JP2018149917A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ショックや駆動力の低下を招くことなく、走行中のエンジン始動を適切に実施することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】差動機構の第１回転要素にエンジンが連結され、第２回転要素に第１モータが連結され、第３回転要素に第２モータが連結され、第４回転要素に出力伝動機構が連結され、前記出力伝動機構に第３モータが連結されたハイブリッド車両の制御装置において、記ハイブリッド車両が前記エンジンの運転を停止して走行している状態で前記エンジンを始動する場合に、前記第１モータおよび前記第２モータがいずれも前記エンジンの回転数を上昇させる方向のトルクを出力するように、前記第１モータおよび前記第２モータをそれぞれ制御する（ステップＳ１０２）。【選択図】図３

Description

この発明は、エンジンおよび少なくとも三つのモータを駆動力源とす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には、エンジンおよび三つのモータ・ジェネレータ（発電機能を有するモータ）を駆動力源とするハイブリッド車両が記載されている。この特許文献１に記載されたハイブリッド車両は、二組の遊星歯車機構から構成された動力分割機構を備えている。動力分割機構は、相互に差動回転が可能な四つの回転要素を有している。動力分割機構の第１回転要素にエンジンが連結され、第２回転要素に第１モータが連結され、第３回転要素に第２モータが連結され、第４回転要素に出力伝動機構を介して駆動輪が連結されている。出力伝動機構には第３モータが連結されている。そして、第１モータまたは第２モータを制御することにより、動力分割機構における第１回転要素と第４回転要素との間の変速比を無段階に制御することが可能である。さらに、この特許文献１に記載されたハイブリッド車両は、エンジントルクに対する反力を第１モータまたは第２モータのうちの低出力となる方のモータで受け持たせ、そのエンジントルクの反力を受け持つモータで発電した電力を第３モータに供給するように構成されている。

また、特許文献２には、上記の特許文献１に記載されたハイブリッド車両と同様の、エンジンおよび三つのモータならびに動力分割機構を備えたハイブリッド車両が記載されている。この特許文献２に記載されたハイブリッド車両は、複合スプリットモード、入力スプリットモード、発進モード、あるいは、全輪駆動モード等の各種動作モードで動作するように構成されている。例えば、複合スプリットモードでは、エンジンが稼動している状態で、第１モータおよび第２モータのうちの一方のモータが発電機として機能し、他方のモータが原動機として機能して第１駆動軸を駆動する。入力スプリットモードでは、エンジンが稼動している状態で、第１モータおよび第２モータのうちの一方のモータが発電機として機能し、第３モータが原動機として機能して第２駆動軸を駆動する。発進モードでは、エンジンが稼動している状態で、第１モータおよび第２モータのうちの一方のモータが発電機として機能し、他方のモータが原動機として機能してエンジントルクによる第１駆動軸の回転を阻止するトルクを出力する。それとともに、第３モータが前記の一方のモータが発電した残りの電力を受け取り、第２駆動軸を駆動して車両を発進させる。そして、全輪駆動モードでは、エンジンが稼動している状態で、第１モータおよび第２モータのうちの一方のモータが発電機として機能し、他方のモータおよび第３モータが原動機として機能して、それぞれ、第１駆動軸および第２駆動軸を駆動する。

特許第４０６９９０１号公報 米国特許第８５１２１８９号明細書

上記のような動力分割機構を備えた構成の従来のハイブリッド車両では、例えば、エンジンの運転を停止してモータが出力するトルクで走行する状態（モータ走行）から、エンジンが出力するトルクで走行する状態（ハイブリッド走行）へ移行する場合は、通常、エンジンと共に動力分割機構に連結されたモータでエンジンを始動させる。また、モータ走行中にバッテリの充電残量が基準値以下に低下したような場合も、動力分割機構に連結されたモータにより、発電のためにエンジンを始動させる。例えば、上記の特許文献１に記載されたハイブリッド車両であれば、動力分割機構に連結された第１モータでエンジン回転数を上昇させる方向にトルクを出力することにより、エンジンをクランキングして始動させる。その場合、駆動輪に連結する出力伝動機構側で反力トルクを受け持つことになる。そのため、エンジンを始動する際のトルク変動が出力伝動機構および駆動輪に伝達され、ハイブリッド車両でショックとして現れてしまう場合がある。そのような走行中のエンジン始動に伴うトルク変動は、出力軸および駆動輪側に連結するモータ（上記の特許文献１に記載されたハイブリッド車両であれば、第３モータ）で反力トルクを補償するトルク（反力補償トルク）を出力することにより、相殺して抑制することができる。その反面、上記のような反力補償トルクをモータで出力する分、モータ走行における駆動力が低下してしまう。

前述のように、特許文献１には、モータの高出力化および大型化を抑制し、また、動力循環を回避するための制御技術が記載されている。また、特許文献２には、車両の燃費を向上させるために、必要に応じて、各種の動作モードを選択的に設定する制御技術が記載されている。しかしながら、上記のような車両の走行中にエンジンを始動する際のショックや駆動力の低下を抑制するための制御技術等に関しては、特許文献１および特許文献２のいずれにも記載されていない。このように、特許文献１や特許文献２に記載されているような従来のハイブリッド車両においては、ショックや駆動力の低下を伴うことなく、走行中にエンジンを適切に始動するためには、未だ改良の余地があった。

この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、エンジンおよび少なくとも三つのモータを駆動力源とするハイブリッド車両を対象にして、ショックや駆動力の低下を招くことなく、走行中のエンジン始動を適切に実施することが可能な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、エンジンおよび少なくとも三つのモータを有する駆動力源と、互いに差動回転が可能な少なくとも四つの回転要素を有する差動機構と、駆動輪に対して動力を伝達する少なくとも一つの出力伝動機構と、前記駆動力源の作動状態をそれぞれ制御するコントローラとを備え、前記差動機構の第１回転要素に前記エンジンが連結され、前記差動機構の第２回転要素に前記駆動力源の第１モータが連結され、前記差動機構の第３回転要素に前記駆動力源の第２モータが連結され、前記差動機構の第４回転要素に前記出力伝動機構が連結され、前記第４回転要素と連結したいずれかの前記出力伝動機構または前記第４回転要素と連結しない他の前記出力伝動機構に前記駆動力源の第３モータが連結された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、前記ハイブリッド車両の走行状態を判断し、前記ハイブリッド車両が前記エンジンの運転を停止して走行している状態で前記エンジンを始動する場合に、前記第１モータおよび前記第２モータがいずれも前記エンジンの回転数を上昇させる方向のトルクを出力するように、前記第１モータおよび前記第２モータをそれぞれ制御することを特徴とするものである。

この発明によれば、エンジンの運転を停止した状態で車両が前進走行または後進走行している際に、エンジンを始動する場合には、第１モータおよび第２モータのいずれか一方のモータのモータトルクでエンジンをクランキングし、その際の反力を他方のモータで受けることができる。したがって、エンジンの回転数を上昇させる際の反力トルクが、出力伝動機構および駆動輪に伝達されてしまうことを回避もしくは抑制することができる。そのため、車両にショックを発生させることなく、走行中のエンジンの始動を適切に実施することができる。また、上記のように、エンジンの始動時に、第１モータおよび第２モータの二つのモータで反力を受けつつエンジンをクランキングすることができるので、第３モータによる反力補償トルクの出力を省くことができる。したがって、第３モータで出力可能なモータトルクを反力補償のために費やすことなく、車両の駆動トルクとして出力することができる。そのため、モータ走行時の駆動力不足を回避することができる。

