JP4069556B2 - 動力出力装置の制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力源としてエンジンなどの原動機と電動機とを備える動力出力装置の制御方法に関し、詳しくは、上記電動機の回転軸を駆動軸及び上記原動機の出力軸の少なくとも一方に結合させることが可能な結合手段を備える動力出力装置の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンと電動機とを動力源とする動力出力装置を搭載したハイブリッド車両が提案されている（例えば特開平９−４７０９４に記載の技術等）。このようなハイブリッド車両では、搭載した動力出力装置によって、エンジンから出力された動力は、一部が動力調整装置により駆動軸に伝達され、残余の動力が電力として回生される。この電力はバッテリに蓄電されたり、エンジン以外の動力源としての電動機を駆動するのに用いられる。このような動力出力装置は、上述の動力の伝達過程において、動力調整装置および電動機を制御することによって、エンジンから出力された動力を任意の回転数およびトルクで駆動軸に出力することができる。駆動軸から出力すべき要求出力に関わらずエンジンは運転効率の高い運転ポイントを選択して運転することができるため、ハイブリッド車両はエンジンのみを駆動源とする従来の車両に比べて省資源性および排気浄化性に優れている。
【０００３】
このような動力出力装置において、電動機の回転軸の結合先としては、駆動軸とエンジンの出力軸の２通りが考えられる。電動機の回転軸を駆動軸に結合した構成では、エンジンの回転数よりも駆動軸の回転数が高いオーバードライブ動作時（オーバードライブ走行時）に、動力が下流側から上流側に向かって伝達されるいわゆる動力循環が発生し、それにより、エンジンから出力された動力のうち、有効に駆動軸に伝達される動力が低減するため、そのようなオーバードライブ動作時に比較して、エンジンの回転数よりも駆動軸の回転数が低いアンダードライブ動作時（アンダードライブ走行時）に運転効率が高くなる特性がある。一方、電動機の回転軸をエンジンの出力軸に結合した構成では、逆に、アンダードライブ動作時に、上記した動力循環が発生し、それにより、有効に駆動軸に伝達される動力が低減するため、そのようなアンダードライブ動作時に比較して、オーバードライブ動作時に運転効率が高くなる特性がある。
【０００４】
そこで、従来では、電動機の回転軸の結合を、駆動軸とエンジンの出力軸とで切り換え可能に構成した動力出力装置が提案されている（例えば、特開平１０−２７１７４９号公報）。かかる動力出力装置では、電動機の回転軸とエンジンの出力軸との結合及び解放を行う第１のクラッチと、電動機の回転軸と駆動軸との結合及び解放を行う第２のクラッチと、を備えている。そして、基本的に、駆動軸の回転数がエンジンの回転数がよりも低くなった場合（アンダードライブ動作時）には、第１のクラッチを解放すると共に、第２のクラッチを結合することによって、電動機の回転軸を駆動軸に結合し、逆に、駆動軸の回転数がエンジンの回転数よりも高くなった場合（オーバードライブ動作時）には、第１のクラッチを結合すると共に、第２のクラッチを解放することによって、電動機の回転軸をエンジンの出力軸に結合する。こうすることによってアンダードライブ動作時、オーバードライブ動作時の双方において、効率の高い運転を実現している。
【０００５】
なお、電動機の回転軸を駆動軸に結合した状態を以下アンダードライブ（ＵＤ）結合と言い、電動機の回転軸をエンジンの出力軸に結合した状態を以下オーバードライブ（ＯＤ）結合と言う。
【０００６】
以上のような動力出力装置を搭載したハイブリッド車両においては、電動機の回転軸の結合状態を、車両の走行状態に応じて、次のようにしている。
【０００７】
即ち、車両が停車している状態から発進する際には、駆動軸に大きな駆動トルクを発生させるために、車両は常にＵＤ結合から発進するようにしている。ＵＤ結合では、エンジンからのトルクと電動機からのトルクの和が駆動軸に駆動トルクとして出力されるからである。
【０００８】
一方、車両が高速走行をしている際には、動力出力装置における損失（エンジン，電動機，動力調整装置等での損失）を低減させ、高速燃費の向上を実現させるために、車両はＯＤ結合で走行するようにしている。
【０００９】
ところで、車両が停車している状態から発進する際には、前述したとおり、車両はＵＤ結合で発進するが、この時、さらに、エンジンを始動せずに、電動機のみで走行するようしている。具体的には、バッテリに蓄えられた電力を用い、電動機によって、駆動軸に駆動トルクを発生させるようにしている。このようにすることによって、車両は、エンジンにおける低速領域、即ち、効率の悪い領域を使用せずに走行することができるため、燃費の向上を図ることができる。
【００１０】
なお、このように、エンジンを始動せずに、電動機のみで走行する場合を、ＥＶ走行と呼び、逆に、エンジンを始動して、エンジンと電動機の両方を用いて走行する場合をＨＶ走行と呼ぶ。
【００１１】
図２６はハイブリッド車両が停車している状態から発進する際の動作パターンを示す説明図である。図２６において、縦軸はトルクであり、横軸は回転数である。図２６はいわば動力出力装置の動作特性を示している。
【００１２】
また、曲線ＬＩＭは、動力出力装置の最大出力線である。従って、トルク軸である縦軸と回転数軸である横軸とこの曲線ＬＩＭとで囲まれる領域が、駆動軸の動作点の採り得る範囲、即ち、動力出力装置の動作領域である。なお、動作点はトルクと回転数の組み合わせとして表現される。
【００１３】
曲線ＥＬはエンジンの目標動作点を決定する際に用いる動作線である。この動作線ＥＬは、エンジンの効率が最高となる動作線であり、この動作線ＥＬに従ってエンジンの目標動作点を決定すると、エンジンの燃費は最適となる。
【００１４】
また、一般に、エンジンの動作線は、エンジンの回転数と駆動軸の回転数が等しくなる境界となる。従って、基本的に、動作線ＥＬよりもトルクが低い側の領域では、電動機の回転軸の結合状態をＯＤ結合にして動作させ、動作線ＥＬよりもトルクが高い側の領域では、ＵＤ結合にして動作させるようにしている。なお、以下、動作線ＥＬよりもトルクが低い側の領域をオーバードライブ領域（ＯＤ領域）と呼び、動作線ＥＬよりもトルクが高い側の領域をアンダードライブ領域（ＵＤ領域）と呼ぶ。また、動作線ＥＬをＵＤ／ＯＤ領域境界と言う場合がある。
【００１５】
曲線ＥＳＵは、エンジンを始動させるか否かを判定するためのエンジン始動判定線である。一般には、駆動軸の動作点がこのエンジン始動判定線ＥＳＵよりも左下の領域にある場合には、エンジンは停止状態にあるが、駆動軸の動作点がこのエンジン始動判定線ＥＳＵを越えて右上の領域に入った場合には、エンジンに燃料を供給してエンジンを始動させるようにしている。従って、この場合、駆動軸の動作点がエンジン始動判定線ＥＳＵよりも右上の領域にあることが、エンジン始動条件となる。
【００１６】
曲線ＤＬ１または曲線ＤＬ２は、それぞれ、駆動軸の動作点の軌跡である。何れも、車両が停車している状態から発進して走行する場合の軌跡を示している。
【００１７】
その他、曲線ＤＤは、走行抵抗０％を表す曲線であり、曲線Ｐ１〜Ｐ６は、それぞれ、動力が或る一定値となる曲線である。なお、曲線Ｐ１〜Ｐ６は、Ｐ１，Ｐ２，…，Ｐ５，Ｐ６の順に動力が高くなっている。
【００１８】
それでは、車両が停車している状態から発進して走行する場合の動作を、曲線ＤＬ１の場合と曲線ＤＬ２の場合とに分けて説明する。なお、何れの場合も、前述したように、車両が停車している状態から発進する際にはＵＤ結合で発進する。また、車両が停車している状態から発進した場合、エンジンを始動せずに、電動機のみで走行（ＥＶ走行）する。
【００１９】
曲線ＤＬ１の場合は、車両が発進した後、車両の運転者がアクセルを大きく踏み込むことによって、エンジンに対する要求動力が増し、それにより、駆動軸の動作点がエンジン始動判定線ＥＳＵを越える（即ち、エンジン始動条件を満たす）と、エンジンに燃料を供給してエンジンを始動し、エンジンと電動機の両方を用いて走行（ＨＶ走行）する。そして、さらに、車両が加速して、駆動軸の動作点がＵＤ領域からエンジンの動作線（即ち、ＵＤ／ＯＤ領域境界）ＥＬを越えてＯＤ領域に入ると、電動機の回転軸の結合状態をＵＤ結合からＯＤ結合に切り換える。このように、ＨＶ走行する間に、電動機の回転軸の結合状態をＵＤ結合からＯＤ結合に切り換える方法については、例えば、既述した特開平１０−２７１７４９号公報などに開示されている。
【００２０】
一方、曲線ＤＬ２の場合は、車両が発進した後、緩やかな加速にて、電動機のみで走行（ＥＶ走行）するが、駆動軸の動作点がエンジン始動判定線ＥＳＵを越えないため、エンジンを停止状態にしたまま、ＥＶ走行し続ける。その後、車両が加速すると、駆動軸の動作点は、ＵＤ領域からエンジンの動作線（即ち、ＵＤ／ＯＤ領域境界）ＥＬを越えてＯＤ領域に入る。そして、車両がさらに加速すると、駆動軸の動作点は、ＯＤ領域内でエンジン始動判定線ＥＳＵを越える（即ち、エンジン始動条件を満たす）ことになる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、ＨＶ走行する間に、駆動軸の動作点がＵＤ領域からＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えてＯＤ領域に入る場合の動作については、上記既提案例に開示されていたが、曲線ＤＬ２の場合のように、ＥＶ走行し続けている間に、車両が加速して、駆動軸の動作点がＵＤ領域からＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えてＯＤ領域に入る場合の動作や、その後にエンジン始動条件を満たす場合の動作については、上記した既提案例には開示されておらず、従来においては、この点について何ら考慮されていなかった。
【００２２】
従って、本発明は、このような、従来、考慮されていなかった点に鑑みなされたものであり、その目的は、ＥＶ走行し続けている間に駆動軸の動作点がＵＤ領域からＯＤ領域に入る場合や、その後にエンジン始動条件を満たす場合などに、電動機の回転軸の結合状態の切り換えやエンジンの始動などを適切に行なうことができる動力出力装置の制御方法を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明の第１の制御方法は、出力軸を有する原動機と、動力を出力するための駆動軸と、第１の電動機を有し、前記出力軸及び前記駆動軸に結合されると共に、前記第１の電動機の作用によって少なくとも前記駆動軸に出力される動力を調整することが可能な動力調整装置と、回転軸を有する第２の電動機と、該第２の電動機の回転軸を前記駆動軸及び前記出力軸の少なくとも一方に結合させることが可能な結合手段と、を備え、トルクと回転数との関係で表される動作領域が、所定の境界によって、前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸に結合させて動作させるべき第１の領域と前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸に結合させて動作させるべき第２の領域とに分割されている動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸の動作点が前記第１の領域にあって、前記結合手段によって前記第２の電動機の回転軸が前記駆動軸に結合されている場合に、前記原動機を停止させたまま、前記第２の電動機を動作させる工程と、
（ｂ）前記駆動軸の動作点が前記境界を越えて前記第２の領域に入った場合に、前記原動機への燃料供給を開始して、該原動機を始動すると共に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
を備えることを要旨とする。
【００２４】
このように、第１の制御方法では、原動機を停止させたまま、第２の電動機を動作させている間に、駆動軸の動作点が上記境界を越えて第２の領域に入った場合に、原動機への燃料供給を開始して、原動機を始動すると共に、結合手段によって、第２の電動機の回転軸の結合を駆動軸から原動機の出力軸に切り換える。
【００２５】
従って、第１の制御方法によれば、第２の電動機のみを動作させて、駆動軸を回転させていたのが、駆動軸の動作点が第１の領域から第２の領域に入ったことによって、直ちに、第２の電動機の回転軸を原動機の出力軸に結合させると共に、原動機と第２の電動機の両方を動作させて、駆動軸を回転させることができるようになる。
【００２６】
よって、例えば、上記境界線が原動機の動作線であり、第１の領域がＵＤ領域であり、第２の領域がＯＤ領域であるとし、また、上記した動力出力装置を用いて車両を走行させるものとすると、それまで、第２の電動機のみを動作させて車両を走行（ＥＶ走行）させていたのが、駆動軸の動作点がＵＤ領域からＯＤ領域に入ったことによって、第２の電動機の回転軸の結合状態をＯＤ結合にして、原動機と第２の電動機の両方を動作させて車両を走行（ＨＶ走行）させることができるようになる。
【００２７】
本発明の第１の制御方法において、
前記工程（ｂ）は、
前記駆動軸の動作点が前記境界を越えて前記第２の領域に入った場合に、前記原動機への燃料供給を開始して、該原動機を始動する工程と、
前記原動機を始動した後に、前記第１の電動機及び前記原動機によって前記出力軸の回転数及びトルクを前記駆動軸の回転数及びトルクにほぼ等しくなるように制御する工程と、
前記出力軸の回転数及びトルクを前記駆動軸の回転数及びトルクにほぼ等しくした後に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
を含むことが好ましい。
【００２８】
このように、原動機を始動した後の出力軸の回転数及びトルクを駆動軸の回転数及びトルクにほぼ等しくして、第２の電動機の回転軸の結合を切り換えているため、ショックの無い切り換えを実現することができる。
【００２９】
なお、本明細書において、「出力軸の回転数及びトルクを駆動軸の回転数及びトルクにほぼ等しくする」には、出力軸の回転数と駆動軸の回転数との差が或る許容範囲内に入るようにし、かつ、出力軸の回転数と駆動軸の回転数との差が或る許容範囲内に入るようにする場合も含まれる。
【００３０】
本発明の第１の制御方法において、
前記工程（ｂ）は、
前記駆動軸の動作点が前記境界を越えて前記第２の領域に入った場合に、前記第１の電動機によって前記出力軸の回転数を前記駆動軸の回転数とほぼ等しくなるように制御する工程と、
前記出力軸の回転数を前記駆動軸の回転数にほぼ等しくした後に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
前記第２の電動機の回転軸の結合を前記出力軸に切り換えた後に、前記原動機への燃料供給を開始して、該原動機を始動する工程と、
を含むことが好ましい。
【００３１】
このように、出力軸の回転数を駆動軸の回転数にほぼ等しくした後に、第２の電動機の回転軸の結合を切り換えているため、ショックの無い切り換えを実現することができる。また、出力軸の回転数は既に駆動軸の回転数まで上昇しているので、第２の電動機の回転軸を出力軸に結合した際に、原動機の回転数が急激に上昇することがなく、そのため、その急上昇に伴って発生するトルク変動や振動を抑えることができる。また、駆動軸の回転数と出力軸の回転数との差が小さいため、第２の電動機の回転軸の結合を切り換える結合手段として、結合能力（結合容量）の小さいもの（即ち、結合することが可能な最大の回転数差が小さい結合手段）を用いることができる。さらにまた、原動機を始動する前に、第２の電動機の回転軸の結合を切り換えているため、原動機の始動直後のトルク変動や回転数変動による影響を受けることなく、スムーズに切り換えることができる。
【００３２】
なお、本明細書において、「出力軸の回転数を駆動軸の回転数にほぼ等しくする」には、出力軸の回転数と駆動軸の回転数との差が或る許容範囲内に入るようにする場合も含まれる。
【００３３】
本発明の第２の制御方法は、出力軸を有する原動機と、動力を出力するための駆動軸と、第１の電動機を有し、前記出力軸及び前記駆動軸に結合されると共に、前記第１の電動機の作用によって少なくとも前記駆動軸に出力される動力を調整することが可能な動力調整装置と、回転軸を有する第２の電動機と、該第２の電動機の回転軸を前記駆動軸及び前記出力軸の少なくとも一方に結合させることが可能な結合手段と、を備え、トルクと回転数との関係で表される動作領域が、所定の境界によって、前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸に結合させて動作させるべき第１の領域と前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸に結合させて動作させるべき第２の領域とに分割されている動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸の動作点が前記第１の領域にあって、前記結合手段によって前記第２の電動機の回転軸が前記駆動軸に結合されている場合に、前記原動機を停止させたまま、前記第２の電動機を動作させて、該第２の電動機によって前記駆動軸に駆動トルクを出力させる工程と、
（ｂ）前記駆動軸の動作点が前記境界を越えて前記第２の領域に入った場合に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
（ｃ）前記第２の電動機の回転軸の結合を前記出力軸に切り換えた後に、前記第２の電動機に代えて、前記第１の電動機によって前記駆動軸に駆動トルクを出力させると共に、前記第１の電動機により前記出力軸に生じる反力トルクを、前記第２の電動機によってキャンセルする工程と、
を備えることを要旨とする。
【００３４】
このように、第２の制御方法では、原動機を停止させたまま、第２の電動機を動作させて、第２の電動機によって駆動軸に駆動トルクを出力させている間に、駆動軸の動作点が上記境界を越えて第２の領域に入った場合に、第２の電動機の回転軸の結合を駆動軸から原動機の出力軸に切り換え、その後、第１の電動機によって駆動軸に駆動トルクを出力させると共に、第１の電動機により出力軸に生じる反力トルクを、第２の電動機によってキャンセルする。
【００３５】
従って、第２の制御方法によれば、駆動軸の動作点が第１の領域から第２の領域に入った場合に、第２の電動機の回転軸の結合を駆動軸から出力軸に切り換えているので、駆動軸に駆動トルクを出力する電動機は第２の電動機から第１の電動機に交代するものの、原動機を停止させたまま、引き続き電動機によって駆動軸に駆動トルクを出力させることができる。
【００３６】
よって、例えば、上記境界線が原動機の動作線であり、第１の領域がＵＤ領域であり、第２の領域がＯＤ領域であるとし、また、上記した動力出力装置を用いて車両を走行させるものとすると、第２の電動機によってＥＶ走行させていた車両を、駆動軸の動作点がＵＤ領域からＯＤ領域に入っても、第１の電動機によって、引き続きＥＶ走行させることができる。
【００３７】
本発明の第２の制御方法において、
前記工程（ｂ）は、
前記駆動軸の動作点が前記境界を越えて前記第２の領域に入った場合に、前記第１の電動機によって前記出力軸の回転数を前記駆動軸の回転数とほぼ等しくなるように制御する工程と、
前記出力軸の回転数を前記駆動軸の回転数にほぼ等しくした後に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
を含むことが好ましい。
【００３８】
このように切り換えることによって、ショックの無い切り換えを実現することができる。また、原動機の回転数が急激に上昇することがないため、トルク変動や振動を抑えることができる。また、結合手段として、結合能力の小さいものを用いることができる。
【００３９】
本発明の第３の制御方法は、出力軸を有する原動機と、動力を出力するための駆動軸と、第１の電動機を有し、前記出力軸及び前記駆動軸に結合されると共に、前記第１の電動機の作用によって少なくとも前記駆動軸に出力される動力を調整することが可能な動力調整装置と、回転軸を有する第２の電動機と、該第２の電動機の回転軸を前記駆動軸及び前記出力軸の少なくとも一方に結合させることが可能な結合手段と、を備え、トルクと回転数との関係で表される動作領域が、所定の境界によって、前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸に結合させて動作させるべき第１の領域と前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸に結合させて動作させるべき第２の領域とに分割されている動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸の動作点が前記第１の領域にあって、前記結合手段によって前記第２の電動機の回転軸が前記駆動軸に結合されている場合に、前記原動機を停止させたまま、前記第２の電動機を動作させる工程と、
（ｂ）前記駆動軸の動作点が前記境界を越えて前記第２の領域に入った場合に、引き続き、前記結合手段によって前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸に結合させると共に、前記原動機を停止させたまま、前記第２の電動機を動作させる工程と、
（ｃ）前記駆動軸から出力されるべき目標動力が所定の条件を満足した場合に、前記原動機への燃料供給を開始して、該原動機を始動すると共に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
を備えることを要旨とする。
【００４０】
このように、第３の制御方法では、原動機を停止させたまま、第２の電動機を動作させている間に、駆動軸の動作点が上記境界を越えて第２の領域に入っても、引き続き、結合手段によって第２の電動機の回転軸を駆動軸に結合させると共に、原動機を停止させたまま、第２の電動機を動作させる。そして、その後、駆動軸から出力されるべき目標動力が所定の条件を満足した場合に、原動機への燃料供給を開始して、原動機を始動すると共に、結合手段によって、第２の電動機の回転軸の結合を駆動軸から前記出力軸に切り換える。
【００４１】
従って、第３の制御方法によれば、原動機を停止させたまま、第２の電動機を動作させている間は、駆動軸の動作点が第１の領域から第２の領域に入っても、第２の電動機の回転軸の結合を切り換えないので、切り換えに伴うトルク変動や振動を一切発生させずに、広い回転数域にわたって滑らかに駆動軸を回転させることができる。また、その後、目標動力が所定の条件を満足した場合に、第２の電動機のみを動作させて、駆動軸を回転させていた状態から、直ちに、第２の電動機の回転軸を原動機の出力軸に結合させると共に、原動機と第２の電動機の両方を動作させて、駆動軸を回転させる状態に移行することができる。
【００４２】
よって、例えば、上記境界線が原動機の動作線であり、第１の領域がＵＤ領域であり、第２の領域がＯＤ領域であるとし、また、上記した動力出力装置を用いて車両を走行させるものとすると、第２の電動機のみを動作させて車両をＥＶ走行させている間は、駆動軸の動作点がＵＤ領域からＯＤ領域に入っても、第２の電動機の回転軸の結合状態をＯＤ結合に切り換えないので、トルク変動や振動を発生させずに、広い車速域にわたって滑らかなＥＶ走行を実現することができる。また、目標動力が所定の条件を満足した場合は、第２の電動機の回転軸の結合状態をＯＤ結合に切り換えると共に、それまでＥＶ走行させていた車両を、直ちに、ＨＶ走行に切り換えることができる。
【００４３】
本発明の第３の制御方法において、
前記工程（ｃ）は、
前記目標動力が前記所定の条件を満足した場合に、前記原動機への燃料供給を開始して、該原動機を始動する工程と、
