(57)【要約】【課題】  変速機の状態の誤検出を防止する。【解決手段】  変速機を介してモータからの動力を駆動軸に出力する駆動装置において、駆動軸の回転数に応じて変化する検出応答性をもつセンサ（例えば、ＭＲＥセンサ）により検出される駆動軸の回転数Ｎｒ（図中太実線）は、駆動軸の回転数が変化するときには実際の駆動軸の回転数Ｎｒ（図中細実線）の変化に対して応答遅れを生じ、比較的高精度且つ高応答性のセンサ（例えば、レゾルバ）により検出されるモータの回転数Ｎｍ２（図中細点線）は、モータの回転数が変化するときでも実際のモータの回転数と略等しい。このとき、応答遅れの時定数と一致するよう設定したなまし定数を用いてモータの回転数Ｎｍ２になまし処理を施して調整回転数Ｎｍ２ｓｍｏ（図中太点線）を計算し、これを回転数Ｎｒで除して計算したギヤ比を用いて変速機の異常判定を行なう。【選択図】        図７ 
2005344825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機を介して電動機から駆動軸に動力を出力可能な駆動装置における前記変速機の状態を検出する変速機の状態検出装置であって、
前記駆動軸の回転数に応じて変化する検出応答性をもって前記駆動軸の回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、
該駆動軸回転数検出手段よりも高い検出応答性をもって前記電動機の回転数を検出する電動機回転数検出手段と、
前記駆動軸の回転数に基づいてなまし程度を設定するなまし程度設定手段と、
該設定されたなまし程度に基づいて前記検出された電動機の回転数に対してなまし処理を施すことにより前記電動機の回転数を調整する回転数調整手段と、
該調整された電動機の回転数と前記検出された駆動軸の回転数とに基づいて該電動機の回転数と該駆動軸の回転数との関係を演算すると共に該演算した関係に基づいて前記変速機の状態を判定する状態判定手段と
を備える変速機の状態検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の変速機の状態検出装置であって、
前記駆動軸回転数検出手段は、前記駆動軸の回転数が低くなるほど前記検出応答性が低くなる手段であり、
前記なまし程度設定手段は、前記駆動軸の回転数が低くなるほど大きななまし程度を設定する手段である
変速機の状態検出装置。
【請求項３】
前記回転数調整手段は、前記駆動軸の回転数が所定回転数以上のときには前記なまし処理を行なわない手段である請求項２記載の変速機の状態検出装置。
【請求項４】
前記電動機回転数検出手段は、前記電動機の駆動制御に用いられ該電動機の回転子の回転位置を検出する回転位置検出手段と、該回転位置検出手段により検出された回転位置に基づいて前記電動機の回転数を演算する回転数演算手段とを備える手段である請求項１ないし３いずれか記載の変速機の状態検出装置。
【請求項５】
前記回転位置検出手段は、レゾルバである請求項４記載の変速機の状態検出装置。
【請求項６】
前記駆動軸回転数検出手段は、１回転あたり所定数のパルス信号を出力するパルス出力手段と、該パルス出力手段からのパルス信号を一定パルス数取り出すと共に該取り出した一定パルス数の時間周期に基づいて前記駆動軸の回転数を演算する回転数演算手段とを備える手段である請求項１ないし５いずれか記載の変速機の状態検出装置。
【請求項７】
前記状態判定手段は、前記変速機の状態として、前記変速機の異常を判定する手段である請求項１ないし６いずれか記載の変速機の状態検出装置。
【請求項８】
前記状態判定手段は、前記変速機の状態の判定として、前記変速機を変速させる際の同期判定，吹き判定，回転変化開始判定の少なくとも一つを行なう手段である請求項１ないし７いずれか記載の変速機の状態検出装置。
【請求項９】
変速機と、該変速機を介して駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記駆動軸の回転数に応じて変化する検出応答性をもって前記駆動軸の回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、該駆動軸回転数検出手段よりも高い検出応答性をもって前記電動機の回転数を検出する電動機回転数検出手段と、を備える駆動装置における前記変速機の状態を検出する変速機の状態検出方法であって、
（ａ）前記駆動軸の回転数に基づいてなまし程度を設定し、
（ｂ）該設定されたなまし程度に基づいて前記電動機回転数検出手段により検出された電動機の回転数に対してなまし処理を施すことにより前記電動機の回転数を調整し、
（ｃ）該調整された電動機の回転数と前記駆動軸回転数検出手段により検出された駆動軸の回転数とに基づいて該電動機の回転数と該駆動軸の回転数との関係を演算すると共に該演算した関係に基づいて前記変速機の状態を判定する
変速機の状態検出方法。
【請求項１０】
請求項９記載の変速機の状態検出方法であって、
前記駆動軸回転数検出手段は、前記駆動軸の回転数が低くなるほど前記検出応答性が低くなる手段であり、
前記ステップ（ａ）は、前記駆動軸の回転数が低くなるほど大きななまし程度を設定するステップである
変速機の状態検出方法。
【請求項１１】
