JP5874813B2 - ハイブリッド車両の駆動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両の駆動制御装置の関し、エンジンを始動させるエンジン始動制御に関する。

例えば、第１電動機に連結された第１回転要素、エンジンに連結された第２回転要素、出力回転部材および第２電動機に連結された第３回転要素を備えた差動機構と、エンジンのクランク軸の回転を拘束するクランク軸ロック装置とを備え、電気走行モードにおいて第１電動機および第２電動機を共に駆動源とすることができるハイブリッド車両が知られている。

特開２００８−２６５６００号公報

上記ハイブリッド車両では、たとえばＰポジションが選択されているときにエンジン始動要求に応答してエンジンを始動させる際には、第１電動機を用いてエンジン回転数を立ち上げるとともにエンジンに対して燃料噴射および点火を行なうことにより、エンジンが始動させられる。

これに対して、たとえば、エンジンから出力されるトルクに含まれるトルクの脈動や振動ノイズを吸収するためのトーショナルダンパがエンジンと差動機構との間に配置される場合がある。このような場合には、特に低温時のエンジン始動に際して、エンジンの初爆直後は回転０．５次の周波数で振動が発生し易い。また、エンジンの始動時は通常は爆発一次変動が発生する。このため、エンジンの回転数を立ち上げるクランキング中は、エンジンの爆発一次変動が発生し、初爆直後は回転０．５次変動が発生するので、エンジン始動時には、トーショナルダンパのメイン周波数と２度一致することになり、振動や音が長く継続する場合があった。上記トーショナルのばね定数を低くしていくにともなって振動およびノイズが改善されるが、エンジンからトーショナルダンパを経由して差動機構に連結された第１電動機に至るドライブライン（動力伝達経路）における共振点が、エンジンクランキング中のエンジンの爆発一次変動とエンジン初爆後のエンジン回転０．５次変動の２つの状態で励起されてしまう設定となる。このため、エンジン始動時に、ドライブラインにおいてノイズや振動が発生してそれが持続し、車両の運転性が損なわれる恐れがあった。

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、エンジン始動時にドライブラインの共振が持続せず、ノイズや振動の発生の少ないハイブリッド車両の駆動制御装置を提供することにある。

本発明者等は、複数モードで作動可能なハイブリッド車両において、たとえば、第１電動機に連結された第１回転要素、エンジンに連結された第２回転要素、及び出力回転部材に連結された第３回転要素を備えた第１差動機構と、第２電動機に連結された第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素を備え、それら第２回転要素及び第３回転要素の何れか一方が前記第１差動機構における第３回転要素に連結された第２差動機構と、前記第１差動機構における第２回転要素と前記第２差動機構における第２回転要素及び第３回転要素のうち前記第１差動機構における第３回転要素に連結されていない方の回転要素とを選択的に係合させるクラッチと、前記第２差動機構における第２回転要素及び第３回転要素のうち前記第１差動機構における第３回転要素に連結されていない方の回転要素を、非回転部材に対して選択的に係合させるブレーキとを、備えるハイブリッド車両において、エンジンからトーショナルダンパを経由して差動機構に連結された第１電動機に至る動力伝達系であるドライブラインの共振回転数が前記クラッチの係合状態に応じて変更されること、および、クランキング中に前記クラッチの係合状態を切り換えることによりドライブラインの振動が好適に抑制されることを見い出した。

斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、（a）全体として４つの回転要素を有する第１差動機構及び第２差動機構と、該４つの回転要素にそれぞれ連結されたエンジン、第１電動機、第２電動機、及び出力回転部材とを備え、（b）前記４つの回転要素のうちの１つは、前記第１差動機構の回転要素と前記第２差動機構の回転要素とがクラッチを介して連結されたものであり、（c）該クラッチによる係合対象となる前記第１差動機構又は前記第２差動機構の回転要素が、非回転部材に対してブレーキを介して選択的に連結されるハイブリッド車両の駆動制御装置であって、（d）前記エンジンの始動に際して、該エンジンの回転数を立ち上げるクランキング中に、前記エンジンの回転数の立ち上がり前半期において形成される第１滞留回転数と、前記エンジンからトーショナルダンパを経由して前記第１差動機構に連結された第１電動機に至るドライブラインの、前記エンジンの爆発一次周波数に対応する第１共振回転数と前記第１滞留回転数との差回転数が、相対的に大きい値が得られるように、且つ、前記エンジンの回転数の立ち上がり後半期において形成される第２滞留回転数と、前記エンジンからトーショナルダンパを経由して前記第１差動機構に連結された前記第１電動機に至るドライブラインの、前記エンジンの回転０．５次変動の周波数に対応する予め設定された第２共振回転数との差回転数が、相対的に大きい値が得られるように、前記クラッチの係合状態を切り換えることにある。

本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置によれば、エンジンの始動のために該エンジンの回転数を立ち上げるクランキング中に、前記エンジンの回転数の立ち上がり前半期において形成される第１滞留回転数と、前記エンジンからトーショナルダンパを経由して前記第１差動機構に連結された第１電動機に至るドライブラインの、前記エンジンの爆発一次周波数に対応する第１共振回転数と前記第１滞留回転数との差回転数が、相対的に大きい値が得られるように、且つ、前記エンジンの回転数の立ち上がり後半期において形成される第２滞留回転数と、前記エンジンからトーショナルダンパを経由して前記第１差動機構に連結された前記第１電動機に至るドライブラインの、前記エンジンの回転０．５次変動の周波数に対応する予め設定された第２共振回転数との差回転数が、相対的に大きい値が得られるように、前記クラッチの係合状態が切り換えられるので、エンジンの回転変動により励振されるドライブラインの共振が低減し、そのクランキング中においてエンジンからトーショナルダンパを経由して差動機構に連結された第１電動機に至るドライブラインの振動が好適に抑制される。また、エンジン回転数の立ち上がり前半期において、上記差回転数が相対的に大きくなる側にクラッチの係合状態が切換られるので、エンジン回転数が第１共振回転数を通過する勾配が大きくなって共振帯を速やかに通過でき、ドライブラインの共振が回避されて音や振動の発生が抑制される。更に、エンジン回転数の立ち上がり後半期において、上記差回転数が相対的に大きくなる側にクラッチの係合状態が切換られるので、エンジン回転数が第２共振回転数に到達することすなわち第２共振回転数を通過することを回避できるので、ドライブラインの共振が回避されて音や振動の発生が抑制される。

好適には、前記第１滞留回転数および第２滞留回転数は、予め記憶された関係から前記エンジンの温度に基づいて算出される。このようにすれば、エンジンの温度に応じてずれる第１滞留回転数および第２滞留回転数が正確に求められるので、ドライブラインの共振が正確に回避されて音や振動の発生が効果的に抑制される。

また、好適には、前記エンジンの始動に際しては、車両が停止し、前記出力回転部材はパーキング機構により非回転状態にロックされている。これにより、第１電動機によるエンジン回転数の立ち上がり時において発生する反力は前記パーキング機構によって受けられているので、クラッチの係合状態が切り換えられたとしても、車両の駆動力変化として表れない利点がある。

また、好適には、前記クラッチが係合させられた状態では、前記ドライブラインの慣性に前記第２電動機のロータの慣性が加えられて該ドライブラインの第１共振回転数または第２共振回転数が低下させられ、前記クラッチが解放された状態では、前記ドライブラインの慣性から前記第２電動機のロータの慣性が差し引かれて該ドライブラインの第１共振回転数または第２共振回転数が上昇させられる。

また、好適には、前記第１差動機構は、前記第１電動機に連結された第１回転要素、前記エンジンに連結された第２回転要素、及び前記出力回転部材に連結された第３回転要素を備えたものであり、前記第２差動機構は、前記第２電動機に連結された第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素を備え、それら第２回転要素及び第３回転要素の何れか一方が前記第１差動機構における第３回転要素に連結されたものであり、前記クラッチは、前記第１差動機構における第２回転要素と、前記第２差動機構における第２回転要素及び第３回転要素のうち前記第１差動機構における第３回転要素に連結されていない方の回転要素とを選択的に係合させるものであり、前記ブレーキは、前記第２差動機構における第２回転要素及び第３回転要素のうち前記第１差動機構における第３回転要素に連結されていない方の回転要素を、前記非回転部材に対して選択的に係合させるものである。このようなハイブリッド車両の駆動装置において、エンジンの始動のために該エンジンの回転数を立ち上げるクランキング中に、前記クラッチの係合状態が切り換えられるので、エンジンの回転変動により励振されるドライブラインの共振が低減し、そのクランキング中においてエンジンからトーショナルダンパを経由して差動機構に連結された第１電動機に至るドライブラインの振動が好適に抑制される。

