(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ及びステータを備えた発電機モータと、少なくとも三つの歯車要素を備え、第１の歯車要素がエンジンに、第２の歯車要素が前記発電機モータに、第３の歯車要素が駆動輪に連結された差動歯車装置と、前記駆動輪に連結された駆動モータと、前記発電機モータと駆動輪とを連結する伝動系の回転数の異常を検出する異常検出手段と、発進時に、前記エンジン及び前記発電機モータを駆動することなく前記駆動モータだけを駆動するモータ駆動モードが選択され、かつ、モータ駆動モード時における前記回転数の異常が検出された場合に、発電機モータを駆動し、発電機モータ回転数を制御して発電機モータ回転数を許容範囲に収める回転数制御手段とを有するとともに、前記許容範囲は、バッテリ残量に基づいて設定されることを特徴とするハイブリッド型車両。
【請求項２】
第１、第２の回転子を備え、第１の回転子がエンジンに、第２の回転子が駆動輪に連結された発電機モータと、前記駆動輪に連結された駆動モータと、前記発電機モータと駆動輪とを連結する伝動系の回転数の異常を検出する異常検出手段と、発進時に、前記エンジン及び前記発電機モータを駆動することなく前記駆動モータだけを駆動するモータ駆動モードが選択され、かつ、モータ駆動モード時における前記回転数の異常が検出された場合に、発電機モータを駆動し、発電機モータ回転数を制御して発電機モータ回転数を許容範囲に収める回転数制御手段とを有するとともに、前記許容範囲は、バッテリ残量に基づいて設定されることを特徴とするハイブリッド型車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド型車両に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ハイブリッド型車両においては、エンジンと駆動モータとが連結され、エンジンだけを駆動するエンジン駆動モード、駆動モータだけを駆動するモータ駆動モード、並びにエンジン及び駆動モータを駆動するエンジン・モータ駆動モードで走行させることができるようにしたものが提供されている。
【０００３】
この場合、エンジンと発電機モータとが連結され、前記エンジンからの出力の一部を発電機モータに伝達し、残りを駆動輪に伝達するようになっている。したがって、エンジンを高効率領域で駆動することができるだけでなく、エンジンのエネルギーのすべてを発電に利用することがないので、燃費を向上させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のハイブリッド型車両においては、発電機モータと駆動輪とが連結されるので、走行状態の影響を発電機モータが直接受けることになる。
【０００５】
例えば、モータ駆動モードが選択され、エンジンが停止させられているとき、又はエンジン・モータ駆動モードが選択され、エンジンが低速で回転させられているときに、ハイブリッド型車両を急発進させると、駆動輪が過回転状態になり、ホイールスピンが発生することがある。すなわち、ハイブリッド型車両の発進時には、モータ駆動モードが選択されることが多いが、駆動モータはエンジンに比べて低回転時における出力が大きいので、アクセルペダルが急に踏み込まれると、駆動モータのトルクが急激に大きくなり、ホイールスピンが発生する可能性が高い。
【０００６】
その場合、プラネタリギヤユニットにおいて駆動輪と連結されたリングギヤの回転数が急激に高くなるので、反力によってサンギヤと連結された発電機モータの回転数も急激に高くなり、発電機モータを破損させてしまう恐れがある。
【０００７】
そこで、本願出願人は、駆動輪の回転数の異常が検出されたときに、発電機モータに配設されたブレーキを係合させるようにしたハイブリッド型車両を提案した（特開平９−４８３３４号公報参照）。ところが、前記発電機モータにブレーキを配設する必要があり、コストが高くなってしまうだけでなく、前記ブレーキは、湿式ブレーキであるので、係合させるのに時間が掛かり、その間に発電機モータの回転数が高くなってしまう。
【０００８】
本発明は、前記従来のハイブリッド型車両の問題点を解決して、走行状態の影響を受けて発電機モータの回転数が高くなるのを防止することができるとともに、コストを低くすることができるハイブリッド型車両を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明のハイブリッド型車両においては、ロータ及びステータを備えた発電機モータと、少なくとも三つの歯車要素を備え、第１の歯車要素がエンジンに、第２の歯車要素が前記発電機モータに、第３の歯車要素が駆動輪に連結された差動歯車装置と、前記駆動輪に連結された駆動モータと、前記発電機モータと駆動輪とを連結する伝動系の回転数の異常を検出する異常検出手段と、発進時に、前記エンジン及び前記発電機モータを駆動することなく前記駆動モータだけを駆動するモータ駆動モードが選択され、かつ、モータ駆動モード時における前記回転数の異常が検出された場合に、発電機モータを駆動し、発電機モータ回転数を制御して発電機モータ回転数を許容範囲に収める回転数制御手段とを有する。
