JP2010208584A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転要素のロックにより固定変速モードを実現可能なハイブリッド車両において、回転要素の誤ロックによる共振を抑制する。
【解決手段】エンジン２００、ＭＧ１及びＭＧ２を有し、ハイブリッド車両の動力ユニットとして機能するハイブリッド駆動装置１０は、サンギアＳ１の回転を阻止することによりＭＧ１をロック状態と非ロック状態とに制御可能なブレーキ機構７００を備えている。誤ロック時退避制御において、ＥＣＵは、ＭＧ１ロックフェイルの有無を判別し、ＭＧ１ロックフェイルが発生した場合には、機関回転速度収束値ＮＥＫＬを算出し、この機関回転速度収束値ＮＥＫＬが予め設定された共振帯域内である場合には、エンジンをフューエルカット状態とし、モータリング走行を行わしめると共に、制動装置ＢＲを制御してハイブリッド車両を減速させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転要素をロックすることにより複数の変速モードを選択可能なハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。

この種のハイブリッド車両として、発電機の回転を固定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のハイブリッド車両によれば、発電機の回転を固定することにより、走行中にエンジン停止状態からエンジン始動を行うことができるとされている。

尚、ハイブリッド車両において、締結要素がＯＦＦ故障或いはＯＮ故障した場合に、締結要素に応じて代替モードに変更する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

一方、固定変速モードと無段変速モードとを有するハイブリッド車両が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

また、固定変速モードと無段変速モードとを有するハイブリッド車両において、モータが故障した場合に固定変速モードを選択するものも提案されている（例えば、特許文献４参照）。

特開平９−１０９６９４号公報 特開２００６−０２２８４４号公報 特開２００４−３４５５２７号公報 特開２００５−３０４２２９号公報

上記各種の従来技術においては、回転要素が誤ってロックされた場合について何らの対策も講じられていない。従って、場合によっては、内燃機関の機関回転速度が共振帯域内に入る可能性があり、ハイブリッド車両におけるＮＶ（Noise and Vibration：騒音と振動）性能が悪化する可能性がある。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、回転要素の誤ロックによる車両のＮＶ性能の低下を防止可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関と、発電機と、車軸に連結される駆動軸に連結され該駆動軸との間で動力の入出力が可能な電動機とを少なくとも含む動力供給要素と、前記内燃機関の機関出力軸、前記発電機の出力軸及び前記駆動軸に夫々連結されてなる回転要素を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備え、前記駆動軸に対し前記内燃機関の動力の少なくとも一部を供給可能な動力分割機構と、前記複数の回転要素のうち一の回転要素の状態を、固定部材から解放された回転可能な非ロック状態と該固定部材に固定された回転不能なロック状態との間で切り替え可能なロック手段とを備え、前記非ロック状態に対応し且つ前記機関出力軸の回転速度と前記駆動軸の回転速度との比たる変速比が連続的に可変な無段変速モードと、前記ロック状態に対応し且つ該変速比が固定される固定変速モードとを選択可能に構成されてなるハイブリッド車両の制御装置であって、前記一の回転要素が誤ロック状態にあるか否かを判別する第１判別手段と、前記一の回転要素が誤ロック状態にあると判別された場合に、前記内燃機関の機関回転速度が所定の共振帯域内で収束するか否かを判別する第２判別手段と、前記機関回転速度が前記共振帯域内で収束すると判別された場合に、前記機関回転速度が前記共振帯域外で収束するように前記ハイブリッド車両を制御する第１制御手段とを具備することを特徴とする。

本発明に係る動力分割機構は、内燃機関と、好適な一形態としてモータジェネレータ等電動機としての機能を併有する構成を採り得る発電機と、好適な一形態としてモータジェネレータ等発電機としての機能を併有する電動機とを少なくとも含む動力要素と夫々接続される或いは接続可能に構成される回転要素を含む、相互に差動回転可能な複数の回転要素（即ち、各動力要素に対応する回転要素は、動力分割機構に備わる回転要素の少なくとも一部であって、必ずしも全てでなくてもよい）を備えた、例えば遊星歯車機構等の形態を採る。動力分割機構は、この回転要素の差動作用により、車軸に直接的又は間接的の別を問わず連結される駆動軸に対し、内燃機関の動力の少なくとも一部を供給可能に構成される。また、電動機は、この駆動軸との間で動力（例えば、トルク）の入出力が可能となるように動力分割機構の回転要素と連結されており、本発明に係るハイブリッド車両は、内燃機関の動力と電動機の動力とを協調的に制御すること等によって所謂ハイブリッド走行を行うことが可能である。

本発明に係るロック手段とは、これら複数の回転要素のうち一の回転要素（以下、適宜「ロック対象回転要素」と称する）を固定部材に対し直接的又は間接的の別を問わず固定可能、且つ固定部材から同様に解放可能な手段を包括する概念であり、好適な一形態として、例えばカムロック機構等を含むセルフロック式係合装置、湿式多板ブレーキ等を含む摩擦係合装置、或いは電磁ドグクラッチ機構等を含む回転同期噛合装置等の各種態様を採り得る。本発明に係るハイブリッド車両は、このロック手段の作用により、例えばクランク軸等に代表される内燃機関の機関出力軸と、駆動軸との間の回転速度比たる変速比を規定する変速モードを、無段変速モードと固定変速モードとの間で切り替え可能に構成される。この際、一の変速モードに属する変速段は単数であっても複数であってもよい。

無段変速モードとは、ロック対象回転要素が固定部材から解放され回転可能な非ロック状態にある場合に対応しており、上記変速比を、理論的に、実質的に或いは予め規定された物理的、機械的、機構的又は電気的な制約の範囲内で、連続的に（実践上連続的であるのと同等に段階的な態様を含む）変化させることが可能な変速比の制御態様を指し、好適な一形態として、発電機或いは発電機に連結された回転要素を内燃機関の反力トルクを負担する反力要素とし、発電機によりその回転速度を制御すること等により実現される。無段変速モードにおいては、内燃機関の動作点（例えば、機関回転速度とトルクとにより規定される内燃機関の一運転条件を規定する点）は、例えば、理論的に、実質的に又は何らかの制約の範囲で自由に選択され、例えば、燃費が理論的に、実質的に又は何らかの制約の範囲で最小となる最適燃費動作点等に制御される。

一方、固定変速モードとは、ロック対象回転要素が固定部材に直接的又は間接的の別を問わず固定され、回転不能なロック状態にある場合に対応しており、上記変速比が一の値に固定される制御態様を指す。例えば、内燃機関に連結された回転要素又は回転要素群と、発電機に連結された回転要素又は回転要素群と、電動機に連結された回転要素又は回転要素群の三種類の回転要素又は回転要素群のうち二要素又は二要素群の回転速度が定まる場合に、必然的に残余の一回転要素又は一回転要素群の回転速度が定まるように、動力分割機構における各回転要素の差動態様が規定されている場合、ロック対象回転要素がロック状態にあれば、内燃機関の機関回転速度は、車速に律束される駆動軸側の回転要素の回転によって一義的に規定され得るため、この種の固定変速モードが好適に実現され得る。

ここで、内燃機関には、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて、固有の共振帯域が設定されており、内燃機関の機関回転速度が係る共振帯域内に留まると、内燃機関が起震源となってハイブリッド車両或いはハイブリッド駆動装置が共振状態となって、内燃機関を主たる起震源とする物理的振動は増幅され、例えばハイブリッド車両のＮＶ（Noise and Vibration：騒音と振動）性能を低下させる場合がある。

ここで特に、このような共振帯域の存在が事前に認識されている点に鑑みれば、固定変速モードであれ無段変速モードであれ、基本的には、内燃機関の機関回転速度が係る共振領域内に留まることのないように、内燃機関の動作点を制御することができる。ところが、ロック対象回転要素が、本来ロックされるべきでない条件下（即ち、端的に言えば、制御上は無段変速モードが選択されていると認識される条件下）で何らかの理由により誤ってロックされた状態（このような状態を、これ以降適宜「誤ロック状態」と称する）では、内燃機関の機関回転速度がこの種の共振帯域内で収束する場合がある。本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、このようなロック対象回転要素の誤ロック時に生じ得る不具合が、以下の如くにして好適に回避されている。

