ハイブリッド車両用駆動装置の制御装置
【課題】トルクリミッタの耐久性を向上させることができるハイブリッド車両用駆動装置の制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン２、第１モータジェネレータ３、及び出力軸に連結され、エンジン２の動力を第１モータジェネレータ３及び出力軸に分配するプラネタリギヤ４と、第１モータジェネレータ３とプラネタリギヤ４との間に連結されたトルクリミッタ５と、を有するハイブリッド車両用駆動装置１を制御するための制御装置１０であって、この制御装置１０が、第１モータジェネレータ３の力行駆動時に、トルクリミッタ５に滑りが発生したことを検出した時、第１モータジェネレータ３の回転数を低減させるよう第１モータジェネレータ３を制御する。
【解決手段】エンジン２、第１モータジェネレータ３、及び出力軸に連結され、エンジン２の動力を第１モータジェネレータ３及び出力軸に分配するプラネタリギヤ４と、第１モータジェネレータ３とプラネタリギヤ４との間に連結されたトルクリミッタ５と、を有するハイブリッド車両用駆動装置１を制御するための制御装置１０であって、この制御装置１０が、第１モータジェネレータ３の力行駆動時に、トルクリミッタ５に滑りが発生したことを検出した時、第１モータジェネレータ３の回転数を低減させるよう第１モータジェネレータ３を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両用駆動装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリーズパラレル方式のハイブリッド車両の駆動装置において、エンジンの動力を発電機及び出力軸に分配するためのプラネタリギヤにトルクリミッタを連結させ、過負荷時にトルクリミッタで滑りを発生させることにより、過大なトルク伝達を防止することができる構成が知られている。このような構成において、例えば特許文献１には、トルクリミッタに滑りが発生した場合に、エンジン出力トルクを低下させることで、トルクリミッタの滑りを抑制させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−０４２７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、ハイブリッド車両用駆動装置では、例えばエンジン始動時やエンジンブレーキ制動時など、エンジンを自由に制御することができない状況が考えられる。このような状況では、特許文献１に記載される技術によりトルクリミッタの滑りを抑制させることは困難であるので、トルクリミッタの磨耗が促進されてしまい、耐久性が低下する虞がある。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、トルクリミッタを有するハイブリッド車両用駆動装置において、トルクリミッタの耐久性を向上させることができるハイブリッド車両用駆動装置の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】
本発明は、上記課題を解決するために、エンジン、電動機、及び出力軸に連結され、前記エンジンの動力を前記電動機及び前記出力軸に分配するプラネタリギヤと、前記電動機と前記プラネタリギヤとの間に連結されたトルクリミッタと、を有するハイブリッド車両用駆動装置を制御するための制御装置であって、前記電動機の力行駆動時に、前記トルクリミッタに滑りが発生したことを検出した時、前記電動機の回転数を低減させるよう前記電動機を制御することを特徴とする。
【０００７】
また、上記のハイブリッド車両用駆動装置の制御装置において、前記プラネタリギヤは、エンジンに連結されるキャリアと、前記電動機に連結されるサンギヤと、前記出力軸に連結されるリングギヤとを有し、当該制御装置は、前記トルクリミッタに滑りが発生したことを検出した時、前記電動機の回転数が前記プラネタリギヤの前記サンギヤの回転数となるよう、前記電動機の回転数を低減させることが好ましい。
【０００８】
また、上記のハイブリッド車両用駆動装置の制御装置において、当該制御装置は、前記エンジンの始動時に、前記トルクリミッタに滑りが発生したことを検出した時、前記電動機の回転数を低減させるよう前記電動機を制御することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置の制御装置によれば、電動機の力行駆動時にトルクリミッタに滑りが発生し、プラネタリギヤが電動機からの駆動力を伝達されなくなって電動機と比べて回転数が低下している状態において、トルクリミッタの滑り発生の検出に応じて、電動機の回転数を低減させ、プラネタリギヤ（サンギヤ）の回転数の遷移方向へ遷移させることができる。これにより、電動機とプラネタリギヤ（サンギヤ）との回転数差が抑制されるので、トルクリミッタの滑りが抑制され、トルクリミッタの再係合が促進できる。この結果、本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置の制御装置は、トルクリミッタの滑り発生から迅速に回復させることが可能となり、ハイブリッド車両のドライバビリティを向上できると共に、トルクリミッタの滑りによる磨耗を抑制し、耐久性を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置の制御装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態の制御装置によるトルクリミッタの滑り発生時の滑り抑制処理を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の一実施形態の制御装置により図２の滑り抑制処理が実施されたときのハイブリッド車両用駆動装置の第１モータジェネレータ及びプラネタリギヤの各ギヤの回転数の関係を示す共線図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態の変形例に係る制御装置によるトルクリミッタの滑り発生時の滑り抑制処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置の制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１２】
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１の制御装置１０の概略構成を示す図である。
【００１３】
本実施形態に係る制御装置１０の制御対象であるハイブリッド車両用駆動装置１（以下「駆動装置」ともいう）は、シリーズパラレル方式のハイブリッド車両に搭載される駆動装置であり、図１に示すように、エンジン２と、第１モータジェネレータ（電動機）３（ＭＧ１とも表す）と、エンジン２の出力を第１モータジェネレータ３と出力軸側に分割して伝達する動力分割機構として機能するプラネタリギヤ４と、第１モータジェネレータ３とプラネタリギヤ４との間で過度のトルク伝達を防止するためのトルクリミッタ５とを同軸上に配置する構成をとるものである。
【００１４】
また、この駆動装置１は、第２モータジェネレータ（図示せず）を別軸上にさらに備え、この第２モータジェネレータの出力と、上記のプラネタリギヤ４により分割されたエンジン２の出力とが、車輪に連結された出力軸（図示せず）に伝達される構成をとる。
【００１５】
なお、第１モータジェネレータ３及び第２モータジェネレータは、駆動トルクを発生させる電動機（モータ）としての機能と、電力を発生させる発電機（ジェネレータ）としての機能とを選択的に作動させることができ、両者の機能はハイブリッド車両の運転状態によって適宜切り替えられるものであるが、主に第１モータジェネレータ３が発電機として機能し、第２モータジェネレータが電動機として機能する。
【００１６】
