JP5229085B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。

この種のハイブリッド車両として、内燃機関（エンジン）と、主に発電機として機能する第１モータジェネレータと、内燃機関の動力を第１モータジェネレータ及び駆動輪に分割する動力分割機構と、主に電動機として機能し、駆動輪を駆動する第２モータジェネレータとを備えるものが知られている。

このようなハイブリッド車両として、第１モータジェネレータ（発電機）の回転を固定する機構（以下、「ロック機構」と適宜呼ぶ）を備えるものが知られている（例えば、特許文献１から３参照）。ロック機構は、例えば、互いに係合可能な２つの係合要素を有しており、これらが互いに係合することで第１モータジェネレータの回転を固定する。ロック機構は、例えば、ハイブリッド車両の変速モードを無段変速モードと固定変速モードとの間で切り替えるために用いられる。ロック機構が解放状態である場合には、第１モータジェネレータの回転数を連続的に変化させることにより内燃機関の機関回転数を連続的に変化させる無段変速モードを実現可能であり、ロック機構が係合状態である場合には、内燃機関の機関回転数が、駆動軸（或いは駆動輪）の回転数により一義的に決定される（即ち、変速比が一定となる）固定変速モードを実現可能である。例えば特許文献１では、発電機の回転数が予め定められた範囲内になった時に係合手段を係合状態とする技術が開示されている。また、例えば特許文献２では、エンジン及びモータジェネレータを備える車両において、エンジンから車輪に至る動力伝達経路に設けられたクラッチが故障した場合には、モータジェネレータで車両の駆動力を確保することにより、車両を退避走行させる技術が開示されている。

特開平９−１５６３８７号公報 特開２００２−５１４０７号公報 特開２００４−３４５５２７号公報

上述したようなロック機構を備えるハイブリッド車両において、ロック機構に不具合（或いは故障）が発生して、ロック機構が第１モータジェネレータの回転を誤って固定してしまうおそれがあるという技術的問題点がある。具体的には、ロック機構の係合要素の表面劣化や腐食、或いはロック機構内への異物混入などに起因して、ロック機構の２つの係合要素が誤って係合される誤係合（或いは係合故障）が発生してしまうおそれがある。例えば、ハイブリッド車両の変速モードが固定変速モードから無段変速モードへと切り替えられる際、このような誤係合が発生して、第１モータジェネレータの回転数がゼロに固定されたままになってしまうと、無段変速モードでの走行を行うことができず、第２モータジェネレータでハイブリッド車両の駆動力を確保する退避走行を行うことになる。このような退避走行では、駆動輪に出力可能な駆動力或いは車両速度が低下してしまうおそれがある。この結果、例えばハイブリッド車両の走行可能距離や登坂能力の低下など、ハイブリッド車両の走行性能の低下が生じ得る。

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、ロック機構に発生した誤係合を解消可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は上記課題を解決するために、内燃機関と、第１モータジェネレータと、第２モータジェネレータと、相互に差動回転可能に構成された、前記内燃機関の出力軸に連結される第１回転要素、前記第１モータジェネレータの回転軸に連結される第２回転要素、及び駆動輪に連結された駆動軸と前記第２モータジェネレータの回転軸に連結される第３回転要素を有する動力分割機構と、前記第１モータジェネレータの回転軸に連結された第１係合要素及び該第１係合要素に係合可能な第２係合要素を含む係合機構、及び該係合機構を、前記第１及び第２係合要素が互いに係合された係合状態と前記第１及び第２係合要素が互いに解放された解放状態との間で切り替えるために、前記第１及び第２係合要素の少なくとも一方を駆動する駆動手段を有し、前記係合機構を前記係合状態とすることにより前記第１モータジェネレータの回転軸を停止した状態で固定可能なロック機構とを備えるハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、前記係合機構が、前記第１及び第２係合要素が誤って係合された誤係合状態であるか否かを判定する誤係合判定手段と、前記誤係合判定手段によって前記誤係合状態であると判定された場合には、前記係合機構を前記解放状態とするために、前記係合機構が、前記ハイブリッド車両のうち少なくとも一部の固有振動周波数に対応する振動周波数で振動するように、前記内燃機関、前記第１モータジェネレータ及び前記駆動手段のうち少なくとも１つを制御する解放制御を行う制御手段とを備える。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、その制御対象となるハイブリッド車両は、内燃機関、第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータ及び動力分割機構を備える。

