(57)【要約】【課題】モータの実回転数が瞬間的に高くなってしまうおそれがあるときに、ギヤの過回転を防止し、構成部品の劣化や焼き付き発生を防止することができる動力伝達制御装置を提供する。【解決手段】エンジン水温が予め設定された温度以下で、出力が設定値よりも大きく、ピニオンギヤ２３の回転数が過回転となるおそれがあるときに、ギヤ比ρを補正して、ピニオンギヤ２３とリングギヤ２２の接触位置を変更することにより、エンジン回転数を無用に変えずに制御することができ、燃費が悪化することもなく、短時間でピニオンギヤ２３が過回転となることを防止でき、構成部品の劣化や焼き付き発生を防止することができる。【選択図】図２
2009107436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力軸と、発電機能を有する電動機の入出力軸と、車両の駆動軸と、の間で伝達される動力の伝達比が変更可能な回転体によって連結させる動力伝達手段と、
前記回転体の負荷が変動する特定の要因の状況を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された検出結果に基づいて、前記回転体が過負荷状態であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記回転体が過負荷状態であると判定された場合に、前記伝達比を変更するよう前記動力伝達手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする動力伝達制御装置。
【請求項２】
前記検出手段が、前記内燃機関内の温度を検出し、
前記判定手段が、前記検出手段により前記内燃機関の温度が予め設定された温度以下であると検出された場合に、前記回転体が過負荷状態であると判定することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達制御装置。
【請求項３】
前記検出手段が、前記駆動軸に接続された駆動輪の空転を検出し、
前記判定手段が、前記検出手段により前記駆動輪の空転が検出された場合に、前記回転体が過負荷状態であると判定することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達制御装置。
【請求項４】
前記検出手段が、前記内燃機関に供給される燃料の量を検出し、
前記判定手段が、前記検出手段により検出された前記燃料の量が予め設定された許容量未満となった場合に、前記回転体が過負荷状態であると判定することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達制御装置。
【請求項５】
前記動力伝達手段が、サンギヤと、前記サンギヤと軸線同一のリングギヤと、前記サンギヤおよび前記リングギヤの間で係合し自転するピニオンギヤと、前記サンギヤおよび前記リングギヤと同一の軸線を中心として公転する前記ピニオンギヤの公転と一体となって回転するプラネタリキャリアと、を有し、前記ピニオンギヤを円錐形状の側面を有する前記回転体とし、前記内燃機関の出力軸を前記プラネタリキャリアに接続し、前記電動機の入出力軸を前記サンギヤに接続し、前記車両の駆動軸を前記リングギヤに接続し、
前記制御手段が、前記判定手段により前記回転体が過負荷状態であると判定された場合に、前記ピニオンギヤと前記サンギヤまたはリングギヤとの係合部位を移動させて、前記伝達比を変更するよう前記動力伝達手段を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１の請求項に記載の動力伝達制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両等に搭載される動力分割機構の制御を行う動力伝達制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような動力分割機構を備えたハイブリッド車両としては、遊星歯車機構のサンギヤ、ピニオンギヤを公転させるキャリア、リングギヤにそれぞれ第１モータジェネレータ、エンジン、駆動軸が接続されるとともに、変速機を介して駆動軸に第２モータジェネレータが接続されたものが提案されている。このようなハイブリッド車両では、第１モータジェネレータの回転数を制御することにより、エンジンの回転数を燃費が最適となる回転数に設定し、第１モータジェネレータで発電を行い、その電力を利用して第２モータジェネレータを駆動することにより、必要な動力を駆動軸に出力することができるようになっている。
【０００３】
また、このような遊星歯車機構による動力分割機構を備えたハイブリッド車両において、前記第１モータジェネレータまたは前記第２モータジェネレータの一方にモータ不具合が発生した場合に、動力分割機構のピニオンギヤ等の回転体が過回転とならないように、エンジン回転数を制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−３４７２４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の動力分割機構を備えたハイブリッド車両においては、回転体の過回転を防止するために、エンジン回転数を制御する場合、実際にエンジン回転数が低下するまでに時間がかかり、短時間の制御が難しいばかりかエンジン回転数を制御することで、エンジン回転数が燃費最適線からはずれてしまうため、燃費の悪化にもつながるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、回転体の回転数が過回転となるおそれがあるときに、動力分割機構内の動力の伝達比を換えることによって、燃費が悪化することなく、短時間で回転体の回転数が過回転となることを防止することができ、構成部品の劣化や焼き付き発生を防止することができる動力伝達制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る動力伝達制御装置は、上記目的達成のため、（１）内燃機関の出力軸と、発電機能を有する電動機の入出力軸と、車両の駆動軸と、の間で伝達される動力の伝達比が変更可能な回転体によって連結させる動力伝達手段と、前記回転体の負荷が変動する特定の要因の状況を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された検出結果に基づいて、前記回転体が過負荷状態であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記回転体が過負荷状態であると判定された場合に、前記伝達比を変更するよう前記動力伝達手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とした構成を有している。
