(57)【要約】【課題】ＳＯＣが低い状態でも低速高負荷運転を行うことが可能なハイブリッド車両の駆動装置を提供する。【解決手段】ハイブリッド車両の駆動装置１００は、エンジン１と、第１モータジェネレータ２と、第１遊星歯車機構１０と、第２モータジェネレータ３と、第１動力伝達経路７１に配置され、第１動力伝達経路を断接可能なクラッチ機構４０と、ＨＶローモード時の走行駆動力特性を上回る低速高負荷運転の要否を判定する半クラ要否判定部と、半クラ要否判定部により低速高負荷運転が必要と判定されると、クラッチ機構４０を半クラ状態に制御し、半クラ要否判定部により低速高負荷運転が不要と判定されると、クラッチ機構４０を接続するコントローラ４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関に接続された第１モータジェネレータと、
前記内燃機関で発生した動力を、前記第１モータジェネレータと第１動力伝達経路とに分割して出力する動力分割機構と、
前記第１動力伝達経路と車軸との間の第２動力伝達経路に接続された第２モータジェネレータと、
互いに係合および解放する摩擦係合要素を有し、前記摩擦係合要素の係合動作および解放動作に応じて前記第１動力伝達経路を断接するクラッチ部と、
車速が所定車速以下で前記第１動力伝達経路を介して出力された駆動力と前記第２モータジェネレータの駆動力との和である走行駆動力の特性を上回る低速高負荷運転の要否を判定する判定部と、
前記内燃機関と前記第１モータジェネレータと前記第２モータジェネレータと前記クラッチ部とを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記判定部により前記低速高負荷運転が必要と判定されると、前記クラッチ部を半クラ状態に制御し、前記判定部により前記低速高負荷運転が不要と判定されると、前記クラッチ部を切断または接続することを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
前記第１モータジェネレータと前記第２モータジェネレータとに駆動電力を供給するための二次電池の充電率を検出する充電検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記判定部により前記低速高負荷運転が必要と判定され、かつ、前記充電検出部により所定値未満の充電率が検出されると、前記クラッチ部を半クラ状態に制御する一方、前記判定部により前記低速高負荷運転が必要と判定されても、前記充電検出部により前記所定値以上の充電率が検出されると、前記第１モータジェネレータの動力が前記第１動力伝達経路を介して前記第２動力伝達経路に伝達されるように前記クラッチ部を接続することを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
前記第１動力伝達経路の出力軸と前記第２動力伝達経路の入力軸との間に介装され、ロック状態で前記出力軸と前記入力軸とが一体に回転し、アンロック状態で前記出力軸に対し前記入力軸が相対回転するように構成されたワンウェイクラッチと、
前記第１動力伝達経路に設けられ、走行モードを切り換えるモード切換機構と、をさらに備え、
前記動力分割機構は、前記第１モータジェネレータに接続された第１サンギヤと、前記内燃機関に接続された第１キャリアと、第１リングギヤとを有する第１遊星歯車機構を有し、
前記モード切換機構は、前記出力軸に接続された第２サンギヤと、前記第１リングギヤに接続された第２キャリアと、第２リングギヤとを有する第２遊星歯車機構と、前記クラッチ部とを有し、
前記クラッチ部は、前記第２サンギヤと前記第２リングギヤとを断接するように構成され、
前記制御部は、前記判定部により前記低速高負荷運転が必要と判定され、かつ、前記充電検出部により所定値未満の充電率が検出されると、前記クラッチ部を半クラ状態に制御するとともに、さらに前記第１モータジェネレータの回転数を増加させるように前記内燃機関と前記第１モータジェネレータとを制御することを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
前記クラッチ部の温度を検出する温度検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記温度検出部により検出された温度が所定値以上のとき、検出された温度が前記所定値未満のときよりも、要求駆動力の特性を高駆動力側にシフトすることを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、従来、エンジンと一対の回転電機とを備え、エンジンで発生した動力を、第１遊星歯車機構を介して第１回転電機と第２遊星歯車機構側とに分割するとともに、第２遊星歯車機構を介して出力された動力と第２回転電機の動力とにより車両を走行するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置は、第２遊星歯車機構に接続されたクラッチとブレーキとを備え、クラッチおよびブレーキの係合動作に応じて走行モードを切り換える。第１回転電機と第２回転電機との双方を動力源として車両を走行させる場合には、クラッチおよびブレーキの双方を係合するとともにエンジンを停止させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０１４７７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１記載の装置では、第１回転電機および第２回転電機の双方を動力源として用いることで、登板走行等の低車速での高負荷運転を行うことが可能である。しかしながら、一対の回転電機を動力源として高負荷運転を行うためには、バッテリの所定値以上の充電率が確保されている必要があり、バッテリの充電率が低い場合には、低車速での高負荷運転を行うことが困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様であるハイブリッド車両の駆動装置は、内燃機関と、内燃機関に接続された第１モータジェネレータと、内燃機関で発生した動力を、第１モータジェネレータと第１動力伝達経路とに分割して出力する動力分割機構と、第１動力伝達経路と車軸との間の第２動力伝達経路に接続された第２モータジェネレータと、互いに係合および解放する摩擦係合要素を有し、摩擦係合要素の係合動作および解放動作に応じて第１動力伝達経路を断接するクラッチ部と、車速が所定車速以下で第１動力伝達経路を介して出力された駆動力と第２モータジェネレータの駆動力との和である走行駆動力の特性を上回る低速高負荷運転の要否を判定する判定部と、内燃機関と第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとクラッチ部とを制御する制御部と、を備える。制御部は、判定部により低速高負荷運転が必要と判定されると、クラッチ部を半クラ状態に制御し、判定部により低速高負荷運転が不要と判定されると、クラッチ部を切断または接続する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、バッテリの充電率が低い場合であっても、低車速での高負荷運転を容易に実現することが困難である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置の全体構成を概略的に示すスケルトン図。
【図２】本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置によるトルク伝達経路を簡易的に示す図。