動力分割機構は、例えば、第１、第２及び第３回転要素として夫々キャリア、サンギア及びリングギアを有する遊星歯車機構として構成される。このハイブリッド車両は、第１モータジェネレータの回転軸を停止した状態で固定（或いはロック）可能なロック機構（或いは固定手段）を備えている。ロック機構は、例えばドグクラッチ或いは湿式多板クラッチ等から構成され、係合機構及び駆動手段を有している。係合機構は、第１モータジェネレータの回転軸に連結された第１係合要素と、この第１係合要素に係合可能な例えば固定部材に固定された第２係合要素を含んでなる。駆動手段は、例えば電磁アクチュエータ等から構成され、第１及び第２係合要素の少なくとも一方を駆動して、係合機構を係合状態と解放状態との間で切り替えることが可能に構成される。

ロック機構の有する係合機構における第１及び第２係合要素が互いに係合することにより（即ち、係合機構が係合状態となることにより）、第１モータジェネレータの回転軸は停止した状態で固定される（即ち、第１モータジェネレータがロック状態となる）。よって、ロック機構の係合機構が係合状態である（言い換えれば、第１モータジェネレータがロック状態である）場合には、第１モータジェネレータの回転数は「０（ゼロ）」となる。一方、ロック機構の有する係合機構における第１及び第２係合要素が互いに解放される（即ち、互いに係合しない）ことにより（即ち、係合機構が解放状態（或いは非係合状態）となることにより）、第１モータジェネレータの回転軸は回転可能な状態となる（即ち、第１モータジェネレータが非ロック状態となる）。ロック機構は、例えば、ハイブリッド車両の変速モードを無段変速モードと固定変速モードとの間で切り替えるために用いられる。ロック機構の係合機構が解放状態である場合には、第１モータジェネレータの回転数を連続的に変化させることにより内燃機関の機関回転数を連続的に変化させる無段変速モードを実現可能であり、ロック機構の係合機構が係合状態である場合には、内燃機関の機関回転数が、駆動軸（或いは駆動輪）の回転数により一義的に決定される（即ち、変速比が一定となる）固定変速モードを実現可能である。

本発明では、誤係合判定手段は、係合機構が誤係合状態であるか否かを判定する。ここで「誤係合状態」とは、係合機構における第１及び第２係合要素が誤って係合された状態であり、係合機構が、本来、解放状態であるべき（即ち、係合状態であってはならない）にもかかわらず、例えば第１或いは第２係合要素の表面劣化や腐食、或いは係合機構内への異物混入などの不具合に起因して、誤って係合状態となった状態を意味する。

誤係合判定手段は、典型的には、第１モータジェネレータの回転数に基づいて、係合機構が誤係合状態であるか否かを判定する。誤係合判定手段は、例えば、係合機構が解放状態であるべき条件下において、第１モータジェネレータの回転数がゼロである場合には、係合機構が誤係合状態であると判定し、第１モータジェネレータの回転数がゼロとは異なる場合には、係合機構が誤係合状態ではない（即ち、係合機構が解放状態である、つまり、係合機構が正常である）と判定する。

本発明では特に、係合機構が誤係合状態であると誤係合判定手段によって判定された場合には、係合機構を解放状態とするために、係合機構が、ハイブリッド車両のうち少なくとも一部の固有振動周波数に対応する振動周波数で振動するように、内燃機関、第１モータジェネレータ及び駆動手段のうち少なくとも１つを制御する解放制御を行う制御手段を備える。

具体的には、例えば、制御手段は、解放制御として、ハイブリッド車両の一部である係合機構の固有振動周波数に対応する振動周波数で係合機構が振動するように、駆動手段を制御する。この際、例えば、駆動手段が電磁アクチュエータを含んでなる場合には、制御手段は、係合機構の固有振動周波数で電流値が振動する電流を電磁アクチュエータに対して供給することにより、駆動手段を制御する。或いは、例えば、制御手段は、解放制御として、第１モータジェネレータの回転軸に、ハイブリッド車両の一部である第１モータジェネレータのロータの固有振動周波数でトルク振幅が振動するトルクが出力されるように、第１モータジェネレータを制御する。或いは、例えば、制御手段は、解放制御として、内燃機関の機関回転数がハイブリッド車両のうち少なくとも一部の固有振動周波数に一致するように（言い換えれば、内燃機関とハイブリッド車両の少なくとも一部とが共振する共振周波数に一致するように）、内燃機関を制御する。このような制御手段による解放制御によって、係合機構が、ハイブリッド車両のうち少なくとも一部の固有振動周波数に対応する振動周波数で振動する。

よって、制御手段による解放制御によって、誤係合状態である係合機構を解放状態とする（即ち、係合機構の誤係合状態を解消する）ことができる。即ち、本発明では特に、制御手段による解放制御によって、一般的には（或いは通常時には）避けられるべきである、ハイブリッド車両の少なくとも一部の固有振動に対応する振動を、誤係合状態である係合機構に対して一時的に与えることにより、係合機構の誤係合状態を解消することができる。

従って、係合機構が誤係合状態となった場合であっても、解放制御によって誤係合状態を解消して、例えば無段変速モードを実現可能であり、ハイブリッド車両の走行性能の低下を抑制或いは防止できる。

