JP2022074280A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行モードへの切り替え時間がばらつくことを抑制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】エンジンとモータと駆動輪とが差動回転可能に連結された差動機構と、差動機構のうちの二つの回転要素を係合する噛み合い式クラッチ機構とを備え、噛み合い式クラッチ機構を係合することにより、差動機構を介したトルクの伝達を可能にする係合モードと、噛み合い式クラッチ機構を解放することにより、差動機構を介したトルクの伝達を遮断した切り離しモードとの少なくとも二つ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おいて、切り離しモードを設定した走行時に車速が予め定められた所定車速以下に低下した場合（ステップＳ１で肯定的に判断）に、前記係合モードに切り替える（ステップＳ３）ように構成されている。【選択図】図２

Description

この発明は、エンジンとモータと駆動輪とが連結された差動機構を介したトルクの伝達を遮断したモードと、差動機構を介してエンジンと駆動輪とのトルクの伝達を可能にしたモードと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には、エンジン、第１モータ、および駆動輪が差動回転するように連結された差動機構と、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の制御装置が記載されている。この差動機構は、第１モータの回転数を変更することによりエンジン回転数を連続的に変更できる無段変速モードと、差動機構のうちの所定の回転要素をブレーキ機構によって固定することにより、エンジンと駆動輪との変速比を固定する固定段モードとを設定することができるように構成されている。そのブレーキ機構は、差動機構の一つの回転要素と一体に回転する同期部に形成されたドグ歯と、固定部である非同期部に形成されたドグ歯とを係合するように構成されている。それらのドグ歯を係合する場合に、ドグ歯の先端部同士が接触して係合できなくなることを抑制するために、同期部のトルクを制御できる第１モータのトルクを、同期部と非同期部との回転数および位相が一致する理論平衡トルクに対して増減させることにより、同期部のドグ歯を揺さぶってブレーキ機構を係合するように構成されている。

特開２００９－２２２１０２号公報

特許文献１に記載された制御装置によれば、同期部に形成されたドグ歯を揺らすようにトルクを伝達するため、ドグ歯の先端同士が接触したとしても、先端同士が接触した状態を解消することができ、係合不良となることを抑制できる。しかしながら、特許文献１に記載された制御装置は、ドグ歯同士の位相が合う理論平衡トルクを基準として、第１モータのトルクを増減させるように構成されているため、ドグ歯同士の位相に応じて先端同士が一時的に接触した後にドグ歯が噛み合う場合や、先端同士が接触せずにドグ歯が噛み合う場合がある。すなわち、噛み合い式クラッチ機構の係合開始から係合完了までの時間がばらつく可能性がある。

このようなドグ歯の先端同士が接触して係合開始から係合完了までの時間のばらつきを抑制するために、一方のドグ歯と他方のドグ歯とを相対回転させた状態で係合させることができる。しかしながら、エンジンとモータと駆動輪とが連結された差動機構と、その差動機構のうちの二つの回転要素を連結する噛み合い式クラッチ機構とを備えたハイブリッド車両では、停車時にエンジンを始動する要求があった場合に、停止しているモータを回転させて二つの回転要素を相対回転させた後に、噛み合い式クラッチ機構を係合させ、その後に、エンジンをクランキングするとすれば、エンジンを始動するまでの時間が長くなる可能性がある。または、特許文献１に記載されたようにモータのトルクを増減させて噛み合い式クラッチ機構を係合させるとすれば、上述したように噛み合い式クラッチ機構の係合開始から係合完了までの時間がばらつくことにより、エンジン始動要求からエンジンが始動するまでの時間がばらつく可能性がある。すなわち、差動機構を介したトルクの伝達が遮断されたモードから、エンジンと駆動輪とのトルクの伝達を可能にしたモードへの切り替え時間がばらつく可能性があった。

