JP7124650B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、エンジンとモータとを駆動力源として備えたハイブリッド車両の制御装置に関するものである。

特許文献１には、エンジンの出力トルクを、動力分割機構により第１モータ側と出力側とに分割し、第１モータ側に伝達された動力を電力として第２モータに伝達し、第２モータから出力されたトルクを、エンジンから直接伝達されるトルクに加算して走行するハイブリッド車両が記載されている。この動力分割機構は、第１クラッチ機構と第２クラッチ機構とを選択的に係合することによりハイブリッド・ローモードとハイブリッド・ハイモードとを設定することができるように構成され、それらハイブリッド・ローモードとハイブリッド・ハイモードとは、エンジン回転数と出力回転数との回転数比がそれぞれ異なるように構成されている。また、この特許文献１に記載されたハイブリッド車両は、上記のローモードおよびハイモードに加えて、前記第１クラッチ機構および第２クラッチ機構を係合することにより動力分割機構の各回転要素が同一回転数で回転する（すなわち前記回転数比が固定される）直結モードを設定することができるように構成されている。

特開２０１７－００７４３７号公報

上述したように、特許文献１に記載された車両は、ハイブリッド・ローモード、ハイブリッド・ハイモード、および、直結モードを設定することができるように構成されている。上記の各モードの切り替えは、車速や要求駆動力などに基づいて行われ、例えばハイブリッド・ローモードからハイブリッド・ハイモードへの切り替え、ならびに、ハイブリッド・ハイモードからハイブリッド・ローモードへの切り替えは、直結モードを経由して行う場合がある。しかしながら、そのように直結モードを経由して走行モードを切り替えた場合には、触媒暖機の性能（触媒の活性化および浄化性能）が低下するおそれがある。

具体的に説明すると、一般的にエンジンの排気経路には、気筒から排出される排気中に含まれる有害物質を酸化あるいは還元して浄化するための触媒（三元触媒）が設けられており、例えばエンジンの温度が低い冷間始動の際には、その触媒の温度が低く、触媒を活性化させる所定の温度に昇温あるいは制御すべくエンジンの暖機（すなわち触媒暖機）を行う。具体的には、エンジンの運転点（エンジン回転数）を触媒暖機に適した運転点に制御する。一方、前記直結モードは、動力分割機構における各回転要素が同一回転数で回転し、言い換えればエンジン回転数は所定の回転数に固定される。そのため、エンジン回転数を連続的に変化させることが可能なハイブリッド・ローモードとハイブリッド・ハイモードとで走行モードを切り替える際に直結モードを経由、あるいは、直結モードを選択した場合には、エンジンの運転点が変動し（すなわち触媒暖機に適した運転点を選択できず）、ひいては触媒暖機の性能が低下するおそれがある。言い換えれば、いわゆるエミッション性能が低下するおそれがある。したがって、このような状況下において、走行モードの切り替えを行うには未だ改善の余地があった。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、ハイブリッド走行において所定の走行モードを設定する際に触媒暖機の性能が低下することを抑制可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンと、前記エンジンの排気を浄化する浄化装置と、発電機能を有する第１モータと、前記エンジンが連結された入力要素と、前記第１モータが連結された反力要素と、駆動輪にトルクを伝達可能に連結された出力要素とを有する差動機構とを備え、前記差動機構は、前記出力要素側の部材に対する前記エンジンの回転数を無段階に変更可能であって前記エンジンから出力されたトルクのうち前記出力要素側に伝達されるトルクの割合が第１所定値となる第１ＨＶ走行モードと、前記出力要素側の部材に対する前記エンジンの回転数を無段階に変更可能であって前記割合が前記第１所定値よりも小さい第２所定値となる第２ＨＶ走行モードと、前記入力要素と前記出力要素とが同一の回転数となる直結モードとを設定することが可能なハイブリッド車両の制御装置において、前記ハイブリッド車両を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記第１ＨＶ走行モードと前記第２ＨＶ走行モードとで走行モードを切り替える場合に、前記浄化装置を暖機中あるいは前記浄化装置の暖機を要するか否かを判断し、前記浄化装置を暖機中あるいは前記浄化装置の暖機を要すると判断された場合に、前記直結モードを経由して前記走行モードの切り替えを行うことを制限するように構成されていることを特徴とするものである。

また、この発明では、前記コントローラは、前記浄化装置の温度が予め定められた所定温度未満の場合に、前記暖機を要すると判断するように構成されてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記エンジンにおける点火時期を遅角させる遅角制御により前記浄化装置の温度を昇温させて前記浄化装置の暖機を行うように構成されてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記浄化装置の暖機を要すると判断された場合、前記浄化装置の暖機の開始前に、前記走行モードの切り替えを行うように構成されてよい。

また、この発明では、前記直結モードを経由した前記走行モードの切り替えを行うことの制限は、現在の走行モードを維持する制御と、前記直結モードを経由せずに前記走行モードを切り替える制御とを含んでよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記現在の走行モードを維持する制御と、前記直結モードを経由せずに前記走行モードを切り替える制御との判断を、運転者の要求駆動力に基づいて判断するように構成され、前記要求駆動力が予め定められた閾値未満の場合に、前記直結モードを経由せずに前記走行モードを切り替えるように構成され、前記要求駆動力が前記予め定められた閾値以上の場合に、前記現在の走行モードを維持するように構成されてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記エンジンの回転数が前記浄化装置の暖機に適した所定の回転数域である場合に、前記直結モードを経由した前記走行モードの切り替えを許可するように構成されてよい。

そして、この発明では、前記駆動輪にトルクを伝達可能に連結された第２モータを更に備え、前記差動機構は、第１入力要素、第１反力要素、および、第１出力要素の３つの回転要素によって差動作用を行う第１遊星歯車機構と、第２入力要素、第２反力要素、および、第２出力要素の３つの回転要素によって差動作用を行う第２遊星歯車機構と、前記第１入力要素と前記第２入力要素とを選択的に連結する第１係合機構と、前記第２遊星歯車機構における少なくともいずれか２つの前記回転要素を選択的に連結して前記第２遊星歯車機構を一体化させる第２係合機構とを備え、前記第１入力要素は、前記エンジンに連結され、前記第１反力要素は、前記第１モータに連結され、前記第１出力要素は、前記第２入力要素に連結され、前記第２出力要素は、前記駆動輪側の部材に連結され、前記第１ＨＶ走行モードは、前記第１係合機構を係合かつ前記第２係合機構を解放することにより設定され、前記第２ＨＶ走行モードは、前記第１係合機構を解放かつ前記第２係合機構を係合することにより設定され、前記直結モードは、前記第１係合機構および前記第２係合機構を係合することにより設定されるように構成されてよい。

この発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、エンジンを浄化する浄化装置（以下、触媒と記す）の暖機中あるいは暖機を要すると判断された場合に、入力要素と出力要素との回転数比が固定される直結モードを経由した走行モードの切り替えを制限するように構成されている。そのため、上述したようにエンジンの運転点が直結モードを経由することにより変動することを抑制もしくは回避でき、その結果、触媒暖機の性能（触媒の活性化および浄化性能）が低下することを抑制もしくは回避できる。

