以下に、本発明に係る車両の制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。この制御装置の適用対象となる車両は、少なくとも1つの回転機を動力源として備えている。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
[実施例]
本発明に係る車両の制御装置の実施例を図1から図3に基づいて説明する。
本実施例で例に挙げる車両は、エンジンENGと第1回転機MG1と第2回転機MG2とを動力源として備えるハイブリッド車両である。図1の符号1は、このハイブリッド車両の制御装置を示す。また、図1及び図2の符号2−1は、このハイブリッド車両に搭載されるハイブリッドシステムを示す。
本実施例の制御装置1は、エンジンENGの動作を制御する機関制御部としての電子制御装置(以下、「ENGECU」という。)1aと、第1回転機MG1及び第2回転機MG2の動作を制御する回転機制御部としての電子制御装置(以下、「MGECU」という。)1bと、ENGECU1aとMGECU1bとを統括制御すると共にハイブリッドシステム2−1の統合制御を行う統合制御部としての電子制御装置(以下、「HVECU」という。)1cと、を備える。
エンジンENGは、エンジン回転軸(クランクシャフト)11から機械的な動力(出力トルク)を出力する内燃機関や外燃機関等の機関である。ENGECU1aは、例えば、電子スロットル弁の開度制御、点火信号の出力による点火制御、燃料の噴射制御等を行って、エンジンENGの出力トルク(以下、「エンジントルク」という。)Teを制御する。
第1回転機MG1と第2回転機MG2は、力行駆動時の電動機(モータ)としての機能と、回生駆動時の発電機(ジェネレータ)としての機能と、を有する電動発電機(モータ/ジェネレータ)である。第1及び第2の回転機MG1,MG2は、夫々の回転軸(MG1回転軸21、MG2回転軸22)に入力された機械エネルギ(回転トルク)を電気エネルギに変換し、インバータ(図示略)を介して二次電池25に蓄電させることができる。また、第1及び第2の回転機MG1,MG2は、二次電池25から供給された電気エネルギ又は他方の回転機(第2及び第1の回転機MG2,MG1)が生成した電気エネルギを機械エネルギ(回転トルク)に変換し、夫々の回転軸(MG1回転軸21、MG2回転軸22)から機械的な動力(出力トルク)として出力することもできる。MGECU1bは、例えば、第1回転機MG1及び第2回転機MG2に対して供給する電流値やインバータキャリア周波数を各々調整し、第1回転機MG1の回転数(以下、「MG1回転数」という。)Nmg1及び出力トルク(以下、「MG1トルク」という。)Tmg1並びに第2回転機MG2の回転数(以下、「MG2回転数」という。)Nmg2及び出力トルク(以下、「MG2トルク」という。)Tmg2を制御する。
MG1回転数Nmg1は、MG1回転数センサ23で検出する。また、MG2回転数Nmg2は、MG2回転数センサ24で検出する。そのMG2回転数センサ24は、MG2回転軸22と後述するドグクラッチ60の第1係合要素61と一方向クラッチ70の第1係合要素71の内の少なくとも1つの回転数を検出する。そのMG1回転数センサ23とMG2回転数センサ24は、例えばレゾルバ等であり、MGECU1bに接続されている。本実施例では、そのMG2回転数センサ24で検出されたMG2回転数Nmg2のことをMG2回転数の検出値Nmg2sと称する。
このハイブリッドシステム2−1は、図2に示すように、エンジン回転軸11とMG1回転軸21とを同心に配置し、かつ、これらに対して間隔を空けて平行にMG2回転軸22を配置した複軸式のものである。このハイブリッドシステム2−1は、各動力源の相互間における動力伝達を可能にし、かつ、夫々の動力源と駆動輪Wとの間での動力伝達も可能になるように構成する。このため、このハイブリッドシステム2−1には、エンジンENGと第1回転機MG1と第2回転機MG2とが夫々に接続された動力分割機構30を設けている。
動力分割機構30とは、差動回転が可能な複数の回転要素を備え、その回転要素にエンジン回転軸11とMG1回転軸21とMG2回転軸22及び駆動輪Wとを個別に接続した差動装置である。例えば、この動力分割機構30としては、差動回転が可能な複数の回転要素からなる遊星歯車機構を利用する。その遊星歯車機構としては、図2に示すサンギヤSとリングギヤRと複数のピニオンギヤPとキャリアCとを有するシングルピニオン型のものの他に、ダブルピニオン型のものやラビニヨ型のもの等を適用することができる。この例示では、エンジン回転軸11とキャリアCとを一体になって回転できるように連結し、かつ、MG1回転軸21とサンギヤSとを一体になって回転できるように連結する。また、MG2回転軸22については、下記の歯車群等を介してリングギヤRに連結する。
尚、エンジン回転軸11とキャリアCには、オイルポンプOPが接続されている。そのオイルポンプOPは、エンジンENGの回転を利用して駆動し、第1回転機MG1や第2回転機MG2、動力分割機構30等の潤滑と冷却を担う作動油を吐出する。
内歯歯車のリングギヤRは、エンジントルクTeやMG1トルクTmg1の駆動輪W側への出力部として動作する。このため、このリングギヤRには、カウンタドライブギヤ41としての外歯歯車が形成されている。そのカウンタドライブギヤ41は、平行にずらして配置された回転軸(カウンタシャフト51)を有するカウンタドリブンギヤ42と噛み合い状態にある。よって、エンジントルクTeやMG1トルクTmg1は、カウンタドリブンギヤ42に伝達される。
そのカウンタドリブンギヤ42は、カウンタシャフト51の軸上に固定されている。このカウンタシャフト51の軸上には、ドライブピニオンギヤ43が固定されている。カウンタドリブンギヤ42とドライブピニオンギヤ43は、カウンタシャフト51を介して一体になって回転することができる。そのドライブピニオンギヤ43は、差動装置44のデフリングギヤ45と噛み合い状態にある。差動装置44は、左右の車軸(駆動軸)52を介して駆動輪Wに連結されている。
また、カウンタドリブンギヤ42は、平行にずらして配置された回転軸を有するリダクションギヤ46と噛み合い状態にある。そのリダクションギヤ46は、リダクション軸53の軸上に固定されている。このリダクションギヤ46は、カウンタドリブンギヤ42よりも小径であり、リダクション軸53の回転を減速してカウンタドリブンギヤ42に伝達する。つまり、このハイブリッドシステム2−1においては、そのカウンタドリブンギヤ42とリダクションギヤ46によって減速部が構成されている。リダクション軸53には、下記の制御可能な動力断接装置と制御不要な動力断接装置とを介してMG2回転軸22が連結される。このため、MG2トルクTmg2は、リダクションギヤ46を介してカウンタドリブンギヤ42に伝達される。
このように、カウンタドリブンギヤ42が固定されているカウンタシャフト51には、エンジントルクTeとMG1トルクTmg1とMG2トルクTmg2とが伝達される。このため、そのエンジントルクTe等は、カウンタシャフト51を介して駆動輪W側に伝達される。つまり、このカウンタシャフト51は、このハイブリッドシステム2−1の出力軸として動作する。
