(57)【要約】【課題】無段変速モードへの切り替え過程におけるショックの発生を防止する。【解決手段】ハイブリッド車両（１０）は、第１回転要素（３１０）が非ロック状態にある場合に対応する無段変速モードと、第１回転要素がロック状態にある場合に対応する固定変速モードとの間で変速モードを切り替え可能に構成される。このようなハイブリッド車両の制御装置（１００）は、ロック状態から非ロック状態への切り替え時に、機関トルクが上昇するか否かを判定する判定手段と、機関トルクが上昇すると判定された場合に、機関トルクの反力を受け持つために出力される回転電機（ＭＧ１）のトルクの変化量を増加させるように、回転電機を制御する制御手段とを備える。【選択図】図６
2011051553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の歯を有し、内燃機関の機関トルクにより回転する回転要素と、複数の歯を有し、前記回転要素と噛み合う固定要素とを有する噛合機構と、
前記回転要素に前記機関トルクを付与する回転電機と、
前記噛合機構を噛み合わせることで前記機関トルクの反力を当該噛合機構で受け持たせつつ、前記機関トルクを車輪に伝達させるように制御を行う第１伝達制御手段と、
前記噛合機構における噛み合いを解放して前記機関トルクの反力を前記トルク付与手段で受け持たせつつ、前記機関トルクを前記車輪に伝達させるように制御を行う第２伝達制御手段と
を備え、
前記噛み合いを解放した解放状態にある場合に対応し、前記内燃機関の回転速度と前記車輪に繋がる駆動軸の回転速度との比たる変速比が連続的に可変とされる無段変速モードと、前記噛合機構を噛み合わせた噛合状態にある場合に対応し、前記変速比が固定される固定変速モードとの間で変速モードを切り替え可能に構成されたハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、
前記第１回転要素における前記噛合状態から前記解放状態への切り替え時において、前記機関トルクが上昇するか否かを判定する判定手段と、
前記機関トルクが上昇すると判定された場合に、前記機関トルクの反力を受け持つために出力される前記回転電機のトルクの変化量を増加させるように、前記回転電機を制御する制御手段と
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の機関トルクの変化量を特定する特定手段を更に備え、
前記判定手段は、前記特定された前記機関トルクの変化量に基づいて前記機関トルクが上昇するか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記特定された前記機関トルクの変化量に応じて、前記回転電機のトルクの変化量を増加させるように、前記回転電機を制御することを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記特定された前記機関トルクの変化量が所定の基準変化量を超えた場合に、前記機関トルクが上昇すると判定することを特徴とする請求項２又は３に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
前記機関トルクの変化量及び前記回転電機のトルクの変化量は夫々、前記機関トルクの変化の時間微分であるレート及び前記回転電機のトルクの変化の時間微分であるレートを示し、
前記制御手段は、前記回転電機における基準となるベーストルクレートに、前記特定された前記機関トルクのレートのうち前記機関トルクの上昇分に相当する上昇トルクレートを加えるように、前記回転電機を制御する
ことを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記固定変速モードから前記無段変速モードへの前記変速モードの切り替え時において、前記機関トルクが上昇すると判定された場合に、前記回転電機のトルクの変化量を増加させるように、前記回転電機を制御することを特徴とする請求項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。
【請求項７】
内燃機関と、
回転電機と、
前記回転電機に連結された第１回転要素、車軸に繋がる駆動軸に連結された第２回転要素及び前記内燃機関に連結された第３回転要素を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力分割機構と、
前記第１回転要素に固定された第１係合要素と、固定要素である所定のロック要素に固定された第２係合要素とを有し、前記第１係合要素と前記第２係合要素とが係合する状態であって前記第１回転要素を回転不能なロック状態と、前記第１係合要素と前記第２係合要素とが係合しない状態であって前記第１回転要素を回転可能な非ロック状態との間で切り替え可能なロック機構と
を備え、
前記第１回転要素が前記非ロック状態にある場合に対応し、前記内燃機関の回転速度と前記駆動軸の回転速度との比たる変速比が連続的に可変とされる無段変速モードと、前記第１回転要素が前記ロック状態にある場合に対応し、前記変速比が固定される固定変速モードとの間で変速モードを切り替え可能に構成されたハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、
前記第１回転要素における前記ロック状態から前記非ロック状態への切り替え時において、前記内燃機関の機関トルクが上昇するか否かを判定する判定手段と、
前記機関トルクが上昇すると判定された場合に、前記機関トルクの反力を受け持つために出力される前記回転電機のトルクの変化量を増加させるように、前記回転電機を制御する制御手段と
を備え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】
本発明は、動力源として内燃機関及び電動発電機を備えるハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、回転要素の歯が固定要素の歯に噛み合っている固定変速比モードでの走行中に、正回転のＭＧ１トルクを徐々に減少させていき（言い換えれば、負回転のＭＧ１トルクを徐々に増加させていき）、回転要素と固定要素との位相が変化した際に、回転要素に付与されているＭＧ１トルクに基づいて、エンジントルクを推定する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された駆動制御装置によれば、上述したエンジントルクの推定時に、ＭＧ１トルクが目標トルクの近傍の値になった場合にＭＧ１トルクを変化させる速度（所謂スイープ速度）を比較的遅くすることで、回転要素の歯が固定要素の歯における負回転方向側の側面に衝突することによる、ショックの発生を抑制することが可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−９６２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に開示の駆動制御装置によれば、固定変速比モードから無段変速モードへの切り替え過程において、モータジェネレータＭＧ１がエンジントルクの反力トルクを供給する（具体的には、負回転のＭＧ１トルクが該反力トルクに対応する値に向けて徐々に増加する）際に、エンジントルクの上昇があると、この上昇前に決定されたＭＧ１トルクではエンジントルクの反力トルクを十分に供給する或いは受け持つことができない場合が生じる。この場合、仮に反力トルクを十分に供給しない或いは受け持たない状態で無段変速モードへの切り換えが行われると、この切り替えに伴う衝撃或いは振動等のショックが発生し兼ねないという技術的問題点がある。
【０００５】
本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、無段変速モードへの切り替え過程におけるショックの発生を防止可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明に係る第１のハイブリッド車両の制御装置は、複数の歯を有し、内燃機関の機関トルクにより回転する回転要素と、複数の歯を有し、前記回転要素と噛み合う固定要素とを有する噛合機構と、前記回転要素に前記機関トルクを付与する回転電機と、前記噛合機構を噛み合わせることで前記機関トルクの反力を当該噛合機構で受け持たせつつ、前記機関トルクを車輪に伝達させるように制御を行う第１伝達制御手段と、前記噛合機構における噛み合いを解放して前記機関トルクの反力を前記トルク付与手段で受け持たせつつ、前記機関トルクを前記車輪に伝達させるように制御を行う第２伝達制御手段とを備え、前記噛み合いを解放した解放状態にある場合に対応し、前記内燃機関の回転速度と前記車輪に繋がる駆動軸の回転速度との比たる変速比が連続的に可変とされる無段変速モードと、前記噛合機構を噛み合わせた噛合状態にある場合に対応し、前記変速比が固定される固定変速モードとの間で変速モードを切り替え可能に構成されたハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、前記第１回転要素における前記噛合状態から前記解放状態への切り替え時において、前記機関トルクが上昇するか否かを判定する判定手段と、前記機関トルクが上昇すると判定された場合に、前記機関トルクの反力を受け持つために出力される前記回転電機のトルクの変化量を増加させるように、前記回転電機を制御する制御手段とを備える。
