JP6213494B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents

Description

この発明は、ハイブリッド車両に関し、特に、第１および第２回転電機と内燃機関とを含むハイブリッド車両に関する。

ハイブリッド車両には、エンジンと２つの回転電機と動力分割機構に加えて、エンジンと動力分割機構との間に変速機構をさらに備える構成を有するものが知られている。

国際公開第２０１３／１１４５９４号

上記文献に開示された車両は、シリーズパラレルハイブリッド方式を採用している。シリーズパラレルハイブリッド方式の車両では、エンジンの動力が第１モータジェネレータ（第１ＭＧ）へ伝達され発電に用いられる一方、エンジンの動力の一部は動力分割機構を通じて駆動輪へも伝達される。

ハイブリッド車両には、エンジンの動力で発電を行ない、発電した電力でモータを駆動させるシリーズ走行を行なう構成（シリーズハイブリッド方式）も知られている。このシリーズハイブリッド方式では、エンジンの動力は、駆動輪には伝達されない。

上記文献に開示された車両は、エンジンの動力が第１モータジェネレータ（第１ＭＧ）へ伝達される際に動力分割機構を通じて駆動輪へも伝達されてしまうので、シリーズ走行を行なうことができない構成となっている。

シリーズパラレルハイブリッド方式では、低車速時などにおいては、エンジンのトルク変動によって、エンジンと駆動輪との間の駆動装置に設けられたギヤ機構において歯打ち音が発生する虞があり、この歯打ち音を発生させないようにエンジンの動作点を選ぶ必要があって、燃費上は最適でない動作点で動作させる場合もあり、燃費を向上させる余地が残っていた。

一方、シリーズ方式では、エンジンと駆動装置に設けられたギヤ機構とは完全に切り離されているのでこのような歯打ち音をあまり考慮しなくても良い。しかし、エンジンのトルクを一旦すべて電力に変換した後にモータで再び駆動輪のトルクに戻すので、エンジンの運転効率が良い速度域ではシリーズパラレルハイブリッド方式よりも燃費が劣る。

このように、シリーズハイブリッド方式よりもシリーズパラレルハイブリッド方式のほうが優れる点もあるので、車両の状況に応じてシリーズ走行とシリーズパラレル走行とを選択できるように構成できれば望ましい。

このようなシリーズ走行とシリーズパラレル走行の両方が可能なハイブリッド車両を実現する場合に、たとえば、エンジンと第１モータジェネレータを直結させるクラッチを含む構成とすることが考えられる。エンジンと第１モータジェネレータを直結させたシリーズ走行状態では、制動時に第２モータジェネレータで生じた回生ブレーキによる電力を、自力で回転しないエンジンを第１モータジェネレータでクランキングし続けることによって消費することができる。このような状態もエンジンブレーキを使用している状態の一態様と考えることができる。すなわち、エンジンを空転させることによって、長い下り坂などに摩擦ブレーキを使用しないで済む。

特に、蓄電装置への充電に制限がかかり、回生ブレーキの使用が制限される場合、エンジンブレーキを使用することが考えられる。しかし、ドライバーから減速要求があった後にエンジンと第１モータジェネレータとを接続するクラッチを係合させるのでは、エンジンブレーキの作動開始が遅くなる。特に、低温下では、クラッチの応答性が悪化するのでエンジンブレーキの作動開始を早める必要がある。

この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、蓄電装置への充電に制限がかかる場合に速やかにエンジンブレーキを作動させることが可能なハイブリッド車両を提供することである。

この発明は、要約すると、ハイブリッド車両であって、蓄電装置と、内燃機関と、第１回転電機と、第２回転電機と、内燃機関、第１回転電機および第２回転電機の３つの回転軸の間の動力伝達経路を切換え可能に構成された動力伝達部と、内燃機関、第１回転電機、第２回転電機および動力伝達部を制御する制御装置とを備える。制御装置は、内燃機関を停止させた状態で第１回転電機、第２回転電機のうち少なくとも１つを用いて回生制動を実行中に、蓄電装置に関する状態を示す状態量が所定量を超えた場合には、動力伝達部の状態を現在の状態から、第２回転電機によって車輪の回転力によって回生電力を発生させ、かつ燃料カットした内燃機関を第１回転電機を用いて回転させることによって回生電力を消費する動作が可能な状態に近づけるスタンバイ動作を実行する。所定量は、蓄電装置への充電を制限する状態に状態量が近づいたことを判定するために予め定められた値である。

上記のように蓄電装置への充電を制限すべき状態になる前に、スタンバイ動作を実行してエンジンブレーキ動作の準備を行なうので、蓄電装置への充電を制限すべき状態に状態量が到達したときに応答性良くエンジンブレーキ動作を行なわせることができる。また、このように制御すれば、第２回転電機で制動力を発生し続けることができるとともに、蓄電装置への充電を制限することが可能となる。

好ましくは、動力伝達部は、変速部と、差動部と、クラッチとを含む。変速部は、内燃機関からの動力が入力される入力要素と、入力要素に入力された動力を出力する出力要素とを有し、入力要素と出力要素との間で動力を伝達する非ニュートラル状態と、入力要素と出力要素との間で動力を伝達しないニュートラル状態とを切り替え可能に構成される。差動部は、第１回転電機に接続される第１回転要素と、第２回転電機および駆動輪に接続される第２回転要素と、出力要素に接続される第３回転要素とを有し、第１〜第３回転要素のうちのいずれか２つの回転速度が定まると残りの１つの回転速度が定まるように構成される。クラッチは、内燃機関から第１回転電機への動力を伝達する係合状態と、内燃機関から第１回転電機への動力の伝達を遮断する解放状態とを切り替え可能である。制御装置は、スタンバイ動作として、クラッチを解放状態から係合状態に近づける。

ハイブリッド車両の構成として上記の構成を採用した場合には、クラッチを係合すると内燃機関と第１回転電機とが接続される。このため内燃機関を第１回転電機の出力するトルクで回転させることができる。その際に第１回転電機で電力を消費することによって、前記蓄電装置への充電が制限される。

好ましくは、状態量は、蓄電装置に対する充電電力である。充電電力が充電電力の制限値に到達する手前でスタンバイ動作を実行すれば、充電電力が蓄電装置の充電を制限すべき状態となった場合に、応答性良くエンジンブレーキ動作を行なうことができる。

好ましくは、状態量は、蓄電装置の充電状態（蓄電量、残存容量）である。蓄電装置の充電状態が充電状態の管理上限値に到達する手前でスタンバイ動作を実行すれば、蓄電装置の充電を制限すべき状態となった場合に、応答性良くエンジンブレーキ動作を行なうことができる。

より好ましくは、制御装置は、ユーザがエンジンブレーキを作動させることを要求している場合（たとえば、シフトレンジがＢレンジまたはＬレンジである場合等）には、シフトレンジがＤレンジである場合よりも、早期にクラッチを係合状態に近づける。Ｄレンジは、通常用いられる走行レンジを示し、Ｂレンジは、強いエンジンブレーキが必要な場合に用いられる走行レンジ（ブレーキレンジ）を示し、Ｌレンジは、Ｄレンジよりも高速側が制限された走行レンジを示す。シフトレンジがＢレンジまたはＬレンジである場合には、ユーザがエンジンブレーキを早期に作動させることを希望していると考えられる。そこで、上記のように制御することによって、シフトレンジがＢレンジまたはＬレンジである場合には、シフトレンジがＤレンジである場合よりも応答性良くエンジンブレーキ動作を行なうことができる。

より好ましくは、スタンバイ動作は、クラッチを係合させる一連の動作において、状態量が判定しきい値に達してからクラッチの入力と出力の差回転をゼロに調整する同期動作までであっても良く、スタンバイ動作は、さらにクラッチのストロークを詰める動作を含んでも良く、スタンバイ動作は、さらに進んでクラッチを半係合状態とする動作まで含んでも良い。

より好ましくは、動力伝達部は、第１ＥＶ走行モードと、第２ＥＶ走行モードとを切換えて車両を走行させることが可能に構成される。第１ＥＶ走行モードは、内燃機関を停止させた状態で第２回転電機が出力するトルクのみを用いて車両を走行させるモードである。第２ＥＶ走行モードは、内燃機関を停止させた状態で第１回転電機の出力するトルクと第２回転電機の出力するトルクとを用いて車両を走行させるモードである。制御装置は、第２ＥＶ走行モードで車両が走行している場合には、スタンバイ動作として、車両の走行モードを第２ＥＶ走行モードから第１ＥＶ走行モードに切換えるように動力伝達部を制御する。

このように、複数のＥＶ走行モードを有する場合に、蓄電装置の充電を制限すべき状態に近づいたときには、スタンバイ動作として、エンジンブレーキ動作に移行しやすいＥＶ走行モードに走行モードを変更する。これにより、蓄電装置の充電を制限すべき状態となった場合に、応答性良くエンジンブレーキ動作を行なうことができる。

より好ましくは、動力伝達部は、シリーズモードとシリーズパラレルモードとにハイブリッド車両の走行モードを切換えることが可能に構成される。シリーズモードは、内燃機関および第１回転電機を第２回転電機と切り離した状態で、内燃機関の駆動トルクによって第１回転電機に発電させつつ、かつ第２回転電機の駆動トルクによって駆動輪を駆動させるモードである。シリーズパラレルモードは、内燃機関と第１回転電機と第２回転電機との間で動力が伝達される状態で、内燃機関の駆動トルクと第１回転電機の駆動トルクと第２回転電機の駆動トルクとによって駆動輪を回転させるモードである。