そして、前記許容範囲は、バッテリ残量に基づいて設定される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
図２は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。
【００１５】
図において、１１はエンジン（Ｅ／Ｇ）、１２は該エンジン１１の回転が出力される出力軸、１３は該出力軸１２を介して伝達されたエンジントルクを分配する差動歯車装置としてのプラネタリギヤユニット、１４は該プラネタリギヤユニット１３によって分配されたエンジントルクが出力トルクとして出力される出力軸、１５は該出力軸１４に固定された第１カウンタドライブギヤ、１６は伝達軸１７を介して前記プラネタリギヤユニット１３と連結された発電機モータ（Ｇ）である。
【００１６】
前記出力軸１４は、スリーブ形状を有し、前記出力軸１２を包囲して配設される。また、前記第１カウンタドライブギヤ１５はプラネタリギヤユニット１３よりエンジン１１側に配設される。
【００１７】
前記プラネタリギヤユニット１３は、ピニオンＰ、該ピニオンＰを回転自在に支持する第１の歯車要素としてのキャリヤＣＲ、前記ピニオンＰと噛（し）合する第２の歯車要素としてのサンギヤＳ、及び前記ピニオンＰと噛合する第３の歯車要素としてのリングギヤＲから成る。
【００１８】
また、前記キャリヤＣＲは出力軸１２を介してエンジン１１と、前記サンギヤＳは前記伝達軸１７を介して発電機モータ１６と、リングギヤＲは前記出力軸１４を介して図示されない駆動輪とそれぞれ連結される。
【００１９】
さらに、前記発電機モータ１６は、前記伝達軸１７に固定されて回転自在に配設されたロータ２１、及び該ロータ２１の周囲に配設されたステータ２２から成り、該ステータ２２はコイル２３を備える。前記発電機モータ１６は、伝達軸１７を介して伝達される回転によって電力を発生させる。なお、前記コイル２３は図示されないバッテリに接続され、該バッテリに電流が供給され充電される。
【００２０】
２５は図示されない駆動輪と連結された駆動モータ（Ｍ）、２６は該駆動モータ２５の回転が出力される出力軸、２７は該出力軸２６に固定された第２カウンタドライブギヤである。前記駆動モータ２５は、前記出力軸２６に固定されて回転自在に配設されたロータ３７、及び該ロータ３７の周囲に配設されたステータ３８から成り、該ステータ３８はコイル３９を備える。
【００２１】
そして、該コイル３９は前記バッテリに接続され、該バッテリからコイル３９に供給される電流によって前記駆動モータ２５は駆動され、駆動モータトルクを発生させる。また、ハイブリッド型車両の減速状態において、前記駆動モータ２５は、前記駆動輪からの回転を受けて回生電流を発生させ、該回生電流をバッテリに供給して充電する。
【００２２】
前記駆動輪をエンジン１１の回転と同じ方向に回転させるためにカウンタシャフト３１が配設され、該カウンタシャフト３１にカウンタドリブンギヤ３２が固定される。そして、該カウンタドリブンギヤ３２と前記第１カウンタドライブギヤ１５、カウンタドリブンギヤ３２と前記第２カウンタドライブギヤ２７とがそれぞれ噛合させられ、前記第１カウンタドライブギヤ１５の回転及び第２カウンタドライブギヤ２７の回転が反転されてカウンタドリブンギヤ３２に伝達されるようになっている。
【００２３】
さらに、前記カウンタシャフト３１には、前記カウンタドリブンギヤ３２より歯数の少ないデフピニオンギヤ３３が固定される。そして、デフリングギヤ３５が配設され、該デフリングギヤ３５と前記デフピニオンギヤ３３とが噛合させられる。また、前記デフリングギヤ３５にディファレンシャル装置３６が固定され、前記デフリングギヤ３５に伝達された回転が、ディファレンシャル装置３６によって分配され、駆動輪に伝達される。
【００２４】
このように、エンジン１１によって発生させられた回転をカウンタドリブンギヤ３２に伝達することができるだけでなく、駆動モータ２５によって発生させられた回転もカウンタドリブンギヤ３２に伝達することができる。
【００２５】
したがって、ハイブリッド型車両を、発進時には駆動モータ２５だけを駆動するモータ駆動モードで走行させ、その後、駆動モータ２５及びエンジン１１を駆動するモータ・エンジン駆動モードで走行させることができる。
【００２６】
なお、発電機モータ１６、伝達軸１７、プラネタリギヤユニット１３、出力軸１４、第１カウンタドライブギヤ１５、カウンタドリブンギヤ３２、カウンタシャフト３１、デフピニオンギヤ３３、デフリングギヤ３５、ディファレンシャル装置３６及び駆動輪によって伝動系が形成される。
