ハイブリッド車両
【課題】故障発生時に速やかに退避走行をさせることができるハイブリッド車両を提供する。
【解決手段】ハイブリッド車両２０は、車輪と、車輪を固定するロック機構３６と、モータＭＧ２と、エンジン２２と、モータＭＧ２およびエンジン２２からのトルクを車輪の駆動軸に伝達する動力分割機構３０と、モータＭＧ２およびエンジン２２を制御するとともに動力分割機構３０の分配比を可変に制御する制御ユニット７０とを備える。制御ユニット７０は、ロック機構３６が非作動状態においてモータＭＧ２に異常が発生した場合であって、車速が所定値より大きいときには、モータＭＧ２を非駆動状態としエンジン２２からのトルクを車輪に伝達するように動力分割機構３０を制御する。
【解決手段】ハイブリッド車両２０は、車輪と、車輪を固定するロック機構３６と、モータＭＧ２と、エンジン２２と、モータＭＧ２およびエンジン２２からのトルクを車輪の駆動軸に伝達する動力分割機構３０と、モータＭＧ２およびエンジン２２を制御するとともに動力分割機構３０の分配比を可変に制御する制御ユニット７０とを備える。制御ユニット７０は、ロック機構３６が非作動状態においてモータＭＧ２に異常が発生した場合であって、車速が所定値より大きいときには、モータＭＧ２を非駆動状態としエンジン２２からのトルクを車輪に伝達するように動力分割機構３０を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハイブリッド車両に関し、特に、エンジンとモータとを用いて車輪を駆動するように構成されたハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００８−２９０５４７号公報（特許文献１）は、駆動軸に動力を出力する電動機の回転検出手段が異常状態であると疑われる際に、より確実に動力を出力することができるハイブリッド自動車を開示している。
【０００３】
このハイブリッド自動車は、システム起動時に、モータジェネレータＭＧ２の回転状態を検出する回転位置検出センサの状態を検出する。回転位置検出センサの状態が正常状態であると検出されていないときには、エンジンを始動するようモータジェネレータＭＧ１とエンジンとを駆動制御する。回転位置検出センサの状態が異常状態であると検出されたときには、モータジェネレータＭＧ１を介してエンジンから出力されるトルクだけがこのリングギヤ軸に出力されるようエンジンとモータジェネレータＭＧ１とを駆動制御する。このように、回転位置検出センサが異常状態であると疑われるときには、その後、エンジンの始動ができなくなることがあり得るため、エンジンを始動しておくことによって、より確実に動力を出力する。
【０００４】
このようにして、モータジェネレータＭＧ２に故障が発生した可能性があっても、エンジンからのトルクによって退避走行を行なうことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２９０５４７号公報
【特許文献２】特開２００８−１６８７７３号公報
【特許文献３】特開２００６−２５０２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特開２００８−２９０５４７号公報に開示された技術では、システム起動時に異常検出を行なうことが示されているのみで、車両起動後の停車時や走行時に異常が検出された場合の処理については特に示されていない。
【０００７】
車両のシフトレンジがパーキング（Ｐ）レンジ以外である場合にモータジェネレータＭＧ２の回転状態が制御できなければ、モータジェネレータＭＧ１を始動するとその反力で車両が動く可能性がある。このためシフトレンジがＰレンジ以外であれば、走行中であっても一旦車両を停止させ車両のシステムを再起動しなければ退避走行をさせることができない。
【０００８】
走行中に故障が発生した場合であっても、可能であれば速やかに退避走行をさせるほうが望ましい。
【０００９】
この発明の目的は、故障発生時に速やかに退避走行をさせることができるハイブリッド車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、要約すると、ハイブリッド車両であって、車輪と、車輪を固定するロック機構と、モータと、エンジンと、モータおよびエンジンからのトルクを車輪の駆動軸に伝達する動力分割機構と、モータおよびエンジンを制御するとともに動力分割機構の分配比を可変に制御する制御装置とを備える。制御装置は、ロック機構が非作動状態においてモータに異常が発生した場合であって、車速が所定値より大きいときには、モータを非駆動状態としエンジンからのトルクを車輪に伝達するように動力分割機構を制御する。
【００１１】
好ましくは、制御装置は、モータに異常が発生した場合であって、車速が所定値より小さくかつエンジンが停止しているときには、ロック機構が作動するまで待ってからエンジンを始動させ、モータを非駆動状態としエンジンからのトルクを車輪に伝達するように動力分割機構を制御する。
【００１２】
より好ましくは、制御装置は、モータに異常が発生した場合であって、車速が所定値より小さくかつエンジンが停止しているときには、ロック機構を作動させる操作を運転者に要求し、運転者が要求した操作を行なわないときには、車両の動作を停止させる。
【００１３】
好ましくは、ハイブリッド車両は、車輪に制動力を与えるブレーキをさらに備える。制御装置は、モータに異常が発生した場合であって、車速が所定値より小さくかつエンジンが停止しているときには、ブレーキを作動させてからエンジンを始動させ、モータを非駆動状態としエンジンからのトルクを車輪に伝達するように動力分割機構を制御する。
【００１４】
好ましくは、ハイブリッド車両は、ジェネレータをさらに備える。動力分割機構は、３つの回転軸がモータ、エンジンおよびジェネレータからのトルクを受けるように構成される。制御装置は、モータに異常が発生した場合であって、車速が所定値より大きいときには、モータを非駆動状態としジェネレータの回転を制御することによってエンジンからのトルクを車輪に伝達するように動力分割機構を制御する。
【００１５】
より好ましくは、制御装置は、車速をエンジンの回転速度およびジェネレータの回転速度に基づいて算出する。
【００１６】
より好ましくは、ハイブリッド車両は、車輪速センサをさらに備える。制御装置は、車速を車輪速センサの出力に基づいて算出する。
【００１７】
より好ましくは、ハイブリッド車両は、車輪速センサをさらに備える。制御装置は、モータに異常が発生した場合に、エンジンの回転速度およびジェネレータの回転速度に基づいて算出した第１の車速と、車輪速センサの出力に基づいて算出した第２の車速とを比較し、第１、第２の車速の差分が所定値より小さい場合にエンジンを始動させ、差分が所定値より大きい場合にはモータおよびジェネレータを非駆動状態として差分が所定値より小さくなるまでエンジンの始動をせずに待機する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ハイブリッド車両に対して、故障発生時に速やかに退避走行をさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施の形態のハイブリッド車両２０の主たる構成を示す図である。
【図２】本実施の形態で実行されるエンジンの始動および直行走行モードへの移行についての制御を説明するためのフローチャートである。
【図３】動力分割機構の３軸の回転速度の関係を説明するための共線図である。
【図４】エンジンを始動させる場合の回転速度の変化を説明するための共線図である。
【図５】図２のステップＳ７で実行される車両停止時のエンジン始動処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】車両停止時のエンジン始動処理の変形例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２１】
［車両の全体構成］
図１は、本実施の形態のハイブリッド車両２０の主たる構成を示す図である。
【００２２】
図１を参照して、ハイブリッド車両２０は、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分割機構３０と、動力分割機構３０に接続された発電可能なモータジェネレータＭＧ１と、動力分割機構３０に接続されたモータジェネレータＭＧ２と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを含む。
【００２３】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油など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２２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）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２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７０に出力する。
【００２４】
動力分割機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、サンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを含む。動力分割機構３０は、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。
【００２５】
キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が連結され、サンギヤ３１にはモータジェネレータＭＧ１が連結されている。動力分割機構３０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３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配する。動力分割機構３０は、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３４から入力されるエンジン２２からの回転力とサンギヤ３１から入力されるモータジェネレータＭＧ１からの回転力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ３２の回転軸からギヤ機構３７、デファレンシャルギヤ３８を介して前輪３９ａ，３９ｂに出力される。
【００２６】
ギヤ機構３７には、パーキングロック機構３６が取り付けられている。パーキングロック機構３６は、ファイナルギヤ３７ａに取り付けられたパーキングギヤ３６ａと、パーキングギヤ３６ａと噛み合ってその回転駆動を停止した状態でロックするパーキングロックポール３６ｂとを含む。パーキングロックポール３６ｂは、シフトレバー８１によって与えられるパーキングポジション（Ｐポジション）への変更信号が図示しないシフトケーブルを介して伝達されることにより、上下に作動する。パーキングロックポール３６ｂは、パーキングギヤ３６ａとの噛合およびその解除によりパーキングロックおよびその解除を行なう。
【００２７】
ファイナルギヤ３７ａは、機械的に駆動軸としてのリングギヤ３２の回転軸に接続されているから、パーキングロック機構３６は間接的に駆動軸としてのリングギヤ３２の回転軸をロックすることになる。
【００２８】
モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２は、発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機を用いることができる。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。
【００２９】
インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線を含む。これにより、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の一方で発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２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とモータジェネレータＭＧ２とにより電力収支のバランスをとるようにすれば、バッテリ５０は充放電されない。
【００３０】
ハイブリッド車両２０は、さらに、インバータ９２と、モータジェネレータＭＧＲと、ファイナルギヤ９６と、デファレンシャルギヤ９８と、後輪９９ａ、９９ｂとを含む。インバータ９２はモータジェネレータＭＧＲを駆動し、ファイナルギヤ９６の動力は、デファレンシャルギヤ９８を介して後輪９９ａ，９９ｂに出力される。
【００３１】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲは、共にモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲを駆動制御するために必要な信号が入力されている。これらの信号は、例えばモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲの回転子の回転速度を検出するレゾルバからの信号や、図示しない電流センサにより検出されモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲに印加される相電流などを含む。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２，９２へのスイッチング制御信号が出力されている。
【００３２】
モータＥＣＵ４０は、レゾルバ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転速度算出ルーチンによりモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転速度Ｎｍ１，Ｎｍ２やリングギヤ３２の回転軸の回転速度Ｎｒを計算している。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信している。
【００３３】
モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲを駆動制御すると共に、必要に応じてモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲ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７０に出力する。
【００３４】
モータジェネレータＭＧ２の回転軸４８は、リングギヤ３２の回転軸に接続されている。なお、回転軸４８とリングギヤ３２の回転軸との間に、減速機や、減速比が変更可能な変速機などを設けても良い。
【００３５】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０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５０の出力端子に接続された電力ライン５４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５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度などが入力されている。これらのバッテリ５０の状態に関するデータは、必要に応じて通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信される。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０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）も演算している。
【００３６】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心として構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶し情報を書込可能なフラッシュＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを含んで構成される。
【００３７】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ、アクセルペダル８３の踏み込み量に対応したアクセル開度Ａｃｃを検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ、車輪速センサ８８からの車輪速などが入力ポートを介して入力されている。
【００３８】
また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、パーキングロック機構３６への制御信号などが出力されている。なお、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００３９】
このような構成を有するハイブリッド車両２０においては、運転者によるアクセルペダル８３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３２の回転軸に出力すべき要求トルクが計算され、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ３２の回転軸に出力されるようにエンジン２２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。
【００４０】
ハイブリッド車両２０の走行モードとしては、トルク変換走行モード、充放電走行モード、モータ走行モード、直行走行モードなどがある。
【００４１】
トルク変換走行モードでは、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２が運転制御されると共に、エンジン２２から出力される動力のすべてが動力分割機構３０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３２の回転軸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が駆動制御される。
【００４２】
充放電走行モードでは、要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２が運転制御されると共に、バッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分割機構３０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３２の回転軸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が制御される。
【００４３】
モータ走行モードでは、エンジン２２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がリングギヤ３２の回転軸に出力されるようモータジェネレータＭＧ２が運転制御される。
【００４４】
直行走行モードでは、モータジェネレータＭＧ２の運転が停止され、モータジェネレータＭＧ１でエンジントルクの反力を受け持ちながらエンジン２２から動力分割機構３０を介してリングギヤ３２の回転軸に直接伝達されるトルク（これを直達トルクともいう）だけで走行が行なわれる。
【００４５】
［モータジェネレータＭＧ２の故障時の退避走行］
モータジェネレータＭＧ２に関連する故障が検出された場合、この直行走行モードに移行すれば、退避走行をさせることが可能である。しかし、信号待ちなどの停車中であればエンジンの運転が停止されている場合がある。
【００４６】
正常時であれば、このような場合にモータジェネレータＭＧ１でエンジンを始動させるときモータジェネレータＭＧ２によって始動の反力をキャンセルすることができる。しかし、モータジェネレータＭＧ２に関連する故障が発生している場合には、反力のキャンセルができないのでエンジンを始動させると車両が進行方向とは逆に動いてしまう可能性がある。したがって、停車中であれば、パーキングロックがかかっている状態等の車両が動かない状態にしてからエンジンを始動させるのが望ましい。
【００４７】
また、車両が所定の車速以上で走行していれば、車両の慣性力があるため、エンジンの始動時の反力で車両が進行方向とは逆に動いてしまうことはない。したがって、車両が動かない状態でなくてもエンジンを始動させることができる。しかし、モータジェネレータＭＧ２の回転速度は、精度良く計測されているので車速の算出にも用いられている。モータジェネレータＭＧ２の回転速度を検出するレゾルバ４４に故障が発生した場合には、車両が停車中か否かも不明となり、エンジンの始動が可能な状況であるにも拘わらずその状況が検出できない。
【００４８】
このような場合に必ず車両システムを停止させる必要があるのでは、走行中であっても車両を停止させなければ退避走行に移れないため不便である。したがって、本実施の形態では、エンジンの始動が可能な状況である場合に、故障したレゾルバ以外の手段で状況を把握してエンジンを始動させる。
【００４９】
図２は、本実施の形態で実行されるエンジンの始動および直行走行モードへの移行についての制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに、呼び出されて実行される。
【００５０】
図２を参照して、このフローチャートの処理が開始されると、ステップＳ１において、モータジェネレータＭＧ２系のフェールが発生しているか否かが判断される。モータジェネレータＭＧ２系のフェールとは、たとえば図１のレゾルバ４４の故障や、インバータ４２からモータジェネレータＭＧ２に供給される電流を検出するセンサ（図示せず）の故障などである。
【００５１】
ステップＳ１においてモータジェネレータＭＧ２系のフェールが発生していなかった場合には、ステップＳ１２に処理が進み、制御はメインルーチンに移される。一方、ステップＳ１においてモータジェネレータＭＧ２系のフェールが発生していた場合には、ステップＳ２に処理が進む。
【００５２】
ステップＳ２では、エンジン回転速度ＮｅおよびモータジェネレータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１に基づいて共線図から算出された車速Ｖｃと車輪速センサ８８の出力に基づいて算出された車速Ｖｗとの差の絶対値が所定値Ａより小か否かが判断される。
【００５３】
図３は、動力分割機構の３軸の回転速度の関係を説明するための共線図である。
図３を参照して、動力分割機構の３軸には、モータジェネレータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１、エンジン回転速度Ｎｅ、およびモータジェネレータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２がそれぞれ与えられる。動力分割機構３０には遊星歯車機構を使用しているため、エンジン２２の回転速度ＮｅおよびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度Ｎｍ１，Ｎｍ２については、図３に示す共線図に示すように直線上に並ぶように連動して動く。
【００５４】
そして、エンジン回転速度Ｎｅ，モータジェネレータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１およびモータジェネレータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２は式（１）で示す関係が成立する。
Ｎｅ＝Ｎｍ１×１／（１＋ρ）＋Ｎｍ２×ρ／（１＋ρ）・・・（１）
