は、駆動要求量としてのアクセル開度Ａccからそのときの車速Ｖにて要求される駆動トルク（要求駆動トルク）を算出し、充電要求値（充電要求パワー）等を考慮して低燃費で排ガス量の少ない運転となるように、エンジン１２、第１電動機ＭＧ１、及び第２電動機ＭＧ２の少なくとも１つから要求駆動トルクを発生させる。例えば、ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２の運転を停止させると共に第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２のうちの少なくとも一方の電動機のみを走行用の駆動源としてモータ走行（ＥＶ走行）する為のモータ走行モード、エンジン１２の動力に対する反力を第１電動機ＭＧ１の発電により受け持つことで出力歯車３２にエンジン直達トルクを伝達すると共に第１電動機ＭＧ１の発電電力により第２電動機ＭＧ２を駆動することで駆動輪１４にトルクを伝達して少なくともエンジン１２を走行用の駆動源としてエンジン走行する為のエンジン走行モード（定常走行モード）、このエンジン走行モードにおいて蓄電装置５２からの電力を用いた第２電動機ＭＧ２の駆動トルクを更に付加して走行する為のアシスト走行モード（加速走行モード）等を、走行状態に応じて選択的に成立させる。ハイブリッド制御部８２は、要求駆動トルクが予め実験的或いは設計的に求められて記憶された（すなわち予め定められた）閾値よりも小さなモータ走行領域にある場合には、モータ走行モードを成立させる一方、要求駆動トルクが予め定められた閾値以上となるエンジン走行領域にある場合には、エンジン走行モード乃至アシスト走行モードを成立させる。

ハイブリッド制御部８２は、モータ走行モードを成立させた場合には、更に、第１電動機トルクＴmg1及び第２電動機トルクＴmg2を併用して走行することができる併用モードとするか、或いは第２電動機トルクＴmg2のみを用いて走行することができる単独モードとするかを判断する。例えば、ハイブリッド制御部８２は、モータ走行モードにおいて、第２電動機ＭＧ２のみで要求駆動トルクを賄える場合には単独モードを成立させる一方で、第２電動機ＭＧ２のみでは要求駆動トルクを賄えない場合には併用モードを成立させる。但し、ハイブリッド制御部８２は、第２電動機ＭＧ２のみで要求駆動トルクを賄えるときであっても、第２電動機ＭＧ２の動作点（例えば第２電動機回転速度Ｎmg2及び第２電動機トルクＴmg2で表される第２電動機の運転点）が第２電動機ＭＧ２の効率を悪化させる動作点として予め定められた領域内にある場合には、換言すれば第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２を併用した方が効率が良い場合には、併用モードを成立させる。

ハイブリッド制御部８２は、モータ走行モードにおいて併用モードを成立させた場合には、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の運転効率に基づいて、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２にて要求駆動トルクを分担させる。例えば、ハイブリッド制御部８２は、併用モードのモータ走行時には、そのときの車速Ｖにおける要求駆動トルクに基づいて予め定められた燃費優先のトルク分担率を求め、その分担率に基づいて要求駆動トルクに対する第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の各分担トルクを求める。そして、ハイブリッド制御部８２は、その各分担トルクを出力するように第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２を制御してモータ走行させる。

また、ハイブリッド制御部８２は、バッテリセンサ７２による検出値に基づく蓄電装置５２の充電容量ＳＯＣに基づいて、モータ走行モードと、エンジン走行モード（以下、アシスト走行モードを含む）との切替制御を行う。例えば、ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２の動力により蓄電装置５２を充電する必要がない程の大きな充電容量として予め定められた閾値Ｓｆよりも実際の充電容量ＳＯＣが大きい場合には、モータ走行モードを成立させる。一方、ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２の動力により蓄電装置５２を充電する必要がある程の小さな充電容量として予め定められた閾値Ｓ１よりも実際の充電容量ＳＯＣが小さい場合には、エンジン走行モードを成立させる。

ロック機構作動制御手段すなわちロック機構作動制御部８４は、噛合クラッチ４６の作動を制御する。具体的には、ロック機構作動制御部８４は、油圧制御回路５４からアクチュエータ４６ｄに供給されるブレーキ油圧Ｐbを制御することで、噛合クラッチ４６の係合作動乃至解放作動、すなわちクランク軸２６のハウジング２８に対する固定乃至その固定の解除を制御する。例えば、ロック機構作動制御部８４は、ハイブリッド制御部８２によりモータ走行モードにおいて併用モードが成立させられる場合には、油圧制御回路５８からアクチュエータ４６ｄに供給されるブレーキ油圧Ｐbを増加させることで噛合クラッチ４６を係合作動させて、クランク軸２６をハウジング２８に対して固定する。また、ロック機構作動制御部８４は、ハイブリッド制御部８２によりエンジン走行モードが成立させられるか或いはモータ走行モードにおいて単独モードが成立させられる場合には、そのブレーキ油圧Ｐbを減少させることで噛合クラッチ４６を解放作動させて、クランク軸２６のハウジング２８に対する固定を解除する。

エンジン走行モードにおける車両１０の作動について説明すると、キャリアＣＡに入力されるエンジントルクＴeに対して、第１電動機トルクＴmg1がサンギヤＳに入力される。この際、例えばエンジン回転速度Ｎe及びエンジントルクＴeで表されるエンジン１２の運転点を燃費が最も良い動作点に設定する制御を、第１電動機ＭＧ１の力行制御乃至反力制御により実行することができる。この種のハイブリッド形式は、機械分配式あるいはスプリットタイプと称される。また、モータ走行モードでの単独モードにおける車両１０の作動について説明すると、エンジン１２の駆動は行われず（すなわちエンジン１２が運転停止状態とされ）、その回転速度は零とされる。この状態においては、第２電動機ＭＧ２の力行トルクが車両前進方向の駆動力として駆動輪１４へ伝達される。また、第１電動機ＭＧ１は無負荷状態（フリー）とされている。

