JP7110965B2 - ハイブリッド車の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、エンジンとモータとを駆動力源とし、モータによってエンジンの回転数を制御可能なハイブリッド車の制御装置に関するものである。

この種のハイブリッド車の一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されたハイブリッド車は、いわゆるツーモータ・タイプのハイブリッド車であり、エンジンが出力したトルクを発電機能のある第１モータと出力側とに分割する動力分割機構を備えている。エンジンを駆動するハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードでは、第１モータによってエンジン回転数を制御し、その第１モータで発電した電力を第２モータに供給し、第２モータが出力するトルクを、動力分割機構から出力されるトルクに加えるように構成されている。

特許文献１に記載されたハイブリッド車における動力分割機構は、二組の遊星歯車機構および複数の係合機構によって、多様な駆動モードを設定できるように構成されている。それらの駆動モードには、エンジン回転数を下げることのできるハイ（Ｈｉ）モードと、エンジン回転数をＨｉモードよりも高回転数にするロー（Ｌｏ）モードと、動力分割機構の全体が一体となって回転する直結（固定段）モードとが含まれている。その直結モードは、Ｈｉモードを設定するために係合させるいわゆるハイ（Ｈｉ）クラッチと、Ｌｏモードを設定するために係合させるいわゆるロー（Ｌｏ）クラッチとを係合させて設定される。したがって、駆動モードをＨｉ－Ｌｏに切り替える場合、過渡状態として直結モードを設定することにより、駆動トルクを維持しつつ円滑に駆動モードを切り替えることができる。また、直結モードでは、エンジンが出力したトルクの全量を、電力への変換およびその逆変換を介することなく駆動輪に伝達できるので、動力伝達効率が良好になる。

特開２０１７－７４３７号公報

上述した直結モードを含む複数の駆動モードを設定できるハイブリッド車では、エンジンやモータを効率の良い動作点で運転でき、またパワートレーンでの動力伝達効率を向上させることができ、したがってハイブリッド車の全体としてのエネルギ効率を向上させることができる。このような利点は、駆動モードを直結モードに設定して走行する機会があることにより得られる。しかしながら、直結モードは、入力側にエンジンが連結され、かつ出力側に駆動輪が連結されている動力分割機構の全体が一体となって回転する状態であるから、ブレーキ操作などによって急速に減速する場合には、車速の低下と合わせてエンジン回転数が低下する。そのため、直結モードが維持された状態で車速が急速に低下するとエンジンストールに到り、また直結モードから他の駆動モードに切り換えるタイミングが遅れると、エンジンストールに到ってしまう。エンジン回転数の上記のような急速な低下は、制御された状態での回転数の低下ではないので、停止する際の振動が大きくなり、またエンジンを再始動するためにクランキングした場合に大きい振動が発生するなどの可能性が高くなる。

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り、ハイブリッド車の急減速時にタイミングよく直結モードを解消してエンジン回転数の過度な低下を回避することのできる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、エンジンが連結されている第１回転要素とモータが連結されている第２回転要素と駆動輪が連結されている第３回転要素とを含む複数の回転要素によって差動作用を行う動力分割機構と、前記第２回転要素の回転を止めた状態において前記第３回転要素の回転数より前記第１回転要素の回転数が低回転数になるハイモードを設定するために係合する係合機構としての第１係合機構と、前記第２回転要素の回転を止めた状態において前記第３回転要素の回転数より前記第１回転要素の回転数が高回転数になるローモードを設定するために係合する係合機構としての第２係合機構とを備え、前記ハイモードが設定されている状態または前記ローモードが設定されている状態で前記モータの回転数に応じて前記第３回転要素に対する前記エンジンの回転数の比率が変化し、前記第１係合機構および前記第２係合機構を係合させることにより前記比率が一定値に固定される直結モードを設定するハイブリッド車の制御装置において、前記エンジンならびに前記モータおよび前記第１係合機構ならびに前記第２係合機構を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記直結モードが設定されている状態で急減速操作されたことを検出し、前記急減速操作が検出された場合に、前記直結モードで係合している第１係合機構と前記第２係合機構とのうち、前記急減速操作が行われることに伴って生じる前記モータの慣性トルクによって、前記係合機構が分担するトルクがより小さくなるいずれか一方の係合機構を解放する制御を実行して、前記直結モードから前記ハイモードと前記ローモードとのいずれか一方のモードに切り替えることを特徴とするものである。

この発明におけるコントローラは、更に、前記第１係合機構と前記第２係合機構とのうちの前記いずれか一方の係合機構の解放を指示してから予め定めた所定の時間の経過後、前記いずれか一方の係合機構の分担トルクが小さくなる方向に前記モータのトルクを変化させるように構成されていてよい。

