JP5874464B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの出力軸を固定する固定機構を備えたハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、そのエンジンの出力軸を固定した状態で電動機によって走行するモータ走行からエンジンを始動させる際の制御に関する。

第１回転要素、入力回転部材であってエンジンに連結された第２回転要素、および出力回転部材である第３回転要素を備えた差動機構と、前記第１回転要素に連結された第１電動機と、前記第３回転要素から駆動輪までの動力伝達経路に動力伝達可能に接続された第２電動機とを、備えたハイブリッド車両が知られている。上記のように構成されるハイブリッド車両において、前記エンジンのクランク軸をハウジング等の非回転部材に対して固定する固定機構を設ける技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載された動力出力装置がそれである。この技術によれば、前記エンジンの停止時（非回転時）においてそのエンジンのクランク軸を回転不能に固定することで、前記第１電動機および第２電動機を走行用の駆動源として併用することができ、モータ走行の高出力化を実現することができる。

特開２００５−１３８７７９号公報

ところで、前記エンジンを停止させると共に前記電動機のトルクを駆動に用いるモータ走行時において、エンジン走行に切り換える場合、前記固定機構によるエンジンのクランク軸を回転不能に固定した状態からその固定を解除し、第１電動機によってエンジンを自立運転可能な回転速度まで引き上げるエンジン始動制御が必要となる。ここで、モータ走行中においては、エンジンのクランク軸を固定した状態で第１電動機は負のトルクを出力することで、出力軸に正のトルクを出力させる。一方、エンジン始動制御時では、固定機構が解除された状態で第１電動機はエンジンの回転速度を引き上げるために正のトルクを出力する。これより、モータ走行からエンジンを始動させる際には、固定機構を解除してエンジンのクランク軸の固定が解除されるまで待って、第１電動機から正のトルクを出力することが考えられる。しかしながら、このような制御では、エンジンが始動するまでに時間がかかってしまう。なお、特許文献１においても、エンジンのクランク軸を固定した状態からその固定を解除して、エンジン走行に移行する詳細な制御態様について記載がなく、上記エンジン始動に時間がかかることも未公知の課題であった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、エンジンのクランク軸を固定した状態で電動機によって走行するモータ走行状態からエンジンを始動させる際に速やかな始動が可能となるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するための、第１発明の要旨とするところは、第１回転要素、入力回転部材であってエンジンに連結された第２回転要素、および出力回転部材である第３回転要素を備えた差動機構と、前記第１回転要素に連結された第１電動機と、前記エンジンの出力軸を非回転部材に連結して固定するトルク容量変更可能な固定機構とを、備えたハイブリッド車両の制御装置であって、(a)前記固定機構を作動させて前記第１電動機によって走行するモータ走行時に前記エンジンを始動する場合、前記第１電動機のトルクを低下させるとともに、前記固定機構のトルク容量を低下させ、そのトルク容量が予め設定されている閾値まで低下すると、前記第１電動機によって、前記固定機構のトルク容量以上の前記エンジンの回転速度を引き上げる方向に作用するトルクを、前記エンジンの出力軸に出力させ、(b)前記固定機構をスリップさせて前記エンジンの回転速度を引き上げることを特徴とする。

このようにすれば、エンジンの出力軸を固定している状態からエンジンを始動させる際、前記第１電動機によって、前記固定機構のトルク容量以上の前記エンジンの回転速度を引き上げる方向に作用するトルクを、前記エンジンの出力軸に出力させ、前記固定機構をスリップさせて前記エンジンの回転速度を引き上げるため、固定機構が完全に解除される前にエンジンの回転速度が引き上げられ、応答性に優れた第１電動機を用いて速やかにエンジンを始動させることができる。

また、好適には、第２発明の要旨とするところは、第１発明のハイブリッド車両の制御装置において、前記第１電動機により前記固定機構のトルク容量以上のトルクを前記エンジンの出力軸に作用させて前記エンジンの回転速度を引き上げる際には、前記固定機構のトルク容量が大きいほど、前記第１電動機のトルクを大きくする。このようにすれば、固定機構のトルク容量が大きいほど、エンジンの回転速度を引き上げる際にかかる負荷が大きくなるが、このトルク容量が大きいほど第１電動機のトルクを大きくすることで、エンジン回転速度を引き上げる際に生じる遅れを抑制することができる。

また、好適には、第３発明の要旨とするところは、第１発明または第２発明のハイブリッド車両の制御装置において、前記モータ走行時に前記エンジンを始動する判断が為されてから、前記第１電動機から前記エンジンの回転速度を引き上げる方向に作用するトルクを出力するまでの間は、前記第１電動機のトルクを低下させ、前記固定機構のトルク容量が、その固定機構に作用するトルクよりも大きくなるように制御する。このようにすれば、第１電動機によってエンジンの回転速度を引き上げるまでの間、固定機構において滑りが防止され、エンジンの逆回転が防止される。

また、好適には、第４発明の要旨とするところは、第１発明から第３発明の何れか１のハイブリッド車両の制御装置において、前記第３回転要素には、第２電動機が直接或いは間接的に連結されており、前記エンジン始動時の駆動トルクの低下分を、前記第２電動機から出力する。このようにすれば、エンジン始動制御時において駆動輪に伝達される駆動トルクが低下するが、これに対して、第２電動機はその低下分を補償するように出力することで、駆動トルクの低下が抑制される。

本発明が好適に適用されるハイブリッド車両を構成するハイブリッド車両用駆動装置の構成を例示する骨子図である。 図１の駆動装置によるハイブリッド駆動を制御するために備えられた電気系統の要部を例示する図である。 図２の電子制御装置等に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 図１の差動機構である遊星歯車装置における３つの回転要素の回転速度を相対的に表すことができる共線図である。 図１の差動機構である遊星歯車装置における３つの回転要素の回転速度を相対的に表すことができる共線図であって他の態様を示している。 車両の走行状態と閾値との関係を示す図である。 モータ走行モードからエンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モードに切り換えるために、エンジンを始動させる際の電子制御装置の制御作動を説明するタイムチャートである。 モータ走行モードからエンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モードに切り換えるために、エンジンを始動させる際の電子制御装置の制御作動を説明するタイムチャートであって、主に第２フェーズの制御作動を示している。 電子制御装置の制御作動の要部すなわちモータ走行モードからエンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モードに切り換えるため、エンジンを始動させる際の制御作動を説明するためのフローチャートである。

ここで、好適には、前記固定機構は、前記エンジンを停止させる走行モードにおいてそのエンジンの出力軸を非回転部材に固定する一方、そのエンジンを駆動させる走行モードにおいては前記出力軸の回転を許容するように切り換えられる。この固定機構により前記出力軸が非回転部材に対して固定された状態では、前記第１電動機および第２電動機を駆動源として併用でき、比較的大きな出力を実現できる。また、本発明は、比較的容量の大きなバッテリを備え、家庭用電源からそのバッテリへの蓄電が可能な所謂プラグインハイブリッド車両に好適に適用される。

また、好適には、前記固定機構は、油圧アクチュエータによってそのトルク容量が制御されるよく知られた多板式の油圧式摩擦係合装置である。また、電磁アクチュエータによってそのトルク容量が制御される電磁式摩擦係合装置等を前記固定機構として備えたハイブリッド車両においても、本発明は一応の効果を奏する。すなわち、本発明は、前記エンジンの出力軸を非回転部材に係合して回転不能に固定することができ、且つ、その係合力に対応するトルク容量を制御できる固定機構を備えたハイブリッド車両に広く適用されるものである。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両８を構成するハイブリッド車両用駆動装置１０（以下、単に駆動装置１０という）の構成を例示する骨子図である。この図１に示す駆動装置１０は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型車両に好適に用いられるものであって、駆動源（主動力源）であるエンジン１２と、駆動輪である左右１対の車輪１４ｌ、１４ｒ（以下、特に区別しない場合には単に車輪１４という）との間の動力伝達経路に、第１駆動部１６、第２駆動部１８、差動歯車装置２０、および左右１対の車軸２２ｌ、２２ｒ（以下、特に区別しない場合には単に車軸２２という）を備えて構成されている。