この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動システム（駆動系統および制御系統）の一例を示すブロック図である。 この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動系統を構成するギヤトレーンの一例（第１例）を示すスケルトン図である。 この発明におけるハイブリッド車両の制御装置で実行される制御の一例（第１制御例）を説明するためのフローチャートである。 図３のフローチャートで示す制御を実行した場合に、第１モータ（MG1）、および、第２モータ（MG2）（および、第３モータ（MG3））がそれぞれ出力するモータトルクの状態等を説明するための共線図であって、（ａ）は車両が前進走行している場合、（ｂ）は車両が後進走行している場合を示す図である。 この発明におけるハイブリッド車両の制御装置で実行される制御の他の例（第２制御例）を説明するためのフローチャートである。 図４のフローチャートで示す制御を実行した場合に、第１モータ（MG1）、および、第２モータ（MG2）がそれぞれ出力するモータトルクの状態等を説明するための共線図であって、（ａ）は車両が前進走行している場合、（ｂ）は車両が後進走行している場合を示す図である。 この発明におけるハイブリッド車両の制御装置で実行される制御の他の例（第３制御例）を説明するためのフローチャートである。 この発明におけるハイブリッド車両の制御装置で実行される制御の他の例（図７のフローチャートで示す制御の変形例）を説明するためのフローチャートである。 この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動系統を構成するギヤトレーンの他の例（第２例）を示すスケルトン図である。 この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動系統を構成するギヤトレーンの他の例（第３例）を示すスケルトン図である。 この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動系統を構成するギヤトレーンの他の例（第４例）を示すスケルトン図である。 この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動系統を構成するギヤトレーンの他の例（第５例）を示すスケルトン図である。 この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動系統を構成するギヤトレーンの他の例（第６例）を示すスケルトン図である。 この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動系統を構成するギヤトレーンの他の例（第７例）を示すスケルトン図である。 この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動系統を構成するギヤトレーンの他の例（第８例）を示すスケルトン図である。 この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動系統を構成するギヤトレーンの他の例（第９例）を示すスケルトン図である。 この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動系統を構成するギヤトレーンの他の例（第１０例）を示すスケルトン図である。 この発明で制御対象とするハイブリッド車両の駆動系統を構成するギヤトレーンの他の例（第１１例）を示すスケルトン図である。

この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。

この発明の実施形態で制御対象にする車両は、エンジン、および、少なくとも三つのモータを駆動力源とするハイブリッド車両である。また、この発明の実施形態で制御対象にするハイブリッド車両は、互いに差動回転が可能な少なくとも四つの回転要素を有する差動機構、および、前輪および後輪の少なくともいずれか一方の車輪に対して動力を伝達する少なくとも一つの出力伝動機構を備えている。図１に、この発明の実施形態で制御対象にするハイブリッド車両の駆動システム（駆動系統および制御系統）の一例を示してある。

図１に示すハイブリッド車両（以下、車両）Ｖｅは、駆動力源として、エンジン（ENG）１、第１モータ（MG1）２、第２モータ（MG2）３、および、第３モータ（MG3）４を備えている。また、車両Ｖｅは、動力分割機構として機能する差動機構５、および、駆動輪６に対して動力を伝達する出力伝動機構７を備えている。

エンジン１は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であり、出力の調整、ならびに、始動および停止などの作動状態が電気的に制御されるように構成されている。ガソリンエンジンであれば、スロットルバルブの開度、燃料の供給量、点火の実行および停止、ならびに、点火時期などが電気的に制御される。ディーゼルエンジンであれば、スロットルバルブの開度、燃料の噴射量、および、燃料の噴射時期などが電気的に制御される。

第１モータ２、第２モータ３、および、第３モータ４は、いずれも、発電機能のあるモータ（いわゆる、モータ・ジェネレータ）であり、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。第１モータ２、第２モータ３、および、第３モータ４は、それぞれ、バッテリやインバータあるいはコンバータを備えた電源制御部（図示せず）に接続されており、回転数やトルクの調整、および、原動機としての機能と発電機としての機能との切り替えなどの作動状態が電気的に制御されるように構成されている。また、第１モータ２および第２モータ３の少なくともいずれかで発生させた電力を第３モータ４に供給し、第３モータ４を駆動することができる。

差動機構５は、第１回転要素５ａ、第２回転要素５ｂ、第３回転要素５ｃ、および、第４回転要素５ｄの、互いに差動回転が可能な少なくとも四つの「回転要素」を有している。第１回転要素５ａには、エンジン１が連結される。第２回転要素５ｂには、第１モータ２が連結される。第３回転要素５ｃには、第２モータ３が連結される。そして、第４回転要素５ｄには、出力伝動機構７が連結される。

また、差動機構５は、例えば、第１遊星歯車機構（PL1）８および第２遊星歯車機構（PL2）９の二組の遊星歯車機構から構成されている。第１遊星歯車機構８は、第１入力要素８ａ、第１反力要素８ｂ、および、第１出力要素８ｃの三つの回転要素を有している。同様に、第２遊星歯車機構９は、第２入力要素９ａ、第２反力要素９ｂ、および、第２出力要素９ｃの三つの回転要素を有している。そして、第１反力要素８ｂと第２反力要素９ｂとが連結されている。また、第１出力要素８ｃと第２出力要素９ｃとが連結されている。

上記の第１入力要素８ａにエンジン１の出力軸１ａが連結されている。第１反力要素８ｂおよび第２反力要素９ｂに第１モータ２の出力軸２ａが連結されている。第２入力要素９ａに第２モータ３の出力軸３ａが連結されている。そして、第１出力要素８ｃおよび第２出力要素９ｃに出力伝動機構７が連結されている。出力伝動機構７は、駆動輪６に対して動力伝達が可能なように連結されている。

したがって、エンジン１に連結する第１入力要素８ａが、差動機構５における第１回転要素５ａを形成している。また、第１モータ２に連結する第１反力要素８ｂおよび第２反力要素９ｂが、差動機構５における第２回転要素５ｂを形成している。また、第２モータ３に連結する第２入力要素９ａが、差動機構５における第３回転要素５ｃを形成している。そして、出力伝動機構７に連結する第１出力要素８ｃおよび第２出力要素９ｃが、差動機構５における第４回転要素５ｄを形成している。

この発明の実施形態で制御対象にする車両Ｖｅは、駆動輪６に対して動力を伝達する少なくとも一つの「出力伝動機構」を備えている。例えば、前輪または後輪のいずれか一方を駆動輪６とする車両Ｖｅには、前輪または後輪のいずれか一方に対して動力を伝達する一つの「出力伝動機構」が設けられる。また、前輪および後輪の両方を駆動輪６とする車両Ｖｅには、前輪および後輪の両方に対して動力を伝達する二つの「出力伝動機構」が設けられる。図１に示す例では、車両Ｖｅは、差動機構５の第４回転要素５ｄと前輪（駆動輪６）との間で動力を伝達する一つの出力伝動機構７を備えている。

上記のように、出力伝動機構７は、前輪および後輪の少なくともいずれかの駆動輪６に対して動力伝達が可能なように連結されている。それとともに、出力伝動機構７には、第３モータ４が連結されている。例えば、駆動輪６および第４回転要素５ｄに連結した「出力伝動機構」に、第３モータ４が連結される。あるいは、駆動輪６のみに連結し、第４回転要素５ｄと連結しない「出力伝動機構」に、第３モータ４が連結される。図１に示す例では、前輪（駆動輪６）および第４回転要素５ｄに連結した出力伝動機構７に、第３モータ４が連結されている。したがって、車両Ｖｅは、差動機構５の第４回転要素５ｄから出力伝動機構７に伝達されるトルクにより、駆動輪６で駆動力を発生することができる。それとともに、第３モータ４が出力するモータトルクを出力伝動機構７に付加することにより、駆動輪６で駆動力を発生することができる。

なお、この図１に示す例では、車両Ｖｅには、エンジン１の出力軸１ａおよび第１入力要素８ａの回転を選択的に止めるブレーキ１０が設けられている。このブレーキ１０を係合することにより、第１入力要素８ａを第１遊星歯車機構８における反力要素として機能させ、第１モータ２が出力するモータトルクを出力伝動機構７に伝達させることができる。そのため、エンジン１を停止した状態で、例えば、第１モータ２または第２モータ３のいずれか一方のモータと第３モータ４との二つのモータが出力するモータトルクにより、あるいは、第１モータ２、第２モータ３、および、第３モータ４の三つのモータが出力するモータトルクにより、高出力でかつ効率良く、車両Ｖｅをモータ走行させることができる。

この車両Ｖｅにおける駆動力源、すなわち、上記のようなエンジン１、第１モータ２、第２モータ３、および、第３モータ４の作動状態をそれぞれ制御するためのコントローラ（ECU）１１が設けられている。コントローラ１１は、例えばマイクロコンピュータを主体にして構成される電子制御装置である。

コントローラ１１には、一例として、車両Ｖｅの車速を検出する車速センサ１２、アクセルペダルの踏み込み量および踏み込み速度を検出するアクセルポジションセンサ１３、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ１４、第１モータ２の回転数を検出するモータ回転数センサ（もしくはレゾルバ）１５、第２モータ３の回転数を検出するモータ回転数センサ（もしくはレゾルバ）１６、第３モータ４の回転数を検出するモータ回転数センサ（もしくはレゾルバ）１７、バッテリの充電状態（ＳＯＣ）や充電残量等を検出するバッテリセンサ１８、および、シフトレバーあるいはシフトスイッチ等によって設定されるシフトポジションを検出するシフトポジションセンサ１９など、各種センサの検出データが入力される。コントローラ１１は、入力された各種データおよび予め記憶させられているデータや計算式等を使用して演算を行う。そして、コントローラ１１は、その演算結果を制御指令信号として出力し、上記のような駆動力源の作動状態をそれぞれ制御するように構成されている。

