(57)【要約】【課題】第３回転要素の回転変動に対してロック機構の耐久性低下を抑制することができると共に、ショックや意図しない駆動力低下を抑制する。【解決手段】ＥＶ２モードでの走行中に変速部２２の出力回転部材(例えば遊星歯車機構３８のリングギヤＲ)の回転変動が検知された場合には、ＥＶ２モードが禁止されてＭＧ１トルクＴgがゼロにされるので、ＭＧ１トルクＴgによる遊星歯車機構３８のキャリヤＣＡを回転変動させるトルクの増加分が解消されて、ワンウェイクラッチＯＷＣへの衝撃入力が低減される。よって、第３回転要素(リングギヤＲ)の回転変動に対してロック機構(ワンウェイクラッチＯＷＣ)の耐久性低下を抑制することができる。又、ワンウェイクラッチＯＷＣの耐久性低下を抑制するに際して、ＭＧ１トルクＴgによる反力が遊星歯車機構３８のリングギヤＲに入力されることがない為、ショックや意図しない駆動力低下を抑制することができる。【選択図】図６
2018039433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、第１回転機と、前記エンジンが動力伝達可能に連結された第１回転要素と前記第１回転機が動力伝達可能に連結された第２回転要素と駆動輪に連結された第３回転要素とを有する差動機構と、前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第２回転機と、前記第１回転要素を回転不能に固定するロック機構とを備えたハイブリッド車両において、前記ロック機構により前記第１回転要素が固定された状態で前記第１回転機と前記第２回転機とを共に走行用駆動力源とする両駆動モータ走行モードにて走行させることができる走行制御部を備えた、ハイブリッド車両の制御装置であって、
前記第３回転要素の回転変動を検知する検知部を更に備えるものであり、
前記走行制御部は、前記両駆動モータ走行モードでの走行中に前記第３回転要素の回転変動が検知された場合には、前記第１回転機の出力トルクをゼロにすることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記走行制御部は、前記両駆動モータ走行モードを禁止して、前記第２回転機のみを前記走行用駆動力源とする単駆動モータ走行モードへ切り替えることで、前記第１回転機の出力トルクをゼロにすることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記ロック機構は、前記エンジンの運転時の回転方向となる前記第１回転要素の正回転方向の回転を許容し且つ前記第１回転要素の負回転方向の回転を阻止するワンウェイクラッチであることを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動機構において所定の回転要素が回転不能に固定された状態で第１回転機と第２回転機とを共に走行用駆動力源として走行することが可能なハイブリッド車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンと、第１回転機と、前記エンジンが動力伝達可能に連結された第１回転要素と前記第１回転機が動力伝達可能に連結された第２回転要素と駆動輪に連結された第３回転要素とを有する差動機構と、前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第２回転機と、前記第１回転要素を回転不能に固定するロック機構とを備えたハイブリッド車両の制御装置が良く知られている。例えば、特許文献１に記載されたハイブリッド車両の制御装置がそれである。このようなハイブリッド車両では、駆動輪側から第１回転要素を回転変動させる伝達トルクが入力されると、第１回転要素の回転変動によって第１回転要素を回転不能に固定するロック機構に負荷が掛かり、そのロック機構の耐久性が低下する可能性があった。これに対して、特許文献１には、第１回転要素の回転変動を検出したときに、第１回転機によって第１回転要素の回転速度をゼロよりも高い所定回転速度に引き上げることで、ロック機構に第１回転要素の回転変動による負荷が掛からなくなるようにされて、ロック機構の耐久性低下が抑制されることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１４７１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したような第１回転要素と第２回転要素と第３回転要素とを有する差動機構では、第１回転機により第１回転要素の回転速度を引き上げるときには、引き上げる分の第１回転機の出力トルクによる反力が第３回転要素に入力される。その為、ロック機構の耐久性低下を抑制する際には、ショックや意図しない駆動力低下が発生するおそれがある。
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、第３回転要素の回転変動に対してロック機構の耐久性低下を抑制することができると共に、ショックや意図しない駆動力低下を抑制することができるハイブリッド車両の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】
第１の発明の要旨とするところは、(a) エンジンと、第１回転機と、前記エンジンが動力伝達可能に連結された第１回転要素と前記第１回転機が動力伝達可能に連結された第２回転要素と駆動輪に連結された第３回転要素とを有する差動機構と、前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第２回転機と、前記第１回転要素を回転不能に固定するロック機構とを備えたハイブリッド車両において、前記ロック機構により前記第１回転要素が固定された状態で前記第１回転機と前記第２回転機とを共に走行用駆動力源とする両駆動モータ走行モードにて走行させることができる走行制御部を備えた、ハイブリッド車両の制御装置であって、(b) 前記第３回転要素の回転変動を検知する検知部を更に備えるものであり、(c) 前記走行制御部は、前記両駆動モータ走行モードでの走行中に前記第３回転要素の回転変動が検知された場合には、前記第１回転機の出力トルクをゼロにすることにある。