【０００７】
この構成により、判定手段により回転体が過負荷状態であると判定された場合に、それぞれの軸間で伝達される動力の伝達比を変更することによって、回転体の回転数を制御するので、エンジン回転数を無用に変えずに制御することができ、燃費が悪化することもなく、短時間で回転体の過回転による構成部品の劣化や焼き付き発生を防止することができる。
【０００８】
また、本発明に係る動力伝達制御装置は、上記（１）に記載の動力伝達制御装置において、（２）前記検出手段が、前記内燃機関内の温度を検出し、前記判定手段が、前記検出手段により前記内燃機関の温度が予め設定された温度以下であると検出された場合に、前記回転体が過負荷状態であると判定することを特徴とした構成を有している。
【０００９】
この構成により、内燃機関内の温度、例えば、エンジン冷却水温や吸気温を検出することによって、回転体の回転数を制御するので、低温始動直後のエンジン効率が高いことにより発生する回転体の過回転を抑制することができ、負荷を抑えて構成部品の劣化等を防止することができる。
【００１０】
さらに、本発明に係る動力伝達制御装置は、上記（１）に記載の動力伝達制御装置において、（３）前記検出手段が、前記駆動軸に接続された駆動輪の空転を検出し、前記判定手段が、前記検出手段により前記駆動輪の空転が検出された場合に、前記回転体が過負荷状態であると判定することを特徴とした構成を有している。
【００１１】
この構成により、駆動輪の空転を検出することによって、車両がスリップしてしまった場合であっても、スリップ後の急グリップに起因する駆動軸の急激な停止に対しても回転体の回転数を制御するので、車両のスリップによって発生する回転体の過回転を抑制することができ、負荷を抑えて構成部品の劣化等を防止することができる。
【００１２】
さらに、本発明に係る動力伝達制御装置は、上記（１）に記載の動力伝達制御装置において、（４）前記検出手段が、前記内燃機関に供給される燃料の量を検出し、前記判定手段が、前記検出手段により検出された前記燃料の量が予め設定された許容量未満となった場合に、前記回転体が過負荷状態であると判定することを特徴とした構成を有している。
【００１３】
この構成により、燃料の量を検出することによって、燃料が許容量以上に復帰したことによって発生する回転体の回転数の上昇の前に回転体の回転数を制御するので、ガス欠復帰によって発生する回転体の過回転を抑制することができ、負荷を抑えて構成部品の劣化等を防止することができる。
【００１４】
さらに、本発明に係る動力伝達制御装置は、上記（１）から（４）の何れかに記載の動力伝達制御装置において、（５）前記動力伝達手段が、サンギヤと、前記サンギヤと軸線同一のリングギヤと、前記サンギヤおよび前記リングギヤの間で係合し自転するピニオンギヤと、前記サンギヤおよび前記リングギヤと同一の軸線を中心として公転する前記ピニオンギヤの公転と一体となって回転するプラネタリキャリアと、を有し、前記ピニオンギヤを円錐形状の側面を有する前記回転体とし、前記内燃機関の出力軸を前記プラネタリキャリアに接続し、前記電動機の入出力軸を前記サンギヤに接続し、前記車両の駆動軸を前記リングギヤに接続し、前記制御手段が、前記判定手段により前記回転体が過負荷状態であると判定された場合に、前記ピニオンギヤと前記サンギヤまたはリングギヤとの係合部位を移動させて、前記伝達比を変更するよう前記動力伝達手段を制御することを特徴とした構成を有している。
【００１５】
この構成により、円錐形状のピニオンギヤとサンギヤまたはリングギヤとの係合部位を変更することにより、側面の外周長の違いによってギヤ比を変えるので、容易にピニオンギヤの過回転を防止でき、構成部品の劣化や焼き付き発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、回転体の回転数が過回転となるおそれがあるときに、動力分割機構内の動力の伝達比を換えることによって、燃費が悪化することなく、短時間で回転体の回転数が過回転となることを防止することができ、構成部品の劣化や焼き付き発生を防止することができる動力伝達制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る動力伝達制御装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
まず、構成について説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る動力伝達制御装置の第１の実施の形態を示す図であり、本発明をハイブリッド車両に適用した例を示している。
【００２０】
図１に示すように、ハイブリッド車両１１は、内燃機関であるエンジン１２と、エンジン１２からの動力を駆動軸としてのドライブシャフト１３を介して駆動輪１４Ｌ、１４Ｒに伝達する動力伝達装置１５と、ハイブリッド車両１１全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット１００と、を備えている。
【００２１】
エンジン１２は、ガソリンまたは軽油等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１２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）１０１によって燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御等の運転制御が行われるようになっている。また、エンジン１２には、エンジン１２内の温度を検出する温度検出センサ８１が設けられている。
【００２２】
