(57)【要約】【課題】噛み合い式の係合機構を係合させるための差回転数となるようにエンジン回転数を制御する場合に、そのエンジン回転数が過回転数となることを抑制できるハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】エンジンの燃焼を停止した状態での停車中に、第１係合機構と第２係合機構とのうちの一方の係合機構を係合させた状態から、第１係合機構と第２係合機構とのうちの他方の係合機構を係合させるために、モータのトルクを制御することによりエンジンを回転させて他方の係合機構の差回転数を制御する要求がある場合（ステップＳ３で肯定的に判断）に、モータのトルクを連続的に増大させ（ステップＳ６）、エンジンが回転し始めたら増大させたモータのトルクを所定トルクに低下させる（ステップＳ８）ように構成されている。【選択図】図４
2020059424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンが連結された第１回転要素と、モータが連結された第２回転要素と、駆動輪が連結された第３回転要素との少なくとも三つの回転要素を含む複数の回転要素を有する動力分割機構と、前記複数の回転要素のうちの一対の回転要素を選択的に連結する噛み合い式の第１係合機構と、前記複数の回転要素のうちの他の一対の回転要素を選択的に連結する噛み合い式の第２係合機構とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジンの燃焼を停止した状態での停車中に、前記第１係合機構と前記第２係合機構とのうちの一方の係合機構を係合させた状態から、前記第１係合機構と前記第２係合機構とのうちの他方の係合機構を係合させるために、前記モータのトルクを制御することにより前記エンジンを回転させて前記他方の係合機構の差回転数を制御する要求がある場合に、前記モータのトルクを連続的に増大させ、前記エンジンが回転し始めたら前記増大させた前記モータのトルクを所定トルクに低下させるように構成されている
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンとモータとを駆動力源として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。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジンが連結された第１キャリヤと、モータが連結された第１サンギヤと、第１リングギヤとにより構成された第１差動機構と、第１リングギヤと一体に回転する第２キャリヤと、第２サンギヤと、出力部材である第２リングギヤとにより構成された第２差動機構とを備え、第１キャリヤと第２サンギヤとを選択的に係合できる第１クラッチ機構と、第２サンギヤと第２リングギヤとを選択的に係合できる第２クラッチ機構とを備えたハイブリッド車両が記載されている。このハイブリッド車両は、第１クラッチ機構を係合することによりハイモードを設定し、第２クラッチ機構を係合することによりローモードを設定し、第１クラッチ機構および第２クラッチ機構を係合することにより直結モードを設定することができるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−００７４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された第１クラッチ機構や第２クラッチ機構が噛み合い式のクラッチ機構により構成されている場合において、停車中に、一方のクラッチ機構のみを係合した状態から双方の係合機構を係合させる状態への切り替え要求があると、他方のクラッチ機構が係合可能な差回転数となるように第１モータのトルクを制御して、エンジンを極低回転数で回転させる。一方、エンジンの出力軸の回転に伴ってエンジンブロック内のピストンが上下動し、また吸気弁や排気弁が開閉動作する。そのため、エンジンでの燃焼を停止した状態であっても、例えば、ピストンが上昇し、かつ吸気弁や排気弁が閉じられる圧縮工程では、ピストンを上昇させる荷重に対抗した抵抗力が大きくなる。それとは反対に、ピストンが下降する吸気工程および燃焼工程や、吸気弁が開弁している排気工程などには、上記の抵抗力が圧縮工程よりも小さい。したがって、例えば、圧縮工程でエンジンが停止している状態で、係合するクラッチ機構の差回転数を制御するために第１モータのトルクをフィードバック制御（例えば、ＰＩＤ制御）すると、エンジンを回転させるために積分項が大きくなって、エンジン回転数が急激に目標回転数以上の回転数まで増大して、クラッチ機構を係合させることができなくなる可能性がある。
【０００５】
