JP6897594B2 - 車両の駆動制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、駆動力源と駆動輪との間で選択的にトルクを伝達し、また遮断する噛み合い式係合機構を備えた車両の駆動制御装置に関するものである。

特許文献１には、二つの遊星歯車機構と、二つの係合機構とを備えた車両の駆動制御装置が記載されている。この車両は、一方の係合機構を係合することにより一方の遊星歯車機構の一つの回転要素と他方の遊星歯車機構の一つの回転要素とを連結して、全体として複合遊星歯車機構を形成するように構成されており、その係合機構を係合した場合に、エンジンから駆動輪に伝達されるトルクが大きいローモードが設定されるように構成されている。また、他方の係合機構を係合することにより一方の遊星歯車機構の二つの回転要素を係合するように構成されており、その係合機構を係合した場合に、エンジンから駆動輪に伝達されるトルクが小さいハイモードが設定されるように構成されている。そして、特許文献１に記載された駆動制御装置は、エンジンと駆動輪との間のトルク伝達経路を構成するギヤなどの歯打ち音を低減するために、パーキングレンジが設定されている時や停車中に、ハイモードからローモードに切り替えるように構成されている。なお、特許文献１に記載された車両は、駆動輪と直結されたモータを備えている。

特開２０１７−１４９２４３号公報

特許文献１に記載された車両における各係合機構を解放し、駆動輪に直結されたモータを駆動することにより、エンジンと遊星歯車機構の反力トルクを出力するモータとを連れ回すことなく走行できるため、電力の消費量を低減することができる。一方、エンジンを暖機するためなど、走行状態とは関係なくエンジンを始動する要求がある場合には、一方の係合機構を係合することになる。上記の係合機構が噛み合い式係合機構により構成されている場合には、噛み合い時におけるドグ歯の接触などを要因として係合音が不可避的に生じる。したがって、停車時や低車速時などのロードノイズが小さい状況や、エンジンを停止した状況など、車室内の音圧レベルが低い状況下で噛み合い式係合機構を係合すると、係合音が際立って乗員に聞こえるため、乗員が違和感を抱く可能性がある。

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って、乗員が違和感を抱くことなく噛み合い式係合機構を係合することができる車両の駆動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、駆動力源と、前記駆動力源から出力された動力を駆動エネルギーとして駆動輪に伝達可能な係合状態と、前記動力を前記駆動エネルギーとして前記駆動輪に伝達されることを遮断する解放状態とを選択的に設定できる噛み合い式係合機構とを備え、所定の走行状態から他の走行状態に変化することにより前記噛み合い式係合機構を前記解放状態から前記係合状態に切り替える車両の駆動制御装置において、前記噛み合い式係合機構を制御するコントローラを備え、前記噛み合い式係合機構を前記解放状態から前記係合状態に切り替えることが予測されている状況下で、前記コントローラは、車室内の音圧レベルが所定値以下になる状況であるか否かを判定し、前記音圧レベルが前記所定値以下になる状況であることが判定された場合に、前記噛み合い式係合機構が、前記解放状態となることを禁止するように構成され、前記禁止は、前記噛み合い式係合機構が解放状態であれば前記音圧レベルが前記所定値以下になる以前に係合状態に切り替えてその係合状態を維持し、また前記噛み合い式係合機構が係合状態であればその係合状態を維持することにより、前記音圧レベルが前記所定値以下の状況で前記噛み合い式係合機構の解放状態から係合状態への切替が生じないようにすることであることを特徴とするものである。

この発明では、前記コントローラは、車速が所定車速以下の場合に、前記音圧レベルが前記所定値以下になる状況であると判定するように構成されていてよい。

この発明では、前記コントローラは、前記車両の減速度が、所定減速度以上の場合に、前記音圧レベルが前記所定値以下になる状況であると判定するように構成されていてよい。

この発明では、前記コントローラは、前記車両の減速度が、所定減速度以上の場合に、前記音圧レベルが前記所定値以下になる状況であると判定するように構成され、前記所定減速度は、前記車速が高車速ほど、高減速度に定めるように構成されていてよい。

この発明では、前記駆動力源は、エンジンを含み、前記駆動輪に連結された駆動モータを更に備えていてよい。

この発明では、前記エンジンから出力された動力を電気エネルギーに変換するとともに、変換された前記電気エネルギーを前記駆動モータに供給することができる発電機を更に備え、前記噛み合い式係合機構は、前記エンジンと前記発電機とのトルクの伝達を選択的に遮断することができるように構成されていてよい。

この発明では、前記エンジンが連結された第１回転要素と、前記発電機が連結された第２回転要素と、前記駆動輪が連結された第３回転要素とを有するとともに、前記エンジンから出力されたトルクを前記発電機と前記駆動輪とに分割して伝達する動力分割機構を更に備え、前記噛み合い式係合機構は、前記動力分割機構を介した前記エンジンから前記駆動輪へのトルクの伝達を選択的に遮断することができるように構成されていてよい。

この発明では、前記動力分割機構は、前記第１回転要素と、前記第２回転要素と、前記第３回転要素とを含む複数の回転要素と、前記複数の回転要素のうちのいずれか二つの回転要素を連結することにより前記駆動輪側に伝達されるトルクの分割率が第１分割率となる第１係合機構と、前記複数の回転要素のうちの他の二つの回転要素を連結することにより前記分割率が前記第１分割率よりも小さい第２分割率となる第２係合機構とを備え、前記噛み合い式係合機構は、前記第１係合機構を含んでよい。

この発明では、前記第１係合機構により係合される二つの回転要素のうちの一つの回転要素と、前記第２係合機構により係合される二つの回転要素のうちの一つの回転要素とは、同一の回転要素であってよい。

この発明では、前記駆動力源は、駆動モータを含み、前記噛み合い式係合機構は、前記駆動モータと前記駆動輪とのトルクの伝達を選択的に遮断することができるように構成されていてよい。

この発明では、第１入力部材と第１出力部材とを連結することにより前記駆動モータと前記駆動輪との変速比が第１所定値となるようにトルク伝達可能に連結する第３係合機構と、第２入力部材と第２出力部材とを連結することにより前記駆動モータと前記駆動輪との変速比が前記第１所定値よりも小さい第２所定値となるようにトルク伝達可能に連結する第４係合機構とを更に備え、前記噛み合い式係合機構は、前記第３係合機構を含んでよい。

この発明では、前記噛み合い式係合機構は、前記解放状態から前記駆動力源と前記駆動輪とのトルクの伝達を可能とする係合状態に切り替えるための係合信号が入力されることにより、前記解放状態から前記係合状態に切り替え、かつ前記係合状態から前記解放状態に切り替えるための解放信号が入力されることにより、前記係合状態から前記解放状態に切り替えるとともに、前記係合状態で前記係合信号および前記解放信号が入力されなくなった場合に前記係合状態を維持し、かつ前記解放状態で前記係合信号および前記解放信号が入力されなくなった場合に前記解放状態を維持するように構成されたノーマルステイ型の係合機構であってよい。

この発明では、前記噛み合い式係合機構は、第１噛み合い歯が形成された入力側回転部材と、前記第１噛み合い歯に噛み合う第２噛み合い歯が形成された出力側回転部材とを有するとともに、前記第１噛み合い歯と前記第２噛み合い歯との一方の噛み合い歯を他方の噛み合い歯側に移動させることにより、前記第１噛み合い歯と前記第２噛み合い歯とが噛み合うように構成され、前記第１噛み合い歯と前記第２噛み合い歯とが噛み合い始める際に前記第１噛み合い歯の移動方向における先端が前記第２噛み合い歯に接触した場合に、前記入力側回転部材と前記出力側回転部材との少なくともいずれか一方が回転することにより、前記第１噛み合い歯と前記第２噛み合い歯との位相がずれて前記第１噛み合い歯と前記第２噛み合い歯とが噛み合うことができるように構成されていてよい。

この発明においては、車室内の音圧レベルが所定値以下になる状況である場合に、事前に、噛み合い式係合機構を係合状態に切り替え、あるいは係合状態に維持して、車室内の音圧レベルが所定値以下の状況下では、噛み合い式係合機構が、駆動力源から出力された動力を駆動エネルギーとして駆動輪に伝達することを遮断する解放状態となることを禁止するように構成されている。したがって、車室内の音圧レベルが小さくなった状況下では、事前に、噛み合い式係合機構が係合させられている。言い換えると、車室内の音圧レベルが比較的高い状況下で噛み合い式係合機構を係合させる。そのため、噛み合い式係合機構が係合する際に係合音が発生しても乗員が違和感を抱くことを抑制できる。

