ハイブリッド車両及びその制御方法
【課題】 複数クラッチ式のトランスミッションを備えたハイブリッド車両において電動機の回転が外力によりロックされた状態を強制的に解放する。
【解決手段】 第２変速機構のいずれか１つの変速段を係合する一方で第１変速機構の変速段を解放することにより、電動機がロック状態にある場合に係合されていた第１変速機構の変速段から第２変速機構の変速段に変速段を変更する。変速段の変更と共に第１断接手段又は第２断接手段の少なくとも一方の係合状態を変更することで、機械的にロック状態にあった電動機を回転させる。ロック状態にあった電動機を回転できれば、ロック状態において通電電流が流れ続けていた電動機内の１つのあるスイッチング素子から電流の流れていなかった他のスイッチング素子のいずれか１つへと電流の流れる経路が切り替えられるので、同相通電によるスイッチング素子の熱による障害の発生を防止することができるようになる。
【解決手段】 第２変速機構のいずれか１つの変速段を係合する一方で第１変速機構の変速段を解放することにより、電動機がロック状態にある場合に係合されていた第１変速機構の変速段から第２変速機構の変速段に変速段を変更する。変速段の変更と共に第１断接手段又は第２断接手段の少なくとも一方の係合状態を変更することで、機械的にロック状態にあった電動機を回転させる。ロック状態にあった電動機を回転できれば、ロック状態において通電電流が流れ続けていた電動機内の１つのあるスイッチング素子から電流の流れていなかった他のスイッチング素子のいずれか１つへと電流の流れる経路が切り替えられるので、同相通電によるスイッチング素子の熱による障害の発生を防止することができるようになる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源として内燃機関エンジンと電動機とを備えた車両（いわゆるハイブリッド車両）及びその制御方法に関し、特に複数クラッチ式の変速機を備えたハイブリッド車両において電動機の回転が外力によりロックされた状態を強制的に解放する制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、駆動源として内燃機関（エンジン）の他に電動機（モータ）を更に具えたハイブリッドタイプの車両が知られている。ハイブリッド車両は、直流電源（バッテリ）からの直流電力を電力変換器（代表的にはインバータ）によって交流電力に変換して電動機を駆動するものが一般的であり、エンジンのみで車両を走行するエンジン単独走行、電動機のみで車両を走行するモータ単独走行、エンジンと電動機とを組み合わせて車両を走行するハイブリッド走行のいずれかで車両を走行させることのできるようになっている。
【０００３】
このようなハイブリッド車両ではモータ単独走行時に、坂道の途中で静止したまま前後に車両が全く動かない状態あるいは運転者によりアクセルペダルとブレーキペダルが同時に踏まれる（所謂両踏みする）ことにより車両が停止した状態などの、電動機の回転が外力によってロックされた状態（ストールとも呼ぶ）となることがある。こうしたモータロック状態においては、電動機に設けられている複数相の固定子巻線のうち１相の巻線のみに電流が集中して流れる同相通電などと呼ばれる現象が生ずることから、特にモータロック状態が長時間に及ぶと、電力変換器（インバータ）に設けられている複数のスイッチング素子のうち前記電流が集中する相に対応したスイッチング素子が発熱し、その温度が許容範囲を超えて上昇することで当該スイッチング素子に熱による障害が発生してしまう、といった恐れがあった。
【０００４】
そこで、上記問題に対処するための従来技術として、例えば特許文献１に記載の駆動力制御装置がある。この特許文献１の装置では、走行用モータの駆動力を駆動輪に伝達するクラッチの締結力を低減又は切断して走行用モータの通電相を切り替えることで、特定の相に対応したスイッチング素子の温度が許容範囲を超えて上昇することを防止するようにしている。具体的には、走行用モータの回転数が所定値以下である場合に走行用モータの何れかの相の固定子巻線への通電が所定時間継続したら、走行用モータの駆動力を駆動輪に伝達するクラッチの締結力を一時的に低減又は切断するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９６４４４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、車両用の変速機（トランスミッション）には、近年、変速時における機械的動力の伝達の途切れをなくすために、奇数段の変速段で構成される第１の変速機構の入力軸（以下、第１入力軸という）と内燃機関の出力軸（以下、機関出力軸又はエンジン出力軸という）とを係合可能な第１のクラッチと、偶数段の変速段で構成される第２の変速機構の入力軸（以下、第２入力軸という）と機関出力軸とを係合可能な第２のクラッチとを備え、これら２つのクラッチを交互につなぎ替えることで変速を行う、いわゆるデュアルクラッチ式トランスミッションが知られている。このデュアルクラッチ式トランスミッションは、例えば、奇数段から偶数段に変速する際には、偶数段の歯車対を予め噛み合わせておき、奇数段に機械的動力を伝達する第１のクラッチを解放状態にすると共に、偶数段に機械的動力を伝達する第２のクラッチを締結状態にすることで、変速時における動力伝達の途切れを抑制している。
【０００７】
しかし、上記特許文献１に示した従来装置は、上記したデュアルクラッチ式トランスミッションを備えたタイプのハイブリッド車両に適用することができなかった。その理由は、デュアルクラッチ式トランスミッションを備えたハイブリッド車両においてはエンジンからの動力を伝達する入力軸と電動機からの動力を伝達する入力軸とが同軸に配置されていることに起因する。ところが、特許文献１に記載の装置は、エンジンからの動力を伝達する軸と電動機からの動力を伝達する軸とが同軸に配置されていない車両に適用されるものであり、それ故にエンジンからの動力を伝達する入力軸と電動機からの動力を伝達する入力軸とが同軸に配置されているデュアルクラッチ式トランスミッションを備えたハイブリッド車両に適用するのは不可能であった。
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、デュアルクラッチ式トランスミッションを備えたハイブリッド車両において電動機の回転が外力によりロックされた状態にある場合に、駆動輪を止めた状態のままで前記モータロック状態を一時的に解放することのできるようにしたハイブリッド車両及びその制御方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るハイブリッド車両は、駆動源に内燃機関（２）と電動機（３）とを有してなり、前記内燃機関出力軸及び前記電動機（３）からの機械的動力を該電動機（３）に接続された第１入力軸（１００）で受け、複数の変速段のうちいずれか１つを係合して前記第１入力軸（１００）と駆動輪（７Ｒ，７Ｌ）とを係合させることが可能な第１変速機構と、前記内燃機関出力軸からの機械的動力を第２入力軸（４００）で受け、複数の変速段のうちいずれか１つを係合して前記第２入力軸（４００）と駆動輪（７Ｒ，７Ｌ）とを係合させることが可能な第２変速機構と、前記内燃機関出力軸と前記第１入力軸（１００）との係合及び非係合を切り替え可能な第１断接手段（Ｃ１）と、前記内燃機関出力軸と前記第２入力軸（４００）との係合及び非係合を切り替え可能な第２断接手段（Ｃ２）と、前記第１変速機構及び第２変速機構における変速段の係合状態と、前記第１断接手段（Ｃ１）及び第２断接手段（Ｃ２）の係合状態とを制御可能な制御装置（１０）とを備えたハイブリッド車両において、前記制御装置（１０）は、前記電動機（３）のロック状態を検出するロック検出手段（Ｓ１）と、前記ロック検出手段（Ｓ１）による前記ロック状態の検出時に、前記第２変速機構のいずれか１つの変速段を係合する一方で前記第１変速機構の変速段を解放すると共に、前記第１断接手段（Ｃ１）又は前記第２断接手段（Ｃ２）の少なくとも一方の係合状態を変更するロック状態解放手段（Ｓ２）とを含むことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の好ましい一実施態様として、前記ロック状態解放手段（Ｓ２）は、前記第１断接手段（Ｃ１）の係合状態を前記内燃機関出力軸と前記第１入力軸（１００）とを係合させた締結状態に、前記第２断接手段（Ｃ２）の係合状態を前記エンジン出力軸と前記第２入力軸（４００）とを係合させた締結状態にする。
さらには、前記ロック状態解放手段（Ｓ２）は、さらに前記締結状態にされた第１断接手段（Ｃ１）及び第２断接手段（Ｃ２）の少なくとも一方の締結力を低減する。
【００１１】
本発明にかかるデュアルクラッチ式トランスミッションを備えたハイブリッド車両では、第２変速機構のいずれか１つの変速段を係合する一方で第１変速機構の変速段を非係合にすることにより、電動機（３）がロック状態にある場合に係合されていた第１変速機構の変速段から第２変速機構の変速段に変速段を変更する。また、この変速段の変更と共に、第１断接手段（Ｃ１）又は前記第２断接手段（Ｃ２）の少なくとも一方の係合状態を変更することで、機械的にロック状態にあった電動機（３）を回転させる。ロック状態にあった電動機（３）を回転できれば、ロック状態において通電電流が流れ続けていた電動機内の１つのあるスイッチング素子から電流の流れていなかった他のスイッチング素子のいずれか１つへと電流の流れる経路が切り替えられるので、スイッチング素子の熱による障害の発生を防止することができる。特には、第１断接手段（Ｃ１）と第２断接手段（Ｃ２）の係合状態を共に締結状態とし、さらには前記締結状態にされた第１断接手段（Ｃ１）及び第２断接手段（Ｃ２）の少なくとも一方の締結力を低減するといった制御を行うことで、機械的に電動機（３）を回転させることのできるようにしている。こうした機械的な動作により電動機（３）を回転させることによれば、駆動輪から入力される外力によるトルクの抜ける時間が非常に少なくて済み、またわざわざ内燃機関（２）を始動させる必要がないので無駄に燃料を消費しないので有利である。
【００１２】
なお、上記で括弧内に記した図面参照符号は、後述する実施形態において対応する構成要素等を参考のために例示したものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ロック状態を検出した場合に、第１変速機構及び第２変速機構における変速段の係合／非係合制御と、第１断接装置及び第２断接装置の少なくとも一方の係合状態を変更する両クラッチの締結制御とを行うことによって引き起こされるトランスミッションでの機械的な動作によって、ロック状態にあった電動機を回転させるようにした。ロック状態にあった電動機を回転できれば、同相通電を回避できる。上記制御に応じた機械的な動作により電動機を回転させる本発明では、駆動輪から入力される外力によるトルクの抜ける時間が非常に少なくて済み、またわざわざ内燃機関を始動させる必要がないので無駄に燃料を消費しない、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態における車両の概略的な接続構成図。
【図２】図１に示すモータ及びモータ制御手段を示す回路図。
【図３】図１に示すトランスミッションのスケルトン図。
【図４】図１に示す電子制御ユニットにより実行されるモータロック状態解放制御処理の概略を示すフローチャート。
【図５】図４におけるモータロック状態検出処理の一例を示すフローチャート。
【図６】図４におけるモータロック状態解放処理の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に従って詳細に説明する。
【００１６】