前記原動機を始動した後に、前記第１の電動機及び前記原動機によって前記出力軸の回転数及びトルクを前記駆動軸の回転数及びトルクにほぼ等しくなるように制御する工程と、
前記出力軸の回転数及びトルクを前記駆動軸の回転数及びトルクにほぼ等しくした後に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
を含むことが好ましい。
【００４４】
このように、原動機を始動した後の出力軸の回転数及びトルクを駆動軸の回転数及びトルクにほぼ等しくして、第２の電動機の回転軸の結合を切り換えているため、ショックの無い切り換えを実現することができる。
【００４５】
本発明の第３の制御方法において、
前記工程（ｃ）は、
前記目標動力が前記所定の条件を満足した場合に、前記第１の電動機によって前記出力軸の回転数を前記駆動軸の回転数とほぼ等しくなるように制御する工程と、
前記出力軸の回転数を前記駆動軸の回転数にほぼ等しくした後に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
前記第２の電動機の回転軸の結合を前記出力軸に切り換えた後に、前記原動機への燃料供給を開始して、該原動機を始動する工程と、
を含むことが好ましい。
【００４６】
このように切り換えることによって、ショックの無い切り換えを実現することができる。また、原動機の回転数が急激に上昇することがないため、トルク変動や振動を抑えることができる。また、結合手段として、結合能力の小さいものを用いることができる。さらにまた、原動機を始動する前に切り換えているため、始動直後のトルク変動や回転数変動による影響を受けずにスムーズに切り換えることができる。
【００４７】
本発明の第３の制御方法において、
（ｄ）前記第２の電動機の回転軸の回転数が予め設定された特定回転数を上回った場合に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程
をさらに備えることが好ましい。
【００４８】
前述したように、第３の制御方法では、原動機を停止させたまま、第２の電動機を動作させている間は、駆動軸の動作点が第１の領域から第２の領域に入っても、第２の電動機の回転軸を駆動軸に結合したままで、結合を切り換えない。しかし、第２の電動機の回転数は許容最大回転数以下に制限されているため、第２の電動機の回転軸を駆動軸に結合したままでは、駆動軸の回転数は第２の電動機によって制約を受けて、駆動軸の回転数を許容最大回転数以上に上げることが難しい。そこで、例えば、上記した特定回転数を許容最大回転数以下に設定すれば、上記したように、第２の電動機の回転軸の回転数がその特定回転数を上回った場合に、第２の電動機の回転軸の結合を駆動軸から出力軸に切り換えることにより、駆動軸の回転数は第２の電動機による制約から解放されるので、駆動軸の回転数を許容最大回転数以上に上げることが可能になる。
【００４９】
本発明の第３の制御方法において、
前記工程（ｄ）は、
前記第２の電動機の回転軸の回転数が前記特定回転数を上回った場合に、前記第１の電動機によって前記出力軸の回転数を前記駆動軸の回転数とほぼ等しくなるように制御する工程と、
前記出力軸の回転数を前記駆動軸の回転数にほぼ等しくした後に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
を含むことが好ましい。
【００５０】
このように切り換えることによって、ショックの無い切り換えを実現することができる。また、原動機の回転数が急激に上昇することがないため、トルク変動や振動を抑えることができる。また、結合手段として、結合能力の小さいものを用いることができる。
【００５１】
本発明の第４の制御方法は、出力軸を有する原動機と、動力を出力するための駆動軸と、第１の電動機を有し、前記出力軸及び前記駆動軸に結合されると共に、前記第１の電動機の作用によって少なくとも前記駆動軸に出力される動力を調整することが可能な動力調整装置と、回転軸を有する第２の電動機と、該第２の電動機の回転軸を前記駆動軸及び前記出力軸の少なくとも一方に結合させることが可能な結合手段と、を備え、トルクと回転数との関係で表される動作領域が、所定の境界によって、前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸に結合させて動作させるべき第１の領域と前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸に結合させて動作させるべき第２の領域とに分割されている動力出力装置の制御方法であって、（ａ）前記駆動軸の動作点が前記第１の領域にあって、前記結合手段によって前記第２の電動機の回転軸が前記駆動軸に結合されている場合に、前記原動機を停止させたまま、前記第２の電動機を動作させる工程と、
（ｂ）前記駆動軸の動作点が前記境界を越えて前記第２の領域に入った場合に、引き続き、前記結合手段によって前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸に結合させると共に、前記原動機を停止させたまま、前記第２の電動機を動作させる工程と、
（ｃ）前記駆動軸の動作点が前記境界を越えて前記第２の領域に入った場合に、前記第１の電動機によって前記出力軸の回転数を前記駆動軸の回転数とほぼ等しくなるように制御する工程と、
（ｄ）前記出力軸の回転数を前記駆動軸の回転数にほぼ等しくした後に、前記駆動軸から出力されるべき目標動力が所定の条件を満足した場合に、前記原動機への燃料供給を開始して、該原動機を始動すると共に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
を備えることを要旨とする。
【００５２】
このように、第４の制御方法では、原動機を停止させたまま、第２の電動機を動作させている間に、駆動軸の動作点が上記境界を越えて第２の領域に入った場合に、引き続き、結合手段によって第２の電動機の回転軸を駆動軸に結合させると共に、原動機を停止させたまま、第２の電動機を動作させるが、その一方で、第１の電動機によって出力軸の回転数を駆動軸の回転数とほぼ等しくなるように制御する。そして、出力軸の回転数を駆動軸の回転数にほぼ等しくした後に、駆動軸から出力されるべき目標動力が所定の条件を満足した場合に、原動機への燃料供給を開始して、原動機を始動すると共に、結合手段によって、第２の電動機の回転軸の結合を駆動軸から出力軸に切り換える。
【００５３】
従って、第４の制御方法によれば、原動機を停止させたまま、第２の電動機を動作させている間は、駆動軸の動作点が第１の領域から第２の領域に入っても、第２の電動機の回転軸の結合を切り換えないので、切り換えに伴うトルク変動や振動を一切発生させずに、広い回転数域にわたって滑らかに駆動軸を回転させることができる。また、駆動軸の動作点が第２の領域に入った場合に、出力軸の回転数を駆動軸の回転数とほぼ等しくなるように制御するので、その後、目標動力が所定の条件を満足すると、瞬時に、原動機を始動し、第２の電動機の回転軸の結合を切り換えて、直ちに、原動機と第２の電動機の両方を動作させて、駆動軸を回転させることができる。
【００５４】
よって、例えば、上記境界線が原動機の動作線であり、第１の領域がＵＤ領域であり、第２の領域がＯＤ領域であるとし、また、上記した動力出力装置を用いて車両を走行させるものとすると、第２の電動機のみを動作させて車両をＥＶ走行させている間は、駆動軸の動作点がＵＤ領域からＯＤ領域に入っても、第２の電動機の回転軸の結合状態をＯＤ結合に切り換えないので、トルク変動や振動を発生させずに、広い車速域にわたって滑らかなＥＶ走行を実現することができる。また、駆動軸の動作点がＯＤ領域に入った場合、原動機の出力軸の回転数が駆動軸の回転数とほぼ等しくなるようにしているので、目標動力が所定の条件を満足した際に、瞬時に、原動機を始動し、第２の電動機の回転軸の結合を切り換えて、直ちに、ＨＶ走行を行なうことができるため、運転者のアクセル操作に対する車両の駆動トルクのレスポンスが良くなる。
【００５５】
本発明の第４の制御方法において、
前記工程（ｃ）は、
前記目標動力が前記所定の条件を満足した場合に、前記原動機への燃料供給を開始して、該原動機を始動する工程と、
前記原動機を始動した後に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
を含むことが好ましい。
【００５６】
駆動軸の動作点が第２の領域に入った後は、出力軸の回転数を駆動軸の回転数とほぼ等しくなるように制御しているため、目標動力が所定の条件を満足した際には、原動機の出力軸の回転数は、既に、駆動軸の回転数とほぼ等しくなっている。従って、原動機を始動した後、直ちに、第２の電動機の回転軸の結合を切り換えても、ショックを起こすことなく切り換えを行なうことができる。
【００５７】
本発明の第４の制御方法において、
前記工程（ｄ）は、
前記目標動力が前記所定の条件を満足した場合に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
前記第２の電動機の回転軸の結合を前記出力軸に切り換えた後に、前記原動機への燃料供給を開始して、該原動機を始動する工程と、
を含むことが好ましい。
【００５８】
駆動軸の動作点が第２の領域に入った後は、出力軸の回転数を駆動軸の回転数とほぼ等しくなるように制御しているため、第２の電動機の回転軸の結合をいつ切り換えても、ショックの無い切り換えを行なうことができる。また、原動機の回転数が急激に上昇することがないため、トルク変動や振動を抑えることができる。また、結合手段として、結合能力の小さいものを用いることができる。さらにまた、原動機を始動する前に切り換えているため、始動直後のトルク変動や回転数変動による影響を受けずにスムーズに切り換えることができる。
【００５９】
本発明の第４の制御方法において、
（ｅ）前記第２の電動機の回転軸の回転数が予め設定された特定回転数を上回った場合に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程
をさらに備えることが好ましい。
【００６０】
第４の制御方法においても、第３の制御方法と同様に、原動機を停止させたまま、第２の電動機を動作させている間は、駆動軸の動作点が第１の領域から第２の領域に入っても、第２の電動機の回転軸を駆動軸に結合したままで、結合を切り換えないため、駆動軸の回転数は第２の電動機によって制約を受けて、駆動軸の回転数を許容最大回転数以上に上げることが不可能となる。そこで、上記したように、第２の電動機の回転軸の回転数が特定回転数を上回った場合に、第２の電動機の回転軸の結合を駆動軸から出力軸に切り換えることにより、駆動軸の回転数を許容最大回転数以上に上げ得るようにしている。
【００６１】
本発明の第５の制御方法は、出力軸を有する原動機と、動力を出力するための駆動軸と、第１の電動機を有し、前記出力軸及び前記駆動軸に結合されると共に、前記第１の電動機の作用によって少なくとも前記駆動軸に出力される動力を調整することが可能な動力調整装置と、回転軸を有する第２の電動機と、該第２の電動機の回転軸を前記駆動軸及び前記出力軸の少なくとも一方に結合させることが可能な結合手段と、を備え、トルクと回転数との関係で表される動作領域が、所定の境界によって、前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸に結合させて動作させるべき第１の領域と前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸に結合させて動作させるべき第２の領域とに分割されている動力出力装置の制御方法であって、（ａ）前記駆動軸の動作点が前記第１の領域にあって、前記結合手段によって前記第２の電動機の回転軸が前記駆動軸に結合されている場合に、前記原動機を停止させたまま、前記第２の電動機を動作させる工程と、
（ｂ）前記第２の電動機の回転軸の回転数が予め設定された特定回転数を上回った場合に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
を備えることを要旨とする。
【００６２】
このように、第５の制御方法では、第２の電動機の回転軸が駆動軸に結合されている場合に、第２の電動機の回転軸の回転数が予め設定された特定回転数を上回わると、結合手段によって、第２の電動機の回転軸の結合を駆動軸から出力軸に切り換える。
【００６３】
前述したように、第２の電動機の回転数は許容最大回転数以下に制限されているため、第２の電動機の回転軸を駆動軸に結合したままでは、駆動軸の回転数は第２の電動機によって制約を受けて、駆動軸の回転数を許容最大回転数以上に上げることが不可能となる。そこで、例えば、上記した特定回転数を許容最大回転数以下に設定すれば、第２の電動機の回転軸の回転数がその特定回転数を上回った場合に、第２の電動機の回転軸の結合を駆動軸から出力軸に切り換えることによって、駆動軸の回転数は第２の電動機による制約から解放されるので、駆動軸の回転数を許容最大回転数以上に上げることが可能になる。
【００６４】
本発明の第１ないし第５の制御方法のいずれかにおいて、
前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える際に、前記結合出段によって、前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸に結合させたまま、前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸に結合させ、その後、前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸から切り離すことが好ましい。
【００６５】
このように、第２の電動機の回転軸を駆動軸に結合させたまま、第２の電動機の回転軸を出力軸に結合させることにより、駆動軸と出力軸とを機械的に直接結合させた状態を作り出すことができるため、結合の切り換え中も、第２の電動機の回転軸か駆動軸から切り離されるまでは、第２の電動機によって駆動軸に駆動トルクを出力させ続けることができる。
【００６６】
本発明の第１または第３の制御方法のうち、原動機を始動させた後、第２の電動機の回転軸の結合を切り換える制御方法において、
前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える際に、前記結合出段によって、前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸から切り離し、その後、前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸に結合させるようにしても良い。
【００６７】
原動機を既に始動させている場合は、第２の電動機の回転軸を駆動軸から切り離しても、原動機によって動力調整装置を介して駆動軸に駆動トルクを出力させることができるので、このように、第２の電動機の回転軸を駆動軸より切り離してから、出力軸に結合させるようにしても構わない。
【００６８】
本発明の第１ないし第５の制御方法のうちの何れかにおいて、
前記動力調整装置は、前記第１の電動機として、前記出力軸に結合された第１のロータと、前記駆動軸に結合された第２のロータとを有する対ロータ電動機を有するようにしても良いし、また、前記第１の電動機の他、３つの回転軸を有し、各回転軸が前記出力軸、前記駆動軸、及び前記第１の電動機の回転軸にそれぞれ結合されたプラネタリギヤを有するようにしても良い。
【００６９】
このように、動力調整装置としては、対ロータ電動機を用いて電気分配型の構成を採ることもできるし、プラネタリギヤなどを用いて機械分配型の構成を採ることもできる。
【００７０】
以上で説明した本発明は、直接には、動力出力装置の制御方法に適用されている。しかし、その他、そのような制御方法が採られる動力出力装置自体、または、そのような動力出力装置を搭載した種々の装置、例えば、ハイブリッド車両として、本発明を構成することも可能である。
【００７１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００７２】
（１）動力出力装置の構成：
はじめに、本発明の制御方法が適用される動力出力装置の構成について図１を用いて説明する。図１は本発明の制御方法が適用される動力出力装置を搭載したハイブリッド車両の概略構成を示す構成図である。
【００７３】
動力出力装置１０は、エンジン２０と、モータＭＧ１と、モータＭＧ２と、切換クラッチ５０と、制御ＥＣＵ６０と、ＭＧ１インバータ７０と、ＭＧ２インバータ７２と、バッテリ７４と、を主として備えている。
【００７４】
このうち、制御ＥＣＵ６０は、ハイブリッド車両の運転状態を制御する。制御ＥＣＵ６０は、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するワンチップ・マイクロコンピュータであり、ＣＰＵがＲＯＭに記録されたプログラムに従い、後述する種々の制御処理を行うよう構成されている。これらの制御を可能とするために、制御ＥＣＵ６０には、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量を検出するためのアクセルペダルポジションセンサを初め、エンジン２０、モータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態を検出するための種々のセンサ（図示せず）や、バッテリ７４の状態を検出するためのセンサ（図示せず）など、が電気的に接続されている。
【００７５】
一方、エンジン２０は、通常のガソリンエンジンであり、出力軸であるクランクシャフト２１を回転させる。
【００７６】
エンジン２０の運転は、制御ＥＣＵ６０により制御されている。制御ＥＣＵ６０は、主に、エンジン２０におけるスロットルバルブ（図示せず）の開度制御、燃料噴射量制御、吸排気バルブ（図示せず）の進角制御、その他の制御を実行する。
【００７７】
エンジン２０のクランクシャフト２１と、車軸８５を駆動するための動力を出力する伝達軸８２との間には、主として、対ロータ電動機であるモータＭＧ１と、通常の電動機であるモータＭＧ２と、そのモータＭＧ２のロータ軸４３の結合を切り換える切換クラッチ５０と、が設けられている。
【００７８】
これらのうち、モータＭＧ１は、基本的には永久磁石を用いた同期電動機として構成されているが、磁界を発生させる三相コイルが巻回された部材が、ケースに固定されたいわゆるステータではなく、回転可能なロータとして構成されている点で通常の電動機と異なる。即ち、モータＭＧ１では、通常の電動機におけるロータに相当するインナロータ３２のみならず、三相コイル３６が巻回されたアウタロータ３４も、自由に回転することができる。このように構成された電動機を前述したように対ロータ電動機と呼ぶ。このような対ロータ電動機では、三相コイル３６が設けられたアウタロータ３４も回転するから、回転するコイル３６に対して電力を供給するための機構が必要になる。この動力出力装置１０では、この機構としてスリップリング３８を設けて、三相コイル３６への電力を供給しているが、スリップリング３８に代えて、差動トランスなど、他の構成を用いることも可能である。モータＭＧ１では、インナロータ３２に備えられた永久磁石による磁界とアウタロータ３４に備えられた三相コイル３６によって形成される磁界との相互作用により、両者は相対的に回転する。なお、かかる作用は、可逆的なものなので、モータＭＧ１を発電機として動作させ、両ロータの回転数差に応じた電力を、モータＭＧ１から回生することもできる。
【００７９】
モータＭＧ１のインナロータ３２には、インナロータ軸３３が結合されており、アウタロータ３４には、駆動軸であるアウタロータ軸３５が結合されている。インナロータ軸３３は、図示しないダンパを介してクランクシャフト２１に結合されている。アウタロータ軸３５は、出力用ギヤ８１を介して伝達軸８２に結合されている。この伝達軸８２は、更に減速機８３およびディファレンシャルギヤ８４を介して、駆動輪８６Ｒ，８６Ｌを備えた車軸８５に結合されている。
【００８０】
モータＭＧ１はインナロータ３２とアウタロータ３４の双方が回転可能であるため、インナロータ軸３３およびアウタロータ軸３５の一方から入力された動力を他方に伝達することができる。モータＭＧ１自体では、トルクは作用・反作用の関係にあるため変えられないが、モータＭＧ１を電動機として力行運転すれば他方の軸の回転数は高くなり、結果的に他方の軸から出力する動力（＝回転数×トルク）は高くなる。モータＭＧ１を発電機として回生運転すれば他方の軸の回転数は低くなり、回転数差に対応した電力（＝回転数差×トルク）が取り出される。即ち、モータＭＧ１を用いることで、動力の一部を電力の形で取り出しつつ残余の動力を伝達することができる。また、力行運転も回生運転も行なわなければ、動力が伝達されない状態となる。この状態は機械的なクラッチを解放にした状態に相当することから、この対ロータ電動機を、別名、クラッチモータと呼ぶことがある。
【００８１】
一方、モータＭＧ２も、モータＭＧ１と同様に、永久磁石を用いた同期電動機として構成されており、この動力出力装置１０では、ロータ４２側に永久磁石が、ステータ４４側に三相コイル４６が、それぞれ設けられている。モータＭＧ２のステータ４４はケースに固定され、ロータ４２は中空のロータ軸４３に結合されている。中空のロータ軸４３の軸中心は、クランクシャフト２１に結合されたインナロータ軸３３が貫通している。
【００８２】
上述したモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動するために、バッテリ７４に接続されたＭＧ１インバータ７０及びＭＧ２インバータ７２が設けられている。ＭＧ１インバータ７０は、内部にスイッチング素子としてのトランジスタを複数備えたトランジスタインバータであり、制御ＥＣＵ６０と電気的に接続されている。制御ＥＣＵ６０がＭＧ１インバータ７０のトランジスタのオン・オフの時間をＰＷＭ制御すると、バッテリ７４とモータＭＧ１のアウタロータ３４に巻回された三相コイル３６との間には、両者に接続されたＭＧ１インバータ７０及びスリップリング３８を介して、三相交流が流れる。この三相交流によりアウタロータ３４には回転磁界が形成され、モータＭＧ１の回転は制御される。この結果、バッテリ７４の電力を用いてモータＭＧ１を力行する動作や、あるいはモータＭＧ１から回生する電力をバッテリ７４に蓄える動作などを行なうことができる。
【００８３】
他方、モータＭＧ２は、ＭＧ２インバータ７２を介してバッテリ７４に接続されている。ＭＧ２インバータ７２もトランジスタインバータにより構成されており、制御ＥＣＵ６０に接続されて、その制御を受けて動作する。制御ＥＣＵ６０の制御信号によりＭＧ２インバータ７２のトランジスタをスイッチングすると、ステータ４４に巻回された三相コイル４６に三相交流が流れて回転磁界を生じ、モータＭＧ２は回転する。モータＭＧ２も、回生動作を行なうことができることは勿論である。
【００８４】
切換クラッチ５０は、モータＭＧ２のロータ軸４３を、モータＭＧ１のアウタロータ軸３５及びインナロータ軸３３のうち、少なくとも一方の軸に結合させることが可能なクラッチである。この切換クラッチ５０は、アンダードライブクラッチＵＤＣと、オーバードライブクラッチＯＤＣと、を備えている。このうち、アンダードライブクラッチＵＤＣが結合すると、モータＭＧ２のロータ軸４３はモータＭＧ１のアウタロータ軸３５に結合され、アンダードライブクラッチＵＤＣが解放すると、ロータ軸４３はアウタロータ軸３５から切り離されることになる。一方、オーバードライブクラッチＯＤＣが結合すると、モータＭＧ２のロータ軸４３はモータＭＧ１のインナロータ軸３３に結合され、オーバードライブクラッチＯＤＣが解放すると、ロータ軸４３はインナロータ軸３３から切り離される。これらクラッチＵＤＣ，ＯＤＣは、図示しない油圧回路により動作するようになっている。