第１駆動装置の一例を説明するためのスケルトン図である。 第２駆動装置の一例を説明するためのスケルトン図である。 ノーマルステイ型のクラッチ機構の構成の一例を説明するための模式図である。 電子制御装置（ECU）の構成を説明するためのブロック図である。 各走行モードでのクラッチ機構、ブレーキ機構の係合および解放の状態、モータの運転状態、エンジンの駆動の有無をまとめて示す図表である。 HV-Hiモードでの動作状態を説明するための共線図である。 HV-Loモードでの動作状態を説明するための共線図である。 直結モードでの動作状態を説明するための共線図である。 EV-Loモードでの動作状態を説明するための共線図である。 EV-Hiモードでの動作状態を説明するための共線図である。 シングルモードでの動作状態を説明するための共線図である。 CSモードが選択されている際に各走行モードを定めるためのマップの一例を示す図である。 CDモードが選択されている際に各走行モードを定めるためのマップの一例を示す図である。 この発明の実施形態における駆動制御装置の制御例を説明するためのフローチャートである。 係合機構が解放状態となることを禁止するか否かを車速に応じて判定する制御例を説明するためのフローチャートである。 図１５に示す制御例を実行した場合における係合機構が解放状態となることの許可判定の変化を示すタイムチャートである。

この発明の実施形態における車両の一例を図１および図２を参照して説明する。図１は、前輪１Ｒ，１Ｌを駆動するための第１駆動装置２を示し、図２は、後輪３Ｒ，３Ｌを駆動するための第２駆動装置４を示している。第１駆動装置２は、エンジン５と二つのモータ６，７とを駆動力源として備えたいわゆる２モータタイプの駆動装置であって、第１モータ６は発電機能のあるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ：ＭＧ１）によって構成され、エンジン５の回転数を第１モータ６によって制御するとともに、第１モータ６で発電された電力により第２モータ７を駆動し、その第２モータ７が出力する駆動トルクを走行のための駆動トルクに加えることができるように構成されている。なお、第２モータ７は発電機能のあるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ：ＭＧ２）によって構成することができる。上記のエンジン５が、この発明の実施形態における「駆動力源」に相当し、第１モータ６が、この発明の実施形態における「発電機」に相当し、第２モータ７が、この発明の実施形態における「駆動モータ」に相当する。

エンジン５には、動力分割機構８が連結されている。この動力分割機構８は、エンジン５から出力されたトルクを第１モータ６側と出力側とに分割する機能を主とする分割部９と、そのトルクの分割率を変更する機能を主とする変速部１０とにより構成されている。

分割部９は、三つの回転要素によって差動作用を行う構成であればよく、遊星歯車機構を採用することができる。図１に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。図１に示す分割部９は、サンギヤ１１と、サンギヤ１１に対して同心円上に配置された、内歯歯車であるリングギヤ１２と、これらサンギヤ１１とリングギヤ１２との間に配置されてサンギヤ１１とリングギヤ１２とに噛み合っているピニオンギヤ１３と、ピニオンギヤ１３を自転および公転可能に保持するキャリヤ１４とにより構成されている。そのサンギヤ１１が主に反力要素として機能し、リングギヤ１２が主に出力要素として機能し、キャリヤ１４が主に入力要素として機能する。

エンジン５が出力した動力が前記キャリヤ１４に入力されるように構成されている。具体的には、エンジン５の出力軸１５に、動力分割機構８の入力軸１６が連結され、その入力軸１６がキャリヤ１４に連結されている。なお、キャリヤ１４と入力軸１６とを直接連結する構成に替えて、歯車機構などの伝動機構を介してキャリヤ１４と入力軸１６とを連結してもよい。また、その出力軸１５と入力軸１６との間にダンパ機構やトルクコンバータなどの機構を配置してもよい。

サンギヤ１１に第１モータ６が連結されている。図１に示す例では、分割部９および第１モータ６は、エンジン５の回転中心軸線と同一の軸線上に配置され、第１モータ６は分割部９を挟んでエンジン５とは反対側に配置されている。この分割部９とエンジン５との間で、これら分割部９およびエンジン５と同一の軸線上に、その軸線の方向に並んで変速部１０が配置されている。

変速部１０は、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されており、サンギヤ１７と、サンギヤ１７に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ１８と、これらサンギヤ１７とリングギヤ１８との間に配置されてこれらサンギヤ１７およびリングギヤ１８に噛み合っているピニオンギヤ１９と、ピニオンギヤ１９を自転および公転可能に保持しているキャリヤ２０とを有し、サンギヤ１７、リングギヤ１８、およびキャリヤ２０の三つの回転要素によって差動作用を行う差動機構である。この変速部１０におけるサンギヤ１７に分割部９におけるリングギヤ１２が連結されている。また、変速部１０におけるリングギヤ１８に、出力ギヤ２１が連結されている。

上記の分割部９と変速部１０とが複合遊星歯車機構を構成するように第１クラッチ機構CL1が設けられている。第１クラッチ機構CL1は、変速部１０におけるキャリヤ２０を、分割部９におけるキャリヤ１４に選択的に連結するように構成されている。具体的には、入力軸１６に回転盤１４ａが設けられ、その回転盤１４ａと変速部１０におけるキャリヤ２０とを係合するように第１クラッチ機構CL1が設けられている。この第１クラッチ機構CL1は、ドグ歯を噛み合わせることでトルクを伝達する噛み合い式のクラッチ機構により構成されている。この第１クラッチ機構CL1を係合させることにより分割部９におけるキャリヤ１４と変速部１０におけるキャリヤ２０とが連結されてこれらが入力要素となり、また分割部９におけるサンギヤ１１が反力要素となり、さらに変速部１０におけるリングギヤ１８が出力要素となった複合遊星歯車機構が形成される。すなわち、入力軸１６と第１モータ６の出力軸６ａと、後述するドリブンギヤ２３とが差動回転できるように複合遊星歯車機構が構成されている。

さらに、変速部１０の全体を一体化させるための第２クラッチ機構CL2が設けられている。この第２クラッチ機構CL2は、変速部１０におけるキャリヤ２０とリングギヤ１８もしくはサンギヤ１７とを、あるいはサンギヤ１７とリングギヤ１８とを連結するなどの少なくともいずれか二つの回転要素を連結するためのものであって、第１クラッチ機構CL1と同様に、ドグ歯を噛み合わせることでトルクを伝達する噛み合い式のクラッチ機構により構成されている。図１に示す例では、第２クラッチ機構CL2は、変速部１０におけるキャリヤ２０とリングギヤ１８とを連結するように構成されている。具体的には、キャリヤ２０と一体に回転する回転盤２０ａが設けられ、その回転盤２０ａと変速部１０におけるリングギヤ１８とを係合するように第２クラッチ機構CL2が設けられている。

なお、分割部９におけるキャリヤ１４が、この発明の実施形態における「第１回転要素」に相当し、分割部９におけるサンギヤ１１が、この発明の実施形態における「第２回転要素」に相当し、変速部１０におけるリングギヤ１８が、この発明の実施形態における「第３回転要素」に相当する。また、分割部９および変速部１０を構成する各回転要素１１，１２，１４，１７，１８，２０が、この発明の実施形態における「複数の回転要素」に相当する。さらに、第１クラッチ機構CL1が、この発明の実施形態における「第１係合機構」に相当し、第２クラッチ機構CL2が、この発明の実施形態における「第２係合機構」に相当する。

そして、第１クラッチ機構CL1および第２クラッチ機構CL2は、エンジン５および分割部９ならびに変速部１０と同一の軸線上に配置され、かつ変速部１０を挟んで分割部９とは反対側に配置されている。なお、各クラッチ機構CL1，CL2同士は、図１に示すように、半径方向で内周側と外周側とに並んだ状態に配置されていてもよく、あるいは軸線方向に並んで配置されていてもよい。図１に示すように半径方向に並べて配置した場合には、第１駆動装置２の全体としての軸長を短くすることができる。また、軸線方向に並べて配置した場合には、各クラッチ機構CL1，CL2の外径の制約が少なくなるので、摩擦式のクラッチ機構を採用した場合には、摩擦板の枚数を少なくすることができる。

上記のエンジン５や分割部９あるいは変速部１０の回転中心軸線と平行にカウンタシャフト２２が配置されている。前記出力ギヤ２１に噛み合っているドリブンギヤ２３がこのカウンタシャフト２２に取り付けられている。また、カウンタシャフト２２にはドライブギヤ２４が取り付けられており、このドライブギヤ２４が終減速機であるデファレンシャルギヤユニット２５におけるリングギヤ２６に噛み合っている。さらに、前記ドリブンギヤ２３には、第２モータ７におけるロータシャフト２７に取り付けられたドライブギヤ２８が噛み合っている。したがって、前記出力ギヤ２１から出力された動力もしくはトルクに、第２モータ７が出力した動力もしくはトルクを、上記のドリブンギヤ２３の部分で加えるように構成されている。このようにして合成された動力もしくはトルクをデファレンシャルギヤユニット２５から左右のドライブシャフト２９に出力し、その動力やトルクが前輪１Ｒ，１Ｌに伝達されるように構成されている。

