特許 6603168 車両の駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6603168

(24)【登録日】2019年10月18日

(45)【発行日】2019年11月6日

(54)【発明の名称】車両の駆動装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 20/50 20160101AFI20191028BHJP

   B60K 6/445 20071001ALI20191028BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20191028BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20191028BHJP

   B60W 10/02 20060101ALI20191028BHJP

   B60K 6/547 20071001ALI20191028BHJP

   B60L 50/10 20190101ALI20191028BHJP

   B60L 3/00 20190101ALI20191028BHJP

   B60L 15/20 20060101ALI20191028BHJP

   F02D 29/02 20060101ALI20191028BHJP

【ＦＩ】

   B60W20/50ZHV

   B60K6/445

   B60W10/06 900

   B60W10/08 900

   B60W10/02 900

   B60K6/547

   B60L50/10

   B60L3/00 H

   B60L15/20 S

   B60L15/20 K

   F02D29/02 321B

【請求項の数】2

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-81008(P2016-81008)

(22)【出願日】2016年4月14日

(65)【公開番号】特開2017-190063(P2017-190063A)

(43)【公開日】2017年10月19日

【審査請求日】2018年6月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000100768

【氏名又は名称】アイシン・エィ・ダブリュ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】内田 健司

(72)【発明者】

【氏名】岡 和宏

(72)【発明者】

【氏名】秋田 欽三

【審査官】 田中 将一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１０５４７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２４２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２２０７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−００１２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６６６１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｋ ６／２０ − ６／５４７

Ｂ６０Ｗ １０／００ − ２０／５０

Ｂ６０Ｌ １／００ − ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００ − １３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００ − １５／４２

Ｆ０２Ｄ ２９／００ − ２９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の駆動装置であって、
エンジンと、
第１回転電機と、
第２回転電機と、
前記第２回転電機に接続された回転軸と、
前記エンジン、前記第１回転電機および前記回転軸を機械的に連結する遊星歯車機構と、
駆動輪に接続された出力軸と、
前記回転軸と前記出力軸との間に設けられ、前記回転軸と前記出力軸との間の動力伝達を断接可能なクラッチを有する変速機と、
前記エンジンの動力を用いずに前記第２回転電機の動力を用いて前記車両を走行させる第１モードと、前記第２回転電機の動力を用いずに前記エンジンの動力を用いて前記車両を走行させる第２モードとの間で走行モードを切替可能な制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第１モードでの走行中に前記第２回転電機が故障した場合、
前記変速機の前記クラッチが解放状態であり、前記回転軸と前記出力軸との間の動力伝達を遮断する状態であるか否かを判定し、
前記クラッチが解放状態であり、前記回転軸と前記出力軸との間の動力伝達を遮断する状態である場合は前記クラッチを係合状態にし、
前記クラッチが係合状態になった後に前記第１回転電機の動力を用いて前記エンジンのクランキングを行なって前記エンジンを始動し、
前記エンジンの始動後に前記走行モードを前記第１モードから前記第２モードへ切り替える、車両の駆動装置。

【請求項2】

前記制御装置は、前記第１モードでの走行中に前記第２回転電機が故障した場合、
前記変速機が変速直前または変速中であるか否かを判定し、
前記変速機が変速直前または変速中である場合は当該変速が完了した後に前記第１回転電機の動力を用いて前記エンジンのクランキングを行なって前記エンジンを始動し、
前記エンジンの始動後に前記走行モードを前記第１モードから前記第２モードへ切り替える、請求項１に記載の車両の駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンと回転電機とを備える車両の駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０１２−１３６０６４号公報（特許文献１）には、エンジンと、第１回転電機と、駆動輪に接続される出力軸と、エンジンに連結されるキャリアと第１回転電機に連結されるサンギヤと出力軸に連結されるリングギヤとを有する遊星歯車機構と、出力軸に接続された第２回転電機とを備えるハイブリッド車両が開示されている。このハイブリッド車両においては、エンジンを始動する際、第１回転電機のトルクを用いてエンジンのクランキングが行なわれる。