また、図３の共線図を用いてモータ走行モードでの併用モードにおける車両１０の作動について説明すると、エンジン１２の駆動は行われず、その回転速度は零とされる。また、ロック機構作動制御部８４により噛合クラッチ４６がクランク軸２６をハウジング２８に対して固定するように係合作動させられ、エンジン１２が回転不能に固定（ロック）される。噛合クラッチ４６が係合作動された状態においては、第２電動機ＭＧ２の力行トルクが車両前進方向の駆動力として駆動輪１４へ伝達される。また、第１電動機ＭＧ１の反力トルクが車両前進方向の駆動力として駆動輪１４へ伝達される。すなわち、車両１０においては、クランク軸２６が噛合クラッチ４６によりロックされることで、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２を走行用の駆動源として併用することができる。これにより、充電スタンドや家庭用電源などの外部電源４８（図１参照）から蓄電装置５２への充電が可能な所謂プラグインハイブリッド方式を採用するプラグインハイブリッド車両において、蓄電装置５２が大容量化（高出力化）される場合、第２電動機ＭＧ２の大型化を抑制しつつモータ走行の高出力化を実現することができる。

ここで、モータ走行モードでの併用モードにて走行中に、エンジン始動が行われる場合、例えば充電容量ＳＯＣが閾値Ｓ１よりも小さくなったことによりエンジン始動が要求されてエンジン走行モードへ切り換えられる場合について検討する。このような場合、エンジン始動の為に先ずは、噛合クラッチ４６を解放作動させる必要がある。この際、アクチュエータ４６ｄの応答ばらつきや第１電動機ＭＧ１のトルク（反力トルク）の大きさ等によっては、エンジン１２に逆回転（正転方向の逆方向の回転）が発生する恐れがある。また、噛合クラッチ４６のスリーブ４６ｃがエンジン側部材４６ａ及びハウジング側部材４６ｂ両方の噛合歯に噛み合わされた状態から抜く為には、それらの部材にかかる相対的なトルク（すなわちクランク軸２６における正転方向のトルクと逆転方向のトルクと）がある程度釣り合う必要があり、斯かる釣り合いがとれない場合には噛合クラッチ４６のスリーブ４６ｃを抜くことが困難となる恐れがある。

これに対して、本実施例では、噛合クラッチ４６の解放作動に際して、先ず、ハイブリッド制御部８２により第１電動機トルクＴmg1の絶対値を減少させることで、クランク軸２６の反力トルクを低減させた後、ロック機構作動制御部８４により噛合クラッチ４６を解放作動させる。具体的には、モータ走行モードでの併用モードにて第１電動機ＭＧ１を走行用の駆動源としてその動力をリングギヤＲに伝達する状態において、第１電動機トルクＴmg1はエンジン１２を逆回転させる方向の反力トルクとなっているが、噛合クラッチ４６による固定の解除に際して、先ず、ハイブリッド制御部８２によりエンジン１２を正転させる方向に第１電動機トルクＴmg1を変化させた後、ロック機構作動制御部８４により噛合クラッチ４６による固定を解除する制御を行う。例えば、第１電動機トルクＴmg1が図３に示すように反力トルクである場合、その反力トルクを減少させる制御（トルクを力行側に増加させる制御）を行った後、噛合クラッチ４６による固定を解除する制御を行う。エンジン１２を正転させる方向に第１電動機トルクＴmg1を変化させた後に噛合クラッチ４６による固定を解除することで、比較的小さな駆動力で噛合クラッチ４６のスリーブ４６ｃを抜くことが可能となることに加え、アクチュエータ４６ｄの応答ばらつき等に起因するエンジン１２の逆回転を好適に抑制することができる。また、ハイブリッド制御部８２により第１電動機トルクＴmg1の絶対値を減少させる際には、ハイブリッド制御部８２により第２電動機トルクＴmg2にて駆動輪１４上に現れる出力トルク（駆動トルク）を維持させる制御を行う。これにより、噛合クラッチ４６による固定の解除に際して、駆動トルクの一時的な低下（駆動力抜け、駆動トルクの落ち込み）を防止乃至抑制することができる。

図２に戻り、ロック／非ロック判定手段すなわちロック／非ロック判定部８６は、噛合クラッチ４６による固定の解除に際して、第１電動機ＭＧ１のトルク制御によるエンジン回転速度Ｎeの変化に基づいて噛合クラッチ４６が解放されたか否か（すなわちクランク軸２６のハウジング２８に対する固定が解除されたか否か）を判定する。具体的には、ハイブリッド制御部８２により第１電動機トルクＴmg1の絶対値を減少させる制御が開始されてから予め定められた規定時間後に、第１電動機回転速度Ｎmg1が負回転から正回転（エンジン１２を正転させる方向の回転）に変化させられることにより、エンジン回転速度Ｎeが固定が解除されたことを判断できる為の予め定められた閾値Ｎeb（＞０）以上となった場合には、噛合クラッチ４６が解放されたと判定する。本実施例の制御においては、後述するハイブリッド制御部８２によるエンジン１２の始動制御を開始する前にこのような判定を行い、噛合クラッチ４６が解放されたと判定された後にエンジン１２の始動制御が実行されるというエンジン始動に関わるシーケンス制御が順次行われる。

ハイブリッド制御部８２は、ロック／非ロック判定部８６により噛合クラッチ４６の解放が判定された場合には、図４に示すように、第１電動機回転速度Ｎmg1の上昇によってエンジン回転速度Ｎeを引き上げる為のクランキングトルクを第１電動機ＭＧ１から出力させる。ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２が自立運転可能乃至完爆可能な所定エンジン回転速度以上にエンジン回転速度Ｎeが上昇したら、エンジン１２への燃料噴射を行うと共にエンジン１２の点火を行ってエンジン１２を始動する。このようなエンジン始動では、図４に示すように、第１電動機ＭＧ１によるクランキングトルクに対する反力トルク（クランキング反力トルク、ＭＧ１反力）が出力歯車３２側に現れる為、ハイブリッド制御部８２は、エンジン始動に際してクランキング反力トルクを打ち消す（相殺する）為の始動補償トルクを第２電動機ＭＧ２から出力させる。つまり、クランキング反力トルクは、駆動輪１４へ伝達される減速トルクとなって駆動トルクの落ち込みを生じさせることから、この減速トルク分を相殺する（すなわちエンジン始動に伴う駆動トルクの落ち込み分を補償する）為の始動補償トルクを第２電動機ＭＧ２から出力させる。このように、第２電動機ＭＧ２は、モータ走行時の駆動トルクとエンジン始動時の始動補償トルクとを出力する電動機である。

