(57)【要約】【課題】ＥＶ走行中にエンジンを始動することに起因する違和感を防止する。【解決手段】第１モータが走行のためのトルクを出力してハイブリッド車両が前進走行しかつ切替機構が反転状態になっている状態で、もしくは第１モータが走行のためのトルクを出力してハイブリッド車両が後進走行しかつ切替機構が順転状態になっている状態で、第１モータによってエンジンをモータリングしてエンジンを始動する場合に、切替機構の動作状態を固定し、エンジンの回転数をエンジンでの継続的な燃焼が可能な回転数にまで第１モータによって増大させ（ステップＳ４）、エンジンの回転数が継続的な燃焼が可能な回転数にまで増大した際に切替機構の動作状態を切り替え（ステップＳ５）、かつエンジンのトルクを着火時のトルクより増大させる（ステップＳ６）。【選択図】図４
2017185940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンが連結された第１回転要素と、第１モータが連結された第２回転要素と、駆動輪にトルクを出力する第３回転要素との少なくとも三つの回転要素を有する差動機構と、前記第１回転要素を固定する固定部材とを備え、前記固定部材によって前記第１回転要素を固定した状態で前記第１モータによって前記エンジンをモータリングする場合に前記第１モータの出力トルクが前記第３回転要素に作用するように構成されたハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、
前記第３回転要素と共に回転する入力部材と前記駆動輪に連結された出力部材とを有し、かつ前記入力部材の回転方向と前記出力部材の回転方向が同一の順転状態と、前記入力部材の回転方向と前記出力部材の回転方向が互いに反対の反転状態とに切り替えられる切替機構と、
前記エンジンならびに前記第１モータおよび前記切替機構を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記第１モータが走行のためのトルクを出力して前記ハイブリッド車両が前進走行しかつ前記切替機構が前記反転状態になっている状態で、もしくは前記第１モータが走行のためのトルクを出力して前記ハイブリッド車両が後進走行しかつ前記切替機構が前記順転状態になっている状態で、前記第１モータによって前記エンジンをモータリングして前記エンジンを始動する場合に、前記切替機構の動作状態を固定し、
前記エンジンの回転数を前記エンジンでの継続的な燃焼が可能な回転数にまで前記第１モータによって増大させ、
前記エンジンの回転数が前記継続的な燃焼が可能な回転数にまで増大した際に前記切替機構の前記入力部材の回転を反転させることで動作状態を切り替える
ように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、
前記コントローラは、
前記ハイブリッド車両の車速が予め定めた基準車速以下であるか否かを判断し、
前記第１モータによって前記エンジンをモータリングして前記エンジンを始動する場合に前記切替機構の動作状態を固定し、かつ前記エンジンの回転数を前記エンジンでの継続的な燃焼が可能な回転数にまで前記第１モータによって増大させる制御は、前記車速が前記基準車速以下の場合に実行する
ように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、
前記切替機構は、サンギヤと、リングギヤと、前記サンギヤとリングギヤとの間に配置されたピニオンギヤを保持しているキャリヤとを回転要素としかつこれらの回転要素によって差動作用を行う遊星歯車機構と、いずれか二つの前記回転要素を連結して前記遊星歯車機構の全体を一体化することにより前記順転状態を設定するクラッチと、いずれか一つの回転要素の回転を制限して前記反転状態を設定するブレーキとを備えていることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、
前記サンギヤは前記入力部材に連結され、前記リングギヤは前記出力部材に連結され、前記キャリヤは前記ブレーキに連結され、
前記ブレーキによって前記キャリヤを固定することにより前記反転状態が設定される
ように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、
前記第１モータは、発電機能のあるモータ・ジェネレータによって構成され、
前記モータ・ジェネレータによって発電した電力で駆動されて走行のための駆動力を出力する少なくとも一つの第２モータを更に備え、
前記ハイブリッド車両は、前記第１モータと前記第２モータとの駆動力によって走行できるように構成されている
ことを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、走行のための駆動力を出力する駆動力源として、モータもしくは発電機能のあるモータとエンジンとを備えたハイブリッド車両に関し、特にそのモータによってエンジンをクランキングして始動する制御を行う装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のハイブリッド車両の一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されたハイブリッド車両は、エンジンとモータと発電機とを備えており、エンジンと発電機とが、遊星歯車機構からなる動力分割機構に連結され、その動力分割機構における出力要素にモータが連結されている。発電機は、電力を供給することによりモータとして機能するように構成されている。発電機のこのような機能を利用して、エンジンの駆動力に替えて発電機およびモータの駆動力によって走行することを可能にするために、動力分割機構においてエンジンに連結される入力要素の負方向（エンジンの回転方向とは反対方向）の回転を阻止する一方向クラッチが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２９５１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているハイブリッド車両の動力分割機構に採用されている差動機構は三つの回転要素を備えており、第１の回転要素に入力されたトルクに対する反力を第２の回転要素によって受け持つことにより、前記入力されたトルクを差動機構の増速比もしくは減速比に応じて変化させたトルクが第３の回転要素から出力される。そのため、前記発電機をモータとして機能させる場合には、エンジンに連結される入力要素が反力を受け持つ必要があるので、特許文献１に記載された装置では、一方向クラッチによって入力要素の回転を止めることにより、入力要素によって前記反力を受け持たせている。一方、前記発電機をモータとして機能させて前進走行している状態からエンジンを始動する場合、発電機が連結されている回転要素が入力要素になり、エンジンが連結されている回転要素が出力要素となるので、駆動輪に対して駆動力を出力している回転要素が反力要素となる。そのため、発電機の出力トルクによってエンジンをモータリングすると、走行のための駆動力を出力する回転要素に対して、駆動力を低下させる方向のトルクが作用する。このように、特許文献１に記載された構成では、エンジンを始動する場合に駆動力が低下し、これが要因となって車速が一時的に低下し、あるいは加速力が一時的に不足するなどのことによって搭乗者に違和感を与える可能性があった。
