JP2002012046A - ハイブリッド型車両 - Google Patents

ハイブリッド型車両

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Abstract

(57)【要約】 【課題】ワンウェイクラッチに故障が発生したかどうか
を判断することができるようにする。 【解決手段】エンジン11と、発電機モータ16と、駆
動輪41に連結された出力軸と、少なくとも3個の歯車
要素を備え、各歯車要素と前記エンジン11、発電機モ
ータ16及び出力軸とがそれぞれ連結された差動歯車装
置と、前記エンジン11が正方向に回転するとフリーに
なり、前記エンジン11が逆方向に回転しようとすると
ロックするワンウェイクラッチと、エンジン回転速度が
負の値を採る場合、前記ワンウェイクラッチに故障が発
生したと判断する故障発生判断処理手段91とを有す
る。エンジン回転速度が負の値を採る場合、ワンウェイ
クラッチに故障が発生したと判断されるので、ワンウェ
イクラッチの損傷を拡大させないようにすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド型車
両に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば、エンジン、駆動モータ、
発電機モータ及び差動歯車装置としてのプラネタリギヤ
ユニットを備え、プラネタリギヤユニットの三つの歯車
要素とエンジン、発電機モータ及び出力軸とをそれぞれ
連結するとともに、駆動モータと前記出力軸とを連結
し、エンジンからの出力の一部を発電機モータに、残り
を出力軸に伝達するようにしたハイブリッド型車両が提
供されている。
【0003】そして、エンジンを停止させた状態でハイ
ブリッド型車両を走行させる場合、主として駆動モータ
を駆動し、該駆動モータによって発生させられた駆動力
が、ハイブリッド型車両を走行させるのに必要な駆動
力、すなわち、必要駆動力に対して不足する分を、発電
機モータを駆動し、該発電機モータによって発生させら
れたモータトルクを前記プラネタリギヤユニットを介し
て出力軸に伝達することによって、補うようにしている
(特開平8−295140号公報参照)。
【0004】この場合、駆動モータ及び発電機モータの
駆動に伴って、エンジンが逆方向に回転させられるのを
防止するために、エンジンの回転が伝達される出力軸と
ケーシングとの間にワンウェイクラッチが配設される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のハイブリッド型車両においては、例えば、ハイブリ
ッド型車両を発進させるたびに発電機モータによって駆
動力が補われ、ワンウェイクラッチが前記発電機モータ
の駆動に伴う反力を受けることになり、ワンウェイクラ
ッチに繰り返し負荷が加わるので、ワンウェイクラッチ
が損傷し、逆転、固着等の故障が発生することがある
が、ワンウェイクラッチに故障が発生したかどうかを判
断することができない。その結果、ワンウェイクラッチ
の損傷を拡大させてしまう。
【0006】そして、例えば、ワンウェイクラッチが逆
転した場合には、エンジンが逆回転することになり、エ
ンジンが逆回転すると、エンジンの機能に影響を及ぼす
ことがある。また、ワンウェイクラッチが固着した場合
には、駆動モータ及び発電機モータの制御を行うことに
よってエンジンのモータリング(点火可能になるまでエ
ンジンの回転速度を高くすること)を行うことができな
くなるだけでなく、バッテリから発電機モータに電流が
供給され続けてしまうので、バッテリ上りが発生する可
能性がある。
【0007】さらに、エンジンを正常に始動させること
ができないので、発電機モータによってバッテリを充電
することもできなくなってしまう。
【0008】本発明は、前記従来のハイブリッド型車両
の問題点を解決して、ワンウェイクラッチに故障が発生
したかどうかを判断することができるハイブリッド型車
両を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明のハ
イブリッド型車両においては、エンジンと、発電機モー
タと、駆動輪に連結された出力軸と、少なくとも3個の
歯車要素を備え、各歯車要素と前記エンジン、発電機モ
ータ及び出力軸とがそれぞれ連結された差動歯車装置
と、前記エンジンが正方向に回転するとフリーになり、
前記エンジンが逆方向に回転しようとするとロックする
ワンウェイクラッチと、エンジン回転速度が負の値を採
る場合、前記ワンウェイクラッチに故障が発生したと判
断する故障発生判断処理手段とを有する。
【0010】本発明の他のハイブリッド型車両において
は、エンジンと、発電機モータと、駆動輪に連結された
出力軸と、少なくとも3個の歯車要素を備え、各歯車要
素と前記エンジン、発電機モータ及び出力軸とがそれぞ
れ連結された差動歯車装置と、前記エンジンが正方向に
回転するとフリーになり、前記エンジンが逆方向に回転
しようとするとロックするワンウェイクラッチと、前記
発電機モータによってエンジン回転速度が低くなる方向
にモータトルクが発生させられているときに、エンジン
回転速度が負の値を採る場合、前記ワンウェイクラッチ
に故障が発生したと判断する故障発生判断処理手段とを
有する。
【0011】本発明の更に他のハイブリッド型車両にお
いては、さらに、ワンウェイクラッチに故障が発生した
と判断された場合に、前記発電機モータによってエンジ
ン回転速度が低くなる方向にモータトルクを発生させる
のを停止するエラー処理手段を有する。
【0012】本発明の更に他のハイブリッド型車両にお
いては、エンジンと、発電機モータと、駆動輪に連結さ
れた出力軸と、少なくとも3個の歯車要素を備え、各歯
車要素と前記エンジン、発電機モータ及び出力軸とがそ
れぞれ連結された差動歯車装置と、前記エンジンが正方
向に回転するとフリーになり、前記エンジンが逆方向に
回転しようとするとロックするワンウェイクラッチと、
前記発電機モータによってエンジン回転速度が高くなる
方向にモータトルクが発生させられているときに、発電
機モータによって発生させられるモータトルクがモータ
トルク閾(しきい)値より大きく、かつ、エンジン回転
速度がエンジン回転速度閾値より低い値を採る場合、前
記ワンウェイクラッチに故障が発生したと判断する故障
発生判断処理手段とを有する。
