WO2013088501A1 - ハイブリッド車両の駆動制御装置 - Google Patents

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WO2013088501A1
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clutch
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planetary gear
brake
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PCT/JP2011/078731
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宏司 林
正人 寺島
広康 原田
智仁 大野
石井 啓之
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トヨタ自動車株式会社
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    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • B60W30/20Reducing vibrations in the driveline
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    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902Prime movers comprising electrical and internal combustion motors

Definitions

  • the present invention relates to a drive control device for a hybrid vehicle, and more particularly to an improvement for suppressing vibration of a power transmission system.
  • a hybrid vehicle including at least one electric motor that functions as a drive source is known.
  • this is the vehicle described in Patent Document 1.
  • the brake is provided to fix the output shaft of the internal combustion engine to the non-rotating member, and according to the traveling state of the vehicle. By controlling the engagement state of the brake, it is possible to improve the energy efficiency of the vehicle and to travel according to the driver's request.
  • the frequency of the input torque (variation) input from the traveling road surface side to the power transmission system and the resonance frequency in the power transmission system May coincide with each other, or when the frequency of fluctuations related to engine start and the resonance frequency in the power transmission system coincide with each other, the input torque may be amplified to increase the vibration of the power transmission system.
  • the present invention has been made against the background of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a drive control device for a hybrid vehicle that suppresses vibration of a power transmission system.
  • the gist of the first invention is that the first rotating element connected to the first electric motor, the second rotating element connected to the engine, and the output rotating member.
  • a first differential mechanism including a third rotating element; a first rotating element coupled to a second electric motor; a second rotating element; and a third rotating element, wherein the second rotating element and the third rotating element Any one of the second differential mechanism connected to the third rotating element in the first differential mechanism, the second rotating element in the first differential mechanism, and the second rotating element in the second differential mechanism
  • a clutch that selectively engages a rotation element that is not connected to the third rotation element in the first differential mechanism among the third rotation elements, a second rotation element in the second differential mechanism, and Of the third rotating element, the third in the first differential mechanism.
  • a brake that selectively engages the rotating element not connected to the rolling element with the non-rotating member, and when resonance of the power transmission system in the hybrid vehicle is detected or predicted, The engagement state of at least one of the clutch and the brake is switched.
  • the first rotating element connected to the first electric motor, the second rotating element connected to the engine, and the third rotating element connected to the output rotating member are provided.
  • 1 differential mechanism, and the 1st rotation element connected with the 2nd electric motor, the 2nd rotation element, and the 3rd rotation element, and any one of these 2nd rotation elements and the 3rd rotation element is the 1st difference.
  • the second differential mechanism coupled to the third rotary element in the moving mechanism the second rotary element in the first differential mechanism, and the second rotary element and the third rotary element in the second differential mechanism
  • a brake that selectively engages the rotating element with the non-rotating member, and when a resonance of the power transmission system in the hybrid vehicle is detected or predicted, at least one of the clutch and the brake Since the engagement state is switched, when resonance of the power transmission system is detected or predicted, the resonance point is changed by changing the inertia balance of the power transmission system, and the occurrence of resonance is suitably suppressed. be able to. That is, it is possible to provide a drive control device for a hybrid vehicle that suppresses vibration of the power transmission system.
  • the gist of the second invention subordinate to the first invention is that the shift position of the hybrid vehicle is a stop position, and the temperature of the power transmission system is equal to or lower than a predetermined threshold value. In this case, the engagement state of at least one of the clutch and the brake is switched.
  • the temperature of the power transmission system preferably corresponds mainly to the temperature of the engine such as water temperature or oil temperature and the temperature of the battery connected to the first electric motor and the second electric motor. In this way, the resonance of the power transmission system can be detected or predicted in a practical manner, and the occurrence of resonance can be suitably suppressed.
  • the gist of the third invention subordinate to the first invention is that a change input to the power transmission system is detected or predicted based on a vehicle speed and a rotational speed of the engine from a predetermined relationship. In this case, the engagement state of at least one of the clutch and the brake is switched. In this way, the resonance of the power transmission system can be detected or predicted in a practical manner, and the occurrence of resonance can be suitably suppressed.
  • FIG. 1 is a skeleton diagram illustrating a configuration of a hybrid vehicle drive device to which the present invention is preferably applied. It is a figure explaining the principal part of the control system provided in order to control the drive of the drive device of FIG.
  • FIG. 2 is an engagement table showing clutch and brake engagement states in each of five types of travel modes established in the drive device of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a collinear diagram that can represent the relative relationship of the rotational speeds of the respective rotary elements on a straight line in the drive device of FIG. 1, and is a diagram corresponding to modes 1 and 3 of FIG. 3.
  • FIG. 1 is a skeleton diagram illustrating a configuration of a hybrid vehicle drive device to which the present invention is preferably applied. It is a figure explaining the principal part of the control system provided in order to control the drive of the drive device of FIG.
  • FIG. 2 is an engagement table showing clutch and brake engagement states in each of five types of travel modes established in the drive device of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a collinear diagram
  • FIG. 4 is a collinear diagram that can represent the relative relationship of the rotation speeds of the respective rotary elements on a straight line in the drive device of FIG. 1, corresponding to mode 2 of FIG. 3.
  • FIG. 4 is a collinear diagram that can represent the relative relationship of the rotational speeds of the respective rotary elements on a straight line in the drive device of FIG. 1, corresponding to mode 4 of FIG. 3.
  • FIG. 4 is a collinear diagram that can represent the relative relationship of the rotational speeds of the respective rotary elements on a straight line in the drive device of FIG. 1, corresponding to mode 5 of FIG. 3. It is a figure explaining the transmission efficiency in the drive device of FIG. It is a functional block diagram explaining the principal part of the control function with which the electronic control apparatus in the drive device of FIG. 1 was equipped.
  • the drive device of FIG. 1 it is a figure which illustrates typically that the resonant frequency of a power transmission system changes according to the engagement state of a clutch. It is a figure explaining the change of the characteristic (resonance frequency) of the power transmission system according to the engagement state of the clutch in the drive device of FIG.
  • the drive device of FIG. 1 it is a figure which illustrates typically that the resonant frequency of a power transmission system changes according to the engagement state of a clutch and a brake. It is a figure explaining the change of the characteristic (resonance frequency) of the power transmission system according to the engagement state of the clutch and brake in the drive device of FIG.
  • the clutch and the brake are preferably hydraulic engagement devices whose engagement state is controlled (engaged or released) according to the hydraulic pressure, for example, a wet multi-plate friction engagement device.
  • a meshing engagement device that is, a so-called dog clutch (meshing clutch) may be used.
  • the engagement state may be controlled (engaged or released) according to an electrical command, such as an electromagnetic clutch or a magnetic powder clutch.
  • one of a plurality of travel modes is selectively established according to the engagement state of the clutch and the brake.
  • the operation of the engine is stopped and the brake is engaged and the clutch is released in an EV traveling mode in which at least one of the first electric motor and the second electric motor is used as a driving source for traveling.
  • mode 1 is established
  • mode 2 is established by engaging both the brake and the clutch.
  • the mode is set when the brake is engaged and the clutch is released.
  • Mode 4 is established when the brake is released and the clutch is engaged
  • mode 5 is established when both the brake and the clutch are released.
  • each rotating element in each of the first differential mechanism and the second differential mechanism when the clutch is engaged and the brake is released.
  • the arrangement order indicates the first rotation in the first differential mechanism when the rotation speeds corresponding to the second rotation element and the third rotation element in each of the first differential mechanism and the second differential mechanism are superimposed.
  • FIG. 1 is a skeleton diagram illustrating the configuration of a hybrid vehicle drive device 10 (hereinafter simply referred to as drive device 10) to which the present invention is preferably applied.
  • the drive device 10 of the present embodiment is a device for horizontal use that is preferably used in, for example, an FF (front engine front wheel drive) type vehicle and the like, and an engine 12, which is a main power source,
  • the first electric motor MG1, the second electric motor MG2, the first planetary gear device 14 as a first differential mechanism, and the second planetary gear device 16 as a second differential mechanism are provided on a common central axis CE.
  • the driving device 10 is configured substantially symmetrically with respect to the central axis CE, and the lower half of the central line is omitted in FIG. The same applies to each of the following embodiments.
  • the engine 12 is, for example, an internal combustion engine such as a gasoline engine that generates driving force by combustion of fuel such as gasoline injected in a cylinder.
  • the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2 are preferably so-called motor generators each having a function as a motor (engine) for generating driving force and a generator (generator) for generating reaction force.
  • Each stator (stator) 18, 22 is fixed to a housing (case) 26 that is a non-rotating member, and the rotor (rotor) 20, 24 is provided on the inner peripheral side of each stator 18, 22. Has been.
  • the first planetary gear unit 14 is a single pinion type planetary gear unit having a gear ratio of ⁇ 1, and serves as a second rotating element that supports the sun gear S1 and the pinion gear P1 as the first rotating element so as to be capable of rotating and revolving.
  • a ring gear R1 as a third rotating element that meshes with the sun gear S1 via the carrier C1 and the pinion gear P1 is provided as a rotating element (element).
  • the second planetary gear device 16 is a single pinion type planetary gear device having a gear ratio of ⁇ 2, and serves as a second rotating element that supports the sun gear S2 and the pinion gear P2 as the first rotating element so as to be capable of rotating and revolving.
  • a ring gear R2 as a third rotating element that meshes with the sun gear S2 via the carrier C2 and the pinion gear P2 is provided as a rotating element (element).
  • the sun gear S1 of the first planetary gear unit 14 is connected to the rotor 20 of the first electric motor MG1.
  • the carrier C1 of the first planetary gear unit 14 is connected to an input shaft 28 that is rotated integrally with the crankshaft of the engine 12.
  • the input shaft 28 is centered on the central axis CE.
  • the direction of the central axis of the central axis CE is referred to as an axial direction (axial direction) unless otherwise distinguished.
  • the ring gear R1 of the first planetary gear device 14 is connected to an output gear 30 that is an output rotating member, and is also connected to the ring gear R2 of the second planetary gear device 16.
  • the sun gear S2 of the second planetary gear device 16 is connected to the rotor 24 of the second electric motor MG2.
  • the driving force output from the output gear 30 is transmitted to a pair of left and right driving wheels (not shown) via a differential gear device and an axle (not shown).
  • torque input to the drive wheels from the road surface of the vehicle is transmitted (input) from the output gear 30 to the drive device 10 via the differential gear device and the axle.
  • a mechanical oil pump 32 such as a vane pump is connected to an end portion of the input shaft 28 opposite to the engine 12, and an original pressure of a hydraulic control circuit 60 or the like to be described later when the engine 12 is driven.
  • the hydraulic pressure is output.
  • an electric oil pump driven by electric energy may be provided.
  • the carrier C1 of the first planetary gear device 14 and the carrier C2 of the second planetary gear device 16 are selectively engaged between the carriers C1 and C2 (between the carriers C1 and C2).
  • a clutch CL is provided.
  • a brake BK for selectively engaging (fixing) the carrier C2 with respect to the housing 26 is provided between the carrier C2 of the second planetary gear device 16 and the housing 26 which is a non-rotating member.
  • the clutch CL and the brake BK are preferably hydraulic engagement devices whose engagement states are controlled (engaged or released) according to the hydraulic pressure supplied from the hydraulic control circuit 60.
  • a wet multi-plate friction engagement device or the like is preferably used, but a meshing engagement device, that is, a so-called dog clutch (meshing clutch) may be used.
  • an engagement state may be controlled (engaged or released) according to an electrical command supplied from the electronic control device 40, such as an electromagnetic clutch or a magnetic powder clutch.
  • the first planetary gear device 14 and the second planetary gear device 16 are arranged coaxially with the input shaft 28 (on the central axis CE), and , Are arranged at positions facing each other in the axial direction of the central axis CE. That is, with respect to the axial direction of the central axis CE, the first planetary gear device 14 is disposed on the engine 12 side with respect to the second planetary gear device 16. With respect to the axial direction of the central axis CE, the first electric motor MG1 is disposed on the engine 12 side with respect to the first planetary gear unit 14.
  • the second electric motor MG1 is disposed on the opposite side of the engine 12 with respect to the second planetary gear device 16. That is, the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2 are arranged at positions facing each other with the first planetary gear device 14 and the second planetary gear device 16 interposed therebetween with respect to the axial direction of the central axis CE. . That is, in the drive device 10, in the axial direction of the central axis CE, the first electric motor MG1, the first planetary gear device 14, the clutch CL, the second planetary gear device 16, the brake BK, Those components are arranged on the same axis in the order of the two electric motors MG2.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a main part of a control system provided in the driving device 10 in order to control the driving of the driving device 10.
  • the electronic control unit 40 shown in FIG. 2 includes a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like, and executes signal processing in accordance with a program stored in advance in the ROM while using a temporary storage function of the RAM.
  • the microcomputer is a so-called microcomputer, and executes various controls related to driving of the drive device 10 including drive control of the engine 12 and hybrid drive control related to the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2. That is, in this embodiment, the electronic control device 40 corresponds to a drive control device for a hybrid vehicle to which the drive device 10 is applied.
  • the electronic control device 40 is configured as an individual control device for each control as required, such as for output control of the engine 12 and for operation control of the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2.
  • the electronic control device 40 is configured to be supplied with various signals from sensors, switches, and the like provided in each part of the driving device 10. That is, a signal representing an accelerator opening degree A CC which is an operation amount of an accelerator pedal (not shown) corresponding to a driver's output request amount by the accelerator opening sensor 42, and an engine which is the rotation speed of the engine 12 by the engine rotation speed sensor 44.
  • a signal representing an accelerator opening degree A CC which is an operation amount of an accelerator pedal (not shown) corresponding to a driver's output request amount by the accelerator opening sensor 42
  • an engine which is the rotation speed of the engine 12 by the engine rotation speed sensor 44.
  • the electronic control device 40 is configured to output an operation command to each part of the driving device 10. That is, as an engine output control command for controlling the output of the engine 12, a fuel injection amount signal for controlling a fuel supply amount to an intake pipe or the like by the fuel injection device, and an ignition timing (ignition timing) of the engine 12 by the ignition device.
  • An ignition signal to be commanded, an electronic throttle valve drive signal supplied to the throttle actuator for operating the throttle valve opening ⁇ TH of the electronic throttle valve, and the like are output to an engine control device 56 that controls the output of the engine 12.
  • the A command signal for commanding the operation of the first motor MG1 and the second motor MG2 is output to the inverter 58, and electric energy corresponding to the command signal is transmitted from the battery via the inverter 58 to the first motor MG1 and the second motor.