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、噛み合い式の係合機構を係合させるための差回転数となるようにエンジン回転数を制御する場合に、そのエンジン回転数が過回転数となることを抑制できるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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た第１回転要素と、モータが連結された第２回転要素と、駆動輪が連結された第３回転要素との少なくとも三つの回転要素を含む複数の回転要素を有する動力分割機構と、前記複数の回転要素のうちの一対の回転要素を選択的に連結する噛み合い式の第１係合機構と、前記複数の回転要素のうちの他の一対の回転要素を選択的に連結する噛み合い式の第２係合機構とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、前記エンジンの燃焼を停止した状態での停車中に、前記第１係合機構と前記第２係合機構とのうちの一方の係合機構を係合させた状態から、前記第１係合機構と前記第２係合機構とのうちの他方の係合機構を係合させるために、前記モータのトルクを制御することにより前記エンジンを回転させて前記他方の係合機構の差回転数を制御する要求がある場合に、前記モータのトルクを連続的に増大させ、前記エンジンが回転し始めたら前記増大させた前記モータのトルクを所定トルクに低下させるように構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明においては、エンジン回転数が変化したことを条件として、エンジン回転数を制御するモータのトルクを所定トルクに低下させるように構成されている。そのため、エンジン回転数が増加した直後におけるモータのトルクが過大となってエンジン回転数が過回転数となることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施形態におけるハイブリッド車両の一例を説明するためのスケルトン図である。
【図２】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。
【図３】エンジンを回転させる際の抵抗トルクの変化を説明するための図である。
【図４】この発明の実施形態における制御装置で実行される制御例を説明するためのフローチャートである。
【図５】図４に示す制御例を実行した場合における第１モータのトルク、噛み合いクラッチのストローク量、エンジン回転数の変化を説明するためのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
この発明の実施形態におけるハイブリッド車両の一例を図１を参照して説明する。図１に示すハイブリッド車両１は、エンジン２と二つのモータ３，４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５を備えている。エンジン２は、従来知られているガソリンエンジンやディーゼルエンジンを採用することができ、エンジン２の出力軸（クランクシャフト）６は、エンジンブロック内に形成されたシリンダを上下動するピストンに、図示しないクランク機構を介して連結されている。すなわち、出力軸６の回転に追従してピストンがシリンダ内を上下動できるように構成されている。また、シリンダに形成された吸気ポートを開閉する吸気弁、および排気ポートを開閉する排気弁が設けられており、それらの吸気弁や排気弁もピストンと同様に出力軸６の回転に連動して開閉動作できるように構成されている。
【００１０】
具体的には、４ストロークエンジンの場合には、吸気工程に相当する回転角（以下、クランク角と記す）でピストンが下降するとともに吸気弁が開弁し、圧縮工程に相当するクランク角では、吸気弁と排気弁とが閉弁した状態でピストンが上昇する。燃焼工程に相当するクランク角では、ピストンが下降し、排気工程に相当するクランク角では、ピストンが上昇するとともに、排気弁が開弁する。
【００１１】
また、上記の各モータ３，４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，ＭＧ２）によって構成することができる。したがって、図示しない蓄電装置などから電力が供給されることにより、各モータ３，４の回転数を増大させる駆動トルクを出力することができるとともに、各モータ３，４が連れ回されている回転数を低下させるようにトルクを発生させることにより、その動力を電力に変換して蓄電装置に充電することができるように構成されている。なお、第１モータ３が、この発明の実施形態における「モータ」に相当する。
【００１２】