【００２７】
次に、前記構成の駆動装置の動作について説明する。
【００２８】
図３は本発明の第１の実施の形態におけるプラネタリギヤユニットの作動説明図、図４は本発明の第１の実施の形態におけるモータ駆動モード時の速度線図、図５は本発明の第１の実施の形態におけるモータ駆動モード時のトルク線図である。
【００２９】
プラネタリギヤユニット１３（図２）においては、図３に示されるように、キャリヤＣＲがエンジン１１と、サンギヤＳが発電機モータ１６と、リングギヤＲが出力軸１４を介して前記駆動輪とそれぞれ連結され、リングギヤＲの歯数がサンギヤＳの歯数の２倍にされる。したがって、リングギヤＲの回転数と、出力軸１４の回転数、すなわち、出力回転数ＮＯＵＴとが等しく、キャリヤＣＲの回転数とエンジン回転数ＮＥとが等しく、サンギヤＳの回転数と発電機モータ回転数ＮＧとが等しくなる。また、エンジン１１によって発生させられるエンジントルクをＴＥとし、プラネタリギヤユニット１３から出力軸１４に出力される出力トルクをＴＯＵＴとし、発電機モータ１６によって発生させられる発電機モータトルクをＴＧとすると、前記エンジントルクＴＥ、出力トルクＴＯＵＴ及び発電機モータトルクＴＧは、
ＴＥ：ＴＯＵＴ：ＴＧ＝３：２：１
の関係になり、互いに反力を受け合う。
【００３０】
そして、発進時においては、モータ駆動モードが選択されてエンジン１１が停止させられるとともに、駆動モータ２５が駆動される。このとき、リングギヤＲは駆動モータ２５の回転を受けて正方向に回転させられるとともに、キャリヤＣＲは停止させられるので、サンギヤＳは逆方向にフリー状態で回転させられる。したがって、図４の実線で示されるように、出力回転数ＮＯＵＴは正の値を採り、エンジン回転数ＮＥは０になり、発電機モータ回転数ＮＧは負の値を採る。
【００３１】
そして、エンジン回転数ＮＥが０であるので、エンジントルクＴＥは発生させられず、リングギヤＲ、キャリヤＣＲ及びサンギヤＳにトルクは伝達されない。したがって、図５に示されるように、出力トルクＴＯＵＴ及び発電機モータトルクＴＧは、いずれも発生させられない。
【００３２】
次に、通常走行時においては、モータ・エンジン駆動モードが選択されてエンジン１１及び駆動モータ２５が駆動される。したがって、リングギヤＲ、キャリヤＣＲ及びサンギヤＳはいずれも正方向に回転させられ、出力回転数ＮＯＵＴ、エンジン回転数ＮＥ及び発電機モータ回転数ＮＧは、いずれも正の値を採る。
【００３３】
そして、エンジントルクＴＥがキャリヤＣＲに入力され、その反力が第１カウンタドライブギヤ１５及び発電機モータ１６によって受けられる。その結果、リングギヤＲから出力軸１４に出力トルクＴＯＵＴが出力され、サンギヤＳから伝達軸１７に発電機モータトルクＴＧが出力される。
【００３４】
ところで、発電機モータ１６と前記駆動輪とが伝動系によって連結されるので、ハイブリッド型車両の走行状態の影響を発電機モータ１６が直接受けることになる。
【００３５】
例えば、前記モータ駆動モードが選択され、エンジン１１が停止させられているとき、又はエンジン・モータ駆動モードが選択され、エンジン１１が低速で回転させられているときに、ハイブリッド型車両を急発進させると、ホイールスピンが発生することがある。すなわち、ハイブリッド型車両の発進時には、モータ駆動モードが選択されることが多いが、駆動モータ２５はエンジン１１に比べて低回転時における出力が大きいので、図示されないアクセルペダルが急に踏み込まれると、駆動モータ２５のトルクが急激に大きくなり、ホイールスピンが発生する可能性が高い。
【００３６】
その場合、図４の破線で示されるように、プラネタリギヤユニット１３において駆動輪と連結されたリングギヤＲの回転数及び出力回転数ＮＯＵＴが急激に高くなるので、その反力によってサンギヤＳと連結された発電機モータ１６の発電機モータ回転数ＮＧが高くなり、発電機モータ１６を破損させてしまう恐れがある。
【００３７】
そこで、本実施の形態においては、前記発電機モータ１６と前記駆動輪とを連結する伝動系の回転数の異常が検出されると、発電機モータ回転数ＮＧが制御され許容範囲に収められるようになっている。
【００３８】
次に、前記構成のハイブリッド型車両の制御回路について説明する。
【００３９】
図１は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両の制御ブロック図である。
【００４０】
図において、１１はエンジン、１６は発電機モータ、２５は駆動モータ、４３はバッテリである。４６は前記エンジン１１の制御を行うエンジン制御装置であり、該エンジン制御装置４６は、エンジン回転数センサ７１によって検出されたエンジン回転数ＮＥを読み込み、スロットル開度θ等の指示信号をエンジン１１に送る。４７は前記発電機モータ１６の制御を行う発電機モータ制御装置であり、該発電機モータ制御装置４７は発電機モータ１６に電流指令ＩＧを送る。４９は前記駆動モータ２５の制御を行う駆動モータ制御装置であり、該駆動モータ制御装置４９は駆動モータ２５に電流指令ＩＭを送る。
