JP2012111433A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】係合時に回転同期を、係合解除時に伝達トルク低減を要する係合機構を同時に作動させる係合装置を好適に制御する。
【解決手段】係合状態において第１回転電機をロックする第１係合機構（８１０）と、係合状態において第２回転電機と駆動軸との間のトルク伝達を可能とし且つ係合解除状態において第２回転電機を駆動軸から切り離す第２係合機構（８２０）を備え、第１係合機構が係合状態となり且つ第２係合機構が係合解除状態となる第１動作状態と、第１係合機構が係合解除状態となり且つ第２係合機構が係合状態となる第２動作状態との間で動作状態を切り替え可能な係合装置（８００）を備えたハイブリッド車両を制御する装置（１００）は、第２動作状態から第１動作状態への動作状態の切り替え要求が生じた場合に、第１係合機構における回転同期制御を、第２係合機構におけるトルク調整制御に先んじて実行する。
【選択図】図５

Description

本発明は、第１回転電機から反力要素を介して反力トルクを付与することにより内燃機関のトルクを駆動軸に伝達可能な差動機構と、駆動軸との間でトルクの入出力が可能な第２回転電機と、第１回転電機をロックするロック機構と、第２回転電機と駆動軸とを断接するクラッチ機構とを備えたハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。

この種の装置として、第１回転電機をロックすることにより内燃機関を駆動軸に直結してハイブリッド車両を走行させるにあたり、第２回転電機のフリクションや慣性による動力損失を回避する目的から第２回転電機を駆動軸から切り離すものがある。特に、上記ロック機構及びクラッチ機構として、係合要素同士の係合時に係合要素間の回転同期を必要とし、解放時に係合要素間に作用するトルク低減を必要とするものを対象としたものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された装置によれば、第１回転電機がゼロ回転である場合にロック機構としてのブレーキ機構が係合され、その後に第２回転電機のトルクがゼロトルクまで低減される。

尚、同様の機構において第１回転電機のロックに伴い第２回転電機を駆動軸から切り離す技術思想については、特許文献２にも開示されている。

また、特許文献３には、第１回転電機をロック可能な構成において、第１回転電機の回転速度の変化率に上限を設ける技術が開示されている。

特開２００５−１９２２８４号公報 特開２００３−１０４０７２号公報 特開２００１−００１７７３号公報

例えば噛合式クラッチ等、係合時に係合要素相互間の回転同期措置を必要とし、係合解除時に係合要素相互間の伝達トルクの低減措置を必要とする係合機構は、係合状態におけるトルクの伝達効率が良好であるから、動力損失による燃費（燃料消費率）や電費（電力消費率）の低下抑制に顕著に効果的である。従って、上記ロック機構及びクラッチ機構として用いられて好適である。

ところで、第１回転電機のロックに伴って第２回転電機を駆動軸から切り離し、第１回転電機のロック解除に伴って第２回転電機を駆動軸に接続する場合、ロック機構及びクラッチ機構を、例えばアクチュエータを共用する等して同時に作動させることによって、車両コストや車両搭載性の面で高い利益を獲得することができる。

ここで、このような構成におけるロック機構及びクラッチ機構を、上述した係合時の回転同期措置及び係合解除時の伝達トルク低減措置を必要とする係合機構とした場合、係合及び係合解除を相互に独立して実行することができないから、係合機構の動作状態を実際に切り替えるにあたって、係合させる一方の係合機構において回転同期措置が完了し、また係合を解除する他方の係合機構において伝達トルク低減措置が完了している必要がある。

一方、特許文献１に開示された装置では、このようにロック機構とクラッチ機構とを同時に作動させる構成を念頭に置いておらず、ロック機構の係合後にクラッチ機構の伝達トルクがゼロトルクに低減されている。従って、特許文献１に開示された装置を係る構成に適用する場合には、ロック機構の回転同期措置完了後にクラッチ機構の伝達トルク調整を開始し、伝達トルクがゼロトルクに収束するまでロック機構の回転同期状態を維持する必要がある。これでは、係合機構の動作状態の切り替え期間が長大化して、ハイブリッド車両の走行制御上望ましくない。

このように、特許文献１に開示される装置には、係合時の回転同期措置と係合解除時の伝達トルク低減措置とを必要とするロック機構及びクラッチ機構を同時に作動させる構成を想定していないことに起因して、回転同期措置と伝達トルク低減措置との時間的相互関係が良好になり難いという技術的問題点がある。このような問題は、特許文献２及び３に開示される装置においても同様である。

本発明は、上述した技術的問題点に鑑みてなされたものであり、係合時の回転同期措置と係合解除時の伝達トルク低減措置とを必要とするロック機構及びクラッチ機構を同時に作動させる構成において、これら係合機構の動作状態の切り替えを好適に行い得る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、第１回転電機と、第２回転電機と、前記第１回転電機に連結された第１回転要素、前記内燃機関に連結された第２回転要素及び前記車軸に繋がる駆動軸に連結された第３回転要素を含む相互に差動作用をなす複数の回転要素を備えた動力伝達機構と、相対回転速度が基準値未満である回転同期状態において相互に係合可能且つ相互間の伝達トルクの絶対値が基準値未満であるトルク非伝達状態において相互間の係合を解除可能に構成される複数の係合要素を備え、前記複数の係合要素が相互に係合してなる係合状態において前記第１回転電機を所定の回転速度にロックする第１係合機構、及び、前記回転同期状態で相互に係合可能且つ前記トルク非伝達状態で相互間の係合を解除可能に構成される複数の係合要素を備え、前記係合状態において前記第２回転電機と前記駆動軸との間のトルクの伝達を可能とし且つ前記複数の係合要素相互間の係合が解除されてなる係合解除状態において前記第２回転電機を前記駆動軸から切り離す第２係合機構を備え、前記第１係合機構が前記係合状態となり且つ前記第２係合機構が前記係合解除状態となる第１動作状態と、前記第１係合機構が前記係合解除状態となり且つ前記第２係合機構が前記係合状態となる第２動作状態との間で動作状態を選択的に切り替え可能な係合装置とを備えたハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、前記第２動作状態から前記第１動作状態への前記動作状態の切り替え要求が生じた場合に、前記第１回転電機に対し、前記第１係合機構における前記複数の係合要素を前記回転同期状態とするための回転同期制御を実行する回転同期制御実行手段と、前記回転同期制御が開始された後に、前記第２回転電機に対し、前記第２係合機構における前記複数の係合要素を前記トルク非伝達状態とするためのトルク調整制御を実行するトルク調整制御実行手段とを具備することを特徴とする（請求項１）。

本発明に係るハイブリッド車両は、駆動軸に対しトルクを供給可能な動力要素として、燃料種別、燃料の供給態様、燃料の燃焼態様、吸排気系の構成及び気筒配列等、その物理的、機械的又は電気的構成を問わない各種の態様を採り得る、燃料の燃焼により動力を生成可能な機関としての内燃機関と、各々が力行及び発電（即ち、電力回生である）可能な、各種モータジェネレータ等の第１及び第２回転電機とを備える。

また、本発明に係るハイブリッド車両は、これら動力要素としての内燃機関並びに第１及び第２回転電機と、車軸に直結された或いは各種ギア機構を介して間接的に連結された駆動軸との間のトルク伝達を可能とする動力伝達機構を備える。

動力伝達機構は、第１回転電機に連結された第１回転要素と、内燃機関に連結された第２回転要素と、駆動軸に連結された第３回転要素とを少なくとも含む、相互に差動作用をなす複数の回転要素を備えた、好適には回転二自由度の差動機構として構成される。尚、動力伝達機構に備わる回転要素或いは差動機構の数量は多義的であってよく、例えば、動力伝達機構は、遊星歯車機構等の各種差動ギア機構を一又は複数備えてもよい。複数の遊星歯車機構を含む場合、各遊星歯車機構を構成する回転要素の一部が複数の遊星歯車機構相互間で適宜共有されてもよい。

動力伝達機構における回転要素相互間の差動作用に鑑みれば、第１回転電機に連結された第１回転要素は、内燃機関に反力トルクを付与する反力要素として機能する。第２回転要素を介して入力される内燃機関のトルクは、この反力トルクに対応する一部の直達トルクが、第３回転要素を介して駆動軸に伝達される。尚、このような構成においては、第１回転電機により、内燃機関の動作点は、少なくとも所定の範囲で連続的に可変となり得る。従って、動力伝達機構及び第１回転電機は、好適には一種の電気的ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission：無段変速装置）として機能する。

一方、第２回転電機は、後述する第２係合機構が係合状態にある場合に、駆動軸と直結或いは各種ギア機構等を介して間接的に連結され、駆動軸との間でトルクの入出力が可能である。第２回転電機は、例えば正回転領域において、例えば駆動輪、車軸及び駆動軸を順次介する動力伝達経路でトルクが入力された場合（即ち、負トルクである）等に、係る入力トルクを利用した電力回生が可能であり、また例えば正回転領域において駆動軸に対し正トルクを供給（即ち、力行）することにより、駆動軸に供給されるトルクとしての駆動軸トルクの少なくとも一部を負担することが可能である。

本発明に係るハイブリッド車両における走行モードは、少なくとも、内燃機関の直達トルクと第２回転電機のトルクとを適宜協調的に使用する所謂ハイブリッドモード（協調の態様は多義的であり、例えば、第２回転電機からのトルクアシストがない場合も含む）と、少なくとも車両走行用動力として第２回転電機のトルクのみを使用する（即ち、単なるアイドリングや補機駆動用電力を得るための内燃機関の稼動等は適宜生じ得る）所謂ＥＶ（電気自動車）モードとの間で適宜選択可能である。

本発明に係るハイブリッド車両は、第１係合機構と第２係合機構とを含む係合装置を備える。第１及び第２係合機構は、夫々が、回転同期状態で係合可能且つトルク非伝達状態で係合解除可能な複数の係合要素を備える。尚、回転同期状態とは、係合要素の相対回転速度が、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて係合要素同士を係合させることに実践上の不都合がないものとして定められた、所定の速度領域の上限を規定する固定又は可変な基準値未満である状態（明確な基準値の設定がなく相対回転速度がゼロである場合等も含む）を意味する。また、トルク非伝達状態とは、同様に、係合要素相互間の伝達トルクの絶対値が、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて係合要素同士の係合を解除することに実践上の不都合がないものとして定められた、所定のトルク領域を規定する固定又は可変な基準値未満である状態（明確な基準値の設定がなく当該絶対値がゼロである場合等も含む）を意味する。

第１係合機構は、係合状態において第１回転電機を所定の回転速度にロックする係合機構である。実践的運用面において、第１係合機構における係合要素は、所定の回転速度を有するロック側の係合要素と、第１回転電機と直接的又は間接的に連結された第１回転電機側の係合要素とを含んでなる。尚、所定の回転速度がゼロであれば、ロック側の係合要素とは、即ち、固定要素（ブレーキ要素）を意味する。