【図３】本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置により実現可能な走行モードの例を示す図。
【図４】図１の駆動装置のＥＶモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図。
【図５】図１の駆動装置のＷモータモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図。
【図６】図１の駆動装置のシリーズモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図。
【図７】図１の駆動装置のＨＶローモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図。
【図８】図１の駆動装置のＨＶハイモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図。
【図９Ａ】ＥＶモードにおける動作を示す共線図。
【図９Ｂ】Ｗモータモードにおける動作を示す共線図。
【図９Ｃ】ＥＶモードからエンジンを始動する際の動作を示す共線図。
【図９Ｄ】ＨＶハイモードにおける動作を示す共線図。
【図９Ｅ】ＨＶローモードにおける動作を示す共線図。
【図１０Ａ】図１の駆動装置のＨＶローモード時の走行駆動力の特性を示す図。
【図１０Ｂ】図１の駆動装置のＷモータモード時の走行駆動力の特性を示す図。
【図１１】本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置の要部構成を示すブロック図。
【図１２Ａ】半クラ制御を行うときの動作の一例を示す図。
【図１２Ｂ】半クラ制御を終了すべきと判定されたときの動作の一例を示す図。
【図１３Ａ】半クラ制御中にＳＯＣ回復処理を行う前の共線図の一例を示す図。
【図１３Ｂ】半クラ制御中にＳＯＣ回復処理を行った後の共線図の一例を示す図。
【図１４】図１１のコントローラで実行される処理の一例を示すフローチャート。
【図１５】ＳＯＣ回復制御を行うときと行わないときのそれぞれの動作の一例を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図１〜図１５を参照して本発明の一実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る駆動装置は、走行駆動源としてエンジンとモータジェネレータとを備えるハイブリッド車両に適用される。図１は、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置１００の全体構成を概略的に示す図である。
【０００９】
図１に示すように、駆動装置１００は、エンジン（ＥＮＧ）１と、第１および第２モータジェネレータ（ＭＧ１，ＭＧ２）２、３と、動力分割用の第１遊星歯車機構１０と、変速用の第２遊星歯車機構２０とを備える。駆動装置１００は車両の前部に搭載され、駆動装置１００の動力は前輪１０１に伝達される。したがって、車両は前輪駆動式車両（いわゆるＦＦ車両）として構成される。
【００１０】
エンジン１は、スロットルバルブを介して供給される吸入空気とインジェクタから噴射される燃料とを適宜な割合で混合し、点火プラグ等により点火して燃焼させ、これにより回転動力を発生する内燃機関（例えばガソリンエンジン）である。なお、ガソリンエンジンに代えてディーゼルエンジン等、各種エンジンを用いることもできる。スロットルバルブの開度、インジェクタからの燃料の噴射量（噴射時期、噴射時間）、および点火時期等はコントローラ（ＥＣＵ）４により制御される。エンジン１の出力軸１ａは、軸線ＣＬ１を中心に延在する。
【００１１】
第１および第２モータジェネレータ２，３は、それぞれ軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状のロータと、ロータの周囲に配置された略円筒形状のステータとを有し、モータおよび発電機として機能することができる。すなわち、第１および第２モータジェネレータ２，３のロータは、電力制御ユニット（ＰＣＵ）５を介してバッテリ６からステータのコイルに供給される電力により駆動する。このとき第１および第２モータジェネレータ２，３は、モータとして機能する。
【００１２】
一方、第１および第２モータジェネレータ２，３のロータの回転軸２ａ，３ａが外力により駆動されると、第１および第２モータジェネレータ２，３は発電し、電力制御ユニット５を介して電力がバッテリ６に蓄電される。このとき第１および第２モータジェネレータ２，３は、発電機として機能する。なお、通常走行時、例えば定速走行時や加速走行時等には、第１モータジェネレータ２は主に発電機として機能し、第２モータジェネレータ３は主にモータとして機能する。電力制御ユニット５は、インバータを含んで構成され、コントローラ４からの指令によりインバータが制御されることにより、第１モータジェネレータ２と第２モータジェネレータ３のそれぞれの出力トルクまたは回生トルクが制御される。
【００１３】
第１モータジェネレータ２と第２モータジェネレータ３とは、同軸上に軸方向に互いに離間して配置される。第１モータジェネレータ２と第２モータジェネレータ３とは、例えば同一のケース７内に収容され、第１モータジェネレータ２と第２モータジェネレータ３との間の空間ＳＰは、ケース７によって包囲される。なお、第１モータジェネレータ２と第２モータジェネレータ３とが互いに別々のケースに収容されてもよい。
【００１４】
第１モータジェネレータ２と第２モータジェネレータ３との間の空間ＳＰには、第１遊星歯車機構１０と第２遊星歯車機構２０とが配置される。より詳しくは、第１モータジェネレータ２側に第１遊星歯車機構１０が、第２モータジェネレータ３側に第２遊星歯車機構２０がそれぞれ配置される。
【００１５】
第１遊星歯車機構１０は、それぞれ軸線ＣＬ１を中心として回転する第１サンギヤ１１および第１サンギヤ１１の周囲に配置された第１リングギヤ１２と、第１サンギヤ１１と第１リングギヤ１２との間にこれらギヤ１１，１２に噛合して配置された周方向複数の第１ピニオン（プラネタリギヤ）１３と、第１ピニオン１３を自転可能に、かつ、軸線ＣＬ１を中心として公転可能に支持する第１キャリア１４とを有する。
【００１６】
第２遊星歯車機構２０も第１遊星歯車機構１０と同様に、それぞれ軸線ＣＬ１を中心として回転する第２サンギヤ２１および第２サンギヤ２１の周囲に配置された第２リングギヤ２２と、第２サンギヤ２１と第２リングギヤ２２との間にこれらギヤ２１，２２に噛合して配置された周方向複数の第２ピニオン（プラネタリギヤ）２３と、第２ピニオン２３を自転可能に、かつ、軸線ＣＬ１を中心として公転可能に支持する第２キャリア２４とを有する。
【００１７】
エンジン１の出力軸１ａは第１キャリア１４に連結され、エンジン１の動力が第１キャリア１４を介して第１遊星歯車機構１０に入力される。なお、エンジン１を始動させる場合には、第１遊星歯車機構１０を介してエンジン１に第１モータジェネレータ２からの動力が入力される。第１キャリア１４は、ケース７の周壁の内周面に設けられたワンウェイクラッチ１５に連結される。ワンウェイクラッチ１５は、第１キャリア１４の正方向の回転、すなわちエンジン１と同一方向の回転を許可し、逆方向の回転を禁止する。ワンウェイクラッチ１５を設けたことにより、第１キャリア１４を介してエンジン１に逆方向のトルクが作用すること、つまりエンジン１の逆転を防止できる。
【００１８】