本発明によれば、エンジンブレーキが必要な場合にエンジンブレーキの作動の応答性が向上する。

この発明の実施の形態における駆動装置を備えるハイブリッド車両の全体構成を示す図である。 図１における車両の各構成要素の動力伝達経路を簡略に示したブロック図である。 図１における車両の制御装置１００の構成を示したブロック図である。 各走行モードと、各走行モードにおける変速部４０のクラッチＣ１およびブレーキＢ１の制御状態とを示す図である。 ＥＶ単モータ走行モード（ＭＧ１がエンジンと非同期時）における動作状態を示す共線図である。 ＥＶ単モータ走行モード（ＭＧ１がエンジンと同期時）における動作状態を示す共線図である。 ＥＶ両モータ走行モード中の共線図である。 ＨＶ走行（シリーズパラレル）モード中の共線図である。 ＨＶ走行（シリーズ）モード中の共線図である。 図４のＥ４，Ｅ５欄の動作を説明するための共線図である。 図４のＨ７，Ｈ９欄の動作を説明するための共線図である。 ハイブリッド車両が主として燃料をエネルギ源として走行する場合の走行モードを決定するモード判定マップである。 ハイブリッド車両が主としてバッテリに充電された電力をエネルギ源として走行する場合の走行モードを決定するモード判定マップである。 プラグインハイブリッド自動車がＣＤモードで回生制動を伴う走行中にＳＯＣが上昇し、エンジンブレーキを作動させる様子を説明するためのタイミングチャートである。 図１４の時刻ｔ１における各回転要素の状態を示した共線図である。 図１４の時刻ｔ２における各回転要素の状態を示した共線図である。 図１４の時刻ｔ５における各回転要素の状態を示した共線図である。 図１４の時刻ｔ６における各回転要素の状態を示した共線図である。 実施の形態１で実行されるエンジンブレーキスタンバイ制御を説明するためのフローチャートである。 判定しきい値ＳＯＣｔをバッテリ温度に基づいて定めた一例を示す図である。 判定しきい値ＳＯＣｔをシフトレンジに基づいて定めた一例を示す図である。 実施の形態２のハイブリッド車両６０１の構成を示した図である。 図２２における車両の各構成要素の動力伝達経路を簡略に示したブロック図である。 ハイブリッド車両６０１の走行モードと係合要素の状態との関係を説明するための図である。 各走行モードの差動部の回転状態と係合要素の係合状態とを示した図である。 実施の形態２で実行されるエンジンブレーキスタンバイ制御を説明するためのフローチャートである。 ハイブリッド車両６０１におけるエンジンブレーキ作動時の差動部の回転要素の状態と係合要素の状態とを説明するための図である。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。

［実施の形態１］
実施の形態１では、まず図１〜図１３を用いてハイブリッド車両１の基本構成および基本動作について説明し、その後図１４〜図２１を用いてエンジンブレーキ作動時の制御および動作について説明する。

［ハイブリッド車両の全体構成］
図１は、この発明の実施の形態における駆動装置を備えるハイブリッド車両の全体構成を示す図である。

図１を参照して、ハイブリッド車両１は、エンジン１０と、駆動装置２と、駆動輪９０と、制御装置１００とを含む。駆動装置２は、第１モータジェネレータ（以下、「第１ＭＧ」という）２０と、第２モータジェネレータ（以下、「第２ＭＧ」という）３０と、動力伝達部３と、デファレンシャルギヤ８０と、油圧回路５００と、バッテリ６０とを含む。動力伝達部３は、変速部４０と、差動部５０と、クラッチＣＳと、入力軸２１と、出力軸（カウンタ軸）７０とを含む。

ハイブリッド車両１は、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の少なくともいずれかの動力を用いて走行する、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式のハイブリッド車両である。

ハイブリッド車両１は、バッテリ６０を外部電源５５０により充電可能なプラグインハイブリッド車両である。ユーザは、車両に設けられたインレット６１に外部電源５５０に接続された充電コネクタ５６０を接続することによって、バッテリ６０を充電することができる。プラグインハイブリッド自動車は、主としてバッテリ６０に充電した電力を消費して走行するＣＤ（Charge Depletion）モードと、主として燃料を消費してエンジン１０の動力で駆動力または発電を行なって、バッテリ６０の充電状態を一定範囲内に維持するＣＳ（Charge Sustain）モードで走行することができる。一般に、プラグインハイブリッド車は、外部電源５５０から十分に充電された場合には、バッテリ６０のＳＯＣが所定値まで低下するまではＣＤモードで走行し、バッテリ６０のＳＯＣが所定値まで低下した後はＣＳモードで走行する。

エンジン１０は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。

第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを有する永久磁石型同期電動機である。駆動装置２は、第１ＭＧ２０が、エンジン１０のクランク軸（出力軸）と同軸の第１軸１２上に設けられ、第２ＭＧ３０が、第１軸１２とは異なる第２軸１４上に設けられる、複軸式の駆動装置である。第１軸１２および第２軸１４は、互いに平行である。

第１軸１２上には、変速部４０、差動部５０およびクラッチＣＳがさらに設けられている。変速部４０、差動部５０、第１ＭＧ２０およびクラッチＣＳは、挙げた順にエンジン１０に近い側から並んでいる。

第１ＭＧ２０は、エンジン１０からの動力が入力可能に設けられている。より具体的には、エンジン１０のクランク軸には、駆動装置２の入力軸２１が接続されている。入力軸２１は、第１軸１２に沿って、エンジン１０から遠ざかる方向に延びている。入力軸２１は、エンジン１０から延びた先端でクラッチＣＳに接続されている。第１ＭＧ２０の回転軸２２は、第１軸１２に沿って筒状に延びる。入力軸２１は、クラッチＣＳに接続される手前で回転軸２２の内部を通過している。入力軸２１は、クラッチＣＳを介して、第１ＭＧ２０の回転軸２２に接続されている。

クラッチＣＳは、エンジン１０から第１ＭＧ２０への動力伝達経路上に設けられている。クラッチＣＳは、入力軸２１と第１ＭＧ２０の回転軸２２とを連結可能な油圧式の摩擦係合要素である。クラッチＣＳが係合状態とされると、入力軸２１および回転軸２２が連結され、エンジン１０から第１ＭＧ２０への動力の伝達が許容される。クラッチＣＳが解放状態とされると、入力軸２１および回転軸２２の連結が解除され、エンジン１０からクラッチＣＳを介して伝達される第１ＭＧ２０への動力の伝達が遮断される。

変速部４０は、エンジン１０からの動力を変速して差動部５０に出力する。変速部４０は、サンギヤＳ１、ピニオンギヤＰ１、リングギヤＲ１およびキャリアＣＡ１を含むシングルピニオン式の遊星歯車機構と、クラッチＣ１およびブレーキＢ１とを有する。

サンギヤＳ１は、その回転中心が第１軸１２となるように設けられている。リングギヤＲ１は、サンギヤＳ１と同軸上であって、かつ、サンギヤＳ１の径方向外側に設けられている。ピニオンギヤＰ１は、サンギヤＳ１およびリングギヤＲ１の間に配置され、サンギヤＳ１およびリングギヤＲ１に噛み合っている。ピニオンギヤＰ１は、キャリアＣＡ１によって回転可能に支持されている。キャリアＣＡ１は、入力軸２１に接続され、入力軸２１と一体に回転する。ピニオンギヤＰ１は、第１軸１２を中心に回転（公転）可能で、かつ、ピニオンギヤＰ１の中心軸周りに回転（自転）可能に設けられている。

サンギヤＳ１の回転速度、キャリアＣＡ１の回転速度（すなわち、エンジン１０の回転速度）およびリングギヤＲ１の回転速度は、後述の図５〜図１１に示すように、共線図上で直線で結ばれる関係（すなわち、いずれか２つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係）となる。

本実施の形態においては、キャリアＣＡ１が、エンジン１０からの動力が入力される入力要素として設けられ、リングギヤＲ１が、キャリアＣＡ１に入力された動力を出力する出力要素として設けられている。サンギヤＳ１、ピニオンギヤＰ１、リングギヤＲ１およびキャリアＣＡ１を含む遊星歯車機構により、キャリアＣＡ１に入力された動力は変速されてリングギヤＲ１から出力される。

クラッチＣ１は、サンギヤＳ１とキャリアＣＡ１とを連結可能な油圧式の摩擦係合要素である。クラッチＣ１が係合状態とされると、サンギヤＳ１およびキャリアＣＡ１が連結され一体回転する。クラッチＣ１が解放状態とされると、サンギヤＳ１およびキャリアＣＡ１の一体回転が解除される。

ブレーキＢ１は、サンギヤＳ１の回転を規制（ロック）可能な油圧式の摩擦係合要素である。ブレーキＢ１が係合状態とされると、サンギヤＳ１が駆動装置のケース体に固定されて、サンギヤＳ１の回転が規制される。ブレーキＢ１が解放（非係合）状態とされると、サンギヤＳ１が駆動装置のケース体から切り離され、サンギヤＳ１の回転が許容される。

変速部４０の変速比（入力要素であるキャリアＣＡ１の回転速度と、出力要素であるリングギヤＲ１の回転速度との比、具体的には、キャリアＣＡ１の回転速度／リングギヤＲ１の回転速度）は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１の係合および解放の組み合わせに応じて切り替えられる。クラッチＣ１が係合され、かつブレーキＢ１が解放されると、変速比が１．０（直結状態）となるローギヤ段Ｌｏが形成される。クラッチＣ１が解放され、かつブレーキＢ１が係合されると、変速比が１．０よりも小さい値（たとえば０．７、いわゆるオーバードライブ状態）となるハイギヤ段Ｈｉが形成される。なお、クラッチＣ１が係合され、かつブレーキＢ１が係合されると、サンギヤＳ１およびキャリアＣＡ１の回転が規制されるため、リングギヤＲ１の回転も規制される。

変速部４０は、動力を伝達する非ニュートラル状態と、動力を伝達しないニュートラル状態とを切り替え可能に構成されている。本実施の形態では、上記の直結状態およびオーバードライブ状態が、非ニュートラル状態に対応する。一方、クラッチＣ１およびブレーキＢ１がともに解放されると、キャリアＣＡ１が第１軸１２を中心に空転することが可能な状態となる。これにより、エンジン１０からキャリアＣＡ１に伝達された動力が、キャリアＣＡ１からリングギヤＲ１に伝達されないニュートラル状態が得られる。

差動部５０は、サンギヤＳ２、ピニオンギヤＰ２、リングギヤＲ２およびキャリアＣＡ２を含むシングルピニオン式の遊星歯車機構と、カウンタドライブギヤ５１とを有する。

サンギヤＳ２は、その回転中心が第１軸１２となるように設けられている。リングギヤＲ２は、サンギヤＳ２と同軸上であって、かつ、サンギヤＳ２の径方向外側に設けられている。ピニオンギヤＰ２は、サンギヤＳ２およびリングギヤＲ２の間に配置され、サンギヤＳ２およびリングギヤＲ２に噛み合っている。ピニオンギヤＰ２は、キャリアＣＡ２によって回転可能に支持されている。キャリアＣＡ２は、変速部４０のリングギヤＲ１に接続され、リングギヤＲ１と一体に回転する。ピニオンギヤＰ２は、第１軸１２を中心に回転（公転）可能で、かつ、ピニオンギヤＰ２の中心軸周りに回転（自転）可能に設けられている。

サンギヤＳ２には、第１ＭＧ２０の回転軸２２が接続されている。第１ＭＧ２０の回転軸２２は、サンギヤＳ２と一体に回転する。リングギヤＲ２には、カウンタドライブギヤ５１が接続されている。カウンタドライブギヤ５１は、リングギヤＲ２と一体に回転する、差動部５０の出力ギヤである。

