JP2015024764A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転機の過負荷を抑制しながら要求駆動力を出力することができる動力伝達装置を提供する。【解決手段】機関と、第一回転機と、第二回転機と、差動部と、機関と差動部との間に配置された係合装置と、制御部とを備え、差動部は、係合装置に接続された入力回転要素と、第一回転機に接続された回転要素と、第二回転機および駆動輪に接続された出力回転要素とを有し、制御部は、発進時に要求駆動力が第１所定値以上（ステップＳ１０−Ｙ）の場合、係合装置をスリップ制御し（Ｓ５０）、機関のトルクを増加させる（Ｓ６０）。【選択図】図１０

Description

本発明は、動力伝達装置に関する。

従来、ハイブリッド駆動装置がある。例えば、特許文献１には、内燃機関が出力する動力によって駆動されて発電機能を備えた第１電動機と、その第１電動機から供給される電力によって動作して出力部材に動力を付与する第２電動機とが同一軸線上に配置されるとともに、これら第１電動機と第２電動機との間に、内燃機関の出力した動力を第１電動機と出力部材側とに分配する動力分配機構が配置されたハイブリッド駆動装置の技術が開示されている。

特開２００８−１２０２３４号公報

動力伝達装置が有する回転機の過負荷を抑制することについて、従来十分な検討がなされていない。例えば、大きな駆動力が要求されている場合に、回転機の過負荷を抑制しながら要求駆動力を出力できることが望まれている。

また、ハイブリッド車両では、発電量が制限される場合がある。発電量が制限されている場合に、回転機の過負荷を抑制しながら要求駆動力を出力できることが好ましい。

本発明の目的は、回転機の過負荷を抑制しながら要求駆動力を出力することができる動力伝達装置を提供することである。

本発明の他の目的は、回転機の過負荷の抑制と、発電量の抑制とを両立しながら要求駆動力を出力することができる動力伝達装置を提供することである。

本発明の動力伝達装置は、機関と、第一回転機と、第二回転機と、差動部と、前記機関と前記差動部との間に配置された係合装置と、制御部とを備え、前記差動部は、前記係合装置に接続された入力回転要素と、前記第一回転機に接続された回転要素と、前記第二回転機および駆動輪に接続された出力回転要素とを有し、前記制御部は、発進時に要求駆動力が第１所定値以上の場合、前記係合装置をスリップ制御し、前記機関のトルクを増加させることを特徴とする。

上記動力伝達装置において、前記制御部は、前記要求駆動力が第２所定値以上の場合、前記係合装置のスリップ量を増加させることが好ましい。

上記動力伝達装置において、更に、前記第一回転機と電力を授受する蓄電装置を備え、前記制御部は、前記蓄電装置に対して入力することが許容される電力の最大値に応じて前記スリップ量を変化させることが好ましい。

上記動力伝達装置において、前記制御部は、前記許容される電力の最大値が小さい場合、当該最大値が大きい場合よりも、前記スリップ量を大きくすることが好ましい。

上記動力伝達装置において、前記制御部は、前記スリップ制御を実行すると、前記係合装置が完全係合している場合よりも前記第一回転機の回転数を低減させることが好ましい。

上記動力伝達装置において、前記制御部は、前記係合装置のスリップ量を許容される最大スリップ量以下とするように前記第一回転機の回転数を調節することが好ましい。

上記動力伝達装置において、前記制御部は、前記係合装置においてスリップが許容されない場合、前記スリップ制御を実行することに代えて、前記要求駆動力に対して実際の駆動力を低減させることが好ましい。

本発明に係る動力伝達装置は、機関と、第一回転機と、第二回転機と、差動部と、機関と差動部との間に配置された係合装置と、制御部とを備える。差動部は、係合装置に接続された入力回転要素と、第一回転機に接続された回転要素と、第二回転機および駆動輪に接続された出力回転要素とを有する。制御部は、発進時に要求駆動力が第１所定値以上の場合、係合装置をスリップ制御し、機関のトルクを増加させる。本発明に係る動力伝達装置によれば、エンジンから伝達されるトルクを増加させ、回転機の過負荷を抑制しながら要求駆動力を出力することができるという効果を奏する。

図１は、第１実施形態に係る車両のスケルトン図である。 図２は、第１実施形態に係る車両の入出力関係図である。 図３は、第１実施形態に係る車両の作動係合表を示す図である。 図４は、単独モータＥＶモードに係る共線図である。 図５は、両モータＥＶモードに係る共線図である。 図６は、ＨＶローモードに係る共線図である。 図７は、ＨＶハイモードに係る共線図である。 図８は、第１実施形態のモード選択に係るマップを示す図である。 図９は、第１実施形態のスリップ制御を説明する共線図である。 図１０は、第１実施形態の制御に係るフローチャートである。 図１１は、第１実施形態のエンジン動作点の変更に係る説明図である。 図１２は、第１実施形態の制御に係るタイムチャートである。 図１３は、第２実施形態に係る車両のスケルトン図である。

以下に、本発明の実施形態に係る動力伝達装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［第１実施形態］
図１から図１２を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、動力伝達装置に関する。図１は、本発明の第１実施形態に係る車両のスケルトン図、図２は、第１実施形態に係る車両の入出力関係図、図３は、第１実施形態に係る車両の作動係合表を示す図、図４は、単独モータＥＶモードに係る共線図、図５は、両モータＥＶモードに係る共線図、図６は、ＨＶローモードに係る共線図、図７は、ＨＶハイモードに係る共線図、図８は、第１実施形態のモード選択に係るマップを示す図、図９は、第１実施形態のスリップ制御を説明する共線図、図１０は、第１実施形態の制御に係るフローチャート、図１１は、第１実施形態のエンジン動作点の変更に係る説明図、図１２は、第１実施形態の制御に係るタイムチャートである。

本実施形態に係る車両１００は、図１に示すように、動力源としてエンジン１、第一回転電機ＭＧ１および第二回転電機ＭＧ２を有するハイブリッド（ＨＶ）車両である。車両１００は、外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド（ＰＨＶ）車両であってもよい。図１および図２に示すように、車両１００は、エンジン１、バッテリ３、第一遊星歯車機構１０、第二遊星歯車機構２０、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２、クラッチＣＬ１、ブレーキＢＫ１、ＨＶ＿ＥＣＵ５０、ＭＧ＿ＥＣＵ６０およびエンジン＿ＥＣＵ７０を含んで構成されている。

また、本実施形態に係る動力伝達装置１−１は、エンジン１、バッテリ３、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２、第二遊星歯車機構２０、クラッチＣＬ１、ＨＶ＿ＥＣＵ５０、ＭＧ＿ＥＣＵ６０およびエンジン＿ＥＣＵ７０を含んで構成されている。動力伝達装置１−１は、ＦＦ（前置きエンジン前輪駆動）車両あるいはＲＲ（後置きエンジン後輪駆動）車両等に適用可能である。動力伝達装置１−１は、例えば、軸方向が車幅方向となるように車両１００に搭載される。

本実施形態に係る動力伝達装置１−１では、第二遊星歯車機構２０が差動部として機能する。また、クラッチＣＬ１は、機関としてのエンジン１と差動部としての第二遊星歯車機構２０との間に配置された係合装置として機能する。また、本実施形態では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０、ＭＧ＿ＥＣＵ６０およびエンジン＿ＥＣＵ７０が、制御部として機能する。

機関の一例であるエンジン１は、燃料の燃焼エネルギーを出力軸の回転運動に変換して出力する。エンジン１の出力軸は、入力軸２と接続されている。入力軸２は、動力伝達機構の入力軸である。動力伝達機構は、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２、クラッチＣＬ１、ブレーキＢＫ１、差動装置３０等を含んで構成されている。入力軸２は、エンジン１の出力軸と同軸上かつ出力軸の延長線上に配置されている。入力軸２は、第一遊星歯車機構１０の第一キャリア１４と接続されている。