  • the output (torque) of the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2 is controlled by being supplied to MG2.
  • Electric energy generated by the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2 is supplied to the battery via the inverter 58 and stored in the battery.
  • a command signal for controlling the engagement state of the clutch CL and the brake BK is supplied to an electromagnetic control valve such as a linear solenoid valve provided in the hydraulic control circuit 60, and the hydraulic pressure output from the electromagnetic control valve is controlled.
  • an electromagnetic control valve such as a linear solenoid valve provided in the hydraulic control circuit 60
  • the drive device 10 functions as an electric differential unit that controls the differential state between the input rotation speed and the output rotation speed by controlling the operation state via the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2.
  • the electric energy generated by the first electric motor MG1 is supplied to the battery and the second electric motor MG2 via the inverter 58.
  • the main part of the power of the engine 12 is mechanically transmitted to the output gear 30, while a part of the power is consumed for power generation of the first electric motor MG 1 and is converted into electric energy there.
  • the electric energy is supplied to the second electric motor MG2 through the inverter 58.
  • the second electric motor MG2 is driven, and the power output from the second electric motor MG2 is transmitted to the output gear 30.
  • Electrical path from conversion of part of the power of the engine 12 into electrical energy and conversion of the electrical energy into mechanical energy by related equipment from the generation of the electrical energy to consumption by the second electric motor MG2. Is configured.
  • FIG. 3 is an engagement table showing the engagement states of the clutch CL and the brake BK in each of the five types of travel modes established in the drive device 10, wherein the engagement is “ ⁇ ” and the release is blank. Show. In each of the travel modes “EV-1” and “EV-2” shown in FIG. 3, the operation of the engine 12 is stopped, and at least one of the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2 is used for traveling. This is an EV travel mode used as a drive source.
  • HV-1”, “HV-2”, and “HV-3” all drive the engine 12 as a driving source for traveling, for example, and the first motor MG1 and the second motor MG2 as required.
  • This is a hybrid travel mode for driving or generating power.
  • a reaction force may be generated by at least one of the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2, or may be idled in an unloaded state.
  • the operation of the engine 12 is stopped, and in the EV traveling mode in which at least one of the first electric motor MG ⁇ b> 1 and the second electric motor MG ⁇ b> 2 is used as a driving source for traveling.
  • mode 1 travel mode 1
  • 2 travel mode 2
  • the brake BK is engaged.
  • HV-1 which is mode 3 (travel mode 3) by releasing the clutch CL
  • mode 4 travel mode 4
  • HV-2 is established
  • HV-3 which is mode 5 (travel mode 5) is established by releasing both the brake BK and the clutch CL.
  • FIGS. 4 to 7 show the rotation elements of the driving device 10 (the first planetary gear device 14 and the second planetary gear device 16) that have different coupling states depending on the engagement states of the clutch CL and the brake BK.
  • FIG. 2 shows a collinear chart that can represent the relative relationship of rotational speed on a straight line, showing the relative relationship of the gear ratio ⁇ of the first planetary gear device 14 and the second planetary gear device 16 in the horizontal axis direction, It is a two-dimensional coordinate which shows a relative rotational speed in an axial direction.
  • the rotational speeds of the output gears 30 when the vehicle moves forward are represented as positive directions (positive rotations).
  • a horizontal line X1 indicates zero rotation speed.
  • the solid line Y1 indicates the sun gear S1 (first electric motor MG1) of the first planetary gear unit 14, the broken line Y2 indicates the sun gear S2 (second electric motor MG2) of the second planetary gear unit 16,
  • the solid line Y3 is the carrier C1 (engine 12) of the first planetary gear unit 14, the broken line Y3 'is the carrier C2 of the second planetary gear unit 16, and the solid line Y4 is the ring gear R1 (output gear 30) of the first planetary gear unit 14.
  • the broken line Y4 ′ indicates the relative rotational speed of each ring gear R2 of the second planetary gear unit 16.
  • the relative rotational speeds of the three rotating elements in the first planetary gear device 14 are indicated by a solid line L1
  • the relative rotational speeds of the three rotating elements in the second planetary gear device 16 are indicated by solid lines L1.
  • Each is indicated by a broken line L2.
  • the intervals between the vertical lines Y1 to Y4 (Y2 to Y4 ′) are determined according to the gear ratios ⁇ 1 and ⁇ 2 of the first planetary gear device 14 and the second planetary gear device 16. That is, regarding the vertical lines Y1, Y3, Y4 corresponding to the three rotating elements in the first planetary gear device 14, the space between the sun gear S1 and the carrier C1 corresponds to 1, and the carrier C1 and the ring gear R1 The interval corresponds to ⁇ 1.
  • the gear ratio ⁇ 2 of the second planetary gear device 16 is preferably larger than the gear ratio ⁇ 1 of the first planetary gear device 14 ( ⁇ 2> ⁇ 1).
  • EV-1 shown in FIG. 3 corresponds to mode 1 (travel mode 1) in the drive device 10, and preferably the operation of the engine 12 is stopped and the second electric motor MG2 is stopped. Is an EV traveling mode used as a driving source for traveling.
  • FIG. 4 is a collinear diagram corresponding to this mode 1, and will be described using this collinear diagram.
  • the clutch CL is released, the carrier C1 and the second planetary gear device 14 of the first planetary gear unit 14 are disengaged.
  • the planetary gear device 16 can rotate relative to the carrier C2.
  • Engagement of the brake BK causes the carrier C2 of the second planetary gear device 16 to be connected (fixed) to the housing 26, which is a non-rotating member, so that its rotational speed is zero.
  • the rotation direction of the sun gear S2 and the rotation direction of the ring gear R2 are opposite to each other, and negative torque (torque in the negative direction) is generated by the second electric motor MG2.
  • the torque causes the ring gear R2, that is, the output gear 30, to rotate in the positive direction. That is, by outputting negative torque by the second electric motor MG2, the hybrid vehicle to which the drive device 10 is applied can be caused to travel forward.
  • the first electric motor MG1 is idled.
  • FIG. 3 corresponds to mode 2 (traveling mode 2) in the driving apparatus 10, and preferably the operation of the engine 12 is stopped and the first electric motor MG1 is stopped.
  • this is an EV traveling mode in which at least one of the second electric motor MG2 is used as a driving source for traveling.
  • FIG. 5 is a collinear diagram corresponding to this mode 2. If the collinear diagram is used to explain, the carrier C1 of the first planetary gear device 14 and the first planetary gear device 14 are engaged by engaging the clutch CL. The relative rotation of the two planetary gear unit 16 with the carrier C2 is disabled.
  • the carrier C2 of the second planetary gear device 16 and the carrier C1 of the first planetary gear device 14 engaged with the carrier C2 are non-rotating members. Are connected (fixed) to each other and their rotational speed is zero.
  • the rotation direction of the sun gear S1 is opposite to the rotation direction of the ring gear R1 in the first planetary gear device 14, and the rotation of the sun gear S2 is reversed in the second planetary gear device 16.
  • the direction and the rotation direction of the ring gear R2 are opposite to each other.
  • the hybrid vehicle to which the drive device 10 is applied can be caused to travel forward by outputting negative torque by at least one of the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2.
  • the mode 2 it is possible to establish a mode in which power generation is performed by at least one of the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2.
  • HV-1 shown in FIG. 3 corresponds to mode 3 (traveling mode 3) in the driving device 10, and is preferably used as a driving source for traveling when the engine 12 is driven. This is a hybrid travel mode in which driving or power generation is performed by the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2 as necessary.
  • the collinear diagram of FIG. 4 also corresponds to this mode 3. If described using this collinear diagram, the carrier C1 of the first planetary gear device 14 and the carrier C1 are released by releasing the clutch CL. The second planetary gear device 16 can rotate relative to the carrier C2.
  • “HV-2” shown in FIG. 3 corresponds to mode 4 (travel mode 4) in the drive device 10, and is preferably used as a drive source for travel when the engine 12 is driven.
  • This is a hybrid travel mode in which driving or power generation is performed by the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2 as necessary.
  • FIG. 6 is a collinear diagram corresponding to the mode 4, and will be described using this collinear diagram.
  • the ring gears R1 and R2 Since the ring gears R1 and R2 are connected to each other, the ring gears R1 and R2 operate as one rotating element that is rotated integrally. That is, in the mode 4, the rotating elements in the first planetary gear device 14 and the second planetary gear device 16 in the driving device 10 function as a differential mechanism including four rotating elements as a whole. That is, four gears in order from the left in FIG. 6 are the sun gear S1 (first electric motor MG1), the sun gear S2 (second electric motor MG2), the carriers C1 and C2 (engine 12) connected to each other, A composite split mode is obtained in which ring gears R1 and R2 (output gear 30) connected to each other are connected in this order.
  • the arrangement order of the rotating elements in the first planetary gear device 14 and the second planetary gear device 16 in the alignment chart is a sun gear S1 indicated by a vertical line Y1.
  • the sun gear S2 indicated by the vertical line Y2, the carriers C1 and C2 indicated by the vertical line Y3 (Y3 ′), and the ring gears R1 and R2 indicated by the vertical line Y4 (Y4 ′) are arranged in this order.
  • the gear ratios ⁇ 1 and ⁇ 2 of the first planetary gear device 14 and the second planetary gear device 16 are respectively shown in FIG.
  • the line Y2 is arranged in the above-described order, that is, the interval between the vertical line Y1 and the vertical line Y3 is wider than the interval between the vertical line Y2 and the vertical line Y3 ′.
  • the sun gears S1 and S2 and the carriers C1 and C2 correspond to 1
  • the carriers C1 and C2 and the ring gears R1 and R2 correspond to ⁇ 1 and ⁇ 2.
  • the gear ratio ⁇ 2 of the second planetary gear device 16 is larger than the gear ratio ⁇ 1 of the first planetary gear device 14.
  • the carrier C1 of the first planetary gear device 14 and the carrier C2 of the second planetary gear device 16 are connected, and the carriers C1 and C2 are connected to each other. It can be rotated integrally.
  • the reaction force can be applied to the output of the engine 12 by either the first electric motor MG1 or the second electric motor MG2. That is, when the engine 12 is driven, the reaction force can be shared by one or both of the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2, and the engine 12 can be operated at an efficient operating point, or the torque caused by heat. It is possible to run to ease restrictions such as restrictions.
  • the efficiency can be improved by controlling the first motor MG1 and the second motor MG2 so as to receive the reaction force preferentially by the motor that can operate efficiently.
  • relatively vehicle speed V is high high-speed drive and at the time of relatively engine rotational speed N E is lower low rotation, there is a case where the rotational speed N MG1 of the first electric motor MG1 is a negative value or negative rotation.
  • the reaction force of the engine 12 is received by the first electric motor MG1
  • the first electric motor MG1 is in a reverse rotation state in which electric power is consumed and negative torque is generated, resulting in a reduction in efficiency. There is a risk of connection.
  • the rotational speed of the second electric motor MG2 indicated by the vertical line Y2 is negative compared to the rotational speed of the first electric motor MG1 indicated by the vertical line Y1. It is often difficult to take the value of and the reaction force of the engine 12 can be received in the forward rotation state. Therefore, when the rotational speed of the first electric motor MG1 is a negative value, the fuel efficiency is improved by improving the efficiency by controlling the second electric motor MG2 to receive the reaction force of the engine 12 preferentially. Can be achieved. Further, when torque is limited by heat in either the first electric motor MG1 or the second electric motor MG2, the driving force is assisted by regeneration or output of an electric motor that is not torque limited, so that the engine 12 It is possible to ensure a reaction force necessary for driving.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the transmission efficiency in the drive device 10, wherein the horizontal axis represents the transmission ratio and the vertical axis represents the theoretical transmission efficiency.
  • the gear ratio shown in FIG. 8 is the ratio of the input side rotational speed to the output side rotational speed, that is, the reduction ratio in the first planetary gear device 14 and the second planetary gear device 16, for example, the rotation of the output gear 30. This corresponds to the ratio of the rotational speed of the input rotary member such as the carrier C1 to the speed (rotational speed of the ring gears R1 and R2).
  • the left side of the drawing is the high gear side with a small gear ratio
  • the right side is the low gear side with a large gear ratio.
  • the theoretical transmission efficiency shown in FIG. 8 is a theoretical value of the transmission efficiency in the drive device 10, and the power input to the first planetary gear device 14 and the second planetary gear device 16 is mechanical without passing through an electrical path.
  • the maximum efficiency is 1.0 when all of the signals are transmitted to the output gear 30 by simple transmission.
  • the transmission efficiency in the mode 3 (HV-1) in the driving device 10 is indicated by a one-dot chain line, and the transmission efficiency in the mode 4 (HV-2) is indicated by a solid line.
  • the transmission efficiency in the mode 3 (HV-1) in the driving device 10 is the maximum efficiency at the speed ratio ⁇ 1.
  • the rotational speed of the first electric motor MG1 (sun gear S1) becomes zero, and the electric path caused by receiving the reaction force in the first electric motor MG1 becomes zero, and only mechanical power transmission is performed.
  • an operating point at which power can be transmitted from the engine 12 to the second electric motor MG2 to the output gear 30 is obtained.
  • the gear ratio ⁇ 1 is a gear ratio on the overdrive side, that is, a gear ratio smaller than 1.
  • the gear ratio ⁇ 1 is referred to as a first mechanical transmission gear ratio ⁇ 1.
  • the transmission efficiency in the mode 3 gradually decreases as the gear ratio becomes a value on the low gear side with respect to the first machine transmission gear ratio ⁇ 1, while the gear ratio becomes the first machine transmission. As it becomes a value on the high gear side with respect to the gear ratio ⁇ 1, it decreases more rapidly than on the low gear side.
  • the first electric motor MG1 according to the collinear diagram of FIG. 6 is used for the four rotating elements formed by the engagement of the clutch CL.
  • the gear ratios ⁇ 1, ⁇ 2 of the first planetary gear device 14 and the second planetary gear device 16 are determined so that the rotational speeds of the second motor MG2 are different positions on the horizontal axis,
  • the transmission efficiency in mode 4 has a mechanical point in the speed ratio ⁇ 2 in addition to the speed ratio ⁇ 1. That is, at the time of the mode 4, the rotational speed of the first electric motor MG1 becomes zero at the first mechanical transmission speed ratio ⁇ 1, and the electric path due to receiving the reaction force at the first electric motor MG1 becomes zero.
  • a mechanical point is realized as well as a mechanical point where the rotational speed of the second electric motor MG2 becomes zero at the gear ratio ⁇ 2 and the electric path by the reaction force is zero in the second electric motor MG2.
  • the speed ratio ⁇ 2 is referred to as a second mechanical transmission speed ratio ⁇ 2.