即ち、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る第１判別手段により、ロック対象回転要素が誤ロック状態にあるか否かが判別される。

第１判別手段によりなされる判別に係る実践的態様は、特に限定されないが、例えば、第１判別手段は、ハイブリッド車両の運転条件が無段変速モードに該当する期間において、ロック対象回転要素又はロック対象回転要素と一体に若しくは略一体に回転する回転要素が所定期間停止していることをもってロック対象回転要素が誤ロック状態にあると判別してもよいし、ハイブリッド車両の運転条件及びそれに対応するハイブリッド車両の制御条件から推定されるロック対象回転要素の挙動と、実際のロック対象回転要素の挙動との違いに基づいて（例えば、正常であればロック対象回転要素に回転変化が生じないはずの条件下でロック対象回転要素の回転速度が急激に低下した場合等に）、ロック対象回転要素が誤ロック状態にある旨の判別を下してもよい。

一方、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る第２判別手段により、ロック対象回転要素が誤ロック状態にある場合に、機関回転速度が共振帯域内で収束するか否かが判別される。ここで、第２判別手段は、実現象としての誤ロックが生じた段階で当該判別に係るプロセスを開始してもよいし、予め誤ロックが生じているか否かとは無関係に一定又は不定の周期で予防的見地から当該判別に係るプロセスを実行していてもよい。

他方、第２判別手段により、機関回転速度が共振帯域内で収束する（或いは、既に収束している）とされた場合には、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る第１制御手段により、機関回転速度がこの共振帯域外で収束するようにハイブリッド車両が制御される。このため、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、ロック対象回転要素が誤ロック状態に陥ったとしても、ハイブリッド車両のＮＶ性能が悪化する事態は理想的には回避され、或いは少なくとも迅速且つ的確に解消され、ＮＶ性能の悪化がもたらすドライバビリティの低下や快適性の低下を抑制することが可能となる。

補足すると、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、（１）ロック対象回転要素が誤ロック状態に陥った場合に少なからずＮＶ性能の低下を招来し得る点に鑑み、ロック対象回転要素が誤ロック状態に陥った際に的確な措置を講じる必要がある点に想達しており、また（２）ロック対象回転要素が誤ロック状態に陥ったとしても、機関回転速度が最終的な収束値に収束するまでに、従前の運転条件に応じた大小はあるにせよ時間的猶予が存在する点に着目し、（３）誤ロック状態の検出に伴い、例えばこの時間的猶予を利用して、ハイブリッド車両の車速及び動力分割機構のギア比等に基づいて機関回転速度の収束値を算出すると共に、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて設定された共振帯域を規定する機関回転速度の値との比較を行う等して、理想的には、機関回転速度が共振帯域内に入ることを未然に防ぐことを可能とし得る点を見出したものである。

或いは、誤ロック状態の検出が遅れてこの種の時間的猶予が殆ど得られない場合であっても、予めロック対象回転要素に誤ロックが生じる可能性がある点に想達しているため、可及的に迅速に機関回転速度を共振帯域外で収束させることを可能とするものである。

尚、誤ロック状態の検出後の時間的猶予を利用して収束値を計算する以外にも、例えば無段変速モードが選択されている期間において、予防的見地から、予め一定又は不定の周期で、ロック対象回転要素がロックされた場合の機関回転速度の収束値を計算しておけば、第２判別手段の処理負荷の時間的集中を回避することが可能である。このように時間軸上で分散可能な処理については積極的に分散することによって、誤ロック状態検出後の過渡期における第２判別手段及び第１制御手段の動作の迅速化を促すことが可能となり、より好適なフェールセーフが実現され得る。

いずれにせよ、本発明によれば、通常の固定変速モードでは予め選択されることのない共振帯域がロック対象回転要素の誤ロック時には強制的に選択され得る点を考慮した上で、第１及び第２判別手段並びに制御手段の作用によって、誤ロック状態の検出に伴い、極めて迅速に共振帯域での内燃機関の動作を回避することが可能となっており、上記ドライバビリティや快適性の低下等といった不具合を可及的に回避し得る点において、例えばこの種の誤ロックが生じた結果、機関回転速度が共振帯域で収束することによって実現象としての共振が顕在化した時点で、係る実現象としての共振を回避すべく何らかの措置を講じる場合と較べて実践上遥かに高い利益がもたらされることは言うまでもない。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の一の態様では、前記第１制御手段は、前記ハイブリッド車両を減速させることにより前記機関回転速度を前記共振帯域外で収束させる。

この態様によれば、固定変速モードにおいて機関回転速度と車速とが一義的な関係を有する点に着目し、機関回転速度を共振帯域外で収束させるにあたって、ハイブリッド車両が減速される。従って、機関回転速度は、最終的に共振帯域よりも低回転側で収束する。第１制御手段の動作概念の範囲で言えば、機関回転速度は、共振帯域外で収束し得る限り、共振帯域よりも高回転側であっても低回転側であってもよいが、元よりロック対象回転要素の誤ロックにより退避走行を余儀なくされる点に鑑みれば、また、実践的見地から加速は制限できても減速を制限することが車両運行上困難である点に鑑みれば、共振帯域よりも低回転側で機関回転速度を収束させる方がより好適なフェールセーフを実現可能である。

尚、この態様では、前記第１制御手段は、前記駆動軸に出力されるトルクを低下させることにより前記ハイブリッド車両を減速させてもよい。

ハイブリッド車両を減速させるにあたっては、駆動軸に供給される内燃機関からの直達トルクを低減させる他にも、予めハイブリッド車両に備わる各種制動手段を作動させる等の措置を講じてもよいし、動作フリーの状態を採り得る電動機を回生駆動して所謂回生制動を試みてもよいが、共振現象の起震源は主として内燃機関であるから、減速を促す内燃機関の直達トルクの低減により、共振の度合いを略同時に緩和し得る点において、本態様は有利に作用する。無論、減速が必ずしも単一の制動プロセスに従ってなされる必要はないから、例えば上記制動手段の制動作用等と協調して、この種のトルクの低減がなされてもよい。

また、「トルクを低下させる」とは、フューエルカット等により内燃機関を機関停止状態に移行することを含む趣旨である。即ち、車両の減速を目的とした極軽負荷領域での運転は、内燃機関の燃焼性能の面からは不利であり、エミッションの悪化を招来する可能性がある場合等においては、自立回転を諦めて電動機によるモータリング運転に切り替えても有意義である。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記ハイブリッド車両は、前記ハイブリッド車両を制動する制動手段を更に備え、前記ハイブリッド車両の制御装置は、前記ハイブリッド車両の後退走行時において前記一の回転要素が前記誤ロック状態となった場合に、前記ハイブリッド車両が停止するように前記制動手段を制御する第２制御手段を更に具備する。

ハイブリッド車両を後退走行させる場合、駆動軸と車軸との間にリバースギアが介在する場合は別として、駆動軸が負回転となるから、固定変速モードでは必然的に内燃機関が負回転領域での動作を余儀なくされる。従って、通常の後退走行は、無段変速モードにおいて電動機の動力のみによりなされ得るが、ロック対象回転要素が誤ロック状態にある場合、そのような経緯とは無関係に内燃機関が負回転駆動される可能性がある。内燃機関は通常、その正回転状態において潤滑油の円滑な供給が実現される構成となっており、逆転状態（負回転状態）では、潤滑油の循環が阻害される可能性がある。

この態様によれば、ハイブリッド車両が後退走行中に、変速モードが強制的に固定変速モードへ移行するロック対象回転要素の誤ロック状態が検出された場合には、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る第２制御手段によって、車輪に対し物理的な制動力を与えるディスクブレーキ装置やドラムブレーキ装置等の各種制動装置に代表される制動手段が制御され、ハイブリッド車両が可及的に迅速に停止される。このため、内燃機関が逆回転状態となる期間を可及的に短縮することが可能である。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。

