(57)【要約】【課題】車両の制動力を損なうことなく電力回生を実現する。【解決手段】車両（１）の駆動輪（ＦＬ、ＦＲ）に接続される駆動軸（５００）と、前記駆動軸との間でトルクの伝達が可能な内燃機関（２００）と、前記内燃機関との間でトルクの伝達が可能な第１回転電機（ＭＧ１）と、前記内燃機関と前記駆動軸との間のトルク伝達を断接可能なクラッチ（Ｆ１）と、前記クラッチよりも前記駆動輪側において前記駆動軸との間でトルクの伝達が可能な第２回転電機（ＭＧ２）とを備えたハイブリッド駆動装置（１０）を制御する制御装置（１００）は、前記第２回転電機の回生期間において、前記トルク伝達が遮断されるように前記クラッチを制御する第１制御手段と、前記トルク伝達が遮断される場合に、前記内燃機関の機関回転を促すトルクが供給されるように前記第１回転電機を制御する第２制御手段とを具備する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動輪に接続される駆動軸と、
前記駆動軸との間でトルクの伝達が可能な内燃機関と、
前記内燃機関との間でトルクの伝達が可能な第１回転電機と、
前記内燃機関と前記駆動軸との間のトルク伝達を断接可能なクラッチと、
前記クラッチよりも前記駆動輪側において前記駆動軸との間でトルクの伝達が可能な第２回転電機と
を備えたハイブリッド駆動装置を制御するハイブリッド駆動装置の制御装置であって、
前記駆動軸からの入力トルクにより前記第２回転電機が回生状態となる回生期間において、前記トルク伝達が遮断されるように前記クラッチを制御する第１制御手段と、
前記トルク伝達が遮断される場合に、前記内燃機関に対し前記内燃機関の機関回転を促すトルクが供給されるように前記第１回転電機を制御する第２制御手段と
を具備することを特徴とするハイブリッド駆動装置の制御装置。
【請求項２】
前記ハイブリッド駆動装置は、前記回生期間における前記第２回転電機の回生電力により充電可能な蓄電手段を具備し、
前記ハイブリッド駆動装置の制御装置は、
前記蓄電手段が所定の充電制限状態にあるか否かを判定する判定手段を更に具備し、
前記第２制御手段は、前記トルク伝達が遮断されている場合において、前記蓄電手段が前記充電制限状態にあると判定された場合に、前記蓄電手段に蓄積された電力及び前記回生電力のうち少なくとも一方を利用して前記機関回転を促すトルクを供給させる
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド駆動装置の制御装置。
【請求項３】
前記ハイブリッド駆動装置は、
前記第１回転電機に連結される第１回転要素、前記内燃機関に連結される第２回転要素及び前記クラッチに連結される第３回転要素を含む相互に差動作用をなす複数の回転要素を有してなる差動機構と、
前記第３回転要素を固定可能な固定手段とを備え、
前記第１制御手段は、前記回生期間に前記第３回転要素が固定されるように前記固定手段を制御すると共に、前記トルク伝達が遮断されるように前記クラッチを制御する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド駆動装置の制御装置。
【請求項４】
前記クラッチは、一回転方向にのみ前記トルク伝達を許容するワンウェイクラッチである
ことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド駆動装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関と回転電機とを動力源として備えた車載可能なハイブリッド駆動装置を制御するハイブリッド駆動装置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、回生制動時の制動力を制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示されたハイブリッド車両によれば、二次電池の残存容量が第１限界容量よりも大きい場合に一のモータジェネレータの回生電力を残余のモータジェネレータでエンジンを回転させることによって消費するに際し、エンジンの回転抵抗を増大させることによって、制動力を大きくすることができるとされている。
【０００４】
また、特許文献２には、エンジン、発電機及び電動機を有する構成において、遊星ギア装置のキャリアをエンジンの出力軸に、サンギアを発電機の回転軸に接続し、リングギアを、当該リングギアから出力ギアへは回転を伝達し、その逆方向へは回転を伝達しない回転伝達方向規制手段を介して出力ギアに接続する構成が開示されている。また、係る構成においては、リングギアの回転をケースに対して断接可能とするブレーキを備える点も開示されている。
【０００５】
尚、上記特許文献２と同様の構成については、特許文献３にも開示されており、特許文献３に開示される装置構成においては特に、上記回転伝達方向規制手段の代わりにリングギアと出力軸とを結合及び切り離し可能なクラッチを有する構成とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２８００２６号公報
【特許文献２】特開２００２−３１６５４２号公報
【特許文献３】特開２０００−２０９７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された技術では、二次電池への充電が通常時と較べて制限される場合であっても、モータジェネレータを介した電力回生を停止する必要がなく、電力回生による回生制動がなされる回生制動期間における制動力抜けを抑制可能である。
【０００８】
ところで、電力回生時に内燃機関がモータリングされる場合、このモータリングに要する回転電機のトルクは、駆動軸に負トルクとして伝達される。この負トルクは、車両を制動する制動力として作用する。
【０００９】
従って、駆動軸と内燃機関とが機械的に連結された構成を採る、特許文献１に開示されるハイブリッド車両では、電力回生時に内燃機関の状態が機関停止状態からモータリング状態へと切り替わる場合等において、駆動軸にトルクショックが生じる可能性がある。このようなトルクショックは、ドライバに不快感や違和感を与える要因となり得る。
【００１０】
即ち、特許文献１に開示されるハイブリッド車両には、電力収支を考慮した電力回生を行うにあたってドライバビリティが悪化しかねないという技術的問題点がある。
【００１１】
尚、特許文献２及び３に開示される構成は、シリーズハイブリッドとパラレルハイブリッドとの協調を図るものであり、係る問題点を解決し得るものでない。
【００１２】
本発明は、係る問題点に鑑みてなされたものであり、ドライバビリティを低下させることなく好適な電力回生を実現し得るハイブリッド駆動装置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】
【００１３】
上述した課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド駆動装置の制御装置は、車両の駆動輪に接続される駆動軸と、前記駆動軸との間でトルクの伝達が可能な内燃機関と、前記内燃機関との間でトルクの伝達が可能な第１回転電機と、前記内燃機関と前記駆動軸との間のトルク伝達を断接可能なクラッチと、前記クラッチよりも前記駆動輪側において前記駆動軸との間でトルクの伝達が可能な第２回転電機とを備えたハイブリッド駆動装置を制御するハイブリッド駆動装置の制御装置であって、前記駆動軸からの入力トルクにより前記第２回転電機が回生状態となる回生期間において、前記トルク伝達が遮断されるように前記クラッチを制御する第１制御手段と、前記トルク伝達が遮断される場合に、前記内燃機関に対し前記内燃機関の機関回転を促すトルクが供給されるように前記第１回転電機を制御する第２制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係るハイブリッド駆動装置は、内燃機関並びに第１及び第２回転電機を動力源として備えた駆動装置であり、特に、駆動輪に接続される駆動軸と内燃機関との間のトルク伝達を断接可能な、例えば、公知の各種湿式多板型摩擦係合装置、ドグクラッチ、カムロッククラッチ又はワンウェイクラッチ装置若しくはツーウェイクラッチ装置等の各種態様を有するクラッチを備えた駆動装置を意味する。