上記のような車両Ｖｅの駆動系統における具体的なギヤトレーンの一例を、図２に示してある。図２に示すギヤトレーンは、第４回転要素５ｂと連結した出力伝動機構７に第３モータ４が連結された構成であり、トランスアクスルとして、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車、ＲＲ（リヤエンジン・リヤドライブ）車、あるいは、ＭＲ（ミッドシップエンジン・リヤドライブ）車への搭載に適した構成の例である。

図２に示すギヤトレーンにおいて、差動機構５は、第１遊星歯車機構８および第２遊星歯車機構９の互いの回転要素同士を連結した複合遊星歯車機構によって構成されている。第１遊星歯車機構８は、シングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられており、第１サンギヤＳ１、第１リングギヤＲ１、および、第１キャリアＣ１の三つの回転要素を有している。第１遊星歯車機構８は、エンジン１の出力軸１ａと同一の回転軸線上に配置されている。具体的には、第１サンギヤＳ１が、出力軸１ａと同一の回転軸線上に配置されている。第１リングギヤＲ１は、第１サンギヤＳ１に対して同心円上に配置されている。第１キャリアＣ１は、外歯歯車である第１サンギヤＳ１と内歯歯車である第１リングギヤＲ１との両方に噛み合っている第１ピニオンＰ１を保持している。

同様に、第２遊星歯車機構９は、シングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられており、第２サンギヤＳ２、第２リングギヤＲ２、および、第２キャリアＣ２の三つの回転要素を有している。第２遊星歯車機構９は、第１遊星歯車機構８と共に、出力軸１ａと同一の回転軸線上に配置されている。具体的には、第２サンギヤＳ２が、出力軸１ａと同一の回転軸線上に配置されている。第２リングギヤＲ２は、第２サンギヤＳ２に対して同心円上に配置されている。第２キャリアＣ２は、外歯歯車である第２サンギヤＳ２と内歯歯車である第２リングギヤＲ２との両方に噛み合っている第２ピニオンＰ２を保持している。

第１キャリアＣ１は、エンジン１の出力軸１ａに連結されている。第１サンギヤＳ１は、第２サンギヤＳ２と共に、第１モータ２の出力軸２ａに連結されている。第２リングギヤＲ２は、第２モータ３の出力軸３ａに連結されている。第１リングギヤＲ１は、第２キャリアＣ２と共に、出力伝動機構７に連結されている。この図２に示す例では、出力伝動機構７は、後述するドライブギヤ２１、カウンタ軸２２、カウンタドリブンギヤ２３、ファイナルドライブギヤ２４、および、デファレンシャルギヤ２５などによって構成されており、駆動軸２７を介して、駆動輪６にトルクを伝達する。

上記のように、この図２に示す例では、第１キャリアＣ１が、前述の第１入力要素８ａに相当し、第１サンギヤＳ１が、前述の第１反力要素８ｂに相当し、第１リングギヤＲ１が、前述の第１出力要素８ｃに相当する。また、第２リングギヤＲ２が、前述の第２入力要素９ａに相当し、第２サンギヤＳ２が、前述の第２反力要素９ｂに相当し、第２キャリアＣ２が、前述の第２出力要素９ｃに相当する。したがって、第１キャリアＣ１が、前述の差動機構５における第１回転要素５ａを形成している。また、第１サンギヤＳ１および第２サンギヤＳ２が、前述の差動機構５における第２回転要素５ｂを形成している。また、第２リングギヤＲ２が、前述の差動機構５における第３回転要素５ｃを形成している。そして、第１リングギヤＲ１および第２キャリアＣ２が、前述の差動機構５における第４回転要素５ｄを形成している。

なお、上記のような第１キャリアＣ１と出力軸１ａ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を介して、第１キャリアＣ１と出力軸１ａとを連結してもよい。また、第１キャリアＣ１と出力軸１ａとの間にダンパ機構やトルクコンバータ（それぞれ図示せず）などの機構を設けてもよい。

第２キャリアＣ２に、第２キャリアＣ２と一体となって回転するドライブギヤ２１が設けられている。また、エンジン１の出力軸１ａと平行に、カウンタ軸２２が配置されている。このカウンタ軸２２の一方（図２での右側）の端部に、上記のドライブギヤ２１と噛み合うカウンタドリブンギヤ２３が取り付けられている。カウンタ軸２２の他方（図２での左側）の端部には、ファイナルドライブギヤ２４が取り付けられている。ファイナルドライブギヤ２４は、終減速機であるデファレンシャルギヤ２５のファイナルドリブンギヤ（デフリングギヤ）２６と噛み合っている。デファレンシャルギヤ２５には、駆動軸２７を介して、駆動輪６が取り付けられている。

したがって、上記のドライブギヤ２１、カウンタ軸２２、カウンタドリブンギヤ２３、ファイナルドライブギヤ２４、および、デファレンシャルギヤ２５により、駆動輪６に対して動力を伝達する出力伝動機構７が構成されている。すなわち、出力伝動機構７は、第２キャリアＣ２から伝達されるトルクを、駆動軸２７を介して、駆動輪６へ伝達するように構成されている。

上記のようにして差動機構５から駆動輪６に伝達されるトルクに、第３モータ４が出力するモータトルクを付加できるように構成されている。具体的には、第３モータ４の出力軸４ａが、上記のカウンタ軸２２と平行に配置されている。その出力軸４ａの先端（図２での左端）に、上記のカウンタドリブンギヤ２３と噛み合うピニオン２８が取り付けられている。したがって、第３モータ４は、上記の第２キャリアＣ２と共に、出力伝動機構７を介して、駆動輪６に連結されている。

なお、この図２に示す例では、エンジン１の出力軸１ａおよび第１キャリアＣ１の回転を選択的に止めるブレーキ１０が設けられている。ブレーキ１０は、エンジン１を停止した状態で第１モータ２を原動機として動作させ、その第１モータ２が出力するモータトルクを走行のための駆動トルクとする際に係合し、第１キャリアＣ１に反力を与えるためのものである。このブレーキ１０を設けた構成であれば、第１モータ２に電力を供給して負回転方向（エンジン１と反対の回転方向）に回転させた場合に、ブレーキ１０を介してケーシングなどの所定の固定部で反力を受けることになる。そのため、エンジン１を停止した状態で、第１モータ２の出力によって駆動力を発生させ、車両Ｖｅを走行させることができる。また、第１モータ２に加えて第２モータ３の出力により、駆動力を発生させることができる。さらに、第１モータ２に加え、第２モータ３および第３モータ４の三つのモータの出力により、駆動力を発生させることができる。

上記のブレーキ１０は、例えば、湿式多板クラッチなどの摩擦式のクラッチ、あるいは、ドグクラッチなどの噛み合い式のクラッチによって構成することができる。また、ブレーキ１０は、第１キャリアＣ１の負回転方向の回転を阻止するように構成されていればよい。そのため、ブレーキ１０は、例えばワンウェイクラッチによって構成することもできる。

上記のように、この発明の実施形態における車両Ｖｅでは、コントローラ１１で、第１モータ２、第２モータ３、および、第３モータ４をそれぞれ制御することにより、エンジン回転数を変速することができる。また、複数の走行モードを設定することが可能である。すなわち、クラッチやブレーキなどの係合機構を用いることなく、エンジン回転数の変速や走行モードの切り替えを実行することができる。

例えば、上記の図２に示すギヤトレーンを搭載した車両Ｖｅの場合、エンジン１の運転を停止したモータ走行モードで、少なくとも第３モータ４が出力するモータトルクにより、車両Ｖｅをモータ走行させることができる。また、第１モータ２および第３モータ４の二つのモータがそれぞれ出力するモータトルクにより、あるいは、第２モータ３および第３モータ４の二つのモータがそれぞれ出力するモータトルクにより、車両Ｖｅをモータ走行させることができる。また、第１モータ２、第２モータ３、および、第３モータ４の三つのモータがそれぞれ出力するモータトルクにより、車両Ｖｅをモータ走行させることもできる。