第２電動機ＭＧ２が出力可能なＭＧ２上限トルクから始動補償トルク分を減じたトルク値をモータ走行モードからエンジン走行モードへの遷移を判断する為のモード遷移閾値（すなわちエンジン始動を判断する為の始動遷移閾値）に設定することで、クランキング時に第２電動機トルクＴmg2に不足を生じさせず、駆動トルクの落ち込みに伴うエンジン始動ショックを回避乃至抑制しつつエンジン始動することが公知の手法（従来例）として提案されている。

ところで、本実施例の車両１０では、図４に示すように、構成上、第１電動機ＭＧ１は、エンジン始動時にはクランキングトルクを出力する為に駆動トルクを全く出力することができない。その為、前記公知の手法を採用すると、第２電動機ＭＧ２についてはエンジン始動に備えて始動補償トルクを担保して走行する必要があることに加え、第１電動機ＭＧ１についてもエンジン始動に備える必要があることから、図５（特に従来例参照）に示すように、モータ走行領域は実質的にＭＧ２上限トルクから始動補償トルクを減じたモード遷移閾値以下のトルク領域となり、折角２つの電動機があるにも拘わらず１つの電動機と同じになってしまう。

そこで、本実施例の電子制御装置８０は、ＭＧ２上限トルクと第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２が実際に発生している発生トルクとの差トルク（＝ＭＧ２上限トルク−発生トルク）よりも第２電動機ＭＧ２による始動補償トルクが大きい場合には、モータ走行モードからエンジン走行モードへの遷移を行わない（すなわちモータ走行からエンジン始動を伴うエンジン走行への遷移を行わない）。このとき、差トルク（換言すればＭＧ２上限トルクまでの余裕トルク）よりも始動補償トルクが小さくなったら、モータ走行からエンジン走行への遷移を行う。つまり、モータ走行モードでの併用モードにて第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２を走行用の駆動力源として併用するモータ走行中に、エンジン始動が要求された際に（例えば蓄電装置５２の充電容量ＳＯＣが低下したことによりエンジン始動が要求された際に）、差トルクよりも始動補償トルクが大きい場合にはモータ走行からエンジン走行への遷移を行わないという制御を実行しているときには、差トルクよりも始動補償トルクが小さくなるまでエンジン始動（例えばエンジン始動指令）が遅延させられる。従って、このような新しい手法を採用することで、図５に示すように、エンジン始動を行わない領域である「遷移禁止」領域でもモータ走行が可能になり、結果、２つの電動機ＭＧ１，ＭＧ２における合計の上限トルクの領域（電動機ＭＧ１，ＭＧ２にてトルクを出力可能な全域）がモータ走行領域となる。また、第２電動機ＭＧ２が始動補償トルクを担保できるトルク領域である「遷移可」領域（図５参照）にてエンジン始動が許容（許可）されるので、エンジン始動ショックが回避乃至抑制される。

「遷移禁止」領域までもモータ走行領域とする場合、相応の出力が可能な蓄電装置５２が備えられていることが前提となる為、上記新しい手法はプラグインハイブリッド車両にて採用することが有用である。このプラグインハイブリッド車両では、プラグインハイブリッド方式にて外部電源４８から蓄電装置５２へ充電された電力を用いてモータ走行することが可能であるが、これに限らず、例えばエンジン１２からの動力或いは駆動輪１４側からの被駆動力により蓄電装置５２を充電する通常のハイブリッド方式にて充電された回生電力を用いてモータ走行することが可能である。その為、比較的大容量大出力となるプラグインハイブリッド方式にて充電された電力を用いてモータ走行する場合は、差トルクよりも始動補償トルクが大きい場合にエンジン始動を行わないという制御すなわち発生トルクが上限トルクから始動補償トルクを減じたトルク値よりも大きい場合であってもモータ走行を行う制御（上記新しい手法に相当）を実行することが望ましい。一方で、比較的小容量小出力となる通常のハイブリッド方式にて充電された電力を用いてモータ走行する場合は、発生トルクが上限トルクから始動補償トルクを減じたトルク値よりも大きくなる前にエンジン走行へ遷移するという制御（すなわち設定されたモード遷移閾値以下のトルク領域をモータ走行領域とする公知の手法）を実行することが望ましい。蓄電装置５２における電力の入出力を監視することで、プラグインハイブリッド方式にて充電された電力か通常のハイブリッド方式にて充電された電力かが明確とされる。蓄電装置５２は、プラグインハイブリッド方式にて電力が充電されるバッテリＡと通常のハイブリッド方式にて電力が充電されるバッテリＢとを備えて構成されても良い。これにより、何れの電力かが一層明確とされる。車両１０にモードスイッチを備え、プラグインハイブリッドモード（ＰＨＶモード）が選択された場合には上記新しい手法を実行し、ハイブリッドモード（ＨＶモード）が選択された場合には上記公知の手法を実行しても良い。このモードスイッチは、外部電源４８により充電された電力を用いてモータ走行するＰＨＶモードと、エンジン１２からの動力或いは駆動輪１４側からの被駆動力により充電された電力を用いてモータ走行するＨＶモードとを選択するスイッチであっても良い。

