(57)【要約】      （修正有）【課題】ハイブリッド車両において、「ガス欠」のように意図しないエンジン回転数の急変のときでも第１の回転電機の過回転を防止することである。【解決手段】ハイブリッド車両１０は、エンジン１４と２台の回転電機１６，２０との間の動力分配を行う動力分配機構１８と、動力分配機構１８と駆動輪３８との間に設けられる多段変速機２２と、を備え、２台の回転電機１６，２０を区別して、動力分配機構１８のエンジン１４側に接続される回転電機１６を第１の回転電機とし、動力分配機構１８の多段変速機２２側に接続される回転電機２０を第２の回転電機として、エンジン燃料の残量に基づいてエンジン１４の動作停止が予測できるときに、多段変速機２２について第１の回転電機の過回転抑制変速制御を行う制御装置４０を備える。【選択図】図１
2016060293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと２台の回転電機との間の動力分配を行う動力分配機構と、
動力分配機構と車両駆動輪との間に設けられる多段変速機と、
を備え、
２台の回転電機を区別して、動力分配機構のエンジン側に接続される回転電機を第１の回転電機とし、動力分配機構の多段変速機側に接続される回転電機を第２の回転電機として、
エンジン燃料の残量に基づいてエンジンの動作停止が予測できるときに、多段変速機について第１の回転電機の過回転抑制変速制御を行う制御装置と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンと２台の回転電機を備えるハイブリッド車両に係り、特に、エンジンと２台の回転電機の間の動力分配を行う動力分配機構と、動力分配機構と車両駆動輪との間に設けられる多段変速機とを備えるハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両において運転者がアクセルペダルを大きく踏み込むと、これに応じて大きな要求パワーが出力されるようにエンジンが制御され、これに伴いエンジンで駆動される側の回転電機の回転数とトルクが大きくなり、場合によってはエンジンで駆動される側の回転電機の回転数が上限回転数まで上昇することが生じ得る。
【０００３】
このような場合、特許文献１では、エンジンで駆動される側の回転電機である発電機の過回転による損傷等を防止するためにエンジンの燃料噴射を停止するが、その方法によると、駆動軸への出力トルクが急減し、運転者の加速要求から逸脱することになる。そこで、発電機の回転数を上限回転数以下にしながら電動機を制御して要求パワーを満たすようにしてエンジンの燃焼噴射を停止しないようにすることが開示されている。
【０００４】
なお、本発明の関連技術として、特許文献２には、多段変速機を含むハイブリッド車両システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２１９０２５号公報
【特許文献２】特開２０１４−０８２８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ハイブリッド車両において、動力分配機構によってエンジンと２台の回転電機との間の動力分配が行われるとき、動力分配機構のエンジン側に接続される回転電機と、ハイブリッド車両の駆動輪側に接続される回転電機を区別して、前者を第１の回転電機（ＭＧ１）とし、後者を第２の回転電機（ＭＧ２）とする。
【０００７】
ハイブリッド車両においては、運転者がアクセルを大きく踏み込む場合の他にも、第１の回転電機（ＭＧ１）が過回転の状態になることがある。例えば、「ガス欠」によってエンジンの回転数が急変しても車両はそのままで走行するので、動力分配機構の機能によって車両の駆動輪側から第１の回転電機（ＭＧ１）が強制的に回され、これによって第１の回転電機（ＭＧ１）が過回転の状態になることがある。
【０００８】
ここで「ガス欠」とは、エンジンが燃料切れによって動作を停止する「エンジンの動作停止」のことをいう。
【０００９】
「ガス欠」のように運転者が意図しないことでエンジン回転数が急変するときは、エンジントルク等を監視しながら制御する方法では制御が間に合わず、第１の回転電機（ＭＧ１）の過回転を十分に防止できない。
【００１０】
