JP3852322B2

JP3852322B2 - 変速機付きハイブリッド車駆動構造の運転方法

Info

Publication number: JP3852322B2
Application number: JP2001324064A
Authority: JP
Inventors: 正清小島
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-10-22
Filing date: 2001-10-22
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2021-10-22
Also published as: JP2003130203A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関と電動機の組合せにより車輪を駆動するハイブリッド車の駆動構造の運転方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ますます高まりつつある大気環境保全と燃料資源の節約の重要性の認識の下に、内燃機関と電動機の組合せにより車輪が駆動されるハイブリッド車が脚光を浴びてきている。多様な回転数と駆動トルクの組合せが求められる自動車の車輪を内燃機関と電動機により駆動する場合に、その駆動態様をどのようにするかについては、種々の態様が可能であろうが、自動車は元来専ら内燃機関のみによって駆動されてきたものであり、また自動車の分野に於けるハイブリッド車は、従来の内燃機関のみによる駆動の一部を状況が許す限り電動駆動にて置き換えることから出発しているので、ハイブリッド車といえども、内燃機関のみによる駆動が可能となっていることは当然と考えられている。特開平１１−１９８６６９には、内燃機関のクランク軸に第一の電動発電機を直列に接続して内燃機関または電動機のいずれか一方または両方により駆動される動力軸を構成し、かかる動力軸と第二の電動発電機の出力軸とをそれぞれ遊星歯車機構のリングギヤとサンギヤとに接続して組み合わせ、遊星歯車機構のキャリアを出力軸として、これに変速機を接続してなるハイブリッド車駆動構造が示されている。かかるハイブリッド車駆動構造によれば、内燃機関のみを原動機として働かせても、変速機の変速機能を得て、従来の内燃機関車と同様に自動車に求められる多様な運行態様に対応できる。これは上記の如きハイブリッド車の由来を反映する一つの典型であると思われる。
【０００３】
しかし、一方、自動車の原動機として内燃機関と電動機とを組み合わせる機会に、車輪に求められる回転数対駆動トルクと内燃機関より得られる回転数対駆動トルクの間の乖離に起因する内燃機関出力軸と車軸の間の回転数の差を電動機により差動的に吸収し、内燃機関出力軸と車軸の間に従来から必要とされていた変速機を無くすことが本件出願人と同一人により提案された。添付の図１は、そのようなハイブリッド車の駆動構造を示す概略図である。
【０００４】
図１に於いて、１は内燃機関であり、図には示されていない車体に取り付けられている。２はその出力軸（クランク軸）である。３は遊星歯車装置であり、４はそのサンギヤ、５はリングギヤ、６はプラネタリピニオン、７はキャリアである。クランク軸２はキャリア７に連結されている。８は第一の電動発電機（ＭＧ１）であり、コイル９と回転子１０と有し、回転子１０はサンギヤ４と連結されている。コイル９は車体より支持されている。リングギヤ５にはプロペラ軸１１の一端が連結されている。かくして、遊星歯車装置３は、内燃機関の出力軸２に現れる内燃機関の出力を第一の電動発電機３と車輪駆動軸をなすプロペラ軸１１とに分配する動力分配機構を構成している。プロペラ軸１１の途中には第二の電動発電機（ＭＧ２）１２が連結されている。第二の電動発電機１２はコイル１３と回転子１４と有し、コイル１３は車体より支持されている。プロペラ軸１１に対する回転子１４の連結は任意の構造であってよいが、図示の例では、プロペラ軸１１に設けられた歯車１５に回転子１４により支持されて回転する歯車１６が噛み合う構造とされている。プロペラ軸１１の他端はディファレンシャル装置１７を介して一対の車軸１８に連結されている。車軸１８の各々には車輪１９が取り付けられている。