エンジン２には、動力分割機構７が連結されている。この動力分割機構７は、エンジン２から出力されたトルクを第１モータ３側と出力側とに分割する機能を有する分割部８と、そのトルクの分割率を変更する機能を有する変速部９とにより構成されている。
【００１３】
分割部８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８は、サンギヤ１０と、サンギヤ１０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１１と、これらサンギヤ１０とリングギヤ１１との間に配置されてサンギヤ１０とリングギヤ１１とに噛み合っているピニオンギヤ１２と、ピニオンギヤ１２を自転および公転可能に保持するキャリヤ１３とにより構成されている。そのサンギヤ１０が主に反力要素として機能し、リングギヤ１１が主に出力要素として機能し、キャリヤ１３が主に入力要素として機能する。上記キャリヤ１２が、この発明の実施形態における「第１回転要素」に相当し、サンギヤ９が、この発明の実施形態における「第２回転要素」に相当する。
【００１４】
エンジン２が出力した動力が前記キャリヤ１３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２の出力軸６に、動力分割機構７の入力軸１４が連結され、その入力軸１４がキャリヤ１３に連結されている。なお、キャリヤ１３と入力軸１４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１３と入力軸１４とを連結してもよい。また、その出力軸６と入力軸１４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。
【００１５】
サンギヤ１０に第１モータ３が連結されている。図１に示す例では、分割部８および第１モータ３は、エンジン２の回転中心軸線と同一の軸線上に配置され、第１モータ３は分割部８を挟んでエンジン２とは反対側に配置されている。この分割部８とエンジン２との間で、これら分割部８およびエンジン２と同一の軸線上に、その軸線の方向に並んで変速部９が配置されている。
【００１６】
変速部９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１５と、サンギヤ１５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１６と、これらサンギヤ１５とリングギヤ１６との間に配置されてこれらサンギヤ１５およびリングギヤ１６に噛み合っているピニオンギヤ１７と、ピニオンギヤ１７を自転および公転可能に保持しているキャリヤ１８とを有し、サンギヤ１５、リングギヤ１６、およびキャリヤ１８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９におけるサンギヤ１５に分割部８におけるリングギヤ１１が連結されている。また、変速部９におけるリングギヤ１６に、出力ギヤ１９が連結されている。上記リングギヤ１６が、この発明の実施形態における「第３回転要素」に相当し、上記分割部８および変速部９を構成する各回転要素が、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。
【００１７】
上記の分割部８と変速部９とが複合遊星歯車機構を構成するように噛み合い式の第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、一対の回転要素を選択的に連結するように構成されており、図１に示す例では、変速部９におけるキャリヤ１８を、分割部８におけるキャリヤ１３に選択的に連結するように構成されている。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８におけるキャリヤ１３と変速部９におけるキャリヤ１８とが連結されてこれらが入力要素となり、また分割部８におけるサンギヤ１０が反力要素となり、さらに変速部９におけるリングギヤ１６が出力要素となった複合遊星歯車機構が形成される。
【００１８】
さらに、変速部９の全体を一体化させるための噛み合い式の第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９におけるキャリヤ１８とリングギヤ１６もしくはサンギヤ１５とを、あるいはサンギヤ１５とリングギヤ１６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る。すなわち、第２クラッチ機構CL2は、第１クラッチ機構CL1により連結される一対の回転要素とは異なる他の一対の回転要素を連結するものであり、図１に示す例では、第２クラッチ機構CL2は、変速部９におけるキャリヤ１８とリングギヤ１６とを連結するように構成されている。
