JP6086149B2 - ハイブリッド車両用駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両用駆動装置に関する。

従来、噛み合い式の係合装置を解放する技術がある。例えば、特許文献１には、ハブとブレーキ部材との係合及び解放をアクチュエータによって行うドグクラッチにおいて、ハブに動力が伝達される第１ＭＧにドグクラッチを解放状態に切り替えるために要求する解放前要求トルクを算出するとともに、ドグクラッチを係合状態から解放状態に切り替える際はハブが揺動されるように第１ＭＧのトルクの増加及び減少を行う揺さ振り制御を実行する噛み合い式係合装置の技術が開示されている。

特開２０１２−１９３８５１号公報

噛み合い式の係合装置を解放する際のトルク制御について、なお検討の余地がある。例えば、エンジンの爆発変動によるトルクの変動が影響して係合装置を解放するときの応答性が低下する可能性がある。

本発明の目的は、噛み合い式の係合装置を解放する際の応答性を向上することができるハイブリッド車両用駆動装置を提供することである。

本発明のハイブリッド車両用駆動装置は、エンジンと、回転機と、前記回転機の回転を規制する噛み合い式の係合装置と、前記エンジンの反力を前記回転機のトルクで受けて前記エンジンを動力源として走行する第１モードと、前記エンジンの反力を前記係合装置で受けて前記エンジンを動力源として走行する第２モードと、を備え、前記第２モードから前記係合装置を解放するときに、前記回転機のトルクによって前記エンジンの反力を受け、前記回転機のトルクの大きさを推定した前記エンジンのトルク範囲の上限値以上まで上昇させた後、前記回転機のトルクの大きさを低減させる第一制御を実行し、前記第一制御において前記回転機のトルクの大きさを低減させるときの前記回転機のトルクの傾きの大きさは、前記エンジンの爆発変動により前記エンジンのトルクが低減するときの前記エンジンのトルクの傾きの大きさ以下であることを特徴とする。

上記ハイブリッド車両用駆動装置において、前記第一制御において前記回転機のトルクの大きさを低減させるときの前記回転機のトルクの傾きと、前記係合装置の解放推力とから決まる前記係合装置のストローク時間は、前記エンジンの爆発変動の１周期以上であることが好ましい。

上記ハイブリッド車両用駆動装置において、前記回転機のトルクの大きさが前記推定した前記エンジンのトルク範囲の下限未満まで低減しても前記係合装置が解放しない場合、前記推定した前記エンジンのトルク範囲を通過させるように前記回転機のトルクの大きさを増加させる第二制御を実行し、前記第二制御において前記回転機のトルクの大きさを増加させるときの前記回転機のトルクの傾きの大きさは、前記第一制御において前記回転機のトルクの大きさを低減させるときの前記回転機のトルクの傾きの大きさよりも小さいことが好ましい。

本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置は、第２モードから係合装置を解放するときに、回転機のトルクによってエンジンの反力を受け、回転機のトルクの大きさを推定したエンジンのトルク範囲の上限値以上まで上昇させた後、回転機のトルクの大きさを低減させる第一制御を実行し、第一制御において回転機のトルクの大きさを低減させるときの回転機のトルクの傾きの大きさは、エンジンの爆発変動によりエンジンのトルクが低減するときのエンジンのトルクの傾きの大きさ以下である。本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置は、係合装置を解放する際の応答性を向上することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る第一制御のタイムチャートである。 図２は、実施形態に係る車両のスケルトン図である。 図３は、エンジントルクの一例を示す図である。 図４は、ストローク時間が短い場合の問題の説明図である。 図５は、実施形態に係る制御のフローチャートである。 図６は、実施形態に係る第一制御および第二制御のタイムチャートである。

以下に、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１から図６を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、ハイブリッド車両用駆動装置に関する。図１は、本発明の実施形態に係る第一制御のタイムチャート、図２は、実施形態に係る車両のスケルトン図、図３は、エンジントルクの一例を示す図、図４は、ストローク時間が短い場合の問題の説明図、図５は、実施形態に係る制御のフローチャート、図６は、実施形態に係る第一制御および第二制御のタイムチャートである。

図２に示すように、車両１００は、エンジン１、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２を有するハイブリッド車両である。車両１００は、外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド（ＰＨＶ）車両であってもよい。本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１−１は、エンジン１と、第一回転機ＭＧ１と、係合装置４０とを含んで構成されている。ハイブリッド車両用駆動装置１−１は、更に、ＥＣＵ５０を含んで構成されてもよい。

エンジン１は、燃料の燃焼エネルギーを出力軸１ａの回転運動に変換して出力する。出力軸１ａは、遊星歯車機構１０のキャリア１４に接続されている。遊星歯車機構１０は、エンジン１の動力を第一回転機ＭＧ１側と出力側とに分配する動力分配機構としての機能を有している。本実施形態の遊星歯車機構１０は、シングルピニオン式であり、サンギヤ１１、ピニオンギヤ１２、リングギヤ１３およびキャリア１４を有する。