また、この発明によれば、前記直結モードを経由した走行モードの切り替えの制限は、直結モードを経由せずに走行モードの切り替えを行うこと、ならびに、現在の走行モードを維持することを含むように構成されている。また、その現在の走行モードを維持するか、あるいは、直結モードを経由せずに前記走行モードの切り替えを行うか否かの選択は、例えば運転者の要求駆動力に応じて判断するように構成されている。例えば、前記要求駆動力が比較的小さく閾値未満である場合には、エンジンを停止し、かつ動力伝達経路から切り離して前記走行モードの切り替えを行う。つまり、エンジンを停止して走行モードの切り替えを実行し、その間はモータ走行により前記要求駆動力を満たすように構成されている。そのため、エンジン停止によって排気ガスが発生することを防止でき、またエンジンを再始動した際には、エンジンの運転点を触媒の暖機に適した所定の回転数域で制御することができる。つまり、排気ガスの発生を防止するとともに、触媒暖機の性能が低下することを抑制もしくは回避できる。

また、この発明によれば、所定の条件が成立する場合には、前記直結モードを経由する走行モードの切り替えを許容するように構成されている。上述したように、直結モードを経由して前記走行モードを切り替えると、エンジンの運転点が変更されて触媒暖機の性能が低下するおそれがあるため、直結モードを経由した走行モードの切り替えを制限する。しかしながら、例えば車速の変化によりエンジン回転数と触媒暖機に適した回転数とが一致する場合、あるいは、エンジン回転数が触媒暖機に許容される所定の回転数域に制御される場合には、直結モードを経由して走行モードの切り替えを行っても、前記エンジンの運転点の変動が小さい。そのため、そのようにエンジン回転数が触媒暖機に適した所定の回転数域になったことを条件として、直結モードを経由した走行モードの切り替えを許容するように構成されている。したがって、この発明によれば、前記所定の条件が成立した場合には、直結モードを経由して前記走行モードの切り替えを実行した場合であっても、触媒暖機の性能が低下することを抑制もしくは回避できる。

駆動装置の一例を説明するためのスケルトン図である。 電子制御装置（ECU）の構成を説明するためのブロック図である。 各走行モードでのクラッチ機構、ブレーキ機構の係合および解放の状態、モータの運転状態、エンジンの駆動の有無をまとめて示す図表である。 HV-Hiモードでの動作状態を説明するための共線図である。 HV-Loモードでの動作状態を説明するための共線図である。 直結モードでの動作状態を説明するための共線図である。 EV-Loモードでの動作状態を説明するための共線図である。 EV-Hiモードでの動作状態を説明するための共線図である。 シングルモードでの動作状態を説明するための共線図である。 CSモードが選択されている際に各走行モードを定めるためのマップの一例を示す図である。 CDモードが選択されている際に各走行モードを定めるためのマップの一例を示す図である。 この発明の実施形態における制御例を説明するフローチャートである。 図１２に示す制御例を実行した場合における各パラメータの変化を説明するためのタイムチャートである。 この発明の実施形態における他の制御例を説明するフローチャートである。 この発明の実施形態における更に他の制御例を説明するフローチャートである。

この発明の実施形態におけるハイブリッド車両（以下、車両と記す）Ｖｅの一例を図１を参照して説明する。図１は、前輪１Ｒ，１Ｌを駆動するための駆動装置２を示し、駆動装置２は、エンジン（ＥＮＧ）３と二つのモータ４，５とを駆動力源として備えたいわゆる２モータタイプの駆動装置であって、第１モータ４は発電機能のあるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ：ＭＧ１）によって構成され、エンジン３の回転数を第１モータ４によって制御するとともに、第１モータ４で発電された電力により第２モータ５を駆動し、その第２モータ５が出力する駆動力を走行のための駆動力に加えるように構成されている。なお、第２モータ５は発電機能のあるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ：ＭＧ２）によって構成することができる。

エンジン３には、この発明の実施形態における差動機構に相当する動力分割機構６が連結されている。この動力分割機構６は、エンジン３から出力されたトルクを第１モータ４側と出力側とに分割する機能を主とする分割部７と、そのトルクの分割率を変更する機能を主とする変速部８とにより構成されている。

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

エンジン３が出力した動力が前記キャリヤ１２に入力されるように構成されている。具体的には、エンジン３の出力軸１３に、動力分割機構６の入力軸１４が連結され、その入力軸１４がキャリヤ１２に連結されている。なお、キャリヤ１２と入力軸１４とを直接連結する構成に替えて、歯車機構などの伝動機構を介してキャリヤ１２と入力軸１４とを連結してもよい。また、その出力軸１３と入力軸１４との間にダンパ機構やトルクコンバータなどの機構を配置してもよい。

サンギヤ９に第１モータ４が連結されている。図１に示す例では、分割部７および第１モータ４は、エンジン３の回転中心軸線と同一の軸線上に配置され、第１モータ４は分割部７を挟んでエンジン３とは反対側に配置されている。この分割部７とエンジン３との間で、これら分割部７およびエンジン３と同一の軸線上に、その軸線の方向に並んで変速部８が配置されている。

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

上記の分割部７と変速部８とが複合遊星歯車機構を構成するように第１クラッチ機構（第１係合機構）CL1が設けられている。第１クラッチ機構CL1は、変速部８におけるキャリヤ１８を、分割部７におけるキャリヤ１２に選択的に連結するように構成されている。具体的には、入力軸１４に回転盤１２ａが設けられ、その回転盤１２ａと変速部８におけるキャリヤ１８とを係合するように第１クラッチ機構CL1が設けられている。この第１クラッチ機構CL1は、湿式多板クラッチなどの摩擦式のクラッチ機構であってもよく、あるいはドグクラッチなどの噛み合い式のクラッチ機構であってもよい。または、制御信号が入力されることにより連結状態と解放状態とを切り替え、かつ制御信号が入力されていない場合に、制御信号が入力されなくなる直前の状態（連結状態または解放状態）を維持するように構成されたいわゆるノーマルステイ型のクラッチ機構であってもよい。この第１クラッチ機構CL1を係合させることにより分割部７におけるキャリヤ１２と変速部８におけるキャリヤ１８とが連結されてこれらが入力要素となり、また分割部７におけるサンギヤ９が反力要素となり、さらに変速部８におけるリングギヤ１６が出力要素となった複合遊星歯車機構が形成される。すなわち、入力軸１４と第１モータ４の出力軸４ａと、後述するドリブンギヤ２１とが差動回転できるように複合遊星歯車機構が構成されている。

