JP2015077847A - ハイブリッド車両用駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機関を始動するときの電力消費が過大となることの抑制と、クラッチの継合タイミングのばらつきの抑制とを両立することができるハイブリッド車両用駆動装置を提供すること。【解決手段】差動機構と、差動機構に接続された第一回転機および第二回転機と、クラッチを介して差動機構の所定回転要素と接続された機関と、を備え、クラッチを開放した状態から機関を始動する（Ｓ１０１−Ｙ）場合、第一回転機およびクラッチのトルク制御（Ｓ１０６，１０７）を実行し、トルク制御において、第一回転機に対するトルク指令値Ｔｇは、クラッチに対するトルク指令値Ｔcltと釣り合うトルクおよび所定回転要素の回転数を制御する補正トルクＴｇ＿addに基づき、補正トルクの値は、機関の始動を開始するときの所定回転要素の回転数が高いほど小さな値である。【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド車両用駆動装置に関する。

従来、クラッチを係合して機関を始動する技術がある。例えば、特許文献１には、摩擦係合装置ＣＬが解放状態とされている状態から内燃機関Ｅを始動する際に、第一回転電機ＭＧ１の回転速度を始動目標値Ｎｉに一致させるための回転速度制御を行う回転速度制御部と、回転速度制御の実行を条件に、非同期状態で摩擦係合装置ＣＬを係合させる非同期係合制御を実行し、摩擦係合装置ＣＬを直結係合状態とする係合制御部と、直結係合状態となったことを条件に、内燃機関Ｅに対して始動を指令する始動指令部と、を備え、回転速度制御部は、直結係合状態となったときの内燃機関Ｅの回転速度である直結時回転速度が、当該内燃機関Ｅを始動可能な回転速度の範囲である始動可能回転速度範囲Ｒ内に設定される始動回転速度Ｎｆとなるように、始動目標値Ｎｉを設定する車両用駆動装置の技術が開示されている。

特開２０１２−２０１２５５号公報

機関を始動するときの電力消費が過大となることを抑制できることが望ましい。例えば、機関を始動するときに回転機の回転速度制御を行う場合、クラッチの摩擦係数のばらつき等の影響で、想定以上に回転機の消費電力が大きくなる可能性がある。

本願の出願人は、国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ２０１３／０６２６３８において、クラッチに対するトルク指令値に釣り合うトルクと、回転機のトルク指令値とに差分トルクを設け、その差分トルクを、クラッチに接続された所定回転要素の回転数を目標回転数に近づける側の値とする技術を開示している。この技術によれば、機関を始動するときの電力消費が過大となることを抑制することができる。ここで、当該技術において、更に、所定回転要素の回転数のばらつきを抑制できることが望ましい。例えば、差分トルクの大きさが一律に決められた場合、所定回転要素の回転数が目標回転数に到達するタイミングがばらついてしまうことなどにより、クラッチが完全継合するタイミングがばらついてしまう可能性がある。

本発明の目的は、機関を始動するときの電力消費が過大となることの抑制と、クラッチの継合タイミングのばらつきの抑制とを両立することができるハイブリッド車両用駆動装置を提供することである。

本発明のハイブリッド車両用駆動装置は、差動機構と、前記差動機構に接続された第一回転機および第二回転機と、クラッチを介して前記差動機構の所定回転要素と接続された機関と、を備え、前記クラッチを開放した状態から前記機関を始動する場合、前記第一回転機および前記クラッチのトルク制御を実行し、前記トルク制御において、前記第一回転機に対するトルク指令値は、前記クラッチに対するトルク指令値と釣り合うトルクおよび前記所定回転要素の回転数を制御する補正トルクに基づき、前記補正トルクの値は、前記機関の始動を開始するときの前記所定回転要素の回転数が高いほど小さな値であることを特徴とする。

本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置は、差動機構と、差動機構に接続された第一回転機および第二回転機と、クラッチを介して差動機構の所定回転要素と接続された機関と、を備え、クラッチを開放した状態から機関を始動する場合、第一回転機およびクラッチのトルク制御を実行する。トルク制御において、第一回転機に対するトルク指令値は、クラッチに対するトルク指令値と釣り合うトルクおよび所定回転要素の回転数を制御する補正トルクに基づき、補正トルクの値は、機関の始動を開始するときの所定回転要素の回転数が高いほど小さな値である。本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置によれば、機関を始動するときの電力消費が過大となることの抑制と、クラッチの継合タイミングのばらつきの抑制とを両立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実施形態のＥＶ走行モードに係る共線図である。 図３は、第１実施形態の制御に係るフローチャートである。 図４は、第１実施形態の制御に係る１つ目のタイムチャートである。 図５は、第１実施形態の制御に係る２つ目のタイムチャートである。 図６は、第１実施形態の制御に係る３つ目のフローチャートである。 図７は、第１実施形態に係る付加トルクの一例を示す図である。 図８は、第２実施形態に係る車両のスケルトン図である。 図９は、第３実施形態に係る車両のスケルトン図である。 図１０は、第３実施形態に係る作動係合表を示す図である。 図１１は、第３実施形態の第一走行モードに係る共線図である。 図１２は、第３実施形態の第二走行モードに係る共線図である。 図１３は、第３実施形態に係る付加トルクの一例を示す図である。

以下に、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両用駆動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７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、ハイブリッド車両用駆動装置に関する。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実施形態のＥＶ走行モードに係る共線図、図３は、第１実施形態の制御に係るフローチャート、図４は、第１実施形態の制御に係る１つ目のタイムチャート、図５は、第１実施形態の制御に係る２つ目のタイムチャート、図６は、第１実施形態の制御に係る３つ目のタイムチャート、図７は、第１実施形態に係る付加トルクの一例を示す図である。

図１に示すように、車両１００は、エンジン１、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２を有するハイブリッド車両である。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。本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１０１は、第一遊星歯車機構１０と、第一回転機ＭＧ１と、第二回転機ＭＧ２と、エンジン１と、第一クラッチＣＬ１とを含んで構成されている。ハイブリッド車両用駆動装置１０１は、更に、ＥＣＵ５０を含んで構成されてもよい。ハイブリッド車両用駆動装置１０１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。ハイブリッド車両用駆動装置１０１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。

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１ａの回転運動に変換して出力する。出力軸１ａは、第一クラッチＣＬ１を介して入力軸２と接続されている。第一クラッチＣＬ１は、摩擦継合式のクラッチ装置であり、例えば、湿式の多板型のものである。第一クラッチＣＬ１は、トルク容量（クラッチトルク）を制御可能なものである。本実施形態の第一クラッチＣＬ１は、供給される油圧によってクラッチトルクを制御可能である。

入力軸２は、出力軸１ａと同軸上であって、かつ出力軸１ａ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。本実施形態の第一キャリア１４は、第一クラッチＣＬ１を介してエンジン１と接続された所定回転要素である。

差動機構の一例であ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。

第一サンギア１１は、第一回転機ＭＧ１の回転軸３３と接続されており、第一回転機ＭＧ１のロータと一体回転する。第一回転機ＭＧ１は、第一遊星歯車機構１０に対してエンジン１側に配置されている。

