(57)【要約】【課題】車両がオーバードライブ状態で走行中にピニオンギヤに焼付きが発生した場合でも、運転者が減速感を覚えることを回避すること。【解決手段】エンジンと、ＭＧ１と、ＭＧ２と、複数のピニオンギヤを保持してエンジンに連結したキャリア、ＭＧ１に連結したサンギヤ、および出力軸にトルクを出力するリングギヤを有し、エンジンの動力をＭＧ１側と出力軸側とに分配する遊星歯車機構を有する動力分配機構と、係合／解放状態を切替可能で、係合状態でサンギヤを０回転に固定、または共線図上でサンギヤＳとキャリアＣとの間に設ける第２サンギヤＳ２を０回転に固定可能なブレーキ部と、ピニオンギヤの自転の０回転を検出する検出手段とを備え、ブレーキ部を係合させてオーバードライブ状態で駆動可能なＨＶ車両を制御する車両制御装置であって、オーバードライブ状態中にピニオンギヤの自転が０回転であることが検出されたら、ブレーキ部を解放状態にする。【選択図】図４
2018030413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
第１電動機と、
前記エンジンと別軸上に配置され、駆動輪の出力軸に動力を出力する第２電動機と、
複数のピニオンギヤを公転可能および自転可能に保持しつつ前記エンジンに連結されたキャリア、前記第１電動機に連結されたサンギヤ、および前記出力軸にトルクを出力するリングギヤを有し、前記エンジンが出力した動力を前記第１電動機の側と前記出力軸の側とに分配する動力分配機構と、
係合状態と解放状態とを選択的に切り替え可能であって、前記係合状態の場合に、前記サンギヤを０回転に固定可能、または共線図上において前記サンギヤと前記キャリアとの間に設けられる追加回転要素を０回転に固定可能に構成された固定手段と、
前記ピニオンギヤの自転が０回転であることを検出可能な検出手段と、を備え、
前記固定手段が係合状態の場合で前記出力軸の回転数が前記解放状態の場合と同じ場合に、前記エンジンの回転数が増加されて前記出力軸に伝達されるオーバードライブ状態の駆動が可能なハイブリッド車両を制御する車両制御装置であって、
前記固定手段が係合状態であって、前記オーバードライブ状態で駆動中に、前記検出手段によって前記ピニオンギヤの自転が０回転であることが検出された場合、前記固定手段を解放状態に制御する制御手段を備える
ことを特徴とする車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンおよびモータを駆動力源として備え、一方向への回転が許容され、他方向への回転を固定したり解放したりできる固定要素としてセレクタブルワンウェイクラッチ（ＳＯＷＣ）を搭載したハイブリッド車両（ＨＶ車両）が知られている。例えば特許文献１には、共線図においてサンギヤとキャリアとの間に追加回転要素としてＳＯＷＣが設けられ、固定要素としても機能するＳＯＷＣを回転が停止するロック状態にすることで、ＯＤ（オーバードライブ）状態での走行が可能なＨＶ車両が開示されている。また、特許文献１には、シングルピニオン式およびダブルピニオン式の遊星歯車機構が記載され、これらの遊星歯車機構におけるキャリアやリングギヤがＳＯＷＣによって固定状態に制御される。すなわち、ＨＶ車両において、エンジンから出力された動力が駆動輪に伝達される際に、ＳＯＷＣがシングルピニオン式またはダブルピニオン式の遊星歯車機構におけるキャリアまたはリングギヤを固定することによって遊星歯車機構を増速機として機能させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−７７８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来技術においては、遊星歯車機構におけるピニオンギヤに焼付きが発生すると、ピニオンギヤの回転軸が固着してピニオンギヤが自転しなくなる。ピニオンギヤの自転不能状態において、ＳＯＷＣなどの固定要素がロック状態である場合、ピニオンギヤの自転が０回転になることに連動して、出力軸の回転数が急速に低下する現象が生じる。これにより、運転者が減速感を覚えるという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、車両がオーバードライブ状態で走行中にピニオンギヤに焼付きが発生した場合であっても、運転者が減速感を覚えることを回避できる車両制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明に係る車両制御装置は、エンジンと、第１電動機と、前記エンジンと別軸上に配置され、駆動輪の出力軸に動力を出力する第２電動機と、複数のピニオンギヤを公転可能および自転可能に保持しつつ前記エンジンに連結されたキャリア、前記第１電動機に連結されたサンギヤ、および前記出力軸にトルクを出力するリングギヤを有し、前記エンジンが出力した動力を前記第１電動機の側と前記出力軸の側とに分配する動力分配機構と、係合状態と解放状態とを選択的に切り替え可能であって、前記係合状態の場合に、前記サンギヤを０回転に固定可能、または共線図上において前記サンギヤと前記キャリアとの間に設けられる追加回転要素を０回転に固定可能に構成された固定手段と、前記ピニオンギヤの自転が０回転であることを検出可能な検出手段と、を備え、前記固定手段が係合状態の場合で前記出力軸の回転数が前記解放状態の