この式により、モータジェネレータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１とエンジン２２の回転速度Ｎｅとに基づいてモータジェネレータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２を算出することができる。
【００５５】
通常、車速が一定の場合、（ａ）モータジェネレータＭＧ２のレゾルバ４４の出力に基づいて求められる車速Ｖと、（ｂ）モータジェネレータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１およびエンジン回転速度Ｎｅに基づいて式（１）を用いて算出した車速Ｖｃと、（ｃ）車速Ｖｗ（車輪速）とは同じ値を示す。ここで、モータジェネレータＭＧ２のレゾルバ４４が故障したときは（ａ）の車速Ｖの値のみが信頼できなくなる。
【００５６】
このような故障が検出された場合には、車両制御に用いる車速を（ａ）で求めた車速Ｖから（ｂ）で求めた車速Ｖｃに切替えるようにしている。しかし、車速Ｖｃは演算周期が遅い変数を参照して求めているので、切替え後に正常な車速に復帰するまでに所定時間末必要がある。（ｂ）で求めた車速Ｖｃと（ｃ）で求めた車速Ｖｗとの偏差が小さくなったら車速Ｖｃが正しい値に更新されたと考えられるので、ステップＳ２においてこの判断を行なっている。
【００５７】
ステップＳ２において、｜Ｖｃ−Ｖｗ｜＜Ａが成立しない場合には、まだ車速Ｖｃが正しい値に更新されていないので、ステップＳ９に処理が進み、エンジンの始動やＧＤモードへの移行は行なわない。この場合、ステップＳ９においてエンジン停止中か否かが判断される。ステップＳ９でエンジン停止中であれば、ステップＳ１０に処理が進み、インバータ４１，４２のスイッチング素子のゲートをシャットダウンして非活性状態とし、待機させる。一方、ステップＳ９でエンジン停止中でなければ、ステップＳ１１に処理が進み、モータジェネレータＭＧ１を用いてエンジンが停止しないようにエンジン回転速度の低下を防止する。
【００５８】
ステップＳ１０、Ｓ１１のいずれかの処理が実行された場合には、ステップＳ１２に処理が進み制御はメインルーチンに移される。
【００５９】
一方、ステップＳ２において、｜Ｖｃ−Ｖｗ｜＜Ａが成立している場合には、車速Ｖｃが正しい値に更新されていると考えられるので、ステップＳ３に処理が進む。ステップＳ３ではエンジン停止中か否かが判断される。ステップＳ３においてエンジンが停止中であると判断された場合には、ステップＳ４に処理が進み、エンジン停止中でなければステップＳ８に処理が進む。ステップＳ４ではでシフトレンジがＰレンジであるか否かが判断される。
【００６０】
ステップＳ４において、シフトレンジがＰレンジであった場合には、パーキングロック機構３６によって車輪の駆動軸が固定されているので、エンジン始動の反力で車両が逆方向に走行する心配はない。そこでステップＳ４からステップＳ６に処理が進む。ステップＳ６では、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジンＥＣＵ２４およびモータＥＣＵ４０に対してエンジン始動を要求する。モータＥＣＵ４０はモータジェネレータＭＧ２のインバータをシャットダウンして非駆動状態としつつ、エンジン２２をクランキングするために、モータジェネレータＭＧ１を回転させる。
【００６１】
図４は、エンジンを始動させる場合の回転速度の変化を説明するための共線図である。
図４を参照して、車両停止中（Ｎｍ２＝０）においてエンジン始動前では、エンジン回転速度Ｎｅ（０）＝０、モータジェネレータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１（０）＝０である。
【００６２】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジンＥＣＵ２４およびモータＥＣＵ４０に対してエンジン始動を要求する。モータＥＣＵ４０はモータジェネレータＭＧ２のインバータをシャットダウンして非駆動状態とすると共に、エンジン２２をクランキングするために、モータジェネレータＭＧ１を回転させる。
【００６３】
モータジェネレータＭＧ２が正常であれば、エンジン２２をクランキングする場合にモータジェネレータＭＧ１を駆動したときにモータジェネレータＭＧ２の回転軸に生じる反力は、モータジェネレータＭＧ２を駆動することによってキャンセルしていた。
【００６４】
しかし、モータジェネレータＭＧ２系に異常が発生している場合には、この反力をキャンセルすることができない。シフトレンジがＰレンジであった場合には、パーキングロック機構３６によって車輪の駆動軸が固定されているので、エンジン始動の反力で車両が逆方向に走行する心配はない。そこでモータジェネレータＭＧ１の回転速度をＮｍ１（１）に増加させる。すると動力分割機構３０の働きによってエンジン回転速度がＮｅ（１）に増加する。これにより、エンジン２２が自立運転可能となる。
【００６５】
再び図２を参照して、ステップＳ４においてシフトレンジがＰレンジでなかった場合には、ステップＳ５に処理が進む。ステップＳ５では、共線図から算出した車速Ｖｃの絶対値がしきい値Ｂ（ｋｍ／ｈ）よりも大きいか否かが判断される。ここで、しきい値Ｂは、エンジン始動時に駆動軸に生じる反力を車両の慣性力が上回るような値に設定される。すなわち、車両がＢ（ｋｍ／ｈ）よりも大きい速度で走行していれば、エンジンを始動させたときにモータジェネレータＭＧ２で反力をキャンセルしなくても、車両が逆方向に動くことは無い。なお、ステップＳ５において、車速Ｖｃを用いる代わりに、車輪速センサ８８の出力に基づいて算出された車速Ｖｗの絶対値がしきい値Ｂよりも大きいか否かを判断するように変更しても良い。
【００６６】
ステップＳ５において、｜Ｖｃ｜＞Ｂが成立した場合には、ステップＳ６に処理が進む。ステップＳ６では、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジンＥＣＵ２４およびモータＥＣＵ４０に対してエンジン始動を要求する。モータＥＣＵ４０はモータジェネレータＭＧ２のインバータをシャットダウンして非駆動状態としつつ、エンジン２２をクランキングするために、モータジェネレータＭＧ１を回転させる。
【００６７】
ステップＳ５において、｜Ｖｃ｜＞Ｂが成立していない場合には、ステップＳ７に処理が進む。ステップＳ７では、車両停止時におけるエンジン始動処理が実行される。
【００６８】
図５は、図２のステップＳ７で実行される車両停止時のエンジン始動処理を説明するためのフローチャートである。
【００６９】
図１、図５を参照して、まずステップＳ１０１において、ＨＡＣ（ヒルスタートアシストコントロール）が使用可能であるか否かが判断される。ＨＡＣは、急な登り坂やすべりやすい丘面で発進する際に、ブレーキペダル８５を踏み込んだあと放しても暫くブレーキ６０を作動させたままにしておくことにより、車両の後退を緩和し発進しやすくする機能である。ステップＳ１０１でＨＡＣが使用可能である場合にはステップＳ１０２に処理が進む。
【００７０】
ステップＳ１０２では、ＨＡＣを作動させる（ブレーキペダルを踏まなくてもブレーキを作動させる）ことで、車輪の駆動軸をロックし、エンジン始動時の反力によって車両が逆方向に動くのを防ぐ。ステップＳ１０２においてブレーキによる駆動輪の固定が完了したら、ステップＳ１０８に処理が進む。
【００７１】
一方、ステップＳ１０１においてＨＡＣが使用可能でなかった場合には、ステップＳ１０３に処理が進む。ステップＳ１０３では、音声や画面表示などで運転者に「シフトレバーをパーキング位置に設定してください。」などのメッセージを伝える。そして、ステップＳ１０４においてシフトレンジがＰレンジに変更されたか否かが判断される。
【００７２】
ステップＳ１０４において、シフトレンジがまだＰレンジでなかった場合には、ステップＳ１０５に処理が進む。ステップＳ１０５では、ステップＳ１０３のＰレンジ移行要求からＸ（秒）が経過したか否かが判断される。まだＸ（秒）が経過していなければステップＳ１０４に処理が戻り、再びシフトレンジがＰレンジに変更されたか否かが判断される。ステップＳ１０５において、Ｘ（秒）が経過していた場合には、時間切れとして、ステップＳ１０６においてＲｅａｄｙＯｆｆすなわち車両のシステムの電源を一旦オフとする。この場合、車両のシステムの電源がオフされると共に、シフトレンジもＰレンジに移動する。したがって、運転者が再起動をかければ、シフトレンジがＰレンジに設定された状態でエンジンを始動できる。
【００７３】
ステップＳ１０４において、Ｐレンジへの移行が確認できた場合には、ステップＳ１０８に処理が進む。
【００７４】
ステップＳ１０８では、ブレーキが作動しているか、またはパーキングロック機構が働いているので、車両が逆方向に動く心配がない。そこで、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジンＥＣＵ２４およびモータＥＣＵ４０に対してエンジン始動を要求する。モータＥＣＵ４０はモータジェネレータＭＧ２のインバータをシャットダウンして非駆動状態としつつ、エンジン２２をクランキングするために、モータジェネレータＭＧ１を回転させる。
【００７５】
ステップＳ１０８においてエンジンの始動が完了するとステップＳ１０９において処理は図２のフローチャートに移る。
【００７６】
再び図２を参照して、ステップＳ３でＮＯであった場合（すなわちエンジンが運転中であった場合）およびステップＳ６またはステップＳ７においてエンジンが始動された場合には、ステップＳ８においてＧＤモードへの移行が行なわれる。
【００７７】
ＧＤモードとは、直行走行モードのことであり、モータジェネレータＭＧ２の運転が停止され、モータジェネレータＭＧ１でエンジントルクの反力を受け持ちながらエンジン２２から動力分割機構３０を介してリングギヤ３２の回転軸に直接伝達されるトルクだけで走行が行なわれる。
【００７８】
ステップＳ８の移行処理が完了すると、ステップＳ１２において制御はメインルーチンに移される。
【００７９】
なお、以上説明したうちの図５のフローチャートのエンジン始動処理は、図１に示す車両の構成のうち後輪を駆動するモータジェネレータＭＧＲが搭載されていない車両（前輪のみ駆動する車両）であっても適用することができる。
【００８０】
次に、始動時の反力のキャンセルにモータジェネレータＭＧＲも使用する変形例について説明する。
【００８１】
図６は、車両停止時のエンジン始動処理の変形例を説明するためのフローチャートである。
【００８２】
図６に示したフローチャートの処理は、図２のステップＳ７に代えてステップＳ７Ａとして実行される。そして、図６に示したフローチャートの処理には、図５に示したステップＳ７の処理に加えてステップＳ２０１，Ｓ２０２の処理が追加されている。ステップＳ１０１〜Ｓ１０８の処理は図５で説明したものと同様であるのでここでは説明は繰返さない。
【００８３】
まず、ステップＳ７Ａの処理が開始されると、ステップＳ２０１において、図１のモータジェネレータＭＧＲが使用可能か否かが判断される。ステップＳ２０１においてモータジェネレータＭＧＲが使用可能であれば、ステップＳ２０２に処理が進み、使用可能でなければステップＳ１０１に処理が進む。
【００８４】
ステップＳ１０１に処理が進んだ場合には、以降図５と同様なステップＳ１０１〜Ｓ１０８の処理が実行される。
【００８５】
ステップＳ２０２に処理が進んだ場合には、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジンＥＣＵ２４およびモータＥＣＵ４０に対してエンジン始動を要求する。モータＥＣＵ４０はモータジェネレータＭＧ２のインバータをシャットダウンして非駆動状態としつつ、エンジン２２をクランキングするために、モータジェネレータＭＧ１を回転させる。同時にモータＥＣＵ４０は、モータジェネレータＭＧ１の反力をキャンセルするためにモータジェネレータＭＧＲを駆動する。後輪を駆動するモータジェネレータＭＧＲに前進方向にトルクを発生させれば、前輪において後退方向に反力トルクが発生しても、両者をキャンセルさせることができるので車両の後退が防止できる。
