JP2013052791A

JP2013052791A - ハイブリッド車両の制御装置

Info

Publication number: JP2013052791A
Application number: JP2011192967A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kitahata; 剛北畑; Toru Matsubara; 亨松原; Atsushi Tabata; 淳田端; Tatsuya Imamura; 達也今村; Yuji Iwase; 雄二岩▲瀬▼; Tomohito Ono; 智仁大野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-09-05
Filing date: 2011-09-05
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2031-09-05
Also published as: JP5733116B2

Abstract

【課題】エンジンの出力軸をロックするための係合要素に引き摺りが発生した場合に、出力トルクの制御性低下を抑制するハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン１２の駆動が行われている走行中において、クラッチＢ_crの引き摺りが発生した場合には第１電動機ＭＧ１の反力が変化させられることから、そのクラッチＢ_crの引き摺りトルクＴ_drに起因して第１電動機ＭＧ１の反力が必要以上に大きくなるのを抑制することができ、出力トルクの制御性が悪化するのを好適に防止できる。すなわち、エンジン１２の出力軸をロックするためのクラッチＢ_crに引き摺りが発生した場合に、出力トルクの制御性低下を抑制するハイブリッド車両の電子制御装置５０を提供することができる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、エンジンの出力軸をロックするための係合要素に引き摺りが発生した場合に、出力トルクの制御性低下を抑制するための改良に関する。

第１回転要素、入力回転部材であってエンジンに連結された第２回転要素、及び出力回転部材である第３回転要素を備えた差動機構と、前記第１回転要素に連結された第１電動機と、前記第３回転要素から駆動輪までの動力伝達経路に動力伝達可能に接続された第２電動機とを、備えたハイブリッド車両が知られている。斯かるハイブリッド車両において、前記エンジンの出力軸をロックするための構成として、そのエンジンの出力軸と非回転部材との間に係合要素を設ける技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載された動力出力装置がそれである。この技術によれば、前記エンジンの停止時（非回転時）においてそのエンジンの出力軸をロックすることで、前記第１電動機及び第２電動機を走行用の駆動源として併用することができ、モータ走行の高出力化を実現することができる。

特開２００５−１３８７７９号公報特許第３４１２５２５号公報

しかし、前記従来の技術のように、前記エンジンの出力軸と非回転部材との間に例えば摩擦係合装置等の係合要素を設けた場合、何らかの原因によりその係合要素に引き摺りが発生することが考えられる。そのように、係合要素に引き摺りトルクが発生した場合、前述したような従来の技術では、エンジントルクに対して第１電動機の反力を算出するものであることから、前記係合要素の引き摺りトルクに起因して前記第１電動機の反力が必要以上に大きくなり、出力トルクの制御性が悪化するおそれがあった。このような課題は、ハイブリッド車両における制御性向上を意図して本発明者等が鋭意研究を続ける過程において新たに見出したものである。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、エンジンの出力軸をロックするための係合要素に引き摺りが発生した場合に、出力トルクの制御性低下を抑制するハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本第１発明の要旨とするところは、第１回転要素、入力回転部材であってエンジンに連結された第２回転要素、及び出力回転部材である第３回転要素を備えた差動機構と、前記第１回転要素に連結された電動機と、前記エンジンの出力軸と非回転部材との間に設けられた係合要素とを、備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記エンジンの駆動が行われている走行中において、前記係合要素の引き摺りが発生した場合には前記電動機の反力が変化させられることを特徴とするものである。

このようにすれば、前記エンジンの駆動が行われている走行中において、前記係合要素の引き摺りが発生した場合には前記電動機の反力が変化させられることから、その係合要素の引き摺りトルクに起因して前記電動機の反力が必要以上に大きくなるのを抑制することができ、出力トルクの制御性が悪化するのを好適に防止できる。すなわち、エンジンの出力軸をロックするための係合要素に引き摺りが発生した場合に、出力トルクの制御性低下を抑制するハイブリッド車両の制御装置を提供することができる。

ここで、前記第１発明に従属する本第２発明の要旨とするところは、前記エンジンの駆動が行われている走行中において、前記係合要素の引き摺り量が大きいほど前記電動機の反力が減少させられるものである。このようにすれば、前記係合要素の引き摺りトルクに起因して前記電動機の反力が必要以上に大きくなるのを抑制することができ、出力トルクの制御性が悪化するのを実用的な態様で防止できる。

また、前記第２発明に従属する本第３発明の要旨とするところは、前記係合要素の引き摺り量は、予め定められた関係から前記エンジンの回転速度の指令値に対する実際値の差分に基づいて算出されるものである。このようにすれば、前記係合要素の引き摺りトルクを実用的な態様で導出することができる。

また、前記第２発明に従属する本第４発明の要旨とするところは、前記係合要素の引き摺り量は、予め定められた関係から前記係合要素の発熱量に基づいて算出されるものである。このようにすれば、前記係合要素の引き摺りトルクを実用的な態様で導出することができる。