【０００５】
図示の駆動構造に於いて、クランク軸２の回転とキャリア７の回転とは同じであり、今この回転数をＮｃで表すものとする。また第一の電動発電機８の回転とサンギヤ４の回転とは同じであり、今この回転数をＮｓで表すものとする。一方、リングギヤ５の回転と第二の電動発電機１２の回転と車輪１９の回転とは互いに対応し、最終的には車速に対応するものであるが、それぞれの回転数は歯車１５と１６の間の歯数の比、ディファレンシャル装置１７に於ける減速比、およびタイヤ径によって異なる。しかし、今ここでは便宜上これらの部分の回転数をリングギヤ５の回転数にて代表するものとし、それをＮｒとする。そうすると、内燃機関と二つの電動発電機とを遊星歯車装置にて図示の如く組み合わせたハイブリッド車駆動構造に於ける内燃機関と二つの電動発電機ＭＧ１、ＭＧ２の回転数Ｎｃ、Ｎｓ、Ｎｒの間の関係は、遊星歯車装置の原理に基づき、図２に示す線図により表される。図にてρはリングギヤの歯数に対するサンギヤの歯数である（ρ＜１）。Ｎｃは機関回転数により定まり、Ｎｒは車速により定まるので、Ｎｓは機関回転数と車速の如何により
Ｎｓ＝（１＋１／ρ）Ｎｃ−（１／ρ）Ｎｒ
として定まる。
【０００６】
一方、キャリアとサンギヤとリングギヤのトルクをＴｃ、Ｔｓ、Ｔｒとすると、これらは
Ｔｓ：Ｔｃ：Ｔｒ＝ρ／（１＋ρ）：１：１／（１＋ρ）
の比にて互いに平衡し、従ってまた、これら３要素のいずれかがトルクを発生しあるいは吸収するときには、上記の平衡が成り立つまで相互間にトルクのやりとりが行なわれる。
【０００７】
以上の如き駆動構造を備えたハイブリッド車に於いて、内燃機関、ＭＧ１、ＭＧ２の作動は、図には示されていない車輌運転制御装置により、運転者からの運転指令と車輌の運行状態とに基づいて制御される。即ち、車輌運転制御装置はマイクロコンピュータを備え、運転者からの運転指令と種々のセンサにより検出される車輌の運行状態とに基づいて目標車速および目標車輪駆動トルクを計算すると共に、蓄電装置の充電状態に基づいて蓄電装置に許される電流出力あるいは蓄電装置の充電のために必要な発電量を計算し、これらの計算結果に基づいて、内燃機関を休止を含む如何なる運転状態にて運転すべきか、またＭＧ１およびＭＧ２をいかなる電動状態あるいは発電状態にて運転すべきかを計算し、その計算結果に基づいて内燃機関、ＭＧ１、ＭＧ２の作動を制御する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
課題に関する関連出願
以上の如く内燃機関の出力軸が動力分配機構を経て第一の電動発電機と車輪駆動軸とに連結され、該車輪駆動軸に第二の電動発電機が連結されたハイブリッド車駆動構造によれば、図２より理解される通り、内燃機関出力軸の回転数Ｎｃと車速に対応する回転数Ｎｒの各々の値およびその間の相対関係は、その変化を第一の電動発電機の回転数Ｎｓにて吸収することにより大幅に変えることができるので、かかるハイブリッド車駆動構造に於いては、これまで変速機は不要とされていた。即ち、動力分配機構の調節次第で、ＮｃとＮｒの間の関係を自由に変えることができ、また停車中（Ｎｒ＝０）であっても機関運転（Ｎｃ＞０）すること、逆に、前進中（Ｎｒ＞０）であっても機関停止（Ｎｃ＝０）すること、あるいは機関の運転または停止（Ｎｃ≧０）にかかわらず後進（Ｎｒ＜０）することができる。
【０００９】
しかし、ＭＧ２の回転数は車速の如何によって左右され、蓄電装置の充電度は車速とは一応無関係であるため、ＭＧ２が蓄電装置の充電のための発電機として作動するには大きな制約がある。そこで蓄電装置の充電は専らＭＧ１に頼ることとなり、逆に車輪の電動駆動は専らＭＧ２に頼ることとなる。そのため変速機を備えない上記の如きハイブリッド車駆動構造に於いて、低車速領域にても必要に応じて高い車輪駆動トルクを得ることができる車輌運転性能を確保しておくためには、畢竟ＭＧ２は大型化せざるを得ない。