第二遊星歯車機構２０は、第一遊星歯車機構１０と同軸上であって、かつ第一遊星歯車機構１０に対してエンジン１側と反対側に配置されている。第二遊星歯車機構２０は、第一遊星歯車機構１０に隣接して配置されており、第一遊星歯車機構１０と共に複合プラネタリを構成している。第二遊星歯車機構２０は、第二回転機ＭＧ２の回転を減速して出力する減速プラネタリとしての機能を有する。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、車体側に回転不能に固定されている。第二ピニオンギア２２は、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。

第二サンギア２１は、第二回転機ＭＧ２の回転軸３４と接続されており、第二回転機ＭＧ２のロータと一体回転する。第二リングギア２３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。つまり、第二回転機ＭＧ２は、第二遊星歯車機構２０を介して第一遊星歯車機構１０と接続されている。第一リングギア１３および第二リングギア２３の外周面には、カウンタドライブギア２５が設けられている。カウンタドライブギア２５は、第一遊星歯車機構１０および第二遊星歯車機構２０の出力軸に設けられた出力ギアである。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。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と接続されている。第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２は、バッテリ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、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。

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ＯＰが配置されている。オイルポンプＯＰは、入力軸２の回転によって駆動されて潤滑油を車両１００の各部に供給する。

ＥＣＵ５０は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ５０は、エンジン１、第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２と電気的に接続されており、エンジン１、第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２をそれぞれ制御することができる。ＥＣＵ５０は、エンジン１の噴射制御、点火制御、吸気制御等の各種制御を実行することができる。また、ＥＣＵ５０は、第一回転機ＭＧ１の出力トルク（以下、「ＭＧ１トルク」と称する。）を制御することができる。本実施形態では、第一回転機ＭＧ１に対するトルク指令値（以下、「ＭＧ１トルク指令値Ｔg」と称する。）に応じて、第一回転機ＭＧ１に対する入出力電流（発電量を含む）が調節され、ＭＧ１トルクが制御される。また、ＥＣＵ５０は、第二回転機ＭＧ２の出力トルク（以下、「ＭＧ２トルク」と称する。）を制御することができる。本実施形態では、第二回転機ＭＧ２に対するトルク指令値（以下、「ＭＧ２トルク指令値」と称する。）に応じて、第二回転機ＭＧ２に対する入出力電流（発電量を含む）が調節され、ＭＧ２トルクが制御される。

ＥＣＵ５０は、第一クラッチＣＬ１を制御する。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、第一クラッチＣＬ１に対する供給油圧（継合油圧）を調節する油圧制御装置に対してクラッチトルクの指令値（以下、「クラッチトルク指令値Ｔclt」と称する。）を出力する。油圧制御装置は、クラッチトルク指令値Ｔcltに応じた油圧を第一クラッチＣＬ１に対して供給し、実際のクラッチトルクがクラッチトルク指令値Ｔcltとなるように供給油圧のフィードバック制御を行う。

車両１００は、ＥＶ走行モードあるいはＨＶ走行モードを選択的に実行することができる。ＥＶ走行モードは、第二回転機ＭＧ２を動力源として走行する走行モードである。図２の共線図において、Ｓ１軸は第一サンギア１１および第一回転機ＭＧ１の回転数（以下、「ＭＧ１回転数」と称する。）を示し、Ｃ１軸は第一キャリア１４およびエンジン１の回転数を示し、Ｒ１軸は、第一リングギア１３の回転数を示す。Ｃ１軸において、四角印はエンジン回転数ωｅを示し、丸印は第一キャリア１４の回転数（以下、単に「キャリア回転数ωｃ」と称する。）を示す。

また、図２において、Ｓ２軸は第二回転機ＭＧ２の回転数（以下、「ＭＧ２回転数」と称する。）を示し、Ｃ２軸は第二キャリア２４の回転数を示し、Ｒ２軸は第二リングギア２３の回転数を示す。本実施形態では、第一リングギア１３と第二リングギア２３とが連結されているため、両者の回転数は一致している。

図２に示すように、本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１０１では、第一遊星歯車機構１０の共線図において一端に位置する第１軸（Ｓ１軸）に第一回転機ＭＧ１が接続されている。また、共線図において他端に位置する第３軸（Ｒ１軸）が出力軸であり、駆動輪３２および第二回転機ＭＧ２と接続されている。また、第１軸と第３軸との間に位置する第２軸（Ｃ１軸）が第一クラッチＣＬ１を介してエンジン１と接続されている。

図２に示すように、ＥＶ走行時には、第一クラッチＣＬ１が開放される。ＥＶ走行時には、エンジン１は停止され、キャリア回転数ωｃが車速に応じた回転数となる。第二回転機ＭＧ２は、負トルクを出力して逆回転することにより、第二リングギア２３から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ことができる。なお、正回転とは、車両１００の前進時における各リングギア１３，２３の回転方向、言い換えると、エンジン１の運転時における第一キャリア１４の回転方向とする。第二キャリア２４は、回転が規制されているため、ＭＧ２トルクに対する反力受けとして機能し、第二リングギア２３にＭＧ２トルクを伝達する。

本実施形態では、ＥＶ走行時に第一回転機ＭＧ１の回転が停止される。第一回転機ＭＧ１は、例えば、コギングトルクにより回転を停止した状態に維持される。なお、ＥＶ走行時に第一回転機ＭＧ１が低回転（例えば、１００ｒｐｍ以下）で回転していてもよい。第一回転機ＭＧ１が停止あるいは低回転の回転状態とされることで、第一回転機ＭＧ１の引き摺り損失等が低減される。

ＨＶ走行モードは、エンジン１を動力源として走行する走行モードである。ＨＶ走行モードにおいて、更に、第二回転機ＭＧ２が動力源とされてもよい。ＨＶ走行モードでは、第一クラッチＣＬ１が継合される。ＨＶ走行モードでは、第一回転機ＭＧ１がエンジントルクに対する反力受けとして機能する。第一回転機ＭＧ１は、ＭＧ１トルクを出力してエンジントルクに対する反力受けとして機能し、第一リングギア１３からエンジントルクを出力させる。第一遊星歯車機構１０は、エンジントルクを第一回転機ＭＧ１側と出力側に分配する動力分割機構として機能することができる。

ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへ移行する場合など、第一クラッチＣＬ１を開放した状態からエンジン１を始動する場合、第一クラッチＣＬ１が継合され、ＭＧ１トルクによってエンジン１のクランキングが行われる。第一クラッチＣＬ１が継合されることにより、第一クラッチＣＬ１を介して第一回転機ＭＧ１等からエンジン１にトルクが伝達され、エンジン回転数ωｅが上昇する。ＥＣＵ５０は、エンジン回転数ωｅが所定の噴射許可回転数まで上昇すると、ファイアリングを実行してエンジン１を自立運転に移行させる。