サンギヤＳ２の回転速度（すなわち、第１ＭＧ２０の回転速度）、キャリアＣＡ２の回転速度およびリングギヤＲ２の回転速度は、後述の図５〜図１１に示すように、共線図上で直線で結ばれる関係（すなわち、いずれか２つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係）となる。したがって、キャリアＣＡ２の回転速度が所定値である場合に、第１ＭＧ２０の回転速度を調整することによって、リングギヤＲ２の回転速度を無段階に切り替えることができる。

出力軸（カウンタ軸）７０は、第１軸１２および第２軸１４に平行に延びている。出力軸（カウンタ軸）７０は、第１ＭＧ２０の回転軸２２および第２ＭＧ３０の回転軸３１と平行に配置されている。出力軸（カウンタ軸）７０には、ドリブンギヤ７１およびドライブギヤ７２が設けられている。ドリブンギヤ７１は、差動部５０のカウンタドライブギヤ５１と噛み合っている。すなわち、エンジン１０および第１ＭＧ２０の動力は、差動部５０のカウンタドライブギヤ５１を介して出力軸（カウンタ軸）７０に伝達される。

なお、変速部４０および差動部５０は、エンジン１０から出力軸（カウンタ軸）７０までの動力伝達経路上において直列に接続されている。このため、エンジン１０からの動力は、変速部４０および差動部５０において変速された後に、出力軸（カウンタ軸）７０に伝達される。

ドリブンギヤ７１は、第２ＭＧ３０の回転軸３１に接続されたリダクションギヤ３２と噛み合っている。すなわち、第２ＭＧ３０の動力は、リダクションギヤ３２を介して出力軸（カウンタ軸）７０に伝達される。

ドライブギヤ７２は、デファレンシャルギヤ８０のデフリングギヤ８１と噛み合っている。デファレンシャルギヤ８０は、左右の駆動軸８２を介してそれぞれ左右の駆動輪９０と接続されている。すなわち、出力軸（カウンタ軸）７０の回転は、デファレンシャルギヤ８０を介して左右の駆動軸８２に伝達される。

クラッチＣＳを設けた上記のような構成とすることによって、ハイブリッド車両１は、シリーズパラレルモードで動作させることができ、かつシリーズモードで動作させることもできる。この点について、各々のモードでエンジンからの動力がどのように行なわれるかについて、図２の模式図を用いて説明する。

図２は、図１における車両の各構成要素の動力伝達経路を簡略に示したブロック図である。図２を参照して、ハイブリッド車両１は、エンジン１０と、第１ＭＧ２０と、第２ＭＧ３０と、変速部４０と、差動部５０と、バッテリ６０と、クラッチＣＳとを備える。

第２ＭＧ３０は、駆動輪９０に動力を出力可能に設けられる。変速部４０は、エンジン１０からの動力が入力される入力要素と、入力要素に入力された動力を出力する出力要素とを有する。変速部４０は、その入力要素と出力要素との間で動力を伝達する非ニュートラル状態と、入力要素と出力要素との間で動力を伝達しないニュートラル状態とを切り替え可能に構成される。

バッテリ６０は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０に力行時に電力を供給するとともに、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０で回生時に発電された電力を蓄える。

差動部５０は、第１ＭＧ２０に接続される第１回転要素と、第２ＭＧ３０および駆動輪９０に接続される第２回転要素と、変速部４０の出力要素に接続される第３回転要素とを有する。差動部５０は、たとえば遊星歯車機構などのように、第１〜第３回転要素のうちのいずれか２つの回転速度が定まると残りの１つの回転速度が定まるように構成される。

ハイブリッド車両１は、動力を伝達する２つの経路Ｋ１，Ｋ２の少なくともいずれかによってエンジン１０から第１ＭＧ２０に動力を伝達可能に構成される。経路Ｋ１は、エンジン１０から変速部４０および差動部５０を経由して第１ＭＧ２０に動力を伝達する経路である。経路Ｋ２は、経路Ｋ１とは別の経路でエンジン１０から第１ＭＧ２０に動力を伝達する経路である。クラッチＣＳは、経路Ｋ２に設けられ、エンジン１０から第１ＭＧ２０への動力を伝達する係合状態と、エンジン１０から第１ＭＧ２０への動力の伝達を遮断する解放状態とを切り替え可能である。

エンジンを運転させたＨＶ走行モードにおいて、クラッチＣ１またはブレーキＢ１のいずれか一方を係合状態とし、他方を解放状態として、変速部４０を非ニュートラル状態に制御すると、経路Ｋ１によって動力がエンジン１０から第１ＭＧ２０に伝達される。このとき同時に、ＣＳクラッチを解放状態として、経路Ｋ２を遮断すると、車両がシリーズパラレルモードで動作可能となる。

一方、エンジンを運転させたＨＶ走行モードにおいて、ＣＳクラッチによってエンジン１０と第１ＭＧ２０を直結して経路Ｋ２によって動力伝達を行ない、クラッチＣ１とブレーキＢ１を共に解放状態として変速部４０をニュートラル状態に制御して経路Ｋ１を遮断すると、車両がシリーズモードで動作可能となる。このとき、差動部５０は、変速部４０に接続された回転要素が自由に回転可能（フリー）となるので、他の２つの回転要素も互いに影響を及ぼさずに回転可能となる。したがって、エンジン１０の回転で第１ＭＧ２０を回転させて発電を行なう動作と、発電した電力またはバッテリ６０に充電された電力を用いて第２ＭＧ３０を駆動させて駆動輪を回転させる動作を独立して行なうことができる。

なお、変速部４０は、必ずしも変速比を変更可能なものでなくても良く、経路Ｋ１のエンジン１０と差動部５０の動力伝達を遮断可能な構成であれば、単なるクラッチのようなものでもよい。

図３は、図１における車両の制御装置１００の構成を示したブロック図である。図３を参照して、制御装置１００は、ＨＶＥＣＵ（Electric Control Unit）１５０と、ＭＧＥＣＵ１６０と、エンジンＥＣＵ１７０とを含む。ＨＶＥＣＵ１５０、ＭＧＥＣＵ１６０、エンジンＥＣＵ１７０の各々は、コンピュータを含んで構成される電子制御ユニットである。なお、ＥＣＵの数は、３つに限定されるものではなく、全体として１つのＥＣＵに統合しても良いし、２つ、または４つ以上の数に分割されていても良い。

ＭＧＥＣＵ１６０は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を制御する。ＭＧＥＣＵ１６０は、例えば、第１ＭＧ２０に対して供給する電流値を調節し、第１ＭＧ２０の出力トルクを制御すること、および第２ＭＧ３０に対して供給する電流値を調節し、第２ＭＧ３０の出力トルクを制御する。

エンジンＥＣＵ１７０は、エンジン１０を制御する。エンジンＥＣＵ１７０は、例えば、エンジン１０の電子スロットル弁の開度の制御、点火信号を出力することによるエンジンの点火制御、エンジン１０に対する燃料の噴射制御、等を行なう。エンジンＥＣＵ１７０は、電子スロットル弁の開度制御、噴射制御、点火制御等によりエンジン１０の出力トルクを制御する。

ＨＶＥＣＵ１５０は、車両全体を統合制御する。ＨＶＥＣＵ１５０には、車速センサ、アクセル開度センサ、ＭＧ１回転数センサ、ＭＧ２回転数センサ、出力軸回転数センサ、バッテリ温度センサ、ＭＧ１温度センサ、ＭＧ２温度センサ、ＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）温度センサ、エンジン水温センサ等が接続されている。これらのセンサにより、ＨＶＥＣＵ１５０は、車速、アクセル開度、第１ＭＧ２０の回転数、第２ＭＧ３０の回転数、動力伝達装置の出力軸の回転数、バッテリ状態ＳＯＣ等を取得する。

ＨＶＥＣＵ１５０は、取得した情報に基づいて、車両に対する要求駆動力や要求パワー、要求トルク等を算出する。ＨＶＥＣＵ１５０は、算出した要求値に基づいて、第１ＭＧ２０の出力トルク（以下、「ＭＧ１トルク」とも記載する。）、第２ＭＧ３０の出力トルク（以下、「ＭＧ２トルク」とも記載する。）およびエンジン１０の出力トルク（以下、「エンジントルク」とも記載する。）を決定する。ＨＶＥＣＵ１５０は、ＭＧ１トルクの指令値およびＭＧ２トルクの指令値をＭＧＥＣＵ１６０に対して出力する。また、ＨＶＥＣＵ１５０は、エンジントルクの指令値をエンジンＥＣＵ１７０に対して出力する。

ＨＶＥＣＵ１５０は、後述する走行モード等に基づいて、クラッチＣ１，ＣＳおよびブレーキＢ１を制御する。ＨＶＥＣＵ１５０は、クラッチＣ１，ＣＳに対する供給油圧の指令値およびブレーキＢ１に対する供給油圧の指令値をそれぞれ図１の油圧回路５００に出力する。

以下に、ハイブリッド車両１の制御モードの詳細について、作動係合表と共線図とを用いて説明する。

図４は、各走行モードと、各走行モードにおける変速部４０のクラッチＣ１およびブレーキＢ１の制御状態とを示す図である。

制御装置１００は、「モータ走行モード（以下「ＥＶ走行モード」という）」あるいは「ハイブリッド走行モード（以下「ＨＶ走行モード」という）」でハイブリッド車両１を走行させる。ＥＶ走行モードとは、エンジン１０を停止し、第１ＭＧ２０あるいは第２ＭＧ３０の少なくとも一方の動力でハイブリッド車両１を走行させる制御モードである。ＨＶ走行モードとは、エンジン１０および第２ＭＧ３０の動力でハイブリッド車両１を走行させる制御モードである。ＥＶ走行モードおよびＨＶ走行モードのそれぞれにおいて、制御モードはさらに細分化されている。

図４において、「Ｃ１」、「Ｂ１」、「ＣＳ」、「ＭＧ１」、「ＭＧ２」はそれぞれクラッチＣ１、ブレーキＢ１、クラッチＣＳ、第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０を示す。Ｃ１、Ｂ１、ＣＳの各欄の丸（○）印は「係合」を示し、×印は「解放」を示し、三角（△）印はエンジンブレーキ時にクラッチＣ１およびブレーキＢ１のどちらか一方を係合することを示す。また、ＭＧ１の欄およびＭＧ２の欄の「Ｇ」は主にジェネレータとして動作させることを示し、「Ｍ」は主にモータとして動作させることを示す。

