JP2016007967A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ハイブリッド車両の制御装置に関し、エンジンに依存することなく、モータ故障時における車両の走行性を高める。【解決手段】車輪９へ動力を伝達する車両駆動用のモータ２と、車輪９への動力伝達経路にクラッチ３を介して接続されたエンジン１と、エンジン１に連結されたジェネレータ４と、を具備するハイブリッド車両１０の制御装置１１において、モータ２の故障を検出する故障検出部１２を備える。また、故障検出部１２でモータ２の故障が検出された場合に、エンジン１でのファイアリングを停止させてジェネレータ４を作動させるとともにクラッチ３を接続し、ジェネレータ４で車両１０を走行させる退避走行制御部１４を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両に搭載された車両駆動用のモータが故障した場合に退避走行を可能とする制御装置に関する。
従来、車両の駆動源としてエンジン及びモータ（電動発電機）を搭載したハイブリッド車両において、エンジンの駆動力をクラッチで動力伝達経路から断接可能とし、エンジンにジェネレータを連結したものが開発されている。すなわち、エンジン及びモータのそれぞれで、駆動力の生成と発電とを個別に実施可能としたものである。このようなシリーズ・パラレル併用方式のハイブリッド車両は、単純なシリーズ方式やパラレル方式といった既存の駆動方式と比較して多様な車両駆動態様への対応が可能であり、走行状態に応じてエンジン，モータが使い分けられ、あるいはこれらが併用される。
ところで、複数の駆動源を搭載したハイブリッド車両において、一つの駆動源の故障時に他の駆動源で車両を走行させるような制御を実施するものが存在する。例えば、モータの故障時に、モータの代わりにエンジンを用いて車両を走行させるものが知られている。また、複数のモータジェネレータを搭載した車両において、故障していないモータジェネレータとエンジンとを併用し、モータジェネレータをエンジン駆動力のアシストや回生発電に利用しながら、エンジンで車両を走行させるものも知られている。これらの制御により、モータ故障時の車両走行性が確保され、車両を整備工場まで移動させるための退避走行（補助走行）が容易となる（特許文献１，２参照）。
特開2005-304229号公報 特開平07-067208号公報
しかしながら、モータ故障時にエンジンを駆動源とする制御は、エンジンの燃料がなければ実施することができない。つまり、回生電力やジェネレータでの発電電力，走行用バッテリの蓄電電力が潤沢であっても、モータ故障時に車両の退避走行ができない状況が発生しうる。また、仮に燃料が十分に残っていたとしても、エンジンの燃料供給系や制御系の故障を併発している場合には、エンジンを駆動することができず、車両の退避走行が困難となる。
また、モータは低速回転域でトルクを得やすい特性を持つのに対し、エンジンは高速回転域でトルクを得やすい特性を持つ。一方、エンジンを用いて車両を走行させる場合、エンジンの回転速度域は車両の走行状態や負荷に依存して変化するため、運転効率の低い低回転領域でエンジンが作動しうることになり、車両の走行に関するエネルギー効率が低下するという課題もある。
なお、ハイブリッド車両に搭載されるエンジンは、上記のように高回転領域での作動に適した種類のものが採用される場合が多い。このようなエンジンを低回転領域で作動させる場合、エンジンから駆動輪に至る動力伝達系路上に適切な減速比を与える変速装置がなければ、エンジンの回転状態を維持できなくなり、エンストに至るおそれも生じる。つまり、このような変速装置を搭載しないハイブリッド車両では、事実上、エンジンのみを用いて車両を発進，走行させることが難しい。
本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑みて創案されたものであり、エンジンに依存することなく、モータ故障時における車両の走行性を高めることができるようにしたハイブリッド車両の制御装置を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。
（１）ここで開示するハイブリッド車両の制御装置は、車輪へ動力を伝達する車両駆動用のモータと、前記車輪への動力伝達経路にクラッチを介して接続されたエンジンと、前記エンジンに連結されたジェネレータと、を具備するハイブリッド車両の制御装置である。
