JP2020104671A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】噛み合い式の係合機構の係合を確実に実行しつつ、係合機構ならびに動力伝達経路における衝突音の発生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。【解決手段】係合動作の過渡期に係合機構におけるドグ歯同士が接触して係合動作が停止したと判断された場合に（ステップＳ１）、係合を完了させるための係合トルクを係合機構に伝達し、前記係合が完了したと判断した場合に（ステップＳ３，４）、前記係合機構におけるクリアランスを詰めるためのガタ詰めトルクを前記係合トルクと同方向に更に伝達するように構成されている（ステップＳ６，７）。【選択図】図１０

Description

この発明は、エンジンとモータとを駆動力源として備えたハイブリッド車両の制御装置に関し、特に噛み合い式の係合機構を備えた制御装置に関するものである。

特許文献１には、エンジンおよび第１モータならびに第２モータを駆動力源とするハイブリッド車両の制御装置が記載されている。この特許文献１に記載されたハイブリッド車両の制御装置は、エンジンの出力トルクを第１モータと出力軸とに伝達する動力分割機構（差動機構）を備えている。具体的には二つの差動機構を備え、互いに差動作用を生じる４つの回転要素のうち、第１の回転要素にエンジンが連結され、第２の回転要素に第１モータが連結され、第３の回転要素に出力軸が連結され、第４の回転要素にドグクラッチが連結されている。そして、この特許文献１に記載されたハイブリッド車両では、ドグクラッチを解放した状態で、第１モータの回転数を連続的に変化させることによりエンジン回転数を連続的に変化させることが可能な無段変速モードを構成し、一方、ドグクラッチを係合して第４の回転要素を固定することにより、動力分割機構により決定される変速比がオーバードライブ状態に固定される固定変速比モードを構成する。

また、この特許文献１に記載された制御装置では、前記ドグクラッチを係合する際に、ドグクラッチのドグ歯の先端部分が接触したまま係合が停滞する頂面停止の状態となることを抑制するように構成されている。具体的には、ドグ歯同士を係合させる方向にアクチュエータを作動させた後に第１モータのトルクを正方向および負方向（逆転方向）に交互に印加している。すなわち、一方のドグ歯を他方のドグ歯に対して揺さぶるようにトルクを印加することでドグ歯の位相をずらしている。

特開２００９−２２２１０２号公報

特許文献１に記載された制御装置では、上述したように一方のドグ歯を他方のドグ歯に対して揺さぶるようにトルクを印加することで頂面停止を解消するように構成されている。一方、ドグクラッチのドグ歯間には不可避的なガタが存在し、またハイブリッド車両の動力伝達経路における各ギヤにおいても不可避的なガタ（バックラッシュ）が存在する。そのため、上述したように正方向および負方向に（すなわち揺さぶるように）トルクを印加した場合には、そのガタの間でガタの詰まりと解放とが交互に生じ、ひいては衝突音やショックが過大となるおそれがある。したがって、このような噛み合い式の係合機構を制御するには未だ改善の余地があった。

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って、噛み合い式の係合機構の係合を確実に実行しつつ、係合機構ならびに動力伝達経路における衝突音の発生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、エンジンと、発電機能を有するモータと、前記エンジンが連結された入力要素と、前記モータが連結された反力要素と、駆動輪にトルクを伝達可能に連結された出力要素とを有する差動機構と、ドグ歯を有するとともに前記ドグ歯同士の噛み合いによって前記エンジンの出力軸を選択的に固定することが可能な噛み合い式の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、前記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、前記係合機構の係合要求があった場合に前記係合機構の係合動作を開始し、前記係合動作の過渡期に前記ドグ歯同士が接触して前記係合動作が停止したか否かを判断し、前記ドグ歯同士が接触して前記係合動作が停止したと判断された場合に、前記ドグ歯同士の接触を解消させるための係合トルクを前記係合機構に伝達し、かつ前記係合機構の係合が完了したか否かを判断し、前記係合が完了したと判断した場合に、前記係合機構におけるクリアランスを詰めるためのガタ詰めトルクを前記係合トルクに対して同じ方向に更に伝達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、この発明では、前記コントローラは、前記ガタ詰めトルクを予め定められた所定時間出力するように構成されてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記係合トルクおよび前記ガタ詰めトルクを前記モータの出力トルクを変更することにより発生させ、前記ガタ詰めトルクは、予め定められた許容トルク以下となるように構成されてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記係合トルクおよび前記ガタ詰めトルクを漸次的に制御するように構成してよい。

また、この発明では、前記モータは第１モータであって、前記駆動輪にトルクを伝達可能に連結された第２モータを更に備え、前記差動機構は、第１入力要素、第１反力要素、および、第１出力要素の３つの回転要素によって差動作用を行う第１遊星歯車機構と、第２入力要素、第２反力要素、および、第２出力要素の３つの回転要素によって差動作用を行う第２遊星歯車機構とから構成されており、前記第１入力要素は、前記エンジンに連結され、前記第１反力要素は、前記第１モータに連結され、前記第１出力要素は、前記第２入力要素に連結され、前記第２出力要素は、前記駆動輪側の部材に連結されてよい。

また、この発明では、前記モータは、第１モータおよび第２モータを含み、前記差動機構は、第１入力要素、第１反力要素、第１出力要素、および、第２反力要素の４つの回転要素によって差動作用を行う遊星歯車機構から構成されており、前記第１入力要素は、前記エンジンに連結され、前記第１反力要素は、前記第１モータに連結され、前記第２反力要素は、前記第２モータに連結され、前記第１出力要素は、前記駆動輪側の部材に連結されて構成されてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記係合トルクを前記第１モータと第２モータとの少なくとも一方のモータによって出力するように構成してよい。

また、この発明は、前記コントローラは、前記ガタ詰めトルクを前記第１モータと第２モータとの少なくとも一方のモータによって出力するように構成してよい。

そして、この発明では、前記コントローラは、前記係合機構を前記第１モータおよび前記第２モータがいずれも前記車両を前進方向に駆動するトルクを出力する場合に係合するように構成してよい。

この発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、噛み合い式の係合機構を係合する際に、ドグ歯同士が接触（すなわち頂面停止）して係合動作が停止した場合には、その頂面停止を解消すべく係合機構に伝達するトルクを変更するように構成されている。具体的には、頂面停止が解消し、係合が完了する程度のトルクを作用させるように構成されている。そのため、前記頂面停止が生じた場合であっても、確実に係合機構を係合させることができる。また、この発明によれば、前記頂面停止が解消され、すなわち係合完了後にドグ歯のクリアランス（ガタ）を詰めるためのガタ詰めトルクを前記頂面停止を解消するためのトルクと同方向のトルクとして更に係合機構に作用させるように構成されている。また、そのトルクは、ガタ詰めした際の衝突音の発生を抑制可能な予め定められた許容トルク以下とされている。そのため、ガタを可及的に詰め、かつ上述した衝突音やショック（あるいはＮＶ）の発生を抑制できる。

また、そのように衝突音の発生を抑制しつつガタを詰めるから、例えば運転者の要求する駆動力を出力すべくトルクを増大させた場合に、急にガタが詰まることがないのでそれを要因とする衝突音やショックの発生を抑制できる。

