(57)【要約】【課題】  モータ故障発生に基づき、正常走行から故障対応の走行モードへと移行するとき、遊星ギア機構のピニオンを過回転から保護することができるハイブリッド車両のギア保護制御装置を提供すること。【解決手段】  遊星ギア機構による動力分割機構TMの回転要素にエンジンＥと発電用の第１モータジェネレータMG1と駆動用の第２モータモータジェネレータMG2とが連結されたハイブリッド車両において、前記発電用の第１モータジェネレータMG1と前記駆動用の第２モータモータジェネレータMG2のうち一方のモータ故障発生に基づき、正常走行から故障モータを除いた動力源の動力により車両を駆動する走行モードへと移行するとき、前記遊星ギア機構による動力分割機構TMのピニオンPが過回転とならないように、前記故障モータを除いた動力源の回転数を制御するギア保護制御手段（図５）を設けた。【選択図】        図５
2006347240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊星ギア機構の回転要素にエンジンと発電用モータと駆動用モータとが連結されたハイブリッド車両において、
前記発電用モータと前記駆動用モータのうち一方のモータ故障発生に基づき、正常走行から故障モータを除いた動力源の動力により車両を駆動する走行モードへと移行するとき、前記遊星ギア機構のピニオンが過回転とならないように、前記故障モータを除いた動力源の回転数を制御するギア保護制御手段を設けたことを特徴とするハイブリッド車両のギア保護制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたハイブリッド車両のギア保護制御装置において、
前記ギア保護制御手段は、前記発電用モータの故障発生時、正常走行から前記駆動用モータの動力により車両を駆動する第１走行モードへと移行するとき、前記遊星ギア機構のピニオンが過回転とならないように、前記エンジンの回転数を制御することを特徴とするハイブリッド車両のギア保護制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載されたハイブリッド車両のギア保護制御装置において、
前記ギア保護制御手段は、前記駆動用モータの故障発生時、正常走行からエンジン動力により前記発電用モータを介して車両を駆動する第２走行モードへと移行するとき、前記遊星ギア機構のピニオンが過回転とならないように、前記エンジンの回転数を制御することを特徴とするハイブリッド車両のギア保護制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載されたハイブリッド車両のギア保護制御装置において、
前記ハイブリッド車両は、遊星ギア機構を単純遊星歯車組とし、単純遊星歯車組のピニオンを支持するキャリアにエンジンを連結し、サンギアに発電用モータを連結し、リングギアに駆動用モータと駆動輪を共に連結した駆動ユニットを備え、
前記ギア保護制御手段は、モータ故障発生に基づき正常走行から第１走行モードまたは第２走行モードへと移行するとき、前記単純遊星歯車組のピニオン回転数がピニオン回転数制限値を超えている場合、前記遊星ギア機構のピニオンが過回転とならない目標エンジン回転数を演算し、目標エンジン回転数を得るエンジン制御を実行することを特徴とするハイブリッド車両のギア保護制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊星ギア機構の回転要素にエンジンと発電用モータと駆動用モータとが連結されたハイブリッド車両のギア保護制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの動力を利用して発電できる発電用モータと車軸に動力を伝達できる駆動用モータとが遊星ギア機構を介して連結されているハイブリッド車両において、発電用モータが使用できなくなる故障が発生したときには、駆動用モータの動力で車両を駆動する走行（第１走行モード）となり、駆動用モータが使用できなくなる故障が発生したときには、エンジン動力を発電用モータを介して車両を駆動する走行（第２走行モード）になっていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−１５０６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来のハイブリッド車両にあっては、高車速で走行中に発電用モータが故障して第１走行モードの状態に移行する場合、あるいは、高車速で走行中に駆動用モータが故障して第２走行モードの状態に移行する場合、遊星ギア機構のピニオンが過回転となり、ピニオンの保護ができないことがある、という問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、モータ故障発生に基づき、正常走行から故障対応の走行モードへと移行するとき、遊星ギア機構のピニオンを過回転から保護することができるハイブリッド車両のギア保護制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明におけるハイブリッド車両のギア保護制御装置では、遊星ギア機構の回転要素にエンジンと発電用モータと駆動用モータとが連結されたハイブリッド車両において、
