JP4566233B2 - ハイブリッド駆動装置の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の動力源として内燃機関と電動機とを有してなるハイブリッド駆動装置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の駆動装置として、複数組の差動機構からなる動力分配機構に、動力源、出力部材及び第１モータジェネレータとを連結し、当該動力分配機構のいずれかの回転要素の回転を選択的に阻止することにより動力源と出力部材との間の回転数比をオーバードライブ状態に固定するブレーキを備えた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に開示されたハイブリッド車の駆動装置（以下、「従来の技術」と称する）によれば、当該回転数比が連続的に制御される状態において動力源及び第１モータジェネレータ並びに出力部材の間でのトルクの伝達に複数の差動機構が寄与しないようにハイブリッド駆動装置が構成されているため、装置全体としての動力の伝達効率を向上させると共に動力損失を抑制することが可能であるとされている。

また、第１のモータジェネレータの回転速度と、エンジントルクと、第２のモータジェネレータのトルクと、摩擦係合装置としてのブレーキに作用する油圧とを相互に協調制御し、且つその際、第１のモータジェネレータの回転速度を目標回転速度に近づけた後にブレーキのトルク容量を増加させることにより、変速制御の実行に伴う出力軸の回転変化を抑制するものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−３４５５２７号公報 特開２００５−９５１４号公報

無段変速状態から固定変速状態へ移行する変速期間中は、ブレーキと動力分配機構の回転要素とが係合するのに伴い、出力部材の出力トルクが変動し易いが、従来の技術には、係る変速期間中のトルク変動の抑制に関する記載がなく、係るトルク変動は、例えばドライバビリティの悪化等として顕在化し易い。一方、このような問題に対して、特許文献２に開示された技術を適用しようとしても、一般に、ブレーキ油圧は、事前に如何に適合を行った所でブレーキのトルク容量を必ずしも正確に表すものではなく、出力部材のトルク変動抑制にこの種の摩擦係合装置のトルク容量の制御を介在させた場合には、出力部材のトルクに、ドライバビリティの悪化として顕在化し得る程度のトルク変動が生じる可能性を排除することが難しい。即ち、従来の技術には、無段変速モードから固定変速モードへの移行時に、出力部材のトルク変動が抑制され難い旨の技術的な問題点がある。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、無段変速モードから固定変速モードへ変速モードを切り替える際に出力部材のトルク変動を抑制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。

本発明に係るハイブリッド駆動装置の制御装置は、車両に搭載され、内燃機関と、第１の電動機と、相互に係合可能な第１及び第２の係合要素を備えてなる係合手段と、相互に差動回転可能に構成された、前記内燃機関の出力軸に連結される第１の回転要素、前記第１の電動機の出力軸に連結される第２の回転要素、前記車両の駆動軸に連結される第３の回転要素及び前記第１の係合要素に連結される第４の回転要素を含む複数の回転要素を備えてなる動力分割手段と、出力軸が前記第３の回転要素に連結された第２の電動機とを備え、前記第１の電動機により前記第１及び第４の回転要素の回転速度を制御することが可能に構成され、前記第１の係合要素と前記第２の係合要素とが係合した状態において前記第１の係合要素の回転が阻止されると共に、前記第１の係合要素と前記第２の係合要素とが離間及び係合することにより、前記車両の変速モードとして夫々前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸との回転速度比を連続変化させることが可能な無段変速モード及び該回転速度比を所定値に固定する固定変速モードを実現可能なハイブリッド駆動装置の制御装置であって、前記変速モードを前記無段変速モードから前記固定変速モードに切り替える旨の切り替え要求に応じて、前記第１の係合要素と前記第２の係合要素とが相互に回転が同期した状態で係合するように前記係合手段を制御する第１の制御手段と、前記第１及び第２の係合要素が相互に係合した状態において、前記第１の電動機の出力トルクを所定の目標トルクまで減少させる第２の制御手段と、前記第１の電動機の出力トルクを減少させる減少期間の少なくとも一部において、前記駆動軸の出力トルクを変化させることなく前記第２回転要素から前記第４回転要素へ前記内燃機関のトルクに対応する反力トルクが移譲されるように、前記第２の電動機を制御する第３の制御手段とを具備することを特徴とする。

本発明に係るハイブリッド駆動装置は、好適な一形態として例えば駆動輪に直接的に若しくは間接的に連結されてなる、例えばドライブシャフト若しくはアクスルシャフト等の形態を採り得る車軸、又は例えば当該車軸に対し例えばデファレンシャルギア装置（ギアシステム、ギア機構若しくはギアユニット等、呼称は多種多様であってよい）或いは各種減速装置（減速システム、減速機構及び減速ユニット等、呼称は多種多様であってよい）等を適宜介して連結され、当該車軸に連動して回転可能な回転軸等の形態を採り得る概念としての本発明に係る車両の駆動軸に対し、内燃機関、例えばモータ又はモータジェネレータ等の第１の電動機及び例えばモータ又はモータジェネレータ等の第２の電動機から出力される、例えばトルク等の形態を有する駆動力を適宜に伝達することが可能に構成された装置（システム、機構若しくはユニット等呼称は多種多様であってよい）である。即ち、本発明に係るハイブリッド駆動装置により駆動される、本発明に係る車両は、所謂ハイブリッド車両である。

本発明に係るハイブリッド駆動装置において、これら複数の駆動力源相互間の駆動力配分は、少なくとも相互に差動回転可能に構成された第１乃至第４の回転要素を備え、例えば好適な一形態として複合型プラネタリギア（呼称は、ギア装置、ギア機構、ギアシステム又はギアユニット等多種多様であってよい）等の形態を採り得る動力分割手段の構成、例えば物理的、機械的、機構的又は電気的な構成に応じて決定される。補足すると、ここで述べる「複合型プラネタリギア」とは、各々が回転要素として例えばサンギア、キャリア及びリングギアを備えた複数のプラネタリギアを含み、各プラネタリギアにおける任意の且つ一部の回転要素同士が直接的に又は間接的に連結される等して一体の（或いは一体として扱うことが可能な）回転要素をなす（即ち、複合型の）プラネタリギアを包括する概念である。

本発明に係るハイブリッド駆動装置には、相互に係合可能な第１及び第２の係合要素を備え、或いは更に、これら係合要素の少なくとも一方を、これらを相互に係合させるべく駆動することが可能な各種の駆動装置、及びこれら係合要素の物理状態を検出する各種検出手段等を適宜に含み得る、例えばドグクラッチ等の噛合式のクラッチ、湿式多板方式等の各種油圧クラッチ若しくは油圧ブレーキ等を含む油圧制御式の係合装置、又は電磁クラッチ等の電磁制御式の摩擦係合装置、或いはバンドブレーキ等の機械的な摩擦係合装置等の形態を採り得る概念としての係合手段が備わる。

この際、第２の係合要素は、好適な一形態として例えば物理的に、機械的に、機構的に又は電気的に、また直接的に若しくは間接的に固定された状態にあり、或いはこれらとは異なり、第１の係合要素を保持、把持又は挟持することが（これらもまた、係合の概念の範疇である）可能に構成されており、単一の要素からなるにせよ複数の要素からなるにせよ、少なくとも第１の係合要素と係合した状態において、第１の係合要素の回転を阻止することが可能に構成される。

ここで、本発明に係るハイブリッド駆動装置では、車両の変速モードとして、少なくとも無段変速モード及び固定変速モードが実現可能である。より具体的には、係合装置における第１及び第２の係合要素が相互に離間している状態、即ち第２の係合要素の回転が少なくとも第１の係合要素により阻止されない状況では、例えばクランク軸等、内燃機関の出力軸と駆動軸との間の回転速度比（即ち、変速比）を、厳密に、実質的に或いは予め物理的、機械的、機構的又は電気的に規定される範囲内で連続的に（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、無段変速モードが実現される。この際、内燃機関の出力軸に連結された第１の回転要素及び第１の係合要素に連結された第４の回転要素の回転速度を制御可能な回転速度制御機構としての機能を備えてなる第１の電動機の回転速度制御により、例えば内燃機関の動作点（機関回転速度（即ち、出力軸の回転速度）と出力トルクとにより規定される一の運転条件）は理論的に、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、燃料消費率を理論的に、実質的に又は何らかの制約の範囲で現実的に最小（単位燃料量当たりの走行距離といった意味では最大）とし得る最適燃費動作点等に制御される。

一方で、第１及び第２の係合要素が相互に係合して、上述したように第１の係合要素の回転が阻止された（一義的に、動力分割手段の第４の回転要素の回転が阻止される）場合には、当該変速比が、例えば機関回転速度が駆動軸の回転速度よりも低い旨に相当する所謂オーバードライブ変速比等を好適な一態様として採り得る一の値に固定され、固定変速モードが実現される。この際、好適な一形態としては、内燃機関の出力軸に直接的間接的の別を問わず連結された単一及び複数の別を問わない第１の回転要素の回転速度は、例えば好適な一形態として、物理的に又は実質的に回転速度がゼロ又はゼロとみなし得る第４の回転要素と、直接的及び間接的の別を問わず車両の駆動軸に連結され、路面負荷（所謂、ロードロード）と釣り合って回転する第３の回転要素の回転速度とにより一義的に規定される。

ここで、変速モードとして固定変速モードが選択且つ実現されている場合、動力分割手段における第４の回転要素は、係合手段による例えば物理的、機械的、機構的、電気的又は磁気的な力によってその回転が阻止されており、内燃機関の出力トルクの反力トルクを受け持つ反力要素として機能し得る。この際、無段変速モードが実行されている場合は、第２の回転要素が（即ち、一義的に第１の電動機が）当該反力要素として機能する（即ち、反力要素として機能するために回転速度制御機構として機能する）ことに鑑みれば、固定変速モードにおいて第２の回転要素を反力要素として維持してもハイブリッド車両は走行可能であるが、第４の回転要素を反力要素とすることによって、第１の電動機からの反力トルクに相当する駆動力の供給は不要となり、ハイブリッド駆動装置全体におけるエネルギ資源（好適には電力）の利用効率を向上させ得るため、固定変速モードにおいては第４の回転要素が反力要素として選択される。