前記ステップ（ｂ）は、前記駆動軸の回転数が所定回転数以上のときには前記なまし処理を行なわないステップである請求項１０記載の変速機の状態検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速機の状態検出装置およびその状態検出方法に関し、詳しくは、変速機を介して電動機から駆動軸に動力を出力可能な駆動装置における前記変速機の状態を検出する変速機の状態検出装置およびその状態検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、変速機を介して駆動軸に動力を出力可能なモータジェネレータを備える駆動装置が搭載された自動車が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、車速に基づいて変速機の変速段を切り替えることによりモータジェネレータからの動力を車速に応じたものに変換して駆動軸に出力している。
【特許文献１】特開２００２−２２５５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、こうした駆動装置では、通常、駆動軸や電動機の回転軸にはその回転数を検出するためのセンサが備えられており、これらセンサの検出結果を用いて駆動軸の回転数と電動機の回転数との関係を演算することにより、変速機の状態を把握することができる。しかしながら、両センサの検出応答性が異なるときには駆動軸の回転数の増減を伴うときに計算される駆動軸の回転数と電動機の回転数との関係にズレが生じるから、変速機の状態を誤検出する場合がある。
【０００４】
本発明の変速機の状態検出装置およびその状態検出方法は、電動機からの動力を変速して駆動軸に伝達する変速機の状態の誤検出を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の変速機の状態検出装置およびその状態検出方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の変速機の状態検出装置は、
変速機を介して電動機から駆動軸に動力を出力可能な駆動装置における前記変速機の状態を検出する変速機の状態検出装置であって、
前記駆動軸の回転数に応じて変化する検出応答性をもって前記駆動軸の回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、
該駆動軸回転数検出手段よりも高い検出応答性をもって前記電動機の回転数を検出する電動機回転数検出手段と、
前記駆動軸の回転数に基づいてなまし程度を設定するなまし程度設定手段と、
該設定されたなまし程度に基づいて前記検出された電動機の回転数に対してなまし処理を施すことにより前記電動機の回転数を調整する回転数調整手段と、
該調整された電動機の回転数と前記検出された駆動軸の回転数とに基づいて該電動機の回転数と該駆動軸の回転数との関係を演算すると共に該演算した関係に基づいて前記変速機の状態を判定する状態判定手段と
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の変速機の状態検出装置では、駆動軸の回転数に応じて変化する検出応答性をもって駆動軸の回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、駆動軸回転数検出手段よりも高い検出応答性をもって変速機を介して駆動軸に動力を出力する電動機の回転数を検出する電動機回転数検出手段とを備え、駆動軸の回転数に基づいてなまし程度を設定し、設定したなまし程度に基づいて電動機回転数検出手段により検出された電動機の回転数に対してなまし処理を施すことにより電動機の回転数を調整し、調整した電動機の回転数と駆動軸回転数検出手段により検出された駆動軸の回転数とに基づいて電動機の回転数と駆動軸の回転数との関係を演算しこの演算した関係に基づいて変速機の状態を判定する。即ち、駆動軸の回転数に応じてなまし処理を用いることにより電動機回転数検出手段により検出された回転数を駆動軸回転数検出手段の検出応答性に合わせて調整して変速機の状態を判定するから、変速機の状態を誤検出するのをより確実に防止することができる。
【０００８】
こうした本発明の変速機の状態検出装置において、前記駆動軸回転数検出手段は、前記駆動軸の回転数が低くなるほど前記検出応答性が低くなる手段であり、前記なまし程度設定手段は、前記駆動軸の回転数が低くなるほど大きななまし程度を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より正確に変速機の状態を検出することができる。この態様の本発明の変速機の状態検出装置において、前記回転数調整手段は、前記駆動軸の回転数が所定回転数以上のときには前記なまし処理を行なわない手段であるものとすることもできる。
【０００９】
また、本発明の変速機の状態検出装置において、前記電動機回転数検出手段は、前記電動機の駆動制御に用いられ該電動機の回転子の回転位置を検出する回転位置検出手段と、該回転位置検出手段により検出された回転位置に基づいて前記電動機の回転数を演算する回転数演算手段とを備える手段であるものとすることもできる。ここで、「回転位置検出手段」は、レゾルバであるものとすることもできる。
【００１０】
さらに、本発明の変速機の状態検出装置において、前記駆動軸回転数検出手段は、１回転あたり所定数のパルス信号を出力するパルス出力手段と、該パルス出力手段からのパルス信号を一定パルス数取り出すと共に該取り出した一定パルス数の時間周期に基づいて前記駆動軸の回転数を演算する回転数演算手段とを備える手段であるものとすることもできる。
【００１１】
あるいは、本発明の変速機の状態検出装置において、前記状態判定手段は、前記変速機の状態として、前記変速機の異常を判定する手段であるものとすることもできる。
【００１２】
また、本発明の変速機の状態検出装置において、前記状態判定手段は、前記変速機の状態の判定として、前記変速機を変速させる際の同期判定，吹き判定，回転変化開始判定の少なくとも一つを行なう手段であるものとすることもできる。