駆動装置の一例を説明するためのスケルトン図である。 電子制御装置（ECU）の構成を説明するためのブロック図である。 各走行モードでのクラッチ機構、ブレーキ機構の係合および解放の状態、モータの運転状態、エンジンの駆動の有無をまとめて示す図表である。 HV-Hiモードでの動作状態を説明するための共線図である。 HV-Loモードでの動作状態を説明するための共線図である。 直結モードでの動作状態を説明するための共線図である。 EV-Loモードでの動作状態を説明するための共線図である。 EV-Hiモードでの動作状態を説明するための共線図である。 シングルモードでの動作状態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例を説明するためのフローチャートである。 図１０に示す制御例を実行した場合における各パラメータの変化を説明するためのタイムチャートである。 駆動装置の他の例を説明するためのスケルトン図である。 図１２の駆動装置において、EV走行モードでの動作状態を説明するための共線図である。 図１２の駆動装置において、両駆動モードでの動作状態を説明するための共線図である。 図１２の駆動装置において、エンジン始動での動作状態を説明するための共線図である。 図１２の駆動装置において、HV走行モードでの動作状態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他の制御例を説明するためのフローチャートである。 図１７に示す制御例を実行した場合における各パラメータの変化を説明するためのタイムチャートである。

この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。

先ず、この発明の実施形態におけるハイブリッド車両（以下、車両と記す）Ｖｅの一例を図１を参照して説明する。図１は、前輪１Ｒ，１Ｌを駆動するための駆動装置２を示し、駆動装置２は、エンジン（ＥＮＧ）３と二つのモータ４，５とを駆動力源として備えたいわゆる２モータタイプの駆動装置であって、第１モータ４は発電機能のあるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ：ＭＧ１）によって構成され、エンジン３の回転数を第１モータ４によって制御するとともに、第１モータ４で発電された電力により第２モータ５を駆動し、その第２モータ５が出力する駆動力を走行のための駆動力に加えるように構成されている。なお、第２モータ５は発電機能のあるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ：ＭＧ２）によって構成することができる。

エンジン３には、この発明の実施形態における差動機構に相当する動力分割機構６が連結されている。この動力分割機構６は、エンジン３から出力されたトルクを第１モータ４側と出力側とに分割する機能を主とする分割部７と、そのトルクの分割率を変更する機能を主とする変速部８とにより構成されている。

分割部７は、三つの回転要素によって差動作用を行う構成であればよく、遊星歯車機構を採用することができる。図１に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構（第１遊星歯車機構）によって構成されている。図１に示す分割部７は、サンギヤ９と、サンギヤ９に対して同心円上に配置された、内歯歯車であるリングギヤ１０と、これらサンギヤ９とリングギヤ１０との間に配置されてサンギヤ９とリングギヤ１０とに噛み合っているピニオンギヤ１１と、ピニオンギヤ１１を自転および公転可能に保持するキャリヤ１２とにより構成されている。そのサンギヤ９が主に反力要素（第１反力要素）として機能し、リングギヤ１０が主に出力要素（第１出力要素）として機能し、キャリヤ１２が主に入力要素（第１入力要素）として機能する。

エンジン３が出力した動力が前記キャリヤ１２に入力されるように構成されている。具体的には、エンジン３の出力軸１３に、動力分割機構６の入力軸１４が連結され、その入力軸１４がキャリヤ１２に連結されている。なお、キャリヤ１２と入力軸１４とを直接連結する構成に替えて、歯車機構などの伝動機構を介してキャリヤ１２と入力軸１４とを連結してもよい。また、その出力軸１３と入力軸１４との間にダンパ機構やトルクコンバータなどの機構を配置してもよい。

サンギヤ９に第１モータ４が連結されている。図１に示す例では、分割部７および第１モータ４は、エンジン３の回転中心軸線と同一の軸線上に配置され、第１モータ４は分割部７を挟んでエンジン３とは反対側に配置されている。この分割部７とエンジン３との間で、これら分割部７およびエンジン３と同一の軸線上に、その軸線の方向に並んで変速部８が配置されている。

変速部８は、シングルピニオン型の遊星歯車機構（第２遊星歯車機構）によって構成されており、サンギヤ１５と、サンギヤ１５に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ１６と、これらサンギヤ１５とリングギヤ１６との間に配置されてこれらサンギヤ１５およびリングギヤ１６に噛み合っているピニオンギヤ１７と、ピニオンギヤ１７を自転および公転可能に保持しているキャリヤ１８とを有し、サンギヤ１５、リングギヤ１６、およびキャリヤ１８の三つの回転要素によって差動作用を行う差動機構である。この変速部８におけるサンギヤ１５に分割部７におけるリングギヤ１０が連結されている。また、変速部８におけるリングギヤ１６に、出力ギヤ１９が連結されている。なお、上記のサンギヤ１５がこの発明の実施形態における「第２反力要素」に相当し、キャリヤ１８がこの発明の実施形態における「第２入力要素」に相当し、リングギヤ１６がこの発明の実施形態における「第２出力要素」に相当する。

上記の分割部７と変速部８とが複合遊星歯車機構を構成するように第１クラッチ機構CL1が設けられている。第１クラッチ機構CL1は、変速部８におけるキャリヤ１８を、分割部７におけるキャリヤ１２に選択的に連結するように構成されている。具体的には、入力軸１４に回転盤１２ａが設けられ、その回転盤１２ａと変速部８におけるキャリヤ１８とを係合するように第１クラッチ機構CL1が設けられている。この第１クラッチ機構CL1は、湿式多板クラッチなどの摩擦式のクラッチ機構であってもよく、あるいはドグクラッチなどの噛み合い式のクラッチ機構であってもよい。または、制御信号が入力されることにより連結状態と解放状態とを切り替え、かつ制御信号が入力されていない場合に、制御信号が入力されなくなる直前の状態（連結状態または解放状態）を維持するように構成されたいわゆるノーマルステイ型のクラッチ機構であってもよい。この第１クラッチ機構CL1を係合させることにより分割部７におけるキャリヤ１２と変速部８におけるキャリヤ１８とが連結されてこれらが入力要素となり、また分割部７におけるサンギヤ９が反力要素となり、さらに変速部８におけるリングギヤ１６が出力要素となった複合遊星歯車機構が形成される。すなわち、入力軸１４と第１モータ４の出力軸４ａと、後述するドリブンギヤ２１とが差動回転できるように複合遊星歯車機構が構成されている。

さらに、変速部８の全体を一体化させるための第２クラッチ機構CL2が設けられている。この第２クラッチ機構CL2は、変速部８におけるキャリヤ１８とリングギヤ１６もしくはサンギヤ１５、あるいはサンギヤ１５とリングギヤ１６とを連結するなどの少なくともいずれか二つの回転要素を連結するためのものであって、摩擦式、噛み合い式、あるいは、ノーマルステイ型のクラッチ機構によって構成することができる。図１に示す例では、第２クラッチ機構CL2は、変速部８におけるキャリヤ１８とリングギヤ１６とを連結するように構成されている。具体的には、キャリヤ１８と一体に回転する回転盤１８ａが設けられ、その回転盤１８ａと変速部８におけるリングギヤ１６とを係合するように第２クラッチ機構CL2が設けられている。

そして、第１クラッチ機構CL1および第２クラッチ機構CL2は、エンジン３および分割部７ならびに変速部８と同一の軸線上に配置され、かつ変速部８を挟んで分割部７とは反対側に配置されている。なお、各クラッチ機構CL1，CL2同士は、図１に示すように、半径方向で内周側と外周側とに並んだ状態に配置されていてもよく、あるいは軸線方向に並んで配置されていてもよい。図１に示すように半径方向に並べて配置した場合には、駆動装置２の全体としての軸長を短くすることができる。また、軸線方向に並べて配置した場合には、各クラッチ機構CL1，CL2の外径の制約が少なくなるので、摩擦式のクラッチ機構を採用した場合には、摩擦板の枚数を少なくすることができる。