【0013】本発明の更に他のハイブリッド型車両にお
いては、さらに、ワンウェイクラッチに故障が発生した
と判断された場合に、前記エンジンの始動を行うのを停
止するエラー処理手段を有する。
【0014】本発明の更に他のハイブリッド型車両にお
いては、さらに、前記発電機モータによって得られた電
力を受けて駆動される駆動モータと、ワンウェイクラッ
チに故障が発生したと判断された場合に、前記駆動モー
タによって発生させられるモータトルクを制限するエラ
ー処理手段とを有する。
【0015】本発明の更に他のハイブリッド型車両にお
いては、さらに、前記故障発生判断処理手段は、エンジ
ン回転速度が所定時間継続して前記値を採る場合に、ワ
ンウェイクラッチに故障が発生したと判断する。
【0016】
【発明の実施の形態】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。
【0017】図2は本発明の第1の実施の形態における
ハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。
【0018】図において、11はエンジン(E/G)で
あり、該エンジン11は、ラジエータ等の図示されない
冷却装置に接続され、前記エンジン11において発生さ
せられた熱を冷却装置によって放出することにより冷却
される。また、12は前記エンジン11の回転が出力さ
れる出力軸、13は該出力軸12を介して入力された回
転に対して変速を行う差動歯車装置としてのプラネタリ
ギヤユニット、14は該プラネタリギヤユニット13に
おける変速後の回転が出力される出力軸、15は該出力
軸14に固定された第1カウンタドライブギヤ、16は
伝達軸17を介して前記プラネタリギヤユニット13と
連結された発電機モータ(G)である。
【0019】前記出力軸12とケーシング19との間に
は、ワンウェイクラッチFが配設される。該ワンウェイ
クラッチFは、エンジン11が正方向に回転するとフリ
ーになり、出力軸12がエンジン11を逆方向に回転さ
せようとするときにロックする。
【0020】前記出力軸14はスリーブ形状を有し、前
記出力軸12を包囲して配設される。また、前記第1カ
ウンタドライブギヤ15はプラネタリギヤユニット13
よりエンジン11側に配設される。
【0021】前記プラネタリギヤユニット13は、第1
の歯車要素としてのサンギヤS、該サンギヤSと噛
(し)合するピニオンP、該ピニオンPと噛合する第2
の歯車要素としてのリングギヤR、及び前記ピニオンP
を回転自在に支持する第3の歯車要素としてのキャリヤ
CRから成る。
【0022】また、前記サンギヤSは前記伝達軸17を
介して発電機モータ16と、リングギヤRは前記出力軸
14を介して第1カウンタドライブギヤ15と、キャリ
ヤCRは出力軸12を介してエンジン11と連結され
る。なお、出力軸14は第1カウンタドライブギヤ1
5、後述されるカウンタドリブンギヤ32、カウンタシ
ャフト31、デフリングギヤ35及びディファレンシャ
ル装置36を介して図示されない駆動輪に連結される。
【0023】前記発電機モータ16は、前記伝達軸17
に固定され、回転自在に配設されたロータ21、該ロー
タ21の周囲に配設されたステータ22、及び該ステー
タ22に巻装されたコイル23から成る。前記発電機モ
ータ16は、伝達軸17を介して伝達される回転によっ
て電力を発生させる。前記コイル23は図示されないバ
ッテリに接続され、該バッテリに電流を供給することに
よってバッテリを充電することができる。前記ロータ2
1には、ケーシング19に連結された図示されないブレ
ーキが配設され、該ブレーキを係合させることによって
ロータ21を停止させることができるようになってい
る。
【0024】また、25は駆動モータ(M)、26は該
駆動モータ25の回転が出力される出力軸、27は該出
力軸26に固定された第2カウンタドライブギヤであ
る。前記駆動モータ25は、前記出力軸26に固定さ
れ、回転自在に配設されたロータ37、該ロータ37の
周囲に配設されたステータ38、及び該ステータ38に
巻装されたコイル39から成る。
【0025】前記駆動モータ25は、コイル39に供給
される電流によってトルクを発生させる。そのために、
前記コイル39は前記バッテリに接続され、該バッテリ
から電流が供給されるようになっている。また、ハイブ
リッド型車両の減速状態において、前記駆動モータ25
は前記駆動輪から回転を受けて回生電流を発生させ、該
回生電流をバッテリに供給して充電する。
【0026】前記駆動輪をエンジン11の回転と同じ方
向に回転させるためにカウンタシャフト31が配設さ
れ、該カウンタシャフト31にカウンタドリブンギヤ3
2が固定される。該カウンタドリブンギヤ32は前記第
1カウンタドライブギヤ15及び第2カウンタドライブ
ギヤ27と噛合させられ、前記第1カウンタドライブギ
ヤ15の回転及び第2カウンタドライブギヤ27の回転
が反転されてカウンタドリブンギヤ32に伝達されるよ
うになっている。
【0027】さらに、前記カウンタシャフト31には、
前記カウンタドリブンギヤ32より歯数が少ないデフピ
ニオンギヤ33が固定される。そして、デフリングギヤ
35が配設され、該デフリングギヤ35と前記デフピニ
オンギヤ33とが噛合させられる。また、前記デフリン
グギヤ35にディファレンシャル装置36が固定され、
前記デフリングギヤ35に伝達された回転がディファレ
ンシャル装置36によって分配され、前記駆動輪に伝達
される。
【0028】次に、前記構成の駆動装置の動作について
説明する。
【0029】図3は本発明の第1の実施の形態における
プラネタリギヤユニットの概念図、図4は本発明の第1
の実施の形態における通常走行時のトルク線図である。
【0030】本実施の形態においては、プラネタリギヤ
ユニット13(図2)のリングギヤRの歯数をサンギヤ
Sの歯数の2倍にしてある。したがって、出力軸14に
出力されたトルク、すなわち、出力トルクをTOUTと
し、エンジン11のトルク、すなわち、エンジントルク
をTEとし、発電機モータ16のトルク、すなわち、モ
ータトルクをTGとしたとき、TE:TOUT:TG=
3:2:1になり、互いに反力を受け合う。
【0031】また、ワンウェイクラッチFは、出力軸1
2がエンジン11を逆方向に回転させようとするのを阻
止する。したがって、エンジン11が停止させられ、エ