【０００５】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、走行のための駆動力を出力するモータによってエンジンをモータリングすることに起因する違和感を解消もしくは抑制することのできる制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンが連結された第１回転要素と、第１モータが連結された第２回転要素と、駆動輪にトルクを出力する第３回転要素との少なくとも三つの回転要素を有する差動機構と、前記第１回転要素を固定する固定部材とを備え、前記固定部材によって前記第１回転要素を固定した状態で前記第１モータによって前記エンジンをモータリングする場合に前記第１モータの出力トルクが前記第３回転要素に作用するように構成されたハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、前記第３回転要素と共に回転する入力部材と前記駆動輪に連結された出力部材とを有し、かつ前記入力部材の回転方向と前記出力部材の回転方向が同一の順転状態と、前記入力部材の回転方向と前記出力部材の回転方向が互いに反対の反転状態とに切り替えられる切替機構と、前記エンジンならびに前記第１モータおよび前記切替機構を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記第１モータが走行のためのトルクを出力して前記ハイブリッド車両が前進走行しかつ前記切替機構が前記反転状態になっている状態で、もしくは前記第１モータが走行のためのトルクを出力して前記ハイブリッド車両が後進走行しかつ前記切替機構が前記順転状態になっている状態で、前記第１モータによって前記エンジンをモータリングして前記エンジンを始動する場合に、前記切替機構の動作状態を固定し、前記エンジンの回転数を前記エンジンでの継続的な燃焼が可能な回転数にまで前記第１モータによって増大させ、前記エンジンの回転数が前記継続的な燃焼が可能な回転数にまで増大した際に前記切替機構の前記入力部材の回転を反転させることで動作状態を切り替えるように構成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
この発明では、前記コントローラは、前記ハイブリッド車両の車速が予め定めた基準車速以下であるか否かを判断し、前記第１モータによって前記エンジンをモータリングして前記エンジンを始動する場合に前記切替機構の動作状態を固定し、かつ前記エンジンの回転数を前記エンジンでの継続的な燃焼が可能な回転数にまで前記第１モータによって増大させる制御は、前記車速が前記基準車速以下の場合に実行するように構成されていてよい。
【０００８】
また、この発明では、前記切替機構は、サンギヤと、リングギヤと、前記サンギヤと前記リングギヤとの間に配置されたピニオンギヤを保持しているキャリヤとを回転要素としかつこれらの回転要素によって差動作用を行う遊星歯車機構と、いずれか二つの前記回転要素を連結して前記遊星歯車機構の全体を一体化することにより前記順転状態を設定するクラッチと、いずれか一つの回転要素の回転を制限して前記反転状態を設定するブレーキとを備えていてよい。
【０００９】
さらに、この発明では、前記サンギヤは前記入力部材に連結され、前記リングギヤは前記出力部材に連結され、前記キャリヤは前記ブレーキに連結され、前記ブレーキによって前記キャリヤを固定することにより前記反転状態が設定されるように構成されていてよい。
【００１０】
そして、この発明では、前記第１モータは、発電機能のあるモータ・ジェネレータによって構成され、前記モータ・ジェネレータによって発電した電力で駆動されて走行のための駆動力を出力する少なくとも一つの第２モータを更に備え、前記ハイブリッド車両は、前記第１モータと前記第２モータとの駆動力によって走行できるように構成されていてよい。
【発明の効果】
【００１１】
この発明では、エンジンの運転を止めて走行している状態で、第１モータによってエンジンを始動する場合、第１モータが出力するトルクが、ハイブリッド車両をその時点の走行方向に駆動するように作用する。そのため、エンジンを始動することに伴って駆動力が低下したり、それに伴っていわゆる引き込み感が生じたりすることを回避もしくは抑制できる。また、この発明で、始動後にエンジンのトルクを増大させるのは、切替機構の動作状態を変更した後であり、そのため、エンジンが出力するトルクを効率良く伝達して燃費を向上させ、あるいは切替機構の耐久性を向上させることができ、さらには後進時の駆動力を増大させることができる。また、差動機構を遊星歯車機構によって構成した場合、ピニオンギヤの回転数が過大になることを防止もしくは抑制することができる。
【００１２】
この発明では、第１モータによってエンジンをモータリングする前後に亘って、切替機構の動作状態を固定し、エンジンの回転数が着火回転数などの継続的な燃焼が可能な回転数に達した後に切替機構の動作状態を変更する制御を、車速が基準車速以下の場合に実行することができる。切替機構の動作状態を固定してエンジンをモータリングした場合に、切替機構あるいは差動機構を構成している所定の回転部材の回転数が、切替機構の動作状態を変更した場合より高回転数になる可能性があるが、上記のモータリングを基準車速以下の状態で実行することにより、前記回転部材の回転数が過度に高回転数になることを回避もしくは抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明で対象とするハイブリッド車両の駆動系統および制御系統の一例を模式的に示すブロック図である。
【図２】その差動機構の一例を模式的に示すスケルトン図である。
【図３】その切替機構の一例を模式的に示すスケルトン図である。
【図４】この発明の実施形態で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図５】この発明によるエンジンの始動制御をＥＶ走行で前進している状態で実行した場合の差動機構および切替機構の動作を説明するための共線図である。
【図６】この発明によるエンジンの始動制御をＥＶ走行で後進している状態で実行した場合の差動機構および切替機構の動作を説明するための共線図である。
【図７】この発明によるエンジンの始動制御をＥＶ走行で前進している状態で実行した場合におけるエンジンおよび各モータの回転数とトルクの変化、ならびにクラッチとブレーキとの動作状態の変化を示すタイムチャートである。
【図８】ＥＶ走行で前進している場合の差動機構および切替機構の動作を説明するための共線図である。
【図９】ＥＶ走行で後進している場合の差動機構および切替機構の動作を説明するための共線図である。
【図１０】この発明で対象とすることのできるハイブリッド車両の構成の他の例を示すブロック図である。
【図１１】この発明で採用することのできる切替機構の他の例を示すスケルトン図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この発明で制御の対象とする車両は、少なくとも一つのモータとエンジンとを駆動力源として備え、そのモータが出力するトルクで走行することができるとともに、運転を停止しているエンジンをモータによってモータリングして始動することのできるハイブリッド車両である。図１はこの発明の実施形態におけるハイブリッド車両１の駆動系統および制御系統を模式的に示している。ここに示す例では、エンジン（ＥＮＧ）２とモータ（ＭＧ１）３とに加えて、他のモータ（ＭＧ２）４が設けられている。エンジン２は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの従来知られている内燃機関であり、始動するためにモータリングを必要とする内燃機関である。また、モータ３，４は電力が供給されて回転することにより駆動力を出力する動力装置であり、好ましくは発電機能のあるモータ・ジェネレータである。
【００１５】