さらに、第１駆動装置２は、第１モータ６から出力された駆動トルクを、前輪１Ｒ，１Ｌに伝達することができるように、出力軸１５または入力軸１６を選択的に固定可能に構成された、摩擦式あるいは噛み合い式の第１ブレーキ機構B1が設けられている。すなわち、第１ブレーキ機構B1により出力軸１５または入力軸１６を固定することで、分割部９におけるキャリヤ１４や、変速部１０におけるキャリヤ２０を反力要素として機能させ、分割部９におけるサンギヤ１１を入力要素として機能させることができるように構成されている。なお、第１ブレーキ機構B1は、第１モータ６が駆動トルクを出力した場合に、反力トルクを発生させることができればよく、出力軸１５または入力軸１６を完全に固定する構成に限らず、要求される反力トルクを出力軸１５または入力軸１６に作用させることができればよい。または、出力軸１５や入力軸１６が、エンジン５の駆動時に回転する方向とは逆方向に回転することを禁止するワンウェイクラッチを第１ブレーキ機構B1として設けてもよい。

上述した第１クラッチ機構CL1および第２クラッチ機構CL2は、いわゆるノーマルステイ型のクラッチ機構により構成されている。なお、ノーマルステイ型のクラッチ機構とは、解放状態から係合状態に切り替えるための係合信号が入力されることにより、それに応じた制御量をアクチュエータから出力して解放状態から前記係合状態に切り替え、かつ係合状態から解放状態に切り替えるための解放信号が入力されることにより、それに応じた制御量をアクチュエータから出力して係合状態から解放状態に切り替えるとともに、係合状態で係合信号および解放信号が入力されなくなった場合にアクチュエータからの出力を停止したとしても係合状態を維持し、かつ解放状態で係合信号および解放信号が入力されなくなった場合にアクチュエータからの出力を停止したとしても解放状態を維持するように構成されたクラッチ機構である。すなわち、制御信号が入力されることにより係合状態と解放状態とを切り替え、かつ制御信号が入力されていない場合に、制御信号が入力されなくなる直前の状態（係合状態または解放状態）を維持するように構成されたクラッチ機構である。

ノーマルステイ型のクラッチ機構の構成の一例を図３に模式的に示してある。第１クラッチ機構CL1および第２クラッチ機構CL2のいずれも図３に示す構成と同様に構成することができる。したがって、以下の説明では、第１クラッチ機構CL1と第２クラッチ機構CL2とを区別することなく、ノーマルステイ型のクラッチ機構の構成例について説明する。図３に示すクラッチ機構CLは、互いに対向する二つの回転部材３０，３１のそれぞれの側面に、対向する回転部材３１（３０）側に突出したドグ歯３２，３３が形成され、そのドグ歯３２，３３を噛み合わせることによりトルクが伝達されるドグクラッチにより構成されている。なお、このクラッチ機構CLを第１クラッチ機構CL1に採用した場合には、一方の回転部材３０（３１）が回転盤１４ａに相当し、他方の回転部材３１（３０）がキャリヤ２０に相当する。また、このクラッチ機構CLを第２クラッチ機構CL2に採用した場合には、一方の回転部材３０（３１）が回転盤２０ａに相当し、他方の回転部材３１（３０）がリングギヤ１８に相当する。

それらの回転部材３０，３１のうちの一方の回転部材（以下、第１回転部材と記す）３０に他方の回転部材（以下、第２回転部材と記す）３１に向けた押圧力、および第２回転部材３１から離隔する荷重を作用させるアクチュエータ３４が設けられている。図３に示す例では、図示しないモータと、そのモータからトルクが伝達されることにより回動するプレート３５と、そのプレート３５が回動することにより、第１回転部材３０を第２回転部材３１に接近または離隔させるロッド３６とによりアクチュエータ３４が構成されている。

図３に示すプレート３５には、モータの出力トルクを伝達するシャフト３７が差し込まれる貫通孔３８と、プレート３５の回転中心軸から半径方向に所定距離離れた位置に形成されかつロッド３６の一方の端部が差し込まれる貫通孔３９と、プレート３５の回転方向で貫通孔３９と離れた位置に形成されかつ回転中心軸側に窪んだ第１凹部４０と第２凹部４１とが形成されている。

上記貫通孔３８は、シャフト３７と一体に回転するように、例えば、シャフト３７にキーが形成され、そのキーに係合するキー溝が貫通孔３８に形成されている。また貫通孔３９は、ロッド３６の一方の端部と相対回転できるように形成されており、その貫通孔３９に差し込まれたロッド３６の先端などに図示しない抜け止め部が形成されている。

第１凹部４０および第２凹部４１は、ケースなどの固定部Ｃに形成された係合部４２に係合することでプレート３５の回動を抑制するものである。第１凹部４０は、第１ドグ歯３２が第２ドグ歯３３から最も離隔したときに、係合部４２が係合する位置に形成され、第２凹部４１は、第１ドグ歯３２が第２ドグ歯３３に噛み合ってトルク伝達する位置まで移動したときに、係合部４２が係合する位置に形成されている。なお、プレート３５の回転方向における第１凹部４０と第２凹部４１との側面４０ａ，４１ａは、モータから所定のトルクが入力されることにより係合部４２が第１凹部４０や第２凹部４１から離脱し、かつ車両が振動するなどの外乱が生じたときには、係合部４２が第１凹部４０や第２凹部４１から離脱しない程度の傾斜角に形成されている。また、係合部４２は、プレート３５に比較的大きなトルクが作用した場合に、傾斜面４０ａ，４１ａに沿って弾性変形するように構成されている。すなわち、モータからプレート３５にトルクが入力された場合には、プレート３５の半径方向に傾斜面４０ａ，４１ａから係合部４２が荷重を受けて、係合部４２が傾斜面４０ａ，４１ａに沿って弾性変形する。

したがって、係合信号または解放信号に応じたトルクをモータからプレート３５に入力することにより第１凹部４０と係合部４２との連結状態が解消されて、第２凹部４１と係合部４２とが係合し、または第２凹部４１と係合部４２との連結状態が解消されて、第１凹部４０と係合部４２とが係合する。一方、振動などのいわゆる外乱が生じた場合などモータからトルクを入力していない場合には、第１凹部４０と係合部４２との連結状態、または第２凹部４１と係合部４２との連結状態が維持される。

図３に示す例では、ロッド３６の一方の端部は、プレート３５側（図３における上側）に屈曲して形成され、更にその先端を貫通孔３９に挿入するように（図３における奥行側に）屈曲して形成されている。また、ロッド３６の中央部は、ケースなどに形成されたガイド溝（またはガイド孔）Ｇによって軸線方向に移動可能に保持され、他方の端部の先端に圧縮バネ４３が取り付けられている。さらに、圧縮バネ４３は、スラストベアリング４４を介して上記第１回転部材３０に当接するように配置されている。このスラストベアリング４４は、圧縮バネ４３と第１回転部材３０とが相対回転できるように設けられている。なお、スラストベアリング４４は、圧縮バネ４３の荷重を第１回転部材３０に伝達することができるように構成されている。すなわち、プレート３５のトルクに基づいたロッド３６の軸力を、圧縮バネ４３とスラストベアリング４４とを介して第１回転部材３０に伝達できるように構成されている。

さらに、上述した各ドグ歯３２，３３は、解放状態から係合状態に切り替える際、より具体的には、各ドグ歯３２，３３が噛み合い始める際に、各ドグ歯３２，３３の回転方向における位相（回転角）が一致して、先端同士が接触した場合であっても、その位相をずらすことにより係合できるように構成されている。具体的には、第１回転部材３０に形成されたドグ歯（以下、第１ドグ歯と記す）３２における先端部に、回転軸線に対して傾斜した傾斜面３２ａが形成されている。より具体的には、第１ドグ歯３２の先端は、歯幅方向における中央部が軸線方向に突出するように構成されている。つまり、歯元側の歯幅が歯先側の歯幅よりも長くなるように構成されている。同様に、第２回転部材３１に形成されたドグ歯（以下、第２ドグ歯と記す）３３における先端部に、回転軸線に対して傾斜した傾斜面３３ａが形成されている。より具体的には、第２ドグ歯３３の先端は、歯幅方向における中央部が軸線方向に突出するように構成されている。つまり、歯元側の歯幅が歯先側の歯幅よりも長くなるように構成されている。

このように各ドグ歯３２，３３を構成することにより、歯先同士（傾斜面３２ａ，３３ａ同士）が接触した場合には、相手側のドグ歯３３（３２）を回転方向で離隔させる分力が発生し、第１回転部材３０または第２回転部材３１が相対回転して、各ドグ歯３２，３３の位相がずれる。そのため、各回転部材３０，３１の回転方向の位相や回転数の差を過度に調整（制御）することなく、各ドグ歯３２，３３を噛み合わせることができる。なお、図３に示す例では、圧縮バネ４３が設けられていることにより、各ドグ歯３２，３３の歯先同士が接触した場合に、各ドグ歯３２，３３に過度に荷重が作用することを抑制できる。

第２駆動装置４は、この発明の実施形態における「駆動力源」に相当するリヤモータ４５の動力もしくはトルクを後輪３Ｒ，３Ｌに伝達するように構成されている。なお、便宜上、左側の後輪３Ｌは図示していない。このリヤモータ４５は、第１モータ６および第２モータ７と同様に、発電機能のあるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ：ＭＧＲ）によって構成されている。リヤモータ４５には、リヤモータ４５のトルクを増幅する減速段と、リヤモータ４５のトルクを変化させずにそのまま出力する固定段とを選択的に切り替えることができるように構成された変速機構４６が連結されている。

