(57)【要約】【課題】ロック機構における引き摺りトルクを正確に推定可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。【解決手段】  電磁カムロック式クラッチ装置たるロック機構７００を備えたハイブリッド車両１において、変速制御が実行される。この際、ＣＶＴモードの選択時に、ハイブリッド駆動装置１０の損失トルクが算出される。ＥＣＵ１００は、ロック機構７００の係合及び解放が一プロセス実行される毎に係る損失トルクを算出し、前回値と比較する。前回値と今回値との偏差は、ＭＧ１の回転速度フィードバック制御において回転慣性系のイナーシャトルクを補償するトルクフィードバック値に、ロック機構７００における引き摺りトルクであるクラッチ摩擦負荷トルクＴｃが含まれる場合に変動するため、クラッチ摩擦負荷トルクＴｃとして扱われる。【選択図】図８
2010274726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機と内燃機関とを含む動力要素と、
前記回転電機により回転速度を調製可能な第１回転要素、車軸に繋がる駆動軸に連結された第２回転要素及び前記内燃機関に連結された第３回転要素を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力伝達機構と、
前記第１回転要素の状態を回転不能なロック状態と回転可能な非ロック状態との間で切り替え可能なロック機構と
を備え、
前記内燃機関の回転速度と前記駆動軸の回転速度との比たる変速比が連続的に可変とされる、前記第１回転要素が前記非ロック状態にある場合に対応する無段変速モードと、前記変速比が固定される、前記第１回転要素が前記ロック状態にある場合に対応する固定変速モードとの間で変速モードを切り替え可能に構成されたハイブリッド車両を制御する装置であって、
前記無段変速モードが選択された状態において、前記回転電機の回転速度が目標回転速度へ収束するように、前記回転電機の回転速度と前記目標回転速度との偏差に応じて前記回転電機のトルクを制御する制御手段と、
前記偏差に応じて前記回転電機が制御されるにあたって算出される前記回転電機のトルクのフィードバック値と、前記偏差に応じて前記回転電機が制御されるにあたって前記動力要素を含む回転慣性系の慣性に起因して生じる慣性トルクの値とに基づいて、前記ロック機構における引き摺りトルクを算出する算出手段と
を具備することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記算出された引き摺りトルクに基づいて前記ロック機構の状態を判定する判定手段を更に具備する
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。
【請求項３】
前記判定手段は、前記算出された引き摺りトルクが所定値以上である場合に前記ロック機構が故障状態にあると判定する
ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記算出された引き摺りトルクに応じて前記駆動軸の出力トルクを補正する補正手段を更に具備する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
前記算出された引き摺りトルクに基づいて、前記無段変速モード及び前記固定変速モードのうち一方を選択する選択手段を更に具備する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
前記選択手段は、前記無段変速モード及び前記固定変速モードのうち、前記ハイブリッド車両のシステム効率が高い一方を選択する
ことを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
前記ハイブリッド車両は、前記駆動軸との間で動力の入出力が可能な、前記回転電機とは異なる他の回転電機を更に備える
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の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】
本発明は、回転要素をロック可能なロック機構の作用により無段変速モードと固定変速モードとの間で変速モードの切り替えが可能に構成されたハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のハイブリッド車両として、発電機をロック可能なものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されたハイブリッド車両によれば、ロック機構の回転数をゼロに近付けてから係合させることにより、ロック時のショックを低減可能であるとされている。
【０００３】
尚、特許文献２には、固定変速比モードと無段変速比モードとを有するハイブリッド車両が開示されている。
【０００４】
また、この種のハイブリッド車両において燃費に基づいて変速モードを切り替える装置も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１５６３８７号公報
【特許文献２】特開２００４−３４５５２７号公報
【特許文献３】特開２００５−０２４０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ロック機構としては、各種の係合機構を適用可能であるが、これらの中には、例えば電磁カムロック式の係合機構等のように、非ロック時（解放時）に係合要素が完全に解放されずに、引き摺りトルクと呼ばれる一種の損失トルクを生じるものがある。この種の引き摺りトルクの発生は、ロック機構における一種の故障に類するが、上記特許文献に開示されるものを含む従来の技術において、係る引き摺りトルクの存在は考慮されておらず、必然的に、係る引き摺りトルクの検出に係る技術思想に関し、その開示も示唆もない。また、回転電機を内燃機関の反力要素として機能させる所謂回転二自由度型のハイブリッド駆動装置においては、引き摺りトルクが生じていようがいまいが、回転電機を所望の目標回転速度に収束させる構成を採るから、単純に回転電機の回転速度からこの種の引き摺りトルクの存在を検知することは先ずもって不可能であると言わざるを得ない。即ち、従来の技術には、引き摺りトルクが生じていたとしても、それを正確に検出することが実践上困難であるという技術的問題点がある。
【０００７】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、ロック機構における引き摺りトルクを正確に推定可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、回転電機と内燃機関とを含む動力要素と、前記回転電機により回転速度を調製可能な第１回転要素、車軸に繋がる駆動軸に連結された第２回転要素及び前記内燃機関に連結された第３回転要素を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力伝達機構と、前記第１回転要素の状態を回転不能なロック状態と回転可能な非ロック状態との間で切り替え可能なロック機構とを備え、前記内燃機関の回転速度と前記駆動軸の回転速度との比たる変速比が連続的に可変とされる、前記第１回転要素が前記非ロック状態にある場合に対応する無段変速モードと、前記変速比が固定される、前記第１回転要素が前記ロック状態にある場合に対応する固定変速モードとの間で変速モードを切り替え可能に構成されたハイブリッド車両を制御する装置であって、前記無段変速モードが選択された状態において、前記回転電機の回転速度が目標回転速度へ収束するように、前記回転電機の回転速度と前記目標回転速度との偏差に応じて前記回転電機のトルクを制御する制御手段と、前記偏差に応じて前記回転電機が制御されるにあたって算出される前記回転電機のトルクのフィードバック値と、前記偏差に応じて前記回転電機が制御されるにあたって前記動力要素を含む回転慣性系の慣性に起因して生じる慣性トルクの値とに基づいて、前記ロック機構における引き摺りトルクを算出する算出手段とを具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るハイブリッド車両は、駆動軸に対し動力供給可能な動力要素として、例えばモータジェネレータ等の電動発電機として構成され得る回転電機と、燃料種別、燃料の供給態様、燃料の燃焼態様、吸排気系の構成及び気筒配列等、その物理的、機械的又は電気的構成を問わない各種の態様を採り得る、燃料の燃焼により動力を生成可能な機関としての内燃機関を少なくとも備えた車両である。
【００１０】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、このようなハイブリッド車両を制御する制御装置であって、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る。
【００１１】
