JP7230730B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、過給機付きエンジンと回転機とを備えたハイブリッド車両の制御装置に関するものである。

過給機を有するエンジンと、第１回転機と、前記エンジンの動力を駆動輪と前記第１回転機とに分割して伝達する差動機構を有して前記第１回転機の運転状態が制御されることにより前記差動機構の差動状態が制御される電気式変速機構と、前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第２回転機とを備えたハイブリッド車両の制御装置が良く知られている。例えば、特許文献１に記載されたハイブリッド車両がそれである。この特許文献１には、エンジンの始動要求が為された際に、エンジンにおける要求出力が過給圧を必要とするような高出力である場合には、その要求出力を発生させる場合に設定される回転速度よりもエンジンの回転速度を高く設定してエンジンを始動することにより、過給圧不足つまり過給圧の立ち上がり応答遅れに起因するエンジンの出力低下を防止することが開示されている。

特開２００８－２２２０３３号公報

ところで、エンジンの始動要求が為された際には、エンジンの回転速度を上昇させるトルクをエンジンに付与するように第１回転機の出力トルクを制御するつまり第１回転機を用いてエンジンをクランキングすることになるが、特許文献１に示されるように始動時のエンジンの目標回転速度を高い値に設定すると、第１回転機によってエンジンの回転速度を高い回転速度にまで上昇させることとなる。そうすると、第１回転機の消費電力が大きくなり、車両におけるエネルギー効率が悪化するおそれがある。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、エンジンを始動する際に、車両におけるエネルギー効率の悪化を抑制しつつ過給圧の立ち上がり応答性を向上することができるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

第１の発明の要旨とするところは、（ａ）過給機を有するエンジンと、第１回転機と、前記エンジンの動力を駆動輪と前記第１回転機とに分割して伝達する差動機構を有して前記第１回転機の運転状態が制御されることにより前記差動機構の差動状態が制御される電気式変速機構と、前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第２回転機とを備えたハイブリッド車両の、制御装置であって、（ｂ）回転停止中の前記エンジンを始動する際には、前記エンジンの回転速度を上昇させるトルクを前記エンジンに付与するように前記第１回転機の出力トルクを制御しつつ前記エンジンを運転状態とするエンジン始動制御部を含み、（ｃ）前記エンジン始動制御部は、前記エンジンを始動する際に、前記エンジンに要求される出力が前記過給機による過給圧を必要とする出力である場合には、前記エンジンを運転状態とした後においても前記第１回転機によって前記エンジンの回転速度を上昇させるトルクを前記エンジンに付与するように、前記第１回転機によって前記エンジンの回転速度を上昇させるときの前記エンジンの目標回転速度を、前記第１回転機を発電状態に維持可能な値であり、且つ、前記エンジンへの燃料供給を開始して前記エンジンの運転を開始する所定回転速度よりも高い値に設定し、前記エンジンの回転速度が前記目標回転速度より高くなるまで、前記エンジンの回転速度を上昇させるトルクを前記エンジンに付与するように前記第１回転機の出力トルクを制御することにある。

また、第２の発明は、前記第１の発明に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記第１回転機によって前記エンジンの回転速度が上昇させられる前記エンジンの始動時において、前記発電状態とされているときの前記第１回転機による発電電力を用いて前記第２回転機から駆動トルクの一部を出力させるトルクアシスト制御部を更に含むことにある。

また、第３の発明は、前記第１の発明又は第２の発明に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記エンジン始動制御部は、前記要求される出力が前記過給圧を必要とする出力でない場合には、前記第１回転機によって前記エンジンの回転速度を上昇させるときの前記エンジンの目標回転速度を、前記所定回転速度に設定することにある。

また、第４の発明は、前記第１の発明から第３の発明の何れか１つに記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記差動機構は、前記エンジンが動力伝達可能に連結された第１回転要素と前記第１回転機が動力伝達可能に連結された第２回転要素と前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第３回転要素とを有しており、前記各回転要素の回転速度を相対的に表す共線図上において一端から他端へ向かって順番に前記第２回転要素、前記第１回転要素、前記第３回転要素とされるものであり、前記エンジン始動制御部は、前記エンジンを始動する際には、前記エンジンを運転状態のときの回転方向である正回転方向に回転させるトルクを前記エンジンに付与することで前記エンジンの回転速度を上昇させるトルクを前記エンジンに付与するものであり、前記エンジン始動制御部は、前記エンジンを始動する際には、前記第１回転機が負回転である状態で前記第１回転機の出力トルクを制御することによって、前記第１回転機の発電状態で前記第１回転機の出力トルクを制御することにある。

また、第５の発明は、前記第４の発明に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記エンジン始動制御部は、前記エンジンを始動する際に、前記エンジンに要求される出力が前記過給圧を必要とする出力である場合には、車速が高い程、前記エンジンの目標回転速度を高い値に設定することにある。

また、第６の発明は、前記第４の発明又は第５の発明に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記ハイブリッド車両は、前記電気式変速機構と前記駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する機械式変速機構を更に備えており、前記第１回転機によって前記エンジンの回転速度が上昇させられる前記エンジンの始動時において、前記エンジンに要求される出力が前記過給圧を必要とする出力である場合には、前記機械式変速機構をダウンシフトさせる変速制御部を更に含むことにある。

前記第１の発明によれば、回転停止中のエンジンを始動する際に、エンジンに要求される出力が過給圧を必要とする出力である場合には、エンジンを運転状態とした後においても第１回転機によってエンジンの回転速度を上昇させるトルクをエンジンに付与するように、第１回転機によってエンジンの回転速度を上昇させるときのエンジンの目標回転速度が、第１回転機を発電状態に維持可能な値であり、且つ、エンジンへの燃料供給を開始してエンジンの運転を開始する所定回転速度よりも高い値に設定され、エンジンの回転速度が目標回転速度より高くなるまで、エンジンの回転速度を上昇させるトルクをエンジンに付与するように第１回転機の出力トルクが制御されるので、第１回転機の消費電力を抑えつつ自立運転後のエンジンの回転速度をより早く上昇させることが可能となる。よって、エンジンを始動する際に、車両におけるエネルギー効率の悪化を抑制しつつ過給圧の立ち上がり応答性を向上することができる。

また、前記第２の発明によれば、第１回転機によってエンジンの回転速度が上昇させられるエンジンの始動時において、発電状態とされているときの第１回転機による発電電力を用いて第２回転機から駆動トルクの一部が出力させられるので、過給圧の立ち上がり応答遅れに起因する加速応答性の悪化を抑制することができる。

また、前記第３の発明によれば、要求される出力が過給圧を必要とする出力でない場合には、第１回転機によってエンジンの回転速度を上昇させるときのエンジンの目標回転速度が、所定回転速度に設定されるので、第１回転機によってエンジンが適切にクランキングさせられてエンジンが運転状態とされ得る。見方を換えれば、要求される出力が過給圧を必要とする出力である場合には、前記目標回転速度として前記所定回転速度よりも高い値が設定されるので、エンジンが運転状態とされた後においても第１回転機によってエンジンの回転速度を上昇させるトルクがエンジンに付与され、自立運転後のエンジンの回転速度をより早く上昇させることが可能となる。

また、前記第４の発明によれば、エンジンを始動する際には、第１回転機が負回転である状態で第１回転機の出力トルクが制御されることによって、第１回転機の発電状態で第１回転機の出力トルクが制御されるので、第１回転機の消費電力を抑えつつ自立運転後のエンジンの回転速度をより早く上昇させることが可能となる。

また、前記第５の発明によれば、エンジンを始動する際に、エンジンに要求される出力が過給圧を必要とする出力である場合には、車速が高い程、エンジンの目標回転速度が高い値に設定されるので、車両におけるエネルギー効率の悪化を抑制しつつ過給圧の立ち上がり応答性を一層向上することができるエンジンの目標回転速度が設定され得る。

また、前記第６の発明によれば、第１回転機によってエンジンの回転速度が上昇させられるエンジンの始動時において、エンジンに要求される出力が過給圧を必要とする出力である場合には、機械式変速機構がダウンシフトさせられるので、第１回転機が負回転に維持可能にされつつ、エンジンの目標回転速度が高い値に設定され易くされる。

本発明が適用される車両の概略構成を説明する図であると共に、車両における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。 エンジンの概略構成を説明する図である。 差動部における各回転要素の回転速度を相対的に表す共線図である。 最適エンジン動作点の一例を示す図である。 モータ走行とハイブリッド走行との切替制御に用いる動力源切替マップの一例を示す図である。 各走行モードにおけるクラッチ及びブレーキの各作動状態を示す図表である。 車速に基づいて設定される過給必要時クランキング回転速度の一例を示す図である。 目標クランキング回転速度の設定例を共線図上に示す図である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわちエンジンを始動する際に車両におけるエネルギー効率の悪化を抑制しつつ過給圧の立ち上がり応答性を向上する為の制御作動を説明するフローチャートである。 図９のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートの一例を示す図である。 本発明が適用される車両の概略構成を説明する図であって、図１の車両とは別の車両を説明する図である。 図１１で例示した機械式有段変速部の変速作動とそれに用いられる係合装置の作動の組み合わせとの関係を説明する作動図表である。 電気式無段変速部と機械式有段変速部とにおける各回転要素の回転速度を相対的に表す共線図である。 図１１で例示した電子制御装置の制御作動の要部すなわちエンジンを始動する際に車両におけるエネルギー効率の悪化を抑制しつつ過給圧の立ち上がり応答性を向上する為の制御作動を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される車両１０の概略構成を説明する図であると共に、車両１０における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。図１において、車両１０は、エンジン１２と第１回転機ＭＧ１と第２回転機ＭＧ２と動力伝達装置１４と駆動輪１６とを備えるハイブリッド車両である。

図２は、エンジン１２の概略構成を説明する図である。図２において、エンジン１２は、車両１０の走行用の動力源であり、過給機１８を有するガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の内燃機関、すなわち過給機１８付きエンジンである。エンジン１２の吸気系には吸気管２０が設けられており、吸気管２０はエンジン本体１２ａに取り付けられた吸気マニホールド２２に接続されている。エンジン１２の排気系には排気管２４が設けられており、排気管２４はエンジン本体１２ａに取り付けられた排気マニホールド２６に接続されている。過給機１８は、吸気管２０に設けられたコンプレッサー１８ｃと排気管２４に設けられたタービン１８ｔとを有する、公知の排気タービン式の過給機すなわちターボチャージャーである。タービン１８ｔは、排出ガスすなわち排気の流れにより回転駆動させられる。コンプレッサー１８ｃは、タービン１８ｔに連結されており、タービン１８ｔによって回転駆動させられることでエンジン１２への吸入空気すなわち吸気を圧縮する。

排気管２４には、タービン１８ｔの上流側から下流側へタービン１８ｔを迂回させて排気を流す為の排気バイパス２８が並列に設けられている。排気バイパス２８には、タービン１８ｔを通過する排気と排気バイパス２８を通過する排気との割合を連続的に制御する為のウェイストゲートバルブ（＝ＷＧＶ）３０が設けられている。ウェイストゲートバルブ３０は、後述する電子制御装置１００によって不図示のアクチュエータが作動させられることにより弁開度が連続的に調節される。ウェイストゲートバルブ３０の弁開度が大きい程、エンジン１２の排気は排気バイパス２８を通って排出され易くなる。従って、過給機１８の過給作用が効くエンジン１２の過給状態において、過給機１８による過給圧Ｐchgはウェイストゲートバルブ３０の弁開度が大きい程低くなる。過給機１８による過給圧Ｐchgは、吸気の圧力であり、吸気管２０内でのコンプレッサー１８ｃの下流側気圧である。尚、過給圧Ｐchgの低い側は、例えば過給機１８の過給作用が全く効いていないエンジン１２の非過給状態における吸気の圧力となる側、見方を換えれば過給機１８を有していないエンジンにおける吸気の圧力となる側である。