場合と同じ場合に、前記エンジンの回転数が増加されて前記出力軸に伝達されるオーバードライブ状態の駆動が可能なハイブリッド車両を制御する車両制御装置であって、前記固定手段が係合状態であって、前記オーバードライブ状態で駆動中に、前記検出手段によって前記ピニオンギヤの自転が０回転であることが検出された場合、前記固定手段を解放状態に制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る車両制御装置によれば、車両がオーバードライブ状態で走行中にピニオンギヤに焼付きが発生した場合であっても、運転者が減速感を覚えることを回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態によるハイブリッド車両の構成を示すスケルトン図である。
【図２】図２は、ＨＶ車両におけるＯＤロック走行モードでの共線図の一例である。
【図３】図３は、ＯＤロック走行モードにおいて異常が発生した場合におけるブレーキ部の係合状態および解放状態と車両の車速とを示すグラフである。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態による車両制御装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態による制御方法に従ったＨＶ車両における共線図の一例である。
【図６】図６は、ＯＤロック走行モードにおいて異常が発生した場合における、第１の実施形態の制御方法によるブレーキ部の係合状態および解放状態と、車両の車速とを示すグラフである。
【図７】図７は、本発明の第２の実施形態によるハイブリッド車両の構成を示すスケルトン図である。
【図８】図８は、ＨＶ車両におけるＭＧ１ロックロック走行モードでの共線図の一例である。
【図９】図９は、ＭＧ１ロック走行モードにおいて異常が発生した場合におけるブレーキ部の係合状態および解放状態と車両の車速とを示すグラフである。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施形態による車両制御装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本発明の第２の実施形態による制御方法に従ったＨＶ車両における共線図の一例である。
【図１２】図１２は、ＭＧ１ロック走行モードにおいて異常が発生した場合における、第２の実施形態の制御方法によるブレーキ部の係合状態および解放状態と、車両の車速とを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する実施形態によって限定されるものではない。
【００１０】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態による車両について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態によるハイブリッド車両の構成を示す。
【００１１】
図１に示すように、第１の実施形態によるＨＶ車両Ｖｅは、いわゆる機械分配式２モータ型と称されるハイブリッド車両である。ＨＶ車両Ｖｅは、内燃機関としてのエンジン１、第１電動機としての第１モータＭＧ１、第２電動機としての第２モータＭＧ２、および動力分配機構２０を備える。動力源に相当するエンジン１は、ダンパ５０を介して動力分配機構２０に連結されている。エンジン１からは、出力軸１ａにエンジン回転数ＮAでトルクが出力され、ダンパ５０を介して出力軸２に出力軸回転数Ｎoでトルクが伝達される。ダンパ５０は、リミッタ機構５１を有し、リミッタ機構５１における滑りを検出可能な検出手段としての滑り検出部５１ａを備える。
【００１２】
第１モータＭＧ１は、動力分配機構２０に連結されている。動力分配機構２０の出力軸３には、出力軸３の駆動トルクまたはブレーキ力のアシストを行うための動力源となる第２モータＭＧ２が連結されている。第２モータＭＧ２は、第２モータ変速部６を介して出力軸３に接続されている。出力軸３は最終減速機８を介して駆動輪９に連結されている。
【００１３】
第１モータＭＧ１および第２モータＭＧ２は、インバータ３１、コンバータ３２，３４、およびＨＶバッテリ３３を有する電源ユニット３０を介して、直接的または間接的に補機バッテリ３５に電気的に接続されている。これにより、第１モータＭＧ１が生成した電力によって、第２モータＭＧ２を駆動可能に構成される。
【００１４】
エンジン１は、燃料を燃焼して動力を発生する熱機関であり、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどが挙げられる。第１モータＭＧ１は、エンジン１からトルクを受けて回転することにより主として発電を行うジェネレータであり、発電に伴うトルクの反力が作用する。第１モータＭＧ１の回転数を制御することによって、エンジン１の回転数が連続的に変化する。
【００１５】
第２モータＭＧ２は、駆動トルクまたはブレーキ力を補助（アシスト）する装置である。駆動トルクをアシストする場合、第２モータＭＧ２は電力の供給を受けて電動機として機能する。一方、ブレーキ力をアシストする場合、第２モータＭＧ２は駆動輪９から伝達されるトルクによって回転されて電力を発生する発電機として機能する。
【００１６】