第１回転電機は、先に述べたように内燃機関のトルクに対する反力トルクを付与する動力要素であるが、このように常時所定の回転速度にロックされている状態においては、第１係合機構から反力トルクを与えることができるため、第１回転電機の稼動を停止させることができる。例えば、ハイブリッド車両が高速軽負荷走行状態にある場合のように、第１回転電機が負回転領域で負トルク（反力トルク）を供給する力行状態となることに起因する動力循環（第１回転電機の力行に要する電力を第２回転電機の発電作用により得られた発電電力により賄う非効率な電気パスを意味する）を回避することが可能となる。

第２係合機構は、係合状態において駆動軸と第２回転電機とを直接的に又は間接的に接続し、係合解除状態において駆動軸から第２回転電機を切り離す係合機構である。実践的運用面において、第２係合機構における係合要素は、駆動軸に連結された駆動軸側の係合要素と、第２回転電機に連結された第２回転電機側の係合要素とを含んでなる。

第２回転電機は、例えば上述したハイブリッドモード等において、内燃機関の直達トルクのみでは駆動軸トルクの要求値を満たさない場合等に駆動軸に対し適宜トルクのアシストを行う補助動力源として有効であるが、一方で、第１係合機構の作用により第１回転電機をロックしてなるエンジン直結モードのように、駆動軸トルクの要求値を内燃機関の直達トルクのみで賄える状況（このような状況において第１回転電機がロックされるようにロック条件が定められていてもよい）においては、そのフリクションや慣性抵抗が動力損失を招き得る。第２係合機構によれば、例えばこのような場合において第２回転電機を駆動軸から切り離すことができ、燃費や電費の向上に有益である。

このように、第１係合機構が係合状態にある場合には第２係合機構は係合解除状態にあるのが望ましく、第１係合機構が係合解除状態にある場合には第２係合機構は係合状態にあるのが望ましい。そこで、本発明に係る係合装置は、その動作状態として、第１係合機構が係合状態となり第２係合機構が係合解除状態となる第１動作状態と、第１係合機構が係合解除状態となり第２係合機構が係合状態となる第２動作状態との間で動作状態が選択的に切り替えられる構成を有している。尚、このような構成は、制御的に実現されてもよいし構造的に実現されてもよい。

ここで、動作状態の同時切り替えを実現するためには、動作状態の切り替え時点において、係合状態へ移行する側（以下、適宜「係合側」とする）の係合機構における係合要素同士は回転同期状態に、係合解除状態へ移行する側（以下、適宜「係合解除側」とする）の係合機構における係合要素同士はトルク非伝達状態に夫々収束しているのが望ましい。このため、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置では、回転同期制御実行手段により、係合側の係合機構における係合要素を回転同期状態とするための回転同期制御が実行され、また、トルク調整制御実行手段により、係合解除側の係合要素をトルク非伝達状態とするためのトルク調整制御が実行される。

回転同期制御とは、より具体的には、係合側の係合機構における係合要素の相対回転速度を上述した基準値未満の目標値に減少させる或いは収束させるべく、係合側の係合機構における係合要素にトルク供与可能な回転電機に対してなされる回転速度の制御である。回転同期制御は、例えば、予め設定された制御量に応じたフィードフォワード制御や、上記相対回転速度をフィードバックするフィードバック制御等を含んでいてもよい。また、トルク調整制御とは、より具体的には、係合解除側の係合機構における係合要素相互間の伝達トルクの絶対値を上述した基準値未満の目標値に減少させる或いは収束させるべく、係合解除側の係合機構における係合要素にトルク供与可能な回転電機に対してなされるトルクの制御である。これら各制御により、係合側の係合機構における係合要素を回転同期状態に、係合解除側の係合機構における係合要素をトルク非伝達状態に夫々収束させることが可能となる。

ところで、本発明に係る係合装置のように第１及び第２係合機構の状態を同時に切り替える構成においては、例えば各係合機構の動作音（例えば、歯打ち音）の増大及びそれに伴うショックの増大、駆動軸のトルク変動並びに切り替え期間の長大化等を防止、抑制或いは緩和する必要から、一方における回転同期制御と他方におけるトルク調整制御との時間軸上の位置関係が重要な意味を持つ。

特に、第１係合機構における回転同期制御、即ち第１回転電機の回転速度制御に際しては、第１回転電機の回転速度の時間微分値、即ち回転速度の変化率に応じたイナーシャトルクが発生する。第１回転電機が未だロックされていない第２動作状態におけるイナーシャトルクは、内燃機関のトルクに拮抗する反力トルクの相対的な減少を促すから、結果的に駆動軸トルクはその大小はさておき変動し易くなる。従って、第２回転電機が駆動軸に接続された第２動作状態から第１回転電機がロックされる第１動作状態への係合装置の動作状態の切り替え要求が生じた場合には、両制御相互間の時間的関係に留意する必要がある。

この点に鑑み、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置では、第２動作状態から第１動作状態への動作状態の切り替え要求が生じた場合に、トルク調整制御実行手段が、回転同期制御実行手段による回転同期制御の実行開始後にトルク調整制御を実行する。即ち、トルク調整制御の実行に先んじて回転同期制御が開始されるように構成されている。

このように回転同期制御をトルク調整制御に先んじて開始すれば、回転同期制御の実行開始後、トルク調整制御が開始されるまでの期間において、駆動軸と第２回転電機との間のトルクの入出力が阻害されることがない。従って、例えば、イナーシャトルクによる駆動軸トルクの減少によって第２係合機構の伝達トルクが変化することに起因する、係合要素同士の接触音や物理衝撃の発生を、第２回転電機により適宜吸収することも、また、イナーシャトルクによる駆動軸のトルク変動を、第２回転電機からのトルク供給により補償又は吸収すること等も可能となり、係合装置の動作状態切り替え期間における、ハイブリッド車両の走行性能や快適性能の低下を、好適に防止、抑制或いは緩和することが可能となるのである。

補足すると、このようにイナーシャトルクによる駆動軸のトルク変動が顕在化する状況において、第２係合機構のトルク調整制御が、何らの指針に基づくことなく実行された場合、駆動軸に接続された状態にある第２回転電機のトルクを駆動軸トルクや第２係合機構における伝達トルクの調整に利用することができなくなる期間が、実践的にみて無視し得ない程度に長大化する可能性がある。とりわけ、第２係合機構のトルク調整制御完了後に第１係合機構の回転同期制御が実行される場合、或いは両制御が同時或いは略同時に開始される場合、駆動軸のトルク変動がハイブリッド車両の動力性能や快適性能を顕著に低下させかねないのである。

尚、このような回転同期制御実行手段の作用により期待される効果に鑑みれば、当然ながら、回転同期制御の開始後におけるトルク調整制御の開始タイミングは、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得られる、イナーシャトルクが駆動軸トルクに与える影響の大きさに対応付けられる形で決定されるのが望ましい。少なくとも、実践的見地から見て有意となり得る程度の遅延期間を経てトルク調整制御が実行されるのが望ましい。

尚、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、好適な一形態として、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）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。

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又は第２動作状態から前記第２又は第１動作状態への前記動作状態の切り替え要求が生じた場合に、前記第１及び第２係合機構のうち前記係合状態に移行すべき一方における前記複数の係合要素が前記回転同期状態に移行し且つ前記第１及び第２係合機構のうち前記係合解除状態に移行すべき他方における前記複数の係合要素が前記トルク非伝達状態に移行したことを許可条件として前記動作状態が切り替わるように前記係合装置を制御する係合制御手段を更に具備する（請求項２）。

この態様によれば、係合側の係合機構が回転同期状態となり係合解除側の係合機構がトルク非伝達状態に移行しない限り動作状態の切り替えが許可されないので、係合時或いは係合解除時における、係合要素相互の接触音や物理衝撃の発生を可及的に抑制することが可能となり、係合装置の動作状態を好適に切り替えることが可能となる。

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、前記回転同期制御が開始されてから前記トルク調整制御が開始されるまでの期間において、前記第１回転電機のイナーシャトルクに起因する前記駆動軸のトルク変動が緩和されるように前記第２回転電機を制御する駆動軸トルク制御手段と、前記イナーシャトルクの大きさに対応する、前記第１係合機構における前記複数の係合要素の相対回転速度の変化率を特定する第１特定手段とを更に具備し、前記トルク調整制御実行手段は、前記特定された変化率が基準値未満となった場合に前記トルク調整制御を開始する（請求項３）。

この態様によれば、駆動軸トルク制御手段により、イナーシャトルクに起因する駆動軸のトルク変動が緩和されるため、一種の過渡的期間である係合装置の動作状態切り替え期間における、ハイブリッド車両の走行性能や快適性能の低下が可及的に抑制され得る。

一方、単に回転同期制御をトルク調整制御に先んじて実行するのみの構成では、その効果にばらつきが生じる可能性がある。より具体的には、回転同期制御の完了後にトルク調整制御を開始すると、両制御の実行期間が時間軸上で重複しない所謂シリーズ制御となって、係合装置の動作状態の切り替えに要する期間が不必要に長大化する可能性がある。また反対に、回転同期制御の開始後、即座にトルク調整制御が開始されてしまうと、両制御が時間軸上で殆ど並行して実行されることになり、動作状態の切り替え期間は短縮化され得るものの、駆動軸のトルク変動を抑制する旨の効果を殆ど期待できなくなる可能性がある。

ここで、駆動軸のトルク変動を招来する第１回転電機のイナーシャトルクは、第１係合機構における複数の係合要素の相対回転速度の変化率、言い換えれば第１回転電機の回転速度の変化率に比例する。従って、第１特定手段により特定（尚、「特定」とは、検出、算出、推定、同定、選択又は取得等、各種の実践的態様を伴い得る概念である）される相対回転速度の変化率が基準値未満である場合にトルク調整制御を開始することにより、駆動軸トルクの比較的大きな変動を抑制しつつ、係合装置の動作状態の切り替え期間を可及的に短縮化することができ、実践上極めて有益である。

尚、相対回転速度の変化率に対して設定される基準値は、例えば、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、駆動軸トルクが所定以上に変動しない程度のイナーシャトルクに対応する固定値又は可変値として設定されていてもよい。

尚、この態様では、前記トルク調整制御における前記伝達トルクの絶対値の目標値はゼロであってもよい（請求項４）。

伝達トルクの絶対値がゼロであれば、第２係合機構の係合要素の係合を極めて円滑に解除可能である。

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、前記回転同期制御は、前記第１係合機構における前記複数の係合要素の相対回転速度に応じたフィードバック制御を含み、前記回転同期制御実行手段は、前記トルク調整制御の開始後において、前記フィードバック制御に要するトルクを、前記トルク調整制御の開始時点相当値を上限として制限する（請求項５）。