まず、本実施形態における車両の構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態における車両の概略的な接続構成図である。本実施形態の車両１は、いわゆるハイブリッド車両であり、図１に示すように、駆動源としてのエンジン２及び電動機３と、電動機３を制御するための電動機制御手段２０と、バッテリ３０と、トランスミッション（変速機）４と、ディファレンシャル機構５と、左右のドライブシャフト６Ｒ、６Ｌと、左右の駆動輪７Ｒ、７Ｌとを備える。ここで、前記電動機３はモータでありモータジェネレータを含み、前記バッテリ３０は蓄電器でありキャパシタを含む。また、前記内燃機関２はエンジンでありディーゼルエンジンやターボエンジンなどを含む。内燃機関（以下、エンジン）２と電動機（以下、モータ）３の回転駆動力は、トランスミッション４、ディファレンシャル機構５およびドライブシャフト６Ｒ、６Ｌを介して左右の駆動輪７Ｒ、７Ｌに伝達される。
【００１７】
また、この車両１は、エンジン２、モータ３、トランスミッション４、ディファレンシャル機構５、電動機（以下、モータ）制御手段２０およびバッテリ３０をそれぞれ制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１０を備える。電子制御ユニット１０は１つのユニットとして構成されるだけでなく、例えば内燃機関２を制御するためのエンジンＥＣＵ、モータ３やモータ制御手段２０を制御するためのモータジェネレータＥＣＵ、バッテリ３０を制御するためのバッテリＥＣＵ、トランスミッション４を制御するためのＡＴＥＣＵなど複数のＥＣＵから構成されてもよい。この実施形態に示す電子制御ユニット１０は、エンジン２を制御するとともに、モータ３やバッテリ３０、トランスミッション４を制御する。
【００１８】
電子制御ユニット１０は、各種の運転条件に応じて、モータ３のみを動力源とするモータ単独走行（ＥＶ走行）をするように制御したり、エンジン２のみを動力源とするエンジン単独走行をするように制御したり、エンジン２とモータ３の両方を動力源として併用する協働走行（ＨＥＶ走行）をするように制御する。また、電子制御ユニット１０は、公知の各種の制御パラメータに従って後述のモータロック状態の解放制御（図４参照）や、その他の各種の運転に必要な制御を行う。この実施形態においては、制御パラメータとして、例えばアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサＡ１からのアクセルペダル開度、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するプレーキペダルセンサＡ２からのブレーキペダル開度、ギヤ段（変速段）を検出するシフトセンサＡ３からのシフト位置、モータ３の回転数を検出する回転数センサＡ４からのモータ回転数、モータ制御手段２０内のモータ３の各相に応じたスイッチング素子の温度を検出する温度センサＡ５からのインバータ素子温度、傾きを検知する傾斜角センサＡ６からの車両の傾斜角などの各種信号が入力されるようになっている。勿論、ここに記載した以外の信号が入力されてもよい。
【００１９】
エンジン２は、燃料を空気と混合して燃焼することにより車両１を走行させるための駆動力を発生する内燃機関エンジンである。モータ３は、エンジン２とモータ３との協働走行やモータ３のみのＥＶ走行の際には、バッテリ３０の電気エネルギーを利用して車両１を走行させるための駆動力を発生するモータとして機能するとともに、車両１の減速時にはモータ３の回生により電力を発電する発電機としても機能する。このモータ３の回生時には、バッテリ３０は、モータ３により発電された電力（回生エネルギー）により充電される。
【００２０】
モータ３は、モータ制御手段２０に接続される。図２は、図１に示すモータ３及びモータ制御手段２０を示す回路図である。この図２に示すように、モータ制御手段２０はＵ相アーム２１と、Ｖ相アーム２２と、Ｗ相アーム２３とを含んでなるインバータ（電力変換器）であって、バッテリ３０からの電源供給用のバッテリ電源ラインＬに並列に設けられる。インバータ２０の各相アームは、バッテリ電源ラインＬに直列接続されたスイッチング素子から構成される。例えば、Ｕ相アーム２１はスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２からなり、Ｖ相アーム２２は、スイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４からなり、Ｗ相アーム２３は、スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６からなる。スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６は、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、電力用ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタあるいは電力用バイポーラトランジスタ等の電力用半導体スイッチング素子である。これらのスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６に対しては、逆並列ダイオードＤ１１〜Ｄ１６がそれぞれ接続されている。こうしたスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のオンオフは、電子制御ユニット１０からのスイッチング制御信号によって制御される。
【００２１】
モータ３は例えば界磁に永久磁石を利用した永久磁石式３相交流モータ等のブラシレスＤＣモータであり、固定子に設けられたＵ相コイル巻線Ｕ１、Ｖ相コイル巻線Ｖ１およびＷ相コイル巻線Ｗ１と、図示しない回転子とを含む。Ｕ相コイル巻線Ｕ１、Ｖ相コイル巻線Ｖ１およびＷ相コイル巻線Ｗ１の一端は、中性点Ｎ１で互いに接続され、その他端は、インバータ２０のＵ相アーム２１、Ｖ相アーム２２およびＷ相アーム２３とそれぞれ接続される。インバータ２０は、電子制御ユニット１０からのスイッチング制御信号に応答したスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のオンオフ制御（スイッチング制御）により、バッテリ３０及びモータ３の間での双方向の電力変換を行なう。具体的には、インバータ２０は、電子制御ユニット１０によるスイッチング制御に従って、バッテリ３０からバッテリ電源ライン７を介して受ける直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータ３へ出力する。これにより、モータ３は指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ２０は、エンジン２の出力を受けてモータ３が発電した３相交流電圧を電子制御ユニット１０によるスイッチング制御に従って直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をバッテリ電源ライン７を介してバッテリ３０へ出力することもできる。
【００２２】
次に、本実施形態のトランスミッション４の構成を説明する。図３は、図１に示すトランスミッション４のスケルトン図である。ここに示すトランスミッション４は、前進７速、後進１速の平行軸式トランスミッションであり、乾式のデュアルクラッチ式トランスミッション（ＤＣＴ）である。
【００２３】
トランスミッション４には、エンジン２の機関出力軸をなすクランクシャフト（図示せず）およびモータ３に接続される内側メインシャフト１００（第１入力軸）と、この内側メインシャフト１００の外筒をなす外側メインシャフト１０１（第２入力軸）と、内側メインシャフト１００にそれぞれ平行なセカンダリシャフト４００（第２入力軸）、アイドルギヤ３００、リバースシャフト５００と、これらのシャフトに平行で出力軸をなすカウンタシャフト２００とが設けられる。
【００２４】
これらのシャフトのうち、外側メインシャフト１０１がアイドルギヤ３００を介してリバースシャフト５００およびセカンダリシャフト４００に常時係合し、カウンタシャフト２００がさらに図３では図示しないディファレンシャル機構５に常時係合するように配置される。
【００２５】
また、トランスミッション４は、奇数段用の第１クラッチＣ１（第１断接装置）と、偶数段用の第２クラッチＣ２（第２断接装置）とを備える。第１および第２クラッチＣ１、Ｃ２は乾式のクラッチである。第１クラッチＣ１は内側メインシャフト１００（第１入力軸）に結合される。第２クラッチＣ２は、外側メインシャフト１０１（第２入力軸の一部）に結合され、外側メインシャフト１０１上に固定されたギヤ４８からアイドルギヤ３００を介してリバースシャフト５００およびセカンダリシャフト４００（第２入力軸の一部）に連結される。
【００２６】
内側メインシャフト１００（第１入力軸）のモータ３よりの所定箇所にはプラネタリギヤ機構７０が固定配置されており、プラネタリギヤ機構７０のサンギヤ７１はモータ３のロータに、キャリア７３は３速駆動ギヤ４３に、リングギヤ７５は内側メインシャフト１００（第１入力軸）にそれぞれ接続されている。内側メインシャフト１００（第１入力軸）の外周には、図３において左側から順に、１速駆動ギヤとなるプラネタリギヤ機構７０のキャリヤ７３と、３速駆動ギヤ４３と、７速駆動ギヤ４７と、５速駆動ギヤ４５が配置される。３速駆動ギヤ４３、７速駆動ギヤ４７、５速駆動ギヤ４５はそれぞれ内側メインシャフト１００に対して相対的に回転可能であり、また上記したようにギヤ４３はプラネタリギヤ機構７０のキャリヤ７３に連結されている。更に、内側メインシャフト１００上には、３速駆動ギヤ４３と７速駆動ギヤ４７との間に３−７速シンクロメッシュ機構（セレクタ機構）８１が軸方向にスライド可能に設けられ、かつ、５速駆動ギヤ４５に対応して５速シンクロメッシュ機構（セレクタ機構）８２が軸方向にスライド可能に設けられる。所望のギヤ段に対応するシンクロメッシュ機構（セレクタ機構）をスライドさせて該ギヤ段のシンクロを入れることにより、該ギヤ段が内側メインシャフト１００（第１入力軸）に連結される。メインシャフト１００（第１入力軸）に関連して設けられたこれらのギヤ及びシンクロメッシュ機構によって、奇数段の変速段を実現するための第１変速機構が構成される。第１変速機構の各駆動ギヤは、カウンタシャフト２００上に設けられた対応する従動ギヤに噛み合い、カウンタシャフト２００を回転駆動する。
【００２７】
セカンダリシャフト４００（第２入力軸）の外周には、図３において左側から順に、２速駆動ギヤ４２、６速駆動ギヤ４６と、４速駆動ギヤ４４とが相対的に回転可能に配置される。更に、セカンダリシャフト４００上には、２速駆動ギヤ４２と６速駆動ギヤ４６との間に２−６速シンクロメッシュ機構８３が軸方向にスライド可能に設けられ、かつ、４速駆動ギヤ４４に対応して４速シンクロメッシュ機構（セレクタ機構）８４が軸方向にスライド可能に設けられる。この場合も、所望のギヤ段に対応するシンクロメッシュ機構（セレクタ機構）をスライドさせて該ギヤ段のシンクロを入れることにより、該ギヤ段がセカンダリシャフト４００（第２入力軸）に連結される。セカンダリシャフト４００（第２入力軸）に関連して設けられたこれらのギヤ及びシンクロメッシュ機構によって、偶数段の変速段を実現するための第２変速機構が構成される。第２変速機構の各駆動ギヤも、カウンタシャフト２００上に設けられた対応する従動ギヤに噛み合い、カウンタシャフト２００を回転駆動する。なお、セカンダリシャフト４００に固定されたギヤ４９はアイドルギヤ３００に結合しており、該アイドルギヤ３００から外側メインシャフト１０１を介して第２クラッチＣ２に結合される。
【００２８】
なお、第１変速機構において、任意の或る変速段を選択するとは、当該変速段に対応するギヤのシンクロが入れられて該ギヤが内側メインシャフト１００（第１入力軸）に連結されることを意味する。また、この第１変速機構において、エンジン走行用の変速段（又は駆動ギヤ段）を実現するとは、該変速段（又は駆動ギヤ段）を上記のように選択した（シンクロを入れた）上で、対応する第１クラッチＣ１を係合させて内側メインシャフト１００（第１入力軸）をエンジン出力軸に連結することを意味する。