エンジンＥＣＵ１０１は、ハイブリッド用電子制御ユニット１００と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット１００から入力される制御信号によりエンジン１２を運転制御するとともに必要に応じてエンジン１２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１００に出力するようになっている。
【００２３】
動力伝達装置１５は、モータジェネレータＭＧ１と、モータジェネレータＭＧ２と、モータジェネレータＭＧ２のロータシャフト３６に接続される減速機１７と、エンジン１２およびモータジェネレータＭＧ１の間で動力分配を行う動力分配機構１８と、を備えている。ここで、減速機１７は、モータジェネレータＭＧ２から動力分配機構１８への減速比が、例えば、２倍以上に設定されるようになっている。
【００２４】
動力分配機構１８は、エンジン１２のクランクシャフト１９に軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸２０に結合されたサンギヤ２１と、クランクシャフト１９と同軸上を回転可能に支持されているとともに、リングギヤ軸２７を介して減速機１７に連結されるリングギヤ２２と、サンギヤ２１とリングギヤ２２との間に配置され、サンギヤ２１の外周を自転しながら公転する複数のピニオンギヤ（回転体）２３と、クランクシャフト１９の端部にダンパ２４を介して結合された入力軸２６とを有し、各ピニオンギヤ２３の回転軸を支持するキャリア２５を備えており、サンギヤ２１、リングギヤ２２およびキャリア２５を回転要素として差動作用を行う遊星歯車機構を構成している。
【００２５】
この動力分配機構１８は、モータジェネレータＭＧ１が発電機として機能するときには、キャリア２５から入力されるエンジン１２からの動力をサンギヤ２１側とリングギヤ２２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータジェネレータＭＧ１が電動機として機能するときには、キャリア２５から入力されるエンジン１２からの動力とサンギヤ２１から入力されるモータジェネレータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ２２側に出力するようになっている。
【００２６】
また、ピニオンギヤ２３は、リングギヤ２２との接触面に円錐形状の側面を有しており、ハイブリッド用電子制御ユニット１００から入力される制御信号により、その接触面の位置が移動されるようになっている。ピニオンギヤ２３を含む動力分配機構１８の詳細構成については、後述する。
【００２７】
一方、モータジェネレータＭＧ１は、回転磁界を形成するステータ２８と、ステータ２８の内部に配置され、複数個の永久磁石が埋め込まれているロータ２９と、を備えており、ステータ２８は、ステータコアおよびステータコアに巻回される三相コイルを備えている。
【００２８】
ロータ２９は、動力分配機構１８のサンギヤ２１と一体的に回転するサンギヤ軸２０に結合されており、ステータ２８のステータコアは、例えば、電磁鋼板の薄板を積層して形成され、本体ケース５１の内周部に固定されている。したがって、モータジェネレータＭＧ１は本体ケース５１に収納されている。
【００２９】
このように構成されるモータジェネレータＭＧ１は、ロータ２９に埋め込まれた永久磁石による磁界と三相コイルによって形成される磁界との相互作用によりロータ２９を回転駆動する電動機として動作するようになっている。また、モータジェネレータＭＧ１は、永久磁石による磁界とロータ２９の回転との相互作用により三相コイルの両端に起電力を生じさせる発電機としても動作するようになっている。
【００３０】
また、モータジェネレータＭＧ２は、回転磁界を形成するステータ３２と、ステータ３２の内部に配置され複数個の永久磁石が埋め込まれたロータ３３と、を備えており、ステータ３２は、ステータコアおよびステータコアに巻回される三相コイルを備えている。
【００３１】
ロータ３３のロータシャフト３６は、減速機１７のサンギヤ３７にスプライン嵌合されており、ステータ３２のステータコアは、例えば、電磁鋼板の薄板を積層して形成され、本体ケース５１の内周部に固定されている。したがって、モータジェネレータＭＧ２は本体ケース５１に収納されている。
【００３２】
モータジェネレータＭＧ２は、永久磁石による磁界とロータ３３の回転との相互作用によって三相コイルの両端に起電力を生じさせる発電機としても動作するようになっており、モータジェネレータＭＧ２は、永久磁石による磁界と三相コイルによって形成される磁界との相互作用によりロータ３３を回転駆動する電動機として動作するようになっている。
【００３３】
一方、減速機１７は、キャリア３８が動力伝達装置１５の本体ケース５１に固定された構造により減速を行うようになっている。具体的には、減速機１７は、ロータシャフト３６に結合されたサンギヤ３７と、動力分配機構１８のリングギヤ２２と一体的に回転するリングギヤ３９と、リングギヤ３９およびサンギヤ３７に噛合し、サンギヤ３７の回転をリングギヤ３９に伝達するピニオンギヤ４０と、ピニオンギヤ４０を回転自在に支持する支持軸を有するキャリア３８と、を備えている。
【００３４】
この減速機１７では、例えば、サンギヤ３７の歯数に対しリングギヤ３９の歯数を２倍以上にすることにより、減速比を２倍以上にすることができるようになっている。また、ロータシャフト３６は、ベアリングを介して本体ケース５１に回転自在に支持されている。
【００３５】
また、リングギヤ軸２７には、カウンタドライブギヤ５２が一体的に設けられており、このカウンタドライブギヤ５２は、リングギヤ軸２７と一体的に回転するようになっている。カウンタドライブギヤ５２は、アイドルドライブギヤ５３に噛合しており、このアイドルドライブギヤ５３は、アイドルドリブンギヤ５４を介してカウンタドリブンギヤ５５に連結されるようになっている。
【００３６】
このカウンタドリブンギヤ５５は、ファイナルギヤ５６を介してデファレンシャルギヤ５７に連結されており、デファレンシャルギヤ５７は、ドライブシャフト１３を介して駆動輪１４Ｌ、１４Ｒに駆動トルクを伝達するようになっている。
【００３７】
また、ドライブシャフト１３には、駆動輪１４Ｌ、１４Ｒの回転数を検出する回転数検出センサ８２が設けられている。
【００３８】
また、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２は、インバータ６１およびインバータ６２を介してバッテリ６３との間で電力のやりとりを行うようになっている。
