JP2021187332A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＶモードから複数の走行モードのうち大きな駆動力を発生させることが可能な走行モードに移行する際に、運転者に与える違和感等を抑制可能なＨＶ車両の制御装置を提供する。【解決手段】第１係合機構を係合して設定される第１ＨＶモードと、第２係合機構を係合して設定されかつ駆動輪に伝達されるトルクが第１ＨＶモードより小さい第２ＨＶモードと、第２モータの出力のみで走行するシングルモードとを設定可能であって、シングルモードから第１ＨＶモードに切り替える場合に（Ｓ３）、シングルモードから第２ＨＶモードを経由して第１ＨＶモードへ切り替える（Ｓ６〜Ｓ１０）。【選択図】図１４

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、エンジン回転数や駆動形態が異なる複数の走行モードを設定することが可能な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および特許文献２には、駆動力源としてエンジンと二つの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。この特許文献１および特許文献２に記載されたハイブリッド車両は、エンジンの出力トルクを、動力分割機構により第１モータ側と出力側とに分割し、第１モータ側に伝達された動力を電力として第２モータに伝達し、第２モータから出力されたトルクを、エンジンから直接伝達されるトルクに加算して走行する。動力分割機構は、第１クラッチ機構と第２クラッチ機構とを選択的に係合することによりハイブリッド・ローモードとハイブリッド・ハイモードとを設定することができるように構成されている。それらハイブリッド・ローモードとハイブリッド・ハイモードとは、エンジン回転数と出力回転数との回転数比がそれぞれ異なる走行モードである。なお、そのエンジン回転数と出力回転数との回転数比は、ハイブリッド・ローモードの方がハイブリッド・ハイモードより大きく、したがって、駆動トルクとしては、ハイブリッド・ローモードの方がハイブリッド・ハイモードより大きくなる。また、上記のハイブリッド車両は、ハイブリッド・ローモードおよびハイブリッド・ハイモードに加えて、第２モータの出力トルクのみによって走行するＥＶモード（シングルモードとも称される）の設定が可能である。

特許第６４５１５２４号公報 特開２０１９−０３５４４９号公報

上述のハイブリッド車両の制御装置では、ＥＶモード、ハイブリッド・ローモード、ハイブリッド・ハイモードの設定が可能であり、それら走行モードの設定は、運転者のアクセル操作に基づくアクセル開度や要求駆動力に応じて設定される。したがって、例えばＥＶモードで走行中にアクセル操作されることにより要求駆動力が増大した場合には、エンジンを始動してハイブリッドモードへ移行する。その場合、要求駆動力が大きい場合には、ハイブリッド・ローモードとハイブリッド・ハイモードとのうち、より大きな駆動力を発生させることが可能なハイブリッド・ローモードへ移行する。ハイブリッド・ローモードへ移行する場合には、エンジンを始動するにあたり第１クラッチ機構を係合することになる。具体的には、第１クラッチ機構の入力側の回転要素（駆動側部材）と出力側の回転要素（従動側部材）とを、トルク伝達できるようにつなぎ合わせる。その場合、前記入力側の回転要素と出力側の回転要素との回転数の差である差回転数を係合時にショックが生じないあるいは許容できる差回転数（すなわち同期回転数）に制御する。しかしながら、走行中にＥＶモードからハイブリッド・ローモードへ移行する際の差回転数が比較的大きいので、第１クラッチ機構の係合が完了するまでに時間を要し、エンジンの始動までの時間が長くなるおそれがある。言い換えれば、駆動力を発生させる、あるいは駆動力を増大させるまでの時間が長くなり、ひいては運転者に違和感や不快感を与えるおそれがある。

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って、ＥＶモードから複数の走行モードのうち比較的大きな駆動力を発生させることが可能な走行モードに移行する際に、運転者に与える違和感や不快感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、駆動力源としてエンジンと、第１モータと、第２モータとを備え、前記エンジンが連結されている第１回転要素と、前記第１モータが連結されている第２回転要素と、第３回転要素とによって差動作用を行う第１差動機構と、前記第２モータおよび駆動輪が連結されている第４回転要素と、前記第３回転要素に連結されている第５回転要素と、第６回転要素とによって差動作用を行う第２差動機構と、前記第６回転要素と前記第１回転要素とを連結し、またその連結を解く第１係合機構と、前記第４回転要素と前記第５回転要素と前記第６回転要素とのうち少なくともいずれか二つの回転要素を連結し、またその連結を解く第２係合機構とを有するハイブリッド車両であって、前記第１係合機構を係合することにより設定される第１ＨＶモードと、前記第２係合機構を係合することにより設定されかつ前記第１ＨＶモードより前記駆動輪に伝達されるトルクが小さい第２ＨＶモードと、前記第１係合機構および前記第２係合機構を解放しかつ前記第２モータの駆動トルクのみで走行するシングルモードとを含む複数の走行モードを設定することが可能なハイブリッド車両の制御装置において、前記第１係合機構および前記第２係合機構のそれぞれは、互いに係合することによりトルクを伝達する駆動側部材と従動側部材とを有するとともに、前記駆動側部材と前記従動側部材との回転数の差である差回転数を前記第１モータによって制御するように構成され、前記ハイブリッド車両を制御するコントローラを有し、前記コントローラは、前記走行モードを前記シングルモードから前記第１ＨＶモードに切り替えることを推定し、前記シングルモードから前記第１ＨＶモードに切り替える推定が成立した場合に、前記シングルモードから前記第２ＨＶモードを経由して前記第１ＨＶモードへ切り替え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、設定するべき走行モードを推定する走行モード推定部と、前記推定した走行モードに切り替える走行モード切替部とを更に備え、前記コントローラは、前記走行モード推定部により前記第１ＨＶモードが推定されて、前記シングルモードから前記第１ＨＶモードに切り替える推定が成立した場合に、前記走行モード切替部により前記シングルモードから前記第２ＨＶモードを経由して前記第１ＨＶモードへ切り替えるように構成してよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記シングルモードから前記第１ＨＶモードに切り替える推定が成立した場合に、前記第２ＨＶモードを設定する制御を開始した後に前記第１ＨＶモードを設定する制御を実行するように構成してよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記走行モードを前記シングルモードから前記第１ＨＶモードに切り替えることの推定を、運転者のアクセル操作に基づくアクセル開度によって判断するように構成され、前記アクセル開度が予め定められた所定開度以上の場合に、前記シングルモードから前記第１ＨＶモードに切り替えることの推定が成立すると判断するように構成してよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記シングルモードから前記第２ＨＶモードを経由して前記第１ＨＶモードへ切り替える際に、前記第２係合機構における駆動側部材と従動側部材との差回転数を同期可能な所定の差回転数に制御し、かつ前記第２係合機構の係合が完了した後に、前記第１係合機構の駆動側部材と従動側部材との差回転数を同期可能な所定の差回転数に制御して前記第１係合機構の係合を実行するように構成してよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記第２ＨＶモードを経由して前記第１ＨＶモードへ切り替える際に、前記第１係合機構の係合が完了した後に、前記第２係合機構の連結を解除するように構成してよい。