一方、エンジン１を稼動させるハイブリッド走行モードでは、エンジン１が出力するエンジントルク、ならびに、第１モータ２および第３モータ４がそれぞれ出力するモータトルクにより、エンジン１に連結する第１回転要素５ａの回転数に対して出力伝動機構７に連結する第４回転要素５ｄの回転数を増速させたいわゆるオーバードライブ状態で、車両Ｖｅを走行させることができる。また、エンジントルク、ならびに、第１モータ２および第３モータ４がそれぞれ出力するモータトルクにより、エンジン１に連結する第１回転要素５ａの回転数に対して出力伝動機構７に連結する第４回転要素５ｄの回転数を減速させたいわゆるアンダードライブ状態で、車両Ｖｅを走行させることができる。また、エンジントルク、ならびに、第１モータ２および第３モータ４がそれぞれ出力するモータトルクにより、エンジン回転数を適宜変速して、車両Ｖｅを走行させることができる。

前述したように、動力分割機構を備えた従来のハイブリッド車両においては、走行中のエンジン始動時に、ショックや、その背反として駆動力不足が生じてしまう場合がある。そこで、この発明の実施形態におけるコントローラ１１は、車両Ｖｅの走行中にエンジン１を始動する場合には、差動機構５に連結された第１モータ２および第２モータ３の両方で、エンジン１の回転数を上昇させる方向のトルクを出力するように構成されている。そのような走行中にエンジン１を始動する場合のショックや駆動力不足を回避することを目的としてコントローラ１１で実行される制御の例を以下に示す。

〔第１制御例〕
図３のフローチャートに、コントローラ１１で実行される基本的な制御の一例を示してある。この図３のフローチャートで示す制御は、車両Ｖｅが、エンジン１の運転を停止して走行している状態で実行される。例えば、車両Ｖｅがモータ走行している状態で実行される。あるいは、駆動力源がいずれも駆動トルクを出力しておらず、車両Ｖｅが慣性力や勾配路における重力の作用によって惰性走行している状態で実行される。なお、この場合の走行は、前進走行および後進走行の両方を対象にしている。図３のフローチャートにおいて、先ず、エンジン１の始動要求があるか否かが判断される（ステップＳ１０１）。例えば、車両Ｖｅに対する駆動力要求が増大し、車両Ｖｅの走行モードをモータ走行モードからハイブリッド走行モードへ切り替える場合に、エンジン１の始動が要求される。あるいは、モータ走行中や惰性走行中に、バッテリの充電残量が基準値以下に低下した場合に、エンジン１の始動が要求される。

未だエンジン１の始動要求がないことにより、このステップＳ１０１で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。すなわち、現状の走行状態が維持される。それに対して、エンジン１の始動要求があったことによりステップＳ１０１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１０２へ進む。

ステップＳ１０２では、第１モータ２および第２モータ３で、エンジン回転数の増加方向（エンジン１の回転数が正規の回転方向に増加する方向）にトルクを出力させる。すなわち、第１モータ２および第２モータ３の両方で、エンジン１をモータリング（クランキング）して、エンジン１の回転数を上昇させる方向のトルクを出力するように、それら第１モータ２および第２モータ３のモータトルクがそれぞれ制御される。

具体的には、図４の共線図に示すように、第１モータ２および第２モータ３がいずれもトルクを出力するとともに、それらの第１モータ２および第２モータ３が出力するモータトルクの作用方向が、いずれも、エンジン１の回転数を正規の回転方向に上昇させる向きとなるように、第１モータ２の作動状態、および、第２モータ３の作動状態がそれぞれ制御される。エンジン１の正規の回転方向とは、エンジン１が燃焼運転する際に出力軸１ａが回転する方向である。なお、図４の共線図において、（ａ）は車両Ｖｅが前進走行している状態を示し、（ｂ）は車両Ｖｅが後進走行している状態を示している。

図４の共線図に示す状態では、矢印Ｔ_ＭＧ１で示す第１モータ２のモータトルクの向きと、矢印Ｔ_ＭＧ２で示す第２モータ３のモータトルクの向きとが、いずれも、図４の共線図上で上向きのエンジン回転数を増大させる方向になっている。エンジン１の正規の回転方向を正回転方向、および、エンジン１が燃焼運転時にトルクを出力する際のエンジントルクの向きを正トルク方向とすると、この図４の共線図に示す状態では、第１モータ２のモータトルクは、正回転方向かつ正トルク方向のトルクとなっている。したがって、この場合、第１モータ２は、原動機として機能する力行状態となるように制御されている。一方、第２モータ３のモータトルクは、負回転方向かつ正トルク方向のトルクとなっている。したがって、この場合、第２モータ３は、発電機として機能する回生状態となるように制御されている。なお、この図４の共線図において、矢印Ｔ_ＥＮＧは、エンジン１をクランキングする際にエンジン１から受ける抵抗力を示している。

前述したように、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、差動機構５すなわち動力分割機構に、第１モータ２および第２モータ３の二つのモータがエンジン１と共に連結されている。そのため、上記のようにエンジン１を始動する場合には、第１モータ２および第２モータ３のいずれか一方のモータのモータトルクでエンジン１をクランキングし、その際の反力を他方のモータで受けることができる。上記の図４に示す例では、第１モータ２のモータトルクでエンジン１をクランキングし、その際の反力を第２モータ３で受けることができる。したがって、エンジン１の回転数を上昇させる際の反力トルクが、出力伝動機構７および駆動輪６に伝達されてしまうことを回避もしくは抑制することができる。その結果、車両Ｖｅにショックを発生させることなく、走行中のエンジン１の始動を適切に実施することができる。

また、上記のように、エンジン１の始動時に、第１モータ２および第２モータ３の二つのモータで反力を受けつつエンジン１をクランキングすることができるので、第３モータ４による前述したような反力補償トルクの出力を省くことができる。したがって、第３モータ４で出力可能なモータトルクを、上記のような反力補償トルクに費やすことなく、車両Ｖｅの駆動トルクとして出力することができる。そのため、モータ走行時の駆動力不足を回避することができる。

上記のようにステップＳ１０２で、第１モータ２および第２モータ３のモータトルクによってエンジン１がクランキングされ、エンジン回転数が始動に適した所定回転数まで上昇すると、エンジン１が始動される（ステップＳ１０３）。例えば、第１モータ２および第２モータ３のモータトルクによってクランキングされている状態のエンジン１の燃焼室に、点火されることにより、あるいは、燃料が噴射されることにより、エンジン１が始動されて燃焼運転が開始する。

ステップＳ１０３でエンジン１が始動されると、エンジン１が稼動状態に制御される（ステップＳ１０４）。例えば、エンジン１が出力するエンジントルクを用いて発生させた駆動力で車両Ｖｅが走行する。すなわち、車両Ｖｅの走行モードがハイブリッド走行モードに移行し、少なくともエンジントルクによって車両Ｖｅが走行する。あるいは、エンジントルクによって第２モータ３を発電機として駆動し、第２モータ３で発生させた電力でバッテリを充電する。

上記のようにステップＳ１０４で、エンジン１が所定の稼動状態に制御されると、その後、このルーチンを一旦終了する。

〔第２制御例〕
上記の図３のフローチャートに示した制御例では、ステップＳ１０２およびステップＳ１０３において、第１モータ２および第２モータ３のモータトルクによってエンジン１を始動する際に、第３モータ４の作動状態について特に言及していない。例えば、図４の共線図で、破線の矢印Ｔ_ＭＧ３で示すように、エンジン１を始動する際の反力補償トルクを第３モータ４で出力してもよい。そうすることにより、エンジン始動時のショックを確実に抑制することができる。一方で、上記のように第１モータ２および第２モータ３のモータトルクによってエンジン１を始動することにより、エンジン始動時のショックを十分に抑制できる場合もある。したがって、そのような場合には、第３モータ４で反力補償トルクを出力することなく、第１モータ２および第２モータ３のモータトルクによってエンジン１を始動する。

例えば、図５のフローチャートおよび図６の共線図で示すような制御を実行することもできる。図５のフローチャートにおいて、車両Ｖｅの走行中にエンジン１の始動要求があり、ステップＳ１０２で、エンジン回転数の増加方向にトルクを出力するように、第１モータ２および第２モータ３をそれぞれ制御する際には、ステップＳ２０１の制御が併せて実行される。なお、この図５のフローチャートにおいて、前述の図３のフローチャートと制御内容が同じ制御ステップについては、図３のフローチャートと同じステップ番号を付けてある。また、図６の共線図において、前述の図４の共線図とトルクの状態が同じ回転要素については、図４の共線図と同じ符号の矢印を記してある。また、図６の共線図においても、前述の図４の共線図と同様に、（ａ）は車両Ｖｅが前進走行している状態を示し、（ｂ）は車両Ｖｅが後進走行している状態を示している。