【００１０】
このことを車軸トルクの要求値の大きさを車速に対比させた車速対車軸トルクの座標系で示せば、図３の通りである。即ち、今、車輌の内燃機関を広い車速域に亙って高燃費にて運転し、しかも車輌の車速対車軸トルク性能として望まれる限界性能として線Ａにて示す如き性能を車輌に持たせようとすれば、高燃費を得る内燃機関の車速対車軸トルク性能は領域Ｂの如くほぼ平らになるので、残りを専らＭＧ２にて補わなければならず、その車速対車軸トルク性能は領域Ｃを賄うものでなければなない。そのためＭＧ２は低回転速度にて高トルクを発生することができるよう、それ相当の大型のものとされなければならない。
【００１１】
しかし、図３を吟味すれば、領域Ｃの深さは領域Ｂの深さに対比して些か深すぎるのではないかとの疑問がもたれる。これは、観点を変えれば、内燃機関と第一および第二の電動発電機なる三つの原動装置の大きさの相対的釣合い、特に内燃機関と第二の電動発電機の大きさの釣合いの問題である。かかる疑問に端を発し、この点に関し上記の如きハイブリッド車輌駆動構造を更に改良するものとして、本件出願人と同一人は、別途出願に係わる特願２００１−３２３５７８号にて内燃機関の出力軸が動力分配機構を経て第一の電動発電機と車輪駆動軸とに連結され、該車輪駆動軸に第二の電動発電機が連結されたハイブリッド車駆動構造に於いて、前記車輪駆動軸の途中または該車輪駆動軸への前記第二の電動発電機の連結の途中の少なくとも一方に変速機を設けたことを特徴とするハイブリッド車駆動構造を提案した。
【００１２】
上記別件特願２００１−３２３５７８号による変速機付きハイブリッド車駆動構造は、車輪駆動軸の途中に変速機が設けられている場合にも、従来の変速機付き内燃機関駆動車輌に於けると同様に、低車速域にては変速機を減速比が大きい低速段に切り換え、高車速域にては変速機を減速比が小さい高速段に切り換える要領にて運転されてよい。しかし、同出願にて内燃機関の出力軸が動力分配機構を経て第一の電動発電機と車輪駆動軸とに連結され、該車輪駆動軸に第二の電動発電機が連結されたハイブリッド車駆動構造に変速機を組み込むことを提案したのは、特に高い車軸トルクが要求された場合に対する第二の電動発電機の必要容量を小さくするためである。
【００１３】
上記の如くハイブリッド車駆動構造に変速機が組み込まれた場合、変速段の切り換えは、内燃機関の回転数対出力トルクと車輌が要求する車速対車軸トルクとの調和を図るという従来からの変速段切り換えの概念に基づいて行われてよいが、上記別件特願２００１−３２３５７８号による変速機付きハイブリッド車駆動構造は、内燃機関の回転数Ｎｃと車輪の回転数Ｎｒとの間の関係が第一の電動発電機の回転数Ｎｓを変えることにより大幅に変更でき、一般の平地に於ける自動車の運行に於いては、車輌発進時であってもさほど高い車軸トルクが要求されるわけではないので、特別に高い車軸トルクが要求される場合を除き、通常の車輌運行に於いては、変速機が設けられていてもこれを作動させないこと、即ち変速機の変速切り換え作動を省略し、変速機の変速切り換えに伴う時間遅れや衝撃あるいは騒音の発生を回避することが有利であると考えられることに鑑み、本件出願人と同一人は、更に別途出願に係わる特願２００１−３２３９３１号にて、かかるハイブリッド車駆動構造の運転方法として、変速機を所定の高速段に設定し、内燃機関を高燃費にて運転して車軸トルク要求値に対応できる限り、車速の変化に拘わらず該高速段を保持して運転することを提案した。
【００１４】
本願発明の課題
ところで、内燃機関の出力軸が動力分配機構を経て第一の電動発電機と車輪駆動軸とに連結され、該車輪駆動軸に第二の電動発電機が連結されたハイブリッド車駆動構造は、車輪駆動軸を内燃機関と電動発電機とにより駆動するものであり、本質的に内燃機関または電動発電機のいずれかに故障が生じたとき、故障したいずれか一方の作動を正常な他方の作動にて補いやすいものであるが、上記の関連出願による如く車輪駆動軸の途中または車輪駆動軸への前記第二の電動発電機の連結の途中のいずれに変速機が設けられた場合には、変速段という可変制御パラメータの追加により、上記の故障に対する対処の可能性が更に広がることが期待される。