吸気管２０の入口にはエアクリーナ３２が設けられ、エアクリーナ３２よりも下流であってコンプレッサー１８ｃよりも上流の吸気管２０には、エンジン１２の吸入空気量Ｑairを測定するエアフローメータ３４が設けられている。コンプレッサー１８ｃよりも下流の吸気管２０には、吸気と外気又は冷却水とで熱交換を行うことで過給機１８により圧縮された吸気を冷却する熱交換器であるインタークーラ３６が設けられている。インタークーラ３６よりも下流であって吸気マニホールド２２よりも上流の吸気管２０には、後述する電子制御装置１００によって不図示のスロットルアクチュエータが作動させられることにより開閉制御される電子スロットル弁３８が設けられている。インタークーラ３６と電子スロットル弁３８との間の吸気管２０には、過給機１８による過給圧Ｐchgを検出する過給圧センサ４０、吸気の温度である吸気温度ＴＨairを検出する吸気温センサ４２が設けられている。電子スロットル弁３８の近傍例えばスロットルアクチュエータには、電子スロットル弁３８の開度であるスロットル弁開度θthを検出するスロットル弁開度センサ４４が設けられている。

吸気管２０には、コンプレッサー１８ｃの下流側から上流側へコンプレッサー１８ｃを迂回させて空気を再循環させる為の空気再循環バイパス４６が並列に設けられている。空気再循環バイパス４６には、例えば電子スロットル弁３８の急閉時に開弁させられることによりサージの発生を抑制してコンプレッサー１８ｃを保護する為のエアバイパスバルブ（＝ＡＢＶ）４８が設けられている。

エンジン１２は、後述する電子制御装置１００によって、電子スロットル弁３８や燃料噴射装置や点火装置やウェイストゲートバルブ３０等を含むエンジン制御装置５０（図１参照）が制御されることによりエンジン１２の出力トルクであるエンジントルクＴeが制御される。

図１に戻り、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２は、電動機（モータ）としての機能及び発電機（ジェネレータ）としての機能を有する回転電気機械であって、所謂モータジェネレータである。第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２は、車両１０の走行用の動力源となり得る。第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２は、各々、車両１０に備えられたインバータ５２を介して、車両１０に備えられたバッテリ５４に接続されている。第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２は、各々、後述する電子制御装置１００によってインバータ５２が制御されることにより、第１回転機ＭＧ１の出力トルクであるＭＧ１トルクＴg及び第２回転機ＭＧ２の出力トルクであるＭＧ２トルクＴmが制御される。回転機の出力トルクは、例えば正回転の場合、加速側となる正トルクでは力行トルクであり、減速側となる負トルクでは回生トルクである。バッテリ５４は、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２の各々に対して電力を授受する蓄電装置である。第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２は、車体に取り付けられる非回転部材であるケース５６内に設けられている。

動力伝達装置１４は、ケース５６内に、変速部５８、差動部６０、ドリブンギヤ６２、ドリブン軸６４、ファイナルギヤ６６、ディファレンシャルギヤ６８、リダクションギヤ７０等を備えている。変速部５８と差動部６０とは、変速部５８の入力回転部材である入力軸７２と同軸心に配置されている。変速部５８は、入力軸７２などを介してエンジン１２に連結されている。差動部６０は、変速部５８と直列に連結されている。ドリブンギヤ６２は、差動部６０の出力回転部材であるドライブギヤ７４と噛み合っている。ドリブン軸６４は、ドリブンギヤ６２とファイナルギヤ６６とを各々相対回転不能に固設する。ファイナルギヤ６６は、ドリブンギヤ６２よりも小径である。ディファレンシャルギヤ６８は、デフリングギヤ６８ａを介してファイナルギヤ６６と噛み合っている。リダクションギヤ７０は、ドリブンギヤ６２よりも小径であって、ドリブンギヤ６２と噛み合っている。リダクションギヤ７０には、入力軸７２とは別にその入力軸７２と平行に配置された、第２回転機ＭＧ２のロータ軸７６が連結されており、第２回転機ＭＧ２が動力伝達可能に連結されている。又、動力伝達装置１４は、ディファレンシャルギヤ６８に連結された車軸７８等を備えている。

このように構成された動力伝達装置１４は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式或いはＲＲ（リヤエンジン・リヤドライブ）方式の車両に好適に用いられる。又、動力伝達装置１４では、エンジン１２、第１回転機ＭＧ１、及び第２回転機ＭＧ２から各々出力される動力は、ドリブンギヤ６２へ伝達され、そのドリブンギヤ６２から、ファイナルギヤ６６、ディファレンシャルギヤ６８、車軸７８等を順次介して駆動輪１６へ伝達される。このように、第２回転機ＭＧ２は、駆動輪１６に動力伝達可能に連結された回転機である。又、動力伝達装置１４では、エンジン１２、変速部５８、差動部６０、及び第１回転機ＭＧ１と、第２回転機ＭＧ２とが異なる軸心上に配置されることで、軸長が短縮化されている。又、第２回転機ＭＧ２の減速比を大きくとることができる。尚、上記動力は、特に区別しない場合にはトルクや力も同意である。

変速部５８は、第１遊星歯車機構８０、クラッチＣ１、及びブレーキＢ１を備えている。差動部６０は、第２遊星歯車機構８２を備えている。第１遊星歯車機構８０は、第１サンギヤＳ１、第１ピニオンＰ１、第１ピニオンＰ１を自転及び公転可能に支持する第１キャリアＣＡ１、第１ピニオンＰ１を介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１を備える公知のシングルピニオン型の遊星歯車装置である。第２遊星歯車機構８２は、第２サンギヤＳ２、第２ピニオンＰ２、第２ピニオンＰ２を自転及び公転可能に支持する第２キャリアＣＡ２、第２ピニオンＰ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合う第２リングギヤＲ２を備える公知のシングルピニオン型の遊星歯車装置である。

第１遊星歯車機構８０において、第１キャリアＣＡ１は、入力軸７２に一体的に連結されており、その入力軸７２を介してエンジン１２が動力伝達可能に連結された回転要素である。第１サンギヤＳ１は、ブレーキＢ１を介してケース５６に選択的に連結される回転要素である。第１リングギヤＲ１は、差動部６０の入力回転部材である第２遊星歯車機構８２の第２キャリアＣＡ２に連結された回転要素であり、変速部５８の出力回転部材として機能する。又、第１キャリアＣＡ１と第１サンギヤＳ１とは、クラッチＣ１を介して選択的に連結される。

クラッチＣ１及びブレーキＢ１は、何れも湿式の摩擦係合装置であり、油圧アクチュエータによって係合制御される多板型の油圧式摩擦係合装置である。このクラッチＣ１及びブレーキＢ１は、車両１０に備えられた油圧制御回路８４が後述する電子制御装置１００によって制御されることにより、その油圧制御回路８４から出力される調圧された各油圧Ｐc1，Ｐb1に応じて、各々、係合や解放などの状態である作動状態が切り替えられる。

クラッチＣ１及びブレーキＢ１が共に解放された状態においては、第１遊星歯車機構８０の差動が許容される。よって、この状態では、第１サンギヤＳ１にてエンジントルクＴeの反力トルクが取れない為、変速部５８は機械的な動力伝達が不能な中立状態すなわちニュートラル状態とされる。又、クラッチＣ１が係合され且つブレーキＢ１が解放された状態においては、第１遊星歯車機構８０は各回転要素が一体回転させられる。よって、この状態では、エンジン１２の回転は等速で第１リングギヤＲ１から第２キャリアＣＡ２へ伝達される。一方で、クラッチＣ１が解放され且つブレーキＢ１が係合された状態においては、第１遊星歯車機構８０は第１サンギヤＳ１の回転が止められ、第１リングギヤＲ１の回転が第１キャリアＣＡ１の回転よりも増速される。よって、この状態では、エンジン１２の回転は増速されて第１リングギヤＲ１から出力される。このように、変速部５８は、変速比が「１．０」の直結状態となるローギヤと、変速比が例えば「０．７」のオーバードライブ状態となるハイギヤとに切り替えられる２段の有段変速機として機能する。又、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が共に係合された状態においては、第１遊星歯車機構８０は各回転要素の回転が止められる。よって、この状態では、変速部５８の出力回転部材である第１リングギヤＲ１の回転が停止させられることで、差動部６０の入力回転部材である第２キャリアＣＡ２の回転が停止させられる。

第２遊星歯車機構８２において、第２キャリアＣＡ２は、変速部５８の出力回転部材である第１リングギヤＲ１に連結された回転要素であり、差動部６０の入力回転部材として機能する。第２サンギヤＳ２は、第１回転機ＭＧ１のロータ軸８６に一体的に連結されており、第１回転機ＭＧ１が動力伝達可能に連結された回転要素である。第２リングギヤＲ２は、ドライブギヤ７４に一体的に連結されており、駆動輪１６に動力伝達可能に連結された回転要素であり、差動部６０の出力回転部材として機能する。第２遊星歯車機構８２は、変速部５８を介して第２キャリアＣＡ２に入力されるエンジン１２の動力を第１回転機ＭＧ１及びドライブギヤ７４に機械的に分割する動力分割機構である。つまり、第２遊星歯車機構８２は、エンジン１２の動力を駆動輪１６と第１回転機ＭＧ１とに分割して伝達する差動機構である。第２遊星歯車機構８２において、第２キャリアＣＡ２は入力要素として機能し、第２サンギヤＳ２は反力要素として機能し、第２リングギヤＲ２は出力要素として機能する。差動部６０は、第２遊星歯車機構８２に動力伝達可能に連結された第１回転機ＭＧ１とともに、第１回転機ＭＧ１の運転状態が制御されることにより第２遊星歯車機構８２の差動状態が制御される電気式変速機構例えば電気式無段変速機を構成する。第１回転機ＭＧ１は、エンジン１２の動力が伝達される回転機である。変速部５８はオーバードライブであるので、第１回転機ＭＧ１の高トルク化が抑制される。尚、第１回転機ＭＧ１の運転状態を制御することは、第１回転機ＭＧ１の運転制御を行うことである。

図３は、差動部６０における各回転要素の回転速度を相対的に表す共線図である。図３において、３本の縦線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３は、差動部６０を構成する第２遊星歯車機構８２の３つの回転要素に対応している。縦線Ｙ１は、第１回転機ＭＧ１（図中の「ＭＧ１」参照）が動力伝達可能に連結された第２回転要素ＲＥ２である第２サンギヤＳ２の回転速度を表している。縦線Ｙ２は、変速部５８を介してエンジン１２（図中の「ＥＮＧ」参照）が動力伝達可能に連結された第１回転要素ＲＥ１である第２キャリアＣＡ２の回転速度を表している。縦線Ｙ３は、ドライブギヤ７４（図中の「ＯＵＴ」参照）と一体的に連結されたつまり駆動輪１６に動力伝達可能に連結された第３回転要素ＲＥ３である第２リングギヤＲ２の回転速度を表している。このように、第２遊星歯車機構８２は、共線図上において一端から他端へ向かって順番に第２回転要素ＲＥ２、第１回転要素ＲＥ１、第３回転要素ＲＥ３とされる。ドライブギヤ７４と噛み合うドリブンギヤ６２には、リダクションギヤ７０等を介して第２回転機ＭＧ２（図中の「ＭＧ２」参照）が連結されている。第２キャリアＣＡ２には、車両１０に備えられた機械式のオイルポンプ（図中の「ＭＯＰ」参照）が連結されている。この機械式のオイルポンプは、第２キャリアＣＡ２の回転に伴って駆動されることで、クラッチＣ１及びブレーキＢ１の各係合作動や各部の潤滑や各部の冷却に用いられるオイルを供給する。第２キャリアＣＡ２の回転が停止される場合には、車両１０に備えられた電動式のオイルポンプ（不図示）によりオイルが供給される。縦線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３の相互の間隔は、第２遊星歯車機構８２の歯車比ρ（＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）に応じて定められている。共線図の縦軸間の関係においてサンギヤとキャリアとの間が「１」に対応する間隔とされると、キャリアとリングギヤとの間が歯車比ρに対応する間隔とされる。