ＥＶ走行モード中においては、制御装置１００は、第２ＭＧ３０単独の動力でハイブリッド車両１を走行させる「単モータ走行モード」と、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の両方の動力でハイブリッド車両１を走行させる「両モータ走行モード」とを、ユーザの要求トルクなどに応じて選択的に切り替える。

駆動装置２の負荷が低負荷の場合には単モータ走行モードが使用され、負荷が高負荷になると両モータ走行モードに移行される。

図４のＥ１欄に示すように、ＥＶ単モータ走行モードでハイブリッド車両１を駆動（前進あるいは後進）させる場合、制御装置１００は、クラッチＣ１を解放しかつブレーキＢ１を解放することで、変速部４０をニュートラル状態（動力を伝達しない状態）とする。このとき、制御装置１００は、第１ＭＧ２０を主にサンギヤＳ２をゼロに固定させる固定手段として動作させ、第２ＭＧ３０を主にモータとして動作させる（後述の図６参照）。第１ＭＧ２０を固定手段として動作させるために、第１ＭＧ２０の回転速度がゼロになるように回転速度をフィードバックして第１ＭＧ２０の電流を制御しても良く、トルクがゼロでも回転速度をゼロに維持できる場合には、電流を加えずコギングトルクを利用しても良い。なお、変速部４０をニュートラル状態とすると制動時にエンジン１０が連れ回されないのでその分のロスが少なく、大きな回生電力を回収することができる。

一方、図４のＥ３欄に示すように、ＥＶ両モータ走行モードでハイブリッド車両１を駆動（前進あるいは後進）させる場合、制御装置１００は、クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を係合して変速部４０のリングギヤＲ１の回転を規制（ロック）する。これにより、変速部４０のリングギヤＲ１に連結された差動部５０のキャリアＣＡ２の回転も規制（ロック）されるため、差動部５０のキャリアＣＡ２が停止状態に維持される（エンジン回転速度Ｎｅ＝０となる）。そして、制御装置１００は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を主にモータとして動作させる（後述の図７参照）。

ＨＶ走行モードにおいては、制御装置１００は、第１ＭＧ２０を主にジェネレータとして動作させ、第２ＭＧ３０を主にモータとして動作させる。

ＨＶ走行モード中において、制御装置１００は、シリーズパラレルモード、シリーズモードのいずれかに制御モードを設定する。

シリーズパラレルモードでは、エンジン１０の動力は、一部は駆動輪９０を駆動するために使用され、残りは、第１ＭＧ２０で発電を行なう動力として使用される。第２ＭＧ３０は、第１ＭＧ２０で発電された電力を用いて駆動輪９０を駆動する。シリーズパラレルモードにおいては、制御装置１００は、車速に応じて変速部４０の変速比を切り替える。

中低速域でハイブリッド車両１を前進させる場合には、制御装置１００は、図４のＨ２欄に示すように、クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を解放することで、ローギヤ段Ｌｏを形成する（後述の図８の実線参照）。一方、高速域でハイブリッド車両１を前進させる場合、制御装置１００は、図４のＨ１欄に示すように、クラッチＣ１を解放しかつブレーキＢ１を係合することで、ハイギヤ段Ｈｉを形成する（後述の図８の破線参照）。ハイギヤ段形成時、ローギヤ段形成時とも、変速部４０と差動部５０とは全体として無段変速機として動作する。

ハイブリッド車両１を後進させる場合には、制御装置１００は、図４のＨ３欄に示すように、クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を解放する。そして、制御装置１００は、バッテリのＳＯＣに余裕がある場合には、第２ＭＧ３０を単独で逆回転させる一方、バッテリのＳＯＣに余裕がない場合にはエンジン１０を運転させて第１ＭＧ２０で発電を行なうとともに第２ＭＧ３０を逆回転させる。

シリーズモードでは、エンジン１０の動力は、すべて第１ＭＧ２０で発電を行なう動力として使用される。第２ＭＧ３０は、第１ＭＧ２０で発電された電力を用いて駆動輪９０を駆動する。シリーズモードにおいては、ハイブリッド車両１を前進させる場合あるいはハイブリッド車両１を後進させる場合には、制御装置１００は、図４のＨ４欄およびＨ５欄に示すように、クラッチＣ１およびブレーキＢ１をともに解放し、かつクラッチＣＳを係合させる（後述の図９参照）。

ＨＶ走行モードでは、エンジン１０が作動しているため、ＭＯＰ５０１も作動している。したがって、ＨＶ走行モードでは、主にＭＯＰ５０１の油圧を用いてクラッチＣ１，ＣＳあるいはブレーキＢ１が係合される。

以下に、共線図を用いて、図４に示した各動作モードについて、各回転要素の状態を説明する。

図５は、ＥＶ単モータ走行モード（ＭＧ１がエンジンと非同期時）における動作状態を示す共線図である。図６は、ＥＶ単モータ走行モード（ＭＧ１がエンジンと同期時）における動作状態を示す共線図である。図７は、ＥＶ両モータ走行モード中の共線図である。図８は、ＨＶ走行（シリーズパラレル）モード中の共線図である。図９は、ＨＶ走行（シリーズ）モード中の共線図である。

図５〜図９に示す「Ｓ１」、「ＣＡ１」、「Ｒ１」はそれぞれ変速部４０のサンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、リングギヤＲ１を示し、「Ｓ２」、「ＣＡ２」、「Ｒ２」はそれぞれ差動部５０のサンギヤＳ２、キャリアＣＡ２、リングギヤＲ２を示す。

図５、図６を用いて、ＥＶ単モータ走行モード（図５：Ｅ１）中の制御状態について説明する。ＥＶ単モータ走行モードでは、制御装置１００は、変速部４０のクラッチＣ１、ブレーキＢ１およびクラッチＣＳを解放するとともに、エンジン１０を停止し、第２ＭＧ３０を主にモータとして動作させる。そのため、ＥＶ単モータ走行モードでは、第２ＭＧ３０のトルク（以下「ＭＧ２トルクＴｍ２」という）を用いてハイブリッド車両１は走行する。

エンジン１０は停止状態であるので、回転速度はゼロである。このときに図５、図６に示した２つの状態を取ることが可能である。

図５に示した状態では、変速部４０の回転要素がいずれもゼロとなっているので、変速部４０における機械的エネルギ損失は少ない。一方、第１ＭＧ２０の回転速度は負であるので、第２ＭＧ３０のロータが回転することによる機械的エネルギ損失が発生する。また、このときには、クラッチＣＳの２つの回転要素には差回転が生じているので、クラッチＣＳを係合させるとショックが発生する。

一方、図６に示した状態では、制御装置１００は、サンギヤＳ２の回転速度が０となるように第１ＭＧ２０のトルク（以下「ＭＧ１トルクＴｍ１」という）をフィードバック制御する。そのため、サンギヤＳ２は回転しない。しかしながら、変速部４０のクラッチＣ１およびブレーキＢ１は解放されているため、差動部５０のキャリアＣＡ２の回転は規制されない。したがって、差動部５０のリングギヤＲ２、キャリアＣＡ２および変速部４０のリングギヤＲ１は、第２ＭＧ３０の回転に連動して、第２ＭＧ３０の回転方向と同じ方向に回転（空転）させられる。

一方、変速部４０のキャリアＣＡ１は、エンジン１０が停止されていることによって、停止状態に維持される。変速部４０のサンギヤＳ１は、リングギヤＲ１の回転に連動して、リングギヤＲ１の回転方向とは反対の方向に回転（空転）させられる。

この状態では、クラッチＣＳの２つ係合要素はともに回転していないので、クラッチＣＳを係合させる際のショックは少なくて済む。

次に、図７を参照して、ＥＶ両モータ走行モード（図５：Ｅ３）中における制御状態について説明する。ＥＶ両モータ走行モードでは、制御装置１００は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１を係合し、かつクラッチＣＳを解放するとともに、エンジン１０を停止する。したがって、変速部４０のサンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、リングギヤＲ１の回転が回転速度がゼロになるように規制される。

変速部４０のリングギヤＲ１の回転が規制されることで、差動部５０のキャリアＣＡ２の回転も規制（ロック）される。この状態で、制御装置１００は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を主にモータとして動作させる。具体的には、ＭＧ２トルクＴｍ２を正トルクとして第２ＭＧ３０を正回転させるとともに、ＭＧ１トルクＴｍ１を負トルクとして第１ＭＧ２０を負回転させる。

クラッチＣ１を係合してキャリアＣＡ２の回転を規制することで、ＭＧ１トルクＴｍ１は、キャリアＣＡ２を支点としてリングギヤＲ２に伝達される。リングギヤＲ２に伝達されるＭＧ１トルクＴｍ１（以下「ＭＧ１伝達トルクＴｍ１ｃ」という）は、正方向に作用し、カウンタ軸７０に伝達される。そのため、ＥＶ両モータ走行モードでは、ＭＧ１伝達トルクＴｍ１ｃとＭＧ２トルクＴｍ２とを用いて、ハイブリッド車両１は走行する。制御装置１００は、ＭＧ１伝達トルクＴｍ１ｃとＭＧ２トルクＴｍ２との合計によってユーザ要求トルクを満たすように、ＭＧ１トルクＴｍ１とＭＧ２トルクＴｍ２との分担比率を調整する。

図８を参照して、ＨＶ走行（シリーズパラレル）モード（図４：Ｈ１、Ｈ２）中の制御状態について説明する。なお、図８には、ローギヤ段Ｌｏで前進走行している場合（図４のＨ２：図８のＳ１、ＣＡ１およびＲ１の共線図に示される実線の共線参照）と、ハイギヤ段Ｈｉで前進走行している場合（図４のＨ１：図８のＳ１、ＣＡ１およびＲ１の共線図に示される破線の共線参照）とが例示されている。なお、説明の便宜上、ローギヤ段Ｌｏで前進走行している場合もハイギヤ段Ｈｉで前進走行している場合もリングギヤＲ１の回転速度は同一である場合を想定する。

ＨＶ走行（シリーズパラレル）モードであって、かつ、ローギヤ段Ｌｏ形成時には、制御装置１００は、クラッチＣ１を係合するとともに、ブレーキＢ１およびクラッチＣＳを解放する。そのため、回転要素（サンギヤＳ１，キャリアＣＡ１，リングギヤＲ１）は一体となって回転する。これにより、変速部４０のリングギヤＲ１も、キャリアＣＡ１と同じ回転速度で回転し、エンジン１０の回転は、同じ回転速度でリングギヤＲ１から差動部５０のキャリアＣＡ２に伝達される。すなわち、変速部４０のキャリアＣＡ１に入力されたエンジン１０のトルク（以下「エンジントルクＴｅ」という）は、変速部４０のリングギヤＲ１から差動部５０のキャリアＣＡ２に伝達される。なお、ローギヤ段Ｌｏ形成時リングギヤＲ１から出力されるトルク（以下「変速部出力トルクＴｒ１」という）は、エンジントルクＴｅと同じ大きさである（Ｔｅ＝Ｔｒ１）。