ンジントルクTEが発生させられない場合、発電機モー
タトルクTGの反力は、ワンウェイクラッチFのトル
ク、すなわち、ワンウェイクラッチトルクTFによって
受けられる。
【0032】次に、駆動力について説明する。
【0033】図5は本発明の第1の実施の形態における
車速と駆動力との関係図である。なお、図において、横
軸に車速Vを、縦軸に駆動力Qを採ってある。
【0034】プラネタリギヤユニット13(図2)と駆
動輪との間のギヤ比をrとし、前記駆動輪の半径をRと
したとき、ハイブリッド型車両の駆動力Qは、Q=TO
UT・r/Rで表すことができる。
【0035】そして、ハイブリッド型車両を車速Vで走
行させる場合の必要駆動力をQ1とし、駆動モータ25
の駆動力をQMとし、発電機モータ16の駆動力をQG
とし、エンジン11の駆動力をQEとすると、前記駆動
力QMは必要駆動力Q1より小さく、前記駆動力QMだ
けではハイブリッド型車両を走行させることができな
い。
【0036】そこで、駆動モータ25を駆動しただけで
は不足する駆動力を、エンジン11又は発電機モータ1
6を駆動することによって補う必要があるが、一般に、
発電機モータ16の駆動力QGは、車速Vが低いほど大
きい。例えば、車速Vが30〔km/h〕より低い場
合、駆動力QGはエンジン11の駆動力QEより大きく
なる。
【0037】したがって、本実施の形態においては、車
速Vが30〔km/h〕より低い場合、エンジン11を
停止させ、発電機モータ16を駆動し、駆動力QGによ
って、駆動モータ25を駆動しただけでは不足する駆動
力を補い、車速Vが30〔km/h〕以上である場合に
は、エンジン11を駆動し、駆動力QEによって、駆動
モータ25を駆動しただけでは不足する駆動力を補う。
【0038】このようにして、車速Vが低い領域におい
て駆動モータ25の駆動力QMを小さくすることができ
る。したがって、駆動モータ25のトルク定数をその分
小さくすることができるので、駆動モータ25を小型化
することができる。
【0039】また、エンジン11を停止させた状態でハ
イブリッド型車両を走行させる場合、駆動モータ25に
加わる負荷が小さいと、駆動モータ25の効率が低くな
る。そこで、駆動モータ25に加わる負荷が小さい領
域、例えば、車速Vが30〔km/h〕より低い領域に
おいては発電機モータ16の駆動力QGによって、駆動
モータ25に加わる負荷が大きい領域においては駆動モ
ータ25の駆動力QMによってハイブリッド型車両を走
行させるようにしている。
【0040】図1は本発明の第1の実施の形態における
ハイブリッド型車両の制御ブロック図である。
【0041】図において、11はエンジン、16は発電
機モータ、25は駆動モータである。また、41は駆動
輪、43はバッテリ、44は該バッテリ43の充電許容
量を検出する充電許容量検出装置、52はアクセルペダ
ルである。前記充電許容量は、バッテリ電圧、バッテリ
残量、バッテリ温度等によって検出される。
【0042】そして、46は前記エンジン11の制御を
行って駆動状態又は非駆動状態に置くエンジン制御装
置、47は前記発電機モータ16の制御を行う発電機モ
ータ制御装置、49は前記駆動モータ25の制御を行う
モータ制御装置である。なお、エンジン11は、図示さ
れないイグニッションスイッチをオフにしたり、スロッ
トル開度を零(0)にしたりすることによって非駆動状
態に置くことができる。
【0043】また、51はハイブリッド型車両の全体の
制御を行う制御装置としてのCPUであり、該CPU5
1は、前記エンジン制御装置46、発電機モータ制御装
置47及びモータ制御装置49の制御を行う。そして、
55は発電機モータ16の回転速度、すなわち、発電機
モータ回転速度NGを検出する発電機モータ回転速度検
出手段としての発電機モータ回転速度レゾルバ、56は
駆動モータ25の回転速度、すなわち、駆動モータ回転
速度NMを検出する駆動モータ回転速度検出手段として
の駆動モータ回転速度レゾルバである。
【0044】次に、前記構成のハイブリッド型車両の動
作について説明する。
【0045】CPU51は、図示されない負荷検出手段
としてのアクセルセンサによって検出されたアクセルペ
ダル52の踏込量(以下「アクセル開度」という。)
α、及び図示されない車速検出手段によって検出された
車速Vを読み込む。次に、前記CPU51の図示されな
いエンジン駆動条件判断処理手段は、第1、第2のエン
ジン駆動条件が成立するかどうかを判断し、第1、第2
のエンジン駆動条件が成立する場合には、エンジン11
を駆動し、第1、第2のエンジン駆動条件が成立しない
場合には、エンジン11を停止させる。
【0046】この場合、第1のエンジン駆動条件は、必
要駆動力Q1(図5)が小さいかどうか、すなわち、ア
クセル開度αが80〔%〕以下であるかどうかであり、
アクセル開度αが80〔%〕以下である場合に第1のエ
ンジン駆動条件は成立し、アクセル開度αが80〔%〕
より大きい場合に第1のエンジン駆動条件は成立しな
い。また、第2のエンジン駆動条件は、車速Vが設定
値、例えば、30〔km/h〕以上であるかどうかであ
り、車速Vが30〔km/h〕以上である場合に第2の
エンジン駆動条件は成立し、車速Vが30〔km/h〕
より低い場合に第2のエンジン駆動条件は成立しない。
【0047】ところで、ハイブリッド型車両を発進させ
る際の必要駆動力Q1は極めて大きく、アクセル開度α
が80〔%〕より大きい。また、車速は30〔km/
h〕より低い。したがって、第1、第2のエンジン駆動
条件は成立せず、エンジン11は停止させられたままで
ある。
【0048】そして、CPU51の図示されない発電機
モータ駆動処理手段は、発電機モータ駆動処理を行い、
駆動モータ25の目標となるトルク、すなわち、目標モ
ータトルクTM* 、及び発電機モータ16の目標となる
モータトルク、すなわち、目標モータトルクTG* を最
大にし、目標モータトルクTM* をモータ制御装置49
に、目標モータトルクTG* を発電機モータ制御装置4
7に送る。前記モータ制御装置49は目標モータトルク
TM* に基づいて駆動モータ25の制御を行い、発電機
モータ制御装置47は目標モータトルクTG* に基づい
て発電機モータ16の制御を行う。この場合、発電機モ
ータ16の駆動力QGによって、駆動モータ25を駆動
しただけでは不足する駆動力が補われる。
【0049】続いて、前記第1、第2のエンジン駆動条