【００４１】
また、５１は、図示されないＣＰＵ、記憶装置等から成り、ハイブリッド型車両の全体の制御を行う車両制御装置、４４は前記バッテリ４３の状態、すなわち、バッテリ残量ＳＯＣを検出するバッテリ状態検出装置、５２はアクセルペダル、５３は車速情報としての車速Ｖを検出する車速センサ、５５は前記アクセルペダル５２の踏込量、すなわち、アクセル開度αを検出するアクセル開度検出手段としてのアクセルスイッチ、６１はブレーキペダル、６２は該ブレーキペダル６１の踏込量βを検出するブレーキ開度検出手段としてのブレーキスイッチ、７２は発電機モータ回転数ＮＧを検出する発電機モータ回転数センサ、７３は駆動モータ回転数ＮＭを検出する駆動モータ回転数センサである。
【００４２】
前記車両制御装置５１は、前記エンジン制御装置４６にエンジン制御信号を送ってエンジン１１のオン・オフを設定したり、前記発電機モータ制御装置４７に発電機モータ回転数ＮＧの目標値、すなわち、目標発電機モータ回転数ＮＧ* を設定したり、前記駆動モータ制御装置４９に駆動モータトルクＴＭの目標値、すなわち、目標駆動モータトルクＴＭ* 及び駆動モータトルク補正値δＴＭを設定したりする。
【００４３】
なお、本実施の形態において、車速Ｖは、出力軸１４（図２）の出力回転数ＮＯＵＴによって検出されるようになっているが、リングギヤＲの回転数、駆動輪等の車輪の回転数等によって検出することもできる。
【００４４】
次に、前記構成のハイブリッド型車両の動作について説明する。
【００４５】
図６は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両の動作を示すフローチャート、図７は本発明の第１の実施の形態における目標駆動モータトルクマップを示す図、図８は本発明の第１の実施の形態における目標発電機モータ回転数マップを示す図、図９は本発明の第１の実施の形態における発電機モータトルクマップを示す図、図１０は本発明の第１の実施の形態におけるスロットル開度マップを示す図、図１１は本発明の第１の実施の形態における回転数制御処理が行われたときの速度線図、図１２は本発明の第１の実施の形態における回転数制御処理が行われたときのトルク線図である。
【００４６】
前述されたように、ハイブリッド型車両の発進時には、モータ駆動モードが選択されることが多いが、駆動モータ２５（図２）はエンジン１１に比べて低回転時における出力が大きいので、アクセルペダル５２（図１）が急に踏み込まれると、駆動モータ２５のトルクが急激に大きくなり、ホイールスピンが発生する可能性が高い。
【００４７】
そこで、本実施の形態においては、前記発電機モータ１６と駆動輪とを連結する伝動系の回転数の異常を検出するために、車両制御装置５１内に図示されない異常検出手段が配設され、該異常検出手段が前記回転数の異常を検出すると、車両制御装置５１内の図示されない回転数制御手段は、前記発電機モータ１６を駆動し、発電機モータ回転数ＮＧを制御して許容範囲に収める。
【００４８】
すなわち、車両制御装置５１は、まず、アクセル開度α、車速Ｖ、発電機モータ回転数ＮＧ、駆動モータ回転数ＮＭ及びバッテリ残量ＳＯＣを読み込むとともに、エンジン１１が駆動されているかどうかを判断する。そして、エンジン１１が駆動されていない場合、前記車両制御装置５１は、前記発電機モータ回転数ＮＧがあらかじめ設定された許容値ε以下であるかどうかを判断し、発電機モータ回転数ＮＧが許容値ε以下である場合は、発電機モータ無制御処理を行い、ハイブリッド型車両を、発電機モータ１６を駆動せずに駆動モータ２５だけで駆動するモータ駆動モードで走行させる。なお、前記許容値εは、プラネタリギヤユニット１３、発電機モータ１６等が破損することのない値にあらかじめ設定されている。
【００４９】
そして、車両制御装置５１内の図示されない目標駆動モータトルク算出手段は、図７に示される目標駆動モータトルクマップを参照し、アクセル開度α及び車速Ｖに対応する目標駆動モータトルクＴＭ* を算出し、該目標駆動モータトルクＴＭ* を駆動モータ制御装置４９に送る。該駆動モータ制御装置４９内の図示されない電流指令発生手段は、駆動モータ回転数センサ７３によって検出された駆動モータ回転数ＮＭに基づいて駆動モータトルクＴＭを算出し、該駆動モータトルクＴＭと目標駆動モータトルクＴＭ* との偏差が０になるように、電流指令ＩＭを発生させ、該電流指令ＩＭを駆動モータ２５に送り、前記駆動モータ２５を駆動する。
【００５０】