この制御装置は、前記モータの故障を検出する故障検出部と、前記故障検出部で前記モータの故障が検出された場合に、前記エンジンでのファイアリングを停止させて前記ジェネレータを作動させるとともに前記クラッチを接続し、前記ジェネレータで前記車両を走行させる退避走行制御部とを備える。
なお、前記退避走行制御部は、前記モータが故障した際に、前記エンジンの駆動力を利用せず前記ジェネレータのみで前記車両を走行させるように機能するものであることが好ましい。
（２）また、前記故障検出部で前記モータの故障が検出されない場合に、車速に応じて前記エンジンをファイアリング駆動するとともに前記クラッチを接続し、前記モータ及び前記エンジンを併用して前記車両をパラレル走行させる通常走行制御部を備えることが好ましい。この場合、前記退避走行制御部が、前記通常走行制御部よりも遅い接続速度で前記クラッチを接続することが好ましい。
つまり、前記モータが故障した場合には、前記モータが故障していない場合よりも前記クラッチがゆっくりと接続されることが好ましい。なお、ここでいうパラレル走行とは、前記モータ及び前記エンジンを併用した、所謂パラレル方式の走行である。
（３）前記退避走行制御部が、前記車両の走行中よりも発進時における前記クラッチの接続速度を遅くすることが好ましい。
（４）前記退避走行制御部が、車速に基づいて前記クラッチの接続速度を設定することが好ましい。
例えば、前記車速が大きいほど、前記クラッチの接続速度を小さくすることが考えられる。あるいは、前記車速が大きいほど、前記クラッチの接続速度を大きくすることも考えられる。
（５）前記エンジンと駆動輪との間に固定ギア比方式の減速装置が介装されることが好ましい。
（６）前記エンジンと前記ジェネレータとの間に、前記ジェネレータから前記エンジンへの駆動力の伝達を遮断するワンウェイクラッチが介装されることが好ましい。
（７）前記退避走行制御部が、前記エンジンのスロットル開度を全開に制御することが好ましい。
ここで開示するハイブリッド車両の制御装置によれば、モータが故障した場合にジェネレータで車両を駆動して退避走行させることができ、車両を整備工場まで自走させることができる。このとき、エンジンのファイアリングが停止するため、燃料がない場合であっても車両を走行させることができる。したがって、エンジンに依存することなく、モータ故障時における車両の走行性を高めることができる。
実施例としてのハイブリッド車両の制御装置の構成を示す模式図である。 クラッチの接続速度と車速との関係を例示するグラフである。 制御装置での通常走行制御の手順を例示するフローチャートである。 制御装置での退避走行制御の手順を例示するフローチャートである。 変形例としてのハイブリッド車両の制御装置の構成を示す模式図である。
図面を参照して、実施形態としてのハイブリッド車両の制御装置について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。
［１．装置構成］
本実施形態の制御装置が適用された車両１０のパワートレーンの構造を、図１に例示する。この車両１０は、駆動源としてのエンジン１及びモータ２を搭載したシリーズ・パラレル併用方式のＦＦ（前輪駆動）ハイブリッド車両である。エンジン１は、例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。また、モータ２は、電動機としての機能と発電機としての機能とを兼ね備えた交流電動発電機（モータジェネレータ）であり、駆動輪９（車輪）へ動力を伝達する。一方、エンジン１は、駆動輪９への動力伝達経路にクラッチ３を介して接続される。これらのエンジン１及びモータ２は、駆動輪９の動力伝達経路上において、駆動輪９に対して並列に接続される。なお、駆動輪９の車軸の近傍には、車速Vを検出する車速センサ８が設けられる。ここで検出された車速Vの情報は、後述する制御装置１１に伝達される。
エンジン１及びモータ２と駆動輪９との間には、トランスアクスル７が介装される。トランスアクスル７は、ディファレンシャルギア（差動装置）やファイナルドライブ（終減速機）を含む動力伝達装置であり、二つの駆動源と駆動輪９との間の動力伝達を担う複数の機構を内蔵する。本実施形態のトランスアクスル７は、変速機構を内部に持たない固定ギア比方式の減速装置である。
トランスアクスル７の内部に形成される動力伝達経路に関して、モータ２と駆動輪９との間の動力伝達経路には、所定の減速比でモータ２の回転速度を減速するギア機構が介装される。一方、エンジン１と駆動輪９との間の動力伝達経路には、所定の減速比でエンジン１の回転速度を減速するギア機構に加えて、クラッチ３が介装される。クラッチ３の断接状態を制御することで、エンジン１が動力伝達経路に接続され、あるいは動力伝達経路から遮断される。