第１サンギヤ１１は、第１モータジェネレータ２のロータの回転軸２ａに連結され、第１サンギヤ１１と第１モータジェネレータ２（ロータ）とは一体に回転する。第１リングギヤ１２は第２キャリア２４に連結され、第１リングギヤ１２と第２キャリア２４とは一体に回転する。このような構成により、第１遊星歯車機構１０は、キャリア１４を介して入力された動力を、第１サンギヤ１１を介して第１モータジェネレータ２に出力するとともに、第１リングギヤ１２を介して車軸５７側の第２キャリア２４に出力することができる。すなわち、エンジン１からの動力を第１モータジェネレータ２と第２遊星歯車機構２０とに分割して出力することができる。
【００１９】
第２リングギヤ２２の径方向外側には、軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状の外側ドラム２５が設けられる。第２リングギヤ２２は外側ドラム２５に連結され、両者は一体に回転する。外側ドラム２５の径方向外側には、ブレーキ機構３０が設けられる。ブレーキ機構３０は、例えば湿式多板式ブレーキとして構成され、径方向に延在する軸方向複数のプレート（摩擦材）３１と、プレート３１に対し軸方向交互に配置されるとともに、径方向に延在する軸方向複数（複数の図示は省略）のディスク（摩擦材）３２とを有する。すなわち、複数の摩擦係合要素としてプレート３１とディスク３２とを有する
【００２０】
複数のプレート３１は、その外径側端部がケース７の周壁の内周面に軸方向に移動可能に係合される。複数のディスク３２は、その内径側端部が外側ドラム２５の外周面に軸方向に移動可能に係合され、外側ドラム２５と一体に回転する。ケース７の周壁の内周面には、ブレーキ機構３０の軸方向側方に、外側ドラム２５の外周面に面して、外側ドラム２５の回転数を検出する非接触式の回転数センサ３５が設けられる。
【００２１】
ブレーキ機構３０は、プレート３１とディスク３２とを互いに離間させ、ディスク３２をプレート３１から解放させるような付勢力を付与するばね（不図示）と、ばねの付勢力に抗してプレート３１とディスク３２とを互いに係合させるような押圧力を付与するピストン（不図示）とを有する。ピストンは、油圧制御装置８を介して供給される油の圧力により駆動される。ピストンに油圧力が作用しない状態では、プレート３１とディスク３２とが互いに離間してブレーキ機構３０が解除（オフ）され、第２リングギヤ２２の回転が許可される。一方、ピストンに油圧力が作用すると、プレート３１とディスク３２とが係合され、ブレーキ機構３０が作動（オン）する。この状態では、第２リングギヤ２２の回転が阻止される。
【００２２】
外側ドラム２５の径方向内側には、軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状の内側ドラム２６が外側ドラム２５に対向して設けられる。第２サンギヤ２１は、軸線ＣＬ１に沿って延在する第２遊星歯車機構２０の出力軸２７に連結されるとともに、内側ドラム２６に連結され、第２サンギヤ２１と出力軸２７と内側ドラム２６とは一体に回転する。外側ドラム２５と内側ドラム２６との間には、クラッチ機構４０が設けられる。
【００２３】
クラッチ機構４０は、例えば湿式多板式クラッチとして構成され、径方向に延在する軸方向複数のプレート（摩擦材）４１と、プレート４１に対し軸方向交互に配置されるとともに、径方向に延在する軸方向複数（複数の図示は省略）のディスク（摩擦材）４２とを有する。すなわち、複数の摩擦係合要素としてプレート４１とディスク４２とを有する。複数のプレート４１は、その外径側端部が外側ドラム２５の内周面に軸方向に移動可能に係合され、外側ドラム２５と一体に回転する。複数のディスク４２は、その内径側端部が内側ドラム２６の外周面に軸方向に移動可能に係合され、内側ドラム２６と一体に回転する。
【００２４】
クラッチ機構４０は、プレート４１とディスク４２とを互いに離間させ、ディスク４２をプレート４１から解放させるような付勢力を付与するばね（不図示）と、ばねの付勢力に抗してプレート４１とディスク４２とを互いに係合させるような押圧力を付与するピストン（不図示）とを有する。ピストンは、油圧制御装置８を介して供給される油の圧力により駆動される。
【００２５】
ピストンに油圧力が作用しない状態では、プレート４１とディスク４２とが互いに離間してクラッチ機構４０が解除（オフ）され、第２リングギヤ２２に対する第２サンギヤ２１の相対回転が可能となる。このとき、ブレーキ機構３０のオンにより第２リングギヤ２２の回転が阻止されると、第２キャリア２４に対する出力軸２７の回転が増速される。この状態は、変速段が高速段（ハイ）に切り換わった状態に相当する。
【００２６】
一方、ピストンに油圧力が作用すると、プレート４１とディスク４２とが係合してクラッチ機構４０が作動（オン）し、第２サンギヤ２１と第２リングギヤ２２とが一体に結合される。このとき、ブレーキ機構３０のオフにより第２リングギヤ２２の回転が許容されると、出力軸２７は第２キャリア２４と一体となって第２キャリア２４と同一速度で回転する。この状態は、変速段が低速段（ロー）に切り換わった状態に相当する。
【００２７】
第２遊星歯車機構２０と、ブレーキ機構３０と、クラッチ機構４０とは、第２キャリア２４の回転をロー、ハイの２段階に変速して、変速後の回転を出力軸２７から出力する変速機構７０を構成する。なお、変速機構７０を介して第１遊星歯車機構１０からワンウェイクラッチ５０の上流の出力軸２７に至るトルクの伝達経路が、第１動力伝達経路７１を構成する。
【００２８】
出力軸２７は、ワンウェイクラッチ５０を介して、軸線ＣＬ１を中心とした出力ギヤ５１に連結される。ワンウェイクラッチ５０は、出力軸２７に対する出力ギヤ５１の正方向の回転、すなわち車両の前進方向に対応する相対回転を許容し、後進方向に対応する相対回転を禁止する。換言すると、車両前進方向に対応する出力軸２７の回転速度が出力ギヤ５１の回転速度よりも速いときは、ワンウェイクラッチ５０はロックし、出力軸２７と出力ギヤ５１とが一体に回転する。一方、車両前進方向に対応する出力ギヤ５１の回転速度が出力軸２７の回転速度よりも速いときは、ワンウェイクラッチ５０は解放（アンロック）し、出力ギヤ５１は、トルクの引き込みを生じることなく出力軸２７に対しフリーに回転する。
【００２９】
出力ギヤ５１には、第２モータジェネレータ３のロータの回転軸３ａが連結され、出力ギヤ５１と第２モータジェネレータ３（回転軸３ａ）とは一体に回転する。出力軸２７と回転軸３ａとの間にはワンウェイクラッチ５０が介装されるため、出力軸２７に対する回転軸３ａの正方向の相対回転が許容される。すなわち、第２モータジェネレータ３の回転速度が出力軸２７の回転速度よりも速いときは、第２モータジェネレータ３は、出力軸２７（第２遊星歯車機構２０）のトルクの引き込みなく効率よく回転できる。ワンウェイクラッチ５０は、回転軸３ａの径方向内側に配置される。このため、駆動装置１００の軸方向長さを抑えることができ、駆動装置１００の小型化も実現できる。
【００３０】
第２モータジェネレータ３のロータの径方向内側には、機械式オイルポンプ（ＭＯＰ）６０が配置される。機械式オイルポンプ６０は、エンジン１の出力軸１ａに連結され、エンジン１により駆動される。エンジン１の停止時にオイルの供給が必要なときは、バッテリ６からの電力により電動式オイルポンプ（ＥＯＰ）６１を駆動することで、必要なオイルが賄われる。
【００３１】
出力ギヤ５１には、軸線ＣＬ１に対し平行に延在するカウンタ軸５２を中心に回転可能な大径ギヤ５３が噛合され、大径ギヤ５３を介してカウンタ軸５２にトルクが伝達される。カウンタ軸５２に伝達されたトルクは、小径ギヤ５４を介して差動装置５５のリングギヤ５６に伝達され、さらに差動装置５５を介して左右の車軸５７に伝達される。これにより前輪１０１が駆動され、車両が走行する。なお、回転軸３ａ、出力ギヤ５１、大径ギヤ５３、小径ギヤ５４，および差動装置５５などが、ワンウェイクラッチ５０の下流の車軸５７に至る第２動力伝達経路７２を構成する。