さらに、変速部８の全体を一体化させるための第２クラッチ機構（第２係合機構）CL2が設けられている。この第２クラッチ機構CL2は、変速部８におけるキャリヤ１８とリングギヤ１６もしくはサンギヤ１５、あるいはサンギヤ１５とリングギヤ１６とを連結するなどの少なくともいずれか二つの回転要素を連結するためのものであって、摩擦式、噛み合い式、あるいは、ノーマルステイ型のクラッチ機構によって構成することができる。図１に示す例では、第２クラッチ機構CL2は、変速部８におけるキャリヤ１８とリングギヤ１６とを連結するように構成されている。具体的には、キャリヤ１８と一体に回転する回転盤１８ａが設けられ、その回転盤１８ａと変速部８におけるリングギヤ１６とを係合するように第２クラッチ機構CL2が設けられている。

そして、第１クラッチ機構CL1および第２クラッチ機構CL2は、エンジン３および分割部７ならびに変速部８と同一の軸線上に配置され、かつ変速部８を挟んで分割部７とは反対側に配置されている。なお、各クラッチ機構CL1，CL2同士は、図１に示すように、半径方向で内周側と外周側とに並んだ状態に配置されていてもよく、あるいは軸線方向に並んで配置されていてもよい。図１に示すように半径方向に並べて配置した場合には、駆動装置２の全体としての軸長を短くすることができる。また、軸線方向に並べて配置した場合には、各クラッチ機構CL1，CL2の外径の制約が少なくなるので、摩擦式のクラッチ機構を採用した場合には、摩擦板の枚数を少なくすることができる。

上記のエンジン３や分割部７あるいは変速部８の回転中心軸線と平行にカウンタシャフト２０が配置されている。前記出力ギヤ１９に噛み合っているドリブンギヤ２１がこのカウンタシャフト２０に取り付けられている。また、カウンタシャフト２０にはドライブギヤ２２が取り付けられており、このドライブギヤ２２が終減速機であるデファレンシャルギヤユニット２３におけるリングギヤ２４に噛み合っている。さらに、前記ドリブンギヤ２１には、第２モータ５におけるロータシャフト２５に取り付けられたドライブギヤ２６が噛み合っている。したがって、前記出力ギヤ１９から出力された動力もしくはトルクに、第２モータ５が出力した動力もしくはトルクを、上記のドリブンギヤ２１の部分で加えるように構成されている。このようにして合成された動力もしくはトルクをデファレンシャルギヤユニット２３から左右のドライブシャフト２７に出力し、その動力やトルクが前輪１Ｒ，１Ｌに伝達されるように構成されている。

さらに、駆動装置２は、第１モータ４から出力された駆動トルクを、前輪１Ｒ，１Ｌに伝達することができるように、出力軸１３または入力軸１４を選択的に固定可能に構成された、摩擦式あるいは噛み合い式のブレーキ機構（第３係合機構）B1が設けられている。すなわち、ブレーキ機構B1を係合して出力軸１３または入力軸１４を固定することにより、分割部７におけるキャリヤ１２や、変速部８におけるキャリヤ１８を反力要素として機能させ、分割部７におけるサンギヤ９を入力要素として機能させることができるように構成されている。なお、ブレーキ機構B1は、第１モータ４が駆動トルクを出力した場合に、反力トルクを発生させることができればよく、出力軸１３または入力軸１４を完全に固定する構成に限らず、要求される反力トルクを出力軸１３または入力軸１４に作用させることができればよい。または、出力軸１３や入力軸１４が、エンジン３の駆動時に回転する方向とは逆方向に回転することを禁止するワンウェイクラッチをブレーキ機構B1に代えて設けてもよい。

また、エンジン３の排気系統２８に、この発明の実施形態における「エンジンの排気を浄化する浄化装置」に相当する排ガス浄化触媒（単に触媒、あるいは、触媒コンバータとも称される）２９が設けられている。触媒２９は、エンジン３から排出される燃焼排ガス中のＨＣ（炭化水素）やＣＯ（一酸化炭素）などを酸化させてその濃度を低下させ、また窒素酸化物を還元してその濃度を低下させる排ガス浄化装置であり、所定の活性化温度まで昇温することが要求される装置である。なお、過熱による損傷を避けるために所定の上限温度が定められている。

第１モータ４にインバータやコンバータなどを備えた第１電力制御装置３０が連結され、第２モータ５にインバータやコンバータなどを備えた第２電力制御装置３１が連結され、それらの各電力制御装置３０，３１が、リチウムイオン電池、キャパシタ、全固体電池などから構成された蓄電装置３２に電気的に連結されている。また、上記第１電力制御装置３０と第２電力制御装置３１とが相互に電力を供給できるように構成されている。具体的には、第１モータ４が反力トルクを出力することに伴って発電機として機能する場合には、第１モータ４で発電された電力を蓄電装置３２を介することなく、第２モータ５に電力を供給することができるように構成されている。

なお、上記の蓄電装置３２は、上述したようにリチウムイオン電池、キャパシタ、全固体電池などによって構成されるものの、それら蓄電デバイスは、それぞれ特性が異なる。そのため、車両Ｖｅは、蓄電装置３２を単一の蓄電デバイスから構成するに限られず、上記の各蓄電デバイスの特性を考慮して複数の蓄電デバイスから構成してもよい。

上記の各電力制御装置３０，３１におけるインバータやコンバータ、エンジン３、各クラッチ機構CL1，CL2および各ブレーキ機構B1を制御するための電子制御装置（ECU）３３が設けられている。このECU３３は、この発明の実施形態における「コントローラ」に相当するものであり、マイクロコンピュータを主体にして構成されている。図２は、ECU３３の構成の一例を説明するためのブロック図である。図２に示す例では、統合ECU３４、MG-ECU３５、エンジンECU３６、および、クラッチECU３７によりECU３３が構成されている。

統合ECU３４は、車両Ｖｅに搭載された種々のセンサからデータが入力され、その入力されたデータと、予め記憶されているマップや演算式などとに基づいて、MG-ECU３５、エンジンECU３６、およびクラッチECU３７に指令信号を出力するように構成されている。統合ECU３４に入力されるデータの一例を図２に示してあり、車速、アクセル開度、第１モータ(MG1)４の回転数、第２モータ(MG2)５の回転数、エンジン３の出力軸１３の回転数（エンジン回転数）、変速部８におけるカウンタシャフト２０の回転数である出力回転数、各クラッチ機構CL1，CL2や各ブレーキ機構B1に設けられたピストンのストローク量、蓄電装置３２の温度、各電力制御装置３０，３１の温度、第１モータ４の温度、第２モータ５の温度、分割部７や変速部８などを潤滑するオイル（ＡＴＦ）の温度、蓄電装置３２の充電残量（SOC）、触媒２９の温度などのデータが、統合ECU３４に入力される。

そして、統合ECU３４に入力されたデータなどに基づいて第１モータ４の運転状態（出力トルクや回転数）、第２モータ５の運転状態（出力トルクや回転数）を求めて、それらの求められたデータを指令信号としてMG-ECU３５に出力する。同様に、統合ECU３４に入力されたデータなどに基づいてエンジン３の運転状態（出力トルクや回転数）を求めて、その求められたデータを指令信号としてエンジンECU３６に出力する。同様に、統合ECU３４に入力されたデータなどに基づいて各クラッチ機構CL1，CL2、および各ブレーキ機構B1の伝達トルク容量（「０」を含む）を求めて、それらの求められたデータを指令信号としてクラッチECU３７に出力する。