また、エンジン１とクラッチ３との間の動力伝達経路には、ジェネレータ４が接続される。ジェネレータ４は、エンジン１の駆動力を利用して発電する発電機としての機能と、駆動輪９に駆動力を伝達する電動機としての機能とを兼ね備えた交流電動発電機（モータジェネレータ）である。ジェネレータ４の出力は、モータ２の出力よりも小さくてもよいが、少なくとも車両１０が徐行しうる程度の出力を持ったもの（数十キロワット以上）であることが好ましい。
モータ２及びジェネレータ４のそれぞれは、インバータ５を介して走行用のバッテリ６に接続される。インバータ５よりもバッテリ６側で授受される電流は直流電流であり、インバータ５よりもモータ２，ジェネレータ４側で授受される電流は交流電流である。インバータ５は、これらの電流の直流交流変換を実施する。また、モータ２及びジェネレータ４の回転速度は、供給される電流の交流周波数に比例する。インバータ５の動作を制御することで、モータ２及びジェネレータ４に供給される電流量や電圧，交流周波数等がコントロールされ、それぞれの回転速度や出力トルクが調節される。
制御装置１１は、車両１０に搭載される各種装置の動作を総合的に管理する電子制御装置（ECU，Electronic Control Unit）であり、図示しない車載ネットワーク網の通信ラインに接続される。制御装置１１には、CPU（Central Processing Unit），MPU（Micro Processing Unit）等のマイクロプロセッサや、ROM(Read Only Memory)，RAM(Random Access Memory)，補助記憶装置，インターフェイス装置等が内蔵される。図１に示すように、エンジン１，モータ２，クラッチ３，ジェネレータ４，インバータ５，バッテリ６のそれぞれの作動状態は、制御装置１１によって制御される。なお、単一の制御装置１１を設ける代わりに、制御対象毎に制御装置１１の機能を分離して複数の制御装置（例えば、エンジンECU，モータECU，バッテリECUなど）を設けてもよい。
本実施形態では、制御装置１１で実施される各種制御のうち、おもに通常走行制御，退避走行制御の二つの制御を取り上げて説明する。ここでいう通常走行制御とは、モータ２に故障が発生していない状態において、エンジン１及びモータ２を併用して車両１０を走行させる制御である。一方、退避走行制御とは、モータ２に故障が発生している状態において、エンジン１及びモータ２を使用することなく、ジェネレータ４を使用して車両１０を走行させる制御である。以下、これらの制御を実施するための機能的な構成を順に説明する。
［２．制御構成］
制御装置１１には、通常走行制御及び退避走行制御を実施するための機能要素として、故障検出部１２，通常走行制御部１３，退避走行制御部１４が設けられる。これらの各要素は、電子回路（ハードウェア）によって実現してもよく、ROMや補助記憶装置に記録，保存されるソフトウェアとしてプログラミングされたものとしてもよいし、あるいはこれらの機能のうちの一部をハードウェアとして設け、他部をソフトウェアとしたものであってもよい。
［２−１．故障検出部］
故障検出部１２は、モータ２及びジェネレータ４の故障を検出するものである。ここでは、モータ２自体が作動しないモータ故障や、ジェネレータ４自体が作動しないジェネレータ故障、これらを制御するための制御回路が正常に機能しない制御故障の有無が検出，判定されるとともに、検出結果が通常走行制御部１３及び退避走行制御部１４に伝達される。なお、故障検出部１２と通常走行制御部１３及び退避走行制御部１４とが異なる制御装置に実装される場合には、故障検出部１２が故障の種類に応じたダイアグ信号を生成し、車載ネットワーク網の通信ライン上に発信する制御構成としてもよい。これにより、通常走行制御部１３及び退避走行制御部１４は、通信ラインを介してダイアグ信号を取得することが可能となる。
ここでいうモータ故障には、モータ２の回転子が固定子に固着して回転しないような故障や、回転子のベアリングの故障などが含まれる。モータ故障の判定手法は公知の手法を適用可能であり、例えば制御回路が正常であるにも関わらずモータ２が作動しない場合に、モータ故障が生じたものと判定される。モータ故障の判定には、インバータ５からモータ２に供給される電流，電圧，交流周波数の情報や、モータ２に入力される電流，電圧，交流周波数の情報や、モータ２の回転速度，温度の情報などを用いることができる。ジェネレータ故障についても同様である。
