JP2023079685A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｌｏモードに切り替えた時点から増加させる駆動力と要求駆動力に向けて増加する目標駆動力との乖離量を低減することができるハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】ハイモードからローモードへの切り替えが要求された場合に、ローモードに切り替えた後にエンジン回転数を予め定められた所定変化率で増加させた場合の車両の駆動力を予測し（ステップＳ２）、要求駆動力と予測された駆動力との差が、予め定められた所定差以下であって、車速が所定車速未満の場合には、切り離しモードを介してローモードに切り替え（ステップＳ８）、要求駆動力と予測された駆動力との差が所定差以下であって、車速が所定車速以上の場合には、固定段モードを介してローモードに切り替えるとともに、ローモードに切り替えられた後のエンジンの回転数を所定変化率よりも小さい変化率で増加させる（ステップＳ９）。【選択図】図９

Description

この発明は、複数の走行モードを設定することができるハイブリッド車両の制御装置に関するものである。

特許文献１および特許文献２には、エンジンが連結された第１回転要素と、第１モータが連結された第２回転要素と、第３回転要素とが差動回転可能に連結された第１差動機構と、駆動輪が連結された第４回転要素と、第３回転要素に連結された第５回転要素と、第６回転要素とが差動回転可能に連結された第２差動機構と、第１回転要素と第６回転要素とを選択的に連結する第１クラッチ機構と、第５回転要素と第６回転要素とを選択的に連結する第２クラッチ機構と、駆動輪にトルク伝達可能に連結された第２モータとを備えたハイブリッド車両が記載されている。

これらのハイブリッド車両は、第１クラッチ機構を係合することによりエンジンから駆動輪に伝達されるトルクが大きいＬｏモードを設定し、第２クラッチ機構を係合することによりエンジンから駆動輪に伝達されるトルクが小さいＨｉモードを設定し、各クラッチ機構を係合することによってエンジンと駆動輪とを所定の変速比となるように連結する固定段モードを設定し、各クラッチ機構を解放することによってエンジンと駆動輪とのトルクの伝達を遮断する切り離しモードを設定することができる。

特許文献２には、上記のように構成されたハイブリッド車両の低車速時の駆動力を増加させかつ最高車速を増加させることができる制御装置が記載されている。具体的には、所定車速よりも高車速の場合には、第１モータや第２モータをシャットダウンした走行を可能にするために固定段モードを設定することによって、第１モータや第２モータが連れ回されることによる大きな誘起電圧が生じることを抑制するように構成されている。そのように固定段モードを設定することにより、第１モータや第２モータを保護することを目的として最高車速が制限されることを抑制できる。

特許第６４５１５２４号公報 特開２０２１－１２３３０９号公報

上述した特許文献１および特許文献２に記載されたハイブリッド車両において、ＬｏモードとＨｉモードとを切り替える場合には、解放しているクラッチ機構を係合しかつ係合していたクラッチ機構を解放すること、あるいは係合しているクラッチ機構を解放しかつ解放していたクラッチ機構を係合する。すなわち、固定段モードと切り離しモードとのいずれか一方を介してＬｏモードとＨｉモードとが切り替えられる。また、Ｌｏモードは、上述したようにエンジンから駆動輪に伝達されるトルクが大きいため、要求駆動力が大きい領域では、Ｌｏモードを設定することが好ましい。

したがって、Ｈｉモードを設定して走行している時に、要求駆動力が増加するとＬｏモードに切り替える。また、そのようにＬｏモードに切り替えた場合には、要求駆動力を充足しかつ燃費が良好な運転点となるようにエンジン回転数を制御するために、Ｌｏモードに切り替えられた時点から更にエンジン回転数を増加させる場合がある。そのような場合には、エンジンの回転数を増加させている過程でエンジン回転数の変化率に応じたイナーシャトルクが生じるため、エンジンの出力トルクを増加させにくい。

そのようなエンジンの出力トルクの増加が遅れることを要因とした駆動力の増加の遅れを抑制するために、第２モータに要求される出力トルクにイナーシャトルク相当のトルクを加えて出力することにより、要求駆動力に向けて増加させる目標駆動力に追従して駆動力を増加させることができる。しかしながら、Ｌｏモードに切り替えた時点で第２モータからの出力可能な上限トルクまで第２モータからトルクを出力している場合など、イナーシャトルク相当のトルクを第２モータに要求される出力トルクに加算することができない場合には、上記目標駆動力に追従して駆動力を増加させることができず、運転者が違和感を抱く可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、Ｌｏモードに切り替えた時点から増加させる駆動力と要求駆動力に向けて増加する目標駆動力との乖離量を低減することができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンが連結された回転要素と、第１モータが連結された回転要素と、駆動輪が連結された回転要素とのうちの二つの回転要素である第１回転要素および第２回転要素と、第３回転要素との三つの回転要素が差動作用を行うように構成された第１差動機構と、前記エンジンが連結された回転要素と、前記第１モータが連結された回転要素と、前記駆動輪が連結された回転要素とのうちの他の回転要素である第４回転要素と、前記第３回転要素に連結された第５回転要素と、第６回転要素との三つの回転要素が差動作用を行うように構成された第２差動機構と、前記第１回転要素と前記第２回転要素とのいずれか一方の回転要素と、前記第６回転要素とを選択的に連結する第１係合機構と、前記第４回転要素と前記第５回転要素と前記第６回転要素とのいずれか一対の回転要素を選択的に連結する第２係合機構と、前記駆動輪または前記駆動輪とは異なる他の駆動輪に連結された第２モータとを備え、前記第１係合機構を係合しかつ前記第２係合機構を解放したローモードと、前記第１係合機構を解放しかつ前記第２係合機構を係合したハイモードと、前記第１係合機構および前記第２係合機構を係合した固定段モードと、前記第１係合機構および前記第２係合機構を解放した切り離しモードとの走行モードを設定することができるように構成されたハイブリッド車両の制御装置において、前記エンジン、前記第１モータ、前記第２モータ、前記第１係合機構、および前記第２係合機構を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記ハイモードを設定して走行している時に、前記ローモードへの前記走行モードの切り替えが要求された場合に、前記ローモードに切り替えた後に前記エンジンの回転数を予め定められた所定変化率で増加させた場合の前記ハイブリッド車両の駆動力を予測し、前記ハイブリッド車両の要求駆動力と前記予測された前記ハイブリッド車両の駆動力との差が、予め定められた所定差以下であって、車速が予め定められた所定車速未満の場合には、前記切り離しモードを介して前記ローモードに切り替え、前記要求駆動力と前記予測された前記ハイブリッド車両の駆動力との差が前記所定差以下であって、車速が前記所定車速以上の場合には、前記固定段モードを介して前記ローモードに切り替えるとともに、前記ローモードに切り替えられた後の前記エンジンの回転数を前記所定変化率よりも小さい変化率で増加させることを特徴とするものである。

そして、この発明では、前記コントローラは、前記要求駆動力と前記予測された前記ハイブリッド車両の駆動力との差が、前記所定差よりも大きい場合には、前記ハイモードから前記ローモードへの前記走行モードの切り替えを禁止してよい。

この発明によれば、上述したようにローモードを設定した後にエンジン回転数を増加させた場合の駆動力を予測し、その予測された駆動力が要求駆動力よりも小さい場合に、切り離しモードを介してローモードに切り替え、あるいは固定段モードを介してローモードに切り替えるとともに、ローモードに切り替えた後のエンジン回転数の変化率を小さく設定することにより、ローモードに切り替えた後に要求駆動力まで駆動力を増加させる過程での目標駆動力と実際の駆動力との乖離量を低減することができる。その結果、運転者が加速感を得られないなどの違和感を抱くことを抑制できる。