図３の実線Ｌｅｆは、少なくともエンジン１２を動力源として走行するハイブリッド走行（＝ＨＶ走行）が可能な走行モードであるＨＶ走行モードでの前進走行における各回転要素の相対速度の一例を示している。又、図３の実線Ｌｅｒは、ＨＶ走行モードでの後進走行における各回転要素の相対速度の一例を示している。このＨＶ走行モードでは、第２遊星歯車機構８２において、例えば変速部５８を介して第２キャリアＣＡ２に入力される正トルクのエンジントルクＴeに対して、第１回転機ＭＧ１による負トルクの反力トルクとなるＭＧ１トルクＴgが第２サンギヤＳ２に入力されると、第２リングギヤＲ２には正トルクのエンジン直達トルクＴdが現れる。例えば、クラッチＣ１が係合され且つブレーキＢ１が解放されて変速部５８が変速比「１．０」の直結状態とされている場合、第２キャリアＣＡ２に入力されるエンジントルクＴeに対して、反力トルクとなるＭＧ１トルクＴg（＝－ρ／（１＋ρ）×Ｔe）が第２サンギヤＳ２に入力されると、第２リングギヤＲ２にはエンジン直達トルクＴd（＝Ｔe／（１＋ρ）＝－（１／ρ）×Ｔg）が現れる。そして、要求駆動力に応じて、ドリブンギヤ６２に各々伝達されるエンジン直達トルクＴdとＭＧ２トルクＴmとの合算トルクが車両１０の駆動トルクとして駆動輪１６へ伝達され得る。第１回転機ＭＧ１は、正回転にて負トルクを発生する場合には発電機として機能する。第１回転機ＭＧ１の発電電力Ｗgは、バッテリ５４に充電されたり、第２回転機ＭＧ２にて消費される。第２回転機ＭＧ２は、発電電力Ｗgの全部又は一部を用いて、或いは発電電力Ｗgに加えてバッテリ５４からの電力を用いて、ＭＧ２トルクＴmを出力する。前進走行時のＭＧ２トルクＴmは正回転の正トルクとなる力行トルクであり、後進走行時のＭＧ２トルクＴmは負回転の負トルクとなる力行トルクである。

差動部６０は、電気的な無段変速機として作動させられ得る。例えば、ＨＶ走行モードにおいて、駆動輪１６の回転に拘束されるドライブギヤ７４の回転速度である出力回転速度Ｎoに対して、第１回転機ＭＧ１の運転状態が制御されることによって第１回転機ＭＧ１の回転速度つまり第２サンギヤＳ２の回転速度が上昇或いは低下させられると、第２キャリアＣＡ２の回転速度が上昇或いは低下させられる。第２キャリアＣＡ２は変速部５８を介してエンジン１２と連結されているので、第２キャリアＣＡ２の回転速度が上昇或いは低下させられることで、エンジン１２の回転速度であるエンジン回転速度Ｎeが上昇或いは低下させられる。従って、ハイブリッド走行では、エンジン動作点ＯＰengを効率の良い動作点に設定する制御を行うことが可能である。この種のハイブリッド形式は、機械分割式或いはスプリットタイプと称される。第１回転機ＭＧ１は、エンジン回転速度Ｎeを制御可能な回転機つまりエンジン回転速度Ｎeを調整可能な回転機である。動作点は、回転速度とトルクとで表される運転点であり、エンジン動作点ＯＰengは、エンジン回転速度ＮeとエンジントルクＴeとで表されるエンジン１２の運転点である。

図３の破線Ｌｍ１は、モータ走行（＝ＥＶ走行）モードのうちの第２回転機ＭＧ２のみを動力源とするモータ走行が可能な単独駆動ＥＶモードでの前進走行における各回転要素の相対速度の一例を示している。図３の破線Ｌｍ２は、ＥＶ走行モードのうちの第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２の両方を動力源とするモータ走行が可能な両駆動ＥＶモードでの前進走行における各回転要素の相対速度の一例を示している。ＥＶ走行モードは、エンジン１２の運転を停止した状態で第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２のうちの少なくとも一方の回転機を動力源として走行するモータ走行が可能な走行モードである。

前記単独駆動ＥＶモードでは、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が共に解放されて変速部５８がニュートラル状態とされることで差動部６０もニュートラル状態とされ、この状態でＭＧ２トルクＴmが車両１０の駆動トルクとして駆動輪１６へ伝達され得る。単独駆動ＥＶモードでは、例えば第１回転機ＭＧ１における引き摺り損失等を低減する為に、第１回転機ＭＧ１はゼロ回転に維持される。例えば第１回転機ＭＧ１をゼロ回転に維持する制御を行っても、差動部６０はニュートラル状態であるので、駆動トルクに影響を与えない。

前記両駆動ＥＶモードでは、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が共に係合されて第１遊星歯車機構８０の各回転要素の回転が止められることで第２キャリアＣＡ２はゼロ回転で停止状態とされ、この状態でＭＧ１トルクＴg及びＭＧ２トルクＴmが車両１０の駆動トルクとして駆動輪１６へ伝達され得る。

図１に戻り、車両１０は、更に、エンジン１２、第１回転機ＭＧ１、及び第２回転機ＭＧ２などの制御に関連する車両１０の制御装置を含むコントローラとしての電子制御装置１００を備えている。電子制御装置１００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。電子制御装置１００は、必要に応じてエンジン制御用、回転機制御用、油圧制御用等の各コンピュータを含んで構成される。

電子制御装置１００には、車両１０に備えられた各種センサ等（例えばエアフローメータ３４、過給圧センサ４０、吸気温センサ４２、スロットル弁開度センサ４４、エンジン回転速度センサ８８、出力回転速度センサ９０、ＭＧ１回転速度センサ９２、ＭＧ２回転速度センサ９４、アクセル開度センサ９６、バッテリセンサ９８など）による検出値に基づく各種信号等（例えば吸入空気量Ｑair、過給圧Ｐchg、吸気温度ＴＨair、スロットル弁開度θth、エンジン回転速度Ｎe、車速Ｖに対応する出力回転速度Ｎo、第１回転機ＭＧ１の回転速度であるＭＧ１回転速度Ｎg、第２回転機ＭＧ２の回転速度であるＭＧ２回転速度Ｎm、運転者の加速操作の大きさを表す運転者のアクセル操作量であるアクセル開度θacc、バッテリ５４のバッテリ温度ＴＨbatやバッテリ充放電電流Ｉbatやバッテリ電圧Ｖbatなど）が、それぞれ供給される。又、電子制御装置１００からは、車両１０に備えられた各装置（例えばエンジン制御装置５０、インバータ５２、油圧制御回路８４など）に各種指令信号（例えばエンジン１２を制御する為のエンジン制御指令信号Ｓe、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２を各々制御する為の回転機制御指令信号Ｓmg、クラッチＣ１及びブレーキＢ１の各々の作動状態を制御する為の油圧制御指令信号Ｓpなど）が、それぞれ出力される。

電子制御装置１００は、例えばバッテリ充放電電流Ｉbat及びバッテリ電圧Ｖbatなどに基づいてバッテリ５４の充電状態を示す値としての充電状態値ＳＯＣ［％］を算出する。又、電子制御装置１００は、例えばバッテリ温度ＴＨbat及びバッテリ５４の充電状態値ＳＯＣに基づいて、バッテリ５４のパワーであるバッテリパワーＰbatの使用可能な範囲を規定する充放電可能電力Ｗin，Ｗoutを算出する。充放電可能電力Ｗin，Ｗoutは、バッテリ５４の入力電力の制限を規定する入力可能電力としての充電可能電力Ｗin、及びバッテリ５４の出力電力の制限を規定する出力可能電力としての放電可能電力Ｗoutである。充放電可能電力Ｗin，Ｗoutは、例えばバッテリ温度ＴＨbatが常用域より低い低温域ではバッテリ温度ＴＨbatが低い程小さくされ、又、バッテリ温度ＴＨbatが常用域より高い高温域ではバッテリ温度ＴＨbatが高い程小さくされる。又、充電可能電力Ｗinは、例えば充電状態値ＳＯＣが高い領域では充電状態値ＳＯＣが高い程小さくされる。又、放電可能電力Ｗoutは、例えば充電状態値ＳＯＣが低い領域では充電状態値ＳＯＣが低い程小さくされる。

電子制御装置１００は、車両１０における各種制御を実現する為に、ハイブリッド制御手段すなわちハイブリッド制御部１０２を備えている。

ハイブリッド制御部１０２は、エンジン１２の作動を制御するエンジン制御手段すなわちエンジン制御部としての機能と、インバータ５２を介して第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２の作動を制御する回転機制御手段すなわち回転機制御部としての機能と、変速部５８における動力伝達状態を切り替える動力伝達切替手段すなわち動力伝達切替部としての機能とを含んでおり、それら制御機能によりエンジン１２、第１回転機ＭＧ１、及び第２回転機ＭＧ２によるハイブリッド駆動制御等を実行する。

ハイブリッド制御部１０２は、予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された関係すなわち予め定められた関係である例えば駆動力マップにアクセル開度θacc及び車速Ｖを適用することで車両１０に対して要求される駆動トルクＴwである要求駆動トルクＴwdemを算出する。この要求駆動トルクＴwdemは、見方を換えればそのときの車速Ｖにおける要求駆動パワーＰwdemである。ここでは、車速Ｖに替えて出力回転速度Ｎoなどを用いても良い。前記駆動力マップは、例えば前進走行用と後進走行用とで異なるマップが設定されている。

ハイブリッド制御部１０２は、バッテリ５４に対して要求される充放電パワーである要求充放電パワー等を考慮して、エンジン１２、第１回転機ＭＧ１、及び第２回転機ＭＧ２のうちの少なくとも１つの動力源によって要求駆動パワーＰwdemを実現するように、エンジン１２を制御する指令信号であるエンジン制御指令信号Ｓeと、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２を制御する指令信号である回転機制御指令信号Ｓmgとを出力する。

例えばＨＶ走行モードにて走行させる場合、エンジン制御指令信号Ｓeは、要求駆動パワーＰwdemに要求充放電パワーやバッテリ５４における充放電効率等を加味した要求エンジンパワーＰedemを実現する、最適エンジン動作点ＯＰengf等を考慮した目標エンジン回転速度Ｎetgtにおける目標エンジントルクＴetgtを出力するエンジンパワーＰeの指令値である。又、回転機制御指令信号Ｓmgは、エンジン回転速度Ｎeを目標エンジン回転速度Ｎetgtとする為の反力トルクとしての指令出力時のＭＧ１回転速度ＮgにおけるＭＧ１トルクＴgを出力する第１回転機ＭＧ１の発電電力Ｗgの指令値、及び、指令出力時のＭＧ２回転速度ＮmにおけるＭＧ２トルクＴmを出力する第２回転機ＭＧ２の消費電力Ｗmの指令値である。ＨＶ走行モードにおけるＭＧ１トルクＴgは、例えばエンジン回転速度Ｎeが目標エンジン回転速度Ｎetgtとなるように第１回転機ＭＧ１を作動させるフィードバック制御において算出される。ＨＶ走行モードにおけるＭＧ２トルクＴmは、例えばエンジン直達トルクＴdによる駆動トルクＴw分と合わせて要求駆動トルクＴwdemが得られるように算出される。最適エンジン動作点ＯＰengfは、例えば要求エンジンパワーＰedemを実現するときに、エンジン１２単体の燃費にバッテリ５４における充放電効率等を考慮した車両１０におけるトータル燃費が最も良くなるエンジン動作点ＯＰengとして予め定められている。目標エンジン回転速度Ｎetgtは、エンジン回転速度Ｎeの目標値すなわちエンジン１２の目標回転速度であり、目標エンジントルクＴetgtは、エンジントルクＴeの目標値である。エンジンパワーＰeは、エンジン１２の出力つまりパワーであり、要求エンジンパワーＰedemは、エンジン１２に要求される出力である。このように、車両１０は、エンジン回転速度Ｎeが目標エンジン回転速度Ｎetgtとなるように第１回転機ＭＧ１の反力トルクとなるＭＧ１トルクＴgを制御する車両である。