  • the second machine transmission speed ratio ⁇ 2 corresponds to a speed ratio smaller than the first machine transmission speed ratio ⁇ 1. That is, in the mode 4 in the driving device 10, the system has a mechanical point on the high gear side with respect to the mode 3 time.
  • the transmission efficiency at the time of the mode 4 is sharper than the transmission efficiency at the time of the mode 3 in the region on the low gear side from the first mechanical transmission speed ratio ⁇ 1 as the speed ratio increases. descend.
  • the region of the gear ratio between the first machine transmission speed ratio ⁇ 1 and the second machine transmission speed ratio ⁇ 2 is curved toward the low efficiency side. In this region, the transmission efficiency in the mode 4 is equal to or higher than the transmission efficiency in the mode 3.
  • the transmission efficiency at the time of the mode 4 is relatively higher than the transmission efficiency at the time of the mode 3 although the transmission efficiency decreases in the region on the high gear side from the second mechanical transmission speed ratio ⁇ 2 as the shift ratio decreases. .
  • the engine 12 is driven as a driving source for traveling, for example, and is driven as necessary by the first electric motor MG ⁇ b> 1 and the second electric motor MG ⁇ b> 2.
  • transmission efficiency can be improved by appropriately switching between mode 3 (HV-1) and mode 4 (HV-2).
  • HV-1 mode 3
  • HV-2 mode 4
  • the mode 3 is established in the region of the gear ratio on the low gear side from the first machine low speed gear ratio ⁇ 1
  • the mode 4 is established in the region of the gear ratio on the high gear side from the first machine transmission gear ratio ⁇ 1.
  • “HV-3” shown in FIG. 3 corresponds to mode 5 (traveling mode 5) in the driving device 10, and is preferably used as a driving source for traveling when the engine 12 is driven.
  • This is a hybrid travel mode in which driving or power generation is performed by the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2 as necessary.
  • FIG. 7 is a collinear diagram corresponding to this mode 5. If described with reference to this collinear diagram, the carrier C1 of the first planetary gear unit 14 and the second planetary gear device 14 are released by releasing the clutch CL.
  • the planetary gear device 16 can rotate relative to the carrier C2.
  • the carrier C2 of the second planetary gear device 16 can be rotated relative to the housing 26, which is a non-rotating member.
  • the second electric motor MG2 can be disconnected from the drive system (power transmission path) and stopped.
  • the second electric motor MG2 is always rotated with the rotation of the output gear 30 (ring gear R2) when the vehicle is traveling.
  • the rotation speed of the second electric motor MG2 reaches a limit value (upper limit value), or the rotation speed of the ring gear R2 is increased and transmitted to the sun gear S2. Therefore, from the viewpoint of improving efficiency, it is not always preferable to always rotate the second electric motor MG2 at a relatively high vehicle speed.
  • the second motor MG2 is driven by the engine 12 and the first motor MG1 by separating the second motor MG2 from the drive system at a relatively high vehicle speed, thereby driving the second motor MG2.
  • the engine 12 is driven and used as a driving source for traveling, and is driven by the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2 as necessary.
  • hybrid running in which power generation is performed three combinations of HV-1 (mode 3), HV-2 (mode 4), and HV-3 (mode 5) are achieved by a combination of engagement and release of the clutch CL and the brake BK.
  • Modes can be established selectively. Thereby, for example, by selectively establishing the mode with the highest transmission efficiency among these three modes according to the vehicle speed, the gear ratio, etc. of the vehicle, it is possible to improve the transmission efficiency and thus improve the fuel efficiency. it can.
  • FIG. 9 is a functional block diagram for explaining the main part of the control function provided in the electronic control unit 40.
  • the resonance determination unit 70 shown in FIG. 9 determines resonance of the power transmission system in the hybrid vehicle to which the drive device 10 is applied. That is, the occurrence of resonance in the power transmission system is detected or predicted.
  • the power transmission system is a device related to power transmission from a drive source to a drive wheel, that is, a so-called drive line, and in a hybrid vehicle to which the drive device 10 is applied, the drive source is the drive source.
  • the first planetary gear unit 14 and the second planetary gear provided in the power transmission path from the engine 12, the first electric motor MG1, the second electric motor MG2, etc. to the tire 68 (see FIG. 12) as drive wheels.
  • the power transmission device includes the gear device 16, the input shaft 28, the output gear 30, the damper 62, the differential gear device 64, the tire 66, the body 68, and the like (see FIGS. 10 and 12).
  • the resonance determination unit 70 preferably includes a P range cryogenic temperature determination unit 72 and a fluctuation input determination unit 74, and the P range cryogenic temperature determination unit 72 to the fluctuation input determination unit 74.
  • the P-range cryogenic temperature determination unit 72 transmits the power based on whether or not the shift position of the hybrid vehicle is a stop position and the temperature of the power transmission system is equal to or lower than a predetermined threshold. Determine resonance in the system.
  • the operating position P S of the shift operation device detected by the shift sensor 54 is in a stopped position or a parking range (parking position), and the oil temperature T OIL detected by the oil temperature sensor 52 is predetermined If it is equal to or less than the threshold value T bo (for example, about ⁇ 20 ° C.), the resonance of the power transmission system in the hybrid vehicle is determined.
  • the threshold value T bo for example, about ⁇ 20 ° C.
  • the temperature of the power transmission system preferably corresponds to the oil temperature T OIL of the hydraulic oil supplied to each part in the drive device 10, but the cooling water temperature of the engine 12, the first temperature It may correspond to the temperature of the battery connected to the electric motor MG1 and the second electric motor MG2, or corresponds to the average value of the oil temperature of the hydraulic oil, the cooling water temperature of the engine, and the battery temperature. Also good.
  • the variation input determination unit 74 determines a resonance in the power transmission system on the basis of the rotational speed N E of the vehicle speed V and the engine 12 from the predetermined relationship. For example, based on the engine rotational speed sensor N E detected by the vehicle speed V and the engine rotational speed sensor 44 corresponds to the output rotation speed N OUT detected by the output rotation speed sensor 50, the travel road (driving wheel of the vehicle ) Is calculated from the frequency of fluctuation (input torque), and when the frequency of fluctuation substantially coincides with the resonance frequency of the power transmission system, that is, within a specified range (frequency band) centered on the resonance frequency. If included, the input of fluctuation to the power transmission system is detected or predicted.
  • the resonance frequency of the power transmission system is determined by the inertia of each part in the driving device 10, and is determined according to the engagement state of the clutch CL and the brake BK as will be described later.
  • the resonance frequency of the drive device 10 corresponding to the engagement state of the clutch CL and the brake BK is experimentally obtained and stored in advance, and the fluctuation input determination unit 74 is configured so that the vehicle speed V and frequency variation from the traveling road surface of the vehicle is calculated based on the engine speed N E, whether substantially coincides with the resonance frequency of the driving device 10 in accordance with the engagement state of the clutch CL and the brake BK If the determination is affirmative, the fluctuation input to the power transmission system is detected or predicted.
  • a torsional damper or the like for suppressing vibration between the engine 12 and the transaxle.
  • the power transmission system (drive line) including this torsional damper has a specific resonance frequency depending on the configuration of each part.
  • the fluctuation is amplified if the frequency of the fluctuation matches the resonance frequency of the power transmission system including the torsional damper. As a result, a large torque is applied to the power transmission system, which may affect the durability of members such as the input shaft.
  • a torque limiter is set on the damper so that torque exceeding a predetermined value is not input to the input side configuration including the input shaft, or the input shaft is enlarged (larger diameter). Measures such as increasing the strength of the input side configuration were taken. However, such measures have caused new problems such as hindering downsizing and weight reduction of the apparatus and increasing manufacturing costs.
  • FIG. 10 is a diagram schematically illustrating that in the driving device 10, the resonance frequency of the power transmission system varies depending on the engagement state of the clutch CL.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a change in the characteristic (resonance frequency) of the power transmission system according to the engagement state of the clutch CL.
  • the characteristic when the clutch CL is released is indicated by a solid line.
  • the characteristics in the engaged state are indicated by broken lines, respectively.
  • a resonance point (resonance frequency) in the drive device 10 is changed according to engagement or release of the clutch CL. That is, as shown in the upper stage of FIG.
  • the second electric motor MG2 in a state where the clutch CL is released, the second electric motor MG2 is connected to a power transmission system related to power transmission between the engine 12 and the first electric motor MG1. Absent.
  • the second electric motor MG2 is connected to the power transmission system related to the power transmission between the engine 12 and the first electric motor MG1. Since the configuration including the rotor 24 and the like of the second electric motor MG2 is added to the power transmission system, as shown in FIG. 11, the inertia characteristic (inertia balance) changes and the resonance point of the power transmission system changes. Is done.
  • FIG. 12 is a diagram schematically illustrating that the resonance frequency of the power transmission system varies depending on the engagement state of at least one of the clutch CL and the brake BK in the driving device 10.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a change in the characteristic (resonance frequency) of the power transmission system according to the engagement state of the clutch CL and the brake BK.
  • the clutch CL is released and the brake BK is engaged.
  • the characteristic in a state where the brake is engaged is indicated by a solid line
  • the characteristic in a state where the clutch CL is engaged and the brake BK is released is indicated by a broken line. As shown in FIGS.
  • the drive device 10 is also changed by changing the engagement state of the brake BK in addition to or in place of changing the engagement state of the clutch CL.
  • the resonance point (resonance frequency) at 10 is changed. That is, in the state where the clutch CL is released and the brake BK is engaged as shown in the upper part of FIG. 12, that is, in the state where the mode 3 (HV-1) shown in FIG.
  • the second motor MG2 is not connected to a power transmission system related to power transmission between the motor 12 and the first motor MG1.
  • the second electric motor MG2 is connected to an output-side power transmission system such as the differential gear device 64, the tire 66, and the body 68 through the configuration of the second planetary gear device 16 and the output gear 30.
  • the second electric motor MG2 is coupled to a power transmission system related to power transmission between the motor 12 and the first electric motor MG1. That is, the second electric motor MG2 is connected to the power transmission system on the input side. Therefore, as shown in FIG. 13, the inertia characteristic (inertia balance) changes and the resonance point of the power transmission system is changed.
  • the resonance point change control unit 76 shown in FIG. 9 performs control to change the resonance point in the power transmission system.
  • the resonance frequency (resonance point) of the power transmission system is changed by switching the engagement state of at least one of the clutch CL and the brake BK. Be changed. Therefore, the resonance point change control unit 76 specifically controls at least one of the clutch CL and the brake BK through the hydraulic control circuit 60 as control for changing the resonance point in the power transmission system. Control to switch between.
  • the shift position is the stop position and the temperature of the power transmission system is equal to or lower than a predetermined threshold value T bo , at least one of the clutch CL and the brake BK is engaged.
  • Switch the status Preferably, based on the predetermined relationship to the vehicle speed V and the engine rotational speed N E, wherein when the input of the variation corresponding to the resonant frequency to the power transmission system is detected or predicted, the clutch CL and The engagement state of at least one of the brakes BK is switched.
  • the oil temperature T OIL of the hydraulic oil supplied to each part of the drive device 10 at a very low temperature is below a specified threshold value T bo (eg, ⁇ 20 ° C.).
  • T bo eg, ⁇ 20 ° C.
  • the friction of the engine 12 is increased, and the battery output is reduced. Therefore, it is difficult to lift the rotation of the engine 12 by cranking by the first electric motor MG1 or the like.
  • the battery output is increased in order to lift the rotation of the engine 12 at such extremely low temperatures, the battery may be increased in size to cause an increase in cost and weight, and there may be a problem such as deterioration in mountability.
  • the resonance point of the power transmission system when the vehicle is stopped when the shift position is set to the stop position is a fluctuating frequency related to the rotation of the engine 12 (rotation at the start), that is, the primary explosion component when the power transmission system is at a very low temperature. If the frequency coincides with the frequency, resonance occurs and excessive torque is applied to the power transmission system, which affects the durability.
  • the resonance point change control unit 76 is configured such that the P range is extremely cold, that is, the shift position is set to the stop position, and the temperature of the power transmission system is equal to or less than a predetermined threshold value T bo.
  • control for changing the resonance point of the power transmission system is performed by switching the engagement state of at least one of the clutch CL and the brake BK.
  • Figure 14 is a diagram for explaining the resonance point change control at the time of starting the engine by the resonance point change control unit 76, it shows a change with time of the engine speed N E according to the starting of the engine 12 at an extremely low temperature .
  • the resonance point of the power transmission system at an extremely low temperature when the clutch CL is released corresponds to a value indicated by a broken line, and the fluctuation frequency (primary explosion component) of the engine 12 lifted by the first electric motor MG1.
  • the clutch CL is engaged to change the resonance frequency of the power transmission system to a value indicated by a one-dot chain line. And resonance can be avoided.
  • the resonance point of the power transmission system at a cryogenic temperature when the clutch CL is engaged corresponds to the value indicated by the broken line, and the fluctuating frequency (explosion primary) of the engine 12 lifted by the first electric motor MG1.
  • the clutch CL is released when the engine 12 is started at an extremely low temperature, so that the resonance frequency of the power transmission system becomes a value indicated by a two-dot chain line. It can be changed and resonance can be avoided. That is, the resonance point change control unit 76 can suitably avoid the occurrence of resonance at the start of the engine 12 by switching the engagement state of at least one of the clutch CL and the brake BK.
  • the frequency of fluctuation input to the vehicle from the traveling road surface is determined according to the road surface pitch, the vehicle speed V, and the like. If the fluctuation frequency input from the wavy road surface and the resonance frequency in the power transmission system are approximately the same, there is a problem that resonance occurs and an excessive torque is applied to the power transmission system, affecting the durability. It was.
  • the resonance point change control section 76 corresponding to the resonant frequency to the power transmission system based on the predetermined relationship to the vehicle speed V and the engine rotational speed N E (resonant frequency
  • the resonance point of the power transmission system is changed by switching the engagement state of at least one of the clutch CL and the brake BK. Control to change. More preferably, the engine rotational speed N E detected by the engine rotational speed sensor 44, the MG1 rotational speed N MG1 detected by the MG1 rotational speed sensor 46, and the MG2 rotational speed sensor 48 are determined from a predetermined relationship.
  • the frequency of the fluctuation input from the traveling road surface of the vehicle is calculated, and the fluctuation frequency is the resonance of the driving device 10 according to the engagement state of the clutch CL and the brake BK at that time. If it is determined that the frequency substantially matches, the engagement state of at least one of the clutch CL and the brake BK is disengaged. Performing a sort control.
  • the resonance point of the power transmission system is set. By changing, it is possible to suitably avoid the occurrence of resonance.
