JP2015205638A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】固定変速比エンジンブレーキ走行時においてガタ打ちに起因する振動及び騒音を抑制する。
【解決手段】エンジン、回転電機及び駆動軸が夫々連結される回転要素を含む差動機構と、一対の係合要素が係合してなる係合状態において回転電機の回転が制限された固定変速比モードを実現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は、固定変速比エンジンブレーキ走行時において、係合機構の係合要素に作用するトルクの方向が反転するか否かを判定する判定手段と、固定変速比モードにおいて回転電機をシャットダウン状態とすると共に、上記トルクの方向が反転すると判定された場合に、上記シャットダウン制御を一時的に解除し、前記一対の係合要素相互間に形成されるガタを詰めるためのガタ詰めトルクが供給されるように前記回転電機を制御する制御手段とを具備する。
【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。

差動機構にエンジンと回転電機とを連結し、エンジントルクに対抗する反力トルクを回転電機に負担させてエンジン動作点を制御する、所謂ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）モードを備えた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一回転要素を回転不能な状態とし、上記反力トルクを当該係合機構に負担させることによって変速比を固定する、所謂固定変速比モードを備えた構成も知られている（特許文献１参照）。

また、二つの電動機による力行トルク或いは回生トルクを駆動輪へ伝達する際に、第１電動機ＭＧ１でトルクを出力した後に、第２電動機ＭＧ２でトルクを出力することにより、ガタ詰めに伴うドライバビリティの低下を抑制するものも提案されている（特許文献２参照）。

尚、ガタに関連するものとしては、要求駆動力が負から正へと変化した場合に、第１駆動力発生源（エンジン）のトルクを増大変化させる第１変化タイミングと、第２モータジェネレータＭＧ２のトルクを増大変化させる第２変化タイミングとを相違させることによって、ガタ打ちショックを抑制する装置も提案されている（特許文献３参照）。

また、エンジン駆動系が駆動輪によって駆動される被駆動状態であると判断された場合に、第２モータジェネレータＭＧ２が駆動制御され、第２モータジェネレータＭＧ２から駆動輪までのモータ駆動系の駆動側のガタ詰めが行われるものも提案されている（特許文献４参照）。

また、電動機のトルクが零を境界として正トルクと負トルクとの間で切り替わる場合に単位時間における電動機のトルクの変動量を所定値以下に制御するものも提案されている（特許文献５参照）。

特開２０１０−１３７８０２号公報 特開２０１３−１６９８５２号公報 特開２００８−１８９２０６号公報 特開２００７−１５９３６０号公報 特開２００４−２５４４３４号公報

固定変速比モードでの走行時（以下、適宜「固定変速比走行時」と表現する）にエンジンブレーキが要求されることがある。この場合、エンジンは燃料カット状態とされ、エンジンは駆動輪からの駆動力によって被駆動状態となる。従って、固定される回転要素に対応する係合要素には、一対の係合要素を相互に係合ならしめる係合トルクとして、エンジンのフリクショントルクが作用する。

ここで、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。噛合式係合機構は、一対の係合要素に形成された噛合部材同士が噛合することによって係合が成立する。また、噛合式係合機構においては、一対の係合要素同士の係合及び解放を相対的に容易ならしめる目的から、係合要素の噛合部材相互間にガタが形成される。固定変速比走行時におけるエンジンブレーキ走行時（以下、適宜「固定変速比エンジンブレーキ走行時」と表現する）において、このガタは、上述した係合トルクによってガタ詰めされる。

ところで、固定変速比エンジンブレーキ走行時において、この係合トルクの方向が反転することがある。係合トルクの方向が反転すると、係合要素に形成された噛合部材同士が衝突する所謂ガタ打ちが発生し、ガタ打ちショックと称される振動や、ガタ打ち音と称される騒音が、ドライバビリティを低下させる要因となる。

ここで特に、ハイブリッド車両においては、電力消費を節減する目的から、固定変速比走行時に回転電機をシャットダウン状態とする制御が広く採用されている。シャットダウン状態とは、インバータのスイッチング駆動を始めとする通電一切が停止した状態を意味する。従って、固定変速比走行時において、回転電機にはイナーシャ相当の回転抵抗が生じるのみとなっており、回転電機は上記ガタ打ちに起因する振動及び騒音を抑止する手段として機能しない。

上記先行技術文献には、このような、固定変速比エンジンブレーキ走行時におけるガタ打ちが考慮されておらず、またその存在が示唆されてすらいない。即ち、従来の技術には、固定変速比エンジンブレーキ走行時において、ガタ打ちに起因する振動及び騒音の発生が回避され難いという技術的問題点がある。

本発明は係る技術的問題点に鑑みてなされたものであり、固定変速比エンジンブレーキ走行時において、ガタ打ちに起因する振動及び騒音を抑制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、エンジンと、回転電機と、駆動輪に繋がる駆動軸と、前記エンジン、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、一方が前記複数の回転要素のうち一の回転要素に連結され、他方が固定要素に連結された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、前記回転電機の回転が制限された固定変速比モードを実現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、前記固定変速比モードにおいて前記エンジンの燃料カットを伴うエンジンブレーキ走行が行われる場合において、前記一方の係合要素に作用するトルクの方向が反転するか否かを判定する判定手段と、前記固定変速比モードにおいて前記回転電機をシャットダウン状態とするシャットダウン制御を実行すると共に、前記トルクの方向が反転すると判定された場合に、前記シャットダウン制御を一時的に解除し、前記一対の係合要素相互間に形成されるガタを詰めるためのガタ詰めトルクが供給されるように前記回転電機を制御する制御手段とを具備することを特徴とする（請求項１）。

本発明に係る係合機構は、噛合式の一対の係合要素を備え、一方の係合要素が差動機構の一の回転要素に、他方の係合要素が、例えばトランスミッションケース等の固定要素に夫々連結される。尚、この一の回転要素は、エンジンに連結された回転要素及び駆動軸に連結された回転要素を除く残余の回転要素のうちの一つである。係合機構は、一対の係合要素が係合してなる係合状態において、上記一の回転要素を回転不能に固定することによって、回転電機の回転を制限することができる。