また、前記目的を達成するために、本第５発明の要旨とするところは、第１回転要素、入力回転部材であってエンジンに連結された第２回転要素、及び出力回転部材である第３回転要素を備えた差動機構と、前記第１回転要素に連結された電動機と、前記エンジンの出力軸と非回転部材との間に設けられた係合要素とを、備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記エンジンのトルクから前記係合要素の引き摺りトルクの少なくとも一部を減じたトルクに相当する反力を前記電動機により出力させ、前記エンジンのトルクを前記第３回転要素に伝達することを特徴とするものである。このようにすれば、前記係合要素の引き摺りトルクに起因して前記電動機の反力が必要以上に大きくなるのを抑制することができ、出力トルクの制御性が悪化するのを好適に防止できる。すなわち、エンジンの出力軸をロックするための係合要素に引き摺りが発生した場合に、出力トルクの制御性低下を抑制するハイブリッド車両の制御装置を提供することができる。

本発明が好適に適用されるハイブリッド車両用駆動装置の構成を例示する骨子図である。図１の駆動装置によるハイブリッド駆動を制御するために備えられた電気系統の要部を例示する図である。図１の駆動装置における電子制御装置に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図１の駆動装置に備えられた差動機構における３つの回転要素の回転速度を相対的に表すことができる共線図であり、エンジンが停止している走行状態を示している。図１の駆動装置に備えられた差動機構における３つの回転要素の回転速度を相対的に表すことができる共線図であり、エンジンが駆動している走行状態を示している。図１の駆動装置における記憶装置に記憶された、クラッチの引き摺りトルクを算出するための関係の一例を示す図である。図１の駆動装置における記憶装置に記憶された、クラッチの引き摺りトルクを算出するための関係の他の一例を示す図である。図１の駆動装置における記憶装置に記憶された、クラッチの引き摺りトルクに基づいて第１電動機の反力トルク減少量を算出するための関係の一例を示す図である。図１の駆動装置における本実施例の制御について説明するタイムチャートである。図１の駆動装置に備えられた電子制御装置による本実施例のハイブリッド駆動制御の要部を説明するフローチャートである。

本発明が適用されるハイブリッド車両において、好適には、前記差動機構における第３回転要素から駆動輪までの動力伝達経路に、駆動源として機能させられる第２の電動機が動力伝達可能に接続される。斯かるハイブリッド車両では、前記エンジンを停止させると共に前記電動機及び第２の電動機のうち少なくとも一方を駆動源とするモータ走行モードや、前記エンジンを駆動源としてその動力を機械的に駆動輪に伝えて走行するエンジン走行モード等、複数の走行モードの何れかが車両の走行状態に応じて選択的に成立させられる。また、前記係合要素は、好適には、前記エンジンを停止させる走行モードにおいて係合させられてそのエンジンの出力軸を非回転部材に固定（ロック）する一方、そのエンジンを駆動させる走行モードにおいては解放させられて前記出力軸の回転を許容する。

前記係合要素は、好適には、油圧アクチュエータによってその係合状態が制御される例えば多板式の油圧式摩擦係合装置であるが、電磁アクチュエータによってその係合状態が制御される電磁式摩擦係合装置や磁粉式クラッチを前記係合要素として備えたハイブリッド車両においても、本発明は一応の効果を奏する。すなわち、本発明は、何らかの原因により引き摺りを発生させ得る係合要素をエンジンの出力軸と非回転部材との間に備えたハイブリッド車両に広く適用されるものである。また、本発明は、比較的容量の大きなバッテリを備え、家庭用電源からそのバッテリへの蓄電が可能な所謂プラグインハイブリッド車両に好適に適用される。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両用駆動装置１０（以下、単に駆動装置１０という）の構成を例示する骨子図である。この図１に示す駆動装置１０は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型車両に好適に用いられるものであって、駆動源（主動力源）であるエンジン１２と、駆動輪である左右１対の車輪１４ｌ、１４ｒ（以下、特に区別しない場合には単に車輪１４という）との間の動力伝達経路に、第１駆動部１６、第２駆動部１８、差動歯車装置２０、及び左右１対の車軸２２ｌ、２２ｒ（以下、特に区別しない場合には単に車軸２２という）を備えて構成されている。

上記エンジン１２は、例えば、気筒内噴射される燃料の燃焼によって駆動力を発生させるガソリンエンジン或いはディーゼルエンジン等の内燃機関である。また、上記第１駆動部１６は、３つの回転要素であるサンギヤＳ、キャリヤＣＡ、及びリングギヤＲを有する遊星歯車装置２４と、その遊星歯車装置２４のサンギヤＳに連結された第１電動機ＭＧ１とを、備えて構成されている。また、上記エンジン１２の出力軸であるクランク軸２６と、非回転部材であるハウジング（トランスアクスルハウジング）２８との間には、係合要素としてのクラッチＢ_crが設けられている。

前記エンジン１２のクランク軸２６は、前記第１駆動部１６の入力軸として上記遊星歯車装置２４のキャリアＣＡに連結されている。また、そのクランク軸２６は、機械式オイルポンプ３０に連結されており、前記エンジン１２の駆動によりそのオイルポンプ３０から後述する油圧制御回路４８の元圧としての油圧が発生させられるようになっている。また、上記遊星歯車装置２４のリングギヤＲは、出力歯車３２に連結されている。すなわち、上記遊星歯車装置２４は、第１回転要素としてのサンギヤＳ、入力回転部材であって前記エンジン１２に連結された第２回転要素としてのキャリアＣＡ、及び出力回転部材である第３回転要素としてのリングギヤＲを備えた差動機構に対応する。