【００８６】
これにより、エンジン停止時であってもエンジンを始動させて直行走行モード（ＧＤモード）に移行することができる。
【００８７】
［動作例］
車速８０ｋｍ／ｈから車速４０ｋｍ／ｈに減速中にモータジェネレータＭＧ２に故障が発生した場合を考える。減速時には、エンジン回転速度は停止側に動くので、故障検出後（たとえば、レゾルバ４４の断線など）にエンジン２２を始動する。故障検出直後はモータジェネレータＭＧ２の回転速度から算出している車速Ｖ（ＥＣＵ認識車速）が信用できない値となっている。たとえば実際の車速が４０ｋｍ／ｈだがレゾルバ４４の出力より算出する車速が３ｋｍ／ｈであるなどということが発生する。そこで車速算出方法を、共線図を用いた方法に切替え車速Ｖｃを算出する。ただし、応答がやや遅いので車速Ｖｃが実際の車速になるまでたとえば１秒を要する。
【００８８】
この遅延を検出する方法として、図２のステップＳ２において｜Ｖｗ−Ｖｃ｜を監視し、この差がＡ（たとえば１ｋｍ／ｈ）より小さくなればＶｃが実際の車速になったとみなし、車速に応じて直行モードに移行する。差がＡ以上である場合には、エンジン２２が始動してなければインバータのゲートをシャットダウンし、駆動力をカットした状態で車速Ｖｃが実際の車速になるのを待つ。差がＡ以上である場合であって、エンジン２２が始動しているときには、エンジンが停止するのを防ぐべく、モータジェネレータＭＧ１でエンジン回転速度を一定値以上に維持する。
【００８９】
ＥＣＵ認識車速が実際の車速になった後、ＥＣＵ認識車速がしきい値Ｂ（例えば３ｋｍ／ｈ）より高い場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、エンジン始動し即座に直行走行モードに移行する。
【００９０】
ＥＣＵ認識車速が実際の車速になった後、ＥＣＵ認識車速がしきい値Ｂ（例えば３ｋｍ／ｈ）より低い場合（ステップＳ５でＮＯ）、車両停止時エンジン始動処理（ステップＳ７）を行なった後直行走行モードに移行する。
【００９１】
車両停止時エンジン始動処理では、車両が４輪駆動車両であれば、エンジン始動時に逆方向に進行させる反力トルクをモータジェネレータＭＧＲのトルクによって相殺し（ステップＳ１０２）、直行走行モードに移行させる。車両が２輪駆動車両であれば、ＨＡＣを用いて逆方向進行を防止し、エンジンを始動させ直行走行モードに移行させる。ＨＡＣが使えない場合には、「Ｐレンジに入れてください」というメッセージを表示し（ステップＳ１０３）、Ｐレンジでのエンジン始動を促す。
【００９２】
［まとめ］
最後に、図面を再び参照して本実施の形態について総括する。なお、以下説明の簡単のため、主として発電機として動作するモータジェネレータＭＧ１をジェネレータＭＧ１と称し、主として電動機として動作するモータジェネレータＭＧ２をモータＭＧ２と称している。
【００９３】
図１、図２を参照して、ハイブリッド車両２０は、車輪と、車輪を固定するロック機構３６と、モータＭＧ２と、エンジン２２と、モータＭＧ２およびエンジン２２からのトルクを車輪の駆動軸に伝達する動力分割機構３０と、モータＭＧ２およびエンジン２２を制御するとともに動力分割機構３０の分配比を可変に制御する制御ユニット７０とを備える。制御ユニット７０は、ロック機構３６が非作動状態においてモータＭＧ２に異常が発生した場合であって、車速が所定値（Ｂｋｍ／ｈ）より大きいときには（ステップＳ５でＹＥＳ）、モータＭＧ２を非駆動状態としエンジン２２からのトルクを車輪に伝達するように動力分割機構３０を制御する（ステップＳ８）。
【００９４】
好ましくは、制御ユニット７０は、モータＭＧ２に異常が発生した場合であって、車速が所定値（Ｂｋｍ／ｈ）より小さくかつエンジン２２が停止しているときには（ステップＳ３でＹＥＳかつステップＳ５でＮＯ）、ロック機構３６が作動するまで待ってから（ステップＳ１０４でＹＥＳ）エンジン２２を始動させ（ステップＳ１０８）、モータＭＧ２を非駆動状態としエンジン２２からのトルクを車輪に伝達するように動力分割機構３０を制御する（ステップＳ８）。
【００９５】
より好ましくは、図２、図５に示すように、制御ユニット７０は、モータＭＧ２に異常が発生した場合であって（ステップＳ１でＹＥＳ）、車速Ｖｃが所定値（Ｂｋｍ／ｈ）より小さくかつエンジン２２が停止しているときには（ステップＳ３でＹＥＳかつステップＳ５でＮＯ）、ロック機構３６を作動させる操作を運転者に要求し（ステップＳ１０３）、運転者が要求した操作を行なわないときには（ステップＳ１０５）、車両の動作を停止させる（ステップＳ１０６）。
【００９６】
好ましくは、ハイブリッド車両２０は、車輪に制動力を与えるブレーキ６０をさらに備える。図２、図５に示すように、制御ユニット７０は、モータＭＧ２に異常が発生した場合であって（ステップＳ１でＹＥＳ）、車速Ｖｃが所定値（Ｂｋｍ／ｈ）より小さくかつエンジン２２が停止しているときには（ステップＳ３でＹＥＳかつステップＳ５でＮＯ）、ブレーキ６０を作動させてからエンジン２２を始動させ（ステップＳ１０２，Ｓ１０８）、モータＭＧ２を非駆動状態としエンジン２２からのトルクを車輪に伝達するように動力分割機構３０を制御する（ステップＳ８）。
【００９７】
好ましくは、ハイブリッド車両２０は、ジェネレータＭＧ１をさらに備える。動力分割機構３０は、３つの回転軸がモータＭＧ２、エンジン２２およびジェネレータＭＧ１からのトルクを受けるように構成される。制御ユニット７０は、モータＭＧ２に異常が発生した場合であって、車速が所定値より大きいときには（ステップＳ１でＹＥＳかつステップＳ５でＹＥＳ）、モータＭＧ２を非駆動状態としジェネレータＭＧ１の回転を制御することによってエンジン２２からのトルクを車輪に伝達するように動力分割機構３０を制御する（ステップＳ８）。
【００９８】
より好ましくは、図３および式（１）の関係を用いて、制御ユニット７０は、車速をエンジン２２の回転速度ＮｅおよびジェネレータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１に基づいて算出する。
【００９９】
より好ましくは、ハイブリッド車両２０は、車輪速センサ８８をさらに備える。制御ユニット７０は、車速を車輪速センサ８８の出力に基づいて算出する。
【０１００】
より好ましくは、ハイブリッド車両２０は、車輪速センサ８８をさらに備える。制御ユニット７０は、モータＭＧ２に異常が発生した場合に、エンジン２２の回転速度およびジェネレータＭＧ１の回転速度に基づいて算出した第１の車速Ｖｃと、車輪速センサ８８の出力に基づいて算出した第２の車速Ｖｗとを比較し、第１、第２の車速の差分が所定値より小さい場合に（ステップＳ２でＹＥＳ）エンジン２２を始動させ（図２：ステップＳ６またはステップＳ７）、差分が所定値より大きい場合には（ステップＳ２でＮＯ）モータおよびジェネレータＭＧ１を非駆動状態として差分が所定値より小さくなるまでエンジン２２の始動をせずに待機する（図２：ステップＳ９〜ステップＳ１１）。
【０１０１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０２】
２０ ハイブリッド車両、２２ エンジン、２４ エンジンＥＣＵ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分割機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３６ パーキングロック機構、３６ａ パーキングギヤ、３６ｂ パーキングロックポール、３７ ギヤ機構、３７ａ，９６ ファイナルギヤ、３８，９８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 前輪、４０ モータＥＣＵ、４１，４２，９２ インバータ、４３，４４ レゾルバ、４８ 回転軸、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリＥＣＵ、５４ 電力ライン、６０ ブレーキ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ フラッシュＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車輪速センサ、９９ａ，９９ｂ 後輪、ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲ モータジェネレータ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハイブリッド車両に関し、特に、エンジンとモータとを用いて車輪を駆動するように構成されたハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００８−２９０５４７号公報（特許文献１）は、駆動軸に動力を出力する電動機の回転検出手段が異常状態であると疑われる際に、より確実に動力を出力することができるハイブリッド自動車を開示している。
【０００３】
このハイブリッド自動車は、システム起動時に、モータジェネレータＭＧ２の回転状態を検出する回転位置検出センサの状態を検出する。回転位置検出センサの状態が正常状態であると検出されていないときには、エンジンを始動するようモータジェネレータＭＧ１とエンジンとを駆動制御する。回転位置検出センサの状態が異常状態であると検出されたときには、モータジェネレータＭＧ１を介してエンジンから出力されるトルクだけがこのリングギヤ軸に出力されるようエンジンとモータジェネレータＭＧ１とを駆動制御する。このように、回転位置検出センサが異常状態であると疑われるときには、その後、エンジンの始動ができなくなることがあり得るため、エンジンを始動しておくことによって、より確実に動力を出力する。
【０００４】
このようにして、モータジェネレータＭＧ２に故障が発生した可能性があっても、エンジンからのトルクによって退避走行を行なうことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２９０５４７号公報
【特許文献２】特開２００８−１６８７７３号公報
【特許文献３】特開２００６−２５０２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特開２００８−２９０５４７号公報に開示された技術では、システム起動時に異常検出を行なうことが示されているのみで、車両起動後の停車時や走行時に異常が検出された場合の処理については特に示されていない。
【０００７】
車両のシフトレンジがパーキング（Ｐ）レンジ以外である場合にモータジェネレータＭＧ２の回転状態が制御できなければ、モータジェネレータＭＧ１を始動するとその反力で車両が動く可能性がある。このためシフトレンジがＰレンジ以外であれば、走行中であっても一旦車両を停止させ車両のシステムを再起動しなければ退避走行をさせることができない。
【０００８】
走行中に故障が発生した場合であっても、可能であれば速やかに退避走行をさせるほうが望ましい。
【０００９】
この発明の目的は、故障発生時に速やかに退避走行をさせることができるハイブリッド車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、要約すると、ハイブリッド車両であって、車輪と、車輪を固定するロック機構と、モータと、エンジンと、モータおよびエンジンからのトルクを車輪の駆動軸に伝達する動力分割機構と、モータおよびエンジンを制御するとともに動力分割機構の分配比を可変に制御する制御装置とを備える。制御装置は、ロック機構が非作動状態においてモータに異常が発生した場合であって、車速が所定値より大きいときには、モータを非駆動状態としエンジンからのトルクを車輪に伝達するように動力分割機構を制御する。
【００１１】