上記エンジン１２は、例えば、気筒内噴射される燃料の燃焼によって駆動力を発生させるガソリンエンジン或いはディーゼルエンジン等の内燃機関である。また、上記第１駆動部１６は、３つの回転要素であるサンギヤＳ、キャリヤＣＡ、およびリングギヤＲを有する遊星歯車装置２４と、その遊星歯車装置２４のサンギヤＳに連結された第１電動機ＭＧ１とを、備えて構成されている。また、上記エンジン１２の出力軸であるクランク軸２６と、非回転部材であるハウジング（トランスアクスルハウジング）２８との間には、エンジン１２のクランク軸２６をハウジング２８に連結して回転不能に固定する固定機構としてのブレーキＢcrが設けられている。

前記エンジン１２のクランク軸２６は、前記第１駆動部１６の入力軸として上記遊星歯車装置２４のキャリアＣＡに連結されている。また、そのクランク軸２６は、機械式オイルポンプ３０に連結されており、前記エンジン１２の駆動によりそのオイルポンプ３０から後述する油圧制御回路４８の元圧としての油圧が発生させられるようになっている。また、上記遊星歯車装置２４のリングギヤＲは、出力歯車３２に連結されている。すなわち、上記遊星歯車装置２４は、第１回転要素としてのサンギヤＳ、入力回転部材であって前記エンジン１２に連結された第２回転要素としてのキャリアＣＡ、および出力回転部材である第３回転要素としてのリングギヤＲを備えた差動機構に対応する。

上記出力歯車３２は、前記第１駆動部１６の入力軸としてのクランク軸２６と平行を成す中間出力軸３４と一体的に設けられた大径歯車３６と噛み合わされている。また、同じくその中間出力軸３４と一体的に設けられた小径歯車３８が、前記差動歯車装置２０の入力歯車４０と噛み合わされている。また、上記大径歯車３６は、第２電動機ＭＧ２の出力軸４２に連結された第２出力歯車４４と噛み合わされている。ここで、好適には、前記第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２は、何れも駆動力を発生させるモータ（発動機）および反力を発生させるジェネレータ（発電機）としての機能を有するモータジェネレータであるが、前記第１電動機ＭＧ１は少なくともジェネレータとしての機能を備え、上記第２電動機ＭＧ２は少なくともモータとしての機能を備えるものである。

以上のように構成された駆動装置１０において、前記第１駆動部１６におけるエンジン１２から出力された回転は、差動機構としての遊星歯車装置２４を介して出力歯車３２から出力され、上記中間出力軸３４に設けられた大径歯車３６およびその大径歯車３６よりも歯数が少ない小径歯車３８を介して前記差動歯車装置２０の入力歯車４０に入力される。ここで、前記出力歯車３２から出力された回転は、上記大径歯車３６の歯数と小径歯車３８の歯数とで定まる所定の減速比で減速されて前記差動歯車装置２０の入力歯車４０に入力される。また、その差動歯車装置２０は、終減速機として機能している。

また、前記第１駆動部１６における第１電動機ＭＧ１の回転は、前記遊星歯車装置２４を介して前記出力歯車３２に伝達され、前記中間出力軸３４に設けられた大径歯車３６および小径歯車３８を介して前記差動歯車装置２０の入力歯車４０に伝達されるように構成されている。また、前記第２駆動部１８における第２電動機ＭＧ２の回転は、前記出力軸４２および第２出力歯車４４を介して前記中間出力軸３４に設けられた大径歯車３６に伝達され、その大径歯車３６および小径歯車３８を介して前記差動歯車装置２０の入力歯車４０に伝達されるように構成されている。すなわち、本実施例の駆動装置１０においては、前記エンジン１２、第１電動機ＭＧ１、および第２電動機ＭＧ２の何れもが走行用の駆動源として用いられ得るように構成されている。

固定機構である前記ブレーキＢcrは、よく知られた油圧式摩擦係合装置で構成されており、油圧制御回路４８からブレーキＢcrの油圧シリンダに供給されるブレーキ油圧Ｐbcrを制御することで、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbを変更可能に構成されている。例えば、油圧Ｐbcrが増加するに従って、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが増加するように構成されている。すなわち、ブレーキ油圧Ｐbcrが増加するに従って、ハウジング２８とクランク軸２６との間の係合力（締結力）が増加する。

図２は、本実施例の駆動装置１０によるハイブリッド駆動を制御するために備えられた電気系統の要部を例示する図である。この図２に示すように、前記駆動装置１０は、ハイブリッド駆動制御用電子制御装置５０、エンジン制御用電子制御装置５２、および電動機制御用電子制御装置５４を備えている。これらの電子制御装置５０、５２、５４（制御装置）は、何れもＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、および入出力インターフェイス等から成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより前記エンジン１２、第１電動機ＭＧ１、および第２電動機ＭＧ２によるハイブリッド駆動制御、および前記ブレーキＢcrの作動制御をはじめとする各種制御を実行する。ここで、本実施例においては、上記電子制御装置５２が主に前記エンジン１２の駆動（出力トルク）制御を、上記電子制御装置５４が主に前記第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２の駆動（出力トルク）制御を、上記電子制御装置５０が上記電子制御装置５２、５４を介しての前記駆動装置１０全体の駆動制御等を行う態様について説明するが、これら電子制御装置５０、５２、５４は、必ずしも個別の制御装置として備えられたものでなくともよく、一体の制御装置として備えられたものであってもよい。また、上記電子制御装置５０、５２、５４それぞれが更に個別の制御装置に分けて備えられたものであってもよい。

図２に示すように、上記電子制御装置５０には、前記駆動装置１０の各部に設けられた各種センサやスイッチ等から各種信号が供給されるようになっている。すなわち、車速センサから車速Ｖを表す信号、アクセル開度センサから運転者の出力要求量に対応するアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Ａccを表す信号、ブレーキ油圧センサから前記ブレーキＢcrの油圧シリンダに供給されるブレーキ油圧Ｐbcrを表す信号、ＭＧ１回転速度センサから前記第１電動機ＭＧ１の回転速度Ｎmg1を表す信号、ＭＧ２回転速度センサから前記第２電動機ＭＧ２の回転速度Ｎmg2を表す信号、エンジン回転速度センサから前記エンジン１２の回転速度Ｎeを表す信号、モード切換スイッチから走行モードを表す信号、出力軸トルクセンサから車輪１４の駆動トルクＴoutを表す信号、シフトポジションセンサから現在の走行レンジを表す信号、道路勾配センサから道路勾配θを表す信号、ブレーキストロークセンサからフットブレーキのブレーキペダルのブレーキ踏力を表す信号、エンジン水温センサからエンジン１２のエンジン水温Ｔwを表す信号、および、バッテリＳＯＣセンサから図示しないバッテリ（蓄電装置）の蓄電量である充電容量ＳＯＣに対応する信号、或いはそのバッテリＳＯＣに応じた入出力制限値すなわち入力制限値Ｗinおよび出力制限値Ｗoutを表す信号等がそれぞれ上記電子制御装置５０に供給されるようになっている。

また、前記電子制御装置５０からは、電子制御装置５２、５４へそれぞれ前記エンジン１２の駆動制御、前記第１電動機ＭＧ１の駆動制御、および前記第２電動機ＭＧ２の駆動制御を行うための指令信号が出力されるようになっている。すなわち、電子制御装置５２に対して、エンジントルク指令として、例えばエンジン出力制御装置６２（図３を参照）を介して前記エンジン１２の出力を制御するための信号である、そのエンジン１２の吸気管に備えられた電子スロットル弁の開度θthを操作するスロットルアクチュエータへの駆動信号、燃料噴射装置による吸気管等への燃料供給量を制御する燃料供給量信号、或いは点火装置によるエンジン１２の点火時期を指令する点火信号等が出力される。また、前記電子制御装置５４に対して、ＭＧ１トルク指令およびＭＧ２トルク指令として、第１インバータ６４および第２インバータ６６（図３を参照）を介して図示しないバッテリから前記第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２に対して供給される電気エネルギ等を制御するための指令信号が出力される。また、前記 ブレーキＢcrの作動を制御するために、ブレーキＢcrの油圧シリンダに供給される油圧Ｐbcrを調圧する油圧制御回路４８に備えられた電磁制御弁に対して、その電磁制御弁からの出力圧を制御するための油圧指令信号が出力される。

