(57)【要約】      （修正有）【課題】エンジンを始動するときに、駆動トルクの落ち込みを補償し易くする。【解決手段】エンジンを始動するときには、クラッチＣ１の係合状態且つクラッチＣＲの解放状態でエンジンの始動に用いるＭＧ１トルクＴg(正トルク)を発生させるのではなく、クラッチＣ１の係合状態でクラッチＣＲを解放から係合に向けて作動させると共に、駆動トルクの落ち込みが抑制されるように、ＭＧ１トルクＴg(負トルク)が出力されるので、第１回転機ＭＧ１にて補償トルクＴmaddを発生させることができる。よって、エンジンを始動するときに、駆動トルクの落ち込みを補償し易くすることができる。【選択図】図１９
2018002120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回転要素と第１回転機が動力伝達可能に連結された第２回転要素と駆動輪に連結された第３回転要素とを有して前記第１回転機の運転状態が制御されることにより差動状態が制御される第１差動部と、エンジンが動力伝達可能に連結された第４回転要素と第５回転要素と前記第１回転要素に連結された第６回転要素とを有する第２差動部と、前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第２回転機とを備えた車両の、制御装置であって、
前記車両は、前記第４回転要素、前記第５回転要素、及び前記第６回転要素のうちの何れか２つの回転要素を連結する第１係合装置と、前記第２回転要素及び前記第３回転要素のうちの何れか一方の回転要素と前記第５回転要素とを連結する第２係合装置とを更に備えるものであり、
前記エンジンを始動するときには、前記第１係合装置の係合状態で前記第２係合装置を解放から係合に向けて作動させる始動制御部と、
前記エンジンを始動するときには、前記駆動輪における出力トルクの落ち込みが抑制されるように、前記第１回転機からトルクを出力するトルク補償制御部と
を、含むことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記トルク補償制御部は、前記エンジンを始動するときには、前記駆動輪における出力トルクの落ち込みが抑制されるように、前記第１回転機及び前記第２回転機から各々トルクを出力することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記トルク補償制御部は、前記第１回転機から出力するトルクを所定値以下とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記トルク補償制御部は、前記車両の走行負荷が小さい程、前記第１回転機から出力するトルクを低くすることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記トルク補償制御部は、前記駆動輪における出力トルクの落ち込みを抑制するトルクに対して前記第２回転機のトルクでは不足するトルク分を前記第１回転機から出力することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記トルク補償制御部は、前記エンジンを始動するときには、前記エンジンの回転速度を目標値に沿って変化させるように、フィードバック制御により前記第１回転機からトルクを出力することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項７】
前記始動制御部は、前記第２係合装置を作動させるときの制御性が高い場合には、前記第１係合装置の係合状態で前記第２係合装置を解放から係合に向けて作動させるエンジン始動制御を実行する一方で、前記第２係合装置を作動させるときの制御性が低い場合には、前記第１係合装置の係合状態且つ前記第２係合装置の解放状態で前記第１回転機によって前記エンジンの回転速度を引き上げるエンジン始動制御を実行することを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項８】
前記第２係合装置を作動させるときの制御性が低い場合には、前記第２係合装置を作動させるときの制御性が高い場合と比較して、前記エンジンの運転を停止した状態で前記第２回転機を駆動力源として走行するモータ走行の領域を狭くするハイブリッド制御部を更に含むことを特徴とする請求項７に記載の車両の制御装置。
【請求項９】
前記第２係合装置を作動させる作動油の温度が所定油温より高い場合、及び前記作動油の温度が前記所定油温よりも高い値の第２所定油温より低い場合の少なくとも一方の場合に、前記第２係合装置を作動させるときの制御性が高いと判定する条件成立判定部を更に含むことを特徴とする請求項７又は８に記載の車両の制御装置。
【請求項１０】
前記第１差動部は、サンギヤ及びリングギヤのうちの一方が前記第２回転要素であり、他方が前記第３回転要素であり、キャリヤが前記第１回転要素であるシングルピニオン型の遊星歯車機構を備えていることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１回転機の運転状態が制御されることにより差動状態が制御される第１差動部と、エンジンが動力伝達可能に連結された第２差動部と、駆動輪に動力伝達可能に連結された第２回転機とを備えた車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
第１回転要素と第１回転機が動力伝達可能に連結された第２回転要素と駆動輪に連結された第３回転要素とを有して前記第１回転機の運転状態が制御されることにより差動状態が制御される第１差動部と、エンジンが動力伝達可能に連結された第４回転要素と第５回転要素と前記第１回転要素に連結された第６回転要素とを有する第２差動部と、前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第２回転機とを備えた車両が良く知られている。例えば、特許文献１に記載された車両がそれである。この特許文献１には、前記第４回転要素、前記第５回転要素、及び前記第６回転要素のうちの何れか２つの回転要素を連結する第１係合装置を備え、その第１係合装置を係合することにより前記第２差動部の各回転要素が一体回転させられてエンジンの回転が等速で前記第１差動部へ伝達され、その第１差動部を電気式無段変速機として作動させることができることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１１４５９４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、第１差動部における動力分割比とは異なる動力分割比にて作動する電気式無段変速機を構成する為に、前記第２回転要素及び前記第３回転要素のうちの何れか一方の回転要素と前記第５回転要素とを連結する第２係合装置とを更に備えることが考えられる。第１差動部及び第２差動部においては、前記第１回転要素と前記第６回転要素とが連結されていることに加え、更に、第１係合装置の解放且つ第２係合装置の係合によって前記第２回転要素及び前記第３回転要素のうちの何れか一方の回転要素と前記第５回転要素とが連結されることで、第１差動部と第２差動部との全体を、第１差動部における動力分割比とは異なる動力分割比にて作動する電気式無段変速機として機能させることが可能となる。このような第１係合装置及び第２係合装置を備える車両において、運転停止中のエンジンを始動するときには、例えば第１係合装置を係合させ且つ第２係合装置を解放させた状態で第１回転機にてトルクを発生させることで、エンジン回転速度を上昇させてエンジンを始動することが考えられる。このようなエンジン始動では、駆動輪に連結された前記第３回転要素には、エンジン回転速度を上昇させる為の反力として、運転停止中のエンジンの回転を引き上げることに伴うエンジンの負トルク(エンジン引き込みトルクともいう)に対応したトルクが伝達される為、駆動トルク(すなわち駆動輪における出力トルク)の低下(すなわち落ち込み)が生じる。これに対して、駆動トルクの落ち込みを補償するトルク(補償トルクともいう)を第２回転機により出力して、エンジン始動時のショックを抑制することが考えられる。しかしながら、第２回転機が既に大きなトルクを出力している状態でエンジンを始動すると、第２回転機が補償トルクを賄うことができない可能性がある。そうすると、駆動トルクの落ち込みを第２回転機が補償しきれず、エンジン始動時のショックを抑制できないおそれがある。
【０００５】
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ときに、駆動トルクの落ち込みを補償し易くすることができる車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明の要旨とするところは、(a) 第１回転要素と第１回転機が動力伝達可能に連結された第２回転要素と駆動輪に連結された第３回転要素とを有して前記第１回転機の運転状態が制御されることにより差動状態が制御される第１差動部と、エンジンが動力伝達可能に連結された第４回転要素と第５回転要素と前記第１回転要素に連結された第６回転要素とを有する第２差動部と、前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第２回転機とを備えた車両の、制御装置であって、(b) 前記車両は、前記第４回転要素、前記第５回転要素、及び前記第６回転要素のうちの何れか２つの回転要素を連結する第１係合装置と、前記第２回転要素及び前記第３回転要素のうちの何れか一方の回転要素と前記第５回転要素とを連結する第２係合装置とを更に備えるものであり、(c) 前記エンジンを始動するときには、前記第１係合装置の係合状態で前記第２係合装置を解放から係合に向けて作動させる始動制御部と、(d) 前記エンジンを始動するときには、前記駆動輪における出力トルクの落ち込みが抑制されるように、前記第１回転機からトルクを出力するトルク補償制御部とを、含むことにある。
【０００７】
また、第２の発明は、前記第１の発明に記載の車両の制御装置において、前記トルク補償制御部は、前記エンジンを始動するときには、前記駆動輪における出力トルクの落ち込みが抑制されるように、前記第１回転機及び前記第２回転機から各々トルクを出力することにある。
【０００８】
また、第３の発明は、前記第１の発明又は第２の発明に記載の車両の制御装置において、前記トルク補償制御部は、前記第１回転機から出力するトルクを所定値以下とすることにある。
【０００９】
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つに記載の車両の制御装置において、前記トルク補償制御部は、前記車両の走行負荷が小さい程、前記第１回転機から出力するトルクを低くすることにある。
【００１０】
また、第５の発明は、前記第１の発明から第４の発明の何れか１つに記載の車両の制御装置において、前記トルク補償制御部は、前記駆動輪における出力トルクの落ち込みを抑制するトルクに対して前記第２回転機のトルクでは不足するトルク分を前記第１回転機から出力することにある。
【００１１】
また、第６の発明は、前記第１の発明から第５の発明の何れか１つに記載の車両の制御装置において、前記トルク補償制御部は、前記エンジンを始動するときには、前記エンジンの回転速度を目標値に沿って変化させるように、フィードバック制御により前記第１回転機からトルクを出力することにある。
【００１２】
また、第７の発明は、前記第１の発明から第６の発明の何れか１つに記載の車両の制御装置において、前記始動制御部は、前記第２係合装置を作動させるときの制御性が高い場合には、前記第１係合装置の係合状態で前記第２係合装置を解放から係合に向けて作動させるエンジン始動制御を実行する一方で、前記第２係合装置を作動させるときの制御性が低い場合には、前記第１係合装置の係合状態且つ前記第２係合装置の解放状態で前記第１回転機によって前記エンジンの回転速度を引き上げるエンジン始動制御を実行することにある。
【００１３】
また、第８の発明は、前記第７の発明に記載の車両の制御装置において、前記第２係合装置を作動させるときの制御性が低い場合には、前記第２係合装置を作動させるときの制御性が高い場合と比較して、前記エンジンの運転を停止した状態で前記第２回転機を駆動力源として走行するモータ走行の領域を狭くするハイブリッド制御部を更に含むことにある。
【００１４】
また、第９の発明は、前記第７の発明又は第８の発明に記載の車両の制御装置において、前記第２係合装置を作動させる作動油の温度が所定油温より高い場合、及び前記作動油の温度が前記所定油温よりも高い値の第２所定油温より低い場合の少なくとも一方の場合に、前記第２係合装置を作動させるときの制御性が高いと判定する条件成立判定部を更に含むことにある。
【００１５】
また、第１０の発明は、前記第１の発明から第９の発明の何れか１つに記載の車両の制御装置において、前記第１差動部は、サンギヤ及びリングギヤのうちの一方が前記第２回転要素であり、他方が前記第３回転要素であり、キャリヤが前記第１回転要素であるシングルピニオン型の遊星歯車機構を備えていることにある。
【発明の効果】
【００１６】
前記第１の発明によれば、エンジンを始動するときには、第１係合装置の係合状態且つ第２係合装置の解放状態で第１回転機にてエンジンの始動に用いるトルク(例えば正トルク)を発生させるのではなく、第１係合装置の係合状態で第２係合装置を解放から係合に向けて作動させると共に、駆動トルクの落ち込みが抑制されるように、第１回転機からトルク(例えば負トルク)が出力されるので、第１回転機にて補償トルクを発生させることができる。よって、エンジンを始動するときに、駆動トルクの落ち込みを補償し易くすることができる。
【００１７】
また、前記第２の発明によれば、エンジンを始動するときには、駆動トルクの落ち込みが抑制されるように、第１回転機及び第２回転機から各々トルクが出力されるので、第１回転機及び第２回転機の両方で補償トルクを発生させることができる。これにより、エンジン始動時のショックを抑制し易くなる。
【００１８】
また、前記第３の発明によれば、第１回転機にて発生させる補償トルクは、第１回転要素に連結された第６回転要素(つまり、第１係合装置の係合によって一体回転させられる第２差動部の各回転要素)の回転速度を引き下げる方向に作用する(すなわち解放から係合に向けた第２係合装置に反力トルクとして作用する)ことに対して、第１回転機から出力するトルクが所定値以下とされるので、第２係合装置によるエンジンの回転速度の引き上げと、第１回転機による駆動トルクの落ち込みの補償とを両立することができる。
【００１９】
また、前記第４の発明によれば、第２回転機による駆動トルクの落ち込みの補償では、駆動輪に直接的に補償トルクを作用させられることから、補償トルクの大きさを制御することが比較的容易である一方で、第１回転機による駆動トルクの落ち込みの補償では、解放から係合に向けてスリップしている第２係合装置にて反力トルクを取っていることから、駆動輪に作用させる補償トルクの大きさを制御することが比較的難しいことに対して、第２回転機による出力トルクの余剰が比較的大きくなる、車両の走行負荷が小さい程、第１回転機から出力するトルクが低くされるので、第２回転機による補償トルクが大きくされて、駆動トルクの落ち込みの補償を安定して行うことができる。これにより、エンジン始動時のショックを抑制し易くなる。
【００２０】
また、前記第５の発明によれば、第２回転機による駆動トルクの落ち込みの補償では、補償トルクの大きさを制御することが比較的容易である一方で、第１回転機による駆動トルクの落ち込みの補償では、駆動輪に作用させる補償トルクの大きさを制御することが比較的難しいことに対して、駆動トルクの落ち込みを抑制するトルクに対して第２回転機のトルクでは不足するトルク分が第１回転機から出力されるので、第２回転機による補償トルクが第１回転機による補償トルクよりも優先的に出力されて、駆動トルクの落ち込みの補償を安定して行うことができる。これにより、エンジン始動時のショックを抑制し易くなる。
【００２１】
また、前記第６の発明によれば、解放から係合に向けた第２係合装置の作動によるエンジンの始動では、エンジンの回転速度の変化が目標値に対してばらつき易いことから、エンジンの燃焼安定性が損なわれる可能性があることに対して、エンジンを始動するときには、エンジンの回転速度を目標値に沿って変化させるように、フィードバック制御により第１回転機からトルクが出力されるので、第２係合装置の作動よりも応答性の高い第１回転機を用いることによりエンジンの回転速度の変化のばらつきを小さくすることができる。これにより、エンジンの燃焼安定性が確保され易くなる。
【００２２】
また、前記第７の発明によれば、第２係合装置を作動させるときの制御性が低い場合には、第１係合装置の係合状態且つ第２係合装置の解放状態で第１回転機によってエンジンの回転速度を引き上げるエンジン始動制御が実行されるので、エンジンの始動の応答性を確保することができる。
【００２３】
また、前記第８の発明によれば、第１係合装置の係合状態且つ第２係合装置の解放状態で第１回転機にてトルクを発生させることによってエンジンを始動する場合には、第２回転機のみで補償トルクを出力することに対して、第２係合装置を作動させるときの制御性が低い場合には、第２係合装置を作動させるときの制御性が高い場合と比較して、モータ走行の領域が狭くされるので、エンジンの始動時に、第２回転機による出力トルクの余剰が確保され易くなる(つまり第２回転機による補償トルクが確保され易くなる)。
【００２４】
