JP6032147B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、走行のための駆動力源としてエンジンおよび発電機能のあるモータを備えているハイブリッド車両の走行を制御する制御装置に関するものである。

ハイブリッド車両は、駆動力源としてガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関（以下、エンジン）、および発電機能のあるモータを搭載した車両である。そして、エンジンとモータとが持つそれぞれの特性を生かすことにより、燃費を向上させることができ、また排気ガスの低減を図ることができる車両である。そのようなハイブリッド車両に関する発明の一例が特許文献１に記載されている。

この特許文献１に記載されたハイブリッド車両は、エンジン、第１モータ、第２モータ、および、３つの回転要素を有する遊星歯車機構から構成される動力分割機構を備えている。さらに、エンジンの出力軸を回転不可能に固定するクラッチを備えている。第１モータは動力分割機構を介してエンジンの出力軸に連結されている。第２モータは駆動輪に連結されている。それらエンジン、第１モータ、第２モータ、およびクラッチの各動作は、車両の要求駆動力に応じて、それぞれ制御されるように構成されている。そして、クラッチを係合してエンジンの出力軸を固定することにより、動力分割機構を減速機構もしくは増速機構として機能させた状態で、第１モータおよび第２モータの両方を駆動させたモータ走行が可能な構成となっている。

なお、特許文献２にも、上記の特許文献１に記載されたハイブリッド車両と同様の構成が記載されている。そしてこの特許文献２には、クラッチを係合してエンジンのクランクシャフトを回転不能に固定する条件が成立している場合に、エンジンの運転を停止するとともに、アクセル開度と車速と変速機の変速比とに基づいて２つのモータを最も効率よく駆動するトルク配分を定めたマップを用いて、２つのモータの回転をそれぞれ制御することが記載されている。

特開２００８−２６５５９８号公報 特開２００８−２６５６００号公報

上記のように、特許文献１や特許文献２に記載されているハイブリッド車両は、エンジンの出力により車両を走行させるいわゆる「エンジン走行モード」、第２モータの出力のみで車両を走行させるいわゆる「シングルモータ走行モード」、および、クラッチを係合することによりエンジンの回転数を０に固定して、第１モータおよび第２モータの両方の出力によって車両を走行させるいわゆる「ツインモータ走行モード」の３つの走行モードを選択することが可能な構成となっている。したがって、要求駆動力や走行状態に応じて３つの走行モードを適宜選択して車両を走行させることにより、エンジンおよびモータを有効に利用することができ、車両の燃費を向上させることができる。

一方、上記の特許文献１や特許文献２に記載されているハイブリッド車両は、「ツインモータ走行モード」を選択して設定する場合に、クラッチを係合してエンジンの出力軸を回転不可能に固定するように構成されている。この種のクラッチの係合動作は、例えば油圧アクチュエータや電動アクチュエータなどを用いて行われている。したがって、クラッチを係合する際には不可避的に応答遅れが発生する。そのため、上記のようにクラッチの係合動作を伴う走行モードへの切り替えを行う場合には、その切り替えのための制御の応答性が低下してしまう可能性があった。

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り、エンジンおよび複数のモータを駆動力源とするハイブリッド車両において、クラッチを係合させる動作を伴う走行モードへの切り替えを応答性良く実行することができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、車両を走行させるためのトルクを出力する駆動力源としてエンジンおよび複数のモータを備え、前記エンジンの出力によって前記車両を走行させる第１走行モードと、複数のクラッチ機構を係合することにより設定されるとともに複数の前記モータの出力によって前記車両を走行させる第２走行モードと、いずれか１つの前記モータの出力によって前記車両を走行させる第３走行モードとのいずれかを前記車両に対する要求駆動力に応じて選択して設定するハイブリッド車両の制御装置において、前記第１走行モードもしくは前記第３走行モードから前記第２走行モードに切り替えて設定する“第２走行モードへの切り替え”の可能性を予測する予測手段と、前記“第２走行モードへの切り替え”の可能性があると予測した場合に、前記第２走行モードを設定する際に係合する前記クラッチ機構の係合時間を短縮するための待機制御を実行するとともに、複数の前記クラッチ機構に対する前記待機制御を、それぞれ時間をずらして開始する待機手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。

また、この発明における前記予測手段は、アクセル開度が閾値として定めた所定開度よりも大きい場合に、前記“第２走行モードへの切り替え”の可能性があると予測する手段を含んでいる。

また、この発明における前記予測手段は、アクセル開度の変化率が閾値として定めた所定変化率よりも大きい場合に、前記“第２走行モードへの切り替え”の可能性があると予測する手段を含んでいる。

また、この発明における前記所定変化率は、前記アクセル開度が大きいほど、もしくは前記車両に対する走行負荷が大きいほど、前記“第２走行モードへの切り替え”の可能性があることを予測し易くなるような前記アクセル開度もしくは前記走行負荷の関数として定めることができる。

また、この発明における前記待機制御は、前記クラッチ機構における係合部材間の回転数差を予め減少させておくことにより前記係合時間を短縮する制御を含んでいる。

また、この発明における前記待機制御は、前記クラッチ機構を予め係合方向に動作させておくことにより前記係合時間を短縮する制御を含んでいる。

また、この発明における前記要求駆動力は、アクセル開度と車速とに基づいて求められる駆動力の要求量を含んでいる。

そして、この発明は、前記エンジンが連結された第１回転要素と、前記第１回転要素が回転する際に反力要素となるとともに複数の前記モータのうちの第１モータが連結された第２回転要素と、前記第１回転要素および前記第２回転要素の回転速度に基づいて決まる回転速度で回転するとともに複数の前記モータのうちの第２モータおよび駆動軸が連結された第３回転要素とを有する差動歯車装置から構成され、前記駆動力源と前記駆動軸との間で動力を分割もしくは合成して伝達する動力分割機構と、前記第１回転要素を選択的に回転不可能な状態に固定するブレーキ機構とを備えているハイブリッド車両を制御の対象にすることができる。