動力分配機構２０は、エンジン１の出力トルクを第１モータＭＧ１と出力軸３とに分配する機構であり、差動作用を生じるように構成されている。具体的には複数組の差動機構を備え、互いに差動作用を生じる４つの回転要素のうち、第１の回転要素にダンパ５０を介してエンジン１が連結され、第２の回転要素に第１モータＭＧ１が連結され、第３の回転要素に出力軸３が連結される。追加回転要素としての第４の回転要素は、固定手段としてのブレーキ部７により固定可能となっている。ブレーキ部７は、例えば、複数のドグ歯を有する係合要素および複数のドグ歯を有する被係合要素（いずれも図示せず）を有する噛合機構である。
【００１７】
ブレーキ部７が第４の回転要素を固定していない状態では、第１モータＭＧ１の回転数を連続的に変化させることによりエンジン１の回転数が連続的に変化し、ＴＨＳ走行モードが実現される。一方、ブレーキ部７が第４の回転要素を固定している状態では、動力分配機構２０により決定される変速比がオーバードライブ状態に固定され、ＯＤロック走行モードが実現される。なお、オーバードライブ状態とは、出力軸３の回転数がエンジン１より出力される回転数より大きくなる状態をいう。なお、本明細書においては、動力分配機構２０を２つの遊星歯車機構から構成した場合に、第４の回転要素が固定されたオーバードライブ状態で走行する走行モードを「オーバードライブ（ＯＤ）ロック走行モード」という。
【００１８】
第１の実施形態において動力分配機構２０は、２つの遊星歯車機構を組み合わせて構成される。第１遊星歯車機構２１は、第１リングギヤＲ１、複数の第１ピニオンギヤＰ１を連結する第１キャリアＣ１、および第１サンギヤＳ１を備える。第２遊星歯車機構２２は、ダブルピニオン式であり、第２リングギヤＲ２、複数の第２ピニオンギヤＰ２を自転可能かつ公転可能に保持する第２キャリアＣ２、および第２サンギヤＳ２を備える。
【００１９】
エンジン１の出力軸１ａは、ダンパ５０および出力軸２を介して第１遊星歯車機構２１の第１キャリアＣ１に連結されている。第１キャリアＣ１は、第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１とに噛み合っている第１ピニオンギヤＰ１を自転可能かつ公転可能に保持している。第１キャリアＣ１は、第２遊星歯車機構２２の第２リングギヤＲ２に連結されている。第１キャリアＣ１および第２リングギヤＲ２が第１の回転要素を構成する。第１モータＭＧ１のロータ１１は、第１遊星歯車機構２１の第１サンギヤＳ１に連結され、ロータ１１および第１サンギヤＳ１が第２の回転要素を構成する。
【００２０】
第１遊星歯車機構２１の第１リングギヤＲ１と第２遊星歯車機構２２の第２キャリアＣ２とは相互に連結されているとともに出力軸３に連結されている。第１リングギヤＲ１および第２キャリアＣ２が第３の回転要素を構成する。第２遊星歯車機構２２の第２サンギヤＳ２は回転軸２９に連結され、第２サンギヤＳ２および回転軸２９が第４の回転要素を構成する。回転軸２９は、ブレーキ部７により固定可能となっている。
【００２１】
第１モータＭＧ１は、電源線３７によりインバータ３１に接続されている。第２モータＭＧ２は、電源線３８によりインバータ３１に接続されている。インバータ３１は、コンバータ３２に接続され、コンバータ３２は、ＨＶバッテリ３３に接続されている。ＨＶバッテリ３３は、コンバータ３４を介して補機バッテリ３５に接続されている。
【００２２】
インバータ３１は、第１モータＭＧ１および第２モータＭＧ２との間で電力の授受を行う。回生時においては、インバータ３１が第１モータＭＧ１および第２モータＭＧ２が回生により発電した電力を直流電力に変換して、コンバータ３２に供給する。コンバータ３２は、インバータ３１から供給される電力を電圧変換して、ＨＶバッテリ３３を充電する。一方、力行時においては、ＨＶバッテリ３３から出力された直流電力がコンバータ３２により昇圧されてインバータ３１に供給され、電源線３７を介して第１モータＭＧ１に供給されたり、電源線３８を介して第２モータＭＧ２に供給されたりする。ＨＶバッテリ３３の電力はコンバータ３４により電圧変換されて補機バッテリ３５に供給され、各種の補機の駆動に使用される。
【００２３】
インバータ３１、コンバータ３２、ＨＶバッテリ３３、およびコンバータ３４の動作はＥＣＵ４により制御される。ＥＣＵ４は制御信号Ｑ４を送信することにより、電源ユニット３０内の各要素の動作を制御する。電源ユニット３０内の各要素の状態などを示す必要な信号は、制御信号Ｑ４としてＥＣＵ４に供給される。具体的には、ＨＶバッテリ３３のバッテリ残存容量を示すＳＯＣ（State  Of  Charge）およびバッテリの入出力制限値などは、制御信号Ｑ４としてＥＣＵ４に供給される。
【００２４】
ＨＶ車両Ｖｅの各部は、制御装置を構成する制御手段としてのＥＣＵ４により制御される。ＥＣＵ４は、物理的には、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）やＲＯＭ（Read  Only  Memory）およびインターフェースなどを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路である。ＥＣＵ４は、ＲＡＭに入力されたデータおよびあらかじめＲＯＭなどに記憶されているデータを使用して演算を行い、その演算結果を指令信号として出力する。ＥＣＵ４の各機能は、ＲＯＭに保持されるプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵで実行することで、ＣＰＵの制御に基づいてＨＶ車両Ｖｅ内の各種装置を動作させるとともに、記録部としてのＲＡＭやＲＯＭにおけるデータの読み出しおよびＲＡＭへの書き込みを行うことで実現される。