本発明が好適に適用されるハイブリッド車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。 図１の駆動装置の駆動を制御するために備えられた制御系統の要部を説明する図である。 図１の駆動装置において成立させられる５種類の走行モードそれぞれにおけるクラッチ及びブレーキの係合状態を示す係合表である。 図１の駆動装置において各回転要素の回転数の相対関係を直線上で表すことができる共線図であり、図３のＥＶ−１モード、ＨＶ−１モードに対応する図である。 図１の駆動装置において各回転要素の回転数の相対関係を直線上で表すことができる共線図であり、図３のＥＶ−２に対応する図である。 図１の駆動装置において各回転要素の回転数の相対関係を直線上で表すことができる共線図であり、図３のＨＶ−２に対応する図である。 図１の駆動装置において各回転要素の回転数の相対関係を直線上で表すことができる共線図であり、図３のＨＶ−３に対応する図である。 図２の電子制御装置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８のエンジン始動制御部における作動の前提となるエンジンから第１電動機までのドライブラインの構成を説明する模式図であって、クラッチの解放時のドライブラインおよびクラッチ係合時のドライブラインを示す図である。 図９に示されたクラッチの解放時のドライブラインおよびクラッチ係合時のドライブラインの共振特性をそれぞれ例示する図である。 図８のエンジン始動制御部によって立ち上げられるエンジン回転数の立ち上がり特性を、クラッチの解放時のドライブラインの共振回転数およびクラッチ係合時のドライブラインの共振回転数と対比して説明する図である。 図８のエンジン始動制御部におけるエンジ始動時のクラッチ切換制御作動を説明するフローチャートである。 本発明が好適に適用される他のハイブリッド車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。 本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。 本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。 本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。 本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。 本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。 本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置の構成および作動を説明する共線図である。 本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置の構成および作動を説明する共線図である。 本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置の構成および作動を説明する共線図である。

本発明において、前記第１差動機構及び第２差動機構は、前記クラッチが係合された状態において全体として４つの回転要素を有するものである。また、好適には、前記第１差動機構及び第２差動機構の要素相互間に前記クラッチに加え他のクラッチを備えた構成において、前記第１差動機構及び第２差動機構は、それら複数のクラッチが係合された状態において全体として４つの回転要素を有するものである。換言すれば、本発明は、共線図上において４つの回転要素として表される第１差動機構及び第２差動機構と、それら４つの回転要素にそれぞれ連結されたエンジン、第１電動機、第２電動機及び出力回転部材とを、備え、前記４つの回転要素のうちの１つは、前記第１差動機構の回転要素と前記第２差動機構の回転要素とがクラッチを介して選択的に連結され、そのクラッチによる係合対象となる前記第１差動機構又は前記第２差動機構の回転要素が、非回転部材に対してブレーキを介して選択的に連結されるハイブリッド車両の駆動制御装置に好適に適用されるものである。

前記クラッチ及びブレーキは、好適には、何れも油圧に応じて係合状態が制御される（係合乃至解放させられる）油圧式係合装置であり、例えば、湿式多板型の摩擦係合装置等が好適に用いられるが、噛合式の係合装置すなわち所謂ドグクラッチ（噛合クラッチ）であってもよい。或いは、電磁式クラッチや磁粉式クラッチ等、電気的な指令に応じて係合状態が制御される（係合乃至解放させられる）ものであってもよい。

本発明が適用される駆動装置においては、前記クラッチ及びブレーキの係合状態等に応じて、複数の走行モードの何れかが選択的に成立させられる。好適には、前記エンジンの運転が停止させられると共に、前記第１電動機及び第２電動機の少なくとも一方を走行用の駆動源として用いるＥＶ走行モードにおいて、前記ブレーキが係合されると共に前記クラッチが解放されることでＥＶ−１モードが、前記ブレーキ及びクラッチが共に係合されることでＥＶ−２モードがそれぞれ成立させられる。前記エンジンを駆動させると共に、前記第１電動機及び第２電動機により必要に応じて駆動乃至発電等を行うハイブリッド走行モードにおいて、前記ブレーキが係合されると共に前記クラッチが解放されることでＨＶ−１モードが、前記ブレーキが解放されると共に前記クラッチが係合されることでＨＶ−２モードが、前記ブレーキ及びクラッチが共に解放されることでＨＶ−３モードがそれぞれ成立させられる。

本発明において、好適には、前記クラッチが係合させられ、且つ前記ブレーキが解放させられている場合における前記第１差動機構及び第２差動機構それぞれにおける各回転要素の共線図における並び順は、前記第１差動機構及び第２差動機構それぞれにおける第２回転要素及び第３回転要素に対応する回転速度を重ねて表した場合に、前記第１差動機構における第１回転要素、前記第２差動機構における第１回転要素、前記第１差動機構における第２回転要素及び第２差動機構における第２回転要素、前記第１差動機構における第３回転要素及び第２差動機構における第３回転要素の順である。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明に用いる図面において、各部の寸法比等は必ずしも正確には描かれていない。

図１は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両用駆動装置１０（以下、単に駆動装置１０という）の構成を説明する骨子図である。この図１に示すように、本実施例の駆動装置１０は、例えばＦＦ（前置エンジン前輪駆動）型車両等に好適に用いられる横置き用の装置であり、主動力源であるエンジン１２、第１電動機ＭＧ１、第２電動機ＭＧ２、第１差動機構としての第１遊星歯車装置１４及び第２差動機構としての第２遊星歯車装置１６を共通の中心軸ＣＥ上に備えて構成されている。駆動装置１０は、中心軸ＣＥに対して略対称的に構成されており、図１においては中心線の下半分を省略して図示している。以下の各実施例についても同様である。

エンジン１２は、例えば、気筒内噴射されるガソリン等の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等の内燃機関であって、その出力トルクの脈動を吸収するためのトーショナルダンパ装置１３を介して第１遊星歯車装置１４のキャリアＣ１に連結されている。第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２は、好適には、何れも駆動力を発生させるモータ（発動機）及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所謂モータジェネレータであり、それぞれのステータ（固定子）１８、２２が非回転部材であるハウジング（ケース）２６に固設されると共に、各ステータ１８、２２の内周側にロータ（回転子）２０、２４を備えて構成されている。

第１遊星歯車装置１４は、ギヤ比がρ１であるシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、第１回転要素としてのサンギヤＳ１、ピニオンギヤＰ１を自転及び公転可能に支持する第２回転要素としてのキャリアＣ１及びピニオンギヤＰ１を介してサンギヤＳ１と噛み合う第３回転要素としてのリングギヤＲ１を回転要素（要素）として備えている。第２遊星歯車装置１６は、ギヤ比がρ２であるシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、第１回転要素としてのサンギヤＳ２、ピニオンギヤＰ２を自転及び公転可能に支持する第２回転要素としてのキャリアＣ２及びピニオンギヤＰ２を介してサンギヤＳ２と噛み合う第３回転要素としてのリングギヤＲ２を回転要素（要素）として備えている。

第１遊星歯車装置１４のサンギヤＳ１は、第１電動機ＭＧ１のロータ２０に連結されている。第１遊星歯車装置１４のキャリアＣ１は、エンジン１２のクランク軸と一体的に回転させられる入力軸２８に連結されている。この入力軸２８は、中心軸ＣＥを軸心とするものであり、以下の実施例において、特に区別しない場合には、この中心軸ＣＥの軸心の方向を軸方向（軸心方向）という。第１遊星歯車装置１４のリングギヤＲ１は、出力回転部材である出力歯車３０に連結されると共に、第２遊星歯車装置１６のリングギヤＲ２と相互に連結されている。第２遊星歯車装置１６のサンギヤＳ２は、第２電動機ＭＧ２のロータ２４に連結されている。

出力歯車３０から出力された駆動力は、図示しない差動歯車装置及び車軸等を介して図示しない左右一対の駆動輪へ伝達される。一方、車両の走行路面から駆動輪に対して入力されるトルクは、差動歯車装置及び車軸等を介して出力歯車３０から駆動装置１０へ伝達（入力）される。入力軸２８におけるエンジン１２と反対側の端部には、例えばベーンポンプ等の機械式オイルポンプ３２が連結されており、エンジン１２の駆動に伴い後述する油圧制御回路６０等の元圧とされる油圧が出力されるようになっている。

第１遊星歯車装置１４のキャリアＣ１と第２遊星歯車装置１６のキャリアＣ２との間には、それらキャリアＣ１とＣ２との間を選択的に係合させる（キャリアＣ１とＣ２との間を断接する）クラッチＣＬが設けられている。第２遊星歯車装置１６のキャリアＣ２と非回転部材であるハウジング２６との間には、そのハウジング２６に対してキャリアＣ２を選択的に係合（固定）させるブレーキＢＫが設けられている。これらのクラッチＣＬ及びブレーキＢＫは、好適には、何れも油圧制御回路６０から供給される油圧に応じて係合状態が制御される（係合乃至解放させられる）油圧式係合装置であり、例えば、湿式多板型の摩擦係合装置等が好適に用いられるが、噛合式の係合装置すなわち所謂ドグクラッチ（噛合クラッチ）であってもよい。更には、電磁式クラッチや磁粉式クラッチ等、電子制御装置４０から供給される電気的な指令に応じて係合状態が制御される（係合乃至解放させられる）ものであってもよい。

