JP2017063528A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ロック状態からの脱出にあたり、運転者の意図に従った走行状態を維持可能とすることとモータ駆動回路の熱破壊防止との両立が効率的に図られるようにする。【解決手段】第１モータ及び第２モータと、リングギアに第１モータ又は第２モータの一方が、サンギアに第１モータ又は第２モータの他方が、キャリアに駆動輪を回転させるための駆動軸が接続される遊星歯車機構と、第１モータ及び第２モータについての制御を行う制御部と、を備え、制御部は、第１モータの回転を停止状態として第２モータの駆動力により走行中である場合において、第２モータがロック状態であるか否かを判定し、ロック状態であると判定したことに応じ、第１モータを第２モータの反力トルクを受け持つ回転方向に回転させると共に、第２モータをロック状態と判定された時点での回転方向とは逆方向に回生回転させる。【選択図】図３

Description

本発明は、第１モータと第２モータの動力を遊星歯車機構を介して駆動輪に伝達可能に構成された車両についての技術分野に関する。

特開２００５−４５８６３号公報 特開２００８−２４７２７１号公報

モータを動力源として、モータと駆動輪とが遊星歯車機構を介して接続される電動車両が知られている（例えば上記特許文献１、２を参照）。この際、モータとしては、例えば３相交流式のモータ等、励磁相を複数有するモータが用いられている。

上記のような電動車両においては、例えば段差の乗り越え時や急坂の登坂等において、モータの駆動力と車両の走行抵抗とが釣り合い、モータの回転数が「０」（つまり車速＝０）となる事態が生じ得る（いわゆるロック状態）。この際、モータは駆動中であるため、上記のように回転数が「０」の状態では複数の励磁相のうち１相のみに駆動電流が流れ続けてしまい、モータの駆動回路が過熱状態となる虞がある。過熱状態を回避するためには駆動電流をＯＦＦすることが考えられるが、その場合には駆動輪に対する駆動力が維持されず、運転者の意図（アクセル操作）に従った走行状態を維持できなくなってしまう。

このようにロック状態に陥った際には、該ロック状態からの脱出が運転者の意図に従った走行状態を維持可能に図られることが要請される。換言すれば、運転者の意図に従った走行状態を維持可能とすることとモータ駆動回路の熱破壊防止との両立を図ることが要請される。

上記特許文献１、２には、ハイブリッド車両において、ロック状態からの脱出を駆動輪に対する駆動力を維持しながら実現する手法が開示されている。

しかしながら、上記特許文献１、２に記載の手法は、ロック状態からの脱出を図る上で、エンジンを運転状態とすることが必要とされている。

本発明は上記の事情に鑑み為されたものであり、駆動輪に対する駆動力を維持しつつロック状態からの脱出を図ることをエンジンによる動力を不要としながら実現することで、運転者の意図に従った走行状態を維持可能とすることとモータ駆動回路の熱破壊防止との両立が効率的に図られるようにすることを目的とする。

本発明に係る車両は、第１モータ及び第２モータと、リングギアに前記第１モータ又は前記第２モータの一方が、サンギアに前記第１モータ又は前記第２モータの他方が、キャリアに駆動輪を回転させるための駆動軸が接続される遊星歯車機構と、前記第１モータ及び前記第２モータについての制御を行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記第１モータの回転を停止状態として前記第２モータの駆動力により走行中である場合において、前記第２モータがロック状態であるか否かを判定し、ロック状態であると判定したことに応じ、前記第１モータを前記第２モータの反力トルクを受け持つ回転方向に回転させると共に、前記第２モータをロック状態と判定された時点での回転方向とは逆方向に回生回転させるものである。

上記のロック状態、すなわち第２モータを動力源とした駆動輪に対する駆動力と車両走行抵抗とが釣り合って車速が「０」となっている状態では、上記接続形態による遊星歯車機構においては、駆動輪に接続されるキャリアが固定された状態と等価な状態となる。このようにキャリアが固定の状態において上記のように第１モータを駆動することで、第２モータを回転数＝０から逆回転方向に回転させることが可能な状態となる。そしてこの際、第２モータは、上記のように逆回転方向に回生回転させることで、駆動輪に対する駆動力が維持される。
第２モータは回転数＝「０」の状態から逆回転回生状態に移行されるので、一つの励磁相のみに駆動電流が流され続けてしまう事態が解消される。つまりこれにより、第２モータのロック状態からの脱出が、駆動輪に対する駆動力を維持しながら実現される。
そして、上記構成によれば、このようなロック状態からの脱出を実現するにあたって、エンジンによる動力は不要となる。

上記した本発明に係る車両制御装置においては、前記制御部は、車速の回復判定を行い、車速が回復したと判定したことに応じて、前記第１モータの回転を停止状態とし、前記第２モータの駆動力により走行が行われるように制御することが望ましい。
これにより、車速が回復した場合、すなわちロック状態が生じる虞がなくなった場合に対応して、第１モータの回転が停止される。

上記した本発明に係る車両制御装置は、前記第１モータと前記リングギア又は前記サンギアとの間に減速ギアが挿入されることが望ましい。
これにより、第１モータから遊星歯車機構への入力トルクが増幅される。

上記した本発明に係る車両制御装置は、出力軸が前記第１モータを介して前記リングギア又は前記サンギアに接続されるエンジンを備えることが望ましい。
本発明のロック脱出手法によれば、ロック状態からの脱出にあたりエンジンを駆動すること（運転状態とすること）は不要である。すなわち、エンジンが備えられたハイブリッド車両において、ロック状態からの脱出のためにエンジンによる燃料消費を行わずに済む。