【０００７】
また、第２の発明は、前記第１の発明に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記走行制御部は、前記両駆動モータ走行モードを禁止して、前記第２回転機のみを前記走行用駆動力源とする単駆動モータ走行モードへ切り替えることで、前記第１回転機の出力トルクをゼロにすることにある。
【０００８】
また、第３の発明は、前記第１の発明又は第２の発明に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記ロック機構は、前記エンジンの運転時の回転方向となる前記第１回転要素の正回転方向の回転を許容し且つ前記第１回転要素の負回転方向の回転を阻止するワンウェイクラッチである。
【発明の効果】
【０００９】
前記第１の発明によれば、両駆動モータ走行モードでの走行中に駆動輪から入力される伝達トルクによって第３回転要素に回転変動が生じると、第１回転要素には、第１回転要素を回転変動させるトルクが入力されることに加え、第１回転機が走行用のトルクを出力していることによって第１回転要素を回転変動させるトルクが増加させられて、ロック機構に大きな負荷が掛かることに伴う衝撃入力が発生することに対して、両駆動モータ走行モードでの走行中に第３回転要素の回転変動が検知された場合には、第１回転機の出力トルクがゼロにされるので、第１回転機の出力トルクによる第１回転要素を回転変動させるトルクの増加分が解消されて、ロック機構への衝撃入力が低減される。よって、第３回転要素の回転変動に対してロック機構の耐久性低下を抑制することができる。又、ロック機構の耐久性低下を抑制するに際して、第１回転機の出力トルクによる反力が第３回転要素に入力されることがない為、ショックや意図しない駆動力低下を抑制することができる。
【００１０】
また、前記第２の発明によれば、両駆動モータ走行モードが禁止されて単駆動モータ走行モードへ切り替えられることで第１回転機の出力トルクがゼロにされるので、エンジンが始動されることなく第３回転要素の回転変動に対してロック機構の耐久性低下を抑制することができると共に、ショックや意図しない駆動力低下を抑制することができる。
【００１１】
また、前記第３の発明によれば、ロック機構はワンウェイクラッチであるので、両駆動モータ走行モードにおいて第１回転要素が固定された状態で適切に走行することができる。又、両駆動モータ走行モードでの走行中に第３回転要素の回転変動が検知された場合に第１回転機の出力トルクがゼロにされることで、ワンウェイクラッチの耐久性低下を抑制することができると共に、ショックや意図しない駆動力低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明が適用される車両の走行に関わる各部の概略構成を説明する図であると共に、その各部を制御する為の制御系統の要部を説明する図である。
【図２】クランク軸と入力軸との間の連結部分を説明する部分断面図である。
【図３】遊星歯車機構における各回転要素の回転速度を相対的に表すことができる共線図であり、実線はＥＶ走行モード時の走行状態の一例を示し、破線はＨＶ走行モード時の走行状態の一例を示している。
【図４】図３と同様の共線図を用いて、ＥＶ２モードでの走行中にリングギヤを回転変動させる伝達トルクが駆動輪から入力されたときの現象を説明する図である。
【図５】図３と同様の共線図を用いて、ＥＶ１モードでの走行中にリングギヤを回転変動させる伝達トルクが駆動輪から入力されたときの現象を説明する図である。
【図６】電子制御装置の制御作動の要部すなわち遊星歯車機構の第３回転要素の回転変動に対してロック機構の耐久性低下を抑制することができると共にショックや意図しない駆動力低下を抑制する為の制御作動を説明するフローチャートである。
【図７】図６のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートである。
【図８】ワンウェイクラッチとは別のロック機構の一例である噛合クラッチを示す図である。
【図９】ワンウェイクラッチとは別のロック機構の一例であるブレーキを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明が適用される車両１０の走行に関わる各部の概略構成を説明する骨子図であると共に、その各部を制御する為の制御系統の要部を説明する図である。又、図２は、後述するクランク軸１３と入力軸２１との間の連結部分を説明する部分断面図である。
【００１５】
図１において、車両１０は、駆動トルクを発生させる走行用駆動力源となり得る、エンジン１２、第１回転機ＭＧ１、及び第２回転機ＭＧ２を複数の駆動力源として備えたハイブリッド車両である。又、車両１０は、駆動輪１４と、エンジン１２と駆動輪１４との間の動力伝達経路に設けられた動力伝達装置１６とを備えている。
【００１６】
エンジン１２は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等、所定の燃料を燃焼させて動力を出力させる公知の内燃機関である。このエンジン１２は、後述する電子制御装置８０によってスロットル開度或いは吸入空気量、燃料供給量、点火時期等の運転状態が制御されることにより、エンジントルクＴeが制御される。
