車両の駆動制御装置
【課題】例えばハイブリッド車両等の車両において、より適切にエンジンを始動することを可能とする。
【解決手段】車両の駆動制御装置（２Ａ）は、第１回転電機（４又はＭＧ１）と、相互に差動回転可能な３つの分配要素を持ちこれらのうちのいずれか２つの分配要素の一方に内燃機関が他方に前記第１回転電機が夫々連結された動力分配機構（５）と、動力分配機構の残りの分配要素に連結された第２回転電機（１０又はＭＧ２）と、動力分配機構の残りの分配要素に連結された伝達部材（６）と、車両の駆動輪に動力を出力する出力部材（７）と、伝達部材から出力部材までの動力伝達経路に設けられると共に、相互に差動回転可能な複数の要素を有する変速機構（８）と、第１回転電機による内燃機関の始動の際に、第２回転電機に要求される要求出力トルクが許容上限値を超えるか否かを判定する判定手段（３０）と、許容上限値を超えると判定される場合、第２回転電機の回転が機械的にロックされるギア段へ変速するように変速機構を制御する制御手段（３０）とを備える。
【解決手段】車両の駆動制御装置（２Ａ）は、第１回転電機（４又はＭＧ１）と、相互に差動回転可能な３つの分配要素を持ちこれらのうちのいずれか２つの分配要素の一方に内燃機関が他方に前記第１回転電機が夫々連結された動力分配機構（５）と、動力分配機構の残りの分配要素に連結された第２回転電機（１０又はＭＧ２）と、動力分配機構の残りの分配要素に連結された伝達部材（６）と、車両の駆動輪に動力を出力する出力部材（７）と、伝達部材から出力部材までの動力伝達経路に設けられると共に、相互に差動回転可能な複数の要素を有する変速機構（８）と、第１回転電機による内燃機関の始動の際に、第２回転電機に要求される要求出力トルクが許容上限値を超えるか否かを判定する判定手段（３０）と、許容上限値を超えると判定される場合、第２回転電機の回転が機械的にロックされるギア段へ変速するように変速機構を制御する制御手段（３０）とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばハイブリッド車両等の車両の駆動制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の車両の駆動装置として、特許文献１等には、遊星歯車ギアのサンギアに第１の電動機、キャリアにエンジン、リングギアに第２の電動機を接続し、この遊星歯車ギアと変速部と連結させて駆動するハイブリッド車両に関する技術について開示されている。この変速部はワンウェイクラッチを備えている。
【０００３】
また、この種の車両の駆動装置として、特許文献２等には、車両を駆動するモータがモータロック状態になると予測される場合、出力する回転トルクを制限する技術について開示されている。モータロック状態とは、回転トルクを発生させる指令をインバータに通知しても電動機の回転速度が上昇しない状態を意味する。特に、このモータロック状態が発生した場合、電動機に電流を供給するインバータの特定のスイッチング素子（所謂、トランジスタ）に電流が集中して流れ、スイッチング素子において急激な温度上昇が起こり、このスイッチング素子が故障する可能性が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１１８６９８号公報
【特許文献２】特開２０１０−０２８９６８号公報
【特許文献３】特開２００７−１１８６９８号公報
【特許文献４】特開２００９−１９６４７４号公報
【特許文献５】特開平０６−０７８４１７号公報
【特許文献６】特開２００５−３２３４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１等によれば、第２の電動機のモータロック状態が予想される際に、駆動トルクを低減する場合、第２の電動機は、エンジンの始動時に必要な回転トルクを十分に出力できない可能性があるという技術的な問題が生じる。
【０００６】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、例えばハイブリッド車両等の車両において、エンジンをより適切に始動することが可能な車両の駆動制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る車両の駆動制御装置は、第１回転電機と、相互に差動回転可能な３つの分配要素を持ちこれらのうちのいずれか２つの分配要素の一方に内燃機関が他方に前記第１回転電機が夫々連結された動力分配機構と、前記動力分配機構の残りの分配要素に連結された前記第２回転電機と、前記動力分配機構の残りの分配要素に連結された伝達部材と、車両の駆動輪に動力を出力する出力部材と、前記伝達部材から前記出力部材までの動力伝達経路に設けられると共に、相互に差動回転可能な複数の要素を有する変速機構と、前記第１回転電機による前記内燃機関の始動の際に、前記第２回転電機に要求される要求出力トルクが許容上限値を超えるか否かを判定する判定手段と、前記許容上限値を超えると判定される場合、前記第２回転電機の回転が機械的にロックされるギア段へ変速するように前記変速機構を制御する制御手段とを備える。
【０００８】
本発明に係る車両の駆動制御装置によれば、動力分配機構は、相互に差動回転可能な３つの分配要素を持ちこれらのうちのいずれか２つの分配要素の一方に内燃機関が他方に第１回転電機が夫々連結される。第２回転電機は、動力分配機構の残りの分配要素に連結される。伝達部材は、動力分配機構の残りの分配要素に連結される。出力部材は、車両の駆動輪に動力を出力する。変速機構は、伝達部材から出力部材までの動力伝達経路に設けられると共に、相互に差動回転可能な複数の要素を有する。
【０００９】
例えばメモリ、プロセッサ等を備えて構成可能な判定手段によって、第１回転電機による内燃機関の始動の際に、第２回転電機に要求される要求出力トルクが許容上限値を超えるか否かが判定される。ここに、本発明に係る許容上限値とは、許容された第２回転電機が出力する回転トルクの許容範囲の上限値を意味する。この許容上限値は、典型的には、第２回転電機内を流れる駆動電流や第２回転電機の温度に基づいて、モータロック状態の下で、単相通電状態の発生の度合いを小さくさせるように実験的、理論的、若しくは経験的な手法、又はシミュレーションの手法を用いて、個別具体的に定義可能である。ここに、本発明に係る単相通電状態とは、回転電機のインバータに設けられた各アームのスイッチング素子のうちの特定のスイッチング素子に電流が連続して流れて、スイッチング素子が過熱状態になる状態を意味する。
【００１０】
上述の判定手段の判定の結果、要求出力トルクが許容上限値を超えると判定される場合、例えばメモリ、プロセッサ等を備えて構成可能な制御手段の制御下で、変速機構によって、第２回転電機の回転が機械的にロックされるギア段（又はギヤ段）へ変速される。ここに、本発明に係る「第２回転電機の回転が機械的にロックされる」とは、エンジンの始動時の駆動力の低下を補う力を発生させるように第２回転電機の回転方向が固定されることを意味する。典型的には、第２回転電機の回転軸に連結された出力軸に所謂、ワンウェイクラッチが係合することによって、第２回転電機の回転方向が固定される。
【００１１】
これにより、エンジンを始動する場合、機械的にロックされた第２回転電機に反作用的に生じる力を、第２回転電機の回転トルクの代わりに、伝達部材に付与することができる。
【００１２】
この結果、第２回転電機へ供給される電流を少なくさせ、モータロック状態の下で、単相通電状態が発生する時間を効果的に低減し、エンジンを省電力且つ適切に始動することが可能である。
【００１３】
特に、車両が坂路を登っている走行状態においては、モータロック状態の下で、単相通電状態が発生する可能性が高いので、この登り坂路においてエンジンを始動する場合、機械的にロックされた第２回転電機に反作用的に生じる力を、第２回転電機の回転トルクの代わりに、伝達部材に付与することは、第２回転電機を流れる電流を低減させることができるので、実践上、大変有益である。
【００１４】
仮に、変速機構によって、第２回転電機の回転が機械的にロックされるギア段へ変速されない場合、内燃機関の始動の際に必要な回転トルクを、第２回転電機の回転駆動によって発生させなければならない。このため、第２回転電機に供給される電流が増大してしまい、第２回転電機のインバータ内を流れる電流が増加し、単相通電状態が発生する頻度が増加し、インバータに設けられたスイッチング素子が過剰に過熱してしまう可能性が生じる。
【００１５】
本発明の車両の駆動制御装置の一の態様は、前記駆動輪の回転を制動する制動手段を更に備え、前記制御手段は、前記許容上限値を超えると判定される場合、前記駆動輪の回転を制動するように前記制動手段を制御する。
【００１６】
この態様によれば、例えばホイールブレーキ等によって構成可能な制動手段を更に備える。上述の判定手段の判定の結果、要求出力トルクが許容上限値を超えると判定される場合、制御手段の制御下で、制動手段によって、駆動輪の回転が制動される。
【００１７】
これにより、エンジンを始動する場合、回転が制動された駆動輪に反作用的に生じる力を、伝達部材に付与することができる。
【００１８】
この結果、第２回転電機へ供給される電流を少なくさせ、モータロック状態の下で、単相通電状態が発生する時間を効果的に低減し、エンジンを省電力且つ適切に始動することが可能である。
【００１９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る駆動制御装置が組み込まれた車両の概要を示したブロック図である。
【図２】第１実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置に設けられた電子制御装置の入出力信号を説明する図である。
【図３】第１実施形態に係る油圧制御回路７０のうちクラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ１〜Ｂ３の各油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）ＡＣ１、ＡＣ２、ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３の作動を制御するリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５に関する回路図である。
【図４】第１実施形態に係る駆動装置の変速機構８のクラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、及びブレーキＢ１、Ｂ２の作動状態とギア段（即ち、動作モード）とを対応付けた係合表である。
【図５】第１実施形態に係るハイブリッド車両の共線図の一例である。
【図６】第１実施形態に係る駆動装置における駆動トルクと車速との定量的及び定性的な関係を示したグラフ（図６（ａ））、及び当該駆動装置におけるシフトレバーの概略図（図６（ｂ））である。
【図７】第１実施形態に係る車両の駆動装置における動作の流れを示したフローチャートである。
【図８】第１実施形態に係るハイブリッド車両において、第２ギア段が成立した共線図の一例である。
【図９】第１実施形態に係るＯＷクラッチによるＭＧ２の機械的な固定によるエンジンの始動制御を示したタイミングチャートである。
【図１０】第２実施形態に係る車両の駆動制御装置における動作の流れを示したフローチャートである。
【図１１】第２実施形態に係る車両の駆動制御装置におけるＭＧ２の回転トルクと登坂道路の路面勾配との定量的及び定性的な関係を示したグラフである。
【図１２】第２実施形態に係るＭＧ２の回転トルクを補助するホイールブレーキの制動力によるエンジンの始動制御を示したタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
（第１実施形態）
（基本構成）
第１実施形態に係る車両の駆動制御装置の構成について、図１乃至図６を参照して説明する。ここに、図１は、第１実施形態に係る駆動制御装置が組み込まれた車両の概要を示したブロック図である。車両１はいわゆるハイブリッド車両として構成されている。周知のようにハイブリッド車両は、内燃機関を走行用の駆動力源として備えるとともに、電動機やモータ・ジェネレータ等の回転電機を他の走行用の駆動力源として備えた車両である。
【００２３】
図２は、第１実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置に設けられた電子制御装置の入出力信号を説明する図である。図３は、第１実施形態に係る油圧制御回路７０のうちクラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ１〜Ｂ３の各油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）ＡＣ１、ＡＣ２、ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３の作動を制御するリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５に関する回路図である。
【００２４】
図１の駆動装置２Ａは、回転電機としての第１モータ・ジェネレータ４（以下、適宜「ＭＧ１」と称す）と、内燃機関３及び第１モータ・ジェネレータ４がそれぞれ連結された動力分配機構５と、動力分配機構５から出力された動力を伝達する伝達部材としての伝達軸６と、車両１の駆動輪１１に動力を出力するための出力部材としての出力軸７と、伝達軸６から出力軸７までの動力伝達経路に設けられた変速機構８と、制御装置３０とを備えて構成されている。加えて、駆動装置２Ａは、伝達軸６に連結された第２モータ・ジェネレータ１０（以下、適宜「ＭＧ２」と称す）と、インバータ６１と、蓄電装置６２とを備えて構成されている。これにより、第２モータ・ジェネレータ１０の回転は、伝達軸６に伝達される。なお、出力軸７の動力は差動装置１２を介して左右の駆動輪１１に伝達される。左右の駆動輪１１には、駆動輪１１に制動力を付与するホイールブレーキ１１ｂが備えられている。尚、第１モータ・ジェネレータ４によって、本発明に係る「第１回転電機」の一例が構成されている。また、この第２モータ・ジェネレータ１０によって、本発明に係る「第２回転電機」の一具体例が構成されている。