また、この発明では、前記シングルモードから前記第１ＨＶモードへ切り替える際の前記第１係合機構における差回転数と、前記シングルモードから前記第２ＨＶモードへ切り替える際の前記第２係合機構における差回転数とは、前記第１係合機構における差回転数の方が、前記第２係合機構における差回転数より大きくな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、前記シングルモードから前記第２ＨＶモードへ切り替える際に前記エンジンを始動し、前記エンジンの始動は、前記第１モータによって行う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、シングルモードから第１ＨＶモードへ移行する際に、第２ＨＶモードを経由するように構成されている。具体的には、シングルモードから第１ＨＶモードへ移行する際には、第１係合機構の係合制御を行ってエンジンを始動する。第１係合機構を係合する際には、第１係合機構の駆動側部材と従動側部材との差回転数を係合時のショックが生じない、あるいはそのショックを許容できる差回転数まで低減させる。一方、その差回転数は、例えばシングルモードから第２ＨＶモードへ移行する際に係合する第２係合機構における駆動側部材と従動側部材との差回転数より大きい。言い換えれば、第２係合機構における差回転数の方が、第１係合機構における差回転数より小さい。そのため、この発明では、シングルモードから第１ＨＶモードに移行する際に、その差回転数が比較的小さい第２係合機構を連結する、すなわち第２ＨＶモードを一旦経由した後に第１ＨＶモードへ移行するように構成されている。これにより、エンジンの始動が早期に実現できるため、それに伴って、エンジンからの駆動力を早期に発生させることができる。つまり、直接シングルモードから第１ＨＶモードへ移行する場合に比べて早期に駆動力を増大させることができる。

また、この発明によれば、エンジンの出力トルクによる駆動力を早期に達成できるので、運転者がアクセル操作しているのにも拘わらず、意図した駆動力が発生しないなどの不都合（違和感や不快感）が発生することを抑制できる。

そして、この発明によれば、上述のように第２ＨＶモードを経由して第１ＨＶモードへ移行することにより駆動力が連続的に増大することになるので、スムーズな加速感を実現できる。

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。 CSモードが選択されている際に各走行モードを定めるためのマップの一例を示す図である。 CDモードが選択されている際に各走行モードを定めるためのマップの一例を示す図である。 シングルモードからHV-Loモードへ移行する際のクラッチ機構の同期制御を説明するための図である。 シングルモードからHV-Hiモードへ移行する際のクラッチ機構の同期制御を説明するための図である。 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１４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における効果を説明するための図である。 参考例（比較例）を説明するためのフローチャートである。

この発明を図に示す実施形態に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態はこの発明を具体化した場合の一例に過ぎないのであって、この発明を限定するものではない。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（駆動輪）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る。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で発電した電力により第２モータ５を駆動し、その第２モータ５が出力するトルク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が出力したトルクを第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差動機構）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とを有している。なお、キャリヤ１２がこの発明の実施形態における「第１回転要素」に相当し、サンギヤ９がこの発明の実施形態における「第２回転要素」に相当し、リングギヤ１０がこの発明の実施形態における「第３回転要素」に相当する。