また、ここでいう制御故障には、制御回路の異常（天絡，地絡，電圧異常など）や制御線の異常（断線，ショート）などが含まれる。制御故障の判定手法についても公知の手法を適用可能であり、例えば制御装置１１から出力される制御信号が正常な範囲を超えている場合や、各モータ２，ジェネレータ４で受信した制御信号が制御装置１１で出力された制御信号と相違する場合に、制御故障が生じたものと判定される。制御故障の判定には、制御回路上の各所における電流，電圧情報や、インバータ５に入力される制御信号の電流，電圧情報や、インバータ５の温度情報などを用いることができる。
［２−２．通常走行制御部］
通常走行制御部１３は、故障検出部１２でモータ２の故障が検出されていない場合に、車両１０の走行状態（すなわち、通常走行）を制御するものである。通常走行制御部１３は、車両１０の走行状態やバッテリ６の充電状態，走行負荷の状態などに応じて、複数の走行モードの中から一つの走行モードを選択し、その走行モードに基づいてパワートレーンの各種装置の作動状態を制御する。この通常走行制御部１３は、少なくとも車速Vに応じてエンジン１を駆動するとともにクラッチ３を接続し、エンジン１及びモータ２を併用して車両１０を走行させる機能を持つ。本実施形態では、複数の走行モードとして、ＥＶ走行モード，シリーズ走行モード，パラレル走行モードの三種類が設定されたものを例示する。
ＥＶ走行モードは、バッテリ６の充電電力を使用してモータ２の駆動力のみで車両１０を走行させる走行モードである。ＥＶ走行モードが選択される条件は、例えばバッテリ６の充電電力が所定電力以上であり、車速Vが所定車速V0未満であることとされる。ＥＶ走行モードが選択されているとき、エンジン１及びジェネレータ４は非作動であり、クラッチ３は切断状態とされる。
シリーズ走行モードは、モータ２の駆動力で車両１０を走行させつつ、エンジン１を作動させてジェネレータ４で発電する走行モードである。シリーズ走行モードが選択される条件は、例えばバッテリ６の充電電力が所定電力未満であり、かつ、車速Vが所定車速V0未満であることとされる。シリーズ走行モードが選択されているとき、エンジン１及びジェネレータ４は作動するが、クラッチ３は切断状態とされる。
パラレル走行モードは、エンジン１から高効率でエネルギーを取り出すことのできる高速走行時に、おもにエンジン１の駆動力を利用しながらモータ２の駆動力を補助的に使用して車両１０を走行させる走行モードである。パラレル走行モードでは、車速Vに応じてエンジン１がファイアリング駆動される。パラレル走行モードが選択される条件は、例えば車速Vが所定車速V0以上であることや、ドライバーによる急加速操作がなされたこと、エアコン負荷が増加したことなどとされる。これらの何れかの条件が成立した場合に、パラレル走行モードが選択される。
また、パラレル走行モードでのクラッチ接続速度CVは、その時点での車速Vに応じて設定される。例えば、通常走行制御部１３は、車速Vが速いほどクラッチ接続速度CVが速くなるように、クラッチ３を制御する。車速Vと通常走行時のクラッチ接続速度CVとの関係を、図２に実線で示す。パラレル走行モードは、おもに車速Vが所定車速V0以上のときに選択され、クラッチ接続速度CVはおおむね所定接続速度CV0以上に設定される。一方、走行モードの選択条件によっては、車速Vが所定車速V0未満のときにパラレル走行モードが選択される場合もある。この場合、クラッチ接続速度CVは所定接続速度CV0未満に設定されることとなるが、少なくとも所定接続速度CV1以上（ただしCV1＜CV0）の範囲内で設定される。
［２−３．退避走行制御部］
退避走行制御部１４は、故障検出部１２でモータ２の故障が検出された場合に、エンジン１及びモータ２を使用せず、ジェネレータ４を電動機として作動させて車両１０の走行状態（すなわち、退避走行）を制御するものである。退避走行の開始時点におけるエンジン１，モータ２，クラッチ３，ジェネレータ４の各々の作動状態は、その時点で選択されている走行モードの種類に応じて相違する。そこで、本実施形態の退避走行制御部１４は、走行モードの種類に応じて異なる制御を実施する。
ＥＶ走行モード中に退避走行を開始する場合、エンジン１及びジェネレータ４は非作動であり、クラッチ３は切断状態である。退避走行制御部１４は、エンジン１を非作動状態に維持したままジェネレータ４を電動機として作動させ、クラッチ３を接続する。このとき、エンジン１のファイアリング（燃料供給及び燃焼）は停止させ、エンジン１のクランク軸がジェネレータ４に連れ回された状態（空回し状態）とする。また、クラッチ接続速度CVは、通常走行時に設定されるクラッチ接続速度CVよりも遅い接続速度とされ、かつ、車速Vに応じて設定される接続速度とされる。車速Vと退避走行時のクラッチ接続速度CVとの関係を、図２に太破線及び細破線で示す。