【００１９】
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２および分割部８ならびに変速部９と同一の軸線上に配置され、かつ変速部９を挟んで分割部８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。
【００２０】
各クラッチ機構CL1，CL2は同様に構成することができ、図２には、その構成を説明するための模式図を示してあり、ここでは、第１クラッチ機構CL1を例に挙げて説明する。図２に示す例では、キャリヤ１８と一体回転可能に連結された第１回転部材２０と、入力軸１４やキャリヤ１３と一体回転可能に連結された第２回転部材２１とにより第１クラッチ機構CL1が構成されており、第２回転部材２１を第１回転部材２０側に移動させることにより、第１クラッチ機構CL1が係合状態となり、第２回転部材２１を第１回転部材２０から離隔させることにより、第１クラッチ機構CL2が解放状態となるように構成されている。
【００２１】
また、第１回転部材２０のうちの第２回転部材２１に対向した面には、回転方向（図における左右方向）に所定の間隔を空けて複数の噛み合い歯（以下、第１噛み合い歯と記す）２０ａが形成され、同様に第２回転部材２１のうちの第１回転部材２０に対向した面には、第１噛み合い歯２０ａと同ピッチとなるように回転方向に所定の間隔を空けて複数の噛み合い歯（以下、第２噛み合い歯と記す）２１ａが形成されている。
【００２２】
この第１クラッチ機構CL1は、各噛み合い歯２０ａ，２１ａのそれぞれの頂面（回転面に対して平行な面）２０ｂ，２１ｂが接触して噛み合わせることができなくなることを抑制するために、第１回転部材２０と第２回転部材２１とを相対回転させながら係合するように構成されている。さらに、第１噛み合い歯２０ａと第２噛み合い歯２１ａとの頂面２０ｂ，２１ｂが接触する可能性を低下させるために、それぞれの噛み合い歯２０ａ，２１ａには面取りが施されている。
【００２３】
そして、上記のクラッチ機構CL1,CL2を含む動力分割機構７を介してエンジン２のトルクを駆動輪２２Ｒ，２２Ｌに伝達するためのギヤトレーン部が設けられている。図１に示す例では、エンジン２や分割部８あるいは変速部９の回転中心軸線と平行にカウンタシャフト２３が配置され、前記出力ギヤ１９に噛み合っているドリブンギヤ２４がこのカウンタシャフト２３に取り付けられている。また、カウンタシャフト２３にはドライブギヤ２５が取り付けられており、このドライブギヤ２５が終減速機であるデファレンシャルギヤユニット２６におけるリングギヤ２７に噛み合っている。さらに、前記ドリブンギヤ２４には、第２モータ４におけるロータシャフト２８に取り付けられたドライブギヤ２９が噛み合っている。したがって、前記出力ギヤ１９から出力された動力もしくはトルクに、第２モータ４が出力した動力もしくはトルクを、上記のドリブンギヤ２４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２６から左右のドライブシャフト３０に出力し、その動力やトルクが前輪２２Ｒ，２２Ｌに伝達されるように構成されている。
【００２４】
図１に示す例では、第１モータ３から出力された駆動トルクを、前輪２２Ｒ，２２Ｌに伝達することができるように、出力軸６または入力軸１４を選択的に固定できるように構成された、ワンウェイクラッチＯＷＣが設けられている。このワンウェイクラッチＯＷＣは、出力軸６や入力軸１４が、エンジン２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ように構成されている。したがって、ワンウェイクラッチＯＷＣが係合状態となる方向に第１モータ３からトルクを出力した場合に、分割部８におけるキャリヤ１３や、変速部９におけるキャリヤ１８が反力要素として機能し、分割部８におけるサンギヤ１０が入力要素として機能する。なお、第１モータ３から駆動トルクを出力する場合に、出力軸６や入力軸１４に反力トルクを付与できるように構成された摩擦式や噛み合い式のブレーキ機構を、ワンウェイクラッチＯＷＣに代えて設けてもよい。
【００２５】
