JP2015020488A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

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亨 松原
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Kenta Kumazaki
健太 熊▲崎▼
達也 今村
Tatsuya Imamura
達也 今村
北畑　剛
Takeshi Kitahata
剛 北畑
康博 日浅
Yasuhiro Hiasa
康博 日浅
田端　淳
Atsushi Tabata
淳 田端
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Kazuyuki Shiiba
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Abstract

【課題】 差動作用のある動力分割機構のいずれかの回転要素に作用するトルクの伝達を遮断することができる係合装置がフェールした場合であっても、エンジンをクランキングす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。【解決手段】エンジン１のトルクを伝達させることができる第１回転要素９、および第１モータ２のトルクを伝達させることができる第２回転要素６、ならびに出力軸４にトルクを伝達することができる第３回転要素７を有する差動作用のある動力分割機構５と、出力軸４にトルクを伝達することができる第２モータ３と、各回転要素のいずれか一つの回転要素（９）に作用するトルクの伝達を遮断する係合装置Ｃ０とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、係合装置Ｃ０を係合または解放させる係合制御手段を備え、係合制御手段は、入力される指令値が低下することに伴って、係合装置Ｃ０を係合させるように構成されている。【選択図】図１

Description

この発明は、エンジンとモータとを駆動力源としたハイブリッド車両の制御装置に関し、特にエンジンとモータとから駆動力を出力する走行モードと、モータのみから駆動力を出力する走行モードとに切り替えることができるハイブリッド車両の制御装置に関するものである。
車両の駆動力源としてエンジンとモータとを備えたハイブリッド車両は、エンジンとモータとから駆動力を出力して走行し、またモータのみから駆動力を出力して走行することができる。このように構成されたハイブリッド車両のうち、モータを複数備え、エンジンの出力トルクの一部を使用して一方のモータを発電機として駆動し、その電力あるいはバッテリーなどに蓄電された電力を他のモータに給電することによりトルクを出力するように構成されたハイブリッド車両が知られている。このように複数のモータを備えた車両は、モータのみから駆動力を出力して走行する場合には、一つのモータのみから駆動力を出力して走行し、もしくは複数のモータから駆動力を出力して走行することができる。
一方、上記のように構成されたハイブリッド車両は、モータのみから駆動力を出力して走行するときに、エンジンが連れ回されるとエンジンのポンピングロスや摩擦損失などの動力損失が生じる場合がある。そのような動力損失が生じることを抑制もしくは防止することができるハイブリッド車両が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された動力伝達装置は、エンジンと動力分割機構との間に変速部を備えている。この変速部は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されていて、クラッチを係合させることにより二つの回転要素を連結して一体に回転させて直結段を設定し、またはいずれか一つの回転要素の回転を止めて増速段を設定するように構成されている。すなわち、係合させるクラッチを切り替えることにより変速段を変更するように構成されている。そのため、クラッチを解放させた場合には、変速部がニュートラル状態になる。そのようにモータのみから駆動力を出力する場合に変速部をニュートラル状態にすることにより、動力分割機構とエンジンとのトルクの伝達を遮断することができ、その結果、エンジンの連れ回りによる動力損失が生じることを抑制もしくは防止することができる。
なお、特許文献２および特許文献３には、要求駆動力が所定の閾値よりも小さい場合や、車速が所定の閾値よりも遅い場合など、エンジンを停止させることができる条件が成立したときに、エンジンの出力軸に設けられたクラッチを係合させることによりエンジンの回転を止めるように構成された装置が記載されている。そして、クラッチを係合してエンジンを停止させたときには、２つのモータの効率が良好となるように各モータを制御するように構成されている。
特許第５１４１８０２号 特開２００８−２６５６００号公報 特開２００８−２６５５９８号公報
特許文献１に記載された動力伝達装置のように動力分割機構とエンジンとの間にクラッチを設けている場合には、動力分割機構の出力側に設けられたモータのみで走行するときに、クラッチを解放させてエンジンと動力分割機構とのトルクの伝達を遮断することができる。このようにエンジンと動力分割機構とのトルクの伝達を遮断しているときにクラッチがフェールして係合することができなくなると、動力分割機構に連結されたモータによってエンジンをクランキングさせることができなくなる場合がある。そのようにクラッチがフェールしたときのためにスタータモータを設けるとすれば、動力伝達装置が大型化してしまう可能性がある。
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、差動作用のある動力分割機構のいずれかの回転要素に作用するトルクの伝達を遮断することができる係合装置がフェールした場合であっても、エンジンをクランキングす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を目的とするものである。
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、エンジンのトルクを伝達させることができる第１回転要素、および第１モータのトルクを伝達させることができる第２回転要素、ならびに出力軸にトルクを伝達することができる第３回転要素を有する差動作用のある動力分割機構と、前記出力軸にトルクを伝達することができる第２モータと、前記各回転要素のいずれか一つの回転要素に作用するトルクの伝達を遮断するように構成された係合装置とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、前記係合装置を係合または解放させる係合制御手段を備え、前記係合制御手段は、入力される指令値が低下することに伴って、前記係合装置を係合させるように構成されていることを特徴とするものである。
請求項２の発明は、請求項１の発明において、第１クラッチと第２クラッチとを有するとともに、前記第１クラッチを係合させかつ前記第２クラッチを解放することにより第１変速段を設定し、かつ前記第１クラッチを解放させかつ前記第２クラッチを係合することにより前記第１変速段によって設定される変速比よりも小さい変速比である第２変速段を設定するように構成された変速部を更に備え、前記係合装置は、前記第１クラッチを含むことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記第１クラッチと前記第２クラッチとの一方のクラッチがフェールした場合に、前記エンジンと前記出力軸とのトルクの伝達が可能になるように、前記他方のクラッチを係合させるパターンを変更するように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。
請求項４の発明は、請求項２または３の発明において、前記変速部は、第１サンギヤと、前記第１サンギヤと同心円上に設けられかつ前記第１回転要素に連結された第１リングギヤと、前記第１サンギヤおよび前記第１リングギヤに噛み合う第１ピニオンギヤを自転および公転することができるように保持しかつ前記エンジンに連結された第１キャリヤとによって構成された第１遊星歯車機構を有し、前記第１クラッチは、係合することにより前記第１サンギヤと前記第１キャリヤとを一体に回転させるように構成され、前記第２クラッチは、係合することにより前記第１キャリヤの回転を止めるように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明において、前記動力分割機構は、第２サンギヤと、前記第２サンギヤと同心円上に設けられた第２リングギヤと、前記第２サンギヤおよび前記第２リングギヤに噛み合う第２ピニオンギヤを自転および公転することができるように保持する第２キャリヤとによって構成された第２遊星歯車機構を含むことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。