上記出力歯車３２は、前記第１駆動部１６の入力軸としてのクランク軸２６と平行を成す中間出力軸３４と一体的に設けられた大径歯車３６と噛み合わされている。また、同じくその中間出力軸３４と一体的に設けられた小径歯車３８が、前記差動歯車装置２０の入力歯車４０と噛み合わされている。また、上記大径歯車３６は、第２電動機ＭＧ２の出力軸４２に連結された第２出力歯車４４と噛み合わされている。ここで、好適には、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２は、何れも駆動力を発生させるモータ（発動機）及び反力を発生させるジェネレータ（発電機）としての機能を有するモータジェネレータであるが、前記第１電動機ＭＧ１は少なくともジェネレータとしての機能を備え、上記第２電動機ＭＧ２は少なくともモータとしての機能を備えるものである。

以上のように構成された駆動装置１０において、前記第１駆動部１６におけるエンジン１２から出力された回転は、差動機構としての前記遊星歯車装置２４を介して前記出力歯車３２から出力され、上記中間出力軸３４に設けられた大径歯車３６及びその大径歯車３６よりも歯数が少ない小径歯車３８を介して前記差動歯車装置２０の入力歯車４０に入力される。ここで、前記出力歯車３２から出力された回転は、上記大径歯車３６の歯数と小径歯車３８の歯数とで定まる所定の減速比で減速されて前記差動歯車装置２０の入力歯車４０に入力される。また、その差動歯車装置２０は、終減速機として機能している。

また、前記第１駆動部１６における第１電動機ＭＧ１の回転は、前記遊星歯車装置２４を介して前記出力歯車３２に伝達され、前記中間出力軸３４に設けられた大径歯車３６及び小径歯車３８を介して前記差動歯車装置２０の入力歯車４０に伝達されるように構成されている。また、前記第２駆動部１８における第２電動機ＭＧ２の回転は、前記出力軸４２及び第２出力歯車４４を介して前記中間出力軸３４に設けられた大径歯車３６に伝達され、その大径歯車３６及び小径歯車３８を介して前記差動歯車装置２０の入力歯車４０に伝達されるように構成されている。すなわち、本実施例の駆動装置１０においては、前記エンジン１２、第１電動機ＭＧ１、及び第２電動機ＭＧ２の何れもが走行用の駆動源として用いられ得るように構成されている。

前記クラッチＢ_crは、好適には、油圧アクチュエータによって係合制御される例えば多板型の油圧式摩擦係合装置であり、好適には湿式の摩擦ブレーキである。このクラッチＢ_crは、図２に示す油圧制御回路４８から供給される油圧に応じてその係合状態が係合乃至解放の間で制御されるようになっている。また、必要に応じてスリップ係合（半係合）させられるように構成されたものであってもよい。前記クラッチＢ_crが解放された状態においては、前記エンジン１２のクランク軸２６は非回転部材である前記ハウジング２８に対して相対回転可能な状態とされる。一方、前記クラッチＢ_crが係合された状態においては、前記エンジン１２のクランク軸２６は前記ハウジング２８に対して相対回転不能な状態とされる。すなわち、前記クラッチＢ_crの係合により、前記エンジン１２のクランク軸２６は前記ハウジング２８に固定（ロック）されるように構成されている。

図２は、本実施例の駆動装置１０によるハイブリッド駆動を制御するために備えられた電気系統の要部を例示する図である。この図２に示すように、前記駆動装置１０は、ハイブリッド駆動制御用電子制御装置５０、エンジン制御用電子制御装置５２、及び電動機制御用電子制御装置５４を備えている。これらの電子制御装置５０、５２、５４は、何れもＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェイス等から成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより前記エンジン１２、第１電動機ＭＧ１、及び第２電動機ＭＧ２によるハイブリッド駆動制御、及び前記クラッチＢ_crの係合制御をはじめとする各種制御を実行する。ここで、本実施例においては、上記電子制御装置５２が主に前記エンジン１２の駆動（出力トルク）制御を、上記電子制御装置５４が主に前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の駆動（出力トルク）制御を、上記電子制御装置５０が上記電子制御装置５２、５４を介しての前記駆動装置１０全体の駆動制御等を行う態様について説明するが、これら電子制御装置５０、５２、５４は、必ずしも個別の制御装置として備えられたものでなくともよく、一体の制御装置として備えられたものであってもよい。また、上記電子制御装置５０、５２、５４それぞれが更に個別の制御装置に分けて備えられたものであってもよい。