MG-ECU３５は、上記のように統合ECU３４から入力されたデータに基づいて各モータ４，５に通電するべき電流値を求めて、各モータ４，５に指令信号を出力する。各モータ４，５は、交流式のモータであるから、上記の指令信号は、インバータで生成するべき電流の周波数や、コンバータで昇圧するべき電圧値などが含まれる。

エンジンECU３６は、上記のように統合ECU３４から入力されたデータに基づいて電子スロットルバルブの開度を定めるための電流、点火装置で燃料を着火するための電流、EGR（Exhaust Gas Recirculation）バルブの開度を定めるための電流、吸気バルブや排気バルブの開度を定めるための電流値などを求め、それぞれのバルブや装置に指令信号を出力する。すなわち、エンジン３の出力（パワー）や、エンジン３の出力トルク、もしくはエンジン回転数を制御するための指示信号を、エンジンECU３６から出力する。

クラッチECU３７は、上記のように統合ECU３４から入力されたデータに基づいて各クラッチ機構CL1，CL2および各ブレーキ機構B1の係合圧を定めるアクチュエータに通電するべき電流値を求めて、それぞれのアクチュエータに指令信号を出力する。

上記の駆動装置２は、エンジン３から駆動トルクを出力して走行するHV走行モードと、エンジン３から駆動トルクを出力することなく、第１モータ４や第２モータ５から駆動トルクを出力して走行するEV走行モードとを設定することが可能である。さらに、HV走行モードは、第１モータ４を低回転数で回転させた場合（「０」回転を含む）に、変速部８におけるリングギヤ１６の回転数よりもエンジン３（または入力軸１４）の回転数が高回転数となるHV-Loモードと、変速部８におけるリングギヤ１６の回転数よりもエンジン３（または入力軸１４）の回転数が低回転数となるHV-Hiモードと、変速部８におけるリングギヤ１６の回転数とエンジン３（または入力軸１４）の回転数が同一である直結モードとを設定することが可能である。

またさらに、EV走行モードは、第１モータ４および第２モータ５から駆動トルクを出力するデュアルモードと、第１モータ４から駆動トルクを出力せずに第２モータ５のみから駆動トルクを出力するシングルモードとを設定することが可能である。更にデュアルモードは、第１モータ４から出力されたトルクの増幅率が比較的大きいEV-Loモードと、第１モータ４から出力されたトルクの増幅率が比較的小さいEV-Hiモードとを設定することが可能である。なお、シングルモードでは、第１クラッチ機構CL1を係合した状態で第２モータ５のみから駆動トルクを出力して走行することや、第２クラッチ機構CL2を係合した状態で第２モータ５のみから駆動トルクを出力して走行すること、あるいは各クラッチ機構CL1，CL2を解放した状態で第２モータ５のみから駆動トルクを出力して走行することが可能である。

それらの各走行モードは、第１クラッチ機構CL1、第２クラッチ機構CL2、ブレーキ機構B1、およびエンジン３、各モータ４，５を制御することにより設定される。図３に、これらの走行モードと、各走行モード毎における、第１クラッチ機構CL1、第２クラッチ機構CL2、ブレーキ機構B1の係合および解放の状態、第１モータ４および第２モータ５の運転状態、エンジン３からの駆動トルクの出力の有無の一例を図表として示してある。図中における「●」のシンボルは係合している状態を示し、「－」のシンボルは解放している状態を示し、「Ｇ」のシンボルは主にジェネレータとして運転することを意味し、「Ｍ」のシンボルは主にモータとして運転することを意味し、空欄はモータおよびジェネレータとして機能していない、または第１モータ４や第２モータ５が駆動のために関与していない状態を意味し、「ON」はエンジン３から駆動トルクを出力している状態を示し、「OFF」はエンジン３から駆動トルクを出力していない状態を示している。

各走行モードを設定した場合における動力分割機構６の各回転要素の回転数、およびエンジン３、各モータ４，５のトルクの向きを説明するための共線図を図４ないし図９に示している。共線図は、動力分割機構６における各回転要素を示す直線をギヤ比の間隔をあけて互いに平行に引き、これらの直線に直交する基線からの距離をそれぞれの回転要素の回転数として示す図であり、それぞれの回転要素を示す直線にトルクの向きを矢印で示すとともに、その大きさを矢印の長さで示している。

図４に示すようにHV-Hiモードでは、エンジン３から駆動トルクを出力し、第２クラッチ機構CL2を係合するとともに、第１モータ４から反力トルクを出力する。また、図５に示すようにHV-Loモードでは、エンジン３から駆動トルクを出力し、第１クラッチ機構CL1を係合するとともに、第１モータ４から反力トルクを出力する。上記HV-HiモードやHV-Loモードが設定されている場合の第１モータ４の回転数は、エンジン３の燃費や第１モータ４の駆動効率などを考慮した駆動装置２全体としての効率（消費エネルギー量を前輪１Ｒ，１Ｌのエネルギー量で除算した値）が最も良好となるように制御される。上記の第１モータ４の回転数は無段階に連続的に変化させることができ、その第１モータ４の回転数と車速とに基づいてエンジン回転数が定まる。したがって、動力分割機構６は、無段変速機として機能できる。

上記のように第１モータ４から反力トルクを出力することにより、第１モータ４が発電機として機能する場合には、エンジン３の動力の一部が第１モータ４により電気エネルギーに変換される。そして、エンジン３の動力から第１モータ４により電気エネルギーに変換された動力分を除いた動力が変速部８におけるリングギヤ１６に伝達される。その第１モータ４から出力する反力トルクは、動力分割機構６を介してエンジン３から第１モータ４側に伝達されるトルクの分割率に応じて定められる。この動力分割機構６を介してエンジン３から第１モータ４側に伝達されるトルクと、リングギヤ１６側に伝達されるトルクとの比、すなわち動力分割機構６におけるトルクの分割率は、HV-LoモードとHV-Hiモードとで異なる。

具体的には、第１モータ４側に伝達されるトルクを「１」とした場合、HV-Loモードではリングギヤ１６側に伝達されるトルクの割合であるトルク分割率は、「１／（ρ１×ρ２）」となり、HV-Hiモードではそのトルク分割率は、「１／ρ１」となる。すなわち、エンジン３から出力されたトルクのうちリングギヤ１６に伝達されるトルクの割合は、HV-Loモードでは、「１／（１－（ρ１×ρ２））」となり、HV-Hiモードでは、「１／（ρ１＋１）」となる。ここで、「ρ１」は分割部７のギヤ比（リングギヤ１０の歯数とサンギヤ９の歯数との比率）であり、「ρ２」は変速部８のギヤ比（リングギヤ１６の歯数とサンギヤ１５の歯数との比率）である。なお、ρ１およびρ２は、「１」よりも小さい値に設定されている。したがって、HV-Loモードが設定されている場合には、HV-Hiモードが設定されている場合と比較して、リングギヤ１６に伝達されるトルクの割合が大きくなる。上記HV-Loモードを設定した場合にエンジン３から出力されたトルクのうちリングギヤ１６に伝達されるトルクの割合「１／（１－（ρ１×ρ２））」が、この発明の実施形態における「第１所定値」に相当し、HV-Hiモードを設定した場合にエンジン３から出力されたトルクのうちリングギヤ１６に伝達されるトルクの割合「１／（ρ１＋１）」が、この発明の実施形態における「第２所定値」に相当し、HV-Loモードが、この発明の実施形態における「第１ＨＶ走行モード」に相当し、HV-Hiモードが、この発明の実施形態における「第２ＨＶ走行モード」に相当する。