また、前記第９の発明によれば、第２係合装置を作動させる作動油の温度が低い場合には、作動油の粘度が高い為に第２係合装置の応答性が低くなる可能性があることに対して、又は、作動油の温度が高い場合には、第２係合装置への油圧供給に関与するバルブの隙間等からの作動油漏れの為に第２係合装置の応答性が低くなる可能性があることに対して、第２係合装置を作動させる作動油の温度に基づいて第２係合装置を作動させるときの制御性が高いか低いかが判定され、第２係合装置の制御性(ここでは応答性も同意)が低いときには、滑らかなエンジンの始動を確保する為に、第１回転機によるエンジン始動制御が実行されてエンジンの始動の応答性を確保することができる。
【００２５】
また、前記第１０の発明によれば、第１差動部は、サンギヤ及びリングギヤのうちの一方が第２回転要素であり、他方が第３回転要素であり、キャリヤが第１回転要素であるシングルピニオン型の遊星歯車機構を備えているので、第１差動部は、第１係合装置の係合状態且つ第２係合装置の解放状態で差動状態が制御されるときには、エンジンのトルクよりも減少されたトルクが第３回転要素に機械的に伝達される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明が適用される車両の走行に関わる各部の概略構成を説明する図であると共に、その各部を制御する為の制御系統の要部を説明する図である。
【図２】各走行モードにおける各係合装置の各作動状態を示す図表である。
【図３】単独駆動ＥＶモード時の共線図である。
【図４】両駆動ＥＶモード時の共線図である。
【図５】ＨＶ走行モードのＯ／ＤＨＶモード時の前進走行での共線図である。
【図６】ＨＶ走行モードのＵ／ＤＨＶモード時の共線図である。
【図７】ＨＶ走行モードのＯ／ＤＨＶモード時の後進走行での共線図であり、エンジン逆転入力の場合である。
【図８】ＨＶ走行モードのＯ／ＤＨＶモード時の後進走行での共線図であり、エンジン正転入力の場合である。
【図９】ＨＶ走行モードの固定段モード時の共線図であり、直結の場合である。
【図１０】ＨＶ走行モードの固定段モード時の共線図であり、出力軸固定の場合である。
【図１１】エンジントルクに対するＭＧ１トルクのトルク比率、及びエンジントルクに対するＭＧ２トルクのトルク比率の一例を示す図である。
【図１２】エンジン回転速度に対するＭＧ１回転速度の回転速度比率、及びエンジン回転速度に対するＭＧ２回転速度の回転速度比率の一例を示す図である。
【図１３】エンジンパワーに対するＭＧ１パワーの出力比率、及びエンジンパワーに対するＭＧ２パワーの出力比率の一例を示す図である。
【図１４】エンジン走行とモータ走行との切替制御に用いる走行モード切替マップの一例を示す図であって、充電容量を保持した状態で走行する場合である。
【図１５】エンジン走行とモータ走行との切替制御に用いる走行モード切替マップの一例を示す図であって、充電容量を消費しながら走行する場合である。
【図１６】単独駆動ＥＶモードにおいてクラッチＣ１を係合させた状態でＭＧ１トルクを発生させることで、エンジン回転速度を上昇させてエンジンを始動する場合の一例を説明する図である。
【図１７】単独駆動ＥＶモードにおいてクラッチＣ１の係合状態でクラッチＣＲを解放から係合に向けて作動させることでエンジン回転速度を上昇させてエンジンを始動すると共に、第１回転機に補償トルクを出力させる場合の一例を説明する図である。
【図１８】第１回転機が補償トルクを出力する場合に、クラッチＣＲに発生させる必要があるＣＲトルクを説明する図である。
【図１９】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ときに駆動トルクの落ち込みを補償し易くする為の制御作動を説明するフローチャートである。
【図２０】図１９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２１】電子制御装置の制御作動の要部すなわちクラッチＣＲを作動させるときの応答性に応じてＥＶ領域を変更する為の制御作動を説明するフローチャートである。
【図２２】本発明が適用される車両の走行に関わる各部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２３】図２２の車両において、各走行モードにおける各係合装置の各作動状態を示す図表である。
【図２４】図２２の車両において、単独駆動ＥＶモード時の共線図である。
【図２５】図２２の車両において、両駆動ＥＶモード時の共線図である。
【図２６】図２２の車両において、ＨＶ走行モードのＯ／ＤＨＶモード時の前進走行での共線図であり、ロー入力の場合である。
【図２７】図２２の車両において、ＨＶ走行モードのＯ／ＤＨＶモード時の前進走行での共線図であり、ハイ入力の場合である。
【図２８】図２２の車両において、ＨＶ走行モードのＯ／ＤＨＶモード時の後進走行での共線図であり、ハイ入力の場合である。
【図２９】図２２の車両において、ＨＶ走行モードのＵ／ＤＨＶモード時の共線図である。
【図３０】図２２の車両において、ＨＶ走行モードの固定段モード時の共線図であり、直結の場合である。
【図３１】図２２の車両において、ＨＶ走行モードの固定段モード時の共線図であり、Ｕ／Ｄの場合である。
【図３２】本発明が適用される車両の走行に関わる各部の概略構成を説明する図であって、図１，図２２の車両とは別の車両を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１は、本発明が適用される車両１０の走行に関わる各部の概略構成を説明する図であると共に、その各部を制御する為の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、走行用の駆動力源となり得る、エンジン(ＥＮＧ)１２、第１回転機ＭＧ１、及び第２回転機ＭＧ２と、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２を有する動力伝達装置１４と、駆動輪１６とを備えるハイブリッド車両である。
【００２９】
エンジン１２は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等、所定の燃料を燃焼させて動力を出力させる公知の内燃機関である。このエンジン１２は、後述する電子制御装置８０によってスロットル開度或いは吸入空気量、燃料供給量、点火時期等の運転状態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。
【００３０】
第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２は、駆動トルクを発生させる電動機(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、インバータ部や平滑コンデンサなどを有する電力制御ユニット１８を介して、各々電力を授受する蓄電装置としてのバッテリユニット２０に接続されており、後述する電子制御装置８０によって電力制御ユニット１８が制御されることにより、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２の各々の出力トルク(力行トルク又は回生トルク)であるＭＧ１トルクＴg及びＭＧ２トルクＴmが制御される。
【００３１】
動力伝達装置１４は、エンジン１２と駆動輪１６との間の動力伝達経路に備えられている。動力伝達装置１４は、車体に取り付けられる非回転部材であるケース２２内に、第１動力伝達部２４、第２動力伝達部２６、第１動力伝達部２４の出力回転部材であるドライブギヤ２８と噛み合うドリブンギヤ３０、ドリブンギヤ３０を相対回転不能に固設するドリブン軸３２、ドリブン軸３２に相対回転不能に固設されたファイナルギヤ３４(ドリブンギヤ３０よりも小径のファイナルギヤ３４)、デフリングギヤ３６を介してファイナルギヤ３４と噛み合うディファレンシャルギヤ３８等を備えている。又、動力伝達装置１４は、ディファレンシャルギヤ３８に連結された車軸４０等を備えている。
【００３２】
第１動力伝達部２４は、第１動力伝達部２４の入力回転部材である入力軸４２と同軸心に配置されており、第１差動部４４と第２差動部４６とクラッチＣＲとを備えている。第１差動部４４は、第１遊星歯車機構４８及び第１回転機ＭＧ１を備えている。第２差動部４６は、第２遊星歯車機構５０、クラッチＣ１、及びブレーキＢ１を備えている。
【００３３】
第１遊星歯車機構４８は、第１サンギヤＳ１、第１ピニオンギヤＰ１、第１ピニオンギヤＰ１を自転及び公転可能に支持する第１キャリヤＣＡ１、第１ピニオンギヤ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を有する公知のシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、差動作用を生じる差動機構として機能する。又、第２遊星歯車機構５０は、第２サンギヤＳ２、第２ピニオンギヤＰ２、第２ピニオンギヤＰ２を自転及び公転可能に支持する第２キャリヤＣＡ２、第２ピニオンギヤ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を有する公知のシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、差動作用を生じる差動機構として機能する。
【００３４】
第１キャリヤＣＡ１は、第２差動部４６の出力回転部材(すなわち第２遊星歯車機構５０の第２リングギヤＲ２)に連結された入力要素としての第１回転要素ＲＥ１であり、第１差動部４４の入力回転部材として機能する。第１サンギヤＳ１は、第１回転機ＭＧ１のロータ軸５２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反力要素としての第２回転要素ＲＥ２である。第１リングギヤＲ１は、ドライブギヤ２８に一体的に連結されており、駆動輪１６に連結された出力要素としての第３回転要素ＲＥ３であり、第１差動部４４の出力回転部材として機能する。
【００３５】
第２サンギヤＳ２は、入力軸４２に一体的に連結され、その入力軸４２を介してエンジン１２が動力伝達可能に連結された第４回転要素ＲＥ４であり、第２差動部４６の入力回転部材として機能する。第２キャリヤＣＡ２は、ブレーキＢ１を介してケース２２に選択的に連結される第５回転要素ＲＥ５である。第２リングギヤＲ２は、第１差動部４４の入力回転部材(すなわち第１遊星歯車機構４８の第１キャリヤＣＡ１)に連結された第６回転要素ＲＥ６であり、第２差動部４６の出力回転部材として機能する。又、第２キャリヤＣＡ２と第２リングギヤＲ２とは、クラッチＣ１を介して選択的に連結される。又、第１リングギヤＲ１と第２キャリヤＣＡ２とは、クラッチＣＲを介して選択的に連結される。よって、クラッチＣ１は、第５回転要素ＲＥ５と第６回転要素ＲＥ６とを選択的に連結する第１係合装置である。又、クラッチＣＲは、第３回転要素ＲＥ３と第５回転要素ＲＥ５とを選択的に連結する第２係合装置である。又、ブレーキＢ１は、第５回転要素ＲＥ５を非回転部材であるケース２２に選択的に連結する第３係合装置である。
【００３６】
クラッチＣ１、ブレーキＢ１、及びクラッチＣＲは、好適に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。これらのクラッチＣ１、ブレーキＢ１、及びクラッチＣＲは、車両１０に備えられた油圧制御回路５４が後述する電子制御装置８０によって制御されることにより、その油圧制御回路５４から各々供給される油圧(例えばＣ１油圧Ｐc1、Ｂ１油圧Ｐb1、ＣＲ油圧Ｐcr)に応じて作動状態(係合や解放などの状態)が制御される。車両１０には、機械式のオイルポンプ５５(ＯＰ５５ともいう)が備えられており、動力伝達装置１４では、ＯＰ５５により、クラッチＣ１、ブレーキＢ１、及びクラッチＣＲの各作動状態の切替えや各部の潤滑や各部の冷却に用いられる作動油(オイル)oilが供給される。ＯＰ５５は、動力伝達装置１４の何れかの回転部材(回転要素も同意)に連結されており、その回転部材の回転に応じて駆動される。本実施例では、ＯＰ５５は、第１回転要素ＲＥ１(ここでは第６回転要素ＲＥ６も同意)に連結されている。又、ＯＰ５５が連結される回転部材の回転停止時に作動油oilの供給が必要となるのであれば、例えばＯＰ５５に加えて、電動式のオイルポンプが備えられる。或いは、ＯＰ５５に替えて、電動式のオイルポンプが備えられても良い。
【００３７】
第１遊星歯車機構４８は、差動が許容される状態では、第１キャリヤＣＡ１に入力されるエンジン１２の動力を第１回転機ＭＧ１及び第１リングギヤＲ１へ分割(分配も同意)する動力分割機構として機能することが可能である。よって、車両１０では、第１キャリヤＣＡ１に入力されるエンジントルクＴeの反力を第１回転機ＭＧ１にて取ることにより、第１リングギヤＲ１へ機械的に伝達される直達トルク(エンジン直達トルクともいう)と、第１回転機ＭＧ１に分割された動力による第１回転機ＭＧ１の発電電力で駆動される第２回転機ＭＧ２によるＭＧ２トルクＴmとでエンジン走行することが可能である。これにより、第１差動部４４は、後述する電子制御装置８０によって電力制御ユニット１８が制御されて第１回転機ＭＧ１の運転状態が制御されることによりギヤ比(変速比)を制御する公知の電気式差動部(電気式無段変速機)として機能する。つまり、第１差動部４４は、第１回転機ＭＧ１の運転状態が制御されることにより第１遊星歯車機構４８の差動状態が制御される電気式変速機構である。
【００３８】
第２差動部４６は、クラッチＣ１及びブレーキＢ１の各作動状態を切り替えることにより、直結状態、エンジン１２の逆回転変速状態、ニュートラル状態(中立状態)、及び内部ロック状態の４つの状態を形成することが可能である。具体的には、第２差動部４６は、クラッチＣ１の係合状態では、第２遊星歯車機構５０の各回転要素が一体回転される直結状態とされる。又、第２差動部４６は、ブレーキＢ１の係合状態では、エンジン回転速度Ｎeの正回転に対して第２リングギヤＲ２(第２差動部４６の出力回転部材)が負回転となるエンジン１２の逆回転変速状態とされる。又、第２差動部４６は、クラッチＣ１の解放状態且つブレーキＢ１の解放状態では、第２遊星歯車機構５０の差動が許容されるニュートラル状態とされる。又、第２差動部４６は、クラッチＣ１の係合状態且つブレーキＢ１の係合状態では、第２遊星歯車機構５０の各回転要素が回転停止となる内部ロック状態とされる。
【００３９】
第１動力伝達部２４では、第１差動部４４における動力分割比とは異なる動力分割比にて作動する電気式無段変速機を構成することが可能である。すなわち、第１動力伝達部２４では、第１キャリヤＣＡ１(第１回転要素ＲＥ１)と第２リングギヤＲ２(第６回転要素ＲＥ６)とが連結されていることに加え、クラッチＣＲを係合状態とすることによって第１リングギヤＲ１(第３回転要素ＲＥ３)と第２キャリヤＣＡ２(第５回転要素ＲＥ５)とが連結されることで、第１差動部４４と第２差動部４６とで１つの差動機構を構成し、第１差動部４４と第２差動部４６との全体を、第１差動部４４単独での動力分割比とは異なる動力分割比にて作動する電気式無段変速機として機能させることが可能となる。
【００４０】
第１動力伝達部２４では、上述した４つの状態が形成される第２差動部４６と第１差動部４４とが連結されており、車両１０は、クラッチＣＲの作動状態の切替えと合わせて、後述する複数の走行モードを実現することが可能となる。
【００４１】
このように構成された第１動力伝達部２４においては、エンジン１２の動力や第１回転機ＭＧ１の動力はドライブギヤ２８からドリブンギヤ３０へ伝達される。従って、エンジン１２及び第１回転機ＭＧ１は、第１動力伝達部２４を介して駆動輪１６に動力伝達可能に連結される。
【００４２】
第２動力伝達部２６は、第２回転機ＭＧ２、入力軸４２とは別にその入力軸４２と平行に配置された、第２回転機ＭＧ２のロータ軸５６、及びドリブンギヤ３０と噛み合うと共にそのロータ軸５６に連結されたリダクションギヤ５８(ドリブンギヤ３０よりも小径のリダクションギヤ５８)を備えている。これにより、第２動力伝達部２６においては、第２回転機ＭＧ２の動力は第１動力伝達部２４を介すことなくドリブンギヤ３０へ伝達される。従って、第２回転機ＭＧ２は、第１動力伝達部２４を介さずに駆動輪１６に動力伝達可能に連結される。つまり、第２回転機ＭＧ２は、第１動力伝達部２４を介さずに動力伝達装置１４の出力回転部材である車軸４０に動力伝達可能に連結された回転機である。尚、動力伝達装置１４の出力回転部材としては、車軸４０の他に、ファイナルギヤ３４やデフリングギヤ３６も同意である。
【００４３】
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の動力や第１回転機ＭＧ１の動力や第２回転機ＭＧ２の動力は、ドリブンギヤ３０へ伝達され、そのドリブンギヤ３０から、ファイナルギヤ３４、ディファレンシャルギヤ３８、車軸４０等を順次介して駆動輪１６へ伝達される。又、車両１０では、エンジン１２、第１動力伝達部２４、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、ドリブンギヤ３０とリダクションギヤ５８とのギヤ対により、第２回転機ＭＧ２の減速比を大きくとることができる。
【００４４】
車両１０は、走行に関わる各部を制御する制御装置を含む電子制御装置８０を備えている。電子制御装置８０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。例えば、電子制御装置８０は、エンジン１２、第１回転機ＭＧ１、及び第２回転機ＭＧ２の各出力制御、後述する走行モードの切替制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用、回転機制御用、油圧制御用等に分けて構成される。
