JP2015174490A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】噛合式係合機構の解放状態への切り替え時における内燃機関の機関回転数の変動を抑制する。【解決手段】内燃機関、回転電機及び駆動軸が夫々連結される差動機構と、噛合式の一対の係合要素が係合してなる係合状態において、複数の回転要素のうち一の回転要素を回転不能に固定し回転電機の回転を制限する係合機構とを備えたハイブリッド車両を制御する制御装置は、係合機構が係合状態から解放状態へ切り替えられる場合に、一の回転要素に加わる内燃機関のトルクに対抗するトルクが、該対抗するトルクの増加又は減少を伴って出力されるように、回転電機を制御する制御手段とを具備し、制御手段は、係合機構が開放状態に切り替わった時点以降に機関回転数が増加する場合に対抗するトルクが減少方向に出力される一方で機関回転数が減少する場合に対抗するトルクが増加方向に出力されるように、回転電機を制御する。【選択図】図６

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。

差動機構に内燃機関と回転電機とを連結し、回転電機により内燃機関のトルク反力を負担して内燃機関の動作点を制御する構造を有するハイブリッド車両が公知である。また、この種のハイブリッド車両において、一対の係合要素を備えた係合機構により差動機構の回転要素を回転不能な状態に制限し、回転電機により負担させていたトルク反力を当該係合機構に負担させることによって、ハイブリッド車両のシステム効率を向上させる構成も知られている。この種の係合機構としては、例えばドグクラッチのような、動力伝達効率に優れた噛合式係合機構が好適に用いられる。

ここで、噛合式係合機構が用いられる場合、一対の係合要素に噛み合い方向のトルクが作用している状態では、係合要素の軸線方向のストロークが円滑に進行せず、係合機構の解放状態への切り替えが円滑に進行しない。このため、係合機構の解放状態への切り替え時においては、係合要素の軸線方向のストロークを容易ならしめるために、回転電機から、上記噛み合い方向のトルクを相殺するトルクが出力される。このような回転電機の制御については、例えば、特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示された噛み合い式係合装置によれば、このトルクを増加及び減少させ、一対の係合要素における一方の係合要素を揺動させる、揺さぶり制御が実行される。また、この揺さぶり制御の実行時において、回転電機のトルクが、係合機構が解放状態に切り替わった後に回転電機に要求される解放後要求トルクに近付くように最初に変更される。このため、係合機構の解放時に回転電機のトルクを要求トルクに滑らかに変化させることが可能になるとされている。尚、同様の噛み合い式係合装置については、特許文献４にも開示されている。

また、噛合機構の係合動作時及び解放動作時において、ドグ歯におけるストロークの変化量から解放に要する時間を求め、求められた解放に要する時間からドグ歯に作用するトルクを推定する、車両の駆動制御装置も提案されている（特許文献２参照）。

また、噛み合い式係合装置を係合状態から解放状態に切り替える場合に、エンジンの運転条件に応じて第１モータジェネレータのトルクの変化速度の学習補正量を決定し、当該変化速度を補正する噛み合い式係合装置付き駆動装置も提案されている（特許文献３参照）。

特開２０１２−１９３８５１号公報 特開２０１０−０８９５７５号公報 特開２００９−２８６３５６号公報 特開２００９−０２９３９４号公報

ところで、解放状態への切り替え要求は、多くの場合、例えば、加速要求や減速要求等、車両の運転条件の変化に由来して生じる。即ち、係合機構が解放状態に切り替わった後に、内燃機関の機関回転数は増加又は減少することが多い。

ここで特に、上述した従来の装置では、解放状態への切り替え完了後における内燃機関の機関回転数の変化は、切り替え期間における回転電機のトルクの変化方向に反映されない。従って、従来の装置においては、解放状態への切り替えが完了した後に、内燃機関の機関回転数の変化が回転電機のトルクによって阻害され、内燃機関の機関回転数が変動する場合がある。

本発明は、従来技術が有するこのような技術的問題点に鑑みてなされたものであり、係合機構の解放状態への切り替え時における内燃機関の機関回転数の変動を抑制することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関と、回転電機と、駆動輪に繋がる駆動軸と、前記内燃機関、前記回転電機及び前記駆動軸が夫々連結される回転要素を含む、相互に差動作用をなす複数の回転要素を備えた差動機構と、噛合式の一対の係合要素を備え、該一対の係合要素が係合してなる係合状態において、前記複数の回転要素のうち一の回転要素を回転不能に固定し前記回転電機の回転を制限する係合機構とを備えたハイブリッド車両を制御する、ハイブリッド車両の制御装置であって、前記係合機構が前記係合状態から前記一対の係合要素が解放された解放状態へ切り替えられる場合に、前記一の回転要素に加わる前記内燃機関のトルクに対抗するトルクが、該対抗するトルクの増加又は減少を伴って出力されるように、前記回転電機を制御する制御手段を具備し、前記制御手段は、前記ハイブリッド車両におけるアクセル操作状態に基づいて前記対抗するトルクの変化方向を制御することを特徴とする（請求項１）。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、係合機構が係合状態から解放状態へ切り替わる場合に、回転電機から、内燃機関のトルクに対抗する（即ち、内燃機関のトルクと逆方向に作用する）トルクが出力される。このトルクは、係合機構における一対の係合要素相互間に作用する係合トルクを緩和せしめ、もって一対の係合要素の係合の解除（即ち、一方の係合要素の軸線方向へのストローク）を容易ならしめるトルクである。尚、便宜上、この回転電機のトルクを、これ以降適宜「解放トルク」と表現することとする。

解放トルクは固定値ではなく、その絶対値の増加（負トルクなので、符号まで加味すれば減少）を伴う変化方向である増加方向（同じく符号を加味すれば減少方向）、又は、その絶対値の減少（負トルクなので、符号まで加味すれば増加）を伴う変化方向である減少方向（同じく符号を加味すれば増加方向）のいずれかの変化方向に出力される。解放トルクを変化させることによって、所謂「揺さぶり制御」が実現される。

本発明に係るハイブリッド車両は、差動機構が一種のトランスミッションの役割を果たす構造となっている。即ち、係合機構が解放状態にある場合、回転電機は、差動機構の回転要素を介し内燃機関のトルクの反力トルクを負担することによって、内燃機関の機関回転数を制御することができる。即ち、回転電機が負担する反力トルクは、内燃機関の機関回転数の変化に影響を与える
一方、係合機構が解放状態に切り替わった時点以降、内燃機関の機関回転数を目標値へ向けて変化させる必要が生じる場合がある。この際、機関回転数を増加させる必要があるのに対して解放トルクがその絶対値の増加を伴う増加方向に出力されていると、解放トルク（解放状態への切り替わり時点以降においては、実質的に上記反力トルクと等価である）は機関回転数の上昇を抑制する方向に作用することになる。逆に、機関回転数を減少させる必要があるのに対して解放トルクが減少方向に出力されていると、解放トルクは機関回転数の減少を抑制する方向に作用することになる。このような解放トルクの作用は、目標回転数へ向けた機関回転数の変化を阻害することから、機関回転数の変動を招く要因となり得る。

ここで、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、揺さぶり制御における、この解放トルクの変化方向が、アクセル操作状態に基づいて制御される。アクセル操作状態とは、アクセルペダルの操作状態であって、係合機構が解放状態に切り替わった時点以降における、内燃機関の機関回転数の変化方向を規定する要素である。従って、本発明によれば、解放トルクを、解放状態への切り替え完了時点以降の内燃機関の機関回転数の変化を阻害しない方向に変化させることができ、係合機構の解放状態への切り替えに伴う機関回転数の変動を抑制することができるのである。

また、実践的見地からすると、解放状態への切り替えが完了したか否かは、通常、回転電機の回転状態に基づいて判定される。従って、解放状態への切り替えが完了した旨の判定がなされる時点は、実際に係合機構が解放状態に移行した時点（言い換えれば、係合要素同士の噛み合いが解消された時点）よりも遅れる。このため、実際に係合機構が解放状態に移行した時点から暫時の期間については、回転電機からの解放トルクの出力は継続される。その結果、解放トルクの変化方向が内燃機関の機関回転数の変化を阻害する方向であると、機関回転数の変動の規模が相対的に大きくなり易い。一方、解放トルクの変化方向が機関回転数の変化を阻害しない場合には、この暫時の期間においても機関回転数の変化は阻害されないのであるから、実践上全く問題がない。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の一の態様では、前記一の回転要素に加わる内燃機関のトルクを推定する推定手段を更に具備し、前記制御手段は、前記対抗するトルクを、前記推定されたトルクを含む前記推定手段の推定誤差範囲内で変化させる（請求項２）。