図２に示す変速機構４６は、サンギヤ４７と、サンギヤ４７に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ４８と、これらサンギヤ４７とリングギヤ４８との間に配置されてサンギヤ４７とリングギヤ４８とに噛み合うピニオンギヤ４９と、ピニオンギヤ４９を自転および公転可能に保持しているキャリヤ５０とを有する、シングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。

変速機構４６のサンギヤ４７は、リヤモータ４５に連結されており、入力要素として機能する。キャリヤ５０は、出力軸５１に連結されており、出力要素として機能する。そして、変速機構４６を固定段として機能させるための第３クラッチ機構CL3が設けられている。この第３クラッチ機構CL3は、変速機構４６におけるサンギヤ４７とリングギヤ４８もしくはキャリヤ５０とを、あるいはリングギヤ４８とキャリヤ５０とを連結するなどの少なくともいずれか二つの回転要素を連結するためのものであって、第１クラッチ機構CL1や第２クラッチ機構CL2と同様に、ドグ歯を噛み合わせることでトルクを伝達する噛み合い式のクラッチ機構により構成されている。図２に示す例では、第３クラッチ機構CL3は、変速機構４６におけるリングギヤ４８とキャリヤ５０とを連結するように構成されている。したがって、第３クラッチ機構CL3において、リングギヤ４８とキャリヤ５０との一方が、図３における第１回転部材３０に該当し、リングギヤ４８とキャリヤ５０との他方が、図３における第２回転部材３１に該当する。

さらに、変速機構４６を減速段として機能させるための第２ブレーキ機構B2が設けられている。この第２ブレーキ機構B2は、変速機構４６におけるリングギヤ４８を選択的に固定するように構成され、各クラッチ機構CL1，CL2，CL3と同様に、ドグ歯を噛み合わせることでトルクを伝達する噛み合い式の係合機構により構成されている。図２に示す第２ブレーキ機構B2は、第２駆動装置４を収容するケースなどの固定部Ｃとリングギヤ４８とを係合することにより、リングギヤ４８を固定するように構成されている。このように第２ブレーキ機構B2によりリングギヤ４８が固定されることでリングギヤ４８が反力要素として機能する。なお、第２ブレーキ機構B2において、リングギヤ４８と固定部Ｃとの一方が、図３における第１回転部材３０に該当し、リングギヤ４８と固定部Ｃとの他方が、図３における第２回転部材３１に該当する。

なお、上記のサンギヤ４７およびキャリヤ５０が、この発明の実施形態における「他の一対の回転部材」に相当し、リングギヤ４８およびキャリヤ５０が、この発明の実施形態における「一対の回転部材」に相当する。さらに、第３クラッチ機構CL3が、この発明の実施形態における「第４係合機構」に相当し、第２ブレーキ機構B2が、この発明の実施形態における「第３係合機構」に相当する。そして、第２ブレーキ機構B2を係合することにより、第３クラッチ機構CL3を係合する場合よりもリヤモータ４５から後輪３Ｒ，３Ｌに伝達されるトルクの増幅率が大きくなる。したがって、上記に示す例においては、第２ブレーキ機構B2が、この発明の実施形態における「噛み合い式係合機構」に相当することになる。

変速機構４６の出力軸５１には、ドライブギヤ５２が取り付けられている。出力軸５１と平行にカウンタシャフト５３が配置されており、そのカウンタシャフト５３の一方の端部に、ドライブギヤ５２と噛み合うドリブンギヤ５４が取り付けられている。このドリブンギヤ５４は、ドライブギヤ５２よりも大径に形成されており、変速機構４６の出力トルクを増幅するように構成されている。カウンタシャフト５３の他方の端部には、ドライブギヤ５５が取り付けられており、このドライブギヤ５５が終減速機であるデファレンシャルギヤユニット５６におけるリングギヤ５７に噛み合っている。デファレンシャルギヤユニット５６には、ドライブシャフト５８が連結されており、そのドライブシャフト５８を介して後輪３Ｒ，３Ｌに、リヤモータ４５から出力された動力が伝達されるように構成されている。

第１モータ６にインバータやコンバータなどを備えた第１電力制御装置５９が連結され、第２モータ７にインバータやコンバータなどを備えた第２電力制御装置６０が連結され、リヤモータ４５にインバータやコンバータなどを備えた第３電力制御装置６１が連結され、それらの各電力制御装置５９，６０，６１が、リチウムイオン電池やキャパシタなどから構成された蓄電装置６２に連結されている。また、上記第１電力制御装置５９と第２電力制御装置６０および第３電力制御装置６１とが相互に電力を供給できるように構成されている。具体的には、第１モータ６が反力トルクを出力することに伴って発電機として機能する場合には、第１モータ６で発電された電力を蓄電装置６２を介することなく、第２モータ７やリヤモータ４５に電力を供給することができるように構成されている。

上記の各電力制御装置５９，６０，６１におけるインバータやコンバータ、エンジン５、各クラッチ機構CL1，CL2，CL3、および各ブレーキ機構B1，B2を制御するための電子制御装置（ECU）６３が設けられている。このECU６３は、この発明の実施形態における「コントローラ」に相当するものであり、マイクロコンピュータを主体にして構成されている。図４は、ECU６３の構成の一例を説明するためのブロック図である。図４に示す例では、統合ECU６４、MG-ECU６５、エンジンECU６６、およびクラッチECU６７によりECU６３が構成されている。

統合ECU６４は、車両に搭載された種々のセンサからデータが入力され、その入力されたデータと、予め記憶されているマップや演算式などとに基づいて、MG-ECU６５、エンジンECU６６、およびクラッチECU６７に指令信号を出力するように構成されている。統合ECU６４に入力されるデータの一例を図４に示してあり、車速、アクセル開度、第１モータ(MG1)２の回転数、第２モータ(MG2)７の回転数、リヤモータ(MGR)４５の回転数、エンジン５の出力軸１５の回転数（エンジン回転数）、変速部１０におけるリングギヤ１８またはカウンタシャフト２２の回転数である出力回転数、各クラッチ機構CL1，CL2，CL3や第２ブレーキ機構B2に設けられたロッドのストローク量、蓄電装置６２の温度、各電力制御装置５９，６０，６１の温度、第１モータ６の温度、第２モータ７の温度、リヤモータ４５の温度、分割部９や変速部１０あるいは変速機構４６などを潤滑するオイル（ＡＴＦ）の温度、蓄電装置６２の充電残量（SOC）などのデータが、統合ECU６４に入力される。

そして、統合ECU６４に入力されたデータなどに基づいて第１モータ６の運転状態（出力トルクや回転数）、第２モータ７の運転状態（出力トルクや回転数）、リヤモータ４５の運転状態（出力トルクや回転数）を求めて、それらの求められたデータを指令信号としてMG-ECU６５に出力する。同様に、統合ECU６４に入力されたデータなどに基づいてエンジン５の運転状態（出力トルクや回転数）を求めて、その求められたデータを指令信号としてエンジンECU６６に出力する。さらに、統合ECU６４に入力されたデータなどに基づいて各クラッチ機構CL1，CL2，CL3、および各ブレーキ機構B1，B2の係合状態と解放状態との切り替え情報などを定めて、それらの定められたデータを指令信号としてクラッチECU６７に出力する。

MG-ECU６５は、上記のように統合ECU６４から入力されたデータに基づいて各モータ６，７，４５に通電するべき電流値を求めて、各モータ６，７，４５に指令信号を出力する。各モータ６，７，４５は、交流式のモータであるから、上記の指令信号は、インバータで生成するべき電流の周波数や、コンバータで昇圧するべき電圧値などが含まれる。

エンジンECU６６は、上記のように統合ECU６４から入力されたデータに基づいて電子スロットルバルブの開度を定めるための電流値、点火装置で燃料を着火するための電流値、EGR（Exhaust Gas Recirculation）バルブの開度を定めるための電流値、吸気バルブや排気バルブの開度を定めるための電流値などを求め、それぞれのバルブや装置に指令信号を出力する。すなわち、エンジン５の出力（パワー）や、エンジン５の出力トルク、もしくはエンジン回転数を制御するための指示信号を、エンジンECU６６から出力する。

クラッチECU６７は、上記のように統合ECU６４から入力されたデータに基づいて各クラッチ機構CL1，CL2，CL3、および各ブレーキ機構B1，B2の係合状態と解放状態とを定めるアクチュエータに通電するべき電流値を求めて、それぞれのアクチュエータに指令信号を出力する。

上記の第１駆動装置２は、エンジン５から駆動トルクを出力して走行するHV走行モードと、エンジン５から駆動トルクを出力することなく、第１モータ６や第２モータ７から駆動トルクを出力して走行するEV走行モードとを設定することが可能である。さらに、HV走行モードは、第１モータ６を低回転数で回転させた場合（「０」回転を含む）に、変速部１０におけるリングギヤ１８の回転数よりもエンジン５（または入力軸１６）の回転数が高回転数となるHV-Loモードと、変速部１０におけるリングギヤ１８の回転数よりもエンジン５（または入力軸１６）の回転数が低回転数となるHV-Hiモードと、変速部１０におけるリングギヤ１８の回転数とエンジン５（または入力軸１６）の回転数が同一である直結モードとを設定することが可能である。