【００１３】
本発明の変速機の状態検出方法は、
変速機と、該変速機を介して駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記駆動軸の回転数に応じて変化する検出応答性をもって前記駆動軸の回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、該駆動軸回転数検出手段よりも高い検出応答性をもって前記電動機の回転数を検出する電動機回転数検出手段と、を備える駆動装置における前記変速機の状態を検出する変速機の状態検出方法であって、
（ａ）前記駆動軸の回転数に基づいてなまし程度を設定し、
（ｂ）該設定されたなまし程度に基づいて前記電動機回転数検出手段により検出された電動機の回転数に対してなまし処理を施すことにより前記電動機の回転数を調整し、
（ｃ）該調整された電動機の回転数と前記駆動軸回転数検出手段により検出された駆動軸の回転数とに基づいて該電動機の回転数と該駆動軸の回転数との関係を演算すると共に該演算した関係に基づいて前記変速機の状態を判定する
ことを要旨とする。
【００１４】
この本発明の変速機の状態検出方法では、駆動軸の回転数に応じて変化する検出応答性をもって駆動軸の回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、駆動軸回転数検出手段よりも高い検出応答性をもって変速機を介して駆動軸に動力を出力する電動機の回転数を検出する電動機回転数検出手段とを備える駆動装置において、駆動軸の回転数に基づいてなまし程度を設定し、設定したなまし程度に基づいて電動機回転数検出手段により検出された電動機の回転数に対してなまし処理を施すことにより電動機の回転数を調整し、調整した電動機の回転数と駆動軸回転数検出手段により検出された駆動軸の回転数とに基づいて電動機の回転数と駆動軸の回転数との関係を演算しこの演算した関係に基づいて変速機の状態を判定する。即ち、駆動軸の回転数に応じてなまし処理を用いることにより電動機回転数検出手段により検出された回転数を駆動軸回転数検出手段の検出応答性に合わせて調整して変速機の状態を判定するから、変速機の状態を誤検出するのをより確実に防止することができる。
【００１５】
こうした本発明の変速機の状態検出方法において、前記駆動軸回転数検出手段は、前記駆動軸の回転数が低くなるほど前記検出応答性が低くなる手段であり、前記ステップ（ａ）は、前記駆動軸の回転数が低くなるほど大きななまし程度を設定するステップであるものとすることもできる。こうすれば、より正確に変速機の状態を検出することができる。この態様の本発明の変速機の状態検出方法において、前記ステップ（ｂ）は、前記駆動軸の回転数が所定回転数以上のときには前記なまし処理を行なわないステップであるものとすることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の一実施例としての変速機６０の状態検出装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、変速機６０を介して動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ２と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００１８】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００１９】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２には変速機６０を介してモータＭＧ２がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２に出力する。リングギヤ３２は、ギヤ機構３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して車両前輪の駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続されている。したがって、リングギヤ３２に出力された動力は、ギヤ機構３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力されることになる。なお、駆動系として見たときの動力分配統合機構３０に接続される３軸は、キャリア３４に接続されたエンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６，サンギヤ３１に接続されモータＭＧ１の回転軸となるサンギヤ軸３１ａおよびリングギヤ３２に接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとなる。
【００２０】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、共に発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２の一方で発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２から生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１とモータＭＧ２とにより電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、共にモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。ここで、回転位置検出センサ４３，４４は、実施例では、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を比較的高精度に且つ高い応答性をもって検出できるセンサ（例えば、レゾルバなど）を用いるものとした。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２１】