ここで、第一クラッチＣＬ１を継合して第一回転機ＭＧ１にＭＧ１トルクを出力させてエンジン回転数ωｅを上昇させるときに、第一回転機ＭＧ１において回転数フィードバック制御を行うことが考えられる。回転数フィードバック制御を行う場合、目標ＭＧ１回転数と実際のＭＧ１回転数との偏差に応じてＭＧ１トルク指令値Ｔgが変動してしまう。このため、例えば、第一クラッチＣＬ１の摩擦係数のばらつきなどによってＭＧ１トルク指令値Ｔgが大きくなり、使用電力が上限を超過してしまう可能性がある。例えば、回転数フィードバック制御中に想定以上に第一クラッチＣＬ１の継合力が増加すると、キャリア回転数ωｃ（もしくはＭＧ１回転数）が低下し、それを抑制するためにＭＧ１トルク指令値Ｔgが増加して第一回転機ＭＧ１の消費電力が許容値を超えてしまう可能性がある。

本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１０１は、第一クラッチＣＬ１を開放してエンジン１を切り離した状態からエンジン１を始動する場合、第一回転機ＭＧ１および第一クラッチＣＬ１のトルク制御を実行する。トルク制御は、少なくともエンジン回転数ωｅが上昇して共振帯から抜けるまでの間実行されることが望ましい。また、トルク制御は、キャリア回転数ωｃが目標継合回転数ω_ｃ＿tgt（目標回転数）となるまでの間実行されることが好ましい。

本実施形態に係るトルク制御では、予め定められたトルク値がクラッチトルク指令値Ｔcltとして出力される。例えば、予め定められたパターンでクラッチトルク指令値Ｔcltが出力される。図４を参照して、クラッチトルク指令値Ｔcltのパターンの一例について説明する。図４には、ＭＧ１トルク指令値Ｔｇ、クラッチトルク指令値Ｔcltおよび回転数が示されている。回転数としては、エンジン回転数ωｅおよびキャリア回転数ωｃが示されている。

クラッチトルク指令値Ｔcltは、第一目標値Ｔclt1および第二目標値Ｔclt2に基づいて決定される。第一目標値Ｔclt1は、エンジン回転数ωｅが共振帯Ｗ１を通過する間のクラッチトルクの目標値である。第一目標値Ｔclt1は、エンジン回転数ωｅが速やかに共振帯Ｗ１を通過できるように比較的大きなトルク値、例えば、８１．１［Ｎｍ］とされる。第二目標値Ｔclt2は、エンジン回転数ωｅが共振帯Ｗ１を通過した後、第一クラッチＣＬ１が完全係合するまでのクラッチトルクの目標値である。第二目標値Ｔclt2は、第一目標値Ｔclt1に対して小さなトルク値である。

本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１０１は、第一回転機ＭＧ１および第一クラッチＣＬ１のトルク制御において、クラッチトルク指令値Ｔcltと釣り合うトルクＴgeqに基づいて、ＭＧ１トルク指令値Ｔｇを決定する。ここで、釣り合うトルクＴgeqとは、クラッチトルク指令値Ｔcltを第一回転機ＭＧ１の回転軸３３上のトルクに換算したトルク値である。釣り合うトルクＴgeqは、下記式（１）で表される。
Ｔgeq＝Ｔclt×ρ／（１＋ρ）…（１）
ここで、ρは、図２に示す第一遊星歯車機構１０のギア比である。

ＭＧ１トルク指令値Ｔｇを釣り合うトルクＴgeqに基づいて決定することにより、ＭＧ１トルクの値を第一クラッチＣＬ１のトルク容量に応じたものとして、適切にエンジン回転数ωｅを上昇させることができる。また、クラッチトルク指令値Ｔcltに応じてＭＧ１トルク指令値Ｔｇが決定されることで、ＭＧ１回転数のフィードバック制御がなされる場合とは異なり、機関を始動するときの電力消費が過大となることが抑制される。

ここで、キャリア回転数ωｃには、第一クラッチＣＬ１を係合するときの目標回転数である目標継合回転数ω_ｃ＿tgtが定められている。エンジン始動時に実際のキャリア回転数ωｃが目標継合回転数ω_ｃ＿tgtから乖離している場合には、第一クラッチＣＬ１を係合する前に、キャリア回転数ωｃを目標継合回転数ω_ｃ＿tgtに同期させる制御が必要となる。

例えば、図５に示すように、エンジン１の始動を開始するときのキャリア回転数ωｃが目標継合回転数ω_ｃ＿tgtよりも低回転である場合、エンジン１のクランキング中にキャリア回転数ωｃを上昇させて目標継合回転数ω_ｃ＿tgtに近づけることが望ましい。その方法として、キャリア回転数ωｃを目標継合回転数ω_ｃ＿tgtに近づけるようにＭＧ１トルク指令値Ｔｇを補正することが検討された。本願の出願人は、国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ２０１３／０６２６３８において、ＭＧ１トルク指令値Ｔｇと釣り合うトルクＴgeqとに差分トルクを設け、その差分トルクを、キャリア回転数ωｃを目標継合回転数ω_ｃ＿tgtに近づける側の値とする技術を開示している。

例えば、釣り合うトルクＴgeqと、差分トルクとしての付加トルクからＭＧ１トルク指令値Ｔｇを決定する場合、図５に示すようにキャリア回転数ωｃが目標継合回転数ω_ｃ＿tgtに対して低回転であれば、付加トルクが正の値とされる。これにより、キャリア回転数ωｃを上昇させて目標継合回転数ω_ｃ＿tgtに近づけることができる。

しかしながら、以下に説明するように、クラッチの継合タイミングのばらつきを抑える点において、なお改良の余地がある。ＥＶ走行中など、第一クラッチＣＬ１が開放している場合、キャリア回転数ωｃは、車速に応じて変化する。キャリア回転数ωｃが目標継合回転数ω_ｃ＿tgtと一致する車速を「所定車速」とした場合、車速が所定車速よりも低速となるに従い、キャリア回転数ωｃは目標継合回転数ω_ｃ＿tgtに対して低回転側に大きく乖離する。一方、車速が所定車速よりも高速となるに従い、キャリア回転数ωｃは目標継合回転数ω_ｃ＿tgtに対して高回転側に大きく乖離する。

このため、エンジン始動時のトルク制御において、目標継合回転数ω_ｃ＿tgtに対するキャリア回転数ωｃの乖離量にかかわらず付加トルクとして予め定められた一定の値を用いた場合、キャリア回転数ωｃと目標継合回転数ω_ｃ＿tgtとの差回転が十分に低減する前に第一クラッチＣＬ１が完全継合してしまい、ショックが発生する可能性がある。また、キャリア回転数ωｃが目標継合回転数ω_ｃ＿tgtに到達するタイミングが変動してしまい、エンジン始動を開始してから第一クラッチＣＬ１が完全継合するまでの時間にばらつきが生じる可能性がある。