比較的高精度なトルク制御性を有する回転電機の反力トルクを利用して内燃機関の実際のトルクを比較的高精度に推定することができる解放状態と較べて、係合機構が係合状態にある場合には、トルク制御性の相対的に低い内燃機関の実トルクを正確に推定することは容易ではない。必然的に、一対の係合要素の係合に係る差動機構の一の回転要素に一定割合で分配される内燃機関のトルクを正確に推定することも容易ではない。従って、推定手段により推定されるトルクには、推定値を含む推定誤差範囲が存在する。この推定誤差範囲は、予め実験的に、経験的に又は理論的に、例えば推定値に対する誤差割合や誤差トルク等の形で設定しておくことができる。

この態様によれば、回転電機の解放トルクが、この推定誤差範囲内で、増加方向又は減少方向に解放トルクを変化させる。従って、解放トルクの変化範囲に一定の指針を与えることができ、解放トルクを一対の係合要素の解放に適した平衡値に好適に到達せしめることができる。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記アクセル操作状態がアクセル踏み込み操作に該当する場合に、前記対抗するトルクが減少する方向に出力されるように前記回転電機を制御する（請求項３）。

アクセル操作状態は、機関回転数の増加を伴う（端的には加速要求に対応する）アクセル踏み込み操作に該当する状態と、機関回転数の減少を伴う（端的には減速要求に対応する）アクセル踏み戻し操作に該当する状態とを含み得る。この態様によれば、アクセル操作状態がアクセル踏み込み操作に該当する場合に、解放トルクが減少方向に出力される。従って、係合機構の解放状態への切り替え完了時点以降の機関回転数の増加が阻害されることがなく、機関回転数の変動が好適に抑制される。

尚、アクセル操作状態がアクセル踏み込み操作に該当するか否かは、アクセルペダルの操作状態を規定するアクセル開度やアクセル開度変化率が、予め機関回転数の増加を伴う値であるか否かに基づいて判定されてもよい。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記アクセル操作状態がアクセル踏み戻し操作に該当する場合に、前記対抗するトルクが増加する方向に出力されるように前記回転電機を制御する（請求項４）。

アクセル操作状態は、機関回転数の増加を伴う（端的には加速要求に対応する）アクセル踏み込み操作に該当する状態と、機関回転数の減少を伴う（端的には減速要求に対応する）アクセル踏み戻し操作に該当する状態とを含み得る。この態様によれば、アクセル操作状態がアクセル踏み戻し操作に該当する場合に、解放トルクが増加方向に出力される。従って、係合機構の解放状態への切り替え完了時点以降の機関回転数の減少が阻害されることがなく、機関回転数の変動が好適に抑制される。

尚、アクセル操作状態がアクセル踏み戻し操作に該当するか否かは、アクセルペダルの操作状態を規定するアクセル開度やアクセル開度変化率が、予め機関回転数の減少を伴う値であるか否かに基づいて判定されてもよい。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記係合機構が前記解放状態にある場合に、前記内燃機関の動作点が所定の動作線上における前記アクセル操作状態及び前記ハイブリッド車両の速度に基づく目標動作点となるように前記内燃機関及び前記回転電機を制御すると共に、前記係合状態から前記解放状態への切り替えに伴う前記内燃機関の機関回転数の変化に基づいて、前記対抗するトルクの変化方向を制御する（請求項５）。

差動機構を一種のトランスミッションとして利用するハイブリッド車両においては、係合機構が解放状態にある場合において、一種の電気的ＣＶＴ（Continuously Variable transmission）が実現される。この場合、機関回転数とトルクとにより規定される内燃機関の動作点は、所望の特性を満たす動作線（例えば、内燃機関の燃料消費率が現実的に最小となる最適燃費線）上で設定される。従って、解放状態への切り替え完了時点以降に内燃機関の機関回転数の増加又は減少が生じるか否かは、この動作線と内燃機関の要求出力とに基づいて判断することができる。

この態様によれば、実際の機関回転数の増加又は減少が伴うか否かの判断に基づいて、より高精度に解放トルクの変化方向を制御することができ、より正確に機関回転数の変動を抑制することができる。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。

本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。 図１のハイブリッド車両におけるハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。 図１のハイブリッド車両におけるドグクラッチ機構の模式的な平面図である。 図１のハイブリッド車両の変速モードを説明する動作共線図である。 図１のハイブリッド車両におけるＭＧ１解放制御のフローチャートである。 図５のＭＧ１解放制御の効果に係り、ハイブリッド車両の各部の動作状態の一時間推移を例示する図である。 本発明の第２実施形態に係るＭＧ１解放制御のフローチャートである。 エンジンの動作点平面の概念図である。 変形例に係る動力分割機構の概略構成図である。 図９の動力分割機構におけるロック状態に対応する動作共線図である。

＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両１の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１の構成を概念的に表してなる概略構成図である。

図１において、ハイブリッド車両１は、ＥＣＵ１００、ＰＣＵ（Power Control Unit）１１、バッテリ１２、車速センサ１３及びアクセル開度センサ１４並びにハイブリッド駆動装置１０を備えた、本発明に係る「ハイブリッド車両」の一例である。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ等を備え、ハイブリッド車両１の各部の動作を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述するＭＧ１解放制御を始めとする各種制御を実行可能に構成されている。

ＥＣＵ１００は、クラッチ制御部１１０と動力制御部１２０とを備える。クラッチ制御部１１０は、後述するドグクラッチ機構５００の動作状態を制御する装置である。また、動力制御部１２０は、後述するエンジン２００、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２の動作状態を制御する装置である。これら制御部は、各々が予め設定された制御プログラムに従って動作し、図示しない他の制御部とも併せ、適宜相互に協調しつつハイブリッド車両１の動作状態を制御する。尚、後述するＭＧ１解放制御においては、クラッチ制御部１１０が動力制御部１２０と協調して制御を遂行する。但し、このようなＥＣＵ１００の構成は一例である。

ＰＣＵ１１は、バッテリ１２から取り出した直流電力を交流電力に変換して後述するモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２に供給可能に構成された不図示のインバータを含み、バッテリ１２と各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いは各モータジェネレータ相互間の電力の入出力を制御可能に構成された制御ユニットである。ＰＣＵ１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される構成となっている。

バッテリ１２は、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２を力行するための電力に係る電力供給源として機能する充電可能な蓄電手段である。バッテリ１２は、例えば、出力電圧数Ｖの単位二次電池セルが数百個単位で直列に接続された構成を有している。

車速センサ１３は、ハイブリッド車両１の車速Ｖを検出可能に構成されたセンサである。車速センサ１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００に適宜参照される。

アクセル開度センサ１４は、ハイブリッド車両１の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度Ｔａを検出可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Ｔａは、ＥＣＵ１００に適宜参照される。

ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１のパワートレインである。ハイブリッド駆動装置１０は、後述するエンジン２００、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２から供給される動力を、駆動輪ＤＷに連結された車軸ＶＳに伝達可能に構成される。

ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、ハイブリッド駆動装置１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図２において、ハイブリッド駆動装置１０は、エンジン２００、動力分割機構３００、モータジェネレータＭＧ１、モータジェネレータＭＧ２、減速機構４００及びドグクラッチ機構５００を備える。

エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両１の一動力源として機能するように構成されている。本発明における「内燃機関」とは、燃料の燃焼に伴う熱エネルギを運動エネルギに変化して取り出し可能な機関を包括する概念である。係る概念を満たす限りにおいて、本発明に係る内燃機関の構成は、公知、非公知の別を問わず各種の態様を有してよい。尚、不図示のクランク軸を介したエンジン２００の出力動力たるエンジントルクＴｅは、ハイブリッド駆動装置１０の入力軸ＩＳに入力される。

図２に戻り、モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「回転電機」の一例たる電動発電機であり、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。

モータジェネレータＭＧ２は、電動発電機であり、モータジェネレータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える構成となっている。但し、これらは他の構成を有していてもよい。

動力分割機構３００は、中心部に設けられたサンギアＳ１と、サンギアＳ１の外周に同心円状に設けられたリングギアＲ１と、サンギアＳ１とリングギアＲ１との間に配置されてサンギアＳ１の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギアＰ１と、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支するプラネタリキャリアＣ１とを備えた、本発明に係る「差動機構」の一例たる遊星歯車機構である。サンギアＳ１、リングギアＲ１及びプラネタリキャリアＣ１の各回転要素は、夫々動力分割機構３００の差動要素として機能する。

サンギアＳ１は、サンギア軸ＳＳを介してモータジェネレータＭＧ１に連結されており、その回転数は、モータジェネレータＭＧ１の回転数であるＭＧ１回転数Ｎｇと等価である。

