JP2017047813A

JP2017047813A - 車両の制御装置

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Publication number: JP2017047813A
Application number: JP2015173733A
Authority: JP
Inventors: 隆人遠藤; Takahito Endo; 星屋　一美; Kazumi Hoshiya; 一美星屋; 伊藤　良雄; Yoshio Ito; 良雄伊藤; 浅原　則己; Noriki Asahara; 則己浅原; 桑原　清二; Seiji Kuwabara; 清二桑原; 直志藤吉; Naoshi Fujiyoshi; 雄二岩瀬; Yuji Iwase
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-09-03
Filing date: 2015-09-03
Publication date: 2017-03-09
Anticipated expiration: 2035-09-03
Also published as: US20170066436A1; JP6365469B2; US9902393B2

Abstract

【課題】自動運転走行が可能な車両に対して、加速応答性の確保とエネルギ効率の向上とを両立させる。【解決手段】モータと駆動輪との間に設けられ、前記駆動輪側の回転軸と前記モータの出力軸とを連動して回転させる直動状態と、前記回転軸と前記出力軸との間に差回転を生じさせる差動状態とを設定する切替機構を備え、手動運転モードと自動運転モードとが切り替えられる車両の制御装置において、前記車両が前記差動状態で前記モータの出力以外の力によって走行する際に、前記モータを前記回転軸の回転数よりも低い待機回転数で待機させるモータ・アイドリング制御を実行すると共に、前記車両が前記手動運転モードの場合は、前記待機回転数を第１待機回転数に設定し（ステップＳ８）、前記車両が前記自動運転モードの場合には、前記待機回転数を前記第１待機回転数よりも低い第２待機回転数に設定する（ステップＳ９）。【選択図】図３

Description

この発明は、運転者の運転操作に従って走行する手動運転モードと、運転操作に依存せずに自動で走行する自動運転モードとを切り替えることが可能な車両の制御装置に関するものである。

特許文献１には、加速応答性の低下を抑制することを目的とした車両の制御装置が記載されている。この特許文献１に記載された車両は、エンジンおよびモータを駆動力源とし、エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に接続された第１係合要素と、モータに接続された第２係合要素とを任意に係合あるいは解放させるクラッチを備えている。そして、この特許文献１に記載された車両の制御装置は、走行中にクラッチを解放し、かつ、第２係合要素の回転数が第１係合要素の回転数よりも低い状態でモータを回転させて待機させる制御（モータ・アイドリング制御）を実行するように構成されている。

特開２０１５−１３１５１３号公報

上記の特許文献１に記載された車両の制御装置では、車両の走行中にクラッチが解放されてエンジンと駆動輪との間の動力伝達経路からモータが切り離される。その状態で、上記のようなモータ・アイドリング制御が実行されることにより、その後の加速要求に対する車両の加速応答性を確保することができる。その反面、モータを所定の回転数で回転させるために電力を消費することになる。また、モータが回転することにより、鉄損やオイルの撹拌損失が発生してしまう。

一方、近年、運転者の運転操作に従って走行する手動運転モードと、運転操作に依存せずに自動で走行する自動運転モードとを切り替えることが可能な車両が開発されている。そのような車両においては、一般に、手動運転モードでは、車両のエネルギ効率よりも加速応答性が優先して要求される。反対に、自動運転モードでは、加速応答性よりも車両のエネルギ効率が優先して要求される。そのような手動運転モードと自動運転モードとを切り替えることが可能な車両に対しても、上記の特許文献１に記載されているようなモータ・アイドリング制御を適用することができる。その場合、上記のような加速応答性とエネルギ効率との関係を考慮し、手動運転モードおよび自動運転モードのそれぞれの運転モードに対応させた適切なモータ・アイドリング制御を行うことが望まれる。

この発明は上記のような技術的課題に着目して考え出されたものであり、手動運転モードと自動運転モードとを切り替えることが可能であり、かつ、モータを動力伝達経路から切り離して、もしくは、差動回転させ、所定の回転数で待機させるモータ・アイドリング制御を実行可能な車両において、加速応答性の確保とエネルギ効率の向上とを両立させることができる制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、出力軸を有しかつ前記出力軸から動力を出力する少なくとも１つのモータと、少なくとも前記モータを駆動力源として駆動される駆動輪と、前記モータと前記駆動輪との間で動力を伝達する動力伝達経路と、前記動力伝達経路のうち前記駆動輪側に設けられた回転軸と、前記出力軸と前記回転軸とを一体回転させるもしくは所定の回転数比率で連動して回転させる直動状態および前記出力軸と前記回転軸とを相対回転させるもしくは前記回転軸と前記出力軸との間に差回転を生じさせる差動状態を設定する切替機構とを備え、前記直動状態で前記モータの出力によって走行するモータ走行モードと、前記差動状態で前記モータの出力以外の力によって走行するモータ休止モードとを設定することが可能であり、かつ、運転者の運転操作に従って走行する手動運転モードと、将来の駆動力要求を設定した走行計画に基づいて自動で走行する自動運転モードとが切り替えられる車両の制御装置において、前記車両を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記車両が前記モータ休止モードで走行する際に、前記モータの回転数を前記回転軸の回転数よりも低い待機回転数に設定するモータ・アイドリング制御を実行するように構成され、前記モータ・アイドリング制御は、前記車両が、前記手動運転モードで、かつ、前記モータ休止モードで走行している場合は、前記待機回転数を第１待機回転数に設定し、前記車両が、前記自動運転モードで、かつ、前記モータ休止モードで走行している場合は、前記待機回転数を前記第１待機回転数よりも低い第２待機回転数に設定するように構成されていることを特徴とするものである。

また、この発明におけるコントローラは、前記第１待機回転数および前記第２待機回転数を、それぞれ、車速が高いほど高い回転数に設定するように構成することができる。

また、この発明におけるコントローラは、前記自動運転モードで前記モータ休止モードにおける前記モータ・アイドリング制御を実行する場合に、前記走行計画に基づいて前記モータ休止モードの終了を判断するように構成することができる。

また、この発明における切替機構は、互いに相対回転する第１回転部材および第２回転部材を有し、前記第１回転部材に前記出力軸が連結され、前記第２回転部材に前記回転軸が連結され、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを係合および解放させるクラッチ機構によって構成することができる。

そして、この発明における切替機構は、第１回転要素と第２回転要素と第３回転要素とを有し、前記第１回転要素に前記出力軸が連結され、前記第２回転要素に前記回転軸が連結され、前記第１回転要素と前記第２回転要素とを差動回転させる遊星歯車機構によって構成することができる。

この発明によれば、モータ休止モードで車両を走行させる際に、モータを駆動輪側の回転軸の回転数よりも低い待機回転数で制御する、いわゆるモータ・アイドリング制御を実行することができる。モータ・アイドリング制御は、モータ休止モードにおいてモータの出力を用いずに車両を走行させている際に、モータを待機回転数に制御しておくことにより、将来のモータに対する駆動力要求に対して速やかに対応するための制御である。すなわち、車両の加速応答性を向上させるための制御である。したがって、手動運転モードでモータ休止モードが設定された場合に、モータの回転数を第１待機回転数に制御するモータ・アイドリング制御を実行することにより、手動運転モードにおける車両の加速応答性を確保することができる。一方、自動運転モードでモータ休止モードが設定された場合には、モータ回転数を第１待機回転数よりも低い第２待機回転数に制御するモータ・アイドリング制御が実行される。そのため、一律に第１待機回転数で制御するモータ・アイドリング制御を実行した場合と比較して、自動運転モードにおける車両のエネルギ効率を向上させることができる。

また、この発明によれば、上記のような第１待機回転数および第２待機回転数が、それぞれ、走行中の車速に応じて適宜設定される。すなわち、第２待機回転数は、同一の車速における第１待機回転数よりも低い値に設定される。そのため、手動運転モードおよび自動運転モードのそれぞれの走行モードにおいて、適切なモータ・アイドリング制御を実行することができる。

また、この発明によれば、自動運転モードでモータ休止モードにおけるモータ・アイドリング制御を実行する場合に、自動運転走行を実現するために用いられる走行計画に基づいて、モータ休止モードの終了が判断される。すなわち、モータ休止モードにおけるモータ・アイドリング制御の終了が判断される。走行計画は、例えば数秒から数十秒後の将来の駆動力要求等を予測したものである。したがって、走行計画に基づいてモータ休止モードの終了が判断されることにより、モータ休止モードの終了に伴うモータの同期制御や切替機構の動作制御を先行して実施することができる。そのため、車両の走行状態に即して、モータ休止モードを速やかに終了させることができる。