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（図示せず）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（図示せず）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。さらに、変速部８が、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によって構成されている。すなわち、変速部８は、上記の分割部７と同様に、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とを有している。したがって、変速部８は、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（第２差動機構）となっている。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、上記のリングギヤ１６がこの発明の実施形態における「第４回転要素」に相当し、サンギヤ１５がこの発明の実施形態における「第５回転要素」に相当し、キャリヤ１８がこの発明の実施形態における「第６回転要素」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（第１係合機構）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および入力軸１４に選択的に連結するように構成されている。具体的には、第１クラッチ機構CL1は、互いに係合することによりトルクを伝達し、また互いに解放することによりトルクを遮断する回転部材１２ａ，１２ｂを有している。一方の回転部材１２ａは入力軸１４に連結され、他方の回転部材１２ｂはキャリヤ１８に連結されている。これらの回転部材１２ａ，１２ｂのうちの一方がこの発明の実施形態における「駆動側部材」に相当し、他方がこの発明の実施形態における「従動側部材」に相当する。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（第２係合機構）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、第２クラッチ機構CL2は、互いに係合することによりトルクを伝達し、また互いに解放することによりトルクを遮断する回転部材１８ａ，１８ｂを有している。一方の回転部材１８ａはキャリヤ１８に連結され、他方の回転部材１８ｂはリングギヤ１６に連結されている。これらの回転部材１８ａ，１８ｂのうちの一方がこの発明の実施形態における「駆動側部材」に相当し、他方がこの発明の実施形態における「従動側部材」に相当する。

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。

なお、駆動装置２には、第１モータ４を走行のための駆動力源とする場合に、エンジン３の回転を止めるための摩擦式あるいは噛み合い式のブレーキ機構（第３係合機構）B1が設けられている。すなわち、ブレーキ機構B1は所定の固定部と出力軸１３または入力軸１４との間に設けられ、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。または、出力軸１３や入力軸１４が、エンジン３がその駆動時に回転する方向とは逆方向に回転することを禁止するワンウェイクラッチをブレーキ機構B1として設けてもよい。

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が接続され、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が接続され、それらの各電力制御装置２８，２９は、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第２モータ５に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。それら蓄電装置３０は、それぞれ特性が異なるから、車両Ｖｅは、蓄電装置３０を単一種類の装置から構成することに限られず、複数の蓄電装置３０を、各装置の特性を考慮して組み合わせて構成してもよい。

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演算を行い、その演算結果を、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に入力される各種センサからのデータの一例を図２に示してある。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（アクチュエータ）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。また、統合ECU３２は、図２に示すように、走行モード推定部３２ａと、推定された走行モードを設定する走行モード切替部３２ｂとを備えている。なお、走行モード推定部３２ａは、入力された車速やアクセル開度あるいはそれに基づく要求駆動力を基に設定すべき走行モードを推定する。なお、この推定する走行モードは後述する図１０や図１１のようなマップから求めてもよい。

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値やパルス数、点火装置で燃料を着火するための電流値やパルス数、EGR（Exhaust Gas Recirculation）バルブの開度を定めるための電流値やパルス数、吸気バルブや排気バルブの開度を定めるための電流値やパルス数などの指令値を求め、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指令値を求めて、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）において、変速部８のリングギヤ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のリングギヤ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のリングギヤ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（固定段モード）とを設定することが可能である。なお、HV-LoモードとHV-Hiモードとでは、トルクの増幅率はHV-Loモードの方が大きくなる。なお、上記のHV-Loモードがこの発明の実施形態における「第１ＨＶ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「第２ＨＶモード」に相当する。

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デュアルモードと、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（切り離しモード）とを設定することが可能である。更にデュアルモードは、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EV-Loモードより小さい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重ねてある矢印がトルクの向きを示すとともに、そのトルク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」よりも小さい値である。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の出力を増大させてエンジン３の回転数を増大させている場合には、エンジン３の出力のうちエンジン３の回転数を増大させるために要したパワーを減じたパワーに相当するトルクが、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ジュール損などを要因とした損失がないため、動力の伝達効率が良好になる。

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。

蓄電装置３０の充電残量（SOC）、車速、要求駆動力などに基づいて上記の各走行モードを定めるように構成されている。この発明の実施形態では、蓄電装置３０の充電残量を維持するように各走行モードを設定するCS（Charge Sustain）モードと、蓄電装置に充電された電力を積極的に使用するCD（Charge Depleting）モードとを、蓄電装置３０の充電残量に応じて選択するように構成されている。具体的には、蓄電装置３０の充電残量が低下している場合などに、CSモードを選択し、蓄電装置３０の充電残量が比較的多い場合などにCDモードを選択するように構成されている。

図１０には、CSモードが選択されている際に各走行モードを定めるためのマップの一例を示している。このマップの横軸は車速を示し、縦軸は要求駆動力を示している。なお、車速は車速センサにより検出されたデータから求めることができ、要求駆動力はアクセル開度センサにより検出されたデータから求めることができる。

図１０に示す例では、前進走行しており、要求駆動力が比較的小さい場合（減速要求を含む）に、シングルモードを設定するように構成されている。このシングルモードを設定する領域は、第２モータ５の特性に基づいて定められている。なお、シングルモードを設定する領域にハッチングを付してある。

また、前進走行しており、かつ要求駆動力が比較的大きい場合には、HV走行モードが設定される。なお、HV走行モードは、低車速域から高車速域に亘って駆動力を出力できるため、蓄電装置３０の充電残量が下限値近傍となった場合などには、シングルモードが設定されるべき領域であっても、HV走行モードを設定することがある。

さらに、HV走行モードを設定する場合においては、車速と要求駆動力に応じてHV-LoモードやHV-Hiモード、あるいは直結モードのいずれかのモードを選択するように構成されている。具体的には、比較的低車速の場合や要求駆動力が比較的大きい場合に、HV-Loモードが選択され、比較的高車速でかつ要求駆動力が比較的小さい場合に、HV-Hiモードが選択され、車両Ｖｅの運転状態がHV-LoモードとHV-Hiモードとを設定する領域の間の運転点（車速と要求駆動力とに基づいた値）の場合に、直結モードが選択されるように構成されている。