【００１５】
ここで、「トルク伝達を断接可能」とは、即ち、少なくとも、トルク伝達が遮断される状態とトルクが伝達される状態とを構築可能であることを意味し、必ずしもトルクの伝達対象同士が物理的に接触しているか否かを規定する概念ではない。例えば、ワンウェイクラッチ等の回転方向選択型のクラッチにおいては、トルクの伝達対象同士は常時接触状態にあるが、両者の回転速度の相対的状態に応じてトルク伝達は選択的に遮断され得る。
【００１６】
また、トルク伝達が遮断される状態とは、好適には完全に遮断される状態を意味し、トルクが伝達される状態とは、好適には入力トルクの減衰が実践上無視し得る程度である状態を意味するが、必ずしもこれらに限定されない。また、本発明に係るクラッチは、トルク伝達を遮断する状態及びトルクを伝達する状態の他に、これらの中間的意味合いを有する状態（所謂「半クラッチ状態」）を構築可能に構成されていてもよい。
【００１７】
本発明に係るハイブリッド駆動装置の制御装置は、このようなハイブリッド駆動装置を制御する装置であって、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ等の実践的態様を採り得る。尚、これらには必要に応じて更に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が内蔵又は付帯されていてもよい。
【００１８】
このような本発明に係るハイブリッド駆動装置を搭載する車両において、例えば、アクセルオフ操作に伴うコーストダウン（惰性減速）やブレーキペダルの踏下に伴う制動要求が生じた場合等においては、駆動軸との間のトルク伝達が可能に構成された、例えばモータジェネレータ等の実践的態様を採り得る第２回転電機が、駆動軸からの入力トルクを利用した電力回生を行う状態としての回生状態に制御されることがある。第２回転電機が回生状態となる期間としての回生期間においては、回生電力を消費又は蓄積する必要が生じる。
【００１９】
ここで、通常、この種のハイブリッド駆動装置内外には、各種二次電池等から構成される各種バッテリ等の蓄電手段が付設されており、第２回転電機或いは更に第１回転電機との間で適宜電力の入出力を行っている。従って、この種の回生期間における回生電力は、好適な一形態としてはこの種の蓄電手段における蓄電に供され得る。或いは、これら回転電機と蓄電手段との間に、例えばインバータ等の各種電力制御デバイスを備える構成においては、好適な他の態様として、この種の蓄電手段を介さずに、例えば第２回転電機から第１回転電機又は各種電気駆動型補機類や直接的に電力が受け渡されてもよい。
【００２０】
一方、回生状態において第２回転電機から供給される回生トルクは、一種の制動トルクであるから、この種の回生状態においては車両に所謂回生制動力が作用する。従って、車両に制動力を付与する必要がある、或いは付与して差し支えない状況においては、積極的に回生制動を活用して、エネルギの有効利用を図ることができる。
【００２１】
他方、駆動軸と内燃機関との間のトルク伝達パスが遮断されていない場合、この入力トルクは、内燃機関のフリクションに対抗して内燃機関の受動回転を促すトルクとしても作用する。即ち、この場合、所謂エンジンブレーキと称される慣性制動力が車両に作用することとなる。然るに、この慣性制動力は、上記回生制動に係る回生制動力と異なり、エネルギを回収する効果はない。従って、回生効率のみを考えれば、このフリクションに相当するエネルギが無駄に消費される分、内燃機関は単なる物理的負荷に過ぎなくなる。
【００２２】
そこで、本発明に係るハイブリッド駆動装置の制御装置では、第２回転電機が回生状態となる回生期間において、内燃機関と駆動軸との間のトルク伝達が、上記クラッチに対する第１制御手段の制御により遮断される構成となっている。その結果、回生期間における入力トルクは、可及的に電力回生に利用され、好適な回生効率を実現することが可能となる。
【００２３】
ところで、車両運用上独立して生じる電力回生要求と、蓄電手段や他の回転電機或いは各種電気駆動型補機類における要求電力とは必ずしも相互にリンクしない。従って、ハイブリッド駆動装置の実践的運用面においては、コーストダウン時や回生制動時であっても、これら電力の受け渡し先として規定される各種の装置が、回生電力又はそれに相当する電力（即ち、回生電力を受け取ることによって蓄電手段側から余剰な電力として供給される電力等）を全く必要としない状態、或いは必要としても電力収支から見て回生電力が過剰であるといった状態である場合が少なくない頻度で生じ得る。
【００２４】
このような問題に対し、電力回生を禁止することも一つの有効な措置となり得るが、電力回生は、負トルクとしての回生トルクによって駆動輪に制動力を与える一種の制動処理であるから、電力回生を停止すれば当然ながら制動力が相対的に不足することとなる。この際、不足する制動力は、車両に各種ＥＣＢ（Electronic Controlled Braking system：電子制御式制動装置）が搭載されている場合等には、当該ＥＣＢからの物理的制動力によって代替させることも可能であるが、回生制動から油圧制動への切り替えが回生期間開始後に生じた場合には、ドライバに少なからず違和感を与える結果を招きかねない。また、制動部材等の消耗も早くなる。
【００２５】
一方、第１制御手段の作用により遮断された状態にある内燃機関と駆動軸との間のトルク伝達を復帰せしめれば、先述したようにフリクションに応じた慣性制動力を得ることも不可能ではない。然るに、回生期間中にクラッチの状態を変化させると、駆動軸におけるトルクショックが顕在化する可能性がある。特に、摩擦係合装置のように過渡期間におけるクラッチ容量の推定が容易でない構成においては、クラッチの状態切り替え前後において車両に作用する制動力を一律に維持することは容易でなく、当該トルクショックがドライバビリティの低下として顕在化する可能性が高くなる。
【００２６】
そこで、本発明に係るハイブリッド駆動装置の制御装置では、上述の理由からトルク伝達が遮断される場合に、第２制御手段により、内燃機関に対し内燃機関の機関回転を促すトルクが供給されるように第１回転電機が制御される。即ち、端的には、第１回転電機によって内燃機関がモータリングされる。尚、この第モータリングに要する電力が、第２回転電機の回生電力に相当する電力を消費する形で供給されることは言うまでもない。
【００２７】
ここで、クラッチはトルク伝達を遮断した状態に維持されており、第１回転電機によって内燃機関をモータリングするにあたってのトルク収支は、殆どクラッチ上流側（駆動輪側を下流側とする）で独立したものとなって、クラッチ下流側、即ち第２回転電機を含む電力回生デバイス側には殆ど影響しない。特に、トルク伝達が完全に遮断されている場合、当該トルク収支は、電力回生側には全く影響しなくなる。
【００２８】
従って、本発明に係るハイブリッド駆動装置の制御装置によれば、例えば、回生期間において何らかの理由により回生電力の受け渡し先が無くなったとしても、第２回転電機による電力回生を停止する必要はなく、各種制動装置を介した制動力、或いはクラッチを介した所謂エンジンブレーキ等の慣性制動力等の力を借りずとも、第２回転電機から必要にして十分な制動力を供給することができるのである。また、この際、クラッチ下流側における回生制動措置を、理想的には一切のトルク変動を排除した形で遂行することが可能となるため、ドライバビリティの低下を防止することが可能となるのである。
【００２９】