【００３９】
インバータ６１およびインバータ６２とバッテリ６３とを接続する電力ライン６４は、インバータ６１およびインバータ６２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、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の何れかで発電される電力を他のモータジェネレータで消費することができるようになっている。
【００４０】
したがって、バッテリ６３は、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２の何れか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、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２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６３は充放電されない。
【００４１】
また、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２は、何れもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）１０２により駆動制御されるようになっている。
【００４２】
モータＥＣＵ１０２には、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えば、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ１１１および回転位置検出センサ１１２から入力される信号や図示しない電流センサにより検出されるモータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２に印加される相電流等が入力されており、モータＥＣＵ１０２からは、インバータ６１およびインバータ６２へのスイッチング制御信号が出力されるようになっている。
【００４３】
モータＥＣＵ１０２は、ハイブリッド用電子制御ユニット１００と通信するようになっており、ハイブリッド用電子制御ユニット１００から入力される制御信号に応じてインバータ６１およびインバータ６２を駆動制御することにより、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２を駆動制御する。また、モータＥＣＵ１０２は、必要に応じてモータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータ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１００に出力するようになっている。
【００４４】
バッテリ６３は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）１０３によって管理されており、バッテリＥＣＵ１０３には、バッテリ６３を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ６３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６３の出力端子に接続された電力ライン６４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６３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等が入力されており、必要に応じてバッテリ６３の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１００に出力するようになっている。なお、バッテリＥＣＵ１０３にあっては、バッテリ６３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（State of charge））も演算している。
【００４５】
一方、図１に示すように、ハイブリッド用電子制御ユニット１００は、ＣＰＵ（Central processing unit）１００ａを中心とするマイクロプロセッサから構成されており、ＣＰＵ１００ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ（Read only memory）１００ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random access memory）１００ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートと、を備えている。
【００４６】
ハイブリッド用電子制御ユニット１００には、イグニッションスイッチ（ＩＧ）１１３からのイグニッション信号Ｉｇ、運転手により手動操作されるシフトレバー９１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ１１４からのシフトポジション信号ＳＰ、運転手により踏み込まれるアクセルペダル９２の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ１１５からのアクセル開度信号Ａｃｃ、車速センサ１１７からの車速信号Ｖ等がそれぞれ入力ポートを介して入力されるようになっている。
【００４７】
なお、ハイブリッド用電子制御ユニット１００は、前述したように、エンジンＥＣＵ１０１やモータＥＣＵ１０２、バッテリＥＣＵ１０３と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ１０１やモータＥＣＵ１０２、バッテリＥＣＵ１０３と各種制御信号やデータのやりとりを行うようになっている。
【００４８】