図２中の太破線は、車速Vが速いほどクラッチ接続速度CVが速くなる特性を与えるグラフであり、細破線は、車速Vが速いほどクラッチ接続速度CVが遅くなる特性を与えるグラフである。退避走行でのクラッチ接続速度CVは、少なくとも図２中の実線グラフよりも下の範囲内で設定される。本実施形態では、クラッチ接続速度CVが図２中の太破線で与えられるものとする。つまり、車速Vが速いほどクラッチ接続速度CVが速くなる特性が与えられる。これにより、車両１０の走行中よりも発進時におけるクラッチ接続速度CVが遅くなる。
シリーズ走行モード中に退避走行を開始する場合、エンジン１及びジェネレータ４が作動中であり、クラッチ３は切断状態である。退避走行制御部１４は、作動中のエンジン１を停止させるとともに、ジェネレータ４を電動機として作動させ、クラッチ３を接続する。ＥＶ走行モード中の退避走行と同様に、エンジン１のクランク軸はジェネレータ４に連れ回されるが、エンジン１のファイアリング（燃料供給及び燃焼）は停止した状態とされる。また、クラッチ接続速度CVは、図２中の太破線で与えられる特性に基づき、車速Vに応じて設定される。なお、ＥＶ走行モード時とは異なる特性を用いてクラッチ接続速度CVを設定してもよい。
パラレル走行モード中に退避走行を開始する場合、エンジン１が作動中であり、クラッチ３が接続状態である。退避走行制御部１４は、クラッチ３の接続状態を維持したまま、作動中のエンジン１を停止させるとともに、ジェネレータ４を電動機として作動させる。他の走行モードと同様に、エンジン１のクランク軸はジェネレータ４に連れ回され、エンジン１のファイアリング（燃料供給及び燃焼）は停止した状態とされる。このとき、クラッチ３はすでに接続されているため、クラッチ接続速度CVの設定は不要であり、クラッチ３の接続状態がそのまま維持される。
［３．フローチャート］
図３はおもに通常走行制御に相当する制御手順を示すメインフローチャートであり、図４はおもに退避走行制御に相当する制御手順を示すサブフローチャートである。図３のメインフローチャートは、制御装置１１内において所定周期で繰り返し実行される。また、図４のサブフローチャートは、モータ２の故障が検出された場合に実行される。
［３−１．通常走行制御］
図３のステップＡ１では、走行モードの設定やモータ２の故障判定のための各種情報が制御装置１１に入力される。例えば、車速センサ８で取得された車速Vの情報や、バッテリ６の充電電力の情報、モータ２，ジェネレータ４，インバータ５の作動状態に関する情報、車両１０の負荷に関する情報などが、制御装置１１に入力される。また、続くステップＡ２では故障検出部１２において、モータ２の故障を検出したか否かが判定される。ここでモータ２の故障が検出された場合には、制御が図４に示す退避走行制御のフローへと移行する。一方、モータ２の故障が検出されない場合にはステップＡ３に進み、通常走行制御が実施される。
ステップＡ３では、通常走行制御部１３においてＥＶ走行モードの選択条件が成立するか否かが判定される。例えば、バッテリ６の充電電力が所定電力以上であって、車速Vが所定車速V0未満であるときにこの条件が成立し、ステップＡ４に進む。また、ステップＡ３の条件が成立しないときには、ステップＡ７に進む。ステップＡ４〜Ａ６は、ＥＶ走行モードでのパワートレーンの制御に関するものである。
ステップＡ４では、クラッチ３が切断される。すでにクラッチ３が切断されているときには、クラッチ３の切断状態が維持される。また、続くステップＡ５では、エンジン１のファイアリングを停止させる制御がなされる。すでにエンジン１のファイアリングが停止しているときには、その停止状態が維持される。これにより、モータ２のみを用いたＥＶ走行が実現される（ステップＡ６）。
ステップＡ３の条件が成立しないステップＡ７では、通常走行制御部１３においてシリーズ走行モードの選択条件が成立するか否かが判定される。例えば、バッテリ６の充電電力が所定電力未満であり、かつ、車速Vが所定車速V0未満であるときにこの条件が成立し、ステップＡ８に進む。ステップＡ８〜Ａ１１は、シリーズ走行モードでのパワートレーンの制御に関するものである。
ステップＡ８では、エンジン１が停止中であるか否かが判定される。エンジン１が停止中であればステップＡ９に進み、クラッチ３が切断される。すでにクラッチ３が切断されているときには、クラッチ３の切断状態が維持される。また、続くステップＡ１０では、エンジン１のファイアリング及びクランキングが実施されて、エンジン１が始動する。これにより、エンジン１の駆動力でジェネレータ４を作動させて発電しながら、モータ２の駆動力で車両１０を走行させるシリーズ走行が実現される（ステップＡ１１）。なお、ステップＡ８ですでにエンジン１が作動している場合には、ステップＡ９〜Ａ１０をスキップしてステップＡ１１が実施される。