【００２５】
内燃機関３は、火花点火型の多気筒内燃機関として構成されており、その動力は入力軸１３を介して動力分配機構５に伝達される。内燃機関３は周知のものと同様であるので詳細な説明は省略する。第１モータ・ジェネレータ４と第２モータ・ジェネレータ１０とは同様の構成を持っていて、電動機としての機能と発電機としての機能とを生じるように構成されている。尚、本発明に係る「機関」の一例がこの内燃機関３によって構成されている。
【００２６】
動力分配機構５は、相互に差動回転可能な３つの要素を持つ遊星歯車機構として構成されており、外歯歯車であるサンギアＳａと、そのサンギアＳａに対して同軸的に配置された内歯歯車であるリングギアＲａと、これらのギアＳａ、Ｒａに噛み合うピニオン１３を自転かつ公転自在に保持するキャリアＣａとを備えている。この形態では、入力軸１３がキャリアＣａに、第１モータ・ジェネレータ４がサンギアＳａに、伝達軸６がリングギアＲａにそれぞれ連結されている。
【００２７】
尚、ＭＧ２は、伝達軸６に連結されているが、後置の変速機構８の出力軸に設けられてもよい。この動力分配機構５は、シングルプラネタリのオーバドライブである。ギヤトレーンの結合方法は２つのプラネタリアからなる所謂、ＣＲＣＲ結合の４ＡＴでよい。変速機構を用いたギア回転の逆回転が可能なように構成されてよいし、或いは、ＭＧ２を用いたギア回転の逆回転が可能なように構成されてよい。
【００２８】
図１に示すように、変速機構８の動作は制御装置３０にて制御される。制御装置３０はマイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース等の周辺装置を備えたコンピュータとして構成されている。
【００２９】
制御装置３０は、ＭＧ１により発電された電気エネルギをインバータ６１を通して蓄電装置６２やＭＧ２へ供給する。これにより、内燃機関３の動力の主要部は機械的に伝達部材へ伝達されるが、内燃機関３の動力の一部はＭＧ１の発電のために消費されてそこで電気エネルギに変換され、インバータ６１を通してその電気エネルギがＭＧ２へ供給され、そのＭＧ２が駆動されてＭＧ２から伝達部材へ伝達される。この電気エネルギの発生からＭＧ２で消費されるまでに関連する機器により、内燃機関３の動力の一部を電気エネルギに変換し、その電気エネルギを機械的エネルギに変換するまでの電気パスが構成される。また、典型的には、減速が行われる際には、駆動輪１１から伝達される動力によってＭＧ１を回転させ、発電機として動作させる。これにより、駆動輪１１の運動エネルギが電気エネルギに変換され、蓄電装置６２が充電される、所謂「回生」が行われる。
【００３０】
また、制御装置３０は、車両１の走行状態に応じた変速段を選択する変速制御を行う。尚、この制御装置３０によって、本発明に係る「制御手段」及び「判定手段」の一具体例が構成されている。
【００３１】
（制御装置）
図２は、第１実施形態に係る変速機構８を制御するための制御装置３０に入力される信号及びその制御装置３０から出力される信号を例示している。この制御装置３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより内燃機関３、ＭＧ１、ＭＧ２に関するハイブリッド駆動制御、変速機構８の変速制御等の駆動制御を実行するものである。
【００３２】
制御装置３０には、図２に示すような各センサやスイッチなどから、エンジン水温ＴＥＭＰＷを表す信号、シフトレバー５２（後述の図６（ｂ）参照）のシフトポジションＰＳＨ、内燃機関３の回転速度であるエンジン回転速度ＮＥを表す信号、トーイングスイッチのスイッチ信号、「Ｍ」ポジションにおける操作回数等を表す信号、エアコンの作動を表す信号、車速Ｖに対応する出力軸２２の回転速度（以下、出力軸回転速度）ＮＯＵＴを表す信号、ＡＴＦの温度（以下、ＡＴＦ温度という）ＴＯＩＬを表す信号、ＥＣＴスイッチのスイッチ信号、サイドブレーキ操作を表す信号、フットブレーキ操作を表す信号、触媒温度を表す信号、運転者の出力要求量に対応するアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Ａccを表す信号、ＥＶスイッチのスイッチ信号、スノーモード設定を表す信号、車両の前後加速度Ｇを表す信号、オートクルーズ走行を表す信号、パワーモードスイッチのスイッチ信号、ＭＧ１の回転速度を表す信号、ＭＧ２の回転速度を表す信号、変速機構の一部Ｐｂ１の油圧を表す信号、変速機構の一部Ｐｂ２の油圧を表す信号、変速機構の一部Ｐｂ３の油圧を表す信号などが、それぞれ供給される。
【００３３】
また、上記の制御装置３０からは、例えば内燃機関３の吸気管に備えられた電子スロットル弁のスロットル弁開度を操作するスロットルアクチュエータへの駆動信号、過給圧を調整するための過給圧調整信号、電動エアコンを作動させるための電動エアコン駆動信号、点火装置６８による内燃機関３の点火時期を指令する点火信号、電動機ＭＧ１およびＭＧ２の作動を指令する指令信号、ギヤ比を表示させるためのギヤ比表示信号、スノーモードであることを表示させるためのスノーモード表示信号、変速機構８の油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路に含まれる電磁弁（リニアソレノイドバルブ）を作動させるバルブ指令信号、制動時の車輪のスリップを防止するＡＢＳアクチュエータを作動させるためのＡＢＳ作動信号、Ｍモードが選択されていることを表示させるＭモード表示信号、この油圧制御回路に設けられたレギュレータバルブ（調圧弁）によりライン油圧を調圧するための信号、そのライン油圧が調圧されるための元圧の油圧源である電動油圧ポンプを作動させるための駆動指令信号、油圧ポンプを駆動する駆動信号、電動ヒータを駆動するための信号、クルーズコントロール制御用コンピュータへの信号、第１蓄電装置および第２蓄電装置の作動を指令する指令信号などが、それぞれ出力される。尚、第１蓄電装置はＭＧ１に電力を供給し、第２蓄電装置はＭＧ２に電力を供給するようにしてよい。
【００３４】
（変速機構の油圧制御回路）
図３は、変速機構８の油圧制御回路のうちクラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、およびブレーキＢ１、Ｂ２の各油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）ＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３、ＡＢ１、ＡＢ２の作動を制御するリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５に関する回路図である。
【００３５】
図３において、各油圧アクチュエータＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３、ＡＢ１、ＡＢ２には、ライン油圧ＰＬがそれぞれリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５により制御装置３０からの指令信号に応じた係合圧ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３、ＰＢ１、ＰＢ２に調圧されてそれぞれ直接的に供給されるようになっている。このライン油圧ＰＬは、図示しない電動オイルポンプや内燃機関３により回転駆動される機械式オイルポンプから発生する油圧を元圧として例えばリリーフ型調圧弁（レギュレータバルブ）によって、アクセル開度或いはスロットル弁開度で表されるエンジン負荷等に応じた値に調圧されるようになっている。
【００３６】
リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５は、基本的には何れも同じ構成で、制御装置３０により独立に励磁、非励磁され、各油圧アクチュエータＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３、ＡＢ１、ＡＢ２の油圧が独立に調圧制御されてクラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、およびブレーキＢ１、Ｂ２の係合圧ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３、ＰＢ１、ＰＢ２が制御される。そして、変速機構８は、例えば図４の係合作動表に示すように予め定められた係合装置が係合されることによって各変速段が成立させられる。また、変速機構８の変速制御においては、例えば変速に関与するクラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、およびブレーキＢ１、Ｂ２の解放と係合とが同時に制御される所謂クラッチツウクラッチ変速が実行される。
【００３７】
（クラッチ等の作動状態とギア段との対応付け）
次に、図４及び図５を参照して、第１実施形態に係るクラッチ及びブレーキの作動状態とギア段（即ち、動作モード）との対応付けについて説明する。ここに、図４は、第１実施形態に係る駆動装置の変速機構８のクラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、及びブレーキＢ１、Ｂ２の作動状態とギア段（即ち、動作モード）とを対応付けた係合表である。図中の「○」は係合状態を意味し、「−」は解放状態を意味している。
【００３８】
図５は、第１実施形態に係るハイブリッド車両の共線図の一例である。尚、図５中の縦軸が各回転軸の回転数を示し、横軸は、各ギヤのギヤ比を距離的な関係で示している。周知のようにハイブリッド車両は、内燃機関を走行用の駆動力源として備えるとともに、電動機やモータ・ジェネレータ等の回転電機を他の走行用の駆動力源として備えた車両である。
【００３９】
（第１ギア段）
図４に加えて、上述した図１に示されるように、変速機構８は、クラッチＣＬ１、及びＯＷクラッチＦ１（以下、適宜「ＯＷＣ」と称す）を係合状態とする。一方で、クラッチＣＬ２、ＣＬ３、ブレーキＢ１、及びブレーキＢ２を解放状態にする。これにより、伝達軸６の回転を、サンギアＳ１及びピニオン１６を介して所定のギア比で出力軸７に伝達する第１ギア段を成立させる。尚、ブレーキＢ２は解放状態の代わりに係合状態であってよい。具体的には、図５中の線Ｌ１上の点Ｐ１に示されるように、第１ギア段が成立した際には、出力軸７の回転数は、（i）クラッチＣＬ１が係合状態である場合におけるサンギアＳ１の回転数と、（ii）ブレーキＢ２、及びＯＷクラッチＦ１が係合状態であり回転が停止したリングギアＲ１の回転数、即ちゼロとの間の範囲内にある。
【００４０】
（第２ギア段）
また、図４に加えて、上述した図１に示されるように、変速機構８は、変速機構へ入力されるトルクが、車両を前進させるトルクの向きを正方向としてこの正方向になる場合、クラッチＣＬ１、及びブレーキＢ１を係合状態とする。ブレーキＢ１を係合状態とすることによりサンギアＳ２をケース１７に固定する。一方で、クラッチＣＬ２、ＣＬ３、ブレーキＢ２及びＯＷクラッチＦ１を解放状態にする。これにより、伝達軸６の回転を、サンギアＳ１及びピニオン１６を介して所定のギア比で出力軸７に伝達する第２ギア段を成立させる。具体的には、図５中の線Ｌ２上の点Ｐ２に示されるように、第２ギア段が成立した際には、出力軸７の回転数は、（i）クラッチＣＬ１が係合状態である場合におけるサンギアＳ１の回転数と、（ii）ブレーキＢ１が係合状態であり回転が停止したサンギアＳ２の回転数、即ちゼロとの間の範囲内にある。
【００４１】
（ヒルホールド）
図４に加えて、上述した図１に示されるように、変速機構８は、第２ギア段において、変速機構へ入力されるトルクが車両を前進させるトルクの向きを正方向として負方向になる場合、即ち、変速機構へ入力されるトルクが車両を後進させるトルクの向きになる場合、クラッチＣＬ１、ブレーキＢ１、及びＯＷクラッチＦ１が係合状態となる。具体的には、ＯＷクラッチＦ１は、キャリアＣ３と係合状態となる。ブレーキＢ１を係合状態とすることによりサンギアＳ２をケース１７に固定する。一方で、クラッチＣＬ２、ＣＬ３、及びブレーキＢ２を解放状態にする。このように変速機構８がクラッチＣＬ１、ブレーキＢ１、及びＯＷクラッチＦ１をそれぞれ係合状態にすることにより、ヒルホールドを成立させることができる。ここに、本実施形態に係るヒルホールドとは、車両１が水平方向に対して傾いた坂路を登る場合、車両１内で作用する機構的又は機械的な力の均衡によって、車両１が坂路上を停止することを意味する。即ち、上述した第２ギア段において、出力軸７の回転方向が車両を後進させる方向である場合、クラッチＣＬ１、ブレーキＢ１、及びＯＷクラッチＦ１が係合状態になり、車両を後進させる方向に力を受ける出力軸７は、（i）ケース１７によって固定されたサンギアＳ２と、（ii）このサンギアＳ２及びＯＷクラッチＦ１によって固定されたキャリアＣ３とによって固定され、変速機構８の全体がロックされる。従って、車両１が水平方向に対して傾いた坂路を登る際に停止した場合に、第２ギア段としてブレーキＢ１及びクラッチＣＬ１の両者を係合状態とすることにより、ＯＷクラッチＦ１を係合状態とさせ、駆動輪１１からのトルクの入力を変速機構８で受け止めることができるため、車両１が坂路からずり下がることを防止することができる。このように、車両１が水平方向に対して傾いた坂路を登る際に停止した場合、第２ギア段によってヒルホールドを成立させることにより、車両１が登り坂路からずり下がることを機械的に防ぐことができる。これにより、ＭＧ２の出力する回転トルクを、車両を後進させる方向に作用させる必要がなくなる、言い換えると、ＭＧ２の出力する回転トルクを、車両を前進させる方向に全て作用させることができる。これにより、車両１が登り坂路を前進する際に必要なＭＧ２へ供給される電流を少なくさせ、ひいては、インバータ６１内を流れる電流を少なくさせることができるので、インバータ６１に設けられた各アームのスイッチング素子の過熱を効果的に抑制することができる。