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明に係る第２のハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関と、回転電機と、前記回転電機に連結された第１回転要素、車軸に繋がる駆動軸に連結された第２回転要素及び前記内燃機関に連結された第３回転要素を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力分割機構と、前記第１回転要素に固定された第１係合要素と固定要素である所定のロック要素に固定された第２係合要素とを有し、前記第１係合要素と前記第２係合要素とが係合する状態であって前記第１回転要素を回転不能なロック状態と、前記第１係合要素と前記第２係合要素とが係合しない状態であって前記第１回転要素を回転可能な非ロック状態との間で切り替え可能なロック機構とを備え、前記第１回転要素が前記非ロック状態にある場合に対応し、前記内燃機関の回転速度と前記駆動軸の回転速度との比たる変速比が連続的に可変とされる無段変速モードと、前記第１回転要素が前記ロック状態にある場合に対応し、前記変速比が固定される固定変速モードとの間で変速モードを切り替え可能に構成されたハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、前記第１回転要素における前記ロック状態から前記非ロック状態への切り替え時において、前記内燃機関の機関トルクが上昇するか否かを判定する判定手段と、前記機関トルクが上昇すると判定された場合に、前記機関トルクの反力を受け持つために出力される前記回転電機のトルクの変化量を増加させるように、前記回転電機を制御する制御手段とを備える。
【０００８】
本発明に係るハイブリッド車両は、駆動軸に対し動力供給可能な動力要素として、例えばモータジェネレータ等の電動発電機として構成され得る回転電機（言い換えれば、トルク付与手段）と、燃料種別、燃料の供給態様、燃料の燃焼態様、吸排気系の構成及び気筒配列等、その物理的、機械的又は電気的構成を問わない各種の態様を採り得る、燃料の燃焼により動力を生成可能な機関としての内燃機関を少なくとも備えた車両である。
【０００９】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、このようなハイブリッド車両を制御する制御装置であって、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る。
【００１０】
本発明に係るハイブリッド車両は、動力伝達機構（例えば、トルク付与手段に含まれる）を備える。動力伝達機構は、例えば、（１）回転電機に直接的又は間接的に連結され、回転電機による回転速度の調整が可能な第１回転要素、（２）駆動軸に連結される第２回転要素及び（３）内燃機関に連結される第３回転要素を含む、相互に差動作用をなし得る複数の回転要素を備えており、係る差動作用により各回転要素の状態（端的には、回転可能であるか否か及び他の回転要素又は固定要素と連結された状態にあるか否か等を含む）に応じて、上記動力要素と駆動軸との間の動力伝達（端的にはトルクの伝達である）を行う機構である。
【００１１】
動力伝達機構に備わる複数の回転要素のうち、第１、第２及び第３回転要素は、常時或いは選択的に、これらのうち二要素の回転速度が定まれば自ずと残余の一回転要素の回転速度が定まる回転二自由度の差動機構（尚、この差動機構に含まれる回転要素は必ずしもこれら三要素に限定されない）を構築する。従って、回転電機は、内燃機関に対し内燃機関のトルクに対応する反力トルクを与える反力要素として機能し得るものであり、内燃機関の回転速度制御機構としても機能し得るものである。
【００１２】
本発明に係るハイブリッド車両は、例えばドグクラッチ装置又はカムロック装置等の各種態様を採り得る噛合機構又はロック機構を備える。噛合機構は、内燃機関のトルクにより回転する回転要素と、この回転要素と噛み合う固定要素とを備え、例えば物理的、機械的、電気的又は磁気的な各種係合力により、これらが相互に噛み合ってなる噛合状態と、これらが相互に解放された解放状態とを採ることができる。ロック機構は、第１回転要素に固定された第１係合要素と、この第１係合要素と係合可能な第２係合要素とを備え、例えば物理的、機械的、電気的又は磁気的な各種係合力により、これらが相互に係合してなるロック状態と、これらが相互に解放された非ロック状態とを採ることができる。
【００１３】
本発明に係るハイブリッド車両において、この噛合状態又はロック状態及び解放状態又は非ロック状態は、夫々が、相互に異なる変速モードとしての、固定変速モード及び無段変速モードに対応する構成となっている。尚、噛合機構又はロック機構の採り得る実践的態様は、上記の如く限定されない趣旨であるが、噛合機構又はロック機構は、好適な一形態として、その係合過程に、係合要素同士の回転同期を行う回転同期過程を含む機構であってもよい。
【００１４】
無段変速モードは、上述の回転二自由度の差動機構において、回転電機を内燃機関の回転速度制御機構として機能させる（即ち、解放状態又は非ロック状態でなければならない）ことにより、内燃機関の回転速度と駆動軸の回転速度との比たる変速比を理論的に、実質的に或いは予め規定された物理的、機械的、機構的又は電気的な制約の範囲内で、連続的に（実践上連続的であるのと同等に段階的な態様を含む）変化させることが可能な変速モードである。この場合、好適な一形態として、内燃機関の動作点（例えば、機関回転速度と機関トルクとにより規定される内燃機関の一運転条件を規定する点）が、例えば、理論的に、実質的に又は何らかの制約の範囲で自由に選択され、例えば、燃料消費率が理論的に、実質的に又は何らかの制約の範囲で最小となる、或いはハイブリッド車両のシステム効率（例えば、動力伝達機構の伝達効率と内燃機関の熱効率等に基づいて算出される総合的な効率である）が理論的に、実質的に又は何らかの制約の範囲で最大となる、最適燃費動作点等に制御される。動力伝達機構は、一又は複数の遊星歯車機構等のギア機構を好適な一形態として採り得るものであって、複数の遊星歯車機構を含む場合には、各遊星歯車機構を構成する回転要素の一部が複数の遊星歯車機構相互間で適宜共有され得る。
【００１５】
固定変速モードは、同様に回転二自由度の差動機構において、噛合状態又はロック状態に維持することによって実現される、上記変速比が一義に規定される変速モードである。即ち、噛合状態又はロック状態にある場合、噛合機構の回転要素又は第１回転要素における回転速度（即ち、ゼロ）と、車速と一義的な回転状態を示す回転要素又は第２回転要素における回転速度とによって、残余の内燃機関に連結された回転要素又は第３回転要素における回転速度は一義に規定されるのである。この際、噛合機構の回転要素又は第１回転要素が回転電機に直接連結される構成であれば、回転電機はゼロ回転となり、所謂ＭＧ１ロックと称される状態が実現され、噛合機構の回転要素又は第１回転要素が、相互に差動関係にある他の回転要素を介して回転電機に連結される構成であれば、回転電機の回転速度はこれらのギア比に応じて定まる一の値に固定される。いずれにせよ、固定変速モードは、動力循環と称される、動力要素及び動力伝達機構を含むハイブリッド駆動装置全体のシステム効率を低下させ得る非効率な電気パスの発生を回避することを目的として好適には選択される。
【００１６】
ここで、固定変速モードは、内燃機関に対し噛合機構又はロック機構から反力トルクを付与する（即ち、噛合機構又はロック機構を反力要素として機能させる）変速モードであり、固定変速モードから無段変速モードへの変速モードの切り替え過程（言い換えれば、噛合状態又はロック状態から解放状態又は非ロック状態への切り替え過程）において、反力要素が噛合機構又はロック機構から回転電機へ切り替わる。この際、トルク値がゼロである回転電機に対し電力が供給されると、所定の変化量で回転電機のトルクが上昇し、後に反力トルクに相当する値に達する。この時点で回転電機は反力要素として機能することとなる。ところが、反力要素の切り替え時に内燃機関のトルクが上昇すると、この上昇前に変化量が決定される回転電機のトルクは、内燃機関のトルクの上昇に伴い負回転側で増加する反力トルクに相当する値に達し得ない可能性があり、無段変速モードへの切り替えを行うことができない。仮に、回転電機が反力要素として機能する以前に無理に無段変速モードへの切り替えを行えば、噛合機構又はロック機構から回転電機への反力トルクの受け渡しが円滑に行われず、反力トルクと一義的な関係を有する内燃機関からの直達トルクを含む駆動軸トルクが変動する可能性がある。駆動軸トルクの変動は、取りも直さず車輪に供給される駆動力の変動であり、ドライバに物理衝撃或いは物理振動となって伝達されることによりドライバビリティを悪化させる要因となる。