この発明では、エンジンおよび少なくとも２基以上のモータを駆動力源として搭載したハイブリッド車両を走行させる際に、車両に対する要求駆動量に応じて、エンジンの出力によって走行する第１走行モード、複数のモータの出力によって走行する第２走行モード、および、いずれか１基のモータの出力によって走行する第３走行モードが適宜選択されて設定される。そのため、車両に要求される駆動力を適切に発生させるとともに、燃費やエネルギ効率を向上させることができる。そして、特にこの発明によれば、クラッチ機構の係合動作を伴う“第２走行モードへの切り替え”の可能性の有無について予測される。そして、その“第２走行モードへの切り替え”の可能性があると予測された場合には、“第２走行モードへの切り替え”を実行する際に係合するクラッチ機構を予め係合待機状態にして、その係合時間を短縮する待機制御が実行される。そのため、クラッチ機構の係合動作を伴う“第２走行モードへの切り替え”を実行する場合であっても、走行モードの切り替え制御を応答性良く実行することができる。
また、この発明によれば、“第２走行モードへの切り替え”の際に係合するクラッチ機構が複数ある場合には、それら複数のクラッチ機構に対して待機制御を実行する際の制御の開始時間にそれぞれ時間差が設けられる。例えば、“第２走行モードへの切り替え”の際に係合するクラッチ機構が２つある場合、一方のクラッチ機構は先に完全係合の状態にしておき、他方のクラッチ機構はパッククリアランスを詰めた状態になるよう制御される。あるいは、クラッチ機構の応答性に差がある場合、応答性が低いクラッチ機構から先に待機制御が開始される。そのため、“第２走行モードへの切り替え”の際に係合するクラッチ機構が複数ある場合であっても、“第２走行モードへの切り替え”の際に、クラッチ機構の係合時間を短縮するための待機制御を適切に実行することができ、走行モードの切り替え制御における応答性を向上させることができる。

また、この発明によれば、例えば、アクセル開度が所定開度よりも大きい場合に、あるいは、アクセル開度の変化率が所定変化率よりも大きい場合に、“第２走行モードへの切り替え”の可能性があると予測される。そのため、車両の走行中における“第２走行モードへの切り替え”の可能性を精度良く推定することができる。

また、この発明によれば、上記のようにアクセル開度の変化率に基づいて“第２走行モードへの切り替え”の可能性を予測する場合に、閾値となる所定変化率が、アクセル開度もしくは車両の走行負荷の関数として設定される。例えば、アクセル開度が大きいほど“第２走行モードへの切り替え”の可能性があることを予測し易くなるように、閾値としての所定変化率が設定される。また、例えば、走行路の道路勾配が大きいほど“第２走行モードへの切り替え”の可能性があることを予測し易くなるように、あるいは、乗員や搭載物を含めた実際の車両の重量が大きいほど“第２走行モードへの切り替え”の可能性が有ることを予測し易くなるように、閾値としての所定変化率が設定される。そのため、車両の走行中における“第２走行モードへの切り替え”の可能性をより精度良く推定することができる。

また、この発明によれば、“第２走行モードへの切り替え”の際に係合するクラッチ機構に対して、例えば、そのクラッチ機構の係合部材同士の間における回転数差を予め低減させておくことにより、クラッチ機構の待機制御が実行される。あるいは、伝達トルクが発生しない程度にクラッチ機構を予め係合方向に動作させておくこと、例えばクラッチ機構の係合部材同士の間におけるパッククリアランスを詰めておくことにより、クラッチ機構の待機制御が実行される。そのため、“第２走行モードへの切り替え”の際に、クラッチ機構の係合時間を短縮するための待機制御を適切に実行することができ、走行モードの切り替え制御における応答性を向上させることができる。

そして、この発明によれば、アクセル開度と車速とに基づいて要求駆動力が求められ、その要求駆動力に応じて、車両の走行モードが設定される。例えば、アクセル開度および車速に関して走行モードを選択する領域を定めたマップにおいて、アクセルと車速とによって決まる運転点が要求駆動力として求められる。そのため、走行モードの選択および切り替えのための制御を、運転者の要求や実際の走行状態等を反映させて適切に実行することができる。

この発明で対象とすることのできるハイブリッド車両のパワートレーンを模式的に示すブロック図である。 エンジン走行領域、ツインモータ走行領域、およびシングルモータ走行領域を示すマップ（線図）である。 この発明で対象とすることのできるハイブリッド車両のパワートレーンの他の例を模式的に示すスケルトン図である。 この発明に係る制御装置における制御系統を模式的に示すブロック図である。 図１に示すパワートレーンにおける動力分割機構についての共線図であって、エンジンで走行している状態を示す図である。 図１に示すパワートレーンにおける動力分割機構についての共線図であって、モータ・ジェネレータの動力で走行している状態を示す図である。 図１に示すパワートレーンにおけるブレーキを一方向クラッチに置き換えたパワートレーンを模式的に示すスケルトン図である。 この発明で対象とすることのできるハイブリッド車両のパワートレーンであって、エンジンと動力分割機構との間に変速部を設けたパワートレーンの一例を模式的に示すスケルトン図である。 この発明で対象とすることのできるハイブリッド車両のパワートレーンであって、図８に示す隔壁部の位置を変更した他のパワートレーンを模式的に示すスケルトン図である。 図８および図９に示すパワートレーンの各駆動状態におけるクラッチおよびブレーキならびに各モータ・ジェネレータの動作状態をまとめて示す図表である。 図８および図９に示すパワートレーンにおける動力分割機構および変速部についての共線図であって、エンジンで走行している状態を示す図である。 図８および図９に示すパワートレーンにおける動力分割機構および変速部についての共線図であって、モータ・ジェネレータで走行している状態を示す図である。 この発明に係る制御装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。 「ツインモータ走行モード」への切り替えの有無を予測するために適用されるマップ（線図）の一例であって、アクセル開度の変化率とアクセル開度とから上記の切り替えの有無を予測するためのマップである。 「ツインモータ走行モード」への切り替えの有無を予測するために適用されるマップ（線図）の他の例であって、アクセル開度の変化率と道路勾配とから上記の切り替えの有無を予測するためのマップである。 「ツインモータ走行モード」への切り替えの有無を予測するために適用されるマップ（線図）の他の例であって、アクセル開度の変化率と車両重量とから上記の切り替えの有無を予測するためのマップである。 「シングル走行モード」から「ツインモータ走行モード」に走行モードを切り替える制御を行った場合のエンジン回転数や各モータ・ジェネレータの回転数およびトルクなどの変化を示すタイムチャートである。

次に、この発明を、図を参照して具体的に説明する。この発明はエンジンおよびモータを駆動力源として備えたハイブリッド車両を制御対象とする制御装置に関する発明である。特に、そのハイブリッド車両は、エンジンの回転数やトルクを制御するモータと、駆動力を発生するモータとの少なくとも２つのモータを有するいわゆるハイブリッド車両であってよい。

上記のエンジンとしては、ガソリンエンジンが最も一般的であるが、この発明におけるエンジンは、ディーゼルエンジンやガスエンジンなど、ガソリン以外の燃料を使用する内燃機関であってよい。また、モータは、発電機能あるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ）であることが好ましいが、エンジンの制御に作用するモータをモータ・ジェネレータによって構成し、他のモータは発電機能を備えていないモータであってもよい。