本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。 図１のハイブリッド車両におけるハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。 図２のハイブリッド駆動装置に備わるエンジンの一断面構成を例示する模式図である。 図２のハイブリッド駆動装置に備わるブレーキ機構の一断面構成を例示する模式図である。 図４において矢線Ａ方向へ見たブレーキ機構の一断面構成を例示する模式図である。 図４のブレーキ機構のロック作用によりサンギアが非ロック状態からロック状態に状態遷移する過程を説明する模式的な断面図である。 図２のハイブリッド駆動装置における動力分割機構の作用を説明する動作共線図である。 図１のハイブリッド車両においてＥＣＵにより実行される誤ロック時退避制御のフローチャートである。 ＭＧ１ロックフェイル時の動力分割機構の状態を例示する動作共線図である。 本発明の第２実施形態に係るハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。

＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
＜１：第１実施形態＞
＜１-１：実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両１の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１の構成を概念的に表してなる概略構成図である。

図１において、ハイブリッド車両１は、ハイブリッド駆動装置１０、ＰＣＵ（Power Control Unit）１１、バッテリ１２、車速センサ１３、アクセル開度センサ１４及びＥＣＵ１００を備えた、本発明に係る「ハイブリッド車両」の一例である。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ等を備え、ハイブリッド車両１の各部の動作を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「判別手段」、「第１制御手段」及び「第２制御手段」の夫々一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する誤ロック時退避制御を実行可能に構成されている。尚、ＥＣＵ１００は、上記各手段の一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、上記各手段に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係る上記手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。

ＰＣＵ１１は、バッテリ１２から取り出した直流電力を交流電力に変換して後述するモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２に供給することが可能な不図示のインバータを含み、バッテリ１２と各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いは各モータジェネレータ相互間の電力の入出力（即ち、この場合、バッテリ１２を介さずに各モータジェネレータ相互間で電力の授受が行われる）を制御可能に構成された電力制御ユニットである。ＰＣＵ１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される構成となっている。

バッテリ１２は、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２を力行するための電力に係る電力供給源として機能する充電可能な蓄電手段である。

車速センサ１３は、ハイブリッド車両１の車速Ｖを検出することが可能に構成されたセンサである。車速センサ１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。

アクセル開度センサ１４は、ハイブリッド車両１の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度Ｔａを検出することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Ｔａは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。

ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１のパワートレインとして機能する動力ユニットである。ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、ハイブリッド駆動装置１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図２において、ハイブリッド駆動装置１０は、エンジン２００、動力分割機構３００、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「ＭＧ１」と略称する）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と略称する）、入力軸４００、駆動軸５００、減速機構６００及びブレーキ機構７００を備える。

エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両１の主たる動力源として機能するように構成されている。ここで、図３を参照し、エンジン２００の詳細な構成について説明する。ここに、図３は、エンジン２００の一断面構成を例示する模式図である。尚、同図において、図１及び図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。尚、本発明における「内燃機関」とは、例えば２サイクル又は４サイクルレシプロエンジン等を含み、少なくとも一の気筒を有し、当該気筒内部の燃焼室において、例えばガソリン、軽油或いはアルコール等の各種燃料を含む混合気が燃焼した際に発生する力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランク軸等の物理的又は機械的な伝達手段を適宜介して駆動力として取り出すことが可能に構成された機関を包括する概念である。係る概念を満たす限りにおいて、本発明に係る内燃機関の構成は、エンジン２００のものに限定されず各種の態様を有してよい。

図３において、エンジン２００は、気筒２０１内において燃焼室に点火プラグ（符号省略）の一部が露出してなる点火装置２０２による点火動作を介して混合気を燃焼せしめると共に、係る燃焼による爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクティングロッド２０４を介して、本発明に係る「機関出力軸」の一例たるクランクシャフト２０５の回転運動に変換することが可能に構成されている。

クランクシャフト２０５近傍には、クランクシャフト２０５の回転位置（即ち、クランク角）を検出するクランクポジションセンサ２０６が設置されている。このクランクポジションセンサ２０６は、ＥＣＵ１００（不図示）と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００では、このクランクポジションセンサ２０６から出力されるクランク角信号に基づいて、エンジン２００の機関回転速度ＮＥが算出される構成となっている。

尚、エンジン２００は、紙面と垂直な方向に４本の気筒２０１が直列に配されてなる直列４気筒エンジンであるが、個々の気筒２０１の構成は相互に等しいため、図２においては一の気筒２０１についてのみ説明を行うこととする。また、本発明に係る内燃機関における気筒数及び各気筒の配列形態は、上述した概念を満たす範囲でエンジン２００のものに限定されず多様な態様を採り得、例えば、６気筒、８気筒或いは１２気筒エンジンであってもよいし、Ｖ型、水平対向型等であってもよい。

エンジン２００において、外部から吸入された空気は吸気管２０７を通過し、吸気ポート２１０を介して吸気バルブ２１１の開弁時に気筒２０１内部へ導かれる。一方、吸気ポート２１０には、インジェクタ２１２の燃料噴射弁が露出しており、吸気ポート２１０に対し燃料を噴射することが可能な構成となっている。インジェクタ２１２から噴射された燃料は、吸気バルブ２１１の開弁時期に前後して吸入空気と混合され、上述した混合気となる。

燃料は、図示せぬ燃料タンクに貯留されており、図示せぬフィードポンプの作用により、図示せぬデリバリパイプを介してインジェクタ２１２に供給される構成となっている。気筒２０１内部で燃焼した混合気は排気となり、吸気バルブ２１１の開閉に連動して開閉する排気バルブ２１３の開弁時に排気ポート２１４を介して排気管２１５に導かれる。

一方、吸気管２０７における、吸気ポート２１０の上流側には、図示せぬクリーナを経て導かれた吸入空気に係る吸入空気量を調節可能なスロットルバルブ２０８が配設されている。このスロットルバルブ２０８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されたスロットルバルブモータ２０９によってその駆動状態が制御される構成となっている。尚、ＥＣＵ１００は、基本的には不図示のアクセルペダルの開度（即ち、上述したアクセル開度Ｔａ）に応じたスロットル開度が得られるようにスロットルバルブモータ２０９を制御するが、スロットルバルブモータ２０９の動作制御を介してドライバの意思を介在させることなくスロットル開度を調整することも可能である。即ち、スロットルバルブ２０８は、一種の電子制御式スロットルバルブとして構成されている。

排気管２１５には、三元触媒２１６が設置されている。三元触媒２１６は、エンジン２００から排出されるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を夫々浄化することが可能に構成されている。尚、本発明に係る触媒装置の採り得る形態は、このような三元触媒に限定されず、例えば三元触媒に代えて或いは加えて、ＮＳＲ触媒（ＮＯｘ吸蔵還元触媒）或いは酸化触媒の各種触媒が設置されていてもよい。

排気管２１５には、エンジン２００の排気空燃比を検出することが可能に構成された空燃比センサ２１７が設置されている。更に、気筒２０１を収容するシリンダブロックに設置されたウォータージャケットには、エンジン２００を冷却するために循環供給される冷却水（ＬＬＣ）に係る冷却水温を検出するための水温センサ２１８が配設されている。これら空燃比センサ２１７及び水温センサ２１８は、夫々ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された空燃比及び冷却水温は、夫々ＥＣＵ１００により一定又は不定の検出周期で把握される構成となっている。

図２に戻り、モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「発電機」の一例たる電動発電機であり、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。モータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る「電動機」の一例たる電動発電機であり、モータジェネレータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。尚、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える構成を有するが、他の構成を有していてもよい。

動力分割機構３００は、中心部に設けられた、本発明に係る「回転要素」の一例たるサンギアＳ１と、サンギアＳ１の外周に同心円状に設けられた、本発明に係る「回転要素」の他の一例たるリングギアＲ１と、サンギアＳ１とリングギアＲ１との間に配置されてサンギアＳ１の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギアＰ１と、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支する、本発明に係る「回転要素」の更に他の一例たるキャリアＣ１とを備えた動力伝達装置である。

ここで、サンギアＳ１は、サンギア軸３１０を介してＭＧ１のロータＲＴに連結されており、その回転速度はＭＧ１の回転速度（以下、適宜「ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ1」と称する）と等価である。また、リングギアＲ１は、駆動軸５００及び減速機構６００を介してＭＧ２の不図示のロータに結合されており、その回転速度はＭＧ２の回転速度（以下、適宜「ＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２」と称する）と等価である。更に、キャリアＣ１は、エンジン２００の先に述べたクランクシャフト２０５に連結された入力軸４００と連結されており、その回転速度は、エンジン２００の機関回転速度ＮＥと等価である。尚、ハイブリッド駆動装置１０において、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１及びＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２は、夫々レゾルバ等の回転センサにより一定の周期で検出されており、ＥＣＵ１００に一定又は不定の周期で送出されている。