本発明によれば、ロック状態からの脱出にあたり、運転者の意図に従った走行状態を維持可能とすることとモータ駆動回路の熱破壊防止との両立が効率的に図られるようにすることができる。

実施の形態としての車両の構成概要を示した図である。 実施の形態の車両が備える遊星歯車機構の概略構成を示した図である。 実施の形態のロック脱出手法についての説明図である。 第２モータがロック状態であるか否かを判定し、ロック状態と判定したことに応じてロック脱出モードに移行するための処理を示したフローチャートである。 ロック脱出モード対応処理のフローチャートである。 ロック脱出モード中における第２モータについての回転モード制御処理のフローチャートである。 第一変形例としての車両の構成概要を示した図である。 第二変形例としての車両の構成概要を示した図である。 第二変形例としての車両におけるＥＶ走行を開始してからロック状態に陥り該ロック状態を脱出するまでの各過程における遊星歯車機構の各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を共線図により表した図である。 第三変形例としての車両の構成概要を示した図である。

＜１．車両の概要構成＞
図１は、本発明に係る実施の形態としての車両１の構成概要を示した図である。なお、図１では、車両１の構成のうち主に本発明に係る要部の構成のみを抽出して示している。
本実施の形態では、前輪駆動方式のハイブリッド車両に本発明を適用した場合について説明する。

図１において、車両１は、例えば前輪である駆動輪７ａ、駆動輪７ｂに駆動力を与えるための駆動系として、エンジン２と、エンジン２の出力軸としてのクランクシャフト２ａに連動回転制御機構３を介してロータ（回転子）が接続された第１モータＭＧ１と、リングギア軸４ｅがクランクシャフト２ａと同軸上に配されるように第１モータＭＧ１のロータに接続された遊星歯車機構４と、ロータが遊星歯車機構４のキャリア４ｄに接続された第２モータＭＧ２とを備えている。また、キャリア４ｄによる動力をドライブシャフト６を介して駆動輪７ａ、駆動輪７ｂに伝達するための前輪用のデファレンシャルギヤ５を備えている。

連動回転制御機構３は、クランクシャフト２ａ（エンジン２）と第１モータＭＧ１とについて、双方が連動して回転する連動回転状態と、双方の回転に対する制動力を与える回転制動状態との切り替えを行うことができるように構成されている。本例における連動回転制御機構３は、クランクシャフト２ａと第１モータＭＧ１との間を連結する回転伝達軸の回転に対する制動力を与える制動機構として構成されている。
このような連動回転制御機構３は、エンジン２と第１モータＭＧ１の回転に対するブレーキ要素として機能する。

遊星歯車機構４は、図２にも示されるように、外歯歯車のサンギヤ４ａと、サンギヤ４ａと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ４ｂと、サンギヤ４ａに噛合すると共にリングギヤ４ｂに噛合する複数のピニオンギヤ（プラネタリギア）４ｃと、複数のピニオンギヤ４ｃを自転且つ公転自在に保持するキャリア４ｄとを備え、サンギヤ４ａとリングギヤ４ｂとキャリア４ｄとを回転要素とし差動作用を行う歯車機構として構成されている。
本例の遊星歯車機構４では、上記のようにサンギア４ａには第２モータＭＧ２のロータが接続され、リングギア４ｂには上記したリングギア軸４ｅを介して第１モータＭＧ１のロータが接続され、キャリア４ｄにはデファレンシャルギア５が接続されている。

また、車両１には、上記した駆動系をコントロールするための各種のＥＣＵ（Electronic Control Unit）として、エンジンＥＣＵ８、第１モータＥＣＵ９、第２モータＥＣＵ１０、及びハイブリッドＥＣＵ１１が備えられている。これらのＥＣＵは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータで構成され、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の所定の車載ネットワーク通信規格に対応したバス１２を介して相互にデータ通信可能に接続されている。

さらに、車両１には、センサ・操作子類１３が備えられている。
センサ・操作子類１３は、車両１に設けられた各種のセンサや操作子を包括的に表したものである。センサ・操作子類１３が有するセンサとしては、車両１の走行速度（以下「車速」と表記する）を検出する速度センサ１３ａ、エンジン２の回転数を検出するエンジン回転数センサ１３ｂ、アクセルペダルの踏込み量からアクセル開度を検出するアクセル開度センサ１３ｃ、及び車両１に作用する加速度を検出するＧセンサ１３ｄがある。また、図示は省略したが、センサ・操作子類１３は、他のセンサとして、例えばエンジン２への吸入空気量を検出する吸入空気量センサ、吸気通路に介装されてエンジン２の各気筒に供給する吸入空気量を調整するスロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサ、エンジン温度を示す冷却水温を検出する水温センサ、車外の気温を検出する外気温センサ等も有する。
また、操作子としては、イグニッションスイッチ１３ｅや、ＥＶ（Electric Vehicle）モードのＯＮ／ＯＦＦ指示を行うためのＥＶスイッチ１３ｆ等の各種操作子がある。
センサ・操作子類１３における各センサの検出信号、操作子の操作に基づく操作入力信号は上記した各ＥＣＵのうち必要な各部に対して供給される。

エンジンＥＣＵ８は、エンジン２についての燃料噴射制御、点火制御、吸入空気量調節制御などの各種運転制御を行う。エンジンＥＣＵ８は、ハイブリッドＥＣＵ１１と通信を行っており、ハイブリッドＥＣＵ１１からの制御信号に基づいてエンジン２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ１１に出力する。