この発明によれば、エンジンのトルクを伝達させることができる第１回転要素、および第１モータのトルクを伝達させることができる第２回転要素、ならびに出力軸にトルクを伝達することができる第３回転要素を有する差動作用のある動力分割機構と、出力軸にトルクを伝達することができる第２モータと、動力分割機構における各回転要素のいずれか一つの回転要素に作用するトルクの伝達を遮断する係合装置とを備えている。したがって、係合装置を解放させることによりエンジンと出力軸とのトルクの伝達を遮断させることができる。その結果、第２モータから出力されたトルクを出力軸に伝達して車両を走行させているときにおけるエンジンの連れ回りによる動力損失を低減させることができる。また、係合装置を係合または解放させる係合制御手段を備え、その係合圧制御手段は、入力される指令値が低下することに伴って、係合装置を係合させるように構成されている。そのため、係合圧制御手段に指令値を出力する装置がフェールして係合圧制御手段に指令値が入力されないときなどには、係合装置が係合させられてエンジンと出力軸とのトルクの伝達が可能になる。その結果、第１モータの回転数を制御することによりエンジンをクランキングさせて始動させることができる。
また、第１クラッチと第２クラッチとを有するとともに、第１クラッチを係合させかつ第２クラッチを解放させることにより第１変速段を設定し、かつ第１クラッチを解放させかつ第２クラッチを係合させることにより第１変速段よりも変速比が小さい変速比である第２変速段を設定するように構成された変速部を備え、係合装置は、その第１クラッチを含む場合には、係合装置に指令値を出力する装置がフェールして指令値が入力されないときには、変速部が比較的変速比が大きい第１変速段を設定する。そのため、フェールが生じた場合であってもエンジンと出力軸とのトルクの伝達が可能になり、第１モータの回転数を制御することによりエンジンをクランキングさせて始動させることができる。また、そのようにエンジンを始動させたときに、変速部が大きい変速比となるように設定されているので、比較的大きな駆動力を出力することができる。
さらに、第１クラッチと第２クラッチとの一方のクラッチがフェールした場合に、エンジンと出力軸とのトルクの伝達が可能になるように,他方のクラッチを係合させるパターンを変更することにより、フェールを検出した後のクラッチの係合制御が複雑になることを抑制もしくは防止することができる。
この発明で対象とするハイブリッド車両の構成の一例を説明するための模式図である。 図２に示す動力伝達装置で設定される走行モード毎におけるクラッチ、ブレーキ、各モータ・ジェネレータの動作状態を示す図である。 シングルモータ走行モードで走行するときにおける変速部および動力分割機構の各回転要素の動作状態を説明するための共線図である。 ツインモータ走行モードで走行するときにおける変速部および動力分割機構の各回転要素の動作状態を説明するための共線図である。 エンジン走行モードで走行するときにおける変速部および動力分割機構の各回転要素の動作状態を説明するための共線図である。 エンジン、各モータ・ジェネレータ、クラッチ、ブレーキを制御する電子制御装置の構成の一例を説明するためのブロック図である。 クラッチおよびブレーキの油圧を制御する油圧制御装置の構成の一例を説明するための油圧回路図である。 第１リニアソレノイドバルブのＩ−Ｐ特性を説明するための図である。 第２リニアソレノイドバルブのＩ−Ｐ特性を説明するための図である。 ソレノイドバルブの制御例を説明するためのフローチャートである。 フェール時におけるエンジン始動制御の一例を説明するためのフローチャートである。 クラッチおよびブレーキの油圧を制御する油圧制御装置の構成の他の例を説明するための油圧回路図である。 クラッチおよびブレーキの油圧を制御する油圧制御装置の構成の更に他の例を説明するための油圧回路図である。
この発明で対象とするハイブリッド車両は、エンジンのトルクを伝達させることができる第１回転要素と、第１モータのトルクを伝達させることができる第２回転要素と、出力軸にトルクを伝達することができる第３回転要素とを有する差動作用のある動力分割機構を備えている。そのエンジンとしては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン、あるいはガスエンジンなどが挙げられる。また、エンジンから駆動力を出力するときには、第１回転要素が入力要素として機能し、第２回転要素が反力要素として機能する。そのため、第１モータは、発電機能があるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ）であることが好ましい。さらに、第２モータのトルクを出力軸に伝達させることができるように構成されている。したがって、第２モータは、車両に駆動力を出力しているときには力行制御され、車両に制動力を出力しているときには回生制御されるように構成されたものが好ましい。すなわち、第２モータも、第１モータと同様に発電機能があるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ）であることが好ましい。
さらに、この発明で対象とするハイブリッド車両は、エンジンから出力された動力で走行する走行モードと、モータのみから出力された動力で走行する走行モードとを選択できるように構成されている。エンジンから出力された動力で走行する走行モードは、その動力の一部を駆動輪に伝達し、かつその動力の他の一部で第１モータを駆動して発電し、その電力で第２モータを駆動して走行するモードや、エンジンで発電機を駆動して発電し、その電力で第２モータを駆動して走行するモードなどを設定するように構成されていてよい。また、モータのみから出力された動力で走行するモードは、いずれか一つのモータで走行するモードや、二つのモータ（もしくはモータ・ジェネレータ）を共に駆動して走行するモードなどを設定するように構成されていてよい。なお、モータのみから駆動力を出力して走行するときには、エンジンの連れ回りによる動力損失を低減させるために、エンジンと駆動輪とのトルクの伝達を遮断することが好ましく、この発明で対象とするハイブリッド車両では、動力分割機構におけるいずれか一つの回転要素に作用するトルクの伝達を遮断するように係合装置が設けられている。
上述したようにエンジンのトルクを伝達させることができる第１回転要素と、第１モータのトルクを伝達させることができる第２回転要素と、出力軸にトルクを伝達することができる第３回転要素とを有する差動作用のある動力分割機構を備えていたハイブリッド車両の構成について具体的に説明する。図１は、その動力分割機構を有しかつハイブリッド車両に搭載された動力伝達装置の一例を模式的に示している。図１に示す動力伝達装置は、エンジン（ＥＮＧ）１と二つのモータ・ジェネレータ２，３とが動力源として機能するように構成されている。具体的には、エンジン１が出力した動力を第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）２側とドライブシャフト４側とに分割し、かつ第１モータ・ジェネレータ２で発生した電力を第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）３に供給して第２モータ・ジェネレータ３の駆動力をドライブシャフト４に加えるように構成された、いわゆるツーモータ式のハイブリッド駆動装置である。
ここに示す動力伝達装置で用いられている動力分割機構５は、三つの回転要素を有する差動機構によって構成されており、より具体的には遊星歯車機構によって構成されている。図１に示す例ではシングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられており、その遊星歯車機構はエンジン１と同一の軸線上に配置され、その遊星歯車機構におけるサンギヤ６に第１モータ・ジェネレータ２が連結されている。なお、第１モータ・ジェネレータ２は、動力分割機構５に隣接して、エンジン１とは反対側に配置され、そのロータ２Ｒがサンギヤ６に連結されている。このサンギヤ６に対して同心円上にリングギヤ７が配置され、これらサンギヤ６とリングギヤ７とに噛み合っているピニオンギヤ８がキャリヤ９によって自転および公転できるように保持され、そのキャリヤ９がエンジン１と動力分割機構５との間に設けられた変速部１０の出力要素に連結されている。そして、リングギヤ７にドライブギヤ１１が連結されている。このドライブギヤ１１は、変速部１０と動力分割機構５との間に配置されている。