【００４５】
電子制御装置８０には、車両１０に設けられた各種センサ等(例えばエンジン回転速度センサ６０、出力回転速度センサ６２、レゾルバ等のＭＧ１回転速度センサ６４、レゾルバ等のＭＧ２回転速度センサ６６、アクセル開度センサ６８、シフトポジションセンサ７０、バッテリセンサ７２、ＣＲ油圧センサ７４、油温センサ７６など)による検出値に基づく各種信号(例えばエンジン回転速度Ｎe、車速Ｖに対応するドライブギヤ２８の回転速度である出力回転速度Ｎo、ＭＧ１回転速度Ｎg、ＭＧ２回転速度Ｎm、アクセル開度θacc、シフトレバーの操作位置POSsh、バッテリユニット２０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、ＣＲ油圧Ｐcr、作動油oilの温度である作動油温ＴＨoilなど)が供給される。又、電子制御装置８０からは、車両１０に備えられた各装置(例えばエンジン１２、電力制御ユニット１８、油圧制御回路５４など)に各種指令信号(例えばエンジン制御指令信号Ｓe、回転機制御指令信号Ｓm、油圧制御指令信号Ｓpなど)が供給される。尚、電子制御装置８０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ユニット２０の充電状態(充電容量)ＳＯＣ(以下、バッテリ容量ＳＯＣという)を算出する。
【００４６】
電子制御装置８０は、車両１０における各種制御の為の制御機能を実現する為に、ハイブリッド制御手段すなわちハイブリッド制御部８２、及び動力伝達切替手段すなわち動力伝達切替部８４を備えている。
【００４７】
ハイブリッド制御部８２は、電子スロットル弁を開閉制御し、燃料噴射量や噴射時期を制御し、点火時期を制御するエンジン制御指令信号Ｓeを出力して、エンジントルクＴeの目標トルクが得られるようにエンジン１２の出力制御を実行する。又、ハイブリッド制御部８２は、第１回転機ＭＧ１や第２回転機ＭＧ２の作動を制御する回転機制御指令信号Ｓmを電力制御ユニット１８へ出力して、ＭＧ１トルクＴgやＭＧ２トルクＴmの目標トルクが得られるように第１回転機ＭＧ１や第２回転機ＭＧ２の出力制御を実行する。
【００４８】
ハイブリッド制御部８２は、アクセル開度θaccからそのときの車速Ｖにて要求される駆動トルク(要求駆動トルク)を算出し、充電要求値(充電要求パワー)等を考慮して低燃費で排ガス量の少ない運転となるように、エンジン１２、第１回転機ＭＧ１、及び第２回転機ＭＧ２の少なくとも１つから要求駆動トルクを発生させる。
【００４９】
ハイブリッド制御部８２は、走行モードとして、モータ走行(ＥＶ走行)モード或いはハイブリッド走行(ＨＶ走行)モード(エンジン走行(ＥＮＧ走行)モードともいう)を走行状態に応じて選択的に成立させる。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走行用の駆動力源として走行するＥＶ走行を可能とする制御様式である。ＨＶ走行モードは、少なくともエンジン１２を走行用の駆動力源として走行する(すなわちエンジン１２の動力を駆動輪１６へ伝達して走行する)ＨＶ走行(エンジン走行)を可能とする制御様式である。尚、エンジン１２の動力を第１回転機ＭＧ１の発電によって電力に変換し、専らその電力をバッテリユニット２０に充電するモードのように、車両１０の走行を前提としないモードであっても、エンジン１２を運転した状態とするので、ＨＶ走行モードに含まれる。
【００５０】
動力伝達切替部８４は、ハイブリッド制御部８２により成立させられた走行モードに基づいて、クラッチＣ１、ブレーキＢ１、及びクラッチＣＲの各係合作動(作動状態)を制御する。動力伝達切替部８４は、ハイブリッド制御部８２により成立させられ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、ブレーキＢ１、及びクラッチＣＲ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５４へ出力する。
【００５１】
ここで、車両１０にて実行可能な走行モードについて図２、及び図３−図１０を用いて説明する。図２は、各走行モードにおけるクラッチＣ１、ブレーキＢ１、及びクラッチＣＲの各作動状態を示す図表である。図２の図表中の○印は係合装置(Ｃ１，Ｂ１，ＣＲ)の係合を示し、空欄は解放を示し、△印は運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(エンブレともいう)の併用時に何れか一方を係合、又は両方を係合することを示している。又、「Ｇ」は回転機(ＭＧ１，ＭＧ２)を主にジェネレータとして機能させることを示し、「Ｍ」は回転機(ＭＧ１，ＭＧ２)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。図２に示すように、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、第２回転機ＭＧ２を単独の駆動力源とするＥＶ走行が可能な制御様式である単独駆動ＥＶモードと、第１回転機及び第２回転機ＭＧ２を駆動力源とするＥＶ走行が可能な制御様式である両駆動ＥＶモードとの２つのモードを有している。ＨＶ走行モードは、オーバードライブ(Ｏ／Ｄ)インプットスプリットモード(以下、Ｏ／ＤＨＶモードという)と、アンダードライブ(Ｕ／Ｄ)インプットスプリットモード(以下、Ｕ／ＤＨＶモードという)と、固定段モードとの３つのモードを有している。
【００５２】
図３−図１０は、第１遊星歯車機構４８及び第２遊星歯車機構５０の各々における各回転要素ＲＥ１−ＲＥ６の回転速度を相対的に表すことができる共線図である。この共線図において、各回転要素の回転速度を表す縦線Ｙ１−Ｙ４は紙面向かって左から順に、縦線Ｙ１が第１回転機ＭＧ１に連結された第２回転要素ＲＥ２である第１サンギヤＳ１の回転速度を、縦線Ｙ２が相互に連結された、第１回転要素ＲＥ１である第１キャリヤＣＡ１の回転速度及び第６回転要素ＲＥ６である第２リングギヤＲ２の回転速度を、縦線Ｙ３がドライブギヤ２８に連結された第３回転要素ＲＥ３である第１リングギヤＲ１の回転速度、及びブレーキＢ１を介してケース２２に選択的に連結される第５回転要素ＲＥ５である第２キャリヤＣＡ２の回転速度を、縦線Ｙ４がエンジン１２に連結された第４回転要素ＲＥ４である第２サンギヤＳ２の回転速度をそれぞれ示している。又、白四角印(□)における矢印はＭＧ１トルクＴgを、白丸印(○)における矢印はエンジントルクＴeを、黒丸印(●)における矢印はＭＧ２トルクＴmをそれぞれ示している。又、第２キャリヤＣＡ２と第２リングギヤＲ２を選択的に連結するクラッチＣ１が白抜きで表されたものはクラッチＣ１の解放状態を、クラッチＣ１がハッチング(斜線)で表されたものはクラッチＣ１の係合状態をそれぞれ示している。又、第２キャリヤＣＡ２をケース２２に選択的に連結するブレーキＢ１における白菱形印(◇)はブレーキＢ１の解放状態を、黒菱形印(◆)はブレーキＢ１の係合状態をそれぞれ示している。又、第１リングギヤＲ１と第２キャリヤＣＡ２とを選択的に連結するクラッチＣＲにおける白菱形印(◇)はクラッチＣＲの解放状態を、黒菱形印(◆)はクラッチＣＲの係合状態をそれぞれ示している。又、第１遊星歯車機構４８に関する回転速度を相対的に表す直線は実線で示され、第２遊星歯車機構５０に関する回転速度を相対的に表す直線は破線で示されている。尚、黒丸印(●)における矢印は、第１回転機ＭＧ１に分割されたエンジン１２の動力による第１回転機ＭＧ１の発電電力で駆動される第２回転機ＭＧ２によるＭＧ２トルクＴmであり、エンジン直達トルク分は含まれていない。又、クラッチＣＲにおける黒菱形印(◆)は、黒丸印(●)と重なっている為、図中では表されていない。
【００５３】
図３は、単独駆動ＥＶモード時の共線図である。単独駆動ＥＶモードは、図２に示すように、クラッチＣ１、ブレーキＢ１、及びクラッチＣＲを共に解放し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が解放されており、第２遊星歯車機構５０の差動が許容され、第２差動部４６はニュートラル状態とされる。ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２の運転を停止させると共に、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は、第２回転機ＭＧ２が正回転(すなわち車両１０の前進時における第１リングギヤＲ１の回転方向)にて正トルクを出力している前進時の場合である。後進時は、前進時に対して第２回転機ＭＧ２を逆回転させる。車両走行中には、第２回転機ＭＧ２の回転(ここでは駆動輪１６の回転も同意)に連動してドライブギヤ２８に連結された第１リングギヤＲ１が回転させられる。単独駆動ＥＶモードでは、更に、クラッチＣＲが解放されているので、エンジン１２及び第１回転機ＭＧ１は各々連れ回されず、エンジン回転速度Ｎe及びＭＧ１回転速度Ｎgをゼロとすることができる。これにより、エンジン１２及び第１回転機ＭＧ１における各々の引き摺り損失を低減して電費を向上する(すなわち電力消費を抑制する)ことができる。ハイブリッド制御部８２は、フィードバック制御によりＭＧ１回転速度Ｎgをゼロに維持する。或いは、ハイブリッド制御部８２は、第１回転機ＭＧ１の回転が固定されるように第１回転機ＭＧ１に電流を流す制御(ｄ軸ロック制御)を実行して、ＭＧ１回転速度Ｎgをゼロに維持する。或いは、ＭＧ１トルクＴgをゼロとしても第１回転機ＭＧ１のコギングトルクによりＭＧ１回転速度Ｎgをゼロに維持できるときはＭＧ１トルクＴgを加える必要はない。尚、ＭＧ１回転速度Ｎgをゼロに維持する制御を行っても、第１動力伝達部２４はＭＧ１トルクＴgの反力を取れない中立状態であるので、駆動トルクに影響を与えない。又、単独駆動ＥＶモードでは、第１回転機ＭＧ１を無負荷として空転させても良い。
【００５４】
単独駆動ＥＶモードでは、運転が停止されたエンジン１２は連れ回されずゼロ回転で停止状態とされるので、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、バッテリユニット２０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、図２に示すように、クラッチＣ１又はクラッチＣＲが係合される(単独駆動ＥＶモードのエンブレ併用を参照)。クラッチＣ１又はクラッチＣＲが係合されると、エンジン１２は連れ回し状態とされる。この状態で、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、エンジンブレーキを作用させることができる。尚、エンジン１２の連れ回し状態においてもエンジン回転速度Ｎeをゼロとすることは可能であり、この場合には、エンジンブレーキを作用させずにＥＶ走行することができる。又、ブレーキＢ１の係合によってもエンジンブレーキを作用させることは可能である。
【００５５】
図４は、両駆動ＥＶモード時の共線図である。両駆動ＥＶモードは、図２に示すように、クラッチＣ１及びブレーキＢ１を係合した状態、且つクラッチＣＲを解放し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が係合されており、第２遊星歯車機構５０の差動が規制され、第２キャリヤＣＡ２の回転が停止させられる。その為、第２遊星歯車機構５０は何れの回転要素も回転が停止させられ、第２差動部４６は内部ロック状態とされる。これによって、エンジン１２はゼロ回転で停止状態とされ、又、第２リングギヤＲ２に連結された第１キャリヤＣＡ１もゼロ回転で固定される。第１キャリヤＣＡ１が回転不能に固定されると、第１キャリヤＣＡ１にてＭＧ１トルクＴgの反力トルクが取れる為、ＭＧ１トルクＴgに基づくトルクを第１リングギヤＲ１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。ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２の運転を停止させると共に、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４は、第２回転機ＭＧ２が正回転にて正トルクを出力し且つ第１回転機ＭＧ１が負回転にて負トルクを出力している前進時の場合である。後進時は、前進時に対して第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２を逆回転させる。
【００５６】
図３，図４を用いた説明で示したように、単独駆動ＥＶモードは第２回転機ＭＧ２のみにて車両１０を駆動し、両駆動ＥＶモードは第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２にて車両１０を駆動することが可能である。従って、ＥＶ走行する場合、低負荷時は、単独駆動ＥＶモードが成立されて第２回転機ＭＧ２による単独走行とされ、高負荷時は、両駆動ＥＶモードが成立されて第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２による両駆動とされる。尚、ＨＶ走行を含め、車両減速中の回生は、主に第２回転機ＭＧ２にて実行される。
【００５７】
図５は、ＨＶ走行モードのＯ／ＤＨＶモード時の前進走行での共線図である。Ｏ／ＤＨＶモードの前進走行(以下、Ｏ／ＤＨＶモード(前進)という)は、図２に示すように、クラッチＣ１を係合した状態、且つブレーキＢ１及びクラッチＣＲを解放した状態で実現される。Ｏ／ＤＨＶモード(前進)では、クラッチＣ１が係合され且つブレーキＢ１が解放されており、第２差動部４６は直結状態とされるので、エンジン１２の動力は、第２リングギヤＲ２に連結された第１キャリヤＣＡ１に直接的に伝達される。加えて、Ｏ／ＤＨＶモード(前進)では、クラッチＣＲが解放されており、第１差動部４４単独にて電気式無段変速機が構成される。これによって、第１動力伝達部２４では、第１キャリヤＣＡ１に入力されるエンジン１２の動力を第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１とに分割することができる。すなわち、第１動力伝達部２４では、第１キャリヤＣＡ１に入力されるエンジントルクＴeの反力を第１回転機ＭＧ１にて取ることにより、エンジン直達トルクが第１リングギヤＲ１へ機械的に伝達されると共に、第１回転機ＭＧ１に分割されたエンジン１２の動力による第１回転機ＭＧ１の発電電力が所定の電気経路を介して第２回転機ＭＧ２に伝達される。ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２を運転(作動)させると共に、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、第１回転機ＭＧ１の発電電力により第２回転機ＭＧ２からＭＧ２トルクＴmを出力させる。図５は、第２回転機ＭＧ２が正回転にて正トルクを出力して前進走行している場合である。
【００５８】
図６は、ＨＶ走行モードのＵ／ＤＨＶモード時の共線図である。Ｕ／ＤＨＶモードは、図２に示すように、クラッチＣ１及びブレーキＢ１を解放した状態、且つクラッチＣＲを係合した状態で実現される。Ｕ／ＤＨＶモードでは、クラッチＣＲが係合されており、第１差動部４４と第２差動部４６とで１つの差動機構が構成される。加えて、Ｕ／ＤＨＶモードでは、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が解放されており、第１差動部４４と第２差動部４６との全体にて、第１差動部４４単独での動力分割比とは異なる動力分割比にて作動する電気式無段変速機が構成される。これによって、第１動力伝達部２４では、第２サンギヤＳ２に入力されるエンジン１２の動力を第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１とに分割することができる。すなわち、第１動力伝達部２４では、第２サンギヤＳ２に入力されるエンジントルクＴeの反力を第１回転機ＭＧ１にて取ることにより、エンジン直達トルクが第１リングギヤＲ１へ機械的に伝達されると共に、第１回転機ＭＧ１に分割されたエンジン１２の動力による第１回転機ＭＧ１の発電電力が所定の電気経路を介して第２回転機ＭＧ２に伝達される。ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２を運転(作動)させると共に、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、第１回転機ＭＧ１の発電電力により第２回転機ＭＧ２からＭＧ２トルクＴmを出力させる。図５は、第２回転機ＭＧ２が正回転にて正トルクを出力している前進時の場合である。後進時は、前進時に対して第２回転機ＭＧ２を逆回転させる。この後進時では、電気式無段変速機としての機能を達成している構成に対して、エンジン１２の回転とトルクとが正値のまま入力される、エンジン正転入力となる。
【００５９】