本発明は、「ガス欠」のように意図しないエンジン回転数の急変のときでも第１の回転電機（ＭＧ１）の過回転を防止できるハイブリッド車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るハイブリッド車両は、エンジンと２台の回転電機との間の動力分配を行う動力分配機構と、動力分配機構と車両駆動輪との間に設けられる多段変速機とを備え、２台の回転電機を区別して、動力分配機構のエンジン側に接続される回転電機を第１の回転電機とし、動力分配機構の多段変速機側に接続される回転電機を第２の回転電機として、エンジン燃料の残量に基づいてエンジンの動作停止が予測できるときに、多段変速機について第１の回転電機の過回転抑制変速制御を行う制御装置と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成のハイブリッド車両によれば、エンジン燃料の残量に基づいてエンジンの動作停止である「ガス欠」が予測できるときに、多段変速機について第１の回転電機の過回転抑制変速制御を行う。第１の回転電機がエンジン側からでなく、車両の駆動軸側から強制的に回されても、エンジントルク等を監視して回転電機の動作制御を行うのでなく、多段変速機の変速段の変更制御を行うので、第１の回転電機の回転数を迅速に低下させることができる。これによって、「ガス欠」による意図しないエンジン回転数の急変のときでも、第１の回転電機の過回転を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る実施の形態のハイブリッド車両の構成図である。
【図２】本発明に係る実施の形態のハイブリッド車両において、エンジン回転数が急変したときに第１の回転電機（ＭＧ１）の過回転を防止する方法の手順を示すフローチャートである。
【図３】図２に関する動力分配機構と変速機についての共線図である。
【図４】他の実施例として、「ガス欠」からの復帰によってエンジン回転数が急変したときに第１の回転電機（ＭＧ１）の過回転を防止する方法の手順を示すフローチャートである。
【図５】図４に関する動力分配機構と変速機についての共線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、ハイブリッド車両としてエンジンと２台の回転電機を備えるものを述べるが、これはハイブリッド車両の基本構成の例示であって、外部から給電可能なプラグインハイブリッド車両、燃料電池を搭載するＦＣハイブリッド車両等であっても構わない。以下では、多段変速機として４段変速を述べるが、これは説明のための例示であって、変速段数はこれ以外であってもよい。以下では、動力分配機構と多段変速機のいずれも遊星歯車機構を用いるものとしたが、これは説明のための例示であって、動力分配機構と多段変速機に遊星歯車機構以外の方式の機構を用いてもよい。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１は、ハイブリッド車両１０の構成を示す図である。ハイブリッド車両１０は、駆動装置１２と、駆動装置１２によって駆動される駆動輪３８と、制御装置４０と、制御装置４０に接続される記憶装置５０とを含んで構成される。なお、ハイブリッド車両１０は、これらを搭載する車体及び車体の内部の車室に設けられるハンドル、アクセル、ブレーキ、座席シート等を含んで構成されるが、図１ではこれらの図示を省略した。
【００１６】
駆動装置１２は、エンジン１４と、第１の回転電機（ＭＧ１）１６と、動力分配機構１８と、第２の回転電機（ＭＧ２）２０と、多段変速機２２とを含んで構成される。なお、駆動装置１２において、第１の回転電機（ＭＧ１）１６と第２の回転電機（ＭＧ２）２０には、それぞれインバータを含む駆動回路と、蓄電装置が接続されるが、図１ではこれらの図示を省略した。
【００１７】
エンジン１４は、ハイブリッド車両１０の駆動源の１つである内燃機関である。エンジン１４は、例えば６気筒のピストン・シリンダ機構で構成される。各気筒は、円筒状の内部空間を有するシリンダと、シリンダの内壁に沿って摺動するピストンと、シリンダの内部に燃料を噴射する燃料噴射弁と、シリンダの内部に空気を供給する吸気管と、シリンダの内部から排気ガスを外部に排出する排気管を含んで構成される。また、吸気管には吸気量を制御するためのスロットルが設けられ、吸気管がシリンダに接続されるところには吸気弁が設けられる。排気管がシリンダに接続されるところには排気弁が設けられる。また、燃料噴射弁の近くに点火プラグが設けられる。運転者がアクセルを大きく踏み込むと、スロットルが全開状態（Ｗｉｄｅ  Ｏｐｅｎ  Ｓｌｏｔｔｌｅ：ＷＯＴ）となる。
【００１８】
