(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド車両であって、
内燃機関と、
第１回転電機と、
駆動輪に動力を出力可能に設けられる第２回転電機と、
前記内燃機関からの動力が入力される入力要素と、前記入力要素に入力された動力を出力する出力要素とを有し、前記入力要素と前記出力要素との間で動力を伝達する非ニュートラル状態と、前記入力要素と前記出力要素との間で動力を伝達しないニュートラル状態とを切り替え可能に構成された動力伝達部と、
前記第１回転電機に接続される第１回転要素と、前記第２回転電機および駆動輪に接続される第２回転要素と、前記出力要素に接続される第３回転要素とを有し、前記第１〜第３回転要素のうちのいずれか２つの回転速度が定まると残りの１つの回転速度が定まるように構成される差動部とを備え、
前記ハイブリッド車両は、前記内燃機関から前記動力伝達部および前記差動部を経由して前記第１回転電機に動力を伝達する第１の経路と、前記第１の経路とは別の経路で前記内燃機関から前記差動部を経由しないで前記第１回転電機に動力を伝達する第２の経路との少なくともいずれかの経路によって前記内燃機関の動力伝達が可能に構成され、
前記ハイブリッド車両は、前記第２の経路に設けられ、前記内燃機関から前記第１回転電機への動力を伝達する係合状態と、前記内燃機関から前記第１回転電機への動力の伝達を遮断する解放状態とを切り替え可能なクラッチと、
前記内燃機関と前記第１回転電機と前記動力伝達部と前記クラッチとを制御する制御装置とをさらに備え、
前記制御装置は、車速に応じて、車両の走行モードを第１モードと第２モードとの間で切り替えを行ない、車両を走行させ、
前記第１モードは、前記内燃機関の回転速度をゼロに固定し、かつ前記クラッチを解放状態に設定した上で、前記第１回転電機からの駆動力と前記第２回転電機からの駆動力とを用いて車両を走行させる走行モードであり、
前記第２モードは、前記動力伝達部を前記非ニュートラル状態に設定し、かつ前記クラッチを係合状態に設定した上で、前記第１回転電機からの駆動力と前記第２回転電機からの駆動力とを用いて車両を走行させる走行モードである、ハイブリッド車両。
【請求項２】
前記制御装置は、前記車速が判定しきい値よりも低い場合には、走行モードを前記第１モードに設定し、前記車速が前記判定しきい値よりも高い場合には、走行モードを前記第２モードに設定する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記制御装置は、前記第２モードで車両を走行させる場合に前記内燃機関に燃料を供給しないときは、前記内燃機関の回転時の抵抗を下げるように吸気弁または排気弁のうち少なくとも一方の開閉タイミングを変化させる、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
ハイブリッド車両は、他の走行モードをさらに有し、
前記制御装置は、前記他の走行モードにおいて、前記動力伝達部を前記非ニュートラル状態に設定し、かつ前記クラッチを係合状態に設定した上で、前記第１回転電機および前記第２回転電機にトルクを発生させない状態で前記内燃機関からの駆動力を用いて車両を走行させる、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
ハイブリッド車両は、他の走行モードをさらに有し、
前記制御装置は、前記他の走行モードにおいて、前記動力伝達部を前記ニュートラル状態に設定し、かつ前記クラッチを係合状態に設定した上で、前記内燃機関の動力を用いて前記第１回転電機に発電を行なわせ、前記第２回転電機に車両を走行させる駆動力を発生させる、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項６】
前記動力伝達部は、前記入力要素の回転速度と前記出力要素の回転速度との比を変更可能に構成される、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハイブリッド車両に関し、特に、第１および第２回転電機と変速部とを含むハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両には、エンジンと２つの回転電機と動力分割機構に加えて、エンジンと動力分割機構との間に変速機構をさらに備える構成を有するものが知られている。
【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】
上記文献に開示された車両は、シリーズパラレルハイブリッド方式を採用している。シリーズパラレルハイブリッド方式の車両では、エンジンの動力が第１モータジェネレータ（第１ＭＧ）へ伝達され発電に用いられる一方、エンジンの動力の一部は動力分割機構を通じて駆動輪へも伝達され、この一部の動力が第２モータジェネレータ（第２ＭＧ）とともに駆動輪を回転させる。
【０００５】
上記文献に開示された車両は、エンジンを停止させて第１ＭＧおよび第２ＭＧを両方力行状態として車両を走行させることも可能である。この場合には、２つのモータジェネレータのトルクがともに駆動輪を回転させるトルクとなる。しかし、上記文献に示された車両の構成では、このような駆動方法は、エンジンの回転速度がゼロであるときしか可能ではない。エンジンを回転させると上述のシリーズパラレルハイブリッド方式で車両を作動させるので、第１ＭＧは発電に用いられる。第１ＭＧは回生状態であり、第１ＭＧの力行時のトルクを直接駆動輪の回転に用いることはできなかった。
【０００６】
エンジンの回転速度がゼロでない場合にも第１ＭＧのトルクを直接駆動輪の回転に用いることができれば、車両の駆動トルクを増加させることができて好ましい。
【０００７】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、２つのモータジェネレータのトルクを車輪の駆動に用いる機会が増加したハイブリッド車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、要約すると、ハイブリッド車両であって、内燃機関と、第１回転電機と、第２回転電機と、動力伝達部と、差動部と、クラッチと、制御装置とを備える。
【０００９】
第２回転電機は、駆動輪に動力を出力可能に設けられる。動力伝達部は、内燃機関からの動力が入力される入力要素と、入力要素に入力された動力を出力する出力要素とを有する。動力伝達部は、入力要素と出力要素との間で動力を伝達する非ニュートラル状態と、入力要素と出力要素との間で動力を伝達しないニュートラル状態とを切り替え可能に構成される。
【００１０】
差動部は、第１回転電機に接続される第１回転要素と、第２回転電機および駆動輪に接続される第２回転要素と、動力伝達部の出力要素に接続される第３回転要素とを有する。差動部は、第１〜第３回転要素のうちのいずれか２つの回転速度が定まると残りの１つの回転速度が定まるように構成される。
【００１１】
ハイブリッド車両は、第１の経路と第２の経路との少なくともいずれかの経路によって前記内燃機関の動力伝達が可能に構成される。第１の経路は、内燃機関から動力伝達部および差動部を経由して第１回転電機に動力を伝達する経路である。第２の経路は、第１の経路とは別の経路で内燃機関から第１回転電機に動力を伝達する経路である。クラッチは、第２の経路に設けられ、内燃機関から第１回転電機への動力を伝達する係合状態と、内燃機関から第１回転電機への動力の伝達を遮断する解放状態とを切り替え可能である。
【００１２】
制御装置は、内燃機関と第１回転電機と動力伝達部とクラッチとを制御する。制御装置は、動力伝達部を非ニュートラル状態に設定し、かつクラッチを係合状態に設定した上で、第１回転電機からの駆動力と第２回転電機からの駆動力とを用いて車両を走行させる。
【００１３】
車両を上記のような構成とするとともに、動力伝達部、クラッチ、第１回転電機および第２回転電機を上記のように制御することによって、車両は内燃機関の回転速度がゼロでない状態でも第１回転電機および第２回転電機をともに力行運転させて車両を推進させることが可能となる。したがって、２つの回転電機のトルクを車両の駆動トルクとして使用する機会を増やすことができ、走行時に大きな駆動力が必要になった場合に車両の制御の自由度が増す。
【００１４】
好ましくは、制御装置は、車速に応じて、車両の走行モードを第１モードと第２モードとの間で切り替えを行なう。第１モードは、内燃機関の回転速度をゼロに固定し、かつクラッチを解放状態に設定した上で、第１回転電機からの駆動力と第２回転電機からの駆動力とを用いて車両を走行させる走行モードである。第２モードは、動力伝達部を非ニュートラル状態に設定し、かつクラッチを係合状態に設定した上で、第１回転電機からの駆動力と第２回転電機からの駆動力とを用いて車両を走行させる走行モードである。
【００１５】
上記のように走行モードとして第２モードを有するので、エンジンを運転している状態からＥＶ走行状態に移行する過渡時のように、エンジンの回転速度がゼロでない場合にも、第１回転電機からの駆動力と第２回転電機からの駆動力とを用いた駆動力の大きい走行が可能となる。
【００１６】
より好ましくは、制御装置は、車速が判定しきい値よりも低い場合には、走行モードを第１モードに設定し、車速が判定しきい値よりも高い場合には、走行モードを第２モードに設定する。
【００１７】
上記のように走行モードを選択すれば、車速が高くなり第１回転電機の回転速度の制限により第１モードでは走行できない場合でも、第２モードを使用することによって、第１回転電機からの駆動力と第２回転電機からの駆動力とを用いた駆動力の大きい走行が可能となる。
【００１８】
より好ましくは、ハイブリッド車両は、走行モードとして第３モードをさらに有する。制御装置は、第３モードにおいて、動力伝達部を非ニュートラル状態に設定し、かつクラッチを解放状態に設定した上で、内燃機関を運転させた状態で第１回転電機に発電を行なわせ、第２回転電機に車両を走行させる駆動力を発生させる。制御装置は、走行モードを第３モードから第１モードに遷移させる場合には、第２モードを経由させる。
【００１９】