【００２５】
具体的にＥＣＵ４は、エンジン１との間で制御信号Ｑ１を送受信することによって、エンジン１を制御する。ＥＣＵ４は、第１モータＭＧ１との間で制御信号Ｑ２を送受信することによって、第１モータＭＧ１を制御する。ＥＣＵ４は、第２モータＭＧ２との間で制御信号Ｑ３を送受信することによって、第２モータＭＧ２を制御する。例えば、ＥＣＵ４は、アクセルペダル（図示せず）からの制御信号に基づいて、アクセル開度を検出して要求駆動トルクを算出し、駆動トルクが算出した要求駆動トルクになるように、エンジン１、第１モータＭＧ１、および第２モータＭＧ２をそれぞれ制御する。また、ＥＣＵ４は、ブレーキ操作部（図示せず）に制御信号を供給する。ブレーキ操作部は、供給された制御信号に基づいて、ブレーキ部７における係合状態と解放状態とを選択的に切り替え可能である。
【００２６】
第１の実施形態によるＨＶ車両Ｖｅは、ＨＶ走行モードとＥＶ走行モードとを有する。ＥＶ走行モードは、第２モータＭＧ２を動力源として走行する走行モードである。ＥＶ走行モードは、例えば、比較的低車速や低負荷の走行条件において選択される。一方、ＨＶ走行モードは、エンジン１を動力源として走行する走行モードである。ＨＶ走行モードでは、さらに、第２モータＭＧ２を動力源とすることができる。ＨＶ走行モードは、ＴＨＳ（Toyota  Hybrid  System）走行モードと、ＯＤ（Over  Drive）ロック走行モードの２つの走行モードを有する。
【００２７】
ＴＨＳ走行モードは、第１モータＭＧ１によってエンジン１の動力に対する反力を発生させて走行する走行モードであり、動力分配機構２０の差動作用により実現される。すなわち、ＴＨＳ走行モードは、ブレーキ部７を解放状態として走行する走行モードであり、第２サンギヤＳ２は回転が許容される。このとき、第１モータＭＧ１は、エンジン１が出力するエンジントルクに対する反力トルクを出力して反力受けとして機能する。ＴＨＳ走行モードでは、第１モータＭＧ１の回転数を変化させることにより、動力分配機構２０を無段変速手段として機能させて、変速比を無段階に変化可能であり、ＴＨＳ走行モードはＣＶＴ制御ともいう。
【００２８】
また、ＯＤロック走行モードは、動力分配機構２０における追加回転要素としての第２サンギヤＳ２の回転を規制することによって、エンジン１の回転を増速して第１遊星歯車機構２１の第１リングギヤＲ１から出力軸３に出力するモードである。ブレーキ部７は、第２遊星歯車機構２２の追加回転要素である第２サンギヤＳ２の回転を規制または許容することで、ＨＶ走行モードにおいて、例えばＴＨＳ走行モードとＯＤロック走行モードとを切り替えるためのブレーキ機構である。
【００２９】
（オーバードライブ状態：ＯＤロック走行モード）
以上のように構成されたＨＶ車両ＶｅにおけるＯＤロック走行モードについて説明する。図２は、第１の実施形態によるＨＶ車両ＶｅにおけるＯＤロック走行モードでの共線図の一例である。なお、図２以降に示す共線図において、上下方向は回転数に対応し、上方向が正回転側に対応し、符号ＥＮＧはエンジン１、符号ＢＫはブレーキ部７、符号ＯＵＴは出力軸３を示す。
【００３０】
図２に示すように、ＯＤロック走行モードの場合、ブレーキ部７が第４の回転要素を固定している。これにより、図２中実線で示すように、動力分配機構２０により決定される変速比は、出力軸３の出力軸回転数Ｎoがエンジン１のエンジン回転数ＮAより大きくなる状態（オーバードライブ状態）に固定される。この際、第２サンギヤＳ２がブレーキ部７によって固定されるため、エンジン１の出力トルクに対応する反力トルクがブレーキ部７において機械的に支持される。これにより、第１モータＭＧ１を発電機や電動機として機能させる必要がなくなるため、第１モータＭＧ１は実質的に空転状態になる。そのため、第２モータＭＧ２から第１モータＭＧ１への電力の供給が不要になり、動力循環を回避できる。従って、高速での定常走行時においては、ＴＨＳ走行モードからＯＤロック走行モードに切り換えることにより、動力循環を回避することができ、低燃費化を図ることができる。
【００３１】
ここで、本発明者は、ＯＤロック走行モードの場合に、第１ピニオンギヤＰ１や第２ピニオンギヤＰ２（以下、ピニオンギヤと総称）において焼付きが発生したりして、動力分配機構２０に異常が生じた場合について種々検討を行った。図３は、ＯＤロック走行モードにおいて異常が発生した場合におけるブレーキ部７の係合状態および解放状態と、車両の車速とを示すグラフである。なお、焼付きとは、潤滑された摩擦面において、温度の上昇に伴って、当初予期した潤滑状態が維持できなくなり、個体間の接触が増加して接触面が激しく傷つけられる遷移現象である。焼付きには、摩擦面における表面性状、接触する摩擦面における相互の材料の組み合わせ、または潤滑剤の潤滑性が大きく影響する。本発明において想定される焼付きは、潤滑が不足して摩擦面どうしが付着し、滑らなくなる段階を意味する。
【００３２】