本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１０１によって出力されるＭＧ１トルク指令値Ｔｇは、以下に説明するように、釣り合うトルクＴgeq、およびキャリア回転数ωｃを制御する補正トルクである付加トルクＴ_ｇ＿addに基づく。付加トルクＴ_ｇ＿addの値は、エンジン１の始動を開始するときのキャリア回転数ωｃが高いほど小さな値である。本実施形態では、エンジン１の始動を開始するときのキャリア回転数ωｃと比例する値である車速に応じて付加トルクＴ_ｇ＿addの値が決定される。車速に応じて付加トルクＴ_ｇ＿addが決定されることで、キャリア回転数ωｃを狙いとするタイミングで目標継合回転数ω_ｃ＿tgtに到達させることなどが可能となる。よって、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１０１によれば、キャリア回転数ωｃのばらつきを抑制し、第一クラッチＣＬ１が完全継合するタイミングのばらつきを抑制することができる。

図７には、車速と付加トルクＴ_ｇ＿addとの関係の一例が示されている。以下に、本実施形態に係る付加トルクＴ_ｇ＿addの算出方法について説明する。ＥＣＵ５０は、エンジン１の始動を開始するときの車速である初期車速と、図７に示すマップとに基づいて、付加トルクＴ_ｇ＿addを決定する。

本実施形態では、以下に［数１］乃至［数４］を参照して説明するように、エンジン回転数ωｅが上昇して共振帯Ｗ１から抜けるときに、キャリア回転数ωｃを目標継合回転数ω_ｃ＿tgtに到達させるように、初期車速に応じた付加トルクＴ_ｇ＿addが定められている。エンジン回転数ωｅの変化速度は、下記［数１］で算出される。なお、Ｉｅはエンジン１の慣性モーメントであり、諸元値である。

また、共振帯通過判定エンジン回転数ω_ｅ＿tgtと、共振帯通過時間ｔ_tgtとは、下記［数２］の関係にある。なお、共振帯通過判定エンジン回転数ω_ｅ＿tgtは、エンジン回転数ωｅが共振帯Ｗ１を通過したと判定する回転数の閾値であり、共振帯通過時間ｔ_tgtは、エンジン１の始動を開始してからエンジン回転数ωｅが共振帯通過判定エンジン回転数ω_ｅ＿tgtに到達するまでの経過時間である。共振帯通過判定エンジン回転数ω_ｅ＿tgtおよび共振帯通過時間ｔ_tgtは、設計値である。共振帯通過判定エンジン回転数ω_ｅ＿tgtは、例えば、エンジン１のダンパの共振周波数に基づいて定められる。クランキング時のダンパ共振周波数相当の回転数以上まで早期にエンジン回転数ωｅを引き上げるようにすれば、始動時の振動を抑制することができる。

また、上記［数１］および［数２］から、下記［数３］が導かれる。

付加トルクＴ_ｇ＿addは、上記［数３］で決まる共振帯通過時間ｔ_tgtの間に、キャリア回転数ωｃを目標継合回転数ω_ｃ＿tgtまで変化させるトルク値として、下記［数４］によって算出される。なお、ω_ｃ＿iniは、初期キャリア回転数であり、エンジン１の始動が要求されたときのキャリア回転数ωｃ、言い換えると、エンジン１の始動を開始するときのキャリア回転数ωｃである。また、Ｉgは、第一回転機ＭＧ１の慣性モーメントであり、諸元値である。

このようにして求められる付加トルクＴ_ｇ＿addは、図７に示すように、初期車速が高いほど小さな値である。図７に示す付加トルクＴ_ｇ＿addでは、所定車速である４０［ｋｍ／ｈ］において値が０となっている。また、付加トルクＴ_ｇ＿addは、所定車速よりも低車速の領域では、正の値である。付加トルクは、所定車速に対して車速が小さくなるに従い値が線形的に増加し、車速が０［ｋｍ／ｈ］において最大値となる。また、付加トルクＴ_ｇ＿addは、所定車速よりも高車速の領域では、負の値である。付加トルクＴ_ｇ＿addは、所定車速に対して車速が大きくなるに従い値が線形的に減少する。なお、目標継合回転数ω_ｃ＿tgtは、一定値であっても、エンジン１の始動要求がなされたときの要求駆動トルク等に応じて可変とされてもよい。

なお、所定回転要素の回転数であるキャリア回転数ωｃは、車速に比例して変化するものである。従って、本実施形態の付加トルクＴ_ｇ＿addは、エンジン１の始動を開始するときの所定回転要素の回転数が高いほど、すなわち初期キャリア回転数ω_ｃ＿iniが高いほど小さな値となる。また、初期キャリア回転数ω_ｃ＿iniが目標継合回転数ω_ｃ＿tgtに等しい場合の付加トルクＴ_ｇ＿addは０となる。

上記［数４］で求めた付加トルクＴ_ｇ＿addと、クラッチトルク指令値Ｔcltから、ＭＧ１トルク指令値Ｔｇは、下記［数５］により決定される。なお、上記［数４］で求めた付加トルクＴ_ｇ＿addに代えて、初期車速に基づいて図７を参照して算出された付加トルクＴ_ｇ＿addが［数５］に代入されてもよい。

［数５］により決定されるＭＧ１トルク指令値Ｔｇによれば、エンジン回転数ωｅが上昇して共振帯Ｗ１から抜けるとき、例えばエンジン回転数ωｅが共振帯通過判定エンジン回転数ω_ｅ＿tgtとなるタイミングでキャリア回転数ωｃを目標継合回転数ω_ｃ＿tgtに到達させることができる。よって、機関を始動するときの電力消費が過大となることを抑制することと、クラッチの継合タイミングのばらつきを抑制することとが両立される。

図３を参照して、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１０１の動作について説明する。図３に示す制御フローは、システム作動中に実行されるものであり、例えば所定の間隔で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１０１では、エンジン１の切離始動要求があるか否かが判定される。ここで、切離始動要求とは、第一クラッチＣＬ１を開放してエンジン１が第一遊星歯車機構１０から切り離された状態でなされるエンジン１の始動要求である。ステップＳ１０１の判定の結果、エンジン１の切離始動要求があると判定された場合（ステップＳ１０１−Ｙ）にはステップＳ１０２に進み、そうでない場合（ステップＳ１０１−Ｎ）には本制御フローは終了する。