【００８５】
アンダードライブクラッチＵＤＣが結合して、モータＭＧ２のロータ軸４３がモータＭＧ１のアウタロータ軸３５に結合されると、前述したとおり、ＵＤ結合となる。また、オーバードライブクラッチＯＤＣが結合して、モータＭＧ２のロータ軸４３がモータＭＧ１のインナロータ軸３３に結合されると、ロータ軸４３は、インナロータ軸３３，ダンパを介してエンジン２０のクランクシャフト２１に結合されるため、ＯＤ結合になる。また、この切換クラッチ５０では、アンダードライブクラッチＵＤＣ及びオーバードライブクラッチＯＤＣは、共に、結合状態になることも可能である。この場合、モータＭＧ２のロータ軸４３は、モータＭＧ１のアウタロータ軸３５及びインナロータ軸３３の何れの軸にも結合されることになる。従って、この場合、モータＭＧ１のアウタロータ軸３５とエンジン２０のクランクシャフト２１（モータＭＧ１のインナロータ軸３３）とは、切換クラッチ５０を介して機械的に直結されることになる。また、逆に、アンダードライブクラッチＵＤＣ及びオーバードライブクラッチＯＤＣは、共に、解放状態になることも可能である。この場合、モータＭＧ２のロータ軸４３は、モータＭＧ１のアウタロータ軸３５及びエンジン２０のクランクシャフト２１（モータＭＧ１のインナロータ軸３３）の何れの軸からも切り離されることになる。
【００８６】
制御ＥＣＵ６０は、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、後述するように、切換クラッチ５０を制御して、モータＭＧ２のロータ軸４３の結合先を切り換える。
【００８７】
図１に示す動力出力装置１０は、エンジン２０から出力された動力を電力のやりとりによって増減して伝達する動力調整装置として、対ロータ電動機であるモータＭＧ１を適用しており、動力の分配をそのモータＭＧ１のインナロータ３２とアウタロータ３４との滑りにより実現する。エンジン２０からの動力の一部は、モータＭＧ１を介して駆動軸であるアウタロータ軸３５に機械的な形態で直接出力され、一部は、二つのロータ３２，３４の滑り回転によりモータＭＧ１から電力の形態で取り出される。電気的に取り出されたエネルギは、バッテリ７４に蓄積することもできるし、もう一つのモータであるモータＭＧ２に出力し、駆動軸であるアウタロータ軸３５のトルクアップに用いることもできる。即ち、この動力出力装置１０は、動力を出力するエンジン２０、滑り回転により動力をやり取りするモータＭＧ１、力行・回生可能なモータＭＧ２の三者により、アウタロータ軸３５に出力する動力を自由に制御することができるのである。
【００８８】
（２）基本的動作：
次に、図１に示す動力出力装置の基本的動作として、エンジン２０から出力された動力を要求された回転数およびトルクに変換して駆動軸であるアウタロータ軸３５に出力する動作について説明する。図１に示す動力出力装置１０では、エンジン２０の回転数ＮｅとモータＭＧ１のアウタロータ軸３５の回転数Ｎｄとの大小関係、およびモータＭＧ２のロータ軸４３の結合状態に応じて、上記変換の経路が異なる。
【００８９】
最初に、駆動軸であるアウタロータ軸３５の回転数Ｎｄがエンジン２０の回転数Ｎｅよりも小さい場合について説明する。基本的に、アウタロータ軸３５の回転数Ｎｄがエンジン２０の回転数Ｎｅよりも小さいアンダードライブ動作時の場合、動力循環の発生によって動力出力装置１０の運転効率が低下しないようにするために、制御ＥＣＵ６０は切換クラッチ５０を制御して、アンダードライブクラッチＵＤＣを結合にし、オーバードライブクラッチＯＤＣを解放にして、ＵＤ結合となるようにしている。
【００９０】
かかる場合のトルクの変換の様子を図２に示す。図２は、横軸に回転数Ｎ、縦軸にトルクＴを採り、エンジン２０の動作点Ｅと駆動軸であるアウタロータ軸３５の動作点Ｄを示した図である。図２中の曲線Ｐは動力、つまり回転数とトルクの積が一定の曲線である。回転数Ｎｅ、トルクＴｅでエンジン２０から出力された動力Ｅを、Ｎｅよりも低い回転数Ｎｄ、Ｔｅよりも高いトルクＴｄの動力Ｄに変換してアウタロータ軸３５から出力する場合を考える。
【００９１】
図２に示した変換を行う場合、アウタロータ軸３５の回転数Ｎｄはエンジン２０の回転数Ｎｅよりも小さい。モータＭＧ１はアウタロータが回転数Ｎｄで回転し、インナロータがそれよりも高い回転数Ｎｅで回転するから、モータＭＧ１は、相対的に逆転することになり、モータＭＧ１の回転数Ｎｍｇ１は負の値となる。モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１は作用・反作用の原理からエンジン２０の出力トルクＴｅと等しく、正の値である。つまり、モータＭＧ１はエンジン２０から出力された動力の一部を駆動軸であるアウタロータ軸３５に伝達しつつ、残りを電力として回生する状態で運転される。このとき、回生される電力はモータＭＧ１の回転数Ｎｍｇ１とトルクＴｍｇ１の積に等しく、図２中のハッチングを施した領域ＧＵの面積に等しい。
【００９２】
一方、アウタロータ軸３５のトルクＴｄはエンジン２０のトルクＴｅよりも大きい。従って、モータＭＧ２は正のトルクＴｍｇ２、正の回転数Ｎｍｇ２で運転される。つまり、モータＭＧ２は電力の供給を受け力行される。このとき供給される電力はモータＭＧ２の回転数Ｎｍｇ２とトルクＴｍｇ２の積に等しく、図２中のハッチングを施した領域ＡＵの面積に等しい。両モータでの運転効率を１００％と仮定すれば、モータＭＧ１で回生される電力とモータＭＧ２に供給される電力とは等しくなる。つまり、モータＭＧ１で領域ＧＵに相当する分のエネルギを電力の形で取り出し、領域ＡＵに相当する分のエネルギとして供給することによりエンジン２０の動作点Ｅで表される動力を、動作点Ｄの状態に変換する。実際には運転効率が１００％になることはないため、バッテリ７４からの電力の持ち出しを伴ったり、損失に相当する動力をエンジン２０から余分に出力したりして、上記変換を実現する。かかる変換では、上流側に位置するモータＭＧ１で回生された電力が下流側に位置するモータＭＧ２に供給されるため、動力循環は発生せず、動力出力装置１０の運転効率は低下しない。
【００９３】
ＵＤ結合において、上述の変換を実現するための、モータＭＧ１およびモータＭＧ２の動作点は、それぞれ以下の通りとなる。
【００９４】

【００９５】
次に、アウタロータ軸３５の回転数Ｎｄがエンジン２０の回転数Ｎｅよりも大きい場合について説明する。基本的に、アウタロータ軸３５の回転数Ｎｄがエンジン２０の回転数Ｎｅよりも大きいオーバードライブ動作時の場合、動力循環の発生によって動力出力装置１０の運転効率が低下しないようにするために、制御ＥＣＵ６０は切換クラッチ５０を制御して、アンダードライブクラッチＵＤＣを解放にし、オーバードライブクラッチＯＤＣを結合にして、ＯＤ結合となるようしている。
【００９６】
かかる場合のトルクの変換の様子を図３に示す。図３に示した変換を行う場合、アウタロータ軸３５の回転数Ｎｄはエンジン２０の回転数Ｎｅよりも大きい。従って、モータＭＧ１は、正の回転数Ｎｍｇ１、正のトルクＴｍｇ１で回転する。つまり、モータＭＧ１は電力の供給を受けて力行される。このとき、供給される電力はモータＭＧ１の回転数Ｎｍｇ１とトルクＴｍｇ１の積に等しく、図３中のハッチングを施した領域ＧＯの面積に等しい。一方、アウタロータ軸３５のトルクＴｄはエンジン２０のトルクＴｅよりも小さい。従って、モータＭＧ２は負のトルクＴｍｇ２、正の回転数Ｎｍｇ２で運転される。つまり、モータＭＧ２は回生運転される。このとき回生される電力はモータＭＧ２の回転数Ｎｍｇ２とトルクＴｍｇ２の積に等しく、図３中のハッチングを施した領域ＡＯの面積に等しい。両モータでの運転効率を１００％と仮定すれば、モータＭＧ２で回生される電力とモータＭＧ１に供給される電力とが等しくなる。かかる変換では、上流側に位置するモータＭＧ２で回生された電力が下流側に位置するモータＭＧ１に供給されるため、動力循環は発生せず、動力出力装置１０の運転効率は低下しない。
【００９７】
オーバードライブ結合において、上述の変換を実現するための、モータＭＧ１およびモータＭＧ２の運転ポイントは、次の通りとなる。
【００９８】

【００９９】
以上で説明した通り、図１に示す動力出力装置１０は、エンジン２０の回転数ＮｅとモータＭＧ１のアウタロータ軸３５の回転数Ｎｄとの大小関係、およびモータＭＧ２のロータ軸４３の結合状態に応じて、エンジン２０から出力された動力を要求された回転数およびトルクからなる動力に変換して、駆動軸であるアウタロータ軸３５から出力することができる。
【０１００】
（３）動力出力装置の制御方法：
それでは、次に、本発明である動力出力装置の制御方法について説明する。本発明の制御方法は、図１に示す動力出力装置１０を搭載するハイブリッド車両が、停止している状態から発進して徐々に加速していく過程において適用される。具体的には、車両がＵＤ結合でＥＶ走行し続けている間に、駆動軸の動作点がＵＤ領域からＯＤ領域に入る場合や、その後にエンジン始動条件を満たす場合の制御が中心となる。
【０１０１】
前述したとおり、本発明の制御方法は、第１ないし第５の制御方法があり、それら方法の概略は以下の通りである。
【０１０２】
第１の制御方法：駆動軸の動作点がＵＤ領域からＯＤ領域に入った場合に、エンジンへの燃料供給を開始してエンジンを始動すると共に、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なう。
【０１０３】
第２の制御方法：駆動軸の動作点がＵＤ領域からＯＤ領域に入った場合に、ＥＶ走行を行なったまま、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なう。
【０１０４】
第３の制御方法：駆動軸の動作点がＵＤ領域からＯＤ領域に入っても、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なわずに、ＵＤ結合のまま、ＥＶ走行を行なう。その後、エンジン始動条件を満たした場合に、エンジンへの燃料供給を開始してエンジンを始動すると共に、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なう。
【０１０５】
第４の制御方法：駆動軸の動作点がＵＤ領域からＯＤ領域に入っても、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なわずに、ＵＤ結合のまま、ＥＶ走行を行なうが、ＵＤ領域からＯＤ領域に入った時に、エンジンの出力軸の回転数を駆動軸の回転数とほぼ等しくなるように制御（エンジンの連れ回し制御）する。その後、エンジン始動条件を満たした場合に、エンジンへの燃料供給を開始してエンジンを始動すると共に、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なう。
【０１０６】
第５の制御方法：駆動軸の動作点がＵＤ領域からＯＤ領域に入っても、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なわずに、ＵＤ結合のまま、ＥＶ走行を行なう。モータＭＧ２の回転数が特定回転数を上回った場合に、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なう。
【０１０７】
それでは、本発明の第１ないし第５の制御方法について、それらの実施形態を実施例に基づいて、図面を参照しながら、順に説明していく。
【０１０８】
（４）第１の制御方法：
図４は本発明の第１の制御方法にかかる第１の実施例としての制御手順を示すフローチャートである。また、図５は本発明の第１の制御方法を採った場合のＥＶ走行領域とＵＤ結合領域，ＯＤ結合領域とを示す説明図である。
【０１０９】
図５において、縦軸，横軸及び各種曲線の内容は、それぞれ、図２６に示した内容と同じであるので、説明は省略する。その他、図５において、領域ＥＶはＥＶ走行領域である。また、領域ｕｄは実際にＵＤ結合を行なうＵＤ結合領域であり、領域ｏｄは実際にＯＤ結合を行なうＯＤ結合領域である。なお、前述したように、エンジンの動作線ＥＬよりもトルクが高い側の領域をＵＤ領域といい、動作線ＥＬよりもトルクが低い側の領域をＯＤ領域といい、エンジンの動作線ＥＬ自体をＵＤ／ＯＤ領域境界というが、前述したＵＤ結合領域とこのＵＤ領域、及び、前述したＯＤ結合領域とこのＯＤ領域は、それぞれ、異なるものである。但し、この第１の制御方法においては、後述するように、それらの領域同士は互いに一致している。
【０１１０】
本実施例では、車両が停車している状態から発進して徐々に加速していく過程において、制御ＥＣＵ６０が図４に示す制御手順に従って制御を行なう。また、その過程おいて、駆動軸であるモータＭＧ１のアウタロータ軸３５の動作点は、図５の曲線ＤＬ２で示すような軌跡を描くものとする。
【０１１１】
制御ＥＣＵ６０は、車両が停車している状態から発進する際に、図４に示すように、まず、ＵＤ結合で発進させると共に、エンジン２０を始動させずに、モータＭＧ２のみでＥＶ走行させる（ステップＳ１０２）。具体的には、制御ＥＣＵ６０が切換クラッチ５０を制御して、アンダードライブクラッチＵＤＣを結合し、モータＭＧ２のロータ軸４３を駆動軸であるモータＭＧ１のアウタロータ軸３５に結合して、ＵＤ結合とする。なお、オーバードライブクラッチＯＤＣの方は解放にする。
【０１１２】
制御ＥＣＵ６０は、エンジン２０を制御せずに、停止させたままとする。また、制御ＥＣＵ６０は、ＭＧ１インバータ７０を制御して、ＭＧ１インバータ７０内のトランジスタを全てオフ状態にして、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１がゼロとなるようにする。さらに、制御ＥＣＵ６０は、ＭＧ２インバータ７２を制御して、モータＭＧ２を動作させて、モータＭＧ２のトルクＴｍｇ２が駆動軸の目標トルクＴｄとほぼ等しくなるようにする。
【０１１３】
即ち、エンジン２０は停止しており、エンジン２０のトルクＴｅは０であるため、ＵＤ結合時においては、前述の式（１）から明らかように、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１及びモータＭＧ２のトルクＴｍｇ２は、それぞれ、式（３）のようにする必要があるからである。
【０１１４】
Ｔｍｇ１＝０
Ｔｍｇ２＝Ｔｄ ……（３）
【０１１５】
この結果、モータＭＧ２で発生したトルクＴｍｇ２は、ロータ軸４３，切換クラッチ５０を介して、駆動軸であるアウタロータ軸３５に伝達され、そのアウタロータ軸３５からは、駆動軸の目標トルクＴｄとほぼ等しい駆動トルクが出力されることになる。そして、この駆動トルクは、出力用ギヤ８１，伝達軸８２，減速機８３，ディファレンシャルギヤ８４，車軸８５を順次介して、駆動輪８６Ｒ，８６Ｌに伝達され、車両は、モータＭＧ２のみによるＥＶ走行を行なうことになる。
【０１１６】
なお、上記した駆動軸の目標トルクＴｄは、制御ＥＣＵ６０により、以下のようにして予め求められる。即ち、制御ＥＣＵ６０は、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量をアクセルペダルポジションセンサ（図示せず）から読み出し、その踏み込み量に基づいて運転者から要求された要求トルクを求め、その要求トルクからさらに駆動軸であるアウタロータ軸３５に出力させるべき駆動軸の目標トルクＴｄを決定する。
【０１１７】
次に、制御ＥＣＵ６０は、駆動軸であるアウタロータ軸３５の回転数Ｎｄを駆動軸回転数センサ（図示せず）から読み出し、その駆動軸の回転数Ｎｄと先に得られた駆動軸の目標トルクＴｄとを用いて、エンジン２０から出力すべき動力（エンジン要求動力）Ｐｅを、式（４）によって求める（ステップＳ１０４）。
【０１１８】
Ｐｅ＝Ｎｄ・Ｔｄ／ηｍ＋Ｐｂ …（４）
【０１１９】
但し、ηｍは、モータＭＧ１，ＭＧ２での効率を表すモータユニット効率である。ηｍの値の範囲は０〜１であり、ηｍ＝１の場合が効率１００％となる。なお、ηｍは、モータＭＧ１，ＭＧ２の何れか一方の効率であっても良い。Ｐｂは、バッテリ充放電要求値である。具体的には、バッテリ７４の状態により、バッテリ７４への充電、または、バッテリ７４からの放電を行なうためのフィードバック値であって、プラス（＋）の数値が充電を、マイナス（−）の数値が放電を表す。
【０１２０】
次に、制御ＥＣＵ６０は、ステップＳ１０４で算出したエンジン要求動力Ｐｅに基づいて、エンジン２０を始動すべきか否かの判定、即ち、エンジン始動判定を行なう（ステップＳ１０６）。具体的には、制御ＥＣＵ６０は、エンジン要求動力Ｐｅを、予め設定されている判定閾値ＰｅＳＴＡＲＴ（一定値）と比較し、エンジン要求動力Ｐｅの方が判定閾値ＰｅＳＴＡＲＴよりも大きい場合に、エンジン２０を始動すべきであると判定する。即ち、Ｐｅ＞ＰｅＳＴＡＲＴがエンジン始動条件となる。このように、エンジン２０を始動すべきと判定した場合には、処理は後述する図９のＡに進む。
【０１２１】
逆に、エンジン要求動力Ｐｅの方が判定閾値ＰｅＳＴＡＲＴよりも小さい場合には、エンジン２０を始動する必要はないと判定して、エンジン２０を停止させたままとし、処理は次のステップＳ１０８に進む。
【０１２２】
なお、エンジン始動判定は、原則的には、エンジン要求動力Ｐｅと判定閾値ＰｅＳＴＡＲＴとの比較によって行なうが、例外的に、駆動軸であるアウタロータ軸３５の回転数がゼロの付近などにおいては、判定閾値ＰｅＳＴＡＲＴを用いる代わりに、図５に示すエンジン始動判定線ＥＳＵを用いる。即ち、制御ＥＣＵ６０は、駆動軸の回転数Ｎｄと駆動軸の目標トルクＴｄの組合せから、駆動軸であるアウタロータ軸３５の動作点を求め、その動作点が、図５に示すエンジン始動判定線ＥＳＵよりも右上の領域にあれば、エンジン２０を始動すべきと判定し、左下の領域にあれば、エンジン２０を始動する必要はないと判定する。従って、エンジン始動判定線ＥＳＵを用いる場合は、駆動軸の動作点がエンジン始動判定線ＥＳＵよりも右上の領域にあることが、エンジン始動条件となる。
【０１２３】
例えば、今、駆動軸であるアウタロータ軸３５の動作点が、図５における曲線ＤＬ２上の点ａの位置にあるとすると、制御ＥＣＵ６０は、動作点がエンジン始動判定線ＥＳＵよりも左下の領域にあるので、エンジン２０を始動する必要はないと判定することになる。
【０１２４】
このようにして、エンジン始動判定においては、判定閾値ＰｅＳＴＡＲＴとエンジン始動判定線ＥＳＵとを用いて、二重に判定を行なうようにしている。
【０１２５】
なお、判定閾値ＰｅＳＴＡＲＴとエンジン始動判定線ＥＳＵは、予め、実験的に求めて、制御ＥＣＵ６０内のＲＯＭにデータやマップとして記憶しておく。
【０１２６】
さて、ステップＳ１０６においてエンジン２０を始動する必要がないと判定した場合、制御ＥＣＵ６０は、ステップＳ１０８においてＵＤ／ＯＤ領域判定を行なう。具体的には、制御ＥＣＵ６０は、駆動軸であるアウタロータ軸３５の動作点に基づいて、その動作点がエンジン２０の動作線であるＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えてＯＤ領域に入ったか否かを判定する。
【０１２７】
例えば、今、駆動軸の動作点が前述と同様に点ａの位置にあるとすると、動作点はＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えておらず、未だＵＤ領域にあるので、図４に示すように、再び、ステップＳ１０２に戻り、前回と同様の処理を繰り返す。しかし、例えば、今、駆動軸の動作点が曲線ＤＬ２上の点ｂの位置にあるとすると、動作点はＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えてＯＤ領域にあるので、処理は次のステップＳ１１０に進む。
【０１２８】
なお、ＵＤ／ＯＤ領域境界（即ち、エンジン２０の動作線）ＥＬは、予め、実験的に求めて、制御ＥＣＵ６０内のＲＯＭにマップとして記憶しておく。
【０１２９】
ステップＳ１１０では、制御ＥＣＵ６０は、エンジン２０を制御して、エンジン２０への燃料供給を開始しエンジン２０を始動すると共に、切換クラッチ５０を制御して、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なう。なお、ステップＳ１１０の処理の具体的な内容については、後ほど詳しく説明する。
【０１３０】
こうして、エンジン２０を始動し、ＯＤ結合への切り換えを行なうと、続いて、制御ＥＣＵ６０は、ＯＤ結合で、エンジン２０，モータＭＧ１，ＭＧ２を利用してＨＶ走行させる（ステップＳ１１２）。
【０１３１】
具体的には、制御ＥＣＵ６０は、改めてエンジン要求動力Ｐｅを算出した上で、そのエンジン要求動力Ｐｅが図５に示すエンジン２０の動作線ＥＬ上のどこに当たるかを求めて、エンジン２０の目標動作点を決定する。即ち、エンジン要求動力Ｐｅはエンジン２０の目標回転数Ｎｅと目標トルクＴｅとの積として表されるため、回転数とトルクとの積がエンジン要求動力Ｐｅの値と等しくなるエンジン２０の動作線ＥＬ上の点を求めれば、それがエンジン２０の目標動作点となる。実際には、制御ＥＣＵ６０内のＲＯＭに記憶された動作線ＥＬのマップから、エンジン要求動力Ｐｅに応じた動作点を読み込むことで、エンジン２０の目標動作点を決定する。
【０１３２】
そして、制御ＥＣＵ６０は、駆動軸の動作点と決定したエンジン２０の目標動作点とを基にして、ＯＤ結合における前述の式（２）に従い、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１及びモータＭＧ２のトルクＴｍｇ２をそれぞれ式（５）のように決定して、この式（５）を満足するような制御を行なう。
【０１３３】
Ｔｍｇ１＝Ｔｄ
Ｔｍｇ２＝Ｔｄ−Ｔｅ ……（５）
【０１３４】
即ち、制御ＥＣＵ６０は、ＭＧ１インバータ７０を制御して、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１が駆動軸の目標トルクＴｄとなるようにすると共に、ＭＧ２インバータ７２を制御して、モータＭＧ２を動作させて、モータＭＧ２のトルクＴｍｇ２が駆動軸の目標トルクＴｄとエンジン２０の目標トルクＴｅとの差とほぼ等しくなるようにする。
【０１３５】
モータＭＧ１，ＭＧ２の動作制御処理は、同期モータの制御として周知の処理を適用することができる。本実施例では、いわゆる比例積分制御による制御を実行している。つまり、各モータの現在のトルクを検出し、決定した目標トルクとの偏差および目標回転数に基づいて、各相に印加する電圧指令値を設定する。印加される電圧値は上記偏差の比例項、積分項、累積項によって設定される。それぞれの項にかかる比例係数は実験などにより適切な値が設定される。こうして設定された電圧は、ＭＧ１インバータ７０及びＭＧ２インバータ７２を構成するトランジスタインバータのスイッチングのデューティに置換され、いわゆるＰＷＭ制御により各モータに印加される。
【０１３６】
また、制御ＥＣＵ６０は、エンジン２０も制御して、エンジン２０の動作点が決定した目標動作点となるようにする。
【０１３７】
以上の結果、エンジン２０で発生したトルクＴｅは、クランクシャフト２１を介してインナロータ軸３３に伝達されるが、モータＭＧ２において負の値として発生したトルクＴｍｇ２（＜０）がロータ軸４３，切換クラッチ５０を介してインナロータ軸３３に伝達されるため、モータＭＧ１には、Ｔｅ＋Ｔｍｇ２（但し、Ｔｍｇ２＜０）が伝達される。モータＭＧ１に伝達されたトルクＴｅ＋Ｔｍｇ２は、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１（＝Ｔｅ＋Ｔｍｇ２）として、駆動軸であるアウタロータ軸３５に伝達され、そのアウタロータ軸３５からは、駆動軸の目標トルクＴｄ（＝Ｔｍｇ１＝Ｔｅ＋Ｔｍｇ２）とほぼ等しい駆動トルクが出力されることになる。こうして、車両は、ＯＤ結合にて、エンジン２０及びモータＭＧ１，ＭＧ２を利用したＨＶ走行を行なうことになる。