またさらに、EV走行モードは、第１モータ６および第２モータ７から駆動トルクを出力するデュアルモードと、第１モータ６から駆動トルクを出力せずに第２モータ７のみから駆動トルクを出力するシングルモードとを設定することが可能である。更にデュアルモードは、第１モータ６から出力されたトルクの増幅率が比較的大きいEV-Loモードと、第１モータ６から出力されたトルクの増幅率が比較的小さいEV-Hiモードとを設定することが可能である。なお、シングルモードでは、第１クラッチ機構CL1を係合した状態で第２モータ７のみから駆動トルクを出力して走行することや、第２クラッチ機構CL2を係合した状態で第２モータ７のみから駆動トルクを出力して走行すること、あるいは各クラッチ機構CL1，CL2を解放した状態で第２モータ７のみから駆動トルクを出力して走行することが可能である。

それらの各走行モードは、第１クラッチ機構CL1、第２クラッチ機構CL2、第１ブレーキ機構B1、およびエンジン５、各モータ６，７を制御することにより設定される。図５に、これらの走行モードと、各走行モード毎における、第１クラッチ機構CL1、第２クラッチ機構CL2、第１ブレーキ機構B1の係合および解放の状態、第１モータ６および第２モータ７の運転状態、エンジン５からの駆動トルクの出力の有無の一例を図表として示してある。図中における「●」のシンボルは係合している状態を示し、「−」のシンボルは解放している状態を示し、「Ｇ」のシンボルは主にジェネレータとして運転することを意味し、「Ｍ」のシンボルは主にモータとして運転することを意味し、空欄はモータおよびジェネレータとして機能していない、または第１モータ６や第２モータ７が駆動のために関与していない状態を意味し、「ON」はエンジン５から駆動トルクを出力している状態を示し、「OFF」はエンジン５から駆動トルクを出力していない状態を示している。

各走行モードを設定した場合における動力分割機構８の各回転要素の回転数、およびエンジン５、各モータ６，７のトルクの向きを説明するための共線図を図６ないし図１１に示している。共線図は、動力分割機構８における各回転要素を示す直線をギヤ比の間隔をあけて互いに平行に引き、これらの直線に直交する基線からの距離をそれぞれの回転要素の回転数として示す図であり、それぞれの回転要素を示す直線にトルクの向きを矢印で示すとともに、その大きさを矢印の長さで示している。

図６に示すようにHV-Hiモードでは、エンジン５から駆動トルクを出力し、第２クラッチ機構CL2を係合するとともに、第１モータ６から反力トルクを出力する。また、図７に示すようにHV-Loモードでは、エンジン５から駆動トルクを出力し、第１クラッチ機構CL1を係合するとともに、第１モータ６から反力トルクを出力する。上記HV-HiモードやHV-Loモードが設定されている場合の第１モータ６の回転数は、エンジン５の燃費や第１モータ６の駆動効率などを考慮した第１駆動装置２全体としての効率（消費エネルギー量を前輪１Ｒ，１Ｌのエネルギー量で除算した値）が最も良好となるように制御される。上記の第１モータ６の回転数は連続的に変化させることができ、その第１モータ６の回転数と車速とに基づいてエンジン回転数が定まる。したがって、動力分割機構８は、無段変速機として機能できる。

上記のように第１モータ６から反力トルクを出力することにより、第１モータ６が発電機として機能する場合には、エンジン５の動力の一部が第１モータ６により電気エネルギーに変換される。そして、エンジン５の動力から第１モータ６により電気エネルギーに変換された動力分を除いた動力が変速部１０におけるリングギヤ１８に伝達される。その第１モータ６から出力する反力トルクは、動力分割機構８を介してエンジン５から第１モータ６側に伝達されるトルクの分割率に応じて定められる。この動力分割機構８を介してエンジン５から第１モータ６側に伝達されるトルクと、リングギヤ１８側に伝達されるトルクとの比、すなわち動力分割機構８におけるトルクの分割率は、HV-LoモードとHV-Hiモードとで異なる。

具体的には、第１モータ６側に伝達されるトルクを「１」とした場合、HV-Loモードではリングギヤ１８側に伝達されるトルクの割合は、「１／（ρ１×ρ２）」となり、HV-Hiモードではその割合は、「１／ρ１」となる。すなわち、エンジン５から出力されたトルクのうちリングギヤ１８に伝達されるトルクの割合は、HV-Loモードでは、「１／（１−（ρ１×ρ２））」となり、HV-Hiモードでは、「１／（ρ１＋１）」となる。ここで、「ρ１」は分割部９のギヤ比（リングギヤ１２の歯数とサンギヤ１１の歯数との比率）であり、「ρ２」は変速部１０のギヤ比（リングギヤ１８の歯数とサンギヤ１７の歯数との比率）である。なお、ρ１およびρ２は、「１」よりも小さい値に設定されている。したがって、HV-Loモードが設定されている場合には、HV-Hiモードが設定されている場合と比較して、リングギヤ１８に伝達されるトルクの割合が大きくなる。上記HV-Loモードを設定した場合にエンジン５から出力されたトルクのうちリングギヤ１８に伝達されるトルクの割合「１／（１−（ρ１×ρ２））」が、この発明の実施形態における「第１分割率」に相当し、HV-Hiモードを設定した場合にエンジン５から出力されたトルクのうちリングギヤ１８に伝達されるトルクの割合「１／（ρ１＋１）」が、この発明の実施形態における「第２分割率」に相当する。なお、エンジン５で発生させるトルクによりエンジン５の回転数を増大させている場合には、エンジン５で発生させたトルクからエンジン５の回転数を増大させるために要するトルクを減算したトルクが、エンジン５から出力されるトルクとなる。

そして、第１モータ６により発電された電力が第２モータ７に供給される。その場合、必要に応じて蓄電装置６２に充電されている電力も第２モータ７に供給される。なお、第２モータ７とリヤモータ４５とは、エンジン５から伝達される駆動トルクに、さらに駆動トルクを加算するように機能するものであって、車両全体としての駆動力を制御する上では、第２モータ７とリヤモータ４５とを同一のものとみなすことができるため、第２モータ７に代えて、または第２モータ７に加えてリヤモータ４５に電力を供給するように構成してもよい。以下では、加算するための駆動トルクを第２モータ７のみから出力する例を挙げて説明している。

直結モードでは、各クラッチ機構CL1，CL2が係合されることにより、図８に示すように動力分割機構８における各回転要素が同一回転数で回転する。すなわち、エンジン５の動力の全てが動力分割機構８から出力される。言い換えると、エンジン５の動力の一部が、第１モータ６や第２モータ７により電気エネルギーに変換されることがない。したがって、電気エネルギーに変換する際に生じる電気抵抗などを要因とした損失がないため、動力の伝達効率を向上させることができる。

さらに、図９および図１０に示すようにEV-LoモードとEV-Hiモードとでは、第１ブレーキ機構B1を係合するとともに各モータ６，７から駆動トルクを出力して走行する。図９および図１０に示すように、第１モータ６の回転数に対する変速部１０におけるリングギヤ１８の回転数である回転数比は、EV-Loモードの方がEV-Hiモードよりも小さくなる。すなわち、EV-Loモードの方が、EV-Hiモードよりも減速比が大きい。そのため、EV-Loモードを設定することにより大きな駆動力を得ることができる。なお、シングルモードでは、図１１に示すように第２モータ７のみから駆動トルクを出力しており、かつ各クラッチ機構CL1，CL2が解放されていることにより、動力分割機構８の各回転要素は停止した状態になる。したがって、エンジン５や第１モータ６を連れ回すことによる動力損失を低減することができる。

蓄電装置６２の充電残量（SOC）、車速、要求駆動力などに基づいて上記の各走行モードを定めるように構成されている。この実施形態では、蓄電装置６２の充電残量を維持するように各走行モードを設定するCS（Charge Sustain）モードと、蓄電装置６２に充電された電力を積極的に使用するCD（Charge Depleting）モードとを、蓄電装置６２の充電残量に応じて選択するように構成されている。具体的には、蓄電装置６２の充電残量が低下している場合などに、CSモードを選択し、蓄電装置６２の充電残量が比較的多い場合などにCDモードを選択するように構成されている。

図１２には、CSモードが選択されている際に各走行モードを定めるためのマップの一例を示している。このマップの横軸は車速を示し、縦軸は要求駆動力を示している。なお、車速は車速センサにより検出されたデータから求めることができ、要求駆動力はアクセル開度センサにより検出されたデータから求めることができる。

図１２に示す例では、後進走行している場合には、要求駆動力の大きさに関わらずシングルモードを設定し、また前進走行しており、要求駆動力が比較的小さい場合（減速要求を含む）に、シングルモードを設定するように構成されている。なお、シングルモードを設定する領域にハッチングを付してある。