この際、一の回転要素が回転電機に連結された回転要素である場合には、回転電機が回転不能となって、回転制限の一例が実現される。また、例えば差動機構が複数の差動機構の組み合わせにより構成される場合等においては、上記一の回転要素を、回転電機、エンジン及び駆動軸に連結された回転要素以外の回転要素とすることもできる。この場合、回転電機は、差動機構が有する差動作用によって、差動機構の回転要素相互間のギア比により定まる一の回転数で回転が固定され、回転制限の他の一例が実現される。いずれにせよ、係合機構が係合状態にある場合、ハイブリッド車両の変速モードは、エンジン回転数と駆動軸回転数との比たる変速比が固定された固定変速比モードとなる。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、固定変速比エンジンブレーキ走行時において、判定手段により、一の回転要素に連結された一方の係合要素に作用するトルク（以下、適宜「係合トルク」とする）の方向が反転するか否かが判定される。係合トルクの方向が反転するか否かは、エンジンの運転条件に支配的に影響される。従って、判定手段が判定動作を行うにあたって参照する判定基準は、予め実験的に、経験的に又は理論的に定めておくことができる。

ここで、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置において、制御手段は、係合トルクの方向が反転するとの判定がなされた場合に、シャットダウン制御を一時的に解除し、回転電機をシャットダウン状態から復帰させる構成となっている。また、制御手段は、シャットダウン状態から復帰した回転電機から、ガタ詰めトルクを供給させる構成となっている。ガタ詰めトルクは、一対の係合要素相互間に形成されるガタを詰めるための正又は負のトルクである。ガタ詰めトルクが供給されている間は、一方の係合要素が他方の係合要素（固定要素）に押し付けられてガタが詰まるため、ガタ打ちに起因する振動及び騒音が発生することがない。

従って、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、固定変速比エンジンブレーキ走行時において、ガタ打ちに起因する振動及び騒音を好適に抑制することができる。

また、「一時的に」とあるように、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置において、シャットダウン制御の解除は、少なくとも解除時点においては恒久的なものではない。即ち、シャットダウン制御の解除後に、更に燃料カットからの復帰及びＣＶＴモードへの切り替えが順次要求されてシャットダウン制御の解除が結果的に継続し得る場合はあるにせよ、シャットダウン制御は、固定変速比エンジンブレーキ走行時において、基本的にその継続が指向されている。

従って、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置においては、ガタ打ちに起因する振動及び騒音を抑制がシャットダウン制御による電量消費節減効果に与える影響が可及的に小さくて済む。即ち、電力消費を節減しつつ振動及び騒音を抑制するといった、実践上有益なる効果が奏されるのである。

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、前記判定手段は、前記エンジンに所定以上のトルク脈動が発生する場合に前記トルクの方向が反転すると判定してもよい（請求項２）。

エンジンは、圧縮行程で圧縮されたガスが膨張行程において膨張する際に正トルクを発生する。即ち、エンジントルクは、ピストンの往復運動の過程において周期的に脈動する。この脈動の周期は、例えば、直列４気筒エンジンの場合、クランク角１８０°周期となる。このエンジントルクの脈動の特性は、燃料カット中においても変わることがない。

従って、このエンジントルクの脈動の過程で周期的に発生する正トルクが、固定変速比エンジンブレーキ走行時において基本的に係合トルクとして作用するエンジンのフリクショントルク（負トルク）に打ち勝つ場合、係合トルクの方向は一時的に反転する。

この態様によれば、例えば、予め実験的に、経験的に又は理論的に、エンジンに所定以上のトルク脈動が発生する条件を確定させておくこと等によって、係合トルクの方向が反転するか否かを比較的精度良く判定することができる。

尚、この態様では、前記エンジンに所定以上のトルク脈動が発生する場合とは、前記エンジンの回転数が所定の回転領域に該当する場合、シリンダの空気量が所定量以上である場合、及び、潤滑油の温度が所定値以上である場合のうち少なくとも一つであってもよい（請求項３）。

例えば、エンジン回転数が共振領域に該当する場合、トルク脈動は相対的に大きくなる。また、シリンダの吸入空気量が多い場合には、膨張行程における正トルクが大きくなるため、トルク脈動は相対的に大きくなる。また、潤滑油が高温である場合、フリクションが減少するため、トルク脈動は相対的に顕在化し易い。従って、これら各種参照値を事前に定められた判断基準値と比較することによって、所定以上のトルク脈動が発生するか否かを比較的高精度に判定することができる。

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、前記ガタ詰めトルクは、前記エンジンのフリクショントルクが作用する方向に供給されてもよい（請求項４）。

この態様によれば、ガタ詰めトルクが、フリクショントルクの作用方向に供給される。固定変速比エンジンブレーキ走行時において一方の係合要素に作用する係合トルクは、時間平均で見ればエンジンのフリクショントルクであり、一対の係合要素相互間に形成されるガタは、基本的には当該フリクショントルクの作用方向（即ち、負トルク方向）に詰まっている。

従って、ガタ詰めトルクによってガタを詰める際に必要なトルクは、フリクショントルクに対抗する正トルク方向よりも、フリクショントルクと同一の負トルク方向に供給した方が小さくて済む。即ち、この態様によれば、効率的にガタ詰めを行うことができる。

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、前記判定手段は、アクセルオン操作が行われた場合に前記トルクの方向が反転すると判定してもよい（請求項５）。

アクセルオン操作が行われると、エンジンブレーキ走行は中断され、固定変速比モードにおける通常のエンジン駆動走行が開始される。この場合、駆動輪からの駆動力によって受動回転していたエンジンは、燃料カットからの復帰後に自発的なエンジントルクによって能動回転し、駆動輪を駆動する。その結果、係合トルクの方向が反転する。

この態様によれば、アクセルオン操作が行われた場合にトルク方向が反転するとの判定がなされ、ガタ詰めトルクが供給される。従って、アクセルオン操作に伴うガタ打ちに起因する振動及び騒音を抑制することができる。