ステップＳ２０１では、エンジン１を始動する際の反力補償を第３モータ４で実施しないように、第３モータ４の作動状態が制御される。例えば、第３モータ４が駆動トルクを出力して車両Ｖｅがモータ走行している場合は、第３モータ４で反力補償トルクを出力することなく、その第３モータ４による車両Ｖｅの駆動状態が維持される。また、第３モータ４がいずれのトルクも出力していない状態（第３モータ４のモータトルクが０）であれば、第３モータ４で反力補償トルクを出力することなく、その第３モータ４のモータトルクが０の状態が維持される。

このように、第１モータ２および第２モータ３によるエンジン１の始動時に、第３モータ４で反力補償トルクを出力しないようにすることにより、第３モータ４で出力可能なモータトルクを、上記のような反力補償トルクに費やすことなく、車両Ｖｅの駆動トルクとして出力することができる。そのため、モータ走行時の駆動力不足を回避することができる。

〔第３制御例〕
図７および図８フローチャートに示す制御例では、エンジン１を始動する際に、エンジン１をクランキングするためのトルクが異なる二通りの始動制御が選択的に切り替えられて実行される。なお、図７および図８のフローチャートにおいても、前述の図３および図５のフローチャートと制御内容が同じ制御ステップについては、図３および図５のフローチャートと同じステップ番号を付けてある。

図７のフローチャートにおいて、車両Ｖｅの走行中にエンジン１の始動要求があったことにより、ステップＳ１０１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ３０１へ進む。ステップＳ３０１では、エンジン１の始動方法が選択される。

この図７に示す制御例では、以下のステップＳ１０２、ステップＳ２０１、ステップＳ１０３、および、ステップＳ１０４で実行される第１始動制御と、以下のステップＳ３０２、ステップＳ３０３、ステップＳ１０３、および、ステップＳ１０４で実行される第２始動制御との二通りの始動制御が設定されている。

第１始動制御は、前述の図５のフローチャートで示した制御例と同様の制御内容であり、エンジン１をクランキングするためのトルク、および、クランキングの際の反力を、第１モータ２および第２モータ３で負担する。この第１始動制御は、エンジン１を始動する際のショック低減や、モータ走行における駆動力の確保を重視したエンジン１の始動制御である。

第２始動制御は、エンジン１をクランキングするためのトルクを第１モータ２または第２モータ３のいずれか一方で負担し、クランキングの際の反力を出力伝動機構７側で受けるとともに、第３モータ４で反力補償トルクを出力する。この第２始動制御では、第１モータ２または第２モータ３のモータトルクは、エンジン１をクランキングするだけであるので、クランキングの際の反力も負担する第１始動制御と比較して、エンジン１に伝達されるトルクが大きくなる可能性が高い。すなわち、この第２始動制御は、エンジン１を始動する際の始動時間や始動応答性を重視したエンジン１の始動制御である。

したがって、このステップＳ３０１では、上記のような第１始動制御および第２始動制御のそれぞれの特徴を考慮して、第１始動制御または第２始動制御のいずれかが選択される。例えば、車両Ｖｅに対する駆動力要求やアクセルペダルの踏み込み速度などから、エンジン１の早急な始動よりも、ショックの低減やモータ走行における適切な駆動力が要求されていると推定される場合は、第２始動制御が選択されてエンジン１が始動される。一例として、アクセルペダルの踏み込み量（駆動力要求）が、予め定めた所定の踏み込み量よりも小さく、かつ、アクセルペダルの踏み込み速度が、予め定めた所定の踏み込み速度よりも遅い場合に、第２始動制御が選択されてエンジン１が始動される。具体的には、ステップＳ１０２へ進み、前述の図５のフローチャートで示した制御例と同様の制御が実行される。

一方、例えば、車両Ｖｅに対する駆動力要求やアクセルペダルの踏み込み速度などから、ショックの低減やモータ走行における駆動力の確保よりも、エンジン１の迅速な始動が要求されていると推定される場合は、第２始動制御が選択されてエンジン１が始動される。一例として、アクセルペダルの踏み込み量（駆動力要求）が、予め定めた所定の踏み込み量よりも大きい場合、あるいは、アクセルペダルの踏み込み速度が、予め定めた所定の踏み込み速度よりも速い場合に、第２始動制御が選択されてエンジン１が始動される。具体的には、ステップＳ３０２へ進む。

ステップＳ３０２では、第１モータ２または第２モータ３で、エンジン回転数の増加方向にトルクを出力させる。すなわち、第１モータ２または第２モータ３のいずれか一方で、エンジン１をクランキングして、エンジン１の回転数を上昇させる方向のトルクを出力するように、それら第１モータ２および第２モータ３の作動状態がそれぞれ制御される。

次いで、ステップＳ３０３では、エンジン１を始動する際の反力補償トルクを第３モータ４で出力するように、第３モータ４の作動状態が制御される。その後、ステップＳ１０３およびステップＳ１０４で、従前と同様の制御が実行される。

上記のステップＳ３０１で第１始動制御と第２始動制御とのいずれかを選択する制御は、例えば、図８のフローチャートのステップＳ４０１で示すように実行することができる。すなわち、ステップＳ４０１では、エンジン回転数の上昇速度要求が閾値αよりも大きいか否かが判断される。

エンジン回転数の上昇速度要求が閾値αよりも大きいことにより、このステップＳ４０１で肯定的に判断された場合は、ステップＳ１０２へ進む。すなわち、この場合は、エンジン回転数の上昇速度要求が大きいため、ステップＳ１０２以降の第１始動制御が実行される。

一方、エンジン回転数の上昇速度要求が閾値α以下であることにより、ステップＳ４０１で否定的に判断された場合には、ステップＳ３０２へ進む。すなわち、この場合は、エンジン回転数の上昇速度要求が小さいため、ステップＳ３０２以降の第２始動制御が実行される。

なお、ステップＳ４０１において、第１始動制御と第２始動制御とのいずれかを選択する判断制御は、エンジン回転数の上昇速度要求に代えて、エンジン１に対する伝達トルク要求の大きさに基づいて実行することもできる。例えば、エンジン１に対する伝達トルク要求が所定値よりも大きい場合は、ステップＳ１０２以降の第１始動制御が選択されて実行される。それに対して、エンジン１に対する伝達トルク要求が所定値以下である場合には、ステップＳ３０２以降の第２始動制御が選択されて実行される。

このように、例えば、エンジン回転数の上昇速度要求、あるいは、エンジン１に対する伝達トルク要求などに基づいて、第１始動制御または第２始動制御を適宜選択して実行することにより、エンジン始動時のショックの抑制と、始動応答性の向上との両立を図ることができる。

この発明の実施形態で制御対象とする車両Ｖｅのギヤトレーンは、前述の図２に示した構成に限定されるものではない。この発明の実施形態では、前述の図２に示した構成以外のギヤトレーンも制御の対象にすることができる。そのようなギヤトレーンのその他の例を、以下の図に示してある。なお、以下の図に示す各車両Ｖｅのギヤトレーンにおいて、図２に示す車両Ｖｅのギヤトレーンまたは既出した図に示す車両Ｖｅのギヤトレーンと構成や機能が同じ部材については、図２または既出した図と同じ参照符号を付けてある。

例えば、図９に示す車両Ｖｅは、前述の図２に示した車両Ｖｅと同様に、駆動力源として、エンジン１、ならびに、第１モータ２、第２モータ３、および、第３モータ４の三つの「モータ」を備えている。また、動力分割機構として機能する差動機構３０を備えている。差動機構３０は、前述の差動機構５と同様に、シングルピニオン型の第１遊星歯車機構３１と、シングルピニオン型の第２遊星歯車機構３２とを連結した複合遊星歯車機構によって構成されている。差動機構３０は、エンジン１が連結される第１回転要素３０ａ、第１モータ２が連結される第２回転要素３０ｂ、第２モータ３が連結される第３回転要素３０ｃ、および、出力伝動機構７が連結される第４回転要素３０ｄの四つの「回転要素」を有している。