【０１３８】
このようにして、本実施例では、発進時、ＵＤ結合で、車両をＥＶ走行させる。そして、駆動軸の動作点がＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えてＯＤ領域に入ると、エンジン２０への燃料供給を開始してエンジン２０を始動すると共に、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なうため、その後は、ＯＤ結合で、車両をＨＶ走行させることになる。
【０１３９】
従って、本実施例では、図５に示したように、動力出力装置１０の動作領域のうち、ＵＤ領域であり、かつ、エンジン始動判定線ＥＳＵよりも左下の領域が、車両をＥＶ走行させる領域ＥＶとなる。そして、それ以外のＵＤ領域と、全てのＯＤ領域では、車両をＨＶ走行させることになる。また、本実施例では、ＵＤ領域は、そのまま、実際にＵＤ結合を行なうＵＤ結合領域ｕｄとなり、ＯＤ領域も、そのまま、実際にＯＤ結合を行なうＯＤ結合領域ｏｄとなる。
【０１４０】
以上のようにして、本実施例においては、モータＭＧ２のみを動作させて車両をＥＶ走行させていたのが、駆動軸の動作点がＵＤ領域からＯＤ領域に入ったことによって、モータＭＧ２のロータ軸４３の結合をＯＤ結合にして、エンジン２０，モータＭＧ１，ＭＧ２を利用して、車両をＨＶ走行させることができるようになる。
【０１４１】
それでは、次に、図４におけるステップＳ１１０の処理の具体的な内容について、説明する。本実施例において、ステップＳ１１０の処理としては、次のような３種類の方式が考えられる。
【０１４２】
即ち、第１及び第２の方式は、先に、エンジン２０への燃料供給を開始してエンジン２０を始動し、その後、ＵＤ結合からＯＤ結合に切り換える方式であり、第３の方式は、その逆で、先に、ＵＤ結合からＯＤ結合に切り換え、その後、エンジン２０への燃料供給を開始してエンジン２０を始動する方式である。また、第１及び第２の方式のうち、第１の方式では、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なう際、駆動軸（モータＭＧ１のアウタロータ軸３５）とエンジン２０の出力軸（クランクシャフト２１，モータＭＧ１のインナロータ軸３３）とを直結させた状態で切り換える方式であり、第２の方式では、モータＭＧ２のロータ軸４３を、駆動軸（モータＭＧ１のアウタロータ軸３５）及びエンジン２０の出力軸（クランクシャフト２１，モータＭＧ１のインナロータ軸３３）の何れの軸からも切り離した状態で切り換える方式である。
【０１４３】
図６は図４におけるステップＳ１１０の処理として、第１の方式での処理手順を示すフローチャートである。図６に示すように、ステップＳ１１０の処理が開始されると、まず、制御ＥＣＵ６０は、エンジン２０を制御して、エンジン２０への燃料供給を開始させると共に、エンジン２０のプラグ（図示せず）を点火させて、エンジン２０を始動する（ステップＳ１２２）。このとき、制御ＥＣＵ６０は、同時に、ＭＧ１インバータ７０を制御して、モータＭＧ１により、エンジン２０のクランクシャフト２１につながるインナロータ軸３３に、エンジン始動トルクを発生させ、エンジン２０のクランクシャフト２１を強制的に回転させることにより、エンジン２０を始動させる。また、同時に、モータＭＧ１によってアウタロータ軸３５に生じる反力トルクをキャンセルするために、ＭＧ２インバータ７２を制御して、モータＭＧ２により、モータＭＧ１のアウタロータ軸３５に切換クラッチ５０を介してつながるロータ軸４３に、モータＭＧ１の発生したエンジン始動トルクとほぼ等しいトルクを発生させる。
【０１４４】
こうして、エンジン２０を始動した後、制御ＥＣＵ６０は、さらに、次のような制御を行なう。即ち、制御ＥＣＵ６０は、エンジン２０の目標動作点を駆動軸の動作点とほぼ等しくなるように、エンジン２０の目標回転数Ｎｅ及び目標トルクＴｅをそれぞれ式（６）のように決定すると共に、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１及びモータＭＧ２のトルクＴｍｇ２をそれぞれ同じく式（６）のように決定して、この式（６）を満足するような制御を行なう。
【０１４５】
Ｎｅ＝Ｎｄ
Ｔｅ＝Ｔｄ
Ｔｍｇ１＝（Ｎｅ−Ｎｅｒ）・ｋ
Ｔｍｇ２＝Ｔｄ＋Ｔｍｇ１ ……（６）
【０１４６】
但し、Ｎｅｒはエンジン２０の現在の回転数（即ち、現在のクランクシャフト２１の回転数）であり、ｋは制御ゲインである。
【０１４７】
即ち、制御ＥＣＵ６０は、エンジン２０を制御して、エンジン２０スロットルバルブ（図示せず）の開度を調整することにより、エンジン２０のトルクを駆動軸のトルクＴｄとほぼ等しくなるようにすると共に、ＭＧ１インバータ７０を制御して、エンジン２０の回転数が駆動軸の回転数Ｎｄとほぼ等しくなるように、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１を調整し、さらに、ＭＧ２インバータ７２を制御して、モータＭＧ２のトルクＴｍｇ２が駆動軸のトルクＴｄとモータＭＧ１のトルクＴｍｇ１との和にほぼ等しくなるようにする。この結果、エンジン２０の動作点は駆動軸の動作点にほぼ一致するようになる。
【０１４８】
ところで、上記した説明では、エンジン２０を始動した後に、エンジン２０の回転数を駆動軸の回転数に、エンジン２０のトルクを駆動軸のトルクに、それぞれほぼ等しくなるように制御しているが、この代わりに、次のような制御を行なうようにしても良い。
【０１４９】
即ち、エンジン２０を始動する前に、ＭＧ１インバータ７０を制御して、モータＭＧ１により、エンジン２０の回転数を駆動軸の回転数にほぼ等しくなるようにし、その上で、エンジン２０への燃料供給を開始してエンジン２０を始動し、その後、エンジン２０を制御して、エンジン２０のトルクを駆動軸のトルクとほぼ等しくなるようにする。このような制御を行なうことにより、エンジン２０を始動したときには、エンジン２０の回転数の方は既に駆動軸の回転数とほぼ等しくなっているので、エンジン２０を始動した後に、エンジン２０の動作点を駆動軸の動作点により短時間で一致させることができる。
【０１５０】
さて、このようにして、エンジン２０の動作点を駆動軸の動作点にほぼ一致させた後、制御ＥＣＵ６０は、切換クラッチ５０を制御して、オーバードライブクラッチＯＤＣを結合にする（ステップＳ１２４）。この時、アンダードライブクラッチＵＤＣも結合状態にあるため、モータＭＧ２のロータ軸４３は、モータＭＧ１のアウタロータ軸３５及びインナロータ軸３３の何れの軸にも結合されることになる。従って、この場合、モータＭＧ１のアウタロータ軸３５とエンジン２０のクランクシャフト２１（モータＭＧ１のインナロータ軸３３）とは、切換クラッチ５０を介して機械的に直結されることになる。
【０１５１】
続いて、制御ＥＣＵ６０は、ステップＳ１２６において、エンジン２０の目標トルクＴｅ、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１及びモータＭＧ２のトルクＴｍｇ２をそれぞれ式（７）のように決定し、この式（７）を満足するような制御を行なう。
【０１５２】
Ｔｅ＝Ｔｄ
Ｔｍｇ１＝Ｔｍｇ２＝０ ……（７）
【０１５３】
即ち、アウタロータ軸３５とクランクシャフト２１とが直結している間、制御ＥＣＵ６０は、エンジン２０を制御して、エンジン２０のトルクを駆動軸のトルクＴｄとほぼ等しくなるようにすると共に、ＭＧ１インバータ７０及びＭＧ２インバータ７２を制御して、ＭＧ１インバータ７０及びＭＧ２インバータ７２内のトランジスタを全てオフ状態にして、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１とモータＭＧ２のトルクＴｍｇ２が共にほぼゼロとなるようにする。
【０１５４】
この結果、アウタロータ軸３５とクランクシャフト２１とが直結している間は、エンジン２０で発生したトルクＴｅがクランクシャフト２１，切換クラッチ５０を介して、直接、駆動軸であるアウタロータ軸３５に伝達され、そのアウタロータ軸３５からは、駆動軸の目標トルクＴｄ（＝Ｔｅ）とほぼ等しい駆動トルクが出力されることになる。また、モータＭＧ１，ＭＧ２では何らトルクを発生しないため、モータＭＧ１におけるロータ３２，３４と、モータＭＧ２におけるロータ４２は、それぞれ、クランクシャフト２１の回転と共に連れ回されるだけとなる。こうして、この間、車両は、エンジン２０のみによって走行することになる。
【０１５５】
続いて、制御ＥＣＵ６０は、切換クラッチ５０を制御して、アンダードライブクラッチＵＤＣを解放にする（ステップＳ１２８）。この結果、アウタロータ軸３５及びインナロータ軸３３に結合されていたモータＭＧ２のロータ軸４３は、アウタロータ軸３５から切り離され、インナロータ軸３３のみに結合されることになるため、ＯＤ結合となる。
【０１５６】
こうして、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えが完了すると、図６に示す処理ルーチンは終了し、図４に示した処理に戻る。
【０１５７】
このように、図６に示す第１の方式では、エンジン２０の動作点と駆動軸の動作点とをほぼ一致させ、モータＭＧ１のインナロータ軸３３（エンジン２０のクランクシャフト２１）のトルク及び回転数を駆動軸であるアウタロータ軸３５のトルク及び回転数にほぼ合わせた上で、モータＭＧ２のロータ軸４３をＵＤ結合からＯＤ結合へ切り換えているので、切り換える際にショックが無く、スムーズな切り換えを実現することができる。
【０１５８】
次に、図７は図４におけるステップＳ１１０の処理として、第２の方式での処理手順を示すフローチャートである。図７に示すように、ステップＳ１１０の処理が開始されると、まず、制御ＥＣＵ６０は、図６に示したステップＳ１２２と同様の処理を行って（ステップＳ１３２）、エンジン２０を始動すると共に、エンジン２０の動作点を駆動軸の動作点にほぼ一致させる。
【０１５９】
次に、制御ＥＣＵ６０は、切換クラッチ５０を制御して、アンダードライブクラッチＵＤＣを解放にする（ステップＳ１３４）。この時、モータＭＧ２のロータ軸４３は、モータＭＧ１のアウタロータ軸３５及びエンジン２０のクランクシャフト２１（モータＭＧ１のインナロータ軸３３）の何れの軸からも切り離されることになる。
【０１６０】
続いて、制御ＥＣＵ６０は、ステップＳ１３６において、エンジン２０の目標トルクＴｅ、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１及びモータＭＧ２のトルクＴｍｇ２をそれぞれ式（８）のように決定し、この式（８）を満足するような制御を行なう。
【０１６１】
Ｔｍｇ１＝Ｔｅ＝Ｔｄ
Ｔｍｇ２＝０ ……（８）
【０１６２】
即ち、モータＭＧ２のロータ軸４３が何れの軸からも切り離されている間、制御ＥＣＵ６０は、エンジン２０を制御して、エンジン２０のトルクを駆動軸のトルクＴｄとほぼ等しくなるようし、そして、ＭＧ１インバータ７０を制御して、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１をエンジン２０の目標トルクＴｅとほぼ等しくなるようにすると共に、ＭＧ２インバータ７２を制御して、ＭＧ２インバータ７２内のトランジスタを全てオフ状態にして、モータＭＧ２のトルクＴｍｇ２がほぼゼロとなるようにする。
【０１６３】
この結果、モータＭＧ２のロータ軸４３が何れの軸からも切り離されている間は、エンジン２０で発生したトルクＴｅがクランクシャフト２１，インナロータ軸３３を介して、モータＭＧ１に伝達される。モータＭＧ１に伝達されたトルクＴｅは、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１（＝Ｔｅ）として、駆動軸であるアウタロータ軸３５に伝達される。一方、モータＭＧ２は、ロータ軸４３がアウタロータ軸３５，インナロータ軸３３から切り離されており、モータＭＧ２のトルクＴｍｇ２はゼロであるため、モータＭＧ２からアウタロータ軸３５に伝達されるトルクはない。従って、アウタロータ軸３５からは、駆動軸の目標トルクＴｄ（＝Ｔｍｇ１＝Ｔｅ）とほぼ等しい駆動トルクが出力されることになる。こうして、この間、車両は、エンジン２０及びモータＭＧ１を利用して走行することになる。また、この間、モータＭＧ２のロータ軸４３は、慣性によって、そのままほぼ一定の回転数で回り続けている。
【０１６４】
続いて、制御ＥＣＵ６０は、切換クラッチ５０を制御して、オーバードライブクラッチＯＤＣを結合にする（ステップＳ１３８）。この結果、アウタロータ軸３５及びインナロータ軸３３の何れの軸からも切り離されていたモータＭＧ２のロータ軸４３は、インナロータ軸３３に結合されることになるため、ＯＤ結合となる。
【０１６５】
こうして、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えが完了すると、図７に示す処理ルーチンは終了し、図４に示した処理に戻る。
【０１６６】
このように、図７に示す第２の方式でも、図６に示す処理と同様に、モータＭＧ１のインナロータ軸３３（エンジン２０のクランクシャフト２１）のトルク及び回転数を駆動軸であるアウタロータ軸３５のトルク及び回転数にほぼ合わせた上で、モータＭＧ２のロータ軸４３をＵＤ結合からＯＤ結合へ切り換えているので、切り換える際にショックが無く、スムーズな切り換えを実現することができる。
【０１６７】
次に、図８は図４におけるステップＳ１１０の処理として、第３の方式での処理手順を示すフローチャートである。図８に示すように、ステップＳ１１０の処理が開始されると、まず、制御ＥＣＵ６０は、エンジン２０の出力軸の回転数を駆動軸の回転数とほぼ等しくなるように制御する（ステップＳ１４２）。具体的には、制御ＥＣＵ６０は、エンジン２０の目標回転数Ｎｅ、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１及びモータＭＧ２のトルクＴｍｇ２をそれぞれ式（９）のように決定し、この式（９）を満足するような制御を行なう。
【０１６８】
Ｎｅ＝Ｎｄ
Ｔｍｇ１＝（Ｎｅ−Ｎｅｒ）・ｋ
Ｔｍｇ２＝Ｔｄ＋Ｔｍｇ１ ……（９）
【０１６９】
即ち、制御ＥＣＵ６０は、ＭＧ１インバータ７０を制御して、エンジン２０の回転数が駆動軸の回転数Ｎｄとほぼ等しくなるように、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１を調整し、さらに、ＭＧ２インバータ７２を制御して、モータＭＧ２のトルクＴｍｇ２が駆動軸のトルクＴｄとモータＭＧ１のトルクＴｍｇ１との和にほぼ等しくなるようにする。この結果、エンジン２０の出力軸であるクランクシャフト２１の回転数は駆動軸であるアウタロータ軸３５の回転数とほぼ等しくなるようになる。なお、このとき、エンジン２０自体は燃料供給もなされておらず、停止状態にあるため、トルクは発生していない。
【０１７０】
次に、制御ＥＣＵ６０は、切換クラッチ５０を制御して、オーバードライブクラッチＯＤＣを結合にする（ステップＳ１４４）。この時、図６におけるステップＳ１２４の場合と同様に、アンダードライブクラッチＵＤＣも結合状態にあるため、モータＭＧ２のロータ軸４３は、モータＭＧ１のアウタロータ軸３５及びインナロータ軸３３（エンジン２０のクランクシャフト２１）の何れの軸にも結合されることになる。
【０１７１】
続いて、制御ＥＣＵ６０は、ステップＳ１４６において、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１及びモータＭＧ２のトルクＴｍｇ２をそれぞれ式（１０）のように決定し、この式（１０）を満足するような制御を行なう。
【０１７２】
Ｔｍｇ１＝０
Ｔｍｇ２＝Ｔｄ＋Ｔｅｆ ……（１０）
但し、Ｔｅｆはエンジン２０の摩擦トルクである。
【０１７３】
即ち、制御ＥＣＵ６０は、ＭＧ１インバータ７０を制御して、ＭＧ１インバータ７０内のトランジスタを全てオフ状態にし、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１がほぼゼロとなるようにすると共に、ＭＧ２インバータ７２を制御して、モータＭＧ２のトルクＴｍｇ２が駆動軸の目標トルクＴｄとエンジン２０の摩擦トルクＴｅｆとの和とほぼ等しくなるようにする。
【０１７４】
この時、エンジン２０の出力軸であるクランクシャフト２１は回転しているが、エンジン２０自体は燃料供給がなされておらず、停止状態にある。また、モータＭＧ２のロータ軸４３、エンジン２０のクランクシャフト２１（モータＭＧ１のインナロータ軸３３）及びモータＭＧ１のアウタロータ軸３５はそれぞれ切換クラッチ５０において互いに結合され、一体状態となっている。従って、モータＭＧ２において、トルクＴｍｇ２として、駆動軸の目標トルクＴｄにエンジン２０の摩擦トルクＴｅｆを上乗せしたトルクを発生させる（Ｔｍｇ２＝Ｔｄ＋Ｔｅｆ）ことにより、そのトルクＴｍｇ２がロータ軸４３を介して切換クラッチ５０に伝達されたときに、切換クラッチ５０において、エンジン２０の摩擦トルクＴｅｆ分が減じられても、切換クラッチ５０からアウタロータ軸３５へは、モータＭＧ２のトルクＴｍｇ２（＝Ｔｄ＋Ｔｅｆ）からエンジン２０の摩擦トルクＴｅｆを引いたトルクＴｄが伝達されるため、アウタロータ軸３５からは、駆動軸の目標トルクＴｄと等しい駆動トルクが出力されることになる。また、モータＭＧ１では何らトルクを発生しないため、モータＭＧ１におけるロータ３２，３４は、それぞれ、モータＭＧ２の回転によって連れ回されるだけとなる。こうして、この間、車両は、モータＭＧ２のみによってＥＶ走行することになる。
【０１７５】
続いて、制御ＥＣＵ６０は、切換クラッチ５０を制御して、アンダードライブクラッチＵＤＣを解放にする（ステップＳ１４８）。この結果、アウタロータ軸３５及びインナロータ軸３３に結合されていたモータＭＧ２のロータ軸４３は、アウタロータ軸３５から切り離され、インナロータ軸３３のみに結合されることになるため、ＯＤ結合となる。
【０１７６】
その後、制御ＥＣＵ６０は、エンジン２０を制御して、エンジン２０への燃料供給を開始させると共に、エンジン２０のプラグ（図示せず）を点火させて、エンジン２０を始動する（ステップＳ１５０）。この時、エンジン２０のクランクシャフト２１は既に回転しているので、エンジン２０への燃料供給を開始するだけで、エンジン２０は直ちに始動する。
【０１７７】
こうして、エンジン２０の始動が完了すると、図８に示す処理ルーチンは終了し、図４に示した処理に戻る。
【０１７８】
このように、図８に示す第３の方式では、モータＭＧ１のインナロータ軸３３（エンジン２０のクランクシャフト２１）の回転数を駆動軸であるアウタロータ軸３５の回転数にほぼ合わせた上で、モータＭＧ２のロータ軸４３をＵＤ結合からＯＤ結合へ切り換えているので、切り換える際にショックが無く、スムーズな切り換えを実現することができる。
【０１７９】
また、エンジン２０への燃料供給によるエンジン２０の始動を行なう前に、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なっているため、エンジン始動直後のトルク変動や回転数の変動の影響を受けることなく、結合の切り換えを行なうことができる。
【０１８０】
さらにまた、オーバードライブクラッチＯＤＣを結合してからアンダードライブクラッチＵＤＣを解放するまでの間、モータＭＧ２において、エンジン２０の摩擦トルクＴｅｆ分だけ駆動軸の目標トルクＴｄに加えて余分にトルクＴｍｇ２を発生させているので、その間に、駆動軸から出力される駆動トルクが変動するのを防止することができる。
【０１８１】
但し、この第３の方式では、エンジン２０の始動を行なう前に、車両を走行するためのエネルギに加え、エンジン２０の出力軸であるクランクシャフト２１を回転させるためのエネルギ（エンジン回転エネルギ）も、バッテリ７４に蓄えられた電力で賄うことになるため、バッテリ７４に十分な電力が蓄えられていることが前提となる。
【０１８２】
また、この第３の方式では、ＵＤ結合からＯＤ結合に切り換える際、エンジン２０は始動しておらず、トルクを出力していないため、前述したように、駆動軸とエンジン２０の出力軸とを直結させた状態で切り換える方式を用いることはできるが、モータＭＧ２のロータ軸４３を駆動軸及びエンジン２０の出力軸の何れの軸からも切り離した状態で切り換える方式を採用することはできない。何故なら、後者の方式では、切換クラッチ５０において、アンダードライブクラッチＵＤＣが解放になった瞬間に、それまで、駆動トルクを出力していたモータＭＧ２が駆動軸から切り離されて、駆動トルクが存在しなくなるため、ＵＤ結合からＯＤ結合に切り換える際に、駆動トルクの急激な変化に伴う振動やショックが生じてしまうからである。
【０１８３】
次に、図４におけるステップＳ１０６において、エンジン２０を始動すべきと判定した場合の処理について、図９を用いて説明する。図９は図４におけるＡからＢの間の処理手順を示すフローチャートである。
【０１８４】
図９に示す処理が開始されると、制御ＥＣＵ６０は、まず、エンジン２０を制御して、エンジン２０への燃料供給を開始させると共に、エンジン２０のプラグ（図示せず）を点火させて、エンジン２０を始動する（ステップＳ１６２）。このとき、制御ＥＣＵ６０は、同時に、ＭＧ１インバータ７０を制御して、モータＭＧ１により、エンジン２０のクランクシャフト２１につながるインナロータ軸３３に、エンジン始動トルクを発生させ、エンジン２０のクランクシャフト２１を強制的に回転させることにより、エンジン２０を始動させる。また、同時に、モータＭＧ１によってアウタロータ軸３５に生じる反力トルクをキャンセルするために、ＭＧ２インバータ７２を制御して、モータＭＧ２により、モータＭＧ１のアウタロータ軸３５に切換クラッチ５０を介してつながるロータ軸４３に、モータＭＧ１の発生したエンジン始動トルクとほぼ等しいトルクを発生させる。
【０１８５】
こうして、エンジン２０を始動した後に、制御ＥＣＵ６０は、ＵＤ結合で、エンジン２０，モータＭＧ１，ＭＧ２を利用してＨＶ走行させる（ステップＳ１６４）。
【０１８６】
具体的には、図４におけるステップＳ１１２の処理と同様に、制御ＥＣＵ６０は、改めてエンジン要求動力Ｐｅを算出した上で、そのエンジン要求動力Ｐｅが図５に示すエンジン２０の動作線上のどこに当たるかを求めて、エンジン２０の目標動作点を決定する。制御ＥＣＵ６０は、駆動軸の動作点と決定したエンジン２０の目標動作点とを基にして、ＵＤ結合における前述の式（１）に従い、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１及びモータＭＧ２のトルクＴｍｇ２をそれぞれ式（１１）のように決定して、この式（１１）を満足するような制御を行なう。
【０１８７】
Ｔｍｇ１＝Ｔｅ
Ｔｍｇ２＝Ｔｄ−Ｔｅ ……（１１）
【０１８８】
即ち、制御ＥＣＵ６０は、ＭＧ１インバータ７０を制御して、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１がエンジン２０の目標トルクＴｅとなるようにすると共に、ＭＧ２インバータ７２を制御して、モータＭＧ２のトルクＴｍｇ２が駆動軸の目標トルクＴｄとエンジン２０の目標トルクＴｅとの差とほぼ等しくなるようにする。
【０１８９】
また、制御ＥＣＵ６０は、エンジン２０も制御して、エンジン２０の動作点が決定した目標動作点となるようにする。
【０１９０】