このように第３モードから第１モードに走行モードを遷移させる場合に、第２モードを経由させることによって、出力トルクの抜けを感じさせないようにすることができる。
【００２０】
より好ましくは、制御装置は、第２モードで車両を走行させる場合に内燃機関に燃料を供給しないときは、内燃機関の回転時の抵抗を下げるように吸気弁または排気弁のうち少なくとも一方の開閉タイミングを変化させる。
【００２１】
第２モードで車両を走行させ、かつ内燃機関に燃料を供給しない場合、内燃機関は第１回転電機および第２回転電機によって強制的に回転させられる。この場合は内燃機関は回転抵抗が小さい方がエネルギ損失が少ない。内燃機関の回転抵抗を下げるには、シリンダ内の空気の圧縮率や膨張率が小さい方が好ましい。そこで、制御装置は、吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変化させることによって、内燃機関の回転抵抗を下げて、エネルギ損失を小さくする。
【００２２】
好ましくは、制御装置は、動力伝達部を非ニュートラル状態に設定し、かつクラッチを係合状態に設定した上で、第１回転電機からの駆動力と第２回転電機からの駆動力とに加えて内燃機関からの駆動力を用いて車両を走行させる。
【００２３】
上記のように制御することによって、内燃機関を停止させ、第１回転電機および第２回転電機を力行運転させるＥＶ走行モードと比べて、車両の最大駆動力をさらに増加させることが可能となる。
【００２４】
好ましくは、ハイブリッド車両は、他の走行モードをさらに有する。制御装置は、他の走行モードにおいて、動力伝達部を非ニュートラル状態に設定し、かつクラッチを係合状態に設定した上で、第１回転電機および第２回転電機にトルクを発生させない状態で内燃機関からの駆動力を用いて車両を走行させる。
【００２５】
上記のように制御することによって、内燃機関が効率よく運転可能な動作領域では、電力に変換することなく直接内燃機関のパワーを駆動輪に伝えることができるので、燃費を向上させることができる。
【００２６】
好ましくは、ハイブリッド車両は、他の走行モードをさらに有する。制御装置は、他の走行モードにおいて、動力伝達部をニュートラル状態に設定し、かつクラッチを係合状態に設定した上で、内燃機関の動力を用いて第１回転電機に発電を行なわせ、第２回転電機に車両を走行させる駆動力を発生させる。
【００２７】
上記のようなシリーズハイブリッド走行では、内燃機関の始動時のショックがニュートラル状態の動力伝達部によって遮断され駆動輪に伝達されなくなる。したがってユーザが体感する内燃機関の始動時のショックを小さく抑えることができる。
【００２８】
好ましくは、動力伝達部は、入力要素の回転速度と出力要素の回転速度との比を変更可能に構成される。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、２つの回転電機をともに力行運転させて、大きな駆動力を発生させるＥＶ走行を行なうことができる車両の状態を増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の実施の形態における駆動装置を備えるハイブリッド車両の全体構成を示す図である。
【図２】図１における車両の各構成要素の動力伝達経路を簡略に示したブロック図である。
【図３】図１における車両の制御装置１００の構成を示したブロック図である。
【図４】ハイブリッド車両１に搭載される油圧回路５００の構成を模式的に示す図である。
【図５】各走行モードと、各走行モードにおける変速部４０のクラッチＣ１およびブレーキＢ１の制御状態とを示す図である。
【図６】ＥＶ単モータ走行モード（図５のＥ１）の動作を説明するための共線図である。
【図７】ＥＶ両モータ走行モード（図５のＥ３）の動作を説明するための共線図である。
【図８】ＨＶ走行（シリーズパラレル）モード（図５のＨ１，Ｈ２）の動作を説明するための共線図である。
【図９】ＨＶ走行（シリーズ）モード（図５のＨ４）の動作を説明するための共線図である。
【図１０】ＥＶ両モータ走行モード（図５のＥ４，Ｅ５）の動作を説明するための共線図である。
【図１１】ＨＶ走行（パラレル）モード（図５のＨ７，Ｈ９）の動作を説明するための共線図である。
【図１２】エンジン走行（図５のＺ１）の動作を説明するための共線図である。
【図１３】エンジン走行（図５のＺ２）の動作を説明するための共線図である。
【図１４】各走行モードにおける車速と最大駆動力との関係を示した図である。
【図１５】ＥＶ両モータ走行モードでのクラッチおよびブレーキの制御を説明するためのフローチャートである。
【図１６】走行モードを判定するマップの一例を示す図である。
【図１７】ＨＶ走行（シリーズパラレル）モードからＥＶ両モータ走行モードへの遷移の一例を示した動作波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。
【００３２】
［ハイブリッド車両の全体構成］
図１は、この発明の実施の形態における駆動装置を備えるハイブリッド車両の全体構成を示す図である。
【００３３】
図１を参照して、ハイブリッド車両１は、エンジン１０と、駆動装置２と、駆動輪９０と、制御装置１００とを含む。駆動装置２は、第１モータジェネレータ（以下、「第１ＭＧ」という）２０と、第２モータジェネレータ（以下、「第２ＭＧ」という）３０と、変速部４０と、差動部５０と、クラッチＣＳと、入力軸２１と、出力軸（カウンタ軸）７０と、デファレンシャルギヤ８０と、油圧回路５００とを含む。
【００３４】
ハイブリッド車両１は、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の少なくともいずれかの動力を用いて走行する、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式のハイブリッド車両である。ハイブリッド車両１は、図示しない車載バッテリを外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド車両であってもよい。
【００３５】
エンジン１０は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。
【００３６】
第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを有する永久磁石型同期電動機である。駆動装置２は、第１ＭＧ２０が、エンジン１０のクランク軸（出力軸）と同軸の第１軸１２上に設けられ、第２ＭＧ３０が、第１軸１２とは異なる第２軸１４上に設けられる、複軸式の駆動装置である。第１軸１２および第２軸１４は、互いに平行である。
【００３７】
第１軸１２上には、変速部４０、差動部５０およびクラッチＣＳがさらに設けられている。変速部４０、差動部５０、第１ＭＧ２０およびクラッチＣＳは、挙げた順にエンジン１０に近い側から並んでいる。
【００３８】
第１ＭＧ２０は、エンジン１０からの動力が入力可能に設けられている。より具体的には、エンジン１０のクランク軸には、駆動装置２の入力軸２１が接続されている。入力軸２１は、第１軸１２に沿って、エンジン１０から遠ざかる方向に延びている。入力軸２１は、エンジン１０から延びた先端でクラッチＣＳに接続されている。第１ＭＧ２０の回転軸２２は、第１軸１２に沿って筒状に延びる。入力軸２１は、クラッチＣＳに接続される手前で回転軸２２の内部を通過している。入力軸２１は、クラッチＣＳを介して、第１ＭＧ２０の回転軸２２に接続されている。
【００３９】
クラッチＣＳは、エンジン１０から第１ＭＧ２０への動力伝達経路上に設けられている。クラッチＣＳは、入力軸２１と第１ＭＧ２０の回転軸２２とを連結可能な油圧式の摩擦係合要素である。クラッチＣＳが係合状態とされると、入力軸２１および回転軸２２が連結され、エンジン１０から第１ＭＧ２０への動力の伝達が許容される。クラッチＣＳが解放状態とされると、入力軸２１および回転軸２２の連結が解除され、エンジン１０からクラッチＣＳを介して伝達される第１ＭＧ２０への動力の伝達が遮断される。
【００４０】
変速部４０は、エンジン１０からの動力を変速して差動部５０に出力する。変速部４０は、サンギヤＳ１、ピニオンギヤＰ１、リングギヤＲ１およびキャリアＣＡ１を含むシングルピニオン式の遊星歯車機構と、クラッチＣ１およびブレーキＢ１とを有する。
【００４１】
サンギヤＳ１は、その回転中心が第１軸１２となるように設けられている。リングギヤＲ１は、サンギヤＳ１と同軸上であって、かつ、サンギヤＳ１の径方向外側に設けられている。ピニオンギヤＰ１は、サンギヤＳ１およびリングギヤＲ１の間に配置され、サンギヤＳ１およびリングギヤＲ１に噛み合っている。ピニオンギヤＰ１は、キャリアＣＡ１によって回転可能に支持されている。キャリアＣＡ１は、入力軸２１に接続され、入力軸２１と一体に回転する。ピニオンギヤＰ１は、第１軸１２を中心に回転（公転）可能で、かつ、ピニオンギヤＰ１の中心軸周りに回転（自転）可能に設けられている。
【００４２】
サンギヤＳ１の回転速度、キャリアＣＡ１の回転速度（すなわち、エンジン１０の回転速度）およびリングギヤＲ１の回転速度は、後述の図６〜図１３に示すように、共線図上で直線で結ばれる関係（すなわち、いずれか２つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係）となる。
【００４３】
本実施の形態においては、キャリアＣＡ１が、エンジン１０からの動力が入力される入力要素として設けられ、リングギヤＲ１が、キャリアＣＡ１に入力された動力を出力する出力要素として設けられている。サンギヤＳ１、ピニオンギヤＰ１、リングギヤＲ１およびキャリアＣＡ１を含む遊星歯車機構により、キャリアＣＡ１に入力された動力は変速されてリングギヤＲ１から出力される。
【００４４】
クラッチＣ１は、サンギヤＳ１とキャリアＣＡ１とを連結可能な油圧式の摩擦係合要素である。クラッチＣ１が係合状態とされると、サンギヤＳ１およびキャリアＣＡ１が連結され一体回転する。クラッチＣ１が解放状態とされると、サンギヤＳ１およびキャリアＣＡ１の一体回転が解除される。
【００４５】