また、上記のHV-Loモード、直結モード、HV-Hiモードは、図１０に示す各ラインを運転点が横切ることにより切り替えるように構成されている。具体的には、図１０における「Lo←Fix」のラインを運転点が図１０における右側から左側に向けて横切って変化した場合や、下側から上側に向けて横切って変化した場合に、直結モードからHV-Loモードに切り替えるように構成され、「Lo→Fix」のラインを運転点が左側から右側に向けて横切って変化した場合や、上側から下側に向けて横切って変化した場合に、HV-Loモードから直結モードに切り替えるように構成されている。同様に、図１０における「Fix←Hi」のラインを運転点が右側から左側に向けて横切って変化した場合や、下側から上側に向けて横切って変化した場合に、HV-Hiモードから直結モードに切り替えるように構成され、「Fix→Hi」のラインを運転点が左側から右側に向けて横切って変化した場合や、上側から下側に向けて横切って変化した場合に、直結モードからHV-Hiモードに切り替えるように構成されている。

図１１には、CDモードが選択されている際に各走行モードを定めるためのマップの一例を示している。このマップの横軸は車速を示し、縦軸は要求駆動力を示している。なお、車速は車速センサにより検出されたデータから求めることができ、要求駆動力はアクセル開度センサにより検出されたデータから求めることができる。

図１１に示す例では、前進走行しており、要求駆動力が第１駆動力F1よりも小さい場合（減速要求を含む）に、シングルモードを設定するように構成されている。このシングルモードを設定する領域は、第２モータ５の特性などに基づいて定められている。なお、シングルモードを設定する領域にハッチングを付してある。

また、前進走行しており、かつ要求駆動力が第１駆動力F1よりも大きい場合には、デュアルモードが設定される。さらに、第１車速V1よりも高車速である場合や、第２車速V2よりも高車速でありかつ要求駆動力が第２駆動力F2よりも大きい場合には、HV走行モードが設定される。なお、HV走行モードは、低車速域から高車速域に亘って駆動力を出力できるため、蓄電装置３０の充電残量が下限値近傍となった場合などには、シングルモードやデュアルモードが設定されるべき領域であっても、HV走行モードを設定することがある。

さらに、HV走行モードを設定する場合においては、車速と要求駆動力に応じてHV-LoモードやHV-Hiモード、あるいは直結モードのいずれかの走行モードを選択するように構成されている。具体的には、比較的低車速の場合や要求駆動力が比較的大きい場合に、HV-Loモードが選択され、比較的高車速でかつ要求駆動力が比較的小さい場合に、HV-Hiモードが選択され、車両Ｖｅの走行状態がHV-LoモードとHV-Hiモードとを設定する領域の間の運転点（車速と要求駆動力とに基づいた値）の場合に、直結モードが選択されるように構成されている。

また、上記のHV-Loモード、直結モード、HV-Hiモードの各走行モードは、図１１に示す各ラインを横切って運転点が変化することにより切り替えられるように構成されている。具体的には、図１１における「Lo⇔Fix」のラインを運転点が横切って変化した場合に、直結モードとHV-Loモードとが相互に切り替えられるように構成されている。同様に、図１１における「Fix⇔Hi」のラインを運転点が横切って変化した場合に、HV-Hiモードと直結モードとが相互に切り替えられるように構成されている。

なお、図１０や図１１に示す走行モードを設定する領域や、ＨＶ走行モードを設定する条件下におけるモードの切り替えを行うためのラインは、駆動装置２を構成する各部材の温度や、蓄電装置３０あるいは電力制御装置２８，２９の温度、もしくは蓄電装置３０の充電残量などに応じて変動するように構成してもよい。

このように構成された車両Ｖｅは、上述したように、クラッチ機構などの係合機構の係合状態を切り替えることにより複数の走行モードの設定が可能である。それら走行モードの設定は、運転者のアクセル操作に基づくアクセル開度や要求駆動力に応じて設定される。したがって、例えば上述の第２モータ５のみの駆動トルクで走行するシングルモードで走行中にアクセル操作されるなどにより要求駆動力が増大した場合には、エンジン３を始動させてＨＶ走行モードへ移行する。その場合、要求駆動力が所定値以上の場合には、HV-LoモードとHV-Hiモードのうち、より大きな駆動力を発生させることが可能なHV-Loモードへ移行する。HV-Loモードへ移行する場合には、エンジン３を始動するにあたり第１クラッチ機構CL1を係合することになる。具体的には、第１クラッチ機構CL1の駆動側部材と従動側部材とをトルク伝達可能に連結することになり、その場合、その駆動側部材と従動側部材との回転数の差である差回転数を第１クラッチ機構CL1を係合することが可能な差回転数に制御する。すなわち係合時のショックやそのショックを許容できる回転数（すなわち同期回転数）に制御する。