一方、駆動軸５００は、ハイブリッド車両１の駆動輪たる右前輪ＦＲ及び左前輪ＦＬを夫々駆動するドライブシャフトＳＦＲ及びＳＦＬ（即ち、これらドライブシャフトは、本発明に係る「車軸」の一例である）と、デファレンシャル等各種減速ギアを含む減速装置としての減速機構６００を介して連結されている。従って、モータジェネレータＭＧ２から駆動軸５００に供給されるモータトルクＴｍ（即ち、本発明に係る「動力」の一例である）は、減速機構６００を介して各ドライブシャフトへと伝達され、各ドライブシャフトを介して伝達される各駆動輪からの駆動力は、同様に減速機構６００及び駆動軸５００を介してモータジェネレータＭＧ２に入力される。即ち、ＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２は、ハイブリッド車両１の車速Ｖと一義的な関係にある。

動力分割機構３００は、係る構成の下で、エンジン２００からクランクシャフト２０５を介して入力軸４００に供給されるエンジントルクＴｅを、キャリアＣ１とピニオンギアＰ１とによってサンギアＳ１及びリングギアＲ１に所定の比率（各ギア相互間のギア比に応じた比率）で分配し、エンジン２００の動力を２系統に分割することが可能となっている。

より具体的には、動力分割機構３００の動作を分かり易くするため、リングギアＲ１の歯数に対するサンギアＳ１の歯数としてのギア比ρを定義すると、エンジン２００からキャリアＣ１に対しエンジントルクＴｅを作用させた場合に、サンギア軸３１０に現れるトルクＴｅｓは下記（１）式により、また駆動軸５００に現れるトルクＴｅｒは下記（２）式により夫々表される。

Ｔｅｓ＝Ｔｅ×ρ／（１＋ρ）・・・（１）
Ｔｅｒ＝Ｔｅ×１／（１＋ρ）・・・（２）
尚、本発明に係る「動力分割機構」に係る実施形態上の構成は、動力分割機構３００のものに限定されない。例えば、本発明に係る動力分割機構は、複数の遊星歯車機構を備え、一の遊星歯車機構に備わる複数の回転要素が、他の遊星歯車機構に備わる複数の回転要素の各々と適宜連結され、一体の差動機構を構成していてもよい。また、本実施形態に係る減速機構６００は、予め設定された減速比に従って駆動軸５００の回転速度を減速するに過ぎないが、ハイブリッド車両１は、この種の減速装置とは別に、例えば、複数のクラッチ機構やブレーキ機構を構成要素とする複数の変速段を備えた有段変速装置を備えていてもよい。

制動装置ＢＲは、駆動輪たる右前輪ＦＲ及び左前輪ＦＬ並びに不図示の左右後輪に対し、制動力を付与可能に構成された、本発明に係る「制動手段」の一例たる公知の４輪ディスクブレーキ装置である。制動装置ＢＲは、不図示のブレーキアクチュエータと、各制動対象車輪に対応して設けられたホイルシリンダと、各ホイルシリンダに接続され、実際に各対象車輪に制動力を付与可能な制動部材とを備えており、ブレーキアクチュエータから適宜供給される油圧に応じてホイルシリンダが制動部材を駆動することによって、各対象車輪に制動力を付与することが可能である。このブレーキアクチュエータは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、各対象車輪に対する制動力は、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。

ブレーキ機構７００は、主たる構成要素としてカム７１０、クラッチ板７２０及びアクチュエータ７３０を含んでなり、サンギアＳ１の状態を、回転不能なロック状態と回転可能な非ロック状態との間で選択的に切り替え可能に構成された、本発明に係る「ロック手段」の一例たるカムロック式の係合装置である。

ここで、図４を参照し、ブレーキ機構７００の詳細な構成について説明する。ここに、図４は、ブレーキ機構７００の一断面構成を例示する模式断面図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。

図４において、ブレーキ機構７００は、カム７１０、クラッチ板７２０、アクチュエータ７３０、リターンスプリング７４０及びカムボール７５０を備える。

カム７１０は、サンギア軸３１０に連結され、サンギア軸３１０と一体に回転可能な、クラッチ板７２０と一対をなす略円板状の係合部材である。尚、カム７１０は、必ずしもサンギア３１０と直接的に連結されている必要はなく、各種連結部材を介してサンギア３１０と間接的に連結されていてもよい。

クラッチ板７２０は、磁性金属材料により構成されると共にカム７１０と対向配置されてなる、カム７１０と一対をなす円板状の係合部材である。

アクチュエータ７３０は、吸引部７３１、電磁石７３２及び摩擦部７３３を含んで構成された装置である。

吸引部７３１は、磁性金属材料により構成されると共に電磁石７３２を収容可能に構成された、アクチュエータ７３０の筐体である。吸引部７３１は、ハイブリッド駆動装置１０の外郭部材と略一体に固定された、本発明に係る「固定部材」の一例たるケースＣＳに対し固定されている。即ち吸引部７３１は、係るケースＣＳと共に本発明に係る「固定部材」の一例として機能する構成となっている。

電磁石７３２は、バッテリ１２からの電力供給を受けた不図示の駆動部から所定の励磁電流が供給された励磁状態において磁力を発生可能に構成された磁石である。励磁状態において電磁石７３２から発せられる磁力は、磁性金属材料により構成された吸引部７３１を介して、先述したクラッチ板７２０を吸引する構成となっている。尚、この駆動部は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、電磁石７３２の励磁動作は、ＥＣＵ１００により上位に制御される構成となっている。

摩擦部７３３は、吸引部７３１におけるクラッチ板７２０との対向面に形成された摩擦機能体であり、形成されない場合と較べて、接触状態にある物体の移動をより大きく阻害し得るようにその摩擦係数が設定されている。

リターンスプリング７４０は、一方の固定端がクラッチ板７２０に固定され、他方の固定端がカム７１０に固定されてなる弾性体であり、クラッチ板７２０をカム７１０の方向へ付勢している。このため、クラッチ板７２０は、通常、このリターンスプリング７４０の付勢を受けて、所定の間隙部ＧＡＰを隔てて吸引部７３１と対向する非接触位置で停止している。

カムボール７５０は、カム７１０とクラッチ板７２０とに挟持された、本発明に係る「介在部材」の一例たる球体である。ブレーキ機構７００は、サンギアＳ１及びサンギア軸３１０を介してカム７１０に伝達されるモータジェネレータＭＧ１のトルクＴｍｇ１が、このカムボール７５０を伝達要素としてクラッチ板７２０に伝達される構成となっている。

ここで、図５を参照し、ブレーキ機構７００の構成について更に具体的に説明する。ここに、図５は、図４において矢線Ａ方向にブレーキ機構７００を見た模式的な断面図である。尚、同図において、図４と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。

図５において、カム７１０及びクラッチ板７２０の各々における対向面は、夫々中心部へ向かう程、当該各々における、サンギア軸３１０の伸長方向への厚みが小さくなるように形成されており、上記カムボール７５０は、通常、両者の対向空間が最も広い中心部付近に挟持されている。このため、クラッチ板７２０が上記非接触位置にある場合、カム７１０とクラッチ板７２０とは、このカムボール７５０をトルクの伝達要素として、モータジェネレータＭＧ１の回転方向と等しい方向へ略一体に回転する。従って、クラッチ板７２０が上記非接触位置にある場合、モータジェネレータＭＧ１の回転は、少なくとも実質的には何ら阻害されない。尚、図５では、図示下方がモータジェネレータＭＧ１の正回転方向と定義される。補足すると、モータジェネレータＭＧ１は、係る正回転方向のみならず、係る正回転方向と真逆の負回転方向（図示省略）にも同様に回転可能である。