なお、エンジン３で発生させるトルクによりエンジン３の回転数を増大させている場合には、エンジン３で発生させたトルクからエンジン３の回転数を増大させるために要するトルクを減算したトルクが、エンジン３から出力されるトルクとなる。そして、第１モータ４により発電された電力が第２モータ５に供給される。その場合、必要に応じて蓄電装置３２に充電されている電力も第２モータ５に供給される。

直結モードでは、各クラッチ機構CL1，CL2が係合されることにより、図６に示すように動力分割機構６における各回転要素が同一回転数で回転する。すなわち、エンジン３の動力の全てが動力分割機構６から出力される。言い換えると、エンジン３の動力の一部が、第１モータ４や第２モータ５により電気エネルギーに変換されることがない。したがって、電気エネルギーに変換する際に生じる電気抵抗などを要因とした損失がないため、動力の伝達効率を向上させることができる。

さらに、図７および図８に示すようにEV-LoモードとEV-Hiモードとでは、ブレーキ機構B1を係合するとともに各モータ４，５から駆動トルクを出力して走行する。具体的には、図７に示すようにEV-Loモードでは、ブレーキ機構B1および第１クラッチ機構CL1を係合するとともに、各モータ４，５から駆動トルクを出力して走行する。すなわち、ブレーキ機構B1により、出力軸１３またはキャリヤ１２が回転することを制限するための反力トルクを作用させる。その場合における第１モータ４の回転方向は、正方向になり、かつ出力トルクの向きは、その回転数を増大させる方向となる。また、図８に示すようにEV-Hiモードでは、ブレーキ機構B1および第２クラッチ機構CL2を係合するとともに、各モータ４，５から駆動トルクを出力して走行する。すなわち、ブレーキ機構B1により、出力軸１３またはキャリヤ１２が回転することを制限するための反力トルクを作用させる。その場合における第１モータ４の回転方向は、エンジン３の回転方向（正方向）とは反対方向（負方向）になり、かつ出力トルクの向きは、その回転数を増大させる方向となる。

また、変速部８のリングギヤ１６の回転数と第１モータ４の回転数との回転数比は、EV-Loモードの方がEV-Hiモードよりも大きくなる。すなわち、同一車速で走行している場合には、EV-Loモードを設定する場合の方が、EV-Hiモードを設定する場合よりも第１モータ４の回転数が高回転数になる。つまり、EV-Loモードの方が、EV-Hiモードよりも減速比が大きい。そのため、EV-Loモードを設定することにより大きな駆動力を得ることができる。なお、上記のリングギヤ１６の回転数は、出力部材（あるいは出力側）の回転数であって、図１のギヤトレーンでは、便宜上リングギヤ１６から駆動輪までの各部材のギヤ比は１とする。そして、シングルモードでは、図９に示すように第２モータ５のみから駆動トルクを出力しており、かつ各クラッチ機構CL1，CL2が解放されていることにより、動力分割機構６の各回転要素は停止した状態になる。したがって、エンジン３や第１モータ４を連れ回すことによる動力損失を低減することができる。

蓄電装置３２の充電残量（SOC）、車速、要求駆動力などに基づいて上記の各走行モードを定めるように構成されている。この発明の実施形態では、蓄電装置３２の充電残量を維持するように各走行モードを設定するCS（Charge Sustain）モードと、蓄電装置に充電された電力を積極的に使用するCD（Charge Depleting）モードとを、蓄電装置３２の充電残量に応じて選択するように構成されている。具体的には、蓄電装置３２の充電残量が低下している場合などに、CSモードを選択し、蓄電装置３２の充電残量が比較的多い場合などにCDモードを選択するように構成されている。

図１０には、CSモードが選択されている際に各走行モードを定めるためのマップの一例を示している。このマップの横軸は車速を示し、縦軸は要求駆動力を示している。なお、車速は車速センサにより検出されたデータから求めることができ、要求駆動力はアクセル開度センサにより検出されたデータから求めることができる。

図１０に示す例では、後進走行している場合には、要求駆動力の大きさに関わらずシングルモードを設定し、また前進走行しており、要求駆動力が比較的小さい場合（減速要求を含む）に、シングルモードを設定するように構成されている。このシングルモードを設定する領域は、第２モータ５の特性に基づいて定められている。なお、シングルモードを設定する領域にハッチングを付してある。

また、前進走行しており、かつ要求駆動力が比較的大きい場合には、HV走行モードが設定される。なお、HV走行モードは、低車速域から高車速域に亘って駆動力を出力できるため、蓄電装置３２の充電残量が下限値近傍となった場合などには、シングルモードが設定されるべき領域であっても、HV走行モードを設定することがある。

さらに、HV走行モードを設定する場合においては、車速と要求駆動力に応じてHV-LoモードやHV-Hiモード、あるいは直結モードのいずれかのモードを選択するように構成されている。具体的には、比較的低車速の場合や要求駆動力が比較的大きい場合に、HV-Loモードが選択され、比較的高車速でかつ要求駆動力が比較的小さい場合に、HV-Hiモードが選択され、車両Ｖｅの運転状態がHV-LoモードとHV-Hiモードとを設定する領域の間の運転点（車速と要求駆動力とに基づいた値）の場合に、直結モードが選択されるように構成されている。

また、上記のHV-Loモード、直結モード、HV-Hiモードは、図１０に示す各ラインを運転点が横切ることにより切り替えるように構成されている。具体的には、図１０における「Lo←Fix」のラインを運転点が右側から左側に向けて横切った場合や、下側から上側に向けて横切った場合に、直結モードからHV-Loモードに切り替えるように構成され、「Lo→Fix」のラインを運転点が左側から右側に向けて横切った場合や、上側から下側に向けて横切った場合に、HV-Loモードから直結モードに切り替えるように構成されている。同様に、図１０における「Fix←Hi」のラインを運転点が右側から左側に向けて横切った場合や、下側から上側に向けて横切った場合に、HV-Hiモードから直結モードに切り替えるように構成され、「Fix→Hi」のラインを運転点が左側から右側に向けて横切った場合や、上側から下側に向けて横切った場合に、直結モードからHV-Hiモードに切り替えるように構成されている。

図１１には、CDモードが選択されている際に各走行モードを定めるためのマップの一例を示している。このマップの横軸は車速を示し、縦軸は要求駆動力を示している。なお、車速は車速センサにより検出されたデータから求めることができ、要求駆動力はアクセル開度センサにより検出されたデータから求めることができる。