【００２９】
同様に、第２変速機構において、任意の或る変速段を選択するとは、当該変速段に対応するギヤのシンクロが入れられて該ギヤがセカンダリシャフト４００（第２入力軸）に連結されることを意味する。また、この第２変速機構において、エンジン走行用の変速段（又は駆動ギヤ段）を実現するとは、該変速段（又は駆動ギヤ段）を上記のように選択した（シンクロを入れた）上で、対応する第２クラッチＣ２を係合させてセカンダリシャフト４００（第２入力軸）をエンジン出力軸に連結することを意味する。
【００３０】
リバースシャフト５００の外周には、リバース駆動ギヤ４６が相対的に回転可能に配置される。また、リバースシャフト５００上には、リバース駆動ギヤ４６に対応してリバースシンクロメッシュ機構８５が軸方向にスライド可能に設けられ、また、アイドルギヤ３００に係合するギヤ５０が固定されている。リバース走行する場合は、シンクロメッシュ機構８５のシンクロを入れて、第２クラッチＣ２を係合することにより、第２クラッチＣ２の回転が外側メインシャフト１０１及びアイドルギヤ３００を介してリバースシャフト５００に伝達され、リバース駆動ギヤ４６が回転される。リバース駆動ギヤ４６は内側メインシャフト１００上のギヤ５６に噛み合っており、リバース駆動ギヤ４６が回転するとき内側メインシャフト１００は前進時とは逆方向に回転する。内側メインシャフト１００の逆方向の回転は、プラネタリギヤ機構７０に連結したギヤ４３を介してカウンタシャフト２００に伝達される。また、リバース駆動ギヤ４６はオイルポンプ駆動シャフト９０上のギヤ９１とも噛み合っていることから、第１クラッチＣ１を係合することによる内側メインシャフト１００の回転又は第２クラッチＣ２を係合することによる外側メインシャフト１０１の回転がリバース駆動ギヤ４６を介してオイルポンプ駆動シャフト９０へと伝達されて、これによりオイルポンプ駆動シャフト９０が回転することに伴って第１変速機構及び第２変速機構の各部に作動油を供給するオイルポンプＯＰが駆動される。
【００３１】
カウンタシャフト２００上には、図３において左側から順に、２−３速従動ギヤ５１と、６−７速従動ギヤ５２と、４−５速従動ギヤ５３と、パーキング用ギヤ５４と、ファイナル駆動ギヤ５５とが固定的に配置される。ファイナル駆動ギヤ５５は、ディファレンシャル機構５のディファレンシャルリングギヤ（図示せず）と噛み合うようになっており、これにより、カウンタシャフト２００の出力軸の回転がディファレンシャル機構５の入力軸（つまり車両推進軸）に伝達される。
【００３２】
また、プラネタリギヤ機構７０のリングギヤ７５とプラネタリギヤ７２，７４に係合するように、ワンウェイクラッチ４１が設けられる。
【００３３】
２−６速シンクロメッシュ機構８３のシンクロスリープを左方向にスライドすると、２速駆動ギヤ４２がセカンダリシャフト４００に結合され、右方向にスライドすると、６速駆動ギヤ４６がセカンダリシャフト４００に結合される。また、４速シンクロメッシュ機構８４のシンクロスリープを右方向にスライドすると、４速駆動ギヤ４４がセカンダリシャフト４００に結合される。このように偶数の駆動ギヤ段を選択した状態で、第２クラッチＣ２を係合することにより、トランスミッション４は偶数の変速段（２速、４速、又は６速）に設定される。
【００３４】
３−７速シンクロメッシュ機構８１のシンクロスリープを左方向にスライドすると、３速駆動ギヤ４３が内側メインシャフト１００に結合されて３速の変速段が選択され、右方向にスライドすると、７速駆動ギヤ４７が内側メインシャフト１００に結合されて７速の変速段が選択される。また、５速シンクロメッシュ機構８２のシンクロスリープを右方向にスライドすると、５速駆動ギヤ４５が内側メインシャフト１００に結合されて５速の変速段が選択される。シンクロメッシュ機構８１、８２がどのギヤ４３、４７、４５も選択していない状態では、プラネタリ機構７０のキャリア７３の回転がこれに連結したギヤ４３を介してカウンタシャフト２００に伝達され、１速の変速段が選択されることになる。奇数の駆動ギヤ段を選択した状態で第１クラッチＣ１を係合することにより、トランスミッション４は奇数の変速段（１速、３速、５速、又は７速）に設定される。
【００３５】
トランスミッション４で実現すべき変速段の決定及び該変速段を実現するための制御（第１変速機構及び第２変速機構における変速段の選択すなわちシンクロの切り替え制御と、第１クラッチ及び第２クラッチの係合及び係合解除の制御等）は、公知のように、運転状況に従って電子制御ユニット１０によって実行されるが、本実施形態では特に運転状況としてモータロック状態（ストール状態）にある場合に、従来にない変速段の切り替えや第１クラッチ及び第２クラッチの係合及び係合解除を含むモータロック状態解放のための制御を行い、モータロック状態を強制的に解放することによって、インバータ２０のスイッチング素子（図２参照）の熱による障害の発生を防止しようとするものである。以下、説明する。
【００３６】
電子制御ユニット１０によって実行されるモータロック状態の解放のための制御例について、図４〜図６を参照して説明する。図４に示すモータロック状態の解放制御処理は、モータ３のみを用いた車両走行であるＥＶ走行（モータ単独走行）に切り替えることが決定されたときに開始されて、ＥＶ走行中は繰り返し実行される。ＥＶ走行中にはモータ３に対し一定以上の電流が供給され、モータ３はトルクを発生している状態にある。
【００３７】
モータロック状態の解放制御処理は、大別して、モータロック状態の検出処理Ｓ１（ロック状態検出手段）、モータロック状態の解放処理Ｓ２（ロック状態解放手段）を含む。まず、モータロック状態の検出処理Ｓ１（ロック状態検出手段）では、モータ３の回転が外力によってロックされた状態であるか否かを判定する。図５は、モータロック状態検出処理Ｓ１の具体例を示す。
【００３８】
ステップＳ１１では、制御パラメータとして取得される車両の傾斜角及びモータ回転数に従って、車両の傾きが所定値以上であり且つモータ３の回転数が所定の回転数以下であるか否かを判定する。すなわち、モータ３へ一定以上の電流が供給されているにも関わらず、車両が坂道の途中で静止したまま前後に車両が全く動かない状態（モータ３がロック状態となる態様の１つ）であるか否かを判定する。車両の傾きが所定値以上であり且つモータ３の回転数が所定の回転数以下であると判定した場合には（ステップＳ１１のＹＥＳ）、モータロック状態にあると決定する（ステップＳ１５）。
【００３９】
ステップＳ１２では、制御パラメータとして取得されるアクセルペダル開度及びブレーキペダル開度に従って、これらの開度が共に所定値以上であるか否かを判定する。すなわち、運転者がアクセルペダル及びブレーキペダルを同時に操作した両踏みにて車両が停止している状態（モータ３がロック状態となる態様の１つ）であるか否かを判定する。アクセルペダル開度及びブレーキペダル開度が共に所定値以上であると判定した場合つまり両踏みである場合には（ステップＳ１２のＹＥＳ）、モータロック状態にあると決定する（ステップＳ１５）。
【００４０】
ステップＳ１３では、モータ制御手段２０によるモータ３の何れかの相の固定子巻線に所定時間にわたって通電が行われた後に、モータ３の回転数が例えば０を含む所定の回転数以下であるか否かを判定する。モータ３の回転数が所定の回転数以下であると判定した場合には（ステップＳ１３のＹＥＳ）、モータロック状態にあると決定する（ステップＳ１５）。すなわち、この場合にモータ３の回転数が所定の回転数以下であると、モータ３の何れかの相の固定子巻線及びこの通電相に対応するインバータ２０のスイッチング素子に引き続き通電電流が流れ続けて過剰な局部発熱が生じ得る恐れがあるので、モータロック状態と判断する。
【００４１】
ステップＳ１４では、制御パラメータとして取得されるインバータ素子温度に従って、モータ制御手段２０により通電されるモータ３の各相の固定子巻線に対応するインバータ２０の各スイッチング素子の温度の少なくともいずれか１つが所定の温度以上に上昇しているか否かを判定する。前記所定の温度は予め設定された温度であって、モータ３の経年劣化に影響しない温度である。各スイッチング素子の温度の少なくともいずれか１つが所定の温度以上に上昇していると判定した場合には（ステップＳ１４のＹＥＳ）、モータロック状態にあると決定する（ステップＳ１５）。すなわち、この場合には既に、モータ３の何れかの相の固定子巻線及びこの通電相に対応するインバータ２０のスイッチング素子のみに通電電流が流れ続けて過剰な局部発熱が生じている状態であるので、モータロック状態と判断する。
【００４２】
上記ステップＳ１１〜Ｓ１４の全ての処理において「ＮＯ」と判定された場合には、モータロック状態にないと決定する（ステップＳ１６）。
【００４３】
図４に戻り、モータロック状態の解放処理Ｓ２（ロック状態解放手段）では、トランスミッション４内において外乱を生じさせることによって、ロック状態にあるモータ３を少なくとも微小な回転角だけでも強制的に回転させる（モータロック状態を解放すると言う）ようにする。ロック状態にあるモータ３を少しだけでも強制的に回転させることによって、通電電流が流れ続けており過剰な局部発熱が生じる恐れのあったインバータ２０内の１つのあるスイッチング素子から電流の流れていなかった他のスイッチング素子のいずれか１つへと電流の流れる経路が変更される（切り替えられる）。図６は、モータロック状態解放処理Ｓ２の具体例を示す。
【００４４】
ステップＳ２１は、モータロック状態であるか否かを判定する。この判定は上記したモータロック状態検出処理Ｓ１でのモータロック状態であるかないかの決定に基づく（図５のステップＳ１５及びＳ１６参照）。モータロック状態でないと判定した場合には（ステップＳ２１のＹＥＳ）、モータ３の何れかの相の固定子巻線及びこの通電相に対応するインバータ２０のスイッチング素子に引き続き通電電流が流れ続けて過剰な局部発熱が生じ得る恐れがないので、後述するようなモータロック状態を解放するための各種処理（ステップＳ２２〜Ｓ２６）を実行することなしに当該処理を終了する。
【００４５】
他方、モータロック状態であると判定した場合には（ステップＳ２１のＮＯ）、モータ３の何れかの相の固定子巻線及びこの通電相に対応するインバータ２０のあるスイッチング素子のみに引き続き通電電流が流れ続け、そのままでは前記スイッチング素子に過剰な局部発熱が生じ得る恐れがあるので、それを避けるべく以下に示すようなモータロック状態を解放するための各種処理（ステップＳ２２〜Ｓ２５）を実行する。
【００４６】
ステップ２２は、１速駆動ギヤから２速駆動ギヤへと変速段を変更するようトランスミッション４を制御する。具体的には、モータ３の回転に応じてキャリア７３に１速相当のトルクを発生させるためにリングギヤ７５をロックしていたワンウェイクラッチ４１（オン状態）を、リングギヤ７５をロックしていない状態（オフ状態）とする。また、偶数段の変速段を実現する第２変速機構において、２−６速シンクロメッシュ機構８３のシンクロスリープを左方向にスライドして２速駆動ギヤ４２をセカンダリシャフト４００に結合する制御を行う。これにより、トランスミッション４において１速の変速段が選択されていた状態を抜けて２速の変速段が選択されている状態になる。
【００４７】