変速機６０は、モータＭＧ２の回転軸４８とリングギヤ軸３２ａとの接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をモータＭＧ２の回転軸４８の回転数を２段に減速してリングギヤ軸３２ａに伝達するよう構成されている。変速機６０の構成の一例を図２に示す。この図２に示す変速機６０は、ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂと二つのブレーキＢ１，Ｂ２とにより構成されている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａは、外歯歯車のサンギヤ６１と、このサンギヤ６１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６２と、サンギヤ６１に噛合する複数の第１ピニオンギヤ６３ａと、この第１ピニオンギヤ６３ａに噛合すると共にリングギヤ６２に噛合する複数の第２ピニオンギヤ６３ｂと、複数の第１ピニオンギヤ６３ａおよび複数の第２ピニオンギヤ６３ｂを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア６４とを備えており、サンギヤ６１はブレーキＢ１のオンオフによりその回転を自由にまたは停止できるようになっている。シングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂは、外歯歯車のサンギヤ６５と、このサンギヤ６５と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６６と、サンギヤ６５に噛合すると共にリングギヤ６６に噛合する複数のピニオンギヤ６７と、複数のピニオンギヤ６７を自転かつ公転自在に保持するキャリア６８とを備えており、サンギヤ６５はモータＭＧ２の回転軸４８に、キャリア６８はリングギヤ軸３２ａにそれぞれ連結されていると共にリングギヤ６６はブレーキＢ２のオンオフによりその回転が自由にまたは停止できるようになっている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂとは、リングギヤ６２とリングギヤ６６、キャリア６４とキャリア６８とによりそれぞれ連結されている。変速機６０は、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオフとすることによりモータＭＧ２の回転軸４８をリングギヤ軸３２ａから切り離すことができ、ブレーキＢ１をオフとすると共にブレーキＢ２をオンとしてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的大きな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達し（以下、この状態をＬｏギヤの状態という）、ブレーキＢ１をオンとすると共にブレーキＢ２をオフ状態としてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的小さな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する（以下、この状態をＨｉギヤの状態という）。なお、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオンとする状態は回転軸４８やリングギヤ軸３２ａの回転を禁止するものとなる。
【００２２】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば，バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量ＳＯＣも演算している。
【００２３】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、回転数センサ３６からの信号やイグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量に対応したアクセル開度Ａｃｃを検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２の図示しないアクチュエータへの駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。ここで、回転数センサ３６は、実施例では、歯数２０のロータを有しており駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａが１回転する間に２０のパルス信号を出力するセンサ（例えば、ＭＲＥセンサやＭＰＵセンサなど）を用いるものとした。勿論、これに限られず、光学式センサなどを用いるものとしてもよい。なお、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２４】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。