尚、アクセルオン操作が行われた場合、エンジンの燃料カットは解除されるが、ガタ詰めトルクによるガタ詰めは、少なくとも燃料カット解除後のエンジントルクが一方の係合要素に作用する以前に完了するように供給される。従って、燃料カットの解除は、望ましくはガタ詰め完了後に行われる。また、アクセルオン操作時のガタ詰めトルクは、燃料カット解除後に生じるエンジントルクの作用方向、即ち、正トルク方向に供給されるのが望ましい。

尚、アクセルオン操作が行われ、エンジンが燃料カットから復帰したとしても、固定変速比走行が継続される運転領域であれば、変速モードはＣＶＴモードに移行しない。従って、エンジントルクがガタ詰めトルクに相当する値まで上昇したと判断されるタイミングにおいて、シャットダウン制御は再開され得る。即ち、この態様においても、シャットダウン制御の一時的な解除については踏襲される。

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。 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。 固定変速比モードを説明する動作共線図である。 固定変速比モードにおけるドグクラッチ機構の模式的な平面図である。 固定変速比エンジンブレーキ走行時における係合トルク反転の概念図である。 固定変速比エンジンブレーキ走行時ガタ詰め制御のフローチャートである。 第２実施形態に係る固定変速比エンジンブレーキ走行時ガタ詰め制御のフローチャートである。 変形例に係る動力分割機構の概略構成図である。 図８の動力分割機構における固定変速比モードを説明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、アクセル開度センサ１４、エアフローセンサ１５及び温度センサ１６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、後述する固定変速比エンジンブレーキ走行時ガタ詰め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、後述する固定変速比エンジンブレーキ走行時ガタ詰め制御においては、動力制御部１２０が適宜クラッチ制御部１１０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、昇圧コンバータ、ＭＧ１用インバータ及びＭＧ２用インバータ等（いずれも公知の構成のため不図示）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。

エアフローセンサ１５は、後述するエンジン２００の吸入空気量Ｇａを検出可能に構成されたセンサである。エアフローセンサ１５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された吸入空気量Ｇａは、ＥＣＵ１００によって適宜参照される構成となっている。

温度センサ１６は、後述するエンジン２００の潤滑油の温度である潤滑油温Ｔｏｉｌを検出可能に構成されたセンサである。温度センサ１６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された潤滑油温Ｔｏｉｌは、ＥＣＵ１００によって適宜参照される構成となっている。

尚、ここに例示したセンサは、ハイブリッド車両１が備えるセンサ群のうちの一部に過ぎない。

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「エンジン」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。エンジン２００は、燃料噴射用のインジェクタ（不図示）を備えており、後述する固定変速比エンジンブレーキ走行時においては、このインジェクタを介した燃料噴射が停止される、公知の燃料カット制御が行われる。

尚、本発明における「エンジン」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、本発明に係るエンジンの構成は、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。尚、ＭＧ１回転数Ｎｇは、図１及び図２において不図示のレゾルバ（回転センサ）により検出されるモータジェネレータＭＧ１の回転角を時間処理することによって算出される。

リングギアＲ１は、駆動軸ＤＳ及びデファレンシャルギア等の各種減速ギアを含む減速機構４００を介して車軸ＶＳに連結されている。このため、リングギアＲ１の回転数及び駆動軸ＤＳの回転数である駆動軸回転数Ｎｄｓ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、駆動軸回転数Ｎｄｓは、モータジェネレータＭＧ２の回転数であるＭＧ２回転数Ｎｍとも等価である。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、ＭＧ２回転数Ｎｍは、図１及び図２において不図示のレゾルバ（回転センサ）により検出されるモータジェネレータＭＧ２の回転角を時間処理することによって算出される。

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、本発明に係る「他方の係合要素」の一例としての環状のスリーブ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、本発明に係る「一方の係合要素」の一例としてのハブ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。即ち、本発明に係る「回転が制限される」状態の一例が実現される。

一方、当該ストローク量Ｓｓｌが係合ストローク量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「噛合式の一対の係合要素」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。

＜実施形態の動作＞
＜ＣＶＴモードの概要＞
ハイブリッド車両１は、エンジン回転数Ｎｅと、駆動軸ＤＳの回転数である駆動軸回転数Ｎｄｓ（即ち、車速Ｖと一義的な関係を有する）との比である変速比を規定する変速モードとして、ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission：無段変速）モードと固定変速比モードとを有する。前者はドグクラッチ機構５００が解放状態にある場合の変速モードであり、後者はドグクラッチ機構５００が係合状態にある場合（即ち、モータジェネレータＭＧ１がロックされた場合）の変速モードである。

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、これら三要素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。逆に言えば、車速Ｖと一義的な関係を有する駆動軸ＤＳ側の動作点（モータジェネレータＭＧ２の動作点）以外の動作点、即ち、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ１の動作点の組み合わせには高い自由度がある。

一方、エンジン２００がエンジントルクＴｅを出力した場合に、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（この場合、エンジントルクは正トルクなので負トルクである）を補償する必要がある。ＣＶＴモードにおいては、この反力トルクがモータジェネレータＭＧ１によって補償される。即ち、ＣＶＴモードにおいては、モータジェネレータＭＧ１について、反力トルクとなるＭＧ１トルクＴｇ及びＭＧ１回転数Ｎｇの制御により、エンジン２００の動作点（エンジントルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅとの組み合わせ）が連続的に可変に制御される。

＜固定変速比モードの詳細＞
ここで、図３を参照し、固定変速比モードについて説明する。ここに、図３は、固定変速比モードにおけるハイブリッド駆動装置１０の動作共線図である。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３において、動作共線図は、モータジェネレータＭＧ１（一義的にサンギアＳ１）、エンジン２００（一義的にプラネタリキャリアＣ１）及びモータジェネレータＭＧ２（一義的にリングギアＲ１及び駆動軸ＤＳ）の三要素について、その回転数（縦軸）及びトルクの関係を表した図である。尚、図３を説明するにあたっては、この動作共線図上の点を、便宜的に「動作点」と表現することとする。