ブレーキＢ１は、サンギヤＳ１の回転を規制（ロック）可能な油圧式の摩擦係合要素である。ブレーキＢ１が係合状態とされると、サンギヤＳ１が駆動装置のケース体に固定されて、サンギヤＳ１の回転が規制される。ブレーキＢ１が解放（非係合）状態とされると、サンギヤＳ１が駆動装置のケース体から切り離され、サンギヤＳ１の回転が許容される。
【００４６】
遊星歯車機構とブレーキＢ１との間には、隔壁Ｗ１が設けられている。この位置に隔壁Ｗ１を設けると、ブレーキＢ１およびクラッチＣ１の作動油を供給する油路を隔壁Ｗ１に設けることができるので好ましい。また、隔壁Ｗ１、ブレーキＢ１、クラッチＣ１、エンジン１０の順にこれらを配置するとともに、クラッチＣ１の内側回転要素をキャリアＣＡ１とし外側回転要素をサンギヤＳ１とすることによって、隔壁Ｗ１に設ける穴を小さくすることができる。
【００４７】
変速部４０の変速比（入力要素であるキャリアＣＡ１の回転速度と、出力要素であるリングギヤＲ１の回転速度との比、具体的には、キャリアＣＡ１の回転速度／リングギヤＲ１の回転速度）は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１の係合および解放の組み合わせに応じて切り替えられる。クラッチＣ１が係合され、かつブレーキＢ１が解放されると、変速比が１．０（直結状態）となるローギヤ段Ｌｏが形成される。クラッチＣ１が解放され、かつブレーキＢ１が係合されると、変速比が１．０よりも小さい値（たとえば０．７、いわゆるオーバードライブ状態）となるハイギヤ段Ｈｉが形成される。なお、クラッチＣ１が係合され、かつブレーキＢ１が係合されると、サンギヤＳ１およびキャリアＣＡ１の回転が規制されるため、リングギヤＲ１の回転も規制される。
【００４８】
変速部４０は、動力を伝達する非ニュートラル状態と、動力を伝達しないニュートラル状態とを切り替え可能に構成されている。本実施の形態では、上記の直結状態およびオーバードライブ状態が、非ニュートラル状態に対応する。一方、クラッチＣ１およびブレーキＢ１がともに解放されると、キャリアＣＡ１が第１軸１２を中心に空転することが可能な状態となる。これにより、エンジン１０からキャリアＣＡ１に伝達された動力が、キャリアＣＡ１からリングギヤＲ１に伝達されないニュートラル状態が得られる。
【００４９】
差動部５０は、サンギヤＳ２、ピニオンギヤＰ２、リングギヤＲ２およびキャリアＣＡ２を含むシングルピニオン式の遊星歯車機構と、カウンタドライブギヤ５１とを有する。
【００５０】
サンギヤＳ２は、その回転中心が第１軸１２となるように設けられている。リングギヤＲ２は、サンギヤＳ２と同軸上であって、かつ、サンギヤＳ２の径方向外側に設けられている。ピニオンギヤＰ２は、サンギヤＳ２およびリングギヤＲ２の間に配置され、サンギヤＳ２およびリングギヤＲ２に噛み合っている。ピニオンギヤＰ２は、キャリアＣＡ２によって回転可能に支持されている。キャリアＣＡ２は、変速部４０のリングギヤＲ１に接続され、リングギヤＲ１と一体に回転する。ピニオンギヤＰ２は、第１軸１２を中心に回転（公転）可能で、かつ、ピニオンギヤＰ２の中心軸周りに回転（自転）可能に設けられている。
【００５１】
サンギヤＳ２には、第１ＭＧ２０の回転軸２２が接続されている。第１ＭＧ２０の回転軸２２は、サンギヤＳ２と一体に回転する。リングギヤＲ２には、カウンタドライブギヤ５１が接続されている。カウンタドライブギヤ５１は、リングギヤＲ２と一体に回転する、差動部５０の出力ギヤである。
【００５２】
サンギヤＳ２の回転速度（すなわち、第１ＭＧ２０の回転速度）、キャリアＣＡ２の回転速度およびリングギヤＲ２の回転速度は、後述の図６〜図１３に示すように、共線図上で直線で結ばれる関係（すなわち、いずれか２つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係）となる。したがって、キャリアＣＡ２の回転速度が所定値である場合に、第１ＭＧ２０の回転速度を調整することによって、リングギヤＲ２の回転速度を無段階に切り替えることができる。
【００５３】
出力軸（カウンタ軸）７０は、第１軸１２および第２軸１４に平行に延びている。出力軸（カウンタ軸）７０は、第１ＭＧ２０の回転軸２２および第２ＭＧ３０の回転軸３１と平行に配置されている。出力軸（カウンタ軸）７０には、ドリブンギヤ７１およびドライブギヤ７２が設けられている。ドリブンギヤ７１は、差動部５０のカウンタドライブギヤ５１と噛み合っている。すなわち、エンジン１０および第１ＭＧ２０の動力は、差動部５０のカウンタドライブギヤ５１を介して出力軸（カウンタ軸）７０に伝達される。
【００５４】
なお、変速部４０および差動部５０は、エンジン１０から出力軸（カウンタ軸）７０までの動力伝達経路上において直列に接続されている。このため、エンジン１０からの動力は、変速部４０および差動部５０において変速された後に、出力軸（カウンタ軸）７０に伝達される。
【００５５】
ドリブンギヤ７１は、第２ＭＧ３０の回転軸３１に接続されたリダクションギヤ３２と噛み合っている。すなわち、第２ＭＧ３０の動力は、リダクションギヤ３２を介して出力軸（カウンタ軸）７０に伝達される。
【００５６】
ドライブギヤ７２は、デファレンシャルギヤ８０のデフリングギヤ８１と噛み合っている。デファレンシャルギヤ８０は、左右の駆動軸８２を介してそれぞれ左右の駆動輪９０と接続されている。すなわち、出力軸（カウンタ軸）７０の回転は、デファレンシャルギヤ８０を介して左右の駆動軸８２に伝達される。
【００５７】
クラッチＣＳを設けた上記のような構成とすることによって、ハイブリッド車両１は、シリーズパラレルモードで動作させることができ、かつシリーズモードで動作させることもできる。この点について、各々のモードでエンジンからの動力がどのように行なわれるかについて、図２の模式図を用いて説明する。
【００５８】
図２は、図１における車両の各構成要素の動力伝達経路を簡略に示したブロック図である。図２を参照して、ハイブリッド車両１は、エンジン１０と、第１ＭＧ２０と、第２ＭＧ３０と、変速部４０と、差動部５０と、バッテリ６０と、クラッチＣＳとを備える。
【００５９】
第２ＭＧ３０は、駆動輪９０に動力を出力可能に設けられる。変速部４０は、エンジン１０からの動力が入力される入力要素と、入力要素に入力された動力を出力する出力要素とを有する。変速部４０は、その入力要素と出力要素との間で動力を伝達する非ニュートラル状態と、入力要素と出力要素との間で動力を伝達しないニュートラル状態とを切り替え可能に構成される。
【００６０】
バッテリ６０は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０に力行時に電力を供給するとともに、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０で回生時に発電された電力を蓄える。
【００６１】
差動部５０は、第１ＭＧ２０に接続される第１回転要素と、第２ＭＧ３０および駆動輪９０に接続される第２回転要素と、変速部４０の出力要素に接続される第３回転要素とを有する。差動部５０、たとえば遊星歯車機構などのように、第１〜第３回転要素のうちのいずれか２つの回転速度が定まると残りの１つの回転速度が定まるように構成される。
【００６２】
ハイブリッド車両１は、動力を伝達する２つの経路Ｋ１，Ｋ２の少なくともいずれかによってエンジン１０から第１ＭＧ２０に動力を伝達可能に構成される。経路Ｋ１は、エンジン１０から変速部４０および差動部５０を経由して第１ＭＧ２０に動力を伝達する経路である。経路Ｋ２は、経路Ｋ１とは別の経路でエンジン１０から第１ＭＧ２０に動力を伝達する経路である。クラッチＣＳは、経路Ｋ２に設けられ、エンジン１０から第１ＭＧ２０への動力を伝達する係合状態と、エンジン１０から第１ＭＧ２０への動力の伝達を遮断する解放状態とを切り替え可能である。
【００６３】
エンジンを運転させたＨＶ走行モードにおいて、クラッチＣ１またはブレーキＢ１のいずれか一方を係合状態とし、他方を解放状態として、変速部４０を非ニュートラル状態に制御すると、経路Ｋ１によって動力がエンジン１０から第１ＭＧ２０に伝達される。このとき同時に、ＣＳクラッチを解放状態として、経路Ｋ２を遮断すると、車両がシリーズパラレルモードで動作可能となる。
【００６４】
一方、エンジンを運転させたＨＶ走行モードにおいて、ＣＳクラッチによってエンジン１０と第１ＭＧ２０を直結して経路Ｋ２によって動力伝達を行ない、クラッチＣ１とブレーキＢ１を共に解放状態として変速部４０をニュートラル状態に制御して経路Ｋ１を遮断すると、車両がシリーズモードで動作可能となる。このとき、差動部５０は、変速部４０に接続された回転要素が自由に回転可能（フリー）となるので、他の２つの回転要素も互いに影響を及ぼさずに回転可能となる。したがって、エンジン１０の回転で第１ＭＧ２０を回転させて発電を行なう動作と、発電した電力またはバッテリ６０に充電された電力を用いて第２ＭＧ３０を駆動させて駆動輪を回転させる動作を独立して行なうことができる。
【００６５】
さらに、エンジンを運転させた状態で、ＣＳクラッチによってエンジン１０と第１ＭＧ２０を直結するとともに、変速部４０を非ニュートラル状態に制御すると、エンジン１０の回転が固定段のギヤ比で駆動輪に伝達される。このときは、経路Ｋ１，Ｋ２のようなルートではなく、エンジン１０から差動部５０を経由して駆動輪９０に動力が伝達される。
【００６６】
なお、変速部４０は、必ずしも変速比を変更可能なものでなくても良く、経路Ｋ１のエンジン１０と差動部５０の動力伝達を遮断可能な構成であれば、単なるクラッチのようなものでもよい。
【００６７】
図３は、図１における車両の制御装置１００の構成を示したブロック図である。図３を参照して、制御装置１００は、ＨＶＥＣＵ（Electric Control Unit）１５０と、ＭＧＥＣＵ１６０と、エンジンＥＣＵ１７０とを含む。ＨＶＥＣＵ１５０、ＭＧＥＣＵ１６０、エンジンＥＣＵ１７０の各々は、コンピュータを含んで構成される電子制御ユニットである。なお、ＥＣＵの数は、３つに限定されるものではなく、全体として１つのＥＣＵに統合しても良いし、２つ、または４つ以上の数に分割されていても良い。