【0003】

また、このハイブリッド車両においては、走行モードを複数のモードから選択することが可能である。複数の走行モードには、エンジンの動力を用いずに第２回転電機の動力を用いるＥＶ（Electric Vehicle）走行を行なうモードと、第２回転電機の動力を用いずにエンジンの動力を用いるＧＤ（Generator Drive）走行を行なうモードとが含まれる。

【0004】

このハイブリッド車両においては、ＥＶ走行中に第２回転電機が故障すると、第１回転電機のトルクを用いてエンジンがクランキングされ、エンジンの始動後にＥＶ走行が停止されＧＤ走行による退避走行が行なわれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−１３６０６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に開示されたハイブリッド車両において、ＥＶ走行からＧＤ走行に移行するためには、上述のように、第１回転電機のトルクを用いてエンジンをクランキングしてエンジンを始動する必要がある。

【0007】

しかしながら、遊星歯車機構と駆動輪との間に、動力伝達を断接可能なクラッチを有する変速機が設けられる場合には、変速機のクラッチが解放状態であるとエンジンをクランキングして始動することができないことが懸念される。具体的には、変速機のクラッチが解放状態であると、遊星歯車機構のリングギヤが駆動輪から切り離されるため、駆動輪のイナーシャがリングギヤには作用しない。そのため、エンジンをクランキングするためのトルクを第１回転電機からサンギヤに作用させても、リングギヤはエンジンをクランキングするための反力を受け持つことができない。その結果、第１回転電機のトルクがエンジンに十分に伝達されず、エンジンがクランキングされない。

【0008】

本発明は、上述の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、ＥＶ走行中に第２回転電機が故障した場合に、エンジンをより確実に始動してＧＤ走行による退避走行を行なうことである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この発明に係る車両の駆動装置は、エンジンと、第１回転電機と、第２回転電機と、第２回転電機に接続された回転軸と、エンジン、第１回転電機および回転軸を機械的に連結する遊星歯車機構と、駆動輪に接続された出力軸と、回転軸と出力軸との間に設けられ、回転軸と出力軸との間の動力伝達を断接可能なクラッチを有する変速機と、エンジンの動力を用いずに第２回転電機の動力を用いて車両を走行させる第１モードと、第２回転電機の動力を用いずにエンジンの動力を用いて車両を走行させる第２モードとの間で走行モードを切替可能な制御装置とを備える。制御装置は、第１モードでの走行中に第２回転電機が故障した場合、変速機のクラッチが解放状態であり、回転軸と出力軸との間の動力伝達を遮断する状態であるか否かを判定し、クラッチが解放状態であり、回転軸と出力軸との間の動力伝達を遮断する状態である場合はクラッチを係合状態にし、クラッチが係合状態になった後に第１回転電機の動力を用いてエンジンのクランキングを行なってエンジンを始動し、エンジンの始動後に走行モードを第１モードから第２モードへ切り替える。

【0010】

上記構成によれば、制御装置は、第１モードでの走行中（ＥＶ走行中）に第２回転電機が故障した場合、変速機のクラッチが解放状態であり、回転軸と出力軸との間の動力伝達を遮断する状態である場合にはクラッチを係合状態にし、クラッチが係合状態になった後に第１回転電機の動力を用いてエンジンをクランキングする。そのため、変速機のクラッチが解放された状態（駆動輪のイナーシャが遊星歯車機構に作用しない状態）のままエンジンのクランキングが行なわれることが抑制される。その結果、第１モードでの走行中（ＥＶ走行中）に第２回転電機が故障した場合に、エンジンをより確実に始動して第２モードでの走行（ＧＤ走行）による退避走行を行なうことができる。

【0011】

好ましくは、制御装置は、第１モードでの走行中に第２回転電機が故障した場合、変速機が変速直前または変速中であるか否かを判定し、変速機が変速直前または変速中である場合は当該変速が完了した後に第１回転電機の動力を用いてエンジンのクランキングを行なってエンジンを始動し、エンジンの始動後に走行モードを第１モードから第２モードへ切り替える。