第2回転機MG2とリダクションギヤ46は、同心に配置される。そして、この第2回転機MG2とリダクションギヤ46との間には、制御可能な動力断接装置と制御不要な動力断接装置とが並列に配置される。つまり、このハイブリッドシステム2−1においては、第2回転機MG2と当該第2回転機MG2側から見た駆動輪W側の動力伝達軸(リダクション軸53)との間に制御可能な動力断接装置と制御不要な動力断接装置とを並列に配置している。その制御可能な動力断接装置と制御不要な動力断接装置は、このハイブリッドシステム2−1において、後述するMG2休止モードで第2回転機MG2をリダクション軸53から切り離す切離部となる。
制御可能な動力断接装置とは、油圧駆動又は電動のアクチュエータ(ACT)を備え、このアクチュエータをMGECU1bが制御することで、動力伝達の断接が任意に実施されるものである。例えば、この動力断接装置としては、MGECU1bによって2つの係合要素間の係合動作や解放動作が制御されるものであり、その係合要素間の動力伝達の断接を任意に実施可能な係合装置を利用することができる。具体的には、噛み合い式係合装置(ドグクラッチ)や摩擦係合装置(摩擦クラッチ)等の制御クラッチを動力断接装置として利用する。この例示では、ドグクラッチ60を利用する。この例示のドグクラッチ60は、第1係合要素61と第2係合要素62と第3係合要素63とを備える。第1係合要素61は、MG2回転軸22と一体になって回転できるように連結する。第2係合要素62は、リダクション軸53と一体になって回転できるように連結する。第3係合要素63は、係合動作時に第1係合要素61と第2係合要素62の双方に係合するよう移動して、これらを一体になって回転させる一方で、解放動作時に第1係合要素61と第2係合要素62の双方に係合しないよう移動して、これらの間のトルクの伝達を遮断させる。MGECU1bは、図1に示すアクチュエータ65を制御し、第3係合要素63を移動させることによって、ドグクラッチ60を係合又は解放させる。尚、ドグクラッチ60は、第1係合要素61と第2係合要素62とアクチュエータ65とを備え、そのアクチュエータ65が第1係合要素61又は第2係合要素62を他方に向けて移動させることで係合し、そのアクチュエータ65が第1係合要素61又は第2係合要素62を他方から離すことで解放するものであってもよい。
制御不要な動力断接装置とは、MGECU1bによる制御が実施されずとも、動力伝達の断接が可能なものである。例えば、この動力断接装置としては、少なくとも1つの係合要素に繋がれた部材の動作に応じて2つの係合要素間の係合動作や解放動作が行われる係合装置(例えば制御レスクラッチ)を利用することができる。具体的には、一方向のみに動力を伝達する一方向クラッチ(OWC)70を用いる。その一方向クラッチ70は、MG2回転軸22と一体になって回転できるように連結した第1係合要素71と、リダクション軸53と一体になって回転できるように連結した第2係合要素72と、を備える。
この一方向クラッチ70は、第2回転機MG2の回転を前進方向に上昇させ、これに伴い第1係合要素71が前進方向に上昇していったときにのみ、その第1係合要素71を第2係合要素72に係合させて、その間での動力伝達を可能にするものである。例えば、この一方向クラッチ70は、前進走行時にMG2回転軸22とリダクション軸53が同一方向に回転しており、実MG2回転数(MG2回転軸22の実際の回転数)がリダクション軸53の回転数よりも低くなっている場合、又は、前進走行時に実MG2回転数が0の状態でリダクション軸53が回転している場合に、第1係合要素71と第2係合要素72とが空転して解放状態になる。この一方向クラッチ70は、この解放状態のときにリダクション軸53と同一回転方向へと実MG2回転数を上昇させ、実MG2回転数とリダクション軸53の回転数とを同期させることによって、第1係合要素71が第2係合要素72に係合する。また、この一方向クラッチ70は、停車中(実MG2回転数とリダクション軸53の回転数とが0の場合)に、前進走行時のリダクション軸53と同一の回転方向へと実MG2回転数を上昇させることによって、第1係合要素71が第2係合要素72に係合する。また、この一方向クラッチ70は、第2回転機MG2の回転方向を前進走行時に対して逆転させたとき(後退走行時)に解放状態になる。
ドグクラッチ60を係合させているときには、一方向クラッチ70が係合しようがしまいが、MG2回転軸22とリダクション軸53との間でのトルク伝達が可能になる。このため、MG2回転軸22を前進走行時のリダクション軸53と同一回転方向に回転させた場合には、MG2トルクTmg2によってハイブリッド車両を前進させることができる。また、その状態に対してMG2回転軸22を逆転させた場合には、MG2トルクTmg2によってハイブリッド車両を後退させることができる。
このハイブリッドシステム2−1においては、走行モードとして電気自動車(EV)走行モードとハイブリッド(HV)走行モードとが設定されており、その何れかの走行モードでハイブリッド車両を走行させることができる。
EV走行モードとは、MG2トルクTmg2のみを用いて走行させるモードである。EV走行モードにおいては、燃費向上のためにエンジンENGを停止させることができる。
HVECU1cの走行制御部は、エンジンENGを停止させるのかを考慮した上で、駆動輪Wに発生させる要求駆動トルクや車速等に基づいて、エンジントルクTeの指令値とMG1トルクTmg1の指令値とMG2トルクTmg2の指令値を算出すると共に、エンジン回転数Neの指令値とMG1回転数Nmg1の指令値とMG2回転数Nmg2の指令値を算出する。そして、この走行制御部は、エンジントルクTeとエンジン回転数Neのそれぞれの指令値をENGECU1aに送信して、エンジンENGを制御させる。更に、この走行制御部は、MG1トルクTmg1とMG1回転数Nmg1のそれぞれの指令値及びMG2トルクTmg2とMG2回転数Nmg2のそれぞれの指令値をMGECU1bに送信して、第1回転機MG1と第2回転機MG2を制御させる。その際、MGECU1bは、通常時のEV走行モード(後述する退避走行時以外のEV走行モード)であれば、ドグクラッチ60を係合させる。
HV走行モードとは、エンジントルクTeを用いて走行させるモードであり、エンジントルクTeに加えてMG2トルクTmg2も用いて走行させる複合モードと、エンジントルクTeのみを用いて走行させるエンジン直達モードと、を備える。
この例示の複合モードにおいて、第1回転機MG1は、エンジントルクTeの反力を受け持っている。この複合モードでは、第1回転機MG1を回生駆動させる場合もある。走行制御部は、複合モードを選択した場合、第1回転機MG1を回生駆動させるのかを考慮した上で、駆動輪Wに発生させる要求駆動トルクや車速等に基づいて、エンジンENGと第1回転機MG1と第2回転機MG2に対するそれぞれの指令値を算出する。そして、この走行制御部は、各々の指令値をENGECU1aとMGECU1bに送信して、エンジンENGと第1回転機MG1と第2回転機MG2を制御させる。その際、MGECU1bは、第2回転機MG2を力行駆動させ、かつ、通常時の複合モード(後述する退避走行時以外の複合モード)であれば、ドグクラッチ60を係合させる。また、この走行制御部は、この複合モードで減速しているときに、第2回転機MG2を回生駆動させることも可能である。
