(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに接続された入力部材と、車輪に接続された出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、前記第一回転電機及び前記第二回転電機を制御する制御手段と、前記第一回転電機及び前記第二回転電機に電力を供給する電力供給手段と、を備えたハイブリッド駆動装置であって、
前記差動歯車装置は、回転速度の順に少なくとも第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素の３つの回転要素を備え、前記第一回転要素に前記第一回転電機が接続され、前記第二回転要素に前記入力部材が接続され、前記第三回転要素に前記出力部材及び前記第二回転電機の一方又は双方が接続され、
前記制御手段は、
前記第一回転電機の出力トルクの変動による前記出力部材のトルク変動を相殺するように前記第二回転電機の出力トルクを制御する変動相殺制御を行い、
更に、前記電力供給手段が所定の低電圧状態となった場合には、前記第二回転電機の出力トルクを制限するとともに、前記第一回転電機の出力トルクを正方向について制限するトルク制限制御を行うハイブリッド駆動装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記トルク制限制御に際して、前記第一回転電機の正方向の出力トルクをゼロとし、前記第一回転電機が負方向のトルクのみを出力するように制御する請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記出力部材が固定された状態では、前記トルク制限制御における前記第一回転電機の出力トルクの制限を解除する請求項１又は２に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記電力供給手段の出力電圧が所定の低電圧閾値以下となったときに、前記低電圧状態であると判定する請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記トルク制限制御に際して、前記電力供給手段の出力電圧が前記低電圧閾値より大きくなるように、前記第二回転電機の出力トルクの制限値を決定する請求項４に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記電力供給手段が前記低電圧状態から復帰した場合には、前記トルク制限制御を解除し、そのとき前記エンジンが停止状態であった場合には、前記第一回転電機に正方向のトルクを出力させて前記入力部材を回転駆動し、前記エンジンを始動させる請求項１から５のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記トルク制限制御に際して、前記第一回転電機の出力トルクの変化率が前記トルク制限制御の実行時以外の場合より大きくなることを許容する請求項１から６のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項８】
前記車輪に駆動力を分配するディファレンシャル装置を更に備え、
前記出力部材は、前記ディファレンシャル装置を介して前記車輪に接続され、
前記第二回転電機は、前記出力部材から前記ディファレンシャル装置までの動力伝達系に出力トルクを伝達可能に接続された請求項１から７のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに接続された入力部材と、車輪に接続された出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、前記第一回転電機及び前記第二回転電機を制御する制御手段と、前記第一回転電機及び前記第二回転電機に電力を供給する電力供給手段と、を備えたハイブリッド駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギーや環境問題の観点から、エンジン及び回転電機（モータやジェネレータ）を駆動力源として備えたハイブリッド車両が注目されており、それに用いられるハイブリッド駆動装置に関しても様々な構成が提案されている。このようなハイブリッド車両では、エンジン始動用に専用の回転電機を備えなくても、車両駆動用の回転電機を用いてエンジンの始動を行うことが可能となっているものが多い。このように車両駆動用の回転電機を用いてエンジンの始動を行うことができるハイブリッド駆動装置は、例えば下記の特許文献１に記載されている。
【０００３】
すなわち、この特許文献１に記載された装置は、燃料の燃焼によって作動するエンジンと、該エンジンの出力を第一回転電機および出力部材に機械的に分配する分配機構と、出力部材から駆動輪までの間で回転力を加える第二回転電機とを有する、いわゆるスプリット方式のハイブリッド駆動装置となっている。そして、このハイブリッド駆動装置は、第一回転電機により前記分配機構を介してエンジンを回転駆動することにより該エンジンを始動させる構成となっている。更に、このハイブリッド駆動装置は、エンジンの始動時に出力部材に作用する反力などで車両の駆動力が変動することを抑制する駆動力変動抑制手段を有する。この動力変動抑制手段は、運転者のパーキング操作で車輪の回転を機械的に阻止するパーキングロック手段や、エンジンの始動に起因する駆動力変動を相殺するように第二回転電機を制御する始動時モータ制御手段となっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１７０５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、外気温が低い場合のように回転電機に電力を供給するバッテリの性能を十分に発揮できない環境において、エンジンを始動させようとした場合や、急激なアクセル操作が行われた場合等には、回転電機が大きなトルクを出力することにより、バッテリの電圧が急激に低下することがある。バッテリの電圧が低下すると、回転電機の出力が低下して車両の動力性能が低下し、更にはバッテリの寿命も短くなるという問題が発生する。そのため、バッテリが低電圧状態となった場合には、バッテリの電圧を通常の状態に復帰させるための制御が必要となる。具体的には、エンジンが動作状態であった場合には、主にモータとして機能する第二回転電機の出力トルクを制限して第二回転電機において使用するバッテリ電流を制限することにより、バッテリ電圧を通常状態に復帰させることが可能である。一方、エンジンが停止状態であった場合には、第一回転電機でエンジンを回転駆動することによりエンジンを始動させ、その後エンジンの駆動力によって第一回転電機が発電した電力をバッテリに充電することによって、バッテリ電圧を通常状態に復帰させることが可能である。この際にも、エンジン始動時に第一回転電機を駆動するための電力を確保するとともに、迅速にバッテリ電圧を通常状態に復帰させるために、第二回転電機の出力トルクを制限して第二回転電機において使用するバッテリ電流を制限することが必要である。
【０００６】
しかしながら、上記のように、エンジンの始動に起因する駆動力変動を相殺するための第二回転電機の出力トルクの制御を行う際に、第二回転電機の出力トルクを制限すると、当該駆動力変動を相殺するための第二回転電機の制御を適切に行うことができない場合が生じ得る。その場合、エンジンを始動するための第一回転電機の出力トルクが車輪まで伝達され、運転者が意図しない車両の駆動力変動が生じる可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、バッテリ等の電力供給手段が低電圧状態となった場合に、当該電力供給手段の電圧を通常状態に復帰させることができるとともに、エンジンを始動するための第一回転電機の出力トルクが車輪まで伝達されて運転者が意図しない車両の駆動力変動が生じることを抑制できるハイブリッド駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る、エンジンに接続された入力部材と、車輪に接続された出力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、前記第一回転電機及び前記第二回転電機を制御する制御手段と、前記第一回転電機及び前記第二回転電機に電力を供給する電力供給手段と、を備えたハイブリッド駆動装置の特徴構成は、前記差動歯車装置は、回転速度の順に少なくとも第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素の３つの回転要素を備え、前記第一回転要素に前記第一回転電機が接続され、前記第二回転要素に前記入力部材が接続され、前記第三回転要素に前記出力部材及び前記第二回転電機の一方又は双方が接続され、前記制御手段は、前記第一回転電機の出力トルクの変動による前記出力部材のトルク変動を相殺するように前記第二回転電機の出力トルクを制御する変動相殺制御を行い、更に、前記電力供給手段が所定の低電圧状態となった場合には、前記第二回転電機の出力トルクを制限するとともに、前記第一回転電機の出力トルクを正方向について制限するトルク制限制御を行う点にある。
【０００９】
なお、本願では、「接続」とは、回転の伝達を直接的に行う構造を含むほか、１又は２以上の部材を介して回転の伝達を間接的に行う構造も含む。また、本願では、「回転電機」は、モータ（電動機）、ジェネレータ（発電機）、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。また、本願では、「正方向」は、回転又はトルクが差動歯車装置のいずれかの回転要素に伝達された際の方向がエンジンの回転及びトルクの出力方向と同じになる方向を表し、「負方向」は、その逆方向を表している。
【００１０】
ところで、上記のような構成のハイブリッド駆動装置において、第一回転電機は、主に、ジェネレータとして機能する。すなわち、第一回転電機は、エンジンの動作中、エンジントルクの反力を受けて出力部材にエンジントルクを伝達するために、負方向のトルクを出力する。そして、この第一回転電機が正方向のトルクを出力するのは、基本的にエンジン始動時に限られる。この特徴構成によれば、電力供給手段が所定の低電圧状態となった場合に、エンジンが動作状態であるか停止状態であるかに関わらず、第二回転電機の出力トルクを制限することにより、第二回転電機において使用する電流を制限し、電力供給手段の電圧を通常状態に復帰させることができる。更にこの際、第一回転電機の出力トルクを正方向について制限することにより、エンジン停止状態からエンジンを始動させるために第一回転電機が大きなトルクを出力することを抑制できる。したがって、第二回転電機の出力トルクのみを制限する場合とは異なり、エンジン始動のための第一回転電機の出力トルクが車輪まで伝達されて運転者が意図しない車両の駆動力変動が生じることを抑制できる。またこの際、第一回転電機の負方向の出力トルクは制限されないため、エンジンが動作中の状態では、第一回転電機による発電を行い、電力供給手段に電力を回生することができる。したがって、電力供給手段の電圧を迅速に通常状態に復帰させることが可能となる。
【００１１】
ここで、前記制御手段は、前記トルク制限制御に際して、前記第一回転電機の正方向の出力トルクをゼロとし、前記第一回転電機が負方向のトルクのみを出力するように制御すると好適である。
【００１２】
このように、第一回転電機の正方向の出力トルクをゼロに制限することにより、第一回転電機がエンジンを始動可能なトルクに満たない中途半端なトルクを出力することが防止される。したがって、第一回転電機において使用する電流をゼロにすることができ、電力供給手段の電圧をより迅速に通常状態に復帰させることが可能となる。またこの際、第一回転電機は負方向のトルクのみを出力するため、エンジンが動作中の状態では、第一回転電機は発電を行い、電力供給手段に電力を回生することができる。
【００１３】
また、前記制御手段は、前記出力部材が固定された状態では、前記トルク制限制御における前記第一回転電機の出力トルクの制限を解除すると好適である。
【００１４】