図１に示す変速部１０は、直結段と増速段（オーバードライブ（Ｏ／Ｄ）段）とに切り替えられるように構成されている。この変速部１０は、三つの回転要素を有する差動機構によって構成されたシングルピニオン型の遊星歯車機構を備えている。具体的には、ピニオンギヤ１２を自転および公転可能に保持するキャリヤ１３にエンジン１の出力軸１４が連結され、またリングギヤ１５が動力分割機構５におけるキャリヤ８と一体に回転するように連結されている。そして、サンギヤ１６とキャリヤ１３との間にこれらを連結し、またその連結を解除するクラッチＣ０が設けられている。また、リングギヤ１５と同心円上に配置されたサンギヤ１６を固定し、またその固定を解除するブレーキＢ０が設けられている。これらのクラッチＣ０およびブレーキＢ０は、例えば油圧によって係合する摩擦係合機構によって構成することができる。
一方、上記の動力分割機構５や第１モータ・ジェネレータ２などの回転中心軸線と平行にカウンタシャフト１７が配置されており、上記のドライブギヤ１１に噛み合っているカウンタドリブンギヤ１８がこのカウンタシャフト１７と一体に回転するように取り付けられている。このカウンタドリブンギヤ１８はドライブギヤ１１より小径のギヤであり、したがって動力分割機構５からカウンタシャフト１７に向けてトルクを伝達する場合に減速作用（トルクの増幅作用）が生じる。
さらに、上記の動力分割機構５からドライブシャフト４に伝達されるトルクに、第２モータ・ジェネレータ３のトルクを負荷するように構成されている。すなわち、上記のカウンタシャフト１７と平行に第２モータ・ジェネレータ３が配置されており、そのロータ３Ｒに連結されたリダクションギヤ１９が上記のカウンタドリブンギヤ１２に噛み合っている。そのリダクションギヤ１９はカウンタドリブンギヤ１８より小径であり、したがって第２モータ・ジェネレータ３のトルクを増幅してカウンタドリブンギヤ１８もしくはカウンタシャフト１７に伝達するように構成されている。
カウンタシャフト１７には、更に、カウンタドライブギヤ２０が一体に回転するように設けられており、このカウンタドライブギヤ２０が終減速機であるデファレンシャルギヤ２１におけるリングギヤ２２に噛み合っている。図１では作図の都合上、デファレンシャル２１の位置を図１での右側にずらして記載してある。
なお、図１に示す各モータ・ジェネレータ２，３は、図示しないインバータなどのコントローラを介して蓄電池などの蓄電装置に接続されている。そして、これらのモータ・ジェネレータ２，３はモータとして機能し、また発電機として機能するように電流が制御される。また、エンジン１は、そのスロットル開度や点火時期が制御され、さらには自動停止ならびに再始動の制御が行われる。なお、再始動時には、動力分割機構５からエンジン１にトルクを伝達してクランキングするように構成されている。
上述したように構成された動力伝達装置を有する車両は、エンジン１の動力で走行するエンジン走行モードと、二つのモータ・ジェネレータ２，３をモータとして機能させて、すなわち力行制御して走行するツインモータ走行モードと、いずれか一つのモータ・ジェネレータ（具体的には、第２モータ・ジェネレータ３）の動力で走行するシングルモータ走行モードとを選択することができるように構成されている。具体的には、クラッチＣ０およびブレーキＢ０を制御し、かつ各モータ・ジェネレータ２，３の出力トルクを制御することにより各走行モードを選択するように構成されている。
ここで、各走行モードにおけるクラッチＣ０とブレーキＢ０との係合および解放の状態と、各モータ・ジェネレータ２，３の動作の状態とを、図２に示す作動表を参照して説明する。なお、図２には、車両が駆動力を出力して走行しているときに、クラッチＣ０とブレーキＢ０との係合および解放の状態と、各モータ・ジェネレータ２，３が主に制御される動作の状態とを示している。また、回生制御を「Ｇ」と示し、力行制御を「Ｍ」と示している。図２で「ＥＶ」はエンジン１を停止させて走行するモードを示している。図２に示すようにシングルモータ走行モードによって駆動力を出力している場合あるいは制動力を作用させている場合には、クラッチＣ０とブレーキＢ０とが解放される。すなわち、変速部１０がニュートラル状態にされて、エンジン１と動力分割機構５とのトルクの伝達が遮断される。その状態で、駆動力を駆動輪に伝達して走行する場合には、第２モータ・ジェネレータ３は力行制御され、制動力を作用させる場合には、第２モータ・ジェネレータ３が回生制御される。このようにクラッチＣ０とブレーキＢ０とを解放して、第２モータ・ジェネレータ３を力行制御することによりシングルモータ走行モードが設定される。
そのようにシングルモータ走行モードが設定されているときにおける変速部１０の各回転要素および動力分割機構５の各回転要素の動作状態を図３に示している。図３に示す共線図は、左側が変速部１０における各回転要素の動作状態を示し、右側が動力分割機構５における各回転要素の動作状態を示している。上述したようにクラッチＣ０とブレーキＢ０とが解放されていることにより変速部１０がニュートラル状態となっている。また、変速部１０の出力要素として機能するリングギヤ１５が動力分割機構５におけるキャリヤ９に連結されているので、動力分割機構５から伝達された動力によって回転させられる。そして、エンジン１の慣性力（質量）やフリクショントルクが、サンギヤ１６に連結された部材の慣性力（質量）よりも大きいので、エンジン１が停止してサンギヤ１６が空転する。
上記のように変速部１０がニュートラル状態にされたときに駆動力を出力して走行する場合には、第２モータ・ジェネレータ３が力行制御されて、その第２モータ・ジェネレータ３から出力された動力によって走行する。この場合、第１モータ・ジェネレータ２は空転させていてもよく、所定の回転数に維持するように制御され、あるいは第１モータ・ジェネレータ２に電流を流して回転を止めるように制御（ｄ軸ロック制御）していてもよい。なお、図３に示す例では、第１モータ・ジェネレータ２の回転が止められている。一方、制動力を作用させる場合には、第２モータ・ジェネレータ３を回生制御させる。そのように第２モータ・ジェネレータ３を回生制御して制動力を作用させる場合には、変速部１０をニュートラル状態としてエンジン１と動力分割装置５とのトルクの伝達を遮断することにより、エンジン１のポンピングロスなどによる制動力が作用して回生することができるトルクが低下することを抑制もしくは防止することができる。その結果、シングルモータ走行モード時における回生効率を向上させることができる。さらに、第１モータ・ジェネレータ２の回転を止めることにより、第１モータ・ジェネレータ２の連れ回りによる動力損失を低減することができるので、回生効率を向上させることができる。なお、後進走行時には、第２モータ・ジェネレータ３の回転方向および出力トルクの方向が反転させられる。
また、蓄電装置には充電量の上限があるので、その蓄電装置の充電量（State of Charge：ＳＯＣ）が所定値以上のときには、シングルモータ走行モードで制動しているときであっても、過充電になることを防止するために、クラッチＣ０とブレーキＢ０とのいずれか一方が係合させられる。すなわち、エンジン１と動力分割機構５とがトルクを伝達することができるように連結されて、エンジンブレーキを作用させるように構成されている。なお、クラッチＣ０を係合させると変速部１０は直結段になり、ブレーキＢ０を係合させたときよりも変速比が大きいので、要求される制動力が大きい場合には、クラッチＣ０が係合させられ、要求される制動力が小さい場合には、ブレーキＢ０が係合させられる。
各モータ・ジェネレータ２，３が動力を出力して走行するツインモータ走行モードは、二つのモータ・ジェネレータ２，３から動力を出力することができるので、主にシングルモータ走行モードよりも要求される駆動力が大きいときに設定される。ツインモータ走行モードは、第１モータ・ジェネレータ２と第２モータ・ジェネレータ３とが力行制御される。そして、第１モータ・ジェネレータ２から出力された動力を駆動力として伝達するために、動力分割機構５におけるキャリヤ９の回転が止められる。具体的には、キャリヤ９に連結された変速部１０の回転を止めるために、クラッチＣ０とブレーキＢ０とが係合させられる。図４には、クラッチＣ０とブレーキＢ０とを係合した場合における変速部１０および動力分割機構５の各回転要素の動作状態を示している。このようにクラッチＣ０とブレーキＢ０とを係合させてキャリヤ９の回転が止められると、第１モータ・ジェネレータ２から出力されたトルクと反対方向のトルクがリングギヤ７に伝達される。また、動力分割機構５におけるギヤ比に応じて減速して第１モータ・ジェネレータ２から出力されたトルクがリングギヤ７から出力される。なお、後進走行時には、それぞれのモータ・ジェネレータ２，３の回転方向およびトルクの出力方向を反転させればよい。また、制動時には、それぞれのモータ・ジェネレータ２，３のトルクの出力方向を反転させることにより、各モータ・ジェネレータ２，３によって回生することができる。