第１モータＭＧ１、第２モータＭＧ２は、何れも発電機として駆動できると共に電動機としても駆動できる周知の同期発電電動機により構成されている。これら第１モータＭＧ１及び第２モータＭＧ２は励磁相を複数有するモータとされ、具体的に本例では３相交流式モータが採用されている。
これら第１モータＭＧ１、第２モータＭＧ２については、エンジン２の回転に伴い回転される第１モータＭＧ１で発電を行いながら、該発電された電力により第２モータＭＧ２を駆動して該第２モータＭＧ２の動力を駆動輪７ａ、７ｂに伝達することが可能とされている。

第１モータＭＧ１は第１モータＥＣＵ９により駆動制御され、第２モータＭＧ２は第２モータＥＣＵ１０により駆動制御される。
第１モータＥＣＵ９、第２モータＥＣＵ１０は、それぞれハイブリッドＥＣＵ１１からの指示に基づき第１モータＭＧ１、第２モータＭＧ２の駆動制御を行う。

なお、図示は省略したが、車両１には、第１モータＭＧ１（及び第２モータＭＧ２）により発電された電力を蓄電し、蓄電した電力を第２モータＭＧ２（及び第１モータＭＧ１）の駆動電力として出力可能なバッテリーが設けられている。

ハイブリッドＥＣＵ１１は、センサ・操作子類１３における所定のセンサ、操作子による検出信号、操作入力信号に基づき、エンジンＥＣＵ８、第１モータＥＣＵ９、第２モータＥＣＵ１０に対する指示や連動回転制御機構３の動作制御を行って、上記した駆動系の動作を運転者の操作や車両１の状態に応じてコントロールする。
例えば、ハイブリッドＥＣＵ１１は、前述したイグニッションスイッチ１３ｅの操作等に基づき、エンジンの始動制御を行う。具体的には、燃料噴射及び点火を行うようにエンジンＥＣＵ８に指示を行うと共に、セルモータとして第１モータＭＧ１を回すため第１モータＥＣＵ９にも指示を行う。なお、ハイブリッド車としての車両１においては、エンジン２の始動／停止制御は車両１の走行状態等、イグニッションスイッチ１３ｅの操作以外の条件に基づいても行われる。

また、ハイブリッドＥＣＵ１１は、アクセル開度センサ１３ｃによる検出信号に基づき求まるアクセル開度値に基づき、運転者によるアクセル操作量に応じた要求トルクＴ（駆動輪７ａ、７ｂに出力すべきトルク）を計算し、要求トルクＴに対応する要求駆動力により車両１を走行させるためのエンジン２、第１モータＭＧ１、第２モータＭＧ２の運転制御をエンジンＥＣＵ８、第１モータＥＣＵ９、第２モータＥＣＵ１０に実行させる。
例えば、車両１の発進時や低速走行時等であって仮にエンジン２を駆動した際にその運転効率が低いと判定された場合には、第２モータＭＧ２のみによる走行（「ＥＶ走行」）が行われるように制御を行う。また、前述したＥＶスイッチ１３ｆにより運転者がＥＶモードを選択した場合にもＥＶ走行が行われるように制御を行う。
ＥＶ走行時においては、ハイブリッドＥＣＵ１１は前述した連動回転制御機構３による制動力をＯＮとし、遊星歯車機構４におけるリングギア４ｂを固定状態とする。

ハイブリッドＥＣＵ１１は、ＥＶ走行時においては、アクセル操作量に基づき計算した要求トルクＴに基づき第２モータＭＧ２に要求されるトルク（以下「要求トルクＴｂ」と表記）を計算し、該要求トルクＴｂを第２モータＥＣＵ１０に指示して第２モータＭＧ２を駆動させる。

また、ハイブリッドＥＣＵ１１は、エンジン２と第２モータＭＧ２の双方の出力を利用した走行（「ハイブリッド走行」）が行われるように制御を行う。具体的には、連動回転制御機構３による制動力をＯＦＦとし、エンジン２及び第２モータＭＧ２が要求トルクＴに基づき駆動されるようにエンジンＥＣＵ８、第２モータＥＣＵ１０に指示を行う。このとき、第１モータＭＧ１はエンジン２の回転に伴い発電回転（回生回転）可能とされる。ハイブリッド走行時においてハイブリッドＥＣＵ１１は、必要に応じ、このようにエンジン２の回転に伴い回転される第１モータＭＧ１で得られる発電電力により第２モータＭＧ２が駆動されるように制御を行う。

ハイブリッド走行時においてハイブリッドＥＣＵ１１は、要求トルクＴに基づきエンジン２に要求されるトルク（以下「要求トルクＴｅ」と表記）と第２モータＭＧ２の要求トルクＴｂとを計算し、要求トルクＴｅをエンジンＥＣＵ８に、要求トルクＴｂを第２モータＥＣＵ１０にそれぞれ指示してエンジン２、第２モータＭＧ２を駆動させる。

また、本実施の形態のハイブリッドＥＣＵ１１は、第２モータＭＧ２がロック状態にあるか否かの判定（「ロック判定」）を行う。ロック状態とは、例えば段差の乗り越え時や急坂の登坂等においてモータの駆動力と車両１の走行抵抗とが釣り合い、駆動中のモータの回転数が「０」（つまり車速が「０」）となる状態を意味する。
ハイブリッドＥＣＵ１１は、第２モータＭＧ２がロック状態であると判定した場合には、以下で説明する手法によりロック状態からの脱出を図るための処理を実行する。