【００１７】
以上のように構成されたハイブリッド車両を制御する本発明に係る制御装置によれば、走行中である、その動作時には、先ず、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）等の判定手段により、内燃機関のトルク（以下、適宜「機関トルク」と称する）が上昇するか否かが判定される。この判定は、内燃機関の機関回転速度、内燃機関における要求パワー等に基づいて行われる。
【００１８】
続いて、ＥＣＵ等の制御手段により、機関トルクが上昇すると判定された場合には、回転電機のトルクの変化量が増加される。ここで、本発明に係る回転電機における「変化量」とは、所定時間と所定時間経過後に特定される回転電機のトルクの上昇値との比である、又は単位時間当たりの変化量である傾き或いはレート（即ち、トルクの時間微分値）を意味する。このような変化量が増加する（即ち、傾き或いはレートの値が大きくなる）と、単位時間当たりに出力される回転電機のトルクが徐々に増加する。この増加するトルクは、回転電機からその回転軸を介して、内燃機関の機関トルクの反力を受け持つために、出力される。即ち、制御手段は、そのように出力されるトルクの変化量（即ち、単位時間当たりのトルクの変化量或いは変化率（変化割合、変化レート））を、噛合機構又は第１回転要素における解放状態又は非ロック状態への切り替え過程において機関トルクが上昇すると判定された場合に、増加させる。
【００１９】
このように、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、噛合機構又は第１回転要素における噛合状態又はロック状態から解放状態又は非ロック状態への切り替え過程において、機関トルクの上昇がある場合に、回転電機のトルクの変化量を増加させ、回転電機から内燃機関に対し機関トルクの上昇に対応する反力トルクを与える。これにより、回転電機のトルクを機関トルクの反力トルクに相当する値に到達させることが可能であり、噛合機構又はロック機構から回転電機への反力トルクの受け渡しが確実に行われた上で、噛合機構又は第１回転要素における解放状態又は非ロック状態への切り替えが行われる。従って、解放状態又は非ロック状態への切り替え過程におけるドライバビリティの悪化を確実に抑制することが可能である。
【００２０】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の一の態様では、前記内燃機関の機関トルクの変化量を特定する特定手段を更に備え、前記判定手段は、前記特定された前記機関トルクの変化量に基づいて前記機関トルクが上昇するか否かを判定する。
【００２１】
この態様によれば、ＥＣＵ等の特定手段により、機関トルクの変化量が特定される。ここに、本発明に係る機関トルクにおける「変化量」とは、所定時間と所定時間経過後に特定される機関トルクの上昇値との比である、又は単位時間当りの変化量である傾き或いはレート（即ち、トルクの時間微分値）を意味する。このような変化量は、内燃機関の機関回転速度と、当該ハイブリッド車両の総要求パワーのうち内燃機関に対する要求パワーとに基づいて特定される。機関回転速度及び内燃機関に対する要求パワーは共に、機関トルクとの相関が高いため、機関トルクの変化量を特定する要素として極めて適当である。尚、本発明に係る「特定」とは、特定対象（ここでは、機関トルクの変化量である）を直接的に又は間接的に算出、選択、導出、推定、検出、同定、取得或いは決定することを意味する。尚、「間接的に」とは、特定対象と、一対一、一対多、多対一或いは多対多を問わず一義的な関係を有する他の物理量、指標値若しくは制御量等を特定することを意味する。即ち、特定手段は、必ずしも機関トルクの変化量そのものを特定する必要はない。
【００２２】
機関トルクの変化量が特定されると、制御手段により、機関トルクの変化量に基づいて、機関トルクが上昇するか否かが判定される。ここに「変化量に基づいて」とは、変化量の大小や、変化量と予め設定される閾値との比較結果等から、機関トルクの上昇を判定することを意味する。このような判定では、機関トルクの変化量を根拠として、機関トルクの上昇を的確に断定することが可能である。
【００２３】
前記特定手段を更に備える態様では、前記制御手段は、前記特定された前記機関トルクの変化量に応じて、前記回転電機のトルクの変化量を増加させるように、前記回転電機を制御してもよい。
【００２４】
このように構成すれば、「変化量に応じて」とは、理想的には、機関トルクの変化量の上昇分だけ、回転電機のトルクの変化量も上昇させるように増加させる旨を意味する。このような理想的な制御では、回転電機のトルクが機関トルクの反力トルクに相当する値に到達する時間（言い換えれば、解放状態又は非ロック状態への切り替えに要する時間）を一定とすることが可能である。仮に、回転電機のトルクの変化量を増加させる量を同一とすれば、該到達する時間に長短が生じることがある。
【００２５】
前記特定手段を更に備える態様では、前記判定手段は、前記特定された前記機関トルクの変化量が所定の基準変化量を超えた場合に、前記機関トルクが上昇すると判定してもよい。
【００２６】
このように構成すれば、機関トルクの変化量における「所定の基準変化量」とは、制御手段による制御（即ち、回転電機のトルクの変化量の増加）を必要とするか否かを判定するための、機関トルクの変化量の閾値を意味する。このような判定の作用として、例えば機関トルクの変化量が僅かに上昇する場合には、機関トルクが上昇すると判定せずに、制御手段による制御を回避することも可能である。逆に言えば、制御手段による制御を、機関トルクの変化量が比較的大きくなる場合にのみ行うことも可能である。
【００２７】
前記特定手段を更に備える態様では、前記機関トルクの変化量及び前記回転電機のトルクの変化量は夫々、前記機関トルクの変化の時間微分であるレート及び前記回転電機のトルクの変化の時間微分であるレートを示し、前記制御手段は、前記回転電機における基準となるベーストルクレートに、前記特定された前記機関トルクのレートのうち前記機関トルクの上昇分に相当する上昇トルクレートを加えるように、前記回転電機を制御してもよい。
【００２８】
このように構成すれば、「レート」とは、トルクの時間に対する変化率、即ちトルクの時間微分を意味する。制御手段により、現行の機関回転速度及び機関トルク等に応じて予め設定されるベーストルクレートに、機関トルクの上昇分に相当する上昇トルクレートを加えることで、レートを増加させる。これにより、機関トルクの変化量の大きさに関わらず、回転電機のトルクを、一定時間で、機関トルクの反力トルクに相当する値に到達させることが可能となる。従って、解放状態又は非ロック状態への切り替えに要する時間が一定となり、動力性能に係るドライバビリティの悪化を抑制することも可能である。
【００２９】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記固定変速モードから前記無段変速モードへの前記変速モードの切り替え時において、前記機関トルクが上昇すると判定された場合に、前記回転電機のトルクの変化量を増加させるように、前記回転電機を制御する。
【００３０】
この態様によれば、固定変速モードから無段変速モードへの変速モードの切り替え過程において、制御手段により、回転電機のトルクの変化量が増加される。このため、回転電機のトルクが機関トルクの反力トルクに相当する値に到達した時に、固定変速モードから無段変速モードへの切り替えが確実に行われることとなる。
【００３１】
本発明の作用及び他の利得は、次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１のハイブリッド車両におけるハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図３】図２のロック機構における第１係合要素及び第２係合要素の噛合状態を示す平面図である。
【図４】図２のハイブリッド駆動装置における動力分割機構の作用を説明する動作共線図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る第１解放制御処理を示すフローチャートである。
【図６】図５の第１解放制御処理におけるＭＧ１トルクのレートの変移を表す二次元グラフである。
【図７】本発明の第２実施形態に係る第２解放制御処理を示すフローチャートである。
【図８】図７の第２解放制御処理におけるＭＧ１トルクのレートの変移を表す二次元グラフである。
【図９】本発明の第３実施形態に係るハイブリッド車両におけるハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