出力部材が回転しないように固定された状態では、第一回転電機の出力トルクが出力部材よりも車輪側へ伝達されることはない。そのため、エンジン始動等のために第一回転電機が正方向のトルクを出力した場合にも、当該出力トルクが車輪まで伝達されて運転者が意図しない車両の駆動力変動が生じることはない。したがって、この構成によれば、運転者が意図しない車両の駆動力変動が生じることを防止しつつ、迅速にエンジン始動を行うことが可能となる。そして、エンジンの始動後は、第一回転電機に発電を行わせ、電力供給手段に電力を回生できるので、電力供給手段の電圧を迅速に通常状態に復帰させることが可能となる。
【００１５】
また、前記制御手段は、前記電力供給手段の出力電圧が所定の低電圧閾値以下となったときに、前記低電圧状態であると判定すると好適である。
【００１６】
この構成によれば、電力供給手段の出力電圧が予め定めた低電圧閾値以下となったときに上記トルク制限制御を開始することができるので、電力供給手段の出力電圧が著しく低くなって車両の適切な走行が困難となり、或いは電力供給手段の寿命が低下する等の問題が生じることを抑制できる。
【００１７】
また、前記制御手段は、前記トルク制限制御に際して、前記電力供給手段の出力電圧が前記低電圧閾値より大きくなるように、前記第二回転電機の出力トルクの制限値を決定すると好適である。
【００１８】
この構成によれば、電力供給手段の出力電圧が所定の低電圧閾値より大きくなるまで回復させることが可能な範囲内で、第二回転電機にトルクを出力させ、車両の走行のための駆動力の補助を行わせることができる。
【００１９】
また、前記制御手段は、前記電力供給手段が前記低電圧状態から復帰した場合には、前記トルク制限制御を解除し、そのとき前記エンジンが停止状態であった場合には、前記第一回転電機に正方向のトルクを出力させて前記入力部材を回転駆動し、前記エンジンを始動させると好適である。
【００２０】
この構成によれば、電力供給手段が所定の低電圧状態から通常状態に復帰した際に、第一回転電機の正方向の出力トルクの制限が解除されるので、第一回転電機の正方向の出力トルクを差動歯車装置及び入力部材を介してエンジンに伝達し、エンジンを始動させることができる。
【００２１】
また、前記制御手段は、前記トルク制限制御に際して、前記第一回転電機の出力トルクの変化率が前記トルク制限制御の実行時以外の場合より大きくなることを許容すると好適である。
【００２２】
この構成によれば、トルク制限制御に際して、第一回転電機の出力トルクが大きい変化率で変化することが許容されるため、トルク制限制御を迅速に実行することができる。したがって、電力供給手段の電圧が更に低下することを効果的に抑制することができる。一方、トルク制限制御の実行時以外には、第一回転電機及び第二回転電機の出力トルクの変化率を比較的小さく抑えるように制限するので、第一回転電機及び第二回転電機の出力トルクの急激な変化が車輪に伝達されて運転者が意図しない車両の駆動力変動が生じることを抑制することができる。
【００２３】
また、以上の各構成は、前記車輪に駆動力を分配するディファレンシャル装置を更に備え、前記出力部材は、前記ディファレンシャル装置を介して前記車輪に接続され、前記第二回転電機は、前記出力部材から前記ディファレンシャル装置までの動力伝達系に出力トルクを伝達可能に接続された構成に、好適に適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
１．第一の実施形態
本発明の第一の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの機械的構成を示すスケルトン図である。図２は、本実施形態に係るハイブリッド車用駆動装置Ｈのシステム構成を示すブロック図である。なお、図２において、破線は電力の伝達経路を示し、実線矢印は各種情報の伝達経路を示している。図１に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈは、駆動力源としてエンジンＥ及び２個のモータ・ジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を備えるとともに、エンジンＥの出力を、第一モータ・ジェネレータＭＧ１側と、車輪Ｗ及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２側とに分配する動力分配用の遊星歯車装置ＰＧを備えた、いわゆる２モータスプリット方式のハイブリッド駆動装置Ｈとして構成されている。
【００２５】
すなわち、このハイブリッド駆動装置Ｈは、機械的な構成として、エンジンＥに接続された入力軸Ｉと、第一モータ・ジェネレータＭＧ１と、第二モータ・ジェネレータＭＧ２と、動力分配用の遊星歯車装置ＰＧと、カウンタギヤ機構Ｃと、複数の車輪Ｗに駆動力を分配するディファレンシャル装置Ｄと、を備えている。ここで、遊星歯車装置ＰＧは、エンジンＥの出力（駆動力）を第一モータ・ジェネレータＭＧ１とカウンタドライブギヤＯとに分配する。カウンタドライブギヤＯは、カウンタギヤ機構Ｃ及びディファレンシャル装置Ｄを介して車輪Ｗに接続されている。第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、カウンタドライブギヤＯからディファレンシャル装置Ｄまでの動力伝達系に出力トルクを伝達可能に接続されている。具体的には、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、カウンタギヤ機構Ｃに接続されており、このカウンタギヤ機構Ｃを介してカウンタドライブギヤＯ及びディファレンシャル装置Ｄに接続されている。本実施形態においては、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が本発明における「第一回転電機」に相当し、第二モータ・ジェネレータＭＧ２が本発明における「第二回転電機」に相当する。また、入力軸Ｉが本発明における「入力部材」に相当し、カウンタドライブギヤＯが本発明における「出力部材」に相当する。更に、動力分配用の遊星歯車装置ＰＧが本発明における「差動歯車装置」に相当する。
【００２６】
また、このハイブリッド駆動装置Ｈは、電気的なシステム構成として、第一モータ・ジェネレータＭＧ１を駆動制御するための第一インバータＩ１と、第二モータ・ジェネレータＭＧ２を駆動制御するための第二インバータＩ２と、第一インバータＩ１又は第二インバータＩ２を介して第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２に電力を供給するバッテリＢと、ハイブリッド駆動装置Ｈの各部の制御を行う制御ユニット１０と、を備えている。本実施形態においては、制御ユニット１０が本発明における「制御手段」に相当し、バッテリＢが本発明における「電力供給手段」に相当する。以下、このハイブリッド駆動装置Ｈの各部の構成について順に説明する。
【００２７】
１−１．機械的構成
まず、ハイブリッド駆動装置Ｈの機械的構成について説明する。図１に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈでは、エンジンＥに接続された入力軸Ｉ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１、及び動力分配用の遊星歯車装置ＰＧが同軸上に配置されている。そして、第二モータ・ジェネレータＭＧ２、カウンタギヤ機構Ｃ、及びディファレンシャル装置Ｄが、それぞれ入力軸Ｉと平行な軸上に配置されている。ここで、エンジンＥとしては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の各種の内燃機関を用いることができる。カウンタギヤ機構Ｃの軸（カウンタ軸）には、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２側から順に、第一カウンタドリブンギヤｃ１、第二カウンタドリブンギヤｃ２、及びデフピニオンギヤｃ３が固定されている。ここで、デフピニオンギヤｃ３は、ディファレンシャル装置Ｄのデフリングギヤｄｒに噛み合っており、カウンタギヤ機構Ｃの回転がディファレンシャル装置Ｄを介して車輪Ｗに伝達される構成となっている。ディファレンシャル装置Ｄは、一般的に用いられるものであり、例えば互いに噛み合う複数の傘歯車を用いた差動歯車機構を有して構成されている。
【００２８】
第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、図示しないケースに固定されたステータＳｔ１と、このステータＳｔ１の径方向内側に回転自在に支持されたロータＲｏ１と、を有している。この第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１は、遊星歯車装置ＰＧのサンギヤｓと一体回転するように連結されている。また、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は図示しないケースに固定されたステータＳｔ２と、このステータＳｔ２の径方向内側に回転自在に支持されたロータＲｏ２と、を有している。この第二モータ・ジェネレータＭＧ２のロータＲｏ２は、第二モータ・ジェネレータ出力ギヤｄ２（以下「ＭＧ２出力ギヤ」という）と一体回転するように連結されている。このＭＧ２出力ギヤｄ２は、カウンタギヤ機構Ｃに固定された第一カウンタドリブンギヤｃ１と噛み合っており、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転がカウンタギヤ機構Ｃに伝達される構成となっている。これにより、第二モータ・ジェネレータＭＧ２のロータＲｏ２は、カウンタギヤ機構Ｃ及びカウンタドライブギヤＯの回転速度に比例する回転速度で回転する。このハイブリッド駆動装置Ｈでは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、交流モータであり、それぞれ第一インバータＩ１又は第二インバータＩ２により駆動制御される。
【００２９】
本例では、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、主にサンギヤｓを介して入力された駆動力により発電を行い、バッテリＢを充電し、或いは第二モータ・ジェネレータＭＧ２を駆動するための電力を供給するジェネレータとして機能する。ただし、車両の高速走行時やエンジンＥの始動時等には第一モータ・ジェネレータＭＧ１は力行して駆動力を出力するモータとして機能する場合もある。一方、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、主に車両の走行用の駆動力を補助するモータとして機能する。ただし、車両の減速時等には第二モータ・ジェネレータＭＧ２はジェネレータとして機能し、車両の慣性力を電気エネルギーとして回生するジェネレータとして機能する場合もある。これら第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２の動作は、制御ユニット１０からの制御指令に従って動作する第一インバータＩ１又は第二インバータＩ２により制御される。
【００３０】
図１に示すように、遊星歯車装置ＰＧは、入力軸Ｉと同軸状に配置されたシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、遊星歯車装置ＰＧは、複数のピニオンギヤを支持するキャリアｃａと、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤｓ及びリングギヤｒとを回転要素として有している。サンギヤｓは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１と一体回転するように接続されている。キャリアｃａは、入力軸Ｉと一体回転するように接続されている。リングギヤｒは、カウンタドライブギヤＯと一体回転するように接続されている。このカウンタドライブギヤＯは、カウンタギヤ機構Ｃに固定された第二カウンタドリブンギヤｃ２と噛み合っており、遊星歯車装置ＰＧのリングギヤｒの回転が、このカウンタギヤ機構Ｃに伝達される構成となっている。本実施形態においては、この遊星歯車装置ＰＧのサンギヤｓ、キャリアｃａ、及びリングギヤｒが、それぞれ本発明における差動歯車装置の「第一回転要素」、「第二回転要素」、及び「第三回転要素」に相当する。