さらに、図１に示す動力伝達装置を有する車両では、主にエンジン１から出力された動力によって走行するエンジン走行モードを設定することができる。具体的には、要求駆動力に応じてクラッチＣ０またはブレーキＢ０を係合してエンジン１と動力分割機構５とを連結することにより、エンジン１から出力された動力を駆動輪に伝達することができる。このようにエンジン１から出力された動力を駆動輪に伝達する過程で、第１モータ・ジェネレータ２から反力を動力分割機構５に作用させる。そのときに、第１モータ・ジェネレータ２が出力しているトルクの方向と、第１モータ・ジェネレータ２の回転方向が反対のときには、第１モータ・ジェネレータ２に伝達された動力によって発電される。すなわち、動力分割機構５にエンジン１から伝達された動力の一部を電力に変換する。そのように第１モータ・ジェネレータ２によって回生されて発電された電力、あるいは蓄電装置に充電された電力を第２モータ・ジェネレータ３に供給してカウンタドリブンギヤ１２に伝達する。すなわち、第１モータ・ジェネレータ２を回生制御することにより、動力分割機構５におけるサンギヤ６を反力要素として機能させてエンジン１から出力された動力を伝達するとともに、第２モータ・ジェネレータ３によってトルクを加算するように制御される。したがってこの場合の制御は、ハイブリッド駆動制御と言い得る。なお、図２には、エンジン走行モードを「ＨＶ」と示している。
また、第１モータ・ジェネレータ２は、通電される電流値やその周波数に応じて回転数を任意に制御することができる。そのため、第１モータ・ジェネレータ２の回転数を制御して、エンジン回転数を任意に制御することができる。具体的には、アクセル開度や車速などに応じてエンジン１の出力を定め、そのエンジン１の出力とエンジン１の燃費が良好になる最適燃費線とからエンジン１の運転点を定める。そして、第１モータ・ジェネレータ２の回転数を制御することで、エンジン回転数を燃費が良好となる最適燃費線上に制御することができる。すなわち、動力分割機構５は、電力によって制御可能な無段変速部として機能することができる。
一方、比較的高車速になったときに、エンジン回転数を上記のように制御すると、第１モータ・ジェネレータ２が力行制御される場合がある。そのため、第１モータ・ジェネレータ２が力行制御されることを抑制もしくは防止するために、比較的高車速になったときに、変速部１０の変速比を増速段に変更するように構成されている。すなわち、低速あるいは中速走行時には、クラッチＣ０を係合して変速部１０を直結段に設定し、高速走行時には、ブレーキＢ０を係合して増速段に設定するように構成されている。図５には、変速部１０を増速段に設定したときにおける変速部１０の各回転要素および動力分割機構５の各回転要素の動作状態を示している。なお、エンジン走行モードによって後進走行する場合には、変速部１０が直結段となるようにクラッチＣ０が係合させられる。また、制動時には、要求される制動力に応じてクラッチＣ０とブレーキＢ０とのいずれか一方が係合させられて、エンジンブレーキを作用させる。
また、ツインモータ走行モードあるいはシングルモータ走行モードからエンジン走行モードに切り替わるときに、第１モータ・ジェネレータ２の出力トルクによってエンジン１をクランキングさせるように構成されている。具体的には、クラッチＣ０またはブレーキＢ０のいずれか一方を係合させた状態にし、かつ他方を解放させた状態にしてエンジン１と動力分割機構５とのトルクの伝達を可能にするとともに、変速部１０におけるキャリヤ１３の回転数がエンジン始動時の回転数になるように第１モータ・ジェネレータ２の回転数を制御する。なお、エンジン始動時の車速に応じてあるいは要求駆動力に応じて、クラッチＣ０とブレーキＢ０とのいずれを係合させるかを定めることができる。また、第１モータ・ジェネレータ２の出力トルクによってエンジン１をクランキングさせることにより駆動力が低下する場合には、第２モータ・ジェネレータ３によってその低下した駆動力を出力する。
つぎに、上記クラッチＣ０、ブレーキＢ０、各モータ・ジェネレータ、エンジン１を制御するための電子制御装置について説明する。図６にその電子制御装置のブロック図を示している。図６に示す電子制御装置は、走行のための全体的な制御を行うハイブリッド制御装置（ＨＶ−ＥＣＵ）２３と、各モータ・ジェネレータ２，３を制御するためのモータ・ジェネレータ制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）２４と、エンジン１を制御するためのエンジン制御装置（エンジン−ＥＣＵ）２５とが設けられている。これらの各制御装置２３，２４，２５は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータおよび予め記憶させられているデータを使用して演算を行い、その演算結果を制御指令信号として出力するように構成されている。その入力データの例を挙げると、ハイブリッド制御装置２３には、車速、アクセル開度、第１モータ・ジェネレータ２の回転数、第２モータ・ジェネレータ３の回転数、前記リングギヤ７の回転数（出力軸回転数）、蓄電装置の充電容量（ＳＯＣ）などがハイブリッド駆動装置２３に入力されている。また、ハイブリッド駆動装置２３から出力される指令信号の例を挙げると、第１モータ・ジェネレータ２のトルク指令値、第２モータ・ジェネレータ３のトルク指令値、エンジン１のトルク指令値、ならびにクラッチＣ０の制御油圧値（ＰC0）、ブレーキＢ０の制御油圧値（ＰB0）などがハイブリッド駆動装置２３から出力されている。
上記の第１モータ・ジェネレータ２のトルク指令値および第２モータ・ジェネレータ３のトルク指令値は、モータ・ジェネレータ制御装置２４に制御データとして入力されており、モータ・ジェネレータ制御装置２４はこれらのトルク指令値に基づいて演算を行って第１モータ・ジェネレータ２や第２モータ・ジェネレータ３の電流指令信号を出力するように構成されている。また、エンジントルク指令信号はエンジン制御装置２５に制御データとして入力されており、エンジン制御装置２５はそのエンジントルク指令信号に基づいて演算を行って電子スロットルバルブ（図示せず）に対してスロットル開度信号を出力し、また点火時期を制御する点火信号を出力するように構成されている。さらに、クラッチＣ０の制御油圧値（ＰC0）およびブレーキＢ０の制御油圧値（ＰB0）は、後述する第１リニアソレノイドバルブおよび第２リニアソレノイドバルブに入力されるように構成されている。
上述したエンジン１および第１モータ・ジェネレータ２ならびに第２モータ・ジェネレータ３の動力性能もしくは駆動特性は互いに異なっている。例えばエンジン１は低トルクかつ低回転数の領域から高トルクかつ高回転数の領域までの広い運転領域で運転でき、またエネルギ効率はトルクおよび回転数がある程度高い領域で良好になる。これに対してエンジン１の回転数やエンジン１を停止させる際のクランク角度などの制御および駆動力の出力を行う第１モータ・ジェネレータ２は、低回転数で大きいトルクを出力する特性を備え、前記ドライブシャフト４にトルクを出力する第２モータ・ジェネレータ３は、第１モータ・ジェネレータ２よりも高回転数で運転でき、かつ最大トルクが第１モータ・ジェネレータ２よりも小さい特性を備えている。そこで、この発明で対象とする動力伝達装置は、駆動力源を構成している上記のエンジン１や各モータ・ジェネレータ２，３を有効に利用して、エネルギ効率あるいは燃費が良好になるように制御される。すなわち、上記エンジン走行モードと、ツインモータ走行モードと、シングルモータ走行モードとを任意に変更して走行させるように制御される。
具体的には、アクセル開度がある程度以上に大きい場合、あるいは車速がある程度以上の高車速の場合には、エンジン走行モードが実行される。すなわち、アクセル開度や車速などに応じて、クラッチＣ０とブレーキＢ０とのいずれか一方を係合させて、エンジン１と動力伝達機構５とのトルクの伝達を可能にする。これに対して、アクセル開度が小さく要求駆動力Ｆが小さい場合には、エンジン１が停止されるとともに、クラッチＣ０とブレーキＢ０とが解放されて、シングルモータ走行モードが実行される。また、要求駆動力Ｆが、第２モータ・ジェネレータ３のみから出力することができる駆動力よりも大きく、かつ各モータ・ジェネレータ２，３からトルクを出力することができる駆動力以下の場合には、エンジン１が停止させられるとともに、クラッチＣ０とブレーキＢ０とが係合させられて、ツインモータ走行モードが実行される。なお、シングルモータ走行モードもしくはツインモータ走行モードは、蓄電装置に充電量が十分にあること、第２モータ・ジェネレータ３がトルクを出力できる状態になっていること、エンジン１を停止してもよい状態になっていることなどの条件が成立している場合に実行される。