【００１７】
第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２は、何れも、走行用駆動力源となり得る回転機であって、駆動トルクを発生させる電動機(モータ)としての機能及び発電機(ジェネレータ)としての機能を有する所謂モータジェネレータである。第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２は、各々、後述するインバータ５０を介して、後述するバッテリ５２に接続されており、後述する電子制御装置８０によってそのインバータ５０が制御されることにより、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２の各々の出力トルク(力行トルク又は回生トルク)であるＭＧ１トルクＴg及びＭＧ２トルクＴmが制御される。
【００１８】
図１，図２において、動力伝達装置１６は、車体に取り付けられる非回転部材であるケース１８内に、エンジン１２の回転軸であるクランク軸１３に連結されたフライホイール１９、フライホイール１９と変速部２２(すなわち変速部２２の入力回転部材である入力軸２１)とを連結するダンパ２０、変速部２２、変速部２２の出力回転部材であるドライブギヤ２４と噛み合うドリブンギヤ２６、ドリブンギヤ２６を相対回転不能に固設するドリブン軸２８、ドリブン軸２８に相対回転不能に固設されたファイナルギヤ３０(ドリブンギヤ２６よりも小径のファイナルギヤ３０)、デフリングギヤ３２ａを介してファイナルギヤ３０と噛み合うディファレンシャルギヤ３２等を備えている。又、動力伝達装置１６は、ディファレンシャルギヤ３２に連結された車軸３４等を備えている。又、動力伝達装置１６は、ケース１８内に、ドリブンギヤ２６と噛み合うと共に第２回転機ＭＧ２に連結されたリダクションギヤ３６(ドリブンギヤ２６よりも小径のリダクションギヤ３６)等を備えている。これにより、第２回転機ＭＧ２は、駆動輪１４に動力伝達可能に連結される。このように構成された動力伝達装置１６では、エンジン１２の動力や第１回転機ＭＧ１の動力や第２回転機ＭＧ２の動力がドリブンギヤ２６へ伝達され、そのドリブンギヤ２６から、ファイナルギヤ３０、ディファレンシャルギヤ３２、車軸３４等を順次介して駆動輪１４へ伝達される。
【００１９】
変速部２２は、エンジン１２からダンパ２０等を介して入力軸２１に伝達された動力を第１回転機ＭＧ１及びドライブギヤ２４へ分割(分配も同意)する動力分割機構としての遊星歯車機構３８を有している。遊星歯車機構３８は、サンギヤＳ、ピニオンギヤＰ、そのピニオンギヤＰを自転及び公転可能に支持するキャリヤＣＡ、ピニオンギヤＰを介してサンギヤＳと噛み合うリングギヤＲを備える公知のシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、差動作用を生じる差動機構として機能する。キャリヤＣＡは、入力軸２１に一体的に連結されており、その入力軸２１を介してエンジン１２が動力伝達可能に連結された入力要素としての回転要素(例えば第１回転要素ＲＥ１)である。サンギヤＳは、第１回転機ＭＧ１のロータ軸に一体的に連結されており、第１回転機ＭＧ１が動力伝達可能に連結された反力要素としての回転要素(例えば第２回転要素ＲＥ２)である。リングギヤＲは、ドライブギヤ２４に一体的に連結されており、駆動輪１４に連結された出力要素としての回転要素(例えば第３回転要素ＲＥ３)である。よって、車両１０では、キャリヤＣＡに入力されるエンジントルクＴeの反力を第１回転機ＭＧ１にて取ることにより、リングギヤＲへ機械的に伝達される直達トルク(エンジン直達トルクともいう)と、第１回転機ＭＧ１に分割されたエンジン１２の動力による第１回転機ＭＧ１の発電電力で駆動される第２回転機ＭＧ２によるＭＧ２トルクＴmとでエンジン走行することが可能である。これにより、変速部２２は、後述する電子制御装置８０によってインバータ５０が制御されて第１回転機ＭＧ１の運転状態が制御されることによりギヤ比(変速比)を制御する公知の電気式差動部(電気式無段変速機)として機能する。つまり、変速部２２は、エンジン１２が動力伝達可能に連結された遊星歯車機構３８と、遊星歯車機構３８に動力伝達可能に連結された第１回転機ＭＧ１とを有し、第１回転機ＭＧ１の運転状態が制御されることにより遊星歯車機構３８の差動状態が制御される電気式変速機構である。
【００２０】
車両１０は、更に、入力軸２１に連結されてエンジン１２により回転駆動されることで遊星歯車機構３８等の動力伝達装置１６の各部の潤滑に用いられる作動油(オイル)を供給する機械式のオイルポンプ４０、キャリヤＣＡ(ここではキャリヤＣＡと一体的に回転する入力軸２１も同意)を回転不能に固定する(すなわちエンジン１２のクランク軸１３をケース１８に対して固定する)ロック機構としてのワンウェイクラッチＯＷＣ、第１回転機ＭＧ１に対して要求されたＭＧ１トルクＴg及び第２回転機ＭＧ２に対して要求されたＭＧ２トルクＴmが得られるように各回転機ＭＧ１，ＭＧ２の作動に関わる電力の授受を制御するインバータ５０、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２の各々に対して電力を授受する蓄電装置としてのバッテリ５２等を備えている。
【００２１】