エンジン２とモータ３（以下、仮に第１モータ３とする）とが差動機構５に連結されている。差動機構５は、少なくとも三つの回転要素によって差動作用を行う機構である。それら三つの回転要素のうちの第１の回転要素にエンジン２が連結され、また第２の回転要素に第１モータ３が連結され、さらに第３の回転要素から駆動トルクを出力する。この種の差動機構５の一例が遊星歯車機構であり、図２にシングルピニオン型遊星歯車機構を模式的に示してある。図２に示す差動機構５は、サンギヤ５Ｓと、サンギヤ５Ｓに対して同心円上に配置されたリングギヤ５Ｒと、これらサンギヤ５Ｓおよびリングギヤ５Ｒに噛み合っているピニオンギヤ５Ｐを保持しているキャリヤ５Ｃとを回転要素として備えている。キャリヤ５Ｃにエンジン２が連結されており、また、サンギヤ５Ｓに第１モータ３が連結されている。この例では、キャリヤ５Ｃがこの発明の実施形態における第１回転要素に相当し、サンギヤ５Ｓがこの発明の実施形態における第２回転要素に相当し、リングギヤ５Ｒがこの発明の実施形態における第３回転要素に相当している。
【００１６】
三つの回転要素を備えた差動機構では、いずれか一つの回転要素にトルクを入力するとともに、他のいずれか一つの回転要素が反力を受け持つことにより、他の更に一つの回転要素が、前記入力されたトルクを増大させたトルクもしくは低減させたトルクで回転する。図２に示す例において、エンジン２が駆動力を出力している状態では、第１モータ３が発電機として機能して反力トルクをサンギヤ５Ｓに伝達し、したがってリングギヤ５Ｒからトルクが出力される。すなわち、エンジン２が駆動力を出力している状態では、キャリヤ５Ｃが入力要素、サンギヤ５Ｓが反力要素、リングギヤ５Ｒが出力要素となる。これに対して、第１モータ３をモータとして機能させて第１モータ３が走行のための駆動力を出力する場合、第１モータ３が連結されているサンギヤ５Ｓが入力要素となる。第１モータ３によるトルクはリングギヤ５Ｒから出力するからリングギヤ５Ｒが出力要素となり、したがってエンジン２が連結されているキャリヤ５Ｃが反力要素となる。この場合、エンジン２には負方向（エンジン２の正常な回転方向とは反対の方向）のトルクが作用するので、エンジン２の負方向の回転を阻止するとともに、キャリヤ５Ｃで反力を受けるようにするために、エンジン２の出力軸の回転もしくはキャリヤ５Ｃの回転を選択的に止め、あるいは回転を制限するブレーキＢ１が設けられている。ブレーキＢ１は、この発明の実施形態における固定部材に相当し、摩擦式のブレーキや噛み合い式のブレーキであってよい。摩擦式のブレーキであれば、スリップ状態で制動力を発生することにより、エンジン２の出力軸の回転もしくはキャリヤ５Ｃの回転を制限することができる。言い換えれば、エンジン２の出力軸の回転もしくはキャリヤ５Ｃを僅かな回転に制限しつつ、エンジン２の出力軸もしくはキャリヤ５Ｃにその回転を止める方向の制動力を付与することができる。また、噛み合い式のブレーキであれば、係合することによりエンジン２の出力軸の回転もしくはキャリヤ５Ｃの回転を止め、また解放することによりエンジン２の出力軸の回転もしくはキャリヤ５Ｃの回転を可能にすることになる。したがって、この発明の実施形態における固定部材による「固定」とは、回転を完全に止めること、および回転を完全には止めないが制限することの両方を含む。
【００１７】
差動機構５の出力側に切替機構６が連結されている。切替機構６は、上記の差動機構５における出力要素であるリングギヤ５Ｒに連結され、あるいはリングギヤ５Ｒと共に回転する入力部材６ａと、出力部材６ｂとを備え、これら入力部材６ａの回転方向と出力部材６ｂの回転方向とが同じになる第１の状態（以下、順転状態という）と、入力部材６ａの回転方向と出力部材６ｂの回転方向とが反対になる第２の状態（以下、反転状態という）とに切り替わるように構成されている。切替機構６の一例を図３に模式的に示してある。図３に示す例は、シングルピニオン型の遊星歯車機構と二つの係合機構とによって構成した例である。その遊星歯車機構は、サンギヤ６Ｓと、サンギヤ６Ｓに対して同心円上に配置されたリングギヤ６Ｒと、これらのサンギヤ６Ｓおよびリングギヤ６Ｒに噛み合っているピニオンギヤ６Ｐを保持しているキャリヤ６Ｃとを備えており、入力部材６ａがサンギヤ６Ｓに連結され、出力部材６ｂがリングギヤ６Ｒに連結されている。
【００１８】
サンギヤ６Ｓとキャリヤ６Ｃとの間にこれらサンギヤ６Ｓとキャリヤ６Ｃとを選択的に連結するクラッチＣ１が設けられている。クラッチＣ１は油圧あるいは電磁力によって係合し、また解放するように構成されている。クラッチＣ１が係合した場合にはサンギヤ６Ｓとキャリヤ６Ｃとが一体となって回転するから、遊星歯車機構の全体が一体となって回転する。すなわち、切替機構６はクラッチＣ１が係合することにより、順転状態になるように構成されている。また、キャリヤ６Ｃとケーシングなどの所定の固定部７との間に、キャリヤ６Ｃを選択的に固定するブレーキＢ２が設けられている。ブレーキＢ２は油圧あるいは電磁力などによって動作する摩擦式あるいは噛み合い式の係合機構である。ブレーキＢ２が係合するとキャリヤ６Ｃが固定されるから、サンギヤ６Ｓの回転方向とリングギヤ６Ｒの回転方向とは互いに反対になる。すなわち、切替機構６はブレーキＢ２が係合することにより、反転状態になるように構成されている。
【００１９】
切替機構６における出力部材６ｂは、終減速機であるデファレンシャルギヤ８に連結されており、またデファレンシャルギヤ８には左右の駆動輪９が連結されている。したがって、差動機構５におけるリングギヤ５Ｒは、切替機構６およびデファレンシャルギヤ８を介して駆動輪９に連結されている。この駆動輪９は、ハイブリッド車両１の前輪であってもよく、あるいは後輪であってもよい。そして、モータ４（以下、仮に第２モータ４とする）が、切替機構６の出力部材６ｂに連結されていて、第２モータ４はその出力トルクを駆動トルクとして駆動輪９に伝達するように構成されている。なお、第２モータ４は、ハイブリッド車両１が走行するための駆動トルクを出力し、また減速時にエネルギ回生を行うためのものであるから、第２モータ４は、前記駆動輪９とは異なる車輪に駆動トルクを伝達するように構成されていてもよい。例えば、前記駆動輪９がハイブリッド車両１の前輪の場合には、第２モータ４は後輪に駆動トルクを伝達するように構成されていてもよく、また反対に前記駆動輪９がハイブリッド車両１の後輪の場合には、第２モータ４は前輪に駆動トルクを伝達するように構成されていてもよい。
【００２０】
第１モータ３および第２モータ４は電源部１０に接続されている。電源部１０は、蓄電装置やインバータ（それぞれ図示せず）などを有し、蓄電装置の電力を各モータ３，４に供給して各モータ３，４によって駆動トルクを出力させ、また一方のモータ３（４）によって発電した電力を他方のモータ４（３）に供給し、さらにはいずれかのモータ３，４によって発電した電力を蓄電装置に充電するように構成されている。電源部１０がこのような作用を行うように電源部１０を制御する電子制御装置（ＨＶ−ＥＣＵ）１１が設けられている。このＨＶ−ＥＣＵ１１は、電源部１０に加えてエンジン２の出力や起動および停止を制御し、またブレーキＢ１の係合および解放を制御するコントローラであって、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたアクセル開度や車速、充電残量（ＳＯＣ）などのデータや予め記憶しているデータを使用して演算を行い、その演算の結果を制御指令信号として電源部１０やエンジン２あるいはブレーキＢ１に出力するように構成されている。
【００２１】
また、切替機構６を制御する電子制御装置（ＴＭ−ＥＣＵ）１２が設けられている。このＴＭ−ＥＣＵ１２は、切替機構６を順転状態と反転状態とに切り替えて設定するための装置であり、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力された各種のデータや予め記憶しているデータを使用して演算を行い、その演算の結果を制御指令信号として切替機構６に出力するように構成されている。
