JP2015101238A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】自動変速機を備えるハイブリッド車の退避走行距離を伸ばす。【解決手段】車両１は、エンジン１００と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、エンジン１００のクランクシャフト１１０、モータジェネレータＭＧ１のロータ４１０、およびモータジェネレータＭＧ２の回転軸４１５にそれぞれ連結されるキャリアＣＡ、サンギヤＳ、およびリングギヤＲを含む動力分割機構３００と、プロペラシャフト４３０と、モータジェネレータＭＧ２とプロペラシャフト４３０との間に設けられた自動変速機５００と、自動変速機５００を制御するＥＣＵ１０００とを備える。ＥＣＵ１０００は、モータジェネレータＭＧ１が故障した場合に、モータジェネレータＭＧ２が故障した場合よりも、自動変速機５００による変速を制限する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に関し、特に、第１および第２の回転電機を備える車両に関する。

エンジンと、第１および第２のモータジェネレータ（回転電機）とを駆動システムとして搭載するハイブリッド車が知られている。このようなハイブリッド車では、駆動システムが故障した場合に、その故障箇所によっては退避走行制御が実行されることがある。退避走行制御とは、直ちに車両を停止させるのではなく、一時的に走行を継続させる制御である。これにより、運転手は車両を安全な場所に退避させたり、車両を修理工場まで移動させたりすることができる。たとえば特開２０１１−２３５７５０号公報（特許文献１）に開示されたハイブリッド自動車は、第２のモータジェネレータの出力異常が発生した場合に備えて設けられた退避走行制御手段を含む。

特開２０１１−２３５７５０号公報

上記駆動システムの出力軸に自動変速機が設けられたハイブリッド車が販売されている。この駆動システムにおいて、第１のモータジェネレータは主にジェネレータとして機能する。一方、第２のモータジェネレータは主にモータとして機能する。このように、第１および第２のモータジェネレータの機能は互いに異なる。そのため、故障したモータジェネレータに応じて、適切な退避走行制御を実行することが望ましい。適切な退避走行制御を実行することにより、退避走行距離を伸ばすことができるためである。しかしながら、上記自動変速機を備えるハイブリッド車において、従来、故障したモータジェネレータの機能に合わせた退避走行制御は提案されていなかった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、自動変速機を備えるハイブリッド車の退避走行距離を伸ばすことである。

本発明のある局面に従う車両は、内燃機関と、第１および第２の回転電機と、内燃機関の出力軸、ならびに第１および第２の回転電機の回転軸にそれぞれ連結される第１〜第３の回転要素を含む動力分割機構と、駆動軸と、第２の回転電機と駆動軸との間に設けられた変速機と、変速機を制御する制御部とを備える。制御部は、第１の回転電機が故障した場合に、第２の回転電機が故障した場合よりも、変速機による変速を制限する。

上記構成によれば、第１の回転電機が故障した場合に、変速機による変速を制限することにより、変速機における損失を低減することができる。したがって、退避走行距離を伸ばすことができる。

好ましくは、変速機は、複数の変速段を有する有段式変速機である。制御部は、第１の回転電機が故障した場合に、複数の変速段のうち変速比が１である直結段が選択されるように変速機を制御する。

直結段では回転要素の噛み合いによる損失が最も小さいため、上記構成によれば、直結段を選択するように変速機を制御することにより変速機における損失を低減することができる。したがって、退避走行距離を伸ばすことができる。

好ましくは、第１の回転電機が故障した場合に使用される第１の変速線図は、第１の回転電機が故障していない場合に使用される第２の変速線図と比べて、直結段を示す領域が広い。

上記構成によれば、直結段よりも損失が大きい変速段が選択されにくい。そのため、変速機における損失を低減することができる。その結果、退避走行距離を伸ばすことができる。

好ましくは、第１の変速線図は、直結段と、直結段よりも変速比が大きい第１速段とを切替えるための変速線図である。第２の変速線図は、第１の変速線図よりも多くの変速段を切替えるための変速線図である。

上記構成によれば、大きな駆動力が要求される場合には第１速段を選択することにより、十分な駆動力を供給することができる。

好ましくは、車両は、第１の回転電機の回転に応じて充放電が実行される蓄電装置をさらに備える。制御部は、第２の回転電機が故障した場合には、蓄電装置のＳＯＣ（State Of Charge）に基づいて、変速機に変速を実行させる。

上記構成によれば、蓄電装置のＳＯＣに応じて、変速機の制御によって第１の回転方向を順方向と逆方向との間で切替えることで、蓄電装置の充電および放電のいずれかを選択することができる。これにより、蓄電装置のＳＯＣを適切な状態に調整することができる。

