JP6252441B2 - 車両の駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の駆動装置に関し、より特定的には、ハイブリッド車両における駆動系共振時の振動を低減するための技術に関する。

車両が凹凸の多い悪路を走行する場合、駆動輪に回転変動が生じて、駆動源から駆動輪に至るまでの部品を含む駆動システムにおいてねじり共振が発生する場合がある。共振が生じると、エンジンの回転軸の破損の原因になったり、車両に振動が発生してドライバビリティが悪化したりする可能性がある。

このような共振を防止するために、たとえば特開２００８−２９８１４５号公報（特許文献１）のように、駆動システムに含まれるクラッチを非係合（解放）することによって駆動システムを構成する部分の重量を軽量化することが考えられる。

特開２００８−２９８１４５号公報 特開２０１１−０３７３３１号公報 特開２０１２−１６６６７６号公報

ハイブリッド車両においては、内燃機関であるエンジンと回転電機であるモータジェネレータとが、遊星歯車機構を含む動力分配装置により連結されるとともに、エンジンと遊星歯車機構との間に駆動力を遮断可能なクラッチが設けられた構成が知られている。このような構成においても、上記の特許文献１のように、共振が発生する場合にクラッチを解放してエンジンを切り離すことで振動を抑制することが考えられる。

この場合、エンジンを切り離すためにクラッチを解放することに先立ってエンジンを停止することが望ましいが、高速走行中にエンジンを停止した場合は、遊星歯車機構の連結の関係から、遊星歯車機構のピニオンギヤの回転速度が非常に高くなってしまい、ピニオンギヤが過回転状態となってしまう可能性がある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジンと第１および第２のモータジェネレータとが遊星歯車機構により連結されるとともに、遊星歯車機構とエンジンとの間に駆動力を遮断可能なクラッチを有するハイブリッド車両の駆動装置において、遊星歯車機構内の部品を保護しつつ駆動装置に発生する共振を抑制することである。

本発明による車両の駆動装置は、内燃機関、第１および第２の回転電機の少なくともいずれかの駆動力を用いて走行するハイブリッド車両を駆動するための駆動装置である。駆動装置は、動力分配装置と、内燃機関を動力分配装置から切り離すことが可能に構成された係合装置と、内燃機関および係合装置を制御する制御装置とを備える。動力分配装置は、第１の回転電機の出力軸が連結されるサンギヤと、第２の回転電機の出力軸が連結されるリングギヤと、内燃機関の出力軸が連結されるプラネタリキャリアとを有する遊星歯車機構を含む。制御装置は、駆動装置に共振が発生したことが検出されると、車速が所定値を下回る場合には、内燃機関を停止するとともに内燃機関の停止後に係合装置を解放し、車速が所定値を上回る場合には、内燃機関を自立運転させた状態で係合装置を解放する。

このような構成とすることによって、駆動装置に共振が生じた場合には、係合装置を解放して内燃機関を駆動系から切り離すことができるので、共振による振動を抑制することができる。

さらに、高速走行中には、内燃機関を運転させた状態で駆動系から切り離すことによって、内燃機関の停止により生じる動力分配装置内のピニオンギヤの過回転を防止することが可能となる。

本発明によれば、エンジンと第１および第２のモータジェネレータとが遊星歯車機構により連結されるとともに、遊星歯車機構とエンジンとの間に駆動力を遮断可能なクラッチを有するハイブリッド車両の駆動装置において、遊星歯車機構内の部品を保護しつつ駆動装置に発生する共振を抑制することができる。

実施の形態１に従う駆動装置が搭載された車両のスケルトン図である。 変速装置に含まれるクラッチＣ１およびブレーキＢ１の作動係合表を示す図である。 変速装置がＬｏ側の場合のＨＶ走行モード中の共線図である。 変速装置がＨｉ側の場合のＨＶ走行モード中の共線図である。 単モータ走行モード中の共線図である。 両モータ走行モード中の共線図である。 実施の形態１による振動抑制制御を説明するための第１の図である。 実施の形態１による振動抑制制御を説明するための第２の図である。 実施の形態１において、ＥＣＵで実行される振動抑制制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２に従う駆動装置が搭載された車両のスケルトン図である。 実施の形態２において、ＥＣＵで実行される振動抑制制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。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返さない。

［実施の形態１］
（車両の基本構成）
図１は、実施の形態１に従う駆動装置が搭載された車両１の全体構成を示すスケルトン図である。車両１の駆動装置は、エンジン１０と、第１モータジェネレータ（以下「第１ＭＧ」という）２０と、第２モータジェネレータ（以下「第２ＭＧ」という）３０と、第１ＭＧおよび第２のＭＧをそれぞれ駆動するためのインバータ２５，３５と、変速装置４０と、動力分配装置（遊星歯車装置）５０と、カウンタ軸（出力軸）７０と、差動装置８０と、駆動輪９０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００とを含む。