リングギヤ１３は、サンギヤ１１と同軸上であってかつサンギヤ１１の径方向外側に配置されている。ピニオンギヤ１２は、サンギヤ１１とリングギヤ１３との間に配置されており、サンギヤ１１およびリングギヤ１３とそれぞれ噛み合っている。ピニオンギヤ１２は、キャリア１４によって回転自在に支持されている。キャリア１４は、出力軸１ａと連結されており、出力軸１ａと一体回転する。従って、ピニオンギヤ１２は、出力軸１ａと共に出力軸１ａの中心軸線周りに回転（公転）可能であり、かつキャリア１４によって支持されてピニオンギヤ１２の中心軸線周りに回転（自転）可能である。

サンギヤ１１には、第一回転機ＭＧ１の回転軸３１が接続されている。回転軸３１は、出力軸１ａと同軸上であって、かつサンギヤ１１に対してエンジン１側と反対側に配置されている。回転軸３１は、第一回転機ＭＧ１のロータと連結されており、第一回転機ＭＧ１の出力トルク（以下、単に「ＭＧ１トルク」）をサンギヤ１１に伝達する。また、回転軸３１は、サンギヤ１１から入力されるトルクを第一回転機ＭＧ１のロータに伝達する。

回転軸３１におけるサンギヤ１１側と反対側の端部には、係合装置４０が配置されている。係合装置４０は、回転軸３１の回転を規制する規制装置としての機能を有している。係合装置４０は、噛合式のクラッチ装置であり、車体側円筒部材４１、ピース４２、スリーブ４３およびアクチュエータ４４を含んで構成されている。

車体側円筒部材４１は、円筒形状の部材であり、車体側に回転不能に固定されている。本実施形態では、係合装置４０は、図示しないカバーにより覆われている。車体側円筒部材４１は、このカバーに固定されている。カバーは、遮音カバーおよび保温カバーとしての機能を有している。カバーは、アクチュエータ４４のモータの作動音を遮断し、車室内への作動音の侵入を抑制することができる。また、カバーによって、アクチュエータ４４内の作動油の温度低下が抑制されることで、低温始動時のアクチュエータ４４の動作がスムーズなものとなる。

ピース４２は、回転軸３１におけるサンギヤ１１側と反対側の端部に接続されている。スリーブ４３は、車体側円筒部材４１によって、軸方向に移動自在に支持されている。車体側円筒部材４１とスリーブ４３とは、例えば、スプライン嵌合しており、軸方向に相対移動可能、かつ周方向に相対回転不能である。車体側円筒部材４１の外周面には、軸方向に延在する外歯が形成されている。スリーブ４３の内周面には、軸方向に延在する内歯が形成されている。車体側円筒部材４１の外歯と、スリーブ４３の内歯とが互いに噛み合っている。スリーブ４３は、ピース４２に対してエンジン１側と反対側に位置しており、軸方向においてピース４２を挟んでエンジン１と対向している。なお、スリーブ４３は、ピース４２に対してエンジン１側に配置されてもよい。

アクチュエータ４４は、スリーブ４３に対して係合方向の駆動力を作用させる駆動装置である。係合方向は、車体側円筒部材４１からピース４２に向かう方向である。スリーブ４３およびピース４２は、それぞれ噛合歯を有している。係合装置４０は、スリーブ４３の噛合歯とピース４２の噛合歯とが噛み合うことにより係合状態となる。係合状態の係合装置４０は、車体側円筒部材４１とピース４２とを相対回転不能に連結する。つまり、係合状態の係合装置４０は、回転軸３１の回転を規制し、第一回転機ＭＧ１の回転を規制する。

スリーブ４３は、図示しないリターンスプリング等の付勢部材によって、解放方向、即ち係合方向と反対方向の付勢力を受けている。アクチュエータ４４は、発生させる駆動力により、付勢部材の付勢力に抗してスリーブ４３を係合方向に移動させ、スリーブ４３をピース４２と係合させる。アクチュエータ４４は、例えば、供給される電力により発生させる電磁力によってスリーブ４３に対して係合方向の駆動力を作用させる。本実施形態のアクチュエータ４４は、スリーブ４３に対する押付荷重を制御可能なものである。アクチュエータ４４は、ソレノイド等、減速機を有せず、等価質量が軽いものが好ましい。

アクチュエータ４４に対する電力供給が停止されると、スリーブ４３は、付勢部材の付勢力によって解放方向に駆動される。これにより、スリーブ４３は解放方向に移動し、スリーブ４３とピース４２との噛み合いが解除され、係合装置４０が解放状態となる。