＜１-２：実施形態の動作＞
＜１-２-1：ブレーキ機構７００のロック作用＞
ハイブリッド駆動装置１０において、ブレーキ機構７００は、サンギアＳ１を本発明に係る「一の回転要素」、即ち先述のロック対象回転要素として、サンギアＳ１の状態をロック状態と非ロック状態との間で選択的に切り替えることが可能である。ここで、図６を参照して、ブレーキ機構７００によるサンギアＳ１のロック作用について説明する。ここに、図６は、ブレーキ機構７００のロック作用によりサンギアＳ１が非ロック状態からロック状態に状態遷移する過程を説明する模式的な断面図である。尚、同図において、図６と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。

図６において、図６（ａ）は、先の図５と同様の状態を表しており、クラッチ板７２０と摩擦部７３３との間に間隙部ＧＡＰが介在しており、クラッチ板７２０は、摩擦部７３３による抑止力の影響を受けることなく回転可能である。このため、カムボール７５０の作用によりカム７１０とクラッチ板７２０とは略一体に回転可能である。ここで、カム７１０は、サンギア軸３１０を介してＭＧ１のロータＲＴに連結されており、このロータＲＴは、サンギア軸３１０を介してサンギアＳ１に連結されている。従って、ハイブリッド駆動装置１０において、カム７１０は、サンギアＳ１と一体に回転する回転要素として扱うことができる。即ち、図６（ａ）に示される状態では、サンギアＳ１もまたクラッチ板７２０の制約を受けずに回転可能である。この状態は、本発明に係る「非ロック状態」の一例に相当する。

図６（ｂ）には、アクチュエータ７３０の電磁石７３２に励磁電流が供給された状態が示される。即ち、この場合、電磁石７３２から発せられる電磁力が吸引部７３１を介してクラッチ板７２０に及び、クラッチ板７２０は、リターンスプリング７４０の付勢に打ち勝って上記非接触位置と対極の接触位置まで移動し、吸引部７３１に吸着される。その結果、間隙部ＧＡＰは消滅する。またそれと同時に、摩擦部７３３がクラッチ板７２０に対し摩擦力を発揮する形となり、クラッチ板７２０の正回転又は負回転方向への動作が阻害される。即ち、この状態において、クラッチ板７２０は、電磁石７３２と摩擦部７３３とにより、その動作が阻害され、アクチュエータ７３０に対し、即ちケースＣＳに対して静止する。

一方、このようにクラッチ板７２０が吸引部７３１に吸着された状態では、消滅した間隙部ＧＡＰの代わりに、カムボール７５０とクラッチ板７２０との間に間隙部が形成される。従って、カム７１０がＭＧ１の回転の影響を受けて正回転方向又は負回転方向へ回転すると、カム７１０とカムボール７５０のみが、その回転方向へ移動する。尚、ここでは、これらが正回転方向へ移動するものとして説明を継続する。ここで、新たに形成された間隙部は、先に述べたように断面視逆テーパ状となっており、カムボール７５０が回転方向に進行するにつれて徐々に小さくなり、遂には消滅して再びカム７１０、カムボール７５０及びクラッチ板７２０が相互に接触した状態となる。

図６（ｃ）には、このように再びこれらが接触した状態が示される。この状態でカム７１０が正回転方向に回転しようとした場合、この逆テーパ形状の対向面の作用によって、カムボール７５０には、クラッチ板７２０を更にアクチュエータ７３０の方向へ押圧する押圧力が発生する。その結果、カム７１０に対し正回転方向への正トルクが加わっている限りにおいて、電磁石７３２への励磁を停止しても三者の接触状態が変化することはなく、カム７１０は、当該押圧力と摩擦部７３３から与えられる摩擦力とによって所謂セルフロック状態となる。

このセルフロック状態では、カム７１０もまたクラッチ板７２０と同様にケースＣＳに対し静止、即ち固定された状態となる。その結果、カム７１０と一体に回転するサンギアＳ１もまたケースＣＳに対し固定された状態となる。この状態がロック状態である。ロック状態では、サンギアＳ１の回転速度、即ちＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１がゼロとなる。

＜１-２-２：変速モードの詳細＞
本実施形態に係るハイブリッド車両１は、サンギアＳ１の状態に応じて、変速モードとして固定変速モード又は無段変速モードを選択可能である。ここで、図７を参照し、ハイブリッド車両１の変速モードについて説明する。ここに、図７は、動力分割機構３００の作用を説明するハイブリッド駆動装置１０の動作共線図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図７（ａ）において、縦軸は回転速度を表しており、横軸には、左から順にモータジェネレータＭＧ１（一義的にサンギアＳ１）、エンジン２００（一義的にキャリアＣ１）及びモータジェネレータＭＧ２（一義的にリングギアＲ１）が表されている。ここで、動力分割機構３００は遊星歯車機構であり、サンギアＳ１、キャリアＣ１及びリングギアＲ１のうち二要素の回転速度が定まった場合に、残余の一回転要素の回転速度が必然的に定まる構成となっている。即ち、動作共線図上において、各回転要素の動作状態は、ハイブリッド駆動装置１０の一動作状態に一対一に対応する一の動作共線によって表すことができる。尚、これ以降適宜、動作共線図上の点を動作点ｍｉ（ｉは自然数）によって表すこととする。即ち、一の動作点ｍｉには一の回転速度が対応している。

図７（ａ）において、ＭＧ２の動作点が動作点ｍ１であるとする。この場合、ＭＧ１の動作点が動作点ｍ３であれば、残余の一回転要素たるキャリアＣ１に連結されたエンジン２００の動作点は、動作点ｍ２となる。この際、駆動軸５００の回転速度を維持したままＭＧ１の動作点を動作点ｍ４及び動作点ｍ５に変化させれば、エンジン２００の動作点は夫々動作点ｍ６及び動作点ｍ７へと変化する。

即ち、この場合、モータジェネレータＭＧ１を回転速度制御装置とすることによって、エンジン２００を所望の動作点で動作させることが可能となる。この状態に対応する変速モードが、無段変速モードである。無段変速モードでは、エンジン２００の動作点（この場合の動作点とは、機関回転速度とエンジントルクＴｅとの組み合わせによって規定される）は、基本的にエンジン２００の燃料消費率が最小となる最適燃費動作点に制御される。尚、当然ながら無段変速モードにおいて、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１は可変である必要がある。このため、無段変速モードが選択される場合、ブレーキ機構７００は、サンギアＳ１が非ロック状態となるように、その駆動状態が制御される。

ここで補足すると、動力分割機構３００において、駆動軸５００に先に述べたエンジントルクＴｅに対応するトルクＴｅｒを供給するためには、サンギア軸３１０にエンジントルクＴｅに応じて現れる先述のトルクＴｅｓと大きさが等しく且つ符合が反転した（即ち、負トルクである）反力トルクをモータジェネレータＭＧ１からサンギア軸３１０に供給する必要がある。この場合、動作点ｍ３或いは動作点ｍ４といった正回転領域の動作点において、ＭＧ１は正回転負トルクの発電状態となる。即ち、無段変速モードにおいては、モータジェネレータＭＧ１（一義的にサンギアＳ１）を反力要素として機能させることにより、駆動軸５００にエンジントルクＴｅの一部を供給し、且つサンギア軸３１０に分配されるエンジントルクＴｅの一部で発電が行われる。駆動軸５００に対し要求されるトルクがエンジン直達のトルクで不足する場合には、モータジェネレータＭＧ２から駆動軸５００に対し適宜トルクＴｍｇ２が供給される。

一方、例えば高速軽負荷走行時等、例えばＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２が高いものの機関回転速度ＮＥが低く済むような運転条件においては、ＭＧ１が、例えば動作点ｍ５の如き負回転領域の動作点となる。この場合、モータジェネレータＭＧ１は、エンジントルクＴｅの反力トルクとして負トルクを出力しており、負回転負トルクの状態となって力行状態となる。即ち、この場合、モータジェネレータＭＧ１からのトルクＴｍｇ１は、ハイブリッド車両１の駆動トルクとして駆動軸５００に伝達されてしまう。