件が成立すると、CPU51の図示されないエンジン駆
動処理手段は、エンジン駆動信号をエンジン制御装置4
6に送る。該エンジン制御装置46は、前記エンジン駆
動信号を受けると、エンジン11の制御を行い、エンジ
ン11を始動する。
【0050】この場合、エンジン11の駆動力QEによ
って、駆動モータ25を駆動しただけでは不足する駆動
力が補われる。
【0051】ところで、前記構成のハイブリッド型車両
においては、前述されたように、車速Vが低い領域、特
に、極めて大きな必要駆動力Q1が要求されるハイブリ
ッド型車両を発進させるたびに、発電機モータ16の駆
動力QGによって、駆動モータ25を駆動しただけでは
不足する駆動力が補われ、ワンウェイクラッチFが前記
発電機モータ16の駆動に伴う反力を受けることにな
り、ワンウェイクラッチF(図2)に繰り返し負荷が加
わるので、ワンウェイクラッチFが損傷し、逆転、固着
等の故障が発生することがあるが、ワンウェイクラッチ
Fに故障が発生したかどうかを判断することができない
と、ワンウェイクラッチFの損傷を拡大させてしまう。
【0052】そこで、前記CPU51によってワンウェ
イクラッチFに故障が発生したかどうかを判断するよう
にしている。
【0053】図6は本発明の第1の実施の形態における
CPUの動作を示すフローチャートである。
【0054】CPU51(図1)の故障発生判断処理手
段91は、目標モータトルクTG*を読み込み、発電機
モータ16が駆動状態にあるかどうかを判断する。この
場合、発電機モータ16が駆動状態にあるかどうかは、
目標モータトルクTG* に基づいて、エンジン11の回
転速度、すなわち、エンジン回転速度NEが低くなる方
向に、発電機モータ16によってモータトルクTGが発
生させられているかどうかによって判断される。
【0055】続いて、発電機モータ16が駆動状態にあ
る場合、前記CPU51は、駆動モータ回転速度レゾル
バ56によって検出された駆動モータ回転速度NMを読
み込むとともに、発電機モータ回転速度レゾルバ55に
よって検出された発電機モータ回転速度NGを読み込
む。そして、前記CPU51の図示されないエンジン回
転速度算出処理手段は、エンジン回転速度算出処理を行
い、前記駆動モータ回転速度NM及び発電機モータ回転
速度NGに基づいてエンジン回転速度NEを算出する。
【0056】続いて、前記故障発生判断処理手段91の
故障発生条件成立判断処理手段92は、故障発生条件が
成立したかどうかを判断する。この場合、故障発生条件
は、エンジン回転速度NEが負の値を採り、かつ、エン
ジン回転速度閾値NETH1 (例えば、−100〔rp
m〕)より低い(低い値を採る)場合に成立し、前記エ
ンジン回転速度NEが前記エンジン回転速度閾値NE
TH1 以上である場合に成立しない。
【0057】そして、前記故障発生判断処理手段91
は、エンジン回転速度NEが所定時間継続して前記値を
採る場合、すなわち、前記故障発生条件が成立した時間
CNTが、閾値CNTTH1 (例えば、100〔ms〕)
より長い場合、ワンウェイクラッチFが逆転しており、
ワンウェイクラッチFに逆転の故障が発生したと判断
し、前記故障発生条件が成立しない場合、又は前記故障
発生条件が成立した時間CNTが閾値CNTTH1 以下で
ある場合、ワンウェイクラッチFに逆転の故障が発生し
ていないと判断する。
【0058】続いて、ワンウェイクラッチFに逆転の故
障が発生した場合、前記CPU51のエラー処理手段9
3は、エラー処理を行い、例えば、発電機モータ16の
制御を行い、発電機モータ16によってエンジン回転速
度NEが低くなる方向にモータトルクTGを発生させる
のを停止したり、エンジン11が正方向に回転するよう
にエンジン11の制御を行ったりする。また、ワンウェ
イクラッチFに逆転の故障が発生していない場合、CP
U51の図示されない正常処理手段は正常処理を行う。
【0059】このように、ワンウェイクラッチFに逆転
の故障が発生した場合、エラー処理を行い、発電機モー
タ16によってエンジン回転速度NEが低くなる方向に
モータトルクTGを発生させるのを停止したり、エンジ
ン11が正方向に回転するようにエンジン11の制御を
行ったりすることによって、ワンウェイクラッチFの損
傷を拡大させないようにすることができる。
【0060】また、前記故障発生条件が成立した時間C
NTが閾値CNTTH1 以下である場合に、ワンウェイク
ラッチFに逆転の故障が発生していないと判断されるの
で、検出誤差等による誤判断が行われるのを防止するこ
とができる。
【0061】なお、本実施の形態において、前記故障発
生条件は、エンジン回転速度NEが負の値を採り、か
つ、エンジン回転速度閾値NETH1 より低い場合に成立
するが、前記故障発生条件を、エンジン回転速度NEが
負の値を採る場合に成立するように設定することもでき
る。また、本実施の形態において、故障発生条件成立判
断処理手段92は、前記故障発生条件が成立した時間C
NTが閾値CNTTH1 より長い場合にワンウェイクラッ
チFに逆転の故障が発生したと判断するようになってい
るが、故障発生条件が成立した場合にワンウェイクラッ
チFに逆転の故障が発生したと判断するようにすること
もできる。
【0062】次に、フローチャートについて説明する。 ステップS1 発電機モータ16が駆動状態にあるかど
うかを判断する。発電機モータ16が駆動状態にある場
合はステップS4に、駆動状態にない場合はステップS
2に進む。 ステップS2 故障発生条件が成立した時間CNTに0
をセットする。 ステップS3 正常処理を行い、処理を終了する。 ステップS4 駆動モータ回転速度NMを読み込む。 ステップS5 発電機モータ回転速度NGを読み込む。 ステップS6 エンジン回転速度NEを算出する。 ステップS7 エンジン回転速度NEがエンジン回転速
度閾値NETH1 より低いかどうかを判断する。エンジン
回転速度NEがエンジン回転速度閾値NETH1 より低い
場合はステップS8に、エンジン回転速度NEがエンジ
ン回転速度閾値NETH1 以上である場合はステップS2
に進む。 ステップS8 故障発生条件が成立した時間CNTをイ
ンクリメントする。 ステップS9 故障発生条件が成立した時間CNTが閾
値CNTTH1 より長いかどうかを判断する。故障発生条
件が成立した時間CNTが閾値CNTTH1 より長い場合