補足すると、クラッチ上流側と下流側との間のトルク伝達が遮断されない場合、或いはクラッチそのものが存在しない場合、上記電力収支に関する要請から内燃機関をモータリングすると、当該モータリングに要する第１回転電機のトルクが駆動輪側に負トルクとして伝達される。この負トルクは、駆動輪に対し制動力として作用するから、例えば回生期間中にモータリングが必要とされる場合等においては特に、モータリング開始前後において制動力が不連続となり易い。このような制動力の不連続性は、ドライバに違和感を与え、ドライバビリティを低下させる要因となり得る。本発明に係るハイブリッド駆動装置の制御装置によれば、トルク伝達が遮断された状態でモータリングがなされるため、このような問題が生じることがない。
【００３０】
また、内燃機関をモータリングするにあたって必要となる電力は、モータリングに際しての回転速度に応じて変化する。従って、消費したい電力が概ね或いは明確に規定出来る場合には、ハイブリッド駆動装置全体の電力収支を所望のものに維持又は収束させることもまた容易にして可能となる。
【００３１】
本発明に係るハイブリッド駆動装置の制御装置の一の態様では、前記ハイブリッド駆動装置は、前記回生期間における前記第２回転電機の回生電力により充電可能な蓄電手段を具備し、前記ハイブリッド駆動装置の制御装置は、前記蓄電手段が所定の充電制限状態にあるか否かを判定する判定手段を更に具備し、前記第２制御手段は、前記トルク伝達が遮断されている場合において、前記蓄電手段が前記充電制限状態にあると判定された場合に、前記蓄電手段に蓄積された電力及び前記回生電力のうち少なくとも一方を利用して前記機関回転を促すトルクを供給させる。
【００３２】
この態様によれば、判定手段により蓄電手段が充電制限状態にあると判定された場合に、回生電力相当電力（即ち、蓄電手段に蓄積された電力及び回生電力のうち少なくとも一方）を利用して第１回転電機が駆動制御される。
【００３３】
電力回生の実行可否及び継続可否に最も顕著に影響を与える要因は、蓄電手段のＳＯＣ（State Of Charge：充電状態及び充電状態を規定する指標値を包括する概念である）であるから、このように蓄電手段が充電制限状態にあるか否かに応じて第２制御手段に係る措置が講じられることによって、必要に応じたモータリングを実現することが可能となる。
【００３４】
尚、「充電制限状態」について補足すると、充電可能な二次電池等から構成される蓄電手段において、単位時間当たりに入出力可能な電力には予め制限値（端的には、入力側については充電制限値Ｗｉｎであり、出力側については、放電制限値Ｗｏｕｔである）が存在し、充電制限状態とは、好適には、入力側の制限値に、通常時の値としての基準値よりも大きい制限が与えられた状態を意味する。このような充電制限は、例えば、蓄電手段のＳＯＣが公知のＳＯＣフィードバック制御の上限値（例えば、満充電を１００％として８０〜９０％程度）近傍である場合等に生じ得る。蓄電手段のＳＯＣが良好であれば、元より電力回生の必要は生じないからである。
【００３５】
本発明に係るハイブリッド駆動装置の制御装置の他の態様では、前記ハイブリッド駆動装置は、前記第１回転電機に連結される第１回転要素、前記内燃機関に連結される第２回転要素及び前記クラッチに連結される第３回転要素を含む相互に差動作用をなす複数の回転要素を有してなる差動機構と、前記第３回転要素を固定可能な固定手段とを備え、前記第１制御手段は、前記回生期間に前記第３回転要素が固定されるように前記固定手段を制御すると共に、前記トルク伝達が遮断されるように前記クラッチを制御する。
【００３６】
この態様によれば、第１、第２及び第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有する差動機構によって、所謂電気的ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission：無段変速装置）としての機能が実現され得る。差動機構に備わる回転要素の数は、これら三要素に限定されないが、好適な一例として、第１、第２及び第３回転要素を、夫々反力要素、入力要素及び出力要素として機能させることによって構築された回転二自由度の差動機構において、第１回転電機の回転速度及びトルクの制御によって、内燃機関の動作点（例えば、機関回転速度とトルクとによって規定される動作条件）が、例えば、最適燃費動作点等に制御され得る。
【００３７】
一方、このような回転二自由度の差動機構において、例えば湿式多板型ブレーキ装置等の各種固定手段を介して第３回転要素を選択的に固定すれば、内燃機関の機関回転速度に応じて第１回転電機の動作点を決定することができる。即ち、内燃機関からのトルク供給により第１回転電機に電力回生を行わしめることが可能となる。この際、当然ながらクラッチはトルク伝達遮断側に制御され（出力要素の固定は、即ち、直接的又は間接的の別はあれ駆動輪の固定に繋がる）、車両は、所謂シリーズハイブリッド車両として機能し得る。
【００３８】
この態様によれば、差動機構と固定手段とによって、車両に状況に応じた最適な走行モードを用意することが可能であり、実践上有益である。
【００３９】
尚、この態様では、前記クラッチは、一回転方向にのみ前記トルク伝達を許容するワンウェイクラッチであってもよい。
【００４０】
ワンウェイクラッチは、物理構成によって選択的トルク伝達作用を実現するものであり、その駆動に直接的な制御を必要としない。従って、例えば湿式多板クラッチ等と較べれば、油圧駆動装置等の設置を必要としない分、コスト面からも搭載性の面からも好適である。
【００４１】
ここで、ハイブリッド駆動装置は、上述したように差動機構と固定手段とを有しており、固定手段により第３回転要素の回転を固定すると、第３回転要素よりも駆動輪側に位置するワンウェイクラッチの入力側の回転速度はゼロとなり、駆動軸の回転速度が正回転（車両前進方向の回転を意味する）であれば、無条件に駆動軸と内燃機関との間のトルク伝達が遮断されることになる。即ち、この態様では、固定手段への制御により間接的にクラッチの状態制御が実現され、制御上の負荷が緩和されて尚好適である。
【００４２】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１のハイブリッド車両におけるハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図３】図２のハイブリッド駆動装置におけるワンウェイクラッチのロック領域を説明する図である。
【図４】図２のハイブリッド駆動装置における各要素の状態とハイブリッド車両の走行モードとの関係を説明する表である。
【図５】図４の走行モードとしてのシリーズＨＶモード及びパワースプリットＨＶモードの切り替え条件を説明する図である。
【図６】図２のハイブリッド駆動装置における各走行モードに対応する各回転要素の動作状態を例示する動作共線図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るハイブリッド駆動装置におけるツーウェイクラッチのロック領域を説明する図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るハイブリッド駆動装置における各要素の状態とハイブリッド車両の走行モードとの関係を説明する表である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るハイブリッド駆動装置においてリバースモードが選択された場合における、各回転要素の動作状態を例示する動作共線図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係るハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の各種実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両１の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００４５】