図７は、ＨＶ走行モードのＯ／ＤＨＶモード時の後進走行での共線図であり、電気式無段変速機としての機能を達成している構成に対して、エンジン１２の回転とトルクとが負値に逆転して入力される、エンジン逆転入力の場合である。Ｏ／ＤＨＶモードのエンジン逆転入力での後進走行(以下、Ｏ／ＤＨＶモード逆転入力(後進)という)は、図２に示すように、ブレーキＢ１を係合した状態、且つクラッチＣ１及びクラッチＣＲを解放した状態で実現される。Ｏ／ＤＨＶモード逆転入力(後進)では、クラッチＣ１が解放され且つブレーキＢ１が係合されており、第２差動部４６はエンジン１２の逆回転変速状態とされるので、エンジン１２の動力は、第２リングギヤＲ２に連結された第１キャリヤＣＡ１に負回転及び負トルクにて伝達される。加えて、Ｏ／ＤＨＶモード逆転入力(後進)では、クラッチＣＲが解放されており、第１差動部４４単独にて電気式無段変速機が構成される。これによって、第１動力伝達部２４では、第１キャリヤＣＡ１に逆転して入力されるエンジン１２の動力を第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１とに分割することができる。ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２を運転(作動)させると共に、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、第１回転機ＭＧ１の発電電力により第２回転機ＭＧ２からＭＧ２トルクＴmを出力させる。図７は、第２回転機ＭＧ２が負回転にて負トルクを出力して後進走行している場合である。
【００６０】
図８は、ＨＶ走行モードのＯ／ＤＨＶモード時の後進走行での共線図であり、エンジン正転入力の場合である。Ｏ／ＤＨＶモードのエンジン正転入力での後進走行(以下、Ｏ／ＤＨＶモード正転入力(後進)という)は、図２に示すように、クラッチＣ１を係合した状態、且つブレーキＢ１及びクラッチＣＲを解放した状態で実現される。Ｏ／ＤＨＶモード正転入力(後進)では、クラッチＣ１が係合され且つブレーキＢ１が解放されており、第２差動部４６は直結状態とされるので、エンジン１２の動力は、第２リングギヤＲ２に連結された第１キャリヤＣＡ１に直接的に伝達される。加えて、Ｏ／ＤＨＶモード正転入力(後進)では、クラッチＣＲが解放されており、第１差動部４４単独にて電気式無段変速機が構成される。これによって、第１動力伝達部２４では、第１キャリヤＣＡ１に入力されるエンジン１２の動力を第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１とに分割することができる。ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２を運転(作動)させると共に、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、第１回転機ＭＧ１の発電電力により第２回転機ＭＧ２からＭＧ２トルクＴmを出力させる。図８は、第２回転機ＭＧ２が負回転にて負トルクを出力して後進走行している場合である。
【００６１】
図５−図８を用いた説明で示したように、Ｏ／ＤＨＶモードとＵ／ＤＨＶモードとでは、電気式無段変速機としての機能を達成している構成に対して、エンジン１２の動力が入力される回転要素が異なっており、第１動力伝達部２４を電気式無段変速機として機能させるときの動力分割比が異なる。すなわち、Ｏ／ＤＨＶモードとＵ／ＤＨＶモードとで、エンジン１２に対する、回転機ＭＧ１，ＭＧ２の各出力トルクや各回転速度の比率が変えられる。クラッチＣＲは、エンジン走行中のエンジン１２に対する、回転機ＭＧ１，ＭＧ２の各出力トルクや各回転速度の比率を変更する為に、作動状態が切り替えられる。
【００６２】
Ｏ／ＤＨＶモード(前進)でのエンジン直達トルクは、エンジントルクＴeに対して減少される。一方で、Ｕ／ＤＨＶモードでのエンジン直達トルクは、エンジントルクＴeに対して増大される。本実施例において、第１差動部４４単独では、Ｏ／ＤＨＶモードにて電気式無段変速機が構成される(図５参照)。よって、第１差動部４４は、クラッチＣ１の係合状態且つクラッチＣＲの解放状態で、第１回転機ＭＧ１の運転状態が制御されることにより差動状態が制御されるときには、エンジントルクＴeよりも減少されたトルクが第１リングギヤＲ１に機械的に伝達される。
【００６３】
又、ＭＧ１回転速度Ｎgがゼロとされてエンジン１２の動力が電気パス(第１回転機ＭＧ１や第２回転機ＭＧ２の電力授受に関わる電気経路である電気的な動力伝達経路)を介することなく全て機械的に第１リングギヤＲ１へ伝達される状態となる所謂メカニカルポイントの状態のときに、エンジン１２の回転が増速されて第１リングギヤＲ１から出力されるオーバードライブ状態となる場合がＯ／ＤＨＶモードであり、又、エンジン１２の回転が減速されて第１リングギヤＲ１から出力されるアンダードライブ状態となる場合がＵ／ＤＨＶモードである。
【００６４】
図９は、ＨＶ走行モードの固定段モード時の共線図であり、第１差動部４４及び第２差動部４６の各回転要素が一体回転される、直結の場合である。固定段モードの直結(以下、直結固定段モードという)は、図２に示すように、クラッチＣ１及びクラッチＣＲを係合した状態、且つブレーキＢ１を解放した状態で実現される。直結固定段モードでは、クラッチＣ１が係合され且つブレーキＢ１が解放されており、第２差動部４６は直結状態とされる。加えて、直結固定段モードでは、クラッチＣＲが係合されており、第１差動部４４及び第２差動部４６の各回転要素が一体回転させられる。これによって、第１動力伝達部２４では、エンジン１２の動力を直接的に第１リングギヤＲ１から出力することができる。ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２から走行用のエンジントルクＴeを出力させる。この直結固定段モードでは、バッテリユニット２０からの電力にて第１回転機ＭＧ１を駆動して、第１回転機ＭＧ１の動力を直接的に第１リングギヤＲ１から出力することもできる。又、この直結固定段モードでは、バッテリユニット２０からの電力にて第２回転機ＭＧ２を駆動して、第２回転機ＭＧ２の動力を駆動輪１６へ伝達することもできる。よって、ハイブリッド制御部８２は、エンジントルクＴeを出力させることに加えて、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２の少なくとも一方の回転機から走行用のトルクを出力させても良い。つまり、直結固定段モードでは、エンジン１２のみで車両１０を駆動しても良いし、又、第１回転機ＭＧ１及び／又は第２回転機ＭＧ２でトルクアシストしても良い。
【００６５】
図１０は、ＨＶ走行モードの固定段モード時の共線図であり、第１リングギヤＲ１が回転不能に固定される、出力軸固定の場合である。固定段モードの出力軸固定(以下、出力軸固定段モードという)は、図２に示すように、ブレーキＢ１及びクラッチＣＲを係合した状態、且つクラッチＣ１を解放した状態で実現される。出力軸固定段モードでは、クラッチＣＲが係合されており、第１差動部４４と第２差動部４６とで１つの差動機構が構成される。加えて、出力軸固定段モードでは、ブレーキＢ１が係合され且つクラッチＣ１が解放されており、第１リングギヤＲ１が回転不能に固定される。これによって、第１動力伝達部２４では、第２サンギヤＳ２に入力されるエンジン１２の動力の反力を第１回転機ＭＧ１にて取ることができる。従って、出力軸固定段モードでは、エンジン１２の動力による第１回転機ＭＧ１の発電電力をバッテリユニット２０に充電することができる。ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２を運転(作動)させると共に、第１回転機ＭＧ１の発電によってエンジン１２の動力に対する反力を取り、第１回転機ＭＧ１の発電電力を電力制御ユニット１８を介してバッテリユニット２０に充電する。この出力軸固定段モードは、第１リングギヤＲ１が回転不能に固定される為、車両１０の停止時にバッテリユニット２０を専ら充電するモードである。図９，図１０を用いた説明で示したように、ＨＶ走行モードの直結固定段モードや出力軸固定段モードのときには、クラッチＣＲが係合される。
【００６６】
図１１は、前進走行でのエンジン走行中における、エンジントルクＴeに対するＭＧ１トルクＴgのトルク比率(Ｔg／Ｔe)、及びエンジントルクＴeに対するＭＧ２トルクＴmのトルク比率(Ｔm／Ｔe)の一例を示す図である。このＭＧ２トルクＴmは、エンジン１２の動力による第１回転機ＭＧ１の発電電力で駆動される第２回転機ＭＧ２によるＭＧ２トルクＴmである。図１１において、第１動力伝達部２４の減速比Ｉ(＝Ｎe／Ｎo)が比較的大きな領域では、Ｕ／ＤＨＶモードの方がＯ／ＤＨＶモードよりもトルク比率(Ｔm／Ｔe)が小さくされる。従って、減速比Ｉが比較的大きな領域では、Ｕ／ＤＨＶモードを成立させることで、エンジントルクＴeに対する第２回転機ＭＧ２の負担を少なくすることができる。例えば、比較的大きな減速比Ｉを用いるエンジン１２の高負荷時にＵ／ＤＨＶモードを成立させれば、ＭＧ２トルクＴmを低く抑えられる。このことは、Ｕ／ＤＨＶモードの方がＯ／ＤＨＶモードよりも、ＭＧ２トルクＴmの最大値にて大きな減速比Ｉまで対応可能ということであり、ＨＶ走行モードの領域を拡げられるということである。一方で、減速比Ｉが「１」よりも小さいような比較的小さな領域では、Ｕ／ＤＨＶモードの方がＯ／ＤＨＶモードよりもトルク比率(Ｔm／Ｔe)の絶対値が大きくされる。又、トルク比率(Ｔm／Ｔe)が負値となる状態は、第２回転機ＭＧ２が発電し、その発電電力が第１回転機ＭＧ１に供給される動力循環状態である。この動力循環状態となることは、できるだけ回避又は抑制されることが望ましい。その為、減速比Ｉが比較的小さな領域では、Ｏ／ＤＨＶモードを成立させることで、動力循環パワーを低減することができる。減速比Ｉに応じてＵ／ＤＨＶモードとＯ／ＤＨＶモードとを切り替えることで、より低トルクの第２回転機ＭＧ２でエンジンパワーを伝達することができる。
【００６７】
図１２は、前進走行でのエンジン走行中における、エンジン回転速度Ｎeに対するＭＧ１回転速度Ｎgの回転速度比率(Ｎg／Ｎe)、及びエンジン回転速度Ｎeに対するＭＧ２回転速度Ｎmの回転速度比率(Ｎm／Ｎe)の一例を示す図である。図１２において、第１動力伝達部２４の減速比Ｉが「１」よりも大きいような比較的大きな領域では、Ｕ／ＤＨＶモードの方がＯ／ＤＨＶモードよりも回転速度比率(Ｎg／Ｎe)の絶対値が小さくされる。従って、減速比Ｉが比較的大きな領域では、Ｕ／ＤＨＶモードを成立させることで、ＭＧ１回転速度Ｎgの増大を抑制することができる。例えば、比較的大きな減速比Ｉを用いる発進時にＵ／ＤＨＶモードを成立させれば、ＭＧ１回転速度Ｎgを低く抑えられる。一方で、減速比Ｉが「１」よりも小さいような比較的小さな領域では、Ｕ／ＤＨＶモードの方がＯ／ＤＨＶモードよりも回転速度比率(Ｎg／Ｎe)の絶対値が大きくされる。その為、減速比Ｉが比較的小さな領域では、Ｏ／ＤＨＶモードを成立させることで、ＭＧ１回転速度Ｎgの増大を抑制することができる。減速比Ｉに応じてＵ／ＤＨＶモードとＯ／ＤＨＶモードとを切り替えることで、より低回転速度の第１回転機ＭＧ１でエンジンパワーを伝達することができる。
【００６８】
図１３は、前進走行でのエンジン走行中における、エンジンパワーＰeに対するＭＧ１パワーＰgの出力比率(Ｐg／Ｐe)、及びエンジンパワーＰeに対するＭＧ２パワーＰmの出力比率(Ｐm／Ｐe)の一例を示す図である。図１３において、第１動力伝達部２４の減速比Ｉが比較的大きな領域では、Ｕ／ＤＨＶモードの方がＯ／ＤＨＶモードよりも、出力比率(Ｐg／Ｐe)及び出力比率(Ｐm／Ｐe)の各絶対値が小さくされる。従って、減速比Ｉが比較的大きな領域では、Ｕ／ＤＨＶモードを成立させることで、ＭＧ１パワーＰgの増大及びＭＧ２パワーＰmの増大を各々抑制することができる。一方で、減速比Ｉが「１」よりも小さいような比較的小さな領域では、Ｕ／ＤＨＶモードの方がＯ／ＤＨＶモードよりも、出力比率(Ｐg／Ｐe)及び出力比率(Ｐm／Ｐe)の各絶対値が大きくされる。又、出力比率(Ｐm／Ｐe)が負値となる状態(すなわち出力比率(Ｐg／Ｐe)が正値となる状態)は、動力循環状態である。その為、減速比Ｉが比較的小さな領域では、Ｏ／ＤＨＶモードを成立させることで、動力循環パワーを低減することができる。減速比Ｉに応じてＵ／ＤＨＶモードとＯ／ＤＨＶモードとを切り替えることで、より低出力(低パワー)の回転機ＭＧ１，ＭＧ２でエンジンパワーを伝達することができる。
【００６９】
図１１−図１３を用いた説明で示したように、比較的大きな減速比Ｉを用いるエンジン１２の高負荷時にＵ／ＤＨＶモードを成立させ、比較的小さな減速比Ｉを用いるエンジン１２の低負荷時又は高車速時にＯ／ＤＨＶモードを成立させるように、Ｕ／ＤＨＶモードとＯ／ＤＨＶモードとを使い分けることで、回転機ＭＧ１，ＭＧ２の各トルクや各回転速度の増加が防止又は抑制され、高車速時には動力循環パワーが低減される。このことは、電気パスにおけるエネルギ変換損失が減り、燃費の向上につながる。又は、回転機ＭＧ１，ＭＧ２の小型化につながる。
【００７０】
Ｕ／ＤＨＶモードとＯ／ＤＨＶモードとは、どちらも第１動力伝達部２４が電気式無段変速機として機能させられる。又、第１動力伝達部２４の減速比Ｉが「１」となる状態は、クラッチＣ１及びクラッチＣＲが共に係合された直結固定段モードの状態(図９参照)と同等の状態である。従って、好適には、ハイブリッド制御部８２は、クラッチＣ１が係合されたＯ／ＤＨＶモード(前進)と、クラッチＣＲが係合されたＵ／ＤＨＶモードとの切替えを、減速比Ｉが「１」の同期状態のときに、クラッチＣ１とクラッチＣＲとの各作動状態を切り替えることで実行する。
【００７１】
図１４及び図１５は、各々、エンジン走行とモータ走行との切替制御に用いる走行モード切替マップの一例を示す図である。これらの走行モード切替マップは、各々、車速Ｖと車両１０の走行負荷(以下、車両負荷という)(例えば要求駆動トルク)とを変数としてエンジン走行領域とモータ走行領域との境界線を有する予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された(すなわち予め定められた)関係である。図１４は、バッテリ容量ＳＯＣを保持した状態で走行するＣＳ(Charge Sustain)走行での動力伝達装置１４の状態遷移(つまり車両１０の走行モードの切替え)を示している。この図１４は、車両１０が、例えばバッテリ容量ＳＯＣが元々比較的少なく設定されたハイブリッド車両等である場合に用いられる。又は、この図１４は、車両１０が、例えばバッテリ容量ＳＯＣが元々比較的多く設定されたプラグインハイブリッド車両、レンジエクステンデッド車両等においてバッテリ容量ＳＯＣを保持するモードが成立された場合に用いられる。一方で、図１５は、バッテリ容量ＳＯＣを消費しながら走行するＣＤ(Charge Depleting)走行での動力伝達装置１４の状態遷移(つまり車両１０の走行モードの切替え)を示している。この図１５は、車両１０が、例えばバッテリ容量ＳＯＣが元々比較的多く設定されたプラグインハイブリッド車両やレンジエクステンデッド車両等においてバッテリ容量ＳＯＣを消費するモードが成立された場合に用いられる。車両１０が、例えばバッテリ容量ＳＯＣが元々比較的少なく設定されたハイブリッド車両等である場合には、この図１５を用いないことが好ましい。
【００７２】
図１４において、高負荷時にはＵ／ＤＨＶモードが成立され、低負荷時又は高車速時にはＯ／ＤＨＶモードが成立され易いように、車速Ｖ及び車両負荷等の走行状態に応じた各走行モードの領域が設定されている。又、直結固定段モードは、回転機ＭＧ１，ＭＧ２を介した動力伝達が無い為、機械エネルギーと電気エネルギーとの変換に伴う熱損失が無くなる。よって、燃費向上や発熱回避に有利である。その為、トーイング等の高負荷時や高車速時は、積極的に直結固定段モードが成立されるように、直結固定段モードの領域が設定されている。又、バッテリユニット２０の電力持ち出しが可能である場合(或いはエンジン１２の暖機やエンジン１２の運転による各装置の暖機が完了している場合)、エンジン１２の運転効率が悪くなる領域では、ＥＶ走行において第２回転機ＭＧ２の力行を行う。その為、破線に示すような低車速且つ低負荷となる領域で、単独駆動ＥＶモードの領域が設定されている。又、車両負荷が負の場合、Ｕ／ＤＨＶモード又はＯ／ＤＨＶモードにおいて、エンジン１２の負トルクを用いたエンジンブレーキを作用させる減速走行が行われる。バッテリユニット２０の電力受け入れが可能である場合、ＥＶ走行において第２回転機ＭＧ２の回生を行う。その為、一点鎖線に示すような車両負荷が負となる領域で、単独駆動ＥＶモードの領域が設定されている。このように設定されたＣＳ走行での走行モード切替マップでは、例えば発進時は、前後進走行共にＵ／ＤＨＶモードが成立される。これにより、エンジンパワーＰeをより有効に使える為、発進加速性能が向上する。前進走行で車速Ｖの上昇と共に、第１動力伝達部２４の減速比Ｉが「１」付近になる。この状態で、直結固定段モードに移行させる。低車速走行では、エンジン回転速度Ｎeが極低回転となる為、Ｕ／ＤＨＶモードから直接Ｏ／ＤＨＶモードに移行させる。尚、ＥＶ走行を選択するスイッチが運転者によって操作されてＥＶ走行が選択されているときには、破線に示すような領域で単独駆動ＥＶモードが成立される。
【００７３】