上記のエンジン３や分割部７あるいは変速部８の回転中心軸線と平行にカウンタシャフト２０が配置されている。前記出力ギヤ１９に噛み合っているドリブンギヤ２１がこのカウンタシャフト２０に取り付けられている。また、カウンタシャフト２０にはドライブギヤ２２が取り付けられており、このドライブギヤ２２が終減速機であるデファレンシャルギヤユニット２３におけるリングギヤ２４に噛み合っている。さらに、前記ドリブンギヤ２１には、第２モータ５におけるロータシャフト２５に取り付けられたドライブギヤ２６が噛み合っている。したがって、前記出力ギヤ１９から出力された動力もしくはトルクに、第２モータ５が出力した動力もしくはトルクを、上記のドリブンギヤ２１の部分で加えるように構成されている。このようにして合成された動力もしくはトルクをデファレンシャルギヤユニット２３から左右のドライブシャフト２７に出力し、その動力やトルクが前輪１Ｒ，１Ｌに伝達されるように構成されている。

さらに、駆動装置２は、第１モータ４から出力された駆動トルクを、前輪１Ｒ，１Ｌに伝達することができるように、出力軸１３または入力軸１４を選択的に固定可能に構成された、噛み合い式のブレーキ機構B1が設けられている。すなわち、ブレーキ機構B1を係合して出力軸１３または入力軸１４を固定することにより、分割部７におけるキャリヤ１２や、変速部８におけるキャリヤ１８を反力要素として機能させ、分割部７におけるサンギヤ９を入力要素として機能させることができるように構成されている。なお、ブレーキ機構B1は、第１モータ４が駆動トルクを出力した場合に、反力トルクを発生させることができればよく、出力軸１３または入力軸１４を完全に固定する構成に限らず、要求される反力トルクを出力軸１３または入力軸１４に作用させることができればよい。また、ブレーキ機構B1は、従来一般的に知られているドグブレーキであってよく、すなわち矩形歯、台形歯などの噛合歯（ドグ歯）を有し、アクチュエータにより一方のドグ歯を他方のドグ歯に向けてストロークさせることで互いのドグ歯を係合させる。

第１モータ４にインバータやコンバータなどを備えた第１電力制御装置２８が連結され、第２モータ５にインバータやコンバータなどを備えた第２電力制御装置２９が連結され、それらの各電力制御装置２８，２９が、リチウムイオン電池、キャパシタ、全固体電池などから構成された蓄電装置３０に電気的に連結されている。また、上記第１電力制御装置２８と第２電力制御装置２９とが相互に電力を供給できるように構成されている。具体的には、第１モータ４が反力トルクを出力することに伴って発電機として機能する場合には、第１モータ４で発電された電力を蓄電装置３０を介することなく、第２モータ５に電力を供給することができるように構成されている。

なお、上記の蓄電装置３０は、上述したようにリチウムイオン電池、キャパシタ、全固体電池などによって構成されるものの、それら蓄電デバイスは、それぞれ特性が異なる。そのため、車両Ｖｅは、蓄電装置３０を単一の蓄電デバイスから構成するに限られず、上記の各蓄電デバイスの特性を考慮して複数の蓄電デバイスから構成してもよい。

上記の各電力制御装置２８，２９におけるインバータやコンバータ、エンジン３、各クラッチ機構CL1，CL2およびブレーキ機構B1を制御するための電子制御装置（ECU）３１が設けられている。このECU３１は、この発明の実施形態における「コントローラ」に相当するものであり、マイクロコンピュータを主体にして構成されている。図２は、ECU３１の構成の一例を説明するためのブロック図である。図２に示す例では、統合ECU３２、MG-ECU３３、エンジンECU３４、および、クラッチECU３５によりECU３１が構成されている。

統合ECU３２は、車両Ｖｅに搭載された種々のセンサからデータが入力され、その入力されたデータと、予め記憶されているマップや演算式などとに基づいて、MG-ECU３３、エンジンECU３４、およびクラッチECU３５に指令信号を出力するように構成されている。統合ECU３２に入力されるデータの一例を図２に示してあり、車速、アクセル開度、第１モータ(MG1)４の回転数、第２モータ(MG2)５の回転数、エンジン３の出力軸１３の回転数（エンジン回転数）、変速部８におけるカウンタシャフト２０の回転数である出力回転数、各クラッチ機構CL1，CL2やブレーキ機構B1に設けられたピストンのストローク量、蓄電装置３０の温度、各電力制御装置２８，２９の温度、第１モータ４の温度、第２モータ５の温度、分割部７や変速部８などを潤滑するオイル（ＡＴＦ）の温度、蓄電装置３０の充電残量（SOC）などのデータが、統合ECU３２に入力される。

そして、統合ECU３２に入力されたデータなどに基づいて第１モータ４の運転状態（出力トルクや回転数）、第２モータ５の運転状態（出力トルクや回転数）を求めて、それらの求められたデータを指令信号としてMG-ECU３３に出力する。同様に、統合ECU３２に入力されたデータなどに基づいてエンジン３の運転状態（出力トルクや回転数）を求めて、その求められたデータを指令信号としてエンジンECU３４に出力する。同様に、統合ECU３２に入力されたデータなどに基づいて各クラッチ機構CL1，CL2、およびブレーキ機構B1の伝達トルク容量（「０」を含む）を求めて、それらの求められたデータを指令信号としてクラッチECU３５に出力する。

MG-ECU３３は、上記のように統合ECU３２から入力されたデータに基づいて各モータ４，５に通電するべき電流値を求めて、各モータ４，５に指令信号を出力する。各モータ４，５は、交流式のモータであるから、上記の指令信号は、インバータで生成するべき電流の周波数や、コンバータで昇圧するべき電圧値などが含まれる。

エンジンECU３４は、上記のように統合ECU３２から入力されたデータに基づいて電子スロットルバルブの開度を定めるための電流、点火装置で燃料を着火するための電流、EGR（Exhaust Gas Recirculation）バルブの開度を定めるための電流、吸気バルブや排気バルブの開度を定めるための電流値などを求め、それぞれのバルブや装置に指令信号を出力する。すなわち、エンジン３の出力（パワー）や、エンジン３の出力トルク、もしくはエンジン回転数を制御するための指示信号を、エンジンECU３４から出力する。

クラッチECU３５は、上記のように統合ECU３２から入力されたデータに基づいて各クラッチ機構CL1，CL2およびブレーキ機構B1の係合圧を定めるアクチュエータに通電するべき電流値を求めて、それぞれのアクチュエータに指令信号を出力する。

上記の駆動装置２は、エンジン３から駆動トルクを出力して走行するHV走行モードと、エンジン３から駆動トルクを出力することなく、第１モータ４や第２モータ５から駆動トルクを出力して走行するEV走行モードとを設定することが可能である。さらに、HV走行モードは、第１モータ４を低回転数で回転させた場合（「０」回転を含む）に、変速部８におけるリングギヤ１６の回転数よりもエンジン３（または入力軸１４）の回転数が高回転数となるHV-Loモードと、変速部８におけるリングギヤ１６の回転数よりもエンジン３（または入力軸１４）の回転数が低回転数となるHV-Hiモードと、変速部８におけるリングギヤ１６の回転数とエンジン３（または入力軸１４）の回転数が同一である直結モードとを設定することが可能である。