前記発電用モータと前記駆動用モータのうち一方のモータ故障発生に基づき、正常走行から故障モータを除いた動力源の動力により車両を駆動する走行モードへと移行するとき、前記遊星ギア機構のピニオンが過回転とならないように、前記故障モータを除いた動力源の回転数を制御するギア保護制御手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明のハイブリッド車両のギア保護制御装置にあっては、発電用モータと駆動用モータのうち一方のモータ故障発生に基づき、正常走行から故障モータを除いた動力源の動力により車両を駆動する走行モードへと移行するとき、ギア保護制御手段において、遊星ギア機構のピニオンが過回転とならないように、故障モータを除いた動力源の回転数が制御される。例えば、正常走行から故障対応の走行モードへと移行するとき、自律回転に任せていたエンジンの回転数を、ピニオンが過回転とならない目標エンジン回転数となるように制御することで、ピニオン回転数が制限値を超過してしまうことを防止することができる。この結果、モータ故障発生に基づき、正常走行から故障対応の走行モードへと移行するとき、遊星ギア機構のピニオンを過回転から保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明のハイブリッド車両のギア保護制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、ハイブリッド車両の駆動系構成を説明する。
図１は実施例１のギア保護制御装置が適用されたハイブリッド車両の駆動系を示す全体システム図である。実施例１におけるハイブリッド車両の駆動系は、図１に示すように、エンジンＥと、第１モータジェネレータMG1（発電用モータ）と、第２モータジェネレータMG2（駆動用モータ）と、出力スプロケットOS、動力分割機構TM（遊星ギア機構）と、を有する。
【０００９】
前記エンジンＥは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。
【００１０】
前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2は、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、パワーコントロールユニット３により作り出された三相交流を印加することによりそれぞれ独立に制御される。
前記両モータジェネレータMG1,MG2は、バッテリ４からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし（以下、この状態を「力行」と呼ぶ）、ロータが外力により回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ４を充電することもできる（以下、この状態を「回生」と呼ぶ）。
【００１１】
前記動力分割機構TMは、サンギアSと、ピニオンPと、リングギアRと、ピニオンキャリアPCと、を有する単純遊星歯車により構成されている。そして、単純遊星歯車の３つの回転要素（サンギアS、リングギアR、ピニオンキャリアPC）に対する入出力部材の連結関係について説明する。前記サンギアSには、第１モータジェネレータMG1が連結されている。前記リングギアRには、第２モータジェネレータMG2と出力スプロケットOSとが連結されている。前記ピニオンキャリアPCには、エンジンダンパEDを介してエンジンＥが連結されている。なお、前記出力スプロケットOSは、チェーンベルトCBや図外のディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右前輪に連結されている。
【００１２】
上記連結関係により、図４に示す共線図上において、第１モータジェネレータMG1（サンギアS）、エンジンＥ（ピニオンキャリアPC）、第２モータジェネレータMG2及び出力スプロケットOS（リングギアR）の順に配列され、単純遊星歯車の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデル（３つの回転数が必ず直線で結ばれる関係）を導入することができる。
ここで、「共線図」とは、差動歯車のギア比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数（回転速度）をとり、横軸に各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギアSとリングギアRの歯数比λに基づき、(S〜PC)：(PC〜R)の長さの比を１：λになるように配置したものである。
【００１３】
次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。