エンジン１４は、燃料噴射弁と吸気弁の制御によって燃料であるガソリンと空気との混合ガスをシリンダ内に供給し、ピストンの押し上げによって混合ガスを圧縮し、圧縮された混合ガスに点火プラグを用いて適当なタイミングで点火し、混合ガスの爆発の膨張によってピストンを押し下げ、これを繰り返し、ピストンに接続されるクランクシャフトを出力軸３０としてこれを回転させてトルクを発生させる。
【００１９】
燃料タンク２４は、燃料噴射弁に供給するガソリンを収容するタンク容器である。燃料タンク２４は、メインタンクと非常用のリザーブタンクで構成することができる。メインタンクの燃料残量は、図１でＦＬとして示される燃料残量計２６によって検出される。検出された燃料残量のデータは、適当な信号線で制御装置４０に伝送され、車室内の運転操作盤の燃料残量表示部に表示される。
【００２０】
メインタンクの燃料残量＝０となると、制御装置４０はイグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）をオフ状態とし、点火プラグの動作を停止し、これによりエンジン１４の動作が停止する。「ガス欠」とは、このように、燃料にガソリンを用いるエンジン１４が燃料切れによって動作を停止する「エンジンの動作停止」のことである。以下では、特に断らない限り、燃料切れによるエンジン１４の動作停止を「ガス欠」と呼ぶ。
【００２１】
なお、メインタンクの他にリザーブタンクを有するハイブリッド車両１０では、走行中にメインタンクが燃料切れになる緊急事態のときでも、車室の運転操作盤等に設けられる燃料切替スイッチの操作によって、エンジン１４への燃料供給路を切り替えリザーブタンクから燃料を供給して「ガス欠」から復帰させることが可能である。
【００２２】
駆動装置１２に備えられる２台の回転電機１６，２０は、共にハイブリッド車両１０に搭載されるモータ・ジェネレータ（ＭＧ）であって、図示されていない駆動回路から電力が供給されるときはモータ機能として働き、エンジン１４による駆動時、あるいはハイブリッド車両１０の制動時には発電機能として働く三相同期型回転電機である。第１の回転電機（ＭＧ１）１６は、動力分配機構１８のエンジン１４側に接続され、動力分配機構１８を介してエンジン１４によって駆動されて主として発電機能として働く。第２の回転電機（ＭＧ２）２０は、動力分配機構１８の多段変速機２２側に接続され、多段変速機２２を介し駆動軸３４で駆動輪３８を駆動して主としてモータ機能として働く。以下では、特に断らない限り、第１の回転電機（ＭＧ１）１６を単にＭＧ１と呼び、第２の回転電機（ＭＧ２）２０を単にＭＧ２と呼ぶ。
【００２３】
ＭＧ１の出力軸の回転数は、図１でＮｇとして示される回転数センサ２８によって検出され、検出された回転数Ｎｇは適当な信号線を用いて制御装置４０に伝送される。
【００２４】
エンジン１４と２台の回転電機１６，２０の間に設けられる動力分配機構１８は、ハイブリッド車両１０の走行状態に応じて、エンジン１４の出力と、ＭＧ１への入出力と、ＭＧ２の出力との間で、発電に用いる分と駆動輪３８を駆動する分とを適切に分配する機能を有する機構である。動力分配機構１８は、外歯歯車のサンギアＳ０と、サンギアＳ０と同心円上に配置された内歯歯車のリングギアＲ０と、サンギアＳ０に噛み合うと共にリングギアＲ０に噛み合う複数のピニオンギアＰ０と、複数のピニオンギアＰ０を自転かつ公転自在に保持するキャリアＣ０とを備え、サンギアＳ０とリングギアＲ０とキャリアＣ０とを回転要素として差動作用を行う遊星歯車機構である。
【００２５】
動力分配機構１８は、エンジン１４のクランクシャフトである出力軸３０をキャリアＣ０に接続し、第１の回転電機（ＭＧ１）１６の出力軸をサンギアＳ０に接続し、第２の回転電機（ＭＧ２）２０の出力軸をキャリアＣ０に接続して構成される。例えば、第１の回転電機（ＭＧ１）１６が主たる機能である発電機能を行うときは、キャリアＣ０から入力されるエンジン１４の動力を、リングギアＲ０の歯数とサンギアＳ０の歯数の比に応じて、サンギアＳ０側とリングギアＲ０側とに分配し、第１の回転電機（ＭＧ１）１６がモータ機能を行うときは、キャリアＣ０から入力されるエンジン１４の動力とサンギアＳ０から入力される第１の回転電機（ＭＧ１）１６からの動力を統合してリングギアＲ０側に出力する。このようにしてリングギアＲ０に分配された動力は、リングギアＲ０に接続される第２の回転電機（ＭＧ２）２０の出力軸からの動力と合わせて、動力軸３２に出力される。動力軸３２は、多段変速機２２の入力軸となる。
【００２６】