好ましくは、制御装置は、モータに異常が発生した場合であって、車速が所定値より小さくかつエンジンが停止しているときには、ロック機構が作動するまで待ってからエンジンを始動させ、モータを非駆動状態としエンジンからのトルクを車輪に伝達するように動力分割機構を制御する。
【００１２】
より好ましくは、制御装置は、モータに異常が発生した場合であって、車速が所定値より小さくかつエンジンが停止しているときには、ロック機構を作動させる操作を運転者に要求し、運転者が要求した操作を行なわないときには、車両の動作を停止させる。
【００１３】
好ましくは、ハイブリッド車両は、車輪に制動力を与えるブレーキをさらに備える。制御装置は、モータに異常が発生した場合であって、車速が所定値より小さくかつエンジンが停止しているときには、ブレーキを作動させてからエンジンを始動させ、モータを非駆動状態としエンジンからのトルクを車輪に伝達するように動力分割機構を制御する。
【００１４】
好ましくは、ハイブリッド車両は、ジェネレータをさらに備える。動力分割機構は、３つの回転軸がモータ、エンジンおよびジェネレータからのトルクを受けるように構成される。制御装置は、モータに異常が発生した場合であって、車速が所定値より大きいときには、モータを非駆動状態としジェネレータの回転を制御することによってエンジンからのトルクを車輪に伝達するように動力分割機構を制御する。
【００１５】
より好ましくは、制御装置は、車速をエンジンの回転速度およびジェネレータの回転速度に基づいて算出する。
【００１６】
より好ましくは、ハイブリッド車両は、車輪速センサをさらに備える。制御装置は、車速を車輪速センサの出力に基づいて算出する。
【００１７】
より好ましくは、ハイブリッド車両は、車輪速センサをさらに備える。制御装置は、モータに異常が発生した場合に、エンジンの回転速度およびジェネレータの回転速度に基づいて算出した第１の車速と、車輪速センサの出力に基づいて算出した第２の車速とを比較し、第１、第２の車速の差分が所定値より小さい場合にエンジンを始動させ、差分が所定値より大きい場合にはモータおよびジェネレータを非駆動状態として差分が所定値より小さくなるまでエンジンの始動をせずに待機する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ハイブリッド車両に対して、故障発生時に速やかに退避走行をさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施の形態のハイブリッド車両２０の主たる構成を示す図である。
【図２】本実施の形態で実行されるエンジンの始動および直行走行モードへの移行についての制御を説明するためのフローチャートである。
【図３】動力分割機構の３軸の回転速度の関係を説明するための共線図である。
【図４】エンジンを始動させる場合の回転速度の変化を説明するための共線図である。
【図５】図２のステップＳ７で実行される車両停止時のエンジン始動処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】車両停止時のエンジン始動処理の変形例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２１】
［車両の全体構成］
図１は、本実施の形態のハイブリッド車両２０の主たる構成を示す図である。
【００２２】
図１を参照して、ハイブリッド車両２０は、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分割機構３０と、動力分割機構３０に接続された発電可能なモータジェネレータＭＧ１と、動力分割機構３０に接続されたモータジェネレータＭＧ２と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを含む。
【００２３】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油など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２２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）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２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７０に出力する。
【００２４】
動力分割機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、サンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを含む。動力分割機構３０は、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。
【００２５】
キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が連結され、サンギヤ３１にはモータジェネレータＭＧ１が連結されている。動力分割機構３０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３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配する。動力分割機構３０は、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３４から入力されるエンジン２２からの回転力とサンギヤ３１から入力されるモータジェネレータＭＧ１からの回転力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ３２の回転軸からギヤ機構３７、デファレンシャルギヤ３８を介して前輪３９ａ，３９ｂに出力される。
【００２６】
ギヤ機構３７には、パーキングロック機構３６が取り付けられている。パーキングロック機構３６は、ファイナルギヤ３７ａに取り付けられたパーキングギヤ３６ａと、パーキングギヤ３６ａと噛み合ってその回転駆動を停止した状態でロックするパーキングロックポール３６ｂとを含む。パーキングロックポール３６ｂは、シフトレバー８１によって与えられるパーキングポジション（Ｐポジション）への変更信号が図示しないシフトケーブルを介して伝達されることにより、上下に作動する。パーキングロックポール３６ｂは、パーキングギヤ３６ａとの噛合およびその解除によりパーキングロックおよびその解除を行なう。
【００２７】
ファイナルギヤ３７ａは、機械的に駆動軸としてのリングギヤ３２の回転軸に接続されているから、パーキングロック機構３６は間接的に駆動軸としてのリングギヤ３２の回転軸をロックすることになる。
【００２８】
モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２は、発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機を用いることができる。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。
【００２９】
インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線を含む。これにより、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の一方で発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２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とモータジェネレータＭＧ２とにより電力収支のバランスをとるようにすれば、バッテリ５０は充放電されない。
【００３０】
ハイブリッド車両２０は、さらに、インバータ９２と、モータジェネレータＭＧＲと、ファイナルギヤ９６と、デファレンシャルギヤ９８と、後輪９９ａ、９９ｂとを含む。インバータ９２はモータジェネレータＭＧＲを駆動し、ファイナルギヤ９６の動力は、デファレンシャルギヤ９８を介して後輪９９ａ，９９ｂに出力される。
【００３１】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲは、共にモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲを駆動制御するために必要な信号が入力されている。これらの信号は、例えばモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲの回転子の回転速度を検出するレゾルバからの信号や、図示しない電流センサにより検出されモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲに印加される相電流などを含む。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２，９２へのスイッチング制御信号が出力されている。
【００３２】
モータＥＣＵ４０は、レゾルバ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転速度算出ルーチンによりモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転速度Ｎｍ１，Ｎｍ２やリングギヤ３２の回転軸の回転速度Ｎｒを計算している。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信している。
【００３３】
モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲを駆動制御すると共に、必要に応じてモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲ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７０に出力する。
【００３４】
モータジェネレータＭＧ２の回転軸４８は、リングギヤ３２の回転軸に接続されている。なお、回転軸４８とリングギヤ３２の回転軸との間に、減速機や、減速比が変更可能な変速機などを設けても良い。
【００３５】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０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５０の出力端子に接続された電力ライン５４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５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度などが入力されている。これらのバッテリ５０の状態に関するデータは、必要に応じて通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信される。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０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）も演算している。
【００３６】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心として構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶し情報を書込可能なフラッシュＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを含んで構成される。
【００３７】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ、アクセルペダル８３の踏み込み量に対応したアクセル開度Ａｃｃを検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ、車輪速センサ８８からの車輪速などが入力ポートを介して入力されている。