充電容量ＳＯＣが閾値Ｓ１よりも小さくなってエンジン始動が要求された際に、差トルクよりも始動補償トルクが小さくなるまでエンジン始動が遅延させられると、充電容量ＳＯＣは更に低下させられる。比較的大容量の蓄電装置５２では、ある程度の低下は許容されると考えられるが、閾値Ｓ１よりも更に小さな限界閾値Ｓ０を充電容量ＳＯＣが下回ったときには、始動補償トルクが担保されない為にエンジン始動ショックが増大するような状態であったとしてもエンジン始動することが望ましい。そこで、電子制御装置８０は、エンジン始動が遅延させられているときに、充電容量ＳＯＣが更に限界閾値Ｓ０よりも低下した場合には、エンジン始動に伴って駆動トルクが一時的に低下すること（エンジン始動ショックが発生すること）をハイブリッド制御部８２によるエンジン始動制御の開始に先立って予め運転者に報知するようにしても良い。例えば、インジケータ４９（図１参照）を点灯させること、音声を出すこと等を単独で行うことで或いは組み合わせることで、運転者に報知する。これにより、エンジン始動ショックの発生による違和感を抑制することができることに加え、差トルクよりも始動補償トルクが小さくなるように運転者が発生トルクを低下させる（すなわち駆動要求量を低減する）ことも期待できる。また、インジケータ４９の点灯等に先立って、インジケータ４９を点滅させる等して、先ずは駆動要求量の低減を促しても良い。

より具体的には、図２に戻り、駆動要求量判定手段すなわち駆動要求量判定部８８は、ハイブリッド制御部８２により実際の充電容量ＳＯＣが閾値Ｓ１よりも小さいと判定された場合には、駆動要求量が予め定められた所定要求量よりも小さいか否かを判定する。所定要求量は、例えば第２電動機ＭＧ２が始動補償トルクを担保できる範囲で出力可能な最大の駆動要求量であり、モード遷移閾値（始動遷移閾値）に相当する駆動要求量である。例えば、駆動要求量として要求駆動トルクを用いる場合には所定要求量はモード遷移閾値であり、駆動要求量としてアクセル開度Ａccを用いる場合には所定要求量はモード遷移閾値に対応する所定アクセル開度θ１であり、駆動要求量として要求出力（パワー）を用いる場合には所定要求量はモード遷移閾値に対応する所定要求出力Ｐ１である。

ハイブリッド制御部８２は、駆動要求量判定部８８により駆動要求量が所定要求量よりも小さいと判定された場合には、エンジン走行モードを成立させて、エンジン始動に関わる前記シーケンス制御を順次実行する。一方で、ハイブリッド制御部８２は、駆動要求量判定部８８により駆動要求量が所定要求量以上であると判定された場合には、モータ走行モードをそのまま継続する。

図６は、電子制御装置８０の制御作動の要部すなわち併用モードでのモータ走行中のエンジン始動において燃費向上とエンジン始動ショックの抑制とを両立させる為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍsec乃至数十ｍsec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。図７は、図６のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートである。

図６において、先ず、ハイブリッド制御部８２に対応するステップ（以下、ステップを省略する）ＳＡ１０において、例えば併用モードでのモータ走行中に実際の充電容量ＳＯＣが閾値Ｓ１よりも小さいか否かが判定される。つまり、エンジン１２を始動して蓄電装置５２を充電する必要があるか否かが判定される。このＳＡ１０の判断が肯定される場合（図７のｔ１時点）は駆動要求量判定部８８に対応するＳＡ２０において、駆動要求量（例えば要求駆動トルク，アクセル開度Ａcc，要求出力等）が所定要求量（モード遷移閾値，所定アクセル開度θ１，所定要求出力Ｐ１等）よりも小さいか否かが判定される。このＳＡ２０の判断が肯定される場合（図７のｔ２時点）はハイブリッド制御部８２に対応するＳＡ３０において、エンジン走行モードが設定された後、第１電動機トルクＴmg1の絶対値が減少させられ、例えばそのトルクが略零とされる。次いで、ロック機構作動制御部８４に対応するＳＡ４０において、噛合クラッチ４６の解放作動が開始され、アクチュエータ４６ｄに供給されるブレーキ油圧Ｐbが低下させられる（図７のｔ２時点乃至ｔ３時点）。次いで、ハイブリッド制御部８２に対応するＳＡ５０において、噛合クラッチ４６の解放が完了したことをエンジン回転速度Ｎeの上昇にて判定する為に第１電動機回転速度Ｎmg1を上昇させる制御が実施される。次いで、ロック／非ロック判定部８６に対応するＳＡ６０において、エンジン回転速度Ｎeの上昇変化に基づいて噛合クラッチ４６が解放されたか否かが判定される。このＳＡ６０の判断が否定される場合は上記ＳＡ３０以下の処理が実行されるが、肯定される場合はハイブリッド制御部８２に対応するＳＡ７０において、エンジン走行モードへの切換えが実施される。次いで、ハイブリッド制御部８２に対応するＳＡ８０において、第２電動機ＭＧ２で反力をとりつつ第１電動機ＭＧ１のクランキングトルクによりエンジン回転速度Ｎeを上昇させてエンジン１２を点火するという一連のエンジン始動制御が実施される（図７のｔ３時点乃至ｔ４時点）。上記ＳＡ１０の判断が否定されるか或いは上記ＳＡ２０の判断が否定される場合はハイブリッド制御部８２に対応するＳＡ９０において、モータ走行モードがそのまま継続される。この図６に示す制御作動では、図７にも示されるように、充電容量ＳＯＣが閾値Ｓ１よりも小さくされて充電要求（エンジン始動要求）が為されただけではエンジン始動に関わるシーケンス制御が実行されない。駆動要求量（例えばアクセル開度Ａcc）が所定要求量（所定アクセル開度θ１）よりも小さくなるまで、エンジン始動が遅延させられる。

上述のように、本実施例によれば、差トルク（＝上限トルク−発生トルク）よりも始動補償トルクが大きい場合には、モータ走行からエンジン始動を伴うエンジン走行への遷移を行わない（新しい手法を行う）ので、前記公知の手法を採用するとエンジン始動が為されてしまうトルク領域（すなわち図５の「遷移禁止」領域）までモータ走行を実行することができる。また、モータ走行からエンジン走行への遷移（すなわちエンジン始動）は始動補償トルクを出力できるトルク領域（すなわち図５の「遷移可」領域）で行われることになる為、エンジン始動ショックが抑制乃至回避される。よって、モータ走行中のエンジン始動において、モータ走行領域が拡大することによる燃費向上と、エンジン始動ショックの抑制とを両立させることができる。