また、前進走行しており、かつ要求駆動力が比較的大きい場合には、HV走行モードが設定される。なお、HV走行モードは、低車速域から高車速域に亘って駆動力を出力できるため、蓄電装置６２の充電残量が下限値近傍となった場合などには、シングルモードが設定されるべき領域であっても、HV走行モードを設定することがある。

さらに、HV走行モードを設定する場合においては、車速と要求駆動力に応じてHV-LoモードやHV-Hiモード、あるいは直結モードのいずれかのモードを選択するように構成されている。具体的には、比較的低車速の場合や要求駆動力が比較的大きい場合に、HV-Loモードが選択され、比較的高車速でかつ要求駆動力が比較的小さい場合に、HV-Hiモードが選択され、車両の運転状態がHV-LoモードとHV-Hiモードとを設定する領域の間の運転点（車速と要求駆動力とに基づいた値）の場合に、直結モードが選択されるように構成されている。

また、上記のHV-Loモード、直結モード、HV-Hiモードは、図１２に示す各ラインを運転点が横切ることにより切り替えるように構成されている。具体的には、図１２における「Lo←Fix」のラインを運転点が右側から左側に向けて横切った場合や、下側から上側に向けて横切った場合に、直結モードからHV-Loモードに切り替えるように構成され、「Lo→Fix」のラインを運転点が左側から右側に向けて横切った場合や、上側から下側に向けて横切った場合に、HV-Loモードから直結モードに切り替えるように構成されている。同様に、図１２における「Fix←Hi」のラインを運転点が右側から左側に向けて横切った場合や、下側から上側に向けて横切った場合に、HV-Hiモードから直結モードに切り替えるように構成され、「Fix→Hi」のラインを運転点が左側から右側に向けて横切った場合や、上側から下側に向けて横切った場合に、直結モードからHV-Hiモードに切り替えるように構成されている。

図１３には、CDモードが選択されている際に各走行モードを定めるためのマップの一例を示している。このマップの横軸は車速を示し、縦軸は要求駆動力を示している。なお、車速は車速センサにより検出されたデータから求めることができ、要求駆動力はアクセル開度センサにより検出されたデータから求めることができる。

図１３に示す例では、後進走行している場合には、要求駆動力の大きさに関わらずシングルモードを設定し、また前進走行しており、要求駆動力が第１駆動力F1よりも小さい場合（減速要求を含む）に、シングルモードを設定するように構成されている。なお、シングルモードを設定する領域にハッチングを付してある。

また、前進走行しており、かつ要求駆動力が第１駆動力F1よりも大きい場合には、デュアルモードが設定される。なお、デュアルモードが設定される領域内においては、各モータ６，７の効率などに応じて適宜EV-HiモードとEV-Loモードとが選択される。さらに、第１車速V1よりも高車速である場合や、第２車速V2よりも高車速でありかつ要求駆動力が第２駆動力F2よりも大きい場合には、HV走行モードが設定される。なお、HV走行モードは、低車速域から高車速域に亘って駆動力を出力できるため、蓄電装置６２の充電残量が下限値近傍となった場合などには、シングルモードやデュアルモードが設定されるべき領域であっても、HV走行モードを設定することがある。

さらに、HV走行モードを設定する場合においては、車速と要求駆動力に応じてHV-LoモードやHV-Hiモード、あるいは直結モードのいずれかの走行モードを選択するように構成されている。具体的には、比較的低車速の場合や要求駆動力が比較的大きい場合に、HV-Loモードが選択され、比較的高車速でかつ要求駆動力が比較的小さい場合に、HV-Hiモードが選択され、車両の走行状態がHV-LoモードとHV-Hiモードとを設定する領域の間の運転点（車速と要求駆動力とに基づいた値）の場合に、直結モードが選択されるように構成されている。

また、上記のHV-Loモード、直結モード、HV-Hiモードは、図１３に示す各ラインを運転点が横切ることにより切り替えるように構成されている。具体的には、図１３における「Lo⇔Fix」のラインを運転点が横切った場合に、直結モードとHV-Loモードとが相互に切り替えられるように構成されている。同様に、図１３における「Fix⇔Hi」のラインを運転点が横切った場合に、HV-Hiモードと直結モードとが相互に切り替えられるように構成されている。

なお、図１２や図１３に示す走行モードを設定する領域や、HV走行モードを設定する条件下におけるモードの切り替えを行うためのラインは、第１駆動装置２を構成する各部材の温度や、蓄電装置６２あるいは電力制御装置５９，６０，６１の温度、もしくは蓄電装置６２の充電残量などに応じて変動するように構成してもよい。また、第１モータ６やピニオンギヤ１３，１９の耐久性が低下することを抑制するためなど、図１２や図１３に示すマップとは異なる条件などに応じて走行モードを切り替えるように構成してもよい。

上述したように構成された第１駆動装置２は、各クラッチ機構CL1,CL2を解放したシングルモード（以下、切り離しモードと記す）を設定して走行している場合には、例えば、アクセルペダルが踏み込まれて比較的大きな駆動力が要求されると、その要求駆動力を充足するためにデュアルモードやＨＶ走行モードに切り替える可能性がある。または、蓄電装置６２の充電残量が低下すると、ＨＶ走行モードに切り替える可能性がある。すなわち、シングルモードを設定して走行している場合には、第１クラッチ機構CL1や第２クラッチ機構CL2を解放状態から係合状態に切り替えることが予測される。

また、第１クラッチ機構CL1や第２クラッチ機構CL2を係合した走行モードで走行している場合には、例えば、アクセルペダルの操作量が低下して、一時的にシングルモードを設定するべき走行状態となり、その後、アクセルペダルの操作量が増大して、再度、第１クラッチ機構CL1や第２クラッチ機構CL2を係合した走行モードに切り替えられる可能性がある。すなわち、第１クラッチ機構CL1や第２クラッチ機構CL2を係合した走行モードで走行している場合であっても、走行環境などに応じて第１クラッチ機構CL1や第２クラッチ機構CL2を係合状態から解放状態に切り替え、再度、解放状態から係合状態に切り替えることが予測される。

上記の切り離しモードはエンジン５を停止することができるため、車室内の音圧レベルが小さくなる。特に、低車速で走行している場合には、ロードノイズが小さいことにより車室内の音圧レベルが小さくなる。一方、第１クラッチ機構CL1や第２クラッチ機構CL2のようにドグ歯を噛み合わせることにより係合状態に切り替わる係合機構は、解放状態から係合状態への切り替え時に、ドグ歯同士が接触することによる係合音が不可避的に生じる。したがって、上述したように切り離しモードで走行している場合など車室内の音圧レベルが小さい状態で、デュアルモードやHV走行モードに切り替えると、乗員に対しては係合音が顕著に聞こえるため、乗員が違和感を抱く可能性がある。

そのため、この発明の実施形態における駆動制御装置は、噛み合い式係合機構（第１クラッチ機構CL1および第２クラッチ機構CL2を含む）を解放状態から係合状態に切り替えることが予測されている状況下において、車室内の音圧レベルが小さい状況になる場合には、噛み合い式の係合機構が解放状態となることを禁止するように構成されている。言い換えると、車室内の音圧レベルが小さい状況になる以前に、噛み合い式係合機構を係合しておくように構成されている。その制御の一例を図１４に示している。

図１４に示す例では、まず、車室内の音圧レベルが小さい状況になるか否かを判断する（ステップＳ１）。具体的には、噛み合い式係合機構を係合することに伴う係合音が発生した場合に、乗員が違和感を抱く程度の音圧レベル（以下、下限音圧レベルと記す）まで車室内の音圧レベルが低下するか否かを判断する。その車室内の音圧レベルに寄与するパラメータを例に挙げると、車速に伴うロードノイズ、エンジン音、空調機器の風量に伴う音、音響機器のボリュームなどである。したがって、車室内の音圧レベルが小さい状況とは、低車速、エンジン５が停止、空調機器の風量が少ない、音響機器のボリュームが小さい状況などである。そのため、車室内の音圧レベルが下限音圧レベルとなる下限車速近傍まで車速が低下している場合、車速が低下している過程、エンジン５を停止する条件が成立した場合、空調機器の風量を減少させている過程、音響機器のボリュームを小さくしている過程などには、ステップＳ１で肯定的に判断される。言い換えると、ステップＳ１は、車室内の音圧レベルが下限音圧レベルまで低下する可能性があるか否かを判断している。なお、このステップＳ１は、車室内の音圧レベルを検出して、その音圧レベルが低下しているか否かを判断してもよい。

車室内の音圧レベルが小さい状況にな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、噛み合い式係合機構が解放状態となることを禁止して（ステップＳ２）、リターンする。すなわち、切り離しモードが設定されている場合には、第１クラッチ機構CL1と第２クラッチ機構CL2との少なくともいずれか一方を係合し、デュアルモードやHV走行モードが設定されている場合には、係合されている係合機構を解放状態に切り替えることを禁止する。なお、直結モードが設定されている場合には、一方の係合機構を解放することは禁止しない。すなわち、ステップＳ２では、エンジン５と前輪１Ｒ，１Ｌとのトルクの伝達、または第１モータ６と前輪１Ｒ，１Ｌとのトルクの伝達が可能な状態に切り替え、またはその状態を維持する。