一方、発電機モータ回転数ＮＧが許容値εより高い場合、前記異常検出手段が発電機モータ回転数ＮＧの異常を検出するとともに、前記回転数制御手段は、発電機モータ制御処理を行うことによって発電機モータ回転数ＮＧを制御し、発電機モータ回転数ＮＧがあらかじめ設定された許容範囲に収まるように、例えば、許容値εになるようにする。なお、この場合、前記発電機モータ１６と駆動輪とを連結する伝動系の回転数として発電機モータ回転数ＮＧが検出され、該発電機モータ回転数ＮＧの異常が検出されるようになっている。
【００５１】
そのために、車両制御装置５１内の図示されない目標発電機モータ回転数設定手段は、目標発電機モータ回転数ＮＧ* に許容値εをセットし、目標発電機モータ回転数ＮＧ* を発電機モータ制御装置４７に送る。そして、発電機モータ制御装置４７内の図示されない電流指令発生手段は、発電機モータ回転数センサ７２によって検出された発電機モータ回転数ＮＧと前記目標発電機モータ回転数ＮＧ* との偏差ΔＮＧが０になるように、電流指令ＩＧを発生させ、該電流指令ＩＧを発電機モータ１６に送る。
【００５２】
したがって、図１１の実線で示されるように、発電機モータ回転数ＮＧが許容値εになるので、発電機モータ１６を破損させることがない。また、このとき、図１２に示されるように、発電機モータトルクＴＧが発生させられる。
【００５３】
なお、前記許容値εは、発電機モータ１６にあらかじめ設定された許容回転数より所定の値だけ低く設定され、バッテリ残量ＳＯＣに基づいて変更することができる。例えば、バッテリ残量ＳＯＣが少ないほど許容値εは小さくされる。また、前記許容値εは、バッテリ残量ＳＯＣ、リングギヤＲの回転数及びブレーキペダル６１の踏込量βの少なくとも一つに基づいて設定される。
【００５４】
一方、エンジン１１が駆動されている場合、前記車両制御装置５１内の図示されない目標発電機モータ回転数検出手段は、図８に示される目標発電機モータ回転数マップを参照して、前記アクセル開度α及びバッテリ残量ＳＯＣに対応する目標発電機モータ回転数ＮＧ* を算出する。なお、前記目標発電機モータ回転数マップは、アクセル開度αが大きくなるに従って、また、バッテリ残量ＳＯＣが少なくなるに従って、目標発電機モータ回転数ＮＧ* が大きくなるように設定されている。すなわち、アクセル開度αが大きくなると、バッテリ４３の消耗が激しくなるので、発電機モータ１６による発電量を多くしてバッテリ残量ＳＯＣが少なくなるのを防止し、バッテリ残量ＳＯＣが少なくなると、発電機モータ１６による発電量を多くしてバッテリ４３を回復させるようにしている。
【００５５】
ところで、前記エンジン１１及び発電機モータ１６のうちの少なくとも一方が駆動される場合、エンジントルクＴＥ及び発電機モータトルクＴＧのうちの少なくとも一方がリングギヤトルクＴＲとしてリングギヤＲから出力される。そして、エンジン回転数ＮＥ及び発電機モータ回転数ＮＧのうちの少なくとも一方が変動すると、前記リングギヤトルクＴＲが変動し、変動したリングギヤトルクＴＲが駆動輪に伝達されてしまう。その結果、ハイブリッド型車両の走行フィーリングが低下してしまう。そこで、リングギヤトルクＴＲの変動分だけ駆動モータトルクＴＭを補正するようにしている。
【００５６】
前記エンジントルクＴＥを求めるのは困難であるのに対して、発電機モータトルクＴＧは、発電機モータ回転数ＮＧに基づいて算出することができるので容易に求めることができる。そこで、前記発電機モータ制御装置４７内の図示されない発電機モータトルク算出手段は、図９に示される発電機モータトルクマップを参照し、発電機モータ回転数ＮＧに対応する発電機モータトルクＴＧを算出し、該発電機モータトルクＴＧを車両制御装置５１に送る。そして、該車両制御装置５１内の図示されない駆動モータトルク補正値算出手段は、前記発電機モータ制御装置４７から送られた発電機モータトルクＴＧ、及びサンギヤＳの歯数に対する第２カウンタドライブギヤ２７の歯数の比、すなわち、発電機モータ１６と駆動モータ２５との間のギヤ比γ１に基づいて駆動モータトルク補正値δＴＭを算出し、該駆動モータトルク補正値δＴＭを前記目標駆動モータトルクＴＭ* と共に駆動モータ制御装置４９に送る。
【００５７】
この場合、前記駆動モータトルク補正値δＴＭは次のように算出される。すなわち、発電機モータ１６のイナーシャをＩｎＧとし、発電機モータ１６の角加速度（回転変化率）をαＧとしたとき、サンギヤＳに加わるサンギヤトルクＴＳは、
ＴＳ＝ＴＧ＋ＩｎＧ・αＧ
になる。なお、前記角加速度αＧは極めて小さいので、サンギヤトルクＴＳと発電機モータトルクＴＧとを近似して、
ＴＳ＝ＴＧ
とすることができる。そして、リングギヤＲの歯数がサンギヤＳの歯数の２倍であるとすると、リングギヤトルクＴＲはサンギヤトルクＴＳの２倍になる。
【００５８】
また、カウンタギヤ比、すなわち、カウンタドリブンギヤ３２の歯数に対する第２カウンタドライブギヤ２７の歯数の比をｉとすると、駆動モータトルク補正値δＴＭは、