本実施形態の第一遊星歯車機構１０は、エンジン１の回転を変速して出力可能である。本実施形態では、第一遊星歯車機構１０と、クラッチＣＬ１と、ブレーキＢＫ１とを含んで変速部が構成されている。第一遊星歯車機構１０は、エンジン１と第二遊星歯車機構２０との間に配置されている。第一遊星歯車機構１０は、シングルピニオン式であり、第一サンギア１１、第一ピニオンギア１２、第一リングギア１３および第一キャリア１４を有する。

第一リングギア１３は、第一サンギア１１と同軸上であってかつ第一サンギア１１の径方向外側に配置されている。第一ピニオンギア１２は、第一サンギア１１と第一リングギア１３との間に配置されており、第一サンギア１１および第一リングギア１３とそれぞれ噛み合っている。第一ピニオンギア１２は、第一キャリア１４によって回転自在に支持されている。第一キャリア１４は、入力軸２と連結されており、入力軸２と一体回転する。従って、第一ピニオンギア１２は、入力軸２と共に入力軸２の中心軸線周りに回転（公転）可能であり、かつ第一キャリア１４によって支持されて第一ピニオンギア１２の中心軸線周りに回転（自転）可能である。

クラッチＣＬ１は、第一サンギア１１と第一キャリア１４とを連結可能なクラッチ装置である。本実施形態のクラッチＣＬ１は、摩擦係合式のクラッチである。クラッチＣＬ１は、例えば、油圧によって制御されて係合あるいは開放する。完全係合状態のクラッチＣＬ１は、第一サンギア１１と第一キャリア１４とを連結し、第一サンギア１１と第一キャリア１４とを一体回転させることができる。完全係合状態のクラッチＣＬ１は、第一遊星歯車機構１０の差動を規制する。一方、開放状態のクラッチＣＬ１は、第一サンギア１１と第一キャリア１４とを切り離し、第一サンギア１１と第一キャリア１４との相対回転を許容する。つまり、開放状態のクラッチＣＬ１は、第一遊星歯車機構１０の差動を許容する。なお、クラッチＣＬ１は、半係合状態に制御可能である。半係合状態のクラッチＣＬ１は、第一遊星歯車機構１０の差動を許容する。

クラッチＣＬ１は、エンジン１と第二遊星歯車機構２０との間に配置された係合装置であり、エンジン１と第二遊星歯車機構２０とを断接する。係合状態のクラッチＣＬ１は、エンジン１と第二遊星歯車機構２０との動力伝達経路を接続状態とし、エンジン１と第二遊星歯車機構２０との間で動力を伝達する。一方、開放状態のクラッチＣＬ１は、エンジン１と第二遊星歯車機構２０との動力伝達経路を遮断し、エンジン１と第二遊星歯車機構２０との動力の伝達を不能とする。

ブレーキＢＫ１は、第一サンギア１１の回転を規制することができるブレーキ装置である。ブレーキＢＫ１は、第一サンギア１１に接続された係合要素と、車体側、例えば動力伝達機構のケースと接続された係合要素とを有する。ブレーキＢＫ１は、クラッチＣＬ１と同様の摩擦係合式のクラッチ装置とすることができるが、これに限らず、噛合い式のクラッチ等のクラッチ装置がブレーキＢＫ１として用いられてもよい。ブレーキＢＫ１は、例えば、油圧によって制御されて係合あるいは開放する。完全係合状態のブレーキＢＫ１は、第一サンギア１１と車体側とを連結し、第一サンギア１１の回転を規制することができる。一方、開放状態のブレーキＢＫ１は、第一サンギア１１と車体側とを切り離し、第一サンギア１１の回転を許容する。なお、ブレーキＢＫ１は、半係合状態に制御可能である。半係合状態のブレーキＢＫ１は、第一サンギア１１の回転を許容する。

本実施形態の第二遊星歯車機構２０は、第一遊星歯車機構１０と駆動輪３２とを接続している。第二遊星歯車機構２０は、シングルピニオン式であり、第二サンギア２１、第二ピニオンギア２２、第二リングギア２３および第二キャリア２４を有する。第二遊星歯車機構２０は、第一遊星歯車機構１０と同軸上に配置され、第一遊星歯車機構１０を挟んでエンジン１と互いに対向している。

第二リングギア２３は、第二サンギア２１と同軸上であってかつ第二サンギア２１の径方向外側に配置されている。第二ピニオンギア２２は、第二サンギア２１と第二リングギア２３との間に配置されており、第二サンギア２１および第二リングギア２３とそれぞれ噛み合っている。第二ピニオンギア２２は、第二キャリア２４によって回転自在に支持されている。第二キャリア２４は、第一リングギア１３と接続されており、第一リングギア１３と一体回転する。第二ピニオンギア２２は、第二キャリア２４と共に入力軸２の中心軸線周りに回転（公転）可能であり、かつ第二キャリア２４によって支持されて第二ピニオンギア２２の中心軸線周りに回転（自転）可能である。第一リングギア１３は、第一遊星歯車機構１０の出力要素であり、エンジン１から第一遊星歯車機構１０に入力された回転を第二キャリア２４に出力することができる。第二キャリア２４は、第一遊星歯車機構１０を介してクラッチＣＬ１に接続されている入力回転要素である。

第二サンギア２１には第一回転機ＭＧ１の回転軸３３が接続されている。第一回転機ＭＧ１の回転軸３３は、入力軸２と同軸上に配置されており、第二サンギア２１と一体回転する。第二サンギア２１は、第一回転機ＭＧ１に接続された回転要素である。第二リングギア２３には、カウンタドライブギア２５が接続されている。カウンタドライブギア２５は、第二リングギア２３と一体回転する出力ギアである。第二リングギア２３は、第二回転機ＭＧ２および駆動輪３２に接続された出力回転要素である。第二リングギア２３は、第一回転機ＭＧ１あるいは第一遊星歯車機構１０から入力された回転を駆動輪３２に出力することができる。

カウンタドライブギア２５は、カウンタドリブンギア２６と噛み合っている。カウンタドリブンギア２６は、カウンタシャフト２７を介してドライブピニオンギア２８と接続されている。カウンタドリブンギア２６とドライブピニオンギア２８とは一体回転する。また、カウンタドリブンギア２６には、リダクションギア３５が噛み合っている。リダクションギア３５は、第二回転機ＭＧ２の回転軸３４に接続されている。つまり、第二回転機ＭＧ２の回転は、リダクションギア３５を介してカウンタドリブンギア２６に伝達される。リダクションギア３５は、カウンタドリブンギア２６よりも小径であり、第二回転機ＭＧ２の回転を減速してカウンタドリブンギア２６に伝達する。

ドライブピニオンギア２８は、差動装置３０のデフリングギア２９と噛み合っている。差動装置３０は、左右の駆動軸３１を介して駆動輪３２と接続されている。第二リングギア２３は、カウンタドライブギア２５、カウンタドリブンギア２６、ドライブピニオンギア２８、差動装置３０および駆動軸３１を介して駆動輪３２と接続されている。また、第二回転機ＭＧ２は、第二リングギア２３と駆動輪３２との動力伝達経路に対して接続されており、第二リングギア２３および駆動輪３２に対してそれぞれ動力を伝達可能である。

第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２は、それぞれモータ（電動機）としての機能と、発電機としての機能とを備えている。第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２は、インバータを介してバッテリ３と接続されている。バッテリ３は、充電および放電が可能な蓄電装置であり、第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２と電力を授受する。第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２は、バッテリ３から供給される電力を機械的な動力に変換して出力することができると共に、入力される動力によって駆動されて機械的な動力を電力に変換することができる。回転機ＭＧ１，ＭＧ２によって発電された電力は、バッテリ３に蓄電可能である。第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２としては、例えば、三相交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。

