JP2006052833A - ハイブリッド車両の動力出力装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 遊星歯車機構で構成された動力分割機構60は、モータジェネレータMG1,MG2およびエンジン10の間で動力を伝達する。エンジン10は、専用のスタータを設けることなく、モータジェネレータMG1の回転駆動力によって起動される。ECU90は、エンジン起動時に、モータジェネレータMG1,MG2およびエンジン10の回転数データを監視することにより、モータジェネレータMG1の回転異常を検出する。さらに、当該回転異常の検出時には、モータジェネレータMG2からの動力による走行状態時での上記回転数データの解析により、故障個所がモータジェネレータMG1および遊星歯車機構のいずれに存在するのかを判別する故障診断走行モードが実行される。
【選択図】 図1
Description
時に、エンジンを駆動させることなく第2のモータジェネレータからの動力によって、車両を所定速度パターンで走行させる故障診断モードへの移行を指示する。故障個所判別手段は、故障診断モードの実行時に、エンジン、第1のモータジェネレータおよび第2のモータジェネレータの回転数に基づいて、第1のモータジェネレータおよび遊星歯車機構のいずれで故障が発生しているかを判別する。
図1は、この発明によるハイブリッド車両の動力出力装置(以下、「ハイブリッド動力出力装置」と称する)の構成を示すブロック図である。
は、エンジン効率の悪い領域を避けるために、エンジン10を始動させることなく、モータジェネレータMG2による駆動力で走行する。そして、一定以上の駆動力が必要な運転状態となったときには、エンジン10が始動される。但し、暖気等のためにエンジン10の駆動が必要な場合には、エンジン10は発進時に無負荷状態で始動されて、所望の暖気が実現するまでアイドリング回転数で駆動される。
記の基本的なエンジン10およびモータジェネレータMG2の作動条件に加えて、モータジェネレータMG1の駆動によってバッテリ20を充電するためにエンジン10を作動させる。
る。異常検出ステップS110は、モータジェネレータMG1の回転数に基づきモータジェネレータMG1系の異常を検出するステップS114と、ステップS114による異常検出回数を管理するためのステップS112,S116,S118とを含む。
(ii)|Reg|<Raにより、図7の符号265のようなモータジェネレータMG1の回転不良が発生しているかどうかの判定、および
(iii)|Rmg2|<Rbにより車両起動時(停車からの起動)であることの確認。
(v)モータジェネレータMG1が回転不良を起こしているか、すなわち|Rmg1|<Rc(図9)が成立しているかの判定、および
(vi)モータジェネレータMG1の回転不良に伴い、エンジン回転数Regが、Rmg2の上昇に伴って上昇しているかどうか、すなわち|Reg|∝|Rmg2|となっていることの判定(たとえば、図9に示した範囲274とエンジン回転数Regとの比較による判定)。
も条件(iv)が成立しているかどうかが判定される(ステップS136)。
実施の形態1では、MG1ロック異常は車両停止時の低温状態時に発生する可能性が高い点に考慮して、車両起動時に実行されるMG1ロック故障診断方式を説明した。しかしながら、遊星歯車機構については、走行中にも異物噛み込みや完全な潤滑油切れ等によって焼き付きが発生してロックする可能性がある。したがって、実施の形態2では、車両走行中に発生した遊星歯車機構の故障を効率的に検知可能な故障診断方式について説明する。
(ix)|Reg−Rmg1|≦Rjかつ|Rmg1−Rps|≦Rjの成立による、|Reg|、|Rmg1|および|Rps|の揃速状態(速度差極小状態)が発生していることの判定、
(x)モータジェネレータMG1が一定値以上のトルクを出力していることの判定、
(xi)車速が一定速度(たとえば15km/h程度)以上であることの判定。
(xiii)|Reg|<Rxによりエンジン停止状態が継続しているかどうかの判定、ここで、基準回転数Rxは、エンジンが停止しているかどうかを検出するための回転数(たとえば100rpm程度)に設定される。
(xv)|Reg−Rmg1|≦Rjかつ|Rmg1−Rps|≦Rjが成立していること(上記条件(ix)と同様、ただし判定値Rjは共通でも別個でも可)。
プラネタリキャリア、170 サンギア、172 サンギア軸、180 リングギア、182 リングギア軸、MG1 モータジェネレータ(発電機,エンジン始動)、MG2 モータジェネレータ(電動機)、Reg エンジン回転数、Rmg1,Rmg2 回転数(モータジェネレータ)、Rps 回転数(駆動軸)、S110 異常検出ステップ、S130 故障個所判別ステップ、S220 運転点変更指示ステップ、ΔRd 速度差(エンジン、MG1、駆動軸間)。