＜２．実施の形態のロック脱出手法＞
図３は、実施の形態としてのロック脱出手法について説明するための図であり、図３Ａ〜図３Ｆは、車両１がＥＶ走行（ＥＶモードでの走行）を開始してからロック状態に陥り該ロック状態を脱出するまでの各過程における遊星歯車機構４の各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を共線図により表している。なお、図中「Ｓ」軸はサンギア４ａ（第２モータＭＧ２）の回転数、「Ｃ」軸はキャリア４ｄ（駆動輪７ａ、７ｂ）の回転数、「Ｒ」軸はリングギア４ｂ（リングギア軸４ｅ、第１モータＭＧ１、エンジン２）の回転数にそれぞれ対応する。

図３Ａは、ＥＶ走行を開始した直後における様子を示している。
先ず、駆動輪７ａ、７ｂが接続されるキャリア４ｄには、図中の出力トルクとして、車両１の走行抵抗に応じたトルクが作用している。先の説明から理解されるように、ＥＶ走行時には、連動回転制御機構３による制動力がＯＮされるため、図中のブレーキ要素トルクが作用してリングギア４ｄの回転数が「０」とされている。この状態で第２モータＭＧ２が力行回転（例えば正回転力行）されて図中のＭＧ２トルクがサンギア４ａに作用することで、該サンギア４ａが回転駆動され、これに伴いキャリア４ｄが回転して駆動輪７ａ、７ｂが回転駆動される。

図３Ｂは、ＥＶ走行中において車両１が段差に差し掛かる等して、第２モータＭＧ２がロック状態に陥った際の様子を示している。
このようにロック状態では、第２モータＭＧ２の駆動力と車両１の走行抵抗とが釣り合い、第２モータＭＧ２の回転数が「０」となる。

本実施の形態では、図３Ｂに示すようなロック状態に陥った際には、第１モータＭＧ１を回転させ第２モータＭＧ２をそれまでの回転方向とは逆方向に回生回転させることで、駆動輪７ａ、７ｂに対する駆動力を維持したまま、第２モータＭＧ２の一つの励磁相に駆動電流が流され続けてしまうことの防止を図る。
具体的には、先ず、連動回転制御機構３による制動力をＯＦＦとして、第１モータＭＧ１が力行回転（例えば正回転力行）されるように駆動制御する。この際、第１モータＭＧ１のトルクは、第２モータＭＧ２の反力トルクを受け持つことのできるトルク（以下「トルクＴａ１」と表記）に設定する。
図３Ｃは、このように連動回転制御機構３によるブレーキ要素をＯＦＦ（開放）とし第１モータＭＧ１を駆動状態とさせた際の様子を示している。この状態では、第２モータＭＧ２の反力トルクが第１モータＭＧ１により受け持たれただけであるので、第１モータＭＧ１の回転数（つまりはリングギア４ｂの回転数）は「０」であり、また第２モータＭＧ２の回転数（つまりはサンギア４ａの回転数）としても「０」のままである。また、キャリア４ｄの回転数も「０」のままである。

上記のように第１モータＭＧ１を駆動状態とした上で、さらに第１モータＭＧ１のトルクをエンジン２のフリクショントルクよりも大きなトルク（以下「トルクＴａ２」と表記）分だけ上昇させ（つまり「Ｔａ１＋Ｔａ２」）、これと共に、第２モータＭＧ２をそれまでの回転方向とは逆方向に回生回転させる。このとき、第２モータＭＧ２のトルクは、それまでと同じトルク（ロック状態に陥った際のトルク）で維持させる。

図３Ｄは、この際の様子を示している。
上記のように第１モータＭＧ１のトルクを「Ｔａ１＋Ｔａ２」まで上昇させることで、該第１モータＭＧ１と連動回転制御機構３を介して接続されたエンジン２（クランクシャフト２ｂ）が回転され（空回し状態）、これに伴いリングギア４ｅが回転される。またこれと共に、上記のように第２モータＭＧ２を逆方向に回生回転させることで、サンギア４ａが逆方向（ロック状態前の回転方向とは逆方向）に回転される。この際、キャリア４ｄに作用するトルクはロック状態に陥った時点から変化していないため、キャリア４ｄの回転数は「０」のままである。

このように本実施の形態では、ＥＶ走行中において第２モータＭＧ２がロック状態に陥ったことに応じて、第１モータＭＧ１を第２モータＭＧ２の反力トルクを受け持つ回転方向に回転させると共に、第２モータＭＧ２をロック状態と判定された時点での回転方向とは逆方向に回生回転させるものとしている。
第２モータＭＧ２は回転数＝「０」の状態から逆回転回生状態に移行されるので、一つの励磁相のみに駆動電流が流され続けてしまう事態が解消され、ロック状態からの脱出が実現される。また、上記のように第１モータＭＧ１及び第２モータＭＧ２がそれぞれ回転される状態においては、遊星歯車機構４においてキャリア４ｄに対するトルクが作用し続けるため、駆動輪７ａ、７ｂに対する駆動力が維持される。
これらの点から理解されるように、本実施の形態によれば、第２モータＭＧ２のロック状態からの脱出が駆動輪７ａ、７ｂに対する駆動力を維持しながら実現される。

ここで、上記した図３Ｄの状態では、車速が「０」のままで未回復である。段差や急坂等に差し掛かり車速が「０」となった場合、運転者の対処としては、車両１を進行させるためアクセルペダルを踏み増すことが考えられる。
ＥＶモードにおいてアクセルペダルが踏み増されると第２モータＭＧ２に対する要求トルクＴｂが増大し、該要求トルクＴｂに基づき第２モータＭＧ２が駆動されることで図３Ｄに示した車両走行抵抗との釣り合い状態が解消される。すなわち、図３Ｅに示すようにキャリア４ｄが回転され、「車速＞０」の状態となる。