またさらに、EV走行モードは、第１モータ４および第２モータ５から駆動トルクを出力する両駆動モードと、第１モータ４から駆動トルクを出力せずに第２モータ５のみから駆動トルクを出力するシングルモードとを設定することが可能である。更に両駆動モードは、第１モータ４から出力されたトルクの増幅率が比較的大きいEV-Loモードと、第１モータ４から出力されたトルクの増幅率が比較的小さいEV-Hiモードとを設定することが可能である。なお、シングルモードでは、第１クラッチ機構CL1を係合した状態で第２モータ５のみから駆動トルクを出力して走行することや、第２クラッチ機構CL2を係合した状態で第２モータ５のみから駆動トルクを出力して走行すること、あるいは各クラッチ機構CL1，CL2を解放した状態で第２モータ５のみから駆動トルクを出力して走行することが可能である。

それらの各走行モードは、第１クラッチ機構CL1、第２クラッチ機構CL2、ブレーキ機構B1、およびエンジン３、各モータ４，５を制御することにより設定される。図３に、これらの走行モードと、各走行モード毎における、第１クラッチ機構CL1、第２クラッチ機構CL2、ブレーキ機構B1の係合および解放の状態、第１モータ４および第２モータ５の運転状態、エンジン３からの駆動トルクの出力の有無の一例を図表として示してある。図中における「●」のシンボルは係合している状態を示し、「−」のシンボルは解放している状態を示し、「Ｇ」のシンボルは主にジェネレータとして運転することを意味し、「Ｍ」のシンボルは主にモータとして運転することを意味し、空欄はモータおよびジェネレータとして機能していない、または第１モータ４や第２モータ５が駆動のために関与していない状態を意味し、「ON」はエンジン３から駆動トルクを出力している状態を示し、「OFF」はエンジン３から駆動トルクを出力していない状態を示している。

各走行モードを設定した場合における動力分割機構６の各回転要素の回転数、およびエンジン３、各モータ４，５のトルクの向きを説明するための共線図を図４ないし図９に示している。共線図は、動力分割機構６における各回転要素を示す直線をギヤ比の間隔をあけて互いに平行に引き、これらの直線に直交する基線からの距離をそれぞれの回転要素の回転数として示す図であり、それぞれの回転要素を示す直線にトルクの向きを矢印で示すとともに、その大きさを矢印の長さで示している。

図４に示すようにHV-Hiモードでは、エンジン３から駆動トルクを出力し、第２クラッチ機構CL2を係合するとともに、第１モータ４から反力トルクを出力する。また、図５に示すようにHV-Loモードでは、エンジン３から駆動トルクを出力し、第１クラッチ機構CL1を係合するとともに、第１モータ４から反力トルクを出力する。上記HV-HiモードやHV-Loモードが設定されている場合の第１モータ４の回転数は、エンジン３の燃費や第１モータ４の駆動効率などを考慮した駆動装置２全体としての効率（消費エネルギー量を前輪１Ｒ，１Ｌのエネルギー量で除算した値）が最も良好となるように制御される。上記の第１モータ４の回転数は無段階に連続的に変化させることができ、その第１モータ４の回転数と車速とに基づいてエンジン回転数が定まる。したがって、動力分割機構６は、無段変速機として機能できる。

上記のように第１モータ４から反力トルクを出力することにより、第１モータ４が発電機として機能する場合には、エンジン３の動力の一部が第１モータ４により電気エネルギーに変換される。そして、エンジン３の動力から第１モータ４により電気エネルギーに変換された動力分を除いた動力が変速部８におけるリングギヤ１６に伝達される。その第１モータ４から出力する反力トルクは、動力分割機構６を介してエンジン３から第１モータ４側に伝達されるトルクの分割率に応じて定められる。この動力分割機構６を介してエンジン３から第１モータ４側に伝達されるトルクと、リングギヤ１６側に伝達されるトルクとの比、すなわち動力分割機構６におけるトルクの分割率は、HV-LoモードとHV-Hiモードとで異なる。

具体的には、第１モータ４側に伝達されるトルクを「１」とした場合、HV-Loモードではリングギヤ１６側に伝達されるトルクの割合であるトルク分割率は、「１／（ρ１×ρ２）」となり、HV-Hiモードではそのトルク分割率は、「１／ρ１」となる。すなわち、エンジン３から出力されたトルクのうちリングギヤ１６に伝達されるトルクの割合は、HV-Loモードでは、「１／（１−（ρ１×ρ２））」となり、HV-Hiモードでは、「１／（ρ１＋１）」となる。ここで、「ρ１」は分割部７のギヤ比（リングギヤ１０の歯数とサンギヤ９の歯数との比率）であり、「ρ２」は変速部８のギヤ比（リングギヤ１６の歯数とサンギヤ１５の歯数との比率）である。なお、ρ１およびρ２は、「１」よりも小さい値に設定されている。したがって、HV-Loモードが設定されている場合には、HV-Hiモードが設定されている場合と比較して、リングギヤ１６に伝達されるトルクの割合が大きくなる。

なお、エンジン３で発生させるトルクによりエンジン３の回転数を増大させている場合には、エンジン３で発生させたトルクからエンジン３の回転数を増大させるために要するトルクを減算したトルクが、エンジン３から出力されるトルクとなる。そして、第１モータ４により発電された電力が第２モータ５に供給される。その場合、必要に応じて蓄電装置３０に充電されている電力も第２モータ５に供給される。

直結モードでは、各クラッチ機構CL1，CL2が係合されることにより、図６に示すように動力分割機構６における各回転要素が同一回転数で回転する。すなわち、エンジン３の動力の全てが動力分割機構６から出力される。言い換えると、エンジン３の動力の一部が、第１モータ４や第２モータ５により電気エネルギーに変換されることがない。したがって、電気エネルギーに変換する際に生じる電気抵抗などを要因とした損失がないため、動力の伝達効率を向上させることができる。

さらに、図７および図８に示すようにEV-LoモードとEV-Hiモードとでは、ブレーキ機構B1を係合するとともに各モータ４，５から駆動トルクを出力して走行する。具体的には、図７に示すようにEV-Loモードでは、ブレーキ機構B1および第１クラッチ機構CL1を係合するとともに、各モータ４，５から駆動トルクを出力して走行する。すなわち、ブレーキ機構B1により、出力軸１３またはキャリヤ１２が回転することを制限するための反力トルクを作用させる。その場合における第１モータ４の回転方向は、正方向になり、かつ出力トルクの向きは、その回転数を増大させる方向となる。また、図８に示すようにEV-Hiモードでは、ブレーキ機構B1および第２クラッチ機構CL2を係合するとともに、各モータ４，５から駆動トルクを出力して走行する。すなわち、ブレーキ機構B1により、出力軸１３またはキャリヤ１２が回転することを制限するための反力トルクを作用させる。その場合における第１モータ４の回転方向は、エンジン３の回転方向（正方向）とは反対方向（負方向）になり、かつ出力トルクの向きは、その回転数を増大させる方向となる。