さらに、この発明で対象とするハイブリッド車両もしくはその制御装置は、エンジンが出力する動力で走行する走行モードと、バッテリの電力でモータを駆動して走行する走行モードとを選択できるように構成されている。エンジンが出力する動力で走行する走行モードは、その動力の一部を駆動輪に伝達し、かつその動力の他の一部でモータ・ジェネレータを駆動して発電し、その電力で他のモータを駆動して走行するモードや、エンジンで発電機を駆動して発電し、その電力でモータを駆動して走行するモードなどを設定するように構成されていてよい。また、バッテリからモータに電力を供給して走行するモードは、いずれか１つのモータで走行するモードや、２つのモータ（もしくはモータ・ジェネレータ）を共に駆動して走行するモードなどを設定するように構成されていてよい。

図１に、エンジン（ＥＮＧ）１と、第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）２および第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）３の２つのモータ・ジェネレータとを直列に配列したハイブリッド車両Ｖｅのパワートレーンの一例を模式的に示してある。図１において、エンジン１の出力軸と第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）２のロータとが、第１クラッチＣ01を介して連結されている。その第１モータ・ジェネレータ２のロータと第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）３のロータとが、第２クラッチＣ02を介して連結されている。そして、第２モータ・ジェネレータ３のロータが駆動軸４に連結されている。

なお、特には図示していないが、エンジン１は、その燃料供給量や点火時期あるいはスロットル開度、さらにはバルブの開閉タイミングなどが電気的に制御されるように構成されている。また、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３は、いずれも、インバータを介してバッテリに接続されており、回転数やトルク、あるいはモータとしての機能および発電機としての機能の切り替えなどが電気的に制御されるように構成されている。さらに、第１クラッチＣ01および第２クラッチＣ02は、その係合や開放あるいは伝達トルク容量の増減が電気的に制御されるように構成されている。

そして、上記のようなエンジン１の運転制御、第１モータ・ジェネレータ２ならびに第２モータ・ジェネレータ３の運転制御、および、第１クラッチＣ01ならびに第２クラッチＣ02の係合・開放制御などを行う電子制御装置（ＥＣＵ）５が設けられている。

ハイブリッド車両Ｖｅの駆動力源を構成している上記のエンジン１および第１モータ・ジェネレータ２ならびに第２モータ・ジェネレータ３の動力性能や駆動特性は互いに異なっている。例えば、エンジン１は、低トルクかつ低回転数の領域から高トルクかつ高回転数の領域までの広い運転領域で運転できる。また、エネルギ効率はトルクおよび回転数がある程度高い領域で良好になる。これに対して、エンジン１の回転数やエンジン１を停止させる際のクランク角度などを調整する制御および駆動力の出力を行う第１モータ・ジェネレータ２は、低回転数で大きいトルクを出力する特性を有している。そして、駆動軸４にトルクを出力する第２モータ・ジェネレータ３は、第１モータ・ジェネレータ２よりも高回転数で運転でき、かつ最大トルクが第１モータ・ジェネレータ２よりも小さい特性を有している。そこで、この発明で対象とする車両Ｖｅは、駆動力源を構成している上記のエンジン１や第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３を有効に利用して、エネルギ効率あるいは燃費が良好になるように制御される。

その制御は、エンジン１の出力によって走行する「エンジン走行モード」と、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３の２つのモータ・ジェネレータをモータとして機能させて走行する「ツインモータ走行モード」と、いずれか１つのモータ・ジェネレータ（具体的には第２モータ・ジェネレータ３）の出力によって走行する「シングルモータ走行モード」とを、車両Ｖｅの走行状態に応じて選択して設定する制御である。

上記のような各走行モードが設定される運転領域を図２に模式的に示してある。図２は、車速を横軸、アクセル開度を縦軸として車両Ｖｅの運転領域を示す図である。符号Ｉで示す領域が「エンジン走行モード」を実行する領域（エンジン走行領域）、符号IIで示す領域が「ツインモータ走行モード」を実行する走行領域（ツインモータ走行領域）、そして、符号III で示す領域が「シングルモータ走行モード」を実行する領域（シングルモータ走行領域）である。そして、それら各走行モードが、車両Ｖｅに対する要求駆動力に応じて選択されて設定されるようになっている。

ここで、要求駆動力は、通常のハイブリッド車でエンジンやモータ・ジェネレータを制御する際に求められているものと同様であり、例えば、アクセル開度と車速とに応じて予め定められている。この要求駆動力は、主として、車両Ｖｅの動力性能もしくは動力特性を決める要因になるものであり、車種ごと、もしくは車格ごとに設計上、定めることができる。そして、この要求駆動力は、図２に示すマップ上で、各走行領域を選択するための運転点として表される。

したがって、ここで説明している車両Ｖｅでは、アクセル開度すなわち要求駆動力がある程度以上に大きい場合、あるいは車速がある程度以上の高車速の場合に、「エンジン走行モード」が実行される。この「エンジン走行モード」では、エンジン１が要求駆動力に応じて運転されるとともに、第１クラッチＣ01および第２クラッチＣ02がいずれも係合させられ、エンジン１が出力したトルクが第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３を介して駆動軸４に伝達される。その場合、エンジン１のトルクや回転数が、例えば第１モータ・ジェネレータ２によって制御される。また、第１モータ・ジェネレータ２で電力が発生すれば、その電力で第２モータ・ジェネレータ３が駆動される。したがってこの場合の制御は、ハイブリッド駆動制御と言い得る。

これに対して、アクセル開度が小さいことにより要求駆動力が小さい場合には、運転領域はシングルモータ走行領域III になり、その結果、エンジン１の運転が停止されるとともに、少なくとも第２クラッチＣ02が開放させられる。その状態で第２モータ・ジェネレータ３にバッテリから電力を供給して第２モータ・ジェネレータ３をモータとして機能させることにより、車両Ｖｅは第２モータ・ジェネレータ３の出力によって走行する。なお、エンジン１の再始動に備えて、クランク角度が始動に適した角度になるように、エンジン１のクランク軸の回転角度が第１モータ・ジェネレータ２によって制御される。

また、要求駆動力が、上記のエンジン走行領域Ｉとシングルモータ走行領域III との間にある場合には、車両Ｖｅの運転領域はツインモータ走行領域IIになる。その結果、エンジン１の運転が停止させられるとともに、第１クラッチＣ01が開放させられ、かつ第２クラッチＣ02が係合させられる。その状態で、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３にバッテリから電力を供給し、これら第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３が、いずれも、モータとして機能するように制御される。したがって、「シングルモータ走行モード」もしくは「ツインモータ走行モード」は、例えば、バッテリに充電量（ＳＯＣ：State Of Charge）が十分にあること、第２モータ・ジェネレータ３がトルクを出力できる状態になっていること、および、エンジン１を停止してもよい状態になっていることなどの条件が成立している場合に実行される。

