JP2020090116A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ニュートラル走行中における動力損失を低減することができるハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】エンジンと第１モータと駆動輪とが差動可能に連結された差動機構と、駆動輪にトルク伝達可能に連結された第２モータと、エンジンと駆動輪との差動機構を介したトルクの伝達を遮断可能な係合機構とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、エンジンの回転数が所定の回転数以下の時にニュートラルが選択されている場合には、係合機構を解放した機械的ニュートラルを設定する。【選択図】図１１

Description

この発明は、駆動力源としてエンジンとモータとを備えたハイブリッド車両の制御装置に関するものである。

特許文献１には、エンジンと、第１モータと、出力軸とがそれぞれ連結された回転要素を有する差動機構と、差動機構の出力軸が連結された有段式の変速機構と、差動機構の出力軸にトルク伝達可能に連結された第２モータとを備えたハイブリッド車両の制御装置が記載されている。このハイブリッド車両の制御装置は、エンジンから駆動トルクを出力して走行している時にシフトレバーが操作されてニュートラルが選択された場合に、エンジンパワーを低下させる際の応答遅れに伴ってエンジン回転数が増加することを抑制するために、ニュートラルに切り替えられた直後は、有段式の変速機構に設けられたクラッチ機構を解放することにより、差動機構の出力軸と駆動輪とのトルクの伝達を遮断する機械ニュートラル制御を実行し、ニュートラルに切り替えられてから所定時間が経過した後に、第１モータへの通電を停止することにより、差動機構を介したエンジントルクの伝達を遮断する電気ニュートラル制御を実行するように構成されている。なお、機械ニュートラル制御は、エンジン回転数、第１モータ回転数、第２モータの回転数（出力軸の回転数）を、ニュートラルに切り替えられた時点での回転数に維持するように構成されている。

特許第６３５９８７５号公報

特許文献１に記載された制御装置は、エンジンパワーを低下させる際の応答遅れにより、ニュートラルに切り替えた直後にエンジン回転数が吹き上がることを抑制するために、エンジンパワーが低下していない可能性がある時には、機械的にエンジンと駆動輪とのトルクの伝達を遮断するように構成されている。したがって、エンジンを停止しかつ第２モータのみから駆動トルクを出力するＥＶ走行モードで走行している時に、シフトポジションがニュートラルポジションに切り替えられた場合には、電気ニュートラル制御が実行される。この電気ニュートラル制御は、第１モータへの通電を停止して、第１モータを空転させることにより、エンジンと駆動輪とのトルクの伝達を遮断するものであるから、第１モータの回転数や、差動機構の各回転要素の回転数は、車速（または車輪速）と差動機構のギヤ比とに応じた回転数になる。しかしながら、電気ニュートラル制御を実行して降坂路を走行している場合などの車輪速が増加する場合には、第１モータや差動機構を構成するピニオンギヤの回転数などが車輪速に応じて次第に増加するため、第１モータやピニオンギヤなどの回転数が過度に増加して第１モータやピニオンギヤなどの耐久性が低下し、またはニュートラル走行中における動力損失が増大する可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、ニュートラル走行中における動力損失を低減することができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とするものである。

この発明は、上記の目的を達成するために、第１回転要素ならびに第２回転要素および第３回転要素の少なくとも三つの回転要素を有しかつ前記三つの回転要素が差動回転可能に構成された差動機構と、前記第１回転要素にトルク伝達可能に連結されたエンジンと、前記第２回転要素にトルク伝達可能に連結された第１モータと、前記第３回転要素にトルク伝達可能に連結された駆動輪と、前記駆動輪または前記駆動輪とは異なる他の駆動輪にトルク伝達可能に連結された第２モータと、前記エンジンから前記駆動輪への前記差動機構を介したトルクの伝達を選択的に遮断可能な係合機構と、前記エンジンから前記駆動輪への前記差動機構を介したトルクの伝達を遮断したニュートラルを選択する選択器とを備え、前記ニュートラルが選択された場合に、前記係合機構を解放した機械的ニュートラルと前記係合機構を係合した状態で前記第１モータへの通電を停止させる電気的ニュートラルとを設定することができるハイブリッド車両の制御装置において、前記第１モータならびに前記第２モータおよび前記係合機構を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記エンジンの回転数が所定の回転数以下の時に前記ニュートラルが選択されている場合には、前記機械的ニュートラルを設定することを特徴としている。

この発明では、前記所定回転数は、零回転数を含んでよい。

この発明では、前記コントローラは、前記ニュートラルが選択されている場合における車速を検出し、前記検出された車速が第１所定車速以上の場合には、前記機械的ニュートラルを設定し、前記検出された車速が前記第１所定車速未満の場合には、前記電気的ニュートラルを設定してよい。

この発明では、前記係合機構は、第１回転部材と、前記第１回転部材と相対回転可能な第２回転部材とを係合することにより、前記エンジンから前記駆動輪への前記差動機構を介したトルクの伝達が可能な係合状態とするように構成され、前記コントローラは、前記機械的ニュートラルを設定している間における前記第１回転部材と前記第２回転部材との回転数の差が、所定差以上であることを検出し、前記第１回転部材と前記第２回転部材との回転数の差が所定差以上の場合に、前記第１モータの回転数を制御することにより、前記第１回転部材と前記第２回転部材との回転数の差を所定差未満にする第１同期制御を実行してよい。

この発明では、前記コントローラは、運転者によるアクセル操作が行われた場合に、前記第１同期制御を実行してよい。

この発明では、前記差動機構は、前記第１回転要素と、前記第２回転要素と、前記第３回転要素とのうちの二つの回転要素および他の第１連結要素を備えた第１差動機構と、前記第１回転要素と、前記第２回転要素と、前記第３回転要素とのうちの前記二つの回転要素以外の回転要素と、前記第１連結要素に連結された第２連結要素と、更に他の回転要素とを備えた第２差動機構と、前記二つの回転要素のうちのいずれか一方の回転要素と前記他の回転要素とを選択的に連結する第１係合機構と、前記第２差動機構のうちのいずれか二つの回転要素を選択的に連結する第２係合機構とを備え、前記係合機構は、前記第１係合機構と前記第２係合機構とを含み、前記機械的ニュートラルは、前記第１係合機構と前記第２係合機構とを解放することにより設定してよい。

この発明では、前記ハイブリッド車両は、前記第１係合機構を連結しかつ前記第２係合機構を解放した第１ＨＶ走行モードと、前記第１係合機構を解放しかつ前記第２係合機構を係合した第２ＨＶ走行モードとを設定可能に構成され、前記第１モータの回転を停止させた状態での前記駆動輪の回転数に対する前記エンジンの回転数の比である減速比が、前記第１ＨＶ走行モードと前記第２ＨＶ走行モードとで異なるように構成され、前記コントローラは、前記機械的ニュートラルを設定している間における車速が第２所定車速以上であることを検出し、前記車速が前記第２所定車速以上である場合に、前記第１モータの回転数を制御することにより、前記第１ＨＶ走行モードと前記第２ＨＶ走行モードとのうちの減速比が小さい一方の走行モードを設定するために係合させられる前記第１係合機構と前記第２係合機構とのうちの一方の係合機構により係合される二つの回転要素の回転数の差を、第２所定回転数未満にする第２同期制御を実行し、前記機械的ニュートラルを設定している間における車速が前記第２所定車速よりも低車速である第３所定車速未満であることを検出し、前記車速が前記第３所定車速未満である場合に、前記第１モータの回転数を制御することにより、前記第１ＨＶ走行モードと前記第２ＨＶ走行モードとのうちの他方の走行モードを設定するために係合させられる前記第１係合機構と前記第２係合機構とのうちの他方の係合機構により係合される二つの回転要素の回転数の差を、第３所定回転数以下にする第３同期制御を実行してよい。

この発明では、前記コントローラは、運転者によるアクセル操作が行われた場合に、前記第２同期制御と前記第３同期制御とのいずれか一方を実行してよい。

この発明によれば、エンジンの回転数が所定の回転数以下の時にエンジンから駆動輪への差動機構を介したトルクの伝達を選択的に遮断するニュートラルが選択されている場合には、係合機構を解放した機械的ニュートラルを設定する。そのため、第１モータや差動機構を構成する回転部材が過回転することを抑制でき、第１モータやその回転部材の耐久性が低下することを抑制できる。また、第１モータを連れ回すことによる動力損失を低減すること、すなわち、ニュートラル走行時に不必要な制動トルクが発生することを抑制できる。