本発明に係るハイブリッド車両は、動力伝達機構を備える。動力伝達機構は、回転電機に直接的又は間接的に連結され、回転電機による回転速度の調整が可能な第１回転要素、駆動軸に連結される第２回転要素及び内燃機関に連結される第３回転要素を含む、相互に差動作用をなし得る複数の回転要素を備えており、係る差動作用により各回転要素の状態（端的には、回転可能であるか否か及び他の回転要素又は固定要素と連結された状態にあるか否か等を含む）に応じて、上記動力要素と駆動軸との間の各種動力伝達（端的にはトルクの伝達である）を行う機構である。
【００１２】
動力伝達機構に備わる複数の回転要素のうち、第１、第２及び第３回転要素は、常時或いは選択的に、これらのうち二要素の回転速度が定まれば自ずと残余の一回転要素の回転速度が定まる回転二自由度の差動機構（尚、この差動機構に含まれる回転要素は必ずしもこれら三要素に限定されない）を構築する。従って、回転電機は、内燃機関のトルクに対応する反力トルクを負担する反力要素として機能し得るものであり、内燃機関の回転速度制御機構としても機能し得るものである。
【００１３】
本発明に係るハイブリッド車両は、第１回転要素の状態を、例えば物理的、機械的、電気的又は磁気的な各種係合力により所定の固定要素に回転不能に固定された回転不能なロック状態と、少なくともこのロック状態に係る係合力の影響を受けない状態としての回転可能な非ロック状態との間で切り替え可能な、例えば湿式多板ブレーキ装置若しくはクラッチ装置又は電磁カムロック式クラッチ装置等の各種態様を採り得るロック機構を備える。本発明に係るハイブリッド車両において、このロック状態及び非ロック状態は、夫々が、相互に異なる変速モードとしての、固定変速モード及び無段変速モードに対応する構成となっている。
【００１４】
無段変速モードは、上述の回転二自由度の差動機構において、回転電機を内燃機関の回転速度制御機構として機能させる（即ち、第１回転要素は、非ロック状態でなければならない）ことにより、内燃機関の回転速度と駆動軸の回転速度との比たる変速比を理論的に、実質的に或いは予め規定された物理的、機械的、機構的又は電気的な制約の範囲内で、連続的に（実践上連続的であるのと同等に段階的な態様を含む）変化させることが可能な変速モードである。この場合、好適な一形態として、内燃機関の動作点（例えば、機関回転速度とトルクとにより規定される内燃機関の一運転条件を規定する点）が、例えば、理論的に、実質的に又は何らかの制約の範囲で自由に選択され、例えば、燃料消費率が理論的に、実質的に又は何らかの制約の範囲で最小となる、或いはハイブリッド車両のシステム効率（例えば、動力伝達機構の伝達効率と内燃機関の熱効率等に基づいて算出される総合的な効率である）が理論的に、実質的に又は何らかの制約の範囲で最大となる、最適燃費動作点等に制御される。動力伝達機構は、一又は複数の遊星歯車機構等のギア機構を好適な一形態として採り得るものであって、複数の遊星歯車機構を含む場合には、各遊星歯車機構を構成する回転要素の一部が複数の遊星歯車機構相互間で適宜共有され得る。
【００１５】
無段変速モードが選択された状態においては制御手段により、回転電機の回転速度フィードバック制御が実行される。即ち、係る回転速度フィードバック制御においては、回転電機の回転速度が目標回転速度へ収束するように記回転電機の回転速度と目標回転速度との偏差に応じて回転電機のトルクが制御される。この際、回転電機の目標回転速度は、内燃機関の目標動作点に対応する形で設定される。回転電機の目標トルクは、動力伝達機構における回転要素の差動作用によって、回転要素間のギア比に応じて決定されるが、これは、定常状態における理想的な値となる。
【００１６】
一方、固定変速モードから無段変速モードへの切り替え直後を含む過渡的な期間においては、回転電機の回転速度（第１回転要素が回転電機に連結される構成においては、初期値はゼロである）が目標回転速度へ向けて上昇する過程において、動力要素のイナーシャ（回転慣性）を補償する必要が生じる。即ち、何らの対策も講じられることがなければ、回転電機のトルクの一部は、このイナーシャトルクによって相殺され、回転電機の軸トルクが減少する。回転電機の軸トルクは、即ち内燃機関のトルクの反力トルクであって、その減少は、駆動軸の出力トルクの減少を招く。従って、この種の駆動軸トルクの減少を回避しつつ回転電機を迅速且つ正確に目標回転速度へ収束させるには、動力要素のイナーシャトルクを補償する必要がある。
【００１７】
このため、制御手段が回転電機の回転速度フィードバック制御を行うにあたっては、上記回転速度の偏差に応じて定まるトルクフィードバック値により回転電機のトルクが補正されるこのトルクフィードバック値によって補正された回転電機のトルクは、上記内燃機関の目標トルクから定まる理想的な或いは基準となるトルクとは別系統で定まる言わば回転電機の実トルクであり、両者は、回転電機の回転速度が目標回転速度に収束した状態では、理想的には釣り合う。
【００１８】
固定変速モードは、同様に回転二自由度の差動機構において、第１回転要素を回転不能なロック状態に維持することによって実現される、上記変速比が一義に規定される変速モードである。即ち、第１回転要素がロック状態にある場合、この第１回転要素の回転速度（即ち、ゼロ）と、車速と一義的な回転状態を示す第２回転要素の回転速度とによって、残余の第３回転要素の回転速度は一義に規定されるのである。この際、第１回転要素が回転電機に直接連結される構成であれば、回転電機はゼロ回転となり、所謂ＭＧ１ロックと称される状態が実現され、第１回転要素が、相互に差動関係にある他の回転要素を介して回転電機に連結される構成であれば、回転電機の回転速度はこれらのギア比に応じて定まる一の値に固定される。後者においては、好適には、内燃機関の回転速度が駆動軸の回転速度未満となる、所謂Ｏ／Ｄロックと称される状態が実現され得る。いずれにせよ、固定変速モードは、動力循環と称される、動力要素及び動力伝達機構を含むハイブリッド駆動装置全体のシステム効率を低下させ得る非効率な電気パスの発生を回避することを目的として好適には選択される。
【００１９】
ここで、本発明に係るロック機構は、構造上、上記ロック状態と非ロック状態との中間状態として、第１回転要素が固定要素から完全に解放されない中間状態を採り得る。このような中間状態において、第１回転要素は、ロック状態において固定される固定要素から、程度の差はあれ一種の制動トルクとしての引き摺りトルクを受けることとなり、その回転が幾らかなり阻害された状態となる。この引き摺りトルクは、駆動軸へ伝達されるトルクを減じ得る、言うなれば損失トルクであって、ハイブリッド駆動装置のシステム効率を低下させる要因となる。このような引き摺りトルクの存在は、元々ハイブリッド駆動装置の高効率化を目的として搭載され得るロック機構の役割に鑑みれば望ましくないものである。
【００２０】
そこで、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置では、算出手段により、以下の如くにしてロック機構における引き摺りトルク（即ち、第１回転要素に作用する引き摺りトルクである）が推定される。即ち、算出手段は、上記偏差に応じて回転電機が制御されるにあたって算出される上述した回転電機のトルクのフィードバック値と、上記偏差に応じて前記回転電機が制御されるにあたって動力要素を含む回転慣性系の慣性に起因して生じる慣性トルク（即ち、上記イナーシャトルク）の値とに基づいてロック機構における引き摺りトルクを算出する。
【００２１】
上述したように、制御手段により回転電機に対し回転速度フィードバック制御が実行されるにあたっては、回転速度の偏差に応じたトルクのフィードバックがなされる。このトルクフィードバックに係るトルクフィードバック値は、基本的には、回転慣性系のイナーシャトルクを補償するものであるが、ロック機構に引き摺りトルクが生じている場合、この引き摺りトルクは、回転電機のトルクと逆向きに作用する場合には、回転電機の回転を阻害し、同方向に作用する場合には、回転電機の回転はアシストし得るが、いずれにせよ回転電機の回転状態に影響を与える。
【００２２】
一方、動力要素を含む回転慣性系のイナーシャトルクは、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて回転慣性系のイナーシャが把握されていれば、回転速度さえ決まれば一義的に導かれ得る。このイナーシャトルクと、トルクフィードバック値に相当するトルクとの間に有意な差が生じている場合、それは殆どロック機構の引き摺りトルクに起因するものであるとみなし得る。このため、算出手段は、例えば一方から他方を減算した結果等として、引き摺りトルクを正確に算出することができるのである。
【００２３】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の一の態様では、前記算出された引き摺りトルクに基づいて前記ロック機構の状態を判定する判定手段を更に具備する。
【００２４】
算出手段により引き摺りトルクの算出が可能な構成に鑑みれば、算出された引き摺りトルクを、ロック機構の状態判定に供することが可能である。判定手段に係る判定の実践的態様は如何様にも限定されないが、如何なる判断プロセスを経るにせよ、この態様によれば、算出された引き摺りトルクを、ハイブリッド車両の好適な運用に好適に利用することができる。尚、判定手段は、例えば、算出された引き摺りトルクがゼロでなければロック機構を故障と判定してもよいし、算出された引き摺りトルクが固定又は可変な閾値以上である場合にロック機構を故障としてもよい。