プラネタリギヤ４は、サンギヤＳ、キャリアＣ、リングギヤＲを備えるシングルピニオン式の遊星歯車機構であり、径方向内側に配置されるサンギヤＳと、径方向外側にサンギヤＳと同心円状に配置されるリングギヤＲとの間にピニオンギヤＰが噛合されて配置され、このピニオンギヤＰをキャリアＣが自転かつ公転自在に連結支持されて構成されている。この駆動装置１では、サンギヤＳはトルクリミッタ５を介して第１モータジェネレータ３と連結されている。キャリアＣは、エンジン出力軸２ａと連結されており、エンジン出力軸２ａを介してエンジン２と連結されている。リングギヤＲは、カウンタギヤ６等を介して図示しない出力軸と連結されている。
【００１７】
トルクリミッタ５は、プラネタリギヤ４と第１モータジェネレータ３との動力伝達経路上に連結され、プラネタリギヤ４と第１モータジェネレータ３との間に配設されている。トルクリミッタ５は、ハブ部材５ａと、このハブ部材５ａの径方向外側に配置されるドラム部材５ｂと、ハブ部材５ａ及びドラム部材５ｂとを連結する摩擦係合部５ｃとを備えて構成されている。ハブ部材５ａは、プラネタリギヤ４のサンギヤＳと連結されており、ドラム部材５ｂは、第１モータジェネレータ３のロータ軸３ａと連結されている。そして、ハブ部材５ａとドラム部材５ｂとが、摩擦係合部５ｃを介して動力伝達可能に連結されている。
【００１８】
トルクリミッタ５の摩擦係合部５ｃは、ハブ部材５ａ及びドラム部材５ｂにそれぞれ複数枚を連結された摩擦板５ｄを交互に重ねて配置し、皿バネ５ｅ等の押圧手段によって押圧することで、摩擦力によって動力伝達を行うと共に、摩擦係合部５ｃのトルク容量（限界トルク）を超える所定以上のトルクが伝達されたときに、摩擦板５ｄの摩擦力に抗ってハブ部材５ａとドラム部材５ｂとを空転（相対回転）させることで、所定以上の過大なトルク伝達を防止するものである。
【００１９】
このようなハイブリッド車両用駆動装置１を制御するための制御装置１０は、図１に示すように、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを検出するための回転数センサ７と、エンジン２の回転数Ｎｅを検出するためのクランク角センサ８と、第２モータジェネレータの回転数を検出するための回転数センサ９と、第１モータジェネレータ３とに接続されている。そして、回転数センサ７及びクランク角センサ８からの入力に基づきトルクリミッタ５の滑りが発生したことを検出したときに、この滑りを抑制すべく第１モータジェネレータ３へ制御指令を出力するよう構成される。具体的には、制御装置１０は、以下に説明するサンギヤ回転数算出部１１、滑り検出部１２、第１モータジェネレータ制御部１３（ＭＧ１制御部とも表す）の各機能を実現するよう構成されている。
【００２０】
サンギヤ回転数算出部１１は、プラネタリギヤ４のサンギヤＳの回転数Ｎｓを算出する。より詳細には、サンギヤ回転数算出部１１は、クランク角センサ８から取得されたエンジン２の回転数Ｎｅ、出力軸の回転数（回転数センサ９から取得された第２モータジェネレータの回転数）、プラネタリギヤ４の各ギヤのギヤ比、プラネタリギヤ４の共線図などの情報に基づいて、サンギヤＳの回転数Ｎｓを算出し、この回転数Ｎｓの情報を滑り検出部１２に送信する。
【００２１】
滑り検出部１２は、トルクリミッタ５に滑りが発生したことを検出する。具体的には、滑り検出部１２は、サンギヤ回転数算出部１１により算出されたサンギヤ回転数Ｎｓと、回転数センサ７から取得された第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇとを比較して、両者が非同一か否かを判別する。滑り検出部１２は、サンギヤＳの回転数Ｎｓ及び第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇが非同一であると判別した場合に、サンギヤＳに連結されるハブ部材５ａと、第１モータジェネレータ３に連結されるドラム部材５ｂとが同期しないで回転しており、ハブ部材５ａとドラム部材５ｂとの間に滑りが発生しているものと判断し、トルクリミッタ５に滑りが発生したことを検出する。滑り検出部１２は、トルクリミッタ５の滑り発生を検出した場合には、滑り検出の旨の情報を第１モータジェネレータ制御部１３に送信する。
【００２２】
なお、回転数センサ７及びクランク角センサ８は、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇとエンジン２の回転数Ｎｅを検出する要素の一例であって、他の要素を用いてもよい。
【００２３】
第１モータジェネレータ制御部１３は、滑り検出部１２によるトルクリミッタ５の滑り発生の検出に応じて、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを低減させるよう第１モータジェネレータ３を制御する。より詳細には、第１モータジェネレータ制御部１３は、エンジン２の始動時に第１モータジェネレータ３が力行駆動し、エンジン２を始動させるためのスタータとして機能している状態において、トルクリミッタ５の滑り検出に応じて、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを低減させる旨の制御指令を第１モータジェネレータ３に送信するよう構成される。
【００２４】
ここで、制御装置１０は、物理的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などを有する電子制御ユニット（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）である。図１に示す制御装置１０の各部の機能は、ＲＯＭに保持されるアプリケーションプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵで実行することによって、ＣＰＵの制御のもとで車両内の各種装置を動作させるとともに、ＲＡＭやＲＯＭにおけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。なお、制御装置１０は、上記の各部の機能に限定されず、車両のＥＣＵとして用いるその他の各種機能を備えている。また、上記のＥＣＵとは、ハイブリッドシステム制御用のハイブリッドＥＣＵ、エンジン制御用のエンジンＥＣＵ、モータジェネレータ制御用のモータＥＣＵなどの複数のＥＣＵを備える構成であってもよい。
【００２５】
次に、図２，３を参照して、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１の制御装置１０の動作について説明する。
【００２６】
図２は、本実施形態の制御装置１０によるトルクリミッタ５の滑り発生時の滑り抑制処理を示すフローチャートである。図２に示す処理は、制御装置１０が、回転数センサ７及びクランク角センサ８などのセンサ類から供給される情報に基づいて、サンギヤ回転数算出部１１、滑り検出部１２、第１モータジェネレータ制御部１３の各機能を実現することにより、実行することができる。また、図２に示す処理は、エンジン始動時に実施され、より詳細には、第１モータジェネレータ３がエンジン２のスタータとして機能して力行駆動し、第１モータジェネレータ３からプラネタリギヤ４のサンギヤＳへ動力が付与されて、エンジン２が始動される時点から開始され、例えばエンジン２の回転数Ｎｅが所定値に到達するまで、所定間隔ごとに繰り返し実施される。
【００２７】
まず、サンギヤ回転数算出部１１により、クランク角センサ８から取得されたエンジン２の回転数Ｎｅ、出力軸の回転数（回転数センサ９から取得された第２モータジェネレータの回転数）、プラネタリギヤ４の各ギヤのギヤ比、プラネタリギヤ４の共線図などの情報に基づいて、サンギヤＳの回転数Ｎｓが算出される（Ｓ１０１）。サンギヤ回転数算出部１１は、算出したサンギヤＳの回転数Ｎｓの情報を滑り検出部１２に送信する。なお、サンギヤＳに回転数センサなどを設け、サンギヤＳの回転数Ｎｓを直接検出する構成としてもよい。
【００２８】