車両１は、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の少なくともいずれかの動力を用いて走行する、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式のハイブリッド車両である。なお、車両１の駆動方式は、ＦＦ方式に限定されず、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）方式であってもよい。また、車両１は、図示しない車載バッテリを外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド車両であってもよい。

エンジン１０は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン１０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＤＲＶにより制御される。

第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。第１ＭＧ２０の回転軸２１は、エンジン１０のクランク軸と同軸上に配置されている。第２ＭＧ３０の回転軸３１は、第１ＭＧ２０の回転軸２１と平行に配置される。カウンタ軸（出力軸）７０は、第１ＭＧ２０の回転軸２１および第２ＭＧ３０の回転軸３１と平行に配置される。

第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、インバータ２５，３５によってそれぞれ駆動される。インバータ２５はＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩ１によって制御され、図示しない車載バッテリからの直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ２０に供給する。同様に、インバータ３５はＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩ２によって制御され、バッテリからの直流電力を交流電力に変換して第２ＭＧ３０に供給する。なお、第２ＭＧ３０は、第１ＭＧ２０によって発電された電力によっても駆動される。

変速装置４０は、エンジン１０と動力分配装置（遊星歯車機構）５０との間に設けられ、エンジン１０の回転を変速して動力分配装置５０に出力する。変速装置４０は、サンギヤＳ１とピニオンギヤＰ１とリングギヤＲ１とプラネタリキャリアＣＡ１（以下、単に「キャリア」ともいう）とを含むシングルピニオン式の遊星歯車機構と、クラッチＣ１およびブレーキＢ１とを備える。

キャリアＣＡ１は、エンジン１０のクランク軸と連結される。ピニオンギヤＰ１は、サンギヤＳ１とリングギヤＲ１との間に配置され、サンギヤＳ１およびリングギヤＲ１とそれぞれ噛み合う。ピニオンギヤＰ１は、キャリアＣＡ１によって自転および公転可能に支持される。

サンギヤＳ１の回転速度、キャリアＣＡ１の回転速度（すなわちエンジン１０の回転速度）、リングギヤＲ１の回転速度は、後述の図３〜６に示すように、共線図上で直線で結ばれる関係（すなわち、いずれか２つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係）になる。

クラッチＣ１は、サンギヤＳ１とキャリアＣＡ１とを連結可能な油圧式の摩擦係合要素である。クラッチＣ１が係合されると、サンギヤＳ１とキャリアＣＡ１が連結される。クラッチＣ１が解放されると、サンギヤＳ１とキャリアＣＡ１とが切り離される。

ブレーキＢ１は、サンギヤＳ１の回転を規制（ロック）可能な油圧式の摩擦係合要素である。ブレーキＢ１が係合されると、サンギヤＳ１がギヤケース（車体）に固定されるため、サンギヤＳ１の回転が規制される。ブレーキＢ１が解放されると、サンギヤＳ１がギヤケース（車体）から切り離されるため、サンギヤＳ１の回転が許容される。

変速装置４０の変速比（入力要素であるキャリアＣＡ１の回転速度と出力要素であるリングギヤＲ１の回転速度との比、具体的にはキャリアＣＡ１の回転速度／リングギヤＲ１の回転速度）は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１の係合および解放の組合せに応じて切換えられる。クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を解放すると、変速比が１．０（直結状態）となるローギヤ段Ｌｏが形成される。クラッチＣ１を解放しかつブレーキＢ１を係合すると、変速比が１．０よりも小さい値（たとえば０．７、いわゆるオーバードライブ状態）となるハイギヤ段Ｈｉが形成される。なお、クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を係合すると、サンギヤＳ１およびキャリアＣＡ１の回転が規制されるため、リングギヤＲ１の回転も規制される。なお、本実施の形態においては、変速装置４０が、ローギヤ段Ｌｏおよびハイギヤ段Ｈｉの２つの変速段を切換える場合を例として説明するが、変速装置４０は、３つ以上の変速段を切換えるものであってもよいし、連続的に変速比を変化させるものであってもよい。

動力分配装置５０は、サンギヤＳ２とピニオンギヤＰ２とリングギヤＲ２とキャリアＣＡ２とを含むシングルピニオン式の遊星歯車機構を含む。動力分配装置５０のキャリアＣＡ２は、変速装置４０の出力要素であるリングギヤＲ１に連結され、リングギヤＲ１と一体的に回転する。

ピニオンギヤＰ２は、サンギヤＳ２とリングギヤＲ２との間に配置され、サンギヤＳ２およびリングギヤＲ２とそれぞれ噛み合う。ピニオンギヤＰ２は、キャリアＣＡ２によって自転および公転可能に支持される。