遊星歯車機構１０のリングギヤ１３には、カウンタドライブギヤ１５が接続されている。カウンタドライブギヤ１５は、カウンタドリブンギヤ１６と噛み合っている。カウンタドリブンギヤ１６は、カウンタシャフト１７を介してドライブピニオンギヤ１８と接続されている。ドライブピニオンギヤ１８は、デフ装置１９のデフリングギヤ１９ａと噛み合っている。デフ装置１９は、左右の駆動軸２０を介して図示しない左右の駆動輪とそれぞれ接続されている。

カウンタドリブンギヤ１６には、リダクションギヤ３３が噛み合っている。リダクションギヤ３３は、第二回転機ＭＧ２の回転軸３２に接続されており、第二回転機ＭＧ２のロータと一体回転する。第二回転機ＭＧ２の出力トルクは、リダクションギヤ３３からカウンタドリブンギヤ１６に伝達される。すなわち、エンジン１側からカウンタドライブギヤ１５を介して伝達されるトルクと、第二回転機ＭＧ２からリダクションギヤ３３を介して伝達されるトルクとは、カウンタドリブンギヤ１６において合成されてドライブピニオンギヤ１８から出力される。リダクションギヤ３３は、カウンタドリブンギヤ１６よりも小径であり、第二回転機ＭＧ２の回転を減速してカウンタドリブンギヤ１６に出力する。

第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２は、それぞれモータ（電動機）としての機能と、発電機としての機能とを備えている。第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２は、インバータを介してバッテリと接続されている。第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２は、バッテリから供給される電力を機械的な動力に変換して出力することができると共に、入力される動力によって駆動されて機械的な動力を電力に変換することができる。回転機ＭＧ１，ＭＧ２によって発電された電力は、バッテリに蓄電可能である。第一回転機ＭＧ１および第二回転機ＭＧ２としては、例えば、交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。

ＥＣＵ５０は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ５０は、エンジン１、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２および係合装置４０のアクチュエータ４４と電気的に接続されており、エンジン１、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２およびアクチュエータ４４を制御することができる。ＥＣＵ５０には、スリーブ４３のストロークＳを検出するストロークセンサが接続されている。ストロークセンサの検出結果を示す信号は、ＥＣＵ５０に入力される。また、ＥＣＵ５０には、第一回転機ＭＧ１の回転数（以下、「ＭＧ１回転数」と称する。）を検出するＭＧ１回転数センサの検出結果を示す信号、および第二回転機ＭＧ２の回転数（以下、「ＭＧ２回転数」と称する。）を検出するＭＧ２回転数センサの検出結果を示す信号が入力される。ＭＧ１回転数センサ、ＭＧ２回転数センサとしては、例えば、レゾルバを用いることができる。

車両１００では、ハイブリッド（ＨＶ）走行あるいはＥＶ走行を選択的に実行可能である。ＨＶ走行とは、エンジン１を動力源として車両１００を走行させる走行モードである。ＨＶ走行では、エンジン１に加えて、更に第二回転機ＭＧ２を動力源としてもよい。ＥＶ走行は、第二回転機ＭＧ２を動力源として走行する走行モードである。ＥＶ走行では、エンジン１を停止して走行することが可能である。

本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１−１は、ＨＶ走行モードとして、エンジン１の反力を第一回転機ＭＧ１のトルクで受けてエンジン１を動力源として走行する第１モードと、エンジン１の反力を係合装置４０で受けてエンジン１を動力源として走行する第２モードとを有する。

（第１モード）
第１モードは、係合装置４０を解放状態として実行される。係合装置４０が解放されている場合、回転軸３１およびサンギヤ１１の回転が許容される。第一回転機ＭＧ１は、エンジントルクに対する反力トルクを出力して反力受けとして機能し、エンジントルクをリングギヤ１３から出力させる。第１モードでは、リングギヤ１３の回転数に対して、サンギヤ１１の回転数を任意の回転数に制御することが可能である。つまり、第１モードは、エンジン１からの入力回転数であるキャリア１４の回転数と、出力回転数であるリングギヤ１３の回転数との変速比を無段階に制御可能なＣＶＴモードである。

（第２モード）
第２モードは、係合装置４０を係合状態として実行される。係合装置４０が係合している場合、回転軸３１およびサンギヤ１１の回転が規制される。係合装置４０は、エンジントルクに対する反力受けとして機能し、エンジントルクをリングギヤ１３から出力させる。第２モードでは、サンギヤ１１の回転数が０回転に固定され、第一回転機ＭＧ１は停止する。第２モードは、例えば、高車速時や低負荷時、第１モードで動力循環が生じてしまう場合等に選択される。第２モードは、第一回転機ＭＧ１の引き摺り損失による効率低下や、電気パスによる効率低下を抑制することができる走行モードである。

第２モードから第１モードへ移行する場合、係合状態であった係合装置４０が解放される。ここで、第２モードでは係合装置４０にエンジントルクが入力されている。このため、アクチュエータ４４に対する電力供給を停止してアクチュエータ４４をＯＦＦとしても、係合装置４０が解放しなかったり、解放するまでに多くの時間を要したりする可能性がある。付勢部材の付勢力を大きくして係合装置４０の解放推力を大きくすることが考えられるが、この場合係合装置４０を係合するときのアクチュエータ４４の駆動力を大きくする必要があり、消費電力の増加を招いてしまう。