また、この発明におけるコントローラは、更に、前記いずれか一方の係合機構の分担トルクが小さくなる方向に前記モータのトルクを変化させた後、前記モータのトルクを低下させ、前記エンジンの回転数が予め定めた回転数にまで低下したことにより前記モータのトルクを予め定めた基準トルク以下に低下させるように構成されていてよい。

そして、この発明では、前記いずれか一方の係合機構は、噛み合い歯を有し、かつ前記噛み合い歯によってトルクを伝達するドグクラッチによって構成されていてよい。

この発明によれば、直結モードが設定されている状態で急減速操作された場合、係合状態になっていて直結モードを設定している第１係合機構と第２係合機構とのうちのいずれか一方が解放側に制御されて、ハイモードもしくはローモードに切り替えられる。これらハイモードもしくはローモードでは、モータによってエンジンの回転数を制御できるから、ハイブリッド車が停止したとしてもエンジンを回転させておくことができ、したがって急減速操作されてエンジン回転数が低下するとしてもエンジンストールに到ることが回避される。また、エンジンを停止させるとしてもモータによって回転数を制御しつつ停止させることができるので、停止に伴って振動が悪化することを抑制でき、また停止した際のエンジンのクランク角度を再始動に適した角度に設定できるので、再始動時の振動を抑制できる。特に、この発明では、解放させる係合機構は、第１係合機構と第２係合機構とのうち急減速操作に伴って分担するトルクが、より小さくなる方の係合機構である。したがって直結モードを迅速に解消できるので、急減速操作に対して直結モードの解消が遅れることがなく、そのためエンジン回転数が過度に引き下げられたり、それに伴って振動が悪化したりする事態を回避もしくは抑制することができる。

また、この発明では、解放の指示の後、所定時間が経過した際にモータのトルクを制御して、前記係合機構の分担トルクを更に低下させるので、その係合機構の解放を更に迅速化して、直結モードを早期にかつ確実に解消して他のモードを設定できる。

そして、この発明によれば、直結モードから他のモードに移行した後は、モータによってエンジン回転数を所定の低回転数に維持でき、したがってエンジン回転数が過度に低下して振動が悪化することを回避もしくは抑制できるとともに、エンジンの回転を止める場合には、クランク角度などをエンジンの再始動に適した状態に設定できるので、再始動時の振動の悪化を防止もしくは抑制することができる。

ハイブリッド車における駆動装置の一例を示す模式図である。 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。 各走行モードおよび係合機構の係合・解放の状態をまとめて示す図表である。 ローモードの動作状態を説明するための共線図である。 ハイモードの動作状態を説明するための共線図である。 直結モードの動作状態を説明するための共線図である。 この発明の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。 図７に示す制御を実行した場合のアクセル開度、ブレーキ踏力、車速、回転数、第１モータ（ＭＧ１）のトルク、第１クラッチ（Ｈｉクラッチ）の指令値、Ｈｉクラッチの駆動力、Ｈｉクラッチの実ストローク、第１クラッチ（Ｌｏクラッチ）の実ストロークの変化を簡略化して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制御装置は、駆動力源としてエンジンとモータとを備えたハイブリッド車を対象としており、その一例を図１に模式的に示してある。図１は、ハイブリッド車１における駆動装置２を示しており、エンジン（ＥＮＧ）３と二つのモータ４，５を駆動力源として備えている。エンジン３は、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であって、スロットル開度や燃料噴射量、点火時期などの動作状態を電気的に制御できるように構成されている。また、第１のモータ（以下、第１モータと記す）４は主としてエンジン３の回転数を制御するためのものであって、発電機能のあるモータすなわちモータ・ジェネレータによって構成されている。この第１モータ４がこの発明の実施形態における「モータ」に相当している。第２のモータ（以下、第２モータと記す）５は、主として、第１モータ４で発電した電力が供給されて、走行のための駆動力を出力するモータであり、減速時にはエネルギ回生を行うので、第１モータ４と同様に、モータ・ジェネレータによって構成されている。

エンジン３の回転数を第１モータ４によって制御し、併せてエンジン３が出力した動力の一部を電力に変換するための機構である動力分割機構６が設けられている。図１に示す動力分割機構６は二組の遊星歯車機構７，８を組み合わせた複合遊星歯車機構から構成されており、入力要素と、出力要素と、反力要素とを含む複数（少なくとも三つ）の回転要素を有している。具体的に説明すると、図１に示す例では、各遊星歯車機構７，８はシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、一方の遊星歯車機構（以下、第１遊星歯車機構と記す）７は、サンギヤ７Ｓと、サンギヤ７Ｓに対して同心円上に配置されている内歯歯車であるリングギヤ７Ｒと、これらサンギヤ７Ｓおよびリングギヤ７Ｒとの間に配置されてサンギヤ７Ｓおよびリングギヤ７Ｒに噛み合っているピニオンギヤを保持しているキャリヤ７Ｃとを有し、これらのサンギヤ７Ｓならびにリングギヤ７Ｒおよびキャリヤ７Ｃによって差動作用を行うように構成されている。同様に、他方の遊星歯車機構（以下、第２遊星歯車機構と記す）８は、サンギヤ８Ｓと、サンギヤ８Ｓに対して同心円上に配置されている内歯歯車であるリングギヤ８Ｒと、これらサンギヤ８Ｓおよびリングギヤ８Ｒとの間に配置されてサンギヤ８Ｓおよびリングギヤ８Ｒに噛み合っているピニオンギヤを保持しているキャリヤ８Ｃとを有し、これらのサンギヤ８Ｓならびにリングギヤ８Ｒおよびキャリヤ８Ｃによって差動作用を行うように構成されている。

