(57)【要約】【課題】エンジンを停止したモータ走行状態からエンジンを稼動させたハイブリッド走行状態へ移行する際の損失を低減する。【解決手段】エンジントルクを第１モータ側と、第２モータのトルクが付加される出力部側とに分割して伝達し、前記第１モータ側に伝達される第１トルクと前記出力部側に伝達される第２トルクとの比を変更可能な変速機構を備えたハイブリッド車両の制御装置において、前記エンジンを停止してモータの動力で走行するＥＶ走行モードから前記エンジンの動力で走行するＨＶ走行モードへ移行する際に、車速が車速閾値Ｖthよりも高い場合は、変速機構の入力要素のトルクに対する出力要素のトルクの分担率が小さいＨｉモードで前記エンジンを始動し、前記車速が前記車速閾値以下の場合は、前記Ｈｉモードよりも前記分担率が大きいＬｏモードで前記エンジンを始動する（ステップＳ１４０〜Ｓ１８０）。【選択図】図６
2018001795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力要素、反力要素、および、出力要素の少なくとも３つの回転要素によって差動作用を行いかつ前記入力要素に入力されるトルクを前記反力要素と前記出力要素とに分割して伝達するとともに、前記反力要素に伝達される第１トルクと前記出力要素に伝達される第２トルクとの比を変更することが可能な変速機構と、前記入力要素に連結されたエンジンと、前記反力要素に連結された発電機能を有する第１モータと、前記出力要素に連結された出力部にトルクを付加することが可能な第２モータと、前記エンジン、前記第１モータ、前記第２モータ、および、前記変速機構を制御するコントローラとを備え、前記エンジンの動力で走行するＨＶ走行モードと、前記エンジンを停止して前記第１モータおよび前記第２モータのうちの少なくとも前記第２モータの動力で走行するＥＶ走行モードとを設定することが可能なハイブリッド車両の制御装置において、
前記コントローラは、
前記ハイブリッド車両の車速を読み込み、
前記ハイブリッド車両の走行状態を前記ＥＶ走行モードから前記ＨＶ走行モードへ移行させる際に、
前記車速が予め設定された車速閾値よりも高い場合は、前記入力要素のトルクに対する前記出力要素のトルクの分担率が所定の値となるＨｉモードで前記エンジンを始動し、
前記車速が前記車速閾値以下の場合は、前記Ｈｉモードよりも前記分担率が大きいＬｏモードで前記エンジンを始動する
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】
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記車速閾値は、
前記Ｈｉモードで前記エンジンを始動する際に前記第１モータの状態が発電と力行との間で切り替わる時点の車速として算出される第１車速と、前記Ｌｏモードで前記エンジンを始動する際に前記第１モータの状態が発電と力行との間で切り替わる時点の車速として算出される第２車速との間の値に設定されている
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記コントローラは、
前記ハイブリッド車両の要求駆動力を求め、
前記車速が前記車速閾値以下であり、かつ、前記要求駆動力が予め設定された駆動力閾値よりも小さい場合は、前記Ｈｉモードで前記エンジンを始動する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記駆動力閾値は、
前記車速が高いほど大きな値に設定されている
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
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において、
前記コントローラは、
外気または前記エンジンの少なくともいずれかの温度を読み込み、
前記温度が予め設定された温度閾値よりも低い場合は、前記Ｌｏモードで前記エンジンを始動する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記変速機構は、
第１入力要素、第１反力要素、および、第１出力要素の３つの回転要素によって差動作用を行う第１遊星歯車機構と、
第２入力要素、第２反力要素、および、第２出力要素の３つの回転要素によって差動作用を行う第２遊星歯車機構と、
前記第１入力要素と前記第２反力要素とを選択的に連結する第１係合機構と、
前記第２遊星歯車機構における少なくともいずれか２つの前記回転要素を選択的に連結して前記第２遊星歯車機構を一体化させる第２係合機構と
を備え、
前記第１入力要素は、前記エンジンに連結され、
前記第１反力要素は、前記第１モータに連結され、
前記第１出力要素は、前記第２入力要素に連結され、
前記第２出力要素は、前記出力部に連結されている
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記変速機構は、
第１入力要素、第１反力要素、および、第１出力要素の３つの回転要素によって差動作用を行う第１遊星歯車機構と、
第２入力要素、第２反力要素、および、第２出力要素の３つの回転要素によって差動作用を行う第２遊星歯車機構と、
前記第１入力要素と前記第２反力要素とを選択的に連結する第１係合機構と、
前記第２反力要素の回転を選択的に止める第２係合機構と
を備え、
前記第１入力要素は、前記エンジンに連結され、
前記第１反力要素は、前記第１モータに連結され、
前記第１出力要素は、前記第２入力要素に連結され、
前記第２出力要素は、前記出力部に連結されている
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項８】
請求項６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、前記エンジンおよび前記第１入力要素の回転を選択的に止める第３係合機構を更に備え、
前記コントローラは、前記第３係合機構を更に制御する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンおよびモータを駆動力源とする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、エンジンならびに第１モータおよび第２モータを駆動力源とするハイブリッド車両が記載されている。この特許文献１に記載されたハイブリッド車両は、エンジンが出力する動力を、動力分割機構として機能する第１遊星歯車機構によって第１モータ側と駆動軸側とに分割して伝達するように構成されている。また、第１モータで発生した電力を第２モータに供給し、その第２モータが出力する動力を駆動軸に付加することが可能なように構成されている。さらに、第１遊星歯車機構と駆動軸との間で変速機構を形成する第２遊星歯車機構を備えている。具体的には、この特許文献１に記載されたハイブリッド車両のギヤトレーンでは、シングルピニオン型の第１遊星歯車機構の第１キャリアにエンジンが連結され、第１サンギヤに第１モータが連結されている。第１遊星歯車機構の第１リングギヤは、シングルピニオン型の第２遊星歯車機構の第２キャリアに連結されている。第２遊星歯車機構の第２リングギヤは、第２モータと共に、カウンタギヤおよびデファレンシャルギヤを介して、駆動軸に連結されている。そして、第２遊星歯車機構の第２サンギヤと第２キャリアとを選択的に連結して第２遊星歯車機構を一体化するクラッチ、および、第２サンギヤの回転を選択的に止めるブレーキが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−５１１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に記載されたハイブリッド車両は、動力分割機構の出力要素を、ハイギヤおよびローギヤの２段に変速することのできる変速部に連結した構成となっている。そのため、駆動軸に伝達する駆動トルクあるいは出力回転数を２段階に切り替えることができる。そして、特許文献１には、エンジンを始動する際に、駆動力の変動を抑制するために、ハイギヤを設定した状態でエンジンを始動することが開示されている。しかしながら、ハイギヤを設定した状態でエンジンを始動すると、車速が低い場合に、電気的な損失が大きくなってしまう可能性がある。すなわち、ハイギヤを設定した状態では、ハイギヤに設定された変速部を介してトルクが駆動軸に伝達されることになるので、エンジンが出力するトルクのうち歯車機構などの機械的手段を介して駆動軸に伝達されるトルクが小さくなる。それに対して、一旦電力に変換された後にモータを介して駆動軸に伝達されるトルクが大きくなる。そのような場合には、電力変換を経て駆動軸に伝達される動力が大きくなるので、その電力変換に伴う損失が増大してしまう。そのような電気的な損失は機械的な損失よりも大きい。したがって、上記のようにハイギヤを設定した状態でエンジンを始動すると、ハイブリッド車両のエネルギ効率が低下してしまうおそれがある。
【０００５】
この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、エンジンを停止したモータ走行状態からエンジンを稼動させたハイブリッド走行状態へ移行する際の損失を低減することが可能な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、入力要素、反力要素、および、出力要素の少なくとも３つの回転要素によって差動作用を行いかつ前記入力要素に入力されるトルクを前記反力要素と前記出力要素とに分割して伝達するとともに、前記反力要素に伝達される第１トルクと前記出力要素に伝達される第２トルクとの比を変更することが可能な変速機構と、前記入力要素に連結されたエンジンと、前記反力要素に連結された発電機能を有する第１モータと、前記出力要素に連結された出力部にトルクを付加することが可能な第２モータと、前記エンジン、前記第１モータ、前記第２モータ、および、前記変速機構を制御するコントローラとを備え、前記エンジンの動力で走行するＨＶ走行モードと、前記エンジンを停止して前記第１モータおよび前記第２モータのうちの少なくとも前記第２モータの動力で走行するＥＶ走行モードとを設定することが可能なハイブリッド車両の制御装置において、前記コントローラは、前記ハイブリッド車両の車速を読み込み、前記ハイブリッド車両の走行状態を前記ＥＶ走行モードから前記ＨＶ走行モードへ移行させる際に、前記車速が予め設定された車速閾値よりも高い場合は、前記入力要素のトルクに対する前記出力要素のトルクの分担率が所定の値となるＨｉモードで前記エンジンを始動し、前記車速が前記車速閾値以下の場合は、前記Ｈｉモードよりも前記分担率が大きいＬｏモードで前記エンジンを始動することを特徴とするものである。
【０００７】
また、この発明における前記車速閾値は、前記Ｈｉモードで前記エンジンを始動する際に前記第１モータの状態が発電と力行との間で切り替わる時点の車速として算出される第１車速と、前記Ｌｏモードで前記エンジンを始動する際に前記第１モータの状態が発電と力行との間で切り替わる時点の車速として算出される第２車速との間の値に設定されていることを特徴としている。