サンギヤＳ２は、第１ＭＧ２０の回転軸２１に連結される。リングギヤＲ２には、カウンタドライブギヤ５１が接続されている。カウンタドライブギヤ５１は、リングギヤＲ２と一体回転する、動力分配装置５０の出力ギヤである。

サンギヤＳ２の回転速度（すなわち第１ＭＧ２０の回転速度）、キャリアＣＡ２の回転速度、リングギヤＲ２の回転速度は、後述の図３〜６に示すように、共線図上で直線で結ばれる関係（すなわち、いずれか２つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係）になる。したがって、第１ＭＧ２０の回転速度を調整することによって、キャリアＣＡ２の回転速度とリングギヤＲ２との比を無段階に切換えることができる。

カウンタ軸（出力軸）７０には、カウンタドリブンギヤ７１およびデフドライブギヤ７２が設けられる。カウンタドリブンギヤ７１は、動力分配装置５０のカウンタドライブギヤ５１と噛み合う。つまり、エンジン１０および第１ＭＧ２０の動力は、動力分配装置５０のカウンタドライブギヤ５１を介してカウンタ軸（出力軸）７０に伝達される。

なお、変速装置４０と動力分配装置５０とは、エンジン１０からカウンタ軸（出力軸）７０までの動力伝達経路上において直列に接続されている。そのため、エンジン１０の回転は、変速装置４０と動力分配装置５０とにおいて変速された後に、カウンタ軸（出力軸）７０に伝達される。

また、カウンタドリブンギヤ７１は、第２ＭＧ３０の回転軸３１に接続されたリダクションギヤ３２とも噛み合う。つまり、第２ＭＧ３０の動力は、リダクションギヤ３２を介してカウンタ軸（出力軸）７０に伝達される。

デフドライブギヤ７２は、差動装置８０のデフリングギヤ８１と噛み合っている。差動装置８０は、左右の駆動軸８２を介してそれぞれ左右の駆動輪９０と接続されている。つまり、カウンタ軸（出力軸）７０の回転は、差動装置８０を介して左右の駆動軸８２に伝達される。

車両１は、変速装置４０を駆動するための構成として、電動式オイルポンプ（以下「ＥＯＰ」ともいう）６１、機械式オイルポンプ（以下「ＭＯＰ」ともいう）６２、油圧回路６３を備える。

ＥＯＰ６１は、内部に設けられるモータ（以下「内部モータ」ともいう）によって駆動されて油圧を発生し、油圧回路６３に供給する。ＥＯＰ６１の内部モータは、ＥＣＵ１００からの制御信号によって制御される。したがって、ＥＯＰ６１は、エンジン１０の停止中も作動可能である。

ＭＯＰ６２は、エンジン１０の動力によって駆動されて油圧を発生し、油圧回路６３に供給する。したがって、エンジン１０が作動されるとＭＯＰ６２も駆動され、エンジン１０が停止されるとＭＯＰ６２も停止される。

油圧回路６３は、ＥＯＰ６１およびＭＯＰ６２の少なくとも一方から供給される油圧を元圧として、変速装置４０のクラッチＣ１、ブレーキＢ１に供給する油圧をそれぞれ調圧するソレノイドバルブを含む。油圧回路６３におけるクラッチＣ１、ブレーキＢ１を駆動する各ソレノイドバルブは、ＥＣＵ１００からの制御信号ＰｂＣ，ＰｂＢによって制御される。

ＥＣＵ３００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力および各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

ＥＣＵ３００は、「ハイブリッド走行モード（以下「ＨＶ走行モード」という）」あるいは「モータ走行モード（以下「ＥＶ走行モード」という）」で車両１を走行させる。ＨＶ走行モードとは、エンジン１０および第２ＭＧ３０の動力で車両１を走行させる制御モードである。ＥＶ走行モードとは、上述のように、エンジン１０を停止し、第１ＭＧ２０あるいは第２ＭＧ３０の少なくとも一方の動力で車両１を走行させる制御モードである。ＥＶ走行モード中においては、ＥＣＵ３００は、第２ＭＧ３０単独の動力で車両１を走行させる「単モータ走行モード」と、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の両方の動力で車両１を走行させる「両モータ走行モード」とを、ユーザの要求トルクなどに応じて選択的に切換える。

