(57)【要約】【課題】２モータＥＶモードで係合する一方向クラッチの耐久性を向上させる。【解決手段】  エンジンと少なくとも二つのモータとを駆動力源として備え、エンジンの運転を止めて二つのモータが出力する駆動力で走行するモータ走行中にエンジンの逆回転を一方向クラッチによって阻止するように構成されたハイブリッド車の制御装置であって、モータ走行中にハイブリッド車のタイヤスリップが予め定めたスリップ量以上であるか否かを判定（ステップＳ２）し、タイヤスリップが予め定めたスリップ量以上であることの判定が成立した場合にモータ走行を禁止（ステップＳ３）してエンジンが出力する駆動力もしくは一方向クラッチを係合させずにハイブリッド車を走行させることのできるいずれか一方のモータの駆動力による走行に切り替えるように構成されている。【選択図】図１
2016210211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと少なくとも二つのモータとを駆動力源として備え、前記エンジンの運転を止めて前記二つのモータが出力する駆動力で走行するモータ走行中に前記エンジンの逆回転を一方向クラッチによって阻止するように構成されたハイブリッド車の制御装置において、
前記モータ走行中に前記ハイブリッド車のタイヤスリップが予め定めたスリップ量以上であるか否かを判定し、
前記タイヤスリップが前記予め定めたスリップ量以上であることの判定が成立した場合に前記モータ走行を禁止して前記エンジンが出力する駆動力もしくは前記一方向クラッチを係合させずに前記ハイブリッド車を走行させることのできるいずれか一方の前記モータの駆動力による走行に切り替える
ように構成されていることを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンとモータとを備えたハイブリッド車を対象とする制御装置に関し、特にモータの駆動力で走行する場合にエンジンが逆回転しないように一方向クラッチによってエンジンの回転を止めるハイブリッド車を対象とする制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド型式として、エンジンに加えて二つのモータ（もしくはモータ・ジェネレータ）を備えたいわゆる２モータタイプが知られており、その一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されたハイブリッド車では、動力分割機構を構成している遊星歯車機構のキャリヤにエンジンが連結され、またサンギヤに第１モータが連結され、リングギヤが出力要素となっている。そのリングギヤから駆動輪に到る動力伝達経路に第２モータが連結され、第１モータがエンジン回転数を制御することに伴って発電した電力を第２モータに供給して第２モータから駆動輪に駆動力を伝達するように構成されている。また、キャリヤには、エンジンの逆回転を止める一方向クラッチが連結されている。すなわち、第１モータが逆回転方向（エンジンの回転方向とは反対方向）にモータとして動作した場合、エンジンに対しては逆回転方向のトルクが作用するので、このようなエンジンの逆回転を一方向クラッチによって止めて、第１モータのトルクをリングギヤから前進方向のトルクとして出力するようになっている。
【０００３】
また、特許文献２には、エンジンのトルクが入力されるキャリヤの逆回転を止める一方向クラッチを備えたハイブリッド駆動装置が記載されている。その一方向クラッチには、急制動時にＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）が動作した場合に大きい荷重が掛かる可能性があるので、ＡＢＳが動作した場合には、キャリヤと共に遊星歯車機構を構成しているサンギヤの回転数をそのサンギヤに連結されたモータによって上昇させ、これによりキャリヤの回転数を上昇させている。こうすることにより一方向クラッチがオーバーラン状態になって急激な係合が生じにくくなる。さらに、特許文献３には、動力分割機構を構成している遊星歯車機構のキャリヤをブレーキによって固定し、その状態で、サンギヤに連結されている第１モータと、出力要素であるリングギヤから出力されたトルクにトルクを加減する第２モータとを駆動していわゆるＥＶ走行することのできるハイブリッド車が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１９５０７０号公報
【特許文献２】特開２０１２−２２４１４８号公報