【００３２】
油圧制御装置８は、電気信号により作動する電磁弁や電磁比例弁などの制御弁８ａを含む。制御弁８ａはコントローラ４からの指令に応じて作動し、ブレーキ機構３０およびクラッチ機構４０への圧油の流れを制御する。より具体的には、ブレーキ機構３０のピストンに面した油室およびクラッチ機構４０のピストンに面した油室への圧油の流れを制御する。これによりブレーキ機構３０およびクラッチ機構４０のオンオフを切り換えることができる。なお、他の部位への圧油の流れは、油圧制御装置８の他の制御弁により制御される。
【００３３】
コントローラ（ＥＣＵ）４は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成され、エンジン制御用ＥＣＵ４ａと、変速機構制御用ＥＣＵ４ｂと、モータジェネレータ制御用ＥＣＵ４ｃとを有する。なお、単一のコントローラ４が複数のＥＣＵ４ａ〜４ｃを有するのではなく、各ＥＣＵ４ａ〜４ｃに対応して複数のコントローラ４が設けられてもよい。
【００３４】
コントローラ４には、ドラム２５の回転数を検出する回転数センサ３５と、車速を検出する車速センサ３６と、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ３７などからの信号が入力される。なお、図示は省略するが、コントローラ４には、エンジン１の回転数を検出するセンサ、第１モータジェネレータ２の回転数を検出するセンサ、第２モータジェネレータ３の回転数を検出するセンサなどからの信号も入力される。
【００３５】
コントローラ４は、これらの入力信号に基づいて、予め定められた車速とアクセル開度などから規定される車両の駆動力特性を示す駆動力マップに従い、走行モードを決定する。さらに走行モードに応じて車両が走行するように、スロットルバルブ開度調整用アクチュエータと、燃料噴射用インジェクタと、電力制御ユニット５と、油圧制御装置８（制御弁８ａ）などに制御信号を出力し、エンジン１、第１および第２モータジェネレータ２，３、およびブレーキ機構３０とクラッチ機構４０の作動を制御する。
【００３６】
図２は、駆動装置１００の代表的な走行モードであるＨＶモードにおけるトルク伝達経路を簡易的に示す図である。図２に示すように、ＨＶモードにおけるエンジン（ＥＮＧ）１の動力は第１遊星歯車機構１０の第１キャリア（１Ｃ）１４に入力される。入力された動力は、第１サンギヤ（１Ｓ）１１から第１モータジェネレータ（ＭＧ１）２に出力されるとともに、第１リングギヤ（１Ｒ）１２から第１動力伝達経路７１に出力される。
【００３７】
第１モータジェネレータ２は、エンジン１からの動力により駆動されて発電する。この発電された電力は、電気パスを介して第２モータジェネレータ（ＭＧ２）３に供給され、第２モータジェネレータ３が駆動する。第２モータジェネレータ３の駆動力は、走行駆動力として第２動力伝達経路７２を介して車軸５７に伝達される。
【００３８】
エンジン１から第１動力伝達経路７１に入力された回転は、変速機構７０のブレーキ機構３０およびクラッチ機構４０の係合動作および解放動作に応じて変速される。変速機構７０から出力された駆動力は、第２モータジェネレータ３の駆動力に加算され、第２動力伝達経路７２を介して車軸５７に伝達される。すなわち、機械パス（第１動力伝達経路７１）を介して伝達された駆動力と第２モータジェネレータ３の駆動力との和が、走行駆動力として第２動力伝達経路７２を介して車軸５７に伝達される。
【００３９】
図３は、本発明の実施形態に係る駆動装置１００により実現可能ないくつかの走行モードの例と、各走行モードに対応するブレーキ機構（ＢＲ）３０、クラッチ機構（ＣＬ）４０、ワンウェイクラッチ（ＯＷＹ）５０およびエンジン（ＥＮＧ）１の作動状態とを表形式で示す図である。
【００４０】
図３には、代表的な走行モードとして、ＥＶモード、Ｗモータモード、シリーズモード、およびＨＶモードが示される。ＨＶモードはローモード（ＨＶローモード）とハイモード（ＨＶハイモード）とに分類される。図中、ブレーキ機構３０のオン（係合）、クラッチ機構４０のオン（係合）、ワンウェイクラッチ５０のロック、およびエンジン１の作動をそれぞれ○印で示し、ブレーキ機構３０のオフ（解放）、クラッチ機構４０のオフ（解放）、ワンウェイクラッチ５０のアンロック（解放）およびエンジン１の停止をそれぞれ×印で示す。
【００４１】
ＥＶモードは、第２モータジェネレータ３の動力のみによって走行するモードである。図３に示すように、ＥＶモードでは、コントローラ４からの指令によりブレーキ機構３０とクラッチ機構４０とがともにオフされ、エンジン１が停止される。図４は、ＥＶモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図である。
【００４２】
図４に示すように、ＥＶモードでは、第２モータジェネレータ３から出力されたトルクが、出力ギヤ５１、大径ギヤ５３、小径ギヤ５４、および差動装置５５を介して車軸５７に伝達される。このとき、ワンウェイクラッチ５０の作用により出力軸２７は停止したままであり、第２モータジェネレータ３の上流側（第２遊星歯車機構側）の回転要素によるトルクの引き込み（回転抵抗）を生じさせることなく、効率よく車両を走行させることができる。
【００４３】
Ｗモータモードは、第１モータジェネレータ２および第２モータジェネレータ３の動力によって走行するモードである。図３に示すように、Ｗモータモードでは、コントローラ４からの指令によりブレーキ機構３０がオフされ、クラッチ機構４０がオンされ、エンジン１が停止される。図５は、Ｗモータモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図である。
【００４４】
図５に示すように、Ｗモータモードでは、ワンウェイクラッチ１５の作用により第１キャリア１４の回転が阻止されており、第１モータジェネレータ２から出力されたトルクが、第１サンギヤ１１、第１ピニオン１３、第１リングギヤ１２、第２キャリア２４（第２サンギヤ２１および第２リングギヤ２２と一体に回転する第２キャリア２４）を介して出力軸２７に伝達される。出力軸２７に伝達されたトルクは、ロック状態のワンウェイクラッチ５０を介して出力ギヤ５１に伝達され、第２モータジェネレータ３から出力されたトルクとともに車軸５７に伝達される。このようにＷモータモードでは、第１モータジェネレータ２と第２モータジェネレータ３とからのトルクが車軸５７に作用するため、ＥＶモードよりも走行駆動力を大きくすることができる。Ｗモータモードでは第１モータジェネレータ２で発電が行われないため、Ｗモータモードは、バッテリ６の蓄電率（ＳＯＣともいう）が所定値以上のときに実現可能である。
【００４５】
シリーズモードは、エンジン１で発生した動力で第１モータジェネレータ２を駆動して発電させながら、第２モータジェネレータ３の動力によって走行するモードである。図３に示すように、シリーズモードでは、コントローラ４からの指令によりブレーキ機構３０とクラッチ機構４０がともにオンされ、エンジン１が作動される。図６は、シリーズモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図である。
【００４６】
図６に示すように、シリーズモードでは、第１リングギヤ１２から出力軸２７までの回転が阻止されるため、エンジン１から出力された動力は全て、第１ピニオン１３、第１サンギヤ１１を介して第１モータジェネレータ２の回転軸２ａに入力される。これにより第１モータジェネレータ２が駆動されて発電し、この発電された電力を用いて第２モータジェネレータ３を駆動し、車両を走行させることができる。すなわち、第１モータジェネレータ２で発生した電気エネルギが第２モータジェネレータ３へ供給される電気パスが構成され、これにより、第２モータジェネレータ３による駆動走行を行う。シリーズモードでは、ＥＶモードと同様、ワンウェイクラッチ５０の作用によりトルクの引き込みを防止できる。