【００４２】
特に、第１実施形態では、後述されるように、エンジンを始動する場合、第２ギア段又はヒルホールドを成立させ、ＯＷクラッチＦ１によって機械的に固定されたＭＧ２の回転軸に反作用的に生じる力を、ＭＧ２の係合力が発生させる又はＭＧ２の係合力を大きくさせるＭＧ２の回転トルクの代わりに、伝達軸６に付与する。これにより、ＭＧ２へ供給される電流を少なくさせ、モータロック状態の下で、単相通電状態が発生する時間を効果的に低減し、エンジンを省電力且つ適切に始動することが可能である。
【００４３】
ここで、第１ギア段と第２ギア段とを更に、比較検討する。詳細には、ＯＷクラッチＦ１は、一方向にしか、反力を受けない。そのため、第２ギア段によって車両が前進する場合、ＯＷクラッチＦ１は解放状態である。他方、第２ギア段によって車両が登り坂路での停止を試み、ズリ下がる場合、駆動軸に掛かる力が反転し、ＯＷクラッチＦ１が係合状態となる。これにより、変速機構８において、係合要素が３つとなることにより、内部ロック状態、所謂、ヒルホールドとなる。他方、第１ギア段によって車両が前進する場合、クラッチＣＬ１及びＯＷクラッチＦ１は係合状態である。また、第１ギア段によって車両が登り坂路での停止を試み、ズリ下がる場合、ブレーキＢ２とＯＷクラッチＦ１は同じ力点にあるため、図５に示されるように、係合要素が２つのままなので内部ロック状態、所謂、ヒルホールドにはならないことを付記する。
【００４４】
（第３ギア段）
また、図４に加えて、上述した図１に示されるように、変速機構８は、クラッチＣＬ１、ＣＬ２を係合状態とする。一方で、クラッチＣＬ３、ブレーキＢ１、Ｂ２、及びＯＷクラッチＦ１を解放状態にする。これにより、伝達軸６の回転を、サンギアＳ１、ピニオン１６及びキャリアＣ３を介して所定のギア比で出力軸７に伝達する第３ギア段を成立させる。具体的には、図５中の線Ｌ３上の点Ｐ３に示されるように、第３ギア段が成立した際には、出力軸７の回転数は、クラッチＣＬ１が係合状態である場合におけるサンギアＳ１の回転数と同じになると共に、クラッチＣＬ２が係合状態である場合におけるキャリアＣ３の回転数と同じになる。
【００４５】
（第４ギア段）
また、図４に加えて、上述した図１に示されるように、変速機構８は、クラッチＣＬ２、及びブレーキＢ１を係合状態とする。ブレーキＢ１を係合状態とすることによりサンギアＳ２をケース１７に固定する。一方で、クラッチＣＬ１、ＣＬ３、ブレーキＢ２、及びＯＷクラッチＦ１を解放状態にする。これにより、伝達軸６の回転を、キャリアＣ３、及びリングギアＲ１を介して所定のギア比で出力軸７に伝達する第４ギア段を成立させる。具体的には、図５中の線Ｌ４上の点Ｐ４に示されるように、第４ギア段が成立した際には、出力軸７の回転数は、ブレーキＢ１が係合状態であり回転が停止したサンギアＳ２の回転数、即ちゼロと、クラッチＣＬ２が係合状態である場合におけるリングギアＲ１の回転数とを結んだ線上にある。
【００４６】
（反転ギア段）
また、図４に加えて、上述した図１に示されるように、変速機構８は、クラッチＣＬ３、及びブレーキＢ２を係合状態とする。ブレーキＢ２を係合状態とすることによりリングギアＲ１をケース１７に固定し、キャリアＣ３のピニオンの自転を固定する。一方で、クラッチＣＬ１、ＣＬ３、ブレーキＢ１、及びＯＷクラッチＦ１を解放状態にする。これにより、伝達軸６の回転を、キャリアＣ３のピニオンの公転を介して所定のギア比で出力軸７に伝達する反転ギア段を成立させる。具体的には、図５中の線Ｌｒ上の点Ｐｒｅｖに示されるように、反転ギア段が成立した際には、出力軸７の回転数は、クラッチＣＬ３が係合状態である場合におけるサンギアＳ２の回転数と、ブレーキＢ２が係合状態であり回転が停止したリングギアＲ１の回転数、即ちゼロとを結んだ線上にある。
【００４７】
（ニュートラル状態）
また、図４に加えて、上述した図１に示されるように、変速機構８は、クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、ブレーキＢ１、Ｂ２、及びＯＷクラッチＦ１を解放状態にする。これにより、伝達軸６の回転を、出力軸７に伝達しないニュートラル状態を成立させる。
【００４８】
尚、上述した図５の共線図に示されるように、このハイブリッド車両における第１ギア段乃至第４ギア段、反転段、ニュートラル状態において、第１モータ・ジェネレータ４が連結されたサンギアＳａの回転数と、入力軸１３が連結されたキャリアＣａの回転数と、伝達軸６が連結されたリングギアＲａの回転数とは同一線上にある。
【００４９】
（変速制御）
次に、図６に加えて上述した図１を適宜、参照して、変速機構８による変速制御について説明する。ここに、図６は、第１実施形態に係る駆動装置における駆動トルクと車速との定量的及び定性的な関係を示したグラフ（図６（ａ））、及び当該駆動装置におけるシフトレバーの概略図（図６（ｂ））である。
【００５０】
上述した変速機構８による変速制御は、車両１の車速とアクセルペダル２０の操作量（アクセル開度）とに適した変速段が選択されるように、クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、ブレーキＢ１、Ｂ２、及びＯＷクラッチＦ１を制御する。車両１の走行状態に見合った適切な変速段を選択するため、制御装置３０には予め車速とアクセル開度に対応した目標駆動トルクとを変数として選択すべき変速段を対応付けた変速マップが記憶されている。制御装置３０は車速とアクセル開度とを車速センサ３１及びアクセル開度センサ３２からの信号に基づいて取得し、それらに対応付けられた選択すべき変速段を変速マップの検索により特定している。
【００５１】
具体的には、図６（ａ）の実線に示されるように、「ｎ速（但し、ｎは自然数）」から「ｎ＋１速」へ変速する際の目標駆動トルクと車速との関係を示した特性線は、車速が大きくなる順番に、１速から２速の特性線Ｌ１２、２速から３速の特性線Ｌ２３、３速から４速の特性線Ｌ３４の順番で設定されている。加えて、図６（ａ）の点線に示されるように、「ｎ＋１速」から「ｎ速」へ変速する際の目標駆動トルクと車速との関係を示した特性線は、車速が小さくなる順番に、４速から３速の特性線Ｌ４３、３速から２速の特性線Ｌ３２、２速から１速の特性線Ｌ２１の順番で設定されている。また、車速「ゼロ」及び目標駆動トルク「ゼロ」の原点、１速から２速の特性線Ｌ１２の一部、２速から３速の特性線Ｌ２３の一部、２速から１速の特性線Ｌ２１の一部、及び、３速から２速の特性線Ｌ３２の一部を含む領域において、ＭＧ２からの駆動力のみで走行する所謂、ＥＶ（Electric Vehicle）走行が行われる。詳細には、変速制御においては、ＭＧ１及びＭＧ２により電気的に無段変速が形成されてよい。エンジン回転数の制御において、燃費が最適になるように変速比が制御されてよい。
【００５２】
また、車両１には、図６（ｂ）に示されるように、運転者にて操作されるシフトレバー２１が設けられており、そのシフトレバー２１の複数の操作位置には、変速機構８の動作状態に対応するドライブレンジＤ、リバースレンジＲ、ニュートラルレンジＰ、減速の際の加速度を増加させるレンジ＋、及び減速の際の加速度を減少させるレンジ−等の複数のレンジが割り当てられている。例えば、シフトレバー２１がドライブレンジに操作された場合は、上述したように車速とアクセル開度とに基づいた変速制御が行われ、第１乃至第４ギア段、反転ギア段、ニュートラル状態のいずれか一つが成立するようにクラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、ブレーキＢ１、Ｂ２、及びＯＷクラッチＦ１がそれぞれ制御される。
【００５３】
詳細には、図６（ｂ）で示されたシフトレバーは、号口Ａ７６１Ｅより採用しているシーケンス型のシフトレバーである。シフトレバーの号口はレンジ切換えタイプであるがギア段ホールドであってよい。
【００５４】
（車両の駆動制御装置の動作原理）
次に、図７及び図８を参照して、本実施形態に係る車両の駆動制御装置の動作原理について説明する。ここに、図７は、第１実施形態に係る車両の駆動制御装置における動作の流れを示したフローチャートである。尚、この図７で示された動作は、例えば数マイクロ秒等の所定周期で繰り返し実行される。図８は、第１実施形態に係るハイブリッド車両において、第２ギア段が成立した共線図の一例である。尚、図８中の縦軸が各回転軸の回転数を示し、横軸は、各ギヤのギヤ比を距離的な関係で示している。また、図８中の２つの矢印は、サンギアＳ１及び出力軸７において発生する力を夫々示している。
【００５５】
先ず、図７に示されるように、制御装置の制御下で、例えば車速センサー等によって測定された車速Ｖがゼロ（ｋｍ／ｈ）であり、且つ、ＭＧ２が出力する回転トルクが所定値を超えるか否かが判定される（ステップＳ１０１）。ここに、第１実施形態に係る所定値とは、典型的には、モータロック状態の下で、インバータ６１において単相通電状態を発生させないように設定される所望の回転トルクを意味する。尚、ＭＧ２が出力する回転トルクに基づく判定に代えて、インバータ６１を駆動する駆動電流に基づく判定が行われてよい。尚、車速について、典型的には、出力軸７の回転速度がゼロであるか否かを判断してよい。尚、本発明に係る「許容上限値」の一例がこの所定値によって構成されている。
【００５６】
上述したステップＳ１０１の判定の結果、測定された車速Ｖがゼロ（ｋｍ／ｈ）であり、且つ、ＭＧ２が出力する回転トルクが所定値を超えると判定される場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、更に、制御装置の制御下で、エンジンの始動が必要であるか否かが判定される（ステップＳ１０２）。
【００５７】
上述したステップＳ１０２の判定の結果、エンジンの始動が必要であると判定される場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、制御装置３０の制御下で、駆動制御装置の変速機構８によって、第２ギア段に変速される（ステップＳ１０３）。典型的には、第１ギア段から第２ギア段へのアップシフト変速を実施される。上述したように第２ギア段としてブレーキＢ１及びクラッチＣＬ１の両者を係合状態とすることにより、ＯＷクラッチＦ１を係合状態とさせ、駆動輪１１からのトルクの入力を変速機構８で受け止めることができる。尚、この際に、ヒルホールドを成立させてよい。
【００５８】
具体的には、図８中の線Ｌｈ上に示されるように、第２ギア段が成立した際には、出力軸７の回転数、クラッチＣＬ１が係合状態である場合におけるサンギアＳ１の回転数、ブレーキＢ１が係合状態である場合におけるサンギアＳ２の回転数、ブレーキＢ２及びＯＷクラッチＦ１が係合状態である場合におけるキャリアＣ３の回転数は全てゼロになる。特に、ＯＷクラッチＦ１によって、車両が前進する方向に対応した出力軸７の回転は可能であるが、車両が後進する方向に対応した出力軸７の回転は行われない。
【００５９】
これにより、エンジンを始動する場合、ＯＷクラッチＦ１によって機械的に固定されたＭＧ２の回転軸に反作用的に生じる力を、ＭＧ２の係合力を発生させる又はＭＧ２の係合力を大きくさせるＭＧ２の回転トルクの代わりに、伝達軸６に付与することができる。
【００６０】
この結果、ＭＧ２へ供給される電流を少なくさせ、モータロック状態の下で、単相通電状態が発生する時間を効果的に低減し、エンジンを省電力且つ適切に始動することが可能である。
【００６１】
或いは、典型的には、車両１が水平方向に対して傾いた坂路を登る際に停止した場合に、第１ギア段から第２ギア段へのアップシフト変速を実施される。上述したように第２ギア段としてブレーキＢ１及びクラッチＣＬ１の両者を係合状態とすることにより、ＯＷクラッチＦ１を係合状態とさせ、駆動輪１１からのトルクの入力を変速機構８で受け止めることができるため、ヒルホールドを成立させ、車両１が坂路からずり下がることを防止することができる。
【００６２】
次に、制御装置３０の制御下で、エンジンが実際に始動される（ステップＳ１０４）。典型的には、ＭＧ１によって、エンジンの回転速度を上昇させた後、エンジンの燃焼室に噴射された燃料に対して点火を行う。
【００６３】
他方、上述したステップＳ１０２の判定の結果、エンジンの始動が必要であると判定されない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、制御装置３０の制御下で、駆動制御装置の変速機構８によって、第１ギア段に変速される（ステップＳ１０５）。
【００６４】
次に、制御装置３０の制御下で、インバータ６１からＭＧ２へ供給される電流が低減され、ＭＧ２が出力する回転トルクが低減される（ステップＳ１０６）。これにより、インバータ６１内のスイッチング素子を流れる電流を低減させ、スイッチング素子の温度を低減させることができるので、スイッチング素子を熱から保護することができる。
【００６５】
他方、上述したステップＳ１０１の判定の結果、測定された車速Ｖがゼロ（ｋｍ／ｈ）でない、又は、ＭＧ２が出力する回転トルクが所定値を超えないと判定される場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、制御装置の制御下で、通常の変速制御に基づく通常の走行が実施される（ステップＳ１０７）。
【００６６】
（ＯＷクラッチによるＭＧ２の機械的な固定によるエンジンの始動制御）
ここで、図９を参照して、第１実施形態に係るＯＷクラッチによるＭＧ２の機械的な固定によるエンジンの始動制御の流れの一例について説明する。ここに、図９は、第１実施形態に係るＯＷクラッチによるＭＧ２の機械的な固定によるエンジンの始動制御を示したタイミングチャートである。尚、図９中の横軸は時間を示し、図９中の縦軸は各変数の大きさを示す。