また、この発明によれば、モータの出力軸と駆動輪側の回転軸との間を直動状態および差動状態に切り替えて設定する切替機構が、２つの回転部材を係合および解放させるクラッチ機構によって構成される。そのため、クラッチ機構の動作を制御することにより、容易に、直動状態および差動状態を設定することができる。

そして、この発明によれば、モータの出力軸と駆動輪側の回転軸との間を直動状態および差動状態に切り替えて設定する切替機構が、３つの回転要素を有する遊星歯車機構によって構成される。そのため、直動状態と差動状態との間の切り替えを、伝達トルクの欠落を生じさせることなく、スムーズに行うことができる。

この発明の制御装置で制御対象とする車両の制御系統の概要を説明するための図である。この発明の制御装置で制御対象とする車両の駆動系統の一例（第１の例）を示す図である。この発明の制御装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。図３のフローチャートで示す制御を実行する場合に、モータ休止モードの実行および終了を判定する際に用いる閾値を説明するための図である。図３のフローチャートで示す制御を実行する場合に、モータ・アイドリング制御で目標回転数として設定する待機回転数を説明するための図である。図３のフローチャートで示す制御を実行した場合のモータ回転数の変化等を示した図であって、手動運転モードでモータ・アイドリング制御を実行した場合のモータ回転数の推移を説明するためタイムチャートである。図３のフローチャートで示す制御を実行した場合のモータ回転数の変化等を示した図であって、自動運転モードでモータ・アイドリング制御を実行した場合のモータ回転数の推移を説明するためタイムチャートである。この発明の制御装置で制御対象とする車両の駆動系統の第２の例を示す図である。この発明の制御装置で制御対象とする車両の駆動系統の第３の例を示す図である。この発明の制御装置で制御対象とする車両の駆動系統の第４の例を示す図である。この発明の制御装置で制御対象とする車両の駆動系統の第５の例を示す図である。この発明の制御装置で制御対象とする車両の駆動系統の第６の例を示す図である。この発明の制御装置で制御対象とする車両の駆動系統の第７の例を示す図である。図１３に示す構成の車両における切替機構の動作を説明するための図であって、直動状態を設定した場合の各部材の回転数を示す共線図である。図１３に示す構成の車両における切替機構の動作を説明するための図であって、差動状態を設定した場合の各部材の回転数を示す共線図である。

この発明を、図を参照して具体的に説明する。この発明で制御の対象とする車両Ｖｅは、駆動力源として少なくとも１つのモータを備えている。車両Ｖｅは、モータの出力軸と駆動輪側の回転軸とを一体回転させるもしくは連動して効率よく回転させる直動状態と、モータの出力軸と駆動輪側の回転軸とを相対回転させるもしくはそれらの間に差回転を生じさせて差動回転させる差動状態と設定することができる。そして、車両Ｖｅは、直動状態でモータの出力によって走行するモータ走行モードと、差動状態でモータの出力以外の力によって走行するモータ休止モードとを切り替えることが可能なように構成されている。さらに、車両Ｖｅは、従来の一般的な車両と同様に、運転者の運転操作に従って走行する手動運転モードと、運転者の運転操作には依存せずに、将来の走行状態を予め設定した走行計画に基づいて自動で走行する自動運転モードとを切り替えることが可能なように構成されている。

車両Ｖｅは、一例として、図１に示すように、駆動力源として、エンジン（ＥＮＧ）１、第１モータ（ＭＧ１）２、および、第２モータ（ＭＧ２）３を備えている。エンジン１および第１モータ２は、それぞれ、伝動機構（ＴＭ）４を介して、駆動輪５に連結されている。第２モータ３は、切替機構６を介して、駆動輪５に連結されている。

エンジン１は、出力の調整や起動および停止の動作を制御することが可能である。例えばガソリンエンジンであれば、スロットル開度、燃料の供給量、点火の実行および停止、ならびに、点火時期などが制御されるように構成されている。

第１モータ２および第２モータ３は、いずれも、発電機能のあるモータ（いわゆる、モータ・ジェネレータ）であり、例えば永久磁石式の同期電動機によって構成されている。第１モータ２および第２モータ３は、それぞれ、インバータ（図示せず）を介してバッテリ７に接続され、回転数やトルク、あるいはモータとしての機能と発電機としての機能との切り替えなどを制御することが可能である。

伝動機構４は、例えば、従来一般的な有段の自動変速機や、ベルト式もしくはトロイダル式の無段変速機、あるいは、ハイブリッド車両における動力分割機構などによって構成されている。この図１では、ハイブリッド車両のエンジン１および第１モータ２が出力する動力をそれぞれ合成・分割する動力分割機構の例を示している。

駆動輪５は、車両Ｖｅの前輪もしくは後輪である。あるいは、車両Ｖｅは、前輪および後輪を駆動輪５とする四輪駆動車であってもよい。駆動輪５を含む各車輪には、それぞれ、制動装置（図示せず）が設けられている。また、前輪もしくは後輪のいずれかには、車両Ｖｅの操舵を行う操舵装置（図示せず）が設けられている。

切替機構６は、この図１に示す例では、第２モータ３と駆動輪５との間の動力伝達経路内に設けられている。切替機構６は、アクチュエータ８によって動作させられることにより、駆動輪５側の動力伝達経路に動力伝達可能な回転軸と第２モータ３の出力軸とを一体回転させるもしくは連動して効率よく回転させる直動状態と、上記の回転軸と第２モータ３の出力軸とを相対回転させるもしくは差回転を生じさせて差動回転させる差動状態とを設定することが可能である。例えば、切替機構６は、第２モータ３の出力軸に連結された一方の回転部材と、上記の回転軸に連結された他方の回転部材とを係合および解放させるクラッチ機構によって構成されている。あるいは、切替機構６は、第２モータ３の出力軸に連結された第１の回転要素と、上記の回転軸に連結された第２の回転要素とを差動回転させる遊星歯車機構によって構成することもできる。

前述したように、車両Ｖｅは、切替機構６の作動状態と第２モータ３の回転状態とを制御することにより、モータ走行モードとモータ休止モードとを選択的に設定して走行することできる。モータ走行モードは、切替機構６で直動状態を設定し、第２モータ３の出力によって車両Ｖｅを走行させる走行モードである。一方、モータ休止モードは、切替機構６で差動状態を設定し、例えばエンジン１の出力や惰行時の慣性力など、第２モータ３の出力以外の力によって車両Ｖｅを走行させる走行モードである。このモータ休止モードでは、第２モータ３の回転数が駆動輪５側の回転軸の回転数よりも低い待機回転数となるように、第２モータ３が制御される。すなわち、いわゆるモータ・アイドリング制御が実行される。このモータ休止モードにおけるモータ・アイドリング制御の詳細な制御内容は後述する。

さらに、車両Ｖｅは、手動運転モードと自動運転モードとを選択的に設定して走行することできる。手動運転モードは、加速操作、制動操作、旋回操作など、運転者の運転操作に従って車両Ｖｅを走行させる運転モードである。一方、自動運転モードは、上記のような運転者の運転操作には依存せずに、車両Ｖｅの動作を自動制御して車両Ｖｅを走行させる運転モードである。この自動運転モードでは、後述するように、車両Ｖｅの将来の走行状態を設定する走行計画が生成され、その走行計画に基づいて、車両Ｖｅの各部の動作が制御される。

上記のような各走行モードおよび各運転モードにおいて、それぞれ、エンジン１、第１モータ２、第２モータ３、切替機構６のアクチュエータ８、制動装置、および、操舵装置等の動作を制御するためのコントローラ（ＥＣＵ）９が設けられている。コントローラ９は、例えばマイクロコンピュータを主体にして構成される電子制御装置である。コントローラ９には、車両Ｖｅ各部のセンサ・車載装置類１０からの検出信号や情報信号などが入力されるように構成されている。なお、図１では、１つのコントローラ９が設けられた例を示しているが、コントローラ９は、例えば、制御する装置や機器毎に、あるいは、制御内容に応じて、複数設けられていてもよい。

センサ・車載装置類１０は、車両Ｖｅの走行状態および各部の作動状態や挙動等を検出する内部センサ、および、車両Ｖｅの周辺情報や外部状況を検出する外部センサを備えている。主な内部センサとしては、例えば、アクセル開度を検出するアクセルセンサ、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキセンサ（もしくはブレーキスイッチ）、操舵装置の舵角を検出する舵角センサ、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサ、伝動機構４の出力軸回転数を検出するアウトプット回転数センサ、各車輪の回転速度をそれぞれ検出して車速を求める車速センサ、車両Ｖｅの前後加速度を検出する前後加速度センサ、車両Ｖｅの横加速度を検出する横加速度センサ、車両Ｖｅのヨーレートを検出するヨーレートセンサなどが備えられている。