【００３１】
１−２．ハイブリッド駆動装置の基本的動作
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの基本的な動作について説明する。図３〜図６は、動力分配用の遊星歯車装置ＰＧの動作状態を表す速度線図である。これらの速度線図において、並列配置された複数本の縦線のそれぞれが、遊星歯車装置ＰＧの各回転要素に対応しており、各縦線の上側に記載されている「ｓ」、「ｃａ」、「ｒ」はそれぞれサンギヤｓ、キャリアｃａ、リングギヤｒに対応している。そして、これらの縦軸上の位置は、各回転要素の回転速度に対応している。ここでは、横軸上は回転速度がゼロであり、上側が正、下側が負である。また、各回転要素に対応する縦線の間隔は、遊星歯車装置ＰＧのギヤ比λ（サンギヤとリングギヤとの歯数比＝〔サンギヤの歯数〕／〔リングギヤの歯数〕）に対応している。ここで、遊星歯車装置ＰＧでは、キャリアｃａがエンジンＥ及び入力軸Ｉと一体回転するように接続され、サンギヤｓが第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１と一体回転するように接続され、リングギヤｒが出力部材としてのカウンタドライブギヤＯと一体回転するように接続されている。したがって、キャリアｃａの回転速度はエンジンＥ及び入力軸Ｉの回転速度であるエンジン回転速度ＮＥと一致し、サンギヤｓの回転速度は第一モータ・ジェネレータＭＧ１の回転速度であるＭＧ１回転速度Ｎ１と一致し、リングギヤｒの回転速度はカウンタドライブギヤＯの回転速度である出力回転速度Ｎｏと一致する。よって、この遊星歯車装置ＰＧのギヤ比λを用いると、エンジン回転速度ＮＥと、ＭＧ１回転速度Ｎ１と、出力回転速度Ｎｏとの間には、次の回転速度関係式（式１）が成立する。
ＮＥ＝（Ｎｏ＋λ・Ｎ１）／（λ＋１）・・・（式１）
【００３２】
図３〜図６の速度線図上において、「△」はエンジン回転速度ＮＥ、「○」はＭＧ１回転速度Ｎ１、「☆」は出力回転速度Ｎｏをそれぞれ示している。また、各回転要素に隣接して示す矢印は、キャリアｃａに作用するエンジンＥのトルクであるエンジントルクＴＥ、サンギヤｓに作用する第一モータ・ジェネレータＭＧ１のトルクであるＭＧ１トルクＴ１、リングギヤｒに作用する第二モータ・ジェネレータＭＧ２のトルクであるＭＧ２トルクＴ２、及びリングギヤｒに作用する車輪Ｗからのトルク（車両の走行に要するトルク）である走行トルクＴｏをそれぞれ示している。なお、上向きの矢印は正方向のトルクを示し、下向きの矢印は負方向のトルクを示している。図示されるように、「☆」で示されるカウンタドライブギヤＯ（リングギヤｒ）には、車輪Ｗからディファレンシャル装置Ｄ及びカウンタギヤ機構Ｃを介して作用する走行トルクＴｏだけではなく、カウンタギヤ機構Ｃを介して第二モータ・ジェネレータＭＧ２の出力トルクも作用する。ここで、遊星歯車装置ＰＧのギヤ比λを用いると、エンジントルクＴＥと、ＭＧ１トルクＴ１と、ＭＧ２トルクＴ２と、走行トルクＴｏとの間には、次のトルク関係式（式２）が成立する。
ＴＥ：Ｔ１：（Ｔ２＋Ｔｏ）＝（１＋λ）：（−λ）：（−１）・・・（式２）
【００３３】
図３は、エンジンＥと２つのモータ・ジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の双方の出力トルクにより走行するハイブリッド走行モードでの速度線図を示している。このモードでは、エンジンＥは、効率が高く排ガスの少ない状態に（一般に最適燃費特性に沿うよう）に維持されるよう制御されつつ車両側からの要求駆動力（後述する車両要求トルクＴＣ及び車両要求出力ＰＣ）に応じた正方向のエンジントルクＴＥを出力し、このエンジントルクＴＥが入力軸Ｉを介してキャリアｃａに伝達される。第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、負方向のＭＧ１トルクＴ１を出力し、このＭＧ１トルクＴ１がサンギヤｓに伝達され、エンジントルクＴＥの反力を支持する反力受けとして機能する。これにより、遊星歯車装置ＰＧは、エンジントルクＴＥを第一モータ・ジェネレータＭＧ１と車輪Ｗ側となるカウンタドライブギヤＯとに分配する。第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、要求駆動力や車両の走行状態等に応じて、カウンタドライブギヤＯに分配された駆動力を補助すべく適宜正方向又は負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力する。
【００３４】
図４は、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の出力トルクのみにより走行するＥＶ（電動）走行モードでの速度線図を示している。このモードでは、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、車両側からの要求駆動力に応じたＭＧ２トルクＴ２を出力する。すなわち、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、車両を加速又は巡航させる方向の駆動力が要求されている場合には、図４に実線矢印で示すように、カウンタドライブギヤＯに負方向に作用する走行抵抗に相当する走行トルクＴｏに抗して車両を前進させるべく、正方向に回転しながら力行して正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力する。一方、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、車両を減速させる方向の駆動力が要求されている場合には、図４に破線矢印で示すように、カウンタドライブギヤＯに正方向に作用する車両の慣性力に相当する走行トルクＴｏに抗して車両を減速させるべく、正方向に回転しながら回生（発電）して負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力する。このＥＶ走行モードでは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、ＭＧ１トルクＴ１がゼロとなるように制御され、ＭＧ２トルクＴ２によるサンギヤｓの回転を妨げず、自由に回転可能な状態とされている。これにより、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、ＭＧ１回転速度Ｎ１が負となる（負方向に回転する）。また、エンジンＥは、燃料供給が停止された停止状態とされ、更にエンジンＥの内部の摩擦力によりエンジン回転速度ＮＥもゼロとなっている。すなわち、ＥＶ走行モードでは、遊星歯車装置ＰＧは、キャリアｃａを支点としてカウンタドライブギヤＯ及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２に接続されたリングギヤｒが正方向に回転（回転速度が正）し、第一モータ・ジェネレータＭＧ１に接続されたサンギヤｓが負方向に回転（回転速度が負）する。
【００３５】
図５は、車両（車輪Ｗ）が停止している状態からエンジンＥを始動する際の動作を説明するための速度線図である。この図において、実線はエンジンＥ及び車輪Ｗが停止している状態を示しており、この状態では、エンジンＥ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１、及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、いずれも出力トルク及び回転速度がゼロとされている。この状態からエンジンＥを始動させる際には、図５に破線で示すように、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が正方向のＭＧ１トルクＴ１を出力し、遊星歯車装置ＰＧを介してエンジンＥの回転速度を上昇させる。そして、エンジンＥが所定のエンジン始動可能回転数以上となったときに、エンジンＥに対する燃料供給及び点火を開始してエンジンＥを始動させる。このハイブリッド駆動装置Ｈは、このようなエンジン始動時に、ＭＧ１トルクＴ１の変動が、カウンタドライブギヤＯからカウンタギヤ機構Ｃ及びディファレンシャル装置Ｄを介して車輪Ｗまで伝達されることを抑制すべく、ＭＧ１トルクＴ１の変動によるカウンタドライブギヤＯのトルク変動を相殺するようにＭＧ２トルクＴ２を制御する変動相殺制御を行う。具体的には、車両（車輪Ｗ）の停止状態からのエンジン始動に際しては、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、正方向のＭＧ１トルクＴ１に対する反力に相当する正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力する。この際に第二モータ・ジェネレータＭＧ２が出力するＭＧ２トルクＴ２は、カウンタドライブギヤＯのトルク変動を相殺してゼロにし、カウンタドライブギヤＯ（リングギヤｒ）の回転速度をゼロに維持するための適正な値とされ、この値は、後述する制御ユニット１０の変動トルク補正部１４により演算される。
【００３６】
図６は、図４に示すＥＶ走行モードからエンジンＥを始動する際の動作を説明するための速度線図である。この図において、実線は図４により説明したのと同様にＥＶ走行モードで走行中の状態を示している。ここでは、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、正方向に回転しながら正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して力行している。また、エンジンＥは、エンジントルクＴＥ及びエンジン回転速度ＮＥがゼロとされ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、ＭＧ１トルクＴ１がゼロ、ＭＧ１回転速度Ｎ１が負とされている。この状態からエンジンＥを始動させる際には、図６に破線で示すように、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が正方向のＭＧ１トルクＴ１を出力し、遊星歯車装置ＰＧを介してエンジンＥの回転速度を上昇させる。この際、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、ＭＧ１回転速度Ｎ１が負の状態では回生（発電）するが、ＭＧ１回転速度Ｎ１が正となった後は力行してバッテリＢの電力を消費する。そして、エンジンＥが所定のエンジン始動可能回転数以上となったときに、エンジンＥに対する燃料供給及び点火を開始してエンジンＥを始動させる。このハイブリッド駆動装置Ｈは、このようなエンジン始動時に、ＭＧ１トルクＴ１の変動が、カウンタドライブギヤＯからカウンタギヤ機構Ｃ及びディファレンシャル装置Ｄを介して車輪Ｗまで伝達されることを抑制すべく、ＭＧ１トルクＴ１の変動によるカウンタドライブギヤＯのトルク変動を相殺するようにＭＧ２トルクＴ２を制御する変動相殺制御を行う。図示の例では、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、正方向のＭＧ１トルクＴ１に対する反力に相当する正方向のトルクを、車両要求トルクＴＣに応じてＭＧ２動作点決定部１３が決定するＭＧ２動作点のＭＧ２トルク指令値に加算したＭＧ２トルクＴ２を出力する。この際に加算されるＭＧ２トルクＴ２は、カウンタドライブギヤＯのトルク変動を相殺してゼロにするための適正な値とされ、この値は、後述する制御ユニット１０の変動トルク補正部１４により演算される。
【００３７】
１−３．システム構成