＜第１実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００３４】
図１において、ハイブリッド車両１０は、ＥＣＵ１００、ＰＣＵ（Power Control Unit）１１、バッテリ１２、車速センサ１３及びアクセル開度センサ１４並びにハイブリッド駆動装置２０を備えた、本発明に係る「ハイブリッド車両」の一例である。
【００３５】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備え、ハイブリッド車両１０の各部の動作を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「第１伝達制御手段」、「第２伝達制御手段」、「特定手段」、「判定手段」及び「制御手段」の一例である。
【００３６】
ＰＣＵ１１は、バッテリ１２から取り出した直流電力を交流電力に変換して後述するモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２に供給することが可能に構成された不図示のインバータを含み、バッテリ１２と各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いは各モータジェネレータ相互間の電力の入出力（即ち、この場合、バッテリ１２を介さずに各モータジェネレータ相互間で電力の授受が行われる）を制御することが可能に構成された制御ユニットである。ＰＣＵ１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される構成となっている。
【００３７】
バッテリ１２は、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２を力行するための電力に係る電力供給源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電手段である。
【００３８】
車速センサ１３は、ハイブリッド車両１０の車速Ｖを特定することが可能に構成されたセンサである。車速センサ１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、特定された車速Ｖは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００３９】
アクセル開度センサ１４は、ハイブリッド車両１０の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度Ｔａを特定することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、特定されたアクセル開度Ｔａは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００４０】
ハイブリッド駆動装置２０は、ハイブリッド車両１０のパワートレインとして機能する動力ユニットである。ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置２０の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、ハイブリッド駆動装置２０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００４１】
図２において、ハイブリッド駆動装置２０は、エンジン２００、動力分割機構３００、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「ＭＧ１」と略称する）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と略称する）、ロック機構４００、入力軸５００、駆動軸６００及び減速機構７００を備える。
【００４２】
エンジン２００は、ハイブリッド車両１０の主たる動力源として機能するように構成された、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンである。尚、本発明における「内燃機関」とは、燃料の燃焼を機械的動力に変換可能な機関を意味するものであって、例えば燃料種別（例えばガソリン、軽油、アルコール、アルコール混合燃料或いは天然ガス等）、燃料の供給態様、燃料の燃焼態様、吸排気系の構成及び気筒配列等、物理的、機械的又は電気的な構成は特に限定されない。エンジン２００は、動力出力軸としてのクランク軸（不図示）を備えており、このクランク軸は、ハイブリッド駆動装置２０の入力軸５００に連結されている。
【００４３】
モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「回転電機」の一例たる電動発電機であり、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。モータジェネレータＭＧ２は、電動発電機であり、モータジェネレータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。尚、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える構成を有していてもよいし、他の構成を有していてもよい。
【００４４】
動力分割機構３００は、本発明に係る「動力伝達機構」の一例たる遊星歯車機構であり、中心部に設けられた、本発明に係る「第１回転要素」の一例たるサンギアＳ１と、サンギアＳ１の外周に同心円状に設けられた、本発明に係る「第２回転要素」の一例たるリングギアＲ１と、サンギアＳ１とリングギアＲ１との間に配置されてサンギアＳ１の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギアＰ１と、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支する、本発明に係る「第３回転要素」の一例たるプラネタリキャリアＣ１とを備える。
【００４５】
ここで、サンギアＳ１は、中空のサンギア軸３０１を介してＭＧ１のロータ（符合は省略）に結合されており、その回転速度はＭＧ１の回転速度（以下、適宜「ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ1」と称する）と等価である。また、リングギアＲ１は、ハイブリッド駆動装置２０の動力出力軸たる駆動軸６００及び減速機構７００を介してＭＧ２の不図示のロータに結合されており、その回転速度はＭＧ２の回転速度（以下、適宜「ＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２」と称する）と等価である。更に、プラネタリキャリアＣ１は、入力軸５００に結合されており、その回転速度はエンジン２００の機関回転速度ＮＥと等価である。
【００４６】
一方、駆動軸６００は、ハイブリッド車両１０の駆動輪たる右前輪ＦＲ及び左前輪ＦＬを夫々駆動するドライブシャフトＳＦＲ及びＳＦＬ（即ち、これらドライブシャフトは、本発明に係る「車軸」の一例である）と、デファレンシャル等各種減速ギアを含む減速装置としての減速機構７００を介して連結されている。従って、モータジェネレータＭＧ２から駆動軸６００に出力されるモータトルクＴｍは、減速機構７００を介して各ドライブシャフトへと伝達され、同様に各ドライブシャフトを介して伝達される各駆動輪からの駆動力は、減速機構７００及び駆動軸６００を介してモータジェネレータＭＧ２に入力される。即ち、モータジェネレータＭＧ２の回転速度は、ハイブリッド車両１０の車速Ｖと一義的な関係にある。
【００４７】
動力分割機構３００は、係る構成の下で、エンジン２００が発する動力を、プラネタリキャリアＣ１とピニオンギアＰ１とによってサンギアＳ１及びリングギアＲ１に所定の比率（各ギア相互間のギア比に応じた比率）で分配し、エンジン２００の動力を２系統に分割することが可能となっている。
【００４８】
動力分割機構３００の動作を分かり易くするため、リングギアＲ１の歯数に対するサンギアＳ１の歯数としてのギア比ρを定義すると、エンジン２００からキャリアＣ１に対しエンジントルク（即ち、本発明に係る「機関トルク」の一例）Ｔｅを作用させた場合に、サンギア軸３１０に現れるトルクＴｅｓは下記（１）式により、また駆動軸６００に現れるトルクＴｅｒ（即ち、エンジン２００からの直達トルク）は下記（２）式により夫々表される。
【００４９】
Ｔｅｓ＝−Ｔｅ×ρ／（１＋ρ）・・・（１）
Ｔｅｒ＝Ｔｅ×１／（１＋ρ）・・・（２）
【００５０】