また、主な外部センサとしては、例えば、車載カメラ、レーダー［RADAR:Radio Detection and Ranging］、および、ライダー［LIDAR:Laser Imaging Detection and Ranging］などの少なくとも一つが備えられている。

車載カメラは、例えば車両Ｖｅのフロントガラスの内側に設置され、車両Ｖｅの外部状況に関する撮像情報をコントローラ９に送信するように構成されている。車載カメラは、単眼カメラであってもよく、あるいはステレオカメラであってもよい。ステレオカメラは、両眼視差を再現するように配置された複数の撮像部を有している。ステレオカメラの撮像情報によれば、車両前方の奥行き方向の情報も取得することができる。

レーダーは、ミリ波やマイクロ波などの電波を利用して車両Ｖｅの外部の他車両や障害物等を検出し、その検出データをコントローラ９に送信するように構成されている。例えば、電波を車両Ｖｅの周囲に放射し、他車両や障害物等に当たって反射された電波を受信して測定・分析することにより、他車両や障害物等を検出する。

ライダーは、レーザー光を利用して車両Ｖｅの外部の他車両や障害物等を検出し、その検出データをコントローラ９に送信するように構成されている。例えば、レーザー光を車両Ｖｅの周囲に放射し、他車両や障害物等に当たって反射されたレーザー光を受光して測定・分析することにより、他車両や障害物等を検出する。

上記のような内部センサや外部センサの他に、ＧＰＳ［Global Positioning System］受信部、地図データベース、および、ナビゲーションシステム等が備えられている。ＧＰＳ受信部は、複数のＧＰＳ衛星からの電波を受信することにより、車両Ｖｅの位置（例えば、車両Ｖｅの緯度および経度）を測定し、その位置情報をコントローラ９に送信するように構成されている。地図データベースは、地図情報を蓄積したデータベースであり、例えばコントローラ９内に形成されている。あるいは、例えば車両Ｖｅと通信可能な情報処理センタなどの外部施設のコンピュータに記憶されたデータを利用することもできる。ナビゲーションシステムは、ＧＰＳ受信部が測定した車両Ｖｅの位置情報と、地図データベースの地図情報とに基づいて、車両Ｖｅの走行ルートを算出するように構成されている。

上記のような各種のセンサ・車載装置類１０からの検出データや情報データが、コントローラ９に入力されるように構成されている。そして、それら入力されたデータおよび予め記憶させられているデータ等を使用して演算を行い、その演算結果を基に、エンジン１
、第１モータ２、第２モータ３、切替機構６、制動装置、および、操舵装置等の車両Ｖｅ各部のアクチュエータ（図示せず）に対して、制御指令信号を出力するように構成されている。

車両Ｖｅを自動運転走行させるための主なアクチュエータとしては、前述した切替機構６のアクチュエータ８の他に、スロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、および、操舵アクチュエータ等を備えている。スロットルアクチュエータは、コントローラ９から出力される制御信号に応じてエンジン１のスロットル開度や第１モータ２および第２モータ３に対する供給電力を制御するように構成されている。ブレーキアクチュエータは、コントローラ９から出力される制御信号に応じて制動装置を作動させ、各車輪へ付与する制動力を制御するように構成されている。操舵アクチュエータは、コントローラ９から出力される制御信号に応じて電動パワーステアリング装置のアシストモータを駆動し、操舵トルクを制御するように構成されている。

コントローラ９は、車両Ｖｅを自動運転走行させるための主な制御部として、例えば、車両位置認識部、外部状況認識部、走行状態認識部、走行計画生成部、および、走行制御部等を有している。

車両位置認識部は、ＧＰＳ受信部で受信した車両Ｖｅの位置情報および地図データベースの地図情報に基づいて、地図上における車両Ｖｅの車両位置を認識するように構成されている。なお、ナビゲーションシステムで用いられる車両位置を、そのナビゲーションシステムから取得することもできる。あるいは、道路上や道路脇の外部に設置されたセンサで車両Ｖｅの車両位置を測定可能な場合は、そのセンサとの通信によって車両位置を取得することもできる。

外部状況認識部は、例えば車載カメラの撮像情報やレーダーもしくはライダーの検出データに基づいて、車両Ｖｅの外部状況を認識するように構成されている。外部状況としては、例えば、走行車線の位置、道路幅、道路の形状、路面勾配、および、車両周辺の障害物に関する情報等が取得される。また、走行環境として車両周辺の気象情報や路面の摩擦係数などを取得してもよい。

走行状態認識部は、内部センサの各種の検出データに基づいて、車両Ｖｅの走行状態を認識するように構成されている。車両Ｖｅの走行状態としては、例えば、車速、前後加速度、横加速度、および、ヨーレートなどが取得される。

走行計画生成部は、例えば、ナビゲーションシステムで演算された目標ルート、車両位置認識部で認識された車両位置、および、外部状況認識部で認識された外部状況等に基づいて、車両Ｖｅの進路を生成するように構成されている。進路は、目標ルートに沿って車両Ｖｅが進行する軌跡である。また、走行計画生成部は、目標ルート上で、安全に走行すること、法令を順守して走行すること、および、効率よく走行すること等の基準に沿って、車両Ｖｅが適切に走行することができるように進路を生成する。

そして、走行計画生成部は、生成した進路に応じた走行計画を生成するように構成されている。具体的には、少なくとも、外部状況認識部で認識された外部状況および地図データベースの地図情報に基づいて、予め設定された目標ルートに沿った走行計画が生成される。

走行計画は、車両Ｖｅの将来の駆動力要求を含む車両の走行状態を設定したものであり、例えば現在時刻から数秒先の将来のデータを基に生成される。車両Ｖｅの外部状況や走行状況によっては、現在時刻から数十秒先の将来のデータを用いることもできる。走行計画は、例えば、目標ルートに沿った進路を車両Ｖｅが走行する際に、車速、加速度、および、操舵トルク等の推移を示すデータとして走行計画生成部から出力される。

また、走行計画は、車両Ｖｅの速度パターン、加速度パターン、および、操舵パターンとして走行計画生成部から出力することもできる。速度パターンとは、例えば、進路上に所定間隔で設定された目標制御位置に対して、各目標制御位置毎に時間に関連付けられて設定された目標車速からなるデータである。加速度パターンとは、例えば、進路上に所定間隔で設定された目標制御位置に対して、各目標制御位置毎に時間に関連付けられて設定された目標加速度からなるデータである。操舵パターンとは、例えば、進路上に所定間隔で設定された目標制御位置に対して、各目標制御位置毎に時間に関連付けられて設定された目標操舵トルクからなるデータである。

走行制御部は、走行計画生成部で生成された走行計画に基づいて、車両Ｖｅの走行を自動で制御するように構成されている。具体的には、走行計画に応じた制御信号が、スロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、および、操舵アクチュエータ等の各アクチュエータに対して出力される。それによって、車両Ｖｅを自動運転モードで走行させることができる。

なお、上述したような走行計画に基づいて車両Ｖｅを自動運転モードで走行させる制御の詳細は、例えば、特願２０１４−２３４５８２号の明細書および図面に記載されている。この車両Ｖｅは、上記の特願２０１４−２３４５８２号の明細書および図面に記載されている内容や、従来知られている自動運転に関する制御技術を適用して、上述したような自動運転モードと手動運転モードとを切り替えることができるように構成されている。

上記のような車両Ｖｅの駆動系統の一例を図２に示してある。この図２に示す車両Ｖｅは、駆動力源としてエンジン（ＥＮＧ）１１ならびに第１モータ（ＭＧ１）１２および第２モータ（ＭＧ２）１３を搭載したハイブリッド車両である。車両Ｖｅは、エンジン１１が出力する動力を、動力分割機構１４によって第１モータ１２と駆動軸１５および駆動輪１６側の動力伝達経路とに分割して伝達するように構成されている。

動力分割機構１４は、例えば、サンギヤ１７、リングギヤ１８、および、キャリア１９を有する遊星歯車機構によって構成されている。この図２に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられている。この動力分割機構１４を構成する遊星歯車機構は、エンジン１１の出力軸１１ａと同一の回転軸線上に配置されている。

動力分割機構１４のサンギヤ１７に、第１モータ１２が連結されている。具体的には、第１モータ１２は、エンジン１１および動力分割機構１４と同一の回転軸線上に配置されている。その第１モータ１２の出力軸１２ａがサンギヤ１７に連結されている。このサンギヤ１７に対する同心円上に、内歯歯車のリングギヤ１８が配置されている。これらサンギヤ１７とリングギヤ１８とに噛み合っているピニオンギヤ２０が、キャリア１９によって自転および公転が可能なように保持されている。キャリア１９には、この動力分割機構１４の入力軸１４ａが連結されている。その入力軸１４ａには、フライホイールやダンパ機構（いずれも図示せず）等を介して、エンジン１１の出力軸１１ａが連結されている。