図１において、ハイブリッド車両１は、ＥＣＵ１００、ＰＣＵ（Power Control Unit）１１、バッテリ１２、アクセル開度センサ１３、車速センサ１４、ブレーキペダルセンサ１５、及びＳＯＣセンサ１６並びにハイブリッド駆動装置１０を備えた、本発明に係る「車両」の一例たるハイブリッド車両である。
【００４６】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ等を備え、ハイブリッド車両１の各部の動作を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド駆動装置の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、ハイブリッド駆動装置１０の動作状態を制御可能に構成されている。尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「第１制御手段」、「第２制御手段」及び「判定手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
【００４７】
ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１の駆動輪たる左前輪ＦＬ及び右前輪ＦＲに連結された左車軸ＳＦＬ及び右車軸ＳＦＲに駆動力としての駆動トルクを供給することにより、ハイブリッド車両１を駆動する、本発明に係る「ハイブリッド駆動装置」の一例たるハイブリッド車両１のパワートレインユニットである。ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成については後述する。
【００４８】
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）を制御可能に構成された電力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。
【００４９】
バッテリ１２は、複数のリチウムイオン電池セルを直列接続した構成を有し、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、本発明に係る「蓄電手段」の一例たる充電可能な電池ユニットである。尚、バッテリ１２は、本発明に係る蓄電手段の一例に過ぎず、例えば、ハイブリッド車両１は、バッテリ１２に代えて、ニッケル水素電池を構成要素とする電池ユニットを搭載していてもよい。或いは、例えば電気二重層キャパシタ等の各種キャパシタ装置を搭載していてもよい。
【００５０】
アクセル開度センサ１３は、ハイブリッド車両１の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度Ｔａを検出可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Ｔａは、ＥＣＵ１００によって適宜参照される構成となっている。
【００５１】
車速センサ１４は、ハイブリッド車両１の車速Ｖｈを検出可能に構成されたセンサである。車速センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖｈは、ＥＣＵ１００によって適宜参照される構成となっている。
【００５２】
ブレーキペダルセンサ１５は、ハイブリッド車両１の各車輪に対し個別に制動力を付与可能な不図示のＥＣＢの作動、或いはモータジェネレータＭＧ２を利用した回生制動の作動を促す運転者の制動操作量を検出可能に構成されたセンサである。この制動操作は、不図示のブレーキペダルを介して与えられる構成となっており、ブレーキペダルセンサ１５は、このブレーキペダルの踏下量Ｔｂを係る制動操作量として検出する構成となっている。ブレーキペダルセンサ１５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたブレーキペダル踏下量Ｔｂは、ＥＣＵ１００により適宜参照される構成となっている。
【００５３】
ＳＯＣセンサ１６は、バッテリ１２のＳＯＣを検出可能に構成されたセンサである。ＳＯＣセンサ１６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたバッテリ１２のＳＯＣは、ＥＣＵ１００により適宜参照される構成となっている。尚、本実施形態では、「ＳＯＣ」なる文言を、完全放電状態を０（％）、満充電状態を１００（％）として規格化してなる、バッテリ１２の充電状態を表す定量的指標値としても使用することとする。
【００５４】
次に、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、ハイブリッド駆動装置１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００５５】
図２において、ハイブリッド駆動装置１０は、エンジン２００、入力軸３００、動力分割機構４００、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）、出力軸５００、変速装置６００及びオイルポンプ７００を備える。
【００５６】
エンジン２００は、ハイブリッド車両１の一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。エンジン２００は、公知の各種態様を有し得るガソリンエンジンであり、ここでは、その詳細な構成を割愛するが、エンジン２００の出力動力たるエンジントルクＴｅは、不図示のクランク軸を介してハイブリッド駆動装置１０の入力軸３００に連結されている。
【００５７】
尚、本発明に係る「内燃機関」とは、燃料の燃焼に伴う熱エネルギを運動エネルギに変換可能な機関を包括する概念であって、例えば、燃料種別、燃料の供給態様、給排気系の構成、吸気排気系の制御態様、気筒数及び気筒配列等を含む実践的形態は、如何様にも限定されない趣旨である。
【００５８】
モータジェネレータＭＧ１は、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電動発電機であり、本発明に係る「第１回転電機」の一例である。
【００５９】
モータジェネレータＭＧ２は、モータジェネレータＭＧ１よりも体格の大きい、本発明に係る「第２回転電機」の一例たる電動発電機であり、モータジェネレータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。
【００６０】
尚、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、同期電動発電機として構成され、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える構成を有するが、無論他の構成を有していてもよい。
【００６１】
動力分割機構４００は、本発明に係る「差動機構」の一例たるシングルピニオン型遊星歯車機構である。
【００６２】
動力分割機構４００は、中心部に設けられた、本発明に係る「第１回転要素」の一例たるサンギアＳｇ１と、サンギアＳｇ１の外周に同心円状に設けられた、本発明に係る「第３回転要素」の一例たるリングギアＲｇ１と、サンギアＳｇ１とリングギアＲｇ１との間に配置されてサンギアＳｇ１の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギア（不図示）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２回転要素」の一例たるキャリアＣｒ１とを備える。
【００６３】