図３（ａ）には、固定変速比モードにおける通常走行時（以下、適宜「固定変速比通常走行時」と表現する）の動作共線図が示される。図３（ａ）において、ドグクラッチ機構５００が、噛合式係合要素としてのスリーブＳＬ及びハブＨＢが相互に係合してなる係合状態となり、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、ＭＧ１回転数Ｎｇ＝０に相当する図示動作点ｇ０に固定される。

一方、モータジェネレータＭＧ２の動作点ｍは、その時点の車速Ｖにより一義的に定まるため、動力分割機構３００の差動作用によって、残余のエンジン２００の動作点は一義的に定まり、図示動作点ｅ０となる。このように、固定変速比モードでは変速比は一定となる。

固定変速比モードでは、車速Ｖに対するエンジン回転数Ｎｅの自由度が失われる反面、エンジン２００からエンジントルクＴｅが供給された際にサンギア軸ＳＳに現れるサンギア軸トルクＴｅｓに対する反力トルクを、ドグクラッチ機構５００により負担することができる。図３（ａ）には、ドグクラッチ機構５００のクラッチトルクＴｃｌｔ（Ｔｃｌｔ＜０）がサンギア軸トルクＴｅｓと釣り合った状態が示される。

尚、ドグクラッチ機構５００は、係合対象を固定要素に固定する機構であるから、自発的にトルクを供給することはなく、厳密にはサンギア軸トルクＴｅｓを受け止めて反力を与えているに過ぎない。但し、本実施形態では、説明を分かり易くするため、反力トルクとしてのクラッチトルクＴｃｌｔが定義されている。

このように、固定変速比モードでは、駆動軸ＤＳに対し駆動軸直達トルクＴｅｐを供給するにあたって、モータジェネレータＭＧ１の駆動が不要である。従って、固定変速比通常走行時において、モータジェネレータＭＧ１は、ＭＧ１トルクＴｇ＝０の状態でＭＧ１用インバータの三相各相に対応するスイッチング素子のスイッチング駆動を停止させた（端的には通電が停止された）シャットダウン状態に制御される。この制御を、これ以降適宜「シャットダウン制御」と表現する。シャットダウン制御が実行されると、モータジェネレータＭＧ１及びインバータを含む電力変換系の電気的損失が減少するため、ハイブリッド車両１のエネルギ効率が向上する。

一方、図３（ｂ）には、固定変速比エンジンブレーキ走行時の動作共線図が示される。固定変速比エンジンブレーキ走行とは、固定変速比モードにおけるエンジンブレーキ走行を意味する。固定変速比エンジンブレーキ走行は、例えば固定変速比通常走行時においてアクセルオフ操作がなされる等して惰性減速が要求された場合に行われる。固定変速比エンジンブレーキ走行は、エンジン２００を燃料カット状態とし、エンジン２００の回転抵抗を利用したエンジンブレーキトルクＴｅｂを駆動軸ＤＳに供給することによって実現される。

エンジンブレーキトルクＴｅｂは、駆動軸直達トルクＴｅｐを表す上記（２）式において、エンジントルクＴｅの代わりにエンジンフリクショントルクＴｅｆｒ（Ｔｅｆｒ＜０）を代入して得られる負トルクである。エンジンフリクショントルクＴｅｆｒは、燃料カット状態におけるエンジン２００の回転抵抗（或いは、回転慣性と表現してもよい）に相当するトルクであり、エンジン回転数Ｎｅが高い程大きくなる。

ここで、動力分割機構３００の構成上、サンギア軸トルクＴｅｓに対抗する反力トルクを負担しない限り駆動軸直達トルクＴｅｐは駆動軸ＤＳに作用しない。これはエンジンブレーキ走行においても同様である。従って、固定変速比エンジンブレーキ走行時においては、ドグクラッチ機構５００が、サンギア軸トルクＴｅｓを表す上記（１）式において、エンジントルクＴｅの代わりにエンジンフリクショントルクＴｅｆｒを代入して得られるサンギア軸ブレーキトルクＴｅｆｒｓ（即ち、負トルク）に対する反力トルク（即ち、この場合、正トルク）として上記クラッチトルクＴｃｌｔを負担する。固定変速比エンジンブレーキ走行は、このようにして行われる。

ここで、図４を参照し、固定変速比走行時におけるドグクラッチ機構５００の動作状態について説明する。ここに、図４は、固定変速比モードにおけるドグクラッチ機構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４において、図４（ａ）には、スリーブＳＬとハブＨＢとが係合した直後の状態が表されている。両者の係合直後においては、スリーブＳＬ側の噛合要素であるドグ歯５１０（図では各ドグ歯を識別するためにＡ、Ｂ・・・の識別子が付与されている）と、ハブＨＢ側の噛合要素であるドグ歯５２０（図では各ドグ歯を識別するためにＡ、Ｂ・・・の識別子が付与されている）との間に、両者の係合性を高めるために設計段階で与えられた物理的間隙としてのガタｇｔが残存している。ガタｇｔは、一の回転要素としてのサンギアＳ１に連結されたハブＨＢを基準として、正トルク側のガタｇｔｐｄと、負トルク側のガタｇｔｎｄとに分類される。

図４（ｂ）には、固定変速比通常走行時の状態が表される。固定変速比通常走行時においては、上述したようにエンジントルクＴｅに対応してサンギア軸ＳＳに現れるサンギア軸トルクＴｅｓが回転要素（サンギアＳ１）側の係合要素であるハブＨＢに伝達される。このサンギア軸トルクＴｅｓによってハブＨＢが図示正トルク方向に回転すると、ハブＨＢ側の噛合部材であるドグ歯５２０Ａ、Ｂ、・・・は、夫々スリーブＳＬ側の噛合部材であるドグ歯５１０Ａ、Ｂ、・・・と接触し、正トルク側のガタｇｔｐｄが消滅する。即ち、正トルク方向にガタ詰めが行われる。ガタ詰めが完了すると、ドグクラッチ機構５００による反力トルクの負担が開始され、駆動軸直達トルクＴｅｐによる、先に述べた固定変速比通常走行が実現される。