この態様によれば、第２回転電機による駆動軸トルクの調整が困難となるトルク調整制御開始以後の期間において、回転同期制御における第１回転電機のフィードバックトルクが、トルク調整制御開始時点相当値（例えば、トルク調整制御開始時点のトルク値であってもよいし、当該トルク値に適宜補正演算を施してなる補正値であってもよい）を上限として制限されるので、トルク調整制御開始以後にイナーシャトルクが増大することが防止され、トルク調整制御の実行期間における駆動軸のトルク変動を可及的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車両の制御装置の他の態様では、前記回転同期制御実行手段は、前記第１動作状態から前記第２動作状態への前記動作状態の切り替え要求が生じた場合に、前記第２回転電機に対し、前記第２係合機構における前記複数の係合要素を前記回転同期状態とするための回転同期制御を実行し、前記トルク調整制御実行手段は、前記第２回転電機に対する回転同期制御が開始された後に、前記第１回転電機に対し、前記第１係合機構における前記複数の係合要素を前記トルク非伝達状態とするためのトルク調整制御を実行する（請求項６）。

この態様によれば、第１動作状態から第２動作状態への切り替え時においても、係合側である第２係合機構における回転同期制御が第１係合機構におけるトルク調整制御に先んじて実行される。

ここで特に、第１動作状態においては、第２回転電機は駆動軸から切り離された状態にあるから、第１回転電機が駆動軸と間接的に連結された状態にある第２動作状態と異なり、第２回転電機の回転速度制御により駆動軸のトルク変動が生じることはない。一方で、トルク非伝達状態にある第１係合機構の係合要素同士は、例えば内燃機関の微小なトルク変化等により接触する又は衝突する可能性があり、第１動作状態においても、トルク調整制御を回転同期制御に先んじて或いは回転同期制御と同時に実行する合理的理由は見出し難い。即ち、係合解除側の係合要素がトルク非伝達状態に維持される期間は、いずれの動作状態においても短い方がよいのである。

また特に、第１係合機構における固定回転速度（即ち、第１動作状態における第１回転電機の回転速度と一義的である）がゼロ回転でない場合、ロック状態にある第１回転電機に対するトルク調整制御の実行過程において、イナーシャトルクによる駆動軸のトルク変動が生じる可能性がある。この点に鑑みれば、トルク調整制御の実行期間の長大化の防止或いは抑制は、ハイブリッド車両の動力性能或いは快適性能の低下抑制に効果的である点は明らかであり、第２回転電機に対する回転速度制御を第１回転電機に対するトルク調整制御に先行させることの技術的意義は明確である。

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、前記第１係合機構は、前記係合状態において前記第１回転電機をゼロ回転に固定するブレーキ機構であり、前記第２係合機構における前記複数の回転要素の相対回転速度を特定する第２特定手段を更に具備し、前記トルク調整制御実行手段は、前記特定された相対回転速度が、前記回転同期状態を規定する基準値よりも大きい所定値未満となった場合に前記トルク調整制御を開始する（請求項７）。

この態様によれば、第１係合機構が、第１回転電機をゼロ回転固定するブレーキ機構であるため、トルク調整制御の実行過程において第１回転電機のイナーシャトルクによる駆動軸のトルク変動は殆ど無視し得る。従って、第２係合機構における係合要素の相対回転速度が所定値未満であることを条件としてトルク調整制御を開始しても実践上何ら問題が生じない。また、相対回転速度の特定は、実践的にみれば比較的容易であるから、相対回転速度を判断基準とすることにより、第１動作状態から第２動作状態への動作状態の良好な切り替えが比較的簡便にして可能となる。

尚、相対回転速度に係る所定値は、回転同期状態を規定する基準値よりも大きい値である。従って、相対回転速度が所定値に到達したことに伴いトルク調整が開始されると、基準値未満のトルク領域へ向けた第１係合機構の係合要素の伝達トルクの絶対値制御と、基準値未満の回転領域へ向けた第２係合機構の係合要素の相対回転速度の制御が時間軸上で並行して実行され、動作状態の切り替え期間を短縮化することができる。

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の一動作状態を例示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により実行される変速制御のフローチャートである。 図４の変速制御において実行される第１係合制御のフローチャートである。 図５の第１係合制御の実行時におけるハイブリッド駆動装置の一動作特性を例示するタイミングチャートである。 図４の変速制御において実行される第２係合制御のフローチャートである。 図７の第２係合制御の実行時におけるハイブリッド駆動装置の一動作特性を例示するタイミングチャートである。 本発明の第２実施形態に係り、他の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、本発明の実施形態について説明する。

＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、本発明の一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、ＥＣＵ１００、ＰＣＵ（Power Control Unit）１１、バッテリ１２、アクセル開度センサ１３及び車速センサ１４並びにハイブリッド駆動装置１０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「ハイブリッド車両の制御装置」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可能に構成されている。

尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「回転同期制御実行手段」、「トルク調整制御実行手段」、「係合制御手段」、「駆動軸トルク制御手段」、「第１特定手段」及び「第２特定手段」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。

ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１の車軸たる左車軸ＳＦＬ（左前輪ＦＬに対応）及び右車軸ＳＦＲ（右前輪ＦＲに対応）に駆動力としての駆動トルクを供給することによりハイブリッド車両１を駆動するドライブユニットである。ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成については後述する。

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に供給可能に構成された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、例えばリチウムイオンバッテリセル等の単位電池セルを複数（例えば、数百個）直列に接続した構成を有し、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電池ユニットであり、本発明に係る「蓄電手段」の一例である。

アクセル開度センサ１３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を検出可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１３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。

車速センサ１４は、ハイブリッド車両１の車速Ｖを検出可能に構成されたセンサである。車速センサ１４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。

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）、ＭＧ２減速機構４００、駆動軸５００、減速機構６００、ＭＧ２出力軸７００及び係合装置８００を備える。

エンジン２００は、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た、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る。エンジン２００は、公知のガソリンエンジンであり、ここでは、その詳細な構成を割愛するが、エンジン２００の出力動力たるエンジントルクＴｅは、不図示のクランク軸を介して、動力分割機構３００の動力入力軸３１０に伝達される構成となっている。尚、エンジン２００は、本発明に係る内燃機関の採り得る実践的態様の一例に過ぎず、本発明に係る内燃機関の実践的態様としては、エンジン２００に限らず、公知の各種エンジンを採用可能である。

モータジェネレータＭＧ１は、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電動発電機であり、本発明に係る「第１回転電機」の一例である。

モータジェネレータＭＧ２は、モータジェネレータＭＧ１よりも体格の大きい、本発明に係る「第２回転電機」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、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、無論他の構成を有していてもよい。

動力分割機構３００は、本発明に係る「動力伝達機構」の一例たる遊星歯車機構である。

動力分割機構３００は、中心部に設けられた、本発明に係る「第１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「第３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（不図示）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「第２回転要素」の更に他の一例たるキャリアＣ１とを備える。

サンギアＳ１は、エンジントルクＴｅに拮抗する反力トルクを負担する反力要素であり、モータジェネレータＭＧ１の出力回転軸たるＭＧ１出力軸３２０に固定されている。従って、サンギアＳ１の回転速度は、モータジェネレータＭＧ１の回転速度たるＭＧ１回転速度Ｎｍｇ1（ＭＧ１出力軸３２０の回転速度を意味する）と等価である。リングギアＲ１は、動力分割機構３００の出力要素であり、動力出力軸３３０に、その回転軸を共有する形で連結されている。キャリアＣ１は、先に述べたように、エンジン２００のクランク軸に連結された動力入力軸３１０にその回転軸を共有する形で連結されており、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。

ＭＧ２減速機構４００は、動力分割機構３００の動力出力軸３３０に連結された第１ギア４１０、ハイブリッド駆動装置１０の動力出力軸たる駆動軸５００に連結され、第１ギア４１０及び第３ギア４３０と噛合する第２ギア４２０及び後述する駆動軸側係合要素８２２に連結され、第２ギア４２０と噛合する第３ギア４３０を備えた減速装置である。第２ギア４２０の回転速度は、駆動軸５００の回転速度と等価であり、即ち、ハイブリッド駆動装置１０の出力回転速度Ｎｏｕｔである。

一方、第３ギア４３０の歯数は、第２ギア４２０の歯数よりも多くなっており、駆動軸５００の回転速度は、減速された状態で駆動軸側係合要素８２２に伝達される。他方、第３ギア４３０の回転速度は、駆動軸側係合要素８２２が後述するＭＧ２側係合要素８２１と係合した状態において、モータジェネレータＭＧ２の回転速度たるＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２と等価となる。従って、ＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２は、出力回転速度Ｎｏｕｔに対し減速される。

尚、ＭＧ２減速機構４００の構成は、モータジェネレータＭＧ２を減速する機構の採り得る一形態に過ぎず、この種の減速機構は、多様な形態を有し得る。例えば、この種の減速機構は、駆動軸に固定された回転要素と、固定要素に固定された回転要素と、ＭＧ２のロータに固定された回転要素とを含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を含む一種の差動ギア機構として構成されていてもよい。また、この種の減速機構は、必ずしもハイブリッド駆動装置に備わっておらずともよい。

減速機構６００は、先述した左車軸ＳＦＬ及び右車軸ＳＦＲと、駆動軸５００との間のトルク伝達を行うギア機構である。

ＭＧ２出力軸７００は、モータジェネレータＭＧ２のロータに固定された、モータジェネレータＭＧ２の出力回転軸である。

係合装置８００は、係合状態においてモータジェネレータＭＧ１をロックする第１係合機構８１０と、係合状態においてＭＧ２出力軸７００を駆動軸５００に間接的に接続し、係合解除状態においてＭＧ２出力軸７００を駆動軸５００から切り離す第２係合機構８２０と、これら第１及び第２係合機構の状態によって規定される係合装置８００の動作状態を選択的に切り替える係合制御機構８３０とを備えた、本発明に係る「係合装置」の一例である。

第１係合機構８１０は、ＭＧ１側係合要素８１１、ブレーキ側係合要素８１２及び第１スリーブ８１３を備えた、本発明に係る「第１係合機構」の一例たる回転同期噛合式のドグクラッチ機構である。

ＭＧ１側係合要素８１１は、先述したＭＧ１出力軸３２０に固定され、ＭＧ１出力軸３２０と一体回転する円板状の係合部材である。ＭＧ１係合要素８１１の外周面には、噛合用の歯状部材たる外歯（不図示）が等間隔に配設されている。