【００２５】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記判定手段は、前記算出された引き摺りトルクが所定値以上である場合に前記ロック機構が故障状態にあると判定する。
【００２６】
この場合、比較的簡便にロック機構が故障状態にある旨の判別を行うことができ、判定手段の制御負荷の面から有利である。尚、「故障状態」とは、制御上の区分として規定される状態であり、必ずしもロック機構が動作が著しく制限された状態のみを示すものではない。例えば、単にドライバにその旨告知すべきであるといった比較的軽微な状態から、速やかに退避走行が要求されるといった比較的重篤な状態まで、所定値の設定如何により、故障状態の表す実践上意味合いを可変に制御することも可能である。
【００２７】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記算出された引き摺りトルクに応じて前記駆動軸の出力トルクを補正する補正手段を更に具備する。
【００２８】
動力伝達機構における、前述の回転二自由度の差動機構では、内燃機関のトルクのうち駆動軸に分割される直達トルクが、回転電機の反力トルクから算出される。このため、実際に回転電機が連結される軸に現れる軸トルクが引き摺りトルクを含むことに起因して実際に回転電機から出力されるトルクと直達トルクとの間に差が生じると、直達トルクの推定精度が低下して、駆動軸トルクが要求値に対して変動してしまう。
【００２９】
その点、この態様によれば、補正手段によって、算出された引き摺りトルクに応じて駆動軸の出力トルクが補正されるため、駆動軸トルクを常時要求トルクに維持することが可能となり、駆動軸のトルク変動に起因する車両振動やドライバビリティの低下が好適に抑制される。
【００３０】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記算出された引き摺りトルクに基づいて、前記無段変速モード及び前記固定変速モードのうち一方を選択する選択手段を更に具備する。
【００３１】
この態様によれば、算出された引き摺りトルクに基づいて無段変速モードと固定変速モードとのうち一方を選択することができるため、ハイブリッド車両が退避走行を行うにあたっての燃費或いは効率の低下を回避することが可能となる。
【００３２】
尚、この態様では、前記選択手段は、前記無段変速モード及び前記固定変速モードのうち、前記ハイブリッド車両のシステム効率が高い一方を選択してもよい。
【００３３】
このようにシステム効率を判断指標として変速モードを選択することによって、引き摺りトルクによる損失の影響を可及的に緩和して、ハイブリッド車両を効率的に退避走行させることが可能となる。
【００３４】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記ハイブリッド車両は、前記駆動軸との間で動力の入出力が可能な、前記回転電機とは異なる他の回転電機を更に備える。
【００３５】
この態様によれば、内燃機関のトルクのうち駆動軸に現れる一部が要求トルクに対し不足する場合であっても、係る他の動力源からのトルクのアシストにより要求トルクを維持することができる。更には、所定の許可条件が満たされる等した場合に、係る他の動力源からの動力供給のみにてハイブリッド車両を言わばＥＶ走行させることも可能であり、実践上有益である。
【００３６】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１のハイブリッド車両におけるハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図３】図２のハイブリッド駆動装置に備わるエンジンの一断面構成を例示する模式図である。
【図４】図２のハイブリッド駆動装置に備わるロック機構の一断面構成を例示する模式図である。
【図５】図４において矢線Ａ方向へ見たロック機構の一断面構成を例示する模式図である。
【図６】図４のブレーキ機構のロック作用によりサンギアが解放状態からロック状態に状態遷移する過程を説明する模式的な断面図である。
【図７】図２のハイブリッド駆動装置における動力分割機構の作用を説明する動作共線図である。
【図８】図１のハイブリッド車両においてＥＣＵにより実行される変速制御のフローチャートである。
【図９】無段変速モードの基本的な制御ブロック図である。
【図１０】図８の変速制御において選択される無段変速モードの制御ブロック図である。
【図１１】ハイブリッド駆動装置の動作共線図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係るハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両１の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００３９】
図１において、ハイブリッド車両１は、ＥＣＵ１００、ＰＣＵ（Power Control Unit）１１、バッテリ１２、車速センサ１３及びアクセル開度センサ１４並びにハイブリッド駆動装置１０を備えた、本発明に係る「ハイブリッド車両」の一例である。
【００４０】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ等を備え、ハイブリッド車両１の各部の動作を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する変速制御を実行可能に構成されている。尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「制御手段」、「算出手段」、「補正手段」及び「選択手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
【００４１】
ＰＣＵ１１は、バッテリ１２から取り出した直流電力を交流電力に変換して後述するモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２に供給することが可能に構成された不図示のインバータを含み、バッテリ１２と各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いは各モータジェネレータ相互間の電力の入出力（即ち、この場合、バッテリ１２を介さずに各モータジェネレータ相互間で電力の授受が行われる）を制御することが可能に構成された制御ユニットである。ＰＣＵ１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される構成となっている。
【００４２】
バッテリ１２は、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２を力行するための電力に係る電力供給源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電手段である。
【００４３】
アクセル開度センサ１３は、ハイブリッド車両１の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度Ｔａを検出可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Ｔａは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００４４】
車速センサ１４は、ハイブリッド車両１の車速Ｖを検出可能に構成されたセンサである。車速センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００４５】
ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１のパワートレインとして機能する動力ユニットである。ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、ハイブリッド駆動装置１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００４６】
図２において、ハイブリッド駆動装置１０は、エンジン２００、動力分割機構３００、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「ＭＧ１」と略称する）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と略称する）、入力軸４００、駆動軸５００、減速機構６００及びロック機構７００を備える。
【００４７】
エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両１の主たる動力源として機能するように構成されている。ここで、図３を参照し、エンジン２００の詳細な構成について説明する。ここに、図３は、エンジン２００の一断面構成を例示する模式図である。尚、同図において、図１及び図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。尚、本発明における「内燃機関」とは、例えば２サイクル又は４サイクルレシプロエンジン等を含み、少なくとも一の気筒を有し、当該気筒内部の燃焼室において、例えばガソリン、軽油或いはアルコール等の各種燃料を含む混合気が燃焼した際に発生する力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランク軸等の物理的又は機械的な伝達手段を適宜介して駆動力として取り出すことが可能に構成された機関を包括する概念である。係る概念を満たす限りにおいて、本発明に係る内燃機関の構成は、エンジン２００のものに限定されず各種の態様を有してよい。尚、エンジン２００は、紙面と垂直な方向に４本の気筒２０１が直列に配されてなる直列４気筒エンジンであるが、個々の気筒２０１の構成は相互に等しいため、図３においては一の気筒２０１についてのみ説明を行うこととする。
【００４８】
図３において、エンジン２００は、気筒２０１内において燃焼室に点火プラグ（符号省略）の一部が露出してなる点火装置２０２による点火動作を介して混合気を燃焼せしめると共に、係る燃焼による爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクティングロッド２０４を介して、本発明に係る「機関出力軸」の一例たるクランクシャフト２０５の回転運動に変換することが可能に構成されている。
【００４９】
クランクシャフト２０５近傍には、クランクシャフト２０５の回転位置（即ち、クランク角）を検出するクランクポジションセンサ２０６が設置されている。このクランクポジションセンサ２０６は、ＥＣＵ１００（不図示）と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００では、このクランクポジションセンサ２０６から出力されるクランク角信号に基づいて、エンジン２００の機関回転速度ＮＥが算出される構成となっている。
【００５０】
エンジン２００において、外部から吸入された空気は吸気管２０７を通過し、吸気ポート２１０を介して吸気バルブ２１１の開弁時に気筒２０１内部へ導かれる。一方、吸気ポート２１０には、インジェクタ２１２の燃料噴射弁が露出しており、吸気ポート２１０に対し燃料を噴射することが可能な構成となっている。インジェクタ２１２から噴射された燃料は、吸気バルブ２１１の開弁時期に前後して吸入空気と混合され、上述した混合気となる。
【００５１】
燃料は、図示せぬ燃料タンクに貯留されており、図示せぬフィードポンプの作用により、図示せぬデリバリパイプを介してインジェクタ２１２に供給される構成となっている。気筒２０１内部で燃焼した混合気は排気となり、吸気バルブ２１１の開閉に連動して開閉する排気バルブ２１３の開弁時に排気ポート２１４を介して排気管２１５に導かれる。
【００５２】
一方、吸気管２０７における、吸気ポート２１０の上流側には、図示せぬクリーナを経て導かれた吸入空気に係る吸入空気量を調節可能なスロットルバルブ２０８が配設されている。このスロットルバルブ２０８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されたスロットルバルブモータ２０９によってその駆動状態が制御される構成となっている。尚、ＥＣＵ１００は、基本的には不図示のアクセルペダルの開度（即ち、上述したアクセル開度Ｔａ）に応じたスロットル開度が得られるようにスロットルバルブモータ２０９を制御するが、スロットルバルブモータ２０９の動作制御を介してドライバの意思を介在させることなくスロットル開度を調整することも可能である。即ち、スロットルバルブ２０８は、一種の電子制御式スロットルバルブとして構成されている。
【００５３】
排気管２１５には、三元触媒２１６が設置されている。三元触媒２１６は、エンジン２００から排出される排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）を還元すると同時に、排気中のＣＯ（一酸化炭素）及びＨＣ（炭化水素）を酸化可能に構成された触媒装置である。尚、触媒装置の採り得る形態は、このような三元触媒に限定されず、例えば三元触媒に代えて或いは加えて、ＮＳＲ触媒（ＮＯｘ吸蔵還元触媒）或いは酸化触媒の各種触媒が設置されていてもよい。
【００５４】
排気管２１５には、エンジン２００の排気空燃比を検出することが可能に構成された空燃比センサ２１７が設置されている。更に、気筒２０１を収容するシリンダブロックに設置されたウォータージャケットには、エンジン２００を冷却するために循環供給される冷却水（ＬＬＣ）に係る冷却水温を検出するための水温センサ２１８が配設されている。これら空燃比センサ２１７及び水温センサ２１８は、夫々ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された空燃比及び冷却水温は、夫々ＥＣＵ１００により一定又は不定の検出周期で把握される構成となっている。
【００５５】
図２に戻り、モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「回転電機」の一例たる電動発電機であり、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。モータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る「他の回転電機」の一例たる電動発電機であり、モータジェネレータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。尚、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える構成を有するが、他の構成を有していてもよい。
【００５６】
動力分割機構３００は、中心部に設けられた、本発明に係る「第１回転要素」の一例たるサンギアＳ１と、サンギアＳ１の外周に同心円状に設けられた、本発明に係る「第２回転要素」の一例たるリングギアＲ１と、サンギアＳ１とリングギアＲ１との間に配置されてサンギアＳ１の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギアＰ１と、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支する、本発明に係る「第３回転要素」の一例たるキャリアＣ１とを備えた、本発明に係る「動力伝達機構」の一例たる動力伝達装置である。
【００５７】
ここで、サンギアＳ１は、サンギア軸３１０を介してＭＧ１のロータＲＴに連結されており、その回転速度はＭＧ１の回転速度Ｎｇ（以下、適宜「ＭＧ１回転速度Ｎｇ」と称する）と等価である。また、リングギアＲ１は、駆動軸５００及び減速機構６００を介してＭＧ２の不図示のロータに結合されており、その回転速度はＭＧ２の回転速度Ｎｍ（以下、適宜「ＭＧ２回転速度Ｎｍ」と称する）と等価である。更に、キャリアＣ１は、エンジン２００の先に述べたクランクシャフト２０５に連結された入力軸４００と連結されており、その回転速度は、エンジン２００の機関回転速度ＮＥと等価である。尚、ハイブリッド駆動装置１０において、ＭＧ１回転速度Ｎｇ及びＭＧ２回転速度Ｎｍは、夫々レゾルバ等の回転センサにより一定の周期で検出されており、ＥＣＵ１００に一定又は不定の周期で送出されている。
【００５８】
尚、本実施形態において、ＭＧ２とリングギアＲ１とは、減速機構６００における同一の回転要素に連結されており、ＭＧ２回転速度ＮｍはリングギアＲ１の回転速度と等価であるが、ＭＧ２とリングギアＲ１とは、相互に異なる回転要素に連結されていてもよい。この場合、リングギアＲ１の回転速度とＭＧ２回転速度Ｎｍとは、所定のギア比に相当する分だけ異なっていてもよい。或いは、ＭＧ２と減速機構６００との間には、相互にギア比の異なる複数のギア段を備えた有段変速機が介装されていてもよい。
【００５９】
一方、駆動軸５００は、ハイブリッド車両１の駆動輪たる右前輪ＦＲ及び左前輪ＦＬを夫々駆動するドライブシャフトＳＦＲ及びＳＦＬ（即ち、これらドライブシャフトは、本発明に係る「車軸」の一例である）と、デファレンシャル等各種減速ギアを含む減速装置としての減速機構６００を介して連結されている。従って、モータジェネレータＭＧ２から駆動軸５００に供給されるモータトルクＴｍ（即ち、本発明に係る「動力」の一例である）は、減速機構６００を介して各ドライブシャフトへと伝達され、各ドライブシャフトを介して伝達される各駆動輪からの駆動力は、同様に減速機構６００及び駆動軸５００を介してモータジェネレータＭＧ２に入力される。即ち、ＭＧ２回転速度Ｎｍは、ハイブリッド車両１の車速Ｖと一義的な関係にある。
【００６０】
動力分割機構３００は、係る構成の下で、エンジン２００からクランクシャフト２０５を介して入力軸４００に供給されるエンジントルクＴｅを、キャリアＣ１とピニオンギアＰ１とによってサンギアＳ１及びリングギアＲ１に所定の比率（各ギア相互間のギア比に応じた比率）で分配し、エンジン２００の動力を２系統に分割することが可能となっている。
【００６１】