ステップＳ１０２では、ＥＣＵ５０により、付加トルクＴ_ｇ＿addが算出される。ＥＣＵ５０は、例えば、図７に示すマップを参照し、取得した車速に基づいて付加トルクＴ_ｇ＿addを算出する。なお、ＥＣＵ５０は、上記［数１］乃至［数４］の演算を実行して付加トルクＴ_ｇ＿addを実行するようにしてもよい。ステップＳ１０２が実行されると、ステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、ＥＣＵ５０により、共振帯通過判定が成立しているか否かが判定される。取得したエンジン回転数ωｅが共振帯通過判定エンジン回転数ω_ｅ＿tgt以上である場合に、共振帯通過判定が成立し、ステップＳ１０３で肯定判定がなされる。ステップＳ１０３の判定の結果、共振帯通過判定が成立していると判定された場合（ステップＳ１０３−Ｙ）にはステップＳ１０４に進み、そうでない場合（ステップＳ１０３−Ｎ）にはステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０４では、ＥＣＵ５０により、目標回転数到達判定が成立しているか否かが判定される。ＥＣＵ５０は、キャリア回転数ωｃが目標継合回転数ω_ｃ＿tgtに同期したか否かに基づいてステップＳ１０４の判定を行う。ＥＣＵ５０は、例えば、取得したキャリア回転数ωｃと目標継合回転数ω_ｃ＿tgtとの偏差絶対値が所定値（例えば、５０ｒｐｍ）以下である場合にステップＳ１０４で肯定判定を行う。ステップＳ１０４の判定の結果、目標回転数到達判定が成立していると判定された場合（ステップＳ１０４−Ｙ）にはステップＳ１０５に進み、そうでない場合（ステップＳ１０４−Ｎ）にはステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０５では、ＥＣＵ５０により、クラッチ継合判定が成立しているか否かが判定される。ＥＣＵ５０は、例えば、キャリア回転数ωｃとエンジン回転数ωｅとの偏差絶対値が所定値（例えば、５０ｒｐｍ）以下である場合にステップＳ１０５で肯定判定を行う。ステップＳ１０５の判定の結果、クラッチ継合判定が成立していると判定された場合（ステップＳ１０５−Ｙ）にはステップＳ１０９に進み、そうでない場合（ステップＳ１０５−Ｎ）にはステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０６では、ＥＣＵ５０により、第一制御が実行される。第一制御は、エンジン１の始動開始後、エンジン回転数ωｅが共振帯Ｗ１よりも高回転側の領域に抜けるまでの間に実行される、第一クラッチＣＬ１および第一回転機ＭＧ１のトルク制御である。第一制御では、クラッチトルクを第一目標値Ｔclt1とするように、クラッチトルク指令値Ｔcltが決定される。図４を参照して説明すると、時刻ｔ０から時刻ｔ２の間は、共振帯通過判定が成立してない（ステップＳ１０３−Ｎ）ため、第一制御が実行される。エンジン始動開始後に、時刻ｔ１までの間、クラッチトルク指令値Ｔcltは、第一目標値Ｔclt1に向けて漸増する。時刻ｔ１にクラッチトルク指令値Ｔcltが第一目標値Ｔclt1となると、クラッチトルク指令値Ｔcltが維持される。

第一制御において、ＭＧ１トルク指令値Ｔｇは、上記［数５］によって算出される。図５に示すように、初期キャリア回転数ω_ｃ＿iniが目標継合回転数ω_ｃ＿tgtよりも低回転である場合、付加トルクＴ_ｇ＿addは、正の値である。ＭＧ１トルク指令値Ｔｇは、釣り合うトルクＴgeqに対して正の付加トルクＴ_ｇ＿addが加算された値となる。正の付加トルクＴ_ｇ＿addが加算されることにより、キャリア回転数ωｃが上昇する。キャリア回転数ωｃは、エンジン回転数ωｅが共振帯Ｗ１を抜けるまでの間に、目標継合回転数ω_ｃ＿tgtまで上昇する。

一方、図６に示すように、初期キャリア回転数ω_ｃ＿iniが目標継合回転数ω_ｃ＿tgtよりも高回転である場合、付加トルクＴ_ｇ＿addは、負の値である。ＭＧ１トルク指令値Ｔｇは、釣り合うトルクＴgeqに対して負の付加トルクＴ_ｇ＿addが加算された値となる。負の付加トルクＴ_ｇ＿addが加算されることにより、キャリア回転数ωｃが低下する。キャリア回転数ωｃは、エンジン回転数ωｅが共振帯Ｗ１を抜けるまでの間に、目標継合回転数ω_ｃ＿tgtまで低下する。

また、ＥＣＵ５０は、第一制御において、反力キャンセルトルク指令値Ｔepを下記式（２）によって決定する。
Ｔep＝Ｔclt／（１＋ρ）…（２）
ここで、反力キャンセルトルクは、第一クラッチＣＬ１を継合することによる駆動軸３１に対する出力トルクの変動を抑制するトルクである。ＥＣＵ５０は、第二回転機ＭＧ２によって、要求駆動力に基づくトルクに加えて反力キャンセルトルクを出力させることにより、第一クラッチＣＬ１を継合することによって発生する反力をキャンセルする。

ＥＣＵ５０は、決定したクラッチトルク指令値Ｔcltを第一クラッチＣＬ１の油圧制御装置に対して出力する。また、ＥＣＵ５０は、決定したＭＧ１トルク指令値Ｔｇを第一回転機ＭＧ１に対して出力する。また、ＥＣＵ５０は、要求駆動力に基づくトルクと反力キャンセルトルク指令値Ｔepとを合わせたトルクの値を第二回転機ＭＧ２に対するトルク指令値として出力する。ステップＳ１０６が実行されると、本制御フローは終了する。

ステップＳ１０７では、ＥＣＵ５０により、第二制御が実行される。第二制御は、共振帯通過判定が成立した後、目標回転数到達判定が成立するまでの間に実行される、第一クラッチＣＬ１および第一回転機ＭＧ１のトルク制御である。本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１０１は、共振帯通過判定が成立する時点で目標回転数到達判定も成立するように、付加トルクＴ_ｇ＿addを決定する。従って、第二制御は、外乱等によってキャリア回転数ωｃが目標継合回転数ω_ｃ＿tgtに到達するタイミングがずれた場合などに実行される。

第二制御では、クラッチトルクを第二目標値Ｔclt2とするように、クラッチトルク指令値Ｔcltが決定される。図５を参照して説明すると、時刻ｔ１２において共振帯通過判定が成立した後は、クラッチトルク指令値Ｔcltが第二目標値Ｔclt2に向けて漸減する。時刻ｔ１３においてクラッチトルク指令値Ｔcltが第二目標値Ｔclt2となると、クラッチトルク指令値Ｔcltが維持される。

第二制御において、ＭＧ１トルク指令値Ｔｇは、上記［数５］によって算出される。図５に示すように初期キャリア回転数ω_ｃ＿iniが目標継合回転数ω_ｃ＿tgtよりも低回転であった場合において、仮に、時刻ｔ１２において共振帯通過判定がなされた後に目標回転数到達判定が成立していないとする。この場合には、時刻ｔ１２までと同様にして、ＭＧ１トルク指令値Ｔｇは、釣り合うトルクＴgeqに正の付加トルクＴ_ｇ＿addが加算された値となる。

一方、図６に示すように初期キャリア回転数ω_ｃ＿iniが目標継合回転数ω_ｃ＿tgtよりも高回転であった場合において、仮に、時刻ｔ２２において共振帯通過判定がなされた後に目標回転数到達判定が成立していないとする。この場合には、時刻ｔ２２までと同様にして、ＭＧ１トルク指令値Ｔｇは、釣り合うトルクＴgeqに負の付加トルクＴ_ｇ＿addが加算された値となる。