次に、滑り検出部１２により、サンギヤ回転数算出部１１で算出されたサンギヤＳの回転数Ｎｓと、回転数センサ７から取得された第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇとが比較され、第１モータジェネレータ３の回転数ＮｇとサンギヤＳの回転数Ｎｓとが非同一か否かが判定される（Ｓ１０２）。第１モータジェネレータ３の回転数ＮｇとサンギヤＳの回転数Ｎｓとが非同一と判定された場合（Ｓ１０２のＹＥＳ）、サンギヤＳに連結されるトルクリミッタ５のハブ部材５ａと、第１モータジェネレータ３に連結されるトルクリミッタ５のドラム部材５ｂとが同期せず回転しており、ハブ部材５ａとドラム部材５ｂとの間に滑りが発生していると判断できる。そこで、この場合、滑り検出部１２は、トルクリミッタ５に滑りが発生しているものと判断し、滑り発生を検出した旨の情報を第１モータジェネレータ制御部１３に送信して、ステップＳ１０３に移行する。
【００２９】
一方、第１モータジェネレータ３の回転数ＮｇとサンギヤＳの回転数Ｎｓとが同一と判定された場合（Ｓ１０２のＮＯ）、トルクリミッタ５のハブ部材５ａとドラム部材５ｂが一体となって同期回転しており、トルクリミッタ５に滑りが発生していないものと判断し、この回の処理を終了する。
【００３０】
そして、ステップＳ１０２において第１モータジェネレータ３の回転数ＮｇとサンギヤＳの回転数Ｎｓとが非同一と判定された場合には、第１モータジェネレータ制御部１３により、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを低減させるよう第１モータジェネレータ３が制御される（Ｓ１０３）。なお、第１モータジェネレータ制御部１３は、エンジン２の始動時に第１モータジェネレータ３が力行駆動し、エンジン２を始動するためのスタータとして機能している状態であることを条件として、この条件を満たすときに本ステップの処理を行う。
【００３１】
図３は、本実施形態の制御装置１０により図２の滑り抑制処理が実施されたときのハイブリッド車両用駆動装置１の第１モータジェネレータ３及びプラネタリギヤ４の各ギヤの回転数の関係を示す共線図である。図３に示す各共線図（ａ）〜（ｃ）では、縦軸は、左から順に第１モータジェネレータ３、プラネタリギヤ４のサンギヤＳ、キャリアＣ、リングギヤＲの回転数を示しており、横軸よりも上方が正回転、下方が負回転となる。サンギヤＳ、キャリアＣ、リングギヤＲの回転数は、各共線図（ａ）〜（ｃ）で、常に直線上に並ぶように連動しながら変化する。
【００３２】
また、上述のように、第１モータジェネレータ３とサンギヤＳとはトルクリミッタ５を介して連結されているので、トルクリミッタ５が係合している場合には、第１モータジェネレータ３とサンギヤＳは一体となって同期回転する。この場合、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇ及びサンギヤＳの回転数Ｎｓは同一となり、共線図においては第１モータジェネレータ３とサンギヤＳとを結ぶ直線は横軸と平行となる。また、キャリアＣはエンジン２と一体となって同期回転するので、キャリアＣの回転数はエンジン２の回転数Ｎｅと同一である。リングギヤＲは出力軸と連動して回転するので、リングギヤＲの回転数は出力軸のものと比例関係にある。
【００３３】
各共線図（ａ）〜（ｃ）では、それぞれ破線及び実線の２直線が描画されており、破線、実線の順で時系列の変化を表している。また、共線図（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の順でも時系列の変化を表している。さらに、共線図(ａ)の実線２２及び共線図（ｂ）の破線２２、共線図（ｂ）の実線２３及び共線図（ｃ）の破線２３はそれぞれ同時点の状態を表している。すなわち、図３では、共線図(ａ)の破線２１→共線図(ａ)の実線２２（共線図（ｂ）の破線２２）→共線図（ｂ）の実線２３（共線図（ｃ）の破線２３）→共線図（ｃ）の実線２４の順で時系列の変化を表している。
【００３４】
なお、図３に示す各共線図（ａ）〜（ｃ）は、ハイブリッド車両の発進時における、第１モータジェネレータ３及びプラネタリギヤ４の各ギヤの回転数の関係の時系列変化を例示したものであり、リングギヤＲは正回転しており、サンギヤＳ及び第１モータジェネレータ３は負回転している。
【００３５】
まず共線図（ａ）の破線２１に示すように、ハイブリッド車両の発進時には、第２モータジェネレータのみが力行駆動し（すなわちリングギヤＲが正回転し）、エンジン２は停止している（すなわちキャリアＣの回転数は０となる）ので、サンギヤＳ及び第１モータジェネレータ３は一体となって負回転されている。
【００３６】
次に、ハイブリッド車両がある程度の速度で走行しはじめると、共線図（ａ）の実線２２（共線図（ｂ）の破線２２）に示すように、第１モータジェネレータ３がエンジン２のスタータとして機能し、第１モータジェネレータ３が力行駆動され、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇ及びサンギヤＳの回転数Ｎｓが正回転方向に一体で遷移される。このとき車両の速度は変わらないので、出力軸に連結されるリングギヤＲの回転数は一定である。これにより、キャリアＣは正回転しはじめ、連結されるエンジン２に駆動力を伝達して、エンジン２が始動される。
【００３７】
ここで、エンジン２が始動する際には、エンジン２の回転数Ｎｅが共振回転数域を通過することなどにより、エンジン２から過大なトルクが出力される場合がある。この場合、エンジン２からキャリアＣを介してサンギヤＳに過大なトルクが伝達され、トルクリミッタ５の摩擦係合部５ｃに滑りが発生して、トルクリミッタ５の係合が解除され、サンギヤＳと第１モータジェネレータ３との間の連結が解除される。このとき、サンギヤＳには既に第１モータジェネレータ３により正回転方向へ遷移する駆動力が与えられていたので、共線図（ｂ）の実線２３（共線図（ｃ）の破線２３）に示すように、サンギヤＳの回転数Ｎｓは、第１モータジェネレータ３との連結解除後もそのまま正回転方向にさらに遷移する。すなわち、サンギヤＳの回転数Ｎｓは低下する。一方、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇは、トルクリミッタ５の滑り発生前後で変わらない。したがって、第１モータジェネレータ３の回転数ＮｇとサンギヤＳの回転数Ｎｓが相違することとなる。本実施形態の制御装置１０の滑り検出部１２は、このときにトルクリミッタ５の滑り発生を検出する。
【００３８】
そして、共線図（ｃ）の実線２４に示すように、本実施形態の制御装置１０の第１モータジェネレータ制御部１３は、トルクリミッタ５の滑り発生の検出に応じて、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを低減させるよう、すなわち、サンギヤＳの回転数Ｎｓの遷移と同様に第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを正回転方向に遷移させるよう、第１モータジェネレータ３を制御する。この結果、第１モータジェネレータ３の回転数ＮｇがサンギヤＳの回転数Ｎｓに近づけられ、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇ及びサンギヤＳの回転数Ｎｓの差が縮小される。
【００３９】
次に、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１の制御装置１０の効果について説明する。
【００４０】
本実施形態の制御装置１０では、滑り検出部１２が、第１モータジェネレータ３とプラネタリギヤ４との間に連結されたトルクリミッタ５に滑りが発生したことを検出し、第１モータジェネレータ制御部１３が、第１モータジェネレータ３の力行駆動時に、滑り検出部１２によるトルクリミッタ５の滑り発生の検出に応じて、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを低減させるよう第１モータジェネレータ３を制御する。
【００４１】