本実施形態の車両１００では、エンジン１と同軸上に、エンジン１から近い側から順に、ブレーキＢＫ１、クラッチＣＬ１、第一遊星歯車機構１０、カウンタドライブギア２５、第二遊星歯車機構２０および第一回転機ＭＧ１が配置されている。また、本実施形態の動力伝達装置１−１は、入力軸２と、第二回転機ＭＧ２の回転軸３４とが異なる軸上に配置された複軸式とされている。

図２に示すように、車両１００は、ＨＶ＿ＥＣＵ５０、ＭＧ＿ＥＣＵ６０およびエンジンＥＣＵ７０を有する。各ＥＣＵ５０，６０，７０は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、車両１００全体を統合制御する機能を有している。ＭＧ＿ＥＣＵ６０およびエンジンＥＣＵ７０は、ＨＶ＿ＥＣＵ５０と電気的に接続されている。

ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２を制御することができる。ＭＧ＿ＥＣＵ６０は、例えば、第一回転機ＭＧ１に対して供給する電流値を調節し、第一回転機ＭＧ１の出力トルクを制御すること、および第二回転機ＭＧ２に対して供給する電流値を調節し、第二回転機ＭＧ２の出力トルクを制御することができる。

エンジンＥＣＵ７０は、エンジン１を制御することができる。エンジンＥＣＵ７０は、例えば、エンジン１の電子スロットル弁の開度を制御すること、点火信号を出力してエンジン１の点火制御を行うこと、エンジン１に対する燃料の噴射制御等を行うことができる。エンジンＥＣＵ７０は、電子スロットル弁の開度制御、噴射制御、点火制御等によりエンジン１の出力トルクを制御することができる。

ＨＶ＿ＥＣＵ５０には、車速センサ、アクセル開度センサ、ＭＧ１回転数センサ、ＭＧ２回転数センサ、出力軸回転数センサ、バッテリセンサ等が接続されている。これらのセンサにより、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、車速、アクセル開度、第一回転機ＭＧ１の回転数、第二回転機ＭＧ２の回転数、動力伝達機構の出力軸の回転数、バッテリ状態ＳＯＣ等を取得することができる。

ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、取得する情報に基づいて、車両１００に対する要求駆動力や要求パワー、要求トルク等を算出することができる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、算出した要求値に基づいて、第一回転機ＭＧ１の出力トルク（以下、「ＭＧ１トルク」とも記載する。）、第二回転機ＭＧ２の出力トルク（以下、「ＭＧ２トルク」とも記載する。）およびエンジン１の出力トルク（以下、「エンジントルク」とも記載する。）を決定する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＭＧ１トルクの指令値およびＭＧ２トルクの指令値をＭＧ＿ＥＣＵ６０に対して出力する。また、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、エンジントルクの指令値をエンジンＥＣＵ７０に対して出力する。

ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、後述する走行モード等に基づいて、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１をそれぞれ制御する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、クラッチＣＬ１に対する供給油圧の指令値（ＰｂＣＬ１）およびブレーキＢＫ１に対する供給油圧の指令値（ＰｂＢＫ１）をそれぞれ出力する。図示しない油圧制御装置は、各指令値ＰｂＣＬ１，ＰｂＢＫ１に応じてクラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１に対する供給油圧を制御する。

車両１００では、ハイブリッド（ＨＶ）走行あるいはＥＶ走行を選択的に実行可能である。ＨＶ走行とは、エンジン１を動力源として車両１００を走行させる走行モードである。ＨＶ走行では、エンジン１に加えて、更に第二回転機ＭＧ２を動力源としてもよい。

ＥＶ走行は、第一回転機ＭＧ１あるいは第二回転機ＭＧ２の少なくともいずれか一方を動力源として走行する走行モードである。ＥＶ走行では、エンジン１を停止して走行することが可能である。本実施形態に係る動力伝達装置１−１は、ＥＶ走行モードとして、第二回転機ＭＧ２を単独の動力源として車両１００を走行させる単独モータＥＶモード（単独駆動ＥＶモード）と、第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２を動力源として車両１００を走行させる両モータＥＶモード（両駆動ＥＶモード）を有する。

図３の作動係合表において、クラッチＣＬ１の欄およびブレーキＢＫ１の欄の丸印は、係合を示し、空欄は開放を示す。また、三角印は、クラッチＣＬ１あるいはブレーキＢＫ１のいずれかを係合し、他方を開放することを示す。単独モータＥＶモードは、例えば、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１を共に開放して実行される。図４等に示す各共線図において、符号Ｓ１，Ｃ１，Ｒ１は、それぞれ第一サンギア１１、第一キャリア１４、第一リングギア１３を示し、符号Ｓ２，Ｃ２，Ｒ２は、それぞれ第二サンギア２１、第二キャリア２４、第二リングギア２３を示す。

図４に示す単独モータＥＶモードでは、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１が開放している。ブレーキＢＫ１が開放していることで、第一サンギア１１の回転が許容され、クラッチＣＬ１が開放していることで、第一遊星歯車機構１０は差動可能である。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、車両１００を前進走行させる場合、ＭＧ＿ＥＣＵ６０を介して第二回転機ＭＧ２に正トルクを出力させて車両１００に前進方向の駆動力を発生させる。第二リングギア２３は、駆動輪３２の回転と連動して正回転する。ここで、正回転とは、車両１００の前進時の第二リングギア２３の回転方向とする。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、第一回転機ＭＧ１をジェネレータとして作動させて引き摺り損失を低減させる。具体的には、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、第一回転機ＭＧ１にわずかなトルクをかけて発電させ、第一回転機ＭＧ１の回転数を０回転とする。これにより、第一回転機ＭＧ１の引き摺り損失を低減することができる。また、ＭＧ１トルクを０としてもコギングトルクを利用してＭＧ１回転数を０に維持できるときは、ＭＧ１トルクを加えないようにしてもよい。あるいは、第一回転機ＭＧ１のｄ軸ロックによってＭＧ１回転数を０としてもよい。

第一リングギア１３は、第二キャリア２４に連れ回り正回転する。第一遊星歯車機構１０では、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１が開放されたニュートラルの状態であるため、エンジン１は連れ回されず、第一キャリア１４は回転を停止する。よって回生量を大きく取ることが可能である。第一サンギア１１は空転して負回転する。

単独モータＥＶモードでの走行時に、バッテリ３の充電状態がフルとなり、回生エネルギーが取れない場合が発生し得る。この場合、エンジンブレーキを併用することが考えられる。クラッチＣＬ１あるいはブレーキＢＫ１を係合することで、エンジン１を駆動輪３２と接続し、エンジンブレーキを駆動輪３２に作用させることができる。図３に三角印で示すように、単独モータＥＶモードでクラッチＣＬ１あるいはブレーキＢＫ１を係合すると、エンジン１を連れ回し状態とし、第一回転機ＭＧ１でエンジン回転数を上げてエンジンブレーキ状態とすることができる。

図５に示す両モータＥＶモードでは、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１を係合する。クラッチＣＬ１が係合することで、第一遊星歯車機構１０の差動は規制され、ブレーキＢＫ１が係合することで、第一サンギア１１の回転が規制される。従って、第一遊星歯車機構１０の全回転要素の回転が停止する。出力要素である第一リングギア１３の回転が規制されることで、これと接続された第二キャリア２４が０回転にロックされる。

ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２にそれぞれ走行駆動用のトルクを出力させる。第二キャリア２４は、回転が規制されていることで、第一回転機ＭＧ１のトルクに対して反力を取り、第一回転機ＭＧ１のトルクを第二リングギア２３から出力させることができる。第一回転機ＭＧ１は、前進時に負トルクを出力して負回転することで、第二リングギア２３から正のトルクを出力させることができる。一方、後進時には、第一回転機ＭＧ１は、正トルクを出力して正回転することで、第二リングギア２３から負のトルクを出力させることができる。