本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１−１は、第２モードから係合装置４０を解放するときに、第一回転機ＭＧ１にＭＧ１トルクを出力させて係合装置４０の解放を促進する解放制御を実行する。図１および図６を参照して、以下に解放制御について説明する。解放制御は、図１および図６に示す実エンジントルク存在範囲Ｒteと重なりを有するトルク範囲でＭＧ１トルクの大きさを変動させる制御である。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、実エンジントルク存在範囲Ｒteの全体を含むトルク範囲でＭＧ１トルクの大きさを変動させる。

解放制御は、ＭＧ１トルクによって、スリーブ４３とピース４２との間の相対トルクを低減させる。また、解放制御は、ＭＧ１トルクを調節することにより、スリーブ４３とピース４２との間の相対トルクを変動させる。解放制御によって、スリーブ４３とピース４２との軸方向の相対移動が生じやすくなり、スリーブ４３の解放方向へのストロークが促進される。これにより、係合装置４０の解放に要する時間を短縮し、係合装置４０を解放する際の応答性を向上させることができる。その結果、例えば、第２モードから第１モードへのモード移行の応答性を高めることができる。また、付勢部材に要求される付勢力（解放推力）を低減し、アクチュエータ４４の駆動力を低減することができることにより、アクチュエータ４４の消費電力を抑制することができる。

ハイブリッド車両用駆動装置１−１は、解放制御として、第一制御および第二制御を実行することができる。係合装置４０を解放する場合、まず、第一制御が実行され、第一制御を実行しても係合装置４０が解放しない場合、第二制御が実行される。図１を参照して、第一制御について説明する。

（第一制御）
第一制御は、第一回転機ＭＧ１のトルクによってエンジン１の反力を受け、第一回転機ＭＧ１のトルクの大きさを推定したエンジンのトルク範囲の上限値以上まで上昇させた後、第一回転機ＭＧ１のトルクの大きさを低減させる制御である。図１において、（ａ）は回転軸３１上の値に換算されたトルク、（ｂ）はアクチュエータ４４に供給する電流値を示す。エンジントルクＴｅは、遊星歯車機構１０のギア比に基づいて回転軸３１上の値に換算されたトルクが示されている。ＭＧ１トルクＴmgは、絶対値が示されている。エンジン１の回転方向を正方向とした場合、エンジントルクＴeは正トルクであり、第一制御におけるＭＧ１トルクはエンジン１の反力を受ける負トルクとされる。従って、第一制御におけるＭＧ１トルクの指令値は、図１，６に示すＭＧ１トルクＴmgと大きさが同じで符号が反対のトルクとなる。

図１において、実エンジントルク存在範囲Ｒteは、推定したエンジンのトルク範囲であり、運転条件に基づくエンジントルクの範囲である。本実施形態の実エンジントルク存在範囲Ｒteは、エンジントルクＴeの平均値が存在する範囲として定められている。図３に示すように、エンジントルクＴeは、爆発変動により周期的に変動する。符号Ｔe＿aで示す値は、エンジントルクＴeの平均値あるいは実効値であり、爆発変動による変動成分を除いた値である。図１に示す実エンジントルク存在範囲Ｒteは、エンジントルクＴeの平均値Ｔe＿aが存在すると推定される範囲である。実エンジントルク存在範囲Ｒteは、例えば、運転条件から決まる推定エンジントルクＴe＿estに対して所定トルクΔＴeを加えた値を上限とし、所定トルクΔＴeを減じた値を下限とするトルク範囲である。ＥＣＵ５０は、例えば、運転条件に応じた実エンジントルク存在範囲Ｒteを予め記憶している。推定エンジントルクＴe＿estや所定トルクΔＴeは、事前評価やシミュレーション等によって定めることが可能である。

第一制御では、ＥＣＵ５０は、まず、ＭＧ１トルクＴmgの大きさを実エンジントルク存在範囲Ｒteの上限値以上まで上昇させる。図１では、時刻ｔ０にＭＧ１トルクの出力が開始され、時刻ｔ１にＭＧ１トルクＴmgの大きさが実エンジントルク存在範囲Ｒteの上限値まで上昇する。次に、ＥＣＵ５０は、ＭＧ１トルクＴmgの大きさを低減させる。図１では、時刻ｔ２にＭＧ１トルクの大きさが低減し始める。

ＥＣＵ５０は、ＭＧ１トルクＴmgの大きさが実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値に達するまでＭＧ１トルクの大きさを低減させる。ＥＣＵ５０は、ＭＧ１トルクＴmgの大きさが実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値まで低下すると、第一制御を終了させる。