また、本実施例によれば、差トルクよりも始動補償トルクが小さくなったら、モータ走行からエンジン走行への遷移を行うので、モータ走行からエンジン走行へ遷移できなかった状態から、発生トルクが低下して始動補償トルクが確保できる状態となったときにエンジン始動が行われる為、エンジン始動ショックが適切に抑制乃至回避される。

また、本実施例によれば、外部電源４８により充電された電力を用いてモータ走行する場合は、前記新しい手法を実行するものであり、エンジン１２からの動力或いは駆動輪１４側からの被駆動力により充電された電力を用いてモータ走行する場合は、前記公知の手法を実行するので、所謂プラグインハイブリッド方式での走行では、例えば電動機へ供給可能な電力が比較的多く確保されることによって比較的長くモータ走行を継続することができると考えられる為、前記新しい手法を採用してモータ走行領域を拡大することが有用となる。一方、通常のハイブリッド方式での走行では、例えば電動機へ供給可能な電力がプラグインハイブリッド方式程確保されずそれ程長くモータ走行を継続することができないと考えられる為、前記公知の手法を採用してモータ走行中にエンジン始動することが有用となる。

また、本実施例によれば、噛合クラッチ４６をロック作動させた状態にて２つの電動機ＭＧ１，ＭＧ２でモータ走行する場合、前記公知の手法を採用するとエンジン始動に備えて第２電動機ＭＧ２については始動補償トルクを担保して走行する必要があることに加え、第１電動機ＭＧ１についてはクランキングトルクを出力する為にエンジン始動時は駆動トルクを全く出力することができず、モータ走行領域は実質的に第２電動機の上限トルクから始動補償トルクを減じたトルク以下のトルク領域となり、折角２つの電動機があるにも拘わらず１つの電動機ＭＧ２と同じになってしまうことに対して、本発明を採用することで、２つの電動機における合計の上限トルクの領域までモータ走行を実行することができる。つまり、２つの電動機の出力を用いてモータ走行時の出力（パワー）を引き出すことが可能となる。

また、本実施例によれば、前記差トルクよりも前記始動補償トルクが小さくなるまでエンジン始動が遅延させられているときに、蓄電装置５２の充電容量ＳＯＣが更に低下した場合には、エンジン始動に伴って駆動トルクが一時的に低下することをそのエンジン始動に先立って予め運転者に報知するので、運転者に報知せずにエンジン始動した場合に比べ、エンジン始動ショックに対する違和感を抑制することができる。また、運転者への報知によって運転者が車両１０に対する駆動要求量を低減することも考えられ、前記差トルクよりも前記始動補償トルクが小さくなることでのエンジン始動が実行できる可能性がある。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

前述の実施例における図６の制御作動中のＳＡ８０においては、一連のエンジン始動制御が実施された。蓄電装置５２の充電が完了するまでは、エンジン走行モードが継続されるが、充電容量ＳＯＣが満充電とされたところで、再びエンジン１２は停止させられ、２つの電動機ＭＧ１，ＭＧ２を併用したモータ走行が実行される。この一連の制御作動について、図８のフローチャート及び図９のタイムチャートを用いて説明する。

図８は、電子制御装置８０の制御作動の要部すなわち蓄電装置５２の充電完了に伴って併用モードでのモータ走行へ適切に切り換える為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍsec乃至数十ｍsec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。図９は、図８のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートである。

図８において、先ず、ハイブリッド制御部８２に対応するステップ（以下、ステップを省略する）ＳＢ１０において、例えばエンジン走行中に実際の充電容量ＳＯＣが閾値Ｓｆよりも大きいか否かが判定される。つまり、エンジン１２を停止して蓄電装置５２の充電を終了してもよいか否かが判定される。このＳＢ１０の判断が肯定される場合（図９のｔ１時点）は駆動要求量判定部８８に対応するＳＢ２０において、駆動要求量（例えば要求駆動トルク，アクセル開度Ａcc，要求出力等）が所定要求量（モード遷移閾値，所定アクセル開度θ１，所定要求出力Ｐ１等）よりも小さいか否かが判定される。つまり、第１電動機ＭＧ１にてエンジン停止制御を行うので、第１電動機ＭＧ１で駆動トルクを出力しなくてもよい領域であるか否かが判定される。このＳＢ２０の判断が肯定される場合（図９のｔ２時点）はハイブリッド制御部８２に対応するＳＢ３０において、第１電動機トルクＴmg1の絶対値が減少させられ、フューエルカット作動によりエンジン１２が停止させられる。また、駆動トルクの落ち込みを抑制する為に、エンジントルクＴeが無くなった分、第２電動機トルクＴmg2が増大補正される。次いで、ハイブリッド制御部８２及びロック機構作動制御部８４に対応するＳＢ４０において、第１電動機ＭＧ１による回転速度制御によりエンジン回転速度Ｎeを零回転に向かって低下させるエンジン停止制御が実行される（図９のｔ２時点乃至ｔ３時点）。また、第１電動機ＭＧ１による回転速度制御によりエンジン回転速度Ｎeが零判定値に固定される。この際、エンジン１２の停止位置（すなわちクランク角度Ａcr）が次回のエンジン始動時に早期始動が実施できる位置（例えば次回エンジン始動時のクランキングトルクが比較的小さくされる所定の位置）とされる（図９のｔ３時点）。その後、噛合クラッチ４６の係合作動が開始され、アクチュエータ４６ｄに供給されるブレーキ油圧Ｐbが上昇させられる（図９のｔ３時点乃至ｔ４時点）。次いで、ハイブリッド制御部８２及びロック／非ロック判定部８６に対応するＳＢ５０において、噛合クラッチ４６の係合が完了したことをエンジン回転速度Ｎeの上昇にて判定する為に第１電動機回転速度Ｎmg1を上昇させる制御が実施される。そして、エンジン回転速度Ｎeの上昇変化に基づいて噛合クラッチ４６が係合されたか否かが判定される。例えば、上記噛合クラッチ４６の係合作動が開始されてから規定時間後に、エンジン回転速度Ｎeが係合完了を判断できる為の予め定められた閾値Ｎe0（＞０）以下となったか否かが判断される。このＳＢ５０の判断が否定される場合は上記ＳＢ３０以下の処理が実行されるが、肯定される場合はハイブリッド制御部８２に対応するＳＢ６０において、モータ走行モードへの切換えが実施される（図９のｔ４時点）。上記ＳＢ１０の判断が否定されるか或いは上記ＳＢ２０の判断が否定される場合はハイブリッド制御部８２に対応するＳＢ７０において、エンジン走行モードがそのまま継続される。このエンジン走行モードでは、駆動トルク分に加えて、発電に必要なエネルギを加えたパワーが出せるエンジン動作点でエンジン１２が作動させられる。