図４（ｃ）には、固定変速比エンジンブレーキ走行時の状態が表される。固定変速比エンジンブレーキ走行時においては、上述したようにエンジンフリクショントルクＴｅｆｒに対応してサンギア軸ＳＳに現れるサンギア軸ブレーキトルクＴｅｆｒｓが回転要素（サンギアＳ１）側の係合要素であるハブＨＢに伝達される。このサンギア軸ブレーキトルクＴｅｆｒｓによってハブＨＢが図示負トルク方向に回転すると、ハブＨＢ側の噛合部材であるドグ歯５２０Ａ、Ｂ、・・・は、夫々スリーブＳＬ側の噛合部材であるドグ歯５１０Ｂ、Ｃ、・・・と接触し、負トルク側のガタｇｔｎｄが消滅する。即ち、負トルク方向にガタ詰めが行われる。ガタ詰めが完了すると、ドグクラッチ機構５００による反力トルクの負担が開始され、エンジンブレーキトルクＴｅｂによる、先に述べた固定変速比エンジンブレーキ走行が実現される。

＜固定変速比エンジンブレーキ走行時ガタ詰め制御の概要＞
ところで、エンジン２００が自発的に正トルクを出力して駆動輪を駆動する固定変速比通常走行時と異なり、固定変速比エンジンブレーキ走行時におけるエンジン２００は、燃料カット状態におけるエンジンフリクショントルクＴｅｆｒに対応するサンギア軸ブレーキトルクＴｅｆｒｓを係合トルクとしてハブＨＢに供給しているに過ぎない。このため、固定変速比エンジンブレーキ走行時においては、係合トルクは必ずしも安定しない。

燃料カット状態におけるエンジン２００においては、圧縮行程で圧縮された吸入空気が膨張行程で膨張する過程において正のエンジントルクＴｅが発生する。即ち、エンジントルクＴｅは、一種の脈動トルクである。直列４気筒エンジンの場合、この脈動の周期はクランク角１８０°である。実際の固定変速比エンジンブレーキ走行時においては、このエンジントルクＴｅの脈動がフリクショントルクＴｅｆｒと干渉する。従って、エンジントルクＴｅとフリクショントルクＴｅｆｒとの大小関係によっては、ハブＨＢに作用する係合トルクの方向が一時的に反転する。

ここで、図５を参照し、係合トルクの方向の反転について説明する。ここに、図５は、固定変速比エンジンブレーキ走行時における係合トルク反転の概念図である。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５において、図５（ａ）は一のトルク反転状態Ａを表し、図５（ｂ）は他のトルク反転状態Ｂを表している。

図５（ａ）において、トルク脈動におけるエンジントルクＴｅの絶対値がサンギア軸ブレーキトルクＴｅｆｒの絶対値と拮抗するか、又はサンギア軸ブレーキトルクＴｅｆｒよりも若干大きくなると、ハブＨＢは正トルク方向に徐々に移動し、正負いずれの方向にもガタが詰まっていないトルクフリーの状態になる。この状態が反転状態Ａである。反転状態Ａにおいては、正のエンジントルクＴｅが発生する時間領域以外はサンギア軸ブレーキトルクＴｅｆｒがエンジントルクＴｅに打ち勝つため、図５（ａ）の状態と図４（ｃ）の状態とが繰り返される。即ち、負トルク方向へのガタ詰めが周期的に発生して、ガタ打ちによる振動及び騒音がドライバビリティを悪化させる要因となる。

図５（ｂ）において、トルク脈動におけるエンジントルクＴｅの絶対値がサンギア軸ブレーキトルクＴｅｆｒの絶対値よりも明らかに大きい場合、ハブＨＢは正トルク方向に移動して正トルク方向のガタｇｔｐｄを消滅させる。即ち、正トルク方向にガタ詰めが行われる。この状態が反転状態Ｂである。反転状態Ｂにおいても、正のエンジントルクＴｅが発生する時間領域以外はサンギア軸ブレーキトルクＴｅｆｒがエンジントルクＴｅに打ち勝つため、図５（ｂ）の状態と図４（ｃ）の状態とが繰り返される。即ち、この場合、正トルク方向へのガタ詰めと負トルク方向へのガタ詰めが周期的に発生して、ガタ打ちによる振動及び騒音がドライバビリティを悪化させる要因となる。

このようなガタ打ちによる振動及び騒音を防止するため、ハイブリッド車両１では固定変速比エンジンブレーキ走行時ガタ詰め制御が行われる。固定変速比エンジンブレーキ走行時ガタ詰め制御においては、モータジェネレータＭＧ１からガタ詰めトルクＴｇｇｔを出力させ、強制的に負トルク方向のガタ詰めが行われる。その様子が図５（ｃ）に例示される。

＜固定変速比エンジンブレーキ走行時ガタ詰め制御の詳細＞
次に、図６を参照し、固定変速比エンジンブレーキ走行時ガタ詰め制御の詳細について説明する。ここに、図６は、固定変速比エンジンブレーキ走行時ガタ詰め制御のフローチャートである。尚、固定変速比エンジンブレーキ走行時ガタ詰め制御は、先述したように、固定変速比エンジンブレーキ走行時において、動力制御部１２０がクラッチ制御部１１０と協調して実行する構成となっている。

図６において、始めに、ガタ詰め条件が成立するか否かが判定される（ステップＳ１１０）。ガタ詰め条件とは、エンジン２００のトルク脈動が、上述した係合トルクの方向が反転すると予想される程度に大きくなる条件である。

本実施形態において、ガタ詰め条件は下記条件（Ａ）乃至（Ｃ）の三種類である。但し、これは一例に過ぎない。

条件（Ａ）：エンジン回転数ＮｅがＮｅｌｌ≦Ｎｅ≦Ｎｅｕｌを満たす
条件（Ｂ）：シリンダの吸入空気量ＧａｃｙｌがＧａｃｙｌ≧Ｇａｃｙｌｔｈを満たす
条件（Ｃ）：潤滑油温ＴｏｉｌがＴｏｉｌ≧Ｔｏｉｌｔｈを満たす
条件（Ａ）において、Ｎｅｌｌは下限回転数でありＮｅｕｌは上限回転数である。下限回転数Ｎｅｌｌと上限回転数Ｎｅｕｌとに挟まれた回転数領域は、予め実験的にエンジントルクＴｅの脈動が他の回転数領域と較べて大きくなると判明している回転数領域である。この回転数領域においては、エンジン２００の振動及び騒音が増幅される。尚、この種の回転数領域は、エンジン毎に固有の値である。