動力分割機構１４のリングギヤ１８の外周部分に、外歯歯車のドライブギヤ２１が一体に形成されている。また、動力分割機構１４や第１モータ１２などの回転軸線と平行に、カウンタシャフト２２が配置されている。このカウンタシャフト２２の一方（図２での左側）の端部に、上記のドライブギヤ２１と噛み合うカウンタドリブンギヤ２３が取り付けられている。カウンタシャフト２２の他方（図２での右側）の端部には、終減速機であるデファレンシャルギヤ２４のデフリングギヤ２５と噛み合うカウンタドライブギヤ２６が取り付けられている。カウンタドリブンギヤ２３およびカウンタドライブギヤ２６は、それぞれ、カウンタシャフト２２に一体となって回転するように取り付けられている。したがって、動力分割機構１４のリングギヤ１８が、上記のドライブギヤ２１、カウンタシャフト２２、カウンタドリブンギヤ２３、および、カウンタドライブギヤ２６からなるギヤ列２７、ならびに、デファレンシャルギヤ２４を介して、駆動軸１５および駆動輪１６に連結されている。

上記の動力分割機構１４と駆動軸１５との間で伝達されるトルクに、第２モータ１３が出力するトルクを付加できるように構成されている。第２モータ１３は、エンジン１１、動力分割機構１４、および、第１モータ１２と同一の回転軸線上に配置されている。第２モータ１３と動力分割機構１４との間には、減速機構２８が設けられている。そして、第２モータ１３は、減速機構２８を介して、上記のギヤ列２７に動力伝達可能に連結されている。

減速機構２８は、例えば、サンギヤ２９、リングギヤ３０、および、キャリア３１を有する遊星歯車機構によって構成されている。この図２に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられている。この減速機構２８を構成する遊星歯車機構は、動力分割機構１４と同一の回転軸線上に配置されている。減速機構２８のリングギヤ３０と動力分割機構１４のリングギヤ１８とが一体に回転するように連結されている。また、動力分割機構１４のリングギヤ１８と同様に、減速機構２８のリングギヤ３０の外周部分にドライブギヤ２１が一体に形成されている。

減速機構２８のサンギヤ２９に、クラッチ３２を介して、第２モータ１３の出力軸１３ａが連結されている。クラッチ３２は、前述の切替機構６に相当するものである。クラッチ３２は、第２モータ１３の出力軸１３ａに連結された第１回転部材３２ａと、サンギヤ２９に連結された第２回転部材３２ｂとを係合および解放させるように構成されている。したがって、クラッチ３２を作動させ、第１回転部材３２ａと第２回転部材３２ｂとを係合させることにより、上記のサンギヤ２９と出力軸１３ａとを一体回転させる直動状態が設定される。それに対して、クラッチ３２を作動させ、第１回転部材３２ａと第２回転部材３２ｂとを解放することにより、上記のサンギヤ２９と出力軸１３ａとを相対回転させてそれらの間に差回転を生じさせる差動状態が設定される。

減速機構２８のキャリア３１は、例えばケーシングなどの固定部３３に、回転不可能なように固定されている。したがって、減速機構２８は、クラッチ３２を係合した直動状態において、出力軸１３ａからサンギヤ２９に入力されるトルクを、その回転数を減速してリングギヤ３０およびドライブギヤ２１から出力するように構成されている。このように、第２モータ１３は、クラッチ３２を係合して直動状態を設定することにより、減速機構２８、ギヤ列２７、および、デファレンシャルギヤ２４を介して、駆動軸１５および駆動輪１６に連結される。

前述したように、車両Ｖｅは、手動運転モードと自動運転モードとを切り替えて走行することができる。また、モータ走行モードとモータ休止モードとを切り替えて走行することができる。手動運転モードおよび自動運転モードのいずれが設定されている場合においても、モータ休止モードを設定することができる。モータ休止モードでは、駆動力に関与していない状態のモータ（駆動力源）の回転数を待機回転数に制御する、すなわち、モータ・アイドリング制御を実行することにより、車両Ｖｅの加速応答性を向上させることができる。その反面、モータ・アイドリング制御を実行する場合、モータを待機回転数で回転させる分、電力が消費される。また、モータの回転に起因する損失が発生する。それらの電力消費や損失は、モータの回転数が高いほど大きくなる。したがって、仮にモータ休止モードでモータ・アイドリング制御を実行しなかった場合と比較して、車両Ｖｅのエネルギ効率は低下する。

一方、手動運転モードでは、運転者が直接、車両Ｖｅを運転操作するので、車両Ｖｅの加速応答性は高い方が望ましい。それに対して、自動運転モードでは、車両Ｖｅの加速応答性よりもエネルギ効率の方が重視される。すなわち、加速応答性が多少低下したとしても、車両Ｖｅのエネルギ効率が高い方が望ましい。そのような点を考慮して、この車両Ｖｅのコントローラ９は、手動運転モードで、かつ、モータ休止モードで車両Ｖｅが走行する場合は、モータ・アイドリング制御における待機回転数を第１待機回転数に設定し、自動運転モードで、かつ、モータ休止モードで車両Ｖｅが走行する場合には、モータ・アイドリング制御における待機回転数を上記の第１待機回転数よりも相対的に低い第２待機回転数に設定するように構成されている。

モータ・アイドリング制御およびそれに関連して実行される制御の具体例を、図３のフローチャートに示してある。この図３のフローチャートで示す制御は、車両Ｖｅが、モータ走行モードで走行している際に実行される。その際の車両Ｖｅの運転モードは、手動運転モードおよび自動運転モードのいずれの場合も含んでいる。モータ走行モードでの走行中に、先ず、モータ休止モードを実行可能か否かが判断される（ステップＳ１）。すなわち、車両Ｖｅの走行モードをモータ走行モードからモータ休止モードへ切り替えて、モータ・アイドリング制御を実行することが可能か否かが判断される。

具体的には、要求アクセル開度が、開始判定閾値ＡＣＣth_０よりも低いか否かが判断される。要求アクセル開度は、手動運転モードにおいては、運転者のアクセル操作に基づいて決まるアクセル開度である。また、自動運転モードにおいては、車両Ｖｅの将来の走行状態を設定した走行計画に基づいて決まるアクセル開度である。開始判定閾値ＡＣＣth_０は、例えば、図４の線図において一点鎖線で示すように、相対的に低いアクセル開度で、車速に応じて設定されている。この図４に示す例では、開始判定閾値ＡＣＣth_０は、車速が高いほど開始判定閾値ＡＣＣth_０も若干大きくなるように設定されている。

例えば要求アクセル開度が開始判定閾値ＡＣＣth_０よりも高く、モータ休止モードの実行は不可と判断されることにより、このステップＳ１で否定的に判断された場合は、ステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、モータ走行モードを継続する処理が実行され、その後、上記のステップＳ１へ戻る。したがって、ステップＳ１でモータ休止モードの実行が可能であると判断されるまで、ステップＳ１およびステップＳ２の制御が繰り返される。

一方、例えば要求アクセル開度が開始判定閾値ＡＣＣth_０以下になり、モータ休止モードの実行が可能と判断されることにより、ステップＳ１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ３およびステップＳ４へ進む。ステップＳ３では、モータ休止モードの実行フラグがＯＮにされる。このモータ休止モードの実行フラグは、モータ休止モードが開始される場合にＯＮになり、モータ休止モードが終了した場合にＯＦＦになる制御フラグである。ステップＳ４では、切替機構６によって差動状態が設定される。例えば、図２に示す構成の車両Ｖｅであれば、クラッチ３２を解放し、第２モータ１３の出力軸１３ａと減速機構２８のサンギヤ２９との間の動力伝達を遮断することにより、差動状態が設定される。（以下、図２に示す構成の車両Ｖｅを制御対象として説明する。）

続いて、車速が車速閾値Ｖth以上であるか否かが判断される（ステップＳ５）。車速閾値Ｖthは、モータ休止モードのモータ・アイドリング制御を実行するにあたり、車両Ｖｅの加速応答性を満足する第２モータ１３の回転数（すなわち、待機回転数）を判断するための閾値である。具体的には、図５の線図に示すように、第２モータ１３の第１待機回転数Ｎmmを示す直線Ｌ１において、第１待機回転数Ｎmmが０になる車速が、車速閾値Ｖthとして設定されている。

