(57)【要約】【課題】車両の退避走行時におけるモータの過回転を防止する。【解決手段】駆動制御装置（１００）は、動力分配機構（１４）を介して相互に接続されるエンジン（１１）、並びに第１及び第２モータ（１２、１３）を備える車両（１）に搭載され、エンジンを始動可能なエンジン始動手段（１５）と、第１及び第２モータのうち一方のモータにより車両が走行している際に、第１及び第２モータのうち他方のモータの回転数が回転数閾値を超えることを条件に、エンジンを始動するようにエンジン始動手段を制御する制御手段（１５）とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力分配機構を介して相互に接続されるエンジン、並びに第１及び第２モータを備える車両に搭載され、
前記エンジンを始動可能なエンジン始動手段と、
前記第１及び第２モータのうち一方のモータにより前記車両が走行している際に、前記第１及び第２モータのうち他方のモータの回転数が回転数閾値を超えることを条件に、前記エンジンを始動するように前記エンジン始動手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする駆動制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記他方のモータの回転数が前記回転数閾値を超えるか否かを判定する判定手段を含み、
前記他方のモータの回転数が前記回転数閾値を超えると判定された場合に、前記エンジンを始動するように前記エンジン始動手段を制御し、
前記他方のモータの回転数が前記回転数閾値を超えないと判定された場合に、前記エンジンを始動しないように前記エンジン始動手段を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動制御装置。
【請求項３】
前記第１及び第２モータの機能低下を検出する機能低下検出手段と、
前記車両の降坂を検出する降坂検出手段と
を更に備え、
前記制御手段は、前記一方のモータにより前記車両が走行している際に、前記他方のモータの回転数が前記回転数閾値を超え、前記機能低下検出手段により前記他方のモータの機能低下が検出され、且つ、前記降坂検出手段により前記車両の降坂が検出されたことを条件に、前記エンジンを始動するように前記エンジン始動手段を制御する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動制御装置。
【請求項４】
前記動力分配機構は、遊星歯車機構を有し、
前記エンジンは、前記遊星歯車機構の遊星キャリアの回転軸に接続されており、
前記第１モータは、前記遊星歯車機構のサンギアの回転軸に接続されており、
前記第２モータは、前記遊星歯車機構のリングギアの回転軸に接続されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の駆動制御装置。
【請求項５】
動力分配機構を介して相互に接続されるエンジン、並びに第１及び第２モータを備える車両に搭載され、前記エンジンを始動可能なエンジン始動手段を備える駆動制御装置における駆動制御方法であって、
前記第１及び第２モータのうち一方のモータにより前記車両が走行している際に、前記第１及び第２モータのうち他方のモータの回転数が回転数閾値を超えることを条件に、前記エンジンを始動するように前記エンジン始動手段を制御する制御工程を備えることを特徴とする駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばハイブリッド車両等のエンジン及びモータを備える車両において、モータの過回転を防止する駆動制御装置及び方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、例えば、車両が第１及び第２のモータ・ジェネレータのみで走行している場合であって、エンジンクラッチが解放されることによって、第１及び第２のモータ・ジェネレータのいずれかが過回転状態になりそうだと判定された場合に、エンジン回転数制御及びエンジンクラッチのスリップ結合制御とを実行する装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
或いは、エンジン、モータ及び発電機を備える車両において、発電機が過回転状態であると判定された場合に、エンジンを停止させる装置が提案されている（特許文献２参照）。或いは、少なくともジェネレータ機能を備える第１電動機の過回転を抑制するために、自動変速部のギア比に応じてエンジンの上限の回転速度範囲を制御する装置が提案されている（特許文献３参照）。
【０００４】