また、エンジン直達モードでは、エンジントルクTeが電気パスを介することなく機械的にカウンタシャフト51(つまり駆動輪W)へと伝達される。このエンジン直達モードにおいては、ドグクラッチ60を解放させ、一方向クラッチ70を解放状態にすることで、第2回転機MG2をリダクション軸53から切り離して休止させる。このような第2回転機MG2の休止モード(以下、「MG2休止モード」という。)は、エンジン直達モードで走行しているときの第2回転機MG2の引き摺り損失を無くすことができる。このため、このMG2休止モードは、燃費の向上に寄与する。走行制御部は、エンジン直達モードを選択した場合、エンジンENGと第1回転機MG1と第2回転機MG2に対するそれぞれの指令値を算出し、これらをENGECU1aとMGECU1bに送信して、エンジンENGと第1回転機MG1と第2回転機MG2を制御させる。その際、このMGECU1bは、ドグクラッチ60を解放させ、かつ、第2回転機MG2を休止させる。
ところで、このハイブリッドシステム2−1には、システムの異常を判定する異常判定モード(診断モード)が設けられている。その異常判定モードによる異常判定は、HVECU1cの異常判定部に実施させる。この例示では、ドグクラッチ60がオープンフェールになっているのか否かの判定と、ドグクラッチ60がロックフェールになっているのか否かの判定と、一方向クラッチ70がオープンフェールになっているのか否かの判定と、一方向クラッチ70がロックフェールになっているのか否かの判定と、を実施する。そして、走行制御部は、ドグクラッチ60と一方向クラッチ70の内の何れか1つに異常が生じた場合、そのドグクラッチ60と一方向クラッチ70の内の何れか一方のみが係合状態となるように制御して走行させる。その係合状態となるように実施される制御とは、後述する異常状態に応じた各種の指令に基づいたものである。
ドグクラッチ60のオープンフェールとは、ドグクラッチ60において第1係合要素61と第2係合要素62とが解放状態のまま係合できなくなっている状態のことをいう。例えば、ここでは、第3係合要素63が第1係合要素61と第2係合要素62の内の何れか一方に固着して移動できなくなっている状態、アクチュエータ65の異常によって第3係合要素63が移動できなくなっている状態等が該当する。また、ドグクラッチ60が第3係合要素63を有していない先に例示した構成の場合には、アクチュエータ65の異常によって第1係合要素61又は第2係合要素62を他方に向けて移動させることができなくなっている状態、アクチュエータ65によって移動させられる第1係合要素61又は第2係合要素62が他部品に固着して移動できなくなっている状態等が該当する。
ドグクラッチ60のロックフェールとは、ドグクラッチ60において第1係合要素61と第2係合要素62とが係合状態のまま離れることができなくなっている状態のことをいう。例えば、ここでは、第3係合要素63が第1係合要素61と第2係合要素62の双方に固着して移動できなくなっている状態、アクチュエータ65の異常によって係合状態のまま第3係合要素63が移動できなくなっている状態等が該当する。また、ドグクラッチ60が第3係合要素63を有していない先に例示した構成の場合には、アクチュエータ65の異常によって第1係合要素61又は第2係合要素62を係合中の他方から離すことができなくなっている状態、第1係合要素61と第2係合要素62が互いに固着して離れることができなくなっている状態等が該当する。
一方向クラッチ70のオープンフェールとは、一方向クラッチ70において第1係合要素71と第2係合要素72とが解放状態のまま係合できなくなっている状態のことをいう。例えば、ここでは、第1係合要素71や第2係合要素72における係合部が摩耗して、第1係合要素71と第2係合要素72とが係合できずに空回りしている状態等が該当する。
一方向クラッチ70のロックフェールとは、一方向クラッチ70において第1係合要素71と第2係合要素72とが係合状態のまま離れることができなくなっている状態のことをいう。例えば、ここでは、第1係合要素71と第2係合要素72が互いに固着して離れることができなくなっている状態等が該当する。
例えば、エンジン直達モードでの前進走行時には、ドグクラッチ60と一方向クラッチ70とが共に解放されており、かつ、第2回転機MG2が休止しているので、MG2回転数の検出値Nmg2sが0を示している。このため、エンジン直達モードでの前進走行を指示しているにも拘わらず、MG2回転数の検出値Nmg2sが0になっていない場合には、ドグクラッチ60又は一方向クラッチ70がロックフェールになっている可能性がある。また、EV走行モードでの後退走行時には、ドグクラッチ60を係合させると共に、第2回転機MG2の回転方向を前進走行時に対して逆転させる。このため、EV走行モードでの後退走行を指示しているにも拘わらず、ドグクラッチ60がオープンフェールになっている場合には、一方向クラッチ70が解放状態になるので、車両が停止したままになる。つまり、EV走行モードでの後退走行を指示しているにも拘わらず、車両が停止している場合には、ドグクラッチ60がオープンフェールになっている可能性がある。
異常判定部は、例えば、図3のフローチャートに示すように、そのような事象を検出した場合、ドグクラッチ60又は一方向クラッチ70に異常が生じていると判定する(ステップST1)。そこで、この判定を行った場合、異常判定部は、ドグクラッチ60と一方向クラッチ70の内のどちらに異常が発生しているのか、そして、その異常がオープンフェールであるのかロックフェールであるのかを特定する。
例えば、このハイブリッドシステム2−1には、ドグクラッチ60の状態を検出可能な第1状態検出装置を設ける。その第1状態検出装置としては、例えば、第3係合要素63の位置を検出可能な位置センサ81を利用できる。
異常判定部は、ドグクラッチ60に対して係合指令を行っているときに、その係合指令に応じた位置に第3係合要素63が存在しており、かつ、ドグクラッチ60に対して解放指令を行っているときに、その解放指令に応じた位置に第3係合要素63が存在している場合、ドグクラッチ60は正常であると判定する。また、異常判定部は、ドグクラッチ60に対して係合指令を行っているときに、その係合指令に応じた位置に第3係合要素63が存在しておらず、その第3係合要素63が解放指令に応じた位置に存在している場合、ドグクラッチ60がオープンフェールになっていると判定する。一方、異常判定部は、ドグクラッチ60に対して解放指令を行っているときに、その解放指令に応じた位置に第3係合要素63が存在しておらず、その第3係合要素63が係合指令に応じた位置に存在している場合、ドグクラッチ60がロックフェールになっていると判定する。
更に、ドグクラッチ60が第3係合要素63を有していない先に例示した構成の場合には、第1係合要素61又は第2係合要素62の位置を検出可能な位置センサ(図示略)を第1状態検出装置として利用できる。その位置センサは、第1係合要素61と第2係合要素62の内の移動可能な方の位置を検出する。ここでは、例えば、第2係合要素62の位置を検出する。この場合の異常判定部は、ドグクラッチ60に対して係合指令を行っているときに、その係合指令に応じた位置に第2係合要素62が存在しており、かつ、ドグクラッチ60に対して解放指令を行っているときに、その解放指令に応じた位置に第2係合要素62が存在している場合、ドグクラッチ60は正常であると判定する。また、異常判定部は、ドグクラッチ60に対して係合指令を行っているときに、その係合指令に応じた位置に第2係合要素62が存在しておらず、その第2係合要素62が解放指令に応じた位置に存在している場合、ドグクラッチ60がオープンフェールになっていると判定する。一方、異常判定部は、ドグクラッチ60に対して解放指令を行っているときに、その解放指令に応じた位置に第2係合要素62が存在しておらず、その第2係合要素62が係合指令に応じた位置に存在している場合、ドグクラッチ60がロックフェールになっていると判定する。