図１に示すように、駆動装置１０において、第１遊星歯車装置１４及び第２遊星歯車装置１６は、それぞれ入力軸２８と同軸上（中心軸ＣＥ上）に配置されており、且つ中心軸ＣＥの軸方向において対向する位置に配置されている。すなわち、中心軸ＣＥの軸方向に関して、第１遊星歯車装置１４は、第２遊星歯車装置１６に対してエンジン１２側に配置されている。中心軸ＣＥの軸方向に関して、第１電動機ＭＧ１は、第１遊星歯車装置１４に対してエンジン１２側に配置されている。中心軸ＣＥの軸方向に関して、第２電動機ＭＧ２は、第２遊星歯車装置１６に対してエンジン１２の反対側に配置されている。すなわち、第１電動機ＭＧ１、第２電動機ＭＧ２は、中心軸ＣＥの軸方向に関して、第１遊星歯車装置１４及び第２遊星歯車装置１６を間に挟んで対向する位置に配置されている。すなわち、駆動装置１０においては、中心軸ＣＥの軸方向において、エンジン１２側から第１電動機ＭＧ１、第１遊星歯車装置１４、クラッチＣＬ、第２遊星歯車装置１６、ブレーキＢＫ、第２電動機ＭＧ２の順でそれらの構成が同軸上に配置されている。

図２は、駆動装置１０の駆動を制御するためにその駆動装置１０に備えられた制御系統の要部を説明する図である。この図２に示す電子制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェイス等を含んで構成され、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実行する所謂マイクロコンピュータであり、エンジン１２の駆動制御や、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２に関するハイブリッド駆動制御をはじめとする駆動装置１０の駆動に係る各種制御を実行する。すなわち、本実施例においては、電子制御装置４０が駆動装置１０の適用されたハイブリッド車両の駆動制御装置に相当する。この電子制御装置４０は、エンジン１２の出力制御用や第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の作動制御用といったように、必要に応じて各制御毎に個別の制御装置として構成される。

図２に示すように、電子制御装置４０には、駆動装置１０の各部に設けられたセンサやスイッチ等から各種信号が供給されるように構成されている。すなわち、パーキングポジション、ニュートラルポジション、前進走行ポジション、後進走行ポジションなどへ手動操作されることに応答してシフト操作装置４１から出力される操作位置信号Ｓｈ、アクセル開度センサ４２により運転者の出力要求量に対応する図示しないアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Ａ_ＣＣを表す信号、エンジン回転数センサ４４によりエンジン１２の回転数であるエンジン回転速度Ｎ_Ｅを表す信号、エンジン温度センサ４５によりエンジン１２の温度Ｔ_Ｅたとえば冷却水温度を表す信号、ＭＧ１回転数センサ４６により第１電動機ＭＧ１の回転数Ｎ_ＭＧ１を表す信号、ＭＧ２回転数センサ４８により第２電動機ＭＧ２の回転数Ｎ_ＭＧ２を表す信号、出力回転数センサ５０により車速Ｖに対応する出力歯車３０の回転数Ｎ_ＯＵＴを表す信号、車輪速センサ５２により駆動装置１０における各車輪それぞれの速度Ｎ_Ｗを表す信号、及びバッテリＳＯＣセンサ５４により図示しないバッテリの充電容量（充電状態）ＳＯＣを表す信号等が、それぞれ上記電子制御装置４０に供給される。

電子制御装置４０からは、駆動装置１０の各部に作動指令が出力されるように構成されている。すなわち、エンジン１２の出力を制御するエンジン出力制御指令として、燃料噴射装置による吸気配管等への燃料供給量を制御する燃料噴射量信号、点火装置によるエンジン１２の点火時期（点火タイミング）を指令する点火信号及び電子スロットル弁のスロットル弁開度θ_ＴＨを操作するためにスロットルアクチュエータへ供給される電子スロットル弁駆動信号等が、そのエンジン１２の出力を制御するエンジン制御装置５６へ出力される。第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の作動を指令する指令信号がインバータ５８へ出力され、そのインバータ５８を介してバッテリからその指令信号に応じた電気エネルギが第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２に供給されてそれら第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の出力（トルク）が制御される。第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２により発電された電気エネルギがインバータ５８を介してバッテリに供給され、そのバッテリに蓄積されるようになっている。クラッチＣＬ、ブレーキＢＫの係合状態を制御する指令信号が油圧制御回路６０に備えられたリニアソレノイド弁等の電磁制御弁へ供給され、それら電磁制御弁から出力される油圧が制御されることでクラッチＣＬ、ブレーキＢＫの係合状態が制御されるようになっている。また、電子制御装置４０から、操作位置信号Ｓｈがパーキングポジションを示すことに応答して出力歯車３０の回転をロックする指令信号がパーキングロック装置（パーキング機構）６２へ供給される。

駆動装置１０は、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２を介して運転状態が制御されることにより、入力回転数と出力回転数の差動状態が制御される電気式差動部として機能する。例えば、第１電動機ＭＧ１により発電された電気エネルギをインバータ５８を介してバッテリや第２電動機ＭＧ２へ供給する。これにより、エンジン１２の動力の主要部は機械的に出力歯車３０へ伝達される一方、その動力の一部は第１電動機ＭＧ１の発電のために消費されてそこで電気エネルギに変換され、インバータ５８を通してその電気エネルギが第２電動機ＭＧ２へ供給される。そして、その第２電動機ＭＧ２が駆動されて第２電動機ＭＧ２から出力された動力が出力歯車３０へ伝達される。この電気エネルギの発生から第２電動機ＭＧ２で消費されるまでに関連する機器により、エンジン１２の動力の一部を電気エネルギに変換し、その電気エネルギを機械的エネルギに変換するまでの電気パスが構成される。

以上のように構成された駆動装置１０が適用されたハイブリッド車両においては、エンジン１２、第１電動機ＭＧ１、及び第２電動機ＭＧ２の駆動状態、及びクラッチＣＬ、ブレーキＢＫの係合状態等に応じて、複数の走行モードの何れかが選択的に成立させられる。図３は、駆動装置１０において成立させられる５種類の走行モードそれぞれにおけるクラッチＣＬ、ブレーキＢＫの係合状態を示す係合表であり、係合を「○」で、解放を空欄でそれぞれ示している。この図３に示す「ＥＶ−１モード」、「ＥＶ−２モード」は、何れもエンジン１２の運転が停止させられると共に、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の少なくとも一方を走行用の駆動源として用いるＥＶ走行モードである。「ＨＶ−１モード」、「ＨＶ−２モード」、「ＨＶ−３モード」は、何れもエンジン１２を例えば走行用の駆動源として駆動させると共に、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２により必要に応じて駆動乃至発電等を行うハイブリッド（エンジン）走行モードである。このハイブリッド走行モードにおいて、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の少なくとも一方により反力を発生させるものであってもよく、無負荷の状態で空転させるものであってもよい。

図３に示すように、駆動装置１０においては、エンジン１２の運転が停止させられると共に、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の少なくとも一方を走行用の駆動源として用いるＥＶ走行モードにおいて、ブレーキＢＫが係合されると共にクラッチＣＬが解放されることで「ＥＶ−１モード（走行モード１）」が、ブレーキＢＫ及びクラッチＣＬが共に係合されることである「ＥＶ−２モード（走行モード２）」がそれぞれ成立させられる。エンジン１２を例えば走行用の駆動源として駆動させると共に、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２により必要に応じて駆動乃至発電等を行うハイブリッド走行モードにおいて、ブレーキＢＫが係合されると共にクラッチＣＬが解放されることで「ＨＶ−１モード（走行モード３）」が、ブレーキＢＫが解放されると共にクラッチＣＬが係合されることで「ＨＶ−２モード（走行モード４）」が、ブレーキＢＫ及びクラッチＣＬが共に解放されることで「ＨＶ−３モード（走行モード５）」がそれぞれ成立させられる。