次に、ハイブリッド駆動装置Ｈの電気的なシステム構成について説明する。図２に示すように、このハイブリッド駆動装置Ｈでは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１を駆動制御するための第一インバータＩ１が、第一モータ・ジェネレータＭＧ１のステータＳｔ１のコイルに電気的に接続されている。また、第二モータ・ジェネレータＭＧ２を駆動制御するための第二インバータＩ２が、第二モータ・ジェネレータＭＧ２のステータＳｔ２のコイルに電気的に接続されている。第一インバータＩ１と第二インバータＩ２とは、互いに電気的に接続されるとともに、バッテリＢに電気的に接続されている。そして、第一インバータＩ１は、バッテリＢから供給される直流電力、又は第二モータ・ジェネレータＭＧ２で発電されて第二インバータＩ２で直流に変換されて供給される直流電力を、交流電力に変換して第一モータ・ジェネレータＭＧ１に供給する。また、第一インバータＩ１は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１で発電された電力を交流から直流に変換してバッテリＢ又は第二インバータＩ２に供給する。同様に、第二インバータＩ２は、バッテリＢから供給される直流電力、又は第一モータ・ジェネレータＭＧ１で発電されて第一インバータＩ１で直流に変換されて供給される直流電力を、交流電力に変換して第二モータ・ジェネレータＭＧ２に供給する。また、第二インバータＩ２は、第二モータ・ジェネレータＭＧ２で発電された電力を交流から直流に変換してバッテリＢ又は第一インバータＩ１に供給する。
【００３８】
第一インバータＩ１及び第二インバータＩ２は、制御ユニット１０からの制御信号に従い、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２のそれぞれに供給する電流値、交流波形の周波数や位相等を制御する。これにより、第一インバータＩ１及び第二インバータＩ２は、制御ユニット１０からの制御信号応じた出力トルク及び回転数となるように、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２を駆動制御する。
【００３９】
バッテリＢは、第一インバータＩ１及び第二インバータＩ２に電気的に接続されている。バッテリＢは、例えば、ニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池等で構成される。そして、バッテリＢは、直流電力を第一インバータＩ１及び第二インバータＩ２に供給するとともに、第一モータ・ジェネレータＭＧ１又は第二モータ・ジェネレータＭＧ２により発電され、第一インバータＩ１又は第二インバータＩ２を介して供給される直流電力により充電される。ハイブリッド駆動装置Ｈは、バッテリＢの状態を検出するバッテリ状態検出手段としてのバッテリ状態検出部３０を備えている。ここでは、バッテリ状態検出部３０は、バッテリＢの正負極間電圧を検出する電圧センサの他、電流センサや温度センサ等の各種センサを備え、バッテリ電圧及びバッテリ充電量（ＳＯＣ：state of charge）を検出する。バッテリ状態検出部３０による検出結果の情報は、制御ユニット１０へ出力される。
【００４０】
また、ハイブリッド駆動装置Ｈは、第一モータ・ジェネレータ回転速度センサＳｅ１（以下「ＭＧ１回転速度センサ」という）、第二モータ・ジェネレータ回転速度センサＳｅ２（以下「ＭＧ２回転速度センサ」という）、エンジン回転速度センサＳｅ３、及び車速センサＳｅ４を備えている。ＭＧ１回転速度センサＳｅ１は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１のロータＲｏ１の回転速度であるＭＧ１回転速度Ｎ１を検出するセンサである。ＭＧ２回転速度センサＳｅ２は、第二モータ・ジェネレータＭＧ２のロータＲｏ２の回転速度であるＭＧ２回転速度Ｎ２を検出するセンサである。エンジン回転速度センサＳｅ３は、エンジンＥのクランクシャフト又は入力軸Ｉの回転速度であるエンジン回転速度ＮＥを検出するセンサである。車速センサＳｅ４は、車輪Ｗの回転速度すなわち車速を検出するセンサである。これらの回転速度センサＳｅ１〜Ｓｅ４は、例えば、レゾルバやホールＩＣ等で構成される。これらの各センサＳｅ１〜Ｓｅ４による検出結果は、制御ユニット１０へ出力される。
【００４１】
１−４．制御ユニットの構成
制御ユニット１０は、ハイブリッド駆動装置Ｈの各部の動作制御を行う。本実施形態においては、制御ユニット１０は、エンジン動作点決定部１１、第一モータ・ジェネレータ動作点決定部１２（以下「ＭＧ１動作点決定部」という）、第二モータ・ジェネレータ動作点決定部１３（以下「ＭＧ２動作点決定部」という）、変動トルク補正部１４、低電圧状態判定部１５、第一モータ・ジェネレータトルク制限部１６（以下「ＭＧ１トルク制限部」という）、及び第二モータ・ジェネレータトルク制限部１７（以下「ＭＧ２トルク制限部」という）を備えている。この制御ユニット１０は、１又は２以上の演算処理装置、及びソフトウェア（プログラム）やデータ等を格納するためのＲＡＭやＲＯＭ等の記憶媒体等を備えて構成されている。そして、制御ユニット１０の上記各機能部１１〜１７は、前記演算処理装置を中核部材として、入力されたデータに対して種々の処理を行うためのハードウェア又はソフトウェア或いはその両方により構成されている。また、この制御ユニット１０は、エンジンＥの動作制御を行うエンジン制御ユニット２０と通信可能に接続されている。更に、上記のとおり、制御ユニット１０には、バッテリ状態検出部３０による検出結果の情報、及びその他の各センサＳｅ１〜Ｓｅ４による検出結果の情報が入力される構成となっている。
【００４２】
本実施形態においては、制御ユニット１０には、車両側から車両要求トルクＴＣ、車両要求出力ＰＣ、及び車両情報ＩＣが入力される構成となっている。ここで、車両要求トルクＴＣは、運転者の操作に応じて適切に車両を走行させるために車輪Ｗに伝達することが要求されるトルクである。したがって、この車両要求トルクＴＣは、車両のアクセルペダル及びブレーキペダルの操作量と車速センサＳｅ４により検出される車速に応じて、予め定められたマップ等に従って決定される。また、車両要求出力ＰＣは、バッテリＢの充電状態をも考慮してエンジンＥが発生することを要求される出力（仕事率）である。したがって、この車両要求出力ＰＣは、車両要求トルクＴＣと、車速センサＳｅ４により検出される車速と、バッテリ状態検出センサＳｅ５により検出されるバッテリＢの充電量とに応じて、予め定められたマップ等に従って決定される。本実施形態においては、これらの車両要求トルクＴＣ及び車両要求出力ＰＣは、ハイブリッド駆動装置Ｈの出力部材としてのカウンタドライブギヤＯに伝達されるべきトルク又は出力として決定される。車両情報ＩＣは、車両の状態を示す各種情報であり、例えば、自動変速機のセレクトレバーにより選択されているレンジ（「Ｐ」、「Ｄ」、「Ｒ」等の各レンジ）、駐車ブレーキの作動状態、常用ブレーキの作動状態等を示す情報が含まれる。
【００４３】
エンジン動作点決定部１１は、エンジンＥの動作点であるエンジン動作点を決定する処理を行う。ここで、エンジン動作点は、エンジンＥの制御目標点を表す制御指令値であって回転速度及びトルクにより定まる。また、エンジン動作点決定部１１は、エンジンＥを動作させるか停止させるかというエンジン動作・停止の決定も行う。このエンジン動作・停止の決定は、車両要求トルクＴＣ及び車速センサＳｅ４により検出される車速に応じて、予め定められたマップ等に従って行われる。そして、エンジンＥを動作させることを決定した場合には、エンジン動作点決定部１１はエンジン動作点を決定する。エンジン動作点決定部１１は、決定したエンジン動作点の情報を、エンジン制御ユニット２０へ出力する。エンジン制御ユニット２０は、エンジン動作点に示されるトルク及び回転速度でエンジンＥを動作させるように制御する。一方、エンジン動作点決定部１１は、エンジンＥを停止させることを決定した場合には、その指令をエンジン制御ユニット２０へ出力する。なお、このエンジンＥの停止指令は、エンジン回転速度指令値とエンジントルク指令値がともにゼロであるエンジン動作点の指令としてもよい。
【００４４】
エンジン動作点は、車両要求出力ＰＣと最適燃費とを考慮して決定されるエンジンＥの制御目標点を表す指令値であって、エンジン回転速度指令値とエンジントルク指令値により定まる。このエンジン動作点の決定は、エンジン動作点マップに基づいて行う。図７は、このエンジン動作点マップの一例を示す図である。このマップは、縦軸をエンジントルクＴＥ、横軸をエンジン回転速度ＮＥとしている。また、このマップにおいて、細実線は等燃費率線を表しており、外側へ向かうほど燃料消費率が高くなる（燃費が悪い）ことを表している。また、破線は等出力線ＰＣｉ（ｉ＝１、２、３・・・）を表している。また、太実線は最適燃費線Ｌｅを表しており、等出力線ＰＣｉ上において燃料消費率が最も低くなる（燃費が良い）点を結んだ線となっている。したがって、エンジン動作点決定部１１は、車両要求出力ＰＣと同じ出力を表す等出力線ＰＣｉと最適燃費線Ｌｅとの交点のエンジン回転速度ＮＥ及びエンジントルクＴＥを、エンジン動作点のエンジン回転速度指令値及びエンジントルク指令値として決定する。なお、図７においては、簡略化のために等出力線ＰＣｉを７本しか表していないが、実際のエンジン動作点マップには、より細かい間隔で多数の等出力線ＰＣｉが記録されると好適である。
【００４５】
ＭＧ１動作点決定部１２は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の動作点であるＭＧ１動作点を決定する処理を行う。ここで、ＭＧ１動作点は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の制御目標点を表す制御指令値であって回転速度及びトルクにより定まる。制御ユニット１０は、ＭＧ１動作点決定部１２により決定したＭＧ１動作点に示されるトルク及び回転速度で第一モータ・ジェネレータＭＧ１を動作させるように第一インバータＩ１を制御する。ＭＧ１動作点は、上記のように決定されたエンジン動作点と動力分配用の遊星歯車装置ＰＧより車輪Ｗ側に接続された回転部材の回転速度とに基づいて決定される第一モータ・ジェネレータＭＧ１の制御目標点を表す指令値であって、ＭＧ１回転速度指令値とＭＧ１トルク指令値とにより定まる。本例では、ＭＧ１動作点決定部１２は、車速センサＳｅ４により検出される車速と、カウンタドライブギヤＯから車輪Ｗまでの間の回転部材のギヤ比とに基づいて、当該車速でのカウンタドライブギヤＯの回転速度である出力回転速度Ｎｏを算出する。そして、ＭＧ１動作点決定部１２は、エンジン動作点のエンジン回転速度指令値をエンジン回転速度ＮＥとし、それと出力回転速度Ｎｏとを代入して、上記の回転速度関係式（式１）により算出されるＭＧ１回転速度Ｎ１を、ＭＧ１回転速度指令値として決定する。また、ＭＧ１動作点決定部１２は、決定されたＭＧ１回転速度指令値と、ＭＧ１回転速度センサＳｅ１により検出される第一モータ・ジェネレータＭＧ１のＭＧ１回転速度Ｎ１との回転速度の差に基づいて、比例積分制御（ＰＩ制御）等のフィードバック制御により、ＭＧ１トルク指令値とを決定する。このように決定されたＭＧ１回転速度指令値及びＭＧ１トルク指令値が、ＭＧ１動作点となる。
【００４６】
ＭＧ２動作点決定部１３は、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の動作点であるＭＧ２動作点を決定する処理を行う。ここで、ＭＧ２動作点は、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の制御目標点を表す制御指令値であって回転速度及びトルクにより定まる。制御ユニット１０は、ＭＧ２動作点決定部１３により決定したＭＧ２動作点に示されるトルク及び回転速度で第二モータ・ジェネレータＭＧ２を動作させるように第二インバータＩ２を制御する。ＭＧ２動作点は、車両要求トルクＴＣとエンジン動作点とＭＧ１動作点とに基づいて決定される第二モータ・ジェネレータＭＧ２の制御目標点を表す制御指令値であって、ＭＧ２回転速度指令値とＭＧ２トルク指令値とにより定まる。ところで、上記のトルク関係式（式２）を変形すると、以下のトルク関係式（式３）が導出される。
Ｔ２＝−Ｔｏ−ＴＥ／（１＋λ）・・・（式３）