【0012】

上記構成によれば、第１モードでの走行中（ＥＶ走行中）に第２回転電機が故障した場合で、かつ変速機が変速直前または変速中である場合には、その変速が完了した後に第１回転電機の動力を用いてエンジンをクランキングする。そのため、変速機の変速によって変速機のクラッチが一時的に解放状態あるいは半係合状態となった状態（駆動輪から遊星歯車機構に作用するイナーシャが一時的に小さくなった状態）のままエンジンのクランキングが行なわれることが抑制される。その結果、第１モードでの走行中（ＥＶ走行中）に第２回転電機が故障した場合に、エンジンをより確実に始動して第２モードでの走行（ＧＤ走行）による退避走行を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】車両の全体構成図である。

【図2】エンジン、第１ＭＧおよび第２ＭＧの制御状態の一例を遊星歯車機構の共線図上に示す図（その１）である。

【図3】エンジン、第１ＭＧおよび第２ＭＧの制御状態の一例を遊星歯車機構の共線図上に示す図（その２）である。

【図4】エンジン、第１ＭＧおよび第２ＭＧの制御状態の一例を遊星歯車機構の共線図上に示す図（その３）である。

【図5】エンジン、第１ＭＧおよび第２ＭＧの状態変化の一例を遊星歯車機構の共線図上に示す図である。

【図6】エンジン、第１ＭＧおよび第２ＭＧの状態変化の比較例を遊星歯車機構の共線図上に示す図である。

【図7】ＥＣＵの処理手順の一例を示すフローチャート（その１）である。

【図8】ＥＣＵの処理手順の一例を示すフローチャート（その２）である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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。

【0015】

図１は、本実施の形態による駆動装置を備える車両１の全体構成図である。車両１は、エンジン１００と、第１ＭＧ（Motor Generator）２００と、遊星歯車機構３００と、第２ＭＧ４００と、変速機（ＡＴ：Automatic Transmission）５００と、回転軸５１０と、出力軸５２０と、駆動輪８２と、ＰＣＵ（Power Control Unit）６００と、バッテリ７００と、ＳＭＲ（System Main Relay）７１０と、電子制御ユニット（Electronic Control Unit、以下「ＥＣＵ」という）３０とを備える。

【0016】

車両１は、エンジン１００および第２ＭＧ４００の少なくとも一方の動力を用いて走行するハイブリッド車両である。車両１は、後述する通常走行中において、エンジン１００の動力を用いずに第２ＭＧ４００の動力を用いて走行するＥＶ（Electric Vehicle）走行と、エンジン１００および第２ＭＧ４００の双方の動力を用いて走行するＨＶ（Hybrid Vehicle）走行との間で走行態様を切り替えることができる。

【0017】

エンジン１００は、燃料を燃焼させて動力を出力する内燃機関である。第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００は、交流の回転電機であって、モータとしてもジェネレータとしても機能する。第１ＭＧ２００は、停止中のエンジン１００を始動させる際には、バッテリ７００の電力を用いてエンジン１００をクランキングするためのトルクを発生する。なお、車両１は、補機バッテリ（図示せず）の電力を用いてエンジンをクランキングするためのトルクを発生するスタータは備えていない。

【0018】

遊星歯車機構３００は、サンギヤ（Ｓ）３１０と、リングギヤ（Ｒ）３２０と、サンギヤ（Ｓ）３１０とリングギヤ（Ｒ）３２０とに噛合するピニオンギヤ（Ｐ）３４０と、ピニオンギヤ（Ｐ）３４０を自転かつ公転自在に保持しているキャリア（Ｃ）３３０とを有する。キャリア（Ｃ）３３０はエンジン１００に連結される。サンギヤ（Ｓ）３１０は第１ＭＧ２００に連結される。リングギヤ（Ｒ）３２０は回転軸５１０に接続される。