ストローク可能領域Ｒstは、付勢部材の付勢力によってスリーブ４３が解放方向にストローク可能なトルク領域である。エンジントルクＴeがストローク可能領域Ｒst内の値であると、係合装置４０のスリーブ４３とピース４２との間の相対トルクの大きさが小さく、付勢部材の付勢力によってスリーブ４３を解放方向に移動させることが可能である。一方、エンジントルクＴeがストローク可能領域Ｒst内の値でない場合、スリーブ４３とピース４２との間の相対トルクの大きさが大きく、付勢部材の付勢力はスリーブ４３を解放方向に動かすために十分でない。

第一制御では、ＭＧ１トルクの大きさが低減していく間に、エンジントルクＴeがストローク可能領域Ｒst内の値となると、付勢部材の付勢力によってスリーブ４３が解放方向に移動し、係合装置４０が解放する。図１では、時刻ｔ３から時刻ｔ４の間にエンジントルクＴeがストローク可能領域Ｒstにあり、係合装置４０の解放が促進される。ＥＣＵ５０は、ストロークセンサの検出結果に基づいて、スリーブ４３が解放位置にあるか否かを判定することができる。スリーブ４３が解放位置にあることが検出されると、第一制御が終了される。例えば、ＭＧ１トルクＴmgの大きさが実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値まで低下する前に係合装置４０が解放すると、その時点で第一制御が終了し、係合装置４０の解放に係る解放制御が終了する。なお、ＥＣＵ５０は、ストロークセンサの検出結果に代えて、あるいは加えて、ＭＧ１回転数センサの検出結果に基づいてスリーブ４３が解放位置にあるか否かを判定することも可能である。ＥＣＵ５０は、例えば、ＭＧ１回転数センサによって検出された第一回転機ＭＧ１の回転角度位置や回転数に基づいて、係合装置４０が解放しているか否かを判定することができる。

本実施形態では、第一制御においてＭＧ１トルクＴmgの大きさを低減させるときのＭＧ１トルクＴmgの傾きβ１の大きさは、エンジン１の爆発変動によりエンジントルクＴeが低減するときのエンジントルクＴeの傾きαの大きさ以下である。つまり、ＭＧ１トルクＴmgの大きさは、エンジントルクＴeよりも緩やかに低減する。これにより、エンジントルクＴeがストローク可能領域Ｒst内に入りやすくすることができる。

ここで、エンジントルクＴeの傾きαは、エンジン１の運転条件によって変動する。本実施形態では、係合装置４０が解放しにくいエンジン１の運転条件でのエンジントルクＴeの傾きαに基づいてＭＧ１トルクＴmgの傾きβ１が定められている。係合装置４０が抜けづらいのは、図３に示すようにエンジントルクＴeが鋸歯形状で変動する場合である。エンジントルクＴeの波形が鋸歯形状に近くなるのは、エンジン回転数が低い場合である。本実施形態では、エンジントルクＴeの波形の振幅ＡＴeが最大、かつエンジン１の爆発変動の１周期（以下、「爆発周期」とも記載する。）ｔcycが最大となるエンジン回転数のときのエンジントルクＴeの傾きからエンジントルクＴeの傾きαが算出される。

エンジントルクＴeの波形の振幅ＡＴeが最大、かつ爆発周期ｔcycが最大となるエンジン回転数は、例えば、１，０００ｒｐｍである。エンジン回転数が１，０００ｒｐｍでエンジントルクＴeの振幅ＡＴeが１０Ｎｍ（回転軸３１上に換算した値）であるとすると、エンジントルクＴeの傾きは、次のように求めることができる。

爆発周期ｔcycは、エンジン１の気筒数とエンジン回転数から決まる。例えば、４気筒のエンジン１は、１回転あたりの爆発回数が２回である。従って、エンジン回転数が１，０００ｒｐｍである場合の爆発周期は、下記式（１）より０．０３［ｓｅｃ］である。
１／（２×１，０００／６０）＝０．０３…（１）

エンジントルクＴeの傾きαは、下記式（２）から６６６．６７［Ｎｍ／ｓｅｃ］である。
２×１０／０．０３＝６６６．６７…（２）

本実施形態では、上記のような係合装置４０が解放しにくいエンジン１の運転条件から求まるエンジントルクＴeの傾きαに対してＭＧ１トルクＴmgの傾きβ１の大きさがエンジントルクＴeの傾きαの大きさ以下とされている。これにより、以下に説明するように走行条件によらず係合装置４０の解放を促進することができる。

上記傾きβ１の大きさが、エンジントルクＴeの傾きαの大きさよりも大きい場合、図４を参照して説明するように、スリーブ４３をストロークさせる時間がわずかとなってしまう可能性が大きくなる。ＭＧ１トルクＴmgの傾きβ１の大きさがエンジントルクＴeの傾きαの大きさよりも大きい場合、ストローク可能領域ＲstとエンジントルクＴeが交差する時間が短くなりやすい。例えば、図４に示すように、エンジントルクＴeがストローク可能領域Ｒst内の値となる期間が、エンジントルクＴeの上昇過程の短い時間だけとなる可能性がある。その結果、スリーブ４３が解放方向にほとんどストロークせず、係合装置４０が解放しないままで第一制御が終了してしまうことがある。