上記のエンジン２、各モータ３，４、および各クラッチ機構CL1，CL2を制御するための電子制御装置（ECU）３１が設けられている。このECU３１は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、ハイブリッド車両１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、エンジン２、各モータ３，４、および各クラッチ機構CL1，CL2に指令信号を出力するように構成されている。そのECU３１に入力される信号は、例えば、車速、アクセル開度、第１モータ(MG1)３の回転数、第２モータ(MG2)４の回転数、エンジン２の出力軸６の回転数（エンジン回転数）、変速部９におけるリングギヤ１６またはカウンタシャフト２３の回転数である出力回転数、各クラッチ機構CL1，CL2に設けられたピストンのストローク量、図示しない蓄電装置の温度、各モータ３，４を制御するためのインバータなどの電力制御装置の温度、第１モータ３の温度、第２モータ４の温度、分割部８や変速部９などを潤滑するオイル（ＡＴＦ）の温度、蓄電装置の充電残量（以下、ＳＯＣと記す）などである。
【００２６】
上記のECU３１は、要求される駆動力や車速、あるいはＳＯＣなどの種々の条件に応じてエンジン２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２から駆動トルクを出力することなく、第１モータ３や第２モータ４から駆動トルクを出力して走行するＥＶ走行モードとを選択的に設定する。さらに、ＨＶ走行モードは、第１モータ３を低回転数で回転させた場合（「０」回転を含む）に、変速部９におけるリングギヤ１６の回転数よりもエンジン２（または入力軸１４）の回転数が高回転数となるHV-Loモードと、変速部９におけるリングギヤ１６の回転数よりもエンジン２（または入力軸１４）の回転数が低回転数となるHV-Hiモードと、変速部９におけるリングギヤ１６の回転数とエンジン２（または入力軸１４）の回転数が同一である直結モードとを選択的に設定する。
【００２７】
なお、ＥＶ走行モードは、第１モータ３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３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、第２モータ４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できる。上記のEV-Loモードは、第１クラッチ機構CL1を係合するとともに、第１モータ３から駆動トルクを出力することにより設定され、EV-Hiモードは、第２クラッチ機構CL2を係合するとともに、第１モータ３から駆動トルクを出力することにより設定され、シングルモードは、各クラッチ機構CL1，CL2を解放することにより設定される。
【００２８】
上記のHV-Loモードは、第１クラッチ機構CL1のみを係合することにより設定される走行モードであり、エンジン２から出力されたトルクを前輪２２Ｒ，２２Ｌに伝達するために、第１モータ３から反力トルクを発生させる。その場合、第１モータ３が発電機として機能するときには、第１モータ３により発電された電力が、第２モータ４に供給されて、エンジン２から動力分割機構７を介して伝達されたトルクに、ドリブンギヤ２４の部分で第２モータ４から出力されたトルクが加算される。
【００２９】
また、HV-Hiモードは、第２クラッチ機構CL2のみを係合することにより設定される走行モードであり、HV-Loモードと同様に、エンジン２から出力されたトルクを前輪２２Ｒ，２２Ｌに伝達するために、第１モータ３から反力トルクを発生させる。その場合、第１モータ３が発電機として機能するときには、第１モータ３により発電された電力が、第２モータ４に供給されて、エンジン２から動力分割機構７を介して伝達されたトルクに、ドリブンギヤ２４の部分で第２モータ４から出力されたトルクが加算される。
【００３０】
さらに、直結モードは、第１クラッチ機構CL1および第２クラッチ機構CL2を係合することにより設定される走行モードであり、動力分割機構７を構成する各回転要素が一体に回転する。すなわち、HV-LoモードやHV-Hiモードと異なり、第１モータ３から反力トルクを発生させることなく、エンジン２から前輪２２Ｒ，２２Ｌにトルクが伝達される。なお、直結モードでは、第１モータ３から駆動トルクを出力することにより、動力分割機構７を介して伝達されるトルクを増大させることができ、または第１モータ３から回生トルクを出力することにより、動力分割機構７を介して伝達されるトルクを低減させることができる。
【００３１】
上述した第１クラッチ機構CL1と第２クラッチ機構CL2との一方のクラッチ機構CL2（CL1)が係合し、かつエンジン２の燃焼を停止した状態で停車している時に、他方のクラッチ機構CL1（CL2）を係合させることが要求された場合には、まず、係合するクラッチ機構CL1（CL2)を構成する二つの回転部材が所定の回転数差で相対回転するように制御する。具体的には、エンジン２が駆動している際におけるエンジン２の回転方向と反対方向に第１モータ３を回転させることにより、エンジン２の回転数を増大させる。この際に、第１モータ３に要求されるトルクは、エンジン２を回転させることにより停止状態から回転状態に切り替わる部材の静摩擦力に抗するトルク、エンジン２および第１モータ３を含む回転部材の慣性トルク、エンジン２を回転させることによるポンピングロスに相当するトルクなどに応じて定められる。