図４は、エンジン回転速度Ｎe及びエンジントルクＴeを変数とする二次元座標上に、最適エンジン動作点ＯＰengfの一例を示す図である。図４において、実線Ｌengは、最適エンジン動作点ＯＰengfの集まりを示している。等パワー線Ｌpw1，Ｌpw2，Ｌpw3は、各々、要求エンジンパワーＰedemが要求エンジンパワーＰe1，Ｐe2，Ｐe3であるときの一例を示している。点Ａは、要求エンジンパワーＰe1を最適エンジン動作点ＯＰengf上で実現するときのエンジン動作点ＯＰengAであり、点Ｂは、要求エンジンパワーＰe3を最適エンジン動作点ＯＰengf上で実現するときのエンジン動作点ＯＰengBである。点Ａ，Ｂは、各々、目標エンジン回転速度Ｎetgtと目標エンジントルクＴetgtとで表されるエンジン動作点ＯＰengの目標値すなわち目標エンジン動作点ＯＰengtgtでもある。アクセル開度θaccの増大により、例えば目標エンジン動作点ＯＰengtgtが点Ａから点Ｂへ変化させられた場合、最適エンジン動作点ＯＰengf上を通る経路ａでエンジン動作点ＯＰengが変化させられるように制御される。

ハイブリッド制御部１０２は、走行モードとして、ＥＶ走行モード或いはＨＶ走行モードを走行状態に応じて選択的に成立させて、各走行モードにて車両１０を走行させる。例えば、ハイブリッド制御部１０２は、要求駆動パワーＰwdemが予め定められた閾値よりも小さなモータ走行領域にある場合には、ＥＶ走行モードを成立させる一方で、要求駆動パワーＰwdemが予め定められた閾値以上となるハイブリッド走行領域にある場合には、ＨＶ走行モードを成立させる。ハイブリッド制御部１０２は、要求駆動パワーＰwdemがモータ走行領域にあるときであっても、バッテリ５４の充電状態値ＳＯＣが予め定められたエンジン始動閾値未満となる場合やエンジン１２の暖機が必要な場合などには、ＨＶ走行モードを成立させる。前記エンジン始動閾値は、エンジン１２を強制的に始動してバッテリ５４を充電する必要がある充電状態値ＳＯＣであることを判断する為の予め定められた閾値である。

図５は、モータ走行とハイブリッド走行との切替制御に用いる動力源切替マップの一例を示す図である。図５において、実線Ｌswpは、モータ走行とハイブリッド走行とを切り替える為のモータ走行領域とハイブリッド走行領域との境界線である。車速Ｖが比較的低く且つ要求駆動トルクＴwdemが比較的小さい、要求駆動パワーＰwdemが比較的小さな領域がモータ走行領域に予め定められている。車速Ｖが比較的高い又は要求駆動トルクＴwdemが比較的大きい、要求駆動パワーＰwdemが比較的大きな領域がハイブリッド走行領域に予め定められている。バッテリ５４の充電状態値ＳＯＣがエンジン始動閾値未満となるとき又はエンジン１２の暖機が必要なときには、図５におけるモータ走行領域がハイブリッド走行領域に変更されても良い。

ハイブリッド制御部１０２は、ＥＶ走行モードを成立させたときに、第２回転機ＭＧ２のみで要求駆動パワーＰwdemを実現できる場合には、単独駆動ＥＶモードを成立させる。一方で、ハイブリッド制御部１０２は、ＥＶ走行モードを成立させたときに、第２回転機ＭＧ２のみでは要求駆動パワーＰwdemを実現できない場合には、両駆動ＥＶモードを成立させる。ハイブリッド制御部１０２は、第２回転機ＭＧ２のみで要求駆動パワーＰwdemを実現できるときであっても、第２回転機ＭＧ２のみを用いるよりも第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２を併用した方が効率が良い場合には、両駆動ＥＶモードを成立させても良い。

ハイブリッド制御部１０２は、エンジン１２の運転停止時にＨＶ走行モードを成立させた場合には、エンジン１２を始動するエンジン始動制御を行うエンジン始動制御手段すなわちエンジン始動制御部として機能する。ハイブリッド制御部１０２は、回転停止中のエンジン１２を始動する際には、エンジン回転速度Ｎeを上昇させるトルクをエンジン１２に付与するようにＭＧ１トルクＴgを制御しつつ、エンジン回転速度Ｎeが点火可能な所定回転速度Ｎestとなったときに点火することでエンジン１２を始動してエンジン１２を運転状態とする。ハイブリッド制御部１０２は、エンジン１２を始動する際には、エンジン１２を運転状態のときの回転方向である正回転方向に回転させるトルクをエンジン１２に付与することでエンジン回転速度Ｎeを上昇させるトルクをエンジン１２に付与する。すなわち、ハイブリッド制御部１０２は、第１回転機ＭＧ１によってエンジン回転速度Ｎeを上昇させることですなわち第１回転機ＭＧ１によってエンジン１２をクランキングすることでエンジン１２を始動する。所定回転速度Ｎestは、例えば燃料噴射装置による燃料噴射を開始するすなわちエンジン１２への燃料供給を開始すると共に、点火装置への電圧の印加を開始してすなわちエンジン１２を点火してエンジン１２の運転を開始する為の予め定められたエンジン回転速度Ｎeであり、例えば５００［rpm］程度の値である。本実施例では、エンジン回転速度Ｎeを上昇させるトルクをエンジン１２に付与するように制御されるＭＧ１トルクＴgを、ＭＧ１クランキングトルクＴgcrと称する。

ハイブリッド制御部１０２は、成立させた走行モードに基づいて、クラッチＣ１及びブレーキＢ１の各係合作動を制御する。ハイブリッド制御部１０２は、成立させた走行モードにて走行する為の動力伝達が可能となるように、クラッチＣ１及びブレーキＢ１を各々係合及び／又は解放させる油圧制御指令信号Ｓpを油圧制御回路８４へ出力する。

図６は、各走行モードにおけるクラッチＣ１及びブレーキＢ１の各作動状態を示す図表である。図６において、○印はクラッチＣ１及びブレーキＢ１の各々の係合を示し、空欄は解放を示し、△印は回転停止状態のエンジン１２を連れ回し状態とするエンジンブレーキの併用時に何れか一方を係合することを示している。又、「Ｇ」は第１回転機ＭＧ１を主にジェネレータとして機能させることを示し、「Ｍ」は第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２の各々を駆動時には主にモータとして機能させ、回生時には主にジェネレータとして機能させることを示している。車両１０は、走行モードとして、ＥＶ走行モード及びＨＶ走行モードを選択的に実現することができる。ＥＶ走行モードは、単独駆動ＥＶモードと両駆動ＥＶモードとの２つのモードを有している。

単独駆動ＥＶモードは、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が共に解放された状態で実現される。単独駆動ＥＶモードでは、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が解放されることで、変速部５８がニュートラル状態とされる。変速部５８がニュートラル状態とされると、差動部６０は第１リングギヤＲ１に連結された第２キャリアＣＡ２にてＭＧ１トルクＴgの反力トルクが取れないニュートラル状態とされる。この状態で、ハイブリッド制御部１０２は、第２回転機ＭＧ２から走行用のＭＧ２トルクＴmを出力させる（図３の破線Ｌｍ１参照）。単独駆動ＥＶモードでは、前進走行時に対して第２回転機ＭＧ２を逆回転させて後進走行することも可能である。

単独駆動ＥＶモードでは、第１リングギヤＲ１は第２キャリアＣＡ２に連れ回されるが、変速部５８はニュートラル状態であるので、エンジン１２は連れ回されずゼロ回転で停止状態とされる。よって、単独駆動ＥＶモードでの走行中に第２回転機ＭＧ２にて回生制御を行う場合、回生量を大きく取ることができる。単独駆動ＥＶモードでの走行時に、バッテリ５４が満充電状態となり回生エネルギーが取れない場合、エンジンブレーキを併用することが考えられる。エンジンブレーキを併用する場合は、ブレーキＢ１又はクラッチＣ１が係合される（図６の「エンブレ併用」参照）。ブレーキＢ１又はクラッチＣ１が係合されると、エンジン１２は連れ回し状態とされて、エンジンブレーキが作用させられる。

両駆動ＥＶモードは、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が共に係合された状態で実現される。両駆動ＥＶモードでは、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が係合されることで、第１遊星歯車機構８０の各回転要素の回転が停止させられ、エンジン１２はゼロ回転で停止状態とされ、又、第１リングギヤＲ１に連結された第２キャリアＣＡ２の回転も停止させられる。第２キャリアＣＡ２の回転が停止させられると、第２キャリアＣＡ２にてＭＧ１トルクＴgの反力トルクが取れる為、ＭＧ１トルクＴgを第２リングギヤＲ２から機械的に出力させて駆動輪１６へ伝達することができる。この状態で、ハイブリッド制御部１０２は、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２から各々走行用のＭＧ１トルクＴg及びＭＧ２トルクＴmを出力させる（図３の破線Ｌｍ２参照）。両駆動ＥＶモードでは、前進走行時に対して第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２を共に逆回転させて後進走行することも可能である。

ＨＶ走行モードのロー状態は、クラッチＣ１が係合された状態且つブレーキＢ１が解放された状態で実現される。ＨＶ走行モードのロー状態では、クラッチＣ１が係合されることで、第１遊星歯車機構８０の回転要素が一体回転させられ、変速部５８は直結状態とされる。その為、エンジン１２の回転は等速で第１リングギヤＲ１から第２キャリアＣＡ２へ伝達される。ＨＶ走行モードのハイ状態は、ブレーキＢ１が係合された状態且つクラッチＣ１が解放された状態で実現される。ＨＶ走行モードのハイ状態では、ブレーキＢ１が係合されることで、第１サンギヤＳ１の回転が停止させられ、変速部５８はオーバードライブ状態とされる。その為、エンジン１２の回転は増速されて第１リングギヤＲ１から第２キャリアＣＡ２へ伝達される。ＨＶ走行モードにおいて、ハイブリッド制御部１０２は、エンジントルクＴeに対する反力トルクとなるＭＧ１トルクＴgを第１回転機ＭＧ１の発電により出力させると共に、第１回転機ＭＧ１の発電電力Ｗgにより第２回転機ＭＧ２からＭＧ２トルクＴmを出力させる（図３の実線Ｌｅｆ参照）。ＨＶ走行モードでは例えばＨＶ走行モードのロー状態では、前進走行時に対して第２回転機ＭＧ２を逆回転させて後進走行することも可能である（図３の実線Ｌｅｒ参照）。ＨＶ走行モードでは、バッテリ５４からの電力を用いたＭＧ２トルクＴmを更に付加して走行することも可能である。ＨＶ走行モードでは、例えば車速Ｖが比較的高く且つ要求駆動トルクＴwdemが比較的小さいときには、ＨＶ走行モードのハイ状態が成立させられる。

ところで、エンジン１２の始動要求が為された際に、要求エンジンパワーＰedemが過給機１８による過給圧Ｐchgを必要とするような高出力である場合には、過給圧Ｐchgの立ち上がり応答遅れが生じる可能性がある。これに対して、第１回転機ＭＧ１によってエンジン１２を所定回転速度Ｎestまでクランキングして運転状態とした後も、所定回転速度Ｎestよりも高いエンジン回転速度Ｎeまで第１回転機ＭＧ１によってエンジン１２をクランキングすることで過給圧Ｐchgの立ち上がり応答性を向上することが考えられる。しかしながら、第１回転機ＭＧ１が正回転である状態でＭＧ１クランキングトルクＴgcrを出力すると、バッテリ５４から電力が供給される放電状態となる為、第１回転機ＭＧ１の消費電力が大きくなり、車両１０におけるエネルギー効率が悪化するおそれがある。