この発明で対象とすることのできるハイブリッド車両の一例を示す模式図である。 クラッチ機構の構成を説明するための模式図である。 この発明で対象とすることができるハイブリッド車両の第１具体例を説明するためのスケルトン図である。 この発明で対象とすることができるハイブリッド車両の第２具体例を説明するためのスケルトン図である。 この発明で対象とすることができるハイブリッド車両の第３具体例を説明するためのスケルトン図である。 この発明で対象とすることができるハイブリッド車両の第４具体例を説明するためのスケルトン図である。 第１具体例のハイブリッド車両が機械的ニュートラルを設定した場合における動力分割機構の各回転要素およびピニオンギヤの回転数を説明するための共線図である。 第２具体例のハイブリッド車両が機械的ニュートラルを設定した場合における動力分割機構の各回転要素およびピニオンギヤの回転数を説明するための共線図である。 第３具体例のハイブリッド車両が機械的ニュートラルを設定した場合における動力分割機構の各回転要素およびピニオンギヤの回転数を説明するための共線図である。 第４具体例のハイブリッド車両が機械的ニュートラルを設定した場合における動力分割機構の各回転要素およびピニオンギヤの回転数を説明するための共線図である。 この発明の実施形態における制御装置で実行される制御例を説明するためのフローチャートである。 ＥＶ走行している状態でニュートラルが選択され、かつ降坂路を走行していることにより加速した場合におけるクラッチ機構の係合の有無、クラッチ機構の一方側の回転部材と他方側の回転部材との回転数の差の変化と、第１モータの回転数の変化とを示すタイムチャートである。 ＥＶ走行している状態でニュートラルが選択され、かつ低車速で惰性走行している場合におけるクラッチ機構の係合の有無、クラッチ機構の一方側の回転部材と他方側の回転部材との回転数の差の変化と、第１モータの回転数の変化とを示すタイムチャートである。 ＥＶ走行している状態でニュートラルが選択され、その後にアクセル操作された場合におけるクラッチ機構の係合の有無、クラッチ機構の一方側の回転部材と他方側の回転部材との回転数の差の変化と、第１モータの回転数の変化と、アクセル操作量の変化とを示すタイムチャートである。 この発明で対象とすることができるハイブリッド車両の他の構成例を説明するための模式図である。 図１５に示すハイブリッド車両の具体例を示すスケルトン図である。 走行モードを設定するために参照されるマップの一例を説明するための図である。 第２クラッチ機構を係合した状態で電気的ニュートラルを設定した場合における動力分割機構の各回転要素およびピニオンギヤの回転数を説明するための共線図である。 第１クラッチ機構を係合した状態で電気的ニュートラルを設定した場合における動力分割機構の各回転要素およびピニオンギヤの回転数を説明するための共線図である。 この発明の実施形態における制御装置で実行される他の制御例を説明するためのフローチャートである。 図２０に示す制御例を実行した場合における各クラッチ機構の係合の有無、各クラッチ機構を構成する回転部材の回転数の差の変化、第１モータの回転数の変化を示すタイムチャートである。

この発明で対象とすることができるハイブリッド車両の一例を説明するための模式図を図１に示している。図１に示すハイブリッド車両１は、エンジン（ＥＮＧ）２から出力された動力の一部を電力に変換し、他の動力を駆動輪３に伝達するとともに、後述する第２モータ（ＭＧ２）４から出力された動力を駆動輪（ＯＵＴ）３に伝達することができる、いわゆるシリーズパラレル式のハイブリッド車両であり、エンジン２のトルクを分割する動力分割機構５が設けられている。

この動力分割機構５は、シングルピニオン型の遊星歯車機構やダブルピニオン型の遊星歯車機構などの三つの回転要素が差動可能に構成された差動機構（ＰＬ１）であり、その一つの回転要素である第１回転要素６には、エンジン２がトルク伝達可能に連結されている。このエンジン２は、従来知られているガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの種々のエンジンであってよい。なお、エンジン２と第１回転要素６との間には、トルクコンバータやダンパ機構などが設けられていてもよく、あるいはギヤ対などにより構成された変速機が設けられていてもよい。

動力分割機構５の三つの回転要素のうちの上記第１回転要素６以外の他の回転要素である第２回転要素７には、第１モータ（ＭＧ１）８が連結されている。この第１モータ８は、動力分割機構５を介してエンジントルクを出力するための反力を出力するように構成されており、従来知られている永久磁石式の同期モータや、誘導モータなどの発電機能を有するモータによって構成することができる。

動力分割機構５の三つの回転要素のうちの上記第１回転要素６および第２回転要素７以外の更に他の回転要素である第３回転要素９には、駆動輪３がトルク伝達可能に連結されている。なお、第３回転要素９は、複数のギヤ対を介して駆動輪３に連結されていてもよく、プロペラシャフトなどを介して、ハイブリッド車両１の前後方向において動力分割機構５と反対側に設けられた図示しない他の駆動輪と連結するように構成されていてもよい。

上述したハイブリッド車両１は、エンジントルクを駆動輪３に伝達するために、第１モータ８から反力トルクを出力する。言い換えると、第１モータ８から反力トルクを出力しない場合には、第１モータ８が空転することによって、エンジントルクが駆動輪３に伝達されず、いわゆるニュートラルとなる。このように第１モータ８から反力トルクを出力しないことによりエンジン２と駆動輪３とのトルクの伝達を遮断したニュートラルが、この発明の実施形態における「電気的ニュートラル」に相当する。

上述したように第１モータ８が反力トルクを出力する場合には、エンジン回転数を目標回転数に維持するように第１モータ８の回転数が制御される。したがって、第１モータ８から出力される反力トルクが、第１モータ８の回転数を減少させる方向に出力される場合と、第１モータ８の回転数を増大させる方向に出力される場合とがある。そのため、第１モータ８の回転数を減少させる方向に反力トルクが出力される場合には、第１モータ８が発電機として機能し、エンジン２の動力の一部が第１モータ８により電力に変換され、第１モータ８の回転数を増大させる方向に反力トルクが出力される場合には、第１モータ８がモータとして機能し、エンジン２の動力に第１モータ８の動力が加算される。

上述した第１モータ８によって発電された電力が供給され、または図示しない蓄電装置から電力が供給されることにより動力を出力する第２モータ４が設けられている。この第２モータ４は、第１モータ８と同様に従来知られている永久磁石式の同期モータや、誘導モータなどの発電機能を有するモータによって構成することができる。なお、第１モータ８がモータとして機能した場合には、第２モータ４を発電機として機能させることにより、余剰の動力を電力に変換することもできる。

第２モータ４は、動力分割機構５を介してエンジン２から動力が伝達される駆動輪（例えば、前輪）３、またはその駆動輪３とは異なる図示しない他の駆動輪（例えば、後輪）に連結することができる。図１に示す例では、エンジン２から動力が伝達される駆動輪３と同一の駆動輪３に第２モータ４が連結されている。

さらに、図１に示すハイブリッド車両１は、動力分割機構５を介したエンジン２から駆動輪３へのトルクの伝達を機械的に遮断できるように構成されている。具体的には、エンジン２と第１回転要素６との間（Ａ点）、第１モータ８と第２回転要素７との間（Ｂ点）、あるいは駆動輪３と第３回転要素９との間（Ｃ点）のいずれか一つの箇所に、クラッチ機構ＣＬが設けられている。

このクラッチ機構ＣＬは、図２（ａ）に示すように二つの回転部材１０，１１を選択的に連結する摩擦式のクラッチ機構や噛み合い式のクラッチ機構などの従来知られているクラッチ機構によって構成することができる。また、クラッチ機構ＣＬは、例えば、図１におけるＡ点のように、エンジン２の出力軸１２と、第１回転要素６に連結された入力軸１３とを選択的に連結する構成に限らず、図２（ｂ）に示すように他の遊星歯車機構（ＰＬ２）１４と、その遊星歯車機構１４のうちのいずれか二つの回転要素１５，１６を選択的に連結するように構成されたものであってもよい。つまり、クラッチ機構ＣＬは、エンジン２と第１モータ８と駆動輪３とのいずれか一つと、動力分割機構５とを機械的に遮断することができるように構成されていればよい。上記のクラッチ機構ＣＬを解放することによりエンジン２と駆動輪３とのトルクの伝達を遮断したニュートラルが、この発明の実施形態における「機械的ニュートラル」に相当する。