【０００８】
また、この発明における前記コントローラは、前記ハイブリッド車両の要求駆動力を求め、前記車速が前記車速閾値以下であり、かつ、前記要求駆動力が予め設定された駆動力閾値よりも小さい場合は、前記Ｈｉモードで前記エンジンを始動することを特徴としている。
【０００９】
また、この発明における前記駆動力閾値は、前記車速が高いほど大きな値に設定されていることを特徴としている。
【００１０】
また、この発明における前記コントローラは、外気または前記エンジンの少なくともいずれかの温度を読み込み、前記温度が予め設定された温度閾値よりも低い場合は、前記Ｌｏモードで前記エンジンを始動することを特徴としている。
【００１１】
また、この発明における前記変速機構は、第１入力要素、第１反力要素、および、第１出力要素の３つの回転要素によって差動作用を行う第１遊星歯車機構と、第２入力要素、第２反力要素、および、第２出力要素の３つの回転要素によって差動作用を行う第２遊星歯車機構と、前記第１入力要素と前記第２反力要素とを選択的に連結する第１係合機構と、前記第２遊星歯車機構における少なくともいずれか２つの前記回転要素を選択的に連結して前記第２遊星歯車機構を一体化させる第２係合機構とを備え、前記第１入力要素は、前記エンジンに連結され、前記第１反力要素は、前記第１モータに連結され、前記第１出力要素は、前記第２入力要素に連結され、前記第２出力要素は、前記出力部に連結されていることを特徴としている。
【００１２】
また、この発明における前記変速機構は、第１入力要素、第１反力要素、および、第１出力要素の３つの回転要素によって差動作用を行う第１遊星歯車機構と、第２入力要素、第２反力要素、および、第２出力要素の３つの回転要素によって差動作用を行う第２遊星歯車機構と、前記第１入力要素と前記第２反力要素とを選択的に連結する第１係合機構と、前記第２反力要素の回転を選択的に止める第２係合機構とを備え、前記第１入力要素は、前記エンジンに連結され、前記第１反力要素は、前記第１モータに連結され、前記第１出力要素は、前記第２入力要素に連結され、前記第２出力要素は、前記出力部に連結されていることを特徴としている。
【００１３】
そして、この発明における前記ハイブリッド車両は、前記エンジンおよび前記第１入力要素の回転を選択的に止める第３係合機構を更に備え、前記コントローラは、前記第３係合機構を更に制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、エンジンを停止してモータ走行している際にエンジンを始動する場合、車速が車速閾値よりも高い場合は、Ｈｉモードを設定した状態でエンジンが始動される。一方、車速が車速閾値以下の場合には、Ｌｏモードを設定した状態でエンジンが始動される。Ｈｉモードを設定した状態では、変速機構の入力要素のトルクに対する出力要素のトルクの分担率が小さくなる。それに対して、Ｌｏモードを設定した状態では、上記の分担率が、Ｈｉモードを設定した状態よりも大きくなる。したがって、高速でモータ走行している場合は、Ｈｉモードが設定されることにより、第１モータが出力するトルクを低減してエンジンを始動することができる。そのため、いわゆる動力循環の発生を抑制することができ、エンジンを始動する際の電気損失を低減することができる。また、低速でモータ走行している場合には、Ｌｏモードが設定されることにより、エンジン始動後にエンジンが出力するトルクのうち、反力要素すなわち第１モータを介さずに、出力部に直接伝達されるトルクが大きくなる。また、エンジンから出力部へ直接伝達されるトルクが大きくなる分、第１モータで一旦電力に変換された後に第２モータを介して出力部に伝達されるトルクが小さくなる。そのため、ハイブリッド車両全体としての損失を低減することができる。
【００１５】
また、この発明によれば、上記のような車速閾値が、Ｈｉモードでエンジンを始動する際に第１モータの状態が発電と力行との間で切り替わる第１車速と、Ｌｏモードでエンジンを始動する際に第１モータの状態が発電と力行との間で切り替わる第２車速との間の値に設定される。第１車速と第２車速との間の範囲外に車速閾値を設定し、その車速閾値に基づいてＨｉモードとＬｏモードとを切り替えると、エンジンを始動する際の電機損失を適切に低減することができない場合がある。したがって、車速閾値が第１車速と第２車速との間の値に設定されることにより、ハイブリッド車両の走行状態に即して、より適切にエンジンを始動する際の損失を低減することができる。
【００１６】
また、この発明によれば、車速が車速閾値以下であり、かつ、要求駆動力が駆動力閾値よりも小さい場合、すなわち、車速が車速閾値以下であっても、要求駆動力が駆動力閾値よりも小さい場合には、Ｈｉモードを設定した状態でエンジンが始動される。そのため、エンジン始動前の第１モータの回転数と、エンジン始動後の第１モータの回転数との差を小さくすることができる。その結果、エンジンを始動する際の第１モータにおける損失を低減することができる。
【００１７】
また、この発明によれば、エンジンの始動性が低下する低温時には、Ｈｉモードを設定した状態でのエンジンの始動が禁止され、したがって、Ｌｏモードを設定した状態でエンジンが始動される。そのため、第１モータトルクを増幅した状態でエンジンをクランキングすることができ、低温時のエンジンの始動性を向上させることができる。
【００１８】
また、この発明によれば、動力分割機構として機能する第１遊星歯車機構、および、第２遊星歯車機構の２つの遊星歯車機構、ならびに、第１係合機構および第２係合機構の２つの係合機構により、複合遊星歯車機構を形成することができる。すなわち、動力分割機構の機能を備えた変速機構を構成することができる。
【００１９】
そして、この発明によれば、エンジンおよび第１遊星歯車機構の第１入力要素の回転を選択的に阻止する第３係合機構を設けることにより、第１モータトルクを走行のためのトルクとして出力部に伝達することが可能になる。そのため、第１モータと第２モータとを駆動力源としたいわゆる両駆動のモータ走行が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動システム（駆動系統および制御系統）の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示すハイブリッド車両の駆動システムにおける具体的なギヤトレーンの第１例を示すスケルトン図である。
【図３】図２に示すギヤトレーンを用いたハイブリッド車両における各走行モードでの各係合機構の係合および解放の状態をまとめて示す図表である。
【図４】図２に示すギヤトレーンを用いたハイブリッド車両におけるＨｉモードでの動作状態を説明するための共線図である。
【図５】図２に示すギヤトレーンを用いたハイブリッド車両におけるＬｏモードでの動作状態を説明するための共線図である。
【図６】この発明に係るハイブリッド車両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】図６のフローチャートで示す制御を実行する際に用いられる「車速閾値Ｖth」を説明するための図である。
【図８】図２に示すギヤトレーンを用いたハイブリッド車両におけるＨｉモードでの動作状態を説明するための共線図であって、第１遊星歯車機構および第２遊星歯車機構によって構成される複合遊星歯車機構のギヤ比（gr_H）を示す図である。
【図９】図２に示すギヤトレーンを用いたハイブリッド車両におけるＬｏモードでの動作状態を説明するための共線図であって、第１遊星歯車機構および第２遊星歯車機構によって構成される複合遊星歯車機構のギヤ比（gr_L）を示す図である。
【図１０】図６のフローチャートで示す制御を実行する際に用いられる「車速閾値Ｖth」が、Ｈｉモードでエンジンを始動する際に第１モータの状態が発電と力行との間で切り替わる時点の第１車速（Ｖ_H）と、Ｌｏモードでエンジンを始動する際に第１モータの状態が発電と力行との間で切り替わる時点の第２車速（Ｖ_L）との間の値に設定されることを説明するための図である。
【図１１】高車速のＥＶ走行時に、Ｈｉモードでエンジンを始動する場合と、Ｌｏモードでエンジンを始動する場合との差異を説明するための共線図である。
【図１２】低車速のＥＶ走行時に、Ｈｉモードでエンジンを始動する場合と、Ｌｏモードでエンジンを始動する場合との差異を説明するための共線図である。
【図１３】図６のフローチャートで示す制御を実行する際に用いられる「駆動力閾値Ｆth」を説明するための図である。
【図１４】極低温時に、Ｈｉモードでエンジンを始動する場合と、Ｌｏモードでエンジンを始動する場合との差異を説明するための共線図である。
【図１５】この発明に係るハイブリッド車両の制御装置で実行される制御の他の例を説明するためのフローチャートである。
【図１６】図１５のフローチャートで示す制御を実行する際に用いられる「駆動力閾値Ｆth（Ｆth＝ｆ(Ｖ)）」を説明するための図である。
【図１７】低車速のＥＶ走行時に、車速および要求駆動力の大きさに応じて、Ｈｉモードでエンジンを始動する場合と、Ｌｏモードでエンジンを始動する場合との差異を説明するための共線図である。
【図１８】図１に示すハイブリッド車両の駆動システムにおける具体的なギヤトレーンの第２例を示すスケルトン図である。
【図１９】図１に示すハイブリッド車両の駆動システムにおける具体的なギヤトレーンの第３例を示すスケルトン図である。
【図２０】図１９に示すギヤトレーンを用いたハイブリッド車両における各走行モードでの各係合機構の係合および解放の状態をまとめて示す図表である。
【図２１】図１に示すハイブリッド車両の駆動システムにおける具体的なギヤトレーンの第４例を示すスケルトン図である。
【図２２】この発明で制御対象にすることができるハイブリッド車両の駆動システム（駆動系統および制御系統）の他の例を示すブロック図である。
【図２３】図２２に示すハイブリッド車両の駆動システムにおける具体的なギヤトレーンの第１例を示すスケルトン図である。
【図２４】図２３に示すギヤトレーンを用いたハイブリッド車両における各走行モードでの各係合機構の係合および解放の状態をまとめて示す図表である。
【図２５】図２２に示すハイブリッド車両の駆動システムにおける具体的なギヤトレーンの第２例を示すスケルトン図である。
【図２６】図２５に示すギヤトレーンを用いたハイブリッド車両における各走行モードでの各係合機構の係合および解放の状態をまとめて示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。
【００２２】
図１に、この発明の実施形態で制御対象にするハイブリッド車両の駆動システム（駆動系統および制御系統）の一例を示してある。図１に示す車両Ｖｅは、エンジン（ENG）１、ならびに、第１モータ（MG1）２および第２モータ（MG2）３を駆動力源とするハイブリッド車両である。車両Ｖｅは、その駆動系統の主な構成要素として、第１遊星歯車機構（PL1）４、第２遊星歯車機構（PL2）５、第１係合機構６、第２係合機構７、および、出力部（OUT）８を備えている。