0004334658.tif 000002
になる。なお、前記ギヤ比γ１は、
γ１＝２・ｉ
であるので、駆動モータトルク補正値δＴＭは、
δＴＭ＝γ１・ＴＧ
になる。
【００５９】
続いて、前記目標駆動モータトルク算出手段は、図７に示される目標駆動モータトルクマップを参照し、トルク変動を考慮していない場合の、アクセル開度α及び車速Ｖに対応する目標駆動モータトルクＴＭ* を算出する。
【００６０】
そして、前述されたように、車両制御装置５１から駆動モータトルク補正値δＴＭ及び目標駆動モータトルクＴＭ* が送られてくると、前記駆動モータ制御装置４９内の図示されない駆動モータ指令値算出手段は、前記目標駆動モータトルクＴＭ* から駆動モータトルク補正値δＴＭを減算して駆動モータトルク指令値ＳＴＭ* 
ＳＴＭ* ＝ＴＭ* −δＴＭ
を算出する。
【００６１】
続いて、前記電流指令発生手段は、前記駆動モータトルクＴＭと前記駆動モータトルク指令値ＳＴＭ* との偏差ΔＴＭが０になるように、電流指令ＩＭを発生させ、該電流指令ＩＭを駆動モータ２５に送る。
【００６２】
一方、発電機モータ制御装置４７内の前記電流指令発生手段は、発電機モータ１６によって発生させられた発電機モータ回転数ＮＧと前記目標発電機モータ回転数ＮＧ* との偏差ΔＮＧが０になるように、電流指令ＩＧを発生させ、該電流指令ＩＧを発電機モータ１６に送る。
【００６３】
なお、エンジン制御装置４６は、図１０に示されるスロットル開度マップを参照し、エンジン回転数ＮＥに対応するスロットル開度θを算出し、該スロットル開度θでエンジン１１を駆動する。前記スロットル開度マップは、燃費が最良になるようにあらかじめ設定される。
【００６４】
このように、本実施の形態においては、ホイールスピンが発生し、発電機モータ回転数ＮＧが許容値εより高くなった場合に、その後、発電機モータ回転数ＮＧが許容値εより高くなるのを防止することができるので、走行状態の影響を受けて発電機モータ回転数ＮＧが高くなるのを防止することができるとともに、コストを低くすることができる。しかも、発電機モータ１６が破損するのを防止することができる。
【００６５】
なお、本実施の形態においては、前記発電機モータ１６と駆動輪とを連結する伝動系の回転数の異常を検出するために、発電機モータ回転数センサ７２によって発電機モータ回転数ＮＧを検出するようにしているが、前記伝動系を構成する各回転部材の回転数、例えば、リングギヤＲの回転数、出力回転数ＮＯＵＴ、各駆動輪の回転数等を検出することもできる。また、車速Ｖを検出することもできる。
【００６６】
さらに、リングギヤＲの回転数の角加速度、出力回転数ＮＯＵＴの角加速度、各駆動輪の回転数の角加速度等を算出し、各角加速度に基づいて前記伝動系の回転数の異常を検出したり、図示されないＴＲＣ（トラクションコントローラ）、図示されないＶＤＣ（vehicle dynamic control ）等の車両走行制御装置から制御信号を読み込み、該制御信号に基づいて前記伝動系の回転数の異常を検出したりすることもできる。
【００６７】
本実施の形態においては、ホイールスピンが発生し、発電機モータ回転数ＮＧが許容値εより高くなった場合に、その後、発電機モータ回転数ＮＧが許容値εより高くなるのを防止するようにしている。この場合、発電機モータ回転数ＮＧが制御されて許容値εになるまでの時間、発電機モータ１６は許容値εより高い発電機モータ回転数ＮＧで回転することになるので、発電機モータ１６の耐久性が低下してしまう。
【００６８】
そこで、あらかじめ発電機モータ回転数ＮＧを制御し、わずかな発電機モータトルクＴＧを発生させておくこともできる。その場合、ハイブリッド型車両をモータ駆動モードで走行させている間、エンジン１１が引きずられて回転させられることになり、エンジンブレーキがわずかに掛けられた状態になるが、ホイールスピンが発生したときの発電機モータ回転数ＮＧの上昇を抑制することができるので、発電機モータ１６の耐久性を向上させることができる。
【００６９】
また、ブレーキペダル６１を急激に踏み込んだときにも、ホイールスピンが発生し、発電機モータ回転数ＮＧが許容値εより高くなることが考えられる。そこで、ブレーキスイッチ６２によって検出されたブレーキペダル６１の踏込量βが所定値以上になったときに、前記許容値εを低くすることもできる。また、前記ブレーキペダル６１の踏込量βに基づいて踏込速度を算出し、該踏込速度が所定値以上になったときに、前記許容値εを低くすることもできる。
【００７０】
さらに、発電機モータ回転数ＮＧが許容値εより高い場合、発電機モータ回転数ＮＧを制御して発電機モータ回転数ＮＧを許容値εにすると、エンジン１１が引きずられて回転させられ、エンジンブレーキがわずかに掛けられた状態になる。そこで、目標駆動モータトルクＴＭ* をエンジン１１の引きずり分だけ補正することもできる。