尚、本発明に係る「動力伝達機構」に係る実践上の態様は、動力分割機構３００に限定されない。例えば、本発明に係る動力伝達機構は、複数の遊星歯車機構を備え、一の遊星歯車機構に備わる複数の回転要素が、他の遊星歯車機構に備わる複数の回転要素の各々と適宜連結され、一体の差動機構を構成していてもよい。また、本実施形態に係る減速機構７００は、予め設定された減速比に従って駆動軸６００の回転速度を減速するに過ぎないが、ハイブリッド車両１０は、この種の減速装置とは別に、例えば、複数のクラッチ機構やブレーキ機構を構成要素とする複数の変速段を備えた有段変速装置を備えていてもよい。更には、この有段変速装置が、例えば複数の遊星歯車機構が適宜連結されてなる複合型遊星歯車機構として構成され、エンジン２００の反力トルクを負担する反力要素及び駆動軸６００との間で動力の入出力を行う出力要素の役割が、モータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２との間で選択的に切り替えられる構成であってもよい。
【００５１】
ハイブリッド駆動装置２０は、モータジェネレータＭＧ１の回転量を検出可能に構成された回転センサである第１レゾルバ１５と、モータジェネレータＭＧ２の回転量を検出可能に構成された回転センサである第２レゾルバ１６とを備える。これら各レゾルバは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された回転量は、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。尚、ＥＣＵ１００は、検出された回転量を時間微分処理することにより、各モータジェネレータの回転速度（即ち、Ｎｍｇ１及びＮｍｇ２）を算出することが可能である。
【００５２】
ロック機構４００（即ち、本発明に係る「噛合機構」の一例）は、一対のクラッチ板４１０及び４２０を有するドグクラッチ機構である。
【００５３】
クラッチ板４１０は、サンギア軸３１０に固定されており、サンギア軸３１０と一体に回転可能な、本発明に係る「回転要素」又は「第１係合要素」の一例である。クラッチ板４１０において、クラッチ板４２０と対向する対向面には、周方向に所定間隔で後述する歯状部材（所謂、ドグ歯である）が形成されている。
【００５４】
クラッチ板４２０は、固定要素たるケースＣＳに固定された、本発明に係る「固定要素」又は「第２係合要素」の一例である。クラッチ板４２０において、クラッチ板４１０と対向する対向面には、クラッチ板４１０と同様に周方向に所定間隔で後述する歯状部材が形成されている。
【００５５】
一方、クラッチ板４２０は、不図示の電磁アクチュエータの作用により、図中左方向へ所定量ストローク可能に構成されており、所定量ストロークした状態において、対向面に形成された歯状部材が、クラッチ板４１０の対向面に形成された歯状部材と相互に噛合することにより、ロック状態（言い換えれば、噛合状態）を採るように構成されている。ロック状態において、クラッチ板４１０の回転は、固定要素たるケースＣＳに固定されたクラッチ板４２０によって阻まれ、クラッチ板４１０は回転不能にロックされる。
【００５６】
次に、図３を参照し、クラッチ板４１０及び４２０の噛合態様について、更に詳しく説明する。ここに、図３は、クラッチ板４１０及び４２０の噛合状態を示す平面図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には、同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【００５７】
図３（ａ）から図３（ｃ）において、回転要素として機能するクラッチ板４１０は、ドグ歯４１０Ａと陥没部４１０Ｂとが周方向に沿って所定間隔で配列した構成を採る。一方、固定要素として機能するクラッチ板４２０は、ドグ歯４２０Ａと陥没部４２０Ｂとが周方向に沿って所定間隔で配列した構成を採る。
【００５８】
このような構成において、上述したアクチュエータからの駆動力供給によりクラッチ板４２０が所定量ストロークする過程で、クラッチ板４１０の陥没部４１０Ｂにクラッチ板４２０のドグ歯４２０Ａが挿入され、同時にクラッチ板４２０の陥没部４２０Ｂにクラッチ板４１０のドグ歯４１０Ａが挿入される。クラッチ板４２０のストローク量が最大値に到達すると、クラッチ板４１０とクラッチ板４２０とが噛合し、モータジェネレータＭＧ１がロック状態となる。
【００５９】
クラッチ板４１０の噛合状態について、更に詳しく説明する。図３（ａ）において、クラッチ板４１０のドグ歯４１０Ａにおける負回転方向側の側面が、クラッチ板４２０のドグ歯４２０Ａに当接する場合、後述する固定変速モード時において、ドグ歯４１０Ａ及び４２０Ａ間に形成されたガタが詰められた噛合状態にある。図３（ｂ）において、クラッチ板４１０のドグ歯４１０Ａにおける正回転方向側の側面が、クラッチ板４２０のドグ歯４２０Ａに当接する場合、後述する無段変速モードへの切り替え過程において、クラッチ板４２０からのクラッチ板４１０の解放が遅れたために、ショック発生部分においてショックが発生する噛合状態にある。このような解放の遅れは、後述するＭＧ１トルクＴｍｇ１のレートが一定値以上に設定されていることに起因する。図３（ｃ）において、クラッチ板４１０のドグ歯４１０Ａと、クラッチ板４２０のドグ歯４２０Ａとが一切当接しない場合、無段変速モードへの切り替え過程において、ショックが発生することなくクラッチ板４２０からのクラッチ板４１０の解放が好適に行われる噛合状態にある。このような好適な解放は、ＭＧ１トルクＴｍｇ１のレートが一定値未満に設定されているために実現することが可能である。
【００６０】
尚、アクチュエータは、ＰＣＵ１１を介してＥＣＵ１００と電気的に接続された状態となっており、その動作状態は、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。また、ドグクラッチ機構の実践的態様は、ロック機構４００のものに限定されない。例えば、サンギア軸３１０に、第１係合要素として中空のハブが固定され、このハブの外周面に歯状部材（即ち、外歯）が形成され、一方で、ケースＣＳに固定された環状部材の外周面に同様に歯状部材（即ち、外歯）が形成され、更に、第２係合要素として、この環状部材の外歯に勘合する内歯を有するスリーブが、図示左方向に電磁アクチュエータによりストローク可能に設置される構成であってもよい。この場合、スリーブの内歯と環状部材の外歯とを常時噛合させ、ストローク時にスリーブの内歯が更にハブの外歯と噛合することにより、ハブと環状部材とを固定させ、ロック状態を構築してもよい。
【００６１】
また、本発明に係る噛合機構又はロック機構は、このようなドグクラッチ機構に限定されない。例えば、ロック機構は、サンギア軸３１０に固定された、第１係合要素たるカムと、このカムとの間にカムボールを挟んでこのカムと一体に回転するクラッチ板と、固定要素に連結された第２係合要素たる電磁アクチュエータとを備える所謂カムロック式係合装置であってもよい。この種のカムロック式係合装置においては、カムが係合対象（この場合、固定要素たる電磁アクチュエータである）と回転同期した状態において、電磁アクチュエータによりクラッチ板を電磁アクチュエータ側の摩擦要素へ引きつけ、クラッチ板とカムとの間に生じる差回転によりカムボールを介してセルフロック作用を発現させ、カムの回転を阻止することが可能である。
【００６２】
ハイブリッド駆動装置２０において、上述したロック機構４００は、クラッチ板４１０が固定されたサンギアＳ１を本発明に係る第１回転要素とし、サンギアＳ１の状態をロック状態と非ロック状態（言い換えれば、解放状態）との間で選択的に切り替えることが可能である。尚、サンギアＳ１は、既に述べた通りモータジェネレータＭＧ１に連結されており、サンギアＳ１がロック状態にある場合、モータジェネレータＭＧ１もまた回転不能なロック状態となる。従って、これ以降、サンギアＳ１がロック状態にあることを適宜「ＭＧ１がロック状態にある」等と表現することとする。
【００６３】
＜変速モードの詳細＞
本実施形態に係るハイブリッド車両１０は、サンギアＳ１の状態に応じて、変速モードとして固定変速モード又は無段変速モードを選択可能である。ここで、図４を参照し、ハイブリッド車両１０の変速モードについて説明する。ここに、図４は、動力分割機構３００の作用を説明するハイブリッド駆動装置２０の動作共線図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００６４】
図４（ａ）において、縦軸は回転速度を表しており、横軸には、左から順にモータジェネレータＭＧ１（一義的にサンギアＳ１）、エンジン２００（一義的にキャリアＣ１）及びモータジェネレータＭＧ２（一義的にリングギアＲ１）が表されている。ここで、動力分割機構３００は遊星歯車機構であり、サンギアＳ１、キャリアＣ１及びリングギアＲ１のうち二要素の回転速度が定まった場合に、残余の一回転要素の回転速度が必然的に定まる構成となっている。即ち、動作共線図上において、各回転要素の動作状態は、ハイブリッド駆動装置２０の一動作状態に一対一に対応する一の動作共線によって表すことができる。尚、これ以降適宜、動作共線図上の点を動作点ｍｉ（ｉは自然数）によって表すこととする。即ち、一の動作点ｍｉには一の回転速度が対応している。
【００６５】