【００３２】
一方、上述したように構成されたエンジン２を回転させる際の抵抗となるトルク（ポンピングロス）は、図３に示すように回転角（クランク角）の変化に応じて周期的に変動する。具体的には、燃焼工程、排気工程、吸気工程では抵抗トルクが比較的小さく、圧縮工程で抵抗トルクが最大となる。これは、圧縮工程では、吸気弁と排気弁とを閉じた状態でピストンが上昇するため、空気の圧縮に伴う反力が大きくなるからである。したがって、例えば、圧縮工程からエンジン２を回転させる場合においては、エンジン回転数を目標回転数に追従させるように、第１モータ３の出力トルクをＰＩＤ制御などのフィードバック制御により制御すると、積分項であるＩ項が次第に増大して第１モータ３のトルクが大きくなる。そのため、エンジン２が回転し始めた直後には、第１モータ３の出力トルクが過大となって、エンジン２が過回転数となる可能性がある。
【００３３】
この発明の実施形態における制御装置は、上記のようにエンジン２が過回転数となることを抑制できるように構成されている。その制御の一例を図４に示してある。図４に示す制御例では、まず、停車中でかつエンジン２が停止中であるか否かを判断する（ステップＳ１）。このステップＳ１における停車中とは、停車していると同視し得る速度を意味しており、例えば、クラッチ機構を係合する際に回転させられるエンジン２の目標回転数と出力ギヤ１９の回転数とが同等程度となる車速未満であればよい。
【００３４】
停車中でなく、またはエンジン２が停止し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は、クラッチ機構を係合するためにエンジン回転数を制御したとしても、上記のようなエンジン２の過回転数が発生する可能性が低いなどの理由により、このルーチンを一旦終了する。
【００３５】
それとは反対に、停車中であり、かつエンジン２が停止中であることによりステップＳ１で肯定的に判断された場合は、一方のクラッチ機構を係合した状態から二つのクラッチ機構を係合する状態への切り替え要求があるか否かを判断する。
【００３６】
具体的には、まず、走行モードの切り替え要求があるか否かを判断し（ステップＳ２）、走行モードの切り替え要求がないことによりステップＳ２で否定的に判断された場合は、一方のクラッチ機構を係合した状態から二つのクラッチ機構を係合する状態への切り替えは生じないため、このルーチンを一旦終了する。それとは反対に、走行モードの切り替え要求があることによりステップＳ２で肯定的に判断された場合は、その走行モードの切り替えが、少なくとも一時的に直結モードを設定する走行モードの切り替えであるか否かを判断する（ステップＳ３）。
【００３７】
つまり、ステップＳ３は、アクセル開度や車速などから定められる目標走行モードが直結モードであるものに限らず、例えば、HV-Hiモードを設定したまま減速し、HV-Loモードで発進するために、HV-Hiモードから直結モードを一時的に設定し、その後、HV-Loモードに切り替える場合も含まれる。なお、HV-HiモードとHV-Loモードとの一方の走行モードから他方の走行モードへの切り替えは、係合しているクラッチ機構を解放して、シングルモードを一時的に設定し、その後、切り替え先の走行モードを設定するためのクラッチ機構を係合する場合もあり、そのような場合には、ステップＳ３で否定的に判断される。
【００３８】
一時的であっても直結モードを設定することがない走行モードの切り替え要求があることによりステップＳ３で否定的に判断された場合は、そのままこのルーチンを一旦終了する。それとは反対に、直結モードへの走行モードの切り替え、または直結モードを介した走行モードの切り替え要求があることによりステップＳ３で肯定的に判断された場合は、走行モードの切り替え制御を開始する（ステップＳ４）。ここでは、一方のクラッチ機構が係合していることを前提として示しており、ステップＳ４では、直結モードへの走行モードの切り替え制御を開始する。したがって、解放されているクラッチ機構に対して係合指示を出力するとともに、その解放されているクラッチ機構の差回転数が所定回転数となるように第１モータ３のトルク制御を開始する。
【００３９】