以上の結果、エンジン２０で発生したトルクＴｅは、クランクシャフト２１，インナロータ軸３３を介してモータＭＧ１に伝達される。モータＭＧ１に伝達されたトルクＴｅは、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１（＝Ｔｅ）として、駆動軸であるアウタロータ軸３５に伝達されるが、モータＭＧ２において発生したトルクＴｍｇ２（＞０）もロータ軸４３，切換クラッチ５０を介してアウタロータ軸３５に伝達されるため、アウタロータ軸３５には、合わせて、Ｔｅ＋Ｔｍｇ２が伝達される。従って、アウタロータ軸３５からは、駆動軸の目標トルクＴｄ（＝Ｔｅ＋Ｔｍｇ２）と等しい駆動トルクが出力されることになる。こうして、車両は、ＵＤ結合にて、エンジン２０及びモータＭＧ１，ＭＧ２を利用したＨＶ走行を行なうことになる。
【０１９１】
次に、制御ＥＣＵ６０は、ＵＤ／ＯＤ領域判定を行なう（ステップＳ１６６）。具体的には、図４におけるステップＳ１０８の場合と同様に、制御ＥＣＵ６０は、駆動軸であるアウタロータ軸３５の動作点に基づいて、その動作点がエンジン２０の動作線であるＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えてＯＤ領域に入ったか否かを判定する。判定の結果、駆動軸の動作点が未だＵＤ領域にある場合は、図９に示すように、再び、ステップＳ１６４に戻り、前回と同様の処理を繰り返す。しかし、駆動軸の動作点がＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えてＯＤ領域にある場合には、処理は次のステップＳ１６８に進む。
【０１９２】
ステップＳ１６８では、制御ＥＣＵ６０は、切換クラッチ５０を制御して、モータＭＧ２のロータ軸４３をＵＤ結合からＯＤ結合に切り換える。なお、このように、ＨＶ走行中にＵＤ結合からＯＤ結合への切り換える方法としては、例えば、前述した特開平１０−２７１７４９号公報に開示されている方法などを用いることができる。具体的には、エンジン２０の出力軸の回転数と駆動軸の回転数との回転数差が所定の許容範囲に入ると共に、エンジン２０の出力軸のトルクと駆動軸のトルクとのトルク差が所定の許容範囲に入ったときに、切換クラッチ５０において、ＵＤ結合からＯＤ結合に切り換えるようにする。
【０１９３】
こうして、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えが完了したら、図９に示す処理を終了し、図４に示したＢに戻る。
【０１９４】
以上のようにして、図４におけるステップＳ１０６においてエンジン２０を始動すべきと判定した場合の処理（即ち、図４におけるＡからＢの間の処理）は、実行される。
【０１９５】
（５）第２の制御方法：
図１０は本発明の第２の制御方法にかかる第２の実施例としての制御手順を示すフローチャートである。また、図１１は本発明の第２の制御方法を採った場合のＥＶ走行領域とＵＤ結合領域，ＯＤ結合領域とを示す説明図である。
【０１９６】
図１１において、縦軸，横軸及び各種曲線並びに領域の内容については、それぞれ、図５に示した内容と同じであるので、説明は省略する。
【０１９７】
本実施例では、車両が停車している状態から発進して徐々に加速していく過程において、制御ＥＣＵ６０が図１０に示す制御手順に従って制御を行なう。また、その過程おいて、駆動軸であるモータＭＧ１のアウタロータ軸３５の動作点は、図１１の曲線ＤＬ２で示すような軌跡を描くものとする。
【０１９８】
本実施例において、図１０に示すように、ステップＳ２０２〜Ｓ２０８の処理は、図４に示したステップＳ１０２〜Ｓ１０８の処理と同じであるので、説明は省略する。
【０１９９】
さて、ステップＳ２０８において、例えば、今、駆動軸の動作点が図１１に示す曲線ＤＬ２上の点ｂの位置にあるとすると、動作点はＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えてＯＤ領域にあるので、処理は次のステップＳ２１０に進み、制御ＥＣＵ６０は、切換クラッチ５０を制御して、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なう（ステップＳ２１０）。なお、ステップＳ２１０の処理の具体的な内容については、後ほど詳しく説明する。
【０２００】
こうして、ＯＤ結合への切り換えを行なうと、次に、制御ＥＣＵ６０は、エンジン２０を停止状態にしたまま、ＯＤ結合で、モータＭＧ１，ＭＧ２を利用して、引き続きＥＶ走行をさせる（ステップＳ２１２）。具体的には、制御ＥＣＵ６０は、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１及びモータＭＧ２のトルクＴｍｇ２をそれぞれ式（１２）のように決定し、この式（１２）を満足するような制御を行なう。
【０２０１】
Ｔｍｇ１＝Ｔｄ
Ｔｍｇ２＝−Ｔｍｇ１ ……（１２）
【０２０２】
即ち、制御ＥＣＵ６０は、ＭＧ１インバータ７０を制御して、モータＭＧ１を動作させ、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１を駆動軸であるアウタロータ軸３５の目標トルクＴｄとほぼ等しくなるようにすると共に、ＭＧ２インバータ７２を制御して、モータＭＧ２のトルクＴｍｇ２を、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１と同じ大きさで逆向きのトルク（−Ｔｍｇ１）とほぼ等しくなるようにする。
【０２０３】
この結果、モータＭＧ１は、駆動軸であるアウタロータ軸３５にトルクＴｍｇ１を発生するため、アウタロータ軸３５からは、駆動軸の目標トルクＴｄ（＝Ｔｍｇ１）とほぼ等しい駆動トルクが出力されることになる。また、このとき、モータＭＧ１は、インナロータ軸３３に対して、作用・反作用の原理から、アウタロータ軸３５に発生したトルクの反力として、同じ大きさで逆向きのトルク（−Ｔｍｇ１）を発生することになる。そこで、モータＭＧ２が、モータＭＧ１のインナロータ軸３３に切換クラッチ５０を介してつながるロータ軸４３に、モータＭＧ１の発生したトルクＴｍｇと同じ大きさで逆向きのトルク（−Ｔｍｇ１）を発生することによって、上記した反力をキャンセルする。こうして、車両は、ＯＤ結合にて、モータＭＧ１，ＭＧ２を利用してＥＶ走行を行なうことになる。
【０２０４】
なお、エンジン２０の出力軸であるクランクシャフト２１の回転数Ｎｅは、ステップＳ２１０におけるＵＤ結合からＯＤ結合への切り換え時に、一旦、駆動軸であるアウタロータ軸３５の回転数Ｎｄに近づくものの、切り換え後は、再びゼロに戻って、クランクシャフト２１は停止状態にある。
【０２０５】
次に、制御ＥＣＵ６０は、再び、ステップＳ２０４と同様に、エンジン要求動力Ｐｅの算出を行ない（ステップＳ２１４）、さらに、ステップＳ２０６と同様に、エンジン始動判定を行なう（ステップＳ２１６）。このとき、エンジン始動判定は、前述したように、判定閾値ＰｅＳＴＡＲＴとエンジン始動判定線ＥＳＵとを用いて二重に行なわれている。従って、エンジン始動判定線ＥＳＵを用いて判定を行った場合、例えば、今、駆動軸の動作点が図１１に示す曲線ＤＬ２上の点ｃの位置にあるとすると、動作点がエンジン始動判定線ＥＳＵよりも左下の領域にあるので、エンジン２０を始動する必要はないと判定して、図１０に示すように、再び、ステップＳ２１２に戻り、前回と同様の処理を繰り返す。しかし、例えば、運転者によってアクセルペダルが踏み込まれ、車両が加速して、駆動軸の動作点が曲線ＤＬ２上の点ｄの位置まで来ると、動作点はエンジン始動判定線ＥＳＵを越えて右上の領域に入るので、処理は次のステップＳ２１８に進む。
【０２０６】
ステップＳ２１８では、制御ＥＣＵ６０は、エンジン２０を制御して、エンジン２０への燃料供給を開始させると共に、エンジン２０のプラグ（図示せず）を点火させて、エンジン２０を始動する。このとき、制御ＥＣＵ６０は、同時にＭＧ２インバータ７２を制御して、モータＭＧ２により、エンジン２０のクランクシャフト２１に切換クラッチ５０を介してつながるロータ軸４３に、エンジン始動トルクを発生させ、エンジン２０の、停止していたクランクシャフト２１を強制的に回転させることにより、エンジン２０を始動させる。
【０２０７】
こうして、エンジン２０を始動すると、次に、制御ＥＣＵ６０は、ＯＤ結合で、エンジン２０，モータＭＧ１，ＭＧ２を利用してＨＶ走行させる（ステップＳ２２０）。ＯＤ結合でＨＶ走行させる具体的な方法は、図４におけるステップＳ１１２で説明した方法と同じであるので、説明は省略する。
【０２０８】
このようにして、本実施例では、発進時、ＵＤ結合で、車両をＥＶ走行させる。そして、駆動軸の動作点がＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えてＯＤ領域に入ると、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なうが、第１の制御方法とは異なり、エンジン２０は停止状態のまま、駆動軸の動作点がエンジン始動判定線ＥＳＵを越えるまでは、ＯＤ結合で、車両を引き続きＥＶ走行させることになる。そして、駆動軸の動作点がさらにエンジン始動判定線ＥＳＵを越えて右上の領域に入ると、エンジン２０への燃料供給を開始してエンジン２０を始動するため、その後は、ＯＤ結合で、車両をＨＶ走行させることになる。
【０２０９】
従って、本実施例では、図１１に示したように、動力出力装置１０の動作領域のうち、エンジン始動判定線ＥＳＵよりも左下の領域が、全て、車両をＥＶ走行させる領域ＥＶとなる。そして、それ以外の領域では、車両をＨＶ走行させることになる。また、本実施例では、ＵＤ領域は、そのまま、実際にＵＤ結合を行なうＵＤ結合領域ｕｄとなり、ＯＤ領域も、そのまま、実際にＯＤ結合を行なうＯＤ結合領域ｏｄとなる。
【０２１０】
以上のようにして、本実施例においては、ＵＤ結合で、モータＭＧ２のみによってＥＶ走行させていた車両を、駆動軸の動作点がＵＤ領域からＯＤ領域に入っても、ＯＤ結合で、モータＭＧ１，ＭＧ２を利用して、引き続きＥＶ走行させることができる。
【０２１１】
それでは、次に、図１０におけるステップＳ２１０の処理の具体的な内容について、説明する。本実施例において、ステップＳ２１０の処理としては、次のような２種類の方式が考えられる。
【０２１２】
即ち、第１の方式は、切換クラッチ５０によってＵＤ結合からＯＤ結合の切り換えを行なう際、オーバードライブクラッチＯＤＣを直ちに結合にする方式であり、第２の方式は、オーバードライブクラッチＯＤＣを結合にするのに先だって、エンジン２０の出力軸の回転数を駆動軸の回転数にほぼ等しくし、その状態で結合にする方式である。
【０２１３】
図１２は図１１におけるステップＳ２１０の処理として、第１の方式での処理手順を示すフローチャートである。図１２に示すように、ステップＳ２１０の処理が開始されると、まず、制御ＥＣＵ６０は、切換クラッチ５０を制御して、オーバードライブクラッチＯＤＣを結合にする（ステップＳ２３２）。この時、図８におけるステップＳ１４４の場合と同様に、アンダードライブクラッチＵＤＣも結合状態にあるため、モータＭＧ２のロータ軸４３は、モータＭＧ１のアウタロータ軸３５及びインナロータ軸３３の何れの軸にも結合されることになる。従って、この場合、モータＭＧ１のアウタロータ軸３５とエンジン２０のクランクシャフト２１（モータＭＧ１のインナロータ軸３３）とは、切換クラッチ５０を介して直結されることになる。
【０２１４】
但し、図１２に示す第１の方式の場合、オーバードライブクラッチＯＤＣを結合にする際、エンジン２０のクランクシャフト２１（モータＭＧ１のインナロータ軸３３）は静止しており、回転数はゼロであるため、オーバードライブクラッチＯＤＣを徐々に結合させる必要がある。
【０２１５】
続いて、制御ＥＣＵ６０は、ステップＳ２３４において、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１及びモータＭＧ２のトルクＴｍｇ２をそれぞれ前述した式（１０）のように決定して、その式（１０）を満足するような制御を行なう。
【０２１６】
即ち、制御ＥＣＵ６０は、ＭＧ１インバータ７０を制御して、ＭＧ１インバータ７０内のトランジスタを全てオフ状態にし、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１がほぼゼロとなるようにすると共に、ＭＧ２インバータ７２を制御して、モータＭＧ２のトルクＴｍｇ２が駆動軸の目標トルクＴｄとエンジン２０の摩擦トルクＴｅｆとの和とほぼ等しくなるようにする。
【０２１７】
この時、エンジン２０自体は燃料供給がなされておらず、停止状態にあり、また、モータＭＧ２のロータ軸４３、エンジン２０のクランクシャフト２１（モータＭＧ１のインナロータ軸３３）及びモータＭＧ１のアウタロータ軸３５はそれぞれ切換クラッチ５０において互いに結合され、一体状態となっている。従って、モータＭＧ２において、駆動軸の目標トルクＴｄにエンジン２０の摩擦トルクＴｅｆを上乗せしたトルクＴｍｇ２（＝Ｔｄ＋Ｔｅｆ）を発生させることにより、そのトルクＴｍｇ２が切換クラッチ５０に伝達されたときに、切換クラッチ５０において、エンジン２０の摩擦トルクＴｅｆ分が減じられても、アウタロータ軸３５には、モータＭＧ２のトルクＴｍｇ２からエンジン２０の摩擦トルクＴｅｆを引いたトルクＴｄが伝達されるため、アウタロータ軸３５からは、駆動軸の目標トルクＴｄとほぼ等しい駆動トルクが出力されることになる。また、モータＭＧ１では何らトルクを発生しないため、モータＭＧ１におけるロータ３２，３４は、それぞれ、モータＭＧ２の回転によって連れ回されるだけとなる。こうして、この間、車両は、モータＭＧ２のみによってＥＶ走行することになる。
【０２１８】
続いて、制御ＥＣＵ６０は、切換クラッチ５０を制御して、アンダードライブクラッチＵＤＣを解放にする（ステップＳ２３６）。この結果、アウタロータ軸３５及びインナロータ軸３３に結合されていたモータＭＧ２のロータ軸４３は、アウタロータ軸３５から切り離され、インナロータ軸３３のみに結合されることになるため、ＯＤ結合となる。
【０２１９】
こうして、ステップＳ２３６の処理が完了すると、図１２に示す処理ルーチンは終了し、図１０に示した処理に戻る。
【０２２０】
このように、図１２に示す第１の方式では、オーバードライブクラッチＯＤＣを結合してからアンダードライブクラッチＵＤＣを解放するまでの間、モータＭＧ２において、エンジン２０の摩擦トルクＴｅｆ分だけ駆動軸の目標トルクＴｄに加えて余分にトルクＴｍｇ２を発生させているので、その間に、駆動軸から出力される駆動トルクが変動するのを防止することができる。
【０２２１】
次に、図１３は図１０におけるステップＳ２１０の処理として、第２の方式での処理手順を示すフローチャートである。図１３に示すように、ステップＳ２１０の処理が開始されると、まず、制御ＥＣＵ６０は、図８におけるステップＳ１４２の場合と同様に、エンジン２０の出力軸の回転数を駆動軸の回転数とほぼ等しくなるように制御する（ステップＳ２４２）。具体的には、制御ＥＣＵ６０は、エンジン２０の目標回転数Ｎｅ、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１及びモータＭＧ２のトルクＴｍｇ２をそれぞれ前述した式（９）のように決定し、その式（９）を満足するような制御を行なう。
【０２２２】
即ち、制御ＥＣＵ６０は、ＭＧ１インバータ７０を制御して、エンジン２０の回転数が駆動軸の回転数Ｎｄとほぼ等しくなるように、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１を調整し、さらに、ＭＧ２インバータ７２を制御して、モータＭＧ２のトルクＴｍｇ２が駆動軸のトルクＴｄとモータＭＧ１のトルクＴｍｇ１との和にほぼ等しくなるようにする。この結果、エンジン２０の出力軸であるクランクシャフト２１の回転数は駆動軸であるアウタロータ軸３５の回転数とほぼ等しくなるようになる。
【０２２３】
次に、制御ＥＣＵ６０は、図１２におけるステップＳ２３２の場合と同様に、切換クラッチ５０を制御して、オーバードライブクラッチＯＤＣを結合にする（ステップＳ２４４）。この時、アンダードライブクラッチＵＤＣも結合状態にあるため、モータＭＧ２のロータ軸４３は、モータＭＧ１のアウタロータ軸３５及びインナロータ軸３３の両方に結合されるため、モータＭＧ１のアウタロータ軸３５とエンジン２０のクランクシャフト２１（モータＭＧ１のインナロータ軸３３）とは、切換クラッチ５０を介して直結されることになる。
【０２２４】
続いて、制御ＥＣＵ６０は、ステップＳ２４６において、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１及びモータＭＧ２のトルクＴｍｇ２をそれぞれ前述した式（１０）のように決定して、その式（１０）を満足するような制御を行なう。
【０２２５】
即ち、制御ＥＣＵ６０は、ＭＧ１インバータ７０を制御して、ＭＧ１インバータ７０内のトランジスタを全てオフ状態にし、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１がほぼゼロとなるようにすると共に、ＭＧ２インバータ７２を制御して、モータＭＧ２のトルクＴｍｇ２が駆動軸の目標トルクＴｄとエンジン２０の摩擦トルクＴｅｆとの和とほぼ等しくなるようにする。
【０２２６】
この時の動作は、図１２におけるステップＳ２３４の動作と同じとなるので、説明は省略する。
【０２２７】
続いて、制御ＥＣＵ６０は、切換クラッチ５０を制御して、アンダードライブクラッチＵＤＣを解放にする（ステップＳ２４８）。この結果、アウタロータ軸３５及びインナロータ軸３３に結合されていたモータＭＧ２のロータ軸４３は、アウタロータ軸３５から切り離され、インナロータ軸３３のみに結合されることになるため、ＯＤ結合となる。
【０２２８】
こうして、ステップＳ２４８の処理が完了すると、図１３に示す処理ルーチンは終了し、図１０に示した処理に戻る。
【０２２９】
このように、図１３に示す第２の方式では、モータＭＧ１のインナロータ軸３３（エンジン２０のクランクシャフト２１）の回転数を駆動軸であるアウタロータ軸３５の回転数にほぼ合わせた上で、モータＭＧ２のロータ軸４３をＵＤ結合からＯＤ結合へ切り換えているので、切り換える際にショックが無く、スムーズな切り換えを実現することができる。
【０２３０】
ところで、前述したように、図１２に示す第１の方式では、ＵＤ結合からＯＤ結合の切り換えを行なう際、オーバードライブクラッチＯＤＣをすぐに結合にしていたが、この時、エンジン２０のクランクシャフト２１（モータＭＧ１のインナロータ軸３３）は静止しており、回転数は０ｒｐｍである。一方、駆動軸であるアウタロータ軸３５は回転しており、この時の回転数が、例えば、１０００ｒｐｍであるとすると、クランクシャフト２１とアウタロータ軸３５との回転数差は１０００ｒｐｍになってしまう。従って、切換クラッチ５０として、オーバードライブクラッチＯＤＣの結合能力（結合容量）が小さいクラッチを用いた場合には、回転数差が１０００ｒｐｍもあると、結合ができない可能性がある。これに対し、図１３に示す第２の方式では、オーバードライブクラッチＯＤＣを結合にするのに先だって、エンジン２０のクランクシャフト２１の回転数をアウタロータ軸３５の回転数にほぼ等しくなるようにしているので、クランクシャフト２１とアウタロータ軸３５との回転数差はほぼ０ｒｐｍとなる。従って、切換クラッチ５０として、オーバードライブクラッチＯＤＣの結合能力（結合容量）が小さいクラッチを用いた場合でも、容易に結合させることができる。よって、切換クラッチ５０として結合能力（結合容量）が小さいクラッチを用いることができるので、切換クラッチ５０の小型化，低コスト化を実現することができる。
【０２３１】
また、図１２に示す第１の方式では、オーバードライブクラッチＯＤＣを結合にした時に、エンジン２０のクランクシャフト２１の回転数はゼロから急激に上昇するが、その上昇に伴ってトルク変動や振動が発生してしまうが、図１３に示す第２の方式では、オーバードライブクラッチＯＤＣを結合するのに先だって、クランクシャフト２１の回転数を駆動軸の回転数まで上昇させているので、オーバードライブクラッチＯＤＣを結合にした時に、クランクシャフト２１の回転数を急上昇させる必要がないため、急上昇に伴って発生するトルク変動や振動を抑えることができる。
【０２３２】
さらにまた、第１の方式の場合と同様に、オーバードライブクラッチＯＤＣを結合してからアンダードライブクラッチＵＤＣを解放するまでの間、モータＭＧ２において、エンジン２０の摩擦トルクＴｅｆ分だけ駆動軸の目標トルクＴｄに加えて余分にトルクＴｍｇ２を発生させているので、その間に、駆動軸から出力される駆動トルクが変動するのを防止することができる。
【０２３３】
なお、図１０において、ＡからＢの間の処理は、図９に示した処理と同様であるので、これについての説明は省略する。
【０２３４】
（６）第３の制御方法：
図１４は本発明の第３の制御方法にかかる第３の実施例としての制御手順を示すフローチャートである。また、図１５は本発明の第３の制御方法を採った場合のＥＶ走行領域とＵＤ結合領域，ＯＤ結合領域とを示す説明図である。
【０２３５】
図１５において、縦軸，横軸及び各種曲線並びに領域の内容については、それぞれ、図５に示した内容と同じであるので、説明は省略する。
【０２３６】
本実施例では、車両が停車している状態から発進して徐々に加速していく過程において、制御ＥＣＵ６０が図１４に示す制御手順に従って制御を行なう。また、その過程おいて、駆動軸であるモータＭＧ１のアウタロータ軸３５の動作点は、図１５の曲線ＤＬ２で示すような軌跡を描くものとする。
【０２３７】
本実施例において、図１４に示すように、ステップＳ３０２，Ｓ３０４の処理は、図１０に示したステップＳ２０２，Ｓ２０４の処理と同じであるので、説明は省略する。
【０２３８】
次に、制御ＥＣＵ６０は、ステップＳ３０４で算出したエンジン要求動力Ｐｅに基づいて、エンジン２０を始動すべきか否かの判定、即ち、エンジン始動判定を行なう（ステップＳ３０６）。具体的には、制御ＥＣＵ６０は、エンジン要求動力Ｐｅを、予め設定されている判定閾値ＰｅＳＴＡＲＴ（一定値）と比較して、エンジン要求動力Ｐｅの方が判定閾値ＰｅＳＴＡＲＴよりも小さい場合には、エンジン２０を始動する必要はないと判定して、エンジン２０を停止させたままとし、図１４に示すように、再び、ステップＳ３０２に戻って、前回と同様の処理を繰り返す。逆に、エンジン要求動力Ｐｅの方が判定閾値ＰｅＳＴＡＲＴよりも大きい場合には、エンジン２０を始動すべきであると判定して、処理は次のステップＳ３０８に進む。
【０２３９】
なお、図４におけるステップＳ１０６の場合と同様に、エンジン始動判定は、原則的には、エンジン要求動力Ｐｅと判定閾値ＰｅＳＴＡＲＴとの比較によって行なうが、例外的に、駆動軸であるアウタロータ軸３５の回転数がゼロの付近などにおいては、図１５に示すエンジン始動判定線ＥＳＵを用いる。即ち、制御ＥＣＵ６０は、駆動軸であるアウタロータ軸３５の動作点が、図１５に示すエンジン始動判定線ＥＳＵよりも右上の領域にあれば、エンジン２０を始動すべきと判定し、左下の領域にあれば、エンジン２０を始動する必要はないと判定する。
【０２４０】
従って、例えば、今、駆動軸であるアウタロータ軸３５の動作点が、図１５における曲線ＤＬ２上の点ａの位置にあるとすると、制御ＥＣＵ６０は、動作点がエンジン始動判定線ＥＳＵよりも左下の領域にあるので、エンジン２０を始動する必要はないと判定し、ステップＳ３０２に戻って同様の処理を繰り返すことになる。
【０２４１】
また、例えば、今、駆動軸であるアウタロータ軸３５の動作点が、図１５における曲線ＤＬ２上の点ｃの位置にあるとしても、制御ＥＣＵ６０は、動作点がエンジン始動判定線ＥＳＵよりも左下の領域にあるので、点ａの場合と同様に、エンジン２０を始動する必要はないと判定し、ステップＳ３０２に戻って同様の処理を繰り返すことになる。
【０２４２】
即ち、本実施例では、駆動軸の動作点がＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えてＯＤ領域に入った場合でも、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えは行なわず、ＵＤ結合のまま、モータＭＧ２のみによって車両をＥＶ走行させ続けることになる。