実施例１におけるハイブリッド車両の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、パワーコントロールユニット３（強電ユニット）と、バッテリ４（二次電池）と、ブレーキコントローラ５と、統合コントローラ６と、を有して構成されている。
【００１４】
前記統合コントローラ６には、アクセル開度センサ７と、車速センサ８と、エンジン回転数センサ９と、第１モータジェネレータ回転数センサ１０と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１と、第２モータジェネレータトルクセンサ２７と、から入力情報がもたらされる。なお、車速センサ８と第２モータジェネレータ回転数センサ１１は、同じ動力分割機構TMの出力回転数を検出するもであるため、車速センサ８を省略し、第２モータジェネレータ回転数センサ１１からのセンサ信号を車速信号として用いても良い。
【００１５】
前記ブレーキコントローラ５には、前左車輪速センサ１２と、前右車輪速センサ１３と、後左車輪速センサ１４と、後右車輪速センサ１５と、操舵角センサ１６と、マスタシリンダ圧センサ１７と、ブレーキストロークセンサ１８と、横加速度センサ２８と、から入力情報がもたらされる。
【００１６】
前記エンジンコントローラ１は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APとエンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neを入力する統合コントローラ６からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。
【００１７】
前記モータコントローラ２は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ１０，１１からのモータジェネレータ回転数N1,N2を入力する統合コントローラ６からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、第１モータジェネレータMG1のモータ動作点（N1,T1）と、第２モータジェネレータMG2のモータ動作点（N2,T2）と、をそれぞれ独立に制御する指令をパワーコントロールユニット３へ出力する。なお、このモータコントローラ２は、バッテリ４の充電状態をあらわすバッテリS.O.Cの情報を用いる。
【００１８】
前記パワーコントロールユニット３は、より少ない電流で両モータジェネレータMG1,MG2への電力供給が可能な電源系高電圧による強電ユニットを構成するもので、ジョイントボックスと、昇圧コンバータと、駆動モータ用インバータと、発電ジェネレータ用インバータと、コンデンサと、を有する。前記第２モータジェネレータMG2のステータコイルには、駆動モータ用インバータが接続される。前記第１モータジェネレータMG1のステータコイルには、発電ジェネレータ用インバータが接続される。また、前記ジョイントボックスには、力行時に放電し回生時に充電するバッテリ４が接続される。
【００１９】
前記ブレーキコントローラ５は、低μ路制動時や急制動時等において、４輪のブレーキ液圧を独立に制御するブレーキ液圧ユニット１９への制御指令によりＡＢＳ制御を行い、また、エンジンブレーキやフットブレーキによる制動時、統合コントローラ６への制御指令とブレーキ液圧ユニット１９への制御指令を出すことで回生ブレーキ協調制御を行う。このブレーキコントローラ５には、各車輪速センサ１２，１３，１４，１５からの車輪速情報や、操舵角センサ１６からの操舵角情報や、マスタシリンダ圧センサ１７やブレーキストロークセンサ１８からの制動操作量情報が入力される。そして、これらの入力情報に基づいて、所定の演算処理を実行し、その処理結果による制御指令を統合コントローラ６とブレーキ液圧ユニット１９へ出力する。なお、前記ブレーキ液圧ユニット１９には、前左車輪ホイールシリンダ２０と、前右車輪ホイールシリンダ２１と、後左車輪ホイールシリンダ２２と、後右車輪ホイールシリンダ２３と、が接続されている。
【００２０】
前記統合コントローラ６は、車両全体の消費エネルギを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、加速走行時等において、エンジンコントローラ１への制御指令によりエンジン動作点制御を行い、また、停止時や走行時や制動時等において、モータコントローラ２への制御指令によりモータジェネレータ動作点制御を行う。この統合コントローラ６には、各センサ７，８，９，１０，１１からのアクセル開度APと車速VSPとエンジン回転数Neと第１モータジェネレータ回転数N1と第２モータジェネレータ回転数N2とが入力される。そして、これらの入力情報に基づいて、所定の演算処理を実行し、その処理結果による制御指令をエンジンコントローラ１とモータコントローラ２へ出力する。なお、統合コントローラ６とエンジンコントローラ１、統合コントローラ６とモータコントローラ２、統合コントローラ６とブレーキコントローラ５は、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線２４，２５，２６により接続されている。