なお、上述したエンジン２、各モータ４，８、クラッチ機構ＣＬを制御するための電子制御装置（以下、ＥＣＵと記す）１７が設けられている。このＥＣＵ１７は、マイクロコンピュータを主体として構成されており、エンジン回転数、第１モータ８や第２モータ４の回転数、車速、シフトレバー１８が操作されることにより選択されたシフトポジションなどを検出するセンサから信号が入力され、その入力された信号や予め記憶されている演算式、あるいはマップなどに基づいて、エンジン２や各モータ４，８の出力トルク、エンジン２の目標回転数、クラッチ機構ＣＬの係合あるいは解放などを決定して、エンジン２、各モータ４，８、クラッチ機構ＣＬにその信号を出力するように構成されている。

上述したように構成されたハイブリッド車両１は、エンジン２から駆動トルクを出力し、第１モータ８から反力トルクを出力するとともに、要求される駆動トルクと動力分割機構５から駆動輪３に伝達されるトルクとの差に応じたトルクを第２モータ４から出力するＨＶ走行モードと、エンジン２および第１モータ８から駆動トルクを出力することなく、第２モータ４から駆動トルクを出力するＥＶ走行モードとを設定することができる。また、エンジン２から駆動輪３へのトルクの伝達を遮断したニュートラルは、第１モータ８への通電を遮断して第１モータ８から反力トルクを出力しないことにより動力分割機構５を介してエンジン２と駆動輪３とのトルクの伝達を遮断する電気的ニュートラルと、クラッチ機構ＣＬを解放することにより、エンジン２と第１モータ８と駆動輪３とのいずれか一つと動力分割機構５とのトルクの伝達を機械的に遮断する機械的ニュートラルとを設定することができる。

上記の走行モードは、シフトレバー１８をドライブポジションに切り替えることにより選択され、その際の車速や要求駆動力あるいは蓄電装置の充電残量などに応じてＨＶ走行モードとＥＶ走行モードとのいずれか一方が選択される。また、シフトレバー１８をニュートラルポジションに切り替えると、後述する制御例に従って機械的ニュートラルモードと電気的ニュートラルモードとのいずれか一方が選択される。すなわち、シフトレバー１８が、この発明の実施形態における『選択器』に相当する。なお、シフトレバー１８に代えて、スイッチを操作することにより走行モードを選択し、またニュートラルを選択するように構成されていてもよい。

上述したように構成されたハイブリッド車両１の具体例を説明するためのスケルトン図を図３ないし図６に示してある。図３ないし図５に示す例は、動力分割機構５がシングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。すなわち、サンギヤ１９と、サンギヤ１９と同心円上に配置されかつ内歯が形成されたリングギヤ２０と、サンギヤ１９およびリングギヤ２０に噛み合いかつサンギヤ１９の回転方向に所定の間隔を空けて配置された複数のピニオンギヤ２１と、複数のピニオンギヤ２１がそれぞれ自転可能となり、かつピニオンギヤ２１同士のピッチを維持したまま公転できるように、複数のピニオンギヤ２１を保持するキャリヤ２２とによって動力分割機構５が構成されている。

そのキャリヤ２２にエンジン２がトルク伝達可能に連結され、サンギヤ１９に第１モータ８がトルク伝達可能に連結されている。さらに、リングギヤ２０には、外歯歯車により構成された出力ギヤ２３がトルク伝達可能に連結されている。

上記のエンジン２の出力軸１２と平行にカウンタシャフト２４が配置されており、そのカウンタシャフト２４の一方の端部に、出力ギヤ２３に噛み合うドリブンギヤ２５が取り付けられ、他方の端部にドライブギヤ２６が取り付けられている。そして、ドライブギヤ２６には、デファレンシャルギヤユニット２７のリングギヤ２８が噛み合い、デファレンシャルギヤユニット２７に左右のドライブシャフト２９が連結され、そのドライブシャフト２９に駆動輪３が連結されている。

さらに、第２モータ４の出力軸３０が、エンジン２の出力軸１２やカウンタシャフト２４と平行となるように第２モータ４が配置されており、その出力軸３０の端部に、ドリブンギヤ２５に噛み合う出力ギヤ３１が取り付けられている。

図３に示す第１具体例は、エンジン２の出力軸１２と、キャリヤ２２に連結された入力軸１３とのトルクの伝達を選択的に遮断できるようにクラッチ機構ＣＬが設けられている。また、図４に示す第２具体例は、サンギヤ１９と第１モータ８とのトルクの伝達を選択的に遮断できるようにクラッチ機構ＣＬが設けられている。さらに、図５に示す第３具体例は、リングギヤ２０と出力ギヤ２３とのトルクの伝達を選択的に遮断できるようにクラッチ機構ＣＬが設けられている。

また、図６に示す第４具体例は、リングギヤ２０と出力ギヤ２３との間に他のシングルピニオン型の遊星歯車機構１４が設けられている。具体的には、リングギヤ２０に連結されたサンギヤ３２と、サンギヤ３２と同心円上に配置されかつ内歯が形成されたリングギヤ３３と、サンギヤ３２およびリングギヤ３３に噛み合いかつサンギヤ３２の回転方向に所定の間隔を空けて配置された複数のピニオンギヤ３４と、複数のピニオンギヤ３４がそれぞれ自転可能となり、かつピニオンギヤ３４同士のピッチを維持したまま公転できるように、複数のピニオンギヤ３４を保持するキャリヤ３５とによって構成された遊星歯車機構１４が設けられ、そのリングギヤ３３に外歯歯車によって構成された出力ギヤ２３が連結されている。また、上記のキャリヤ３５とリングギヤ３３とを選択的に連結するようにクラッチ機構ＣＬが設けられている。

したがって、第４具体例におけるハイブリッド車両１は、クラッチ機構ＣＬを係合することにより動力分割機構５に連結された遊星歯車機構１４がいわゆる直結段を形成するため、動力分割機構５を介してエンジン２と駆動輪３とがトルク伝達可能に連結される。それに対して、クラッチ機構ＣＬを解放することにより、動力分割機構５に連結された遊星歯車機構１４は、ニュートラルとなり、キャリヤ３５が空転するため、エンジン２と駆動輪３とのトルクの伝達が機械的に遮断される。

図７ないし図１０には、機械的ニュートラルを設定した場合における動力分割機構５の各回転要素１９，２０，２２およびピニオンギヤ２１の回転数を説明するための共線図を示してある。なお、破線は、電気的ニュートラルを設定した場合における各回転要素１９，２０，２２およびピニオンギヤ２１の回転数を示している。また、各回転要素１９，２０，２２およびピニオンギヤ２１を示す線上に、エンジン２、第１モータ８、リングギヤ（出力部材）２０、およびピニオンギヤ２１の回転数を●でプロットしてある。

図７には、第１具体例における機械的ニュートラルでの各回転要素１９，２０，２２およびピニオンギヤ２１の回転数を示してあり、図７に示すようにサンギヤ１９が停止し、キャリヤ２２が所定の回転数で空転している。これは、クラッチ機構ＣＬが解放されていることによりキャリヤ２２とエンジン２とが解放状態となるのに対して、サンギヤ１９と第１モータ８とが連結されていることにより、サンギヤ１９に作用するイナーシャトルクが、キャリヤ２２に作用するイナーシャトルクよりも大きいためである。一方、エンジン２および第１モータ８が停止している。

それに対して、電気的ニュートラルを設定した場合には、クラッチ機構ＣＬが係合していることにより、サンギヤ１９に作用するイナーシャトルクに対してキャリヤ２２に作用するイナーシャトルクが大きくなり、その結果、キャリヤ２２が停止し、サンギヤ１９は、リングギヤ２０に対して反対方向に回転する。つまり、第１モータ８が連れ回されている。