図２に示すように、上記電子制御装置５０には、前記駆動装置１０の各部に設けられた各種センサやスイッチ等から各種信号が供給されるようになっている。すなわち、車速センサから車速Ｖを表す信号、アクセル開度センサから運転者の出力要求量に対応するアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Ａ_CCを表す信号、ＭＧ１回転速度センサから前記第１電動機ＭＧ１の回転速度Ｎ_MG1を表す信号、ＭＧ２回転速度センサから前記第２電動機ＭＧ２の回転速度Ｎ_MG2を表す信号、出力軸回転速度センサから前記出力歯車３２の回転速度Ｎ_OUTに対応する信号、ＡＴＦ油温センサから前記駆動装置１０の各部に供給される作動油の温度であるＡＴＦ油温Ｔ_ATFに対応する信号、エンジン回転速度センサ５６から前記エンジン１２の回転速度Ｎ_Eに対応する信号、バッテリＳＯＣセンサ５８から図示しないバッテリ（蓄電装置）の蓄電量であるバッテリＳＯＣに対応する信号、或いはそのバッテリＳＯＣに応じた入出力制限値すなわち入力制限値Ｗin及び出力制限値Ｗoutを表す信号、及びクラッチ温度センサ６０から前記クラッチＢ_crの温度（発熱量）Ｔ_crに対応する信号等がそれぞれ上記電子制御装置５０に供給されるようになっている。なお、上記クラッチ温度センサ６０は、上記ＡＴＦ油温センサにより検出されるＡＴＦ油温Ｔ_ATFに基づいて前記クラッチＢ_crの温度Ｔ_crを検出するものであってもよい。

また、前記電子制御装置５０からは、前記電子制御装置５２、５４へそれぞれ前記エンジン１２の駆動制御、前記第１電動機ＭＧ１の駆動制御、及び前記第２電動機ＭＧ２の駆動制御を行うための指令信号が出力されるようになっている。すなわち、前記電子制御装置５２に対して、エンジントルク指令として、例えばエンジン出力制御装置６２（図３を参照）を介して前記エンジン１２の出力を制御するための信号である、そのエンジン１２の吸気管に備えられた電子スロットル弁の開度θ_THを操作するスロットルアクチュエータへの駆動信号、燃料噴射装置による吸気管等への燃料供給量を制御する燃料供給量信号、或いは点火装置によるエンジン１２の点火時期を指令する点火信号等が出力される。また、前記電子制御装置５４に対して、ＭＧ１トルク指令及びＭＧ２トルク指令として、第１インバータ６４及び第２インバータ６６（図３を参照）を介して図示しないバッテリから前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２に対して供給される電気エネルギ等を制御するための指令信号が出力される。また、前記クラッチＢ_crの係合状態を制御するために、油圧制御回路４８に備えられたそのクラッチＢ_crの油圧アクチュエータに対応する電磁制御弁に対して、その電磁制御弁からの出力圧を制御するための油圧指令信号が出力される。

図３は、前記電子制御装置５０、５２、５４等に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。好適には、この図３に示すハイブリッド駆動制御部７０及び引き摺り量算出部７８は、何れも前記電子制御装置５０に機能的に備えられるものであるが、これらの制御機能は、前記電子制御装置５０、５２、５４の何れに備えられたものであってもよく、更にはそれら前記電子制御装置５０、５２、５４とは別の制御装置に備えられたものであってもよい。また、ハイブリッド駆動制御部７０に含まれるエンジン駆動制御部７２が前記電子制御装置５２に、第１電動機駆動制御部７４及び第２電動機駆動制御部７６が前記電子制御装置５４に機能的に備えられるというように、それらの制御機能が前記電子制御装置５０、５２、５４に分散的に備えられると共に各電子制御装置５０、５２、５４相互間で情報の送受信を行うことで処理を実行するものであっても構わない。

図３に示すハイブリッド駆動制御部７０は、前記駆動装置１０によるハイブリッド駆動制御を行う。具体的には、前記エンジン出力制御装置６２を介して前記エンジン１２の駆動を制御すると共に、前記第１インバータ６４及び第２インバータ６６を介して前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の駆動（力行）乃至発電（回生）を制御する。斯かる制御を行うために、エンジン駆動制御部７２、第１電動機駆動制御部７４、及び第２電動機駆動制御部７６を含んでいる。以下、これらの制御機能について分説する。

前記エンジン駆動制御部７２は、基本的には、前記エンジン出力制御装置６２を介して前記エンジン１２の駆動を制御する。具体的には、前記エンジン１２の出力が前記電子制御装置５０により算出される目標エンジン出力（目標回転速度乃至目標出力トルク）となるように、前記エンジン１２の吸気管に備えられた電子スロットル弁の開度θ_THを操作するスロットルアクチュエータへの駆動信号、燃料噴射装置による吸気管等への燃料供給量を制御する燃料供給量信号、及び点火装置による前記エンジン１２の点火時期を指令する点火信号等を、前記電子制御装置５２を介して前記エンジン出力制御装置６２へ供給する。

前記第１電動機駆動制御部７４は、基本的には、前記第１インバータ６４を介して前記第１電動機ＭＧ１の作動を制御する。具体的には、前記第１電動機ＭＧ１の出力が前記電子制御装置５０により算出される目標第１電動機出力（目標回転速度乃至目標出力トルク）となるように、図示しないバッテリと前記第１電動機ＭＧ１との間の電気エネルギの入出力を制御するための信号を、前記電子制御装置５４を介して前記第１インバータ６４へ供給する。

前記第２電動機駆動制御部７６は、基本的には、前記第２インバータ６６を介して前記第２電動機ＭＧ２の作動を制御する。具体的には、前記第２電動機ＭＧ２の出力が前記電子制御装置５０により算出される目標第２電動機出力（目標回転速度乃至目標出力トルク）となるように、図示しないバッテリと前記第２電動機ＭＧ２との間の電気エネルギの入出力を制御するための信号を、前記電子制御装置５４を介して前記第２インバータ６６へ供給する。