以上説明したように、本発明によれば、係合機構の誤係合状態を解消することができる。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の一態様では、前記制御手段は、前記解放制御として、前記係合機構が、前記係合機構の固有振動周波数で振動するように、前記駆動手段を制御する。

この態様によれば、駆動手段によって係合機構を直接的に振動させることができ、係合機構の誤係合状態をより確実に解消することが可能となる。

上述した制御手段が駆動手段を制御する態様では、前記駆動手段は、電磁アクチュエータを含んでなり、前記制御手段は、前記解放制御として、前記係合機構の固有振動周波数で電流値が振動する電流を前記電磁アクチュエータに対して供給してもよい。

この場合には、制御手段は、駆動手段に含まれる電磁アクチュエータに供給する電流値を、係合機構の固有振動周波数で増減させることにより、駆動手段を制御する。これにより、係合機構をその固有振動周波数で振動させることができ、係合機構の誤係合状態を解消することができる。

本発明ハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記解放制御として、前記第１モータジェネレータの回転軸に、前記第１モータジェネレータのロータの固有振動周波数でトルク振幅が振動するトルクが出力されるように、前記第１モータジェネレータを制御する。

この態様によれば、第１モータジェネレータの回転軸に連結された第１係合要素を、第１モータジェネレータのロータの固有振動周波数に対応する振動周波数で振動させることができる。よって、係合機構の誤係合状態を解消することができる。

本発明ハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記解放制御として、前記内燃機関の機関回転数が前記ハイブリッド車両のうち少なくとも一部の固有振動周波数に一致するように、前記内燃機関を制御する。

この態様によれば、内燃機関の出力軸に、動力分割機構を介して（より具体的には、第１及び第２回転要素を介して）連結された第１係合要素を、ハイブリッド車両のうち少なくとも一部の固有振動周波数に対応する振動周波数（言い換えれば、内燃機関とハイブリッド車両の少なくとも一部とが共振する共振周波数）で振動させることができる。よって、係合機構の誤係合状態を解消することができる。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。

第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成を概念的に示すブロック図である。 ロック機構の構成を概念的に示す模式図である。 解放制御の流れを示すフローチャートである。 係合機構に係合故障が発生している場合の退避走行モードで走行中における、第１モータジェネレータ、エンジン及び駆動軸の動作状態の一例を表す共線を示す共線図である。

以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。

＜第１実施形態＞
第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成について、図１を参照して説明する。

図１は、第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成を概念的に示すブロック図である。

図１において、本実施形態に係るハイブリッド車両１０は、エンジン２００、第１モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「ＭＧ１」と略称する）、第２モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と略称する）、駆動軸５０、動力分割機構３００、ロック機構４００、ＰＣＵ（Power Control Unit）５００、バッテリ６００、減速機１１、車軸１２、駆動輪１３、アクセル開度センサ１４及びＥＣＵ１００を備えている。

エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両１０の主たる動力源として機能するように構成されている。エンジン２００の出力軸であるクランクシャフト２１０は、後述する動力分割機構３００のキャリア３０４に連結されている。尚、本発明における「内燃機関」とは、例えば２サイクル又は４サイクルレシプロエンジン等を含み、少なくとも一の気筒を有し、当該気筒内部の燃焼室において、例えばガソリン、軽油或いはアルコール等の各種燃料を含む混合気が燃焼した際に発生する力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランクシャフト等の物理的又は機械的な伝達手段を適宜介して動力として取り出すことが可能に構成された機関を包括する概念である。

第１モータジェネレータＭＧ１は、電動発電機であり、エンジン２００からトルクの供給を受けてその回転軸が回転することにより、バッテリ６００を充電するための、或いは第２モータジェネレータＭＧ２に電力を供給するための発電を主として行うことが可能に構成されている。第１モータジェネレータＭＧ１は、固定部材であるケース（図示省略）に固定されたステータＭＧ１ａと、そのステータＭＧ１ａの内周側に同軸に配置されたロータＭＧ１ｂとを備えている。尚、第１モータジェネレータＭＧ１の回転軸ＭＧ１ｓ（図２参照）は、ロータＭＧ１ｂに連結されており、ロータＭＧ１ｂと共に回転する。

第２モータジェネレータＭＧ２は、電動発電機であり、エンジン２００の動力を補助（即ち、アシスト）する電動機として、或いはバッテリ６００を充電するための発電機として機能するように構成されている。より具体的には、第２モータジェネレータＭＧ２は、駆動力或いは制動力をアシストする装置であり、駆動力をアシストする場合には、第１モータジェネレータＭＧ１及びバッテリ６００の少なくとも一方から電力が供給されて電動機として機能し、制動力をアシストする場合には、ハイブリッド車両１０の駆動輪１３側から伝達されるトルクによって回転させられて電力を発電する発電機として機能するように構成されている。第２モータジェネレータＭＧ２は、駆動軸５０に対し動力を供給することが可能となるように、その回転軸が駆動軸５０に連結されている。

