JP2012240535A - ハイブリッド車両用駆動装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】システム効率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】第１モータジェネレータ３とプラネタリギヤ４のサンギヤＳ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する滑り検出部１２と、サンギヤＳの回転数Ｎ_ｓを第１モータジェネレータ３の回転数（ＭＧ１回転数）Ｎ_ｇに一致させるためのエンジン２の目標回転数Ｎ_ｅ′を算出するエンジン目標回転数算出部１３と、エンジン２の回転数Ｎ_ｅを目標回転数Ｎ_ｅ′へ変化させたときのシステム効率が、ＭＧ１回転数Ｎ_ｇをサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓへ変化させたときのシステム効率より良好となるとの動作条件を満たす場合に、エンジン２の回転数Ｎ_ｅを目標回転数Ｎ_ｅ′へ制御するエンジン制御部１５と、動作条件を満たさない場合に、ＭＧ１回転数Ｎ_ｇをサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓへ制御するＭＧ１制御部１６と、を備える。
【選択図】図１

Description

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。

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動力分割機構としてのプラネタリギヤにトルクリミッタを連結させ、過大なトルクがトルクリミッタに入力された場合に、トルクリミッタに滑りを発生させることで、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。例えば特許文献１には、このような構成において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、トルクリミッタの再係合時のショックを低減させる技術が開示されている。

特開２００５−０４２７０１号公報

しかしながら、特許文献１に記載される技術では、トルクリミッタの滑り発生時には、エンジン出力トルクを低下させるためエンジン出力を制限する必要がある。このようなエンジン出力制限により、エンジン効率が低い動作点で運転される可能性があり、この結果、ハイブリッド車両用駆動装置のシステム効率が低下する虞がある。

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、システム効率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。

本発明は、エンジンに連結されるキャリア、発電機に連結されるサンギヤ、及び出力軸に連結されるリングギヤを有するプラネタリギヤと、前記発電機と前記プラネタリギヤの前記サンギヤとの間に連結されたトルクリミッタと、を備え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、前記トルクリミッタに滑りが発生したことを検出するのに応じて、前記サンギヤの回転数を前記発電機の回転数に一致させるための前記エンジンの目標回転数を算出し、前記エンジンの回転数を前記目標回転数へ変化させたときのシステム効率が、前記発電機の回転数を前記サンギヤの回転数へ変化させたときのシステム効率より良好となるとの動作条件を満たす場合に、前記エンジンの回転数が前記目標回転数となるよう前記エンジンを制御し、前記動作条件を満たさない場合に、前記発電機の回転数が前記サンギヤの回転数となるよう前記発電機を制御することを特徴とする。

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、前記動作条件とは、前記エンジンの前記目標回転数が共振回転数域から外れているとの動作条件であることが好ましい。

同様に、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、前記動作条件とは、前記エンジンの回転数を前記目標回転数へ変化させたときのエンジン効率が、前記発電機の回転数を前記サンギヤの回転数へ変化させたときのエンジン効率より良好となるとの動作条件であることが好ましい。

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に応じて、トルクリミッタに連結される第１モータジェネレータとサンギヤの回転数を一致させるための制御を行うときに、第１モータジェネレータと、サンギヤを連結駆動するエンジンとのうち、システム効率の良くなる方を選択して制御することが可能となるので、ハイブリッド車両用駆動装置のシステム効率を向上させることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の第１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は、本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は、本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は、本発明の第２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５は、本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。

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、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。また、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。

［第１実施形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態の構成について説明する。図１は、本発明の第１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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、エンジン２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の滑り発生を検出したときに、この滑りを抑制すべくエンジン２又は第１モータジェネレータ３のいずれか一方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、エンジン目標回転数算出部１３、条件判定部１４、エンジン制御部１５、第１モータジェネレータ制御部１６（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。

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Ｎ_ｓ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Ｎ_ｅ、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Ｎ_ｓを算出し、この回転数Ｎ_ｓの情報を滑り検出部１２に送信する。

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Ｎ_ｓ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Ｎ_ｇ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Ｎ_ｓ及び第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇ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１６に送信する。

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Ｎ_ｇとエンジン２の回転数Ｎ_ｅ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。