また、ピニオンギヤ２１の回転数は、共線図で示すとすれば、リングギヤ２０を挟んでキャリヤ２２とは反対側となるため、キャリヤ２２の回転数が低いほど、ピニオンギヤ２１の回転数が高回転数になる。そのため、電気的ニュートラルを設定した場合と比較して、機械的ニュートラルを設定した場合の方が、ピニオンギヤ２１の回転数を低回転数にすることができる。

上述したように電気的ニュートラルを設定した場合と比較して機械的ニュートラルを設定した場合の方が、第１モータ８およびピニオンギヤ２１の回転数を低回転数にすることができるため、第１モータ８やピニオンギヤ２１が過回転することを抑制できるとともに、第１モータ８を連れ回すことによる動力損失を低減することができる。

図８には、第２具体例における機械的ニュートラルでの各回転要素１９，２０，２２およびピニオンギヤ２１の回転数を示してあり、図８に示すように各回転要素１９，２０，２２およびピニオンギヤ２１の回転数は、電気的ニュートラルを設定した場合と同様になる。それに対して、クラッチ機構ＣＬが解放されていることにより、第１モータ８は停止した状態が維持されている。

したがって、機械的ニュートラルを設定した場合には、第１モータ８が過回転することを抑制できる。また、第１モータ８を連れ回すことによる動力損失を低減することができる。

図９には、第３具体例における機械的ニュートラルでの各回転要素１９，２０，２２およびピニオンギヤ２１の回転数を示してあり、第３具体例は、クラッチ機構ＣＬを解放することによりリングギヤ２０と駆動輪３とのトルクの伝達が遮断されていることにより、エンジン２と第１モータ８とを停止させることで各回転要素１９，２０，２２およびピニオンギヤ２１が停止した状態となる。

したがって、機械的ニュートラルを設定した場合には、第１モータ８が過回転することを抑制でき、また第１モータ８を連れ回すことによる動力損失を低減することができる。

図１０には、第４具体例における機械的ニュートラルでの動力分割機構５の各回転要素１９，２０，２２とピニオンギヤ２１との回転数、および動力分割機構５に連結された遊星歯車機構１４の各回転要素３２，３３，３５およびピニオンギヤ３４の回転数を示してある。第４具体例は、リングギヤ３３と駆動輪３とが常時トルク伝達可能に連結されていることにより、リングギヤ３３の回転数が車速に応じた回転数になる。それに対して、クラッチ機構ＣＬを解放していることと、エンジン２および第１モータ８を停止していることとにより、サンギヤ３２に作用するイナーシャトルクがキャリヤ３５のイナーシャトルクよりも大きくなるため、サンギヤ３２が停止し、キャリヤ３５が空転する。また、動力分割機構５の各回転要素１９，２０，２２およびピニオンギヤ２１は停止した状態を維持する。

そのため、機械的ニュートラルを設定した場合には、第１モータ８およびピニオンギヤ２１が過回転することを抑制でき、また第１モータ８を連れ回すことによる動力損失を低減することができる。

なお、第１具体例ないし第４具体例における電気的ニュートラルでの第１モータ８およびピニオンギヤ２１の回転数は、高車速ほど高回転数になる。また、電気的ニュートラルおよび機械的ニュートラルは、エンジントルクが駆動輪３に伝達されないものであればよく、例えば、エンジン回転数を自律回転数以下に制御していてもよい。機械的ニュートラルを設定するとともに、エンジン回転数を自律回転数に制御した場合には、第１モータ８やピニオンギヤ２１の回転数がエンジン２を完全に停止した場合よりも低回転数になる。

この発明の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置は、エンジン２から駆動トルクを出力することなくエンジン２と駆動輪３とのトルクの伝達を遮断するニュートラル走行時に第１モータ８やピニオンギヤ２１が過回転となることや動力損失が増大することを抑制するように構成されている。その制御の一例を説明するためのフローチャートを図１１に示してある。図１１に示す制御例では、まず、ニュートラルが選択されているか否かを判断する（ステップＳ１）。このステップＳ１は、シフトレバー１８の操作を検出するセンサの信号に基づいて判断することができる。また、車速や要求駆動力に応じて自動的にニュートラルが選択される車両の場合など、シフトレバー１８の操作や位置に関われずニュートラルが選択される車両の場合には、ニュートラルが選択されることによりオンに切り替えられるフラグなどに基づいて判断してもよい。なお、そのように構成された車両の場合には、プログラムによってニュートラルに切り替える制御部が、この発明の実施形態における「選択器」に相当する。

ニュートラルが選択されていないことによりステップＳ１で否定的に判断された場合は、そのままこのルーチンを一旦終了する。それとは反対に、ニュートラルが選択されていることによりステップＳ１で肯定的に判断された場合は、エンジン回転数Ｎｅが自律回転数Ｎ１以下であるか否かを判断する（ステップＳ２）。このステップＳ２は、エンジン回転数Ｎｅの増加を第１モータ８が抑制するように第１モータ８のトルクが制御されているか否かを判断するためのステップである。言い換えると、エンジン２が駆動していてもエンジントルクが駆動輪３にトルクが伝達されないか否かを判断するステップである。したがって、エンジン２が停止している場合や、エンジン２が自律回転している場合には、ステップＳ２で肯定的に判断される。それとは反対に、図示しない触媒装置を暖機することが要求されている場合など、ニュートラル中であっても、エンジン２が所定の動力を出力し、そのエンジン回転数を所定回転数に維持するために第１モータ８から反力トルクを出力している場合があり、そのような場合には、ステップＳ２で否定的に判断される。なお、ステップＳ２は、単にＥＶ走行モードが設定されているか否かに基づいて判断するなど、エンジン回転数を検出せずに判断するステップに代えてもよい。

上記のようにエンジン回転数を所定回転数に維持するために第１モータ８から反力トルクを出力している場合などであって、エンジン回転数Ｎｅが自律回転数Ｎ１よりも高回転数であることによりステップＳ２で否定的に判断された場合は、エンジン２を駆動させた状態でのニュートラル制御を実行して（ステップＳ３）、このルーチンを一旦終了する。このステップＳ３は、例えば、第１モータ８への通電を遮断したり、第１モータ８の出力トルクが「０」となるように電圧を制御して、駆動輪３にトルクが伝達されないように制御する。

それとは反対に、エンジン回転数Ｎｅが自律回転数Ｎ１以下であることによりステップＳ２で肯定的に判断された場合は、車速Ｖが第１所定車速Ｖ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ４）。このステップＳ４における第１所定車速Ｖ１は、電気的ニュートラルを設定した場合における第１モータ８およびピニオンギヤ２１の回転数が上限回転数に至らないように定められた車速である。

車速Ｖが第１所定車速Ｖ１未満であることによりステップＳ４で否定的に判断された場合は、電気的ニュートラル制御を実行して（ステップＳ５）、このルーチンを一旦終了する。すなわち、第１モータ８および第２モータ４への通電を停止する。

それとは反対に、車速Ｖが第１所定車速Ｖ１以上であることによりステップＳ４で肯定的に判断された場合は、機械的ニュートラル制御を実行する（ステップＳ６）。すなわち、クラッチ機構ＣＬを解放するとともに、第２モータ４への通電を停止する。

一方、ニュートラルで走行している間に車速Ｖが比較的大きく変化すると、再度、シフトレバー１８がドライブポジションに切り替えられる可能性が高くなる。また、ニュートラルで走行したままアクセル操作された場合も、シフトレバー１８がドライブポジションに切り替えられる可能性が高くなる。そのようにドライブポジションに切り替えられた場合には、まず、クラッチ機構ＣＬを構成する一方側の回転部材（例えば、図２における回転部材１０）と他方側の回転部材（例えば、図２における回転部材１１）との回転数の差ΔＮを許容値ΔＮ１以下まで低減させ、その後に、クラッチ機構ＣＬを係合することになるから、加速応答性が低下する可能性がある。

そのため、図１１に示す制御例では、ステップＳ６についで、機械的ニュートラル制御を実行した後に、シフトレバー１８がニュートラルポジションに切り替えられた時点、またはクラッチ機構ＣＬが解放された時点からの車速の変化量（絶対値）｜ΔＶ｜が所定値ΔＶｔｈ以上であるか否かを判断する（ステップＳ７）。このステップＳ７における所定値ΔＶｔｈは、降坂路等を走行して加速した場合に、エンジンブレーキを作用させるためにドライブポジション（Ｄ）や、ブレーキポジション（Ｂ）に切り替える可能性がある車速の変化量などに基づいて定めることができ、ＥＣＵ１７に予め記憶されている。