本発明者の知見によれば、第１ピニオンギヤＰ１に焼付きが生じると、第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１とが第１キャリアＣ１を介して同じ回転数になろうとするため、図２中の実線が共線図において横一直線になろうとする。走行モードがＯＤロック走行モードの場合、エンジン１の出力トルクに対応する反力がブレーキ部７において機械的に支持されているため、エンジン１の出力トルクは出力軸３に伝達される。この状態で、第１遊星歯車機構２１において、第１ピニオンギヤＰ１に焼付きが発生すると、第１遊星歯車機構２１および第２遊星歯車機構２２における種々のトルクが、第１ピニオンギヤＰ１における自転の回転数が０回転になる方向に作用する。すなわち、図２中破線で示すように、共線図において０回転で横一直線になるように、第１キャリアＣ１および第１リングギヤＲ１、並びに第２キャリアＣ２および第２リングギヤＲ２にトルクが作用する。
【００３３】
これにより、出力軸３においても０回転になるようにトルクが作用し、図３に示すように、異常が発生した時点Ｔ１以降において、ＨＶ車両Ｖｅに急減速が発生したり、場合によっては駆動輪９がロックしたりする。なお、第２ピニオンギヤＰ２に焼付きが生じた場合においても、第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２とが第２キャリアＣ２を介して同じ回転数になろうとするため、図２中の実線が共線図において横一直線になろうとするので、上述と同様の問題が生じる。
【００３４】
そこで、本発明者は、ピニオンギヤにおいて焼付きが発生した場合においても、ＨＶ車両Ｖｅにおける急減速や駆動輪９のロックを回避する方法について、鋭意検討を行った。本発明者の知見によれば、動力分配機構２０を構成する遊星歯車機構のピニオンギヤに焼付きが発生した場合、図２に示す共線図において横一直線になることは回避困難である。そこで、本発明者は検討を行って、出力軸３に０回転になる方向にトルクが作用しない方法として、ピニオンギヤに焼付きが発生した場合は、オーバードライブ状態を解除する方法を想到した。
【００３５】
また、本発明者はさらに検討を重ね、ピニオンギヤに焼付きが発生しているか否かを検出するための検出手段として、ダンパ５０のリミッタ機構５１に滑り検出部５１ａを設ける方法を想到した。これにより、エンジン１の出力軸１ａのエンジン回転数ＮAと、ダンパ５０に対して駆動輪９側の出力軸２の出力軸回転数Ｎoとの回転数差を検出することによって、ピニオンギヤにおける焼付きの発生を検出する方法を想到した。ここで、エンジン回転数ＮAと出力軸回転数Ｎoとの回転数差によってピニオンギヤにおける焼付きの発生を検出する場合、ＥＣＵ４は、回転数差が所定回転数差以上になった場合に、ピニオンギヤに焼付きが発生して、動力分配機構２０に異常が発生したと検出する。
【００３６】
また、本発明者は、ピニオンギヤの焼付きの発生を検出する他の方法として、第１ピニオンギヤＰ１および第２ピニオンギヤＰ２の自転の回転数を計測可能なギヤ回転数センサ（図示せず）によって、ピニオンギヤが０回転になった状態を検出する方法を想到した。ギヤ回転数センサによってピニオンギヤの自転の回転数が０回転になった状態を検出する場合、ピニオンギヤの自転の回転数が０回転の状態が所定時間以上継続した場合に、ピニオンギヤに焼付きが発生して、動力分配機構２０に異常が発生したと検出する。
【００３７】
（制御方法）
次に、上述のように構成されたＨＶ車両Ｖｅにおける車両制御装置による制御方法について説明する。図４は、第１の実施形態による車両制御装置の制御方法を示すフローチャートである。図５は、第１の実施形態における制御方法に従ったＨＶ車両Ｖｅにおける共線図の一例である。図６は、ＯＤロック走行モードにおいて異常が発生した場合における、第１の実施形態の制御方法によるブレーキ部７の係合状態および解放状態と、車両の車速とを示すグラフである。
【００３８】
図４に示すように、ステップＳＴ１において、ＥＣＵ４は、検出部によって動力分配機構２０に異常が生じているか否かを判定する。検出部は、上述したダンパ５０における滑り検出部５１ａやピニオンギヤのギヤ回転数センサ（図１中図示せず）などである。滑り検出部５１ａは、ダンパ５０のリミッタ機構５１における滑りを検出した場合、異常を検出したことを示す異常検知信号Ｑ５をＥＣＵ４に出力する。ＥＣＵ４に異常検知信号Ｑ５が入力されていない場合（ステップＳＴ１：Ｎｏ）、ＥＣＵ４は、異常検知信号Ｑ５が入力されるまでステップＳＴ１を繰り返し実行する。一方、ＥＣＵ４に異常検知信号Ｑ５が入力されると、ＥＣＵ４は動力分配機構２０に異常が発生していると判断（ステップＳＴ１：Ｙｅｓ）して、ステップＳＴ２に移行する。この場合、ピニオンギヤに焼付きが発生している可能性が高い。
【００３９】
ステップＳＴ２においてＥＣＵ４は、ＨＶ車両Ｖｅの走行モードがＯＤロック走行モードであるか否かを判定する。ＥＣＵ４による判定の前提として、ＨＶ車両Ｖｅの走行モードがＯＤロック走行モードに入った場合に、ＥＣＵ４によってＯＤロック走行モードのフラグが立てられる。そのため、ＥＣＵ４は、フラグによってＨＶ車両Ｖｅの走行モードがＯＤロック走行モードであるか否かを判定できる。ステップＳＴ２においてＥＣＵ４が、ＯＤロック走行モードのフラグが倒れていると判断した場合（ステップＳＴ２：Ｎｏ）、ステップＳＴ１に復帰する。一方、ステップＳＴ２において、ＥＣＵ４が、ＯＤロック走行モードのフラグが立っていると判断した場合（ステップＳＴ２：Ｙｅｓ）、ステップＳＴ３に移行する。