このような事情に鑑みれば、変速モードを無段変速モードから固定変速モードへ切り替える切り替え期間においては、第２の回転要素から第４の回転要素へトルクの移譲を行う必要が生じるが、第２の回転要素が受け持つ反力トルクは、駆動軸の出力トルクに影響するため、駆動軸の出力トルクの変動を、少なくとも実践上ドライバビリティの悪化を顕在化させない程度に抑制するためには、係る反力トルクの移譲を円滑に且つ正確に実行する必要が生じる。

ここで特に、係合手段における第１及び第２の係合要素相互間の係合トルクは、事前に係合手段の制御量（例えば、油圧、電圧、電流、電力、ディーティ比又は励磁電流等、係合手段を構成する第１及び第２の係合要素のうち少なくとも一方を駆動するための物理的、電気的又は磁気的な指標値）との相関が得られているにせよ、或いは経時的に何らかの学習がなされるにせよ、少なくとも直接的には把握され難い。特に、係合手段が、油圧クラッチや油圧ブレーキ等の各種摩擦係合手段として構成される場合、好適な一形態としてこれらは油圧駆動され、油圧応答に影響される係合トルクの制御精度は、少なくとも係合トルクを連続的に可変に制御しようとした場合には、言わばトルク検出手段として機能し得る第１の電動機におけるトルクの制御精度と比較して著しく低下し易い。

従って、無段変速モードから固定変速モードへの切り替え期間において、当該反力トルクが順次受け渡されるに際し、第１及び第２の係合要素相互間の係合トルクの連続的な制御が必須である場合、例えば第２の回転要素と第４の回転要素との間のトルクの収支が変動し、或いは例えば第１及び第４の回転要素と駆動軸との間のトルクの収支が変動し、駆動軸の出力トルクの変動が実践上無視し得ないレベルで顕在化しかねない。このような問題は、トルクの検出精度或いは推定精度が担保され難い係合手段の係合トルクの制御が介在する限りにおいて、例えば第２の電動機から第３の回転要素を介し正側又は負側の補正トルクを出力する等して、第１及び第２の電動機並びに係合手段のトルクを相互に協調的に制御しようとした所で、何ら変わらず生じ得る問題である。

そこで、本発明に係るハイブリッド駆動装置の制御装置によれば、その動作時には、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の制御手段が、変速モードを無段変速モードから固定変速モードに切り替える旨の切り替え要求に応じて、第１の係合要素と第２の係合要素とが相互に回転が同期した状態で係合するように係合手段を直接的に或いは間接的に制御する（即ち、この場合、係合手段の概念の範囲外で係合手段を駆動又は制御するための各種駆動又は制御装置が備わっていてもよい）。

ここで、「切り替え要求」とは、例えばドライバ等、車両に搭乗する操作者が、変速モードを無段変速モードから固定変速モードへ切り替えるべく、例えば、ボタン、レバー、ツマミ、スイッチ或いは操作ダイアル等の各種操作手段を人為的に操作すること等により生じる物理的、機械的、電気的又は磁気的な信号等を含みつつ、好適な一態様として、このような人為的な操作とは無関係に、例えば車速、負荷、要求出力、或いは車両の走行履歴等、車両の各種運転条件、環境条件又は走行条件等に応じて、何らかの制御装置、コントローラ又はコンピュータシステム等による制御下で自動的に生成される信号等を含む概念であり、「切り替え要求に応じて」とは、これら信号が制御信号又は参照すべき信号として第１の制御手段に対し直接的に又は間接的に出力される、或いは第１の制御手段自身がこの種の制御信号を生成すること等を包括する概念である。

第１及び第２の係合要素を相互に係合させるに際しての、「相互に回転が同期した状態」とは、好適な一形態として、相互に回転速度が等しい状態を含み、相互間の回転速度の偏差が、少なくとも実践的にみて何らの不具合も顕在化させない状態を包括する概念である。このような第１及び第２の係合要素相互間の回転同期は、如何に図られてもよいが、第２の係合要素は、少なくとも第１の係合要素と係合した状態において第１の係合要素の回転を阻止する構成を有するから、その回転速度は少なくとも実質的にはゼロ或いはゼロと扱い得る程度に低い。従って、例えば第４の回転要素の回転速度が少なくとも実質的にゼロ或いはゼロと扱い得る程度の値となるように第１の電動機の回転速度を制御すること等により、係る回転同期を好適に図ることが可能である。

第１及び第２の係合要素は、このように相互間の回転同期が図られた後に、例えば少なくとも一方が係合対象たる他方の係合要素に向かってストロークし、例えば双方が噛合することにより、或いは例えば少なくとも一方の係合力が、物理的に又は実質的に第１の回転要素を固定し得る程度に増加せしめられること等により、相互に係合する。即ち、本発明に係る係合手段は、第１及び第２の係合要素を相互に係合させるのに先立って第１及び第２の係合要素相互間で回転同期がなされる、言わば回転同期係合方式の制御態様を実現可能である限りにおいて、当該回転同期が、係る係合手段の物理的、機械的、機構的、電気的又は磁気的な構成等に起因する必須条件であろうがあるまいが関係なく成立する。

第１及び第２の係合要素がこのように相互に回転同期した状態で係合せしめられた場合、これらを係合させた際に、第２の回転要素を介して第１の係合要素に伝達される第１の電動機の出力軸の回転に応じて生じ得るイナーシャトルクが駆動軸の出力トルクの変動に与える影響は、少なくとも実践上無視し得る程度に小さく、理想的にはゼロである。これは、係合手段が、例えばドグクラッチのように、第１及び第２の係合要素が相互に噛合することにより係合する構成を有していようと、或いは第１及び第２の係合要素が上述した油圧又は電磁力等に応じて連続的に変化し得る（その値を推定することは上述したように困難である）係合トルクにより相互に係合する構成を有していようと変りない。

本発明に係るハイブリッド駆動機構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の制御手段が、このように第１及び第２の係合要素が相互に係合した状態において第１の電動機の出力トルクを所定の目標トルクまで減少させる。

上述したように、固定変速モードが実行されるに際しては、ハイブリッド駆動装置において反力トルクを担う反力要素を、第２の回転要素（即ち、一義的に第１の電動機）から第４の回転要素（即ち、一義的に係合手段）へ切り替えることが可能である。この際、第１の電動機の目標トルクとは、好適な一形態としては例えばゼロ（即ち、この場合、第１の電動機は、単に第２の回転要素が相互に差動回転可能な関係にある他の回転要素の回転に伴って回転するのに伴い言わば空転するのみである）、或いは実質的にゼロと扱ったところで実践上の問題が顕在化しない小さい値であるが、少なくとも実践的にみて何らの問題も生じない限りにおいて、また幾らかなり第１の電動機の出力トルクを減少させ得る限りにおいて、必ずしもこの種の比較的に小さい値でなくてもよく、例えば反力トルクを第２及び第４の回転要素で相互に協調して分担してもよい。但し、固定変速モードによって実現される変速比が、例えば車両が所定の高速軽負荷状態にある場合等に好適に選択され得る（即ち、上述した要求がなされる）、上述したオーバードライブ変速比等である場合には、第１の電動機が負回転側で反力要素として機能するために力行状態となり、駆動軸に対し駆動力を出力することがある。この際、第２の電動機では、係る力行に要する電力を供給すべく発電を行う必要が生じ、エネルギの授受を繰り返す所謂動力循環によってエネルギ損失が顕在化し易い。このような事情に鑑みれば、また実践上固定変速モードにおいて第１の電動機を駆動状態に維持する必要性が低いことに鑑みれば、好適な一形態として目標トルクはゼロであってもよい。

ここで、第１の制御手段に係る動作が実行された段階において、既に第１及び第２の係合要素は係合状態にあり、第４の回転要素は物理的に停止した状態にある。従って、第１の電動機の出力トルクが減少した分は、好適な一形態としては係合手段に一対一に移譲され、係合手段を介したトルクの入出力そのものが実践上何らかの不具合を顕在化させ得る程度の駆動軸の出力変動を招く事態は生じない。一方、第２及び第４の回転要素相互間には、例えばギア比の差異、或いは例えば駆動軸と第２及び第４の回転要素との物理的距離の差異等、物理的、機械的又は機構的な差異が存在するため、反力要素が第２の回転要素（即ち、一義的に第１の電動機）から第４の回転要素（即ち、一義的に係合手段）に移譲される過程（即ち、第１の電動機の出力トルクが減少する過程）において、第１の電動機の出力トルクの減少量に応じて、相応の出力変動が駆動軸に生じる。また、上述した動力循環状態においては、第１の電動機の出力トルクが減じられれば、第１の電動機を駆動するために発電側で動作する（即ち、一種のブレーキとして動作する）第２の電動機の出力トルクが相対的に過剰となって、駆動軸の出力トルクが変化する。

ここで、本発明に係るハイブリッド駆動機構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３の制御手段が、第１の電動機の出力トルクを減少させる減少期間の少なくとも一部において、駆動軸の出力トルクを変化させることなく第２回転要素から第４回転要素へ内燃機関のトルクに対応する反力トルクが移譲されるように、第２の電動機を制御する。言い換えれば、第２の電動機の出力トルクが、二値的に、段階的に又は連続的に可変に増減（好適には、減少）制御される。その結果、係合手段へ反力トルクを分担させる度合い（即ち、一義的に、第１の電動機の出力トルクの減少の度合い）に応じて生じる駆動軸の出力トルクの変動が、少なくとも何らこの種の制御がなされない場合と較べて幾らかなり抑制される。尚、「減少期間の少なくとも一部において」とは、例えば、第１の電動機における出力トルクの減少が実践上何らかの不具合を顕在化させ得る程度の駆動軸の出力トルクの変動を生じさせない旨の判断を下し得る限りにおいて、必ずしも当該減少期間の全域において第２の電動機の出力トルクを調整する必要がないことを表す趣旨である。