第１待機回転数Ｎmmは、手動運転モードでモータ・アイドリング制御を実行する際に、車両Ｖｅの加速応答性を満足する第２モータ１３の回転数の下限値である。したがって、手動運転モードでモータ・アイドリング制御を実行する場合は、第２モータ１３の回転数が、第１待機回転数Ｎmmよりも大きい領域内の回転数であれば、車両Ｖｅの加速応答性を満足することができると判断される。実質的には、図５に示すように、第２モータ１３の回転数が、第１待機回転数Ｎmmを示す直線Ｌ１と、モータ走行モードにおける回転数Ｎmoを示す直線Ｌ０とで区画された領域内の回転数であれば、車両Ｖｅの加速応答性を満足することができると判断される。なお、上記の回転数Ｎmoは、モータ走行モードにおいて第２モータ１３の出力によって車両Ｖｅを走行させる際に、車速に対応する第２モータ１３の回転数を示したものである。

なお、上記の図５の線図において、直線Ｌ２で示される第２待機回転数Ｎmaは、自動運転モードでモータ・アイドリング制御を実行する際に、車両Ｖｅの加速応答性を満足する第２モータ１３の回転数の下限値である。したがって、自動運転モードでモータ・アイドリング制御を実行する場合は、第２モータ１３の回転数が、第２待機回転数Ｎmaよりも大きい領域内の回転数であれば、車両Ｖｅの加速応答性を満足することができると判断される。実質的には、図５に示すように、第２モータ１３の回転数が、第２待機回転数Ｎmaを示す直線Ｌ２と、上記のような直線Ｌ０とで区画された領域内の回転数であれば、車両Ｖｅの加速応答性を満足することができると判断される。後述するように、この自動運転モードにおける第２待機回転数Ｎmaは、全ての車速域において、上記の手動運転モードにおける第１待機回転数Ｎmmよりも低い値（０を含む）に設定されている。

上記のように、車速閾値Ｖthは、車両Ｖｅの加速応答性を満足させるために必要な第２モータ１３の回転数が０になる場合の車速である。そのため、車速がこの車速閾値Ｖthよりも低ければ、第２モータ１３を回転数が０の状態から立ち上げたとしても、加速応答性を満足することが可能であると判断できる。したがって、車速が車速閾値Ｖthよりも低いことにより、上記のステップＳ５で否定的に判断された場合は、ステップＳ６へ進み、モータ・アイドリング制御における第２モータ１３の目標回転数Ｎｍが、０に設定される。すなわち、第２モータ１３の待機回転数を０に設定したモータ・アイドリング制御が実行される。

一方、車速が車速閾値Ｖth以上であることにより、上記のステップＳ５で肯定的に判断された場合には、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、自動運転モードが実行中であるか否か、すなわち、現在の車両Ｖｅの運転モードが自動運転モードであるか否かが判断される。

現在の車両Ｖｅの運転モードが手動運転モードであることにより、このステップＳ７で否定的に判断された場合は、ステップＳ８へ進む。ステップＳ８では、モータ・アイドリング制御における第２モータ１３の目標回転数Ｎｍが、第１待機回転数Ｎmmに設定される。すなわち、第２モータ１３の待機回転数を、第２待機回転数Ｎmaよりも高い第１待機回転数Ｎmmに設定したモータ・アイドリング制御が実行される。

手動運転モードでは、車両Ｖｅが自動運転モードで走行する場合と比較して、車両Ｖｅのエネルギ効率よりも加速応答性が重視される。したがって、このステップＳ８におけるモータ・アイドリング制御では、待機回転数が相対的に高い第１待機回転数Ｎmmに設定される。相対的に高い待機回転数でモータ・アイドリング制御を実行することにより、モータ休止モードからモータ走行モードへ移行する際に、クラッチ３２の同期を速やかに行うことができる。そのため、車両Ｖｅの加速応答性を向上させることができる。

これに対して、現在の車両Ｖｅの運転モードが自動運転モードであることにより、ステップＳ７で肯定的に判断された場合には、ステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、モータ・アイドリング制御における第２モータ１３の目標回転数Ｎｍが、第２待機回転数Ｎmaに設定される。すなわち、第２モータ１３の待機回転数を、上記の第１待機回転数Ｎmmよりも低い第２待機回転数Ｎmaに設定したモータ・アイドリング制御が実行される。なお、この第２待機回転数Ｎmaは、上記のように第１回転数Ｎmmよりも低い（０に近い）値であり、０であってもよい。

自動運転モードでは、車両Ｖｅが手動運転モードで走行する場合と比較して、車両Ｖｅの加速応答性よりもエネルギ効率が重視される。したがって、このステップＳ９におけるモータ・アイドリング制御では、待機回転数が相対的に低い第２待機回転数Ｎmaに設定される。相対的に低い待機回転数でモータ・アイドリング制御を実行することにより、高い待機回転数でモータ・アイドリング制御を実行する場合と比較して、モータ・アイドリング制御の実行中に消費される電力量および第２モータ１３の回転に起因する損失を低減することができる。そのため、車両Ｖｅのエネルギ効率を向上させることができる。また、待機回転数が相対的に低くとも、モータ・アイドリング制御を実行することにより、モータ・アイドリング制御を実行しない場合と比較して、一定の加速応答性を確保することができる。

上記のステップＳ８で、第２モータ１３の待機回転数を第１待機回転数Ｎmmに設定したモータ・アイドリング制御が実行されると、ステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０では、モータ休止モードを継続するか否かが判断される。具体的には、要求アクセル開度が、終了判定閾値ＡＣＣthよりも高いか否かが判断される。この場合の要求アクセル開度は、手動運転モードにおいて運転者のアクセル操作に基づいて決まるアクセル開度である。終了判定閾値ＡＣＣthは、例えば、前述の図４の線図において実線で示すように、相対的に低いアクセル開度で、車速に応じて設定されている。この図４に示す例では、終了判定閾値ＡＣＣthは、車速が高いほど終了判定閾値ＡＣＣthも若干大きくなるように設定されている。なお、終了判定閾値ＡＣＣthは、前述の開始判定閾値ＡＣＣth_０よりも、わずかに大きな値に設定されている。すなわち、制御のハンチングを回避するために、開始判定閾値ＡＣＣth_０と終了判定閾値ＡＣＣthとの間に所定のヒステリシスが設けられている。

要求アクセル開度が終了判定閾値ＡＣＣth以下であることにより、このステップＳ１０で否定的に判断された場合は、前述のステップＳ５へ戻り、従前と同様の制御が繰り返される。すなわち、手動運転モードにおけるモータ休止モードが継続される。

これに対して、上記のステップＳ９で、第２モータ１３の待機回転数を第２待機回転数Ｎmaに設定したモータ・アイドリング制御が実行されると、ステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１では、モータ休止モードを継続するか否かが判断される。具体的には、要求アクセル開度が、終了判定閾値ＡＣＣthよりも高いか否かが判断される。この場合の要求アクセル開度は、自動運転モードにおいて車両Ｖｅの将来の走行状態を設定した走行計画に基づいて決まるアクセル開度である。

要求アクセル開度が終了判定閾値ＡＣＣth以下であることにより、このステップＳ１１で否定的に判断された場合は、前述のステップＳ５へ戻り、従前と同様の制御が繰り返される。すなわち、自動運転モードにおけるモータ休止モードが継続される。

一方、上記のステップＳ６で、第２モータ１３の待機回転数を０にしたモータ・アイドリング制御が実行されると、ステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２では、自動運転モードが実行中であるか否か、すなわち、現在の車両Ｖｅの運転モードが自動運転モードであるか否かが判断される。

現在の車両Ｖｅの運転モードが手動運転モードであることにより、このステップＳ１２で否定的に判断された場合は、前述のステップＳ１０へ進み、同様の制御が実行される。

これに対して、現在の車両Ｖｅの運転モードが自動運転モードであることにより、ステップＳ１２で肯定的に判断された場合には、前述のステップＳ１１へ進み、同様の制御が実行される。

手動運転モードにおける要求アクセル開度が終了判定閾値ＡＣＣthよりも高いことにより、ステップＳ１０で肯定的に判断された場合、および、自動運転モードにおける要求アクセル開度が終了判定閾値ＡＣＣthよりも高いことにより、ステップＳ１１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１３、ステップＳ１４、および、ステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１３では、第２モータ１３の目標回転数Ｎｍが、モータ走行モードにおける第２モータ１３の回転数Ｎmoに設定される。すなわち、このステップＳ１３では、クラッチ３２を係合してモータ休止モードを終了させる際に、クラッチ３２の第１回転部材３２ａの回転数と、第２回転部材３２ｂの回転数とを同期させる制御が実行される。

ステップＳ１４では、クラッチ３２が係合させられる。すなわち、上記の同期制御に続いて、もしくは、上記の同期制御と並行して、クラッチ３２の第１回転部材３２ａと第２回転部材３２ｂとが係合させられる。