或いは、エンジンを運転しながら閾値以上の車速で後進している際に、シフトレバーがＤポジションに走査された場合、エンジンの回転数が小さくなるトルクを出力するように発電可能な第１モータを制御すると共に、車両の前進方向へのトルクを出力するように第２モータを制御する装置が提案されている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−４４３４８号公報
【特許文献２】特開２００６−２８０１１１号公報
【特許文献３】特開２００８−１２０３５２号公報
【特許文献４】特開２００８−２１３５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の背景技術によれば、例えば、エンジン及び二つのモータを備える車両において、一方のモータの機能が低下した場合については考慮されていない。すると、一方のモータの機能が低下したことに起因する退避走行時に、機能低下した一方のモータが過回転状態になる可能性があるという技術的問題点がある。
【０００７】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、退避走行時におけるモータの過回転を防止することができる駆動制御装置及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の駆動制御装置は、上記課題を解決するために、動力分配機構を介して相互に接続されるエンジン、並びに第１及び第２モータを備える車両に搭載され、前記エンジンを始動可能なエンジン始動手段と、前記第１及び第２モータのうち一方のモータにより前記車両が走行している際に、前記第１及び第２モータのうち他方のモータの回転数が回転数閾値を超えることを条件に、前記エンジンを始動するように前記エンジン始動手段を制御する制御手段とを備える。
【０００９】
本発明の駆動制御装置は、動力分配機構を介して相互に接続されるエンジン、並びに第１及び第２モータを備える車両に搭載されている。ここで、本発明に係る「第１モータ」及び「第２モータ」は、典型的には、当該車両のエンジン制御用のモータ、及び当該車両の駆動用のモータであるが、例えばモータ・ジェネレータ（電動発電機）において実現されるモータであってもよい。即ち、モータとして機能し得る限りにおいて、モータ・ジェネレータを意味してもかまわない。
【００１０】
例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなるエンジン始動手段は、例えばイグニッションコイル、燃料噴射弁等を制御することによって、エンジンを始動可能である。例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる制御手段は、第１及び第２モータのうち一方のモータにより車両が走行している際に、第１及び第２モータのうち他方のモータの回転数が回転数閾値を超えることを条件に、エンジンを始動するようにエンジン始動手段を制御する。他方、制御手段は、他方のモータの回転数が回転数閾値より小さい場合、典型的には、エンジンを始動しないようにエンジン始動手段を制御する。
【００１１】
ここで、「一方のモータにより車両が走行している際」とは、典型的には、エンジンを使用せずに、当該車両の駆動用のモータにより車両が走行している（即ち、ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）走行）時を意味する。
【００１２】
本発明に係る「回転数閾値」とは、エンジンを始動するようにエンジン始動手段を制御するか否かを決定する値であり、予め固定値として、或いは何らかの物理量又はパラメータに応じた可変値として設定される値である。このような回転数閾値は、経験的若しくは実験的に又はシミュレーションによって、例えば、モータの回転数と、モータの回転出力の効率との関係を求め、該求められた関係に基づいて、回転出力の効率が目標効率よりも大きいモータの回転数の範囲の上限値として、又は該上限値よりも所定値だけ小さい値として設定すればよい。
【００１３】
本願発明者の研究によれば、動力分配機構を介して、エンジン、エンジン制御用のモータ及び車両の駆動用のモータが相互に接続されているため、エンジン、エンジン制御用のモータ及び車両の駆動用のモータのうちの一つが回転すると、残りの二つも連動して回転する（所謂、連れ回り）。エンジン制御用のモータの機能が低下したことに起因する、車両の駆動用のモータのみによる退避走行時に、車両が坂道を降ると車速が増加する（即ち、駆動用のモータの回転数が増加する）ために、エンジン制御用のモータが過回転状態となるおそれがある。すると、エンジン制御用のモータが破損するおそれがあることが判明している。
【００１４】
しかるに本発明では、制御手段により、一方のモータにより車両が走行している際に、他方のモータの回転数が回転数閾値を超えることを条件に、エンジンを始動するようにエンジン始動手段が制御される。すると、エンジンが始動されることに起因して、他方のモータの回転数が減少する。