【００４０】
ステップＳＴ３においてＥＣＵ４は、ＯＤロック走行モードを解除する。すなわち、ＥＣＵ４は、ブレーキ部７を解放状態に制御することにより、第２サンギヤＳ２のロック状態を解除する。
【００４１】
ＥＣＵ４がブレーキ部７を解放状態にすることで第２サンギヤＳ２のロック状態を解除すると、図５の共線図に示すように、ＨＶ車両Ｖｅの走行状態は、破線で示すＯＤロック走行モードから、実線で示す横一直線に変化する。すなわち、第１サンギヤＳ１、第１キャリアＣ１、第２サンギヤＳ２、および第２リングギヤＲ２のそれぞれの回転数が、第１リングギヤＲ１および第２キャリアＣ２の回転数に同期する。これにより、出力軸３において急激な回転数の減少が生じることが回避される。この場合、図６に示すように、時点Ｔ１において動力分配機構２０に異常が発生したとすると、時点Ｔ１においてブレーキ部７が係合状態から解放状態に切り替えられ、ＯＤロック走行モードが解除されるため、図３に示す従来技術に比して、車速の低減が緩やかになって、ＨＶ車両Ｖｅにおける急減速や駆動輪９のロックを回避することができ、運転者が急激な減速感を覚えることを抑制できる。
【００４２】
以上説明した本発明の第１の実施形態によれば、ＨＶ車両ＶｅがＯＤロック走行モードで走行している間にピニオンギヤに焼付きが発生した場合、ブレーキ部７の係合状態を解放状態に切り替えて、ＯＤロック走行モードを解除していることにより、駆動輪９がロックしたりＨＶ車両Ｖｅが急減速して運転者が減速感を覚えたりすることを回避できる。
【００４３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態による車両制御装置について説明する。図７は、本発明の第２の実施形態によるハイブリッド車両の構成を示すスケルトン図である。
【００４４】
図７に示すように、ＨＶ車両Ｖｅ２は、エンジン１０１、第１モータＭＧ１および第２モータＭＧ２を備えた複軸で２モータ式のハイブリッド車両である。ＨＶ車両Ｖｅ２のパワートレーン１００は、遊星歯車機構１１０、ブレーキ部１３０、カウンタギヤ機構１４０、およびデファレンシャルギヤ機構１５０を備える。エンジン１０１、遊星歯車機構１１０、およびブレーキ部１３０はそれぞれ、第１の実施形態におけるエンジン１、第１遊星歯車機構２１、およびブレーキ部７と同様である。
【００４５】
ＨＶ車両Ｖｅ２において、エンジン１０１が出力した動力は、動力分配機構としての遊星歯車機構１１０によって第１モータＭＧ１側と駆動輪１０２側とに分割される。エンジントルクを駆動輪１０２に伝達する際、固定手段としてのブレーキ部１３０がエンジン反力を受け持つ機構として機能することによって、遊星歯車機構１１０は、変速手段としての増速機として機能する。第１モータＭＧ１側に分割された機械的な動力によって、第１モータＭＧ１を発電機として機能させ、第１モータＭＧ１において発電した電力をバッテリに充電したり、インバータ（図示せず）を介して第２モータＭＧ２に供給したりする。第１モータＭＧ１が発電した電力によって、第２モータＭＧ２をモータとして機能させることもできる。
【００４６】
エンジン１０１のクランクシャフトは、出力軸１０１ａに連結されている。出力軸１０１ａは、ダンパ１６０を介して遊星歯車機構１１０に連結されている。エンジン１０１から出力軸１０１ａにエンジン回転数ＮAでトルクが出力され、ダンパ１６０を介して出力軸１０３に出力軸回転数Ｎoでトルクが伝達される。ダンパ１６０は、リミッタ機構１６１を有し、リミッタ機構１６１における滑りを検出可能な検出手段としての滑り検出部１６１ａを備える。出力軸１０３は、クランクシャフトの回転中心軸線と同一軸線上に配置されている。パワートレーン１００において、出力軸１０３と同一軸線上に、遊星歯車機構１１０、第１モータＭＧ１、およびブレーキ部１３０が配置されている。第２モータＭＧ２は、エンジン１０１の回転中心軸線とは別軸の軸線上に配置されている。
【００４７】
ＨＶ車両Ｖｅ２において、遊星歯車機構１１０のサンギヤＳには、第１モータＭＧ１のロータ軸１０４が一体回転するように連結されている。キャリアＣには、出力軸１０３が一体回転するように連結され、出力軸１０３およびダンパ１６０を介してエンジン１０１が連結されている。リングギヤＲには、遊星歯車機構１１０から駆動輪１０２側にエンジントルクを伝達する外歯歯車の出力ギヤ１０５が一体化されている。
【００４８】
出力ギヤ１０５は、カウンタドリブンギヤ１４２と噛み合っている。出力ギヤ１０５は、カウンタドリブンギヤ１４２を含むカウンタギヤ機構１４０を介してデファレンシャルギヤ機構１５０に連結されている。カウンタギヤ機構１４０は、出力軸１０３と平行に配置されたカウンタシャフト１４１、出力ギヤ１０５と噛み合っているカウンタドリブンギヤ１４２、およびデファレンシャルギヤ機構１５０のリングギヤ１５１と噛み合うカウンタドライブギヤ１４３を含む。カウンタシャフト１４１には、カウンタドリブンギヤ１４２とカウンタドライブギヤ１４３とが一体回転可能に取り付けられている。デファレンシャルギヤ機構１５０には、左右の出力軸としてのドライブシャフト１０６を介して駆動輪１０２が連結されている。