また、例えば、このハイブリッドシステム2−1には、一方向クラッチ70の状態を検出可能な第2状態検出装置を設ける。その第2状態検出装置としては、例えば、第1係合要素71又は第2係合要素72の位置を検出可能な位置センサ82を利用できる。その位置センサ82は、第1係合要素71と第2係合要素72の内の移動可能な方の位置を検出する。ここでは、例えば、第2係合要素72の位置を検出する。この場合の異常判定部は、例えば、前述した複合モードによるHV走行中に第2係合要素72が係合状態となる位置に存在しており、かつ、MG2休止モードでの走行中に第2係合要素72が解放状態となる位置に存在している場合、一方向クラッチ70は正常であると判定する。また、異常判定部は、複合モードによるHV走行中に第2係合要素72が係合状態となる位置に存在しておらず、その第2係合要素72が解放状態となる位置に存在している場合、一方向クラッチ70がオープンフェールになっていると判定する。一方、異常判定部は、MG2休止モードでの走行中に第2係合要素72が解放状態となる位置に存在しておらず、その第2係合要素72が係合状態となる位置に存在している場合、一方向クラッチ70がロックフェールになっていると判定する。
この例示の異常判定部は、ステップST1の判定を行った場合、上記の位置センサ81,82のそれぞれの検出結果を利用して、異常箇所がドグクラッチ60であるのか一方向クラッチ70であるのかを判定する(ステップST2)。
異常判定部は、異常箇所は一方向クラッチ70であると判定した場合、一方向クラッチ70にオープンフェール又はロックフェールの異常が発生していると判定する(ステップST3)。このため、この異常判定部は、上記の位置センサ82の検出結果を利用して、この一方向クラッチ70の異常の内容を判定する(ステップST4)。
異常判定部は、この一方向クラッチ70の異常内容がオープンフェールであると判定した場合、一方向クラッチ70がオープンフェールになっていると特定する(ステップST5)。これに対して、この異常判定部は、この一方向クラッチ70の異常内容がロックフェールであると判定した場合、一方向クラッチ70がロックフェールになっていると特定する(ステップST6)。
一方、異常判定部は、ステップST2で異常箇所はドグクラッチ60であると判定した場合、ドグクラッチ60にオープンフェール又はロックフェールの異常が発生していると判定する(ステップST7)。このため、この異常判定部は、上記の位置センサ81の検出結果を利用して、このドグクラッチ60の異常の内容を判定する(ステップST8)。
異常判定部は、このドグクラッチ60の異常内容がオープンフェールであると判定した場合、ドグクラッチ60がオープンフェールになっていると特定する(ステップST9)。これに対して、この異常判定部は、このドグクラッチ60の異常内容がロックフェールであると判定した場合、ドグクラッチ60がロックフェールになっていると特定する(ステップST10)。
異常判定部は、そのようにして異常箇所と異常内容を特定した後、走行制御部に演算処理を渡して、退避走行を実施させる。
一方向クラッチ70にオープンフェールの異常がある場合には、ドグクラッチ60を係合させなければ、MG2トルクTmg2を駆動輪W側に伝えることができず、エンジン直達モードで走行し続けなければならない。このため、この場合には、航続距離が短くなるので、適宜給油をしなければ、自宅や修理工場等の目的地まで到達できない可能性がある。また、この場合には、EV走行モードで退避走行すると、二次電池25から第2回転機MG2に対して給電され続け、目的地まで到達できない可能性がある。
そこで、この場合の走行制御部は、MG2回転軸22と動力伝達軸(リダクション軸53)との間で動力伝達が行えるように制御して、航続距離の長い退避走行を実施させる。具体的に、この走行制御部は、MG2トルクTmg2を用いたHV走行モードでの退避走行が行えるように、ドグクラッチ60に対する常時係合指令と、MG2休止モードの禁止指令と、前述した複合モードによるHV走行指令と、を行う(ステップST11)。つまり、走行制御部は、複合モードによるHV走行で退避走行を実施させる。
そのドグクラッチ60に対する常時係合指令とは、ドグクラッチ60を係合状態のまま保持させるための指令である。このため、この退避走行中は、ドグクラッチ60に対する解放指令が禁止され、第2回転機MG2が常に駆動輪W側と繋がっている。
このように、一方向クラッチ70にオープンフェールの異常がある場合には、複合モードによるHV走行で退避走行が実施される。例えば、この退避走行中は、第1回転機MG1で発電させ、その電力で第2回転機MG2を力行駆動させることで、航続距離を延ばすことができる。また、この退避走行中は、二次電池25のSOCが充電可能な状態の場合、減速時に第2回転機MG2を回生駆動させ、この第2回転機MG2で発電した電力を二次電池25に充電させることで、航続距離を延ばすことができる。
尚、この退避走行中に二次電池25のSOCが満充電等に伴う充電不能な状態を示している場合、走行制御部は、そのHV走行からEV走行モードに切り替え、そのSOCが充電可能な状態になってから複合モードによるHV走行に戻してもよい。これにより、このハイブリッドシステム2−1は、更なる退避走行の航続距離の延長が可能になる。
また、走行制御部は、必ずしもMG2休止モードの禁止指令を行わずともよい。一方向クラッチ70にオープンフェールの異常がある場合には、ドグクラッチ60を係合させるので、そのドグクラッチ60に対する常時係合指令を行うことによって、MG2休止モードの禁止指令を行わずとも、その禁止指令を行ったときと同じ効果を得られるからである。
一方向クラッチ70にロックフェールの異常がある場合には、第2回転機MG2を休止させることができないので、エンジン直達モードで走行することができない。また、この場合には、ドグクラッチ60の状態に拘わらず、MG2回転軸22と動力伝達軸(リダクション軸53)との間での動力伝達が可能である。このため、EV走行モードでの退避走行が考えられるが、EV走行モードでの退避走行は、航続距離が短く、目的地まで到達できない可能性がある。
そこで、この場合の走行制御部は、既にMG2回転軸22と動力伝達軸(リダクション軸53)との間で動力伝達が行える状態になっているので、MG2トルクTmg2を用いたHV走行での退避走行が行えるように、複合モードによるHV走行で退避走行を実施させる。具体的に、この走行制御部は、ドグクラッチ60に対する係合禁止指令と、MG2休止モードの禁止指令と、複合モードによるHV走行指令と、を行う(ステップST12)。
そのドグクラッチ60に対する係合禁止指令とは、ドグクラッチ60を解放状態のまま保持させるための指令である。このため、この退避走行中は、ドグクラッチ60に対する係合指令が禁止されるが、一方向クラッチ70がロックフェールになっているので、第2回転機MG2が駆動輪W側と繋がっている。
このように、一方向クラッチ70にロックフェールの異常がある場合には、複合モードによるHV走行で退避走行が実施される。このため、この場合にも、この退避走行中は、一方向クラッチ70にオープンフェールの異常がある場合と同じように、航続距離を延ばすことができる。また、この退避走行中は、ドグクラッチ60に対する係合禁止指令によって、ドグクラッチ60の係合に要する油圧や電力の消費を抑えることができるので、この点からも航続距離を延ばすことができる。