このように、本発明に係るハイブリッド駆動装置の制御装置によれば、無段変速モードから固定変速モードへの切り替えがなされる期間（以下、適宜「切り替え期間」と称する。また、この切り替え期間とは即ち、上述した本発明に係る「減少期間」を含む概念である）における、駆動軸の出力トルクの変動が発生し得る時点（即ち、好適には、減少期間の開始時点）において、第１及び第２の係合手段の係合は既に終了している。従って、係合手段が、例えば噛合係合装置として構成されようが、或いは例えば摩擦係合装置として構成されようが、駆動軸に生じ得る出力トルクの変動に、制御精度が第１及び第２の電動機と較べて低い係合手段の係合状態（例えば、係合油圧等）が影響することはなく、第２の電動機の出力トルクが、当該切り替え期間において、例えば事前の適合値に基づいてフィードフォワード制御されるにせよ、例えば第１の電動機の出力トルクの減少の度合いに応じてフィードバック的に制御されるにせよ、或いは例えば第１の電動機の出力トルクの減少の度合いに応じて一対一に、一対多に、多対一に又は多対多にリアルタイムに制御されるにせよ、動力分割手段の各回転要素（好適には、主として第２の回転要素及び第３の回転要素）におけるトルク計算のみに基づいて、駆動軸に生じ得る出力トルクの変動を、少なくとも係合手段の係合状態が駆動軸の出力トルクの変化に影響し得る場合と較べて正確に抑制することができる。即ち、本発明に係るハイブリッド駆動装置の制御装置によれば、無段変速モードから固定変速モードへ変速モードを切り替える際に出力軸のトルク変動を抑制することが可能となるのである。

本発明に係るハイブリッド駆動装置の制御装置の一の態様では、前記回転速度比の所定値は、前記内燃機関の機関回転速度が前記駆動軸の回転速度未満となる旨に相当するオーバードライブ変速比であり、前記目標トルクはゼロである。

無段変速モードは、上述したように内燃機関の動作点を理論的な、実質的な又は何らかの制約の範囲内で現実的な最適燃費動作点に制御し得るため、無段変速モードを選択することによる実践上の不具合が生じない運転条件においては何ら問題なく選択され得るが、例えば、駆動軸の回転速度が高く（高いか否かに係る判断基準は、適宜に設定され得る）、且つ内燃機関の回転速度が低い（低いか否かに係る判断基準は、適宜に設定され得る）、所謂高速軽負荷走行時には、必然的に上述した動力循環が生じ易く、ハイブリッド駆動機構全体としてのエネルギの消費効率が低下し易い。

従って、固定変速モードにより実現される固定変速比がオーバードライブ変速比であり、且つ第１の電動機の目標トルクがゼロである場合、係る高速軽負荷走行を、動力循環による動力損失を顕在化させることなく実現可能である点において顕著に効果的である。

本発明に係るハイブリッド駆動装置の制御装置の他の態様では、前記第３の制御手段は、前記第１の電動機の出力トルクの減少の度合いに応じて前記第２の電動機を制御する。

上述した本発明に係る第１及び第２の制御手段に係る動作がなされた場合に駆動軸に生じる出力トルクの変動は、固定変速モードの変速比が如何なる値であろうと、また動力分割手段を構成する各回転要素相互間の物理的関係が如何なるものであろうと、例えば好適な一形態として減少量、減少比率又は減少速度等の態様を採り得る概念としての第１の電動機の出力トルクの減少の度合いと少なくとも相関しており、第２の制御手段により少なくとも実践上何らの問題も生じない程度に高精度に把握される当該減少の度合いに応じて第２の電動機の出力トルクが制御されることにより、駆動軸の出力トルクの変動がより正確に抑制され得る。この際、第２の電動機における出力トルクの制御精度は、少なくとも第１の電動機の当該制御精度と同等以上に確保されているのが望ましい。

尚、第１の電動機の出力トルクの減少の度合いに応じた第２の電動機の制御量は、予めマップ化され適宜選択的に一の値が取得されてもよいし、その都度、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少なくとも実践上駆動軸の出力トルクの変動を何らかの不具合が生じる程度に顕在化させないように第２電動機の制御量を算出又は導出すべく設定されてなる各種のアルゴリズムや算出式等に従った各種演算処理の結果として取得されてもよい。

尚、「制御量」とは、駆動軸における出力トルクの変動の抑制に供すべき第２の電動機の出力トルクを規定する値を包括する概念であり、例えば第２の電動機の出力トルクそのもの（即ち、目標値）であってもよいし、当該出力トルクに対応する電力値、電圧値又は電流値等であってもよいし、例えば一又は複数サンプル前の第２の電動機の出力トルクに対する加算、減算、乗算及び除算等を適宜に含む各種補正演算に供すべき補正量等であってもよい。

尚、この態様では、前記第１の電動機の出力トルクの減少の度合いと、前記動力分割手段における前記第１、第２、第３及び第４の回転要素相互間のギア比とに基づいて、前記減少期間の少なくとも一部における前記第２の電動機の制御量を算出する算出手段を更に具備し、前記第３の制御手段は、該算出された制御量に従って前記第２の電動機を制御してもよい。

この態様によれば、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算出手段により第２の電動機の制御量が算出され、この算出された制御量に従って第２の電動機の出力トルクが制御される。この際、当該制御量は、第１の電動機の出力トルクの減少の度合いと、動力分割手段における第１乃至第４の回転要素相互間のギア比とに基づいて算出される。尚、「算出」とは、数値演算又は論理演算を伴う処理のみならず、例えば上述したように各種マップから一又は多の値を選択的に取得することを含む概念である。

第２の回転要素が担う反力トルクを第４の回転要素に受け渡す際には、第１乃至第４の回転要素相互間のギア比（即ち、歯数の比）に応じて、駆動軸の出力トルクに変動が生じ得る。従って、第１の電動機の出力トルクの減少の度合いとこのギア比とに基づいて駆動軸の出力トルクの変動を抑制するための制御量を算出することにより、駆動軸の出力トルクの変動を正確に抑制することが可能となる。

本発明に係るハイブリッド駆動装置の制御装置の他の態様では、前記第１及び第２の係合要素は相互に噛合することにより係合し、前記第２の制御手段は、前記第１の電動機の出力トルクの減少の度合いが、少なくとも前記減少期間の初期において該初期を除く少なくとも一部に対し小さくなるように、前記第１の電動機を制御する。

この態様によれば、係合手段は、例えばドグクラッチ等、係合要素各々に形成された例えば何らかの物理的な係合部（例えば、ドグ歯等の突起部、或いは各種凹凸部等）同士が噛合することにより係合要素同士が係合する、噛合式の係合装置として構成されている。この種の噛合式の係合装置は、係合要素同士が、係合要素同士に作用する各種摩擦力により係合する摩擦係合方式の係合装置と異なり、係合時に係合要素相互間の上述した回転同期を必須とする、所謂回転同期係合式の係合手段であり、場合により更に回転要素相互間の位相制御をも必要とし得る点において制御が煩雑化し得る反面、摩擦係合装置と較べて大きな係合力を得易く、固定変速モードにおける反力要素として好適である。

一方、この種の噛合式の係合装置では、係合要素各々に形成された噛合部位同士が噛合した状態においても、例えば噛合動作の円滑化を図る目的から、或いは例えば係合要素各々の寸法公差や寸法精度を補償する目的から、回転方向に相互に隣接する係合部位の間に間隙が生じることが多い。従って、第１の電動機の出力トルクが低減され、係合手段への反力トルクの移譲がなされる過程において、所謂「ガタ打ち」と称される物理的衝撃が生じ易い。この種の物理的衝撃は、その大小の差こそあれ基本的に車両のドライバビリティを悪化させる要因となる。

この態様によれば、第１の電動機の出力トルクの減少の度合いが、減少期間（即ち、上述した切り替え期間と等価）の初期において相対的に小さくされるため、上述した物理的衝撃の度合いが緩和され、ドライバビリティへの悪影響を抑制することができる。また、当該初期を除く低減期間の少なくとも一部、好適な一形態として当該初期を除く残りの期間については、相対的に低減の度合いが増大されることとなり、低減期間が長大化することによる、エネルギ資源の非効率な利用が抑制される。即ち、この態様によれば、係合手段への反力トルクの受け渡しを可及的に円滑化しつつ、無段変速モードから固定変速モードへの変速モードの切り替えを可及的に迅速に行い得るといった、実践上の高い利益が提供される。

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。

＜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。
＜第１実施形態＞
＜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１０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１０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１０は、ＥＣＵ１００、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）、ＰＣＵ（Power Control Unit）４００、バッテリ５００及び車速センサ６００を備えた、本発明に係る「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１０の動作全体を制御することが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「ハイブリッド駆動装置の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する変速制御を実行することが可能に構成されている。

尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「第１の制御手段」、「第２の制御手段」、「第３の制御手段」及び「算出手段」の夫々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、これら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、本発明に係るこれら各手段の物理的、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。

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１０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２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２は、エンジン２００の模式図である。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。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爆発力を、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動力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２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を介してクランクシャフト２０５（即ち、本発明に係る「機関出力軸」の一例である）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するスロットルバルブ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（以下、適宜「アクセル開度」と称する）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た触媒装置である。尚、エンジン２００には、三元触媒２１６に代えて或いは加えて、例えば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。

また、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及び温度センサ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１に戻り、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２００からトルクの供給を受けて回転することにより、バッテリ５００を充電するための、或いはモータジェネレータＭＧ２に電力を供給するための発電を主として行うことが可能に構成された、本発明に係る「第１の電動機」の一例たる電動発電機であり、その回転速度の制御を介してエンジン２００の機関回転速度ＮＥを連続的に変化させることが可能となっている。このような無段変速機能は、後述する動力分割機構３００の差動作用に伴って生じる。尚、モータジェネレータＭＧ１は、ハイブリッド車両１０の走行状態によっては、電動機として機能することも可能に構成されている。

モータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る「第２の電動機」の一例たる電動発電機であり、エンジン２００の動力をアシストする電動機として、或いはバッテリ５００を充電するための発電機として機能するように構成されている。より具体的には、モータジェネレータＭＧ２は、駆動力或いは制動力を補助（アシスト）する装置であり、駆動力をアシストする場合には、電力が供給されて電動機として機能し、制動力をアシストする場合には、ハイブリッド車両１０の駆動輪側から伝達されるトルクによって回転させられて電力を発生する発電機として機能するようになっている。