Claims (13)
- 駆動軸に動力を出力するハイブリッド車両の動力出力装置であって、
第1から第3の軸と結合された遊星歯車機構で構成され、前記第3の軸に前記駆動軸が結合されるとともに、前記第1ないし第3の軸のうちのいずれか2軸に対し動力が入出力されたときに、その入出力された動力に基づいて定まる動力を残余の1軸に対して入出力する3軸式の動力分割機構と、
前記第1の軸にその回転軸が結合し、燃料の燃焼により前記第1の回転軸に対し動力を出力するエンジンと、
前記第2の軸にその回転軸が結合し、前記第2の軸に対し動力を入出力することが可能な第1のモータジェネレータと、
前記第3の軸にその回転軸が結合し、前記第3の軸に対し動力を入出力することが可能な第2のモータジェネレータと、
前記第1のモータジェネレータにより前記動力分割機構を介して前記エンジンを回転駆動することにより該エンジンを始動させる始動手段と、
前記始動手段によって前記第1のモータジェネレータの駆動指令が発せられた際に、前記第1のモータジェネレータの速度監視に基づいて、前記第1のモータジェネレータの回転異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段による異常検出時に、前記エンジンを駆動させることなく前記第2のモータジェネレータからの動力によって、車両を所定速度パターンで走行させる故障診断モードへの移行を指示する故障診断モード移行手段と、
前記故障診断モードの実行時に、前記エンジン、前記第1のモータジェネレータおよび前記第2のモータジェネレータの回転数に基づいて、前記第1のモータジェネレータおよび前記遊星歯車機構のいずれで故障が発生しているかを判別するための故障個所判別手段とを備える、ハイブリッド車両の動力出力装置。 - 前記故障個所判別手段は、
前記故障診断モードの実行時に、前記第1のモータジェネレータの回転数が所定値まで上昇せず、かつ、前記エンジンの回転数が前記第2のモータジェネレータの回転数に応じて上昇する第1の故障状態が発生しているかどうかを判定する第1の故障判定手段と、
前記第1の故障判定手段によって前記第1の故障状態の発生が判定された場合に、前記第1のモータジェネレータにさらに駆動指令を発するとともに、前記第1のモータジェネレータの回転数が該駆動指令に応じて上昇しないときに、前記第1のモータジェネレータの故障を検知する第2の故障判定手段とを含む、請求項1記載のハイブリッド車両の動力出力装置。 - 前記故障個所判別手段は、前記第1の故障判定手段によって前記第1の故障状態の非発生が判定された場合に、前記エンジン、前記第1のモータジェネレータおよび前記第2のモータジェネレータの回転数が共通の所定範囲内であるときに、前記遊星歯車機構の故障を検知する第3の故障判定手段をさらに含む、請求項2記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
- 前記故障個所判別手段は、前記故障診断モードの実行時に、前記エンジン、前記第1のモータジェネレータおよび前記第2のモータジェネレータの回転数が共通の所定範囲内であるときに、前記遊星歯車機構の故障を検知する第3の故障判定手段を含む、請求項1記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
- 前記第2の故障判定手段は、前記駆動指令を与えられた前記第1のモータジェネレータの回転数が所定速度以下であるときに、前記第1のモータジェネレータの故障を検知し、かつ、該回転数が前記所定速度を超えるときには、再び前記異常検出手段が作動される、請求項2または3記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
- 前記第3の故障判定手段は、前記エンジン、前記第1のモータジェネレータおよび前記第2のモータジェネレータの回転数が所定範囲内であるときに前記遊星歯車機構の故障を検知する一方で、該回転数が前記所定範囲外であるときには、再び前記異常検出手段が作動される、請求項3または4記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
- 前記異常検出手段は、前記第1のモータジェネレータに駆動指令が発せられた状態において、前記第1のモータジェネレータの回転数と所定速度との比較を所定周期で所定の複数回繰り返し実行し、かつ、前記複数回の比較において継続的に前記回転数が前記所定速度以下であるときに、前記第1のモータジェネレータの回転異常を検出する、請求項1から6のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