車速の変化量｜ΔＶ｜が所定値ΔＶｔｈ未満であることによりステップＳ７で否定的に判断された場合は、アクセル操作量θが所定量θ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ８）。このステップＳ８における所定量θ１は、加速走行することを意図してアクセル操作を行ったか否かを判断し得る程度のアクセル操作量に定められている。

車速の変化量｜ΔＶ｜が所定値ΔＶｔｈ未満であり、かつアクセル操作量θが所定量θ１未満であることによりステップＳ７およびステップＳ８で否定的に判断された場合は、そのままこのルーチンを一旦終了する。それとは反対に、車速の変化量｜ΔＶ｜が所定値ΔＶｔｈ以上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や、アクセル操作量θが所定値θ１以上であることによりステップＳ８で肯定的に判断された場合は、クラッチ機構ＣＬを構成する一方側の回転部材１０と他方側の回転部材１１との回転数の差（絶対値）｜ΔＮ｜が所定値ΔＮ２以下であるか否かを判断する（ステップＳ９）。このステップＳ９における所定値ΔＮ２は、クラッチ機構ＣＬを係合するために一方側の回転部材１０と他方側の回転部材１１との回転数の差ΔＮを許容値まで低減させ始めてから、クラッチ機構ＣＬを係合するまでの時間が許容時間以内となるように定められている。したがって、ステップＳ９における所定値ΔＮ２は、上述したクラッチ機構ＣＬを係合可能な各回転部材１０，１１の回転数の差ΔＮ１に必ずしも定める必要はない。

各回転部材１０，１１の回転数の差｜ΔＮ｜が所定値ΔＮ２以下であることによりステップＳ９で肯定的に判断された場合は、シフトレバー１８をドライブポジションに切り替えられたとしても、クラッチ機構ＣＬを係合するまでの時間が許容時間以内とすることができるため、そのままこのルーチンを一旦終了する。それとは反対に、各回転部材１０，１１の回転数の差｜ΔＮ｜が、所定値ΔＮ２よりも大きいことによりステップＳ９で否定的に判断された場合は、シフトポジションをドライブポジションに切り替えられると、クラッチ機構ＣＬを係合するまでの時間が許容時間を超える可能性があるため、各回転部材１０，１１の回転数の差ΔＮを低減させて（ステップＳ１０）、このルーチンを一旦終了する。このステップＳ１０は、第１モータ８の回転数を制御することにより実行可能であり、その目標回転数差は、所定値ΔＮ２よりも低回転数であればよい。このステップＳ１０における制御が、この発明の実施形態における『第１同期制御』に相当する。

図１２は、第１具体例のハイブリッド車両１が、ＥＶ走行している状態でニュートラルが選択され、かつ降坂路を走行していることにより加速した場合におけるクラッチ機構ＣＬの係合の有無、クラッチ機構ＣＬの一方側の回転部材１０と他方側の回転部材１１との回転数の差ΔＮの変化と、第１モータ８の回転数Ｎｇの変化とを示すタイムチャートである。

図１２におけるｔ０時点では、シフトレバー１８によりドライブポジションが選択されていることによりＥＶ走行している。したがって、クラッチ機構ＣＬが係合されており、クラッチ機構ＣＬの一方側の回転部材１０と他方側の回転部材１１とは同一の回転数で回転している。また、第１モータ８は、動力分割機構５の出力要素であるリングギヤ２０とは反対方向に回転している。

ｔ１時点で、シフトレバー１８が操作されることによりニュートラルが選択され、その時点における車速ＶがＥＣＵ１７に一時的に記憶される。また、ｔ１時点での車速Ｖが第１所定車速Ｖ１よりも高車速であることにより、機械的ニュートラルが選択される。したがって、ｔ１時点から一時遅れたｔ２時点でクラッチ機構ＣＬが解放されることにより、機械的ニュートラルが設定され、惰性走行している。なお、その場合に、第１モータ８は、通電することを停止しており、そのため、慣性トルクによってほぼ一定の回転数で回転し続けている。

上述したように図１２に示す例では、降坂路を走行していることにより、車速Ｖが次第に増大しており、ｔ３時点で車速の変化量ΔＶが一時的に所定値ΔＶｔｈ以上となっている。一方、クラッチ機構ＣＬの一方側の回転部材１０と他方側の回転部材１１との回転数の差ΔＮが所定値ΔＮ２以下であるため、図１１におけるステップＳ９で否定的に判断される。つまり、その回転数の差ΔＮを低減させる制御を実行しない。

そして、ｔ４時点で、車速の変化量ΔＶが所定値ΔＶｔｈ以上となるとともに、クラッチ機構ＣＬの一方側の回転部材１０と他方側の回転部材１１との回転数の差ΔＮが所定値ΔＮ２よりも大きくなることにより、図１１におけるステップＳ９で肯定的に判断される。そのため、ｔ４時点からクラッチ機構ＣＬの一方側の回転部材１０と他方側の回転部材１１との回転数の差ΔＮを低減させるように第１モータ８の回転数が変化し始めている。なお、クラッチ機構ＣＬの一方側の回転部材１０と他方側の回転部材１１との回転数の差ΔＮが所定値ΔＮ２以下となってから一時遅れたｔ５時点で第１モータ８の回転数の制御が完了している。

図１３は、第１具体例のハイブリッド車両１が、ＥＶ走行している状態でニュートラルが選択され、かつ低車速で惰性走行している場合におけるクラッチ機構ＣＬの係合の有無、クラッチ機構ＣＬの一方側の回転部材１０と他方側の回転部材１１との回転数の差ΔＮの変化と、第１モータ８の回転数Ｎｇの変化とを示すタイムチャートである。

図１３におけるｔ１０時点では、シフトレバー１８によりドライブポジションが選択されていることによりＥＶ走行している。したがって、クラッチ機構ＣＬが係合されており、クラッチ機構ＣＬの一方側の回転部材１０と他方側の回転部材１１とは同一の回転数で回転している。また、第１モータ８は、動力分割機構５の出力要素であるリングギヤ２０とは反対方向に回転している。

ｔ１１時点で、シフトレバー１８が操作されることによりニュートラルが選択され、その時点における車速ＶがＥＣＵ１７に一時的に記憶される。また、ｔ１１時点における車速Ｖが第１所定車速Ｖ１よりも低車速であることにより、電気的ニュートラルが選択される。したがって、クラッチ機構ＣＬを係合した状態が維持され、その結果、クラッチ機構ＣＬの一方側の回転部材１０と他方側の回転部材１１とは同一の回転数で回転している。なお、ｔ１１時点以降では、走行抵抗などにより減速しており、それに伴って第１モータ８の回転数も低下している。

図１４は、第１具体例のハイブリッド車両１が、ＥＶ走行している状態でニュートラルが選択され、その後にアクセル操作された場合におけるクラッチ機構ＣＬの係合の有無、クラッチ機構ＣＬの一方側の回転部材１０と他方側の回転部材１１との回転数の差ΔＮの変化と、第１モータ８の回転数Ｎｇの変化と、アクセル操作量の変化とを示すタイムチャートである。

図１４におけるｔ２０時点では、シフトレバー１８によりドライブポジションが選択されていることによりＥＶ走行している。したがって、クラッチ機構ＣＬが係合されており、クラッチ機構ＣＬの一方側の回転部材１０と他方側の回転部材１１とは同一の回転数で回転している。また、第１モータ８は、動力分割機構５の出力要素であるリングギヤ２０とは反対方向に回転している。さらに、ｔ２０時点からアクセル操作量θが次第に低下し、ｔ２１時点で、アクセル操作量θが「０」となっている。

ｔ２２時点で、シフトレバー１８が操作されることによりニュートラルが選択され、その時点における車速ＶがＥＣＵ１７に一時的に記憶される。また、ｔ２２時点における車速Ｖが第１所定車速Ｖ１よりも高車速であることにより、機械的ニュートラルが選択される。したがって、ｔ２２時点から一時遅れたｔ２３時点でクラッチ機構ＣＬが解放されることにより、機械的ニュートラルが設定され、惰性走行している。なお、その場合に、第１モータ８は、通電することを停止しており、そのため、慣性トルクによってほぼ一定の回転数が回転し続けている。