【００６８】
ＭＧＥＣＵ１６０は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を制御する。ＭＧＥＣＵ１６０は、例えば、第１ＭＧ２０に対して供給する電流値を調節し、第１ＭＧ２０の出力トルクを制御すること、および第２ＭＧ３０に対して供給する電流値を調節し、第２ＭＧ３０の出力トルクを制御する。
【００６９】
エンジンＥＣＵ１７０は、エンジン１０を制御する。エンジンＥＣＵ１７０は、例えば、エンジン１０の電子スロットル弁の開度の制御、点火信号を出力することによるエンジンの点火制御、エンジン１０に対する燃料の噴射制御、等を行なう。エンジンＥＣＵ１７０は、電子スロットル弁の開度制御、噴射制御、点火制御等によりエンジン１０の出力トルクを制御する。
【００７０】
ＨＶＥＣＵ１５０は、車両全体を統合制御する。ＨＶＥＣＵ１５０には、車速センサ、アクセル開度センサ、ＭＧ１回転数センサ、ＭＧ２回転数センサ、出力軸回転数センサ、バッテリセンサ等が接続されている。これらのセンサにより、ＨＶＥＣＵ１５０は、車速、アクセル開度、第１ＭＧ２０の回転数、第２ＭＧ３０の回転数、動力伝達装置の出力軸の回転数、バッテリ状態ＳＯＣ等を取得する。
【００７１】
ＨＶＥＣＵ１５０は、取得した情報に基づいて、車両に対する要求駆動力や要求パワー、要求トルク等を算出する。ＨＶＥＣＵ１５０は、算出した要求値に基づいて、第１ＭＧ２０の出力トルク（以下、「ＭＧ１トルク」とも記載する。）、第２ＭＧ３０の出力トルク（以下、「ＭＧ２トルク」とも記載する。）およびエンジン１０の出力トルク（以下、「エンジントルク」とも記載する。）を決定する。ＨＶＥＣＵ１５０は、ＭＧ１トルクの指令値およびＭＧ２トルクの指令値をＭＧＥＣＵ１６０に対して出力する。また、ＨＶＥＣＵ１５０は、エンジントルクの指令値をエンジンＥＣＵ１７０に対して出力する。
【００７２】
ＨＶＥＣＵ１５０は、後述する走行モード等に基づいて、クラッチＣ１，ＣＳおよびブレーキＢ１を制御する。ＨＶＥＣＵ１５０は、クラッチＣ１，ＣＳに対する供給油圧の指令値（ＰｂＣ１、ＰｂＣＳ）およびブレーキＢ１に対する供給油圧の指令値（ＰｂＢ１）をそれぞれ図１の油圧回路５００に出力する。また、ＨＶＥＣＵ１５０は、制御信号ＮＭおよび制御信号Ｓ／Ｃを図１の油圧回路５００に出力する。
【００７３】
図１の油圧回路５００は、各指令値ＰｂＣ１，ＰｂＢ１に応じてクラッチＣ１およびブレーキＢ１に対する供給油圧を制御するとともに、制御信号ＮＭによって電動オイルポンプを制御し、制御信号Ｓ／Ｃによって、クラッチＣ１、ブレーキＢ１およびクラッチＣＳの同時係合の許可／禁止を制御する。
【００７４】
［油圧制御回路の構成］
図４は、ハイブリッド車両１に搭載される油圧回路５００の構成を模式的に示す図である。油圧回路５００は、機械式オイルポンプ（以下「ＭＯＰ」ともいう）５０１と、電動式オイルポンプ（以下「ＥＯＰ」ともいう）５０２と、調圧弁５１０，５２０と、リニアソレノイド弁ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３と、同時供給防止弁５３０，５４０，５５０と、電磁切替弁５６０と、逆止弁５７０と、油路ＬＭ，ＬＥ，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４とを含む。
【００７５】
ＭＯＰ５０１は、差動部５０のキャリアＣＡ２が回転することによって駆動されて油圧を発生する。したがって、エンジン１０の駆動などによってキャリアＣＡ２が回転されるとＭＯＰ５０１も駆動され、キャリアＣＡ２が停止されるとＭＯＰ５０１も停止される。ＭＯＰ５０１は、発生した油圧を油路ＬＭに出力する。
【００７６】
油路ＬＭ内の油圧は、調圧弁５１０によって所定圧に調圧（減圧）される。以下、調圧弁５１０によって調圧された油路ＬＭ内の油圧を「ライン圧ＰＬ」ともいう。ライン圧ＰＬは、各リニアソレノイド弁ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３に供給される。
【００７７】
リニアソレノイド弁ＳＬ１は、ライン圧ＰＬを制御装置１００からの油圧指令値ＰｂＣ１に応じて調圧することによって、クラッチＣ１を係合するための油圧（以下「Ｃ１圧」という）を生成する。Ｃ１圧は、油路Ｌ１を介してクラッチＣ１に供給される。
【００７８】
リニアソレノイド弁ＳＬ２は、ライン圧ＰＬを制御装置１００からの油圧指令値ＰｂＢ１に応じて調圧することによって、ブレーキＢ１を係合するための油圧（以下「Ｂ１圧」という）を生成する。Ｂ１圧は、油路Ｌ２を介してブレーキＢ１に供給される。
【００７９】
リニアソレノイド弁ＳＬ３は、ライン圧ＰＬを制御装置１００からの油圧指令値ＰｂＣＳに応じて調圧することによって、クラッチＣＳを係合するための油圧（以下「ＣＳ圧」という）を生成する。ＣＳ圧は、油路Ｌ３を介してクラッチＣＳに供給される。
【００８０】
同時供給防止弁５３０は、油路Ｌ１上に設けられ、ブレーキＢ１およびクラッチＣＳの少なくとも一方と、クラッチＣ１とが同時に係合されることを防止するように構成される。具体的には、同時供給防止弁５３０には油路Ｌ２，Ｌ３が接続される。同時供給防止弁５３０は、油路Ｌ２，Ｌ３からのＢ１圧、ＣＳ圧を信号圧として作動する。
【００８１】
同時供給防止弁５３０は、Ｂ１圧およびＣＳ圧の双方の信号圧が入力されていない場合（すなわちブレーキＢ１およびクラッチＣＳの双方ともが解放されている場合）には、Ｃ１圧をクラッチＣ１に供給するノーマル状態となる。なお、図４には、同時供給防止弁５３０がノーマル状態である場合が例示されている。
【００８２】
一方、同時供給防止弁５３０は、Ｂ１圧およびＣＳ圧の少なくとも一方の信号圧が入力されている場合（すなわちブレーキＢ１およびクラッチＣＳの少なくとも一方が係合されている場合）には、たとえクラッチＣ１が係合している場合であっても、Ｃ１圧のクラッチＣ１への供給をカットするとともにクラッチＣ１内の油圧を外部へ排出するドレン状態に切り替えられる。これによりクラッチＣ１が解放されるため、ブレーキＢ１およびクラッチＣＳの少なくとも一方と、クラッチＣ１とが同時に係合されることが防止される。
【００８３】
同様に、同時供給防止弁５４０は、Ｃ１圧およびＣＳ圧を信号圧として作動することによって、クラッチＣ１およびクラッチＣＳの少なくとも一方と、ブレーキＢ１とが同時に係合されることを防止する。具体的には、同時供給防止弁５３０は、Ｃ１圧およびＣＳ圧の双方の信号圧が入力されていない場合には、Ｂ１圧をブレーキＢ１に供給するノーマル状態となる。一方、同時供給防止弁５４０は、Ｃ１圧およびＣＳ圧の少なくとも一方の信号圧が入力されている場合には、Ｂ１圧のブレーキＢ１への供給をカットするとともにブレーキＢ１内の油圧を外部へ排出するドレン状態に切り替えられる。なお、図４には、同時供給防止弁５４０にＣ１圧が信号圧として入力されて同時供給防止弁５４０がドレン状態になっている場合が例示されている。
【００８４】
同様に、同時供給防止弁５５０は、Ｃ１圧およびＢ１圧を信号圧として作動することによって、クラッチＣ１およびブレーキＢ１の少なくとも一方と、クラッチＣＳとが同時に係合されることを防止する。具体的には、同時供給防止弁５５０は、Ｃ１圧およびＢ１圧の双方の信号圧が入力されていない場合には、ＣＳ圧をクラッチＣＳに供給するノーマル状態となる。一方、同時供給防止弁５５０は、Ｃ１圧およびＢ１圧の少なくとも一方の信号圧が入力されている場合には、ＣＳ圧のクラッチＣＳへの供給をカットするとともにクラッチＣＳ内の油圧を外部へ排出するドレン状態に切り替えられる。なお、図４には、同時供給防止弁５５０にＣ１圧が入力されて同時供給防止弁５５０がドレン状態になっている場合が例示されている。
【００８５】
ＥＯＰ５０２は、内部に設けられるモータ（以下「内部モータ」ともいう）５０２Ａによって駆動されて油圧を発生する。内部モータ５０２Ａは、制御装置１００からの制御信号ＮＭによって制御される。したがって、ＥＯＰ５０２は、キャリアＣＡ２が回転しているか否かに関わらず作動可能である。ＥＯＰ５０２は、発生した油圧を油路ＬＥに出力する。
【００８６】
油路ＬＥ内の油圧は、調圧弁５２０によって所定圧に調圧（減圧）される。油路ＬＥは、逆止弁５７０を介して油路ＬＭに接続される。油路ＬＥ内の油圧が油路ＬＭ内の油圧よりも所定圧以上高い場合、逆止弁５７０が開き、逆止弁５７０を介して油路ＬＥ内の油圧が油路ＬＭに供給される。これにより、ＭＯＰ５０１の停止中においてもＥＯＰ５０２を駆動させることによって油路ＬＭに油圧を供給することができる。
【００８７】
電磁切替弁５６０は、制御装置１００からの制御信号Ｓ／Ｃに応じて、油路ＬＥと油路Ｌ４とを連通するオン状態と、油路ＬＥと油路Ｌ４とを遮断するとともに油路Ｌ４内の油圧を外部へ排出するオフ状態とのいずれかに切り替えられる。なお、図４には、電磁切替弁５６０がオフ状態である場合が例示されている。
【００８８】
油路Ｌ４は、同時供給防止弁５３０，５４０に接続されている。電磁切替弁５６０がオン状態である場合、油路ＬＥ内の油圧が油路Ｌ４を介して同時供給防止弁５３０，５４０に信号圧としてそれぞれ入力される。同時供給防止弁５３０は、油路Ｌ４からの信号圧が入力された場合、油路Ｌ２からの信号圧（Ｂ１圧）が入力されているか否かに関わらず、強制的にノーマル状態に固定される。同様に、同時供給防止弁５４０は、油路Ｌ４からの信号圧が入力された場合、油路Ｌ１からの信号圧（Ｃ１圧）が入力されているか否かに関わらず、強制的にノーマル状態に固定される。したがって、ＥＯＰ５０２を駆動しかつ電磁切替弁５６０をオン状態に切り替えることによって、同時供給防止弁５３０，５４０は同時にノーマル状態に固定される。これにより、クラッチＣ１とブレーキＢ１とを同時に係合することが許容され、両モータ走行モード（後述）が可能となる。
【００８９】
以下に、ハイブリッド車両１の制御モードの詳細について、作動係合表と共線図とを用いて説明する。
【００９０】
図５は、各走行モードと、各走行モードにおける変速部４０のクラッチＣ１およびブレーキＢ１の制御状態とを示す図である。
【００９１】