サンギアＳｇ１は、モータジェネレータＭＧ１のロータに、その回転軸を共有する形で連結されており、その回転速度はＭＧ１の回転速度たるＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１と等価である。尚、このＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１は、レゾルバＲＶ１によって検出される構成となっており、レゾルバＲＶ１と電気的に接続されたＥＣＵ１００に一定周期で送出される構成となっている。
【００６４】
一方、リングギアＲｇ１は、ワンウェイクラッチＦ１の一方の係合要素である入力側係合要素に連結されている。この入力側係合要素がワンウェイクラッチＦ１の他方の係合要素である出力側係合要素とロック状態にある場合、その回転速度は、ハイブリッド駆動装置１０の動力出力軸としての出力軸５００の回転速度たる出力軸回転速度Ｎｏｕｔと一義的な関係となる。尚、出力軸５００は、本発明に係る「駆動軸」の一例である。
【００６５】
他方、キャリアＣｒ１は、エンジン２００のクランクシャフトに連結された上記入力軸３００と連結されており、その回転速度がハイブリッド駆動装置１０の動力入力軸としての入力軸３００の回転速度たる入力軸回転速度Ｎｉｎと一義的な関係を有する構成となっている。尚、入力軸回転速度Ｎｉｎは、エンジン２００の機関回転速度Ｎｅと等価である。
【００６６】
ハイブリッド駆動装置１０は、ブレーキＢＲ１及びワンウェイクラッチＦ１を有する。
【００６７】
ブレーキＢＲ１は、動力分割機構４００のリングギアＲｇ１に連結される係合要素（ブレーキ板）と、固定要素に連結される係合要素とを含む複数の係合要素を備え、これら複数の係合要素が油圧駆動装置を介して供給される係合油圧に応じて接触押圧されることにより制動力を発揮する公知の湿式多板型ブレーキ装置である。ハイブリッド駆動装置１０では、このブレーキＢＲ１の制動作用によって、リングギアＲｇ１の回転を停止させることができる。
【００６８】
尚、この油圧駆動装置の一部をなすオイルポンプ７００は、駆動力供給源としての入力軸３００に連結された機械式の流体吐出装置であり、その制動油の吐出圧を規定するポンプ回転速度が、エンジントルクＴｅによって制御される構成となっている。
【００６９】
ワンウェイクラッチＦ１は、予め規定される正回転方向に作用するトルクのみを伝達し、負回転方向に作用するトルクに対しては空転する公知の一方向クラッチである。ワンウェイクラッチＦ１の入力側係合要素は、先述した通り動力分割機構４００のリングギアＲｇ１に連結されており、出力側係合要素は、後述する変速装置６００の第２ギア６０２に連結されている。
【００７０】
ここで、図３を参照し、ワンウェイクラッチＦ１の動作について説明する。ここに、図３は、ワンウェイクラッチＦ１のロック領域を説明する図である。
【００７１】
図３において、横軸及び縦軸には、夫々ワンウェイクラッチＦ１の入力側係合要素の回転速度たるクラッチ入力回転速度Ｎｃｉｎ及びワンウェイクラッチＦ１の出力側係合要素の回転速度たるクラッチ出力回転速度Ｎｃｏｕｔが表される。
【００７２】
尚、クラッチ入力回転速度Ｎｃｉｎは、リングギアＲｇ１の回転速度と等価である。また、第２ギア６０２は、後述する第１ギア６０１を介して出力軸５００と連結されているため、クラッチ出力回転速度Ｎｃｏｕｔは、出力軸５００の回転速度たる出力軸回転速度Ｎｏｕｔと一義的な関係にある。
【００７３】
図３において、ハッチング表示された領域は、入力側係合要素と出力側係合要素とが回転比率１：１でロックされる領域としてのロック領域を表している。ロック領域とは、即ち、締結状態と解放状態との間で状態が制御される通常のクラッチで言えば、締結状態に相当する領域である。尚、当然ながら、ワンウェイクラッチＦ１において、ハッチング表示されたロック領域は、動作状態として採り得ない領域であり、入力側係合要素と出力側係合要素との関係は、図示実線で示される通りの関係となる。
【００７４】
一方、ハッチング表示された領域以外の領域は、出力側係合要素と入力側係合要素との間のトルク伝達が遮断される領域であり、この領域においては、出力側係合要素は入力側係合要素に対して空転するのみでありトルク伝達は行われない。即ち、この領域は、締結状態と解放状態との間で状態が制御される通常のクラッチで言えば、解放状態に相当する領域である。
【００７５】
図２に戻り、出力軸５００は、ドライブギアＤＲを介してディファレンシャルＤ／Ｇに連結されており、出力軸５００に作用するトルクたる駆動トルクは、最終的にこのディファレンシャルＤ／Ｇを介して先述した左右の車軸に作用する構成となっている。尚、出力軸５００の回転速度たる出力軸回転速度Ｎｏｕｔは、レゾルバＲＶ２によって検出される構成となっており、レゾルバＲＶ２と電気的に接続されたＥＣＵ１００に一定周期で送出される構成となっている。
【００７６】
変速装置６００は、第１ギア６０１、第２ギア６０２及び第３ギア６０３を備え、第１ギア６０１が夫々第２ギア６０２及び第３ギア６０３と噛み合うように配置されてなる、二重噛み合い式ギア機構である。
【００７７】
ここで、第２ギア６０２は、先述したように、ワンウェイクラッチＦ１の出力側係合要素に連結されている。従って、当該出力側係合要素の回転速度たるクラッチ出力回転速度Ｎｃｏｕｔと出力軸回転速度Ｎｏｕｔとは、双方のギアのギア比に応じた一義的な関係となる。
【００７８】
一方、第３ギア６０３は、モータジェネレータＭＧ２のロータに連結されている。従って、モータジェネレータＭＧ２の回転速度たるＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２と出力軸回転速度Ｎｏｕｔとは、双方のギアのギア比に応じた一義的な関係となる。
【００７９】
尚、変速装置６００は二重噛み合い式のギア機構であるから、中心に位置する第１ギア６０１の回転方向と、第２ギア６０２及び第３ギア６０３の回転方向とは逆の関係となる。一方、第１ギア６０１の回転は、ドライブギアＤＲを介してディファレンシャルＤ／Ｇに伝達されるので、駆動輪の回転方向と第１ギア６０１の回転方向とも同様に逆である。即ち、前進方向に対応する駆動輪の回転方向を正回転方向と定義すると、駆動輪の正回転は、夫々モータジェネレータＭＧ２及びワンウェイクラッチＦ１の出力側係合要素の正回転に対応する。
＜実施形態の動作＞
＜走行モードの詳細＞
ハイブリッド駆動装置１０は、上述した構成において、ハイブリッド車両１０に各種の走行モードを提供することができる。ここで、図４を参照し、ハイブリッド駆動装置１０における各要素の状態と、実現される走行モードとの関係について説明する。ここに、図４は、ハイブリッド駆動装置の各要素の状態と走行モードとの関係を説明する表である。
【００８０】
図４において、左端の列が走行モードを表しており、その他の列は、左から順にエンジン２００の動作状態、ブレーキＢＲ１の動作状態及びワンウェイクラッチＦ１の動作状態を表している。
【００８１】
尚、エンジン２００の動作状態は、「○」が稼動している状態を、「×」が機関停止している状態を、夫々意味する。また、ブレーキＢＲ１の動作状態は、「○」が固定された状態を、「×」が解放された状態を、夫々意味する。また、ワンウェイクラッチＦ１の動作状態は、「○」がトルクの伝達がなされる状態を、「×」がトルクの伝達がなされない状態を、夫々意味する。
【００８２】
＜パワースプリットＨＶモード＞
エンジン２００が稼動している状態においてブレーキＢＲ１が解放されると、走行モードとしてパワースプリットＨＶモードが実現される。パワースプリットＨＶモードとは、動力分割機構４００の差動作用によって、エンジントルクＴｅをサンギアＳｇ１側とリングギアＲｇ１側に分割（スプリット）し、必要に応じてモータジェネレータＭＧ２から出力軸５００へのトルクアシストを付加しつつハイブリッド（ＨＶ）走行を実現する走行モードである。
【００８３】
パワースプリットＨＶモードでは、クラッチ入力回転速度Ｎｃｉｎとクラッチ出力回転速度Ｎｃｏｕｔとは回転比率１：１であり、図３における実線上で関係が推移する。