尚、これらモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、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。但し、他の形式のモータジェネレータであっても構わない。モータジェネレータＭＧ２は、ハイブリッド車両１０の駆動輪たる左前輪ＦＬ及び右前輪ＦＲに夫々連結されるドライブシャフトＳＦＬ及びＳＦＲと、デファレンシャル等各種減速ギア装置を含む減速機構１１を介して連結される、後述する駆動軸３２０（即ち、本発明に係る「駆動軸」の一例）に対し動力を供給することが可能となるように、その出力回転軸が駆動軸３２０に連結された構成を有している。即ち、駆動軸３２０の回転速度は、モータジェネレータＭＧ２の回転速度Ｎｍｇ２と一義的な関係を有している。

ＰＣＵ４００は、バッテリ５００から取り出した直流電力を交流電力に変換して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５００に供給することが可能に構成されたインバータ等を含み、バッテリ５００と各モータジェネレータとの間の電力の入出力を個別に制御することが可能に構成された制御ユニットである。ＰＣＵ４００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５００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ことが可能に構成された充電可能な蓄電池である。

車速センサ６００は、ハイブリッド車両１０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６００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把握される構成となっている。

動力分割機構３００は、エンジン２００、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２と、駆動軸３２０との間の動力の入出力状態を物理的に制御することが可能に構成された、本発明に係る「動力分割手段」の一例たる複合型プラネタリギアユニットである。ここで、図３を参照して、動力分割機構３００の詳細な構成について説明する。ここに、図３は、動力分割機構３００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３において、動力分割機構３００は、エンジン２００の出力トルク（以下、適宜「エンジントルク」と称する）を、モータジェネレータＭＧ１と駆動軸３２０とに分配することが可能に構成された機構であり、相互に差動作用を生じる複数の回転要素を備えている。より具体的には、動力分割機構３００は、複数組の差動機構を備え、互いに差動作用を生じる三つの回転要素のうち第１の回転要素に入力軸３１０が連結され、第２の回転要素にモータジェネレータＭＧ１の回転軸が連結され、さらに第３の回転要素に駆動軸３２０が連結されている。入力軸３１０は、前述したエンジン２００のクランクシャフト２０５と連結されており、また駆動軸３２０は既に述べたようにモータジェネレータＭＧ２の回転軸及び後述するＭＧ２変速部３６０に連結されている。即ち、動力分割機構３００には、エンジン２００、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２が夫々連結されている。

動力分割機構３００は、当該差動機構として、シングルピニオンギア型の第１遊星歯車機構３３０及びダブルピニオン型の第２遊星歯車機構３４０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３３０は、サンギア３３１、キャリア３３２及びリングギア３３３並びに軸線方向に自転し且つキャリア３３２の自転により公転するようにキャリア３３２に保持された、サンギア３３１及びリングギア３３３に噛合するピニオンギア３３４を備え、サンギア３３１にモータジェネレータＭＧ１が、キャリア３３２に入力軸３１０が、またリングギア３３３に駆動軸３２０が夫々連結された構成を有している。

第２遊星歯車機構３４０は、サンギア３４１、キャリア３４２及びリングギア３４３並びに軸線方向に自転し且つキャリア３４２の自転により公転するように夫々キャリア３４２に保持された、サンギア３４１に噛合するピニオンギア３４５及びリングギア３４３に噛合するピニオンギア３４４を備え、サンギア３４１に後述するクラッチ機構３５０のクラッチ板３５１が、キャリア３４２に第１遊星歯車機構３３０におけるリングギア３３３が、またリングギア３４３に第１遊星歯車機構３３０におけるキャリア３３２が夫々連結された構成を有している。

このように、動力分割機構３００は、全体として第１遊星歯車機構３３０のサンギア３３１、第２遊星歯車機構３４０のサンギア３４１、相互に連結された第１遊星歯車機構３３０のキャリア３３２及び第２遊星歯車機構３４０のリングギア３４３並びに相互に連結された第１遊星歯車機構３３０のリングギア３３３及び第２遊星歯車機構３４０のキャリア３４２からなる合計４個の回転要素を備えており、夫々本発明に係る「第２の回転要素」、「第４の回転要素」、「第１の回転要素」及び「第３の回転要素」の一例をなしている。

クラッチ機構３５０は、ドグクラッチを含む、本発明に係る「係合手段」の一例たる回転同期係合式の係合装置である。クラッチ機構３５０は、クラッチ板３５１及びクラッチ板３５２を有しており、これら各クラッチ板が、相互に噛合することにより係合する構成となっている。

クラッチ板３５１は、第２遊星歯車機構３４０のサンギア３４１に連結され、当該サンギア３４１と一対に回転可能に構成されてなる、本発明に係る「第１の係合要素」の一例である。クラッチ板３５１においてクラッチ板３５２に対向する係合面には、物理的な凹凸部をなす複数のドグ歯が形成されている。また、クラッチ板３５２は、動力分割機構３００の筐体部に物理的に固定された、本発明に係る「第２の係合要素」の一例である。クラッチ板３５２においてクラッチ板３５１に対向する係合面には、クラッチ板３５１のドグ歯と相互に噛合可能な、クラッチ板３５１のドグ歯と同様の複数のドグ歯が形成されている。クラッチ機構３５０の係合時には、この各クラッチ板に形成されたドグ歯が相互に噛合する構成となっており、この際、クラッチ板３５２が物理的に固定された状態にあるために、クラッチ板３５１及びクラッチ板３５１と連結されたサンギア３４１の回転は阻止され、これらもまた物理的に固定された状態となる。

尚、クラッチ機構３５０は、図示するクラッチ板３５１及び３５２の他に、クラッチ板３５１を駆動する駆動装置及びクラッチ板３５１の回転角度を検出するレゾルバ（いずれも不図示）を備えている。この駆動装置は、クラッチ板３５１を、その回転方向及びクラッチ板３５２の方向にストロークさせるための駆動力を付与することが可能に構成された駆動力付与手段である。駆動装置は、ＥＣＵ１００と電気的に接続され、その動作がＥＣＵ１００により上位に制御される構成となっている。レゾルバは、クラッチ板３５１の回転位相を検出することが可能に構成された角度センサである。レゾルバは、ＥＣＵ１００と電気的に接続され、検出されたクラッチ板３５１の回転位相（角度）は、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で把握される構成となっている。

尚、本発明に係る「係合手段」の採り得る構成としては、クラッチ機構３５０に限定されず、回転同期係合方式を採り得る限りにおいて、他の噛合式係合装置であってもよいし、油圧或いは電磁力に応じて駆動される各種摩擦係合装置であってもよいし、更に他の物理的、機械的、機構的又は電気的な係合態様を有する各種係合装置であってもよい。

また、動力分割機構３００には、ＭＧ２変速部３６０が備わる。ＭＧ２変速部３６０は、モータジェネレータＭＧ２の回転軸と駆動軸３２０との間の動力伝達経路に設置された、複数の摩擦係合装置及びそれら各々を駆動する油圧アクチュエータ等の駆動装置からなる変速装置である。ＭＧ２変速部３６０は、当該複数の摩擦係合装置各々の接触状態の組み合わせにより、モータジェネレータＭＧ２の回転軸と駆動軸３２０との回転速度比を段階的に変化させることが可能に構成されている。ＭＧ２変速部３６０は、モータジェネレータＭＧ２が最高回転速度を超えないように、また、モータジェネレータＭＧ２が可及的に高効率な回転領域で回転するように、上述した駆動装置の制御を介してその変速比がＥＣＵ１００により適宜に制御される構成となっている。

このように、ハイブリッド車両１０は、その駆動装置として、エンジン２００、モータジェネレータＭＧ１、モータジェネレータＭＧ２及び動力分割機構３００を備える。これらは、即ち、本発明に係る「ハイブリッド駆動機構」の一例である。

＜実施形態の動作＞
＜変速モードの詳細＞
動力分割機構３００は、ハイブリッド車両１０の変速装置として機能する。この際、動力分割機構３００では、無段変速モードと固定変速モードの二種類の変速モードが実現される。

動力分割機構３００が、クラッチ機構３５０による、対応する回転要素（ここでは、第２遊星歯車機構３４０のサンギア３４１）の固定を行っていない状態でエンジン２００を駆動すると、エンジントルクが動力分割機構３００によってモータジェネレータＭＧ１と駆動軸３２０とに分配されて伝達される。これは、動力分割機構３００の差動作用によるものであり、モータジェネレータＭＧ１の回転速度を増減制御することにより、エンジン２００の機関回転速度ＮＥが無段階（連続的）に制御される。これが無段変速状態であり、この無段変速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、実質的に第１遊星歯車機構３３０のみが駆動軸３２０へのエンジントルクの伝達に寄与する。このような無段変速モードにおけるエンジン２００の機関回転速度ＮＥは、基本的には、エンジン２００の動作点（機関回転速度と負荷（即ち、一義的にエンジントルク）との組み合わせとして規定される動作条件）が、エンジン２００の燃費が最小となる最適燃費動作点となるように、該最適燃費動作点に対応する値を目標回転速度として制御される。

これに対して、クラッチ機構３５０によって動力分割機構３００の一回転要素たるサンギア３４１を物理的に固定すると、動力分割機構３００の変速比（即ち、エンジン２００の機関回転速度ＮＥと駆動軸３２０の回転速度（以下、適宜「出力回転速度」と称する）Ｎｏｕｔとの比）は、一の変速比に固定され、固定変速モードが実現される。より具体的に言えば、遊星歯車機構では、サンギア、キャリア及びリングギアの三要素のうち、二要素の回転速度が決まれば残余の一要素の回転速度が必然的に決定される。第２遊星歯車機構３４０において、キャリア３４２の回転速度と一対一の関係にある出力回転速度Ｎｏｕｔは、ハイブリッド車両１０の車速により一義的に定まる性質のものであり、サンギア３４１が固定され回転速度がゼロとなれば、必然的に残余の一要素たるリングギア３４３の回転速度が決定される。ここで、リングギア３４３は、上述したように第１遊星歯車機構３３０のキャリア３３２と連結されており、またキャリア３３２はエンジン２００のクランクシャフト２０５に連結された入力軸３２０に連結されている。従って、必然的にエンジン２００の機関回転速度ＮＥも、リングギア３４３の回転速度と一対一の関係となる。即ち、固定変速モードにおいて、エンジン２００の機関回転速度ＮＥは、車速Ｖに応じて一義的にその変化特性が決定されるのである。