【００１５】
即ち、一方のモータが駆動用のモータであり、他方のモータがエンジン制御用のモータである場合、エンジンが始動されることによって、エンジン制御用のモータの回転数が減少するので、エンジン制御用のモータの過回転を防止することができる。この結果、エンジン制御用のモータが破損することを防止することができると共に、エンジン制御用のモータが破損することに起因する二次的な不具合をも防止することができる。
【００１６】
尚、エンジン制御用のモータの機能が低下した場合、該エンジン制御用のモータを用いてエンジンを始動することはできないが、駆動用のモータの回転に連動してエンジンのクランクシャフトが回転しているので、エンジン制御用のモータが過回転状態となるような状況では、適切なタイミングでエンジンの点火制御を行うだけで、エンジンを始動可能であることが、本願発明者の研究により判明している。
【００１７】
本発明の駆動制御装置の一態様では、前記制御手段は、前記他方のモータの回転数が前記回転数閾値を超えるか否かを判定する判定手段を含み、前記他方のモータの回転数が前記回転数閾値を超えると判定された場合に、前記エンジンを始動するように前記エンジン始動手段を制御し、前記他方のモータの回転数が前記回転数閾値を超えないと判定された場合に、前記エンジンを始動しないように前記エンジン始動手段を制御する。
【００１８】
この態様によれば、比較的容易にして、他方のモータの回転数が回転数閾値を超えることを認識又は検出することができる。尚、他方のモータの回転数が回転数閾値と「等しい」場合には、どちらかの場合に含めて扱えばよい。
【００１９】
本発明の駆動制御装置の他の態様では、前記第１及び第２モータの機能低下を検出する機能低下検出手段と、前記車両の降坂を検出する降坂検出手段とを更に備え、前記制御手段は、前記一方のモータにより前記車両が走行している際に、前記他方のモータの回転数が前記回転数閾値を超え、前記機能低下検出手段により前記他方のモータの機能低下が検出され、且つ、前記降坂検出手段により前記車両の降坂が検出されたことを条件に、前記エンジンを始動するように前記エンジン始動手段を制御する。
【００２０】
この態様によれば、例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる機能低下検出手段は、第１及び第２モータの機能低下を検出する。例えば勾配センサ等である降坂検出手段は、車両の降坂を検出する。制御手段は、一方のモータにより車両が走行している際に、他方のモータの回転数が回転数閾値を超え、機能低下検出手段により他方のモータの機能低下が検出され、且つ、降坂検出手段により車両の降坂が検出されたことを条件に、エンジンを始動するようにエンジン始動手段を制御する。
【００２１】
本発明の駆動制御装置の他の態様では、前記動力分配機構は、遊星歯車機構を有し、前記エンジンは、前記遊星歯車機構の遊星キャリアの回転軸に接続されており、前記第１モータは、前記遊星歯車機構のサンギアの回転軸に接続されており、前記第２モータは、前記遊星歯車機構のリングギアの回転軸に接続されている。
【００２２】
この態様によれば、エンジンは、動力分配機構が有する遊星歯車機構の遊星キャリアの回転軸に接続されており、第１モータは、遊星歯車機構のサンギアの回転軸に接続されており、第２モータは、遊星歯車機構のリングギアの回転軸に接続されている。この態様によれば、第１モータは、典型的には、エンジン制御用のモータとして機能し、第２モータは、典型的には、当該車両の駆動用のモータとして機能する。
【００２３】
本発明の駆動制御方法は、上記課題を解決するために、動力分配機構を介して相互に接続されるエンジン、並びに第１及び第２モータを備える車両に搭載され、前記エンジンを始動可能なエンジン始動手段を備える駆動制御装置における駆動制御方法であって、前記第１及び第２モータのうち一方のモータのみにより前記車両が走行している際に、前記第１及び第２モータのうち他方のモータの回転数が回転数閾値を超えることを条件に、前記エンジンを始動するように前記エンジン始動手段を制御する制御工程を備える。
【００２４】
本発明の駆動制御方法によれば、上述した本発明の駆動制御装置と同様に、エンジン制御用のモータの機能が低下したことに起因する退避走行時に、エンジン制御用のモータが過回転状態となることを防止することができる。
【００２５】
尚、本発明の駆動制御方法においても、上述した本発明の駆動制御装置と同様の各種態様を採ることが可能である。
【００２６】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る駆動制御装置が搭載される車両の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るエンジン及びモータ・ジェネレータの各々の回転数を示す共線図である。