図２は、各走行モードにおける変速装置４０のクラッチＣ１およびブレーキＢ１の作動係合表を示す図である。図２において、「Ｃ１」、「Ｂ１」、「ＭＧ１」、「ＭＧ２」はそれぞれクラッチＣ１、ブレーキＢ１、第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０を示す。Ｃ１の欄およびＢ１の欄の丸（○）印は「係合」を示し、×印は「解放」を示し、三角（△）印はエンジンブレーキ時にクラッチＣ１およびブレーキＢ１のどちらか一方を係合することを示す。また、ＭＧ１の欄およびＭＧ２の欄の「Ｇ」はジェネレータとして動作させることを示し、「Ｍ」はモータとして動作させることを示す。

ＨＶ走行モードにおいては、ＥＣＵ３００は、車速に応じて変速装置４０の変速比を切換える。中低速域で車両１を前進させる場合あるいは車両１を後進させる場合、ＥＣＵ３００は、クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を解放することで、ローギヤ段Ｌｏを形成する（後述の図３参照）。一方、高速域で車両１を前進させる場合、ＥＣＵ３００は、クラッチＣ１を解放しかつブレーキＢ１を係合することで、ハイギヤ段Ｈｉを形成する（後述の図４参照）。また、ＨＶ走行モードにおいては、ＥＣＵ３００は、第１ＭＧ２０をジェネレータとして動作させ、第２ＭＧ３０をモータとして動作させる。

ＥＶ走行モードにおいては、ＥＣＵ３００は、上述したように、単モータ走行モードと両モータ走行モードとを選択的に切換える。単モータ走行モードで車両１を駆動（前進あるいは後進）させる場合、ＥＣＵ３００は、クラッチＣ１を解放しかつブレーキＢ１を解放することで、変速装置４０をニュートラル状態（動力を伝達しない状態）とする。単モータ走行モードで車両１を制動する場合でかつエンジンブレーキが必要な場合、ＥＣＵ３００は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１のどちらか一方を係合する。これにより、駆動輪９０の回転がエンジン１０に伝達されることによってエンジン１０が回転させられる、いわゆるエンジンブレーキ状態となる。なお、単モータ走行モードにおいては、ＥＣＵ３００は、第１ＭＧ２０をジェネレータとして動作させ、第２ＭＧ３０をモータとして動作させる（後述の図５参照）。

一方、両モータ走行モードで車両１を駆動（前進あるいは後進）させる場合、ＥＣＵ３００は、クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を係合して変速装置４０のリングギヤＲ１の回転を規制（ロック）する。これにより、変速装置４０のリングギヤＲ１に連結された動力分配装置５０のキャリアＣＡ２の回転も規制（ロック）されるため、動力分配装置５０のキャリアＣＡ２が停止状態に維持される。そして、ＥＣＵ３００は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０をモータとして動作させる（後述の図６参照）。

（走行モードの説明）
図３〜６は、それぞれＨＶ走行モード中（Ｌｏ／Ｈｉ）、単モータ走行モード中、両モータ走行モード中の共線図である。図３〜６に示す「Ｓ１」、「ＣＡ１」、「Ｒ１」はそれぞれ変速装置４０のサンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、リングギヤＲ１を示し、「Ｓ２」、「ＣＡ２」、「Ｒ２」はそれぞれ動力分配装置５０のサンギヤＳ２、キャリアＣＡ２、リングギヤＲ２を示す。

図３を参照して、ＨＶ走行モード中のローギヤ段Ｌｏで前進走行している場合の制御状態について説明する。ローギヤ段Ｌｏ形成時には、クラッチＣ１が係合され、ブレーキＢ１が解放される。そのため、回転要素Ｓ１，ＣＡ１，Ｒ１は一体となって回転する。これにより、変速装置４０のリングギヤＲ１も、キャリアＣＡ１と同じ回転速度で回転し、エンジン１０の回転は、同じ回転速度でリングギヤＲ１から動力分配装置５０のキャリアＣＡ２に伝達される。すなわち、変速装置４０のキャリアＣＡ１に入力されたエンジン１０のトルク（以下「エンジントルクＴｅ」という）は、変速装置４０のリングギヤＲ１から動力分配装置５０のキャリアＣＡ２に伝達される。なお、リングギヤＲ１から出力されるトルク（以下「変速部出力トルクＴｒ１」という）は、エンジントルクＴｅと同じ大きさである（Ｔｅ＝Ｔｒ１）。

動力分配装置５０のキャリアＣＡ２に伝達されたエンジン１０の回転は、サンギヤＳ２の回転速度（第１ＭＧ２０の回転速度）によって無段階に変速されて動力分配装置５０のリングギヤＲ２に伝達される。この際、ＥＣＵ３００は、第１ＭＧ２０をジェネレータとして動作させて、第１ＭＧ２０のトルク（以下「第１ＭＧトルクＴｍ１」という）を負方向に作用させる。これにより、キャリアＣＡ２に入力されたエンジントルクＴｅをリングギヤＲ２に伝達するための反力を第１ＭＧトルクＴｍ１が受け持つことになる。