第二制御において、反力キャンセルトルク指令値Ｔepは、上記式（２）によって算出される。ＥＣＵ５０は、決定したクラッチトルク指令値Ｔcltを第一クラッチＣＬ１の油圧制御装置に対して出力する。また、ＥＣＵ５０は、決定したＭＧ１トルク指令値Ｔｇを第一回転機ＭＧ１に対して出力する。また、ＥＣＵ５０は、要求駆動力に基づくトルクと反力キャンセルトルク指令値Ｔepとを合わせたトルクの値を第二回転機ＭＧ２に対するトルク指令値として出力する。ステップＳ１０７が実行されると、本制御フローは終了する。

ステップＳ１０８では、ＥＣＵ５０により、第三制御が実行される。第三制御は、目標回転数到達判定が成立した後、クラッチ継合判定が成立するまでの間に実行される、第一クラッチＣＬ１および第一回転機ＭＧ１のトルク制御である。第三制御ではクラッチトルクを第二目標値Ｔclt2とするように、クラッチトルク指令値Ｔcltが決定される。例えば、図４を参照して説明すると、時刻ｔ２において共振帯通過判定および目標回転数到達判定が成立（ステップＳ１０３−Ｙ、かつステップＳ１０４−Ｙ）する。また、時刻ｔ２の時点では、まだクラッチ継合判定が成立していない（ステップＳ１０５−Ｎ）。これにより、第三制御が実行され、クラッチトルク指令値Ｔcltは第二目標値Ｔclt2に向けて漸減する。時刻ｔ３においてクラッチトルク指令値Ｔcltが第二目標値Ｔclt2となると、クラッチトルク指令値Ｔcltが維持される。

第三制御において、ＭＧ１トルク指令値Ｔｇは、下記式（３）によって算出される。
Ｔｇ＝Ｔclt×ρ／（１＋ρ）…（３）
すなわち、第三制御では、ＭＧ１トルクが釣り合うトルクＴgeqとなるように、ＭＧ１トルク指令値Ｔｇが決定される。

例えば、図５に示すようにキャリア回転数ωｃが目標継合回転数ω_ｃ＿tgtよりも低回転であった場合、時刻ｔ１２に目標回転数到達判定が成立すると、ＭＧ１トルク指令値Ｔｇが釣り合うトルクＴgeqに向けて徐々に変化する。時刻ｔ１３にＭＧ１トルク指令値Ｔｇが釣り合うトルクＴgeqに到達すると、ＭＧ１トルク指令値Ｔｇが釣り合うトルクＴgeqに維持される。

一方、図６に示すように初期キャリア回転数ω_ｃ＿iniが目標継合回転数ω_ｃ＿tgtよりも高回転であった場合、時刻ｔ２２に目標回転数到達判定が成立すると、ＭＧ１トルク指令値Ｔｇが釣り合うトルクＴgeqに向けて徐々に変化する。時刻ｔ２３にＭＧ１トルク指令値Ｔｇが釣り合うトルクＴgeqに到達すると、ＭＧ１トルク指令値Ｔｇが釣り合うトルクＴgeqに維持される。

第三制御において、反力キャンセルトルク指令値Ｔepは、上記式（２）によって算出される。ＥＣＵ５０は、決定したクラッチトルク指令値Ｔcltを第一クラッチＣＬ１の油圧制御装置に対して出力する。また、ＥＣＵ５０は、決定したＭＧ１トルク指令値Ｔｇを第一回転機ＭＧ１に対して出力する。また、ＥＣＵ５０は、要求駆動力に基づくトルクと反力キャンセルトルク指令値Ｔepとを合わせたトルクの値を第二回転機ＭＧ２に対するトルク指令値として出力する。ステップＳ１０８が実行されると、本制御フローは終了する。

ステップＳ１０９では、ＥＣＵ５０により、第四制御がなされる。第四制御は、クラッチ継合判定が成立した後に実行される制御である。第四制御では、第一クラッチＣＬ１に対してはトルク制御がなされる一方、第一回転機ＭＧ１に対しては回転数フィードバック（ＦＢ）制御がなされる。また、反力キャンセルトルク指令値Ｔepは、それまでのクラッチトルク指令値Ｔcltに基づく値から、ＭＧ１トルク指令値Ｔｇに基づく値に変更される。

第四制御において、クラッチトルク指令値Ｔcltは、第一制御におけるクラッチトルク指令値Ｔcltよりも大きな値とされる。本実施形態では、第四制御におけるクラッチトルク指令値Ｔcltが、例えば２００［Ｎｍ］とされ、エンジン最大トルクよりも大きく完全継合状態が維持できるトルクである。ＭＧ１トルク指令値Ｔgは、回転数ＦＢ制御によって決定される。ＥＣＵ５０は、目標ＭＧ１回転数と実際のＭＧ１回転数との偏差を縮小するように、例えばＰＩＤ制御によるフィードバック制御を行い、ＭＧ１トルク指令値Ｔgを決定する。また、反力キャンセルトルク指令値Ｔepは、ＭＧ１トルク指令値Ｔgに基づき、下記式（４）によって算出される。
Ｔep＝Ｔg／（１＋ρ）…（４）

ＥＣＵ５０は、決定したクラッチトルク指令値Ｔcltを第一クラッチＣＬ１の油圧制御装置に対して出力する。また、ＥＣＵ５０は、決定したＭＧ１トルク指令値Ｔｇを第一回転機ＭＧ１に対して出力する。また、ＥＣＵ５０は、要求駆動力に基づくトルクと反力キャンセルトルク指令値Ｔepとを合わせたトルクの値を第二回転機ＭＧ２に対するトルク指令値として出力する。ステップＳ１０９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、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１０１は、第一クラッチＣＬ１を開放した状態からエンジン１を始動する場合、第一回転機ＭＧ１および第一クラッチＣＬ１のトルク制御を実行する。これにより、ＭＧ１トルク指令値Ｔgが第一クラッチＣＬ１の摩擦係数のばらつき等に影響されることを抑制し、エンジン始動時の電力消費が過大となることを抑制することができる。

また、ハイブリッド車両用駆動装置１０１によるトルク制御において、ＭＧ１トルク指令値Ｔｇは、クラッチトルク指令値Ｔcltと釣り合うトルクＴgeqおよびキャリア回転数ωｃを制御する補正トルク、すなわちキャリア回転数ωｃを目標継合回転数ω_ｃ＿tgtに近づける付加トルクＴ_ｇ＿addに基づいている。付加トルクＴ_ｇ＿addは、車速が高いほど、言い換えると初期キャリア回転数ω_ｃ＿iniが高いほど小さな値である。よって、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１０１によれば、エンジン始動時の車速の違いによって第一クラッチＣＬ１の継合回転数がばらついてしまうことが抑制される。

［第２実施形態］
図８を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図８は、第２実施形態に係る車両のスケルトン図である。第２実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１０２において、上記第１実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１０１と異なる点は、第二回転機ＭＧ２がエンジン１および第一回転機ＭＧ１とは別軸上に配置された複軸方式とされている点である。