このとき、遊星歯車機構４の機構上、車速＞０となりキャリア４ｄが回転を開始したことに応じては、第２モータＭＧ２の回転方向は上記の逆回転方向から転じさせることを要する。このため、図３Ｄの状態から車速＞０の状態となったことに応じては、第２モータＭＧ２の駆動状態をそれまでの逆回転回生状態から正回転力行状態に切り替える（図３Ｅ参照）。

また、本実施の形態では、「車速＞０」の状態に移行して車速が回復したと判定されたことに応じて、車両１の走行モードを、上記のように第１モータＭＧ１を回転させて第２モータＭＧ２を逆回転回生状態とするモード（「ロック脱出モード」）から通常のＥＶモード（ＥＶ走行状態）に移行させる。

この際、運転者のアクセル操作の態様によっては、車速＞０に変化した直後に再び車速＝０の状態に戻ることも考えられる。特に、段差の乗り越え時においては、乗り越え後の衝撃を和らげる等の意図から比較的慎重にアクセル操作が行われる可能性が高く、その場合には「車速＞０」の状態と「車速＝０」の状態とが比較的短い周期で交互に切り替わることが想定される。
このため、仮に「車速＞０」となったことに応じて通常のＥＶモードに切り替えを行ってしまうと、走行モードの切り替えが頻発する事態（いわゆるチャタリング）が懸念される。

そこで、本実施の形態では、「車速＞０」に応じて即座にモード切り替えは行わず、車速が十分に回復した状態であるか否か（再びロック状態に陥る虞がなくなったか否か）を判別するための回復判定を行い、該回復判定の結果に基づきモード切り替えを行う。具体的に本例では、回復判定として車速＞Ｖｘ（少なくともＶｘ＞０）であるか否かを判定する。例えば、Ｖｘ＝５ｋｍ／ｈとする。

図３Ｆは、通常のＥＶモードへの切り替えを行った際の様子を示している。
通常のＥＶモードへの切り替えは、第１モータＭＧ１を停止させ、連動回転制御機構３による制動力をＯＮとすることで実現する。この際、第２モータＭＧ２は、アクセル開度に基づいて計算される要求トルクＴｂにより駆動させる。
これにより、車両走行に第２モータＭＧ２のみが用いられる通常のＥＶ走行状態に遷移する。

＜３．処理手順＞
続いて、上記した実施の形態のロック脱出手法を実現するための具体的な処理の手順を図４〜図６のフローチャートを参照して説明する。
図４は、第２モータＭＧ２がロック状態であるか否かを判定し、ロック状態と判定したことに応じてロック脱出モードに移行するための処理を示している。なお、図４及び図５に示す処理は、図１に示したハイブリッドＥＣＵ１１のＣＰＵが例えば該ハイブリッドＥＣＵ１１の備えるＲＯＭ等の所定の記憶装置に格納されたプログラムに従って実行するものであり、ハイブリッドＥＣＵ１１（ＣＰＵ）は、これら図４及び図５に示す処理をＥＶ走行中において所定の周期で繰り返し実行する。
図示による説明は省略するが、ＥＶ走行中においてハイブリッドＥＣＵ１１は、これら図４及び図５に示す処理とは別途に、アクセル操作に基づく要求トルクＴｂを計算し、計算した要求トルクＴｂを第２モータＥＣＵ１０に指示する処理を実行している。

図４において、ハイブリッドＥＣＵ１１はステップＳ１０１で、ロック脱出モードフラグ＝０であるか否かを判別する。ロック脱出モードフラグは、ロック脱出モードに移行中であるか否かを表すフラグであり、例えば「１」がロック脱出モードに移行中、「０」が移行中でないことをそれぞれ表す。なお、ロック脱出モードフラグの初期値は「０」である。
ステップＳ１０１において、ロック脱出モードフラグ＝「０」でなければ、ハイブリッドＥＣＵ１１はこの図に示す処理を終える。ロック脱出モードに移行中であれば、ロック状態か否かの判定は不要なためである。

一方、ロック脱出モードフラグ＝「０」であれば、ハイブリッドＥＣＵ１１はステップＳ１０２に進み、第２モータＭＧ２がロック状態か否かを判定するための処理を実行する。具体的には、先ずステップＳ１０２において車速＝０であるか否かを判別する。車速＝０でなければ、ハイブリッドＥＣＵ１１はこの図に示す処理を終える。
車速＝０であれば、ハイブリッドＥＣＵ１１はステップＳ１０３に進み、第２モータＭＧ２の要求トルクＴｂ≧Ｔｘであるか否かを判別する。ここで、少なくともＴｘ＞０であり、従ってステップＳ１０３によっては、先のステップＳ１０２の判別処理と併せて、車速＝０且つ第２モータＭＧ２が駆動中の状態であるか否か、換言すれば駆動輪７ａ、７ｂに対する駆動力と車両走行抵抗とが釣り合って車速が「０」となっている状態であるか否かを判別していることに相当する。
ステップＳ１０３において、要求トルクＴｂ≧Ｔｘでなければ、ハイブリッドＥＣＵ１１はこの図に示す処理を終える。

一方、要求トルクＴｂ≧Ｔｘであれば、ハイブリッドＥＣＵ１１はステップＳ１０４に進み、要求トルクＴｂ≧Ｔｘの継続時間Ｔｍｓ≧Ｔｍｘであるか否かを判別する。具体的には、所定周期で実行されるステップＳ１０３の判別処理の結果として、要求トルクＴｂ≧Ｔｘであるとの判別結果が所定回数連続して得られたか否かを判別する。
なお、このように走行抵抗との釣り合いにより車速が「０」となっている状態が所定時間継続したか否かを判定条件としているのは、ロック脱出モードへの移行についてのハンチング防止のためである。