エンジン目標回転数算出部１３は、サンギヤＳの回転数Ｎ_ｓを第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇに一致させるためのエンジンの目標回転数Ｎ_ｅ′を算出する。より詳細には、エンジン目標回転数算出部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、サンギヤＳの回転数Ｎ_ｓと第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇとを一致させるためにエンジン２の回転数Ｎ_ｅを制御する場合を仮定して、エンジンの目標回転数Ｎ_ｅ′を求める。すなわち、目標回転数Ｎ_ｅ′とは、エンジン２の回転数を目標回転数Ｎ_ｅ′に変更させたときに、キャリアＣを介してエンジン２と連結されているサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓが、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇと同一の回転数に遷移されうるエンジン回転数をいうものである。

条件判定部１４は、エンジン目標回転数算出部１３により算出された目標回転数Ｎ_ｅ′に基づき、この目標回転数Ｎ_ｅ′が所定の動作条件を満たすか否かを判定する。この所定の動作条件とは、広義には、「エンジン２の回転数Ｎ_ｅを目標回転数Ｎ_ｅ′へ変化させたときの駆動装置１のシステム効率が、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇをサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓへ変化させたときのシステム効率より良好となること」として定めることができる。特に本実施形態では、条件判定部１４は、「エンジン２の目標回転数Ｎ_ｅ′が共振回転数域から外れていること」を、システム効率の優劣を判定するための具体的な動作条件として設定されている。

つまり、条件判定部１４は、エンジン２の目標回転数Ｎ_ｅ′が共振回転数域から外れていると判定した場合には、エンジン２の回転数Ｎ_ｅを目標回転数Ｎ_ｅ′へ変化させたときの駆動装置１のシステム効率は、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇをサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓへ変化させたときのシステム効率より向上し、動作条件を満たすものと判定することができる。一方、エンジン２の目標回転数Ｎ_ｅ′が共振回転数域内であると判定した場合には、エンジン２の回転数Ｎ_ｅを目標回転数Ｎ_ｅ′へ変化させたときの駆動装置１のシステム効率は、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇをサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓへ変化させたときのシステム効率より低下し、動作条件を満たさないものと判定することができる。

エンジン制御部１５は、条件判定部１４により上記の動作条件を満たすと判定された場合に、エンジン２の回転数Ｎ_ｅが目標回転数Ｎ_ｅ′となるようエンジン２を制御する。エンジン制御部１５は、例えば、目標回転数Ｎ_ｅ′を目標値として、エンジン２の回転数Ｎ_ｅをフィードバック制御することで、エンジン２の回転数Ｎ_ｅを目標回転数Ｎ_ｅ′と一致させることができる。

第１モータジェネレータ制御部１６は、条件判定部１４により上記の動作条件を満たさないと判定された場合に、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇがサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓとなるよう第１モータジェネレータ３を制御する。第１モータジェネレータ制御部１６は、例えば、サンギヤＳの回転数Ｎ_ｓを目標値として、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇ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Ｎ_ｇをサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓと一致させることができる。

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。

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。

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、エンジン目標回転数算出部１３、条件判定部１４、エンジン制御部１５、第１モータジェネレータ制御部１６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、ハイブリッド車両用駆動装置１の定常走行時または加速走行時に所定間隔ごとに繰り返し実施することができる。

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Ｎ_ｅ、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Ｎ_ｓ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Ｎ_ｓ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Ｎ_ｓを直接検出する構成としてもよい。

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Ｎ_ｓ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Ｎ_ｇとが比較され、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇとサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓ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Ｎ_ｇとサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓ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エンジン目標回転数算出部１３に送信して、ステップＳ１０３に移行する。

一方、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇとサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓ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。

次に、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Ｎ_ｇとサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓとが非同一と判定された場合には、エンジン目標回転数算出部１３により、サンギヤＳの回転数Ｎ_ｓを第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇに一致させるためのエンジン２の目標回転数Ｎ_ｅ′が算出される（Ｓ１０３）。エンジン目標回転数算出部１３は、算出したエンジン２の目標回転数Ｎ_ｅ′の情報を条件判定部１４に送信する。

次に、条件判定部１４により、まず、現在のエンジンの回転数Ｎ_ｅ、第１モータジェネレータ３の回転数（ＭＧ１回転数）Ｎ_ｇ、第２モータジェネレータの回転数（ＭＧ２回転数）Ｎ_ｍが、全て正であるか否か、すなわち、エンジン２、第１モータジェネレータ３、第２モータジェネレータが全て正回転しているか否かが判定される（Ｓ１０４）。なお、ＭＧ２回転数Ｎ_ｍは、第２モータジェネレータに設置された回転数センサ９により取得される。エンジンの回転数Ｎ_ｅ、ＭＧ１回転数Ｎ_ｇ、ＭＧ２回転数Ｎ_ｍが、全て正であると判定された場合には、ステップＳ１０５に移行し、それ以外の場合には、ステップＳ１０７に移行する。