この構成により、第１モータジェネレータ３の力行駆動時に滑りが発生し、プラネタリギヤ４が第１モータジェネレータ３からの駆動力を伝達されなくなって第１モータジェネレータ３と比べて回転数Ｎｓが低下している状態において、トルクリミッタ５の滑り発生の検出に応じて、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを低減させ、プラネタリギヤ４の回転数（サンギヤＳの回転数Ｎｓ）の遷移方向へ遷移させることができる。これにより、第１モータジェネレータ３とプラネタリギヤ４（サンギヤＳ）との回転数差が縮小されるので、トルクリミッタ５の摩擦係合部５ｃの滑りが抑制され、トルクリミッタ５の再係合が促進できる。この結果、トルクリミッタ５の滑り発生から迅速に回復させることが可能となり、ハイブリッド車両のドライバビリティを向上できると共に、トルクリミッタ５の滑りによる磨耗を抑制し、耐久性を向上させることができる。また、トルクリミッタ５の耐久性向上により、トルクリミッタ５の部品の小型化、低コスト化が可能となる。
【００４２】
ここで、エンジン２の低回転数領域には共振を発生する共振回転数域が存在する。特にエンジン２の始動時には、エンジン回転数Ｎｅが低回転で推移するため、このような共振回転数域に滞留する可能性が高く、共振による過大トルクのためにトルクリミッタ５に滑りが発生する可能性が高い。本実施形態の制御装置１０では、第１モータジェネレータ制御部１３が、エンジン２の始動時に、滑り検出部１２によるトルクリミッタ５の滑り発生の検出に応じて、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを低減させるよう第１モータジェネレータ３を制御する。
【００４３】
この構成により、トルクリミッタ５の滑りが発生する可能性の高いエンジン始動時に絞って、第１モータジェネレータ３の回転数制御を実行させることができるので、制御装置１０の計算負荷を低減させることができる。また、特許文献１に開示される、トルクリミッタの滑り発生時にエンジンの出力トルクを低減させることで滑りを抑制させる従来技術では、エンジン始動時のようにエンジンを自由に制御することができない状況では滑りを抑制させることが困難であったが、本実施形態の制御装置１０では、トルクリミッタ５の滑り発生時に、エンジン２ではなく第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを低減させる制御を行うので、エンジン始動時でもトルクリミッタ５の滑りを好適に抑制させることが可能となる。
【００４４】
次に、図４を参照して、本実施形態の変形例について説明する。上記実施形態では、第１モータジェネレータ制御部１３は、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを低減させるよう第１モータジェネレータ３を制御していたが、この代わりに、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇが、プラネタリギヤ４のサンギヤＳの回転数Ｎｓとなるよう、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを低減させるよう構成してもよい。
【００４５】
この場合、上記実施形態で図２を参照して説明した、トルクリミッタ５の滑り発生時の滑り抑制処理は、図４に示すフローチャートに従って実施される。図４は、本実施形態の変形例に係る制御装置１０によるトルクリミッタ５の滑り発生時の滑り抑制処理を示すフローチャートである。なお、図４に示すフローチャートのステップＳ１０１，Ｓ１０２は、図２に示したフローチャートのステップＳ１０１，１０２と同様であるので説明を省略する。
【００４６】
ステップＳ１０２において第１モータジェネレータ３の回転数ＮｇとサンギヤＳの回転数Ｎｓとが非同一と判定された場合には、第１モータジェネレータ制御部１３により、第１モータジェネレータ３の回転数ＮｇがサンギヤＳの回転数Ｎｓとなるよう、第１モータジェネレータ３が制御される（Ｓ２０３）。第１モータジェネレータ制御部１３は、例えば、サンギヤＳの回転数Ｎｓを目標値として、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇをフィードバック制御することで、第１モータジェネレータ３の回転数ＮｇをサンギヤＳの回転数Ｎｓと一致させることができる。
【００４７】
このような構成により、トルクリミッタ５の滑り発生に応じて、第１モータジェネレータ３の回転数ＮｇがサンギヤＳの回転数Ｎｓとなるよう制御されるため、第１モータジェネレータ３の回転数ＮｇとサンギヤＳの回転数Ｎｓとの差を速やかに低減させることが可能となる。この結果、トルクリミッタ５が再係合する際に、サンギヤＳに連結されるハブ部材５ａと、第１モータジェネレータ３に連結されるドラム部材５ｂとの間の回転数差がより一層低減され、トルクリミッタ５の再係合時のショック（イナーシャトルク）を低減させることができ、車室内へのショックを低減してハイブリッド車両のドライバビリティをより一層向上させることができる。
【００４８】
ここで、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを必要以上に低減させてしまうと、第１モータジェネレータ３の発電電力が低下し、主に電動機として機能する第２モータジェネレータを駆動させる電力をまかなえなくなる場合がある。ハイブリッド車両用駆動装置１のバッテリ（図示せず）から電力を持ち出すことによる電気系効率の低下や、第２モータジェネレータの出力が制限されることによるドライバビリティの悪化が生じる虞がある。本実施形態の変形例の構成によれば、サンギヤＳの回転数Ｎｓと一致させるよう制御することにより、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを必要以上に低減させることがないので、第１モータジェネレータ３の発電電力を確保でき、電気系効率低下やドライバビリティ悪化を防ぐことができる。
【００４９】
以上、本発明について好適な実施形態を示して説明したが、本発明はこれらの実施形態により限定されるものではない。上記実施形態では、第１モータジェネレータ制御部１３は、エンジン２の始動時に第１モータジェネレータ３の回転数制御を実施していたが、上記実施形態の回転数制御は第１モータジェネレータ３の力行駆動時であれば実施可能である。例えば、ハイブリッド車両用駆動装置１による回生ブレーキ制動時には、第２モータジェネレータが回生駆動されて発電機として機能し、この第２モータジェネレータから提供される電力により第１モータジェネレータ３が力行駆動される場合があるが、このような場合でも上記実施形態の回転数制御を実施することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１ ハイブリッド車両用駆動装置
２ エンジン
３ 第１モータジェネレータ（電動機）
４ プラネタリギヤ
Ｃ キャリア
Ｐ ピニオンギヤ
Ｒ リングギヤ
Ｓ サンギヤ
５ トルクリミッタ
１０ 制御装置
１２ 滑り検出部
１３ 第１モータジェネレータ制御部
Ｎｇ 第１モータジェネレータの回転数（電動機の回転数）
Ｎｓ サンギヤの回転数
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両用駆動装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリーズパラレル方式のハイブリッド車両の駆動装置において、エンジンの動力を発電機及び出力軸に分配するためのプラネタリギヤにトルクリミッタを連結させ、過負荷時にトルクリミッタで滑りを発生させることにより、過大なトルク伝達を防止することができる構成が知られている。このような構成において、例えば特許文献１には、トルクリミッタに滑りが発生した場合に、エンジン出力トルクを低下させることで、トルクリミッタの滑りを抑制させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−０４２７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、ハイブリッド車両用駆動装置では、例えばエンジン始動時やエンジンブレーキ制動時など、エンジンを自由に制御することができない状況が考えられる。このような状況では、特許文献１に記載される技術によりトルクリミッタの滑りを抑制させることは困難であるので、トルクリミッタの磨耗が促進されてしまい、耐久性が低下する虞がある。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、トルクリミッタを有するハイブリッド車両用駆動装置において、トルクリミッタの耐久性を向上させることができるハイブリッド車両用駆動装置の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】