図１４に示す例では、降坂路を走行しているなどにより車速Ｖが次第に増大している。そして、ｔ２４時点でアクセル操作され始め、ｔ２５時点でアクセル操作量θが所定量θ１以上となっている。また、ｔ２５時点では、クラッチ機構ＣＬの一方側の回転部材１０と他方側の回転部材１１との回転数の差ΔＮが所定値ΔＮ２よりも大きい。その結果、図１１におけるステップＳ８で肯定的に判断されるとともに、ステップＳ９で否定的に判断されることにより、ｔ２５時点からクラッチ機構ＣＬの一方側の回転部材１０と他方側の回転部材１１との回転数の差ΔＮを低減させるように第１モータ８の回転数が変化し始めている。なお、クラッチ機構ＣＬの一方側の回転部材１０と他方側の回転部材１１との回転数の差ΔＮが所定値ΔＮ２以下となってから一時遅れたｔ２６時点で第１モータ８の回転数の制御が完了している。

上述したようにエンジン２の回転数が所定回転数以下の状態でニュートラルが選択されている場合に、クラッチ機構ＣＬを解放することによりエンジン２と駆動輪３とのトルクの伝達を遮断する機械的ニュートラルを選択するため、第１モータ８やピニオンギヤ２１が過回転することを抑制でき、第１モータ８やピニオンギヤ２１の耐久性が低下することを抑制できる。また、第１モータ８を連れ回すことによる動力損失を低減すること、すなわち、ニュートラル走行時に不必要な制動トルクが発生することを抑制できる。さらに、機械的ニュートラル制御を実行して走行している時に、ニュートラルが選択された時点または機械的ニュートラル制御を実行した時点からの車速の変化量ΔＶが所定値ΔＶｔｈ以上となった場合や、アクセル操作量θが所定量θ１以上となった場合に、クラッチ機構ＣＬを構成する二つの回転部材の回転数の差ΔＮを低減させることにより、シフトレバー１８が操作されてドライブポジションが選択された場合におけるクラッチ機構ＣＬの係合遅れを抑制できる。

また、クラッチ機構ＣＬの係合要求があった後に、クラッチ機構ＣＬを係合可能な許容差まで低減させるために要する変化量を、上述したように二つの回転部材の回転数の差ΔＮを低減させておくことにより低減できるため、上記許容差まで回転数の差ΔＮを低減させる際の変化率を小さくすることができる。その結果、第１モータ８の出力を過度に大きくする必要がないため、第１モータ８から出力される動力に対する第１モータ８に通電される電力であるモータ効率が良好な運転点で第１モータ８を駆動させることができる。さらに、二つの回転部材の回転数の差ΔＮを充分に低減させてからクラッチ機構ＣＬを係合させることができるため、クラッチ機構ＣＬの耐久性が低下することを抑制できる。

なお、上述した制御例は、エンジン回転数Ｎｅが自律回転数Ｎ１以下である場合に、更に、車速Ｖが第１所定車速Ｖ１以上であるか否かに応じて機械的ニュートラルと電気的ニュートラルとのいずれかのニュートラルを選択するかを定めているが、エンジン回転数Ｎｅが自律回転数Ｎ１以下である場合に、一律に機械的ニュートラルを選択するように構成してもよい。

この発明の実施形態におけるハイブリッド車両は、図１に示すように動力分割機構５の回転要素６，７，９と、エンジン２や第１モータ８、あるいは駆動輪３とのトルクの伝達をクラッチ機構ＣＬを解放して遮断する構成に限らず、動力分割機構５となる差動機構の内部でのトルクの伝達を遮断するようにクラッチ機構ＣＬが設けられたハイブリッド車両であってもよい。

図１５は、その構成を説明するための模式図である。なお、図１と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。図１５に示すハイブリッド車両１は、複合遊星歯車機構によって動力分割機構５が構成されている。この動力分割機構５は、エンジン２が連結された第１回転要素６と、第１モータ８が連結された第２回転要素７と、第２モータ４および駆動輪３が連結された第３回転要素９とのうちの二つの回転要素（例えば、第１回転要素６と第２回転要素７）と、上記三つの回転要素以外の第４回転要素３６とを備えた第１差動機構３７と、上記三つの回転要素６，７，９のうちの第１差動機構３７に連結されていない回転要素（例えば、第３回転要素９）と、第４回転要素３６に連結された第５回転要素３８と、更に他の回転要素である第６回転要素３９とを備えた第２差動機構４０と、第１回転要素６、第２回転要素７、第３回転要素９のうちの上記第１差動機構３７に連結された二つの回転要素のいずれか一方（例えば、第１回転要素６）と、第６回転要素３９とを選択的に連結する第１クラッチ機構ＣＬ１と、第２差動機構４０のいずれか二つの回転要素を選択的に連結する第２クラッチ機構ＣＬ２とによって構成されている。なお、上記第４回転要素３６が、この発明の実施形態における『第１連結要素』に相当し、第５回転要素３８が、この発明の実施形態における『第２連結要素』に相当する。

このように構成された動力分割機構５は、第１クラッチ機構ＣＬ１と第２クラッチ機構ＣＬ２とのいずれか一方を係合し、他方を解放するとともに、第１モータ８から反力トルクを出力することにより、エンジントルクを駆動輪３に伝達することができる。言い換えると、第１モータ８への通電を停止することにより、エンジン２と駆動輪３とのトルクの伝達が遮断される。つまり、電気的ニュートラルを設定できる。

また、第１クラッチ機構ＣＬ１と第２クラッチ機構ＣＬ２との双方を係合させることにより、第１モータ８から反力トルクを出力することなく、エンジントルクを駆動輪３に伝達することができる。言い換えると、第１クラッチ機構ＣＬ１と第２クラッチ機構ＣＬ２との双方を解放することにより、エンジン２と駆動輪３とのトルクの伝達が遮断される。つまり、機械的ニュートラルを設定できる。

図１５に示すハイブリッド車両１の具体例を図１６に示してあり、このハイブリッド車両１は、第４具体例におけるキャリア２２，３５同士を連結するクラッチ機構（第２クラッチ機構ＣＬ２）を構成したものである。したがって、図１６には、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

このハイブリッド車両１は、第１クラッチ機構ＣＬ１を係合することにより、第１モータ８の回転数を「０」に制御した場合におけるエンジン２の回転数が、リングギヤ３３の回転数よりも高回転数となるＨＶ−Ｌｏモードが設定され、第２クラッチ機構ＣＬ２を係合することにより、第１モータ８の回転数を「０」に制御した場合におけるエンジン２の回転数が、リングギヤ３３の回転数よりも低回転数となるＨＶ−Ｈｉモードが設定される。すなわち、第１クラッチ機構ＣＬ１を係合することにより第１モータ８の回転を停止させた状態での駆動輪３の回転数Ｎｏに対するエンジン２の回転数Ｎｅの比である減速比（ＮＥ／Ｎｏ）が大きくなり、第２クラッチ機構ＣＬ２を係合することにより、その減速比が小さくなる。なお、上記のＨＶ−Ｌｏモードが、この発明の実施形態における『他方の走行モード』に相当し、ＨＶ−Ｈｉモードが、この発明の実施形態における『一方の走行モード』に相当する。また、第１クラッチ機構ＣＬ１と第２クラッチ機構ＣＬ２とを係合することにより、動力分割機構５のギヤ比が「１」となる固定段モードが設定される。

上記の各モードは、図１７に示すマップに基づいて設定するように構成されている。具体的には、第２所定車速Ｖ２よりも高車速でありかつ比較的小さな駆動力が要求されている場合に、ＨＶ−Ｈｉモードが設定される。また、第３所定車速Ｖ３よりも低車速の場合や、第３所定車速Ｖ３よりも高車速でありかつ比較的大きな駆動力が要求されている場合に、ＨＶ−Ｌｏモードが設定される。そして、車速と要求駆動力とで定まる運転点が、ＨＶ−Ｌｏモードが設定される領域とＨＶ−Ｈｉモードが設定される領域との間の領域の場合に、固定段モードが設定される。