ステップＳ２３は、奇数段に機械的動力を伝達する第１のクラッチＣ１と、偶数段に機械的動力を伝達する第２のクラッチＣ２の少なくとも一方を係合制御して、第１のクラッチＣ１と第２のクラッチＣ２の両方共を完全締結状態（つまり両掴み状態）とする。モータ３から入力される１速相当のトルクと駆動輪から入力される外力によるトルクとは、両掴み制御前においてはお互いが１つの同じ伝達経路、具体的には内側メインシャフト１００、３速駆動ギヤ４３、カウンタシャフト２００を辿っており、それらが均衡していたためにモータロック状態が生じていた。しかし、上記両掴み制御を行うことによれば、モータ３から入力される１速相当のトルクと駆動輪から入力される外力によるトルクとを、デュアルクラッチ機構を介した２つの異なる伝達経路にそれぞれ分散させることができるようになる。したがって、第１のクラッチＣ１と第２のクラッチＣ２を両掴み状態にすると、両掴み制御前のモータロック状態において均衡していたモータ３から入力される１速相当のトルクと、駆動輪から入力される外力によるトルクとのバランスを僅かに崩すことが可能となる。そうすると、僅かではあるがモータ３の回転が許容されることになる。全く回転していなかったモータロック状態から僅かでもモータ３を回転できれば、モータロック状態において通電電流が流れ続けていた１つのあるスイッチング素子から電流の流れていなかった他のスイッチング素子のいずれか１つへと電流の流れる経路が切り替えられるので、スイッチング素子の熱による障害の発生を防止することができる。
【００４８】
さらに、第１のクラッチＣ１と第２のクラッチＣ２を両掴み状態とした場合には、内側メインシャフト１００又は外側メインシャフト１０１の回転がリバース駆動ギヤ４６を介してオイルポンプ駆動シャフト９０へと伝達され、オイルポンプＯＰを駆動することになる。オイルポンプＯＰが駆動されると、その機械的な動作に従ってモータ３に振動が生じる。モータ３が振動することによりモータロック状態が解除されて、モータロック状態において通電電流が流れ続けていた１つのあるスイッチング素子から電流の流れていなかった他のスイッチング素子のいずれか１つへと電流の流れる経路が切り替えられるので、スイッチング素子の熱による障害の発生を防止することができる。
【００４９】
上記のように第１のクラッチＣ１と第２のクラッチＣ２の両方を共に完全締結状態とした両掴みにすることで、モータロック状態を解放することはできる。ただし、許容されるモータ３の回転は本当に僅かなものである。そこで、より確実にモータ３を回転させるべく、完全締結状態にある第１のクラッチＣ１及び第２のクラッチＣ２の一方を半クラッチ状態に制御する（ステップＳ２４）。具体的には、偶数段に機械的動力を伝達する第２のクラッチＣ２の締結力を減少させることにより、第２のクラッチＣ２をすべり（スリップ）が発生している状態とする。これによれば、デュアルクラッチ機構を介した２つの異なる伝達経路にそれぞれ分散されたうちのモータ３から入力される１速相当のトルクが、前記第２のクラッチＣ２のすべりに従って抜けることとなる。これにより、モータ３から入力される１速相当のトルクと駆動輪から入力される外力によるトルクとのバランスをより大きく崩すことができるので、より確実にモータ３の回転を許容することになる。したがって、駆動輪が固定された状態にあってもモータ３は回転できるので、同相通電を回避することができる。
【００５０】
ステップＳ２５は、エンジン２を押し掛け始動する。すなわち、前記第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を共に完全締結状態としてから第２クラッチＣ２を半クラッチ状態とすることによりモータ３の回転許容量をより拡大することができ、またモータ３から入力されたトルクをエンジン２に伝達することが可能となるので、エンジン２を押し掛け始動する。エンジン２を始動することで、モータ３から入力される１速相当のトルクだけでなくエンジン２から入力されるトルクを用いて、駆動輪から入力される外力によるトルクとのバランスを保つことができる。したがって、モータ３の負担を減少できるので恒常的に同相通電を回避することができるようになる。
【００５１】
なお、上述した実施例では、第２のクラッチＣ２の締結力を減少させて第２のクラッチＣ２にすべり（スリップ）が発生させた後に、エンジン２を始動させるようにしたが（ステップＳ２４，Ｓ２５参照）、これに限らず、エンジン２を始動させなくともよい。ただし、その場合、第２のクラッチＣ２の締結力を一時的に減少してモータ３を空転させた後に、再度第２のクラッチＣ２を完全締結させるとよい。また、こうした第２のクラッチＣ２の締結制御を繰り返し行って、そのたびに通電相の切り替えが行われるようにするとよい。
【００５２】
以上のように、本発明ではモータロック状態を検出した場合に、第１変速機構及び第２変速機構における変速段の係合／非係合制御（変速制御）と、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の両クラッチの締結制御とを行うことにより、トランスミッション４を機械的に動作させる。特には、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の両クラッチを同時に締結する、さらには同時に締結したうちの第２クラッチＣ２を半クラッチ状態にするといった通常の走行制御時には行わない特別な制御を行うことで、一時的にでも互いがつり合っていたモータ３から入力されるトルクと外力により駆動輪から入力される外力によるトルクとのバランスを僅かに崩すことができ、こうしてモータ３を僅かでも回転させることで同相通電を防止するようにしている。上記制御によるトランスミッション４の機械的な動作においては、駆動輪から入力される外力によるトルクの抜ける時間が非常に少なくて済む、という利点がある。また、上記制御はエンジン２を始動させる必要がなくても実現することができるので、無駄に燃料を消費しない。
【符号の説明】
【００５３】
１ ハイブリッド車両
２ エンジン
３ 電動機（モータ）
４ トランスミッション（変速機）
５ ディファレンシャル機構
６Ｒ，６Ｌ ドライブシャフト
７Ｒ，７Ｌ 駆動輪
１０ 電子制御ユニット
２０ 電動機（モータ）制御手段（インバータ）
２１ Ｕ相アーム
２２ Ｖ相アーム
２３ Ｗ相アーム
３０ バッテリ
４１ ワンウェイクラッチ
７０ プラネタリギヤ機構
７１ サンギヤ
７２，７４ プラネタリギヤ
７３ キャリア
７５ リングギヤ
Ｃ１ 第１クラッチ
Ｃ２ 第２クラッチ
ＯＰ オイルポンプ
Ｑ１１〜Ｑ３２ スイッチング素子
Ｌ バッテリ駆動ライン
９０ オイルポンプ駆動シャフト
１００ 内側メインシャフト
１０１ 外側メインシャフト
２００ カウンタシャフト
３００ アイドルギヤ
４００ セカンダリシャフト
５００ リバースシャフト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源として内燃機関エンジンと電動機とを備えた車両（いわゆるハイブリッド車両）及びその制御方法に関し、特に複数クラッチ式の変速機を備えたハイブリッド車両において電動機の回転が外力によりロックされた状態を強制的に解放する制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、駆動源として内燃機関（エンジン）の他に電動機（モータ）を更に具えたハイブリッドタイプの車両が知られている。ハイブリッド車両は、直流電源（バッテリ）からの直流電力を電力変換器（代表的にはインバータ）によって交流電力に変換して電動機を駆動するものが一般的であり、エンジンのみで車両を走行するエンジン単独走行、電動機のみで車両を走行するモータ単独走行、エンジンと電動機とを組み合わせて車両を走行するハイブリッド走行のいずれかで車両を走行させることのできるようになっている。
【０００３】
このようなハイブリッド車両ではモータ単独走行時に、坂道の途中で静止したまま前後に車両が全く動かない状態あるいは運転者によりアクセルペダルとブレーキペダルが同時に踏まれる（所謂両踏みする）ことにより車両が停止した状態などの、電動機の回転が外力によってロックされた状態（ストールとも呼ぶ）となることがある。こうしたモータロック状態においては、電動機に設けられている複数相の固定子巻線のうち１相の巻線のみに電流が集中して流れる同相通電などと呼ばれる現象が生ずることから、特にモータロック状態が長時間に及ぶと、電力変換器（インバータ）に設けられている複数のスイッチング素子のうち前記電流が集中する相に対応したスイッチング素子が発熱し、その温度が許容範囲を超えて上昇することで当該スイッチング素子に熱による障害が発生してしまう、といった恐れがあった。
【０００４】
そこで、上記問題に対処するための従来技術として、例えば特許文献１に記載の駆動力制御装置がある。この特許文献１の装置では、走行用モータの駆動力を駆動輪に伝達するクラッチの締結力を低減又は切断して走行用モータの通電相を切り替えることで、特定の相に対応したスイッチング素子の温度が許容範囲を超えて上昇することを防止するようにしている。具体的には、走行用モータの回転数が所定値以下である場合に走行用モータの何れかの相の固定子巻線への通電が所定時間継続したら、走行用モータの駆動力を駆動輪に伝達するクラッチの締結力を一時的に低減又は切断するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９６４４４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、車両用の変速機（トランスミッション）には、近年、変速時における機械的動力の伝達の途切れをなくすために、奇数段の変速段で構成される第１の変速機構の入力軸（以下、第１入力軸という）と内燃機関の出力軸（以下、機関出力軸又はエンジン出力軸という）とを係合可能な第１のクラッチと、偶数段の変速段で構成される第２の変速機構の入力軸（以下、第２入力軸という）と機関出力軸とを係合可能な第２のクラッチとを備え、これら２つのクラッチを交互につなぎ替えることで変速を行う、いわゆるデュアルクラッチ式トランスミッションが知られている。このデュアルクラッチ式トランスミッションは、例えば、奇数段から偶数段に変速する際には、偶数段の歯車対を予め噛み合わせておき、奇数段に機械的動力を伝達する第１のクラッチを解放状態にすると共に、偶数段に機械的動力を伝達する第２のクラッチを締結状態にすることで、変速時における動力伝達の途切れを抑制している。
【０００７】
しかし、上記特許文献１に示した従来装置は、上記したデュアルクラッチ式トランスミッションを備えたタイプのハイブリッド車両に適用することができなかった。その理由は、デュアルクラッチ式トランスミッションを備えたハイブリッド車両においてはエンジンからの動力を伝達する入力軸と電動機からの動力を伝達する入力軸とが同軸に配置されていることに起因する。ところが、特許文献１に記載の装置は、エンジンからの動力を伝達する軸と電動機からの動力を伝達する軸とが同軸に配置されていない車両に適用されるものであり、それ故にエンジンからの動力を伝達する入力軸と電動機からの動力を伝達する入力軸とが同軸に配置されているデュアルクラッチ式トランスミッションを備えたハイブリッド車両に適用するのは不可能であった。