【0019】

回転軸５１０は、第２ＭＧ４００に接続される。出力軸５２０は、デファレンシャルギヤを介して左右の駆動輪８２に連結される。

【0020】

変速機５００は、回転軸５１０と出力軸５２０との間に設けられる有段変速機である。変速機５００は、回転軸５１０と出力軸５２０との間の動力伝達を断接可能なクラッチＣ１を有する。クラッチＣ１が解放状態であると、変速機５００は、回転軸５１０と出力軸５２０との間の動力伝達を遮断する状態（ニュートラル状態）になる。クラッチＣ１が係合状態であると、変速機５００は回転軸５１０と出力軸５２０との間で動力を伝達する状態になる。

【0021】

クラッチＣ１が係合されている状態において、変速機５００の変速段（ギヤ段）は、予め定められた複数の変速段のいずれかに切り替えられる。以下では、変速機５００の変速段を、１速（１ｓｔ）、２速（２ｎｄ）、３速（３ｒｄ）、４速（４ｔｈ）のいずれかに切り替え可能な場合を例示的に説明する。なお、高速側の変速段であるほど、変速機５００の変速比（出力軸５２０の回転速度に対する回転軸５１０の回転速度の比）は小さくなる。すなわち、１速、２速、３速、４速の順に、変速比は小さくなる。

【0022】

変速機５００のクラッチＣ１の状態および変速機５００の変速段は、ＥＣＵ３０からの制御信号によって作動する油圧回路（図示せず）によって制御される。

【0023】

ＰＣＵ６００は、バッテリ７００から供給される高電圧の直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ２００および／または第２ＭＧ４００に出力する。これにより、第１ＭＧ２００および／または第２ＭＧ４００が駆動される。また、ＰＣＵ６００は、第１ＭＧ２００および／または第２ＭＧ４００によって発電される交流電力を直流電力に変換してバッテリ７００へ出力する。これにより、バッテリ７００が充電される。また、ＰＣＵ６００は、第１ＭＧ２００によって発電された電力で第２ＭＧ４００を駆動することもできる。

【0024】

バッテリ７００は、第１ＭＧ２００および／または第２ＭＧ４００を駆動するための高電圧（たとえば２００Ｖ程度）の直流電力を蓄える二次電池である。バッテリ７００は、代表的にはニッケル水素電池やリチウムイオン電池を含んで構成される。

【0025】

ＳＭＲ７１０は、バッテリ７００と、ＰＣＵ６００、第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００を含む電気システムとを接続したり遮断したりするためのリレーである。

【0026】

さらに、車両１には、エンジン回転速度センサ１０、車速センサ１５、レゾルバ２１，２２、アクセルポジションセンサ３１、シフトポジションセンサ３２など、車両１の制御に必要なさまざまな情報をそれぞれ検出する複数のセンサが設けられる。エンジン回転速度センサ１０は、エンジン１００の回転速度（以下「エンジン回転速度Ｎｅ」ともいう）を検出する。レゾルバ２１は、第１ＭＧ２００の回転速度（以下「第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１」ともいう）を検出する。レゾルバ２２は、第２ＭＧ４００の回転速度（以下「第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２」ともいう）を検出する。車速センサ１５は、出力軸５２０の回転速度Ｎｐを車速Ｖとして検出する。アクセルポジションセンサ３１は、ユーザによるアクセルペダル操作量を検出する。シフトポジションセンサ３２は、ユーザによって操作されるシフトレバー３３の位置を検出する。これらのセンサは、検出結果をＥＣＵ３０に出力する。

【0027】

ＥＣＵ３０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報や各センサからの情報に基づいて車両１の各機器を制御する。

【0028】

たとえば、ＥＣＵ３０は、シフトレバー３３の位置がニュートラルポジションである場合、変速機５００のクラッチＣ１を解放状態にして、変速機５００をニュートラル状態にする。また、ＥＣＵ３００は、シフトレバー３３の位置が前進走行ポジションである場合、アクセルペダル操作量および車速Ｖに基づいて目標変速段を決定し、変速機５００の変速段が目標変速段となるように変速機５００の油圧回路を制御する。なお、変速機５００の変速中（変速段を変更する制御の実行中）においては、ＥＣＵ３００は、クラッチＣ１を一時的に解放状態あるいは半係合状態に制御する。