本発明によれば、自動変速機を備えるハイブリッド車の退避走行距離を伸ばすことができる。

実施の形態に係る車両全体の構成を概略的に示すブロック図である。 図１に示す自動変速機の構成を詳細に示す図である。 図２に示す自動変速機の係合作動表を示す図である。 モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の正常動作時に用いられる変速線図である。 モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の正常動作時における動力分割機構の共線図である。 モータジェネレータＭＧ１が故障した場合に用いられる変速線図である。 モータジェネレータＭＧ１が故障した場合の動力分割機構の共線図である。 比較例において、モータジェネレータＭＧ２が故障した場合の動力分割機構の共線図である。 本実施の形態において、モータジェネレータＭＧ２が故障した場合の動力分割機構の共線図である。 ＥＣＵによる自動変速機の制御を示すフローチャートである。

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

図１は、実施の形態に係る車両全体の構成を概略的に示すブロック図である。図１を参照して、車両１は、エンジン（Ｅ／Ｇ）１００と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構３００と、自動変速機（Ａ／Ｔ）５００と、インバータ（ＩＮＶ）６１０，６２０と、バッテリ（ＢＡＴ）７００と、電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１０００とを備える。

エンジン１００（内燃機関）は、ＥＣＵ１０００からの制御信号ＣＳＥに基づいて、駆動輪８０を回転させるためのパワーを発生する。エンジン１００が発生したパワーは動力分割機構３００に出力される。

動力分割機構３００は、エンジン１００から受けたパワーを、駆動輪８０に伝達されるパワーと、モータジェネレータＭＧ１に伝達されるパワーとに分割する。動力分割機構３００は、遊星歯車機構であって、サンギヤＳと、リングギヤＲと、キャリアＣＡと、ピニオンギヤＰとを含む。

サンギヤＳは、モータジェネレータＭＧ１のロータ４１０（回転軸）に連結される。リングギヤＲは、モータジェネレータＭＧ２の回転軸４１５に連結される。ピニオンギヤＰは、サンギヤＳとリングギヤＲとに噛合する。キャリアＣＡは、ピニオンギヤＰを自転かつ公転自在に保持する。キャリアＣＡは、エンジン１００のクランクシャフト１１０（出力軸）に連結される。なお、キャリアＣＡ、サンギヤＳ、およびリングギヤＲは、「第１〜第３の回転要素」にそれぞれ相当する。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２（第１および第２の回転電機）の各々は、交流の回転電機であって、モータとしてもジェネレータとしても機能し得る。ただし、モータジェネレータＭＧ１は主にジェネレータとして機能する。一方、モータジェネレータＭＧ２は主にモータとして機能する。

自動変速機５００は、本実施の形態において、複数の変速段を有する有段式変速機である。自動変速機５００は、モータジェネレータＭＧ２とプロペラシャフト４３０との間に設けられる。より具体的には、動力分割機構３００のリングギヤＲと自動変速機５００の入力軸のギヤ４４０の回転軸（以後、入力軸４４０と称する）（図２参照）とを連結する駆動軸４２０に、モータジェネレータＭＧ２のロータが接続される。なお、自動変速機５００は無段式変速機であってもよい。

図２は、図１に示す自動変速機５００の構成を詳細に示す図である。図１では自動変速機５００を概略的に示すが、図２により自動変速機５００の入力軸と出力軸と間の連結関係を詳細に説明する。

図２を参照して、自動変速機５００は、シングルピニオン型のプラネタリギヤ５１０，５２０と、クラッチＣ１，Ｃ２と、ブレーキＢ１，Ｂ２と、ワンウェイクラッチＦ１とを含む。プラネタリギヤ５１０は、サンギヤＳ１と、リングギヤＲ１と、キャリアＣＡ１と、ピニオンギヤＰ１とを有する。プラネタリギヤ５２０は、サンギヤＳ２と、リングギヤＲ２と、キャリアＣＡ２と、ピニオンギヤＰ２とを有する。

クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１，Ｂ２の各々は、油圧により作動する摩擦係合装置である。クラッチＣ１が係合すると、サンギヤＳ２は、動力分割機構３００のリングギヤＲに連結される。これにより、サンギヤＳ２はリングギヤＲと同じ速度で回転する。

プラネタリギヤ５１０のキャリアＣＡ１と、プラネタリギヤ５２０のリングギヤＲ２とは、互いに連結されている。そのため、クラッチＣ２が係合すると、キャリアＣＡ１およびリングギヤＲ２は、いずれも動力分割機構３００のリングギヤＲに連結される。これにより、キャリアＣＡ１およびリングギヤＲ２は、リングギヤＲと同じ速度で回転する。

ブレーキＢ１が係合すると、サンギヤＳ１の回転が停止する。ブレーキＢ２が係合すると、キャリアＣＡ１およびリングギヤＲ２の回転が停止する。ワンウェイクラッチＦ１は、キャリアＣＡ１およびリングギヤＲ２を一方向に回転可能とし、かつ、他方向に回転不能に支持する。