なお、本実施の形態では、動力伝達装置１５が、本発明における動力伝達手段を構成し、ハイブリッド用電子制御ユニット１００が、本発明における判定手段および制御手段を構成している。また、温度検出センサ８１が、本発明における検出手段を構成している。さらに、上述したように、動力伝達装置（動力伝達手段）１５は、エンジン（内燃機関）１２の出力軸と、モータジェネレータ（電動機）ＭＧ１の入出力軸と、ドライブシャフト（駆動軸）１３と、の間で伝達される動力の伝達比が変更可能なピニオンギヤ（回転体）２３によって連結されるようになっている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット（判定手段および制御手段）１００は、温度検出センサ８１により検出された検出結果に基づいて、ピニオンギヤ２３が過負荷状態であるか否かを判定するとともに、ピニオンギヤ２３が過負荷状態であると判定した場合に、後述するギヤ比ρ（前記伝達比）を変更するよう動力伝達装置１５を制御するようになっている。
【００４９】
ここで、判定手段が判定する回転体の過負荷状態とは、ピニオンギヤ２３にかかる負荷が予め設定された値以上となる状態のことである。例えば、ピニオンギヤ２３を回転自在に指示するキャリア２５に接続されたピニオンギヤ軸、および、ピニオンギヤ２３とリングギヤ２２との接触面にかかる力が予め設定された値以上となる状態、すなわち、ピニオンギヤ２３とキャリア２５との相対回転数、および、ピニオンギヤ２３とリングギヤ２２との相対回転数が、所定の回転数を越えてしまう状態のことをいう。また、検出手段が検出する特定の要因の状況とは、エンジン１２内の温度のことをいう。
【００５０】
次に、図２に動力分配機構１８の概略構成の断面図を示し、説明する。図２に示すように、動力分配機構１８は、サンギヤ２１と、リングギヤ２２と、サンギヤ２１とリングギヤ２２との間に配置され、サンギヤ２１の外周を自転しながら公転する複数のピニオンギヤ２３と、各ピニオンギヤ２３の回転軸を支持するキャリア２５と、を備えている。
【００５１】
また、前述のように、サンギヤ２１は、キャリア２５の入力軸２６に軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸２０に結合されており、サンギヤ軸２０は、モータジェネレータＭＧ１のロータ２９に結合されるようになっている。また、サンギヤ２１は、傘歯車形状となっている。
【００５２】
リングギヤ２２は、キャリア２５の入力軸２６と同軸上を回転可能に支持されているとともに、リングギヤ軸２７を介して減速機１７に連結されるようになっている。また、リングギヤ２２は、ピニオンギヤ２３との接触部に、リング状突出部２２１を有している。キャリア２５は、各ピニオンギヤ２３の回転軸を支持し、入力軸２６を中心に回転し、入力軸２６は、エンジン１２のクランクシャフト１９の端部にダンパ２４を介して結合されるようになっている。
【００５３】
各ピニオンギヤ２３は、傘歯車形状の傘歯車部２３１と、円錐形状のコーン部２３２と、を有しており、傘歯車部２３１とコーン部２３２とは、キャリア２５に支持された回転軸を中心に一体となって回転するようになっている。また、傘歯車部２３１は、傘歯車形状のサンギヤ２１と噛み合うようになっている。コーン部２３２は、リングギヤ２２のリング状突出部２２１と摩擦接触するようになっている。
【００５４】
さらに、サンギヤ２１の入力軸であるサンギヤ軸２０と、キャリア２５の入力軸２６は、図示しないアクチュエータによって、軸線方向（図中左右方向）に摺動することができるようになっている。このとき、サンギヤ２１、キャリア２５およびピニオンギヤ２３は、一体となって動くようになっている。
【００５５】
ここで、リングギヤ２２とキャリア２５とが接近した位置（図２（ａ）に示すａ方向に摺動された位置）となっている場合、ピニオンギヤ２３のコーン部２３２と、リングギヤ２２のリング状突出部２２１と、の接触部は、コーン部２３２の円錐状の先端方向、すなわち、外周が短い部分で接触するようになっている。
【００５６】
一方、リングギヤ２２とキャリア２５とが離れた位置（図２（ｂ）に示すｂ方向に摺動された位置）となっている場合、ピニオンギヤ２３のコーン部２３２と、リングギヤ２２のリング状突出部２２１と、の接触部は、コーン部２３２の円錐状の底辺方向、すなわち、外周が長い部分で接触するようになっている。
【００５７】
このように構成された実施例のハイブリッド車両１１は、運転者によるアクセルペダル９２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２７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２７に出力されるように、エンジン１２とモータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２とが運転制御される。エンジン１２とモータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２との運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン１２から出力されるようにエンジン１２を運転制御するとともにエンジン１２から出力される動力のすべてが動力分配機構１８とモータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸２７に出力されるようモータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータ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６３の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン１２から出力されるようにエンジン１２を運転制御するとともにバッテリ６３の充放電を伴ってエンジン１２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配機構１８とモータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータ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２７に出力されるようモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン１２の運転を停止してモータジェネレータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸２７に出力するよう運転制御するモータ運転モード等がある。