図４〜図７は、駆動装置１０（第１遊星歯車装置１４及び第２遊星歯車装置１６）において、クラッチＣＬ及びブレーキＢＫそれぞれの係合状態に応じて連結状態が異なる各回転要素の回転数の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示しており、横軸方向において第１遊星歯車装置１４及び第２遊星歯車装置１６のギヤ比ρの相対関係を示し、縦軸方向において相対的回転数を示す二次元座標である。車両前進時における出力歯車３０の回転方向を正の方向（正回転）として各回転数を表している。横線Ｘ１は回転数零を示している。縦線Ｙ１〜Ｙ４は、左から順に実線Ｙ１が第１遊星歯車装置１４のサンギヤＳ１（第１電動機ＭＧ１）、破線Ｙ２が第２遊星歯車装置１６のサンギヤＳ２（第２電動機ＭＧ２）、実線Ｙ３が第１遊星歯車装置１４のキャリアＣ１（エンジン１２）、破線Ｙ３′が第２遊星歯車装置１６のキャリアＣ２、実線Ｙ４が第１遊星歯車装置１４のリングギヤＲ１（出力歯車３０）、破線Ｙ４′が第２遊星歯車装置１６のリングギヤＲ２それぞれの相対回転数を示している。図４〜図７においては、縦線Ｙ３及びＹ３′、縦線Ｙ４及びＹ４′をそれぞれ重ねて表している。ここで、リングギヤＲ１及びＲ２は相互に連結されているため、縦線Ｙ４、Ｙ４′にそれぞれ示すリングギヤＲ１及びＲ２の相対回転数は等しい。

図４〜図７においては、第１遊星歯車装置１４における３つの回転要素の相対的な回転数を実線Ｌ１で、第２遊星歯車装置１６における３つの回転要素の相対的な回転数を破線Ｌ２でそれぞれ示している。全体としての４つの回転要素に対応する４本の縦線Ｙ１〜Ｙ４（Ｙ２〜Ｙ４′）の間隔は、第１遊星歯車装置１４及び第２遊星歯車装置１６の各ギヤ比ρ１、ρ２に応じて定められている。すなわち、第１遊星歯車装置１４における３つの回転要素に対応する縦線Ｙ１、Ｙ３、Ｙ４に関して、サンギヤＳ１とキャリアＣ１との間が１に対応するものとされ、キャリアＣ１とリングギヤＲ１との間がρ１に対応するものとされる。第２遊星歯車装置１６における３つの回転要素に対応する縦線Ｙ２、Ｙ３′、Ｙ４′に関して、サンギヤＳ２とキャリアＣ２との間が１に対応するものとされ、キャリアＣ２とリングギヤＲ２との間がρ２に対応するものとされる。すなわち、駆動装置１０において、好適には、第１遊星歯車装置１４のギヤ比ρ１よりも第２遊星歯車装置１６のギヤ比ρ２の方が大きい（ρ２＞ρ１）。以下、図４〜図７を用いて駆動装置１０における各走行モードについて説明する。

図３に示す「ＥＶ−１モード（走行モード１）」は、好適には、エンジン１２の運転が停止させられると共に、第２電動機ＭＧ２が走行用の駆動源として用いられる第１電動機走行モードである。図４は、このＥＶ−１モードに対応する共線図であり、この共線図を用いて説明すれば、クラッチＣＬが解放されることで第１遊星歯車装置１４のキャリアＣ１と第２遊星歯車装置１６のキャリアＣ２との相対回転が可能とされている。ブレーキＢＫが係合されることで第２遊星歯車装置１６のキャリアＣ２が非回転部材であるハウジング２６に対して連結（固定）され、その回転数が零とされている。このＥＶ−１モードにおいては、第２遊星歯車装置１６において、サンギヤＳ２の回転方向とリングギヤＲ２の回転方向とが逆方向となり、第２電動機ＭＧ２により負のトルク（負の方向のトルク）が出力されると、そのトルクによりリングギヤＲ２すなわち出力歯車３０は正の方向に回転させられる。すなわち、第２電動機ＭＧ２により負のトルクを出力させることにより、駆動装置１０の適用されたハイブリッド車両を前進走行させることができる。この場合において、第１電動機ＭＧ１は空転させられる。このＥＶ−１モードでは、キャリアＣ１及びＣ２の相対回転が許容されると共に、そのキャリアＣ２が非回転部材に連結された所謂ＴＨＳ（Toyota Hybrid System）を搭載した車両におけるＥＶ（電気）走行と同様の、第２電動機ＭＧ２による前進或いは後進のＥＶ走行制御を行うことができる。

図３に示す「ＥＶ−２モード（走行モード２）」は、好適には、エンジン１２の運転が停止させられると共に、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の少なくとも一方が走行用の駆動源として用いられる第２電動機走行モードである。図５は、このＥＶ−２モードに対応する共線図であり、この共線図を用いて説明すれば、クラッチＣＬが係合されることで第１遊星歯車装置１４のキャリアＣ１と第２遊星歯車装置１６のキャリアＣ２との相対回転が不能とされている。更に、ブレーキＢＫが係合されることで第２遊星歯車装置１６のキャリアＣ２及びそのキャリアＣ２に係合された第１遊星歯車装置１４のキャリアＣ１が非回転部材であるハウジング２６に対して連結（固定）され、その回転数が零とされている。このＥＶ−２モードにおいては、第１遊星歯車装置１４において、サンギヤＳ１の回転方向とリングギヤＲ１の回転方向とが逆方向となると共に、第２遊星歯車装置１６において、サンギヤＳ２の回転方向とリングギヤＲ２の回転方向とが逆方向となる。すなわち、第１電動機ＭＧ１乃至第２電動機ＭＧ２により負のトルク（負の方向のトルク）が出力されると、そのトルクによりリングギヤＲ１及びＲ２すなわち出力歯車３０は正の方向に回転させられる。すなわち、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の少なくとも一方により、駆動装置１０の適用されたハイブリッド車両を前進走行或いは後進走行させることができる。

ＥＶ−２モードにおいては、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の少なくとも一方により発電を行う形態を成立させることもできる。この形態においては、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の一方或いは両方により走行用の駆動力（トルク）を分担して発生させることが可能となり、各電動機を効率の良い動作点で動作させたり、熱によるトルク制限等の制約を緩和する走行等が可能となる。更に、バッテリの充電状態が満充電の場合等、回生による発電が許容されない場合に、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の一方或いは両方を空転させることも可能である。すなわち、ＥＶ−２モードにおいては、幅広い走行条件においてＥＶ走行を行うことや、長時間継続してＥＶ走行を行うことが可能となる。従って、ＥＶ−２モードは、プラグインハイブリッド車両等、ＥＶ走行を行う割合が高いハイブリッド車両において好適に採用される。

図３に示す「ＨＶ−１モード（走行モード３）」は、好適には、エンジン１２が駆動されて走行用の駆動源として用いられると共に、必要に応じて第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２による駆動乃至発電が行われる第１ハイブリッド（エンジン）走行モードである。図４の共線図は、このＨＶ−１モードに対応するものでもあり、この共線図を用いて説明すれば、クラッチＣＬが解放されることで第１遊星歯車装置１４のキャリアＣ１と第２遊星歯車装置１６のキャリアＣ２との相対回転が可能とされている。ブレーキＢＫが係合されることで第２遊星歯車装置１６のキャリアＣ２が非回転部材であるハウジング２６に対して連結（固定）され、その回転数が零とされている。このＨＶ−１モードにおいては、エンジン１２が駆動させられ、その出力トルクにより出力歯車３０が回転させられる。この際、第１遊星歯車装置１４において、第１電動機ＭＧ１により反力トルクを出力させることで、エンジン１２からの出力の出力歯車３０への伝達が可能とされる。第２遊星歯車装置１６においては、ブレーキＢＫが係合されていることで、サンギヤＳ２の回転方向とリングギヤＲ２の回転方向とが逆方向となる。すなわち、第２電動機ＭＧ２により負のトルク（負の方向のトルク）が出力されると、そのトルクによりリングギヤＲ１及びＲ２すなわち出力歯車３０は正の方向に回転させられる。

図３に示す「ＨＶ−２モード（走行モード４）」は、好適には、エンジン１２が駆動されて走行用の駆動源として用いられると共に、必要に応じて第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２による駆動乃至発電が行われる第２ハイブリッド（エンジン）走行モードである。図６は、このＨＶ−２モードに対応する共線図であり、この共線図を用いて説明すれば、クラッチＣＬが係合されることで第１遊星歯車装置１４のキャリアＣ１と第２遊星歯車装置１６のキャリアＣ２との相対回転が不能とされており、キャリアＣ１及びＣ２が一体的に回転させられる１つの回転要素として動作する。リングギヤＲ１及びＲ２は相互に連結されていることで、それらリングギヤＲ１及びＲ２は一体的に回転させられる１つの回転要素として動作する。すなわち、ＨＶ−２モードにおいて、駆動装置１０における第１遊星歯車装置１４及び第２遊星歯車装置１６における回転要素は、全体として４つの回転要素を備えた差動機構として機能する。すなわち、図６において紙面向かって左から順に示す４つの回転要素であるサンギヤＳ１（第１電動機ＭＧ１）、サンギヤＳ２（第２電動機ＭＧ２）、相互に連結されたキャリアＣ１及びＣ２（エンジン１２）、相互に連結されたリングギヤＲ１及びＲ２（出力歯車３０）の順に結合した複合スプリットモードとなる。