図１５において、車両負荷が低い領域では単独駆動ＥＶモードが成立され、車両負荷が高い領域では両駆動ＥＶモードが成立されるように、車速Ｖ及び車両負荷等の走行状態に応じた各走行モードの領域が設定されている。両駆動ＥＶモードでは、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２の運転効率に基づいて(例えば電費向上、回転機ＭＧ１，ＭＧ２の温度低下、電力制御ユニット１８の温度低下等を目的として)、第１回転機ＭＧ１と第２回転機ＭＧ２とのパワー分担割合が決められる。又、回転機ＭＧ１，ＭＧ２の最大出力によっては、又は、ＥＶ走行時における車速Ｖの上昇による動力伝達装置１４の何れかの回転要素の回転速度の上昇がエンジン１２を運転することで緩和されるような場合には、図１５に示すように、高負荷領域や高車速領域にてＨＶ走行モードの領域が設定されて、エンジン１２を走行用の駆動力源とした状態に移行させても良い。又、車両負荷が負となる領域では、ＥＶ走行において第２回転機ＭＧ２の回生が行われるように、単独駆動ＥＶモードの領域が設定されている。又、単独駆動ＥＶモードでは、第１回転機ＭＧ１とエンジン１２とが切り離される(つまり第１回転機ＭＧ１とエンジン１２との相互間の動力伝達が遮断される)為、図１５に示すように、単独駆動ＥＶモードの高車速側の領域を両駆動ＥＶモードよりも高車速側に広げても良い。このように設定されたＣＤ走行での走行モード切替マップでは、例えば車速Ｖが上昇すると、回転機ＭＧ１，ＭＧ２、遊星歯車機構４８，５０等の各要素の回転速度が増大する為、ＣＳ走行での走行モード切替マップで設定されたようなＨＶ走行モードに移行させて、各要素の回転速度が制限内とされるように制御される。尚、車両負荷が負となる領域での回生は、単独駆動ＥＶモードに替えて、両駆動ＥＶモードとしても良い。又、駆動トルクや車速Ｖに上限を設けて、エンジン１２が始動しないようにして、燃料消費しないようにしても良い。
【００７４】
ハイブリッド制御部８２は、図１４又は図１５に示すような走行モード切替マップに車速Ｖ及び車両負荷(例えば要求駆動トルク)を適用することで、成立させる走行モードが何れの走行モードであるかを判断する。ハイブリッド制御部８２は、判断した走行モードが現在の走行モードである場合には、現在の走行モードをそのまま成立させる一方で、判断した走行モードが現在の走行モードとは異なる場合には、現在の走行モードに替えてその判断した走行モードを成立させる。
【００７５】
ハイブリッド制御部８２は、単独駆動ＥＶモードを成立させた場合には、第２回転機ＭＧ２のみを走行用の駆動力源とするＥＶ走行を可能とする。ハイブリッド制御部８２は、両駆動ＥＶモードを成立させた場合には、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２の両方を走行用の駆動力源とするＥＶ走行を可能とする。
【００７６】
ハイブリッド制御部８２は、Ｏ／ＤＨＶモード又はＵ／ＤＨＶモードを成立させた場合には、エンジン１２の動力に対する反力を第１回転機ＭＧ１の発電により受け持つことで第１リングギヤＲ１にエンジン直達トルクを伝達すると共に第１回転機ＭＧ１の発電電力により第２回転機ＭＧ２を駆動することで駆動輪１６にトルクを伝達して走行するエンジン走行を可能とする。ハイブリッド制御部８２は、Ｏ／ＤＨＶモード又はＵ／ＤＨＶモードでは、公知のエンジン１２の最適燃費線を考慮したエンジン動作点(すなわちエンジン回転速度ＮeとエンジントルクＴeとで表されるエンジン動作点)にてエンジン１２を作動させる。尚、このＯ／ＤＨＶモード又はＵ／ＤＨＶモードでは、第１回転機ＭＧ１の発電電力にバッテリユニット２０からの電力を加えて第２回転機ＭＧ２を駆動することも可能である。
【００７７】
ハイブリッド制御部８２は、直結固定段モードを成立させた場合には、エンジン１２の動力を直接的に第１リングギヤＲ１から出力して走行するエンジン走行を可能とする。ハイブリッド制御部８２は、直結固定段モードでは、エンジン１２の動力に加えて、バッテリユニット２０からの電力にて第１回転機ＭＧ１を駆動して、第１回転機ＭＧ１の動力を直接的に第１リングギヤＲ１から出力したり、バッテリユニット２０からの電力にて第２回転機ＭＧ２を駆動して、第２回転機ＭＧ２の動力を駆動輪１６に伝達して走行することも可能である。
【００７８】
ハイブリッド制御部８２は、車両停止時に、バッテリ容量ＳＯＣが充電の必要があると判断される予め定められた所定容量以下の場合には、出力軸固定段モードを成立させる。ハイブリッド制御部８２は、出力軸固定段モードを成立させた場合には、エンジン１２の動力に対する反力を第１回転機ＭＧ１の発電により受け持つと共に第１回転機ＭＧ１の発電電力を電力制御ユニット１８を介してバッテリユニット２０に充電する。
【００７９】
ここで、上述したように、単独駆動ＥＶモードでは、クラッチＣ１又はクラッチＣＲ又はブレーキＢ１を係合することで、エンジン１２が連れ回し状態とされ、この状態で、第１回転機ＭＧ１によってエンジン回転速度Ｎeを上昇させることができる。よって、電子制御装置８０は、単独駆動ＥＶモードからエンジン１２を始動する場合には、クラッチＣ１又はクラッチＣＲ又はブレーキＢ１を係合した状態とし、この状態で必要に応じて第１回転機ＭＧ１によりエンジン回転速度Ｎeを引き上げて点火する。
【００８０】
図１６は、図３−図１０の共線図と同様の共線図を用いて、単独駆動ＥＶモードにおいてクラッチＣ１を係合させた状態でＭＧ１トルクＴgを発生させることで、エンジン回転速度Ｎeを上昇させてエンジン１２を始動する場合の一例を説明する図である。図１６において、このようなエンジン始動では、駆動輪１６に連結された第１リングギヤＲ１(「ＯＵＴ」)には、エンジン回転速度Ｎeを上昇させる為の反力として、運転停止中のエンジン１２の回転を引き上げることに伴うエンジン１２の負トルク(エンジン引き込みトルクともいう)Ｔeに対応したトルクＴedが伝達される為、駆動トルクの落ち込みが生じる。これに対して、駆動トルクの落ち込みを補償するトルク(補償トルクともいう)Ｔmaddを第２回転機ＭＧ２により出力して、エンジン始動時のショックを抑制する。すなわち、電子制御装置８０は、このようなエンジン始動では、第２回転機ＭＧ２に反力キャンセルトルクとしての補償トルクＴmaddを追加で出力させる。尚、図１６に示した状態はエンジン回転速度Ｎeが上昇中とされているエンジン始動の過渡中であり、ＥＶ走行中であれば、クラッチＣ１の係合によって一体回転させられる破線で示した第２遊星歯車機構５０の各回転要素はゼロ回転とされる。但し、エンジンブレーキを作用させているときには、図１６に示した状態のように、エンジン回転速度Ｎeが上昇させられる。
【００８１】
図１６において、縦線Ｙ１−Ｙ４において隣接する線の相互の間隔の比は、図示するように「１：λ：λ」となっている。尚、２項目及び３項目の各「λ」は、遊星歯車機構４８，５０の各歯車比(＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数)に基づいて算出されており、必ずしも同じ値になる訳ではないが、本実施例では、便宜上、同じ値としている。図１６に示すようなエンジン始動では、クラッチＣ１の係合によって破線で示した第２遊星歯車機構５０の各回転要素は一体回転させられる。この状態で、第１回転機ＭＧ１から正トルクＴgが出力されることで、第２遊星歯車機構５０の第２サンギヤＳ２に連結されたエンジン１２の回転が上昇させられる。このエンジン始動の際、第１リングギヤＲ１(「ＯＵＴ」)に伝達されるトルクＴedは、１／(１＋λ)×Ｔeである。その為、第１リングギヤＲ１(「ＯＵＴ」)において、駆動トルクの落ち込みを補償する補償トルクＴmaddは、−１／(１＋λ)×Ｔeである。これは、前述した、Ｏ／ＤＨＶモード(前進)でのエンジン直達トルクは、エンジントルクＴeに対して減少される、ということと同じ原理である。尚、ここでの各計算では、慣性項は除いている。
【００８２】
ところで、補償トルクＴmaddは第２回転機ＭＧ２のトルク増加分である為、第２回転機ＭＧ２が既に大きなＭＧ２トルクＴmを出力している状態でエンジン１２を始動すると、第２回転機ＭＧ２が必要な補償トルクＴmaddを賄うことができない可能性がある。そうすると、駆動トルクの落ち込みを第２回転機ＭＧ２が補償しきれず、エンジン始動時のショックを抑制できないおそれがある。
【００８３】
そこで、電子制御装置８０は、単独駆動ＥＶモードにおいてエンジン１２を始動するときには、クラッチＣ１の係合状態でクラッチＣＲを解放から係合に向けて作動させると共に、第１回転機ＭＧ１に補償トルクＴmaddを出力させる。クラッチＣ１の係合状態に加えて、クラッチＣＲにトルク容量(以下、ＣＲトルクＴcrという)を発生させると、クラッチＣ１及びクラッチＣＲが共に係合された直結固定段モードの状態(図９参照)に遷移していくことになるので、ＭＧ１トルクＴg(正トルク)を発生させることなくエンジン回転速度Ｎeを上昇させることができる。このようなクラッチＣＲにＣＲトルクＴcrを発生させることによるエンジン始動では、ＭＧ１トルクＴg(正トルク)を用いていないので、補償トルクＴmaddを賄う為にＭＧ１トルクＴg(負トルク)を用いることが可能である。これによって、エンジン１２を始動するときに、駆動トルクの落ち込みを補償し易くすることができる。又、第１回転機ＭＧ１が補償トルクＴmaddを出力できる分、第２回転機ＭＧ２が補償トルクＴmadd分をＥＶ走行に使わずに残しておく必要がないので、第２回転機ＭＧ２によってＥＶ走行できる領域(すなわち単独駆動ＥＶモードの領域)が拡がる。
【００８４】
図１７は、図１６と同様の共線図を用いて、単独駆動ＥＶモードにおいてクラッチＣ１の係合状態でクラッチＣＲを解放から係合に向けて作動させることでエンジン回転速度Ｎeを上昇させてエンジン１２を始動すると共に、第１回転機ＭＧ１に補償トルクＴmaddを出力させる場合の一例を説明する図である。又、図１８は、第１回転機ＭＧ１が補償トルクＴmaddを出力する場合に、クラッチＣＲに発生させる必要があるＣＲトルクＴcr(以下、必要ＣＲトルクＴcrn)を説明する図である。
【００８５】
図１７において、クラッチＣ１の係合によって破線で示した第２遊星歯車機構５０の各回転要素は一体回転させられる。この状態で、クラッチＣＲを解放から係合に向けて作動させてクラッチＣＲにＣＲトルクＴcrを発生させることで、第２遊星歯車機構５０の第２サンギヤＳ２に連結されたエンジン１２の回転が上昇させられる。このエンジン始動の際、クラッチＣＲはスリップ状態であるが、ＣＲトルクＴcrが発生させられてエンジン回転速度Ｎeを引き上げているので、第１リングギヤＲ１(「ＯＵＴ」)に伝達されるトルクＴedは、エンジン引き込みトルクＴeとなる。
【００８６】
加えて、クラッチＣＲにＣＲトルクＴcrを発生させることでエンジン始動する際、ＭＧ１トルクＴg(負トルク)で補償トルクＴmaddを発生させている。ＭＧ１トルクＴg(負トルク)は、第１リングギヤＲ１(「ＯＵＴ」)に対して駆動トルクの落ち込みを補償するトルクを付与する(このトルクをＴgdとする)。一方で、ＭＧ１トルクＴg(負トルク)は、エンジン回転速度Ｎeを下げる方向のトルクを、クラッチＣ１の係合によって一体回転させられる破線で示した第２遊星歯車機構５０に付与する(このトルクをＴgddとする)。従って、ＣＲトルクＴcrが発生させられてエンジン回転速度Ｎeを引き上げられるときに第１リングギヤＲ１(「ＯＵＴ」)に掛かるトルクは、Ｔgd−|Ｔe＋Ｔgdd|となる。クラッチＣ１の係合状態に加えてＣＲトルクＴcrを発生させた状態は、クラッチＣ１及びクラッチＣＲが共に係合された直結固定段モードの状態(図９参照)と同等の状態であると考えると、ＭＧ１トルクＴg(負トルク)の絶対値は、Ｔgd−|Ｔgdd|となる。その為、上記第１リングギヤＲ１(「ＯＵＴ」)に掛かるトルクは、|Ｔg|−|Ｔe|となる。よって、第１回転機ＭＧ１は、ＭＧ１トルクＴg(負トルク)として少なくともエンジン引き込みトルクＴe分のトルクを出力すれば、駆動トルクの落ち込みを補償することができる。尚、ここでの各計算では、慣性項は除いている。
【００８７】
ＣＲトルクＴcrを発生させることでエンジン回転速度Ｎeを上昇させることができる条件は、エンジン引き込みトルクＴe分に加えて、ＭＧ１トルクＴg(負トルク)によって第２遊星歯車機構５０に付与されるトルクＴgdd分のＣＲトルクＴcrが少なくとも必要である。よって、必要ＣＲトルクＴcrnは、|Ｔe＋Ｔgdd|を超えるトルクとなる。トルクＴgdd分は、(１＋λ)／λ×Ｔgであるので、エンジン回転速度Ｎeを上昇させることができる必要ＣＲトルクＴcrnは、図１８の実線で示すようなトルク分(＝|Ｔe＋(１＋λ)／λ×Ｔg|)を超えるトルクである。尚、ここでの各計算では、慣性項は除いている。
【００８８】
図１７，図１８を用いた説明で示したように、第２回転機ＭＧ２が補償トルクＴmaddの一部分も出力しない場合でも、第１回転機ＭＧ１がエンジン引き込みトルクＴe分のＭＧ１トルクＴg(負トルク)を出力すれば、補償トルクＴmaddを賄うことができる。従って、第２回転機ＭＧ２の最大トルク分に基づいて単独駆動ＥＶモードの領域を設定することが可能となり、第２回転機ＭＧ２の最大トルクから補償トルクＴmadd分を差し引いたトルク分に基づいて設定する単独駆動ＥＶモードの領域よりもＥＶ走行の領域を拡大することができる。
【００８９】
又、ＭＧ１トルクＴg(負トルク)の絶対値が大きい程、必要ＣＲトルクＴcrnも大きくされる。加えて、ＣＲトルクＴcrを発生させることによるエンジン始動では、クラッチＣＲはスリップ状態であるので、熱的な問題が生じる可能性がある。その為、ＣＲトルクＴcrとして可能な値を考慮して、ＭＧ１トルクＴg(負トルク)の絶対値の上限値を設定することが望ましい。
【００９０】
又、第１回転機ＭＧ１が補償トルクＴmaddを賄う分を超えるＭＧ１トルクＴg(負トルク)を出力することで、駆動トルクを増加させて、エンジン始動しながら加速することが可能となる。
【００９１】
電子制御装置８０は、上述したエンジン始動制御を実現する為に、条件成立判定手段すなわち条件成立判定部８６、始動制御手段すなわち始動制御部８８、及びトルク補償制御手段すなわちトルク補償制御部８９を更に備えている。
【００９２】
条件成立判定部８６は、ＭＧ１トルクＴg(正トルク)を発生させることによるエンジン始動(図１６参照)を実行した場合に、第２回転機ＭＧ２が必要な補償トルクＴmaddを賄うことができるか否かを判定する。例えば、条件成立判定部８６は、単独駆動ＥＶモードでのＥＶ走行中において、第２回転機ＭＧ２が現在出力可能なＭＧ２トルクＴmから、第２回転機ＭＧ２が現在出力している要求駆動トルクに対応したＭＧ２トルクＴmを差し引いたトルクでは補償トルクＴmaddが不足するか否かを判定する。ここでの補償トルクＴmaddは、前述したように、−１／(１＋λ)×Ｔeである。このエンジン引き込みトルクＴeは、例えば排気ガスの浄化要件に基づくエンジン始動時の回転上昇加速度などに基づいて算出される。
【００９３】
始動制御部８８は、エンジン１２を始動するときに、ＭＧ１トルクＴg(正トルク)を発生させることによるエンジン始動における補償トルクＴmaddが不足しないと条件成立判定部８６により判定された場合には、例えばクラッチＣ１の係合状態で第１回転機ＭＧ１からＭＧ１トルクＴg(正トルク)を出力させ、エンジン回転速度Ｎeを引き上げて点火することで、エンジン１２を始動する(図１６参照)。
【００９４】
始動制御部８８は、エンジン１２を始動するときに、ＭＧ１トルクＴg(正トルク)を発生させることによるエンジン始動における補償トルクＴmaddが不足すると条件成立判定部８６により判定された場合には、クラッチＣ１の係合状態でクラッチＣＲを解放から係合に向けて作動させ、エンジン回転速度Ｎeを引き上げて点火することで、エンジン１２を始動する(図１７参照)。
【００９５】
クラッチＣＲを解放から係合に向けて作動させることによるエンジン始動では、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２の何れでも補償トルクＴmaddを発生させられる。つまり、トルク補償制御部８９は、エンジン１２を始動するときには、駆動輪トルクの落ち込みが抑制されるように、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２から各々トルクを出力することができる。第２回転機ＭＧ２による駆動トルクの落ち込みの補償では、駆動輪１６に直接的に補償トルクＴmaddを作用させられることから、補償トルクＴmaddの大きさを制御することが比較的容易である。一方で、第１回転機ＭＧ１による駆動トルクの落ち込みの補償では、解放から係合に向けてスリップしているクラッチＣＲにて反力トルクを取っていることから、駆動輪１６に作用させる補償トルクＴmaddの大きさを制御することが比較的難しい。その為、第２回転機ＭＧ２による補償トルクＴmaddが第１回転機ＭＧ１による補償トルクＴmaddよりも優先的に出力されるように、トルク補償制御部８９は、駆動輪トルクの落ち込みを抑制するトルクに対してＭＧ２トルクＴmでは不足するトルク分を第１回転機ＭＧ１から出力する。つまり、第１回転機ＭＧ１がＭＧ１トルクＴg(負トルク)を出力して不足する分の補償トルクＴmaddを賄う。
【００９６】
より具体的には、トルク補償制御部８９は、始動制御部８８によりクラッチＣＲを解放から係合に向けて作動させることでエンジン１２が始動されるときには、第１回転機ＭＧ１が補償トルクＴmaddを発生する、ＭＧ１アシストを行う。トルク補償制御部８９は、このＭＧ１アシストでは、駆動輪トルクの落ち込みが抑制されるように、第１回転機ＭＧ１からＭＧ１トルクＴg(負トルク)を出力する。
【００９７】