多段変速機２２は、動力軸３２から入力された動力を、第１速から第４速の４段階に変速して駆動軸３４に出力する４段変速機である。多段変速機２２は、２組のシングルピニオン型の遊星歯車機構と、２つのクラッチＣＬ１，ＣＬ２と、２つのブレーキＢ１，Ｂ２とを含んで構成される。
【００２７】
動力軸３２側の第１遊星歯車機構は、外歯歯車のサンギアＳ１と、サンギアＳ１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギアＲ１と、サンギアＳ１に噛み合うと共にリングギアＲ１に噛み合う１つのピニオンギアＰ１と、ピニオンギアＰ１を自転かつ公転自在に保持するキャリアＣ１とを備え、サンギアＳ１とリングギアＲ１とキャリアＣ１とを回転要素として差動作用を行う。同様に、駆動軸３４側の第２遊星歯車機構は、外歯歯車のサンギアＳ２と、サンギアＳ２と同心円上に配置された内歯歯車のリングギアＲ２と、サンギアＳ２に噛み合うと共にリングギアＲ２に噛み合う１つのピニオンギアＰ２と、ピニオンギアＰ２を自転かつ公転自在に保持するキャリアＣ２とを備え、サンギアＳ２とリングギアＲ２とキャリアＣ２とを回転要素として差動作用を行う。ここで、第１遊星歯車機構のキャリアＣ１は、第２遊星歯車機構のリングギアＲ２と接続される。また、第１遊星歯車機構のリングギアＲ１は、第２遊星歯車機構のキャリアＣ２と接続され、これが駆動軸３４に接続される。
【００２８】
第１遊星歯車のサンギアＳ１は、クラッチＣＬ２のＯＮ／ＯＦＦによって動力軸３２に対する接続／解除が行われ、ブレーキＢ２のＯＮ／ＯＦＦによって回転／固定が行われる。第２遊星歯車のサンギアＳ２は、クラッチＣＬ１のＯＮ／ＯＦＦによって動力軸３２に接続／解除が行われる。第１遊星歯車機構のキャリアＣ１に接続される第２遊星歯車機構のリングギアＲ２は、ブレーキＢ１のＯＮ／ＯＦＦによって、回転／固定が行われる。ここで、ＯＮとは２つの対象の間を係合または係止状態にすることで、ＯＦＦとは係合または係止状態を解除して２つの対象の間を自由状態とすることである。ブレーキＢ１，Ｂ２において２つの対象の一方は多段変速機２２の固定壁である。
【００２９】
多段変速機２２の第１速から第４速の変更は、制御装置４０の制御の下でクラッチＣＬ１，ＣＬ２のＯＮ／ＯＦＦとブレーキＢ１，Ｂ２のＯＮ／ＯＦＦの選択によって実行される。クラッチＣＬ１，ＣＬ２のＯＮ／ＯＦＦとブレーキＢ１，Ｂ２のＯＮ／ＯＦＦと第１速から第４速との関係は、変速一覧リストファイル５２に記憶され、制御装置４０に接続される記憶装置５０に格納される。
【００３０】
第１速は、クラッチＣＬ１とブレーキＢ１とをＯＮとし、クラッチＣＬ２とブレーキＢ２とがＯＦＦとすることで達成される。これにより、動力軸３２からクラッチＣＬ１を経てサンギアＳ２に入る動力は、ブレーキＢ１により固定されたリングギアＲ２に反力を取るキャリアＣ２の減速回転として、駆動軸３４に出力される。
【００３１】
第２速は、クラッチＣＬ１とブレーキＢ２とをＯＮとし、クラッチＣＬ２とブレーキＢ１とをＯＦＦとすることで達成される。これにより、動力軸３２からクラッチＣＬ１を経てサンギアＳ２に入る動力は、ブレーキＢ２により固定されたサンギアＳ１に反力を取って回転するリングギアＲ２と間との差の回転として、キャリアＣ２から駆動軸３４に出力される。
【００３２】
第３速は、クラッチＣＬ１とクラッチＣＬ２とをＯＮとし、ブレーキＢ１とブレーキＢ２とをＯＦＦとすることで達成される。これにより、動力軸３２からクラッチＣＬ１を経てサンギアＳ２に入る動力と、クラッチＣＬ２を経てキャリアＣ１に入る動力とで、ピニオンギアＰ２が直結状態となるため、キャリアＣ２の動力は動力軸３２の動力から減速されずにそのまま駆動軸３４に出力される。
【００３３】
第４速は、クラッチＣＬ２とブレーキＢ２とをＯＮとし、クラッチＣＬ１とブレーキＢ１とをＯＦＦとすることで達成される。これにより、クラッチＣＬ２を経てキャリアＣ１に入る動力は、ブレーキＢ２により固定されたサンギアＳ１に反力を取るリングギアＲ２の増速回転として、キャリアＣ２から駆動軸３４に出力される。
【００３４】
ディファレンシャルギア３６は、多段変速機２２のキャリアＣ２を経て駆動軸３４に出力された動力を、ハイブリッド車両１０の左右の駆動輪３８に振り分ける差動ギアである。上記のように、エンジン１４とＭＧ１とＭＧ２の動力は、動力分配機構１８と多段変速機２２を経て、ハイブリッド車両１０の走行状態に応じた変速比で駆動軸３４に出力され、駆動輪３８を駆動する。
【００３５】
制御装置４０は、ハイブリッド車両１０の全体の動作を制御する装置で、上記のようにハイブリッド車両１０の走行状態に応じて、エンジン１４、ＭＧ１、ＭＧ２、動力分配機構１８、多段変速機２２の動作を制御する。