差動部５０のキャリアＣＡ２に伝達されたエンジン１０の回転は、サンギヤＳ２の回転速度（第１ＭＧ２０の回転速度）によって無段階に変速されて差動部５０のリングギヤＲ２に伝達される。この際、制御装置１００は、基本的には、第１ＭＧ２０をジェネレータとして動作させて、ＭＧ１トルクＴｍ１を負方向に作用させる。これにより、キャリアＣＡ２に入力されたエンジントルクＴｅをリングギヤＲ２に伝達するための反力をＭＧ１トルクＴｍ１が受け持つことになる。

リングギヤＲ２に伝達されたエンジントルクＴｅ（以下「エンジン伝達トルクＴｅｃ」という）は、カウンタドライブギヤ５１からカウンタ軸７０に伝達され、ハイブリッド車両１の駆動力として作用する。

また、ＨＶ走行（シリーズパラレル）モードでは、制御装置１００は、第２ＭＧ３０を主にモータとして動作させる。ＭＧ２トルクＴｍ２は、リダクションギヤ３２からカウンタ軸７０に伝達され、ハイブリッド車両１の駆動力として作用する。つまり、ＨＶ走行（シリーズパラレル）モードでは、エンジン伝達トルクＴｅｃとＭＧ２トルクＴｍ２とを用いて、ハイブリッド車両１は走行する。

一方、ＨＶ走行（シリーズパラレル）モードであって、かつ、ハイギヤ段Ｈｉ形成時には、制御装置１００は、ブレーキＢ１を係合するとともに、クラッチＣ１およびクラッチＣＳを解放する。ブレーキＢ１が係合されるため、サンギヤＳ１の回転が規制される。これにより、変速部４０のキャリアＣＡ１に入力されたエンジン１０の回転は、増速されて変速部４０のリングギヤＲ１から差動部５０のキャリアＣＡ２に伝達される。したがって、ハイギヤ段Ｈｉ形成時には、変速部出力トルクＴｒ１はエンジントルクＴｅよりも小さくなる（Ｔｅ＞Ｔｒ１）。

図９を参照してＨＶ走行（シリーズ）モード（図４：Ｈ４）中における制御状態について説明する。ＨＶ走行（シリーズ）モードでは、制御装置１００は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１を解放するとともに、クラッチＣＳを係合する。したがって、クラッチＣＳが係合されることによって、差動部５０のサンギヤＳ２が、変速部４０のキャリアＣＡ１と同じ回転速度で回転し、エンジン１０の回転は、同じ回転速度でクラッチＣＳから第１ＭＧ２０に伝達される。これにより、エンジン１０を動力源とする第１ＭＧ２０による発電が実施可能となる。

一方、クラッチＣ１およびブレーキＢ１がいずれも解放されるため、変速部４０のサンギヤＳ１とリングギヤＲ１と、差動部５０のキャリアＣＡ２の回転は規制されない。すなわち、変速部４０は、ニュートラル状態となり、差動部５０のキャリアＣＡ２の回転が規制されないため、第１ＭＧ２０の動力およびエンジン１０の動力は、カウンタ軸７０に伝達されない状態となる。そのため、カウンタ軸７０には、第２ＭＧ３０のＭＧ２トルクＴｍ２が伝達される。したがって、ＨＶ走行（シリーズ）モードでは、エンジン１０を動力源として第１ＭＧ２０による発電を実施しつつ、その発電した電力の一部または全部を用いてＭＧ２トルクＴｍ２でハイブリッド車両１は走行することとなる。

シリーズモードが実現可能となったことにより、低車速時やバックグラウンドノイズが低い車両状態において、シリーズパラレルモードでは注意が必要であったエンジントルク変動に起因するギヤ機構の歯打ち音の発生を気にせずに、エンジンの動作点を選択できる。これによって、車両の静粛性および燃費の向上の両立を図ることが可能な車両状態が増加する。

以上説明した制御モードでは、ＨＶ走行モードにおいてＣＳクラッチによってエンジン１０と第１ＭＧ２０を直結し、クラッチＣ１とブレーキＢ１を共に解放状態として変速部４０をニュートラル状態に制御することによって、車両がシリーズモードで動作可能となることを説明した。

以下では、ＣＳクラッチを設けることによってさらに異なる他の動作モードでも車両を動作させることができることについて説明する。

再び図４を参照して、ＥＶ走行モードのＥ４，Ｅ５欄、ＨＶ走行モードのＨ６〜Ｈ９欄について説明する。

まず、ＥＶ走行モードのＥ４，Ｅ５欄について説明する。これらの追加モードもＥ３欄と同じく両モータ走行モードであるが、エンジン回転速度Ｎｅがゼロでない点でも動作させることができる点が異なる（図４中で「Ｎｅフリー」と記載）。

図１０は、図４のＥ４，Ｅ５欄の動作を説明するための共線図である。図１０を参照して、ＥＶ走行かつ両モータ走行モード中における制御状態について説明する。なお、図１０には、ローギヤ段Ｌｏで前進走行している場合（図１０に示される実線の共線参照）と、ハイギヤ段Ｈｉで走行している場合（図１０に示される破線の共線参照）とが例示されている。なお、説明の便宜上、ローギヤ段Ｌｏで前進走行している場合もハイギヤ段Ｈｉで前進走行している場合もリングギヤＲ１の回転速度は同一である場合を想定する。

ＥＶ走行（両モータ）モードであって、かつ、ローギヤ段Ｌｏ形成時（図４のＥ５欄）には、制御装置１００は、クラッチＣ１およびクラッチＣＳを係合するとともに、ブレーキＢ１を解放する。そのため、変速部４０の回転要素（サンギヤＳ１，キャリアＣＡ１，リングギヤＲ１）は一体となって回転する。さらに、クラッチＣＳが係合することによって、変速部４０のキャリアＣＡ１と差動部５０のサンギヤＳ２とは一体となって回転する。これにより、変速部４０および差動部５０のすべての回転要素が同じ回転速度で一体となって回転する。そのため、第２ＭＧ３０とともに、第１ＭＧ２０においてＭＧ１トルクＴｍ１を正回転方向に発生させることによって、両モータを用いたハイブリッド車両１の走行が可能となる。ここで、エンジン１０は、ＥＶ走行時には自立駆動していないので、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０のトルクによって回転される被駆動状態である。したがって、エンジンの回転時の抵抗が少なくなるように、バルブの開閉タイミングを操作することが好ましい。

リングギヤＲ２に伝達された第１ＭＧ１伝達トルクＴｍ１ｃは、カウンタドライブギヤ５１からカウンタ軸７０に伝達され、ハイブリッド車両１の駆動力として作用する。同時に、ＭＧ２トルクＴｍ２は、リダクションギヤ３２からカウンタ軸７０に伝達され、ハイブリッド車両１の駆動力として作用する。つまり、ＥＶ走行かつ両モータ走行モードで、かつ、ローギヤ段Ｌｏ形成時は、リングギヤＲ２に伝達されたＭＧ１トルクＴｍ１とＭＧ２トルクＴｍ２とを用いて、ハイブリッド車両１は走行する。

一方、ＥＶ走行かつ両モータ走行モードであって、かつ、ハイギヤ段Ｈｉ形成時（図４：Ｅ４欄）には、制御装置１００は、ブレーキＢ１およびクラッチＣＳを係合するとともに、クラッチＣ１を解放する。ブレーキＢ１が係合されるため、サンギヤＳ１の回転が規制される。

また、クラッチＣＳが係合されるため、変速部４０のキャリアＣＡ１と差動部５０のサンギヤＳ２とは一体となって回転する。そのため、サンギヤＳ２の回転速度は、エンジン１０と同じ回転速度になる。

図１１は、図４のＨ７，Ｈ９欄の動作を説明するための共線図である。図１１を参照して、ＨＶ走行（パラレル：有段）かつ両モータ走行モード中における制御状態について説明する。なお、図１１には、ローギヤ段Ｌｏで前進走行している場合（図１１に示される実線の共線参照）と、ハイギヤ段Ｈｉで走行している場合（図１１に示される破線の共線参照）とが例示されている。

図１０と図１１を比較するとわかるように、ＨＶ走行（パラレル：有段）かつ両モータ走行モードでは、エンジン１０が自立駆動するので、図１１のキャリアＣＡ１にエンジントルクＴｅが与えられる。このため、リングギヤＲ２にもエンジントルクＴｅｃが加算される。他の点については、図１１に示した共線図は、図１０と同じであるので、説明は繰返さない。

ＨＶ走行（パラレル：有段）かつ両モータ走行モードは、エンジントルクＴｅ、ＭＧ１トルクＴｍ１、ＭＧ２トルクＴｍ２をすべて、駆動輪の前進方向の回転トルクに使用することができるので、駆動輪に大きなトルクが要求される場合に特に有効である。

なお、ＨＶ走行（パラレル：有段）かつ単モータ走行モードの制御状態は、図１１においてＴｍ１＝０とした場合に相当する。また、ＨＶ走行（パラレル：有段）モードは、Ｔｍ１＝０、Ｔｍ２＝０としてエンジントルクのみで走行することも可能である。

［各動作モードが使用される状況］
図１２は、ハイブリッド車両が主として燃料をエネルギ源として走行する場合の走行モードを決定するモード判定マップである。このモード判定マップは、ハイブリッド自動車が通常走行する場合、またはプラグインハイブリッド自動車がバッテリの蓄電状態を維持するＣＳモードで走行する場合に使用される。図１２には境界線が破線で示されるマップと境界線が実線で示されるマップとが重ねて示されている。境界線が破線で示されるマップは、バッテリ６０の入出力パワーに制限を受けない場合に通常用いられるマップである。一方、境界線が実線で示されるマップは、ＳＯＣや温度などの諸条件によってバッテリ６０の入出力パワーが制限された場合に用いられるマップである。