本発明は、上記課題を解決するために、エンジン、電動機、及び出力軸に連結され、前記エンジンの動力を前記電動機及び前記出力軸に分配するプラネタリギヤと、前記電動機と前記プラネタリギヤとの間に連結されたトルクリミッタと、を有するハイブリッド車両用駆動装置を制御するための制御装置であって、前記電動機の力行駆動時に、前記トルクリミッタに滑りが発生したことを検出した時、前記電動機の回転数を低減させるよう前記電動機を制御することを特徴とする。
【０００７】
また、上記のハイブリッド車両用駆動装置の制御装置において、前記プラネタリギヤは、エンジンに連結されるキャリアと、前記電動機に連結されるサンギヤと、前記出力軸に連結されるリングギヤとを有し、当該制御装置は、前記トルクリミッタに滑りが発生したことを検出した時、前記電動機の回転数が前記プラネタリギヤの前記サンギヤの回転数となるよう、前記電動機の回転数を低減させることが好ましい。
【０００８】
また、上記のハイブリッド車両用駆動装置の制御装置において、当該制御装置は、前記エンジンの始動時に、前記トルクリミッタに滑りが発生したことを検出した時、前記電動機の回転数を低減させるよう前記電動機を制御することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置の制御装置によれば、電動機の力行駆動時にトルクリミッタに滑りが発生し、プラネタリギヤが電動機からの駆動力を伝達されなくなって電動機と比べて回転数が低下している状態において、トルクリミッタの滑り発生の検出に応じて、電動機の回転数を低減させ、プラネタリギヤ（サンギヤ）の回転数の遷移方向へ遷移させることができる。これにより、電動機とプラネタリギヤ（サンギヤ）との回転数差が抑制されるので、トルクリミッタの滑りが抑制され、トルクリミッタの再係合が促進できる。この結果、本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置の制御装置は、トルクリミッタの滑り発生から迅速に回復させることが可能となり、ハイブリッド車両のドライバビリティを向上できると共に、トルクリミッタの滑りによる磨耗を抑制し、耐久性を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置の制御装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態の制御装置によるトルクリミッタの滑り発生時の滑り抑制処理を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の一実施形態の制御装置により図２の滑り抑制処理が実施されたときのハイブリッド車両用駆動装置の第１モータジェネレータ及びプラネタリギヤの各ギヤの回転数の関係を示す共線図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態の変形例に係る制御装置によるトルクリミッタの滑り発生時の滑り抑制処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置の制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１２】
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１の制御装置１０の概略構成を示す図である。
【００１３】
本実施形態に係る制御装置１０の制御対象であるハイブリッド車両用駆動装置１（以下「駆動装置」ともいう）は、シリーズパラレル方式のハイブリッド車両に搭載される駆動装置であり、図１に示すように、エンジン２と、第１モータジェネレータ（電動機）３（ＭＧ１とも表す）と、エンジン２の出力を第１モータジェネレータ３と出力軸側に分割して伝達する動力分割機構として機能するプラネタリギヤ４と、第１モータジェネレータ３とプラネタリギヤ４との間で過度のトルク伝達を防止するためのトルクリミッタ５とを同軸上に配置する構成をとるものである。
【００１４】
また、この駆動装置１は、第２モータジェネレータ（図示せず）を別軸上にさらに備え、この第２モータジェネレータの出力と、上記のプラネタリギヤ４により分割されたエンジン２の出力とが、車輪に連結された出力軸（図示せず）に伝達される構成をとる。
【００１５】
なお、第１モータジェネレータ３及び第２モータジェネレータは、駆動トルクを発生させる電動機（モータ）としての機能と、電力を発生させる発電機（ジェネレータ）としての機能とを選択的に作動させることができ、両者の機能はハイブリッド車両の運転状態によって適宜切り替えられるものであるが、主に第１モータジェネレータ３が発電機として機能し、第２モータジェネレータが電動機として機能する。
【００１６】
プラネタリギヤ４は、サンギヤＳ、キャリアＣ、リングギヤＲを備えるシングルピニオン式の遊星歯車機構であり、径方向内側に配置されるサンギヤＳと、径方向外側にサンギヤＳと同心円状に配置されるリングギヤＲとの間にピニオンギヤＰが噛合されて配置され、このピニオンギヤＰをキャリアＣが自転かつ公転自在に連結支持されて構成されている。この駆動装置１では、サンギヤＳはトルクリミッタ５を介して第１モータジェネレータ３と連結されている。キャリアＣは、エンジン出力軸２ａと連結されており、エンジン出力軸２ａを介してエンジン２と連結されている。リングギヤＲは、カウンタギヤ６等を介して図示しない出力軸と連結されている。
【００１７】
トルクリミッタ５は、プラネタリギヤ４と第１モータジェネレータ３との動力伝達経路上に連結され、プラネタリギヤ４と第１モータジェネレータ３との間に配設されている。トルクリミッタ５は、ハブ部材５ａと、このハブ部材５ａの径方向外側に配置されるドラム部材５ｂと、ハブ部材５ａ及びドラム部材５ｂとを連結する摩擦係合部５ｃとを備えて構成されている。ハブ部材５ａは、プラネタリギヤ４のサンギヤＳと連結されており、ドラム部材５ｂは、第１モータジェネレータ３のロータ軸３ａと連結されている。そして、ハブ部材５ａとドラム部材５ｂとが、摩擦係合部５ｃを介して動力伝達可能に連結されている。
【００１８】
トルクリミッタ５の摩擦係合部５ｃは、ハブ部材５ａ及びドラム部材５ｂにそれぞれ複数枚を連結された摩擦板５ｄを交互に重ねて配置し、皿バネ５ｅ等の押圧手段によって押圧することで、摩擦力によって動力伝達を行うと共に、摩擦係合部５ｃのトルク容量（限界トルク）を超える所定以上のトルクが伝達されたときに、摩擦板５ｄの摩擦力に抗ってハブ部材５ａとドラム部材５ｂとを空転（相対回転）させることで、所定以上の過大なトルク伝達を防止するものである。
【００１９】
このようなハイブリッド車両用駆動装置１を制御するための制御装置１０は、図１に示すように、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを検出するための回転数センサ７と、エンジン２の回転数Ｎｅを検出するためのクランク角センサ８と、第２モータジェネレータの回転数を検出するための回転数センサ９と、第１モータジェネレータ３とに接続されている。そして、回転数センサ７及びクランク角センサ８からの入力に基づきトルクリミッタ５の滑りが発生したことを検出したときに、この滑りを抑制すべく第１モータジェネレータ３へ制御指令を出力するよう構成される。具体的には、制御装置１０は、以下に説明するサンギヤ回転数算出部１１、滑り検出部１２、第１モータジェネレータ制御部１３（ＭＧ１制御部とも表す）の各機能を実現するよう構成されている。