そして、第１遊星歯車機構７におけるキャリヤ７Ｃにエンジン３が連結されており、したがってキャリヤ７Ｃが入力要素となっている。また、第１遊星歯車機構７のサンギヤ７Ｓに第１モータ４が連結されており、したがってこのサンギヤ７Ｓが反力要素となっている。各遊星歯車機構７，８はエンジン３と同一の軸線上に配置されており、第１遊星歯車機構７におけるリングギヤ７Ｒと第２遊星歯車機構８におけるサンギヤ８Ｓとが一体となって回転するように連結されている。この第２遊星歯車機構８におけるリングギヤ８Ｒに出力ギヤ９が設けられており、したがってこのリングギヤ８Ｒが出力要素となっている。

第１遊星歯車機構７と第２遊星歯車機構８とはそれぞれの所定の回転要素同士が連結される複合遊星歯車機構を構成しており、その連結関係を変更するための係合機構として、上記のキャリヤ７Ｃ，８Ｃ同士を選択的に連結する第１クラッチＣＬ１と、第２遊星歯車機構８における所定の二つの回転要素同士（図１に示す例では、リングギヤ８Ｒとキャリヤ８Ｃ）を選択的に連結する第２クラッチＣＬ２とが設けられている。したがって、第２クラッチＣＬ２は第２遊星歯車機構８の全体を一体化させるクラッチとなっている。各クラッチＣＬ１，ＣＬ２は摩擦クラッチあるいは噛み合い式のクラッチ（ドグクラッチ）のいずれであってもよく、小型化するためにはドグクラッチであることが好ましい。また、各クラッチＣＬ１，ＣＬ２を動作させるためのアクチュエータは、油圧式あるいは電磁式のいずれであってもよい。

上記のエンジン３や動力分割機構６の回転中心軸線と平行にカウンタシャフト１０が配置されている。このカウンタシャフト１０には、上述した出力ギヤ９に噛み合っているドリブンギヤ１１と、このドリブンギヤ１１より小径のドライブギヤ１２とが取り付けられている。このドライブギヤ１２が終減速機であるデファレンシャルギヤユニット１３におけるリングギヤ１４に噛み合っている。

さらに、前記ドリブンギヤ１１には、第２モータ５におけるロータシャフト１５に取り付けられたドライブギヤ１６が噛み合っている。したがって、前記出力ギヤ９から出力されたトルクに、第２モータ５が出力したトルクを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トルクをデファレンシャルギヤユニット１３から左右のドライブシャフト１７を介して駆動輪１８に伝達するように構成されている。

上記の第１モータ４および第２モータ５は、インバータやコンバータならびに蓄電器などを備えた電源装置１９に接続されている。したがって、第１モータ４で発電した電力で第２モータ５を駆動するハイブリッド走行や、各モータ４，５を蓄電器の電力で駆動して走行する電気走行（ＥＶ走行）、第１モータ４によってエンジン３をクランキングするエンジン始動などが可能である。

上記のエンジン３ならびに電源装置１９、および各クラッチＣＬ１，ＣＬ２やブレーキＢ１を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）２０が設けられている。このＥＣＵ２０は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータや予め記憶しているデータなどを使用して演算を行い、その演算の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。したがって、このＥＣＵ２０がこの発明の実施形態におけるコントローラに相当している。ＥＣＵ２０は、エンジン３や電源装置１９などを一括して制御するように構成されていてもよく、あるいはエンジン３や電源装置１９あるいは各係合機構ごとに設けられた電子制御装置であってもよく、さらにはそれらの個別の電子制御装置を統合した制御装置であってもよい。図２にその一例をブロック図で示してある。