はステップS10に、故障発生条件が成立した時間CN
Tが閾値CNTTH 1 以下である場合はステップS3に進
む。 ステップS10 エラー処理を行い、処理を終了する。
【0063】次に、本発明の第2の実施の形態について
説明する。
【0064】図7は本発明の第2の実施の形態における
CPUの動作を示すフローチャートである。
【0065】この場合、エンジン回転速度検出手段とし
ての図示されないエンジン回転速度センサが配設され
る。該エンジン回転速度センサとしては、エンジン回転
速度NEを検出することができ、しかも、エンジン11
(図1)が正方向に回転しているか、逆方向に回転して
いるか、すなわち、エンジン回転速度NEが正の値を採
るか、負の値を採るかを判定することができるものが使
用される。なお、エンジン制御装置46によってエンジ
ン回転速度NEを検出することができる場合には、エン
ジン回転速度センサを使用する必要はない。
【0066】まず、CPU51の故障発生判断処理手段
91は、目標モータトルクTG* を読み込み、発電機モ
ータ16が駆動状態にあるかどうかを判断する。そし
て、発電機モータ16が駆動状態にある場合、前記故障
発生判断処理手段91は、前記エンジン回転速度センサ
によって検出されたエンジン回転速度NEを読み込む。
続いて、前記故障発生判断処理手段91の故障発生条件
成立判断処理手段92は、故障発生条件が成立したかど
うかを判断する。この場合、故障発生条件は、エンジン
回転速度NEが負の値を採り、かつ、エンジン回転速度
閾値NETH1 (例えば、−100〔rpm〕)より低い
(低い値を採る)場合に成立し、前記エンジン回転速度
NEが前記エンジン回転速度閾値NETH1 以上である場
合に成立しない。
【0067】そして、前記故障発生判断処理手段91
は、エンジン回転速度NEが所定時間継続して前記値を
採る場合、すなわち、前記故障発生条件が成立した時間
CNTが、閾値CNTTH1 (例えば、100〔ms〕)
より長い場合、ワンウェイクラッチFが逆転しており、
ワンウェイクラッチFに逆転の故障が発生したと判断
し、前記故障発生条件が成立しない場合、又は前記故障
発生条件が成立した時間CNTが閾値CNTTH1 以下で
ある場合、ワンウェイクラッチFに逆転の故障が発生し
ていないと判断する。
【0068】続いて、ワンウェイクラッチFに逆転の故
障が発生した場合、前記CPU51のエラー処理手段9
3は、エラー処理を行い、例えば、発電機モータ16の
制御を行い、発電機モータ16によってエンジン回転速
度NEが低くなる方向にモータトルクTGを発生させる
のを停止したり、エンジン11が正方向に回転するよう
にエンジン11の制御を行ったりする。また、ワンウェ
イクラッチFに逆転の故障が発生していない場合、CP
U51の正常処理手段は正常処理を行う。
【0069】次に、フローチャートについて説明する。 ステップS11 発電機モータ16が駆動状態にあるか
どうかを判断する。発電機モータ16が駆動状態にある
場合はステップS14に、駆動状態にない場合はステッ
プS12に進む。 ステップS12 故障発生条件が成立した時間CNTに
0をセットする。 ステップS13 正常処理を行い、処理を終了する。 ステップS14 エンジン回転速度NEを読み込む。 ステップS15 エンジン回転速度NEがエンジン回転
速度閾値NETH1 より低いかどうかを判断する。エンジ
ン回転速度NEがエンジン回転速度閾値NETH1より低
い場合はステップS16に、エンジン回転速度NEがエ
ンジン回転速度閾値NETH1 以上である場合はステップ
S12に進む。 ステップS16 故障発生条件が成立した時間CNTを
インクリメントする。 ステップS17 故障発生条件が成立した時間CNTが
閾値CNTTH1 より長いかどうかを判断する。故障発生
条件が成立した時間CNTが閾値CNTTH1 より長い場
合はステップS18に、故障発生条件が成立した時間C
NTが閾値CNT TH1 以下である場合はステップS13
に進む。 ステップS18 エラー処理を行い、処理を終了する。
【0070】次に、本発明の第3の実施の形態について
説明する。
【0071】図8は本発明の第3の実施の形態における
CPUの動作を示すフローチャートである。
【0072】まず、CPU51(図1)の故障発生判断
処理手段91は、エンジン11が始動中、すなわち、モ
ータリング中であるかどうかを判断する。エンジン11
を始動するに当たり、発電機モータ16を駆動してエン
ジン回転速度NEが高くなる方向にモータトルクTGを
発生させる必要がある。そこで、エンジン11がモータ
リング中であるかどうかは、エンジン回転速度NEが高
く(例えば、1000〔rpm〕に)なる方向にモータ
トルクTGが発生させられるように目標発電機モータ回
転速度NG* が発生させられているかどうかによって判
断する。
【0073】そして、エンジン11がモータリング中で
ある場合、前記故障発生判断処理手段91は、発電機モ
ータ回転速度レゾルバ55によって検出された発電機モ
ータ回転速度NGを読み込み、CPU51の図示されな
いモータトルク算出処理手段は、前記発電機モータ回転
速度NGに基づいてモータトルクTGを算出する。ま
た、前記故障発生判断処理手段91は、エンジン回転速
度検出手段としての図示されないエンジン回転速度セン
サによって検出されたエンジン回転速度NEを読み込
む。なお、この場合、エンジン回転速度センサとして、
エンジン回転速度NEが正の値を採るか、負の値を採る
かを判定することができるものを使用する必要はない。
【0074】続いて、前記故障発生判断処理手段91の
故障発生条件成立判断処理手段92は、故障発生条件が
成立したかどうかを判断する。この場合、故障発生条件
は第1、第2の条件から成る。そして、前記第1の条件
は、算出されたモータトルクTGが停止させられている
エンジン11を回転させるのに十分である場合、すなわ
ち、停止させられているエンジン11を回転させるのに
必要なエンジン始動トルクをτとし、プラネタリギヤユ
ニット13(図2)におけるエンジン11と発電機モー
タ16との間のギヤ比をkとしたとき、モータトルクT
Gがモータトルク閾値−kτTHより大きい場合に成立
し、モータトルクTGがモータトルク閾値−kτTH以下
である場合に成立しない。また、第2の条件は、エンジ
ン回転速度NEがエンジン回転速度閾値NETH2 (例え