ブレーキ側係合要素８１２は、ハイブリッド車両１のシャシ等、回転速度ゼロの回転要素、即ち、固定要素に固定された、ＭＧ１側係合要素８１１と対向配置された円板状の係合部材である。ブレーキ側係合要素８１２の外周面には、噛合用の歯状部材たる外歯（不図示）が等間隔に配設されている。尚、ＭＧ１側係合要素８１１及びブレーキ側係合要素８１２は、本発明に係る「複数の係合要素」の一例である。

第１スリーブ８１３は、所定のストローク方向（紙面左右方向）に所定量ストローク可能に構成された環状部材である。第１スリーブ８１３の内周面には、噛合用の歯状部材たる内歯（不図示）が等間隔で配設されている。この内歯は、ＭＧ１側係合要素８１１及びブレーキ側係合要素８１２に夫々形成された上述の外歯と、回転同期状態において噛合可能に構成されている。図２には、第１スリーブ８１３がＭＧ１側係合要素８１１のみと噛合している状態が例示されている。

このように第１スリーブ８１３がＭＧ１側係合要素８１１とのみ係合している状態では、ＭＧ１側係合要素８１１とブレーキ側係合要素８１２とは係合しておらず、ＭＧ１側係合要素８１１はブレーキ側係合要素８１２の状態に関係なく回転可能である。即ち、この状態は、本発明に係る「係合解除状態」の一例である。一方、第１スリーブ８１３が上記ストローク方向（より具体的には、紙面左方向）に所定量ストロークした状態では、第１スリーブ８１３に形成された内歯は、ＭＧ１側係合要素８１１の外歯と共にブレーキ側係合要素８１２の外歯とも噛合する。この状態では、ＭＧ１側係合要素８１１とブレーキ側係合要素８１２とは間接的に係合していることになり、モータジェネレータＭＧ１の回転は、ブレーキ側係合要素８１２によって阻まれ、モータジェネレータＭＧ１はゼロ回転にロックされる。即ち、この状態は、本発明に係る「係合状態」の一例である。

第２係合機構８２０は、ＭＧ２側係合要素８２１、駆動軸側係合要素８２２及び第２スリーブ８２３を備えた、本発明に係る「第２係合機構」の一例たる回転同期噛合式のドグクラッチ機構である。

ＭＧ２側係合要素８２１は、ＭＧ２出力軸７００に固定され、ＭＧ２出力軸７００と一体回転する円板状の係合部材である。ＭＧ２係合要素８２１の外周面には、噛合用の歯状部材たる外歯（不図示）が等間隔に配設されている。

駆動軸側係合要素８２２は、ＭＧ２減速機構４００の第３ギア４３０と回転軸を共有する円板状の係合部材である。駆動軸側係合要素８２２の外周面には、噛合用の歯状部材たる外歯（不図示）が等間隔に配設されている。

第２スリーブ８２３は、所定のストローク方向（紙面左右方向）に所定量ストローク可能に構成された環状部材である。第２スリーブ８２３の内周面には、噛合用の歯状部材たる内歯（不図示）が等間隔で配設されている。この内歯は、ＭＧ２側係合要素８２１及び駆動軸側係合要素８２２に夫々形成された上述の外歯と、回転同期状態において噛合可能に構成されている。図２には、第２スリーブ８２３がＭＧ２側係合要素８２１及び駆動軸側係合要素８２２と噛合している状態が例示されている。

このように第２スリーブ８２３がＭＧ２側係合要素８２１及び駆動軸側係合要素８２２の双方と係合している状態では、ＭＧ１側係合要素８１１とブレーキ側係合要素８１２とは間接的に係合していることになり、モータジェネレータＭＧ２は、駆動軸５００との間でトルクの伝達を行うことが可能である。即ち、この状態は、本発明に係る「係合状態」の他の一例である。一方、第２スリーブ８２３が上記ストローク方向（より具体的には、紙面左方向）に所定量ストロークした状態では、第２スリーブ８２３に形成された内歯は、ＭＧ２側係合要素８２１の外歯から解放され、駆動軸側係合用８２２のみと噛合する。この状態では、ＭＧ２側係合要素８２１と駆動軸側係合要素８２２とは係合しておらず、モータジェネレータＭＧ２と駆動軸５００との間のトルクの伝達は遮断される。即ち、この状態は、本発明に係る「係合解除状態」の他の一例である。

係合制御機構８３０は、フォーク８３１、ロッド８３２及びアクチュエータ８３３を備える。

フォーク８３１は、一方の端部が第１係合機構８１０における第１スリーブ８１３に固定され、他方の端部が第２係合機構８２０における第２スリーブ８２３に固定された駆動部材である。フォーク８３１とこれら各スリーブとは、上述したストローク方向に一体に往復運動可能に構成される。

ロッド８３２は、フォーク８３１に固定され、フォーク８３１にアクチュエータ８３３からの動力を伝達する動力伝達部材である。ロッド８３２は、上述のストローク方向に所定量ストローク可能であり、ロッド８３２のストローク運動は、ロッド８３２に連結された上述のフォーク８３１の往復運動に変換される構成となっている。

アクチュエータ８３３は、ロッド８３２に対し、フォーク８３１をストローク方向にストローク運動させるための駆動力を付与可能な、公知の直動式電磁アクチュエータである。アクチュエータ８３３は、その駆動力源としてソレノイド（電磁石）を備えており、このソレノイドに対し、駆動電流たる励磁電流が供給されることにより、ロッド８３２をストローク方向に変位させる電磁力を発生させる仕組みとなっている。尚、アクチュエータ８３３は、ＰＣＵ１１と電気的に接続されており、ＰＣＵ１１からの電力供給により駆動電流を供給可能である。従って、アクチュエータ８３３の動作状態もまた、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。尚、ロッド８３２のストローク方向は、駆動電流の符合を反転させることによって反転する。

このように、係合装置８００においては、アクチュエータ８３３が第１係合機構８１０と第２係合機構８２０との間で共有されており、ロッド８３２のストローク運動により、第１係合機構８１０及び第２係合機構８２０の状態が同時に切り替えられる。

ここで特に、図示するように、第１係合機構８１０が、係合要素たるＭＧ１側係合要素８１１とブレーキ側係合要素８１２との係合が解除された係合解除状態にある場合には、第２係合機構８２０は、係合要素たるＭＧ２側係合要素８２１と駆動軸側係合要素８２２とが係合した係合状態となる。反対に、第１係合機構８１０が、係合要素たるＭＧ１側係合要素８１１とブレーキ側係合要素８１２とが係合した係合状態にある場合には、第２係合機構８２０は、係合要素たるＭＧ２側係合要素８２１と駆動軸側係合要素８２２との係合が解除された係合解除状態となる。即ち、係合装置８００は、その動作状態が、第１係合機構８１０が係合状態にあり且つ第２係合機構８２０が係合解除状態にある第１動作状態と、第１係合機構８１０が係合解除状態にあり且つ第２係合機構８２０が係合状態にある第２動作状態との間で選択的に切り替えられる構成となっている。

尚、ハイブリッド駆動装置１０においては、図示破線枠Ａ１、Ａ２及びＡ３に相当する部位に、レゾルバ等の回転センサが付設されており、検出部位の回転速度を検出可能な構成となっている。これら回転センサは、ＥＣＵ１００と電気的に接続された状態にあり、検出された回転速度は、夫々ＥＣＵ１００に対し一定又は不定の周期で送出されている。補足すると、図示破線枠Ａ１に相当する部位の回転速度とは、即ちＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１であり、図示破線枠Ａ２に相当する部位の回転速度とは、即ちＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２である。また、図示破線枠Ａ３に相当する部位の回転速度とは、即ち、出力回転速度Ｎｏｕｔである。

動力分割機構３００は、上述した構成の下で、エンジン２００から動力入力軸３１０に供給されるエンジントルクＴｅを、キャリアＣ１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、エンジントルクＴｅを２系統に分割することが可能である。この際、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Ｓ１に作用するトルクＴｅｓは下記（１）式により、また動力出力軸３３０に現れるエンジン直達トルク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「動力伝達機構」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、本発明に係る動力伝達機構は、複数の遊星歯車機構が組み合わされた複合型遊星歯車機構であってもよい。

＜実施形態の動作＞
＜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、変速モードとして、固定変速モード及び無段変速モードを選択可能である。

ここで、図３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３は、ハイブリッド駆動装置１０の一動作状態を例示する動作共線図である。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３（ａ）において、縦軸は回転速度を表しており、横軸には、左から順にサンギアＳ１（一義的にモータジェネレータＭＧ１）、キャリアＣ１（一義的にエンジン２００）及びリングギアＲ１（一義的にモータジェネレータＭＧ２及び駆動軸５００）が表されている。

ここで、動力分割機構３００は、相互に差動関係にある複数の回転要素により構成された回転二自由度の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。

図３（ａ）において、車速Ｖ及び出力回転速度Ｎｏｕｔと一義的な回転関係にあるリングギアＲ１が、図示白丸ｍ１に相当する回転速度で回転しているとする。この場合、モータジェネレータＭＧ１が、図示白丸ｇ１に相当する回転速度で回転していれば、残余の回転要素たるキャリアＣ１に連結されたエンジン２００の回転速度（即ち、機関回転速度Ｎｅ）は、必然的に図示白丸ｅ１に相当する回転速度となる。この際、リングギアＲ１の回転速度を維持したまま（即ち、一義的に出力回転速度Ｎｏｕｔ及びＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２を維持したまま）モータジェネレータＭＧ１の回転速度を図示白丸ｇ２及び白丸ｇ３に相当する回転速度に夫々変化させれば、エンジン２００の回転速度は、夫々図示白丸ｅ２及び白丸ｅ３に相当する回転速度へと変化する。

即ち、この場合、モータジェネレータＭＧ１を回転速度制御機構として機能させることによって、エンジン２００を所望の動作点（ここでは、機関回転速度ＮｅとエンジントルクＴｅの組み合わせにより規定される一動作条件を意味する）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。

無段変速モードにおいては、当然ながら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、係合装置８００は、第１係合機構８１０が係合解除状態且つ第２係合機構８２０が係合状態となる先述した第２動作状態に制御される。

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、ＭＧ１トルクＴｍｇ１として、エンジントルクＴｅに応じてサンギアＳ１の回転軸たるＭＧ１出力軸３２０に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からこのＭＧ１出力軸３２０に供給する必要がある。この場合、上記白丸ｇ１或いは白丸ｇ２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電力回生状態（即ち、発電状態）となる。このように、無段変速モードにおいては、モータジェネレータＭＧ１を反力要素として機能させることにより、駆動軸にエンジントルクＴｅの一部を供給しつつ、サンギア軸に分配されるエンジントルクＴｅの一部で電力回生（発電）が行われる。駆動軸５００に対し要求されるトルク（即ち、ハイブリッド車両１の要求トルク）が、エンジン２００からの直達トルクで不足する場合には、この回生電力を利用する形で、或いは適宜バッテリ１２から電力を持ち出して、モータジェネレータＭＧ２から駆動軸に対し適宜アシストトルクとしてのＭＧ２トルクＴｍｇ２が供給される。