図２に示す例は、統合ＥＣＵ２１、各モータ４，５を制御対象としたＭＧ＿ＥＣＵ２２、エンジンＥＣＵ２３、および各クラッチＣＬ１，ＣＬ２およびブレーキＢ１を制御対象としたクラッチＥＣＵ２４によりＥＣＵ２０が構成されている例である。車両に搭載された種々のセンサ（図示せず）から統合ＥＣＵ２１に入力されるデータの例を挙げると、車速、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み角度（踏み込み量）であるアクセル開度、第１モータ（ＭＧ１）４の回転数、第２モータ（ＭＧ２）５の回転数、エンジン回転数、出力回転数、各クラッチＣＬ１，ＣＬ２の係合方向へのストローク量、蓄電器の温度、インバータやコンバータなどの電源装置の温度、第１モータ４の温度、第２モータ５の温度、潤滑油（ＡＴＦ）の温度、蓄電器の充電残量（ＳＯＣ）などが統合ＥＣＵ２１に入力されている。また、統合ＥＣＵ２１から出力される指令信号の例を挙げると、第１モータ４の指令信号、第２モータ５の指令信号がＭＧ＿ＥＣＵ２２に出力され、エンジン指令信号がエンジンＥＣＵ２３に出力され、各クラッチＣＬ１，ＣＬ２およびブレーキＢ１の係合および解放を指示するＣＬ１指令信号、ＣＬ２指令信号、Ｂ１指令信号がクラッチＥＣＵ２４に出力されている。そして、ＭＧ＿ＥＣＵ２２は、入力された指令信号に基づいて各モータ（ＭＧ１，ＭＧ２）４，５をモータもしくは発電機として機能させ、またそのトルクや回転方向を指示する制御を行う。またエンジンＥＣＵ２３は電子スロットルバルブ（図示せず）の開度や点火時期、排ガス循環量を制御をするＥＧＲバルブの開度、吸気バルブまたは排気バルブ（それぞれ図示せず）のバルブタイミングを制御する。さらに、クラッチＥＣＵ２４は、入力された指令信号に基づいて、第１クラッチＣＬ１のアクチュエータ、第２クラッチＣＬ２のアクチュエータ、ブレーキＢ１のアクチュエータを制御する。

上記の動力分割機構６は、各クラッチＣＬ１，ＣＬ２およびブレーキＢ１の係合および解放の状態に応じてトルクの伝達経路が変化し、それらのトルク伝達経路に応じた駆動トルクを得ることができ、またエンジン回転数を設定できる。各クラッチＣＬ１，ＣＬ２およびブレーキＢ１の係合および解放の状態に応じて設定される走行モードを図３にまとめて示してある。図３において、「●」印は係合していることを示し、「－」印は解放していることを示している。図３に示すＨＶ（ハイブリッド）走行モードは、エンジン３を駆動して走行するモードであり、またＥＶ（電気）走行モードは、電源装置１９の電力で走行するモードである。

ＨＶ走行モードでは、ローモード（ＨＶＬｏモード）と、ハイモード（ＨＶＨｉモード）と、直結モードとを選択して設定できる。ローモードは、第１クラッチＣＬ１のみを係合させて設定されるモードである。図４はローモードでの動作状態を説明するための、前記複合遊星歯車機構についての共線図である。共線図は、各回転要素を縦線で示し、各線の間隔を各遊星歯車機構７，８のギヤ比（サンギヤの歯数とリングギヤの歯数との比率）ρ1，ρ2に応じた間隔にした線図であり、各回転要素を示す線において基線（各縦線に直交する横線）からの距離が回転数を示す。そして、各回転要素の回転数を示す点を結んだ線が、複合遊星歯車機構の動作状態を示す。図４から知られるように、第１モータ４の回転数が「０」の場合（メカニカルポイントと称される）、出力ギヤ９（第２遊星歯車機構８のリングギヤ８Ｒ）の回転数よりエンジン回転数が高回転数になり、したがってこの走行モードがローモードと称される。ハイモードは、第２クラッチＣＬ２のみを係合させて設定されるモードであり、その動作状態を図５に共線図で示してある。図５において太い実線は第１遊星歯車機構７の動作状態を示し、破線は第２遊星歯車機構８の動作状態を示している。この図５から知られるように、第１モータ４の回転数が「０」の場合、出力ギヤ９（第２遊星歯車機構８のリングギヤ８Ｒ）の回転数がエンジン回転数より高回転数になり、したがってこの走行モードがハイモードと称される。直結モードは、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２の両方を係合させて設定されるモードであり、その動作状態を図６に共線図で示してある。前述したように第２クラッチＣＬ２を係合させることにより第２遊星歯車機構８の全体が一体化され、また第１クラッチＣＬ１を係合させることにより、一体化されている第２遊星歯車機構８を介して、第１遊星歯車機構７におけるリングギヤ７Ｒとサンギヤ７Ｓとが連結されているので、結局、第１遊星歯車機構７および第２遊星歯車機構８のそれぞれが一体化されて動力分割機構６の全体が一体となって回転する。したがって、各回転要素の回転数が同一になるので、その動作状態は図６の共線図では、基線と平行な横線で表される。