リングギヤＲ２に伝達されたエンジントルクＴｅ（以下「エンジン伝達トルクＴｅｃ」という）は、カウンタドライブギヤ５１からカウンタ軸（出力軸）７０に伝達され、車両１の駆動力として作用する。

また、ＨＶ走行モードでは、ＥＣＵ３００は、第２ＭＧ３０をモータとして動作させる。第２ＭＧ３０のトルク（以下「第２ＭＧトルクＴｍ２」という）は、リダクションギヤ３２からカウンタ軸（出力軸）７０に伝達され、車両１の駆動力として作用する。つまり、ＨＶ走行モードでは、エンジン伝達トルクＴｅｃと第２ＭＧトルクＴｍ２とを用いて、車両１は走行する。

図４には、ＨＶ走行モード中のハイギヤ段Ｈｉで前進走行している場合が例示されている。ハイギヤ段Ｈｉ形成時には、ブレーキＢ１が係合されるため、サンギヤＳ１の回転が規制される。これにより、変速装置４０のキャリアＣＡ１に入力されたエンジン１０の回転は、増速されて変速装置４０のリングギヤＲ１から動力分配装置５０のキャリアＣＡ２に伝達される。したがって、変速部出力トルクＴｒ１はエンジントルクＴｅよりも小さくなる（Ｔｅ＞Ｔｒ１）。

次に、図５を用いて、単モータ走行モード中の制御状態について説明する。単モータ走行モードでは、ＥＣＵ３００は、エンジン１０を停止し、第２ＭＧ３０をモータとして動作させる。そのため、単モータ走行モードでは、第２ＭＧトルクＴｍ２を用いて車両１は走行する。

この際、ＥＣＵ３００は、サンギヤＳ１の回転速度がゼロとなるように第１ＭＧトルクＴｍ１をフィードバック制御する。そのため、サンギヤＳ１は回転しない。しかしながら、変速装置４０のクラッチＣ１およびブレーキＢ１は解放されているため、動力分配装置５０のキャリアＣＡ２の回転は規制されない。したがって、動力分配装置５０のリングギヤＲ２、キャリアＣＡ２および変速装置４０のリングギヤＲ１は、第２ＭＧ３０の回転に連動して、第２ＭＧ３０の回転方向と同じ方向に回転（空転）させられる。

一方、変速装置４０のキャリアＣＡ１は、エンジン１０が停止されていることによって、停止状態に維持される。変速装置４０のサンギヤＳ１は、リングギヤＲ１の回転に連動して、リングギヤＲ１の回転方向とは反対の方向に回転（空転）させられる。

図６を参照して、両モータ走行モード中における制御状態について説明する。両モータ走行モードでは、ＥＣＵ３００は、エンジン１０を停止し、変速装置４０のクラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を係合する。したがって、変速装置４０のサンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、リングギヤＲ１の回転が規制される。

変速装置４０のリングギヤＲ１の回転が規制されることで、動力分配装置５０のキャリアＣＡ２の回転も規制（ロック）される。この状態で、ＥＣＵ３００は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０をモータとして動作させる。具体的には、第２ＭＧトルクＴｍ２を正トルクとして第２ＭＧ３０を正回転させるとともに、第１ＭＧトルクＴｍ１を負トルクとして第１ＭＧ２０を負回転させる。

クラッチＣ１を係合してキャリアＣＡ２の回転を規制することで、第１ＭＧトルクＴｍ１は、キャリアＣＡ２を支点としてリングギヤＲ２に伝達される。リングギヤＲ２に伝達される第１ＭＧトルクＴｍ１（以下「第１ＭＧ伝達トルクＴｍ１ｃ」という）は、正方向に作用し、カウンタ軸（出力軸）７０に伝達される。そのため、両モータ走行モードでは、第１ＭＧ伝達トルクＴｍ１ｃと第２ＭＧトルクＴｍ２とを用いて、車両１は走行する。ＥＣＵ３００は、第１ＭＧ伝達トルクＴｍ１ｃと第２ＭＧトルクＴｍ２との合計によってユーザ要求トルクを満たすように、第１ＭＧトルクＴｍ１と第２ＭＧトルクＴｍ２との分担比率を調整する。

（振動抑制制御の説明）
このような構成を有するハイブリッド車両が、たとえば波状路のような凹凸面を有する悪路を走行する場合、駆動輪９０の回転状態がスリップ状態とグリップ状態とを繰り返すことによって回転変動が生じ、駆動力を伝達する回転軸にねじり振動が生じて共振が発生する場合がある。