なお、HV-LoモードとHV-Hiモードとでは、HV-Loモードの方がHV-Hiモードよりリングギヤ１６に伝達されるトルクの割合が大きく、したがって、発生させることが可能な駆動力はHV-Loモードの方がHV-Hiモードより大きくなる。図１２は、シングルモードからHV-Loモードへ移行する場合の第１クラッチ機構CL1の同期制御を説明するための図であり、図１３は、シングルモードからHV-Hiモードへ移行する場合の第２クラッチ機構CL2の同期制御を説明するための図である。なお、同期制御とは、各クラッチ機構CL1,CL2の入力側と出力側との差回転数を低減して係合する場合に、係合時のショックやそのショックを許容可能な差回転数に制御することを言う。言い換えれば、エンジン３と第１モータ４とがトルク伝達可能な状態となり、エンジン３の始動が可能な状態を言う。

この図１２および図１３から把握できるように、シングルモードからいずれかのHV走行モードへ移行する場合、シングルモードからHV-Loモードへ移行する場合の方が、シングルモードからHV-Hiモードへ移行する場合に比べて、上述の差回転数が大きく、矢印で示す第１モータの回転数の変化量ならびにその変化率が大きい。すなわち、クラッチ機構の同期制御が完了するまでの時間がHV-Loモードの方がHV-Hiモードより長い。言い換えれば、エンジン３を始動するまでの時間がHV-Loモードの方がHV-Hiモードより長くなり、その結果、駆動力を発生させるまでの時間もHV-Loモードの方がHV-Hiモードより長くなる。

要は、シングルモードからHV-Loモードへ移行する際には、上述の第１クラッチ機構CL1における差回転数が比較的大きく、第１クラッチ機構CL1の係合が完了するまでの時間、ならびに、エンジン始動までの時間が長くなり、ひいては駆動力を発生させるまでの時間が長くなることがある。そこで、この発明の実施形態では、駆動力が発生するまでの時間が可及的に短くな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１４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、この図１４に示す例では、シングルモードからHV-Loモードへ移行する場合の制御例を示している。先ず、現在の走行モードがシングルモードか否かを判断する（ステップＳ１）。これは、現在の走行状態が第２モータ５のみから駆動トルクを出力して走行しているか否かを判断するステップである。要求駆動力や車速が比較的低い状態である場合にはシングルモードが設定され、したがって、その場合は、このステップＳ１で肯定的に判断される。なお、ステップＳ１で否定的に判断された場合には、これ以降の制御を特に実行することなく図１４におけるルーチンを一旦終了する。

それとは反対に、このステップＳ１で肯定的に判断された場合、すなわちシングルモードで走行していると判断された場合には、アクセル開度を検出する（ステップＳ２）。なお、アクセル開度は、上述のアクセル開度センサによって得られる。

ついで、エンジン３の始動要求があるか否かを判断する（ステップＳ３）。これはエンジン３を始動してシングルモードからＨＶ走行モードへ移行するか否かを判断するステップであって、例えばステップＳ２で検出したアクセル開度によって判断できる。したがって、そのアクセル開度が予め定められた所定開度以上の場合には、このステップＳ３で肯定的に判断される。また、アクセル開度が所定開度以上の場合に、走行モード推定部３２ａでシングルモードからHV-Loモードへ切り替えることの推定が成立する。なお、このエンジン３を始動するか否かの判断は、アクセル開度の他、上述の図１０や図１１で説明したマップから判断してもよい。

したがって、このステップＳ３で否定的に判断された場合、すなわちアクセル開度が所定開度未満であることによりエンジン３の始動要求がないと判断された場合には、ステップＳ２へ戻り、このステップＳ３で肯定的に判断されるまでこの制御を繰り返し実行する。一方、このステップＳ３で肯定的に判断された場合、すなわちエンジン３の始動要求があると判断された場合には、第２クラッチ機構CL2における差回転数を所定の回転数以下に制御する（ステップＳ４）。具体的には、キャリヤ１８に連結された回転要素１８ａとリングギヤ１６に連結された回転要素１８ｂとの差回転数を所定の差回転数に制御する。なお、所定の差回転数とは、回転要素１８ａ（すなわち駆動側部材）と回転要素１８ｂ（すなわち従動側部材）との係合時におけるショックが生じない、あるいはそのショックを許容できる差回転数をいう。

上述のように、アクセル開度が所定開度以上に増大すると、走行モードをHV走行モードに切り替える判断が成立し、第１クラッチ機構CL1あるいは第２クラッチ機構CL2を係合することになる。この発明の実施形態は、上述したようにシングルモードからHV-Loモードへ移行する場合の例であるから第１クラッチ機構CL1を係合することになる。しかしながら、上記の図１２および図１３の各クラッチ機構CL1,CL2の同期制御で説明したように、第１クラッチ機構CL1を係合する場合、第１モータ４の回転数の変化量、ならびに、その変化率が大きく（すなわち差回転数が大きい）、エンジン３を始動するまでの時間が長くなる。そこで、この発明の実施形態では、クラッチ機構の同期制御において、第１クラッチ機構CL1よりも同期までの時間が短い（言い換えれば第１モータ４の回転数の変化量が小さい）第２クラッチ機構CL2を過渡的に係合させるように構成されている。つまり、一旦、HV-Hiモードを設定するように構成されている。これにより、エンジン３の始動を早期に実現するためである。