ステップＳ１０４においてエンジンの回転数Ｎ_ｅ、ＭＧ１回転数Ｎ_ｇ、ＭＧ２回転数Ｎ_ｍが、全て正であると判定された場合には、引き続き条件判定部１４により、「エンジン２の目標回転数Ｎ_ｅ′が共振回転数域から外れていること」との動作条件を満たすか否かが判定される（Ｓ１０５）。エンジン２の目標回転数Ｎ_ｅ′が共振回転数域から外れており、動作条件を満たすと判定された場合には、ステップＳ１０６に移行する。一方、エンジン２の目標回転数Ｎ_ｅ′が共振回転数域内であり、動作条件を満たさないと判定された場合には、ステップＳ１０７に移行する。

そして、ステップＳ１０５において、エンジン２の目標回転数Ｎ_ｅ′が共振回転数域から外れており、動作条件を満たすと判定された場合には、エンジン２を回転数制御すればシステム効率が向上できるものとして、エンジン制御部１５により、エンジン２の回転数Ｎ_ｅが目標回転数Ｎ_ｅ′となるようエンジン２が制御される（Ｓ１０６）。

一方、ステップＳ１０５においてエンジン２の目標回転数Ｎ_ｅ′が共振回転数域内であり、動作条件を満たさないと判定された場合、または、ステップＳ１０４において、エンジンの回転数Ｎ_ｅ、ＭＧ１回転数Ｎ_ｇ、ＭＧ２回転数Ｎ_ｍの少なくとも一部が正でないと判定された場合には、第１モータジェネレータ制御部１６により、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇがサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓとなるよう第１モータジェネレータ３が制御される（Ｓ１０７）。

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）〜（ｄ）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）〜（ｄ）で、常に直線上に並ぶように連動しながら変化する。

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Ｎ_ｇ及びサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓ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Ｎ_ｅ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。

各共線図（ａ）〜（ｄ）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）又は（ｄ）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），（ｄ）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），（ｄ）の破線２３）→共線図（ｃ）の実線２４ａ又は共線図（ｄ）の実線２４ｂの順で時系列の変化を表している。

なお、図３に示す各共線図（ａ）〜（ｄ）は、ハイブリッド車両の定常走行又は加速走行時における、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、キャリアＣ、サンギヤＳ及び第１モータジェネレータ３の全てが正回転している。

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走行時には、エンジン２及び第２モータジェネレータが駆動して、出力軸に動力が伝達される（すなわちリングギヤＲ及びキャリアＣが正回転する）。また、サンギヤＳも正回転し、このサンギヤＳに連結される第１モータジェネレータ３はサンギヤＳと一体となって正回転され、回生駆動されている。

ここで、エンジン２の回転数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、第１モータジェネレータ３の回生駆動のための負荷がサンギヤＳから外れるので、共線図（ａ）の実線２２（共線図（ｂ）の破線２２）に示すように、サンギヤＳの回転数Ｎ_ｓは正方向に増加する。一方、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇは、トルクリミッタ５の滑り発生後には、エンジンから伝達される駆動力が無くなるため、共線図（ｂ）の実線２３（共線図（ｃ），（ｄ）の破線２３）に示すように、成り行きで低減する。したがって、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇとサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓ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。

そして、特に本実施形態では、このようにトルクリミッタ５に滑りが発生して、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇとサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓが相違したときに、再び両者を一致させるべくエンジン２又は第１モータジェネレータ３のいずれか一方を選択して制御する。この選択のために、本実施形態では、制御装置１０のエンジン目標回転数算出部１３により算出された目標回転数Ｎｅ′が、エンジン２の共振回転数域から外れているという動作条件を満たしているか否かを、条件判定部１４が判定する。

そして、条件判定部１４により動作条件を満たしていると判定された場合には、共線図（ｃ）の実線２４ａに示すように、エンジン制御部１５が、エンジン２の回転数Ｎ_ｅを目標回転数Ｎｅ′へ低減させる制御を行う。この結果、サンギヤＳの回転数Ｎ_ｓが低下し、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇと略同一となる。