制御装置１００は、「モータ走行モード（以下「ＥＶ走行モード」という）」、「ハイブリッド走行モード（以下「ＨＶ走行モード」という）」あるいは「エンジン走行モード」でハイブリッド車両１を走行させる。ＥＶ走行モードとは、エンジン１０を停止し、第１ＭＧ２０あるいは第２ＭＧ３０の少なくとも一方の動力でハイブリッド車両１を走行させる制御モードである。ＨＶ走行モードとは、エンジン１０および第２ＭＧ３０の動力でハイブリッド車両１を走行させる制御モードである。エンジン走行モードとは、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を使用せずにエンジン１０の駆動力で車両を走行させる制御モードである。ＥＶ走行モード、ＨＶ走行モードおよびエンジン走行モードのそれぞれにおいて、制御モードはさらに細分化されている。
【００９２】
図５において、「Ｃ１」、「Ｂ１」、「ＣＳ」、「ＭＧ１」、「ＭＧ２」はそれぞれクラッチＣ１、ブレーキＢ１、クラッチＣＳ、第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０を示す。Ｃ１、Ｂ１、ＣＳの各欄の丸（○）印は「係合」を示し、×印は「解放」を示し、三角（△）印はエンジンブレーキ時にクラッチＣ１およびブレーキＢ１のどちらか一方を係合することを示す。また、ＭＧ１の欄およびＭＧ２の欄の「Ｇ」は主にジェネレータとして動作させることを示し、「Ｍ」は主にモータとして動作させることを示す。
【００９３】
ＥＶ走行モード中においては、制御装置１００は、第２ＭＧ３０単独の動力でハイブリッド車両１を走行させる「単モータ走行モード」と、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の両方の動力でハイブリッド車両１を走行させる「両モータ走行モード」とを、ユーザの要求トルクなどに応じて選択的に切り替える。
【００９４】
駆動装置２の負荷が低負荷の場合には単モータ走行モードが使用され、負荷が高負荷になると両モータ走行モードに移行される。
【００９５】
図５のＥ１欄に示すように、ＥＶ単モータ走行モードでハイブリッド車両１を駆動（前進あるいは後進）させる場合、制御装置１００は、クラッチＣ１を解放しかつブレーキＢ１を解放することで、変速部４０をニュートラル状態（動力を伝達しない状態）とする。このとき、制御装置１００は、第１ＭＧ２０を主にサンギヤＳ２をゼロに固定させる固定手段として動作させ、第２ＭＧ３０を主にモータとして動作させる（後述の図６参照）。第１ＭＧ２０を固定手段として動作させるために、第１ＭＧ２０の回転速度がゼロになるように回転速度をフィードバックして第１ＭＧ２０の電流を制御しても良く、トルクがゼロでも回転速度をゼロに維持できる場合には、電流を加えずコギングトルクを利用しても良い。なお、変速部４０をニュートラル状態とすると回生制動時にエンジン１０が連れ回されないのでその分のロスが少なく、大きな回生電力を回収することができる。
【００９６】
図５のＥ２欄に示すように、ＥＶ単モータ走行モードでハイブリッド車両１を制動する場合でかつエンジンブレーキが必要な場合、制御装置１００は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１のどちらか一方を係合する。たとえば、回生ブレーキのみでは制動力が不足する場合にエンジンブレーキが回生ブレーキに併用される。また、たとえば、バッテリ６０のＳＯＣが満充電状態に近い場合には、回生電力を充電できないので、エンジンブレーキ状態とすることが考えられる。
【００９７】
クラッチＣ１およびブレーキＢ１のどちらか一方を係合することにより、駆動輪９０の回転がエンジン１０に伝達されエンジン１０が回転される、いわゆるエンジンブレーキ状態となる。このとき、制御装置１００は、第１ＭＧ２０を主にモータとして動作させ、第２ＭＧ３０を主にジェネレータとして動作させる。
【００９８】
一方、図５のＥ３欄に示すように、ＥＶ両モータ走行モードでハイブリッド車両１を駆動（前進あるいは後進）させる場合、制御装置１００は、クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を係合して変速部４０のリングギヤＲ１の回転を規制（ロック）する。これにより、変速部４０のリングギヤＲ１に連結された差動部５０のキャリアＣＡ２の回転も規制（ロック）されるため、差動部５０のキャリアＣＡ２が停止状態に維持される（エンジン回転速度Ｎｅ＝０となる）。そして、制御装置１００は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を主にモータとして動作させる（後述の図７参照）。
【００９９】
なお、ＥＶ走行モード（単モータ走行モードおよび両モータ走行モード）では、エンジン１０が停止しているため、ＭＯＰ５０１も停止している。したがって、ＥＶ走行モードでは、ＥＯＰ５０２の油圧を用いてクラッチＣ１あるいはブレーキＢ１が係合される。
【０１００】
さらに、ＥＶ走行モードのＥ４，Ｅ５欄について説明する。これらのモードもＥ３欄と同じく両モータ走行モードであるが、エンジン回転速度Ｎｅがゼロでない点でも動作させることができる点が異なる（図５中で「Ｎｅフリー」と記載）。これらのモードの詳細については、図１０の共線図を用いて後述する。
【０１０１】
ＨＶ走行モードは、シリーズパラレルモード、シリーズモード、パラレルモードの３種類に分けることができる。シリーズパラレルモードおよびシリーズモードでは、制御装置１００は、第１ＭＧ２０をジェネレータとして動作させ、第２ＭＧ３０をモータとして動作させる。また、パラレルモードでは、制御装置１００は、第２ＭＧ３０のみモータとして動作させるか（単モータ）、または第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０をともにモータとして動作させる（両モータ）。
【０１０２】
ＨＶ走行モード中において、制御装置１００は、シリーズパラレルモード、シリーズモード、パラレルモードのいずれかに制御モードを設定する。
【０１０３】
シリーズパラレルモードでは、エンジン１０の動力は、一部は駆動輪９０を駆動するために使用され、残りは、第１ＭＧ２０で発電を行なう動力として使用される。第２ＭＧ３０は、第１ＭＧ２０で発電された電力を用いて駆動輪９０を駆動する。シリーズパラレルモードにおいては、制御装置１００は、車速に応じて変速部４０の変速比を切り替える。
【０１０４】
中低速域でハイブリッド車両１を前進させる場合には、制御装置１００は、図５のＨ２欄に示すように、クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を解放することで、ローギヤ段Ｌｏを形成する（後述の図８の実線参照）。一方、高速域でハイブリッド車両１を前進させる場合、制御装置１００は、図５のＨ１欄に示すように、クラッチＣ１を解放しかつブレーキＢ１を係合することで、ハイギヤ段Ｈｉを形成する（後述の図８の破線参照）。ハイギヤ段形成時、ローギヤ段形成時とも、変速部４０と差動部５０とは全体として無段変速機として動作する。
【０１０５】
ハイブリッド車両１を後進させる場合には、制御装置１００は、図５のＨ３欄に示すように、クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を解放する。そして、制御装置１００は、バッテリのＳＯＣに余裕がある場合には、第２ＭＧ３０を単独で逆回転させる一方、バッテリのＳＯＣに余裕がない場合にはエンジン１０を運転させて第１ＭＧ２０で発電を行なうとともに第２ＭＧ３０を逆回転させる。
【０１０６】
シリーズモードでは、エンジン１０の動力は、すべて第１ＭＧ２０で発電を行なう動力として使用される。第２ＭＧ３０は、第１ＭＧ２０で発電された電力を用いて駆動輪９０を駆動する。シリーズモードにおいては、ハイブリッド車両１を前進させる場合あるいはハイブリッド車両１を後進させる場合には、制御装置１００は、図５のＨ４欄およびＨ５欄に示すように、クラッチＣ１およびブレーキＢ１をともに解放し、かつクラッチＣＳを係合させる（後述の図９参照）。
【０１０７】
ＨＶ走行モードでは、エンジン１０が作動しているため、ＭＯＰ５０１も作動している。したがって、ＨＶ走行モードでは、主にＭＯＰ５０１の油圧を用いてクラッチＣ１，ＣＳあるいはブレーキＢ１が係合される。
【０１０８】
さらに、ＨＶ走行モードのＨ６〜Ｈ９欄には、パラレルモードの制御状態が示される。これらのモードもＨＶ走行モードであるが、第１ＭＧ２０がジェネレータとして動作することはない。ＨＶ（パラレル）走行モードかつ両モータ走行モードでは、第１ＭＧ２０はモータとして力行動作し、駆動輪を回転させるトルクを出力する点がシリーズパラレルモードやシリーズモードとは大きく異なる。パラレルモードでは、クラッチＣ１、ブレーキＢ１のいずれか一方が係合他方が解放され、クラッチＣＳは係合される。これらのモードの詳細については、図１３の共線図を用いて後述する。
【０１０９】
さらに、車両１は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を使用しないで走行するエンジン走行モードでも走行が可能である。車両の走行状態がエンジンの効率の良い回転速度およびトルクと一致したときには、発電などにエンジンの動力を使用せずにそのまま駆動輪を回転させるのに使用するほうが効率が良い。図５のＺ１，Ｚ２欄には、エンジン走行モードの制御状態が示される。エンジン走行モードでは、ＨＶパラレルモードと同様、クラッチＣ１、ブレーキＢ１のいずれか一方が係合され、他方が解放され、クラッチＣＳは係合される。これらのモードの詳細については、図１２、図１３の共線図を用いて後述する。
【０１１０】
以下に、共線図を用いて、図５に示した動作モードのうち代表的なモードについて、各回転要素の状態を説明する。
【０１１１】
図６は、ＥＶ単モータ走行モード（図５のＥ１）の動作を説明するための共線図である。図７は、ＥＶ両モータ走行モード（図５のＥ３）の動作を説明するための共線図である。図８は、ＨＶ走行（シリーズパラレル）モード（図５のＨ１，Ｈ２）の動作を説明するための共線図である。図９は、ＨＶ走行（シリーズ）モード（図５のＨ４）の動作を説明するための共線図である。