具体的には、エンジン２２の運転制御は、要求動力（充放電運転モードでは要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力）を効率よく出力できる運転ポイント（目標回転数，目標トルク）を設定し、この運転ポイントをエンジンＥＣＵ２４に送信することによりこの運転ポイントで運転されるようエンジンＥＣＵ２４がエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御などの制御を実行することにより行なわれる。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御は、エンジン２２が目標回転数で運転されるようモータＭＧ１のトルク指令を設定すると共に要求トルクが駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ２のトルク指令を設定して各トルク指令をモータＥＣＵ４０に送信することにより、モータＥＣＵ４０が各トルク指令と回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置とに基づいて各電流指令を設定して各電流指令がモータＭＧ１，ＭＧ２のそれぞれに印加されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を実行することにより行なわれる。
【００２５】
次に、こうして構成されたハイブリッド自動車２０の動作、特に変速機６０の状態を判定する際の動作について説明する。図３は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される変速異常判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、変速機６０の変速要求がなされたときに実行される。ここで、変速要求は、Ｈｉギヤの状態からＬｏギヤの状態への切り替えやＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態への切り替えとして要求され、そのタイミングとしては車速Ｖや駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求されるトルクに基づいて行なわれる。実施例の変速機６０の状態検出装置は、回転数センサ３６と回転位置検出センサ４４とハイブリッド用電子制御ユニット７０とから構成されている。
【００２６】
変速異常判定ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、変速終期に至ったか否かを判定する（ステップＳ１００）。ここで、変速終期に至ったか否かの判定は、実施例では、変速機６０の変速段の切り替えに要する時間、即ち変速機６０の変速要求がなされてから所定時間（例えば、２００ｍｓｅｃ〜４００ｍｓｅｃなど）を経過したか否かを調べることにより行なうものとした。変速終期に至っていないと判定されたときには、そのまま本ルーチンを終了する。
【００２７】
一方、変速終期に至ったと判定されたときには、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒや，モータＭＧ２の調整回転数Ｎｍ２ｓｍｏ，変速要求に係る変速段のギヤ比（以下、要求ギヤ比という）Ｇｒ＊などを入力する処理を行ない（ステップＳ１１０）、入力したリングギヤ軸３２ａの回転数ＮｒでモータＭＧ２の調整回転数Ｎｍ２ｓｍｏを除して変速機６０の現在のギヤ比Ｇｒ（＝Ｎｍ２ｓｍｏ／Ｎｒ）を計算する（ステップＳ１２０）。ここで、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは図４の駆動軸回転数算出ルーチンにより算出されたものを入力するものとし、モータＭＧ２の調整回転数Ｎｍ２は図５のモータ回転数調整ルーチンにより調整されたものを入力するものとした。以下、これらのルーチンについて説明する。これらのルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。まず、図４の駆動軸回転数算出ルーチンについて説明する。
【００２８】
駆動軸回転数算出ルーチンでは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、回転数センサ３６からパルス信号が入力されたときに、前回パルス信号が入力されたときからこのルーチンが実行される毎に値１ずつインクリメントされるカウンタＣとこのルーチンの実行間隔Ｔとを乗じてパルス間隔ｔｐ（ｉ）を計算すると共に（ステップＳ２００〜Ｓ２２０）、このパルス間隔ｔｐ（ｉ）と過去４回に亘って計算されたパルス間隔ｔｐ（ｉ−１）〜ｔｐ（ｉ−４）の平均値としてのパルス間隔平均値ｔｐａｖｅを計算し（ステップＳ２３０）、これと回転数センサ３６の歯数Ｍ（実施例ではＭ＝２０）とを乗じた値の逆数をとることによってリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを計算し（ステップＳ２３０）、変数ｉを値１だけインクリメントする共に（ステップＳ２４０）、カウンタＣをリセットして（ステップＳ２５０）、本ルーチンを終了する。このようにパルス間隔平均値ｔｐａｖｅを用いてリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを計算することにより、ステップＳ２２０で計算される個々のパルス間隔ｔｐ（ｉ）に含まれる誤差を平滑化することができるが、過去のパルス間隔ｔｐ（ｉ−１）〜ｔｐ（ｉ−４）を用いるから、算出されるリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、実際のリングギヤ軸３２ａの回転数（以下、実回転数Ｎｒａｃｔという）の変化に対して応答遅れを生じる。この応答遅れは、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（車速Ｖ）が低いほど大きくなる。なお、この応答遅れは、回転数センサ３６の歯数Ｍやパルス間隔平均値ｔｐａｖｅを計算するために取り出すパルス間隔ｔｐ（ｉ）の数などの影響も受ける。