  • FIG. 15 is a flowchart for explaining a main part of the resonance point change control by the electronic control unit 40, which is repeatedly executed at a predetermined cycle.
  • step S1 the operating position P S of the shift operation device detected by the shift sensor 54 whether the stop position or the parking range is determined. If the determination in S1 is negative, the routine is terminated. If the determination in S1 is affirmative, in S2, whether or not the temperature is extremely low, for example, the driving device 10 It is determined whether or not the oil temperature T OIL of the hydraulic oil supplied to each part is equal to or lower than a specified threshold value T bo (for example, ⁇ 20 ° C.). If the determination at S2 is negative, the routine is terminated accordingly. If the determination at S2 is affirmative, it is determined at S3 whether the engine 12 has been determined to start. Is done.
  • FIG. 16 is a flowchart for explaining a main part of another resonance point change control by the electronic control unit 40, which is repeatedly executed at a predetermined cycle.
  • the operating position P S is the running position such as D-range of the shift operation device detected by the shift sensor 54, S range, or whether the R-range or the like is determined. If the determination in S6 is negative, the routine is terminated. If the determination in S6 is affirmative, in S7, the vehicle speed V and the engine speed N E are determined from a predetermined relationship. Based on the above, it is determined whether or not an input of a change in frequency included in a predetermined frequency band centered on a predetermined frequency, for example, a resonance frequency, to the power transmission system is detected or predicted. If the determination in S7 is negative, the routine is terminated accordingly.
  • S6 and S7 correspond to the operations of the resonance determination unit 70 and the fluctuation input determination unit 74
  • S8 corresponds to the operation of the resonance point change control unit 76, respectively.
  • FIG. 17 is a skeleton diagram illustrating the configuration of another hybrid vehicle drive device 100 (hereinafter simply referred to as drive device 100) to which the present invention is preferably applied.
  • the second planetary gear device 16 sandwich the second electric motor MG2 between the first planetary gears.
  • the gear device 14 is disposed on the opposite side of the engine 12.
  • the clutch CL and the brake BK are preferably provided at substantially the same position with respect to the axial direction of the central axis CE.
  • the driving device 100 the first electric motor MG1, the first planetary gear device 14, the second electric motor MG2, the second planetary gear device 16, and the clutch CL from the engine 12 side in the axial direction of the central axis CE. And the structure is arrange
  • the drive control device for a hybrid vehicle of the present invention is also suitably applied to the drive device 100 having such a configuration.
  • FIG. 18 is a skeleton diagram illustrating the configuration of yet another hybrid vehicle drive device 110 (hereinafter simply referred to as drive device 110) to which the present invention is preferably applied.
  • drive device 110 shown in FIG. 18, the configuration of the first planetary gear device 14, the clutch CL, the second planetary gear device 16, the brake BK, etc., that is, the mechanical system is collectively related to the axial direction of the central axis CE.
  • the configurations of the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2, etc., that is, the electrical system are collectively arranged on the opposite side of the engine 12 with respect to those configurations.
  • the drive control device for a hybrid vehicle of the present invention is also suitably applied to the drive device 120 having such a configuration.
  • FIG. 19 is a skeleton diagram illustrating a configuration of still another hybrid vehicle drive device 120 (hereinafter simply referred to as drive device 120) to which the present invention is preferably applied.
  • the carrier C2 is allowed to rotate in one direction with respect to the housing 26 between the carrier C2 of the second planetary gear device 16 and the housing 26 which is a non-rotating member, and reversely.
  • a one-way clutch (one-way clutch) OWC that prevents rotation in the direction is provided in parallel with the brake BK.
  • the one-way clutch OWC preferably allows relative rotation of the carrier C2 in the positive direction with respect to the housing 26, while preventing rotation in the negative direction.
  • the modes 1 to 3 are established without engaging the brake BK. Can do.
  • the drive control device for a hybrid vehicle of the present invention is also suitably applied to the drive device 110 having such a configuration.
  • FIG. 20 is a skeleton diagram illustrating the configuration of still another hybrid vehicle drive device 130 (hereinafter simply referred to as drive device 130) to which the present invention is preferably applied.
  • a drive device 130 shown in FIG. 20 has a double pinion type second planetary gear device 16 'as a second differential mechanism on the central axis CE as an alternative to the single pinion type second planetary gear device 16.
  • the second planetary gear unit 16 ' includes a sun gear S2' as a first rotation element, a carrier C2 'as a second rotation element that supports a plurality of pinion gears P2' meshed with each other so as to rotate and revolve, and a pinion gear.
  • a ring gear R2 ′ as a third rotating element that meshes with the sun gear S2 ′ via P2 ′ is provided as a rotating element (element).
  • the ring gear R1 of the first planetary gear device 14 is connected to an output gear 30 that is an output rotating member, and is also connected to a carrier C2 'of the second planetary gear device 16'.
  • the sun gear S2 'of the second planetary gear device 16' is connected to the rotor 24 of the second electric motor MG2.
  • the carrier C1 of the first planetary gear unit 14 and the ring gear R2 'of the second planetary gear unit 16' are selectively engaged between the carrier C1 and the ring gear R2 '(with the carrier C1).
  • the clutch CL is provided to connect and disconnect the ring gear R2 ′.
  • the brake BK for selectively engaging (fixing) the ring gear R2 'with the housing 26 between the ring gear R2' of the second planetary gear device 16 'and the housing 26 which is a non-rotating member. Is provided.
  • the first planetary gear device 14 and the second planetary gear device 16 ' are arranged coaxially with the input shaft 28, and the central axis CE. It arrange
  • the second electric motor MG2 is disposed on the opposite side of the engine 12 with respect to the second planetary gear unit 16 ′. That is, the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2 are arranged at positions facing each other with the first planetary gear device 14 and the second planetary gear device 16 ′ interposed therebetween with respect to the axial direction of the central axis CE. Yes. That is, in the drive device 130, the first electric motor MG1, the first planetary gear device 14, the clutch CL, the second planetary gear device 16 ', and the second electric motor are arranged from the engine 12 side in the axial direction of the central axis CE. These components are arranged on the same axis in the order of MG2 and brake BK.
  • the drive control device for a hybrid vehicle of the present invention is also suitably applied to the drive device 130 having such a configuration.
  • FIG. 21 is a skeleton diagram illustrating a configuration of still another hybrid vehicle drive device 140 (hereinafter simply referred to as drive device 140) to which the present invention is preferably applied.
  • drive device 140 In the driving device 140 shown in FIG. 21, with respect to the axial direction of the central axis CE, the second planetary gear device 16 ′, the clutch CL, and the brake BK sandwich the second electric motor MG2 therebetween, and The planetary gear unit 14 is disposed on the opposite side of the engine 12.
  • the clutch CL and the brake BK are preferably provided at substantially the same position with respect to the axial direction of the central axis CE.
  • the driving device 140 the first electric motor MG1, the first planetary gear device 14, the second electric motor MG2, the second planetary gear device 16 ′, the clutch from the engine 12 side in the axial direction of the central axis CE.
  • These components are arranged coaxially in the order of CL and brake BK.
  • the drive control device for a hybrid vehicle of the present invention is also suitably applied to the drive device 140 having such a configuration.
  • FIG. 22 is a skeleton diagram illustrating the configuration of still another hybrid vehicle drive device 150 (hereinafter simply referred to as drive device 150) to which the present invention is preferably applied.
  • the configuration of the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2 or the like, that is, the electric system is collectively arranged on the engine 12 side with respect to the axial direction of the central axis CE.