このように、クラッチ機構３５０によってサンギア３４１が固定された状態では、動力分割機構３００においてエンジントルクの反力トルクを受け持つ反力要素が、サンギア３３１（即ち、一義的にモータジェネレータＭＧ１）からサンギア３４１（即ち、一義的にクラッチ機構３５０）に移行し、駆動軸３２０へのエンジントルクの伝達には実質的に第２遊星歯車機構３４０のみが寄与することになる。従って、モータジェネレータＭＧ１を発電機及び電動機として機能させる必要がなく、モータジェネレータＭＧ２で発電してモータジェネレータＭＧ１に給電する、或いはバッテリ５００からモータジェネレータＭＧ１に給電する等の必要が生じない。言い換えれば、電力消費が生じない。即ち、固定変速モードにおいては、機械的エネルギと電気的エネルギとのエネルギ変換を繰り返すことによる動力損失、所謂動力循環が生じることはなく、燃費の悪化を防止もしくは抑制することが可能となる。

ここで、図４を参照し、無段変速モード及び固定変速モードについて更に説明する。ここに、図４は、各々の変速モードに対応する動力分割機構３００の共線図である。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４において、左から順にＭＧ１（即ち、一義的にサンギア３３１）、クラッチ機構３５０（即ち、一義的にサンギア３４１）、エンジン２００（即ち、一義的にキャリア３３２及びリングギア３４３）及び駆動軸３２０（即ち、一義的にキャリア３３３及びリングギア３４２）が表され、夫々における回転速度が縦軸に表されている。尚、ＭＧ２変速部３６０は、一の変速比に固定されているものとする。

無段変速モードに対応する各々の回転速度を例示する特性線が、図示ＰＲＦ＿ＣＶＴｎ（ｎ＝１，２，３）（鎖線参照）として表される。無段変速モードでは、モータジェネレータＭＧ１の回転速度を増減変化させることにより、エンジン２００の機関回転速度ＮＥを連続的に制御することが可能である。例えば、出力回転速度Ｎｏｕｔ（即ち、ドライブシャフトの回転速度と一義的であり、即ち、車速と一義的である）が、図示白丸ｍ１である場合に、例えばＭＧ１の回転速度Ｎｍｇ１を図示白丸ｍ２、ｍ３及びｍ４と順次変化させた場合には、機関回転速度ＮＥは、夫々図示白丸ｍ５、ｍ６及びｍ７と順次変化し、夫々出力回転速度Ｎｏｕｔよりも高い値、等しい値及び低い値に順次変化する。

ここで、図示ＰＲＦＣＶＴ３に例示する特性は、機関回転速度ＮＥが出力回転速度Ｎｏｕｔよりも低い、所謂オーバードライブ状態に相当するが、無段変速モードにおいて、このオーバードライブ状態を実現する場合、モータジェネレータＭＧ１は、負回転領域においてエンジントルクの反力トルク（負側のトルク）を出力することとなり、その駆動状態は力行状態となる。一方、モータジェネレータＭＧ２では、この力行状態にあるＭＧ１に電力を供給すべく（或いは、ＭＧ１が力行されることによって駆動軸３２０に出力される駆動力を吸収すべく）正回転領域で負側のトルクが出力され、発電が行われる。その結果、無段変速モードでオーバードライブ状態を実現しようとした場合には、場合により（特に、高回転軽負荷領域において）、動力循環によるエネルギ損失が回避され難い。

一方、クラッチ機構３５０のクラッチ板３５１及び３５２が相互に係合した状態では、クラッチ機構３５０の回転速度はゼロとなり（図示白丸ｍ８参照）、動力分割機構３００における回転速度の特性は、図示ＰＲＦ＿ＯＤ（実線参照）により例示される状態となる。即ち、エンジン２００の機関回転速度ＮＥは、出力回転速度Ｎｏｕｔよりも低い値に固定される（図示白丸ｍ９参照）。即ち、オーバードライブ状態が実現される。この状態では、サンギア３４１に対してクラッチ機構３５０から反力トルクを与えることになり、サンギア３４１が反力要素として機能するため、モータジェネレータＭＧ１を発電機及び電動機のいずれとしても機能させる必要がなく、モータジェネレータＭＧ１は実質的に空転状態となる。そのため、モータジェネレータＭＧ２からモータジェネレータＭＧ１に電力を供給する必要もなくなり、動力循環を回避することができる。

ハイブリッド車両１０の変速モードは、通常、これら二種類の変速モードのうち、その時点のハイブリッド車両１０に要求される動作条件或いはハイブリッド車両１０の実際の動作条件等に応じて、より良好な燃費を与える（即ち、効率の高い）変速モードに決定される。例えば、エンジン２００の動作点が最適燃費線上で設定され難い、高速定常走行時等の高速軽負荷走行時等において、固定変速モードによるオーバードライブ走行が実現される。

これら変速モードは、ＥＣＵ１００により実行される変速制御により適宜に切り替えられる。ここで、図５を参照し、変速制御の詳細について説明する。ここに、図５は、変速制御のフローチャートである。

図５において、ＥＣＵ１００は、無段変速モードが選択されているか否かを判別する（ステップＳ１０１）。無段変速モードが選択されている場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、固定変速モードへの切り替え要求の有無を判別する（ステップＳ１０２）。ここで、無段変速モードから固定変速モードへの切り替え要求の有無は、車速センサ６００により検出される車速Ｖ及び図１において不図示のアクセル開度センサにより検出されるアクセル開度に基づいて判別される。より具体的には、ＥＣＵ１００は、車速Ｖ及びアクセル開度の組み合わせが、予め上述した動力循環が生じ得るものとして設定された所定の高速軽負荷領域に該当する場合に、固定変速モードを選択する。ステップＳ１０２に係る切り替え要求とは、即ち、このようにハイブリッド車両１０の運転条件が、所定の条件を満たした場合にドライバの意思を介することなく無条件に発生するものである。但し、ドライバが何らかの操作手段を介してこの種の固定変速モードへの切り替えを要求し得る場合には、係る操作手段から出力される、ドライバが固定変速モードを要求している旨の信号の有無に基づいて当該判別処理がなされてもよい。

固定変速モードへの切り替え要求が存在する場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、後述するクラッチ係合処理を実行する（ステップＳ２００）。クラッチ係合処理が実行されるか、又は固定変速モードが要求されていない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、無段変速モードによる走行制御を継続し（ステップＳ１０４）、処理をステップＳ１０１に戻して一連の処理を繰り返す。

一方、ステップＳ１０１に係る処理において、無段変速モードが選択されていない、即ち、固定変速モードによる走行制御がなされている場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、無段変速モードへの切り替え要求の有無を判別する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３に係る判別処理は、ステップＳ１０２に係る処理と同様に、車速Ｖ及びアクセル開度に基づいてなされる。

無段変速モードへの切り替え要求が存在する場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、後述するクラッチ解放処理を実行する（ステップＳ３００）。クラッチ解放処理が実行されるか、又は無段変速モードが要求されていない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、固定変速モードによる走行制御を継続し（ステップＳ１０５）、処理をステップＳ１０１に戻して一連の処理を繰り返す。変速制御は、このようにしてＥＣＵ１００により所定の周期で繰り返し実行される。

次に、図６を参照し、図５のステップＳ２００に係るクラッチ係合処理の詳細について説明する。ここに、図６は、クラッチ係合処理のフローチャートである。

図６において、最初に、クラッチ機構３５０における、回転同期及び位相同期が図られる（ステップＳ２０１）。ここで、「回転同期」とは、クラッチ板３５１及びクラッチ板３５２相互間における回転速度の同期を指す。

本実施形態において、クラッチ板３５１の係合対象たるクラッチ板３５２は、物理的に固定された言わばブレーキであるから、回転速度はゼロである。従って、ＥＣＵ１００は、クラッチ板３５１の回転速度がゼロとなるように、モータジェネレータＭＧ１の回転速度を制御する。この際のモータジェネレータＭＧ１の回転速度の目標値は、サンギア３３１、サンギア３４１、キャリア３３２（又はリングギア３４３）及びリングギア３４２（又はキャリア３３３）のギア比に基づいて出力回転速度Ｎｏｕｔに応じて一義的に定まる値として算出される。

一方、位相同期は、本発明に係る係合手段がドグクラッチであることに由来する処理であり、クラッチ板３５１及び３５２相互間で、係合面に形成されたドグ歯の位相を、これらクラッチ板同士が噛合可能な位置に合わせ込む処理である。この際、クラッチ板３５２は物理的に停止しており、予めこのような係合可能な位置の情報は、ＥＣＵ１００に与えられている。ＥＣＵ１００は、クラッチ機構３５０に備わるレゾルバにより検出されるクラッチ板３５１の回転角を参照し、クラッチ板３５１の回転角度が所定値となるように、クラッチ機構３５０に備わる駆動回路を制御する。このようにして、回転同期及び位相同期が図られる。尚、ここに示す回転同期及び位相同期の実行態様は一例に過ぎず、公知の各種態様が用いられてよい。また、それに応じて、クラッチ機構３５０の構成も適宜に変化してよい。

回転同期及び位相同期が図られている期間中は、一定の周期で回転同期及び位相同期が完了したか否かが判別される（ステップＳ２０２）。回転同期及び位相同期が未完了の場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、処理はステップＳ２０１に戻され、一連の処理が繰り返される。クラッチ機構３５０において回転同期及び位相同期が完了すると（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、クラッチ機構３５０を係合させる。即ち、クラッチ板３５１がクラッチ板３５２の方向へ所定量ストロークするように駆動回路を制御し、双方のドグ歯同士を噛合させる。

クラッチ機構３５０のクラッチ係合処理がなされている期間中は、一定の周期でクラッチ機構３５０の係合が完了したか否かが判別される（ステップＳ２０４）。クラッチ機構３５０の係合が未完了である場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、クラッチ機構３５０のクラッチ係合処理は継続され、クラッチ機構３５０の係合が完了すると（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、反力要素の切り替え過程が開始される。即ち、モータジェネレータＭＧ１に連結されたサンギア３３１からクラッチ板３５１に連結されたサンギア３４１へ、エンジントルクの反力トルクの受け渡しが開始される。