【０２４３】
しかし、その後、例えば、運転者によってアクセルペダルが踏み込まれ、車両が加速して、駆動軸の動作点が図１５に示す曲線ＤＬ２上の点ｄの位置まで来ると、動作点はエンジン始動判定線ＥＳＵを越えて右上の領域に入るので、制御ＥＣＵ６０は、エンジン２０を始動すべきであると判定して、処理は次のステップＳ３０８に進む。
【０２４４】
さて、ステップＳ３０８では、制御ＥＣＵ６０は、ＵＤ／ＯＤ領域判定を行なう。具体的には、制御ＥＣＵ６０は、駆動軸であるアウタロータ軸３５の動作点に基づいて、その動作点がエンジン２０の動作線であるＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えてＯＤ領域にあるか否かを判定する。判定の結果、駆動軸の動作点が、エンジン始動判定線ＥＳＵより右上の領域にあるが、ＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えておらず、未だＵＤ領域にある場合には、図１４に示すように、処理は前述した図９のＡに進む。反対に、駆動軸の動作点が、エンジン始動判定線ＥＳＵより右上の領域にあり、さらに、ＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えてＯＤ領域にある場合には、処理は次のステップＳ３１０に進む。従って、例えば、今、駆動軸の動作点が図１５に示す曲線ＤＬ２上の点ｄの位置にあるとすると、動作点は、エンジン始動判定線ＥＳＵを越え、さらに、ＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えてＯＤ領域にあるので、この場合は、ステップＳ３１０に進むことになる。
【０２４５】
ステップＳ３１０では、制御ＥＣＵ６０は、エンジン２０を制御して、エンジン２０への燃料供給を開始しエンジン２０を始動すると共に、切換クラッチ５０を制御して、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なう。なお、ステップＳ３１０の処理の具体的な内容については、後ほど簡単に説明する。
【０２４６】
こうして、エンジン２０を始動し、ＯＤ結合への切り換えを行なうと、続いて、制御ＥＣＵ６０は、ＯＤ結合で、エンジン２０，モータＭＧ１，ＭＧ２を利用してＨＶ走行させる（ステップＳ３１２）。ＯＤ結合でＨＶ走行させる具体的な方法は、図４におけるステップＳ１１２で説明した方法と同じであるので、説明は省略する。
【０２４７】
このようにして、本実施例では、発進時、ＵＤ結合で、車両をＥＶ走行させる。そして、駆動軸の動作点がＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えてＯＤ領域に入っても、第２の制御方法とは異なり、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なわず、ＵＤ結合のまま、車両をＥＶ走行させ続ける。そして、駆動軸の動作点がさらにエンジン始動判定線ＥＳＵを越えて右上の領域に入ると、エンジン２０への燃料供給を開始してエンジン２０を始動すると共に、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なうため、その後は、ＯＤ結合で、車両をＨＶ走行させることになる。
【０２４８】
従って、本実施例では、図１５に示したように、動力出力装置１０の動作領域のうち、エンジン始動判定線ＥＳＵよりも左下の領域が、全て、車両をＥＶ走行させる領域ＥＶとなり、それ以外の領域では、車両をＨＶ走行させることになる。そして、また、本実施例では、ＵＤ領域だけでなく、ＯＤ領域のうち、エンジン始動判定線ＥＳＵよりも左下の領域も、実際にＵＤ結合を行なうＵＤ結合領域ｕｄとなり、それ以外のＯＤ領域が、実際にＯＤ結合を行なうＯＤ結合領域ｏｄとなる。
【０２４９】
以上のようにして、本実施例においては、モータＭＧ２のみによって車両をＥＶ走行させている間は、駆動軸の動作点がＵＤ領域からＯＤ領域に入っても、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なわず、モータＭＧ２によって駆動トルクを出力させ続けるので、結合の切り換えに伴うトルク変動や振動を発生させずに、広い車速域にわたって滑らかなＥＶ走行を実現することができる。また、その後、エンジン始動条件を満たした場合は、ＵＤ結合からＯＤ結合に切り換えると共に、それまでＥＶ走行させていた車両を、直ちに、ＨＶ走行に切り換えることができる。
【０２５０】
それでは、次に、図１４におけるステップＳ３１０の処理の具体的な内容について、簡単に説明する。本実施例において、ステップＳ３１０の処理としては、前述した図４におけるステップＳ１１０の処理と同様に、次のような３種類の方式が考えられる。
【０２５１】
即ち、第１及び第２の方式は、先に、エンジン２０への燃料供給を開始してエンジン２０を始動し、その後、ＵＤ結合からＯＤ結合に切り換える方式であり、第３の方式は、その逆で、先に、ＵＤ結合からＯＤ結合に切り換え、その後、エンジン２０への燃料供給を開始してエンジン２０を始動する方式である。また、第１及び第２の方式のうち、第１の方式では、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なう際、駆動軸（モータＭＧ１のアウタロータ軸３５）とエンジン２０の出力軸（クランクシャフト２１，モータＭＧ１のインナロータ軸３３）とを直結させた状態で切り換える方式であり、第２の方式では、モータＭＧ２のロータ軸４３を、駆動軸（モータＭＧ１のアウタロータ軸３５）及びエンジン２０の出力軸（クランクシャフト２１，モータＭＧ１のインナロータ軸３３）の何れの軸からも切り離した状態で切り換える方式である。
【０２５２】
なお、第１の方式については、前述の図６で説明した内容と同じであり、第２の方式については、前述の図７で説明した内容と同じであり、第３の方式については、前述の図８で説明した内容と同じであるので、これらの説明については省略する。
【０２５３】
また、図１５において、ＡからＢの間の処理は、図９に示した処理と同様であるので、これについての説明も省略する。
【０２５４】
（７）第４の制御方法：
図１６は本発明の第４の制御方法にかかる第４の実施例としての制御手順を示すフローチャートである。また、図１７は本発明の第４の制御方法を採った場合のＥＶ走行領域とＵＤ結合領域，ＯＤ結合領域とを示す説明図である。
【０２５５】
図１７において、縦軸，横軸及び各種曲線並びに領域の内容については、それぞれ、図５に示した内容と同じであるので、説明は省略する。その他、領域ＥＤは後述するようにエンジン連れ回し制御を行なう領域である。
【０２５６】
本実施例では、車両が停車している状態から発進して徐々に加速していく過程において、制御ＥＣＵ６０が図１６に示す制御手順に従って制御を行なう。また、その過程おいて、駆動軸であるモータＭＧ１のアウタロータ軸３５の動作点は、図１７の曲線ＤＬ２で示すような軌跡を描くものとする。
【０２５７】
本実施例において、図１６に示すように、ステップＳ４０２〜Ｓ４０８の処理は、図４に示したステップＳ１０２〜Ｓ１０８の処理と同じであるので、説明は省略する。
【０２５８】
さて、ステップＳ４０８において、例えば、今、駆動軸の動作点が図１７に示す曲線ＤＬ２上の点ｂの位置にあるとすると、動作点はＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えてＯＤ領域にあるので、処理は次のステップＳ４１０に進み、制御ＥＣＵ６０は、エンジン２０の出力軸の回転数を駆動軸の回転数とほぼ等しくなるように制御（エンジンの連れ回し制御）する（ステップＳ４１０）。具体的には、制御ＥＣＵ６０は、エンジン２０の目標回転数Ｎｅ、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１及びモータＭＧ２のトルクＴｍｇ２をそれぞれ前述した式（９）のように決定し、その式（９）を満足するような制御を行なう。
【０２５９】
即ち、制御ＥＣＵ６０は、ＭＧ１インバータ７０を制御して、エンジン２０の回転数が駆動軸の回転数Ｎｄとほぼ等しくなるように、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１を調整し、さらに、ＭＧ２インバータ７２を制御して、モータＭＧ２のトルクＴｍｇ２が駆動軸のトルクＴｄとモータＭＧ１のトルクＴｍｇ１との和にほぼ等しくなるようにする。
【０２６０】
この結果、これ以降は、エンジン２０の出力軸であるクランクシャフト２１は、その回転数が、駆動軸であるアウタロータ軸３５の回転数とほぼ等しくなるようになり、連れ回しされることになる。
【０２６１】
なお、このとき、エンジン２０自体は燃料供給もなされておらず、停止状態にあるため、トルクは発生していない。また、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えもなされないため、これ以降も、ＵＤ結合のまま、モータＭＧ２のみによって車両をＥＶ走行させ続けることになる。
【０２６２】
次に、制御ＥＣＵ６０は、再び、ステップＳ４０４と同様に、エンジン要求動力Ｐｅの算出を行ない（ステップＳ４１２）、さらに、ステップＳ４０６と同様に、エンジン始動判定を行なう（ステップＳ４１４）。このとき、エンジン始動判定は、前述したように、判定閾値ＰｅＳＴＡＲＴとエンジン始動判定線ＥＳＵとを用いて二重に行なわれている。従って、エンジン始動判定線ＥＳＵを用いて判定を行った場合、例えば、今、駆動軸の動作点が図１７に示す曲線ＤＬ２上の点ｃの位置にあるとすると、動作点がエンジン始動判定線ＥＳＵよりも左下の領域にあるので、エンジン２０を始動する必要はないと判定して、図１７に示すように、再び、ステップＳ４１０に戻り、前回と同様の処理を繰り返す。しかし、例えば、運転者によってアクセルペダルが踏み込まれ、車両が加速して、駆動軸の動作点が曲線ＤＬ２上の点ｄの位置まで来ると、動作点はエンジン始動判定線ＥＳＵを越えて右上の領域に入るので、処理は次のステップＳ４１６に進む。
【０２６３】
ステップＳ４１６では、制御ＥＣＵ６０は、エンジン２０を制御して、エンジン２０への燃料供給を開始しエンジン２０を始動すると共に、切換クラッチ５０を制御して、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なう。なお、ステップＳ４１６の処理の具体的な内容については、後ほど説明する。
【０２６４】
こうして、エンジン２０を始動し、ＯＤ結合への切り換えを行なうと、続いて、制御ＥＣＵ６０は、ＯＤ結合で、エンジン２０，モータＭＧ１，ＭＧ２を利用してＨＶ走行させる（ステップＳ４１８）。ＯＤ結合でＨＶ走行させる具体的な方法は、図４におけるステップＳ１１２で説明した方法と同じであるので、説明は省略する。
【０２６５】
このようにして、本実施例では、発進時、ＵＤ結合で、車両をＥＶ走行させる。そして、駆動軸の動作点がＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えてＯＤ領域に入っても、第３の制御方法と同様に、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なわず、ＵＤ結合のまま、車両をＥＶ走行させ続ける。但し、第３の制御方法とは異なり、駆動軸の動作点がＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えてＯＤ領域に入ったときに、エンジンの出力軸の回転数を駆動軸の回転数とほぼ等しくなるように制御（エンジンの連れ回し制御）する。そして、駆動軸の動作点がさらにエンジン始動判定線ＥＳＵを越えて右上の領域に入ると、エンジン２０への燃料供給を開始してエンジン２０を始動すると共に、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なうため、その後は、ＯＤ結合で、車両をＨＶ走行させることになる。
【０２６６】
従って、本実施例では、図１７に示したように、動力出力装置１０の動作領域のうち、エンジン始動判定線ＥＳＵよりも左下の領域が、全て、車両をＥＶ走行させる領域ＥＶとなり、それ以外の領域では、車両をＨＶ走行させることになる。そして、また、本実施例では、ＵＤ領域だけでなく、ＯＤ領域のうち、エンジン始動判定線ＥＳＵよりも左下の領域も、実際にＵＤ結合を行なうＵＤ結合領域ｕｄとなり、それ以外のＯＤ領域が、実際にＯＤ結合を行なうＯＤ結合領域ｏｄとなる。さらに、また、本実施例では、ＯＤ領域であり、かつ、エンジン始動判定線ＥＳＵよりも左下の領域が、エンジン２０の出力軸の回転数を駆動軸の回転数に合わせるよう、エンジン連れ回し制御を行なう領域ＥＤとなる。
【０２６７】
以上のようにして、本実施例においては、第３の制御方法と同様に、モータＭＧ２のみによって車両をＥＶ走行させている間は、駆動軸の動作点がＵＤ領域からＯＤ領域に入っても、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なわず、モータＭＧ２によって駆動トルクを出力させ続けるので、結合の切り換えに伴うトルク変動や振動を発生させずに、広い車速域にわたって滑らかなＥＶ走行を実現することができる。また、本実施例においては、駆動軸の動作点がＵＤ領域からＯＤ領域に入ったら、エンジン２０の出力軸を、その回転数が駆動軸の回転数とほぼ等しくなるように、連れ回しすることによって、その後、エンジン始動条件を満たした場合に、エンジン２０の出力軸をゼロ回転から回転上昇させる必要がないため、瞬時に、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えやエンジン２０への燃料供給によるエンジン２０の始動を行なって、ＨＶ走行を直ちに行なうことができるため、運転者のアクセル操作に対する車両の駆動トルクのレスポンスが良くなる。
【０２６８】
それでは、次に、図１７におけるステップＳ４１６の処理の具体的な内容について、説明する。本実施例において、ステップＳ４１６の処理としては、前述した図４におけるステップＳ１１０の処理と同様に、次のような３種類の方式が考えられる。
【０２６９】
即ち、第１及び第２の方式は、先に、エンジン２０への燃料供給を開始してエンジン２０を始動し、その後、ＵＤ結合からＯＤ結合に切り換える方式であり、第３の方式は、その逆で、先に、ＵＤ結合からＯＤ結合に切り換え、その後、エンジン２０への燃料供給を開始してエンジン２０を始動する方式である。また、第１及び第２の方式のうち、第１の方式では、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なう際、駆動軸（モータＭＧ１のアウタロータ軸３５）とエンジン２０の出力軸（クランクシャフト２１，モータＭＧ１のインナロータ軸３３）とを直結させた状態で切り換える方式であり、第２の方式では、モータＭＧ２のロータ軸４３を、駆動軸（モータＭＧ１のアウタロータ軸３５）及びエンジン２０の出力軸（クランクシャフト２１，モータＭＧ１のインナロータ軸３３）の何れの軸からも切り離した状態で切り換える方式である。
【０２７０】
図１８は図１７におけるステップＳ４１６の処理として、第１の方式での処理手順を示すフローチャートであり、図１９は図１７におけるステップＳ４１６の処理として、第２の方式での処理手順を示すフローチャートである。図１８におけるステップＳ４２２の処理と、図１９におけるステップＳ４３２の処理は、互いに同じであるので、一緒に説明する。
【０２７１】
ステップＳ１１０の処理が開始されると、まず、制御ＥＣＵ６０は、エンジン２０を制御して、エンジン２０への燃料供給を開始させると共に、エンジン２０のプラグ（図示せず）を点火させて、エンジン２０を始動する（ステップＳ４２２，Ｓ４３２）。このとき、エンジン２０の出力軸であるクランクシャフト２１は既に回転しているので、エンジン２０への燃料供給を開始するだけで、エンジン２０は直ちに始動する。従って、前述した図６におけるステップＳ１２２または図７におけるステップＳ１３２の場合とは異なり、モータＭＧ１によって、インナロータ軸３３にエンジン始動トルクを発生させて、エンジン２０のクランクシャフト２１を強制的に回転させたり、モータＭＧ２によって、アウタロータ軸３５に生じる反力トルクをキャンセルさせたりする必要がない。
【０２７２】
また、クランクシャフト２１の回転数は、エンジン連れ回し制御によって、既に、駆動軸であるアウタロータ軸３５の回転数とほぼ等しくなっているので、エンジン２０を始動した後も、前述した図６におけるステップＳ１２２または図７におけるステップＳ１３２の場合とは異なり、エンジン２０の回転数が駆動軸の回転数と等しくなるよう、積極的に制御する必要はない。
【０２７３】
なお、図１８において、その後のステップＳ４２４〜Ｓ４２８の処理については、前述した図６におけるステップＳ１２４〜Ｓ１２８の処理と同じであり、図１９において、その後のステップＳ４３４〜Ｓ４３８の処理については、前述した図７におけるステップＳ１３４〜Ｓ１３８の処理と同じであるので、それらについての説明は省略する。
【０２７４】
図２０は図１７におけるステップＳ４１６の処理として、第３の方式での処理手順を示すフローチャートである。図２０に示すように、ステップＳ４１６の処理が開始されると、制御ＥＣＵ６０は、直ちに、切換クラッチ５０を制御して、オーバードライブクラッチＯＤＣを結合にする（ステップＳ４４２）。
【０２７５】
このとき、エンジン２０の出力軸であるクランクシャフト２１の回転数は、エンジン連れ回し制御によって、既に、駆動軸であるアウタロータ軸３５の回転数とほぼ等しくなっているので、前述した図８におけるステップＳ１４２の場合とは異なり、エンジン２０の出力軸の回転数を駆動軸の回転数と等しくなるように積極的に制御する必要はなく、直ちに、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換え動作を始めることができる。
【０２７６】
なお、図２０において、その後のステップＳ４４４〜Ｓ４４８の処理については、前述した図８におけるステップＳ１４６〜Ｓ１５０の処理と同じであるので、それらについての説明は省略する。
【０２７７】
また、図１７において、ＡからＢの間の処理は、図９に示した処理と同様であるので、これについての説明も省略する。
【０２７８】
（８）第５の制御方法：
ところで、前述したように、図１４に示した第３の制御方法（第３の実施例）においては、駆動軸であるアウタロータ軸３５の動作点が、図１５における点ａで示したようにＵＤ領域にあっても、また、その後、車両が加速して、アウタロータ軸３５の動作点が、図１５における点ｃで示したように、ＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えてＯＤ領域にあっても、アウタロータ軸３５の動作点が、エンジン始動判定線ＥＳＵを越えて右上の領域に入らない限り、図１４におけるステップＳ３０２〜Ｓ３０６の処理を繰り返すことになり、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えは行なわず、ＵＤ結合のまま、モータＭＧ２のみによって車両をＥＶ走行させ続けることになる。
【０２７９】
また、図１６に示した第４の制御方法（第４の実施例）においては、駆動軸であるアウタロータ軸３５の動作点が、図１７における点ｃで示したように、ＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えてＯＤ領域にあっても、アウタロータ軸３５の動作点が、エンジン始動判定線ＥＳＵを越えて右上の領域に入らない限り、図１６におけるステップＳ４１０〜Ｓ４１４の処理を繰り返すことになり、エンジン連れ回し制御は行なうものの、第３の制御方法の場合と同様に、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えは行なわず、ＵＤ結合のまま、モータＭＧ２のみによって車両をＥＶ走行させ続けることになる。
【０２８０】
ＵＤ結合の場合、モータＭＧ２のロータ軸４３は駆動軸であるアウタロータ軸３５に結合されているため、駆動軸の回転数ＮｄはモータＭＧ２の回転数（即ち、ロータ軸４３の回転数）Ｎｍｇ２と等しくなる。
【０２８１】
一方、モータＭＧ２は、その性能限界から許容最大回転数が設定されており、モータＭＧ２の回転数はＮｍｇ２は許容最大回転数以下に制限されている。
【０２８２】
従って、上記したように、ＵＤ結合のまま、モータＭＧ２のみによって車両をＥＶ走行させ続けた場合、駆動軸であるアウタロータ軸３５の回転数Ｎｄも、モータＭＧ２の許容最大回転数以下に制限されてしまうため、駆動軸の回転数Ｎｄをそれ以上に上げて、車両をＥＶ走行させることは難しい。
【０２８３】
この場合、モータＭＧ２として、その許容最大回転数が、例えば、図１５または図１７に示した回転数Ｎｌｉｍよりも高い回転数に設定されているモータを用いるようにすれば、駆動軸の動作点がエンジン始動判定線ＥＳＵよりも左下の領域にある限り、モータＭＧ２の回転数Ｎｍｇ２は許容最大回転数を超えないため、駆動軸の回転数Ｎｄもその許容最大回転数を超えることがなく、従って、ＵＤ結合のまま、モータＭＧ２のみによって車両をＥＶ走行させ続けることが可能となる。しかしながら、モータＭＧ２として、上記したような許容最大回転数が高く設定されているモータを用いた場合、モータが大型になってしまうという問題がある。
【０２８４】
そこで、本発明の第５の制御方法においては、この問題を解決するために、前述したとおり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍｇ２が予め設定された特定回転数を上回った場合に、強制的にＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なうようにしている。
【０２８５】
ＯＤ結合の場合、モータＭＧ２のロータ軸４３は、エンジン２０の出力軸であるクランクシャフト２１に結合されており、駆動軸であるアウタロータ軸３５からは切り離されているため、駆動軸の回転数Ｎｄは、モータＭＧ２の回転数（即ち、ロータ軸４３の回転数）Ｎｍｇ２と無関係となり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍｇ２よりも高くなり得るからである。
【０２８６】
それでは、本発明の第５の制御方法を、図１４に示した第３の実施例に適用した場合と、図１６に示した第４の実施例に適用した場合について、それぞれ、説明する。
【０２８７】
図２１は本発明の第５の制御方法にかかる第５の実施例としての制御手順を示すフローチャートである。本実施例は、図１４に示した第３の実施例に第５の制御方法を適用した場合の実施例である。
【０２８８】
また、図２２は第５の実施例におけるＥＶ走行領域とＵＤ結合領域，ＯＤ結合領域とを示す説明図である。図２２において、縦軸，横軸及び各種曲線並びに領域の内容については、それぞれ、図５に示した内容と同じであるので、説明は省略する。
【０２８９】
本実施例では、車両が停車している状態から発進して徐々に加速していく過程において、制御ＥＣＵ６０が図２１に示す制御手順に従って制御を行なう。また、その過程おいて、駆動軸であるモータＭＧ１のアウタロータ軸３５の動作点は、図２２曲線ＤＬ２で示すような軌跡を描くものとする。
【０２９０】