【0029】

＜通常走行＞
ＥＣＵ３０は、通常モードで車両１を走行させることができる。通常モードは、上述のＥＶ走行（エンジン１００の動力を用いずに第２ＭＧ４００の動力を用いる走行）とＨＶ走行（エンジン１００および第２ＭＧ４００の双方の動力を用いる走行）とを必要に応じて切り替えながら車両１を走行させるモードである。以下では、通常モードによる走行を「通常走行」とも記載する。

【0030】

図２は、ＨＶ走行で前進する場合におけるエンジン１００、第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００の制御状態の一例を遊星歯車機構３００の共線図上に示す図である。

【0031】

遊星歯車機構３００の共線図は、遊星歯車機構３００のサンギヤ（Ｓ）３１０、キャリア（Ｃ）３３０およびリングギヤ（Ｒ）３２０、を縦線で示し、それらの間隔を遊星歯車機構３００のギヤ比に対応する間隔とし、さらにそれぞれの縦線の上下方向を回転方向とし、その上下方向での位置を回転速度としたものである。なお、図２には、リングギヤ（Ｒ）３２０に変速機５００を介して接続される出力軸５２０も併せて示されている。

【0032】

第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１（＝サンギヤ（Ｓ）３１０の回転速度）と、エンジン回転速度Ｎｅ（＝キャリア（Ｃ）３３０の回転速度）と、第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２（＝リングギヤ（Ｒ）３２０の回転速度）とは、共線図上において直線で結ばれる関係（以下「共線図の関係」ともいう）を有する。共線図の関係によれば、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１、エンジン回転速度Ｎｅおよび第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２のうち、いずれか２つの回転速度が決まれば残り１つの回転速度も決まる。したがって、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１を適宜調整することによって、遊星歯車機構３００は、第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２に対するエンジン回転速度Ｎｅの比を無段階で切替可能な電気式の無段変速機として機能する。

【0033】

以下では、エンジン１００の出力トルクを「エンジントルクＴｅ」、第１ＭＧ２００の出力トルクを「第１ＭＧトルクＴｍ１」、第２ＭＧ４００の出力トルクを「第２ＭＧトルクＴｍ２」と記載する場合がある。

【0034】

ＨＶ走行で前進する場合、第２ＭＧトルクＴｍ２とエンジン直達トルクＴｅｐとの双方のトルクがリングギヤ（Ｒ）３２０（すなわち回転軸５１０）に伝達される。ここで、エンジン直達トルクＴｅｐとは、第１ＭＧトルクＴｍ１を反力としてエンジン１００から遊星歯車機構３００のリングギヤ（Ｒ）３２０（すなわち回転軸５１０）に伝達される正方向のトルクである。

【0035】

変速機５００のクラッチＣ１が係合されることにより、リングギヤ（Ｒ）３２０から出力軸５２０に動力が伝達される。車速Ｖに対する第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２の比は、変速機５００の変速比によって決まる。図２に示すように第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２を一定とすると、高速側の変速段であるほど（変速比が小さいほど）、車速Ｖは高い値となる。

【0036】

図３は、ＥＶ走行で前進する場合におけるエンジン１００、第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００の制御状態の一例を遊星歯車機構３００の共線図上に示す図である。ＥＶ走行で前進する場合は、エンジン１００が停止されてエンジン回転速度Ｎｅは０になり、第２ＭＧトルクＴｍ２がリングギヤ（Ｒ）３２０に伝達されて第２ＭＧ４００が正方向に回転する。図３に示すように、エンジン１００の停止中においては、共線図の関係により、第２ＭＧ４００が正方向に回転することに伴って第１ＭＧ２００が負方向に回転させられる。また、ＨＶ走行中と同様、変速機５００のクラッチＣ１が係合されることにより、第２ＭＧトルクＴｍ２がリングギヤ（Ｒ）３２０から出力軸５２０に伝達される。