まず、境界線が破線で示されるマップの車両負荷が正の領域について説明する。車速がゼロに近く車両負荷が小さい領域ではＥＶ単モータ走行モードが使用される。両モータ走行ではなく、単モータ走行としているのは、不意のアクセルペダル踏込時にすぐさまエンジン始動ができるようにする為である。そして、車速が高くなるかまたは車両負荷が大きくなるとＨＶシリーズパラレルモード（Ｌｏギヤ）が使用される。車両負荷がさらに大きくなってＨＶシリーズパラレルモードではトルクが不足する場合には、パラレルモード（Ｌｏギヤ）でエンジントルクを駆動輪にすべて出力しつつ、かつＭＧ１トルクまたはＭＧ２トルクも使用するモータアシストを実行する。なお、パワーオンダウンシフト時にこのモードを使用するようにしても良い。

続いて、境界線が破線で示されるマップの車両負荷が負の領域について説明する。車速がゼロに近く車両負荷が小さい領域ではＥＶ単モータ走行モードが使用される。車速が増加すると、ＨＶシリーズモードが使用される。車両負荷が負の場合が正の場合よりもＥＶ単モータ走行モードの領域が広くなっているのは、エンジンを始動するのはシリーズモードであるので、エンジン始動時のショックを低減させるための反力トルク分の余裕を設けなくてよいからである。

次に、境界線が実線で示されるマップの車両負荷が正の領域について説明する。車両負荷が正、かつ低車速時は、ＨＶシリーズモードを実施する。ＨＶシリーズモードは、第２ＭＧ３０とディファレンシャルギヤとの間のガタ打ちによる騒音（所謂、ガラ音）防止に有効な動作モードである。

車速の上昇と共に、シリーズモードから、モータアシストを使用しないパラレル（Ｈｉギヤ）モード、ＨＶシリーズパラレル（Ｈｉギヤ）モードの順に動作モードが遷移する。パラレル（Ｈｉギヤ）モードは固定ギア比なので、エンジン１０が燃料消費を最小とする動作点を外れやすいため、使用領域は比較的狭い帯状となっている。

またシリーズモードから、車両負荷が大きくなると、シリーズパラレル（Ｌｏ）モードに遷移する。シリーズパラレル（Ｌｏ）モードは、駆動力が優先される領域で有効な動作モードである。

次に、境界線が実線で示されるマップの車両負荷が負の領域について説明する。車両負荷が負の場合は、車速にかかわらずシリーズモードが使用される。シリーズモードでは、同一車速において、エンジン回転速度を任意に制御可能なため、ドライバの要求に応じたエンジンブレーキトルクを発生させることができる。エンジンブレーキトルクに逆らって第１ＭＧ２０を回転させるので、第１ＭＧ２０は力行運転となる。このため、第２ＭＧ３０で回生制動によって発生した回生電力を第１ＭＧ２０で消費できるので、バッテリ６０が回生電力を受け入れられない場合でも、第２ＭＧ３０で回生制動することができる。さらに、第１ＭＧ２０の回転速度とエンジン回転速度が同一となるため、他のモードに比べ、第１ＭＧ２０の回転速度上限によるエンジン回転速度の制約を受けにくい為、エンジンブレーキトルクの絶対値も大きくできる。

図１３は、ハイブリッド車両が主としてバッテリに充電された電力をエネルギ源として走行する場合の走行モードを決定するモード判定マップである。このモード判定マップは、ハイブリッド自動車がＥＶ走行する場合、またはプラグインハイブリッド自動車がバッテリの蓄電状態を消費するＣＤモードで走行する場合に使用される。

図１３を参照して、正負の低負荷域では、単モータ走行のＥＶ走行モードが使用される。ＣＤモードでは、基本的にエンジン１０の始動を想定しなくても良いのでエンジン１０の始動に伴う反力補償トルクが必要なく比較的広い領域を単モータ走行のＥＶ走行モードに割り当てることができる。

高負荷域では、単モータ走行では、トルクが不足するため、両モータ走行モードが選択される。すなわち、車速が所定値よりも低い場合であって負荷の大きさが小さい領域では、単モータ走行のＥＶ走行モードが選択され、負荷の大きさが所定値よりも大きいと両モータ走行のＥＶモードが選択される。

両モータ走行モードであって、車速が所定値Ｖ１を超える場合には、第１ＭＧ２０やピニオンギヤの回転速度の上限があるため、エンジン回転速度Ｎｅがゼロの両モータ走行（図７）から、Ｎｅがゼロでない両モータ走行（図１０）に車両の状態が変化する。

車速がＶ２を超えると、バッテリの電力で走行するときのエネルギ効率が悪化する傾向にあるため、シリーズパラレル（Ｌｏ）、シリーズパラレル（Ｈｉ）、シリーズのいずれかのＨＶ走行モードが選択される。図１３では、車速がＶ２より高い領域では、車両負荷が負であればシリーズモードが選択され、車両負荷が正の場合には、低負荷においてシリーズパラレル（Ｈｉ）モードが選択され、高負荷では、シリーズパラレル（Ｌｏ）モードが選択される。

［バッテリ充電制限時のエンジンブレーキの作動例］
ハイブリッド自動車は、基本的には、減速時にはモータジェネレータで回生制動を行なって車両の運動エネルギーの一部をバッテリに電気エネルギーに変換して回収する。しかし、バッテリの充電に制限が課される場合、たとえばバッテリの蓄電量が管理上限値に到達した場合、バッテリの温度が低く充電電力が制限されている場合などには、そのまま回生制動を行なうことはできない。

ＣＳ（Charge Sustain）モードかつＥＶ単モータ走行モードで走行している場合には、ハイブリッド車両１を制動する場合でかつエンジンブレーキが必要な場合、図４のＥ２欄に示すように、制御装置１００は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１のどちらか一方を係合する。たとえば、バッテリ６０のＳＯＣが満充電状態に近い場合には、回生電力を充電できないので、エンジンブレーキ状態とすることが考えられる。

クラッチＣ１およびブレーキＢ１のどちらか一方を係合することにより、駆動輪９０の回転がエンジン１０に伝達されエンジン１０が回転される、いわゆるエンジンブレーキ状態となる。このとき、制御装置１００は、第１ＭＧ２０を主にモータとして動作させ、第２ＭＧ３０を主にジェネレータとして動作させる。

一方、ＣＤ（Charge Depletion）モードでは、図４のＨ４に示すように、シリーズモードに設定し、第２ＭＧ３０で回生制動によって発生した回生電力を第１ＭＧ２０で消費する。したがって、バッテリ６０が回生電力を受け入れられない場合でも、第２ＭＧ３０で回生制動することができる。

図１４は、プラグインハイブリッド自動車がＣＤモードで回生制動を伴う走行中にＳＯＣが上昇し、エンジンブレーキを作動させる様子を説明するためのタイミングチャートである。図１４を参照して、時刻ｔ０では、ハイブリッド車両１は、バッテリ６０のＳＯＣが比較的高い状態で、第２ＭＧ３０で回生制動を行なっている状態である。たとえば、高速走行中に、アクセルペダルを緩めたような場合にこのような状態となる。

車両は、惰性走行しているのでアクセルペダルを緩めたことに伴う要求駆動力の変化に従って、ＭＧ２トルクが負となり、回生ブレーキがかかった状態になっている。たとえば、下り坂などの場合、重力の加速成分と、ＭＧ２トルクおよび車両走行抵抗とが釣り合っており、車速は増減していない。

時刻ｔ１において、ＳＯＣがスタンバイしきい値ＳＯＣｔに到達したタイミングで、スタンバイ制御が開始される。スタンバイしきい値ＳＯＣｔは、バッテリ６０への充電を制限する状態にＳＯＣが近づいたことを判定するために予め定められた値である。図１４の例では、時刻ｔ１〜ｔ２において、エンジン回転速度およびＭＧ１回転速度が共に０ｒｐｍになる状態、すなわちクラッチＣＳの回転速度同期状態に移行している。

図１５は、図１４の時刻ｔ１における各回転要素の状態を示した共線図である。図１６は、図１４の時刻ｔ２における各回転要素の状態を示した共線図である。図１５、図１６ともに、クラッチＣ１，ＣＳおよびブレーキＢ１はすべて解放状態である。時刻ｔ１〜ｔ２において、ＭＧ１トルクＴｍ１が図示される矢印の向きに働く。これにより、キャリアＣＡ２の回転速度は増加すると共に、ＭＧ１の回転速度は負の回転速度から０ｒｐｍに近づく。すると、図１６に示したように、変速部４０では、リングギヤＲ１の回転速度が増加し、各部の回転速度が変化する。図１６に示す状態は、エンジン回転速度および第１ＭＧ２０の回転速度はともに０ｒｐｍであるので、クラッチＣＳの回転速度同期状態である。

再び図１４に戻って、時刻ｔ２〜ｔ３では、ＭＧ１トルクＴｍ１はゼロに戻される一方で、クラッチＣＳの作動油圧が増加され、時刻ｔ３においてクラッチＣＳは係合を完了する。この時点でエンジンブレーキを作動させるためのスタンバイが完了する。

その後、時刻ｔ４において、バッテリ６０のＳＯＣが管理上限ＳＯＣに到達すると、第１ＭＧ２０はエンジンのクランキングを開始するためにＭＧ１トルクＴｍ１を再び出力する。これに伴いエンジン回転速度はゼロから上昇する。このとき、エンジン１０は燃料カットの状態にあってフリクションによって回転抵抗を発生させているため、エンジントルクＴｅは負となっている。

エンジン回転速度が上昇していく途中で、時刻ｔ５においてＭＧ１，ＭＧ２，エンジン１０の回転速度が等しくなり、その後、時刻ｔ６においては状態が安定し、エンジンブレーキが継続的に作動する。

図１７は、図１４の時刻ｔ５における各回転要素の状態を示した共線図である。図１８は、図１４の時刻ｔ６における各回転要素の状態を示した共線図である。図１７、図１８ともに、クラッチＣ１およびブレーキＢ１は解放状態であり、クラッチＣＳは係合状態である。図１８の状態では、第２ＭＧ３０で回生制動が行なわれ、そのとき発生した回生電力は、第１ＭＧ２０がエンジンをクランキングすることによって消費されるので、時刻ｔ６以降は、バッテリ６０のＳＯＣは管理上限ＳＯＣを超えずに一定な値に維持されている。

図１４に示した例では、時刻ｔ３においてあらかじめクラッチＣＳを係合完了させているので、時刻ｔ４においてＳＯＣが管理上限値に到達すると直ちに、エンジンブレーキを作動させることができる。特に、低温では、クラッチＣＳの応答性が悪化するので、事前にクラッチＣＳを係合させておくと、タイムラグがなくエンジンブレーキを作動させることができる。