【００５８】
次に、動作について説明する。
【００５９】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係るハイブリッド車両１１における車両制御処理のフローチャートである。
【００６０】
なお、図３に示すフローチャートは、ハイブリッド用電子制御ユニット１００のＣＰＵ１００ａによって実行される車両制御処理のプログラムであり、この車両制御処理のプログラムはＲＯＭ１００ｂに記憶されている。また、この車両制御処理は、ハイブリッド用電子制御ユニット１００のＣＰＵ１００ａによって所定の時間（例えば、数ｍｓｅｃ）間隔で実行される。
【００６１】
この車両制御処理では、低温始動直後には、エンジン効率が高くエンジン出力にモータジェネレータＭＧ１が持ちこたえられず、モータジェネレータＭＧ１の実回転数が制御回転数より高く回ってしまい、ピニオン回転数が許容回転数を越えて焼き付き発生等のおそれがあるため、このピニオンの過回転を防止する低温始動時の車両制御を行う。
【００６２】
まず、車両制御処理が実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット１００のＣＰＵ１００ａは、ギヤ比ρに初期値ρ０を設定する（ステップＳ１１）。ギヤ比ρとは、サンギヤの歯数Ｚｓとリングギヤの歯数Ｚｒとの比を表すものであり、サンギヤの歯数Ｚｓをリングギヤの歯数Ｚｒで割ったもの（ρ＝Ｚｓ／Ｚｒ）である。また、初期値ρ０は、ギヤ比補正前のハイブリッド車両１１が始めに有しているギヤ比を示すものである。初期値ρ０は、予め算出し、ＲＯＭ１００ｂに記憶されている。また、初期値ρ０は、ハイブリッド車両１１が諸元値として有するサンギヤの歯数Ｚｓ０とリングギヤの歯数Ｚｒ０とにより、その都度算出（ρ０＝Ｚｓ０／Ｚｒ０）するようにしてもよい。
【００６３】
次に、リングギヤ軸２７の回転数Ｎｒを取得する（ステップＳ１２）。このリングギヤ軸２７の回転数Ｎｒは、例えば、リングギヤ軸２７に回転数センサを設け、この回転数センサの検出結果により、取得するようにすればよい。続いて、アクセルペダルポジションセンサ１１５からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ１１７からの車速Ｖ等の制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１３）。
【００６４】
また、車速Ｖは、リングギヤ軸２７の回転数Ｎｒに換算係数ｋを乗じることにより、求めることもできる。この換算係数ｋは、リングギヤ軸２７と駆動輪１４Ｌ、１４Ｒとの間にある複数のギヤのギヤ比によって決定される係数である。
【００６５】
続いて、必要出力Ｐを車速Ｖに基づいて算出する（ステップＳ１４）。ここでは、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと必要出力Ｐとの関係を予め定めて必要出力設定用マップとしてＲＯＭ１００ｂに記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する必要出力Ｐを導出して設定するものとしている。
【００６６】
次に、温度検出センサ８１が検出したエンジン水温ｔを取得する（ステップＳ１５）。ここで、エンジン水温の代わりに吸気温ｔを取得してもよい。続いて、取得したエンジン水温（または吸気温）ｔが予め設定している判定温度ｔｃ以下の値であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。
【００６７】
取得したエンジン水温（または吸気温）ｔが予め設定している判定温度ｔｃ以下でなければ、ステップＳ１９に移行し、取得したエンジン水温（または吸気温）ｔが予め設定している判定温度ｔｃ以下である場合には、上記必要出力Ｐが予め設定している判定出力値Ｐ１より大きい値であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。
【００６８】
取得した必要出力Ｐが予め設定している判定出力値Ｐ１より大きくなければ、ステップＳ１９に移行し、取得した必要出力Ｐが予め設定している判定出力値Ｐ１より大きい場合には、ギヤ比ρを補正する（ステップＳ１８）。
【００６９】
ここで、ギヤ比ρは、上記エンジン水温（または吸気温）ｔに応じて、小さくなるように補正する。このｔに応じたギヤ比ρの補正値は、ハイブリッド用電子制御ユニット１００のＲＯＭ１００ｂに記憶されている。ハイブリッド用電子制御ユニット１００は、補正値ρとなるように、動力分配機構１８において、ピニオンギヤ２３のコーン部２３２と、リングギヤ２２のリング状突出部２２１と、の接触する位置を制御する。すなわち、前述のアクチュエータにより、サンギヤ２１の入力軸２０とキャリア２５の入力軸２６を軸線方向のエンジン１２より（図２（ｂ）中のｂ方向）に摺動させる。
【００７０】
次に、エンジン回転数Ｎｅ、エンジントルクＴｅを求める（ステップＳ１９）。エンジン回転数Ｎｅは、必要出力Ｐから燃費最適線を用いて求めることができる。燃費最適線とは、エンジン１２があるパワーの仕事をする場合に、燃費消費量が最少になるエンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴｅの関係を示したもので、予めマップとして格納されたものである。この燃費最適線と、必要出力Ｐとなるエンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴｅを示すパワー線と、により、エンジン回転数Ｎｅ、エンジントルクＴｅを求めることができる。
【００７１】
次に、モータ回転数Ｎｍ、モータトルクＴｍを算出する（ステップＳ２０）。モータ回転数Ｎｍは、回転数の関係式（Ｎｅ＝ρ／（１＋ρ）×Ｎｍ＋１／（１＋ρ）×Ｎｒ）から算出することができる。また、モータトルクＴｍは、トルクの関係式（Ｔｅ＝−（１＋ρ）／ρ×Ｔｍ）から算出することができる。
【００７２】
こうしてエンジン回転数Ｎｅ、エンジントルクＴｅ、モータ回転数Ｎｍ、モータトルクＴｍを算出すると、エンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴｅについては、エンジンＥＣＵ１０１に、モータ回転数Ｎｍ、モータトルクＴｍについては、モータＥＣＵ１０２に、それぞれ送信して、ハイブリッド用電子制御ユニット１００の車両制御処理を終了する。