【００２３】
車両Ｖｅは、エンジン１が出力する動力を、動力分割機構として機能する第１遊星歯車機構４によって第１モータ２側と出力部８側とに分割して伝達するように構成されている。また、第１モータ２および第２モータ３は、それぞれ、バッテリやインバータあるいはコンバータ（それぞれ図示せず）を備えた電源部９に接続されており、回転数やトルクの調整、ならびに、モータとしての機能と発電機としての機能との切り替え動作などが電気的に制御されるように構成されている。そして、第１モータ２で発生した電力で第２モータ３を駆動し、その第２モータ３が出力する動力を出力部８に付加することができるように構成されている。
【００２４】
第１遊星歯車機構４は、第１入力要素４ａ、第１反力要素４ｂ、および、第１出力要素４ｃの３つの回転要素によって差動作用を行う差動機構である。第１入力要素４ａは、エンジン１の出力軸１ａに連結されている。第１反力要素４ｂは、第１モータ２の出力軸２ａに連結されている。第１出力要素４ｃは、後述する第２遊星歯車機構５の第２入力要素５ａに連結されている。第２遊星歯車機構５は、第１遊星歯車機構４から出力されたトルクが伝達される位置に配置されている。この第１遊星歯車機構４は、エンジン１が出力するトルク（エンジントルク）を、第１モータ２側と出力部８側とに分割して伝達する動力分割機構として機能する。
【００２５】
第２遊星歯車機構５は、第２入力要素５ａ、第２反力要素５ｂ、および、第２出力要素５ｃの３つの回転要素によって差動作用を行う差動機構である。第２入力要素５ａは、前述の第１遊星歯車機構４の第１出力要素４ｃに連結されている。第２反力要素５ｂは、第１係合機構６を介して、第１遊星歯車機構４の第１入力要素４ａに連結されている。第２出力要素５ｃは、出力部８に連結されている。出力部８は、車両Ｖｅの駆動輪（図示せず）に対して動力伝達が可能なように連結されている。
【００２６】
第１係合機構６は、２つの回転部材同士を選択的に連結するクラッチであり、係合することにより、上記の第１入力要素４ａと第２反力要素５ｂとを連結して一体に回転させるように構成されている。
【００２７】
第２係合機構７は、第１係合機構６と同様に、２つの回転部材同士を選択的に連結するクラッチである。具体的には、第２係合機構７は、係合することにより、第２遊星歯車機構５における少なくともいずれか２つの回転要素を連結するように構成されている。言い換えると、第２係合機構７は、第２遊星歯車機構５における少なくともいずれか２つの回転要素を選択的に連結し、第２遊星歯車機構５における３つの回転要素の全てを一体に回転させるように構成されている。
【００２８】
上記のように、第１遊星歯車機構４および第２遊星歯車機構５は、第１出力要素４ｃと第２入力要素５ａとが常時連結されており、また、第１入力要素４ａと第２反力要素５ｂとが第１係合機構６によって選択的に連結される。したがって、第１遊星歯車機構４と第２遊星歯車機構５とによって複合遊星歯車機構が形成されている。
【００２９】
また、第１遊星歯車機構４と第２遊星歯車機構５とによって形成される複合遊星歯車機構には、上記のように、第１遊星歯車機構４と第２遊星歯車機構５とを選択的に連結する第１係合機構６、および、第２遊星歯車機構５を選択的に一体化させる第２係合機構７とが設けられている。そのため、第１係合機構６および第２係合機構７の係合・解放状態をそれぞれ制御することにより、複合遊星歯車機構の差動状態およびいずれか２つの回転要素間における変速比を変化させることができる。したがって、上記の第１遊星歯車機構４、第２遊星歯車機構５、第１係合機構６、および、第２係合機構７により、エンジントルクおよび第１モータ２が出力するトルク（第１モータトルク）を、それぞれ、少なくとも２つの異なる変速比で変化させて出力部８へ伝達することが可能な変速機構ＴＭが構成されている。言い換えると、変速機構ＴＭは、上記のような入力要素、反力要素、および、出力要素の少なくとも３つの回転要素によって差動作用を行う複合遊星歯車機構を備え、入力要素に入力されたトルクを反力要素と出力要素とに分割して伝達するとともに、反力要素に伝達されるトルク（第１トルク）と出力要素に伝達されるトルク（第２トルク）との比を変更することが可能なように構成されている。
【００３０】
なお、この図１に示す例では、車両Ｖｅには、エンジン１の出力軸１ａおよび第１遊星歯車機構４の第１入力要素４ａの回転を選択的に止める第３係合機構１０が設けられている。したがって、この第３係合機構１０を係合することにより、第１入力要素４ａを第１遊星歯車機構４における反力要素として機能させ、第１モータトルクを出力部８に伝達させることができる。そのため、エンジン１を停止した状態で、第１モータ２および第２モータ３の両方の出力トルクによって、高出力でかつ効率良く、車両Ｖｅをモータ走行させることができる。
【００３１】
上記のようなエンジン１、第１モータ２、第２モータ３、第１係合機構６、第２係合機構７、第３係合機構１０、および、電源部９などの各制御対象の動作を制御するためのコントローラ（ECU）１１が設けられている。コントローラ１１は、例えばマイクロコンピュータを主体にして構成される電子制御装置である。
【００３２】
コントローラ１１には、一例として、車両Ｖｅの車速を検出する車速センサ１２、アクセルペダルの踏み込み量あるいは踏み込み角度を検出するアクセル開度センサ１３、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ１４、第１モータ２の回転数を検出するモータ回転数センサ（もしくはレゾルバ）１５、第２モータ３の回転数を検出するモータ回転数センサ（もしくはレゾルバ）１６、車両Ｖｅ周辺の雰囲気温度を検出する外気温センサ１７、および、エンジン１の潤滑油の温度を検出する油温センサ１８、などの各種センサの検出データが入力されるように構成されている。
【００３３】
そして、コントローラ１１は、入力された各種データおよび予め記憶させられているデータや計算式等を使用して演算を行う。そして、その演算結果を制御指令信号として出力し、上記のような各制御対象の動作を制御するように構成されている。
【００３４】
上記のような車両Ｖｅの駆動系統における具体的なギヤトレーンの一例を、図２に示してある。図２に示すギヤトレーンは、トランスアクスルとして、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車、ＲＲ（リヤエンジン・リヤドライブ）車、あるいは、ＭＲ（ミッドシップエンジン・リヤドライブ）車に適するように構成した例である。
【００３５】
エンジン（ENG）１は、例えば、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り、出力の調整、ならびに、始動および停止の動作などが電気的に制御されるように構成されている。ガソリンエンジンであれば、スロットルバルブの開度、燃料の供給量、点火の実行および停止、ならびに、点火時期などが電気的に制御される。
【００３６】
第１モータ（MG1）２および第２モータ（MG2）３は、いずれも、発電機能のあるモータ（いわゆる、モータ・ジェネレータ）であり、例えば、永久磁石式の同期モータ（ＰＭ）、あるいは、誘導モータ（ＩＭ）などによって構成されている。前述したように、第１モータ２と第２モータ３とは、互いに電気的に接続されている。したがって、第１モータ２で発生させた電力を第２モータ３に供給し、第２モータ３を駆動することができる。そして、その際に第２モータ３が出力するトルク（第２モータトルク）を出力部８に付加し、車両Ｖｅの駆動力を発生させることができる。
【００３７】
第１遊星歯車機構（PL1）４は、サンギヤＳ１、リングギヤＲ１、および、キャリアＣ１の３つの回転要素を有する遊星歯車機構によって構成されている。図２に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられている。第１遊星歯車機構４は、エンジン１の出力軸１ａと同一の回転軸線上に配置されている。具体的には、第１遊星歯車機構４のサンギヤＳ１が、出力軸１ａと同一の回転軸線上に配置されている。リングギヤＲ１は、サンギヤＳ１に対して同心円上に配置されている。キャリアＣ１は、外歯歯車であるサンギヤＳ１と内歯歯車であるリングギヤＲ１との両方に噛み合っているピニオンＰ１を保持している。
【００３８】
第２遊星歯車機構（PL2）５は、サンギヤＳ２、リングギヤＲ２、および、キャリアＣ２の３つの回転要素を有する遊星歯車機構によって構成されている。図２に示す例では、上記の第１遊星歯車機構４と同様に、シングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられている。また、第２遊星歯車機構５は、上記の第１遊星歯車機構４と共に、出力軸１ａと同一の回転軸線上に配置されている。具体的には、第２遊星歯車機構５のサンギヤＳ２が、出力軸１ａと同一の回転軸線上に配置されている。リングギヤＲ２は、サンギヤＳ２に対して同心円上に配置されている。キャリアＣ２は、外歯歯車であるサンギヤＳ２と内歯歯車であるリングギヤＲ２との両方に噛み合っているピニオンＰ２を保持している。
【００３９】
第１遊星歯車機構４のキャリアＣ１は、エンジン１の出力軸１ａに連結されている。サンギヤＳ１は、第１モータ２の出力軸２ａに連結されている。リングギヤＲ１は、第２遊星歯車機構５のキャリアＣ２に連結されている。また、第２遊星歯車機構５のリングギヤＲ２は、出力部８に連結されている。出力部８は、この図２に示す例では、後述するドライブギヤ２１、カウンタ軸２２、カウンタドリブンギヤ２３、および、ファイナルドライブギヤ２４によって構成されており、デファレンシャルギヤ２５を介して、駆動軸２７へトルクを伝達する。
【００４０】
なお、上記のようにキャリアＣ１と出力軸１ａ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、キャリアＣ１と出力軸１ａとを連結してもよい。また、キャリアＣ１と出力軸１ａとの間にダンパ機構やトルクコンバータ（それぞれ図示せず）などの機構を配置してもよい。
【００４１】
そして、キャリアＣ１とサンギヤＳ２とを選択的に連結する第１クラッチＣＬ１、および、第２遊星歯車機構５の３つの回転要素のうちの少なくともいずれか２つを選択的に連結して第２遊星歯車機構５を一体化する第２クラッチＣＬ２が設けられている。この図２に示す例では、第２クラッチＣＬ２は、サンギヤＳ２とリングギヤＲ２とを選択的に連結するように構成されている。第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２は、いずれも、例えば、湿式多板クラッチなどの摩擦式のクラッチによって構成されている。あるいは、ドグクラッチなどの噛み合い式のクラッチによって構成することもできる。
【００４２】