前記ハイブリッド駆動制御部７０は、前記エンジン駆動制御部７２、第１電動機駆動制御部７４、及び第２電動機駆動制御部７６を介して前記駆動装置１０によるハイブリッド駆動制御を行う。例えば、予め定められて前記記憶装置６８に記憶された図示しないマップから、アクセル操作量センサにより検出されるアクセル操作量Ａ_CC及び車速センサにより検出される車速Ｖ等に基づいて、前記車輪１４に伝達されるべき駆動力の目標値である要求駆動力Ｆ_reqを算出し、算出されたその要求駆動力Ｆ_reqに応じて、低燃費で排ガス量の少ない運転となるように前記エンジン１２、第１電動機ＭＧ１、及び第２電動機ＭＧ２の少なくとも１つから要求出力を発生させる。すなわち、前記エンジン１２を停止させると共に前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２のうち少なくとも一方を駆動源とするモータ走行モード（ＥＶモード）、専ら前記エンジン１２を駆動源としてその動力を機械的に前記車輪１４に伝えて走行するエンジン走行モード、及び前記エンジン１２及び第２電動機ＭＧ２（或いはそれに加えて第１電動機ＭＧ１）を共に駆動源として走行するハイブリッド走行モード等を、車両の走行状態に応じて選択的に成立させる。

前記ハイブリッド駆動制御部７０は、好適には、前記バッテリＳＯＣセンサ５８により検出されるバッテリＳＯＣに基づいて、前記エンジン１２が停止させられる走行モードであるモータ走行モードと、そのエンジン１２の駆動が行われる走行モードであるエンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モードとの切替制御を行う。例えば、前記バッテリＳＯＣセンサ５８により検出されるバッテリＳＯＣが予め定められた閾値Ｓ_boより大きい場合には、前記エンジン１２が停止させられる走行モードであるモータ走行モードを成立させる一方、バッテリＳＯＣが上記閾値Ｓ_bo以下である場合には、前記エンジン１２の駆動が行われる走行モードであるエンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モードを成立させる。また、好適には、前記アクセル操作量センサにより検出されるアクセル操作量Ａ_CC及び車速センサにより検出される車速Ｖ等に基づいて斯かる走行モードの切替制御を行うものであってもよい。

図４及び図５は、差動機構である前記遊星歯車装置２４における３つの回転要素の回転速度を相対的に表すことができる共線図であり、縦線Ｙ１〜Ｙ３は紙面向かって左から順に縦線Ｙ１が前記第１電動機ＭＧ１に連結された第１回転要素であるサンギヤＳの回転速度を、縦線Ｙ２が前記エンジン１２に連結された第２回転要素である前記キャリアＣＡの回転速度を、縦線Ｙ３が前記大径歯車３６及び第２出力歯車４４等を介して前記第２電動機ＭＧ２に連結された第３回転要素である前記リングギヤＲの回転速度をそれぞれ示している。また、図４は前記エンジン１２の駆動が行われない（エンジン１２が停止させられる）走行モードであるモータ走行モードにおける各回転要素の相対速度を、図５は前記エンジン１２の駆動が行われる走行モードであるエンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モードにおける各回転要素の相対速度をそれぞれ示している。

図４及び図５を用いて前記駆動装置１０の作動について説明すると、前記遊星歯車装置２４は、第１回転要素としてのサンギヤＳ、第２回転要素及び入力回転部材としてのキャリアＣＡ、及び第３回転要素及び出力回転部材としてのリングギヤＲを備えた差動機構に対応する。また、上記第１回転要素としてのサンギヤＳが前記第１電動機ＭＧ１に連結され、第２回転要素としてのキャリアＣＡが前記エンジン１２に連結され、第３回転要素としてのリングギヤＲが前記大径歯車３６及び第２出力歯車４４等を介して前記第２電動機ＭＧ２に動力伝達可能に接続されることで、前記遊星歯車装置２４、第１電動機ＭＧ１、及び第２電動機ＭＧ２を主体とする電気的無段変速部が構成される。

また、図４を用いて前記モータ走行モードにおける前記駆動装置１０の作動について説明すると、前記エンジン１２の駆動は行われず、その回転速度は０とされる。また、好適には、前記電子制御装置５０により前記油圧制御回路４８を介して前記クラッチＢ_crが係合（完全係合）させられ、前記エンジン１２のクランク軸２６が非回転部材である前記ハウジング２８に対して固定（ロック）される。斯かる状態においては、前記第２電動機ＭＧ２の力行トルクが車両前進方向の駆動力として前記車輪１４へ伝達される。また、前記第１電動機ＭＧ１の反力トルクが車両前進方向の駆動力として前記車輪１４へ伝達される。すなわち、前記第１電動機ＭＧ１の反力トルクにより、出力回転部材に対応する前記リングギヤＲの回転速度が正回転方向に引き上げられる。図４の破線から実線への変化は、前記第１電動機ＭＧ１の回転速度を破線に示す値から実線に示す値に下げたとき、前記第２電動機ＭＧ２の回転速度（リングギヤＲの回転速度）が引き上げられる様子を示している。すなわち、前記駆動装置１０においては、前記エンジン１２のクランク軸２６が前記クラッチＢ_crによりロックされることで、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２を走行用の駆動源として併用することができ、例えば家庭用電源からバッテリへの蓄電が可能な所謂プラグインハイブリッド車両等において、モータ走行の高出力化を実現することができる。