  • the configuration of the second planetary gear device 16 ′, the first planetary gear device 14, the clutch CL, the brake BK, etc., that is, the mechanical system is collectively arranged on the opposite side of the engine 12 with respect to the configuration.
  • the clutch CL and the brake BK are preferably provided at substantially the same position with respect to the axial direction of the central axis CE. That is, in the drive device 150, the first electric motor MG1, the second electric motor MG2, the second planetary gear device 16 ′, the first planetary gear device 14, the clutch in the axial direction of the central axis CE from the engine 12 side. These components are arranged coaxially in the order of CL and brake BK.
  • the drive control device for a hybrid vehicle of the present invention is also suitably applied to the drive device 150 having such a configuration.
  • the sun gear S1 as the first rotating element connected to the first electric motor MG1, the carrier C1 as the second rotating element connected to the engine 12, and the output that is the output rotating member.
  • a first planetary gear device 14 as a first differential mechanism having a ring gear R1 as a third rotating element connected to the gear 30 and a sun gear S2 (S2 as a first rotating element connected to the second electric motor MG2).
  • the resonance point can be changed to suitably suppress the occurrence of resonance. That is, it is possible to provide the electronic control device 40 that is a drive control device for a hybrid vehicle that suppresses vibration of the power transmission system.
  • the clutch CL and the brake BK Therefore, the resonance of the power transmission system can be detected or predicted in a practical manner, and the occurrence of resonance can be suitably suppressed.

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Abstract

動力伝達系の振動を抑制するハイブリッド車両の駆動制御装置を提供する。 第1遊星歯車装置14のキャリアC1と第2遊星歯車装置16のキャリアC2との間を断接するクラッチCL、及びそのキャリアC2をハウジング26に対して断接するブレーキBKとを備え、ハイブリッド車両における動力伝達系の共振が検出乃至予測される場合には、クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態を切り替えるものであることから、動力伝達系の共振が検出乃至予測される場合にその動力伝達系のイナーシャバランスを変化させることで共振点を変更し、共振の発生を好適に抑制することができる。

Description

ハイブリッド車両の駆動制御装置
 本発明は、ハイブリッド車両の駆動制御装置に関し、特に、動力伝達系の振動を抑制するための改良に関する。
 内燃機関等のエンジンに加えて、駆動源として機能する少なくとも1つの電動機を備えたハイブリッド車両が知られている。例えば、特許文献1に記載された車両がそれである。この技術によれば、内燃機関、第1電動機、及び第2電動機を備えたハイブリッド車両において、前記内燃機関の出力軸を非回転部材に対して固定するブレーキを備え、車両の走行状態に応じてそのブレーキの係合状態を制御することで、車両のエネルギ効率を向上させると共に運転者の要求に応じた走行を実現できる。
特開2008-265600号公報
 しかし、前記従来の技術では、例えば車両の走行路面が波状路面である場合等において、その走行路面側から動力伝達系に入力される入力トルク(変動)の周波数とその動力伝達系における共振周波数とが一致した場合、或いはエンジンの始動に係る変動の周波数と前記動力伝達系における共振周波数とが一致した場合等には、その入力トルクが増幅されることにより動力伝達系の振動が大きくなるおそれがあった。このような課題は、ハイブリッド車両の性能向上を意図して本発明者等が鋭意研究を続ける過程において新たに見出したものである。
 本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、動力伝達系の振動を抑制するハイブリッド車両の駆動制御装置を提供することにある。
 斯かる目的を達成するために、本第1発明の要旨とするところは、第1電動機に連結された第1回転要素、エンジンに連結された第2回転要素、及び出力回転部材に連結された第3回転要素を備えた第1差動機構と、第2電動機に連結された第1回転要素、第2回転要素、及び第3回転要素を備え、それら第2回転要素及び第3回転要素の何れか一方が前記第1差動機構における第3回転要素に連結された第2差動機構と、前記第1差動機構における第2回転要素と、前記第2差動機構における第2回転要素及び第3回転要素のうち前記第1差動機構における第3回転要素に連結されていない方の回転要素とを選択的に係合させるクラッチと、前記第2差動機構における第2回転要素及び第3回転要素のうち前記第1差動機構における第3回転要素に連結されていない方の回転要素を、非回転部材に対して選択的に係合させるブレーキとを、備え、前記ハイブリッド車両における動力伝達系の共振が検出乃至予測される場合には、前記クラッチ及びブレーキの少なくとも一方の係合状態を切り替えることを特徴とするものである。
 このように、前記第1発明によれば、第1電動機に連結された第1回転要素、エンジンに連結された第2回転要素、及び出力回転部材に連結された第3回転要素を備えた第1差動機構と、第2電動機に連結された第1回転要素、第2回転要素、及び第3回転要素を備え、それら第2回転要素及び第3回転要素の何れか一方が前記第1差動機構における第3回転要素に連結された第2差動機構と、前記第1差動機構における第2回転要素と、前記第2差動機構における第2回転要素及び第3回転要素のうち前記第1差動機構における第3回転要素に連結されていない方の回転要素とを選択的に係合させるクラッチと、前記第2差動機構における第2回転要素及び第3回転要素のうち前記第1差動機構における第3回転要素に連結されていない方の回転要素を、非回転部材に対して選択的に係合させるブレーキとを、備え、前記ハイブリッド車両における動力伝達系の共振が検出乃至予測される場合には、前記クラッチ及びブレーキの少なくとも一方の係合状態を切り替えるものであることから、動力伝達系の共振が検出乃至予測される場合にその動力伝達系のイナーシャバランスを変化させることで共振点を変更し、共振の発生を好適に抑制することができる。すなわち、動力伝達系の振動を抑制するハイブリッド車両の駆動制御装置を提供することができる。
 前記第1発明に従属する本第2発明の要旨とするところは、前記ハイブリッド車両のシフトポジションが停車位置とされており、且つ、前記動力伝達系の温度が予め定められた閾値以下である場合には、前記クラッチ及びブレーキの少なくとも一方の係合状態を切り替えるものである。前記動力伝達系の温度は、好適には、主に前記エンジンに係る水温や油温等の温度及び前記第1電動機及び第2電動機に連結されたバッテリの温度に対応するものである。このようにすれば、動力伝達系の共振を実用的な態様で検出乃至予測することができ、共振の発生を好適に抑制することができる。
 前記第1発明に従属する本第3発明の要旨とするところは、予め定められた関係から、車速及び前記エンジンの回転速度に基づいて、前記動力伝達系への変動の入力が検出乃至予測される場合には、前記クラッチ及びブレーキの少なくとも一方の係合状態を切り替えるものである。このようにすれば、動力伝達系の共振を実用的な態様で検出乃至予測することができ、共振の発生を好適に抑制することができる。
本発明が好適に適用されるハイブリッド車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。 図1の駆動装置の駆動を制御するために備えられた制御系統の要部を説明する図である。 図1の駆動装置において成立させられる5種類の走行モードそれぞれにおけるクラッチ及びブレーキの係合状態を示す係合表である。 図1の駆動装置において各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図であり、図3のモード1、3に対応する図である。 図1の駆動装置において各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図であり、図3のモード2に対応する図である。 図1の駆動装置において各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図であり、図3のモード4に対応する図である。 図1の駆動装置において各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図であり、図3のモード5に対応する図である。 図1の駆動装置における伝達効率を説明する図である。 図1の駆動装置における電子制御装置に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 図1の駆動装置において、クラッチの係合状態に応じて動力伝達系の共振周波数が異なることを模式的に説明する図である。 図1の駆動装置におけるクラッチの係合状態に応じた動力伝達系の特性(共振周波数)の変化を説明する図である。 図1の駆動装置において、クラッチ及びブレーキの係合状態に応じて動力伝達系の共振周波数が異なることを模式的に説明する図である。 図1の駆動装置におけるクラッチ及びブレーキの係合状態に応じた動力伝達系の特性(共振周波数)の変化を説明する図である。 図1の駆動装置に備えられた電子制御装置によるエンジン始動時の共振点変更制御について説明する図である。 図1の駆動装置に備えられた電子制御装置による共振点変更制御の要部を説明するフローチャートである。 図1の駆動装置に備えられた電子制御装置による他の共振点変更制御の要部を説明するフローチャートである。 本発明が好適に適用される他のハイブリッド車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。 本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。 本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。 本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。 本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。 本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。
 前記クラッチ及びブレーキは、好適には、何れも油圧に応じて係合状態が制御される(係合乃至解放させられる)油圧式係合装置であり、例えば、湿式多板型の摩擦係合装置等が好適に用いられるが、噛合式の係合装置すなわち所謂ドグクラッチ(噛合クラッチ)であってもよい。或いは、電磁式クラッチや磁粉式クラッチ等、電気的な指令に応じて係合状態が制御される(係合乃至解放させられる)ものであってもよい。
 本発明が適用される駆動装置においては、前記クラッチ及びブレーキの係合状態等に応じて、複数の走行モードの何れかが選択的に成立させられる。好適には、前記エンジンの運転が停止させられると共に、前記第1電動機及び第2電動機の少なくとも一方を走行用の駆動源として用いるEV走行モードにおいて、前記ブレーキが係合されると共に前記クラッチが解放されることでモード1が、前記ブレーキ及びクラッチが共に係合されることでモード2がそれぞれ成立させられる。前記エンジンを駆動させると共に、前記第1電動機及び第2電動機により必要に応じて駆動乃至発電等を行うハイブリッド走行モードにおいて、前記ブレーキが係合されると共に前記クラッチが解放されることでモード3が、前記ブレーキが解放されると共に前記クラッチが係合されることでモード4が、前記ブレーキ及びクラッチが共に解放されることでモード5がそれぞれ成立させられる。
 本発明において、好適には、前記クラッチが係合させられ、且つ、前記ブレーキが解放させられている場合における前記第1差動機構及び第2差動機構それぞれにおける各回転要素の共線図における並び順は、前記第1差動機構及び第2差動機構それぞれにおける第2回転要素及び第3回転要素に対応する回転速度を重ねて表した場合に、前記第1差動機構における第1回転要素、前記第2差動機構における第1回転要素、前記第1差動機構における第2回転要素及び第2差動機構における第2回転要素、前記第1差動機構における第3回転要素及び第2差動機構における第3回転要素の順である。
 以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明に用いる図面において、各部の寸法比等は必ずしも正確には描かれていない。
 図1は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両用駆動装置10(以下、単に駆動装置10という)の構成を説明する骨子図である。この図1に示すように、本実施例の駆動装置10は、例えばFF(前置エンジン前輪駆動)型車両等に好適に用いられる横置き用の装置であり、主動力源であるエンジン12、第1電動機MG1、第2電動機MG2、第1差動機構としての第1遊星歯車装置14、及び第2差動機構としての第2遊星歯車装置16を共通の中心軸CE上に備えて構成されている。前記駆動装置10は、中心軸CEに対して略対称的に構成されており、図1においては中心線の下半分を省略して図示している。以下の各実施例についても同様である。
 前記エンジン12は、例えば、気筒内噴射されるガソリン等の燃料の燃焼によって駆動力を発生させるガソリンエンジン等の内燃機関である。前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2は、好適には、何れも駆動力を発生させるモータ(発動機)及び反力を発生させるジェネレータ(発電機)としての機能を有する所謂モータジェネレータであり、それぞれのステータ(固定子)18、22が非回転部材であるハウジング(ケース)26に固設されると共に、各ステータ18、22の内周側にロータ(回転子)20、24を備えて構成されている。
 前記第1遊星歯車装置14は、ギヤ比がρ1であるシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、第1回転要素としてのサンギヤS1、ピニオンギヤP1を自転及び公転可能に支持する第2回転要素としてのキャリアC1、及びピニオンギヤP1を介してサンギヤS1と噛み合う第3回転要素としてのリングギヤR1を回転要素(要素)として備えている。前記第2遊星歯車装置16は、ギヤ比がρ2であるシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、第1回転要素としてのサンギヤS2、ピニオンギヤP2を自転及び公転可能に支持する第2回転要素としてのキャリアC2、及びピニオンギヤP2を介してサンギヤS2と噛み合う第3回転要素としてのリングギヤR2を回転要素(要素)として備えている。
 前記第1遊星歯車装置14のサンギヤS1は、前記第1電動機MG1のロータ20に連結されている。前記第1遊星歯車装置14のキャリアC1は、前記エンジン12のクランク軸と一体的に回転させられる入力軸28に連結されている。この入力軸28は、前記中心軸CEを軸心とするものであり、以下の実施例において、特に区別しない場合には、この中心軸CEの軸心の方向を軸方向(軸心方向)という。前記第1遊星歯車装置14のリングギヤR1は、出力回転部材である出力歯車30に連結されると共に、前記第2遊星歯車装置16のリングギヤR2と相互に連結されている。前記第2遊星歯車装置16のサンギヤS2は、前記第2電動機MG2のロータ24に連結されている。
 前記出力歯車30から出力された駆動力は、図示しない差動歯車装置及び車軸等を介して図示しない左右一対の駆動輪へ伝達される。一方、車両の走行路面から駆動輪に対して入力されるトルクは、前記差動歯車装置及び車軸等を介して前記出力歯車30から前記駆動装置10へ伝達(入力)される。前記入力軸28における前記エンジン12と反対側の端部には、例えばベーンポンプ等の機械式オイルポンプ32が連結されており、前記エンジン12の駆動に伴い後述する油圧制御回路60等の元圧とされる油圧が出力されるようになっている。このオイルポンプ32に加えて、電気エネルギにより駆動される電動式オイルポンプが設けられたものであってもよい。
 前記第1遊星歯車装置14のキャリアC1と前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2との間には、それらキャリアC1とC2との間を選択的に係合させる(キャリアC1とC2との間を断接する)クラッチCLが設けられている。前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2と非回転部材である前記ハウジング26との間には、そのハウジング26に対して前記キャリアC2を選択的に係合(固定)させるブレーキBKが設けられている。これらのクラッチCL及びブレーキBKは、好適には、何れも油圧制御回路60から供給される油圧に応じて係合状態が制御される(係合乃至解放させられる)油圧式係合装置であり、例えば、湿式多板型の摩擦係合装置等が好適に用いられるが、噛合式の係合装置すなわち所謂ドグクラッチ(噛合クラッチ)であってもよい。更には、電磁式クラッチや磁粉式クラッチ等、電子制御装置40から供給される電気的な指令に応じて係合状態が制御される(係合乃至解放させられる)ものであってもよい。
 図1に示すように、前記駆動装置10において、前記第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16は、それぞれ前記入力軸28と同軸上(中心軸CE上)に配置されており、且つ、前記中心軸CEの軸方向において対向する位置に配置されている。すなわち、前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第1遊星歯車装置14は、前記第2遊星歯車装置16に対して前記エンジン12側に配置されている。前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第1電動機MG1は、前記第1遊星歯車装置14に対して前記エンジン12側に配置されている。前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第2電動機MG1は、前記第2遊星歯車装置16に対して前記エンジン12の反対側に配置されている。すなわち、前記第1電動機MG1、第2電動機MG2は、前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16を間に挟んで対向する位置に配置されている。すなわち、前記駆動装置10においては、前記中心軸CEの軸方向において、前記エンジン12側から前記第1電動機MG1、第1遊星歯車装置14、クラッチCL、第2遊星歯車装置16、ブレーキBK、第2電動機MG2の順でそれらの構成が同軸上に配置されている。