そして、車両Ｖｅが走行している場合、例えば、道路勾配あるいは路面状態などの道路状況や、交通量あるいは規制速度の変化などの走行環境に応じてアクセル操作が行われ、また車速が変化する。そのため、車両Ｖｅに対する要求駆動力が変化し、その要求駆動力を示す運転点が図２のマップ上で変化することによって走行モードが切り替えられる。例えば、アクセル開度が減少させられた場合には、図２に矢印ａで示すように、車両Ｖｅの運転領域はエンジン走行領域Ｉからツインモータ走行領域IIを経てシングルモータ走行領域III に変化する。また、図２に矢印ｂで示すように、車速が低下した場合にも、車両Ｖｅの運転領域はエンジン走行領域Ｉからツインモータ走行領域IIを経てシングルモータ走行領域III に変化する。これらの運転領域の変化に伴う走行モードの切り替えのための制御は、前述した電子制御装置５によって実行される。

この発明で対象とすることのできるハイブリッド車両Ｖｅにおけるパワートレーンの他の例を図３にスケルトン図で示してある。ここに示す例は、エンジン１が出力した動力を第１モータ・ジェネレータ２側と駆動軸４側とに分割し、かつ第１モータ・ジェネレータ２で発生した電力を第２モータ・ジェネレータ３に供給して第２モータ・ジェネレータ３の駆動力を駆動軸４に加えるように構成された、いわゆる２モータ式のハイブリッド車両Ｖｅである。ここに示すハイブリッド車両Ｖｅで用いられている動力分割機構６は、３つの回転要素を有する差動機構によって構成されている。より具体的には、３つの回転要素のうちの第１回転要素としてサンギヤ、第２回転要素としてキャリヤ、そして、第３回転要素としてリングギヤを有する遊星歯車機構によって構成されている。図３に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられている。

上記の動力分割機構６を構成する遊星歯車機構は、エンジン１と同一の軸線上に配置され、サンギヤ７に第１モータ・ジェネレータ２が連結されている。なお、第１モータ・ジェネレータ２は、動力分割機構６に隣接してエンジン１とは反対側に配置されていて、そのロータ２ａがサンギヤ７に連結されている。このサンギヤ７に対して同心円上にリングギヤ８が配置されている。そして、これらサンギヤ７とリングギヤ８とに噛み合っているピニオンギヤがキャリヤ９によって自転および公転できるように保持され、そのキャリヤ９がエンジン１の出力軸１ａに連結されている。さらに、リングギヤ８にドライブギヤ１０が連結されている。このドライブギヤ１０は、エンジン１と動力分割機構６との間に配置されている。

上記のように、遊星歯車機構のキャリヤ９が動力分割機構６における入力要素となっていて、そのキャリヤ９を選択的に回転不可能な状態に固定するためのブレーキＢcrが、上記のドライブギヤ１０とエンジン１との間に配置されている。キャリヤ９にはエンジン１の出力軸１ａが連結されているから、ブレーキＢcrは、エンジン１の回転を止めるブレーキ機構として機能するようになっている。そして、このブレーキＢcrは、例えば油圧によって係合する摩擦ブレーキによって構成されている。

なお、出力軸１ａの延長軸線上にオイルポンプ（ＯＰ）１１が配置されている。このオイルポンプ１１は、潤滑や制御のための油圧を発生するためのものである。具体的には、オイルポンプ１１の回転軸１１ａと出力軸１ａと連結されていて、エンジン１によってオイルポンプ１１を駆動し、油圧を発生させるように構成されている。

上記の動力分割機構６や第１モータ・ジェネレータ２などの回転中心軸線と平行に、カウンタシャフト１２が配置されている。そして、上記のドライブギヤ１０に噛み合っているカウンタドリブンギヤ１３が、このカウンタシャフト１２に一体となって回転するように取り付けられている。このカウンタドリブンギヤ１３は、ドライブギヤ１０よりも小径のギヤによって構成されている。したがって、動力分割機構６からカウンタシャフト１２に向けてトルクを伝達する場合に減速作用（トルクの増幅作用）が生じるようになっている。

さらに、上記の動力分割機構６から駆動軸４に伝達されるトルクに、第２モータ・ジェネレータ３が出力するトルクを付加できるように構成されている。すなわち、上記のカウンタシャフト１２と平行に第２モータ・ジェネレータ３が配置されていて、そのロータ３ａに連結されたリダクションギヤ１４が、上記のカウンタドリブンギヤ１３に噛み合っている。そのリダクションギヤ１４は、カウンタドリブンギヤ１３より小径のギヤによって構成されている。したがって、第２モータ・ジェネレータ３が出力するトルクを増幅してカウンタドリブンギヤ１３もしくはカウンタシャフト１２に伝達するように構成されている。

そして、カウンタシャフト１２には、カウンタドライブギヤ１５が一体となって回転するように設けられていて、そのカウンタドライブギヤ１５が、終減速機であるデファレンシャルギヤ１６のリングギヤ１７に噛み合っている。図３では作図の都合上、デファレンシャルギヤ１６の位置を図３での右側にずらして記載してある。

なお、図３に示すパワートレーンを備えた車両Ｖｅであっても、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３は、それぞれ、図示しないインバータなどのコントローラを介してバッテリに接続されている。そして、これら第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３は、いずれも、モータもしくは発電機として機能するように電流が制御される。また、エンジン１は、そのスロットル開度や点火時期が制御されるように構成されていて、さらには自動停止、および、始動ならびに再始動の制御が行われるように構成されている。

上記のようなエンジン１の運転制御、第１モータ・ジェネレータ２ならびに第２モータ・ジェネレータ３の運転制御、および、第１クラッチＣ１ならびに第２クラッチＣ２の係合・開放などの制御は、電子制御装置５によって実行される。そのための制御系統を図４にブロック図で示してある。

この発明における電子制御装置５は、走行のための全体的な制御を行うハイブリッド制御装置（ＨＶ−ＥＣＵ）１８、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３を制御するためのモータ・ジェネレータ制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）１９、および、エンジン１を制御するためのエンジン制御装置（Ｅ／Ｇ−ＥＣＵ）２０が設けられている。これらの各制御装置１８，１９，２０は、それぞれ、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータおよび予め記憶させられているデータを使用して演算を行い、その演算結果を制御指令信号として出力するように構成されている。

電子制御装置５に入力される入力データの例を挙げると、例えば、車速、アクセル開度、第１モータ・ジェネレータ２の回転数、第２モータ・ジェネレータ３の回転数、リングギヤ８の回転数（出力軸回転数）、エンジン１の回転数、バッテリのＳＯＣなどが、ハイブリッド駆動装置１８に入力されるようになっている。また、電子制御装置５から出力される指令信号の例を挙げると、例えば、第１モータ・ジェネレータ２のトルク指令値、第２モータ・ジェネレータ３のトルク指令値、エンジン１のトルク指令値、および、ブレーキＢcrの油圧指令値などが、ハイブリッド駆動装置１８から出力されるようになっている。なお、前述の図１に示すパワートレーンを制御の対象とする場合には、第１クラッチＣ01の油圧指令信号ＰＣ01 、第２クラッチＣ02の油圧指令信号ＰＣ02 、後述する変速部２２におけるクラッチＣ１の油圧指令信号ＰＣ１ やブレーキＢ１の油圧指令信号ＰＢ１が出力されるようになっている。