尚、この退避走行中に二次電池25のSOCが充電不能な状態を示している場合、走行制御部は、そのHV走行からEV走行モードに切り替え、そのSOCが充電可能な状態になってから複合モードによるHV走行に戻してもよい。これにより、このハイブリッドシステム2−1は、更なる退避走行の航続距離の延長が可能になる。
また、走行制御部は、必ずしもMG2休止モードの禁止指令を行わずともよい。一方向クラッチ70にロックフェールの異常がある場合には、既にMG2回転軸22と動力伝達軸(リダクション軸53)との間で動力伝達が行える状態になっているので、MG2休止モードの禁止指令を行わずとも同じ効果が既に得られているからである。
ドグクラッチ60にオープンフェールの異常がある場合には、一方向クラッチ70が係合したときだけ、第2回転機MG2が駆動輪W側に繋がる。一方向クラッチ70は、前述したように、第2回転機MG2側の第1係合要素71が前進方向に上昇していったときにのみ係合状態になる。例えば、この一方向クラッチ70は、前進走行中のEV走行モードのとき又は前進走行中の複合モードでMG2回転軸22の回転を動力伝達軸(リダクション軸53)の回転に同期させたとき又は停車中にMG2回転軸22の回転を前進方向へと上昇させたときに係合する。一方、エンジン直達モードのときは、第2回転機MG2を休止させるので、一方向クラッチ70が解放する。先に説明したように、エンジン直達モードやEV走行モードは、航続距離が短い。
そこで、この場合にも、走行制御部は、MG2回転軸22と動力伝達軸(リダクション軸53)との間で動力伝達が行えるように制御して、航続距離の長い退避走行を実施させる。具体的に、この走行制御部は、MG2トルクTmg2を用いたHV走行(第2回転機MG2の回生駆動時を除く)での退避走行が行えるように、MG2休止モードの禁止指令と、複合モードによるHV走行指令と、第1回転機MG1に対する放電禁止指令(MG1放電禁止指令)と、第2回転機MG2に対する発電禁止指令(MG2発電禁止指令)と、を行う(ステップST13)。
ドグクラッチ60がオープンフェールになっている場合には、第2回転機MG2を回生駆動させようとしても、一方向クラッチ70が係合しないので、この第2回転機MG2で発電することができない。このため、このハイブリッドシステム2−1では、第1回転機MG1による放電と第2回転機MG2による発電とに伴う動力循環状態での走行が行えない。従って、ここでは、第1回転機MG1に対する放電禁止指令(力行駆動の禁止指令)を行うと共に、第2回転機MG2に対する発電禁止指令(回生駆動の禁止指令)を行い、第1回転機MG1を回生駆動させると共に、第2回転機MG2を力行駆動させ、その力行駆動時のMG2トルクTmg2を用いて走行させる。つまり、この場合の走行制御部は、一方向クラッチ70を係合させるように第2回転機MG2を力行駆動させ、その際のMG2トルクTmg2を用いて走行させる。
但し、その放電禁止指令は、エンジン始動時を除いて実行される。つまり、走行制御部は、エンジン始動時以外の第1回転機MG1の力行駆動を禁止させる。エンジン始動時には、第1回転機MG1を力行駆動させ、この第1回転機MG1の回転によってエンジンENGの回転の持ち上げを行うからである。
このように、ドグクラッチ60にオープンフェールの異常がある場合には、複合モードによるHV走行で退避走行が実施される。但し、この退避走行中は、第1回転機MG1で発電させ、その電力で第2回転機MG2を力行駆動させることによって、航続距離を延ばしている。また、この退避走行中は、第2回転機MG2に対する発電禁止指令が行われているので、第2回転機MG2の回生駆動の実施に伴う急な出力変動を抑えることができる。
尚、この退避走行中に二次電池25のSOCが充電不能な状態を示している場合、走行制御部は、そのHV走行からEV走行モードに切り替え、そのSOCが充電可能な状態になってから複合モードによるHV走行に戻してもよい。これにより、このハイブリッドシステム2−1は、更なる退避走行の航続距離の延長が可能になる。
また、走行制御部は、必ずしもMG2休止モードの禁止指令を行わずともよい。ドグクラッチ60にオープンフェールの異常がある場合には、複合モードによるHV走行指令と第2回転機MG2に対する発電禁止指令とによって一方向クラッチ70を係合させることができるので、MG2休止モードの禁止指令を行わずとも、その禁止指令を行ったときと同じ効果を得られるからである。
ドグクラッチ60にロックフェールの異常がある場合には、第2回転機MG2を休止させることができないので、エンジン直達モードで走行することができない。また、この場合には、一方向クラッチ70の状態に拘わらず、MG2回転軸22と動力伝達軸(リダクション軸53)との間での動力伝達が可能である。このため、EV走行モードでの退避走行が考えられるが、EV走行モードでの退避走行は、航続距離が短く、目的地まで到達できない可能性がある。
そこで、この場合の走行制御部は、既にMG2回転軸22と動力伝達軸(リダクション軸53)との間で動力伝達が行える状態になっているので、複合モードによるHV走行で退避走行を実施させる。具体的に、この走行制御部は、MG2トルクTmg2を用いたHV走行での退避走行が行えるように、MG2休止モードの禁止指令と、複合モードによるHV走行指令と、ドグクラッチ60の状態変化禁止指令と、を行う(ステップST14)。
そのドグクラッチ60の状態変化禁止指令とは、ロックフェール状態のドグクラッチ60を係合状態のまま保持させるための指令である。例えば、そのドグクラッチ60のロックフェールの原因が異物噛み込みの場合には、走行中の振動等によって異物が外れ、ロックフェールが不意に解除される可能性がある。このため、ここでは、その状態変化禁止指令を行い、ドグクラッチ60を係合状態のまま保持させることによって、ロックフェールの解除に伴う急な出力変動を抑える。具体的に、この状態変化禁止指令は、ロックフェールと判定されたときのドグクラッチ60に対する電流指令値が係合指令に応じたものである場合、その電流指令値を今の値のまま低下させずに保持させるものである。また、この状態変化禁止指令は、ロックフェールと判定されたときのドグクラッチ60に対する電流指令値が解放指令に応じたものである場合、その電流指令値を係合指令に応じた値まで増加させるものである。よって、ドグクラッチ60は、ロックフェールが解除されたとしても、係合状態のまま保持される。
このように、ドグクラッチ60にロックフェールの異常がある場合には、複合モードによるHV走行で退避走行が実施される。このため、この場合にも、この退避走行中は、一方向クラッチ70にオープンフェール又はロックフェールの異常がある場合と同じように、航続距離を延ばすことができる。また、この場合には、そのドグクラッチ60のロックフェールが不意に解消されたとしても、急な出力変動を抑えつつ退避走行を続けることができる。
尚、この退避走行中に二次電池25のSOCが充電不能な状態を示している場合、走行制御部は、そのHV走行からEV走行モードに切り替え、そのSOCが充電可能な状態になってから複合モードによるHV走行に戻してもよい。これにより、このハイブリッドシステム2−1は、更なる退避走行の航続距離の延長が可能になる。
また、走行制御部は、必ずしもMG2休止モードの禁止指令を行わずともよい。ドグクラッチ60にロックフェールの異常がある場合には、既にMG2回転軸22と動力伝達軸(リダクション軸53)との間で動力伝達が行える状態になっているので、MG2休止モードの禁止指令を行わずとも同じ効果が既に得られているからである。