 図2は、前記駆動装置10の駆動を制御するためにその駆動装置10に備えられた制御系統の要部を説明する図である。この図2に示す電子制御装置40は、CPU、ROM、RAM、及び入出力インターフェイス等を含んで構成され、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実行する所謂マイクロコンピュータであり、前記エンジン12の駆動制御や、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2に関するハイブリッド駆動制御をはじめとする前記駆動装置10の駆動に係る各種制御を実行する。すなわち、本実施例においては、前記電子制御装置40が前記駆動装置10の適用されたハイブリッド車両の駆動制御装置に相当する。この電子制御装置40は、前記エンジン12の出力制御用や前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の作動制御用といったように、必要に応じて各制御毎に個別の制御装置として構成される。
 図2に示すように、前記電子制御装置40には、前記駆動装置10の各部に設けられたセンサやスイッチ等から各種信号が供給されるように構成されている。すなわち、アクセル開度センサ42により運転者の出力要求量に対応する図示しない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、エンジン回転速度センサ44により前記エンジン12の回転速度であるエンジン回転速度NEを表す信号、MG1回転速度センサ46により前記第1電動機MG1の回転速度NMG1を表す信号、MG2回転速度センサ48により前記第2電動機MG2の回転速度NMG2を表す信号、出力回転速度センサ50により車速Vに対応する前記出力歯車30の回転速度NOUTを表す信号、油温センサ52により前記駆動装置10における各部へ供給される作動油の油温TOILを表す信号、及びシフトセンサ54により図示しないシフト操作装置の操作位置PSを表す信号等が、それぞれ上記電子制御装置40に供給される。
 前記電子制御装置40からは、前記駆動装置10の各部に作動指令が出力されるように構成されている。すなわち、前記エンジン12の出力を制御するエンジン出力制御指令として、燃料噴射装置による吸気配管等への燃料供給量を制御する燃料噴射量信号、点火装置による前記エンジン12の点火時期(点火タイミング)を指令する点火信号、及び電子スロットル弁のスロットル弁開度θTHを操作するためにスロットルアクチュエータへ供給される電子スロットル弁駆動信号等が、そのエンジン12の出力を制御するエンジン制御装置56へ出力される。前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の作動を指令する指令信号がインバータ58へ出力され、そのインバータ58を介してバッテリからその指令信号に応じた電気エネルギが前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2に供給されてそれら第1電動機MG1及び第2電動機MG2の出力(トルク)が制御される。前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2により発電された電気エネルギが前記インバータ58を介してバッテリに供給され、そのバッテリに蓄積されるようになっている。前記クラッチCL、ブレーキBKの係合状態を制御する指令信号が油圧制御回路60に備えられたリニアソレノイド弁等の電磁制御弁へ供給され、それら電磁制御弁から出力される油圧が制御されることで前記クラッチCL、ブレーキBKの係合状態が制御されるようになっている。
 前記駆動装置10は、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2を介して運転状態が制御されることにより、入力回転速度と出力回転速度の差動状態が制御される電気式差動部として機能する。例えば、前記第1電動機MG1により発電された電気エネルギを前記インバータ58を介してバッテリや第2電動機MG2へ供給する。これにより、前記エンジン12の動力の主要部は機械的に前記出力歯車30へ伝達される一方、その動力の一部は前記第1電動機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、前記インバータ58を通してその電気エネルギが前記第2電動機MG2へ供給される。そして、その第2電動機MG2が駆動されて第2電動機MG2から出力された動力が前記出力歯車30へ伝達される。この電気エネルギの発生から第2電動機MG2で消費されるまでに関連する機器により、前記エンジン12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。
 以上のように構成された駆動装置10が適用されたハイブリッド車両においては、前記エンジン12、第1電動機MG1、及び第2電動機MG2の駆動状態、及び前記クラッチCL、ブレーキBKの係合状態等に応じて、複数の走行モードの何れかが選択的に成立させられる。図3は、前記駆動装置10において成立させられる5種類の走行モードそれぞれにおける前記クラッチCL、ブレーキBKの係合状態を示す係合表であり、係合を「○」で、解放を空欄でそれぞれ示している。この図3に示す走行モード「EV-1」、「EV-2」は、何れも前記エンジン12の運転が停止させられると共に、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の少なくとも一方を走行用の駆動源として用いるEV走行モードである。「HV-1」、「HV-2」、「HV-3」は、何れも前記エンジン12を例えば走行用の駆動源として駆動させると共に、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2により必要に応じて駆動乃至発電等を行うハイブリッド走行モードである。このハイブリッド走行モードにおいて、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の少なくとも一方により反力を発生させるものであってもよく、無負荷の状態で空転させるものであってもよい。
 図3に示すように、前記駆動装置10においては、前記エンジン12の運転が停止させられると共に、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の少なくとも一方を走行用の駆動源として用いるEV走行モードにおいて、前記ブレーキBKが係合されると共に前記クラッチCLが解放されることでモード1(走行モード1)である「EV-1」が、前記ブレーキBK及びクラッチCLが共に係合されることでモード2(走行モード2)である「EV-2」がそれぞれ成立させられる。前記エンジン12を例えば走行用の駆動源として駆動させると共に、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2により必要に応じて駆動乃至発電等を行うハイブリッド走行モードにおいて、前記ブレーキBKが係合されると共に前記クラッチCLが解放されることでモード3(走行モード3)である「HV-1」が、前記ブレーキBKが解放されると共に前記クラッチCLが係合されることでモード4(走行モード4)である「HV-2」が、前記ブレーキBK及びクラッチCLが共に解放されることでモード5(走行モード5)である「HV-3」がそれぞれ成立させられる。
 図4~図7は、前記駆動装置10(第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16)において、前記クラッチCL及びブレーキBKそれぞれの係合状態に応じて連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示しており、横軸方向において前記第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16のギヤ比ρの相対関係を示し、縦軸方向において相対的回転速度を示す二次元座標である。車両前進時における前記出力歯車30の回転方向を正の方向(正回転)として各回転速度を表している。横線X1は回転速度零を示している。縦線Y1~Y4は、左から順に実線Y1が前記第1遊星歯車装置14のサンギヤS1(第1電動機MG1)、破線Y2が前記第2遊星歯車装置16のサンギヤS2(第2電動機MG2)、実線Y3が前記第1遊星歯車装置14のキャリアC1(エンジン12)、破線Y3′が前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2、実線Y4が前記第1遊星歯車装置14のリングギヤR1(出力歯車30)、破線Y4′が前記第2遊星歯車装置16のリングギヤR2それぞれの相対回転速度を示している。図4~図7においては、縦線Y3及びY3′、縦線Y4及びY4′をそれぞれ重ねて表している。ここで、前記リングギヤR1及びR2は相互に連結されているため、縦線Y4、Y4′にそれぞれ示すリングギヤR1及びR2の相対回転速度は等しい。
 図4~図7においては、前記第1遊星歯車装置14における3つの回転要素の相対的な回転速度を実線L1で、前記第2遊星歯車装置16における3つの回転要素の相対的な回転速度を破線L2でそれぞれ示している。前記縦線Y1~Y4(Y2~Y4′)の間隔は、前記第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16の各ギヤ比ρ1、ρ2に応じて定められている。すなわち、前記第1遊星歯車装置14における3つの回転要素に対応する縦線Y1、Y3、Y4に関して、サンギヤS1とキャリアC1との間が1に対応するものとされ、キャリアC1とリングギヤR1との間がρ1に対応するものとされる。前記第2遊星歯車装置16における3つの回転要素に対応する縦線Y2、Y3′、Y4′に関して、サンギヤS2とキャリアC2との間が1に対応するものとされ、キャリアC2とリングギヤR2との間がρ2に対応するものとされる。すなわち、前記駆動装置10において、好適には、前記第1遊星歯車装置14のギヤ比ρ1よりも前記第2遊星歯車装置16のギヤ比ρ2の方が大きい(ρ2>ρ1)。以下、図4~図7を用いて前記駆動装置10における各走行モードについて説明する。
 図3に示す「EV-1」は、前記駆動装置10におけるモード1(走行モード1)に相当するものであり、好適には、前記エンジン12の運転が停止させられると共に、前記第2電動機MG2が走行用の駆動源として用いられるEV走行モードである。図4は、このモード1に対応する共線図であり、この共線図を用いて説明すれば、前記クラッチCLが解放されることで前記第1遊星歯車装置14のキャリアC1と前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2との相対回転が可能とされている。前記ブレーキBKが係合されることで前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2が非回転部材である前記ハウジング26に対して連結(固定)され、その回転速度が零とされている。このモード1においては、前記第2遊星歯車装置16において、前記サンギヤS2の回転方向と前記リングギヤR2の回転方向とが逆方向となり、前記第2電動機MG2により負のトルク(負の方向のトルク)が出力されると、そのトルクにより前記リングギヤR2すなわち出力歯車30は正の方向に回転させられる。すなわち、前記第2電動機MG2により負のトルクを出力させることにより、前記駆動装置10の適用されたハイブリッド車両を前進走行させることができる。この場合において、好適には、前記第1電動機MG1は空転させられる。このモード1では、前記クラッチC1及びC2の相対回転が許容されると共に、そのクラッチC2が非回転部材に連結された所謂THS(Toyota Hybrid System)を搭載した車両におけるEV走行と同様のEV走行制御を行うことができる。
 図3に示す「EV-2」は、前記駆動装置10におけるモード2(走行モード2)に相当するものであり、好適には、前記エンジン12の運転が停止させられると共に、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の少なくとも一方が走行用の駆動源として用いられるEV走行モードである。図5は、このモード2に対応する共線図であり、この共線図を用いて説明すれば、前記クラッチCLが係合されることで前記第1遊星歯車装置14のキャリアC1と前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2との相対回転が不能とされている。更に、前記ブレーキBKが係合されることで前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2及びそのキャリアC2に係合された前記第1遊星歯車装置14のキャリアC1が非回転部材である前記ハウジング26に対して連結(固定)され、その回転速度が零とされている。このモード2においては、前記第1遊星歯車装置14において、前記サンギヤS1の回転方向と前記リングギヤR1の回転方向とが逆方向となると共に、前記第2遊星歯車装置16において、前記サンギヤS2の回転方向と前記リングギヤR2の回転方向とが逆方向となる。すなわち、前記第1電動機MG1乃至前記第2電動機MG2により負のトルク(負の方向のトルク)が出力されると、そのトルクにより前記リングギヤR1及びR2すなわち出力歯車30は正の方向に回転させられる。すなわち、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の少なくとも一方により負のトルクを出力させることにより、前記駆動装置10の適用されたハイブリッド車両を前進走行させることができる。
 前記モード2においては、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の少なくとも一方により発電を行う形態を成立させることもできる。この形態においては、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の一方或いは両方により走行用の駆動力(トルク)を分担して発生させることが可能となり、各電動機を効率の良い動作点で動作させたり、熱によるトルク制限等の制約を緩和する走行等が可能となる。更に、バッテリの充電状態が満充電の場合等、回生による発電が許容されない場合に、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の一方或いは両方を空転させることも可能である。すなわち、前記モード2においては、幅広い走行条件においてEV走行を行うことや、長時間継続してEV走行を行うことが可能となる。従って、前記モード2は、プラグインハイブリッド車両等、EV走行を行う割合が高いハイブリッド車両において好適に採用される。
 図3に示す「HV-1」は、前記駆動装置10におけるモード3(走行モード3)に相当するものであり、好適には、前記エンジン12が駆動されて走行用の駆動源として用いられると共に、必要に応じて前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2による駆動乃至発電が行われるハイブリッド走行モードである。図4の共線図は、このモード3に対応するものでもあり、この共線図を用いて説明すれば、前記クラッチCLが解放されることで前記第1遊星歯車装置14のキャリアC1と前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2との相対回転が可能とされている。前記ブレーキBKが係合されることで前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2が非回転部材である前記ハウジング26に対して連結(固定)され、その回転速度が零とされている。このモード3においては、前記エンジン12が駆動させられ、その出力トルクにより前記出力歯車30が回転させられる。この際、前記第1遊星歯車装置14において、前記第1電動機MG1により反力トルクを出力させることで、前記エンジン12からの出力の前記出力歯車30への伝達が可能とされる。前記第2遊星歯車装置16においては、前記ブレーキBKが係合されていることで、前記サンギヤS2の回転方向と前記リングギヤR2の回転方向とが逆方向となる。すなわち、前記第2電動機MG2により負のトルク(負の方向のトルク)が出力されると、そのトルクにより前記リングギヤR1及びR2すなわち出力歯車30は正の方向に回転させられる。
 図3に示す「HV-2」は、前記駆動装置10におけるモード4(走行モード4)に相当するものであり、好適には、前記エンジン12が駆動されて走行用の駆動源として用いられると共に、必要に応じて前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2による駆動乃至発電が行われるハイブリッド走行モードである。図6は、このモード4に対応する共線図であり、この共線図を用いて説明すれば、前記クラッチCLが係合されることで前記第1遊星歯車装置14のキャリアC1と前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2との相対回転が不能とされており、前記キャリアC1及びC2が一体的に回転させられる1つの回転要素として動作する。前記リングギヤR1及びR2は相互に連結されていることで、それらリングギヤR1及びR2は一体的に回転させられる1つの回転要素として動作する。すなわち、前記モード4において、前記駆動装置10における前記第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16における回転要素は、全体として4つの回転要素を備えた差動機構として機能する。すなわち、図6において紙面向かって左から順に示す4つの回転要素であるサンギヤS1(第1電動機MG1)、サンギヤS2(第2電動機MG2)、相互に連結されたキャリアC1及びC2(エンジン12)、相互に連結されたリングギヤR1及びR2(出力歯車30)の順に結合した複合スプリットモードとなる。
 図6に示すように、前記モード4において、好適には、前記第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16における各回転要素の共線図における並び順が、縦線Y1で示すサンギヤS1、縦線Y2で示すサンギヤS2、縦線Y3(Y3′)で示すキャリアC1及びC2、縦線Y4(Y4′)で示すリングギヤR1及びR2の順となる。前記第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16それぞれのギヤ比ρ1、ρ2は、共線図において図6に示すように前記サンギヤS1に対応する縦線Y1と前記サンギヤS2に対応する縦線Y2とが上記の並び順となるように、すなわち縦線Y1と縦線Y3との間隔が、縦線Y2と縦線Y3′との間隔よりも広くなるように定められている。換言すれば、サンギヤS1、S2とキャリアC1、C2との間が1に対応するものとされ、キャリアC1、C2とリングギヤR1、R2との間がρ1、ρ2に対応することから、前記駆動装置10においては、前記第1遊星歯車装置14のギヤ比ρ1よりも前記第2遊星歯車装置16のギヤ比ρ2の方が大きい。
 前記モード4においては、前記クラッチCLが係合されることで前記第1遊星歯車装置14のキャリアC1と前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2とが連結されており、それらキャリアC1及びC2が一体的に回転させられる。このため、前記エンジン12の出力に対して、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の何れによっても反力を受けることができる。すなわち、前記エンジン12の駆動に際して、その反力を前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の一方乃至両方で分担して受けることが可能となり、効率の良い動作点で動作させたり、熱によるトルク制限等の制約を緩和する走行等が可能となる。