【００４９】
ＨＶ車両Ｖｅ２においては、エンジン１０１から駆動輪１０２に伝達されるトルクに、第２モータＭＧ２が出力したトルクを付加できるように構成されている。第２モータＭＧ２は、ロータと一体回転するロータ軸１０７を備える。第２モータＭＧ２のロータ軸１０７は、カウンタシャフト１４１と平行に配置されている。また、ロータ軸１０７には、カウンタドリブンギヤ１４２と噛み合っているリダクションギヤ１０８が一体回転するように取り付けられている。
【００５０】
第２の実施形態によるＨＶ車両Ｖｅ２は、ＨＶ走行モードとＥＶ走行モードとを有する。ＨＶ走行モードは、ＴＨＳ走行モード、およびＭＧ１ロック走行モードの２つの走行モードを有する。ブレーキ部１３０は、遊星歯車機構１１０の回転要素（サンギヤＳ）の回転を規制または許容することで、ＨＶ走行モードにおいて、例えばＴＨＳ走行モードとＭＧ１ロック走行モードとを切り替えるためのブレーキ機構である。
【００５１】
ＴＨＳ走行モードは、ブレーキ部１３０を解放状態にして走行する走行モードであり、サンギヤＳの回転が許容される。ＥＣＵ２００は、第１モータＭＧ１にエンジントルクに対する反力トルクを出力させて反力受けとして機能させる。エンジントルクは、リングギヤＲからカウンタギヤ機構１４０およびドライブシャフト１０６を介して駆動輪１０２に伝達されて、ＨＶ車両Ｖｅ２を駆動する駆動力を発生させる。また、ＥＣＵ２００は、ブレーキ操作部（図示せず）に制御信号を供給する。ブレーキ操作部は、供給された制御信号に基づいて、ブレーキ部１３０における係合状態と解放状態とを選択的に切り替え可能である。
【００５２】
ＭＧ１ロック走行モードは、ブレーキ部１３０を係合状態にして走行する走行モードである。なお、本明細書においては、ブレーキ部１３０によって遊星歯車機構１１０における回転要素としてのサンギヤＳの回転を規制することで、エンジン１０１の回転を増速させたオーバードライブ状態で走行する走行モードを、「第１モータ（ＭＧ１）ロック走行モード」という。
【００５３】
ＨＶ車両Ｖｅ２の各部は、制御装置を構成する制御手段としてのＥＣＵ２００により制御される。ＥＣＵ２００は、第１の実施形態によるＥＣＵ４と同様の電子回路である。すなわち、ＥＣＵ２００には、車速、アクセル開度、エンジン回転数、推定出力トルク、第１モータＭＧ１と第２モータＭＧ２との回転数、トルク、およびブレーキ部１３０の動作状態などの検出信号がデータとして入力される。一方、このＥＣＵ２００からは、入力されたデータに基づいて演算された結果に応じて、エンジン１０１のエンジン回転数や、第１モータＭＧ１および第２モータＭＧ２や、ブレーキ部１３０を制御するための指令信号が出力される。
【００５４】
（オーバードライブ状態：ＭＧ１ロック走行モード）
以上のように構成されたＨＶ車両Ｖｅ２におけるＭＧ１ロック走行モードについて説明する。図８は、第２の実施形態によるＨＶ車両Ｖｅ２におけるＭＧ１ロック走行モードでの共線図の一例である。
【００５５】
図８に示すように、ＭＧ１ロック走行モードの場合、ブレーキ部１３０がサンギヤＳを固定している。これにより、図８中実線で示すように、遊星歯車機構１１０により決定される変速比は、出力軸１０３の出力軸回転数Ｎoがエンジン１のエンジン回転数ＮAより大きくなるオーバードライブ状態に固定される。この際、サンギヤＳがブレーキ部１３０によって固定されるため、エンジン１０１の出力トルクに対応する反力トルクがブレーキ部１３０において機械的に支持される。これにより、第１モータＭＧ１を発電機や電動機として機能させる必要がなくなり、第２モータＭＧ２から第１モータＭＧ１への電力の供給が不要になって、動力循環を回避できる。従って、高速での定常走行時においては、ＴＨＳ走行モードからＭＧ１ロック走行モードに切り換えることにより、低燃費化を図ることができる。
【００５６】
ここで、本発明者は、第１の実施形態と同様に、ＭＧ１ロック走行モードの場合に、ピニオンギヤＰにおいて焼付きが発生して遊星歯車機構１１０に異常が生じた場合について検討を行い、第１の実施形態と同様の構成を想到するに至った。
【００５７】
すなわち、ピニオンギヤＰに焼付きが生じると、サンギヤＳとリングギヤＲとがキャリアＣを介して同じ回転数になろうとするため、図８中の実線が共線図において横一直線になろうとする。この場合、図８中破線で示すように、遊星歯車機構１１０において、共線図上でサンギヤＳの回転数に一致するように、キャリアＣおよびリングギヤＲが０回転で横一直線になる方向にトルクが作用する。
【００５８】
図９は、ＭＧ１ロック走行モードにおいて異常が発生した場合におけるブレーキ部１３０の係合状態および解放状態と、車両の車速とを示すグラフである。図９に示すように、異常が発生した時点Ｔ２以降において、ＨＶ車両Ｖｅ２に急減速が発生したり、駆動輪１０２がロックしたりする。そこで、第２の実施形態においても第１の実施形態と同様に、ピニオンギヤＰに焼付きが発生した場合は、オーバードライブ状態を解除する。さらに、ピニオンギヤＰに焼付きが発生しているか否かを検出するための検出手段として、ダンパ１６０のリミッタ機構１６１に滑り検出部１６１ａを設ける。滑り検出部１６１ａによって、出力軸１０１ａのエンジン回転数ＮAと、ダンパ１６０に対して遊星歯車機構１１０側の出力軸１０３の出力軸回転数Ｎoとの回転数差を検出して、ピニオンギヤＰにおける焼付きの発生を検出する。ここで、エンジン回転数ＮAと出力軸回転数Ｎoとの回転数差によってピニオンギヤＰにおける焼付きの発生を検出する場合、ＥＣＵ４は、回転数差が所定回転数差以上になった場合に、ピニオンギヤＰに焼付きが発生して、遊星歯車機構１１０に異常が発生したと検出する。なお、ピニオンギヤＰの焼付きの発生を検出する他の方法として、第１の実施形態と同様に、ピニオンギヤＰの自転の回転数を計測可能なギヤ回転数センサ（図示せず）によって、ピニオンギヤＰが０回転になった状態を検出するようにしてもよい。