このような共振が生じた場合には、それに伴って車体の振動が大きくなり、運転者のドライバビリティが悪化する可能性がある。さらに、回転軸のねじり振動の反力はエンジン１０で受け持つことになるため、共振によってエンジン１０の回転軸に過大なトルクが加わると、エンジン１０の回転軸の破損を招く可能性がある。

そのため、本実施の形態１においては、共振が発生した場合に、変速装置４０内のクラッチＣ１，ブレーキＢ１によって、エンジン１０を動力分配装置５０から切り離すことによって駆動系の重量を低減し、共振振動数を変化させて振動を低減するとともに、エンジン１０の回転軸へのねじり振動の伝達を遮断する。

ここで、動力分配装置５０からエンジン１０を切り離す際のエンジントルクの急変を避けるために、切り離しに先立ってエンジン１０を停止することが望ましい。走行中は第２ＭＧ３０（リングギヤＲ２）は正回転であるので、この状態でエンジン１０（キャリアＣＡ２）が停止すると、第１ＭＧ（サンギヤＳ２）は負回転となる。このように、リングギヤＲ２とサンギヤＳ２とが互いに逆方向に回転するため、ピニオンギヤＰ２の回転速度が大きくなる。

このとき、車両が高速走行中であった場合には、ピニオンギヤＰ２の回転速度がより一層大きくなってしまう。そうすると、ピニオンギヤＰ２の回転速度が定格回転速度を上回り、すなわち過回転となって破損を招く可能性がある。

そのため、本実施の形態１においては、エンジン１０を動力分配装置５０から切り離すことに先立って、エンジン１０を停止した際にピニオンギヤＰ２が過回転になるか否かが予測される。そして、もしピニオンギヤＰ２の過回転が発生することが予測される場合には、エンジン１０を停止せずに自立運転を行なった状態のまま、エンジン１０が動力分配装置５０から切り離される。

本実施の形態１においては、このような振動抑制制御を行なうことによって、駆動装置に共振が生じた場合に、ピニオンギヤＰ２の過回転を防止しつつ、共振による振動を抑制することが可能となる。

なお、エンジン１０を動力分配装置５０から切り離す際には、リングギヤＲ１（キャリアＳＡ２）から出力されるトルクの減少分は第２ＭＧ３０でまかなうことになるが、エンジントルクの急減に対して第２ＭＧ３０へのトルクの移動がまかなえない場合には、それによってトルクショックが生じる可能性がある。そのため、ドライバビリティの観点からは、エンジン１０を動力分配装置５０から切り離す前に、リングギヤＲ１（キャリアＳＡ２）から出力されるトルクを予め低減させておくことがより望ましい。

図７および図８の共線図を用いて、上記の振動抑制制御をさらに説明する。実施の形態１における振動抑制制御では、共振が生じた場合、エンジン１０の切り離しによるトルク変動を小さくするために、まずリングギヤＲ１（キャリアＳＡ２）から出力されるトルクを低減する。

より具体的には、図７に示すように、変速装置４０がローギヤ段Ｌｏであった場合（破線Ｌ１１）には、リングギヤＲ１から出力されるトルクを維持しつつエンジントルクを低減するために、クラッチＣ１を解放するとともにブレーキＢ１を係合させて変速装置４０をハイギヤ段Ｈｉに変速する。なお、すでに変速装置４０がハイギヤ段Ｈｉであった場合には、たとえば、エンジン１０のバルブタイミングをより遅角側に設定することで、エンジントルクを低減させるようにしてもよい。

図８を参照して、たとえば図７のハイギヤ段Ｈｉの状態からエンジン１０を停止した場合、ブレーキＢ１が係合状態なので、変速装置４０の共線図は図８における破線Ｌ２１のように、サンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、リングギヤＲ１がともに停止した状態となる。これにより、動力分配装置５０のキャリアＣＡ２の回転速度がゼロとなるので、動力分配装置５０の共線図は破線Ｌ２５のようになり、リングギヤＲ２が正回転、サンギヤＳ２が負回転となる。ピニオンギヤＰ２の回転速度は、リングギヤＲ２とサンギヤＳ２との回転速度差によって定まるので、車両１が高速走行中（すなわち、リングギヤＲ２の回転速度が大きい場合）は、この回転速度差が大きくなる。

そのため、車両１が高速走行中の場合には、エンジン１０をアイドル状態で自立運転させて（図８中の実線Ｌ２２）、動力分配装置５０のキャリアＣＡ２の回転速度を正方向に増加させることによって、サンギヤＳ２の回転速度を正方向に引き上げる。これによって、リングギヤＲ２とサンギヤＳ２との回転速度差を小さくすることができるので、ピニオンギヤＰ２の過回転を防止することができる。