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、差動機構を介したトルクの伝達を遮断したモードから、エンジンと駆動輪とのトルクの伝達を可能にしたモードへの切り替え時間がばらつくことを抑制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、エンジンとモータと駆動輪とが差動回転可能に連結された差動機構と、前記差動機構のうちの二つの回転要素を係合する噛み合い式クラッチ機構とを備え、前記噛み合い式クラッチ機構を係合することにより、前記差動機構を介した前記エンジンと前記駆動輪とのトルクの伝達を可能にする係合モードと、前記噛み合い式クラッチ機構を解放することにより、前記差動機構を介したトルクの伝達を遮断した切り離しモードとの少なくとも二つ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おいて、前記走行モードを制御するコントローラを備え、前記切り離しモードを設定した走行時に車速が予め定められた所定車速以下に低下した場合に、前記係合モードに切り替えるように構成されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、切り離しモードを設定した走行時に車速が所定車速以下に低下すると、噛み合い式クラッチ機構を係合した係合モードに切り替えられる。すなわち、エンジンとモータと駆動輪とが差動機構を介して連結された走行モードに切り替える。その場合、噛み合い式クラッチ機構により係合させられる二つの回転要素は相対回転していることになるため、ドグ歯の先端同士が接触したとしても、その接触状態を迅速に解消して係合することができる。また、噛み合い式クラッチ機構を係合した状態で停車することができるため、停車時にエンジンを始動する要求などがあった場合であっても、噛み合い式クラッチ機構を係合動作させる必要がなく、そのままモータの回転数を制御することによりエンジンをクランキングすることができる。すなわち、切り離しモードから係合モードへの切り替えを走行時に限ることにより、ドグ歯の先端同士が接触することや、それを解消することによる噛み合い時間のばらつきを要因とした走行モードの切り替え時間のばらつきを抑制することができる。

この発明の実施形態におけるハイブリッド車両の一例を説明するためのスケルトン図である。 この発明の実施形態における制御装置により実行される制御例を説明するためのフローチャートである。 図２に示す制御例を実行した場合における車速、エンジン回転数、第１モータの回転数、カウンタシャフトの回転数、第１クラッチ機構の係合指示、ストロークセンサ値、第１モータのトルク、第１クラッチ機構の係合完了を判定するフラグの変化を説明するためのタイムチャートである。

この発明の実施形態におけるハイブリッド車両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。

エンジン１には、この発明の実施形態における「差動機構」に相当する動力分割機構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（駆動輪５Ｒ，５Ｌ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。すなわち、第１モータ２が、この発明の実施形態における「モータ」に相当する。

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。

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。

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第１クラッチ機構（第１係合機構）ＣＬ１が設けられている。第１クラッチ機構ＣＬ１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、噛み合い式クラッチ機構によって構成されている。この第１クラッチ機構ＣＬ１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第２クラッチ機構（第２係合機構）ＣＬ２が設けられている。この第２クラッチ機構ＣＬ２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二つの回転要素を連結するためのものであって、第１クラッチ機構ＣＬ１と同様に、噛み合い式クラッチ機構によって構成されている。図１に示す例では、第２クラッチ機構ＣＬ２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。この第２クラッチ機構ＣＬ２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。これらの各クラッチ機構ＣＬ１，ＣＬ２が、この発明の実施形態における「噛み合い式クラッチ機構」に相当する。

上述した第１クラッチ機構ＣＬ１と第２クラッチ機構ＣＬ２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におけるロータシャフト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２５にトルク伝達可能に連結し、そのドライブギヤ２５のトルクを変更できるように構成してもよい。

さらに、図１に示す例では、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が係合状態となることにより、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、ワンウェイクラッチＦに代えて摩擦式のブレーキ機構を設け、そ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ＣＬ１，ＣＬ２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。このコントローラには、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、エンジン１、各モータ２，３、および各クラッチ機構ＣＬ１，ＣＬ２に指令信号を出力するように構成されている。ＥＣＵ２７に入力されるデータの一例は、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、各クラッチ機構ＣＬ１，ＣＬ２のドグ歯（図示せず）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（図示せず）の充電残量（ＳＯＣ）、蓄電装置の温度、駆動装置４内に設けられた部材の潤滑や冷却を行うためのＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）の温度などのデータである。