動力分割機構３００の動作を分かり易くするため、リングギアＲ１の歯数に対するサンギアＳ１の歯数としてのギア比ρを定義すると、エンジン２００からキャリアＣ１に対しエンジントルクＴｅを作用させた場合に、サンギア軸３１０に現れるトルクＴｅｇは下記（１）式により、また駆動軸５００に現れる直達トルクＴｅｐは下記（２）式により夫々表される。
【００６２】
Ｔｅｇ＝−Ｔｅ×ρ／（１＋ρ）・・・（１）
Ｔｅｐ＝Ｔｅ×１／（１＋ρ）・・・（２）
尚、本発明に係る「動力伝達機構」に係る実施形態上の構成は、動力分割機構３００のものに限定されない。例えば、本発明に係る動力伝達機構は、複数の遊星歯車機構を備え、一の遊星歯車機構に備わる複数の回転要素が、他の遊星歯車機構に備わる複数の回転要素の各々と適宜連結され、一体の差動機構を構成していてもよい。また、本実施形態に係る減速機構６００は、予め設定された減速比に従って駆動軸５００の回転速度を減速するに過ぎないが、ハイブリッド車両１は、この種の減速装置とは別に、例えば、複数のクラッチ機構やブレーキ機構を構成要素とする複数の変速段を備えた有段変速装置を備えていてもよい。例えばモータジェネレータＭＧ２と減速機構６００との間に、動力分割機構３００と同等の遊星歯車機構を介在させ、この遊星歯車機構のサンギアにＭＧ２のロータを、リングギアにリングギアＲ１を夫々連結すると共に、キャリアを回転不能に固定することによって、ＭＧ２回転速度Ｎｍを減速させる構成であってもよい。
【００６３】
ロック機構７００は、主たる構成要素としてカム７１０、クラッチ板７２０及びアクチュエータ７３０を含んでなり、サンギアＳ１の状態を、回転不能なロック状態と回転可能な解放状態との間で選択的に切り替え可能に構成された、本発明に係る「係合機構」の一例たるカムロック式係合装置である。即ち、サンギアＳ１は、本発明に係る「第１回転要素」の一例である。
【００６４】
ここで、図４を参照し、ロック機構７００の詳細な構成について説明する。ここに、図４は、ロック機構７００の一断面構成を例示する模式断面図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【００６５】
図４において、ロック機構７００は、カム７１０、クラッチ板７２０、アクチュエータ７３０、リターンスプリング７４０及びカムボール７５０を備える。
【００６６】
カム７１０は、サンギア軸３１０に連結され、サンギア軸３１０及びサンギアＳ１と一体回転可能な、クラッチ板７２０と一対をなす略円板状の係合部材である。尚、カム７１０は、必ずしもサンギア軸３１０と直接的に連結されている必要はなく、各種連結部材を介してサンギア軸３１０と間接的に連結されていてもよい。
【００６７】
クラッチ板７２０は、磁性金属材料により構成されると共にカム７１０と対向配置されてなる、カム７１０と一対をなす円板状の係合部材である。
【００６８】
アクチュエータ７３０は、吸引部７３１、電磁石７３２及び摩擦部７３３を含んで構成された駆動装置である。
【００６９】
吸引部７３１は、磁性金属材料により構成されると共に電磁石７３２を収容可能に構成された、アクチュエータ７３０の筐体である。吸引部７３１は、ハイブリッド駆動装置１０の外郭部材と略一体に固定された固定要素たるケースＣＳに対し固定されている。
【００７０】
電磁石７３２は、バッテリ１２からの電力供給を受けた不図示の駆動部から所定のクラッチ係合電流Ｉｄ（所謂励磁電流である）が供給された励磁状態において磁力を発生可能に構成された磁石である。励磁状態において電磁石７３２から発せられる磁力は、磁性金属材料により構成された吸引部７３１を介して、先述したクラッチ板７２０を吸引する（即ち、クラッチ板７２０に対しクラッチ板７２０を電磁石側へ吸引する方向へ駆動力たる電磁力を付与する）構成となっている。尚、この駆動部は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、電磁石７３２の励磁動作は、ＥＣＵ１００により上位に制御される構成となっている。
【００７１】
摩擦部７３３は、吸引部７３１におけるクラッチ板７２０との対向面に形成された摩擦機能体であり、形成されない場合と較べて、接触状態にある物体の移動をより大きく阻害し得るようにその摩擦係数が設定されている。
【００７２】
リターンスプリング７４０は、一方の固定端がクラッチ板７２０に固定され、他方の固定端が、アクチュエータ７３０のロック機構７００の筺体部（不図示）にベアリング等の軸受部材を介して回転可能に固定されてなる弾性体であり、クラッチ板７２０をカム７１０の方向へ付勢している。このため、クラッチ板７２０は、通常、このリターンスプリング７４０の付勢を受けて、所定の対向間隔ＧＡＰを隔てて吸引部７３１と対向する非接触位置で停止している。
【００７３】
カムボール７５０は、カム７１０とクラッチ板７２０とに挟持された球状の動力伝達部材である。ロック機構７００は、サンギアＳ１及びサンギア軸３１０を介してカム７１０に伝達されるモータジェネレータＭＧ１のトルクＴｍｇ１が、このカムボール７５０を伝達要素としてクラッチ板７２０に伝達される構成となっている。
【００７４】
ここで、図５を参照し、ロック機構７００の構成について更に具体的に説明する。ここに、図５は、図４において矢線Ａ方向にロック機構７００を見た模式的な断面図である。尚、同図において、図４と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【００７５】
図５において、カム７１０及びクラッチ板７２０の各々における対向面は、夫々中心部へ向かう程、当該各々における、サンギア軸３１０の伸長方向への厚みが小さくなるように形成されており、上記カムボール７５０は、通常、両者間の対向空間が最も広い中心部付近に挟持されている。このため、クラッチ板７２０が上記非接触位置にある場合、カム７１０とクラッチ板７２０とは、このカムボール７５０をトルクの伝達要素として、モータジェネレータＭＧ１の回転方向と等しい方向へ略一体に回転する。従って、クラッチ板７２０が上記非接触位置にある場合、モータジェネレータＭＧ１の回転は、少なくとも実質的には何ら阻害されることはない。尚、図５では、図示下方がモータジェネレータＭＧ１の正回転方向と定義されるが、モータジェネレータＭＧ１は、係る正回転方向のみならず、係る正回転方向と真逆の負回転方向（図示省略）にも同様に回転可能である。
【００７６】
＜実施形態の動作＞
＜ロック機構７００のロック作用＞
ハイブリッド駆動装置１０において、ロック機構７００は、サンギアＳ１を本発明に係る第１回転要素として、サンギアＳ１の状態をロック状態と解放状態との間で選択的に切り替えることが可能である。尚、サンギアＳ１は、既に述べた通りモータジェネレータＭＧ１に連結されており、サンギアＳ１がロック状態にある場合、ＭＧ１もまた回転不能なロック状態となる。従って、これ以降、サンギアＳ１がロック状態にあることを適宜「ＭＧ１がロック状態にある」等と表現することとする。ここで、図６を参照して、ロック機構７００によるサンギアＳ１のロック作用について説明する。ここに、図６は、ロック機構７００のロック作用によりサンギアＳ１が解放状態からロック状態に状態遷移するロック遷移過程を説明する模式的な断面図である。尚、同図において、図４又は図５と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【００７７】
図６において、図６（ａ）は、先の図５と同様の状態を表しており、クラッチ板７２０と摩擦部７３３との間に対向空間ＧＡＰが介在しており、クラッチ板７２０は、摩擦部７３３による抑止力の影響を受けることなく回転可能である。このため、カムボール７５０の作用によりカム７１０とクラッチ板７２０とは略一体に回転可能である。ここで、カム７１０は、サンギア軸３１０を介してＭＧ１のロータＲＴに連結されており、このロータＲＴは、サンギア軸３１０を介してサンギアＳ１に連結されている。従って、ハイブリッド駆動装置１０において、カム７１０は、サンギアＳ１と一体に回転する回転要素として扱うことができる。即ち、図６（ａ）に示される状態では、サンギアＳ１もまたクラッチ板７２０の制約を受けずに回転可能である。この状態は、本発明に係る「非ロック状態」の一例に相当する。
【００７８】
図６（ｂ）には、アクチュエータ７３０の電磁石７３２にクラッチ係合電流Ｉｄが供給された状態が示される。即ち、この場合、電磁石７３２から発せられる電磁力が吸引部７３１を介してクラッチ板７２０に及び、クラッチ板７２０は、リターンスプリング７４０の付勢に打ち勝って上記非接触位置と対極の接触位置まで移動し、吸引部７３１に吸着される。その結果、対向空間ＧＡＰは消滅する。また、励磁による電磁力の供給と共に、摩擦部７３３がクラッチ板７２０に対し摩擦力を発揮する形となり、クラッチ板７２０の正回転又は負回転方向への動作が阻害される。即ち、この状態において、クラッチ板７２０は、電磁石７３２と摩擦部７３３とにより、その動作が阻害され、アクチュエータ７３０に対し、即ちケースＣＳに対して静止する。
【００７９】