ステップＡ７の条件が成立しない場合、ステップＡ１２に進む。例えば、バッテリ６の充電電力が所定電力以上であるときや車速Vが所定車速V0以上であるとき、ドライバーによる急加速操作がなされたときなどには、ステップＡ１２に進む。ステップＡ１２〜１６は、パラレル走行モードでのパワートレーンの制御に関するものである。
ステップＡ１２ではエンジン１が停止中であるか否かが判定される。ここで、エンジン１が停止中であればステップＡ１３に進み、エンジン１のファイアリング及びクランキングが実施されて、エンジン１が始動する。また、ステップＡ１４では、図２に実線で示すような特性が参照され、車速Vに応じて通常走行用のクラッチ接続速度CVが設定される。そしてステップＡ１５では、前ステップで設定されたクラッチ接続速度CVでクラッチ３が接続される。これにより、エンジン１とモータ２とを併用したパラレル走行が実現される（ステップＡ１６）。なお、ステップＡ１２ですでにエンジン１が作動している場合には、ステップＡ１３〜Ａ１５をスキップしてステップＡ１６が実施される。
［３−２．退避走行制御］
上記の通常走行制御は、モータ２の故障が検出されない場合の制御である。これに対して、以下の退避走行制御は、モータ２の故障が検出された場合の制御である。図４のステップＢ１では、故障検出部１２において、モータ２の故障の種類が判別される。続くステップＢ２では、モータ２の制御故障が生じているか否かが判定される。例えば、制御線のショートや断線が生じている場合には、ステップＢ３に進み、モータ２の電源が遮断される。また、制御故障が生じていない場合にはモータ故障が生じているものと判断され、ステップＢ３をスキップしてステップＢ４に進む。
ステップＢ４では、ジェネレータ故障が生じているか否かが判定される。ここでジェネレータ４が故障している場合には、車両１０を走行させることができないものと判断されて、制御が終了する。一方、ジェネレータ４が故障していない場合にはステップＢ５に進み、ジェネレータ４の駆動力を用いた退避走行制御が実施される。
ステップＢ５では、退避走行制御部１４において、その時点での走行モードがＥＶ走行モードであるか否かが判定される。ここで走行モードがＥＶ走行モードである場合、エンジン１は停止した状態となっているため、ステップＢ６に進んでエンジン１の停止状態が維持される。また、ステップＢ７ではジェネレータ４が電動機として駆動され、すなわちジェネレータ４が始動する。
続くステップＢ８では、図２に太破線で示すような特性が参照され、車速Vに応じて退避走行用のクラッチ接続速度CVが設定される。そしてステップＢ９では、前ステップで設定されたクラッチ接続速度CVでクラッチ３が接続される。これにより、通常走行時よりもクラッチ３がゆっくりと接続されることになり、ジェネレータ４の駆動力が緩慢に駆動輪９へと伝達される。つまり、実際のジェネレータ４の出力に対して、クラッチ３が完全に接続されるまでは車両１０の駆動力が抑制され、その抑制時間は通常走行時よりも延長される。これにより、ジェネレータ４の駆動力を用いた退避走行制御が実現される（ステップＢ１０）。
ステップＢ５で走行モードがＥＶ走行モードでなかった場合、制御がステップＢ１１に進む。ステップＢ１１では、退避走行制御部１４において、その時点での走行モードがシリーズ走行モードであるか否かが判定される。シリーズ走行モードの場合、エンジン１がすでに作動中であって、クラッチ３が切断された状態となっているため、ステップＢ１２に進んでエンジン１のファイアリングを停止させる制御が実施される。その後、ステップＢ７に進んでジェネレータ４が電動機として駆動される。クラッチ接続速度CVの設定は、ＥＶ走行モード時と同様の設定としてもよいし、ＥＶ走行モード時とは異なる設定としてもよい。少なくとも、通常走行時よりもクラッチ３がゆっくりと接続され、ジェネレータ４の駆動力を用いた退避走行制御が実現される（ステップＢ１０）。
ステップＢ１１で走行モードがシリーズ走行モードでもなかった場合、その時点での走行モードはパラレル走行モードである。パラレル走行モードの場合、エンジン１がすでに作動中であり、クラッチ３は接続された状態となっているため、ステップＢ１３に進んでエンジン１のファイアリングを停止させる制御が実施される。このとき、クラッチ３の接続状態は維持される。これにより、ジェネレータ４の駆動力を用いた退避走行制御が実現される（ステップＢ１０）。