【００２１】
次に、駆動力性能について説明する。
実施例１のハイブリッド車両の駆動力は、図２(b)に示すように、エンジン直接駆動力（エンジン総駆動力から発電機駆動分を差し引いた駆動力）とモータ駆動力（両モータジェネレータMG1,MG2の総和による駆動力）との合計で示される。その最大駆動力の構成は、図２(a)に示すように、低い車速ほどモータ駆動力が多くを占める。このように、変速機を持たず、エンジンＥの直接駆動力と電気変換したモータ駆動力を加えて走行させることから、低速から高速まで、定常運転のパワーの少ない状態からアクセルペダル全開のフルパワーまで、ドライバの要求駆動力に対しシームレスに応答良く駆動力をコントロールすることができる（トルク・オン・デマンド）。
そして、実施例１のハイブリッド車両では、動力分割機構TMを介し、エンジンＥと両モータジェネレータMG1,MG2と左右前輪（駆動輪）とがクラッチ無しで繋がっている。また、上記のように、エンジンパワーの大部分を発電機で電気エネルギに変換し、高出力かつ高応答のモータで車両を走らせている。このため、例えば、アイスバーン等の滑りやすい路面での走行時において、駆動輪のスリップやブレーキ時の駆動輪のロック等で車両の駆動力が急変する場合、過剰電流からのパワーコントロールユニット３の部品保護、あるいは、動力分割機構TMのピニオン過回転からの部品保護を行う必要がある。これに対し、高出力・高応答のモータ特性を活かし、部品保護の機能から発展させて、駆動輪の駆動スリップを瞬時に検出し、そのグリップを回復させ、車両を安全に走らせるためのトラクション制御を採用している。
【００２２】
次に、制動力性能について説明する。
実施例１のハイブリッド車両では、エンジンブレーキやフットブレーキによる制動時には、モータとして作動している第２モータジェネレータMG2を、ジェネレータ（発電機）として作動させることにより、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換してバッテリ４に回収し、再利用する回生ブレーキシステムを採用している。
この回生ブレーキシステムでの一般的な回生ブレーキ協調制御は、図３(a)に示すように、ブレーキペダル踏み込み量に対し要求制動力を算出し、要求制動力に大きさにかかわらず、算出された要求制動力を回生分と油圧分とで分担することで行われる。
これに対し、実施例１のハイブリッド車両で採用している回生ブレーキ協調制御は、図３(b)に示すように、ブレーキペダル踏み込み量に対し要求制動力を算出し、算出された要求制動力に対し回生ブレーキを優先し、回生分で賄える限りは油圧分を用いることなく、最大限まで回生分の領域を拡大している。これにより、特に加減速を繰り返す走行パターンにおいて、エネルギ回収効率が高く、より低い車速まで回生制動によるエネルギの回収を実現している。
【００２３】
次に、車両モードについて説明する。
実施例１のハイブリッド車両での車両モードとしては、図４の共線図に示すように、「停車モード」、「発進モード」、「エンジン始動モード」、「定常走行モード」、「加速モード」を有する。
「停車モード」では、図４(a)に示すように、エンジンＥと発電機MG1とモータMG2は止まっている。「発進モード」では、図４(b)に示すように、モータMG2のみの駆動で発進する。「エンジン始動モード」では、図４(c)に示すように、エンジンスタータとしての機能を持つ発電機MG1によって、サンギアSが回ってエンジンＥを始動する。「定常走行モード」では、図４(d)に示すように、主にエンジンＥにて走行し、効率を高めるために発電を最小にする。「加速モード」では、図４(e)に示すように、エンジンＥの回転数を上げると共に、発電機MG1による発電を開始し、その電力とバッテリ４の電力を使ってモータMG2の駆動力を加え、加速する。
なお、後退走行は、図４(d)に示す「定常走行モード」において、エンジンＥの回転数上昇を抑えたままで、発電機MG1の回転数を上げると、モータMG2の回転数が負側に移行し、後退走行を達成することができる。
【００２４】
始動時は、イグニッションキーを回すとエンジンＥが始動し、エンジンＥを暖機した後、直ぐにエンジンＥは停止する。発進時や軽負荷時は、発進時やごく低速で走行する緩やかな坂を下るときなどは、エンジン効率の悪い領域は燃料をカットし、エンジンは停止してモータMG2により走行する。通常走行時は、エンジンＥの駆動力は、動力分割機構TMにより一方は車輪を直接駆動し、他方は発電機MG1を駆動し、モータMG2をアシストする。全開加速時は、バッテリ４からパワーが供給され、さらに、駆動力を追加する。減速時や制動時には、車輪がモータMG2を駆動し、発電機として作用することで回生発電を行う。回収した電気エネルギはバッテリ４に蓄えられる。バッテリ４の充電量が少なくなると、発電機MG1をエンジンＥにより駆動し、充電を開始する。車両停止時には、エアコン使用時やバッテリ充電時等を除き、エンジンＥを自動的に停止する。
【００２５】
次に、作用を説明する。
［ギア保護制御処理］