図４（ａ）において、ＭＧ２の動作点が動作点ｍ１であるとする。この場合、ＭＧ１の動作点が動作点ｍ３であれば、残余の一回転要素たるキャリアＣ１に連結されたエンジン２００の動作点は、動作点ｍ２となる。この際、駆動軸６００の回転速度を維持したままＭＧ１の動作点を動作点ｍ４及び動作点ｍ５に変化させれば、エンジン２００の動作点は夫々動作点ｍ６及び動作点ｍ７へと変化する。
【００６６】
即ち、この場合、モータジェネレータＭＧ１を回転速度制御装置とすることによって、エンジン２００を所望の動作点で動作させることが可能となる。この状態に対応する変速モードが、無段変速モードである。無段変速モードでは、エンジン２００の動作点（この場合の動作点とは、機関回転速度とエンジントルクＴｅとの組み合わせによって規定される）は、基本的にエンジン２００の燃料消費率が最小となる最適燃費動作点に制御される。尚、当然ながら無段変速モードにおいて、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１は可変である必要がある。このため、無段変速モードが選択される場合、ロック機構７００は、サンギアＳ１が非ロック状態となるように、その駆動状態が制御される。また、この際、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ1は、回転速度フィードバック制御により、目標回転速度に収束制御される。
【００６７】
ここで補足すると、動力分割機構３００において、駆動軸６００に先に述べたエンジントルクＴｅに対応するトルクＴｅｒを供給するためには、サンギア軸３１０にエンジントルクＴｅに応じて現れる先述のトルクＴｅｓと大きさが等しく且つ符合が反転した（即ち、負トルクである）反力トルクをモータジェネレータＭＧ１からサンギア軸３１０（即ち、本発明に係る「回転電機の回転軸」の一例である）に供給する必要がある。この場合、動作点ｍ３或いは動作点ｍ４といった正回転領域の動作点において、ＭＧ１は正回転負トルクの発電状態となる。即ち、無段変速モードにおいては、モータジェネレータＭＧ１（一義的にサンギアＳ１）を反力要素として機能させることにより、駆動軸６００にエンジントルクＴｅの一部を供給し、且つサンギア軸３１０に分配されるエンジントルクＴｅの一部で発電が行われる。駆動軸６００に対し要求されるトルクがエンジン直達のトルクで不足する場合には、この発電電力を利用する形で、モータジェネレータＭＧ２から駆動軸６００に対し適宜トルクＴｍｇ２が供給される。
【００６８】
一方、例えば高速軽負荷走行時等、例えばＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２が高いものの機関回転速度ＮＥが低く済むような運転条件においては、ＭＧ１が、例えば動作点ｍ５の如き負回転領域の動作点となる。この場合、モータジェネレータＭＧ１は、エンジントルクＴｅの反力トルクとして負トルクを出力しており、負回転負トルクの状態となって力行状態となる。即ち、この場合、ＭＧ１トルクＴｍｇ１は、駆動軸６００に作用する駆動軸トルクとして駆動軸６００に伝達されてしまう。
【００６９】
他方で、モータジェネレータＭＧ２は、駆動軸６００に出力される、要求トルクに対し過剰なトルクを吸収するため、負トルク状態となる。この場合、モータジェネレータＭＧ２は、正回転負トルクの状態となって発電状態となる。このような状態においては、ＭＧ１からの駆動力をＭＧ２での発電に利用し、この発電電力によりＭＧ１を力行駆動する、といった所謂動力循環と称される非効率な電気パスが生じることとなる。動力循環が生じた状態では、ハイブリッド駆動装置２０の伝達効率が低下してハイブリッド駆動装置２０のシステム効率が低下しかねない。
【００７０】
そこで、ハイブリッド車両１０では、予めこのような動力循環が生じ得るものとして定められた運転領域において、ロック機構７００によりサンギアＳ１が先に述べたロック状態に制御される。その様子が図４（ｂ）に示される。サンギアＳ１がロック状態となると、必然的にモータジェネレータＭＧ１もまたロック状態となり、ＭＧ１の動作点は、回転速度がゼロである動作点ｍ８となる。このため、エンジン２００の動作点は動作点ｍ９となり、その機関回転速度ＮＥは、車速Ｖと一義的なＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２により一義的に決定される（即ち、変速比が一定となる）。このようにＭＧ１がロック状態にある場合に対応する変速モードが、固定変速モードである。
【００７１】
固定変速モードでは、本来モータジェネレータＭＧ１が負担すべきエンジントルクＴｅの反力トルクをロック機構７００の物理的な制動力により代替させることができる。即ち、モータジェネレータＭＧ１を発電状態にも力行状態にも制御する必要はなくなり、モータジェネレータＭＧ１を停止させることが可能となる。従って、基本的にモータジェネレータＭＧ２を稼動させる必要もなくなり、ＭＧ２は言わば空転状態又は補機発電のみを行う状態となる。結局、固定変速モードでは、駆動軸５００に現れるトルクたる駆動軸トルクＴｄｓが、エンジントルクＴｅのうち、動力分割機構３００により駆動軸６００側に分割された直達成分（上記（２）式参照）である直達トルクＴｅｒのみとなり、ハイブリッド駆動装置２０は、機械的な動力伝達を行うのみとなって、その伝達効率が向上する。
【００７２】
一方、固定変速モードから無段変速モードへ変速モードを切り替える際には、反力要素をロック機構７００からモータジェネレータＭＧ１に切り替える必要がある。ＥＣＵ１００は、固定変速モードにおいて、停止しているモータジェネレータＭＧ１に対しバッテリ１２からの電力を供給し、ＭＧ１トルクＴｍｇ１を所定のレートで徐々に増加する。徐々に増加するＭＧ１トルクＴｍｇ１がエンジントルクＴｅに応じた反力トルクに達した時点で、反力要素がモータジェネレータＭＧ１へ切り替えられると共に、変速モードが無段変速モードへ切り替えられる。ところが、固定変速モードから無段変速モードへの変速モードの切り替え過程において、エンジントルクＴｅが上昇すると、所定のレートで増加するＭＧ１トルクＴｍｇ１が、上昇するエンジントルクＴｅに応じた反力トルクに達する程に増加せず、モータジェネレータＭＧ１が反力トルクを負担できる状態にない。そこで、本実施形態において、ＥＣＵ１００は、変速モードを固定変速モードから無段変速モードへ切り替える際に、第１解放制御を実行するように構成されている。
【００７３】
＜第１実施形態の動作＞
＜第１解放制御処理＞
ここで、図５及び図６を参照し、本発明の第１実施形態として、固定変速モードから無段変速モードへの切り替えに係る第１解放制御処理の詳細について説明する。ここに、図５は、第１解放制御処理を示すフローチャートであり、図６は、第１解放制御処理におけるＭＧ１トルクＴｍｇ１のレートの変移を表す二次元グラフである。
【００７４】
車速センサ１３により検出される車速Ｖ、及びアクセル開度センサ１４により検出されるアクセル開度Ｔａに基づく要求駆動力により規定されるハイブリッド車両１０の運転条件が、変速モードを選択するマップ上におけるＣＶＴ領域（即ち、無段変速モードを規定する領域）に該当する。この場合、図５において、ＥＣＵ１００内における変速モードの制御ルーチンにより、アクセルの踏込等に応じて、ロック状態にあるモータジェネレータＭＧ１を解放する旨の指令が発生したか否かを判定する（ステップＳ１０１）。モータジェネレータＭＧ１を解放する旨の指令が未だ発生しない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、一連の第１解放制御処理は終了する。
【００７５】
一方、モータジェネレータＭＧ１を解放する旨の指令が発生した場合（ステップＳ１０１:ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、エンジントルクＴｅのレートを算出する（ステップＳ１０２）。ここで、エンジントルクＴｅのレートは、機関回転速度ＮＥと、ハイブリッド車両１０における総要求パワーのうちエンジン２００に対する要求パワーとに基づいて算出される。単位は、例えば［Ｎ・ｍ／ｓｅｃ］である。エンジントルクＴｅのレートが算出されると、ＥＣＵ１００は、エンジントルクＴｅに応じた反力トルクを供給するモータジェネレータＭＧ１のＭＧ１トルクＴｍｇ１の初期値を算出すると共に、算出されたＭＧ１トルクＴｍｇ１の初期値に基づいて、基準となるＭＧ１トルクＴｍｇ１のレート（以下、適宜「ベーストルクレート」と称する）を設定する（ステップＳ１０３）。
【００７６】
ここで図６（ａ）を参照し、設定されるベーストルクレートについて説明する。ここに、図６（ａ）及び後述する図６（ｂ）は夫々、縦軸にトルク、横軸に時刻が表されてなる二次元グラフである。
【００７７】
図６（ａ）において、正回転側にエンジントルクＴｅ、負回転側にＭＧ１トルクＴｍｇ１が表されている。時刻ｔ０は、モータジェネレータＭＧ１の解放指令が発生した時刻である。この時刻ｔ０以降のエンジントルクＴｅのレートが、ステップＳ１０２の処理にて算出される。また、時刻ｔ０以降のＭＧ１トルクＴｍｇ１がモータジェネレータＭＧ１のベーストルクであり、このレートがステップＳ１０３の処理にて設定される。点Ｐ０は、ＭＧ１トルクＴｍｇ１の初期値を表す。