この発明の実施形態における車両の一例を説明するためのスケルトン図である。 電子制御装置（ＥＣＵ）の構成を説明するためのブロック図である。 HV-Hiモードでの動作状態を説明するための共線図である。 HV-Loモードでの動作状態を説明するための共線図である。 直結モードでの動作状態を説明するための共線図である。 切り離しモードでの動作状態を説明するための共線図である。 走行モードを選択するためのマップの一例を示す図である。 エンジンの運転点を設定するためのマップの一例を示す図である。 この発明の実施形態における制御装置の制御の一例を説明するためのフローチャートである。 切り離しモードを介して走行モードを切り替えた場合におけるアクセル開度、駆動力、エンジン回転数、エンジントルク、および第２モータ３のトルクの変化を示すタイムチャートである。 直結モードを介して走行モードを切り替えかつエンジン回転数の変化率を小さく設定した場合におけるアクセル開度、駆動力、エンジン回転数、エンジントルク、および第２モータのトルクの変化を示すタイムチャートである。

この発明の実施形態における車両Ｖｅの一例を図１を参照して説明する。図１に示す車両Ｖｅは、エンジン（ＥＮＧ）１と、二つのモータ２，３とを有するハイブリッド駆動装置（以下、単に駆動装置と記す）４を備えている。この駆動装置４は、前輪（駆動輪）５Ｒ，５Ｌを駆動するように構成されている。エンジン１は、従来知られたガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどであって、供給される燃料と空気との混合気を燃焼することにより駆動トルクを出力し、また、その混合気の燃焼を停止すること、すなわち、燃料の供給を停止することにより、フリクショントルクやポンピングロスなどに応じた制動トルクを出力することができるように構成されている。

第１モータ２は発電機能のあるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ：ＭＧ１）によって構成され、エンジン１の回転数を第１モータ２によって制御するとともに、第１モータ２で発電した電力により第２モータ３を駆動し、その第２モータ３が出力するトルクを走行のための駆動トルクに加えることができるように構成されている。第２モータ３は、第１モータ２と同様に発電機能のあるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ：ＭＧ２）によって構成することができる。これらの第１モータ２および第２モータ３は、例えば、ロータに永久磁石を取り付けた、永久磁石式の同期モータなどの交流モータによって構成することができる。なお、各モータ２，３には、リチウムイオン電池などの二次電池によって構成されたバッテリや、キャパシタなどの蓄電装置Ｂが電気的に接続され、その蓄電装置Ｂから各モータ２，３に電力が供給され、また、各モータ２，３により発電された電力を蓄電装置Ｂに充電することができるように構成されている。さらに、各モータ２，３は、一方のモータ２（３）が発電した電力を、蓄電装置Ｂを介することなく他方のモータ３（２）に通電することができるように構成されている。

エンジン１には、動力分割機構６が連結されている。この動力分割機構６は、エンジン１が出力したトルクを第１モータ２側と出力側とに分割するものであって、そのようにトルクを分割する機能を主とする分割部７と、そのトルクの分割率を変更する機能を主とする変速部８とにより構成されている。

分割部７は、三つの回転要素によって差動作用を行う構成であればよく、遊星歯車機構を採用することができる。図１に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構（第１差動機構）によって構成されている。図１に示す分割部７は、サンギヤ９と、サンギヤ９に対して同心円上に配置された、内歯歯車であるリングギヤ１０と、これらサンギヤ９とリングギヤ１０との間に配置されてサンギヤ９とリングギヤ１０とに噛み合っているピニオンギヤ１１と、ピニオンギヤ１１を自転および公転可能に保持するキャリヤ１２とを有し、サンギヤ９、リングギヤ１０、およびキャリヤ１２の三つの回転要素によって差動作用を行うように構成されている。

エンジン１が出力したトルクが前記キャリヤ１２に入力されるように構成されている。具体的には、エンジン１の出力軸１３に、動力分割機構６の入力軸１４が連結され、その入力軸１４がキャリヤ１２に連結されている。また、サンギヤ９に第１モータ２が連結されている。なお、キャリヤ１２と入力軸１４とを直接連結する構成に替えて、歯車機構などの伝動機構（図示せず）を介してキャリヤ１２と入力軸１４とを連結してもよい。また、その出力軸１３と入力軸１４との間にダンパ機構やトルクコンバータなどの機構（図示せず）を配置してもよい。さらに、第１モータ２とサンギヤ９とを直接連結する構成に替えて、歯車機構などの伝動機構（図示せず）を介して第１モータ２とサンギヤ９とを連結してもよい。これらのサンギヤ９およびキャリヤ１２が、この発明の実施形態における「第１回転要素」および「第２回転要素」に相当し、リングギヤ１０が、この発明の実施形態における「第３回転要素」に相当し、分割部７が、この発明の実施形態における「第１差動機構」に相当する。

変速部８は、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。すなわち、変速部８は、上記の分割部７と同様に、サンギヤ１５と、サンギヤ１５に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ１６と、これらサンギヤ１５とリングギヤ１６との間に配置されてこれらサンギヤ１５およびリングギヤ１６に噛み合っているピニオンギヤ１７と、ピニオンギヤ１７を自転および公転可能に保持しているキャリヤ１８とを有している。したがって、変速部８は、サンギヤ１５、リングギヤ１６、およびキャリヤ１８の三つの回転要素によって差動作用を行う差動機構（第２差動機構）となっている。この変速部８におけるサンギヤ１５に分割部７におけるリングギヤ１０が連結されている。また、変速部８におけるリングギヤ１６に、出力ギヤ１９が連結されている。このリングギヤ１６が、この発明の実施形態における「第４回転要素」に相当し、サンギヤ１５が、この発明の実施形態における「第５回転要素」に相当し、キャリヤ１８が、この発明の実施形態における「第６回転要素」に相当し、変速部８が、この発明の実施形態における「第２差動機構」に相当する。

上記の分割部７と変速部８とが複合遊星歯車機構を構成するようにＬｏクラッチ機構（第１係合機構）ＣＬ_Loが設けられている。Ｌｏクラッチ機構ＣＬ_Loは、変速部８におけるキャリヤ１８を、分割部７におけるキャリヤ１２および入力軸１４に選択的に連結するためのものであって、摩擦式のクラッチ機構や噛み合い式のクラッチ機構によって構成することができる。このＬｏクラッチ機構ＣＬ_Loを係合させることにより分割部７におけるキャリヤ１２と変速部８におけるキャリヤ１８とが連結されてこれらが入力要素となり、また分割部７におけるサンギヤ９が反力要素となり、さらに変速部８におけるリングギヤ１６が出力要素となった複合遊星歯車機構が形成される。

さらに、変速部８の全体を一体化させるためのＨｉクラッチ機構（第２係合機構）ＣＬ_Hiが設けられている。このＨｉクラッチ機構ＣＬ_Hiは、変速部８におけるキャリヤ１８とリングギヤ１６もしくはサンギヤ１５、あるいはサンギヤ１５とリングギヤ１６とを連結するなどの少なくともいずれか一対の回転要素を連結するためのものであって、Ｌｏクラッチ機構ＣＬ_Loと同様に、摩擦式のクラッチ機構や噛み合い式のクラッチ機構によって構成することができる。図１に示す例では、Ｈｉクラッチ機構ＣＬ_Hiは、変速部８におけるキャリヤ１８とリングギヤ１６とを連結するように構成されている。このＨｉクラッチ機構ＣＬ_Hiを係合させることにより変速部８を構成する各回転要素が一体となって回転する。したがって、分割部７におけるキャリヤ１２が入力要素となり、また分割部７におけるサンギヤ９が反力要素となり、さらに変速部８におけるリングギヤ１６が出力要素となる。