そして、車両が走行している場合、登降坂路などの道路状況や交通量あるいは規制速度の変化などの走行環境に応じてアクセル操作が行われ、また車速が変化するから、それに伴って走行モードが切り替えられる。例えば、シングルモータ走行モード時にアクセル開度が増大させられた場合には、ツインモータ走行モードあるいはエンジン走行モードに切り替えられ、エンジン走行モード時にアクセル開度が減じられた場合には、ツインモータ走行モードあるいはシングルモータ走行モードに切り替えられる。これらの走行モードの切り替えのための制御は、前述した電子制御装置によって実行される。
つぎに、上述したクラッチＣ０およびブレーキＢ０に油圧を制御することができる油圧制御装置の構成の一例を図７に示す油圧回路図を参照しつつ説明する。図７に示す油圧回路は、出力軸１４と一体に回転するように構成されたメカオイルポンプ２６を有している。すなわち、メカオイルポンプ２６は、変速部１０がいずれかの変速段を設定しているとき、あるいはエンジン１からトルクを出力しているときにオイルパン２７からオイルを汲み上げて吐出するように構成されている。このメカオイルポンプ２６から吐出されたオイルの油圧を所定の油圧に調圧するレギュレータバルブ２８が設けられている。
図７に示すレギュレータバルブ２８はスプール型の制御弁であって、メカオイルポンプ２６に連通した入力ポート２９と、オイルパン２７に連通した出力ポート３０と、メカオイルポンプ２９に連通した油路３１の油圧が供給されるフィードバックポート３２とが形成されている。また、フィードバックポート３２から供給された油圧に基づいてスプール３３が押圧される荷重と対抗してバネ力が作用するようにスプリング３４が設けられている。そして、図７に示す例では、油路３１の油圧に基づいてスプール３３を押圧する荷重がバネ力よりも大きくなると、入力ポート２９と出力ポート３０とを連通させて油路３１のオイルを排出し、それとは反対に、油路３１の油圧に基づいてスプール３３を押圧する荷重がバネ力よりも小さいときには、入力ポート２９と出力ポート３０とを遮断するように構成されている。すなわち、レギュレータバルブ２８は、油路３１の油圧をバネ力に応じた油圧に調圧するように構成されている。なお、アクセル開度などに応じてレギュレータバルブ２８に信号圧を供給して調圧レベルを変更することができるように構成されていてもよい。
レギュレータバルブ２８によって調圧された油圧（以下、ライン圧と記す場合がある。）を元圧としてクラッチＣ０やブレーキＢ０の油圧が制御されるように構成されている。具体的には、油路３１に設けられた第１リニアソレノイドバルブ３５によってクラッチＣ０の油圧が制御され、油路３１に設けられた第２リニアソレノイドバルブ３６によってブレーキＢ０の油圧が制御されるように構成されている。図７に示す第１リニアソレノイドバルブ３５は、図８に示すＩ−Ｐ特性のように給電される電流が増大するに連れて吐出圧が低下するように構成されたノーマルオープン型のバルブである。また、第１リニアソレノイドバルブ３５は、出力圧を制御するものであり、クラッチＣ０に要求される係合圧に応じて、すなわちクラッチＣ０に要求される油圧に応じて給電される電流値が制御される。すなわち、要求される油圧が高くなるに連れて給電される電流値が低下させられる。なお、この第１リニアソレノイドバルブが、この発明における係合圧制御手段に相当する。一方、第２リニアソレノイドバルブ３６は、図９に示すＩ−Ｐ特性のように給電される電流が増大するに連れて吐出圧が増大するように構成されたノーマルクローズ型のバルブである。また、第２リニアソレノイドバルブ３６は、出力圧を制御するものであり、ブレーキＢ０に要求される係合圧に応じて、すなわちブレーキＢ０に要求される油圧に応じて給電される電流値が制御される。すなわち、要求される油圧が高くなるに連れて給電される電流値が増加させられる。
このように第１リニアソレノイドバルブ３５をノーマルオープン型のバルブとし、かつ第２リニアソレノイドバルブ３６をノーマルクローズ型のバルブとすることにより、各リニアソレノイドバルブ３５，３６に電流が通電されない場合であっても、クラッチＣ０に油圧を供給して係合させることができる。すなわち、各リニアソレノイドバルブ３５，３６にハイブリッド制御装置２３から指令値が出力されない場合や図示しないバッテリーから各リニアソレノイドバルブ３５，３６に電流が出力されない場合などのフェール時であっても、クラッチＣ０に油圧を供給して係合させることができる。すなわち、第１モータ・ジェネレータ２から出力されたトルクをエンジン１に伝達すること、具体的には、第１モータ・ジェネレータ２の出力トルクによってエンジン１をクランキングさせることができる。
また、図７に示す例では、クラッチＣ０とブレーキＢ０とが同時に係合することを抑制もしくは防止するように構成されている。具体的には、第１リニアソレノイドバルブ３５とクラッチＣ０との間に、第１フェールセーフバルブ３７を設けている。この第１フェールセーフバルブ３７は、ブレーキＢ０が係合しているときに何らかの要因で第１リニアソレノイドバルブ３５から油圧が出力された場合に、その油圧がクラッチＣ０に供給されることを防止するものである。その構成について簡単に説明すると、第１フェールセーフバルブ３７は、スプール型のバルブであって、第１リニアソレノイドバルブ３５の出力ポート３８に連通した入力ポート３９と、クラッチＣ０に連通した出力ポート４０と、オイルパン２７に連通したドレーンポート４１とが形成されている。また、クラッチＣ０の油圧が供給されるフィードバックポート４２と、第２リニアソレノイドバルブ３６の出力圧が供給される第１パイロットポート４３とが形成されている。そして、第１パイトッロポート４３から供給された油圧に基づいてスプール４４が押圧される荷重と、フィードバックポート４２から供給された油圧に基づいてスプール４４が押圧される荷重とが対抗するように構成され、さらに、フィードバックポート４２から供給された油圧に基づいてスプール４４を押圧する荷重と同一方向にバネ力が作用するようにスプリング４５が設けられている。なお、第１フェールセーフバルブ３７には、後述するソレノイドバルブ４６の出力圧が供給される第２パイロットポート４７が形成されている。この第２パイロットポート４７は、クラッチＣ０とブレーキＢ０とが同時に係合することを許可する場合に油圧が供給されるものであり、その作用については後述する。
そして、第１フェールセーフバルブ３７は、第１パイロットポート４３から供給される油圧に基づいてスプール４４を押圧する荷重が、フィードバックポート４２から供給される油圧に基づく荷重とバネ力との合力よりも大きい場合には、スプール４４が図７における上側に移動する。そのようにスプール４４が移動すると、入力ポート３９と出力ポート４０とが遮断されかつ出力ポート４０とドレーンポート４１とが連通させられる。つまり、クラッチＣ０の油圧がドレーンされる。一方、第１パイロットポート４３から供給される油圧に基づいてスプール４４を押圧する荷重が、フィードバックポート４２から供給される油圧に基づく荷重とバネ力との合力よりも小さい場合には、スプール４４が図７における下側に移動する。そのようにスプール４４が移動すると、入力ポート３９と出力ポート４０とが連通しかつドレーンポート４１が閉じられる。つまり、第１リニアソレノイドバルブ３７とクラッチＣ０とが連通させられる。
したがって、ブレーキＢ０が係合しかつクラッチＣ０が解放している状態では、第１フェールセーフバルブ３７が、クラッチＣ０にオイルを供給させないように切り替わっているので、第１リニアソレノイドバルブ３５から油圧が出力されたとしても、クラッチＣ０にオイルが供給されることを禁止することができる。すなわち、クラッチＣ０とブレーキＢ０とが同時に係合することを抑制もしくは防止することができる。また、クラッチＣ０を係合しかつブレーキＢ０を解放している状態では、第１リニアソレノイドバルブ３５とクラッチＣ０とが連通するように第１フェールセーフバルブ３７が切り替わる。そして、その状態で、第２リニアソレノイドバルブ３６から油圧が吐出されて第１パイロットポート４３に油圧が供給されたときであっても、第１フェールセーフバルブ３７が切り替わらないようにスプリング４５のバネ力を設定する。このように構成することにより、クラッチＣ０を係合しているときに第２リニアソレノイドバルブ３６から油圧が出力されたとしても、クラッチＣ０とブレーキＢ０とが同時に係合することを抑制もしくは防止することができる。