【００３８】
また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、パーキングロック機構３６への制御信号などが出力されている。なお、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００３９】
このような構成を有するハイブリッド車両２０においては、運転者によるアクセルペダル８３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３２の回転軸に出力すべき要求トルクが計算され、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ３２の回転軸に出力されるようにエンジン２２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。
【００４０】
ハイブリッド車両２０の走行モードとしては、トルク変換走行モード、充放電走行モード、モータ走行モード、直行走行モードなどがある。
【００４１】
トルク変換走行モードでは、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２が運転制御されると共に、エンジン２２から出力される動力のすべてが動力分割機構３０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３２の回転軸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が駆動制御される。
【００４２】
充放電走行モードでは、要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２が運転制御されると共に、バッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分割機構３０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３２の回転軸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が制御される。
【００４３】
モータ走行モードでは、エンジン２２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がリングギヤ３２の回転軸に出力されるようモータジェネレータＭＧ２が運転制御される。
【００４４】
直行走行モードでは、モータジェネレータＭＧ２の運転が停止され、モータジェネレータＭＧ１でエンジントルクの反力を受け持ちながらエンジン２２から動力分割機構３０を介してリングギヤ３２の回転軸に直接伝達されるトルク（これを直達トルクともいう）だけで走行が行なわれる。
【００４５】
［モータジェネレータＭＧ２の故障時の退避走行］
モータジェネレータＭＧ２に関連する故障が検出された場合、この直行走行モードに移行すれば、退避走行をさせることが可能である。しかし、信号待ちなどの停車中であればエンジンの運転が停止されている場合がある。
【００４６】
正常時であれば、このような場合にモータジェネレータＭＧ１でエンジンを始動させるときモータジェネレータＭＧ２によって始動の反力をキャンセルすることができる。しかし、モータジェネレータＭＧ２に関連する故障が発生している場合には、反力のキャンセルができないのでエンジンを始動させると車両が進行方向とは逆に動いてしまう可能性がある。したがって、停車中であれば、パーキングロックがかかっている状態等の車両が動かない状態にしてからエンジンを始動させるのが望ましい。
【００４７】
また、車両が所定の車速以上で走行していれば、車両の慣性力があるため、エンジンの始動時の反力で車両が進行方向とは逆に動いてしまうことはない。したがって、車両が動かない状態でなくてもエンジンを始動させることができる。しかし、モータジェネレータＭＧ２の回転速度は、精度良く計測されているので車速の算出にも用いられている。モータジェネレータＭＧ２の回転速度を検出するレゾルバ４４に故障が発生した場合には、車両が停車中か否かも不明となり、エンジンの始動が可能な状況であるにも拘わらずその状況が検出できない。
【００４８】
このような場合に必ず車両システムを停止させる必要があるのでは、走行中であっても車両を停止させなければ退避走行に移れないため不便である。したがって、本実施の形態では、エンジンの始動が可能な状況である場合に、故障したレゾルバ以外の手段で状況を把握してエンジンを始動させる。
【００４９】
図２は、本実施の形態で実行されるエンジンの始動および直行走行モードへの移行についての制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに、呼び出されて実行される。
【００５０】
図２を参照して、このフローチャートの処理が開始されると、ステップＳ１において、モータジェネレータＭＧ２系のフェールが発生しているか否かが判断される。モータジェネレータＭＧ２系のフェールとは、たとえば図１のレゾルバ４４の故障や、インバータ４２からモータジェネレータＭＧ２に供給される電流を検出するセンサ（図示せず）の故障などである。
【００５１】
ステップＳ１においてモータジェネレータＭＧ２系のフェールが発生していなかった場合には、ステップＳ１２に処理が進み、制御はメインルーチンに移される。一方、ステップＳ１においてモータジェネレータＭＧ２系のフェールが発生していた場合には、ステップＳ２に処理が進む。
【００５２】
ステップＳ２では、エンジン回転速度ＮｅおよびモータジェネレータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１に基づいて共線図から算出された車速Ｖｃと車輪速センサ８８の出力に基づいて算出された車速Ｖｗとの差の絶対値が所定値Ａより小か否かが判断される。
【００５３】
図３は、動力分割機構の３軸の回転速度の関係を説明するための共線図である。
図３を参照して、動力分割機構の３軸には、モータジェネレータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１、エンジン回転速度Ｎｅ、およびモータジェネレータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２がそれぞれ与えられる。動力分割機構３０には遊星歯車機構を使用しているため、エンジン２２の回転速度ＮｅおよびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度Ｎｍ１，Ｎｍ２については、図３に示す共線図に示すように直線上に並ぶように連動して動く。
【００５４】
そして、エンジン回転速度Ｎｅ，モータジェネレータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１およびモータジェネレータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２は式（１）で示す関係が成立する。
Ｎｅ＝Ｎｍ１×１／（１＋ρ）＋Ｎｍ２×ρ／（１＋ρ）・・・（１）
この式により、モータジェネレータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１とエンジン２２の回転速度Ｎｅとに基づいてモータジェネレータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２を算出することができる。
【００５５】
通常、車速が一定の場合、（ａ）モータジェネレータＭＧ２のレゾルバ４４の出力に基づいて求められる車速Ｖと、（ｂ）モータジェネレータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１およびエンジン回転速度Ｎｅに基づいて式（１）を用いて算出した車速Ｖｃと、（ｃ）車速Ｖｗ（車輪速）とは同じ値を示す。ここで、モータジェネレータＭＧ２のレゾルバ４４が故障したときは（ａ）の車速Ｖの値のみが信頼できなくなる。
【００５６】
このような故障が検出された場合には、車両制御に用いる車速を（ａ）で求めた車速Ｖから（ｂ）で求めた車速Ｖｃに切替えるようにしている。しかし、車速Ｖｃは演算周期が遅い変数を参照して求めているので、切替え後に正常な車速に復帰するまでに所定時間末必要がある。（ｂ）で求めた車速Ｖｃと（ｃ）で求めた車速Ｖｗとの偏差が小さくなったら車速Ｖｃが正しい値に更新されたと考えられるので、ステップＳ２においてこの判断を行なっている。
【００５７】
ステップＳ２において、｜Ｖｃ−Ｖｗ｜＜Ａが成立しない場合には、まだ車速Ｖｃが正しい値に更新されていないので、ステップＳ９に処理が進み、エンジンの始動やＧＤモードへの移行は行なわない。この場合、ステップＳ９においてエンジン停止中か否かが判断される。ステップＳ９でエンジン停止中であれば、ステップＳ１０に処理が進み、インバータ４１，４２のスイッチング素子のゲートをシャットダウンして非活性状態とし、待機させる。一方、ステップＳ９でエンジン停止中でなければ、ステップＳ１１に処理が進み、モータジェネレータＭＧ１を用いてエンジンが停止しないようにエンジン回転速度の低下を防止する。
【００５８】
ステップＳ１０、Ｓ１１のいずれかの処理が実行された場合には、ステップＳ１２に処理が進み制御はメインルーチンに移される。
【００５９】
一方、ステップＳ２において、｜Ｖｃ−Ｖｗ｜＜Ａが成立している場合には、車速Ｖｃが正しい値に更新されていると考えられるので、ステップＳ３に処理が進む。ステップＳ３ではエンジン停止中か否かが判断される。ステップＳ３においてエンジンが停止中であると判断された場合には、ステップＳ４に処理が進み、エンジン停止中でなければステップＳ８に処理が進む。ステップＳ４ではでシフトレンジがＰレンジであるか否かが判断される。
【００６０】
ステップＳ４において、シフトレンジがＰレンジであった場合には、パーキングロック機構３６によって車輪の駆動軸が固定されているので、エンジン始動の反力で車両が逆方向に走行する心配はない。そこでステップＳ４からステップＳ６に処理が進む。ステップＳ６では、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジンＥＣＵ２４およびモータＥＣＵ４０に対してエンジン始動を要求する。モータＥＣＵ４０はモータジェネレータＭＧ２のインバータをシャットダウンして非駆動状態としつつ、エンジン２２をクランキングするために、モータジェネレータＭＧ１を回転させる。
【００６１】
図４は、エンジンを始動させる場合の回転速度の変化を説明するための共線図である。
図４を参照して、車両停止中（Ｎｍ２＝０）においてエンジン始動前では、エンジン回転速度Ｎｅ（０）＝０、モータジェネレータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１（０）＝０である。
【００６２】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジンＥＣＵ２４およびモータＥＣＵ４０に対してエンジン始動を要求する。モータＥＣＵ４０はモータジェネレータＭＧ２のインバータをシャットダウンして非駆動状態とすると共に、エンジン２２をクランキングするために、モータジェネレータＭＧ１を回転させる。
【００６３】
モータジェネレータＭＧ２が正常であれば、エンジン２２をクランキングする場合にモータジェネレータＭＧ１を駆動したときにモータジェネレータＭＧ２の回転軸に生じる反力は、モータジェネレータＭＧ２を駆動することによってキャンセルしていた。
【００６４】
しかし、モータジェネレータＭＧ２系に異常が発生している場合には、この反力をキャンセルすることができない。シフトレンジがＰレンジであった場合には、パーキングロック機構３６によって車輪の駆動軸が固定されているので、エンジン始動の反力で車両が逆方向に走行する心配はない。そこでモータジェネレータＭＧ１の回転速度をＮｍ１（１）に増加させる。すると動力分割機構３０の働きによってエンジン回転速度がＮｅ（１）に増加する。これにより、エンジン２２が自立運転可能となる。