図５は実施例１の統合コントローラ６にて実行されるギア保護制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（ギア保護制御手段）。
なお、「走行１」とは、第１モータジェネレータMG1（発電用モータ）の故障発生時、正常走行から第２モータジェネレータMG2（駆動用モータ）の動力により車両を駆動する第１走行モードをいう。
また、「走行２」とは、第２モータジェネレータMG2（駆動用モータ）の故障発生時、正常走行からエンジンＥの動力により第１モータジェネレータMG1を介して車両を駆動する第２走行モードをいう。
【００２６】
ステップＳ１では、第１モータジェネレータMG1の故障をあらわす走行１フラグがONであるか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ２へ移行し、Noの場合はステップＳ５へ移行する。
【００２７】
ステップＳ２では、ステップＳ１での走行１フラグがONであるとの判断に続き、ピニオン回転数絶対値｜Np｜がピニオン回転数制限値Nplimを超えているか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ３へ移行し、Noの場合はステップＳ４へ移行する。
【００２８】
ステップＳ３では、ステップＳ２での｜Np｜>Nplimであるとの判断に続き、ピニオンPが過回転とならない目標エンジン回転数Netagを演算し、目標エンジン回転数Netagを得る指令をエンジンコントローラ１に出力し、ステップＳ１へ戻る。
ここで、「目標エンジン回転数Netag」は、
Netag＝Nr−Gp/Gr×Nplim
但し、Nr：リングギア回転数、Gp：ピニオン歯数、Gr：リングギア歯数、Nplim：ピニオン回転数制限値
の式により求められる。
【００２９】
ステップＳ４では、ステップＳ２での｜Np｜≦Nplimであるとの判断に続き、従来の走行１制御、つまり、エンジンＥは自律回転に任せ、第２モータジェネレータMG2の動力により車両を駆動する第１走行モードでの制御を実行する。
【００３０】
ステップＳ５では、ステップＳ１での走行１フラグがOFFとの判断に続き、第２モータジェネレータMG2の故障をあらわす走行２フラグがONであるか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ６へ移行し、Noの場合はステップＳ９へ移行する。
【００３１】
ステップＳ６では、ステップＳ５での走行２フラグがONであるとの判断に続き、ピニオン回転数絶対値｜Np｜がピニオン回転数制限値Nplimを超えているか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ７へ移行し、Noの場合はステップＳ８へ移行する。
【００３２】
ステップＳ７では、ステップＳ６での｜Np｜>Nplimであるとの判断に続き、ピニオンPが過回転とならない目標エンジン回転数Netagを演算し、目標エンジン回転数Netagを得る指令をエンジンコントローラ１に出力し、ステップＳ１へ戻る。
ここで、「リングギア回転数Nr」は、
Nr＝(1+Gs/Gr)×Nc−Gs/Gr×Ns
「目標エンジン回転数Netag」は、
Netag＝Nr−Gp/Gr×Nplim
但し、Nr：リングギア回転数、Nc：キャリア回転数、Ns：サンギア回転数、Gp：ピニオン歯数、Gr：リングギア歯数、Gs：サンギア歯数、Nplim：ピニオン回転数制限値
の式により求められる。
【００３３】
ステップＳ８では、ステップＳ６での｜Np｜≦Nplimであるとの判断に続き、従来の走行２制御、つまり、エンジンＥは自律回転に任せ、エンジンＥの動力により第１モータジェネレータMG1を介して車両を駆動する第２走行モードでの制御を実行する。
【００３４】
ステップＳ９では、ステップＳ５での走行２フラグがOFFであるとの判断に続き、上記図４に基づいて説明した各走行モードによる従来の走行制御が実行される。
【００３５】
［背景技術］
図６はリングギア回転数とキャリア回転数とサンギア回転数の関係を示す共線図であり、図６の(1)の直線が故障発生直前の状態、(2)の直線が故障発生直後の状態、(3)の直線が(1)の状態から故障が発生し、実施例１のエンジン制御を適用した場合の状態を示している。
ピニオン回転数Npは、
Np＝Gr/Gp×(Nr-Nc)＝Gs/Gp×(Ns-Nc)
の式で表され、リングギア回転数Nrとキャリア回転数Ncとの差(Nr-Nc)、及び、サンギア回転数Nsとキャリア回転数Ncとの差(Ns-Nc)に依存する。
【００３６】
発電用モータである第１モータジェネレータMG1が使用できない故障が発生し、正常走行から第２モータジェネレータMG2の動力により車両を駆動する第１走行モードへ移行する場合、従来はエンジンを自律回転させているのでエンジン回転数が低下し、図６の(1)の状態から(2)の状態に移行する。このときリングギア回転数Nrとキャリア回転数Ncとの差が、(Nr1-Nc1)から(Nr2-Nc2)へと変化して大きくなり、上記ピニオン回転数Npの式からも明らかなように、ピニオン回転数Npが制限値を超過することがある。