【００２９】
次に、図５のモータ回転数調整ルーチンについて説明する。このルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速センサ８８からの車速Ｖなどを入力する処理を行なう（ステップＳ３００）。ここで、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４４により検出されるモータＭＧ２の回転子の回転位置の単位時間あたりの変化量として計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。続いて、入力した車速Ｖに基づいてなまし定数Ｋを設定し（ステップＳ３１０）、設定したなまし定数Ｋを用いてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に対してなまし処理を施してモータＭＧ２の調整回転数Ｎｍ２ｓｍｏを次式（１）により計算する（ステップＳ３２０）。ここで、なまし定数Ｋは、車速Ｖとなまし定数Ｋとの関係を予め実験的に求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、車速Ｖが与えられるとマップから対応するなまし定数Ｋを導出して設定するものとした。このマップの一例を図６に示す。図示するように、なまし定数Ｋは、値０と値１の間で設定され、実施例では、車速Ｖが小さくなるほど大きくなる傾向に設定するものとした。車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ（図６参照）以上のときには、なまし定数Ｋには値０を設定、即ちなまし処理を行なわない。
【００３０】
Nm2smo＝Nm2・（1−K）＋前回Nm2smo・K  …（１）
【００３１】
このようにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に対してなまし処理を施して図３の変速異常判定ルーチンのステップＳ１２０でギヤ比Ｇｒを計算するのは以下の理由による。図７は、リングギヤ軸３２ａの回転数ＮｒおよびモータＭＧ２の調整回転数Ｎｍ２ｓｍｏの時間変化の様子を示す説明図である。図７（ａ）は、回転数Ｎｒ，Ｎｍ２ｓｍｏが下降する際の様子を示し、図７（ｂ）は、回転数Ｎｒ，Ｎｍ２ｓｍｏが上昇する際の様子を示す。図示するように、図４の駆動軸回転数算出ルーチンで算出されるリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（図中、太実線参照）は、実回転数Ｎｒａｃｔ（図中、細実線参照）の変化に対して応答遅れを生じるから、車速Ｖが変化している最中には実回転数Ｎｒａｃｔとの間に値のズレを生じ、この値のズレは実回転数Ｎｒａｃｔ（車速Ｖ）が低いほど大きくなる。一方、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（図中、細点線参照）は、比較的高精度且つ高応答性の回転位置検出センサ４４からの回転位置に基づいて算出されるから、車速Ｖが変化している最中であっても実際のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２ａｃｔに略等しくなる。したがって、車速Ｖ（リングギヤ軸３２ａの回転数）が変化している最中に回転位置検出センサ４４により検出されたモータＭＧ２の回転子の回転位置の時間変化量として算出されたモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２をそのまま用いてギヤ比Ｇｒ（＝Ｎｍ２／Ｎｒ）を計算すると、正確なギヤ比Ｇｒの値を計算することができない。これに対して図４の駆動軸回転数算出ルーチンによって算出されるリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒの実回転数Ｎｒａｃｔに対する応答遅れの時定数に一致するようモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に対してなまし処理を施し、なまし処理を施して調整した調整回転数Ｎｍ２ｓｍｏを用いてギヤ比Ｇｒ（＝Ｎｍ２ｓｍｏ／Ｎｒ）を計算すれば、モータＭＧ２とリングギヤ軸３２ａとの回転数の関係を略一定に保つことができるから、正確なギヤ比Ｇｒの値を計算することができる。このように、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に対してなまし処理を施すのは、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒの実回転数Ｎｒａｃｔに対する応答遅れの時定数に一致させるためである。
【００３２】
図３の変速異常判定ルーチンに戻って、ステップＳ１２０で計算した現在のギヤ比Ｇｒと要求ギヤ比Ｇｒ＊との偏差（Ｇｒ−Ｇｒ＊）の絶対値を閾値Ｇｒｅｆと比較し（ステップＳ１３０）、偏差（Ｇｒ−Ｇｒ＊）の絶対値が閾値Ｇｒｅｆ未満のときには変速機６０は正常であると判定し（ステップＳ１４０）、偏差（Ｇｒ−Ｇｒ＊）の絶対値が閾値Ｇｒｅｆ以上のときには変速機６０は異常であると判定して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。ここで、閾値Ｇｒｅｆは、計算した現在のギヤ比Ｇｒと要求ギヤ比Ｇｒ＊とが一致しているとみなしてもよいか否かを判定するために用いられる閾値であり、回転位置検出センサ４４の精度や回転数センサ３６の歯数Ｍなどに基づいて設定することができる。