駆動軸５０は、ハイブリッド車両１０の駆動輪（或いは車輪）である駆動輪１３に連結される車軸１２に、デファレンシャル等の各種減速ギア装置を含む減速機１１を介して連結されている。

動力分割機構３００は、遊星歯車機構を含んでおり、エンジン２００の動力を第１モータジェネレータＭＧ１の回転軸及び駆動軸５０に分割或いは分配することが可能に構成されている。より具体的には、動力分割機構３００は、外歯歯車のサンギア３０１と、サンギア３０１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギア３０２と、サンギア３０１及びリングギア３０２に噛合するピニオンギア３０３と、ピニオンギア３０３を自転且つ公転自在に保持するキャリア３０４とを備えており、サンギア３０１、リングギア３０２及びキャリア３０４が３つの回転要素として相互に差動作用を生じるように構成されている。キャリア３０４には、エンジン２００の出力軸であるクランクシャフト２１０が連結されている。サンギア３０１には、第１モータジェネレータＭＧ１の回転軸が連結されている。リングギア３０２には、駆動軸５０が連結されている。動力分割機構３００は、キャリア３０４から入力されるエンジン２００からの動力を、サンギア３０１側（即ち、第１モータジェネレータＭＧ１側）とリングギア３０２側（即ち、駆動軸５０側）とにそのギア比に応じて分配する。尚、キャリア３０４は、本発明に係る「第１回転要素」の一例であり、サンギア３０１は、本発明に係る「第２回転要素」の一例であり、リングギア３０２は、本発明に係る「第３回転要素」の一例である。

ロック機構４００は、例えばドグクラッチ或いは湿式多板クラッチ等から構成され、第１モータジェネレータＭＧ１の回転軸を停止した状態で機械的に固定すること（即ち、第１モータジェネレータＭＧ１をロックすること）が可能に構成されている。

図２は、ロック機構４００の構成を概念的に示す模式図である。

図２において、ロック機構４００は、係合機構４１０及び本発明に係る「駆動手段」の一例としてのアクチュエータ４２０を有している。係合機構４１０は、第１モータジェネレータＭＧ１の回転軸ＭＧ１ｓに連結された第１係合部材４１１と、この第１係合部材４１１に係合可能な第２係合部材４１２とを含んでなる。第２係合部材４１２は、固定部材であるケース４３０に固定されている。第１係合部材４１１及び第２係合部材４１２は、例えば一対のドグ歯或いはクラッチ板等として構成される。アクチュエータ４２０は、第１係合部材４１１を駆動可能に構成された電磁アクチュエータであり、ＥＣＵ１００の制御下で電流が供給されることにより、第１係合部材４１１及び第２係合部材４１２を互いに係合させることが可能に構成されている。尚、第１係合部材４１１は、本発明に係る「第１係合要素」の一例であり、第２係合部材４１２は、本発明に係る「第２係合要素」の一例である。

図１及び図２において、ロック機構４００の有する係合機構４１０における第１係合部材４１１及び第２係合部材４１２が互いに係合することにより（即ち、係合機構４１０が係合状態となることにより）、第１モータジェネレータＭＧ１の回転軸ＭＧ１ｓは停止した状態で固定される（即ち、第１モータジェネレータＭＧ１がロック状態となる）。よって、ロック機構４００の係合機構４１０が係合状態である（言い換えれば、第１モータジェネレータＭＧ１がロック状態である）場合には、第１モータジェネレータＭＧ１の回転数は「０（ゼロ）」となる。一方、ロック機構４００の有する係合機構４１０における第１係合部材４１１及び第２係合部材４１２が互いに解放される（即ち、互いに係合しない）ことにより（即ち、係合機構４１０が解放状態となることにより）、第１モータジェネレータＭＧ１の回転軸ＭＧ１ｓは回転可能な状態となる（即ち、第１モータジェネレータＭＧ１が非ロック状態となる）。ロック機構４００は、例えば、ハイブリッド車両１０の変速モードを無段変速モードと固定変速モードとの間で切り替えるために用いられる。ロック機構４００の係合機構４１０が解放状態である場合には、第１モータジェネレータＭＧ１の回転数を連続的に変化させることによりエンジン２００のエンジン回転数を連続的に変化させる無段変速モードを実現可能であり、ロック機構４００の係合機構４１０が係合状態である場合には、エンジン２００のエンジン回転数（即ち、機関回転数）が、駆動軸５０（或いは駆動輪１３）の回転数により一義的に決定される（即ち、変速比が一定となる）固定変速モードを実現可能である。尚、駆動軸５０には、上述したように第２モータジェネレータＭＧ２の回転軸が連結されているので、固定変速モードでは、エンジン２００のエンジン回転数は、第２モータジェネレータＭＧ２の回転数により一義的に決定される。