リングギアＲ１は、駆動軸ＤＳ及び減速機構４００を介して車軸ＶＳに連結されている。減速機構４００は、デファレンシャルギア等を含む各種減速ギアから構成されるギア機構である。このため、リングギアＲ１の回転数は、車速Ｖに対し一義的な値を採る。また、駆動軸ＤＳには、モータジェネレータＭＧ２も連結されているため、リングギアＲ１の回転数は、モータジェネレータＭＧ２の回転数であるＭＧ２回転数Ｎｍと等価である。必然的に、ＭＧ２回転数Ｎｍもまた、車速Ｖに対し一義的な値を採る。尚、ここではモータジェネレータＭＧ２が駆動軸ＤＳに直結された構成となっているが、駆動軸ＤＳとモータジェネレータＭＧ２との間には、適宜変速装置や減速装置が介装されていてもよい。

プラネタリキャリアＣ１は、上述した入力軸ＩＳに連結されている。従って、プラネタリキャリアＣ１の回転数は、エンジン２００の回転数であるエンジン回転数Ｎｅと等価である。

動力分割機構３００は、係る構成の下で、エンジントルクＴｅを、プラネタリキャリアＣ１とピニオンギアＰ１とを介してサンギアＳ１及びリングギアＲ１に所定の比率（各ギア相互間のギア比に応じた比率）で分配する構成となっている。

この際、動力分割機構３００の動作を分かり易くするため、リングギアＲ１の歯数に対するサンギアＳ１の歯数としてのギア比ρを定義すると、エンジン２００からプラネタリキャリアＣ１に対しエンジントルクＴｅを作用させた場合にサンギアＳ１に作用するサンギア軸トルクＴｅｓは下記（１）式により、また駆動軸ＤＳに現れるエンジン直達トルクＴｅｐは下記（２）式により夫々表すことができる。

Ｔｅｓ＝Ｔｅ×ρ／（１＋ρ）・・・（１）
Ｔｅｐ＝Ｔｅ×１／（１＋ρ）・・・（２）
ドグクラッチ機構５００は、複数の係合要素を備え、これら複数の係合要素が相互に係合又は解放可能に構成された、本発明に係る「係合機構」の一例たる回転噛合式クラッチ装置である。

ドグクラッチ機構５００は、一対の係合要素として、例えばシャシやトランスミッションケース等の固定要素に対し相対回転不能に固定された環状のスリーブＳＬと、サンギア軸ＳＳに固定されサンギア軸ＳＳと一体に回転するハブＨＢとを備える。スリーブＳＬとハブＨＢとは、相互いに同軸配置されている。また、スリーブＳＬの内周面には等間隔に矩形状のドグ歯５１０が形成されており、ハブＨＢの外周面には等間隔に矩形状のドグ歯５２０が形成されている。

スリーブＳＬは、ＥＣＵ１００のクラッチ制御部１１０により駆動制御される不図示のアクチュエータにより、軸線方向に所定量ストロークすることができる。スリーブＳＬのストローク量Ｓｓｌが、所定の係合ストローク量Ｓｓｌｌｋに達すると、スリーブＳＬに形成されたドグ歯５１０とハブＨＢに形成されたドグ歯５２０とは相互に噛み合い、ドグクラッチ機構５００は係合状態となる。係合状態では、ハブＨＢがスリーブＳＬを介して固定要素に固定されることから、サンギア軸ＳＳは回転不能にロックされる。必然的に、モータジェネレータＭＧ１は回転不能なロック状態となる。

一方、当該ストローク量Ｓｓｌが係合ストローク量Ｓｓｌｌｋに満たない状態では、これらドグ歯は相互に解放され、ドグクラッチ機構５００は解放状態となる。解放状態では、ハブＨＢがスリーブＳＬを介して固定要素に固定されることがないから、サンギア軸ＳＳは回転可能となり、必然的に、モータジェネレータＭＧ１もまた回転可能となる。

尚、ドグクラッチ機構５００は、本発明に係る「噛合式の係合要素」として上記スリーブＳＬ及びハブＨＢを備えた、本発明に係る「係合機構」の一例である。但し、本発明に係る係合機構は、一対の係合要素同士が噛み合うことによって係合する係合機構を広く包含する趣旨である。

ここで、図３を参照し、ドグクラッチ機構５００の動作状態について説明する。ここに、図３は、ドグクラッチ機構５００の模式的な平面図である。尚、動図において、図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図３において、図３（ａ）は解放状態に対応する図であり、図３（ｂ）は係合状態に対応する図である。

図３（ａ）において、複数のドグ歯５１０が形成されたスリーブＳＬは、アクチュエータの駆動力によって、解放状態に対応するストローク量Ｓｓｌ＝０の位置から、最大ストローク量Ｓｓｌ＝Ｓｓｌｍａｘの位置まで、図示矢線方向にストローク可能である。

図３（ｂ）には、スリーブＳＬが最大ストローク量Ｓｓｌｍａｘの位置までストロークされた状態が示される。但し、スリーブＳＬとハブＨＢとの係合（即ち、後述するモータジェネレータＭＧ１のロック）は、スリーブＳＬがストローク量Ｓｓｌ＝Ｓｓｌｌｋ（０＜Ｓｓｌｌｋ＜Ｓｓｌｍａｘ）の位置までストロークした段階で成立する。

尚、スリーブＳＬとハブＨＢとは、各々に形成されたドグ歯同士が噛み合うように、これらの回転速度同期と回転位相同期が行われた後に（尚、ストロークとこれら同期とが同時に行われてもよい）スリーブＳＬがストロークされることによって相互に係合する。

スリーブＳＬとハブＨＢとが係合した状態においては、図示Ｄ２方向に作用する上述したサンギア軸トルクＴｅｓを、スリーブＳＬを介して固定要素で受け止めることができる。このため、電力消費を節減する目的から、モータジェネレータＭＧ１は、通電が停止されたシャットダウン状態又は通電を維持したゼロトルク状態に制御される。一方、モータジェネレータＭＧ１からトルクが出力されないことから、ドグクラッチ機構５００が係合状態にある場合、ドグ歯５１０とドグ歯５２０との間に生じるガタ（機械的な遊び）は、サンギア軸トルクＴｅｓの作用方向であるＤ２方向に詰められる。

＜実施形態の動作＞
＜変速モードの詳細＞
本実施形態に係るハイブリッド車両１の変速モードは、ドグクラッチ機構５００の動作状態に応じて、固定変速モード又は無段変速モードのいずれかに制御される。

ここで、図４を参照し、ハイブリッド車両１の変速モードについて説明する。ここに、図４は、ハイブリッド駆動装置１０の一動作共線図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図４（ａ）は無段変速モードに対応する一動作共線図である。縦軸は回転数を表している。

動力分割機構３００は、相互に差動関係にある３個の回転要素により構築された回転二自由度の差動機構であり、サンギアＳ１（一義的にモータジェネレータＭＧ１）、キャリアＣ１（一義的にエンジン２００）及びリングギアＲ１（一義的にモータジェネレータＭＧ２）のうち二要素の回転数が定まった場合に、残余の一回転要素の回転数が必然的に定まる構成となっている。即ち、動作共線図上において、各回転要素の動作状態は、ハイブリッド駆動装置１０の一動作状態に一対一に対応する一の動作共線によって表すことができる。

例えば、図４（ａ）において、車速Ｖと一義的な関係にあるモータジェネレータＭＧ２の動作点が動作点ｍ１であるとする。この場合、モータジェネレータＭＧ１の動作点が動作点ｇ１であれば、残余の回転要素であるキャリアＣ１に連結されたエンジン２００の動作点は動作点ｅ１となる。

ここで、便宜的にリングギアＲ１の回転数が一定であるとすると、モータジェネレータＭＧ１の動作点を動作点ｇ２及び動作点ｇ３に変化させた場合には、エンジン２００の動作点は夫々動作点ｅ２及び動作点ｅ３へと変化する。即ち、動力分割機構３００では、モータジェネレータＭＧ１により、エンジン回転数Ｎｅを自由に変化させることができる。この状態に対応する変速モードが無段変速モードである。無段変速モードでは、エンジン２００の動作点（この場合の動作点とは、エンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴｅとの組み合わせによって規定されるエンジン２００の一動作条件を意味する）は、基本的に、エンジン２００の燃料消費率が実質最小となる最適燃費動作点に制御される。

無段変速モードにおいては、当然ながらＭＧ１回転数Ｎｇは可変である必要がある。従って、無段変速モードが選択される場合、ドグクラッチ機構５００は解放状態に制御される。