前述したように、図１４に示した第３の制御方法（第３の実施例）においては、駆動軸であるアウタロータ軸３５の動作点が、ＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えてＯＤ領域にあっても、エンジン始動判定線ＥＳＵを越えて右上の領域に入らない限り、図１４におけるステップＳ３０２〜Ｓ３０６の処理を繰り返すことになり、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えは行なわず、ＵＤ結合のまま、モータＭＧ２のみによって車両をＥＶ走行させ続けることになる。そこで、本実施例においては、まず、図２１に示すように、ステップＳ３０２とステップＳ３０４の処理の間に、次のようなステップＳ５０２の処理を実行する。
【０２９１】
即ち、制御ＥＣＵ６０は、モータＭＧ２の回転数Ｎｍｇ２を回転数センサ（図示せず）から読み出し、その回転数Ｎｍｇ２が予め設定された特定回転数Ｎｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ５０２）。ここで、特定回転数Ｎｒｅｆは、モータＭＧ２の許容最大回転数が、その性能限界からＮｍｇ２ｍａｘに設定されているとすると、その許容最大回転数Ｎｍｇ２ｍａｘ以下の適当な値に設定されることになる。
【０２９２】
そして、判定の結果、モータＭＧ２の回転数Ｎｍｇ２が特定回転数Ｎｒｅｆより低いと判定された場合には、制御ＥＣＵ６０は、前述したステップＳ３０４の処理を実行することになるが、回転数Ｎｍｇ２が特定回転数Ｎｒｅｆ以上であると判定された場合には、処理は新たなステップＳ５０４へと進む。
【０２９３】
前述したとおり、ＵＤ結合の場合、モータＭＧ２のロータ軸４３は駆動軸であるアウタロータ軸３５に結合されているため、モータＭＧ２の回転数Ｎｍｇ２は駆動軸の回転数Ｎｄと等しい。従って、例えば、今、駆動軸の動作点が図２２に示す曲線ＤＬ２上の点ｅの位置にあるとすると、駆動軸であるアウタロータ軸３５の回転数Ｎｄ（即ち、モータＭＧ２の回転数Ｎｍｇ２）は特定回転数Ｎｒｅｆよりも低いので、処理はステップＳ３０４に進む。しかし、例えば、運転者によってアクセルペダルが踏み込まれ、車両が加速して、駆動軸の動作点が曲線ＤＬ２上の点ｆの位置まで来ると、駆動軸であるアウタロータ軸３５の回転数Ｎｄ（即ち、モータＭＧ２の回転数Ｎｍｇ２）は特定回転数Ｎｒｅｆを超えるので、処理は新たなステップＳ５０４に進む。
【０２９４】
ステップＳ５０４では、制御ＥＣＵ６０は、切換クラッチ５０を制御して、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なう。
【０２９５】
この時、エンジン２０のクランクシャフト２１（モータＭＧ１のインナロータ軸３３）は静止しており、回転数は０ｒｐｍである。一方、駆動軸であるアウタロータ軸３５の回転数ＮｄはＮｒｅｆを超えており、この時の回転数Ｎｄが、例えば、５０００ｒｐｍであるとすると、クランクシャフト２１とアウタロータ軸３５との回転数差は５０００ｒｐｍにもなってしまい、このままでは、切換クラッチ５０による結合の切り換えができない可能性がある。そこで、本実施例ではオーバードライブクラッチＯＤＣを結合にするのに先だって、エンジン２０のクランクシャフト２１の回転数をアウタロータ軸３５の回転数にほぼ等しくし、その状態でオーバードライブクラッチＯＤＣを結合にするようにしている。
【０２９６】
なお、具体的な切り換え方法については、既に図１３において説明しているので、その説明は省略する。
【０２９７】
こうして、ＯＤ結合への切り換えを行なうと、制御ＥＣＵ６０は、ＯＤ結合で、モータＭＧ１，ＭＧ２を利用して、引き続きＥＶ走行をさせる（ステップＳ５０６）。具体的には、制御ＥＣＵ６０は、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１及びモータＭＧ２のトルクＴｍｇ２をそれぞれ前述した式（１２）のように決定し、その式（１２）を満足するような制御を行なう。
【０２９８】
即ち、制御ＥＣＵ６０は、ＭＧ１インバータ７０を制御して、モータＭＧ１を動作させ、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１を駆動軸であるアウタロータ軸３５の目標トルクＴｄとほぼ等しくなるようにすると共に、ＭＧ２インバータ７２を制御して、モータＭＧ２のトルクＴｍｇ２を、モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１と同じ大きさで逆向きのトルク（−Ｔｍｇ１）とほぼ等しくなるようにする。
【０２９９】
この結果、モータＭＧ１は、駆動軸であるアウタロータ軸３５にトルクＴｍｇ１を発生するため、アウタロータ軸３５からは、駆動軸の目標トルクＴｄ（＝Ｔｍｇ１）とほぼ等しい駆動トルクが出力されることになる。また、このとき、モータＭＧ２は、モータＭＧ１のインナロータ軸３３に切換クラッチ５０を介してつながるロータ軸４３に、モータＭＧ１の発生したトルクＴｍｇと同じ大きさで逆向きのトルク（−Ｔｍｇ１）を発生することによって、モータＭＧ１によって生じる反力をキャンセルする。こうして、車両は、ＯＤ結合にて、モータＭＧ１，ＭＧ２を利用してＥＶ走行を行なうことになる。
【０３００】
次に、制御ＥＣＵ６０は、エンジン要求動力Ｐｅの算出を行ない（ステップＳ５０８）、エンジン始動判定を行なう（ステップＳ５１０）。このとき、エンジン始動判定は、前述したように、判定閾値ＰｅＳＴＡＲＴとエンジン始動判定線ＥＳＵとを用いて二重に行なわれている。従って、エンジン始動判定線ＥＳＵを用いて判定を行った場合、例えば、今、駆動軸の動作点が図２２に示す曲線ＤＬ２上の点ｆの位置にあるとすると、動作点がエンジン始動判定線ＥＳＵよりも左下の領域にあるので、エンジン２０を始動する必要はないと判定して、再び、ステップＳ５０６に戻り、前回と同様の処理を繰り返す。しかし、車両がさらに加速して、駆動軸の動作点が曲線ＤＬ２上の点ｇの位置まで来ると、動作点はエンジン始動判定線ＥＳＵを越えて右上の領域に入るので、処理は次のステップＳ５１２に進む。
【０３０１】
ステップＳ５１２では、制御ＥＣＵ６０は、エンジン２０を制御して、エンジン２０への燃料供給を開始させると共に、エンジン２０のプラグ（図示せず）を点火させて、エンジン２０を始動する。このとき、制御ＥＣＵ６０は、同時にＭＧ２インバータ７２を制御して、モータＭＧ２により、エンジン２０のクランクシャフト２１に切換クラッチ５０を介してつながるロータ軸４３に、エンジン始動トルクを発生させ、エンジン２０のクランクシャフト２１を強制的に回転させることにより、エンジン２０を始動させる。
【０３０２】
こうして、エンジン２０を始動すると、次に、制御ＥＣＵ６０は、ＯＤ結合で、エンジン２０，モータＭＧ１，ＭＧ２を利用してＨＶ走行させる（ステップＳ３１２）。
【０３０３】
このようにして、本実施例では、発進時、ＵＤ結合で、車両をＥＶ走行させる。そして、駆動軸の動作点がＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えてＯＤ領域に入っても、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なわず、ＵＤ結合のまま、車両をＥＶ走行させ続ける。しかし、モータＭＧ２の回転数Ｎｍｇ２が特定回転数Ｎｒｅｆ以上になると、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行ない、その後は、ＯＤ結合で車両をＥＶ走行させる。そして、駆動軸の動作点がさらにエンジン始動判定線ＥＳＵを越えて右上の領域に入ると、エンジン２０への燃料供給を開始してエンジン２０を始動するため、その後は、ＯＤ結合で、車両をＨＶ走行させることになる。
【０３０４】
従って、本実施例では、図２２に示したように、動力出力装置１０の動作領域のうち、エンジン始動判定線ＥＳＵよりも左下の領域が、全て、車両をＥＶ走行させる領域ＥＶとなり、それ以外の領域では、車両をＨＶ走行させることになる。そして、また、本実施例では、ＵＤ領域の他、ＯＤ領域のうち、エンジン始動判定線ＥＳＵよりも左下の領域であって、回転数が特定回転数Ｎｒｅｆよりも低い領域が、実際にＵＤ結合を行なうＵＤ結合領域ｕｄとなり、それ以外のＯＤ領域が、実際にＯＤ結合を行なうＯＤ結合領域ｏｄとなる。
【０３０５】
以上のようにして、本実施例においては、ＵＤ結合で、モータＭＧ２のみによって車両をＥＶ走行させている場合に、モータＭＧ２の回転数Ｎｍｇ２が特定回転数Ｎｒｅｆ以上になると、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なうことより、駆動軸であるアウタロータ軸３５は、モータＭＧ２のロータ軸４３から切り離されるので、駆動軸の回転数ＮｄはモータＭＧ２の回転数Ｎｍｇ２と無関係となり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍｇ２よりも高くすることができる。よって、駆動軸の回転数Ｎｄが、モータＭＧ２の許容最大回転数Ｎｍｇ２ｍａｘに制限されることがないため、モータＭＧ２として、許容最大回転数Ｎｍｇ２ｍａｘが比較的低く設定されているモータを用いることができ、モータの小型化，低コスト化を図ることができる。
【０３０６】
図２３は本発明の第５の制御方法にかかる第６の実施例としての制御手順を示すフローチャートである。本実施例は、図１６に示した第４の実施例に第５の制御方法を適用した場合の実施例である。
【０３０７】
また、図２４は第６の実施例におけるＥＶ走行領域とＵＤ結合領域，ＯＤ結合領域とを示す説明図である。図２４において、縦軸，横軸及び各種曲線並びに領域の内容については、それぞれ、図５に示した内容と同じであるので、説明は省略する。
【０３０８】
本実施例では、車両が停車している状態から発進して徐々に加速していく過程において、制御ＥＣＵ６０が図２３に示す制御手順に従って制御を行なう。また、その過程おいて、駆動軸であるモータＭＧ１のアウタロータ軸３５の動作点は、図２４曲線ＤＬ２で示すような軌跡を描くものとする。
【０３０９】
前述したように、図１６に示した第４の制御方法（第４の実施例）においては、駆動軸であるアウタロータ軸３５の動作点が、ＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えてＯＤ領域にあっても、エンジン始動判定線ＥＳＵを越えて右上の領域に入らない限り、図１６におけるステップＳ４１０〜Ｓ４１４の処理を繰り返すことになり、エンジン連れ回し制御は行なうものの、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えは行なわず、ＵＤ結合のまま、モータＭＧ２のみによって車両をＥＶ走行させ続けることになる。そこで、本実施例においては、図２３に示すように、ステップＳ４１０とステップＳ４１２の処理の間に、図２２におけるステップＳ５０２と同じ、次のようなステップＳ６０２の処理を実行する。
【０３１０】
即ち、制御ＥＣＵ６０は、モータＭＧ２の回転数Ｎｍｇ２を回転数センサ（図示せず）から読み出し、その回転数Ｎｍｇ２が予め設定された特定回転数Ｎｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ６０２）。判定の結果、モータＭＧ２の回転数Ｎｍｇ２が特定回転数Ｎｒｅｆより低いと判定された場合には、処理は、前述したステップＳ４１２に進むが、回転数Ｎｍｇ２が特定回転数Ｎｒｅｆ以上であると判定された場合には、処理は新たなステップＳ６０４へと進む。
【０３１１】
従って、例えば、今、駆動軸の動作点が図２４に示す曲線ＤＬ２上の点ｅの位置にあるとすると、駆動軸であるアウタロータ軸３５の回転数Ｎｄ（即ち、モータＭＧ２の回転数Ｎｍｇ２）は特定回転数Ｎｒｅｆよりも低いので、処理はステップＳ４１２に進むが、例えば、車両が加速して、駆動軸の動作点が曲線ＤＬ２上の点ｆの位置まで来ると、駆動軸であるアウタロータ軸３５の回転数Ｎｄ（即ち、モータＭＧ２の回転数Ｎｍｇ２）は特定回転数Ｎｒｅｆを超えるので、処理は新たなステップＳ６０４に進む。
【０３１２】
なお、本実施例において、図２３に示すように、ステップＳ６０４〜Ｓ６１２の処理は、図２１に示したステップＳ５０４〜Ｓ５１２の処理と同じであるので、説明は省略する。
【０３１３】
但し、図２１に示したステップＳ５０４では、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なう際、切換クラッチ５０におけるオーバードライブクラッチＯＤＣを結合にするのに先だって、エンジン２０のクランクシャフト２１の回転数をアウタロータ軸３５の回転数とほぼ等しくなるように制御していたが、本実施例では、ステップＳ４１０におけるエンジン連れ回し制御によって、既に、エンジン２０のクランクシャフト２１の回転数はアウタロータ軸３５の回転数とほぼ等しくなっているので、直ちに、切換クラッチ５０におけるオーバードライブクラッチＯＤＣを結合にするようして良い。
【０３１４】
従って、この場合の具体的な切り換え方法は、既に説明した図１２に示したごとくになる。
【０３１５】
このようにして、本実施例では、発進時、ＵＤ結合で、車両をＥＶ走行させる。そして、駆動軸の動作点がＵＤ／ＯＤ領域境界ＥＬを越えてＯＤ領域に入ると、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えは行なわないが、エンジンの連れ回し制御を行なって、ＵＤ結合のまま、車両をＥＶ走行させ続ける。しかし、モータＭＧ２の回転数Ｎｍｇ２が特定回転数Ｎｒｅｆ以上になると、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行ない、その後は、ＯＤ結合で車両をＥＶ走行させる。そして、駆動軸の動作点がさらにエンジン始動判定線ＥＳＵを越えて右上の領域に入ると、エンジン２０への燃料供給を開始してエンジン２０を始動するため、その後は、ＯＤ結合で、車両をＨＶ走行させることになる。
【０３１６】
従って、本実施例では、図２２に示したように、動力出力装置１０の動作領域のうち、エンジン始動判定線ＥＳＵよりも左下の領域が、全て、車両をＥＶ走行させる領域ＥＶとなり、それ以外の領域では、車両をＨＶ走行させることになる。そして、また、本実施例では、ＵＤ領域の他、ＯＤ領域のうち、エンジン始動判定線ＥＳＵよりも左下の領域であって、回転数が特定回転数Ｎｒｅｆよりも低い領域が、実際にＵＤ結合を行なうＵＤ結合領域ｕｄとなり、それ以外のＯＤ領域が、実際にＯＤ結合を行なうＯＤ結合領域ｏｄとなる。さらに、また、本実施例では、ＯＤ領域のうち、エンジン始動判定線ＥＳＵよりも左下の領域であって、回転数が特定回転数Ｎｒｅｆ以上の領域が、エンジン２０の出力軸の回転数を駆動軸の回転数に合わせるよう、エンジン連れ回し制御を行なう領域ＥＤとなる。
【０３１７】
以上のようにして、本実施例においては、ＵＤ結合で、エンジンの連れ回し制御を行ないながら、モータＭＧ２のみによって車両をＥＶ走行させている場合に、モータＭＧ２の回転数Ｎｍｇ２が特定回転数Ｎｒｅｆ以上になると、ＵＤ結合からＯＤ結合への切り換えを行なうことより、モータＭＧ２の回転数Ｎｍｇ２よりも高くすることができる。よって、第５の実施例と同様に、駆動軸の回転数Ｎｄが、モータＭＧ２の許容最大回転数Ｎｍｇ２ｍａｘに制限されることがないため、モータＭＧ２として、許容最大回転数Ｎｍｇ２ｍａｘが比較的低く設定されているモータを用いることができ、モータの小型化，低コスト化を図ることができる。
【０３１８】
さて、図１に示した動力出力装置１０では、エンジン２０から出力された動力を電力のやりとりによって増減して伝達する動力調整装置として、対ロータ電動機であるモータＭＧ１を適用していた。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、動力調整装置として、対ロータ電動機ではなく通常の電動機であるモータＭＧ１と、プラネタリギヤと、を組み合わせたものを適用するようにしても良い。
【０３１９】
図２５は図１の動力出力装置の変形例を示す構成図である。この変形例の構成は、動力調整装置として、通常の電動機であるモータＭＧ１と、プラネタリギヤ１００と、を用いた以外は、図１に示した動力出力装置の構成と基本的に同じである。
【０３２０】
さて、プラネタリギヤ１００は、中心で回転するサンギヤ１０１、サンギヤ１０１の外周を自転しながら公転するプラネタリピニオンギヤを備えるプラネタリキャリア１０３と、更にその外周で回転するリングギヤ１０２とから構成されている。サンギヤ１０１、プラネタリキャリア１０３，およびリングギヤ１０２はそれぞれ別々の回転軸を有している。サンギヤ１０１の回転軸であるサンギヤ軸１０４は中空になっており、モータＭＧ１のロータ１３２に結合されている。プラネタリキャリア１０３の回転軸であるプラネタリキャリア軸１０６は、図示しないダンパを介してエンジン２０のクランクシャフト２１と結合されている。リングギヤ１０２の回転軸であるリングギヤ軸１０５は、駆動軸であって、出力用ギヤ８１を介して伝達軸８２に結合されている。この伝達軸８２は、更に減速機８３およびディファレンシャルギヤ８４を介して、駆動輪８６Ｒ，８６Ｌを備えた車軸８５に結合されている。
【０３２１】
プラネタリギヤ１００は、サンギヤ軸１０４，プラネタリキャリア軸１０６およびリングギヤ軸１０５の３軸の回転数およびトルクに以下の関係が成立することが機構学上よく知られている。即ち、上記３つの回転軸のうち２つの回転軸の動力状態が決定されると、以下の関係式に基づいて残余の一つの回転軸の動力状態が決定される。
【０３２２】
Ｎｓ＝（１＋ρ）／ρ×Ｎｃ−Ｎｒ／ρ
Ｎｃ＝ρ／（１＋ρ）×Ｎｓ＋Ｎｒ／（１＋ρ）
Ｎｒ＝（１＋ρ）Ｎｃ−ρＮｓ
Ｔｓ＝Ｔｃ×ρ／（１＋ρ）＝ρＴｒ
Ｔｒ＝Ｔｃ／（１＋ρ）
ρ＝サンギヤ１０１の歯数／リングギヤ１０２の歯数 ……（１３）
【０３２３】
ここで、
Ｎｓはサンギヤ軸１０４の回転数；
Ｔｓはサンギヤ軸１０４のトルク；
Ｎｃはプラネタリキャリア軸１０６の回転数（即ち、Ｎｅ）；
Ｔｃはプラネタリキャリア軸１０６のトルク（即ち、Ｔｅ）；
Ｎｒはリングギヤ軸１０５の回転数（即ち、Ｎｄ）；
Ｔｒはリングギヤ軸１０５のトルク（即ち、Ｔｄ）；
である。
【０３２４】
図２５において、モータＭＧ１は、モータＭＧ２と同様の構成をしている。つまり、モータＭＧ１はステータ１３４にコイル１３６が巻回され、ロータ１３２に永久磁石が貼付された三相同期モータとして構成されている。ステータ１３４はケースに固定されている。ステータ１３４に巻回されたコイル１３６に三相交流を流すと回転磁界が生じ、ロータ１３２に貼付された永久磁石との相互作用によってロータ１３２が回転する。モータＭＧ１は、ロータ１３２が外力によって回転されると、その動力を電力として回生する発電機としての機能も奏する。なお、モータＭＧ１のステータ１３４に巻回されたコイル１３６は、図１のモータＭＧ１と同様に、ＭＧ１インバータ７０と電気的に接続されている。制御ＥＣＵ６０がＭＧ１インバータ７０のトラジスタをオン・オフすることによりモータＭＧ１の運転を制御することができる。
【０３２５】
この変形例では、通常の電動機であるモータＭＧ１とプラネタリギヤ１００との組み合わせにより、図１に示した対ロータ電動機であるモータＭＧ１と同等の機能を奏することができる。図１に示したモータＭＧ１のインナロータ軸３３に相当するのがプラネタリキャリア軸１０６であり、駆動軸であったアウタロータ軸３５に相当するのがリングギヤ軸１０５である。この変形例では、これらの組み合わせにより、以下に示す通り、動力調整装置としての機能を奏する。
【０３２６】
エンジン２０からプラネタリキャリア軸１０６に動力が入力されると、上式（１３）に従い、リングギヤ１０２およひサンギヤ１０１が回転する。リングギヤ１０２およびサンギヤ１０１のいずれか一方の回転を止めることも可能である。リングギヤ１０２が回転することにより、エンジン２０から出力された動力の一部を駆動軸であるリングギヤ軸１０５に機械的な形で伝達することができる。また、サンギヤ１０１が回転することにより、エンジン２０から出力された動力の一部をモータＭＧ１により電力として回生することができる。一方、モータＭＧ１を力行すれば、モータＭＧ１から出力されたトルクは、サンギヤ１０１、プラネタリキャリア１０３およびリングギヤ１０２を介して駆動軸であるリングギヤ軸１０５に機械的に伝達することができる。従って、モータＭＧ１を力行することにより、エンジン２０から出力されたトルクを増大して駆動軸であるリングギヤ軸１０５に出力することも可能である。このように、この変形例では、通常の電動機であるモータＭＧ１とプラネタリギヤ１００との組み合わせにより、図１に示した対ロータ電動機であるモータＭＧ１と同様の機能を奏することができるのである。
【０３２７】
この変形例においても、切換クラッチ５０によって、モータＭＧ２のロータ軸４３をプラネタリギヤ１００のリングギヤ軸１０５に結合させるか、プラネタリキャリア軸１０６に結合させるかを切り換えている。この切換クラッチ５０は、アンダードライブクラッチＵＤＣと、オーバードライブクラッチＯＤＣと、を備えており、このうち、アンダードライブクラッチＵＤＣが結合すると、モータＭＧ２のロータ軸４３はプラネタリギヤ１００のリングギヤ軸１０５に結合され、アンダードライブクラッチＵＤＣが解放すると、ロータ軸４３はリングギヤ軸１０５から切り離されることになる。一方、オーバードライブクラッチＯＤＣが結合すると、モータＭＧ２のロータ軸４３はプラネタリギヤ１００のプラネタリキャリア軸１０６に結合され、オーバードライブクラッチＯＤＣが解放すると、ロータ軸４３はプラネタリキャリア軸１０６から切り離される。これらクラッチＵＤＣ，ＯＤＣは、図示しない油圧回路により動作するようになっている。
【０３２８】
アンダードライブクラッチＵＤＣが結合して、モータＭＧ２のロータ軸４３が駆動軸であるリングギヤ軸１０５に結合されると、ＵＤ結合となり、オーバードライブクラッチＯＤＣが結合して、モータＭＧ２のロータ軸４３がプラネタリキャリア軸１０６に結合されると、ロータ軸４３は、プラネタリキャリア軸１０６，ダンパを介してエンジン２０のクランクシャフト２１に結合されるため、ＯＤ結合になる。
【０３２９】
また、この切換クラッチ５０では、図１の場合と同様に、アンダードライブクラッチＵＤＣ及びオーバードライブクラッチＯＤＣは、共に、結合状態になることも可能であり、この場合、モータＭＧ２のロータ軸４３は、リングギヤ軸１０５及びプラネタリキャリア軸１０６の何れの軸にも結合されることになる。従って、この場合、駆動軸であるリングギヤ軸１０５とエンジン２０のクランクシャフト２１（プラネタリギヤ１００のプラネタリキャリア軸１０６）とは、切換クラッチ５０を介して機械的に直結されることになる。また、逆に、アンダードライブクラッチＵＤＣ及びオーバードライブクラッチＯＤＣは、共に、解放状態になることも可能であり、この場合、モータＭＧ２のロータ軸４３は、リングギヤ軸１０５及びエンジン２０のクランクシャフト２１（プラネタリギヤ１００のプラネタリキャリア軸１０６）の何れの軸からも切り離されることになる。
【０３３０】
従って、以上のような構成において、第１乃至第６の実施例で述べたようなＵＤ結合からＯＤ結合への切り換え動作をそのまま実行することによって、この変形例においても、第１乃至第６の実施例と同様の効果を奏することは可能である。
【０３３１】
また、本発明は４輪駆動車に適用することもできる。図１または図２５に示した動力出力装置１０を車両の前輪に適用し、後輪の車軸に別途駆動用の電動機を設けることによって４輪駆動可能なハイブリッド車両を構成することができる。かかる車両でも、動力出力装置の制御に本発明を適用するものとすれば、先に実施例で説明した種々の効果を得ることができる。
【０３３２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、更に種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【０３３３】