図１において、ＰＣＵ５００は、バッテリ６００から取り出した直流電力を交流電流に変換して第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ６００に供給することが可能に構成されたインバータ等を含み、バッテリ６００と各モータジェネレータとの間の電力の入出力を個別に制御することが可能に構成された制御ユニットである。ＰＣＵ５００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される構成となっている。

バッテリ６００は、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２に電力を供給する電力供給源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。

アクセル開度センサ１４は、ハイブリッド車両１０のアクセルペダル（不図示）の操作量たるアクセル開度を検出することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度は、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で把握される構成となっている。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、ハイブリッド車両１０の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」の一例である。

ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサ１４によって検出されたアクセル開度に応じて定められる目標駆動トルク及び駆動軸５０の回転数である駆動軸回転数に応じて、走行モード（或いは変速モード）を、例えば、「ＥＶ走行モード」、「無段変速モード」及び「固定変速モード」のいずれにするかを決定する。

ＥＣＵ１００は、走行モードを「ＥＶ走行モード」に設定した場合には、ハイブリッド車両１０が、第２モータジェネレータＭＧ２からの駆動力のみで走行するＥＶ（Electric Vehicle）走行を行うように、エンジン２００、ロック機構４００及びＰＣＵ５００を制御する。ＥＣＵ１００は、走行モードを「ＥＶ走行モード」に設定した場合には、第１モータジェネレータＭＧ１がロックされないように（即ち、ロック機構４００が解放状態となるように）、ロック機構４００を制御する。

ＥＣＵ１００は、走行モードを「無段変速モード」に設定した場合には、ハイブリッド車両１０が、エンジン２００から動力分割機構３００を介して駆動軸５０に出力される駆動力と第２モータジェネレータＭＧ２から駆動軸５０に出力される駆動力とで走行する電気ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）走行を行うように、エンジン２００、ロック機構４００及びＰＣＵ５００を制御する。ＥＣＵ１００は、走行モードを「無段変速モード」に設定した場合には、エンジン２００からの動力が第１モータジェネレータＭＧ１及び駆動軸５０に分配されて、第１モータジェネレータＭＧ１で発電が行われると共に第２モータジェネレータＭＧ２からの駆動力が駆動軸５０に出力されるように、エンジン２００、ロック機構４００及びＰＣＵ５００を制御する。

ＥＣＵ１００は、走行モードを「固定変速モード」に設定した場合には、ハイブリッド車両１０が、エンジン２００からの駆動力のみで走行するように、エンジン２００、ロック機構４００及びＰＣＵ５００を制御する。具体的には、ＥＣＵ１００は、走行モードを「固定変速モード」に設定した場合には、第１モータジェネレータＭＧ１がロックされるように（即ち、ロック機構４００が係合状態となるように）、ロック機構４００を制御する。

図１において、本実施形態では特に、ＥＣＵ１００は、係合故障判定部１１０及び解放制御部１２０を備えている。

係合故障判定部１１０は、本発明に係る「誤係合判定手段」の一例であり、ロック機構４００の係合機構４１０が誤係合状態であるか否か（言い換えれば、係合機構４１０に係合故障が発生しているか否か）を判定する係合故障判定処理を行うことが可能に構成されている。

ここで「誤係合状態」とは、図２を参照して上述したロック機構４００の係合機構４１０における第１係合部材４１１及び第２係合部材４１２が誤って係合された状態であり、係合機構４１０が、本来、解放状態であるべき（即ち、係合状態であってはならない）にもかかわらず、例えば第１係合部材４１１或いは第２係合部材４１２の表面劣化や腐食、或いは係合機構４１０内への異物混入などの不具合に起因して、誤って係合状態となった状態を意味する。

より具体的には、係合故障判定部１１０は、第１モータジェネレータＭＧ１の回転数に基づいて、係合機構４１０が誤係合状態であるか否かを判定する。係合故障判定部１１０は、例えば、係合機構４１０が解放状態であるべき条件下（例えば、ＥＣＵ１００によって走行モードが「無段変速モード」に設定される場合）において、第１モータジェネレータＭＧ１の回転数がゼロである場合には、係合機構４１０が誤係合状態であると判定し、第１モータジェネレータＭＧ１の回転数がゼロとは異なる場合には、係合機構４１０が誤係合状態ではない（即ち、係合機構４１０が解放状態である、つまり、係合機構４１０が正常である）と判定する。