図１８は、第１クラッチ機構ＣＬ１を係合した状態で電気的ニュートラル制御を実行した場合における動力分割機構５の各回転要素１９，２０，２２，３２，３５，３３およびピニオンギヤ２１，３４の回転数を示しており、図１９は、第２クラッチ機構ＣＬ２を係合した状態での電気的ニュートラル制御を実行した場合における動力分割機構５の各回転要素１９，２０，２２，３２，３５，３３およびピニオンギヤ２１，３４の回転数を示している。なお、第１クラッチ機構ＣＬ１および第２クラッチ機構ＣＬ２を解放した機械的ニュートラル制御を実行した場合における各回転要素１９，２０，２２，３２，３５，３３およびピニオンギヤ２１，３４の回転数を、図１８および図１９に破線で示してある。

図１８および図１９に示すように電気的ニュートラル制御を実行した場合には、サンギヤ１９（または第１モータ８）およびピニオンギヤ２１の回転数が高回転数になる。これらの回転数は、高車速ほど高回転数になる。

一方、機械的ニュートラル制御を実行した場合には、サンギヤ１９（または第１モータ８）およびピニオンギヤ２１を停止させた状態を維持することができる。したがって、機械的ニュートラル制御を実行することにより、第１モータ８やピニオンギヤ２１が過回転することによる耐久性の低下を抑制でき、また第１モータ８を連れ回すことによる動力損失が増大することを抑制できる。

そのため、図１６に示すように構成されたハイブリッド車両１を対象とした制御例も、図１１の制御と同様に、車速Ｖが所定車速Ｖ１以上の場合に、機械的ニュートラル制御を実行するように構成されている。一方、図１６に示すハイブリッド車両１は、二つのクラッチ機構ＣＬ１，ＣＬ２を備えているため、シフトレバー１８がドライブポジションに切り替えらた場合に係合されるクラッチ機構は、車速に応じて異なる。したがって、図１６に示すハイブリッド車両１を対象とした制御例は、機械的ニュートラル制御を実行した後の車速に応じて回転数の差を低減させるクラッチ機構を選択するように構成されている。

その制御例を説明するためのフローチャートを図２０に示してある。なお、図１１と同様のステップには同一のステップ番号を付してその説明を省略する。図２０に示す制御例は、機械的ニュートラル制御が実行された後に、車速Ｖが第２所定車速Ｖ２以上であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。このステップＳ１１における第２所定車速Ｖ２は、図１７に示すマップの第２所定車速Ｖ２と同一であり、エンジントルクを駆動輪３に伝達するＨＶ走行モードを設定するとすれば、ＨＶ−Ｈｉモードを選択する領域となる車速に定められている。

したがって、車速Ｖが第２所定車速Ｖ２以上であることによりステップＳ１１で肯定的に判断された場合は、ＨＶ−Ｈｉモードを設定するための第１クラッチ機構ＣＬ１の一方側の回転部材（すなわちキャリヤ３５）と他方側の回転部材（すなわちリングギヤ３３）との回転数の差を低減させるように構成されている。具体的には、まず、キャリヤ３５とリングギヤ３３との回転数の差（絶対値）｜ΔＮ_ＣＬ１｜が所定値ΔＮ３以下であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２における所定値ΔＮ３は、第１クラッチ機構ＣＬ１の構成によって定まるものであるから、上述した所定値ΔＮ２と同一の値であってもよく、異なっていてもよい。

そして、キャリヤ３５とリングギヤ３３との回転数の差｜ΔＮ_ＣＬ１｜が所定値ΔＮ３以下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は、そのままこのルーチンを一旦終了する。それとは反対に、キャリヤ３５とリングギヤ３３との回転数の差｜ΔＮ_ＣＬ１｜が所定値ΔＮ３よりも大きいことによりステップＳ１２で否定的に判断された場合は、キャリヤ３５とリングギヤ３３との回転数の差ΔＮ_ＣＬ１を低減させて（ステップＳ１３）、このルーチンを一旦終了する。このステップＳ１３は、第１モータ８の回転数を制御することにより実行可能である。このステップＳ１３が、この発明の実施形態における『第２同期制御』に相当する。

一方、車速Ｖが第２所定車速Ｖ２よりも低速であることによりステップＳ１１で否定的に判断された場合は、車速Ｖが第３所定車速Ｖ３以上であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。このステップＳ１４における第３所定車速Ｖ３は、図１７に示すマップの第３所定車速Ｖ３と同一であり、エンジントルクを駆動輪３に伝達するＨＶ走行モードを設定するとすれば、固定段モードを選択する領域となる車速に定められている。言い換えると、車速Ｖが第３所定車速Ｖ３未満であれば、ＨＶ−Ｌｏモードが選択される領域となる車速に定められている。なお、ステップＳ１１における第２所定車速Ｖ２よりも第３所定車速Ｖ３は低速である。

したがって、車速Ｖが第３所定車速Ｖ３未満であることによりステップＳ１４で否定的に判断された場合は、ＨＶ−Ｌｏモードを設定するための第１クラッチ機構ＣＬ１の一方側の回転部材（すなわちキャリヤ３５）と他方側の回転部材（すなわちキャリヤ２２）との回転数の差を低減させるように構成されている。具体的には、まず、キャリヤ３５とキャリヤ２２との回転数の差（絶対値）｜ΔＮ_ＣＬ２｜が所定値ΔＮ４以下であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。このステップＳ１５における所定値ΔＮ４も、ステップＳ１２における所定値ΔＮ３と同様に、第２クラッチ機構ＣＬ２の構成によって定まるものであるから、上述した所定値ΔＮ２やΔＮ３と同一の値であってもよく、異なっていてもよい。

そして、キャリヤ３５とキャリヤ２２との回転数の差｜ΔＮ_ＣＬ２｜が所定値ΔＮ４以下であることによりステップＳ１５で肯定的に判断された場合は、そのままこのルーチンを一旦終了する。それとは反対に、キャリヤ３５とキャリヤ２２との回転数の差｜ΔＮ_ＣＬ２｜が所定値ΔＮ４よりも大きいことによりステップＳ１５で否定的に判断された場合は、キャリヤ３５とキャリヤ２２との回転数の差ΔＮ_ＣＬ２を低減させて（ステップＳ１６）、このルーチンを一旦終了する。このステップＳ１６は、第１モータ８の回転数を制御することにより実行可能である。このステップＳ１６が、この発明の実施形態における『第３同期制御』に相当する。

また、車速Ｖが第３所定車速Ｖ３以上であることによりステップＳ１４で肯定的に判断された場合は、エンジントルクを駆動輪３に伝達するＨＶ走行モードを設定するとすれば、固定段モードを選択することになるものの、キャリヤ３５とキャリヤ２２の回転数の差｜ΔＮ_ＣＬ２｜を低下させるとすれば、キャリヤ３５とリングギヤ３３との回転数の差｜ΔＮ_ＣＬ１｜が大きくなり、それとは反対にキャリヤ３５とリングギヤ３３との回転数の差｜ΔＮ_ＣＬ１｜を低下させるとすれば、キャリヤ３５とキャリヤ２２の回転数の差｜ΔＮ_ＣＬ２｜が大きくなる。そのため、図２０に示す例では、車速Ｖが第３所定車速Ｖ３以上であることによりステップＳ１４で肯定的に判断された場合は、そのままこのルーチンを一旦終了する。

図２１は、図２０に示す制御例を実行した場合における各クラッチ機構ＣＬ１，ＣＬ２の係合の有無、各クラッチ機構ＣＬ１，ＣＬ２を構成する回転部材の回転数の差ΔＮ_ＣＬ１，ΔＮ_ＣＬ２の変化、第１モータ８の回転数Ｎｇの変化を示すタイムチャートである。

図２１におけるｔ３０時点では、ドライブポジションが選択されている状態で、第２クラッチ機構ＣＬ２が係合し、第１クラッチ機構ＣＬ１が解放している。したがって、キャリヤ２２とキャリヤ３５とは同一の回転数で回転し、キャリヤ３５とリングギヤ３３との回転数の差ΔＮ_ＣＬ１が車速に応じた大きさとなっており、また、第１モータ８がリングギヤ３３と同一方向に回転している。