上述したＬｏクラッチ機構ＣＬ_LoとＨｉクラッチ機構ＣＬ_Hiとの少なくともいずれか一方を係合することにより、動力分割機構６を介してエンジン１と出力ギヤ１９とがトルク伝達可能に連結される。その出力ギヤ１９から前輪５Ｒ，５Ｌにギヤトレーン部を介してトルクが伝達される。図１に示す例では、上記のエンジン１や分割部７あるいは変速部８の回転中心軸線と平行にカウンタシャフト２０が配置されている。前記出力ギヤ１９に噛み合っているドリブンギヤ２１がこのカウンタシャフト２０に取り付けられている。また、カウンタシャフト２０にはドライブギヤ２２が取り付けられており、このドライブギヤ２２が終減速機であるデファレンシャルギヤユニット２３におけるリングギヤ２４に噛み合っている。

さらに、前記ドリブンギヤ２１には、第２モータ３のロータシャフト３ａに取り付けられたドライブギヤ２５が噛み合っている。したがって、前記出力ギヤ１９から出力された動力もしくはトルクに、第２モータ３が出力した動力もしくはトルクを、上記のドリブンギヤ２１の部分で加えるように構成されている。このようにして合成された動力もしくはトルクをデファレンシャルギヤユニット２３から左右のドライブシャフト２６に出力し、その動力やトルクが前輪５Ｒ，５Ｌに伝達されるように構成されている。なお、第２モータ３は、例えば、ドライブギヤ２２にトルク伝達可能に連結するなど、出力ギヤ１９と駆動輪５Ｒ，５Ｌとの間のトルクの伝達経路内に設けられたいずれかの回転部材にトルク伝達可能に連結してよい。

図１に示す駆動装置４は、第１モータ２から出力された駆動トルクを、前輪５Ｒ，５Ｌに伝達することができるように、出力軸１３または入力軸１４を固定可能に構成された、ワンウェイクラッチＦを備えている。そのワンウェイクラッチＦは、出力軸１３や入力軸１４が、エンジン１の駆動時に回転する方向とは逆方向に回転することを禁止するように構成されている。

したがって、第１モータ２が駆動トルクを出力してワンウェイクラッチＦが係合状態になることにより、第１モータ２の駆動トルクに対する反力トルクをワンウェイクラッチＦが受け持ち、その結果、第１モータ２からリングギヤ１６に第１モータ２の駆動トルクが伝達される。すなわち、ワンウェイクラッチＦにより出力軸１３または入力軸１４を固定することで、分割部７におけるキャリヤ１２や、変速部８におけるキャリヤ１８を反力要素として機能させ、分割部７におけるサンギヤ９を入力要素として機能させることができるように構成されている。

なお、ワンウェイクラッチＦは、第１モータ２が駆動トルクを出力した場合に、反力トルクを発生させるためのものであり、したがって、摩擦式のブレーキ機構によって出力軸１３または入力軸１４の回転を規制するトルクを発生させてもよい。その場合、出力軸１３または入力軸１４を完全に固定する構成に限らず、相対回転を許容しつつ、要求される反力トルクを出力軸１３または入力軸１４に作用させるように構成してもよい。

上記のエンジン１、各モータ２，３、および各クラッチ機構ＣＬ_Lo，ＣＬ_Hiを制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）２７が設けられている。このＥＣＵ２７は、この発明の実施形態における「コントローラ」に相当するものであり、マイクロコンピュータを主体にして構成されている。図２は、ＥＣＵ２７の構成の一例を説明するためのブロック図である。図２に示す例では、ＨＶ－ＥＣＵ２８、ＭＧ－ＥＣＵ２９、エンジンＥＣＵ３０、およびクラッチＥＣＵ３１によりＥＣＵ２７が構成されている。

ＨＶ－ＥＣＵ２８は、車両Ｖｅに搭載された種々のセンサからデータが入力され、その入力されたデータと、予め記憶されているマップや演算式などとに基づいて、ＭＧ－ＥＣＵ２９、エンジンＥＣＵ３０、およびクラッチＥＣＵ３１に指令信号を出力するように構成されている。ＨＶ－ＥＣＵ２８に入力されるデータの一例を図２に示してあり、車速、アクセル開度、第１モータ(ＭＧ１)２の回転数、第２モータ(ＭＧ２)３の回転数、エンジン１の出力軸１３の回転数（エンジン回転数）、変速部８におけるリングギヤ１６またはカウンタシャフト２０の回転数である出力回転数、Ｌｏクラッチ機構ＣＬ_Loを構成するピストンなどの可動部材のストローク量、Ｈｉクラッチ機構ＣＬ_Hiを構成するピストンなどの可動部材のストローク量、第１モータ２の温度、第２モータ３の温度、蓄電装置Ｂの充電残量（以下、ＳＯＣと記す）、蓄電装置Ｂの温度、ギヤトレーン部などを潤滑するためのオイル（ＡＴＦ)の温度などのデータが、ＨＶ－ＥＣＵ２８に入力される。

そして、ＨＶ－ＥＣＵ２８に入力されたデータなどに基づいて第１モータ２の出力トルク、および第２モータ３の出力トルクを求めて、それらの求められたデータを指令信号としてＭＧ－ＥＣＵ２９に出力する。同様に、ＨＶ－ＥＣＵ２８に入力されたデータなどに基づいてエンジン１の出力トルクを求めて、その求められたデータを指令信号としてエンジンＥＣＵ３０に出力する。さらに、ＨＶ－ＥＣＵ２８に入力されたデータなどに基づいてＬｏクラッチ機構ＣＬ_LoおよびＨｉクラッチ機構ＣＬ_Hiを係合させるか解放させるかを判断して、その判断された係合状態または解放状態の指令信号をクラッチＥＣＵ３１に出力する。なお、Ｌｏクラッチ機構ＣＬ_LoやＨｉクラッチ機構ＣＬ_Hiが摩擦式のクラッチ機構である場合には、係合状態と解放状態との情報に加えて、伝達するべきトルク容量の情報がＨＶ－ＥＣＵ２８からクラッチＥＣＵ３１に出力される。

ＭＧ－ＥＣＵ２９は、上記のようにＨＶ－ＥＣＵ２８から入力されたデータに基づいて各モータ２，３に通電するべき電流値を求めて、各モータ２，３に指令信号を出力する。各モータ２，３は、交流モータであるから、上記の指令信号は、インバータで生成するべき電流の周波数や、コンバータで昇圧するべき電圧値などが含まれる。

エンジンＥＣＵ３０は、上記のようにＨＶ－ＥＣＵ２８から入力されたデータに基づいて電子スロットルバルブの開度を定めるための電流、点火装置で混合気を着火するための電流、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）バルブの開度を定めるための電流、吸気バルブや排気バルブの開度を定めるための電流値などを求め、それぞれのバルブや装置に指令信号を出力する。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、エンジントルクを制御するための指示信号を、エンジン１の出力トルクを制御する各装置に出力する。