さらに、エンジントルクが入力される入力要素であるキャリアＣ１の回転を選択的に止める（ロックする）ブレーキＢＫが設けられている。このブレーキＢＫは、エンジン１を停止した状態で、第１モータ２をモータとして動作させ、その第１モータ２による第１モータトルクを走行のためのトルクとして出力する際に係合し、キャリアＣ１に反力を与えるためのものである。このブレーキＢＫを設けた構成であれば、第１モータ２に電力を供給して負方向に回転させた場合に、ブレーキＢＫを介してケーシングなどの所定の固定部で反力を受けることになる。そのため、エンジン１を停止した状態で、第１モータ２の出力により駆動力を発生させて走行することができる。また、第１モータ２に加えて第２モータ３の出力により駆動力を発生させることができる。これは、後述するＥＶ走行モードの駆動形態であり、第１モータ２および第２モータ３を併用したＥＶ走行モードとして、両駆動モードと称することができる。この両駆動のＥＶ走行モードでは、第１モータ２を負方向にモータとして回転させると、キャリアＣ１に負方向のトルクが作用するが、ブレーキＢＫが係合することにより、キャリアＣ１に反力トルクが作用してその回転が止められる。それに伴い、第１モータトルクは、リングギヤＲ１を正方向（エンジン１の回転方向）に回転させるように作用する。したがって、各クラッチＣＬ１，ＣＬ２の少なくともいずれか一方を係合させておくことにより、リングギヤＲ１に配分されたトルクが第２遊星歯車機構５を介して、出力部８に伝達される。そして、その出力部８から出力されるトルクに、第２モータトルクを加えることにより両駆動モードになる。
【００４３】
このようなブレーキＢＫを設けた構成であれば、第１モータ２を走行のための駆動トルクを出力する駆動力源として機能させることができる。そのため、走行モードを多様化することができる。その結果、ハイブリッド車両としての車両Ｖｅの走行状態あるいは駆動要求に適した運転が可能になり、エネルギ効率やドライバビリティなどを向上させることができる。
【００４４】
このブレーキＢＫは、上記の第１クラッチＣＬ１や第２クラッチＣＬ２と同様に、例えば、湿式多板クラッチなどの摩擦式のクラッチによって構成されている。あるいは、ドグクラッチなどの噛み合い式のクラッチによって構成することができる。また、ブレーキＢＫは、キャリアＣ１の負方向（エンジン１の回転方向とは反対方向）の回転を阻止するように構成されていればよく、したがって、例えばワンウェイクラッチによって構成することもできる。
【００４５】
上記のように、この図２に示す例では、第１遊星歯車機構４のキャリアＣ１が、前述の第１入力要素４ａに相当し、サンギヤＳ１が、前述の第１反力要素４ｂに相当し、リングギヤＲ１が、前述の第１出力要素４ｃに相当する。また、第２遊星歯車機構５のキャリアＣ２が、前述の第２入力要素５ａに相当し、サンギヤＳ２が、前述の第２反力要素５ｂに相当し、リングギヤＲ２が、前述の第２出力要素５ｃに相当する。また、第１クラッチＣＬ１が、前述の第１係合機構６に相当し、第２クラッチＣＬ２が、前述の第２係合機構７に相当し、ブレーキＢＫが、前述の第３係合機構１０に相当する。
【００４６】
第１遊星歯車機構４および第２遊星歯車機構５は、前述したように互いの回転要素同士が連結されることによって複合遊星歯車機構を形成している。したがって、第１クラッチＣＬ１を係合させることによって第１遊星歯車機構４のキャリアＣ１と第２遊星歯車機構５のサンギヤＳ２とが連結され、これらが複合遊星歯車機構における入力要素となる。また、第１遊星歯車機構４のサンギヤＳ１が複合遊星歯車機構における反力要素となり、第２遊星歯車機構５のリングギヤＲ２が複合遊星歯車機構における出力要素となる。
【００４７】
上記のように、複合遊星歯車機構における入力要素は、第１クラッチＣＬ１を係合することにより、エンジン１が連結される。複合遊星歯車機構における反力要素には、第１モータ２が連結されている。複合遊星歯車機構における出力要素には、出力部８が連結されている。そして、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２の係合・解放状態をそれぞれ制御することにより、複合遊星歯車機構の差動状態および複合遊星歯車機構のいずれか２つの回転要素間で伝達されるトルクを変化させることができる。したがって、第１遊星歯車機構４、第２遊星歯車機構５、第１係合機構６、および、第２係合機構７によって構成される変速機構ＴＭは、上記の複合遊星歯車機構における入力要素に入力されるエンジントルクのうち、複合遊星歯車機構における反力要素に分割されて伝達されるトルク（第１トルク）と、複合遊星歯車機構における出力要素に分割されて伝達されるトルク（第２トルク）との比を変更することが可能なように構成されている。
【００４８】
第２遊星歯車機構５のリングギヤＲ２の外周部分に、外歯歯車のドライブギヤ２１が設けられている。また、エンジン１および第１モータ２の各出力軸１ａ，２ａと平行に、カウンタ軸２２が配置されている。このカウンタ軸２２の一方（図２での左側）の端部に、上記のドライブギヤ２１と噛み合うカウンタドリブンギヤ２３が取り付けられている。カウンタ軸２２の他方（図２での右側）の端部には、ファイナルドライブギヤ２４が取り付けられている。ファイナルドライブギヤ２４は、終減速機であるデファレンシャルギヤ２５のファイナルドリブンギヤ（デフリングギヤ）２６と噛み合っている。これらドライブギヤ２１、カウンタ軸２２、カウンタドリブンギヤ２３、および、ファイナルドライブギヤ２４が、前述の出力部８に相当している。したがって、第２遊星歯車機構５のリングギヤＲ２は、出力部８およびデファレンシャルギヤ２５介して、駆動軸２７および駆動輪（図示せず）に動力伝達が可能なように連結されている。
【００４９】
上記のようにして第２遊星歯車機構５から駆動軸２７に伝達されるトルクに、第２モータ３が出力するトルクを付加できるように構成されている。具体的には、第２モータ３の出力軸３ａが、上記のカウンタ軸２２と平行に配置されている。その出力軸３ａの先端（図２での右端）に、上記のカウンタドリブンギヤ２３と噛み合うピニオン２８が取り付けられている。したがって、第２モータ３は、上記の第２遊星歯車機構５のリングギヤＲ２と共に、出力部８およびデファレンシャルギヤ２５を介して、駆動軸２７および駆動輪（図示せず）に動力伝達が可能なように連結されている。
【００５０】
図２のギヤトレーンを採用した車両Ｖｅでは、前述のコントローラ１１によって、各クラッチＣＬ１，ＣＬ２およびブレーキＢＫ、ならびに、エンジン１および各モータ２，３を制御することにより、複数の走行モードを設定することが可能である。それらの走行モード、ならびに、各走行モードでの各クラッチＣＬ１，ＣＬ２およびブレーキＢＫの係合および解放の状態を、図３の係合表に示してある。ＨＶ走行モードは、エンジン１を稼動してエンジン１の動力によって走行するモードである。エンジントルクだけで走行する場合、あるいは、エンジントルクと、第１モータトルクおよび第２モータトルクの少なくともいずれかとを併用して走行する場合も、このＨＶ走行モードに含まれる。ＥＶ走行モードは、いわゆる電気自動車として走行するモードであって、エンジン１を停止して第１モータ２および第２モータ３のうちの少なくとも第２モータ３の動力でモータ走行するモードである。第２モータトルクだけで走行する場合、あるいは、第１モータトルクと第２モータトルクとを併用して走行する場合も、このＥＶ走行モードに含まれる。
【００５１】
ＨＶ走行モードにおいて、各クラッチＣＬ１，ＣＬ２およびブレーキＢＫの係合および解放の状態を切り替えることにより、ＨｉモードおよびＬｏモードを設定することができる。Ｈｉモードは、第１クラッチＣＬ１のみを係合させて設定される。前述したように、第１クラッチＣＬ１によって第１遊星歯車機構（動力分割機構）４のキャリアＣ１と第２遊星歯車機構５のサンギヤＳ２とが連結されることにより、第１遊星歯車機構４と第２遊星歯車機構５とによって複合遊星歯車機構が形成される。ＨＶ走行モードでは、エンジントルクが第１遊星歯車機構４のキャリアＣ１および第２遊星歯車機構５のサンギヤＳ２に伝達される。第１遊星歯車機構４においては、キャリアＣ１に伝達されたエンジントルクが、サンギヤＳ１とリングギヤＲ１とに分割されて伝達される。サンギヤＳ１に伝達されたトルクによって第１モータ２が駆動され、第１モータ２が発電機として機能して電力を発生する。そして、第１モータ２の発電に伴う負トルク（エンジン１の回転方向とは反対の方向に作用するトルク）がサンギヤＳ１に作用する。また、リングギヤＲ１から第２遊星歯車機構５のキャリアＣ２にトルクが伝達され、そのトルクとサンギヤＳ２に伝達されるトルクとに応じたトルクが、リングギヤＲ２に伝達される。そして、リングギヤＲ２から前述した出力部８およびデファレンシャルギヤ２５を経由して駆動軸２７にトルクが伝達される。      
【００５２】
一方、第１モータ２で発電された電力によって第２モータ３がモータとして機能し、その第１モータが出力する第１モータトルクが、出力部８およびデファレンシャルギヤ２５を介して、駆動軸２７に伝達される。すなわち、一旦電力に変換された動力が、第２モータ３によって機械的な動力に再変換され、出力部８から出力される動力に加えられる。
【００５３】
Ｌｏモードは、第１クラッチＣＬ１を解放し、かつ、第２クラッチＣＬ２を係合させて設定される。このＬｏモードでは、第１クラッチＣＬ１を解放すれば、第１遊星歯車機構４と第２遊星歯車機構５との間では、リングギヤＲ１とキャリアＣ２とが連結されているのみである。したがって、エンジン１が出力したエンジントルクのうち、リングギヤＲ１に分割されたトルクがキャリアＣ２に伝達される。第２遊星歯車機構５では、第２クラッチＣＬ２が係合してサンギヤＳ２およびリングギヤＲ２の２つの回転要素が連結されているので、第２遊星歯車機構５の全体が一体となって回転する。したがって、第２遊星歯車機構５が変速作用を行うことがないので、第１遊星歯車機構４のリングギヤＲ１に分割されたトルクは、第２遊星歯車機構５によって増減されることなく、出力部８に伝達される。そして、出力部８からデファレンシャルギヤ２５を経由して駆動軸２７にトルクが伝達される。
【００５４】
一方、第１モータ２で発電された電力によって第２モータ３がモータとして機能し、その第１モータが出力する第１モータトルクが、出力部８およびデファレンシャルギヤ２５を介して、駆動軸２７に伝達される。すなわち、一旦電力に変換された動力が、第２モータ３によって機械的な動力に再変換され、出力部８から出力される動力に加えられる。
【００５５】