【００２２】
上記のＨＶ−ＥＣＵ１１およびＴＭ−ＥＣＵ１２がこの発明の実施形態におけるコントローラに相当する。なお、この発明では、これら二つのＥＣＵを統合した一つの電子制御装置を設けることとしてもよく、その場合には統合された一つの電子制御装置がこの発明の実施形態におけるコントローラに相当することになる。
【００２３】
上記のハイブリッド車両１は、エンジン２の運転を止めて、第２モータ４が出力するトルクによるＥＶ（Electric Vehicle）走行、もしくは第１および第２のモータ３，４が出力するトルクによるＥＶ走行が可能である。しかしながら、ＥＶ走行は蓄電装置の電力を使用して行うから、蓄電装置の充電残量が減少した場合にはエンジン２を始動することになり、またモータ３，４による駆動力には限度があって加速要求を満たすことができない場合があるので、アクセル開度が増大した場合にはエンジン２を始動することになる。この発明の実施形態における前述したコントローラを主体とする制御装置は、ＥＶ走行中におけるエンジン２の始動の制御を図４に示すように行う。
【００２４】
図４にフローチャートで示す制御例は、ハイブリッド車両１がＥＶ走行している場合に実行される。先ず、エンジン２の始動要求があるか否かが判断される（ステップＳ１）。前述したように、蓄電装置の充電残量が予め定めた所定値以下に減少した場合や、駆動要求が増大してエンジン２が出力する駆動力を必要とする場合などにエンジン２の始動要求が成立する。したがって、ステップＳ１の判断は、充電残量に基づいて行うことができ、あるいはアクセル開度に基づいて行うことができる。ステップＳ１で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくリターンする。
【００２５】
これとは反対にステップＳ１で肯定的に判断された場合には、ハイブリッド車両１で前進走行しており、かつ切替機構６が反転状態になっているか否か、あるいはハイブリッド車両１が後進走行しており、かつ切替機構６が順転状態になっているか否かが判断される（ステップＳ２）。この判断は、前述したＨＶ−ＥＣＵ１１やＴＭ−ＥＣＵ１２が出力している制御指令信号に基づいて行うことができ、あるいは各モータ３，４や切替機構６の動作状態を検出した信号に基づいて行うことができる。
【００２６】
ステップＳ２において判断している動作状態を図５の（ａ）および図６の（ａ）に共線図で示してある。なお、図５および図６における共線図の左半分が差動機構５についての共線図であり、右半分が切替機構６についての共線図である。また、各縦線が前述した各回転要素の相対位置を示し、それらの縦線上での点が各回転要素の回転数を示し、したがってそれらの回転数の点を結んだ直線が差動機構５および切替機構６の動作状態を示している。なお、図５および図６に記載してある矢印は、第１モータ３およびエンジン２が出力するトルクの方向、および第１モータ３やエンジン２がトルクを出力することに伴って各回転要素に作用するトルクの方向を示している。
【００２７】
図５の（ａ）はハイブリッド車両１が前進方向にＥＶ走行している状態を示しており、切替機構６は反転状態であるから出力部材６ｂと一体のリングギヤ６Ｒが正回転（エンジン２の正常な回転方向と同方向の回転）し、かつキャリヤ６ＣがブレーキＢ２によって固定されていることにより入力部材６ａと一体のサンギヤ６Ｓが負回転する。一方、差動機構５では、エンジン２に連結されているキャリヤ５ＣがブレーキＢ１によって固定され、もしくは回転が制限されているので、前記入力部材６ａに連結されているリングギヤ５Ｒが負回転することに伴ってサンギヤ５Ｓおよびこれに連結されている第１モータ３が正回転する。そして、第１モータ３は正回転方向のトルク（正トルク）を出力する。
【００２８】
また、図６の（ａ）はハイブリッド車両１が後進方向にＥＶ走行している状態を示しており、切替機構６は順転状態であるから出力部材６ｂと一体のリングギヤ６Ｒが負回転し、かつクラッチＣ１が係合して切替機構６の全体が一体となっていることにより入力部材６ａと一体のサンギヤ６Ｓおよびキャリヤ６Ｃが負回転する。一方、差動機構５では、エンジン２に連結されているキャリヤ５ＣがブレーキＢ１によって固定され、もしくは回転が制限されているので、前記入力部材６ａに連結されているリングギヤ５Ｒが負回転することに伴ってサンギヤ５Ｓおよびこれに連結されている第１モータ３が正回転する。そして、第１モータ３は正回転方向のトルク（正トルク）を出力する。
【００２９】
ステップＳ２で肯定的に判断された場合には、車速Ｖが予め定めた基準車速Ｖ０以下か否かが判断される（ステップＳ３）。この判断は、上記の切替機構６を構成している所定の回転部材（例えばピニオンギヤ６Ｐ）の回転数もしくは差動機構５を構成している所定の回転部材（例えばピニオンギヤ５Ｐ）の回転数が設計上、許容できる所定の回転数以上になるか否かを判断するためのものであり、したがって基準車速Ｖ０は実験やシミュレーションあるいは動力伝達経路におけるギヤ比などに基づいて設計上定めておくことができる。
【００３０】
ステップＳ３で肯定的に判断された場合には、第１モータ３（ＭＧ１）によってエンジン２（ＥＮＧ）のモータリングを実施する（ステップＳ４）。このモータリングは、エンジン２で着火するまで継続する。すなわち、切替機構６の動作状態を固定して従前の動作状態に維持したまま、モータリングが実行される。具体的には、ブレーキＢ１を解放してエンジン２および差動機構５のキャリヤ５Ｃの固定を解除し、かつ第１モータ３が出力する正トルクを増大させる。その状態を図５の（ｂ）および図６の（ｂ）に共線図によって示してある。なお、モータリングによって設定するエンジン２の回転数はいわゆる着火回転数であって、予め定められた回転数であり、この発明の実施形態において「エンジンの継続的な燃焼が可能な回転数」に相当する。
【００３１】
図５の（ｂ）はハイブリッド車両１が前進方向にＥＶ走行している状態を示しており、差動機構５のサンギヤ５Ｓに連結されている第１モータ３による正トルクが増大すると、リングギヤ５Ｒが反力を受け持つことによりキャリヤ５Ｃに正トルクが作用する。ブレーキＢ１が解放されていてキャリヤ５Ｃは回転することができるので、キャリヤ５Ｃおよびこれに連結されているエンジン２が正回転させられる。すなわち、エンジン２がモータリングされる。一方、切替機構６は、ブレーキＢ２が係合していることにより、反転状態になっているから、差動機構５におけるリングギヤ５Ｒに入力部材６ａを介して連結されているサンギヤ６Ｓに負トルクが作用することにより、出力部材６ｂに連結されているリングギヤ６Ｒに正トルクが作用する。すなわち、リングギヤ６Ｒから出力部材６ｂを介して出力される駆動トルクが、第１モータ３の出力トルクの増大に応じて増大する。
【００３２】
図６の（ｂ）はハイブリッド車両１が後進方向にＥＶ走行している状態を示しており、差動機構５のサンギヤ５Ｓに連結されている第１モータ３による正トルクが増大すると、リングギヤ５Ｒが反力を受け持つことによりキャリヤ５Ｃに正トルクが作用する。ブレーキＢ１が解放されていてキャリヤ５Ｃは回転することができるので、キャリヤ５Ｃおよびこれに連結されているエンジン２が正回転させられる。すなわち、エンジン２がモータリングされる。一方、切替機構６は、クラッチＣ１が係合していることにより、順転状態になっているから、差動機構５におけるリングギヤ５Ｒに入力部材６ａを介して連結されているサンギヤ６Ｓに負トルクが作用することにより、切替機構６の全体が負方向に回転し、出力部材６ｂに連結されているリングギヤ６Ｒに負トルクが作用する。すなわち、リングギヤ６Ｒから出力部材６ｂを介して出力される駆動トルクが、第１モータ３の出力トルクの増大に応じて増大する。
【００３３】