第１遊星歯車機構３１は、第１サンギヤＳ１１、第１リングギヤＲ１１、および、第１キャリアＣ１１の三つの回転要素を有している。同様に、第２遊星歯車機構３２は、第２サンギヤＳ２１、第２リングギヤＲ２１、および、第２キャリアＣ２１の三つの回転要素を有している。第１リングギヤＲ１１と第２キャリアＣ２１とが連結されている。第１キャリアＣ１１と第２リングギヤＲ２１とが連結されている。

第１リングギヤＲ１１は、第２キャリアＣ２１と共に、エンジン１の出力軸１ａに連結されている。第１サンギヤＳ１１は、第１モータ２の出力軸２ａに連結されている。第２サンギヤＳ２１は、第２モータ３の出力軸３ａに連結されている。第１キャリアＣ１１は、第２リングギヤＲ２１と共に、出力伝動機構７に連結されている。

したがって、この図９に示す例では、第１リングギヤＲ１１および第２キャリアＣ２１が、差動機構３０における第１回転要素３０ａを形成している。また、第１サンギヤＳ１１が、差動機構３０における第２回転要素３０ｂを形成している。また、第２サンギヤＳ２１が、差動機構３０における第３回転要素３０ｃを形成している。そして、第１キャリアＣ１１および第２リングギヤＲ２１が、差動機構３０における第４回転要素３０ｄを形成している。

図１０に示す車両Ｖｅは、前述の図２に示した車両Ｖｅと同様に、駆動力源として、エンジン１、ならびに、第１モータ２、第２モータ３、および、第３モータ４の三つの「モータ」を備えている。また、動力分割機構として機能する差動機構４０を備えている。差動機構４０は、前述の差動機構５と同様に、シングルピニオン型の第１遊星歯車機構４１と、シングルピニオン型の第２遊星歯車機構４２とを連結した複合遊星歯車機構によって構成されている。差動機構４０は、エンジン１が連結される第１回転要素４０ａ、第１モータ２が連結される第２回転要素４０ｂ、第２モータ３が連結される第３回転要素４０ｃ、および、出力伝動機構７が連結される第４回転要素４０ｄの四つの「回転要素」を有している。

第１遊星歯車機構４１は、第１サンギヤＳ１２、第１リングギヤＲ１２、および、第１キャリアＣ１２の三つの回転要素を有している。同様に、第２遊星歯車機構４２は、第２サンギヤＳ２２、第２リングギヤＲ２２、および、第２キャリアＣ２２の三つの回転要素を有している。第１サンギヤＳ１２と第２サンギヤＳ２２とが連結されている。第１リングギヤＲ１２と第２キャリアＣ２２とが連結されている。

第１キャリアＣ１２は、エンジン１の出力軸１ａに連結されている。第１サンギヤＳ１２は、第２サンギヤＳ２２と共に、第１モータ２の出力軸２ａに連結されている。第２リングギヤＲ２２は、第２モータ３の出力軸３ａに連結されている。第１リングギヤＲ１２は、第２キャリアＣ２２と共に、出力伝動機構７に連結されている。

したがって、この図１０に示す例では、第１キャリアＣ１２が、差動機構４０における第１回転要素４０ａを形成している。また、第１サンギヤＳ１２および第２サンギヤＳ２２が、差動機構４０における第２回転要素４０ｂを形成している。また、第２リングギヤＲ２２が、差動機構４０における第３回転要素４０ｃを形成している。そして、第１リングギヤＲ１２および第２キャリアＣ２２が、差動機構４０における第４回転要素４０ｄを形成している。

図１１に示す車両Ｖｅは、前述の図２に示した車両Ｖｅと同様に、駆動力源として、エンジン１、ならびに、第１モータ２、第２モータ３、および、第３モータ４の三つの「モータ」を備えている。また、動力分割機構として機能する差動機構５０を備えている。差動機構５０は、前述の差動機構５と同様に、シングルピニオン型の第１遊星歯車機構５１と、シングルピニオン型の第２遊星歯車機構５２とを連結した複合遊星歯車機構によって構成されている。差動機構５０は、エンジン１が連結される第１回転要素５０ａ、第１モータ２が連結される第２回転要素５０ｂ、第２モータ３が連結される第３回転要素５０ｃ、および、出力伝動機構７が連結される第４回転要素５０ｄの四つの「回転要素」を有している。

第１遊星歯車機構５１は、第１サンギヤＳ１３、第１リングギヤＲ１３、および、第１キャリアＣ１３の三つの回転要素を有している。同様に、第２遊星歯車機構５２は、第２サンギヤＳ２３、第２リングギヤＲ２３、および、第２キャリアＣ２３の三つの回転要素を有している。第１リングギヤＲ１３と第２キャリアＣ２３とが連結されている。第１キャリアＣ１３と第２リングギヤＲ２３とが連結されている。

第１リングギヤＲ１３は、第２キャリアＣ２３と共に、エンジン１の出力軸１ａに連結されている。第１サンギヤＳ１３は、第１モータ２の出力軸２ａに連結されている。第２サンギヤＳ２３は、第２モータ３の出力軸３ａに連結されている。第１キャリアＣ１３は、第２リングギヤＲ２３と共に、出力伝動機構７に連結されている。

したがって、この図１１に示す例では、第１リングギヤＲ１３および第２キャリアＣ２３が、差動機構５０における第１回転要素５０ａを形成している。また、第１サンギヤＳ１３が、差動機構５０における第２回転要素５０ｂを形成している。また、第２サンギヤＳ２３が、差動機構５０における第３回転要素５０ｃを形成している。そして、第１キャリアＣ１３および第２リングギヤＲ２３が、差動機構５０における第４回転要素５０ｄを形成している。

図１２に示す車両Ｖｅは、前述の図２に示した車両Ｖｅと同様に、駆動力源として、エンジン１、ならびに、第１モータ２、第２モータ３、および、第３モータ４の三つの「モータ」を備えている。また、動力分割機構として機能する差動機構６０を備えている。差動機構６０は、前述の差動機構５と同様に、シングルピニオン型の第１遊星歯車機構６１と、シングルピニオン型の第２遊星歯車機構６２とを連結した複合遊星歯車機構によって構成されている。差動機構６０は、エンジン１が連結される第１回転要素６０ａ、第１モータ２が連結される第２回転要素６０ｂ、第２モータ３が連結される第３回転要素６０ｃ、および、出力伝動機構７が連結される第４回転要素６０ｄの四つの「回転要素」を有している。

第１遊星歯車機構６１は、第１サンギヤＳ１４、第１リングギヤＲ１４、および、第１キャリアＣ１４の三つの回転要素を有している。同様に、第２遊星歯車機構６２は、第２サンギヤＳ２４、第２リングギヤＲ２４、および、第２キャリアＣ２４の三つの回転要素を有している。第１サンギヤＳ１４と第２リングギヤＲ２４とが連結されている。第１キャリアＣ１４と第２キャリアＣ２４とが連結されている。

第１リングギヤＲ１４は、エンジン１の出力軸１ａに連結されている。第１サンギヤＳ１４は、第２リングギヤＲ２４と共に、第１モータ２の出力軸２ａに連結されている。第２サンギヤＳ２４は、第２モータ３の出力軸３ａに連結されている。第１キャリアＣ１４は、第２キャリアＣ２４と共に、出力伝動機構７に連結されている。

したがって、この図１２に示す例では、第１リングギヤＲ１４が、差動機構６０における第１回転要素６０ａを形成している。また、第１サンギヤＳ１４および第２リングギヤＲ２４が、差動機構６０における第２回転要素６０ｂを形成している。また、第２サンギヤＳ２４が、差動機構６０における第３回転要素６０ｃを形成している。そして、第１キャリアＣ１４および第２キャリアＣ２４が、差動機構６０における第４回転要素６０ｄを形成している。

図１３に示す車両Ｖｅは、前述の図２に示した車両Ｖｅと同様に、駆動力源として、エンジン１、ならびに、第１モータ２、第２モータ３、および、第３モータ４の三つの「モータ」を備えている。また、動力分割機構として機能する差動機構７０を備えている。差動機構７０は、前述の差動機構５と同様に、シングルピニオン型の第１遊星歯車機構７１と、シングルピニオン型の第２遊星歯車機構７２とを連結した複合遊星歯車機構によって構成されている。差動機構７０は、エンジン１が連結される第１回転要素７０ａ、第１モータ２が連結される第２回転要素７０ｂ、第２モータ３が連結される第３回転要素７０ｃ、および、出力伝動機構７が連結される第４回転要素７０ｄの四つの「回転要素」を有している。