ワンウェイクラッチＯＷＣは、相対回転可能な２つの部材のうちの一方の部材がクランク軸１３に一体的に連結され、他方の部材がケース１８に一体的に連結されている。ワンウェイクラッチＯＷＣは、エンジン１２の運転時の回転方向(正回転方向)に対して空転する一方で、エンジン１２の運転時とは逆の回転方向に対して自動係合する。従って、ワンウェイクラッチＯＷＣの空転時には、エンジン１２(クランク軸１３)はケース１８に対して相対回転可能な状態とされる。一方で、ワンウェイクラッチＯＷＣの係合時には、エンジン１２(クランク軸１３)はケース１８に対して相対回転不能な状態とされる。すなわち、ワンウェイクラッチＯＷＣの係合により、エンジン１２(クランク軸１３)はケース１８に固定(ロック)される。このように、ワンウェイクラッチＯＷＣは、エンジン１２の運転時の回転方向となるキャリヤＣＡの正回転方向の回転を許容し且つキャリヤＣＡの負回転方向の回転を阻止する(すなわちエンジン１２(クランク軸１３)の正回転方向の回転を許容し且つ負回転方向の回転を阻止する)。
【００２２】
車両１０は、更に、走行に関わる各部を制御する制御装置を含む電子制御装置８０を備えている。電子制御装置８０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置８０は、エンジン１２、第１回転機ＭＧ１、第２回転機ＭＧ２などに関するハイブリッド駆動制御等の車両制御を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用、回転機制御用等の各コンピュータを含んで構成される。
【００２３】
電子制御装置８０には、車両１０に備えられた各種センサ等(例えばエンジン回転速度センサ６０、出力回転速度センサ６２、レゾルバ等のＭＧ１回転速度センサ６４、レゾルバ等のＭＧ２回転速度センサ６６、アクセル開度センサ６８、スロットル弁開度センサ７０、シフトポジションセンサ７２、バッテリセンサ７４など)による検出値に基づく各種信号等(例えばエンジン回転速度Ｎe、車速Ｖに対応するドライブギヤ２４の回転速度である出力回転速度Ｎo、第１回転機ＭＧ１の回転速度であるＭＧ１回転速度Ｎg、第２回転機ＭＧ２の回転速度であるＭＧ２回転速度Ｎm、運転者の加速操作(アクセル操作)の大きさを表すアクセルペダルの操作量であるアクセル開度θacc、電子スロットル弁の開度であるスロットル弁開度θth、「Ｐ」，「Ｒ」，「Ｎ」，「Ｄ」等のシフトレバーの操作位置(シフトポジション)POSsh、バッテリ５２のバッテリ温度ＴＨbatやバッテリ充放電電流Ｉbatやバッテリ電圧Ｖbatなど)が供給される。又、電子制御装置８０からは、車両１０に備えられた各装置(例えばエンジン１２、インバータ５０など)に各種指令信号(例えばエンジン１２を制御する為のエンジン制御指令信号Ｓe、回転機ＭＧ１，ＭＧ２を各々制御するインバータ５０を作動させる為の回転機制御指令信号Ｓmなど)が、それぞれ出力される。尚、電子制御装置８０は、例えばバッテリ充放電電流Ｉbat及びバッテリ電圧Ｖbatなどに基づいてバッテリ５２の充電状態(充電容量)ＳＯＣを算出する。
【００２４】
電子制御装置８０は、車両１０における各種制御の為の制御機能を実現する為に、走行制御手段すなわち走行制御部８２を備えている。
【００２５】
走行制御部８２は、電子スロットル弁を開閉制御し、燃料噴射量や噴射時期を制御し、点火時期を制御するエンジン制御指令信号Ｓeを出力して、エンジントルクＴeの目標値が得られるようにエンジン１２の出力制御を実行する。又、走行制御部８２は、第１回転機ＭＧ１や第２回転機ＭＧ２の作動を制御する回転機制御指令信号Ｓmをインバータ５０へ出力して、ＭＧ１トルクＴgやＭＧ２トルクＴmの目標値が得られるように第１回転機ＭＧ１や第２回転機ＭＧ２の出力制御を実行する。
【００２６】
具体的には、走行制御部８２は、アクセル開度θaccからそのときの車速Ｖにて要求される駆動トルク(要求駆動トルク)を算出し、充電要求値(充電要求パワー)等を考慮して低燃費で排ガス量の少ない運転となるように、エンジン１２、第１回転機ＭＧ１、及び第２回転機ＭＧ２の少なくとも１つから要求駆動トルクを発生させる。つまり、走行制御部８２は、走行用駆動力源に各々異なる駆動力源が用いられる複数の走行モードを走行状態に応じて切り替える。
【００２７】
走行制御部８２は、走行モードとして、モータ走行(ＥＶ走行ともいう)モードとハイブリッド走行(ＨＶ走行ともいう)モードとを走行状態に応じて選択的に成立させる。例えば、走行制御部８２は、要求駆動トルクが予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された(すなわち予め定められた)閾値よりも小さなモータ走行領域にある場合には、ＥＶ走行モードを成立させる一方、要求駆動トルクが予め定められた閾値以上となるハイブリッド走行領域にある場合には、ＨＶ走行モードを成立させる。又、走行制御部８２は、要求駆動トルクがモータ走行領域にあるときであっても、充電容量ＳＯＣが予め定められた閾値未満となる場合には、ＨＶ走行モードを成立させる。
【００２８】
走行制御部８２は、ＥＶ走行モードを成立させたときには、エンジン１２の運転を停止させると共に、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２のうちの少なくとも一方の回転機(特には第２回転機ＭＧ２)を走行用駆動力源とするモータ走行(ＥＶ走行)を可能とする。走行制御部８２は、ＥＶ走行モードを成立させたときに、第２回転機ＭＧ２のみで要求駆動トルクを賄える場合には、単駆動ＥＶ走行モード(ＥＶ１モードともいう)を成立させる一方で、第２回転機ＭＧ２のみでは要求駆動トルクを賄えない場合には、両駆動ＥＶ走行モード(ＥＶ２モードともいう)を成立させる。走行制御部８２は、ＥＶ１モードを成立させた場合には、第２回転機ＭＧ２のみを走行用駆動力源とするＥＶ走行を可能とする一方で、ＥＶ２モードを成立させた場合には、第１回転機ＭＧ１と第２回転機ＭＧ２とを共に走行用駆動力源とするＥＶ走行を可能とする。