【００８４】
ここで、より具体的にパワースプリットＨＶモードについて説明する。
【００８５】
動力分割機構４００は、上述した構成の下で、エンジン２００から入力軸３００に供給されるエンジントルクＴｅを、キャリアＣｒ１によってサンギアＳｇ１及びリングギアＲｇ１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である。
【００８６】
この際、動力分割機構４００の動作を分かり易くするため、リングギアＲｇ１の歯数に対するサンギアＳｇ１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Ｃｒ１に対しエンジントルクＴｅを作用させた場合に、サンギアＳｇ１に作用するトルクＴｅｓは下記（１）式により、またリングギアＲｇ１に作用するエンジン直達トルクＴｅｒは下記（２）式により、夫々表される。
【００８７】
Ｔｅｓ＝−Ｔｅ×ρ／（１＋ρ）・・・（１）
Ｔｅｒ＝Ｔｅ×１／（１＋ρ）・・・（２）
ハイブリッド車両１は、車速Ｖｈ及びアクセル開度Ｔａ等に基づいて算出される要求出力を満たす要求駆動トルクが、このエンジン直達トルクＴｅｒで不足する場合には、モータジェネレータＭＧ２からのＭＧ２トルクＴｍｇ２を出力軸５００に付加し、適宜これらの協調制御によって、所謂ＨＶ（Hybrid Vehicle）走行を行う。
【００８８】
＜シリーズＨＶモード＞
エンジン２００が稼動状態にあり、且つリングギアＲｇ１がブレーキＢＲ１によりその回転が阻止された状態にある場合、シリーズＨＶモードが実現される。シリーズＨＶモードとは、エンジン２００からの上述したトルクＴｅｓによりモータジェネレータＭＧ１を電力回生状態に維持しつつ、出力軸５００に要求されるトルクを、モータジェネレータＭＧ２からのＭＧ２トルクのみで賄う走行モードである。即ち、シリーズＨＶモードとは、ＥＶ（Electric Vehicle）走行モードの一種であり、ＭＧ１の回生電力によりＭＧ２が駆動される形態を採る。
【００８９】
この場合、リングギアＲｇ１の回転速度がゼロ（即ち、Ｎｃｉｎ＝０）であるから、図３から明らかなように、前進走行（Ｎｃｏｕｔ＞０）の走行領域においては、全域で出力軸５００から動力分割機構４００側へのトルク伝達が遮断される。従って、シリーズＨＶモードでは、動力分割機構４００、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ１が一種の発電機として機能し、出力軸５００側から独立した構成となる。
【００９０】
ここで、図５を参照し、パワースプリットＨＶモードとシリーズＨＶモードとの間の切り替え制御について説明する。ここに、図５は、シリーズＨＶモード及びパワースプリットＨＶモードの切り替え条件を説明する図である。
【００９１】
図５において、縦軸及び横軸には夫々理論伝達効率ηｓｙｓ及び変速比γが表される。
【００９２】
尚、理論伝達効率ηｓｙｓは、エンジン２００の熱効率、動力分割機構４００における電気効率等に基づいて算出される、ハイブリッド駆動装置１０全体のエネルギ効率である。また、変速比γは、入力軸回転速度Ｎｉｎの絶対値と出力軸回転速度Ｎｏｕｔの絶対値との比（γ＝｜Ｎｉｎ｜／｜Ｎｏｕｔ｜）である。
【００９３】
図５において、図示Ｌ＿ＰＳＨＶ（実線参照）は、パワースプリットＨＶモードの理論伝達効率であり、図示Ｌ＿ＳＲＨＶ（破線参照）は、シリーズＨＶモードの理論伝達効率を表す。
【００９４】
図示の通り、パワースプリットＨＶモードでは、変速比γに応じて理論伝達効率ηｓｙｓが変化し、変速比γが基準変速比γｔｈとなるポイントにおいてピーク値を採る。尚、出力軸５００に各種有段変速装置が接続される場合には、この理論伝達効率のピーク値は、変速段の個数だけ存在する。
【００９５】
一方、シリーズＨＶモードにおいては、出力軸へのトルク供給がＭＧ２のみでなされるため、変速比γに対して理論伝達効率ηｓｙｓは殆ど変化しない。その結果、基準変速比γｔｈを境に両者の関係は逆転する。
【００９６】
ＥＣＵ１００は、常時この変速比γをモニタしており、変速比γが基準変速比γｔｈ未満となる領域ではシリーズＨＶモードを、基準変速比γｔｈ以上となる領域ではパワースプリットＨＶモードを夫々選択する構成となっている。
【００９７】
＜ＥＶモード＞
一方、シリーズＨＶモードにおいてエンジン２００を停止させると、走行モードはＥＶモードとなる。ＥＶモードでは、シリーズＨＶモードと同様に、出力軸５００の要求トルクが全てＭＧ２トルクによって賄われる。
【００９８】
ここで、ＥＶモードにおいては、エンジン２００が機関停止状態とされるため、モータジェネレータＭＧ１を稼動させる理由もなくなり、モータジェネレータＭＧ１もまた停止状態とされる。更に、このようにエンジン２００及びモータジェネレータＭＧ１が非稼動となり各々回転速度がゼロとなると、回転二自由度の差動機構たる動力分割機構４００において残余の一要素であるリングギアＲｇ１の回転は、必然的にゼロとなる。従って、ブレーキＢＲ１から制動トルクを付与する必要はなくなり、ブレーキＢＲ１は、解放状態に制御される。
【００９９】
このような状態においては、動力分割機構４００全体が非稼動状態にあるのと実質的に等価であるから、ワンウェイクラッチ４００のクラッチ出力回転速度Ｎｃｏｕｔはクラッチ入力回転速度Ｎｃｉｎよりも高くなり、出力軸５００から動力分割機構４００へのトルク伝達は遮断される。
【０１００】
他方、このＥＶモードにおいて、バッテリ１２のＳＯＣが低下した、或いはＭＧ２の動作許容範囲を超えるトルク要求が生じた等の各種の理由により、エンジン始動要求が生じることがある。この場合、機関停止中のエンジン２００は、モータジェネレータＭＧ１を力行状態とすることによりエンジン２００に供給されるクランキングトルクによってクランキングされ、然るべき始動制御により速やかに始動する。
【０１０１】
この際、リングギアＲｇ１が反力を負担していないと、モータジェネレータＭＧ１からのクランキングトルクはエンジン２００に伝達されない。このため、ブレーキＢＲ１は締結状態に移行される。尚、各要素の動作状態のみ見れば、エンジン始動要求時のＥＶモードとは先述のシリーズＨＶモードと同一である。但し、シリーズＨＶモードは、エンジン２００からモータジェネレータＭＧ１へのトルク供給がなされるモードであり、エンジン始動要求時のＥＶモードは逆にＭＧ１からエンジン２００へのトルク供給がなされるモードである点において相違している。
【０１０２】
＜回生モード＞
ハイブリッド車両１において、ブレーキペダル踏下量Ｔｂが所定値以上である、或いはアクセル開度Ｔａの減少率が所定値以上である等、回生条件が満たされると、走行モードは回生モードに移行する。回生モードとは、モータジェネレータＭＧ２により出力軸５００から入力トルクを利用して電力回生を行うモードであり、同時に、電力回生に伴う回生トルク（負トルク）によってハイブリッド車両１に制動力を与える走行モードである。
【０１０３】
回生モードにおいては、エンジン２００のフリクション（回転抵抗或いは慣性抵抗）による回生効率の低下を抑制する目的から、ワンウェイクラッチＦ１におけるトルク伝達は遮断される。ここで、ワンウェイクラッチＦ１は、その物理構成によって半ば自動的にトルクの伝達態様が切り替わる装置であるから、この場合の実質的な制御対象は、ブレーキＢＲ１である。即ち、ブレーキＢＲ１を締結状態とすると、図３の特性より正回転領域のトルク入力に対してワンウェイクラッチＦ１が空転するため、トルク伝達が遮断される。また、エンジン２００を稼動させる必要がないため、エンジン２００は機関停止とされる。
【０１０４】
その結果、回生モードでは、出力軸５００からの入力トルクに対し回生トルクを作用させることによってモータジェネレータＭＧ２で電力回生がなされ、回生電力がＰＣＵ１１を介してバッテリ１２に蓄積される。
【０１０５】