クラッチＥＣＵ３１は、上記のようにＨＶ－ＥＣＵ２８から入力された各クラッチ機構ＣＬ_Lo，ＣＬ_Hiの係合状態と解放状態との信号に基づいて、それらの係合状態と解放状態とを成立させるための図示しないアクチュエータの制御量を求め、その制御量となるようにアクチュエータに指令信号を出力する。なお、ＥＣＵ２７は、全ての制御を統合して行う単一のものに限らず、エンジン１、各モータ２，３、および各クラッチ機構ＣＬ_Lo，ＣＬ_Hi毎にそれぞれ設けられていてもよい。

上記の駆動装置４は、エンジン１と前輪５Ｌ，５Ｒとがトルクを伝達して走行するＨＶ走行モードと、エンジン１から駆動トルクを出力することなく、第１モータ２や第２モータ３から駆動トルクを出力して走行するＥＶ走行モードとを設定することが可能である。さらに、ＨＶ走行モードは、エンジン１から変速部８のリングギヤ１６（または出力ギヤ１９）に伝達されるトルクが相対的に大きいHV-Loモードと、そのトルクが相対的に小さいHV-Hiモードと、エンジン１のトルクを変化させずにそのまま変速部８のリングギヤ１６に伝達する直結モード（固定段モード）とを設定することができる。

またさらに、ＥＶ走行モードは、第１モータ２および第２モータ３から前輪５Ｌ，５Ｒにトルクを伝達して走行するデュアルモードと、第１モータ２からトルクを出力せずに第２モータ３のみからトルクを出力するシングルモードとを設定することが可能である。更にデュアルモードは、第１モータ２のトルクを増幅させる増幅率が比較的大きいEV-Loモードと、第１モータ２のトルクを増幅させる増幅率がEV-Loモードより小さいEV-Hiモードとを設定することが可能である。また、シングルモードは、Ｌｏクラッチ機構ＣＬ_Loを係合した状態で第２モータ３のみからトルクを出力して走行することや、Ｈｉクラッチ機構ＣＬ_Hiを係合した状態で第２モータ３のみから駆動トルクを出力して走行することができ、さらに、各クラッチ機構ＣＬ_Lo，ＣＬ_Hiを解放した状態で第２モータ３のみからトルクを出力して走行することが可能である。この各クラッチ機構ＣＬ_Lo，ＣＬ_Hiを解放した状態で走行するモードを、以下の説明では、切り離しモードと記す。

それらの各走行モードは、エンジン１、各モータ２，３、および各クラッチ機構ＣＬ_Lo，ＣＬ_Hiを制御することにより設定される。これらの走行モードと、各走行モードにおける、Ｌｏクラッチ機構ＣＬ_Lo、Ｈｉクラッチ機構ＣＬ_Hi、ワンウェイクラッチＦの係合および解放の状態、第１モータ２および第２モータ３の運転状態、エンジン１と前輪５Ｒ，５Ｌとのトルクの伝達の有無の一例を以下の表に示してある。表中における「●」のシンボルは係合している状態を示し、「－」のシンボルは解放している状態を示し、「Ｇ」のシンボルは駆動走行時に主にジェネレータとして運転することを意味し、「Ｍ」のシンボルは駆動走行時に主にモータとして運転することを意味し、空欄はモータおよびジェネレータとして機能していない、または第１モータ２や第２モータ３が駆動のために関与していない状態を意味し、「ON」はエンジン１と前輪５Ｒ，５Ｌとがトルクを伝達している状態を示し、「OFF」はエンジン１と前輪５Ｒ，５Ｌとがトルクを伝達していない状態を示している。

図３ないし図６には、HV-Hiモード、HV-Loモード、直結モード、および切り離しモードを設定した場合における動力分割機構６の各回転要素の回転数、およびエンジン１、各モータ２，３のトルクの向きを説明するための共線図を示してある。共線図は、動力分割機構６における各回転要素を示す直線をギヤ比の間隔をあけて互いに平行に引き、これらの直線に直交する基線からの距離をそれぞれの回転要素の回転数として示す図であり、それぞれの回転要素を示す直線にトルクの向きを矢印で示すとともに、その大きさを矢印の長さで示している。

図３に示すようにHV-Hiモードでは、エンジン１から駆動トルクを出力し、Ｈｉクラッチ機構ＣＬ_Hiを係合するとともに、第１モータ２から反力トルクを出力する。また、図４に示すようにHV-Loモードでは、エンジン１から駆動トルクを出力し、Ｌｏクラッチ機構ＣＬ_Loを係合するとともに、第１モータ２から反力トルクを出力する。

エンジン１からリングギヤ１６に伝達されるトルクの大きさは、HV-Hiモードを設定した場合とHV-Loモードを設定した場合とで異なる。具体的には、エンジン１の出力トルクをＴeとすると、HV-Loモードを設定した場合に、リングギヤ１６に伝達されるトルクの大きさは、（１／（１ーρ１・ρ２））Ｔeとなり、HV-Hiモードを設定した場合に、リングギヤ１６に伝達されるトルクの大きさは、（１／（１＋ρ１））Ｔeとなる。ここで、「ρ１」は分割部７のギヤ比（リングギヤ１０の歯数とサンギヤ９の歯数との比率）であり、「ρ２」は変速部８のギヤ比（リングギヤ１６の歯数とサンギヤ１５の歯数との比率）である。なお、ρ１およびρ２は、「１」よりも小さい値である。

すなわち、HV-Loモードを設定した場合の方が、HV-Hiモードを設定した場合よりも、エンジン１の駆動トルクに対するリングギヤ１６（または前輪５Ｒ，５Ｌ）に伝達されるトルクの比であるトルクの分割率（増幅率）が大きい。なお、上記第１クラッチ機構ＣＬ１が、この発明の実施形態における「第１係合機構」に相当し、第２クラッチ機構ＣＬ２が、この発明の実施形態における「第２係合機構」に相当する。

そして、上記の反力トルクよりも大きなトルクを第１モータ２から出力すると、その余剰分のトルクがエンジン回転数を低下させるように作用し、それとは反対に上記の反力トルクよりも小さなトルクを第１モータ２から出力すると、エンジントルクの一部が、エンジン回転数を増大させるように作用する。すなわち、第１モータ２のトルクを制御することによりエンジン回転数を制御することができる。言い換えると、エンジン回転数が目標回転数となるように第１モータ２のトルクが制御される。

上記のように第１モータ２から反力トルクを出力することにより、第１モータ２が発電機として機能する場合には、エンジン１の動力の一部が第１モータ２により電気エネルギーに変換される。そして、エンジン１の動力から第１モータ２により電気エネルギーに変換された動力分を除いた動力が変速部８におけるリングギヤ１６に伝達される。そして、リングギヤ１６から前輪５Ｒ，５Ｌに伝達されるトルクが、要求駆動力を出力するために前輪５Ｒ，５Ｌに伝達するべきトルクよりも小さい場合には、第２モータ３からその不足分のトルクを出力する。すなわち、第２モータ３は、要求駆動力を充足するためのアシストトルクを出力する。なお、第１モータ２により変換された電力は、第２モータ３を駆動するために第２モータ３に供給してもよく、蓄電装置Ｂの充電残量を増加させるために蓄電装置Ｂに供給してもよい。