このように、ＥＶ１モードは、第２回転機ＭＧ２のみを走行用駆動力源とする(すなわち第２回転機ＭＧ２のみを作動させて第２回転機ＭＧ２の単駆動を実行する)ＥＶ走行モードであり、ＥＶ２モードは、第１回転機ＭＧ１と第２回転機ＭＧ２とを共に走行用駆動力源とする(すなわち第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２を共に作動させて２つの回転機の両駆動を実行する)ＥＶ走行モードである。走行制御部８２は、第２回転機ＭＧ２のみで要求駆動トルクを賄えるときであっても、ＭＧ２回転速度Ｎm及びＭＧ２トルクＴmで表される第２回転機ＭＧ２の動作点(運転点)が第２回転機ＭＧ２の効率を悪化させる動作点として予め定められた領域内にある場合には(換言すれば第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２を併用した方が効率が良い場合には)、ＥＶ２モードを成立させる。走行制御部８２は、ＥＶ２モードを成立させた場合には、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２の運転効率に基づいて、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２にて要求駆動トルクを分担させる。
【００２９】
ＥＶ２モードにおいて、エンジン１２の運転が停止されてエンジン回転速度Ｎeがゼロとされた状態で第１回転機ＭＧ１が負回転、負トルクにて駆動(力行)されると、クランク軸１３の負回転方向への回転が阻止されるようにワンウェイクラッチＯＷＣが自動係合される。ワンウェイクラッチＯＷＣが係合された状態においては、第１回転機ＭＧ１の力行トルクによる反力トルクが、キャリヤＣＡが回転不能に固定された状態の遊星歯車機構３８を介してドライブギヤ２４へ入力されるので、第１回転機ＭＧ１の力行トルクは車両前進方向の駆動トルクとして駆動輪１４へ伝達される。従って、ＥＶ２モードでは、エンジン１２の回転停止状態で、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２を共に駆動(力行)させることで、２つの回転機ＭＧ１，ＭＧ２を走行用駆動力源として走行することが可能である。このように、走行制御部８２は、ワンウェイクラッチＯＷＣにより遊星歯車機構３８のキャリヤＣＡが固定された状態でＥＶ２モードにて車両１０を走行させることができる。これにより、例えば充電スタンドや家庭用電源などの外部電源からバッテリ５２への充電が可能な所謂プラグインハイブリッド車両等において、バッテリ５２が大容量化(高出力化)される場合、第２回転機ＭＧ２の大型化を抑制しつつＥＶ走行の高出力化を実現し易い。
【００３０】
走行制御部８２は、ＨＶ走行モードを成立させた場合には、エンジン１２の動力に対する反力を第１回転機ＭＧ１の発電により受け持つことでドライブギヤ２４にエンジン直達トルクを伝達すると共に第１回転機ＭＧ１の発電電力により第２回転機ＭＧ２を駆動することで駆動輪１４にトルクを伝達して、少なくともエンジン１２を走行用駆動力源とするＨＶ走行(エンジン走行ともいう)を可能とする。すなわち、走行制御部８２は、ＨＶ走行モードを成立させた場合には、第１回転機ＭＧ１の運転状態を制御することによりエンジン１２の動力を駆動輪１４へ伝達して走行するＨＶ走行を可能とする。このＨＶ走行モードでは、バッテリ５２からの電力を用いた第２回転機ＭＧ２による駆動トルクを更に付加して走行することも可能である。
【００３１】
走行制御部８２は、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへ切り替えるときには、第１回転機ＭＧ１によりエンジン回転速度Ｎeを引き上げて点火することでエンジン１２を始動する。又、走行制御部８２は、ＨＶ走行モードからＥＶ走行モードへ切り替えるときには、エンジン１２への燃料供給を停止することでエンジン１２の運転を停止する。この際、走行制御部８２は、第１回転機ＭＧ１によりエンジン回転速度Ｎeを引き下げることで、成り行きでエンジン回転速度Ｎeを低下させることと比べて速やかにエンジン１２を回転停止させても良い。
【００３２】
図３は、遊星歯車機構３８における３つの回転要素ＲＥ１，ＲＥ２，ＲＥ３の回転速度を相対的に表すことができる共線図である。この共線図において、縦線Ｙ１−Ｙ３は紙面向かって左から順に、縦線Ｙ１が第１回転機ＭＧ１に連結された第２回転要素ＲＥ２であるサンギヤＳの回転速度を、縦線Ｙ２がエンジン１２(ＥＮＧ)に連結された第１回転要素ＲＥ１であるキャリアＣＡの回転速度を、縦線Ｙ３がドライブギヤ２４(ＯＵＴ)と一体回転する第３回転要素ＲＥ３であるリングギヤＲの回転速度をそれぞれ示している。この第３回転要素ＲＥ３には、ドリブンギヤ２６及びリダクションギヤ３６等を介して第２回転機ＭＧ２が連結されている。図３の実線はＥＶ走行モード時の走行状態における各回転要素の相対速度の一例を、図３の破線はＨＶ走行モード時の走行状態における各回転要素の相対速度の一例をそれぞれ示している。
【００３３】
図３の実線を用いてＥＶ走行モードでのＥＶ１モードにおける車両１０の作動について説明する。エンジン１２の駆動は行われず(すなわちエンジン１２が運転停止状態とされ)、又、第１回転機ＭＧ１は無負荷状態(フリー)とされており、エンジン回転速度Ｎeはゼロとされる。このＥＶ１モードでは、ワンウェイクラッチＯＷＣが解放されており、エンジン１２のクランク軸１３はケース１８に対して固定されていない。この状態においては、第２回転機ＭＧ２の力行トルクが車両前進方向の駆動力として駆動輪１４へ伝達される。
【００３４】