一方、このような回生モードにおける走行が比較的長期にわたって継続した場合や、元よりバッテリ１２のＳＯＣが良好な場合（例えば、８０〜９０％程度の値を維持している場合）等においては、バッテリ１２の充電制限値Ｗｉｎが低下してバッテリ１２が充電制限状態となり、単位時間当たりにバッテリ１２に受け入れ可能な電力が、その時点の回生電力を下回ることがある。特に、ＳＯＣが極端に高い場合には、充電制限値Ｗｉｎがゼロになることがある。
【０１０６】
このようなバッテリ１２の充電制限時には、電力回生の必要は生じないのであるが、電力回生時にＭＧ２から出力軸５００に作用させる回生トルクが一種の制動トルクとして機能する関係上、単に電力回生を停止してしまうと、ハイブリッド車両１の減速度が低下する。さりとて、ブレーキＢＲ１の締結を解除してワンウェイクラッチＦ１を介してエンジン２００の慣性抵抗を制動力に代替させようとすると、ワンウェイクラッチＦ１の状態遷移に伴うトルクショックが出力軸５００に現れてドライバビリティの低下を招く。
【０１０７】
そこで、ＥＣＵ１００は、このような場合には、モータジェネレータＭＧ１によりエンジン２００をモータリングする（図示「ＭＴ」参照）。エンジン２００をモータリングするには、必然的にバッテリ１２からの電力消費が必要となる。従って、バッテリ１２から電力を持ち出すことによって係る電力消費を賄うにせよ、回生電力を、バッテリ１２を経由せずに直接ＭＧ１に供与するにせよ、電力回生の継続を阻害する要因は解消される。
【０１０８】
その結果、制動力抜けを生じさせることなく、またトルクショック等の不具合を顕在化させることなく、電力回生を継続することが可能となる。
【０１０９】
＜リバースモード＞
上述の各種走行モードは、車両前進時に対応する走行モードである。ハイブリッド車両１を後進走行させる必要がある場合、ＥＣＵ１００は、リバースモードを選択する。リバースモードにおいては、モータジェネレータＭＧ２からのＭＧ２トルクによってハイブリッド車両１を後進させる。即ち、この場合、出力軸５００の回転方向は前進時と逆方向であり、クラッチ出力回転速度Ｎｃｏｕｔは負値を採る。そのため、ワンウェイクラッチＦ１を介して動力分割機構４００側へトルクの伝達がなされる。
【０１１０】
ここで、バッテリ１２のＳＯＣが相対的に高い場合（例えば、基準値以上である場合）、エンジン２００を稼動させる必要はないが、バッテリ１２のＳＯＣが低い場合（例えば、基準値未満である場合）、シリーズＨＶモード等と同様に、エンジン２００が稼動状態とされ、エンジン２００からのトルク供給によってＭＧ１が電力回生状態に制御される。
【０１１１】
＜各走行モードにおけるハイブリッド駆動装置１０の状態＞
次に、図６を参照し、上記各種走行モードに対応するハイブリッド駆動装置１０の各回転要素の状態について説明する。ここに、図６は、各走行モードに対応するハイブリッド駆動装置１０の各回転要素の動作状態を例示する動作共線図である。
【０１１２】
図６において、縦軸は回転速度を表しており、横軸には、左から順にサンギアＳｇ１（一義的にモータジェネレータＭＧ１）、キャリアＣｒ１（一義的にエンジン２００）、及びリングギアＲｇ１（一義的にワンウェイクラッチＦ１の入力側係合要素である）からなる入力側回転要素群、並びに左から順に第２ギア６０２（一義的にワンウェイクラッチＦ１の出力側回転要素である）、第１ギア６０１（一義的に出力軸５００）及び第３ギア６０３（一義的にモータジェネレータＭＧ２）からなる出力側回転要素群が夫々表される。
【０１１３】
ここで、動力分割機構４００は、相互に差動関係にある複数の回転要素により構成された回転二自由度のプラネタリギアユニットであり、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１０の一動作状態に一対一に対応する一の動作共線によって表すことができる。
【０１１４】
尚、図６において、各回転要素のその時点の回転状態を示す動作点を図示黒丸に相当する動作点Ｍｉ（ｉは自然数）として示すこととする。
【０１１５】
図６（ａ）には、先述のＥＶモード、回生モード及びシリーズＨＶモードに対応する動作共線が示される。
【０１１６】
ＥＶモードにおいては、ＭＧ１及びエンジン２００が停止されるため、入力側回転要素群の動作共線は、動作点ｍ１、ｍ２及びｍ３を繋げて得られる図示Ｌ＿ＩＮ１（実線参照）となる。
【０１１７】
一方、出力側回転要素群の動作共線は、車速に応じた値となる出力軸回転速度Ｎｏｕｔに相当する動作点を図示動作点ｍ４とすれば、二重噛み合い式ギア機構である変速装置６００の動作上、図示動作点ｍ５及びｍ６を繋げて得られる図示Ｌ＿ＯＵＴ１（鎖線参照）となる。
【０１１８】
ここで、ワンウェイクラッチＦ１を介したトルク伝達が遮断されている関係上、第２ギア６０２とリングギアＲｇ１とは切り離されており（図示白丸参照）、ハイブリッド車両１の走行状態は、出力側回転要素群の回転状態のみによって規定される。
【０１１９】
一方、シリーズＨＶモードでは、この状態からバッテリ１２の電力確保のため発電が行われる。即ち、動作共線は、ブレーキＢＲ１によって固定されるリングギアＲｇ１とエンジン回転速度Ｎｅとによって一義的に定まり、動作点ｍ３、ｍ８及びｍ７を繋げて得られる図示Ｌ＿ＩＮ２（破線参照）となる。
【０１２０】
他方、回生モードにおける動作共線は、例えば図示Ｌ＿ＯＵＴ１と同様である。これは、ＥＶ走行モード及び回生モードが、トルクの供給側と受け入れ側とが入れ替わるのみであるためであり、トルクの入出力を記載しない動作共線図上では、両者の間に差異は生じないのである。
【０１２１】
図６（ｂ）には、パワースプリットＨＶモードが示される。パワースプリットＨＶモードにおいては、例えば出力側回転要素群の回転状態を図６（ａ）と同様とした場合に、入力側回転要素群が、動作点ｍ６、ｍ１０及びｍ９を繋げて得られる図示Ｌ＿ＩＮ３（破線参照）の如くになる。
【０１２２】
パワースプリットＨＶモードにおいては、ワンウェイクラッチＦ１を介したトルク伝達が許可されるため、第２ギア６０２の回転速度とリングギアＲｇ１の回転速度とが一致し、リングギアＲｇ１の動作点が図示動作点ｍ６となる。一方、このように入力側回転要素群の出力要素となるリングギアＲｇ１の回転状態が規定されると、モータジェネレータＭＧ１の回転速度及びトルクの制御によって、エンジン２００の動作点を所定範囲で自由に選択可能となる。即ち、電気的に一種のＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）が構築される。
【０１２３】
図６（ｃ）には、リバースモードが示される。リバースモードにおいては、出力側回転要素群の回転状態が反転し、出力軸５００が正回転となる。この際、車速に応じた出力軸回転速度Ｎｏｕｔに相当する動作点を図示ｍ１６とすれば、第２ギア６０２及び第３ギア６０３の動作点は、夫々図示動作点ｍ１２及びｍ１１となる。その結果、出力側回転要素群の動作共線は、図示Ｌ＿ＯＵＴ２（鎖線参照）となる。
【０１２４】
一方、ワンウェイクラッチＦ１によりトルク伝達が許可されるリバースモードにおいては、第２ギア６０２とリングギアＲｇ１との回転速度は一致し、リングギアＲｇ１の動作点は図示動作点ｍ１２となる。
【０１２５】
その結果、入力側回転要素群の動作共線は、ＳＯＣ低下防止のためエンジン２００を稼動させれば、例えば、動作点ｍ１２、ｍ１４及びｍ１５を繋げて得られる図示Ｌ＿ＩＮ５（破線参照）となり、エンジン２００が非稼動であれば、動作点ｍ１２、ｍ２及びｍ１３を繋げて得られる図示Ｌ＿ＩＮ４（実線参照）となる。
【０１２６】
＜実施形態の効果＞
図６（ａ）を見れば明らかなように、本実施形態に係るハイブリッド車両１においては、回生モードにおいて、入力側回転要素群と出力側回転要素群とがトルク伝達の観点から切り離された関係となる。
【０１２７】
このため、当該トルク伝達が遮断されない場合にエンジン２００のフリクションが一種の制動トルクとして機能することによる回生効率の低下が回避され、ハイブリッド駆動装置１０の電力消費率を向上させることが可能となる。