ステップＳ１０４において、要求トルクＴｂ≧Ｔｘの継続時間Ｔｍｓ≧Ｔｍｘでなかった場合、ハイブリッドＥＣＵ１１はこの図に示す処理を終え、要求トルクＴｂ≧Ｔｘの継続時間Ｔｍｓ≧Ｔｍｘであった場合にはステップＳ１０５に進んでロック脱出モードフラグを「１」にセットする。

ステップＳ１０５でロック脱出モードフラグを「１」にセットすると、ハイブリッドＥＣＵ１１はステップＳ１０６で、第１モータＭＧ１のトルクを前述したＴａ１（第２モータＭＧ２の反力トルクを受け持つことのできるトルク）まで上昇させる。なお、第１モータＭＧ１についてのトルク指示は、第１モータＥＣＵ９に対して行う。
さらに、続くステップＳ１０７でハイブリッドＥＣＵ１１は、ブレーキ要素を開放させる。すなわち、連動回転制御機構３による制動力をＯＦＦとする。

次のステップＳ１０８でハイブリッドＥＣＵ１１は、第１モータＭＧ１のトルクをＴａ１＋Ｔａ２（エンジン２のフリクショントルクよりも大きなトルク）に上昇させ、ステップＳ１０９で第２モータＭＧ２の回転制御モードを逆回転モードに移行する指示を第２モータＥＣＵ１０に対して行う。逆回転モードは、第２モータＭＧ２を要求トルクＴｂに基づき逆回転方向（ロック状態と判定される前の回転方向に対して逆回転方向）に回生回転させる回転制御モードである。すなわち、第２モータＥＣＵ１０は逆回転モードへの移行中は、要求トルクＴｂに応じた出力トルクが得られるように第２モータＭＧ２を逆回転方向に回生回転させる駆動制御を行う。

ハイブリッドＥＣＵ１１は、ステップＳ１０９のモード移行指示処理を実行したことに応じてこの図に示す処理を終える。

図５は、ロック脱出モードへの移行中に実行させるべき処理を含んだロック脱出モード対応処理のフローチャートである。
先ず、ステップＳ２０１でハイブリッドＥＣＵ１１は、ロック脱出モードフラグ＝１であるか否かを判別し、ロック脱出モードフラグ＝１でなければこの図に示す処理を終え、ロック脱出モードフラグ＝１であればステップＳ２０２に処理を進める。

ステップＳ２０２でハイブリッドＥＣＵ１１は、図６に示す第２モータＭＧ２の回転モード制御処理を実行する。該回転モード制御処理は、第２モータＥＣＵ１０における第２モータＭＧ２についての回転制御モードを、車速（換言すればキャリア４ｄの回転状態）に応じて前述した逆回転モードと正回転モードとの間で切り替えるための制御処理である。

図６に示すステップＳ３０１において、ハイブリッドＥＣＵ１１は、第２モータＭＧ２についての回転制御モードが逆回転モードであるか否かを判別し、逆回転モードであれば、ステップＳ３０２で車速＞０の変化点であるか、すなわち今回（ｎ回目）のサンプリングタイミングにおいて車速＞０で、且つ前回（ｎ−１回目）のサンプリングタイミングにおいて車速≦０であるか否かを判別する。
車速＞０の変化点であれば、ハイブリッドＥＣＵ１１はステップＳ３０３に進み、第２モータＭＧ２についての回転制御モードを正回転モードに移行させる指示を第２モータＥＣＵ１０に対して行う。正回転モードは、第２モータＭＧ２を要求トルクＴｂに基づき正回転方向（逆回転モード時とは逆方向）に力行回転させる回転制御モードであり、第２モータＥＣＵ１０は、正回転モードへの移行中においては、要求トルクＴｂに応じた出力トルクが得られるように第２モータＭＧ２を正回転方向に力行回転させる駆動制御を行う。
ハイブリッドＥＣＵ１１は、ステップＳ３０３のモード移行指示処理を実行したことに応じてステップＳ２０２の回転モード制御処理を終える。

一方、ステップＳ３０２で車速＞０の変化点でないと判別した場合（つまり車速≦０の状態が維持されている場合）、ハイブリッドＥＣＵ１１はステップＳ３０３のモード移行指示処理をパスしてステップＳ２０２の回転モード制御処理を終える。すなわち、ロック脱出モードへの移行後、車速≦０が維持されている間は第２モータＭＧ２についての回転制御モードが逆回転モードで維持される。

また、先のステップＳ３０１において、第２モータＭＧ２についての回転制御モードが逆回転モードでなかった場合、ハイブリッドＥＣＵ１１はステップＳ３０４に進んで車速≦０であるか否かを判別する。
車速≦０であれば、ハイブリッドＥＣＵ１１はステップＳ３０５に進んで第２モータＭＧ２についての回転制御モードを逆回転モードに移行させる指示を第２モータＥＣＵ１０に対して行う。すなわち、ロック脱出モードの移行に応じて逆回転モードに移行（Ｓ１０９）し、さらにその後、車速＞０の変化点に応じて正回転モードに移行した後においては、車速≦０となったことに応じて逆回転モードに移行が行われる。
一方、車速≦０でなければ、ハイブリッドＥＣＵ１１はステップＳ３０５のモード移行指示処理をパスして、ステップＳ２０２の回転モード制御処理を終える。すなわち、この場合は正回転モードが維持される。