直結モードでは、各クラッチ機構ＣＬ_Lo，ＣＬ_Hiが係合されることにより、図５に示すように動力分割機構６における各回転要素が同一回転数で回転する。言い換えると、エンジン１と第１モータ２と出力部材（出力ギヤ１９）とが差動回転することを制限する。したがって、エンジン１の動力の全てが動力分割機構６から出力される。そのため、エンジン１の動力の一部が、第１モータ２や第２モータ３により電気エネルギーに変換されることがなく、電気エネルギーに変換する際に生じるジュール損などを要因とした損失を抑制でき、動力の伝達効率を向上させることができる。

切り離しモードでは、各クラッチ機構ＣＬ_Lo，ＣＬ_Hiが解放されることにより、動力分割機構６を介したエンジン１と前輪５Ｒ，５Ｌとのトルクの伝達が遮断される。したがって、切り離しモードでは、図６に実線で示すようにエンジン１および第１モータ２を停止させることができる。すなわち、分割部７を構成する各回転要素、および変速部８におけるサンギヤ１５が停止するとともに、リングギヤ１６が車速に応じた回転数で回転し、キャリヤ１８が、変速部８のギヤ比とリングギヤ１６の回転数とに応じた回転数で回転する。

なお、切り離しモードでは、例えば、エンジン１を暖機するためなど、種々の条件に応じてエンジン１を駆動していてもよい。具体的には、HV-Hiモードが設定されていた時点からＨｉクラッチ機構ＣＬ_Hiを解放して、破線で示すようにエンジン１と第１モータ２とを独立して回転させてもよい。その場合には、リングギヤ１０およびサンギヤ１５が、エンジン１と第１モータ２との回転数に応じた回転数で空転する。したがって、上記のようにエンジン１を駆動した場合であっても、各クラッチ機構ＣＬ_Lo，ＣＬ_Hiを解放することにより、エンジントルクは、駆動輪５Ｒ，５Ｌに伝達されない。

上述したHV-Loモード、直結モード、およびHV-Hiモードは、予めＨＶ－ＥＣＵ２８に記憶されたマップに基づいて選択される。そのマップの一例を図７に示してあり、車両Ｖｅの運転点に応じて走行モードが選択されるように構成されている。なお、横軸に車速を採り、縦軸に要求駆動力を採ってあり、ＥＶ走行可能な領域にハッチングを付してある。

具体的には、図７に示すように比較的低車速の場合や要求駆動力が比較的大きい場合に、HV-Loモードが選択され、比較的高車速でかつ要求駆動力が比較的小さい場合に、HV-Hiモードが選択され、車両Ｖｅの運転点がHV-LoモードとHV-Hiモードとを設定する領域の間の運転点の場合に、直結モードが選択されるように構成されている。

また、上記のHV-Loモード、直結モード、HV-Hiモードは、図７に示す各ラインを運転点が横切ることにより切り替えるように構成されている。具体的には、図７における「Lo←Fix」のラインを運転点が右側から左側に向けて横切った場合や、下側から上側に向けて横切った場合に、直結モードからHV-Loモードに切り替えるように構成され、「Lo→Fix」のラインを運転点が左側から右側に向けて横切った場合や、上側から下側に向けて横切った場合に、HV-Loモードから直結モードに切り替えるように構成されている。同様に、図７における「Fix←Hi」のラインを運転点が右側から左側に向けて横切った場合や、下側から上側に向けて横切った場合に、HV-Hiモードから直結モードに切り替えるように構成され、「Fix→Hi」のラインを運転点が左側から右側に向けて横切った場合や、上側から下側に向けて横切った場合に、直結モードからHV-Hiモードに切り替えるように構成されている。

したがって、HV-Hiモードを設定して走行している状態で、要求駆動力が増加することによって図７にＡを付した運転点からＢを付した運転点に移行すると、走行モードをHV-Loモードに切り替える。

上記のHV-LoモードやHV-Hiモードは、第１モータ２の回転数を制御することによってエンジン１の回転数を連続的に変化させることができる無段変速機として機能する。したがって、上記のように要求駆動力が増加したことに伴って、エンジン１の運転点が燃費の良好な運転点となるように、エンジン１の目標回転数が変化する。図８には、エンジン１の運転点を定めるためのマップの一例を示してある。なお、図８における横軸に、エンジン回転数Ｎｅを採り、縦軸に、エンジントルクＴｅを採ってあり、実線は、エンジン１の燃費が良好となる運転点を連続的に繋いで示した最適燃費線Ｌ１であり、一点鎖線は、HV-Hiモード中にエンジン１に要求されている出力パワーＰreq1であり、破線は、要求駆動力が増加したことに伴って要求されるエンジン１の出力パワーＰreq2である。

上述したように要求駆動力が増加した場合には、エンジン１に要求される出力パワーが増加する。したがって、HV-Hiモードを設定して走行している時点でエンジン１に要求されるパワーが図８におけるＰreq1に相当するパワーである場合には、Ｐreq1と最適燃費線Ｌ１とが交わる運転点Ａの回転数が目標回転数となっており、その状態で、要求駆動力が増加してエンジン１に要求されるパワーが図８におけるＰreq2に相当するパワーに増加すると、Ｐreq2と最適燃費線Ｌ１とが交わる運転点Ｂの回転数が目標回転数となる。すなわち、要求駆動力の増加に伴ってエンジン１の目標回転数が増加する。

上記のようにHV-HiモードからHV-Loモードに切り替える場合には、Ｌｏクラッチ機構ＣＬ_Loを係合した後に、Ｈｉクラッチ機構ＣＬ_Hiを解放し、またはＨｉクラッチ機構ＣＬ_Hiを解放した後に、Ｌｏクラッチ機構ＣＬ_Loを係合する。すなわち、直結モードと切り離しモードとのいずれか一方を介して走行モードの切り替えを行うことができる。

直結モードを介してHV-HiモードからHV-Loモードに切り替える場合には、Ｌｏクラッチ機構ＣＬ_Loを係合するために、キャリヤ１２とキャリヤ１８との回転数差を所定差まで低下させた後に、Ｌｏクラッチ機構ＣＬ_Loを係合する。ついで、Ｈｉクラッチ機構ＣＬ_Hiを解放する。そして、HV-Loモードに切り替えられた後に、エンジン回転数を目標回転数に追従させるために、エンジン回転数を増加させる。

また、切り離しモードを介してHV-HiモードからHV-Loモードに切り替える場合には、Ｈｉクラッチ機構ＣＬ_Hiを解放することにより、図６に破線で示すようにエンジン１で発生するトルクによってエンジン回転数を増加させることができる。また、第１モータ２は、キャリヤ１２とキャリヤ１８との回転数差が所定差となる回転数に制御することができる。そのため、エンジン回転数の増加に伴ってキャリヤ１２とキャリヤ１８との回転数差を所定差とすることができ、その時点で、Ｌｏクラッチ機構ＣＬ_Loを係合することによってHV-Loモードを設定することができる。そして、HV-Loモードに切り替えられた後に、エンジン回転数を目標回転数に追従させるために、エンジン回転数を増加させる。

上述したように車両Ｖｅに要求される駆動力（以下、要求駆動力と記す）Ｆreqが増加した場合には、要求駆動力Ｆreqに向けて増加させる所定時間毎の暫定目標駆動力Ｆtgtを定める。ついで、暫定目標駆動力Ｆtgtに応じてエンジン１に要求するパワーＰreqが求められる。すなわち、暫定目標駆動力Ｆtgtと車速とを乗算したパワーを、エンジン１の要求パワーＰreqとして求める。