また、変速部８のリングギヤ１６の回転数と第１モータ４の回転数との回転数比は、EV-Loモードの方がEV-Hiモードよりも大きくなる。すなわち、同一車速で走行している場合には、EV-Loモードを設定する場合の方が、EV-Hiモードを設定する場合よりも第１モータ４の回転数が高回転数になる。つまり、EV-Loモードの方が、EV-Hiモードよりも減速比が大きい。そのため、EV-Loモードを設定することにより大きな駆動力を得ることができる。なお、上記のリングギヤ１６の回転数は、出力部材（あるいは出力側）の回転数であって、図１のギヤトレーンでは、便宜上リングギヤ１６から駆動輪までの各部材のギヤ比は１とする。そして、シングルモードでは、図９に示すように第２モータ５のみから駆動トルクを出力しており、かつ各クラッチ機構CL1，CL2が解放されていることにより、動力分割機構６の各回転要素は停止した状態になる。したがって、エンジン３や第１モータ４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。

このように構成された車両Ｖｅは、上述したように、複数の走行モードの設定が可能であって、例えばEV走行でシングルモードからEV-HiモードあるいはEV-Loモードの両駆動モードへ移行する際には、ブレーキ機構B1を係合する。すなわち、ブレーキ機構B1により、出力軸１３またはキャリヤ１２が回転することを制限するための反力トルクを作用させる。一方、このブレーキ機構B1は、上述したように噛み合い式のブレーキ機構であり、そのブレーキ機構B1におけるドグ歯の先端部分が接触したまま係合が停滞する頂面停止の状態となるなどによって実質的に係合が完了しない場合がある。あるいは、係合した場合であっても要求駆動力を満たすために急激にドグ歯に荷重を作用させると、それによるショックやドグ歯同士の衝突音が過大となるおそれがある。そこで、この発明の実施形態では、ブレーキ機構B1を確実に係合し、かつ前記衝突音の発生を抑制するように構成されている。以下に、ECU３1で実行される制御例について説明する。

図１０は、その制御の一例を説明するためのフローチャートであって、上述したようにブレーキ機構B1を係合する際に実行され、この図１０に示す例ではそのブレーキ機構B1の係合要求がされ、かつ係合制御が開始されたことを前提とする。具体的には先ず、ブレーキ機構B1におけるドグ歯が頂面停止中であるか否かを判断する（ステップＳ１）。上述したように、ブレーキ機構B1ではドグ歯同士を係合させるから、例えば互いのドグ歯の位相が所定の噛み合う位置からずれている場合には、ドグ歯の先端同士が接触し、頂面停止する場合がある。そのような場合、このブレーキ機構B1を完全に係合できないおそれがある。したがって、このステップＳ１では、その頂面停止の状態か否かを判断するように構成されている。すなわち同期側のドグ歯と被同期側のドグ歯との互いのドグ歯の先端同士が接触して係合完了していない状態か否かを判断する。なお、この頂面停止は、ドグ歯の先端のみならず、ドグ歯の傾斜面での接触により係合動作が停止する場合も含んでよい。また、この頂面停止中か否かの判断は、例えばストロークセンサによって判断することができる。

したがって、このステップＳ１で肯定的に判断された場合、すなわちブレーキ機構B1の係合状態が頂面停止中であると判断された場合には、ついで第１モータ４におけるトルクの変更量を算出する（ステップＳ２）。すなわちステップＳ１で肯定的に判断されていることによりドグ歯が頂面停止している状態であるから、位相をずらすためのトルク、言い換えれば頂面停止を解消させるためのトルク（係合トルク）を算出する。なお、この変更量は頂面停止を解除できる程度のトルクであって、予め定められたマップや、歯面の摩擦係数や傾斜角度から算出することができる。

ついで、ステップＳ２で算出したトルクを加味して第１モータ４のトルクを指令する（ステップＳ３）。つまり、第１モータ４の指令トルクとしてステップＳ２で算出した変更量、すなわち頂面停止を解消可能なトルクを加算（あるいは減算）して出力すべきトルクを指令する。なお、トルクを変更する正負の向きは、頂面停止を解消する意味ではどちらの向きでもいいものの、例えば図８のようにEV-Hiモードに移行することが想定される場合には負方向にトルクを出力させることが好ましい。また、そのトルクの制御はショック等を考慮して漸次的に制御する。

そして、実際にブレーキ機構B1の係合が完了したか否かを判断する（ステップＳ４）。つまり、ドグ歯がストロークして係合完了したか否かを判断する。なお、係合完了の判断は、例えばストロークセンサによって判断することができる。したがって、このステップＳ４で否定的に判断された場合、すなわちブレーキ機構B1の係合が完了していないと判断された場合には、ステップＳ２へリターンする。

一方、このステップＳ４で肯定的に判断された場合、すなわちブレーキ機構B1の係合が完了したと判断された場合には、ついでガタ詰めのためのトルクを発生させるべく第１モータ４のトルクの変更量を算出する（ステップＳ５）。上述したように、ブレーキ機構B1のドグ歯同士には係合した際に不可避的なガタ（クリアランス）が生じ、また動力伝達経路においてもバックラッシュ等のガタが存在する。したがって、それらガタを詰めるためのトルクを算出する。

なお、このトルクの変更量は、ガタ詰めする際に衝突音やショックが過大となることを抑制可能な予め定められた許容トルク以下とされる。具体的には、例えば要求駆動力を出力するような過大なトルクではなく、ガタを詰める程度のトルクとされる。また、そのトルクの制御は衝突音を抑制するために漸次的に制御される。そして、このステップＳ５で算出した第１モータ４のトルクの変更量を加算（あるいは減算）してトルクを指令する（ステップＳ６）。

なお、前記ガタを詰める方向は、前記頂面停止を解消すべく出力したトルクに関連付けて制御することが好ましい。具体的には、その頂面停止の際に付与した方向に制御することが好ましく、例えばステップＳ３で説明したようにEV-Hiモードに移行することが想定される場合には、上述したように負方向にトルクを出力してトルクを制御するから、このガタ詰めトルクの方向も負方向とすることで、可及的にガタを詰めるとともにそのEV-Hiモードへ移行する際のラグを短縮することが可能となる。

ついで、ステップＳ６で指令したトルクを出力することで、前記ガタ詰めが完了したか否かを判断する（ステップＳ７）。そして、このステップＳ７で否定的に判断された場合、すなわちガタが詰まっていないと判断された場合には、ステップＳ５へリターンする。一方、このステップＳ７で肯定的に判断された場合、すなわちガタが詰まったと判断された場合には、このフローチャートを終了する。

なお、上述したステップＳ１で否定的に判断された場合、すなわち頂面停止中でないと判断された場合には、ブレーキ機構B1の係合が完了していると判断できるから、ステップＳ５へ進み上述したガタ詰めの制御を実行する（ステップＳ５〜ステップＳ７）。また、ステップＳ７でガタが詰まったと判断された場合には、そのガタが詰まった状態を維持すべく、そのガタ詰めトルクを予め定められた所定時間継続して出力するように構成してもよい。

つぎに、上記の図１０の制御例を実行した場合のタイムチャートについて説明する。図１１は、そのタイムチャートの一例を示す図であって、アクセル開度、加速度、トルク、回転数、ブレーキ機構B1の係合指示、ならびに、ブレーキ機構B1におけるドグ歯のストロークの変化をそれぞれ示している。なお、ここに示すタイムチャートでは、車両Ｖｅが停車状態から運転者によりアクセル操作され、アクセル開度の増大に伴って、EV走行モード（シングルモードおよび両駆動モードを経由）からエンジン始動までの各パラメータの変化を示している。また、この図１１に示す例では、後に両駆動モードに移行することを考慮して、アクセルＯＮされる前にブレーキ機構B1の係合ならびにガタ詰めを完了させるように構成され、さらに上述したドグ歯の頂面停止が生じた場合を前提としている。以下、具体的に説明する。