ステップＳ４の制御によってエンジン２の着火を行った後、切替機構６の動作状態が切り替えられる（ステップＳ５）。具体的には、前進走行している場合に、反転状態から順転状態に変更させられ、後進走行している場合には、順転状態から反転状態に変更させられる。その変更の状態を図５の（ｃ）および図６の（ｃ）に共線図によって示してある。
【００３４】
図５の（ｃ）は、ハイブリッド車両１が前進方向にＥＶ走行している状態で、エンジン２が始動されていわゆるハイブリッドモードでの走行（ＨＶ走行）に切り替わり、それに伴って切替機構６が反転状態から順転状態に切り替わる例を示している。切替機構６の反転状態から順転状態への切り替えは、ブレーキＢ２を解放するとともにクラッチＣ１を係合させることにより行われる。したがって、切替機構６の全体が一体となって回転する状態に切り替わるので、サンギヤ６Ｓが負回転から正回転に変化するとともにサンギヤ６Ｓの回転数がリングギヤ６Ｒの回転数にまで増大する。一方、差動機構５においては、エンジン２の回転数すなわちキャリヤ５Ｃの回転数が着火回転数になっている状態で、切替機構６におけるリングギヤ６Ｒ（あるいはサンギヤ６Ｓ）の回転数を維持するようにするために、第１モータ３およびこれが連結されているサンギヤ５Ｓの回転数が、切替機構６を順転状態に切り替える前の回転数より低下させられる。
【００３５】
図６の（ｃ）は、ハイブリッド車両１が後進方向にＥＶ走行している状態で、エンジン２が始動されていわゆるＨＶ走行に切り替わり、それに伴って切替機構６が順転状態から反転状態に切り替わる例を示している。切替機構６の順転状態から反転状態への切り替えは、クラッチＣ１を解放するとともにブレーキＢ２を係合させることにより行われる。したがって、キャリヤ６Ｃが固定された状態に切り替わるので、サンギヤ６Ｓが負回転から正回転に変化するとともにサンギヤ６Ｓの回転数がリングギヤ６Ｒの回転数にまで増大する。一方、差動機構５においては、上述した前進走行している場合と同様に、第１モータ３およびこれが連結されているサンギヤ５Ｓの回転数が、切替機構６を反転状態に切り替える前の回転数より低下させられる。
【００３６】
切替機構６における上記の切替制御が完了した後、エンジン２からトルクを出力させる（ステップＳ６）。エンジン２をモータリングして着火すると、エンジン２は自律回転を行う。その状態はいわゆるアイドリング状態であり、その回転数は自律回転を維持できる程度の予め定められている回転数であり、またエンジントルクはアイドル回転数制御によって設定されている吸入空気量に応じたトルクである。ステップＳ６ではそのようなアイドリング状態でのトルクを、発電や加速などのために要求されているトルクに増大させる。ステップＳ６での「トルクの出力」とは、このようにエンジントルクを増大させる制御である。その後、リターンする。
【００３７】
図５の（ｄ）は、前進状態でエンジン２がトルクを出力している状態を共線図で示している。差動機構５のキャリヤ５Ｃにはエンジン２が出力する正トルクが作用し、リングギヤ５Ｒにはハイブリッド車両１を前進走行させるための負荷（負方向のトルク）が作用しており、その状態で、第１モータ３を発電機として機能させてサンギヤ５Ｓに負トルクを作用させている。このようにしてエンジン２の回転数が第１モータ３によって制御されている。その結果、リングギヤ５Ｒおよびそのリングギヤ５Ｒに連結されている切替機構６に正方向のトルクが作用し、切替機構６はクラッチＣ１によってその全体が一体化されているので、出力部材６ｂから正トルクが駆動輪９に向けて出力される。なお、第１モータ３で発電した電力は第２モータ４に供給されて、第２モータ４が走行のための駆動トルクを出力する。したがって、前進走行状態でエンジン２が大きいトルクを出力するとしても、切替機構６の全体が一体化されていて切替機構６の内部で相対回転が生じないので、摩擦などによる動力損失が低減され、また切替機構６の耐久性が良好になる。
【００３８】
図６の（ｄ）は、後進状態でエンジン２がトルクを出力している状態を共線図で示している。差動機構５の動作状態は、上述した前進走行の場合と同様である。反転状態になっている切替機構６のサンギヤ６Ｓには正方向のトルクが作用し、その結果、リングギヤ６Ｒおよびこれと一体の出力部材６ｂには、切替機構６によって反転された負方向のトルクが作用し、その負トルクが駆動輪９に向けて出力される。その場合、切替機構６が前述した図３に示すように遊星歯車機構によって構成されていれば、反転状態の切替機構６における出力部材６ｂの回転数に対する入力部材６ａの回転数が大きくなって、切替機構６が変速比が「１」より大きい減速機として機能するので、後進走行のための駆動トルクを大きくすることができる。
【００３９】
一方、前述したステップＳ２で否定的に判断された場合には、ステップＳ４およびステップＳ５による制御を行わない他の方法でエンジン２が始動される（ステップＳ７）。例えば、ハイブリッド車両１が前進方向にＥＶ走行しており、かつ切替機構６が順転状態の場合であれば、直ちに第１モータ３によってエンジン２をモータリングし、かつエンジン２での着火を行い、さらにステップＳ６に進んでエンジン２からトルクを出力させる。このようにエンジン２をモータリングすると、モータリングに伴うトルクとして、切替機構６における入力部材６ａには負方向のトルクが作用し、これが前進走行のための駆動トルクを減じるように作用する。同様に、ハイブリッド車両１が後進方向にＥＶ走行しており、かつ切替機構６が反転状態の場合であれば、直ちに第１モータ３によってエンジン２をモータリングし、かつエンジン２での着火を行い、さらにステップＳ６に進んでエンジン２からトルクを出力させる。このようにエンジン２をモータリングすると、モータリングに伴うトルクとして、切替機構６における入力部材６ａには負方向のトルクが作用し、そのトルクが切替機構６によって反転されて出力部材６ｂに、前進方向のトルクとして作用し、その結果、後進走行のための駆動トルクが減じられる。このようにステップＳ７の制御では、走行のための駆動トルクが、エンジン２をモータリングすることによって一時的に低下する。しかしながら、切替機構６の動作状態を切り替えることなく、直ちにエンジン２を始動し、その出力トルクを増大させることができるので、エンジン始動の遅れを回避もしくは抑制することができる。
【００４０】
また、車速Ｖが前記の基準車速Ｖ０を超えていることによりステップＳ３で否定的に判断された場合には、ステップＳ７に進んで、ステップＳ４およびステップＳ５による制御を行わない他の方法でエンジン２が始動される。このような制御を行う理由は、車速Ｖがある程度高車速であることにより、切替機構６あるいは差動機構５における所定の回転部材の回転数が過度に高回転数になって、切替機構６あるいは差動機構５の耐久性が低下する可能性があると考えられるからである。
【００４１】
上述したエンジン始動制御のうち、二つのモータ３，４を駆動力源としたＥＶ走行で前進し、かつ切替機構６が反転状態になっている状態でエンジン２を始動した場合の回転数やトルクの変化の一例を図７に示してある。図７において、エンジン２をモータリングするｔ1 時点より以前の状態では、エンジン２が停止しており、また各モータ３，４がモータとして機能して正トルクを出力しており、さらにクラッチＣ１が解放し、かつブレーキＢ２が係合している。
【００４２】
第１モータ３がエンジン２をモータリングするためのトルクを出力すると（ｔ1 時点）、エンジン２の回転数が次第に増大するとともに、エンジン２が回転することに伴うフリクショントルクやイナーシャトルクなどが発生し、エンジン２のトルクは負トルクとなる。また、第１モータ３のトルクはモータリングに要するトルク分、変化する。その変化は、必ずしも増大には限られない。ハイブリッド車両１を駆動する際の第１モータ３の駆動トルクによっては、その駆動トルクがエンジン２をモータリングするトルク以上になる場合があるからである。