一方、例えば高速軽負荷走行時等、出力回転速度Ｎｏｕｔが比較的高い割に機関回転速度Ｎｅが比較的低い運転条件においては、モータジェネレータＭＧ１が、例えば図示白丸ｇ３の如き負回転領域の動作点となる。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いるから、この場合、ＭＧ１は、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から出力されるＭＧ１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に伝達される。

他方で、ハイブリッド駆動装置１０では、エンジン直達トルクＴｅｒとＭＧ２トルクＴｍｇ２との総和がドライバ要求トルクに合致するように、エンジン２００、ＭＧ１及びＭＧ２が相互に協調的に制御されており、このようにＭＧ１が力行状態に陥った場合、モータジェネレータＭＧ２は、駆動軸５００に供給される、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、正回転負トルクの電力回生状態となる。このような状態においては、ＭＧ１からの駆動力をＭＧ２での電力回生に利用し、この回生電力により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のシステム効率が低下する。

そこで、ハイブリッド車両１では、予め、例えば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、係合装置８００の動作状態が、第１係合機構８１０が係合状態且つ第２係合機構８２０が係合解除状態となる先述した第１動作状態に制御され、モータジェネレータＭＧ１がロックされる。その様子が図３（ｂ）に示される。第１係合機構８１０の一方の係合要素は、ゼロ回転固定のブレーキ側係合要素８１２であるから、第１係合機構８１０によりモータジェネレータＭＧ１がロック状態に移行すると、モータジェネレータＭＧ１は、図示白丸ｇ４に相当するゼロ回転にロックされる。

この場合、出力回転速度ＮｏｕｔとＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１（Ｎｍｇ１＝０）とにより、残余の機関回転速度Ｎｅは、図示白丸ｅ４に相当する回転速度に一義的に決定される。即ち、モータジェネレータＭＧ１がロックされた場合、機関回転速度Ｎｅは、車速Ｖと一義的な出力回転速度Ｎｏｕｔにより一義的に決定される（即ち、変速比が一定となる）。この状態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、第１係合機構８１０の物理的な係合力により代替させることができる。即ち、この場合、モータジェネレータＭＧ１を電力回生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、基本的には、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により駆動軸側に分割される直達トルクＴｅｒ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。

ここで、係合装置８００が第１動作状態に移行した場合、第２係合機構８２０は、ＭＧ２側係合要素８２１と駆動軸側係合要素８２２との係合が解除された係合解除状態となる。モータジェネレータＭＧ２は、非稼動空転状態にある場合において、そのフリクションや回転慣性により駆動軸５００の回転を妨げる単なる慣性体に過ぎなくなるが、このように第１動作状態においてモータジェネレータＭＧ２は駆動軸５００から切り離されるから、ハイブリッド駆動装置１０における燃料消費率は可及的に抑制される。特に、係合装置８００は、係合制御機構８３０の構成により、第１係合機構８１０と第２係合機構８２０とを同時に駆動することができる。そのため、係合装置８００は、第１動作状態から第２動作状態への動作状態の切り替え及び第２動作状態から第１動作状態への動作状態の切り替えを効率的に行うことが出来る。更には、各係合機構を単一のアクチュエータ８３３で駆動することができるため、電力消費率の面においても、車両搭載性の面においても、またコスト面においても、係合機構毎にアクチュエータが設けられる構成と較べて有利である。

＜変速制御の概要＞
ところで、第１係合機構８１０及び第２係合機構８２０は、共に回転同期噛合式のドグクラッチ機構であり、係合要素同士を係合させるにあたっては係合要素同士の回転同期が必要となる。係合要素同士が回転同期していない状態で、スリーブに形成された内歯と係合先の係合要素に形成された外歯とを噛合させることは出来ない、或いは出来たとして、ギア歯同士の接触による物理衝撃及び衝撃音の発生は避けられず、場合によってはギア歯の欠損等を生じかねないからである。また、これら係合機構において、係合要素同士の係合を解除するためには係合要素相互間の伝達トルクを低減する必要がある。回転方向にトルクが伝達されている状態では、アクチュエータ８３３の駆動力が不足して、スリープをストロークさせることが出来ない、或いは出来たとして、ギア歯同士の接触による物理衝撃及び衝撃音の発生は避けられず、場合によってはギア歯の欠損等を生じかねないからである。

従って、係合装置８００において動作状態を選択的に切り替えるにあたっては、実際に各係合機構のスリーブをストロークさせる以前に、係合解除状態から係合状態へ移行する一方の係合機構における係合要素同士の回転同期制御と、係合状態から係合解除状態へ移行する他方の係合機構における係合要素同士の伝達トルク調整制御とが完了している必要がある。

本実施形態に係る回転同期制御とは、係合機構における係合要素の相対回転速度をゼロ回転（即ち、本発明に係る「基準値未満」の一例である）に収束させる制御を意味する。実践的に言えば、この相対回転速度の調整は、各モータジェネレータに接続された係合要素の回転速度の制御により実現される。何故なら、第１係合機構における一方の係合要素は、回転速度がゼロ固定のブレーキ側係合要素８１２であり、また第２係合機構における一方の係合要素は、回転速度が、その時点のハイブリッド車両１の車軸の回転速度（一義的に車速Ｖである）に連動した駆動軸側係合要素８２２だからである。

本実施形態に係るトルク調整制御とは、係合機構において係合要素同士で伝達するトルクを表す伝達トルクをゼロトルクまで低減する制御を意味する。実践的に言えば、この伝達トルクの調整は、各モータジェネレータに接続された係合要素のトルクの制御により実現される。何故なら、第１係合機構における一方の係合要素は、能動的なトルク調整が不可能なゼロ回転固定のブレーキ側係合要素８１２であり、また第２係合機構における一方の係合要素は、トルクが、その時点のハイブリッド車両１の駆動軸５００の出力トルク（即ち、駆動軸トルク）に律束される駆動軸側係合要素８２２だからである。

ところで、複数の係合機構相互間でアクチュエータ８３３を共有することにより上述した各種の利益をもたらす一方で、変速装置８００は、動作状態が二値的に切り替わる構成に起因して、動作状態切り替え期間の長大化並びに動作状態切り替え期間における振動及び騒音の発生等、各種の実践的問題点を有している。例えば、係合状態へ移行する一方の係合機構における回転同期制御と係合解除状態に移行する他方の係合機構における伝達トルク調整制御とを、時間軸上で双方が重複しないシリーズ制御とすると、動作状態の切り替えに要する期間としての動作状態切り替え期間が無用に長大化する可能性がある。

また、モータジェネレータの回転速度を変化させる過程においては、回転速度の時間微分値に応じたイナーシャトルクが発生する。回転速度を変化させるべくモータジェネレータから出力されるトルクの一部は、このイナーシャトルクと相殺するが、モータジェネレータＭＧ１は、第２動作状態においてＭＧ１出力軸３２０を介して間接的に駆動軸５００に連結されており、このイナーシャトルクは、駆動軸５００のトルク変動を招来する。

ここで、この種のトルク変動は、第２動作状態において駆動軸５００と間接的に連結されたモータジェネレータＭＧ２から、アシストトルクとしてのＭＧ２トルクＴｍｇ２を出力することにより補償可能であるが、伝達トルク調整制御が開始されてしまえば、伝達トルクはゼロトルクへ向けて収束するため、このアシストトルクは駆動軸５００のトルク変動の抑制に寄与しない。従って、伝達トルク調整制御と回転同期制御との時間軸上の位置関係が何ら考慮されない場合、駆動軸のトルク変動が無用に継続する可能性がある。

更には、この種の駆動軸のトルク変動は、駆動軸５００と間接的に連結された駆動軸側係合要素８２２のトルク変動を招くから、第２動作状態においてこの駆動軸側係合要素８２２と係合しているＭＧ２側係合要素８２１との間の伝達トルクも変化する。この伝達トルクの変化も、トルク調整制御の開始以前においてはＭＧ２トルクＴｍｇ２により補償可能であるが、トルク調整制御が開始されてしまえば、その実践は著しく制約を受ける。

このように、実践的見地から言えば、係合装置８００の動作状態の切り替え、とりわけ第２動作状態から第１動作状態への切り替え（即ち、ＭＧ１非ロック→ＭＧ１ロックの切り替え）に際しては、第１係合機構８１０における回転同期制御と第２係合機構８２０におけるトルク調整制御との時間軸上の位置関係を最適化する必要がある。本実施形態では、その点に想到し、ＥＣＵ１００により実行される変速制御により、変速装置８００における迅速且つ円滑な動作状態の切り替えが実現される。

＜変速制御の詳細＞
ここで、図４を参照し、変速制御の詳細について説明する。ここに、図４は、変速制御のフローチャートである。

図４において、ＥＣＵ１００は、係合装置８００が第２動作状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。尚、既に述べたように、第２動作状態とは、第１係合機構８１０が係合解除状態にあり且つ第２係合機構８２０が係合状態にある、モータジェネレータＭＧ１がロックされない状態を意味する。係合装置８００の動作状態は、アクチュエータ８３３の動作状態を制御するＥＣＵ１００自身が制御情報として保持している。

係合装置８００が第２動作状態にある場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１の運転条件が、予めモータジェネレータＭＧ１をロックすべきものとして定められたＭＧ１ロック領域に該当するか否かを判定する（ステップＳ１０２）。尚、ステップＳ１０２において判定に供される運転条件は一義的でないが、例えば、好適には、ハイブリッド車両１の車速Ｖ及び要求駆動力Ｆｔ（車軸に供給すべき駆動力）等が採用され得る。また、ＭＧ１ロック領域の定義も、実験的、経験的又は理論的に適宜設定可能であるが、例えば、上述したように高速軽負荷走行時に対応する領域に設定されていてもよい。

ハイブリッド車両１の運転条件がＭＧ１ロック領域に該当する場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、第１係合制御を実行する（ステップＳ２００）。第１係合制御は、第１係合機構８１０を係合解除状態から係合状態へ切り替える一方で第２係合機構８２０を係合状態から係合解除状態へ切り替える制御であり、即ち、第２動作状態から第１動作状態へ係合装置８００の動作状態を切り替える制御である。第１係合制御が実行されると、処理はステップＳ１０１に戻される。尚、第１係合制御については後述する。

ステップＳ１０１において、係合装置８００が第２動作状態でない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、即ち、第１動作状態である場合、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１ロックの解除要求があるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。尚、ＭＧ１ロックの解除要求は、基本的に、ハイブリッド車両１の運転条件が先のＭＧ１ロック領域以外の領域に該当する場合に発生する。ＭＧ１ロックの解除要求がない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻す。即ち、係合装置８００は、従前の状態に維持される。