前述の実施例１，２では、ロック機構として噛合クラッチ４６を例示したが、これに限らない。ロック機構は、例えば油圧アクチュエータによって係合制御される多板式の油圧式摩擦係合装置、乾式の係合装置、電磁アクチュエータによってその係合状態が制御される電磁式摩擦係合装置（電磁クラッチ）、磁粉式クラッチなどであっても良い。図１０は、油圧式摩擦係合装置であるブレーキＢを示す図である。図１０において、ブレーキＢは、例えば油圧制御回路５４から供給されるブレーキ油圧Ｐbに応じてその係合状態が係合乃至解放の間で制御される。また、必要に応じてスリップ係合させられても良い。ブレーキＢの解放時には、エンジン１２のクランク軸２６はハウジング２８に対して相対回転可能な状態とされる。一方、ブレーキＢの係合時には、クランク軸２６はハウジング２８に対して相対回転不能な状態とされる。すなわち、ブレーキＢの係合により、クランク軸２６はハウジング２８に固定（ロック）される。

図１１は、本発明が適用される他のハイブリッド車両１００（以下、車両１００という）の概略構成を説明する図である。この図１１に示ように、車両１００は、エンジン１２と電動機ＭＧとの間の動力伝達経路を断接する断接クラッチＫ０、電動機ＭＧと駆動輪１４との間の動力伝達経路の一部を構成する自動変速機１０２を備えている。この車両１００では、図１２の共線図に示すように、断接クラッチＫ０を解放した状態で電動機ＭＧのみを走行用の駆動力源として走行するモータ走行が可能である（モータ走行モード）。また、断接クラッチＫ０を係合した状態で少なくともエンジン１２を走行用の駆動力源として走行するエンジン走行とが可能である（エンジン走行モード）。

ここで、モータ走行モードでの走行中に、エンジン走行モードへの切換えが要求された場合、すなわちエンジン始動が要求された場合について検討する。このような場合、電子制御装置８０は、図１３に示すように、断接クラッチＫ０を係合させることによってエンジン回転速度Ｎeを引き上げてエンジン始動を行う。エンジン回転速度Ｎeを引き上げるトルクは、断接クラッチＫ０のトルク容量に応じてエンジン１２側へ伝達される電動機トルクＴmgである為、駆動輪１４へ伝達される減速トルクとなって駆動トルクの落ち込みを生じさせる。従って、この減速トルク分を相殺する為の始動補償トルクを電動機ＭＧから出力させる。このように、電動機ＭＧは、モータ走行時の駆動トルクとエンジン始動時の始動補償トルクとを出力する電動機である。

電動機ＭＧが出力可能なＭＧ上限トルクから始動補償トルク分を減じたトルクをモータ走行モードからエンジン走行モードへの遷移を判断する為のモード遷移閾値に設定することで、エンジン始動の際に駆動トルクの落ち込みに伴うエンジン始動ショックを回避乃至抑制しつつエンジン始動することが公知の手法（従来例）として提案されている。この公知の手法を採用すると、電動機ＭＧはエンジン始動に備えて始動補償トルクを担保して走行する必要があることから、図１４（特に従来例参照）に示すように、モータ走行領域はＭＧ上限トルクから始動補償トルクを減じたモード遷移閾値以下のトルク領域となってしまう。

そこで、本実施例の電子制御装置８０は、モータ走行モードでのモータ走行中にエンジン始動が要求された際、ＭＧ上限トルクと電動機ＭＧが実際に発生しているＭＧ発生トルクとの差トルク（＝ＭＧ上限トルク−ＭＧ発生トルク）よりも電動機ＭＧによる始動補償トルクが大きい場合には、モータ走行からエンジン始動を伴うエンジン走行への遷移（すなわちエンジン始動）を行わない。このとき、差トルク（換言すればＭＧ上限トルクまでの余裕トルク）よりも始動補償トルクが小さくなるまでエンジン始動が遅延させられる。従って、このような新しい手法を採用することで、図１４に示すように、エンジン始動を行わない領域である「遷移禁止」領域でもモータ走行が可能になり、結果、電動機ＭＧの上限トルクの領域（電動機ＭＧにてトルクを出力可能な全域）がモータ走行領域となる。また、電動機ＭＧが始動補償トルクを担保できるトルク領域である「遷移可」領域（図１４参照）にてエンジン始動が許容（許可）されるので、エンジン始動ショックが回避乃至抑制される。

本実施例においても、前述の実施例と同様に、前記公知の手法を採用するとエンジン始動が為されてしまうトルク領域（すなわち図１４の「遷移禁止」領域）までモータ走行を実行することができる。また、エンジン始動は始動補償トルクを出力できるトルク領域（すなわち図１４の「遷移可」領域）で行われることになる為、エンジン始動ショックが抑制乃至回避される。よって、モータ走行中のエンジン始動において、モータ走行領域が拡大することによる燃費向上と、エンジン始動ショックの抑制とを両立させることができる。