図６に示すように、ＨＶ−２モードにおいて、好適には、第１遊星歯車装置１４及び第２遊星歯車装置１６における各回転要素の共線図における並び順が、縦線Ｙ１で示すサンギヤＳ１、縦線Ｙ２で示すサンギヤＳ２、縦線Ｙ３（Ｙ３′）で示すキャリアＣ１及びＣ２、縦線Ｙ４（Ｙ４′）で示すリングギヤＲ１及びＲ２の順となる。第１遊星歯車装置１４及び第２遊星歯車装置１６それぞれのギヤ比ρ１、ρ２は、共線図において図６に示すようにサンギヤＳ１に対応する縦線Ｙ１とサンギヤＳ２に対応する縦線Ｙ２とが上記の並び順となるように、すなわち縦線Ｙ１と縦線Ｙ３との間隔が、縦線Ｙ２と縦線Ｙ３′との間隔よりも広くなるように定められている。換言すれば、サンギヤＳ１、Ｓ２とキャリアＣ１、Ｃ２との間が１に対応するものとされ、キャリアＣ１、Ｃ２とリングギヤＲ１、Ｒ２との間がρ１、ρ２に対応することから、駆動装置１０においては、第１遊星歯車装置１４のギヤ比ρ１よりも第２遊星歯車装置１６のギヤ比ρ２の方が大きい。

ＨＶ−２モードにおいては、前記クラッチＣＬが係合されることで前記第１遊星歯車装置１４のキャリアＣ１と前記第２遊星歯車装置１６のキャリアＣ２とが連結されており、それらキャリアＣ１及びＣ２が一体的に回転させられる。このため、前記エンジン１２の出力に対して、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の何れによっても反力を受けることができる。すなわち、前記エンジン１２の駆動に際して、その反力を前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の一方乃至両方で分担して受けることが可能となり、効率の良い動作点で動作させたり、熱によるトルク制限等の制約を緩和する走行等が可能となる。例えば、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２のうち、効率良く動作できる方の電動機により優先的に反力を受けるように制御することで、効率の向上を図ることができる。更に、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の何れかにおいて熱によるトルク制限がなされた場合に、トルク制限がなされていない電動機の回生乃至出力によって駆動力をアシストすることで、前記エンジン１２の駆動に必要な反力を確保すること等が可能とされる。

図３に示す「ＨＶ−３モード（走行モード５）」は、好適には、エンジン１２が駆動されて走行用の駆動源として用いられると共に第１電動機ＭＧ１による発電が行われて連続的に変速比が可変とされ、エンジン１２の作動点が予め設定された最適曲線に沿って作動させられる第３ハイブリッド（エンジン）走行モードである。このＨＶ−３モードにおいては、第２電動機ＭＧ２を駆動系から切り離してエンジン１２及び第１電動機ＭＧ１により駆動を行う等の形態を実現することができる。図７は、このＨＶ−３モードに対応する共線図であり、この共線図を用いて説明すれば、クラッチＣＬが解放されることで第１遊星歯車装置１４のキャリアＣ１と第２遊星歯車装置１６のキャリアＣ２との相対回転が可能とされている。ブレーキＢＫが解放されることで第２遊星歯車装置１６のキャリアＣ２が非回転部材であるハウジング２６に対して相対回転可能とされている。斯かる構成においては、第２電動機ＭＧ２を駆動系（動力伝達経路）から切り離して停止させておくことが可能である。

ＨＶ−３モードにおいては、ブレーキＢＫが係合されているため、車両走行時において第２電動機ＭＧ２は出力歯車３０（リングギヤＲ２）の回転に伴い常時回転させられる。斯かる形態において、比較的高回転となる領域では第２電動機ＭＧ２の回転数が限界値（上限値）に達することや、リングギヤＲ２の回転数が増速されてサンギヤＳ２に伝達されること等から、効率向上の観点からは比較的高車速時に第２電動機ＭＧ２を常時回転させておくことは必ずしも好ましくない。一方、ＨＶ−３モードにおいては、比較的高車速時に第２電動機ＭＧ２を駆動系から切り離してエンジン１２及び第１電動機ＭＧ１により駆動を行う形態を実現することで、その第２電動機ＭＧ２の駆動が不要な場合における引き摺り損失を低減できることに加え、その第２電動機ＭＧ２に許容される最高回転数（上限値）に起因する最高車速への制約を解消すること等が可能とされる。

以上の説明から明らかなように、駆動装置１０においては、エンジン１２が駆動されて走行用の駆動源として用いられると共に、必要に応じて第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２による駆動乃至発電が行われるハイブリッド走行に関して、クラッチＣＬ及びブレーキＢＫの係合乃至解放の組み合わせにより、ＨＶ−１モード、ＨＶ−２モード及びＨＶ−３モードの３つのモードを選択的に成立させることができる。これにより、例えば車両の車速や変速比等に応じてそれら３つのモードのうち最も伝達効率の高いモードを選択的に成立させることで、伝達効率の向上延いては燃費の向上を実現することができる。

図８は、図２の電子制御装置４０の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図８において、エンジン始動要求判定部７０は、エンジン１２が停止している状態（エンジン制御装置５６から燃料噴射および点火されていない状態）からそのエンジン１２を始動させる要求があったか否かを判定する。例えば、図示しない蓄電装置のＳＯＣが下限値を下回って蓄電量不足状態となった場合、図示しない走行モード選択装置がエンジン走行位置へ切替操作された場合、アクセル開度および車速から求められる要求駆動力が予め設定された判定値を上まわってエンジン走行領域となった場合などに、エンジン１２の始動要求があったと判定する。

パーキング状態判定部７２は、シフト操作装置４１によりパーキングポジションが選択されて、パーキングロック装置６２により出力歯車３０の回転がロックされているか否かを、たとえばパーキングロック装置６２から指令信号の出力の有無に基づいて判定する。モード判定部７４は、ＥＶ−１モード、ＥＶ−２モード、ＨＶ−１モード、ＨＶ−２モード及びＨＶ−３モードの５つのモードのいずれが成立しているかを、車速Ｖ及びアクセル開度Ａ_ＣＣ、ＳＯＣ、作動温度などの車両パラメータ、エンジン制御装置５６やインバータ５８の出力状態、モード切換制御部７６の出力状態、或いは既に設定されたフラグなどに基づいて判定する。

モード切換制御部７６は、駆動装置１０において成立させる走行モードを判定して切り換える。たとえば、車速Ｖ及びアクセル開度Ａ_CCに基づいて判定される運転者の要求駆動力が予め設定された電気走行領域およびエンジン走行領域のいずれであるかに基づいて、或いはＳＯＣに基づく要求に基づいて、電気走行かハイブリッド走行であるか否かを判定する。電気走行が選択され或いは要求された場合には、ＳＯＣに基づく要求や運転者の選択などに基づいて、ＥＶ−１モードおよびＥＶ−２モードの一方を選択する。ハイブリッド走行が選択され或いは要求された場合は、エンジン１２の効率および伝達効率、要求駆動力の大きさなどに基づいて、駆動力および燃費が両立するように、ＨＶ−１モード、ＨＶ−２モード及びＨＶ−３モードのいずれかを選択する。たとえば、低車速のローギヤ（高減速比域）ではＨＶ−１モード３の成立が選択され、中車速の中域ギヤ（中減速比域）或いは高車速のハイギヤ（低減速比域）ではＨＶ−２モードの成立が選択される。このモード切換制御部７６は、たとえば、それまでのＨＶ−２モードからＨＶ−１モードへ切り替える場合は、油圧制御回路６０を介してクラッチＣＬを解放し、且つブレーキＢＫを係合させる。これにより、図６の共線図に示す状態から図４の共線図に示す状態とされる。

エンジン始動制御部７８は、エンジン始動要求判定部７０によりエンジン始動要求が出されたことが判定され、パーキング状態判定部７２により出力歯車３０の回転が機械的に阻止されたパーキング状態であると判定されると、第１電動機ＭＧ１によりエンジン１２のクランク軸の回転数すなわちエンジン回転速度Ｎ_Ｅの上昇を開始させるとともに、エンジン制御装置５６にエンジン１２に対する吸気配管等への燃料噴射や点火等の制御を開始させる。同時に、エンジン始動制御部７８は、ブレーキＢＫを解放するとともに、第１電動機ＭＧ１によりエンジン回転速度Ｎ_Ｅを立ち上げるクランキング中に、エンジン１２からトーショナルダンパ装置１３を経由して第１遊星歯車装置（差動機構）１４のサンギヤＳ１に連結された第１電動機ＭＧ１に至るドライブラインＤＬの振動（共振）が制されるように、クラッチＣＬの係合状態を切り換える。