その第１モータ３のトルクを定めるために、まず、静摩擦力に相当するトルクを加算する（ステップＳ５）。このステップＳ５は、停車状態を維持しつつ、第１モータ３でエンジン２を回転させた場合に回転し始めるギヤの噛み合い面の静摩擦係数や、ブッシュなどの軸受の静摩擦係数などに応じて演算することができる。
【００４０】
ついで、エンジン２の目標回転数と実際の回転数との偏差に基づいて、第１モータ３のトルクをフィードバック制御する（ステップＳ６）。このステップＳ６は、従来知られているＰＩＤ制御などにより実行可能である。そして、クラッチ機構が係合したか否かを判断する（ステップＳ７）。このステップＳ７は、例えば、クラッチ機構に設けられたピストンのストローク量などを検出するセンサの信号に基づいて判断することができ、または停車状態を維持できる範囲で第１モータ３のトルクを一時的に増大させてエンジン回転数などが変化するか否かなどに基づいて判断することができる。
【００４１】
クラッチ機構が係合したことによりステップＳ７で肯定的に判断された場合は、このルーチンを一旦終了する。なお、HV-LoモードからHV-Hiモードへの切り替え要求がある場合や、HV-HiモードからHV-Loモードへの切り替え要求がある場合には、ステップＳ７の後に、切り替え後の走行モードを設定するために解放するべきクラッチ機構の解放制御を実行すればよい。
【００４２】
それと反対に、クラッチ機構が未だ係合していないことによりステップＳ７で否定的に判断された場合は、エンジン回転数が変化したか否かを判断する（ステップＳ８）。このステップＳ８は、エンジン回転数を検出するセンサや、第１モータ３の回転数を検出するセンサなどから判断することができる。
【００４３】
エンジン回転数が変化していないことによりステップＳ８で否定的に判断された場合は、ステップＳ６にリターンする。すなわち、継続してＰＩＤ制御が実行される。その場合、目標エンジン回転数と実際のエンジン回転数との偏差が変化していない、または増大していることにより、積分項であるＩ項が増大させられるため、第１モータ３のトルクがステップＳ６を前回実行した場合よりも大きく設定される。
【００４４】
一方、エンジン回転数が変化したことによりステップＳ８で肯定的に判断された場合は、抵抗値以上のトルクがエンジン２に作用したことになる。その場合、例えば、上述した圧縮工程に相当するクランク角から燃焼工程に相当するクランク角まで進行した時点であれば、抵抗値が急激に低下するのに対してエンジン２に作用するトルクが一定に保たれると、エンジン回転数が過度に増大してオーバーシュートする可能性がある。または、噛み合い歯２０ａ，２１ａ同士の頂面２０ｂ，２１ｂが接触した状態からエンジン２が回転した場合には、その頂面２０ｂ，２１ｂの接触による抵抗力が急激に低下するのに対してエンジン２に作用するトルクが一定に保たれると、エンジン回転数が過度に増大してオーバーシュートする可能性がある。したがって、ステップＳ８で肯定的に判断された場合は、ＰＩＤ制御におけるＩ項の値を低減して（ステップＳ９）、ステップＳ６にリターンする。すなわち、第１モータ３のトルクを低減することにより、エンジン２に作用するトルクを低下させる。具体的には、ステップＳ５で設定されるトルクまで第１モータ３のトルクを低減する。
【００４５】
図４に示す制御例を実行した場合における第１モータ３のトルク（ＭＧ１トルク）、クラッチ機構を構成する回転部材のストローク量、エンジン回転数の変化を説明するためのタイムチャートを図５に示している。なお、図５における実線は、図４に示す制御例を実行した場合の変化を示し、破線は、図４に示す制御、具体的にはステップＳ５やステップＳ８を実行しない場合の変化を示している。
【００４６】
図５に示す例では、まず、ｔ０時点で走行モードの切り替え要求が成立したことにより、図４におけるステップＳ５が実行されて、静摩擦力に相当するトルクがＭＧ１トルクに加算されている。例えば、エンジン２のクランク角が、圧縮工程に相当するクランク角でない場合は、ｔ０時点で直ちにエンジン回転数が増大する。一方、圧縮工程に相当するクランク角で停止している場合には、静摩擦力に相当するトルクを第１モータ３から出力したとしても、エンジン２を回転させることができないため、図５に示す例では、エンジン回転数が「０」に維持されている。
【００４７】
さらに、ｔ０時点で、クラッチ機構を係合させるための信号が出力されることにより、クラッチ機構を構成する回転部材の一方側が他方側に向けて移動している。なお、図５に示す例では、回転部材は、係合する直前の位置（以下、待機位置と記す）まで移動させた後に、所定時間が経過したことを条件とし、またはエンジン回転数が所定の回転数まで増大したことを条件として、再度、回転部材を係合側に移動させるように構成されており、待機位置を基準に係合側を正の値、解放側を負の値として示している。したがって、ｔ１時点で、ストローク量の増大が一旦停止している。