【００１５】
本発明は、この点に着目し、かかる変速機を備えたハイブリッド車駆動構造の運転に於いて、内燃機関あるいは第二の電動発電機のいずれかが一方の作動が正常でなくなったとき、それが車輌の運転性能に及ぼす影響を更に低減することを課題としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するものとして、本発明は、内燃機関の出力軸が動力分配機構を経て第一の電動発電機と車輪駆動軸とに連結され、該車輪駆動軸に第二の電動発電機が連結され、前記車輪駆動軸の途中または該車輪駆動軸への前記第二の電動発電機の連結の途中の少なくとも一方に変速機が設けられたハイブリッド車駆動構造の運転方法にして、各変速段に於ける前記内燃機関と前記第二の電動発電機との間の車軸トルクの分担を、前記内燃機関および前記第二の電動発電機の作動がいずれも正常な時に対比して、前記内燃機関または前記第二の電動発電機の一方の作動が正常でなくなったとき変更することを特徴とするハイブリッド車駆動構造運転方法を提案するのである。
【００１７】
尚、電動発電機なる語は、電動機および発電機の両機能を有する手段を指すが、本願発明は、内燃機関の出力軸が動力分配機構を経て第一の電動発電機と車輪駆動軸とに連結され、該車輪駆動軸に第二の電動発電機が連結されたハイブリッド車駆動構造の、短期的車輌駆動性能に関するものであり、換言すれば、車輌のハイブリッド駆動における内燃機関駆動と、電動駆動と、蓄電装置に対する自己充電作用の相互関係が関与する長期的車輌駆動性能に関するものではないので、本願発明の作用および効果に関する限り、第一および第二の電動発電機は、いずれも単なる電動機であってよいものである。確かに、実働する車輌駆動装置としては、既に記した通り、第二の電動発電機は専ら電動機として作動せざるを得ず（しかし発電機として作動することも可能）、従って長期的に作動可能な車輌駆動装置を構成するためには、第一の電動発電機は発電機能を有している必要があるが、この必要性は本願発明の技術的思想とは関係ないことである。従って、本発明の構成に於いて、電動発電機と記載された手段は、発電機能を有しない電動機をその均等物として含むものとする。
【００１８】
内燃機関と前記第二の電動発電機との間の車軸トルクの分担は、車速対車軸トルクの座標系で見て、運転可能な車速対車軸トルク領域を車速座標軸に平行な境界線により仕切った変速段領域に応じて変更されてよい。
【００１９】
また、内燃機関または前記第二の電動発電機の一方の作動が正常でなくなったことによる前記車軸トルク分担の変更は、車速対車軸トルクの座標系で見て、前記境界線を車軸トルク座標軸に沿って平行移動させることであってよい。
【００２０】
【発明の作用及び効果】
上記の如く内燃機関の出力軸が動力分配機構を経て第一の電動発電機と車輪駆動軸とに連結され、該車輪駆動軸に第二の電動発電機が連結され、該記車輪駆動軸の途中または該車輪駆動軸への前記第二の電動発電機の連結の途中の少なくとも一方に変速機が設けられたハイブリッド車駆動構造は、内燃機関および第二の電動発電機の作動がいずれも正常なとき、各変速段に対応するトルク分担はかなり大きな自由度のある設計可能性の中から最適と思われるものに選定されているはずであり、もし前提とされる内燃機関または第二の電動発電機のいずれかの作動性能に変更があれば、その変更に応じて、トルク分担の最適設定は、その変更を踏まえて再度最適設定を得るよう修正できることが期待される。したがって、内燃機関または第二の電動発電機のいずれかに故障等により予定された作動性能が得られなくなったときには、変速段毎のトルク分担領域の設定を修正することにより該故障等の影響を容易に打ち消すことができることが期待される。
【００２１】