各クラッチＣＬ１，ＣＬ２を共に係合することにより、直結モードが設定される。前述したように、第２クラッチＣＬ２が係合することにより、第２遊星歯車機構５の全体が一体となって回転する。また、第１クラッチＣＬ１が係合することにより、第２遊星歯車機構５のサンギヤＳ２にエンジン１が連結される。したがって、この直結モードでは、エンジントルクが、第２遊星歯車機構５を介して、出力部８に直接伝達される。また、第１遊星歯車機構４においては、キャリアＣ１がエンジン１に連結され、リングギヤＲ１が、第２遊星歯車機構５および第１クラッチＣＬ１を介して、エンジン１に連結される。そのため、第１遊星歯車機構４の全体が一体となって回転し、第１遊星歯車機構４は差動作用を行わない。したがって、第１モータ２がモータとして機能することによって出力される第１モータトルクが、第１遊星歯車機構４および第２遊星歯車機構５を介して、増減されることなく出力部８に伝達される。このようにして、エンジン１と第１モータ２との動力が合算されて出力部８から出力される。この直結モードでは、燃料として備えている化学エネルギおよび電源部９の電気エネルギの両方を利用して駆動力を発生するから、車両Ｖｅとしては最も大きい駆動力を発生させることができる。言い換えれば、電源部９の電力を車両Ｖｅの走行のために有効に使用することができる。特に、第１遊星歯車機構４や第２遊星歯車機構５において、それぞれの回転要素同士の相対回転が生じないので、エネルギ損失を抑制してエネルギ効率を向上させることができる。
【００５６】
上記のようなＨｉモードおよびＬｏモードは、エンジン１を停止したＥＶ走行モードにおいても、それぞれ、同様に設定することができる。両駆動のＥＶ走行モードにおけるＨｉモードは、第１クラッチＣＬ１を係合させ、第２クラッチＣＬ２を解放するとともに、ブレーキＢＫを係合させることによって設定される。また、両駆動のＥＶ走行モードにおけるＬｏモードは、第１クラッチＣＬ１を解放し、第２クラッチＣＬ２を係合させるとともに、ブレーキＢＫを係合させることによって設定される。
【００５７】
Ｈｉモードを設定した場合の共線図を、図４に示してある。共線図は、第１遊星歯車機構４と第２遊星歯車機構５とから形成される複合遊星歯車機構における各回転要素の回転数を示す図である。具体的には、各回転要素を示す直線（縦線）をギヤ比の間隔をあけて互いに平行に引き、これらの直線に直交する基線（横線）からの距離を、それぞれの回転要素の回転数として示してある。この複合遊星歯車機構においては、第１クラッチＣＬ１によって連結されているキャリアＣ１とサンギヤＳ２とが入力要素を形成し、エンジントルクがこれらキャリアＣ１およびサンギヤＳ２に伝達される。また、サンギヤＳ１には、第１モータトルクが加えられ、サンギヤＳ１が反力要素となる。出力部８に連結されているリングギヤＲ２が出力要素となる。
【００５８】
この車両Ｖｅは、変速機構ＴＭの複合遊星歯車機構における入力要素のトルク（すなわち、エンジントルク）に対する変速機構ＴＭの出力要素のトルク（すなわち、第２トルク）の分担率を適宜変更することが可能なように構成されている。Ｈｉモードでは、分担率ρ_Hが設定される。このＨｉモードにおける分担率ρ_Hは、例えば、変速機構ＴＭの複合遊星歯車機構における入力要素側すなわちエンジン１側に伝達されるトルクを「１」とすると、変速機構ＴＭの複合遊星歯車機構における出力要素側すなわちリングギヤＲ２側に伝達される第２トルクの比率として表すことができる。具体的には、複合遊星歯車機構を形成している第１遊星歯車機構４におけるギヤ比（リングギヤＲ１の歯数に対するサンギヤＳ１の歯数の比率）を「gr１」とし、第２遊星歯車機構５のギヤ比（リングギヤＲ２の歯数に対するサンギヤＳ２の歯数の比率）を「gr２」とすると、分担率ρ_Hは、「ρ_H＝１／（１＋gr１ ＋gr１ ×gr２ ）」となる。
【００５９】
この図４の共線図に実線で示すＥＶ走行・Ｈｉモードの状態から、ブレーキＢＫを解放するとともに、第１モータ２をモータとして機能するように制御することにより、第１モータトルクによってエンジン１の回転数が引き上げられる。すなわち、第１モータトルクでエンジン１をクランキングして始動させることができる。その後、エンジンの始動が完了することにより、一点鎖線で示すＨＶ走行・Ｈｉモードの走行モードの状態へ移行する。
【００６０】
Ｌｏモードを設定した場合の共線図を、図５に示してある。Ｌｏモードでは、第１遊星歯車機構４は単独で機能し、その出力要素であるリングギヤＲ１から第２遊星歯車機構５にトルクが伝達される。この場合、第２遊星歯車機構５は全体が一体となって回転するので、出力要素であるリングギヤＲ２は、入力要素であるキャリアＣ２と同速度で回転する。したがって、第１遊星歯車機構４のリングギヤＲ１に配分されたトルクが増減されることなく、出力部８から出力される。したがって、出力部８の回転数は、エンジン１の回転数および第１モータ２の回転数が上記のＨｉモードの場合と同じであっても、Ｈｉモードにおける回転数よりも低回転数となる。その結果、その回転数の低下分、変速比が大きくなる。また、エンジントルクの分割は、第１遊星歯車機構４のみによって行われる。そのため、このＬｏモードで設定される分担率ρ_Lは、前述の分担率ρ_Hと同様に、変速機構ＴＭの複合遊星歯車機構における入力要素側すなわちエンジン１側に伝達されるトルクを「１」とすると、「ρ_L＝１／（１＋gr１）」となる。したがって、「ρ_L ＞ ρ_H 」となる。すなわち、Ｌｏモードにおける分担率ρ_Lは、Ｈｉモードにおける分担率ρ_Hよりも大きくなる。
【００６１】
この図５の共線図に実線で示すＥＶ走行・Ｌｏモードの状態から、ブレーキＢＫを解放するとともに、第１モータ２をモータとして機能するように制御することにより、第１モータトルクによってエンジン１の回転数が引き上げられる。すなわち、第１モータトルクでエンジン１をクランキングして始動させることができる。その後、エンジンの始動が完了することにより、一点鎖線で示すＨＶ走行・Ｌｏモードの走行モードの状態へ移行する。
【００６２】
なお、各クラッチＣＬ１，ＣＬ２を共に解放することにより、ＥＶ走行モードにおける切り離しモードが設定される。ＥＶ走行・切り離しモードでは、上記のように各クラッチＣＬ１，ＣＬ２が共に解放されるとともに、エンジン１が停止される。したがって、第１遊星歯車機構４のキャリアＣ１および第２遊星歯車機構５のサンギヤＳ２が空転する。そのため、第１遊星歯車機構４および第２遊星歯車機構５は、動力伝達を行わない。この場合、第１モータ２は、トルクを出力するモータとして機能しないように制御され、かつ、第２モータ３が、モータとして機能するように制御される。したがって、このＥＶ走行・切り離しモードでは、車両Ｖｅの動力伝達系統からエンジン１および第１モータ２が切り離された状態で、車両Ｖｅが走行する。そのため、第２モータ３が出力する第２モータトルクにより、効率良く、車両Ｖｅをモータ走行させることができる。
【００６３】
また、各クラッチＣＬ１，ＣＬ２およびブレーキＢＫを全て係合することにより、いわゆるロック状態を設定することができる。前述したように、第２クラッチＣＬ２が係合することにより、第２遊星歯車機構５の全体が一体となって回転する状態になる。また、第１クラッチＣＬ１が係合することにより、第２遊星歯車機構５のサンギヤＳ２にエンジン１が連結される。さらに、ブレーキＢＫが係合することにより、エンジン１の出力軸１ａおよびキャリアＣ１の回転がロックされる。したがって、このロック状態では、第１遊星歯車機構４および第２遊星歯車機構５の全体の回転がロックされ、その結果、出力部８およびデファレンシャルギヤ２５を介して、駆動軸２７の回転もロックされる。そのため、このロック状態を設定することにより、駆動軸２７の回転をロックして車両Ｖｅの停止状態を維持することができる。すなわち、パーキングブレーキとして機能させることができる。
【００６４】
この車両Ｖｅにおけるコントローラ１１は、モータ走行中にエンジン１を適切に始動させ、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへ適切に移行させるために、以下に示す制御例を実行するように構成されている。
【００６５】
図６は、コントローラ１１で実行される制御の一例を示すフローチャートである。この図６のフローチャートに示すルーチンは、エンジン１が停止した状態で、少なくとも第２モータトルクによって走行するモータ走行時に実行される。
【００６６】
図６のフローチャートにおいて、先ず、エンジン１に対する始動要求があるか否かが判断される（ステップＳ１００）。例えば、要求された駆動力に対してＥＶ走行モードにおける最大駆動力が不足する場合、あるいは、バッテリ（図示せず）のＳＯＣ（充電状態）が所定値以下に低下した場合に、エンジン１に対して始動要求が出力される。この始動要求の有無は、例えば、エンジン１に対する制御信号に基づいて判断することができる。
【００６７】
エンジン１に対する始動要求がないことにより、このステップＳ１００で否定的に判断された場合は、ステップＳ１１０へ進み、エンジン１の間欠状態が継続される。すなわち、エンジン１の運転を停止した状態が維持される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
【００６８】
これに対して、エンジン１に対する始動要求があったことにより、ステップＳ１００で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１２０へ進む。ステップＳ１２０では、雰囲気温度Ｔが温度閾値Ｔth以下であるか否かが判断される。雰囲気温度Ｔは、例えば、前述の外気温センサ１７の検出値を基に求められる温度である。あるいは、前述の油温センサ１８の検出値から推定して求めることもできる。極低温時には、エンジン１の潤滑油の粘度が高くなることや、バッテリ（図示せず）の放電容量が低下することなどに起因して、エンジン１の始動が困難になる可能性がある。そのようなエンジン１の始動が困難な状況を判断するために、温度閾値Ｔthが設定されている。例えば、温度閾値Ｔthは、エンジン１の始動が可能な下限の温度に設定されている。この温度閾値Ｔthは、例えば実験やシミュレーションの結果を基に予め設定されている。
【００６９】
雰囲気温度Ｔが温度閾値Ｔthよりも高いことにより、このステップＳ１２０で否定的に判断された場合は、ステップＳ１３０へ進む。ステップＳ１３０では、車両Ｖｅの走行モードがＥＶ走行・Ｈｉモードに設定された状態でのエンジン１の始動が許可される。例えば、ＥＶ走行・Ｈｉモードでのエンジン１の始動の可否を判断するための禁止フラグがＯＦＦにされる。この場合の禁止フラグは、ＥＶ走行・Ｈｉモードでのエンジン１の始動を禁止する状況でＯＮにされ、ＥＶ走行・Ｈｉモードでのエンジン１の始動を許可する状況でＯＦＦにされるフラグである。
【００７０】
続いて、車両Ｖｅの車速Ｖが、車速閾値Ｖth以上であるか否かが判断される（ステップＳ１４０）。車速閾値Ｖthは、図７に示すように、ＥＶ走行・Ｈｉモードでエンジン１を適切に始動することが可能な下限の車速に設定されている。したがって、車速Ｖが車速閾値Ｖth以上の場合に、ＥＶ走行・Ｈｉモードでエンジン１を始動することが適当であると判断される。車速Ｖが車速閾値Ｖthよりも低い場合には、ＥＶ走行・Ｌｏモードでエンジン１を始動することが適当であると判断される。この車速閾値Ｖthは、例えば実験やシミュレーションの結果を基に予め設定されている。
【００７１】