- 前記異常検出手段は、前記ハイブリッド車両の停止時において、前記始動手段によって前記第1のモータジェネレータの駆動指令が発せられた際に作動する、請求項1から7のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
- 駆動軸に動力を出力するハイブリッド車両の動力出力装置であって、
第1から第3の軸と結合された遊星歯車機構で構成され、前記第3の軸に前記駆動軸が結合されるとともに、前記第1ないし第3の軸のうちのいずれか2軸に対し動力が入出力されたときに、その入出力された動力に基づいて定まる動力を残余の1軸に対して入出力する3軸式の動力分割機構と、
前記第1の軸にその回転軸が結合し、燃料の燃焼により前記第1の回転軸に対し動力を出力するエンジンと、
前記第2の軸にその回転軸が結合し、前記第2の軸に対し動力を入出力することが可能な第1のモータジェネレータと、
前記第3の軸にその回転軸が結合し、前記第3の軸に対し動力を入出力することが可能な第2のモータジェネレータと、
前記ハイブリッド車両の走行中に、前記エンジン、前記第1のモータジェネレータおよび前記駆動軸の間の回転数差が所定範囲内となる状態が所定期間継続したときに、前記遊星歯車機構の故障を一次的に検出する故障仮検出手段と、
前記故障仮検出手段により前記遊星歯車機構の故障が一次的に検出されたときに、前記エンジンの回転数指令値を変更するように前記エンジンの運転点の変更を指示するエンジン運転点変更指示手段と、
前記エンジン運転点変更指示手段による前記エンジンの運転点変更指示後において、前記エンジン、前記第1のモータジェネレータおよび前記駆動軸の回転数が遊星歯車機構故障時に想定される異常状態に該当するかどうかに基いて前記遊星歯車機構の故障を検出する故障検出手段とを備える、ハイブリッド車両の動力出力装置。 - 前記エンジン運転点変更指示手段は、
前記故障仮検出手段により前記遊星歯車機構の故障が一次的に検出された時点における前記エンジンの回転数が所定回転数以上であるときに、前記前記エンジンの回転数が前記所定回転数より低くなるようにエンジン回転数指令値を変更する手段を含み、
前記故障検出手段は、
前記エンジン運転点変更指示手段による前記エンジン回転数指令値の変更後において、前記エンジン回転数指令値の変更に追従して前記エンジン回転数が変化できない第1の状態と、前記エンジン、前記第1のモータジェネレータおよび前記駆動軸の間の回転数差が所定範囲内となる第2の状態との両方が所定時間継続して発生したときに、前記遊星歯車機構の故障を検出する手段を含む、請求項9記載のハイブリッド車両の動力出力装置。 - 前記エンジン運転点変更指示手段は、
前記故障仮検出手段により前記遊星歯車機構の故障が一次的に検出された時点において、前記エンジンが非停止状態であり、かつ、前記エンジンの回転数が所定回転数未満であるときに、前記エンジンを停止させるようにエンジン回転数指令値を変更する手段を含み、
前記故障検出手段は、
前記エンジン運転点変更指示手段による前記エンジン回転数指令値の変更後において、前記エンジン回転数指令値の変更に追従して前記エンジン回転数が変化できない第1の状態と、前記エンジン、前記第1のモータジェネレータおよび前記駆動軸の間の回転数差が所定範囲内となる第2の状態との両方が所定時間継続して発生したときに、前記遊星歯車機構の故障を検出する手段を含む、請求項9記載のハイブリッド車両の動力出力装置。 - 前記エンジン運転点変更手段による前記前記エンジンの運転点変更指示時に、前記運転点変更による前記エンジンの出力低下を補償するように前記第2のモータジェネレータの出力増加を指示する動力出力維持手段をさらに備える、請求項10または11記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
- 前記エンジン運転点変更指示手段は、
前記故障仮検出手段により前記遊星歯車機構の故障が一次的に検出された時点において前記エンジンが停止状態である場合に、前記エンジンに始動指示を発する手段を含み、
前記動力出力装置は、
前記エンジン運転点変更指示手段によって前記始動指示が発せられても前記エンジンが始動できない場合に、前記第2のモータジェネレータからの出力により前記ハイブリッド車両の速度を上昇させる車速上昇手段をさらに備え、
前記故障検出手段は、
前記車速上昇手段による前記ハイブリッド車両の速度上昇後において、前記第1のモータジェネレータおよび前記駆動軸の間の回転数差が所定範囲内となる状態が所定時間継続したときに、前記遊星歯車機構の故障を検出する手段を含む、請求項9記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
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