【００７３】
エンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴｅとを受信したエンジンＥＣＵ１０１は、エンジン１２がエンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴｅとによって示される運転ポイントで運転されるように、エンジン１２における燃料噴射制御や点火制御等の制御を行う。また、モータ回転数ＮｍとモータトルクＴｍとを受信したモータＥＣＵ１０２は、モータジェネレータＭＧ１がモータ回転数ＮｍとモータトルクＴｍとによって駆動されるように、インバータ６１のスイッチング素子のスイッチング制御を行う。
【００７４】
このように、本実施の形態に係るハイブリッド車両１１は、エンジン水温（または吸気温）が低く、出力が大きい場合に、動力分配機構１８において、ピニオンギヤ２３とリングギヤ２２との接触部を移動させることによって、ピニオンギヤ２３の回転数を遅くすることができるので、エンジン回転数を無用に変えずに制御することができ、燃費が悪化することもなく、短時間でピニオンギヤ２３が過回転となることによる構成部品の劣化や焼き付き発生を防止することができる。また、エンジン水温や吸気温を検出することによって、ピニオンギヤ２３の回転数を制御するので、低温始動直後のエンジン効率が高いことにより発生するピニオンギヤ２３の過回転を抑制することができ、負荷を抑えて構成部品の劣化等を防止することができる。
【００７５】
なお、本実施の形態においては、ピニオンギヤ２３とリングギヤ２２との間で伝達される動力の伝達比を変更するようにしているが、ピニオンギヤ２３とサンギヤ２１との間で伝達される動力の伝達比を変更するようにしてもよい。この場合、例えば、本実施の形態で用いたピニオンギヤ２３のコーン部２３２と、リングギヤ２２のリング状突出部２２１と、の構成および関係を、ピニオンギヤ２３とサンギヤ２１との間で同様に用いることにより、上記ピニオンギヤ２３とサンギヤ２１との間で伝達される動力の伝達比の変更をも実現することができる。
【００７６】
（第２の実施の形態）
まず、構成について説明する。
【００７７】
本実施の形態に係るハイブリッド車両１１の構成は、上述した第１の実施の形態に係るハイブリッド車両１１の構成と同様であり、ハイブリッド用電子制御ユニット１００のＲＯＭ１００ｂに記憶された車両制御処理のプログラム、および、温度検出センサ８１が温度検出を行う代わりに、回転数検出センサ８２が駆動輪１４Ｌ、１４Ｒの回転数を検出すること、についてのみ相違する。
【００７８】
以下の説明では、第１の実施の形態と同様の構成および処理については、同一の符号を用い、相違点を中心に詳述する。なお、本実施の形態では、回転数検出センサ８２が、本発明における検出手段を構成している。また、検出手段が検出する特定の要因の状況とは、駆動輪１４Ｌ、１４Ｒの回転数のことをいう。
【００７９】
次に、動作について説明する。
【００８０】
図４は、本発明の第２の実施の形態に係るハイブリッド車両１１における車両制御処理のフローチャートである。また、この車両制御処理は、上記実施の形態における車両制御処理と同様に、ハイブリッド用電子制御ユニット１００のＣＰＵ１００ａによって所定の時間（例えば、数ｍｓｅｃ）間隔で実行される。
【００８１】
この車両制御処理では、万が一ハイブリッド車両１１がスリップしてしまった場合、スリップにより駆動輪１４Ｌ、１４Ｒが空転した後の急グリップ時に、モータジェネレータＭＧ１の実回転数が制御回転数より高く回ってしまい、ピニオン回転数が許容回転数を越えて焼き付き発生等のおそれがあるため、このピニオンの過回転を防止するスリップ時の車両制御を行う。
【００８２】
まず、車両制御処理が実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット１００のＣＰＵ１００ａは、ギヤ比ρに初期値ρ０を設定する（ステップＳ１１）。次に、リングギヤ軸２７の回転数Ｎｒを取得する（ステップＳ１２）。続いて、アクセルペダルポジションセンサ１１５からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ１１７からの車速Ｖ等制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１３）。続いて、必要出力Ｐを車速Ｖに基づいて算出する（ステップＳ１４）。
【００８３】
次に、回転数検出センサ８２が検出した回転数にしたがって、駆動輪１４Ｌ、１４Ｒがスリップしているか否かを判定する（ステップＳ３１）。ここでは、回転数検出センサ８２が、駆動輪１４Ｌ、１４Ｒの回転数を所定の間隔（例えば、数ｍｓｅｃ）で検出し、回転数が急激に上昇したことにより、駆動輪１４Ｌ、１４Ｒが空転、すなわち、スリップしたものと判断する。
【００８４】
駆動輪１４Ｌ、１４Ｒがスリップしていなければ、ステップＳ１９に移行し、スリップしている場合には、ギヤ比ρを予め設定された値に補正する（ステップＳ３２）。これにより、スリップ後のハイブリッド車両１１の急グリップによる、ピニオンギヤ２３の過回転を防止する。このギヤ比ρの補正値は、急グリップにより駆動輪１４Ｌ、１４Ｒの回転数が急激に遅くなり、ピニオンギヤ２３の過回転を防止するためのものであるので、車速Ｖに応じて設定するようにしてもよい。
【００８５】
次に、エンジン回転数Ｎｅ、エンジントルクＴｅを求め（ステップＳ１９）、モータ回転数Ｎｍ、モータトルクＴｍを算出する（ステップＳ２０）。そして、エンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴｅについては、エンジンＥＣＵ１０１に、モータ回転数Ｎｍ、モータトルクＴｍについては、モータＥＣＵ１０２に、それぞれ送信して、ハイブリッド用電子制御ユニット１００の車両制御処理を終了する。
【００８６】
このように、本実施の形態に係るハイブリッド車両１１は、スリップが発生してしまった場合であっても、スリップ後の急グリップによって発生するピニオンギヤ２３の回転数の変動も制御するので、ピニオンギヤ２３の過回転を抑制することができ、負荷を抑えて構成部品の劣化等を防止することができる。