【００６７】
図９は、例えば車速がゼロである走行状態において、エンジンを始動させた際の車両の運転状態を示している。
【００６８】
図９中の時刻Ｔ１において、エンジンの始動が必要であると判定される（上述した「ステップＳ１０２：Ｙｅｓ」を参照）。
【００６９】
図９中の時刻Ｔ２において、第１ギア段から第２ギア段への変速が実施され、ＯＷクラッチＦ１を係合状態とさせ、駆動輪１１からのトルクの入力を変速機構８で受け止めることができる。これにより、図９中のＭＧ２での係合力ΔＴｒが発生するので、ＭＧ２の係合力を発生させる又はＭＧ２の係合力を大きくさせるＭＧ２の回転トルクΔＴｒ’を発生させなくてよい。
【００７０】
また、図９中の時刻Ｔ２において、ＭＧ１の回転トルクを上昇させ、ＭＧ１の回転速度を増加させることにより、エンジンの回転速度を増加させる。尚、このエンジンの回転速度が一定値を超えた場合、エンジンに噴射された燃料の点火を試みてよい。この図９中の時刻Ｔ２以降、エンジンに噴射された燃料の点火が成功した時刻Ｔ３までの期間は、車両を駆動させる出力軸７の駆動力は、エンジンの点火を伴わない回転に起因して低下している（図９中の「エンジン始動反力」を参照）。
【００７１】
図９中の時刻Ｔ３において、エンジンに噴射された燃料の点火が成功することにより、エンジンの出力トルクは増加し始めると同時に、車両を駆動させる出力軸７の駆動力は低下している状態から上昇し、エンジンを始動する以前における車両の駆動力へと復帰する。
【００７２】
図９中の時刻Ｔ４において、エンジンの出力トルク及びエンジンの回転速度は増加後、一定値となると共に、ＭＧ１の回転速度も、上昇後、一定値となる。また、図９中の時刻Ｔ４において、一定値となったエンジンの出力トルクに相当する分だけ、ＭＧ１の回転トルクは低下する。
【００７３】
以上のように、エンジンを始動する場合、ＯＷクラッチＦ１によって機械的に固定されたＭＧ２の回転軸に反作用的に生じる力（図９中の実線の矢印のΔＴｒを参照）を、ＭＧ２の係合力を発生させる又はＭＧ２の係合力を大きくさせるＭＧ２の回転トルク（図９中の点線の矢印のΔＴｒ’を参照）の代わりに、伝達軸６に付与することができる。
【００７４】
この結果、ＭＧ２へ供給される電流を少なくさせ、モータロック状態の下で、単相通電状態が発生する時間を効果的に低減し、エンジンを省電力且つ適切に始動することが可能である。
【００７５】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る車両の駆動制御装置について、図１０乃至図１２を参照して説明する。尚、第２実施形態に係る構成は、上述した第１実施形態と概ね同様の構成である。また、第２実施形態において、上述した第１実施形態と概ね同様の処理には、同一のステップ番号を付し、それらの説明は適宜、省略する。
【００７６】
（動作原理）
ここに、図１０は、第２実施形態に係る車両の駆動制御装置における動作の流れを示したフローチャートである。尚、この図１０で示された動作は、例えば数マイクロ秒等の所定周期で繰り返し実行される。図１１は、第２実施形態に係る車両の駆動制御装置におけるＭＧ２の回転トルクと登坂道路の路面勾配との定量的及び定性的な関係を示したグラフである。
【００７７】
上述したステップＳ１０２の判定の結果、エンジンの始動が必要であると判定される場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、制御装置３０の制御下で、駆動装置の変速機構８によって、第１ギア段に変速され、且つ、ホイールブレーキによる制動力が付与される（ステップＳ２０１）。
【００７８】
典型的には、第１ギア段へのダウンシフト変速を実施される。上述したように第１ギア段としてクラッチＣＬ１、及びＯＷクラッチＦ１を係合状態とし、ホイールブレーキを付与することにより、駆動輪１１からのトルクの入力を変速機構８で受け止めることができる。これにより、エンジンが始動する際に生じるＭＧ２の浮き状態に対して、ＭＧ２の係合力が発生させる又はＭＧ２の係合力を大きくさせるＭＧ２の回転トルクの代わりに、ホイールブレーキ及びＯＷクラッチＦ１によって生じる力を伝達軸６に付与することができる。
【００７９】
（ＭＧ２の回転トルクを補助するホイールブレーキによる制動力）
具体的には、図１１は、登坂道路の路面勾配に応じて、モータ走行中に必要なＭＧ２の回転トルクを示す。車両が停止し、モータロック状態である場合、ＭＧ２の単相通電状態において、連続的に大きな電流が流れるためＭＧ２の出力可能な回転トルクには限界があるため、ＭＧ２の出力可能な回転トルクの上限値は所定値Ｔｍａｘである。即ち、図１１中のヒルホールド領域では、上述した第２ギア段によるヒルホールドを行うことが好ましい。図１１中の矢印は、エンジンを始動する際に必要なＭＧ２の回転トルクの増分量ΔＴｒである。このエンジンを始動する際に必要なＭＧ２の回転トルクの増分量ΔＴｒは、上述したエンジンの点火を伴わない回転に起因して低下した出力軸７の駆動力を補う回転トルクの増分量である。
【００８０】
より具体的には、登坂道路の路面勾配が勾配θ１である場合、ＭＧ２の回転トルクとしてトルクＴｒ＿θ１がＭＧ２により出力される。更に、この登坂道路において、エンジンを始動する際には、ＭＧ２の回転トルクの増分として、増分量ΔＴｒだけ更に必要になる。即ち、路面勾配が勾配θ１である登坂道路において、エンジンを始動する際に必要なＭＧ２の回転トルクＴｒ＿θ１＿Ｓは、次の式（１）によって示される。
【００８１】
Ｔｒ＿θ１＿Ｓ ＝ Ｔｒ＿θ１ ＋ ΔＴｒ …… （１）
ここで、図１１及び次の式（１ａ）に示されるように、Ｔｒ＿θ１＿Ｓは、Ｔｒ＿ｍａｘより小さい。
【００８２】
Ｔｒ＿θ１＿Ｓ ＜ Ｔｒ＿ｍａｘ …… （１ａ）
従って、制御装置の制御下で、増分量ΔＴｒだけＭＧ２の回転トルクを増加させることができる。
【００８３】
他方、登坂道路の路面勾配が勾配θ２である場合、ＭＧ２の回転トルクとしてトルクＴｒ＿θ２がＭＧ２により出力される。更に、この登坂道路において、エンジンを始動する際には、ＭＧ２の回転トルクの増分として、増分量ΔＴｒだけ更に必要になる。即ち、路面勾配が勾配θ２である登坂道路において、エンジンを始動する際に必要なＭＧ２の回転トルクＴｒ＿θ２＿Ｓは、次の式（２）によって示される。
【００８４】
Ｔｒ＿θ２＿Ｓ ＝ Ｔｒ＿θ２ ＋ ΔＴｒ …… （２）
ここで、図１１及び次の式（２ａ）に示されるように、Ｔｒ＿θ２＿Ｓは、Ｔｒ＿ｍａｘより大きくなる。
【００８５】
Ｔｒ＿θ２＿Ｓ ＞ Ｔｒ＿ｍａｘ …… （２ａ）
特に、この場合、第２実施形態では、ＭＧ２の回転トルクをホイールブレーキにより制動された駆動輪１１から付与された力によって補助（又はアシスト）させる。
典型的には、図１１及び次の式（３）に示されるように、増分量ΔＴｒのうち一部ΔＴｒａを、ＭＧ２の回転トルクによって発生させることに加えて、増分量ΔＴｒのうち他の一部ΔＴｒｂを、ホイールブレーキにより制動された駆動輪１１から付与された力として発生させる。
【００８６】
ΔＴｒａ ＋ ΔＴｒｂ ＝ ΔＴｒ …… （３）
言い換えると、エンジンを始動する場合、ＭＧ２の回転トルクをホイールブレーキにより制動された駆動輪１１から付与された力によって補助（又はアシスト）することが可能である。典型的には、ＭＧ２の係合力が発生させる又はＭＧ２の係合力を大きくさせるＭＧ２の回転トルク（図１１及び図１２中のΔＴｒａを参照）に加えて、ホイールブレーキにより制動された駆動輪１１から付与された力（図１１及び図１２中の実線の矢印のΔＴｒｂを参照）を伝達軸６に付与することができる。
【００８７】
以上の結果、ホイールブレーキにより制動された駆動輪１１から付与された力によってＭＧ２の回転トルクが補助されるので、ＭＧ２へ供給される電流を少なくさせ、モータロック状態の下で、単相通電状態が発生する時間を効果的に低減し、エンジンを省電力且つ適切に始動することが可能である。
【００８８】
尚、再び、図１０に戻り、続いて、上述したステップＳ１０４乃至ステップＳ１０７が実行される。
【００８９】
（ＭＧ２の回転トルクを補助するホイールブレーキの制動力によるエンジンの始動制御）
ここで、図１２を参照して、第２実施形態に係るＭＧ２の回転トルクを補助するホイールブレーキの制動力によるエンジンの始動制御の流れの一例について説明する。ここに、図１２は、第２実施形態に係るＭＧ２の回転トルクを補助するホイールブレーキの制動力によるエンジンの始動制御を示したタイミングチャートである。尚、図１２中の横軸は時間を示し、図１２中の縦軸は各変数の大きさを示す。
【００９０】
図１２は、例えば路面勾配が勾配θ２（上述の図１１を参照）である登坂道路を車両が走行する走行状態において、エンジンを始動させた際の車両の運転状態を示している。
【００９１】
図１２中の時刻Ｔ１において、エンジンの始動が必要であると判定される（上述した図１０中の「ステップＳ１０２：Ｙｅｓ」を参照）。
【００９２】
図１２中の時刻Ｔ２において、第１ギア段へ変速させ、ＯＷクラッチＦ１を係合状態とさせると共に、ホイールブレーキによって駆動輪１１を制動させ、ＯＷクラッチＦ１及びホイールブレーキからのトルクの入力を変速機構８で受け止めることができる。典型的には、ＭＧ２の回転トルクをホイールブレーキにより制動された駆動輪１１から付与された力によって補助（又はアシスト）させる。より典型的には、図１２及び上述した図１１に示されるように、エンジンが始動する際に必要な回転トルクの増分量ΔＴｒのうち一部ΔＴｒａを、ＭＧ２の回転トルクによって発生させることに加えて、この必要な回転トルクの増分量ΔＴｒのうち他の一部ΔＴｒｂを、ホイールブレーキにより制動された駆動輪１１から付与された力として発生させる。
【００９３】
これにより、ホイールブレーキにより制動された駆動輪１１から付与された力によってＭＧ２の回転トルクが補助されるので、ＭＧ２へ供給される電流を少なくさせ、モータロック状態の下で、単相通電状態が発生する時間を効果的に低減し、エンジンを省電力且つ適切に始動することが可能である。
【００９４】
また、図１２中の時刻Ｔ２において、ＭＧ１の回転トルクを上昇させ、ＭＧ１の回転速度を増加させることにより、エンジンの回転速度を増加させる。尚、このエンジンの回転速度が一定値を超えた場合、エンジンに噴射された燃料の点火を試みてよい。この図１２中の時刻Ｔ２以降、エンジンに噴射された燃料の点火が成功した時刻Ｔ３までの期間は、車両を駆動させる出力軸７の駆動力は、エンジンの点火を伴わない回転に起因して低下している（図１２中の「エンジン始動反力」を参照）。
【００９５】
図１２中の時刻Ｔ３において、エンジンに噴射された燃料の点火が成功することにより、エンジンの出力トルクは増加し始めると同時に、車両を駆動させる出力軸７の駆動力は低下している状態から上昇し、エンジンを始動する以前における車両の駆動力へと復帰する。
【００９６】
図１２中の時刻Ｔ４において、エンジンの出力トルク及びエンジンの回転速度は増加後、一定値となると共に、ＭＧ１の回転速度も、上昇後、一定値となる。また、図１２中の時刻Ｔ４において、一定値となったエンジンの出力トルクに相当する分だけ、ＭＧ１の回転トルクは低下する。
【００９７】
以上のように、エンジンを始動する場合、ＭＧ２の回転トルクをホイールブレーキにより制動された駆動輪１１から付与された力によって補助（又はアシスト）することが可能である。典型的には、ＭＧ２の係合力が発生させる又はＭＧ２の係合力を大きくさせるＭＧ２の回転トルク（図１１及び図１２中のΔＴｒａを参照）に加えて、ホイールブレーキにより制動された駆動輪１１から付与された力（図１１及び図１２中の実線の矢印のΔＴｒｂを参照）を伝達軸６に付与することができる。
【００９８】
以上の結果、ホイールブレーキにより制動された駆動輪１１から付与された力によってＭＧ２の回転トルクが補助されるので、ＭＧ２へ供給される電流を少なくさせ、モータロック状態の下で、単相通電状態が発生する時間を効果的に低減し、エンジンを省電力且つ適切に始動することが可能である。
【００９９】
本発明は、上述した実施例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車両の駆動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。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、例えばハイブリッド車両等の車両の駆動制御装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１…車両
２Ａ…駆動装置
３…内燃機関
４（ＭＧ１）…回転電機としての第１モータ・ジェネレータ
５…動力分配機構
６…伝達軸
７…出力軸
８…変速機構
１０（ＭＧ２）…第２モータ・ジェネレータ
１１…左右の駆動輪
１１ｂ…左右のホイールブレーキ
１２…差動装置
２０…アクセルペダル
２１…シフトレバー
３０…制御装置
３１…車速センサ
３２…アクセル開度センサ
Ｂ１…ブレーキ
Ｂ２…ブレーキ
Ｃ３…キャリア
ＣＬ１…クラッチ
ＣＬ２…クラッチ
ＣＬ３…クラッチ
Ｆ１…ＯＷクラッチ
Ｒ１…リングギア
Ｓ２…サンギア
Ｓ１…サンギア。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばハイブリッド車両等の車両の駆動制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の車両の駆動装置として、特許文献１等には、遊星歯車ギアのサンギアに第１の電動機、キャリアにエンジン、リングギアに第２の電動機を接続し、この遊星歯車ギアと変速部と連結させて駆動するハイブリッド車両に関する技術について開示されている。この変速部はワンウェイクラッチを備えている。
【０００３】