図３は、前記電子制御装置５０、５２、５４等に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。好適には、この図３に示すハイブリッド駆動制御部７０および固定機構作動制御部７８は、何れも前記電子制御装置５０に機能的に備えられるものであるが、これらの制御機能は、前記電子制御装置５０、５２、５４の何れに備えられたものであってもよく、更にはそれら前記電子制御装置５０、５２、５４とは別の制御装置に備えられたものであってもよい。また、ハイブリッド駆動制御部７０に含まれるエンジン駆動制御部７２が前記電子制御装置５２に、第１電動機駆動制御部７４および第２電動機駆動制御部７６が前記電子制御装置５４に機能的に備えられるというように、それらの制御機能が前記電子制御装置５０、５２、５４に分散的に備えられると共に各電子制御装置５０、５２、５４相互間で情報の送受信を行うことで処理を実行するものであっても構わない。

図３に示すハイブリッド駆動制御部７０は、前記駆動装置１０によるハイブリッド駆動制御を行う。具体的には、前記エンジン出力制御装置６２を介して前記エンジン１２の駆動を制御すると共に、前記第１インバータ６４および第２インバータ６６を介して第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２の駆動（力行）乃至発電（回生）を制御する。斯かる制御を行うために、エンジン駆動制御部７２、第１電動機駆動制御部７４、および第２電動機駆動制御部７６を含んでいる。以下、これらの制御機能について分説する。

エンジン駆動制御部７２は、基本的には、エンジン出力制御装置６２を介してエンジン１２の駆動を制御する。具体的には、エンジン１２の出力が電子制御装置５０により算出される目標エンジン出力（目標回転速度乃至目標出力トルク）となるように、エンジン１２の吸気管に備えられた電子スロットル弁の開度θthを操作するスロットルアクチュエータへの駆動信号、燃料噴射装置による吸気管等への燃料供給量を制御する燃料供給量信号、および点火装置によるエンジン１２の点火時期を指令する点火信号等を、電子制御装置５２を介してエンジン出力制御装置６２へ供給する。

第１電動機駆動制御部７４は、基本的には、第１インバータ６４を介して第１電動機ＭＧ１の作動を制御する。具体的には、第１電動機ＭＧ１の出力が電子制御装置５０により算出される目標第１電動機出力（目標回転速度乃至目標出力トルク）となるように、図示しないバッテリと第１電動機ＭＧ１との間の電気エネルギの入出力を制御するための信号を、電子制御装置５４を介して第１インバータ６４へ供給する。

第２電動機駆動制御部７６は、基本的には、第２インバータ６６を介して第２電動機ＭＧ２の作動を制御する。具体的には、第２電動機ＭＧ２の出力が電子制御装置５０により算出される目標第２電動機出力（目標回転速度乃至目標出力トルク）となるように、図示しないバッテリと第２電動機ＭＧ２との間の電気エネルギの入出力を制御するための信号を、電子制御装置５４を介して第２インバータ６６へ供給する。

ハイブリッド駆動制御部７０は、エンジン駆動制御部７２、第１電動機駆動制御部７４、および第２電動機駆動制御部７６を介して駆動装置１０によるハイブリッド駆動制御を行う。例えば、予め定められて記憶装置に記憶された図示しないマップから、アクセル操作量センサにより検出されるアクセル操作量Ａccおよび車速センサにより検出される車速Ｖ等に基づいて、車輪１４に伝達されるべき駆動力の目標値である要求駆動力(要求駆動トルク)Ｔreqを算出し、算出されたその要求駆動力Ｔreqに応じて、低燃費で排ガス量の少ない運転となるようにエンジン１２、第１電動機ＭＧ１、および第２電動機ＭＧ２の少なくとも１つから要求出力を発生させる。すなわち、エンジン１２を停止させると共に第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２のうち少なくとも一方を駆動源とするモータ走行モード（ＥＶ走行モード）、専らエンジン１２を駆動源としてその動力を機械的に車輪１４に伝えて走行するエンジン走行モード、エンジン１２および第２電動機ＭＧ２（或いはそれに加えて第１電動機ＭＧ１）を共に駆動源として走行するハイブリッド走行モード等を、車両の走行状態に応じて選択的に成立させる。なお、モータ走行は、第１電動機ＭＧ１を駆動源とする場合だけでなく、第２電動機ＭＧ２を駆動源として走行する場合、さらに第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２を駆動源として走行する場合をも含むものとする。

ハイブリッド駆動制御部７０は、好適には、バッテリＳＯＣセンサにより検出される充電容量ＳＯＣに基づいて、エンジン１２が停止させられる走行モードであるモータ走行モードと、そのエンジン１２の駆動が行われる走行モードであるエンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モードとの切換制御を行う。例えば、バッテリＳＯＣセンサ５８により検出されるバッテリＳＯＣが予め定められた閾値Ｓboより大きい場合には、エンジン１２が停止させられる走行モードであるモータ走行モードを成立させる一方、バッテリＳＯＣが上記閾値Ｓbo以下である場合には、エンジン１２の駆動が行われる走行モードであるエンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モードを成立させる。また、好適には、アクセル操作量センサにより検出されるアクセル操作量Ａccおよび車速センサにより検出される車速Ｖ等に基づいて斯かる走行モードの切換制御を行うものであってもよい。また、好適には、運転席に設けられ、モータ走行モードとエンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モードとを切り換える前記モード切換スイッチにより検出される走行モードに基づいて走行モードの切換制御を行うものであってもよい。

固定機構作動制御部７８は、固定機構であるブレーキＢcrの作動を制御する。具体的には、油圧制御回路４８からブレーキＢcrの油圧シリンダに供給されるブレーキ油圧Ｐbcrを制御することで、そのブレーキＢcrの係合状態すなわち前記エンジン１２のクランク軸２６の固定（ハウジング２８への連結）乃至その固定の解除を制御する。例えば、ハイブリッド駆動制御部７０によりエンジン１２が停止させられる走行モードであるモータ走行モード等が成立させられる場合には、油圧制御回路４８からブレーキＢcrの油圧シリンダに供給されるブレーキ油圧Ｐbcrを増加させることで、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbを増加し、エンジン１２のクランク軸２６をハウジング２８に対して固定するように制御する。また、ハイブリッド駆動制御部７０によりエンジン１２の駆動が行われる走行モードであるエンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モード等が成立させられる場合には、油圧制御回路４８からブレーキＢcrの油圧シリンダに供給されるブレーキ油圧Ｐbcrを減少させることで、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbを低下させて、クランク軸２６のハウジング２８に対する固定（ロック）を解除するようにブレーキＢcrの作動を制御する。

図４および図５は、差動機構である遊星歯車装置２４における３つの回転要素の回転速度を相対的に表すことができる共線図であり、縦線Ｙ１〜Ｙ３は紙面向かって左から順に縦線Ｙ１が前記第１電動機ＭＧ１に連結された第１回転要素であるサンギヤＳの回転速度を、縦線Ｙ２が前記エンジン１２に連結された第２回転要素である前記キャリアＣＡの回転速度を、縦線Ｙ３が大径歯車３６および第２出力歯車４４等を介して第２電動機ＭＧ２に連結された第３回転要素である前記リングギヤＲの回転速度をそれぞれ示している。また、図４はエンジン１２の駆動が行われない（エンジン１２が停止させられる）走行モードであるモータ走行モードにおける各回転要素の相対速度を、図５はエンジン１２の駆動が行われる走行モードであるエンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モードにおける各回転要素の相対速度をそれぞれ示している。

図４および図５を用いて駆動装置１０の作動について説明すると、遊星歯車装置２４は、第１回転要素としてのサンギヤＳ、第２回転要素および入力回転部材としてのキャリアＣＡ、および第３回転要素および出力回転部材としてのリングギヤＲを備えた差動機構に対応する。また、上記第１回転要素としてのサンギヤＳが第１電動機ＭＧ１に連結され、第２回転要素としてのキャリアＣＡがエンジン１２に連結され、第３回転要素としてのリングギヤＲが前記大径歯車３６および第２出力歯車４４等を介して第２電動機ＭＧ２に動力伝達可能に接続されることで、遊星歯車装置２４、第１電動機ＭＧ１、および第２電動機ＭＧ２を主体とする電気的無段変速部が構成される。