一方、ＭＧ１ロックの解除要求がない場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、第２係合制御を実行する（ステップＳ３００）。第２係合制御は、第１係合機構８１０を係合状態から係合解除状態へ切り替える一方で第２係合機構８２０を係合解除状態から係合状態へ切り替える制御であり、即ち、第１動作状態から第２動作状態へ係合装置８００の動作状態を切り替える制御である。第２係合制御が実行されると、処理はステップＳ１０１に戻される。尚、第２係合制御については後述する。

＜第１係合制御の詳細＞
次に、図４を参照し、第１係合制御の詳細について説明する。ここに、図４は、第１係合制御のフローチャートである。

図４において、ＥＣＵ１００は、第１相対回転速度フィードバック（以下、適宜「Ｆ／Ｂ」と略す）制御を開始する（ステップＳ２０１）。

ここで、第１相対回転速度Ｆ／Ｂ制御とは、第１係合機構８１０における係合要素同士（即ち、ブレーキ側係合要素８１２とＭＧ１側係合要素８１１）の相対回転速度たる第１相対回転速度Ｎｒ１を、目標値Ｎｒ１ｔｇに収束させる制御を意味する。

ここで特に、本実施形態においては、ブレーキ側係合要素８１２はゼロ回転固定の固定要素であるから、第１相対回転速度Ｎｒ１とは、ＭＧ１側係合要素８１２の回転速度、即ち、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１を意味する。即ち、第１相対回転速度Ｆ／Ｂ制御とは、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１を目標値Ｎｒ１ｔｇに収束させる制御である。尚、本実施形態において、目標値Ｎｒ１ｔｇはゼロである（即ち、本発明に係る「基準値未満」の一例である）。

ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０１において、第１相対回転速度Ｎｒ１（即ち、ここでは、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１）を偏差とし、係る偏差に基づいて、例えば、比例項（Ｐ項）、積分項（Ｉ項）及びＤ項（微分項）等からなる第１相対回転速度Ｆ／Ｂ制御トルクＴｆｂ１を演算し、ＰＣＵ１１の制御を介してモータジェネレータＭＧ１から、この第１相対回転速度Ｆ／Ｂ制御トルクＴｆｂ１を出力させる。尚、ここでは、第１相対回転速度Ｆ／Ｂ制御のみにより、第１相対回転速度Ｎｒ１が目標値Ｎｒ１ｔｇに収束せしめられるが、これは一例であって、例えば、この種のＦ／Ｂ制御に加えて、予め設定されたフィードフォワード（以下、適宜「Ｆ／Ｆ」と略す）制御項に従ったＦ／Ｆ制御が適宜実行されてもよい。

第１相対回転速度Ｆ／Ｂ制御が開始されると、ＥＣＵ１００は、第１相対回転速度変化率ｄＮｒ１を算出する（ステップＳ２０２）。第１相対回転速度変化率ｄＮｒ１は、第１相対回転速度Ｎｒ１の時間微分値であり、本発明に係る、「第１係合機構における複数の係合要素の相対回転速度の変化率」の一例である。

ＥＣＵ１００は、算出された第１相対回転速度変化率ｄＮｒ１が基準値Ｘ（本発明に係る「基準値」の一例である）未満であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。第１相対回転速度変化率ｄＮｒ１が基準値Ｘ以上である場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）、処理はステップＳ２０２に戻される。

ここで、モータジェネレータＭＧ１の回転速度を変化させるにあたっては、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１の時間変化率に比例するイナーシャトルクＴｉｎｔが発生する。ＭＧ１トルクＴｍｇ１の一部は、このイナーシャトルクＴｉｎｔと相殺されるため、第１相対回転速度Ｆ／Ｂ制御の実行期間、特に、偏差（即ち、この場合、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１）が比較的大きい制御開始〜初期等においては顕著に、駆動軸５００のトルクたる駆動軸トルクが変動し易い。

また、駆動軸５００のトルク変動は、ハイブリッド車両１の走行性能に直接影響するのは勿論であるが、それに加えて、第２係合機構８２０における係合要素相互間、即ち、駆動軸側係合要素８２２とＭＧ２側係合要素８２１との間に伝達されるトルクである第２伝達トルクＴｔｒ２の変動を招く要因ともなる。第２伝達トルクＴｔｒ２が変動すると、第２スリーブ８２３に形成された内歯と、一方の係合要素に形成された外歯との接触状態が変化するため、例えば、歯打ち音と称される衝撃音や、ガタ打ちショックと称される物理衝撃が発生し、快適性が低下する要因となる。

このような走行性能及び快適性の低下を防止するため、ＥＣＵ１００は、駆動軸トルク及び第２伝達トルクＴｔｒ２の急激な変化が抑制されるように、モータジェネレータＭＧ２の出力トルクたるＭＧ２トルクＴｍｇ２を補正する（以下、係るＭＧ２トルクＴｍｇ２の制御を適宜「イナーシャトルク補償制御」と称する）。

一方、先に述べたように、最終的にアクチュエータ８３３を駆動して係合装置８００の動作状態を第２動作状態から第１動作状態へ切り替えるにあたっては、第２係合機構８２０における第２伝達トルクＴｔｒ２が、少なくとも係合要素同士の係合を円滑に解除し得る程度に低減されなければならない。このような状態としてのトルク非伝達状態においては、上述したイナーシャトルク補償制御の実行は困難であるか、少なくとも著しい制約を受けることとなる。そこで、上述の基準値Ｘは、予め実験的に、経験的に又は理論的に、走行性能及び快適性の低下が実践上顕在化しないと判断される程度に小さい値に設定されている。

第１相対回転速度変化率ｄＮｒ１が基準値Ｘ未満である場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、それ以降の期間における、上述した第１相対回転速度Ｆ／Ｂ制御トルクＴｆｂ１を、その時点の第１相対回転速度Ｆ／Ｂ制御トルクＴｆｂ１の値を上限値として制限する（ステップＳ２０４）。即ち、これ以降の期間においては、その時点で発生しているイナーシャトルクＴｉｎｔより大きいイナーシャトルクは基本的に発生しない（尚、Ｆ／Ｆ制御が並行して実行される場合は、必ずしもその限りでないが、基本的にこの時点のＦ／Ｆ制御項は十分に小さいので問題がない）。

ＥＣＵ１００は、続いて、第２伝達トルクＴｔｒ２の指令値である第２伝達トルク指令値Ｔｔｒ２ｃｍを設定する（ステップＳ２０５）と共に、第２伝達トルクＴｔｒ２がこの指令値Ｔｔｒ２ｃｍとなるようにＭＧ２トルクＴｍｇ２を調整する、本発明に係る「トルク調整制御」の一例たる第２トルク調整制御を開始する。尚、第２伝達トルクＴｔｒ２は、第２係合機構８２０において係合要素相互間に作用するトルクであり、いずれの係合要素からトルクが供給されるかにより正負の符号が変化し得るトルクであるが、正負の設定基準は、どのように設定されていてもよい。

尚、上述したイナーシャトルク補償制御の概念に鑑みれば、少なくともステップＳ２０５の開始時点においては、ＭＧ２側係合要素８２１から駆動軸側係合要素８２２へトルクが伝達されている（即ち、ＭＧ２トルクＴｍｇ２は正トルクである）。従って、ステップＳ２０５以降のトルク調整制御において、ＭＧ２トルクＴｍｇ２は、減少側に制御される。

ここで、第２トルク調整制御における、第２伝達トルクＴｔｒ２の目標値Ｔｔｒ２ｔｇはゼロであり（即ち、本発明に係る「基準値未満」の一例）、ステップＳ２０５において設定される指令値Ｔｔｒ２ｃｍは、第２伝達トルクＴｔｒ２を係る目標値Ｔｔｒ２ｔｇに至らしめる過程における、言わば段階的な目標値である。このような段階的な低減措置を講じることによって、第２伝達トルクＴｔｒ２或いは駆動軸トルクの急激な変動を抑制することができる。

第２伝達トルク指令値Ｔｔｒ２ｃｍが設定されると、ＥＣＵ１００は、第２伝達トルク指令値Ｔｔｒ２ｃｍが最終的な目標値であるゼロに設定されたか否かを判定する（ステップＳ２０６）。指令値Ｔｔｒ２ｃｍが未だ目標値でない場合（ステップＳ２０６：ＮＯ）、処理はステップＳ２０５に戻される。尚、ここでは、トルク指令値による判定としたが、駆動軸トルクとＭＧ２トルクＴｍｇ２との差分を計算して、実際の第２伝達トルクＴｔｒ２を算出し、判定基準値として利用してもよい。

一方、第２伝達トルク指令値Ｔｔｒ２ｃｍがゼロである場合（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、第１相対回転速度Ｎｒ１が基準値Ｙ未満であるか否かを判定する（ステップＳ２０７）。尚、基準値Ｙを設ける代わりに、第１相対回転速度Ｎｒ１が目標値Ｎｒ１ｔｇ（即ち、ゼロ）であるか否かの判定がなされてもよいが、Ｆ／Ｂ制御の性質上、完全にゼロ回転状態を維持することが困難な場合があるため、この基準値Ｙは、予め適合された微小な幅を有するゼロ相当値に設定されている。第１相対回転速度Ｎｒ１が未だ基準値Ｙ以上である場合には（ステップＳ２０７：ＮＯ）、処理はステップＳ２０５に戻される。

第１相対回転速度Ｎｒ１が、既に基準値Ｙ未満であるか、或いは相応の待機時間の末に基準値Ｙ未満まで低下すると（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、アクチュエータ８３３を稼動させ、ロッド８３２及びフォーク８３１をストロークさせることによって、第１係合機構８１０の第１スリーブ８１３をブレーキ側係合要素８１２に係合させると同時に、第２係合機構８２０の第２スリーブ８２３をＭＧ２側係合要素８２１から切り離す。即ち、係合装置８００の動作状態を第２動作状態から第１動作状態へと切り替える（ステップＳ２０８）。動作状態が切り替えられると、第１係合制御は終了する。

次に、図６を参照し、第１係合制御の効果について、視覚的に説明する。ここに、図６は、第１係合制御の実行時におけるハイブリッド駆動装置の一動作特性を例示するタイミングチャートである。

図６において、上段から順に、第１相対回転速度Ｎｒ１、イナーシャトルクＴｉｎｔ、第１相対回転速度Ｆ／Ｂ制御トルクＴｆｂ１、第２伝達トルクＴｔｒ２及び第２相対回転速度Ｎｒ２の各時間推移が例示される。尚、第２相対回転速度Ｎｒ２とは、第２係合機構８２０における係合要素同士（即ち、駆動軸側係合要素８２２及びＭＧ２側係合要素８２１）の相対回転速度である。