他方で、モータジェネレータＭＧ２は、駆動軸５００に出力される、要求トルクに対し過剰なトルクを吸収するため、負トルク状態となる。この場合、モータジェネレータＭＧ２は、正回転負トルクの状態となって発電状態となる。このような状態においては、ＭＧ１からの駆動力をＭＧ２での発電に利用し、この発電電力によりＭＧ１を力行駆動する、といった所謂動力循環と称される非効率な電気パスが生じることとなる。動力循環が生じた状態では、ハイブリッド駆動装置１０の伝達効率が低下してハイブリッド駆動装置１０のシステム効率（例えば、エンジン２００の熱効率×伝達効率等として定義される）が低下し、ハイブリッド車両１の燃費が悪化しかねない。

そこで、ハイブリッド車両１では、予めこのような動力循環が生じ得るものとして定められた運転領域において、ブレーキ機構７００によりサンギアＳ１が先に述べたロック状態に制御される。その様子が図７（ｂ）に示される。サンギアＳ１がロック状態となると、必然的にモータジェネレータＭＧ１もまたロック状態となり、ＭＧ１の動作点は、回転速度がゼロである動作点ｍ８となる。このため、エンジン２００の動作点は動作点ｍ９となり、その機関回転速度ＮＥは、車速Ｖと一義的なＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２により一義的に決定される（即ち、変速比が一定となる）。このようにＭＧ１がロック状態にある場合に対応する変速モードが、固定変速モードである。

固定変速モードでは、本来モータジェネレータＭＧ１が負担すべきエンジントルクＴｅの反力トルクをブレーキ機構７００の物理的な制動力により代替させることができる。即ち、モータジェネレータＭＧ１を発電状態にも力行状態にも制御する必要はなくなり、モータジェネレータＭＧ１を停止させることが可能となる。従って、基本的にモータジェネレータＭＧ２を稼動させる必要もなくなり、ＭＧ２は言わば空転状態となる。結局、固定変速モードでは、駆動軸５００に現れる駆動トルクが、エンジントルクＴｅのうち、動力分割機構３００により駆動軸５００側に分割された直達成分（上記（２）式参照）のみとなり、ハイブリッド駆動装置１０は、機械的な動力伝達を行うのみとなって、その伝達効率が向上する。

ハイブリッド車両１において、変速モードは、ＥＣＵ１００によりその都度、ハイブリッド駆動装置１０のシステム効率ηｓｙｓがより高い変速モードに制御される。この際、ＥＣＵ１００は、予めＲＯＭに格納された変速マップを参照する。変速マップは、要求駆動力Ｆｔと車速Ｖとをパラメータとするマップである。尚、要求駆動力Ｆｔとは、各ドライブシャフトに加わる駆動力の要求値であり、車速センサ１３により検出される車速Ｖとアクセル開度センサ１４により検出されるアクセル開度Ａｃｃとをパラメータとする要求駆動力マップより取得される。

＜１-２-４：誤ロック時退避制御の詳細＞
ハイブリッド駆動装置１０では、選択可能な変速モードとして固定変速モードを備えることにより、よりハイブリッド車両１を効率的に走行させることが可能であるが、それには、前提条件として、ブレーキ機構７００が正常に機能していることが必要となる。即ち、ブレーキ機構７００が、本来あるべき動作状態を採らない場合には、ブレーキ機構７００が、かえってドライバビリティを低下させる要因となりかねない。この際、固定変速モードが選択不能となる分には、先に述べた燃費の悪化等が生じるのみであり比較的影響は小さいものの、本来選択されるべき運転領域以外で誤って固定変速モードが選択された場合には、先に述べたように共振が発生し得るため、その影響が大きくなる。即ち、この種のハイブリッド駆動装置においては、サンギアＳ１が誤ロックした場合に的確な対処が必要となる。本実施形態に係るハイブリッド車両１では、ＥＣＵ１００により実行される誤ロック時退避制御によって、係る課題が好適に解決される。

尚、サンギアＳ１は、サンギア軸３１０を介してＭＧ１のロータＲＴ及びカム７１０と一体回転する構成となっており、サンギアＳ１の誤ロックとは、即ちＭＧ１の誤ロック及びカム７１０の誤ロックと等価である。

ここで、図８を参照し、誤ロック時退避制御の詳細について説明する。ここに、図９は、誤ロック時退避制御のフローチャートである。

図８において、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１ロックフェイルが発生したか否かを判別する（ステップＳ１０１）。尚、「ＭＧ１ロックフェイル」とは、ＭＧ１、サンギアＳ１及びカム７１０の誤ロックを指す。即ち、ステップＳ１０１は、本発明に係る「一の回転要素が誤ロック状態にあるか否かを判別する」処理の一例である。

ＭＧ１ロックフェイルの発生有無の判別に係る実践的態様は、各種の手法を適用可能である。例えば、変速モードが、先に述べたようにハイブリッド車両１の運転条件（車速Ｖ及び駆動力Ｆｔ）に応じて選択的に切り替えられる点に鑑みれば、当該運転条件が無段変速モードに該当する場合に、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１をモニタし、その挙動に基づいてＭＧ１ロックフェイルの有無を判別してもよい。より具体的には、無段変速モードにおいては、過渡期を除けば、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１が急変することは稀である。一方でＭＧ１ロックフェイルは、過渡期において顕著に発生する限定的現象ではないが、生じた場合には、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１は比較的急激にゼロ回転に向って低下する。即ち、このような挙動の不整合を検知することにより、ＭＧ１ロックフェイルの発生は好適に検出可能である。

ＭＧ１ロックフェイルが生じていない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻し、ＭＧ１ロックフェイルが発生するまで処理を実質的に待機状態に制御すると共に、ＭＧ１ロックフェイルが生じた場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ＭＩＬ（Multi Information Lump：多機能表示灯）を点灯制御する（ステップＳ１０２）。尚、ＭＩＬは、例えば、コンソールパネル、ダッシュボード、或いはメータフード内に設置され、ＥＣＵ１００で電気的に接続されている。少なくともこの段階において、ドライバにＭＧ１ロックフェイルの発生が告知され、退避走行が促される。

ＭＩＬを点灯制御すると、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の機関回転速度収束値ＮＥＬＫを算出する（ステップＳ１０３）。機関回転速度収束値ＮＥＬＫは、現時点の走行条件において固定変速モードが選択された場合の機関回転速度ＮＥの値であり（即ち、車速と一義的な値である）、機関回転速度収束値ＮＥＬＫは、車速Ｖと動力伝達機構３００のギア比とに基づいた数値演算処理の結果として特定される。ここで、これ以降、適宜図９を併用しつつ説明を継続する。ここに、図９は、ＭＧ１ロックフェイル時の動力分割機構３００の状態を表す動作共線図である。尚、同図において、図７と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図８において、機関回転速度収束値ＮＥＬＫが算出されると、ＥＣＵ１００は、ＮＥＬＫが予め設定された共振帯域内の値であるか否かを判別する（ステップＳ１０４）。共振帯域に相当する機関回転速度ＮＥの範囲は、予め実験的に、経験的に、理論的又はシミュレーション等に基づいて、エンジン２００の工場出荷前にＲＯＭに記憶されている。機関回転速度収束値ＮＥＬＫが共振帯域内である場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、エンジン２００に対する燃料の供給を停止しエンジン２００をフューエルカット状態として（即ち、本発明に係る「内燃機関のトルクを低下させる」旨の制御の一例である）、ハイブリッド車両１の走行態様を、駆動軸５００に対しＭＧ２のモータトルクＴｍｇ２を供給することによって実現されるモータリング走行に切り替える（ステップＳ１０５）。

続いて、ＥＣＵ１００は、予め設定された退避走行処理を実行する（ステップＳ１０６）。ここで、退避走行処理とは、（１）ハイブリッド車両１の前後輪に対し車速Ｖを所定の退避走行速度Ｖｓｆまで低下させるための制動力が付与されるように制動装置ＢＲを制御すること（以下、適宜「制動制御」とする）、及び（２）ハイブリッド車両１の車体後部に設置されたブレーキランプを点灯制御して後続車に減速を知らしめることの二点を含む、事前に策定された安全確保処理である。退避走行処理が実行されると、処理はステップＳ１０１に戻され、一連の処理が繰り返される。