この型のハイブリッド車駆動構造は、特に上記別件特願２００１−３２３９３１号にて提案された如く、前記変速機を所定の高速段に設定し、前記内燃機関を高燃費にて運転して車軸トルク要求値に対応できる限り、車速の変化に拘わらず該高速段を保持して運転されてよいが、このような場合には、もし内燃機関または第二の電動発電機のいずれかに出力低下が生ずると、その影響がより顕著に現れる。しかし、これに対しては、上記のとおり内燃機関または第二の電動発電機の一方の作動が正常でなくなったときには、前記車速対車軸トルクの座標系で見て、前記境界線を車軸トルク座標軸に沿って平行移動させ、内燃機関と第二の電動発電機に対するトルク分担の割合を故障に応じて変更するようにすれば、特にかかる内燃機関や電動発電機の出力低下に対し敏感な変速制御に於いても、その影響を容易に打ち消すことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図４、図５および図６は、図１に示す如く内燃機関の出力軸が動力分配機構を経て第一の電動発電機と車輪駆動軸とに連結され、該車輪駆動軸に第二の電動発電機が連結されたハイブリッド車駆動構造に、上記別件特願２００１−３２３５７８号により変速機を組み込んだ、本発明による運転方法の対象となる三つのハイブリッド車駆動構造の実施例を示す図１と同様の概略図である。これらの図に於いて、図１に示す部分に対応する部分は対応する符号により示されている。
【００２３】
図４に示す第一のハイブリッド車駆動構造に於いては、変速機１００は車輪駆動軸の途中であって第二の電動発電機の連結部より内燃機関の側に設けられており、図１についての説明の文言でいえば、車輪駆動軸の一部をなすプロペラ軸１１の一部であってＭＧ２の連結部をなす歯車１５よりも内燃機関の側に設けられている。変速機１００は２段ないし３段のものであってよく、更に後進段を含むものであってよい。そのような変速機は既に公知の技術により種々の態様にて得られるが、前進３段と後進段を有するものについてその一例を解図的に示せば、図７の通りである。
【００２４】
図７に於いて、２０、２２、２４、２６は一つの遊星歯車機構を構成するサンギヤ、リングギヤ、プラネタリピニオン、キャリアであり、また２１、２３、２５、２７は他の一つの遊星歯車機構を構成するサンギヤ、リングギヤ、プラネタリピニオン、キャリアであり、２８（Ｃ１）、２９（Ｃ２）はクラッチであり、３０（Ｂ１）、３１（Ｂ２）はブレーキであり、３２（Ｆ１）はワンウェイクラッチである。そしてこれらの回転要素が、３３を入力軸とし、３４を出力軸として、その間に図示の如く組み合わされていると、クラッチＣ１が係合されることにより減速比が最も大きい第１速段が達成され、クラッチＣ１とブレーキＢ１とが係合されることにより減速比が中程の第２速段が達成され、クラッチＣ１とＣ２とが係合されることにより減速比が最も小さい（減速比＝１）第３速段が達成され、クラッチＣ２とブレーキＢ２とが係合されることにより後進段が達成される。
【００２５】
図４のハイブリッド車駆動構造に於いて、変速機１００が3段の変速を与えるようになっているとすると、車速対車軸トルク座標系におけるトルク分担は、変速機を内燃機関回転数と車軸回転数との間に調和をもたらすよう切り換えるという従来の変速段切り換えの概念に従えば、変速機がない場合の図３に対比して、例えば、図８の如く変更されてよい。この線図に於いて、領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は、それぞれ変速機を第１速段、第２速段、第３速段にすることにより内燃機関にて車軸トルクを賄うことができるトルクの大きさを示しており、ＭＧ２は残る領域Ｃを賄うことができるようになっていればよい。（図７はいわゆる変速線図ではなく、従って、例えば、車速と車軸トルク要求値とが座標に沿った値で領域Ｂ１内にあるときには、変速段が第１速段に設定されることを意味するものではない。）
【００２６】