そこで、ＭＧ２動作点決定部１３は、この（式３）に、車両要求トルクＴＣを走行トルクＴｏと反対方向のトルク「−Ｔｏ」とし、エンジン動作点のエンジントルク指令値をエンジントルクＴＥとして代入することにより算出されるＭＧ２トルクＴ２を、ＭＧ２トルク指令値として決定する。これにより、エンジンＥからカウンタドライブギヤＯに伝達されるトルクの車両要求トルクＴＣに対する過不足を補うトルクを、第二モータ・ジェネレータＭＧ２に発生させることができる。また、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の回転速度であるＭＧ２回転速度Ｎ２は車速に常に比例するので、ＭＧ２回転速度指令値は、車速センサＳｅ４により検出される車速に応じて自動的に決定される。このように決定されたＭＧ２回転速度指令値及びＭＧ２トルク指令値により、ＭＧ２動作点が定まる。なお、上記のとおり、ＭＧ２回転速度指令値は車速に応じて自動的に決定されるため、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、基本的にＭＧ２動作点のＭＧ２トルク指令値に従ってトルク制御される。
【００４７】
また、制御ユニット１０は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の出力トルク（ＭＧ１トルクＴ１）の変動による出力部材としてのカウンタドライブギヤＯのトルク変動を相殺するように、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の出力トルク（ＭＧ２トルクＴ２）を制御する変動相殺制御を行う。変動トルク補正部１４は、このようなＭＧ２トルクＴ２の制御のために、ＭＧ２動作点決定部１３により決定されたＭＧ２動作点のＭＧ２トルク指令値を補正する処理を行う。具体的には、変動トルク補正部１４は、ＭＧ２トルク指令値を補正する補正値を決定し、当該補正値をＭＧ２トルク指令値に加算することにより、補正後の新たなＭＧ２トルク指令値を決定する処理を行う。ここで、ＭＧ１トルクＴ１の変動は、例えば、第一モータ・ジェネレータＭＧ１のトルクにより、エンジンＥを始動させるためにエンジン回転速度ＮＥを上昇させる場合や、エンジンＥの動作中であってもエンジン動作点の変更に伴ってエンジン回転速度ＮＥを上下させる場合等に発生する。
【００４８】
変動トルク補正部１４は、このようなＭＧ１トルクＴ１の変動が伝達されることによるカウンタドライブギヤＯのトルク変動を打ち消すべく、当該カウンタドライブギヤＯのトルク変動と大きさが同じで方向が反対のトルクを補正値として決定する。この際、補正値は、第二モータ・ジェネレータＭＧ２からカウンタドライブギヤＯまでの動力伝達系のギヤ比が考慮され、例えばカウンタドライブギヤＯ上や車輪Ｗ上等のように同じ軸上での換算トルク（同軸換算トルク）として演算される。そして、変動トルク補正部１４は、このように演算して求めた補正値を、ＭＧ２動作点決定部１３により決定されたＭＧ２トルク指令値に加算してＭＧ２動作点を補正する。制御ユニット１０は、このように補正された補正後のＭＧ２動作点に従って第二モータ・ジェネレータＭＧ２を制御することにより、車両の走行に必要なトルクを第二モータ・ジェネレータＭＧ２に出力させつつ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の出力トルクの変動によるカウンタドライブギヤＯのトルク変動を相殺する変動相殺制御を行うことができる。このような変動相殺制御を行うことにより、ＭＧ１トルクＴ１の変動が、車輪Ｗまで伝達されて運転者が意図しない車両の駆動力変動が生じることを抑制できる。
【００４９】
低電圧状態判定部１５は、電力供給手段としてのバッテリＢの電圧（出力電圧）に基づいて、バッテリＢが低電圧状態であるか通常状態であるかを判定する処理を行う。本実施形態においては、低電圧状態判定部１５は、バッテリ状態検出部３０による電圧の検出値をバッテリ電圧として判定を行う。そして、低電圧状態判定部１５は、通常状態からバッテリ電圧が所定の低電圧閾値以下となったときに、低電圧状態であると判定する。また、低電圧状態判定部１５は、低電圧状態からバッテリ電圧が所定の低電圧解除閾値以上となったときに、通常状態であると判定する。ここでは、ヒステリシスを持たせるため、低電圧解除閾値は低電圧閾値よりも大きい値に設定されている（図１０参照）。すなわち、低電圧状態判定部１５は、一度バッテリ電圧が所定の低電圧閾値以下となって低電圧状態と判定した後は、バッテリ電圧が当該低電圧閾値より大きい値に設定された低電圧解除閾値以上となるまで低電圧状態と判定する。この際、低電圧状態判定部１５は、バッテリ状態検出部３０によるバッテリ電圧の検出値を低電圧閾値及び低電圧解除閾値と比較することにより、低電圧状態であるか通常状態であるかの判定を行う。ここでは、低電圧状態判定部１５は、低電圧状態と判定した場合には低電圧フラグを「ＯＮ」状態とし、通常状態と判定した場合には低電圧フラグを「ＯＦＦ」状態とする。ＭＧ１トルク制限部１６及びＭＧ２トルク制限部１７は、この低電圧フラグを参照してバッテリＢが低電圧状態であるか否かを認識する。
【００５０】
低電圧閾値としては、例えば、バッテリＢの寿命低下を引き起こさないために予め設定されているバッテリＢの電圧の通常使用範囲の下限値、又はその付近の値に設定されると好適である。或いは、低電圧閾値として、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の出力トルクが大きい場合、例えば、エンジン始動のために第一モータ・ジェネレータＭＧ１のトルクによりエンジン回転速度ＮＥを上昇させる場合等に、第二モータ・ジェネレータＭＧ２による上記変動相殺制御を適切に行うことができるバッテリＢの電圧値に設定しても好適である。また、低電圧解除閾値は、低電圧状態判定部１５による判定結果が、低電圧状態と通常状態との間で頻繁に変化ことを防止できるように、低電圧閾値に対して所定量だけ離れた値に設定すると好適である。なお、低電圧解除閾値を低電圧閾値と同じ値とし、ヒステリシスを持たせないことも可能である。
【００５１】
ＭＧ２トルク制限部１７は、低電圧状態判定部１５によりバッテリＢが低電圧状態であると判定された場合に、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の出力トルクを制限するための処理を行う。ここでは、ＭＧ２トルク制限部１７は、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の出力トルクの制限値、すなわち、ＭＧ２動作点決定部１３による決定に関わらずＭＧ２動作点のＭＧ２トルク指令値の上限を規制するトルク制限値であるＭＧ２トルク制限値を決定する。本実施形態においては、ＭＧ２トルク制限部１７は、バッテリＢの電圧が上記低電圧閾値より大きくなるようにＭＧ２トルク制限値を決定する。上記のとおり、本実施形態においては、低電圧状態判定部１５は、低電圧状態からバッテリ電圧が所定の低電圧解除閾値以上となったときに通常状態であると判定する。したがって、ＭＧ２トルク制限部１７は、バッテリ電圧が、上記低電圧閾値より大きい値に設定された低電圧解除閾値以上となるようにＭＧ２トルク制限値を決定する。
【００５２】
具体的には、ＭＧ２トルク制限部１７は、低電圧状態と判定された場合には、その時点でのＭＧ２動作点のＭＧ２トルク指令値よりも低いトルク指令値をＭＧ２トルク制限値として決定する。その後、バッテリ電圧を検出し、バッテリ電圧が上記低電圧解除閾値以上となるまでＭＧ２トルク制限値を次第に低下させる。この際、ＭＧ２トルク制限部１７は、例えば、所定の制御周期毎に、ＭＧ２トルク制限値を予め定められた低減値分だけ低下させた値に決定する処理を、バッテリ電圧が低電圧解除閾値以上となるまで繰り返すフィードバック制御を行うと好適である。また、ＭＧ２トルク制限部１７は、バッテリ状態検出部３０により検出されるバッテリＢの状態（バッテリ電圧及びバッテリ充電量）と、ＭＧ１動作点決定部１２により決定されるＭＧ１動作点のＭＧ１回転速度指令値及びＭＧ１トルク指令値と、車速に応じて定まるＭＧ２動作点のＭＧ２回転速度指令値とに基づいて、バッテリ電圧を低電圧解除閾値以上とするためにバッテリＢが出力可能な電流値を導出し、当該電流値に基づいて導出されるＭＧ２トルク指令値の上限をＭＧ２トルク制限値として決定しても好適である。
【００５３】
制御ユニット１０は、このように決定されたＭＧ２トルク制限値を上限として、ＭＧ２動作点のＭＧ２トルク指令値を制限する。すなわち、ＭＧ２動作点決定部１３によりＭＧ２トルク制限値を超えるＭＧ２トルク指令値が決定された場合には、ＭＧ２トルク制限値をＭＧ２トルク指令値として第二モータ・ジェネレータＭＧ２を制御する。このように第二モータ・ジェネレータＭＧ２の出力トルクを制限することにより、第二モータ・ジェネレータＭＧ２において使用する電流が制限されるので、バッテリＢの電圧が更に低下することを防止し、迅速にバッテリ電圧を通常状態に復帰させることができる。
【００５４】
ＭＧ１トルク制限部１６は、低電圧状態判定部１５によりバッテリＢが低電圧状態であると判定された場合に、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の出力トルクを正方向について制限するための処理を行う。すなわち、ＭＧ１トルク制限部１６は、ＭＧ１トルクＴ１を正方向についてのみ制限し、負方向については制限しない。本実施形態においては、ＭＧ１トルク制限部１６は、正方向のＭＧ１トルクＴ１をゼロとし、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が負方向のトルクのみを出力するように制限する処理を行う。すなわち、ＭＧ１トルク制限部１６は、ＭＧ１動作点決定部１２により決定されたＭＧ１動作点のＭＧ１トルク指令値が正の値である場合には、ＭＧ１トルク制限値をゼロとすることにより、ＭＧ１トルク指令値をゼロに制限する。この場合、制御ユニット１０は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が自由に回転可能な状態となるように制御する。一方、ＭＧ１トルク制限部１６は、ＭＧ１動作点決定部１２により決定されたＭＧ１動作点のＭＧ１トルク指令値がゼロ又は負の値である場合には、ＭＧ１トルク指令値を制限しない。この場合、制御ユニット１０は、ＭＧ１動作点決定部１２により決定されたＭＧ１動作点に従って第一モータ・ジェネレータＭＧ１を制御する。
【００５５】
ところで、このハイブリッド駆動装置Ｈにおいては、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、主にジェネレータとして機能する。すなわち、図３に示すように、エンジンＥの動作中となるハイブリッド走行モードでは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、エンジントルクＴＥの反力を受けてリングギヤｒ及びカウンタドライブギヤＯにエンジントルクＴＥを伝達するために、負方向のトルクを出力する。この際、ＭＧ１回転速度Ｎ１が正（正方向に回転）である場合には、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は回生（発電）してジェネレータとして機能し、ＭＧ１回転速度Ｎ１が負（負方向に回転）である場合には、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は力行してモータとして機能するが、いずれにしても、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は負方向のトルクを出力する。また、図４に示すように、エンジンＥが停止状態とされるＥＶ走行モードでは、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、ＭＧ１トルクＴ１がゼロとなるように制御され、自由に回転可能な状態とされている。
【００５６】