本実施形態では、第一制御におけるＭＧ１トルクＴmgの傾きβ１の大きさがエンジントルクＴeの傾きαの大きさ以下である。これにより、図１に示すように、エンジントルクＴeが低下するときのエンジントルクＴe（Ｔe＿d）とストローク可能領域Ｒstとが交差しやすい。また、エンジン１の爆発変動の複数周期にわたってエンジントルクＴeとストローク可能領域Ｒstとが交差しやすくなる。

また、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１−１では、ストローク時間ｔst1が、爆発周期ｔcyc以上である。よって、スリーブ４３を解放方向にストロークさせる時間を確保する植で有利である。

ストローク時間ｔst1は、第一制御においてＭＧ１トルクの大きさを低減させるときのＭＧ１トルクの傾きβ１と、係合装置４０の解放推力とから決まる時間である。解放推力は、付勢部材の付勢力によるスリーブ４３を解放方向に駆動する推力である。ストローク可能領域Ｒstの縦軸方向の幅は、解放推力によって決まる。即ち、ストローク可能領域Ｒstの上限トルクＴst＿maxおよびストローク可能領域Ｒstの下限トルクＴst＿minは、それぞれ解放推力によって決まる。

ストローク時間ｔst1は、第一制御でＭＧ１トルクの大きさを低減させるときのストローク可能領域Ｒstの横軸方向の幅である。つまり、ストローク時間ｔst1は、エンジントルクＴeが一定の場合に最大限スリーブ４３をストロークさせることができる時間となる。本実施形態では、このストローク時間ｔst1が爆発周期ｔcyc以上である。付勢部材の付勢力は、例えば、第一制御においてＭＧ１トルクの大きさを低減させるときのＭＧ１トルクの傾きβ１の大きさがエンジントルクＴeの傾きαの大きさと等しい場合に、ストローク時間ｔst1が爆発周期ｔcyc以上となるように定められる。ストローク時間ｔst1が爆発周期ｔcyc以上であることにより、第一制御でＭＧ１トルクの大きさを低減させている間にエンジントルクＴeとストローク可能領域Ｒstとが交差しやすくなり、スリーブ４３をストロークさせる時間を長くすることができる。

次に、図５を参照して、本実施形態の動作について説明する。図５に示す制御フローは、例えば、走行中に所定の間隔で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１０では、ＥＣＵ５０により、ＣＶＴ遷移判定がなされたか否かが判定される。ＣＶＴ遷移判定は、第２モードから第１モードへの移行判定である。ステップＳ１０の判定の結果、ＣＶＴ遷移判定がなされていると判定された場合（ステップＳ１０−Ｙ）にはステップＳ２０に進み、そうでない場合（ステップＳ１０−Ｎ）にはステップＳ１０の判定が繰り返される。

ステップＳ２０では、ＥＣＵ５０により、ＭＧ１トルクの出力が開始される。ＥＣＵ５０は、実エンジントルク存在範囲Ｒteの上限値以上の大きさまでＭＧ１トルクの大きさを上昇させる指令を出力する。第一回転機ＭＧ１は、エンジントルクに対する反力トルクを出力してエンジン１の反力を受けながら、ＭＧ１トルクの大きさを増加させていく。ステップＳ２０が実行されると、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０では、ＥＣＵ５０により、ＭＧ１トルクが目標に到達したか否かが判定される。ＥＣＵ５０は、ＭＧ１トルクの大きさが、実エンジントルク存在範囲Ｒteの上限値以上の目標値に到達したか否かを判定する。ステップＳ３０の判定の結果、ＭＧ１トルクが目標に到達したと判定された場合（ステップＳ３０−Ｙ）にはステップＳ５０に進み、そうでない場合（ステップＳ３０−Ｎ）にはステップＳ２０へ移行する。図１では、時刻ｔ１にＭＧ１トルクが目標に到達してステップＳ３０で肯定判定がなされる条件が成立する。

また、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２０およびステップＳ３０と並行して、ステップＳ４０を実行する。ステップＳ４０では、ＥＣＵ５０は、アクチュエータ４４に対する供給電流をＯＦＦとする。ステップＳ４０は、ステップＳ１０で肯定判定がなされてからステップＳ５０を開始するまでの間に実行される。

ステップＳ５０では、ＥＣＵ５０により、ＭＧ１トルク揺さぶり制御が実行される。ＭＧ１トルク揺さぶり制御は、第一制御におけるＭＧ１トルクの大きさを低減させていくステップであり、実エンジントルク存在範囲Ｒteのトルク範囲でＭＧ１トルクの大きさを低減させていく制御である。図１では、時刻ｔ２にＭＧ１トルク揺さぶり制御が開始される。ステップＳ５０が実行されると、ステップＳ６０に進む。