第２フェールセーフバルブ４８は、クラッチＣ０を係合させているときに何らかの要因で第２リニアソレノイドバルブ３６から油圧が出力された場合に、その油圧がブレーキに供給されることを防止するものであり、第１フェールセーフバルブ３７と同様に構成されている。図７に示す例では、第２フェールセーフバルブ４８は、スプール型のバルブによって構成されていて、第２リニアソレノイドバルブ３６の出力ポート４９に連通した入力ポート５０と、ブレーキＢ０に連通した出力ポート５１と、オイルパン２７に連通したドレーンポート５２とが形成されている。また、ブレーキＢ０の油圧が供給されるフィードバックポート５３と、第１リニアソレノイドバルブ３５の出力圧が供給される第１パイロットポート５４とが形成されている。そして、第１パイトッロポート５４から供給された油圧に基づいてスプール５５が押圧される荷重と、フィードバックポート５３から供給された油圧に基づいてスプール５５が押圧される荷重とが対抗するように構成され、さらに、フィードバックポート５３から供給された油圧に基づいてスプール５５を押圧する荷重と同一方向にバネ力が作用するようにスプリング５６が設けられている。なお、第２フェールセーフバルブ４８には、後述するソレノイドバルブ４６の出力圧が供給される第２パイロットポート５７が形成されている。この第２パイロットポート５７は、クラッチＣ０とブレーキＢ０とが同時に係合することを許可する場合に油圧が供給されるものであり、その作用については後述する。
そして、第２フェールセーフバルブ４８は、第１パイロットポート５４から供給される油圧に基づいてスプール５５を押圧する荷重が、フィードバックポート５３から供給される油圧に基づく荷重とバネ力との合力よりも大きい場合には、スプール５５が図７における下側に移動する。そのようにスプール５５が移動すると、入力ポート５０と出力ポート５１とが遮断されかつ出力ポート５１とドレーンポート５２とが連通させられる。つまり、ブレーキＢ０の油圧がドレーンされる。一方、第１パイロットポート５４から供給される油圧に基づいてスプール５５を押圧する荷重が、フィードバックポート５３から供給される油圧に基づく荷重とバネ力との合力よりも小さい場合には、スプール５５が図７における上側に移動する。そのようにスプール５５が移動すると、入力ポート５０と出力ポート５１とが連通しかつドレーンポート５２が閉じられる。つまり、第２リニアソレノイドバルブ４９とブレーキＢ０とが連通させられる。
したがって、クラッチＣ０が係合しかつブレーキＢ０が解放している状態では、第２フェールセーフバルブ４８が、ブレーキＢ０にオイルを供給させないように切り替わっているので、第２リニアソレノイドバルブ４９から油圧が出力されたとしても、ブレーキＢ０にオイルが供給されることを禁止することができる。すなわち、クラッチＣ０とブレーキＢ０とが同時に係合することを抑制もしくは防止することができる。また、ブレーキＢ０を係合しかつクラッチＣ０を解放している状態では、第２リニアソレノイドバルブ３６とブレーキＢ０とが連通するように第２フェールセーフバルブ４８が切り替わる。そして、その状態で、第１リニアソレノイドバルブ３５から油圧が吐出されて第１パイロットポート５４に油圧が供給されたときであっても、第２フェールセーフバルブ４８が切り替わらないようにスプリング５６のバネ力を設定する。このように構成することにより、ブレーキＢ０を係合しているときに第１リニアソレノイドバルブ３５から油圧が出力されたとしても、クラッチＣ０とブレーキＢ０とが同時に係合することを抑制もしくは防止することができる。
また、図１に示すように構成された動力伝達装置は、シングルモータ走行モードやツインモータ走行モードが設定されているときには、出力軸１４が回転しない場合がある。一方、出力軸１４が回転しない場合であっても、エンジン１を始動させるときやツインモータ走行モードが設定されているときには、クラッチＣ０およびブレーキＢ０を係合させるために油圧が必要な場合がある。そのため、図７に示す例では、電動オイルポンプ５８が設けられている。この電動オイルポンプ５８は、モータ５９の出力トルクによって駆動させられてオイルパン２７からオイルを汲み上げて出力するように構成されている。そして、電動オイルポンプ５８から出力されたオイルは、油路６０を介して油路３１に供給することができるように構成されている。なお、メカオイルポンプ２６が駆動しているときに、電動オイルポンプ５８にライン圧が供給されることを抑制もしくは防止するために逆止弁６１が油路に設けられている。言い換えると、電動オイルポンプ５８のみが駆動しているときに、油路３１に電動オイルポンプ５８から油圧を供給することができるように構成されている。また、油路６０の油圧が過剰に増大することを抑制もしくは防止するためのリリーフ弁６２が設けられている。
電動オイルポンプ５８が駆動しているときには、逆止弁６１を介して油路３１にオイルが供給されてレギュレータバルブ２８によって調圧され、その調圧されたライン圧に基づいて各リニアソレノイドバルブ３５，３６がクラッチＣ０およびブレーキＢ０の油圧を制御する。
一方、図１に示すように構成された動力伝達装置は、クラッチＣ０とブレーキＢ０とを係合させてキャリヤ９の回転を止めることにより、第１モータ・ジェネレータ２の出力トルクを駆動力として伝達するように構成されている。つまり、クラッチＣ０とブレーキＢ０とを係合させることにより、ツインモータ走行モードが設定される。そのため、図７に示す油圧回路では、クラッチＣ０とブレーキＢ０とを同時に係合させることができるように構成されている。すなわち、各フェールセーフバルブ３７，４８を機能させないようにすることができるように構成されている。具体的には、油路６０に連通したソレノイドバルブ４６を介して第１フェールセーフバルブ３７と第２フェールセーフバルブ４８とのそれぞれの第２パイロットポート４７，５７に電動オイルポンプ５８の出力圧を供給することができるように構成されている。図７に示すソレノイドバルブ５８は、電磁力とスプリング６３のバネ力とによってスプール６４を駆動させることにより、入力ポート６５と出力ポート６６とを連通させて電動オイルポンプ５８から各フェールセーフバルブ３７，４８に油圧を供給し、または出力ポート６６とドレーンポート６７とを連通させて各フェールセーフバルブ３７，４８に供給されたオイルを排出するように構成されている。すなわち、ソレノイドバルブ４６に給電する電流を制御することによって、クラッチＣ０とブレーキＢ０とを同時に係合させることを許可するか否かを切り替えるように構成されている。したがって、ツインモータ走行モードへの走行モードの切り替えが判断された場合などに、ソレノイドバルブ４６に給電してあるいは給電を停止して連通させるポートを切り替える。
図１０には、そのソレノイドバルブ４６の制御例を説明するためのフローチャートを示している。図１０に示す例では、まず、モータ走行中か否か、すなわちシングルモータ走行モードあるいはツインモータ走行モードが設定されているか否かを判断する（ステップＳ１１）。このステップＳ１１は、エンジン制御装置２３からエンジン１を駆動させるための信号が出力されているか否かなどによって判断することができる。エンジン走行モードであってステップＳ１１で否定的に判断された場合には、ソレノイドバルブ４６への給電を停止させて（ステップＳ１２）、リターンする。なお、図１０にはソレノイドバルブオフと示している。それとは反対に、モータ走行中であってステップＳ１１で肯定的に判断された場合には、ツインモータ走行モードか否かを判断する（ステップＳ１３）。このステップＳ１３は、要求駆動力や車速から判断することや第１モータ・ジェネレータ２に要求される出力トルクが要求駆動力に基づいて定められているか否かなどによって判断することができる。ソレノイドバルブ４６は、ツインモータ走行モード時に給電されるものであり、したがって、シングルモータ走行モードであってステップＳ１３で否定的に判断された場合には、ソレノイドバルブ４６への給電を停止させて（ステップＳ１２）、リターンする。一方、ツインモータ走行モードであってステップＳ１３で肯定的に判断された場合には、ソレノイドバルブ４６に給電して（ステップＳ１４）、リターンする。すなわち、電動オイルポンプ５８からソレノイドバルブ４６を介して各フェールセーフバルブ３７，４８に油圧が供給される。なお、図１０には、ステップＳ１４をソレノイドバルブオンと示している。
上述したように第１リニアソレノイドバルブ３５をノーマルオープン型のバルブとし、かつ第２リニアソレノイドバルブ３６をノーマルクローズ型のバルブとすることにより、各リニアソレノイドバルブ３５，３６に給電されない場合であっても、第１リニアソレノイドバルブ３５から油圧を出力してクラッチＣ０を係合させることができる。その結果、各リニアソレノイドバルブ３５，３６に給電する装置、例えば図示しないバッテリーやインバータがフェールした場合であっても、エンジン１と動力分割機構５とのトルクの伝達が可能になるので、第１モータ・ジェネレータ２の出力トルクによってエンジン１をクランキングさせて始動させることができる。また、そのようなフェールが生じたときにクラッチＣ０とブレーキＢ０とのいずれか一方を係合させることができればよいが、クラッチＣ０を係合させるように構成することによって、フェール時に設定される変速部１０の変速比が比較的大きくなる。その結果、エンジン１を始動させた後に比較的大きい駆動力を出力することができる。