図示時刻Ｔ１において、ＭＧ１ロック要求に応じた第１係合制御における、第１相対回転速度Ｆ／Ｂ制御が開始されたとする。第１相対回転速度Ｆ／Ｂ制御が開始されると、第１相対回転速度Ｎｒ１は、目標値であるゼロ回転へ向けて低下し始める。

この第１相対回転速度Ｎｒ１がゼロ回転へ向けて収束する過程、特に、その開始〜初期においては、モータジェネレータＭＧ１の回転変化に伴うイナーシャトルクＴｉｎｔが顕著に大きくなる。それに伴い、第１相対回転速度Ｆ／Ｂ制御トルクＴｆｂ１の絶対値も大きくなる。

一方、第２伝達トルクＴｔｒ２は、時刻Ｔ１以前において、その伝達方向が駆動軸側係合要素８２２からＭＧ２側係合要素８２１へ向かう方向である（便宜的に正方向とする）が、時刻Ｔ１以降、駆動軸５００のトルク変動を補償する必要が生じると、ＭＧ２側係合要素８２１から駆動軸側係合要素８２２へのトルク伝達が必要となるため、その伝達方向が反転する。ここで、駆動軸５００のトルク変動を補償する一方で、上述したイナーシャトルク補償制御の一環として、第２係合機構８２０における係合要素相互間の接触に伴う物理衝撃や衝撃音の発生が抑制される。このため、第２伝達トルクＴｔｒ２は、イナーシャトルクＴｉｎｔが第２伝達トルクＴｔｒ２に与える影響を補正した値となり、図示実線の如くに推移する。

尚、イナーシャトルクの影響が考慮されない場合、第２伝達トルクＴｔｒ２の時間推移は、図示破線の如くになり、イナーシャトルクＴｉｎｔの分だけ第２伝達トルクＴｔｒ２の絶対値が本来あるべき値よりも大きくなる。その結果、第２係合機構８２０におけるトルクショックが発生し、快適性が低下する。

ここで、本実施形態に係る第１係合制御においては、イナーシャトルクＴｉｎｔが十分に低下した時刻Ｔ２において、第２伝達トルクＴｔｒ２を目標値（ゼロ）にすべく第２トルク調整制御が開始される。そして、時刻Ｔ３において、第２伝達トルクＴｔｒ２が目標値たるゼロトルクまで減少し、且つ第１相対回転速度Ｎｒ１が基準値Ｙ未満にまで低下すると、アクチュエータ８３３の駆動制御を介して係合装置８００の動作状態が切り替えられる。時刻Ｔ４において、動作状態の切り替えが完了すると、ＭＧ１側係合要素８１１はブレーキ側係合要素８１２に固定されるため、第１相対回転速度Ｎｒ１はゼロとなる。また、係合装置８００の動作状態切り替えに伴って、駆動軸５００とモータジェネレータＭＧ２との回転同期が外れるため、時刻Ｔ３において、第２相対回転速度Ｎｒ２は上昇し始める。

このように、本実施形態に係る第１係合制御によれば、モータジェネレータＭＧ１のロック要求が発生した場合に、第１係合機構８１０における第１相対回転速度Ｆ／Ｂ制御が第２係合機構８２０における第２トルク調整制御に先んじて実行され、第１相対回転速度Ｎｒ１が変化する過程における、駆動軸トルク及び第２伝達トルクＴｔｒ２の変動を招くイナーシャトルクが十分に低減されるまでの期間については、第２トルク調整制御の開始が禁止され、第１相対回転速度Ｆ／Ｂ制御のみが実行される。

このため、当該期間については、モータジェネレータＭＧ２と駆動軸５００との間のトルク伝達が制限されずに済み、イナーシャトルクＴｉｎｔによる駆動軸５００のトルク変動及び第２係合機構８２０における衝撃音及び物理衝撃の発生を、ＭＧ２トルクＴｍｇ２によるイナーシャトルク補償制御により好適に抑制することができる。例えば、第１相対回転速度Ｆ／Ｂ制御に先んじて第２トルク調整制御が実行された場合、或いは両者が殆ど同時に開始された場合、第２伝達トルクＴｔｒ２がゼロトルクに維持される期間が長くなるから、駆動軸トルク及び第２伝達トルクのトルク調整が困難となる期間が長くなり、動力性能や快適性能の低下が無用に顕在化してしまうのである。

一方、イナーシャトルクＴｉｎｔの影響が十分に小さいと判断された（本実施形態においては、第１相対回転速度変化率ｄＮｒ１で判断される）場合には、速やかに第２係合機構８２０における第２トルク調整制御が開始されるため、第１係合機構８１０の係合要素同士が回転同期状態（Ｎｒ１＜Ｙとなる状態）まで第２係合機構８２０におけるトルク調整制御を禁止する場合と較べて、係合装置８００の動作状態切り替えに要する時間を短縮化することができる。

即ち、本実施形態に係る第１係合制御によれば、第１係合機構８１０における第１相対回転速度Ｆ／Ｂ制御と第２係合機構８２０における第２トルク調整制御との、時間軸上の位置関係が最適化されることによって、第２動作状態から第１動作状態への係合装置８００の動作状態の切り替えを好適に行うことが可能となるのである。

＜第２係合制御の詳細＞
次に、図７を参照し、第２係合制御の詳細について説明する。ここに、図７は、第２係合制御のフローチャートである。

図７において、ＥＣＵ１００は、第２相対回転速度フィードバック（以下、適宜「Ｆ／Ｂ」と略す）制御を開始する（ステップＳ３０１）。

ここで、第２相対回転速度Ｆ／Ｂ制御とは、第２係合機構８２０における係合要素同士（即ち、駆動軸側係合要素８２２とＭＧ２側係合要素８２１）の相対回転速度たる第２相対回転速度Ｎｒ２を、目標値Ｎｒ２ｔｇに収束させる制御を意味する。尚、本実施形態において、目標値Ｎｒ２ｔｇはゼロである（即ち、本発明に係る「基準値未満」の一例である）。

ここで特に、駆動軸側係合要素８２２は、駆動軸５００と間接的に連結されており、その回転速度の制御は、ハイブリッド車両１の走行状態に顕著に影響する。従って、実践的には、第２相対回転速度Ｆ／Ｂは、モータジェネレータＭＧ２の回転速度たるＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２を駆動軸５００の回転速度たる出力回転速度Ｎｏｕｔに対応する駆動軸側係合要素８２２の回転速度に収束させる制御である。

第２相対回転速度Ｆ／Ｂ制御が開始されると、ＥＣＵ１００は、第２相対回転速度Ｎｒ２が基準値Ｚ未満であるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。ここで、基準値Ｚは、係合要素同士が回転同期状態にあるか否かを規定する先述した基準値Ｙよりも大きい、本発明に係る「所定値」の一例である。

係合装置８００が第１動作状態にある場合、モータジェネレータＭＧ２は、駆動軸５００から切り離されている。従って、第２係合制御においては、モータジェネレータＭＧ２の回転速度を変化させる過程におけるイナーシャトルクが駆動軸５００に影響を与えることがなく、第１係合制御のように、イナーシャトルクを考慮した基準値の設定は必要ない。一方で、第１係合機構８１０において係合要素同士がトルク非伝達状態となる期間は、第１係合制御と同様に短い方がよい。基準値Ｚの値は、これらの点を考慮し、予め実験的に、経験的に又は理論的に、第１係合機構８１０において係合要素相互間に伝達されるトルクである第１伝達トルクＴｔｒ１をゼロトルクへ向けて調整する第１トルク調整制御と、上記第２相対回転速度Ｆ／Ｂ制御とが略同時に終了するように決定されている。

次に、ＥＣＵ１００は、第１伝達トルクＴｔｒ１の指令値である第１伝達トルク指令値Ｔｔｒ１ｃｍを設定する（ステップＳ３０３）と共に、第１伝達トルクＴｔｒ１がこの指令値Ｔｔｒ１ｃｍとなるようにＭＧ１トルクＴｍｇ１を調整する、本発明に係る「トルク調整制御」の一例たる第１トルク調整制御を開始する。尚、第１伝達トルクＴｔｒ１は、第１係合機構８１０において係合要素相互間に作用するトルクであり、いずれの係合要素からトルクが供給されるかにより正負の符号が変化し得るトルクであるが、正負の設定基準は、どのように設定されていてもよい。

ここで、第１トルク調整制御における、第１伝達トルクＴｔｒ１の目標値Ｔｔｒ１ｔｇはゼロであり（即ち、本発明に係る「基準値未満」の一例）、ステップＳ３０３において設定される指令値Ｔｔｒ１ｃｍは、第１伝達トルクＴｔｒ１を係る目標値Ｔｔｒ１ｔｇに至らしめる過程における、言わば段階的な目標値である。

第１伝達トルク指令値Ｔｔｒ１ｃｍが設定されると、ＥＣＵ１００は、第１伝達トルク指令値Ｔｔｒ１ｃｍが最終的な目標値であるゼロに設定されたか否かを判定する（ステップＳ３０４）。指令値Ｔｔｒ２ｃｍが未だ目標値でない場合（ステップＳ３０４：ＮＯ）、処理はステップＳ３０３に戻される。尚、ここでは、トルク指令値による判定としたが、ブレーキ側係合要素８１２が負担する反力トルクを計算し、ＭＧ１トルクＴｍｇ１との差分として実際の第１伝達トルクＴｔｒ１を算出し、判定基準値として利用してもよい。

一方、第１伝達トルク指令値Ｔｔｒ１ｃｍがゼロである場合（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、第２相対回転速度Ｎｒ２が第１係合制御と同様の基準値Ｙ（Ｙ＜Ｚ）未満であるか否かを判定する（ステップＳ３０５）。尚、基準値Ｙを設ける代わりに、第２相対回転速度Ｎｒ２が目標値Ｎｒ２ｔｇ（即ち、ゼロ）であるか否かの判定がなされてもよいが、Ｆ／Ｂ制御の性質上、完全にゼロ回転状態を維持することが困難な場合があるため、この基準値Ｙは、予め適合された微小な幅を有するゼロ相当値に設定されている。第２相対回転速度Ｎｒ２が未だ基準値Ｙ以上である場合には（ステップＳ３０５：ＮＯ）、処理はステップＳ３０３に戻される。

第２相対回転速度Ｎｒ２が、既に基準値Ｙ未満であるか、或いは相応の待機時間の末に基準値Ｙ未満まで低下すると（ステップＳ３０５：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、アクチュエータ８３３を稼動させ、ロッド８３２及びフォーク８３１をストロークさせることによって、第２係合機構８２０の第２スリーブ８２３をＭＧ２側係合要素８２１に係合させると同時に、第１係合機構８１０の第１スリーブ８１３をブレーキ側係合要素８１２から切り離す。即ち、係合装置８００の動作状態を第１動作状態から第２動作状態へと切り替える（ステップＳ３０６）。動作状態が切り替えられると、第２係合制御は終了する。