動力分割機構３００において、駆動軸ＤＳに先述した駆動軸直達トルクＴｅｐを供給するためには、先述したサンギア軸トルクＴｅｓと絶対値が等しく且つ符合が反転した反力トルク（即ち、負トルク）を、モータジェネレータＭＧ１から供給する必要がある。この場合、動作点ｇ１或いは動作点ｇ２といった、正回転領域の動作点において、ＭＧ１は正回転負トルクの電力回生状態（即ち、発電状態）となる。このように、無段変速モードにおいては、モータジェネレータＭＧ１を反力要素として機能させることにより、駆動軸ＤＳにエンジントルクＴｅの一部たる駆動軸直達トルクＴｅｐを供給しつつ、サンギア軸トルクＴｅｓを利用した発電を行うことができる。また、例えば、駆動軸ＤＳに供給される駆動軸直達トルクＴｅｐが要求トルクに対して不足する場合には、モータジェネレータＭＧ２の出力トルクであるＭＧ２トルクＴｍが駆動軸ＤＳに供給され、適宜トルクアシストが行われる。

一方、例えば高速軽負荷走行時等には、ＭＧ１回転数Ｎｇが、例えば動作点ｇ３等に相当する負回転領域の値となることがある。モータジェネレータＭＧ１は、サンギア軸トルクＴｅｓの反力トルクとして負トルクを出力しているから、この場合、モータジェネレータＭＧ１は、負回転負トルクの力行状態となる。即ち、この場合、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクたるＭＧ１トルクＴｇは、ハイブリッド車両１の駆動トルクとして駆動軸ＤＳに伝達される。

このため、モータジェネレータＭＧ２は、駆動軸ＤＳに出力される過剰なトルクを吸収するべく正回転負トルクの電力回生状態に制御される。この状態においては、ＭＧ１トルクＴｇをモータジェネレータＭＧ２での電力回生に利用し、この回生電力によってモータジェネレータＭＧ１を力行駆動することになり、動力循環と称される非効率な電気パスが生じることとなる。動力循環が生じた状態では、ハイブリッド車両１のエネルギ効率が低下する。

そこで、ハイブリッド車両１では、例えば、予めこのような動力循環が生じ得るものとして定められた運転領域において、クラッチ制御部１１０によりドグクラッチ機構５００が係合状態に制御される。

図４（ｂ）には、その様子が示される。ドグクラッチ機構５００が係合状態となり、モータジェネレータＭＧ１が回転不能にロックされると、モータジェネレータＭＧ１の動作点は図示動作点ｇ０に固定される。

この場合、ＭＧ１回転数Ｎｇ（Ｎｇ＝０）と、車速Ｖと一義的なＭＧ２回転数Ｎｍとにより、残余のエンジン回転数Ｎｅは一義的に決定される（図示ｅ０参照）。即ち、モータジェネレータＭＧ１がロック状態になると、エンジン回転数Ｎｅと、車速Ｖと一義的なＭＧ２回転数Ｎｍとの速度比たる変速比は一定となる。このロック状態に対応する変速モードが固定変速モードである。固定変速モードでは、サンギア軸トルクＴｅｓに対抗する反力トルクを、ドグクラッチ機構５００を介して負担することができる。従って、モータジェネレータＭＧ１をシャットダウンさせることができ、ハイブリッド駆動装置１０における電気的損失を減少させることによって、エネルギ効率を向上させることができる。

＜ＭＧ１解放制御の詳細＞
モータジェネレータＭＧ１がロックされた状態においては、スリーブＳＬのドグ歯５１０とハブＨＢのドグ歯５２０との間に図示Ｄ２方向に作用するサンギア軸トルクＴｅｓが、スリーブＳＬとハブＨＢとの係合トルクとして作用する。

両者に係合トルクが作用した状態においては、スリーブＳＬを、ストローク量Ｓｓｌ＝Ｓｓｌ＝０に対応する位置へ向かう解放方向にストロークさせて両者の係合を解除しようとしても、スリーブＳＬを円滑にストロークさせることが難しい。そのため、ドグクラッチ機構５００を係合状態から解放状態に切り替える際には、スリーブＳＬの円滑なストロークを促進するための措置が必要となる。本実施形態においては、この措置は、ＥＣＵ１００により実行されるＭＧ１解放制御によって実現される。

ここで、図５を参照し、ＭＧ１解放制御の詳細について説明する。ここに、図５はＭＧ１解放制御のフローチャートである。尚、ＭＧ１解放制御は、ドグクラッチ機構５００が係合状態にあり、且つ、ドグクラッチ機構５００の解放条件が成立した場合（即ち、変速モードを無段変速モードに切り替える旨の切り替え要求が生じた場合）に、クラッチ制御部１１０により行われる制御である。クラッチ制御部１１０は、適宜動力制御部１２０と協調してＭＧ１解放制御を実行する。

尚、クラッチ制御部１１０がドグクラッチ機構５００を係合状態と解放状態との間で切り替える（言い換えれば、変速モードを無段変速モードと固定変速モードとの間で切り替える）条件については、公知の各種条件を適用することができる。

図５において、ＭＧ１解放制御が開始されると、アクセル開度Ｔａが増加しているか否かが判定される（ステップＳ１１０）。アクセル開度Ｔａが増加しているか否かは、アクセル開度センサ１４により検出されるアクセル開度Ｔａの時間変化率であるアクセル開度変化率Ｒｔａに基づいて判定される。即ち、アクセル開度変化率Ｒｔａが正値を採る（即ち、Ｒｔａ＞０が成立する）場合に、アクセル開度Ｔａが増加しているとの判定がなされる。尚、ここでは、Ｒｔａ＞０を条件としたが、運転者の意図せぬアクセル操作の揺らぎや、微小なアクセル変化に対する過度な反応を回避する目的から、一種の不感帯を規定する閾値との大小関係に基づいて当該判定が行われてもよい。

アクセル開度Ｔａが増加しているとの判定がなされた場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、動力制御部１２０は、解放トルクとして機能させるＭＧ１トルクＴｇの初期値ａｂｓＴｇ＿ｉを最大値Ｔｇｍａｘに設定すると共に、そのトルク変化方向を、絶対値が減少する減少方向に設定する（ステップＳ１２０）。

ここで、解放トルクについて説明する。既に述べたように、係合状態にあるドグクラッチ機構５００を解放状態に切り替えるべくスリーブＳＬをストローク量Ｓｓｌ＝０の位置へ向けてストロークさせるためには、図３（ｂ）のＤ２方向に作用する係合トルクの影響を相殺する必要がある。この係合トルクの影響を相殺するためのトルクが解放トルクである。解放トルクは、モータジェネレータＭＧ１から図３（ｂ）のＤ１方向に出力されるＭＧ１トルクＴｇと等価である。

ここで、係合トルクはサンギア軸トルクＴｅｓと等価であり、サンギア軸トルクＴｅｓは、エンジントルクＴｅが既知であれば、上記（１）式に従って求めることができる。ところが、モータジェネレータＭＧ１が非稼動状態である場合、エンジントルクＴｅを正確に推定することは容易ではない。これは、エンジン２００とモータジェネレータＭＧ１とを較べた場合に、エンジン２００の方がトルクの制御精度が低いためである。

エンジントルクＴｅは、基本的には、気筒内に吸入される吸入空気量、燃料噴射量及び点火時期に基づいて、予め実験的に与えられた制御マップを参照することによって推定される。しかしながら、実際のエンジントルクＴｅは、吸入空気量、燃料噴射量、点火時期、空燃比、気筒内温度、冷却水温度等、多数の要素に影響されて常時微小な変化を生じていることが多い。これらの微小且つ不定期な変化を随時補正してエンジントルクＴｅを求めることは難しいため、エンジントルクＴｅの推定値には、ある程度の誤差範囲が生じるのである。本実施形態における誤差範囲は、上限値Ｔｅｍａｘと下限値Ｔｅｍｉｎとによって規定され、例えば、ある推定値に対して数％程度の幅を有し得る。

一方、ドグクラッチ機構５００における係合トルクをモータジェネレータＭＧ１の解放トルクで相殺しようとした場合、望ましくは、実際のサンギア軸トルクＴｅｓと絶対値が等しく且つ符号の反転したトルクを解放トルクとしてサンギア軸ＳＳに付与する必要がある。この点に鑑みると、エンジントルクＴｅの推定値から算出されたサンギア軸トルクＴｅｓの推定値と符号のみを反転させた固定値を解放トルクに設定すると、エンジントルクＴｅの推定誤差によっては係合トルクを相殺することができず、ドグクラッチ機構５００を円滑に解放状態に切り替えることが難しくなる。