ここで、図９は、Ｐポジションが選択されているときに、エンジン１２からトーショナルダンパ装置１３を経由して第１遊星歯車装置（差動機構）１４のサンギヤＳ１に連結された第１電動機ＭＧ１に至るドライブラインＤＬを、ねじり振動系として等価的に示している。クラッチＣＬが解放状態であれば第２電動機ＭＧ２が切り離されるので、図９の上段に示す振動系となるが、クラッチＣＬが係合されると、第２電動機ＭＧ２のロータの慣性がその振動系の右端に加えられて下段に示す振動系として示される。この上段に示される振動系では、図１０の実線に示す振動特性が得られたとすると、下段に示される振動系では、振動のピークすなわち共振点が破線に示されるように低下した特性となる。たとえば、クラッチＣＬが解放されている上段の振動系の共振周波数が１３Ｈｚ程度であるとすると、クラッチＣＬが係合されている下段の振動系の共振周波数は１０Ｈｚ程度となる。これらの共振周波数１０Ｈｚおよび１３Ｈｚは、たとえば４サイクル４気筒エンジンの爆発一次変動に関する共振回転数ＮＲ１ｏｎおよびＮＲ１ｏｆｆに換算すると、３００ｒｐｍおよび３９０ｒｐｍに相当し、たとえば４サイクル４気筒エンジンの回転０．５次変動に関する共振回転数ＮＲ２ｏｎおよびＮＲ２ｏｆｆに換算すると、１２００ｒｐｍおよび１５６０ｒｐｍに相当する。

また、たとえば４サイクル４気筒エンジンの始動時に第１電動機ＭＧ１により立ち上げられるエンジン回転速度Ｎ_Ｅは、図１１に示されるように、初爆までの前半期間Ａでは、３００ｒｐｍ程度の第１滞留回転数ＮＴ１付近で回転上昇が緩やかとなって滞留し、初爆後の立ち上がり後半期間Ｂではたとえば１２００ｒｐｍ程度の第２滞留回転数ＮＴ２付近で回転上昇が滞留する性質がある。これらの滞留回転数は、たとえば前半期Ａおよび後半期Ｂにおいてエンジン回転速度Ｎ_Ｅの立ち上がりを示す曲線のうち傾斜が最小の部分の回転数であり、エンジンフリクションに関連するためエンジン１２が低温となるほど低下する性質がある。また、初爆までの前半期間Ａ内のエンジン回転速度Ｎ_Ｅには、エンジン１２の爆発一次周波数すなわち１８０°毎の圧縮一次周波数の回転変動が含まれ、初爆後の後半期間Ｂ内のエンジン回転速度Ｎ_Ｅには、不安定な着火に起因して回転０．５次変動が含まれる。このため、エンジン始動時にクラッチＣＬの切換制御を行なわない場合には、エンジン１２の始動のためのエンジン回転速度Ｎ_Ｅの立ち上がりにおいては、回転変動を吸収するように設計されているトーショナルダンパ装置１３を含むドライブラインＤＬの共振周波数に、前半区間Ａと後半区間Ｂとにおいて共振回転数ＮＲ１およびＮＲ２にそれぞれ一致し或いは近傍となるため、振動や音が比較的長く継続するという不都合が発生し易くなっていた。

このため、エンジン始動制御部７８は、エンジン回転速度Ｎ_Ｅの立ち上がり前半期Ａにおいて形成される第１滞留回転数ＮＴ１を、実験的に求められて予め記憶された関係からエンジン１２の温度Ｔ_Ｅに基づいて算出する第１滞留回転数算出部８０と、この第１滞留回転数算出部８０により算出された第１滞留回転数ＮＴ１と予め設定されたドライブラインＤＬの第１共振回転数ＮＲ１ｏｎおよびＮＲ１ｏｆｆとから、たとえばそれらの差回転数（ＮＴ１−ＮＲ１ｏｎ）および（ＮＴ１−ＮＲ１ｏｆｆ）のうちの大きい側が得られるように、第１共振回転数ＮＲ１ｏｎおよびＮＲ１ｏｆｆのうちの一方を選択する第１共振回転数選択判定部８２と、前半期間ＡにおけるドライブラインＤＬの共振回転数が第１共振回転数選択判定部８２に選択された第１共振回転数ＮＲ１ｏｎおよびＮＲ１ｏｆｆのうちの一方となるようにクラッチＣＬを係合或いは解放する第１クラッチ切換制御部８４と、エンジン回転速度Ｎ_Ｅの立ち上がり後半期Ｂにおいて形成される第２滞留回転数ＮＴ２を、実験的に求められて予め記憶された関係からエンジン１２の温度Ｔ_Ｅに基づいて算出する第２滞留回転数算出部８６と、この第２滞留回転数算出部８６により算出された第２滞留回転数ＮＴ２と予め設定されたドライブラインＤＬの第２共振回転数ＮＲ２ｏｎおよびＮＲ２ｏｆｆとから、たとえばそれらの差回転数（ＮＴ２−ＮＲ２ｏｎ）および（ＮＴ２−ＮＲ２ｏｆｆ）のうちの大きい側が得られるように、第２共振回転数ＮＲ２ｏｎおよびＮＲ２ｏｆｆのうちの一方を選択する第２共振回転数選択判定部８８と、後半期間ＢにおけるドライブラインＤＬの共振回転数が第２共振回転数選択判定部８８に選択された第２共振回転数ＮＲ２ｏｎおよびＮＲ２ｏｆｆのうちの一方となるようにクラッチＣＬを係合或いは解放する第２クラッチ切換制御部９０とを備えている。

図１２は、図２の電子制御装置４０の制御作動の要部を説明するフローチャートである。このフローチャートは、パーキングロック装置６２により出力歯車３０の回転がロックされている状態でエンジン始動要求があったときに実行されるエンジン始動時クラッチ切換ルーチンである。図１２において、第１滞留回転数算出部８０に対応するステップＳ１（ 以下、ステップを省略する）では、エンジン回転速度Ｎ_Ｅの立ち上がりに先立って、エンジン回転速度Ｎ_Ｅの立ち上がり前半期Ａにおいて形成される第１滞留回転数ＮＴ１が、実験的に求められて予め記憶された関係からエンジン１２の温度Ｔ_Ｅに基づいて算出される。ついで、第１共振回転数選択判定部８２に対応するＳ２では、Ｓ１より算出された第１滞留回転数ＮＴ１と予め設定されたドライブラインＤＬの第１共振回転数ＮＲ１ｏｎおよびＮＲ１ｏｆｆとから、たとえばそれらの差回転数（ＮＴ１−ＮＲ１ｏｎ）および（ＮＴ１−ＮＲ１ｏｆｆ）が大きくなる側となるように、第１共振回転数ＮＲ１ｏｎおよびＮＲ１ｏｆｆのうちの一方が選択される。次に、第１クラッチ切換制御部８４に対応するＳ３では、前半期間ＡにおけるドライブラインＤＬの共振回転数が第１共振回転数選択判定部８２に選択された第１共振回転数ＮＲ１ｏｎおよびＮＲ１ｏｆｆのうちの一方となるようにクラッチＣＬが係合され、或いは解放される。

Ｓ４では、エンジン回転速度Ｎ_Ｅの立ち上がりの後半期間に入ったか否かが、たとえばエンジン回転速度Ｎ_Ｅが初爆が予想される予め設定された判定値ＮＫを越えたこと或いは初爆が発生したことに基づいて判断される。ついで、第２滞留回転数算出部８６に対応するＳ５では、エンジン回転速度Ｎ_Ｅの立ち上がり後半期Ｂにおいて形成される第２滞留回転数ＮＴ２が、実験的に求められて予め記憶された関係からエンジン１２の温度Ｔ_Ｅに基づいて算出される。次に、第２共振回転数選択判定部８８に対応するＳ６では、Ｓ５により算出された第２滞留回転数ＮＴ２と、予め設定されたドライブラインＤＬの第２共振回転数ＮＲ２ｏｎおよびＮＲ２ｏｆｆとから、たとえばそれらの差回転数（ＮＴ２−ＮＲ２ｏｎ）および（ＮＴ２−ＮＲ２ｏｆｆ）のうちの大きい側が得られるように、第２共振回転数ＮＲ２ｏｎおよびＮＲ２ｏｆｆのうちの一方が選択される。そして、第２クラッチ切換制御部９０に対応するＳ７では、後半期間ＢにおけるドライブラインＤＬの共振回転数が第２共振回転数選択判定部８８に選択された第２共振回転数ＮＲ２ｏｎおよびＮＲ２ｏｆｆのうちの一方となるようにクラッチＣＬが係合され、或いは解放される。

クラッチＣＬが係合させられた状態では、ドライブラインＤＬの慣性に第２電動機ＭＧ２のロータの慣性が加えられてそのドライブラインＤＬの第１共振回転数ＮＲ１または第２共振回転数ＮＲ２が低下させられ、クラッチＣＬが解放された状態では、ドライブラインＤＬから第２電動機ＭＧ２のロータの慣性が差し引かれてそのドライブラインＤＬの第１共振回転数ＮＲ１または第２共振回転数ＮＲ２が上昇させられる。