図５に示すハイブリッド車駆動構造に於いては、変速機１０１は車輪駆動軸の途中であって第二の電動発電機の連結部より内燃機関とは隔たる側に設けられており、図１についての説明の文言でいえば、車輪駆動軸の一部をなすプロペラ軸１１の一部であってＭＧ２の連結部をなす歯車１５よりも内燃機関とは隔たる側に設けられている。変速機１０１もまた２段ないし３段のものであってよく、更に後進段を含むものであってよく、図７に示す如きものであってよい。
【００２７】
図５のハイブリッド車駆動構造に於いて、変速機１０１が3段の変速を与えるようになっているとすると、車速対車軸トルクの座標系に於ける変速段に応じたトルクの分担領域は、同じく従来の変速段切り換えの概念に従えば、かかる変速機がない場合の図３に比して、例えば、図９の如く変更されてよい。この線図に於いては、領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３が、それぞれ変速機を第１速段、第２速段、第３速段にすることにより内燃機関よって賄われるトルクの大きさを示し、領域Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が、それぞれ変速機を第１速段、第２速段、第３速段にすることによりＭＧ２によって賄われるトルクの大きさを示している。この場合にも、図９より分かる通り、ＭＧ２に求められる最大トルクは、図３の場合に比して大幅に低減される。
【００２８】
図６に示す第三の実施例に於いては、変速機１０２は車輪駆動軸への第二の電動発電機の連結の途中に設けられており、図１についての説明の文言でいえば、車輪駆動軸の一部をなすプロペラ軸１１へのＭＧ２の連結部に設けられている。変速機１０２もまた２段ないし３段のものであってよい。この場合、ＭＧ２の逆転駆動は電気回路の切換えにより簡単に行なえるので、変速機１０２には後進段はなくてもよい。しかし、変速機１０２もまた後進段を備えていてもよく、図７に示す如きものであってよい。
【００２９】
図６の実施例に於いて、変速機１０２が3段の変速を与えるようになっているとすると、車速対車軸トルク座標系に於ける変速段に応じた車軸トルクの分担は、かかる変速機がない場合の図３に比して、図１０の如く変更される。この線図に於いては、領域Ｂが変速段の如何に拘らず内燃機関によって賄われる領域であり、領域Ｃ１およびＣ２の厚さを踏まえた領域Ｃ３が第１速段に於いて第二の電動発電機ＭＧ２により賄われる領域であり、領域Ｃ１の厚さを踏まえた領域Ｃ２が第２速段に於いて第二の電動発電機ＭＧ２により賄われる領域であり、領域Ｃ１が第３速段に於いて第二の電動発電機ＭＧ２により賄われる領域である。
【００３０】
ところで、上記別件特願２００１−３２３９３１号は、図４および図５に示されている如きハイブリッド車駆動構造を、それぞれ図１１および図１２に示すような変速段毎のトルク分担にて運転することを提案するものである。即ち、いずれの場合にも、車軸トルクの要求値を車速に対比させた車速対車軸トルクの座標系で見て、車軸トルク要求値の大きさに応じて車速軸に平行な境界線により変速段領域を仕切って前記変速機を作動させるものである。図１１の場合には、内燃機関および第二の電動発電機ＭＧ２により、それぞれ車速に対応して、変速機が第３速段に切り換えられているとき、領域Ｂ３と領域Ｃの大きさの車軸トルクを賄い、変速機が第２速段に切り換えられたときには、更にそれに車速に対応して領域Ｂ２を加算した大きさの車軸トルクを賄い、変速機が第１速段に切り換えられたときには、更にそれに車速に対応して領域Ｂ１を加算した大きさの車軸トルクを賄うものである。また図１２の場合には、内燃機関および第二の電動発電機ＭＧ２により、変速機が第３速段に切り換えられたときには、車速に対応して領域Ｂ３と領域Ｃ３の大きさの車軸トルクを賄い、変速機が第２速段に切り換えられたときには、更にそれに車速に対応して領域Ｂ２と領域Ｃ２の大きさの車軸トルクを賄い、変速機が第１速段に切り換えられたときには、更にそれに車速に対応して領域Ｂ１と領域Ｃ１の大きさの車軸トルクを賄うものである。
【００３１】