説明を図５に戻す。
ハイブリッドＥＣＵ１１は、ステップＳ２０２の回転モード制御処理を実行したことに応じ、ステップＳ２０３で車速＞Ｖｘであるか否かを判別する。換言すれば、ロック脱出モードから通常のＥＶモードへの移行条件が成立したか否かを判別する。
車速＞Ｖｘでなければ、ハイブリッドＥＣＵ１１は図５に示す処理を終える。すなわち、ロック脱出モードが維持される。

一方、車速＞Ｖｘであれば、ハイブリッドＥＣＵ１１はステップＳ２０４〜Ｓ２０６の処理を実行して、通常のＥＶモードへの移行を実現する。
具体的に、ステップＳ２０４でハイブリッドＥＣＵ１１は、第１モータＥＣＵ９に対する指示により第１モータＭＧ１の回転数＝０に制御し、続くステップＳ２０５でブレーキ要素を作動（連動回転制御機構３による制動力をＯＮ）させ、さらに続くステップＳ２０６でロック脱出モードフラグを「０」にリセットして、図５に示す処理を終える。

＜４．実施の形態の変形例＞
なお、上記では、ロック脱出モードへの移行を操作入力に基づかずに自動的に行う例を挙げたが、運転者等による操作入力に基づきロック脱出モードへの移行が行われてもよい。例えば、ロック脱出モードへの移行を指示するための操作子を設けておき、該操作子に対応する操作入力の検知に応じて、図４に示す処理が開始されるようにする。これにより、ハイブリッドＥＣＵ１１の処理負担を軽減できる。

また、上記では、走行抵抗との釣り合い状態からアクセルが踏み増されることを前提として、車速の回復判定（車速＞Ｖｘか否か）結果に応じてロック脱出モードから通常のＥＶモードへ移行する例を挙げたが、例えば、運転者が段差の乗り越えや登坂を諦めた場合等には、走行抵抗との釣り合い状態からアクセルがＯＦＦ（アクセル開度＝０）される場合もある。このようなアクセルＯＦＦに応じて、通常のＥＶモードに移行してもよい。具体的には、例えばアクセル開度＝０又は要求トルクＴｂ＝０に応じて、ステップＳ２０４〜Ｓ２０６のモード移行のための処理を実行する。

また、上記では、車速の回復判定として車速＞Ｖｘか否かを判定する場合を例示したが、これに代えて、少なくとも車速＞０である状態が所定時間以上継続したか否かを判定するものとしてもよい。車速の回復判定としては、ノイズ要素等による車速の瞬時的な変化にモード切り替えが追従しないことが担保されるようにして、車速が０よりも大きな速度に回復したか否かを判定すればよい。

また、上記では、ロック状態であることを判定するにあたり、車速＝０の他に、要求トルクＴｂ≧Ｔｘであることを１条件とする例を挙げたが、これに代えて、アクセル開度＞０であることを１条件としてもよい。或いは、モータの駆動電流値（絶対値）＞０であることを１条件としてもよい。何れにしても、ロック状態であるか否かの判定は、第２モータＭＧ２が駆動中で且つ駆動輪７ａ、７ｂに対する駆動力と車両１の走行抵抗とが釣り合っている状態であるか否かの判別結果に基づき行われればよい。

また、実施の形態の車両としては、図７に示す第一変形例としての車両１Ａのように、第１モータＭＧ１と遊星歯車機構４におけるリングギア４ｂとの間に減速ギア１４が挿入されてもよい。これにより、第１モータＭＧ１から遊星歯車機構４への入力トルクの増幅が図られる。

さらに、実施の形態の車両としては、図８に示す第二変形例としての車両１’のように、遊星歯車機構４のリングギア４ｂ、サンギア４ａに対する第１モータＭＧ１、第２モータＭＧ２の接続を入れ替えた構成とすることもできる。
図８では、図１に示した車両１において、リングギア４ｂ、サンギア４ａに対する第１モータＭＧ１、第２モータＭＧ２の接続を入れ替えた場合を例示している。この場合、エンジン２のクランクシャフト２は、連動回転制御機構３及び第１モータＭＧ１を介してサンギア４ａに接続されることになる。

このようにサンギア４ａに対して第１モータＭＧ１を、リングギア４ｂ（リングギア軸４ｅ）に対して第２モータＭＧ２を接続した構成とした場合も、ハイブリッドＥＣＵ１１１が先の図４〜図６に示した処理と同様の処理を行うことで、車両１の場合と同様の効果を得ることができる。

図９は、第二変形例としての車両１’におけるＥＶ走行（ＥＶモードでの走行）を開始してからロック状態に陥り該ロック状態を脱出するまでの各過程における遊星歯車機構４の各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を共線図により表している。
図９を参照して分かるように、車両１’における各過程における共線図は、図３に示した車両１における同共線図に対して、リングギア４ｂとサンギア４ａとの間の力学的関係が反転した仕様となるのみである。この点より、車両１’の構成によっても、車両１の場合と同様のロック脱出手法が実現されることが理解できる。

なお、上記のようにサンギア４ａに対し第１モータＭＧ１を、リングギア４ｂに対し第２モータＭＧ２を接続した車両１’についても、先の第一変形例と同様に第１モータＭＧ１から遊星歯車機構４への入力トルクの増幅のための変速ギア１４を設けることができる。
具体的には、図１０に示す第三変形例としての車両１Ａ’のように、第１モータＭＧ１とサンギア４ａとの間に減速ギア１４を挿入するものである。