そして、上記の求められた要求パワーＰreqをエンジン１が発生するようにスロットル開度や燃料噴射量などが制御される。また、第１モータ２は、エンジン回転数が予め定められた所定変化率で変化するように回転数制御される。具体的には、エンジン１や動力分割機構６の構成部材の耐久性や、官能試験などによって予め定められた最大変化率、または要求駆動力Ｆreq（または暫定目標駆動力Ｆtgt）の大きさなどに基づいて予め定められた変化率となるように、第１モータ２が制御される。その場合、第１モータ２の目標回転数と実際の回転数との偏差をフィードバックして、第１モータ２の出力トルクを制御する。すなわち、第１モータ２の目標回転数が実際の回転数よりも低回転数である場合には、第１モータ２のトルクを増加させ、第１モータ２の目標回転数が実際の回転数よりも高回転数である場合には、第１モータ２のトルクを低下させる。

したがって、HV-Loモードが設定されたエンジン回転数を増加させる場合には、主に第１モータ２のトルクが、エンジン回転数の増加率に応じたイナーシャトルク分、低下させられる。その結果、エンジン回転数が増加するため、エンジン１から出力されるトルクは、エンジン１の要求パワーＰreqと現時点でのエンジン回転数とに応じたトルクからイナーシャトルクを減じたトルクとなる。すなわち、暫定目標駆動力Ｆtgtを充足するために要するエンジン１の出力トルクと、実際にエンジン１から出力されるトルクとが乖離する。したがって、上記のようなHV-Loモードに切り替えた後にエンジン回転数を増加させる過程では、暫定目標駆動力Ｆtgtを充足するために第２モータ３からアシストトルクを出力する。なお、走行モードの切り替え過渡期にも、同様に、実際の駆動力Ｆcurと暫定目標駆動力Ｆtgtとが乖離することを抑制するように第２モータ３からアシストトルクが出力される。

一方、蓄電装置Ｂの温度やＳＯＣなどを要因として蓄電装置Ｂから出力される電力が制限されている場合や、第２モータ３の温度を要因として第２モータ３から出力するトルクが制限されている場合など、HV-Loモードに切り替えた後の第２モータ３から出力可能なトルクまで、第２モータ３からトルクが出力されている場合には、上記のようなHV-Loモードに切り替えた後のエンジン回転数の増加過程で、実際の駆動力Ｆcurと暫定目標駆動力Ｆtgtとが乖離することを抑制するためのアシストトルクを第２モータ３から出力できない場合がある。そのような場合には、運転者の要求駆動力Ｆreqが出力されるまでの間の実際の駆動力Ｆcurが、運転者が意図する駆動力よりも過度に低下し、または第２モータ３から充分なアシストトルクが出力できる場合よりも小さくなる。

そのため、この発明の実施形態における制御装置は、暫定目標駆動力Ｆtgtを充足可能なアシストトルクを第２モータ３から出力できない場合であっても、HV-Loモードに切り替えた後における暫定目標駆動力Ｆtgtと実際の駆動力Ｆcurとの乖離量を低減可能な走行モードの切り替えを行うように構成されている。その制御の一例を説明するためのフローチャートを図９に示してある。

図９に示す制御例は、HV-Hiモードを設定して走行している間に繰り返し実行されており、まず、HV-Loモードへのモード切替要求があるか否かを判断する（ステップＳ１）。このステップＳ１は、要求駆動力Ｆreqと車速とに基づいて定められる車両Ｖｅの運転点と図７に示す走行モードを設定するマップとに基づいて判断することができる。

HV-Hiモードを維持する場合や、固定段モードへの切り替え要求がある場合、あるいはＥＶ走行モードへの切り替え要求がある場合など、HV-Loモードへのモード切替要求がないことによりステップＳ１で否定的に判断された場合には、そのままこのルーチンを一旦終了する。それとは反対に、HV-Loモードへの切り替え要求があることによりステップＳ１で肯定的に判断された場合は、直結モードを介してHV-Loモードに切り替えるとした場合におけるHV-Loモードに切り替えた後の予測駆動力Ｆpreを算出する（ステップＳ２）。このステップＳ２は、HV-Loモードに切り替えられた時点からの所定時間毎における実際に出力可能な駆動力を求める。具体的には、現時点のアクセル開度、予め定められたエンジン回転数の所定変化率、蓄電装置Ｂや第２モータ３の状態に応じて第２モータ３の出力トルクが予め定められた所定トルクＴmまで制限されていることを条件として、以下の式（１）に基づいて所定時間毎の最大駆動力を求める。
Fpre＝((Te_tgt－Tiner)／(１－ρ１・ρ２)＋Tm×γre)×γdiff／R …（１）

なお、上式におけるＴe_tgtは、エンジン１の目標トルクである。このエンジン１の目標トルクを求めるために、まず、現在のアクセル開度およびその変化率などに基づいて到達するアクセル開度を予測し、その予測されたアクセル開度と現在の車速とに応じた予測された要求駆動力Ｆreqを求める。そして、その予測された要求駆動力Ｆreqと車速とに基づくエンジン１の要求パワーreqと最適燃費線とからエンジン１の目標トルクを求めることができる。また、Ｔinerは、所定変化率でエンジン回転数を変化させた場合のエンジン１のイナーシャトルクであり、γreは、ドリブンギヤ２１とドライブギヤ２５とのギヤ比であり、γdiffは、カウンタシャフト２０からドライブシャフト２６に至るギヤの減速比であり、Ｒは、前輪５Ｒ，５Ｌのタイヤ半径である。

ステップＳ２に続いて、予測された要求駆動力Ｆreqが、予測駆動力Ｆpreよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ３）。このステップＳ３は、暫定目標駆動力Ｆtgtに追従して駆動力を増加させることができないか否かを判断するためのステップである。すなわち、予測された要求駆動力Ｆreqが、予測駆動力Ｆpreよりも小さい場合には、第２モータ３のトルクを制御することによって、暫定目標駆動力Ｆtgtに追従して実際の駆動力Ｆcurを増加させることができる。したがって、予測された要求駆動力Ｆreqが予測駆動力Ｆpreよりも小さいことによりステップＳ３で否定的に判断された場合は、通常の走行モードの切り替えと同様に、直結モードを介したHV-Loモードへの切り替えを行って（ステップＳ４）、このルーチンを一旦終了する。その場合、HV-Loモードに切り替えた後におけるエンジン回転数が予め定められた所定変化率で変化するように、第１モータ２の回転数制御を行う。

それとは反対に、予測された要求駆動力Ｆreqが予測駆動力Ｆpreよりも大きいことによりステップＳ３で肯定的に判断された場合は、HV-Loモードに切り替えた後に、暫定目標駆動力Ｆtgtに追従して駆動力を変化させることができない。そのため、予測された要求駆動力Ｆreqと予測駆動力Ｆpreとの差（Ｆtgt－Ｆpre）が所定差未満であるか否かを判断する（ステップＳ５）。なお、ステップＳ５における所定差は、固定値に限らず、車速や要求駆動力Ｆreqの大きさに応じて定められた可変値であってもよい。

予測された要求駆動力Ｆreqと予測駆動力Ｆpreとの差が所定差以上であることによりステップＳ５で否定的に判断された場合は、後述するステップＳ８やステップＳ９に示す走行モードの切り替えを行ったとしても、運転者が充分な加速感を得られないなどの違和感を抱く可能性がある。そのため、ステップＳ５で否定的に判断された場合は、切り替え要求をキャンセル（禁止）して（ステップＳ６）、このルーチンを一旦終了する。すなわち、HV-Hiモードを維持する。