これらの退避制御に関わる指令を行った後、通知部には、異常箇所と異常内容と退避走行の内容とを通知させることが望ましい。例えば、通知部は、その通知内容を車室内のモニタ(図示略)等に表示したり、その通知内容や警告音をスピーカ(図示略)から出力したりして、運転者に知らせる。その際の通知内容には、修理工場への車両の持ち込みを促す情報が含まれていてもよい。また、通知部は、その異常箇所と異常内容と退避走行の内容を診断装置(HVECU1c)の記憶部等に記録し、修理工場に車両が持ち込まれた際の検査に利用させる。
以上示したように、本実施例の車両の制御装置は、ドグクラッチ60と一方向クラッチ70の内の一方に異常が生じた場合、その異常箇所と異常内容とを特定し、これを運転者等に通知することができる。そして、この車両の制御装置は、その場合、ドグクラッチ60と一方向クラッチ70の内のどちらかを係合させたままとなるように制御し、その異常箇所や異常内容がどのようなものであっても、第2回転機MG2と駆動輪W側の動力伝達軸との間で動力伝達が行えるようにして、退避走行を可能にする。そして、この車両の制御装置は、その異常箇所と異常内容に応じた退避走行を前述したように行うことができるので、航続距離を延ばすことができる。
[変形例1]
前述した実施例の車両の制御装置における異常判定と退避制御については、他の構成のハイブリッドシステムにも適用可能である。そして、本変形例のハイブリッドシステムにおいても、その実施例と同様の効果を得ることができる。
本変形例のハイブリッドシステム2−2は、図4に示すように、エンジン回転軸111とMG1回転軸121とMG2回転軸122とを同心に配置した単軸式のものである。このハイブリッドシステム2−2においては、エンジンENG、第1回転機MG1、第2回転機MG2の順に配置している。
このハイブリッドシステム2−2は、各動力源(エンジンENGと第1回転機MG1と第2回転機MG2)の相互間における動力伝達を可能にし、かつ、夫々の動力源と駆動輪Wとの間での動力伝達も可能になるように、各動力源が個別に接続された動力分割機構130を設けている。
その動力分割機構130は、第1回転機MG1と第2回転機MG2との間に配置する。この動力分割機構130は、差動回転が可能な複数の回転要素を備え、その回転要素にエンジン回転軸111とMG1回転軸121とMG2回転軸122と駆動輪Wとを個別に接続した差動装置である。この動力分割機構130は、2つの遊星歯車機構の組み合わせにより構成される。その遊星歯車機構としては、シングルピニオン型、ダブルピニオン型、ラビニヨ型等が考えられる。この例示の動力分割機構130は、シングルピニオン型の第1遊星歯車機構131と、同じくシングルピニオン型の第2遊星歯車機構132と、が同心に配置されたものである。
第1遊星歯車機構131においては、複数のピニオンギヤP1を保持するキャリアC1がエンジン回転軸111と一体になって回転できるように連結されている。キャリア軸135には、エンジン回転軸111の他にオイルポンプOPが接続されている。また、この第1遊星歯車機構131のサンギヤS1は、MG1回転軸121と一体になって回転できるように連結されている。
一方、第2遊星歯車機構132においては、複数のピニオンギヤP2を保持するキャリアC2が回転不能な状態で筐体(図示略)等に固定されている。また、この第2遊星歯車機構132のサンギヤS2には、MG2回転軸122が連結されている。そのサンギヤS2と第2回転機MG2との間には、制御可能な動力断接装置と制御不要な動力断接装置とが並列に配置される。つまり、このハイブリッドシステム2−2においては、第2回転機MG2と当該第2回転機MG2側から見た駆動輪W側の動力伝達軸(サンギヤ軸136)との間に制御可能な動力断接装置と制御不要な動力断接装置とを並列に配置している。その制御可能な動力断接装置と制御不要な動力断接装置は、このハイブリッドシステム2−2において、MG2休止モードで第2回転機MG2をサンギヤ軸136から切り離す切離部となる。
その制御可能な動力断接装置と制御不要な動力断接装置は、先に例示した実施例のハイブリッドシステム2−1と同じものであり、この例示においても各々噛み合い式係合装置(ドグクラッチ160)と一方向クラッチ170とを利用する。この例示のドグクラッチ160は、MG2回転軸122と一体になって回転する第1係合要素161と、サンギヤ軸136と一体になって回転する第2係合要素162と、アクチュエータ(図示略)によって動作させられる第3係合要素163と、を備える。第3係合要素163は、実施例で先に例示した第3係合要素63と同じものであり、このドグクラッチ160の係合動作と解放動作を担っている。このドグクラッチ160は、実施例でも説明したように、第1係合要素161と第2係合要素162とアクチュエータとで構成されるものであってもよい。また、一方向クラッチ170は、MG2回転軸122と一体になって回転する第1係合要素171と、サンギヤ軸136と一体になって回転する第2係合要素172と、を備える。
この第1遊星歯車機構131と第2遊星歯車機構132は、それぞれのリングギヤR1,R2同士で連結する。そのリングギヤR1,R2は、一体になって回転する。また、このリングギヤR1,R2には、同心に配置されたカウンタドライブギヤ141が一体になって回転できるように連結されている。
そのカウンタドライブギヤ141は、平行にずらして配置された回転軸(カウンタシャフト151)を有するカウンタドリブンギヤ142と噛み合い状態にある。そのカウンタシャフト151の軸上には、ドライブピニオンギヤ143が固定されている。そのドライブピニオンギヤ143は、差動装置144のデフリングギヤ145と噛み合い状態にある。差動装置144は、左右の車軸(駆動軸)152を介して駆動輪Wに連結されている。
このハイブリッドシステム2−2は、先に説明した実施例のハイブリッドシステム2−1と同じように、MG2トルクTmg2のみを用いて走行させるEV走行モードと、エンジントルクTeとMG2トルクTmg2で走行可能な複合モード(HV走行モード)と、電気パスを介することなくエンジントルクTeを機械的にカウンタシャフト151(つまり駆動輪W)へと伝達するエンジン直達モード(HV走行モード)と、を備える。走行制御部は、通常時と退避走行時とに拘わらず、そのハイブリッドシステム2−1と同じように、ENGECU1aとMGECU1bとにエンジンENGと第1回転機MG1及び第2回転機MG2とを制御させる。
[変形例2]
前述した実施例等の車両の制御装置における異常判定と退避制御については、いわゆるシリーズ・パラレル切り替え型のハイブリッドシステムにも適用可能である。そして、本変形例のハイブリッドシステムにおいても、その実施例等と同様の効果を得ることができる。
図5の符号201は、このハイブリッド車両の制御装置を示す。また、図5及び図6の符号2−3は、そのシリーズ・パラレル切り替え型のハイブリッドシステムの一例を示している。また、図7の符号2−4は、そのシリーズ・パラレル切り替え型のハイブリッドシステムの他の例を示している。
そのハイブリッドシステム2−3,2−4は、それぞれにエンジンENGと第1回転機MG1と第2回転機MG2とENGECU201aとMGECU201bとHVECU201cとを備える。これらの構成は、特に言及しない限り、各々、先に説明した実施例等のハイブリッドシステム2−1,2−2のエンジンENGと第1回転機MG1と第2回転機MG2とENGECU1aとMGECU1bとHVECU1cと同じものである。