一方、図５に示すように、車両（車輪Ｗ）が停止している状態からエンジンＥを始動する際には、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は正方向のＭＧ１トルクＴ１を出力しつつ正方向に回転（ＭＧ１回転速度Ｎ１が正）し、遊星歯車装置ＰＧを介してエンジンＥの回転速度を上昇させてエンジンＥを始動させる。この際、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、ＭＧ１トルクＴ１の変動が車輪Ｗまで伝達されることを抑制すべく、ＭＧ１トルクＴ１の変動によるカウンタドライブギヤＯのトルク変動を相殺するように、正方向のＭＧ１トルクＴ１に対する反力に相当する正方向のＭＧ２トルクＴ２を出力する。また、図６に示すように、ＥＶ走行モードからエンジンＥを始動する際にも、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は正方向のＭＧ１トルクＴ１を出力し、遊星歯車装置ＰＧを介してエンジンＥの回転速度を上昇させてエンジンＥを始動させる。この際、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、ＭＧ１回転速度Ｎ１が負の状態では回生（発電）するが、ＭＧ１回転速度Ｎ１が正となった後は力行してバッテリＢの電力を消費する。この際、第二モータ・ジェネレータＭＧ２は、ＭＧ１トルクＴ１の変動が車輪Ｗまで伝達されることを抑制すべく、ＭＧ１トルクＴ１の変動によるカウンタドライブギヤＯのトルク変動を相殺するように、正方向のＭＧ１トルクＴ１に対する反力に相当する正方向のトルクを、車両要求トルクＴＣに応じてＭＧ２動作点決定部１３が決定するＭＧ２動作点のＭＧ２トルク指令値に加算したＭＧ２トルクＴ２を出力する。
【００５７】
以上のように、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が正方向のトルクを出力するのは、図５及び図６に示すように、基本的にエンジンＥの始動時に限られる。したがって、ＭＧ１トルク制限部１６が、ＭＧ１トルクＴ１を正方向についてのみ制限することにより、エンジンＥの停止状態からエンジンＥを始動させるために第一モータ・ジェネレータＭＧ１が大きなトルクを出力することを抑制できる。そのため、第二回転電機の出力トルクのみを制限する場合とは異なり、エンジン始動のための第一モータ・ジェネレータＭＧ１の比較的大きい出力トルクが車輪Ｗまで伝達されて運転者が意図しない車両の駆動力変動が生じることを抑制できる。一方、ＭＧ１トルク制限部１６は、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の負方向の出力トルクは制限しないため、図３に示すように、エンジンＥが動作中の状態では、第一モータ・ジェネレータＭＧ１による発電を行い、バッテリＢに電力を回生することが妨げられない。したがって、バッテリＢの電圧が更に低下することを防止し、迅速にバッテリ電圧を通常状態に復帰させることができる。
【００５８】
制御ユニット１０は、以上のようにＭＧ１トルク制限部１６及びＭＧ２トルク制限部１７により決定されたＭＧ１トルク制限値及びＭＧ２トルク制限値により、ＭＧ１動作点決定部１２が決定したＭＧ１動作点のＭＧ１トルク指令値及びＭＧ２動作点決定部１３が決定したＭＧ２動作点のＭＧ２トルク指令値を制限する。これにより、制御ユニット１０は、バッテリＢが所定の低電圧状態となった場合に、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の出力トルクを制限するとともに、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の出力トルクを正方向について制限するトルク制限制御を行うことができる。したがって、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２により使用される電流を制限し、バッテリＢの電圧を回復させることができる。
【００５９】
ところで、制御ユニット１０は、通常の場合には、ＭＧ１動作点の変更に伴うＭＧ１トルクＴ１の変化、又はＭＧ２動作点の変更に伴うＭＧ２トルクＴ２の変化が急激に起こることにより、当該トルクの変化が車輪Ｗに伝達されて運転者が意図しない車両の駆動力変動が生じることを抑制するため、制御ユニット１０は、ＭＧ１トルクＴ１及びＭＧ２トルクＴ２の変化率制限制御を行っている。この変化率制限制御は、ＭＧ１トルクＴ１及びＭＧ２トルクＴ２の変化率が予め定めた所定値以下となるように制限を設け、ＭＧ１動作点及びＭＧ２動作点の変更に伴うＭＧ１トルクＴ１及びＭＧ２トルクＴ２の変更を行う制御である。しかし、ＭＧ１トルク制限部１６によるＭＧ１トルクＴ１の制限は、エンジン始動のための正方向のＭＧ１トルクＴ１をゼロに制限するだけのものであり、そのようなＭＧ１トルクＴ１の変動は車輪Ｗに伝達されても、大きな駆動力変動とはなりにくい。そこで、本実施形態においては、制御ユニット１０は、このようなＭＧ１トルク制限部１６によるＭＧ１トルクＴ１の制限に際して、ＭＧ１トルクＴ１の変化率が、当該ＭＧ１トルクＴ１の制限の実行時以外の場合よりも大きくなることを許容する制御、すなわち、ＭＧ１トルクＴ１の変化率制限を緩和する制御を行う。具体的には、制御ユニット１０は、上述した通常の場合におけるＭＧ１トルクＴ１及びＭＧ２トルクＴ２の変化率制限制御における変化率の制限値よりも大きい値を制限値として、ＭＧ１トルクＴ１の制限に際しての変化率制限制御を行う。これにより、ＭＧ１トルクＴ１の制限を迅速に実行し、バッテリＢの電圧が更に低下することを効果的に抑制している。
【００６０】
１−５．ハイブリッド駆動装置の制御方法
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの制御方法について、図８及び図９のフローチャート、並びに図１０のタイミングチャートに基づいて説明する。図８は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの制御方法の全体の手順を示すフローチャートである。また、図９は、図８のステップ＃１１に係るトルク制限制御の手順を示すフローチャートである。このハイブリッド駆動装置Ｈの制御処理は、制御ユニット１０の各機能部１１〜１７を構成するハードウェア又はソフトウェア（プログラム）或いはその両方により実行される。上記の各機能部がプログラムにより構成される場合には、制御ユニット１０が有する演算処理装置が、上記の各機能部を構成するプログラムを実行するコンピュータとして動作する。まず、ハイブリッド駆動装置Ｈの制御方法について、フローチャートに従って説明する。
【００６１】
制御ユニット１０は、まず、車両側から入力される車両要求トルクＴＣ及び車両要求出力ＰＣの情報を取得する（ステップ＃０１）。また、制御ユニット１０は、車速センサＳｅ４により検出される車速情報を取得する（ステップ＃０２）。その後、制御ユニット１０は、エンジン動作点決定部１１によりエンジン動作点を決定する（ステップ＃０３）。また、制御ユニット１０は、ＭＧ１動作点決定部１２によりＭＧ１動作点を決定し（ステップ＃０４）、ＭＧ２動作点決定部１３によりＭＧ２動作点を決定する（ステップ＃０５）。エンジン動作点、ＭＧ１動作点、及びＭＧ２動作点の決定方法については、既に説明したのでここでは説明しない。次に、制御ユニット１０は、変動トルク補正部１４により、ＭＧ１トルクＴ１の変動によるカウンタドライブギヤＯのトルク変動を相殺するように、ＭＧ２トルクを補正する（ステップ＃０６）。
【００６２】
次に、バッテリ状態検出部３０により、バッテリＢの電圧を検出する（ステップ＃０７）。そして、制御ユニット１０は、低電圧状態判定部１５により、ステップ＃０７で検出されたバッテリ電圧に基づいて、バッテリＢが低電圧状態であるか否かを判定する処理を行う（ステップ＃０８）。バッテリＢが低電圧状態でない場合には（ステップ＃０８：Ｎｏ）、制御ユニット１０は、バッテリＢが低電圧状態ではなく通常状態であることを表すべく、低電圧フラグを「ＯＦＦ」状態とする（ステップ＃０９）。そして、制御ユニット１０は、ステップ＃０３で決定されたエンジン動作点、ステップ＃０４で決定されたＭＧ１動作点、及びステップ＃０５で決定されたＭＧ２動作点に従い、エンジンＥ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１、及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２を制御する（ステップ＃１２）。
【００６３】
一方、バッテリＢが低電圧状態である場合には（ステップ＃０８：Ｙｅｓ）、制御ユニット１０は、バッテリＢが低電圧状態であることを表すべく、低電圧フラグを「ＯＮ」状態とする（ステップ＃１０）。そして、制御ユニット１０は、ＭＧ１トルク制限部１６及びＭＧ２トルク制限部１７により、トルク制限制御を行う（ステップ＃１１）。このトルク制限制御は、上記のとおり、ＭＧ１トルク制限部１６及びＭＧ２トルク制限部１７により決定されたＭＧ１トルク制限値及びＭＧ２トルク制限値により、ＭＧ１トルク指令値及びＭＧ２トルク指令値を制限することで、ＭＧ１動作点決定部１２が決定したＭＧ１動作点及びＭＧ２動作点決定部１３が決定したＭＧ２動作点を変更する制御である。このトルク制限制御については、以下に図９のフローチャートに基づいて詳細に説明する。そして、制御ユニット１０は、ステップ＃０３で決定されたエンジン動作点、ステップ＃０４で決定された後ステップ＃１１で変更されたＭＧ１動作点、及びステップ＃０５で決定された後ステップ＃１１で変更されたＭＧ２動作点に従い、エンジンＥ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１、及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２を制御する（ステップ＃１２）。以上でこのハイブリッド駆動装置Ｈの制御処理は終了する。
【００６４】
次に、上記ステップ＃１１に係るトルク制限制御の手順について説明する。制御ユニット１０は、ステップ＃０８によるバッテリＢが低電圧状態であるか否かの判定の結果、バッテリＢが低電圧状態であると判定され（ステップ＃０８：Ｙｅｓ）、低電圧フラグが「ＯＮ」状態とされた場合には（ステップ＃２１：Ｙｅｓ）、まず、ＭＧ２トルク制限部１７により、ＭＧ２トルク制限値を決定する（ステップ＃２２）。ＭＧ２トルク制限値の決定方法については、既に説明したのでここでは説明しない。
【００６５】
次に、制御ユニット１０は、ステップ＃０４で決定されたＭＧ１動作点のＭＧ１トルク指令値が正（＞０）であるか否かを判定する（ステップ＃２３）。この判定の結果、ＭＧ１トルク指令値が正でない、すなわちＭＧ１トルク指令値がゼロ又は負（≦０）である場合には（ステップ＃２３：Ｎｏ）、ＭＧ１トルク制限部１６によるＭＧ１トルクＴ１の制限を行わない（ステップ＃２４）。したがって、制御ユニット１０は、ステップ＃２２で決定されたＭＧ２トルク制限値に従い、ステップ＃０５で決定されたＭＧ２動作点を変更する（ステップ＃２５）。一方、ＭＧ１トルク指令値が正（＞０）である場合には（ステップ＃２３：Ｙｅｓ）、ＭＧ１トルク制限部１６により、ＭＧ１トルク指令値をゼロに制限する（ステップ＃２６）。また、制御ユニット１０は、ＭＧ１トルクＴ１の変化率制限を緩和する制御を行う（ステップ＃２７）。そして、制御ユニット１０は、ステップ＃２２で決定されたＭＧ２トルク制限値及びステップ＃２５で決定されたＭＧ１トルク制限値（＝０）に従い、ステップ＃０４で決定されたＭＧ１動作点、及びステップ＃０５で決定されたＭＧ２動作点を変更する（ステップ＃２８）。以上で、ステップ＃１１に係るトルク制限制御を終了する。
【００６６】
次に、図１０のタイミングチャートについて説明する。図１０は、バッテリＢが低電圧状態となった際のＭＧ１トルクＴ１の制限制御の一例を示すタイミングチャートである。この図には、上段から順に、バッテリ状態検出部３０による「バッテリ電圧」の検出値、低電圧状態判定部１５による判定結果を示す「低電圧フラグ」のＯＮ又はＯＦＦ状態、制御ユニット１０により決定される「ＭＧ１トルク指令値」、ＭＧ１トルク制限部１６による「ＭＧ１トルク制限」の有無、及び「エンジン回転速度」を表すタイミングチャートを示している。なお、この図においては、ＭＧ２トルク指令値を表すタイミングチャートは省略しているが、バッテリＢが低電圧状態となった場合（低電圧フラグがＯＮ状態となった場合）には、上記のとおり、ＭＧ２トルクＴ２も制限される。
【００６７】