図８に示すように、第二回転機ＭＧ２の回転軸３４は、エンジン１の出力軸１ａおよび第一回転機ＭＧ１の回転軸３３と平行でかつ出力軸１ａおよび回転軸３３とは異なる軸上に配置されている。第２実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１０２では、第一回転機ＭＧ１は、第一遊星歯車機構１０に対してエンジン１側とは反対側に配置されている。また、ハイブリッド車両用駆動装置１０２は、第二遊星歯車機構２０を有していない。

上記第１実施形態と同様に、第一遊星歯車機構１０の第一サンギア１１は、第一回転機ＭＧ１の回転軸３３と接続されている。また、第一キャリア１４は、入力軸２と接続されている。入力軸２は、第一クラッチＣＬ１を介してエンジン１の出力軸１ａと接続されている。第一リングギア１３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、カウンタドリブンギア２６と噛み合っている。

本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１０２では、第二回転機ＭＧ２の回転軸３４には、リダクションギア３５が接続されている。リダクションギア３５は、カウンタドリブンギア２６と噛み合っている。つまり、上記第１実施形態では、第二回転機ＭＧ２は、第二遊星歯車機構２０およびカウンタドライブギア２５を介してカウンタドリブンギア２６と接続されていたが、これに代えて、本実施形態の第二回転機ＭＧ２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と接続されている。

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。つまり、本実施形態では、第二遊星歯車機構２０に代えて、リダクションギア３５およびカウンタドリブンギア２６が減速機構として機能する。

本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１０２は、上記第１実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１０１と同様の制御を実行する。すなわち、ハイブリッド車両用駆動装置１０２は、第一クラッチＣＬ１を開放した状態からエンジン１を始動する場合、第一回転機ＭＧ１および第一クラッチＣＬ１のトルク制御を実行する。また、当該トルク制御において、ＭＧ１トルク指令値Ｔｇは、クラッチトルク指令値Ｔcltと釣り合うトルクＴgeqおよびキャリア回転数ωｃを目標継合回転数ω_ｃ＿tgtに近づける付加トルクＴ_ｇ＿addに基づく。付加トルクＴ_ｇ＿addは、車速が高いほど、すなわち初期キャリア回転数ω_ｃ＿iniが高いほど小さな値である。

また、付加トルクＴ_ｇ＿addは、エンジン回転数ωｅが上昇して共振帯Ｗ１から抜けるときに、キャリア回転数ωｃを目標継合回転数ω_ｃ＿tgtに到達させるものであることが好ましい。

［第３実施形態］
図９乃至図１３を参照して、第３実施形態について説明する。第３実施形態については、上記第１実施形態および第２実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図９は、第３実施形態に係る車両のスケルトン図、図１０は、第３実施形態に係る作動係合表を示す図、図１１は、第３実施形態の第一走行モードに係る共線図、図１２は、第３実施形態の第二走行モードに係る共線図、図１３は、第３実施形態に係る付加トルクの一例を示す図である。

図９に示す車両１００は、動力源としてエンジン１、第一回転機ＭＧ１および第二回転機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。車両１００は、上記動力源に加えて、遊星歯車機構４０、第一クラッチＣＬ１、第二クラッチＣＬ２およびブレーキＢＫ１を含んで構成されている。

また、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１０３は、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２、エンジン１、遊星歯車機構４０および第一クラッチＣＬ１を含んで構成されている。ハイブリッド車両用駆動装置１０３は、更にＥＣＵ６０を含んで構成されてもよい。

第一回転機ＭＧ１の回転軸３６は、第一クラッチＣＬ１、ダンパ１ｃおよびフライホイール１ｂを介してエンジン１の出力軸１ａと接続されている。遊星歯車機構４０は、シングルピニオン式であり、サンギア４１、ピニオンギア４２、リングギア４３およびキャリア４４を有する。

サンギア４１には、第二回転機ＭＧ２の回転軸３７が接続されている。キャリア４４には、出力ギア４５が接続されている。出力ギア４５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に接続されている。リングギア４３には、第二クラッチＣＬ２を介して第一回転機ＭＧ１の回転軸３６が接続されている。第一クラッチＣＬ１および第二クラッチＣＬ２は、例えば、摩擦継合式のものとすることができる。リングギア４３は、第一クラッチＣＬ１および第二クラッチＣＬ２を介してエンジン１と接続された所定回転要素である。

ブレーキＢＫ１は、継合することでリングギア４３の回転を規制するものである。本実施形態のブレーキＢＫ１は、例えば、摩擦継合式のブレーキ装置である。継合状態のブレーキＢＫ１は、リングギア４３と車体側とを接続し、リングギア４３の回転を規制する。

ＥＣＵ６０は、エンジン１、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２、第一クラッチＣＬ１、第二クラッチＣＬ２およびブレーキＢＫ１を制御する。ハイブリッド車両用駆動装置１０３は、ＨＶ走行モードとＥＶ走行モードとを有する。

ＨＶ走行モードでは、第一クラッチＣＬ１および第二クラッチＣＬ２が継合され、ブレーキＢＫ１が開放される。これにより、エンジン１と第一回転機ＭＧ１とリングギア４３とが連結される。

ＥＶ走行モードは、第一走行モードと第二走行モードとを含む。第一走行モードは、第二回転機ＭＧ２を動力源として走行する走行モードである。図１０に示すように、第一走行モードでは、第一クラッチＣＬ１および第二クラッチＣＬ２が開放され、ブレーキＢＫ１が継合される。図１１に示す共線図において、Ｓ軸はサンギア４１および第二回転機ＭＧ２の回転数を示し、Ｃ軸はキャリア４４の回転数を示し、Ｒ軸はリングギア４３の回転数を示す。第一クラッチＣＬ１および第二クラッチＣＬ２が開放されることにより、エンジン１および第一回転機ＭＧ１は、リングギア４３から切り離される。ブレーキＢＫ１が継合することにより、リングギア４３の回転が規制される。従って、リングギア４３は、ＭＧ２トルクに対する反力受けとして機能し、ＭＧ２トルクをキャリア４４から出力させることができる。

第二走行モードは、第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２を動力源として走行する走行モードである。図１０に示すように、第二走行モードでは、第二クラッチＣＬ２が継合され、第一クラッチＣＬ１およびブレーキＢＫ１が開放される。図１２に示すように、第一クラッチＣＬ１が開放されることにより、エンジン１は第一回転機ＭＧ１から切り離される。また、第二クラッチＣＬ２が継合することで第一回転機ＭＧ１がリングギア４３と接続される。また、ブレーキＢＫ１が開放されることでリングギア４３の回転が許容される。従って、第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２のトルクがそれぞれキャリア４４から出力される。

本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１０３は、上記第１実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１０１や上記第２実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１０２と同様に、第一クラッチＣＬ１を開放した状態からエンジン１を始動する場合、第一回転機ＭＧ１および第一クラッチＣＬ１のトルク制御を実行する。トルク制御は、少なくともエンジン回転数ωｅが上昇して共振帯Ｗ１から抜けるまでの間実行されることが望ましい。また、トルク制御は、リングギア４３の回転数であるリングギア回転数ωｒが目標継合回転数ω_ｒ＿tgt（目標回転数）となるまでの間実行されることが好ましい。