なお、エンジンが冷間状態の場合、エンジンのフリクショントルクが大きくなるので、吸気弁の開閉タイミングを可変とする可変動弁機構（ＶＶＴ機構）を用いて、時刻ｔ４〜ｔ６におけるエンジンの燃料カット時の回転抵抗を減らすことが好ましい。そしてエンジン回転速度が所望の回転速度に到達したら、可変動弁機構をもとの状態に戻すと良い。

図１９は、実施の形態１で実行されるエンジンブレーキスタンバイ制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、ＣＤモードで走行している場合に所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとにステップＳ１０のスタート処理が呼び出されて実行される。

まず、ステップＳ２０において、バッテリ６０のＳＯＣが判定しきい値ＳＯＣｔよりも大きいか否かが判断される。判定しきい値ＳＯＣｔは、バッテリ６０のＳＯＣが管理上限値に近づいたことを判定するための所定値であり、クラッチＣＳの係合要素温度またはＡＴＦ温度と、バッテリ温度またはシフトレンジとに基づいて定めることができる。

図２０は、判定しきい値ＳＯＣｔをバッテリ温度に基づいて定めた一例を示す図である。図２１は、判定しきい値ＳＯＣｔをシフトレンジに基づいて定めた一例を示す図である。図２０、図２１ともに、横軸にはクラッチＣＳの係合要素温度またはＡＴＦ温度が示され、縦軸にはバッテリ６０のＳＯＣが示されている。そして、しきい値よりもＳＯＣが低い領域ではエンジンブレーキのスタンバイ処理が実施されず、しきい値よりもＳＯＣが高い領域ではエンジンブレーキのスタンバイ処理が実施される。

図２０では、バッテリ温度が低温の場合に設定されるしきい値ＳＯＣｔ（Ｌ）と、バッテリ温度が常温の場合に設定されるしきい値ＳＯＣｔ（Ｎ）とが記載されている。ここで常温は低温よりも高い温度であり、ＳＯＣｔ（Ｎ）＞ＳＯＣｔ（Ｌ）である。

図２１では、シフトレンジ信号がＤレンジの場合に設定されるしきい値ＳＯＣｔ（Ｄ）と、シフトレンジ信号がＢレンジの場合に設定されるしきい値ＳＯＣｔ（Ｂ）とが記載されている。ここでＢレンジのほうがエンジンブレーキが早期に作動するレンジであり、ＳＯＣｔ（Ｄ）＞ＳＯＣｔ（Ｂ）である。

再び図１９に戻って、ステップＳ２０においてＳＯＣ＞ＳＯＣｔが成立しなければステップＳ６０に処理が進められる。ステップＳ６０では、通常モード（クラッチＣＳが解放、かつ、エンジンとＭＧ１の回転同期ＯＦＦ）で車両が走行する。このときは、バッテリ６０の充電が制限されるまでにはまだ十分な時間があるため、車両は、エンジンブレーキスタンバイ動作は実行されない。

ステップＳ２０においてＳＯＣ＞ＳＯＣｔが成立した場合には、ステップＳ３０に処理が進められる。ステップＳ３０では、ＡＴＦ温度が判定しきい値よりも低いか否かが判断される。

ステップＳ３０において、ＡＴＦ温度＜判定しきい値が成立しなければ、ステップＳ５０に処理が進められ、ＡＴＦ温度＜判定しきい値が成立した場合には、ステップＳ４０に処理が進められる。

ステップＳ４０では、車両はエンジンブレーキスタンバイ動作（１）が実行される。具体的には、第１ＭＧ２０の回転速度がゼロとなるようにＭＧ１トルクＴｍ１が制御され、クラッチＣＳの回転同期制御が行なわれた後に、クラッチＣＳが係合される。なお、クラッチＣＳを完全に係合させなくてもクラッチのストロークを詰めたり、半係合にさせたりしておいても良い。これにより、バッテリ６０のＳＯＣが管理上限値に到達すると直ちにＭＧ１トルクＴｍ１によってエンジンの回転速度を上昇させるエンジンブレーキを作動させることができる。

ステップＳ５０では、車両はエンジンブレーキスタンバイ動作（２）が実行される。具体的には、第１ＭＧ２０の回転速度がゼロとなるようにＭＧ１トルクＴｍ１が制御され、クラッチＣＳの回転同期制御が行なわれる。このときには、クラッチＣＳは係合されず解放状態とされる。この場合、クラッチＣＳのピストンを動かすための油圧ポンプの仕事が小さくなるので、その分ステップＳ４０の状態よりもエネルギ損失を少なくしておくことができる。

ステップＳ４０，Ｓ５０，Ｓ６０のいずれかの処理が終了すると、ステップＳ７０に処理が進められ、制御はメインルーチンに戻される。なお、その後にＳＯＣが上限管理値に到達すると、第１ＭＧ２０のトルクＴｍ１でエンジンを点火しない状態で回転させる処理（図４のＨ４：シリーズハイブリッドモードでのエンジンブレーキ）が実行される。

以上説明したように、本実施の形態では、バッテリ６０の状態が充電に制限がかかる状態に近づいたときに、エンジンブレーキをすぐに作動させられるように、スタンバイモードに車両の状態を設定する。このため、バッテリ６０の状態が充電を制限すべき状態に至ったときに応答性良くエンジンブレーキを作動させることができる。

なお、図１９のフローチャートでは、エンジンブレーキスタンバイ動作は、クラッチＣＳの入力と出力の差回転をゼロに調整する同期動作または、クラッチＣＳの係合動作を例示したが、エンジンブレーキスタンバイ動作は、クラッチのストロークを詰める動作やクラッチを半係合状態とする動作を含んでも良い。また、エンジンブレーキスタンバイ動作は、図１５に示したＥＶ走行モードを図１６に示したＥＶ走行モードに変更するモード変更動作を含んでも良い。

［実施の形態２］
実施の形態１では、図１に示したように２つの第１ＭＧ２０，第２ＭＧ３０の回転軸が平行して配置され、エンジン１０に変速部４０が接続された構成において、エンジンブレーキのスタンバイ動作を実行することについて説明した。

実施の形態２では、他の構成においてエンジンブレーキのスタンバイ動作を実行することについて説明する。

図２２は、実施の形態２のハイブリッド車両６０１の構成を示した図である。図２２に示す構成は、回転軸１２Ａに対して対称な部分（紙面下半分）を省略している。図２３は、図２２における車両の各構成要素の動力伝達経路を簡略に示したブロック図である。なお、図２２は、図２と対比される図である。図２２、図２３に示すように、ハイブリッド車両６０１は、エンジン１０と、第１ＭＧ２０Ａと、第２ＭＧ３０Ａと、動力伝達部３Ａと、駆動輪９０Ａとを含む。動力伝達部３Ａは、差動部５０Ａと、ブレーキＢ３と、クラッチＣ３，Ｃ４とを含む。

エンジン１０Ａと、クラッチＣ４とは、ダンパーＤを介して接続されている。クラッチＣ４は、係合するとエンジン１０Ａの回転軸と第１ＭＧ２０Ａの回転軸とを接続する。

差動部５０Ａは、図２２に示した例では、サンギヤＳ３とリングギヤＲ３とピニオンギヤＰ３とキャリアＣＡ３とを含んで構成される遊星歯車機構である。クラッチＣ３は、係合すると第１ＭＧ２０Ａの回転軸と差動部５０Ａの回転要素（リングギヤＲ３）とを接続する。ブレーキＢ３は、係合すると差動部５０Ａの回転要素（リングギヤＲ３）を回転速度ゼロに固定する。

差動部５０Ａの回転要素（サンギヤＳ３）は第２ＭＧ３０Ａの回転軸に接続される。差動部５０Ａの回転要素（キャリアＣＡ３）は出力ギヤＯＵＴを介して駆動輪９０Ａに接続される。

図２２、図２３を見ればわかるように、ハイブリッド車両６０１は、クラッチＣ３，Ｃ４を係合させ、ブレーキＢ３を解放させると、シリーズパラレルモードで動作させることが可能である。また、ハイブリッド車両６０１は、クラッチＣ４およびブレーキＢ１を係合させ、クラッチＣ３を解放させると、シリーズモードで動作させることが可能である。さらに、エンジンを停止したＥＶ走行時は、クラッチＣ４およびブレーキＢ３を解放し、１つのモータのみで走行する場合クラッチＣ３を解放し、２つのモータで走行する場合にはクラッチＣ３を係合させる。これによりＥＶ走行の１モータ走行と２モータ走行が実現可能である。これらの状態を以下、図表に整理して説明する。

図２４は、ハイブリッド車両６０１の走行モードと係合要素の状態との関係を説明するための図である。図２５は、各走行モードの差動部の回転状態と係合要素の係合状態とを示した図である。

図２４、図２５を参照して、走行モードが、ＥＶ（１−ＭＧ）モードでは、エンジン１０Ａは運転が停止され、第２ＭＧ３０Ａが駆動される。第２ＭＧ３０Ａの回転速度は、遊星歯車機構（差動部５０Ａ）によって減速され駆動輪９０Ａに伝達される。このとき、ブレーキＢ３が係合され、クラッチＣ３およびＣ４は解放される。

走行モードが、ＥＶ（２−ＭＧ）モードでは、エンジン１０Ａは運転が停止され、第１ＭＧ２０Ａおよび第２ＭＧ３０Ａが駆動される。これら２つのモータは、トータル効率の良い回転速度を選択することができる。このとき、クラッチＣ３が係合され、ブレーキＢ３およびクラッチＣ４は解放される。

走行モードが、ＨＶ（１−ＭＧ）モードでは、エンジン１０Ａは運転され、第２ＭＧ３０Ａが駆動される。第２ＭＧ３０Ａの回転速度は、遊星歯車機構（差動部５０Ａ）によって減速され駆動輪９０Ａに伝達される。エンジン１０Ａの回転力によって第１ＭＧ２０Ａは発電を行なう。このとき、ブレーキＢ３およびクラッチＣ４が係合され、クラッチＣ３は解放され、シリーズＨＶ運転が行なわれる。

走行モードが、ＨＶ（２−ＭＧ）モードでは、エンジン１０Ａは運転され、第１ＭＧ２０Ａおよび第２ＭＧ３０Ａが駆動される。図２５（右下）の共線図に示すように、第２ＭＧ３０Ａおよびエンジン１０Ａは出力ギヤＯＵＴの回転を増加させる向きにトルクを出力する。第１ＭＧ２０Ａは、出力ギヤＯＵＴの回転を調整するように、負のトルクを発生し適宜発電を行なう。このとき、クラッチＣ３およびＣ４が係合され、ブレーキＢ３は解放される。このように制御することによって、ハイブリッド車両６０１はシリーズパラレルモードで走行することができる。