ステップＳ６０では、ＥＣＵ５０により、解放が完了したか否かが判定される。ステップＳ６０では、係合装置４０の解放が完了したか否かが判定される。ＥＣＵ５０は、ストロークセンサの検出結果に基づいてステップＳ６０の判定を行うことができる。ＥＣＵ５０は、例えば、検出されたスリーブ４３のストロークが予め定められた解放状態を示すストローク範囲の値である場合にステップＳ６０で肯定判定を行う。また、ＥＣＵ５０は、ＭＧ１回転数センサの検出結果に基づいて係合装置４０の解放が完了したか否かを判定するようにしてもよい。ステップＳ６０の判定の結果、解放が完了したと判定された場合（ステップＳ６０−Ｙ）にはステップＳ７０に進み、そうでない場合（ステップＳ６０−Ｎ）にはステップＳ５０に移行する。

ステップＳ７０では、ＥＣＵ５０により、ＴＨＳ（ＣＶＴ走行）への移行が実行される。ＥＣＵ５０は、ＨＶ走行モードの第１モードへ移行し、エンジン１の反力を第一回転機ＭＧ１のトルクで受けてエンジン１を動力源として車両１００を走行させる。ステップＳ７０が実行されると、本制御フローは終了する。

ここで、第一制御を実行しても係合装置４０の解放が完了しない場合が考えられる。本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置１−１は、第一制御を実行しても係合装置４０が解放しない場合、第二制御を実行する。図６を参照して、第二制御について説明する。

（第二制御）
第二制御は、実エンジントルク存在範囲Ｒｔｅを通過させるように第一回転機ＭＧ１のトルクの大きさを増加させる制御である。図６では、時刻ｔ０に第一制御が開始され、時刻ｔ１１にＭＧ１トルクの大きさが実エンジントルク存在範囲Ｒteの上限値まで上昇する。ＥＣＵ５０は、時刻ｔ１２にＭＧ１トルクの大きさを低減させ始める。時刻ｔ１３にＭＧ１トルクの大きさが実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値まで低下する。ＭＧ１トルクの大きさが実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値未満まで低減（低下）しても係合装置４０の解放が完了しない場合、ＥＣＵ５０は、第二制御を実行する。

ＥＣＵ５０は、時刻ｔ１３よりも後の時刻ｔ１４にＭＧ１トルクの大きさを増加させ始める。ＥＣＵ５０は、ＭＧ１トルクの大きさを実エンジントルク存在範囲Ｒteの範囲内とするようにＭＧ１トルクの大きさを増加させる。ＭＧ１トルクの大きさを増加させるときのＭＧ１トルクの傾きβ２の大きさは、第一制御においてＭＧ１トルクの大きさを低減させるときのＭＧ１トルクの傾きβ１の大きさよりも小さい。つまり、第二制御では、第一制御よりもＭＧ１トルクの傾きが緩やかである。ＥＣＵ５０は、第二制御において、ＭＧ１トルクＴmgの大きさが実エンジントルク存在範囲Ｒｔｅの上限値となるまで、ＭＧ１トルクの大きさを増加させる。

図６では、時刻ｔ１５にＭＧ１トルクの大きさが実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値まで上昇し、時刻ｔ１５以降はＭＧ１トルクの大きさが実エンジントルク存在範囲Ｒte内を上昇する。第二制御におけるＭＧ１トルクの傾きβ２が第一制御のＭＧ１トルクの傾きβ１よりも緩やかとされることで、第二制御のストローク時間ｔst2は、第一制御のストローク時間ｔst1よりも長くなる。これにより、スリーブ４３を解放方向にストロークさせる時間を確保し、係合装置４０を解放させることが可能となる。

なお、係合装置４０を解放する際の解放制御では、実エンジントルク存在範囲Ｒteの上限値よりも大きなトルクまでＭＧ１トルクの大きさを変動させるようにしてもよく、実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値よりも小さなトルクまでＭＧ１トルクの大きさを変動させるようにしてもよい。

例えば、図１に示す第一制御では、時刻ｔ４にＭＧ１トルクＴmgの大きさが実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値まで低下すると、第一制御が終了したが、これに代えて、時刻ｔ４以降も第一制御を継続してＭＧ１トルクＴmgの大きさを低減させるようにしてもよい。このようにすれば、実際のエンジントルクＴeが実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値よりも低トルク側に存在する場合であってもエンジントルクＴeをストローク可能領域Ｒstと重ならせることが可能となり、スリーブ４３を解放方向にストロークさせることができる。例えば、図１の場合、エンジントルクＴeが爆発により上昇する時刻ｔ５までエンジントルクＴeをストローク可能領域Ｒstに重ならせることも可能となる。