それとは反対に、予測された要求駆動力Ｆreqと予測駆動力Ｆpreとの差が所定差未満であることによりステップＳ５で肯定的に判断された場合は、暫定目標駆動力Ｆtgtと実際の駆動力Ｆcurとの差が小さくなるモード切替制御を行う。具体的には、切り離しモードを介した走行モードの切り替え、または直結モードを介しかつHV-Loモードの設定後におけるエンジン回転数の変化率（Ｎｅレート）を上記所定変化率よりも小さく設定した走行モードの切り替えを行う。

上述したように直結モードは、動力分割機構６が一体に回転するモードであるから、車速とエンジン回転数とは比例の関係にあり、したがって、HV-Loモードに切り替えられる時点でのエンジン回転数は、車速に応じた回転数となる。それに対して切り離しモードは、車速と独立してエンジン回転数を変化させながらHV-Loモードに切り替えることができる。したがって、低車速時には、直結モードを介して走行モードを切り替えると、HV-Loモードを設定した時点のエンジン回転数と、要求パワーＰreqに応じた目標エンジン回転数Ｎｅtgtとの差が大きくなる可能性があり、そのような場合には、エンジン回転数の変化率を所定変化率よりも小さく設定すると、エンジン回転数が目標回転数Ｎｅtgtに到達するまでの時間が長くなる。その結果、HV-Loモードに切り替えた時点から要求駆動力Ｆreqが出力されるまでの期間が長くなる可能性がある。

そのため、予測された要求駆動力Ｆreqと予測駆動力Ｆpreとの差が所定差未満であることによりステップＳ５で肯定的に判断された場合は、車速が所定車速未満であるか否かを判断する（ステップＳ７）。この所定車速は、直結モードを介してHV-Loモードに切り替えたとした場合に、HV-Loモードに切り替えた時点から許容される期間内に所定変化率よりも小さい変化率でエンジン回転数を目標エンジン回転数Ｎｅtgtまで増加させることができる車速に設定することができる。

車速が所定車速未満であることによりステップＳ７で肯定的に判断された場合は、切り離しモードを介した走行モードの切り替えを行って（ステップＳ８）、このルーチンを一旦終了する。それとは反対に、車速が所定車速以上であることによりステップＳ７で否定的に判断された場合は、直結モードを介しかつHV-Loモードの設定後におけるエンジン回転数の変化率を上記所定変化率よりも小さく設定した走行モードの切り替えを行って（ステップＳ９）、このルーチンを一旦終了する。なお、ステップＳ９におけるエンジン回転数の変化率は、暫定目標駆動力Ｆtgtと予測駆動力Ｆpreとの駆動力差が許容差となるように定めればよく、駆動力差の大きさに応じて変更してもよく、予め定めた固定値であってもよい。

図１０は、ステップＳ８を実行することによって切り離しモードを介して走行モードの切り替えを行った場合におけるアクセル開度、駆動力、エンジン回転数、エンジントルク、および第２モータ（ＭＧ２）３のトルクの変化を示すタイムチャートである。図１０に示す例では、ｔ０時点でHV-Hiモードが設定されて走行しており、ｔ１時点で、アクセル開度が増加している。それに伴って、エンジン回転数およびエンジントルクならびに第２モータ３のトルクが増加し始め、その結果、駆動力が増加し始めている。なお、第２モータ３は、エンジン回転数を増加させたことによる駆動力の不足分を補うために増加している。

ｔ１時点からｔ２時点までの間のアクセル開度に応じた要求駆動力ＦreqがHV-Loモードに切り替える駆動力まで増加している。したがって、ｔ２時点以前に図９におけるステップＳ１で肯定的に判断され、予測駆動力Ｆpreが求められる。図１０に示す例では、予測駆動力Ｆpreが予測された要求駆動力Ｆreqよりも小さく、またその駆動力差が所定差未満であり、更に車速が所定車速未満である。したがって、ｔ２時点で切り離しモードを介したHV-Loモードへの切り替えが実行される。

そのため、ｔ２時点でＨｉクラッチ機構ＣＬ_Hiを解放して、切り離しモードに切り替えられている。その結果、エンジン回転数を低下させる方向の反力が作用しなくなることにより、エンジン１で発生するトルクによってエンジン回転数が増加している。なお、直結モードを介してHV-Loモードに切り替える場合のエンジン回転数の変化を破線で示してあり、直結モードを設定する場合よりも切り離しモードを設定することによって、エンジン回転数を高回転数まで増加させることができている。

上記のように切り離しモードに切り替えられることによって、エンジン１から前輪５Ｒ，５Ｌにトルクが伝達されないため、第２モータ３から出力されるトルクのみで駆動することになる。そのため、暫定目標駆動力Ｆtgtに応じたトルクが第２モータ３に要求されるため、第２モータ３のトルクが増加している。一方、第２モータ３は、ｔ２時点で最大トルクまで増加させたとしても、暫定目標駆動力Ｆtgtを充足することができず、その結果、暫定目標駆動力Ｆtgt（破線）よりも、実際の駆動力Ｆcur（実線）が小さく、また切り離しモードが設定されている期間の駆動力が一定となるように停滞している。

そして、ｔ３時点でキャリヤ１２とキャリヤ１８との回転数が一致することによりＬｏクラッチ機構ＣＬ_Loが係合されてHV-Loモードが設定されている。その結果、エンジントルクの一部が前輪５Ｒ，５Ｌに伝達されることによって、実際の駆動力Ｆcurが増加し始めている。なお、図１０に示す例では、ｔ３時点からアクセル開度が一定に保たれている。

そのｔ３時点からアクセル開度および車速に応じたエンジン１の要求パワーＰreqと最適燃費線とに基づいたエンジン１の目標回転数に向けてエンジン回転数が増加している。そのエンジン回転数を目標回転数まで増加させる期間（ｔ４とｔ３との期間）を、直結モードを介した走行モードの切り替えを行った場合と同一とすると、エンジン回転数の増加率が小さくなる。これは、上述したように切り離しモードを介して走行モードを切り替えることにより、HV-Loモードを介して走行モードを切り替えるよりも、HV-Loモードに切り替わる時点のエンジン回転数を高回転数とすることができるためである。

したがって、エンジン回転数を目標回転数に向けて増加させる過程でのイナーシャトルクを小さくすることができ、その結果、エンジン１から出力されるトルク、すなわち、エンジン１で発生させたトルク（破線）からイナーシャトルクを減じたトルクが、直結モードを介して走行モードを切り替えた場合（一点鎖線）よりも、切り離しモードを介して走行モードを切り替えた場合（実線）の方が大きくなる。そのため、HV-Loモードに切り替えた後における暫定目標駆動力Ｆtgtと実際の駆動力Ｆcurとの乖離量を小さくすることができ、運転者が加速感を得られないなどの違和感を抱くことを抑制できる。なお、図１０に示す例では、エンジン回転数が目標回転数まで増加した時点で、要求駆動力Ｆreqまで実際の駆動力Ｆcurが増加している。

図１１は、ステップＳ９を実行することによって直結モードを介して走行モードの切り替えを行った場合におけるアクセル開度、駆動力、エンジン回転数、エンジントルク、および第２モータ（ＭＧ２）３のトルクの変化を示すタイムチャートである。図１１に示す例では、図１０に示す例と同様に、ｔ１０時点でHV-Hiモードが設定されて走行しており、ｔ１１時点で、アクセル開度が増加している。それに伴って、エンジン回転数およびエンジントルクならびに第２モータ３のトルクが増加し始め、その結果、駆動力が増加し始めている。なお、第２モータ３は、エンジン回転数を増加させたことによる駆動力の不足分を補うために増加している。