このように構成されたハイブリッド車両６０１においても、バッテリ６０Ａへの充電が制限される状況では、エンジンブレーキを作動させ、バッテリ６０Ａへの充電を発生させず、かつ車輪に設けられた摩擦ブレーキを使用せずに制動力を得ることができる。

ハイブリッド車両６０１は、エンジンブレーキを作動させる場合には、クラッチＣ３を解放させ、駆動輪９０Ａとエンジン１０Ａを切り離した状態で、クラッチＣ４を係合させ、第２ＭＧ３０Ａで発生する回生電力を使用して第１ＭＧ２０Ａでエンジン１０Ａのクランキング動作を行なわせる。このときの係合要素の状態は、図２４のＨＶ（１−ＭＧ）モードと同じである。

ＥＶ（１−ＭＧ）モードは、クラッチＣ３が解放状態であるので、クラッチＣ４を係合させるだけでＨＶ（１−ＭＧ）モードと同じ状態にすることができる。これに比べて、ＥＶ（２−ＭＧ）モードは、クラッチＣ３が係合状態であるので、クラッチＣ３を解放させ、ブレーキＢ３およびクラッチＣ４を係合させなければ、ＨＶ（１−ＭＧ）モードと同じ状態にすることができない。

したがって、係合要素の状態を比較すると、ＥＶ（１−ＭＧ）モードはＥＶ（２−ＭＧ）モードと比べると、エンジンブレーキを作動させる状態に移行するのに適したＥＶモードであるということができる。このため、ＥＶ走行時にエンジンブレーキを作動させるためのスタンバイ制御としては、ＥＶ（２−ＭＧ）モードで走行中にＥＶ（１−ＭＧ）モードに早期に移行しておくことが考えられる。

図２６は、実施の形態２で実行されるエンジンブレーキスタンバイ制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、ＣＤモードまたはＥＶモードで走行している場合に所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとにステップＳ１１０のスタート処理が呼び出されて実行される。

まず、ステップＳ１２０において、バッテリ６０ＡのＳＯＣが判定しきい値ＳＯＣｔよりも大きいか否かが判断される。判定しきい値ＳＯＣｔは、クラッチＣ３，Ｃ４の係合要素温度またはＡＴＦ温度と、バッテリ温度またはシフトレンジとに基づいて定めることができ、図２０、図２１で説明したしきい値と同様なものを用いることができる。

ステップＳ１２０においてＳＯＣ＞ＳＯＣｔが成立しなければステップＳ１５０に処理が進められる。ステップＳ１５０では、通常モード（駆動力要求等によって設定されたＥＶ（１−ＭＧ）モードまたはＥＶ（２−ＭＧ）モード）で車両が走行する。このときは、バッテリ６０Ａの充電が制限されるまでにはまだ十分な時間があるため、エンジンブレーキスタンバイ動作は実行されない。

ステップＳ１２０においてＳＯＣ＞ＳＯＣｔが成立した場合には、ステップＳ１３０に処理が進められる。ステップＳ１３０では、車両の走行モードがＥＶ（２−ＭＧ）モードであるか否かが判断される。

ステップＳ１３０において、走行モードがＥＶ（２−ＭＧ）モードでない場合には、ステップＳ１５０に処理が進められる。この場合には走行モードはすでにＥＶ（１−ＭＧ）モードであるので、エンジンブレーキスタンバイ動作は必要ない。ステップＳ１３０において、走行モードがＥＶ（２−ＭＧ）モードであった場合には、ステップＳ１４０に処理が進められる。ステップＳ１４０では、走行モードをＥＶ（２−ＭＧ）モードからＥＶ（１−ＭＧ）モードに変更するエンジンブレーキスタンバイ動作を実行する。

ステップＳ１４０またはステップＳ１５０に続いて、ステップＳ１６０に処理が進められ、制御はメインルーチンに戻される。

図２７は、ハイブリッド車両６０１におけるエンジンブレーキ作動時の差動部の回転要素の状態と係合要素の状態とを説明するための図である。図２７を参照して、エンジンブレーキ作動時には、クラッチＣ３によって出力軸ＯＵＴからエンジン１０Ａおよび第１ＭＧ２０Ａを切り離した状態としている。そして、クラッチＣ４およびブレーキＢ３を係合させている。このようにすれば、第２ＭＧ３０Ａで回生ブレーキを作動させて生じた電力を、第１ＭＧ２０Ａでエンジンのクランキング動作させることによって消費させることができる。したがって、車輪の摩擦ブレーキを作動させず、かつバッテリへの充電を発生させずに、制動力を得ることができる。

以上説明したように、実施の形態２でも予めスタンバイ動作を実行しておくことによって、エンジンブレーキの応答性を高めることができる。なお、実施の形態２では、ＥＶ走行モードを変更する動作をスタンバイ動作の一例として示したが、実施の形態１と同様に、クラッチＣ４のストロークを詰めたり、半係合させたり係合させたりする動作をスタンバイ動作として実行しても良い。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，６０１ ハイブリッド車両、２ 駆動装置、１０，１０Ａ エンジン、１２ 第１軸、１２Ａ，２２，３１ 回転軸、１４ 第２軸、２０，２０Ａ 第１ＭＧ、２１ 入力軸、３０，３０Ａ 第２ＭＧ、３２ リダクションギヤ、４０ 変速部、５０，５０Ａ 差動部、５１ カウンタドライブギヤ、６０，６０Ａ バッテリ、６１ インレット、７０ カウンタ軸、７１ ドリブンギヤ、７２ ドライブギヤ、８０ デファレンシャルギヤ、８１ デフリングギヤ、８２ 駆動軸、９０，９０Ａ 駆動輪、１００ 制御装置、１５０ ＨＶＥＣＵ、１６０ ＭＧＥＣＵ、１７０ エンジンＥＣＵ、５００ 油圧回路、５５０ 外部電源、５６０ 充電コネクタ、Ｂ１，Ｂ３ ブレーキ、Ｃ１，Ｃ３，Ｃ４，ＣＳ クラッチ、ＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３ キャリア、Ｄ ダンパー、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ ピニオンギヤ、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ リングギヤ、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ サンギヤ。

Claims (10)

1. 蓄電装置と、
   内燃機関と、
   第１回転電機と、
   第２回転電機と、
   前記内燃機関、前記第１回転電機および前記第２回転電機の３つの回転軸の間の動力伝達経路を切換え可能に構成された動力伝達部と、
   前記内燃機関、前記第１回転電機、前記第２回転電機および前記動力伝達部を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記内燃機関を停止させた状態での前記第２回転電機を用いた回生制動の実行中に、前記蓄電装置に関する状態を示す状態量が前記蓄電装置への充電を制限する上限に到達した場合に、前記第２回転電機を用いて車輪の回転力によって回生電力を発生させ、かつ燃料カットした前記内燃機関を前記第１回転電機を用いて回転させることによって前記回生電力を消費する動作を実行し、
   前記状態量が前記上限に近づいたことを判定するために予め定められた所定量を超えた場合には、前記動力伝達部を制御し、前記動力伝達部の状態を現在の状態から前記動作が可能な状態に近づけるスタンバイ動作を実行する、ハイブリッド車両。
2. 前記動力伝達部は、
   前記内燃機関からの動力が入力される入力要素と前記入力要素に入力された動力を出力する出力要素とを有し、前記入力要素と前記出力要素との間で動力を伝達する非ニュートラル状態と、前記入力要素と前記出力要素との間で動力を伝達しないニュートラル状態とを切り替え可能に構成された変速部と、
   前記第１回転電機に接続される第１回転要素と、前記第２回転電機および前記車輪に接続される第２回転要素と、前記出力要素に接続される第３回転要素とを有し、前記第１〜第３回転要素のうちのいずれか２つの回転速度が定まると残りの１つの回転速度が定まるように構成される差動部と、
   前記内燃機関から前記第１回転電機への動力を伝達する係合状態と、前記内燃機関から前記第１回転電機への動力の伝達を遮断する解放状態とを切り替え可能なクラッチとを含み、
   前記制御装置は、前記スタンバイ動作として、前記クラッチを解放状態から係合状態に近づける、請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記状態量は、前記蓄電装置に対する充電電力である、請求項１または２に記載のハイブリッド車両。
4. 前記状態量は、前記蓄電装置の充電状態である、請求項１または２に記載のハイブリッド車両。
5. 前記制御装置は、ユーザがエンジンブレーキを作動させることを要求している場合には、シフトレンジがＤレンジである場合よりも、早期に前記クラッチを係合状態に近づける、請求項２に記載のハイブリッド車両。
6. 前記スタンバイ動作は、前記クラッチの入力と出力の差回転をゼロに調整する同期動作を含む、請求項２に記載のハイブリッド車両。
7. 前記スタンバイ動作は、前記クラッチのストロークを詰める動作を含む、請求項２に記載のハイブリッド車両。
8. 前記スタンバイ動作は、前記クラッチを半係合状態とする動作を含む、請求項２に記載のハイブリッド車両。
9. 前記動力伝達部は、第１ＥＶ走行モードと、第２ＥＶ走行モードとを切換えて車両を走行させることが可能に構成され、
   前記第１ＥＶ走行モードは、前記内燃機関を停止させた状態で前記第２回転電機が出力するトルクのみを用いて車両を走行させるモードであり、
   前記第２ＥＶ走行モードは、前記内燃機関を停止させた状態で前記第１回転電機の出力するトルクと前記第２回転電機の出力するトルクとを用いて車両を走行させるモードであり、
   前記制御装置は、前記第２ＥＶ走行モードで車両が走行している場合には、前記スタンバイ動作として、車両の走行モードを前記第２ＥＶ走行モードから前記第１ＥＶ走行モードに切換えるように前記動力伝達部を制御する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
10. 前記動力伝達部は、シリーズモードとシリーズパラレルモードとに前記ハイブリッド車両の走行モードを切換えることが可能に構成され、
    前記シリーズモードは、前記内燃機関および前記第１回転電機を前記第２回転電機と切り離した状態で、前記内燃機関の駆動トルクによって前記第１回転電機に発電させつつ、かつ前記第２回転電機の駆動トルクによって前記車輪を駆動させるモードであり、
    前記シリーズパラレルモードは、前記内燃機関と前記第１回転電機と前記第２回転電機との間で動力が伝達される状態で、前記内燃機関の駆動トルクと前記第１回転電機の駆動トルクと前記第２回転電機の駆動トルクとによって前記車輪を回転させるモードである、請求項１に記載のハイブリッド車両。

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