【図３】本発明の実施形態に係るＥＣＵが実行する過回転防止処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る駆動制御装置の実施形態について、図１乃至図３を参照して説明する。
【００２９】
先ず、本実施形態に係る駆動制御装置が搭載される車両について、図１を参照して説明する。ここに、図１は、本実施形態に係る駆動制御装置が搭載される車両の構成を示すブロック図である。
【００３０】
図１において、車両１は、エンジン１１、第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）１２、第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）１３、動力分配機構１４及びＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１５を備えて構成されている。ここで、エンジン１１は、遊星歯車機構を有する動力分配機構１４の遊星キャリアの回転軸１４１に接続されており、第１モータ・ジェネレータ１２は、動力分配機構１４のサンギアの回転軸１４２に接続されており、第２モータ・ジェネレータ１３は、動力分配機構１４のリングギアの回転軸１４３に接続されている。
【００３１】
本実施形態において、第１モータ・ジェネレータ１２は、エンジン制御用のモータとして機能し、第２モータ・ジェネレータ１３は、車両１の駆動用のモータとして機能する。また、本実施形態に係る「第１モータ・ジェネレータ１２」及び「第２モータ・ジェネレータ１３」は、夫々、本発明に係る「第１モータ」及び「第２モータ」の一例である。
【００３２】
尚、動力分配機構１４において、遊星キャリアの回転軸１４１とサンギアの回転軸１４２とは同一軸上に配置されているが、図１では、便宜上、遊星キャリアの回転軸１４１及びサンギアの回転軸１４２の配置を実際とは異ならしめている。
【００３３】
駆動制御装置１００は、勾配センサ２１と、エンジン１１の回転数を検出する回転数センサ２２と、第１モータ・ジェネレータ１２の回転数を検出する回転数センサ２３と、第２モータ・ジェネレータ１３の回転数を検出する回転数センサ２４とを備えて構成されている。駆動装置１００は、更に、第１及び第２モータ・ジェネレータ１２及び１３のうち一方のモータ・ジェネレータにより車両が走行している際に、第１及び第２モータ・ジェネレータ１２及び１３のうち他方のモータ・ジェネレータの回転数が回転数閾値を超えることを条件に、エンジン１１を始動するＥＣＵ１５を備えて構成されている。
【００３４】
本実施形態に係る「勾配センサ２１」及び「ＥＣＵ１５」は、本発明に係る「降坂検出手段」の一例である。また、本実施形態に係る「ＥＣＵ１５」は、本発明に係る「エンジン始動手段」、「制御手段」、「判定手段」及び「機能低下検出手段」の一例である。本実施形態では、各種電子制御用のＥＣＵ１５を、駆動制御装置１００の一部として用いている。
【００３５】
次に、車両１が、第１モータ・ジェネレータ１２の機能が低下したことに起因する退避走行をしている際における、エンジン１１並びに第１及び第２モータ・ジェネレータ１２及び１３の各々の回転数について、図２を参照して説明する。ここに、図２は、本実施形態に係るエンジン及びモータ・ジェネレータの各々の回転数を示す共線図である。
【００３６】
尚、図２中における「＋」及び「−」は、回転方向を示している。即ち、「＋」及び「−」は、夫々、「正回転」及び「逆回転」を示している。また、図２中における「ｒ１」は、回転数閾値を示している。本実施形態に係る「回転数閾値」は、第１モータ・ジェネレータ１２が過回転状態となる値として設定されている。即ち、図２において、回転数閾値ｒ１よりも下側の領域が、第１モータ・ジェネレータ１２が過回転状態である領域である。
【００３７】
先ず、第１モータ・ジェネレータ１２の機能が低下した場合、該第１モータ・ジェネレータ１２によりエンジン１１を始動することができないため、ＥＣＵ１５は、第２モータ・ジェネレータ１３による退避走行モードへ移行するように車両１を制御する。尚、本実施形態では、車両１が平地を走行している際に、退避走行モードへ移行したものとする。
【００３８】
退避走行モードへ移行した際のエンジン１１等の回転数は、図２（ａ）のようになっている。図２（ａ）に示すように、第２モータ・ジェネレータ１３が回転することにより、エンジン１１が連れ回りする。
【００３９】