一方、条件判定部１４により動作条件を満たしていないと判定された場合には、エンジン回転数を変化させたとしても共振回転数域内のため再び過大トルクが発生し、トルクリミッタ５の滑りが再度発生する可能性が高い。このため、エンジン２を制御する代わりに、共線図（ｄ）の実線２４ｂに示すように、第１モータジェネレータ制御部１６が、第１モータジェネレータの回転数Ｎ_ｇを増加させる制御を行う。この結果、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇが増加し、サンギヤＳの回転数Ｎ_ｓと略同一となる。

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。

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、エンジン目標回転数算出部１３が、サンギヤＳの回転数Ｎ_ｓを第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇに一致させるためのエンジン２の目標回転数Ｎ_ｅ′を算出する。そして、エンジンの回転数Ｎ_ｅを目標回転数Ｎ_ｅ′へ変化させたときのシステム効率が、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇをサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓへ変化させたときのシステム効率より良好となるとの動作条件を満たす場合には、エンジン制御部１５が、エンジン２の回転数Ｎ_ｅが目標回転数Ｎ_ｅ′となるようエンジン２を制御する。一方、動作条件を満たさない場合には、第１モータジェネレータ制御部１６が、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇがサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓとなるよう第１モータジェネレータ３を制御する。

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、トルクリミッタ５に連結される第１モータジェネレータ３とサンギヤＳの回転数を一致させるための制御を行うときに、第１モータジェネレータ３と、サンギヤＳを連結駆動するエンジン２とのうち、システム効率の良くなる方を選択して制御することが可能となるので、ハイブリッド車両用駆動装置１のシステム効率を向上させることができる。また、特許文献１などに開示されているようなトルクリミッタの滑り発生時にエンジン出力制御のみを行う従来技術と比べて、トルクリミッタ５の滑り発生時に必ずしもエンジン２を制御する必要がなくなるので、エンジン出力制限の頻度を減少させることができ、ハイブリッド車両のドライバビリティを改善できる。

また、本実施形態の制御装置１０では、条件判定部１４の動作条件として、具体的には、エンジン２の目標回転数Ｎ_ｅ′が共振回転数域から外れているとの動作条件が設定されている。つまり、エンジン２の目標回転数Ｎ_ｅ′が共振回転数域から外れている場合には、エンジン制御が選択され、一方、エンジン２の目標回転数Ｎ_ｅ′が共振回転数域に含まれる場合には、エンジン２の代わり第１モータジェネレータ３の制御が選択される。これにより、第１モータジェネレータ３とサンギヤＳの回転数を一致させるための制御の実施後に、エンジン回転数が共振回転数域となるのを防止することが可能となり、エンジン２からの過度なトルクの再発を防止して、トルクリミッタ５の滑りの再発を好適に抑制できる。この結果、トルク損失を低減してシステム効率を向上できると共に、トルクリミッタ５の滑りを抑制して耐久性を向上させることができる。

［第２実施形態］
次に、図４，５を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。図４は、本発明の第２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２０の概略構成を示す図であり、図５は、本実施形態の制御装置２０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。

本実施形態は、条件判定部２４が、システム効率の優劣を判定するための具体的な動作条件として、「エンジン２の回転数Ｎ_ｅを目標回転数Ｎ_ｅ′へ変化させたときのエンジン効率が、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇをサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓへ変化させたときのエンジン効率より良好となること」を設定する点で、上述の第１実施形態と異なるものである。

条件判定部２４は、エンジン２のエンジン効率マップを参照して、回転数及び出力トルクに基づきエンジン効率を導出することができる。「第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇをサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓへ変化させたときのエンジン効率」とは、エンジン２の運転状態は第１モータジェネレータ３の制御による影響を受けないので、現在のエンジン２の回転数Ｎ_ｅ及び出力トルクに基づきエンジン効率マップから導出されるエンジン効率ηである。一方、「エンジン２の回転数Ｎ_ｅを目標回転数Ｎ_ｅ′へ変化させたときのエンジン効率」とは、現在のエンジン２の出力トルクと、目標回転数Ｎ_ｅ′とに基づき、エンジン効率マップから導出されるエンジン効率η′である。

条件判定部２４は、エンジン２の回転数Ｎ_ｅを目標回転数Ｎ_ｅ′へ変化させたときのエンジン効率が、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇをサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓへ変化させたときのエンジン効率より向上すると判定した場合には、同様に駆動装置１のシステム効率も向上し、動作条件を満たすものと判定することができる。