ば、100〔rpm〕)より低い場合に成立し、前記エ
ンジン回転速度NEが前記エンジン回転速度閾値NE
TH2 以上である場合に成立しない。
【0075】そして、前記故障発生判断処理手段91
は、モータトルクTGが所定時間継続してモータトルク
閾値−kτTHより大きい値を採り、かつ、エンジン回転
速度NEが所定時間継続してエンジン回転速度閾値NE
TH2 より低い(低い値を採る)場合、すなわち、故障発
生条件が成立した時間CNTが閾値CNTTH2 (例え
ば、500〔ms〕)より長い場合、ワンウェイクラッ
チFが固着しており、ワンウェイクラッチFに固着の故
障が発生したと判断し、故障発生条件が成立した時間C
NTが閾値CNTTH2 以下である場合、ワンウェイクラ
ッチFに固着の故障が発生していないと判断する。
【0076】続いて、ワンウェイクラッチFに固着の故
障が発生している場合、前記CPU51のエラー処理手
段93は、エラー処理を行い、エンジン11を始動する
ことができないにもかかわらず、発電機モータ16を駆
動し続けることがないように、エンジン11の始動を行
うのを停止したり、駆動モータ25によって発生させら
れるモータトルクTMを制限したりする。
【0077】そして、駆動モータ25によって発生させ
られるモータトルクTMを制限することによって、駆動
モータ25だけを駆動してハイブリッド型車両を安全な
場所に移動させたり、最寄りの修理工場に移動させたり
することができる。
【0078】このように、ワンウェイクラッチFに固着
の故障が発生している場合、エンジン11の始動を行う
のを停止したり、モータトルクTMを制限したりするこ
とによって、バッテリ上りが発生するのを防止すること
ができる。
【0079】また、前記故障発生条件が成立した時間C
NTが閾値CNTTH2 以下である場合、ワンウェイクラ
ッチFに固着の故障が発生していないと判断され、CP
U51の図示されない正常処理手段は正常処理を行う。
したがって、検出誤差等による誤判断が行われるのを防
止することができる。
【0080】なお、本実施の形態において、故障発生条
件成立判断処理手段92は、前記故障発生条件が成立し
た時間CNTが閾値CNTTH2 より長い場合にワンウェ
イクラッチFに固着の故障が発生したと判断するように
なっているが、故障発生条件が成立した場合にワンウェ
イクラッチFに固着の故障が発生したと判断するように
することもできる。
【0081】次に、フローチャートについて説明する。 ステップS21 エンジン11がモータリング中である
かどうかを判断する。エンジン11がモータリング中で
ある場合はステップS24に、モータリング中でない場
合はステップS22に進む。 ステップS22 故障発生条件が成立した時間CNTに
0をセットする。 ステップS23 正常処理を行い、処理を終了する。 ステップS24 発電機モータ回転速度NGを読み込
む。 ステップS25 モータトルクTGを算出する。 ステップS26 エンジン回転速度NEを読み込む。 ステップS27 モータトルクTGがモータトルク閾値
−kτTHより大きいかどうかを判断する。モータトルク
TGがモータトルク閾値−kτTHより大きい場合はステ
ップS28に、モータトルクTGがモータトルク閾値−
kτTHG 以下である場合はステップS22に進む。 ステップS28 エンジン回転速度NEがエンジン回転
速度閾値NETH2 より低いかどうかを判断する。エンジ
ン回転速度NEがエンジン回転速度閾値NETH2より低
い場合はステップS29に、エンジン回転速度NEがエ
ンジン回転速度閾値NETH2 以上である場合はステップ
S22に進む。 ステップS29 故障発生条件が成立した時間CNTを
インクリメントする。 ステップS30 故障発生条件が成立した時間CNTが
閾値CNTTH2 より大きいかどうかを判断する。故障発
生条件が成立した時間CNTが閾値CNTTH2 より大き
い場合はステップS31に、故障発生条件が成立した時
間CNTが閾値CNTTH2 値以下である場合はステップ
S23に進む。 ステップS31 エラー処理を行い、処理を終了する。
【0082】次に、本発明の第4の実施の形態について
説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構造を有する
ものについては、同じ符号を付与することによってその
説明を省略する。
【0083】図9は本発明の第4の実施の形態における
ハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。
【0084】この場合、エンジン(E/G)11と出力
軸12との間にクラッチCが配設され、前記出力軸12
とケーシング19との間にワンウェイクラッチFが配設
される。また、前記クラッチCを係脱するために、CP
U51(図1)に図示されないクラッチ制御装置が接続
される。
【0085】したがって、電機装置としての発電機モー
タ(G)16の駆動力QGにより駆動モータ(M)25
を駆動しただけでは不足する駆動力を補う間、クラッチ
Cを解放させることができる。その結果、その間エンジ
ン11を駆動した状態を維持することができる。
【0086】次に、本発明の第5の実施の形態について
説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構造を有する
ものについては、同じ符号を付与することによってその
説明を省略する。
【0087】図10は本発明の第5の実施の形態におけ
るハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。
【0088】図において、11はエンジン(E/G)、
12は出力軸であり、該出力軸12に電機装置としての
発電機モータ66が連結される。また、前記出力軸12
とケーシング19との間に、ワンウェイクラッチFが配
設される。
【0089】前記発電機モータ66は、回転自在に配設
されたロータ71、該ロータ71の周囲において回転自
在に配設されたステータ72、及び前記ロータ71に巻
装されたコイル73から成る。前記発電機モータ66
は、出力軸12を介して伝達される回転によって電力を
発生させる。前記コイル73はバッテリ43(図1)に
接続され、該バッテリ43に電流を供給して充電する。
【0090】また、25は駆動モータ(M)、94は該