そこで、ハイブリッド制御部１０２は、エンジン１２を始動する際に、所定回転速度Ｎestよりも高いエンジン回転速度Ｎeまで第１回転機ＭＧ１によってエンジン１２をクランキングする場合には、第１回転機ＭＧ１が発電状態に維持可能なエンジン回転速度Ｎeの範囲でＭＧ１クランキングトルクＴgcrを出力する。第１回転機ＭＧ１は、負回転である状態でＭＧ１クランキングトルクＴgcrが出力させられることで発電状態に維持され得る。ハイブリッド制御部１０２は、エンジン１２を始動する際には、第１回転機ＭＧ１が負回転である状態でＭＧ１トルクＴgつまりＭＧ１クランキングトルクＴgcrを制御することによって、第１回転機ＭＧ１の発電状態でＭＧ１クランキングトルクＴgcrを制御する。

具体的には、電子制御装置１００は、エンジン１２を始動する際に車両１０におけるエネルギー効率の悪化を抑制しつつ過給圧Ｐchgの立ち上がり応答性を向上するという制御機能を実現する為に、更に、状態判定手段すなわち状態判定部１０４を備えている。

状態判定部１０４は、ハイブリッド制御部１０２によりエンジン始動制御を実行する判断が為されたか否かを判定する。例えば要求駆動パワーＰwdemがハイブリッド走行領域とされたこと、又は、バッテリ５４の充電状態値ＳＯＣがエンジン始動閾値未満となったこと、又は、エンジン１２の暖機が必要とされることなどによって、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへ移行させられた場合には、ハイブリッド制御部１０２によりエンジン始動制御を実行する判断が為される。

状態判定部１０４は、ハイブリッド制御部１０２によりエンジン始動制御を実行する判断が為されたと判定した場合には、エンジン始動後の要求エンジンパワーＰedemが過給機１８による過給圧Ｐchgを必要とする出力であるか否かを判定する。状態判定部１０４は、例えば要求エンジンパワーＰedemが所定要求エンジンパワーＰedemf以上であるか否かに基づいて、エンジン始動後の要求エンジンパワーＰedemが過給圧Ｐchgを必要とする出力であるか否かを判定する。所定要求エンジンパワーＰedemfは、例えば要求エンジンパワーＰedemが過給機１８による過給作用が効いている過給域で出力されるエンジンパワーＰeであると判断することができる予め定められたエンジンパワーＰeの下限値である。

ハイブリッド制御部１０２は、第１回転機ＭＧ１によってエンジン回転速度Ｎeを上昇させるときのエンジン１２の目標回転速度である目標クランキング回転速度Ｎecrを設定する。ハイブリッド制御部１０２は、エンジン回転速度Ｎeが目標クランキング回転速度Ｎecrより高くなるまでＭＧ１クランキングトルクＴgcrを出力して第１回転機ＭＧ１によるエンジン１２のクランキングを継続する。ハイブリッド制御部１０２は、エンジン回転速度Ｎeが目標クランキング回転速度Ｎecrより高くなると、第１回転機ＭＧ１によるエンジン１２のクランキングを終了する。エンジン回転速度Ｎeが目標クランキング回転速度Ｎecrより高くなったか否かは、状態判定部１０４によって判定される。

具体的には、ハイブリッド制御部１０２は、状態判定部１０４によりエンジン始動後の要求エンジンパワーＰedemが過給圧Ｐchgを必要とする出力でないと判定された場合には、目標クランキング回転速度Ｎecrを所定回転速度Ｎestに設定する。そして、ハイブリッド制御部１０２は、状態判定部１０４によりエンジン回転速度Ｎeが目標クランキング回転速度Ｎecrつまり所定回転速度Ｎestより高くなったと判定されるまでＭＧ１クランキングトルクＴgcrを出力し、エンジン回転速度Ｎeが所定回転速度Ｎestより高くなるとエンジン１２を点火等することでエンジン１２を運転状態とする。目標クランキング回転速度Ｎecrが所定回転速度Ｎestであるので、ハイブリッド制御部１０２は、エンジン１２を運転状態とした後は、第１回転機ＭＧ１によるエンジン１２のクランキングを行わない。

一方で、ハイブリッド制御部１０２は、状態判定部１０４によりエンジン始動後の要求エンジンパワーＰedemが過給圧Ｐchgを必要とする出力であると判定された場合には、目標クランキング回転速度Ｎecrを過給必要時クランキング回転速度Ｎet1に設定する。過給必要時クランキング回転速度Ｎet1は、例えばエンジン１２が運転状態とされた後の過給圧Ｐchgの立ち上がり応答性を向上する為の予め定められた目標クランキング回転速度Ｎecrであって、所定回転速度Ｎestよりも高い値である。そして、ハイブリッド制御部１０２は、ＭＧ１クランキングトルクＴgcrを出力し、エンジン回転速度Ｎeが所定回転速度Ｎestより高くなるとエンジン１２を点火等することでエンジン１２を運転状態とする。その後、ハイブリッド制御部１０２は、状態判定部１０４によりエンジン回転速度Ｎeが目標クランキング回転速度Ｎecrつまり過給必要時クランキング回転速度Ｎet1より高くなったと判定されるまでＭＧ１クランキングトルクＴgcrを出力する。

過給必要時クランキング回転速度Ｎet1は、例えばエンジン始動後の要求エンジンパワーＰedemが高い程、高い値に設定されていても良い。又、車速Ｖが高い程つまり第２リングギヤＲ２の回転速度（＝出力回転速度Ｎo）が高い程、第１回転機ＭＧ１が負回転である状態でＭＧ１クランキングトルクＴgcrを出力できる領域すなわち第１回転機ＭＧ１が発電状態とされる発電領域に維持可能なエンジン回転速度Ｎeが高くされる。このことを有効利用する為に、過給必要時クランキング回転速度Ｎet1は、例えば図７に示されるように、車速Ｖが高い程、高い値に設定されていても良い。このように、ハイブリッド制御部１０２は、エンジン１２を始動する際に、要求エンジンパワーＰedemが過給圧Ｐchgを必要とする出力である場合には、車速Ｖが高い程、目標クランキング回転速度Ｎecrを高い値に設定する。

図８は、目標クランキング回転速度Ｎecrの設定例を共線図上に示す図である。図８に示した共線図は、図３に示した共線図と同じものである。図８において、実線Ｌstpは、走行中にエンジン１２が回転停止している状態（点ａ参照）を示している。エンジン１２が回転停止している状態でＭＧ１クランキングトルクＴgcrが出力されると、ＭＧ１回転速度Ｎgが上昇させられてエンジン回転速度Ｎeも上昇させられる。実線Ｌignに示されるようにエンジン回転速度Ｎeが所定回転速度Ｎest（点ｂ参照）まで上昇させられると、エンジン１２が点火等されることでエンジン１２が運転状態とされる。要求エンジンパワーＰedemが過給圧Ｐchgを必要とする出力でない場合には、この所定回転速度Ｎestが目標クランキング回転速度Ｎecrとして設定される。要求エンジンパワーＰedemが過給圧Ｐchgを必要とする出力である場合には、この所定回転速度Ｎestよりも高い値の過給必要時クランキング回転速度Ｎet1が目標クランキング回転速度Ｎecrとして設定される。これにより、エンジン１２が運転状態とされた後もエンジン回転速度Ｎeが過給必要時クランキング回転速度Ｎet1となるまでＭＧ１クランキングトルクＴgcrが出力されてエンジン１２がクランキングされる。エンジン回転速度Ｎeが過給必要時クランキング回転速度Ｎet1とされると第１回転機ＭＧ１によるクランキングが終了させられ、実線Ｌdemに示されるようにエンジン１２は自身の力で要求エンジンパワーＰedemを実現する目標エンジン回転速度Ｎetgt（点ｃ参照）へエンジン回転速度Ｎeを上昇させる。このとき、第１回転機ＭＧ１による負トルクの反力トルクとなるＭＧ１トルクＴgが第２サンギヤＳ２に入力される。

設定された過給必要時クランキング回転速度Ｎet1まで第１回転機ＭＧ１によるクランキングによってエンジン回転速度Ｎeを上昇させるとき、第１回転機ＭＧ１を発電状態に維持することができない可能性がある。第１回転機ＭＧ１が負回転である状態では、ＭＧ１クランキングトルクＴgcrの出力時に第１回転機ＭＧ１が発電状態とされる。反対に、第１回転機ＭＧ１が正回転である状態では、ＭＧ１クランキングトルクＴgcrの出力時に第１回転機ＭＧ１が放電状態とされる。実線Ｌgenに示されるようにＭＧ１回転速度Ｎgがゼロとされるときのエンジン回転速度Ｎeである発電可能クランキング回転速度Ｎet2（点ｄ参照）よりも低い過給必要時クランキング回転速度Ｎet1（点ｅ参照）が設定されるのであれば、ＭＧ１クランキングトルクＴgcrの出力時に第１回転機ＭＧ１を発電状態に維持可能である。しかしながら、発電可能クランキング回転速度Ｎet2よりも高い過給必要時クランキング回転速度Ｎet1（点ｆ参照）が設定されると、ＭＧ１クランキングトルクＴgcrの出力時に第１回転機ＭＧ１を発電状態に維持することができない。そこで、ハイブリッド制御部１０２は、過給必要時クランキング回転速度Ｎet1が発電可能クランキング回転速度Ｎet2よりも高い場合には、目標クランキング回転速度Ｎecrとして過給必要時クランキング回転速度Ｎet1に替えて発電可能クランキング回転速度Ｎet2を設定する。これにより、第１回転機ＭＧ１が放電状態とされる領域では、第１回転機ＭＧ１によるクランキングが実施されない。尚、ハイブリッド制御部１０２は、例えば第２遊星歯車機構８２の３つの回転要素ＲＥ１，ＲＥ２，ＲＥ３の各回転速度における相対的な関係式を用いて第２サンギヤＳ２の回転速度（＝ＭＧ１回転速度Ｎg）がゼロとされるときの第２リングギヤＲ２の回転速度（＝出力回転速度Ｎo）における第２キャリアＣＡ２の回転速度に対応するエンジン回転速度Ｎeを発電可能クランキング回転速度Ｎet2として算出する。

状態判定部１０４は、エンジン始動後の要求エンジンパワーＰedemが過給圧Ｐchgを必要とする出力であると判定した場合には、ハイブリッド制御部１０２により目標クランキング回転速度Ｎecrとして設定された過給必要時クランキング回転速度Ｎet1までエンジン回転速度Ｎeを上昇させるときに第１回転機ＭＧ１が発電状態とされる発電領域で第１回転機ＭＧ１によるクランキングが実施され得るか否かを、例えば過給必要時クランキング回転速度Ｎet1が発電可能クランキング回転速度Ｎet2以下であるか否かに基づいて判定する。

ハイブリッド制御部１０２は、状態判定部１０４により第１回転機ＭＧ１の発電領域で第１回転機ＭＧ１によるクランキングが実施され得ると判定された場合には、目標クランキング回転速度Ｎecrとして過給必要時クランキング回転速度Ｎet1をそのまま設定する。一方で、ハイブリッド制御部１０２は、状態判定部１０４により第１回転機ＭＧ１の発電領域で第１回転機ＭＧ１によるクランキングが実施され得ないと判定された場合には、目標クランキング回転速度Ｎecrとして過給必要時クランキング回転速度Ｎet1に替えて発電可能クランキング回転速度Ｎet2を設定する。