図１１に示す例では、後進走行している場合には、要求駆動力の大きさに関わらずシングルモードを設定し、また前進走行しており、要求駆動力が第１駆動力F1よりも小さい場合（減速要求を含む）に、シングルモードを設定するように構成されている。このシングルモードを設定する領域は、第２モータ５の特性などに基づいて定められている。なお、シングルモードを設定する領域にハッチングを付してある。

また、前進走行しており、かつ要求駆動力が第１駆動力F1よりも大きい場合には、デュアルモードが設定される。さらに、第１車速V1よりも高車速である場合や、第２車速V2よりも高車速でありかつ要求駆動力が第２駆動力F2よりも大きい場合には、HV走行モードが設定される。なお、HV走行モードは、低車速域から高車速域に亘って駆動力を出力できるため、蓄電装置３２の充電残量が下限値近傍となった場合などには、シングルモードやデュアルモードが設定されるべき領域であっても、HV走行モードを設定することがある。

さらに、HV走行モードを設定する場合においては、車速と要求駆動力に応じてHV-LoモードやHV-Hiモード、あるいは直結モードのいずれかの走行モードを選択するように構成されている。具体的には、比較的低車速の場合や要求駆動力が比較的大きい場合に、HV-Loモードが選択され、比較的高車速でかつ要求駆動力が比較的小さい場合に、HV-Hiモードが選択され、車両Ｖｅの走行状態がHV-LoモードとHV-Hiモードとを設定する領域の間の運転点（車速と要求駆動力とに基づいた値）の場合に、直結モードが選択されるように構成されている。

また、上記のHV-Loモード、直結モード、HV-Hiモードは、図１１に示す各ラインを運転点が横切ることにより切り替えるように構成されている。具体的には、図１１における「Lo⇔Fix」のラインを運転点が横切った場合に、直結モードとHV-Loモードとが相互に切り替えられるように構成されている。同様に、図１１における「Fix⇔Hi」のラインを運転点が横切った場合に、HV-Hiモードと直結モードとが相互に切り替えられるように構成されている。

なお、図１０や図１１に示す走行モードを設定する領域や、HV走行モードを設定する条件下におけるモードの切り替えを行うためのラインは、駆動装置２を構成する各部材の温度や、蓄電装置３２あるいは電力制御装置３０，３１の温度、もしくは蓄電装置３２の充電残量などに応じて変動するように構成してもよい。

このように構成された車両Ｖｅは、上述したように、複数の走行モードの設定が可能であって、例えばHV-LoモードからHV-Hiモードへ切り替える際、あるいは、HV-HiモードからHV-Loモードへ切り替える際には、直結モードを経由して行う場合がある。これらの走行モードの切り替えは、第１クラッチ機構CL1と第２クラッチ機構CL2との係合および解放の状態を変更することにより実行される。一方、上述したように、エンジン３の排気系統２８には、排気ガスを浄化する触媒２９が設けられており、例えばエンジン３の温度が低い冷間始動の際には、その触媒２９の温度が低く、触媒２９を活性化させる所定の温度に制御あるいは昇温すべく触媒暖機を行う。具体的には、例えばエンジン３の運転点（エンジン回転数）を触媒暖機に適した運転点に制御する。そのため、前記走行モードの切り替えの際に直結モードを経由、あるいは、直結モードを選択した場合には、エンジン３の運転点が触媒暖機に適した運転点から変動するおそれがある。つまり触媒暖機に適した運転点を選択できないおそれがあり、ひいては触媒暖機の性能が低下するおそれがある。そこで、この発明の実施形態では、触媒２９の暖機を要する場合には、エンジン３の運転点が触媒暖機に適した運転点に制御されるように構成されている。以下に、ECU３３で実行される制御例について説明する。なお、以下に示すフローチャートは所定の短時間毎に繰り返し実行される。

図１２は、その制御の一例を説明するためのフローチャートであって、直結モードを経由したHV-LoモードとHV-Hiモードとの切り替えを制限するか否かを判断するように構成されており、したがって、これ以降に説明する制御は、HV-LoモードあるいはHV-Hiモードへの切り替えの要求がされた場合の制御を前提とする。先ず、触媒暖機中もしくは触媒暖機が必要か否かを判断する（ステップＳ１）。これは、触媒２９の温度が所定の活性温度まで昇温されているか否かを判断するステップであって、より具体的には、触媒２９の温度が予め定められた所定温度（活性温度）未満か否かを判断する。なお、触媒２９の温度が所定温度未満であることにより触媒暖機を要する場合としては、上述したように冷間始動の際あるいはエンジン始動時などが想定される。

したがって、このステップＳ１で肯定的に判断された場合、すなわち触媒温度が所定温度未満であることにより触媒暖機中あるいは触媒暖機を要すると判断された場合には、直結モードを経由した走行モードの切り替えを制限する（ステップＳ２）。すなわち、直結モードを介さずにEV-LoモードとEV-Hiモードとで走行モードの切り替えを行う、あるいは、現在の走行モードを維持する。より具体的には、触媒暖機中にEV-LoモードからEV-Hiモードへ移行する場合には、直結モードを介さずに（すなわちエンジン３を停止し、かつ動力伝達経路から切り離して）EV-LoモードからEV-Hiモードへ移行する。また、触媒暖機中に、EV-HiモードからEV-Loモードへ移行する場合には、直結モードを介さずにEV-HiモードからEV-Loモードへ移行する。あるいは、現在の走行モードであるEV-LoモードまたはEV-Hiモードを維持する。

なお、触媒２９を暖機する際のエンジン３の制御は、点火時期を遅角（リタード）させて制御する。つまり、点火時期を遅角することにより排気行程側で燃焼を行い、温度の高い排気ガスを触媒２９に導いて触媒２９を早期に活性化、ならびに、触媒２９の暖機を促進させる。また、この際の空燃比は、触媒２９の仕様に応じて適宜制御してよい。例えば所定の触媒２９の温度までは理論空燃比（ストイキ）に対してリッチにし、その所定の触媒２９の温度から活性温度までは理論空燃比に対してリーンにする。さらに、触媒２９を暖機する際のエンジントルクは、エンジン３のイナーシャなどフリクショントルクに相当するトルクを出力するように制御される。

一方、上述したステップＳ１で否定的に判断された場合、すなわち触媒暖機中でなく、かつ触媒暖機を必要としないと判断された場合には、直結モードを経由した走行モードの切り替えの制限を解除する（ステップＳ３）。つまり、既に触媒温度が前記所定温度以上である場合など触媒暖機を要しないと判断された場合には、直結モードを経由したEV-LoモードとEV-Hiモードとの切り替えの制限を解除する。なお、これ以降の説明では、上記のEV-LoモードとEV-Hiモードとの切り替えを、単に「走行モードの切り替え」、あるいは、「モード切り替え」と記す場合がある。