ＨＶ走行では、差動部としての第二遊星歯車機構２０は差動状態を基本とし、変速部の第一遊星歯車機構１０は、ロー／ハイの切り替えがなされる。図６は、ロー状態のＨＶ走行モード（以下、「ＨＶローモード」とも記載する。）に係る共線図、図７は、ハイ状態のＨＶ走行モード（以下、「ＨＶハイモード」とも記載する。）に係る共線図である。

ＨＶローモードでは、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、クラッチＣＬ１を係合し、ブレーキＢＫ１を開放する。クラッチＣＬ１が係合することにより、第一遊星歯車機構１０は差動が規制され、各回転要素１１，１３，１４が一体回転する。従って、エンジン１の回転は増速も減速もされず、等速で第一リングギア１３から第二キャリア２４に伝達される。

一方、ＨＶハイモードでは、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、クラッチＣＬ１を開放し、ブレーキＢＫ１を係合する。ブレーキＢＫ１が係合することにより、第一サンギア１１の回転が規制される。よって、第一遊星歯車機構１０は、第一キャリア１４に入力されたエンジン１の回転が増速されて第一リングギア１３から出力されるオーバドライブ（ＯＤ）状態となる。このように、第一遊星歯車機構１０は、エンジン１の回転を増速して出力することができる。オーバドライブ時の第一遊星歯車機構１０の変速比は、例えば、０．７とすることができる。

このように、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１からなる切替装置は、第一遊星歯車機構１０の差動を規制する状態と、第一遊星歯車機構１０の差動を許容する状態とを切り替えて第一遊星歯車機構１０を変速させる。動力伝達装置１−１は、第一遊星歯車機構１０を含む変速部によってＨＶハイモードとＨＶローモードとの切り替えが可能であり、車両１００の伝達効率を向上させることができる。また、変速部の後段には、直列に差動部としての第二遊星歯車機構２０が接続されている。第一遊星歯車機構１０がオーバドライブであるため、第一回転機ＭＧ１を大きく高トルク化しなくてもよいという利点がある。

ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、例えば、高車速ではＨＶハイモードを選択し、中低車速ではＨＶローモードを選択する。図８に示すマップにおいて、横軸は車速、縦軸は要求駆動力を示す。図８に示すように、低車速かつ要求駆動力が小さい低負荷の領域は、モータ走行域である。モータ走行域では、ＥＶ走行が選択される。モータ走行域では、例えば、低負荷時は単独モータＥＶモードが選択され、高負荷時は両駆動ＥＶモードが選択される。

モータ走行域よりも高車速や高負荷の領域は、エンジン走行域である。エンジン走行域は、更に、直結（ロー）領域とＯＤ（ハイ）領域に分割されている。直結領域は、ＨＶローモードが選択されるエンジン走行域である。ＯＤ領域は、ＨＶハイモードが選択されるエンジン走行域である。ＯＤ領域は、高車速の領域であり、直結領域は、中低車速の領域である。直結領域は、ＯＤ領域よりも高負荷側に設定されている。高車速かつ低負荷時に変速部をオーバドライブとすることで、燃費の向上を図ることができる。

本実施形態では、ＨＶハイモードとＨＶローモードとの切り替えによりエンジン１の回転を変速して出力することで、メカニカルポイントが２つとなり、燃費を向上させることができる。なお、メカニカルポイントは、遊星歯車機構１０，２０に入力される動力が電気パスを介さずに機械的な伝達によって全てカウンタドライブギア２５に伝達される高効率な動作点である。

本実施形態に係る動力伝達装置１−１は、第一遊星歯車機構１０がエンジン１の回転を増速して第一リングギア１３から出力することができる。従って、動力伝達装置１−１は、第一遊星歯車機構１０を備えずに第二キャリア２４に対して直接エンジン１が接続されている場合のメカニカルポイントに対して、更にハイギア側にもう１つのメカニカルポイントを有する。つまり、動力伝達装置１−１は、ハイギア側に２つのメカニカルポイントを有する。よって、動力伝達装置１−１は、高速走行時の伝達効率向上による燃費の向上を図ることができるハイブリッドシステムを実現できる。

また、動力伝達装置１−１は、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１を係合することで、第二遊星歯車機構２０の入力要素の回転を規制することができ、両モータＥＶモードによる走行を可能とできる。このため、両モータＥＶモードを実現するために別途クラッチ等を設ける必要がなく、構成が簡素化される。本実施形態のレイアウトでは、第二回転機ＭＧ２の減速比を大きく取ることができる。また、ＦＦあるいはＲＲレイアウトによりコンパクトな配置を実現できる。

（後進走行）
後進走行をする場合、エンジン走行中は、第一回転機ＭＧ１がジェネレータとして発電を行い、第二回転機ＭＧ２がモータとして力行し、負回転して負トルクを出力して走行する。バッテリ３の充電状態が十分であるときは、単独駆動ＥＶモードで第二回転機ＭＧ２が単独で逆回転してモータ走行するようにしてもよい。また、第二キャリア２４を固定して両駆動ＥＶモードで後進走行することも可能である。

（協調変速制御）
ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＨＶハイモードとＨＶローモードとの切り替えを行う場合、第一遊星歯車機構１０と第二遊星歯車機構２０とを同時に変速させる協調変速制御を実行することができる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、協調変速制御において、第一遊星歯車機構１０および第二遊星歯車機構２０の一方の変速比を増加させ、他方の変速比を減少させる。

ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＨＶハイモードからＨＶローモードに切り替える場合、モードの切り替えと同期して第二遊星歯車機構２０の変速比をハイギア側に変化させる。これにより、車両１００のエンジン１から駆動輪３２までの全体での変速比の不連続な変化を抑制または低減し、変速比の変化の度合いを低減することができる。エンジン１から駆動輪３２までの変速比の変化が抑制されることで、変速に伴うエンジン回転数の調節量を低減させ、あるいはエンジン回転数の調節を不要とすることができる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、例えば、車両１００全体での変速比をロー側に連続的に変化させるように、第一遊星歯車機構１０および第二遊星歯車機構２０を協調して変速させる。

一方、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＨＶローモードからＨＶハイモードに切り替える場合、モードの切り替えと同期して第二遊星歯車機構２０の変速比をローギア側に変化させる。これにより、車両１００全体での変速比の不連続な変化を抑制または低減し、変速比の変化の度合いを低減することができる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、例えば、車両１００全体での変速比をハイ側に連続的に変化させるように、第一遊星歯車機構１０および第二遊星歯車機構２０を協調して変速させる。

第二遊星歯車機構２０の変速比の調節は、例えば、第一回転機ＭＧ１の回転数の制御によって行われる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、例えば、入力軸２とカウンタドライブギア２５との間の変速比を無段階に変化させるように第一回転機ＭＧ１を制御する。これにより、遊星歯車機構１０，２０、第一回転機ＭＧ１、クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１を含む全体、すなわち差動部と変速部を含む変速装置が電気的無段変速機として作動する。差動部と変速部を含む変速装置の変速比幅がワイドであるため、差動部から駆動輪３２までの変速比を比較的大きく取れる。また、ＨＶ走行モードの高車速走行時の動力循環が低減される。

（エンジン始動制御）
ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、単独モータＥＶモードからエンジン１を始動する場合、クラッチＣＬ１あるいはブレーキＢＫ１を係合し、エンジン回転数を上昇させて点火を行う。クラッチＣＬ１あるいはブレーキＢＫ１が係合すると、第一リングギア１３から第一キャリア１４にトルクが伝達され、エンジン１には正トルクが入力される。この正トルクにより、エンジン１が回転を開始し、エンジン回転数が上昇する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、エンジン回転数が予め定められた点火回転数以上となると、エンジン１の点火を行ってエンジン１の始動を完了する。