次に、車両１が平地から坂道へ移動し、車両１が該坂道を降るものとする。退避走行中に、車両１が坂道を降っている際のエンジン１１等の回転数は、図２（ｂ）のようになっている。即ち、車両１が坂道を降ることに起因して、車両１の速度が自然に増加するので、第２モータ・ジェネレータ１３の回転数が増加する。該第２モータ・ジェネレータ１３の回転数が増加することに起因して、連れ回りにより、エンジン１１及び第１モータ・ジェネレータ１２各々の回転数も増加する。ここで、第１モータ・ジェネレータ１２の回転数が回転数閾値ｒ１より大きくなった（即ち、第１モータ・ジェネレータ１２が過回転状態となった）ものとする。
【００４０】
ＥＣＵ１５は、第１モータ・ジェネレータ１２の過回転を防止するため、エンジン１１の回転数がファイアリング可能な回転数（即ち、エンジン１１を始動させることが可能なシリンダ内圧を得ることができる回転数）であることを条件に、エンジン１１を始動させるように、例えばイグニッションコイル、燃料噴射弁等を制御する。
【００４１】
退避走行中に、エンジン１１が始動された場合のエンジン１１等の回転数は、図２（ｃ）のようになっている。即ち、エンジン１１が始動することにより、エンジン１１の回転数が増加するので、第１モータ・ジェネレータ１２の回転数が減少する。この結果、第１モータ・ジェネレータ１２の過回転を防止することができる。加えて、過回転に起因して第１モータ・ジェネレータ１２が破損することによる二次的な不具合を防止することができる。更に、第１モータ・ジェネレータ１２の過回転に起因する、動力分配機構１４の遊星歯車機構の過回転を防止することができると共に、遊星歯車機構が破損することによる二次的な不具合も防止することができる。
【００４２】
次に、以上のように構成された駆動制御装置１００を搭載する車両１の走行中に、ＥＣＵ１５が実行する過回転防止処理について、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００４３】
図３において、先ず、ＥＣＵ１５は、第１モータ・ジェネレータ１２の機能が低下したか否かを判定する（ステップＳ１０１）。第１モータ・ジェネレータ１２の機能が低下したと判定された場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１５は、退避走行モードへ移行するように車両１を制御する（ステップＳ１０２）。他方、第１モータ・ジェネレータ１２の機能は低下していないと判定された場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、ＥＣＵ１５は処理を一旦終了する。
【００４４】
退避走行モードへ移行した後に、ＥＣＵ１５は、勾配センサ２１を介して路面の勾配を検出し、車両１が坂道を降っているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。車両１が坂道を降っていると判定された場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１５は、回転数センサ２３を介して第１モータ・ジェネレータ１２の回転数を検出する（ステップＳ１０４）。尚、ＥＣＵ１５は、回転数センサ２３を介して、常に、第１モータ・ジェネレータ１２の回転数を監視していてもよい。
【００４５】
続いて、ＥＣＵ１５は、検出された第１モータ・ジェネレータ１２の回転数が回転数閾値ｒ１を超えるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。第１モータ・ジェネレータ１２の回転数が回転数閾値を超えると判定された場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１５は、エンジン１１を始動させるように、例えばイグニッションコイル、燃料噴射弁等を制御する（ステップＳ１０６）。
【００４６】
他方、ステップＳ１０３の処理において、車両１が坂道を降っていないと判定された場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、及びステップＳ１０５の処理において、第１モータ・ジェネレータ１２の回転数が回転数閾値を超えないと判定された場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、ＥＣＵ１５は処理を一旦終了する。
【００４７】
尚、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う駆動制御装置及び方法もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４８】
１…車両、１１…エンジン、１２…第１モータ・ジェネレータ、１３…第２モータ・ジェネレータ、１４…動力分配機構、１５…ＥＣＵ、２１…勾配センサ、２２、２３、２４…回転数センサ、１００…駆動制御装置
【図１】
2010208398.tif 000003
【図２】
2010208398.tif 000004
【図３】
2010208398.tif 000005