反力要素の切り替え過程においては、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｒｍｇ１が、目標トルクＴｒｍｇ１ｔｇをゼロとして漸減される（ステップＳ２０５）。より具体的には、ＥＣＵ１００は、所定の処理周期毎に、前回の指示トルク値に所定の変化量を減じることにより暫定的な指示トルクを設定し、ＰＣＵ４００の制御を介してモータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｒｍｇ１を漸減させる。この所定の変化量については、後述する。尚、この「所定の変化量」とは、即ち、本発明に係る「減少の度合い」の一例である。

モータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｒｍｇ１の漸減が開始されると、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧ２の出力トルクＴｒｍｇ２の補正値たる補正トルクΔＴｒｍｇ２を算出し（ステップＳ２０６）、出力トルクＴｒｍｇ２の前回の指示値から当該補正トルクΔＴｒｍｇ２を減じることにより新たな指示値を決定し、モータジェネレータＭＧ２の出力トルクＴｒｍｇ２を減少させる（ステップＳ２０７）。尚、モータジェネレータＭＧ２の出力トルクＴｒｍｇ２の減少制御については後述する。

モータジェネレータＭＧ２の出力トルクＴｒｍｇ２の減少制御がなされると、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｒｍｇ１が、目標トルクＴｒｍｇ１ｔｇ（即ち、ゼロ）に到達したか否かを判別する（ステップＳ２０８）。出力トルクＴｒｍｇ１がＴｒｍｇ１ｔｇと異なる場合（ステップＳ２０８：ＮＯ）、処理はステップＳ２０５に戻され、一連の処理が繰り返されると共に、出力トルクＴｒｍｇ１が目標値Ｔｒｔｇ１ｔｇに等しくなった場合には（ステップＳ２０８：ＹＥＳ）、クラッチ係合処理が終了する。

ここで、図７を参照し、クラッチ係合処理の実行過程における、動力分割機構３００におけるトルクの入出力状態について説明する。ここに、図７は、クラッチ係合処理の実行過程における動力分割機構３００の共線図である。尚、同図において、図４と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図７において、上段から順次反力要素の切り替えが進行していく過程が示される。

無段変速モードから固定変速モードへの切り替え要求が生じた時点（即ち、図５において、ステップＳ１０２に係る処理が「ＹＥＳ」側に分岐した時点）において、動力分割機構３００における反力要素は未だモータジェネレータＭＧ１（即ち、一義的にサンギア３３１）であり、エンジン２００（即ち、一義的にキャリア３３２及びリングギア３４３）から出力されるトルクＴｒＢに対応する反力トルクが、モータジェネレータＭＧ１からトルクＴｒＡとして出力されている。一方、駆動軸３２０（即ち、一義的にリングギア３３３及びキャリア３４２）には、外界からトルクＴｒＣが入力されている。この際、モータジェネレータＭＧ１は力行状態にあるため、電力の消費を伴いつつ駆動軸３２０に対してトルクを出力しており、モータジェネレータＭＧ２では、この消費電力を補うために発電を行う。この発電に要するモータジェネレータＭＧ２の出力トルクが図示ＴｒＤである（図７（ａ））。

この状態から上述した回転同期及び位相同期が図られ、クラッチ機構３５０が係合した時点（即ち、図６において、ステップＳ２０４に係る処理が「ＹＥＳ」側に分岐した時点）においては、トルクの入出力関係は変化のないまま、クラッチ機構３５０の回転速度がゼロとなって、エンジン２００の機関回転速度ＮＥは、出力回転速度Ｎｏｕｔとこのクラッチ機構３５０の回転速度とによって一義に規定される回転速度に固定される（図７（ｂ））。

この状態から、反力要素の切り替えが開始されると、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｒＡは、漸減され、例えば図示ＴｒＥとなる。それに伴い、漸減された反力トルクがクラッチ機構３５０で受け持たれ、クラッチ機構３５０にはトルクＴｒＦが生じる。この際、エンジン２００の出力トルク及び駆動軸３２０に入力されるトルクには変化が生じないのに対し、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクの漸減に伴ってモータジェネレータＭＧ１における消費電力が減少するため、モータジェネレータＭＧ２における発電も徐々に不要となり、モータジェネレータＭＧ２の出力トルクも減少する。言い換えれば、モータジェネレータＭＧ１の力行電力が漸減されるのに伴い、駆動軸３２０に出力されるトルクが減少するため、発電により言わばブレーキ力として作用するモータジェネレータＭＧ２の出力トルクを減少させる必要が生じる。その結果、モータジェネレータＭＧ２の出力トルクはＴｒＧに減少する（図７（ｃ））。

このような反力要素の切り替え過程が進行した結果、反力要素がモータジェネレータＭＧ１からクラッチ機構３５０へ移譲されると、モータジェネレータＭＧ１は発電も力行も行わない状態となり、言わば空転状態となる。また、クラッチ機構３５０からは、エンジン２００の出力トルクＴｒＢの反力トルクたるトルクＴｒＨが出力される。この際、モータジェネレータＭＧ２は、モータジェネレータＭＧ１の出力がゼロとなるのを受けて、その出力トルクがゼロとなる（図７（ｄ））。即ち、この状態では、ハイブリッド車両１０は、エンジン２００の動力のみにより言わばエンジン走行を行う。

尚、エネルギの消費効率を考えれば、モータジェネレータＭＧ１のトルクは、図示するようにゼロとされるのが妥当であるが、モータジェネレータＭＧ２は、場合によっては少量の発電動作を継続してもよい。即ち、元々動力分割機構３００における駆動トルクの収支（即ち、駆動軸３２０に上向きに加わる駆動トルクＴｒ（不図示であるが、本発明に係る「駆動軸の出力トルク」の一例である）と外界から作用する図示ＴｒＣとの間の収支）に鑑みて、幾らかなりモータジェネレータＭＧ２の発電動作が必要となる場合には、このような反力トルクの移譲を経た後も、モータジェネレータＭＧ２による発電が継続され得る。

ここで、図７（ｃ）に示す反力要素の切り替え過程において、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクを漸減すると、物理的にその漸減分に対応するトルクがクラッチ機構３５０に受け渡されるのであるが、この際、クラッチ機構３５０が分担する反力トルクの値は、この漸減分と一対一に対応はしても、動力分割機構３００の各回転要素相互間のギア比に応じて、必ずしもこの漸減分と一致する訳ではない。従って、モータジェネレータＭＧ２の出力トルクに係る上述した補正量ΔＴｒｍｇ２を算出するにあたって、この動力分割機構３００における各回転要素相互間のギア比が考慮されないと、駆動軸３２０の出力トルクＴｒ（即ち、動力分割機構３００の出力トルク）が変動して、外界から入力されるトルクＴｒＣとの収支が合わなくなり、機関回転速度ＮＥの変動、車速Ｖの変動或いは物理的な振動等を招く結果、ドライバビリティの悪化が顕在化しかねない。

そこで、図６におけるステップＳ２０６に係る処理では、下記の如き算出過程を経て、駆動軸３２０の出力トルクの変動を抑制すべく、モータジェネレータＭＧ２の出力トルクＴｒｍｇ２の補正量ΔＴｒｍｇ２が算出される。

即ち、反力要素の切り替え以前における、駆動軸３２０の出力トルクＴｒは、下記（１）式として求めることができる。

Ｔｒ＝−１／ρ１×Ｔｒｍｇ１’＋Ｔｒｍｇ２’・・・（１）
ここで、図４を参照して説明すると、ρ１は、キャリア３３２（或いはリングギア３４３）に対するサンギア３３１のギア比を１とした場合の、キャリア３３２（或いはリングギア３４３）に対するリングギア３３３（或いはキャリア３４２）のギア比である。また、Ｔｒｍｇ１’は、反力要素の切り替え以前におけるモータジェネレータＭＧ１の出力トルク（即ち、サンギア３３１に付加されるトルク）Ｔｒｍｇ１の値であり、Ｔｒｍｇ２’は、反力要素の切り替え以前にモータジェネレータＭＧ２が駆動軸３２０に付加する出力トルクＴｒｍｇ２の値である。

一方、反力要素の切り替えが終了した後における、出力トルクＴｒは、下記（２）式により表される。

Ｔｒ＝−（１−ρ２）／ρ２×Ｔｒｃｌ＋Ｔｒｍｇ２’’・・・（２）
ここで、再び図４を参照すると、ρ２は、リングギア３３３（或いはキャリア３４２）に対するサンギア３４１のギア比を１とした場合の、リングギア３３３（或いはキャリア３４２）に対するキャリア３３２（或いはリングギア３４３）のギア比である。また、Ｔｒｃｌは、反力要素の切り替え後にクラッチ機構３５０が分担するトルクの値であり、Ｔｒｍｇ２’’は、反力要素の切り替え後にモータジェネレータＭＧ２が駆動軸３２０に付加する出力トルクＴｒｍｇ２の値である。

上記（１）式及び（２）式に基づいて、上述した補正量ΔＴｒｍｇ２は、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクの変化量ΔＴｒｍｇ１の関数として、下記（３）式により表される。

ΔＴｒｍｇ２＝（ρ２／ρ１−１＋ρ２）×ΔＴｒｍｇ１・・・（３）
即ち、反力要素の切り替えがなされる期間、言い換えれば、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクの漸減がなされる期間（即ち、本発明に係る「減少期間」の一例である）においては、上記（３）式に従いΔＴｒｍｇ１に応じて導かれる補正量ΔＴｒｍｇ２に基づいてＭＧ２の出力トルクＴｒｍｇ２を補正することによって、駆動軸３２０の出力トルクＴｒの変動を抑制することが可能となる。

次に、図８を参照し、このような本実施形態の効果について、視覚的に説明する。ここに、図８は、クラッチ係合処理の実行過程における、各要素のトルクのタイムチャートである。

図８において、時刻Ｔ１以前の期間は、モータジェネレータＭＧ１に連結されたサンギア３３１が反力要素となる期間であり、時刻Ｔ２以降の期間は、クラッチ板３５１に連結されたサンギア３４１が反力要素となる期間であり、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２に至る期間が、上述した反力要素の切り替え期間、即ち、本発明に係る「減少期間」の一例に相当する。