【００４７】
ＨＶモードは、エンジン１で発生した動力と第２モータジェネレータ３の動力とによって走行するモードである。このうち、ＨＶローモードは、低速からの全開加速走行に対応するモードであり、ＨＶハイモードは、ＥＶ走行後の常用運転に対応するモードである。図３に示すように、ＨＶローモードでは、コントローラ４からの指令によりブレーキ機構３０がオフかつクラッチ機構４０がオンされ、エンジン１が作動される。ＨＶハイモードでは、コントローラ４からの指令によりブレーキ機構３０がオンかつクラッチ機構４０がオフされ、エンジン１が作動される。
【００４８】
図７は、ＨＶローモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図である。図７に示すように、ＨＶローモードでは、エンジン１から出力されたトルクの一部が第１サンギヤ１１を介して第１モータジェネレータ２に伝達される。これにより第１モータジェネレータ２で発電されてバッテリ６に蓄電され、さらにバッテリ６から第２モータジェネレータ３に駆動電力が供給される。
【００４９】
ＨＶローモードにおいて、エンジン１から出力されたトルクの残りは、第１リングギヤ１２、第２キャリア２４（第２サンギヤ２１および第２リングギヤ２２と一体に回転する第２キャリア２４）を介して出力軸２７に伝達される。このときの出力軸２７の回転数は第２キャリア２４の回転数と等しい。出力軸２７に伝達されたトルクは、ロック状態のワンウェイクラッチ５０を介して出力ギヤ５１に伝達され、第２モータジェネレータ３から出力されたトルクとともに、車軸５７に伝達される。これにより第１モータジェネレータ２での発電によって十分なバッテリ残容量を保ちつつ、エンジン１と第２モータジェネレータ３からのトルクにより、高トルクで車両を走行させることができる。
【００５０】
図８は、ＨＶハイモードにおけるトルク伝達の流れを示すスケルトン図である。図８に示すように、ＨＶハイモードでは、ＨＶローモードと同様、例えばエンジン１から出力されたトルクの一部が第１サンギヤ１１を介して第１モータジェネレータ２に伝達される。エンジン１から出力されたトルクの残りは、第１リングギヤ１２、第２キャリア２４、第２サンギヤ２１を介して出力軸２７に伝達される。このときの出力軸２７の回転数は第２キャリア２４の回転数よりも大きい。
【００５１】
出力軸２７に伝達されたトルクは、ロック状態のワンウェイクラッチ５０を介して出力ギヤ５１に伝達され、第２モータジェネレータ３から出力されたトルクとともに、車軸５７に伝達される。これにより十分なバッテリ残容量を保ちつつ、エンジン１と第２モータジェネレータ３からのトルクにより、ＨＶローモードよりは低いもののＥＶモードよりは高いトルクで車両を走行させることができる。ＨＶハイモードでは、第２遊星歯車機構２０で増速されるため、ＨＶローモードよりもエンジン回転数を抑えて走行することができる。
【００５２】
図９Ａ〜図９Ｅは、それぞれ所定の走行モードにおける共線図の例を示す図である。図中、第１サンギヤ１１、第１キャリア１４、第１リングギヤ１２をそれぞれ１Ｓ，１Ｃ，１Ｒで示し、第２サンギヤ２１、第２キャリア２４、第２リングギヤ２２をそれぞれ２Ｓ，２Ｃ，２Ｒで示す。車両が前進するときの第１リングギヤ１２および第２キャリア２４の回転方向を正方向と定義し、正方向を＋で示すとともに、正方向に作用するトルクを上向きの矢印で示す。
【００５３】
図９ＡはＥＶモードにおける共線図である。図９Ａに示すように、ＥＶモードでは、ワンウェイクラッチ５０の作用により第２遊星歯車機構２０のサンギヤ２１（２Ｓ）が回転を停止したまま、第２モータジェネレータ３（ＭＧ２）のみが正方向に回転駆動され、第２モータジェネレータ３による駆動トルクで車両が発進する。
【００５４】
図９ＢはＷモータモードにおける共線図である。図９Ｂに示すように、Ｗモータモードでは、クラッチ機構４０（ＣＬ）がオンされ、かつ、第１モータジェネレータ２（ＭＧ１）が逆方向に回転駆動される。このとき、ワンウェイクラッチ１５により第１キャリア１４（１Ｃ）の回転が阻止され、第１モータジェネレータ２（ＭＧ１）のトルクは、ワンウェイクラッチ１５による支持トルクの反力として第１リングギヤ１２（１Ｒ）から第２キャリア２４（２Ｃ）に伝達される。これにより第２サンギヤ２１（Ｓ２）と第２リングギヤ２２（２Ｒ）とが第２キャリア２４（２Ｃ）と一体に回転し、この回転トルクに第２モータジェネレータ３（ＭＧ２）のトルクが加算されて、Ｗモータモードで車両が走行する。
【００５５】
図９Ｃは、ＥＶモードからエンジン１を始動するときの共線図である。図９Ｃに示すように、エンジン始動時には、第２モータジェネレータ３（ＭＧ２）が正方向に回転駆動されたまま、ブレーキ機構３０（ＢＲ）とクラッチ機構４０（ＣＬ）とがともにオンされ、第２キャリア２４（２Ｃ）および第１リングギヤ１２（１Ｒ）の回転が阻止される。この状態で、第１モータジェネレータ２（ＭＧ１）が正方向に回転駆動され、第１キャリア１４（１Ｃ）を介してエンジン１の出力軸１ａが回転させられ、これによりエンジン１が始動される。
【００５６】
図９Ｄは、ＨＶハイモードにおける共線図である。走行モードをＨＶハイモードに切り換えるときは、エンジン始動後に、図９Ｄに示すように、ブレーキ機構３０（ＢＲ）がオンかつクラッチ機構４０（ＣＬ）がオフされる。この状態で、エンジン１により第１キャリア１４（１Ｃ）が正方向に回転させられ、第１モータジェネレータ２（ＭＧ１）が回転駆動されて発電するとともに、第１リングギヤ１２（１Ｒ）が正方向に回転する。このとき、第２リングギヤ２２（２Ｒ）の回転は阻止されるため、第２サンギヤ２１（２Ｓ）は、第２キャリア２４（２Ｃ）よりも高速で回転し、この回転トルクと第２モータジェネレータ３（ＭＧ２）のトルクとにより車両が走行する。
【００５７】
図９Ｅは、ＨＶローモードにおける共線図である。走行モードをＨＶローモードに切り換えるときは、エンジン始動後に、図９Ｅに示すように、ブレーキ機構３０（ＢＲ）がオフかつクラッチ機構４０（ＣＬ）がオンされる。この状態で、エンジン１により第１キャリア１４（１Ｃ）が正方向に回転させられ、第１モータジェネレータ２（ＭＧ１）が回転駆動されて発電するとともに、第１リングギヤ１２（１Ｒ）が正方向に回転する。このとき、第２キャリア２４（２Ｃ）と第２サンギヤ２１（２Ｓ）と第２リングギヤ２２（２Ｒ）とは一体化しているため、第２キャリア２４（２Ｃ）と等速で第２サンギヤ２１（２Ｓ）が回転し、この回転トルクと第２モータジェネレータ３（ＭＧ２）のトルクとにより車両が走行する。
【００５８】
図１０Ａ，１０Ｂは、それぞれ本実施形態に係る駆動装置１００による、アクセルペダル全開時の車速Ｖに対する走行駆動力ＴＡ，ＴＢの特性ｆａ，ｆｂの一例を示す図である。このうち、図１０Ａは、ＨＶローモードでの走行駆動力の特性ｆａを示し、図１０Ｂは、Ｗモータモードでの走行駆動力の特性ｆｂを示す。なお、図示は省略するが、ＨＶハイモードでは特性ｆａよりも低駆動力側の特性となる。
【００５９】
図１０Ｂに示すように、Ｗモータモードでは、第２モータジェネレータ３の駆動力ＴＭＧ２に第１モータジェネレータの駆動力ＴＭＧ１が加算して出力される。このときの全体の走行駆動力ＴＢは、モータの特性上、低車速域で一定で、車速Ｖの増加に伴い減少する。したがって、走行駆動力ＴＢは、車速０を含む低車速域で最大値ＴＢｍａｘとなる。
【００６０】