ここで、ハイブリッド車両において、回転機の過負荷を抑制できることが望まれている。回転機が回転を停止している場合や低回転で回転している場合、相変化が生じにくくなり、１相に電流が流れ続ける場合がある。このときに、モータ巻き線やインバータのＩＧＢＴ素子に電流が集中し、熱負荷が上がる可能性がある。こうした１相に電流が流れ続ける状態を単相ロックと称する。第一回転機ＭＧ１や第二回転機ＭＧ２において、低回転かつ高負荷の状態が継続すると、単相ロックによる過負荷が発生する可能性がある。

本実施形態の動力伝達装置１−１では、第二回転機ＭＧ２は、駆動輪３２の回転と連動して回転する。第二回転機ＭＧ２は、差動部としての第二遊星歯車機構２０よりも駆動輪３２側の動力伝達経路に接続されている。このため、第二回転機ＭＧ２は、第二遊星歯車機構２０を介して駆動輪３２と接続されている第一回転機ＭＧ１とは異なり、車速に対して回転数を任意に変化させることができない。車両１００の停車時には、駆動輪３２の回転が停止しているため、第二回転機ＭＧ２も回転を停止する。また、走行中の第二回転機ＭＧ２の回転数は、駆動輪３２の回転数に応じて一意に決まる回転数となり、任意に変化させることができない。

従って、例えば、車両１００の発進時に大きな駆動力が要求されると、単相ロックによる過負荷が生じやすくなる。例えば、発進時に段差を乗り越えようとする場合や、急勾配に逆らって発進しようとする場合に、第二回転機ＭＧ２の回転数が上昇せずに単相ロックが発生し、第二回転機ＭＧ２に大きな電流が流れて過負荷となる可能性がある。なお、本明細書において、発進時とは、車両１００の発進時であって、第二回転機ＭＧ２の回転数（以下、「ＭＧ２回転数」と称する。）が０回転の走行状態もしくは低回転である走行状態を示す。発進時は、例えば、ＭＧ２回転数が、ＭＧ２回転数センサの検出限界以下の回転数域にある状態であってもよい。また、発進時は、車速が車速センサの検出限界以下の車速域にある状態であってもよい。

本実施形態に係る動力伝達装置１−１は、発進時に要求駆動力が第１所定値Ｆ１以上の場合、クラッチＣＬ１をスリップ制御し、エンジントルクを増加させる。エンジントルクが増加することにより、エンジン１から第一遊星歯車機構１０および第二遊星歯車機構２０を介して駆動輪３２に伝達されるトルクが増加する。これにより、第二回転機ＭＧ２に要求されるトルクが大きなものとなることが抑制される。よって、本実施形態に係る動力伝達装置１−１は、第二回転機ＭＧ２の過負荷を抑制しながら要求駆動力を出力することができる。クラッチＣＬ１がスリップする分、トルクのロスが発生する可能性があるが、それにも増して、エンジン１から駆動輪３２に伝達するトルクが増加する。よって、第二回転機ＭＧ２のトルク（電流）を増加させずに、アウトプットトルクを増加させることができる。

また、動力伝達装置１−１は、発進時に要求駆動力が第１所定値Ｆ１以上の場合、図９を参照して説明するように、クラッチＣＬ１をスリップ制御する。図９において、実線は、クラッチＣＬ１のスリップ制御を開始する前の共線図を示し、破線は、クラッチＣＬ１のスリップ制御を実行しているときの共線図を示す。以下の説明では、発進時に要求駆動力が第１所定値Ｆ１以上の場合に実行されるクラッチＣＬ１のスリップ制御を単に「スリップ制御」と記載する。スリップ制御の実行前は、クラッチＣＬ１が完全係合しており、第一サンギア１１（Ｓ１軸）の回転数と、第一キャリア１４（Ｃ１軸）の回転数とが一致している。

スリップ制御が実行されてクラッチＣＬ１がスリップすると、第一遊星歯車機構１０の差動回転が許容される。従って、図９に破線で示すように、第一キャリア１４の回転数に対して、第一サンギア１１や第一リングギア１３の回転数を異なる回転数に変化させることが可能である。動力伝達装置１−１は、スリップ制御を実行すると、クラッチＣＬ１が完全係合している場合よりもＭＧ１回転数を低減、すなわちＭＧ１回転数の絶対値を小さくする。これにより、第一回転機ＭＧ１の発電量を抑制することができる。よって、本実施形態の動力伝達装置１−１は、第二回転機ＭＧ２の過負荷の抑制と、発電量の抑制とを両立しながら要求駆動力を出力することができる。

図１０から図１２を参照して、第１実施形態の制御について説明する。図１２のタイムチャートには、（ａ）エンジン回転数、（ｂ）エンジントルク、（ｃ）ＭＧ１トルク、（ｄ）ＭＧ１回転数、（ｅ）ＭＧ２トルク、（ｆ）バッテリ３に対する充電量、（ｇ）クラッチＣＬ１の油圧、（ｈ）アウトプットトルク、（ｉ）アクセル開度、（ｊ）車速が示されている。図１２には、例えば段差を乗り越える場合のように、アクセルが踏まれ、かつ車両１００が停車した状態から、時刻ｔ１においてアクセルが踏み増しされたときの動作が示されている。なお、図１２の各値の実線は、スリップ制御がなされた場合の推移を示し、破線は、スリップ制御がなされない場合の推移を示している。

図１０に示すフローチャートは、例えば、所定の間隔で繰り返し実行される。ここでは、ＨＶローモードにおいて、図１０に示すフローチャートが実行される場合について説明する。まず、ステップＳ１０では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０により、車速が０かつ要求駆動力が大であるか否かが判定される。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、発進時に要求駆動力が第１所定値Ｆ１以上である場合にステップＳ１０で肯定判定する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、例えば、検出されている車速が０［ｋｍ／ｈ］である場合に発進時であると判定する。本実施形態では、アクセル開度に基づいて要求駆動力が大であるか否かが判定される。

具体的には、アクセル開度が所定開度θ１以上であると、要求駆動力が第１所定値Ｆ１以上であると判定される。所定開度θ１および第１所定値Ｆ１は、例えば、第二回転機ＭＧ２の単相ロック域に基づいて定められている。単相ロック域とは、第二回転機ＭＧ２に流れる電流値とＭＧ２回転数との組合せである第二回転機ＭＧ２の動作点（以下、「ＭＧ２動作点」と称する。）について定められた領域である。単相ロック域は、ＭＧ２回転数が低回転で、かつ第二回転機ＭＧ２に流れる電流値が大きい動作点の領域である。

ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＨＶローモードにおいて、要求駆動力に応じたアウトプットトルクをエンジントルクとＭＧ２トルクによって実現するように、エンジントルクの目標値およびＭＧ２トルクの目標値を決定する。エンジン１のトルク分担量と、第二回転機ＭＧ２のトルク分担量は、例えば、予め記憶されている計算式やマップに基づいて算出される。

こうした計算式やマップに従うと、要求駆動力が大きくなるに従い第二回転機ＭＧ２が出力すべきトルクが大きくなり、第二回転機ＭＧ２に流れる電流値が増加する場合がある。要求駆動力が大きい場合、車速が増加してＭＧ２回転数が上昇すれば過負荷が生じにくいが、段差の乗り越え等で車速が上昇しないままで第二回転機ＭＧ２がトルクを出力し続けると、過負荷となる可能性がある。