この車速閾値Ｖthの設定について具体的に説明する。図８の共線図に示すように、第１遊星歯車機構４および第２遊星歯車機構５から形成される複合遊星歯車機構のＨＶ走行・Ｈｉモードにおけるギヤ比は「gr_H」となる。また、図９の共線図に示すように、第１遊星歯車機構４および第２遊星歯車機構５から形成される複合遊星歯車機構のＨＶ走行・Ｌｏモードにおけるギヤ比は「gr_L」となる。この場合、図８および図９の共線図から分かるように、「gr_L ＜ gr_H」である。第１モータ２が出力する第１モータトルクでエンジン１を始動させる場合、第１モータ２は、第１モータ２の回転数がほぼ０になる状態を境にして力行と回生とが切り替わる。車両Ｖｅのギヤトレーンにおける出力部８から駆動軸２７までの間のギヤ比率を「ｉ_diff」、タイヤの動的荷重半径を「Ｒ」とし、また、エンジン１を始動した直後の回転数が「アイドル回転数Ｎ_idl」であるとすると、Ｈｉモードにおいてエンジン１を始動する際に第１モータ２の状態が発電と力行との間で切り替わる時点の「車速Ｖ_H」、および、Ｌｏモードにおいてエンジン１を始動する際に第１モータ２の状態が発電と力行との間で切り替わる時点の「車速Ｖ_L」は、それぞれ、下記の演算式から算出される。
Ｖ_H＝（１＋gr_H）×Ｎ_idl×２×π×Ｒ／ｉ_diff
Ｖ_L＝（１＋gr_L）×Ｎ_idl×２×π×Ｒ／ｉ_diff
上記のように「gr_L ＜ gr_H」であることから、「Ｖ_L ＜ Ｖ_H」となる。そして、車速閾値Ｖthは、「Ｖ_L ＜ Ｖth ＜ Ｖ_H」を満たす値に設定される。すなわち、車速閾値Ｖthは、図１０に示すように、Ｈｉモードでエンジン１を始動する際に第１モータ２の状態が発電と力行との間で切り替わる時点の車速Ｖ_H（すなわち、第１車速）と、Ｌｏモードでエンジン１を始動する際に第１モータ２の状態が発電と力行との間で切り替わる時点の車速Ｖ_L（すなわち、第２車速）との間の値に設定されている。図１０には、縦軸に駆動力をとり、横軸に車速をとったグラフ上に、上記のようにして算出される第１車速Ｖ_H、および、第２車速Ｖ_Lを示してある。上記のように、第１車速Ｖ_Hは、第２車速Ｖ_Lよりも大きい値となり、それら第１車速Ｖ_Hと第２車速Ｖ_Lとの間の範囲内に、車速閾値Ｖthが設定されている。
【００７２】
上記のように車速閾値Ｖthを第１車速Ｖ_Hと第２車速Ｖ_Lとの間の値に設定する理由を説明する。先ず、第２車速Ｖ_Lよりも高い車速でＬｏモードを設定すると、特に駆動力が低い領域で動力循環が発生し、電気損失が増大してしまう場合がある。そのため、第２車速Ｖ_Lよりも高い車速領域では、ＬｏモードからＨｉモードに切り替えることにより、電気損失を低減することができる。一方、第１車速Ｖ_Hよりも高い車速でＬｏモードとＨｉモードとの間の切り替えを行うとすると、上記のような電気損失低減の機会を逸してしまう。また、第２車速Ｖ_Lよりも低い車速でＨｉモードからＬｏモードに切り替えると、第１モータ２の発電量はＬｏモードよりもＨｉモードの方が多いため、電気損失が増大してしまう場合がある。したがって、上記のように車速閾値Ｖthを第１車速Ｖ_Hと第２車速Ｖ_Lとの間の値に設定することにより、ＨｉモードとＬｏモードとの間を適切に切り替えることができ、その結果、車両Ｖｅの走行状態に即して、より適切にエンジン１を始動する際の損失を低減することができる。
【００７３】
図１１、ならびに、後述する図１２、図１６、図１７では、便宜上、第１モータ２を示す直線の位置を変更して表示することにより、Ｈｉモードにおける第１モータ２の回転数と、Ｌｏモードにおける第１モータ２の回転数とを、一つの共線図上に合わせて示してある。車速Ｖが車速閾値Ｖth以上となる高速走行時に、Ｌｏモードでエンジン１を始動すると、図１１の共線図に示すように、エンジン１の始動後に第１モータ２の回転数が負回転になり易い。その結果、第１モータ２が力行して第２モータ３で発電する状態、すなわち、いわゆる動力循環が生じ易くなり、Ｈｉモードでエンジン１を始動する場合と比較して、電力変換に伴う損失（電気損失）が増加してしまう。したがって、高速走行時には、Ｈｉモードを設定した状態でエンジン１を始動するのが有利である。Ｈｉモードが設定されることにより、Ｌｏモードが設定された場合よりも第１モータトルクを低減してエンジン１を始動することができる。そのため、いわゆる動力循環の発生を抑制することができ、エンジン１を始動する際の電気損失を低減することができる。
【００７４】
したがって、車速Ｖが車速閾値Ｖth以上であることにより、ステップＳ１４０で肯定的に判断された場合は、ステップＳ１５０へ進み、車両Ｖｅの走行モードがＥＶ走行・Ｈｉモードの状態で、エンジン１が始動される。エンジン１の始動前の走行モードがＥＶ走行・Ｈｉモードであった場合は、そのＥＶ走行・Ｈｉモードが維持された状態で、エンジン１が始動される。エンジン１の始動前の走行モードがＥＶ走行・Ｌｏモードであった場合は、このステップＳ１５０でＥＶ走行・ＬｏモードからＥＶ走行・Ｈｉモードに切り替えられた後に、エンジン１が始動される。
【００７５】
そして、車両Ｖｅの走行モードが、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへ移行される（ステップＳ１６０）。すなわち、エンジン１が始動され、そのエンジン１が出力する動力によって車両Ｖｅが走行するＨＶ走行モードになる。この場合、エンジン１の始動後も第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２の係合・解放の状態がそれぞれ維持されている。したがって、ＨＶ走行・Ｈｉモードで車両Ｖｅが走行することになる。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
【００７６】
一方、車速Ｖが車速閾値Ｖthよりも低い低速走行時に、上記のようにＨｉモードを設定した状態でエンジン１を始動すると、要求駆動力が大きい場合に、エンジン１の出力と比較して各モータ２，３の出力が大きくなり、電気損失が増加してしまう可能性がある。そのため、この場合は、Ｌｏモードを設定した状態でエンジン１を始動することにより、エンジン１から歯車機構などの機械的手段を介して直接的に出力部８へ伝達させるトルクの比率を高め、上記のような電気損失の増加を抑制することができる。ただし、図１２の共線図に示すように、低速走行時に、Ｌｏモードでエンジン１を始動すると、エンジン１の始動の前後で、第１モータ２の回転数の差が大きくなる。その結果、Ｈｉモードでエンジン１を始動する場合と比較して、エンジン１の始動に際して第１モータ２で発生する損失が増大してしまう。そのため、低速走行時には、一律にＬｏモードでエンジン１を始動するのではなく、要求駆動力の大きさに応じて、ＨｉモードとＬｏモードとを適宜切り替えて、エンジン１を始動するのが有利である。
【００７７】
したがって、この図６のフローチャートで示す制御例では、車速Ｖが車速閾値Ｖthよりも低いことにより、前述のステップＳ１４０で否定的に判断された場合には、ステップＳ１７０へ進み、要求駆動力Ｆが駆動力閾値Ｆthよりも小さいか否かが判断される。駆動力閾値Ｆthは、図１３に示すように、ＥＶ走行・Ｈｉモードでのエンジン１を適切に始動することが可能な上限の要求駆動力に設定されている。したがって、要求駆動力Ｆが駆動力閾値Ｆthよりも小さい場合に、ＥＶ走行・Ｈｉモードでエンジン１を始動することが適当であると判断される。また、要求駆動力Ｆが駆動力閾値Ｆth以上である場合には、ＥＶ走行・Ｌｏモードでエンジン１を始動することが適当であると判断される。この駆動力閾値Ｆthは、例えば実験やシミュレーションの結果を基に予め設定されている。
【００７８】
要求駆動力Ｆが駆動力閾値Ｆthよりも小さいことにより、このステップＳ１７０で肯定的に判断された場合は、前述のステップＳ１５０およびステップＳ１６０へ進み、従前と同様の制御が実行される。すなわち、車両Ｖｅの走行モードがＥＶ走行・Ｈｉモードの状態で、エンジン１が始動される。そして、エンジン１が出力する動力によって車両Ｖｅが走行するＨＶ走行モードになる。この場合、エンジン１の始動後も第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２の係合・解放の状態がそれぞれ維持されている。したがって、ＨＶ走行・Ｈｉモードで車両Ｖｅが走行することになる。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
【００７９】
これに対して、要求駆動力Ｆが駆動力閾値Ｆth以上であることにより、ステップＳ１７０で否定的に判断された場合には、ステップＳ１８０へ進む。ステップＳ１８０では、車両Ｖｅの走行モードがＥＶ走行・Ｌｏモードの状態で、エンジン１が始動される。エンジン１の始動前の走行モードがＥＶ走行・Ｌｏモードであった場合は、そのＥＶ走行・Ｌｏモードが維持された状態で、エンジン１が始動される。エンジン１の始動前の走行モードがＥＶ走行・Ｈｉモードであった場合は、このステップＳ１８０でＥＶ走行・ＨｉモードからＥＶ走行・Ｌｏモードに切り替えられた後に、エンジン１が始動される。
【００８０】
ステップＳ１８０でエンジン１が始動されると、ステップＳ１６０へ進み、従前と同様の制御が実行される。すなわち、エンジントルクによって車両Ｖｅが走行するＨＶ走行モードになる。この場合、エンジン１の始動後も第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２の係合・解放の状態がそれぞれ維持されている。したがって、ＨＶ走行・Ｌｏモードで車両Ｖｅが走行することになる。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
【００８１】
一方、雰囲気温度Ｔが温度閾値Ｔth以下であることにより、前述のステップＳ１２０で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１９０へ進む。ステップＳ１９０では、車両Ｖｅの走行モードがＥＶ走行・Ｌｏモードであるか否かが判断される。
【００８２】
車両Ｖｅの走行モードがＥＶ走行・Ｌｏモードでないことにより、このステップＳ１９０で否定的に判断された場合は、ステップＳ２００へ進む。ステップＳ２００では、車両Ｖｅの走行モードが、ＥＶ走行・Ｌｏモードに切り替えられる。図２に示す車両Ｖｅの場合、第１クラッチＣＬ１が解放されるとともに、第２クラッチＣＬ２が係合される。
【００８３】
続いて、車両Ｖｅの走行モードがＥＶ走行・Ｈｉモードに設定された状態でのエンジン１の始動が禁止される（ステップＳ２１０）。具体的には、前述の禁止フラグがＯＮにされる。
【００８４】
これに対して、車両Ｖｅの走行モードがＥＶ走行・Ｌｏモードであることにより、ステップＳ１９０で否定的に判断された場合には、ステップＳ２００を飛ばしてステップＳ２１０へ進み、従前と同様の制御が実行される。すなわち、前述の禁止フラグがＯＮにされる。
【００８５】
続いて、車両Ｖｅの走行モードがＥＶ走行・Ｌｏモードの状態で、エンジン１が始動される（ステップＳ２２０）。この場合は、走行モードがＥＶ走行・Ｈｉモードに設定された状態でのエンジン１の始動が禁止されている。したがって、車速Ｖや要求駆動力Ｆの大きさにかかわらず、ＥＶ走行・Ｌｏモードの状態でエンジン１が始動される。
【００８６】