上述のように、本実施例のハイブリッド車両の駆動制御装置によれば、エンジン１２の始動のためにエンジン回転速度Ｎ_Ｅを立ち上げるクランキング中に、エンジン１２の回転変動により励振されるドライブラインＤＬの共振が発生しないようにクラッチＣＬの係合状態が切り換えられるので、そのクランキング中においてエンジン１２からトーショナルダンパ装置１３を経由して差動機構に連結された第１電動機ＭＧ１に至るドライブラインＤＬの振動が好適に抑制される。

また、本実施例のハイブリッド車両の駆動制御装置によれば、エンジン１２の回転速度Ｎ_Ｅの立ち上がり前半期Ａにおいて形成される第１滞留回転数ＮＴ１と、エンジン１２からトーショナルダンパ１３を経由して第１遊星歯車装置１４に連結された第１電動機ＭＧ１に至るドライブラインＤＬの、エンジン１２の爆発一次周波数に対応する予め設定された第１共振回転数ＮＲ１ｏｎおよびＮＲ１ｏｆｆとの差回転数（ＮＴ１−ＮＲ１ｏｎ）および（ＮＴ１−ＮＲ１ｏｆｆ）のうち大きい側の値が得られるように、クラッチＣＬが切り換えられる。このため、エンジン回転速度Ｎ_Ｅの立ち上がり前半期Ａにおいて、上記差回転数が相対的に大きくなる側にクラッチＣＬの係合状態が切換られるので、エンジン回転速度Ｎ_Ｅが第１共振回転数ＮＲ１ｏｎ或いはＮＲ１ｏｆｆを通過する勾配が大きくなって共振帯を速やかに通過でき、ドライブラインＤＬの共振が回避されて音や振動の発生が抑制される。

また、本実施例のハイブリッド車両の駆動制御装置によれば、エンジン回転速度Ｎ_Ｅの立ち上がり後半期Ｂにおいて形成される第２滞留回転数ＮＴ２と、エンジン１２からトーショナルダンパ１３を経由して第１遊星歯車装置１４に連結された第１電動機ＭＧ１に至るドライブラインＤＬの、エンジン１２の回転０．５次変動の周波数に対応する予め設定された第２共振回転数ＮＲ２ｏｎおよびＮＲ２ｏｆｆとの差回転から、たとえばそれらの差回転数（ＮＴ２−ＮＲ２ｏｎ）および（ＮＴ２−ＮＲ２ｏｆｆ）のうちの大きい側の値が得られるように、クラッチＣＬの係合状態が切り換えられる。このため、エンジン回転速度Ｎ_Ｅの立ち上がり後半期Ｂにおいて、上記差回転数が相対的に大きくなる側にクラッチの係合状態が切換られるので、エンジン回転速度Ｎ_Ｅが第２共振回転数ＮＲ２ｏｎ或いはＮＲ２ｏｆｆに到達することすなわち第２共振回転数ＮＲ２ｏｎ或いはＮＲ２ｏｆｆを通過することを回避でき、ドライブラインＤＬの共振が回避されて音や振動の発生が抑制される。

また、本実施例のハイブリッド車両の駆動制御装置によれば、第１滞留回転数ＮＴ１および第２滞留回転数ＮＴ２は、予め記憶された関係から前記エンジン１２の温度Ｔ_Ｅに基づいて算出される。このため、エンジン１２の温度Ｔ_Ｅに応じてずれる第１滞留回転数ＮＴ１および第２滞留回転数ＮＴ２が正確に求められるので、ドライブラインＤＬの共振が正確に回避されて音や振動の発生が効果的に抑制される。

また、本実施例のハイブリッド車両の駆動制御装置によれば、エンジン１２の始動に際しては、車両が停止し、出力歯車（出力回転部材）３０はパーキングパーキングロック装置６２により非回転状態にロックされている。これにより、第１電動機によるエンジン回転数の立ち上がり時において発生する反力は前記パーキングロック機構によって受けられているので、クラッチの係合状態が切り換えられたとしても、車両の駆動力変化として表れない利点がある。

続いて、本発明の他の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。

図１３〜図１８は、前述の実施例１のハイブリッド車両用駆動装置１０に替えて、本発明が好適に適用される他のハイブリッド車両用駆動装置１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０の構成をそれぞれ説明する骨子図である。本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置は、図１３に示す駆動装置１００や図１４に示す駆動装置１１０のように、中心軸ＣＥ方向の前記第１電動機ＭＧ１、第１遊星歯車装置１４、第２電動機ＭＧ２、第２遊星歯車装置１６、クラッチＣＬ及びブレーキＢＫの配置（配列）を変更した構成にも好適に適用される。図１５に示す駆動装置１２０のように、前記第２遊星歯車装置１６のキャリアＣ２と非回転部材である前記ハウジング２６との間に、そのキャリアＣ２のハウジング２６に対する一方向の回転を許容し且つ逆方向の回転を阻止する一方向クラッチ（ワンウェイクラッチ）ＯＷＣを、前記ブレーキＢＫと並列に備えた構成にも好適に適用される。図１６に示す駆動装置１３０、図１７に示す駆動装置１４０、図１８に示す駆動装置１５０のように、前記シングルピニオン型の第２遊星歯車装置１６の代替として、第２差動機構としてのダブルピニオン型の第２遊星歯車装置１６′を備えた構成にも好適に適用される。この第２遊星歯車装置１６′は、第１回転要素としてのサンギヤＳ２′、相互に噛み合わされた複数のピニオンギヤＰ２′を自転及び公転可能に支持する第２回転要素としてのキャリアＣ２′及びピニオンギヤＰ２′を介してサンギヤＳ２′と噛み合う第３回転要素としてのリングギヤＲ２′を回転要素（要素）として備えたものである。

このように、本実施例２のハイブリッド車両用駆動装置１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０は、第１電動機ＭＧ１に連結された第１回転要素としてのサンギヤＳ１、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Ｃ１及び出力回転部材である出力歯車３０に連結された第３回転要素としてのリングギヤＲ１を備えた第１差動機構である第１遊星歯車装置１４と、第２電動機ＭＧ２に連結された第１回転要素としてのサンギヤＳ２（Ｓ２′）、第２回転要素としてのキャリアＣ２（Ｃ２′）、及び第３回転要素としてのリングギヤＲ２（Ｒ２′）を備え、それらキャリアＣ２（Ｃ２′）及びリングギヤＲ２（Ｒ２′）の何れか一方が前記第１遊星歯車装置１４のリングギヤＲ１に連結された第２差動機構である第２遊星歯車装置１６（１６′）と、前記第１遊星歯車装置１４におけるキャリアＣ１と、前記キャリアＣ２（Ｃ２′）及びリングギヤＲ２（Ｒ２′）のうち前記リングギヤＲ１に連結されていない方の回転要素とを選択的に係合させるクラッチＣＬと、前記キャリアＣ２（Ｃ２′）及びリングギヤＲ２（Ｒ２′）のうち前記リングギヤＲ１に連結されていない方の回転要素を、非回転部材であるハウジング２６に対して選択的に係合させるブレーキＢＫとを、備えている。すなわち、共線図上では全体として４つの回転要素を有する第１遊星歯車装置１４および第２遊星歯車装置１６（１６′）を備えているため、前述の実施例１の電子制御装置４０をそれぞれ設けることにより前述の実施例１と同様の効果が得られる。たとえば、エンジン１２の始動のためにエンジン回転速度Ｎ_Ｅを立ち上げるクランキング中に、エンジン１２の回転変動により励振されるドライブラインＤＬの共振が発生しないようにクラッチＣＬの係合状態が切り換えられるので、そのクランキング中においてエンジン１２からトーショナルダンパ装置１３を経由して差動機構に連結された第１電動機ＭＧ１に至るドライブラインＤＬの振動が好適に抑制される。