【００３６】
特に、制御装置４０は、「ガス欠」のようなイレギュラーな事態において、運転者が意図しないエンジン１４の回転数の急変を予測し、駆動輪３８側からの強制的な回転によってＭＧ１が過回転することを防止する機能を有する。そのために、制御装置４０は、燃料残量取得部４２と、ＭＧ１回転数取得部４４と、ＭＧ１過回転抑制部４６を含んで構成される。
【００３７】
かかる機能は、制御装置４０においてソフトウェアを実行することで実現できる。具体的には、ＭＧ１過回転防止プログラムを制御装置４０が実行することで達成される。上記機能の一部をハードウェアで実現するものとしてもよい。
【００３８】
記憶装置５０は、制御装置４０と交信可能に接続され、制御装置４０において実行されるＭＧ１過回転防止プログラムを含む各種プログラムや、一時的データ等を格納するメモリである。また、多段変速機２２における第１速から第４速に対応付けてクラッチＣＬ１，ＣＬ２とブレーキＢ１，Ｂ２のＯＮ／ＯＦＦの関係を記憶する変速一覧リストファイル５２が格納される。
【００３９】
かかる構成の作用、特に、制御装置４０の各機能の詳細について、図２、図３を用いて説明する。最初に、「ガス欠」によってエンジン１４の回転数が急変することでＭＧ１の回転数Ｎｇが急上昇して過回転となる状況を図２の共線図で説明し、次に、「ガス欠」のようなイレギュラーな事態において、運転者が意図しないエンジン１４の回転数の急変を予測して、駆動輪３８側からの強制的な回転によってＭＧ１が過回転することを防止する方法の手順について、図３を用いて説明する。
【００４０】
図２は、駆動装置１２において、動力分配機構１８と多段変速機２２の共線図を結び付けて示す図である。共線図の縦軸は各回転要素の回転数で、横軸は各回転要素の位置である。
【００４１】
動力分配機構１８については、共線図の縦軸として、ＭＧ１の回転数、エンジン１４の回転数、ＭＧ２の回転数の３つが示される。この３つの縦軸のそれぞれについて横軸方向に沿った位置は、リングギアＲ０の歯数とサンギアＳ０の歯数の比に応じた位置とされる。
【００４２】
すなわち、｛（サンギアＳ０の歯数）／（リングギアＲ０の歯数）｝＝ρ0として、［｛ＭＧ１の回転数を示す縦軸｝と｛エンジン１４の回転数を示す縦軸｝の間の横軸方向に沿った距離］：［｛エンジン１４の回転数を示す縦軸｝と｛ＭＧ２の回転数を示す縦軸｝の間の横軸方向に沿った距離］＝１：ρ0である。
【００４３】
多段変速機２２については、共線図の縦軸として、サンギアＳ２の回転数、（キャリアＣ２＝リングギアＲ１）の回転数、（リングギアＲ２＝キャリアＣ１）の回転数、サンギアＳ１の回転数の４つが示される。この４つの縦軸のそれぞれについて横軸方向に沿った位置は、サンギアＳ１の歯数とリングギアＲ１の歯数の比、サンギアＳ２の歯数とリングギアＲ２の歯数の比に応じた位置とされる。
【００４４】
すなわち、｛（サンギアＳ１の歯数）／（リングギアＲ１の歯数）｝＝｛（サンギアＳ２の歯数）／（リングギアＲ２の歯数）｝＝ρ1として、［｛サンギアＳ２の回転数を示す縦軸｝と｛（キャリアＣ２＝リングギアＲ１）の回転数を示す縦軸｝の間の横軸方向に沿った距離］：［｛（キャリアＣ２＝リングギアＲ１）の回転数を示す縦軸｝と｛（リングギアＲ２＝キャリアＣ１）の回転数を示す縦軸｝の間の横軸方向に沿った距離］＝１：ρ2である。また、［｛サンギアＳ１の回転数を示す縦軸｝と｛（リングギアＲ２＝キャリアＣ１）の回転数を示す縦軸｝の間の横軸方向に沿った距離］：［｛（リングギアＲ２＝キャリアＣ１）の回転数を示す縦軸｝と｛（キャリアＣ２＝リングギアＲ１）の回転数を示す縦軸｝との回転数を示す縦軸｝の間の横軸方向に沿った距離］＝１：ρ2である。
【００４５】
「ガス欠」が生じる前の状態を図２の共線図を用いて説明すると、以下の通りである。「ガス欠」が生じる前は、ハイブリッド車両１０は通常走行であるので、運転者が意図して加速または減速をしない限り、駆動輪３８の回転数は一定である。その回転数を｛（キャリアＣ２＝リングギアＲ１＝駆動輪）の速度を示す縦軸｝上のＡ点で示した。
【００４６】
多段変速機２２の変速状態が第１速のときは、図１で説明したように、（リングギアＲ２＝キャリアＣ１）＝固定状態＝回転数ゼロである。したがって、第１速のときの共線図は、Ａ点と、｛（リングギアＲ２＝キャリアＣ１）の回転数を示す縦軸｝の回転数ゼロのＢ点を通る。
【００４７】