【0037】

＜第２ＭＧ故障時の退避走行＞
ＥＣＵ３０は、第２ＭＧ４００を指令通りに制御することができないような故障（以下、単に「第２ＭＧ４００の故障」ともいう）が通常走行中に発生した場合、通常モードから退避モードに切り替えて車両１をＧＤ（Generator Drive）走行によって退避走行させる。ＧＤ走行は、第２ＭＧ４００の出力を停止してエンジン１００の動力（エンジン直達トルクＴｅｐ）を用いる走行である。

【0038】

図４は、ＧＤ走行中におけるエンジン１００、第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００の制御状態の一例を遊星歯車機構３００の共線図上に示す図である。ＧＤ走行中においては、第２ＭＧ４００はトルクを出力せず、エンジン１００は正方向のエンジントルクＴｅをキャリア（Ｃ）３３０に出力し、第１ＭＧ２００は負方向の第１ＭＧトルクＴｍ１をサンギヤ（Ｓ）３１０に出力する。これにより、リングギヤ（Ｒ）３２０には、第１ＭＧトルクＴｍ１を反力としてエンジン直達トルクＴｅｐが正方向（前進方向）に作用する。ＧＤ走行中においては、エンジン直達トルクＴｅｐによって車両１が退避走行される。

【0039】

＜ＥＶ走行からＧＤ走行への移行＞
ＥＣＵ３０は、ＥＶ走行中に第２ＭＧ４００の故障が発生した場合、第１ＭＧ２００の動力を用いてエンジン１００をクランキングしてエンジン１００を始動し、エンジン１００の始動後にＧＤ走行による退避走行を行なう。

【0040】

図５は、ＥＶ走行中かつ変速機５００のクラッチＣ１の係合中に第１ＭＧ２００の動力を用いてエンジン１００をクランキングしてエンジン１００を始動する際のエンジン１００、第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００の状態変化の一例を遊星歯車機構３００の共線図上に示す図である。なお、図５には、変速機５００の変速段が３速（３ｒｄ）である場合が例示されている。

【0041】

ＥＶ走行での前進中においては、一点鎖線に示すように、エンジン１００が停止され、第２ＭＧ４００は正方向に回転するため、共線図の関係から第１ＭＧ２００は負方向に回転する。この状態からエンジン１００を始動させる場合、ＥＣＵ３０は、第１ＭＧ２００に発電させることによって、第１ＭＧトルクＴｍ１を正方向に作用させる。

【0042】

この際、クラッチＣ１の係合によってリングギヤ（Ｒ）３２０が出力軸５２０と連結されていると、リングギヤ（Ｒ）３２０には駆動輪８２の大きなイナーシャ（慣性力）が作用する。これにより、リングギヤ（Ｒ）３２０のイナーシャはエンジン１００のイナーシャよりも十分に大きくなる。そのため、第１ＭＧトルクＴｍ１が正方向に作用すると、第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２はほとんど変化せず、エンジン１００がクランキングされる。すなわち、リングギヤ（Ｒ）３２０は、エンジン１００をクランキングするための反力を受け持つことができる。クランキングによってエンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度に上昇すると、ＥＣＵ３０はエンジン１００の点火制御を開始する。これにより、エンジン１００が始動されてエンジントルクＴｅが出力され、実線に示す状態となる。

【0043】

しかしながら、変速機５００のクラッチＣ１が解放状態であると、第１ＭＧトルクＴｍ１を用いてエンジン１００をクランキングすることができないことが懸念される。

【0044】

図６は、ＥＶ走行中かつ変速機５００のクラッチＣ１の解放中に第１ＭＧトルクＴｍ１を正方向に作用させた場合のエンジン１００、第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００の状態変化の一例を遊星歯車機構３００の共線図上に示す図である。なお、図６は、あくまで本実施の形態に対する比較例を示すものである。

【0045】

ＥＶ走行での前進中（一点鎖線参照）において、変速機５００のクラッチＣ１が解放されていると、リングギヤ（Ｒ）３２０が出力軸５２０から切り離され、リングギヤ（Ｒ）３２０には駆動輪８２のイナーシャは作用しない。この影響でリングギヤ（Ｒ）３２０のイナーシャがエンジン１００のイナーシャよりも小さくなり、リングギヤ（Ｒ）３２０はエンジン１００をクランキングするための反力を受け持つことができなくなる。そのため、第１ＭＧトルクＴｍ１が正方向に作用すると、実線に示すように、エンジン回転速度Ｎｅは増加せず０に維持されたまま、第２ＭＧ４００が負回転してしまう。すなわち、エンジン１００はクランキングされない。