解放制御部１２０は、本発明に係る「制御手段」の一例であり、係合機構４１０が誤係合状態である（即ち、係合機構４１０に係合故障が発生している）と係合故障判定部１１０によって判定された場合には、係合機構４１０を解放状態とするために、係合機構４１０が、ハイブリッド車両１０のうち少なくとも一部の固有振動周波数に対応する振動周波数で振動するように、エンジン２００、第１モータジェネレータＭＧ１及びアクチュエータ４２０のうち少なくとも１つを制御する解放制御（即ち、後述する第１、第２及び第３の解放制御）を行うことが可能に構成されている。

具体的には、解放制御部１２０は、第１の解放制御として、係合機構４１０の固有振動周波数に対応する振動周波数で係合機構４１０が振動するように、アクチュエータ４２０を制御することが可能に構成されている。第１の解放制御では、解放制御部１２０は、係合機構４１０の固有振動周波数で電流値が振動する電流をアクチュエータ４２０に対して供給することにより、アクチュエータ４２０を制御する。また、解放制御部１２０は、第２の解放制御として、第１モータジェネレータＭＧ１の回転軸ＭＧ１ｓに、第１モータジェネレータＭＧ１のロータＭＧ１ｂの固有振動周波数でトルク振幅が振動するトルクが出力されるように、第１モータジェネレータＭＧ１を制御することが可能に構成されている。また、解放制御部１２０は、第３の解放制御として、エンジン２００のエンジン回転数がハイブリッド車両１０のうち少なくとも一部の固有振動周波数に一致するように（言い換えれば、エンジン２００とハイブリッド車両１０の少なくとも一部とが共振する共振周波数に一致するように）、エンジン２００を制御することが可能に構成されている。

次に、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置による解放制御について、図３を参照して説明する。

図３は、解放制御の流れを示すフローチャートである。

図３において、先ず、係合機構４１０に係合故障が発生している（即ち、係合機４１０が誤係合状態である）か否かが、係合故障判定部１１０によって判定される（ステップＳ１０）。

係合機構４１０に係合故障が発生していないと判定された場合には（ステップＳ１０：Ｎｏ）、所定期間の後、再び、係合機構４１０に係合故障が発生しているか否かが係合故障判定部１１０によって判定される（ステップＳ１０）。

一方、係合機構４１０に係合故障が発生していると判定された場合には（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１０の走行モードを例えば「無段変速モード」から「退避走行モード」へ移行させる（ステップＳ２０）。

図４は、係合機構４１０に係合故障が発生している場合の退避走行モードで走行中における、第１モータジェネレータＭＧ１、エンジン２００及び駆動軸５０（一義的に第２モータジェネレータＭＧ２或いは駆動輪１３）の動作状態の一例を表す共線Ａ１を示す共線図である。尚、図４の縦軸は回転数を示している。図４において、一の動作点ｍｉ（但し、ｉは自然数）には、第１モータジェネレータＭＧ１、エンジン２００及び駆動軸５０のいずれかについての一の回転数が対応している。

図４において、共線Ａ１に示されるように、係合機構４１０に係合故障が発生している場合には、第１モータジェネレータＭＧ１の動作点は、回転数がゼロである動作点ｍ１に固定される。また、この場合における退避走行モードでは、駆動軸５０には第２モータジェネレータＭＧ２からのトルクが出力され、駆動軸５０の動作点は動作点ｍ２となり、エンジン２００の動作点は動作点ｍ３となる。このような退避走行モードでは、駆動軸５０（一義的に駆動輪１３）に出力可能な駆動力或いは車両速度が、例えば無段変速モードよりも低下してしまうおそれがある。この結果、例えばハイブリッド車両１０の走行可能距離や登坂能力の低下など、ハイブリッド車両１０の走行性能の低下が生じ得る。

再び図３において、ハイブリッド車両１０の走行モードが退避走行モードに移行された後に、解放制御を実行可能か否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ３０）。具体的には、ＥＣＵ１００は、例えば、解放制御を実行することによりハイブリッド車両１０の安定性を損なうおそれがある所定の条件を満たすか否かを判定することで、解放制御を実行可能か否かを判定する。例えば、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１０の車両速度が例えば時速６０ｋｍ以上である場合には、解放制御を実行することによりハイブリッド車両１０の安定性を損なうおそれがあるとして、解放制御を実行可能でない（即ち、解放制御を実行不可能である）と判定し、ハイブリッド車両１０の車両速度が例えば時速６０ｋｍ未満である場合には、解放制御を実行してもハイブリッド車両１０の安定性を損なうおそれがないとして、解放制御を実行可能であると判定する。尚、係合機構４１０に係合故障が発生している場合におけるハイブリッド車両１０の停車中には、エンジン２００を回転させることができないため、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１０が停車中である場合には、解放制御を実行不可能であると判定してもよい。