先ず、ブレーキ機構B1の係合指示がＯＮされることで係合動作が開始され、それに伴ってドグ歯のストロークが係合方向に開始する（ｔ１時点）。なお、この係合指示がされるトリガーは例えばイグニッションオンされたら係合指示がされるなどであってよい。

ついで、上述した係合動作中に頂面停止が生じている（ｔ２時点）。したがって、その頂面停止を解消すべくドグ歯の位相をずらす。つまり、第１モータ４のトルクをドグ歯の位相がずれる程度、変化させる。それにより頂面停止が解消されブレーキ機構B1の係合が完了する（ｔ３時点）。したがって、この時点で、ドグ歯のストーク量が所定のストローク量に達している。また、係合完了に併せて、ガタ詰めを開始させる。すなわち、第１モータ４のトルクを更に低下させ、ガタ詰めが完了するまで漸次的にトルクを負側へ増大させる。そして第１モータのトルクを低下させることでガタ詰めが完了したら（ｔ４時点）、その詰まったガタが再度空かないように、言い換えればガタが詰まった状態を維持すべく第１モータ４のトルクを所定時間継続して出力させる。

ついで、運転者の操作によりアクセルがＯＮされる（ｔ５時点）。それにより、アクセル開度、および、加速度が増大し始める。また、それに併せて第２モータ５のトルクも増大する。つまり、第２モータ５から駆動トルクを出力して走行する（シングルモード）。そして、その第２モータ５のトルクがアクセル開度の増加に伴って増大し、ｔ６時点で第２モータ５の上限トルクに達し、両駆動モード（EV-LoモードあるいはEV-Hiモード）に移行する。なお、この図１１のタイムチャートには図示しないものの両駆動モードに移行するにあたり、クラッチ機構CL1あるいはクラッチ機構CL2を係合する。

さらに、アクセル開度の増大されることで要求駆動力も増大し、第１モータ４は負トルクを増大させる（ｔ６時点からｔ７時点）。そして、更にアクセルペダルが深く踏み込まれることで要求駆動力をEV走行モードでは満たせなくなり、エンジン３の始動要求がされる（ｔ７時点）。

したがって、係合していたブレーキ機構B1を解放させるべくドグ歯に作用している荷重を低下させる。具体的には、第１モータ４のトルクを「０」に向けて制御する（ｔ７時点からｔ８時点）。そして、ドグ歯に作用する荷重が「０」になったらブレーキ機構B1の解放指示がされ、それに伴ってドグ歯を解放するようにストロークさせる（ｔ８時点からｔ９時点）。そして、ブレーキ機構B1が解放されたら、第１モータ４でエンジン３をモータリングすべく第１モータ４のトルクを増大させる。それによりエンジン回転数が所定の目標回転数に向けて増大する（ｔ９時点からｔ１１時点）。そして、そのようにエンジン３をモータリングすることで、エンジン３は所定の目標回転数に制御され、ＨＶ走行に移行する。

なお、第２モータ５のトルクがｔ８時点からｔ９時点に渡って一時的に低下し、ｔ９時点からｔ１０時点に渡り再度上限トルクに増大している。これは、第１モータ４でエンジン３をモータリングする際に、低下する駆動トルクを第２モータ５で相殺すべく、それに併せて一時的に第２モータ５のトルクを低下させ（ｔ８時点からｔ９時点）、そのモータリングの際に再度トルクを増大させるように制御するためである（ｔ９時点からｔ１０時点）。また、加速度の変化は、アクセル開度の増加に伴って増大し、両駆動モードからエンジン始動する際に低下し、エンジン３を始動させることで再度増大する。

なお、上述したように、図１１に示すタイムチャートでは、アクセルＯＮされる前に、ブレーキ機構B1を係合するように構成されているものの、この制御は、例えばエコモードなどの操作スイッチが押されている場合、あるいは、過去の運転者の運転操作の状態から運転嗜好を推定して、EV走行モードで走行を好む運転者である場合などに実行されることが好ましい。すなわちエンジン３を始動するとなった際に、予めブレーキ機構B1を係合しておくと解放しなければならないため、そのタイムラグが発生する。したがって、それを許容できる走行形態あるいは運転嗜好であると推定できる場合に実行することが好ましい。

このように、この発明の実施形態では、ブレーキ機構B1におけるドグ歯が頂面停止した場合に、第１モータ４のトルクを変化させ、ドグ歯の位相をずらすように構成されている。そのため、ブレーキ機構B1が係合できないなどの不都合を回避できる。すなわち、頂面停止を回避する程度のトルクを付与することで係合できない、あるいは、歯飛びすることを回避できる。また、この発明の実施形態では、ブレーキ機構B1におけるドグ歯間や動力伝達経路のギヤ間におけるガタを詰めてから両駆動モードに移行するように構成されている。そのため、例えばその両駆動モードに移行する際に急に上述したガタが詰まることを抑制できるから、それを要因とした衝突音やショックの発生を抑制もしくは回避できる。また、そのガタ詰めの際のトルクは頂面停止を解消するためのトルクと同方向とされている。そのため上述したショックの発生を抑制しつつの可及的にガタを詰めることが可能となる。さらに、図１１の例で説明したように、この発明の実施形態では、ブレーキ機構B1を要求駆動力の変化あるいはアクセル開度の変化により要求されるタイミングより先に係合させるように構成されている。したがって、両駆動モードに移行する際には既にブレーキ機構B1が係合状態とされているから、運転者の要求する駆動力を早く出力することが可能となる。

この発明の実施形態で制御対象とする車両Ｖｅの駆動装置は、前述の図１に示した構成に限定されるものではない。この発明の実施形態では、前述の図１に示した構成以外の駆動装置も制御の対象にすることができる。例えば前述した図１の動力分割機構６を構成する差動機構では、二組のシングルピニオン型の遊星歯車機構から構成されているが、この発明の実施形態で制御対象とする車両Ｖｅにおける「差動機構」は、シングルピニオン型の遊星歯車機構に限らず、他の形式の遊星歯車機構から構成することができる。例えば、ラビニヨ型の遊星歯車機構を用いて「差動機構」を構成することもできる。以下に、そのラビニヨ型の遊星歯車機構を搭載した駆動装置３６について説明する。なお、前述の図１に示す車両Ｖｅの駆動装置２と構成や機能が同じ部材については、図１の構成と同じ参照符号を付し、その説明を省略する。

図１２は、その駆動装置３６を示す図であって、前述の図１に示した車両Ｖｅと同様に、駆動力源として、エンジン３、ならびに、第１モータ４、第２モータ５を備えている。また、動力分割機構６として機能する差動機構を備え、その差動機構は、ラビニヨ型の遊星歯車機構によって構成されている。その差動機構は、第１サンギヤ３７、リングギヤ３８、キャリヤ３９、および、第２サンギヤ４０の四つの回転要素を有している。より具体的には、ラビニヨ型の遊星歯車機構は、第２サンギヤ４０と噛み合うショートピニオンギヤ４１、このショートピニオンギヤ４１とリングギヤ３８との両方に噛み合うロングピニオンギヤ４２、ショートピニオンギヤ４１およびロングピニオンギヤ４２をそれぞれ保持するキャリヤ３９、ならびに、ロングピニオンギヤ４２と噛み合う第１サンギヤ３７から構成されている。なお、第１サンギヤ３７と第２サンギヤ４０とは、同軸上でかつ相対回転可能に配置されている。