 例えば、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2のうち、効率良く動作できる方の電動機により優先的に反力を受けるように制御することで、効率の向上を図ることができる。例えば、比較的車速Vが高い高車速時であり且つ比較的エンジン回転速度NEが低い低回転時には、前記第1電動機MG1の回転速度NMG1が負の値すなわち負回転となる場合がある。斯かる場合において、前記第1電動機MG1により前記エンジン12の反力を受けることを考えると、その第1電動機MG1により電力を消費して負トルクを発生させる逆転カ行の状態となり、効率低下につながるおそれがある。ここで、図6から明らかなように、前記駆動装置10においては、縦線Y2で示す前記第2電動機MG2の回転速度は、縦線Y1で示す前記第1電動機MG1の回転速度に比べて負の値をとり難く、正回転の状態で前記エンジン12の反力を受けることができる場合が多い。従って、前記第1電動機MG1の回転速度が負の値である場合等において、前記第2電動機MG2により優先的に前記エンジン12の反力を受けるように制御することで、効率向上による燃費の向上を図ることができる。更に、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2の何れかにおいて熱によるトルク制限がなされた場合に、トルク制限がなされていない電動機の回生乃至出力によって駆動力をアシストすることで、前記エンジン12の駆動に必要な反力を確保すること等が可能とされる。
 図8は、前記駆動装置10における伝達効率を説明する図であり、横軸に変速比を、縦軸に理論伝達効率をそれぞれ示している。この図8に示す変速比は、前記第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16における、出力側回転速度に対する入力側回転速度の比すなわち減速比であり、例えば、前記出力歯車30の回転速度(リングギヤR1、R2の回転速度)に対する前記キャリアC1等の入力回転部材の回転速度の比に相当する。図8に示す横軸においては、紙面向かって左側が変速比の小さいハイギヤ側であり、右側が変速比の大きいローギヤ側となる。図8に示す理論伝達効率は、前記駆動装置10における伝達効率の理論値であり、前記第1遊星歯車装置14、第2遊星歯車装置16に入力される動力が電気パスを介さずに機械的な伝達によって全て前記出力歯車30へ伝達される場合に最大効率1.0となる。
 図8では、前記駆動装置10におけるモード3(HV-1)時の伝達効率を一点鎖線で、モード4(HV-2)時の伝達効率を実線でそれぞれ示している。この図8に示すように、前記駆動装置10におけるモード3(HV-1)時の伝達効率は、変速比γ1において最大効率となる。この変速比γ1において、前記第1電動機MG1(サンギヤS1)の回転速度は零となるものであり、その第1電動機MG1において反力を受けることによる電気パスは零となり、機械的な動力伝達のみによって前記エンジン12乃至前記第2電動機MG2から出力歯車30へ動力を伝達することができる動作点となる。以下、このように電気パスがゼロの高効率動作点をメカニカルポイント(機械伝達ポイント)という。前記変速比γ1は、オーバードライブ側の変速比すなわち1よりも小さな変速比であり、以下、この変速比γ1を第1機械伝達変速比γ1という。図8に示すように、前記モード3時の伝達効率は、変速比が前記第1機械伝達変速比γ1よりもローギヤ側の値となるに従い緩やかに低下する一方、変速比が前記第1機械伝達変速比γ1よりもハイギヤ側の値となるに従いローギヤ側よりも急激に低下する。
 図8に示すように、前記駆動装置10におけるモード4(HV-2)においては、前記クラッチCLの係合により構成された4つの回転要素において図6の共線図に係る前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2それぞれの回転速度が横軸上の異なる位置となるように前記第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16それぞれのギヤ比ρ1、ρ2が定められていることで、そのモード4時の伝達効率は、前記変速比γ1に加えて変速比γ2にメカニカルポイントを有する。すなわち、前記モード4時には、前記第1機械伝達変速比γ1において前記第1電動機MG1の回転速度が零となるものであり、その第1電動機MG1において反力を受けることによる電気パスが零となるメカニカルポイントが実現されると共に、変速比γ2において前記第2電動機MG2の回転速度が零となり、その第2電動機MG2において反力を受けることによる電気パスが零となるメカニカルポイントが実現される。以下、この変速比γ2を第2機械伝達変速比γ2という。この第2機械伝達変速比γ2は、前記第1機械伝達変速比γ1よりも小さい変速比に相当する。すなわち、前記駆動装置10におけるモード4時においては、前記モード3時に対してハイギヤ側にメカニカルポイントを持つシステムとなる。
 図8に示すように、前記モード4時の伝達効率は、前記第1機械伝達変速比γ1よりもローギヤ側の領域では、変速比の増加に応じて前記モード3時の伝達効率よりも急激に低下する。前記第1機械伝達変速比γ1と第2機械伝達変速比γ2との間の変速比の領域では低効率側に湾曲している。この領域において、前記モード4時の伝達効率は、前記モード3時の伝達効率と同等か、或いはそれよりも高効率となる。前記モード4時の伝達効率は、前記第2機械伝達変速比γ2よりもハイギヤ側の領域では変連比の減少に従って低下するものの、前記モード3時の伝達効率よりも相対的に高効率となる。すなわち、前記モード4時においては、前記第1機械伝達変速比γ1に加えてその第1機械伝達変速比γ1よりもハイギヤ側の第2機械伝達変速比γ2にメカニカルポイントを有することで、比較的変速比の小さいハイギヤ動作時の伝達効率の向上を実現できる。従って、例えば比較的高速走行時の伝達効率向上による燃費の向上を図ることが可能となる。
 以上、図8を用いて説明したように、前記駆動装置10においては、前記エンジン12を例えば走行用の駆動源として駆動させると共に、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2により必要に応じて駆動乃至発電等を行うハイブリッド走行時に、前記モード3(HV-1)とモード4(HV-2)とを適宜切り換えることで伝達効率の向上を実現することができる。例えば、前記第1機械低速変速比γ1よりもローギヤ側の変速比の領域では前記モード3を成立させる一方、その第1機械伝達変速比γ1よりもハイギヤ側の変速比の領域では前記モード4を成立させるといった制御を行うことで、ローギヤ領域からハイギヤ領域まで広い変速比の領域で伝達効率を向上させることができる。
 図3に示す「HV-3」は、前記駆動装置10におけるモード5(走行モード5)に相当するものであり、好適には、前記エンジン12が駆動されて走行用の駆動源として用いられると共に、必要に応じて前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2による駆動乃至発電が行われるハイブリッド走行モードである。このモード5においては、前記第2電動機MG2を駆動系から切り離して前記エンジン12及び第1電動機MG1により駆動を行う等の形態を実現することができる。図7は、このモード5に対応する共線図であり、この共線図を用いて説明すれば、前記クラッチCLが解放されることで前記第1遊星歯車装置14のキャリアC1と前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2との相対回転が可能とされている。前記ブレーキBKが解放されることで前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2が非回転部材である前記ハウジング26に対して相対回転可能とされている。斯かる構成においては、前記第2電動機MG2を駆動系(動力伝達経路)から切り離して停止させておくことが可能である。
 前記モード3においては、前記ブレーキBKが係合されているため、車両走行時において前記第2電動機MG2は前記出力歯車30(リングギヤR2)の回転に伴い常時回転させられる。斯かる形態において、比較的高回転となる領域では前記第2電動機MG2の回転速度が限界値(上限値)に達することや、前記リングギヤR2の回転速度が増速されて前記サンギヤS2に伝達されること等から、効率向上の観点からは比較的高車速時に前記第2電動機MG2を常時回転させておくことは必ずしも好ましくない。一方、前記モード5においては、比較的高車速時に前記第2電動機MG2を駆動系から切り離して前記エンジン12及び第1電動機MG1により駆動を行う形態を実現することで、その第2電動機MG2の駆動が不要な場合における引き摺り損失を低減できることに加え、その第2電動機MG2に許容される最高回転速度(上限値)に起因する最高車速への制約を解消すること等が可能とされる。
 以上の説明から明らかなように、前記駆動装置10においては、前記エンジン12が駆動されて走行用の駆動源として用いられると共に、必要に応じて前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2による駆動乃至発電が行われるハイブリッド走行に関して、前記クラッチCL及びブレーキBKの係合乃至解放の組み合わせにより、HV-1(モード3)、HV-2(モード4)、及びHV-3(モード5)の3つのモードを選択的に成立させることができる。これにより、例えば車両の車速や変速比等に応じてそれら3つのモードのうち最も伝達効率の高いモードを選択的に成立させることで、伝達効率の向上延いては燃費の向上を実現することができる。
 図9は、前記電子制御装置40に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。この図9に示す共振判定部70は、前記駆動装置10が適用されたハイブリッド車両における動力伝達系の共振を判定する。すなわち、動力伝達系における共振の発生を検出乃至予測する。ここで、動力伝達系とは、駆動源から駆動輪までの動力伝達に係る装置すなわち所謂ドライブライン(drive line)であり、前記駆動装置10が適用されたハイブリッド車両においては、駆動源としての前記エンジン12、第1電動機MG1、及び第2電動機MG2等から駆動輪としてのタイヤ68(図12を参照)までの間の動力伝達経路に設けられた、前記第1遊星歯車装置14、第2遊星歯車装置16、入力軸28、出力歯車30、ダンパ62、差動歯車装置64、タイヤ66、及びボデー68等(図10及び図12を参照)を含む動力伝達装置である。
 図9に示すように、前記共振判定部70は、好適には、Pレンジ極低温判定部72及び変動入力判定部74を含んでおり、それらPレンジ極低温判定部72乃至変動入力判定部74を介して動力伝達系の共振を判定する。このPレンジ極低温判定部72は、前記ハイブリッド車両のシフトポジションが停車位置とされており、且つ、前記動力伝達系の温度が予め定められた閾値以下であるか否かに基づいてその動力伝達系における共振を判定する。例えば、前記シフトセンサ54により検出されるシフト操作装置の操作位置PSが停車位置すなわちパーキングレンジ(パーキングポジション)であり、且つ、前記油温センサ52により検出される油温TOILが予め定められた閾値Tbo(例えば、-20℃程度)以下である場合には、前記ハイブリッド車両における動力伝達系の共振を判定する。換言すれば、前記ハイブリッド車両のシフトポジションが停車位置とされており、且つ、前記動力伝達系の温度に対応する油温TOILが予め定められた閾値Tbo以下であるPレンジ極低温時には、前記エンジン12の始動により前記動力伝達系に振動が発生する蓋然性が高いと判定する。すなわち、前記動力伝達系の温度は、好適には、前記駆動装置10における各部へ供給される作動油の油温TOILに対応するものであるが、前記エンジン12の冷却水温や、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2に連結されたバッテリの温度に対応するものであってもよいし、それら作動油の油温、エンジンの冷却水温、及びバッテリ温度の平均値に対応するものであってもよい。
 前記変動入力判定部74は、予め定められた関係から車速V及び前記エンジン12の回転速度NEに基づいて前記動力伝達系における共振を判定する。例えば、前記出力回転速度センサ50により検出される出力回転速度NOUTに対応する車速V及び前記エンジン回転速度センサ44により検出されるエンジン回転速度センサNEに基づいて、車両の走行路面(駆動輪)から入力される変動(入力トルク)の周波数を算出し、その変動の周波数が前記動力伝達系の共振周波数と略一致する場合すなわちその共振周波数を中心とする規定の範囲(周波数帯域)内に含まれる場合には、前記動力伝達系への変動の入力を検出乃至予測する。この動力伝達系の共振周波数とは、前記駆動装置10における各部のイナーシャによって定まるものであり、後述するように前記クラッチCL及びブレーキBKの係合状態に応じて定まる。すなわち、好適には、前記クラッチCL及びブレーキBKの係合状態に応じた前記駆動装置10の共振周波数が予め実験的に求められて記憶されており、前記変動入力判定部74は、車速V及びエンジン回転速度NEに基づいて算出される車両の走行路面からの変動の周波数が、前記クラッチCL及びブレーキBKの係合状態に応じた前記駆動装置10の共振周波数と略一致するか否かを判定し、その判定が肯定される場合には前記動力伝達系への変動の入力を検出乃至予測する。
 本実施例の駆動装置10のように、内燃機関である前記エンジン12を駆動源として備えた構成では、好適には、そのエンジン12とトランスアクスルとの間に振動抑制のためのトーショナルダンパ等が設けられる。このトーショナルダンパを含む動力伝達系(ドライブライン)は、各部の構成に応じて固有の共振周波数を有する。従来の技術において、車両の走行路面側からの変動がトランスアクスルに入力された場合、その変動の周波数と前記トーショナルダンパを含む動力伝達系の共振周波数とが一致した場合、変動が増幅されることにより動力伝達系に大きなトルクがかかることとなり、入力軸等の部材の耐久性に影響が出るおそれがあった。このため、従来の技術においては、例えば、入力軸を含む入力側構成に所定値以上のトルクが入力されないようにダンパにトルクリミッタを設定したり、入力軸を大型化(大径化)して入力側構成の強度を上げる等の対処がとられていた。しかし、斯かる対処により装置の小型化や軽量化が妨げられたり、製造コストが増加する等の新たな問題を生じさせるものであった。
 図10は、前記駆動装置10において、前記クラッチCLの係合状態に応じて動力伝達系の共振周波数が異なることを模式的に説明する図である。図11は、前記クラッチCLの係合状態に応じた動力伝達系の特性(共振周波数)の変化を説明する図であり、前記クラッチCLが解放された状態における特性を実線で、前記クラッチCLが係合された状態における特性を破線でそれぞれ示している。前記駆動装置10において、前記ブレーキBKが解放された状態を考えると、前記クラッチCLの係合乃至解放に応じて前記駆動装置10における共振点(共振周波数)が変更される。すなわち、図10の上段に示すように前記クラッチCLが解放された状態においては、前記エンジン12と第1電動機MG1との間の動力伝達に係る動力伝達系に前記第2電動機MG2は連結されていない。その状態から下段に示すように前記クラッチCLが係合された状態へ切り換えられた場合、前記エンジン12と第1電動機MG1との間の動力伝達に係る動力伝達系に前記第2電動機MG2が連結され、その第2電動機MG2のロータ24等を含む構成が動力伝達系に加わるため、図11に示すように、慣性に係る特性(イナーシャバランス)が変化してその動力伝達系の共振点が変更される。特に、前記クラッチCLの係合状態の変化により、図10に示すように、前記エンジン12と前記第1電動機MG1を含む構成との間に設けられたダンパ62まわり(ダンパメイン)の構成に関する共振点が変更される。
 図12は、前記駆動装置10において、前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態に応じて動力伝達系の共振周波数が異なることを模式的に説明する図である。図13は、前記クラッチCL及びブレーキBKの係合状態に応じた動力伝達系の特性(共振周波数)の変化を説明する図であり、前記クラッチCLが解放されると共に前記ブレーキBKが係合された状態における特性を実線で、前記クラッチCLが係合されると共に前記ブレーキBKが解放された状態における特性を破線でそれぞれ示している。図12及び図13に示すように、前記駆動装置10においては、前記クラッチCLの係合状態の変更に加えて、或いはその代替として前記ブレーキBKの係合状態を変更することによっても前記駆動装置10における共振点(共振周波数)が変更される。すなわち、図12の上段に示すように前記クラッチCLが解放されると共に前記ブレーキBKが係合された状態すなわち図3に示すモード3(HV-1)等が成立している状態では、前記エンジン12と第1電動機MG1との間の動力伝達に係る動力伝達系に前記第2電動機MG2は連結されていない。前記第2電動機MG2は前記第2遊星歯車装置16及び前記出力歯車30等の構成を介して前記差動歯車装置64、タイヤ66、及びボデー68等の出力側の動力伝達系に接続される。一方、図12の下段に示すように前記クラッチCLが係合されると共に前記ブレーキBKが解放された状態すなわち図3に示すモード4(HV-2)等が成立している状態では、前記エンジン12と第1電動機MG1との間の動力伝達に係る動力伝達系に前記第2電動機MG2が連結される。すなわち、前記第2電動機MG2が入力側の動力伝達系に接続される。従って、図13に示すように、慣性に係る特性(イナーシャバランス)が変化してその動力伝達系の共振点が変更される。
 図9に示す共振点変更制御部76は、前記共振判定部70により前記動力伝達系における共振の発生が検出乃至予測された場合には、その動力伝達系における共振点を変更する制御を行う。図10~図13を用いて説明したように、前記駆動装置10においては、前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態が切り換えられることにより、動力伝達系の共振周波数(共振点)が変更される。従って、前記共振点変更制御部76は、具体的には、前記動力伝達系における共振点を変更する制御として、前記油圧制御回路60を介して前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態を切り替える制御を行う。すなわち、好適には、シフトポジションが停車位置とされており、且つ、前記動力伝達系の温度が予め定められた閾値Tbo以下である場合には、前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態を切り替える。好適には、予め定められた関係から車速V及びエンジン回転速度NEに基づいて、前記動力伝達系へ前記共振周波数に対応する変動の入力が検出乃至予測される場合には、前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態を切り替える。
 一般に、車両停止状態からの前記エンジン12の始動に際して、極低温時例えば前記駆動装置10の各部に供給される作動油の油温TOILが規定の閾値Tbo(例えば、-20℃)以下である場合においては、前記エンジン12のフリクションが大きくなることに加えバッテリ出力が低下するため、前記第1電動機MG1等によるクランキングによって前記エンジン12の回転を持ち上げにくくなる。斯かる極低温時に前記エンジン12の回転を持ち上げるため、バッテリ出力を大きくした場合、そのバッテリが大型化してコストアップや重量増加の原因となり、更には搭載性の悪化といった問題が生じるおそれがある。このため、前記第1電動機MG1等により持ち上げることができる前記エンジン12の回転速度が低くとも始動が可能となるようにハード面での適合がなされることが多く、設計(諸元設定)上の制約となっていた。特に、シフトポジションが停車位置とされた車両停止時等における動力伝達系の共振点が、その動力伝達系の極低温時に前記エンジン12の回転(始動時の回転)に係る変動周波数すなわち爆発一次成分に対応する周波数と一致する場合、共振が発生して動力伝達系に過大なトルクがかかり、耐久性に影響が出る等の問題があった。