解放制御を実行不可能であると判定された場合には（ステップＳ３０：Ｎｏ）、解放制御を実行することなく、係合機構４１０の係合故障が解消されたか否かが係合故障判定部１１０によって判定される（ステップＳ６０）。

一方、解放制御を実行可能であると判定された場合には（ステップＳ３０：Ｙｅｓ）、解放制御を実行した回数を示すカウンタが基準値Ｎ１（例えばＮ１＝８）以下か否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ４０）。

このカウンタが基準値Ｎ１以下でない（即ち、基準値Ｎ１よりも大きい）と判定された場合には（ステップＳ４０：Ｎｏ）、解放制御を実行することなく、係合機構４１０の係合故障が解消されたか否かが係合故障判定部１１０によって判定される（ステップＳ６０）。

ここで、基準値Ｎ１は、所定期間において解放制御を実行可能な最大の回数として予め設定される。解放制御は、一般的には（或いは通常時には）避けられるべきである、ハイブリッド車両１０の少なくとも一部の固有振動に対応する振動を発生させるので、解放制御を実行する回数を基準値Ｎ１以下に制限することにより、解放制御に伴う振動によって運転者に無駄な不快感を与えてしまうことを低減できる。

尚、解放制御の実行の制限（或いは禁止）は、例えば、前回の解放制御の実施時からの時間に基づいて行ってもよい。例えば、前回の解放制御の実施時から所定時間（例えば１時間）以内では、解放制御の実施を禁止するようにしてもよい。或いは、例えば、ハイブリッド車両１０の１回の走行（例えばレディオンからオフまで）における、解放制御の実施回数を所定回数（例えば１回）に制限してもよい。

一方、このカウンタが基準値Ｎ１以下であると判定された場合には（ステップＳ４０：Ｙｅｓ）、カウンタに＋１がＥＣＵ１００によって加算されると共に、解放制御が解放制御部１２０によって実行される（ステップＳ５０）。解放制御部１２０は、解放制御として、以下の第１、第２及び第３の解放制御を、単独で或いは少なくとも２つを組み合わせて同時に実行する。

第１の解放制御では、解放制御部１２０は、係合機構４１０の固有振動周波数に対応する振動周波数で係合機構４１０が振動するように、アクチュエータ４２０を制御する。より具体的には、解放制御部１２０は、係合機構４１０の固有振動周波数で電流値が振動する電流をアクチュエータ４２０に対して供給することにより、アクチュエータ４２０を制御する。

第２の解放制御では、解放制御部１２０は、第１モータジェネレータＭＧ１の回転軸ＭＧ１ｓに、第１モータジェネレータＭＧ１のロータＭＧ１ｂの固有振動周波数でトルク振幅が振動するトルクが出力されるように、第１モータジェネレータＭＧ１を制御する。

第３の解放制御では、解放制御部１２０は、エンジン２００のエンジン回転数がハイブリッド車両１０のうち少なくとも一部の固有振動周波数に一致するように（言い換えれば、エンジン２００とハイブリッド車両１０の少なくとも一部とが共振する共振周波数に一致するように）、エンジン２００を制御する。つまり、第３の解放制御では、解放制御部１２０は、エンジン２００のエンジン回転数を共振帯で維持するように、エンジン２００を制御する。

このような解放制御部１２０による解放制御の実行によって、係合機構４１０が、ハイブリッド車両１０のうち少なくとも一部の固有振動周波数に対応する振動周波数で振動する。よって、解放制御部１２０による解放制御によって、誤係合状態である係合機構４１０を解放状態とする（即ち、係合機構４１０の誤係合状態を解消する）ことができる。即ち、本実施形態では特に、解放制御部１２０による解放制御によって、一般的には避けられるべきである、ハイブリッド車両１０の少なくとも一部の固有振動に対応する振動を、誤係合状態である係合機構４１０に対して一時的に与えることにより、係合機構４１０の誤係合状態を解消することができる。

尚、上述した第１、第２及び第３の解放制御のいずれを実行するかについては、例えば、エンジン２００が始動できない停車時には、第１及び第２の解放制御を実行し、エンジン２００が始動可能な走行時には第３の解放制御を実行するようにしてもよい。或いは、例えば、先ず、第１の解放制御を実行した後、効果がなければ（即ち、係合機構４１０の誤係合状態を解消することができなければ）、第２の解放制御を実行するようにしてもよい。更に、第２の解放制御を実行した後、効果がなければ、第１及び第２の解放制御を組み合わせて同時に実行するようにしてもよい。この後、効果が得られるまで（即ち、係合機構４１０の誤係合状態を解消することができるまで）、例えば、第３の解放制御を単独で実行し、その後、第１及び第３の解放制御を組み合わせて同時に実行し、その後、第２及び第３の解放制御を組み合わせて同時に実行し、その後、第１、第２及び第３の解放制御を組み合わせて同時に実行してもよい。このように、効果が得られるまで、発生する振動が小さい順に第１、第２及び第３の解放制御の組み合わせを変えつつ実行することで、運転者に振動による不快感を殆ど或いは全く与えることなく、係合機構４１０の誤係合状態を解消することができる。