自動変速機５００は、各摩擦係合装置（クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１，Ｂ２）の係合状態が変更されることによって、係合状態、スリップ状態、および解放状態のいずれかの状態に切替えられる。係合状態では、自動変速機５００の入力軸４４０のトルクの全部が自動変速機５００の出力軸４５０に伝達される。スリップ状態では、自動変速機５００の入力軸４４０のトルクの一部が自動変速機５００の出力軸４５０に伝達される。解放状態では、自動変速機５００の入力軸４４０と出力軸４５０との間でのトルクの伝達が遮断される。

自動変速機５００は、ＥＣＵ１０００からの制御信号ＣＳＡに基づいて、変速比（出力軸４５０の回転速度に対する入力軸４４０の回転速度の比）を切替可能である。

図３は、図２に示す自動変速機５００の係合作動表を示す図である。図３を参照して、「○」は係合状態であることを示し、「（○）」はエンジンブレーキ時に係合されることを示し、空欄は解放状態であることを示す。

自動変速機５００では、各摩擦係合装置が係合作動表に従って係合されることにより、４つの前進ギヤ段（１速ギヤ段〜４速ギヤ段（１ｓｔ〜４ｔｈで示す））と、後進ギヤ段（Ｒで示す）とが択一的に形成される。１速ギヤ段は「第１速段」に相当する。また、すべての摩擦係合装置を解放状態にすることにより、ニュートラル状態（Ｎで示す）が形成される。なお、図２に示す自動変速機の構成および図３に示す係合作動表は一例であって、これらに限定されるものではない。

図１を再び参照して、バッテリ７００（蓄電装置）は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するための直流電力を蓄える。バッテリ７００には、たとえばニッケル水素電池、リチウムイオン電池、またはキャパシタを採用することができる。

インバータ６１０，６２０は、バッテリ７００に対して互いに並列に接続される。インバータ６１０，６２０は、ＥＣＵ１０００からの制御信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２にそれぞれ基づいて、バッテリ７００からの直流電力を交流電力に変換する。インバータ６１０，６２０で変換された交流電力は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２にそれぞれ供給される。

車両１は、レゾルバ９１，９２と、エンジン回転速度センサ９３と、車速センサ９４と、監視センサ９５と、過電流センサ９６，９７とをさらに備える。レゾルバ９１は、モータジェネレータＭＧ１の回転速度（ＭＧ１回転速度Ｎｇ）を検出する。レゾルバ９２は、モータジェネレータＭＧ２の回転速度（ＭＧ２回転速度Ｎｍ）を検出する。エンジン回転速度センサ９３は、エンジン１００の回転速度（エンジン回転速度Ｎｅ）を検出する。車速センサ９４は、プロペラシャフト４３０の回転速度（プロペラシャフト回転速度Ｎｐ）を検出する。監視センサ９５は、バッテリ７００の状態（バッテリ電圧Ｖｂ、バッテリ電流Ｉｂ、バッテリ温度Ｔｂ）を検出する。過電流センサ９６は、モータジェネレータＭＧ１の過電流（電流Ｉ１）を検出する。過電流センサ９７は、モータジェネレータＭＧ２の過電流（電流Ｉ２）を検出する。各センサは検出結果をＥＣＵ１０００に出力する。

ＥＣＵ１０００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリ（いずれも図示せず）を内蔵する。メモリには、たとえば後述する変速線図が記憶されている。ＥＣＵ１０００は、メモリに記憶された情報および各センサからの情報に基づいて、所定の演算処理を実行する。ＥＣＵ１０００は、演算処理の結果に基づいて各機器を制御する。

以上のような構成において、車両１は、エンジン１００を停止させて、モータジェネレータＭＧ２の駆動力のみで走行することができる。以下、エンジン１００を停止させた状態で行なう走行を「ＥＶ走行」とも称する。これに対して、エンジン１００を動作させた状態で行なう走行を「ＨＶ走行」とも称する。

＜正常動作時＞
図４は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の正常動作時に用いられる変速線図である。図４を参照して、横軸は車速を表し、縦軸はアクセル開度を表す。

自動変速機５００は、上述のように、１速ギヤ段〜４速ギヤ段のいずれかを形成可能に構成されている。変速線図では、変速の種類（変速前のギヤ段と変速後のギヤ段との組合せ）毎にアップシフト線（実線で示す）とダウンシフト線（破線で示す）とが設定されている。

ＥＣＵ１０００は、アップシフト線で規定された車速以上になるまで車速が増加すると、アップシフトするように自動変速機５００を制御する。一方、ＥＣＵ１０００は、ダウンシフト線で規定された車速よりも小さくなるまで車速が減少すると、ダウンシフトするように自動変速機５００を制御する。