また、図５を用いて前記エンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モードにおける前記駆動装置１０の作動について説明すると、前記キャリアＣＡに入力される前記エンジン１２の出力トルクに対して、前記第１電動機ＭＧ１による反力トルクが前記サンギヤＳに入力されると、その第１電動機ＭＧ１は発電機として機能させられる。また、前記リングギヤＲの回転速度（出力軸回転速度）が一定である場合には、前記第１電動機ＭＧ１の回転速度を上下に変化させることにより、前記エンジン１２の回転速度Ｎ_Eを連続的に（無段階に）変化させることができる。すなわち、前記エンジン１２の回転速度Ｎ_Eを例えば燃費が最もよい回転速度に設定する制御を、前記第１電動機ＭＧ１の力行制御乃至反力制御により実行することができる。この種のハイブリッド形式は、機械分配式あるいはスプリットタイプと称される。

ここで、前記駆動装置１０のように、前記エンジン１２のクランク軸２６と非回転部材であるハウジング２８との間に油圧式摩擦係合装置であるクラッチＢ_crを設けた構成においては、何らかの原因（異常）によりそのクラッチＢ_crに引き摺りが発生することが考えられる。すなわち、例えば前記エンジン１２の駆動が行われる走行モードである前記エンジン走行モード乃至ハイブリッド走行モード等において、本来であれば前記クラッチＢ_crが解放（完全解放）されるべきところをそのクラッチＢ_crに摩擦力（伝達トルク）が発生し、前記ハウジング２８に対してクランク軸２６が引き摺られる状態となることが考えられる。そのように、前記クラッチＢ_crに引き摺りが発生した場合、図５に一点鎖線で示すように前記エンジン１２の回転速度がその引き摺りトルク分だけ低下し、結果として前記第１電動機ＭＧ１の反力トルクが必要以上に大きくなって出力トルクの制御性が低下するおそれがある。すなわち、前記クラッチＢ_crの引き摺りによりエンジン回転速度Ｎ_Eが低下させられた状態において、前記第１電動機ＭＧ１の反力トルクに変化がない場合（引き摺りが発生しない場合と同じ反力トルクが発生させられている場合）には、出力回転部材である前記リングギヤＲの回転速度（第２電動機ＭＧ２の回転速度）が目標値よりも大きくなる等、出力トルクが所望の値から逸脱するおそれがある。

上記従来技術の不具合を前提として、本実施例の駆動装置１０においては、前記エンジン１２の駆動が行われている走行中において、前記クラッチＢ_crの引き摺り量に応じて前記第１電動機ＭＧ１の反力が変化させられる。すなわち、図３に示す前記引き摺り量算出部７８は、前記エンジン１２の駆動が行われている走行中において、係合要素である前記クラッチＢ_crの引き摺り量を算出する。好適には、予め記憶装置６８に記憶された関係から、前記駆動装置１０の駆動状態を示す関係値に基づいて、前記クラッチＢ_crの引き摺り量としての引き摺りトルクＴ_crを算出する。この引き摺りトルクＴ_crは、例えば前記クラッチＢ_crの引き摺りによる伝達トルクに相当する。

図６は、前記記憶装置６８に記憶された、前記クラッチＢ_crの引き摺りトルクＴ_crを算出するための関係の一例を示す図である。前記記憶装置６８には、例えばこの図６に示すように、前記エンジン１２の回転速度の指令値に対する実際値の差分（回転速度差分値）ΔＮ_Eと前記クラッチＢ_crの引き摺りトルクＴ_crとの関係が予め記憶されており、前記引き摺り量算出部７８は、斯かる関係から前記エンジン１２の回転速度差分値ΔＮ_Eに基づいて前記クラッチＢ_crの引き摺り量を算出する。また、図６に示す関係は、前記エンジン１２の回転速度差分値ΔＮ_Eが大きいほど前記クラッチＢ_crの引き摺りトルクＴ_crが大きくなるように予め定められている。ここで、前記エンジン１２の回転速度の指令値に対する実際値の差分ΔＮ_Eとは、前記クラッチＢ_crに引き摺りが発生していない場合に前記電子制御装置５０から供給される指令値（エンジントルク指令）に応じて達成される前記エンジン１２の回転速度Ｎ_E0（指令値に対応する理想値）と、例えば前記クラッチＢ_crに引き摺りが発生している場合に前記エンジン回転速度センサ５６により検出される前記エンジン１２の回転速度Ｎ_E（実測値）との差（ΔＮ_E＝Ｎ_E0−Ｎ_E）であり、換言すれば、前記電子制御装置５０から供給される指令値に対するエンジン回転速度の理想値と実測値との差分である。すなわち、前記引き摺り量算出部７８は、好適には、予め定められた図６に示すような関係から、前記エンジン１２の回転速度の指令値に対する実際値の差分値ΔＮ_Eに基づいて、前記クラッチＢ_crの引き摺り量としての引き摺りトルクＴ_crを算出する。