上述したように、ハイブリッド制御部１０２は、エンジン１２を始動する際に、要求エンジンパワーＰedemが過給圧Ｐchgを必要とする出力である場合には、目標クランキング回転速度Ｎecrを、第１回転機ＭＧ１を発電状態に維持可能な値であり、且つ、要求エンジンパワーＰedemが過給圧Ｐchgを必要とする出力でない場合に比べて高い値に設定すると共に、エンジン１２を運転状態とした後においてもエンジン回転速度Ｎeを目標クランキング回転速度Ｎecrへ上昇させるトルクをエンジン１２に付与するようにＭＧ１クランキングトルクＴgcrを制御する。

第１回転機ＭＧ１によるクランキングは第１回転機ＭＧ１の発電領域で実施されるので、このときの第１回転機ＭＧ１の発電電力Ｗgを用いて第２回転機ＭＧ２からＭＧ２トルクＴmを出力させることで要求駆動トルクＴwdemを補填させても良い。ハイブリッド制御部１０２は、第１回転機ＭＧ１によってエンジン回転速度Ｎeが上昇させられるエンジン１２の始動時において、発電状態とされているときの第１回転機ＭＧ１による発電電力Ｗgを用いて第２回転機ＭＧ２から駆動トルクＴwの一部を出力させるトルクアシスト制御手段すなわちトルクアシスト制御部として機能する。特に、第２回転機ＭＧ２によるトルクアシストは、要求エンジンパワーＰedemが過給圧Ｐchgを必要とする出力である場合に有用である。

図９は、電子制御装置１００の制御作動の要部すなわちエンジン１２を始動する際に車両１０におけるエネルギー効率の悪化を抑制しつつ過給圧Ｐchgの立ち上がり応答性を向上する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば繰り返し実行される。図１０は、図９のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートの一例を示す図である。

図９において、先ず、状態判定部１０４の機能に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１０において、エンジン始動制御を実行する判断が為されたか否かが判定される。このＳ１０の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられる。このＳ１０の判断が肯定される場合は状態判定部１０４の機能に対応するＳ２０において、エンジン始動後の要求エンジンパワーＰedemが過給圧Ｐchgを必要とする出力であるか否かつまり要求エンジンパワーＰedemが過給域にあるか否かが判定される。このＳ２０の判断が否定される場合はハイブリッド制御部１０２の機能に対応するＳ３０において、目標クランキング回転速度Ｎecrとして所定回転速度Ｎestが設定され、エンジン回転速度Ｎeが所定回転速度ＮestとなるまでＭＧ１クランキングトルクＴgcrが出力され、エンジン回転速度Ｎeが所定回転速度Ｎestとされると点火等によりエンジン１２が運転状態とされる。上記Ｓ２０の判断が肯定される場合は状態判定部１０４の機能に対応するＳ４０において、過給必要時クランキング回転速度Ｎet1までエンジン回転速度Ｎeを上昇させるときに第１回転機ＭＧ１の発電領域で第１回転機ＭＧ１によるクランキングが実施され得るか否かが判定される。このＳ４０の判断が否定される場合はハイブリッド制御部１０２の機能に対応するＳ５０において、目標クランキング回転速度Ｎecrとして発電可能クランキング回転速度Ｎet2が設定され、第１回転機ＭＧ１によるクランキングによってエンジン回転速度Ｎeが所定回転速度Ｎestとされると点火等によりエンジン１２が運転状態とされる。その後も、エンジン回転速度Ｎeが発電可能クランキング回転速度Ｎet2となるまでＭＧ１クランキングトルクＴgcrが出力される。上記Ｓ４０の判断が肯定される場合はハイブリッド制御部１０２の機能に対応するＳ６０において、目標クランキング回転速度Ｎecrとして過給必要時クランキング回転速度Ｎet1が設定され、第１回転機ＭＧ１によるクランキングによってエンジン回転速度Ｎeが所定回転速度Ｎestとされると点火等によりエンジン１２が運転状態とされる。その後も、エンジン回転速度Ｎeが過給必要時クランキング回転速度Ｎet1となるまでＭＧ１クランキングトルクＴgcrが出力される。上記Ｓ３０に次いで、又は、上記Ｓ５０に次いで、又は、上記Ｓ６０に次いで、状態判定部１０４の機能に対応するＳ７０において、エンジン回転速度Ｎeが目標クランキング回転速度Ｎecrより高くなったか否かが判定される。このＳ７０の判断が否定される場合はハイブリッド制御部１０２の機能に対応するＳ８０において、第１回転機ＭＧ１によるエンジン１２のクランキングが継続される。エンジン１２が運転状態とされた後もエンジン１２のクランキングが継続される場合は、エンジン１２が自身の力でエンジン回転速度Ｎeを上昇させるよりも早くエンジン回転速度Ｎeが上昇させられ、過給圧Ｐchgの立ち上がりが早くされてエンジントルクＴeの応答性が向上する。この場合、第１回転機ＭＧ１の発電電力Ｗgの増加が見込まれる。上記Ｓ８０に次いで、上記Ｓ７０が繰り返し実行される。上記Ｓ７０の判断が肯定される場合はハイブリッド制御部１０２の機能に対応するＳ９０において、第１回転機ＭＧ１によるエンジン１２のクランキングが終了させられる。尚、第１回転機ＭＧ１の発電領域ではすなわち第１回転機ＭＧ１によるクランキングの実行中は、第１回転機ＭＧ１の発電電力Ｗgを用いて第２回転機ＭＧ２によるトルクアシストが実行される。

図１０は、エンジン始動後の要求エンジンパワーＰedemが過給圧Ｐchgを必要とする出力とされる場合の一例を示す図である。図１０において、ｔ１時点は、運転者によるアクセルオン操作が為された時点を示している。アクセルオン操作によってエンジン始動制御を実行する判断が為され、第１回転機ＭＧ１によるエンジン１２のクランキングが実行される（ｔ１時点以降参照）。エンジン回転速度Ｎeが所定回転速度Ｎestまで上昇させられると、点火等によりエンジン１２が運転状態とされる（ｔ２時点参照）。実線に示す本実施例では、所定回転速度Ｎestよりも高い目標クランキング回転速度Ｎecrが設定されており、エンジン１２の始動後もその目標クランキング回転速度Ｎecrまで第１回転機ＭＧ１によるクランキングによってエンジン回転速度Ｎeが上昇させられる（ｔ２時点－ｔ３時点参照）。これにより、本実施例では、点火後のクランキングを行わない二点鎖線に示す比較例と比べて、エンジン回転速度Ｎeの上昇が早められ、過給圧Ｐchgの立ち上がり応答性が向上させられる。又、本実施例では、点火後のクランキングの実行中に第１回転機ＭＧ１の発電電力Ｗgを用いて第２回転機ＭＧ２によるトルクアシストが実行される（ｔ２時点－ｔ３時点参照）。これにより、本実施例では、第２回転機ＭＧ２によるトルクアシストが実行されない破線に示す比較例と比べて、過給圧Ｐchgの立ち上がり応答遅れによる加速応答性の悪化が抑制される。又、本実施例では、エンジン回転速度Ｎeが目標クランキング回転速度Ｎecrとされて第１回転機ＭＧ１によるクランキングが終了させられた後、エンジン１２自身の力で要求エンジンパワーＰedemを実現する目標エンジン回転速度Ｎetgtへエンジン回転速度Ｎeが上昇させられる（ｔ３時点－ｔ４時点参照）。尚、第１回転機ＭＧ１によるクランキングの実行中には、ＭＧ１クランキングトルクＴgcrに対する反力トルクを第２回転機ＭＧ２に出力させるＭＧ２反力制御が実行される。

上述のように、本実施例によれば、回転停止中のエンジン１２を始動する際に、要求エンジンパワーＰedemが過給圧Ｐchgを必要とする出力である場合には、目標クランキング回転速度Ｎecrが、第１回転機ＭＧ１を発電状態に維持可能な値であり、且つ、要求エンジンパワーＰedemが過給圧Ｐchgを必要とする出力でない場合に比べて高い値に設定されると共に、エンジン１２を運転状態とした後においてもエンジン回転速度Ｎeを目標クランキング回転速度Ｎecrへ上昇させるトルクをエンジン１２に付与するようにＭＧ１クランキングトルクＴgcrが制御されるので、第１回転機ＭＧ１の消費電力を抑えつつ自立運転後のエンジン回転速度Ｎeをより早く上昇させることが可能となる。よって、エンジン１２を始動する際に、車両１０におけるエネルギー効率の悪化を抑制しつつ過給圧Ｐchgの立ち上がり応答性を向上することができる。

また、本実施例によれば、第１回転機ＭＧ１によってエンジン回転速度Ｎeが上昇させられるエンジン１２の始動時において、発電状態とされているときの第１回転機ＭＧ１による発電電力Ｗgを用いて第２回転機ＭＧ２から駆動トルクＴwの一部が出力させられるので、過給圧Ｐchgの立ち上がり応答遅れに起因する加速応答性の悪化を抑制することができる。

また、本実施例によれば、要求エンジンパワーＰedemが過給圧Ｐchgを必要とする出力でない場合には、目標クランキング回転速度Ｎecrが所定回転速度Ｎestに設定されるので、第１回転機ＭＧ１によってエンジン１２が適切にクランキングさせられてエンジン１２が運転状態とされ得る。見方を換えれば、要求エンジンパワーＰedemが過給圧Ｐchgを必要とする出力である場合には、目標クランキング回転速度Ｎecrとして所定回転速度Ｎestよりも高い値が設定されるので、エンジン１２が運転状態とされた後においても第１回転機ＭＧ１によってエンジン回転速度Ｎeを上昇させるトルクがエンジン１２に付与され、自立運転後のエンジン回転速度Ｎeをより早く上昇させることが可能となる。

また、本実施例によれば、エンジン１２を始動する際には、第１回転機ＭＧ１が負回転である状態でＭＧ１クランキングトルクＴgcrが制御されることによって、第１回転機ＭＧ１の発電状態でＭＧ１クランキングトルクＴgcrが制御されるので、第１回転機ＭＧ１の消費電力を抑えつつ自立運転後のエンジン回転速度Ｎeをより早く上昇させることが可能となる。

また、本実施例によれば、エンジン１２を始動する際に、要求エンジンパワーＰedemが過給圧Ｐchgを必要とする出力である場合には、車速Ｖが高い程、目標クランキング回転速度Ｎecrを高い値に設定されるので、車両１０におけるエネルギー効率の悪化を抑制しつつ過給圧Ｐchgの立ち上がり応答性を一層向上することができる目標クランキング回転速度Ｎecrが設定され得る。

次に、本発明の他の実施例を説明する。尚、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施例では、前述の実施例１で示した車両１０とは別の、図１１に示すような車両２００を例示する。図１１は、本発明が適用される車両２００の概略構成を説明する図である。図１１において、車両２００は、エンジン２０２と第１回転機ＭＧ１と第２回転機ＭＧ２と動力伝達装置２０４と駆動輪２０６とを備えるハイブリッド車両である。

エンジン２０２、第１回転機ＭＧ１、及び第２回転機ＭＧ２は、前述の実施例１で示したエンジン１２、第１回転機ＭＧ１、及び第２回転機ＭＧ２と同様の構成である。エンジン２０２は、後述する電子制御装置２４０によって、車両２００に備えられた電子スロットル弁や燃料噴射装置や点火装置やウェイストゲートバルブ等のエンジン制御装置２０８が制御されることによりエンジントルクＴeが制御される。第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２は、各々、車両２００に備えられたインバータ２１０を介して、車両２００に備えられたバッテリ２１２に接続されている。第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２は、各々、電子制御装置２４０によってインバータ２１０が制御されることにより、ＭＧ１トルクＴg及びＭＧ２トルクＴmが制御される。