【００７８】
図６（ａ）に示すように、モータジェネレータＭＧ１のベーストルクは、エンジントルクＴｅの反力トルク（即ち、図６中、点線で表される）と並行しており、ベーストルクのレートで増加するＭＧ１トルクＴｍｇ１は、反力トルクに達することができない状態にある。
【００７９】
続いて、ＥＣＵ１００は、算出されたエンジントルクＴｅのレートに基づいて、エンジントルクＴｅが上昇するか否かを判定する（ステップＳ１０４）。エンジントルクＴｅが一定或いは下降する場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０５におけるＭＧ１トルクＴｍｇ１のレートの増加を行うことなく、続いてステップＳ１０６の処理を実行する。
【００８０】
一方、エンジントルクＴｅのレートが上昇する場合（即ち、図６中、エンジントルクを表す線の傾き或いはエンジン反力トルクを表す線の傾きが、より急峻になる場合）（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ベーストルクレートと比較して、ＭＧ１トルクＴｍｇ１のレートの値を大きくする（言い換えれば、レートを増加する）（ステップＳ１０５）。このレートの増加により、モータジェネレータＭＧ１が単位時間当たりに供給するＭＧ１トルクＴｍｇ１が増加することになる。
【００８１】
ここで図６（ｂ）を参照し、増加するＭＧトルクＴｍｇ１のレートについて説明する。図６（ｂ）において、正回転側にエンジントルクＴｅ、負回転側に、レートが増加した後のＭＧ１実トルクＴｍｇ１が表されている。時刻ｔ１は、ＭＧ１トルクＴｍｇ１が反力トルクに達する時刻である。時刻ｔ０以降のＭＧ１トルクＴｍｇ１は、ベーストルクより、単位時間当たりのＭＧ１トルクＴｍｇ１が大きくなっており、この変化を表すレートがステップＳ１０５の処理にて決定される。
【００８２】
続いて、ＥＣＵ１００は、実際にＭＧ１トルクＴｍｇ１をサンギア軸３１０に供給する際の、ＭＧ１トルクＴｍｇ１のレート（以下、適宜「実トルクレート」と称する）を設定すると共に、モータジェネレータＭＧ１に対しバッテリ１２から電力を供給する（ステップＳ１０６）。ここで実トルクレートは、ステップＳ１０４の処理にて、エンジントルクＴｅが上昇する場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、ステップＳ１０５の処理にて増加したレートとし、一方、エンジントルクＴｅが一定或いは下降する場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、ベーストルクレートとして設定される。モータジェネレータＭＧ１が電力供給により駆動されると、このような実トルクレートでＭＧ１トルクＴｍｇ１が変移し、エンジントルクＴｅに応じた反力トルクに達する。
【００８３】
続いて、ＥＣＵ１００は、ロック機構４００が解放時における好適なロック状態（即ち、図３（ｃ）に示される状態）にあるように、モータジェネレータＭＧ１の回転角度或いはＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１が変化したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。ＭＧ１回転角度が未だ好適なロック状態が実現するまで変化していない場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、ステップＳ１０４からＳ１０６の処理を繰り返す。
【００８４】
一方、ＭＧ１回転角度が好適なロック状態が実現する程に変化した場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、ロック機構７００におけるアクチュエータ４０７への通電を停止し、ＣＶＴモード（即ち、無段変速モード）へ移行する（ステップＳ１０８）。これにより、一連の第１解放制御処理は終了する。
【００８５】
以上説明したように、第１実施形態に係る第１解放制御処理によれば、固定変速モードから無段変速モードへの変速モードの切り替え過程において、エンジントルクＴｅが上昇する場合に、ＭＧ１トルクＴｍｇ１のレートを増加し、モータジェネレータＭＧ１から、エンジン２００に対しエンジントルクＴｅの上昇に対応する反力トルクを与える。これにより、モータジェネレータＭＧ１のＭＧ１トルクＴｍｇ１がエンジントルクＴｅの反力トルクに達し、ロック機構４００からモータジェネレータＭＧ１への反力トルクの受け渡しが確実に行われた上で、無段変速モードへの切り替えが行われる。従って、無段変速モードへの切り替え過程におけるドライバビリティの悪化を確実に抑制することが可能である。
【００８６】
尚、上述した第１解放制御処理によれば、エンジントルクＴｅが上昇すると判定されれば必ず、ＭＧ１トルクＴｍｇ１のレートの増加が行われるが、エンジントルクＴｅのレートに応じてＭＧ１トルクＴｍｇ１のレートの増加が行われてもよい。この場合、例えばＭＧ１トルクＴｍｇ１がエンジントルクＴｅの反力トルクの値に達する時間を考慮し、エンジントルクＴｅのレートが比較的大きい場合にのみ、ＭＧ１トルクＴｍｇ１のレートの増加を行う。
【００８７】
尚、上述した第１解放制御処理によれば、ＭＧ１トルクＴｍｇ１のレートを単純に増加するが、ＭＧ１トルクＴｍｇ１のレートの増加方法はこれに限定されない。
【００８８】
＜第２実施形態＞
＜第２実施形態の動作＞
＜第２解放制御処理＞
ここで、図７及び図８を参照し、本発明の第２実施形態として、固定変速モードから無段変速モードへの切り替えに係る第２解放制御処理の詳細について説明する。ここに、図７は、第２解放制御処理を示すフローチャートであり、図８は、第２解放制御処理におけるＭＧ１トルクＴｍｇ１のレートの変移を表す二次元グラフである。第２解放制御処理では、第１解放制御処理と比較して、ＭＧ１トルクＴｍｇ１のレートの増加方法が異なる。
【００８９】
ハイブリッド車両１０の運転条件がＣＶＴ領域に該当する場合、図７において、ＥＣＵ１００は、第１解放制御処理と同様にして、ロック状態にあるモータジェネレータＭＧ１を解放する旨の指令が発生したか否かを判定し（ステップＳ１０１）、モータジェネレータＭＧ１を解放する旨の指令が発生した場合（ステップＳ１０１:ＹＥＳ）、エンジントルクＴｅのレートを算出する（ステップＳ１０２）。すると、ＥＣＵ１００は、第１解放制御処理と同様にして、ＭＧ１トルクＴｍｇ１の初期値を算出すると共に、ＭＧ１トルクＴｍｇ１のベーストルクレートを決定する（ステップＳ１０３）。
【００９０】
ここで図８（ａ）を参照し、設定されるベーストルクレートについて説明する。ここに、図８（ａ）、後述する図８（ｂ）及び図８（ｃ）は、図６と同様にして、縦軸にトルク、横軸に時刻が表されてなる二次元グラフである。
【００９１】
図８（ａ）においても、正回転側にエンジントルクＴｅ、負回転側にＭＧ１トルクＴｍｇ１が表されている。時刻ｔ０は、図６と同様にして、モータジェネレータＭＧ１の解放指令が発生した時刻である。この時刻ｔ０以降のエンジントルクＴｅのレートが、ステップＳ１０２の処理にて算出され、時刻ｔ０以降のＭＧ１トルクＴｍｇ１がモータジェネレータＭＧ１のベーストルクであり、このレートがステップＳ１０３の処理にて設定される。点Ｐ０は、図６（ａ）と同様にして、ＭＧ１トルクＴｍｇ１の初期値を表す。
【００９２】
続いて、ＥＣＵ１００は、算出されたエンジントルクＴｅのレートが所定の閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ１０９）。ここで「所定の閾値」とは、ＭＧ１トルクＴｍｇ１のレートの増加を必要とするか否かを判定するための、エンジントルクＴｅのレートの判定値を示す。言い換えれば、「所定の閾値」とは、図８中、ある傾きを持った線（不図示）に相当する。エンジントルクＴｅのレートが所定の閾値未満である場合（ステップＳ１０９：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１トルクＴｍｇ１のレートの増加を行うことなく、続いてステップＳ１０６の処理を実行する。
【００９３】
一方、エンジントルクＴｅのレートが所定の閾値を超える場合（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、エンジントルクＴｅのレートの上昇分に相当する補正項を算出する（ステップＳ１１０）。ここで「補正項」とは、エンジントルクＴｅの上昇分に相当する、ＭＧ１トルクＴｍｇ１のレート（以下、適宜「上昇トルクレート」と称する）を示す。
【００９４】