駆動モータ25の回転が出力され、駆動輪41と連結さ
れた出力軸、75は該出力軸94に固定されたカウンタ
ドライブギヤである。前記駆動モータ25は、前記出力
軸94に固定され、回転自在に配設されたロータ37、
該ロータ37の周囲に配設されたステータ38、及び該
ステータ38に巻装されたコイル39から成る。
【0091】前記駆動モータ25は、コイル39に供給
される電流によってトルクを発生させる。そのために、
前記コイル39は前記バッテリ43に接続され、該バッ
テリ43から電流が供給されるようになっている。ま
た、ハイブリッド型車両の減速状態において、前記駆動
モータ25は駆動輪41から回転を受けて回生電流を発
生させ、該回生電流をバッテリ43に供給して充電す
る。
【0092】この場合、エンジン11を停止させ、発電
機モータ66の駆動力QGによって、駆動モータ25を
駆動しただけでは不足する駆動力を補うことができる。
【0093】前記第1〜第4の実施の形態においては、
差動歯車装置として、一つのプラネタリから成るプラネ
タリギヤユニット13が使用されているが、差動歯車装
置として、第1、第2のプラネタリから成るプラネタリ
ギヤユニットを使用することもできる。その場合、第1
のプラネタリは、第1のサンギヤ、該第1のサンギヤと
噛合する第1のピニオン、該第1のピニオンと噛合する
第1のリングギヤ、及び前記第1のピニオンを回転自在
に支持する第1のキャリヤから成り、前記第2のプラネ
タリは、第2のサンギヤ、該第2のサンギヤと噛合する
第2のピニオン、該第2のピニオンと噛合する第2のリ
ングギヤ、及び前記第2のピニオンを回転自在に支持す
る第2のキャリヤから成る。前記プラネタリギヤユニッ
ト内において、第1のキャリヤと第2のサンギヤとが連
結され、第1のリングギヤと第2のキャリヤとが連結さ
れる。また、エンジンといずれも第1の歯車要素を構成
する第2のサンギヤ及び第1のキャリヤとが、発電機モ
ータと第2の歯車要素を構成する第2のリングギヤと
が、駆動モータと第3の歯車要素を構成する第1のサン
ギヤとが、出力軸といずれも第4の歯車要素を構成する
第2のキャリヤ及び第1のリングギヤとが連結される。
【0094】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させ
ることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除す
るものではない。
【0095】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ハイブリッド型車両においては、エンジンと、発
電機モータと、駆動輪に連結された出力軸と、少なくと
も3個の歯車要素を備え、各歯車要素と前記エンジン、
発電機モータ及び出力軸とがそれぞれ連結された差動歯
車装置と、前記エンジンが正方向に回転するとフリーに
なり、前記エンジンが逆方向に回転しようとするとロッ
クするワンウェイクラッチと、エンジン回転速度が負の
値を採る場合、前記ワンウェイクラッチに故障が発生し
たと判断する故障発生判断処理手段とを有する。
【0096】この場合、エンジン回転速度が負の値を採
る場合、ワンウェイクラッチに故障が発生したと判断さ
れるので、エンジンが正方向に回転するようにエンジン
の制御を行うことによって、ワンウェイクラッチの損傷
を拡大させないようにすることができる。
【0097】本発明の他のハイブリッド型車両において
は、エンジンと、発電機モータと、駆動輪に連結された
出力軸と、少なくとも3個の歯車要素を備え、各歯車要
素と前記エンジン、発電機モータ及び出力軸とがそれぞ
れ連結された差動歯車装置と、前記エンジンが正方向に
回転するとフリーになり、前記エンジンが逆方向に回転
しようとするとロックするワンウェイクラッチと、前記
発電機モータによってエンジン回転速度が低くなる方向
にモータトルクが発生させられているときに、エンジン
回転速度が負の値を採る場合、前記ワンウェイクラッチ
に故障が発生したと判断する故障発生判断処理手段とを
有する。
【0098】この場合、前記発電機モータによってエン
ジン回転速度が低くなる方向にモータトルクが発生させ
られているときに、エンジン回転速度が負の値を採る場
合、ワンウェイクラッチに故障が発生したと判断される
ので、発電機モータによってエンジン回転速度が低くな
る方向にモータトルクを発生させるのを停止したり、エ
ンジンが正方向に回転するようにエンジンの制御を行っ
たりすることにより、ワンウェイクラッチの損傷を拡大
させないようにすることができる。
【0099】本発明の更に他のハイブリッド型車両にお
いては、エンジンと、発電機モータと、駆動輪に連結さ
れた出力軸と、少なくとも3個の歯車要素を備え、各歯
車要素と前記エンジン、発電機モータ及び出力軸とがそ
れぞれ連結された差動歯車装置と、前記エンジンが正方
向に回転するとフリーになり、前記エンジンが逆方向に
回転しようとするとロックするワンウェイクラッチと、
前記発電機モータによってエンジン回転速度が高くなる
方向にモータトルクが発生させられているときに、発電
機モータによって発生させられるモータトルクがモータ
トルク閾値より大きく、かつ、エンジン回転速度がエン
ジン回転速度閾値より低い値を採る場合、前記ワンウェ
イクラッチに故障が発生したと判断する故障発生判断処
理手段とを有する。
【0100】この場合、前記発電機モータによってエン
ジン回転速度が高くなる方向にモータトルクが発生させ
られているときに、発電機モータによって発生させられ
るモータトルクがモータトルク閾値より大きく、かつ、
エンジン回転速度がエンジン回転速度閾値より低い値を
採る場合、ワンウェイクラッチに故障が発生したと判断
されるので、エンジンの始動を行うのを停止したり、駆
動モータによって発生させられるモータトルクを制限し
たりすることにより、バッテリ上りが発生するのを防止
することができる。
【0101】本発明の更に他のハイブリッド型車両にお
いては、さらに、前記発電機モータによって得られた電
力を受けて駆動される駆動モータと、ワンウェイクラッ
チに故障が発生したと判断された場合に、前記駆動モー
タによって発生させられるモータトルクを制限するエラ
ー処理手段とを有する。
【0102】この場合、駆動モータによって発生させら
れるモータトルクが制限されるので、駆動モータだけを
駆動してハイブリッド型車両を安全な場所に移動させた