【００４３】
第２モータ４の回転数は、車速Ｖに応じた回転数に維持され、車速Ｖが変化しなければ図７に示すように一定の回転数に維持される。また、エンジン２をモータリングすることに伴うフリクショントルクやイナーシャトルクなどが駆動力となることがあり、その場合には第２モータ４のトルクはフリクショントルクやイナーシャトルクなどに応じて、図７に示すように低下させられる。
【００４４】
エンジン２の回転数が着火回転数に達して着火が行われると（ｔ2 時点）、エンジン２は自らがトルク出力するので、エンジン２のトルクは、初爆による一時的な増大の後、アイドリング状態のトルクに維持される。一方、第１モータ３のトルクは、エンジン２のモータリングの必要がなくなるので、所定値以下（例えば、「０」）に低下させられる。その場合、第１モータ３はエンジン２に連れ回されるので、従前の回転数程度の回転数に維持される。また、第２モータ４のトルクは、前述したフリクショントルクやイナーシャトルクなどが作用していた場合にはこれらのトルクが作用しなくなることにより、ｔ1 時点以前のトルク程度に復帰する。
【００４５】
エンジン２の着火の後に、切替機構６の動作状態が切り替えられる（ｔ3 時点）。図７に示す例では、切替機構６の動作状態は、反転状態から順転状態に切り替えられる。具体的には、ブレーキＢ２が解放させられ、またクラッチＣ１が係合させられる。その場合、ブレーキＢ２とクラッチＣ１とが共に所定値以上の伝達トルク容量になってしまうと、いわゆるタイアップによって切替機構６の回転が制限されることになる。そのため、図７に示す例では、ブレーキＢ２の解放指令信号をクラッチＣ１の係合指令信号に対して先行して出力する。また、ブレーキＢ２を解放することによる回転数の変化によってクラッチＣ１での回転数の同期（クラッチＣ１における回転数差が所定値以下に低下する状態）が生じ、その時点にクラッチＣ１を係合させればよい場合があるからである。
【００４６】
ブレーキＢ２の解放指令信号を出力した後、クラッチＣ１の同期を達成するために、第１モータ３は負トルクを出力する。これは、前述した図５の（ｃ）や図６の（ｃ）に示すように、サンギヤ５Ｓの回転数を低下させることによりリングギヤ５Ｒおよびこれと一体のサンギヤ６Ｓの回転数を増大させる制御である。すなわち、クラッチＣ１の同期とは、クラッチＣ１を構成している駆動側（入力側）の回転部材の回転数と従動側（出力側）の回転部材との回転数を一致させることである。クラッチＣ１の係合（同期）が完了すると（ｔ4 時点）、第１モータ３は同期のためのトルクを出力する必要がなくなるので、第１モータ３のトルクは所定値以下（例えば、「０」）に戻される。なお、クラッチＣ１の同期完了の判定は、例えば切替機構６における入力部材６ａや出力部材６ｂの回転数、あるいはこれらの部材６ａ，６ｂに連結されている部材の回転数を検出し、その検出された回転数に基づいて行うことができる。
【００４７】
その後、切替機構６の動作状態が順転状態に切り替わったことの判断が成立する（ｔ5 時点）。順転状態はクラッチＣ１が確実に係合することにより設定されるので、クラッチＣ１の係合力（例えば油圧）が安定したことによって、順転状態に切り替わったことの判断を成立させる。したがって、その判断は、クラッチＣ１の同期のｔ4 時点から予め定めた所定時間が経過した時点（ｔ5 時点）に成立させることとしてある。なお、所定時間の経過に加えて、あるいは所定時間の経過に替えて、クラッチＣ１の油圧を検出するセンサによる検出信号や、適宜の回転部材の回転数を検出するセンサからの検出信号などに基づいて、切替機構６の動作状態が切り替わったことの判断を行うこともできる。
【００４８】
切替機構６が順転状態に切り替わると、その後、エンジン２からトルクが出力される。この制御は、前述したように、エンジン２の出力トルクを、アイドリング状態のトルクから、アクセル開度などに基づいて決まる要求トルクに増大させる制御である。その場合のエンジン回転数の目標値は、例えば最適燃費線に基づいて決まる回転数であり、エンジン回転数をその目標回転数に設定するために、第１モータ３の回転数が制御される。図７に示す例では、第１モータ３が発電機として機能することにより負トルクを発生し、エンジン回転数はその第１モータ３の回転数に応じた回転数に制御される。なお、第１モータ３で発電した電力は第２モータ４に供給され、第２モータ４が要求駆動力に応じたトルクを出力する。
【００４９】
上述したように、この発明の実施形態における制御装置によれば、ＥＶ走行中にエンジン２をモータリングして始動する場合、前進走行中であれば切替機構６が反転状態になっているときに第１モータ３によってモータリングを行い、また後進走行中であれば切替機構６が反転状態になっているときに第１モータ３によってモータリングを行う。そのため、第１モータ３が出力するトルクがその時点の走行方向に向けたトルクとして駆動輪９に作用するので、エンジン２を始動することに伴って駆動力が一時的に低下したり、これが原因でいわゆる引き込み感が生じたりすることを防止もしくは抑制することができる。
【００５０】
また、この発明の実施形態における制御装置によれば、エンジン２を始動することに要因となって駆動要求に応じたトルクにエンジントルクを増大させるのは、エンジン２に着火後、切替機構６の動作状態を切り替えた後である。したがって、切替機構６を遊星歯車機構を使用して図３に示すように構成した場合には、第１モータ３によってエンジン２をモータリングすることに伴って切替機構６の出力部材６ｂに作用するトルクは、切替機構６が減速機として機能するので、第１モータ３の出力トルクを切替機構６によって増大させたトルクとなる。そのため、エンジン２の始動に伴う駆動力の低下を、より確実に防止もしくは抑制することができる。
【００５１】
また、エンジン２の始動後、エンジン２のトルクを目標トルクに増大させる場合には、切替機構６は変速作用を行わず、その全体が一体となって回転する。すなわち、エンジン２がトルクを出力することにより切替機構６にＥＶ走行時より大きいトルクが作用する状態では、切替機構６における相対回転（差回転）が生じないので、摩擦などによる動力損失を低減して動力伝達効率あるいはハイブリッド車両１の燃費を向上させることができ、さらには前進走行が通常の走行状態であることを考慮すると、切替機構６の耐久性を向上させることができる。
【００５２】
さらに、この発明の実施形態における制御装置においては、車速Ｖが基準車速Ｖ０以下の場合に図４に示すステップＳ４およびステップＳ５の制御を行う。このような構成であれば、駆動力の一時的な変化が違和感となりやすい走行状態であっても、エンジン始動に伴って駆動力が一時的に低下することを回避もしくは抑制できるので、ハイブリッド車両１のドライバビリティが損なわれることを防止もしくは抑制することができる。また、車速Ｖが基準車速Ｖ０を超えている場合には、切替機構６の動作状態によって制限されずにエンジン２のモータリングを行うことになるので、迅速なエンジン始動が可能になる。
【００５３】
そして、この発明の実施形態における制御装置においては、ＥＶ走行で後進している状態でエンジン２を始動した場合、エンジン２の着火後に切替機構６を反転状態に切り替えるので、エンジン２が出力するトルクを後進方向のトルクとして駆動輪９に伝達することができる。すなわち、エンジン２によって後進走行することができるので、後進時の駆動力を大きくすることができる。また、後進時に第１モータ３の回転数を高回転数にする必要がないので、差動機構５を構成している遊星歯車機構のピニオンギヤ５Ｐの回転数が高くならず、遊星歯車機構の耐久性を向上させることができる。
【００５４】