また、図４を用いてモータ走行モードにおける駆動装置１０の作動について説明すると、エンジン１２の駆動は行われず、その回転速度は零とされる。また、好適には、固定機構作動制御部７８により油圧制御回路４８を介してブレーキＢcrがクランク軸２６をハウジング２８に対して固定するように作動させられ、エンジン１２の回転が零に固定される。斯かる状態においては、第２電動機ＭＧ２の力行トルクが車両前進方向の駆動力として車輪１４へ伝達される。また、第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1が遊星歯車装置２０を介して車両前進方向の駆動トルクとして車輪１４へ伝達される。すなわち、第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1により、出力回転部材に対応するリングギヤＲの回転速度が正回転方向に引き上げられる。図４の破線から実線への変化は、前記第１電動機ＭＧ１の回転速度を破線に示す値から実線に示す値に下げたとき、前記第２電動機ＭＧ２の回転速度（リングギヤＲの回転速度）が引き上げられる様子を示している。すなわち、駆動装置１０においては、エンジン１２のクランク軸２６がブレーキＢcrにより回転不能に固定されることで、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２を走行用の駆動源として併用することができ、例えば家庭用電源からバッテリへの蓄電が可能な所謂プラグインハイブリッド車両等において、モータ走行の高出力化を実現することができる。

また、図５を用いてエンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モードにおける駆動装置１０の作動について説明すると、キャリアＣＡに入力されるエンジン１２の出力トルクに対して、第１電動機ＭＧ１による反力トルクが前記サンギヤＳに入力されると、その第１電動機ＭＧ１は発電機として機能させられる。また、リングギヤＲの回転速度（出力軸回転速度）が一定である場合には、第１電動機ＭＧ１の回転速度を上下に変化させることにより、エンジン１２の回転速度Ｎeを連続的に（無段階に）変化させることができる。すなわち、エンジン１２の回転速度Ｎeを例えば燃費が最もよい回転速度に設定する制御を、第１電動機ＭＧ１の力行制御乃至反力制御により実行することができる。この種のハイブリッド形式は、機械分配式あるいはスプリットタイプと称される。

ここで、駆動装置１０のように、エンジン１２のクランク軸２６をハウジング２８に係合（連結）して回転不能に固定できるブレーキＢcrを備えた構成において、モータ走行モードで走行中に、例えばエンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モードに切り換えるためにエンジン１２を始動する際、第１電動機ＭＧ１によってエンジン１２の回転速度Ｎe(エンジン回転速度Ｎe)を自立運転可能な回転速度まで引き上げる制御が実行される。ここで、モータ走行モードでは、エンジン１２のクランク軸２６がブレーキＢcrによってハウジング２８に回転不能に固定（連結）されているため、その状態でエンジン回転速度Ｎeを引き上げることは困難であり、ブレーキＢcrが完全に解放されるまで待つ必要があった。従って、エンジン始動に待ち時間が発生し、エンジン始動の応答性が悪くなってドライバビリティを悪化させるおそれがあった。

上記不具合を前提として、本実施例の駆動装置１０においては、モータ走行モード中に例えばエンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モードに切り換える判断が為され、エンジン１２を始動させる際には、第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1を低下させると共に、固定機構であるブレーキＢcrの油圧シリンダに供給されるブレーキ油圧Ｐbcrを低下させて、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbを低下させる制御を行う。そして、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが予め設定されている閾値Ａまで低下すると、第１電動機ＭＧ１からエンジン回転速度Ｎeを引き上げる方向に作用するトルク（正のトルク）を出力し、ブレーキＢcrをスリップさせてエンジン回転速度Ｎeを引き上げる制御を行う。すなわち、モータ走行中に出力されていた第１電動機ＭＧ１の負のトルクを低下させると同時に、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbを低下し、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが閾値Ａとなると、第１電動機ＭＧ１によってブレーキＢcrのトルク容量Ｔb以上の正のトルクをエンジン１２のクランク軸２６に作用させ、ブレーキＢcrをスリップさせつつエンジン回転速度Ｎeを引き上げる制御を行う。以下において、エンジン１２を始動させる判断が為されてからブレーキＢcrのトルク容量Ｔbを閾値Ａまで低下させるまでの期間を第１フェーズと定義し、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが閾値Ａに低下し、第１電動機ＭＧ１によってエンジン回転速度Ｎeを自立運転可能な回転速度まで引き上げる期間を、第２フェーズと定義する。

ここで、好適には、前記第１フェーズにおいて、第１電動機ＭＧ１のトルクを低下させることで、出力回転部材であるリングギヤＲに伝達される、第１電動機ＭＧ１の駆動トルクが低下することとなるが、この駆動トルクの低下分を補償するように、第２電動機ＭＧ２のトルクＴmg2を増加する制御を行う。また、前記第２フェーズにおいても、第１電動機ＭＧ１が正のトルクを出力することで、出力回転部材であるリングギヤＲに伝達される駆動トルクは低下するが、この駆動トルクの低下分を補償するように、第２電動機ＭＧ２のトルクＴmg2を増加する制御を行う。

図３に戻り、固定機構作動制御部７８は、固定解除判断部８０を含んでいる。この固定解除判断部８０は、エンジン１２を始動させるため、ブレーキＢcrより前記クランク軸２６がハウジング２８に対して固定された状態からそのブレーキＢcrによる固定を解除するか否かを判断する。この固定解除判断部８０が肯定される、すなわちブレーキＢcrによる固定を解除する判断が為されると、ブレーキＢcrの油圧シリンダに供給されるブレーキ油圧Ｐbcrを低下させる制御が開始される。これより、固定解除判断部８０は、エンジン１２の始動を判断する手段として機能する。

固定解除判断部８０は、このブレーキＢcrによる固定解除の判断を、例えば蓄電装置の充電容量ＳＯＣに基づいて判断する。具体的には、固定解除判断部８０は、蓄電装置の充電容量ＳＯＣを検出し、その充電容量ＳＯＣが予め設定されている閾値Ｓboよりも低い場合、エンジン１２を駆動させて第１電動機ＭＧ１による発電をする必要が生じたものと判断し、エンジン１２を始動するためにブレーキＢcrによるクランク軸２６の固定を解除するものと判断する。なお、前記閾値Ｓboは、予め設定されている制御目標範囲の下限値近傍の値に設定されている。

また、固定解除判断部８０は、ブレーキＢcrによるクランク軸２６の固定の解除を、蓄電装置の温度Ｔbat（バッテリ温度Ｔbat）に基づいて判断する。具体的には、固定解除判断部８０は、蓄電装置の温度であるバッテリ温度Ｔbatを検出し、そのバッテリ温度Ｔbatが予め設定されている閾値Ｔbat1よりも高い場合、電動機に供給される電力が通常時に比べてさらに制限されるので、モータ走行を停止してエンジン走行に切り換える必要が生じたものと判断し、エンジン１２を始動するためにブレーキＢcrによるクランク軸２６の固定を解除するものと判断する。また、固定解除判断部８０は、バッテリ温度Ｔbatが予め設定されている閾値Ｔbat2よりも低い場合、電動機に供給される電力が通常時に比べてさらに制限されるので、モータ走行を停止してエンジン走行に切り換える必要が生じたものと判断し、エンジン１２を始動するためにブレーキＢcrによるクランク軸２６の固定を解除するものと判断する。なお、上記閾値Ｔbat1および閾値Ｔbat2は、予め設定されており、インバータ６４、６６に供給される電力に制限が加えられる値に設定されている。言い換えれば、固定解除判断部８０は、蓄電装置の充放電可能な電力に制限が加えられることを判断すると、ブレーキＢcrによるクランク軸２６の固定を解除するものと判断する。

また、固定解除判断部８０は、ブレーキＢcrによるクランク軸２６の固定の解除を、エンジン１２のエンジン水温Ｔwに基づいて判断する。具体的には、固定解除判断部８０は、エンジン水温Ｔwを検出し、そのエンジン水温Ｔwが予め設定されている閾値Ｔwbc以下となると、エンジン１２を駆動して暖機する必要が生じたものと判断し、エンジン１２を始動するためにブレーキＢcrによるクランク軸２６の固定を解除するものと判断する。

また、固定解除判断部８０は、ブレーキＢcrによるクランク軸２６の固定の解除を、道路勾配θに基づいて判断する。具体的には、固定解除判断部８０は、道路の勾配θを検出し、その道路勾配θが予め設定されている閾値θbc以上となると、車両に係る負荷が大きくなることに伴ってエンジン１２による走行が必要であるものと判断し、エンジン１２を始動するためにブレーキＢcrによるクランク軸２６の固定を解除するものと判断する。言い換えれば、固定解除判断部８０は、上記道路勾配θなどに基づいて車両にかかる負荷が大きくなることを判断すると、エンジン１２による走行が必要であるものと判断し、エンジン１２を始動するためにブレーキＢcrによるクランク軸２６の固定を解除するものと判断する。