図5及び図6に示すハイブリッドシステム2−3は、実施例のハイブリッドシステム2−1と同じ複軸式のものである。
また、このハイブリッドシステム2−3は、そのハイブリッドシステム2−1において、動力分割機構30を下記の摩擦クラッチ231と減速部235に置き換えたものである。このため、このハイブリッドシステム2−3は、そのハイブリッドシステム2−1と同等のカウンタドライブギヤ241、カウンタドリブンギヤ242、ドライブピニオンギヤ243、差動装置244、デフリングギヤ245、リダクションギヤ246、カウンタシャフト251、左右の車軸(駆動軸)252及びリダクション軸253を有している。このハイブリッドシステム2−3においては、そのカウンタドリブンギヤ242とリダクションギヤ246によって第2回転機MG2用の減速部が構成されている。
更に、このハイブリッドシステム2−3は、そのハイブリッドシステム2−1と同等の制御可能な動力断接装置と制御不要な動力断接装置とを有している。このため、その制御可能な動力断接装置と制御不要な動力断接装置は、第2回転機MG2(MG2回転軸222)と当該第2回転機MG2側から見た駆動輪W側の動力伝達軸(リダクション軸253)との間に並列に配置されている。このハイブリッドシステム2−3においては、制御可能な動力断接装置としてドグクラッチ260を設けると共に、制御不要な動力断接装置として一方向クラッチ270を設ける。
そのドグクラッチ260は、ハイブリッドシステム2−1のドグクラッチ60と同じものである。このため、このドグクラッチ260は、第1から第3の係合要素261,262,263とアクチュエータ265を有するものであってもよく、第3係合要素263を備えていないものであってもよい。図6では、前者を例示している。また、一方向クラッチ270は、ハイブリッドシステム2−1の一方向クラッチ70と同じものであり、第1係合要素271と第2係合要素272を備える。
よって、MG2トルクTmg2は、そのドグクラッチ260と一方向クラッチ270の内の少なくとも一方が係合しているときに、カウンタドリブンギヤ242へと伝達され、駆動輪Wへと伝わる。また、このハイブリッドシステム2−3は、並列に配置されているドグクラッチ260と一方向クラッチ270とによって、第2回転機MG2をリダクション軸253から切り離したMG2休止モードでの走行が可能になる。
エンジン回転軸211とMG1回転軸221は、制御可能な動力断接装置に接続される。その動力断接装置は、エンジンENGと第1回転機MG1を駆動輪W側や第2回転機MG2側に繋ぐ一方で、その駆動輪W側や第2回転機MG2側から切り離すためのものである。例えば、この動力断接装置には、摩擦係合装置(摩擦クラッチ)や噛み合い式係合装置(ドグクラッチ)等の制御クラッチを利用することができる。図6の例示では、アクチュエータ(図示略)によって動作する摩擦クラッチ231を用いている。
その摩擦クラッチ231は、エンジン回転軸211と同心の第1係合要素231aと第2係合要素231bとを備える。
第1係合要素231aは、エンジン回転軸211と一体になって回転できるように連結する。また、この第1係合要素231aには、オイルポンプOPも接続されている。更に、この第1係合要素231aには、第1回転機MG1用の減速部235として作用する差動装置を介してMG1回転軸221が連結されている。
ここでは、その減速部235としてシングルピニオン型の遊星歯車機構を利用する。サンギヤSには、MG1回転軸221を一体になって回転できるように連結する。リングギヤRは、回転不能な状態で筐体(図示略)等に固定する。複数のピニオンギヤPを保持するキャリアCには、第1係合要素231aを一体になって回転できるように連結する。
第2係合要素231bは、エンジン回転軸211と同心の環状部を有しており、その環状部にカウンタドライブギヤ241としての外歯歯車を備える。
よって、エンジントルクTeやMG1トルクTmg1は、摩擦クラッチ231が係合されているときに、カウンタドリブンギヤ242へと伝達され、駆動輪Wへと伝わる。
このハイブリッドシステム2−3は、EV走行モードとHV走行モードを備える。
EV走行モードは、MG1トルクTmg1とMG2トルクTmg2の内の少なくとも一方を用いて走行させることのできるモードである。このEV走行モードにおいては、燃費向上のためにエンジンENGを停止させることができる。走行制御部は、エンジンENGと第1回転機MG1及び第2回転機MG2の各々指令値を算出し、ENGECU201aとMGECU201bとにエンジンENGと第1回転機MG1及び第2回転機MG2とを制御させる。その際、MGECU201bは、ドグクラッチ260を係合させる。また、MG2トルクTmg2のみで走行させる場合、ENGECU201aは、摩擦クラッチ231を解放させ、エンジンENGと第1回転機MG1を出力軸としてのカウンタシャフト251から切り離す。
HV走行モードは、エンジントルクTeとMG1トルクTmg1とMG2トルクTmg2の内の少なくとも1つを用いて走行させることのできるモードである。例えば、本変形例の複合モードでは、エンジントルクTeとMG2トルクTmg2とで走行することも可能であり(このときには第1回転機MG1を回生駆動させてもよい)、エンジントルクTeとMG1トルクTmg1とMG2トルクTmg2とで走行することも可能である。また、この複合モードでは、減速しているときに、第2回転機MG2を回生駆動させることも可能である。エンジン直達モードは、先に説明した実施例等と同じように、電気パスを介することなくエンジントルクTeを機械的にカウンタシャフト251(つまり駆動輪W)へと伝達させて走行することができる。
走行制御部は、EV走行モードのときと同じように、そのモードに応じて各々の指令値を算出し、ENGECU201aとMGECU201bとにエンジンENGと第1回転機MG1及び第2回転機MG2とを制御させる。その際、MGECU201bは、複合モードであれば、ドグクラッチ260を係合させ、エンジン直達モードであれば、ドグクラッチ260を解放させる。
このハイブリッドシステム2−3では、MG2回転数センサ224の検出値や位置センサ281,282の検出値等に基づいて、異常箇所がドグクラッチ260であるのか、それとも一方向クラッチ270であるのか、そして、その異常内容がオープンフェールであるのか、それともロックフェールであるのかが判定された場合、実施例等のハイブリッドシステム2−1,2−2と同じ退避走行時の指令を行って、複合モードによるHV走行で退避走行を行うことができる。その退避走行を行う際、走行制御部は、エンジントルクTeとMG2トルクTmg2とでの走行、又は、エンジントルクTeとMG1トルクTmg1とMG2トルクTmg2とでの走行を選択することができる。例えば、走行制御部は、二次電池225のSOCが充電可能な状態を示している場合、エンジントルクTeとMG2トルクTmg2とでの走行を選択し、第1回転機MG1で発電させる。また、走行制御部は、二次電池225のSOCが満充電等に伴う充電不能な状態を示している場合、エンジントルクTeとMG1トルクTmg1とMG2トルクTmg2とでの走行を選択し、その二次電池225の電力を消費させる。このハイブリッドシステム2−3は、その選択を退避走行中に適宜行うことで、退避走行の航続距離を延ばすことができる。また、ドグクラッチ260がオープンフェールになっているとき以外は、減速時に第2回転機MG2を回生駆動させ、この第2回転機MG2で発電した電力を二次電池225に充電させることで、航続距離を延ばすことができる。また、この退避走行中に二次電池225のSOCが充電不能な状態を示している場合、走行制御部は、そのHV走行からEV走行モードに切り替え、そのSOCが充電可能な状態になってから複合モードによるHV走行に戻してもよい。これにより、このハイブリッドシステム2−3は、更なる退避走行の航続距離の延長が可能になる。