これに対しＨＶローモードでは、エンジン１からの機械パスの駆動力に第２モータジェネレータ３の駆動力が加算して出力される（図２参照）。図１０Ａに示すように、ＨＶローモードでの全体の走行駆動力ＴＡは、車速Ｖが０から所定車速Ｖａ（例えば３０ｋｍ／ｈ程度）に到るまで、車速Ｖの増加に伴い徐々に増加し、その後、車速Ｖの増加に伴い徐々に減少する。したがって、走行駆動力ＴＡは、所定車速Ｖａで最大値ＴＡｍａｘとなる。なお、最大値ＴＡｍａｘは、あるレシオ設定においてはＷモータモード時の最大値ＴＢｍａｘとほぼ等しく、図１０Ａでは、車速０のときの走行駆動力ＴＡはＴＡ１である。Ｗモータモードでは、車速Ｖａで最大駆動力ＴＢｍａｘでの走行が可能である。
【００６１】
このようにＨＶローモードでは、車速０を含む低車速域での走行駆動力ＴＡが最大値ＴＡｍａｘよりも低くなるが、この理由は、車両停止状態（Ｖ＝０）では図２の機械パスの出力が０になることである。なお、このような低車速域での特性は、エンジンの動力を機械パスとモータジェネレータとに分割して出力する動力分割機構を有するハイブリッド車両における一般的な特性である。したがって、登板での発進走行や牽引走行等、車速０を含む低車速域で特に一定車速で高負荷運転を行う必要があるとき、低車速で最大トルクを発生し得るＷモータモードで運転すればよい。しかし、Ｗモータモードは、バッテリ６の蓄電率が所定値以上のときに実現可能である。したがって、蓄電率が所定値未満のときには、Ｗモータモードを実現できず、最大トルクでの発進等が困難である。
【００６２】
一方、本実施形態では、図２に示すように第１動力伝達経路７１に変速機構７０、特にＨＶローモードにおいて第１動力伝達経路７１を接続するクラッチ機構４０が設けられる。この構成では、クラッチ機構４０をオフすれば、第１動力伝達経路７１が切断される。このため、車両発進時に、クラッチ機構４０の上流側の機械パスの要素（第２リングギヤ２２等）を回転させることができる。したがって、クラッチ機構４０を半クラ状態とすることで、車速０を含む低車速域において機械パスを介して車軸５７に動力を伝達することができる。つまり、マニュアルトランスミッションを有する車両を半クラ状態として大トルクで発進または低速走行させるときと、同様の挙動が得られる。
【００６３】
これによりＨＶローモード時において、図１０Ａに示す所定車速Ｖａ以下の走行駆動力ＴＡを最大値ＴＡｍａｘまで上昇させることができる。すなわち、クラッチ機構４０を半クラ状態とすることで、図１０Ａの斜線で示す領域（低速高負荷領域ＡＲ）での運転、すなわち低速高負荷運転やその領域での一定車速運転が可能となる。以上の点を考慮し、本実施形態では、最大駆動力ＴＡｍａｘでの発進や低速走行が可能となるように、以下のように駆動装置１００を構成する。
【００６４】
図１１は、本実施形態に係る駆動装置１００の要部構成を示すブロック図であり、主に車両を低速高負荷運転させる場合の制御構成を示す。図１１に示すように、コントローラ４には、車速センサ３６と、アクセル開度センサ３７と、クラッチ温度センサ３８と、ＳＯＣセンサ３９とからの信号が入力される。クラッチ温度センサ３８は、クラッチ機構４０の摩擦係合要素（プレート４１とディスク４２）の温度を直接的または間接的に検出するセンサであり、例えばクラッチ機構４０の近傍に設けられた温度センサにより構成される。なお、油温や摩擦係合要素の差回転数などによりクラッチ温度を推定して求めることもできる。ＳＯＣセンサ３９は、バッテリ６の蓄電率（充電状態）を検出するセンサである。
【００６５】
コントローラ４は、機能的構成として、半クラ要否判定部４５と、半クラ制御部４６と、半クラ制御終了部４７と、ＳＯＣ回復制御部４８とを有する。
【００６６】
半クラ要否判定部４５は、車速センサ３６とアクセル開度センサ３７とＳＯＣセンサ３９とからの信号に基づいて、クラッチ機構４０を半クラ状態とする半クラ制御を行う必要があるか否かを判定する。具体的には、まず、車速センサ３６とアクセル開度センサ３７とからの信号に基づいて車速Ｖと要求駆動力とにより定まる目標動作点を特定し、この目標動作点が図９Ａの低速高負荷領域ＡＲに含まれるか否か、すなわち低速高負荷運転を行うべきか否かを判定する。さらに、半クラ要否判定部４５は、ＳＯＣセンサ３９からの信号に基づいてバッテリ６の充電率ＳＯＣが所定値ＳＯＣａ未満か否かを判定する。そして、動作点が低速高負荷領域ＡＲに含まれ、かつ、充電率ＳＯＣが所定値ＳＯＣａ未満と判定されると、半クラ要否判定部４５は、半クラ制御を行う必要があると判定する。
【００６７】
半クラ制御部４６は、半クラ要否判定部４５により半クラ制御を行う必要があると判定されると、制御弁８ａに制御信号を出力し、ブレーキ機構３０をオフするとともに、クラッチ機構４０を半クラ状態に制御する。図１２Ａは、車速Ｖと走行駆動力ＴＡとによって定まる動作点の一例を示す図である。図中の特性ｆ１１〜ｆ１３は、それぞれアクセル開度が所定値ＡＰ１，ＡＰ２，ＡＰ３（例えば６０％，８０％，１００％）のときの要求駆動力の特性である。
【００６８】
図１２Ａに示すように、例えばアクセルペダル開度が所定値ＡＰ１であるとき、低速高負荷領域ＡＲ内の動作点Ｑ１において走行駆動力と走行抵抗とがバランスすると、車速ＶがＶ１となる。このとき、クラッチ機構４０は半クラ状態に制御され、特性ｆａを上回る走行駆動力を発生している。動作点が低速高負荷領域ＡＲにある限り、摩擦係合要素の滑りによる半クラ状態が継続される。アクセル開度一定のまま、走行抵抗が減少して余剰駆動力により車両が加速され、動作点Ｑ１が特性ｆａ上の動作点Ｑ１ａに移動すると、半クラ状態が終了し、クラッチ機構４０が係合（オン）される。このとき、車速ＶがＶ２（＞Ｖ１）となる。
【００６９】
半クラ制御終了部４７は、半クラ制御部４６によりクラッチ機構４０を半クラ状態に制御しているとき、クラッチ温度センサ３８からの信号に基づいて半クラ制御を早期に終了する必要があるか否かを判定する。すなわち、クラッチ温度センサ３８により検出されたクラッチ温度Ｔが所定値Ｔａ以上であるとき、摩擦係合要素のダメージを軽減するため、半クラ制御を終了すべきと判定する。さらに半クラ制御終了部４７は、半クラ制御を終了すべきと判定すると、アクセル開度に応じた要求駆動力の特性を高駆動力側にシフトする。
【００７０】
図１２Ｂは、半クラ制御を終了すべきと判定されたときの動作の一例を示す図である。図１２Ｂでは、半クラ制御終了部４７によりアクセルペダル開度の特性ｆ１１が高駆動力側の特性ｆ１１ａにシフトされ、要求駆動力の動作点がＱ１からＱ１ｂに移動する。これにより車両に余剰駆動力が発生するため、車両は特性ｆ１１ｂに沿って加速走行し、動作点が例えばＱ１ｂから特性ｆａ上の動作点Ｑ１ｃに移動する。その結果、半クラ状態が終了し、クラッチ機構４０が早期にオンされる。
【００７１】
ＳＯＣ回復制御部４８は、半クラ制御部４６により半クラ制御を実行中に、バッテリ６の充電率（ＳＯＣ）を急速回復させる処理（ＳＯＣ回復処理）を行う。この処理は、例えばＳＯＣが所定値以下で、ＳＯＣを急速回復させる必要があるときに行う。ＳＯＣ回復制御部４８は、エンジン回転数Ｎｅを所定回転数Ｎｅａ以下に抑えながら、第１モータジェネレータ２の回転数ＮＭＧ１を所定回転数ＮＭＧ１ａまで上昇させる。所定回転数Ｎｅａは、例えばエンジン１が最大トルクを発生するエンジン回転数Ｎｅに相当する。所定回転数ＮＭＧ１ａは、第１モータジェネレータ２の上限回転数以下で、かつ、第２サンギヤ２１と第２リングギヤ２２との差回転が０より大きい（半クラ状態）という条件を満たす回転数の中で、変速機構７０の強度やバッテリ６の現在の充電率等を考慮して設定される。
【００７２】