また、上記の第１モータ・ジェネレータ２のトルク指令値および第２モータ・ジェネレータ３のトルク指令値は、モータ・ジェネレータ制御装置１９に制御データとして入力されるようになっている。そして、モータ・ジェネレータ制御装置１９は、これらのトルク指令値に基づいて演算を行い、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３の電流指令信号を出力するように構成されている。また、エンジントルク指令信号は、エンジン制御装置２０に制御データとして入力されるようになっている。そして、エンジン制御装置２０は、そのエンジントルク指令信号に基づいて演算を行い、電子スロットルバルブ（図示せず）に対するスロットル開度信号、および点火時期を制御する点火信号などを出力するように構成されている。

図３に示す構成のパワートレーンを備えた車両Ｖｅであっても、前述した「エンジン走行モード」、「ツインモータ走行モード」、および「シングルモータ走行モード」を設定することができる。これらの各走行モードにおけるトルクや回転数の状態を、図５および図６を参照して説明する。

図５は、前述した動力分割機構６を構成している遊星歯車機構についての共線図であり、「エンジン走行モード」におけるトルクの状態を示している。「エンジン走行モード」では、要求駆動力を満たすパワーをエンジン１が出力するように制御される。その場合、燃費が良好になるようにエンジン１の回転数が制御される。図５において、キャリヤ９にエンジン１のトルクが作用し、リングギヤ８に走行抵抗に相当するトルクが作用している。この状態でサンギヤ７に第１モータ・ジェネレータ２のトルクを負方向（エンジントルクの作用方向とは反対の方向）に作用させると、出力要素であるリングギヤ８に正方向のトルクが生じる。第１モータ・ジェネレータ２による負方向のトルクは、第１モータ・ジェネレータ２が正回転（エンジン１と同じ方向の回転）している状態では、第１モータ・ジェネレータ２を発電機として機能させることにより生じる。したがって、第１モータ・ジェネレータ２で電力が生じ、その電力が第２モータ・ジェネレータ３に供給されて第２モータ・ジェネレータ３がモータとして動作する。そして、その第２モータ・ジェネレータ３が出力するトルクが、エンジン１からのトルクに合算されて駆動軸４に伝達される。

このように「エンジン走行モード」では、エンジン１が出力した動力が、動力分割機構６において第１モータ・ジェネレータ２側とドライブギヤ１０側とに分割される。ドライブギヤ１０側に分割された動力は、カウンタシャフト１２を介してデファレンシャルギヤ１６に伝達される。一方、第１モータ・ジェネレータ２側に伝達された動力は、一旦電力に変換された後に第２モータ・ジェネレータ３で機械的な動力に逆変換され、カウンタドリブンギヤ１３やカウンタシャフト１２等を介してデファレンシャルギヤ１６に伝達される。

図６は、第１モータ・ジェネレータ２もしくは第２モータ・ジェネレータ３の少なくともいずれか一方によって走行するモードでのトルクの状態を示している。「シングルモータ走行モード」では、第２モータ・ジェネレータ３が正回転方向に駆動される。そして、その第２モータ・ジェネレータ３が出力するトルクが、カウンタシャフト１２を介して駆動軸４に伝達されて、車両Ｖｅが前進走行する。その場合、エンジン１を連れ回すことによる動力損失を回避するために、ブレーキＢcrを係合させてエンジン１の回転を止める。それに伴い、サンギヤ７に連結されている第１モータ・ジェネレータ２が逆回転する。そのため、減速時に、この第１モータ・ジェネレータ２を発電機として機能させれば、エネルギを回生しつつ制動力を発生させることができる。

また、上記の「シングルモータ走行モード」の状態で、第１モータ・ジェネレータ２にバッテリから電力を供給して逆回転させることにより、リングギヤ８に正回転方向のトルクが生じる。その結果、この第１モータ・ジェネレータ２のトルクが第２モータ・ジェネレータ３のトルクに合算されて駆動軸４に伝達される。したがって、車両Ｖｅは、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３の両方が出力する動力で前進走行させられる。すなわち、「ツインモータ走行モード」になる。

なお、ここで、前述の図３に示すパワートレーンの一部を変更した他のパワートレーンの例を図７示す。この図７に示す構成は、前述したブレーキＢcrを一方向クラッチＦ１に置き換えた例である。この一方向クラッチＦ１は、出力軸１ａもしくはキャリヤ９と、ハウジングなどの固定部２１との間に設けられている。そして、出力軸１ａもしくはキャリヤ９に逆回転方向のトルクが作用した場合に係合してその回転を止めるように構成されている。このような一方向クラッチＦ１を使用することにより、トルク作用方向に応じて出力軸１ａもしくはキャリヤ９の回転を止めることができる。そのため、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３の動力で走行するいわゆるＥＶ走行を行う場合に、ブレーキなどの係合機構についての特別な制御を行う必要がなくなる。

図８に示す構成は、エンジン１と動力分割機構６との間に変速部２２を追加した例である。この図８に示す変速部２２は、直結段と増速段すなわちオーバードライブ（Ｏ／Ｄ）段とに切り替えられるように構成されている。この変速部２２は、シングルピニオン形の遊星歯車機構を備えており、そのキャリヤ２３にエンジン１の出力軸１ａが連結され、リングギヤ２４が前述した動力分割機構６のキャリヤ９に一体となって回転するように連結されている。そして、サンギヤ２５とキャリヤ２３との間に、これらサンギヤ２５とキャリヤ２３とを連結し、またその連結を解除するクラッチＣ１が設けられている。また、サンギヤ２５を回転不可能な状態に固定し、またその固定を解除するブレーキＢ１が設けられている。これらのクラッチＣ１およびブレーキＢ１は、例えば油圧によって係合する摩擦係合機構によって構成することができる。その場合、これらのクラッチＣ１およびブレーキＢ１をハウジングの一部を構成している隔壁部２６に隣接させて配置することにより、クラッチＣ１およびブレーキＢ１に対して圧油を供給および排出するための油路を隔壁部２６の内部に設けることができる。そのため、動力伝達装置の全体としての構成を簡素化することができる。なお、その隔壁部２６は、例えば図９に示すように、シングルピニオン形遊星歯車機構とクラッチＣ１およびブレーキＢ１との間に設けられていてもよい。このような構成であれば、既存のハイブリッド式動力伝達装置からの改造の程度が小さく、また組立性の良好な装置とすることができる。