また、固定解除判断部８０は、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度Ａccおよび車速Ｖ等に基づいて予め設定されている走行モードマップから、実際のアクセル開度Ａccおよび車速Ｖを参照し、エンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モード領域に入ると、エンジン１２を始動させる必要が生じたものと判断し、エンジン１２を始動するためにブレーキＢcrによる固定を解除するものと判断する。なお、アクセル開度Ａccまたは車速Ｖのみに基づいた走行モードマップに基づいてエンジン１２の始動、すなわちブレーキＢcrによる固定の解除を判断するものであっても構わない。

また、固定解除判断部８０は、ブレーキＢcrによるクランク軸２６の固定の解除を、運転席に設けられているシフト操作装置のシフトレバーがエンジンブレーキを作動させるＳレンジに対応するシフトポジションに操作されたことに基づいて判断する。具体的には、エンジンブレーキを作動させる際には、エンジン１２を回転可能な状態とする必要が生じる。従って、固定解除判断部８０は、運転者によってシフトレンジをＳレンジとするシフト操作が為されると、エンジン１２を回転可能な状態とするため、ブレーキＢcrによるクランク軸２６の固定を解除するものと判断する。

固定機構作動制御部７８は、固定解除判断部８０に判断に基づいて、エンジン１２を始動させる判断が為されると、ブレーキＢcrによるクランク軸２６の固定を解除するため、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbを低下させる指令、すなわちブレーキＢcrの油圧シリンダに供給されるブレーキ油圧Ｐbcrを低下させる指令を油圧制御回路４８に出力する。これより、ブレーキＢcrのブレーキ油圧Ｐbcrが低下することから、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbも低下することとなり、所定時間経過するとブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが零となり、ハウジング２８とクランク軸２６の連結が完全に遮断される（固定解放）。なお、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbは、ブレーキ油圧Ｐbcrや油圧シリンダの受圧面積、有効径などに基づいて算出される。

ここで、ハイブリッド駆動制御部７０は、ブレーキ油圧Ｐbcrの低下が開始されるのと略同時に、第１電動機駆動制御部７４を介して第１電動機ＭＧ１のトルクを低下する制御を開始する。モータ走行モードで走行中は、エンジン１２のクランク軸２６がハウジング２８に固定された状態で、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２の少なくとも一方から出力される駆動トルクによって車両が走行される。このとき、第１電動機ＭＧ１にあっては、図４にも示したように、負のトルクを出力することで、第３回転要素であるリングリヤＲに正の方向（正転方向、車両前進方向）に作用する駆動トルクが伝達された状態となっている。この第１電動機ＭＧ１から負のトルクが出力された状態でブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが低下すると、エンジン１２のクランク軸２６において負の方向に作用する反力トルクＴreが、ブレーキＢcrのクランク軸２６をハウジング２８に固定するためのトルク容量Ｔbよりも大きくなってしまい、ブレーキＢcrに滑りが生じてエンジン１２が逆回転するおそれがある。これを防止するため、固定機構作動制御部７８およびハイブリッド駆動制御部７０は、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbを低下すると共に、第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1を低下する。

上記ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbおよび第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1を低下するに際して、エンジン１２を始動させる判断が為されて、第１電動機ＭＧ１によってエンジン回転速度Ｎeを引き上げる制御を開始するまでの間、ハイブリッド駆動制御部７０および固定機構作動制御部７８は、第１電動機ＭＧ１や油圧制御によってブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが、クランク軸２６に伝達される反力トルクＴre、すなわちブレーキＢcrに作用するトルクＴreよりも大きくなるように制御する。これより、ブレーキＢcrにおいて滑りの発生が抑制され、エンジンの逆回転が防止される。ハイブリッド駆動制御部７０は、前記第１フェーズにおいて、第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1、第２電動機ＭＧ２のトルクＴmg2、および遊星歯車装置２０のギヤ比等から、公知である遊星歯車装置のトルク算術式に基づいてキャリヤＣＡに連結されたクランク軸２６にかかる反力トルクＴreを逐次算出する。これと同時に、ハイブリッド駆動制御部７０および固定機構作動制御部７８は、油圧制御回路４８に出力されているブレーキＢcrのブレーキ油圧Ｐbcrの指令値、或いはブレーキ油圧Ｐbcrを油圧センサで直接検出し、検出されたブレーキ油圧Ｐbcrから予め記憶されている公知の算術式よりブレーキＢcrのトルク容量Ｔbを算出する。そして、ハイブリッド駆動制御部７０は、算出されたクランク軸２６にかかる反力トルクＴreとブレーキＢcrのトルク容量Ｔbとを逐次比較し、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが反力トルクＴreよりも大きい状態か否かを逐次判断する。

ハイブリッド駆動制御部７０は、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが反力トルクＴreよりも大きい状態では、ブレーキＢcrにおいて滑りが生じていないものと判断する。一方、反力トルクＴreがブレーキＢcrのトルク容量Ｔbよりも大きい、すなわちブレーキＢcrにおいて滑りが生じている可能性があるものと判断すると、ハイブリッド駆動制御部７０は、例えば固定機構作動制御部７８に、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbを変化させてトルク容量Ｔbをクランク軸２６に係る反力トルクＴreよりも大きい状態に制御する指令を出力する。これを受けて、固定機構作動制御部７８は、ブレーキ油圧Ｐbcrの低下率を緩和する指令を油圧制御回路４８に出力するなどして、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが前記算出された反力トルクＴreよりも大きくなるように制御する。

また、ハイブリッド駆動制御部７０は、反力トルクＴreがブレーキＢcrのトルク容量Ｔbよりも大きいと判断された場合の他の制御態様として、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２を制御してクランク軸２６にかかる反力トルクＴreを低下させることで、反力トルクＴreをブレーキＢcrのトルク容量Ｔbよりも低い値に制御する。例えば、ハイブリッド駆動制御部７０は、第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1（負のトルク）を速やかに低下させるなどして、トルク容量Ｔbがクランク軸２６にかかる反力トルクＴreよりも大きくなるように制御する。

なお、反力トルクＴreがブレーキＢcrのトルク容量Ｔbよりも大きいと判断された場合には、上記ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbの制御、或いは第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２による反力トルクＴreの制御によってブレーキＢcrのトルク容量Ｔbを反力トルクＴreよりも大きくする方法があるが、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbはブレーキ油圧Ｐbcrによって制御するものであるため応答性が悪い。これに比べて、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２は、応答性に優れているため、実際には、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２によって反力トルクＴreを低下させる方が好ましい。また、上記ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbの制御、および第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２による反力トルクＴreの制御は、何れか一方のみ実施する必要はなく、これらを適宜組み合わせて実施しても構わない。

上記のように、ハイブリッド駆動制御部７０は、第１フェーズにおいて第１電動機ＭＧ１のトルクを低下させると共にブレーキＢcrのトルク容量Ｔbを低下させるが、この第１フェーズの間においても、運転者の要求駆動力Ｔreqを発生させる必要がある。ここで、第１フェーズにおいては、第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1（負のトルク）が低下するため、第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1によって出力回転部材であるリングギヤＲから出力される駆動トルクが低下する。そこで、ハイブリッド駆動制御部７０は、第１電動機ＭＧ１によりリングギヤＲから出力される駆動トルクの低下分を補償するように第２電動機ＭＧ２のトルクＴmg2を増加させることで、運転者が要求する要求駆動力Ｔreqを発生させる。具体的には、第２電動機ＭＧ２のトルクＴmg2は、要求駆動力Ｔreqと第１電動機ＭＧ１によって車輪１４に伝達される出力トルクＴoutとの差分（要求駆動力Ｔreq−出力トルクＴout）を車輪１４から出力する値となる。また、このように要求駆動力Ｔreqを発生させる際も、前記ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbがクランク軸２６にかかる反力トルクＴreよりも大きい値となるように制御される。すなわち、ハイブリッド駆動制御部７０および固定機構作動制御部７８は、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbがクランク軸２６にかかる反力トルクＴreよりも大きい値を維持しつつ、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２によって要求駆動力Ｔreqを発生させる協調制御を実施する。

また、ハイブリッド駆動制御部７０は、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが予め設定されている閾値Ａまで低下したか否かを逐次判断する。ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが閾値Ａよりも大きい場合は、ハイブリッド駆動制御部７０は、上述したブレーキＢcrのトルク容量Ｔbおよび第１電動機ＭＧ１のトルクを低下する制御を引き続き実施する。一方、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが閾値Ａまで低下したことを判断すると、ハイブリッド駆動制御部７０は、第１フェーズを終了し、第２フェーズを開始する。このように、本実施例では、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが零まで低下するのを待つことなく、第２フェーズが開始される。従って、第２フェーズに早期に移行することとなるので、第２フェーズに切り換わるまでの時間が短縮化される。