それとは反対に、車室内の音圧レベルが小さい状況にならないことによりステップＳ１で否定的に判断された場合には、噛み合い式係合機構が解放状態となることを許可して（ステップＳ３）、リターンする。すなわち、切り離しモードが設定されている場合には、デュアルモードやHV走行モードへの切り替えや、切り離しモードを維持することを許可し、デュアルモードやHV走行モードが設定されている場合には、切り離しモードに切り替えることを許可する。つまり、図１２や図１３に示すマップに従って、走行モードを切り替えることを許可する。

上述したように音圧レベルが小さい状況になる場合に、噛み合い式係合機構が解放状態となることを禁止することにより、車室内の音圧レベルが下限音圧レベル以下の状態で噛み合い式係合機構が解放状態から係合状態に切り替えられることを抑制できる。言い換えると、車室内の音圧レベルが下限音圧レベル以下になる以前に噛み合い式係合機構を係合させておくことができる。その結果、車室内の音圧レベルが比較的大きい状況で、噛み合い式係合機構が係合するため、噛み合い式係合機構が係合する際に係合音が発生しても乗員が違和感を抱くことを抑制できる。また、車室内の音圧レベルが下限音圧レベル以下の状態でシングルモードでは充足できない加速要求があった場合には、第１ブレーキ機構B1を係合するのみでデュアルモードを設定することができ、または第１モータ６の回転数を制御してエンジン５をクランキングするのみでHV走行モードを設定することができるため、加速応答性を向上させることができる。

また、第１駆動装置２のように駆動輪（前輪１Ｒ，１Ｌ）に第２モータ７が連結されている構成では、エンジン５を停止した状態で第２モータ７の駆動トルクで走行することができるため、車室内の音圧レベルが下限音圧レベル以下となる状況の発生頻度が高い。そのため、駆動輪にモータ７が連結され、エンジン５を停止した状態を走行可能な車両の駆動制御装置として採用することが好ましい。

さらに、第１駆動装置２のようにエンジン５から駆動輪（前輪１Ｒ，１Ｌ）に伝達されるトルクの割合を変更可能な場合には、エンジン５から駆動輪に伝達されるトルクの割合が相対的に大きくなる係合機構（上記の例では、第１クラッチ機構CL1）を、車室内の音圧レベルが下限音圧レベル以下になる以前に係合しておくことにより、エンジン５から駆動輪に伝達されるトルクの割合が相対的に小さくなる係合機構（上記の例では、第２クラッチ機構CL2）を係合する場合と比較して、加速応答性を向上させることができる。

同様に、第１モータ６と駆動輪（前輪１Ｒ，１Ｌ）との変速比が相対的に大きくなる係合機構（上記の例では、第１クラッチ機構CL1）を、車室内の音圧レベルが下限音圧レベル以下になる以前に係合しておくことにより、その変速比が相対的に小さくなる係合機構（上記の例では、第２クラッチ機構CL2）を係合する場合と比較して、加速応答性を向上させることができる。

またさらに、第１駆動装置２は、HV-Loモードの方がHV-Hiモードよりも第１モータ６により電力に変換される動力の割合が小さい。言い換えると、HV-Loモードの方がHV-Hiモードよりも機械的に伝達される動力のトルクの割合が大きい。そのため、HV-Loモードを設定するように構成することにより、電力に変換することによる損失（主に、ジュール損）を低減することができ、消費エネルギー量を低減することができる。

さらに、係合状態とする噛み合い式係合機構がノーマルステイ型のクラッチ機構である場合には、車両の電源をオフ（Ready OFF）したとしても、クラッチ機構を係合状態に維持することができる。そのため、その後、車両の電源をオン（Ready ON）された直後に比較的大きな駆動力が要求されるなどしても、第１ブレーキ機構B1を係合するのみでデュアルモードを設定することができ、または第１モータ６の回転数を制御してエンジン５をクランキングするのみでHV走行モードを設定することができるため、加速応答性を向上させることができる。

図１５には、車速に応じて係合機構が解放状態となることを禁止するか否かを定める制御例を示している。図１５に示す例では、まず、車速Vが所定車速V1未満か否かを判断する（ステップＳ１１）。このステップＳ１１における所定車速V1は、車室内の音圧レベルが下限音圧レベルとなる車速（以下、下限車速と記す）よりもわずかに高車速に定められている。これは、所定車速V1未満であることが判定された後に、係合機構を係合させ始めてから係合完了するまでの期間に、車速Vが下限車速まで低下することがないようにするためである。なお、車速Vは、車速センサの検出値や、車輪速センサの検出値などから求めることができる。

車速Vが所定車速V1未満であることによりステップＳ１１で肯定的に判断された場合には、係合機構が解放状態となることを禁止して（ステップＳ１２）、リターンする。このステップＳ１２は、図１４におけるステップＳ２と同様である。

それとは反対に、車速Vが所定車速V1以上であることによりステップＳ１２で否定的に判断された場合には、減速度Gが所定減速度G1よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１３）。この所定減速度G1は、比較的大きな減速要求がされる場合に生じる減速度に定めることができる。また、所定減速度G1は、係合機構を係合させ始めてから係合完了するまでの時間よりも、車速Vが下限車速に低下する時間が長くなる減速度に定めることができる。すなわち、所定減速度G1は、固定値であってもよく、車速Vに応じて変化する可変値であってもよい。

減速度Gが所定減速度G1よりも大きいことによりステップＳ１３で肯定的に判断された場合は、ステップＳ１２に移行する。それとは反対に減速度Gが所定減速度G1以下であることによりステップＳ１３で否定的に判断された場合は、噛み合い式係合機構が解放状態となることを許可して（ステップＳ１３）、リターンする。このステップＳ１３は、図１４におけるステップＳ３と同様である。

図１６には、図１５に示す制御例を実行した場合における係合機構が解放状態となることの許可判定の変化を示している。図１６におけるｔ０時点では、切り離しモードにより走行している。したがって、第１モータ６は停止しており、また第１クラッチ機構CL1が解放している。そのため、第１クラッチ機構CL1の入力側回転数と出力側回転数との差が比較的大きくなっている。また、ｔ０時点では、定常走行していることにより加速度は、「０」に維持されている。さらに、ｔ０時点における車速は、ステップＳ１１における所定車速V1よりも高車速である。その結果、ｔ０時点では、係合機構が解放状態となることが許可されている。

ｔ１時点で減速し始めている。つまり、車速が低下しかつ減速度が増大している。なお、図１６では、前進走行時における加速側の加速度を正の値で示し、減速側の加速度を負の値で示してある。そして、ｔ２時点で、減速度が所定減速度G1よりも大きくなり、図１５におけるステップＳ１３で肯定的に判断される。その結果、係合機構が解放状態となることが禁止される。

そのため、図１６に示す例では、第１クラッチ機構CL1の入力側回転数と出力側回転数との差が、第１クラッチ機構CL1が係合できる許容差以下となるように、ｔ２時点から第１モータ６の回転数が増大させられている。そして、ｔ３時点で、第１クラッチ機構CL1の入力側回転数と出力側回転数との差が、第１クラッチ機構CL1が係合できる許容差以下となることにより、第１クラッチ機構CL1が係合させられる。その際、第１クラッチ機構CL1の入力側回転数と出力側回転数とにある程度の差が生じていることにより、第１モータ６の回転数がステップ的に増大し、かつ第１クラッチ機構CL1の入力側回転数と出力側回転数との差が急激に変動している。

そして、ｔ４時点で一時的に停車した後に、再加速し、車速が、ｔ５時点で所定車速以上となっている。そのため、ｔ５時点で係合機構が解放状態となることが許可されるため、第１クラッチ機構CL1が解放され、切り離しモードになる。なお、ｔ５時点から電力消費量を低減するために、第１モータ６の回転数が低下させられ、ｔ６時点で、第１モータ６が停止している。

上述したように車速が低車速となる以前に第１クラッチ機構CL1が解放状態となることを禁止して、第１クラッチ機構CL1を係合させておくことにより、図１４に示す制御例と同様の効果を奏することができる。つまり、車室内の音圧レベルが下限音圧レベルである状態での、係合機構の係合音の発生を抑制できる。

さらに、図１６に示すように第１クラッチ機構CL1の入力側回転数と出力側回転数との差がある状態で第１クラッチ機構CL1を係合させた場合には、係合音に加えて係合ショックが生じる可能性があるが、減速時に第１クラッチ機構CL1を係合させることで、その係合ショックを乗員が違和感として感じることを抑制できる。

なお、この発明の実施形態における車両は、図１に示す構成に限らず、図２に示す構成であってもよい。すなわち、車室内の音圧レベルが下限音圧レベルになる状況である場合には、第２ブレーキ機構B1や第３クラッチ機構CL3が解放状態となることを禁止するものとしてもよい。その場合、再加速時などの駆動力を充足するために、第２ブレーキ機構B1が解放状態となることを禁止することが好ましい。