次に、図８を参照し、第２係合制御の効果について、視覚的に説明する。ここに、図８は、第２係合制御の実行時におけるハイブリッド駆動装置の一動作特性を例示するタイミングチャートである。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８において、上段から順に、第２相対回転速度Ｎｒ２、第２相対回転速度Ｆ／Ｂ制御トルクＴｆｂ２、第１伝達トルクＴｔｒ１及び第１相対回転速度Ｎｒ１の各時間推移が例示される。尚、第２相対回転速度Ｆ／Ｂ制御トルクＴｔｂ２とは、第２係合機構８２０におけるＭＧ２側係合要素８２１の回転速度を駆動軸側係合要素８２２の回転速度に収束させるための第２相対回転速度Ｆ／Ｂ制御に使用されるＭＧ２トルクＴｍｇ２を意味する。

図示時刻Ｔ５において、ＭＧ１ロック解除要求に応じた第２係合制御における、第２相対回転速度Ｆ／Ｂ制御が開始されたとする。第２相対回転速度Ｆ／Ｂ制御が開始されると、第２相対回転速度Ｎｒ２は、目標値であるゼロ回転へ向けて低下し始める。この第２相対回転速度Ｎｒ２がゼロ回転へ向けて収束する過程、特に、その開始〜初期においては、モータジェネレータＭＧ２の回転変化に伴うイナーシャトルクＴｉｎｔが顕著に大きくなる。それに伴い、第２相対回転速度Ｆ／Ｂ制御トルクＴｆｂ２の絶対値も大きくなる。尚、このイナーシャトルクは、先述した通り、駆動軸５００のトルクに影響しない。

一方、第１係合機構８１０のブレーキ側係合要素８１１は、ゼロ回転固定のブレーキ要素であり、また上述した第２相対回転速度Ｆ／Ｂ制御は、駆動軸５００のトルクに影響を与えない。従って、第２相対回転速度Ｆ／Ｂ制御が先行して実行される過程において、第１伝達トルクＴｔｒ１は、固定変速モードにおける反力相当値に維持される。

このように第２相対回転速度Ｆ／Ｂ制御が先行する過程における時刻Ｔ６において、第２相対回転速度Ｎｒ２が基準値Ｚ未満となると、第１伝達トルクＴｔｒ１を目標値（ゼロ）にすべく第１トルク調整制御が開始される。第１トルク調整制御が開始されると、第１伝達トルクＴｔｒ１の絶対値は、ゼロトルクへ向けて減少し始める。

ここで、時刻Ｔ７において、第１伝達トルクＴｔｒ１が目標値たるゼロトルクまで減少し、且つ第１相対回転速度Ｎｒ１が基準値Ｙ未満にまで低下すると、アクチュエータ８３３の駆動制御を介して係合装置８００の動作状態が切り替えられる。時刻Ｔ８において、動作状態の切り替えが完了すると、ＭＧ２側係合要素８２１は駆動軸側係合要素８２２に固定されるため、第２相対回転速度Ｎｒ２はゼロとなる。また、係合装置８００の動作状態切り替えに伴って、ブレーキ側係合要素８１２とモータジェネレータＭＧ１との回転同期が外れるため、時刻Ｔ７において、第１相対回転速度Ｎｒ１は上昇し始める。

このように、本実施形態に係る第２係合制御によれば、モータジェネレータＭＧ１のロック解除要求が発生した場合に、第２係合機構８２０における第２相対回転速度Ｆ／Ｂ制御が第１係合機構８１０における第１トルク調整制御に先んじて実行され、第２相対回転速度Ｎｒ２が基準値Ｚ未満の領域に低下するまでの期間については、第１トルク調整制御の開始が禁止され、第２相対回転速度Ｆ／Ｂ制御のみが実行される。

ここで特に、基準値Ｚは、予め第１トルク調整制御と第２相対回転速度Ｆ／Ｂ制御とが略同時に終了するように決定されている。

従って、一方で、第１トルク調整制御の実行過程において、第１係合機構８１０における第１伝達トルクＴｔｒ１がゼロトルクに維持される期間は可及的に短くなり、固定変速モードにおいて必要とされる反力トルクが変化した場合等に第１伝達トルクＴｔｒ１が変動することによる、駆動軸５００のトルク変動或いは第１係合機構８１０における衝撃音及び物理衝撃の発生が抑制される。また、他方で、第１トルク調整制御と第２相対回転速度Ｆ／Ｂ制御とを重複させ得る期間であるにもかかわらず第１トルク調整制御が開始されない事態も防止されるから、係合装置８００の動作状態の切り替えに要する期間が無用に長大化することも防止される。

即ち、本実施形態に係る第２係合制御によれば、第２係合機構８２０における第２相対回転速度Ｆ／Ｂ制御と第１係合機構８１０における第１トルク調整制御との、時間軸上の位置関係が最適化されることによって、第１動作状態から第２動作状態への係合装置８００の動作状態の切り替えを好適に行うことが可能となるのである。
＜第２実施形態＞
本発明に係る動力伝達機構の態様は、図２に例示するものに限定されない。ここで、図９を参照し、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド駆動装置２０の構成について説明する。ここに、図９は、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、ハイブリッド駆動装置２０は、ＭＧ２減速機構４００を備えておらず、第２係合機構８２０が係合状態を採る第２動作状態において、モータジェネレータＭＧ２の出力回転軸たるＭＧ２出力軸７００が、動力分割機構３００のリングギアＲ１に連結された駆動軸５００に直結される構成となっている。

このような構成においても、第２係合制御における第２相対回転速度Ｆ／Ｂ制御実行時における、ＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２の目標値がＭＧ２減速機構４００のギア比に相当する分変化するだけであって、上述した第１係合制御及び第２係合制御を適用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車両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。

本発明は、第１のモータジェネレータを選択的にロックすることにより無段変速モードと固定変速モードとの間で変速モードを切り替える第１の係合機構と、第２のモータジェネレータを駆動軸から切り離す第２の係合機構とを備えたハイブリッド車両に適用可能である。

１…ハイブリッド車両、１０…ハイブリッド駆動装置、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、３００…動力分割機構、４００…ＭＧ２減速機構、５００…駆動軸、６００…減速機構、７００…ＭＧ２出力軸、８００…係合装置、８１０…第１係合機構、８１１…ＭＧ１側係合要素、８１２…ブレーキ側係合要素、８２０…第２係合機構、８２１…ＭＧ２側係合機構、８２２…駆動軸側係合機構、８３０…係合制御機構、８３１…アクチュエータ。

Claims (7)

1. 内燃機関と、
   第１回転電機と、
   第２回転電機と、
   前記第１回転電機に連結された第１回転要素、前記内燃機関に連結された第２回転要素及び前記車軸に繋がる駆動軸に連結された第３回転要素を含む相互に差動作用をなす複数の回転要素を備えた動力伝達機構と、
   相対回転速度が基準値未満である回転同期状態において相互に係合可能且つ相互間の伝達トルクの絶対値が基準値未満であるトルク非伝達状態において相互間の係合を解除可能に構成される複数の係合要素を備え、前記複数の係合要素が相互に係合してなる係合状態において前記第１回転電機を所定の回転速度にロックする第１係合機構、及び、前記回転同期状態で相互に係合可能且つ前記トルク非伝達状態で相互間の係合を解除可能に構成される複数の係合要素を備え、前記係合状態において前記第２回転電機と前記駆動軸との間のトルクの伝達を可能とし且つ前記複数の係合要素相互間の係合が解除されてなる係合解除状態において前記第２回転電機を前記駆動軸から切り離す第２係合機構を備え、前記第１係合機構が前記係合状態となり且つ前記第２係合機構が前記係合解除状態となる第１動作状態と、前記第１係合機構が前記係合解除状態となり且つ前記第２係合機構が前記係合状態となる第２動作状態との間で動作状態を選択的に切り替え可能な係合装置と
   を備えたハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記第２動作状態から前記第１動作状態への前記動作状態の切り替え要求が生じた場合に、前記第１回転電機に対し、前記第１係合機構における前記複数の係合要素を前記回転同期状態とするための回転同期制御を実行する回転同期制御実行手段と、
   前記回転同期制御が開始された後に、前記第２回転電機に対し、前記第２係合機構における前記複数の係合要素を前記トルク非伝達状態とするためのトルク調整制御を実行するトルク調整制御実行手段と
   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又は第２動作状態から前記第２又は第１動作状態への前記動作状態の切り替え要求が生じた場合に、前記第１及び第２係合機構のうち前記係合状態に移行すべき一方における前記複数の係合要素が前記回転同期状態に移行し且つ前記第１及び第２係合機構のうち前記係合解除状態に移行すべき他方における前記複数の係合要素が前記トルク非伝達状態に移行したことを許可条件として前記動作状態が切り替わるように前記係合装置を制御する係合制御手段を更に具備する
   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. 前記回転同期制御が開始されてから前記トルク調整制御が開始されるまでの期間において、前記第１回転電機のイナーシャトルクに起因する前記駆動軸のトルク変動が緩和されるように前記第２回転電機を制御する駆動軸トルク制御手段と、
   前記イナーシャトルクの大きさに対応する、前記第１係合機構における前記複数の係合要素の相対回転速度の変化率を特定する第１特定手段と
   を更に具備し、
   前記トルク調整制御実行手段は、前記特定された変化率が基準値未満となった場合に前記トルク調整制御を開始する
   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車両の制御装置。
4. 前記トルク調整制御における前記伝達トルクの絶対値の目標値はゼロである
   ことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記回転同期制御は、前記第１係合機構における前記複数の係合要素の相対回転速度に応じたフィードバック制御を含み、
   前記回転同期制御実行手段は、前記トルク調整制御の開始後において、前記フィードバック制御に要するトルクを、前記トルク調整制御の開始時点相当値を上限として制限する
   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車両の制御装置。
6. 前記回転同期制御実行手段は、前記第１動作状態から前記第２動作状態への前記動作状態の切り替え要求が生じた場合に、前記第２回転電機に対し、前記第２係合機構における前記複数の係合要素を前記回転同期状態とするための回転同期制御を実行し、
   前記トルク調整制御実行手段は、前記第２回転電機に対する回転同期制御が開始された後に、前記第１回転電機に対し、前記第１係合機構における前記複数の係合要素を前記トルク非伝達状態とするためのトルク調整制御を実行する
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
7. 前記第１係合機構は、前記係合状態において前記第１回転電機をゼロ回転に固定するブレーキ機構であり、
   前記第２係合機構における前記複数の回転要素の相対回転速度を特定する第２特定手段を更に具備し、
   前記トルク調整制御実行手段は、前記特定された相対回転速度が、前記回転同期状態を規定する基準値よりも大きい所定値未満となった場合に前記トルク調整制御を開始する
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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