図９（ａ）には、このように機関回転速度収束値ＮＥＬＫが共振帯域内である場合が例示される。即ち、ＭＧ１ロックフェイル発生前後でＭＧ２の動作点が動作点ｍ１０のまま不変である（即ち、駆動軸５００の回転速度が不変である）場合、ＭＧ１ロックフェイル発生前後でＭＧ１の動作点が動作点ｍ１２から動作点ｍ１３に変化したことに伴い、エンジン２００の動作点は動作点ｍ１１から動作点ｍ１４に変化する。ここで、エンジン２００の共振帯域が図示ハッチング領域とすると、動作点ｍ１４が共振帯域内の動作点であるため、図８ステップＳ１０４に係る判断分岐が「ＹＥＳ」となる。

その結果、エンジンモータリングが実行され、先ず起震源となるエンジントルクＴｅがゼロに低減される。このようにエンジントルクＴｅを低下させた段階で、ハイブリッド車両１の車速Ｖは、積極的ではないにせよ低下するが、このような自然減速では、特に高速走行中のＭＧ１ロックフェイルに対する措置としては実践上不十分となり得る。そこで、ステップＳ１０６に係る退避走行処理による制動制御によって、車速Ｖは、エンジン２００の動作点を共振帯域よりも低回転側に収束させ得る駆動軸５００の回転速度に対応する車速としての退避走行速度Ｖｓｆまで低下させられる。

ここで、本実施形態では、ＭＧ１ロックフェイルの発生に際して、エンジン２００の動作点が共振帯域よりも低回転側に制御される。ここで、概念上は、例えばＭＧ２からのモータトルクＴｍｇ２を増大させ、駆動軸５００の回転速度を上昇させることによってエンジン２００の動作点を共振帯域よりも高速側に引き上げることも可能である。然るに、視覚的にも明らかなように、共振帯域よりも高速側にエンジン２００の動作点を維持し続けることは、車両の走行運用上極めて困難である（信号、歩行者、右左折、一時停止等、車両の減速を促す要素が多いため、頻繁に共振帯域を頻繁に通過せざるを得なくなる）。そのため、退避走行処理においては、共振帯域よりも低速側にエンジン２００の動作点が制御されるのである。

図９（ｂ）には、機関回転速度収束値ＮＥＬＫが共振帯域よりも高速側である場合が示される。即ち、ＭＧ１ロックフェイル発生前後でＭＧ２の動作点が動作点ｍ１５のまま不変である（即ち、駆動軸５００の回転速度が不変である）場合、ＭＧ１ロックフェイル発生前後でＭＧ１の動作点が動作点ｍ１７から動作点ｍ１３に変化したことに伴い、エンジン２００の動作点は動作点ｍ１６から動作点ｍ１８に変化する。ところが、動作点ｍ１８は、共振帯域よりも高速側の動作点であり、共振は、少なくともＭＧ１ロックフェイルの発生に伴う形では生じない。尚、この場合、後述するように、ステップＳ１０７に係る判断分岐が「ＮＯ」となる。

図８において、機関回転速度収束値ＮＥＬＫが共振帯域外である場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、更に、機関回転速度収束値ＮＥＬＫが共振帯域よりも低速側であるか否かを判別する（ステップＳ１０７）。機関回転速度収束値ＮＥＬＫが共振帯域よりも高速側に位置する場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、その走行状態を維持し、処理をステップＳ１０１に戻す。但し、係る走行状態の維持が困難となり、エンジン２００の動作点が共振帯域内に入らざるを得なくなった時点で、上述したステップＳ１０５及びＳ１０６と同等の退避措置が講じられる。

一方、図９（ｃ）には、機関回転速度収束値ＮＥＬＫが共振帯域よりも低速側である場合が示される。即ち、ＭＧ１ロックフェイル発生前後でＭＧ２の動作点が動作点ｍ１９のまま不変である（即ち、駆動軸５００の回転速度が不変である）場合、ＭＧ１ロックフェイル発生前後でＭＧ１の動作点が動作点ｍ２１から動作点ｍ１３に変化したことに伴い、エンジン２００の動作点は動作点ｍ２０から動作点ｍ２２に変化する。ところが、動作点ｍ２２は、共振帯域よりも低速側の動作点であり、共振帯域は、エンジン２００の動作点遷移に伴って過渡的に通過するに過ぎない。従って、共振は、少なくともＭＧ１ロックフェイルの発生に伴う形では生じない。尚、この場合、後述するように、ステップＳ１０７に係る判断分岐が「ＹＥＳ」となる。

機関回転速度収束値ＮＥＬＫが共振帯域よりも低速側である場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、何らの対策を講じずとも、エンジン２００の動作点は共振帯域よりも低速側に移動する。このため、ハイブリッド車両１が前進走行中である限りにおいて、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻してもよい。一方、ハイブリッド車両１が後退走行を行っている場合には、然るべき対策が必要となる。

引き続き図９（ｃ）を参照すると、無段変速モードにおいてハイブリッド車両１を後退走行させる場合、例えば、ＭＧ２の動作点を動作点ｍ２３とし、エンジン２００の動作点が共振領域を回避するため動作点ｍ２２に制御されているとする。この場合、ＭＧ１の動作点は、動作点ｍ２４である。この状態においてＭＧ１ロックフェイルが生じ、ＭＧ１の動作点が動作点ｍ１３に変化すると、ＭＧ２の動作点が動作点ｍ２３のまま変化しないとすれば、エンジン２００の動作点は動作点ｍ２５となる。

ここで、動作点ｍ２５は、負回転領域の動作点であり、即ちこの場合、エンジン２００は、逆回転状態となる。エンジン２００は、ＭＧ１及びＭＧ２と異なり、基本的に正回転領域での使用のみに適合するように構成されており、負回転領域で動作させた場合には、例えば、エンジンオイルの循環に不具合が生じて、場合により、一部焼き付き等が生じかねない。

図８に戻り、このように、ハイブリッド車両１では、後退走行時にＭＧ１ロックフェイルが生じると、エンジン２００が予め想定されていない動作環境での動作を余儀なくされる。このため、ＥＣＵ１００は、機関回転速度制限値ＮＥＬＫが共振帯域よりも低回転側である場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、ハイブリッド車両１が後退走行中であるか否かを判別する（ステップＳ１０８）。ハイブリッド車両１が後退走行中である場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０５及びステップＳ１０６と同様にして、エンジン２００をフューエルカット状態とし（ステップＳ１０９）且つ退避走行処理を実行する（ステップＳ１１０）。

また、ＥＣＵ１００は、車速Ｖがゼロ以上であるか否か、即ち、エンジン２００が少なくとも逆回転状態を脱したか否かを判別する（ステップＳ１１１）。車速Ｖがゼロ未満である場合（ステップＳ１１１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０９及びステップＳ１１０を繰り返し実行する。車速Ｖがゼロ以上となった場合（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻し一連の処理を繰り返す。

一方、ステップＳ１０８においてハイブリッド車両１が後退走行中でない場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、車速Ｖの上昇側に、エンジン２００の動作点を共振帯域に進入させないための制限値を設定し、この制限値以下でハイブリッド車両１を走行させる（ステップＳ１１２）。ステップＳ１１２が実行されると、処理はステップＳ１０１に戻される。誤ロック時退避制御は、以上のようにして実行される。

このように、本実施形態に係る誤ロック時退避制御によれば、ＭＧ１ロックフェイルが生じた場合に、エンジン２００の動作点が共振帯域内で収束する場合には、エンジントルクＴｅの低減（フューエルカット）及びブレーキングによって、迅速且つ正確にエンジン２００の動作点が共振帯域よりも低速側の領域に変更される。このため、ＭＧ１ロックフェイルによるハイブリッド車両１のＮＶ性能の低下を好適に抑制することが可能である。

本実施形態に係る効果について補足すると、ＭＧ１ロックフェイルの発生及びそれに伴う共振の発生について何らの考慮もされない場合、例えば共振が回避されずにハイブリッド車両１が過剰な振動状態に置かれる可能性がある。また、実現象としての共振が生じたことを例えば振動センサ等により検出して共振現象の回避を図ることは実践上必ずしも困難ではないものの、実現象としての共振が生じない限りは、実践することは困難であるから、共振が抑制されるまでの相応の期間については、何らの効果も得られない。それに対し、本実施形態によれば、予めＭＧ１ロックフェイルの存在が、少なからず生じ得る現象として考慮されており、ＭＧ１ロックフェイル発生時に機関回転速度収束値ＮＥＬＫが共振帯域内にあるか否かを判別することにより、極めて迅速にＭＧ１ロックフェイルへの対処が可能となっている。このため、理想的には、共振が生じることを未然に防ぐことが可能となり、例え生じたとしてその期間を可及的に短縮することが可能となるのである。