前述したように、極低温時には、潤滑油の粘度の上昇や、バッテリ性能の低下などに起因して、エンジン１の始動性が低下してしまう。そのため、図１４の共線図に示すように、極低温時に、Ｈｉモードでエンジン１を始動すると、トルクが不足してしまい、エンジン１を十分にクランキングできなくなってしまう、あるいは、エンジン１の始動に要する時間が長くなってしまう可能性がある。その結果、Ｌｏモードでエンジン１を始動した場合よりも、多くのエネルギを消費してしまう。したがって、極低温時には、Ｈｉモードに設定された状態でのエンジン１の始動が禁止され、Ｌｏモードの状態でエンジン１が始動される。
【００８７】
ステップＳ２２０でエンジン１が始動されると、前述のステップＳ１６０へ進み、従前と同様の制御が実行される。すなわち、エンジン１が出力する動力によって車両Ｖｅが走行するＨＶ走行モードになる。この場合、エンジン１の始動後も第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２の係合・解放の状態がそれぞれ維持されている。したがって、ＨＶ走行・Ｌｏモードで車両Ｖｅが走行することになる。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
【００８８】
なお、上記のステップＳ１７０でＥＶ走行・Ｈｉモードでのエンジン１の始動の可否を判断するための駆動力閾値Ｆthは、図１５のフローチャートにおけるステップＳ１６５に示すように、車速Ｖに応じて値を変化させるように設定することもできる。すなわち、ステップＳ１６５では、車速Ｖに基づいて駆動力閾値Ｆthが求められる。例えば、車速Ｖをパラメータとする関数ｆ（Ｖ）により、駆動力閾値Ｆthが算出される。関数ｆ（Ｖ）は、例えば、図１６に示すように、車速Ｖが高いほど、かつ、要求駆動力Ｆが小さいほど、Ｈｉモードが選択され易くなるように設定されている。すなわち、駆動力閾値Ｆthは、車速Ｖが高いほど大きな値に設定されている。なお、この図１６に示す例では、関数ｆ（Ｖ）は、傾きが異なる２つの直線（一次関数）を組み合わせたような関数となっているが、それに限らず、例えば、実験やシミュレーションの結果を基に求められた二次曲線や近似曲線を示す関数であってもよい。
【００８９】
ステップＳ１６５で関数ｆ（Ｖ）に基づいて駆動力閾値Ｆthが求められると、ステップＳ１７５へ進み、要求駆動力Ｆが、関数ｆ（Ｖ）から求められた駆動力閾値Ｆthよりも小さいか否かが判断される。
【００９０】
要求駆動力Ｆが駆動力閾値Ｆthよりも小さいことにより、このステップＳ１７５で肯定的に判断された場合は、前述のステップＳ１５０およびステップＳ１６０へ進み、従前と同様の制御が実行される。すなわち、ＥＶ走行・Ｈｉモードの状態でエンジン１が始動され、車両Ｖｅの走行モードが、ＥＶ走行・ＨｉモードからＨＶ走行・Ｈｉモードへ移行する。
【００９１】
また、要求駆動力Ｆが駆動力閾値Ｆth以上であることにより、ステップＳ１７５で否定的に判断された場合には、前述のステップＳ１８０およびステップＳ１６０へ進み、従前と同様の制御が実行される。すなわち、ＥＶ走行・Ｌｏモードの状態でエンジン１が始動され、車両Ｖｅの走行モードが、ＥＶ走行・ＬｏモードからＨＶ走行・Ｌｏモードへ移行する。
【００９２】
モータ走行中は、車速Ｖが増加するのに伴い、第１モータ２の回転数が負回転側に大きくなる。そのため、エンジン１を始動する際には、第１モータ２の発電量が瞬間的に増大する。この場合に発電された電力は、発電要求に基づいたものではないので、発電過剰となって電源部９で回収できない場合がある。そのようなエンジン１の始動時における第１モータ２の発電量は、図１７の共線図に示すように、Ｈｉモードでエンジン１を始動する場合よりも、Ｌｏモードでエンジン１を始動する場合の方が多くなる。また、車速Ｖが低い場合よりも、車速Ｖが高い場合の方が多くなる。したがって、駆動力閾値Ｆthは、車速Ｖが高いほど大きな値に設定されている。すなわち、上記のステップＳ１６５で駆動力閾値Ｆthを算出するための関数ｆ（Ｖ）は、車速Ｖが高いほど、かつ、要求駆動力Ｆが小さいほど、Ｈｉモードが選択され易くなるように設定されている。また、要求駆動力Ｆが大きく、第１モータ２で発電するパワーよりも第２モータ３で走行のために出力するパワーが大きい領域では、特に、要求駆動力Ｆが小さいほど、Ｈｉモードが選択され易くなるように設定されている。そのため、駆動力の要求を満たしつつ、発電過剰の状態を抑制し、適切にエンジン１を始動することができる。
【００９３】
前述の図２を参照して説明したように、この発明で制御対象とする車両Ｖｅでは、動力分割機構を構成している第１遊星歯車機構４のリングギヤＲ１と、第２遊星歯車機構５のキャリアＣ２とを連結するとともに、第１遊星歯車機構４のキャリアＣ１と、第２遊星歯車機構５のサンギヤＳ２とを選択的に連結して複合遊星歯車機構を形成している。そして、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２の動作を制御することにより、複合遊星歯車機構における入力要素のトルクに対する出力要素のトルクの分担率を変更するように構成されている。そのようないわゆる複合化は、図２に示した構成以外のギヤトレーンであっても行うことができる。そのような他のギヤトレーンの例を、図１８、図１９、図２１、図２３、および、図２５に示してある。
【００９４】
図１８に示す例では、車両Ｖｅは、変速機構ＴＭとして、サンギヤＳ１１、リングギヤＲ１１、および、キャリアＣ１１を有するシングルピニオン型の第１遊星歯車機構（PL1）４１と、サンギヤＳ２１、リングギヤＲ２１、および、キャリアＣ２１を有するシングルピニオン型の第２遊星歯車機構（PL2）５１と、リングギヤＲ１１とキャリアＣ２１とを選択的に連結する第１クラッチＣＬ１１と、リングギヤＲ２１とキャリアＣ２１とを選択的に連結して第２遊星歯車機構５１を一体化する第２クラッチＣＬ２１とを備えている。そして、リングギヤＲ１１にエンジン１が連結され、サンギヤＳ１１に第１モータ２が連結されている。また、キャリアＣ１１とサンギヤＳ２１とが連結され、リングギヤＲ２１に出力部８が連結されている。また、エンジントルクが入力されるリングギヤＲ１１の回転を選択的にロックするブレーキＢＫが設けられている。他の構成は、前述の図２に示した構成と同様であり、したがって、この図１８に図２と同様の符号を付けてその説明を省略する。
【００９５】
この図１８に示す車両Ｖｅでは、第１遊星歯車機構４１のリングギヤＲ１１が、前述の第１入力要素４ａに相当し、サンギヤＳ１１が、前述の第１反力要素４ｂに相当し、キャリアＣ１１が、前述の第１出力要素４ｃに相当する。また、第２遊星歯車機構５１のサンギヤＳ２１が、前述の第２入力要素５ａに相当し、キャリアＣ２１が、前述の第２反力要素５ｂに相当し、リングギヤＲ２１が、前述の第２出力要素５ｃに相当する。また、第１クラッチＣＬ１１が、前述の第１係合機構６に相当し、第２クラッチＣＬ２１が、前述の第２係合機構７に相当し、ブレーキＢＫが、前述の第３係合機構１０に相当する。
【００９６】
この図１８に示す車両Ｖｅでは、前述の図２に示した車両Ｖｅと同様に、前述の図３の係合表に基づいて、複数の走行モードを設定することが可能である。すなわち、ＥＶ走行モードにおけるＨｉモードおよびＬｏモード、ならびに、ＨＶ走行モードにおけるＨｉモードおよびＬｏモードを設定することが可能である。したがって、この図１８に示す車両Ｖｅを制御対象にして、前述の図６あるいは図１５のフローチャートに示した制御を、同様に実行することができる。
【００９７】
図１９に示す例では、車両Ｖｅは、変速機構ＴＭとして、サンギヤＳ１２、リングギヤＲ１２、および、キャリアＣ１２を有するダブルピニオン型の第１遊星歯車機構（PL1）４２と、サンギヤＳ２２、リングギヤＲ２２、および、キャリアＣ２２を有するダブルピニオン型の第２遊星歯車機構（PL2）５２と、キャリアＣ１２とリングギヤＲ２２とを選択的に連結する第１クラッチＣＬ１２と、サンギヤＳ２２とキャリアＣ２２とを選択的に連結して第２遊星歯車機構５２を一体化する第２クラッチＣＬ２２とを備えている。そして、キャリアＣ１２にエンジン１が連結され、サンギヤＳ１２に第１モータ２が連結されている。また、リングギヤＲ１２とサンギヤＳ２２とが連結され、キャリアＣ２２に出力部８が連結されている。また、エンジントルクが入力されるキャリアＣ１２の回転を選択的にロックするブレーキＢＫが設けられている。他の構成は、前述の図２に示した構成と同様であり、したがって、この図１９に図２と同様の符号を付けてその説明を省略する。
【００９８】
この図１９に示す車両Ｖｅでは、第１遊星歯車機構４２のキャリアＣ１２が、前述の第１入力要素４ａに相当し、サンギヤＳ１２が、前述の第１反力要素４ｂに相当し、リングギヤＲ１２が、前述の第１出力要素４ｃに相当する。また、第２遊星歯車機構５２のサンギヤＳ２２が、前述の第２入力要素５ａに相当し、リングギヤＲ２２が、前述の第２反力要素５ｂに相当し、キャリアＣ２２が、前述の第２出力要素５ｃに相当する。また、第１クラッチＣＬ１２が、前述の第１係合機構６に相当し、第２クラッチＣＬ２２が、前述の第２係合機構７に相当し、ブレーキＢＫが、前述の第３係合機構１０に相当する。
【００９９】
この図１９に示す車両Ｖｅでは、図２０に示す係合表に基づいて、複数の走行モードを設定することが可能である。前述の図２および図１９に示す車両Ｖｅの場合と比較して、ＨｉモードおよびＬｏモードを設定する場合の各クラッチＣＬ１２，ＣＬ２２の係合・解放の関係が逆になっているが、この図１９に示す車両Ｖｅにおいても、ＥＶ走行モードにおけるＨｉモードおよびＬｏモード、ならびに、ＨＶ走行モードにおけるＨｉモードおよびＬｏモードを設定することが可能である。したがって、この図１８に示す車両Ｖｅを制御対象にして、前述の図６あるいは図１５のフローチャートに示した制御を、同様に実行することができる。
【０１００】
図２１に示す例では、車両Ｖｅは、変速機構ＴＭとして、サンギヤＳ１３、リングギヤＲ１３、および、キャリアＣ１３を有するシングルピニオン型の第１遊星歯車機構（PL1）４３と、サンギヤＳ２３、リングギヤＲ２３、および、キャリアＣ２３を有するダブルピニオン型の第２遊星歯車機構（PL2）５３と、リングギヤＲ１３とサンギヤＳ２３とを選択的に連結する第１クラッチＣＬ１３と、サンギヤＳ２３とキャリアＣ２３とを選択的に連結して第２遊星歯車機構５３を一体化する第２クラッチＣＬ２３とを備えている。そして、リングギヤＲ１３にエンジン１が連結され、サンギヤＳ１３に第１モータ２が連結されている。また、キャリアＣ１３とキャリアＣ２３とが連結され、リングギヤＲ２３に出力部８が連結されている。また、エンジントルクが入力されるリングギヤＲ１１の回転を選択的にロックするブレーキＢＫが設けられている。他の構成は、前述の図２に示した構成と同様であり、したがって、この図２１に図２と同様の符号を付けてその説明を省略する。
【０１０１】