図８において、エンジン２００の出力トルクの特性は、ＰＲＦ＿Ｔｒｅｇ（実線参照）として表される通り、Ｔｒ１で一定である。一方、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｒｍｇ１は、時刻Ｔ１以前においてＴｒ４であり、時刻Ｔ１以降、時刻Ｔ２においてゼロとなるまで漸減される（図示、ＰＲＦ＿Ｔｒｍｇ１（一点鎖線）参照）。他方、Ｔｒｍｇ１の漸減に伴い、反力要素は物理的にサンギア３４１に移譲され、クラッチ機構３５０の出力トルクＴｒｃｌは、時刻Ｔ１におけるゼロから、時刻Ｔ２におけるＴｒ３（Ｔｒ３＞Ｔｒ４））まで漸増する（図示ＰＲＦ＿Ｔｒｃｌ（二点鎖線）参照）。これに対し、モータジェネレータＭＧ２の出力トルクＴｒｍｇ２（図示ＰＲＦ＿Ｔｒｍｇ２（破線参照））は、時刻Ｔ１におけるＴｒ２から、Ｔｒｍｇ１の漸減分に相当するΔＴｒｍｇ１に応じて、上記（３）式から算出される補正量ΔＴｒｍｇ２だけ減少し、時間経過と共に、時刻Ｔ２においてゼロとなる。

ここで、この補正量ΔＴｒｍｇ２には、動力分割機構３００の各回転要素のギア比が考慮されており、サンギア３３１からサンギア３４１へ反力要素が移譲されるに際しての駆動軸３２０の出力トルクＴｒの変動がゼロとなるように、その値が決定される。従って、時刻Ｔ１からＴ２にかけての反力要素の切り替え期間において、駆動軸３２０の出力トルクＴｒは変動することなく、図示ＰＲＦ＿Ｔｒ（実線参照）に示す如く、Ｔｒ０で一定に推移する。

このように、本実施形態に係るクラッチ係合処理によれば、反力要素の切り替えが開始される以前にクラッチ機構３５０は既に係合した状態にあるため、反力要素の切り替え期間においては、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２双方のトルク制御のみによって、駆動軸３２０の出力トルクの変動を抑制することができる。言い換えれば、駆動軸３２０の出力トルクの変動を抑制するに際して、クラッチ機構３５０の係合トルクを積極的に制御する必要は生じない。モータジェネレータは、少なくとも、実質的に推定が困難な係合手段における係合トルクの制御と較べて、指示トルクに基づいた正確なトルク制御が可能であり、このような係合トルクを駆動軸３２０の出力トルクの変動抑制に供する場合と較べて、明らかに効果的である。

また、本実施形態に係る係合制御によれば、クラッチ板３５１及び３５２を相互に係合させるに際し、回転同期及び位相同期（位相同期については、クラッチ機構３５０がドグクラッチであることに起因する）が行われるため、クラッチ機構３５０を係合させるに際しても、実践上知覚され得る程度のトルクの変動は生じない。即ち、本実施形態に係るクラッチ係合処理によれば、無段変速モードから固定変速モードへの変速モードの切り替えがなされる期間において、駆動軸３２０の出力トルクの変動が好適に抑制されるのである。

尚、この際、実際に当該出力トルクの変動抑制に供されるモータジェネレータＭＧ２のトルクの制御精度及びトルク応答速度は、モータジェネレータＭＧ１の当該制御精度及び応答速度と較べて同等以上に確保されていてもよい。

更に、図８を参照して説明すると、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｒｍｇ１の漸減に係る変化量（即ち、ΔＴｒｍｇ１）は、反力要素の切り替え開始時点からの経過時間に応じて可変に設定される。図示ＰＲＦ＿Ｔｒｍｇ１を参照すれば明らかな通り、一の制御周期における出力トルクＴｒｍｇ１の減少量は、当該経過時間が短い時程小さく設定される。従って、クラッチ機構３５０へ移譲される反力トルクもまた、時刻Ｔ１近傍の立ち上がり付近で最も小さくなる。

クラッチ機構３５０には、その係合要素としてドグクラッチが採用されており、その係合には、クラッチ板３５１及びクラッチ板３５２の噛合を伴う。上述したように、この噛合に際しては、位相同期が図られ、双方のドグ歯が好適に噛合する状態で駆動装置によるストロークがなされる（言い換えれば、このような状態にないと、ストローク不良を起こす）。ここで、双方がただ噛合しているのみでトルクが付加されていない状態では、これらは噛合しつつも言わば「浮いた」状態であり、反力トルクの移譲に伴い、所定方向にクラッチ板３５１が回転しようとするのをクラッチ板３５２が阻止することにより、係合トルクが発生する。従って、この係合トルクの発生開始時点において、相対的に高いトルクが生じる程、ドグ歯同士の物理的衝突に起因するガタ打ち等の物理衝撃の度合いは強くなり、ＮＶ（Noise and Vibration：騒音と振動）性能の悪化を招く。また、クラッチ機構３５０の物理的な耐久性にも悪影響を及ぼしかねない。

そこで、本実施形態では、反力要素の切り替え初期については、受け渡されるトルクが相対的に小さく設定され、クラッチ板相互間にトルクが相応に付加された後に、受け渡されるトルクが増大せしめられることによって、ＮＶ性能を維持しつつ可及的に迅速な反力要素の切り替えが図られているのである。

尚、本実施形態では、経過時間に応じて連続的にＭＧ１の出力トルクの減少量が増大されているが、無論、上述したＮＶ性能や耐久性能を少なくとも実践的にみて許容範囲に収め得る限りにおいて、ＭＧ１の出力トルクの減少量は段階的であってもよいし、極端な場合、反力要素の切り替え期間の初期のみ当該減少量が二値的に低下せしめられてもよい。即ち、本発明に係る「少なくとも前記減少期間の初期において該初期を除く少なくとも一部に対し小さくなるように」とは、このような二値的、段階的又は連続的な変化を包括する広い概念である。

ここで、図９を参照し、本実施形態に係る効果を、当該効果を明確化すべく比較例を用いて説明する。ここに、図９は、比較例に係るクラッチ係合処理の実行過程における、各要素のトルクのタイムチャートである。尚、同図において、図８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９において、比較例は、反力要素の切り替え期間においてモータジェネレータＭＧ２の出力トルクＴｒｍｇ２（図９では不図示）を減少させる際に、動力分割機構３００の各回転要素のギア比が考慮されない場合に相当する特性として表される。即ち、この場合、図示ＰＲＦ＿Ｔｒｃｍｐ（実線参照）として表されるように、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２にかけて反力要素の切り替えがなされる際に、クラッチ機構３５０にトルクが受け渡されるのに応じて駆動軸３２０の出力トルクが増大し、出力トルクの変動が生じることとなる。このような出力トルクの変動は、車速Ｖの変動、機関回転速度ＮＥの変動或いは物理的振動を伴うため、ドライバビリティを悪化させる。本実施形態では、このような駆動軸３２０の出力トルクの変動が抑制される点において、この比較例に対し明らかに有利である。

このような、動力分割機構３００の回転要素の特性を考慮したモータジェネレータＭＧ２の出力トルクの制御は、固定変速モードから無段変速モードへの切り替え時にも有効である。ここで、図１０を参照し、図５のステップＳ３００に係るクラッチ解放処理の詳細について説明する。ここに、図１０は、クラッチ解放処理のフローチャートである。

図１０において、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧ１の目標トルクＴｒｍｇ１ｔｇを設定する（ステップＳ３０１）。目標トルクが設定されると、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクを漸増させる（ステップＳ３０２）。この際、クラッチ係合処理と反対に、出力トルクＴｒｍｇ１の増加量ΔＴｒｍｇ１は、時間経過に応じて漸減される。

また、出力トルクＴｒｍｇ１を漸増させるに際しては、クラッチ係合処理とは反対に、反力要素の切り替え期間初期において増加量ΔＴｒｍｇ１が相対的に大きく設定される。クラッチ機構３５０の解放時には、係合時とは逆に、当該切り替え期間の終期においてガタ打ち等の物理衝撃が発生し易いからである。

ＭＧ１の出力トルクの漸増制御がなされると、ＥＣＵ１００は、上記（３）式に基づいて、反力要素がサンギア３４１からサンギア３３１へ切り替わるのに応じて生じる駆動軸３２０の出力トルクの変動が抑制されるように、モータジェネレータＭＧ２の出力トルクＴｒｍｇ２の補正量ΔＴｒｍｇ２を算出し（ステップＳ３０３）、係る補正量に応じてトルク指示値を補正して、ＭＧ２の出力トルクＴｒｍｇ２を制御する（ステップＳ３０４）。

ＭＧ１の出力トルクＴｒｍｇ１の漸増に伴うＭＧ２の出力トルクＴｒｍｇ２の漸増がなされる過程において、ＭＧ１の出力トルクＴｒｍｇ１がステップＳ３０１に係る処理において設定された目標トルクＴｒｍｇ１ｔｇに一致したか否かが判別される（ステップＳ３０５）。一致しない場合（ステップＳ３０５：ＮＯ）、処理はステップＳ３０２に戻され、一連の処理が繰り返されると共に、Ｔｒｍｇ１が目標値Ｔｒｍｇ１ｔｇに一致した場合には（ステップＳ３０５：ＹＥＳ）、クラッチ機構３５０が解放され（ステップＳ３０６）、クラッチ機構３５０の解放が完了したか否かが判別される（ステップＳ３０７）。クラッチ機構３５０の解放が未完了である場合（ステップＳ３０７：ＮＯ）には、クラッチ機構３５０の解放が継続され、クラッチ機構３５０の解放が完了すると（ステップＳ３０７：ＹＥＳ）、クラッチ解放処理が終了する。尚、クラッチ機構３５０を解放するに際しては、係合時のような回転同期及び位相同期は必要なく、ＥＣＵ１００は、駆動装置を制御してクラッチ板３５１をクラッチ板３５２と逆方向へストロークさせ、ドグ歯同士の噛合を解除する。