［４．作用，効果］
（１）上記の制御では、モータ２の故障が検出された場合に、エンジン１でのファイアリングを停止させてジェネレータ４を作動させるとともにクラッチ３を接続し、ジェネレータ４で車両１０を走行させる退避走行制御が実施される。制御装置１１の退避走行制御部１４は、モータ２の故障に際し、エンジン１の駆動力を利用せずにジェネレータ４の駆動力のみを用いて車両１０を走行させるように機能する。
このような制御により、モータ２が故障したときにエンジン１の燃料が十分でない場合であっても、車両１０を走行させることができる。したがって、例えば車両１０を整備工場まで自走させることができ、車両１０の保全性を高めることができる。また、エンジン１がジェネレータ４の回転負荷として作用するため、実際のジェネレータ４の出力に対して車両１０の駆動力を強制的に小さくすることができ、モータ２が故障したことを効果的に乗員に認識させることができる。例えば、車両１０の走行中にモータ２が故障したような場合であっても、車両１０が通常走行していないことを乗員に気づかせることができ、速やかな車両整備を促すことができる。
（２）上記の制御では、図２に示すように、通常走行時（実線グラフ）と比較して退避走行時（太破線グラフ，細破線グラフ）におけるクラッチ接続速度CVが遅く設定される。このように、モータ故障時におけるクラッチ３の接続速度を低下させることで、車両１０を加速しにくくすることができ、モータ２が故障したことを効果的に乗員に認識させることができる。
また、車両１０の走行中にモータ故障が発生したような場合に、切断されていたクラッチ３を急激に接続すると、トルクショックが発生しうる。一方、上記の制御のようにクラッチ３をゆっくりと接続することでトルクショックを抑制することができる。
（３）上記の制御では、図２中に太破線で示すように、車速Vが速いほどクラッチ接続速度CVが速くなる特性が与えられ、車両１０の走行中よりも発進時におけるクラッチ接続速度CVが遅くなる。
このような設定により、例えば車両１０の停止中にモータ２が故障した場合に、発進時における駆動力の抑制時間を長引かせることができ、モータ２が故障していることを効果的に乗員に認識させることができる。一方、車両１０の走行中にモータ２が故障した場合には、発進時よりもやや速くクラッチ３を接続することで、車両１０の走行状態を適度に維持しつつ、モータ２が故障したことを乗員に認識させることができる。
（４）図２中に太破線，細破線で示すように、車速Vに応じてモータ故障時のクラッチ接続速度CVを設定することで、車両１０が走行中に急減速してしまうような事態を回避しつつ車両１０の駆動力を低下させて、モータ２が故障したことを乗員に認識させることができる。
（５）また、上記の車両１０に搭載されたトランスアクスル７は、変速機構を内部に持たない固定ギア比方式の減速装置であるため、退避走行制御でエンジン１のファイアリングを停止させている間、ジェネレータ４に作用するエンジン１の回転負荷がほぼ一定となる。したがって、ジェネレータ４の制御性を向上させることができる。
［５．変形例］
上述した実施形態に関わらず、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば図５に示すように、エンジン１とジェネレータ４とを接続する動力伝達経路上にワンウェイクラッチ１５を介装してもよい。ワンウェイクラッチ１５には、エンジン１からジェネレータ４への駆動力の伝達を許容し、ジェネレータ４からエンジン１への駆動力の伝達を遮断するように機能させる。これにより、ジェネレータ４の作動に伴うエンジン１の連れ回りを解消することができ、ジェネレータ４の駆動力のロスを削減することができる。なお、ワンウェイクラッチ１５の代わりにクラッチ３と同様の駆動力断接機構を設けてもよい。
また、エンジン１の連れ回りによる負荷を軽減することを狙って、エンジン１のスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を全開に制御してもよい。これにより、エンジン１の吸気通路内を流通する空気の流通抵抗が減少し、エンジン１のポンピングロス（クランク軸の回転に係るエネルギーロス）が減少する。したがって、ジェネレータ４の駆動力ロスを削減することができる。
また、上述の実施形態では特に言及していないが、モータ２が故障したことを乗員に報知するための具体的な制御を任意に追加してもよい。例えば、図３のフローチャートのステップＡ２でモータ２の故障が検出された場合に、その旨の報知ランプを点灯させ、スピーカから報知音や報知メッセージを発音させてもよい。