条件（Ｂ）において、Ｇａｃｙｌは、エンジン２００の各シリンダに吸入される吸入空気量である。シリンダの吸入空気量Ｇａｃｙｌは、エアフローセンサ１５から得られた吸入空気量Ｇａ、エンジン２００のスロットル開度、エンジン回転数Ｎｅ、吸気管負圧等の数値から公知の手法によって算出される。シリンダに吸入される空気（或いは、空気と燃料との混合気）が相対的に多い場合、膨張行程で生じる正トルクもまた相対的に大きくなる。従って、エンジン２００のトルク脈動の規模もまた、相対的に大きくなる。シリンダの吸入空気量Ｇａｃｙｌとの比較に供される判定基準値Ｇａｃｙｌｔｈは、予め実験的に、エンジン２００に上記係合トルクの反転が生じ得る程度の大きなトルク脈動が生じる可能性がある値として定められている。

条件（Ｃ）において、潤滑油温Ｔｏｉｌはエンジン２００の潤滑油の温度である。潤滑油は低温程粘性が高くなるため、エンジン２００のフリクショントルクは潤滑油が低温である程大きくなる。フリクショントルクが大きくなると、相対的にエンジントルクＴｅの脈動の影響は顕在化し難くなる。即ち、上記係合トルクの反転は、潤滑油温Ｔｏｉｌが高い程生じ易い。潤滑油温Ｔｏｉｌとの比較に供される判定基準値Ｔｏｉｌｔｈは、予め実験的に、エンジン２００に上記係合トルクの反転が生じ得る程度の大きなトルク脈動が生じる可能性がある値として定められている。

ステップＳ１１０においてガタ詰め条件が成立しない場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、ハブＨＢに作用する係合トルクの方向が反転しないものと判定され、モータジェネレータＭＧ１のシャットダウン制御が継続される（ステップＳ１４０）。

一方、上記条件（Ａ）乃至（Ｃ）のうち少なくとも一つが成立し、ガタ詰め条件が成立した場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、モータジェネレータＭＧ１のシャットダウン制御が解除される（ステップＳ１２０）。

シャットダウン制御が解除されると、モータジェネレータＭＧ１から先述したガタ詰めトルクＴｇｇｔが供給される（ステップＳ１３０）。このガタ詰めトルクＴｇｇｔは、サンギア軸ＳＳを介してハブＨＢに付与される。

ここで、ガタ詰めトルクＴｇｇｔは、図５（ｃ）において説明したように、エンジントルクＴｅの脈動の影響をキャンセルして負トルク方向のガタ詰め状態を継続させるための比較的小さいトルクである。ガタ詰めトルクＴｇｇｔの値は、予め実験的に、ガタ詰めトルクＴｇｇｔによってガタ打ちショックやガタ打ち音が生じることのないように決定されている。

尚、ガタ詰めトルクＴｇｇｔは、予め実験的に、経験的に又は理論的に、多様な条件下で確実に係合トルクの反転を防止可能な固定値とされていてもよい。或いは、ガタ詰めトルクＴｇｇｔは、上記各種条件に応じて二値的に、段階的に又は連続的に変化する値であってもよい。

或いは、エンジンフリクショントルクＴｅｆｒはエンジン回転数Ｎｅが高回転である程大きくなるから、トルク脈動の影響は、エンジン回転数Ｎｅが高い程小さくなる。ガタ詰めトルクＴｇｇｔは、この点を考慮して、エンジン回転数Ｎｅが高い程小さい値に設定されてもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る固定変速比エンジンブレーキ走行時ガタ詰め制御によれば、固定変速比エンジンブレーキ走行時において、ハブＨＢに作用する係合トルクが反転しかねない場合（必ずしも実際に反転が生じる必要はない）において、モータジェネレータＭＧ１のシャットダウン制御が一時的に解除される。そして、モータジェネレータＭＧ１からガタ詰めトルクＴｇｇｔが供給される。このため、ハブＨＢに作用する係合トルクが反転し、ハブＨＢ側のドグ歯５２０とスリーブＳＬ側のドグ歯５１０とが断続的に衝突してガタ打ちショックやガタ打ち音が生じることを防止することができる。

また、本実施形態では、ガタ詰めトルクＴｇｇｔが、エンジンフリクショントルクＴｅｆｒの作用方向である負トルク方向に供給される。固定変速比エンジンブレーキ走行時における係合トルクは、平均的にはエンジンフリクショントルクＴｅｆｒの作用方向である負トルク方向に作用している。従って、ガタ詰めトルクＴｇｇｔを負トルク方向に共有することによって、正トルク方向にガタ詰めトルクＴｇｇｔを供給する場合と比べて電力消費を節減することができる。

尚、図６において、ガタ詰めトルクＴｇｇｔの供給後、処理はステップＳ１１０に戻される。従って、エンジン２００の運転条件が変化して、上記条件（Ａ）乃至（Ｃ）がいずれも成立しなくなった場合には、ステップＳ１１０が「ＮＯ」側に分岐してステップＳ１４０によりモータジェネレータＭＧ１のシャットダウン制御が再開される。即ち、モータジェネレータＭＧ１のシャットダウン制御は需要に応じて一時的に中断される。従って、本実施形態によれば、固定変速比エンジンブレーキ走行時において、可及的にモータジェネレータＭＧ１をシャットダウン状態に維持しつつ、ガタ打ちによる振動及び騒音を防止することができる。

＜第２実施形態＞
ハブＨＢに作用する係合トルクが反転する条件は、第１実施形態で説明したエンジントルクＴｅの脈動に関連するもの以外にもある。第２実施形態では、このような他の条件によるトルク反転に対応する固定変速比エンジンブレーキ走行時ガタ詰め制御について説明する。図７は、第２実施形態に係る固定変速比エンジンブレーキ走行時ガタ詰め制御のフローチャートである。