このように、クラッチ解放処理においても、反力トルクの分担比率に応じて（即ち、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクの変化量ΔＴｒｍｇ１に応じて）、駆動軸３２０に出力トルクの変動を生じさせないモータジェネレータＭＧ２の出力トルクＴｒｍｇ２の補正量ΔＴｒｍｇ２が算出され、出力トルクＴｒｍｇ２の制御に供される。従って、固定変速モードから無段変速モードへの変速モードの切り替えに際し、駆動軸３２０の出力トルクの変動を抑制することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態に係る変速制御によれば、無段変速モードから固定変速モード（オーバードライブモード）への切り替え期間、及び固定変速モード（オーバードライブモード）から無段変速モードへの切り替え期間のいずれにおいても、駆動軸３２０の出力トルクの変動が生じることがない。即ち、変速モードの切り替えが好適に実現される。
＜第２実施形態＞
本発明に係る「動力分割手段」の一例として、第１実施形態ではシングルピニオン型遊星歯車機構とダブルピニオン型遊星歯車機構とを組み合わせてなる動力分割機構３００が例示されているが、本発明に係る動力分割手段の採り得る構成は、無段変速モードと固定変速モードとを少なくとも実現可能である限りにおいて、動力分割機構３００のものに限定されない。ここで、図１１及び図１２を参照し、本発明の第２実施形態として、動力分割手段の他の構成例について説明する。ここに、図１１は、動力分割機構８００の構成を概念的に表してなる概略構成図であり、図１２は、動力分割機構９００の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、これらの図において、図３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１１において、動力分割機構８００では、キャリア８１２に、エンジン２００のクランクシャフト２０５に連結された入力軸３１０が連結されている。また、サンギア８１１にモータジェネレータＭＧ１が連結され、そのサンギア８１１と同心円状に配置される内歯歯車たるリングギア８１４が駆動軸３２０に連結されている。これらサンギア８１１とリングギア８１４とに噛合する大ピニオンギ８１３が、その中心軸線を中心に自転し、キャリア８１２の自転によって公転するようにキャリア８１２によって保持されている。これらキャリア８１２、サンギア８１１、リングギア８１４及び大ピニオンギア８１３によって、第１遊星歯車機構８１０が構成されている。

一方、大ピニオンギア８１３は、いわゆるステップドピニオンギアとして構成されている。すなわち、大ピニオンギア８１３より小径の小ピニオンギア８２１が、同一軸線上に並べて一体化されている。その小ピニオンギア８２１が、サンギア８１１より大径のサンギア８２２に噛み合っている。即ち、サンギア８２２と、大小のピニオンギア８１３及び８２１（即ち、ステップドピニオンギア）と、これを保持しているキャリア８１２と、上記リングギア８１４とによって第２遊星歯車機構８２０が構成されている。このように、動力分割機構８００は、歯数の異なるピニオンギアを一体に連結することによりキャリア及びリングギアを共用してなる二組の遊星歯車機構により構成される。

従って、第１遊星歯車機構８１０におけるサンギア８１１が第２遊星歯車機構８２０におけるサンギア８２２より小径であり、且つリングギア８１４を共用しているので、第１遊星歯車機構８１０におけるギア比（サンギアとリングギアとの歯数の比）が、第２遊星歯車機構８２０のギア比より小さくなっている。ここで、サンギア８２２には、サンギア８２２の回転を選択的に阻止する前述したクラッチ機構３５０が連結されている。このクラッチ機構３５０が係合状態にある場合、サンギア８２２が物理的に固定されるため、動力分割機構３００の変速比が、オーバードライブ変速比となる。

図１２において、動力分割機構９００では、第１遊星歯車機構９１０と第２遊星歯車機構９２０とを備える。第１遊星歯車機構９１０のキャリア９１２にエンジントルクを伝達する入力軸３１０が連結されている。その第１遊星歯車機構９１０におけるサンギア９１１にモータジェネレータＭＧ１が連結され、そのサンギア９１１と同心円上に配置されている内歯歯車であるリングギア９１３が駆動軸３２０に連結されている。そして、これらサンギア９１１とリングギア９１３とに噛み合っているピニオンギア９１４が、その中心軸線を中心に自転し、キャリア９１２の自転によって公転するようにキャリア９１２によって保持されている。

第２遊星歯車機構９２０は、第１遊星歯車機構９１０と同一軸線上に配置されており、そのサンギア９２１の中心部を駆動軸３２０が貫通すると共に、サンギア９２１と駆動軸３２０とが連結されている。言い換えれば、サンギア９２１が、第１遊星歯車機構９１０におけるリングギア９１３と一体に回転するように連結されている。また、サンギア９２１と同心円上に配置されたリングギア９２４が、第１遊星歯車機構９１０におけるサンギア９１１に連結されている。言い換えれば、第２遊星歯車機構９２０のリングギア９２４が、モータジェネレータＭＧ１に連結されている。

また、これらサンギア９２１とリングギア９２４との間に配置されてサンギア９２１及びリングギア９２４に噛み合っているピニオンギア９２３が、キャリア９２２によって自転且つ公転可能に保持されている。クラッチ機構３５０は、このキャリア９２２を選択的に固定することが可能に設置される。このように、動力分割機構９００は、二組のシングルピニオン型遊星歯車機構により構成される。このような構成においても、クラッチ機構３５０を係合状態に制御することによって、無段変速モードと固定変速モードとを好適に実現可能である。

ここで、これら動力分割機構８００及び９００が使用される場合、上記（３）式に相当する補正式の構成は異なるが、各々動力分割機構の回転要素相互間のギア比に基づいて、第１実施形態と同様に、駆動軸３２０に生じる出力トルクの変動を抑制し得る、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクの変化量に対するモータジェネレータＭＧ２の出力トルクの補正量を決定することが可能であり、第１実施形態と同様に、変速モードの切り替え期間における、駆動軸３２０の出力トルクの変動を好適に抑制することが可能である。

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ハイブリッド駆動装置の制御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エンジンの模式図である。 図１のハイブリッド車両における動力分割機構の構成を概念的に表してなる概略構成図である。 図３の動力分割機構において実現される各々の変速モードに対応する共線図である。 図１のハイブリッド車両においてＥＣＵにより実行される変速制御のフローチャートである。 図５の変速制御から分岐するクラッチ係合処理のフローチャートである。 図６のクラッチ係合処理の実行過程における動力分割機構の共線図である。 図６のクラッチ係合処理の実行過程における、各要素のトルクのタイムチャートである。 本実施形態との比較に供すべき比較例に係るクラッチ係合処理の実行過程における、各要素のトルクのタイムチャートである。 図５の変速制御から分岐するクラッチ解放処理のフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る動力分割機構の一例を概念的に表してなる概略構成図である。 本発明の第２実施形態に係る動力分割機構の他の例を概念的に表してなる概略構成図である。

符号の説明

１０…ハイブリッド車両、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０１…気筒、２０３…ピストン、２０５…クランクシャフト、３００…動力分割機構、ＭＧ１…モータジェネレータ、ＭＧ２…モータジェネレータ、３１０…入力軸、３２０…駆動軸、３３１…サンギア、３３２…キャリア、３３３…リングギア、３４１…サンギア、３４２…キャリア、３４３…リングギア、３５０…クラッチ機構、３５１…クラッチ板、３５２…クラッチ板、６００…車速センサ、７００…優先スイッチ、８００…動力分割機構（第３実施形態）、９００…動力分割機構（第３実施形態）。

Claims (5)

1. 車両に搭載され、
   内燃機関と、
   第１の電動機と、
   相互に係合可能な第１及び第２の係合要素を備えてなる係合手段と、
   相互に差動回転可能に構成された、前記内燃機関の出力軸に連結される第１の回転要素、前記第１の電動機の出力軸に連結される第２の回転要素、前記車両の駆動軸に連結される第３の回転要素及び前記第１の係合要素に連結される第４の回転要素を含む複数の回転要素を備えてなる動力分割手段と、
   出力軸が前記第３の回転要素に連結された第２の電動機と
   を備え、
   前記第１の電動機により前記第１及び第４の回転要素の回転速度を制御することが可能に構成され、
   前記第１の係合要素と前記第２の係合要素とが係合した状態において前記第１の係合要素の回転が阻止されると共に、前記第１の係合要素と前記第２の係合要素とが離間及び係合することにより、前記車両の変速モードとして夫々前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸との回転速度比を連続変化させることが可能な無段変速モード及び該回転速度比を所定値に固定する固定変速モードを実現可能なハイブリッド駆動装置の制御装置であって、
   前記変速モードを前記無段変速モードから前記固定変速モードに切り替える旨の切り替え要求に応じて、前記第１の係合要素と前記第２の係合要素とが相互に回転が同期した状態で係合するように前記係合手段を制御する第１の制御手段と、
   前記第１及び第２の係合要素が相互に係合した状態において、前記第１の電動機の出力トルクを所定の目標トルクまで減少させる第２の制御手段と、
   前記第１の電動機の出力トルクを減少させる減少期間の少なくとも一部において、前記駆動軸の出力トルクを変化させることなく前記第２回転要素から前記第４回転要素へ前記内燃機関のトルクに対応する反力トルクが移譲されるように、前記第２の電動機を制御する第３の制御手段と
   を具備することを特徴とするハイブリッド駆動装置の制御装置。
2. 前記回転速度比の所定値は、前記内燃機関の機関回転速度が前記駆動軸の回転速度未満となる旨に相当するオーバードライブ変速比であり、
   前記目標トルクはゼロである
   ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド駆動装置の制御装置。
3. 前記第３の制御手段は、前記第１の電動機の出力トルクの減少の度合いに応じて前記第２の電動機を制御する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド駆動装置の制御装置。
4. 前記第１の電動機の出力トルクの減少の度合いと、前記動力分割手段における前記第１、第２、第３及び第４の回転要素相互間のギア比とに基づいて、前記減少期間の少なくとも一部における前記第２の電動機の制御量を算出する算出手段を更に具備し、
   前記第３の制御手段は、該算出された制御量に従って前記第２の電動機を制御する
   ことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド駆動装置の制御装置。
5. 前記第１及び第２の係合要素は相互に噛合することにより係合し、
   前記第２の制御手段は、前記第１の電動機の出力トルクの減少の度合いが、少なくとも前記減少期間の初期において該初期を除く少なくとも一部に対し小さくなるように、前記第１の電動機を制御する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のハイブリッド駆動装置の制御装置。

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