また、ＥＣＵ１０００は、アップシフト線で規定されたアクセル開度よりも小さくなるまでアクセル開度が減少すると、アップシフトするように自動変速機５００を制御する。一方、ＥＣＵ１０００は、ダウンシフト線で規定されたアクセル開度以上になるまでアクセル開度が増加すると、ダウンシフトするように自動変速機５００を制御する。

図５は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の正常動作時の動力分割機構３００の共線図である。図５には、ＨＶ走行中の共線図が示されている。

ＨＶ走行中には、エンジン１００が運転されるため、エンジン回転速度Ｎｅは正となる。ＭＧ１回転速度ＮｇおよびＭＧ２回転速度Ｎｍの各々は、車両１の走行状態に応じて変化する。ただし、動力分割機構３００が上述のように構成されることによって、サンギヤＳの回転速度（ＭＧ１回転速度Ｎｇ）、キャリアＣＡの回転速度（エンジン回転速度Ｎｅ）、およびリングギヤＲの回転速度（ＭＧ２回転速度Ｎｍ）は、共線図上において直線で結ばれる関係を有する。つまり、いずれか２つの回転要素の回転速度が決まれば、残りの回転要素の回転速度も決まる。

ＭＧ１トルクＴｇ、エンジントルクＴｅ、およびＭＧ２トルクＴｍを用いてプロペラシャフト４３０が回転される。本実施の形態では、動力分割機構３００のリングギヤＲとプロペラシャフト４３０との間に自動変速機５００がさらに設けられている。なお、プロペラシャフト４３０は「駆動軸」に相当する。

ＭＧ２回転速度Ｎｍとプロペラシャフト回転速度Ｎｐとの比は、自動変速機５００のギヤ段によって決まる。本実施の形態では、自動変速機５００が３速ギヤ段に形成される場合に、ＭＧ２回転速度Ｎｍとプロペラシャフト回転速度Ｎｐとが等しい。すなわち変速比が１である。このことは３速ギヤ段が直結段であることを示している。直結段については後に詳細に説明する。

＜モータジェネレータＭＧ１故障時＞
モータジェネレータＭＧ１は故障する場合がある。ＥＣＵ１０００は、レゾルバ９１、監視センサ９５、または過電流センサ９６からの検出結果が異常値を示す場合に、モータジェネレータＭＧ１の故障と判断することができる。なお、モータジェネレータＭＧ１の故障には、モータジェネレータＭＧ１の状態を検出するための上記各センサ自体の故障を含む。

図６は、モータジェネレータＭＧ１が故障した場合に用いられる変速線図である。図７は、モータジェネレータＭＧ１が故障した場合の動力分割機構３００の共線図である。図６および図７は、図４および図５にそれぞれ対比される。図６では対比のために、正常動作時のアップシフト線（図４参照）が破線で示されている。

本実施の形態において、モータジェネレータＭＧ１が故障した場合には、ＥＶ走行が行なわれる。ＥＶ走行中には、ブレーキ（図示せず）によってクランクシャフト１１０が固定される。このため、図７に示すように、エンジン回転速度Ｎｅは０に固定される。車両１は、バッテリ７００に蓄えられた電力をモータジェネレータＭＧ２で消費しながら走行する。すなわち、ＭＧ２トルクＴｍのみを用いてプロペラシャフト４３０が回転される。この際、モータジェネレータＭＧ１は、モータジェネレータＭＧ２の回転に伴って回転する。

モータジェネレータＭＧ１が故障した場合にＥＣＵ１０００が選択可能な前進ギヤ段は、１速ギヤ段および３速ギヤ段のみに制限される。モータジェネレータＭＧ１が故障した場合に用いられる変速線図（図６）は、モータジェネレータＭＧ１が故障していない場合に用いられる変速線図（図４）と比べて、３速ギヤ段（直結段）を示す領域が広い。言い換えると、図６に示す変速線図は、直結段と、直結段よりも変速比が大きい１速ギヤ段とを切替えるための変速線図である。一方、図４に示す変速線図は、図６に示す変速線図よりも多くのギヤ段を切替えるための変速線図である。

図６に示すように、アクセル開度が所定値ＡＣＣ１よりも小さい場合、あるいは車速が所定値Ｖ１よりも大きい場合には、３速ギヤ段が選択される。言い換えると、ＥＣＵ１０００は、モータジェネレータＭＧ１が故障した場合に、複数のギヤ段のうち変速比が１である直結段が選択されるように自動変速機５００を制御する。これは、自動変速機５００の入力軸４４０のトルクが出力軸４５０に伝達される効率（伝達効率）が３速ギヤ段において最も高いためである。以下、３速ギヤ段における伝達効率が高い理由について説明する。