多段変速機２２の変速状態が第２速のときは、図１で説明したように、サンギアＳ１＝＝固定状態＝回転数ゼロである。したがって、第２速のときの共線図は、Ａ点と、｛サンギアＳ１の回転数を示す縦軸｝の回転数ゼロのＣ点を通る。
【００４８】
多段変速機２２の変速状態が第３速のときは、図１で説明したように、減速も増速も行われず直結状態となる。したがって、第３速の共線図は、Ａ点を通る速度一定の線となる。
【００４９】
多段変速機２２の変速状態が第４速のときは、図１で説明したように、（リングギアＲ２＝キャリアＣ１）の動力が出力される。図２では、第２速の共線図が｛（リングギアＲ２＝キャリアＣ１）の速度を示す縦軸｝と交わる点Ｄの動力が出力されるものとした。
【００５０】
図１で説明したように、多段変速機２２の入力軸は、動力分配機構１８の動力軸３２に接続される。多段変速機２２の入力軸は、第１速から第３速において、サンギアＳ２の回転軸であり、第４速においては（リングギアＲ２＝キャリアＣ１）の回転軸である。換言すれば、「ガス欠」が生じる前の通常走行においては、動力分配機構１８の動力軸３２の回転数は、多段変速機２２の変速状態が第１速から第３速の場合に、サンギアＳ２の回転数と同じで、第４速の場合は、（リングギアＲ２＝キャリアＣ１）の回転数と同じである。図２では、｛ＭＧ２の回転数を示す縦軸｝と、｛サンギアＳ２の回転数を示す縦軸｝または｛（リングギアＲ２＝キャリアＣ１）の回転数を示す縦軸｝の間を結ぶ線で、動力分配機構１８と多段変速機２２との間の接続状態を示した。
【００５１】
「ガス欠」が生じる前の通常走行においては、エンジン１４の回転数も一定に維持される。図２では、「ガス欠」が生じる前のエンジン１４の回転数を、｛エンジン１４の回転数を示す縦軸｝の点Ｅで示した。多段変速機２２の変速状態が第１速のとき、図２の動力分配機構１８における共線図は、点Ｅと、｛ＭＧ２の回転数を示す縦軸｝において多段変速機２２の第１速のときのサンギアＳ２の回転数と同じ回転数の点Ｆとを通る線となる。図２ではこの共線図を「当初」として破線で示した。同様に、多段変速機２２の変速状態が第２速のとき、図２の動力分配機構１８における共線図は、点Ｅと、｛ＭＧ２の回転数を示す縦軸｝において多段変速機２２の第２速のサンギアＳ２の回転数と同じ回転数の点を通る線となる。第２速以下の共線図については図２における図示を省略する。
【００５２】
次に、「ガス欠」が生じると、エンジン１４の動作が停止するので、エンジン１４の回転数は、エンジン１４の回転数を示す縦軸上で急低下して回転数＝０である点Ｇとなる。ここで、ハイブリッド車両１０は走行を続け、運転者は変速状態を変更しないので、駆動輪３８の回転数は変化しない。つまり、多段変速機２２における共線図は変化せず、したがって、動力分配機構１８におけるＭＧ２の回転数も変化しない。
【００５３】
ここでエンジン１４の回転数の状態は点Ｅから回転数＝０の点Ｇへ急低下するので、動力分配機構１８における第１速の共線図は、第１速における｛ＭＧ２の回転数を示す縦軸｝上の点Ｆと、｛エンジン１４の回転数を示す縦軸｝上の点Ｇとを結ぶ線となる。したがって、ＭＧ１の回転数Ｎｇは、「当初」の状態の回転数を示す点Ｈから点Ｉに向かって逆回転方向側に急増加する。つまり、ＭＧ１は、動力分配機構１８においてエンジン１４側に接続するので、ＭＧ１の回転数もゼロとなるとも考えられるが、ＭＧ１は、駆動輪３８側から強制的に回転されて、その回転数が急増し、場合によって、ＭＧ１の回転数として許容できる最高回転数ＮｇMAXを超える過回転となることが生じる。
【００５４】
「ガス欠」によってＭＧ１が過回転となるのを防止する方法としては、多段変速機２２の変速状態をシフトアップすることがよい。すなわち、多段変速機２２の変速状態が第１速のときは第２速に、多段変速機２２の変速状態が第２速のときは第３速に、多段変速機２２の変速状態が第３速のときは第４速に変更する変速制御を行う。これにより、ＭＧ１の回転数を示す点Ｉは、回転数Ｎｇの絶対値が小さくなる方向に変化し、ＭＧ１の過回転を回避できる。
【００５５】
次に、図３を用いて、「ガス欠」のようなイレギュラーな事態において、運転者が意図しないエンジン１４の回転数の急変を予測し、駆動輪３８側からの強制的な回転によってＭＧ１が過回転することを防止する方法の手順について説明する。ここで、過回転とは、予め定めた最高回転数ＮｇMAXを超える回転のことである。図３は、「ガス欠」が生じ得るときに、ＭＧ１の過回転を防止する手順を示すフローチャートである。各手順は、ＭＧ１過回転防止プログラムの各処理手順にそれぞれ対応する。
【００５６】