【０１１２】
図６〜図９に示す「Ｓ１」、「ＣＡ１」、「Ｒ１」はそれぞれ変速部４０のサンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、リングギヤＲ１を示し、「Ｓ２」、「ＣＡ２」、「Ｒ２」はそれぞれ差動部５０のサンギヤＳ２、キャリアＣＡ２、リングギヤＲ２を示す。
【０１１３】
図６を用いて、ＥＶ単モータ走行モード（図５：Ｅ１）中の制御状態について説明する。ＥＶ単モータ走行モードでは、制御装置１００は、変速部４０のクラッチＣ１、ブレーキＢ１およびクラッチＣＳを解放するとともに、エンジン１０を停止し、第２ＭＧ３０を主にモータとして動作させる。そのため、ＥＶ単モータ走行モードでは、第２ＭＧ３０のトルク（以下「ＭＧ２トルクＴｍ２」という）を用いてハイブリッド車両１は走行する。
【０１１４】
この際、制御装置１００は、サンギヤＳ２の回転速度が０となるように第１ＭＧ２０のトルク（以下「第１ＭＧトルクＴｍ１」という）をフィードバック制御する。そのため、サンギヤＳ２は回転しない。しかしながら、変速部４０のクラッチＣ１およびブレーキＢ１は解放されているため、差動部５０のキャリアＣＡ２の回転は規制されない。したがって、差動部５０のリングギヤＲ２、キャリアＣＡ２および変速部４０のリングギヤＲ１は、第２ＭＧ３０の回転に連動して、第２ＭＧ３０の回転方向と同じ方向に回転（空転）させられる。
【０１１５】
一方、変速部４０のキャリアＣＡ１は、エンジン１０が停止されていることによって、停止状態に維持される。変速部４０のサンギヤＳ１は、リングギヤＲ１の回転に連動して、リングギヤＲ１の回転方向とは反対の方向に回転（空転）させられる。
【０１１６】
なお、ＥＶ単モータ走行モード中に減速を行なうために、第２ＭＧ３０を用いた回生制動に加えてエンジンブレーキを作動させることも可能である。この場合（図５：Ｅ２）には、クラッチＣ１またはブレーキＢ１のいずれか一方を係合させることにより、キャリアＣＡ２が駆動輪９０側から駆動されたときにエンジン１０も回転させられるので、エンジンブレーキが作動する。
【０１１７】
次に、図７を参照して、ＥＶ両モータ走行モード（図５：Ｅ３）中における制御状態について説明する。ＥＶ両モータ走行モードでは、制御装置１００は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１を係合し、かつクラッチＣＳを解放するとともに、エンジン１０を停止する。したがって、変速部４０のサンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、リングギヤＲ１の回転が回転速度がゼロになるように規制される。
【０１１８】
変速部４０のリングギヤＲ１の回転が規制されることで、差動部５０のキャリアＣＡ２の回転も規制（ロック）される。この状態で、制御装置１００は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を主にモータとして動作させる。具体的には、ＭＧ２トルクＴｍ２を正トルクとして第２ＭＧ３０を正回転させるとともに、ＭＧ１トルクＴｍ１を負トルクとして第１ＭＧ２０を負回転させる。
【０１１９】
クラッチＣ１を係合してキャリアＣＡ２の回転を規制することで、ＭＧ１トルクＴｍ１は、キャリアＣＡ２を支点としてリングギヤＲ２に伝達される。リングギヤＲ２に伝達されるＭＧ１トルクＴｍ１（以下「ＭＧ１伝達トルクＴｍ１ｃ」という）は、正方向に作用し、カウンタ軸７０に伝達される。そのため、ＥＶ両モータ走行モードでは、ＭＧ１伝達トルクＴｍ１ｃとＭＧ２トルクＴｍ２とを用いて、ハイブリッド車両１は走行する。制御装置１００は、ＭＧ１伝達トルクＴｍ１ｃとＭＧ２トルクＴｍ２との合計によってユーザ要求トルクを満たすように、ＭＧ１トルクＴｍ１とＭＧ２トルクＴｍ２との分担比率を調整する。
【０１２０】
図８を参照して、ＨＶ走行（シリーズパラレル）モード（図５：Ｈ１，Ｈ２）中の制御状態について説明する。なお、図８には、ローギヤ段Ｌｏで前進走行している場合（図５のＨ２：図８のＳ１、ＣＡ１およびＲ１の共線図に示される実線の共線参照）と、ハイギヤ段Ｈｉで前進走行している場合（図５のＨ１：図８のＳ１、ＣＡ１およびＲ１の共線図に示される破線の共線参照）とが例示されている。なお、説明の便宜上、ローギヤ段Ｌｏで前進走行している場合もハイギヤ段Ｈｉで前進走行している場合もリングギヤＲ１の回転速度は同一である場合を想定する。
【０１２１】
ＨＶ走行（シリーズパラレル）モードであって、かつ、ローギヤ段Ｌｏ形成時には、制御装置１００は、クラッチＣ１を係合するとともに、ブレーキＢ１およびクラッチＣＳを解放する。そのため、回転要素（サンギヤＳ１，キャリアＣＡ１，リングギヤＲ１）は一体となって回転する。これにより、変速部４０のリングギヤＲ１も、キャリアＣＡ１と同じ回転速度で回転し、エンジン１０の回転は、同じ回転速度でリングギヤＲ１から差動部５０のキャリアＣＡ２に伝達される。すなわち、変速部４０のキャリアＣＡ１に入力されたエンジン１０のトルク（以下「エンジントルクＴｅ」という）は、変速部４０のリングギヤＲ１から差動部５０のキャリアＣＡ２に伝達される。なお、ローギヤ段Ｌｏ形成時リングギヤＲ１から出力されるトルク（以下「変速部出力トルクＴｒ１」という）は、エンジントルクＴｅと同じ大きさである（Ｔｅ＝Ｔｒ１）。
【０１２２】
差動部５０のキャリアＣＡ２に伝達されたエンジン１０の回転は、サンギヤＳ２の回転速度（第１ＭＧ２０の回転速度）によって無段階に変速されて差動部５０のリングギヤＲ２に伝達される。この際、制御装置１００は、基本的には、第１ＭＧ２０をジェネレータとして動作させて、ＭＧ１トルクＴｍ１を負方向に作用させる。これにより、キャリアＣＡ２に入力されたエンジントルクＴｅをリングギヤＲ２に伝達するための反力をＭＧ１トルクＴｍ１が受け持つことになる。
【０１２３】
リングギヤＲ２に伝達されたエンジントルクＴｅ（以下「エンジン伝達トルクＴｅｃ」という）は、カウンタドライブギヤ５１からカウンタ軸７０に伝達され、ハイブリッド車両１の駆動力として作用する。
【０１２４】
また、ＨＶ走行（シリーズパラレル）モードでは、制御装置１００は、第２ＭＧ３０を主にモータとして動作させる。ＭＧ２トルクＴｍ２は、リダクションギヤ３２からカウンタ軸７０に伝達され、ハイブリッド車両１の駆動力として作用する。つまり、ＨＶ走行（シリーズパラレル）モードでは、エンジン伝達トルクＴｅｃとＭＧ２トルクＴｍ２とを用いて、ハイブリッド車両１は走行する。
【０１２５】
一方、ＨＶ走行（シリーズパラレル）モードであって、かつ、ハイギヤ段Ｈｉ形成時には、制御装置１００は、ブレーキＢ１を係合するとともに、クラッチＣ１およびクラッチＣＳを解放する。ブレーキＢ１が係合されるため、サンギヤＳ１の回転が規制される。これにより、変速部４０のキャリアＣＡ１に入力されたエンジン１０の回転は、増速されて変速部４０のリングギヤＲ１から差動部５０のキャリアＣＡ２に伝達される。したがって、ハイギヤ段Ｈｉ形成時には、変速部出力トルクＴｒ１はエンジントルクＴｅよりも小さくなる（Ｔｅ＞Ｔｒ１）。
【０１２６】
図９を参照してＨＶ走行（シリーズ）モード（図５：Ｈ４）中における制御状態について説明する。ＨＶ走行（シリーズ）モードでは、制御装置１００は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１を解放するとともに、クラッチＣＳを係合する。したがって、クラッチＣＳが係合されることによって、差動部５０のサンギヤＳ２が、変速部４０のキャリアＣＡ１と同じ回転速度で回転し、エンジン１０の回転は、同じ回転速度でクラッチＣＳから第１ＭＧ２０に伝達される。これにより、エンジン１０を動力源とする第１ＭＧ２０による発電が実施可能となる。
【０１２７】
一方、クラッチＣ１およびブレーキＢ１がいずれも解放されるため、変速部４０のサンギヤＳ１とリングギヤＲ１と、差動部５０のキャリアＣＡ２の回転は規制されない。すなわち、変速部４０は、ニュートラル状態となり、差動部５０のキャリアＣＡ２の回転が規制されないため、第１ＭＧ２０の動力およびエンジン１０の動力は、カウンタ軸７０に伝達されない状態となる。そのため、カウンタ軸７０には、第２ＭＧ３０のＭＧ２トルクＴｍ２が伝達される。したがって、ＨＶ走行（シリーズ）モードでは、エンジン１０を動力源として第１ＭＧ２０による発電を実施しつつ、その発電した電力の一部または全部を用いてＭＧ２トルクＴｍ２でハイブリッド車両１は走行することとなる。
【０１２８】
シリーズモードが実現可能となったことにより、低車速時等にシリーズパラレルモードでは注意が必要であったエンジントルク変動に起因するギヤ機構の歯打ち音の発生を気にせずに、エンジンの動作点を選択できる。これによって、車両の静粛性および燃費の向上の両立を図ることが可能な車両状態が増加する。
【０１２９】
また、ＨＶ走行（シリーズ）モードでは、制御装置１００は、変速部４０をニュートラル状態に設定し、かつクラッチＣＳを係合状態に設定した上で、エンジン１０の動力を用いて第１ＭＧ２０に発電を行なわせ、第２ＭＧ３０に車両を走行させる駆動力を発生させる。上記のようなＨＶ走行（シリーズ）モードでは、エンジン１０の始動時のショックがニュートラル状態の変速部４０によって遮断され駆動輪９０に伝達されなくなる。したがってユーザが体感するエンジン１０の始動時のショックを小さく抑えることができる。
【０１３０】
図１０は、ＥＶ両モータ走行モード（図５のＥ４，Ｅ５）の動作を説明するための共線図である。図１０を参照して、ＥＶ走行かつ両モータ走行モード中における制御状態について説明する。なお、図１０には、ローギヤ段Ｌｏで前進走行している場合（実線の共線参照）と、ハイギヤ段Ｈｉで走行している場合（破線の共線参照）とが例示されている。なお、説明の便宜上、ローギヤ段Ｌｏで前進走行している場合もハイギヤ段Ｈｉで前進走行している場合もリングギヤＲ１の回転速度は同一である場合を想定する。
【０１３１】