なお、ＥＶ走行モードでは、第１モータ４と第２モータ５とをモータとして駆動させるデュアルモードと、第２モータ５のみを走行のための駆動力源として動作させるシングルモードとが可能である。さらに、デュアルモードでは、上記のローモードとハイモードとが可能であり、ローモードでは第１クラッチＣＬ１に加えてブレーキＢ１を係合させる。同様に、ハイモードでは第２クラッチＣＬ２に加えてブレーキＢ１を係合させる。さらに、シングルモードでは、第１モータ４の連れ回りを防ぐために各クラッチＣＬ１，ＣＬ２およびブレーキＢ１を解放させる。

上述した各走行モードごとに、得られる駆動力や燃料消費量、電力消費量などが異なっているので、アクセル開度として現れている要求駆動力や、車速、ＳＯＣなどの走行状態に応じて、それぞれの走行状態に適する走行モードが設定される。その走行モードの選択および設定の制御は、各走行モードを設定する領域を、車速やアクセル開度をパラメータとして予めマップの形式で定めておき、実際の走行時には、そのマップを参照して行えばよい。

上述した走行モードのうち直結モードは、ＨＶ走行モードに特有のモードであり、エンジン３によって駆動輪１８を駆動する走行モードである。そして、エンジン３と駆動輪１８（もしくは出力ギヤ９）との回転数比（変速比）は一定値に固定される。そのため、直結モードが設定されている状態で、例えば運転者がブレーキペダルを急速に踏み込むなどの急減速操作を行うと、駆動輪１８の急速な回転数の低下に合わせてエンジン３の回転数が急速に引き下げられ、ついにはエンジンストールに到る可能性がある。この発明の実施形態の制御装置は、このようなエンジンストールを回避するために以下に説明する制御を行うように構成されている。

図７はその制御例を説明するためのフローチャートであり、この図７に示す制御は、ハイブリッド車１が走行している際に予め定めた所定の短時間ごとに繰り返し実行される。先ず、直結モード（固定段）を設定した走行中か否かが判断される（ステップＳ１）。固定段が設定されてい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、特に制御を行うことなくリターンする。これとは反対に固定段が設定され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、急減速操作されたか否かが判断される（ステップＳ２）。この急減速判断は、例えばブレーキペダルの踏力が予め定めた踏力以上か否かを判断することにより行ってもよく、あるいはブレーキペダルの踏込速度が判断基準として定めた速度以上か否かを判断することにより行ってもよい。これら以外に、加速度センサ（図示せず）の検出値、適宜の回転部材の回転数の変化率（角加速度）、自動ブレーキシステム（図示せず）や自動運転システムなどの運転制御システムで急減速が要求されているか否かなど、必要に応じて種々の信号を判断の基礎とすることができる。急減速の判断が成立しない場合、すなわちステップＳ２で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくリターンする。

これに対してステップＳ２で肯定的に判断された場合には、クラッチ解放指令を出力する（ステップＳ３）。このステップＳ３は、要は、固定段（直結モード）から他の走行モードに切り替えるための制御であり、したがって解放指令の対象は、固定段で係合している第１クラッチＣＬ１と第２クラッチＣＬ２とのいずれか一方であり、移行する走行モードは、ローモードもしくはハイモードである。このような走行モードの変更は、急減速によってエンジンストールに到ることを回避するためであるから、迅速に行う必要がある。そのため、解放すべきクラッチとして選択されるクラッチは、分担トルクの減少量が大きい方のクラッチである。

急減速操作されると、前述した出力ギヤ９およびこれと一体の第２遊星歯車機構８のリングギヤ８Ｒの回転数が急速に低下する。その場合、固定段が設定されていることにより、第１遊星歯車機構７のサンギヤ７Ｓに連結されている第１モータ４にはその回転数を引き下げる方向の力が作用するが、第１モータ４はその回転状態を維持しようとするので、その慣性モーメントに応じた慣性トルクが抵抗力として生じる。これを前述した図６に示す共線図で説明すると、回転状態を示す太い実線が図６での右下がりに傾斜するように各回転要素に力が作用する。そのため、各クラッチＣＬ１，ＣＬ２には、各遊星歯車機構７，８のギヤ比ρ1，ρ2に応じたトルクが作用する。各クラッチＣＬ１，ＣＬ２の分担トルクＴCL1，ＴCL2は、図１に示す構成のギヤトレーンの例では、
ＴCL1＝（１－ρ1・ρ2）Ｔｇ／ρ1・ρ2－Ｔｅ
ＴCL2＝－（１＋ρ1）Ｔｇ／ρ1－Ｔｅ
で表される。ここで、Ｔｇは第１モータ４によるトルク、Ｔｅはエンジントルクである。したがって、各ギヤ比ρ1，ρ2が共に「０．５」より小さければ、ハイモードを設定するために係合させられる第２クラッチ（ハイクラッチ）ＣＬ２の分担トルクが第１クラッチ（ロークラッチ）ＣＬ１の分担トルクより小さくなる。動力分割機構６がこのような構成であれば、ステップＳ３では第２クラッチＣＬ２の解放指令を出力することになる。