ここで、第１モータ４による各クラッチ機構CL1,CL2の差回転数の制御について説明する。図１に示す駆動装置２では、車両Ｖｅが前進走行している状態で、第１モータ４によってサンギヤ９を回転させると、リングギヤ１０およびこれに連結されているサンギヤ１５が、第１モータ４の回転数に応じた回転数で回転し、さらにキャリヤ１８がそのサンギヤ１５および出力ギヤ１９（リングギヤ１６）の回転数に応じた回転数で回転する。このキャリヤ１８に、第１クラッチ機構CL1の従動側部材である回転部材１２ｂや第２クラッチ機構CL2の駆動側部材である回転部材１８ａが連結されているので、結局、これらの回転部材１２ｂ，１８ａが第１モータ４の回転数に応じた回転数になる。すなわち、第１モータ４によって第１クラッチ機構CL1や第２クラッチ機構CL2における差回転数を制御することができる。

ついで、第２クラッチ機構CL2の係合制御を実行する（ステップＳ５）。すなわち第１モータ４の回転数を低下させて、上記の第２クラッチ機構CL2における回転要素１８ａと回転要素１８ｂとの差回転数が所定の差回転数以下になり同期が完了したら第２クラッチ機構CL2を係合する。具体的には、第２クラッチ機構CL2の係合圧を定めるアクチュエータに通電するべき指令値を求めて、そのアクチュエータに指令信号を出力する。

そして、この係合制御により第２クラッチ機構CL2が係合完了したか否かを判断する（ステップＳ６）。このステップＳ６で否定的に判断された場合、すなわち未だ第２クラッチ機構CL2の差回転数が所定の差回転数より大きい場合等には、ステップＳ５へ戻り、所定の差回転数以下になるまで同期制御を実行する。それとは反対にこのステップＳ６で肯定的に判断された場合、すなわち第２クラッチ機構CL2の同期が完了したと判断された場合には、ついで、HV-Hiモードへ移行するためにエンジン３を始動する（ステップＳ７）。これは、第１モータ４によるエンジン３のモータリングであって、より具体的には、第２クラッチ機構CL2を係合した状態から第１モータ４の回転数を増大させることによりエンジン３を始動させる。なお、その際の第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全体としての効率が最も良好となるように制御される。

ついで、第１クラッチ機構CL1における差回転数を所定の回転数以下に制御する（ステップＳ８）。具体的には、キャリヤ１２に連結された回転要素１２ａとキャリヤ１８に連結された回転要素１２ｂとの差回転数を所定の差回転数に制御する。なお、所定の差回転数とは、回転要素１２ａ（すなわち駆動側部材）と回転要素１２ｂ（すなわち従動側部材）との係合時におけるショックが生じない、あるいはそのショックを許容できる差回転数をいう。

上述したように、この発明の実施形態では、エンジン３の始動を早期に実行するためにステップＳ７までに第１モータ４の回転数の変化が比較的小さいHV-Hiモードを一旦設定している。一方、この図１４に示す例は、シングルモードからHV-Loモードへ移行する制御例であり、したがって、このステップＳ８ではHV-Loモードへ移行するために、第１クラッチ機構CL1の係合を行う。具体的には、第１モータ４により第１クラッチ機構CL1における回転要素１２ａと回転要素１２ｂとの差回転数を所定の差回転数に低減させる制御を行う。

ついで、第１クラッチ機構CL1の係合制御を実行する（ステップＳ９）。すなわち第１モータ４の回転数を低下させて、上記の第１クラッチ機構CL1における各回転要素１２ａと回転要素１２ｂとの差回転数が所定の差回転数以下になったら第１クラッチ機構CL1の係合を開始する。具体的には、第１クラッチ機構CL1の係合圧を定めるアクチュエータに通電するべき指令値を求めて、そのアクチュエータに指令信号を出力する。そして、この係合制御により第１クラッチ機構CL1が係合完了したか否かを判断する（ステップＳ１０）。なお、この第１クラッチ機構CL1の係合に合わせて、第２クラッチ機構CL2の解放を行うものの、第１クラッチ機構CL1の係合制御は、第２クラッチ機構CL2の解放制御の前に実行されてもよく、あるいは同時に実行されてもよい。第１クラッチ機構CL1の係合制御を先に実行した場合には、過渡的に第１クラッチ機構CL1と第２クラッチ機構CL2とが係合することになる。すなわち直結モードが設定されることになる。

このステップＳ１０で否定的に判断された場合、すなわち未だ第１クラッチ機構CL1の差回転数が所定の差回転数より大きい場合等には、ステップＳ９へ戻り、所定の差回転数以下になるまで係合制御を実行する。それとは反対にこのステップＳ１０で肯定的に判断された場合、すなわち第１クラッチ機構CL1の係合が完了したと判断された場合には、エンジン３の回転数を要求パワーを達成する回転数へ制御する（ステップＳ１１）。すなわち第１モータ４を制御することによりエンジン３の回転数を要求パワーを達成することが可能な回転数に制御する。そして、これによりHV-Loモードへの移行が完了する。

つぎに、この発明の実施形態における参考例（比較例）について説明する。上述した実施形態では、シングルモードからHV-Loモードへ移行する際に、HV-Hiモードを経由してHV-Loモードへ移行するように構成されている。これは、上述のように、エンジン３の始動を早期に実現するためである。一方、シングルモードからHV-Loモードへ移行する場合には、直接HV-Loモードへ移行するのが通常であり、図１７は、その制御の一例を示すフローチャートである。上述の図１４の制御例と異なる点は、ステップＳ４〜ステップＳ６の制御がないことである。なお、その他のステップについては、同様の制御内容であるため、同じステップ番号を付し、その制御内容については、簡略化あるいは省略して説明する。