【００６５】
再び図２を参照して、ステップＳ４においてシフトレンジがＰレンジでなかった場合には、ステップＳ５に処理が進む。ステップＳ５では、共線図から算出した車速Ｖｃの絶対値がしきい値Ｂ（ｋｍ／ｈ）よりも大きいか否かが判断される。ここで、しきい値Ｂは、エンジン始動時に駆動軸に生じる反力を車両の慣性力が上回るような値に設定される。すなわち、車両がＢ（ｋｍ／ｈ）よりも大きい速度で走行していれば、エンジンを始動させたときにモータジェネレータＭＧ２で反力をキャンセルしなくても、車両が逆方向に動くことは無い。なお、ステップＳ５において、車速Ｖｃを用いる代わりに、車輪速センサ８８の出力に基づいて算出された車速Ｖｗの絶対値がしきい値Ｂよりも大きいか否かを判断するように変更しても良い。
【００６６】
ステップＳ５において、｜Ｖｃ｜＞Ｂが成立した場合には、ステップＳ６に処理が進む。ステップＳ６では、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジンＥＣＵ２４およびモータＥＣＵ４０に対してエンジン始動を要求する。モータＥＣＵ４０はモータジェネレータＭＧ２のインバータをシャットダウンして非駆動状態としつつ、エンジン２２をクランキングするために、モータジェネレータＭＧ１を回転させる。
【００６７】
ステップＳ５において、｜Ｖｃ｜＞Ｂが成立していない場合には、ステップＳ７に処理が進む。ステップＳ７では、車両停止時におけるエンジン始動処理が実行される。
【００６８】
図５は、図２のステップＳ７で実行される車両停止時のエンジン始動処理を説明するためのフローチャートである。
【００６９】
図１、図５を参照して、まずステップＳ１０１において、ＨＡＣ（ヒルスタートアシストコントロール）が使用可能であるか否かが判断される。ＨＡＣは、急な登り坂やすべりやすい丘面で発進する際に、ブレーキペダル８５を踏み込んだあと放しても暫くブレーキ６０を作動させたままにしておくことにより、車両の後退を緩和し発進しやすくする機能である。ステップＳ１０１でＨＡＣが使用可能である場合にはステップＳ１０２に処理が進む。
【００７０】
ステップＳ１０２では、ＨＡＣを作動させる（ブレーキペダルを踏まなくてもブレーキを作動させる）ことで、車輪の駆動軸をロックし、エンジン始動時の反力によって車両が逆方向に動くのを防ぐ。ステップＳ１０２においてブレーキによる駆動輪の固定が完了したら、ステップＳ１０８に処理が進む。
【００７１】
一方、ステップＳ１０１においてＨＡＣが使用可能でなかった場合には、ステップＳ１０３に処理が進む。ステップＳ１０３では、音声や画面表示などで運転者に「シフトレバーをパーキング位置に設定してください。」などのメッセージを伝える。そして、ステップＳ１０４においてシフトレンジがＰレンジに変更されたか否かが判断される。
【００７２】
ステップＳ１０４において、シフトレンジがまだＰレンジでなかった場合には、ステップＳ１０５に処理が進む。ステップＳ１０５では、ステップＳ１０３のＰレンジ移行要求からＸ（秒）が経過したか否かが判断される。まだＸ（秒）が経過していなければステップＳ１０４に処理が戻り、再びシフトレンジがＰレンジに変更されたか否かが判断される。ステップＳ１０５において、Ｘ（秒）が経過していた場合には、時間切れとして、ステップＳ１０６においてＲｅａｄｙＯｆｆすなわち車両のシステムの電源を一旦オフとする。この場合、車両のシステムの電源がオフされると共に、シフトレンジもＰレンジに移動する。したがって、運転者が再起動をかければ、シフトレンジがＰレンジに設定された状態でエンジンを始動できる。
【００７３】
ステップＳ１０４において、Ｐレンジへの移行が確認できた場合には、ステップＳ１０８に処理が進む。
【００７４】
ステップＳ１０８では、ブレーキが作動しているか、またはパーキングロック機構が働いているので、車両が逆方向に動く心配がない。そこで、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジンＥＣＵ２４およびモータＥＣＵ４０に対してエンジン始動を要求する。モータＥＣＵ４０はモータジェネレータＭＧ２のインバータをシャットダウンして非駆動状態としつつ、エンジン２２をクランキングするために、モータジェネレータＭＧ１を回転させる。
【００７５】
ステップＳ１０８においてエンジンの始動が完了するとステップＳ１０９において処理は図２のフローチャートに移る。
【００７６】
再び図２を参照して、ステップＳ３でＮＯであった場合（すなわちエンジンが運転中であった場合）およびステップＳ６またはステップＳ７においてエンジンが始動された場合には、ステップＳ８においてＧＤモードへの移行が行なわれる。
【００７７】
ＧＤモードとは、直行走行モードのことであり、モータジェネレータＭＧ２の運転が停止され、モータジェネレータＭＧ１でエンジントルクの反力を受け持ちながらエンジン２２から動力分割機構３０を介してリングギヤ３２の回転軸に直接伝達されるトルクだけで走行が行なわれる。
【００７８】
ステップＳ８の移行処理が完了すると、ステップＳ１２において制御はメインルーチンに移される。
【００７９】
なお、以上説明したうちの図５のフローチャートのエンジン始動処理は、図１に示す車両の構成のうち後輪を駆動するモータジェネレータＭＧＲが搭載されていない車両（前輪のみ駆動する車両）であっても適用することができる。
【００８０】
次に、始動時の反力のキャンセルにモータジェネレータＭＧＲも使用する変形例について説明する。
【００８１】
図６は、車両停止時のエンジン始動処理の変形例を説明するためのフローチャートである。
【００８２】
図６に示したフローチャートの処理は、図２のステップＳ７に代えてステップＳ７Ａとして実行される。そして、図６に示したフローチャートの処理には、図５に示したステップＳ７の処理に加えてステップＳ２０１，Ｓ２０２の処理が追加されている。ステップＳ１０１〜Ｓ１０８の処理は図５で説明したものと同様であるのでここでは説明は繰返さない。
【００８３】
まず、ステップＳ７Ａの処理が開始されると、ステップＳ２０１において、図１のモータジェネレータＭＧＲが使用可能か否かが判断される。ステップＳ２０１においてモータジェネレータＭＧＲが使用可能であれば、ステップＳ２０２に処理が進み、使用可能でなければステップＳ１０１に処理が進む。
【００８４】
ステップＳ１０１に処理が進んだ場合には、以降図５と同様なステップＳ１０１〜Ｓ１０８の処理が実行される。
【００８５】
ステップＳ２０２に処理が進んだ場合には、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジンＥＣＵ２４およびモータＥＣＵ４０に対してエンジン始動を要求する。モータＥＣＵ４０はモータジェネレータＭＧ２のインバータをシャットダウンして非駆動状態としつつ、エンジン２２をクランキングするために、モータジェネレータＭＧ１を回転させる。同時にモータＥＣＵ４０は、モータジェネレータＭＧ１の反力をキャンセルするためにモータジェネレータＭＧＲを駆動する。後輪を駆動するモータジェネレータＭＧＲに前進方向にトルクを発生させれば、前輪において後退方向に反力トルクが発生しても、両者をキャンセルさせることができるので車両の後退が防止できる。
【００８６】
これにより、エンジン停止時であってもエンジンを始動させて直行走行モード（ＧＤモード）に移行することができる。
【００８７】
［動作例］
車速８０ｋｍ／ｈから車速４０ｋｍ／ｈに減速中にモータジェネレータＭＧ２に故障が発生した場合を考える。減速時には、エンジン回転速度は停止側に動くので、故障検出後（たとえば、レゾルバ４４の断線など）にエンジン２２を始動する。故障検出直後はモータジェネレータＭＧ２の回転速度から算出している車速Ｖ（ＥＣＵ認識車速）が信用できない値となっている。たとえば実際の車速が４０ｋｍ／ｈだがレゾルバ４４の出力より算出する車速が３ｋｍ／ｈであるなどということが発生する。そこで車速算出方法を、共線図を用いた方法に切替え車速Ｖｃを算出する。ただし、応答がやや遅いので車速Ｖｃが実際の車速になるまでたとえば１秒を要する。
【００８８】
この遅延を検出する方法として、図２のステップＳ２において｜Ｖｗ−Ｖｃ｜を監視し、この差がＡ（たとえば１ｋｍ／ｈ）より小さくなればＶｃが実際の車速になったとみなし、車速に応じて直行モードに移行する。差がＡ以上である場合には、エンジン２２が始動してなければインバータのゲートをシャットダウンし、駆動力をカットした状態で車速Ｖｃが実際の車速になるのを待つ。差がＡ以上である場合であって、エンジン２２が始動しているときには、エンジンが停止するのを防ぐべく、モータジェネレータＭＧ１でエンジン回転速度を一定値以上に維持する。
【００８９】
ＥＣＵ認識車速が実際の車速になった後、ＥＣＵ認識車速がしきい値Ｂ（例えば３ｋｍ／ｈ）より高い場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、エンジン始動し即座に直行走行モードに移行する。
【００９０】
ＥＣＵ認識車速が実際の車速になった後、ＥＣＵ認識車速がしきい値Ｂ（例えば３ｋｍ／ｈ）より低い場合（ステップＳ５でＮＯ）、車両停止時エンジン始動処理（ステップＳ７）を行なった後直行走行モードに移行する。
【００９１】
車両停止時エンジン始動処理では、車両が４輪駆動車両であれば、エンジン始動時に逆方向に進行させる反力トルクをモータジェネレータＭＧＲのトルクによって相殺し（ステップＳ１０２）、直行走行モードに移行させる。車両が２輪駆動車両であれば、ＨＡＣを用いて逆方向進行を防止し、エンジンを始動させ直行走行モードに移行させる。ＨＡＣが使えない場合には、「Ｐレンジに入れてください」というメッセージを表示し（ステップＳ１０３）、Ｐレンジでのエンジン始動を促す。
【００９２】
［まとめ］
最後に、図面を再び参照して本実施の形態について総括する。なお、以下説明の簡単のため、主として発電機として動作するモータジェネレータＭＧ１をジェネレータＭＧ１と称し、主として電動機として動作するモータジェネレータＭＧ２をモータＭＧ２と称している。
【００９３】
図１、図２を参照して、ハイブリッド車両２０は、車輪と、車輪を固定するロック機構３６と、モータＭＧ２と、エンジン２２と、モータＭＧ２およびエンジン２２からのトルクを車輪の駆動軸に伝達する動力分割機構３０と、モータＭＧ２およびエンジン２２を制御するとともに動力分割機構３０の分配比を可変に制御する制御ユニット７０とを備える。制御ユニット７０は、ロック機構３６が非作動状態においてモータＭＧ２に異常が発生した場合であって、車速が所定値（Ｂｋｍ／ｈ）より大きいときには（ステップＳ５でＹＥＳ）、モータＭＧ２を非駆動状態としエンジン２２からのトルクを車輪に伝達するように動力分割機構３０を制御する（ステップＳ８）。
【００９４】
好ましくは、制御ユニット７０は、モータＭＧ２に異常が発生した場合であって、車速が所定値（Ｂｋｍ／ｈ）より小さくかつエンジン２２が停止しているときには（ステップＳ３でＹＥＳかつステップＳ５でＮＯ）、ロック機構３６が作動するまで待ってから（ステップＳ１０４でＹＥＳ）エンジン２２を始動させ（ステップＳ１０８）、モータＭＧ２を非駆動状態としエンジン２２からのトルクを車輪に伝達するように動力分割機構３０を制御する（ステップＳ８）。
【００９５】
より好ましくは、図２、図５に示すように、制御ユニット７０は、モータＭＧ２に異常が発生した場合であって（ステップＳ１でＹＥＳ）、車速Ｖｃが所定値（Ｂｋｍ／ｈ）より小さくかつエンジン２２が停止しているときには（ステップＳ３でＹＥＳかつステップＳ５でＮＯ）、ロック機構３６を作動させる操作を運転者に要求し（ステップＳ１０３）、運転者が要求した操作を行なわないときには（ステップＳ１０５）、車両の動作を停止させる（ステップＳ１０６）。
【００９６】