ｔ１１時点からｔ１２時点までの間のアクセル開度に応じた要求駆動力ＦreqがHV-Loモードに切り替える駆動力まで増加している。したがって、ｔ１２時点以前に図９におけるステップＳ１で肯定的に判断され、予測駆動力Ｆpreが求められる。図１１に示す例では、予測駆動力Ｆpreが予測された要求駆動力Ｆreqよりも小さく、またその駆動力差が所定差未満であり、更に車速が所定車速以上である。したがって、ｔ１２時点で直結モードを介したHV-Loモードへの切り替えが実行される。

そのため、ｔ１２時点でＬｏクラッチ機構ＣＬ_Loを係合して、直結モードに切り替えられている。直結モードは、エンジン１のトルクを前輪５Ｒ，５Ｌに伝達することができるため、図１０に示す例とは異なり、第２モータ３のトルクは、ｔ１２時点以前のトルクと同一のトルクに維持され、かつ実際の駆動力Ｆcurが増加し続けている。

そして、ｔ１３時点でＨｉクラッチ機構ＣＬ_Hiが解放されてHV-Loモードが設定されている。したがって、そのｔ１３時点からアクセル開度および車速に応じたエンジン１の要求パワーＰreqと最適燃費線とに基づいたエンジン１の目標回転数に向けてエンジン回転数が増加している。具体的には、第２モータ３から充分なアシストトルクを出力できる場合（破線）にはｔ１４時点でエンジン回転数が目標回転数まで増加するのに対して、ここに示す実施例では、ｔ１５時点でエンジン回転数が目標回転数まで増加する。言い換えると、HV-Loモードが設定された時点からのエンジン回転数の増加率を、第２モータ３から充分なアシストトルクを出力できる場合と比較して小さくしている。なお、図１１に示す例では、ｔ１３時点からアクセル開度が一定に保たれている。

したがって、エンジン回転数が目標回転数に増加するまでの期間が長くなるものの、エンジン回転数を目標回転数に向けて増加させる過程でのイナーシャトルクを小さくすることができる。その結果、エンジン１から出力されるトルク、すなわち、エンジン１で発生させたトルク（破線）からイナーシャトルクを減じたトルクが、エンジン回転数の増加率が大きい場合（一点鎖線）よりも、エンジン回転数の増加率を小さくした場合（実線）の方が大きくなる。そのため、HV-Loモードに切り替えた後における暫定目標駆動力Ｆtgtと実際の駆動力Ｆcurとの乖離量を小さくすることができ、運転者が加速感を得られないなどの違和感を抱くことを抑制できる。なお、図１１に示す例では、要求駆動力Ｆreqに実際の駆動力Ｆcurが増加するまでの期間が長くなるものの、暫定目標駆動力Ｆtgtと予測駆動力Ｆpreとの差（Ｆtgt－Ｆpre）が許容可能な所定差未満である場合（ステップＳ５で肯定的に判断された場合）に限り、エンジン回転数の増加率を小さい値に設定するように構成されているため、その駆動力不足によって運転者が違和感を抱くことを抑制できる。

上述したようにHV-Loモードを設定した後にエンジン回転数を増加させることによるイナーシャトルク、および第２モータ３から出力可能なトルクを考慮して、HV-Loモードを設定した後の駆動力を予測し、その予測された駆動力が要求駆動力よりも小さい場合に、切り離しモードを介してHV-Loモードに切り替え、あるいは直結モードを介してHV-Loモードに切り替えるとともに、HV-Loモードに切り替えた後のエンジン回転数の変化率を小さく設定することにより、HV-Loモードに切り替えた後における暫定目標駆動力と実際の駆動力との乖離量を低減することができる。その結果、運転者が加速感を得られないなどの違和感を抱くことを抑制できる。

なお、この発明の実施形態におけるハイブリッド車両は、上述した構成に限らず、例えば、エンジンと駆動輪とが一方の差動機構に連結され、第１モータが他方の差動機構に連結されていてもよく、あるいは第１モータと駆動輪とが一方の差動機構に連結され、エンジンが他方の差動機構に連結されていてもよい。また、第２モータは、エンジンからトルクが伝達される駆動輪に限らず、他の駆動輪（例えば、後輪）にトルクを伝達するように連結されていてもよい。

１ エンジン
２，３ モータ
４ 駆動装置
５Ｒ，５Ｌ 前輪（駆動輪）
６ 動力分割機構
７ 分割部
８ 変速部
９，１５ サンギヤ
１０，１６，２４ リングギヤ
１２，１８ キャリヤ
１９ 出力ギヤ
２７ 電子制御装置（ＥＣＵ）
Ｂ 蓄電装置
ＣＬ_Lo，ＣＬ_Hi クラッチ機構
Ｖｅ 車両

Claims (2)

1. エンジンが連結された回転要素と、第１モータが連結された回転要素と、駆動輪が連結された回転要素とのうちの二つの回転要素である第１回転要素および第２回転要素と、第３回転要素との三つの回転要素が差動作用を行うように構成された第１差動機構と、
   前記エンジンが連結された回転要素と、前記第１モータが連結された回転要素と、前記駆動輪が連結された回転要素とのうちの他の回転要素である第４回転要素と、前記第３回転要素に連結された第５回転要素と、第６回転要素との三つの回転要素が差動作用を行うように構成された第２差動機構と、
   前記第１回転要素と前記第２回転要素とのいずれか一方の回転要素と、前記第６回転要素とを選択的に連結する第１係合機構と、
   前記第４回転要素と前記第５回転要素と前記第６回転要素とのいずれか一対の回転要素を選択的に連結する第２係合機構と、
   前記駆動輪または前記駆動輪とは異なる他の駆動輪に連結された第２モータとを備え、
   前記第１係合機構を係合しかつ前記第２係合機構を解放したローモードと、前記第１係合機構を解放しかつ前記第２係合機構を係合したハイモードと、前記第１係合機構および前記第２係合機構を係合した固定段モードと、前記第１係合機構および前記第２係合機構を解放した切り離しモードとの走行モードを設定することができるように構成されたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記エンジン、前記第１モータ、前記第２モータ、前記第１係合機構、および前記第２係合機構を制御するコントローラを備え、
   前記コントローラは、
   前記ハイモードを設定して走行している時に、前記ローモードへの前記走行モードの切り替えが要求された場合に、前記ローモードに切り替えた後に前記エンジンの回転数を予め定められた所定変化率で増加させた場合の前記ハイブリッド車両の駆動力を予測し、
   前記ハイブリッド車両の要求駆動力と前記予測された前記ハイブリッド車両の駆動力との差が、予め定められた所定差以下であって、車速が予め定められた所定車速未満の場合には、前記切り離しモードを介して前記ローモードに切り替え、
   前記要求駆動力と前記予測された前記ハイブリッド車両の駆動力との差が前記所定差以下であって、車速が前記所定車速以上の場合には、前記固定段モードを介して前記ローモードに切り替えるとともに、前記ローモードに切り替えられた後の前記エンジンの回転数を前記所定変化率よりも小さい変化率で増加させる
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記要求駆動力と前記予測された前記ハイブリッド車両の駆動力との差が、前記所定差よりも大きい場合には、前記ハイモードから前記ローモードへの前記走行モードの切り替えを禁止する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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