ここで、上記閾値Ａは、予め実験等によって求められる値であり、例えば車速Ｖ、アクセル開度Ａcc、蓄電装置の充電容量ＳＯＣ等の車両の走行状態に基づいて適宜変更される。例えば、車速Ｖが高くなるに従い、高速走行に対応するため早期にエンジン１２を駆動させてエンジン走行乃至ハイブリッド走行に切り換える必要が生じる。そこで、車速Ｖが高くなるに従って閾値Ａを高い値に設定することで、早期に第２フェーズに移行してエンジン１２の始動を早めることができる。

また、アクセル開度Ａccが高くなるに従って、運転者の要求駆動力Ｔreqが高くなることから、早期にエンジン１２を駆動させてエンジン走行乃至ハイブリッド走行に切り換える必要が生じる。そこで、アクセル開度Ａccが高くなるに従って、閾値Ａを高い値に設定することで、早期に第２フェーズに移行してエンジン１２の始動を早めることができる。

また、蓄電装置の充電容量ＳＯＣが低下するに従って、早期にエンジン１２を駆動させて第１電動機ＭＧ１による発電を実施する必要が生じる。そこで、充電容量ＳＯＣが低下するに従って、閾値Ａを高い値に設定することで、早期に第２フェーズに移行してエンジン１２の始動を早めることができる。

この他にも、閾値Ａを、道路の勾配θ、エンジン水温Ｔw、蓄電装置のバッテリ温度Ｔbat等に基づいて変化させることもできる。図６に前記各パラメータに対する閾値Ａの変化傾向を示す。図６に示すように、車速Ｖ、アクセル開度Ａcc、道路勾配θについては、その値が大きくなるに従って閾値Ａも大きくなるように設定される。また、充電容量ＳＯＣおよびエンジン水温Ｔwについては、その値が小さくなるに従って閾値Ａが大きくなるように設定される。また、バッテリ温度Ｔbatについては、低温領域および高温領域において閾値Ａが大きくなるように設定されている。このように、閾値Ａは、エンジン１２を早期に始動させたい走行状態となるに従って高い値に設定される。

次に、第２フェーズに移行したときの制御作動について説明する。第２フェーズに移行すると、ハイブリッド駆動制御部７０は、第１電動機ＭＧ１によってエンジン回転速度Ｎeを自立運転可能な回転速度まで引き上げる制御を実行する。具体的には、ハイブリッド駆動制御部７０は、第１電動機ＭＧ１に正のトルクを出力させることにより、遊星歯車装置２０の差動作用によってキャリヤＣＡに連結されたエンジン１２のエンジン回転速度Ｎeを引き上げる。

ここで、第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1によってエンジン１２のクランク軸２６に作用するエンジン回転速度Ｎeを引き上げるトルク（以下、クランキングトルク）が、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbよりも低いと、第１電動機ＭＧ１によってエンジン回転速度Ｎeを引き上げることができない。従って、第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1は、クランク軸２６に作用するクランキングトルクがブレーキＢcrのトルク容量Ｔbよりも大きな値となるように制御される。また、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが大きいほどクランク軸２６で生じる引き摺りが大きくなり、エンジン回転速度Ｎeを引き上げる際にかかる負荷が大きくなるので必要とされるトルクが大きくなる。従って、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが大きいほど第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1が大きくなる。これより、ハイブリッド駆動制御手段７０は、ブレーキＢcrがトルク容量Ｔbを有するまでの間は、ブレーキＢcrをスリップさせてエンジン回転速度Ｎeを引き上げる。

ハイブリッド駆動制御部７０は、エンジン回転速度Ｎeを引き上げるに際して、予めエンジン回転速度Ｎeの単位時間当たりの変化量である目標変化速度（エンジン回転速度Ｎeの目標変化率）を記憶している。そして、ハイブリッド駆動制御部７０は、実際のエンジン回転速度Ｎeの単位時間当たりの変化量である変化速度ΔＮeを逐次算出し、その変化速度ΔＮeが前記目標変化速度ΔＮe*に追従するように、第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1をフィードバック制御する。このフィードバック制御が実行されることで、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが大きい状態である場合には、エンジン回転速度Ｎeの引き上げにかかる負荷が大きくなって前記変化速度ΔＮeが目標変化速度ΔＮe*よりも低くなるので、フィードバック制御の操作量（補正量）である第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1が大きくなるように逐次補正される。

ここで、第１電動機ＭＧ１は、第２フェーズにおいて正のトルクを出力しており、リングギヤＲには、第１電動機ＭＧ１のエンジン回転速度Ｎeを引き上げる際に負の方向に作用する反力キャンセルトルクが発生する。さらに、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが残っている場合、すなわち零まで低下していない場合、クランク軸２６で第１電動機ＭＧ１の反力トルクがとれるので、リングギヤＲには負の方向に作用する直達トルクが伝達されることとなる。従って、第２電動機ＭＧ２は、前記反力キャンセルトルクに加えて、前記直達トルクを補償するだけのトルクを補償トルクとして出力する必要が生じる。

従って、ハイブリッド駆動制御部７０は、前記反力キャンセルトルクおよび前記直達トルクによる駆動トルクの低下分を補償するように第２電動機ＭＧ２のトルクＴmg2を増加する。具体的には、ハイブリッド駆動制御部７０は、第１電動機ＭＧ１のトルクおよび遊星歯車装置２４のギヤ比に基づいてリングギヤＲに作用する反力キャンセルトルクを算出する。さらに、ハイブリッド駆動制御部７０は、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbを逐次算出し、そのトルク容量Ｔb、第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1、および遊星歯車装置２４のギヤ比等に基づいてリングギヤＲに出力される（負の方向に作用する）直達トルクを算出する。そして、ハイブリッド駆動制御部７０は、要求駆動力Ｔreqに加えて、前記反力キャンセルトルクおよび直達トルク分を補償できるトルクを第２電動機ＭＧ２から出力する指令を出力する。

上記より、ハイブリッド駆動制御部７０は、第２フェーズにおいて、エンジン回転速度Ｎeが目標変化速度ΔＮe*で変化するように、第１電動機ＭＧ１のトルクを逐次補正すると共に、運転者の要求駆動力Ｔreqが達成されるように第２電動機ＭＧ２のトルクＴmg2を逐次補正する。

そして、ハイブリッド駆動制御部７０は、エンジン回転速度Ｎeが自立運転可能な回転速度に到達すると、エンジン１２の点火を開始し、第２フェーズを終了する。

図７は、例えばモータ走行モードからエンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モードに切り換えるために、エンジン１２を始動させる際の電子制御装置５０、５２、５４の制御作動を説明するタイムチャートである。なお、実線が本願発明に対応しており、破線および一点鎖線が後述する他の態様である。以下は、実線で示す本願発明の制御を説明している。モータ走行モードで走行中に、ｔ１時点においてモータ走行モードからエンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モードに切り換える指令が出力されると、第１フェーズが開始され、ハイブリッド駆動制御部７０は、ｔ１時点乃至ｔ２時点において第１電動機ＭＧ１から出力されているトルク（負のトルク）を低下させると共に、固定機構作動制御部７８はブレーキＢcrのトルク容量Ｔbを低下させる。このとき、ブレーキＢcrにおいて滑りが生じないように、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが、第１電動機ＭＧ１によってクランク軸２６に作用する反力トルクＴreよりも大きくなるように制御される。さらに、第２電動機ＭＧ２は、第１電動機ＭＧ１のトルク低下に伴う駆動トルクの低下を補償するようにトルクＴmg2を増加させている。

ｔ２時点において、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが閾値Ａまで低下すると、第１フェーズを終了して第２フェーズが開始される。ハイブリッド駆動制御部７０は、所定の遅れ時間が経過した後、ｔ３時点において第１電動機ＭＧ１によるエンジン回転速度Ｎeの引き上げを開始する。これより、ｔ３時点乃至ｔ４時点においてエンジン回転速度Ｎeが上昇している。また、第２電動機ＭＧ２については、第１電動機ＭＧ１によるエンジン回転速度Ｎeの引き上げに伴う反力キャンセルトルク、およびブレーキＢcrがトルク容量Ｔbを有している場合に発生する補償トルクを加味したトルクＴmg2が出力される。