このように、エンジン１０を停止する際にピニオンギヤＰ２の過回転が生じる場合には、エンジン１０を運転状態で切り離すことによって、切り離しの際のトルク変動が若干あるものの、ピニオンギヤＰ２の過回転を抑制しながら共振による振動を抑制することができる。

図９は、実施の形態１において、ＥＣＵ３００で実行される振動抑制制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図９および後述する図１１に示すフローチャートは、ＥＣＵ３００に予め格納されたプログラムが、所定周期あるいは所定の条件が成立した場合に呼び出されて実行されることによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。

図９を参照して、ＥＣＵ３００は、ステップ（以下、ステップを単にＳと略す）１００にて、駆動装置に共振が発生したか否かを判定する。共振の発生については、たとえば、第２ＭＧ３０の回転速度の変動やトルク変動などに基づいた既知の手法によって判定することができる。

共振が発生していないと判定された場合（Ｓ１００にてＮＯ）は、振動抑制制御を行なう必要がないので、以降の処理がスキップされて処理が終了する。

共振が発生していると判定された場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）は、処理がＳ１１０に進められて、ＥＣＵ３００は、変速装置４０の現在の変速段がローギヤ段Ｌｏであるか否かを判定する。

現在の変速段がローギヤ段Ｌｏである場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１２０に進められ、図７で説明したように、エンジントルクを低減してドライバビリティを向上させるために、ＥＣＵ３００は、クラッチＣ１を解放するとともにブレーキＢ１を係合することによって変速装置４０の変速段をハイギヤ段Ｈｉに変速する。その後、処理がＳ１３０に進められる。

一方、現在の変速段がハイギヤ段Ｈｉである場合（Ｓ１１０にてＮＯ）は、ＥＣＵ３００は、エンジン１０のバルブタイミングを遅角側に変更することによってエンジントルクを低減し、処理をＳ１３０に進める。なお、Ｓ１３０においても、変速段をハイギヤ段Ｈｉに変速することに加えて、さらにバルブタイミングを遅角側に変更するようにしてもよい。

Ｓ１３０においては、ＥＣＵ３００は、エンジン１０を停止してＥＶ走行とした場合に、動力分配装置５０のピニオンギヤＰ２が過回転になるか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ３００は、車速が所定値αより高い高速走行中であるか否かによって、ピニオンギヤＰ２が過回転になるか否かを判定する。

車速が所定値α以下であり、ピニオンギヤＰ２の過回転が発生しないと判定された場合（Ｓ１３０にてＮＯ）は、処理がＳ１４０に進められて、ＥＣＵ３００はエンジン１０を停止する。エンジン１０が停止すると、ＥＣＵ３００は、Ｓ１５０にて、変速装置４０のクラッチＣ１およびブレーキＢ１を解放する。

一方、車速が所定値αより大きく、ピニオンギヤＰ２の過回転が発生すると判定された場合（Ｓ１３０にてＹＥＳ）は、ＥＣＵ３００は、エンジン１０を自立運転（アイドル運転）させた状態（Ｓ１４５）で、変速装置４０のクラッチＣ１およびブレーキＢ１を解放する（Ｓ１５０）。

このような処理に従って制御を行なうことによって、動力分配装置の遊星歯車機構にエンジンと２つのモータジェネレータが連結されたハイブリッド車両において、駆動装置に共振が発生した場合に、エンジンと動力分配装置との間に設けられた変速装置のクラッチおよびブレーキを解放してエンジンを動力分配装置から切り離すことができる。これによって、駆動輪の回転変動が伝達される部分の重量を低減して共振を抑制し、車体に生じる振動を防止することができる。

また、エンジンを動力分配装置から切り離す際に、車速に応じてエンジンの停止／駆動を切換えることによって、動力分配装置におけるピニオンギヤの過回転を防止することができる。

［実施の形態２］
実施の形態１においては、エンジンと動力分配装置との間に変速装置が設けられる構成の場合について説明したが、エンジンと動力分配装置との間で駆動力の遮断をすることができれば変速機能がなくても、上記と同様の効果を奏することができる。

図１０に示される実施の形態２においては、図１に示されたスケルトンにおける変速装置４０がクラッチＣ１０に置き換えられた構成となっている。このような構成においても、共振発生時に、エンジン１０の停止に伴ってピニオンギヤＰ２の過回転が発生するか否かをクラッチＣ１０の解放に先立って判定し、過回転が発生する場合にはエンジン１０を自立運転させた状態でクラッチを解放し、過回転が発生しない場合にはエンジン１０を停止してクラッチを解放することで、共振によって生じる振動を抑制し、かつ動力分配装置５０の過回転も防止することができる。