【特許文献３】特開２０１４−１１３９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１や特許文献２に記載されている一方向クラッチは、逆回転方向のトルクが作用していることにより係合状態を維持する。一方、その一方向クラッチを係合させたいわゆるＥＶ走行状態においては、駆動輪側からのいわゆる逆入力が生じることがあり、その逆入力トルクも一方向クラッチに作用する。例えばＥＶ走行状態で波状路を走行した場合、タイヤが一時的に浮き上がるなどのことによってグリップ力を失い、タイヤスリップが生じ、その直後にタイヤが接地してグリップするなどの事態が生じる。このような場合、タイヤスリップによって一方向クラッチに作用していた逆回転方向のトルクが抜けて、一方向クラッチがオーバーランし、その後、タイヤがグリップすることにより一方向クラッチに再度逆回転方向のトルクが作用する。このようにして再係合する場合、係合力が衝撃的に作用するので、一方向クラッチに掛かるトルクが過大になり、そのために一方向クラッチの耐久性が低下してしまう可能性がある。
【０００６】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、モータの駆動力で走行するいわゆるＥＶ走行の際に係合して反力を生じる一方向クラッチの耐久性の低下を防止もしくは抑制することのできるハイブリッド車の制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンと少なくとも二つのモータとを駆動力源として備え、前記エンジンの運転を止めて前記二つのモータが出力する駆動力で走行するモータ走行中に前記エンジンの逆回転を一方向クラッチによって阻止するように構成されたハイブリッド車の制御装置において、前記モータ走行中に前記ハイブリッド車のタイヤスリップが予め定めたスリップ量以上であるか否かを判定し、前記タイヤスリップが前記予め定めたスリップ量以上であることの判定が成立した場合に前記モータ走行を禁止して前記エンジンが出力する駆動力もしくは前記一方向クラッチを係合させずに前記ハイブリッド車を走行させることのできるいずれか一方の前記モータの駆動力による走行に切り替えるように構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、タイヤスリップが予め定めたスリップ量以上であれば、一方向クラッチを係合させる走行が禁止される。したがって、タイヤスリップが要因となって一方向クラッチに対して係合する方向および解放する方向のトルクが繰り返しもしくは連続して作用するとしても、一方向クラッチに掛かる負荷が解消もしくは軽減され、その結果、一方向クラッチの耐久性の低下を防止もしくは抑制でき。あるいは耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明に係る制御装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図２】この発明の実施例で対象とすることのできるハイブリッド車におけるパワートレーンを示すスケルトン図である。
【図３】２モータＥＶモードでの動作状態を説明するための図であって、動力分割機構を構成している遊星歯車機構についてのの共線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明の実施例で対象とするハイブリッド車は、エンジンとモータとを駆動力源として備え、モータのみの駆動力によって走行することも可能なハイブリッド車であり、そのパワートレーンの一例を図２に模式的に示してある。図２において、エンジン（ＥＮＧ）１と第１モータ（ＭＧ１）２とが動力分割機構３に連結されている。動力分割機構３は、三つの回転要素によって差動作用を行う機構であって、図２に示す例では遊星歯車機構が採用されている。第１回転要素（例えばキャリヤ４）にエンジン１が捩り振動低減用のばねダンパ機構５を介して連結されている。また、第２回転要素（例えばサンギヤ６）に第１モータ（第１モータ・ジェネレータ：ＭＧ１）２が連結されている。第３回転要素（例えばリングギヤ７）が出力部材とされていて出力ギヤ８が一体化されている。
【００１１】
エンジン１は、複数気筒のレシプロエンジンであり、その出力軸（クランク軸）９の逆回転を阻止する一方向クラッチ（ＯＷＣ）１０が設けられている。この一方向クラッチ１０は、第１モータ・ジェネレータ２が走行のためのトルク（逆回転方向のトルク）を出力する際にエンジン１の逆回転を止めてキャリヤ４に反力トルクを与えるためのものである。
【００１２】
ばねダンパ機構５は、エンジン１のトルクが伝達される駆動側部材とキャリヤ４に連結されている従動側部材とを、回転方向に向けて配置されたコイルスプリングによって連結した周知の構成のダンパ機構である。第１モータ・ジェネレータ２は、発電機能を有するモータであって、動力分割機構３を介してエンジン１の動力の一部が伝達されるとともに、発電に伴う負トルク（回転を止める方向のトルク）をサンギヤ６に伝達してエンジン回転数を適宜に制御するようになっている。
【００１３】