【００３３】
以上説明した変速機６０の状態検出装置によれば、リングギヤ軸３２ａの回転数に応じて変化する検出応答性をもつ回転数センサ３６により検出されるリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは車速Ｖが変化している最中には実回転数Ｎｒに対する応答遅れを生じ、比較的高精度且つ高応答性の回転位置検出センサ４４からのモータＭＧ２の回転位置に基づいて算出されるモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は車速Ｖが変化している最中でも実際のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２ａｃｔに略等しい。このとき、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒの実回転数Ｎｒに対する応答遅れの時定数に一致するよう車速Ｖに基づいて設定したなまし定数Ｋを用いてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２になまし処理を施し、なまし処理を施して調整した調整回転数を用いて現在のギヤ比Ｇｒ（＝Ｎｍ２ｓｍｏ／Ｎｒ）を計算するから、正確なギヤ比Ｇｒの値を計算することができる。この結果、変速機６０の異常の誤判定をより確実に防止することができる。
【００３４】
実施例の変速機６０の状態検出装置では、図５のモータ回転数算出ルーチンで車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ以上のときにはなまし処理を行なわないものとしたが、回転数センサ３６の歯数Ｍによっては車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ以上のときでもなまし処理を行なうものとしてもよい。
【００３５】
実施例の変速機６０の状態検出装置では、図５のモータ回転数調整ルーチンのステップＳ３２０で調整したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２ｓｍｏを変速機６０の異常判定に用いるものとしたが、変速機６０の変速段を切り替える際の同期判定に用いるものとしてもよい。図８は、変速機６０の共線図を示す説明図である。変速機６０のギヤの状態をＨｉギヤの状態（図中、実線参照）からＬｏギヤの状態（図中、点線参照）へ切り替える場合、同期判定は、モータＭＧ２の調整回転数Ｎｍ２ｓｍｏとリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとの関係（ギヤ比Ｇｒ＝Ｎｍ２ｓｍｏ／Ｎｒ）が要求ギヤ比Ｇｒ＊（Ｌｏギヤの状態のギヤ比）と一致したとみなすことができるか否かを調べることにより行なうことができる。なお、Ｌｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に切り替える場合も同様である。
【００３６】
実施例の変速機６０の状態検出装置では、図５のモータ回転数調整ルーチンのステップＳ３２０で調整したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２ｓｍｏを変速機６０の異常判定に用いるものとしたが、変速機６０の変速段を切り替える際の回転変化開始判定に用いるものとしてもよい。この場合、回転変化開始判定は、モータＭＧ２の調整回転数Ｎｍ２ｓｍｏとリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとの関係（ギヤ比Ｇｒ）が変化したか否かを調べることにより行なうことができる。
【００３７】
実施例の変速機６０の状態検出装置では、図５のモータ回転数調整ルーチンのステップＳ３２０で調整したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２ｓｍｏを変速機６０の異常判定に用いるものとしたが、変速機６０の変速段を切り替える際のモータＭＧ２の吹き判定に用いるものとしてもよい。この場合、モータＭＧ２の吹き判定は、変速の最中にモータＭＧ２の調整回転数Ｎｍ２ｓｍｏをリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒで除したもの（Ｎｍ２ｓｍｏ／Ｎｒ）が通常取り得るギヤ比の範囲外となったか否かを調べることにより行なうことができる。
【００３８】
実施例の変速機６０の状態検出装置では、図３の変速異常判定ルーチンのステップＳ１２０で計算した現在のギヤ比Ｇｒ（＝Ｎｍ２ｓｍｏ／Ｎｒ）を変速機６０の異常判定に用いるものとしたが、現在の変速機６０の状態（Ｈｉギヤの状態にあるかＬｏギヤの状態にあるか）の判定に用いるものとしてもよい。この場合、予め定められたＨｉ，Ｌｏギヤの状態のギヤ比Ｇｈｉ，Ｇｌｏを入力し、計算した現在のギヤ比Ｇｒ（＝Ｎｍ２ｓｍｏ／Ｎｒ）をギヤ比Ｇｈｉ，Ｇｌｏと比較して判定すればよい。
【００３９】