図１１は、実施の形態２において、ＥＣＵ３００で実行される振動抑制制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図１１においては、実施の形態２の構成には、実施の形態１における変速装置４０が設けられていないので、図１１においては図９で説明したフローチャートにおけるステップＳ１１０，Ｓ１２０，Ｓ１２５の部分がステップＳ１２０Ａに置き換わるとともに、ステップＳ１５０がステップＳ１５０Ａに置き換わったものとなっている。図１１の説明において、図９と重複するステップの説明は繰り返さない。

図１１を参照して、共振が発生した場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）は、処理がＳ１２０Ａに進められて、ＥＣＵ３００は、エンジントルクを低減してドライバビリティを向上させるために、エンジン１０のバルブタイミングを遅角側に変更する。

そして、車速が所定値αより高い状態、すなわちＥＶ走行した場合にピニオンギヤＰ２の過回転が発生すると判定された場合（Ｓ１３０にてＹＥＳ）は、エンジン１０を自立運転させた状態（Ｓ１４５）で、クラッチＣ１０を解放する（Ｓ１５０Ａ）。

一方、車速が所定値α以下でありピニオンギヤＰ２の過回転が発生しないと判定された場合（Ｓ１３０にてＮＯ）は、エンジン１０を停止（Ｓ１４０）した後に、クラッチＣ１０を解放する（Ｓ１５０Ａ）。

このような処理に従って制御を行なうことによって、エンジンと動力分配装置との間に変速装置に代えてクラッチが設けられる場合であっても、動力分配装置のピニオンギヤの過回転を防止しながら、共振による振動を抑制することが可能となる。

今回開示された実施の形態はすべ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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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のすべての変更が含まれることが意図される。

１，１Ａ 車両、１０ エンジン、１１ 出力軸、２０，３０ ＭＧ、２１，３１ 回転軸、２５，３５ インバータ、３２ リダクションギヤ、４０ 変速装置、５０ 動力分配装置、５１ カウンタドライブギヤ、６１ ＥＯＰ、６２ ＭＯＰ、６３ 油圧回路、７１ カウンタドリブンギヤ、７２ デフドライブギヤ、８０ 差動装置、８１ デフリングギヤ、８２ 駆動軸、９０ 駆動輪、３００ ＥＣＵ、Ｂ１ ブレーキ、Ｃ１，Ｃ１０ クラッチ、ＣＡ１，ＣＡ２ キャリア、Ｐ１，Ｐ２ ピニオンギヤ、Ｒ１，Ｒ２ リングギヤ、Ｓ１，Ｓ２ サンギヤ。

Claims (2)

1. 内燃機関、第１および第２の回転電機の少なくともいずれかの駆動力を用いて走行する車両を駆動するための駆動装置であって、
   前記第１の回転電機の出力軸が連結されるサンギヤと、前記第２の回転電機の出力軸が連結されるリングギヤと、前記内燃機関の出力軸が連結されるプラネタリキャリアとを有する遊星歯車機構を含む動力分配装置と、
   前記内燃機関と前記動力分配装置との間に設けられ、前記内燃機関を前記動力分配装置から切り離すことが可能に構成された係合装置を含む変速装置と、
   前記内燃機関および前記係合装置を制御する制御装置とを備え、
   前記変速装置は、変速段として少なくとも低速段と高速段とを含み、
   前記制御装置は、前記駆動装置に共振が発生したことが検出されると、
   （ｉ）前記変速装置が前記低速段の場合には前記変速装置を前記高速段に切換え、前記変速装置が前記高速段の場合には前記内燃機関のバルブタイミングを遅角側に変更し、その後、
   （ｉｉ）車速が所定値を下回る場合には、前記内燃機関を停止するとともに前記内燃機関の停止後に前記係合装置を解放し、車速が前記所定値を上回る場合には、前記内燃機関を自立運転させた状態で前記係合装置を解放する、車両の駆動装置。
2. 内燃機関、第１および第２の回転電機の少なくともいずれかの駆動力を用いて走行する車両を駆動するための駆動装置であって、
   前記第１の回転電機の出力軸が連結されるサンギヤと、前記第２の回転電機の出力軸が連結されるリングギヤと、前記内燃機関の出力軸が連結されるプラネタリキャリアとを有する遊星歯車機構を含む動力分配装置と、
   前記内燃機関を前記動力分配装置から切り離すことが可能に構成された係合装置と、
   前記内燃機関および前記係合装置を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記駆動装置に共振が発生したことが検出されると、
   （ｉ）前記内燃機関のバルブタイミングを遅角側に変更し、その後、
   （ｉｉ）車速が所定値を下回る場合には、前記内燃機関を停止するとともに前記内燃機関の停止後に前記係合装置を解放し、車速が前記所定値を上回る場合には、前記内燃機関を自立運転させた状態で前記係合装置を解放する、車両の駆動装置。

Images