【００７１】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１  エンジン１１が駆動されているかどうかを判断する。エンジン１１が駆動されている場合はステップＳ５に、駆動されていない場合はステップＳ２に進む。
ステップＳ２  発電機モータ回転数ＮＧが許容値ε以下であるかどうかを判断する。発電機モータ回転数ＮＧが許容値ε以下である場合はステップＳ３に、発電機モータ回転数ＮＧが許容値εより大きい場合はステップＳ４に進む。
ステップＳ３  発電機モータ無制御処理を行う。
ステップＳ４  目標発電機モータ回転数ＮＧ* に許容値εをセットする。
ステップＳ５  目標発電機モータ回転数ＮＧ* を算出する。
ステップＳ６  駆動モータトルク補正値δＴＭを算出する。
ステップＳ７  発電機モータ１６及び駆動モータ２５を駆動する。
【００７２】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００７３】
図１３は本発明の第２の実施の形態におけるハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。
【００７４】
図において、１１はエンジン（Ｅ／Ｇ）、１２は該エンジン１１の回転が出力される出力軸、７０は該出力軸１２に接続された発電機モータとしての二重回転型発電機（Ｇ）、１４は該二重回転型発電機７０に接続された出力軸、７５は該出力軸１４に固定されたカウンタドライブギヤである。
【００７５】
前記二重回転型発電機７０は、回転自在に配設された第１の回転子としてのステータ７２、該ステータ７２の内側において回転自在に配設された第２の回転子としてのロータ７１、及び該ロータ７１に巻装されたコイル７３から成る。この場合、前記ステータ７２は図示されないケースに固定されておらず、前記出力軸１２を介してエンジン１１と連結される。また、ロータ７１は出力軸１４と連結される。前記二重回転型発電機７０は、出力軸１２を介して伝達される回転によって電力を発生させる。前記コイル７３は図示されないバッテリに接続され、該バッテリに電流を供給して充電する。なお、前記ロータ７１の回転数、すなわち、ロータ回転数を検出するために、回転数検出手段としての図示されないロータ回転数センサが配設される。
【００７６】
また、２５は前記バッテリからの電流を受けて回転を発生させる駆動モータ（Ｍ）である。該駆動モータ２５は、前記出力軸１４に固定され、回転自在に配設されたロータ３７、該ロータ３７の周囲に配設されたステータ３８、及び該ステータ３８に巻装されたコイル３９から成る。そして、該コイル３９は前記バッテリに接続され、該バッテリからコイル３９に供給される電流によって前記駆動モータ２５は駆動され、駆動モータトルクを発生させる。また、駆動モータ２５は図示されない駆動輪からの回転を受けて回生電流を発生させ、前記バッテリに回生電流を供給して充電する。
【００７７】
そして、前記エンジン１１の回転と同じ方向に前記駆動輪を回転させるためにカウンタシャフト３１が配設され、該カウンタシャフト３１にカウンタドリブンギヤ３２が固定される。また、該カウンタドリブンギヤ３２と前記カウンタドライブギヤ７５とが噛合させられ、該カウンタドライブギヤ７５の回転が反転されてカウンタドリブンギヤ３２に伝達されるようになっている。
【００７８】
さらに、前記カウンタシャフト３１には前記カウンタドリブンギヤ３２より歯数が少ないデフピニオンギヤ３３が固定され、該デフピニオンギヤ３３とデフリングギヤ３５とが噛合させられる。また、前記デフリングギヤ３５にディファレンシャル装置３６が固定され、デフリングギヤ３５に伝達された回転が前記ディファレンシャル装置３６によって分配され、駆動輪に伝達される。
【００７９】
なお、二重回転型発電機７０、出力軸１４、カウンタドライブギヤ７５、カウンタドリブンギヤ３２、カウンタシャフト３１、デフピニオンギヤ３３、デフリングギヤ３５、ディファレンシャル装置３６及び駆動輪によって伝動系が構成される。
【００８０】
この場合、車両制御装置５１（図１）内の図示されない異常検出手段は、前記二重回転型発電機７０と駆動輪とを連結する伝動系の回転数の異常を検出するために、前記ロータ回転数センサによってロータ回転数を検出し、該ロータ回転数と許容値εとを比較する。そして、車両制御装置５１内の図示されない回転数制御手段は、ロータ回転数が許容値εより高い場合、発電機モータ制御処理を行うことによってロータ回転数を制御し、ロータ回転数が許容値εになるようにする。したがって、ロータ７１とステータ７２との相対回転数が過剰に高くなるのを防止することができるので、走行状態の影響を受けて二重回転型発電機７０の回転数が高くなるのを防止することができるとともに、コストを低くすることができる。しかも、二重回転型発電機７０が破損するのを防止することができる。