また、機関回転速度収束値ＮＥＬＫは、ＭＧ１ロックフェイルの発生とは無関係に算出することが可能であり、現時点でＭＧ１ロックフェイルが生じた場合にエンジン２００の動作点或いは機関回転速度が共振帯域内に収束するか否かについては、ＭＧ１ロックフェイルの発生以前にその判断を下しておくこともできる。この場合、ＭＧ１ロックフェイルが発生した場合には、既になされた判断（例えば、実践上は、フラグ等により管理されてもよい）に基づいて、極めて迅速な対処が可能であり、処理負荷を分散できる点においても顕著に効果的である。

＜第２実施形態＞
上記第１実施形態においては、ハイブリッド駆動装置１０が固定変速モードを採るに際して、ＭＧ１がロックされる（正確には、サンギアＳ１及びカム７１０を介してＭＧ１がロックされる）構成を採る。然るに、固定変速モードを得るに際してのハイブリッド駆動装置の構成は、この種のＭＧ１ロックに限定されない。ここで、図１０を参照し、他のハイブリッド駆動装置の構成について説明する。ここに、図１０は、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド駆動装置２０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。

図１０において、ハイブリッド駆動装置２０は、動力分割機構３００に代えて、動力分割機構８００を備える点において、ハイブリッド駆動装置１０と相違する構成となっている。動力分割機構８００は、複数の回転要素により構成される差動機構として、シングルピニオンギア型の第１遊星歯車機構８１０及びダブルピニオン型の第２遊星歯車機構８２０を備えた、所謂ラビニヨ型遊星歯車機構の形態を採る。

第１遊星歯車機構８１０は、サンギア３３１、キャリア８１２及びリングギア８１３並びに軸線方向に自転し且つキャリア８１２の自転により公転するようにキャリア８１２に保持された、サンギア８１１及びリングギア８１３に噛合するピニオンギア８１４を備え、サンギア８１１にモータジェネレータＭＧ１のロータが、キャリア８１２に入力軸４００が、またリングギア８１３に駆動軸５００が夫々連結された構成となっている。

第２遊星歯車機構８２０は、サンギア８２１、キャリア８２２及びリングギア８２３並びに軸線方向に自転し且つキャリア８２２の自転により公転するように夫々キャリア８２２に保持された、サンギア８２１に噛合するピニオンギア８２５及びリングギア８２３に噛合するピニオンギア８２４を備え、サンギア８２１にブレーキ機構７００のカム７１０（不図示）が連結された構成となっている。即ち、本実施形態においては、サンギア８２１が、本発明に係る「一の回転要素」の他の一例として機能する。

このように、動力分割機構８００は、全体として第１遊星歯車機構８１０のサンギア８１１、第２遊星歯車機構８２０のサンギア８２１（ロック対象回転要素）、相互に連結された第１遊星歯車機構８１０のキャリア８１２及び第２遊星歯車機構８２０のリングギア８２３からなる第１回転要素群、並びに相互に連結された第１遊星歯車機構８１０のリングギア８１３及び第２遊星歯車機構８２０のキャリア８２２からなる第２回転要素群の、合計４個の回転要素を備えている。

ハイブリッド駆動装置２０によれば、サンギア８２１がロック状態となり、その回転速度がゼロとなると、車速Ｖと一義的な回転速度を有する第２回転要素群と、このサンギア８２１とによって、残余の一回転要素たる第１回転要素群の回転速度が規定される。第１回転要素群を構成するキャリア８１２は、エンジン２００（不図示）のクランクシャフト２０５に連結された入力軸４００に連結されているため、結局エンジン２００の機関回転速度Ｎｅは、車速Ｖと一義的な関係となって、固定変速モードが実現されるのである。このように、固定変速モードは、ハイブリッド駆動装置１０以外の構成においても実現可能であり、それに合わせて、ブレーキ機構７００のロック対象も適宜変更されてよい。いずれにせよ本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、ロック対象回転要素が誤ロック状態にある場合にもＮＶ性能の低下を好適に抑制可能である。

尚、エンジン２００の動作点が共振帯域内で収束する場合の退避走行処理（例えば、ステップＳ１０６）の実践的態様は、本実施形態のものに限定されない。例えば、起震源たるエンジン２００の物理振動を低減する観点からは、エンジン２００におけるシリンダ２０１の内圧を低下させるのも有効である。この場合、エンジン２００に通常備わり得るＶＶＴ（Variable Valve Timing）等の各種可変動弁装置を利用して、フューエルカット後の吸排気弁のバルブタイミングを変更し、例えば圧縮工程において排気バルブ２１３を開弁させ、所謂デコンプを実行してもよい。

尚、本実施形態においては、本発明に係る「ロック手段」の一例として、カムロック装置としてのブレーキ機構７００を備えるが、本発明に係る「ロック手段」としては、係るセルフロック式の係合装置の他に、湿式多板ブレーキ等の油圧係合装置或いは電磁ドグクラッチ等の回転同期噛合装置等の各種装置を適用可能である。いずれにせよ、ロック対象回転要素（上記実施形態ではカム７１０でありサンギアＳ１である）が誤ロック状態に陥る可能性はゼロとはならない。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う誤ロック防止装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本発明は、回転要素のロックにより変速モードとして固定変速モードと無段変速モードとを採り得るハイブリッド車両に利用可能である。

１…ハイブリッド車両、１０…ハイブリッド駆動装置、２０…ハイブリッド駆動装置、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０５…クランクシャフト、３００…動力分割機構、３１０…サンギア軸、Ｓ１…サンギア、Ｃ１…キャリア、Ｒ１…リングギア、ＭＧ１…モータジェネレータ、ＭＧ２…モータジェネレータ、４００…入力軸、５００…駆動軸、６００…減速機構、７００…ブレーキ機構、８００…動力分割機構、ＢＲ…制動装置。

Claims (4)

1. 内燃機関と、発電機と、車軸に連結される駆動軸に連結され該駆動軸との間で動力の入出力が可能な電動機とを少なくとも含む動力供給要素と、
   前記内燃機関の機関出力軸、前記発電機の出力軸及び前記駆動軸に夫々連結されてなる回転要素を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備え、前記駆動軸に対し前記内燃機関の動力の少なくとも一部を供給可能な動力分割機構と、
   前記複数の回転要素のうち一の回転要素の状態を、固定部材から解放された回転可能な非ロック状態と該固定部材に固定された回転不能なロック状態との間で切り替え可能なロック手段と
   を備え、
   前記非ロック状態に対応し且つ前記機関出力軸の回転速度と前記駆動軸の回転速度との比たる変速比が連続的に可変な無段変速モードと、前記ロック状態に対応し且つ該変速比が固定される固定変速モードとを選択可能に構成されてなるハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記一の回転要素が誤ロック状態にあるか否かを判別する第１判別手段と、
   前記一の回転要素が誤ロック状態にあると判別された場合に、前記内燃機関の機関回転速度が所定の共振帯域内で収束するか否かを判別する第２判別手段と、
   前記機関回転速度が前記共振帯域内で収束すると判別された場合に、前記機関回転速度が前記共振帯域外で収束するように前記ハイブリッド車両を制御する第１制御手段と
   を具備することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記第１制御手段は、前記ハイブリッド車両を減速させることにより前記機関回転速度を前記共振帯域外で収束させる
   ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記第１制御手段は、前記駆動軸に出力されるトルクを低下させることにより前記ハイブリッド車両を減速させる
   ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記ハイブリッド車両は、前記ハイブリッド車両を制動する制動手段を更に備え、
   前記ハイブリッド車両の制御装置は、
   前記ハイブリッド車両の後退走行時において前記一の回転要素が前記誤ロック状態となった場合に、前記ハイブリッド車両が停止するように前記制動手段を制御する第２制御手段を更に具備する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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