ここで、前述したハイブリッド車両１がＥＶ走行する場合の駆動形態を図８および図９に例示してある。図８は、前進走行する場合の駆動形態を共線図によって表している。図８の（ａ）に示す例では、切替機構６は順転状態になっている。差動機構５ではキャリヤ５ＣがブレーキＢ１によって固定され、もしくは回転が制限されており、第１モータ３が負方向に回転して負トルクを出力し、したがってリングギヤ５Ｒおよびこれに連結されている切替機構６のサンギヤ６Ｓに正トルクが作用し、これらリングギヤ５Ｒおよびサンギヤ６Ｓが正回転する。切替機構６はクラッチＣ１が係合して順転状態になっていてその全体が一体となって回転するから、リングギヤ６Ｒおよびこれに連結されている出力部材６ｂに正トルクが作用して、これらリングギヤ６Ｒおよび出力部材６ｂが正回転する。すなわち、ハイブリッド車両１が前進走行する。なお、第２モータ４が正トルクを出力している。
【００５５】
図８の（ｂ）に示す例では、切替機構６は反転状態になっている。差動機構５ではキャリヤ５ＣがブレーキＢ１によって固定され、もしくは回転が制限されており、第１モータ３が正方向に回転して正トルクを出力し、したがってリングギヤ５Ｒおよびこれに連結されている切替機構６のサンギヤ６Ｓに負トルクが作用し、これらリングギヤ５Ｒおよびサンギヤ６Ｓが負方向に回転する。切替機構６はブレーキＢ１が係合して反転状態になっているから、リングギヤ６Ｒおよびこれに連結されている出力部材６ｂに正トルクが作用して、これらリングギヤ６Ｒおよび出力部材６ｂが正回転する。すなわち、ハイブリッド車両１が前進走行する。なお、第２モータ４が正トルクを出力している。図４に示す制御例では、車速Ｖが基準車速Ｖ０以下の場合に、この図８の（ｂ）に示す状態でエンジン２を始動する制御が実行される。
【００５６】
図９は、前進走行する場合の駆動形態を共線図によって表している。図９の（ａ）に示す例では、切替機構６は順転状態になっている。差動機構５ではキャリヤ５ＣがブレーキＢ１によって固定され、もしくは回転が制限されており、第１モータ３が正方向に回転して正トルクを出力し、したがってリングギヤ５Ｒおよびこれに連結されている切替機構６のサンギヤ６Ｓに負トルクが作用し、これらリングギヤ５Ｒおよびサンギヤ６Ｓが負方向に回転する。切替機構６はクラッチＣ１が係合して順転状態になっていてその全体が一体となって回転するから、リングギヤ６Ｒおよびこれに連結されている出力部材６ｂに負トルクが作用して、これらリングギヤ６Ｒおよび出力部材６ｂが負方向に回転する。すなわち、ハイブリッド車両１が後進走行する。なお、第２モータ４が負トルクを出力している。図４に示す制御例では、車速Ｖが基準車速Ｖ０以下の場合に、この図９の（ａ）に示す状態でエンジン２を始動する制御が実行される。
【００５７】
図９の（ｂ）に示す例では、切替機構６は反転状態になっている。差動機構５ではキャリヤ５ＣがブレーキＢ１によって固定され、もしくは回転が制限されており、第１モータ３が負方向に回転して負トルクを出力し、したがってリングギヤ５Ｒおよびこれに連結されている切替機構６のサンギヤ６Ｓに正トルクが作用し、これらリングギヤ５Ｒおよびサンギヤ６Ｓが正方向に回転する。切替機構６はブレーキＢ１が係合して反転状態になっているから、リングギヤ６Ｒおよびこれに連結されている出力部材６ｂに負トルクが作用して、これらリングギヤ６Ｒおよび出力部材６ｂが負方向に回転する。すなわち、ハイブリッド車両１が後進走行する。なお、第２モータ４が負トルクを出力している。
【００５８】
この発明で対象とすることのできるハイブリッド車両１は、前述した図１に示す構成とは異なる構成であってもよい。その例を示すと図１０に示すとおりである。図１０の（ａ）に示す例は、前述した図１に示す構成のうち第２モータ４の位置を変更した例であり、第２モータ４は切替機構６の入力側に配置され、切替機構６の入力部材６ａに連結されている。図１０の（ｂ）に示す例は、前述した図１に示す構成のうち第２モータ４の位置を変更した例であり、第２モータ４は差動機構５の入力側に配置され、エンジン２の出力軸もしくは差動機構５における入力側の部材（例えば前記キャリヤ５Ｃ）に連結されている。図１０の（ｃ）は、図１に示す構成のうちブレーキＢ１に替えて二つのクラッチＣ０，Ｃ２を設けた例である。エンジン２と差動機構５との間にクラッチＣ０が設けられ、エンジン２と差動機構５とを選択的に連結し、またその連結を解くように構成されている。また、差動機構５におけるいずれか二つの回転要素の間にクラッチＣ２が設けられている。このクラッチＣ２を係合させることにより、差動機構５の全体が一体となって回転し、第１モータ３が出力したトルクが増減あるいは反転されることなく切替機構６に伝達される。また、クラッチＣ２を解放することにより差動機構５が差動作用を行う。したがって、図１０の（ｃ）に示す構成であっても前述した図１に示す構成のハイブリッド車両１と同様に動作させることができる。
【００５９】
さらに、この発明で対象とするハイブリッド車両１に使用できる切替機構６は、前述した図３に示す構成のものに限定されないのであり、図１１に示す構成の切替機構６であってもよい。図１１の（ａ）に示す例は、シングルピニオン型遊星歯車機構に替えてダブルピニオン型遊星歯車機構を使用した例である。サンギヤ６Ｓとリングギヤ６Ｒとの間に、サンギヤ６Ｓに噛み合っているピニオンギヤ６Ｐ1 と、そのピニオンギヤ６Ｐ1 およびリングギヤ６Ｒに噛み合っているピニオンギヤ６Ｐ2 とが設けられ、これらのピニオンギヤ６Ｐ1 ，６Ｐ2 がキャリヤ６Ｃによって保持されている。出力部材６ｂは、前記リングギヤ６Ｒに替えてキャリヤ６Ｃに連結されている。そして、リングギヤ６Ｒと所定の固定部７との間にブレーキＢ２が設けられ、ブレーキＢ２によってリングギヤ６Ｒを選択的に固定するようになっている。クラッチＣ１は前述した図３に示す例と同様に、キャリヤ６Ｃと入力部材６ａもしくはサンギヤ６Ｓとを選択的に連結するように配置されている。この図１１の（ａ）に示す構成では、クラッチＣ１を係合させることにより、切替機構６の全体が一体となって回転する順転状態となる。また、クラッチＣ１を解放してブレーキＢ２を係合することにより、サンギヤ６Ｓと一体の入力部材６ａの回転方向とは反対方向に、出力部材６ｂと一体のキャリヤ６Ｃが回転する反転状態になる。
【００６０】
図１１の（ａ）に示す構成の切替機構６では、順転状態で全体が一体となって回転し、切替機構６を構成している部材同士の間の相対回転が生じないので、切替機構６を順転状態に設定して走行する場合には切替機構６における動力損失が抑制されて動力伝達効率あるいは燃費が向上する。また、反転状態では、切替機構６が減速機として機能するので、切替機構６によって駆動トルクを増大させることができる。前述したように、ＥＶ走行で後進する場合に切替機構６を反転状態にすることにより、ＥＶ走行での後進トルクを大きくすることができるので、ＥＶ走行できる機会を増大させることができる。
【００６１】
図１１の（ｂ）に示す例は、順転ギヤ対６１と反転ギヤ対６２とを使用して切替機構６を構成した例である。ここに示す例では、入力部材６ａと出力部材６ｂとは互いに平行に配置された回転軸によって構成されている。また、順転ギヤ対６１は、入力部材６ａに取り付けられた駆動ギヤ６１ａと、出力部材６ｂに回転可能に取り付けられた従動ギヤ６１ｂと、これらのギヤ６１ａ，６１ｂの間に配置されて各ギヤ６１ａ，６１ｂに噛み合っているアイドルギヤ６１ｃとによって構成されている。そして、従動ギヤ６１ｂを出力部材６ｂに選択的に連結するクラッチＣ61が設けられている。他方、反転ギヤ対６２は、入力部材６ａに取り付けられた駆動ギヤ６２ａと、その駆動ギヤ６２ａに噛み合うとともに出力部材６ｂに回転可能に取り付けられた従動ギヤ６２ｂとによって構成されている。そして、従動ギヤ６２ｂを出力部材６ｂに選択的に連結するクラッチＣ62が設けられている。