図7に示すハイブリッドシステム2−4は、変形例1のハイブリッドシステム2−2と同じ単軸式のものであり、エンジンENG、第1回転機MG1、第2回転機MG2の順に配置している。
このハイブリッドシステム2−4は、そのハイブリッドシステム2−2において、動力分割機構130を下記の動力分割機構330に置き換えたものである。このため、その動力分割機構330は、第1回転機MG1と第2回転機MG2との間に配置される。また、このハイブリッドシステム2−4は、そのハイブリッドシステム2−2と同等のカウンタドライブギヤ341、カウンタドリブンギヤ342、ドライブピニオンギヤ343、差動装置344、デフリングギヤ345、カウンタシャフト351及び左右の車軸(駆動軸)352を有している。
更に、このハイブリッドシステム2−4は、そのハイブリッドシステム2−2と同等の制御可能な動力断接装置と制御不要な動力断接装置とを有している。このため、その制御可能な動力断接装置と制御不要な動力断接装置は、第2回転機MG2と当該第2回転機MG2側から見た駆動輪W側の動力伝達軸(後述するサンギヤ軸336)との間に並列に配置されている。このハイブリッドシステム2−4においては、制御可能な動力断接装置としてドグクラッチ360を設けると共に、制御不要な動力断接装置として一方向クラッチ370を設ける。
そのドグクラッチ360は、ハイブリッドシステム2−2のドグクラッチ160と同じものである。このため、このドグクラッチ360は、第1から第3の係合要素361,362,363とアクチュエータ(図示略)を有するものであってもよく、第3係合要素363を備えていないものであってもよい。図7では、前者を例示している。また、一方向クラッチ370は、ハイブリッドシステム2−2の一方向クラッチ170と同じものであり、第1係合要素371と第2係合要素372を備える。
このハイブリッドシステム2−4は、並列に配置されているドグクラッチ360と一方向クラッチ370とによって、第2回転機MG2をサンギヤ軸336から切り離したMG2休止モードでの走行が可能になる。
本変形例の動力分割機構330は、差動回転が可能な複数の回転要素を備え、その回転要素にエンジン回転軸311とMG1回転軸321とMG2回転軸322と駆動輪Wとを個別に接続した差動装置である。この動力分割機構330は、2つの遊星歯車機構の組み合わせにより構成される。その遊星歯車機構としては、シングルピニオン型、ダブルピニオン型、ラビニヨ型等が考えられる。この例示の動力分割機構330は、シングルピニオン型の第1遊星歯車機構331と、同じくシングルピニオン型の第2遊星歯車機構332と、が同心に配置されたものである。
第1遊星歯車機構331においては、複数のピニオンギヤP1を保持するキャリアC1がエンジン回転軸311と一体になって回転できるように連結されている。また、この第1遊星歯車機構331のサンギヤS1は、MG1回転軸321と一体になって回転できるように連結されている。また、この第1遊星歯車機構331のリングギヤR1は、筐体(図示略)等に固定され、回転不能な状態になっている。このハイブリッドシステム2−4においては、この第1遊星歯車機構331が第1回転機MG1用の減速部を成している。
一方、第2遊星歯車機構332においては、複数のピニオンギヤP2を保持するキャリアC2が回転不能な状態で筐体等に固定されている。また、この第2遊星歯車機構332のサンギヤS2には、MG2回転軸322が連結されている。そのサンギヤS2と第2回転機MG2との間には、上述した制御可能な動力断接装置と制御不要な動力断接装置とが並列に配置されている。この第2遊星歯車機構332は、ドグクラッチ360と一方向クラッチ370の内の少なくとも1つが係合しているときに、第2回転機MG2用の減速部を成す。
この第1遊星歯車機構331と第2遊星歯車機構332は、それぞれのキャリアC1とリングギヤR2とによって互いに連結する。そのキャリアC1とリングギヤR2には、同心に配置されたカウンタドライブギヤ341が一体になって回転できるように連結されている。
但し、そのキャリアC1とリングギヤR2及びカウンタドライブギヤ341との間には、例えばHVECU201cによって係合動作と解放動作が制御される動力断接装置が配置されている。その動力断接装置には、サンギヤS2と第2回転機MG2との間の制御可能な動力断接装置と同じように、噛み合い式係合装置(ドグクラッチ)や摩擦係合装置(摩擦クラッチ)等を利用する。この例示では、摩擦クラッチ333を用いている。よって、このハイブリッドシステム2−4においては、その摩擦クラッチ333を解放させることによって、MG2トルクTmg2のみで車両を走行させることができる。また、このハイブリッドシステム2−4においては、その摩擦クラッチ333を係合させることによって、エンジントルクTeやMG1トルクTmg1を用いて車両を走行させることができる。
このハイブリッドシステム2−4は、ハイブリッドシステム2−3と同じEV走行モードを備える。このため、このハイブリッドシステム2−4は、MG1トルクTmg1とMG2トルクTmg2の内の少なくとも一方を用いて走行することができる。このEV走行モードにおいては、燃費向上のためにエンジンENGを停止させることができる。また、このEV走行モードにおいて、MGECU201bは、ドグクラッチ360を係合させる。また、MG2トルクTmg2のみで走行させる場合、ENGECU201aは、摩擦クラッチ333を解放させ、エンジンENGと第1回転機MG1を出力軸としてのカウンタシャフト351から切り離す。
このハイブリッドシステム2−4は、ハイブリッドシステム2−3と同じHV走行モードを備える。このため、このハイブリッドシステム2−4は、エンジントルクTeとMG1トルクTmg1とMG2トルクTmg2の内の少なくとも1つを用いて走行することができる。例えば、複合モードでは、エンジントルクTeとMG2トルクTmg2とで走行することができ(このときには第1回転機MG1を回生駆動させてもよい)、また、エンジントルクTeとMG1トルクTmg1とMG2トルクTmg2とで走行することもできる。また、この複合モードでは、減速しているときに、第2回転機MG2を回生駆動させることも可能である。この複合モードにおいては、ドグクラッチ360を係合させる。エンジン直達モードでは、電気パスを介することなくエンジントルクTeを機械的にカウンタシャフト351(つまり駆動輪W)へと伝達させて走行することができる。このエンジン直達モードにおいては、ドグクラッチ360を解放させる。
このハイブリッドシステム2−4では、位置センサ381,382の検出値等に基づいて、異常箇所がドグクラッチ360であるのか、それとも一方向クラッチ370であるのか、そして、その異常内容がオープンフェールであるのか、それともロックフェールであるのかが判定された場合、このハイブリッドシステム2−4では、先に説明したハイブリッドシステム2−3と同じようにして退避走行を行うことができる。このため、このハイブリッドシステム2−4では、そのハイブリッドシステム2−3と同等の効果を得ることができる。