そして、ＥＣＵ２７に入力されたデータなどに基づいてエンジン１、第１モータ２、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出力する。また、ＥＣＵ２７に入力されたデータなどに基づいて第１クラッチ機構ＣＬ１、および第２クラッチ機構ＣＬ２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各クラッチ機構ＣＬ１，ＣＬ２に設けられたアクチュエータ（図示せず）に出力する。

上記の駆動装置４は、エンジン１から駆動トルクを出力して走行する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、第１クラッチ機構ＣＬ１を係合したHV-Loモードと、第２クラッチ機構ＣＬ２を係合したHV-Hiモードと、第１クラッチ機構ＣＬ１および第２クラッチ機構ＣＬ２を係合した直結モード（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から駆動トルクを出力するデュアルモードと、各クラッチ機構ＣＬ１，ＣＬ２を解放し、第２モータ３のみから駆動トルクを出力するシングルモード（切り離しモード）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クラッチ機構ＣＬ１を係合したEV-Loモードと、第２クラッチ機構ＣＬ２を係合したEV-Hiモードとを設定することが可能である。なお、デュアルモードは、第１モータ２の駆動トルクを駆動輪５Ｒ，５Ｌに伝達できるようにするためにワンウェイクラッチＦを設けている。すなわち、デュアルモードも、動力分割機構６を介してエンジン２と駆動輪５Ｒ，５Ｌとのトルクの伝達は可能である。すなわち、上述したＨＶ走行モードと、デュアルモードとが、この発明の実施形態における「係合モード」に相当する。

上述したＨＶ走行モードとＥＶ走行モードとは、ＳＯＣや各モータ２，３の温度などの種々の条件によって切り替えられる。また、ＨＶ走行モードを設定する条件が成立している場合には、低車速域では、HV-Loモードが設定され、中車速域では、直結モードが設定され、高車速域では、HV-Hiモードが設定される。さらに、ＥＶ走行モードを設定する条件が成立している場合には、要求駆動力が小さい領域では切り離しモードが設定され、要求駆動力が大きい領域では、デュアルモードが設定される。

上述した走行モードは、HV-Loモード、直結モード、HV-Hiモード、EV-Hiモード、切り離しモード、EV-Loモードの順、またはその反対の順に切り替えられる。この走行モードの切り替えをクラッチ機構の切り替え動作で示すと、第２クラッチ機構ＣＬ２を係合、第１クラッチ機構ＣＬ１を解放、第２クラッチ機構ＣＬ２を解放、第１クラッチ機構ＣＬ１を係合の順、またはその反対の順となり、第１クラッチ機構ＣＬ１と第２クラッチ機構ＣＬ２との係合動作と解放動作とを行うことにより、走行モードが切り替えられる。

また、第１クラッチ機構ＣＬ１を係合させる場合には、第１モータ２によってキャリヤ１２とキャリヤ１８との回転数差を所定差以下に維持した状態で第１クラッチ機構ＣＬ１を係合させ、第２クラッチ機構ＣＬ２を係合させる場合には、第１モータ２によってリングギヤ１６とキャリヤ１８との回転数差を所定差以下に維持した状態で第２クラッチ機構ＣＬ２を係合させる。

したがって、切り離しモードを設定して走行している場合に、例えば、ＳＯＣが低下するなどによってＨＶ走行モードへの切り替え要求があると、第１クラッチ機構ＣＬ１または第２クラッチ機構ＣＬ２を係合させるために第１モータ２の回転数を制御し、その後に、対象となるクラッチ機構ＣＬ１，ＣＬ２を係合する。そして、第１モータ２によってエンジン１をクランキングすることにより、ＨＶ走行モードに切り替えられる。

一方、停車時にＳＯＣが低下した場合や空調機を作動させるなどの比較的大きな電力が要求された場合などには、エンジン１の動力を第１モータ２により電力に変換するために、切り離しモードからHV-Loモード（またはHV-Hiモード）に切り替えることが要求される場合がある。あるいは、停車時にアクセルペダルが大きく踏み込まれるなどによって切り離しモードでは出力できない駆動力が要求された場合には、デュアルモードに切り替えることが要求される場合がある。