図７は、前記記憶装置６８に記憶された、前記クラッチＢ_crの引き摺りトルクＴ_crを算出するための関係の他の一例を示す図である。前記記憶装置６８には、例えばこの図７に示すように、前記クラッチＢ_crの温度（発熱量）Ｔ_crとそのクラッチＢ_crの引き摺りトルクＴ_crとの関係が予め記憶されており、前記引き摺り量算出部７８は、斯かる関係から前記クラッチ温度センサ６０により検出される前記クラッチＢ_crの発熱量Ｔ_crに基づいてそのクラッチＢ_crの引き摺り量を算出する。ここで、図７に示す関係は、前記クラッチＢ_crの発熱量Ｔ_crが大きいほどそのクラッチＢ_crの引き摺りトルクＴ_crが大きくなるように予め定められている。すなわち、前記引き摺り量算出部７８は、好適には、予め定められた図７に示すような関係から、前記クラッチ温度センサ６０により検出される前記クラッチＢ_crの発熱量Ｔ_crに基づいて、そのクラッチＢ_crの引き摺り量としての引き摺りトルクＴ_crを算出する。

前記ハイブリッド駆動制御部７０は、前記エンジン１２の駆動が行われている走行中において、前記クラッチＢ_crの引き摺り量に応じて前記第１電動機ＭＧ１の反力トルクを変化させる。好適には、予め記憶装置６８に記憶された図８に示すような関係から、前記引き摺り量算出部７８により算出される前記クラッチＢ_crの引き摺りトルクＴ_crに基づいて前記第１電動機ＭＧ１の反力トルク減少値ΔＴ_MG1を導出する。ここで、図８に示す関係は、前記クラッチＢ_crの引き摺りトルクＴ_crが大きいほど前記第１電動機ＭＧ１の反力トルク減少量ΔＴ_MG1が大きくなるように定められている。すなわち、前記ハイブリッド駆動制御部７０は、好適には、前記エンジン１２の駆動が行われている走行中において、前記引き摺り量算出部７８により算出される前記クラッチＢ_crの引き摺りトルクＴ_crに基づいて、その引き摺りトルクＴ_crが大きいほど前記第１電動機ＭＧ１の反力トルクを減少させるハイブリッド駆動制御（電動機反力補正制御）を行う。換言すれば、前記エンジン１２のトルクＴ_Eから前記クラッチＢ_crの引き摺りトルクＴ_drの少なくとも一部を減じたトルクに相当する反力を前記第１電動機ＭＧ１により出力させることで、前記エンジン１２のトルクを前記リングギヤＲに伝達する制御を行う。

図９は、前記電子制御装置５０による本実施例の制御について説明するタイムチャートである。この図９に示す制御は、前記エンジン１２の駆動が行われている走行モードに対応し、前記クラッチＢ_crの係合油圧は０とされると共に、バッテリＳＯＣは閾値Ｓ_boより大きい値となっている。先ず、時点ｔ１において、前記クラッチＢ_crに引き摺りが発生し、そのクラッチＢ_crの引き摺りトルクＴ_crの漸増が開始されると共に、前記エンジン１２の回転速度Ｎ_Eの漸減が開始されている。また、このエンジン１２の回転速度Ｎ_Eの漸減に応じて、前記第１電動機ＭＧ１のトルクＴ_MG1及び回転速度Ｎ_MG1が共に漸減させられる。すなわち、前記第１電動機ＭＧ１の反力トルクが増加させられる。次に、時点ｔ２において、前記クラッチＢ_crに引き摺りに応じた補正制御として、その引き摺り量に応じて前記第１電動機ＭＧ１の反力トルクを減少させる制御が開始される。すなわち、時点ｔ２におけるクラッチＢ_crの引き摺りトルクＴ_crに基づいて前記第１電動機ＭＧ１の反力トルクの減少量ΔＮ_MG1が算出され、時点ｔ２から時点ｔ３までの間、前記第１電動機ＭＧ１の反力トルクがその算出された減少量ΔＮ_MG1に基づいて漸減させられる。換言すれば、図９のタイムチャートに示すように、前記第１電動機ＭＧ１のトルクが正方向に漸増させられる。これにより、時点ｔ３においては、前記エンジン１２の回転速度Ｎ_Eが前記クラッチＢ_crに引き摺りが発生する前の値に戻る。このように、本実施例の制御においては、前記引き摺り量算出部７８により算出される前記クラッチＢ_crの引き摺りトルクＴ_crに基づいて前記第１電動機ＭＧ１の反力トルクを低減させることで、前記エンジン１２の動作点を本来の値（クラッチに引き摺りが発生していない場合の値）に戻すことができ、前記駆動装置１０における出力トルクの制御性を向上させることができる。

図１０は、前記電子制御装置５０によるハイブリッド駆動制御の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。