【００２０】
サンギヤ回転数算出部１１は、プラネタリギヤ４のサンギヤＳの回転数Ｎｓを算出する。より詳細には、サンギヤ回転数算出部１１は、クランク角センサ８から取得されたエンジン２の回転数Ｎｅ、出力軸の回転数（回転数センサ９から取得された第２モータジェネレータの回転数）、プラネタリギヤ４の各ギヤのギヤ比、プラネタリギヤ４の共線図などの情報に基づいて、サンギヤＳの回転数Ｎｓを算出し、この回転数Ｎｓの情報を滑り検出部１２に送信する。
【００２１】
滑り検出部１２は、トルクリミッタ５に滑りが発生したことを検出する。具体的には、滑り検出部１２は、サンギヤ回転数算出部１１により算出されたサンギヤ回転数Ｎｓと、回転数センサ７から取得された第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇとを比較して、両者が非同一か否かを判別する。滑り検出部１２は、サンギヤＳの回転数Ｎｓ及び第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇが非同一であると判別した場合に、サンギヤＳに連結されるハブ部材５ａと、第１モータジェネレータ３に連結されるドラム部材５ｂとが同期しないで回転しており、ハブ部材５ａとドラム部材５ｂとの間に滑りが発生しているものと判断し、トルクリミッタ５に滑りが発生したことを検出する。滑り検出部１２は、トルクリミッタ５の滑り発生を検出した場合には、滑り検出の旨の情報を第１モータジェネレータ制御部１３に送信する。
【００２２】
なお、回転数センサ７及びクランク角センサ８は、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇとエンジン２の回転数Ｎｅを検出する要素の一例であって、他の要素を用いてもよい。
【００２３】
第１モータジェネレータ制御部１３は、滑り検出部１２によるトルクリミッタ５の滑り発生の検出に応じて、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを低減させるよう第１モータジェネレータ３を制御する。より詳細には、第１モータジェネレータ制御部１３は、エンジン２の始動時に第１モータジェネレータ３が力行駆動し、エンジン２を始動させるためのスタータとして機能している状態において、トルクリミッタ５の滑り検出に応じて、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを低減させる旨の制御指令を第１モータジェネレータ３に送信するよう構成される。
【００２４】
ここで、制御装置１０は、物理的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などを有する電子制御ユニット（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）である。図１に示す制御装置１０の各部の機能は、ＲＯＭに保持されるアプリケーションプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵで実行することによって、ＣＰＵの制御のもとで車両内の各種装置を動作させるとともに、ＲＡＭやＲＯＭにおけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。なお、制御装置１０は、上記の各部の機能に限定されず、車両のＥＣＵとして用いるその他の各種機能を備えている。また、上記のＥＣＵとは、ハイブリッドシステム制御用のハイブリッドＥＣＵ、エンジン制御用のエンジンＥＣＵ、モータジェネレータ制御用のモータＥＣＵなどの複数のＥＣＵを備える構成であってもよい。
【００２５】
次に、図２，３を参照して、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１の制御装置１０の動作について説明する。
【００２６】
図２は、本実施形態の制御装置１０によるトルクリミッタ５の滑り発生時の滑り抑制処理を示すフローチャートである。図２に示す処理は、制御装置１０が、回転数センサ７及びクランク角センサ８などのセンサ類から供給される情報に基づいて、サンギヤ回転数算出部１１、滑り検出部１２、第１モータジェネレータ制御部１３の各機能を実現することにより、実行することができる。また、図２に示す処理は、エンジン始動時に実施され、より詳細には、第１モータジェネレータ３がエンジン２のスタータとして機能して力行駆動し、第１モータジェネレータ３からプラネタリギヤ４のサンギヤＳへ動力が付与されて、エンジン２が始動される時点から開始され、例えばエンジン２の回転数Ｎｅが所定値に到達するまで、所定間隔ごとに繰り返し実施される。
【００２７】
まず、サンギヤ回転数算出部１１により、クランク角センサ８から取得されたエンジン２の回転数Ｎｅ、出力軸の回転数（回転数センサ９から取得された第２モータジェネレータの回転数）、プラネタリギヤ４の各ギヤのギヤ比、プラネタリギヤ４の共線図などの情報に基づいて、サンギヤＳの回転数Ｎｓが算出される（Ｓ１０１）。サンギヤ回転数算出部１１は、算出したサンギヤＳの回転数Ｎｓの情報を滑り検出部１２に送信する。なお、サンギヤＳに回転数センサなどを設け、サンギヤＳの回転数Ｎｓを直接検出する構成としてもよい。
【００２８】
次に、滑り検出部１２により、サンギヤ回転数算出部１１で算出されたサンギヤＳの回転数Ｎｓと、回転数センサ７から取得された第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇとが比較され、第１モータジェネレータ３の回転数ＮｇとサンギヤＳの回転数Ｎｓとが非同一か否かが判定される（Ｓ１０２）。第１モータジェネレータ３の回転数ＮｇとサンギヤＳの回転数Ｎｓとが非同一と判定された場合（Ｓ１０２のＹＥＳ）、サンギヤＳに連結されるトルクリミッタ５のハブ部材５ａと、第１モータジェネレータ３に連結されるトルクリミッタ５のドラム部材５ｂとが同期せず回転しており、ハブ部材５ａとドラム部材５ｂとの間に滑りが発生していると判断できる。そこで、この場合、滑り検出部１２は、トルクリミッタ５に滑りが発生しているものと判断し、滑り発生を検出した旨の情報を第１モータジェネレータ制御部１３に送信して、ステップＳ１０３に移行する。
【００２９】
一方、第１モータジェネレータ３の回転数ＮｇとサンギヤＳの回転数Ｎｓとが同一と判定された場合（Ｓ１０２のＮＯ）、トルクリミッタ５のハブ部材５ａとドラム部材５ｂが一体となって同期回転しており、トルクリミッタ５に滑りが発生していないものと判断し、この回の処理を終了する。
【００３０】
そして、ステップＳ１０２において第１モータジェネレータ３の回転数ＮｇとサンギヤＳの回転数Ｎｓとが非同一と判定された場合には、第１モータジェネレータ制御部１３により、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを低減させるよう第１モータジェネレータ３が制御される（Ｓ１０３）。なお、第１モータジェネレータ制御部１３は、エンジン２の始動時に第１モータジェネレータ３が力行駆動し、エンジン２を始動するためのスタータとして機能している状態であることを条件として、この条件を満たすときに本ステップの処理を行う。
【００３１】
図３は、本実施形態の制御装置１０により図２の滑り抑制処理が実施されたときのハイブリッド車両用駆動装置１の第１モータジェネレータ３及びプラネタリギヤ４の各ギヤの回転数の関係を示す共線図である。図３に示す各共線図（ａ）〜（ｃ）では、縦軸は、左から順に第１モータジェネレータ３、プラネタリギヤ４のサンギヤＳ、キャリアＣ、リングギヤＲの回転数を示しており、横軸よりも上方が正回転、下方が負回転となる。サンギヤＳ、キャリアＣ、リングギヤＲの回転数は、各共線図（ａ）〜（ｃ）で、常に直線上に並ぶように連動しながら変化する。
【００３２】