図１３Ａ，１３Ｂは、それぞれ半クラ制御の実行中においてＳＯＣ回復処理を行う前および後の共線図の一例を示す図である。図１３Ａに示すように、半クラ制御を行っているときには、ＨＶローモードのとき（図９Ｅ）とは異なり、第２リングギヤ（２Ｒ）２２と第２サンギヤ（２Ｓ）との間に差回転が生じ、第２リングギヤ（２Ｒ）２２の回転数は第２サンギヤ（２Ｓ）２１の回転数よりも高い。
【００７３】
この状態から、図１３Ｂに示すように、エンジン回転数Ｎｅを所定回転数Ｎｅａに抑えながら、第１モータジェネレータ（ＭＧ１）２の回転数ＮＭＧ１を所定回転数ＮＭＧ１ａまで増加させる。これにより第１モータジェネレータ２による発電量が増大し、ＳＯＣを早期に回復することができる。このとき、第１モータジェネレータ２の回転数の増加に伴い第１リングギヤ（１Ｒ）１２の回転数が減少し、その結果、第２キャリア（２Ｃ）２４および第２リングギヤ２２の回転数が減少する。これにより第２リングギヤ２２と第２サンギヤ２１との差回転数が減少し、半クラ状態におけるクラッチ機構４０の発熱を抑えることができる。
【００７４】
図１４は、予めメモリに記憶されたプログラムに従い、図１１のコントローラ４のＣＰＵで実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えば登板での発進走行や牽引走行等、車速センサ３６とアクセル開度センサ３７とからの信号により所定値（例えば図１０ＡのＶａ）以下の車速、かつ、所定値（例えば図１０ＡのＴＡ１）以上の要求駆動力が検出されると開始され、所定周期で繰り返し実行される。
【００７５】
まず、ステップＳ１で、車速センサ３６と、アクセル開度センサ３７と、クラッチ温度センサ３８と、ＳＯＣセンサ３９とからの信号を読み込む。次いで、ステップＳ２で、車速Ｖと要求駆動力とにより定まる動作点が予め定めた図１０Ａの低速高負荷領域ＡＲに含まれるか否か、すなわち、低速高負荷運転が指令されるか否かを判定する。ステップＳ２で否定されるとステップＳ３に進み、エンジン１を始動するとともに、制御弁８ａに制御信号を出力してブレーキ機構３０をオフかつクラッチ機構４０をオンし、走行モードをＨＶローモードに切り換える。一方、ステップＳ２で肯定されるとステップＳ４に進む。
【００７６】
ステップＳ４では、ＳＯＣセンサ３９により検出されたＳＯＣが所定値ＳＯＣａ未満か否かを判定する。ステップＳ４で否定されるとステップＳ５に進み、エンジン１を停止するとともに、制御弁８ａに制御信号を出力してブレーキ機構３０をオフかつクラッチ機構４０をオンし、走行モードをＷモータモードに切り換える。これにより低車速域で最大駆動力ＴＢｍａｘを発生することができ（図１０Ｂ）、低速高負荷運転を実現できる。この場合、クラッチ機構４０の半クラ制御を行わないため、摩擦係合要素の発熱を抑えることができる。一方、ステップＳ４で肯定されるとステップＳ６に進む。
【００７７】
ステップＳ６では、エンジン１を始動するとともに、制御弁８ａに制御信号を出力してブレーキ機構３０をオフかつクラッチ機構４０を半クラ状態に制御し、半クラ制御を実行する。これによりＨＶローモードのときよりも走行駆動力が増加し、要求駆動力を満たす低速高負荷運転を実現できる。次いで、ステップＳ７で、クラッチ温度センサ３８により検出されたクラッチ温度Ｔが所定値Ｔａ以上か否かを判定する。ステップＳ７で肯定されるとステップＳ８に進み、否定されるとステップＳ８をパスしてステップＳ９に進む。
【００７８】
ステップＳ８では、要求駆動力の特性を高駆動力側にシフトする。例えば図１２Ｂに示すように、同一のアクセル開度の特性ｆ１１を高駆動力側の特性ｆ１１ａに変更する。これにより要求駆動力が高まり、半クラ制御による実駆動力が増大する。その結果、余剰駆動力が発生して車両が加速し、動作点を低速高負荷領域ＡＲの外側に移動することができる。動作点が低速高負荷領域ＡＲの外側に移動すると、半クラ制御が終了し、これによりクラッチ機構４０の摩擦係合要素の温度上昇を抑制することができる。
【００７９】
次いで、ステップＳ９で、ＳＯＣを早期に回復させる必要があるか否かを判定する。例えばＳＯＣセンサ３９により検出されたＳＯＣが所定値ＳＯＣａ未満のときは、ステップＳ９で肯定されてステップＳ１０に進む。一方、ステップＳ９で否定されると処理を終了する。
【００８０】
ステップＳ１０では、エンジン回転数Ｎｅを所定回転数Ｎｅａ以下に抑えるとともに、電力制御ユニット５に制御信号を出力し、第１モータジェネレータ２の回転数ＮＭＧ１を所定回転数ＮＭＧ１ａまで上昇させる。これにより第１モータジェネレータ２による発電量が増大し、ＳＯＣを早期に回復することができる。また、第２サンギヤ２１と第２リングギヤ２２との差回転が減少し、クラッチ機構４０の発熱を抑制することができる。
【００８１】
図１５は、ステップＳ１０のＳＯＣ回復制御を行うときと行わないときのそれぞれの車速、エンジン回転数Ｎｅ、エンジントルクＴｅ、第１モータジェネレータ２の回転数（ＭＧ１回転数）、第１モータジェネレータ２のトルク（ＭＧ１トルク）、クラッチ機構４０の摩擦係合要素の差回転（ＣＬ差回転）、クラッチ機構４０におけるトルク伝達の損失（ＣＬ損失）、およびＳＯＣの時間経過に伴う変化の一例を示すタイムチャートである。図中、実線は、ＳＯＣ回復制御を行うときの特性であり、点線は、ＳＯＣ回復制御を行わないときの特性である。
【００８２】
図１５に示すように、時点ｔ１よりも前にエンジン１が始動され、時点ｔ１で、低速高負荷運転を行うために半クラ制御が開始され、車両が発進する。その後、車速Ｖが徐々に増加し、時点ｔ２で車速が所定車速Ｖβ（Ｖａ以下であり、例えば１０ｋｍ／ｈ程度）に到達すると、以降、車両は所定車速Ｖβにて定速で走行する。このとき、エンジン回転数が所定回転数Ｎｅａに抑えられ、ＭＧ１回転数が所定回転数ＮＭＧ１ａまで増加する。このため、ＳＯＣ回復制御ありの場合（実線）には、ＳＯＣ回復制御なしの場合（点線）よりもＳＯＣが増大し、ＳＯＣを早期に所定レベルに回復できる。また、ＳＯＣ回復制御ありの場合にはＣＬ差回転が小さく、ＣＬ損失を抑えることができる。
【００８３】
本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）本実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置１００は、内燃機関であるエンジン１と、エンジン１に接続された第１モータジェネレータ２と、エンジン１で発生した動力を、第１モータジェネレータ２と第１動力伝達経路７１とに分割して出力する第１遊星歯車機構１０と、第１動力伝達経路７１と車軸５７との間の第２動力伝達経路７２に接続された第２モータジェネレータ３と、互いに係合および解放する摩擦係合要素（プレート４１、ディスク４２）を有し、摩擦係合要素の係合動作および解放動作に応じて第１動力伝達経路７１を断接するクラッチ機構４０と、所定車速Ｖａ以下で第１動力伝達経路７１（機械パス）を介して出力された駆動力と第２モータジェネレータ３の駆動力との和である走行駆動力の特性ｆａを上回る低速高負荷運転の要否を判定する半クラ要否判定部４５と、エンジン１と第１モータジェネレータ２と第２モータジェネレータ３とクラッチ機構４０等を制御するコントローラ４とを備える（図１，図２，図１０Ａ，図１１）。コントローラ４は、半クラ要否判定部４５により低速高負荷運転が必要と判定されると、クラッチ機構４０を半クラ状態に制御し、低速高負荷運転が不要と判定されると、クラッチ機構４０をオンまたはオフする（図１４）。
【００８４】
このように車速と要求駆動力とにより定まる動作点が走行駆動力の特性ｆａを超える場合に、第１動力伝達経路７１を断接可能なクラッチ機構４０を半クラ状態に制御するので、所定車速Ｖａ以下の領域であっても、第２モータジェネレータ３の駆動力に対し、機械パスによる駆動力の上乗せが可能である。したがって、ＳＯＣが不足してＷモータモードで走行できない場合等であっても、登板での発進走行や牽引走行等、低速高負荷運転や低速高負荷での一定車速運転を実現できる。