また、各リニアソレノイドバルブ３５，３６に給電することができないフェール以外に、いずれか一方のリニアソレノイドバルブに給電することができないフェールが生じる場合もある。さらに、スプールがスタックした場合など、給電していないにも拘わらず給電されているときと同様にリニアソレノイドバルブが作用するフェールが生じる場合がある。それらのフェールが生じた場合であっても、エンジン１を始動させることができる制御例を図１１に示している。なお、図１１に示すフローチャートには、給電する信号がハイブリッド制御装置２３から出力されていないにも拘わらず、給電されているときと同様にリニアソレノイドバルブが作用している状態をオンフェールと示し、給電する信号がハイブリッド制御装置から出力されているにも拘わらず、給電されていないときと同様にリニアソレノイドバルブが作用している状態をオフフェールと示す。また、各リニアソレノイドバルブ３５，３６がフェールしているか否かの判断は、給電される電流値から求められる油圧値と、実際の出力油圧とに乖離があるか否かによって判断することができる。また、クラッチＣ０やブレーキＢ０が係合することにより変速部１０の各回転要素の回転数が変化するので、クラッチＣ０やブレーキＢ０を係合させるための信号を出力したときに設定されるべき各回転要素の回転数と、実際の回転数とに乖離があるか否かによって判断することができる。
図１１に示す制御例では、まず、各リニアソレノイドバルブ３５，３６がオフフェールか否かを判断する（ステップＳ２０１）。第１リニアソレノイドバルブ３５は、ノーマルオープン型のバルブであり、したがって、オフフェールの場合には、第１リニアソレノイドバルブ３５から油圧が出力されている状態になる。また、第２リニアソレノイドバルブ３６は、ノーマルクローズ型のバルブであり、したがって、オフフェールの場合には、第２リニアソレノイドバルブ３６から油圧が出力されていない状態になる。そのため、各リニアソレノイドバルブ３５，３６がオフフェールしていてステップＳ２０１で肯定的に判断される場合には、変速部１０が直結段を設定することになる。したがって、エンジン１と動力分割機構５とが動力伝達可能に連結されるので、エンジン１を始動させて（ステップＳ２０２）、リターンする。具体的には、エンジン１をクランキングさせるために第１モータ・ジェネレータ２の回転数を制御する。すなわち、変速部１０の変速比が「１」として、エンジン１が始動することができる所定の回転数になるように第１モータ・ジェネレータ２が制御される。つまり、動力分割機構５におけるキャリヤ９の回転数が上記所定の回転数になるように第１モータ・ジェネレータ２が制御される。そして、エンジン１の回転数が所定の回転数になったときにエンジン１を点火させて始動させる。なお、図１１には、直結段のエンジン始動制御と示している。
各リニアソレノイドバルブ３５，３６あるいはいずれか一方のリニアソレノイドバルブがオフフェールでないことによりステップＳ２０１で否定的に判断された場合は、第１リニアソレノイドバルブ３５がオンフェールか否かを判断する（ステップＳ２０３）。なお、図１１では、便宜上、第１リニアソレノイドバルブ３５をＳＬ１と示し、第２リニアソレノイドバルブ３６をＳＬ２と示している。第１リニアソレノイドバルブ３５がオンフェールしていてステップＳ２０３で肯定的に判断された場合には、第１リニアソレノイドバルブ３５から油圧が出力されずクラッチＣ０が解放させられていることとなるので、エンジン１と動力分割機構５とのトルクの伝達を可能にするために、ブレーキＢ０を係合させるように第２リニアソレノイドバルブ３６に給電する（ステップＳ２０４）。このように第１リニアソレノイドバルブ３５がオンフェールしているときに第２リニアソレノイドバルブ３６に給電することにより、変速部１０が増速段を設定することができる。つまり、エンジン１と動力分割機構５とのトルクの伝達が可能になる。そのため、変速部１０を増速段に設定している状態で、エンジン１を始動させて（ステップＳ２０５）、リターンする。このステップＳ２０４におけるエンジン始動の制御は、ステップＳ２０２と異なり、変速部１０が増速段となっているので、その変速比に応じて第１モータ・ジェネレータ２の回転数を制御する。すなわち、変速部１０が直結段を設定しているときよりも、動力分割機構５におけるキャリヤ９の回転数が大きくなるように第１モータ・ジェネレータ２が制御される。そして、エンジン１の回転数が所定の回転数になったときにエンジン１を点火させて始動させる。なお、図１１には、増速段のエンジン始動制御と示している。
一方、第１リニアソレノイドバルブ３５がオンフェールしていなくステップＳ２０３で否定的に判断された場合には、ついで、第１リニアソレノイドバルブ３５がオフフェールしているか否かを判断する（ステップＳ２０６）。第１リニアソレノイドバルブ３５がオフフェールしていてステップＳ２０６で肯定的に判断された場合は、第１リニアソレノイドバルブ３５から油圧が出力されてクラッチＣ０が係合させられるので、エンジン１を回転させることができるように、言い換えると、変速部１０の回転が止められることを回避するために、第２リニアソレノイドバルブ３６への給電を停止させる（ステップＳ２０７）。したがって、変速部１０は、直結段が設定される。そのため、上記ステップＳ２０２と同様にエンジン１を始動させて（ステップＳ２０８）、リターンする。
それとは反対に、第１リニアソレノイドバルブ３５がフェールしてなく、ステップＳ２０６で否定的に判断された場合には、第２リニアソレノイドバルブ３６がフェールしているか、あるいはそれがオンフェールであるか否かに応じて第１リニアソレノイドバルブ３５の制御を変更させる。具体的には、まず、第２リニアソレノイドバルブ３６がオンフェールしているか否かを判断する（ステップＳ２０９）。第２リニアソレノイドバルブ３６がオンフェールしていることによりステップＳ２０９で肯定的に判断される場合には、第２リニアソレノイドバルブ３５から油圧が出力されてブレーキＢ０が係合させられるので、エンジン１を回転させることができるように、言い換えると、変速部１０の回転が止められることを回避するために、第１リニアソレノイドバルブ３５への給電を停止させる（ステップＳ２１０）。したがって、変速部１０は、増速段が設定される。そのため、上記ステップＳ２０５と同様にエンジン１を始動させて（ステップＳ２１１）、リターンする。
一方、第２リニアソレノイドバルブ３６がオンフェールしてなくステップＳ２０９で否定的に判断された場合は、第２リニアソレノイドバルブ３６がオフフェールしているか否かを判断する（ステップＳ２１２）。ここで、第２リニアソレノイドバルブ３６がオフフェールしていてステップＳ２１２で肯定的に判断される場合は、第２リニアソレノイドバルブ３６から油圧が出力されずブレーキＢ０が解放されることになるので、エンジン１と動力分割機構５とのトルクの伝達を可能にするために第１リニアソレノイドバルブ３５への給電が停止させられる（ステップＳ２１３）。したがって、変速部１０が直結段を設定する。そのため、上記ステップＳ２０２やステップＳ２０８と同様にエンジン１を始動させて（ステップＳ２１４）、リターンする。それとは反対に、第２リニアソレノイドバルブ３６がフェールしてなくステップＳ２１１で否定的に判断された場合は、各リニアソレノイドバルブ３５，３６がフェールしていないことになる。そのため、通常時と同様にエンジン１を始動させて（ステップＳ２１５）、リターンする。具体的には、エンジン１を始動させるために制御される第１モータ・ジェネレータ２の回転数の変化量やエンジン１を始動させた後に要求される駆動力などに応じてクラッチＣ０とブレーキＢ０とのいずれか一方を係合させて、エンジン１をクランキングさせ、その後、エンジン１を点火して始動させる。