そこで、解放トルクは、上記推定誤差範囲の上限値Ｔｅｍａｘに対応する上限値Ｔｇｍａｘと、上記推定誤差範囲の下限値Ｔｅｍｉｎに対応する下限値Ｔｇｍｉｎとの間で常に変化させられつつ付与される。具体的には、解放トルクは、上限値Ｔｇｍａｘからトルク減少方向に付与されるか、又は、下限値Ｔｇｍｉｎからトルク増加方向に付与される。このように、一変化方向に変化させつつ解放トルクを付与する制御が揺さぶり制御である。

尚、解放トルクは、サンギア軸トルクＴｅｓの方向を正方向とすれば負方向に作用する負トルクである。従って、符号までを加味した厳密な大小関係では、上限値Ｔｇｍａｘ＜下限値Ｔｇｍｉｎとなる。しかしながら、このような符号を加味した大小関係は誤解を招き易いため、本実施形態では、解放トルクがサンギア軸トルクＴｅｓと反対方向に作用するトルクであることを前提として、解放トルクを、その絶対値を用いて説明することとする。

アクセル開度Ｔａが増加しているとの判定がなされない場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、動力制御部１２０は、解放トルクとして機能させるＭＧ１トルクＴｇの初期値ａｂｓＴｇ＿ｉを最小値Ｔｇｍｉｎに設定すると共に、そのトルク変化方向を、絶対値の増加を伴う増加方向に設定する（ステップＳ１３０）。

ステップＳ１２０又はステップＳ１３０が実行されると、動力制御部１２０は、モータジェネレータＭＧ１を制御して、揺さぶり制御を実行する（ステップＳ１４０）。この揺さぶり制御の進行に同期して、クラッチ制御部１１０を介したアクチュエータの制御により、スリーブＳＬのストロークが行われる。

揺さぶり制御が実行（開始）されると、ドグクラッチ機構５００の解放状態への切り替えが完了したか否かが判定される（ステップＳ１５０）。解放状態への切り替えが完了した旨の判定がなされない間は（ステップＳ１５０：ＮＯ）、ステップＳ１４０に係る揺さぶり制御は継続される。即ち、解放トルクは、最大値Ｔｇｍａｘと最小値Ｔｇｍｉｎとの間で増減制御される。解放状態への切り替えが完了したとの判定がなされると（ステップＳ１５０：ＹＥＳ）、ＭＧ１解放制御は終了する。

尚、解放状態への切り替えが完了したか否かは、ＭＧ１回転数Ｎｇに基づいて行われる。例えば、ＭＧ１回転数Ｎｇが所定値以上である場合に、解放状態への切り替えが完了したとの判定が行われる。或いは、モータジェネレータＭＧ１の回転角度を検出するレゾルバにより検出される回転カウント数が所定値以上である場合（即ち、モータジェネレータＭＧ１が所定以上回転した場合）に、解放状態への切り替えが完了したとの判定が行われる。

尚、車両にスリーブＳＬのストローク量Ｓｓｌを検出するストロークセンサ等の検出手段が備わっている場合には、ストロークが進行してストローク量Ｓｓｌが先述した係合ストローク量Ｓｌｌｋ未満となった時点で解放状態への切り替えが完了したとの判定を下すことができる。但し、車両コストの面からストロークセンサを備えない車両構成を一般的とするならば、モータジェネレータＭＧ１の回転状態を判定に利用する構成が一般的である。この場合、当然ながら、ドグクラッチ機構５００が解放状態に切り替わったとの判定がなされるタイミングは、実際にドグクラッチ機構５００が解放状態に切り替わったタイミングよりも遅れる。

＜ＭＧ１解放制御の効果＞
次に、図６を参照し、ＭＧ１解放制御の効果について説明する。ここに、図６は、ＭＧ１解放制御の実行過程における、ハイブリッド車両１の各部の動作状態の一時間推移を例示する図である。

図６において、上段から順に、ロック指示値、ＭＧ１トルクＴｇ、スリーブＳＬのストローク量Ｓｓｌ、ＭＧ１回転数Ｎｇ及びエンジン回転数Ｎｅの各時間推移が例示される。ロック指示値とは、モータジェネレータＭＧ１のロックを指示する一種の制御フラグであり、ロック指示値としてロック指示値Ｌｋが設定される場合には、ドグクラッチ機構５００は係合状態に切り替えられ、モータジェネレータＭＧ１はロックされる。ロック指示値としてロック指示値Ｒｌが設定される場合には、ドグクラッチ機構５００は解放状態に切り替えられ、モータジェネレータＭＧ１のロックが解除される、ロック指示値に応じたドグクラッチ機構５００の動作制御は、クラッチ制御部１１０によりなされる。ハイブリッド車両１の運転条件に応じたロック指示値の設定は、クラッチ制御部１１０が行ってもよいし、他の制御部が行ってもよい。

図６において、時刻ｔ１にロック指示値がロック指示値Ｒｌに切り替わり、ドグクラッチ機構５００の解放が要求される。この解放要求を受けて、クラッチ制御部１１０の制御によりアクチュエータが駆動され、スリーブＳＬに対する、スリーブＳＬをストロークさせるための駆動力の付与が開始される。但し、この段階では、スリーブＳＬとハブＨＢとの間に作用する係合トルクの影響により、スリーブＳＬはハブＨＢとの係合が解除される方向にストロークしない。

一方、ロック指示値が切り替わった時刻ｔ１において、解放トルクとして機能するＭＧ１トルクＴｇは、上限値Ｔｇｍａｘ又は下限値Ｔｇｍｉｎに制御される。図６では、時刻ｔ１において、ＭＧ１トルクＴｇが上限値Ｔｇｍａｘに制御された場合が例示される（実線参照）。即ち、図６は、運転者のアクセル踏み込み操作により、アクセル開度Ｔａが増加している場合の時間推移に対応している。

時刻ｔ２において、ＭＧ１トルクＴｇが、エンジントルクＴｅの推定誤差の上限値に対応する上限値Ｔｇｍａｘに設定されると、揺さぶり制御が開始され、ＭＧ１トルクＴｇは、解放トルクとして機能し、所定の変化率で減少方向（絶対値の減少する方向）に制御される。

ここで、ＭＧ１トルクＴｇの時間推移における図示ハッチング表示部分は、実際のサンギア軸トルクＴｅｓを意味する。尚、図示ハッチング部分がある程度の幅を有するのは、厳密なサンギア軸トルクＴｅｓを含むある程度のトルク領域をサンギア軸トルクＴｅｓとして扱って実践上問題がないからである。尚、図６においては、便宜的に、このトルク領域が、上限値Ｔｇｍａｘと下限値Ｔｇｍｉｎとの中間に位置するものとする。即ち、図６は、エンジントルクＴｅの推定値が、実際のエンジントルクと略等しい場合に対応する一例を表わしている。当然ながら、このトルク領域は、図示する位置よりも上限値Ｔｇｍａｘ側に寄っている場合も、下限値Ｔｇｍｉｎ側に寄っている場合もある。

図６には、時刻ｔ３において、解放トルクがこのトルク領域に到達した状態が示される。この段階で、サンギア軸トルクＴｅｓと解放トルクたるＭＧ１トルクＴｇとは拮抗し、スリーブＳＬとハブＨＢとはトルクフリー状態（所謂、「浮いた」状態である）に移行する。その結果、スリーブＳＬがアクチュエータの駆動力により係合解除方向にストロークされ始める（図示白丸ｗ１参照）。

スリーブＳＬのストローク量Ｓｓｌは、時刻ｔ３以降、急激に増加する。その結果、時刻ｔ４においてストローク量ＳｓｌがＳｓｌｌｋ未満となり、ドグクラッチ機構５００は実際に解放状態に切り替わる（図示白丸ｗ２参照）。

一方、上述したように、制御上、ドグクラッチ機構５００の解放状態への切り替わりが完了したとの判定がなされるタイミングは、実際の切り替え完了タイミングよりも遅れ、図６では、ＭＧ１回転数Ｎｇが所定値に到達した時刻ｔ５となる（図示白丸ｗ３参照）。このため、時刻ｔ４から時刻ｔ５に至る期間についても、解放トルクたるＭＧ１トルクＴｇの減少は継続される（図示白丸ｗ４参照）。即ち、時刻ｔ２から時刻ｔ５に至る期間が、揺さぶり制御が実行される揺さぶり制御期間となる。