本実施形態では、第一回転機ＭＧ１および第一クラッチＣＬ１に対するトルク制御は、例えば、図１２に示す第二走行モードでの走行中にエンジン１を始動する場合に実行される。この場合、ハイブリッド車両用駆動装置１０３は、第一クラッチＣＬ１を継合すると共に第一回転機ＭＧ１によって走行駆動用のトルクＴ_g＿drvに加えてエンジン１をクランキングするクランキングトルクを出力させる。第一回転機ＭＧ１および第一クラッチＣＬ１のトルク制御では、第一回転機ＭＧ１が出力するクランキングトルクは、釣り合うトルクＴgeqとされる。このようにＭＧ１トルク指令値Ｔｇが釣り合うトルクＴgeqに基づいて決定されることにより、ＭＧ１トルクの値を第一クラッチＣＬ１のトルク容量に応じたものとして、適切にエンジン回転数ωｅを上昇させることができる。

なお、本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１０３では、第一回転機ＭＧ１と第一クラッチＣＬ１が同軸上にあるため、釣り合うトルクＴgeqはクラッチトルク指令値Ｔcltと一致する。

第二走行モードにおいてエンジン１を始動して第一クラッチＣＬ１を完全継合する際には、リングギア４３の回転数ωｒを、目標継合回転数ω_ｒ＿tgtまで変化させる必要がある。ここで、第二走行モードでは、所定回転要素であるリングギア４３の回転数は、車速や各回転機ＭＧ１，ＭＧ２の効率、出力制限等に応じて決定される。本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１０３では、同じ車速に対して、リングギア４３の回転数ωｒを任意に決定することが可能である。ハイブリッド車両用駆動装置１０３は、エンジン１の始動時に第一回転機ＭＧ１によってクランキングトルクを出力させる際に、ＭＧ１トルク指令値Ｔｇに付加トルクＴ_ｇ＿addを加算する。本実施形態の付加トルクＴ_ｇ＿addは、リングギア回転数ωｒを目標継合回転数ω_ｒ＿tgtに向けて変化させるトルクである。つまり、ＭＧ１トルク指令値Ｔgは、下記式（５）によって算出される。
Ｔg＝Ｔ_g＿drv＋Ｔclt＋Ｔ_ｇ＿add…（５）

すなわち、ハイブリッド車両用駆動装置１０３により決定されるＭＧ１トルク指令値Ｔｇは、釣り合うトルクＴgeq、および所定回転要素の回転数を目標回転数に近づける付加トルクＴ_ｇ＿addに基づいている。付加トルクＴ_ｇ＿addは、エンジン１の始動を開始するときのリングギア回転数ωｒ（以下、「初期リングギア回転数ω_ｒ＿ini」と称する。）と目標継合回転数ω_ｒ＿tgtとの差回転に応じて可変とされる。

図１３に示すように、初期リングギア回転数ω_ｒ＿iniが目標継合回転数ω_ｒ＿tgtよりも高回転である場合、付加トルクＴ_ｇ＿addは逆回転方向のトルク（負のトルク値）とされ、かつ初期リングギア回転数ω_ｒ＿iniと目標継合回転数ω_ｒ＿tgtとの回転数差が大きくなるに従い、付加トルクＴ_ｇ＿addが小さくなる。一方、初期リングギア回転数ω_ｒ＿iniが目標継合回転数ω_ｒ＿tgtよりも低回転である場合、付加トルクＴ_ｇ＿addは正回転方向のトルク（正のトルク値）とされ、かつ初期リングギア回転数ω_ｒ＿iniと目標継合回転数ω_ｒ＿tgtとの回転数差が大きくなるに従い、付加トルクＴ_ｇ＿addが大きくなる。すなわち、本実施形態の付加トルクＴ_ｇ＿addは、初期リングギア回転数ω_ｒ＿iniが高いほど小さな値である。

本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１０３は、エンジン１を始動するときの電力消費が過大となることの抑制と、第一クラッチＣＬ１の継合タイミングのばらつきの抑制とを両立することができる。

なお、更に他の車両に上記各実施形態や本実施形態の制御が適用されてもよい。例えば、エンジンと１つの回転機とを搭載し、駆動輪および回転機とエンジンとをクラッチによって断接する車両に対して、上記各実施形態や本実施形態の制御が適用されてもよい。

［上記各実施形態の変形例］
上記第１実施形態乃至第３実施形態の目標回転数は、１つの回転数であっても、一定の回転数の範囲であってもよい。また、目標回転数は、車速等の条件に応じて変化してもよい。例えば、車速が高い場合の目標回転数は、車速が低い場合の目標回転数よりも高回転であってもよい。車速が高い場合は、要求パワーが高くなりやすい。このような場合に目標回転数を高くすることで、要求に対するパワーの応答性を向上させることができる。また、比較的要求パワーが低い低車速の場合に目標回転数を低くすることで、第一クラッチＣＬ１が完全継合するタイミングを早めることができる。

また、上記第１実施形態乃至第３実施形態において、第一クラッチＣＬ１等のクラッチは、湿式であっても乾式であってもよい。

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。

１０１，１０２，１０３ ハイブリッド車両用駆動装置
１ エンジン（機関）
１０ 第一遊星歯車機構（差動機構）
１１ 第一サンギア
１２ 第一ピニオンギア
１３ 第一リングギア
１４ 第一キャリア（所定回転要素）
３２ 駆動輪
４０ 遊星歯車機構（差動機構）
４３ リングギア（所定回転要素）
５０，６０ ＥＣＵ
ＢＫ１ ブレーキ
ＣＬ１ 第一クラッチ（クラッチ）
ＣＬ２ 第二クラッチ
ωｃ キャリア回転数
ωｅ エンジン回転数
ωｒ リングギア回転数
Ｔclt クラッチトルク指令値
Ｔｇ ＭＧ１トルク指令値
Ｔgeq 釣り合うトルク
Ｔ_ｇ＿add 付加トルク（補正トルク）
Ｗ１ 共振帯
ω_ｃ＿ini 初期キャリア回転数
ω_ｃ＿tgt 目標継合回転数
ω_ｒ＿ini 初期リングギア回転数
ω_ｒ＿tgt 目標継合回転数

Claims (1)

1. 差動機構と、
   前記差動機構に接続された第一回転機および第二回転機と、
   クラッチを介して前記差動機構の所定回転要素と接続された機関と、
   を備え、前記クラッチを開放した状態から前記機関を始動する場合、前記第一回転機および前記クラッチのトルク制御を実行し、
   前記トルク制御において、前記第一回転機に対するトルク指令値は、前記クラッチに対するトルク指令値と釣り合うトルクおよび前記所定回転要素の回転数を制御する補正トルクに基づき、
   前記補正トルクの値は、前記機関の始動を開始するときの前記所定回転要素の回転数が高いほど小さな値である
   ことを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。

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