一方、このようにクラッチ板７２０が吸引部７３１に吸着された状態では、消滅した対向空間ＧＡＰの代わりに、カムボール７５０とクラッチ板７２０との間に、回転方向に沿ったガタＧＴが形成される。従って、カム７１０がＭＧ１の回転の影響を受けて正回転方向又は負回転方向へ回転すると、カム７１０とカムボール７５０のみが、その回転方向へ移動する。尚、ここでは、これらが正回転方向へ移動するものとして説明を継続する。ここで、新たに形成されたガタＧＴは、先に述べたように断面視逆テーパ状となっており、カムボール７５０が回転方向に進行するにつれて徐々に詰められ、遂には消滅してガタ詰め完了状態となる。ガタ詰め完了状態においては、再びカム７１０、カムボール７５０及びクラッチ板７２０が相互に接触する。
【００８０】
図６（ｃ）には、このようなガタ詰め完了状態が示される。このガタ詰め完了状態でカム７１０が正回転方向に回転しようとした場合、この逆テーパ形状をなす対向面の作用によって、カムボール７５０には、クラッチ板７２０を更にアクチュエータ７３０の方向へ押圧する押圧力が発生する。その結果、カム７１０は、当該押圧力と摩擦部７３３から与えられる摩擦力とによってロック状態となる。このロック状態では、カム７１０もまたクラッチ板７２０と同様にケースＣＳに対し静止、即ち固定された状態となる。その結果、カム７１０と一体に回転するサンギアＳ１もまたケースＣＳに対し固定された状態となる。ロック状態では、サンギアＳ１の回転速度、即ちＭＧ１回転速度Ｎｇがゼロとなる。このロック状態は、電磁石７３２への励磁電流の供給が停止されると、リターンスプリング７４０の作用によりクラッチ板７２０が元の非接触位置まで復帰することにより解消される。
【００８１】
＜変速モードの詳細＞
本実施形態に係るハイブリッド車両１は、サンギアＳ１の状態に応じて、本発明に係る「動力伝達モード」の一例たる変速モードとして固定変速モード又は無段変速モードを選択可能である。ここで、図７を参照し、ハイブリッド車両１の変速モードについて説明する。ここに、図７は、動力分割機構３００の作用を説明するハイブリッド駆動装置１０の動作共線図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００８２】
図７（ａ）において、縦軸は回転速度を表しており、横軸には、左から順にモータジェネレータＭＧ１（一義的にサンギアＳ１）、エンジン２００（一義的にキャリアＣ１）及びモータジェネレータＭＧ２（一義的にリングギアＲ１）が表されている。ここで、動力分割機構３００は遊星歯車機構であり、サンギアＳ１、キャリアＣ１及びリングギアＲ１のうち二要素の回転速度が定まった場合に、残余の一回転要素の回転速度が必然的に定まる、回転二自由度の差動機構として構成されている。即ち、動作共線図上において、各回転要素の動作状態は、ハイブリッド駆動装置１０の一動作状態に一対一に対応する一の動作共線によって表すことができる。尚、これ以降適宜、動作共線図上の点を動作点ｍｉ（ｉは自然数）によって表すこととする。即ち、一の動作点ｍｉには一の回転速度が対応している。
【００８３】
図７（ａ）において、ＭＧ２の動作点が動作点ｍ１であるとする。この場合、ＭＧ１の動作点が動作点ｍ３であれば、残余の一回転要素たるキャリアＣ１に連結されたエンジン２００の動作点は、動作点ｍ２となる。この際、駆動軸５００の回転速度を維持したままＭＧ１の動作点を動作点ｍ４及び動作点ｍ５に変化させれば、エンジン２００の動作点は夫々動作点ｍ６及び動作点ｍ７へと変化する。
【００８４】
即ち、この場合、モータジェネレータＭＧ１を回転速度制御装置とすることによって、エンジン２００を所望の動作点で動作させることが可能となる。この状態に対応する変速モードが、無段変速モードである。無段変速モードでは、エンジン２００の動作点（この場合の動作点とは、機関回転速度とエンジントルクＴｅとの組み合わせによって規定される）は、基本的にエンジン２００の燃料消費率が最小となる最適燃費動作点に制御される。尚、当然ながら無段変速モードにおいて、ＭＧ１回転速度Ｎｇは可変である必要がある。このため、無段変速モードが選択される場合、ロック機構７００は、サンギアＳ１が解放状態となるように、その駆動状態が制御される。
【００８５】
ここで補足すると、動力分割機構３００において、駆動軸５００に先に述べたエンジントルクＴｅに対応するトルクＴｅｒを供給するためには、サンギア軸３１０にエンジントルクＴｅに応じて現れる先述のトルクＴｅｓと大きさが等しく且つ符合が反転した（即ち、負トルクである）反力トルクをモータジェネレータＭＧ１からサンギア軸３１０に供給する必要がある。この場合、動作点ｍ３或いは動作点ｍ４といった正回転領域の動作点において、ＭＧ１は正回転負トルクの発電状態となる。即ち、無段変速モードにおいては、モータジェネレータＭＧ１（一義的にサンギアＳ１）を反力要素として機能させることにより、駆動軸５００にエンジントルクＴｅの一部（即ち、上記直達トルクＴｅｐである）を供給し、且つサンギア軸３１０に分配されるエンジントルクＴｅの一部（即ち、上記Ｔｅｇ）で発電が行われる。駆動軸５００に対し要求されるトルクたる駆動軸要求トルクＴｎが、エンジン２００からの直達トルクＴｅｐで不足する場合には、この発電電力を利用する形で、モータジェネレータＭＧ２から駆動軸５００に対し適宜モータトルクＴｍが供給される。
【００８６】
一方、例えば高速軽負荷走行時等、例えばＭＧ２回転速度Ｎｍが高いものの機関回転速度ＮＥが低く済むような運転条件においては、ＭＧ１が、例えば動作点ｍ５の如き負回転領域の動作点となる。この場合、モータジェネレータＭＧ１は、エンジントルクＴｅの反力トルクとして負トルクを出力しており、負回転負トルクの状態となって力行状態となる。即ち、この場合、モータジェネレータＭＧ１からのトルクＴｍｇ１は、ハイブリッド車両１の駆動トルクとして駆動軸５００に伝達されてしまう。
【００８７】
他方で、モータジェネレータＭＧ２は、駆動軸５００に出力される、要求トルクに対し過剰なトルクを吸収するため、負トルク状態となる。この場合、モータジェネレータＭＧ２は、正回転負トルクの状態となって発電状態となる。このような状態においては、ＭＧ１からの駆動力をＭＧ２での発電に利用し、この発電電力によりＭＧ１を力行駆動する、といった所謂動力循環と称される非効率な電気パスが生じることとなる。動力循環が生じた状態では、ハイブリッド駆動装置１０の伝達効率が低下してハイブリッド駆動装置１０のシステム効率が低下しかねない。
【００８８】
そこで、ハイブリッド車両１では、予めこのような動力循環が生じ得るものとして定められた運転領域において、ロック機構７００によりサンギアＳ１が先に述べたロック状態に制御される。その様子が図７（ｂ）に示される。サンギアＳ１がロック状態となると、必然的にモータジェネレータＭＧ１もまたロック状態となり、ＭＧ１の動作点は、回転速度がゼロである動作点ｍ８となる。このため、エンジン２００の動作点は動作点ｍ９となり、その機関回転速度ＮＥは、車速Ｖと一義的なＭＧ２回転速度Ｎｍにより一義的に決定される（即ち、変速比が一定となる）。このようにＭＧ１がロック状態にある場合に対応する変速モードが、固定変速モードである。
【００８９】
固定変速モードでは、本来モータジェネレータＭＧ１が負担すべきエンジントルクＴｅの反力トルクをロック機構７００の物理的な制動力により代替させることができる。即ち、モータジェネレータＭＧ１を発電状態にも力行状態にも制御する必要はなくなり、モータジェネレータＭＧ１を停止させることが可能となる。従って、基本的にモータジェネレータＭＧ２を稼動させる必要もなくなり、ＭＧ２は言わば空転状態となる。結局、固定変速モードでは、駆動軸５００に現れるトルクたる駆動軸トルクが、エンジントルクＴｅのうち、動力分割機構３００により駆動軸５００側に分割された直達成分たる直達トルクＴｅｐ（上記（２）式参照）のみとなり、ハイブリッド駆動装置１０は、機械的な動力伝達を行うのみとなって、その伝達効率が向上する。
【００９０】
＜変速制御の詳細＞
ここで、図８を参照し、ＥＣＵ１００により実行される変速制御の詳細について説明する。ここに、図８は、変速制御のフローチャートである。
【００９１】
図８において、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１がロック状態にあるか否かを判別する（ステップＳ１０１）。ＭＧ１がロック状態にない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、即ち無段変速モードが選択されている場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０１を繰り返し実行する。
【００９２】
一方、ＭＧ１がロック状態にある場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、上述したロック機構７００によるＭＧ１のロックを終了すべき旨のクラッチ解放条件が満たされたか否かを判別する（ステップＳ１０２）。即ち、固定変速モードから無段変速モードへの変速モードの切り替えタイミングであるか否かを判別する。クラッチ解放条件が満たされない場合（ステップＳ１０２）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１へ戻し、一連の処理を繰り返す。
【００９３】