また、キャリヤ３９は、エンジン３の出力軸１３に連結されている。第１サンギヤ３７は、第１モータ４の出力軸４ａに連結されている。第２サンギヤ４０は、第２モータ５のロータシャフト（出力軸）２５に連結されている。リングギヤ３８は、出力ギヤ１９に連結されている。そして、エンジン３の出力軸１３、または、入力軸１４を選択的に固定可能に構成された噛み合い式のブレーキ機構B1が設けられている。

図１２のように構成した場合には、第１モータ４および第２モータ５が動力分割機構６に連結されているから、例えば上述した図１の構成ではHV走行モード時に第１モータ４で反力トルクを出力してエンジン回転数を制御するように構成されていたのに対して（図４および図５の共線図）、この図１２の構成では第１モータ４と第２モータ５とで反力トルクを出力することが可能である。つまり、第１モータ４と第２モータ５とが遊星歯車機構の入力側に連結され、図１２に示す車両Ｖｅは、いわゆる複合スプリット（コンパウンドスプリット）方式と称することのできる構成のハイブリッド車両とされる。

図１３から図１６は、その複合スプリット方式の車両Ｖｅにおける共線図であって、上述した共線図と同様、それぞれトルクの向きとトルクの大きさとを矢印で示している。先ず図１３は、EV走行モードの際にブレーキ機構B1を係合せず第１モータ４と第２モータ５とが互いに反力トルクを出力して走行する状態を示す例である。これによりエンジン３の始動要求があった際にブレーキ機構B1を解放させる必要がないのでエンジン３の始動に要する時間を短縮することが可能となる。

図１４は、ブレーキ機構B1を係合するとともに各モータ４，５から前進方向の駆動トルクを出力して両駆動モードで走行する状態を示している。すなわち、ブレーキ機構B1により、出力軸１３が回転することを制限するための反力トルクを作用させる。この場合には、図１３の状態と異なり、ブレーキ機構B1を係合しているため、任意に第１モータ４および第２モータ５のトルクを発生させることができる。

図１５は、HV走行モードに移行する際の、エンジン始動時の走行状態を示す例である。具体的には、第１モータ４でエンジン３をモータリングしつつ、第２モータ５で走行のための駆動トルクを出力している。

図１６は、エンジン３から駆動トルクを出力し、第１モータ４および第２モータ５から反力トルクを出力する。そして、エンジン３の燃費や各モータ４，５の駆動効率などを考慮した駆動装置全体としての効率が最も良好となるように制御される。上記の第１モータ４の回転数および第２モータ５の回転数は無段階に連続的に変化させることができ、したがって、動力分割機構６は、無段変速機として機能できる。

つぎに、上述した制御例を複合スプリット方式の車両Ｖｅに適用した場合のフローチャートについて説明する。図１７は、そのフローチャートを示す図であって、上述した図１０の制御例と同様に、頂面停止を解消し、かつガタ詰めトルクを付与するように構成されている。なお、基本的な制御内容は図１０の例と同様であるため、同様のステップについては同じステップ番号を付し、その説明を省略あるいは簡略化する。

先ず、ブレーキ機構B1のドグ歯が頂面停止中か否かを判断し（ステップＳ１）、頂面停止中であると判断された場合には、第１モータ４および第２モータ５のトルクの変更量を算出する（ステップＳ１００）。図１２で説明した駆動装置３６では、上述したように第１モータ４および第２モータ５が動力分割機構６に連結されている。そのため、第１モータ４のみならず、第２モータ５によって頂面停止を解消、すなわちブレーキ機構B1を係合させるためのトルクを出力してもよい。つまり、第１モータ４と第２モータ５とを協調させるように制御してよい。また、その各モータ４，５の分担トルクを決定する際に、例えば第２モータ５のトルクを一定とし、分担トルクの変更量を第１モータ４のみで制御するように構成してもよい。また、それとは反対に、第１モータ４のトルクを一定とし、分担トルクの変更量を第２モータ５のみで制御してもよい。

ついで、ステップＳ１００で算出したトルクを加算（あるいは減算）して各モータ４，５のトルクを指令し（ステップＳ３）、ブレーキ機構B1の係合が完了したか否かを判断する（ステップＳ４）。そして、ブレーキ機構B1の係合が完了したと判断された場合に、ガタ詰めを実行する際の第１モータ４および第２モータ５のトルクの変更量を算出する（ステップＳ２００）。

すなわち、ガタ詰めの際のショックや衝突音の発生を抑制できるトルクを第１モータ４と第２モータ５とで協調させて出力する。あるいは、上述したステップＳ１００と同様、一方のモータ４（５）トルクは一定としたままで、他方のモータ５（４）でその変更量のトルクを制御する。

そして、そのステップＳ２００で算出したトルクの変更量を加算あるいは減算して各モータトルクを指令する（ステップＳ６）。そして、実際にガタが詰まったら（ステップＳ７）、このフローチャートを終了する。

つぎに、図１７の制御例を実行した場合のタイムチャートについて説明する。図１８は、そのタイムチャートの一例を示す図であって、前述の図１１のタイムチャートと同様、アクセル開度、加速度、各トルク、各回転数、ブレーキ機構B1の係合指示、ならびに、ブレーキ機構B1におけるドグ歯のストロークの変化をそれぞれ示している。なお、ここに示すタイムチャートでは、車両Ｖｅがコースト状態から徐々にアクセル操作されて加速する場合の例を示している。また、ブレーキ機構B1を係合する場合に、上述したドグ歯の頂面停止が生じる場合を前提としている。以下、具体的に説明する。

先ず、アクセルＯＮされて、それに伴ってアクセル開度および加速度が漸次的に増大する（ｔ２１時点）。また、この際の車両の駆動トルクは第２モータ５で出力し、第１モータ４は、エンジン３の出力軸１３が回転しないように反力受けとして機能する。つまり、前述した共線図でいえば図１３の状態となる。

ついで、例えば図１３のような運転状態の場合には第１モータ４と第２モータ５との間で動力循環（内部循環）が生じるから、それを要因としてブレーキ機構B1の係合指示がされる（ｔ２２時点）。また、そのブレーキ機構B1の係合指示に伴ってドグ歯がストロークし始める。

ついで、ドグ歯の先端同士が接触して頂面停止が生じる（ｔ２３時点）。したがって、第１モータ４のトルクを変化させ、ドグ歯の位相をずらし頂面停止を解消させる。なお、上記のステップＳ１００で説明したように、この第１モータ４と第２モータとの分担トルクの変更は、第１モータ４と第２モータ５とを協調して制御してもよく、あるいは、一方のトルクを一定として、他方のトルクを変更させてもよい。この図１８に示すタイムチャートでは、第２モータ５のトルクを一定として第１モータ４のトルクを僅かに低下させるように構成されている（ｔ２３時点からｔ２４時点）。すなわち頂面停止が解消される程度のトルクの変化を与えるように構成されている。なお、このトルクを変化させる方向は頂面停止を解消する意味では正負どちらの方向でもいいものの、図１８に示す例ではブレーキ機構B1を係合させる過渡期であるから、第１モータ４のトルクを低下させる側に制御することが好ましい。