そのような場合には、キャリヤ１２とキャリヤ１８との回転数差やリングギヤ１６とキャリヤ１８との回転数差は、所定差未満であるため、クラッチ機構ＣＬ１（ＣＬ２）を係合させ始めることになり、クラッチ機構ＣＬ１（ＣＬ２）を係合させるためのドグ歯同士の先端が接触する頂面停止が生じる可能性がある。

そのため、この発明の実施形態における制御装置は、切り離しモードで停車しないように構成されている。すなわち、切り離しモード以外の走行モードを設定した状態で停車するように構成されている。具体的には、第１クラッチ機構ＣＬ１と第２クラッチ機構ＣＬ２とのいずれか一方を係合し、動力分割機構６を介したトルクの伝達を可能な状態で停車する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２に示してある。図２に示す制御例では、まず、切り離しモードが設定されかつ車速が所定車速未満であるか否かを判断する（ステップＳ１）。このステップＳ１は、切り離しモードで停車するか否かを判断するためのステップであり、したがって、ステップＳ１における所定車速は停車直前と判断し得る回転数（例えば、カウンタシャフト２０が数十rpm）に設定することができる。

切り離しモードでなく、または車速が所定車速以上であることにより、ステップＳ１で否定的に判断された場合は、通常制御を維持して（ステップＳ２）、そのままこのルーチンを一旦終了する。すなわち、例えば、ＨＶ走行モードが設定されている場合には、車速に応じてHV-Loモード、直結モード、HV-Hiモードのいずれかを設定する。また、切り離しモードが設定されているものの所定車速以上である場合には、切り離しモードを維持する。さらに、デュアルモードが設定されている場合には、要求駆動力に応じて走行モードを切り替える。その場合、EV-LoモードとEV-Hiモードとの切り替えは、切り離しモードを介して行われる。なお、この発明の実施形態における制御装置は、切り離しモードで停車することを抑制するものであるから、所定車速未満では、デュアルモード同士での走行モードの切り替えは行わない。

一方、切り離しモードであり、かつ車速が所定車速未満で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、エンジン１と第１モータ２と駆動輪５Ｒ，５Ｌとがトルク伝達可能になるように、いずれか一方のクラッチ機構ＣＬ１（ＣＬ２）を係合する。上述したように低車速域では、通常、HV-Loモードを設定するものであるため、ここでは、第１クラッチ機構ＣＬ１を係合して（ステップＳ３）、このルーチンを一旦終了する。すなわち、切り離しモードから第１クラッチ機構ＣＬ１を係合した走行モード（HV-LoモードまたはEV-Loモード）に切り替える。このステップＳ３では、エンジン１および第１モータ２を停止したままでよい。なお、第１クラッチ機構ＣＬ１よりも第２クラッチ機構ＣＬ２を係合した方が迅速にクラッチ機構を係合できるなどの種々の条件に応じて第２クラッチ機構ＣＬ２を係合してもよい。

図２に示す制御例を実行した場合における車速、エンジン回転数、第１モータ２の回転数、カウンタシャフト２０の回転数、第１クラッチ機構ＣＬ１の係合指示、第１クラッチ機構ＣＬ１における一方のドグ歯のストローク量を検出するセンサ値（ストロークセンサ値）、第１モータ２のトルク（ＭＧ１トルク）、第１クラッチ機構ＣＬ１の係合完了を判定するフラグの変化を図３に示している。なお、エンジン回転数の変化を破線で示し、第１モータ２の回転数の変化を一点鎖線で示している。

図３におけるｔ０時点では、切り離しモードを設定した状態で車両Ｖｅが停車に向けて減速している。そのため、車速の低下に伴ってカウンタシャフトの回転数が次第に低下している。なお、切り離しモードを設定していることにより、エンジン１および第１モータ２は停止している。一方、ｔ０時点では、所定車速以上であることにより、図２におけるステップＳ１で否定的に判断されるため、切り離しモードが維持されている。