先ず、シングルモードからアクセル操作されることによりアクセル開度が増大する（ステップＳ１〜Ｓ２）。ついで、その増大したアクセル開度が所定開度以上であると判断された場合には（ステップＳ３）、第１クラッチ機構CL1における差回転数を所定回転数以下に制御する（ステップＳ８）。そして、その差回転数が所定の差回転数以下になり係合制御が実行され係合完了と判断された場合には（ステップＳ９〜Ｓ１０）、HV-Loモードへ移行するべくエンジン３の始動を行う（ステップＳ１００）。具体的には、第１クラッチ機構CL1を同期させた状態から第１モータ４の回転数を低下させることでエンジン３をモータリングする。そして、エンジン３の回転数を要求パワーを達成する回転数へ制御する（ステップＳ１１）。

つぎに、図１４の制御例を実行した場合における車両Ｖｅの発生駆動力などの変化をタイムチャートを参照して説明する。図１５は、そのタイムチャートを示す図であって、アクセル開度、エンジン３の回転数、各クラッチ機構CL1,CL2の係合状態、駆動力の変化をそれぞれ示している。また、この図１５に示すタイムチャートは、シングルモードで走行している状態からHV-Loモードへ移行する場合の例を示している。なお、実線が、HV-Hiモードを経由してHV-Loモードへ移行するこの発明の実施形態での各パラメータの変化を示し、破線が直接HV-Loモードへ移行する比較例での各パラメータの変化を示している。以下、具体的に説明する。

先ず、シングルモードで走行している状態（ｔ０時点）においては、各クラッチ機構CL1,CL2は解放されている。また、エンジン３は始動しておらず、その回転数は「０」となっている。その状態からアクセルペダルの踏み増し操作が行われると、アクセル開度が増大する（ｔ１時点）。また、アクセル開度の増大に連れて、発生する駆動力も増大する。

ついで、アクセル開度が更に増大して、エンジン始動を判定する閾値に達する（ｔ２時点）。すなわち上述の図１４の制御例のステップＳ３で説明したようにアクセル開度がHV-Loモードへ移行する所定開度以上となる。したがって、このｔ２時点からクラッチ機構の差回転数を係合可能な差回転数に制御する同期制御を開始する。具体的には、この発明の実施形態では、第１モータ４の回転数の変化量が第１クラッチ機構CL1の同期制御に比べて小さい第２クラッチ機構CL2の同期制御を行う。すなわち第２クラッチ機構CL2の入力側の回転部材１８ａと出力側の回転部材１８ｂとの差回転数を係合可能な差回転数に向けて制御する。

そして、係合可能な差回転数になり第２クラッチ機構CL2の係合が完了すると（ｔ３時点）、第１モータ４によるエンジン３のモータリングを開始する。すなわちHV-Hiモードへ移行する制御が開始される。また、そのようにエンジン３のモータリング、ならびに、HV-Hiモードへの移行の開始により車両Ｖｅで発生する駆動力も増大する。つまり、一旦、HV-Hiモードへ移行することにより早期にエンジン３を始動させて発生駆動力を増大させる。

ついで、運転者が要求する駆動力を発生させるために、HV-Loモードへ移行する（ｔ４時点からｔ５時点）。具体的には、第１クラッチ機構CL1の同期制御を実行するために、第１クラッチ機構CL1の入力側の回転部材１２ａと出力側の回転部材１２ｂとの差回転数を係合可能な差回転数に向けて制御する。そしてｔ５時点で係合可能な差回転数になり第１クラッチ機構CL1の係合が完了する。したがって、このｔ５時点で第１クラッチ機構CL1がＯＮとなり、併せて係合していた第２クラッチ機構CL2の連結が解除、すなわちＯＦＦとなる。なお、図１５に示す例では、ｔ５時点で、第１クラッチ機構CL1の係合が完了し、同時に第２クラッチ機構CL2の解放が完了しているものの、上述したように、第１クラッチ機構CL1の係合が完了した後に、第２クラッチ機構CL2を解放するように制御してもよい。そして、HV-Loモードへの移行が完了し、更にエンジン３の回転数を増大させることで要求駆動力に達する。

なお、図１５に示す破線は、上述したように、シングルモードから直接HV-Loモードへ移行した場合の比較例であり、その場合には、実線で示したこの発明の実施形態に比べて、エンジン３の始動が遅い。つまり、第１クラッチ機構CL1の入力側と出力側との差回転数が第２クラッチ機構CL2より大きい。また併せて、発生する駆動力もｔ３時点からｔ４時点では、一定あるいは僅かに増大する程度である。そして、比較例では、ｔ４時点からエンジン３が始動することになり、したがって、実線で示すこの発明の実施形態に比べてエンジン３の始動が遅くなるとともに、発生する駆動力の停滞時間が長い。

つぎに、この発明の実施形態における作用について説明する。上述のように、この発明の実施形態では、シングルモードからHV-Loモードへ移行する際に、エンジン３の始動を早期に実現できるHV-Hiモードを経由してHV-Loモードへ移行するように構成されている。具体的には、シングルモードからHV-Loモードへ移行する場合、第１クラッチ機構CL1における回転要素１２ａと回転要素１２ｂとは差回転数が大きく、エンジン３の始動までに時間を要する。そのため、エンジン３の始動ができない間は、エンジン３からの駆動トルクが出力されないので、それに起因した駆動力が発生しないことになる。そこで、この発明の実施形態では、入力側と出力側との差回転数が比較的小さい第２クラッチ機構CL2を一旦係合することにより、HV-Hiモードへ移行するように構成されている。そのため、図１６に示すように直接HV-Loモードへ移行する場合（破線）に比べて、HV-Hiモードを経由した場合（実線）には、エンジン３の始動を早期に実現することができ、その結果、エンジン３からの駆動トルクを出力できるとともに、発生する駆動力を増大させることができる。