つぎに、図１２で説明した制御例を実行した場合におけるタイムチャートについて説明する。図１３は、そのタイムチャートを示す図であって、特に上述したフローチャートにおけるステップＳ１で触媒暖機を要すると判断された場合の例を示し、触媒温度、アクセル開度、各駆動力源の回転数、蓄電装置３２の電力、第２クラッチ機構CL2の係合状態、第１クラッチ機構CL1の係合状態、ならびに、直結モードを経由した走行モードの切り替えを制限するか否かの判定の変化をそれぞれ示している。また、この図１３に示すタイムチャートは、特に車両Ｖｅの停止状態からエンジン始動時における各パラメータの変化を示している。

具体的に説明すると、先ず、運転者（図示せず）がメインスイッチなどの車両Ｖｅを起動状態にするスイッチをＯＮ操作することにより、起動信号を出力する（ｔ０時点）。これにより車両Ｖｅに搭載されている各種のコンピュータがＯＮ状態になる。ついで、触媒温度を検出し（ｔ１時点）、その触媒温度が低く、すなわち活性温度である所定温度未満であることにより暖機が必要と判断される。それにより、直結モードを経由した走行モードの切り替えの制限を判定するフラグがＯＮされる（ｔ２時点）。

なお、この図１３に示す例では、上述した図１２のフローチャートの制御に加えて、触媒暖機の開始前に予めHV-Hiモードを選択すべく、第１クラッチ機構CL1を解放し（ｔ３時点）、第２クラッチ機構CL2を係合する（ｔ４時点）。上述した各走行モードのマップを示す図１０および図１１から把握できるように、HV-HiモードはHV-Loモードに比べて選択可能な車速域や要求駆動力の範囲が広く、エンジン始動後（ならびにHV走行時）は、HV-Hiモードに移行することが想定される。そのため、この図１３に示す例では予めHV-Hiモードを選択するように構成されている。また通常、車両Ｖｅの停止時は、HV-Loモードで停止するので、ｔ０時点からｔ３時点までは第１クラッチ機構CL1が係合状態、ならびに、第２クラッチ機構CL2が解放状態とされている。なお、上記の第１クラッチ機構CL1の解放動作、および、第２クラッチ機構CL2の係合動作は同時に実行してもよい。さらに、上述した例とは反対に、HV-Hiモードで停車しており、HV-HiモードからHV-Loモードへ切り替えることが想定される場合には、触媒暖機の開始前にHV-Loモードを設定するように各クラッチ機構CL1,CL2を制御してもよい。

そして、第２クラッチ機構CL2の係合が完了すると、レディ・オン（READY ON)の状態になり（ｔ５時点）、触媒暖機が開始される（ｔ６時点）。具体的には、第１モータ４でエンジン回転数を「０」から所定の回転数に増大させるべく制御し、すなわちエンジン３を触媒暖機に適した運転点に制御する。なお、この第１モータ４でのエンジン回転数を増大させる制御は、蓄電装置３２の電力を用いて実行され、エンジン３の点火後は第１モータ４で電力を回収、すなわち回生する（ｔ６時点からｔ８時点）。なお、この発明の実施形態において、エンジン３の点火時期は、上述したように早期に触媒を活性温度に昇温させるために遅角制御させる。

そして、第１モータ４によりエンジン回転数が所定のエンジン回転数に制御されると（ｔ６時点からｔ７時点）、触媒温度が徐々に上昇し、すなわち昇温される（ｔ７時点）。さらに、運転者によりアクセル操作されることにより、アクセル開度が増大し、それに応じて第２モータ５の回転数が増大する（ｔ８時点）。

このように、この発明の実施形態では、触媒暖機中や触媒温度が所定温度未満であることにより触媒暖機を要すると判断された場合には、直結モードを経由した走行モードの切り替えを制限するように構成されている。具体的には、HV-LoモードとHV-Hiモードとで走行モードを切り替える場合には、直結モードを経由せずに変速、あるいは、現在の走行モードを維持するように構成されている。そのため、触媒暖機中に、エンジンの運転点が触媒暖機に適した所定の回転数域から逸脱する、あるいは、変動するなどの不都合を回避できる。言い換えれば、直結モードを経由しないため、触媒暖機に適した回転数を維持でき、その結果、触媒の暖機性能（触媒の活性化および浄化性能）が低下することを抑制もしくは回避できる。つまり、いわゆるエミッション性能が低下することを抑制もしくは回避できる。

なお、上述したように図１２のステップＳ２で直結モードを経由した走行モードの切り替えが制限された場合には、現在の走行モードを維持すること、あるいは、エンジン３を切り離して直結モードを経由せずにHV-LoモードとHV-Hiモードとを切り替えることの選択が可能である。そして、その選択は、例えば運転者の要求する駆動力（要求駆動力）に応じて判断される。

図１４はその制御の一例を説明するフローチャートであって、先ず、要求駆動力が閾値未満か否かを判断する（ステップＳ１０）。なお、この要求駆動力は運転者のアクセルペダルの操作に基づくアクセル開度と車速とから判断される。また、閾値は、例えばEV走行モードにおける最大駆動力である。したがって、このステップＳ１０で肯定的に判断された場合、すなわち要求駆動力が閾値未満の場合には、エンジン３を停止かつ動力伝達経路から切り離したモード（EV走行モード）を経由したHV-LoモードとHV-Hiモードとのモード切り替えの制限を解除する（ステップＳ２０）。つまり、直結モードを経由しないHV-LoモードとHV-Hiモードとの切り替えを許可する。より具体的には、HV-LoモードとHV-Hiモードとの切り替えの際（すなわち第１クラッチ機構CL1と第２クラッチ機構CL2との係合状態の切り替えの際）は、一旦エンジン３を停止し、かつ動力伝達経路から切り離して暖機を中断し、EV走行モード（シングルモードと両駆動モードとを含む）に移行する。そして、第１クラッチ機構CL1と第２クラッチ機構CL2とを繋ぎ替えてHV-LoモードとHV-Hiモードとのモード切り替えが実行されたら、再度エンジン３を始動させ触媒暖機を再開する。

一方、上記のステップＳ１０で否定的に判断された場合、すなわち要求駆動力が閾値以上の場合には、エンジン３を停止かつ切り離したモードを経由した前記走行モードの切り替えを制限する（ステップＳ３０）。つまり、運転者の要求駆動力を満たしつつ触媒暖機を継続すべく、現在の走行モードであるHV-LoモードあるいはHV-Hiモードを維持する。

このように、図１４に示す例では、運転者の要求駆動力に応じて現在の走行モードを維持するか、あるいは、直結モードを経由せずにモード切り替えを行うか否か判断するように構成されている。具体的には、要求駆動力が閾値未満の場合には、エンジン３を停止し、かつ動力伝達経路から切り離した状態で走行モードの切り替えを行うように構成されている。そのため、エンジン３を停止している間は触媒２９の暖機が中断されるため排気ガスが発生せず、またエンジン３の始動を再開した場合には、触媒暖機に適した運転点でエンジン３を制御できるため、触媒暖機の性能が低下することを抑制もしくは回避できる。一方、要求駆動力が閾値以上の場合には、現在の走行モードを維持するように構成されているから、要求駆動力を満たしつつ、触媒暖機に適した運転点でエンジン３を制御でき、同様に触媒暖機の性能が低下することを抑制もしくは回避できる。