出力ギヤ８にカウンタドリブンギヤ１１が連結されており、このカウンタドリブンギヤ１１と同軸上に設けられたカウンタドライブギヤ１２が、デファレンシャルギヤ１３におけるリングギヤ１４に噛み合っている。また、第２モータ（第２モータ・ジェネレータ：ＭＧ２）１５のロータ軸に取り付けたドライブギヤ１６がカウンタドリブンギヤ１１に噛み合っている。すなわち、第２モータ・ジェネレータ１５のトルクを、出力ギヤ８から駆動輪１７に伝達されるトルクに加減するように構成されている。第２モータ・ジェネレータ１５は、前述した第１モータ・ジェネレータ２と同様に発電機能のあるモータであって、正負いずれのトルクも出力できるようになっている。なお、各モータ・ジェネレータ２，１５は、インバータや蓄電装置を有する電源部１８に接続されている。そして、エンジン１の起動や停止、あるいはトルクを制御し、また各モータ・ジェネレータ２，１５のトルクなどを制御する電子制御装置（ＥＣＵ）１９が設けられている。ＥＣＵ１９は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータや記憶しているデータを使用して演算を行い、演算結果を制御指令信号として出力するように構成されている。
【００１４】
上記のハイブリッド車は、エンジン１が出力する動力によって走行するモード（ＨＶモード）と電源部１８の電力でモータを駆動して走行するモード（ＥＶモード）とが可能である。各モードについて簡単に説明すると、ＨＶモードでは、エンジン１が出力した動力が動力分割機構３によって第１モータ・ジェネレータ２と出力ギヤ８とに分割される。第１モータ・ジェネレータ２は発電機として機能するように制御されてサンギヤ８に反力トルクを加える。その結果、エンジン１の回転数が燃費の良好な回転数に制御される。第１モータ・ジェネレータ２によって発電された電力は、第２モータ・ジェネレータ１５に供給されて第２モータ・ジェネレータ１５がモータとして機能し、第１モータ・ジェネレータ２によって電力に変換された動力を、再度、機械的な動力に変換する。
【００１５】
ＥＶモードは、エンジン１の運転を停止して、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ１５の駆動力によって走行するモード、もしくは第２モータ・ジェネレータ１５のみの駆動力によって走行する走行モードであり、電源部１８の蓄電装置から出力された電力によって各モータ・ジェネレータ２，１５がモータとして駆動される。図３には、二つのモータ・ジェネレータ２，１５を駆動力源とするＥＶモードにおける動作状態を、動力分割機構３を構成している遊星歯車機構についての共線図で示してある。このＥＶモードでの走行が、この発明の実施例におけるモータ走行に相当し、このＥＶモードでは、第１モータ・ジェネレータ２が逆回転方向にトルクＴm を出力し、第２モータ・ジェネレータ１５が正回転方向にトルクＴg を出力する。その場合、リングギヤ７には車両が走行することに伴う抵抗力が掛かっているから、エンジン１が連結されているキャリヤ４に逆回転方向のトルクが作用し、その結果、一方向クラッチ１０が係合してキャリヤ４およびエンジン１の逆回転が阻止される。したがって、第１モータ・ジェネレータ２のトルクＴm を前記遊星歯車機構のギヤ比（サンギヤ６とリングギヤ７との歯数の比）ρに応じて増幅したトルク（Ｔm ×１／ρ）が、第２モータ・ジェネレータ１５のトルクＴg に加えられて駆動輪１７に出力される。
【００１６】
上述したＥＶモードでは、走行に伴う抵抗力がリングギヤ７に作用していることにより一方向クラッチ１０に対して係合方向（図３での下方向）のトルクが作用し、係合状態を維持する。一方、一方向クラッチ１０はオーバーランが可能であるから、係合方向のトルクが低下し、これとは反対方向（図３での上方向）のトルクが作用した場合には、オーバーランが生じる。すなわち、解放状態となる。このような状態は、ＥＶモードで走行している際にタイヤスリップが生じるなど、駆動輪１７側からトルクが入力されることにより生じる。そして、一旦スリップした駆動輪１７が再度、グリップ力を回復すると、一方向クラッチ１０が係合する。図３にはタイヤスリップが生じて一方向クラッチ１０に掛かる係合方向のトルクが低下した状態を破線で示してある。タイヤスリップが生じた場合、図３に実線で示す状態と破線で示す状態とが連続して、もしくは繰り返し生じ、その結果、一方向クラッチ１０に大きい負荷（トルク）が掛かることがある。そこで、この発明の実施例である制御装置では、ＥＶモードで以下の制御を行うように構成されている。
【００１７】
図１はその制御の一例を説明するためのフローチャートであって、前述したＥＣＵ１９によって実行される。先ず、前述した二つのモータ・ジェネレータ２，１５を駆動力源としたＥＶモード（２モータＥＶモード）が設定された走行状態か否かが判断される（ステップＳ１）。ハイブリッド車の駆動力は、第２モータ・ジェネレータ１５のみを駆動力源としたＥＶモード（１モータＥＶモード）、２モータＥＶモード、ＨＶモードの順に大きくなるから、ステップＳ１の判断は、検出された車速と要求駆動力とに基づいて行うことができる。また、ＥＣＵ１９からエンジン１や各モータ・ジェネレータ２，１５に出力されている制御指令信号に基づいて判断してもよい。
【００１８】