上記の変速部２２は、クラッチＣ１を係合させることにより、遊星歯車機構のサンギヤ２５とキャリヤ２３とが連結される。その結果、遊星歯車機構の全体が一体となって回転し、増速作用および減速作用の生じないいわゆる直結状態となる。したがって、クラッチＣ１に加えてブレーキＢ１を係合させることにより、変速部２２の全体が一体となって固定され、動力分割機構６におけるキャリヤ９およびエンジン１の回転が止められる。これに対して、ブレーキＢ１のみを係合させることにより、変速部２２におけるサンギヤ２５が固定要素となり、またキャリヤ２３が入力要素となる。そのため、出力要素であるリングギヤ２４が、キャリヤ２３よりも高回転数で、かつキャリヤ２３と同方向に回転する。すなわち、変速部２２が増速機構として機能する。言い換えれば、Ｏ／Ｄ段が設定される。また、図８もしくは図９に示す構成では、動力分割機構６の前段側に変速部２２が設けられているものの、動力分割機構６より下流側（駆動軸４側）の構成は、前述の図３に示す構成と同様であるから、「ツインモータ走行モード」もしくは「シングルモータ走行モード」などのモータ走行モードを設定することができる。

これらの各走行モードや後進状態でのクラッチＣ１およびブレーキＢ１の係合および開放の状態、および、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３の動作の状態を図１０にまとめて示してある。各動作状態について簡単に説明すると、図１０で「ＥＶ」はモータ走行モードを示している。いわゆる「シングルモータ走行モード」ではクラッチＣ１およびブレーキＢ１が開放させられるとともに、第２モータ・ジェネレータ３がモータ（Ｍ）として動作させられ、かつ第１モータ・ジェネレータ２が発電機（Ｇ）として機能させられる。なお、第１モータ・ジェネレータ２は空転させてもよい。この「シングルモータ走行モード」で動力源ブレーキ作用（エンブレ作用）を生じさせる場合には、クラッチＣ１およびブレーキＢ１の両方が係合させられて、動力分割機構６におけるキャリヤ９が回転不可能な状態に固定される。

また、モータ走行モードのうち「ツインモータ走行モード」では、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３が、いずれも、モータとして機能させられる。そして、第１モータ・ジェネレータ２のトルクがドライブギヤ１０からカウンタドリブンギヤ１３に出力されるようにするために、クラッチＣ１およびブレーキＢ１が共に係合させられて、動力分割機構６のキャリヤ９が回転不可能な状態に固定される。そのため、動力分割機構６が減速機として機能し、第１モータ・ジェネレータ２のトルクが増幅されてドライブギヤ１０からカウンタドリブンギヤ１３に出力される。その状態を図１１に共線図で示してある。

一方、図１０で「ＨＶ」はエンジン１を駆動しているハイブリッド駆動状態を示している。車両Ｖｅが軽負荷かつ中高車速で走行している状態では、変速部２２がＯ／Ｄ段（High）に設定される。すなわち、クラッチＣ１が開放させられ、ブレーキＢ１が係合させられる。この状態を図１２に共線図で示してある。この状態では、前述したように、第１モータ・ジェネレータ２によってエンジン回転数が燃費の良好な回転数に制御される。その場合、第１モータ・ジェネレータ２が発電機として機能させられることにより生じた電力が第２モータ・ジェネレータ３に供給される。その結果、第２モータ・ジェネレータ３がモータとして動作し、駆動トルクを出力する。また、低車速でアクセル開度が大きくなるなど、大きい駆動力が要求されている場合には、変速部２２は直結（Low）状態に制御される。すなわち、クラッチＣ１が係合させられ、かつブレーキＢ１が開放させられて、変速部２２の全体が一体となって回転する状態になる。なお、第１モータ・ジェネレータ２が発電機として動作させられ、かつ第２モータ・ジェネレータ３がモータとして動作させられることに変わりはない。

さらに、エンジン１を駆動して後進走行する場合は、変速部２２は直結（Low）状態に制御される。そして、また第１モータ・ジェネレータ２が発電機として動作させられ、かつ第２モータ・ジェネレータ３がモータとして動作させられる。この場合の駆動軸４の回転方向は、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３の回転方向や回転数を制御することにより、後進走行方向に制御される。

前述したように、エンジン１と第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３とを駆動力源として上記のように構成されたハイブリッド車両Ｖｅでは、クラッチ機構の係合動作を伴う走行モードへの切り替えを行う場合、すなわち、「ツインモータ走行モード」への切り替えを行う場合には、その切り替えのための制御の応答性が低下してしまう可能性があった。そこで、この発明におけるハイブリッド車両の制御装置では、上記のように構成されたハイブリッド車両Ｖｅを制御対象にして、以下の図１３のフローチャートに示す制御を実行するように構成されている。

この図１３のフローチャートは、一例として前述の図８，図９に示す構成のハイブリッド車両Ｖｅを対象にした制御例を示している。そして、この図１３のフローチャートで示すルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行される。図１３のフローチャートにおいて、先ず、車両Ｖｅが「シングルモータ走行モード」で走行しているか否かが判断される（ステップＳ１）。

車両Ｖｅが「シングルモータ走行モード」以外の走行モードで走行していることにより、このステップＳ１で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。すなわち、この場合は、「エンジン走行モード」または「ツインモータ走行モード」で車両Ｖｅが走行している状態であって、既にクラッチＣ１およびブレーキＢ１の少なくともいずれか一方が係合されている状態である。そのため、この場合は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１の両方を係合させて設定する「ツインモータ走行モード」への切り替えを実行する際に、クラッチＣ１およびブレーキＢ１の動作の応答遅れに起因する切り替え制御の応答性の低下をことさらに考慮しなくともよい。したがって、上記のようにこのステップＳ１で否定的に判断された場合は、特にこの発明による制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する

これに対して、車両Ｖｅが「シングルモータ走行モード」で走行していることにより、ステップＳ１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ２へ進む。そして、アクセル開度が所定のアクセル開度θ１よりも大きいか否かが判断される。アクセル開度が所定のアクセル開度θ１よりも大きいことにより、このステップＳ２で肯定的に判断された場合は、ステップＳ３へ進み、回転数同期制御が実行される。この回転数同期制御は、この発明における待機制御のうちの１つである。具体的には、動力分割機構６におけるキャリヤ９の回転数が０になるように、第１モータ・ジェネレータ２の回転が制御される。キャリヤ９の回転数が０になることにより、変速部２２における遊星歯車機構の全体が一体となって固定された状態になる。その結果、走行モードを「ツインモータ走行モード」へ切り替える際に、クラッチＣ１およびブレークＢ１の係合時間をそれぞれ短縮することができる。