他方、アクセル踏み込み操作が行われていることから、エンジン２００に対する要求出力であるエンジン要求出力Ｐｅｎは増加する。エンジン要求出力Ｐｅｎは、駆動軸要求トルク（駆動軸ＤＳに作用させるトルクの要求値）と駆動軸回転数（駆動軸ＤＳの回転数）とにより定まる基本値に、適宜補機駆動用電力の発電負荷を加算して決定される。駆動軸要求トルクは、例えば、車速Ｖとアクセル開度Ｔａとにより定まる要求駆動力（駆動輪ＤＷに作用する駆動力の要求値）を、駆動輪のタイヤ径及び減速機構４００のギア比等に基づいて換算することによって得られる。

図６において、エンジン要求出力Ｐｅｎが増加することから、エンジン２００の目標機関回転数Ｎｅｔｇは、従前の値であるＮｅ０から、時刻ｔ１の時点でＮｅｔｇ１に変化している。従って、実際にドグクラッチ機構５００が解放状態に切り替わった時刻ｔ４以降、動力制御部１２０の制御により、エンジン２００の機関回転数Ｎｅは上昇を開始する。そして、時刻ｔ６において、機関回転数Ｎｅは、目標機関回転数Ｎｅｔｇ１に到達する（図示白丸ｗ５参照）。

ここで、本実施形態に係る揺さぶりトルクの初期値決定手法との比較に係る比較例として、解放状態への切り替え時点以降のエンジン回転数Ｎｅの変化を考慮しない解放トルクの初期値決定手法について説明する。

比較例では、図６において（即ち、アクセル開度Ｔａが増加している場合において）、解放トルクとして機能するＭＧ１トルクＴｇの初期値ａｂｓＴｇ＿ｉが下限値Ｔｇｍｉｎに設定される。

比較例に係るＭＧ１トルクＴｇの時間推移は、図示破線として示される。即ち、時刻ｔ２において初期値として下限値Ｔｇｍｉｎが設定され、トルク変化方向が増加方向に設定されるため、時刻ｔ２以降、解放トルクは所定の変化率で増加する。尚、この変化率（増加率）は、実施形態に係る解放トルクの変化率（減少率）と絶対値が等しいものとする。

実際にドグクラッチ機構５００の一対の係合要素に作用する係合トルク（ハッチング部分）が、上限値Ｔｇｍａｘと下限値Ｔｇｍｉｎとの中間に位置する場合（即ち、結果的にエンジントルクＴｅの推定値が正しかった場合）、比較例においても、時刻ｔ３において解放トルクが係合トルクと平衡し、スリーブＳＬのストロークが開始される。また、時刻ｔ４において、スリーブＳＬとハブＨＢとの係合が解除される。

一方、既に述べたように、制御上でこれらの係合解除が判定されるのは時刻ｔ５であり、時刻ｔ４から時刻ｔ５に至る期間において、ＭＧ１トルクＴｇの増加は継続する（図示白丸ｗ５参照）。

ここで、ドグクラッチ機構５００を介したエンジントルクＴｅの反力トルクの負担は、ドグクラッチ機構５００が解放状態に切り替わった時刻ｔ４において、モータジェネレータＭＧ１による反力トルクの負担に切り替わる。時刻ｔ４から時刻ｔ５に至る期間におけるＭＧ１トルクＴｇは、実際のサンギア軸トルクＴｅｓよりも絶対値が大きいため、この期間においては、ＭＧ１回転数Ｎｇが減少する（図示白丸ｗ６参照）。その結果、動力分割機構３００の差動作用によって、エンジン回転数Ｎｅも低下する。或いは、その回転変化が緩慢となる。

時刻ｔ５においてドグクラッチ機構５００の解放状態への切り替え完了が判定されると、動力制御部１２０による無段変速モードに準じたエンジン動作点の制御が開始される。その結果、ＭＧ１トルクＴｇはエンジン回転の増加を妨げることのないよう急激に減少し、ＭＧ１回転数Ｎｇは、サンギア軸トルクＴｅｓの反力トルクを負担しつつ増加する。その結果、エンジン回転数Ｎｅは、時刻ｔ７において目標回転数Ｎｅｔｇ１に到達する（図示白丸ｗ７参照）。

このように、ドグクラッチ機構５００の解放状態への切り替わり時点以降におけるエンジン回転数Ｎｅの変化方向を考慮することなく解放トルクの初期値が決定される比較例においては、実施形態と較べて、時刻ｔ６から時刻ｔ７に至る期間の分だけ、エンジン回転数Ｎｅの目標値への到達が遅れる。また、エンジン回転数Ｎｅは、時刻ｔ４から時刻ｔ５に至る期間において一旦減少してから増加に転じるため、エンジン回転数Ｎｅが変動する。

これに対し、本実施形態に係るＭＧ１解放制御によれば、運転者のアクセル操作がエンジン回転数Ｎｅの変化方向に対応する点に着想を得て、アクセル開度Ｔａの変化方向に基づいて、解放トルクの初期値及びその変化方向が決定される。即ち、アクセル開度Ｔａが増加している場合には、ドグクラッチ機構５００の解放状態への切り替え完了時点以降のエンジン回転数Ｎｅの増加を妨げることのないように、上限値Ｔｇｍａｘを初期値として解放トルクが減少方向に制御される。反対に、アクセル開度Ｔａが減少している場合には、ドグクラッチ機構５００の解放状態への切り替え完了時点以降のエンジン回転数Ｎｅの減少を妨げることのないように、下限値Ｔｇｍａｘを初期値として解放トルクが増加方向に制御される。

このため、本実施形態に係るＭＧ１解放制御によれば、ドグクラッチ機構５００の解放状態への切り替え完了時点以降にエンジン回転数Ｎｅの変動を生じさせることなく、エンジン回転数Ｎｅを迅速に目標エンジン回転数Ｎｅｔｇに到達せしめることが可能となるのである。

尚、図６では、解放トルクが上限値Ｔｇｍａｘを初期値として減少方向に付与される過程において、解放トルクが下限値Ｔｇｍｉｎに到達する以前にドグクラッチ機構５００の解放状態への切り替えが完了した旨の判定（解放判定）が行われた場合について説明した。しかしながら、解放トルクが上限値Ｔｇｍａｘを初期値として減少方向に付与される過程において、解放トルクが下限値Ｔｇｍｉｎに到達する以前にドグクラッチ機構５００の解放判定が完了しない場合もある。その場合、解放トルクが下限値Ｔｇｍｉｎまで減少した時点で解放トルクの付与方向は反転され、解放トルクは下限値Ｔｇｍｉｎから上限値Ｔｇｍａｘへ向けて、従前の付与方向とは逆方向に徐々に変化を伴って付与される。即ち、揺さぶり制御は、ドグクラッチ機構５００の解放判定が完了するまで継続し、解放トルクは、上限値Ｔｇｍａｘと下限値Ｔｇｍｉｎとの間で増加と減少とを繰り返す。また、これは、運転者のアクセル踏み戻し操作等によりアクセル開度Ｔａが減少している場合等、解放トルクが下限値Ｔｇｍｉｎを初期値として増加方向に付与される場合においても同様である。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、アクセル開度Ｔａが増加しているか否かに応じて解放トルクの初期値及びその変化方向が決定されるＭＧ１解放制御について説明した。

上述したように、アクセル開度Ｔａは、ドグクラッチ機構５００が解放状態に切り替わった時点以降のエンジン回転数Ｎｅの変化方向を規定する要素である。しかしながら、ハイブリッド駆動装置１０の構成においては、ドグクラッチ機構５００の解放状態への切り替わり時点以降のエンジン回転数Ｎｅの変化方向を、より正確に判定することができる。ここでは、そのような趣旨に基づく本発明の第２実施形態について説明する。

始めに、図７を参照し、第２実施形態に係るＭＧ１解放制御の流れについて説明する。ここに、図７は、第２実施形態に係るＭＧ１解放制御のフローチャートである。尚、同図において、図５と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図７において、ＭＧ１解放制御が開始されると、エンジン２００の目標動作点が決定される（ステップＳ２１０）。この目標動作点は、ドグクラッチ機構５００が解放状態に切り替わった後の無段変速モードにおける目標動作点である。

目標動作点が決定されると、ドグクラッチ機構５００の解放完了後にエンジン回転数Ｎｅが増加するか否かが判定される（ステップＳ２２０）。解放後にエンジン回転数Ｎｅが増加すると判定された場合には（ステップＳ２２０：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１２０に移行し、第１実施形態と同様に、解放トルクが上限値Ｔｇｍａｘを初期値として減少方向に制御される。一方、解放後にエンジン回転数Ｎｅが増加しないと判定された場合には（ステップＳ２２０：ＮＯ）、処理はステップＳ１３０に移行し、第１実施形態と同様に、解放トルクが下限値Ｔｇｍｉｎを初期値として増加方向に制御される。