 前記問題を解消するために、前記共振点変更制御部76は、Pレンジ極低温時すなわちシフトポジションが停車位置とされており、且つ、前記動力伝達系の温度が予め定められた閾値Tbo以下である場合には、前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態を切り替えることにより、前記動力伝達系の共振点を変更する制御を行う。図14は、前記共振点変更制御部76によるエンジン始動時の共振点変更制御について説明する図であり、極低温時における前記エンジン12の始動に係るエンジン回転速度NEの経時変化を示している。例えば、前記クラッチCLが解放されている場合における極低温時の動力伝達系の共振点が破線で示される値に相当し、前記第1電動機MG1により持ち上げられる前記エンジン12の変動周波数(爆発一次成分)に略一致する諸元設定とされた場合には、極低温時における前記エンジン12の始動に際して前記クラッチCLを係合させることで、動力伝達系の共振周波数を一点鎖線で示される値に変化させることができ、共振を回避することができる。一方、前記クラッチCLが係合されている場合における極低温時の動力伝達系の共振点が破線で示される値に相当し、前記第1電動機MG1により持ち上げられる前記エンジン12の変動周波数(爆発一次成分)に略一致する諸元設定とされた場合には、極低温時における前記エンジン12の始動に際して前記クラッチCLを解放させることで、動力伝達系の共振周波数を二点鎖線で示される値に変化させることができ、共振を回避することができる。すなわち、前記共振点変更制御部76により、前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態を切り替えることにより、前記エンジン12の始動時における共振の発生を好適に回避することができる。
 車両が波状路面を走行している場合、走行路面(波状路面)からその車両に入力される変動の周波数は、路面のピッチ及び車速V等に応じて決定される。波状路面から入力される変動の周波数と、動力伝達系における共振周波数とが略一致した場合、共振が発生して動力伝達系に過大なトルクがかかり、耐久性に影響が出る等の問題があった。斯かる問題を解消するために、前記共振点変更制御部76は、予め定められた関係から車速V及びエンジン回転速度NEに基づいて前記動力伝達系への前記共振周波数に対応する(共振周波数を中心とする所定の周波数帯域内の)変動の入力が検出乃至予測される場合には、前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態を切り替えることにより、前記動力伝達系の共振点を変更する制御を行う。更に好適には、予め定められた関係から、前記エンジン回転速度センサ44により検出されるエンジン回転速度NE、前記MG1回転速度センサ46により検出されるMG1回転速度NMG1、前記MG2回転速度センサ48により検出されるMG2回転速度NMG2、前記出力回転速度センサ50により検出される出力回転速度NOUTに対応する車速V、及びアクセル開度センサ42により検出されるアクセル開度ACCに対応する要求駆動力等に基づいて、車両の走行路面から入力される変動の周波数を算出し、その変動の周波数が、その時点における前記クラッチCL及びブレーキBKの係合状態に応じた前記駆動装置10の共振周波数と略一致すると判定される場合には、前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態を切り替える制御を行う。斯かる制御により、波状路走行時に共振が発生する走行状態であると判定される場合、或いは共振が発生する蓋然性が高い走行状態であると判定される場合に、前記動力伝達系の共振点を変更することで共振の発生を好適に回避することができる。
 図15は、前記電子制御装置40による共振点変更制御の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。
 先ず、ステップS1(以下、ステップを省略する)において、前記シフトセンサ54により検出されるシフト操作装置の操作位置PSが停車位置すなわちパーキングレンジであるか否かが判断される。このS1の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、S1の判断が肯定される場合には、S2において、極低温であるか否か、例えば前記駆動装置10の各部に供給される作動油の油温TOILが規定の閾値Tbo(例えば、-20℃)以下であるか否かが判断される。このS2の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、S2の判断が肯定される場合には、S3において、前記エンジン12の始動判定が行われたか否かが判断される。このS3の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、S3の判断が肯定される場合には、S4において、前記油圧制御回路60を介して前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態が切り換えられる。次に、S5において、前記第1電動機MG1等により前記エンジン12の回転が持ち上げられ、前記エンジン制御装置56を介してそのエンジン12の始動が行われた後、本ルーチンが終了させられる。以上の制御において、S1~S3が前記共振判定部70及びPレンジ極低温判定部72の動作に、S4が前記共振点変更制御部76の動作にそれぞれ対応する。
 図16は、前記電子制御装置40による他の共振点変更制御の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。
 先ず、S6において、前記シフトセンサ54により検出されるシフト操作装置の操作位置PSが走行位置例えばDレンジ、Sレンジ、乃至Rレンジ等であるか否かが判断される。このS6の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、S6の判断が肯定される場合には、S7において、予め定められた関係から車速V及びエンジン回転速度NEに基づいて動力伝達系への所定周波数例えば共振周波数を中心とする所定の周波数帯域に含まれる周波数の変動の入力が検出乃至予測されるか否かが判断される。このS7の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、S7の判断が肯定される場合には、S8において、前記油圧制御回路60を介して前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態が切り換えられた後、本ルーチンが終了させられる。以上の制御において、S6及びS7が前記共振判定部70及び変動入力判定部74の動作に、S8が前記共振点変更制御部76の動作にそれぞれ対応する。
 続いて、本発明の他の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
 図17は、本発明が好適に適用される他のハイブリッド車両用駆動装置100(以下、単に駆動装置100という)の構成を説明する骨子図である。この図17に示す駆動装置100では、前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第2遊星歯車装置16、クラッチCL、及びブレーキBKが、前記第2電動機MG2を間に挟んで、前記第1遊星歯車装置14に対して前記エンジン12の反対側に配置されている。前記クラッチCL及びブレーキBKは、好適には、前記中心軸CEの軸方向に関して略同じ位置に設けられている。すなわち、前記駆動装置100においては、前記中心軸CEの軸方向において、前記エンジン12側から前記第1電動機MG1、第1遊星歯車装置14、第2電動機MG2、第2遊星歯車装置16、クラッチCL及びブレーキBKの順でそれらの構成が同軸上に配置されている。斯かる構成の駆動装置100にも、本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置は好適に適用される。
 図18は、本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置110(以下、単に駆動装置110という)の構成を説明する骨子図である。この図18に示す駆動装置110では、前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第1遊星歯車装置14、クラッチCL、第2遊星歯車装置16、及びブレーキBK等の構成すなわち機械系がまとめて前記エンジン12側に配置されると共に、それらの構成に対して前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2等の構成すなわち電気系がまとめて前記エンジン12の反対側に配置されている。すなわち、前記駆動装置110においては、前記中心軸CEの軸方向において、前記エンジン12側から前記第1遊星歯車装置14、クラッチCL、第2遊星歯車装置16、ブレーキBK、第2電動機MG2、第1電動機MG1の順でそれらの構成が同軸上に配置されている。斯かる構成の駆動装置120にも、本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置は好適に適用される。
 図19は、本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置120(以下、単に駆動装置120という)の構成を説明する骨子図である。この図19に示す駆動装置120では、前記第2遊星歯車装置16のキャリアC2と非回転部材である前記ハウジング26との間に、そのキャリアC2のハウジング26に対する一方向の回転を許容し且つ逆方向の回転を阻止する一方向クラッチ(ワンウェイクラッチ)OWCが、前記ブレーキBKと並列に設けられている。この一方向クラッチOWCは、好適には、前記ハウジング26に対する前記キャリアC2の正方向の相対回転を許容する一方、負方向の回転を阻止する。すなわち、例えば前記第2電動機MG2により負トルクを出力させる場合等、前記キャリアC2が負方向に回転させられる駆動状態においては、前記ブレーキBKを係合させることなく前記モード1~3を成立させることができる。斯かる構成の駆動装置110にも、本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置は好適に適用される。
 図20は、本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置130(以下、単に駆動装置130という)の構成を説明する骨子図である。この図20に示す駆動装置130は、前記シングルピニオン型の第2遊星歯車装置16の代替として、第2差動機構としてのダブルピニオン型の第2遊星歯車装置16′を前記中心軸CE上に備えている。この第2遊星歯車装置16′は、第1回転要素としてのサンギヤS2′、相互に噛み合わされた複数のピニオンギヤP2′を自転及び公転可能に支持する第2回転要素としてのキャリアC2′、及びピニオンギヤP2′を介してサンギヤS2′と噛み合う第3回転要素としてのリングギヤR2′を回転要素(要素)として備えている。
 前記第1遊星歯車装置14のリングギヤR1は、出力回転部材である出力歯車30に連結されると共に、前記第2遊星歯車装置16′のキャリアC2′と相互に連結されている。前記第2遊星歯車装置16′のサンギヤS2′は、前記第2電動機MG2のロータ24に連結されている。前記第1遊星歯車装置14のキャリアC1と前記第2遊星歯車装置16′のリングギヤR2′との間には、それらキャリアC1とリングギヤR2′との間を選択的に係合させる(キャリアC1とリングギヤR2′との間を断接する)前記クラッチCLが設けられている。前記第2遊星歯車装置16′のリングギヤR2′と非回転部材である前記ハウジング26との間には、そのハウジング26に対して前記リングギヤR2′を選択的に係合(固定)させる前記ブレーキBKが設けられている。
 図20に示すように、前記駆動装置130において、前記第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16′は、それぞれ前記入力軸28と同軸上に配置されており、且つ、前記中心軸CEの軸方向において対向する位置に配置されている。すなわち、前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第1遊星歯車装置14は、前記第2遊星歯車装置16′よりも前記エンジン12側に配置されている。前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第1電動機MG1は、前記第1遊星歯車装置14よりも前記エンジン12側に配置されている。前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第2電動機MG2は、前記第2遊星歯車装置16′に対して前記エンジン12の反対側に配置されている。すなわち、前記第1電動機MG1、第2電動機MG2は、前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第1遊星歯車装置14及び第2遊星歯車装置16′を間に挟んで対向する位置に配置されている。すなわち、前記駆動装置130においては、前記中心軸CEの軸方向において、前記エンジン12側から前記第1電動機MG1、第1遊星歯車装置14、クラッチCL、第2遊星歯車装置16′、第2電動機MG2、ブレーキBKの順でそれらの構成が同軸上に配置されている。斯かる構成の駆動装置130にも、本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置は好適に適用される。
 図21は、本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置140(以下、単に駆動装置140という)の構成を説明する骨子図である。この図21に示す駆動装置140では、前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第2遊星歯車装置16′、クラッチCL、及びブレーキBKが、前記第2電動機MG2を間に挟んで、前記第1遊星歯車装置14に対して前記エンジン12の反対側に配置されている。前記クラッチCL及びブレーキBKは、好適には、前記中心軸CEの軸方向に関して略同じ位置に設けられている。すなわち、前記駆動装置140においては、前記中心軸CEの軸方向において、前記エンジン12側から前記第1電動機MG1、第1遊星歯車装置14、第2電動機MG2、第2遊星歯車装置16′、クラッチCL及びブレーキBKの順でそれらの構成が同軸上に配置されている。斯かる構成の駆動装置140にも、本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置は好適に適用される。
 図22は、本発明が好適に適用される更に別のハイブリッド車両用駆動装置150(以下、単に駆動装置150という)の構成を説明する骨子図である。この図22に示す駆動装置150では、前記中心軸CEの軸方向に関して、前記第1電動機MG1及び第2電動機MG2等の構成すなわち電気系がまとめて前記エンジン12側に配置されると共に、それらの構成に対して前記第2遊星歯車装置16′、第1遊星歯車装置14、クラッチCL、及びブレーキBK等の構成すなわち機械系がまとめて前記エンジン12の反対側に配置されている。前記クラッチCL及びブレーキBKは、好適には、前記中心軸CEの軸方向に関して略同じ位置に設けられている。すなわち、前記駆動装置150においては、前記中心軸CEの軸方向において、前記エンジン12側から前記第1電動機MG1、第2電動機MG2、第2遊星歯車装置16′、第1遊星歯車装置14、クラッチCL及びブレーキBKの順でそれらの構成が同軸上に配置されている。斯かる構成の駆動装置150にも、本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置は好適に適用される。
 このように、本実施例によれば、第1電動機MG1に連結された第1回転要素としてのサンギヤS1、エンジン12に連結された第2回転要素としてのキャリアC1、及び出力回転部材である出力歯車30に連結された第3回転要素としてのリングギヤR1を備えた第1差動機構である第1遊星歯車装置14と、第2電動機MG2に連結された第1回転要素としてのサンギヤS2(S2′)、第2回転要素としてのキャリアC2(C2′)、及び第3回転要素としてのリングギヤR2(R2′)を備え、それらキャリアC2(C2′)及びリングギヤR2(R2′)の何れか一方が前記第1遊星歯車装置14のリングギヤR1に連結された第2差動機構である第2遊星歯車装置16(16′)と、前記第1遊星歯車装置14におけるキャリアC1と、前記キャリアC2(C2′)及びリングギヤR2(R2′)のうち前記リングギヤR1に連結されていない方の回転要素とを選択的に係合させるクラッチCLと、前記キャリアC2(C2′)及びリングギヤR2(R2′)のうち前記リングギヤR1に連結されていない方の回転要素を、非回転部材であるハウジング26に対して選択的に係合させるブレーキBKとを、備え、前記ハイブリッド車両における動力伝達系の共振が検出乃至予測される場合には、前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態を切り替えるものであることから、動力伝達系の共振が検出乃至予測される場合にその動力伝達系のイナーシャバランスを変化させることで共振点を変更し、共振の発生を好適に抑制することができる。すなわち、動力伝達系の振動を抑制するハイブリッド車両の駆動制御装置である電子制御装置40を提供することができる。
 前記ハイブリッド車両のシフトポジションが停車位置とされており、且つ、前記動力伝達系の温度に対応する油温TOILが予め定められた閾値Tbo以下である場合には、前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態を切り替えるものであるため、動力伝達系の共振を実用的な態様で検出乃至予測することができ、共振の発生を好適に抑制することができる。
 予め定められた関係から、車速V及びエンジン回転速度NEに基づいて、前記動力伝達系への変動の入力が検出乃至予測される場合には、前記クラッチCL及びブレーキBKの少なくとも一方の係合状態を切り替えるものであるため、動力伝達系の共振を実用的な態様で検出乃至予測することができ、共振の発生を好適に抑制することができる。
 以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
 10、100、110、120、130、140、150:ハイブリッド車両用駆動装置、12:エンジン、14:第1遊星歯車装置(第1差動機構)、16、16′:第2遊星歯車装置(第2差動機構)、18、22:ステータ、20、24:ロータ、26:ハウジング(非回転部材)、28:入力軸、30:出力歯車(出力回転部材)、32:オイルポンプ、40:電子制御装置(駆動制御装置)、42:アクセル開度センサ、44:エンジン回転速度センサ、46:MG1回転速度センサ、48:MG2回転速度センサ、50:出力回転速度センサ、52:油温センサ、54:シフトセンサ、56:エンジン制御装置、58:インバータ、60:油圧制御回路、62:ダンパ、64:差動歯車装置、66:タイヤ、68:ボデー、70:共振判定部、72:Pレンジ極低温判定部、74:変動入力判定部、76:共振点変更制御部、BK:ブレーキ、CL:クラッチ、C1、C2、C2′:キャリア(第2回転要素)、MG1:第1電動機、MG2:第2電動機、OWC:一方向クラッチ、P1、P2、P2′:ピニオンギヤ、R1、R2、R2′:リングギヤ(第3回転要素)、S1、S2、S2′:サンギヤ(第1回転要素)

Claims (3)

  1.  第1電動機に連結された第1回転要素、エンジンに連結された第2回転要素、及び出力回転部材に連結された第3回転要素を備えた第1差動機構と、
     第2電動機に連結された第1回転要素、第2回転要素、及び第3回転要素を備え、それら第2回転要素及び第3回転要素の何れか一方が前記第1差動機構における第3回転要素に連結された第2差動機構と、
     前記第1差動機構における第2回転要素と、前記第2差動機構における第2回転要素及び第3回転要素のうち前記第1差動機構における第3回転要素に連結されていない方の回転要素とを選択的に係合させるクラッチと、
     前記第2差動機構における第2回転要素及び第3回転要素のうち前記第1差動機構における第3回転要素に連結されていない方の回転要素を、非回転部材に対して選択的に係合させるブレーキと
     を、備え、
     前記ハイブリッド車両における動力伝達系の共振が検出乃至予測される場合には、前記クラッチ及びブレーキの少なくとも一方の係合状態を切り替えることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
  2.  前記ハイブリッド車両のシフトポジションが停車位置とされており、且つ、前記動力伝達系の温度が予め定められた閾値以下である場合には、前記クラッチ及びブレーキの少なくとも一方の係合状態を切り替えるものである請求項1に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
  3.  予め定められた関係から、車速及び前記エンジンの回転速度に基づいて、前記動力伝達系への変動の入力が検出乃至予測される場合には、前記クラッチ及びブレーキの少なくとも一方の係合状態を切り替えるものである請求項1に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
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