クラッチＣＲを解放から係合に向けて作動させることによるエンジン始動では、前述したように、第１リングギヤＲ１(「ＯＵＴ」)に伝達されるトルクＴedはエンジン引き込みトルクＴeとなる。従って、このようなエンジン始動において、ＭＧ１トルクＴg(負トルク)で補償トルクＴmaddを発生させない場合には、第２回転機ＭＧ２による補償トルクＴmaddは−Ｔeとなる。従って、ＭＧ１アシストにおけるＭＧ１トルクＴg(負トルク)は、補償トルクＴmadd(＝−Ｔe)に対してＭＧ２トルクＴmでは不足するトルク分である。すなわち、ＭＧ１トルクＴg(負トルク)は、第２回転機ＭＧ２が現在出力可能なＭＧ２トルクＴmから、第２回転機ＭＧ２が現在出力している要求駆動トルクに対応したＭＧ２トルクＴmを差し引いたトルクが、補償トルクＴmadd(＝−Ｔe)に対して不足するトルク分である。尚、第２回転機ＭＧ２が補償トルクＴmaddの一部分も出力できない場合には、又は、元々第２回転機ＭＧ２が補償トルクＴmaddを出力しないような態様を採用する場合には、トルク補償制御部８９は、第１回転機ＭＧ１のみで駆動輪トルクの落ち込みが抑制されるように、第１回転機ＭＧ１からＭＧ１トルクＴg(負トルク)を出力する。
【００９８】
車両負荷(例えば要求駆動トルク)が小さい程、車両駆動に用いているＭＧ２トルクＴmが小さい為、補償トルクＴmaddに使えるＭＧ２トルクＴmの余剰が比較的大きくなる。前述したように、補償トルクＴmaddにはＭＧ１トルクＴg(負トルク)よりもＭＧ２トルクＴmを優先して使うことが好ましい。従って、トルク補償制御部８９は、車両負荷が小さい程、第１回転機ＭＧ１から出力するＭＧ１トルクＴg(負トルク)の絶対値を低くする。
【００９９】
第１回転機ＭＧ１にて発生させる補償トルクＴmaddは、第１キャリヤＣＡ１に連結された第２リングギヤＲ２(つまり、クラッチＣ１の係合によって一体回転させられる第２差動部４６の各回転要素)の回転速度を引き下げる方向に作用する(すなわち解放から係合に向けたクラッチＣＲに反力トルクとして作用する)。その為、トルク補償制御部８９は、第１回転機ＭＧ１から出力するＭＧ１トルクＴg(負トルク)の絶対値を所定値以下とする。この所定値は、例えば熱的負荷等に基づく発生可能なＣＲトルクＴcrと、図１８の実線で示すようなトルク分(＝|Ｔe＋(１＋λ)／λ×Ｔg|)とに基づいて設定される。
【０１００】
解放から係合に向けたクラッチＣＲの作動によるエンジン始動では、エンジン回転速度Ｎeの変化が目標値に対してばらつき易いことから、エンジン１２の燃焼安定性が損なわれる可能性がある。クラッチＣＲを作動させるＣＲ油圧Ｐcrより時定数の小さいＭＧ１トルクＴgでエンジン回転速度Ｎeをフィードバック制御する。すなわち、トルク補償制御部８９は、エンジン１２を始動するときには、エンジン回転速度Ｎeを目標値に沿って変化させるように、フィードバック制御により第１回転機ＭＧ１からＭＧ１トルクＴgを出力する。
【０１０１】
クラッチＣＲを作動させる作動油温ＴＨoilが低い場合には、作動油oilの粘度が高い為にクラッチＣＲの応答性(ここでは制御性も同意)が低くなる可能性がある。又は、作動油温ＴＨoilが高い場合には、クラッチＣＲへの油圧供給に関与するバルブ(油圧制御回路５４に設けられたソレノイドバルブ、調圧バルブ等)の隙間等からの作動油oil漏れの為にクラッチＣＲの応答性が低くなる可能性がある。クラッチＣＲの応答性が低いと、エンジン始動の応答性が低下する可能性がある。このような場合、補償トルクＴmaddは不足するものの、ＭＧ１トルクＴg(正トルク)を発生させることによるエンジン始動を実行する方が、解放から係合に向けたクラッチＣＲの作動によるエンジン始動を実行するよりも好ましい。つまり、駆動トルクの落ち込みが抑制できなくても、エンジン始動の応答性が確保できることを優先する。
【０１０２】
より具体的には、条件成立判定部８６は、エンジン１２を始動するときに、ＭＧ１トルクＴg(正トルク)を発生させることによるエンジン始動における補償トルクＴmaddが不足すると判定した場合には、クラッチＣＲを作動させる作動油oilの作動油温ＴＨoilに基づいて、クラッチＣＲを作動させるときの応答性(制御性)が高いか低いかを判定する。条件成立判定部８６は、作動油温ＴＨoilが所定油温よりも高いか否かに基づいてクラッチＣＲを作動させるときの応答性が高いか否かを判定する。この所定油温は、例えばクラッチＣＲの応答性が確保される程度に作動油oilの粘度が低くなっていることを判断する為の予め定められた閾値である。又は、条件成立判定部８６は、作動油温ＴＨoilが第２所定油温よりも低いか否かに基づいてクラッチＣＲを作動させるときの応答性が高いか否かを判定する。この第２所定油温は、例えば前記所定油温よりも高い値であって、クラッチＣＲの応答性が確保される程度にバルブからの作動油oil漏れが抑えられていることを判断する為の予め定められた閾値である。
【０１０３】
始動制御部８８は、条件成立判定部８６によりクラッチＣＲを作動させるときの応答性が高いと判定された場合には、クラッチＣ１の係合状態でクラッチＣＲを解放から係合に向けて作動させる、エンジン始動制御(ＣＲクラッチ係合エンジン始動ともいう)を実行する。一方で、始動制御部８８は、条件成立判定部８６によりクラッチＣＲを作動させるときの応答性が低いと判定された場合には、クラッチＣ１の係合状態且つクラッチＣＲの解放状態で第１回転機ＭＧ１によってエンジン回転速度Ｎeを引き上げる、エンジン始動制御(通常エンジン始動ともいう)を実行する。
【０１０４】
図１９は、電子制御装置８０の制御作動の要部すなわちエンジン１２を始動するときに駆動トルクの落ち込みを補償し易く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ＥＶ走行中にエンジン始動が判断された場合に実行される。図２０は、図１９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。
【０１０５】
図１９において、先ず、条件成立判定部８６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、通常エンジン始動を実行した場合に第２回転機ＭＧ２による補償トルクＴmaddが不足するか否かを判定する。このＳ１０の判断が肯定される場合は条件成立判定部８６の機能に対応するＳ２０において、作動油温ＴＨoilが所定油温よりも高いか否かに基づいてクラッチＣＲを作動させるときの応答性が高いか否かが判定される。ここでは、例えば作動油温ＴＨoilが第２所定油温(＞所定油温)よりも低いか否かに基づいてクラッチＣＲを作動させるときの応答性が高いか否かが判定されても良い。このＳ２０の判断が肯定される場合は始動制御部８８及びトルク補償制御部８９の機能に対応するＳ３０において、ＣＲクラッチ係合エンジン始動が選択されると共に、ＭＧ１アシストを実行すること(すなわちＭＧ１アシスト有り)が選択される。そして、このＳ３０に次いで、クラッチＣ１の係合状態でクラッチＣＲが解放から係合に向けて作動させられ、エンジン回転速度Ｎeが引き上げられて点火されることで、エンジン１２が始動される。このエンジン始動では、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２にて補償トルクＴmaddが出力される。必要な補償トルクＴmaddに対してＭＧ２トルクＴmでは不足するトルク分として、ＭＧ１アシストによってＭＧ１トルクＴg(負トルク)が出力される(図１７参照)。一方で、上記Ｓ１０の判断が否定される場合は、又は、上記Ｓ２０の判断が否定される場合は、始動制御部８８の機能に対応するＳ４０において、通常エンジン始動が選択される。そして、このＳ４０に次いで、クラッチＣ１の係合状態で第１回転機ＭＧ１からＭＧ１トルクＴg(正トルク)が出力され、エンジン回転速度Ｎeが引き上げられて点火されることで、エンジン１２が始動される(図１６参照)。
【０１０６】
図２０は、アクセル一定でＥＶ走行している状態からＣＲクラッチ係合エンジン始動を実行する場合を示している。図２０において、クラッチＣ１が係合された単独駆動ＥＶモード(図２のエンブレ併用を参照)或いはＯ／ＤＨＶモード(前進)が成立した状態でエンジン１２が運転停止されたＥＶ走行中に、アクセル開度θaccが上昇し始める(ｔ１時点参照)。これに伴って、要求駆動トルクが増加するので、ＭＧ２トルクＴmも増加し、バッテリユニット２０の電力(バッテリ電力ともいう)の正側電力(すなわちバッテリ放電電力)も比例して増加する(ｔ１時点−ｔ４時点参照)。その後、アクセル開度θaccが増加したことで、エンジン始動の開始判断が為される(ｔ３時点参照)。これによって、クラッチＣＲにＣＲトルクＴcrが発生させられる。エンジン始動の開始判断時点からＣＲ油圧Ｐcrを供給する油圧指示値を出力しても良いが、クラッチＣＲの係合応答性を向上する為に、図２０の実施例に示すように、エンジン始動の予測判断を行い、予測判断時点からＣＲトルクＴcrを発生させる準備を開始しても良い。例えば、エンジン始動の開始判断が為される閾値よりも低いアクセル開度θaccにてエンジン始動の予測判断が為される閾値が設定される。ｔ２時点は、アクセル開度θaccがエンジン始動の予測判断が為される閾値に到達したことで、ＣＲトルクＴcrを発生させる準備が開始されたことを示している。このＣＲトルクＴcrを発生させる準備では、ＣＲ油圧Ｐcrの油圧指示値として、先ず、ＣＲ油圧Ｐcrを供給する調圧バルブを動かす為の一時的な高油圧が出力され、その後、クラッチＣＲのピストンを動かす為の定圧待機圧が出力される(ｔ２時点−ｔ３時点参照)。尚、この定圧待機圧は、クラッチＣＲの摩擦材のクリアランスを詰める所謂パック詰めを完了するまでピストンを移動させるものではない。図２０の実施例では、エンジン始動の予測判断後、そのままアクセル開度θaccが増加した為、エンジン始動の開始判断が為され、ＣＲトルクＴcrを発生させる為のＣＲ油圧Ｐcrの油圧指示値の出力が開始される(ｔ３時点参照)。この油圧指示値の出力では、先ず、クラッチＣＲのパック詰めを行う為の一時的な高油圧が出力され、その後、定圧待機圧が出力される(ｔ３時点−ｔ６時点参照)。ＣＲトルクＴcrを発生させる為のＣＲ油圧Ｐcrの油圧指示値の出力によって、実際にＣＲトルクＴcrが発生し始めると、エンジン回転速度Ｎeが上昇し始める(ｔ５時点参照)。エンジン回転速度Ｎeの上昇が検知されると、補償トルクＴmaddを出力する為に、ＭＧ２トルクＴmが増加され、ＭＧ１トルクＴg(負トルク)が出力される(ｔ５時点−ｔ６時点参照)。回転機ＭＧ１，ＭＧ２には各々レゾルバが備えられているので、ＭＧ１回転速度Ｎg及びＭＧ２回転速度Ｎmに基づいてエンジン回転速度Ｎeの上昇し始めが正確に検知され得る。このようなエンジン回転速度Ｎeの上昇し始めを検知することを利用して、ＣＲトルクＴcrを発生させる為のＣＲ油圧Ｐcrの油圧指示値と、ＣＲトルクＴcrとの関係を学習し、次回のエンジン始動時に用いるＣＲ油圧Ｐcrの油圧指示値を補正しても良い。又は、ＣＲ油圧センサ７４によるＣＲ油圧Ｐcrの検出値、又は、クラッチＣＲにおけるピストンストロークセンサの検出値を用いてＣＲ油圧Ｐcrの油圧指示値を補正しても良��。エンジン回転速度Ｎeが上昇し始めると、第１回転機ＭＧ１で所望のエンジン回転速度Ｎeの上昇軌跡になるように、フィードバック制御される。ＣＲ油圧Ｐcrよりも第１回転機ＭＧ１の方が応答が速いので、目標への追従性が良くなる。このフィードバック制御におけるＭＧ１トルクＴg(負トルク)の変動で駆動トルクが変動するので、ＭＧ２トルクＴmでその変動分が相殺される(ｔ５時点−ｔ６時点参照)。エンジン回転速度Ｎeが所定回転速度に到達すると、エンジン１２が点火される(ｔ６時点参照)。点火後のエンジントルクＴeの上昇に伴って、ＣＲ油圧Ｐcrを低下させる油圧指示値が出力されて、その後のエンジン走行に備える(ｔ６時点−ｔ８時点参照)。点火後、エンジン１２の完爆判定が為され(ｔ７時点参照)、燃焼が安定するとエンジントルクＴeが上昇される(ｔ８時点以降参照)。エンジンパワーＰeを主動力源とした走行に切り替えられるので、バッテリ電力の持ち出しによる駆動が減らされる(ｔ８時点−ｔ９時点参照)。
【０１０７】
上述のように、本実施例によれば、エンジン１２を始動するときには、クラッチＣ１の係合状態且つクラッチＣＲの解放状態でエンジン１２の始動に用いるＭＧ１トルクＴg(正トルク)を発生させるのではなく、クラッチＣ１の係合状態でクラッチＣＲを解放から係合に向けて作動させると共に、駆動トルクの落ち込みが抑制されるように、ＭＧ１トルクＴg(負トルク)が出力されるので、第１回転機ＭＧ１にて補償トルクＴmaddを発生させることができる。よって、エンジン１２を始動するときに、駆動トルクの落ち込みを補償し易くすることができる。これにより、例えば第２回転機ＭＧ２にて補償トルクＴmaddを全て賄う場合にその補償トルクＴmadd分を確保しておくように予め定められた第２回転機ＭＧ２によるモータ走行領域を、拡大することができる。
【０１０８】
また、本実施例によれば、エンジン１２を始動するときには、駆動トルクの落ち込みが抑制されるように、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２から各々トルクが出力されるので、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２の両方で補償トルクＴmaddを発生させることができる。これにより、エンジン始動時のショックを抑制し易くなる。
【０１０９】
また、本実施例によれば、ＭＧ１トルクＴg(負トルク)の絶対値が所定値以下とされるので、クラッチＣＲによるエンジン回転速度Ｎeの引き上げと、第１回転機ＭＧ１による駆動トルクの落ち込みの補償とを両立することができる。
【０１１０】
また、本実施例によれば、ＭＧ２トルクＴmの余剰が比較的大きくなる、車両負荷が小さい程、ＭＧ１トルクＴg(負トルク)の絶対値が低くされるので、第２回転機ＭＧ２による補償トルクＴmaddが大きくされて、駆動トルクの落ち込みの補償を安定して行うことができる。これにより、エンジン始動時のショックを抑制し易くなる。
【０１１１】
また、本実施例によれば、駆動トルクの落ち込みを抑制するトルクに対してＭＧ２トルクＴmでは不足するトルク分が第１回転機ＭＧ１から出力されるので、第２回転機ＭＧ２による補償トルクＴmaddが第１回転機ＭＧ１による補償トルクＴmaddよりも優先的に出力されて、駆動トルクの落ち込みの補償を安定して行うことができる。これにより、エンジン始動時のショックを抑制し易くなる。
【０１１２】
また、本実施例によれば、エンジン１２を始動するときには、エンジン回転速度Ｎeを目標値に沿って変化させるように、フィードバック制御によりＭＧ１トルクＴgが出力されるので、クラッチＣＲの作動よりも応答性の高い第１回転機ＭＧ１を用いることによりエンジン回転速度Ｎeの変化のばらつきを小さくすることができる。これにより、エンジン１２の燃焼安定性が確保され易くなる。
【０１１３】
また、本実施例によれば、クラッチＣＲを作動させるときの応答性が低い場合には、クラッチＣ１の係合状態且つクラッチＣＲの解放状態で第１回転機ＭＧ１によってエンジン回転速度Ｎeを引き上げるエンジン始動制御が実行されるので、エンジン１２の始動の応答性を確保することができる。
【０１１４】
また、本実施例によれば、クラッチＣＲを作動させる作動油oilの作動油温ＴＨoilに基づいてクラッチＣＲを作動させるときの応答性が高いか低いかが判定され、クラッチＣＲの応答性が低いときには、滑らかなエンジン１２の始動を確保する為に、第１回転機ＭＧ１によるエンジン始動制御が実行されてエンジン１２の始動の応答性を確保することができる。
【０１１５】
また、本実施例によれば、第１差動部４４は、第１サンギヤＳ１が第２回転要素ＲＥ２であり、第１リングギヤＲ１が第３回転要素ＲＥ３であり、第１キャリヤＣＡ１が第１回転要素ＲＥ１であるシングルピニオン型の遊星歯車機構を備えているので、第１差動部４４は、クラッチＣ１の係合状態且つクラッチＣＲの解放状態で差動状態が制御されるときには、エンジントルクＴeよりも減少されたトルクが第１リングギヤＲ１に機械的に伝達される。
【０１１６】
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。
【実施例２】
【０１１７】
前述の実施例１では、クラッチＣＲを作動させるときの応答性が高い場合には、ＣＲクラッチ係合エンジン始動が実行されると共にＭＧ１アシストによってＭＧ１トルクＴg(負トルク)が出力されて補償トルクＴmaddが賄われた。一方で、クラッチＣＲを作動させるときの応答性が低い場合には、ＭＧ１トルクＴg(正トルク)による通常エンジン始動が実行された。この通常エンジン始動では、ＭＧ２トルクＴmのみにて補償トルクＴmaddが賄われる。従って、クラッチＣＲを作動させるときの応答性が高い場合には、エンジン始動時の補償トルクＴmaddに用いる為に確保しておく必要があるＭＧ２トルクＴm(すなわちＥＶ走行に用いずに残しておくＭＧ２トルクＴm)を少なくすることができる。極論すれば、ＭＧ１トルクＴg(負トルク)にて補償トルクＴmaddを賄う態様であれば、補償トルクＴmaddに用いる為にＭＧ２トルクＴmを確保しておく必要がない。一方で、クラッチＣＲを作動させるときの応答性が低い場合には、ＭＧ１トルクＴg(正トルク)による通常エンジン始動によって始動時の燃焼安定性が向上するものの、第２回転機ＭＧ２のみでしか補償トルクＴmaddを発生させられない。そこで、電子制御装置８０は、クラッチＣＲを作動させるときの応答性が低い場合には、クラッチＣＲを作動させるときの応答性が高い場合と比較して、エンジン１２の運転を停止した状態で第２回転機ＭＧ２を駆動力源として走行するＥＶ走行の領域を狭くする。
【０１１８】