係合作動表（図３参照）に示すように、３速ギヤ段ではクラッチＣ１，Ｃ２の双方が係合される。図２を再び参照して、クラッチＣ１が係合している場合、サンギヤＳ２は動力分割機構３００のリングギヤＲに連結される。クラッチＣ２が係合している場合、リングギヤＲ２はリングギヤＲに連結される。このため、クラッチＣ１，Ｃ２の双方が係合している場合、サンギヤＳ２およびリングギヤＲ２は、リングギヤＲと同じ速度で回転する。つまり、プラネタリギヤ５２０内のすべての回転要素（サンギヤＳ２、リングギヤＲ２、キャリアＣＡ２、およびピニオンギヤＰ２）は一体となって回転する。したがって、プラネタリギヤ５２０内の回転要素間の噛み合いによる損失が他のギヤ段よりも小さい。

さらに、リングギヤＲ１とキャリアＣＡ２とは互いに連結されている。また、キャリアＣＡ１とリングギヤＲ２とは、互いに連結されている。このため、プラネタリギヤ５２０のキャリアＣＡ２およびリングギヤＲ２が同じ速度で回転しているとき、プラネタリギヤ５１０のリングギヤＲ１およびキャリアＣＡ１も同じ速度で回転している。つまり、クラッチＣ１，Ｃ２の双方が係合している場合、プラネタリギヤ５１０内のすべての回転要素（サンギヤＳ１、リングギヤＲ１、キャリアＣＡ１、およびピニオンギヤＰ１）は一体となって回転する。したがって、プラネタリギヤ５１０内の回転要素間の噛み合いによる損失が他のギヤ段よりも小さい。

このように、３速ギヤ段が選択される場合、言い換えると直結段が選択される場合、自動変速機５００内のすべての回転要素（サンギヤＳ１，Ｓ２、リングギヤＲ１，Ｒ２、キャリアＣＡ１，ＣＡ２、およびピニオンギヤＰ１，Ｐ２）が一体となって回転する。そのため、回転要素間の噛み合いによる損失が他のギヤ段よりも小さいので、自動変速機５００全体の損失を低減することができる。したがって、伝達効率を最も高くすることができる。その結果、退避走行距離を伸ばすことができる。

しかしながら、ＥＣＵ１０００が選択可能な前進ギヤ段を３速ギヤ段のみに制限すると、大きな駆動力が要求される場合に、十分な駆動力を供給できないことが考えられる。したがって、ＥＣＵ１０００は、図６に示すように、アクセル開度が所定値ＡＣＣ１よりも大きく、かつ車速が所定値Ｖ１よりも小さい場合には、１速ギヤ段を選択する。これにより、十分な駆動力を供給することができる。

＜モータジェネレータＭＧ２故障時＞
モータジェネレータＭＧ２も故障する場合がある。モータジェネレータＭＧ２の故障は、モータジェネレータＭＧ１の故障と同様であるため、詳細な説明を繰り返さない。モータジェネレータＭＧ２が故障した場合、モータジェネレータＭＧ１で発電しながら直達トルクで走行する必要がある。直達トルクとは、エンジン１００から動力分割機構３００を介してプロペラシャフト４３０に機械的に直接伝達されるトルクである。

以下、モータジェネレータＭＧ２が故障した場合の制御について、本実施の形態と、自動変速機５００が設けられていない比較例とを対比しながら説明する。なお、比較例に係る車両の構成は、自動変速機５００を備えない点を除いて車両１（図１参照）の構成と同等であるため、説明を繰り返さない。

図８は、比較例において、モータジェネレータＭＧ２が故障した場合の動力分割機構３００の共線図である。図８を参照して、エンジン回転速度Ｎｅは、エンジン１００が出力すべきトルクによって定まる。そのため、ＥＣＵ１０００は、エンジン回転速度Ｎｅを自在に変更することはできない。以下では理解が容易になるように、エンジン回転速度Ｎｅを固定して説明する。

自動変速機５００が設けられていない場合、ＭＧ２回転速度Ｎｍは、プロペラシャフト回転速度Ｎｐに応じて定まる。プロペラシャフト回転速度Ｎｐは車速に比例する。つまり、ＭＧ２回転速度Ｎｍは車速に応じて定まる。車速は、各時刻における駆動輪８０の回転速度に比例して決まるものであって、ＥＣＵ１０００が積極的に制御可能なパラメータではない。したがって、比較例においてＥＣＵ１０００は、ＭＧ２回転速度Ｎｍを制御することができない。

エンジン回転速度ＮｅおよびＭＧ２回転速度Ｎｍが定まると、ＭＧ１回転速度Ｎｇは、共線図上で各回転要素の回転速度が直線上に並ぶように定まる。ＥＣＵ１０００は、ＭＧ２回転速度Ｎｍを制御することができないので、ＭＧ１回転速度Ｎｇが正になるか負になるかを制御することができない。