ＥＶ走行（両モータ）モードであって、かつ、ローギヤ段Ｌｏ形成時（図５のＥ５欄）には、制御装置１００は、クラッチＣ１およびクラッチＣＳを係合するとともに、ブレーキＢ１を解放する。そのため、変速部４０の回転要素（サンギヤＳ１，キャリアＣＡ１，リングギヤＲ１）は一体となって回転する。さらに、クラッチＣＳが係合することによって、変速部４０のキャリアＣＡ１と差動部５０のサンギヤＳ２とは一体となって回転する。これにより、変速部４０および差動部５０のすべての回転要素が同じ回転速度で一体となって回転する。そのため、第２ＭＧ３０とともに、第１ＭＧ２０においてＭＧ１トルクＴｍ１を正回転方向に発生させることによって、両モータを用いたハイブリッド車両１の走行が可能となる。ここで、エンジン１０は、ＥＶ走行時には自立駆動していないので、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０のトルクによって回転される被駆動状態である。したがって、エンジンの回転時の抵抗が少なくなるように、バルブの開閉タイミングを操作することが好ましい。
【０１３２】
リングギヤＲ２に伝達されたＭＧ１トルクＴｍ１ｃは、カウンタドライブギヤ５１からカウンタ軸７０に伝達され、ハイブリッド車両１の駆動力として作用する。同時に、ＭＧ２トルクＴｍ２は、リダクションギヤ３２からカウンタ軸７０に伝達され、ハイブリッド車両１の駆動力として作用する。つまり、ＥＶ走行かつ両モータ走行モードで、かつ、ローギヤ段Ｌｏ形成時は、リングギヤＲ２に伝達されたＭＧ１トルクＴｍ１とＭＧ２トルクＴｍ２とを用いて、ハイブリッド車両１は走行する。
【０１３３】
一方、ＥＶ走行かつ両モータ走行モードであって、かつ、ハイギヤ段Ｈｉ形成時（図５：Ｅ４欄）には、制御装置１００は、ブレーキＢ１およびクラッチＣＳを係合するとともに、クラッチＣ１を解放する。ブレーキＢ１が係合されるため、サンギヤＳ１の回転が規制される。
【０１３４】
また、クラッチＣＳが係合されるため、変速部４０のキャリアＣＡ１と差動部５０のサンギヤＳ２とは一体となって回転する。そのため、サンギヤＳ２の回転速度は、エンジン１０と同じ回転速度になる。
【０１３５】
図１１は、ＨＶ走行（パラレル）モード（図５のＨ７，Ｈ９）の動作を説明するための共線図である。図１１を参照して、ＨＶ走行（パラレル：有段）かつ両モータ走行モード中における制御状態について説明する。なお、図１１には、ローギヤ段Ｌｏで前進走行している場合（実線の共線参照）と、ハイギヤ段Ｈｉで走行している場合（破線の共線参照）とが例示されている。
【０１３６】
図１０と図１１を比較するとわかるように、ＨＶ走行（パラレル：有段）かつ両モータ走行モードでは、エンジン１０が自立駆動するので、図１１のキャリアＣＡ１にエンジントルクＴｅが与えられる。このため、リングギヤＲ２にもエンジントルクＴｅｃが加算される。他の点については、図１１に示した共線図は、図１０と同じであるので、説明は繰返さない。
【０１３７】
ＨＶ走行（パラレル：有段）かつ両モータ走行モードは、エンジントルクＴｅ、ＭＧ１トルクＴｍ１、ＭＧ２トルクＴｍ２をすべて、駆動輪の前進方向の回転トルクに使用することができるので、駆動輪に大きなトルクが要求される場合に特に有効である。
【０１３８】
なお、ＨＶ走行（パラレル：有段）かつ単モータ走行モード（図５のＨ６，Ｈ８）の制御状態は、図１１においてＴｍ１＝０とした場合に相当する。また、ＨＶ走行（パラレル：有段）走行モードは、Ｔｍ１＝０、Ｔｍ２＝０としてエンジントルクのみで走行（エンジン走行）することも可能である。
【０１３９】
図１２は、エンジン走行（図５のＺ１）の動作を説明するための共線図である。図１３は、エンジン走行（図５のＺ２）の動作を説明するための共線図である。図１２の共線図は、図１１の実線で示された共線図において、Ｔｍ１＝０、Ｔｍ２＝０としたものに相当する。また、図１３の共線図は、図１１の破線で示された共線図において、Ｔｍ１＝０、Ｔｍ２＝０としたものに相当する。
【０１４０】
図１２、図１３に示されるように、ハイブリッド車両１は、エンジン走行モード（図５のＺ１，Ｚ２）をさらに有する。制御装置１００は、エンジン走行モード（図５のＺ１，Ｚ２）において、変速部４０を非ニュートラル状態に設定し、かつクラッチＣＳを係合状態に設定した上で、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０にトルクを発生させない状態でエンジン１０を用いて車両を走行させる。
【０１４１】
このように、変速部４０をハイギヤまたはローギヤの固定段とし、かつクラッチＣＳを係合させることによって、エンジン１０のトルクを直接的に駆動軸に伝達することができる。エンジン１０のエネルギ効率が良い条件では、エンジン走行を使用することが燃費が良い。
【０１４２】
上記のように制御することによって、エンジン１０が効率よく運転可能な状態では、電力に変換することなく直接エンジン１０のパワーを駆動輪９０に伝えることができるので、燃費を向上させることができる。
【０１４３】
［各走行モードでの駆動力の違い］
以上説明してきたように、本実施の形態のハイブリッド車両１は、単モータＥＶ走行、両モータＥＶ走行、両モータＨＶ走行、エンジン走行といった多くの走行モードで走行することが可能である。そこで、どのような状況でどの走行モードを使用するかということを検討する必要がある。
【０１４４】
図１４は、各走行モードにおける車速と最大駆動力との関係を示した図である。図１４においてラインＬ１はエンジン走行、ラインＬ２は単モータＥＶ走行、ラインＬ３は両モータＥＶ走行、ラインＬ４は両モータＨＶ走行（パラレル）の最大駆動力を示している。
【０１４５】
ラインＬ１は、図１２に示したようにエンジンを出力軸に直結させて（ギヤはＬｏ）エンジン走行を行なった場合にエンジンを最高出力にさせたときの駆動力を示している。ラインＬ２は、図６に示したように第２ＭＧ３０のみのトルクによって発生させた駆動力を示している。
【０１４６】
ラインＬ３は、図７に示したように第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の両方のトルクによって発生させた駆動力を示している。ただし、車速がＶ１を超えると最大駆動力は一気に減少する。この理由は、車速がＶ１になると第１ＭＧ２０の回転速度が図７において負方向に下がった結果、限界値に達するため、動作状態を変更するからである。具体的には、車速がＶ１より大きい場合には図１０に示したようにクラッチＣＳを係合させると共に、クラッチＣ１、ブレーキＢ１のいずれか一方を係合させ他方を解放させる。これにより、第１ＭＧ２０は、正のトルクを発生させるように状態が変更され、回転速度の大きさは図７の状態よりは小さくなる。この状態では、第１ＭＧ２０のトルクが遊星歯車機構によって増大されないため、かつエンジン１０を空転させるための損失があるため、駆動力は車速Ｖ１を境に階段状に一段低下している。
【０１４７】
ラインＬ３に示した両モータ走行モードよりも大きな駆動力が必要である場合には、ラインＬ４に示すように、第１ＭＧ２０、第ＭＧ３０のトルクに加えてエンジン１０のトルクも使用する。
【０１４８】
この場合、制御装置１００は、変速部４０を非ニュートラル状態に設定し、かつクラッチＣＳを係合状態に設定した上で、第１ＭＧ２０からの駆動力と第２ＭＧ３０からの駆動力とに加えてエンジン１０からの駆動力を用いて車両を走行させる（図５のＨ７、Ｈ９）。
【０１４９】
上記のように制御することによって、エンジン１０を停止させ、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を力行運転させるＥＶ走行モード（図１４のラインＬ３）と比べて、車両の最大駆動力をさらに増加させる（図１４のラインＬ４）ことが可能となる。
【０１５０】
車速Ｖ１で切換える場合、車速がＶ１未満では、図１１の実線に示すＬｏギヤが使用され、車速がＶ１より大きいと図１１の破線に示すＨｉギヤが使用される結果、階段状に駆動力が下がっている。
【０１５１】
［ＥＶ両モータ走行に遷移する場合おけるクラッチとブレーキの制御］
以上の説明では、各走行モードにおけるクラッチＣ１，ＣＳおよびブレーキＢ１の制御状態を中心に説明してきたが、以下に走行モードの遷移が発生した場合におけるモード切替時の制御について説明する。
【０１５２】
図１５は、制御装置１００が実行するＥＶ両モータ走行モードでのクラッチおよびブレーキの制御を説明するためのフローチャートである。図１５を参照して、このフローチャートの処理が開始されると、まずステップＳ１０において両モータ走行にモード切替が発生したか否かが判断される。
【０１５３】
たとえば、走行モードの切替の判断は、車速と車両負荷によって領域が決められたマップによって判断される。図１６は、このような走行モードを判定するマップの一例を示す図である。図１６を参照して、正負の低負荷域では、単モータ走行のＥＶ走行モードが使用される。基本的にエンジン１０の始動を想定しなくても良いのでエンジン１０の始動に伴う反力補償トルクが必要なく比較的広い領域を単モータ走行のＥＶ走行モードに割り当てることができる。
【０１５４】
高負荷域では、単モータ走行では、トルクが不足するため、両モータ走行モードが選択される。すなわち、車速が所定値よりも低い場合であって負荷の大きさが小さい領域では、単モータ走行のＥＶ走行モードが選択され、負荷の大きさが所定値よりも大きいと両モータ走行のＥＶモードが選択される。
【０１５５】
両モータ走行モードであって、車速が所定値Ｖ１を超える場合には、第１ＭＧ２０やピニオンギヤの回転速度の上限があるため、エンジン回転速度Ｎｅがゼロの両モータ走行（図７）から、Ｎｅがゼロでない両モータ走行（図１０）に車両の状態が変化する。
【０１５６】
車速がＶ２を超えると、バッテリの電力で走行するときのエネルギ効率が悪化する傾向にあるため、シリーズパラレル（Ｌｏ）、シリーズパラレル（Ｈｉ）、シリーズのいずれかのＨＶ走行モードが選択される。
【０１５７】
ステップＳ１０において両モータ走行にモード切替が発生していない場合にはステップＳ６０に処理が進められ制御はメインルーチンに戻される。一方、ステップＳ１０において両モータ走行にモード切替が発生している場合にはステップＳ２０に処理が進められる。