図１５は、本発明が適用される他のハイブリッド車両２００（以下、車両２００という）の概略構成を説明する図である。この図１５に示ように、車両２００は、車両１０と同様に差動機構としての遊星歯車装置２０２を備えているが、遊星歯車装置２０２に対するエンジン１２、第１電動機ＭＧ１、及び第２電動機ＭＧ２の連結関係が車両１０と相違する。特には、エンジン１２と第１電動機ＭＧ１とは、クラッチＣ１を介して間接的に連結されると共に、遊星歯車装置２０２の同じ回転要素（リングギヤＲ）に連結されている。複数の電動機ＭＧ１，ＭＧ２のうちの何れの電動機も連結されていない遊星歯車装置２０２の回転要素（キャリヤＣＡ）が出力回転部材として出力歯車３２と連結されている。クラッチＣ１は、エンジン１２と第１電動機ＭＧ１との間の動力伝達経路を断接する断接クラッチとして機能する。そして、この車両２００においては、クラッチＣ１、クラッチＣ２、及びブレーキＢ１の各係合状態を切り換えると共に、エンジン１２、第１電動機ＭＧ１、及び第２電動機ＭＧ２の各作動状態を切り換えることで、例えばモータ走行モード、エンジン走行モード（例えばシリーズハイブリッド走行モード、パラレルハイブリッド走行モード）が可能である。特には、クラッチＣ１及びブレーキＢ１を解放すると共にクラッチＣ２を係合することで、図１６の共線図に示すように、クラッチＣ１を解放した状態で複数の電動機（第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２）のみを走行用の駆動力源として走行するモータ走行が可能である（モータ走行モードにおける併用モード）。

ここで、モータ走行モードにおける併用モードでの走行中に、エンジン走行モードへの切換えが要求された場合、すなわちエンジン始動が要求された場合について検討する。このような場合、電子制御装置８０は、図１７に示すように、クラッチＣ１を係合させることによってエンジン回転速度Ｎeを引き上げてエンジン始動を行う。エンジン回転速度Ｎeを引き上げるトルクは、クラッチＣ１のトルク容量に応じてエンジン１２側へ伝達される第１電動機トルクＴmg1である為、駆動輪１４へ伝達される減速トルクとなって駆動トルクの落ち込みを生じさせる。従って、この減速トルク分を相殺する為の始動補償トルクを第１電動機ＭＧ１から出力させる。このように、第１電動機ＭＧ１は、モータ走行時の駆動トルクとエンジン始動時の始動補償トルクとを出力する電動機である。

第１電動機ＭＧ１が出力可能なＭＧ１上限トルクから始動補償トルク分を減じたトルクをモータ走行モードからエンジン走行モードへの遷移を判断する為のモード遷移閾値に設定することで、エンジン始動の際に駆動トルクの落ち込みに伴うエンジン始動ショックを回避乃至抑制しつつエンジン始動することが公知の手法（従来例）として提案されている。 ところで、本実施例の車両２００では、図１６に示すように、構成上、第１電動機ＭＧ１と第２電動機ＭＧ２とが釣り合った（バランスした）状態で走行する必要がある。その為、前記公知の手法を採用すると、第１電動機ＭＧ１についてはエンジン始動に備えて始動補償トルクを担保して走行する必要があることに加え、第２電動機ＭＧ２についてもエンジン始動に備えて第１電動機ＭＧ１が担保した始動補償トルク分と釣り合うトルク分が自動的に使用不可トルクとして制限を受けることから、図１８（特に従来例参照）に示すように、モータ走行領域は２つの電動機ＭＧ１，ＭＧ２における合計の上限トルクから始動補償トルク及び使用不可トルクを減じたモード遷移閾値以下のトルク領域となってしまう。

そこで、本実施例の電子制御装置８０は、モータ走行モードでの併用モードにて第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２を走行用の駆動力源として併用するモータ走行中にエンジン始動が要求された際、ＭＧ１上限トルクと第１電動機ＭＧ１が実際に発生しているＭＧ１発生トルクとの差トルク（＝ＭＧ１上限トルク−ＭＧ１発生トルク）よりも第１電動機ＭＧ１による始動補償トルクが大きい場合には、モータ走行からエンジン始動を伴うエンジン走行への遷移（すなわちエンジン始動）を行わない。このとき、差トルク（換言すればＭＧ１上限トルクまでの余裕トルク）よりも始動補償トルクが小さくなるまでエンジン始動が遅延させられる。従って、このような新しい手法を採用することで、図１８に示すように、エンジン始動を行わない領域である「遷移禁止」領域でもモータ走行が可能になり、結果、２つの電動機ＭＧ１，ＭＧ２における合計の上限トルクの領域（電動機ＭＧ１，ＭＧ２にてトルクを出力可能な全域）がモータ走行領域となる。また、第１電動機ＭＧ１が始動補償トルクを担保でき且つ第２電動機ＭＧ２が使用不可トルクを担保できるトルク領域である「遷移可」領域（図１８参照）にてエンジン始動が許容（許可）されるので、エンジン始動ショックが回避乃至抑制される。

本実施例においても、前述の実施例と同様に、前記公知の手法を採用するとエンジン始動が為されてしまうトルク領域（すなわち図１８の「遷移禁止」領域）までモータ走行を実行することができる。また、エンジン始動は始動補償トルク及び使用不可トルクを出力できるトルク領域（すなわち図１８の「遷移可」領域）で行われることになる為、エンジン始動ショックが抑制乃至回避される。よって、モータ走行中のエンジン始動において、モータ走行領域が拡大することによる燃費向上と、エンジン始動ショックの抑制とを両立させることができる。

また、本実施例によれば、遊星歯車装置２０２を介した２つの電動機ＭＧ１，ＭＧ２でモータ走行する場合、前記公知の手法を採用するとエンジン始動に備えて始動補償トルクを担保して走行する必要があることに加え、２つの電動機の出力トルクが釣り合った状態で走行する必要がある為に始動補償トルクを出力する第１電動機ＭＧ１以外の第２電動機ＭＧ２においてもその始動補償トルクに対応する使用不可トルクを担保して走行する必要があり、それらの担保分に相当するトルク領域をモータ走行に用いることができないことに対して、本発明を採用することで、始動補償トルクと使用不可トルクとを担保する必要がなくなる為、２つの電動機における合計の上限トルクの領域までモータ走行を実行することができる。つまり、２つの電動機の出力を用いてモータ走行時の出力（パワー）を引き出すことが可能となる。