【０１２８】
また、バッテリ１２が充電制限状態になる等して回生電力が余剰となる状況においても、回生電力に相当する電力を、ＭＧ１によるエンジン２００のモータリングによって消費することができるため、制動力を与える回生トルクを減じる或いは回生を停止する等の措置を講じる必要がなく、必要とされる制動力を回生トルクで賄うことができる。
【０１２９】
ここで特に、当該トルク伝達の遮断措置により、当該モータリングの開始前後における出力軸５００のトルク変動が防止されるため、回生走行中に当該モータリングが必要となった場合であっても、当該トルク変動により生じ得るドライバビリティの低下を防止することが可能となる。
【０１３０】
補足すると、入力側回転要素群と出力側回転要素群とのトルク伝達が遮断されない構成（例えば、ワンウェイクラッチＦ１に類するクラッチ機構が存在しない構成）或いは制御態様（油圧制御式クラッチ機構等においてクラッチ解放制御がなされない場合）が採用される場合、モータリングにより余剰電力を消費するにあたって、ＭＧ１からの反力トルクが出力軸５００に伝達される。この反力トルクは負トルクであり、一種の制動トルクであるから、モータリング開始前後において、出力軸５００に作用する制動トルクは不連続となり、回生走行中にバッテリ１２が充電制限状態に陥った場合等には特に、トルク変動がドライバビリティを低下させる要因となり得るのである。
【０１３１】
尚、本発明に係るクラッチは、必ずしも本実施形態に係るワンウェイクラッチＦ１に限定されるものではなく、公知の各種油圧係合クラッチ機構等が採用されてもよい。但し、ワンウェイクラッチの場合、油圧駆動装置等の付帯設備を要しないため、コスト面からも、車両搭載性の面からも、一般の油圧係合装置と較べて有利である。特に、本実施形態においては、ブレーキＢＲ１の締結によって、ワンウェイクラッチＦ１のトルク伝達状態を自動的に切り替えることが可能であるため実践上有益である。
＜第２実施形態＞
尚、本発明に係る「クラッチ」は、ハイブリッド駆動装置１０におけるワンウェイクラッチＦ１に限定されない。例えば、二方向にトルク伝達が可能なツーウェイクラッチであってもよい。ここで、本発明の第２実施形態として、ツーウェイクラッチを備える場合について説明する。尚、第２実施形態に係る車両構成は、ワンウェイクラッチＦ１に代えてツーウェイクラッチが採用される点を除いて第１実施形態に係るハイブリッド駆動装置１０に準ずるものとする。
【０１３２】
始めに、図７を参照し、ツーウェイクラッチのロック領域について説明する。ここに、図７は、ツーウェイクラッチのロック領域を説明する図である。尚、同図において、図３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。
【０１３３】
図７において、ハッチング表示された領域として示されるロック領域は、クラッチ出力回転速度ＮｃｏｕｔがＮｃｏｕｔ＞０なる領域にある場合にはクラッチ入力回転速度ＮｃｉｎがＮｃｉｎ＞Ｎｃｏｕｔとなる領域であり、ＮｃｏｕｔがＮｃｏｕｔ＜０なる領域にある場合には、Ｎｃｉｎ＜Ｎｃｏｕｔとなる領域である。即ち、ツーウェイクラッチにおいては、二方向にトルク伝達が許容される。また、図７から明らかな通り、クラッチ入力回転速度Ｎｃｉｎがゼロとなる場合、ツーウェイクラッチは、クラッチ出力回転速度Ｎｃｏｕｔが正負いずれの領域でいずれの値を取ろうともトルクの伝達を遮断する。
【０１３４】
次に、図８を参照し、ハイブリッド駆動装置１０における各要素の状態と、実現される走行モードとの関係について説明する。ここに、図８は、ハイブリッド駆動装置の各要素の状態と走行モードとの関係を説明する表である。尚、同図において、図４と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１３５】
図８において、リバースモード以外の各要素の状態は第１実施形態と等しい。
【０１３６】
リバースモードにおいて、バッテリ１２のＳＯＣが相対的に高い場合、即ち、エンジン２００を稼動させる必要がない場合、ＥＣＵ１００は、エンジン２００を機関停止とする。エンジン２００が機関停止となれば、リングギアＲｇ１の回転速度はゼロである。従って、ブレーキＢＲ１は、締結状態であっても解放状態であってもよく、いずれにせよツーウェイクラッチはトルク伝達を遮断する。
【０１３７】
一方、バッテリ１２のＳＯＣが相対的に低い場合、即ち、エンジン２００を稼動させる必要がある場合、ＥＣＵ１００は、エンジン２００を稼動状態とするが、それにはブレーキＢＲ１による反力の供給が必要となるため、ブレーキＢＲ１もまた締結状態とされる。一方、ブレーキＢＲ１が締結状態となるとリングギアＲｇ１の回転速度はゼロとなるため、ツーウェイクラッチにおけるトルク伝達の遮断は継続される。
【０１３８】
次に、図９を参照し、第２実施形態に係るリバースモードにおけるハイブリッド駆動装置の各回転要素の動作状態について説明する。ここに、図９は、ツーウェイクラッチを備えたハイブリッド駆動装置１０においてリバースモードが選択された場合における各回転要素の動作状態を例示する動作共線図である。尚、同図において、図６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。
【０１３９】
図９において、バッテリ１２のＳＯＣが相対的に高い場合、入力側回転要素群の動作共線は図示Ｌ＿ＩＮ２であり、出力側回転要素群の動作共線は図示Ｌ＿ＯＵＴ２である。一方、バッテリ１２のＳＯＣが相対的に低い場合、入力側回転要素群の動作共線は、動作点ｍ３と、例えば動作点ｍ１７及びｍ１８を繋げて得られる図示Ｌ＿ＩＮ６（破線参照）となる。いずれにせよ、ツーウェイクラッチを備える構成においては、入力側回転要素群と出力側回転要素群とがトルク伝達上分離される。
＜第３実施形態＞
次に、図１０を参照し、本発明の第３実施形態に係る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１０は、本発明の第３実施形態に係るハイブリッド駆動装置２０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１４０】
図１０において、ハイブリッド駆動装置２０は、オイルポンプ７００がモータジェネレータＭＧ１に連結される点において、第１実施形態に係るハイブリッド駆動装置１０と相違している。
【０１４１】
ハイブリッド駆動装置２０において、オイルポンプ７００は、ワンウェイクラッチ８００を介してモータジェネレータＭＧ１に連結される。これはモータジェネレータＭＧ１が正負いずれの回転も採り得るためであり、オイルポンプ７００における逆流防止の意味を持つ。このような構成においても、第１実施形態に係るハイブリッド駆動装置１０と遜色ない効果が奏される。
【０１４２】
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駆動装置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。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明は、内燃機関と回転電機とを動力源として備えた車載可能なハイブリッド駆動装置の制御に適用可能である。
【符号の説明】
【０１４４】
１…ハイブリッド車両、１０…ハイブリッド駆動装置、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、３００…入力軸、４００…動力分割機構、５００…駆動軸、６００…変速装置、７００…オイルポンプ。
【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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