また、この種の車両の駆動装置として、特許文献２等には、車両を駆動するモータがモータロック状態になると予測される場合、出力する回転トルクを制限する技術について開示されている。モータロック状態とは、回転トルクを発生させる指令をインバータに通知しても電動機の回転速度が上昇しない状態を意味する。特に、このモータロック状態が発生した場合、電動機に電流を供給するインバータの特定のスイッチング素子（所謂、トランジスタ）に電流が集中して流れ、スイッチング素子において急激な温度上昇が起こり、このスイッチング素子が故障する可能性が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１１８６９８号公報
【特許文献２】特開２０１０−０２８９６８号公報
【特許文献３】特開２００７−１１８６９８号公報
【特許文献４】特開２００９−１９６４７４号公報
【特許文献５】特開平０６−０７８４１７号公報
【特許文献６】特開２００５−３２３４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１等によれば、第２の電動機のモータロック状態が予想される際に、駆動トルクを低減する場合、第２の電動機は、エンジンの始動時に必要な回転トルクを十分に出力できない可能性があるという技術的な問題が生じる。
【０００６】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、例えばハイブリッド車両等の車両において、エンジンをより適切に始動することが可能な車両の駆動制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る車両の駆動制御装置は、第１回転電機と、相互に差動回転可能な３つの分配要素を持ちこれらのうちのいずれか２つの分配要素の一方に内燃機関が他方に前記第１回転電機が夫々連結された動力分配機構と、前記動力分配機構の残りの分配要素に連結された前記第２回転電機と、前記動力分配機構の残りの分配要素に連結された伝達部材と、車両の駆動輪に動力を出力する出力部材と、前記伝達部材から前記出力部材までの動力伝達経路に設けられると共に、相互に差動回転可能な複数の要素を有する変速機構と、前記第１回転電機による前記内燃機関の始動の際に、前記第２回転電機に要求される要求出力トルクが許容上限値を超えるか否かを判定する判定手段と、前記許容上限値を超えると判定される場合、前記第２回転電機の回転が機械的にロックされるギア段へ変速するように前記変速機構を制御する制御手段とを備える。
【０００８】
本発明に係る車両の駆動制御装置によれば、動力分配機構は、相互に差動回転可能な３つの分配要素を持ちこれらのうちのいずれか２つの分配要素の一方に内燃機関が他方に第１回転電機が夫々連結される。第２回転電機は、動力分配機構の残りの分配要素に連結される。伝達部材は、動力分配機構の残りの分配要素に連結される。出力部材は、車両の駆動輪に動力を出力する。変速機構は、伝達部材から出力部材までの動力伝達経路に設けられると共に、相互に差動回転可能な複数の要素を有する。
【０００９】
例えばメモリ、プロセッサ等を備えて構成可能な判定手段によって、第１回転電機による内燃機関の始動の際に、第２回転電機に要求される要求出力トルクが許容上限値を超えるか否かが判定される。ここに、本発明に係る許容上限値とは、許容された第２回転電機が出力する回転トルクの許容範囲の上限値を意味する。この許容上限値は、典型的には、第２回転電機内を流れる駆動電流や第２回転電機の温度に基づいて、モータロック状態の下で、単相通電状態の発生の度合いを小さくさせるように実験的、理論的、若しくは経験的な手法、又はシミュレーションの手法を用いて、個別具体的に定義可能である。ここに、本発明に係る単相通電状態とは、回転電機のインバータに設けられた各アームのスイッチング素子のうちの特定のスイッチング素子に電流が連続して流れて、スイッチング素子が過熱状態になる状態を意味する。
【００１０】
上述の判定手段の判定の結果、要求出力トルクが許容上限値を超えると判定される場合、例えばメモリ、プロセッサ等を備えて構成可能な制御手段の制御下で、変速機構によって、第２回転電機の回転が機械的にロックされるギア段（又はギヤ段）へ変速される。ここに、本発明に係る「第２回転電機の回転が機械的にロックされる」とは、エンジンの始動時の駆動力の低下を補う力を発生させるように第２回転電機の回転方向が固定されることを意味する。典型的には、第２回転電機の回転軸に連結された出力軸に所謂、ワンウェイクラッチが係合することによって、第２回転電機の回転方向が固定される。
【００１１】
これにより、エンジンを始動する場合、機械的にロックされた第２回転電機に反作用的に生じる力を、第２回転電機の回転トルクの代わりに、伝達部材に付与することができる。
【００１２】
この結果、第２回転電機へ供給される電流を少なくさせ、モータロック状態の下で、単相通電状態が発生する時間を効果的に低減し、エンジンを省電力且つ適切に始動することが可能である。
【００１３】
特に、車両が坂路を登っている走行状態においては、モータロック状態の下で、単相通電状態が発生する可能性が高いので、この登り坂路においてエンジンを始動する場合、機械的にロックされた第２回転電機に反作用的に生じる力を、第２回転電機の回転トルクの代わりに、伝達部材に付与することは、第２回転電機を流れる電流を低減させることができるので、実践上、大変有益である。
【００１４】
仮に、変速機構によって、第２回転電機の回転が機械的にロックされるギア段へ変速されない場合、内燃機関の始動の際に必要な回転トルクを、第２回転電機の回転駆動によって発生させなければならない。このため、第２回転電機に供給される電流が増大してしまい、第２回転電機のインバータ内を流れる電流が増加し、単相通電状態が発生する頻度が増加し、インバータに設けられたスイッチング素子が過剰に過熱してしまう可能性が生じる。
【００１５】
本発明の車両の駆動制御装置の一の態様は、前記駆動輪の回転を制動する制動手段を更に備え、前記制御手段は、前記許容上限値を超えると判定される場合、前記駆動輪の回転を制動するように前記制動手段を制御する。
【００１６】
この態様によれば、例えばホイールブレーキ等によって構成可能な制動手段を更に備える。上述の判定手段の判定の結果、要求出力トルクが許容上限値を超えると判定される場合、制御手段の制御下で、制動手段によって、駆動輪の回転が制動される。
【００１７】
これにより、エンジンを始動する場合、回転が制動された駆動輪に反作用的に生じる力を、伝達部材に付与することができる。
【００１８】
この結果、第２回転電機へ供給される電流を少なくさせ、モータロック状態の下で、単相通電状態が発生する時間を効果的に低減し、エンジンを省電力且つ適切に始動することが可能である。
【００１９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る駆動制御装置が組み込まれた車両の概要を示したブロック図である。
【図２】第１実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置に設けられた電子制御装置の入出力信号を説明する図である。
【図３】第１実施形態に係る油圧制御回路７０のうちクラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ１〜Ｂ３の各油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）ＡＣ１、ＡＣ２、ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３の作動を制御するリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５に関する回路図である。
【図４】第１実施形態に係る駆動装置の変速機構８のクラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、及びブレーキＢ１、Ｂ２の作動状態とギア段（即ち、動作モード）とを対応付けた係合表である。
【図５】第１実施形態に係るハイブリッド車両の共線図の一例である。
【図６】第１実施形態に係る駆動装置における駆動トルクと車速との定量的及び定性的な関係を示したグラフ（図６（ａ））、及び当該駆動装置におけるシフトレバーの概略図（図６（ｂ））である。
【図７】第１実施形態に係る車両の駆動装置における動作の流れを示したフローチャートである。
【図８】第１実施形態に係るハイブリッド車両において、第２ギア段が成立した共線図の一例である。
【図９】第１実施形態に係るＯＷクラッチによるＭＧ２の機械的な固定によるエンジンの始動制御を示したタイミングチャートである。
【図１０】第２実施形態に係る車両の駆動制御装置における動作の流れを示したフローチャートである。
【図１１】第２実施形態に係る車両の駆動制御装置におけるＭＧ２の回転トルクと登坂道路の路面勾配との定量的及び定性的な関係を示したグラフである。
【図１２】第２実施形態に係るＭＧ２の回転トルクを補助するホイールブレーキの制動力によるエンジンの始動制御を示したタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
（第１実施形態）
（基本構成）
第１実施形態に係る車両の駆動制御装置の構成について、図１乃至図６を参照して説明する。ここに、図１は、第１実施形態に係る駆動制御装置が組み込まれた車両の概要を示したブロック図である。車両１はいわゆるハイブリッド車両として構成されている。周知のようにハイブリッド車両は、内燃機関を走行用の駆動力源として備えるとともに、電動機やモータ・ジェネレータ等の回転電機を他の走行用の駆動力源として備えた車両である。
【００２３】
図２は、第１実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置に設けられた電子制御装置の入出力信号を説明する図である。図３は、第１実施形態に係る油圧制御回路７０のうちクラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ１〜Ｂ３の各油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）ＡＣ１、ＡＣ２、ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３の作動を制御するリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５に関する回路図である。
【００２４】
図１の駆動装置２Ａは、回転電機としての第１モータ・ジェネレータ４（以下、適宜「ＭＧ１」と称す）と、内燃機関３及び第１モータ・ジェネレータ４がそれぞれ連結された動力分配機構５と、動力分配機構５から出力された動力を伝達する伝達部材としての伝達軸６と、車両１の駆動輪１１に動力を出力するための出力部材としての出力軸７と、伝達軸６から出力軸７までの動力伝達経路に設けられた変速機構８と、制御装置３０とを備えて構成されている。加えて、駆動装置２Ａは、伝達軸６に連結された第２モータ・ジェネレータ１０（以下、適宜「ＭＧ２」と称す）と、インバータ６１と、蓄電装置６２とを備えて構成されている。これにより、第２モータ・ジェネレータ１０の回転は、伝達軸６に伝達される。なお、出力軸７の動力は差動装置１２を介して左右の駆動輪１１に伝達される。左右の駆動輪１１には、駆動輪１１に制動力を付与するホイールブレーキ１１ｂが備えられている。尚、第１モータ・ジェネレータ４によって、本発明に係る「第１回転電機」の一例が構成されている。また、この第２モータ・ジェネレータ１０によって、本発明に係る「第２回転電機」の一具体例が構成されている。
【００２５】
内燃機関３は、火花点火型の多気筒内燃機関として構成されており、その動力は入力軸１３を介して動力分配機構５に伝達される。内燃機関３は周知のものと同様であるので詳細な説明は省略する。第１モータ・ジェネレータ４と第２モータ・ジェネレータ１０とは同様の構成を持っていて、電動機としての機能と発電機としての機能とを生じるように構成されている。尚、本発明に係る「機関」の一例がこの内燃機関３によって構成されている。
【００２６】
動力分配機構５は、相互に差動回転可能な３つの要素を持つ遊星歯車機構として構成されており、外歯歯車であるサンギアＳａと、そのサンギアＳａに対して同軸的に配置された内歯歯車であるリングギアＲａと、これらのギアＳａ、Ｒａに噛み合うピニオン１３を自転かつ公転自在に保持するキャリアＣａとを備えている。この形態では、入力軸１３がキャリアＣａに、第１モータ・ジェネレータ４がサンギアＳａに、伝達軸６がリングギアＲａにそれぞれ連結されている。
【００２７】
尚、ＭＧ２は、伝達軸６に連結されているが、後置の変速機構８の出力軸に設けられてもよい。この動力分配機構５は、シングルプラネタリのオーバドライブである。ギヤトレーンの結合方法は２つのプラネタリアからなる所謂、ＣＲＣＲ結合の４ＡＴでよい。変速機構を用いたギア回転の逆回転が可能なように構成されてよいし、或いは、ＭＧ２を用いたギア回転の逆回転が可能なように構成されてよい。
【００２８】
図１に示すように、変速機構８の動作は制御装置３０にて制御される。制御装置３０はマイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース等の周辺装置を備えたコンピュータとして構成されている。
【００２９】
制御装置３０は、ＭＧ１により発電された電気エネルギをインバータ６１を通して蓄電装置６２やＭＧ２へ供給する。これにより、内燃機関３の動力の主要部は機械的に伝達部材へ伝達されるが、内燃機関３の動力の一部はＭＧ１の発電のために消費されてそこで電気エネルギに変換され、インバータ６１を通してその電気エネルギがＭＧ２へ供給され、そのＭＧ２が駆動されてＭＧ２から伝達部材へ伝達される。この電気エネルギの発生からＭＧ２で消費されるまでに関連する機器により、内燃機関３の動力の一部を電気エネルギに変換し、その電気エネルギを機械的エネルギに変換するまでの電気パスが構成される。また、典型的には、減速が行われる際には、駆動輪１１から伝達される動力によってＭＧ１を回転させ、発電機として動作させる。これにより、駆動輪１１の運動エネルギが電気エネルギに変換され、蓄電装置６２が充電される、所謂「回生」が行われる。