第１遊星歯車機構７１は、第１サンギヤＳ１５、第１リングギヤＲ１５、および、第１キャリアＣ１５の三つの回転要素を有している。同様に、第２遊星歯車機構７２は、第２サンギヤＳ２５、第２リングギヤＲ２５、および、第２キャリアＣ２５の三つの回転要素を有している。第１キャリアＣ１５と第２キャリアＣ２５とが連結されている。第１サンギヤＳ１５と第２リングギヤＲ２５とが連結されている。

第１キャリアＣ１５は、第２キャリアＣ２５と共に、エンジン１の出力軸１ａに連結されている。第１サンギヤＳ１５は、第２リングギヤＲ２５と共に、第１モータ２の出力軸２ａに連結されている。第２サンギヤＳ２５は、第２モータ３の出力軸３ａに連結されている。第１リングギヤＲ１５は、出力伝動機構７に連結されている。

したがって、この図１３に示す例では、第１キャリアＣ１５および第２キャリアＣ２５が、差動機構７０における第１回転要素７０ａを形成している。また、第１サンギヤＳ１５および第２リングギヤＲ２５が、差動機構７０における第２回転要素７０ｂを形成している。また、第２サンギヤＳ２５が、差動機構７０における第３回転要素７０ｃを形成している。そして、第１リングギヤＲ１５が、差動機構７０における第４回転要素７０ｄを形成している。

図１４に示す車両Ｖｅは、前述の図２に示した車両Ｖｅと同様に、駆動力源として、エンジン１、ならびに、第１モータ２、第２モータ３、および、第３モータ４の三つの「モータ」を備えている。また、動力分割機構として機能する差動機構８０を備えている。差動機構８０は、前述の差動機構５と同様に、シングルピニオン型の第１遊星歯車機構８１と、シングルピニオン型の第２遊星歯車機構８２とを連結した複合遊星歯車機構によって構成されている。差動機構８０は、エンジン１が連結される第１回転要素８０ａ、第１モータ２が連結される第２回転要素８０ｂ、第２モータ３が連結される第３回転要素８０ｃ、および、出力伝動機構７が連結される第４回転要素８０ｄの四つの「回転要素」を有している。

第１遊星歯車機構８１は、第１サンギヤＳ１６、第１リングギヤＲ１６、および、第１キャリアＣ１６の三つの回転要素を有している。同様に、第２遊星歯車機構８２は、第２サンギヤＳ２６、第２リングギヤＲ２６、および、第２キャリアＣ２６の三つの回転要素を有している。第１キャリアＣ１６と第２リングギヤＲ２６とが連結されている。第１リングギヤＲ１６と第２サンギヤＳ２６とが連結されている。

第１キャリアＣ１６は、第２リングギヤＲ２６と共に、エンジン１の出力軸１ａに連結されている。第１サンギヤＳ１６は、第１モータ２の出力軸２ａに連結されている。第２キャリアＣ２６は、第２モータ３の出力軸３ａに連結されている。第１リングギヤＲ１６は、第２サンギヤＳ２６と共に、出力伝動機構７に連結されている。

したがって、この図１４に示す例では、第１キャリアＣ１６および第２リングギヤＲ２６が、差動機構８０における第１回転要素８０ａを形成している。また、第１サンギヤＳ１６が、差動機構８０における第２回転要素８０ｂを形成している。また、第２キャリアＣ２６が、差動機構８０における第３回転要素８０ｃを形成している。そして、第１リングギヤＲ１６および第２サンギヤＳ２６が、差動機構８０における第４回転要素８０ｄを形成している。

上述した各具体例における差動機構５，３０，４０，５０，６０，７０，８０は、いずれも、二組のシングルピニオン型の遊星歯車機構から構成されているが、この発明の実施形態で制御対象とする車両Ｖｅにおける「差動機構」は、シングルピニオン型の遊星歯車機構に限らず、他の形式の遊星歯車機構から構成することができる。例えば、ダブルピニオン型の遊星歯車機構を用いることもできる。あるいは、図１５に示すように、ラビニヨ型の遊星歯車機構を用いて「差動機構」を構成することもできる。

図１５に示す車両Ｖｅは、前述の図２に示した車両Ｖｅと同様に、駆動力源として、エンジン１、ならびに、第１モータ２、第２モータ３、および、第３モータ４の三つの「モータ」を備えている。また、動力分割機構として機能する差動機構９０を備えている。差動機構９０は、ラビニヨ型の遊星歯車機構９１によって構成されている。差動機構９０は、エンジン１が連結される第１回転要素９０ａ、第１モータ２が連結される第２回転要素９０ｂ、第２モータ３が連結される第３回転要素９０ｃ、および、出力伝動機構７が連結される第４回転要素９０ｄの四つの「回転要素」を有している。

遊星歯車機構９１は、第１サンギヤＳ１７、リングギヤＲ１７、キャリアＣ１７、および、第２サンギヤＳ２７の四つの回転要素を有している。より具体的には、ラビニヨ型の遊星歯車機構９１は、同軸上に配置された第１サンギヤＳ１７およびリングギヤＲ１７、第１サンギヤＳ１７と噛み合うショートピニオンギヤＰ１７、このショートピニオンギヤＰ１７とリングギヤＲ１７との両方に噛み合うロングピニオンギヤＰ２７、ショートピニオンギヤＰ１７およびロングピニオンギヤＰ２７をそれぞれ保持するキャリアＣ１７、ならびに、ロングピニオンギヤＰ２７と噛み合う第２サンギヤＳ２７から構成されている。第１サンギヤＳ１７と第２サンギヤＳ２７とは、同軸上でかつ相対回転可能に配置されている。

キャリアＣ１７は、エンジン１の出力軸１ａに連結されている。第１サンギヤＳ１７は、第１モータ２の出力軸２ａに連結されている。第２サンギヤＳ２７は、第２モータ３の出力軸３ａに連結されている。リングギヤＲ１７は、出力伝動機構７に連結されている。

したがって、この図１５に示す例では、キャリアＣ１７が、差動機構９０における第１回転要素９０ａを形成している。また、第１サンギヤＳ１７が、差動機構９０における第２回転要素９０ｂを形成している。また、第２サンギヤＳ２７が、差動機構９０における第３回転要素９０ｃを形成している。そして、リングギヤＲ１７が、差動機構９０における第４回転要素９０ｄを形成している。

上述した各具体例における差動機構５，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０は、いずれも、互いに差動回転が可能な四つの「回転要素」を有する構成となっているが、この発明の実施形態で制御対象とする車両Ｖｅにおける「差動機構」は、例えば、図１６に示すように、互いに差動回転が可能な五つの「回転要素」を有していてもよい。

図１６に示す車両Ｖｅは、前述の図２に示した車両Ｖｅと同様に、駆動力源として、エンジン１、ならびに、第１モータ２、第２モータ３、および、第３モータ４の三つの「モータ」を備えている。また、動力分割機構として機能する差動機構１００を備えている。差動機構１００は、シングルピニオン型の第１遊星歯車機構１０１と、シングルピニオン型の第２遊星歯車機構１０２と、シングルピニオン型の第３遊星歯車機構１０３とを連結した複合遊星歯車機構によって構成されている。差動機構１００は、エンジン１が連結される第１回転要素１００ａ、第１モータ２が連結される第２回転要素１００ｂ、第２モータ３が連結される第３回転要素１００ｃ、出力伝動機構７が連結される第４回転要素１００ｄ、および、第１回転要素９０ａ共に、エンジン１が連結される第５回転要素１００ｅの五つの「回転要素」を有している。

第１遊星歯車機構１０１は、第１サンギヤＳ１８、第１リングギヤＲ１８、および、第１キャリアＣ１８の三つの回転要素を有している。同様に、第２遊星歯車機構１０２は、第２サンギヤＳ２８、第２リングギヤＲ２８、および、第２キャリアＣ２８の三つの回転要素を有している。同様に、第３遊星歯車機構１０３は、第３サンギヤＳ３８、第３リングギヤＲ３８、および、第３キャリアＣ３８の三つの回転要素を有している。第１サンギヤＳ１８と第２キャリアＣ２８とが連結されている。第１リングギヤＲ１８と第２サンギヤＳ２８とが連結されている。第２リングギヤＲ２８と第３リングギヤＲ３８とが連結されている。第１キャリアＣ１８と第３キャリアＣ３８とが連結されている。