この図２１に示す車両Ｖｅでは、第１遊星歯車機構４３のリングギヤＲ１３が、前述の第１入力要素４ａに相当し、サンギヤＳ１３が、前述の第１反力要素４ｂに相当し、キャリアＣ１３が、前述の第１出力要素４ｃに相当する。また、第２遊星歯車機構５３のキャリアＣ２３が、前述の第２入力要素５ａに相当し、サンギヤＳ２３が、前述の第２反力要素５ｂに相当し、リングギヤＲ２３が、前述の第２出力要素５ｃに相当する。また、第１クラッチＣＬ１３が、前述の第１係合機構６に相当し、第２クラッチＣＬ２３が、前述の第２係合機構７に相当し、ブレーキＢＫが、前述の第３係合機構１０に相当する。
【０１０２】
この図２１に示す車両Ｖｅでは、前述の図２に示した車両Ｖｅと同様に、前述の図３の係合表に基づいて、複数の走行モードを設定することが可能である。すなわち、ＥＶ走行モードにおけるＨｉモードおよびＬｏモード、ならびに、ＨＶ走行モードにおけるＨｉモードおよびＬｏモードを設定することが可能である。したがって、この図２１に示す車両Ｖｅを制御対象にして、前述の図６あるいは図１５のフローチャートに示した制御を、同様に実行することができる。
【０１０３】
前述の図２、図１８、図１９に示した車両Ｖｅは、第１モータ２の回転数が０のときに、出力部８に出力されるトルクがエンジントルクよりも増速される構成となっている。それに対して、この図２１に示す車両Ｖｅは、第１モータ２の回転数が０のときに、出力部８に出力されるトルクがエンジントルクよりも減速される構成となっている。
【０１０４】
図２２に、この発明で制御対象にするハイブリッド車両の駆動システム（駆動系統および制御系統）の他の例を示してある。前述の図１に示した例と同様に、この図２２に示す例では、車両Ｖｅは、エンジン（ENG）１、ならびに、第１モータ（MG1）２および第２モータ（MG2）３を駆動力源とするハイブリッド車両である。また、車両Ｖｅは、その駆動系統の主な構成要素として、第１遊星歯車機構（PL1）４０、第２遊星歯車機構（PL2）５０、第１係合機構６０、第２係合機構７０、および、出力部（OUT）８０を備えている。
【０１０５】
車両Ｖｅは、エンジン１が出力する動力を、動力分割機構として機能する第１遊星歯車機構４０によって第１モータ２側と出力部８０側とに分割して伝達するように構成されている。また、第１モータ２および第２モータ３は、それぞれ、バッテリやインバータあるいはコンバータ（それぞれ図示せず）を備えた電源部９に接続されており、回転数やトルクの調整、ならびに、モータとしての機能および発電機としての機能の切り替え動作などが電気的に制御されるように構成されている。そして、第１モータ２で発生した電力で第２モータ３を駆動し、その第２モータ３が出力する動力を出力部８０に付加することができるように構成されている。
【０１０６】
第１遊星歯車機構４０は、第１入力要素４０ａ、第１反力要素４０ｂ、および、第１出力要素４０ｃの３つの回転要素によって差動作用を行う差動機構である。第１入力要素４０ａは、エンジン１の出力軸１ａに連結されている。第１反力要素４０ｂは、第１モータ２の出力軸２ａに連結されている。第１出力要素４０ｃは、第２遊星歯車機構５０の第２入力要素５０ａに連結されている。第２遊星歯車機構５０は、第１遊星歯車機構４０よりも出力部８０側に配置されている。したがって、この第１遊星歯車機構４０は、エンジントルクを、第１モータ２側と出力部８０側とに分割して伝達する動力分割機構として機能する。
【０１０７】
第２遊星歯車機構５０は、第２入力要素５０ａ、第２反力要素５０ｂ、および、第２出力要素５０ｃの３つの回転要素によって差動作用を行う差動機構である。第２入力要素５０ａは、前述の第１遊星歯車機構４０の第１出力要素４０ｃに連結されている。第２反力要素５０ｂは、第１係合機構６０を介して、第１遊星歯車機構４０の第１入力要素４０ａに連結されている。第２出力要素５０ｃは、出力部８０に連結されている。出力部８０は、車両Ｖｅの駆動輪（図示せず）に対して動力伝達が可能なように連結されている。
【０１０８】
前述の図１に示した例が、第２係合機構７を第２遊星歯車機構５の内部に配置した構成であるのに対して、この図２２に示す例は、第２係合機構７０を第２遊星歯車機構５０の外部に配置した構成となっている。なお、第１係合機構６０は、前述の図１に示した第１係合機構６と同様の構成であり、第１係合機構６と同様に機能する。一方、第２係合機構７０は、第２遊星歯車機構５０の第２反力要素５０ｂの回転を選択的に止めるように構成されている。
【０１０９】
上記の図２２に示す車両Ｖｅの駆動系統における具体的なギヤトレーンの例を、図２３および図２５に示してある。図２３に示す例では、車両Ｖｅは、変速機構ＴＭとして、サンギヤＳ１４、リングギヤＲ１４、および、キャリアＣ１４を有するシングルピニオン型の第１遊星歯車機構（PL1）４４と、サンギヤＳ２４、リングギヤＲ２４、および、キャリアＣ２４を有するシングルピニオン型の第２遊星歯車機構（PL2）５４と、キャリアＣ１４とサンギヤＳ２４とを選択的に連結する第１クラッチＣＬ１４と、サンギヤＳ２４の回転を選択的に止める第２クラッチ（ブレーキ）ＣＬ２４とを備えている。そして、キャリアＣ１４にエンジン１が連結され、リングギヤＲ１４に第１モータ２が連結されている。また、サンギヤＳ１４とキャリアＣ２４とが連結され、リングギヤＲ２４に出力部８０が連結されている。なお、この図２３では図示していないが、第２モータ３が出力する動力を出力部８０に付加することができるように構成されている。
【０１１０】
前述の図２，図１８，図１９，図２１に示したギヤトレーンが、トランスアクスルとして、ＦＦ車、ＲＲ車、あるいは、ＭＲ車に適するように構成した例であるのに対して、この図２３、および、後述の図２５に示すギヤトレーンは、ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）車に適するように構成されている。
【０１１１】
この図２３に示す車両Ｖｅでは、第１遊星歯車機構４４のキャリアＣ１４が、前述の第１入力要素４０ａに相当し、リングギヤＲ１４が、前述の第１反力要素４０ｂに相当し、サンギヤＳ１４が、前述の第１出力要素４０ｃに相当する。また、第２遊星歯車機構５４のキャリアＣ２４が、前述の第２入力要素５０ａに相当し、サンギヤＳ２４が、前述の第２反力要素５０ｂに相当し、リングギヤＲ２４が、前述の第２出力要素５０ｃに相当する。また、第１クラッチＣＬ１４が、前述の第１係合機構６０に相当し、第２クラッチＣＬ２４が、前述の第２係合機構７０に相当する。
【０１１２】
この図２３に示す車両Ｖｅでは、図２４に示す係合表に基づいて、複数の走行モードを設定することが可能である。図２４に示す通り、この図２３に示す車両Ｖｅでは、両駆動のＥＶ走行モード、ならびに、ＨＶ走行モードにおけるＨｉモードおよびＬｏモードを設定することが可能である。両駆動のＥＶ走行モードでモータ走行している状態で、第１クラッチＣＬ１４の係合を維持したまま第２クラッチＣＬ２４を解放することにより、Ｈｉモードを設定してＨＶ走行モードに移行することができる。また、両駆動のＥＶ走行モードでモータ走行している状態で、第２クラッチＣＬ２４の係合を維持したまま第１クラッチＣＬ１４を解放することにより、Ｌｏモードを設定してＨＶ走行モードに移行することができる。したがって、この図２３に示す車両Ｖｅを制御対象にした場合も、前述の図６あるいは図１５のフローチャートに示した制御を、同様に実行することができる。
【０１１３】
図２５に示す例では、車両Ｖｅは、変速機構ＴＭとして、サンギヤＳ１５、リングギヤＲ１５、および、キャリアＣ１５を有するシングルピニオン型の第１遊星歯車機構４５と、サンギヤＳ２５、リングギヤＲ２５、および、キャリアＣ２５を有するシングルピニオン型の第２遊星歯車機構５５と、キャリアＣ１５とリングギヤＲ２５とを選択的に連結する第１クラッチＣＬ１５と、リングギヤＲ２５の回転を選択的に止める第２クラッチ（ブレーキ）ＣＬ２５とを備えている。そして、キャリアＣ１５にエンジン１が連結され、リングギヤＲ１５に第１モータ２が連結されている。また、サンギヤＳ１５とサンギヤＳ２５とが連結され、キャリアＣ２５に出力部８０が連結されている。なお、この図２５では図示していないが、第２モータ３が出力する動力を出力部８０に付加することができるように構成されている。
【０１１４】
この図２５に示す車両Ｖｅでは、第１遊星歯車機構４５のキャリアＣ１５が、前述の第１入力要素４０ａに相当し、リングギヤＲ１５が、前述の第１反力要素４０ｂに相当し、サンギヤＳ１５が、前述の第１出力要素４０ｃに相当する。また、第２遊星歯車機構５５のサンギヤＳ２５が、前述の第２入力要素５０ａに相当し、リングギヤＲ２５が、前述の第２反力要素５０ｂに相当し、キャリアＣ２５が、前述の第２出力要素５０ｃに相当する。また、第１クラッチＣＬ１５が、前述の第１係合機構６０に相当し、第２クラッチＣＬ２５が、前述の第２係合機構７０に相当する。
【０１１５】
この図２５に示す車両Ｖｅにおいても、図２６に示す係合表に基づいて、複数の走行モードを設定することが可能である。図２６に示す通り、この図２５に示す車両Ｖｅでは、両駆動のＥＶ走行モード、ならびに、ＨＶ走行モードにおけるＨｉモードおよびＬｏモードを設定することが可能である。両駆動のＥＶ走行モードでモータ走行している状態で、第１クラッチＣＬ１５の係合を維持したまま第２クラッチＣＬ２５を解放することにより、Ｌｏモードを設定してＨＶ走行モードに移行することができる。また、両駆動のＥＶ走行モードでモータ走行している状態で、第２クラッチＣＬ２５の係合を維持したまま第１クラッチＣＬ１５を解放することにより、Ｈｉモードを設定してＨＶ走行モードに移行することができる。したがって、この図２５に示す車両Ｖｅを制御対象にした場合も、前述の図６あるいは図１５のフローチャートに示した制御を、同様に実行することができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１…エンジン（ENG）、  ２…第１モータ（MG1）、  ３…第２モータ（MG2）、  ４，４０…第１遊星歯車機構（PL1）、  ４ａ，４０ａ…第１入力要素、  ４ｂ，４０ｂ…第１反力要素、  ４ｃ，４０ｃ…第１出力要素、  ５，５０…第２遊星歯車機構（PL2）、  ５ａ，５０ａ…第２入力要素、  ５ｂ，５０ｂ…第２反力要素、  ５ｃ，５０ｃ…第２出力要素、  ６，６０…第１係合機構、  ７，７０…第２係合機構、  ８，８０…出力部、  １０…第３係合機構（BK）、  １１…コントローラ（EUC）、  １２〜１８…各種センサ、  Ｃ１…キャリア（第１入力要素）、  Ｒ１…リングギヤ（第１出力要素）、  Ｓ１…サンギヤ（第１反力要素）、  Ｃ２…キャリア（第２入力要素）、  Ｒ２…リングギヤ（第２出力要素）、  Ｓ２…サンギヤ（第２反力要素）、  ＣＬ１…第１クラッチ（第１係合機構）、  ＣＬ２…第２クラッチ（第２係合機構）、  ＢＫ…ブレーキ（第３係合機構）、  ＴＭ…変速機構、  Ｖｅ…車両（ハイブリッド車両）。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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