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、デュアルクラッチ式トランスミッションを備えたハイブリッド車両において電動機の回転が外力によりロックされた状態にある場合に、駆動輪を止めた状態のままで前記モータロック状態を一時的に解放することのできるようにしたハイブリッド車両及びその制御方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るハイブリッド車両は、駆動源に内燃機関（２）と電動機（３）とを有してなり、前記内燃機関出力軸及び前記電動機（３）からの機械的動力を該電動機（３）に接続された第１入力軸（１００）で受け、複数の変速段のうちいずれか１つを係合して前記第１入力軸（１００）と駆動輪（７Ｒ，７Ｌ）とを係合させることが可能な第１変速機構と、前記内燃機関出力軸からの機械的動力を第２入力軸（４００）で受け、複数の変速段のうちいずれか１つを係合して前記第２入力軸（４００）と駆動輪（７Ｒ，７Ｌ）とを係合させることが可能な第２変速機構と、前記内燃機関出力軸と前記第１入力軸（１００）との係合及び非係合を切り替え可能な第１断接手段（Ｃ１）と、前記内燃機関出力軸と前記第２入力軸（４００）との係合及び非係合を切り替え可能な第２断接手段（Ｃ２）と、前記第１変速機構及び第２変速機構における変速段の係合状態と、前記第１断接手段（Ｃ１）及び第２断接手段（Ｃ２）の係合状態とを制御可能な制御装置（１０）とを備えたハイブリッド車両において、前記制御装置（１０）は、前記電動機（３）のロック状態を検出するロック検出手段（Ｓ１）と、前記ロック検出手段（Ｓ１）による前記ロック状態の検出時に、前記第２変速機構のいずれか１つの変速段を係合する一方で前記第１変速機構の変速段を解放すると共に、前記第１断接手段（Ｃ１）又は前記第２断接手段（Ｃ２）の少なくとも一方の係合状態を変更するロック状態解放手段（Ｓ２）とを含むことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の好ましい一実施態様として、前記ロック状態解放手段（Ｓ２）は、前記第１断接手段（Ｃ１）の係合状態を前記内燃機関出力軸と前記第１入力軸（１００）とを係合させた締結状態に、前記第２断接手段（Ｃ２）の係合状態を前記エンジン出力軸と前記第２入力軸（４００）とを係合させた締結状態にする。
さらには、前記ロック状態解放手段（Ｓ２）は、さらに前記締結状態にされた第１断接手段（Ｃ１）及び第２断接手段（Ｃ２）の少なくとも一方の締結力を低減する。
【００１１】
本発明にかかるデュアルクラッチ式トランスミッションを備えたハイブリッド車両では、第２変速機構のいずれか１つの変速段を係合する一方で第１変速機構の変速段を非係合にすることにより、電動機（３）がロック状態にある場合に係合されていた第１変速機構の変速段から第２変速機構の変速段に変速段を変更する。また、この変速段の変更と共に、第１断接手段（Ｃ１）又は前記第２断接手段（Ｃ２）の少なくとも一方の係合状態を変更することで、機械的にロック状態にあった電動機（３）を回転させる。ロック状態にあった電動機（３）を回転できれば、ロック状態において通電電流が流れ続けていた電動機内の１つのあるスイッチング素子から電流の流れていなかった他のスイッチング素子のいずれか１つへと電流の流れる経路が切り替えられるので、スイッチング素子の熱による障害の発生を防止することができる。特には、第１断接手段（Ｃ１）と第２断接手段（Ｃ２）の係合状態を共に締結状態とし、さらには前記締結状態にされた第１断接手段（Ｃ１）及び第２断接手段（Ｃ２）の少なくとも一方の締結力を低減するといった制御を行うことで、機械的に電動機（３）を回転させることのできるようにしている。こうした機械的な動作により電動機（３）を回転させることによれば、駆動輪から入力される外力によるトルクの抜ける時間が非常に少なくて済み、またわざわざ内燃機関（２）を始動させる必要がないので無駄に燃料を消費しないので有利である。
【００１２】
なお、上記で括弧内に記した図面参照符号は、後述する実施形態において対応する構成要素等を参考のために例示したものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ロック状態を検出した場合に、第１変速機構及び第２変速機構における変速段の係合／非係合制御と、第１断接装置及び第２断接装置の少なくとも一方の係合状態を変更する両クラッチの締結制御とを行うことによって引き起こされるトランスミッションでの機械的な動作によって、ロック状態にあった電動機を回転させるようにした。ロック状態にあった電動機を回転できれば、同相通電を回避できる。上記制御に応じた機械的な動作により電動機を回転させる本発明では、駆動輪から入力される外力によるトルクの抜ける時間が非常に少なくて済み、またわざわざ内燃機関を始動させる必要がないので無駄に燃料を消費しない、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態における車両の概略的な接続構成図。
【図２】図１に示すモータ及びモータ制御手段を示す回路図。
【図３】図１に示すトランスミッションのスケルトン図。
【図４】図１に示す電子制御ユニットにより実行されるモータロック状態解放制御処理の概略を示すフローチャート。
【図５】図４におけるモータロック状態検出処理の一例を示すフローチャート。
【図６】図４におけるモータロック状態解放処理の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に従って詳細に説明する。
【００１６】
まず、本実施形態における車両の構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態における車両の概略的な接続構成図である。本実施形態の車両１は、いわゆるハイブリッド車両であり、図１に示すように、駆動源としてのエンジン２及び電動機３と、電動機３を制御するための電動機制御手段２０と、バッテリ３０と、トランスミッション（変速機）４と、ディファレンシャル機構５と、左右のドライブシャフト６Ｒ、６Ｌと、左右の駆動輪７Ｒ、７Ｌとを備える。ここで、前記電動機３はモータでありモータジェネレータを含み、前記バッテリ３０は蓄電器でありキャパシタを含む。また、前記内燃機関２はエンジンでありディーゼルエンジンやターボエンジンなどを含む。内燃機関（以下、エンジン）２と電動機（以下、モータ）３の回転駆動力は、トランスミッション４、ディファレンシャル機構５およびドライブシャフト６Ｒ、６Ｌを介して左右の駆動輪７Ｒ、７Ｌに伝達される。
【００１７】
また、この車両１は、エンジン２、モータ３、トランスミッション４、ディファレンシャル機構５、電動機（以下、モータ）制御手段２０およびバッテリ３０をそれぞれ制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１０を備える。電子制御ユニット１０は１つのユニットとして構成されるだけでなく、例えば内燃機関２を制御するためのエンジンＥＣＵ、モータ３やモータ制御手段２０を制御するためのモータジェネレータＥＣＵ、バッテリ３０を制御するためのバッテリＥＣＵ、トランスミッション４を制御するためのＡＴＥＣＵなど複数のＥＣＵから構成されてもよい。この実施形態に示す電子制御ユニット１０は、エンジン２を制御するとともに、モータ３やバッテリ３０、トランスミッション４を制御する。
【００１８】
電子制御ユニット１０は、各種の運転条件に応じて、モータ３のみを動力源とするモータ単独走行（ＥＶ走行）をするように制御したり、エンジン２のみを動力源とするエンジン単独走行をするように制御したり、エンジン２とモータ３の両方を動力源として併用する協働走行（ＨＥＶ走行）をするように制御する。また、電子制御ユニット１０は、公知の各種の制御パラメータに従って後述のモータロック状態の解放制御（図４参照）や、その他の各種の運転に必要な制御を行う。この実施形態においては、制御パラメータとして、例えばアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサＡ１からのアクセルペダル開度、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するプレーキペダルセンサＡ２からのブレーキペダル開度、ギヤ段（変速段）を検出するシフトセンサＡ３からのシフト位置、モータ３の回転数を検出する回転数センサＡ４からのモータ回転数、モータ制御手段２０内のモータ３の各相に応じたスイッチング素子の温度を検出する温度センサＡ５からのインバータ素子温度、傾きを検知する傾斜角センサＡ６からの車両の傾斜角などの各種信号が入力されるようになっている。勿論、ここに記載した以外の信号が入力されてもよい。
【００１９】
エンジン２は、燃料を空気と混合して燃焼することにより車両１を走行させるための駆動力を発生する内燃機関エンジンである。モータ３は、エンジン２とモータ３との協働走行やモータ３のみのＥＶ走行の際には、バッテリ３０の電気エネルギーを利用して車両１を走行させるための駆動力を発生するモータとして機能するとともに、車両１の減速時にはモータ３の回生により電力を発電する発電機としても機能する。このモータ３の回生時には、バッテリ３０は、モータ３により発電された電力（回生エネルギー）により充電される。
【００２０】
モータ３は、モータ制御手段２０に接続される。図２は、図１に示すモータ３及びモータ制御手段２０を示す回路図である。この図２に示すように、モータ制御手段２０はＵ相アーム２１と、Ｖ相アーム２２と、Ｗ相アーム２３とを含んでなるインバータ（電力変換器）であって、バッテリ３０からの電源供給用のバッテリ電源ラインＬに並列に設けられる。インバータ２０の各相アームは、バッテリ電源ラインＬに直列接続されたスイッチング素子から構成される。例えば、Ｕ相アーム２１はスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２からなり、Ｖ相アーム２２は、スイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４からなり、Ｗ相アーム２３は、スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６からなる。スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６は、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、電力用ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタあるいは電力用バイポーラトランジスタ等の電力用半導体スイッチング素子である。これらのスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６に対しては、逆並列ダイオードＤ１１〜Ｄ１６がそれぞれ接続されている。こうしたスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のオンオフは、電子制御ユニット１０からのスイッチング制御信号によって制御される。
【００２１】
モータ３は例えば界磁に永久磁石を利用した永久磁石式３相交流モータ等のブラシレスＤＣモータであり、固定子に設けられたＵ相コイル巻線Ｕ１、Ｖ相コイル巻線Ｖ１およびＷ相コイル巻線Ｗ１と、図示しない回転子とを含む。Ｕ相コイル巻線Ｕ１、Ｖ相コイル巻線Ｖ１およびＷ相コイル巻線Ｗ１の一端は、中性点Ｎ１で互いに接続され、その他端は、インバータ２０のＵ相アーム２１、Ｖ相アーム２２およびＷ相アーム２３とそれぞれ接続される。インバータ２０は、電子制御ユニット１０からのスイッチング制御信号に応答したスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のオンオフ制御（スイッチング制御）により、バッテリ３０及びモータ３の間での双方向の電力変換を行なう。具体的には、インバータ２０は、電子制御ユニット１０によるスイッチング制御に従って、バッテリ３０からバッテリ電源ライン７を介して受ける直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータ３へ出力する。これにより、モータ３は指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ２０は、エンジン２の出力を受けてモータ３が発電した３相交流電圧を電子制御ユニット１０によるスイッチング制御に従って直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をバッテリ電源ライン７を介してバッテリ３０へ出力することもできる。
【００２２】
次に、本実施形態のトランスミッション４の構成を説明する。図３は、図１に示すトランスミッション４のスケルトン図である。ここに示すトランスミッション４は、前進７速、後進１速の平行軸式トランスミッションであり、乾式のデュアルクラッチ式トランスミッション（ＤＣＴ）である。