又、図３の実線を用いてＥＶ走行モードでのＥＶ２モードにおける車両１０の作動について説明する。エンジン１２の駆動は行われず、エンジン回転速度Ｎeはゼロとされる。このＥＶ２モードでは、エンジン１２のクランク軸１３をケース１８に対して固定するようにワンウェイクラッチＯＷＣが係合されている。従って、エンジン１２が回転不能に固定(ロック)されている。ワンウェイクラッチＯＷＣが係合された状態においては、第２回転機ＭＧ２の力行トルクに加え、第１回転機ＭＧ１の力行トルクも車両前進方向の駆動力として駆動輪１４へ伝達される。このように、車両１０では、エンジン１２のクランク軸１３がワンウェイクラッチＯＷＣによりロックされることで、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２を走行用駆動源として併用することができる。
【００３５】
又、図３の破線を用いてＨＶ走行モードにおける車両１０の作動について説明する。この状態では、ワンウェイクラッチＯＷＣが解放されており、エンジン１２のクランク軸１３はケース１８に対して固定されていない。キャリアＣＡに入力されるエンジントルクＴeに対して、ＭＧ１トルクＴgがサンギヤＳに入力される。この際、例えばエンジン回転速度Ｎe及びエンジントルクＴeで表されるエンジン１２の動作点を燃費が最も良い動作点に設定する制御を、第１回転機ＭＧ１の力行制御又は反力制御により実行することができる。この種のハイブリッド形式は、機械分割式或いはスプリットタイプと称される。
【００３６】
ところで、車両１０が悪路を走行することによる駆動輪１４のスリップとグリップとの繰り返しによって駆動輪１４において生じたトルク変動が駆動輪１４から遊星歯車機構３８に伝達される可能性がある。例えば、波打ったような路面である波状路を車両１０が走行することで駆動輪１４がスリップとグリップとを繰り返す走行状態となる場合、波状路での車両ばね下共振により発生した、変速部２２の出力回転部材(例えばドライブギヤ２４、遊星歯車機構３８のリングギヤＲ)を回転変動させる伝達トルクが駆動輪１４から入力される可能性がある。そうすると、エンジン１２のクランク軸１３にも回転変動が生じる為、ＥＶ走行モードでの走行中のようにエンジン１２が回転停止している場合には、その回転変動によってワンウェイクラッチＯＷＣに負荷が掛かり、ワンウェイクラッチＯＷＣの耐久性が低下する可能性があった。
【００３７】
図４は、図３と同様の共線図を用いて、ＥＶ２モードでの走行中にドライブギヤ２４(ここではリングギヤＲも同意)を回転変動させる伝達トルクが駆動輪１４から入力されたときの現象を説明する図である。図４において、ＥＶ２モードでの走行中に駆動輪１４から入力される伝達トルクによって変速部２２の出力回転部材であるリングギヤＲに回転変動が生じると、遊星歯車機構３８のキャリヤＣＡにはキャリヤＣＡを回転変動させるトルクが入力される。つまり、入力軸２１やクランク軸１３を回転変動させるトルクが入力される。これに加え、ＥＶ２モードでは第１回転機ＭＧ１が走行用のトルク(すなわち駆動トルクとなるトルク)を出力していることによって、ＭＧ１トルクＴgでも駆動輪１４から入力される伝達トルクを支える為、キャリヤＣＡを回転変動させるトルクが増加させられる。つまり、入力軸２１やクランク軸１３を回転変動させるトルクが増加させられる。すなわち、共線図においてＥＶ２モードでの走行中を示す直線におけるクランク軸１３上の支点に荷重が集中させられる。その為、ワンウェイクラッチＯＷＣに大きな負荷が掛かることに伴うワンウェイクラッチＯＷＣへの衝撃入力が発生する。
【００３８】
図５は、図３と同様の共線図を用いて、ＥＶ１モードでの走行中にリングギヤＲを回転変動させる伝達トルクが駆動輪１４から入力されたときの現象を説明する図である。図５において、ＥＶ１モードでの走行中では、第１回転機ＭＧ１が走行用のトルクを出力していないので、ＭＧ１トルクＴgによるキャリヤＣＡを回転変動させるトルクの増加分が生じない。つまり、入力軸２１やクランク軸１３を回転変動させるトルクの増加分が生じない。従って、ＥＶ２モードでの走行中にリングギヤＲの回転変動を検知した場合、ＥＶ２モードを禁止して、ＭＧ１トルクＴgをゼロにすることで、入力軸２１やクランク軸１３を回転変動させるトルクから、ＭＧ１トルクＴgによる入力軸２１やクランク軸１３を回転変動させるトルクの増加分を減らすことができる。これにより、ワンウェイクラッチＯＷＣに掛かる負荷を小さくすることができるので、ワンウェイクラッチＯＷＣへの衝撃入力を低減することができる。よって、ワンウェイクラッチＯＷＣの耐久性低下を抑制することができる。
【００３９】
電子制御装置８０は、上述したワンウェイクラッチＯＷＣの耐久性低下を抑制する制御を実現する為に、検知手段すなわち検知部８４を更に備えている。
【００４０】
検知部８４は、変速部２２の出力回転部材(例えばドライブギヤ２４、遊星歯車機構３８のリングギヤＲ)の回転変動を検知する。すなわち、検知部８４は、変速部２２の出力回転部材が回転変動しているか否かを判定する。この回転変動を検知することは、例えば波状路での車両ばね下共振が生じているか否かを判定することである。換言すれば、検知部８４は、波状路を走行中であるか否かを判定する。検知部８４による、変速部２２の出力回転部材の回転変動を検知する(換言すれば波状路走行を判定する)方法について以下に一例を挙げる。
【００４１】