第１リングギヤＲ１８は、エンジン１の出力軸１ａに連結されている。第２リングギヤＲ２８は、第３リングギヤＲ３８と共に、第１モータ２の出力軸２ａに連結されている。第３サンギヤＳ３８は、第２モータ３の出力軸３ａに連結されている。第１キャリアＣ１８は、第３キャリアＣ３８と共に、出力伝動機構７に連結されている。さらに、第２サンギヤＳ２８は、第１リングギヤＲ１８と共に、エンジン１の出力軸１ａに連結されている。

したがって、この図１６に示す例では、第１リングギヤＲ１８が、差動機構１００における第１回転要素１００ａを形成している。また、第２リングギヤＲ２８および第３リングギヤＲ３８が、差動機構１００における第２回転要素１００ｂを形成している。また、第３サンギヤＳ３８が、差動機構１００における第３回転要素１００ｃを形成している。そして、第１キャリアＣ１８および第３キャリアＣ３８が、差動機構１００における第４回転要素１００ｄを形成している。さらに、第２サンギヤＳ２８が、差動機構１００における第５回転要素１００ｅを形成している。

上述した各具体例では、いずれも、車両Ｖｅが、前輪または後輪のいずれか一方に対して動力を伝達する一つの出力伝動機構７を備えた構成を示しているが、この発明の実施形態で制御対象とする車両Ｖｅは、例えば、図１７に示すように、前輪および後輪の両方に対して動力を伝達する二つの「出力伝動機構」を備えていてもよい。

図１７に示す車両Ｖｅは、駆動力源として、エンジン１、ならびに、第１モータ２、第２モータ３、および、第３モータ４の三つの「モータ」を備えている。そして、第１出力伝動機構２０１、および、第２出力伝動機構２０２の二つの「出力伝動機構」を備えている。

第１出力伝動機構２０１は、前述の出力伝動機構７と同様に、ドライブギヤ２１、カウンタ軸２２、カウンタドリブンギヤ２３、ファイナルドライブギヤ２４、および、デファレンシャルギヤ２５から構成されている。この図１７に示す車両Ｖｅにおいても、ドライブギヤ２１は、差動機構５の第２キャリアＣ２と一体となって回転するように構成されている。したがって、第１出力伝動機構２０１は、差動機構５の第４回転要素５ｄと連結しており、駆動輪６に対して動力を伝達する。図１７に示す例では、第１出力伝動機構２０１には、第３モータ４は連結されていない。第３モータ４は、後述する第２出力伝動機構２０２に連結されている。図１７に示す例では、駆動輪６は、車両Ｖｅの前輪を構成している。

第２出力伝動機構２０２は、カウンタ軸２０３、カウンタドリブンギヤ２０４、ファイナルドライブギヤ２０５、および、デファレンシャルギヤ２０６から構成されている。カウンタ軸２０３の一方（図１７での右側）の端部に、カウンタドリブンギヤ２０４が取り付けられている。カウンタ軸２０３の他方（図１７での左側）の端部に、ファイナルドライブギヤ２０５が取り付けられている。ファイナルドライブギヤ２０５は、終減速機であるデファレンシャルギヤ２０６のファイナルドリブンギヤ（デフリングギヤ）２０７と噛み合っている。デファレンシャルギヤ２０６には、駆動軸２０８を介して、駆動輪２０９が取り付けられている。図１７に示す例では、駆動輪２０９は、車両Ｖｅの後輪を構成している。

上記の駆動輪２０９に、第３モータ４が出力するモータトルクを付加できるように構成されている。具体的には、第３モータ４の出力軸４ａが、上記のカウンタ軸２０３と平行に配置されている。その出力軸４ａの先端（図１７での左端）に、上記のカウンタドリブンギヤ２０４と噛み合うピニオン２１０が取り付けられている。すなわち、第３モータ４は、第２出力伝動機構２０２を介して、駆動輪２０９に連結されている。したがって、第２出力伝動機構２０２は、差動機構５の第４回転要素５ｄと連結しない「出力伝動機構」であって、第３モータ４のモータトルクを、駆動軸２０８を介して、駆動輪２０９へ伝達する。

上述した各具体例では、いずれも、車両Ｖｅが、駆動力源として、エンジン１と共に、第１モータ２、第２モータ３、および、第３モータ４の三つの「モータ」を備えた構成を示しているが、この発明の実施形態で制御対象とする車両Ｖｅは、例えば、図１８に示すように、駆動力源として、エンジン１と共に、四つの「モータ」を備えていてもよい。

図１８に示す車両Ｖｅは、駆動力源として、エンジン１、ならびに、第１モータ２、第２モータ３、第３モータ４、および、第４モータ（MG4）２２０の四つの「モータ」を備えている。そして、第１出力伝動機構２２１、および、第２出力伝動機構２２２の二つの「出力伝動機構」を備えている。

第１出力伝動機構２２１は、前述の出力伝動機構７と同様の構成である。したがって、第１出力伝動機構２２１は、差動機構５の第４回転要素５ｄに連結しており、駆動輪６に対して動力を伝達する。図１８に示す例では、第１出力伝動機構２２１には、第３モータ４が連結されている。駆動輪６は、車両Ｖｅの前輪を構成している。

第２出力伝動機構２２２は、前述の第２出力伝動機構２０２と同様の構成である。図１８に示す例では、第２出力伝動機構２２２には、第３モータ４の替わりに第４モータ２２０が連結されている。したがって、第２出力伝動機構２２２は、差動機構５の第４回転要素５ｄと連結しない「出力伝動機構」であって、第４モータ２２０のモータトルクを、駆動軸２０８を介して、駆動輪２０９へ伝達する。駆動輪２０９は、車両Ｖｅの後輪を構成している。

１…エンジン（ENG）、 ２…第１モータ（MG1）、 ３…第２モータ（MG2）、 ４…第３モータ（MG3）、 ５，３０，４０，５０，６０，７０，８０…差動機構、 ５ａ，３０ａ，４０ａ，５０ａ，６０ａ，７０ａ，８０ａ…第１回転要素、 ５ｂ，３０ｂ，４０ｂ，５０ｂ，６０ｂ，７０ｂ，８０ｂ…第２回転要素、 ５ｃ，３０ｃ，４０ｃ，５０ｃ，６０ｃ，７０ｃ，８０ｃ…第３回転要素、 ５ｄ，３０ｄ，４０ｄ，５０ｄ，６０ｄ，７０ｄ，８０ｄ…第４回転要素、 ６，２０９…駆動輪、 ７，２０１，２０２，２２１，２２２…出力伝動機構、 ８，３１，４１，５１，６１，７１，８１…第１遊星歯車機構（PL1）、 ９，３２，４２，５２，６２，７２，８２…第２遊星歯車機構（PL2）、 １０…ブレーキ、 １１…コントローラ（EUC）、 ２２０…第４モータ（MG4）、 Ｃ１，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４，Ｃ１５，Ｃ１６…第１キャリア、 Ｒ１，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５，Ｒ１６…第１リングギヤ、 Ｓ１，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１６…第１サンギヤ、 Ｃ２，Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ２３，Ｃ２４，Ｃ２５，Ｃ２６…第２キャリア、 Ｒ２，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４，Ｒ２５，Ｒ２６…第２リングギヤ、 Ｓ２，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４，Ｓ２５，Ｓ２６…第２サンギヤ、 Ｖｅ…車両（ハイブリッド車両）。

Claims (1)

1. エンジンおよび少なくとも三つのモータを有する駆動力源と、
   互いに差動回転が可能な少なくとも四つの回転要素を有する差動機構と、
   駆動輪に対して動力を伝達する少なくとも一つの出力伝動機構と、
   前記駆動力源の作動状態をそれぞれ制御するコントローラとを備え、
   前記差動機構の第１回転要素に前記エンジンが連結され、
   前記差動機構の第２回転要素に前記駆動力源の第１モータが連結され、
   前記差動機構の第３回転要素に前記駆動力源の第２モータが連結され、
   前記差動機構の第４回転要素に前記出力伝動機構が連結され、
   前記第４回転要素と連結したいずれかの前記出力伝動機構または前記第４回転要素と連結しない他の前記出力伝動機構に前記駆動力源の第３モータが連結された
   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、
   前記ハイブリッド車両の走行状態を判断し、
   前記ハイブリッド車両が前記エンジンの運転を停止して走行している状態で前記エンジンを始動する場合に、前記第１モータおよび前記第２モータがいずれも前記エンジンの回転数を上昇させる方向のトルクを出力するように、前記第１モータおよび前記第２モータをそれぞれ制御する
   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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