第一制御は、例えば、ストローク可能領域Ｒstの上限トルクＴst＿maxが実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値となったときに終了されてもよい。また、第一制御でＭＧ１トルクＴmgの大きさを実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値未満まで低下させるようにすれば、第二制御の開始時のＭＧ１トルクＴmgの大きさを実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値よりも小さなトルクとすることができる。これにより、実際のエンジントルクＴeが実エンジントルク存在範囲Ｒteの下限値よりも低トルク側に存在する場合であっても、第二制御においてエンジントルクＴeをストローク可能領域Ｒstに重ならせることが可能となる。

また、第一制御の開始時のＭＧ１トルクＴmgの大きさを実エンジントルク存在範囲Ｒteの上限値よりも大きくしてもよい。このようにすれば、実際のエンジントルクＴeが実エンジントルク存在範囲Ｒteの上限値よりも高トルク側に存在する場合であってもエンジントルクＴeを実エンジントルク存在範囲Ｒteと重ならせることが可能となる。また、第二制御において、実エンジントルク存在範囲Ｒｔｅの上限値よりも大きなトルクまでＭＧ１トルクＴmgの大きさを上昇させるようにしてもよい。

［実施形態の変形例］
上記実施形態では、車両１００に２つの回転機ＭＧ１，ＭＧ２が搭載されていたが、これに限らず、搭載される回転機は１つであっても、３つ以上であってもよい。例えば、第二回転機ＭＧ２が省略されてもよい。遊星歯車機構１０の回転要素とエンジン１、第一回転機ＭＧ１、駆動輪との接続関係は、例示したものには限定されない。例えば、エンジン１はキャリア１４以外の回転要素と接続されてもよく、第一回転機ＭＧ１はサンギヤ１１以外の回転要素と接続されてもよく、駆動輪はリングギヤ１３以外の回転要素と接続されてもよい。エンジン１、第一回転機ＭＧ１、駆動輪がそれぞれ異なる回転要素と接続されていればよい。また、エンジン１と第一回転機ＭＧ１と駆動輪とを接続する差動機構は、シングルピニオン式の遊星歯車機構１０には限定されない。

上記実施形態の係合装置４０は、付勢部材の付勢力によって解放方向に駆動されるものであったが、これに代えて、アクチュエータ４４の駆動力によって解放方向に駆動されるものであってもよい。

上記実施形態では、第一制御においてＭＧ１トルクＴmgの大きさを低減させるときのＭＧ１トルクＴmgの傾きβ１が一定であったが、ＭＧ１トルクＴmgの傾きβ１は変化してもよい。また、上記実施形態では、第二制御においてＭＧ１トルクＴmgの大きさを増加させるときのＭＧ１トルクＴmgの傾きβ２が一定であったが、ＭＧ１トルクＴmgの傾きβ２は変化してもよい。

上記の実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行されることができる。

１−１ ハイブリッド車両用駆動装置
１ エンジン
１０ 遊星歯車機構
１１ サンギヤ
１２ ピニオンギヤ
１３ リングギヤ
１４ キャリア
３１ 回転軸
４０ 係合装置
４１ 車体側円筒部材
４２ ピース
４３ スリーブ
４４ アクチュエータ（駆動装置）
ＭＧ１ 第一回転機
ＭＧ２ 第二回転機

Claims (3)

1. エンジンと、
   回転機と、
   前記回転機の回転を規制する噛み合い式の係合装置と、
   前記エンジンの反力を前記回転機のトルクで受けて前記エンジンを動力源として走行する第１モードと、
   前記エンジンの反力を前記係合装置で受けて前記エンジンを動力源として走行する第２モードと、
   を備え、
   前記第２モードから前記係合装置を解放するときに、前記回転機のトルクによって前記エンジンの反力を受け、前記回転機のトルクの大きさを推定した前記エンジンのトルク範囲の上限値以上まで上昇させた後、前記回転機のトルクの大きさを低減させる第一制御を実行し、
   前記第一制御において前記回転機のトルクの大きさを低減させるときの前記回転機のトルクの傾きの大きさは、前記エンジンのトルクの傾きに基づいて定められるとともに、前記エンジンの爆発変動により前記エンジンのトルクが低減するときの前記エンジンのトルクの傾きの大きさ以下である
   ことを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。
2. 前記第一制御において前記回転機のトルクの大きさを低減させるときの前記回転機のトルクの傾きと、前記係合装置の解放推力とから決まる前記係合装置のストローク時間は、前記エンジンの爆発変動の１周期以上である
   請求項１に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
3. 前記回転機のトルクの大きさが前記推定した前記エンジンのトルク範囲の下限未満まで低減しても前記係合装置が解放しない場合、前記推定した前記エンジンのトルク範囲を通過させるように前記回転機のトルクの大きさを増加させる第二制御を実行し、
   前記第二制御において前記回転機のトルクの大きさを増加させるときの前記回転機のトルクの傾きの大きさは、前記第一制御において前記回転機のトルクの大きさを低減させるときの前記回転機のトルクの傾きの大きさよりも小さい
   請求項１または２に記載のハイブリッド車両用駆動装置。

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