ｔ３１時点で、シフトレバー１８が操作されることによりニュートラルが選択され、その時点における車速ＶがＥＣＵ１７に一時的に記憶される。また、ｔ３１時点での車速Ｖが第１所定車速Ｖ１よりも高車速であることにより、機械的ニュートラルが選択される。したがって、ｔ３１時点から一時遅れたｔ３２時点で第２クラッチ機構ＣＬ２が解放されることにより、機械的ニュートラルが設定され、惰性走行している。

さらに、ｔ３１時点での車速Ｖは、第２車速Ｖ２未満であるとともに、第３車速Ｖ３以上であることにより、図２０におけるステップＳ１１で否定的に判断されるとともに、ステップＳ１４で肯定的に判断される。そのため、第１モータ８は、通電することを停止しており、そのため、慣性トルクによってほぼ一定の回転数で回転し続けている。

ｔ３３時点で車速Ｖが第２車速Ｖ２以上となり、ｔ３３時点から一時遅れたｔ３４時点でキャリヤ３５とリングギヤ３３との回転数の差ΔＮ_ＣＬ１が所定値ΔＮ３よりも大きくなっている。そのため、ｔ３４時点で図２０におけるステップＳ１２で否定的に判断されることにより、その回転数の差ΔＮ_ＣＬ１を低減させるように第１モータ８の回転数が変化している。そして、その回転数の差ΔＮ_ＣＬ１が低減したｔ３５時点で第１モータ８への通電が停止されている。

さらに、図２１に示す例では、ｔ３５時点から車速Ｖが次第に低下しており、その結果、ｔ３６時点で車速Ｖが第３所定車速Ｖ３未満となり、ｔ３６時点から一時遅れたｔ３７時点でキャリヤ３５とキャリヤ２２との回転数の差ΔＮ_ＣＬ２が所定値ΔＮ４よりも大きくなっている。そのため、ｔ３７時点で図２０におけるステップＳ１５で否定的に判断されることにより、その回転数の差ΔＮ_ＣＬ２を低減させるように第１モータ８の回転数が変化している。そして、その回転数の差ΔＮ_ＣＬ２が低減したｔ３８時点で第１モータ８への通電が停止されている。

上述したように図２０に示す制御例を実行することにより、図１１に示す制御例を実行した場合と同様の効果を奏することができる。また、複数のクラッチ機構ＣＬ１，ＣＬ２を解放して機械的ニュートラルを設定する構成では、図２０に示すように車速に応じて回転数の差を低減させるクラッチ機構を選択することにより、第１モータ８を過度に駆動することなく、またシフトレバー１８をドライブポジションに切り替えられたことによるクラッチ機構の係合遅れを抑制することができる。

１…ハイブリッド車両、 ２…エンジン、 ３…駆動輪、 ４，８…モータ、 ５…動力分割機構、 ６，７，９，１５，１６，３６，３８，３９…回転要素、 １０，１１…回転部材、 １４…遊星歯車機構、 １７…電子制御装置（ＥＣＵ）、 １８…シフトレバー、 １９，３２…サンギヤ、 ２０，２８，３３…リングギヤ、 ２１，３４…ピニオンギヤ、 ２２，３５…キャリヤ、 ３７，４０…差動機構、 ＣＬ，ＣＬ１，ＣＬ２…クラッチ機構。

Claims (8)

1. 第１回転要素ならびに第２回転要素および第３回転要素の少なくとも三つの回転要素を有しかつ前記三つの回転要素が差動回転可能に構成された差動機構と、前記第１回転要素にトルク伝達可能に連結されたエンジンと、前記第２回転要素にトルク伝達可能に連結された第１モータと、前記第３回転要素にトルク伝達可能に連結された駆動輪と、前記駆動輪または前記駆動輪とは異なる他の駆動輪にトルク伝達可能に連結された第２モータと、前記エンジンから前記駆動輪への前記差動機構を介したトルクの伝達を選択的に遮断可能な係合機構と、前記エンジンから前記駆動輪への前記差動機構を介したトルクの伝達を遮断したニュートラルを選択する選択器とを備え、前記ニュートラルが選択された場合に、前記係合機構を解放した機械的ニュートラルと前記係合機構を係合した状態で前記第１モータへの通電を停止させる電気的ニュートラルとを設定することができるハイブリッド車両の制御装置において、
   前記第１モータならびに前記第２モータおよび前記係合機構を制御するコントローラを備え、
   前記コントローラは、
   前記エンジンの回転数が所定の回転数以下の時に前記ニュートラルが選択されている場合には、前記機械的ニュートラルを設定する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
   
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記所定回転数は、零回転数を含む
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
   
3. 請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記ニュートラルが選択されている場合における車速を検出し、
   前記検出された車速が第１所定車速以上の場合には、前記機械的ニュートラルを設定し、
   前記検出された車速が前記第１所定車速未満の場合には、前記電気的ニュートラルを設定する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
   
4. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記係合機構は、第１回転部材と、前記第１回転部材と相対回転可能な第２回転部材とを係合することにより、前記エンジンから前記駆動輪への前記差動機構を介したトルクの伝達が可能な係合状態とするように構成され、
   前記コントローラは、
   前記機械的ニュートラルを設定している間における前記第１回転部材と前記第２回転部材との回転数の差が、所定差以上であることを検出し、
   前記第１回転部材と前記第２回転部材との回転数の差が所定差以上の場合に、前記第１モータの回転数を制御することにより、前記第１回転部材と前記第２回転部材との回転数の差を所定差未満にする第１同期制御を実行する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
   
5. 請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記コントローラは、
   運転者によるアクセル操作が行われた場合に、前記第１同期制御を実行する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
   
6. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記差動機構は、
   前記第１回転要素と、前記第２回転要素と、前記第３回転要素とのうちの二つの回転要素および他の第１連結要素を備えた第１差動機構と、
   前記第１回転要素と、前記第２回転要素と、前記第３回転要素とのうちの前記二つの回転要素以外の回転要素と、前記第１連結要素に連結された第２連結要素と、更に他の回転要素とを備えた第２差動機構と、
   前記二つの回転要素のうちのいずれか一方の回転要素と前記他の回転要素とを選択的に連結する第１係合機構と、
   前記第２差動機構のうちのいずれか二つの回転要素を選択的に連結する第２係合機構とを備え、
   前記係合機構は、前記第１係合機構と前記第２係合機構とを含み、
   前記機械的ニュートラルは、前記第１係合機構と前記第２係合機構とを解放することにより設定されることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
   
7. 請求項６に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記ハイブリッド車両は、前記第１係合機構を連結しかつ前記第２係合機構を解放した第１ＨＶ走行モードと、前記第１係合機構を解放しかつ前記第２係合機構を係合した第２ＨＶ走行モードとを設定可能に構成され、
   前記第１モータの回転を停止させた状態での前記駆動輪の回転数に対する前記エンジンの回転数の比である減速比が、前記第１ＨＶ走行モードと前記第２ＨＶ走行モードとで異なるように構成され、
   前記コントローラは、
   前記機械的ニュートラルを設定している間における車速が第２所定車速以上であることを検出し、
   前記車速が前記第２所定車速以上である場合に、前記第１モータの回転数を制御することにより、前記第１ＨＶ走行モードと前記第２ＨＶ走行モードとのうちの減速比が小さい一方の走行モードを設定するために係合させられる前記第１係合機構と前記第２係合機構とのうちの一方の係合機構により係合される二つの回転要素の回転数の差を、第２所定回転数未満にする第２同期制御を実行し、
   前記機械的ニュートラルを設定している間における車速が前記第２所定車速よりも低車速である第３所定車速未満であることを検出し、
   前記車速が前記第３所定車速未満である場合に、前記第１モータの回転数を制御することにより、前記第１ＨＶ走行モードと前記第２ＨＶ走行モードとのうちの他方の走行モードを設定するために係合させられる前記第１係合機構と前記第２係合機構とのうちの他方の係合機構により係合される二つの回転要素の回転数の差を、第３所定回転数以下にする第３同期制御を実行する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
   
8. 請求項７に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記コントローラは、
   運転者によるアクセル操作が行われた場合に、前記第２同期制御と前記第３同期制御とのいずれか一方を実行する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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