【００３７】
また、駆動用モータである第２モータジェネレータMG2が使用できない故障が発生し、正常走行からエンジンＥの動力により第１モータジェネレータMG1を介して車両を駆動する第２走行モードへ移行する場合、従来はエンジンを自律回転させると共に、発電用モータである第１モータジェネレータMG1が出力するトルクを増大させる。このときエンジン軸への負荷が急増するため、エンジン回転数が低下し、図６の(1)の状態から(2)の状態に移行する。このときリングギア回転数Nrとキャリア回転数Ncとの差が、(Nr1-Nc1)から(Nr2-Nc2)へと変化して大きくなり、上記ピニオン回転数Npの式からも明らかなように、ピニオン回転数Npが制限値を超過することがある。
【００３８】
［ギア保護制御作用］
発電用モータである第１モータジェネレータMG1が使用できない故障が発生し、正常走行から第２モータジェネレータMG2の動力により車両を駆動する第１走行モードへ移行する場合、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２へと進み、ステップＳ２において、｜Np｜>Nplimであると判断された場合には、ステップＳ３へ進み、ピニオンPが過回転とならない目標エンジン回転数Netagが演算され、この目標エンジン回転数Netagを得る指令がエンジンコントローラ１に出力される。また、ステップＳ２において、｜Np｜≦Nplimであると判断された場合には、ステップＳ４へ進み、エンジンＥの回転数制御を行わない従来の走行１制御が実行される。
このように、第１モータジェネレータMG1の故障により第１走行モードへ移行する時は、エンジン回転数を制御することで、図６の(1)の状態から(3)の状態に移行する。このときリングギア回転数Nrとキャリア回転数Ncとの差が、(Nr1-Nc1)から(Nr3-Nc3)へと変化してその変化幅が小さくなり、ピニオン回転数Npが制限値を超過する過回転状態となることが確実に防止される。
【００３９】
また、駆動用モータである第２モータジェネレータMG2が使用できない故障が発生し、正常走行からエンジンＥの動力により第１モータジェネレータMG1を介して車両を駆動する第２走行モードへ移行する場合、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ５→ステップＳ６へと進み、ステップＳ６において、｜Np｜>Nplimであると判断された場合には、ステップＳ７へ進み、ピニオンPが過回転とならない目標エンジン回転数Netagが演算され、この目標エンジン回転数Netagを得る指令がエンジンコントローラ１に出力される。また、ステップＳ６において、｜Np｜≦Nplimであると判断された場合には、ステップＳ８へ進み、エンジンＥの回転数制御を行わない従来の走行２制御が実行される。
このように、第２モータジェネレータMG2の故障により第２走行モードへ移行する時は、エンジン回転数を制御することで、図６の(1)の状態から(3)の状態に移行する。このときリングギア回転数Nrとキャリア回転数Ncとの差が、(Nr1-Nc1)から(Nr3-Nc3)へと変化してその変化幅が小さくなり、ピニオン回転数Npが制限値を超過する過回転状態となることが確実に防止される。
【００４０】
次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車両のギア保護制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００４１】
(1) 遊星ギア機構による動力分割機構TMの回転要素にエンジンＥと発電用の第１モータジェネレータMG1と駆動用の第２モータモータジェネレータMG2とが連結されたハイブリッド車両において、前記発電用の第１モータジェネレータMG1と前記駆動用の第２モータモータジェネレータMG2のうち一方のモータ故障発生に基づき、正常走行から故障モータを除いた動力源の動力により車両を駆動する走行モードへと移行するとき、前記遊星ギア機構による動力分割機構TMのピニオンPが過回転とならないように、前記故障モータを除いた動力源の回転数を制御するギア保護制御手段（図５）を設けたため、モータ故障発生に基づき、正常走行から故障対応の走行モードへと移行するとき、遊星ギア機構のピニオンPを過回転から保護することができる。
【００４２】
(2) 前記ギア保護制御手段は、前記発電用の第１モータジェネレータMG1の故障発生時、正常走行から前記駆動用の第２モータモータジェネレータMG2の動力により車両を駆動する第１走行モードへと移行するとき、前記遊星ギア機構による動力分割機構TMのピニオンPが過回転とならないように、前記エンジンＥの回転数を制御するため、エンジンの自律による回転数低下を原因として遊星ギア機構のピニオンPが制限値を超過することを確実に防止できる。
【００４３】