動力伝達装置２０４は、車体に取り付けられる非回転部材としてのケース２１４内において共通の軸心上に直列に配設された、電気式無段変速部２１６及び機械式有段変速部２１８等を備えている。電気式無段変速部２１６は、直接的に或いは図示しないダンパーなどを介して間接的にエンジン２０２に連結されている。機械式有段変速部２１８は、電気式無段変速部２１６の出力側に連結されている。又、動力伝達装置２０４は、機械式有段変速部２１８の出力回転部材である出力軸２２０に連結された差動歯車装置２２２、差動歯車装置２２２に連結された一対の車軸２２４等を備えている。動力伝達装置２０４において、エンジン２０２や第２回転機ＭＧ２から出力される動力は、機械式有段変速部２１８へ伝達され、その機械式有段変速部２１８から差動歯車装置２２２等を介して駆動輪２０６へ伝達される。このように構成された動力伝達装置２０４は、ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）方式の車両に好適に用いられる。尚、以下、電気式無段変速部２１６を無段変速部２１６、機械式有段変速部２１８を有段変速部２１８という。又、無段変速部２１６や有段変速部２１８等は上記共通の軸心に対して略対称的に構成されており、図１１ではその軸心の下半分が省略されている。上記共通の軸心は、エンジン２０２のクランク軸、そのクランク軸に連結された連結軸２２６などの軸心である。

無段変速部２１６は、エンジン２０２の動力を第１回転機ＭＧ１及び無段変速部２１６の出力回転部材である中間伝達部材２２８に機械的に分割する動力分割機構としての差動機構２３０を備えている。第１回転機ＭＧ１は、エンジン２０２の動力が伝達される回転機である。中間伝達部材２２８には第２回転機ＭＧ２が動力伝達可能に連結されている。中間伝達部材２２８は、有段変速部２１８を介して駆動輪２０６に連結されているので、第２回転機ＭＧ２は、駆動輪２０６に動力伝達可能に連結された回転機である。又、差動機構２３０は、エンジン２０２の動力を駆動輪２０６と第１回転機ＭＧ１とに分割して伝達する差動機構である。無段変速部２１６は、第１回転機ＭＧ１の運転状態が制御されることにより差動機構２３０の差動状態が制御される電気式変速機構例えば電気式無段変速機である。第１回転機ＭＧ１は、エンジン回転速度Ｎeを制御可能な回転機つまりエンジン回転速度Ｎeを調整可能な回転機である。

差動機構２３０は、シングルピニオン型の遊星歯車装置にて構成されており、サンギヤＳ０、キャリアＣＡ０、及びリングギヤＲ０を備えている。キャリアＣＡ０には連結軸２２６を介してエンジン２０２が動力伝達可能に連結され、サンギヤＳ０には第１回転機ＭＧ１が動力伝達可能に連結され、リングギヤＲ０には第２回転機ＭＧ２が動力伝達可能に連結されている。差動機構２３０において、キャリアＣＡ０は入力要素として機能し、サンギヤＳ０は反力要素として機能し、リングギヤＲ０は出力要素として機能する。

有段変速部２１８は、中間伝達部材２２８と駆動輪２０６との間の動力伝達経路の一部を構成する有段変速機、つまり無段変速部２１６（差動機構２３０も同意）と駆動輪２０６との間の動力伝達経路の一部を構成する機械式変速機構である。中間伝達部材２２８は、有段変速部２１８の入力回転部材としても機能する。有段変速部２１８は、例えば第１遊星歯車装置２３２及び第２遊星歯車装置２３４の複数組の遊星歯車装置と、ワンウェイクラッチＦ１を含む、クラッチＣ１、クラッチＣ２、ブレーキＢ１、ブレーキＢ２の複数の係合装置とを備えている、公知の遊星歯車式の自動変速機である。以下、クラッチＣ１、クラッチＣ２、ブレーキＢ１、及びブレーキＢ２については、特に区別しない場合は単に係合装置ＣＢという。

係合装置ＣＢは、油圧アクチュエータにより押圧される多板式或いは単板式のクラッチやブレーキ、油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成される、油圧式の摩擦係合装置である。係合装置ＣＢは、車両２００に備えられた油圧制御回路２３６内のソレノイドバルブＳＬ１－ＳＬ４等から各々出力される調圧された係合装置ＣＢの各係合油圧ＰＲcbによりそれぞれのトルク容量である係合トルクＴcbが変化させられることで、各々、係合や解放などの状態である作動状態が切り替えられる。

有段変速部２１８は、第１遊星歯車装置２３２及び第２遊星歯車装置２３４の各回転要素が、直接的に或いは係合装置ＣＢやワンウェイクラッチＦ１を介して間接的に、一部が互いに連結されたり、中間伝達部材２２８、ケース２１４、或いは出力軸２２０に連結されている。第１遊星歯車装置２３２の各回転要素は、サンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、リングギヤＲ１であり、第２遊星歯車装置２３４の各回転要素は、サンギヤＳ２、キャリアＣＡ２、リングギヤＲ２である。

有段変速部２１８は、複数の係合装置の何れかが係合されることによって、変速比γat（＝ＡＴ入力回転速度Ｎi／ＡＴ出力回転速度Ｎo）が異なる複数のギヤ段のうちの何れかのギヤ段が形成される。本実施例では、有段変速部２１８にて形成されるギヤ段をＡＴギヤ段と称す。ＡＴ入力回転速度Ｎiは、有段変速部２１８の入力回転速度であって、中間伝達部材２２８の回転速度と同値であり、又、ＭＧ２回転速度Ｎmと同値である。ＡＴ出力回転速度Ｎoは、有段変速部２１８の出力回転速度である出力軸２２０の回転速度であって、無段変速部２１６と有段変速部２１８とを合わせた全体の変速機である複合変速機２３８の出力回転速度でもある。

有段変速部２１８は、例えば図１２の係合作動表に示すように、複数のＡＴギヤ段として、ＡＴ１速ギヤ段（図中の「１ｓｔ」）－ＡＴ４速ギヤ段（図中の「４ｔｈ」）の４段の前進用のＡＴギヤ段が形成される。ＡＴ１速ギヤ段の変速比γatが最も大きく、ハイ側のＡＴギヤ段程、変速比γatが小さくなる。又、後進用のＡＴギヤ段（図中の「Ｒｅｖ」）は、例えばクラッチＣ１の係合且つブレーキＢ２の係合によって形成される。つまり、後述するように、後進走行を行う際には、例えばＡＴ１速ギヤ段が形成される。図１２の係合作動表は、各ＡＴギヤ段と複数の係合装置の各作動状態との関係をまとめたものである。図１２において、「○」は係合、「△」はエンジンブレーキ時や有段変速部２１８のコーストダウンシフト時に係合、空欄は解放をそれぞれ表している。

有段変速部２１８は、後述する電子制御装置２４０によって、ドライバー（すなわち運転者）のアクセル操作や車速Ｖ等に応じて形成されるＡＴギヤ段が切り替えられる、すなわち複数のＡＴギヤ段が選択的に形成される。例えば、有段変速部２１８の変速制御においては、係合装置ＣＢの何れかの掴み替えにより変速が実行される、すなわち係合装置ＣＢの係合と解放との切替えにより変速が実行される、所謂クラッチツゥクラッチ変速が実行される。

車両２００は、更に、ワンウェイクラッチＦ０を備えている。ワンウェイクラッチＦ０は、キャリアＣＡ０を回転不能に固定することができるロック機構である。すなわち、ワンウェイクラッチＦ０は、エンジン２０２のクランク軸と連結された、キャリアＣＡ０と一体的に回転する連結軸２２６を、ケース２１４に対して固定することができるロック機構である。ワンウェイクラッチＦ０は、相対回転可能な２つの部材のうちの一方の部材が連結軸２２６に一体的に連結され、他方の部材がケース２１４に一体的に連結されている。ワンウェイクラッチＦ０は、エンジン２０２の運転時の回転方向である正回転方向に対して空転する一方で、エンジン２０２の運転時とは逆の回転方向に対して自動係合する。従って、ワンウェイクラッチＦ０の空転時には、エンジン２０２はケース２１４に対して相対回転可能な状態とされる。一方で、ワンウェイクラッチＦ０の係合時には、エンジン２０２はケース２１４に対して相対回転不能な状態とされる。すなわち、ワンウェイクラッチＦ０の係合により、エンジン２０２はケース２１４に固定される。このように、ワンウェイクラッチＦ０は、エンジン２０２の運転時の回転方向となるキャリアＣＡ０の正回転方向の回転を許容し且つキャリアＣＡ０の負回転方向の回転を阻止する。すなわち、ワンウェイクラッチＦ０は、エンジン２０２の正回転方向の回転を許容し且つ負回転方向の回転を阻止することができるロック機構である。

図１３は、無段変速部２１６と有段変速部２１８とにおける各回転要素の回転速度を相対的に表す共線図である。図１３において、無段変速部２１６を構成する差動機構２３０の３つの回転要素に対応する３本の縦線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３は、左側から順に第２回転要素ＲＥ２に対応するサンギヤＳ０の回転速度を表すｇ軸であり、第１回転要素ＲＥ１に対応するキャリアＣＡ０の回転速度を表すｅ軸であり、第３回転要素ＲＥ３に対応するリングギヤＲ０の回転速度（すなわち有段変速部２１８の入力回転速度）を表すｍ軸である。又、有段変速部２１８の４本の縦線Ｙ４、Ｙ５、Ｙ６、Ｙ７は、左から順に、第４回転要素ＲＥ４に対応するサンギヤＳ２の回転速度、第５回転要素ＲＥ５に対応する相互に連結されたリングギヤＲ１及びキャリアＣＡ２の回転速度（すなわち出力軸２２０の回転速度）、第６回転要素ＲＥ６に対応する相互に連結されたキャリアＣＡ１及びリングギヤＲ２の回転速度、第７回転要素ＲＥ７に対応するサンギヤＳ１の回転速度をそれぞれ表す軸である。縦線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３の相互の間隔は、差動機構２３０の歯車比ρ０に応じて定められている。又、縦線Ｙ４、Ｙ５、Ｙ６、Ｙ７の相互の間隔は、第１、第２遊星歯車装置２３２，２３４の各歯車比ρ１，ρ２に応じて定められている。

図１３の共線図を用いて表現すれば、無段変速部２１６の差動機構２３０において、第１回転要素ＲＥ１にエンジン２０２（図中の「ＥＮＧ」参照）が動力伝達可能に連結され、第２回転要素ＲＥ２に第１回転機ＭＧ１（図中の「ＭＧ１」参照）が動力伝達可能に連結され、駆動輪２０６に動力伝達可能に連結された中間伝達部材２２８と一体回転する第３回転要素ＲＥ３に第２回転機ＭＧ２（図中の「ＭＧ２」参照）が連結されて、エンジン２０２の回転を中間伝達部材２２８を介して有段変速部２１８へ伝達するように構成されている。無段変速部２１６では、縦線Ｙ２を横切る各直線Ｌ０ｅ，Ｌ０ｍ，Ｌ０Ｒにより、サンギヤＳ０の回転速度とリングギヤＲ０の回転速度との関係が示される。

又、有段変速部２１８において、第４回転要素ＲＥ４はクラッチＣ１を介して中間伝達部材２２８に選択的に連結され、第５回転要素ＲＥ５は出力軸２２０に連結され、第６回転要素ＲＥ６はクラッチＣ２を介して中間伝達部材２２８に選択的に連結されると共にブレーキＢ２を介してケース２１４に選択的に連結され、第７回転要素ＲＥ７はブレーキＢ１を介してケース２１４に選択的に連結されている。有段変速部２１８では、係合装置ＣＢの係合解放制御によって縦線Ｙ５を横切る各直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，ＬＲにより、出力軸２２０における「１ｓｔ」，「２ｎｄ」，「３ｒｄ」，「４ｔｈ」，「Ｒｅｖ」の各回転速度が示される。