ステップＳ１５では、モータ休止モードが終了させられ、モータ休止モードの実行フラグがＯＦＦにされる。その後、このルーチンを一旦終了する。

上記のように図３のフローチャートで示す制御を実行した場合のモータ回転数の推移を、図６および図７のタイムチャートに示してある。図６のタイムチャートは、車両Ｖｅが手動運転モードで走行している際にモータ・アイドリング制御を実行する場合の例を示している。時刻ｔ1で、例えば運転者がアクセルペダルの踏み込みを戻したことにより、要求アクセル開度が開始判定閾値ＡＣＣth_０よりも低くなると、モータ休止モードが開始される。具体的には、クラッチ３２が解放され、モータ・アイドリング制御が実行される。この場合、車速が車速閾値Ｖthよりも高いので、第１待機回転数Ｎmmを待機回転数としてモータ・アイドリング制御が実行される。すなわち、目標回転数Ｎｍが第１待機回転数Ｎmmに設定されて第２モータ１３が制御される。

その後、時刻ｔ2で、例えば運転者がアクセルペダルの踏み込みを増やしたことにより、要求アクセル開度が終了判定閾値ＡＣＣthよりも高くなると、モータ休止モードを終了してモータ走行モードへ移行するために、第２モータ１３およびクラッチ３２の同期制御が実行される。具体的には、第２モータ１３の目標回転数Ｎｍが、第１待機回転数Ｎmmからモータ走行モードにおける回転数Ｎmoに変更され、第２モータ１３の回転数が回転数Ｎmoに向けて上昇させられる。それと共に、クラッチ３２が係合させられる。そして、時刻ｔ3で、上記の同期制御が完了すると、モータ休止モードを終了し、モータ走行モードへ移行する。

なお、比較例として、モータ・アイドリング制御を実行しない場合の例を示してある。この図６のタイムチャートにおいて２点鎖線で示すように、モータ休止モードで上記のようなモータ・アイドリング制御を実行しなかった場合、第２モータ１３の回転数は０になっている。その状態から、時刻ｔ2で加速要求があると、第２モータ１３の回転数が０から回転数Ｎmoに向けて上昇させられる。この場合、同期が完了するまでに、時刻ｔ2から時刻ｔ4までの期間を要している。それに対して、上記のようなモータ・アイドリング制御を実行した場合に同期に要する期間は、時刻ｔ2から時刻ｔ3までの期間となっていて、モータ・アイドリング制御を実行しない場合と比較して大幅に短縮されている。したがって、上記のようなモータ・アイドリング制御を実行することにより、加速応答性を向上させることができる。

図７のタイムチャートは、車両Ｖｅが自動運転モードで走行している際にモータ・アイドリング制御を実行する場合の例を示している。この場合は、自動運転モードであるので、例えばΔｔ秒後の車両Ｖｅの走行状態を設定した走行計画に基づいた要求アクセル開度により、制御の開始時期および終了時期が判断される。時刻ｔ10で、要求アクセル開度が開始判定閾値ＡＣＣth_０よりも低くなると、時刻ｔ10からΔｔ秒後の時刻ｔ11で、モータ休止モードが開始される。具体的には、クラッチ３２が解放され、モータ・アイドリング制御が実行される。この場合、車速が車速閾値Ｖthよりも高いので、第２待機回転数Ｎmaを待機回転数としてモータ・アイドリング制御が実行される。すなわち、目標回転数Ｎｍが、第１待機回転数Ｎmmよりも低い第２待機回転数Ｎmaに設定されて第２モータ１３が制御される。

その後、時刻ｔ12で、走行計画に基づいた要求アクセル開度が終了判定閾値ＡＣＣthよりも高くなると、モータ休止モードを終了してモータ走行モードへ移行するために、第２モータ１３およびクラッチ３２の同期制御が実行される。具体的には、第２モータ１３の目標回転数Ｎｍが、第２待機回転数Ｎmaからモータ走行モードにおける回転数Ｎmoに変更され、第２モータ１３の回転数が回転数Ｎmoに向けて上昇させられる。この場合、実際にアクセル開度が増大して車速が上昇し始めるのは、時刻ｔ12からΔｔ秒後の時刻ｔ13からであるが、このモータ・アイドリング制御では、走行計画に基づいてモータ休止モードを終了させるための制御が先行して実行される。すなわち、上記の同期制御が先行して実行される。それと共に、クラッチ３２が係合させられる。そして、時刻ｔ14で、上記の同期制御が完了すると、モータ休止モードを終了し、モータ走行モードへ移行する。

このように、自動運転モードの場合は、手動運転モードの場合よりも低い待機回転数（すなわち、第２待機回転数Ｎma）でモータ・アイドリング制御が実行される。そのため、手動運転モードでモータ・アイドリング制御を実行する場合と比較して、第２モータ１３を回転させるための消費電力や損失を低減することができる。したがって、車両Ｖｅのエネルギ効率を向上させることができる。また、上記のように、例えばΔｔ秒後の車両Ｖｅの走行状態を予測した走行計画に基づいて、モータ休止モードの終了を判断することができる。そのため、モータ休止モードの終了に伴う第２モータ１３の同期制御やクラッチ３２の係合制御を先行して実行することができる。したがって、上記のように相対的に低い待機回転数でモータ・アイドリング制御を実行する場合であっても、一定の加速応答性を確保することができる。

なお、比較例として、上記のようなモータ・アイドリング制御を実行しない場合の例を示してある。この図７のタイムチャートで２点鎖線で示すように、モータ休止モードで上記のようなモータ・アイドリング制御を実行しなかった場合、同期が完了するまでに、時刻ｔ12から時刻ｔ15までの期間を要している。それに対して、上記のようなモータ・アイドリング制御を実行した場合に同期に要する期間は、時刻ｔ12から時刻ｔ14までの期間となっていて、モータ・アイドリング制御を実行しない場合と比較して短縮されている。したがって、上記のようなモータ・アイドリング制御を実行することにより、一定の加速応答性を確保することができる。

この発明の制御装置は、前述の図２に示した構成の車両Ｖｅ以外に、例えば、以下の図８から図１３などに示すような構成の車両Ｖｅを制御対象にすることができる。なお、以下の図８から図１３において、既に説明した部分と構成や機能が同じ部分については、既に説明した部分と同じ符号を付けて、詳細な説明は省略する。

図８に示す車両Ｖｅは、前述の図２に示した車両Ｖｅと同様に、駆動力源として、エンジン１１ならびに第１モータ１２および第２モータ１３を備えている。そして、前述の図２に示した車両Ｖｅと比較して、動力分割機構１４の部分が異なっている。この図８に示す車両Ｖｅは、エンジン１１および第１モータ１２が、遊星歯車機構４０を介して、ギヤ列２７に連結されている。具体的には、遊星歯車機構４０は、サンギヤ４１、リングギヤ４２、および、キャリア４３を有している。この図８に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられている。遊星歯車機構４０は、エンジン１１の出力軸１１ａと同一の回転軸線上に配置されている。

遊星歯車機構４０のサンギヤ４１に、第１モータ１２の出力軸１２ａが連結されている。このサンギヤ４１に対する同心円上に、内歯歯車のリングギヤ４２が配置されている。これらサンギヤ４１とリングギヤ４２とに噛み合っているピニオンギヤ４４が、キャリア４３によって自転および公転が可能なように保持されている。キャリア４３には、この遊星歯車機構４０の入力軸４０ａが連結されている。その入力軸４０ａには、フライホイールやダンパ機構（いずれも図示せず）等を介して、エンジン１１の出力軸１１ａが連結されている。

遊星歯車機構４０のリングギヤ４２は、例えばケーシングなどの固定部３３に、回転不可能なように固定されている。したがって、遊星歯車機構４０は、エンジン１１の出力トルクを第１モータ１２へ伝達する場合に、回転数を増大して伝達する増速機構として機能する。また、遊星歯車機構４０は、第１モータ１２の出力トルクをエンジン１１へ伝達する場合に、トルクを増幅して伝達する減速機構として機能する。

遊星歯車機構４０のキャリア４３が、クラッチ４５を介して、ドライブギヤ２１および減速機構２８のリングギヤ３０に連結されている。クラッチ４５は、キャリア４３に連結された第１回転部材４５ａと、ドライブギヤ２１およびリングギヤ３０に連結された第２回転部材４５ｂとを係合および解放させるように構成されている。

この図８に示す車両Ｖｅにおいても、前述の図２に示した車両Ｖｅと同様に、第２モータ１３と減速機構２８のサンギヤ２９との間に、クラッチ３２が設けられている。したがって、この図８に示す車両Ｖｅを制御対象にした場合も、前述したようなモータ・アイドリング制御を同様に実行することができる。

図９に示す車両Ｖｅは、前述の図２に示した車両Ｖｅと同様に、駆動力源として、エンジン１１ならびに第１モータ１２および第２モータ１３を備えている。この図９に示す車両Ｖｅは、エンジン１１および第１モータ１２が、動力分割機構１４を介して、駆動輪１６側のギヤ列２７に連結されている。また、第２モータ１３が、後述するクラッチ５２を介して、ギヤ列２７に連結されている。