【００２３】
トランスミッション４には、エンジン２の機関出力軸をなすクランクシャフト（図示せず）およびモータ３に接続される内側メインシャフト１００（第１入力軸）と、この内側メインシャフト１００の外筒をなす外側メインシャフト１０１（第２入力軸）と、内側メインシャフト１００にそれぞれ平行なセカンダリシャフト４００（第２入力軸）、アイドルギヤ３００、リバースシャフト５００と、これらのシャフトに平行で出力軸をなすカウンタシャフト２００とが設けられる。
【００２４】
これらのシャフトのうち、外側メインシャフト１０１がアイドルギヤ３００を介してリバースシャフト５００およびセカンダリシャフト４００に常時係合し、カウンタシャフト２００がさらに図３では図示しないディファレンシャル機構５に常時係合するように配置される。
【００２５】
また、トランスミッション４は、奇数段用の第１クラッチＣ１（第１断接装置）と、偶数段用の第２クラッチＣ２（第２断接装置）とを備える。第１および第２クラッチＣ１、Ｃ２は乾式のクラッチである。第１クラッチＣ１は内側メインシャフト１００（第１入力軸）に結合される。第２クラッチＣ２は、外側メインシャフト１０１（第２入力軸の一部）に結合され、外側メインシャフト１０１上に固定されたギヤ４８からアイドルギヤ３００を介してリバースシャフト５００およびセカンダリシャフト４００（第２入力軸の一部）に連結される。
【００２６】
内側メインシャフト１００（第１入力軸）のモータ３よりの所定箇所にはプラネタリギヤ機構７０が固定配置されており、プラネタリギヤ機構７０のサンギヤ７１はモータ３のロータに、キャリア７３は３速駆動ギヤ４３に、リングギヤ７５は内側メインシャフト１００（第１入力軸）にそれぞれ接続されている。内側メインシャフト１００（第１入力軸）の外周には、図３において左側から順に、１速駆動ギヤとなるプラネタリギヤ機構７０のキャリヤ７３と、３速駆動ギヤ４３と、７速駆動ギヤ４７と、５速駆動ギヤ４５が配置される。３速駆動ギヤ４３、７速駆動ギヤ４７、５速駆動ギヤ４５はそれぞれ内側メインシャフト１００に対して相対的に回転可能であり、また上記したようにギヤ４３はプラネタリギヤ機構７０のキャリヤ７３に連結されている。更に、内側メインシャフト１００上には、３速駆動ギヤ４３と７速駆動ギヤ４７との間に３−７速シンクロメッシュ機構（セレクタ機構）８１が軸方向にスライド可能に設けられ、かつ、５速駆動ギヤ４５に対応して５速シンクロメッシュ機構（セレクタ機構）８２が軸方向にスライド可能に設けられる。所望のギヤ段に対応するシンクロメッシュ機構（セレクタ機構）をスライドさせて該ギヤ段のシンクロを入れることにより、該ギヤ段が内側メインシャフト１００（第１入力軸）に連結される。メインシャフト１００（第１入力軸）に関連して設けられたこれらのギヤ及びシンクロメッシュ機構によって、奇数段の変速段を実現するための第１変速機構が構成される。第１変速機構の各駆動ギヤは、カウンタシャフト２００上に設けられた対応する従動ギヤに噛み合い、カウンタシャフト２００を回転駆動する。
【００２７】
セカンダリシャフト４００（第２入力軸）の外周には、図３において左側から順に、２速駆動ギヤ４２、６速駆動ギヤ４６と、４速駆動ギヤ４４とが相対的に回転可能に配置される。更に、セカンダリシャフト４００上には、２速駆動ギヤ４２と６速駆動ギヤ４６との間に２−６速シンクロメッシュ機構８３が軸方向にスライド可能に設けられ、かつ、４速駆動ギヤ４４に対応して４速シンクロメッシュ機構（セレクタ機構）８４が軸方向にスライド可能に設けられる。この場合も、所望のギヤ段に対応するシンクロメッシュ機構（セレクタ機構）をスライドさせて該ギヤ段のシンクロを入れることにより、該ギヤ段がセカンダリシャフト４００（第２入力軸）に連結される。セカンダリシャフト４００（第２入力軸）に関連して設けられたこれらのギヤ及びシンクロメッシュ機構によって、偶数段の変速段を実現するための第２変速機構が構成される。第２変速機構の各駆動ギヤも、カウンタシャフト２００上に設けられた対応する従動ギヤに噛み合い、カウンタシャフト２００を回転駆動する。なお、セカンダリシャフト４００に固定されたギヤ４９はアイドルギヤ３００に結合しており、該アイドルギヤ３００から外側メインシャフト１０１を介して第２クラッチＣ２に結合される。
【００２８】
なお、第１変速機構において、任意の或る変速段を選択するとは、当該変速段に対応するギヤのシンクロが入れられて該ギヤが内側メインシャフト１００（第１入力軸）に連結されることを意味する。また、この第１変速機構において、エンジン走行用の変速段（又は駆動ギヤ段）を実現するとは、該変速段（又は駆動ギヤ段）を上記のように選択した（シンクロを入れた）上で、対応する第１クラッチＣ１を係合させて内側メインシャフト１００（第１入力軸）をエンジン出力軸に連結することを意味する。
【００２９】
同様に、第２変速機構において、任意の或る変速段を選択するとは、当該変速段に対応するギヤのシンクロが入れられて該ギヤがセカンダリシャフト４００（第２入力軸）に連結されることを意味する。また、この第２変速機構において、エンジン走行用の変速段（又は駆動ギヤ段）を実現するとは、該変速段（又は駆動ギヤ段）を上記のように選択した（シンクロを入れた）上で、対応する第２クラッチＣ２を係合させてセカンダリシャフト４００（第２入力軸）をエンジン出力軸に連結することを意味する。
【００３０】
リバースシャフト５００の外周には、リバース駆動ギヤ４６が相対的に回転可能に配置される。また、リバースシャフト５００上には、リバース駆動ギヤ４６に対応してリバースシンクロメッシュ機構８５が軸方向にスライド可能に設けられ、また、アイドルギヤ３００に係合するギヤ５０が固定されている。リバース走行する場合は、シンクロメッシュ機構８５のシンクロを入れて、第２クラッチＣ２を係合することにより、第２クラッチＣ２の回転が外側メインシャフト１０１及びアイドルギヤ３００を介してリバースシャフト５００に伝達され、リバース駆動ギヤ４６が回転される。リバース駆動ギヤ４６は内側メインシャフト１００上のギヤ５６に噛み合っており、リバース駆動ギヤ４６が回転するとき内側メインシャフト１００は前進時とは逆方向に回転する。内側メインシャフト１００の逆方向の回転は、プラネタリギヤ機構７０に連結したギヤ４３を介してカウンタシャフト２００に伝達される。また、リバース駆動ギヤ４６はオイルポンプ駆動シャフト９０上のギヤ９１とも噛み合っていることから、第１クラッチＣ１を係合することによる内側メインシャフト１００の回転又は第２クラッチＣ２を係合することによる外側メインシャフト１０１の回転がリバース駆動ギヤ４６を介してオイルポンプ駆動シャフト９０へと伝達されて、これによりオイルポンプ駆動シャフト９０が回転することに伴って第１変速機構及び第２変速機構の各部に作動油を供給するオイルポンプＯＰが駆動される。
【００３１】
カウンタシャフト２００上には、図３において左側から順に、２−３速従動ギヤ５１と、６−７速従動ギヤ５２と、４−５速従動ギヤ５３と、パーキング用ギヤ５４と、ファイナル駆動ギヤ５５とが固定的に配置される。ファイナル駆動ギヤ５５は、ディファレンシャル機構５のディファレンシャルリングギヤ（図示せず）と噛み合うようになっており、これにより、カウンタシャフト２００の出力軸の回転がディファレンシャル機構５の入力軸（つまり車両推進軸）に伝達される。
【００３２】
また、プラネタリギヤ機構７０のリングギヤ７５とプラネタリギヤ７２，７４に係合するように、ワンウェイクラッチ４１が設けられる。
【００３３】
２−６速シンクロメッシュ機構８３のシンクロスリープを左方向にスライドすると、２速駆動ギヤ４２がセカンダリシャフト４００に結合され、右方向にスライドすると、６速駆動ギヤ４６がセカンダリシャフト４００に結合される。また、４速シンクロメッシュ機構８４のシンクロスリープを右方向にスライドすると、４速駆動ギヤ４４がセカンダリシャフト４００に結合される。このように偶数の駆動ギヤ段を選択した状態で、第２クラッチＣ２を係合することにより、トランスミッション４は偶数の変速段（２速、４速、又は６速）に設定される。
【００３４】
３−７速シンクロメッシュ機構８１のシンクロスリープを左方向にスライドすると、３速駆動ギヤ４３が内側メインシャフト１００に結合されて３速の変速段が選択され、右方向にスライドすると、７速駆動ギヤ４７が内側メインシャフト１００に結合されて７速の変速段が選択される。また、５速シンクロメッシュ機構８２のシンクロスリープを右方向にスライドすると、５速駆動ギヤ４５が内側メインシャフト１００に結合されて５速の変速段が選択される。シンクロメッシュ機構８１、８２がどのギヤ４３、４７、４５も選択していない状態では、プラネタリ機構７０のキャリア７３の回転がこれに連結したギヤ４３を介してカウンタシャフト２００に伝達され、１速の変速段が選択されることになる。奇数の駆動ギヤ段を選択した状態で第１クラッチＣ１を係合することにより、トランスミッション４は奇数の変速段（１速、３速、５速、又は７速）に設定される。
【００３５】
トランスミッション４で実現すべき変速段の決定及び該変速段を実現するための制御（第１変速機構及び第２変速機構における変速段の選択すなわちシンクロの切り替え制御と、第１クラッチ及び第２クラッチの係合及び係合解除の制御等）は、公知のように、運転状況に従って電子制御ユニット１０によって実行されるが、本実施形態では特に運転状況としてモータロック状態（ストール状態）にある場合に、従来にない変速段の切り替えや第１クラッチ及び第２クラッチの係合及び係合解除を含むモータロック状態解放のための制御を行い、モータロック状態を強制的に解放することによって、インバータ２０のスイッチング素子（図２参照）の熱による障害の発生を防止しようとするものである。以下、説明する。
【００３６】
電子制御ユニット１０によって実行されるモータロック状態の解放のための制御例について、図４〜図６を参照して説明する。図４に示すモータロック状態の解放制御処理は、モータ３のみを用いた車両走行であるＥＶ走行（モータ単独走行）に切り替えることが決定されたときに開始されて、ＥＶ走行中は繰り返し実行される。ＥＶ走行中にはモータ３に対し一定以上の電流が供給され、モータ３はトルクを発生している状態にある。
【００３７】
モータロック状態の解放制御処理は、大別して、モータロック状態の検出処理Ｓ１（ロック状態検出手段）、モータロック状態の解放処理Ｓ２（ロック状態解放手段）を含む。まず、モータロック状態の検出処理Ｓ１（ロック状態検出手段）では、モータ３の回転が外力によってロックされた状態であるか否かを判定する。図５は、モータロック状態検出処理Ｓ１の具体例を示す。
【００３８】
ステップＳ１１では、制御パラメータとして取得される車両の傾斜角及びモータ回転数に従って、車両の傾きが所定値以上であり且つモータ３の回転数が所定の回転数以下であるか否かを判定する。すなわち、モータ３へ一定以上の電流が供給されているにも関わらず、車両が坂道の途中で静止したまま前後に車両が全く動かない状態（モータ３がロック状態となる態様の１つ）であるか否かを判定する。車両の傾きが所定値以上であり且つモータ３の回転数が所定の回転数以下であると判定した場合には（ステップＳ１１のＹＥＳ）、モータロック状態にあると決定する（ステップＳ１５）。
【００３９】
ステップＳ１２では、制御パラメータとして取得されるアクセルペダル開度及びブレーキペダル開度に従って、これらの開度が共に所定値以上であるか否かを判定する。すなわち、運転者がアクセルペダル及びブレーキペダルを同時に操作した両踏みにて車両が停止している状態（モータ３がロック状態となる態様の１つ）であるか否かを判定する。アクセルペダル開度及びブレーキペダル開度が共に所定値以上であると判定した場合つまり両踏みである場合には（ステップＳ１２のＹＥＳ）、モータロック状態にあると決定する（ステップＳ１５）。