【００８７】
（第３の実施の形態）
まず、構成について説明する。
【００８８】
本実施の形態に係るハイブリッド車両１１の構成は、上述した第１の実施の形態に係るハイブリッド車両１１の構成と同様であり、ハイブリッド用電子制御ユニット１００のＲＯＭ１００ｂに記憶された車両制御処理のプログラム、および、温度検出センサ８１が温度検出を行う代わりに、図示しない燃料残量検出センサがエンジン１２の燃料残量を検出すること、についてのみ相違する。
【００８９】
以下の説明では、第１の実施の形態と同様の構成および処理については、同一の符号を用い、相違点を中心に詳述する。なお、本実施の形態では、燃料残量検出センサが、本発明における検出手段を構成している。また、検出手段が検出する特定の要因の状況とは、エンジン１２の燃料残量のことをいう。
【００９０】
次に、動作について説明する。
【００９１】
図５は、本発明の第３の実施の形態に係るハイブリッド車両１１における車両制御処理のフローチャートである。また、この車両制御処理は、上記実施の形態における車両制御処理と同様に、ハイブリッド用電子制御ユニット１００のＣＰＵ１００ａによって所定の時間（例えば、数ｍｓｅｃ）間隔で実行される。
【００９２】
この車両制御処理では、ガス欠から復帰したときのエンジントルク急上昇にＭＧ１トルクが追いつかず、モータジェネレータＭＧ１の実回転数が制御回転数より高く回ってしまい、ピニオン回転数が許容回転数を越えて焼き付き発生等のおそれがあるため、このピニオンの過回転を防止するガス欠復帰時の車両制御を行う。
【００９３】
まず、車両制御処理が実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット１００のＣＰＵ１００ａは、ギヤ比ρに初期値ρ０を設定する（ステップＳ１１）。次に、リングギヤ軸２７の回転数Ｎｒを取得する（ステップＳ１２）。続いて、アクセルペダルポジションセンサ１１５からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ１１７からの車速Ｖ等制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１３）。続いて、必要出力Ｐを車速Ｖに基づいて算出する（ステップＳ１４）。
【００９４】
次に、燃料残量検出センサが検出した燃料残量Ｆuelが、予め設定した閾値Ｆuellimを下回ったか否かを判定する（ステップＳ４１）。
【００９５】
燃料残量Ｆuelが設定した閾値Ｆuellim以上であれば、ステップＳ１９に移行し、燃料残量Ｆuelが設定した閾値Ｆuellimを下回っている場合には、ギヤ比ρを予め設定された値に補正する（ステップＳ４２）。これにより、燃料復帰時のエンジントルクの急上昇による、ピニオンギヤ２３の過回転を防止する。
【００９６】
次に、エンジン回転数Ｎｅ、エンジントルクＴｅを求め（ステップＳ１９）、モータ回転数Ｎｍ、モータトルクＴｍを算出する（ステップＳ２０）。そして、エンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴｅについては、エンジンＥＣＵ１０１に、モータ回転数Ｎｍ、モータトルクＴｍについては、モータＥＣＵ１０２に、それぞれ送信して、ハイブリッド用電子制御ユニット１００の車両制御処理を終了する。
【００９７】
このように、本実施の形態に係るハイブリッド車両１１は、ガス欠が発生した際には、燃料復帰後のエンジントルク急上昇によって発生するピニオンギヤ２３の回転数の変動も制御するので、ピニオンギヤ２３の過回転を抑制することができ、負荷を抑えて構成部品の劣化等を防止することができる。
【００９８】
以上説明したように、本発明に係る動力伝達制御装置は、回転体の回転数が過回転となるおそれがあるときに、動力分割機構内の動力の伝達比を換えることによって燃費が悪化することもなく、短時間で回転体の回転数が過回転となることを防止することができ、構成部品の劣化や焼き付き発生を防止することができるという効果を有し、ハイブリッド車両等に搭載される動力分割機構の制御を行う動力伝達制御装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の第１の実施の形態における動力伝達制御装置を示す図であり、ハイブリッド車両の概略ブロック構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における動力分配機構を示す概略構成断面図であり、（ａ）は初期状態における配置図、（ｂ）はギヤ比補正後の配置図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド車両の車両制御処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態におけるハイブリッド車両の車両制御処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第３の実施の形態におけるハイブリッド車両の車両制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１００】
１１  ハイブリッド車両
１２  エンジン（内燃機関）
１３  ドライブシャフト（駆動軸）
１４Ｌ、１４Ｒ  駆動輪
１５  動力伝達装置（動力伝達手段）
１７  減速機
１８  動力分配機構
１９  クランクシャフト
２０  サンギヤ軸
２１  サンギヤ
２２  リングギヤ
２３  ピニオンギヤ（回転体）
２４  ダンパ
２５  キャリア
２６  入力軸
２７  リングギヤ軸
３６  ロータシャフト
３７  サンギヤ
３８  キャリア
３９  リングギヤ
４０  ピニオンギヤ
６１、６２  インバータ
６３  バッテリ
８１  温度検出センサ（検出手段）
８２  回転数検出センサ（検出手段）
１００  ハイブリッド用電子制御ユニット（判定手段、制御手段）
１０１  エンジンＥＣＵ
１０２  モータＥＣＵ
１０３  バッテリＥＣＵ
【図１】
2009107436.tif 000003
【図２】
2009107436.tif 000004
【図３】
2009107436.tif 000005
【図４】
2009107436.tif 000006
【図５】
2009107436.tif 000007