変速部２２の出力回転部材の回転変動を検知する基となる回転速度としては、変速部２２の出力回転部材の回転速度である出力回転速度Ｎoを用いれば良い。又は、より好適には、レゾルバ等のＭＧ２回転速度センサ６６によってより精度良く検出可能なＭＧ２回転速度Ｎmを用いても良い。以下、ＭＧ２回転速度Ｎmを用いた場合として説明する。ＭＧ２回転速度Ｎmの変動成分をバンドパスフィルタ処理により抽出することで、ＭＧ２回転速度Ｎmのバンドパス処理値を算出する。バンドパスフィルタ処理におけるフィルタ周波数は、波状路での車両ばね下共振により発生する伝達トルク(変動成分)の特定範囲である。ＭＧ２回転速度Ｎmのバンドパス処理値は、ゼロ値を跨いで変動する値である為、バンドパス処理値の絶対値の所定時間当たりの積分値をバンドパス総和として算出する。バンドパス総和が波状路判定閾値以上の場合に、変速部２２の出力回転部材が回転変動していると判定する(すなわち波状路を走行中であると判定する)。波状路走行判定中にバンドパス総和が波状路終了閾値(＜波状路判定閾値)を下回った場合に、変速部２２の出力回転部材が回転変動していないと判定する(すなわち波状路を走行中であるとの判定を解除する)。バンドパス総和は、駆動輪１４の単発(単独)のスリップでも波状路判定閾値以上となる可能性がある。その為、より好適には、駆動輪１４がスリップとグリップとを繰り返すことでバンドパス処理値がゼロ値を跨いで変動することに着目し、バンドパス処理値のゼロ値の跨ぎ回数が所定回数を超えているか否かを、波状路を走行中であるか否かを判定する条件に加えて、誤判定を防止するようにしても良い。
【００４２】
走行制御部８２は、ＥＶ２モードでの走行中に、検知部８４により変速部２２の出力回転部材(例えばドライブギヤ２４、遊星歯車機構３８のリングギヤＲ)の回転変動が検知された場合には、ＭＧ１トルクＴgをゼロにする回転機制御指令信号Ｓmをインバータ５０へ出力する。具体的には、走行制御部８２は、ＥＶ２モードを禁止して、ＥＶ１モードへ切り替えることで、ＭＧ１トルクＴgをゼロにする。
【００４３】
図６は、電子制御装置８０の制御作動の要部すなわち遊星歯車機構３８の第３回転要素ＲＥ３の回転変動に対してロック機構の耐久性低下を抑制することができると共にショックや意図しない駆動力低下を抑制する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば走行中に繰り返し実行される。図７は、図６のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートである。
【００４４】
図６において、先ず、検知部８４の機能に対応するステップ(以下、ステップを省略する)Ｓ１０において、変速部２２の出力回転部材(例えばドライブギヤ２４、遊星歯車機構３８のリングギヤＲ)の回転変動が検知される。すなわち、変速部２２の出力回転部材が回転変動しているか否かが判定される。このＳ１０の判断が肯定される場合は走行制御部８２の機能に対応するＳ２０において、ＥＶ２モード禁止フラグがオンとされてＥＶ２モードが禁止される。ＥＶ２モードでの走行中であれば、ＥＶ２モードが禁止されて、ＥＶ１モードへ切り替えられる。すなわち、ＥＶ２モードでの走行中であれば、ＭＧ１トルクＴgがゼロにされる。又は、ＥＶ１モードでの走行中であれば、ＥＶ２モードへの移行が禁止される。一方で、前記Ｓ１０の判断が否定される場合は走行制御部８２の機能に対応するＳ３０でＥＶ２モード禁止フラグがオフとされ、本ルーチンが終了させられる。
【００４５】
図７において、ｔ１時点は、ＥＶ２モードでの走行中に変速部２２の出力回転部材の回転変動が検知されたこと(すなわち波状路での車両ばね下共振が生じていると判定されたこと)を示している。そして、ｔ１時点では、ＥＶ２モード禁止フラグがオンとされてＥＶ２モードが禁止される。これに伴って、ｔ１時点では、ＥＶ２モードからＥＶ１モードへの移行が開始される。変速部２２の出力回転部材の回転変動が検知されている間は、ＥＶ２モード禁止フラグがオンとされる(ｔ１時点以降参照)。ｔ１時点からＭＧ１トルクＴgがゼロに向けて漸減される(ｔ１時点−ｔ２時点参照)。このＭＧ１トルクＴgの漸減に伴う駆動トルクの減少分を補うように、ｔ１時点からＭＧ２トルクＴmが漸増される(ｔ１時点−ｔ２時点参照)。ｔ２時点は、ＭＧ１トルクＴgがゼロにされて、ＥＶ１モードへの移行が完了したことを示している。ＥＶ２モード禁止フラグがオンとされている間は、ＥＶ１モードが維持される(ｔ２時点以降参照)。
【００４６】
上述のように、本実施例によれば、ＥＶ２モードでの走行中に変速部２２の出力回転部材(例えばドライブギヤ２４、遊星歯車機構３８のリングギヤＲ)の回転変動が検知された場合には、ＭＧ１トルクＴgがゼロにされるので、ＭＧ１トルクＴgによる遊星歯車機構３８のキャリヤＣＡを回転変動させるトルクの増加分が解消されて、ワンウェイクラッチＯＷＣへの衝撃入力が低減される。よって、第３回転要素ＲＥ３(リングギヤＲ)の回転変動に対してロック機構(ワンウェイクラッチＯＷＣ)の耐久性低下を抑制することができる。つまり、ワンウェイクラッチＯＷＣの信頼性を向上することができる。又は、ワンウェイクラッチＯＷＣの軽量化が可能となる。
【００４７】
又、ワンウェイクラッチＯＷＣの耐久性低下を抑制するに際して、第１回転機ＭＧ１によってキャリヤＣＡの回転速度をゼロよりも高い所定回転速度に引き上げることでクランク軸１３をワンウェイクラッチＯＷＣから浮いた状態としてワンウェイクラッチＯＷＣにキャリヤＣＡの回転変動による負荷が掛からなくなるようにしている訳ではない為、ＭＧ１トルクＴgによる反力が遊星歯車機構３８のリングギヤＲに入力されることがなく、ショックや意図しない駆動力低下を抑制することができる。
【００４８】
又、ワンウェイクラッチＯＷＣの耐久性低下を抑制するに際して、エンジン１２を始動することでワンウェイクラッチＯＷＣにキャリヤＣＡの回転変動による負荷が掛からなくなるようにしている訳ではない為、ＥＶ走行が継続して実行される。
【００４９】
また、本実施例によれば、ＥＶ２モードが禁止されてＥＶ１モードへ切り替えられることでＭＧ１トルクＴgがゼロにされるので、エンジン１２が始動されることなく第３回転要素ＲＥ３(リングギヤＲ)の回転変動に対してロック機構(ワンウェイクラッチＯＷＣ)の耐久性低下を抑制することができると共に、ショックや意図しない駆動力低下を抑制することができる。