車速が所定車速未満になると（ｔ１時点）、上述したステップＳ１で肯定的に判断されるため、第１クラッチ機構ＣＬ１を係合させる。すなわち、第１クラッチ機構ＣＬ１の係合指示がオンに切り替わる。

その結果、ｔ２時点で、ストロークセンサ値が増加し始めている。一方、ｔ２時点では、車両Ｖｅが停車していないため、キャリヤ１２とキャリヤ１８とが相対回転している。そのため、ドグ歯の先端同士が接触しても、キャリヤ１８の回転によりその接触状態が解消されてドグ歯が係合することができる。言い換えると、車両Ｖｅが停車する以前に、ドグ歯が噛み合い始めるようにステップＳ１における所定車速を定めている。したがって、ステップＳ１における所定車速は、ドグ歯が係合し始めるまでの間に車両Ｖｅが停車しないように定められており、減速度などに応じて変更してもよい。

そして、ｔ３時点で停車し、かつｔ４時点で第１クラッチ機構ＣＬ１が完全に係合している。したがって、ｔ４時点で、係合完了を判定するフラグがオンに切り替わっている。

そのように第１クラッチ機構ＣＬ１を係合させて停車している間に、エンジン１を始動する要求があると（ｔ５時点）、第１クラッチ機構ＣＬ１を係合した状態を維持したままエンジン１を始動する。具体的には、ｔ６時点で、駆動時のエンジン１の回転方向（正方向）とは反対方向（負方向）に第１モータ２を回転させるように第１モータ２からトルクを出力する。その結果、第１モータ２が負方向に回転するとともに、エンジン１が正方向に回転してクランキングされて始動する。

この発明の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置は、上述したように切り離しモードで走行している場合に、停車する程度まで車速が低下すると、第１クラッチ機構ＣＬ１を係合する。すなわち、エンジン１と第１モータ２と駆動輪５Ｒ，５Ｌとが動力分割機構６を介して連結された走行モードに切り替える。その場合、第１クラッチ機構ＣＬ１により係合させられるキャリヤ１２とキャリヤ１８とは相対回転しているため、ドグ歯の先端同士が接触したとしても、その接触状態を迅速に解消して係合することができる。また、第１クラッチ機構ＣＬ１を係合した状態で停車することができるため、停車時にエンジン１を始動する要求などがあった場合であっても、第１クラッチ機構ＣＬ１や第２クラッチ機構ＣＬ２を係合動作させる必要がなく、そのまま第１モータ２の回転数を制御することによりエンジン１をクランキングすることができる。すなわち、切り離しモードからクラッチ機構を係合した他の走行モードへの切り替えを走行時に限ることにより、ドグ歯の先端同士が接触することや、それを解消することによる噛み合い時間のばらつきを要因とした走行モードの切り替え時間のばらつきを抑制することができる。

なお、この発明の実施形態における差動機構は、エンジンから駆動輪側に伝達されるトルクの分割率を変更できる機能を備えた差動機構でなくてもよい。

１ エンジン
２，３ モータ
９，１５ サンギヤ
１０，１６，２４ リングギヤ
１２，１８ キャリヤ
ＣＬ１，ＣＬ２ クラッチ機構
Ｖｅ 車両

Claims (1)

1. エンジンとモータと駆動輪とが差動回転可能に連結された差動機構と、前記差動機構のうちの二つの回転要素を係合する噛み合い式クラッチ機構とを備え、前記噛み合い式クラッチ機構を係合することにより、前記差動機構を介した前記エンジンと前記駆動輪とのトルクの伝達を可能にする係合モードと、前記噛み合い式クラッチ機構を解放することにより、前記差動機構を介したトルクの伝達を遮断した切り離しモードとの少なくとも二つ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おいて、
   前記走行モードを制御するコントローラを備え、
   前記切り離しモードを設定した走行時に車速が予め定められた所定車速以下に低下した場合に、前記係合モードに切り替えるように構成されている
   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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