【００３０】
また、制御装置３０は、車両１の走行状態に応じた変速段を選択する変速制御を行う。尚、この制御装置３０によって、本発明に係る「制御手段」及び「判定手段」の一具体例が構成されている。
【００３１】
（制御装置）
図２は、第１実施形態に係る変速機構８を制御するための制御装置３０に入力される信号及びその制御装置３０から出力される信号を例示している。この制御装置３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより内燃機関３、ＭＧ１、ＭＧ２に関するハイブリッド駆動制御、変速機構８の変速制御等の駆動制御を実行するものである。
【００３２】
制御装置３０には、図２に示すような各センサやスイッチなどから、エンジン水温ＴＥＭＰＷを表す信号、シフトレバー５２（後述の図６（ｂ）参照）のシフトポジションＰＳＨ、内燃機関３の回転速度であるエンジン回転速度ＮＥを表す信号、トーイングスイッチのスイッチ信号、「Ｍ」ポジションにおける操作回数等を表す信号、エアコンの作動を表す信号、車速Ｖに対応する出力軸２２の回転速度（以下、出力軸回転速度）ＮＯＵＴを表す信号、ＡＴＦの温度（以下、ＡＴＦ温度という）ＴＯＩＬを表す信号、ＥＣＴスイッチのスイッチ信号、サイドブレーキ操作を表す信号、フットブレーキ操作を表す信号、触媒温度を表す信号、運転者の出力要求量に対応するアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Ａccを表す信号、ＥＶスイッチのスイッチ信号、スノーモード設定を表す信号、車両の前後加速度Ｇを表す信号、オートクルーズ走行を表す信号、パワーモードスイッチのスイッチ信号、ＭＧ１の回転速度を表す信号、ＭＧ２の回転速度を表す信号、変速機構の一部Ｐｂ１の油圧を表す信号、変速機構の一部Ｐｂ２の油圧を表す信号、変速機構の一部Ｐｂ３の油圧を表す信号などが、それぞれ供給される。
【００３３】
また、上記の制御装置３０からは、例えば内燃機関３の吸気管に備えられた電子スロットル弁のスロットル弁開度を操作するスロットルアクチュエータへの駆動信号、過給圧を調整するための過給圧調整信号、電動エアコンを作動させるための電動エアコン駆動信号、点火装置６８による内燃機関３の点火時期を指令する点火信号、電動機ＭＧ１およびＭＧ２の作動を指令する指令信号、ギヤ比を表示させるためのギヤ比表示信号、スノーモードであることを表示させるためのスノーモード表示信号、変速機構８の油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路に含まれる電磁弁（リニアソレノイドバルブ）を作動させるバルブ指令信号、制動時の車輪のスリップを防止するＡＢＳアクチュエータを作動させるためのＡＢＳ作動信号、Ｍモードが選択されていることを表示させるＭモード表示信号、この油圧制御回路に設けられたレギュレータバルブ（調圧弁）によりライン油圧を調圧するための信号、そのライン油圧が調圧されるための元圧の油圧源である電動油圧ポンプを作動させるための駆動指令信号、油圧ポンプを駆動する駆動信号、電動ヒータを駆動するための信号、クルーズコントロール制御用コンピュータへの信号、第１蓄電装置および第２蓄電装置の作動を指令する指令信号などが、それぞれ出力される。尚、第１蓄電装置はＭＧ１に電力を供給し、第２蓄電装置はＭＧ２に電力を供給するようにしてよい。
【００３４】
（変速機構の油圧制御回路）
図３は、変速機構８の油圧制御回路のうちクラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、およびブレーキＢ１、Ｂ２の各油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）ＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３、ＡＢ１、ＡＢ２の作動を制御するリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５に関する回路図である。
【００３５】
図３において、各油圧アクチュエータＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３、ＡＢ１、ＡＢ２には、ライン油圧ＰＬがそれぞれリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５により制御装置３０からの指令信号に応じた係合圧ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３、ＰＢ１、ＰＢ２に調圧されてそれぞれ直接的に供給されるようになっている。このライン油圧ＰＬは、図示しない電動オイルポンプや内燃機関３により回転駆動される機械式オイルポンプから発生する油圧を元圧として例えばリリーフ型調圧弁（レギュレータバルブ）によって、アクセル開度或いはスロットル弁開度で表されるエンジン負荷等に応じた値に調圧されるようになっている。
【００３６】
リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５は、基本的には何れも同じ構成で、制御装置３０により独立に励磁、非励磁され、各油圧アクチュエータＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３、ＡＢ１、ＡＢ２の油圧が独立に調圧制御されてクラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、およびブレーキＢ１、Ｂ２の係合圧ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３、ＰＢ１、ＰＢ２が制御される。そして、変速機構８は、例えば図４の係合作動表に示すように予め定められた係合装置が係合されることによって各変速段が成立させられる。また、変速機構８の変速制御においては、例えば変速に関与するクラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、およびブレーキＢ１、Ｂ２の解放と係合とが同時に制御される所謂クラッチツウクラッチ変速が実行される。
【００３７】
（クラッチ等の作動状態とギア段との対応付け）
次に、図４及び図５を参照して、第１実施形態に係るクラッチ及びブレーキの作動状態とギア段（即ち、動作モード）との対応付けについて説明する。ここに、図４は、第１実施形態に係る駆動装置の変速機構８のクラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、及びブレーキＢ１、Ｂ２の作動状態とギア段（即ち、動作モード）とを対応付けた係合表である。図中の「○」は係合状態を意味し、「−」は解放状態を意味している。
【００３８】
図５は、第１実施形態に係るハイブリッド車両の共線図の一例である。尚、図５中の縦軸が各回転軸の回転数を示し、横軸は、各ギヤのギヤ比を距離的な関係で示している。周知のようにハイブリッド車両は、内燃機関を走行用の駆動力源として備えるとともに、電動機やモータ・ジェネレータ等の回転電機を他の走行用の駆動力源として備えた車両である。
【００３９】
（第１ギア段）
図４に加えて、上述した図１に示されるように、変速機構８は、クラッチＣＬ１、及びＯＷクラッチＦ１（以下、適宜「ＯＷＣ」と称す）を係合状態とする。一方で、クラッチＣＬ２、ＣＬ３、ブレーキＢ１、及びブレーキＢ２を解放状態にする。これにより、伝達軸６の回転を、サンギアＳ１及びピニオン１６を介して所定のギア比で出力軸７に伝達する第１ギア段を成立させる。尚、ブレーキＢ２は解放状態の代わりに係合状態であってよい。具体的には、図５中の線Ｌ１上の点Ｐ１に示されるように、第１ギア段が成立した際には、出力軸７の回転数は、（i）クラッチＣＬ１が係合状態である場合におけるサンギアＳ１の回転数と、（ii）ブレーキＢ２、及びＯＷクラッチＦ１が係合状態であり回転が停止したリングギアＲ１の回転数、即ちゼロとの間の範囲内にある。
【００４０】
（第２ギア段）
また、図４に加えて、上述した図１に示されるように、変速機構８は、変速機構へ入力されるトルクが、車両を前進させるトルクの向きを正方向としてこの正方向になる場合、クラッチＣＬ１、及びブレーキＢ１を係合状態とする。ブレーキＢ１を係合状態とすることによりサンギアＳ２をケース１７に固定する。一方で、クラッチＣＬ２、ＣＬ３、ブレーキＢ２及びＯＷクラッチＦ１を解放状態にする。これにより、伝達軸６の回転を、サンギアＳ１及びピニオン１６を介して所定のギア比で出力軸７に伝達する第２ギア段を成立させる。具体的には、図５中の線Ｌ２上の点Ｐ２に示されるように、第２ギア段が成立した際には、出力軸７の回転数は、（i）クラッチＣＬ１が係合状態である場合におけるサンギアＳ１の回転数と、（ii）ブレーキＢ１が係合状態であり回転が停止したサンギアＳ２の回転数、即ちゼロとの間の範囲内にある。
【００４１】
（ヒルホールド）
図４に加えて、上述した図１に示されるように、変速機構８は、第２ギア段において、変速機構へ入力されるトルクが車両を前進させるトルクの向きを正方向として負方向になる場合、即ち、変速機構へ入力されるトルクが車両を後進させるトルクの向きになる場合、クラッチＣＬ１、ブレーキＢ１、及びＯＷクラッチＦ１が係合状態となる。具体的には、ＯＷクラッチＦ１は、キャリアＣ３と係合状態となる。ブレーキＢ１を係合状態とすることによりサンギアＳ２をケース１７に固定する。一方で、クラッチＣＬ２、ＣＬ３、及びブレーキＢ２を解放状態にする。このように変速機構８がクラッチＣＬ１、ブレーキＢ１、及びＯＷクラッチＦ１をそれぞれ係合状態にすることにより、ヒルホールドを成立させることができる。ここに、本実施形態に係るヒルホールドとは、車両１が水平方向に対して傾いた坂路を登る場合、車両１内で作用する機構的又は機械的な力の均衡によって、車両１が坂路上を停止することを意味する。即ち、上述した第２ギア段において、出力軸７の回転方向が車両を後進させる方向である場合、クラッチＣＬ１、ブレーキＢ１、及びＯＷクラッチＦ１が係合状態になり、車両を後進させる方向に力を受ける出力軸７は、（i）ケース１７によって固定されたサンギアＳ２と、（ii）このサンギアＳ２及びＯＷクラッチＦ１によって固定されたキャリアＣ３とによって固定され、変速機構８の全体がロックされる。従って、車両１が水平方向に対して傾いた坂路を登る際に停止した場合に、第２ギア段としてブレーキＢ１及びクラッチＣＬ１の両者を係合状態とすることにより、ＯＷクラッチＦ１を係合状態とさせ、駆動輪１１からのトルクの入力を変速機構８で受け止めることができるため、車両１が坂路からずり下がることを防止することができる。このように、車両１が水平方向に対して傾いた坂路を登る際に停止した場合、第２ギア段によってヒルホールドを成立させることにより、車両１が登り坂路からずり下がることを機械的に防ぐことができる。これにより、ＭＧ２の出力する回転トルクを、車両を後進させる方向に作用させる必要がなくなる、言い換えると、ＭＧ２の出力する回転トルクを、車両を前進させる方向に全て作用させることができる。これにより、車両１が登り坂路を前進する際に必要なＭＧ２へ供給される電流を少なくさせ、ひいては、インバータ６１内を流れる電流を少なくさせることができるので、インバータ６１に設けられた各アームのスイッチング素子の過熱を効果的に抑制することができる。
【００４２】
特に、第１実施形態では、後述されるように、エンジンを始動する場合、第２ギア段又はヒルホールドを成立させ、ＯＷクラッチＦ１によって機械的に固定されたＭＧ２の回転軸に反作用的に生じる力を、ＭＧ２の係合力が発生させる又はＭＧ２の係合力を大きくさせるＭＧ２の回転トルクの代わりに、伝達軸６に付与する。これにより、ＭＧ２へ供給される電流を少なくさせ、モータロック状態の下で、単相通電状態が発生する時間を効果的に低減し、エンジンを省電力且つ適切に始動することが可能である。
【００４３】
ここで、第１ギア段と第２ギア段とを更に、比較検討する。詳細には、ＯＷクラッチＦ１は、一方向にしか、反力を受けない。そのため、第２ギア段によって車両が前進する場合、ＯＷクラッチＦ１は解放状態である。他方、第２ギア段によって車両が登り坂路での停止を試み、ズリ下がる場合、駆動軸に掛かる力が反転し、ＯＷクラッチＦ１が係合状態となる。これにより、変速機構８において、係合要素が３つとなることにより、内部ロック状態、所謂、ヒルホールドとなる。他方、第１ギア段によって車両が前進する場合、クラッチＣＬ１及びＯＷクラッチＦ１は係合状態である。また、第１ギア段によって車両が登り坂路での停止を試み、ズリ下がる場合、ブレーキＢ２とＯＷクラッチＦ１は同じ力点にあるため、図５に示されるように、係合要素が２つのままなので内部ロック状態、所謂、ヒルホールドにはならないことを付記する。
【００４４】
（第３ギア段）
また、図４に加えて、上述した図１に示されるように、変速機構８は、クラッチＣＬ１、ＣＬ２を係合状態とする。一方で、クラッチＣＬ３、ブレーキＢ１、Ｂ２、及びＯＷクラッチＦ１を解放状態にする。これにより、伝達軸６の回転を、サンギアＳ１、ピニオン１６及びキャリアＣ３を介して所定のギア比で出力軸７に伝達する第３ギア段を成立させる。具体的には、図５中の線Ｌ３上の点Ｐ３に示されるように、第３ギア段が成立した際には、出力軸７の回転数は、クラッチＣＬ１が係合状態である場合におけるサンギアＳ１の回転数と同じになると共に、クラッチＣＬ２が係合状態である場合におけるキャリアＣ３の回転数と同じになる。
【００４５】
（第４ギア段）