図３において、解放制御部１２０による解放制御の実行（ステップＳ５０）の後には、係合機構４１０の係合故障が解消されたか否かが係合故障判定部１１０によって判定される（ステップＳ６０）。即ち、係合故障判定部１１０は、係合機構４１０が誤係合状態であるか否かを判定する。具体的には、係合故障判定部１１０は、第１モータジェネレータＭＧ１の回転数に基づいて、係合機構４１０が誤係合状態であるか否かを判定する。係合故障判定部１１０は、第１モータジェネレータＭＧ１の回転数がゼロのままである場合には、係合機構４１０の係合故障が解消されていない（係合機構４１０が誤係合状態である）と判定し、第１モータジェネレータＭＧ１の回転数がゼロとは異なる場合には、係合機構４１０の係合故障が解消された（係合機構４１０が誤係合状態ではない）と判定する。

係合故障が解消されていないと判定された場合には（ステップＳ６０：Ｎｏ）、再び、解放制御が実行可能か否かが判定される（ステップＳ３０）。

一方、係合故障が解消されたと判定された場合には（ステップＳ６０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１０の走行モードにおいて、「退避走行モード」を解除する（ステップＳ７０）。即ち、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１０の走行モードを退避走行モードから例えば無段変速モードに切り替える。このように、本実施形態によれば、係合機構４１０に係合故障が発生した（即ち、係合機構４１０が誤係合状態となった）場合であっても、解放制御によって誤係合状態を解消して、例えば無段変速モードを実現可能であり、退避走行モードで走行することによるハイブリッド車両１０の走行性能の低下を抑制或いは防止できる。

以上説明したように、本実施形態によれば、解放制御部１２０による解放制御によって係合機構４１０の誤係合状態を解消することができる。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１０…ハイブリッド車両、１３…駆動輪、５０…駆動軸、１００…ＥＣＵ、１１０…係合故障判定部、１２０…解放制御部、２００…エンジン、３００…動力分割機構、４００…ロック機構、４１０…係合機構、４１１…第１係合部材、４１２…第２係合部材、４２０…アクチュエータ、ＭＧ１…第１モータジェネレータ、ＭＧ２…第２モータジェネレータ

Claims (5)

1. 内燃機関と、
   第１モータジェネレータと、
   第２モータジェネレータと、
   相互に差動回転可能に構成された、前記内燃機関の出力軸に連結される第１回転要素、前記第１モータジェネレータの回転軸に連結される第２回転要素、及び駆動輪に連結された駆動軸と前記第２モータジェネレータの回転軸に連結される第３回転要素を有する動力分割機構と、
   前記第１モータジェネレータの回転軸に連結された第１係合要素及び該第１係合要素に係合可能な第２係合要素を含む係合機構、及び該係合機構を、前記第１及び第２係合要素が互いに係合された係合状態と前記第１及び第２係合要素が互いに解放された解放状態との間で切り替えるために、前記第１及び第２係合要素の少なくとも一方を駆動する駆動手段を有し、前記係合機構を前記係合状態とすることにより前記第１モータジェネレータの回転軸を停止した状態で固定可能なロック機構と
   を備えるハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記係合機構が、前記第１及び第２係合要素が誤って係合された誤係合状態であるか否かを判定する誤係合判定手段と、
   前記誤係合判定手段によって前記誤係合状態であると判定された場合には、前記係合機構を前記解放状態とするために、前記係合機構が、前記ハイブリッド車両のうち少なくとも一部の固有振動周波数に対応する振動周波数で振動するように、前記内燃機関、前記第１モータジェネレータ及び前記駆動手段のうち少なくとも１つを制御する解放制御を行う制御手段と
   を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記制御手段は、前記解放制御として、前記係合機構が、前記係合機構の固有振動周波数で振動するように、前記駆動手段を制御する請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記駆動手段は、電磁アクチュエータを含んでなり、
   前記制御手段は、前記解放制御として、前記係合機構の固有振動周波数で電流値が振動する電流を前記電磁アクチュエータに対して供給する請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記制御手段は、前記解放制御として、前記第１モータジェネレータの回転軸に、前記第１モータジェネレータのロータの固有振動周波数でトルク振幅が振動するトルクが出力されるように、前記第１モータジェネレータを制御する請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記制御手段は、前記解放制御として、前記内燃機関の機関回転数が前記ハイブリッド車両のうち少なくとも一部の固有振動周波数に一致するように、前記内燃機関を制御する請求項１から４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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