本実施形態のＨＶ＿ＥＣＵ５０は、要求駆動力に対応するＭＧ２動作点が、単相ロック域の動作点である場合や、単相ロック域の直前（近傍）かつ低負荷側の動作点となる場合、要求駆動力が大であると判定する。要求駆動力が大であるか否かを判定する閾値である第１所定値Ｆ１は、予め適合実験等の結果に基づいて定められている。所定開度θ１は、第１所定値Ｆ１に対応するアクセル開度である。アクセル開度が、所定開度θ１以上であると、要求駆動力が大であると判定される。図１２では、時刻ｔ２にアクセル開度が所定開度θ１以上となり、要求駆動力が大であると判定されるようになる。ステップＳ１０の判定の結果、発進時であって、要求駆動力が第１所定値Ｆ１以上であると判定された場合（ステップＳ１０−Ｙ）にはステップＳ２０に進み、そうでない場合（ステップＳ１０−Ｎ）には本制御フローは終了する。

ステップＳ２０では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０により、油温Ｔｗが所定温度Ｔｗ１よりも大であるか否かが判定される。油温Ｔｗは、クラッチＣＬ１に供給される作動油の温度である。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、油温Ｔｗが所定温度Ｔｗ１以下である場合、クラッチＣＬ１のスリップ制御を実行しない。ステップＳ２０の判定の結果、油温Ｔｗが所定温度Ｔｗ１よりも大であると判定された場合（ステップＳ２０−Ｙ）にはステップＳ５０に進み、そうでない場合（ステップＳ２０−Ｎ）にはステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０により、クラッチＣＬ１が完全係合される。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、クラッチＣＬ１をスリップさせず、第一遊星歯車機構１０の差動を規制する。ステップＳ３０が実行されると、ステップＳ４０に進む。

ステップＳ４０では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０により、駆動力がカットされる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ステップＳ２０で否定判定がなされ、クラッチＣＬ１のスリップ制御が許容されない場合、スリップ制御を実行することに代えて、要求駆動力に対して実際の駆動力を低減させ、駆動力をカットする。図１２に示すように、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、アクセル開度が所定開度θ１を超えた後、可能な範囲でエンジントルクを増加させていく。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、時刻ｔ２から時刻ｔ３まで、アクセル開度の増加に応じてエンジントルクを増加させることにより、アウトプットトルクを増加させる。ＭＧ２トルクは、既に単相ロック域の直前のトルクとなっているため、時刻ｔ１以降は増加していない。

エンジントルクの増加に応じて、エンジン回転数が上昇し、ＭＧ１回転数もこれに応じて上昇する。また、エンジントルクの増加に応じて、反力トルクとしてのＭＧ１トルクの大きさが増加する。これにより、第一回転機ＭＧ１の発電量が増加して、時刻ｔ１から時刻ｔ３までバッテリ３に対する充電量（電力）が増加している。時刻ｔ３に、充電量が許容される上限（後述する最大入力電力Ｗｉｎ）に達して、それ以上にＭＧ１トルクやＭＧ１回転数を変化させることができなくなる。これにより、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、時刻ｔ３以降はエンジントルクの増加を停止する。言い換えると、ＨＶ＿ＥＣＵ５０によって時刻ｔ３から駆動力のカットが実行され、破線で示す実際のアウトプットトルクは、アクセル開度に応じた要求アウトプットトルク（実線）に対して小さなトルクで推移する。ステップＳ４０が実行されると、本制御フローは終了する。

ステップＳ５０では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０により、クラッチＣＬ１のスリップ制御が実行される。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、クラッチＣＬ１に対する供給油圧の指令値を低下させ、完全係合していたクラッチＣＬ１を半係合状態としてスリップさせる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、クラッチＣＬ１のスリップ量（差回転数）を目標のスリップ量とするように、油圧のフィードバック制御を行う。図１２では、時刻ｔ３からクラッチＣＬ１に対する供給油圧が低下し、スリップ制御が開始される。ステップＳ５０が実行されると、ステップＳ６０に進む。

ステップＳ６０では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０により、エンジン動作点が変更される。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、例えば、図１１を参照して説明するように、エンジン動作点を変更する。図１１において、横軸はエンジン回転数、縦軸はエンジントルクである。エンジン動作点は、エンジン回転数とエンジントルクとの組み合わせを示す。曲線Ｌ１は、予め定められた動作点の集合であり、例えば、エンジン１を良好な燃費で運転させることができる動作点の集合である。本実施形態では、曲線Ｌ１は、それぞれのエンジン回転数に対して、エンジン１を最も低燃費で運転することができる動作点をつないだものである。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、エンジン動作点をスリップ制御の開始前の動作点Ｘ１から、スリップ制御の開始後の動作点Ｘ２に変更する。動作点の変更により、図１２に示すように、エンジントルクは符号Ｔｅ１で示す値からＴｅ２で示す値に増加し、エンジン回転数は、符号Ｎｅ１で示す値からＮｅ２で示す値に上昇する。図１２では、時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけてエンジン動作点が変更される。ステップＳ６０が実行されると、ステップＳ７０に進む。

ステップＳ７０では、ＨＶ＿ＥＣＵ５０により、ＭＧ１動作点が変更される。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＭＧ１回転数をクラッチＣＬ１が完全係合している場合の回転数よりも低減させるようＭＧ＿ＥＣＵ６０に対して指令する。図９を参照して説明すると、ステップＳ６０でエンジン回転数がスリップ制御開始前の回転数Ｎｅ１から、スリップ制御開始後の回転数Ｎｅ２に上昇する。クラッチＣＬ１が完全係合したままであれば、第一リングギア１３（Ｒ１軸）の回転数および第二キャリア２４（Ｃ２軸）の回転数もエンジン回転数と同じ回転数（Ｎｅ２）となる。この場合、ＭＧ１回転数は、スリップ制御開始前の回転数Ｎｇ１から、符号Ｎｇ２で示す回転数まで上昇してしまう。

ＭＧ１回転数が上昇すると、第一回転機ＭＧ１の発電量が増加する。一方で、第二回転機ＭＧ２の過負荷を抑制するために、第二回転機ＭＧ２の消費電力が制限を受けている。このため、スリップ制御を実行しない場合、バッテリ３に対する充電量（電力）が増大しやすい。ここで、バッテリ３に対して入力することが許容される電力には最大値（以下、「最大入力電力Ｗｉｎ」と称する。）がある。最大入力電力Ｗｉｎは、バッテリ３の温度等に応じて変化する。

ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、第一回転機ＭＧ１で発電された電力のうち、消費しきれない余剰分が、最大入力電力Ｗｉｎを超えないように第一回転機ＭＧ１の発電量を制限する。その結果、スリップ制御を実行しない場合、ＭＧ１トルクが制限されてしまい、反力トルクが不足して、駆動輪３２に対して十分なエンジントルクを伝達させることができなくなる可能性がある。図１２では、時刻ｔ３にバッテリ３に対して充電される電力が最大入力電力Ｗｉｎに到達する。スリップ制御を実行しない場合（各破線）、時刻ｔ３以降にＭＧ１回転数やエンジン回転数を増加させたり、ＭＧ１トルクの大きさを増加させたりすることができないことは、既に述べた通りである。

これに対して、本実施形態の動力伝達装置１−１は、スリップ制御を実行することで、第一回転機ＭＧ１の発電量を低減させることができる。スリップ制御が実行されることにより、要求駆動力を実現し、かつバッテリ３に対して入力する電力を最大入力電力Ｗｉｎ以下とすることが可能である。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、要求駆動力に応じて、図１１を参照して説明したように、スリップ制御実行中のエンジントルクおよびエンジン回転数の目標値を決定する。より具体的には、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、まず、要求駆動力に応じて、第二回転機ＭＧ２の過負荷を抑制できる範囲でＭＧ２トルクの目標値を決定する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、要求駆動力に対してＭＧ２トルクだけでは不足するトルクをエンジン１に出力させるようにエンジントルクの目標値を決定する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、目標とするエンジントルクに対して、最適な燃費でエンジン１を運転できる回転数をエンジン回転数の目標値とする。