また、図４に加えて、上述した図１に示されるように、変速機構８は、クラッチＣＬ２、及びブレーキＢ１を係合状態とする。ブレーキＢ１を係合状態とすることによりサンギアＳ２をケース１７に固定する。一方で、クラッチＣＬ１、ＣＬ３、ブレーキＢ２、及びＯＷクラッチＦ１を解放状態にする。これにより、伝達軸６の回転を、キャリアＣ３、及びリングギアＲ１を介して所定のギア比で出力軸７に伝達する第４ギア段を成立させる。具体的には、図５中の線Ｌ４上の点Ｐ４に示されるように、第４ギア段が成立した際には、出力軸７の回転数は、ブレーキＢ１が係合状態であり回転が停止したサンギアＳ２の回転数、即ちゼロと、クラッチＣＬ２が係合状態である場合におけるリングギアＲ１の回転数とを結んだ線上にある。
【００４６】
（反転ギア段）
また、図４に加えて、上述した図１に示されるように、変速機構８は、クラッチＣＬ３、及びブレーキＢ２を係合状態とする。ブレーキＢ２を係合状態とすることによりリングギアＲ１をケース１７に固定し、キャリアＣ３のピニオンの自転を固定する。一方で、クラッチＣＬ１、ＣＬ３、ブレーキＢ１、及びＯＷクラッチＦ１を解放状態にする。これにより、伝達軸６の回転を、キャリアＣ３のピニオンの公転を介して所定のギア比で出力軸７に伝達する反転ギア段を成立させる。具体的には、図５中の線Ｌｒ上の点Ｐｒｅｖに示されるように、反転ギア段が成立した際には、出力軸７の回転数は、クラッチＣＬ３が係合状態である場合におけるサンギアＳ２の回転数と、ブレーキＢ２が係合状態であり回転が停止したリングギアＲ１の回転数、即ちゼロとを結んだ線上にある。
【００４７】
（ニュートラル状態）
また、図４に加えて、上述した図１に示されるように、変速機構８は、クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、ブレーキＢ１、Ｂ２、及びＯＷクラッチＦ１を解放状態にする。これにより、伝達軸６の回転を、出力軸７に伝達しないニュートラル状態を成立させる。
【００４８】
尚、上述した図５の共線図に示されるように、このハイブリッド車両における第１ギア段乃至第４ギア段、反転段、ニュートラル状態において、第１モータ・ジェネレータ４が連結されたサンギアＳａの回転数と、入力軸１３が連結されたキャリアＣａの回転数と、伝達軸６が連結されたリングギアＲａの回転数とは同一線上にある。
【００４９】
（変速制御）
次に、図６に加えて上述した図１を適宜、参照して、変速機構８による変速制御について説明する。ここに、図６は、第１実施形態に係る駆動装置における駆動トルクと車速との定量的及び定性的な関係を示したグラフ（図６（ａ））、及び当該駆動装置におけるシフトレバーの概略図（図６（ｂ））である。
【００５０】
上述した変速機構８による変速制御は、車両１の車速とアクセルペダル２０の操作量（アクセル開度）とに適した変速段が選択されるように、クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、ブレーキＢ１、Ｂ２、及びＯＷクラッチＦ１を制御する。車両１の走行状態に見合った適切な変速段を選択するため、制御装置３０には予め車速とアクセル開度に対応した目標駆動トルクとを変数として選択すべき変速段を対応付けた変速マップが記憶されている。制御装置３０は車速とアクセル開度とを車速センサ３１及びアクセル開度センサ３２からの信号に基づいて取得し、それらに対応付けられた選択すべき変速段を変速マップの検索により特定している。
【００５１】
具体的には、図６（ａ）の実線に示されるように、「ｎ速（但し、ｎは自然数）」から「ｎ＋１速」へ変速する際の目標駆動トルクと車速との関係を示した特性線は、車速が大きくなる順番に、１速から２速の特性線Ｌ１２、２速から３速の特性線Ｌ２３、３速から４速の特性線Ｌ３４の順番で設定されている。加えて、図６（ａ）の点線に示されるように、「ｎ＋１速」から「ｎ速」へ変速する際の目標駆動トルクと車速との関係を示した特性線は、車速が小さくなる順番に、４速から３速の特性線Ｌ４３、３速から２速の特性線Ｌ３２、２速から１速の特性線Ｌ２１の順番で設定されている。また、車速「ゼロ」及び目標駆動トルク「ゼロ」の原点、１速から２速の特性線Ｌ１２の一部、２速から３速の特性線Ｌ２３の一部、２速から１速の特性線Ｌ２１の一部、及び、３速から２速の特性線Ｌ３２の一部を含む領域において、ＭＧ２からの駆動力のみで走行する所謂、ＥＶ（Electric Vehicle）走行が行われる。詳細には、変速制御においては、ＭＧ１及びＭＧ２により電気的に無段変速が形成されてよい。エンジン回転数の制御において、燃費が最適になるように変速比が制御されてよい。
【００５２】
また、車両１には、図６（ｂ）に示されるように、運転者にて操作されるシフトレバー２１が設けられており、そのシフトレバー２１の複数の操作位置には、変速機構８の動作状態に対応するドライブレンジＤ、リバースレンジＲ、ニュートラルレンジＰ、減速の際の加速度を増加させるレンジ＋、及び減速の際の加速度を減少させるレンジ−等の複数のレンジが割り当てられている。例えば、シフトレバー２１がドライブレンジに操作された場合は、上述したように車速とアクセル開度とに基づいた変速制御が行われ、第１乃至第４ギア段、反転ギア段、ニュートラル状態のいずれか一つが成立するようにクラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、ブレーキＢ１、Ｂ２、及びＯＷクラッチＦ１がそれぞれ制御される。
【００５３】
詳細には、図６（ｂ）で示されたシフトレバーは、号口Ａ７６１Ｅより採用しているシーケンス型のシフトレバーである。シフトレバーの号口はレンジ切換えタイプであるがギア段ホールドであってよい。
【００５４】
（車両の駆動制御装置の動作原理）
次に、図７及び図８を参照して、本実施形態に係る車両の駆動制御装置の動作原理について説明する。ここに、図７は、第１実施形態に係る車両の駆動制御装置における動作の流れを示したフローチャートである。尚、この図７で示された動作は、例えば数マイクロ秒等の所定周期で繰り返し実行される。図８は、第１実施形態に係るハイブリッド車両において、第２ギア段が成立した共線図の一例である。尚、図８中の縦軸が各回転軸の回転数を示し、横軸は、各ギヤのギヤ比を距離的な関係で示している。また、図８中の２つの矢印は、サンギアＳ１及び出力軸７において発生する力を夫々示している。
【００５５】
先ず、図７に示されるように、制御装置の制御下で、例えば車速センサー等によって測定された車速Ｖがゼロ（ｋｍ／ｈ）であり、且つ、ＭＧ２が出力する回転トルクが所定値を超えるか否かが判定される（ステップＳ１０１）。ここに、第１実施形態に係る所定値とは、典型的には、モータロック状態の下で、インバータ６１において単相通電状態を発生させないように設定される所望の回転トルクを意味する。尚、ＭＧ２が出力する回転トルクに基づく判定に代えて、インバータ６１を駆動する駆動電流に基づく判定が行われてよい。尚、車速について、典型的には、出力軸７の回転速度がゼロであるか否かを判断してよい。尚、本発明に係る「許容上限値」の一例がこの所定値によって構成されている。
【００５６】
上述したステップＳ１０１の判定の結果、測定された車速Ｖがゼロ（ｋｍ／ｈ）であり、且つ、ＭＧ２が出力する回転トルクが所定値を超えると判定される場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、更に、制御装置の制御下で、エンジンの始動が必要であるか否かが判定される（ステップＳ１０２）。
【００５７】
上述したステップＳ１０２の判定の結果、エンジンの始動が必要であると判定される場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、制御装置３０の制御下で、駆動制御装置の変速機構８によって、第２ギア段に変速される（ステップＳ１０３）。典型的には、第１ギア段から第２ギア段へのアップシフト変速を実施される。上述したように第２ギア段としてブレーキＢ１及びクラッチＣＬ１の両者を係合状態とすることにより、ＯＷクラッチＦ１を係合状態とさせ、駆動輪１１からのトルクの入力を変速機構８で受け止めることができる。尚、この際に、ヒルホールドを成立させてよい。
【００５８】
具体的には、図８中の線Ｌｈ上に示されるように、第２ギア段が成立した際には、出力軸７の回転数、クラッチＣＬ１が係合状態である場合におけるサンギアＳ１の回転数、ブレーキＢ１が係合状態である場合におけるサンギアＳ２の回転数、ブレーキＢ２及びＯＷクラッチＦ１が係合状態である場合におけるキャリアＣ３の回転数は全てゼロになる。特に、ＯＷクラッチＦ１によって、車両が前進する方向に対応した出力軸７の回転は可能であるが、車両が後進する方向に対応した出力軸７の回転は行われない。
【００５９】
これにより、エンジンを始動する場合、ＯＷクラッチＦ１によって機械的に固定されたＭＧ２の回転軸に反作用的に生じる力を、ＭＧ２の係合力を発生させる又はＭＧ２の係合力を大きくさせるＭＧ２の回転トルクの代わりに、伝達軸６に付与することができる。
【００６０】
この結果、ＭＧ２へ供給される電流を少なくさせ、モータロック状態の下で、単相通電状態が発生する時間を効果的に低減し、エンジンを省電力且つ適切に始動することが可能である。
【００６１】
或いは、典型的には、車両１が水平方向に対して傾いた坂路を登る際に停止した場合に、第１ギア段から第２ギア段へのアップシフト変速を実施される。上述したように第２ギア段としてブレーキＢ１及びクラッチＣＬ１の両者を係合状態とすることにより、ＯＷクラッチＦ１を係合状態とさせ、駆動輪１１からのトルクの入力を変速機構８で受け止めることができるため、ヒルホールドを成立させ、車両１が坂路からずり下がることを防止することができる。
【００６２】
次に、制御装置３０の制御下で、エンジンが実際に始動される（ステップＳ１０４）。典型的には、ＭＧ１によって、エンジンの回転速度を上昇させた後、エンジンの燃焼室に噴射された燃料に対して点火を行う。
【００６３】
他方、上述したステップＳ１０２の判定の結果、エンジンの始動が必要であると判定されない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、制御装置３０の制御下で、駆動制御装置の変速機構８によって、第１ギア段に変速される（ステップＳ１０５）。
【００６４】
次に、制御装置３０の制御下で、インバータ６１からＭＧ２へ供給される電流が低減され、ＭＧ２が出力する回転トルクが低減される（ステップＳ１０６）。これにより、インバータ６１内のスイッチング素子を流れる電流を低減させ、スイッチング素子の温度を低減させることができるので、スイッチング素子を熱から保護することができる。
【００６５】
他方、上述したステップＳ１０１の判定の結果、測定された車速Ｖがゼロ（ｋｍ／ｈ）でない、又は、ＭＧ２が出力する回転トルクが所定値を超えないと判定される場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、制御装置の制御下で、通常の変速制御に基づく通常の走行が実施される（ステップＳ１０７）。
【００６６】
（ＯＷクラッチによるＭＧ２の機械的な固定によるエンジンの始動制御）
ここで、図９を参照して、第１実施形態に係るＯＷクラッチによるＭＧ２の機械的な固定によるエンジンの始動制御の流れの一例について説明する。ここに、図９は、第１実施形態に係るＯＷクラッチによるＭＧ２の機械的な固定によるエンジンの始動制御を示したタイミングチャートである。尚、図９中の横軸は時間を示し、図９中の縦軸は各変数の大きさを示す。
【００６７】
図９は、例えば車速がゼロである走行状態において、エンジンを始動させた際の車両の運転状態を示している。
【００６８】
図９中の時刻Ｔ１において、エンジンの始動が必要であると判定される（上述した「ステップＳ１０２：Ｙｅｓ」を参照）。
【００６９】
図９中の時刻Ｔ２において、第１ギア段から第２ギア段への変速が実施され、ＯＷクラッチＦ１を係合状態とさせ、駆動輪１１からのトルクの入力を変速機構８で受け止めることができる。これにより、図９中のＭＧ２での係合力ΔＴｒが発生するので、ＭＧ２の係合力を発生させる又はＭＧ２の係合力を大きくさせるＭＧ２の回転トルクΔＴｒ’を発生させなくてよい。
【００７０】
また、図９中の時刻Ｔ２において、ＭＧ１の回転トルクを上昇させ、ＭＧ１の回転速度を増加させることにより、エンジンの回転速度を増加させる。尚、このエンジンの回転速度が一定値を超えた場合、エンジンに噴射された燃料の点火を試みてよい。この図９中の時刻Ｔ２以降、エンジンに噴射された燃料の点火が成功した時刻Ｔ３までの期間は、車両を駆動させる出力軸７の駆動力は、エンジンの点火を伴わない回転に起因して低下している（図９中の「エンジン始動反力」を参照）。
【００７１】
図９中の時刻Ｔ３において、エンジンに噴射された燃料の点火が成功することにより、エンジンの出力トルクは増加し始めると同時に、車両を駆動させる出力軸７の駆動力は低下している状態から上昇し、エンジンを始動する以前における車両の駆動力へと復帰する。
【００７２】
図９中の時刻Ｔ４において、エンジンの出力トルク及びエンジンの回転速度は増加後、一定値となると共に、ＭＧ１の回転速度も、上昇後、一定値となる。また、図９中の時刻Ｔ４において、一定値となったエンジンの出力トルクに相当する分だけ、ＭＧ１の回転トルクは低下する。
【００７３】
以上のように、エンジンを始動する場合、ＯＷクラッチＦ１によって機械的に固定されたＭＧ２の回転軸に反作用的に生じる力（図９中の実線の矢印のΔＴｒを参照）を、ＭＧ２の係合力を発生させる又はＭＧ２の係合力を大きくさせるＭＧ２の回転トルク（図９中の点線の矢印のΔＴｒ’を参照）の代わりに、伝達軸６に付与することができる。
【００７４】
この結果、ＭＧ２へ供給される電流を少なくさせ、モータロック状態の下で、単相通電状態が発生する時間を効果的に低減し、エンジンを省電力且つ適切に始動することが可能である。
【００７５】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る車両の駆動制御装置について、図１０乃至図１２を参照して説明する。尚、第２実施形態に係る構成は、上述した第１実施形態と概ね同様の構成である。また、第２実施形態において、上述した第１実施形態と概ね同様の処理には、同一のステップ番号を付し、それらの説明は適宜、省略する。