ついで、ステップＳ３での解放指令の出力からの経過時間Ｔｒが予め定めた所定時間τを超えたか否かが判断される（ステップＳ４）。解放指令を出力してから第２クラッチＣＬ２が解放し始めるまでには、指令信号の通信の遅れやアクチュエータの動作の遅れなどにより、所定の時間が掛かる。このような遅れ時間を上記の所定時間τとして、設計上予め定めておき、ステップＳ４ではそのような時間が経過したか否かを判断している。このステップＳ４で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくリターンする。これに対してステップＳ４で肯定的に判断された場合には、第１モータ（ＭＧ１）４のトルクを増加する（ステップＳ５）。この制御は、第２クラッチＣＬ２の解放を促進するために制御である。すなわち、第２クラッチＣＬ２がドグクラッチによって構成されている場合、ドグ歯に掛かるトルクあるいはドグ歯の噛み合い面の面圧を下げることにより、ドグ歯の噛み合いが外れやすくなる。一方、前述した図６を参照して説明したように、第１遊星歯車機構７のサンギヤ７Ｓに図６での上向きの力を加えると、動作状態を示す太い実線の右下がりの傾きが、より大きくなって第２クラッチＣＬ２に掛かるトルク（分担トルク）が、より小さくなる。したがって、所定時間τが経過して第２クラッチＣＬ２に解放方向の力が作用し始めた時点に、第１モータ４の正回転方向（解放指令時の回転方向）のトルクを増大させ、これにより第２クラッチＣＬ２の解放を促進する。

第２クラッチＣＬ２がドグクラッチであれば、係合状態での第２クラッチＣＬ２のアクチュエータのストローク量が大きく、反対に解放状態でのアクチュエータのストローク量が小さい。したがって、ステップＳ６では、第２クラッチＣＬ２のストローク量ＳCL2が解放の判断のために予め設定してある基準ストロークＬ以下か否かが判断される。このステップＳ６で否定的に判断された場合には、第２クラッチＣＬ２が係合していて固定段が設定されている状態であるから、リターンして従前の制御を継続する。これに対してステップＳ６で肯定的に判断された場合には、第２クラッチＣＬ２が解放したことになる。ここで説明している例では、第１クラッチＣＬ１が係合しているので、固定段（直結モード）からＨＶローモードに切り替わる。

ＨＶローモードでは、図４を参照して説明したように、第１モータ４によって反力要素である第１遊星歯車機構７のサンギヤ７Ｓの回転数を低下させ、あるいは負回転方向に回転させると、出力ギヤ９あるいはこれが連結されている第２遊星歯車機構８のリングギヤ８Ｒの回転数に対して、エンジン３が連結されている入力要素である第１遊星歯車機構７のキャリヤ７Ｃの回転数が高回転数になる。すなわち、車両１が停止したとしてもエンジン３を回転させ続けることができる。したがって、ステップＳ６で肯定的に判断された場合には、第１モータ４のトルクを低下させてその回転数を負回転方向に下げる。

こうして車両１の減速に伴ってエンジン回転数を低下させ、そのエンジン回転数Ｎｅが予め定めた所定回転数α以上か否かが判断される（ステップＳ７）。この所定回転数αは、振動が悪化しないように設定した回転数である。エンジン３を含む駆動系統の共振点は、アイドル回転数より低回転数に設定するのが通常であり、前記所定回転数αは共振点より高い回転数とすることが好ましい。このステップＳ７で否定的に判断された場合には、リターンして従前の制御を継続する。これに対してステップＳ７で肯定的に判断された場合には、第１モータ４のトルクＴｇを所定の基準トルク以下（例えばゼロ）に設定し、またエンジン３をいわゆるアイドル運転してその回転数Ｎｅをアイドル回転数Ｎidlに設定する（ステップＳ８）。その後、リターンする。

図７に示す制御を実行した場合のアクセル開度、ブレーキ踏力、車速、回転数、第１モータ（ＭＧ１）のトルク、第１クラッチＣＬ２（Ｈｉクラッチ）の指令値、Ｈｉクラッチの駆動力、Ｈｉクラッチの実ストローク、第１クラッチＣＬ１（Ｌｏクラッチ）の実ストロークの変化を図８に簡略化して示してある。ここに示す例は、アクセル開度がほぼゼロの状態で惰性走行している際にブレーキ操作されて急減速する走行シーンの例であり、走行モードは直結モードになっている。したがって各クラッチＣＬ１，ＣＬ２の実ストロークは、係合状態である最大ストロークになっている。その第２クラッチＣＬ２（Ｈｉクラッチ）指令値は、係合を指示する値になり、その状態を維持するのであるから、その駆動力はゼロに維持される。一方、動力分割機構６の全体の回転数は符号Ｎｐで示す回転数になっている。また、直結モードであるから第１モータ４は動作しておらず、そのトルクはゼロになっている。