一方、エンジン２の回転数Ｎ_ｅを目標回転数Ｎ_ｅ′へ変化させたときのエンジン効率が、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇをサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓへ変化させたときのエンジン効率より低下すると判定した場合には、システム効率も低下し、動作条件を満たさないものと判定することができる。

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５に示すフローチャートに従って実施される。なお、図５に示すフローチャートのステップＳ１０１〜Ｓ１０４，Ｓ１０６，Ｓ１０７は、図２に示したフローチャートの各ステップと同様であるので説明を省略する。

ステップＳ１０４においてエンジンの回転数Ｎ_ｅ、ＭＧ１回転数Ｎ_ｇ、ＭＧ２回転数Ｎ_ｍが、全て正であると判定された場合には、条件判定部２４により、「エンジン２の回転数Ｎ_ｅを目標回転数Ｎ_ｅ′へ変化させたときのエンジン効率が、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇをサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓへ変化させたときのエンジン効率より良好となること」との動作条件を満たすか否かが判定される（Ｓ２０５）。この動作条件を満たすと判定された場合には、ステップＳ１０６に移行する。一方、この動作条件を満たさないと判定された場合には、ステップＳ１０７に移行する。

このように、本実施形態の制御装置２０では、条件判定部２４の動作条件として、具体的には、「エンジン２の回転数Ｎ_ｅを目標回転数Ｎ_ｅ′へ変化させたときのエンジン効率が、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇをサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓへ変化させたときのエンジン効率より良好となること」との動作条件が設定されている。この構成により、エンジン２の回転数Ｎ_ｅを目標回転数Ｎ_ｅ′へ変化させたときのエンジン効率（すなわちエンジン２が目標回転数Ｎ_ｅ′のときのエンジン効率）が良い場合には、エンジン制御が選択され、一方、第１モータジェネレータ３の回転数Ｎ_ｇをサンギヤＳの回転数Ｎ_ｓへ変化させたときのエンジン効率（すなわち現在のエンジン２の回転数Ｎ_ｅのときのエンジン効率）が良い場合には、エンジン２の代わり第１モータジェネレータ３の制御が選択される。

これにより、第１モータジェネレータ３とサンギヤＳの回転数を一致させるための制御を行うときに、エンジン効率が低下する方向にエンジン２を制御されるのを回避することが可能となり、エンジン効率を向上でき、この結果、ハイブリッド車両用駆動装置１のシステム効率を向上させることができる。また、システム効率が向上するため、ハイブリッド車両の燃費も向上できる。

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
１０，２０ 制御装置
１２ 滑り検出部
１３ エンジン目標回転数算出部
１４，２４ 条件判定部
１５ エンジン制御部
１６ 第１モータジェネレータ制御部
Ｎ_ｇ 第１モータジェネレータの回転数（電動機の回転数）
Ｎ_ｓ サンギヤの回転数
Ｎ_ｅ エンジンの回転数
Ｎ_ｅ′ エンジンの目標回転数

Claims (3)

1. エンジンに連結されるキャリア、発電機に連結されるサンギヤ、及び出力軸に連結されるリングギヤを有するプラネタリギヤと、前記発電機と前記プラネタリギヤの前記サンギヤとの間に連結されたトルクリミッタと、を備え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、
   前記トルクリミッタに滑りが発生したことを検出するのに応じて、
   前記サンギヤの回転数を前記発電機の回転数に一致させるための前記エンジンの目標回転数を算出し、
   前記エンジンの回転数を前記目標回転数へ変化させたときのシステム効率が、前記発電機の回転数を前記サンギヤの回転数へ変化させたときのシステム効率より良好となるとの動作条件を満たす場合に、前記エンジンの回転数が前記目標回転数となるよう前記エンジンを制御し、
   前記動作条件を満たさない場合に、前記発電機の回転数が前記サンギヤの回転数となるよう前記発電機を制御する
   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。
2. 前記動作条件とは、
   前記エンジンの前記目標回転数が共振回転数域から外れているとの動作条件であ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。
3. 前記動作条件とは、
   前記エンジンの回転数を前記目標回転数へ変化させたときのエンジン効率が、前記発電機の回転数を前記サンギヤの回転数へ変化させたときのエンジン効率より良好となるとの動作条件であ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。

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