【0046】

そこで、本実施の形態によるＥＣＵ３０は、ＥＶ走行中に第２ＭＧ４００の故障が発生した場合、変速機５００のクラッチＣ１が解放状態であるか否かを判定し、クラッチＣ１が解放状態である場合はクラッチＣ１を係合状態にし、クラッチＣ１が係合状態になった後にエンジン１００のクランキングを行なう。そして、ＥＣＵ３０は、クランキングによってエンジン１００が始動された後に走行モードを通常モードから退避モードに切り替えてＧＤ走行による退避走行を行なう。

【0047】

図７は、本実施の形態によるＥＣＵ３０の処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、第２ＭＧ４００の故障が発生した場合に開始される。

【0048】

ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０にて、ＥＣＵ３０は、ＥＶ走行中であるか否かを判定する。

【0049】

ＥＶ走行中である場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３０は、Ｓ１１にて、変速機５００のクラッチＣ１が解放中であるか否かを判定する。クラッチＣ１が係合中である場合（Ｓ１１にてＮＯ）、ＥＣＵ３０は、Ｓ１２〜Ｓ１４の処理をスキップして、処理をＳ１５に移す。

【0050】

クラッチＣ１が解放中である場合（Ｓ１１にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３０は、Ｓ１２にて、クラッチＣ１の係合制御を開始する。

【0051】

Ｓ１３にて、ＥＣＵ３０は、クラッチＣ１の係合制御を開始してから所定時間Ｔ１が経過したか否かを判定する。この判定は、クラッチＣ１の係合制御が正常に機能しているか否かを判定するために行なわれる。所定時間Ｔ１は、たとえば、クラッチＣ１の係合制御を開始してから実際にクラッチＣ１の係合が完了するまでに要する時間の最大値に予め設定される。

【0052】

クラッチＣ１の係合制御を開始してから所定時間Ｔ１が経過していない場合（Ｓ１３にてＮＯ）、ＥＣＵ３０は、Ｓ１４にて、クラッチＣ１の係合が完了したか否かを判定する。たとえば、ＥＣＵ３０は、車速センサ１５およびレゾルバ２２から車速Ｖおよび第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２をそれぞれ取得し、車速Ｖに対する第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２の比が変速機５００の現在の変速比に一致する場合に、クラッチＣ１の係合が完了したと判定する。

【0053】

クラッチＣ１の係合制御を開始してから所定時間Ｔ１が経過するまでにクラッチＣ１の係合が完了した場合（Ｓ１４にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３０は、処理をＳ１５に移す。

【0054】

Ｓ１５にて、ＥＣＵ３０は、エンジン１００の始動制御を行なう。具体的には、ＥＣＵ３０は、第１ＭＧ２００の動力を用いてエンジン１００のクランキングを行ない、クランキングによってエンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度に上昇するとエンジン１００の点火制御を開始してエンジン１００を始動させる。

【0055】

エンジン１００の始動後、ＥＣＵ３０は、Ｓ１６にて、ＥＶ走行を止めて、ＧＤ走行による退避走行を行なう。

【0056】

一方、ＥＶ走行中ではなくＨＶ走行中である場合（Ｓ１０にてＮＯ）、既にエンジン１００が作動中であるため、ＥＣＵ３０は、Ｓ１０〜Ｓ１５の処理をスキップして、処理をＳ１６に移してＧＤ走行による退避走行を行なう。

【0057】

また、クラッチＣ１の係合制御を開始してから所定時間Ｔ１が経過してもクラッチＣ１の係合が完了しない場合（Ｓ１３にてＮＯ）、何らかの異常によってクラッチＣ１の係合制御が正常に機能しておらず、エンジン１００をクランキングすることができない（すなわちＧＤ走行へ移行することができない）と考えられる。そのため、ＥＣＵ３０は、エンジン１００、第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００を停止して車両システムを停止状態（Ｒｅａｄｙ−ＯＦＦ状態）にする。