【００４０】
ステップＳ１３では、モータ制御手段２０によるモータ３の何れかの相の固定子巻線に所定時間にわたって通電が行われた後に、モータ３の回転数が例えば０を含む所定の回転数以下であるか否かを判定する。モータ３の回転数が所定の回転数以下であると判定した場合には（ステップＳ１３のＹＥＳ）、モータロック状態にあると決定する（ステップＳ１５）。すなわち、この場合にモータ３の回転数が所定の回転数以下であると、モータ３の何れかの相の固定子巻線及びこの通電相に対応するインバータ２０のスイッチング素子に引き続き通電電流が流れ続けて過剰な局部発熱が生じ得る恐れがあるので、モータロック状態と判断する。
【００４１】
ステップＳ１４では、制御パラメータとして取得されるインバータ素子温度に従って、モータ制御手段２０により通電されるモータ３の各相の固定子巻線に対応するインバータ２０の各スイッチング素子の温度の少なくともいずれか１つが所定の温度以上に上昇しているか否かを判定する。前記所定の温度は予め設定された温度であって、モータ３の経年劣化に影響しない温度である。各スイッチング素子の温度の少なくともいずれか１つが所定の温度以上に上昇していると判定した場合には（ステップＳ１４のＹＥＳ）、モータロック状態にあると決定する（ステップＳ１５）。すなわち、この場合には既に、モータ３の何れかの相の固定子巻線及びこの通電相に対応するインバータ２０のスイッチング素子のみに通電電流が流れ続けて過剰な局部発熱が生じている状態であるので、モータロック状態と判断する。
【００４２】
上記ステップＳ１１〜Ｓ１４の全ての処理において「ＮＯ」と判定された場合には、モータロック状態にないと決定する（ステップＳ１６）。
【００４３】
図４に戻り、モータロック状態の解放処理Ｓ２（ロック状態解放手段）では、トランスミッション４内において外乱を生じさせることによって、ロック状態にあるモータ３を少なくとも微小な回転角だけでも強制的に回転させる（モータロック状態を解放すると言う）ようにする。ロック状態にあるモータ３を少しだけでも強制的に回転させることによって、通電電流が流れ続けており過剰な局部発熱が生じる恐れのあったインバータ２０内の１つのあるスイッチング素子から電流の流れていなかった他のスイッチング素子のいずれか１つへと電流の流れる経路が変更される（切り替えられる）。図６は、モータロック状態解放処理Ｓ２の具体例を示す。
【００４４】
ステップＳ２１は、モータロック状態であるか否かを判定する。この判定は上記したモータロック状態検出処理Ｓ１でのモータロック状態であるかないかの決定に基づく（図５のステップＳ１５及びＳ１６参照）。モータロック状態でないと判定した場合には（ステップＳ２１のＹＥＳ）、モータ３の何れかの相の固定子巻線及びこの通電相に対応するインバータ２０のスイッチング素子に引き続き通電電流が流れ続けて過剰な局部発熱が生じ得る恐れがないので、後述するようなモータロック状態を解放するための各種処理（ステップＳ２２〜Ｓ２６）を実行することなしに当該処理を終了する。
【００４５】
他方、モータロック状態であると判定した場合には（ステップＳ２１のＮＯ）、モータ３の何れかの相の固定子巻線及びこの通電相に対応するインバータ２０のあるスイッチング素子のみに引き続き通電電流が流れ続け、そのままでは前記スイッチング素子に過剰な局部発熱が生じ得る恐れがあるので、それを避けるべく以下に示すようなモータロック状態を解放するための各種処理（ステップＳ２２〜Ｓ２５）を実行する。
【００４６】
ステップ２２は、１速駆動ギヤから２速駆動ギヤへと変速段を変更するようトランスミッション４を制御する。具体的には、モータ３の回転に応じてキャリア７３に１速相当のトルクを発生させるためにリングギヤ７５をロックしていたワンウェイクラッチ４１（オン状態）を、リングギヤ７５をロックしていない状態（オフ状態）とする。また、偶数段の変速段を実現する第２変速機構において、２−６速シンクロメッシュ機構８３のシンクロスリープを左方向にスライドして２速駆動ギヤ４２をセカンダリシャフト４００に結合する制御を行う。これにより、トランスミッション４において１速の変速段が選択されていた状態を抜けて２速の変速段が選択されている状態になる。
【００４７】
ステップＳ２３は、奇数段に機械的動力を伝達する第１のクラッチＣ１と、偶数段に機械的動力を伝達する第２のクラッチＣ２の少なくとも一方を係合制御して、第１のクラッチＣ１と第２のクラッチＣ２の両方共を完全締結状態（つまり両掴み状態）とする。モータ３から入力される１速相当のトルクと駆動輪から入力される外力によるトルクとは、両掴み制御前においてはお互いが１つの同じ伝達経路、具体的には内側メインシャフト１００、３速駆動ギヤ４３、カウンタシャフト２００を辿っており、それらが均衡していたためにモータロック状態が生じていた。しかし、上記両掴み制御を行うことによれば、モータ３から入力される１速相当のトルクと駆動輪から入力される外力によるトルクとを、デュアルクラッチ機構を介した２つの異なる伝達経路にそれぞれ分散させることができるようになる。したがって、第１のクラッチＣ１と第２のクラッチＣ２を両掴み状態にすると、両掴み制御前のモータロック状態において均衡していたモータ３から入力される１速相当のトルクと、駆動輪から入力される外力によるトルクとのバランスを僅かに崩すことが可能となる。そうすると、僅かではあるがモータ３の回転が許容されることになる。全く回転していなかったモータロック状態から僅かでもモータ３を回転できれば、モータロック状態において通電電流が流れ続けていた１つのあるスイッチング素子から電流の流れていなかった他のスイッチング素子のいずれか１つへと電流の流れる経路が切り替えられるので、スイッチング素子の熱による障害の発生を防止することができる。
【００４８】
さらに、第１のクラッチＣ１と第２のクラッチＣ２を両掴み状態とした場合には、内側メインシャフト１００又は外側メインシャフト１０１の回転がリバース駆動ギヤ４６を介してオイルポンプ駆動シャフト９０へと伝達され、オイルポンプＯＰを駆動することになる。オイルポンプＯＰが駆動されると、その機械的な動作に従ってモータ３に振動が生じる。モータ３が振動することによりモータロック状態が解除されて、モータロック状態において通電電流が流れ続けていた１つのあるスイッチング素子から電流の流れていなかった他のスイッチング素子のいずれか１つへと電流の流れる経路が切り替えられるので、スイッチング素子の熱による障害の発生を防止することができる。
【００４９】
上記のように第１のクラッチＣ１と第２のクラッチＣ２の両方を共に完全締結状態とした両掴みにすることで、モータロック状態を解放することはできる。ただし、許容されるモータ３の回転は本当に僅かなものである。そこで、より確実にモータ３を回転させるべく、完全締結状態にある第１のクラッチＣ１及び第２のクラッチＣ２の一方を半クラッチ状態に制御する（ステップＳ２４）。具体的には、偶数段に機械的動力を伝達する第２のクラッチＣ２の締結力を減少させることにより、第２のクラッチＣ２をすべり（スリップ）が発生している状態とする。これによれば、デュアルクラッチ機構を介した２つの異なる伝達経路にそれぞれ分散されたうちのモータ３から入力される１速相当のトルクが、前記第２のクラッチＣ２のすべりに従って抜けることとなる。これにより、モータ３から入力される１速相当のトルクと駆動輪から入力される外力によるトルクとのバランスをより大きく崩すことができるので、より確実にモータ３の回転を許容することになる。したがって、駆動輪が固定された状態にあってもモータ３は回転できるので、同相通電を回避することができる。
【００５０】
ステップＳ２５は、エンジン２を押し掛け始動する。すなわち、前記第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を共に完全締結状態としてから第２クラッチＣ２を半クラッチ状態とすることによりモータ３の回転許容量をより拡大することができ、またモータ３から入力されたトルクをエンジン２に伝達することが可能となるので、エンジン２を押し掛け始動する。エンジン２を始動することで、モータ３から入力される１速相当のトルクだけでなくエンジン２から入力されるトルクを用いて、駆動輪から入力される外力によるトルクとのバランスを保つことができる。したがって、モータ３の負担を減少できるので恒常的に同相通電を回避することができるようになる。
【００５１】
なお、上述した実施例では、第２のクラッチＣ２の締結力を減少させて第２のクラッチＣ２にすべり（スリップ）が発生させた後に、エンジン２を始動させるようにしたが（ステップＳ２４，Ｓ２５参照）、これに限らず、エンジン２を始動させなくともよい。ただし、その場合、第２のクラッチＣ２の締結力を一時的に減少してモータ３を空転させた後に、再度第２のクラッチＣ２を完全締結させるとよい。また、こうした第２のクラッチＣ２の締結制御を繰り返し行って、そのたびに通電相の切り替えが行われるようにするとよい。
【００５２】
以上のように、本発明ではモータロック状態を検出した場合に、第１変速機構及び第２変速機構における変速段の係合／非係合制御（変速制御）と、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の両クラッチの締結制御とを行うことにより、トランスミッション４を機械的に動作させる。特には、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の両クラッチを同時に締結する、さらには同時に締結したうちの第２クラッチＣ２を半クラッチ状態にするといった通常の走行制御時には行わない特別な制御を行うことで、一時的にでも互いがつり合っていたモータ３から入力されるトルクと外力により駆動輪から入力される外力によるトルクとのバランスを僅かに崩すことができ、こうしてモータ３を僅かでも回転させることで同相通電を防止するようにしている。上記制御によるトランスミッション４の機械的な動作においては、駆動輪から入力される外力によるトルクの抜ける時間が非常に少なくて済む、という利点がある。また、上記制御はエンジン２を始動させる必要がなくても実現することができるので、無駄に燃料を消費しない。
【符号の説明】
【００５３】
１ ハイブリッド車両
２ エンジン
３ 電動機（モータ）
４ トランスミッション（変速機）
５ ディファレンシャル機構
６Ｒ，６Ｌ ドライブシャフト
７Ｒ，７Ｌ 駆動輪
１０ 電子制御ユニット
２０ 電動機（モータ）制御手段（インバータ）
２１ Ｕ相アーム
２２ Ｖ相アーム
２３ Ｗ相アーム
３０ バッテリ
４１ ワンウェイクラッチ
７０ プラネタリギヤ機構
７１ サンギヤ
７２，７４ プラネタリギヤ
７３ キャリア
７５ リングギヤ
Ｃ１ 第１クラッチ
Ｃ２ 第２クラッチ
ＯＰ オイルポンプ
Ｑ１１〜Ｑ３２ スイッチング素子
Ｌ バッテリ駆動ライン
９０ オイルポンプ駆動シャフト
１００ 内側メインシャフト
１０１ 外側メインシャフト
２００ カウンタシャフト
３００ アイドルギヤ
４００ セカンダリシャフト
５００ リバースシャフト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源に内燃機関と電動機とを有してなり、
前記内燃機関出力軸及び前記電動機からの機械的動力を該電動機に接続された第１入力軸で受け、複数の変速段のうちいずれか１つを係合して前記第１入力軸と駆動輪とを係合させることが可能な第１変速機構と、
前記内燃機関出力軸からの機械的動力を第２入力軸で受け、複数の変速段のうちいずれか１つを係合して前記第２入力軸と駆動輪とを係合させることが可能な第２変速機構と、
前記内燃機関出力軸と前記第１入力軸との係合及び非係合を切り替え可能な第１断接手段と、
前記内燃機関出力軸と前記第２入力軸との係合及び非係合を切り替え可能な第２断接手段と、
前記第１変速機構及び第２変速機構における変速段の係合状態と、前記第１断接手段及び第２断接手段の係合状態とを制御可能な制御装置と