ハイブリッド車両１０が始動して、各種要素が初期化され、ＭＧ１過回転防止プログラムが立ち上がると、燃料残量取得が行われる（Ｓ１０）。この処理手順は、制御装置４０の燃料残量取得部４２の機能によって実行される。具体的には、燃料残量計２６から通信線によって伝送されてくる燃料タンク２４における燃料残量のデータが取得される。
【００５７】
Ｓ１０の取得結果に基づいて、「ガス欠」のおそれがあるか否かが推定される（Ｓ１２）。例えば、燃料残量のデータ値が、予め設定された「ガス欠おそれ閾値」以下のときに、「ガス欠」のおそれがあると推定することができる。Ｓ１２の推定が否定されると、「ガス欠」のおそれはないとされ、以後の処理手順は実行されずにＥＮＤ処理とされる。
【００５８】
Ｓ１２の推定が肯定されると、「ガス欠」のおそれがあるので、制御装置４０は、高速走行の制限を行い、またはシフトアップを禁止する（Ｓ１４）。これによって通常走行から高速走行に移ることやシフトアップを行うことでＭＧ２の回転数が上昇することを抑制する。「ガス欠」の前にＭＧ２の回転数が更に上昇する制御を行うと、「ガス欠」でエンジン１４の回転数が急低下したときに、ＭＧ１の回転数が逆回転方向側に急増加するので、これを未然に防止するためである。
【００５９】
その後、ＭＧ１の回転数Ｎｇを取得する（Ｓ１６）。この処理手順は、制御装置４０のＭＧ１回転数取得部４４の機能によって実行される。これは、Ｓ１４の処理にもかかわらず、「ガス欠」のためにＭＧ１が過回転にならないかどうかを監視するためである。
【００６０】
取得したＭＧ１の回転数Ｎｇは、予め設定されたＭＧ１に許容される最高回転数ＮｇMAXと比較される（Ｓ１８）。取得したＭＧ１の回転数Ｎｇが最高回転数ＮｇMAXを超えたときに、ＭＧ１が過回転であるとされ（Ｓ２０）、多段変速機２２における変速状態であるギア段が第４速以外のとき（Ｓ２２）、多段変速機２２における変速状態であるギア段がシフトアップされる（Ｓ２４）。すなわち、ギア段が第１速のときは第２速またはそれ以上にシフトアップされ、ギア段が第２速のときは第３速またはそれ以上にシフトアップされ、ギア段が第３速のときは第４速にシフトアップされる。
【００６１】
これによって、図２で説明したように、「ガス欠」によってエンジン１４の回転数が急低下しても、ＭＧ１の回転数Ｎｇの絶対値を小さくし、ＮｇMAXを超えることを回避できる。Ｓ１８，Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２４の処理手順は、制御装置４０のＭＧ１過回転抑制部４６の機能によって実行される。Ｓ２４の処理が終了すると、ＥＮＤ処理とされる。
【００６２】
上記構成によれば、動力軸３２と出力軸３０とを切り離さないで、「ガス欠」によるエンジン１４の回転数が急低下してもＭＧ１の過回転を防止できるので、ハイブリッド車両１０が走行中であってもそのまま走り続けることができる。
【００６３】
上記では、「ガス欠」によってエンジン１４の回転数が急変し、ＭＧ１が過回転となる場合を説明したが、ハイブリッド車両１０が走行中に「ガス欠」となっても、「ガス欠」から復帰する場合には、エンジン１４の回転数が急変し、ＭＧ１が過回転となる場合がある。これについて図４、図５を用いて説明する。図４は、図２に対応する共線図で、多段変速機２２に関する共線図は図２と同じであるので、詳細な説明を省略する。動力分配機構１８においては、通常走行におけるエンジン１４の回転数が｛エンジン１４の回転数を示す縦軸｝における点Ｊで示される。ここでは、多段変速機２２における変速状態が第４速の場合についての共線図が破線の「当初」で示される。図２の説明と同様に、「当初」の第４速の共線図は、点Ｊと、｛ＭＧ２の回転数を示す縦軸｝において多段変速機２２の第４速のときのサンギアＳ２の回転数と同じ回転数の点Ｋとを通る線となる。
【００６４】
ここで、ハイブリッド車両１０が走行中にメインタンクの燃料残量の表示がゼロとなり「ガス欠」となったとき、例えば運転者が燃料コックを切り替えることでリザーブタンクから燃料を供給するように処理すると、「ガス欠」から復帰できる。この処理が遅れると図２、図３で説明したようにエンジン１４の回転数が急低下するが、リザーブタンクからの燃料供給があまり遅れなければ、「ガス欠」から復帰することができる。このとき、燃料供給量が低い状態から正常値に復帰するので、エンジン１４の回転数が急上昇する。図４の共線図では、｛エンジン１４の回転数を示す縦軸｝において、エンジン１４の回転数が点Ｊの状態から点Ｌの状態に急上昇する。
【００６５】