また、上述のように、第１モータジェネレータ３とサンギヤＳとはトルクリミッタ５を介して連結されているので、トルクリミッタ５が係合している場合には、第１モータジェネレータ３とサンギヤＳは一体となって同期回転する。この場合、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇ及びサンギヤＳの回転数Ｎｓは同一となり、共線図においては第１モータジェネレータ３とサンギヤＳとを結ぶ直線は横軸と平行となる。また、キャリアＣはエンジン２と一体となって同期回転するので、キャリアＣの回転数はエンジン２の回転数Ｎｅと同一である。リングギヤＲは出力軸と連動して回転するので、リングギヤＲの回転数は出力軸のものと比例関係にある。
【００３３】
各共線図（ａ）〜（ｃ）では、それぞれ破線及び実線の２直線が描画されており、破線、実線の順で時系列の変化を表している。また、共線図（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の順でも時系列の変化を表している。さらに、共線図(ａ)の実線２２及び共線図（ｂ）の破線２２、共線図（ｂ）の実線２３及び共線図（ｃ）の破線２３はそれぞれ同時点の状態を表している。すなわち、図３では、共線図(ａ)の破線２１→共線図(ａ)の実線２２（共線図（ｂ）の破線２２）→共線図（ｂ）の実線２３（共線図（ｃ）の破線２３）→共線図（ｃ）の実線２４の順で時系列の変化を表している。
【００３４】
なお、図３に示す各共線図（ａ）〜（ｃ）は、ハイブリッド車両の発進時における、第１モータジェネレータ３及びプラネタリギヤ４の各ギヤの回転数の関係の時系列変化を例示したものであり、リングギヤＲは正回転しており、サンギヤＳ及び第１モータジェネレータ３は負回転している。
【００３５】
まず共線図（ａ）の破線２１に示すように、ハイブリッド車両の発進時には、第２モータジェネレータのみが力行駆動し（すなわちリングギヤＲが正回転し）、エンジン２は停止している（すなわちキャリアＣの回転数は０となる）ので、サンギヤＳ及び第１モータジェネレータ３は一体となって負回転されている。
【００３６】
次に、ハイブリッド車両がある程度の速度で走行しはじめると、共線図（ａ）の実線２２（共線図（ｂ）の破線２２）に示すように、第１モータジェネレータ３がエンジン２のスタータとして機能し、第１モータジェネレータ３が力行駆動され、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇ及びサンギヤＳの回転数Ｎｓが正回転方向に一体で遷移される。このとき車両の速度は変わらないので、出力軸に連結されるリングギヤＲの回転数は一定である。これにより、キャリアＣは正回転しはじめ、連結されるエンジン２に駆動力を伝達して、エンジン２が始動される。
【００３７】
ここで、エンジン２が始動する際には、エンジン２の回転数Ｎｅが共振回転数域を通過することなどにより、エンジン２から過大なトルクが出力される場合がある。この場合、エンジン２からキャリアＣを介してサンギヤＳに過大なトルクが伝達され、トルクリミッタ５の摩擦係合部５ｃに滑りが発生して、トルクリミッタ５の係合が解除され、サンギヤＳと第１モータジェネレータ３との間の連結が解除される。このとき、サンギヤＳには既に第１モータジェネレータ３により正回転方向へ遷移する駆動力が与えられていたので、共線図（ｂ）の実線２３（共線図（ｃ）の破線２３）に示すように、サンギヤＳの回転数Ｎｓは、第１モータジェネレータ３との連結解除後もそのまま正回転方向にさらに遷移する。すなわち、サンギヤＳの回転数Ｎｓは低下する。一方、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇは、トルクリミッタ５の滑り発生前後で変わらない。したがって、第１モータジェネレータ３の回転数ＮｇとサンギヤＳの回転数Ｎｓが相違することとなる。本実施形態の制御装置１０の滑り検出部１２は、このときにトルクリミッタ５の滑り発生を検出する。
【００３８】
そして、共線図（ｃ）の実線２４に示すように、本実施形態の制御装置１０の第１モータジェネレータ制御部１３は、トルクリミッタ５の滑り発生の検出に応じて、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを低減させるよう、すなわち、サンギヤＳの回転数Ｎｓの遷移と同様に第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを正回転方向に遷移させるよう、第１モータジェネレータ３を制御する。この結果、第１モータジェネレータ３の回転数ＮｇがサンギヤＳの回転数Ｎｓに近づけられ、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇ及びサンギヤＳの回転数Ｎｓの差が縮小される。
【００３９】
次に、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置１の制御装置１０の効果について説明する。
【００４０】
本実施形態の制御装置１０では、滑り検出部１２が、第１モータジェネレータ３とプラネタリギヤ４との間に連結されたトルクリミッタ５に滑りが発生したことを検出し、第１モータジェネレータ制御部１３が、第１モータジェネレータ３の力行駆動時に、滑り検出部１２によるトルクリミッタ５の滑り発生の検出に応じて、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを低減させるよう第１モータジェネレータ３を制御する。
【００４１】
この構成により、第１モータジェネレータ３の力行駆動時に滑りが発生し、プラネタリギヤ４が第１モータジェネレータ３からの駆動力を伝達されなくなって第１モータジェネレータ３と比べて回転数Ｎｓが低下している状態において、トルクリミッタ５の滑り発生の検出に応じて、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを低減させ、プラネタリギヤ４の回転数（サンギヤＳの回転数Ｎｓ）の遷移方向へ遷移させることができる。これにより、第１モータジェネレータ３とプラネタリギヤ４（サンギヤＳ）との回転数差が縮小されるので、トルクリミッタ５の摩擦係合部５ｃの滑りが抑制され、トルクリミッタ５の再係合が促進できる。この結果、トルクリミッタ５の滑り発生から迅速に回復させることが可能となり、ハイブリッド車両のドライバビリティを向上できると共に、トルクリミッタ５の滑りによる磨耗を抑制し、耐久性を向上させることができる。また、トルクリミッタ５の耐久性向上により、トルクリミッタ５の部品の小型化、低コスト化が可能となる。
【００４２】
ここで、エンジン２の低回転数領域には共振を発生する共振回転数域が存在する。特にエンジン２の始動時には、エンジン回転数Ｎｅが低回転で推移するため、このような共振回転数域に滞留する可能性が高く、共振による過大トルクのためにトルクリミッタ５に滑りが発生する可能性が高い。本実施形態の制御装置１０では、第１モータジェネレータ制御部１３が、エンジン２の始動時に、滑り検出部１２によるトルクリミッタ５の滑り発生の検出に応じて、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを低減させるよう第１モータジェネレータ３を制御する。
【００４３】
この構成により、トルクリミッタ５の滑りが発生する可能性の高いエンジン始動時に絞って、第１モータジェネレータ３の回転数制御を実行させることができるので、制御装置１０の計算負荷を低減させることができる。また、特許文献１に開示される、トルクリミッタの滑り発生時にエンジンの出力トルクを低減させることで滑りを抑制させる従来技術では、エンジン始動時のようにエンジンを自由に制御することができない状況では滑りを抑制させることが困難であったが、本実施形態の制御装置１０では、トルクリミッタ５の滑り発生時に、エンジン２ではなく第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを低減させる制御を行うので、エンジン始動時でもトルクリミッタ５の滑りを好適に抑制させることが可能となる。
【００４４】