また、このように、早期に駆動力を増大させることができることにより、シングルモードからHV-Loモードへ移行する過渡期において、駆動力が増大しない時間、あるいは停滞する時間が発生することを抑制でき、その結果、運転者がアクセル操作しているのにも拘わらず、意図した駆動力が発生しないなどの違和感や不快感が生じることを抑制できる。また、駆動力が増大しない時間や停滞する時間の発生を抑制できることにより、連続的に駆動力が増大して発生することになるので、スムーズな加速感を実現することができる。

１Ｒ，１Ｌ 前輪
２ 駆動装置
３ エンジン
４ 第１モータ
５ 第２モータ
６ 動力分割機構
７ 分割部
８ 変速部
１９ 出力ギヤ
３１ ＥＣＵ（電子制御装置）
CL1，CL2 クラッチ機構
Ｖｅ 車両

Claims (8)

1. 駆動力源としてエンジンと、第１モータと、第２モータとを備え、
   前記エンジンが連結されている第１回転要素と、前記第１モータが連結されている第２回転要素と、第３回転要素とによって差動作用を行う第１差動機構と、
   前記第２モータおよび駆動輪が連結されている第４回転要素と、前記第３回転要素に連結されている第５回転要素と、第６回転要素とによって差動作用を行う第２差動機構と、
   前記第６回転要素と前記第１回転要素とを連結し、またその連結を解く第１係合機構と、
   前記第４回転要素と前記第５回転要素と前記第６回転要素とのうち少なくともいずれか二つの回転要素を連結し、またその連結を解く第２係合機構とを有するハイブリッド車両であって、
   前記第１係合機構を係合することにより設定される第１ＨＶモードと、前記第２係合機構を係合することにより設定されかつ前記第１ＨＶモードより前記駆動輪に伝達されるトルクが小さい第２ＨＶモードと、前記第１係合機構および前記第２係合機構を解放しかつ前記第２モータの駆動トルクのみで走行するシングルモードとを含む複数の走行モードを設定することが可能なハイブリッド車両の制御装置において、
   前記第１係合機構および前記第２係合機構のそれぞれは、互いに係合することによりトルクを伝達する駆動側部材と従動側部材とを有するとともに、前記駆動側部材と前記従動側部材との回転数の差である差回転数を前記第１モータによって制御するように構成され、
   前記ハイブリッド車両を制御するコントローラを有し、
   前記コントローラは、
   前記走行モードを前記シングルモードから前記第１ＨＶモードに切り替えることを推定し、
   前記シングルモードから前記第１ＨＶモードに切り替える推定が成立した場合に、前記シングルモードから前記第２ＨＶモードを経由して前記第１ＨＶモードへ切り替え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、
   設定するべき走行モードを推定する走行モード推定部と、前記推定した走行モードに切り替える走行モード切替部とを更に備え、
   前記コントローラは、
   前記走行モード推定部により前記第１ＨＶモードが推定されて、前記シングルモードから前記第１ＨＶモードに切り替える推定が成立した場合に、前記走行モード切替部により前記シングルモードから前記第２ＨＶモードを経由して前記第１ＨＶモードへ切り替える
   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、
   前記シングルモードから前記第１ＨＶモードに切り替える推定が成立した場合に、前記第２ＨＶモードを設定する制御を開始した後に前記第１ＨＶモードを設定する制御を実行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。
4. 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、
   前記走行モードを前記シングルモードから前記第１ＨＶモードに切り替えることの推定を、運転者のアクセル操作に基づくアクセル開度によって判断するように構成され、
   前記アクセル開度が予め定められた所定開度以上の場合に、前記シングルモードから前記第１ＨＶモードに切り替えることの推定が成立すると判断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、
   前記コントローラは、
   前記シングルモードから前記第２ＨＶモードを経由して前記第１ＨＶモードへ切り替える際に、前記第２係合機構における駆動側部材と従動側部材との差回転数を同期可能な所定の差回転数に制御し、かつ前記第２係合機構の係合が完了した後に、前記第１係合機構の駆動側部材と従動側部材との差回転数を同期可能な所定の差回転数に制御して前記第１係合機構の係合を実行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。
6. 請求項１から５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、
   前記コントローラは、
   前記第２ＨＶモードを経由して前記第１ＨＶモードへ切り替える際に、
   前記第１係合機構の係合が完了した後に、前記第２係合機構の連結を解除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。
7. 請求項１から６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、
   前記シングルモードから前記第１ＨＶモードへ切り替える際の前記第１係合機構における差回転数と、前記シングルモードから前記第２ＨＶモードへ切り替える際の前記第２係合機構における差回転数とは、前記第１係合機構における差回転数の方が、前記第２係合機構における差回転数より大きい
   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１から７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、
   前記コントローラは、
   前記シングルモードから前記第２ＨＶモードへ切り替える際に前記エンジンを始動し、
   前記エンジンの始動は、前記第１モータによって行う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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