【００５９】
（制御方法）
次に、上述のように構成されたＨＶ車両Ｖｅ２における車両制御装置による制御方法について説明する。図１０は、第２の実施形態による車両制御装置の制御方法を示すフローチャートである。図１１は、第２の実施形態における制御方法に従ったＨＶ車両Ｖｅ２における共線図の一例である。図１２は、ＭＧ１ロック走行モードにおいて異常が発生した場合における、第２の実施形態の制御方法によるブレーキ部１３０の係合状態および解放状態と、車両の車速とを示すグラフである。
【００６０】
図１０に示すように、ステップＳＴ１１において、ＥＣＵ２００は、検出部によって遊星歯車機構１１０に異常が生じているか否かを判定する。検出部は、上述したダンパ１６０における滑り検出部１６１ａやピニオンギヤＰのギヤ回転数センサ（図７中図示せず）などである。滑り検出部１６１ａは、リミッタ機構１６１において滑りを検出すると、異常を検出したことを示す異常検知信号をＥＣＵ２００に出力する。ＥＣＵ２００は異常検知信号が入力されていない間（ステップＳＴ１１：Ｎｏ）、ステップＳＴ１１を繰り返し実行する。一方、ＥＣＵ２００は、異常検知信号が入力されると、遊星歯車機構１１０に異常が発生していると判断（ステップＳＴ１１：Ｙｅｓ）して、ステップＳＴ１２に移行する。この場合、ピニオンギヤＰに焼付きが発生している可能性が高い。
【００６１】
ステップＳＴ１２においてＥＣＵ２００は、ＨＶ車両Ｖｅ２の走行モードがＭＧ１ロック走行モードであるか否かを判定する。ＥＣＵ２００による判定の前提として、ＨＶ車両Ｖｅ２の走行モードがＭＧ１ロック走行モードに入った場合に、ＥＣＵ２００によってＭＧ１ロック走行モードのフラグが立てられる。そのため、ＥＣＵ２００は、フラグによってＨＶ車両Ｖｅ２の走行モードがＭＧ１ロック走行モードであるか否かを判定できる。ステップＳＴ１２においてＥＣＵ２００が、ＭＧ１ロック走行モードのフラグが倒れていると判断した場合（ステップＳＴ１２：Ｎｏ）、ステップＳＴ１１に復帰する。一方、ステップＳＴ１２において、ＥＣＵ２００が、ＭＧ１ロック走行モードのフラグが立っていると判断した場合（ステップＳＴ１２：Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１３に移行する。
【００６２】
ステップＳＴ１３においてＥＣＵ２００は、ＭＧ１ロック走行モードを解除する。すなわち、ＥＣＵ２００は、ブレーキ部１３０を解放状態に制御することにより、サンギヤＳのロック状態を解除する。
【００６３】
ＥＣＵ２００がブレーキ部１３０を解放状態にすることでサンギヤＳのロック状態を解除すると、図１１の共線図に示すように、ＨＶ車両Ｖｅ２の走行状態は、破線で示すＭＧ１ロック走行モードから、実線で示す横一直線に変化する。すなわち、サンギヤＳおよびキャリアＣの回転数がそれぞれ、リングギヤＲの回転数に同期する。これにより、出力軸１０３において急激な回転数の減少が生じることが回避される。この場合、図１２に示すように、時点Ｔ２において動力分配機構としての遊星歯車機構１１０に異常が発生したとすると、時点Ｔ２においてブレーキ部１３０が係合状態から解放状態に切り替えられ、ＭＧ１ロック走行モードが解除されるため、図９に示す従来技術に比して、車速の低減が緩やかになって、ＨＶ車両Ｖｅ２における急減速や駆動輪１０２のロックを回避することができ、運転者が急激な減速感を覚えることを抑制できる。
【００６４】
以上説明した本発明の第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施形態において挙げた車両構成はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる車両構成を用いてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１ａ，３，１０１ａ  出力軸
４，２００  ＥＣＵ
７，１３０  ブレーキ部
２０  動力分配機構
２１  第１遊星歯車機構
２２  第２遊星歯車機構
５０  ダンパ
５１，１６１  リミッタ機構
５１ａ，１６１ａ  滑り検出部
１１０  遊星歯車機構
【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】
2018030413.tif 000008
【図７】
2018030413.tif 000009
【図８】
2018030413.tif 000010
【図９】
2018030413.tif 000011
【図１０】
2018030413.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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