具体的には、ハイブリッド制御部８２は、条件成立判定部８６によりクラッチＣＲを作動させるときの応答性が高いと判定された場合には、単独駆動ＥＶモードの領域として第１ＥＶ領域を選択(設定)する。一方で、ハイブリッド制御部８２は、条件成立判定部８６によりクラッチＣＲを作動させるときの応答性が低いと判定された場合には、単独駆動ＥＶモードの領域として第２ＥＶ領域を選択(設定)する。第１ＥＶ領域は、第２ＥＶ領域と比較して、例えば車両負荷の高負荷側の領域が広く設定されている(すなわち、要求駆動トルクがより高トルク領域まで広げられている)。
【０１１９】
図２１は、電子制御装置８０の制御作動の要部すなわちクラッチＣＲを作動させるときの応答性に応じてＥＶ領域を変更する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば走行中に繰り返し実行される。
【０１２０】
図２１において、先ず、条件成立判定部８６の機能に対応するＳ１１０において、作動油温ＴＨoilが所定油温よりも高いか否かに基づいてクラッチＣＲを作動させるときの応答性が高いか否かが判定される。ここでは、例えば作動油温ＴＨoilが第２所定油温(＞所定油温)よりも低いか否かに基づいてクラッチＣＲを作動させるときの応答性が高いか否かが判定されても良い。このＳ１１０の判断が肯定される場合はハイブリッド制御部８２の機能に対応するＳ１２０において、単独駆動ＥＶモードの領域として第１ＥＶ領域が選択(設定)される。一方で、このＳ１１０の判断が否定される場合はハイブリッド制御部８２の機能に対応するＳ１３０において、単独駆動ＥＶモードの領域として、第１ＥＶ領域よりも狭い第２ＥＶ領域が選択(設定)される。
【０１２１】
上述のように、本実施例によれば、クラッチＣＲを作動させるときの応答性が低い場合には、クラッチＣＲを作動させるときの応答性が高い場合と比較して、ＥＶ走行の領域が狭くされるので、エンジン１２の始動時に、ＭＧ２トルクＴmの余剰が確保され易くなる(つまり第２回転機ＭＧ２による補償トルクＴmaddが確保され易くなる)。
【実施例３】
【０１２２】
図２２は、本発明が適用される車両１００の走行に関わる各部の概略構成を説明する図である。図２２において、車両１００は、エンジン１２、第１回転機ＭＧ１、及び第２回転機ＭＧ２と、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２を有する動力伝達装置１０２と、駆動輪１６とを備えるハイブリッド車両である。
【０１２３】
動力伝達装置１０２は、エンジン１２と駆動輪１６との間の動力伝達経路に備えられている。動力伝達装置１０２は、ケース２２内に、第１動力伝達部１０４、第２動力伝達部２６、第１動力伝達部１０４の出力回転部材であるドライブギヤ２８と噛み合うドリブンギヤ３０、ドリブンギヤ３０を相対回転不能に固設するドリブン軸３２、ドリブン軸３２に相対回転不能に固設されたファイナルギヤ３４(ドリブンギヤ３０よりも小径のファイナルギヤ３４)、デフリングギヤ３６を介してファイナルギヤ３４と噛み合うディファレンシャルギヤ３８等を備えている。又、動力伝達装置１０２は、ディファレンシャルギヤ３８に連結された車軸４０等を備えている。
【０１２４】
第１動力伝達部１０４は、第１動力伝達部１０４の入力回転部材である入力軸４２と同軸心に配置されており、第１差動部１０６と第２差動部１０８とクラッチＣＲとを備えている。第１差動部１０６は、第１遊星歯車機構４８及び第１回転機ＭＧ１を備えている。第２差動部１０８は、第２遊星歯車機構５０、クラッチＣ１、及びブレーキＢ１を備えている。
【０１２５】
第１差動部１０６において、第１キャリヤＣＡ１は、第２差動部１０８の出力回転部材(すなわち第２遊星歯車機構５０の第２キャリヤＣＡ２)に連結された入力要素としての第１回転要素ＲＥ１であり、第１差動部１０６の入力回転部材として機能する。第１サンギヤＳ１は、第１回転機ＭＧ１のロータ軸５２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反力要素としての第２回転要素ＲＥ２である。第１リングギヤＲ１は、ドライブギヤ２８に一体的に連結されており、駆動輪１６に連結された出力要素としての第３回転要素ＲＥ３であり、第１差動部１０６の出力回転部材として機能する。
【０１２６】
第２差動部１０８において、第２サンギヤＳ２は、入力軸４２に一体的に連結され、その入力軸４２を介してエンジン１２が動力伝達可能に連結された第４回転要素ＲＥ４であり、第２差動部１０８の入力回転部材として機能する。第２リングギヤＲ２は、ブレーキＢ１を介してケース２２に選択的に連結される第５回転要素ＲＥ５である。第２キャリヤＣＡ２は、第１差動部１０６の入力回転部材(すなわち第１遊星歯車機構４８の第１キャリヤＣＡ１)に連結された第６回転要素ＲＥ６であり、第２差動部１０８の出力回転部材として機能する。又、第２サンギヤＳ２と第２キャリヤＣＡ２とは、クラッチＣ１を介して選択的に連結される。又、第１サンギヤＳ１と第２リングギヤＲ２とは、クラッチＣＲを介して選択的に連結される。よって、クラッチＣ１は、第４回転要素ＲＥ４と第６回転要素ＲＥ６とを選択的に連結する第１係合装置である。又、クラッチＣＲは、第２回転要素ＲＥ２と第５回転要素ＲＥ５とを選択的に連結する第２係合装置である。又、ブレーキＢ１は、第５回転要素ＲＥ５を非回転部材であるケース２２に選択的に連結する第３係合装置である。
【０１２７】
第１遊星歯車機構４８は、差動が許容される状態では、第１キャリヤＣＡ１に入力されるエンジン１２の動力を第１回転機ＭＧ１及び第１リングギヤＲ１へ分割する動力分割機構として機能することが可能である。これにより、第１差動部１０６は、公知の電気式差動部(電気式無段変速機)として機能する。つまり、第１差動部１０６は、第１回転機ＭＧ１の運転状態が制御されることにより第１遊星歯車機構４８の差動状態が制御される電気式変速機構である。
【０１２８】
第２差動部１０８は、クラッチＣ１及びブレーキＢ１の各作動状態を切り替えることにより、直結状態、アンダードライブ状態、ニュートラル状態(中立状態)、及び内部ロック状態の４つの状態を形成することが可能である。具体的には、第２差動部１０８は、クラッチＣ１の係合状態では、第２遊星歯車機構５０の各回転要素が一体回転される直結状態とされる。又、第２差動部１０８は、ブレーキＢ１の係合状態では、第２キャリヤＣＡ２の回転速度がエンジン回転速度Ｎeよりも減速されるアンダードライブ状態とされる。又、第２差動部１０８は、クラッチＣ１の解放状態且つブレーキＢ１の解放状態では、第２遊星歯車機構５０の差動が許容されるニュートラル状態とされる。又、第２差動部１０８は、クラッチＣ１の係合状態且つブレーキＢ１の係合状態では、第２遊星歯車機構５０の各回転要素が回転停止となる内部ロック状態とされる。
【０１２９】
第１動力伝達部１０４では、第１差動部１０６における動力分割比とは異なる動力分割比にて作動する電気式無段変速機を構成することが可能である。すなわち、第１動力伝達部１０４では、第１キャリヤＣＡ１(第１回転要素ＲＥ１)と第２キャリヤＣＡ２(第６回転要素ＲＥ６)とが連結されていることに加え、クラッチＣＲを係合状態とすることによって第１サンギヤＳ１(第２回転要素ＲＥ２)と第２リングギヤＲ２(第５回転要素ＲＥ５)とが連結されることで、第１差動部１０６と第２差動部１０８とで１つの差動機構を構成し、第１差動部１０６と第２差動部１０８との全体を、第１差動部１０６単独での動力分割比とは異なる動力分割比にて作動する電気式無段変速機として機能させることが可能となる。
【０１３０】
第１動力伝達部１０４では、上述した４つの状態が形成される第２差動部１０８と第１差動部１０６とが連結されており、車両１００は、クラッチＣＲの作動状態の切替えと合わせて、後述する複数の走行モードを実現することが可能となる。
【０１３１】
このように構成された第１動力伝達部１０４においては、エンジン１２の動力や第１回転機ＭＧ１の動力はドライブギヤ２８からドリブンギヤ３０へ伝達される。従って、エンジン１２及び第１回転機ＭＧ１は、第１動力伝達部１０４を介して駆動輪１６に動力伝達可能に連結される。
【０１３２】
第２動力伝達部２６においては、第２回転機ＭＧ２の動力は第１動力伝達部１０４を介すことなくドリブンギヤ３０へ伝達される。従って、第２回転機ＭＧ２は、第１動力伝達部１０４を介さずに駆動輪１６に動力伝達可能に連結される。つまり、第２回転機ＭＧ２は、第１動力伝達部１０４を介さずに動力伝達装置１０２の出力回転部材である車軸４０に動力伝達可能に連結された回転機である。
【０１３３】
このように構成された動力伝達装置１０２は、ＦＦ方式の車両に好適に用いられる。又、動力伝達装置１０２では、エンジン１２の動力や第１回転機ＭＧ１の動力や第２回転機ＭＧ２の動力は、ドリブンギヤ３０へ伝達され、そのドリブンギヤ３０から、ファイナルギヤ３４、ディファレンシャルギヤ３８、車軸４０等を順次介して駆動輪１６へ伝達される。又、車両１００では、エンジン１２、第１動力伝達部１０４、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。
【０１３４】
車両１００は、走行に関わる各部を制御する制御装置を含む電子制御装置８０を備えている。又、車両１００は、電力制御ユニット１８、バッテリユニット２０、油圧制御回路５４、機械式のオイルポンプ(不図示)などを備えている。
【０１３５】
ここで、車両１００にて実行可能な走行モードについて図２３、及び図２４−図３１を用いて説明する。図２３は、各走行モードにおけるクラッチＣ１、ブレーキＢ１、及びクラッチＣＲの各作動状態を示す図表である。図２３の図表中の○印、空欄、△印、「Ｇ」、「Ｍ」は、前述の実施例１の図２と同じであるので、説明を省略する。図２３に示すように、車両１００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。
【０１３６】
図２４−図３１は、第１遊星歯車機構４８及び第２遊星歯車機構５０の各々における各回転要素ＲＥ１−ＲＥ６の回転速度を相対的に表すことができる共線図である。この共線図において、各回転要素の回転速度を表す縦線Ｙ１−Ｙ４は紙面向かって左から順に、縦線Ｙ１が第１回転機ＭＧ１に連結された第２回転要素ＲＥ２である第１サンギヤＳ１の回転速度、及びブレーキＢ１を介してケース２２に選択的に連結される第５回転要素ＲＥ５である第２リングギヤＲ２の回転速度を、縦線Ｙ２が相互に連結された、第１回転要素ＲＥ１である第１キャリヤＣＡ１の回転速度及び第６回転要素ＲＥ６である第２キャリヤＣＡ２の回転速度を、縦線Ｙ３がドライブギヤ２８に連結された第３回転要素ＲＥ３である第１リングギヤＲ１の回転速度を、縦線Ｙ４がエンジン１２に連結された第４回転要素ＲＥ４である第２サンギヤＳ２の回転速度をそれぞれ示している。又、各種の印(□)、印(○)、印(◇)、印(●)、印(◆)、矢印、クラッチＣ１、実線、破線は、前述の実施例１の図３−図１０と同じであるので、説明を省略する。
【０１３７】
図２４は、単独駆動ＥＶモード時の共線図である。単独駆動ＥＶモードは、図２３に示すように、クラッチＣ１、ブレーキＢ１、及びクラッチＣＲを共に解放した状態で実現される。ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２の運転を停止させると共に、第２回転機ＭＧ２から走行用のＭＧ２トルクＴmを出力させる。図２４は、第２回転機ＭＧ２が正回転(すなわち車両１００の前進時における第１リングギヤＲ１の回転方向)にて正トルクを出力している前進時の場合である。後進時は、前進時に対して第２回転機ＭＧ２を逆回転させる。エンジンブレーキを併用する場合は、図２３に示すように、クラッチＣ１又はクラッチＣＲが係合される(単独駆動ＥＶモードのエンブレ併用を参照)。又、ブレーキＢ１の係合によってもエンジンブレーキを作用させることは可能である。
【０１３８】
図２５は、両駆動ＥＶモード時の共線図である。両駆動ＥＶモードは、図２３に示すように、クラッチＣ１及びブレーキＢ１を係合した状態、且つクラッチＣＲを解放した状態で実現される。ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２の運転を停止させると共に、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２５は、第２回転機ＭＧ２が正回転にて正トルクを出力し且つ第１回転機ＭＧ１が負回転にて負トルクを出力している前進時の場合である。後進時は、前進時に対して第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２を逆回転させる。
【０１３９】
図２６は、ＨＶ走行モードのＯ／ＤＨＶモード時の前進走行での共線図であり、電気式無段変速機の機能を達成させる構成に対してエンジン回転速度Ｎeが減速されて入力される、ロー入力の場合である。図２７は、ＨＶ走行モードのＯ／ＤＨＶモード時の前進走行での共線図であり、電気式無段変速機の機能を達成させる構成に対してエンジン回転速度Ｎeが等速で入力される、ハイ入力の場合である。図２８は、ＨＶ走行モードのＯ／ＤＨＶモード時の後進走行での共線図であり、電気式無段変速機の機能を達成させる構成に対してエンジン回転速度Ｎeが等速で入力される、ハイ入力の場合である。Ｏ／ＤＨＶモードのロー入力(以下、Ｏ／ＤＨＶモードＬｏという)は、図２３に示すように、ブレーキＢ１を係合した状態、且つクラッチＣ１及びクラッチＣＲを解放した状態で実現される。Ｏ／ＤＨＶモードのハイ入力(以下、Ｏ／ＤＨＶモードＨｉという)は、図２３に示すように、クラッチＣ１を係合した状態、且つブレーキＢ１及びクラッチＣＲを解放した状態で実現される。Ｏ／ＤＨＶモードＬｏでは、クラッチＣ１が解放され且つブレーキＢ１が係合されており、第２差動部１０８はアンダードライブ状態とされるので、エンジン１２の動力は、エンジン回転速度Ｎeが減速された状態で、第２キャリヤＣＡ２に連結された第１キャリヤＣＡ１に伝達される。一方で、Ｏ／ＤＨＶモードＨｉでは、クラッチＣ１が係合され且つブレーキＢ１が解放されており、第２差動部１０８は直結状態とされるので、エンジン１２の動力は、エンジン回転速度Ｎeがそのままの状態で、第２キャリヤＣＡ２に連結された第１キャリヤＣＡ１に伝達される。加えて、Ｏ／ＤＨＶモードでは、クラッチＣＲが解放されており、第１差動部１０６単独にて電気式無段変速機が構成される。これによって、第１動力伝達部１０４では、第１キャリヤＣＡ１に入力されるエンジン１２の動力を第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１とに分割することができる。すなわち、第１動力伝達部１０４では、第１キャリヤＣＡ１に入力されるエンジントルクＴeの反力を第１回転機ＭＧ１にて取ることにより、エンジン直達トルクが第１リングギヤＲ１へ機械的に伝達されると共に、第１回転機ＭＧ１に分割されたエンジン１２の動力による第１回転機ＭＧ１の発電電力が所定の電気経路を介して第２回転機ＭＧ２に伝達される。ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２を運転(作動)させると共に、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、第１回転機ＭＧ１の発電電力により第２回転機ＭＧ２からＭＧ２トルクＴmを出力させる。図２６は、第２回転機ＭＧ２が正回転にて正トルクを出力している前進時の場合であり、後進時は、前進時に対して第２回転機ＭＧ２を逆回転させる。図２７は、第２回転機ＭＧ２が正回転にて正トルクを出力して前進走行している場合である。図２８は、第２回転機ＭＧ２が負回転にて負トルクを出力して後進走行している場合である。
【０１４０】
図２９は、ＨＶ走行モードのＵ／ＤＨＶモード時の共線図である。Ｕ／ＤＨＶモードは、図２３に示すように、クラッチＣ１及びブレーキＢ１を解放した状態、且つクラッチＣＲを係合した状態で実現される。Ｕ／ＤＨＶモードでは、第１差動部１０６と第２差動部１０８との全体にて、第１差動部１０６単独での動力分割比とは異なる動力分割比にて作動する電気式無段変速機が構成される。これによって、第１動力伝達部１０４では、第２サンギヤＳ２に入力されるエンジン１２の動力を第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１とに分割することができる。すなわち、第１動力伝達部１０４では、第２サンギヤＳ２に入力されるエンジントルクＴeの反力を第１回転機ＭＧ１にて取ることにより、エンジン直達トルクが第１リングギヤＲ１へ機械的に伝達されると共に、第１回転機ＭＧ１に分割されたエンジン１２の動力による第１回転機ＭＧ１の発電電力が所定の電気経路を介して第２回転機ＭＧ２に伝達される。ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２を運転(作動)させると共に、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、第１回転機ＭＧ１の発電電力により第２回転機ＭＧ２からＭＧ２トルクＴmを出力させる。図２９は、第２回転機ＭＧ２が正回転にて正トルクを出力している前進時の場合である。後進時は、前進時に対して第２回転機ＭＧ２を逆回転させる。
【０１４１】