以上、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、その他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例の車両１０は、ロック機構を備え、２つの電動機ＭＧ１，ＭＧ２にてモータ走行が可能であったが、必ずしもロック機構を備える必要はない。ロック機構を備えない場合には、例えば第２電動機ＭＧ２にてモータ走行することになるが、本発明を適用することで、始動補償トルク分までモータ走行に用いることができる。また、本発明が適用される車両は、プラグインハイブリッド車両に限定されない。

また、前述の実施例の車両１０では、差動機構の３つの回転要素の各々がエンジン１２、第１電動機ＭＧ１、及び第２電動機ＭＧ２に連結される構成であったが、これに限らない。例えば、複数の遊星歯車装置が相互に連結されることで４つ以上の回転要素を有する差動機構であっても本発明は適用され得る。例えば、差動機構が４つの回転要素を有する場合には、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２に連結された回転要素以外の回転要素である、エンジン１２に連結された回転要素或いはエンジン１２も連結されていない回転要素がロック機構により回転停止させられる。また、電動機は、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２以外に備えられていても良い。また、エンジン１２や複数の電動機は、直接的に或いは歯車機構等を介して間接的に差動機構の各回転要素に連結される。

また、前述の実施例において、第２電動機ＭＧ２は、直接的に或いは歯車機構等を介して間接的に出力歯車３２や中間出力軸３４や駆動輪１４等に連結されたり、駆動輪１４とは別の一対の車輪に直接的に又は間接的に連結されたりしても良い。そのように第２電動機ＭＧ２が別の一対の車輪に連結されておればその別の一対の車輪も駆動輪に含まれる。要するに、エンジン１２からの動力で駆動される駆動輪と第２電動機ＭＧ２からの動力で駆動される駆動輪とは、別個の車輪であっても差し支えないということである。

また、前述の実施例において、遊星歯車装置３０，２０２は、ダブルプラネタリの遊星歯車装置であっても良い。また、遊星歯車装置３０，２０２は、例えばピニオンに噛み合う一対のかさ歯車を有する差動歯車装置であっても良い。

尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０，１００，２００：ハイブリッド車両
１２：エンジン
１４：駆動輪
２６：クランク軸
２８：ハウジング（非回転部材）
３０：遊星歯車装置（差動機構）
４６：噛合クラッチ（ロック機構）
４８：外部電源
５２：蓄電装置
８０：電子制御装置（制御装置）
２０２：遊星歯車装置（差動機構）
Ｂ：ブレーキ（ロック機構）
Ｃ１：クラッチ（断接クラッチ）
Ｋ０：断接クラッチ
ＭＧ：電動機
ＭＧ１：第１電動機（電動機）
ＭＧ２：第２電動機（電動機）

Claims (8)

1. モータ走行時の駆動トルクとエンジン始動時に駆動輪へ伝達される減速トルク分を相殺する始動補償トルクとを出力する電動機を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記電動機が出力可能な上限トルクと該電動機が実際に発生している発生トルクとの差トルクよりも前記始動補償トルクが大きい場合は、前記モータ走行から前記エンジン始動を伴うエンジン走行への遷移を行わないことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記差トルクよりも前記始動補償トルクが小さくなったら、前記モータ走行から前記エンジン走行への遷移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. 外部電源により充電された電力を用いてモータ走行する場合は、前記電動機の発生トルクが前記上限トルクから前記始動補償トルクを減じたトルク値よりも大きい場合であっても前記モータ走行を行い、
   前記エンジンからの動力或いは前記駆動輪側からの被駆動力により充電された電力を用いてモータ走行する場合は、前記電動機の発生トルクが前記上限トルクから前記始動補償トルクを減じたトルク値よりも大きくなる前に前記エンジン走行へ遷移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。
4. 前記電動機としての複数の電動機と前記エンジンとにそれぞれ連結された複数の回転要素を有する差動機構を備え、
   前記複数の電動機で走行するモータ走行中に前記エンジンを始動する際は、該複数の電動機のうちの何れかの電動機にて前記始動補償トルクを出力するものであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記複数の電動機として、第１電動機及び第２電動機を有し、
   前記差動機構は、前記複数の回転要素として、前記第１電動機に連結された回転要素、駆動輪に動力伝達可能に連結された出力回転部材である回転要素、及び前記エンジンのクランク軸に連結された回転要素を有し、
   前記第２電動機は、駆動輪に動力伝達可能に連結され、
   前記複数の電動機に連結された回転要素以外の回転要素をロック作動により非回転部材に連結するロック機構を更に備え、
   前記ロック機構をロック作動させた状態にて前記第１電動機及び前記第２電動機からの出力トルクを併用して走行するモータ走行中に前記エンジンを始動する際は、該ロック機構を非ロック作動させて、前記第１電動機にて前記エンジンを始動するクランキングトルクを出力すると共に前記第２電動機にて前記始動補償トルクを出力するものであることを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置。
6. 前記エンジンと前記複数の電動機のうちの何れかの電動機に連結された回転要素との間の動力伝達経路を断接する断接クラッチを備え、
   前記複数の電動機のうちの何れの電動機も連結されていない回転要素を出力回転部材とするものであり、
   前記断接クラッチを解放して走行する前記モータ走行中に前記エンジンを始動する際は、該断接クラッチを係合させつつ該断接クラッチに連結された前記電動機にて前記始動補償トルクを出力するものであることを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置。
7. 前記エンジンと前記電動機との間の動力伝達経路を断接する断接クラッチを備え、
   前記断接クラッチを解放して前記電動機のみで走行するモータ走行中に前記エンジンを始動する際は、該断接クラッチを係合させつつ前記電動機にて前記始動補償トルクを出力するものであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
8. 前記電動機に電力を供給する蓄電装置の充電容量が低下したことにより前記エンジン始動が要求された際に、前記差トルクよりも前記始動補償トルクが大きい場合は前記モータ走行から前記エンジン走行への遷移を行わないという制御を実行しているときには、前記差トルクよりも前記始動補償トルクが小さくなるまで該エンジン始動が遅延させられるものであり、
   前記エンジン始動が遅延させられているときに、前記蓄電装置の充電容量が更に低下した場合には、該エンジン始動に伴って駆動トルクが一時的に低下することを該エンジン始動に先立って予め運転者に報知することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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