【0058】

以上のように、本実施の形態によるＥＣＵ３０は、ＥＶ走行中に第２ＭＧ４００の故障が発生した場合、変速機５００のクラッチＣ１が解放状態であるか否かを判定し、クラッチＣ１が解放状態である場合はクラッチＣ１を係合状態にし、クラッチＣ１が係合状態になった後に第１ＭＧ２００の動力を用いてエンジン１００のクランキングを行なう。そのため、変速機５００のクラッチＣ１が解放された状態のままエンジン１００をクランキングすることが抑制される。その結果、ＥＶ走行中の第２ＭＧ４００の故障が発生した場合に、エンジン１００をより確実に始動してＧＤ走行による退避走行を行なうことができる。

【0059】

［変形例］
上述の実施の形態においては、ＥＶ走行中に第２ＭＧ４００の故障が発生した場合において、クラッチＣ１の解放中であるときはリングギヤ（Ｒ）３２０のイナーシャが小さいことに鑑み、クラッチＣ１を係合した後にエンジン１００を始動させた。

【0060】

しかしながら、変速機５００の変速中においてもクラッチＣ１が一時的に解放状態あるいは半係合状態となり、リングギヤ（Ｒ）３２０のイナーシャが一時的に小さくなることが考えられる。この点に鑑み、本変形例では、変速機５００の変速中や変速直前であるときには、変速が完了してクラッチＣ１が完全に係合した後にエンジン１００を始動させる。

【0061】

図８は、本変形例によるＥＣＵ３０の処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、図８に示したステップのうち、上述の図７に示したステップと同じ番号を付しているステップについては、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。

【0062】

クラッチＣ１が係合中である場合（Ｓ１１にてＮＯ）、あるいはクラッチＣ１の係合が完了した場合（Ｓ１４にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３０は、Ｓ２０にて、変速機５００の変速直前または変速中であるか否かを判定する。変速機５００の変速直前でも変速中でもない場合（Ｓ２０にてＮＯ）、ＥＣＵ３０は、処理をＳ１５に移し、エンジン１００の始動制御を行なう。

【0063】

変速機５００の変速直前または変速中である場合（Ｓ２０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３０は、Ｓ２１にて、その変速が完了したか否かを判定する。変速が完了していない場合（Ｓ２１にてＮＯ）、ＥＣＵ３０は、処理をＳ２１に戻し、変速が完了するまで待つ。

【0064】

変速が完了した場合（Ｓ２１にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３０は、処理をＳ１５に移し、エンジン１００の始動制御を行なう。

【0065】

以上のように、本変形例によるＥＣＵ３０は、ＥＶ走行中に第２ＭＧ４００の故障が発生した場合において、変速機５００の変速中や変速直前であるときには、変速が完了してクラッチＣ１が完全に係合した後にエンジン１００を始動させてＧＤ走行による退避走行を行なう。そのため、変速機５００の変速中にクラッチＣ１が一時的に解放状態あるいは半係合状態となりリングギヤ（Ｒ）３２０のイナーシャが一時的に小さくなった状態でエンジン１００をクランキングすることが抑制される。そのため、ＥＶ走行中の第２ＭＧ４００の故障が発生した場合に、エンジン１００をより確実に始動してＧＤ走行による退避走行を行なうことができる。

【0066】

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。

【符号の説明】

【0067】

１ 車両、１０ エンジン回転速度センサ、１５ 車速センサ、２１，２２ レゾルバ、３０ ＥＣＵ、３１ アクセルポジションセンサ、３２ シフトポジションセンサ、３３ シフトレバー、８２ 駆動輪、１００ エンジン、２００ 第１ＭＧ、３００ 遊星歯車機構、４００ 第２ＭＧ、５００ 変速機、５１０ 回転軸、５２０ 出力軸、６００ ＰＣＵ、７００ バッテリ、７１０ ＳＭＲ、Ｃ１ クラッチ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】