上述したように制御することにより、エンジン始動時に各リニアソレノイドバルブ３５，３６のいずれか一方あるいは双方がフェールした場合であっても、クラッチＣ０とブレーキＢ０とのいずれか一方を係合させることができる。そのため、変速部１０は直結段と増速段とのいずれか一方の変速段を設定して、動力分割機構５とエンジン１とのトルクの伝達が可能になる。その結果、第１モータ・ジェネレータ２の回転数を制御することにより、エンジン１をクランキングさせてエンジン１を始動させることができる。また、上述した制御例のように各リニアソレノイドバルブ３５，３６がフェールしているか否かあるいはそのフェールがオンフェールかオフフェールかを判断することができる。そのため、エンジン始動時に限らず、シングルモータ走行モードやツインモータ走行モード時にリニアソレノイドバルブのフェールの有無あるいはそのフェールの状態を判断することができる。そのように判断してフェールが生じているときには、図１１に示す制御と同様に係合させるクラッチＣ０またはブレーキＢ０を変更させることができる。例えば、第１リニアソレノイドバルブ３５がオンフェールしているときには、エンジン走行モードで比較的低車速で走行しているときには、通常、変速部１０を直結段に設定するためにクラッチＣ０を係合させるが、上記のように判断された場合には、ブレーキＢ０を係合させるように制御を変更させることができる。すなわち、フェールしていない係合装置を係合させるパターンを変更させる。そのように係合装置を係合させるパターンを変更した場合には、動力伝達装置で設定される変速比が変化しないように動力分割機構５の変速比を制御する。したがって、リニアソレノイドバルブがフェールした場合であっても、要求駆動力に応じた駆動力を出力させることができる。
なお、クラッチＣ０やブレーキＢ０の油圧を制御する油圧制御装置は、図７に示す構成に限定されない。図１２は、図１に示すクラッチＣ０およびブレーキＢ０の油圧を制御する油圧制御装置の他の例について説明するための油圧回路図である。なお、図７と同様の構成については、同一の参照符号を付してその説明を省略する。図１２に示す油圧回路は、第１フェールセーフバルブ３７が設けられていない。また、第２フェールセーフバルブ４８には、フィードバックポート５３が形成されていない。このように油圧回路を構成しても、クラッチＣ０を係合させるために第１リニアソレノイドバルブ３５から油圧が出力されているときには、第２フェールセーフバルブ４８におけるスプール５５が図１２における下側に位置するので、第２リニアソレノイドバルブ３６から出力された油圧がブレーキＢ０に供給されることを抑制もしくは防止することができる。また、図１２に示す例では、ブレーキＢ０を係合させるために第２リニアソレノイドバルブ３６から油圧が出力されているときに、第１リニアソレノイドバルブ３５から油圧が出力されたときには、ブレーキＢ０を解放するように構成されている。具体的には、第２フェールセーフバルブ４８の第１パイロットポート５４に第１リニアソレノイドバルブ３５の出力圧が供給されて、図１２に示す下側に、スプール５５が移動する。その結果、クラッチＣ０が係合させられるとともに、ブレーキＢ０が解放される。なお、ツインモータ走行モードに設定するときには、ソレノイドバルブ４６から油圧が出力されるので、第１リニアソレノイドバルブ３５から出力された油圧が第２フェールセーフバルブ４８に供給されていたとしても、第２リニアソレノイドバルブ３６とブレーキＢ０とが連通されて油圧が供給される。
さらに、図１３に示すように油圧回路を構成してもよい。図１３に示す油圧回路は、メカオイルポンプ２６と電動オイルポンプ５９とが並列に設けられている。また、第１フェールセーフバルブ３７は設けられていない。さらに、第１リニアソレノイドバルブ３５から出力された油圧が第２フェールセーフバルブ４８に供給するか否かを切り替えるようにソレノイドバルブ４６が設けられている。具体的には、第１リニアソレノイドバルブ３５と第２フェールセーフバルブ４８との間にソレノイドバルブ４６が設けられている。そして、クラッチＣ０とブレーキＢ０とを同時に係合させるとき以外は、第１リニアソレノイドバルブ３５と第２フェールセーフバルブ４８とが連通し、かつクラッチＣ０とブレーキＢ０とを同時に係合させるときには、第１リニアソレノイドバルブ３５から出力された油圧がドレーンされるように構成されている。
また、上述した例では、エンジン１と動力分割機構５との間に、エンジン１と動力分割機構５とのトルクの伝達を遮断する構成、より具体的には変速部１０を備えた例を挙げて説明したが、第１モータ・ジェネレータ２と動力分割機構５との間に同様の構成を備えたものを対象とすることや、動力分割機構５の出力側、より具体的にはリングギヤ７とドライブギヤ１１との間に同様の構成を備えたものを対象としてもよい。すなわち、動力分割機構５は、差動機構によって構成されているので、係合装置を解放していずれか一つの回転要素とのトルクの伝達が遮断されると、動力分割機構５を介してエンジン１や各モータ・ジェネレータ２，３のトルクの伝達ができなくなる。そのため、動力分割機構５におけるいずれか一つの回転要素とのトルクの伝達を遮断する係合装置を、フェール時に係合させることができるように構成されていればよい。また、その係合装置は、変速部１０のように差動作用を備えたものあるいは複数のクラッチやブレーキを備えたものでなくてもよい。つまり、エンジン１とキャリヤ１３との間に一つのクラッチを設けたものであってもよい。そのように一つのクラッチを設けた構成の場合には、そのクラッチの油圧を制御するバルブに信号が供給されないときに係合するように構成されていればよい。
さらに、動力分割機構や変速部は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されていてもよい。そして、クラッチやブレーキは、油圧によって制御されるものに限らず、電磁力などによって係合および解放が制御されるように構成されたものであってもよく、また、噛み合いクラッチなど摩擦力以外の力によってトルクを伝達するように構成されたものであってもよい。
１…エンジン、 ２…第１モータ・ジェネレータ、 ３…第２モータ・ジェネレータ、 ４…ドライブシャフト、 ５…動力分割機構、 ６，１６…サンギヤ、 ７，１５，２２…リングギヤ、 ８，１２…ピニオンギヤ、 ９，１３…キャリヤ、 １０…変速部、 １１…ドライブギヤ、 １４…出力軸、 １７…カウンタシャフト、 １８…カウンタドリブンギヤ、 １９…リダクションギヤ、 ２０…カウンタドライブギヤ、 ２１…デファレンシャルギヤ。

Claims (5)

  1. エンジンのトルクを伝達させることができる第１回転要素、および第１モータのトルクを伝達させることができる第２回転要素、ならびに出力軸にトルクを伝達することができる第３回転要素を有する差動作用のある動力分割機構と、前記出力軸にトルクを伝達することができる第２モータと、前記各回転要素のいずれか一つの回転要素に作用するトルクの伝達を遮断するように構成された係合装置とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、
    前記係合装置を係合または解放させる係合制御手段を備え、
    前記係合制御手段は、入力される指令値が低下することに伴って、前記係合装置を係合させるように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  2. 第１クラッチと第２クラッチとを有するとともに、前記第１クラッチを係合させかつ前記第２クラッチを解放することにより第１変速段を設定し、かつ前記第１クラッチを解放させかつ前記第２クラッチを係合することにより前記第１変速段によって設定される変速比よりも小さい変速比である第２変速段を設定するように構成された変速部を更に備え、
    前記係合装置は、前記第１クラッチを含む
    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. 前記第１クラッチと前記第２クラッチとの一方のクラッチがフェールした場合に、前記エンジンと前記出力軸とのトルクの伝達が可能になるように、前記他方のクラッチを係合させるパターンを変更するように構成されてい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。
  4. 前記変速部は、第１サンギヤと、前記第１サンギヤと同心円上に設けられかつ前記第１回転要素に連結された第１リングギヤと、前記第１サンギヤおよび前記第１リングギヤに噛み合う第１ピニオンギヤを自転および公転することができるように保持しかつ前記エンジンに連結された第１キャリヤとによって構成された第１遊星歯車機構を有し、
    前記第１クラッチは、係合することにより前記第１サンギヤと前記第１キャリヤとを一体に回転させるように構成され、
    前記第２クラッチは、係合することにより前記第１キャリヤの回転を止めるように構成されている
    ことを特徴とする請求項２または３に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  5. 前記動力分割機構は、第２サンギヤと、前記第２サンギヤと同心円上に設けられた第２リングギヤと、前記第２サンギヤおよび前記第２リングギヤに噛み合う第２ピニオンギヤを自転および公転することができるように保持する第２キャリヤとによって構成された第２遊星歯車機構を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
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