ここで、図８を参照し、ステップＳ２２０に係る判定処理について説明する。ここに、図８は、ハイブリッド車両１におけるエンジン２００の動作点平面の概念図である。

図８において、縦軸及び横軸に夫々エンジントルクＴｅ及びエンジン回転数Ｎｅが表された動作点平面が示される。エンジン２００の動作点は、この動作点平面の一座標点として表すことができる。動力制御部１２０は、無段変速モードにおいて、エンジン２００の動作点を、基本的に図示最適燃費動作線上で設定する。最適燃費動作線は、エンジン出力Ｐｅ毎に、エンジン２００の燃料消費率が現実的に最小となる動作点を繋げた動作線である。現実的に、とは、他の要素、例えば車両騒音又は車両振動等に鑑みて選択すべきでないと判断された動作点が除かれることを意味する。

一方、ドグクラッチ機構５００が係合状態にある場合のエンジン２００の動作線が、図示ロック時動作線として示される。ＭＧ１解放制御の実行開始時点において、エンジン動作点は図示ロック時動作線上にある。

ここで、ＭＧ１解放制御の実行開始時点のエンジン出力がＰｅ１である場合に、エンジン出力Ｐｅ３（Ｐｅ３＞Ｐｅ１）が要求された場合について説明する。この場合、ＭＧ１解放制御の実行開始時点におけるエンジン動作点は、ロック時動作線とエンジン出力Ｐｅ１に対応する等出力線ＥＱＰ１とが交わる図示動作点Ａである。動作点Ａにおけるエンジン回転数ＮｅはＮｅ１である。

これに対し、ドグクラッチ機構５００が解放状態に切り替わり、変速モードが無段変速モードに切り替わった後の目標エンジン動作点は、最適燃費動作線とエンジン出力Ｐｅ３に対応する等出力線ＥＱＰ３とが交わる図示動作点Ｂである。動作点Ｂにおけるエンジン回転数ＮｅはＮｅ２（Ｎｅ２＞Ｎｅ１）である。この場合、ドグクラッチ機構５００の解放状態への切り替わり時点以降、エンジン回転数Ｎｅは増加するとの判定を下すことができる。

次に、ＭＧ１解放制御の実行開始時点のエンジン出力がＰｅ１である場合に、エンジン出力Ｐｅ２（Ｐｅ３＞Ｐｅ２＞Ｐｅ１）が要求された場合について説明する。この場合、ＭＧ１解放制御の実行開始時点におけるエンジン動作点は、ロック時動作線とエンジン出力Ｐｅ１に対応する等出力線ＥＱＰ１とが交わる図示動作点Ａである。動作点Ａにおけるエンジン回転数ＮｅはＮｅ１である。

これに対し、ドグクラッチ機構５００が解放状態に切り替わり、変速モードが無段変速モードに切り替わった後の目標エンジン動作点は、最適燃費動作線とエンジン出力Ｐｅ２に対応する等出力線ＥＱＰ２とが交わる図示動作点Ｃである。動作点Ｃにおけるエンジン回転数ＮｅはＮｅ１であり、解放後にエンジン回転数Ｎｅは変化しない。即ち、この場合、ドグクラッチ機構５００の解放状態への切り替わり時点以降、エンジン回転数Ｎｅは増加しないとの判定を下すことができる。

このように、アクセル開度Ｔａの変化量によっては、アクセル開度Ｔａが増加していても、ドグクラッチ機構５００の解放状態への切り替え完了時点以降においてエンジン回転数Ｎｅが変化しない、或いは減少する場合がある。エンジン回転数Ｎｅが変化しない場合には、解放トルクは上下限値のいずれを初期値としてもよいが、減少する場合には、エンジン回転数Ｎｅの減少を阻害する方向にＭＧ１トルクＴｇが作用するため、エンジン回転数Ｎｅが迅速に低下しない。その結果、ＭＧ１トルクＴｇを介した反力トルク制御の開始時点においてエンジン回転数Ｎｅが不連続に変化して回転変動が生じ得る。本実施形態では、このような事態を回避することができる。

このように、第２実施形態によれば、第１実施形態と較べて、ドグクラッチ機構５００の解放状態への切り替わり時点以降におけるエンジン回転数Ｎｅの変化方向が正確に判定され得る。従って、一層的確に解放トルクの初期値及びその変化方向を決定することができる。

但し、第２実施形態で説明された状況を含む、機関回転数Ｎｅの変化幅が小さいケースにおいては、解放トルクを上限値Ｔｇｍａｘから減少させても、下限値Ｔｇｍｉｎから増加させても、解放状態への切り替わり時点以降のエンジン回転数Ｎｅの変動は殆ど顕在化しない。従って、実践的には、アクセル開度Ｔａに基づいて初期値及び変化方向を決定する手法により、エンジン回転数Ｎｅの変動を好適に抑制することが可能である。

また、第２実施形態に開示された概念を、第１実施形態に適用して、その時点のハイブリッド車両１の運転条件毎に、機関回転数Ｎｅの増加が生じる境界値としてアクセル開度Ｔａの閾値が設定されてもよい。この場合、アクセル開度Ｔａが当該閾値を超える場合について、解放トルクの初期値を上限値Ｔｇｍａｘに設定すればよく、アクセル開度Ｔａのみを判断基準として解放トルクを的確に制御することができる。

＜変形例＞
上記各種実施形態においては、ドグクラッチ機構５００によりモータジェネレータＭＧ１が回転不能に固定される構成とした。しかしながら、本発明に係る係合機構と差動機構との関係に係る実践的態様は、このような構成に限定されない。即ち、本発明に係る差動機構としての動力分割機構の構成を、上記動力分割機構３００から変更することによって、ドグクラッチ機構５００のロック対象を変更することができる。ここで、このような動力分割機構３０１の構成及び動作について説明する。

始めに、図９を参照し、動力分割機構３０１の構成について説明する。ここに、図９は、動力分割機構３０１の概略構成図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図９において、動力分割機構３０１は、二組の差動機構を備え、一方の差動機構（便宜的に、第１差動機構とする）が、第１実施形態に係るシングルピニオンギア型遊星歯車機構としての動力分割機構３００と同等の構成を有している。即ち、入力軸ＩＳにプラネタリキャリアＣ１が、サンギア軸ＳＳにサンギアＳ１が、駆動軸ＤＳにリングギアＲ１が、夫々連結されている。

一方、他方の差動機構（便宜的に、第２差動機構とする）は、相互に差動作用を呈するサンギアＳ２、キャリアＣ２及びリングギアＲ２と、軸線方向に自転し且つキャリアＣ２の自転により公転するように夫々キャリアＣ２に保持された、サンギアＳ２に噛合するピニオンギアＰ２１及びリングギアＲ２に噛合するピニオンギアＰ２２を備える。即ち、この他方の差動機構は、所謂ダブルピニオンギア型遊星歯車機構として構成される。

第１及び第２差動機構は、第１差動機構のキャリアＣ１に第２差動機構のリングギアＲ２が、第１差動機構のリングギアＲ１に第２差動機構のキャリアＣ２が夫々連結されることによって相互に連結されており、動力分割機構３０１は、全体として所謂ラビニヨ型遊星歯車機構となっている。動力分割機構３０１は、サンギアＳ１と、キャリアＣ１及びリングギアＲ２と、リングギアＲ１及びキャリアＣ２と、サンギアＳ２との計４個の回転要素を備える。

ここで、変形例においては、第２差動機構のサンギアＳ２がドグクラッチ機構５００に連結される構成となっている。即ち、ドグクラッチ機構５００が係合状態にある場合、第２差動機構のサンギアＳ２が回転不能に固定される。尚、図９において、ドグクラッチ機構５００は、図２と較べて簡略化されて表現されている。

ここで、サンギアＳ２が回転不能に固定された状態においては、モータジェネレータＭＧ１の回転は制限され、ＭＧ１回転数Ｎｇは実質的に一の値に固定される。このことについて、図１０を参照して説明する。ここに、図１０は、動力分割機構３０１においてサンギアＳ２がロックされた状態に対応する動作共線図である。尚、同図において、図４と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図１０において、左から順にモータジェネレータＭＧ１、サンギアＳ２、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ２（一義的に駆動軸ＤＳ）が表される。また、図１０には、ドグクラッチ機構５００によりサンギアＳ２がロックされた状態における動作共線が示されている。

モータジェネレータＭＧ２の動作点が図示動作点ｍ１である場合にドグクラッチ機構５００によりサンギアＳ２がロックされると、サンギアＳ２の動作点は、ゼロ回転に対応する動作点Ｓ２０に固定される。従って、必然的にエンジン２００の動作点は図示動作点ｅ０’に固定される。