【００５０】
また、本実施例によれば、キャリヤＣＡを回転不能に固定するロック機構はワンウェイクラッチＯＷＣであるので、ＥＶ２モードにおいてキャリヤＣＡが固定された状態で適切に走行することができる。又、ＥＶ２モードでの走行中にリングギヤＲの回転変動が検知された場合にＭＧ１トルクＴgがゼロにされることで、ワンウェイクラッチＯＷＣの耐久性低下を抑制することができると共に、ショックや意図しない駆動力低下を抑制することができる。
【００５１】
次に、本発明の他の実施例を説明する。尚、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【００５２】
前述の実施例１では、ロック機構としてワンウェイクラッチＯＷＣを例示した。このロック機構は、ワンウェイクラッチＯＷＣに替えて、例えば噛合クラッチ(ドッグクラッチ)、油圧式摩擦係合装置、乾式の係合装置、電磁式摩擦係合装置(電磁クラッチ)、磁粉式クラッチなどであっても良い。
【００５３】
図８は、噛合クラッチ９０を示す図である。図８において、噛合クラッチ９０は、外周に複数の噛合歯を有し、クランク軸１３と同じ軸心回りに一体回転させられるように設けられたエンジン側部材９０ａと、内周に複数の噛合歯を有し、ケース１８に固設されたケース側部材９０ｂと、エンジン側部材９０ａ及びケース側部材９０ｂの各々の噛合歯に噛み合わされるスプラインを外周に有し、そのスプラインがエンジン側部材９０ａ及びケース側部材９０ｂの各々の噛合歯と噛み合わされるようにエンジン側部材９０ａ及びケース側部材９０ｂに対して軸心方向の移動(摺動)可能に設けられたピニオン９０ｃと、そのピニオン９０ｃを軸心方向に移動させるアクチュエータ９０ｄとを、備えている。噛合クラッチ９０は、アクチュエータ９０ｄによって、ピニオン９０ｃのスプラインが、エンジン側部材９０ａ及びケース側部材９０ｂの両方の噛合歯に噛み合わされた状態と、その両方の噛合歯に噛み合わされない状態との間で制御される。ピニオン９０ｃのスプラインが、エンジン側部材９０ａ及びケース側部材９０ｂの両方の噛合歯に噛み合わされない状態のときには(図８中の短い線分の破線で囲んだ状態参照)、クランク軸１３はケース１８に対して相対回転可能な状態とされる。一方で、ピニオン９０ｃのスプラインが、エンジン側部材９０ａ及びケース側部材９０ｂの両方の噛合歯に噛み合わされた状態のときには(図８中の長い線分の破線で囲んだ状態参照)、クランク軸１３はケース１８に対して相対回転不能な状態とされる。すなわち、ピニオン９０ｃのスプラインが、エンジン側部材９０ａ及びケース側部材９０ｂの両方の噛合歯に噛み合わされた状態とされることにより、クランク軸１３はケース１８に固定(ロック)される。
【００５４】
図９は、油圧式摩擦係合装置であるブレーキＢを示す図である。図９において、ブレーキＢは、例えば油圧アクチュエータによって係合制御される多板式の油圧式摩擦係合装置である。このブレーキＢは、不図示の油圧制御回路から供給される係合油圧に応じてその作動状態が係合(スリップ係合を含む)と解放との間で制御される。ブレーキＢの解放時には、クランク軸１３はケース１８に対して相対回転可能な状態とされる。一方で、ブレーキＢの係合時には、クランク軸１３はケース１８に対して相対回転不能な状態とされる。すなわち、ブレーキＢの係合により、クランク軸１３はケース１８に固定(ロック)される。尚、このブレーキＢは、例えばケース１８とクランク軸１３とを選択的に連結するクラッチでも良い。
【００５５】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００５６】
例えば、前述の実施例では、車両１０は、第２回転機ＭＧ２が入力軸２１の軸心とは別の軸心上に配置されるような連結関係のギヤトレーンであったが、例えば第２回転機ＭＧ２が入力軸２１の軸心と同じ軸心上に配置されるような連結関係のギヤトレーンなどであっても良い。
【００５７】
また、前述の実施例において、遊星歯車機構３８は、シングルプラネタリであるが、ダブルプラネタリであっても良い。又、遊星歯車機構３８は、エンジン１２によって回転駆動されるピニオンと、そのピニオンに噛み合う一対のかさ歯車が第１回転機ＭＧ１及びドライブギヤ２４に作動的に連結された差動歯車装置であっても良い。又、遊星歯車機構３８は、２以上の遊星歯車装置がそれを構成する一部の回転要素で相互に連結された構成において、その遊星歯車装置の回転要素にそれぞれエンジン、回転機、駆動輪が動力伝達可能に連結される機構であっても良い。
【００５８】
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１０：車両(ハイブリッド車両)
１２：エンジン
１４：駆動輪
３８：遊星歯車機構(差動機構)
ＣＡ：キャリヤ(第１回転要素)
Ｓ：サンギヤ(第２回転要素)
Ｒ：リングギヤ(第３回転要素)
８０：電子制御装置(制御装置)
８２：走行制御部
８４：検知部
９０：噛合クラッチ(ロック機構)
ＯＷＣ：ワンウェイクラッチ(ロック機構)
Ｂ：ブレーキ(ロック機構)
ＭＧ１：第１回転機
ＭＧ２：第２回転機
【図１】
2018039433.tif 000003
【図２】
2018039433.tif 000004
【図３】
2018039433.tif 000005
【図４】
2018039433.tif 000006
【図５】
2018039433.tif 000007
【図６】
2018039433.tif 000008
【図７】
2018039433.tif 000009
【図８】
2018039433.tif 000010
【図９】
2018039433.tif 000011