図１９〜図２１は、前述の実施例１のハイブリッド車両用駆動装置１０に替えて、本発明が好適に適用される他のハイブリッド車両用駆動装置１６０、１７０、１８０の構成および作動をそれぞれ説明する共線図である。前述と同様に、第１遊星歯車装置１４におけるサンギヤＳ１、キャリヤＣ１、リングギヤＲ１の相対的な回転数を実線Ｌ１で、第２遊星歯車装置１６におけるサンギヤＳ２、キャリヤＣ２、リングギヤＲ２の相対的な回転数を破線Ｌ２でそれぞれ示している。ハイブリッド車両用駆動装置１６０では、第１遊星歯車装置１４のサンギヤＳ１、キャリヤＣ１およびリングギヤＲ１は、第１電動機ＭＧ１、エンジン１２および第２電動機ＭＧ２にそれぞれ連結され、第２遊星歯車装置１６のサンギヤＳ２、キャリヤＣ２およびリングギヤＲ２は、第２電動機ＭＧ２、出力回転部材３０およびブレーキＢＫを介して非回転部材２６にそれぞれ連結され、サンギヤＳ１とリングギヤＲ２とがクラッチＣＬを介して選択的に連結されている。ハイブリッド車両用駆動装置１７０では、第１遊星歯車装置１４のサンギヤＳ１、キャリヤＣ１およびリングギヤＲ１は、第１電動機ＭＧ１、出力回転部材３０およびエンジン１２にそれぞれ連結され、第２遊星歯車装置１６のサンギヤＳ２、キャリヤＣ２およびリングギヤＲ２は、第２電動機ＭＧ２、出力回転部材３０およびブレーキＢＫを介して非回転部材２６にそれぞれ連結され、サンギヤＳ１とリングギヤＲ２とがクラッチＣＬを介して選択的に連結されている。ハイブリッド車両用駆動装置１８０では、第１遊星歯車装置１４のサンギヤＳ１、キャリヤＣ１およびリングギヤＲ１は、第１電動機ＭＧ１、出力回転部材３０およびエンジン１２にそれぞれ連結され、第２遊星歯車装置１６のサンギヤＳ２、キャリヤＣ２およびリングギヤＲ２は、第２電動機ＭＧ２、ブレーキＢＫを介して非回転部材２６および出力回転部材３０にそれぞれ連結され、リングギヤＲ１とキャリヤＣ２とがクラッチＣＬを介して選択的に連結されている。

図１９〜図２１の実施例では、図４〜図７に示す実施例と同様に、共線図上では全体として４つの回転要素を有する第１遊星歯車装置１４および第２遊星歯車装置１６（１６′）を備えているため、前述の実施例１の電子制御装置４０をそれぞれ設けることにより前述の実施例１と同様の効果が得られる。たとえば、エンジン１２の始動のためにエンジン回転速度Ｎ_Ｅを立ち上げるクランキング中に、エンジン１２の回転変動により励振されるドライブラインＤＬの共振が発生しないようにクラッチＣＬの係合状態が切り換えられるので、そのクランキング中においてエンジン１２からトーショナルダンパ１３を経由して差動機構に連結された第１電動機ＭＧ１に至るドライブラインＤＬの振動が好適に抑制される。

図１、図４〜図７、図１３〜図１８、図１９〜図２１に示す実施例では、共線図上において全体として４つの回転要素を有する第１差動機構（第１遊星歯車装置１４）及び第２差動機構（第２遊星歯車装置１６、１６′）と、それら４つの回転要素にそれぞれ連結された第１電動機ＭＧ１、第２電動機ＭＧ２、エンジン１２および出力回転部材（出力歯車３０）と、そのエンジン１２が連結された回転要素を非回転部材に選択的に連結するブレーキＢＫとを備え、前記４つの回転要素のうちの１つは、第１差動機構（第１遊星歯車装置１４）の回転要素と第２差動機構（第２遊星歯車装置１６、１６′）の回転要素とがクラッチＣＬを介して選択的に連結されるものであり、ブレーキＢＫおよびクラッチＣＬを係合させて第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２で車両を駆動する電動機走行が行なわれるハイブリッド車両の駆動制御装置である点で、共通している。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

たとえば、前述の実施例において、エンジン回転速度Ｎ_Ｅの立ち上がりの前半期Ａおよび後半期Ｂにおいて、ドライブラインＤＬの振動を抑制するためのクラッチＣＬの切換制御が行なわれていたが、前半期Ａおよび後半期Ｂの一方においてそのクラッチＣＬの切換制御が実行されるものであってもよい。

また、ドライブラインＤＬの振動を抑制するためのクラッチＣＬの切換制御において、たとえば１２の回転数の立ち上がり前半期Ａにおいて形成される第１滞留回転数ＮＴ１と、エンジン１２からトーショナルダンパ装置１３を経由して第１遊星歯車装置１４に連結された第１電動機ＭＧ１に至るドライブラインＤＬの、エンジン１２の爆発一次周波数に対応する予め設定された第１共振回転数ＮＲ１ｏｎおよびＮＲ１ｏｆｆとの差回転数（ＮＴ１−ＮＲ１ｏｎ）および（ＮＴ１−ＮＲ１ｏｆｆ）のうちの大きくなる側が得られるように、クラッチＣＬが切り換えられていたが、このクラッチＣＬは、係合状態から解放状態への切換だけでなく、解放状態から係合状態への切換であってもよい。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

１０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０：ハイブリッド車両用駆動装置
１２：エンジン
１３：トーショナルダンパ装置
１４：第１遊星歯車装置（第１差動機構）
１６、１６′：第２遊星歯車装置（第２差動機構）
３０：出力歯車（出力回転部材）
４０：電子制御装置（駆動制御装置）
６２：パーキングロック装置（パーキング機構）
７０：エンジン始動要求判定部
７８：エンジン始動制御部
８０：第１滞留回転数算出部
８２：第１共振回転数選択判定部
８４：第１クラッチ切換制御部
８６：第２滞留回転数算出部
８８：第２共振回転数選択判定部
９０：第２クラッチ切換制御部
ＢＫ：ブレーキ
ＣＬ：クラッチ
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ２′：キャリア（第２回転要素）
ＭＧ１：第１電動機
ＭＧ２：第２電動機
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ２′：リングギヤ（第３回転要素）
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ２′：サンギヤ（第１回転要素）
ＤＬ：ドライブライン
ＮＴ１：第１滞留回転数
ＮＴ２：第２滞留回転数
ＮＲ１ｏｎ：クラッチ係合時の第１共振回転数
ＮＲ１ｏｆｆ：クラッチ解放時の第１共振回転数
ＮＲ２ｏｎ：クラッチ係合時の第２共振回転数
ＮＲ２ｏｆｆ：クラッチ解放時の第２共振回転数
Ｔ_Ｅ：エンジンの温度
Ｎ_Ｅ：エンジン回転速度

Claims (6)

1. 全体として４つの回転要素を有する第１差動機構及び第２差動機構と、該４つの回転要素にそれぞれ連結されたエンジン、第１電動機、第２電動機、及び出力回転部材とを備え、前記４つの回転要素のうちの１つは、前記第１差動機構の回転要素と前記第２差動機構の回転要素とがクラッチを介して連結されたものであり、該クラッチによる係合対象となる前記第１差動機構又は前記第２差動機構の回転要素が、非回転部材に対してブレーキを介して選択的に連結されるハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
   前記エンジンの始動に際して、該エンジンの回転数を立ち上げるクランキング中に、前記エンジンの回転数の立ち上がり前半期において形成される第１滞留回転数と、前記エンジンからトーショナルダンパを経由して前記第１差動機構に連結された第１電動機に至るドライブラインの、前記エンジンの爆発一次周波数に対応する第１共振回転数と前記第１滞留回転数との差回転数が、相対的に大きい値が得られるように、且つ、前記エンジンの回転数の立ち上がり後半期において形成される第２滞留回転数と、前記エンジンからトーショナルダンパを経由して前記第１差動機構に連結された前記第１電動機に至るドライブラインの、前記エンジンの回転０．５次変動の周波数に対応する予め設定された第２共振回転数との差回転数が、相対的に大きい値が得られるように、前記クラッチの係合状態を切り換えることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
2. 前記第１滞留回転数は、予め記憶された関係から前記エンジンの温度に基づいて算出されるものである請求項１のハイブリッド車両の駆動制御装置。
3. 前記第２滞留回転数は、予め記憶された関係から前記エンジンの温度に基づいて算出されるものである請求項１のハイブリッド車両の駆動制御装置。
4. 前記エンジンの始動に際しては、車両が停止し、前記出力回転部材はパーキング機構により非回転状態にロックされていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１のハイブリッド車両の駆動制御装置。
5. 前記クラッチが係合させられた状態では、前記ドライブラインの慣性に前記第２電動機のロータの慣性が加えられて該ドライブラインの第１共振回転数または第２共振回転数が低下させられ、
   前記クラッチが解放された状態では、前記ドライブラインから前記第２電動機のロータの慣性が差し引かれて該ドライブラインの第１共振回転数または第２共振回転数が上昇させられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１のハイブリッド車両の駆動制御装置。
6. 前記第１差動機構は、前記第１電動機に連結された第１回転要素、前記エンジンに連結された第２回転要素、及び前記出力回転部材に連結された第３回転要素を備えたものであり、
   前記第２差動機構は、前記第２電動機に連結された第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素を備え、それら第２回転要素及び第３回転要素の何れか一方が前記第１差動機構における第３回転要素に連結されたものであり、
   前記クラッチは、前記第１差動機構における第２回転要素と、前記第２差動機構における第２回転要素及び第３回転要素のうち前記第１差動機構における第３回転要素に連結されていない方の回転要素とを選択的に係合させるものであり、
   前記ブレーキは、前記第２差動機構における第２回転要素及び第３回転要素のうち前記第１差動機構における第３回転要素に連結されていない方の回転要素を、前記非回転部材に対して選択的に係合させるものである
   請求項１から５の何れか１項に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。

Images