さらに、この発明の実施形態における車両は、駆動力源から駆動輪に機械的な動力として駆動エネルギーを伝達する構成に限らず、従来知られているシリーズハイブリッド車両のように、駆動力源から出力された動力を電力に変換し、その電力をモータに供給することにより走行するように構成された車両であって、噛み合い式係合機構を解放することにより、駆動力源となるエンジンと発電機との間のトルクの伝達や、モータと駆動輪との間のトルクの伝達を遮断するように構成された車両であってもよい。またさらに、駆動力源としてエンジンのみを備えた車両であってもよく、その場合、車室内の音圧レベルが下限音圧レベルになる状況である場合には、変速機構などに設けられた噛み合い式係合機構が解放状態となることを禁止するように構成してもよい。

１Ｒ，１Ｌ…前輪、 ２，４…駆動装置、 ３Ｒ，３Ｌ…後輪、 ５…エンジン、 ６，７…モータ、 ８…動力分割機構、 ９…分割部、 １０…変速部、 １１，１７，４７…サンギヤ、 １２，１８，２６，４８，５７…リングギヤ、 １３，１９，４９…ピニオンギヤ、 １４，２０，５０…キャリヤ、 １４ａ，２０ａ…回転盤、 ３０，３１…回転部材、 ３２，３３…ドグ歯、 ３２ａ，３３ａ，４０ａ，４１ａ…傾斜面、 ３４…アクチュエータ、 ３５…プレート、 ３６…ロッド、 ３７…シャフト、 ３８，３９…貫通孔、 ４０，４１…凹部、 ４２…係合部、 ４３…圧縮バネ、 ４４…スラストベアリング、 ４５…リヤモータ、 ４６…変速機構、 ５９，６０，６１…電力制御装置、 ６２…蓄電装置、 ６３…電子制御装置（ECU)、 ６４…統合ECU、 ６５…MG-ECU、 ６６…エンジンECU、 ６７…クラッチECU、 CL，CL1，CL2，CL3…クラッチ機構、 B1，B2…ブレーキ機構、 Ｃ…固定部。

Claims (13)

1. 駆動力源と、前記駆動力源から出力された動力を駆動エネルギーとして駆動輪に伝達可能な係合状態と、前記動力を前記駆動エネルギーとして前記駆動輪に伝達されることを遮断する解放状態とを選択的に設定できる噛み合い式係合機構とを備え、所定の走行状態から他の走行状態に変化することにより前記噛み合い式係合機構を前記解放状態から前記係合状態に切り替える車両の駆動制御装置において、
   前記噛み合い式係合機構を制御するコントローラを備え、
   前記噛み合い式係合機構を前記解放状態から前記係合状態に切り替えることが予測されている状況下で、
   前記コントローラは、
   車室内の音圧レベルが所定値以下になる状況であるか否かを判定し、
   前記音圧レベルが前記所定値以下になる状況であることが判定された場合に、前記噛み合い式係合機構が、前記解放状態となることを禁止するように構成され、
   前記禁止は、前記噛み合い式係合機構が解放状態であれば前記音圧レベルが前記所定値以下になる以前に係合状態に切り替えてその係合状態を維持し、また前記噛み合い式係合機構が係合状態であればその係合状態を維持することにより、前記音圧レベルが前記所定値以下の状況で前記噛み合い式係合機構の解放状態から係合状態への切替が生じないようにすることである
   ことを特徴とする車両の駆動制御装置。
   
2. 請求項１に記載の車両の駆動制御装置において、
   前記コントローラは、
   車速が所定車速以下の場合に、前記音圧レベルが前記所定値以下になる状況であると判定するように構成されている
   ことを特徴とする車両の駆動制御装置。
   
3. 請求項１または２に記載の車両の駆動制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記車両の減速度が、所定減速度以上の場合に、前記音圧レベルが前記所定値以下になる状況であると判定するように構成されている
   ことを特徴とする車両の駆動制御装置。
   
4. 請求項２に記載の車両の駆動制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記車両の減速度が、所定減速度以上の場合に、前記音圧レベルが前記所定値以下になる状況であると判定するように構成され、
   前記所定減速度は、前記車速が高車速ほど、高減速度に定めるように構成されている
   ことを特徴とする車両の駆動制御装置。
   
5. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載の車両の駆動制御装置において、
   前記駆動力源は、エンジンを含み、
   前記駆動輪に連結された駆動モータを更に備えている
   ことを特徴とする車両の駆動制御装置。
   
6. 請求項５に記載の車両の駆動制御装置において、
   前記エンジンから出力された動力を電気エネルギーに変換するとともに、変換された前記電気エネルギーを前記駆動モータに供給することができる発電機を更に備え、
   前記噛み合い式係合機構は、前記エンジンと前記発電機とのトルクの伝達を選択的に遮断することができるように構成されている
   ことを特徴とする車両の駆動制御装置。
   
7. 請求項６に記載の車両の駆動制御装置において、
   前記エンジンが連結された第１回転要素と、前記発電機が連結された第２回転要素と、前記駆動輪が連結された第３回転要素とを有するとともに、前記エンジンから出力されたトルクを前記発電機と前記駆動輪とに分割して伝達する動力分割機構を更に備え、
   前記噛み合い式係合機構は、前記動力分割機構を介した前記エンジンから前記駆動輪へのトルクの伝達を選択的に遮断することができるように構成されている
   ことを特徴とする車両の駆動制御装置。
   
8. 請求項７に記載の車両の駆動制御装置において、
   前記動力分割機構は、前記第１回転要素と、前記第２回転要素と、前記第３回転要素とを含む複数の回転要素と、前記複数の回転要素のうちのいずれか二つの回転要素を連結することにより前記駆動輪側に伝達されるトルクの分割率が第１分割率となる第１係合機構と、前記複数の回転要素のうちの他の二つの回転要素を連結することにより前記分割率が前記第１分割率よりも小さい第２分割率となる第２係合機構とを備え、
   前記噛み合い式係合機構は、前記第１係合機構を含む
   ことを特徴とする車両の駆動制御装置。
   
9. 請求項８に記載の車両の駆動制御装置において、
   前記第１係合機構により係合される二つの回転要素のうちの一つの回転要素と、前記第２係合機構により係合される二つの回転要素のうちの一つの回転要素とは、同一の回転要素である
   ことを特徴とする車両の駆動制御装置。
   
10. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載の車両の駆動制御装置において、
    前記駆動力源は、駆動モータを含み、
    前記噛み合い式係合機構は、前記駆動モータと前記駆動輪とのトルクの伝達を選択的に遮断することができるように構成されている
    ことを特徴とする車両の駆動制御装置。
    
11. 請求項１０に記載の車両の駆動制御装置において、
    一対の回転部材を連結することにより前記駆動モータと前記駆動輪との変速比が第１所定値となるようにトルク伝達可能に連結する第３係合機構と、
    他の一対の回転部材を連結することにより前記駆動モータと前記駆動輪との変速比が前記第１所定値よりも小さい第２所定値となるようにトルク伝達可能に連結する第４係合機構とを更に備え、
    前記噛み合い式係合機構は、前記第３係合機構を含む
    ことを特徴とする車両の駆動制御装置。
    
12. 請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の車両の駆動制御装置において、
    前記噛み合い式係合機構は、前記解放状態から前記駆動力源と前記駆動輪とのトルクの伝達を可能とする係合状態に切り替えるための係合信号が入力されることにより、前記解放状態から前記係合状態に切り替え、かつ前記係合状態から前記解放状態に切り替えるための解放信号が入力されることにより、前記係合状態から前記解放状態に切り替えるとともに、前記係合状態で前記係合信号および前記解放信号が入力されなくなった場合に前記係合状態を維持し、かつ前記解放状態で前記係合信号および前記解放信号が入力されなくなった場合に前記解放状態を維持するように構成されたノーマルステイ型の係合機構である
    ことを特徴とする車両の駆動制御装置。
    
13. 請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の車両の駆動制御装置において、
    前記噛み合い式係合機構は、第１噛み合い歯が形成された入力側回転部材と、前記第１噛み合い歯に噛み合う第２噛み合い歯が形成された出力側回転部材とを有するとともに、前記第１噛み合い歯と前記第２噛み合い歯との一方の噛み合い歯を他方の噛み合い歯側に移動させることにより、前記第１噛み合い歯と前記第２噛み合い歯とが噛み合うように構成され、前記第１噛み合い歯と前記第２噛み合い歯とが噛み合い始める際に前記第１噛み合い歯の移動方向における先端が前記第２噛み合い歯に接触した場合に、前記入力側回転部材と前記出力側回転部材との少なくともいずれか一方が回転することにより、前記第１噛み合い歯と前記第２噛み合い歯との位相がずれて前記第１噛み合い歯と前記第２噛み合い歯とが噛み合うことができるように構成されている
    ことを特徴とする車両の駆動制御装置。

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