好ましくは、ハイブリッド車両２０は、車輪に制動力を与えるブレーキ６０をさらに備える。図２、図５に示すように、制御ユニット７０は、モータＭＧ２に異常が発生した場合であって（ステップＳ１でＹＥＳ）、車速Ｖｃが所定値（Ｂｋｍ／ｈ）より小さくかつエンジン２２が停止しているときには（ステップＳ３でＹＥＳかつステップＳ５でＮＯ）、ブレーキ６０を作動させてからエンジン２２を始動させ（ステップＳ１０２，Ｓ１０８）、モータＭＧ２を非駆動状態としエンジン２２からのトルクを車輪に伝達するように動力分割機構３０を制御する（ステップＳ８）。
【００９７】
好ましくは、ハイブリッド車両２０は、ジェネレータＭＧ１をさらに備える。動力分割機構３０は、３つの回転軸がモータＭＧ２、エンジン２２およびジェネレータＭＧ１からのトルクを受けるように構成される。制御ユニット７０は、モータＭＧ２に異常が発生した場合であって、車速が所定値より大きいときには（ステップＳ１でＹＥＳかつステップＳ５でＹＥＳ）、モータＭＧ２を非駆動状態としジェネレータＭＧ１の回転を制御することによってエンジン２２からのトルクを車輪に伝達するように動力分割機構３０を制御する（ステップＳ８）。
【００９８】
より好ましくは、図３および式（１）の関係を用いて、制御ユニット７０は、車速をエンジン２２の回転速度ＮｅおよびジェネレータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１に基づいて算出する。
【００９９】
より好ましくは、ハイブリッド車両２０は、車輪速センサ８８をさらに備える。制御ユニット７０は、車速を車輪速センサ８８の出力に基づいて算出する。
【０１００】
より好ましくは、ハイブリッド車両２０は、車輪速センサ８８をさらに備える。制御ユニット７０は、モータＭＧ２に異常が発生した場合に、エンジン２２の回転速度およびジェネレータＭＧ１の回転速度に基づいて算出した第１の車速Ｖｃと、車輪速センサ８８の出力に基づいて算出した第２の車速Ｖｗとを比較し、第１、第２の車速の差分が所定値より小さい場合に（ステップＳ２でＹＥＳ）エンジン２２を始動させ（図２：ステップＳ６またはステップＳ７）、差分が所定値より大きい場合には（ステップＳ２でＮＯ）モータおよびジェネレータＭＧ１を非駆動状態として差分が所定値より小さくなるまでエンジン２２の始動をせずに待機する（図２：ステップＳ９〜ステップＳ１１）。
【０１０１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０２】
２０ ハイブリッド車両、２２ エンジン、２４ エンジンＥＣＵ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分割機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３６ パーキングロック機構、３６ａ パーキングギヤ、３６ｂ パーキングロックポール、３７ ギヤ機構、３７ａ，９６ ファイナルギヤ、３８，９８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 前輪、４０ モータＥＣＵ、４１，４２，９２ インバータ、４３，４４ レゾルバ、４８ 回転軸、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリＥＣＵ、５４ 電力ライン、６０ ブレーキ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ フラッシュＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車輪速センサ、９９ａ，９９ｂ 後輪、ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲ モータジェネレータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪と、
前記車輪を固定するロック機構と、
モータと、
エンジンと、
前記モータおよび前記エンジンからのトルクを前記車輪の駆動軸に伝達する動力分割機構と、
前記モータおよび前記エンジンを制御するとともに前記動力分割機構の分配比を可変に制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記ロック機構が非作動状態において前記モータに異常が発生した場合であって、車速が所定値より大きいときには、前記モータを非駆動状態とし前記エンジンからのトルクを前記車輪に伝達するように前記動力分割機構を制御する、ハイブリッド車両。
【請求項２】
前記制御装置は、前記モータに異常が発生した場合であって、車速が所定値より小さくかつ前記エンジンが停止しているときには、前記ロック機構が作動するまで待ってから前記エンジンを始動させ、前記モータを非駆動状態とし前記エンジンからのトルクを前記車輪に伝達するように前記動力分割機構を制御する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記制御装置は、前記モータに異常が発生した場合であって、車速が所定値より小さくかつ前記エンジンが停止しているときには、前記ロック機構を作動させる操作を運転者に要求し、運転者が要求した操作を行なわないときには、車両の動作を停止させる、請求項２に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記車輪に制動力を与えるブレーキをさらに備え、
前記制御装置は、前記モータに異常が発生した場合であって、車速が所定値より小さくかつ前記エンジンが停止しているときには、前記ブレーキを作動させてから前記エンジンを始動させ、前記モータを非駆動状態とし前記エンジンからのトルクを前記車輪に伝達するように前記動力分割機構を制御する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
ジェネレータをさらに備え、
前記動力分割機構は、３つの回転軸が前記モータ、前記エンジンおよび前記ジェネレータからのトルクを受けるように構成され、
前記制御装置は、前記モータに異常が発生した場合であって、車速が所定値より大きいときには、前記モータを非駆動状態とし前記ジェネレータの回転を制御することによって前記エンジンからのトルクを前記車輪に伝達するように前記動力分割機構を制御する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項６】
前記制御装置は、前記車速を前記エンジンの回転速度および前記ジェネレータの回転速度に基づいて算出する、請求項５に記載のハイブリッド車両。
【請求項７】
車輪速センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記車速を前記車輪速センサの出力に基づいて算出する、請求項５に記載のハイブリッド車両。
【請求項８】
車輪速センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記モータに異常が発生した場合に、前記エンジンの回転速度および前記ジェネレータの回転速度に基づいて算出した第１の車速と、前記車輪速センサの出力に基づいて算出した第２の車速とを比較し、前記第１、第２の車速の差分が所定値より小さい場合に前記エンジンを始動させ、前記差分が所定値より大きい場合には前記モータおよび前記ジェネレータを非駆動状態として前記差分が前記所定値より小さくなるまで前記エンジンの始動をせずに待機する、請求項５に記載のハイブリッド車両。
【請求項１】
車輪と、
前記車輪を固定するロック機構と、
モータと、
エンジンと、
前記モータおよび前記エンジンからのトルクを前記車輪の駆動軸に伝達する動力分割機構と、
前記モータおよび前記エンジンを制御するとともに前記動力分割機構の分配比を可変に制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記ロック機構が非作動状態において前記モータに異常が発生した場合であって、車速が所定値より大きいときには、前記モータを非駆動状態とし前記エンジンからのトルクを前記車輪に伝達するように前記動力分割機構を制御する、ハイブリッド車両。
【請求項２】
前記制御装置は、前記モータに異常が発生した場合であって、車速が所定値より小さくかつ前記エンジンが停止しているときには、前記ロック機構が作動するまで待ってから前記エンジンを始動させ、前記モータを非駆動状態とし前記エンジンからのトルクを前記車輪に伝達するように前記動力分割機構を制御する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記制御装置は、前記モータに異常が発生した場合であって、車速が所定値より小さくかつ前記エンジンが停止しているときには、前記ロック機構を作動させる操作を運転者に要求し、運転者が要求した操作を行なわないときには、車両の動作を停止させる、請求項２に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記車輪に制動力を与えるブレーキをさらに備え、
前記制御装置は、前記モータに異常が発生した場合であって、車速が所定値より小さくかつ前記エンジンが停止しているときには、前記ブレーキを作動させてから前記エンジンを始動させ、前記モータを非駆動状態とし前記エンジンからのトルクを前記車輪に伝達するように前記動力分割機構を制御する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
ジェネレータをさらに備え、
前記動力分割機構は、３つの回転軸が前記モータ、前記エンジンおよび前記ジェネレータからのトルクを受けるように構成され、
前記制御装置は、前記モータに異常が発生した場合であって、車速が所定値より大きいときには、前記モータを非駆動状態とし前記ジェネレータの回転を制御することによって前記エンジンからのトルクを前記車輪に伝達するように前記動力分割機構を制御する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項６】
前記制御装置は、前記車速を前記エンジンの回転速度および前記ジェネレータの回転速度に基づいて算出する、請求項５に記載のハイブリッド車両。
【請求項７】
車輪速センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記車速を前記車輪速センサの出力に基づいて算出する、請求項５に記載のハイブリッド車両。
【請求項８】
車輪速センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記モータに異常が発生した場合に、前記エンジンの回転速度および前記ジェネレータの回転速度に基づいて算出した第１の車速と、前記車輪速センサの出力に基づいて算出した第２の車速とを比較し、前記第１、第２の車速の差分が所定値より小さい場合に前記エンジンを始動させ、前記差分が所定値より大きい場合には前記モータおよび前記ジェネレータを非駆動状態として前記差分が前記所定値より小さくなるまで前記エンジンの始動をせずに待機する、請求項５に記載のハイブリッド車両。
【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２０１１−４６２５２（Ｐ２０１１−４６２５２Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９５３４２（Ｐ２００９−１９５３４２）
【出願日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【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２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【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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