図２６−図２９を用いた説明で示したように、Ｏ／ＤＨＶモードとＵ／ＤＨＶモードとでは、電気式無段変速機としての機能を達成している構成に対して、エンジン１２の動力が入力される回転要素が異なっており、第１動力伝達部１０４を電気式無段変速機として機能させるときの動力分割比が異なる。Ｏ／ＤＨＶモードＨｉでのエンジン直達トルクは、エンジントルクＴeに対して減少される。一方で、Ｕ／ＤＨＶモードでのエンジン直達トルクは、エンジントルクＴeに対して増大される。本実施例において、第１差動部１０６単独では、Ｏ／ＤＨＶモードにて電気式無段変速機が構成される(図２６−図２８参照)。よって、第１差動部１０６は、クラッチＣ１の係合状態且つクラッチＣＲの解放状態で、第１回転機ＭＧ１の運転状態が制御されることにより差動状態が制御されるときには、エンジントルクＴeよりも減少されたトルクが第１リングギヤＲ１に機械的に伝達される。
【０１４２】
図３０は、ＨＶ走行モードの固定段モード時の共線図であり、第１差動部１０６及び第２差動部１０８の各回転要素が一体回転される、直結の場合である。直結固定段モードは、図２３に示すように、クラッチＣ１及びクラッチＣＲを係合した状態、且つブレーキＢ１を解放した状態で実現される。これによって、第１動力伝達部１０４では、エンジン１２の動力を直接的に第１リングギヤＲ１から出力することができる。ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２から走行用のエンジントルクＴeを出力させる。又、ハイブリッド制御部８２は、エンジントルクＴeを出力させることに加えて、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２の少なくとも一方の回転機から走行用のトルクを出力させても良い。
【０１４３】
図３１は、ＨＶ走行モードの固定段モード時の共線図であり、エンジン１２の回転が減速されて第１リングギヤＲ１から出力される、アンダードライブ(Ｕ／Ｄ)の場合である。固定段モードのＵ／Ｄ(以下、Ｕ／Ｄ固定段モードという)は、図２３に示すように、ブレーキＢ１及びクラッチＣＲを係合した状態、且つクラッチＣ１を解放した状態で実現される。Ｕ／Ｄ固定段モードでは、クラッチＣＲが係合されており、第１差動部１０６と第２差動部１０８とで１つの差動機構が構成される。加えて、Ｕ／Ｄ固定段モードでは、ブレーキＢ１が係合され且つクラッチＣ１が解放されており、第２差動部１０８はアンダードライブ状態とされる。これによって、第１動力伝達部１０４では、第２サンギヤＳ２に入力されるエンジン１２の回転が減速されて第１リングギヤＲ１から出力される。ハイブリッド制御部８２は、エンジン１２から走行用のエンジントルクＴeを出力させる。又、ハイブリッド制御部８２は、エンジントルクＴeを出力させることに加えて、第２回転機ＭＧ２から走行用のトルクを出力させても良い。このＵ／Ｄ固定段モードは、例えば登坂時やトーイング時などに有利である。
【０１４４】
ハイブリッド制御部８２は、前述の実施例１の図１４又は図１５に示すような走行モード切替マップに車速Ｖ及び車両負荷(例えば要求駆動トルク)を適用することで、成立させる走行モードが何れの走行モードであるかを判断する。ハイブリッド制御部８２は、判断した走行モードが現在の走行モードである場合には、現在の走行モードをそのまま成立させる一方で、判断した走行モードが現在の走行モードとは異なる場合には、現在の走行モードに替えてその判断した走行モードを成立させる。尚、本実施例では、図１４，図１５の各直結固定段モードの領域において、低車速側の領域をＵ／Ｄ固定段モードの領域としても良い。
【０１４５】
動力伝達切替部８４は、ハイブリッド制御部８２により成立させられた走行モードに基づいて、クラッチＣ１、ブレーキＢ１、及びクラッチＣＲの各係合作動(作動状態)を制御する。動力伝達切替部８４は、ハイブリッド制御部８２により成立させられ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、ブレーキＢ１、及びクラッチＣＲ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５４へ出力する。
【０１４６】
電子制御装置８０は、単独駆動ＥＶモードからエンジン１２を始動する場合には、クラッチＣ１又はクラッチＣＲ又はブレーキＢ１を係合した状態とし、この状態で必要に応じて第１回転機ＭＧ１によりエンジン回転速度Ｎeを引き上げて点火する。電子制御装置８０は、このようなエンジン始動では、第２回転機ＭＧ２に反力キャンセルトルクとしての補償トルクＴmaddを追加で出力させる。
【０１４７】
本実施例の車両１００では、前述の実施例１，２の車両１０と同様に、駆動トルクの落ち込みを第２回転機ＭＧ２が補償しきれず、エンジン始動時のショックを抑制できないおそれがある。これに対して、本実施例の車両１００では、前述の実施例１，２の車両１０と同様に、ＣＲクラッチ係合エンジン始動を実行すると共にＭＧ１アシストによってＭＧ１トルクＴg(負トルク)を出力して補償トルクＴmaddを賄う。つまり、本実施例の車両１００においては、前述の実施例１，２にて示した電子制御装置８０の制御作動を適用することができる。よって、本実施例によれば、前述の実施例１，２と同様の効果を得ることができる。
【実施例４】
【０１４８】
図３２は、本発明が適用される車両２００の走行に関わる各部の概略構成を説明する図である。図３２において、車両２００は、エンジン１２、第１回転機ＭＧ１、及び第２回転機ＭＧ２と、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２を有する動力伝達装置２０２と、駆動輪１６とを備えるハイブリッド車両である。
【０１４９】
動力伝達装置２０２は、エンジン１２と駆動輪１６との間の動力伝達経路に備えられている。動力伝達装置２０２は、ケース２２内に、第１動力伝達部２０４、第２動力伝達部２６、第１動力伝達部２０４の出力回転部材であるドライブギヤ２８と噛み合うドリブンギヤ３０、ドリブンギヤ３０を相対回転不能に固設するドリブン軸３２、ドリブン軸３２に相対回転不能に固設されたファイナルギヤ３４(ドリブンギヤ３０よりも小径のファイナルギヤ３４)、デフリングギヤ３６を介してファイナルギヤ３４と噛み合うディファレンシャルギヤ３８等を備えている。又、動力伝達装置２０２は、ディファレンシャルギヤ３８に連結された車軸４０等を備えている。
【０１５０】
第１動力伝達部２０４は、第１動力伝達部２０４の入力回転部材である入力軸４２と同軸心に配置されており、第１差動部４４と第２差動部２０６とクラッチＣＲとを備えている。第１差動部４４は、第１遊星歯車機構４８及び第１回転機ＭＧ１を備えている。第２差動部２０６は、第２遊星歯車機構５０、クラッチＣ１、及びブレーキＢ１を備えている。
【０１５１】
第１差動部４４において、第１キャリヤＣＡ１は、第２差動部２０６の出力回転部材(すなわち第２遊星歯車機構５０の第２リングギヤＲ２)に連結された入力要素としての第１回転要素ＲＥ１であり、第１差動部４４の入力回転部材として機能する。第１サンギヤＳ１は、第１回転機ＭＧ１のロータ軸５２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反力要素としての第２回転要素ＲＥ２である。第１リングギヤＲ１は、ドライブギヤ２８に一体的に連結されており、駆動輪１６に連結された出力要素としての第３回転要素ＲＥ３であり、第１差動部４４の出力回転部材として機能する。
【０１５２】
第２差動部２０６において、第２サンギヤＳ２は、入力軸４２に一体的に連結され、その入力軸４２を介してエンジン１２が動力伝達可能に連結された第４回転要素ＲＥ４であり、第２差動部２０６の入力回転部材として機能する。第２キャリヤＣＡ２は、ブレーキＢ１を介してケース２２に選択的に連結される第５回転要素ＲＥ５である。第２リングギヤＲ２は、第１差動部４４の入力回転部材(すなわち第１遊星歯車機構４８の第１キャリヤＣＡ１)に連結された第６回転要素ＲＥ６であり、第２差動部２０６の出力回転部材として機能する。又、第２サンギヤＳ２と第２キャリヤＣＡ２とは、クラッチＣ１を介して選択的に連結される。又、第１リングギヤＲ１と第２キャリヤＣＡ２とは、クラッチＣＲを介して選択的に連結される。よって、クラッチＣ１は、第４回転要素ＲＥ４と第５回転要素ＲＥ５とを選択的に連結する第１係合装置である。又、クラッチＣＲは、第３回転要素ＲＥ３と第５回転要素ＲＥ５とを選択的に連結する第２係合装置である。又、ブレーキＢ１は、第５回転要素ＲＥ５を非回転部材であるケース２２に選択的に連結する第３係合装置である。
【０１５３】
第１動力伝達部２０４は、前述の実施例１の車両１０の第１動力伝達部２４とは、各部材の配置位置が異なるものの、第２差動部２０６におけるクラッチＣ１が選択的に連結する回転要素が、車両１０の第２差動部４６におけるクラッチＣ１が選択的に連結する回転要素と異なる以外は各要素間の連結関係は同じである。第２差動部２０６におけるクラッチＣ１の係合状態においても、第２差動部４６におけるクラッチＣ１の係合状態と同様に、第２遊星歯車機構５０の各回転要素が一体回転される直結状態とされる。その為、第２差動部２０６は、第２差動部４６と同様に、クラッチＣ１及びブレーキＢ１の各作動状態を切り替えることにより、直結状態、エンジン１２の逆回転変速状態、ニュートラル状態、及び内部ロック状態の４つの状態を形成することが可能である。第１動力伝達部２０４では、第１動力伝達部２４と同様に、第１差動部４４における動力分割比とは異なる動力分割比にて作動する電気式無段変速機を構成することが可能である。従って、第１動力伝達部２０４では、第１動力伝達部２４と同様に、上述した４つの状態が形成される第２差動部２０６と第１差動部４４とが連結されており、車両２００は、車両１０と同様に、クラッチＣＲの作動状態の切替えと合わせて、複数の走行モードを実現することが可能となる。
【０１５４】
このように構成された第１動力伝達部２０４においては、エンジン１２の動力や第１回転機ＭＧ１の動力はドライブギヤ２８からドリブンギヤ３０へ伝達される。従って、エンジン１２及び第１回転機ＭＧ１は、第１動力伝達部２０４を介して駆動輪１６に動力伝達可能に連結される。
【０１５５】
第２動力伝達部２６においては、第２回転機ＭＧ２の動力は第１動力伝達部２０４を介すことなくドリブンギヤ３０へ伝達される。従って、第２回転機ＭＧ２は、第１動力伝達部２０４を介さずに駆動輪１６に動力伝達可能に連結される。つまり、第２回転機ＭＧ２は、第１動力伝達部２０４を介さずに動力伝達装置２０２の出力回転部材である車軸４０に動力伝達可能に連結された回転機である。
【０１５６】
このように構成された動力伝達装置２０２は、ＦＦ方式の車両に好適に用いられる。又、動力伝達装置２０２では、エンジン１２の動力や第１回転機ＭＧ１の動力や第２回転機ＭＧ２の動力は、ドリブンギヤ３０へ伝達され、そのドリブンギヤ３０から、ファイナルギヤ３４、ディファレンシャルギヤ３８、車軸４０等を順次介して駆動輪１６へ伝達される。又、車両２００では、エンジン１２、第１動力伝達部２０４、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。
【０１５７】
車両２００は、走行に関わる各部を制御する制御装置を含む電子制御装置８０を備えている。又、車両２００は、電力制御ユニット１８、バッテリユニット２０、油圧制御回路５４、機械式のオイルポンプ(不図示)などを備えている。
【０１５８】
ここで、車両２００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。車両２００にて実行可能な各走行モード、及び各走行モードにおける各係合装置の各作動状態は、前述の実施例１の図２の図表で示した各走行モード及び各係合装置の各作動状態と同様である。又、各走行モードに対応する各共線図については、本実施例のクラッチＣ１は第２サンギヤＳ２と第２キャリヤＣＡ２とを選択的に連結するので、前述の実施例１の図３−図１０の共線図において第２キャリヤＣＡ２(第５回転要素ＲＥ５)と第２リングギヤＲ２(第６回転要素ＲＥ６)とを連結するように配置されたクラッチＣ１を、第２サンギヤＳ２(第４回転要素ＲＥ４)と第２キャリヤＣＡ２(第５回転要素ＲＥ５)とを連結するように配置されたクラッチＣ１に変更した共線図と同様である。よって、本実施例での共線図については、図示を省略し、各共線図を用いた説明も省略する。
【０１５９】
本実施例の車両２００においては、前述の実施例１，２にて示した電子制御装置８０の制御作動を適用することができる。よって、本実施例によれば、前述の実施例１，２と同様の効果を得ることができる。
【０１６０】
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。
【０１６１】
例えば、前述の実施例では、図１９のフローチャートに示すように、第２回転機ＭＧ２による補償トルクＴmaddの過不足及び作動油温ＴＨoilに基づいて、ＣＲクラッチ係合エンジン始動且つＭＧ１アシスト、又は通常エンジン始動を選択し、実行するものであったが、この態様に限らない。例えば、補償トルクＴmaddの過不足或いは作動油温ＴＨoilに基づいて、エンジン始動方法を切り替える態様であっても良いし、又は、常時、ＣＲクラッチ係合エンジン始動且つＭＧ１アシストによってエンジン始動する態様であっても良い。このような態様では、図１９のフローチャートにおけるＳ１０，Ｓ２０，Ｓ４０は適宜除かれる。又、クラッチＣＲが電気動力によって作動状態を切り替えるクラッチである場合には、電気動力の供給源の状態に基づいてＣＲクラッチ係合エンジン始動の可否を判断しても良い。このように、図１９のフローチャートの各ステップは適宜変更され得る。
【０１６２】
また、前述の実施例では、第１差動部４４，１０６は、第１キャリヤＣＡ１が第１回転要素ＲＥ１であり、第１サンギヤＳ１が第２回転要素ＲＥ２であり、第１リングギヤＲ１が第３回転要素ＲＥ３であるシングルピニオン型の第１遊星歯車機構４８を備えていたが、この態様に限らない。例えば、第１差動部４４，１０６は、第１キャリヤＣＡ１が第１回転要素ＲＥ１であり、第１リングギヤＲ１が第２回転要素ＲＥ２であり、第１サンギヤＳ１が第３回転要素ＲＥ３であるシングルピニオン型の第１遊星歯車機構を備えていても良い。このような場合には、例えば前述の実施例１の図３−図１０の共線図において、第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１とが入れ替えられる。要は、第１差動部４４，１０６は、第１サンギヤＳ１及び第１リングギヤＲ１のうちの一方が第２回転要素ＲＥ２であり、他方が第３回転要素ＲＥ３であり、第１キャリヤＣＡ１が第１回転要素ＲＥ１であるシングルピニオン型の遊星歯車機構を備えていれば良い。又、第１差動部４４，１０６は、シングルピニオン型の第１遊星歯車機構に替えて、ダブルピニオン型の遊星歯車機構を備えていても良い。ダブルピニオン型の遊星歯車機構の場合には、サンギヤ及びキャリヤのうちの一方が第２回転要素であり、他方が第３回転要素であり、リングギヤが第１回転要素である。
【０１６３】
また、前述の実施例では、車両１０，１００，２００は、ブレーキＢ１を備えていたが、ブレーキＢ１は、必ずしも備えられている必要はない。ブレーキＢ１を備えない車両１０，１００，２００であっても、単独駆動ＥＶモードとＨＶ走行モードとを選択的に成立させられるし、又、ＨＶ走行モードにおいて、Ｏ／ＤＨＶモードとＵ／ＤＨＶモードとを切り替えることができる。要は、エンジン１２と、第１差動部４４，１０６と、第２差動部４６，１０８，２０６と、駆動輪１６に動力伝達可能に連結された第２回転機ＭＧ２とを備えた車両であれば、本発明を適用することができる。又、第２回転機ＭＧ２が動力伝達可能に連結される駆動輪Ｗは、第１差動部４４，１０６の第３回転要素が動力伝達可能に連結される駆動輪１６と必ずしも同じでなくても良い。例えば、前輪及び後輪のうちの一方が駆動輪１６であり、他方が駆動輪Ｗであっても良い。このような場合、駆動輪１６と駆動輪Ｗとが駆動輪であり、第３回転要素と第２回転機ＭＧ２とは共にその駆動輪に動力伝達可能に連結される。又、ＦＦ方式の車両１０，１００，２００に好適に用いられる動力伝達装置１４，１０２，２０２を用いて発明を説明したが、本発明は、例えばＦＲ方式、ＲＲ方式など他の方式の車両に用いられる動力伝達装置においても適宜適用することができる。
【０１６４】
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。
【符号の説明】
【０１６５】
１０：車両
１２：エンジン
１６：駆動輪
４４：第１差動部
ＣＡ１：第１キャリヤ(第１回転要素)
Ｓ１：第１サンギヤ(第２回転要素)
Ｒ１：第１リングギヤ(第３回転要素)
４６：第２差動部
Ｓ２：第２サンギヤ(第４回転要素)
ＣＡ２：第２キャリヤ(第５回転要素)
Ｒ２：第２リングギヤ(第６回転要素)
４８：第１遊星歯車機構(遊星歯車機構)
８０：電子制御装置(制御装置)
８２：ハイブリッド制御部
８６：条件成立判定部
８８：始動制御部
８９：トルク補償制御部
１００：車両
１０６：第１差動部
１０８：第２差動部
Ｓ２：第２サンギヤ(第４回転要素)
Ｒ２：第２リングギヤ(第５回転要素)
ＣＡ２：第２キャリヤ(第６回転要素)
２００：車両
２０６：第２差動部
Ｃ１：クラッチ(第１係合装置)
ＣＲ：クラッチ(第２係合装置)
ＭＧ１：第１回転機
ＭＧ２：第２回転機
【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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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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