この場合も図２で説明した場合と同様に、ハイブリッド車両１０は通常走行を続け、運転者は変速状態を変更しないので、駆動輪３８の回転数は変化しない。つまり、多段変速機２２における共線図は変化せず、したがって、動力分配機構１８におけるＭＧ２の回転数も変化しない。
【００６６】
ここでエンジン１４の回転数の状態は点Ｊから点Ｌへ急上昇するので、動力分配機構１８における第４速の共線図は、第４速における｛ＭＧ２の回転数を示す縦軸｝上の点Ｋと、｛エンジン１４の回転数を示す縦軸｝上の点Ｌとを結ぶ線となる。したがって、ＭＧ１の回転数Ｎｇは、「当初」の状態の回転数を示す点Ｍから点Ｎに正回転方向側に急増加する。つまり、ＭＧ１は、駆動輪３８側から強制的に回転されて、その回転数が急増し、場合によって、ＭＧ１の回転数として許容できる最高回転数ＮｇMAXを超える過回転となることが生じる。
【００６７】
図５は、「ガス欠」からの復帰のようなイレギュラーな事態において、運転者の操作によってエンジン１４の回転数が急変し、駆動輪３８側からの強制的な回転によってＭＧ１が過回転することを防止する方法の手順を示すフローチャートである。
【００６８】
ここでは、ＭＧ１の回転数Ｎｇを取得する（Ｓ１６）。この処理手順は、制御装置４０のＭＧ１回転数取得部４４の機能によって実行される。これは、運転者の操作によるものであるが、「ガス欠」からの復帰のためにＭＧ１が過回転にならないかどうかを監視するためである。
【００６９】
取得したＭＧ１の回転数Ｎｇは、予め設定されたＭＧ１に許容される最高回転数ＮｇMAXと比較される（Ｓ１８）。取得したＭＧ１の回転数Ｎｇが最高回転数ＮｇMAXを超えたときに、ＭＧ１が過回転であるとされる（Ｓ２０）。Ｓ１６，Ｓ１８，Ｓ２０は、図３で説明した同様の処理と同じ内容である。
【００７０】
Ｓ２０においてＭＧ１が過回転とされると、多段変速機２２における変速状態であるギア段が第１速以外のとき（Ｓ３０）、多段変速機２２における変速状態であるギア段が最適ギア段にシフトダウンされる（Ｓ３２）。例えば、ギア段が第４速のときは第３速またはそれ以下にシフトダウンされ、ギア段が第３速のときは第２速またはそれ以下にシフトアダウンされ、ギア段が第２速のときは第１速にシフトダウンされる。
【００７１】
これによって、図４で説明したように、「ガス欠」からの復帰によってエンジン１４の回転数が急上昇しても、ＭＧ１の回転数Ｎｇの絶対値を小さくし、ＮｇMAXを超えることを回避できる。Ｓ３２の処理が終了すると、ＥＮＤ処理とされる。
【００７２】
図５において破線で示される手順は、ＭＧ１が過回転することを防止するもう１つの方法である。ここでは、取得したＭＧ１の回転数Ｎｇが予め設定されたＭＧ１に許容される最高回転数ＮｇMAXと比較される（Ｓ１８）。この処理手順の内容は、図３、図５で説明したＳ１８の内容と同じである。ＭＧ１の回転数Ｎｇが最高回転数ＮｇMAX以下のときはＥＮＤ処理とされるが、ＭＧ１の回転数Ｎｇが最高回転数ＮｇMAXを超えるときは、「ガス欠」からの復帰を一時的に見合わせ、ＭＧ１の回転数Ｎｇが最高回転数ＮｇMAXを超えないような車速になってから「ガス欠」からの復帰を行うようにする（Ｓ４０）。メインタンクの燃料残量の表示がゼロとなっても直ちにエンジン１４の動作が停止するわけでもないので、「ガス欠」にならない程度にハイブリッド車両１０を走行させ、ＭＧ１の回転数Ｎｇが最高回転数ＮｇMAXを超えないような車速になってから「ガス欠」からの復帰を行うことができる。
【００７３】
なお、極低温下においてアクセルを大きく踏み込み、スロットルをＷＯＴの状態にしたときも、エンジン１４の回転数が急上昇するが、この場合も、図５で説明した処理手順を行うことで、ＭＧ１の過回転を抑制することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１０  ハイブリッド車両、１２  駆動装置、１４  エンジン、１６，２０  回転電機、１８  動力分配機構、２２  多段変速機、２４  燃料タンク、２６  燃料残量計、２８  回転数センサ、３０  出力軸、３２  動力軸、３４  駆動軸、３６  ディファレンシャルギア、３８  駆動輪、４０  制御装置、４２  燃料残量取得部、４４  ＭＧ１回転数取得部、４６  ＭＧ１過回転抑制部、５０  記憶装置、５２  変速一覧リストファイル。
【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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