先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、前記バッテリＳＯＣセンサ５８により検出されるバッテリＳＯＣが予め定められた閾値Ｓ_boよりも大きいか否かが判断される。このＳ１の判断が肯定される場合には、Ｓ２において、前記駆動装置１０の走行モードとしてモータ走行モードが設定され、Ｓ３において、前記エンジン１２が停止させられ、前記クラッチＢ_crが係合させられると共に、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の少なくとも一方を駆動源とするモータ走行モードのハイブリッド駆動制御が実行された後、本ルーチンが終了させられるが、Ｓ１の判断が否定される場合には、Ｓ４において、前記駆動装置１０の走行モードとしてエンジン走行モードが設定される。この走行モードにおいては、前記エンジン１２が走行用の駆動源として用いられると共に、前記第１電動機ＭＧ１等により発電が行われる。次に、Ｓ５において、予め定められた関係から前記エンジン１２の回転速度差分値ΔＮ_E或いはクラッチ発熱量Ｔ_cr等に基づいて前記クラッチＢ_crの引き摺りトルクＴ_drが検出（算出）される。次に、Ｓ６において、Ｓ５にて算出された前記クラッチＢ_crの引き摺りトルクＴ_crに基づいて前記第１電動機ＭＧ１の反力トルクを低減させるＭＧ１反力制御補正が実行される。次に、Ｓ７において、Ｓ６にて補正された前記第１電動機ＭＧ１の反力トルクに対応して、前記エンジン１２を駆動源とするエンジン走行モードの駆動制御が実行された後、本ルーチンが終了させられる。以上の制御において、Ｓ１〜Ｓ４、Ｓ６、及びＳ７が前記ハイブリッド駆動制御部７０の動作に、Ｓ５が前記引き摺り量算出部７８の動作にそれぞれ対応する。

このように、本実施例によれば、前記エンジン１２の駆動が行われている走行中において、係合要素であるクラッチＢ_crの引き摺りが発生した場合には前記第１電動機ＭＧ１の反力が変化させられることから、そのクラッチＢ_crの引き摺りトルクＴ_drに起因して前記第１電動機ＭＧ１の反力が必要以上に大きくなるのを抑制することができ、出力トルクの制御性が悪化するのを好適に防止できる。すなわち、エンジン１２の出力軸をロックするためのクラッチＢ_crに引き摺りが発生した場合に、出力トルクの制御性低下を抑制するハイブリッド車両の電子制御装置５０を提供することができる。

また、前記エンジン１２の駆動が行われている走行中において、前記クラッチＢ_crの引き摺り量が大きいほど前記第１電動機ＭＧ１の反力が減少させられるものであるため、前記クラッチＢ_crの引き摺りトルクに起因して前記第１電動機ＭＧ１の反力が必要以上に大きくなるのを抑制することができ、出力トルクの制御性が悪化するのを実用的な態様で防止できる。

また、前記クラッチＢ_crの引き摺りトルクＴ_drは、予め定められた関係から前記エンジン１２の回転速度Ｎ_Eの指令値に対する実際値の差分ΔＮ_Eに基づいて算出されるものであるため、前記クラッチＢ_crの引き摺りトルクＴ_drを実用的な態様で導出することができる。

また、前記クラッチＢ_crの引き摺りトルクＴ_drは、予め定められた関係から前記クラッチＢ_crの発熱量Ｔ_crに基づいて算出されるものであるため、前記クラッチＢ_crの引き摺りトルクＴ_drを実用的な態様で導出することができる。

また、本実施例によれば、前記エンジン１２のトルクＴ_Eから前記クラッチＢ_crの引き摺りトルクＴ_drの少なくとも一部を減じたトルクに相当する反力を前記第１電動機ＭＧ１により出力させ、前記エンジン１２のトルクを前記リングギヤＲに伝達するものであることから、前記クラッチＢ_crの引き摺りトルクＴ_drに起因して前記第１電動機ＭＧ１の反力が必要以上に大きくなるのを抑制することができ、出力トルクの制御性が悪化するのを好適に防止できる。すなわち、エンジン１２の出力軸をロックするためのクラッチＢ_crに引き摺りが発生した場合に、出力トルクの制御性低下を抑制するハイブリッド車両の電子制御装置５０を提供することができる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

１２：エンジン、２４：遊星歯車装置（差動機構）、２６：クランク軸（出力軸）、２８：ハウジング（非回転部材）、５０：ハイブリッド駆動制御用電子制御装置、Ｂ_cr：クラッチ（係合要素）、ＣＡ：キャリア（第２回転要素）、ＭＧ１：第１電動機、Ｓ：サンギヤ（第１回転要素）、Ｒ：リングギヤ（第３回転要素）

Claims

第１回転要素、入力回転部材であってエンジンに連結された第２回転要素、及び出力回転部材である第３回転要素を備えた差動機構と、前記第１回転要素に連結された電動機と、前記エンジンの出力軸と非回転部材との間に設けられた係合要素とを、備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記エンジンの駆動が行われている走行中において、前記係合要素の引き摺りが発生した場合には前記電動機の反力が変化させられることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
前記エンジンの駆動が行われている走行中において、前記係合要素の引き摺り量が大きいほど前記電動機の反力が減少させられるものである請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記係合要素の引き摺り量は、予め定められた関係から前記エンジンの回転速度の指令値に対する実際値の差分に基づいて算出されるものである請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記係合要素の引き摺り量は、予め定められた関係から前記係合要素の発熱量に基づいて算出されるものである請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
第１回転要素、入力回転部材であってエンジンに連結された第２回転要素、及び出力回転部材である第３回転要素を備えた差動機構と、前記第１回転要素に連結された電動機と、前記エンジンの出力軸と非回転部材との間に設けられた係合要素とを、備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記エンジンのトルクから前記係合要素の引き摺りトルクの少なくとも一部を減じたトルクに相当する反力を前記電動機により出力させ、前記エンジンのトルクを前記第３回転要素に伝達することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。