また、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、目標とするエンジントルクを第二キャリア２４から第二リングギア２３に出力できるように、ＭＧ１トルクの目標値を決定する。また、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、バッテリ３に蓄電する電力を最大入力電力Ｗｉｎ以下とするように、ＭＧ１回転数の目標値を決定する。決定されたＭＧ１回転数は、例えば、図９に符号Ｎｇ３で示される回転数である。このＭＧ１回転数Ｎｇ３は、クラッチＣＬ１が完全係合している場合の回転数Ｎｇ２よりも低く、絶対値の小さい回転数である。このＭＧ１回転数Ｎｇ３は、例えば、スリップ制御を開始する前の第一回転機ＭＧ１の回転数Ｎｇ１よりも低い回転数であってもよい。決定されたエンジン回転数の目標値Ｎｅ２とＭＧ１回転数の目標値Ｎｇ３とにより、クラッチＣＬ１のスリップ量Ｎｓｌが決まる。なお、クラッチＣＬ１のスリップ量Ｎｓｌは、第一サンギア１１（Ｓ１軸）の回転数と第一キャリア１４（Ｃ１軸）の回転数との差回転数である。

ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、エンジン回転数を目標回転数Ｎｅ２とし、ＭＧ１回転数を目標回転数Ｎｇ３とするように、クラッチＣＬ１に対する供給油圧、第一回転機ＭＧ１の発電電力等を調節する。図１２では、時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけてＭＧ１動作点が変更される。ＭＧ１動作点の変更により、バッテリ３に入力される電力は、最大入力電力Ｗｉｎを超えない値に維持され、例えば、最大入力電力Ｗｉｎ以下の一定の値に維持される。ステップＳ７０が実行されると、本制御フローは終了する。

以上説明したように、本実施形態では、要求駆動力を実現させるように、エンジントルクおよびエンジン回転数の目標値が決定される。従って、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、要求駆動力の大きさに応じてクラッチＣＬ１のスリップ量Ｎｓｌを変化させることになる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、要求駆動力が大きくなるに従い、エンジントルクを大きくする。エンジントルクを増加させる場合、エンジン回転数も上昇させることで良好な燃費を実現できる場合が多い。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、要求駆動力が大きい場合、要求駆動力が小さい場合よりも、クラッチＣＬ１のスリップ量Ｎｓｌを大きくすることが好ましいと考えられる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、スリップ制御中に要求駆動力が変化した場合には、要求駆動力の値の変化に応じて、クラッチＣＬ１のスリップ量Ｎｓｌを変化させるようにしてもよい。

なお、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、要求駆動力が第２所定値Ｆ１１以上の場合、係合装置のスリップ量Ｎｓｌを増加させるようにしてもよい。第２所定値Ｆ１１は、第１所定値Ｆ１よりも大きな駆動力の値であることが好ましい。

また、本実施形態のＨＶ＿ＥＣＵ５０は、最大入力電力Ｗｉｎに応じてＭＧ１回転数を変化させる。つまり、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、最大入力電力Ｗｉｎに応じてクラッチＣＬ１のスリップ量Ｎｓｌを変化させることになる。最大入力電力Ｗｉｎが小さくなるに従い、ＭＧ１回転数を低減することが好ましいと考えられる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、最大入力電力Ｗｉｎが小さい場合、最大入力電力Ｗｉｎが大きい場合よりもクラッチＣＬ１のスリップ量Ｎｓｌを大きくするようにしてもよい。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、スリップ制御の実行中に最大入力電力Ｗｉｎが変化した場合には、最大入力電力Ｗｉｎの値の変化に応じて、クラッチＣＬ１のスリップ量Ｎｓｌを変化させるようにしてもよい。

また、本実施形態のＨＶ＿ＥＣＵ５０は、要求駆動力が第１所定値Ｆ１以上であると、エンジントルクによって第１所定値Ｆ１を超える分の駆動力を出力する。要求駆動力が第１所定値Ｆ１以上となった後は、ＭＧ２トルクの増加が抑制され、例えばＭＧ２トルクが一定に維持される。これにより、第二回転機ＭＧ２の過負荷が抑制される。

なお、本実施形態のＨＶ＿ＥＣＵ５０は、スリップ制御においてクラッチＣＬ１をスリップさせたが、発進時にブレーキＢＫ１が係合している場合には、ブレーキＢＫ１のスリップ制御を行うようにしてもよい。

［第１実施形態の変形例］
上記第１実施形態において、スリップ可能量に応じて第一回転機ＭＧ１の回転数を低下させるようにしてもよい。クラッチＣＬ１には、耐久性を確保する観点等から、好ましいスリップ量の上限（以下、「最大スリップ量」と称する。）が定められる。最大スリップ量は、許容される最大のスリップ量である。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、スリップ制御の実行中に、クラッチＣＬ１のスリップ量Ｎｓｌを最大スリップ量以下とするように第一回転機ＭＧ１の回転数を調節する。

ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、例えば、クラッチＣＬ１の熱吸収量に基づいて最大スリップ量を決定する。ここで、クラッチＣＬ１の熱吸収量は、例えば、下記式（１）によって算出することができる。
熱吸収量＝トルク容量Ｔｃｌ×スリップ量Ｎｓｌ×時間Ｔｓｌ−冷却量…（１）
ここで、トルク容量ＴｃｌはクラッチＣＬ１のトルク容量、時間Ｔｓｌは、当該トルク容量ＴｃｌでクラッチＣＬ１をスリップさせた時間、冷却量は、スリップ制御中に作動油がクラッチＣＬ１から奪う熱量である。冷却量は、作動油の油温に依存する。

クラッチＣＬ１の熱吸収量が大きくなると、最大スリップ量は低下する。最大スリップ量は、クラッチＣＬ１の熱吸収量が最大熱吸収量を超えないように予め定められている。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、スリップ制御を実行すると判定した場合、その時点までのクラッチＣＬ１の熱吸収量を算出し、予め記憶しているマップ等に基づいて、最大スリップ量を決定する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、スリップ制御において、クラッチＣＬ１のスリップ量Ｎｓｌが最大スリップ量を超えないように、スリップ量Ｎｓｌの上限ガード処理を行う。例えば、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、最大入力電力Ｗｉｎに基づいて決定されたスリップ量Ｎｓｌの目標値が、最大スリップ量を超える場合、ＭＧ１回転数の目標値を補正する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、スリップ量Ｎｓｌが最大スリップ量以下となるように、ＭＧ１回転数の目標値を補正する。これにより、クラッチＣＬ１の耐久性を確保しつつスリップ制御を実行することが可能となる。

なお、最大スリップ量は、目標とするクラッチＣＬ１のトルク容量Ｔｃｌに基づいて決定されてもよい。例えば、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、トルク容量Ｔｃｌと最大スリップ量との対応関係を示す予め記憶されたマップを参照して最大スリップ量を決定するようにしてもよい。この場合、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、目標とするエンジントルクを駆動輪３２に伝達できるようにクラッチＣＬ１の目標とするトルク容量Ｔｃｌを決定すると、マップを参照して当該トルク容量Ｔｃｌから最大スリップ量を決定する。これにより、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、簡易的に最大スリップ量を決定することができる。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、スリップ制御の実行中に、目標とするトルク容量Ｔｃｌの変化に応じて最大スリップ量を変化させることが好ましい。

また、最大スリップ量は、油温に基づいて決定されてもよい。例えば、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、作動油の油温と最大スリップ量との対応関係を示す予め記憶されたマップを参照して最大スリップ量を決定するようにしてもよい。この場合、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、スリップ制御を実行する際に、油温に基づいてマップを参照して最大スリップ量を決定する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、スリップ制御の実行中に、油温をモニタし、最大スリップ量を変化させることが好ましい。

［第２実施形態］
図１３は、第２実施形態に係る車両のスケルトン図である。第２実施形態に係る動力伝達装置２−１は、上記第１実施形態の変速部に代えて、入力クラッチＣ０を有する。入力クラッチＣ０は、摩擦係合式のクラッチであり、例えば、供給される油圧に応じて係合あるいは開放する。エンジン１の回転軸１ａは、入力クラッチＣ０を介して入力軸２と接続されている。入力軸２は、第二遊星歯車機構２０の第二キャリア２４と接続されている。