＜５．実施の形態のまとめ＞
上記のように実施の形態の車両（同１）は、第１モータ（同ＭＧ１）及び第２モータ（同ＭＧ２）と、リングギア（同４ｂ）に第１モータ又は第２モータの一方が、サンギア（同４ａ）に第１モータ又は第２モータの他方が、キャリア（４ｄ）に駆動輪（同７ａ、７ｂ）を回転させるための駆動軸（ドライブシャフト６）が接続される遊星歯車機構（同４）と、第１モータ及び第２モータについての制御を行う制御部（第１モータＥＣＵ９、第２モータＥＣＵ１０、及びハイブリッドＥＣＵ１１）と、を備えている。
そして、制御部は、第１モータの回転を停止状態として第２モータの駆動力により走行中（つまり通常のＥＶ走行中）である場合において、第２モータがロック状態であるか否かを判定し、ロック状態であると判定したことに応じ、第１モータを第２モータの反力トルクを受け持つ回転方向に回転させると共に、第２モータをロック状態と判定された時点での回転方向とは逆方向に回生回転させている。

上記のロック状態、すなわち第２モータを動力源とした駆動輪に対する駆動力と車両走行抵抗とが釣り合って車速が「０」となっている状態では、上記接続形態による遊星歯車機構においては、駆動輪に接続されるキャリアが固定された状態と等価な状態となる。このようにキャリアが固定の状態において上記のように第１モータを駆動することで、第２モータを回転数＝０から逆回転方向に回転させることが可能な状態となる。そしてこの際、第２モータは、上記のように逆回転方向に回生回転させることで、駆動輪に対する駆動力が維持される。
第２モータは回転数＝「０」の状態から逆回転回生状態に移行されるので、一つの励磁相のみに駆動電流が流され続けてしまう事態が解消される。つまりこれにより、第２モータのロック状態からの脱出が、駆動輪に対する駆動力を維持しながら実現される。
そして、上記構成によれば、このようなロック状態からの脱出を実現するにあたって、エンジンによる動力は不要となる。
従って、本実施の形態の車両によれば、ロック状態からの脱出にあたり、運転者の意図に従った走行状態を維持可能とすることとモータ駆動回路の熱破壊防止との両立が効率的に図られるようにすることができる。

また、実施の形態の車両においては、制御部は、車速の回復判定を行い、車速が回復したと判定したことに応じて、第１モータの回転を停止状態とし、第２モータの駆動力により走行が行われるように制御している。
これにより、車速が回復した場合、すなわちロック状態が生じる虞がなくなった場合に対応して、第１モータの回転が停止される。
従って、電力がむやみに消費されてしまうことを防止できる。

さらに、実施の形態の車両は、第１モータとリングギア又はサンギアとの間に減速ギア（同１４）が挿入されている。
これにより、第１モータから遊星歯車機構への入力トルクが増幅される。
従って、第１モータとして小出力なモータを用いることが可能となり、第１モータを小型化できる。第１モータを小型化することにより、限られた車両スペースの有効活用が図られる。

さらにまた、実施の形態の車両は、出力軸（クランクシャフト２ａ）が第１モータを介してリングギア又はサンギアに接続されるエンジン（同２）を備えている。
実施の形態のロック脱出手法によれば、ロック状態からの脱出にあたりエンジンを駆動すること（運転状態とすること）は不要である。すなわち、エンジンが備えられたハイブリッド車両において、ロック状態からの脱出のためにエンジンによる燃料消費を行わずに済む。
従って、ロック状態からの脱出機能を備えたハイブリッド車両として、燃費向上により車両の走行距離を伸ばすことができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記で説明した具体例に限定されず、多様な変形例が考えられる。
例えば、上記では、本発明が前輪駆動方式の車両に適用される場合を例示したが、本発明は後輪駆動方式や四輪駆動方式等、他の駆動方式による車両にも好適に適用できる。
また、本発明はハイブリッド車両に限定されず、エンジンを備えない電動車両にも好適に適用できる。

１，１Ａ、１’、１Ａ’…車両、２…エンジン、２ａ…クランクシャフト、３…連動回転制御機構、４…遊星歯車機構、４ａ…サンギア、４ｂ…リングギア、４ｃ…ピニオンギア、４ｄ…キャリア、４ｅ…リングギア軸、５…デファレンシャルギア、６…ドライブシャフト、７ａ，７ｂ…駆動輪、ＭＧ１…第１モータ、ＭＧ２…第２モータ、９…第１モータＥＣＵ、１０…第２モータＥＣＵ、１１…ハイブリッドＥＣＵ、１４…減速ギア

Claims (4)

1. 第１モータ及び第２モータと、
   リングギアに前記第１モータ又は前記第２モータの一方が、サンギアに前記第１モータ又は前記第２モータの他方が、キャリアに駆動輪を回転させるための駆動軸が接続される遊星歯車機構と、
   前記第１モータ及び前記第２モータについての制御を行う制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記第１モータの回転を停止状態として前記第２モータの駆動力により走行中である場合において、前記第２モータがロック状態であるか否かを判定し、ロック状態であると判定したことに応じ、前記第１モータを前記第２モータの反力トルクを受け持つ回転方向に回転させると共に、前記第２モータをロック状態と判定された時点での回転方向とは逆方向に回生回転させる
   車両。
2. 前記制御部は、
   車速の回復判定を行い、車速が回復したと判定したことに応じて、前記第１モータの回転を停止状態とし、前記第２モータの駆動力により走行が行われるように制御する
   請求項１に記載の車両。
3. 前記第１モータと前記リングギア又は前記サンギアとの間に減速ギアが挿入された
   請求項１又は請求項２に記載の車両。
4. 出力軸が前記第１モータを介して前記リングギア又は前記サンギアに接続されるエンジンを備えた
   請求項１乃至請求項３の何れかに記載の車両。

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