ステップＳ１で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなく図１のルーチンを一旦終了する。これに対してステップＳ１で肯定的に判断された場合には、駆動輪１７のスリップが発生したか否かが判断される（ステップＳ２）。ここで判定するスリップは、駆動輪１７がグリップ力を失って回転数が増大するスリップであり、例えばトラクションコントロールシステム（ＴＲＣシステム）から伝送される信号に基づいて判定することができる。なお、ＴＲＣシステムは、車体速と車輪速とを検出し、車体速に対して車輪速が予め定めた閾値を超えて増大した場合に、車輪速が増大した駆動輪のブレーキを動作させてその駆動トルクを減じ、またこれと併せて駆動力源の出力を低下させるように構成されたシステムである。また、ステップＳ２の判定は、ハイブリッド駆動制御の一環として、車体速と車輪速とを検出するとともに、これら車体速と車輪速との偏差が予め定めた所定値を超えたことによって、スリップの発生の判定を成立させるように構成してもよい。さらに、車輪速は路面状態に応じて逐次、微妙に変化するから、ステップＳ２では、車輪速が車体速を所定値以上上回ったこと、すなわちスリップ量が予め定めた所定値以上になったことによってスリップの発生の判定を成立させることとしてもよい。これに加えて、スリップ量が所定値以上になっている状態が、予め定めた所定時間を超えて継続した場合に、スリップの発生の判定を成立させることとしてもよい。
【００１９】
スリップ発生の判定が成立したことによりステップＳ２で肯定的に判断された場合には、２モータＥＶモードが禁止され（ステップＳ３）、その後、図１のルーチンは一旦終了する。２モータＥＶモードは、１モータＥＶモードでは発生することのできない駆動力が要求されていることにより設定される走行モードであるから、２モータＥＶモードが禁止されることによりＨＶモードに切り替えられる。具体的には、エンジン１が始動される。なお、要求駆動力が小さくなっている場合には、１モータＥＶモードが設定される。ＨＶモードでは、エンジン１が始動されるので、一方向クラッチが係合することがない。また、１モータＥＶモードでは、第２モータ・ジェネレータ１５から駆動輪１７に駆動力が伝達され、したがって一方向クラッチ１０にトルクが掛かることがない。
【００２０】
したがって、例えば２モータＥＶモードで走行している際にハイブリッド車が波状路に進入し、バンプおよびリバウンドなどによって駆動輪１７に所定量以上のスリップが生じると、ＨＶモードや１モータＥＶモードに切り替わり、スリップに伴って駆動輪１７側から入力されるトルクが一方向クラッチ１０に作用することがなくなる。その結果、一方向クラッチ１０に過大な負荷（トルク）が掛かることを回避もしくは抑制して一方向クラッチ１０の耐久性の低下を防止もしくは抑制でき、あるいはその耐久性を向上させることができる。
【００２１】
また、上述した制御によれば、タイヤスリップの発生が判定された場合、２モータＥＶモードで一方向クラッチ１０に掛かるトルクを所定のトルク以下に抑制する駆動力制御を行う必要がなくなる。そのため、例えば、タイヤスリップが発生した場合に車体の安定性を維持するＴＲＣシステムを備えたハイブリッド車においては、ＴＲＣシステムによるトルク制御に干渉する制御を行うことがないので、安定したＴＲＣを実行できると同時に、制御が複雑になることを回避することができる。
【００２２】
一方、スリップ発生の判定が成立しないことによりステップＳ２で否定的に判断された場合には、２モータＥＶモードが許可され（ステップＳ４）、図１のルーチンは一旦終了する。したがって、車速や要求駆動力などが２モータＥＶモードの条件を満たすことにより２モータＥＶモードが設定され、各モータ・ジェネレータ２，１５がモータとして駆動し、ハイブリッド車は電力によって走行する。その状態で駆動輪１７に前述したスリップが発生すると、２モータＥＶモードが禁止される。
【００２３】
なお、この発明は上述した実施例に限定されないのであり、特許請求の範囲に記載された構成の範囲で適宜に変更することができる。例えば、この発明におけるハイブリッド車は、図２に示す構成とは異なるパワートレーンを備えたハイブリッド車であってもよく、要は、２モータＥＶモードを設定でき、かつその場合に一方向クラッチが係合して反力を発生するように構成されたパワートレーンを有するハイブリッド車であればよい。
【符号の説明】
【００２４】
１…エンジン（ＥＮＧ）、  ２…第１モータ（ＭＧ１）、  ３…動力分割機構、  ４…第１回転要素（キャリヤ）、  ８…出力ギヤ、  １０…一方向クラッチ、  １５…第２モータ（第２モータ・ジェネレータ：ＭＧ２）、  １８…電源部、  １９…電子制御装置（ＥＣＵ）。
【図１】
2016210211.tif 000003
【図２】
2016210211.tif 000004
【図３】
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