図１３中の実線で示す、直線Ｌ０ｅ及び直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、少なくともエンジン２０２を動力源として走行するハイブリッド走行が可能なハイブリッド走行モードでの前進走行における各回転要素の相対速度を示している。図１３中の一点鎖線で示す直線Ｌ０ｍ及び図１３中の実線で示す直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、エンジン２０２の運転を停止した状態で第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２のうちの少なくとも一方の回転機を動力源として走行するモータ走行が可能なモータ走行モードでの前進走行における各回転要素の相対速度を示している。図１３中の破線で示す、直線Ｌ０Ｒ及び直線ＬＲは、モータ走行モードでの後進走行における各回転要素の相対速度を示している。

車両２００は、更に、エンジン２０２、第１回転機ＭＧ１、及び第２回転機ＭＧ２などの制御に関連する車両２００の制御装置を含むコントローラとしての電子制御装置２４０を備えている。電子制御装置２４０は、前述の実施例１で示した電子制御装置１００と同様の構成である。電子制御装置２４０には、電子制御装置１００に供給されると同様の各種信号等が供給される。電子制御装置２４０からは、電子制御装置１００が出力すると同様の各種指令信号が出力される。電子制御装置２４０は、電子制御装置１００が備える、ハイブリッド制御部１０２、状態判定部１０４の各機能と同等の機能を有している。電子制御装置２４０は、前述の実施例１で示したような電子制御装置１００によって実現されたと同様の、エンジン２０２を始動する際に車両２００におけるエネルギー効率の悪化を抑制しつつ過給圧Ｐchgの立ち上がり応答性を向上するという制御機能を実現することができる。

ここで、車両２００には有段変速部２１８が備えられているので、電子制御装置２４０は、予め定められた関係である例えばＡＴギヤ段変速マップを用いて有段変速部２１８の変速判断を行い、必要に応じて有段変速部２１８の変速制御を実行する変速制御手段すなわち変速制御部２４２を備えている。変速制御部２４２は、この有段変速部２１８の変速制御では、有段変速部２１８のＡＴギヤ段を自動的に切り替えるように、ソレノイドバルブＳＬ１－ＳＬ４により係合装置ＣＢの係合解放状態を切り替える為の油圧制御指令信号Ｓatを油圧制御回路２３６へ出力する。

有段変速部２１８は、無段変速部２１６の後段側に直列に備えられている。従って、ある車速Ｖにおいて有段変速部２１８のＡＴギヤ段がロー側である程、無段変速部２１６の出力回転速度であるリングギヤＲ０の回転速度が高くされ、第１回転機ＭＧ１が負回転である状態でＭＧ１クランキングトルクＴgcrを出力できる領域すなわち第１回転機ＭＧ１が発電状態とされる発電領域に維持可能なエンジン回転速度Ｎeが高くされる。つまり、有段変速部２１８のＡＴギヤ段がロー側である程、第１回転機ＭＧ１によってエンジン２０２をクランキングする際に広い発電領域を確保することができる。このことを有効利用する為に、変速制御部２４２は、第１回転機ＭＧ１によってエンジン回転速度Ｎeが上昇させられるエンジン２０２の始動時において、要求エンジンパワーＰedemが過給圧Ｐchgを必要とする出力である場合には、有段変速部２１８をダウンシフトさせる。

特には、変速制御部２４２は、電子制御装置２４０により第１回転機ＭＧ１の発電領域で第１回転機ＭＧ１によるクランキングが実施され得ないと判定された場合に、有段変速部２１８をダウンシフトさせる。これにより、過給必要時クランキング回転速度Ｎet1までエンジン回転速度Ｎeを上昇させるときに発電領域で第１回転機ＭＧ１によるクランキングが実施され易くされる。

図１４は、電子制御装置２４０の制御作動の要部すなわちエンジン２０２を始動する際に車両２００におけるエネルギー効率の悪化を抑制しつつ過給圧Ｐchgの立ち上がり応答性を向上する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば繰り返し実行される。図１４のフローチャートは図９のフローチャートとは別の実施例である。

図１４において、先ず、前述の実施例１における図９のフローチャートと同様に、Ｓ１０－Ｓ４０が実行される。前記Ｓ４０の判断が否定される場合は変速制御部２４２の機能に対応するＳ４５において、有段変速部２１８のダウンシフトが実行される。次いで、電子制御装置２４０が機能的に有する状態判定部の機能に対応するＳ４８において、有段変速部２１８のダウンシフト後の状態で過給必要時クランキング回転速度Ｎet1までエンジン回転速度Ｎeを上昇させるときに第１回転機ＭＧ１の発電領域で第１回転機ＭＧ１によるクランキングが実施され得るか否かが判定される。このＳ４８の判断が否定される場合は、図９のフローチャートにおける前記Ｓ５０が実行される。前記Ｓ４０の判断が肯定される場合は、又は、前記Ｓ４８の判断が肯定される場合は、図９のフローチャートにおける前記Ｓ６０が実行される。前記Ｓ３０に次いで、又は、前記Ｓ５０に次いで、又は、前記Ｓ６０に次いで、図９のフローチャートと同様に、Ｓ７０以降が実行される。

本実施例によれば、前述の実施例１と同様の効果が得られる。また、本実施例によれば、第１回転機ＭＧ１によってエンジン回転速度Ｎeが上昇させられるエンジン２０２の始動時において、要求エンジンパワーＰedemが過給圧Ｐchgを必要とする出力である場合には、有段変速部２１８がダウンシフトさせられるので、第１回転機ＭＧ１が負回転に維持可能にされつつ、目標クランキング回転速度Ｎecrが高い値に設定され易くされる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例１において、車両１０は、車両２００のように、変速部５８を備えず、エンジン１２が差動部６０に連結される車両であっても良い。差動部６０は、第２遊星歯車機構８２の回転要素に連結されたクラッチ又はブレーキの制御により差動作用が制限され得る機構であっても良い。又、第２遊星歯車機構８２は、ダブルピニオン型の遊星歯車装置であっても良い。又、第２遊星歯車機構８２は、複数の遊星歯車装置が相互に連結されることで４つ以上の回転要素を有する差動機構であっても良い。又、第２遊星歯車機構８２は、エンジン１２によって回転駆動されるピニオンと、そのピニオンに噛み合う一対のかさ歯車に第１回転機ＭＧ１及びドライブギヤ７４が各々連結された差動歯車装置であっても良い。又、第２遊星歯車機構８２は、２以上の遊星歯車装置がそれらを構成する一部の回転要素で相互に連結された構成において、それらの遊星歯車装置の回転要素にそれぞれエンジン、回転機、駆動輪が動力伝達可能に連結される機構であっても良い。

また、前述の実施例２では、キャリアＣＡ０を回転不能に固定することができるロック機構としてワンウェイクラッチＦ０を例示したが、この態様に限らない。このロック機構は、例えば連結軸２２６とケース２１４とを選択的に連結する、噛合式クラッチ、クラッチやブレーキなどの油圧式摩擦係合装置、乾式の係合装置、電磁式摩擦係合装置、磁粉式クラッチなどの係合装置であっても良い。或いは、車両２００は、必ずしもワンウェイクラッチＦ０を備える必要はない。

また、前述の実施例２では、差動機構２３０と駆動輪２０６との間の動力伝達経路の一部を構成する自動変速機として有段変速部２１８を例示したが、この態様に限らない。この自動変速機は、例えば同期噛合型平行２軸式自動変速機、その同期噛合型平行２軸式自動変速機であって入力軸を２系統備える公知のＤＣＴ（Dual Clutch Transmission）、公知のベルト式の無段変速機などの自動変速機であっても良い。

また、前述の実施例において、排気タービン式の過給機１８に加えて又は替えて、エンジン或いは電動機によって回転駆動される機械ポンプ式の過給機が設けられていても良い。又は、過給機１８は、コンプレッサー１８ｃの回転速度を制御可能なアクチュエータ例えば電動機を備えていても良い。

尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：車両（ハイブリッド車両）
１２：エンジン
１６：駆動輪
１８：過給機
６０：差動部（電気式変速機構）
８２：第２遊星歯車機構（差動機構）
ＣＡ２：第２キャリア（第１回転要素）
Ｓ２：第２サンギヤ（第２回転要素）
Ｒ２：第２リングギヤ（第３回転要素）
１００：電子制御装置（制御装置）
１０２：ハイブリッド制御部（エンジン始動制御部、トルクアシスト制御部）
２００：車両（ハイブリッド車両）
２０２：エンジン
２０６：駆動輪
２１６：電気式無段変速部（電気式変速機構）
２１８：機械式有段変速部（機械式変速機構）
２３０：差動機構
ＣＡ０：キャリア（第１回転要素）
Ｓ０：サンギヤ（第２回転要素）
Ｒ０：リングギヤ（第３回転要素）
２４０：電子制御装置（制御装置）
２４２：変速制御部
ＭＧ１：第１回転機
ＭＧ２：第２回転機

Claims (6)

1. 過給機を有するエンジンと、第１回転機と、前記エンジンの動力を駆動輪と前記第１回転機とに分割して伝達する差動機構を有して前記第１回転機の運転状態が制御されることにより前記差動機構の差動状態が制御される電気式変速機構と、前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第２回転機とを備えたハイブリッド車両の、制御装置であって、
   回転停止中の前記エンジンを始動する際には、前記エンジンの回転速度を上昇させるトルクを前記エンジンに付与するように前記第１回転機の出力トルクを制御しつつ前記エンジンを運転状態とするエンジン始動制御部を含み、
   前記エンジン始動制御部は、前記エンジンを始動する際に、前記エンジンに要求される出力が前記過給機による過給圧を必要とする出力である場合には、前記エンジンを運転状態とした後においても前記第１回転機によって前記エンジンの回転速度を上昇させるトルクを前記エンジンに付与するように、前記第１回転機によって前記エンジンの回転速度を上昇させるときの前記エンジンの目標回転速度を、前記第１回転機を発電状態に維持可能な値であり、且つ、前記エンジンへの燃料供給を開始して前記エンジンの運転を開始する所定回転速度よりも高い値に設定し、前記エンジンの回転速度が前記目標回転速度より高くなるまで、前記エンジンの回転速度を上昇させるトルクを前記エンジンに付与するように前記第１回転機の出力トルクを制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記第１回転機によって前記エンジンの回転速度が上昇させられる前記エンジンの始動時において、前記発電状態とされているときの前記第１回転機による発電電力を用いて前記第２回転機から駆動トルクの一部を出力させるトルクアシスト制御部を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記エンジン始動制御部は、前記要求される出力が前記過給圧を必要とする出力でない場合には、前記第１回転機によって前記エンジンの回転速度を上昇させるときの前記エンジンの目標回転速度を、前記所定回転速度に設定することを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記差動機構は、前記エンジンが動力伝達可能に連結された第１回転要素と前記第１回転機が動力伝達可能に連結された第２回転要素と前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第３回転要素とを有しており、前記各回転要素の回転速度を相対的に表す共線図上において一端から他端へ向かって順番に前記第２回転要素、前記第１回転要素、前記第３回転要素とされるものであり、
   前記エンジン始動制御部は、前記エンジンを始動する際には、前記エンジンを運転状態のときの回転方向である正回転方向に回転させるトルクを前記エンジンに付与することで前記エンジンの回転速度を上昇させるトルクを前記エンジンに付与するものであり、
   前記エンジン始動制御部は、前記エンジンを始動する際には、前記第１回転機が負回転である状態で前記第１回転機の出力トルクを制御することによって、前記第１回転機の発電状態で前記第１回転機の出力トルクを制御することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記エンジン始動制御部は、前記エンジンを始動する際に、前記エンジンに要求される出力が前記過給圧を必要とする出力である場合には、車速が高い程、前記エンジンの目標回転速度を高い値に設定することを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置。
6. 前記ハイブリッド車両は、前記電気式変速機構と前記駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する機械式変速機構を更に備えており、
   前記第１回転機によって前記エンジンの回転速度が上昇させられる前記エンジンの始動時において、前記エンジンに要求される出力が前記過給圧を必要とする出力である場合には、前記機械式変速機構をダウンシフトさせる変速制御部を更に含むことを特徴とする請求項４又は５に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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