動力分割機構１４のサンギヤ１７に、第１モータ１２の出力軸１２ａが連結されている。キャリア１９には、この動力分割機構１４の入力軸１４ａが連結されている。その入力軸１４ａには、エンジン１１の出力軸１１ａが連結されている。そして、出力軸１１ａ、入力軸１４ａ、および、キャリア１９の回転を選択的に止めて固定する（ロックする）ブレーキ５０が設けられている。ブレーキ５０は、上記の出力軸１１ａおよび入力軸１４ａと一体に回転する回転部材５ａと、ケーシングなどの固定部３３に回転不可能に固定された固定部材５０ｂとを係合および解放させるクラッチ機構によって構成されている。

この図９に示す車両Ｖｅでは、第１モータ１２と動力分割機構１４のサンギヤ１７との間に、クラッチ５１が設けられている。このクラッチ５１は、前述の図１に示す制御系統図における切替機構６に相当するものである。クラッチ５１は、第１モータ１２の出力軸１２ａに連結された第１回転部材５１ａと、サンギヤ１７に連結された第２回転部材５１ｂとを係合および解放させるように構成されている。したがって、クラッチ５１を作動させ、第１回転部材５１ａと第２回転部材５１ｂとを係合させることにより、上記のサンギヤ１７と出力軸１２ａとを一体回転させる直動状態が設定される。それに対して、クラッチ５１を作動させ、第１回転部材５１ａと第２回転部材５１ｂとを解放することにより、上記のサンギヤ１７と出力軸１２ａとを相対回転させる差動状態が設定される。

また、この図９に示す車両Ｖｅでは、第２モータ１３と、ギヤ列２７に動力伝達可能に連結されたドライブギヤ５２との間に、クラッチ５３が設けられている。このクラッチ５３も、前述の図１に示す制御系統図における切替機構６に相当するものである。ドライブギヤ５２は、前述のドライブギヤ２１と共に、ギヤ列２７を構成しているカウンタドリブンギヤ２３に噛み合わされている。クラッチ５３は、第２モータ１３の出力軸１３ａに連結された第１回転部材５３ａと、ドライブギヤ５２に連結された第２回転部材５３ｂとを係合および解放させるように構成されている。したがって、クラッチ５３を作動させ、第１回転部材５３ａと第２回転部材５３ｂとを係合させることにより、上記のドライブギヤ５２と出力軸１３ａとを一体回転させる直動状態が設定される。それに対して、クラッチ５３を作動させ、第１回転部材５３ａと第２回転部材５３ｂとを解放することにより、上記のドライブギヤ５２と出力軸１３ａとを相対回転させる差動状態が設定される。

この図９に示す車両Ｖｅは、上記のようなブレーキ５０が設けられていることにより、ブレーキ５０を作動させてエンジン１１の出力軸１１ａおよび動力分割機構１４のキャリア１９の回転をロックした状態で、第１モータ１２および第２モータ１３の両方の出力によるモータ走行を行うことができる。したがって、この図９に示す車両Ｖｅでは、第１モータ１２および第２モータ１３の両方で出力しているモータ走行モードからモータ休止モードへ移行した場合には、第１モータ１２および第２モータ１３の出力トルク配分や回転状態等に基づいて、それら第１モータ１２と第２モータ１３とのどちらを休止させるべきかが判断される。例えば、第１モータ１２よりも第２モータ１３の方が出力トルク配分が大きいことから、第２モータ１３の方が加速応答性の向上効果に対する寄与率が大きい場合には、第２モータ１３およびクラッチ５３を対象にして、モータ休止モードにおけるモータ・アイドリング制御が実行される。あるいは、第２モータ１３よりも第１モータ１２の回転数が高いことから、第１モータ１２の方が回転数を低下させることによる電力消費や損失の低減効果に対する寄与率が大きい場合には、第１モータ１２およびクラッチ５１を対象にして、モータ休止モードにおけるモータ・アイドリング制御が実行される。

図１０および図１１に示す車両Ｖｅは、駆動力源として、エンジン１１および１つのモータを備えている。図１０に示す車両Ｖｅは、エンジン１１およびモータ６０が、変速機構６１を介して、駆動軸１５および駆動輪１６に連結されている。変速機構６１は、例えば、従来一般的な有段の自動変速機やベルト式無段変速機などの伝動機構である。エンジン１１の出力軸１１ａが、発進クラッチ６２あるいはトルクコンバータ（図示せず）等を介して、変速機構６１の入力軸６１ａに連結されている。また、モータ６０は、後述のクラッチ６３を介して、入力軸６１ａに連結されている。

この図１０に示す車両Ｖｅでは、モータ６０と変速機構６１との間に、クラッチ６３が設けられている。このクラッチ６３は、前述の図１に示す制御系統図における切替機構６に相当するものである。クラッチ６３は、モータ６０の出力軸６０ａに連結された第１回転部材６３ａと、入力軸６１ａに連結された第２回転部材６３ｂとを係合および解放させるように構成されている。したがって、クラッチ６３を作動させ、第１回転部材６３ａと第２回転部材６３ｂとを係合させることにより、上記の変速機構６１と出力軸６０ａとを一体回転させる直動状態が設定される。それに対して、クラッチ６３を作動させ、第１回転部材６３ａと第２回転部材６３ｂとを解放することにより、上記の変速機構６１と出力軸６０ａとを相対回転させる差動状態が設定される。

この図１０に示す車両Ｖｅにおいては、上記のように、モータ６０と変速機構６１の入力軸６１ａとの間に、クラッチ６３が設けられている。したがって、この図１０に示す車両Ｖｅを制御対象にした場合も、前述したようなモータ・アイドリング制御を同様に実行することができる。

図１１に示す車両Ｖｅは、エンジン１１が、変速機構７０を介して、駆動軸１５および駆動輪１６に連結されている。また、モータ７１が、後述のクラッチ７２およびデファレンシャルギヤ２４を介して、駆動軸１５および駆動輪１６に連結されている。変速機構７０は、例えば、従来一般的な有段の自動変速機やベルト式無段変速機などの伝動機構である。エンジン１１の出力軸１１ａが、トルクコンバータ７３あるいは発進クラッチ（図示せず）等を介して、変速機構７０の入力軸７０ａに連結されている。

この図１１に示す車両Ｖｅでは、モータ７１とデファレンシャルギヤ２４との間に、クラッチ７２が設けられている。このクラッチ７２は、前述の図１に示す制御系統図における切替機構６に相当するものである。クラッチ７２は、モータ７１の出力軸７１ａに連結された第１回転部材７２ａと、デファレンシャルギヤ２４のデフリングギヤ２５に連結された第２回転部材７２ｂとを係合および解放させるように構成されている。したがって、クラッチ７２を作動させ、第１回転部材７２ａと第２回転部材７２ｂとを係合させることにより、デフリングギヤ２５と出力軸７１ａとを一体回転させる直動状態が設定される。それに対して、クラッチ７２を作動させ、第１回転部材７２ａと第２回転部材７２ｂとを解放することにより、デフリングギヤ２５と出力軸７１ａとを相対回転させる差動状態が設定される。

この図１１に示す車両Ｖｅにおいては、上記のように、モータ７１とデファレンシャルギヤ２４との間に、クラッチ７２が設けられている。したがって、この図１１に示す車両Ｖｅを制御対象にした場合も、前述したようなモータ・アイドリング制御を同様に実行することができる。

図１２に示す車両Ｖｅは、モータ８０を駆動力源とする電気自動車である。この図１０に示す車両Ｖｅは、モータ８０が、クラッチ８１およびデファレンシャルギヤ２４を介して、駆動軸１５および駆動輪１６に連結されている。

クラッチ８１は、前述の図１に示す制御系統図における切替機構６に相当するものである。クラッチ８１は、モータ８０の出力軸８０ａに連結された第１回転部材８１ａと、ドライブギヤ８２に連結された第２回転部材８１ｂとを係合および解放させるように構成されている。ドライブギヤ８２は、デファレンシャルギヤ２４のデフリングギヤ２５に噛み合わされている。したがって、クラッチ８１を作動させ、第１回転部材８１ａと第２回転部材８１ｂとを係合させることにより、デフリングギヤ２５と出力軸８０ａとを一体回転させる直動状態が設定される。それに対して、クラッチ８１を作動させ、第１回転部材８１ａと第２回転部材８１ｂとを解放することにより、デフリングギヤ２５と出力軸８０ａとを相対回転させる差動状態が設定される。