【００４８】
回転部材が待機位置まで移動することにより、クラッチ機構の差回転数が係合可能な差回転数となるようにエンジン回転数を増大させ始める。すなわち、エンジン２の目標回転数を次第に増大させる。上述したように第１モータ３のトルクは、エンジン２の目標回転数と実際の回転数との偏差に基づいてフィードバック制御するように構成されており、図５に示す例では、ｔ１時点でエンジン２の実際の回転数が増大していない。そのため、第１モータ３のトルクが、ｔ１時点から一時遅れて次第に増大し始めている（ｔ２時点）。そして、ｔ３時点でエンジン２の目標回転数が、クラッチ機構を係合させるために要求される所定回転数まで増大している。
【００４９】
図５に示す例では、第１モータ３のトルクが所定トルクまで増大することにより、ｔ３時点から更に遅れてエンジン回転数が増大し始めている（ｔ４時点）。したがって、図４におけるステップＳ７で肯定的に判断されるため、ｔ４時点に一時遅れて第１モータ３のトルクが低下させられている（ｔ５時点）。また、エンジン回転数が増大することにより、クラッチ機構を係合可能な状態となるため、ｔ６時点でストローク量が増大し始め、ｔ７時点でクラッチ機構が完全に係合している。
【００５０】
一方、図４に示す制御例を実行しない場合には、ｔ２時点から第１モータ３のトルクを増大させ始めているため、エンジン回転数が増加するタイミング（ｔ８時点）が、図４に示す制御例を実行した場合（ｔ４時点）と比較して遅れている。また、エンジン回転数の増加率は、第１モータ３のトルクが継続して増大していることに伴って大きくなっており、したがって、回転部材を係合側に再度移動させ始めた時点（ｔ９時点）で、エンジン回転数が高回転数になっている。その結果、回転部材に形成された噛み合い歯の噛み合い長さが短い時点で、回転方向で後側から移動してくる噛み合い歯によって、係合側の噛み合い歯が弾かれて、回転部材が係合側と解放側とを繰り返し移動する。つまり、係合することができない。
【００５１】
上述したようにこの発明の実施形態における制御装置は、エンジン回転数が変化したことを条件として、エンジン回転数を制御する第１モータ３のトルクを低下させるように構成されている。そのため、エンジン回転数が増加した直後における第１モータ３のトルクが過大となってエンジン回転数が過回転数となることを抑制できる。また、クラッチ機構を係合する要求がある場合には、静摩擦力に相当するトルクを第１モータ３から出力することにより、エンジン２を回転させ始めるまでの時間を短縮することができる。その結果、クラッチ機構を係合することが要求されてからクラッチ機構を係合させるまでの時間を短縮することができる。
【００５２】
なお、この発明の実施形態におけるハイブリッド車両は、図１に示す構成に限らず、少なくとも二つのクラッチ機構を備え、双方のクラッチ機構を係合した走行モードと、一方を解放した走行モードとを設定することができる車両であればよい。したがって、図１におけるワンウェイクラッチＯＷＣを備えていなくてもよい。また、噛み合い式の係合機構は、係合側または解放側に荷重を作用させるアクチュエータと、そのアクチュエータの荷重に対抗した方向の荷重を常時発生させる反力部材とを備えた、いわゆるノーマルオープン型のクラッチ機構や、ノーマルクローズ型のクラッチ機構であってもよく、もしくは係合側と解放側とのそれぞれの荷重を発生させるアクチュエータを備え、アクチュエータに信号を入力していない場合に、その信号が入力されなくなる直前の状態（係合状態や解放状態）を維持するように構成されたノーマルステイ型のクラッチ機構であってもよい。
【００５３】
なおまた、上述した制御例では、クラッチ機構を係合する要求がある場合に、静摩擦力に相当するトルクを第１モータ３から出力するように構成されているが、エンジン回転数が過回転数となることを抑制するためには、静摩擦力に相当するトルクをステップＳ５で加算しなくてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１…ハイブリッド車両、  ２…エンジン、  ３，４…モータ、  ７…動力分割機構、    １０，１５…サンギヤ、  １１，１６…リングギヤ、  １３，１８…キャリヤ、  ２０，２１…回転部材、  ２０ａ，２１ａ…噛み合い歯、  ２０ｂ，２１ｂ…頂面、  ２２Ｒ，２２Ｌ…前輪、  ３１…ECU（電子制御装置）、  CL1，CL2…クラッチ機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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