次に、図４を参照して、本実施形態の変形例について説明する。上記実施形態では、第１モータジェネレータ制御部１３は、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを低減させるよう第１モータジェネレータ３を制御していたが、この代わりに、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇが、プラネタリギヤ４のサンギヤＳの回転数Ｎｓとなるよう、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを低減させるよう構成してもよい。
【００４５】
この場合、上記実施形態で図２を参照して説明した、トルクリミッタ５の滑り発生時の滑り抑制処理は、図４に示すフローチャートに従って実施される。図４は、本実施形態の変形例に係る制御装置１０によるトルクリミッタ５の滑り発生時の滑り抑制処理を示すフローチャートである。なお、図４に示すフローチャートのステップＳ１０１，Ｓ１０２は、図２に示したフローチャートのステップＳ１０１，１０２と同様であるので説明を省略する。
【００４６】
ステップＳ１０２において第１モータジェネレータ３の回転数ＮｇとサンギヤＳの回転数Ｎｓとが非同一と判定された場合には、第１モータジェネレータ制御部１３により、第１モータジェネレータ３の回転数ＮｇがサンギヤＳの回転数Ｎｓとなるよう、第１モータジェネレータ３が制御される（Ｓ２０３）。第１モータジェネレータ制御部１３は、例えば、サンギヤＳの回転数Ｎｓを目標値として、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇをフィードバック制御することで、第１モータジェネレータ３の回転数ＮｇをサンギヤＳの回転数Ｎｓと一致させることができる。
【００４７】
このような構成により、トルクリミッタ５の滑り発生に応じて、第１モータジェネレータ３の回転数ＮｇがサンギヤＳの回転数Ｎｓとなるよう制御されるため、第１モータジェネレータ３の回転数ＮｇとサンギヤＳの回転数Ｎｓとの差を速やかに低減させることが可能となる。この結果、トルクリミッタ５が再係合する際に、サンギヤＳに連結されるハブ部材５ａと、第１モータジェネレータ３に連結されるドラム部材５ｂとの間の回転数差がより一層低減され、トルクリミッタ５の再係合時のショック（イナーシャトルク）を低減させることができ、車室内へのショックを低減してハイブリッド車両のドライバビリティをより一層向上させることができる。
【００４８】
ここで、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを必要以上に低減させてしまうと、第１モータジェネレータ３の発電電力が低下し、主に電動機として機能する第２モータジェネレータを駆動させる電力をまかなえなくなる場合がある。ハイブリッド車両用駆動装置１のバッテリ（図示せず）から電力を持ち出すことによる電気系効率の低下や、第２モータジェネレータの出力が制限されることによるドライバビリティの悪化が生じる虞がある。本実施形態の変形例の構成によれば、サンギヤＳの回転数Ｎｓと一致させるよう制御することにより、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎｇを必要以上に低減させることがないので、第１モータジェネレータ３の発電電力を確保でき、電気系効率低下やドライバビリティ悪化を防ぐことができる。
【００４９】
以上、本発明について好適な実施形態を示して説明したが、本発明はこれらの実施形態により限定されるものではない。上記実施形態では、第１モータジェネレータ制御部１３は、エンジン２の始動時に第１モータジェネレータ３の回転数制御を実施していたが、上記実施形態の回転数制御は第１モータジェネレータ３の力行駆動時であれば実施可能である。例えば、ハイブリッド車両用駆動装置１による回生ブレーキ制動時には、第２モータジェネレータが回生駆動されて発電機として機能し、この第２モータジェネレータから提供される電力により第１モータジェネレータ３が力行駆動される場合があるが、このような場合でも上記実施形態の回転数制御を実施することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１ ハイブリッド車両用駆動装置
２ エンジン
３ 第１モータジェネレータ（電動機）
４ プラネタリギヤ
Ｃ キャリア
Ｐ ピニオンギヤ
Ｒ リングギヤ
Ｓ サンギヤ
５ トルクリミッタ
１０ 制御装置
１２ 滑り検出部
１３ 第１モータジェネレータ制御部
Ｎｇ 第１モータジェネレータの回転数（電動機の回転数）
Ｎｓ サンギヤの回転数
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン、電動機、及び出力軸に連結され、前記エンジンの動力を前記電動機及び前記出力軸に分配するプラネタリギヤと、前記電動機と前記プラネタリギヤとの間に連結されたトルクリミッタと、を有するハイブリッド車両用駆動装置を制御するための制御装置であって、
前記電動機の力行駆動時に、前記トルクリミッタに滑りが発生したことを検出した時、前記電動機の回転数を低減させるよう前記電動機を制御する
ことを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置の制御装置。
【請求項２】
前記プラネタリギヤは、エンジンに連結されるキャリアと、前記電動機に連結されるサンギヤと、前記出力軸に連結されるリングギヤとを有し、
当該制御装置は、前記トルクリミッタに滑りが発生したことを検出した時、前記電動機の回転数が前記プラネタリギヤの前記サンギヤの回転数となるよう、前記電動機の回転数を低減させ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用駆動装置の制御装置。
【請求項３】
当該制御装置は、前記エンジンの始動時に、前記トルクリミッタに滑りが発生したことを検出した時、前記電動機の回転数を低減させるよう前記電動機を制御することを特徴とする、請求項１または２に記載のハイブリッド車両用駆動装置の制御装置。
【請求項１】
エンジン、電動機、及び出力軸に連結され、前記エンジンの動力を前記電動機及び前記出力軸に分配するプラネタリギヤと、前記電動機と前記プラネタリギヤとの間に連結されたトルクリミッタと、を有するハイブリッド車両用駆動装置を制御するための制御装置であって、
前記電動機の力行駆動時に、前記トルクリミッタに滑りが発生したことを検出した時、前記電動機の回転数を低減させるよう前記電動機を制御する
ことを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置の制御装置。
【請求項２】
前記プラネタリギヤは、エンジンに連結されるキャリアと、前記電動機に連結されるサンギヤと、前記出力軸に連結されるリングギヤとを有し、
当該制御装置は、前記トルクリミッタに滑りが発生したことを検出した時、前記電動機の回転数が前記プラネタリギヤの前記サンギヤの回転数となるよう、前記電動機の回転数を低減させ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用駆動装置の制御装置。
【請求項３】
当該制御装置は、前記エンジンの始動時に、前記トルクリミッタに滑りが発生したことを検出した時、前記電動機の回転数を低減させるよう前記電動機を制御することを特徴とする、請求項１または２に記載のハイブリッド車両用駆動装置の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２５４７３３（Ｐ２０１２−２５４７３３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２９３４２（Ｐ２０１１−１２９３４２）
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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