本実施形態の入力クラッチＣ０は、機関としてのエンジン１と差動部としての第二遊星歯車機構２０との間に配置された係合装置として機能する。第二キャリア２４は、入力クラッチＣ０に接続された入力回転要素である。動力伝達装置２−１は、上記第１実施形態の動力伝達装置１−１と同様に、ＨＶ＿ＥＣＵ５０、ＭＧ＿ＥＣＵ６０、およびエンジン＿ＥＣＵ７０（図２参照）を含んで構成されている。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、入力クラッチＣ０に対して供給する油圧の指令値を出力する。

入力クラッチＣ０は、第二遊星歯車機構２０とエンジン１とを断接する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＥＶ走行モードでは入力クラッチＣ０を開放する。一方、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、ＨＶ走行モードでは入力クラッチＣ０を係合する。動力伝達装置２−１は、発進時に要求駆動力が第１所定値Ｆ２以上の場合、入力クラッチＣ０をスリップ制御し、エンジン１のトルクを増加させる。本実施形態の第１所定値Ｆ２は、上記第１実施形態の第１所定値Ｆ１と同じ値であってもよい。

エンジン１のトルクが増加することで、入力クラッチＣ０および第二遊星歯車機構２０を介して駆動輪３２に伝達されるエンジントルクを増加させることができる。よって、動力伝達装置２−１は、第二回転機ＭＧ２の過負荷を抑制しながら要求駆動力を出力することができる。また、動力伝達装置２−１は、入力クラッチＣ０をスリップ制御することにより、第二回転機ＭＧ２の過負荷の抑制と、第一回転機ＭＧ１の発電量の抑制とを両立しながら要求駆動力を出力することができる。

動力伝達装置２−１は、上記第１実施形態の動力伝達装置１−１と同様にして、エンジントルクの目標値、エンジン回転数の目標値、ＭＧ１トルクの目標値、ＭＧ１回転数の目標値等を決定することができる。動力伝達装置２−１は、これらの目標値に基づいて、入力クラッチＣ０のスリップ量を決定する。また、動力伝達装置２−１は、これらの目標値を実現するように、入力クラッチＣ０に対する供給油圧、エンジン１、第一回転機ＭＧ１等を制御する。

入力軸２におけるエンジン１側と反対側の端部には、オイルポンプ４が接続されている。オイルポンプ４は、入力軸２の回転によって駆動されて作動油を吐出するメカニカルポンプである。オイルポンプ４は、走行中であるか停車中であるかにかかわらず回転駆動されることができる。例えば、ＨＶ走行モードにおいて、走行中はエンジン１の回転によってオイルポンプ４が回転駆動される。停車中は、入力クラッチＣ０を開放してＭＧ１トルクによってオイルポンプ４を回転駆動することも可能である。ＥＶ走行モードでは、停車中および走行中のいずれであっても、ＭＧ１トルクによってオイルポンプ４を回転駆動することが可能である。

第２実施形態において、上記第１実施形態の変形例と同様に、最大スリップ量に応じて入力クラッチＣ０のスリップ量を抑制するようにしてもよい。

［上記各実施形態の変形例］
上記第１実施形態および第２実施形態において、蓄電装置はバッテリ３には限定されず、例えばキャパシタ等であってもよい。また、機関は、エンジン１に限定されるものではなく、モータやその他の機関であってもよい。また、差動部は、例示したシングルピニオン式の第二遊星歯車機構２０には限定されない。差動部は、例えば、ダブルピニオン式の遊星歯車機構やその他の差動機構であってもよい。クラッチＣＬ１や入力クラッチＣ０は、油圧以外の力によって係合あるいは開放するものであってもよい。

上記第１実施形態および第２実施形態では、エンジン１が運転されていることを前提にスリップ制御を実行する場合について説明したが、これに代えて、スリップ制御の開始前に停止していたエンジン１が始動されてもよい。例えば、ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、要求駆動力が第１所定値Ｆ１，Ｆ２よりも小さな閾値Ｆ３以上となるとエンジン１を始動し、その後に要求駆動力が第１所定値Ｆ１，Ｆ２以上となるとスリップ制御を実行し、エンジン１のトルクを増加させるようにしてもよい。

上記第１実施形態および第２実施形態では、アクセル開度に基づいて要求駆動力が大であるか否かが判定されたが、これに代えて、要求駆動力を算出し、算出された要求駆動力と第１所定値Ｆ１，Ｆ２とを比較するようにしてもよい。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、例えば、アクセル開度と車速に基づいて要求駆動力を算出する。ＨＶ＿ＥＣＵ５０は、算出された要求駆動力が第１所定値Ｆ１，Ｆ２以上である場合、要求駆動力が大であると判定する。

上記各実施形態および変形例によって、以下の制御方法が示されている。「機関と、電気式差動部とからなる自動変速機の制御方法において、電気式差動部は第一回転機と第二回転機を有し、機関から電気式差動部の入力部との間に係合装置を有し、第二回転機の回転が停止し、第１所定値以上の要求駆動力のとき、係合装置をスリップ制御する」。

上記の各実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

１−１，２−１ 動力伝達装置
１ エンジン（機関）
２ 入力軸
３ バッテリ（蓄電装置）
１０ 第一遊星歯車機構
２０ 第二遊星歯車機構（差動部）
２１ 第二サンギア
２２ 第二ピニオンギア
２３ 第二リングギア（出力回転要素）
２４ 第二キャリア（入力回転要素）
５０ ＨＶ＿ＥＣＵ（制御部）
６０ ＭＧ＿ＥＣＵ（制御部）
７０ エンジン＿ＥＣＵ（制御部）
ＢＫ１ ブレーキ
ＣＬ１ クラッチ（係合装置）
Ｃ０ 入力クラッチ（係合装置）
Ｆ１，Ｆ２ 第１所定値
Ｆ１１ 第２所定値
ＭＧ１ 第一回転機
ＭＧ２ 第二回転機
Ｎｓｌ スリップ量

Claims (7)

1. 機関と、第一回転機と、第二回転機と、差動部と、前記機関と前記差動部との間に配置された係合装置と、制御部とを備え、
   前記差動部は、前記係合装置に接続された入力回転要素と、前記第一回転機に接続された回転要素と、前記第二回転機および駆動輪に接続された出力回転要素とを有し、
   前記制御部は、発進時に要求駆動力が第１所定値以上の場合、前記係合装置をスリップ制御し、前記機関のトルクを増加させる
   ことを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記制御部は、前記要求駆動力が第２所定値以上の場合、前記係合装置のスリップ量を増加させる
   請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 更に、前記第一回転機と電力を授受する蓄電装置を備え、
   前記制御部は、前記蓄電装置に対して入力することが許容される電力の最大値に応じて前記スリップ量を変化させる
   請求項１または２に記載の動力伝達装置。
4. 前記制御部は、前記許容される電力の最大値が小さい場合、当該最大値が大きい場合よりも、前記スリップ量を大きくする
   請求項３に記載の動力伝達装置。
5. 前記制御部は、前記スリップ制御を実行すると、前記係合装置が完全係合している場合よりも前記第一回転機の回転数を低減させる
   請求項１から４のいずれか１項に記載の動力伝達装置。
6. 前記制御部は、前記係合装置のスリップ量を許容される最大スリップ量以下とするように前記第一回転機の回転数を調節する
   請求項５に記載の動力伝達装置。
7. 前記制御部は、前記係合装置においてスリップが許容されない場合、前記スリップ制御を実行することに代えて、前記要求駆動力に対して実際の駆動力を低減させる
   請求項１から６のいずれか１項に記載の動力伝達装置。

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