以上、この発明の複数の実施形態について説明したが、この発明は上述した例に限定されないのであって、この発明の目的を達成する範囲で適宜変更してもよい。上述した実施形態では、触媒暖機する際には、直結モードを経由した走行モードの切り替えを制限するように構成されているものの、その直結モードを経由したモード切り替えを禁止するものではない。つまり、所定の条件を満たす場合には、直結モードを経由した走行モードの切り替えを許容してもよい。すなわち、この発明の実施形態では、エンジン３の運転点が触媒暖機に適した所定の回転数域から逸脱することを回避できるように構成されていればよい。したがって、例えばHV-LoモードとHV-Hiモードとで走行モードを切り替える際に、車速が増大あるいは減速して、直結モードにおけるエンジン回転数が触媒暖機に適した所定の回転数になる場合には、直結モードを経由した走行モードの切り替えを実行してもよい。つまり、車速の変化によりリングギヤ１６の回転数とキャリヤ１２の回転数とが同一回転数あるいは触媒暖機で許容される所定の回転数域となった場合に、直結モードを経由した走行モードの切り替えを実行してよい。

図１５は、その制御の一例を示すフローチャートであって、上述したようにエンジン回転数が触媒暖機に適した所定の回転数域であるか否かを判断する（ステップＳ１００）。そして、エンジン回転数が前記所定の回転数域であることによりこのステップＳ１００で肯定的に判断された場合には、直結モードを経由した走行モードの切り替えを許可する（ステップＳ１１０）。一方、このステップＳ１００で否定的に判断された場合、すなわちエンジン回転数が前記所定の回転数域でない場合には、直結モードを経由した走行モードの切り替えを禁止する（ステップＳ１２０）。このように、車速の変化によりエンジン回転数が触媒暖機に適した所定の回転数域である場合には、直結モードを経由した場合であっても、触媒暖機の性能の低下を抑制もしくは回避しつつ、走行モードの切り替えが可能となる。

１Ｒ，１Ｌ…前輪、 ２…駆動装置、 ３…エンジン、 ４…第１モータ、 ５…第２モータ、 ４ａ，１３…出力軸、 ６…動力分割機構、 ７…分割部、 ８…変速部、 ９，１５…サンギヤ、 １０，１６，２４…リングギヤ、 １１，１７…ピニオンギヤ、 １２，１８…キャリヤ、 １４…入力軸、 １９…出力ギヤ、 ２０…カウンタシャフト、 ２１…ドリブンギヤ、 ２２，２６…ドライブギヤ、 ２３…デファレンシャルギヤユニット、 ２５…ロータシャフト、 ２７…ドライブシャフト、 ２８…排気系統、 ２９…触媒（浄化装置）、 ３０，３１…電力制御装置、 ３２…蓄電装置、 ３３，３４，３５，３６，３７…ＥＣＵ、 B1…ブレーキ機構、 CL1，CL2…クラッチ機構、 Ｖｅ…車両。

Claims (8)

1. エンジンと、
   前記エンジンの排気を浄化する浄化装置と、
   発電機能を有する第１モータと、
   前記エンジンが連結された入力要素と、前記第１モータが連結された反力要素と、駆動輪にトルクを伝達可能に連結された出力要素とを有する差動機構とを備え、
   前記差動機構は、前記出力要素側の部材に対する前記エンジンの回転数を無段階に変更可能であって前記エンジンから出力されたトルクのうち前記出力要素側に伝達されるトルクの割合が第１所定値となる第１ＨＶ走行モードと、前記出力要素側の部材に対する前記エンジンの回転数を無段階に変更可能であって前記割合が前記第１所定値よりも小さい第２所定値となる第２ＨＶ走行モードと、前記入力要素と前記出力要素とが同一の回転数となる直結モードとを設定することが可能なハイブリッド車両の制御装置において、
   前記ハイブリッド車両を制御するコントローラを備え、
   前記コントローラは、
   前記第１ＨＶ走行モードと前記第２ＨＶ走行モードとで走行モードを切り替える場合に、前記浄化装置を暖機中あるいは前記浄化装置の暖機を要するか否かを判断し、
   前記浄化装置を暖機中あるいは前記浄化装置の暖機を要すると判断された場合に、前記直結モードを経由して前記走行モードの切り替えを行うことを制限するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
   
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記浄化装置の温度が予め定められた所定温度未満の場合に、前記暖機を要すると判断するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
   
3. 請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記エンジンにおける点火時期を遅角させる遅角制御により前記浄化装置の温度を昇温させて前記浄化装置の暖機を行うように構成されている
   こと特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
   
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記浄化装置の暖機を要すると判断された場合、前記浄化装置の暖機の開始前に、前記走行モードの切り替えを行うように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
   
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記直結モードを経由した前記走行モードの切り替えを行うことの制限は、現在の走行モードを維持する制御と、前記直結モードを経由せずに前記走行モードを切り替える制御とを含む
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
   
6. 請求項５に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記現在の走行モードを維持する制御と、前記直結モードを経由せずに前記走行モードを切り替える制御との判断を、運転者の要求駆動力に基づいて判断するように構成され、
   前記要求駆動力が予め定められた閾値未満の場合に、前記直結モードを経由せずに前記走行モードを切り替えるように構成され、
   前記要求駆動力が前記予め定められた閾値以上の場合に、前記現在の走行モードを維持するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
   
7. 請求項１ないし６のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記エンジンの回転数が前記浄化装置の暖機に適した所定の回転数域である場合に、前記直結モードを経由した前記走行モードの切り替えを許可するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
   
8. 請求項１ないし７のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記駆動輪にトルクを伝達可能に連結された第２モータを更に備え、
   前記差動機構は、
   第１入力要素、第１反力要素、および、第１出力要素の３つの回転要素によって差動作用を行う第１遊星歯車機構と、
   第２入力要素、第２反力要素、および、第２出力要素の３つの回転要素によって差動作用を行う第２遊星歯車機構と、
   前記第１入力要素と前記第２入力要素とを選択的に連結する第１係合機構と、
   前記第２遊星歯車機構における少なくともいずれか２つの前記回転要素を選択的に連結して前記第２遊星歯車機構を一体化させる第２係合機構とを備え、
   前記第１入力要素は、前記エンジンに連結され、
   前記第１反力要素は、前記第１モータに連結され、
   前記第１出力要素は、前記第２入力要素に連結され、
   前記第２出力要素は、前記駆動輪側の部材に連結され、
   前記第１ＨＶ走行モードは、前記第１係合機構を係合かつ前記第２係合機構を解放することにより設定され、
   前記第２ＨＶ走行モードは、前記第１係合機構を解放かつ前記第２係合機構を係合することにより設定され、
   前記直結モードは、前記第１係合機構および前記第２係合機構を係合することにより設定されるように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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