実施例では、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに直接取り付けられた回転数センサ３６を用いてリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを算出するものとしたが、リングギヤ軸３２ａの回転数に応じて変化する検出応答性をもってリングギヤ軸３２ａの回転数を検出できれば、これに限られず、駆動軸に間接に取り付けられたセンサ、例えばリングギヤ軸３２ａにギヤ機構３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに取り付けられた図示しない車輪速センサを用いて駆動軸の回転数を検出するものとしてもよい。
【００４０】
実施例では、変速機６０としてＬｏギヤの状態とＨｉギヤの状態とを切り替える２段の変速段を持つものとしたが、３段以上の変速段を持つものとしてもよいし、こうした有段変速機に限られず、無段変速機としてもよい。
【００４１】
実施例では、モータＭＧ２の動力を変速機６０により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するハイブリッド自動車２０に適用したが、図９の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力を変速機６０により変速してリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図８における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に接続するものに適用してもよい。
【００４２】
実施例では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するハイブリッド自動車２０に適用したが、図１０の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものに適用してもよい。
【００４３】
実施例では、内燃機関からの動力と電動機から変速機を介して出力された動力とを駆動軸に出力して走行するハイブリッド自動車に適用したが、変速機を介して電動機からの動力を駆動軸に出力するものであれば、こうしたハイブリッド自動車に限定されるものではなく、変速機を介して電動機からの動力を駆動軸に出力して走行する通常の電気自動車に適用することもできる。
【００４４】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施例としての変速機６０の状態検出装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】変速機６０の構成の概略を示す構成図である。
【図３】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される変速異常判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動軸回転数算出ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるモータ回転数調整ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図６】なまし定数Ｋと車速Ｖとの関係を示す説明図である。
【図７】リングギヤ軸３２ａの回転数ＮｒおよびモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の時間変化の様子を示す説明図である。
【図８】変速機６０の共線図を示す説明図である。
【図９】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１０】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４６】
２０，１２０，２２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  動力分配統合機構、３１  サンギヤ、３２  リングギヤ、３２ａ  リングギヤ軸、３３  ピニオンギヤ、３４  キャリア、３６  回転数センサ、３７  ギヤ機構、３８  デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ  駆動輪、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、５０  バッテリ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４  電力ライン、６０，３３０  変速機、６０ａ  ダブルピニオンの遊星歯車機構、６０ｂ  シングルピニオンの遊星歯車機構、６１，６５  サンギヤ、６２，６６  リングギヤ、６３ａ  第１ピニオンギヤ、６３ｂ  第２ピニオンギヤ、６４，６８  キャリア、６７  ピニオンギヤ、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、２３０  対ロータ電動機、２３２  インナーロータ  ２３４  アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ、Ｂ１，Ｂ２  ブレーキ。
【図１】
2005344825.tif 000003
【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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【図７】
2005344825.tif 000009
【図８】
2005344825.tif 000010
【図９】
2005344825.tif 000011
【図１０】
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