このような走行状態での所定時点ｔ1にブレーキペダルが踏み込まれ、その踏力が急減速の判断閾値に達したｔ2時点に急減速の判定が成立する。図７に示すフローチャートでは、ステップＳ２で肯定的な判断が成立する。したがって、このｔ2時点に第２クラッチＣＬ２を解放する制御指令が行われる。図７に示すステップＳ３の制御である。その後、所定時間τが経過したｔ3時点に第２クラッチＣＬ２に解放方向の力が作用して解放し始める。これは、図７に示すフローチャートではステップＳ４で肯定的に判断された状態であり、したがってこれとほぼ同時もしくは直後に図７に示すステップＳ５の制御が実行され、第１モータ４のトルクが正回転方向に増大し始める。

第１モータ４のトルクが増大すると、第２クラッチＣＬ２で分担するトルクが低下するので、ｔ3時点の直後に第２クラッチＣＬ２が解放方向に移動し始める。ドグクラッチでは、ドグ歯の噛み合い面での摩擦力が抵抗となるので、解放方向の動作は当初はゆっくりしており、ドグ歯の噛み合いがほぼ外れると、急速に動作する。このような動作状態を図８では折線で示してある。解放側のクラッチである第２クラッチＣＬ２の実ストロークがほぼゼロになると、すなわち解放位置まで戻ると（ｔ4時点）、図７に示すフローチャートではステップＳ６で肯定的に判断されることになる。すなわち、第２クラッチＣＬ２の解放の判定が成立する。したがって、このｔ4時点に走行モードが直結モードからローモードに切り替わったことになる。

解放の判定が成立したことにより、第１モータ４のトルクが低下させられ、その回転数が次第に低下する。また、この時点では、第１モータ４が正回転方向のトルクを出力しているから、第１モータ４およびこれが連結されている第１遊星歯車機構７のサンギヤ７Ｓ（反力要素）の回転数Ｎｇが、出力ギヤ９およびこれが連結されている第２遊星歯車機構８のリングギヤ８Ｒ（出力要素）の回転数Ｎｐより高回転数になる。これとは反対にエンジン３およびこれが連結されている第１遊星歯車機構７のキャリヤ７Ｃ（入力要素）の回転数Ｎｅは、出力ギヤ９およびこれが連結されている第２遊星歯車機構８のリングギヤ８Ｒ（出力要素）の回転数Ｎｐより低回転数になる。このような動作状態を図６の共線図に破線で示してある。

第１モータ４のトルクを低下させても、正方向のトルクを出力している間は、その回転数Ｎｇが増大し、それに伴ってエンジン回転数Ｎｅが低下する。第１モータ４のトルクがゼロになり（ｔ5時点）、その後、負方向のトルクを出力するようになると、第１モータ４の回転数Ｎｇが次第に低下し、またエンジン回転数Ｎｅが次第に増大する。これを図６の共線図で説明すると、第１モータ４が正回転方向のトルクを出力している状態では、動作状態を示す破線の右下がりの勾配が増大し続け、ついで第１モータ４のトルクが負方向のトルクとなることにより、動作状態を示す破線の右下がりの勾配が次第に小さくなる。そして、ついには、動作状態を示す破線が、共線図における基線と平行な横線となり、第１モータ４の回転数Ｎｇおよびエンジン回転数Ｎｅが出力ギヤ９の回転数Ｎｐと一致する（ｔ6時点）。このｔ6時点に図７のフローチャートにおけるステップＳ８で肯定的に判断される。その後は、図７のステップＳ９の制御が実行され、第１モータ４のトルクがゼロに設定され、またエンジン３はアイドル回転を維持するように制御される。したがって、エンジン回転数Ｎｅはアイドル回転数になり、第１モータ４の回転数Ｎｇは、車速（出力ギヤ９の回転数）およびエンジン回転数Ｎｅに応じて決まる回転数になる。