また、クラッチＣ１およびブレークＢ１の係合待機制御が実行される。この係合待機制御は、上記の回転数同期制御と共に、この発明における待機制御のうちの１つである。具体的には、クラッチＣ１が係合させられるとともに、ブレーキＢ１が低圧待機状態に制御される。ブレーキＢ１の低圧待機状態とは、ブレークＢ１に油圧を供給し、ブレークＢ１のパッククリアランスを詰めて、なおかつブレークＢ１で制動トルクが発生する直前の状態である。したがって、この後にブレーキＢ１に僅かな係合油圧を追加するだけで、クラッチＣ１およびブレークＢ１を共に完全係合状態にすることができる。その結果、走行モードを「ツインモータ走行モード」へ切り替える際に、クラッチＣ１およびブレークＢ１の係合時間をそれぞれ短縮することができる。

なお、前述の図３に示した構成のハイブリッド車両Ｖｅを制御対象にした場合には、上記のような回転数同期制御を行うステップＳ３は省かれる。そして、ステップＳ４における係合待機制御では、上記のようなクラッチＣ１およびブレーキＢ１の複数のクラッチ機構に対する制御に替えて、ブレーキＢcrの１つのクラッチ機構に対する係合待機制御が実行される。例えば、ブレーキＢcrに対して、予めパッククリアランスを詰めておくための上述したような低圧待機制御が実行される。

上記のようにしてステップＳ３およびステップＳ４の制御が実行されると、その後、このルーチンを一旦終了する。なお、上記のステップＳ３およびステップＳ４の各制御は、例えば、アクセル開度が特に大きい場合や、アクセル開度の変化率が特に大きい場合などに、ステップＳ３とステップＳ４とを同時並行的に実行してもよい。また、上記のステップＳ３およびステップＳ４の各制御は、少なくともいずれか一方が実行されればよい。例えば、バッテリの出力が制限されているような場合には、第１モータ・ジェネレータ２によって回転数同期制御を行うステップＳ３を省いて、この発明における待機制御としてステップＳ４のみを実行してもよい。

一方、アクセル開度が所定のアクセル開度θ１以下であることにより、前述のステップＳ２で否定的に判断された場合には、ステップＳ５へ進む。そして、アクセル開度の変化率が、所定のアクセル開度の変化率θａよりも大きいか否かが判断される。これは、前述のステップＳ２の制御と共に、運転者のアクセル操作を基に、走行モードの「ツインモータ走行モード」への切り替えの可能性を予測するためのものである。すなわち、前述のステップＳ２で、アクセル開度が所定のアクセル開度θ１よりも大きい場合には、「ツインモータ走行モード」への切り替えの可能性が大きいと予測される。また、アクセル開度が所定のアクセル開度θ１よりも小さい場合であっても、アクセル開度の変化率が所定のアクセル開度の変化率θａよりも大きい場合は、「ツインモータ走行モード」への切り替えの可能性が大きいと予測することができる。

ここで、アクセル開度の変化率を基に「ツインモータ走行モード」への切り替えの可能性の大小を予測する際の閾値として設定される所定のアクセル開度の変化率θａは、所定の一定値として設定してもよい。あるいは、アクセル開度が大きいほど「ツインモータ走行モード」への切り替えの可能性が大きくなるように、すなわち、アクセル開度が大きいほど「ツインモータ走行モード」への切り替えが有ることを予測し易くなるように決められたアクセル開度の関数として設定することもできる。具体的には、図１４に示すように、例えば、アクセル開度をｘ_ａとして、「θａ＝−α・ｘ_ａ＋β」（α，βは定数）で表されるような１次関数として設定することができる。

なお、上記のステップＳ５において「ツインモータ走行モード」への切り替えの有無を予測する制御は、アクセル開度の変化率と車両Ｖｅに対する走行負荷とに基づいて実行することもできる。走行負荷としては、例えば走行中の道路勾配や、乗員や搭載物の重量を含んだ車両Ｖｅの実際の重量などがある。

具体的には、図１５のマップに示すように、アクセル開度の変化率と道路勾配とに基づいて、「ツインモータ走行モード」への切り替えの可能性を予測することができる。その場合、「ツインモータ走行モード」への切り替えの可能性を予測する際の閾値として設定される所定のアクセル開度の変化率θａは、所定の一定値として設定してもよいが、この図１５に示すように、例えば、道路勾配をｘ_ｂとして、「θａ＝−α・ｘ_ｂ＋β」（α，βは定数）で表されるような１次関数として設定することができる。

あるいは、図１６のマップに示すように、アクセル開度の変化率と車両重量とに基づいて、「ツインモータ走行モード」への切り替えの可能性を予測することができる。その場合、「ツインモータ走行モード」への切り替えの可能性を予測する際の閾値として設定される所定のアクセル開度の変化率θａは、所定の一定値として設定してもよいが、この図１６に示すように、例えば、車両重量をｘ_ｃとして、「θａ＝−α・ｘ_ｃ＋β」（α，βは定数）で表されるような１次関数として設定することができる。

上記のように「ツインモータ走行モード」への切り替えを予測する際の閾値を、アクセル開度の関数、あるいは、道路勾配や車両重量などで代表される走行負荷の関数として設定することにより、運転者の意図あるいは車両Ｖｅの走行状態や走行環境等を制御に反映させて、車両Ｖｅの走行中における“第２走行モードへの切り替え”の可能性を精度良く推定することができる。

図１３のフローチャートにおいて、アクセル開度の変化率が所定のアクセル開度の変化率θａよりも大きいことにより、このステップＳ５で肯定的に判断された場合、すなわち、「ツインモータ走行モード」への切り替えの可能性が大きく、「ツインモータ走行モード」への切り替えが有ると予測された場合は、前述のステップＳ３およびステップＳ４へ進む。そして、同様に、クラッチＣ１およびブレークＢ１に対する待機制御が実行される。

これに対して、アクセル開度の変化率が所定のアクセル開度の変化率θａ以下であることにより、ステップＳ５で肯定的に判断された場合、すなわち、「ツインモータ走行モード」への切り替えの可能性が小さく、「ツインモータ走行モード」への切り替えは無いと予測された場合には、ステップＳ６へ進む。そして、前述したような待機制御を実行することが禁止される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。

上記のような図１３のフローチャートに示す制御を実行した場合の、エンジン回転数および第１モータ・ジェネレータ２ならびに第２モータ・ジェネレータ３の回転数やトルクなどの変化の一例を、図１７のタイムチャートに示してある。車両Ｖｅが「シングルモータ走行モード」で走行している場合に、時刻Ｔ_１で、アクセル開度が「ツインモータ走行モード」への切り替えを予測するための閾値として定めた所定開度θ１よりも大きくなると、この発明における待機制御が開始される。具体的には、先ず、回転数同期制御が実行される。すなわち、動力分割機構６におけるキャリヤ９の回転数が０になるように、第１モータ・ジェネレータ２の回転が制御される。