図１０の領域Ａでは、エンジンＥを始動させるために、ＭＧ１トルク指令値が正となっており、正方向のＭＧ１トルクＴ１によりエンジンＥの回転速度を上昇させている。しかし、第一モータ・ジェネレータＭＧ１を力行させて正方向のＭＧ１トルクＴ１を出力することにより、バッテリ電圧が急激に低下している。このような現象は、バッテリＢの温度が非常に低いために性能を十分に発揮できない場合等に生じ易い。そして、エンジンＥが始動（完爆）する前にバッテリ電圧が低電圧閾値以下となった場合には、領域Ｂに示すように、低電圧状態判定部１５によりバッテリＢが低電圧状態であると判定され、「低電圧フラグ」がＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化する。ここでは、ＭＧ１トルク指令値が正となっているので、バッテリＢが低電圧状態であると判定された場合には、ＭＧ１トルク制限部１６によりＭＧ１トルクＴ１が制限される（ＭＧ１トルク制限あり）。すなわち、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の出力トルクを正方向について制限すべく、ＭＧ１トルク制限部１６により、ＭＧ１トルク指令値がゼロ（０〔Ｎ・ｍ〕）に制限される。これにより、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は回転を停止するので、エンジン回転速度ＮＥもゼロ（０〔ｒｐｍ〕）となる。この際、制御ユニット１０は、ＭＧ１トルクＴ１の変化率が通常時よりも大きくなることを許容するように変化率制限を緩和する制御を行うため、ＭＧ１トルクＴ１は急激に変化して短時間で迅速にＭＧ１トルク指令値がゼロに変化する。また、図示は省略しているが、ＭＧ２トルク制限部１７によりＭＧ２トルクＴ２も制限されている。なお、領域Ｂから領域Ｃに示す破線は、ＭＧ１トルクＴ１の制限を行わなかった場合のＭＧ１トルク指令値とエンジン回転速度ＮＥをそれぞれ表している。
【００６８】
このように正方向のＭＧ１トルクＴ１及びＭＧ２トルクＴ２が制限されることにより、第一モータ・ジェネレータＭＧ１及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２により使用される電流が制限されるため、領域Ｂでは、バッテリ電圧が次第に回復している。そして、バッテリ電圧が低電圧解除閾値以上となった場合には、領域Ｃに示すように、低電圧状態判定部１５によりバッテリＢが通常状態であると判定され、「低電圧フラグ」がＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化する。これにより、ＭＧ１トルク制限部１６によるＭＧ１トルクＴ１の制限が解除される（ＭＧ１トルク制限なし）。したがって、制御ユニット１０は、ＭＧ１動作点決定部１２により決定されたＭＧ１動作点に従い、エンジンＥを始動させるべく正方向のＭＧ１トルク指令値を決定する。この際、制御ユニット１０は、ＭＧ１トルクＴ１の変化率が所定の制限値以下となるように変化率制限制御を行うため、ＭＧ１トルクＴ１は所定の変化率以下でＭＧ１動作点のＭＧ１トルク指令値まで変化（上昇）する。これにより、ＭＧ１トルクＴ１が正となり、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が正方向に回転することによりエンジン回転速度ＮＥが上昇する。そして、エンジンＥが所定のエンジン始動可能回転数以上となったときに、エンジンＥに対する燃料供給及び点火が開始され、エンジンＥが始動される。エンジンＥが始動してアイドリング回転数で安定した後は、制御ユニット１０は、ＭＧ１トルク指令値を負に変化させる。これにより、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、正方向に回転しながら（ＭＧ１回転速度Ｎ１が正）負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して発電（回生）を行う状態となる。
【００６９】
以上のように、制御ユニット１０は、バッテリＢが低電圧状態となった場合には、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の出力トルクを制限するとともに、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の出力トルクを正方向について制限するトルク制限制御を行うが、バッテリＢが低電圧状態から復帰した場合には、当該トルク制限制御を解除する。そのときエンジンＥが停止状態であった場合には、第一モータ・ジェネレータＭＧ１に正方向のトルクを出力させてエンジンＥ（入力軸Ｉ）を回転駆動し、エンジンＥを始動させる。
【００７０】
２．第二の実施形態
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈは、出力部材としてのカウンタドライブギヤＯが固定された状態では、上記トルク制限制御における第一モータ・ジェネレータＭＧ１の正方向の出力トルクの制限を解除する制御を備えている点で、上記の第一の実施形態とは相違している。すなわち、カウンタドライブギヤＯが固定された状態では、ＭＧ１トルクＴ１がカウンタドライブギヤＯより車輪Ｗ側へ伝達されることはない。そのため、エンジン始動等のために第一モータ・ジェネレータＭＧ１が正方向のトルクを出力した場合にも、当該出力トルクが車輪Ｗまで伝達されて運転者が意図しない車両の駆動力変動が生じることはない。また、この際の第一モータ・ジェネレータＭＧ１の駆動に要する電力は、第二モータ・ジェネレータＭＧ２の駆動に要する電力に比べて小さいため、バッテリ電圧の低下量は少なく、むしろエンジン始動後にエンジントルクＴＥにより第一モータ・ジェネレータＭＧ１に発電させることで、迅速にバッテリ電圧を通常状態に復帰させることができる。したがって、本実施形態においては、上記トルク制限制御に際しても、カウンタドライブギヤＯが固定された状態では、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の正方向の出力トルクの制限を解除することにより、エンジンＥの始動を迅速に行うことができる構成としている。なお、その他の構成については、上記第一の実施形態と同様とすることができる。
【００７１】
以下では、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈについて、上記第一の実施形態との相違点を中心として図１１及び図１２を用いて説明する。図１１は、上記第一の実施形態における図９に相当するフローチャートであり、図８のステップ＃１１に係るトルク制限制御の手順を示している。なお、ハイブリッド駆動装置Ｈの制御方法の全体の手順は、図８と同様であるため説明は省略する。また、図１２は、上記第一の実施形態における図１０に相当するタイミングチャートであり、バッテリＢが低電圧状態となった際のＭＧ１トルクＴ１の制限制御の一例を示している。
【００７２】
このハイブリッド駆動装置Ｈは、出力部材としてのカウンタドライブギヤＯが固定されているか否かを判定するための出力固定状態判定手段を備えている。この出力固定状態判定手段としては、図示は省略するが、制御ユニット１０内に出力固定状態判定部を備える構成（図２参照）とすると好適である。本実施形態においては、カウンタドライブギヤＯから車輪Ｗまでの動力伝達系を構成する各回転要素がクラッチ等の係合手段を介さずに、ギヤ機構により接続（駆動連結）されている。そのため、カウンタドライブギヤＯから車輪Ｗまでの動力伝達系を構成する全ての回転要素が、カウンタドライブギヤＯの回転速度に比例する回転速度で回転する。したがって、カウンタドライブギヤＯから車輪Ｗまでの動力伝達系を構成するいずれかの回転要素が回転を停止するように固定された状態となれば、当然にカウンタドライブギヤＯも固定された状態となる。そこで、本実施形態においては、出力固定状態判定部は、カウンタドライブギヤＯから車輪Ｗまでの動力伝達系を構成するいずれか一つ以上の回転要素（カウンタドライブギヤＯ及び車輪Ｗを含む）をハイブリッド駆動装置Ｈの出力回転要素とし、当該出力回転要素が回転を停止するように固定された状態にあるか否かを判定する。そして、出力固定状態判定部は、出力回転要素が固定された状態にあると判定した場合には、出力固定状態フラグを「ＯＮ」状態とし、出力回転要素が固定されていない非固定状態にあると判定した場合には、出力固定状態フラグを「ＯＦＦ」状態とする。
【００７３】
出力固定状態判定部により、出力回転要素が固定された状態にあると判定される場合としては、例えば、自動変速機のセレクトレバーにより「Ｐ」レンジが選択され、カウンタドライブギヤＯから車輪Ｗまでのいずれかの回転要素がパーキングロック機構により固定されている状態がある。また、この他にも、例えば、駐車ブレーキにより車輪Ｗが回転しないように固定されている状態や、常用ブレーキにより車輪Ｗが回転しないように固定されている状態等も該当する。出力固定状態判定部による判定に用いられる、車両の状態を示す各種情報は、図２に示すように、車両情報ＩＣとして、制御ユニット１０に入力される。
【００７４】
次に、ハイブリッド駆動装置Ｈの制御方法について説明する。本実施形態においても、制御方法の全体の手順は、上記第一の実施形態に係る図８のフローチャートと同様であるため、ここでは説明は省略し、トルク制限制御の手順についてのみ説明する。本実施形態に係るトルク制限制御の手順は、ステップ＃３３の判定が追加されている以外は、ほぼ上記第一の実施形態と同様である。すなわち、制御ユニット１０は、図８のステップ＃０８によるバッテリＢが低電圧状態であるか否かの判定の結果、バッテリＢが低電圧状態であると判定され（ステップ＃０８：Ｙｅｓ）、低電圧フラグが「ＯＮ」状態とされた場合には（ステップ＃３１：Ｙｅｓ）、ＭＧ２トルク制限部１７により、ＭＧ２トルク制限値を決定する（ステップ＃３２）。
【００７５】
次に、制御ユニット１０は、出力固定状態フラグが「ＯＮ」状態であるか否かについて判定する（ステップ＃３３）。出力固定状態フラグは、上記のとおり、出力固定状態判定部は、カウンタドライブギヤＯから車輪Ｗまでの動力伝達系を構成するいずれか一つ以上の回転要素である出力回転要素が固定状態にあるか否かを判定し、固定状態にある場合には、出力固定状態フラグを「ＯＮ」状態とし、非固定状態にあると判定した場合には、出力固定状態フラグを「ＯＦＦ」状態とする。そこで、このステップ＃３３では、制御ユニット１０は、出力固定状態フラグを参照することにより、出力回転要素が固定状態にあるか否かを認識する。出力固定状態フラグが「ＯＮ」状態である場合には（ステップ＃３３：Ｙｅｓ）、ＭＧ１トルク制限部１６によるＭＧ１トルクＴ１の制限を行わない（ステップ＃３５）。よって、出力固定状態フラグを「ＯＮ」状態である場合には、バッテリＢが低電圧状態にある場合であっても、制御ユニット１０は必要に応じて正方向のＭＧ１トルクＴ１を出力してエンジンＥを始動させる。したがって、運転者が意図しない車両の駆動力変動が生じることを防止しつつ、迅速にエンジン始動を行うことが可能となる。その後、制御ユニット１０は、ステップ＃３２で決定されたＭＧ２トルク制限値に従い、図８のステップ＃０５で決定されたＭＧ２動作点を変更する（ステップ＃３６）。
【００７６】
一方、出力固定状態フラグが「ＯＮ」状態でない（ステップ＃３３：Ｎｏ）、すなわち出力固定状態フラグが「ＯＦＦ」状態である場合には、次に、制御ユニット１０は、図８のステップ＃０４で決定されたＭＧ１動作点のＭＧ１トルク指令値が正（＞０）であるか否かを判定する（ステップ＃３４）。この判定の結果、ＭＧ１トルク指令値が正でない、すなわちＭＧ１トルク指令値がゼロ又は負（≦０）である場合には（ステップ＃３４：Ｎｏ）、ＭＧ１トルク制限部１６によるＭＧ１トルクＴ１の制限を行わない（ステップ＃３５）。したがって、制御ユニット１０は、ステップ＃３２で決定されたＭＧ２トルク制限値に従い、図８のステップ＃０５で決定されたＭＧ２動作点を変更する（ステップ＃３６）。一方、ＭＧ１トルク指令値が正（＞０）である場合には（ステップ＃３４：Ｙｅｓ）、ＭＧ１トルク制限部１６により、ＭＧ１トルク指令値をゼロに制限する（ステップ＃３７）。また、制御ユニット１０は、ＭＧ１トルクＴ１の変化率制限を緩和する制御を行う（ステップ＃３８）。そして、制御ユニット１０は、ステップ＃３２で決定されたＭＧ２トルク制限値及びステップ＃３７で決定されたＭＧ１トルク制限値（＝０）に従い、図８のステップ＃０４で決定されたＭＧ１動作点、及びステップ＃０５で決定されたＭＧ２動作点を変更する（ステップ＃３９）。以上で、本実施形態に係るトルク制限制御を終了する。