したがって、この発明の実施形態における制御装置によれば、直結モードが設定されている状態で急減速する場合、直結モードを解消して、エンジン回転数を制御可能な走行モード（上記の例ではローモード）に移行させるので、エンジン回転数が過度に低下して振動が悪化するなどの事態を回避することができる。また、直結モードを解消するために解放する係合機構を、複数の係合機構のうち分担トルクが、より小さい方の係合機構とするので、直結モードから他の走行モードへの移行を迅速に行うことができる。しかも、その分担トルクが小さくなる方向にモータのトルクを変化させるから、係合機構がドグクラッチであってもその解放の遅れを可及的に小さくすることができる。そのため、急減速操作されて車速が急速に低下しても、直結モードから他の走行モードへの移行の遅れを解消して、エンジン回転数が過度に低下したり、エンジンストールに到ったりすることを確実に回避できる。さらに、直結モードからエンジン回転数を制御可能な走行モードに移行するので、エンジン３を一旦停止させ、その後に再始動するとしても、エンジン３を再始動に適した状態で停止させることが可能になり、こうすることによりエンジン３の再始動時に振動が悪化するなどの事態を未然に回避することができる。

なお、この発明は上述した実施形態に限定されないのであり、直結モード（固定段）から移行する走行モードは、エンジン回転数をモータによって制御できる走行モードであればよく、したがって動力分割機構の構成によっては、ハイモードに移行するように構成してもよい。また、この発明では、直結モードと他の走行モードとを設定でき、かつ直結モードから移行できる走行モードが少なくとも二つ存在するハイブリッド車であればよく、したがって動力分割機構は、図１に示す構成のものに限定されない。

１…ハイブリッド車、 ２…駆動装置、 ３…エンジン、 ４…第１モータ、 ５…第２モータ、 ６…動力分割機構、 ７，８…遊星歯車機構、 ７Ｃ，８Ｃ…キャリヤ、 ７Ｒ，８Ｒ…リングギヤ、 ７Ｓ，８Ｓ…サンギヤ、 ９…出力ギヤ、 １０…カウンタシャフト、 １１…ドリブンギヤ、 １２…ドライブギヤ、 １３…デファレンシャルギヤユニット、 １４…リングギヤ、 １５…ロータシャフト、 １６…ドライブギヤ、 １７…ドライブシャフト、 １８…駆動輪、 １９…電源装置、 ２０…電子制御装置（ＥＣＵ）、 ２１…統合ＥＣＵ、 ２２…ＭＧ＿ＥＣＵ、 ２３…エンジンＥＣＵ、 ２４…クラッチＥＣＵ、 Ｂ１…ブレーキ、 ＣＬ１…第１クラッチ、 ＣＬ２…第２クラッチ。

Claims (4)

1. エンジンが連結されている第１回転要素とモータが連結されている第２回転要素と駆動輪が連結されている第３回転要素とを含む複数の回転要素によって差動作用を行う動力分割機構と、前記第２回転要素の回転を止めた状態において前記第３回転要素の回転数より前記第１回転要素の回転数が低回転数になるハイモードを設定するために係合する係合機構としての第１係合機構と、前記第２回転要素の回転を止めた状態において前記第３回転要素の回転数より前記第１回転要素の回転数が高回転数になるローモードを設定するために係合する係合機構としての第２係合機構とを備え、前記ハイモードが設定されている状態または前記ローモードが設定されている状態で前記モータの回転数に応じて前記第３回転要素に対する前記エンジンの回転数の比率が変化し、前記第１係合機構および前記第２係合機構を係合させることにより前記比率が一定値に固定される直結モードを設定するハイブリッド車の制御装置において、
   前記エンジンならびに前記モータおよび前記第１係合機構ならびに前記第２係合機構を制御するコントローラを備え、
   前記コントローラは、
   前記直結モードが設定されている状態で急減速操作されたことを検出し、
   前記急減速操作が検出された場合に、前記直結モードで係合している第１係合機構と前記第２係合機構とのうち、前記急減速操作が行われることに伴って生じる前記モータの慣性トルクによって、前記係合機構が分担するトルクがより小さくなるいずれか一方の係合機構を解放する制御を実行して、前記直結モードから前記ハイモードと前記ローモードとのいずれか一方のモードに切り替える
   ことを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車の制御装置において、
   前記コントローラは、更に、
   前記第１係合機構と前記第２係合機構とのうちの前記いずれか一方の係合機構の解放を指示してから予め定めた所定の時間の経過後、前記いずれか一方の係合機構の分担トルクが小さくなる方向に前記モータのトルクを変化させることを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
   
3. 請求項２に記載のハイブリッド車の制御装置において、
   前記コントローラは、更に、
   前記いずれか一方の係合機構の分担トルクが小さくなる方向に前記モータのトルクを変化させた後、前記モータのトルクを低下させ、
   前記エンジンの回転数が予め定めた回転数にまで低下したことにより前記モータのトルクを予め定めた基準トルク以下に低下させる
   ことを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
   
4. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載のハイブリッド車の制御装置において、
   前記いずれか一方の係合機構は、噛み合い歯を有し、かつ前記噛み合い歯によってトルクを伝達するドグクラッチによって構成されていることを特徴とするハイブリッド車の制御装置。

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