バッテリ７００ではＭＧ１回転速度Ｎｇの正負（すなわちサンギヤＳの回転方向）に応じて、充電と放電とが切り替わる。ＭＧ１回転速度Ｎｇが正である場合（サンギヤＳの回転方向が順方向である場合）、モータジェネレータＭＧ１は発電する。モータジェネレータＭＧ１で発電された電力は、バッテリ７００に充電される。そのため、ＭＧ１回転速度Ｎｇが正である状態が継続されると、バッテリ７００が蓄電可能な電力量を超えてバッテリ７００が充電される可能性がある。

一方、ＭＧ１回転速度Ｎｇが負である場合（サンギヤＳの回転方向が逆方向である場合）、モータジェネレータＭＧ１はバッテリ７００に蓄えられた電力を消費する。そのため、ＭＧ１回転速度Ｎｇが負である状態が継続されると、バッテリ７００が過放電状態に至る可能性がある。

図９は、本実施の形態において、モータジェネレータＭＧ２が故障した場合における動力分割機構３００の共線図である。図９を参照して、各時刻におけるエンジン回転速度Ｎｅは、図８に示す比較例と同様に、エンジン１００が出力すべきトルクによって定まる。また、プロペラシャフト回転速度Ｎｐは車速に応じて定まる。

本実施の形態では、車両１は自動変速機５００を備える。３速ギヤ段が選択されている場合、ＭＧ２回転速度Ｎｍはプロペラシャフト回転速度Ｎｐと等しい。エンジン回転速度ＮｅおよびＭＧ２回転速度Ｎｍに基づいて共線図上でＭＧ１回転速度Ｎｇを定めると、３速ギヤ段でのＭＧ１回転速度Ｎｇは負である。一方、４速ギヤ段が選択されている場合、ＭＧ２回転速度Ｎｍはプロペラシャフト回転速度Ｎｐよりも低い。４速ギヤ段でのＭＧ１回転速度Ｎｇは正である。

このように、ＥＣＵ１０００は、各時刻におけるエンジン回転速度ＮｅおよびＭＧ２回転速度Ｎｍに基づいて、ＭＧ１回転速度Ｎｇが正になるギヤ段と、ＭＧ１回転速度Ｎｇが負になるギヤ段との組合せを求める。

ＥＣＵ１０００は、バッテリ７００の放電が必要な場合（より具体的にはバッテリ７００のＳＯＣ（State Of Charge、バッテリ７００の充電状態を示す状態量）が所定のしきい値よりも高い場合）、４速ギヤ段から３速ギヤ段にダウンシフトするように自動変速機５００を制御する。これにより、バッテリ７００を放電することができる。

一方、ＥＣＵ１０００は、バッテリ７００の充電が必要な場合（より具体的にはバッテリ７００のＳＯＣが別のしきい値よりも低い場合）、３速ギヤ段から４速ギヤ段にアップシフトするように自動変速機５００を制御する。これにより、バッテリ７００を充電することができる。以上のように、本実施の形態によれば、自動変速機５００のギヤ段を切替えることにより、バッテリ７００の充放電を制御することができる。

なお、上述の説明では、バッテリ７００を放電する必要があるとき、３速ギヤ段が選択される。ただし、１速ギヤ段または２速ギヤ段が選択される場合にも、バッテリ７００を放電することができる。つまり、モータジェネレータＭＧ２が故障した場合、バッテリ７００のＳＯＣを適正な範囲内に維持する必要があるため、１速ギヤ段〜３速ギヤ段と、４速ギヤ段との間でギヤ段を自在に切替えることはできないものの、４段すべてのギヤ段を選択可能である。

これに対し、モータジェネレータＭＧ１が故障した場合、選択可能なギヤ段の段数は、２段（１速ギヤ段および３速ギヤ段）のみに制限される。このように、モータジェネレータＭＧ１が故障した場合の方が、モータジェネレータＭＧ２が故障した場合よりも、変速の制限が厳しい。言い換えると、ＥＣＵ１０００は、モータジェネレータＭＧ１が故障した場合に、モータジェネレータＭＧ２が故障した場合よりも、変速が制限されるように自動変速機５００を制御する。より具体的には、ＥＣＵ１０００は、モータジェネレータＭＧ１が故障した場合、自動変速機５００の変速比が１になるように自動変速機５００を制御する。

以上のように、ＥＣＵ１０００は、モータジェネレータＭＧ２が故障した場合には、バッテリ７００のＳＯＣに基づいて、自動変速機５００に変速を実行させる。一方で、ＥＣＵ１０００は、モータジェネレータＭＧ１が故障した場合には、バッテリ７００のＳＯＣに基づいての変速は自動変速機５００に実行させない。