例えば、上記した実施例においては、モータＭＧ２のロータ軸４３の結合先を切り換えるために、切換クラッチ５０を用いるようにしたが、この代わりに、モータＭＧ１のアウタロータ軸３５に結合された第１のギヤと、インナロータ軸３３に結合された第２のギヤと、第１のギヤに噛合し得る第１の可動ギヤと、第２のギヤに噛合し得る第２の可動ギヤと、を備えた切換装置を用いるようにしても良い。このうち、第１の可動ギヤは、スプラインを介してモータＭＧ２のロータ軸４３に摺動自在に接合された第１の可動部材に結合され、第２の可動ギヤも、スプラインを介してモータＭＧ２のロータ軸４３に摺動自在に接合された第２の可動部材に結合されている。従って、第１及び第２の可動ギヤは、ロータ軸４３と回転を共にしながら、ロータ軸４３に対してその軸方向にそれぞれ独立して移動することができる。こうして、第１及び第２の可動ギヤの軸方向の位置がそれぞれ独立して変わることにより、第１の可動ギヤは第１のギヤと噛合したり、その噛合が解除されたりし、また、第２の可動ギヤは第２のギヤと噛合したり、その噛合が解除されたりする。第１の可動ギヤが第１のギヤと噛合した場合には、モータＭＧ２のロータ軸４３はモータＭＧ２のアウタロータ軸３５に結合されることになり、ＵＤ結合となる。また、第２の可動ギヤが第２のギヤに噛合した場合には、モータＭＧ２のロータ軸４３はモータＭＧ２のアウタロータ軸３５（エンジン２０のクランクシャフト２１）に結合されることになり、ＯＤ結合となる。切換装置には、第１及び第２の可動部材を駆動して、第１及び第２の可動ギヤの位置を切り換えるアクチュエータが設けられている。アクチュエータは、モータあるいはソレノイドなどにより実現可能であり、制御ＥＣＵ６０により制御される。
【０３３４】
また、上述した実施例においては、エンジン２０としてガソリンにより運転されるガソリンエンジンを用いていたが、その他にも、ディーゼルエンジン等のレシプロエンジンの他、タービンエンジンや、ジェットエンジン、ロータリエンジンなど各種内燃或いは外燃機関を用いることができる。
【０３３５】
また、モータとしては、ＰＭ形（永久磁石形；Permanent Magnet type）同期電動機を用いたが、回生動作及び力行動作を行なわせるのであれば、その他にも、ＶＲ形（可変リラクタンス形；Variable Reluctance type）同期電動機や、バーニアモータや、直流電動機や、誘導電動機や、超電導モータなどを用いることができる。また、力行動作のみ行なわせるのであれば、直流モータやステップモータなどを用いることもできる。
【０３３６】
図１に示した対ロータ電動機であるモータＭＧ１における、インナロータ，アウタロータと外部の回転軸との関係は、逆にすることも可能である。また、アウタロータとインナロータの代わりに、互いに対向する円盤状のロータを用いるようにしても良い。
【０３３７】
ＭＧ１インバータ７０及びＭＧ２インバータ７２としては、トランジスタインバータを用いていたが、その他にも、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラモードトランジスタ；Insulated Gate Bipolar mode Transistor）インバータや、サイリスタインバータや、電圧ＰＷＭ（パルス幅変調；Pulse Width Modulation）インバータや、方形波インバータ（電圧形インバータ，電流形インバータ）や、共振インバータなどが用いることができる。
【０３３８】
二次電池であるバッテリ７４としてはＰｂバッテリ，ＮｉＭＨバッテリ，Ｌｉバッテリなどを用いることができるが、バッテリ９７に代えてキャパシタを用いることもできる。また、本実施例では、種々の制御処理をＣＰＵがソフトウェアを実行することにより実現しているが、かかる制御処理をハード的に実現することもできる。
【０３３９】
以上の実施例では、動力出力装置をハイブリッド車両に搭載する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、２つの出力軸を有するものであれば、船舶，航空機などの交通手段や、工作機械などの各種産業機械などに搭載することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制御方法が適用される動力出力装置を搭載したハイブリッド車両の概略構成を示す構成図である。
【図２】ＵＤ結合時におけるトルクの変換の様子を示す説明図である。
【図３】ＯＤ結合時におけるトルクの変換の様子を示す説明図である。
【図４】本発明の第１の制御方法にかかる第１の実施例としての制御手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の制御方法を採った場合のＥＶ走行領域とＵＤ結合領域，ＯＤ結合領域とを示す説明図である。
【図６】図４におけるステップＳ１１０の処理として、第１の方式での処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図４におけるステップＳ１１０の処理として、第２の方式での処理手順を示すフローチャートである。
【図８】図４におけるステップＳ１１０の処理として、第３の方式での処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図４におけるＡからＢの間の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の制御方法にかかる第２の実施例としての制御手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の制御方法を採った場合のＥＶ走行領域とＵＤ結合領域，ＯＤ結合領域とを示す説明図である。
【図１２】図１１におけるステップＳ２１０の処理として、第１の方式での処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】図１０におけるステップＳ２１０の処理として、第２の方式での処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第３の制御方法にかかる第３の実施例としての制御手順を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第３の制御方法を採った場合のＥＶ走行領域とＵＤ結合領域，ＯＤ結合領域とを示す説明図である。
【図１６】本発明の第４の制御方法にかかる第４の実施例としての制御手順を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第４の制御方法を採った場合のＥＶ走行領域とＵＤ結合領域，ＯＤ結合領域とを示す説明図である。
【図１８】図１７におけるステップＳ４１６の処理として、第１の方式での処理手順を示すフローチャートである。
【図１９】図１７におけるステップＳ４１６の処理として、第２の方式での処理手順を示すフローチャートである。
【図２０】図１７におけるステップＳ４１６の処理として、第３の方式での処理手順を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の第５の制御方法にかかる第５の実施例としての制御手順を示すフローチャートである。
【図２２】第５の実施例におけるＥＶ走行領域とＵＤ結合領域，ＯＤ結合領域とを示す説明図である。
【図２３】本発明の第５の制御方法にかかる第６の実施例としての制御手順を示すフローチャートである。
【図２４】第６の実施例におけるＥＶ走行領域とＵＤ結合領域，ＯＤ結合領域とを示す説明図である。
【図２５】図１の動力出力装置の変形例を示す構成図である。
【図２６】ハイブリッド車両が停車している状態から発進する際の動作パターンを示す説明図である。
【符号の説明】
１０…動力出力装置
２０…エンジン
２１…クランクシャフト
３２，３４…ロータ
３３…インナロータ軸
３５…アウタロータ軸
４３…ロータ軸
５０…切換クラッチ
６０…制御ＥＣＵ
７４…バッテリ
８１…出力用ギヤ
８２…伝達軸
８３…減速機
８４…ディファレンシャルギヤ
８５…車軸
８６Ｒ，８６Ｌ…駆動輪
９７…バッテリ
１００…プラネタリギヤ
１０１…サンギヤ
１０２…リングギヤ
１０３…プラネタリキャリア
１０４…サンギヤ軸
１０５…リングギヤ軸
１０６…プラネタリキャリア軸
１３２…ロータ
１３４…ステータ
１３６…コイル
ＭＧ１…モータ
ＭＧ２…モータ
ＯＤＣ…オーバードライブクラッチ
ＵＤＣ…アンダードライブクラッチ

Claims (17)

1. 出力軸を有する原動機と、動力を出力するための駆動軸と、第１の電動機と、３つの回転軸を有し、各回転軸が前記出力軸、前記駆動軸、及び前記第１の電動機の回転軸にそれぞれ結合され、前記第１の電動機の作用によって少なくとも前記駆動軸に出力される動力を調整することが可能なプラネタリギヤと、回転軸を有する第２の電動機と、該第２の電動機の回転軸を前記駆動軸及び前記出力軸の少なくとも一方に結合させることが可能な結合手段と、を備え、トルクと回転数との関係で表される動作領域が、所定の境界によって、前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸に結合させて動作させるべき第１の領域と前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸に結合させて動作させるべき第２の領域とに分割されている動力出力装置の制御方法であって、
   （ａ）前記駆動軸の動作点が前記第１の領域にあって、前記結合手段によって前記第２の電動機の回転軸が前記駆動軸に結合されている場合に、前記原動機を停止させたまま、前記第２の電動機を動作させる工程と、
   （ｂ）前記駆動軸の動作点が前記境界を越えて前記第２の領域に入った場合に、前記原動機への燃料供給を開始して、該原動機を始動すると共に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
   を備える制御方法。
2. 請求項１に記載の制御方法において、
   前記工程（ｂ）は、
   前記駆動軸の動作点が前記境界を越えて前記第２の領域に入った場合に、前記原動機への燃料供給を開始して、該原動機を始動する工程と、
   前記原動機を始動した後に、前記第１の電動機及び前記原動機によって前記出力軸の回転数及びトルクを前記駆動軸の回転数及びトルクにほぼ等しくなるように制御する工程と、
   前記出力軸の回転数及びトルクを前記駆動軸の回転数及びトルクにほぼ等しくした後に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
   を含むことを特徴とする制御方法。
3. 請求項１に記載の制御方法において、
   前記工程（ｂ）は、
   前記駆動軸の動作点が前記境界を越えて前記第２の領域に入った場合に、前記第１の電動機によって前記出力軸の回転数を前記駆動軸の回転数とほぼ等しくなるように制御する工程と、
   前記出力軸の回転数を前記駆動軸の回転数にほぼ等しくした後に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
   前記第２の電動機の回転軸の結合を前記出力軸に切り換えた後に、前記原動機への燃料供給を開始して、該原動機を始動する工程と、
   を含むことを特徴とする制御方法。
4. 出力軸を有する原動機と、動力を出力するための駆動軸と、第１の電動機と、３つの回転軸を有し、各回転軸が前記出力軸、前記駆動軸、及び前記第１の電動機の回転軸にそれぞれ結合され、前記第１の電動機の作用によって少なくとも前記駆動軸に出力される動力を調整することが可能なプラネタリギヤと、回転軸を有する第２の電動機と、該第２の電動機の回転軸を前記駆動軸及び前記出力軸の少なくとも一方に結合させることが可能な結合手段と、を備え、トルクと回転数との関係で表される動作領域が、所定の境界によって、前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸に結合させて動作させるべき第１の領域と前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸に結合させて動作させるべき第２の領域とに分割されている動力出力装置の制御方法であって、
   （ａ）前記駆動軸の動作点が前記第１の領域にあって、前記結合手段によって前記第２の電動機の回転軸が前記駆動軸に結合されている場合に、前記原動機を停止させたまま、前記第２の電動機を動作させて、該第２の電動機によって前記駆動軸に駆動トルクを出力させる工程と、
   （ｂ）前記駆動軸の動作点が前記境界を越えて前記第２の領域に入った場合に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
   （ｃ）前記第２の電動機の回転軸の結合を前記出力軸に切り換えた後に、前記第２の電動機に代えて、前記第１の電動機によって前記駆動軸に駆動トルクを出力させると共に、前記第１の電動機により前記出力軸に生じる反力トルクを、前記第２の電動機によってキャンセルする工程と、
   を備える制御方法。
5. 請求項４に記載の制御方法において、
   前記工程（ｂ）は、
   前記駆動軸の動作点が前記境界を越えて前記第２の領域に入った場合に、前記第１の電動機によって前記出力軸の回転数を前記駆動軸の回転数とほぼ等しくなるように制御する工程と、
   前記出力軸の回転数を前記駆動軸の回転数にほぼ等しくした後に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
   を含むことを特徴とする制御方法。
6. 出力軸を有する原動機と、動力を出力するための駆動軸と、第１の電動機と、３つの回転軸を有し、各回転軸が前記出力軸、前記駆動軸、及び前記第１の電動機の回転軸にそれぞれ結合され、前記第１の電動機の作用によって少なくとも前記駆動軸に出力される動力を調整することが可能なプラネタリギヤと、回転軸を有する第２の電動機と、該第２の電動機の回転軸を前記駆動軸及び前記出力軸の少なくとも一方に結合させることが可能な結合手段と、を備え、トルクと回転数との関係で表される動作領域が、所定の境界によって、前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸に結合させて動作させるべき第１の領域と前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸に結合させて動作させるべき第２の領域とに分割されている動力出力装置の制御方法であって、
   （ａ）前記駆動軸の動作点が前記第１の領域にあって、前記結合手段によって前記第２の電動機の回転軸が前記駆動軸に結合されている場合に、前記原動機を停止させたまま、前記第２の電動機を動作させる工程と、
   （ｂ）前記駆動軸の動作点が前記境界を越えて前記第２の領域に入った場合に、引き続き、前記結合手段によって前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸に結合させると共に、前記原動機を停止させたまま、前記第２の電動機を動作させる工程と、
   （ｃ）前記駆動軸から出力されるべき目標動力が所定の条件を満足した場合に、前記原動機への燃料供給を開始して、該原動機を始動すると共に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
   を備える制御方法。
7. 請求項６に記載の制御方法において、
   前記工程（ｃ）は、
   前記目標動力が前記所定の条件を満足した場合に、前記原動機への燃料供給を開始して、該原動機を始動する工程と、
   前記原動機を始動した後に、前記第１の電動機及び前記原動機によって前記出力軸の回転数及びトルクを前記駆動軸の回転数及びトルクにほぼ等しくなるように制御する工程と、
   前記出力軸の回転数及びトルクを前記駆動軸の回転数及びトルクにほぼ等しくした後に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
   を含むことを特徴とする制御方法。
8. 請求項６に記載の制御方法において、
   前記工程（ｃ）は、
   前記目標動力が前記所定の条件を満足した場合に、前記第１の電動機によって前記出力軸の回転数を前記駆動軸の回転数とほぼ等しくなるように制御する工程と、
   前記出力軸の回転数を前記駆動軸の回転数にほぼ等しくした後に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
   前記第２の電動機の回転軸の結合を前記出力軸に切り換えた後に、前記原動機への燃料供給を開始して、該原動機を始動する工程と、
   を含むことを特徴とする制御方法。
9. 請求項６ないし請求項８のうちの任意の１つに記載の制御方法において、
   （ｄ）前記第２の電動機の回転軸の回転数が予め設定された特定回転数を上回った場合に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程
   をさらに備える制御方法。
10. 請求項９に記載の制御方法において、
    前記工程（ｄ）は、
    前記第２の電動機の回転軸の回転数が前記特定回転数を上回った場合に、前記第１の電動機によって前記出力軸の回転数を前記駆動軸の回転数とほぼ等しくなるように制御する工程と、
    前記出力軸の回転数を前記駆動軸の回転数にほぼ等しくした後に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
    を含むことを特徴とする制御方法。
11. 出力軸を有する原動機と、動力を出力するための駆動軸と、第１の電動機と、３つの回転軸を有し、各回転軸が前記出力軸、前記駆動軸、及び前記第１の電動機の回転軸にそれぞれ結合され、前記第１の電動機の作用によって少なくとも前記駆動軸に出力される動力を調整することが可能なプラネタリギヤと、回転軸を有する第２の電動機と、該第２の電動機の回転軸を前記駆動軸及び前記出力軸の少なくとも一方に結合させることが可能な結合手段と、を備え、トルクと回転数との関係で表される動作領域が、所定の境界によって、前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸に結合させて動作させるべき第１の領域と前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸に結合させて動作させるべき第２の領域とに分割されている動力出力装置の制御方法であって、
    （ａ）前記駆動軸の動作点が前記第１の領域にあって、前記結合手段によって前記第２の電動機の回転軸が前記駆動軸に結合されている場合に、前記原動機を停止させたまま、前記第２の電動機を動作させる工程と、
    （ｂ）前記駆動軸の動作点が前記境界を越えて前記第２の領域に入った場合に、引き続き、前記結合手段によって前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸に結合させると共に、前記原動機を停止させたまま、前記第２の電動機を動作させる工程と、
    （ｃ）前記駆動軸の動作点が前記境界を越えて前記第２の領域に入った場合に、前記第１の電動機によって前記出力軸の回転数を前記駆動軸の回転数とほぼ等しくなるように制御する工程と、
    （ｄ）前記出力軸の回転数を前記駆動軸の回転数にほぼ等しくした後に、前記駆動軸から出力されるべき目標動力が所定の条件を満足した場合に、前記原動機への燃料供給を開始して、該原動機を始動すると共に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
    を備える制御方法。
12. 請求項１１に記載の制御方法において、
    前記工程（ｄ）は、
    前記目標動力が前記所定の条件を満足した場合に、前記原動機への燃料供給を開始して、該原動機を始動する工程と、
    前記原動機を始動した後に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
    を含むことを特徴とする制御方法。
13. 請求項１１に記載の制御方法において、
    前記工程（ｄ）は、
    前記目標動力が前記所定の条件を満足した場合に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
    前記第２の電動機の回転軸の結合を前記出力軸に切り換えた後に、前記原動機への燃料供給を開始して、該原動機を始動する工程と、
    を含むことを特徴とする制御方法。
14. 請求項１１ないし請求項１３のうちの任意の１つに記載の制御方法において、
    （ｅ）前記第２の電動機の回転軸の回転数が予め設定された特定回転数を上回った場合に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程
    をさらに備える制御方法。
15. 出力軸を有する原動機と、動力を出力するための駆動軸と、第１の電動機と、３つの回転軸を有し、各回転軸が前記出力軸、前記駆動軸、及び前記第１の電動機の回転軸にそれぞれ結合され、前記第１の電動機の作用によって少なくとも前記駆動軸に出力される動力を調整することが可能なプラネタリギヤと、回転軸を有する第２の電動機と、該第２の電動機の回転軸を前記駆動軸及び前記出力軸の少なくとも一方に結合させることが可能な結合手段と、を備え、トルクと回転数との関係で表される動作領域が、所定の境界によって、前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸に結合させて動作させるべき第１の領域と前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸に結合させて動作させるべき第２の領域とに分割されている動力出力装置の制御方法であって、
    （ａ）前記駆動軸の動作点が前記第１の領域にあって、前記結合手段によって前記第２の電動機の回転軸が前記駆動軸に結合されている場合に、前記原動機を停止させたまま、前記第２の電動機を動作させる工程と、
    （ｂ）前記第２の電動機の回転軸の回転数が予め設定された特定回転数を上回った場合に、前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える工程と、
    を備える制御方法。
16. 請求項１ないし請求項１５のうちの任意の一つに記載の制御方法において、
    前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える際に、前記結合出段によって、前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸に結合させたまま、前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸に結合させ、その後、前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸から切り離すことを特徴とする制御方法。
17. 請求項２または請求項７に記載の制御方法において、
    前記結合手段によって、前記第２の電動機の回転軸の結合を前記駆動軸から前記出力軸に切り換える際に、前記結合出段によって、前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸から切り離し、その後、前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸に結合させることを特徴とする制御方法。

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