クラッチ解放条件が満たされると（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、クラッチ解放処理を実行する（ステップＳ１０３）。クラッチ解放処理とは、即ち、先に述べたように、アクチュエータ７３０における電磁石７３２への駆動電流Ｉｄの供給を停止することを意味する。駆動電流Ｉｄの供給が停止されると、クラッチ板７２０は、吸引部７３１及び摩擦部７３３から解放され、リターンスプリング７４０の作用によりクラッチ板７２０は非接触位置へと復帰してＭＧ１が回転可能な非ロック状態へと復帰する。
【００９４】
クラッチ解放処理が実行されると、変速モードは無段変速モードへ切り替わる。変速モードが無段変速モードへ切り替わると、ＥＣＵ１００は、クラッチ摩擦負荷トルクＴｃを算出する（ステップＳ１０４）。尚、クラッチ摩擦負荷トルクＴｃとは、本発明に係る「引き摺りトルク」の一例であり、クラッチ板７２０が何らかの原因により摩擦部７３３から完全に解放されないことによって摩擦部７３３から供給される、一種の制動トルクである。
【００９５】
クラッチ摩擦負荷トルクＴｃの算出方法を説明する前に、図９を参照して、無段変速モードの制御フローについて説明する。ここに、図９は、無段変速モードにおける制御ブロック図である。
【００９６】
図９において、無段変速モードは、制御ブロックＢ１０乃至Ｂ２１から構成される。
【００９７】
先ず、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ｔａを取得し（制御ブロックＢ１０）、このアクセル開度Ｔａに更に車速Ｖを参照してハイブリッド車両１の要求駆動力Ｆｔを要求駆動力マップより決定する（制御ブロックＢ１１）。要求駆動力Ｆｔが決定されると、更にエンジン要求出力Ｐｎが算出される（制御ブロックＢ１２）。
【００９８】
エンジン要求出力Ｐｎが算出されると、このエンジン要求出力Ｐｎに基づいてエンジン２００の目標回転速度たる目標エンジン回転速度Ｎｅｔｇが決定され（制御ブロックＢ１３）、予め動作点マップに規定される最適燃費動作線に従って、一義的にエンジントルクＴｅが決定される（制御ブロックＢ１５）。エンジントルクＴｅが決定されると、動力分割機構３００の回転要素間のギア比に基づいて規定される上記（１）に従って、ＭＧ１トルクＴｇが算出される（制御ブロックＢ１６）。
【００９９】
一方、目標エンジン回転速度Ｎｅｔｇからは、ＭＧ１回転速度Ｎｇの目標値たる目標ＭＧ１回転速度Ｎｇｔｇが決定される（制御ブロックＢ１４）。目標ＭＧ１回転速度Ｎｇｔｇは、車速Ｖと一義的な関係にある駆動軸５００の回転速度と目標エンジン回転速Ｎｅｔｇとにより一義的に規定される。目標ＭＧ１回転速度Ｎｇｔｇが決定されると、レゾルバ等の検出手段により検出される現時点のＭＧ１回転速度Ｎｇが取得され（制御ブロックＢ１８）。
【０１００】
ＥＣＵ１００は、目標ＭＧ１回転速度ＮｇｔｇとＭＧ１回転速度Ｎｇとの偏差を計算し、この偏差に基づいてＭＧ１トルクのフィードバック制御量たるＭＧ１トルクフィードバック値Ｔｇ（ｆｂ）を算出する（制御ブロックＢ１６）。算出されたＭＧ１トルクフィードバック値Ｔｇ（ｆｂ）は、制御ブロックＢ１６において算出されたＭＧ１トルクＴｇと、このＭＧ１トルクフィードバック値Ｔｇ（ｆｂ）との偏差が算出され、この偏差が直達トルクＴｅｐとして算出される（制御ブロックＢ１９）。
【０１０１】
一方、ＥＣＵ１００は、要求駆動力Ｆｔから駆動軸の要求トルクたる駆動軸要求トルクＴｎを算出しており（制御ブロックＢ２０）、この駆動軸要求トルクＴｎと直達トルクＴｅｐとの偏差を算出する。算出された偏差は、モータジェネレータＭＧ２から供給すべきモータトルクＴｍとして扱われる。
【０１０２】
ここで、制御ブロックＢ１７において算出されるＭＧ１トルクフィードバック値Ｔｇ（ｆｂ）とは、主として、ＭＧ１回転速度Ｎｇをゼロ回転から目標ＭＧ1回転速度Ｎｇｔｇまで上昇させる際に発生するＭＧ１及びエンジン２００のイナーシャトルクを意味するが、ＭＧ１にロック機構７００からクラッチ摩擦負荷トルクＴｃが作用している場合、このクラッチ摩擦負荷トルクＴｃも含まれる。このため、ＭＧ１トルクフィードバック値Ｔｇ（ｆｂ）と当該イナーシャトルクとの差として、クラッチ摩擦負荷トルクＴｃを検出することが可能となる。
【０１０３】
図８に戻り、より具体的には、ＥＣＵ１００は、下記（３）〜（５）式に従ってクラッチ摩擦負荷トルクＴｃを算出する。尚、各式において、Ｔｅはエンジントルクであり、ＴｇはＭＧ１トルクであり、Ｔｇ（ｆｂ）はトルクフィードバック値であり、ＩｇはＭＧ１の慣性モーメントであり、Ｉｅはエンジン２００の慣性モーメントであり、ρはサンギアＳ１とリングギアＲ１とのギア比であり、ωはＭＧ１の角速度である。
【０１０４】
Ｔｄｂ＝ρ／（1＋ρ）×Ｔｅ−（Ｔｇ−Ｔｇ（ｆｂ））−（Ｉｇ＋（（ρ／（１＋ρ））２×Ｉｅ）×ｄω／ｄｔ・・・（３）
Ｔｄａ＝ρ／（1＋ρ）×Ｔｅ−（Ｔｇ−Ｔｇ（ｆｂ））−（Ｉｇ＋（（ρ／（１＋ρ））２×Ｉｅ）×ｄω／ｄｔ・・・（４）
Ｔｃ＝Ｔｄａ−Ｔｄｂ・・・（５）
ここで、ＴｄｂとＴｄａは、算出式自体は等しく、算出タイミングが異なっている。即ち、Ｔｄｂは、クラッチ係合前のハイブリッド駆動装置１０の損失トルクであり、Ｔｄａは、クラッチ解放後のハイブリッド駆動装置１０の損失トルクである。尚、クラッチ係合前とクラッチ解放後とは、間にクラッチの係合を挟むだけで等しい状態を意味する。即ち、上記（３）乃至（５）式は、一回クラッチの係合を挟む毎に、損失トルクがどのように変化するかを常に把握する演算処理である。従って、ＥＣＵ１００は、常時複数サンプルの損失トルクをＲＡＭ等にストアしており、最新の損失トルクをＴｄａとし、一タイミング前に算出された損失トルクをＴｄｂとして、上記（５）式を実行する構成となっている。
【０１０５】
クラッチ摩擦負荷トルクＴｃが算出されると、ＥＣＵ１００は、算出されたクラッチ摩擦負荷トルクＴｃが閾値αよりも大きいか否かを判別する（ステップＳ１０５）。クラッチ摩擦負荷トルクＴｃが閾値α以下であれば（ステップＳ１０５：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、実践上問題無い範囲の引き摺りトルクであるとして、通常のＣＶＴモード（無段変速モード）を実行して（ステップＳ１１０）、処理をステップＳ１０１に戻す。
【０１０６】
一方、クラッチ摩擦負荷トルクＴｃが閾値αよりも大きい場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ロック機構７００が係合故障にある（即ち、本発明に係る「故障状態」の一例である）ものと判断して、処理を係合故障時の処理へ進める。
【０１０７】
係合故障時の処理としては、先ず、固定変速モードとＣＶＴモードとの間で、ハイブリッド駆動装置１０のシステム効率ηｓｙｓの比較がなされ、固定変速モードにおけるシステム効率Ｅｌｏｃｋが、無段変速モードにおけるシステム効率Ｅｃｖｔ未満であるか否かが判別される（ステップＳ１０６）。システム効率Ｅｌｏｃｋがシステム効率Ｅｃｖｔ以上であれば（ステップＳ１０６：ＮＯ）、即ち、固定変速モードを選択した方がハイブリッド車両１を高効率に走行させることができる場合には、更に固定変速モードが選択された場合に車速Ｖがエンスト限界速度Ｖｅｓｔ以下となるか否かが判別される（ステップＳ１０８）。
【０１０８】
固定変速モードが選択された場合の車速Ｖがエンスト限界速度Ｖｅｓｔよりも高い場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ロック機構７００を制御してＭＧ１をロックし、変速モードを固定変速モードに変更する（ステップＳ１１１）。一方、固定変速モードが選択された場合の車速Ｖがエンスト限界速度Ｖｅｓｔ以下である場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、又はシステム効率Ｅｃｖｔがシステム効率Ｅｌｏｃｋよりも高い場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ロック機構７００の温度たるクラッチ部温度Ｔｍｐｃが上限値Ｔｍｐｃｔｈ以下であるか否かを判別する（ステップＳ１０７）。尚、クラッチ部温度Ｔｍｐｃとは、クラッチ板７２０の温度であり、図示せぬながらハイブリッド駆動装置１０の然るべき設置部位に設置された温度センサにより適宜検出される構成となっている。また、この温度センサはＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたクラッチ部温度Ｔｍｐｃは、ＥＣＵ１００により一定または不定の周期で参照される構成となっている。
【０１０９】
クラッチ部温度Ｔｍｐｃが上限値Ｔｍｐｃｔｈよりも高い場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド駆動装置１０をＥＶモードに制御し、ハイブリッド車両１をＥＶ走行させる。即ち、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ１はその稼動を停止する。ＥＶモードによる走行が開始されると、処理はステップＳ１０１に戻される。