この図１２に示す車両Ｖｅにおいては、上記のように、モータ８０とデファレンシャルギヤ２４との間に、クラッチ８１が設けられている。したがって、この図１２に示す車両Ｖｅを制御対象にした場合も、前述したようなモータ・アイドリング制御を同様に実行することができる。

図１３に示す車両Ｖｅは、前述の図２に示した車両Ｖｅと同様に、駆動力源として、エンジン１１ならびに第１モータ１２および第２モータ１３を備えている。そして、前述の図２に示した車両Ｖｅと比較して、切替機構としてクラッチ機構を用いていない点が異なっている。この図１３に示す車両Ｖｅでは、前述の図２に示した車両Ｖｅにおけるクラッチ３２を用いない代わりに、第２モータ１３と駆動輪１６側のギヤ列２７との間に、遊星歯車機構９０が設けられている。

遊星歯車機構９０は、サンギヤ９１、リングギヤ９２、および、キャリア９３を有している。この図１３に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられている。遊星歯車機構４０は、エンジン１１の出力軸１１ａおよび第２モータ１３の出力軸１３ａなどと同一の回転軸線上に配置されている。

遊星歯車機構９０のサンギヤ９１に、第２モータ１３の出力軸１３ａが連結されている。このサンギヤ９１に対する同心円上に、内歯歯車のリングギヤ９２が配置されている。これらサンギヤ９１とリングギヤ９２とに噛み合っているピニオンギヤ９４が、キャリア９３によって自転および公転が可能なように保持されている。リングギヤ９２は、動力分割機構１４のリングギヤ１８と一体に回転するように連結されている。また、動力分割機構１４のリングギヤ１８と同様に、このリングギヤ９０の外周部分にドライブギヤ２１が一体に形成されている。

遊星歯車機構９０のキャリア９３の回転を選択的に止めて固定する（ロックする）ブレーキ９５が設けられている。ブレーキ９５は、キャリア９３と一体に回転する回転部材９５ａと、ケーシングなどの固定部３３に回転不可能に固定された固定部材９５ｂとを係合および解放させるクラッチ機構によって構成されている。

したがって、上記のブレーキ９５を作動させ、回転部材９５ａと固定部材９５ｂとを係合させることにより、出力軸１３ａとドライブギヤ２１とを所定の回転数比率で連動して回転させる直動状態が設定される。それに対して、ブレーキ９５を作動させ、回転部材９５ａと固定部材９５ｂとを解放することにより、出力軸１３ａとドライブギヤ２１との間に差回転を生じさせる差動状態が設定される。

図１４および図１５に、上記の直動状態および差動状態における出力軸１３ａおよびドライブギヤ２１の回転状態を、それぞれ、共線図で示してある。図１４の共線図は、ブレーキ９５を係合させた直動状態を示している。遊星歯車機構９０は、ブレーキ９５でキャリア９３の回転をロックすることにより、サンギヤ９１とリングギヤ９２とが互いに反対の回転方向へ回転する状態になる。この状態では、サンギヤ９１とリングギヤ９２とは、回転方向は逆になるものの、同じ回転方向へ差動回転することなく、互いに連動して回転する。すなわち、ブレーキ９５を係合させることにより、直動状態を設定することができる。

一方、図１５の共線図は、ブレーキ９５を解放した差動状態を示している。遊星歯車機構９０は、ブレーキ９５を解放してキャリア９３をフリーの状態にすることにより、サンギヤ９１とリングギヤ９２とが、同じ回転方向において差動回転する状態になる。この状態では、リングギヤ９２、すなわち、駆動輪１６側のドライブギヤ２１の回転数に対し、サンギヤ９１、すなわち、第２モータ１３の出力軸１３ａの回転数を自由に設定することが可能な状態になる。この図１５の共線図では、出力軸１３ａの回転数を０に固定するように第２モータ１３の回転を制御した状態を示しているが、第２モータ１３の回転を制御せずに、成り行きに任せてサンギヤ９１を回転させることもできる。また、サンギヤ９１の回転数が、モータ・アイドリング制御における待機回転数となるように、第２モータ１３の回転を制御することもできる。あるいは、ブレーキ９５を摩擦クラッチのような半係合状態が可能なクラッチ機構で構成し、ブレーキ９５の係合状態を制御することにより、サンギヤ９１の回転数を所定の回転数に制御することもできる。すなわち、上記のようにブレーキ９５を解放する、もしくは、半係合状態に制御することにより、差動状態を設定することができる。

上記のように、この図１３に示す車両Ｖｅにおいても、遊星歯車機構９０に備えられたブレーキ９５の動作を制御することにより、直動状態と差動状態とを切り替えて設定することができる。差動状態では、第２モータ１３の回転数やブレーキ９５の半係合状態を制御することにより、第２モータ１３の回転数をモータ・アイドリング制御における待機回転数にすることもできる。したがって、この図１３に示す車両Ｖｅを制御対象にした場合も、前述したようなモータ・アイドリング制御を同様に実行することができる。

１，１１…エンジン（ＥＮＧ；駆動力源）、２，１２…第１モータ（ＭＧ１；駆動力源）、３，１３…第２モータ（ＭＧ２；駆動力源）、４…伝動機構（ＴＭ）、５，１５…駆動軸、６…切替機構、９…コントローラ（ＥＣＵ）、１０…センサ・車載装置類、１１ａ…（エンジンの）出力軸、１２ａ…（第１モータの）出力軸、１３ａ…（第２モータの）出力軸、１４…動力分割機構、１４ａ…入力軸、１５…駆動軸、２７…ギヤ列（動力伝達経路）、３２，５１，５３，６０，７２，８１…クラッチ（切替機構）、３２ａ，５１ａ，５３ａ，６０ａ，７２ａ，８１ａ…第１回転部材、３２ｂ，５１ｂ，５３ｂ，６０ｂ，７２ｂ，８１ｂ…第２回転部材、６０，７１，８０…モータ（ＭＧ；駆動力源）、６０ａ，７１ａ，８０ａ…（モータの）出力軸、９０…遊星歯車機構（切替機構）、９１…サンギヤ（第１回転要素）、９２…リングギヤ（第２回転要素）、Ｖｅ…車両。

Claims

出力軸を有しかつ前記出力軸から動力を出力する少なくとも１つのモータと、少なくとも前記モータを駆動力源として駆動される駆動輪と、前記モータと前記駆動輪との間で動力を伝達する動力伝達経路と、前記動力伝達経路のうち前記駆動輪側に設けられた回転軸と、前記出力軸と前記回転軸とを一体回転させるもしくは所定の回転数比率で連動して回転させる直動状態および前記出力軸と前記回転軸とを相対回転させるもしくは前記回転軸と前記出力軸との間に差回転を生じさせる差動状態を設定する切替機構とを備え、前記直動状態で前記モータの出力によって走行するモータ走行モードと、前記差動状態で前記モータの出力以外の力によって走行するモータ休止モードとを設定することが可能であり、かつ、運転者の運転操作に従って走行する手動運転モードと、将来の駆動力要求を設定した走行計画に基づいて自動で走行する自動運転モードとが切り替えられる車両の制御装置において、
前記車両を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記車両が前記モータ休止モードで走行する際に、前記モータの回転数を前記回転軸の回転数よりも低い待機回転数に設定するモータ・アイドリング制御を実行するように構成され、
前記モータ・アイドリング制御は、
前記車両が、前記手動運転モードで、かつ、前記モータ休止モードで走行している場合は、前記待機回転数を第１待機回転数に設定し、
前記車両が、前記自動運転モードで、かつ、前記モータ休止モードで走行している場合は、前記待機回転数を前記第１待機回転数よりも低い第２待機回転数に設定する
ことを特徴とする車両の制御装置。
請求項１に記載の車両の制御装置において、
前記コントローラは、前記第１待機回転数および前記第２待機回転数を、それぞれ、車速が高いほど高い回転数に設定するように構成されていることを特徴とする車両の制御装置。
請求項１または２に記載の車両の制御装置において、
前記コントローラは、前記自動運転モードで前記モータ休止モードにおける前記モータ・アイドリング制御を実行する場合に、前記走行計画に基づいて前記モータ休止モードの終了を判断するように構成されていることを特徴とする車両の制御装置。
請求項１から３のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
前記切替機構は、互いに相対回転する第１回転部材および第２回転部材を有し、前記第１回転部材に前記出力軸が連結され、前記第２回転部材に前記回転軸が連結され、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを係合および解放させるクラッチ機構によって構成されていることを特徴とする車両の制御装置。
請求項１から３のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
前記切替機構は、第１回転要素と第２回転要素と第３回転要素とを有し、前記第１回転要素に前記出力軸が連結され、前記第２回転要素に前記回転軸が連結され、前記第１回転要素と前記第２回転要素とを差動回転させる遊星歯車機構によって構成されていることを特徴とする車両の制御装置。