一方、この状態では、動力分割機構３０１の残余の差動要素であるサンギアＳ１の動作点もまた、図示動作点ｇｆｉｘに固定される。即ち、モータジェネレータＭＧ１は、ドグクラッチ機構５００により直接的にロックされないものの、その回転数は実質的に固定される。

変形例においても、サンギア軸トルクＴｅｓの反力トルクがドグクラッチ機構５００を介して負担されるため、上記各種実施形態と同様に固定変速モードが実現される。必然的に、上記各種実施形態に係るＭＧ１解放制御と同様の制御を適用することができる。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１…ハイブリッド車両、１０…ハイブリッド駆動装置。１００…ＥＣＵ、１１０…クラッチ制御部、１２０…動力制御部、２００…エンジン、３００…動力分割機構、ＭＧ１…モータジェネレータ、ＭＧ２…モータジェネレータ、５００…ドグクラッチ機構。

上述した課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関と、回転電機と、駆動輪に繋がる駆動軸と、前記内燃機関、前記回転電機及び前記駆動軸が夫々連結される回転要素を含む、相互に差動作用をなす複数の回転要素を備えた差動機構と、噛合式の一対の係合要素を備え、該一対の係合要素が係合してなる係合状態において、前記複数の回転要素のうち一の回転要素を回転不能に固定し前記回転電機の回転を制限する係合機構とを備えたハイブリッド車両を制御する、ハイブリッド車両の制御装置であって、前記係合機構が前記係合状態から前記一対の係合要素が解放された解放状態へ切り替えられる場合に、前記一の回転要素に加わる前記内燃機関のトルクに対抗するトルクが、該対抗するトルクの増加又は減少を伴って出力されるように、前記回転電機を制御する制御手段を具備し、前記制御手段は、前記係合機構が前記開放状態に切り替わった時点以降に前記内燃機関の機関回転数が増加する場合には前記対抗するトルクが減少する方向に出力され、前記係合機構が前記開放状態に切り替わった時点以降に前記内燃機関の機関回転数が減少する場合には前記対抗するトルクが増加する方向に出力されるように、前記回転電機を制御することを特徴とする。

ここで、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、揺さぶり制御における、この解放トルクの変化方向が制御される。具体的には、係合機構が開放状態に切り替わった時点以降に内燃機関の機関回転数が増加する場合には、開放トルクが減少方向に出力される。一方で、係合機構が開放状態に切り替わった時点以降に内燃機関の機関回転数が減少する場合には、開放トルクが増加方向に出力される。従って、本発明によれば、解放トルクを、解放状態への切り替え完了時点以降の内燃機関の機関回転数の変化を阻害しない方向に変化させることができ、係合機構の解放状態への切り替えに伴う機関回転数の変動を抑制することができるのである。
開放トルクの変化方向は、例えば、アクセル操作状態に基づいて制御される。アクセル操作状態とは、アクセルペダルの操作状態であって、係合機構が解放状態に切り替わった時点以降における、内燃機関の機関回転数の変化方向を規定する要素である。アクセル操作状態は、機関回転数の増加を伴う（端的には加速要求に対応する）アクセル踏み込み操作に該当する状態と、機関回転数の減少を伴う（端的には減速要求に対応する）アクセル踏み戻し操作に該当する状態とを含み得る。例えば、制御手段は、アクセル操作状態がアクセル踏み込み操作に該当する場合に、開放トルクが減少方向に出力されるように回転電機を制御する。例えば、制御手段は、アクセル操作状態がアクセル踏み戻し操作に該当する場合に、開放トルクが増加方向に出力されるように回転電機を制御する。従って、係合機構の解放状態への切り替え完了時点以降の機関回転数の増加が阻害されることがなく、機関回転数の変動が好適に抑制される。尚、アクセル操作状態がアクセル踏み込み操作に該当するか否かは、アクセルペダルの操作状態を規定するアクセル開度やアクセル開度変化率が、予め機関回転数の増加を伴う値であるか否かに基づいて判定されてもよい。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の一の態様では、前記一の回転要素に加わる内燃機関のトルクを推定する推定手段を更に具備し、前記制御手段は、前記対抗するトルクを、前記推定されたトルクを含む前記推定手段の推定誤差範囲内で変化させる。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記係合機構が前記解放状態にある場合に、前記内燃機関の動作点が所定の動作線上における目標動作点となるように前記内燃機関及び前記回転電機を制御すると共に、前記目標動作点に基づいて、前記係合機構が前記開放状態に切り替わった時点以降に前記内燃機関の機関回転数が増加する場合には前記対抗するトルクが減少する方向に出力され、前記係合機構が前記開放状態に切り替わった時点以降に前記内燃機関の機関回転数が減少する場合には前記対抗するトルクが増加する方向に出力されるように、前記回転電機を制御する。

ここで、図３を参照し、ドグクラッチ機構５００の動作状態について説明する。ここに、図３は、ドグクラッチ機構５００の模式的な平面図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

両者に係合トルクが作用した状態においては、スリーブＳＬを、ストローク量Ｓｓｌ＝０に対応する位置へ向かう解放方向にストロークさせて両者の係合を解除しようとしても、スリーブＳＬを円滑にストロークさせることが難しい。そのため、ドグクラッチ機構５００を係合状態から解放状態に切り替える際には、スリーブＳＬの円滑なストロークを促進するための措置が必要となる。本実施形態においては、この措置は、ＥＣＵ１００により実行されるＭＧ１解放制御によって実現される。

尚、車両にスリーブＳＬのストローク量Ｓｓｌを検出するストロークセンサ等の検出手段が備わっている場合には、ストロークが進行してストローク量Ｓｓｌが先述した係合ストローク量Ｓｓｌｌｋ未満となった時点で解放状態への切り替えが完了したとの判定を下すことができる。但し、車両コストの面からストロークセンサを備えない車両構成を一般的とするならば、モータジェネレータＭＧ１の回転状態を判定に利用する構成が一般的である。この場合、当然ながら、ドグクラッチ機構５００が解放状態に切り替わったとの判定がなされるタイミングは、実際にドグクラッチ機構５００が解放状態に切り替わったタイミングよりも遅れる。

ここで、サンギアＳ２が回転不能に固定された状態においては、モータジェネレータＭＧ１の回転は制限され、ＭＧ１回転数Ｎｇは実質的に決定される。このことについて、図１０を参照して説明する。ここに、図１０は、動力分割機構３０１においてサンギアＳ２がロックされた状態に対応する動作共線図である。尚、同図において、図４と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

Claims (5)

1. 内燃機関と、
   回転電機と、
   駆動輪に繋がる駆動軸と、
   前記内燃機関、前記回転電機及び前記駆動軸が夫々連結される回転要素を含む、相互に差動作用をなす複数の回転要素を備えた差動機構と、
   噛合式の一対の係合要素を備え、該一対の係合要素が係合してなる係合状態において、前記複数の回転要素のうち一の回転要素を回転不能に固定し前記回転電機の回転を制限する係合機構と
   を備えたハイブリッド車両を制御する、ハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記係合機構が前記係合状態から前記一対の係合要素が解放された解放状態へ切り替えられる場合に、前記一の回転要素に加わる前記内燃機関のトルクに対抗するトルクが、該対抗するトルクの増加又は減少を伴って出力されるように、前記回転電機を制御する制御手段を具備し、
   前記制御手段は、前記ハイブリッド車両におけるアクセル操作状態に基づいて前記対抗するトルクの変化方向を制御する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記一の回転要素に加わる内燃機関のトルクを推定する推定手段を更に具備し、
   前記制御手段は、前記対抗するトルクを、前記推定されたトルクを含む前記推定手段の推定誤差範囲内で変化させる
   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. 前記制御手段は、前記アクセル操作状態がアクセル踏み込み操作に該当する場合に、前記対抗するトルクが減少する方向に出力されるように前記回転電機を制御する
   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. 前記制御手段は、前記アクセル操作状態がアクセル踏み戻し操作に該当する場合に、前記対抗するトルクが増加する方向に出力されるように前記回転電機を制御する
   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。
5. 前記制御手段は、前記係合機構が前記解放状態にある場合に、前記内燃機関の動作点が所定の動作線上における前記アクセル操作状態及び前記ハイブリッド車両の速度に基づく目標動作点となるように前記内燃機関及び前記回転電機を制御すると共に、前記係合状態から前記解放状態への切り替えに伴う前記内燃機関の機関回転数の変化に基づいて、前記対抗するトルクの変化方向を制御する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。