【０１１０】
一方、クラッチ部温度Ｔｍｐｃが上限値Ｔｍｐｃｔｈ以下である場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００はクラッチ故障ＣＶＴモードを実行する（ステップＳ１０８）。ここで、図１０を参照し、クラッチ故障ＣＶＴモードの詳細について説明する。ここに、図１０は、ＥＣＵ１００における無段変速制御の他のブロック図である。尚、同図において、図９と重複する箇所には、同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１１１】
図１０において、ＥＣＵ１００は、図９に係る無段変速モードにおける基本的な制御ブロックに対し、制御ブロックＢ２２を追加した構成となっている。制御ブロックＢ２２では、制御ブロックＢ１６において算出されたＭＧ１トルクＴｇから制御ブロックＢ１７において算出されたＭＧ１トルクフィードバック値Ｔｇ（ｆｂ）を減算してなる偏差に、クラッチ摩擦負荷トルクＴｃが加算される。即ち、図８におけるクラッチ故障ＣＶＴモードにおいては、クラッチ摩擦負荷トルクＴｃによるエンジン直達トルクＴｅｐの減少分が補償される。
【０１１２】
より具体的に説明すると、図９に示す基本的な制御プロセスに従ってエンジン直達トルクＴｅｐを算出した場合、ＭＧ１トルクＴｇから、イナーシャトルクに加えてクラッチ摩擦負荷トルクＴｃを加えたトルクが減算されるため、算出されるエンジン直達トルクＴｅｐは、クラッチ摩擦負荷トルクＴｃの分だけ減少してしまう。その結果、駆動軸要求トルクＴｎからエンジン直達トルクＴｅｐを減じることによって算出されるＭＧ２トルクＴｍは、実際に必要とされる値から乖離して、駆動軸５００のトルク変動となって顕在化してしまうのである。制御ブロックＢ２２が追加されたステップＳ１０８に係るクラッチ故障ＣＶＴモードにより、エンジン直達トルクＴｅｐに対するクラッチ摩擦負荷トルクＴｃの影響が排除されると、算出されるエンジン直達トルクＴｅｐは、実制御値と一致する。その結果、モータトルクＴｍが必要量から乖離することなく駆動軸５００のトルク変動が抑制されるのである。ステップＳ１０８又はステップＳ１１１が実行されると、処理はステップＳ１０６へ移行され、システム効率に基づいた最適な変速モードの選択が繰り返される。変速制御は以上のようにして実行される。
【０１１３】
尚、図１０に示すブロック図において、追加された制御ブロックＢ２２は、クラッチ摩擦負荷トルクＴｃがゼロであれば、図９に例示される通常のＣＶＴモードのブロック図と一致する。従って、常時図１０に示されたブロック図に従ってＣＶＴモードが遂行されてもよい。
【０１１４】
ここで、図１１を参照し、ステップＳ１０６におけるシステム効率の比較、及びその比較結果に基づいた変速モードの選択について補足する。ここに、図１１は、ハイブリッド駆動装置１０の動作共線図である。尚、同図において、図７と重複する箇所には、同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１１５】
図１１において、図１１（ａ）は、ＭＧ１が正回転領域にある場合に対応しており、左側がＣＶＴモードを、右側が固定変速モードを夫々表している。ＣＶＴモードでは、先に述べたようにエンジン２００の動作点が最適燃費動作点に制御されるため、エンジン２００の熱効率ηｅは良好であるが、クラッチ摩擦負荷トルクＴｃの影響により、発電トルクたるＭＧ１トルクＴｇは減少しており、バッテリ１２の電力収支は悪化する。係る電力収支の悪化を回避すべくエンジントルクＴｅを上昇させると、燃料消費量が増大して燃費が悪化する。
【０１１６】
一方で、固定変速モードを選択した場合、図示破線で示すように、エンジン２００の動作点は最適な燃費を与える動作点（黒丸）から変化する。そのため、ＣＶＴモードと較べてエンジン２００の熱効率ηｅが低下してシステム効率ηｓｙｓが低下する。ＥＣＵ１００は、その都度、この電力収支の悪化によるシステム効率の低下分と、熱効率の低下によるシステム効率の低下分とを比較して、よりシステム効率が高くなる一方の変速モードを選択するのである。尚、これは、図１１（ｂ）に例示する、ＭＧ１が負回転状態にある場合でも同様である。
＜２：第２実施形態＞
上記第１実施形態においては、ハイブリッド駆動装置１０が固定変速モードを採るに際して、ＭＧ１がロックされる（正確には、サンギアＳ１及びカム７１０を介してＭＧ１がロックされる）構成を採る。然るに、固定変速モードを得るに際してのハイブリッド駆動装置の構成は、この種のＭＧ１ロックに限定されない。ここで、図１２を参照し、他のハイブリッド駆動装置の構成について説明する。ここに、図１２は、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド駆動装置２０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１１７】
図１２において、ハイブリッド駆動装置２０は、動力分割機構３００に代えて、本発明に係る「動力伝達機構」の他の一例として動力分割機構８００を備える点において、ハイブリッド駆動装置１０と相違する構成となっている。動力分割機構８００は、複数の回転要素により構成される差動機構として、シングルピニオンギア型の第１遊星歯車機構８１０及びダブルピニオン型の第２遊星歯車機構８２０を備えた、所謂ラビニヨ型遊星歯車機構の形態を採る。
【０１１８】
第１遊星歯車機構８１０は、サンギア８１１、キャリア８１２及びリングギア８１３並びに軸線方向に自転し且つキャリア８１２の自転により公転するようにキャリア８１２に保持された、サンギア８１１及びリングギア８１３に噛合するピニオンギア８１４を備え、サンギア８１１にモータジェネレータＭＧ１のロータが、キャリア８１２に入力軸４００が、またリングギア８１３に駆動軸５００が夫々連結された構成となっている。
【０１１９】
第２遊星歯車機構８２０は、サンギア８２１、キャリア８２２及びリングギア８２３並びに軸線方向に自転し且つキャリア８２２の自転により公転するように夫々キャリア８２２に保持された、サンギア８２１に噛合するピニオンギア８２５及びリングギア８２３に噛合するピニオンギア８２４を備え、サンギア８２１にブレーキ機構７００のカム７１０（不図示）が連結された構成となっている。即ち、本実施形態においては、サンギア８２１が、本発明に係る「第１回転要素」の他の一例として機能する。
【０１２０】
このように、動力分割機構８００は、全体として第１遊星歯車機構８１０のサンギア８１１、第２遊星歯車機構８２０のサンギア８２１（第１回転要素）、相互に連結された第１遊星歯車機構８１０のキャリア８１２及び第２遊星歯車機構８２０のリングギア８２３からなる第１回転要素群、並びに相互に連結された第１遊星歯車機構８１０のリングギア８１３及び第２遊星歯車機構８２０のキャリア８２２からなる第２回転要素群の、合計４個の回転要素を備えている。
【０１２１】
ハイブリッド駆動装置２０によれば、サンギア８２１がロック状態となり、その回転速度がゼロとなると、車速Ｖと一義的な回転速度を有する第２回転要素群と、このサンギア８２１とによって、残余の一回転要素たる第１回転要素群の回転速度が規定される。第１回転要素群を構成するキャリア８１２は、エンジン２００（不図示）のクランクシャフト２０５に連結された入力軸４００に連結されているため、結局エンジン２００の機関回転速度ＮＥは、車速Ｖと一義的な関係となって、固定変速モードが実現されるのである。このように、固定変速モードは、ハイブリッド駆動装置１０以外の構成においても実現可能であり、それに合わせて、ロック機構７００のロック対象も適宜変更されてよい。いずれにせよ、ロック機構７００における引き摺りトルクの算出及び算出された引き摺りトルクを考慮した最適な駆動制御が第１実施形態と同様にして可能である。
【０１２２】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１２３】
１０…ハイブリッド車両、２０…ハイブリッド車両、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０１…気筒、２０３…ピストン、２０５…クランクシャフト、３００…動力分割機構、ＭＧ１…モータジェネレータ、ＭＧ２…モータジェネレータ、４００…ブレーキ機構、５００…減速機構、１０００…ハイブリッド駆動装置。
【図１】
2010274726.tif 000003
【図２】
2010274726.tif 000004
【図３】
2010274726.tif 000005
【図４】
2010274726.tif 000006
【図５】
2010274726.tif 000007
【図６】
2010274726.tif 000008
【図７】
2010274726.tif 000009
【図８】
2010274726.tif 000010
【図９】
2010274726.tif 000011
【図１０】
2010274726.tif 000012
【図１１】
2010274726.tif 000013
【図１２】
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