【００７６】
（動作原理）
ここに、図１０は、第２実施形態に係る車両の駆動制御装置における動作の流れを示したフローチャートである。尚、この図１０で示された動作は、例えば数マイクロ秒等の所定周期で繰り返し実行される。図１１は、第２実施形態に係る車両の駆動制御装置におけるＭＧ２の回転トルクと登坂道路の路面勾配との定量的及び定性的な関係を示したグラフである。
【００７７】
上述したステップＳ１０２の判定の結果、エンジンの始動が必要であると判定される場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、制御装置３０の制御下で、駆動装置の変速機構８によって、第１ギア段に変速され、且つ、ホイールブレーキによる制動力が付与される（ステップＳ２０１）。
【００７８】
典型的には、第１ギア段へのダウンシフト変速を実施される。上述したように第１ギア段としてクラッチＣＬ１、及びＯＷクラッチＦ１を係合状態とし、ホイールブレーキを付与することにより、駆動輪１１からのトルクの入力を変速機構８で受け止めることができる。これにより、エンジンが始動する際に生じるＭＧ２の浮き状態に対して、ＭＧ２の係合力が発生させる又はＭＧ２の係合力を大きくさせるＭＧ２の回転トルクの代わりに、ホイールブレーキ及びＯＷクラッチＦ１によって生じる力を伝達軸６に付与することができる。
【００７９】
（ＭＧ２の回転トルクを補助するホイールブレーキによる制動力）
具体的には、図１１は、登坂道路の路面勾配に応じて、モータ走行中に必要なＭＧ２の回転トルクを示す。車両が停止し、モータロック状態である場合、ＭＧ２の単相通電状態において、連続的に大きな電流が流れるためＭＧ２の出力可能な回転トルクには限界があるため、ＭＧ２の出力可能な回転トルクの上限値は所定値Ｔｍａｘである。即ち、図１１中のヒルホールド領域では、上述した第２ギア段によるヒルホールドを行うことが好ましい。図１１中の矢印は、エンジンを始動する際に必要なＭＧ２の回転トルクの増分量ΔＴｒである。このエンジンを始動する際に必要なＭＧ２の回転トルクの増分量ΔＴｒは、上述したエンジンの点火を伴わない回転に起因して低下した出力軸７の駆動力を補う回転トルクの増分量である。
【００８０】
より具体的には、登坂道路の路面勾配が勾配θ１である場合、ＭＧ２の回転トルクとしてトルクＴｒ＿θ１がＭＧ２により出力される。更に、この登坂道路において、エンジンを始動する際には、ＭＧ２の回転トルクの増分として、増分量ΔＴｒだけ更に必要になる。即ち、路面勾配が勾配θ１である登坂道路において、エンジンを始動する際に必要なＭＧ２の回転トルクＴｒ＿θ１＿Ｓは、次の式（１）によって示される。
【００８１】
Ｔｒ＿θ１＿Ｓ ＝ Ｔｒ＿θ１ ＋ ΔＴｒ …… （１）
ここで、図１１及び次の式（１ａ）に示されるように、Ｔｒ＿θ１＿Ｓは、Ｔｒ＿ｍａｘより小さい。
【００８２】
Ｔｒ＿θ１＿Ｓ ＜ Ｔｒ＿ｍａｘ …… （１ａ）
従って、制御装置の制御下で、増分量ΔＴｒだけＭＧ２の回転トルクを増加させることができる。
【００８３】
他方、登坂道路の路面勾配が勾配θ２である場合、ＭＧ２の回転トルクとしてトルクＴｒ＿θ２がＭＧ２により出力される。更に、この登坂道路において、エンジンを始動する際には、ＭＧ２の回転トルクの増分として、増分量ΔＴｒだけ更に必要になる。即ち、路面勾配が勾配θ２である登坂道路において、エンジンを始動する際に必要なＭＧ２の回転トルクＴｒ＿θ２＿Ｓは、次の式（２）によって示される。
【００８４】
Ｔｒ＿θ２＿Ｓ ＝ Ｔｒ＿θ２ ＋ ΔＴｒ …… （２）
ここで、図１１及び次の式（２ａ）に示されるように、Ｔｒ＿θ２＿Ｓは、Ｔｒ＿ｍａｘより大きくなる。
【００８５】
Ｔｒ＿θ２＿Ｓ ＞ Ｔｒ＿ｍａｘ …… （２ａ）
特に、この場合、第２実施形態では、ＭＧ２の回転トルクをホイールブレーキにより制動された駆動輪１１から付与された力によって補助（又はアシスト）させる。
典型的には、図１１及び次の式（３）に示されるように、増分量ΔＴｒのうち一部ΔＴｒａを、ＭＧ２の回転トルクによって発生させることに加えて、増分量ΔＴｒのうち他の一部ΔＴｒｂを、ホイールブレーキにより制動された駆動輪１１から付与された力として発生させる。
【００８６】
ΔＴｒａ ＋ ΔＴｒｂ ＝ ΔＴｒ …… （３）
言い換えると、エンジンを始動する場合、ＭＧ２の回転トルクをホイールブレーキにより制動された駆動輪１１から付与された力によって補助（又はアシスト）することが可能である。典型的には、ＭＧ２の係合力が発生させる又はＭＧ２の係合力を大きくさせるＭＧ２の回転トルク（図１１及び図１２中のΔＴｒａを参照）に加えて、ホイールブレーキにより制動された駆動輪１１から付与された力（図１１及び図１２中の実線の矢印のΔＴｒｂを参照）を伝達軸６に付与することができる。
【００８７】
以上の結果、ホイールブレーキにより制動された駆動輪１１から付与された力によってＭＧ２の回転トルクが補助されるので、ＭＧ２へ供給される電流を少なくさせ、モータロック状態の下で、単相通電状態が発生する時間を効果的に低減し、エンジンを省電力且つ適切に始動することが可能である。
【００８８】
尚、再び、図１０に戻り、続いて、上述したステップＳ１０４乃至ステップＳ１０７が実行される。
【００８９】
（ＭＧ２の回転トルクを補助するホイールブレーキの制動力によるエンジンの始動制御）
ここで、図１２を参照して、第２実施形態に係るＭＧ２の回転トルクを補助するホイールブレーキの制動力によるエンジンの始動制御の流れの一例について説明する。ここに、図１２は、第２実施形態に係るＭＧ２の回転トルクを補助するホイールブレーキの制動力によるエンジンの始動制御を示したタイミングチャートである。尚、図１２中の横軸は時間を示し、図１２中の縦軸は各変数の大きさを示す。
【００９０】
図１２は、例えば路面勾配が勾配θ２（上述の図１１を参照）である登坂道路を車両が走行する走行状態において、エンジンを始動させた際の車両の運転状態を示している。
【００９１】
図１２中の時刻Ｔ１において、エンジンの始動が必要であると判定される（上述した図１０中の「ステップＳ１０２：Ｙｅｓ」を参照）。
【００９２】
図１２中の時刻Ｔ２において、第１ギア段へ変速させ、ＯＷクラッチＦ１を係合状態とさせると共に、ホイールブレーキによって駆動輪１１を制動させ、ＯＷクラッチＦ１及びホイールブレーキからのトルクの入力を変速機構８で受け止めることができる。典型的には、ＭＧ２の回転トルクをホイールブレーキにより制動された駆動輪１１から付与された力によって補助（又はアシスト）させる。より典型的には、図１２及び上述した図１１に示されるように、エンジンが始動する際に必要な回転トルクの増分量ΔＴｒのうち一部ΔＴｒａを、ＭＧ２の回転トルクによって発生させることに加えて、この必要な回転トルクの増分量ΔＴｒのうち他の一部ΔＴｒｂを、ホイールブレーキにより制動された駆動輪１１から付与された力として発生させる。
【００９３】
これにより、ホイールブレーキにより制動された駆動輪１１から付与された力によってＭＧ２の回転トルクが補助されるので、ＭＧ２へ供給される電流を少なくさせ、モータロック状態の下で、単相通電状態が発生する時間を効果的に低減し、エンジンを省電力且つ適切に始動することが可能である。
【００９４】
また、図１２中の時刻Ｔ２において、ＭＧ１の回転トルクを上昇させ、ＭＧ１の回転速度を増加させることにより、エンジンの回転速度を増加させる。尚、このエンジンの回転速度が一定値を超えた場合、エンジンに噴射された燃料の点火を試みてよい。この図１２中の時刻Ｔ２以降、エンジンに噴射された燃料の点火が成功した時刻Ｔ３までの期間は、車両を駆動させる出力軸７の駆動力は、エンジンの点火を伴わない回転に起因して低下している（図１２中の「エンジン始動反力」を参照）。
【００９５】
図１２中の時刻Ｔ３において、エンジンに噴射された燃料の点火が成功することにより、エンジンの出力トルクは増加し始めると同時に、車両を駆動させる出力軸７の駆動力は低下している状態から上昇し、エンジンを始動する以前における車両の駆動力へと復帰する。
【００９６】
図１２中の時刻Ｔ４において、エンジンの出力トルク及びエンジンの回転速度は増加後、一定値となると共に、ＭＧ１の回転速度も、上昇後、一定値となる。また、図１２中の時刻Ｔ４において、一定値となったエンジンの出力トルクに相当する分だけ、ＭＧ１の回転トルクは低下する。
【００９７】
以上のように、エンジンを始動する場合、ＭＧ２の回転トルクをホイールブレーキにより制動された駆動輪１１から付与された力によって補助（又はアシスト）することが可能である。典型的には、ＭＧ２の係合力が発生させる又はＭＧ２の係合力を大きくさせるＭＧ２の回転トルク（図１１及び図１２中のΔＴｒａを参照）に加えて、ホイールブレーキにより制動された駆動輪１１から付与された力（図１１及び図１２中の実線の矢印のΔＴｒｂを参照）を伝達軸６に付与することができる。
【００９８】
以上の結果、ホイールブレーキにより制動された駆動輪１１から付与された力によってＭＧ２の回転トルクが補助されるので、ＭＧ２へ供給される電流を少なくさせ、モータロック状態の下で、単相通電状態が発生する時間を効果的に低減し、エンジンを省電力且つ適切に始動することが可能である。
【００９９】
本発明は、上述した実施例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車両の駆動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。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、例えばハイブリッド車両等の車両の駆動制御装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１…車両
２Ａ…駆動装置
３…内燃機関
４（ＭＧ１）…回転電機としての第１モータ・ジェネレータ
５…動力分配機構
６…伝達軸
７…出力軸
８…変速機構
１０（ＭＧ２）…第２モータ・ジェネレータ
１１…左右の駆動輪
１１ｂ…左右のホイールブレーキ
１２…差動装置
２０…アクセルペダル
２１…シフトレバー
３０…制御装置
３１…車速センサ
３２…アクセル開度センサ
Ｂ１…ブレーキ
Ｂ２…ブレーキ
Ｃ３…キャリア
ＣＬ１…クラッチ
ＣＬ２…クラッチ
ＣＬ３…クラッチ
Ｆ１…ＯＷクラッチ
Ｒ１…リングギア
Ｓ２…サンギア
Ｓ１…サンギア。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回転電機と、
相互に差動回転可能な３つの分配要素を持ちこれらのうちのいずれか２つの分配要素の一方に内燃機関が他方に前記第１回転電機が夫々連結された動力分配機構と、
前記動力分配機構の残りの分配要素に連結された前記第２回転電機と、
前記動力分配機構の残りの分配要素に連結された伝達部材と、
車両の駆動輪に動力を出力する出力部材と、
前記伝達部材から前記出力部材までの動力伝達経路に設けられると共に、相互に差動回転可能な複数の要素を有する変速機構と、
前記第１回転電機による前記内燃機関の始動の際に、前記第２回転電機に要求される要求出力トルクが許容上限値を超えるか否かを判定する判定手段と、
前記許容上限値を超えると判定される場合、前記第２回転電機の回転が機械的にロックされるギア段へ変速するように前記変速機構を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする車両の駆動制御装置。
【請求項２】
前記駆動輪の回転を制動する制動手段を更に備え、
前記制御手段は、前記許容上限値を超えると判定される場合、前記駆動輪の回転を制動するように前記制動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動制御装置。
【請求項１】
第１回転電機と、
相互に差動回転可能な３つの分配要素を持ちこれらのうちのいずれか２つの分配要素の一方に内燃機関が他方に前記第１回転電機が夫々連結された動力分配機構と、
前記動力分配機構の残りの分配要素に連結された前記第２回転電機と、
前記動力分配機構の残りの分配要素に連結された伝達部材と、
車両の駆動輪に動力を出力する出力部材と、
前記伝達部材から前記出力部材までの動力伝達経路に設けられると共に、相互に差動回転可能な複数の要素を有する変速機構と、
前記第１回転電機による前記内燃機関の始動の際に、前記第２回転電機に要求される要求出力トルクが許容上限値を超えるか否かを判定する判定手段と、
前記許容上限値を超えると判定される場合、前記第２回転電機の回転が機械的にロックされるギア段へ変速するように前記変速機構を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする車両の駆動制御装置。
【請求項２】
前記駆動輪の回転を制動する制動手段を更に備え、
前記制御手段は、前記許容上限値を超えると判定される場合、前記駆動輪の回転を制動するように前記制動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１０】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１０】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２５５６９２（Ｐ２０１１−２５５６９２Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２９１７７（Ｐ２０１０−１２９１７７）
【出願日】平成２２年６月４日（２０１０．６．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月４日（２０１０．６．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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