(3) 前記ギア保護制御手段は、前記駆動用の第２モータモータジェネレータMG2の故障発生時、正常走行からエンジン動力により前記発電用の第１モータモータジェネレータMG1を介して車両を駆動する第２走行モードへと移行するとき、前記遊星ギア機構による動力分割機構TMのピニオンPが過回転とならないように、前記エンジンＥの回転数を制御するため、エンジンの自律回転と共に、第１モータジェネレータMG1の出力トルク増大を原因として遊星ギア機構のピニオンPが制限値を超過することを確実に防止できる。
【００４４】
(4) 前記ハイブリッド車両は、動力分割機構TMの遊星ギア機構を単純遊星歯車組とし、単純遊星歯車組のピニオンPを支持するキャリアPCにエンジンＥを連結し、サンギアSに発電用の第１モータジェネレータMG1を連結し、リングギアRに駆動用の第２モータジェネレータMG2と駆動輪を共に連結した駆動ユニットを備え、前記ギア保護制御手段は、モータ故障発生に基づき正常走行から第１走行モードまたは第２走行モードへと移行するとき、前記単純遊星歯車組のピニオン回転数Npがピニオン回転数制限値Nplimを超えている場合、前記遊星ギア機構のピニオンPが過回転とならない目標エンジン回転数Netagを演算し、目標エンジン回転数Netagを得るエンジン制御を実行するため、走行抵抗の変化によっても直ちにピニオンPが過回転となりやすいシステムでありながら、ピニオン回転数Npを監視するエンジン回転数制御とすることで、遊星ギア機構のピニオンPを過回転から保護することができる。
【００４５】
以上、本発明のハイブリッド車両のギア保護制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００４６】
実施例１では、ギア保護制御手段として、正常走行から第１走行モードまたは第２走行モードへと移行するとき、エンジン回転数を制御する例を示したが、正常走行から第１走行モードへ移行するときはエンジン回転数と駆動用モータ回転数のうち少なくとも一方の回転数を制御するようにしても良いし、正常走行から第２走行モードへ移行するときはエンジン回転数と発電用モータ回転数のうち少なくとも一方の回転数を制御するようにしても良い。要するに、ギア保護制御手段としては、発電用モータと駆動用モータのうち一方のモータ故障発生に基づき、正常走行から故障モータを除いた動力源の動力により車両を駆動する走行モードへと移行するとき、遊星ギア機構のピニオンが過回転とならないように、故障モータを除いた動力源の回転数を制御する手段であれば本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
実施例１では、１つのエンジンと２つのモータジェネレータと動力分割機構を備えた前輪駆動によるハイブリッド車両への適用例を示したが、要するに、遊星ギア機構の回転要素にエンジンと発電用モータと駆動用モータとが連結されたハイブリッド車両であれば適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施例１のギア保護制御装置が適用されたハイブリッド車両を示す全体システム図である。
【図２】実施例１のギア保護制御装置が適用されたハイブリッド車両における駆動力性能特性図と駆動力概念図である。
【図３】実施例１のギア保護制御装置が適用されたハイブリッド車両における回生協調による制動力性能をあらわす対比特性図である。
【図４】実施例１のギア保護制御装置が適用されたハイブリッド車両における各車両モードを示す共線図である。
【図５】実施例１の統合コントローラにて実行されるギア保護制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】故障発生直前の状態(1)と故障発生直後の状態(2)と実施例１のエンジン制御を適用した場合の状態(3)におけるリングギア回転数とキャリア回転数とサンギア回転数の関係を示す共線図である。
【符号の説明】
【００４９】
Ｅ  エンジン
MG1  第１モータジェネレータ（発電用モータ）
MG2  第２モータジェネレータ（駆動用モータ）
OS  出力スプロケット
TM  動力分割機構（遊星ギア機構）
１  エンジンコントローラ
２  モータコントローラ
３  パワーコントロールユニット
４  バッテリ
５  ブレーキコントローラ
６  統合コントローラ
７  アクセル開度センサ
８  車速センサ
９  エンジン回転数センサ
１０  第１モータジェネレータ回転数センサ
１１  第２モータジェネレータ回転数センサ
１２  前左車輪速センサ
１３  前右車輪速センサ
１４  後左車輪速センサ
１５  後右車輪速センサ
１６  操舵角センサ
１７  マスタシリンダ圧センサ
１８  ブレーキストロークセンサ
１９  ブレーキ液圧ユニット
２０  前左車輪ホイールシリンダ
２１  前右車輪ホイールシリンダ
２２  後左車輪ホイールシリンダ
２３  後右車輪ホイールシリンダ
２７  第２モータジェネレータトルクセンサ
２８  横加速度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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