を備えたハイブリッド車両において、
前記制御装置は、
前記電動機のロック状態を検出するロック検出手段と、
前記ロック検出手段による前記ロック状態の検出時に、前記第２変速機構のいずれか１つの変速段を係合する一方で前記第１変速機構の変速段を解放すると共に、前記第１断接手段又は前記第２断接手段の少なくとも一方の係合状態を変更するロック状態解放手段と
を含むことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
前記ロック状態解放手段は、前記第１断接手段の係合状態を前記内燃機関出力軸と前記第１入力軸とを係合させた締結状態に、前記第２断接手段の係合状態を前記内燃機関出力軸と前記第２入力軸とを係合させた締結状態にすることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記ロック状態解放手段は、さらに前記締結状態にされた第１断接手段及び第２断接手段の少なくとも一方の締結力を低減することを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記ロック検出手段は、電動機のみを用いた車両走行であるモータ走行中に前記ロック状態の検出を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
前記ロック状態解放手段は、前記第１断接手段及び前記第２断接手段の少なくとも一方の係合状態を変更することに応じて前記内燃機関を押し掛け始動することを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド車両。
【請求項６】
前記ロック検出手段は、車両が所定角度よりも傾斜しておりかつ前記電動機の回転数が予め決められている回転数以下である場合に、前記電動機がロック状態にあると決定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のハイブリッド車両。
【請求項７】
前記ロック検出手段は、前記電動機の何れかの相の固定子巻線のみに所定時間に亘って連続通電されておりかつ前記電動機の回転数が予め決められている回転数以下である場合に、前記電動機がロック状態にあると決定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のハイブリッド車両。
【請求項８】
前記ロック検出手段は、当該車両のアクセルペダル及びブレーキペダルの両方が同時に操作された状態にある場合に、前記電動機がロック状態にあると決定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のハイブリッド車両。
【請求項９】
前記ロック検出手段は、前記電動機の複数の相の各固定子巻線に対応して設けられているスイッチング素子の少なくともいずれか１つの温度が予め決められている温度よりも上昇した場合に、前記電動機がロック状態にあると決定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のハイブリッド車両。
【請求項１０】
前記ロック状態解放手段は、前記第１変速機構の第１入力軸及び前記第２変速機構の第２入力軸の少なくとも一方に係合されたオイルポンプを駆動することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のハイブリッド車両。
【請求項１１】
駆動源に内燃機関と電動機とを有するハイブリッド車両の制御方法であって、
前記ハイブリッド車両は、
前記内燃機関出力軸及び前記電動機からの機械的動力を該電動機に係合する第前記内燃機関出力軸及び前記電動機からの機械的動力を該電動機に接続された第１入力軸で受け、複数の変速段のうちいずれか１つを係合して前記第１入力軸と駆動輪とを係合させることが可能な第１変速機構と、
前記内燃機関出力軸からの機械的動力を第２入力軸で受け、複数の変速段のうちいずれか１つを係合して前記第２入力軸と駆動輪とを係合させることが可能な第２変速機構と、
前記内燃機関出力軸と前記第１入力軸との係合及び非係合を切り替え可能な第１断接手段と、
前記内燃機関出力軸と前記第２入力軸との係合及び非係合を切り替え可能な第２断接手段と、
前記第１変速機構及び第２変速機構における変速段の係合状態と、前記第１断接手段及び第２断接手段の係合状態とを制御可能な制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
電動機のみを用いた車両走行中に前記電動機のロック状態を検出するステップと、
前記ロック状態の検出時に、前記第２変速機構のいずれか１つの変速段を係合する一方で前記第１変速機構の変速段を解放するステップと、
前記第１断接手段の係合状態を前記内燃機関出力軸と前記第１入力軸とを係合させた締結状態に、前記第２断接手段の係合状態を前記内燃機関出力軸と前記第２入力軸とを係合させた締結状態にする、または前記第１断接手段及び前記第２断接手段の両方を前記締結状態にしたうえでさらに前記締結状態にされた第１断接手段及び第２断接手段の少なくとも一方の締結力を低減するステップと
を備えるハイブリッド車両の制御方法。
【請求項１】
駆動源に内燃機関と電動機とを有してなり、
前記内燃機関出力軸及び前記電動機からの機械的動力を該電動機に接続された第１入力軸で受け、複数の変速段のうちいずれか１つを係合して前記第１入力軸と駆動輪とを係合させることが可能な第１変速機構と、
前記内燃機関出力軸からの機械的動力を第２入力軸で受け、複数の変速段のうちいずれか１つを係合して前記第２入力軸と駆動輪とを係合させることが可能な第２変速機構と、
前記内燃機関出力軸と前記第１入力軸との係合及び非係合を切り替え可能な第１断接手段と、
前記内燃機関出力軸と前記第２入力軸との係合及び非係合を切り替え可能な第２断接手段と、
前記第１変速機構及び第２変速機構における変速段の係合状態と、前記第１断接手段及び第２断接手段の係合状態とを制御可能な制御装置と
を備えたハイブリッド車両において、
前記制御装置は、
前記電動機のロック状態を検出するロック検出手段と、
前記ロック検出手段による前記ロック状態の検出時に、前記第２変速機構のいずれか１つの変速段を係合する一方で前記第１変速機構の変速段を解放すると共に、前記第１断接手段又は前記第２断接手段の少なくとも一方の係合状態を変更するロック状態解放手段と
を含むことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
前記ロック状態解放手段は、前記第１断接手段の係合状態を前記内燃機関出力軸と前記第１入力軸とを係合させた締結状態に、前記第２断接手段の係合状態を前記内燃機関出力軸と前記第２入力軸とを係合させた締結状態にすることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記ロック状態解放手段は、さらに前記締結状態にされた第１断接手段及び第２断接手段の少なくとも一方の締結力を低減することを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記ロック検出手段は、電動機のみを用いた車両走行であるモータ走行中に前記ロック状態の検出を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
前記ロック状態解放手段は、前記第１断接手段及び前記第２断接手段の少なくとも一方の係合状態を変更することに応じて前記内燃機関を押し掛け始動することを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド車両。
【請求項６】
前記ロック検出手段は、車両が所定角度よりも傾斜しておりかつ前記電動機の回転数が予め決められている回転数以下である場合に、前記電動機がロック状態にあると決定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のハイブリッド車両。
【請求項７】
前記ロック検出手段は、前記電動機の何れかの相の固定子巻線のみに所定時間に亘って連続通電されておりかつ前記電動機の回転数が予め決められている回転数以下である場合に、前記電動機がロック状態にあると決定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のハイブリッド車両。
【請求項８】
前記ロック検出手段は、当該車両のアクセルペダル及びブレーキペダルの両方が同時に操作された状態にある場合に、前記電動機がロック状態にあると決定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のハイブリッド車両。
【請求項９】
前記ロック検出手段は、前記電動機の複数の相の各固定子巻線に対応して設けられているスイッチング素子の少なくともいずれか１つの温度が予め決められている温度よりも上昇した場合に、前記電動機がロック状態にあると決定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のハイブリッド車両。
【請求項１０】
前記ロック状態解放手段は、前記第１変速機構の第１入力軸及び前記第２変速機構の第２入力軸の少なくとも一方に係合されたオイルポンプを駆動することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のハイブリッド車両。
【請求項１１】
駆動源に内燃機関と電動機とを有するハイブリッド車両の制御方法であって、
前記ハイブリッド車両は、
前記内燃機関出力軸及び前記電動機からの機械的動力を該電動機に係合する第前記内燃機関出力軸及び前記電動機からの機械的動力を該電動機に接続された第１入力軸で受け、複数の変速段のうちいずれか１つを係合して前記第１入力軸と駆動輪とを係合させることが可能な第１変速機構と、
前記内燃機関出力軸からの機械的動力を第２入力軸で受け、複数の変速段のうちいずれか１つを係合して前記第２入力軸と駆動輪とを係合させることが可能な第２変速機構と、
前記内燃機関出力軸と前記第１入力軸との係合及び非係合を切り替え可能な第１断接手段と、
前記内燃機関出力軸と前記第２入力軸との係合及び非係合を切り替え可能な第２断接手段と、
前記第１変速機構及び第２変速機構における変速段の係合状態と、前記第１断接手段及び第２断接手段の係合状態とを制御可能な制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
電動機のみを用いた車両走行中に前記電動機のロック状態を検出するステップと、
前記ロック状態の検出時に、前記第２変速機構のいずれか１つの変速段を係合する一方で前記第１変速機構の変速段を解放するステップと、
前記第１断接手段の係合状態を前記内燃機関出力軸と前記第１入力軸とを係合させた締結状態に、前記第２断接手段の係合状態を前記内燃機関出力軸と前記第２入力軸とを係合させた締結状態にする、または前記第１断接手段及び前記第２断接手段の両方を前記締結状態にしたうえでさらに前記締結状態にされた第１断接手段及び第２断接手段の少なくとも一方の締結力を低減するステップと
を備えるハイブリッド車両の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−２８２３１（Ｐ２０１３−２８２３１Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６４４８２（Ｐ２０１１−１６４４８２）
【出願日】平成２３年７月２７日（２０１１．７．２７）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２７日（２０１１．７．２７）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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