【００８１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ハイブリッド型車両においては、ロータ及びステータを備えた発電機モータと、少なくとも三つの歯車要素を備え、第１の歯車要素がエンジンに、第２の歯車要素が前記発電機モータに、第３の歯車要素が駆動輪に連結された差動歯車装置と、前記駆動輪に連結された駆動モータと、前記発電機モータと駆動輪とを連結する伝動系の回転数の異常を検出する異常検出手段と、発進時に、前記エンジン及び前記発電機モータを駆動することなく前記駆動モータだけを駆動するモータ駆動モードが選択され、かつ、モータ駆動モード時における前記回転数の異常が検出された場合に、発電機モータを駆動し、発電機モータ回転数を制御して発電機モータ回転数を許容範囲に収める回転数制御手段とを有する。
そして、前記許容範囲は、バッテリ残量に基づいて設定される。
【００８２】
この場合、前記異常検出手段が、前記発電機モータと駆動輪とを連結する伝動系の回転数の異常を検出すると、前記回転数制御手段は、発電機モータ回転数を制御して発電機モータ回転数を許容範囲に収める。
【００８３】
したがって、走行状態の影響を受けて発電機モータ回転数が高くなるのを防止することができるとともに、ハイブリッド型車両のコストを低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両の制御ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるプラネタリギヤユニットの作動説明図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるモータ駆動モード時の速度線図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるモータ駆動モード時のトルク線図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施の形態における目標駆動モータトルクマップを示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における目標発電機モータ回転数マップを示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における発電機モータトルクマップを示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態におけるスロットル開度マップを示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における回転数制御処理が行われたときの速度線図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態における回転数制御処理が行われたときのトルク線図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態におけるハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。
【符号の説明】
１１    エンジン
１３    プラネタリギヤユニット
１４    出力軸
１５    第１カウンタドライブギヤ
１６    発電機モータ
１７    伝達軸
２１、７１    ロータ
２２、７２    ステータ
２５    駆動モータ
３１    カウンタシャフト
３２    カウンタドリブンギヤ
３３    デフピニオンギヤ
３５    デフリングギヤ
３６    ディファレンシャル装置
５１    車両制御装置
７０    二重回転型発電機
７５    カウンタドライブギヤ
ＣＲ    キャリヤ
ＮＧ    発電機モータ回転数
Ｒ    リングギヤ
Ｓ    サンギヤ
ＳＯＣ    バッテリ残量
β    踏込量
ε    許容値
【図１】
0004334658.tif 000003
【図２】
0004334658.tif 000004
【図３】
0004334658.tif 000005
【図４】
0004334658.tif 000006
【図５】
0004334658.tif 000007
【図６】
0004334658.tif 000008
【図７】
0004334658.tif 000009
【図８】
0004334658.tif 000010
【図９】
0004334658.tif 000011
【図１０】
0004334658.tif 000012
【図１１】
0004334658.tif 000013
【図１２】
0004334658.tif 000014
【図１３】
0004334658.tif 000015