したがって、そのように第１モータ４のトルクを低下させることでブレーキ機構B1の係合が完了する（ｔ２４時点）。ついで、ブレーキ機構B1の係合が完了するとともに、ガタ詰めの制御を開始する。このガタは上述したようにドグ歯間のガタや動力伝達経路におけるガタである。したがって、ガタ詰めを緩やかに詰めるようにトルクを付与する（ｔ２４時点からｔ２５時点）。図１８に示す例では、ｔ２４時点でブレーキ機構B1が係合完了しておりそのブレーキ機構B1が反力を受け持つため頂面停止を解消させるためのトルクと同方向、すなわち第１モータ４のトルクを低下させてガタを詰める（ｔ２４時点からｔ２５時点）。そして、ガタが詰まったら、反力を受け持っていた第１モータ４のトルクを「０」に向けて低下させる（ｔ２５時点からｔ２６時点）。

ついで、アクセル開度が更に増大されることで、エンジン３の始動のフラグが立つ（ｔ２６時点）。したがって、エンジン３をモータリングすべく、ブレーキ機構B1に作用している荷重を低減させる。つまり、第１モータ４のトルクを低下させた分増大させる。そして、ドグ歯に掛かる荷重が低下したらブレーキ機構B1を解放させる（ｔ２７時点）。したがって、この時点でブレーキ機構B1の指示が解放に切り替わり、それに応じてドグ歯が解放側にストロークし始める（ｔ２８時点）。

そして、ドグ歯のストローク量が、ドグ歯同士が相対回転可能な位置まで解放されたら、エンジン３をモータリングし始める（ｔ２９時点）。つまり、第１モータ４によってエンジン３をクランキングして目標回転数に制御する（ｔ２９時点からｔ３１時点）。なお、このエンジン３をクランキングしている過渡期にドグ歯のストローク位置が原点位置（初期位置）に戻る（ｔ３０時点）。また、このモータリングの状態が図１５の共線図に相当する。

なお、このタイムチャートには図示しないものの、走行形態や運転者の運転嗜好を推定して図１２の例と同様、アクセルＯＮされる前に、ブレーキ機構B1を係合してもよい。

このように、この図１７，図１８の例においても上述した例と同様の効果を得ることが可能である。すなわちブレーキ機構B1のドグ歯が頂面停止している際に、頂面停止が解除される程度に各モータ４，５のトルク、あるいは一方のモータ４（５）のトルクを変化させることで、ドグ歯が確実に係合する。また、更にモータトルクをガタが緩やかに詰まるように制御させるように構成されている。したがって、ガタが詰まる際のショックや衝突音の発生を抑制でき、例えば要求される駆動力を満たすべくトルクを出力した場合に比べてそのショックや衝突音の発生を抑制もしくは回避できる。また、この複合スプリット方式の車両Ｖｅでは、第１モータ４と第２モータ５とで頂面停止を解消させるトルク、ならびに、ガタ詰めのためのトルクを出力するものの、例えば第２モータ５のトルクを一定として、その変更すべきトルクを第１モータ４のみで制御することにより、第１モータ４と第２モータ５とでその変更量を協調して制御する場合に比べてECU３１の制御負荷を小さくできる。

つぎに、この発明を応用することが可能な参考例（図示せず）について簡単に説明する。上述したように、ガタを詰める方向は、頂面停止の際に付与したトルクの方向と同方向に制御すれば、可及的にガタを詰めることが可能となる。その一方、ガタを詰めるという意味では、そのトルクを付与する方向は正負どちらの方向であってもよい。つまり、前記衝突音の発生を抑制できれば正負の回転方向のどちらでもよい。

１Ｒ，１Ｌ…前輪、 ２，３６…駆動装置、 ３…エンジン、 ４…第１モータ、 ５…第２モータ、 ４ａ，１３…出力軸、 ６…動力分割機構、 ７…分割部、 ８…変速部、 ９，１５，３７，４０…サンギヤ、 １０，１６，２４，３８…リングギヤ、 １１，１７，４１，４２…ピニオンギヤ、 １２，１８，３９…キャリヤ、 １４…入力軸、 １９…出力ギヤ、 ２０…カウンタシャフト、 ２１…ドリブンギヤ、 ２２，２６…ドライブギヤ、 ２３…デファレンシャルギヤユニット、 ２５…ロータシャフト、 ２７…ドライブシャフト、 ２８，２９…電力制御装置、 ３０…蓄電装置、 ３１，３２，３３，３４，３５…ＥＣＵ、 B1…ブレーキ機構、 CL1，CL2…クラッチ機構、 Ｖｅ…車両。

Claims (9)

1. エンジンと、
   発電機能を有するモータと、
   前記エンジンが連結された入力要素と、前記モータが連結された反力要素と、駆動輪にトルクを伝達可能に連結された出力要素とを有する差動機構と、
   ドグ歯を有するとともに前記ドグ歯同士の噛み合いによって前記エンジンの出力軸を選択的に固定することが可能な噛み合い式の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、
   前記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、
   前記係合機構の係合要求があった場合に前記係合機構の係合動作を開始し、
   前記係合動作の過渡期に前記ドグ歯同士が接触して前記係合動作が停止したか否かを判断し、
   前記ドグ歯同士が接触して前記係合動作が停止したと判断された場合に、前記ドグ歯同士の接触を解消させるための係合トルクを前記係合機構に伝達し、かつ前記係合機構の係合が完了したか否かを判断し、
   前記係合が完了したと判断した場合に、前記係合機構におけるクリアランスを詰めるためのガタ詰めトルクを前記係合トルクに対して同じ方向に更に伝達するように構成されている
   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、
   前記コントローラは、
   前記ガタ詰めトルクを予め定められた所定時間出力するように構成されている
   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、
   前記係合トルクおよび前記ガタ詰めトルクを前記モータの出力トルクを変更することにより発生させ、
   前記ガタ詰めトルクは、予め定められた許容トルク以下となるように構成されている
   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から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、
   前記コントローラは、
   前記係合トルクおよび前記ガタ詰めトルクを漸次的に制御するように構成されている
   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において、
   前記モータは第１モータであって、前記駆動輪にトルクを伝達可能に連結された第２モータを更に備え、
   前記差動機構は、
   第１入力要素、第１反力要素、および、第１出力要素の３つの回転要素によって差動作用を行う第１遊星歯車機構と、
   第２入力要素、第２反力要素、および、第２出力要素の３つの回転要素によって差動作用を行う第２遊星歯車機構とから構成されており、
   前記第１入力要素は、前記エンジンに連結され、
   前記第１反力要素は、前記第１モータに連結され、
   前記第１出力要素は、前記第２入力要素に連結され、
   前記第２出力要素は、前記駆動輪側の部材に連結されている
   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において、
   前記モータは、第１モータおよび第２モータを含み、
   前記差動機構は、
   第１入力要素、第１反力要素、第１出力要素、および、第２反力要素の４つの回転要素によって差動作用を行う遊星歯車機構から構成されており、
   前記第１入力要素は、前記エンジンに連結され、
   前記第１反力要素は、前記第１モータに連結され、
   前記第２反力要素は、前記第２モータに連結され、
   前記第１出力要素は、前記駆動輪側の部材に連結されている
   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、
   前記係合トルクを前記第１モータと第２モータとの少なくとも一方のモータによって出力するように構成されている
   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６または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、
   前記ガタ詰めトルクを前記第１モータと第２モータとの少なくとも一方のモータによって出力するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
   
9. 請求項５から８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、
   前記コントローラは、
   前記係合機構を前記第１モータおよび前記第２モータがいずれも前記車両を前進方向に駆動するトルクを出力する場合に係合するように構成されている
   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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