図７において、アクセルオン操作が行われたか否かが判定される（ステップＳ２１０）。アクセルオン操作が行われない場合には（ステップＳ２１０：ＮＯ）、固定変速比エンジンブレーキ走行時ガタ詰め制御は終了する。

アクセルオン操作は、エンジンブレーキ走行の解除要求である。従って、固定変速比エンジンブレーキ走行時にアクセルオン操作が行われた場合（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、固定変速比エンジンブレーキ走行を固定変速比通常走行へ切り替えるため、先ずモータジェネレータＭＧ１のシャットダウン制御が解除される（ステップＳ２２０）。尚、アクセルオン操作に伴うエンジンブレーキ走行の終了は、必然的に、ハブＨＢに作用する係合トルクの反転を意味する。即ち、ステップＳ２１０は、係合トルクが反転するか否かを判定する態様の一例に相当する。

シャットダウン制御が解除されると、固定変速比モードを継続させるか否かが判定される（ステップＳ２３０）。固定変速比モードは、車速Ｖ、駆動輪の要求駆動力Ｆｔ等の値が、予め設定された固定変速比モード選択領域に該当する場合に実行される。これらの数値が他の走行モード選択領域（例えば、ＣＶＴモードの選択領域）に該当する場合には、固定変速比モードは他の走行モードに切り替えられる。尚、この種の走行モードの切り替え処理に関しては、公知の各種態様を適用可能である。固定変速比モードを継続させない場合（ステップＳ２３０：ＮＯ）、固定変速比エンジンブレーキ走行時ガタ詰め制御は終了する。

固定変速比モードを継続させる場合（ステップＳ２３０：ＹＥＳ）、モータジェネレータＭＧ１からガタ詰めトルクＴｇｇｔが供給される（ステップＳ２４０）。

ここで、第２実施形態に係るガタ詰めトルクＴｇｇｔは、第１実施形態と異なり、正トルク方向に供給される。これは、アクセルオン操作が行われた時点でハブＨＢに作用する係合トルクの方向が反転することが判明することから、固定変速比通常走行時に対応する係合トルクの方向（即ち、正トルク方向）へガタを詰める（即ち、ガタｇｔｐｄを消滅させる）必要があるためである。

尚、エンジンフリクショントルクＴｅｆｒの大きさは、エンジン回転数Ｎｅに応じて変化するため、ガタ詰めトルクＴｇｇｔの大きさは、エンジン回転数Ｎｅに基づいて、サンギア軸ブレーキトルクＴｅｆｒｓよりも所定量大きなトルクとなるように決定される。例えば、予め実験的に、経験的に或いは理論的に得られた、エンジン回転数ＮｅとエンジンフリクショントルクＴｅｆｒとの関係に基づいてその時点のエンジンフリクショントルクＴｅｆｒが算出され、前述の（１）式に基づいてサンギア軸ブレーキトルクＴｅｆｒｓが算出される。ガタ詰めトルクＴｇｇｔは、絶対値が、このサンギア軸ブレーキトルクＴｅｆｒｓの絶対値＋α（αは適合値）となるように決定される。例えば、適合値αは、正トルク方向へガタｇｔｒｄが詰まる際の振動及び騒音が顕在化しないように定められる。

また、第１実施形態において条件（Ｃ）として規定したように、潤滑油温ＴｏｉｌはエンジンフリクショントルクＴｅｆｒと関係する。従って、ガタ詰めトルクＴｇｇｔは、エンジンフリクショントルクＴｅｆｒに応じて求められる基準値を潤滑油温Ｔｏｉｌに応じて適宜補正することによって算出されてもよい。或いは、エンジン回転数Ｎｅと潤滑油温Ｔｏｉｌとの双方をパラメータとしてガタ詰めトルクＴｇｇｔをマップ化しておき、該当する数値を選択する構成とされてもよい。

ガタ詰めトルクｔｇｇｔの供給が開始されると、ガタ詰めが完了したか否かが判定される（ステップＳ２５０）。

ガタ詰めが完了したか否かは、ＭＧ１回転数Ｎｇに基づいて判定される。即ち、ガタ詰めが完了すると、ハブＨＢがスリーブＳＬと係合するため、ハブＨＢの回転が停止する。従って、ハブＨＢの回転数と等価なＭＧ１回転数が０となったか否かに基づいてガタ詰めが完了したか否かを判定することができる。尚、この際、モータジェネレータＭＧ１の回転角を検出するレゾルバの数値の変化が停止したか否かが参照されてもよい。また、予めガタ詰めトルクＴｇｇｔの大きさとガタ詰めに要する時間との関係が実験的に得られている場合には、ガタ詰めに要する時間が経過したことをもってガタ詰めが完了したとの判定がなされてもよい。ガタ詰めが完了しない間は（ステップＳ２５０：ＮＯ）、ガタ詰めトルクＴｇｇｔの供給が継続される。

ガタ詰めが完了すると（ステップＳ２５０：ＹＥＳ）、エンジン２００の燃料カットが解除され、エンジン出力Ｐｅが要求出力値に応じて制御される（ステップＳ２６０）。その結果、エンジントルクＴｅが増加する。

続いて、エンジン出力Ｐｅが所定値以上であるか否かが判定される（ステップＳ２７０）。

ここで、エンジン出力Ｐｅの所定値について説明する。

一時的なシャットダウン制御の解除を経て再度モータジェネレータＭＧ１をシャットダウンするにあたっては、ハブＨＢに作用する、正方向のガタｇｔｐｄを詰めるための係合トルクを、ＭＧ１トルクＴｇ（ステップＳ２４０以降の制御の流れからするとガタ詰めトルクＴｇｇｔ）から、サンギア軸トルクＴｅｓに切り替える必要がある。

この際、サンギア軸トルクＴｅｓがＭＧ１トルクＴｇよりも小さいと、モータジェネレータＭＧ１のシャットダウン直後にハブＨＢの係合トルクが負トルク方向に変動して、場合によっては振動及び騒音が発生する可能性がある。従って、モータジェネレータＭＧ１のシャットダウン制御は、サンギア軸トルクＴｅｓがＭＧ１トルクＴｇ以上に上昇した時点で再開されるのが望ましい。