り、最寄りの修理工場に移動させたりすることができ
る。
【0103】本発明の更に他のハイブリッド型車両にお
いては、さらに、前記故障発生判断処理手段は、エンジ
ン回転速度が所定時間継続して前記値を採る場合に、ワ
ンウェイクラッチに故障が発生したと判断する。
【0104】この場合、エンジン回転速度が所定時間継
続して前記値を採る場合に、ワンウェイクラッチに故障
が発生したと判断されるので、検出誤差等による誤判断
が行われるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態におけるハイブリッ
ド型車両の制御ブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態におけるハイブリッ
ド型車両の駆動装置の概念図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態におけるプラネタリ
ギヤユニットの概念図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態における通常走行時
のトルク線図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態における車速と駆動
力との関係図である。
【図6】本発明の第1の実施の形態におけるCPUの動
作を示すフローチャートである。
【図7】本発明の第2の実施の形態におけるCPUの動
作を示すフローチャートである。
【図8】本発明の第3の実施の形態におけるCPUの動
作を示すフローチャートである。
【図9】本発明の第4の実施の形態におけるハイブリッ
ド型車両の駆動装置の概念図である。
【図10】本発明の第5の実施の形態におけるハイブリ
ッド型車両の駆動装置の概念図である。
【符号の説明】
11 エンジン 13 プラネタリギヤユニット 14、94 出力軸 16、66 発電機モータ 25 駆動モータ 41 駆動輪 91 故障発生判断処理手段 93 エラー処理手段 CR キャリヤ F ワンウェイクラッチ R リングギヤ S サンギヤ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3D039 AA00 AA02 AA03 AB27 AC24 3J027 FB01 HA10 HB01 HH15 HK01 HK16 5H115 PG04 PI16 PO17 PU01 PU24 PU25 QE01 QE10 QI04 QN02 RB08 RE01 SE04 SE05 SJ12 TB01 TE02 TI02 TI05 TI10 TO01 TO21 TR19 TR20

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンと、発電機モータと、駆動輪に
    連結された出力軸と、少なくとも3個の歯車要素を備
    え、各歯車要素と前記エンジン、発電機モータ及び出力
    軸とがそれぞれ連結された差動歯車装置と、前記エンジ
    ンが正方向に回転するとフリーになり、前記エンジンが
    逆方向に回転しようとするとロックするワンウェイクラ
    ッチと、エンジン回転速度が負の値を採る場合、前記ワ
    ンウェイクラッチに故障が発生したと判断する故障発生
    判断処理手段とを有することを特徴とするハイブリッド
    型車両。
  2. 【請求項2】 エンジンと、発電機モータと、駆動輪に
    連結された出力軸と、少なくとも3個の歯車要素を備
    え、各歯車要素と前記エンジン、発電機モータ及び出力
    軸とがそれぞれ連結された差動歯車装置と、前記エンジ
    ンが正方向に回転するとフリーになり、前記エンジンが
    逆方向に回転しようとするとロックするワンウェイクラ
    ッチと、前記発電機モータによってエンジン回転速度が
    低くなる方向にモータトルクが発生させられているとき
    に、エンジン回転速度が負の値を採る場合、前記ワンウ
    ェイクラッチに故障が発生したと判断する故障発生判断
    処理手段とを有することを特徴とするハイブリッド型車
    両。
  3. 【請求項3】 ワンウェイクラッチに故障が発生したと
    判断された場合に、前記発電機モータによってエンジン
    回転速度が低くなる方向にモータトルクを発生させるの
    を停止するエラー処理手段を有する請求項1又は2に記
    載のハイブリッド型車両。
  4. 【請求項4】 エンジンと、発電機モータと、駆動輪に
    連結された出力軸と、少なくとも3個の歯車要素を備
    え、各歯車要素と前記エンジン、発電機モータ及び出力
    軸とがそれぞれ連結された差動歯車装置と、前記エンジ
    ンが正方向に回転するとフリーになり、前記エンジンが
    逆方向に回転しようとするとロックするワンウェイクラ
    ッチと、前記発電機モータによってエンジン回転速度が
    高くなる方向にモータトルクが発生させられているとき
    に、発電機モータによって発生させられるモータトルク
    がモータトルク閾値より大きく、かつ、エンジン回転速
    度がエンジン回転速度閾値より低い値を採る場合、前記
    ワンウェイクラッチに故障が発生したと判断する故障発
    生判断処理手段とを有することを特徴とするハイブリッ
    ド型車両。
  5. 【請求項5】 ワンウェイクラッチに故障が発生したと
    判断された場合に、前記エンジンの始動を行うのを停止
    するエラー処理手段を有する請求項4に記載のハイブリ
    ッド型車両。
  6. 【請求項6】 前記発電機モータによって得られた電力
    を受けて駆動される駆動モータと、ワンウェイクラッチ
    に故障が発生したと判断された場合に、前記駆動モータ
    によって発生させられるモータトルクを制限するエラー
    処理手段とを有する請求項4に記載のハイブリッド型車
    両。
  7. 【請求項7】 前記故障発生判断処理手段は、エンジン
    回転速度が所定時間継続して前記値を採る場合に、ワン
    ウェイクラッチに故障が発生したと判断する請求項1、
    2及び4のいずれか1項に記載のハイブリッド型車両。
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