【００７７】
次に、図１２のタイミングチャートについて説明する。図１２は、バッテリＢが低電圧状態となった際のＭＧ１トルクＴ１の制限制御の一例を示すタイミングチャートである。この図には、上記第一の実施形態に係る図１０と同様のタイミングチャートに加えて、出力固定状態判定部による判定結果を示す「出力固定状態フラグ」のＯＮ又はＯＦＦ状態を表すタイミングチャートが示されている。
【００７８】
図１２の領域Ａでは、エンジンＥを始動させるために、ＭＧ１トルク指令値が正となっており、正方向のＭＧ１トルクＴ１によりエンジンＥの回転速度を上昇させている。しかし、第一モータ・ジェネレータＭＧ１を力行させて正方向のＭＧ１トルクＴ１を出力することにより、バッテリ電圧が急激に低下している。そして、エンジンＥが始動（完爆）する前にバッテリ電圧が低電圧閾値以下となった場合には、領域Ｂに示すように、低電圧状態判定部１５によりバッテリＢが低電圧状態であると判定され、「低電圧フラグ」がＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化する。ここでは、ＭＧ１トルク指令値が正となっているので、バッテリＢが低電圧状態であると判定された場合には、ＭＧ１トルク制限部１６によりＭＧ１トルクＴ１が制限される（ＭＧ１トルク制限あり）。すなわち、第一モータ・ジェネレータＭＧ１の出力トルクを正方向について制限すべく、ＭＧ１トルク制限部１６により、ＭＧ１トルク指令値がゼロ（０〔Ｎ・ｍ〕）に制限される。これにより、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は回転を停止するので、エンジン回転速度ＮＥもゼロ（０〔ｒｐｍ〕）となる。この際、制御ユニット１０は、ＭＧ１トルクＴ１の変化率が通常時よりも大きくなることを許容するように変化率制限を緩和する制御を行うため、ＭＧ１トルクＴ１は急激に変化して短時間で迅速にＭＧ１トルク指令値がゼロに変化する。また、図示は省略しているが、ＭＧ２トルク制限部１７によりＭＧ２トルクＴ２も制限されている。なお、領域Ｂから領域Ｃに示す破線は、ＭＧ１トルクＴ１の制限を行わなかった場合のＭＧ１トルク指令値とエンジン回転速度ＮＥをそれぞれ表している。
【００７９】
その後、出力固定状態判定部により出力回転要素が固定された状態にあると判定され、出力固定状態フラグが「ＯＦＦ」状態から「ＯＮ」状態に変化した場合には、領域Ｃに示すように、ＭＧ１トルク制限部１６によるＭＧ１トルクＴ１の制限が解除される（ＭＧ１トルク制限なし）。したがって、制御ユニット１０は、ＭＧ１動作点決定部１２により決定されたＭＧ１動作点に従い、エンジンＥを始動させるべく正方向のＭＧ１トルク指令値を決定する。この際、制御ユニット１０は、ＭＧ１トルクＴ１の変化率が所定の制限値以下となるように変化率制限制御を行うため、ＭＧ１トルクＴ１は所定の変化率以下でＭＧ１動作点のＭＧ１トルク指令値まで変化（上昇）する。これにより、ＭＧ１トルクＴ１が正となり、第一モータ・ジェネレータＭＧ１が正方向に回転することによりエンジン回転速度ＮＥが上昇する。そして、エンジンＥが所定のエンジン始動可能回転数以上となったときに、エンジンＥに対する燃料供給及び点火が開始され、エンジンＥが始動される。エンジンＥが始動してアイドリング回転数で安定した後は、制御ユニット１０は、ＭＧ１トルク指令値を負に変化させる。これにより、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は、正方向に回転しながら（ＭＧ１回転速度Ｎ１が正）負方向のＭＧ２トルクＴ２を出力して発電（回生）を行う状態となる。
【００８０】
エンジンＥが始動した後は、領域Ｄに示すように、「低電圧フラグ」がＯＮ状態のまま出力固定状態フラグが「ＯＦＦ」状態となった場合にも、ＭＧ１トルク指令値が負となっているので、ＭＧ１トルク制限部１６によるＭＧ１トルクＴ１の制限は行われない（ＭＧ１トルク制限なし）。したがって、第一モータ・ジェネレータＭＧ１は発電を続けることになり、バッテリＢの電圧を迅速に回復させることができる。また、本実施形態においては、「低電圧フラグ」のＯＮ状態では、ＭＧ２トルクＴ２は制限される。これにより、第二モータ・ジェネレータＭＧ２により使用される電流は制限され、より迅速にバッテリＢの電圧を回復させることができる。そして、バッテリ電圧が低電圧解除閾値以上となった場合には、領域Ｅに示すように、低電圧状態判定部１５によりバッテリＢが通常状態であると判定され、「低電圧フラグ」がＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化する。「低電圧フラグ」のＯＦＦ状態では、ＭＧ２トルクＴ２の制限は解除される。よって、制御ユニット１０は、ＭＧ２動作点決定部１３により決定されたＭＧ２動作点に従い、第二モータ・ジェネレータＭＧ２を制御する。
【００８１】
３．その他の実施形態
（１）上記の実施形態では、差動歯車装置が、サンギヤｓ、キャリアｃａ、及びリングギヤｒの３つの回転要素を有するシングルピニオン型の遊星歯車機構である場合を例として説明した。しかし、本発明に係る差動歯車装置の構成はこれに限定されるものではない。したがって、例えば、差動歯車装置が、ダブルピニオン型の遊星歯車機構や互いに噛み合う複数の傘歯車を用いた差動歯車機構等のように、他の差動歯車機構を有して構成されていても好適である。また、差動歯車装置は、３つの回転要素を有するものに限定されるものではなく、４つ以上の回転要素を有する構成としても好適である。この場合においても、４つ以上の回転要素の中から選択される３つの回転要素について、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素とし、第一回転要素に第一回転電機が接続され、第二回転要素に入力部材が接続され、第三回転要素に出力部材及び第二回転電機が接続された構成とすることができる。なお、４つ以上の回転要素を有する差動歯車装置としては、例えば、２組以上の遊星歯車機構の一部の回転要素間を互いに連結した構成等を用いることができる。
【００８２】
（２）上記の実施形態では、差動歯車装置の第三回転要素に出力部材及び第二回転電機の双方が接続された構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。したがって、例えば、差動歯車装置が４つ以上の回転要素を有する場合において、第三回転要素に出力部材及び第二回転電機のいずれか一方が接続され、他方が別の回転要素に接続された構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。このような構成として、例えば、差動歯車装置が、回転速度の順に少なくとも第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素、及び第四回転要素の４つの回転要素を備え、前記第一回転要素に第一回転電機が接続され、前記第二回転要素に入力部材が接続され、前記第三回転要素に出力部材が接続され、前記第四回転要素に第二回転電機が接続された構成としても好適である。
【００８３】
（３）上記の実施形態では、電力供給手段としてのバッテリＢが低電圧状態であると判定された場合に、制御ユニット１０のＭＧ２トルク制限部１７が、バッテリＢの電圧が低電圧閾値より大きくなるようにＭＧ２トルク制限値を決定する場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。したがって、例えば、バッテリＢが低電圧状態であると判定された場合に、ＭＧ２トルク制限値をゼロに制限する構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【００８４】
（４）上記の実施形態では、制御ユニット１０が、通常の場合にはＭＧ１トルクＴ１及びＭＧ２トルクＴ２の変化率を制限する変化率制限制御を行い、ＭＧ１トルク制限部１６によるＭＧ１トルクＴ１の制限に際してのみ、ＭＧ１トルクＴ１の変化率制限を緩和する制御を行う場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。したがって、例えば、ＭＧ２トルク制限部１７によるＭＧ２トルクＴ２の制限に際してもＭＧ２トルクＴ２の変化率制限を緩和する制御を行い、又は、ＭＧ２トルク制限部１７によるＭＧ２トルクＴ２の制限に際してのみＭＧ２トルクＴ２の変化率制限を緩和する制御を行い、或いは、全ての場合において同じ変化率の制限値を用いてＭＧ１トルクＴ１及びＭＧ２トルクＴ２の変化率を制限する変化率制限制御を行う構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【００８５】
（５）上記の実施形態では、図１に示すように、差動歯車装置の第三回転要素（遊星歯車装置ＰＧのリングギヤｒ）と一体回転する出力部材としてのカウンタドライブギヤＯが、カウンタギヤ機構Ｃ及びディファレンシャル装置Ｄを介して車輪Ｗに接続され、第二モータ・ジェネレータＭＧ２がカウンタギヤ機構Ｃを介してカウンタドライブギヤＯ及びディファレンシャル装置Ｄに接続された構成のハイブリッド駆動装置Ｈを例として説明した。このような構成のハイブリッド駆動装置Ｈは、エンジンＥに接続された入力軸Ｉの方向に短く構成することができるので、ＦＦ車両、ＭＲ車両、ＲＲ車両等に好適に用いられる。しかし、上記の実施形態に係るハイブリッド駆動装置Ｈの機械的構成は単なる一例であり、当然ながら、他の機械的構成を有するハイブリッド駆動装置Ｈにも、本発明は適用することができる。したがって、例えば、エンジンＥに接続された入力軸Ｉ、第一モータ・ジェネレータＭＧ１、差動歯車装置としての遊星歯車装置ＰＧ、及び第二モータ・ジェネレータＭＧ２が、同軸上に配置された、ＦＲ車両に好適に用いられる配置構成のハイブリッド駆動装置にも、本発明は適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、エンジンと第一回転電機と第二回転電機を駆動力源として備えるハイブリッド車両用の駆動装置に好適に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施形態に係るハイブリッド駆動装置の機械的構成を示すスケルトン図
【図２】このハイブリッド車用駆動装置のシステム構成を示すブロック図
【図３】このハイブリッド車用駆動装置のハイブリッド走行モードでの速度線図
【図４】このハイブリッド車用駆動装置のＥＶ走行モードでの速度線図
【図５】車両停止状態からのエンジン始動動作を説明するための速度線図
【図６】ＥＶ走行モードからのエンジン始動動作を説明するための速度線図
【図７】エンジン動作点マップの一例を示す図
【図８】このハイブリッド車用駆動装置の制御方法の全体の手順を示すフローチャート
【図９】図８のステップ＃１１に係るトルク制限制御の手順を示すフローチャート
【図１０】トルク制限制御の一例を示すタイミングチャート
【図１１】本発明の第二の実施形態に係るトルク制限制御の手順を示すフローチャート
【図１２】この第二の実施形態に係るトルク制限制御の一例を示すタイミングチャート
【符号の説明】
【００８８】
Ｈ：ハイブリッド駆動装置
Ｅ：エンジン
Ｉ：入力軸（入力部材）
ＭＧ１：第一モータ・ジェネレータ（第一回転電機）
ＭＧ２：第二モータ・ジェネレータ（第二回転電機）
ＰＧ：遊星歯車装置（差動歯車装置）
ｓ：サンギヤ（第一回転要素）
ｃａ：キャリア（第二回転要素）
ｒ：リングギヤ（第三回転要素）
Ｏ：カウンタドライブギヤ（出力部材）
Ｄ：ディファレンシャル装置
Ｗ：車輪
Ｂ：バッテリ（電力供給手段）
１０：制御ユニット（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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