【００８５】
（２）ハイブリッド車両の駆動装置１００は、第１モータジェネレータ２と第２モータジェネレータ３とに駆動電力を供給するためのバッテリのＳＯＣを検出するＳＯＣセンサ３９をさらに備える（図１１）。コントローラ４は、半クラ要否判定部４５により低速高負荷運転が必要と判定され、かつ、ＳＯＣセンサ３９により所定値ＳＯＣａ未満のＳＯＣが検出されると、クラッチ機構４０を半クラ状態に制御する。一方、半クラ要否判定部４５により低速高負荷運転が必要と判定されても、ＳＯＣセンサ３９により所定値ＳＯＣａ以上のＳＯＣが検出されると、第１モータジェネレータ２の動力が第１動力伝達経路７１を介して第２動力伝達経路７２に伝達されるようにクラッチ機構４０をオンする（図１４）。これによりＳＯＣが所定値ＳＯＣａ以上のときは、Ｗモータモードでの走行が半クラ制御に優先されるため、クラッチ機構４０を半クラ状態とする必要はなく、半クラ制御を行うことによる摩擦係合要素の温度上昇を抑制することができる。
【００８６】
（３）ハイブリッド車両の駆動装置１００は、第１動力伝達経路７１の出力軸２７と第２動力伝達経路７２の出力ギヤ５１（入力軸）との間に介装され、ロック状態で出力軸２７と出力ギヤ５１とが一体に回転し、アンロック状態で出力軸２７に対し出力ギヤ５１が相対回転するように構成されたワンウェイクラッチ５０と、第１動力伝達経路７１に設けられ、走行モードを切り換える変速機構７０とをさらに備える（図１）。第１遊星歯車機構１０は、第１モータジェネレータ２に接続された第１サンギヤ１１と、エンジン１に接続された第１キャリア１４と、第１リングギヤ１２とを有する（図１）。変速機構７０は、出力軸２７に接続された第２サンギヤ２１と、第１リングギヤ１２に接続された第２キャリア２４と、第２リングギヤ２２とを有する第２遊星歯車機構２０と、クラッチ機構４０とを有する（図１）。クラッチ機構４０は、第２サンギヤ２１と第２リングギヤ２２とを断接するように構成される（図２）。コントローラ４は、半クラ要否判定部４５により低速高負荷運転が必要と判定され、かつ、ＳＯＣセンサ３９により所定値ＳＯＣａ未満のＳＯＣが検出されると、クラッチ機構４０を半クラ状態に制御するとともに、さらに第１モータジェネレータ２の回転数を増加させるようにエンジン１と第１モータジェネレータ２（電力制御ユニット５）とを制御する（図１４）。これにより第１モータジェネレータ２による発電量が増大し、ＳＯＣを早期に回復することができる。また、クラッチ機構４０の摩擦係合要素の差回転が低減され、摩擦係合要素の発熱を抑制することができる。また、第２モータジェネレータ３の上流にワンウェイクラッチ５０を設けるので、第２モータジェネレータ３の駆動によるＥＶモード時等に変速機構７０の摩擦係合要素が係合されても走行駆動力に影響を与えることがなく、トルクの引き込みによるマイナス加速度の発生を防ぎながら、走行モードをスムーズに切り換えることができる。
【００８７】
（４）ハイブリッド車両の駆動装置１００は、クラッチ機構４０の摩擦係合要素の温度を検出するクラッチ温度センサ３８をさらに備える（図１１）。コントローラ４は、クラッチ温度センサ３８により検出された温度が所定値Ｔａ以上のとき、検出された温度が所定値Ｔａ未満のときよりも、要求駆動力の特性を高駆動力側にシフトする（図１２Ｂ）。これにより、余剰駆動力が発生して車両が加速走行するようになり、動作点が低速高負荷領域ＡＲの外側に移動して、半クラ制御を早期に終了することができる。その結果、クラッチ機構４０の摩擦係合要素に与えるダメージを軽減することができる。
【００８８】
（５）変速機構７０は、第２リングギヤ２２の回転を制動または非制動するブレーキ機構３０をさらに有する（図１）。コントローラ４は、ＥＶモードを実現するとき、ブレーキ機構３０を解放かつクラッチ機構４０を解放し、ＨＶモードを実現するとき、ブレーキ機構３０およびクラッチ機構４０の一方を係合かつ他方を解放するように、制御弁８ａを制御する。これによりブレーキ機構３０とクラッチ機構４０の係合動作を制御するだけの簡易な構成で、ハイブリッド車両の代表的な走行モードであるＥＶモードとＨＶモードとを容易に実現することができる。
【００８９】
上記実施形態は種々の形態に変形することができる。以下、変形例について説明する。上記実施形態（図１）では、互いに係合または解放する摩擦係合要素（プレート４１、ディスク４２）を有するクラッチ機構４０により機械パスとしての第１動力伝達経路７１を断接するようにしたが、クラッチ部の構成はこれに限らない。例えばブレーキ機構３０をクラッチ部として用いることもできる。上記実施形態（図１１）では、半クラ要否判定部４５により、車速が所定車速Ｖａ以下で第１動力伝達経路７１を介して出力された駆動力と第２モータジェネレータ３の駆動力との和である走行駆動力の特性ｆａを上回る低速高負荷運転の要否を判定するようにしたが、判定部の構成はこれに限らない。
【００９０】
制御部としてのコントローラ４の処理は上述したものに限らない。すなわち、少なくとも低速高負荷運転が必要と判定されるとクラッチ部を半クラ状態に制御し、低速高負荷運転が不要と判定されるとクラッチ部を接続するのであれば、制御部の構成はいかなるものでもよい。例えば低速高負荷運転が必要と判定されると、ＳＯＣが所定値ＳＯＣａ未満か否かを判定せずに、常に半クラ制御を行うようにしてもよい。低速高負荷が不要と判定されると、クラッチ部を切断するようにしてもよい。上記実施形態（図１１）では、ＳＯＣセンサ３９により、二次電池としてのバッテリ６の充電率（ＳＯＣ）を検出するようにしたが、充電検出部の構成はこれに限らない。上記実施形態（図１１）では、クラッチ温度センサ３８により、クラッチ機構４０の温度を検出するようにしたが、温度検出部の構成はこれに限らない。
【００９１】
上記実施形態（図１）では、第２遊星歯車機構２０とブレーキ機構３０とクラッチ機構４０とにより変速機構７０を構成し、変速機構７０の動作に応じて走行モードを切り換えるようにしたが、モード切換機構の構成はこれに限らない。変速機構７０がブレーキ機構とクラッチ機構とを１つずつ有するのではなく、一対のブレーキ機構を有する、あるいは一対のクラッチ機構を有するようにしてもよい。上記実施形態（図１）では、第１遊星歯車機構１０により、エンジン１で発生した動力を、第１モータジェネレータ２と第１動力伝達経路７１の第２キャリア２４とに分割するようにしたが、動力分割機構の構成はこれに限らない。
【００９２】
以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００９３】
１  エンジン、２  第１モータジェネレータ、３  第２モータジェネレータ、４  コントローラ、５  電力制御ユニット、８ａ  制御弁、１０  第１遊星歯車機構、１１  第１サンギヤ、１２  第１リングギヤ、１４  第１キャリア、２０  第２遊星歯車機構、２１  第２サンギヤ、２２  第２リングギヤ、２４  第２キャリア、２７  出力軸、３６  車速センサ、３７  アクセル開度センサ、３８  クラッチ温度センサ、３９  ＳＯＣセンサ、４０  クラッチ機構、４５  半クラ要否判定部、４６  半クラ制御部、４７  半クラ制御終了部、４８  ＳＯＣ回復制御部、５０  ワンウェイクラッチ、７０  変速機構、７１  第１動力伝達経路、７２  第２動力伝達経路、１００  駆動装置
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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