尚、上記別件特願２００１−３２３９３１号では、ノーマル運転モードとスポーツ運転モードの如き異なる運転モードの間で切り換えができるようにし、運転モード切り換えにより図８および図９に示すような変速機の変速と図１１および図１２に示すような変速機の変速との間の選択ができるようになっている。
【００３２】
以上いずれにしても、ここで、本発明は、内燃機関あるいは第二の電動発電機の一方の作動が正常でなくなったとき、トルク分担領域の設定を修正するものである。特に本発明は、その効果を顕著に発揮する実施例として、図１０、図１１または図１２に示すようなトルク分担制御に於いて、内燃機関または第二の電動変速機が故障により出力低下を来たした場合に、トルク分担制御の修正によりそれに対処するものである。
【００３３】
図１３、図１４および図１５は、対処の一例として、内燃機関または第二の電動発電機の故障による出力低下に対して図１１、図１２および図１０が修正される例を示す。これらの図には、正規の境界線が二点鎖線にて示されている。
【００３４】
図１３は、内燃機関の出力が正規の出力以下に低下した場合の例であり、各変速段に於いて内燃機関が分担する車軸トルクの値が低減されるよう変速制御が修正されるようになっている。即ち、この場合、各車速点に於いて、車軸トルクの要求に対し内燃機関が受け持つトルクが低減されるよう、変速機は車軸トルク要求値の増大に対し早めにダウンシフトを行うよう、図には示されていない変速スケジュールが修正されて変速制御が行われる。
【００３５】
図１４は、第二の電動発電機ＭＧ２の出力が正規の出力以下に低下した場合の例である。この場合、第二の電動発電機ＭＧ２の出力の低下を補うよう、各変速段に於いて内燃機関が賄う車軸トルクが増大されている。そのため、図には示されていない変速スケジュール、変速段の切り換えの境界を、正規の場合に比して高車速側へ偏倚させるよう修正される。
【００３６】
図１５も、第二の電動発電機ＭＧ２の出力が正規の出力以下に低下した場合の例である。この場合、変速段の切り換えは、直接的には第二の電動発電機ＭＧ２にしか佐用しない。この場合、変速機は各変速段に於いて第二の電動発電機に対するトルク負荷を低減するよう、車速に対比して変速機を早めにとダウンシフトする変速制御の修正が行われる。また、一方では、車軸トルクの要求を内燃機関にてより大きく受け持つよう、領域Ｂの幅を増大するような動力分配機構の作動修正が行われてよい。
【００３７】
尚、このように内燃機関または第二の電動発電機の故障による出力低下に対してトルク分配線図に於ける変速段領域の配分を修正することは、勿論、図８および図９に示す如く変速機を車速に応じて切り替える場合にも行われてよいことは明らかであろう。この場合、内燃機関に出力低下が生じたときには、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３等の間の境界線を全体として高車速側へ偏倚させるか、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３等の高さを下げるかの、いずれか一方または両方を行い、その分を第二の電動発電機ＭＧ２により補うようにしてよい。
【００３８】
以上に於いては本発明をいくつかの実施例について詳細に説明したが、本発明がこれらの実施例にのみ限られるものではなく、本発明の範囲内にて他に種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による運転方法の対象となるハイブリッド車駆動構造の原型を示す概略図。
【図２】図１に示すハイブリッド車駆動構造に於ける内燃機関と二つの電動発電機ＭＧ１、ＭＧ２の回転数Ｎｃ、Ｎｓ、Ｎｒの間の関係を示す線図。
【図３】図１に示すハイブリッド車駆動構造に於いて内燃機関および電動発電機ＭＧ２の各々により分担されるべき車軸トルクの大きさを車速に対し示す線図。
【図４】図１に示すハイブリッド車駆動構造について本発明による運転方法の対象となる改良の第一の実施例を示す概略図。