図１０は、ＥＣＵ１０００による自動変速機５００の制御を示すフローチャートである。図１０を参照して、このフローチャートに示す処理は、たとえば所定の期間毎または所定の条件が成立する毎に実行される。この処理の開始時点では、正常動作時における変速線図（図４参照）が用いられている。

ステップＳ１０において、ＥＣＵ１０００は、モータジェネレータＭＧ１が故障しているか否かを判断する。モータジェネレータＭＧ１が故障している場合（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、処理はステップＳ２０に進む。一方、モータジェネレータＭＧ１が故障していない場合（ステップＳ１０においてＮＯ）、処理はステップＳ５０に進む。

ステップＳ２０において、ＥＣＵ１０００は、図４に示す変速線図を図６に示す変速線図に切替える。ＥＣＵ１０００は、図６に示す変速線図に基づいて、アクセル開度が所定値ＡＣＣ１よりも小さいか否かについて判断するとともに、車速が所定値Ｖ１よりも大きいか否かを判断する。アクセル開度が所定値ＡＣＣ１よりも小さい、または車速が所定値Ｖ１よりも大きい場合（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、処理はステップＳ３０に進む。一方、アクセル開度が所定値ＡＣＣ１よりも大きく、かつ車速が所定値Ｖ１よりも小さい場合（ステップＳ２０においてＮＯ）、処理はステップＳ４０に進む。

ステップＳ３０において、ＥＣＵ１０００は、直結段を形成する自動変速機５００を制御する。つまり、ステップＳ３０は、モータジェネレータＭＧ１が故障した場合に、モータジェネレータＭＧ２が故障した場合よりも、変速が制限されるように自動変速機５００を制御するステップに相当する。その後、処理は一旦メインルーチンに戻り、図１０に示す一連の処理が繰り返される。

ステップＳ４０において、ＥＣＵ１０００は、１速ギヤ段を形成するように自動変速機５００を制御する。その後、処理は一旦メインルーチンに戻り、図１０に示す一連の処理が繰り返される。

ステップＳ５０において、ＥＣＵ１０００は、モータジェネレータＭＧ２が故障しているか否かを判断する。モータジェネレータＭＧ２が故障している場合（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、処理はステップＳ６０に進む。一方、モータジェネレータＭＧ２が故障していない場合（ステップＳ５０においてＮＯ）、処理は一旦メインルーチンに戻り、図１０に示す一連の処理が繰り返される。

ステップＳ６０において、ＥＣＵ１０００は、バッテリ７００の充電が必要であるか否かを判断する。この判断は、上述のようにバッテリ７００のＳＯＣに基づいて行なうことができる。バッテリ７００の充電が必要である場合（ステップＳ６０においてＹＥＳ）、処理はステップＳ７０に進む。一方、バッテリ７００の充電が必要でない場合（ステップＳ６０においてＮＯ）、処理はステップＳ８０に進む。

ステップＳ７０において、ＥＣＵ１０００は、３速ギヤ段から４速ギヤ段にアップシフトするように自動変速機５００を制御する。これにより、ＭＧ１回転速度Ｎｇが正になるため、バッテリ７００が充電される。したがって、バッテリ７００の電力が不足すること、あるいはバッテリ７００が過放電状態に至ることを防止することができる。その後、処理は一旦メインルーチンに戻り、図１０に示す一連の処理が繰り返される。

ステップＳ８０において、ＥＣＵ１０００は、バッテリ７００の放電が必要であるか否かを判断する。バッテリ７００の放電が必要である場合（ステップＳ８０においてＹＥＳ）、処理はステップＳ９０に進む。一方、バッテリ７００の放電が必要でない場合（ステップＳ８０においてＮＯ）、処理は一旦メインルーチンに戻り、図１０に示す一連の処理が繰り返される。

ステップＳ９０において、ＥＣＵ１０００は、４速ギヤ段から３速ギヤ段にダウンシフトするように自動変速機５００を制御する。これにより、ＭＧ１回転速度Ｎｇが負になるため、バッテリ７００が放電される。したがって、バッテリ７００が過充電状態に至ることを防止することができる。その後、処理は一旦メインルーチンに戻り、図１０に示す一連の処理が繰り返される。

なお、モータジェネレータＭＧ２が故障した場合に、ＭＧ１回転速度Ｎｇの正負を切替えるためのギヤ段の組合せは、３速ギヤ段および４速ギヤ段に限定されるものではない。上記ギヤ段の組合せは、各時刻におけるエンジン回転速度ＮｅおよびＭＧ２回転速度Ｎｍに応じて適宜選択される。たとえば２速ギヤ段と３速ギヤ段との間、あるいは２速ギヤ段と４速ギヤ段との間の切替えについても同様の制御を適用することができる。