一方、サンギア軸トルクＴｅｓがＭＧ１トルクＴｇよりも大きければ、モータジェネレータＭＧ１のシャットダウン制御再開直後にハブＨＢは正トルク方向に押し付けられるだけであり、振動及び騒音の観点からは問題がない。しかしながら、モータジェネレータＭＧ１のシャットダウン制御が一時的に解除されている期間は、バッテリ１２の電力消費が生じている時間である。従って、電力消費節減の観点からは、可及的に迅速にシャットダウン制御が再開されるのが望ましい。

以上のことから、エンジン出力Ｐｅの所定値は、サンギア軸トルクＴｅｓがＭＧ１トルクＴｇに大略一致する値に設定される。サンギア軸トルクＴｅｓの要求値が定まれば、エンジントルクＴｅの要求値が定まるので、エンジントルクＴｅの要求値とエンジン回転数Ｎｅとから、エンジン出力Ｐｅの所定値を決定することができる。

但し、トルク制御精度の高いモータジェネレータＭＧ１と異なり、エンジン２００のトルク制御精度は一般的に低い。特に、燃料カットからの復帰直後においては、エンジントルクＴｅは相対的に不安定である。従って、エンジントルクＴｅの目標値が定まったとしても、エンジントルクＴｅが当該目標値に達したか否かを正確に検出することは必ずしも容易ではない。

そこで、この種の実践的見地から、ステップＳ２７０に係る判定処理は、例えば下記のいずれかの代替的判定処理によって置換されてもよい。

即ち、第１の代替的判定処理は、燃料カット解除からの経過時間に基づいて行われる。具体的には、当該経過時間が所定時間以上となった時点で、エンジン出力Ｐｅが所定値に達したとの判定が成立する。ガタ詰めのみを目的として出力されるＭＧ１トルクＴｇは、元々、絶対値にして大きな値ではない。従って、燃料カット解除からの経過時間に基づいて、エンジントルクＴｅが要求値に達したか否かの判定を行うことができる。この際、予め実験的に、経験的に又は理論的に、この種の経過時間を定義しておけば、より正確な判定が可能となる。

第２の代替的判定処理は、燃料カット解除後のエンジン要求出力Ｐｅｎに基づいて行われる。具体的には、当該エンジン要求出力Ｐｅｎが所定値以上となった時点で、エンジン出力Ｐｅが所定値に達したとの判定が成立する。この場合の所定値とは、例えば、サンギア軸トルクＴｅｓの要求値に対応するエンジン出力の要求値に対して安全側のマージンを上乗せした値に設定されてもよい。エンジン出力Ｐｅは、エンジン要求出力Ｐｅｎに基づいて制御されるから、エンジン要求出力Ｐｅｎに基づいてその時点のエンジン出力Ｐｅを予見することは、少なくともガタ詰めトルクＴｇｇｔのトルク範囲においては困難ではない。

エンジン出力Ｐｅが所定値未満である場合（ステップＳ２７０：ＮＯ）、処理はステップＳ２６０に戻される。エンジン出力Ｐｅが所定値以上に上昇した場合（ステップＳ２７０：ＹＥＳ）、シャットダウン制御によりモータジェネレータＭＧ１が再度シャットダウン状態に制御される（ステップＳ２８０）。モータジェネレータＭＧ１がシャットダウン状態に戻ると、固定変速比エンジンブレーキ走行時ガタ詰め制御が終了する。

以上説明したように、第２実施形態に係る固定変速比エンジンブレーキ走行時ガタ詰め制御によれば、固定変速比エンジンブレーキ走行時においてアクセルオン操作が行われ、固定変速比通常走行への切り替えが行われる場合において、ガタ打ちによる振動及び騒音を抑制することができる。

また、第２実施形態においてもモータジェネレータＭＧ１のシャットダウン制御が一時的に解除される点において変わりはなく、固定変速比モードにおける電力消費節減効果を担保しつつ、振動及び騒音を抑制することができる。

＜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８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８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８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。

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９を参照して説明する。ここに、図９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３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、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９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ｍ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。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。この状態は、本発明に係る「回転が制限された」状態の他の一例である。

当該変形例においても、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比モードが実現される。必然的に、サンギアＳ２とサンギアＳ１とのギア比を考慮することによって（即ち、ＭＧ１トルクＴｇを供給した場合にサンギアＳ２に作用するトルクがギア比に応じて変化する）、上記各種実施形態に係る固定変速比エンジンブレーキ走行時ガタ詰め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。

Claims (5)

1. エンジンと、
   回転電機と、
   駆動輪に繋がる駆動軸と、
   前記エンジン、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、
   一方が前記複数の回転要素のうち一の回転要素に連結され、他方が固定要素に連結された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、前記回転電機の回転が制限された固定変速比モードを実現する係合機構と
   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、
   前記固定変速比モードにおいて前記エンジンの燃料カットを伴うエンジンブレーキ走行が行われる場合において、前記一方の係合要素に作用するトルクの方向が反転するか否かを判定する判定手段と、
   前記固定変速比モードにおいて前記回転電機をシャットダウン状態とするシャットダウン制御を実行すると共に、前記トルクの方向が反転すると判定された場合に、前記シャットダウン制御を一時的に解除し、前記一対の係合要素相互間に形成されるガタを詰めるためのガタ詰めトルクが供給されるように前記回転電機を制御する制御手段と
   を具備することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記判定手段は、前記エンジンに所定以上のトルク脈動が発生する場合に前記トルクの方向が反転すると判定する
   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. 前記エンジンに所定以上のトルク脈動が発生する場合とは、前記エンジンの回転数が所定の回転領域に該当する場合、シリンダの空気量が所定量以上である場合、及び、潤滑油の温度が所定値以上である場合のうち少なくとも一つである
   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. 前記ガタ詰めトルクは、前記エンジンのフリクショントルクが作用する方向に供給される
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記判定手段は、アクセルオン操作が行われた場合に前記トルクの方向が反転すると判定する
   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。

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