【０１５８】
ステップＳ２０では、ＥＶ両モータ走行モードへの遷移がシリーズパラレルモードから発生したか否かが判断される。たとえば、図６に示したようなＥＶ単モータ走行モードからＥＶ両モータ走行モードへ状態遷移する場合には、エンジン回転速度はゼロであるので、そのまま図７に示した状態に移行させるのは比較的簡単である。しかし、図８に示したようなシリーズパラレルモードであれば、エンジン回転速度はゼロではない。したがって、図８の状態から図７の状態に移行させるには、慣性力で回転しているエンジンの回転速度をゼロに下げる必要がある。したがって、ステップＳ２０で遷移前のモードがシリーズパラレルモードである場合には（Ｓ２０でＹＥＳ）、ステップＳ５０に処理が進められ、クラッチＣＳが係合され、図１０に示した状態に一度設定しＮｅがゼロでない状態でのＥＶ両モータ走行モードとする。
【０１５９】
ステップＳ２０で遷移前のモードがシリーズパラレルモードでない場合でも（Ｓ２０でＹＥＳ）、ステップＳ３０においてエンジン回転速度Ｎｅを所定回転速度以上にする必要がある場合には同様な理由でステップＳ５０に処理が進められ、クラッチＣＳが係合され、図１０に示した状態に一度設定しＮｅがゼロでない状態でのＥＶ両モータ走行モードとする。たとえば、潤滑のためＭＯＰ５０１を駆動させる必要がある場合や共振によって車両の振動が増大する回転速度帯を避ける必要がある場合などには、エンジン回転速度Ｎｅを所定回転速度以上にする必要があると判断される。
【０１６０】
ステップＳ３０において、エンジン回転速度Ｎｅをアップさせる必要が無い場合には（Ｓ３０でＮＯ）、ステップＳ４０に処理が進められ、クラッチＣ１およびブレーキＢ１を係合させて、ＥＶ両モータ走行モードに走行モードを切り替える。
【０１６１】
ステップＳ４０またはステップＳ５０でクラッチＣ１，ＣＳおよびブレーキＢ１の状態が決定されると、ステップＳ６０に処理が進められ制御はメインルーチンに戻される。
【０１６２】
以上図１４〜図１６に示すように、制御装置１００は、車速が判定しきい値Ｖ１よりも低い場合には、走行モードを「第１モード」（図５のＥ３：両モータＥＶ走行モード（Ｎｅ＝０））に設定し、車速が判定しきい値よりも高い場合には、走行モードを「第２モード」（図５のＥ５：両モータＥＶ走行モード（Ｎｅフリー））に設定する。
【０１６３】
上記のように走行モードを選択すれば、車速が高くなり第１ＭＧ２０の回転速度の制限により「第１モード」では走行できない場合でも、「第２モード」を使用することによって、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を同時に用いた駆動力の大きい走行が可能となる。
【０１６４】
より好ましくは、ハイブリッド車両１は、走行モードとして「第３モード」（図５のＨ７，Ｈ９：ＨＶ（パラレル）両モータ走行モード）をさらに有する。制御装置１００は、「第３モード」において、変速部４０を非ニュートラル状態に設定し、かつクラッチＣＳを解放状態に設定した上で、エンジン１０を運転させた状態で第１ＭＧ２０に発電を行なわせ、第２ＭＧ３０に車両を走行させる駆動力を発生させる。制御装置１００は、走行モードを「第３モード」から「第１モード」に遷移させる場合には、「第２モード」を経由させる。
【０１６５】
このように「第３モード」から「第１モード」に走行モードを遷移させる場合に、「第２モード」を経由させることによって、出力トルクの抜けを感じさせないようにすることができる。
【０１６６】
続いて、走行モード遷移時の一例を動作波形図によって説明する。図１７は、ＨＶ走行（シリーズパラレル）モードからＥＶ両モータ走行モードへの遷移の一例を示した動作波形図である。
【０１６７】
図１７を参照して、時刻ｔ０の初期状態では、ハイブリッド車両はＨＶ走行（シリーズパラレル）モードで走行している。この時には、クラッチＣ１は係合状態、ブレーキＢ１は解放状態に制御されており、変速部４０はＬｏギヤ段を形成している。クラッチＣＳは解放状態に制御されている。
【０１６８】
時刻ｔ０〜ｔ１においては、第２ＭＧ３０は、正のトルクと回転速度が出ており力行運転をしている。また、第１ＭＧ２０は、正の回転速度で負のトルクとなっており、回生運転によって発電を行なっている。エンジン１０は、正のトルクかつ正の回転速度で運転中である。
【０１６９】
時刻ｔ１では、車速がしきい値Ｖ２より低下したことに応じて、両モータ走行への切換判断が発生している。この時点では、第１ＭＧ２０の回転速度は、図８の実線の共線図に示されるように、エンジン１０の回転速度よりも低い。回転速度に差がある状態でクラッチＣＳの係合を開始させると係合時のショックが大きいので、時刻ｔ１〜ｔ２において、エンジン１０の回転速度と第１ＭＧ２０の回転速度とを同期させる処理が行なわれる。
【０１７０】
時刻ｔ２において、エンジン１０の回転速度と第１ＭＧ２０の回転速度とが略等しくなると、ＣＳ圧がゼロから上昇を開始する。時刻ｔ２〜ｔ３では、ＣＳ圧が増加し、エンジントルクは減少し、第１ＭＧ２０のトルク（ＭＧ１トルク）は負から正に変化する。
【０１７１】
時刻ｔ３では、クラッチＣＳが係合を完了し、エンジン１０と第１ＭＧ２０と第２ＭＧ３０の回転速度は等しくなる（図１０の実線で示した状態）。そして時刻ｔ３以降は、両モータ走行が行われる。この時には、エンジン１０は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０によって回転されている状態であり、回転抵抗として負のトルクが表示されている。時刻ｔ３以降において、制御装置１００は、「第２モード」（図５のＥ５：両モータＥＶ走行モード（Ｎｅフリー））で車両を走行させる場合にエンジン１０に燃料を供給しないときは、エンジン１０の回転時の抵抗を下げるように吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変化させる。
【０１７２】
「第２モード」で車両を走行させ、かつエンジン１０に燃料を供給しない場合、エンジン１０は第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０によって強制的に回転させられる。この場合はエンジン１０は回転抵抗が小さい方がエネルギ損失が少ない。エンジン１０の回転抵抗を下げるには、シリンダ内の空気の圧縮率や膨張率が小さい方が好ましい。そこで、制御装置１００は、吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変化させることによって、エンジン１０の回転抵抗を下げて、エネルギ損失を小さくする。
【０１７３】
最後に、本実施の形態のハイブリッド車両１について、再び図１等を参照しながら総括する。図１を参照して、ハイブリッド車両１は、エンジン１０と、第１ＭＧ２０と、第２ＭＧ３０と、変速部４０と、差動部５０と、クラッチＣＳと、制御装置１００とを備える。制御装置１００は、エンジン１０と第１ＭＧ２０と変速部４０とクラッチＣＳとを制御する。制御装置１００は、変速部４０を非ニュートラル状態に設定し、かつクラッチＣＳを係合状態に設定した上で、第１ＭＧ２０からの駆動力と第２ＭＧ３０からの駆動力とを同時に用いて車両を走行させる（図１０）。
【０１７４】
このような走行モードを設けることによって、車両はエンジン１０の回転速度がゼロでない状態（図５のＥ４，Ｅ５においてＮｅフリーと記載）でも第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０をともに力行運転させて車両を推進させることが可能となる。したがって、２つの回転電機を使用することができる機会を増やすことができ、ＥＶ走行時に大きな駆動力が必要になった場合に車両の制御の自由度が増す。
【０１７５】
好ましくは、制御装置１００は、車速に応じて、車両の走行モードを「第１モード」（図５のＥ３）と「第２モード」（図５のＥ４、Ｅ５）との間で切り替えを行なう。「第１モード」は、エンジン１０の回転速度をゼロに固定し、かつクラッチＣＳを解放状態に設定した上で、第１ＭＧ２０からの駆動力と第２ＭＧ３０からの駆動力とを同時に用いて車両を走行させる走行モードである。「第２モード」は、変速部４０を非ニュートラル状態に設定し、かつクラッチＣＳを係合状態に設定した上で、第１ＭＧ２０からの駆動力と第２ＭＧ３０からの駆動力とを同時に用いて車両を走行させる走行モードである。
【０１７６】
上記のように走行モードとして「第２モード」を有するので、エンジンを運転している状態からＥＶ走行に移行するときのように、エンジンの回転速度がゼロでない場合にも、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を同時に用いた駆動力の大きい走行が可能となる。
【０１７７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１７８】
１  ハイブリッド車両、２  駆動装置、１０  エンジン、２１  入力軸、２２，３１  回転軸、３２  リダクションギヤ、４０  変速部、５０  差動部、５１  カウンタドライブギヤ、６０  バッテリ、７０  カウンタ軸、７１  ドリブンギヤ、７２  ドライブギヤ、８０  デファレンシャルギヤ、８１  デフリングギヤ、８２  駆動軸、９０  駆動輪、１００  制御装置、１５０  ＨＶＥＣＵ、１６０  ＭＧＥＣＵ、１７０  エンジンＥＣＵ、５００  油圧回路、５０２Ａ  内部モータ、５１０，５２０  調圧弁、５３０，５４０，５５０  同時供給防止弁、５６０  電磁切替弁、５７０  逆止弁、Ｂ１  ブレーキ、Ｃ１，ＣＳ  クラッチ、ＣＡ１，ＣＡ２  キャリア、Ｐ１，Ｐ２  ピニオンギヤ、Ｒ１，Ｒ２  リングギヤ、Ｓ１，Ｓ２  サンギヤ、ＳＬ１〜ＳＬ３  リニアソレノイド弁。
【図１】
0006287887.tif 000002
【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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