最後に、図１を再び参照して、本実施の形態について総括する。車両１は、エンジン１００と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、エンジン１００のクランクシャフト１１０、モータジェネレータＭＧ１のロータ４１０、およびモータジェネレータＭＧ２の回転軸４１５にそれぞれ連結されるキャリアＣＡ、サンギヤＳ、およびリングギヤＲを含む動力分割機構３００と、プロペラシャフト４３０と、モータジェネレータＭＧ２とプロペラシャフト４３０との間に設けられた自動変速機５００と、自動変速機５００を制御するＥＣＵ１０００とを備える。ＥＣＵ１０００は、モータジェネレータＭＧ１が故障した場合に、モータジェネレータＭＧ２が故障した場合よりも、自動変速機５００による変速を制御する。

好ましくは、自動変速機５００は、複数のギヤ段（１速ギヤ段〜４速ギヤ段）を有する有段式変速機である。ＥＣＵ１０００は、モータジェネレータＭＧ１が故障した場合に、複数のギヤ段のうち変速比が１である直結段（３速ギヤ段）が選択されるように自動変速機５００を制御する。

好ましくは、モータジェネレータＭＧ１が故障した場合に使用される変速線図（図６）は、モータジェネレータＭＧ１が故障していない場合に使用される変速線図（図４）と比べて、直結段を示す領域が広い。

好ましくは、モータジェネレータＭＧ１が故障した場合に使用される変速線図は、直結段と、直結段よりも変速比が大きい１速ギヤ段とを切替えるための変速線図である。モータジェネレータＭＧ１が故障していない場合に使用される変速線図は、モータジェネレータＭＧ１が故障した場合に使用される変速線図よりも多くのギヤ段を切替えるための変速線図である。

好ましくは、車両は、モータジェネレータＭＧ１の回転に応じて充放電が実行されるバッテリ７００をさらに備える。ＥＣＵ１０００は、モータジェネレータＭＧ２が故障した場合には、バッテリ７００のＳＯＣに基づいて、自動変速機５００に変速を実行させる。

今回開示された実施の形態は全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全ての変更が含まれることが意図される。

１ 車両、８０ 駆動輪、９１，９２ レゾルバ、９３ エンジン回転速度センサ、９４ 車速センサ、９５ 監視センサ、９６，９７ 過電流センサ、１００ エンジン、３００ 動力分割機構、１１０ クランクシャフト、４１０ ロータ、４１５ 回転軸、４２０ 駆動軸、４３０ プロペラシャフト、４４０ 入力軸、４５０ 出力軸、５００ 自動変速機、５１０，５２０ プラネタリギヤ、６１０，６２０ インバータ、７００ バッテリ、１０００ ＥＣＵ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｃ１，Ｃ２ クラッチ、Ｂ１，Ｂ２ ブレーキ、Ｆ１ ワンウェイクラッチ、Ｓ，Ｓ１，Ｓ２ サンギヤ、Ｒ，Ｒ１，Ｒ２ リングギヤ、ＣＡ，ＣＡ１，ＣＡ２ キャリア、Ｐ，Ｐ１，Ｐ２ ピニオンギヤ。

Claims (5)

1. 内燃機関と、
   第１および第２の回転電機と、
   前記内燃機関の出力軸、ならびに前記第１および第２の回転電機の回転軸にそれぞれ連結される第１〜第３の回転要素を含む動力分割機構と、
   駆動軸と、
   前記第２の回転電機と前記駆動軸との間に設けられた変速機と、
   前記変速機を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記第１の回転電機が故障した場合に、前記第２の回転電機が故障した場合よりも、前記変速機による変速を制限する、車両。
2. 前記変速機は、複数の変速段を有する有段式変速機であり、
   前記制御部は、前記第１の回転電機が故障した場合に、前記複数の変速段のうち変速比が１である直結段が選択されるように前記変速機を制御する、請求項１に記載の車両。
3. 前記第１の回転電機が故障した場合に使用される第１の変速線図は、前記第１の回転電機が故障していない場合に使用される第２の変速線図と比べて、前記直結段を示す領域が広い、請求項２に記載の車両。
4. 前記第１の変速線図は、前記直結段と、前記直結段よりも変速比が大きい第１速段とを切替えるための変速線図であり、
   前記第２の変速線図は、前記第１の変速線図よりも多くの変速段を切替えるための変速線図である、請求項３に記載の車両。
5. 前記車両は、前記第１の回転電機の回転に応じて充放電が実行される蓄電装置をさらに備え、
   前記制御部は、前記第２の回転電機が故障した場合には、前記蓄電装置のＳＯＣに基づいて、前記変速機に前記変速を実行させる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両。

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