そして、ｔ４時点においてエンジン回転速度Ｎeが自立運転可能な回転速度まで到達すると、エンジン１２の点火が開始され、ｔ５時点においてエンジン１２の始動処理が終了する。

また、図７に示す破線が、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが閾値Ａまで低下しても第２フェーズに移行せず、トルク容量Ｔbが零になった時点で第２フェーズに移行した場合を示している。破線で示すように、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが零に到達した時点で第１電動機ＭＧ１によるエンジン回転速度Ｎeの引き上げが開始されているが、本願発明に比べてエンジン１２の始動に時間がかかり、エンジン始動の応答性が悪化している。

また、図７に示す一点鎖線が、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが閾値Ａになる前に第２フェーズに移行した場合を示している。この場合、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが大きいことから、エンジン回転速度Ｎeの引き上げにかかる負荷が大きくなるため、エンジン回転速度Ｎeの変化速度ΔＮeを前記目標変化速度ΔＮe*に追従させることが困難となる。また、エンジン回転速度Ｎeを第１電動機ＭＧ１によって引き上げる際、クランク軸２６で第１電動機ＭＧ１の反力トルクをとることによってリングギヤＲから出力される負のトルク（直達トルク）も大きくなるので、一点鎖線で示すように車輪１４から出力される出力軸トルクが低下する。

図８は、モータ走行モードからエンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モードに切り換えるために、エンジン１２を始動させる際の電子制御装置５０の制御作動を説明するタイムチャートであって、主に第２フェーズの制御作動を具体的に示している。ｔ２時点においてブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが閾値Ａまで低下すると、ｔ３時点において第１電動機ＭＧ１によるエンジン回転速度Ｎeの上昇が開始される。従って、ブレーキＢcrはスリップさせられる。ここで、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが大きい場合、エンジン１２のクランク軸２６にかかる負荷が大きくなるため、破線で示すようにエンジン回転速度Ｎeの上昇が遅れてしまう。これを防止するため、ハイブリッド駆動制御部７０は、ブレーキＢcrがトルク容量Ｔbを有するｔ３時点乃至ｔ３’時点において、第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1をブレーキＢcrのトルク容量Ｔbに比例して増加させている。具体的には、ハイブリッド駆動制御部７０は、エンジン回転速度Ｎeの変化速度ΔＮeが目標変化速度ΔＮe*に追従するようにフィードバック制御を実行するが、このフィードバック制御では、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが大きくなると、前記変化速度ΔＮeと目標変化速度ΔＮe*との差分(ΔＮe*-ΔＮe)が大きくなるので、フィードバックの制御量すなわち第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1が増加することとなる。また、第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1が大きくなると、クランク軸２６において第１電動機ＭＧ１の反力トルクを多くとることとなるので、リングギヤＲに伝達される負の方向に作用する直達トルクも大きくなり、車軸１４に伝達される出力軸トルクも低下することとなる。これを防止するため、ハイブリッド駆動制御部７０は、ｔ３時点乃至ｔ３’時点において、第１電動機ＭＧ１によるエンジン回転速度Ｎeの引き上げに必要な前記反力キャンセルトルクに加えて、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが零でないときに発生する負の方向に作用する直達トルクを補償するように、第２電動機ＭＧ２のトルクＴmg2を増加している。

また、ハイブリッド駆動制御部７０は、第１フェーズから第２フェーズへの切換に要した時間が、予め設定されている切換時間に対して差が生じた場合には、次回の切換においては前記切換時間となるように、第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1の補正（学習制御）を併せて実行することもできる。

図９は、電子制御装置５０、５２、５４の制御作動の要部すなわちモータ走行モードからエンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モードに切り換えるため、エンジン１２を始動させる際の制御作動を説明するためのフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行されるものである。

まず、ハイブリッド駆動制御部７０に対応するステップＳ１（以下、ステップを省略する）において、車両がモータ走行中（ＥＶ走行中）であるか否かが判断される。モータ走行以外の走行状態であると判断されると、Ｓ１が否定され本ルーチンは終了させられる。一方、モータ走行中であるものと判断されると、Ｓ１が肯定されＳ２に進む。固定解除判断部８０に対応するＳ２では、ハイブリッド走行に切り換える指令（要求）が出力され、エンジン１２を始動する必要があるか否かが判断される。具体的には、蓄電装置の充電容量ＳＯＣ、バッテリ温度Ｔbat、エンジン水温Ｔw、道路勾配θ、車速Ｖなどの車両側の要求、或いはアクセル開度ＡccやＳレンジへのシフト操作などの運転者の要求に基づいて判断される。Ｓ２が否定される場合、エンジン１２を始動する必要はないものと判断されて本ルーチンは終了させられる。一方、エンジン１２を始動させる必要があるものと判断されると、Ｓ２が肯定されてＳ３に進む。

ハイブリッド駆動制御部７０に対応するＳ３において、第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1を低下させる一方、そのトルクの低下分を第２電動機ＭＧ２のトルクＴmg2で補償する第１フェーズが開始され、ハイブリッド駆動制御部７０に対応するＳ４において、第１電動機ＭＧ１から出力される負のトルクが低下し、このトルク低下による出力軸トルクの低下分が第２電動機ＭＧ２のトルク増加によって補償される。また、固定機構作動制御部７８に対応するＳ５では、第１電動機ＭＧ１のトルク低下に伴ってエンジン１２のクランク軸２６に作用する反力トルクＴreも低下するので、ブレーキＢcrの油圧シリンダに供給されるブレーキ油圧Ｐbcrを低下させることによりブレーキＢcrのトルク容量Ｔbを低下させる。このトルク容量Ｔbの低下は、油圧制御回路４８にブレーキ油圧Ｐbcrを低下させる指令を出力する他、油圧制御回路４８に元圧を供給する電動オイルポンプの出力を低下させる指令を出力するものであっても構わない。なお、図９では、上記ステップＳ４およびＳ５は、順番に実施されるように記載されているが、実際には並行（パラレル）して実施される。

ハイブリッド駆動制御部７０に対応するＳ６では、ブレーキＢcrのブレーキ容量がエンジン１２のクランク軸２６に作用する反力トルクＴreよりも大きいか否か判断される。Ｓ６が肯定される場合、Ｓ８に進む。一方、Ｓ６が否定される場合、反力トルクＴreがトルク容量Ｔbよりも大きいので、ブレーキＢcrにおいて滑りが生じている可能性があるものと判断され、Ｓ７に進む。ハイブリッド駆動制御部７０に対応するＳ７においては、反力トルクＴreがブレーキＢcrのトルク容量Ｔbよりも低くなるように、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２のトルクを補正する。なお、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔb側を制御することでも、反力トルクＴreをブレーキＢcrのトルク容量Ｔbよりも低い値に制御することはできるが、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２によって反力トルクＴreを低下させる方が、応答性に優れているため好ましい。

そして、ハイブリッド駆動制御部７０に対応するＳ８においては、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが、第１電動機ＭＧ１によるエンジン回転速度Ｎeの引き上げが許可される閾値Ａまで低下したか否かが判断される。Ｓ８が否定される場合、Ｓ４に戻り、トルク容量Ｔbが閾値Ａまで低下するまで繰り返し同様の制御が実行される。トルク容量Ｔbが閾値Ａまで低下すると、Ｓ８が肯定されてＳ９に進む。

ハイブリッド駆動制御部７０に対応するＳ９においては、第１フェーズの終了が判断され、さらにハイブリッド駆動制御部７０に対応するＳ１０において、エンジン回転速度Ｎeを引き上げる制御が開始される（第２フェーズ開始）。ハイブリッド駆動制御部７０に対応するＳ１１においては、エンジン回転速度Ｎeの引き上げるために必要なクランキングトルクを発生させる第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1の補正量と、第２電動機ＭＧ２の反力キャンセルトルクおよび直達トルクの補正量とが算出される。例えばブレーキＢcrにトルク容量Ｔbが残っている場合には、クランク軸２６に引き摺りが発生している可能性があることから、引き摺りがない場合と同じ第１電動機ＭＧ１のクランキングトルクでは、エンジン回転速度Ｎeの変化速度ΔＮeが目標変化速度ΔＮe*よりも低くなって、エンジン回転速度Ｎeの引き上げが遅くなる可能性が生じる。さらに、ブレーキＢcrがトルク容量Ｔbを有することで、クランク軸２６において反力トルクがとられることとなり、第１電動機ＭＧ１によって負の方向に作用する直達トルクが伝達されて出力軸トルクが低下することとなる。これらエンジン回転速度Ｎeの変化速度の低下および出力軸トルクの低下を抑制する第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２の補正トルクが算出される。なお、第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1にあっては、エンジン回転速度Ｎeの変化速度ΔＮeと目標変化速度ΔＮe*との差分に基づくフィードバックを実施することで、逐次最適なトルクＴmg1に補正される。