したがって、図１１の（ｂ）に示す構成では、順転ギヤ対６１の駆動ギヤ６１ａと従動ギヤ６１ｂとは同方向に回転するので、その従動ギヤ６１ｂをクラッチＣ61によって出力部材６ｂに連結することにより切替機構６は順転状態に設定される。また、反転ギヤ対６２の駆動ギヤ６２ａと従動ギヤ６２ｂとは互いに反対方向に回転するので、その従動ギヤ６２ｂをクラッチＣ62によって出力部材６ｂに連結することにより切替機構６は反転状態に設定される。
【００６２】
なお、図１１の（ｂ）に示す例では、順転ギヤ対６１の変速比が「１」より大きくなっており、また反転ギヤ対６２の変速比が「１」より小さくなっている。したがって、ＥＶ走行で前進する場合、第１モータ３の出力トルクが切替機構６によって増幅されて駆動輪９に伝達されるので、ＥＶ走行での前進時の駆動力を大きくすることができ、ひいてはＥＶ走行できる機会を増大させることができる。また、切替機構６を反転状態に設定した場合、駆動力を伝達する歯車の数が順転状態を設定した場合に比較して少なくなるので、動力損失をが抑制されて動力伝達効率あるいは燃費が向上する。
【００６３】
なお、前述した図４に示す制御例では、車速Ｖが基準車速Ｖ０以下か否かを判断することとしてあるが、この発明の実施形態による制御装置では、車速Ｖについての判断を行うことなく前述したステップＳ４およびステップＳ５の制御を実行するように構成されていてもよい。
【００６４】
また、上述した実施形態では、差動機構５と切替機構６とがそれぞれ遊星歯車機構によって構成され、差動機構５と切替機構６とが互いに独立した機構として構成されているが、この発明は上述した実施形態に限られないのであって、差動機構５と切替機構６とは、それぞれの機能を確保した状態で一体化もしくは複合化されて構成されていてもよい。例えば、差動機構５と切替機構６とを、二つの遊星歯車機構におけるサンギヤやキャリヤあるいはリングギヤを共用化し、あるいは連結した一つの複合遊星歯車機構などの歯車機構によって構成してもよい。その場合、複合遊星歯車機構を構成している所定の回転要素の間にクラッチなどの係合機構を設けることになる。また、複合遊星歯車機構における所定の回転部材が前述した実施形態における入力部材を兼ねることになる。
【００６５】
さらに、この発明における第２モータは、少なくとも一つであればよいので、二つ以上の第２モータを設けてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１…ハイブリッド車両、  ２…エンジン、  ３…モータ（第１モータ）、  ４…モータ（第２モータ）、  ５…差動機構、  ５Ｃ…キャリヤ、  ５Ｓ…サンギヤ、  ５Ｒ…リングギヤ、  Ｂ１，Ｂ２…ブレーキ、  ６…切替機構、  ６ａ…入力部材、  ６ｂ…出力部材、  ６Ｓ…サンギヤ、  ６Ｒ…リングギヤ、  ６Ｃ…キャリヤ、  Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ61，Ｃ62…クラッチ、  ７…固定部、  ８…デファレンシャルギヤ、  ９…駆動輪、  １０…電源部、  １１…電子制御装置（ＨＶ−ＥＣＵ）、  １２…電子制御装置（ＴＭ−ＥＣＵ）、  ６１…順転ギヤ対、  ６２…反転ギヤ対、  ６１ａ…駆動ギヤ、  ６１ｂ…従動ギヤ、  ６１ｃ…アイドルギヤ、  ６２ａ…駆動ギヤ、  ６２ｂ…従動ギヤ。
【図１】
2017185940.tif 000003
【図２】
2017185940.tif 000004
【図３】
2017185940.tif 000005
【図４】
2017185940.tif 000006
【図５】
2017185940.tif 000007
【図６】
2017185940.tif 000008
【図７】
2017185940.tif 000009
【図８】
2017185940.tif 000010
【図９】
2017185940.tif 000011
【図１０】
2017185940.tif 000012
【図１１】
2017185940.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月9日(2017.2.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
エンジンが連結された第１回転要素と、第１モータが連結された第２回転要素と、駆動輪にトルクを出力する第３回転要素との少なくとも三つの回転要素を有する差動機構と、前記第１回転要素を固定する固定部材とを備え、前記固定部材によって前記第１回転要素を固定した状態で前記第１モータの出力トルクが前記第３回転要素に作用するように構成されたハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、
前記第３回転要素と共に回転する入力部材と前記駆動輪に連結された出力部材とを有し、かつ前記入力部材の回転方向と前記出力部材の回転方向が同一の順転状態と、前記入力部材の回転方向と前記出力部材の回転方向が互いに反対の反転状態とに切り替えられる切替機構と、
前記エンジンならびに前記第１モータおよび前記切替機構を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記第１モータが走行のためのトルクを出力して前記ハイブリッド車両が前進走行しかつ前記切替機構が前記反転状態になっている状態で、もしくは前記第１モータが走行のためのトルクを出力して前記ハイブリッド車両が後進走行しかつ前記切替機構が前記順転状態になっている状態で、前記第１モータによって前記エンジンをモータリングして前記エンジンを始動する場合に、前記切替機構の動作状態を固定し、
前記エンジンの回転数を前記エンジンでの継続的な燃焼が可能な回転数にまで前記第１モータによって増大させ、
前記エンジンの回転数が前記継続的な燃焼が可能な回転数にまで増大した際に前記切替機構の前記入力部材の回転を反転させることで動作状態を切り替える
ように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンが連結された第１回転要素と、第１モータが連結された第２回転要素と、駆動輪にトルクを出力する第３回転要素との少なくとも三つの回転要素を有する差動機構と、前記第１回転要素を固定する固定部材とを備え、前記固定部材によって前記第１回転要素を固定した状態で前記第１モータの出力トルクが前記第３回転要素に作用するように構成されたハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、前記第３回転要素と共に回転する入力部材と前記駆動輪に連結された出力部材とを有し、かつ前記入力部材の回転方向と前記出力部材の回転方向が同一の順転状態と、前記入力部材の回転方向と前記出力部材の回転方向が互いに反対の反転状態とに切り替えられる切替機構と、前記エンジンならびに前記第１モータおよび前記切替機構を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記第１モータが走行のためのトルクを出力して前記ハイブリッド車両が前進走行しかつ前記切替機構が前記反転状態になっている状態で、もしくは前記第１モータが走行のためのトルクを出力して前記ハイブリッド車両が後進走行しかつ前記切替機構が前記順転状態になっている状態で、前記第１モータによって前記エンジンをモータリングして前記エンジンを始動する場合に、前記切替機構の動作状態を固定し、前記エンジンの回転数を前記エンジンでの継続的な燃焼が可能な回転数にまで前記第１モータによって増大させ、前記エンジンの回転数が前記継続的な燃焼が可能な回転数にまで増大した際に前記切替機構の前記入力部材の回転を反転させることで動作状態を切り替えるように構成されていることを特徴とするものである。