【図５】図１に示すハイブリッド車駆動構造について本発明による運転方法の対象となる改良の第二の実施例を示す概略図。
【図６】図１に示すハイブリッド車駆動構造について本発明による運転方法の対象となる改良の第三の実施例を示す概略図。
【図７】三つの変速段と後進段とを提供する変速機の一例を示す概略図。
【図８】図４に示すハイブリッド車駆動構造に於いて、変速機が従来の変速態様にて作動される場合の内燃機関および電動発電機ＭＧ２の各々により分担されるべき車軸トルクの大きさを車速に対し示す線図。
【図９】図５に示すハイブリッド車駆動構造に於いて、変速機が従来の変速態様にて作動される場合の内燃機関および電動発電機ＭＧ２の各々により分担されるべき車軸トルクの大きさを車速に対し示す線図。
【図１０】図６に示すハイブリッド車駆動構造に於いて、変速機が内燃機関および電動発電機ＭＧ２の各々により分担されるべき車軸トルクの大きさを車速に対し示す線図。
【図１１】図４に示すハイブリッド車駆動構造に於いて、変速機が上記別件特願２００１−３２３９３１号の変速態様にて作動される場合の内燃機関および電動発電機ＭＧ２の各々により分担されるべき車軸トルクの大きさを車速に対し示す線図。
【図１２】図５に示すハイブリッド車駆動構造に於いて、変速機が上記別件特願２００１−３２３９３１号の変速態様にて作動される場合の内燃機関および電動発電機ＭＧ２の各々により分担されるべき車軸トルクの大きさを車速に対し示す線図。
【図１３】図１１に変速線図について本発明によりなされる修正の一つの実施例を示す同様の線図。
【図１４】図１２に変速線図について本発明によりなされる修正の一つの実施例を示す同様の線図。
【図１５】図１０に変速線図について本発明によりなされる修正の一つの実施例を示す同様の性線図。
【符号の説明】
１…内燃機関
２…内燃機関の出力軸
３…遊星歯車装置
４…サンギヤ
５…リングギヤ
６…プラネタリピニオン
７…キャリア
８…第一の電動発電機（ＭＧ１）
９…コイル
１０…回転子
１１…プロペラ軸
１２…第二の電動発電機（ＭＧ２）
１３…コイル
１４…回転子
１５，１６…歯車
１７…ディファレンシャル装置
１８…車軸
１９…車輪
２０…サンギヤ
２２…リングギヤ
２４…プラネタリピニオン
２６…キャリア
２１…サンギヤ
２３…リングギヤ
２５…プラネタリピニオン
２７…キャリア
２８，２９…クラッチ
２８，２９…ブレーキ
３２…ワンウェイクラッチ
１００，１０１…変速機

Claims

内燃機関の出力軸が動力分配機構を経て第一の電動発電機と車輪駆動軸とに連結され、該車輪駆動軸に第二の電動発電機が連結され、前記車輪駆動軸の途中または該車輪駆動軸への前記第二の電動発電機の連結の途中の少なくとも一方に変速機が設けられたハイブリッド車駆動構造の運転方法にして、前記変速機を所定の高速段に設定し、前記内燃機関を高燃費にて運転して車軸トルク要求値に対応できる限り、全車速域にわたって車速の変化に拘わらず該高速段を保持して運転し、各変速段に於ける前記内燃機関と前記第二の電動発電機との間の車軸トルクの分担を、前記内燃機関および前記第二の電動発電機の作動がいずれも正常な時に対比して、前記内燃機関または前記第二の電動発電機の一方の作動が正常でなくなったとき変更することを特徴とするハイブリッド車駆動構造運転方法。
前記内燃機関と前記第二の電動発電機との間の車軸トルクの分担は、車速対車軸トルクの座標系で見て、運転可能な車速対車軸トルク領域を車速座標軸に平行な境界線により仕切った変速段領域に応じて変更されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車駆動構造運転方法。
前記内燃機関または前記第二の電動発電機の一方の作動が正常でなくなったことによる前記車軸トルク分担の変更は、前記車速対車軸トルクの座標系で見て、前記境界線を車軸トルク座標軸に沿って平行移動させることであることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車駆動構造運転方法。