次いで、ハイブリッド駆動制御部７０に対応するＳ１２においては、Ｓ１１において算出された補正トルクを考慮した第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1および第２電動機ＭＧ２のトルクＴmg2を出力する指令を第１インバータ６４および第２インバータ６６に出力する。ハイブリッド駆動制御部７０に対応するＳ１３においては、エンジン回転速度Ｎeがエンジン始動が完了したものと判断できる回転速度（自立運転可能な回転速度）まで上昇したか否かが判断される。Ｓ１３が否定される場合、Ｓ１１に戻り、Ｓ１３が肯定されるまで同様の制御が繰り返し実行される。Ｓ１３が肯定される場合、ハイブリッド駆動制御部７０に対応するＳ１４に進み、第１電動機ＭＧ１によるエンジン回転速度Ｎeを引き上げる制御が終了される（第２フェーズ終了）。

上述のように、本実施例によれば、エンジン１２のクランク軸２６を固定している状態からエンジン１２を始動させる際、第１電動機ＭＧ１によって、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔb以上のエンジン回転速度Ｎeを引き上げる方向に作用するトルクを、エンジン１２のクランク軸２６に出力させ、ブレーキＢcrをスリップさせてエンジン回転速度Ｎeを引き上げるため、ブレーキＢcrが完全に解除される前にエンジン回転速度Ｎeが引き上げられ、応答性に優れた第１電動機ＭＧ１を用いて速やかにエンジン１２を始動させることができる。

また、本実施例によれば、モータ走行時にエンジン１２を始動する判断が為されると、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbを低下させる。このようにすれば、エンジン回転速度Ｎeを引き上げる際にかかる負荷が徐々に低下し、エンジン回転速度Ｎeをさらに速やかに引き上げることができる。

また、本実施例によれば、第１電動機ＭＧ１によりブレーキＢcrのトルク容量Ｔb以上のトルクをエンジン１２のクランク軸２６に作用させてエンジン回転速度Ｎeを引き上げる際には、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが大きいほど、第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1を大きくする。このようにすれば、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが大きいほど、エンジン回転速度Ｎeを引き上げる際にかかる負荷が大きくなるが、このトルク容量Ｔbが大きいほど第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1を大きくすることで、エンジン回転速度Ｎeを引き上げる際に生じる遅れを抑制することができる。

また、本実施例によれば、モータ走行時にエンジン１２を始動する判断が為されてから、第１電動機ＭＧ１からエンジン回転速度Ｎeを引き上げる方向に作用するトルクを出力するまでの間は、第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1を低下させ、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが、そのブレーキＢcrに作用する反力トルクＴreよりも大きくなるように制御する。このようにすれば、第１電動機ＭＧ１によってエンジン回転速度Ｎeを引き上げるまでの間、ブレーキＢcrにおいて滑りが防止され、エンジン１２の逆回転が防止される。また、制御の応答性に優れた第１電動機ＭＧ１を用いることで、ブレーキＢcrのトルク容量ＴbがそのブレーキＢcrに作用する反力トルクＴreよりも小さくなっても、速やかにブレーキＢcrに作用するトルクを減少させてブレーキＢcrの滑りをなくすことができる。

また、本実施例によれば、エンジン始動時の駆動トルクの低下分を、第２電動機ＭＧ２から出力する。このようにすれば、エンジン始動制御時において駆動輪１４に伝達される駆動トルクが低下するが、これに対して、第２電動機ＭＧ２はその低下分を補償するように出力することで、駆動トルクの低下が抑制される。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが閾値Ａまで低下すると、第１電動機ＭＧ１によるエンジン回転速度Ｎeの引き上げを開始していたが、必ずしもこれに限定されない。例えば、第１電動機ＭＧ１から予め設定されている正のトルクＴmg1を出力し、ブレーキＢcrのトルク容量Ｔbが低下するに従い、クランク軸２６に作用するトルクがトルク容量Ｔbよりも大きくなると、なりゆきで第１電動機ＭＧ１によるエンジン回転速度Ｎeの引き上げが開始されるものであっても構わない。

また、前述の実施例では、遊星歯車装置２４のサンギヤＳ１が第１電動機ＭＧ１に連結され、キャリヤＣＡがエンジンに連結され、リングギヤＲが第２電動機ＭＧ２に連結されていたが、これらの連結関係は上記に限定されず適宜変更しても構わない。

また、前述の実施例では、差動機構として遊星歯車装置２４が用いられていたが、差動機構として機能するものであれば特に限定されない。

また、前述の実施例では、第２電動機ＭＧ２は、第２出力歯車４４、大径歯車３６、出力歯車３２等を介して遊星歯車装置２４のリングギヤＲに連結されているが、これは一例であって適宜変更しても構わない。例えば第２電動機ＭＧ２がリングギヤＲに直結されていてもよく、遊星歯車装置２４に動力伝達可能に連結された構造であれば特に限定されない。

また、前述の実施例では、ブレーキＢcrは油圧式摩擦係合装置が使用されていたが、電磁式の摩擦係合装置であっても構わない。すなわち、固定機構は、そのトルク容量を変更可能な構成であれば適宜使用することができる。

また、前述の実施例では、第１電動機ＭＧ１と第２電動機ＭＧ２とが別個の回転軸に配置されているが、これら第１電動機ＭＧ１と第２電動機ＭＧ２とが同軸上に配置される構成であっても構わない。

また、前述の実施例では、閾値Ａは、車速Ｖやアクセル開度Ａcc等に応じて変更されたが、必ずしもそれに限定されず一定値に設定されていても構わない。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

８：ハイブリッド車両
１０：ハイブリッド車両用駆動装置
１２：エンジン
２４：遊星歯車装置（差動機構）
２６：クランク軸（エンジンの出力軸）
２８：ハウジング（非回転部材）
５０：ハイブリッド駆動制御用電子制御装置（制御装置）
５２：エンジン制御用電子制御装置（制御装置）
５４：電動機駆動用電子制御装置（制御装置）
Ｂ：ブレーキ（固定機構）
ＭＧ１：第１電動機
ＭＧ２：第２電動機
Ｓ：サンギヤ（第１回転要素）
ＣＡ：キャリヤ（第２回転要素）
Ｒ：リングギヤ（第３回転要素）
Ｔb：トルク容量（固定機構のトルク容量）
Ｔre：反力トルク（固定機構に作用するトルク）
Ａ：閾値（所定値）

Claims (4)

1. 第１回転要素、入力回転部材であってエンジンに連結された第２回転要素、および出力回転部材である第３回転要素を備えた差動機構と、前記第１回転要素に連結された第１電動機と、前記エンジンの出力軸を非回転部材に連結して固定するトルク容量変更可能な固定機構とを、備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記固定機構を作動させて前記第１電動機によって走行するモータ走行時に前記エンジンを始動する場合、前記第１電動機のトルクを低下させるとともに、前記固定機構のトルク容量を低下させ、該トルク容量が予め設定されている閾値まで低下すると、前記第１電動機によって、前記固定機構のトルク容量以上の前記エンジンの回転速度を引き上げる方向に作用するトルクを、前記エンジンの出力軸に出力させ、
   前記固定機構をスリップさせて前記エンジンの回転速度を引き上げることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記第１電動機により前記固定機構のトルク容量以上のトルクを前記エンジンの出力軸に作用させて前記エンジンの回転速度を引き上げる際には、前記固定機構のトルク容量が大きいほど、前記第１電動機のトルクを大きくすることを特徴とする請求項１のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記モータ走行時に前記エンジンを始動する判断が為されてから、前記第１電動機から前記エンジンの回転速度を引き上げる方向に作用するトルクを出力するまでの間は、前記第１電動機のトルクを低下させ、前記固定機構のトルク容量が、該固定機構に作用するトルクよりも大きくなるように制御することを特徴とする請求項１または２のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記第３回転要素には、第２電動機が直接あるいは間接的に連結されており、
   前記エンジン始動時の駆動トルクの低下分を、前記第２電動機から出力することを特徴とする請求項１から３のいずれか１のハイブリッド車両の制御装置。

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