続いて、ＥＣＵ１００は、実際にＭＧ１トルクＴｍｇ１をサンギア軸３１０に供給する際の、ＭＧ１トルクＴｍｇ１の実トルクレートを算出すると共に、モータジェネレータＭＧ１に対しバッテリ１２から電力を供給する（ステップＳ１１１）。ここで実トルクレートは、先述のベーストルクレートに、エンジントルクＴｅの上昇分に相当する、補正項としての上昇トルクレートを加算したレートを示す。但し、ステップＳ１０９の処理にて、エンジントルクＴｅのレートが所定の閾値未満である場合（ステップＳ１０９：ＮＯ）、上昇トルクレートはゼロとなる。モータジェネレータＭＧ１が電力供給により駆動されると、このような実トルクレートでＭＧ１トルクＴｍｇ１が変移し、エンジントルクＴｅに応じた反力トルクに達する。
【００９５】
ここで図８（ｂ）及び図８（ｃ）を参照し、複数のレートの加算によりレートが増加するＭＧトルクＴｍｇ１について説明する。
【００９６】
図８（ｂ）において、時刻ｔ０以降のＭＧ１トルクＴｍｇ１は、モータジェネレータＭＧ１の上昇トルクであり、このレートがステップＳ１１０の処理にて決定される。
【００９７】
図８（ｃ）において、レートが増加した後のモータジェネレータＭＧ１の実トルクが表されている。時刻ｔ１は、図６（ｂ）と同様にして、ＭＧ１トルクＴｍｇ１が反力トルクに達する時刻である。時刻ｔ０以降のＭＧ１トルクＴｍｇ１は、ベーストルクに、上昇トルクを加算したトルクを表す。この加算したＭＧ１トルクＴｍｇ１のレートがステップＳ１１１の処理にて決定される。
【００９８】
続いて、ＥＣＵ１００は、第１解放制御処理と同様にして、ロック機構４００が解放時における好適なロック状態（即ち、図３（ｃ）に示される状態）にあるように、モータジェネレータＭＧ１の回転角度が変化したか否かを判定し（ステップＳ１０７）、ＭＧ１回転角度が好適なロック状態が実現する程に変化した場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、ロック機構７００におけるアクチュエータ４０７への通電を停止し、ＣＶＴモード（即ち、無段変速モード）へ移行する（ステップＳ１０８）。これにより、一連の第２解放制御処理は終了する。
【００９９】
以上説明したように、第２実施形態に係る第２解放制御処理によれば、予め設定されるベースレートに上昇トルクレートを加えることで、レートが増加する。これにより、エンジントルクＴｅのレートの大きさに関わらず、ＭＧ１トルクＴｍｇ１を、一定時間で、エンジントルクＴｅの反力トルクに到達させることが可能である。従って、ＣＶＴモードへの移行に要する時間が一定となり、動力性能に係るドライバビリティの悪化を抑制することが可能である。
【０１００】
＜第３実施形態＞
＜第３実施形態の構成＞
上記第１及び第２実施形態においては、ハイブリッド駆動装置２０が固定変速モードを採るに際して、ＭＧ１がロックされる（正確には、サンギアＳ１及びクラッチ板４１０を介してＭＧ１がロックされる）構成を採る。然るに、固定変速モードを得るに際してのハイブリッド駆動装置の構成は、この種のＭＧ１ロックに限定されない。ここで、図９を参照し、本発明の第３実施形態として、他のハイブリッド駆動装置の構成について説明する。ここに、図９は、本発明の第３実施形態に係るハイブリッド駆動装置３０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、図９において、図２と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１０１】
図９において、ハイブリッド駆動装置３０は、動力分割機構３００に代えて、本発明に係る「動力分割機構」の他の一例として動力分割機構１１００を備える点と、ロック機構４００に代えて、本発明に係る「噛合機構」又は「ロック機構」の他の一例としてブレーキＢ１を備える点とにおいて、ハイブリッド駆動装置２０と相違する構成となっている。
【０１０２】
動力分割機構１１００は、複数の回転要素により構成される差動機構として、シングルピニオンギア型の第１遊星歯車機構１１１０及びダブルピニオンギア型の第２遊星歯車機構１１２０を備える。
【０１０３】
第１遊星歯車機構１１１０は、サンギア１１１１、キャリア１１１２及びリングギア１１１３並びに軸線方向に自転し且つキャリア１１１２の自転により公転するようにキャリア１１１２に保持された、サンギア１１１１及びリングギア１１１３に噛合するピニオンギア１１１４を備え、サンギア１１１１にモータジェネレータＭＧ１のロータＲＴ１が、キャリア１１１２に入力軸５００が、またリングギア１１１３にＭＧ２変速機構１０００を介して駆動軸６００が夫々連結された構成となっている。
【０１０４】
第２遊星歯車機構１１２０は、サンギア１１２１、キャリア１１２２及びリングギア１１２３並びに軸線方向に自転し且つキャリア１１２２の自転により公転するようにキャリア１１２２に保持された、サンギア１１２１及びリングギア１１２３に噛合するピニオンギア１１２４を備え、サンギア１１２１にブレーキＢ１の他方のブレーキ板が連結された構成となっている。即ち、本実施形態においては、サンギア１１２１が、本発明に係る「第１回転要素」の他の一例として機能する。尚、ＭＧ２変速機構１０００は、駆動軸６００の回転速度に対するＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２の比を変更するための有段の変速装置である。
【０１０５】
このように、動力分割機構１１００は、全体として第１遊星歯車機構１１１０のサンギア１１１１、第２遊星歯車機構１１２０のサンギア１１２１（第１回転要素）、相互に連結された第１遊星歯車機構１１１０のキャリア１１１２及び第２遊星歯車機構１１２０のリングギア１１２３からなる第１回転要素群、並びに相互に連結された第１遊星歯車機構１１１０のリングギア１１１３及び第２遊星歯車機構１１２０のキャリア１１２２からなる第２回転要素群の、合計４個の回転要素を備えている。
【０１０６】
ブレーキＢ１は、一方のブレーキ板が物理的に固定された湿式多板摩擦係合式の係合手段である。ブレーキＢ１の他方のブレーキ板は、ＭＧ１の回転軸に連結されており、ブレーキＢ１の各ブレーキ板同士が係合した状態においては、ＭＧ１の回転は阻止され、所謂ＭＧ１ロックが実現される構成となっている。尚、ブレーキＢ１を駆動する駆動系は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００により上位に制御される構成となっている。尚、ブレーキＢ１は、上記第１及び第２実施形態と同様に、ドグクラッチ機構たるロック機構４００であってもよい。
【０１０７】
＜第３実施形態の動作＞
ハイブリッド駆動装置３０によれば、サンギア１１２１がロック状態となり、その回転速度がゼロとなると、車速Ｖと一義的な回転速度を有する第２回転要素群と、このサンギア１１２１とによって、残余の回転要素たる第１回転要素群の回転速度が規定される。第１回転要素群を構成するキャリア１１１２は、エンジン２００のクランクシャフト２０５に連結された入力軸５００に連結されているため、結局エンジン２００の機関回転速度ＮＥは、車速Ｖと一義的な関係となって、固定変速モードが実現されるのである。また、このようにエンジン２００の機関回転速度ＮＥが車速Ｖと一義的な関係を維持することに伴って、第１回転要素群及び第２回転要素群と差動関係にあるサンギア１１１１の回転状態も一義的となり、モータジェネレータＭＧ１もロック状態となる。即ち、ハイブリッド駆動装置３０においては、所謂Ｏ／Ｄロックと称される固定変速モードが実現される。
【０１０８】
このように、固定変速モードは、ハイブリッド駆動装置２０以外の構成においても実現可能であり、それに合わせて、ロック機構４００又はブレーキＢ１のロック対象も適宜変更されてよい。いずれにせよ、固定変速モードから無段変速モードへの変速モードの切り替え過程において、エンジントルクＴｅが上昇する場合に、ＭＧ１トルクＴｍｇ１のレートを増加し、モータジェネレータＭＧ１から、エンジントルクＴｅの上昇に対応する反力トルクを与える。これにより、無段変速モードへの切り替え過程におけるドライバビリティの悪化を確実に抑制することが可能である。
【０１０９】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１１０】
１０…ハイブリッド車両、１１…ＰＣＵ、１２…バッテリ、１３…車速センサ、１４…アクセル開度センサ、２０…ハイブリッド駆動装置、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、３００…動力分割機構、４００…ロック機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2011051553.tif 000008
【図７】
2011051553.tif 000009
【図８】
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【図９】
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