時刻Ｔ_１から時刻Ｔ_２にかけてキャリヤ９の回転数が０まで低下させられると、時刻Ｔ_２以降、キャリヤ９の回転数を０に維持するように、第１モータ・ジェネレータ２の回転が制御される。その後、キャリヤ９の回転数が０で安定するのを待って、時刻Ｔ_３で、回転数同期制御が終了させられるとともに、クラッチＣ１およびブレーキＢ１に対する係合待機制御が開始される。具体的には、先ず、時刻Ｔ_３から時刻Ｔ_４にかけてクラッチＣ１に係合油圧が供給され、クラッチＣ１がブレーキＢ１に先行して係合状態に制御される。その後、時刻Ｔ_５で、ブレーキＢ１のパッククリアランスを詰めておくための低圧待機制御が実行される。

上記のようにクラッチＣ１およびブレーキＢ１に対する待機制御が実行されている状態で、アクセルが更に踏み込まれたことにより、時刻Ｔ_６から時刻Ｔ_８にかけてアクセル開度が増大する。そして、その場合に時刻Ｔ_７で、車両Ｖｅの運転領域がツインモータ走行領域IIに入ったことにより、パッククリアランスが詰められた低圧待機状態であったブレークＢ１が完全係合状態に制御される。すなわち、「シングルモータ走行モード」から「ツインモータ走行モード」への走行モードの切り替えが完了する。

以上のように、この発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、クラッチ機構の係合動作を伴う「ツインモータ走行モード」への走行モードの切り替えの可能性の有無について予測される。そして、その「ツインモータ走行モード」への切り替えの可能性が有ると予測された場合には、その「ツインモータ走行モード」への切り替えを実行する際に係合するクラッチ機構を予め係合待機状態にして、その係合時間を短縮する待機制御が実行される。そのため、クラッチ機構の係合動作を伴う「ツインモータ走行モード」への切り替えを実行する場合であっても、その走行モードの切り替え制御を応答性良く実行することができる。その結果、走行中における走行モードの切り替えを速やかに行うことができ、車両Ｖｅの操作性や快適性を向上させることができる。

ここで、上述した具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、ステップＳ２，Ｓ５を実行する機能的手段が、この発明における「予測手段」に相当する。そして、ステップＳ３，Ｓ４を実行する機能的手段が、この発明における「待機手段」に相当する。

なお、上述した具体例では、この発明で制御の対象とするハイブリッド車両として、エンジン１と、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３とを駆動力源として備えた、いわゆる２モータタイプのハイブリッド車両の構成を例に挙げて説明したが、例えば、エンジンおよび３基以上の複数のモータ・ジェネレータを備えたハイブリッド車両であってもよい。また、外部電源から直接バッテリを充電することが可能ないわゆるプラグイン・ハイブリッド車両であってもよい。

１…エンジン（ＥＮＧ）、 １ａ…出力軸、 ２…第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）、 ３…第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）、 ４…駆動軸、 ５…電子制御装置（ＥＣＵ）、 ６…動力分割機構、 ７…サンギヤ、 ８…リングギヤ、 ９…キャリヤ、 １０…ドライブギヤ、 １１…オイルポンプ（ＯＰ）、 １２…カウンタシャフト、 １３…カウンタドリブンギヤ、 １４…リダクションギヤ、 １５…カウンタドライブギヤ、 １８…ハイブリッド制御装置（ＨＶ−ＥＣＵ）、 １９…モータ・ジェネレータ制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）、 ２０…エンジン制御装置（Ｅ／Ｇ−ＥＣＵ）、 ２１…固定部、 ２２…変速部、 ２３…キャリヤ、 ２４…リングギヤ、 ２５…サンギヤ、 ２６…隔壁部、 Ｂcr，Ｂ１…ブレーキ、 Ｃ01，Ｃ02，Ｃ１…クラッチ、 Ｆ１…一方向クラッチ、 Ｖｅ…ハイブリッド車両。

Claims (8)

1. 車両を走行させるためのトルクを出力する駆動力源としてエンジンおよび複数のモータを備え、前記エンジンの出力によって前記車両を走行させる第１走行モードと、複数のクラッチ機構を係合することにより設定されるとともに複数の前記モータの出力によって前記車両を走行させる第２走行モードと、いずれか１つの前記モータの出力によって前記車両を走行させる第３走行モードとのいずれかを前記車両に対する要求駆動力に応じて選択して設定するハイブリッド車両の制御装置において、
   前記第１走行モードもしくは前記第３走行モードから前記第２走行モードに切り替えて設定する“第２走行モードへの切り替え”の可能性を予測する予測手段と、
   前記“第２走行モードへの切り替え”の可能性があると予測した場合に、前記第２走行モードを設定する際に係合する前記クラッチ機構の係合時間を短縮するための待機制御を実行するとともに、複数の前記クラッチ機構に対する前記待機制御を、それぞれ時間をずらして開始する待機手段と
   を備え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. 前記予測手段は、アクセル開度が閾値として定めた所定開度よりも大きい場合に、前記“第２走行モードへの切り替え”の可能性があると予測する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記予測手段は、アクセル開度の変化率が閾値として定めた所定変化率よりも大きい場合に、前記“第２走行モードへの切り替え”の可能性があると予測する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記所定変化率は、前記アクセル開度が大きいほど、もしくは前記車両に対する走行負荷が大きいほど、前記“第２走行モードへの切り替え”の可能性があることを予測し易くなるような前記アクセル開度もしくは前記走行負荷の関数として定められていることを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記待機制御は、前記クラッチ機構における係合部材間の回転数差を予め減少させておくことにより前記係合時間を短縮する制御を含むことを特徴とする請求項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。
6. 前記待機制御は、前記クラッチ機構を予め係合方向に動作させておくことにより前記係合時間を短縮する制御を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
7. 前記要求駆動力は、アクセル開度と車速とに基づいて求められる駆動力の要求量を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
8. 前記ハイブリッド車両は、
   前記エンジンが連結された第１回転要素と、前記第１回転要素が回転する際に反力要素となるとともに複数の前記モータのうちの第１モータが連結された第２回転要素と、前記第１回転要素および前記第２回転要素の回転速度に基づいて決まる回転速度で回転するとともに複数の前記モータのうちの第２モータおよび駆動軸が連結された第３回転要素とを有する差動歯車装置から構成され、前記駆動力源と前記駆動軸との間で動力を分割もしくは合成して伝達する動力分割機構と、
   前記クラッチ機構として、前記第１回転要素を選択的に回転不可能な状態に固定するブレーキ機構と
   を備えていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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