また、退避走行制御におけるジェネレータ４の出力は、通常走行制御におけるモータ２の出力よりも小さく設定することが好ましい。すなわち、同一のアクセルペダルの踏み込み量に対して、退避走行制御では通常走行制御よりも車両１０の駆動力が小さく設定される。これにより、モータ２が故障したことを効果的に乗員に認識させることができる。
また、上述の実施形態では、シリーズ・パラレル併用方式のＦＦハイブリッド車両を対象とした制御について説明したが、本実施形態の制御が適用可能な車両の種類はこれに限定されない。少なくとも、車両駆動用のモータ２と、モータ２の動力伝達経路にクラッチ３を介して接続されたエンジン１と、エンジン１に連結されたジェネレータ４とを具備するハイブリッド車両であれば、上記の制御を適用することができ、上述の実施形態と同様の効果を奏するものとなる。
１ エンジン
２ モータ
３ クラッチ
４ ジェネレータ
９ 駆動輪（車輪）
１０ 車両
１１ 制御装置
１２ 故障検出部
１３ 通常走行制御部
１４ 退避走行制御部
１５ ワンウェイクラッチ
１６ スロットルバルブ
（１）ここで開示するハイブリッド車両の制御装置は、車輪へ動力を伝達する車両駆動用のモータと、前記車輪への動力伝達経路にクラッチを介して接続されたエンジンと、前記エンジンに連結されたジェネレータと、を具備するハイブリッド車両の制御装置である。
この制御装置は、前記モータの故障を検出する故障検出部と、前記故障検出部で前記モータの故障が検出された場合に、前記ジェネレータを作動させるとともに前記クラッチを接続し、前記エンジンを前記ジェネレータの回転負荷として作用させながら前記ジェネレータで前記車両を走行させる退避走行制御部とを備える。
（２）前記退避走行制御部は、前記故障検出部で前記モータの故障が検出された場合に、前記エンジンでのファイアリングを停止させて前記ジェネレータを作動させることが好ましい。例えば、前記退避走行制御部は、前記モータが故障した際に、前記エンジンの駆動力を利用せず前記ジェネレータのみで前記車両を走行させるように機能するものであることが好ましい。
（３）また、前記故障検出部で前記モータの故障が検出されない場合に、車速に応じて前記エンジンをファイアリング駆動するとともに前記クラッチを接続し、前記モータ及び前記エンジンを併用して前記車両をパラレル走行させる通常走行制御部を備えることが好ましい。この場合、前記退避走行制御部が、前記通常走行制御部よりも遅い接続速度で前記クラッチを接続することが好ましい。
つまり、前記モータが故障した場合には、前記モータが故障していない場合よりも前記クラッチがゆっくりと接続されることが好ましい。なお、ここでいうパラレル走行とは、前記モータ及び前記エンジンを併用した、所謂パラレル方式の走行である。
（４）前記退避走行制御部が、前記車両の走行中よりも発進時における前記クラッチの接続速度を遅くすることが好ましい。
（５）前記退避走行制御部が、車速に基づいて前記クラッチの接続速度を設定することが好ましい。
例えば、前記車速が大きいほど、前記クラッチの接続速度を小さくすることが考えられる。あるいは、前記車速が大きいほど、前記クラッチの接続速度を大きくすることも考えられる。
（６）前記エンジンと駆動輪との間に固定ギア比方式の減速装置が介装されることが好ましい。
（７）前記エンジンと前記ジェネレータとの間に、前記ジェネレータから前記エンジンへの駆動力の伝達を遮断するワンウェイクラッチが介装されることが好ましい。
（８）前記退避走行制御部が、前記エンジンのスロットル開度を全開に制御することが好ましい。
（９）また、ここで開示するハイブリッド車両の制御装置は、車輪へ動力を伝達する車両駆動用のモータと、前記車輪への動力伝達経路にクラッチを介して接続されたエンジンと、前記エンジンに連結されたジェネレータと、車速に応じて前記エンジンをファイアリング駆動するとともに前記クラッチを接続し、前記モータ及び前記エンジンを併用して前記車両をパラレル走行させる通常時用の通常走行制御部と、前記ジェネレータを作動させるとともに前記クラッチを接続し、前記エンジンを前記ジェネレータの回転負荷として作用させながら前記ジェネレータで前記車両を走行させる故障時用の退避走行制御部と、を備える。
（１０）前記退避走行制御部は、前記通常走行制御部よりも遅い接続速度で前記クラッチを接続することが好ましい。
ここで開示するハイブリッド車両の制御装置によれば、モータが故障した場合にジェネレータで車両を駆動して退避走行させることができ、車両を整備工場まで自走させることができる。このとき、ジェネレータがエンジンを回転させるため、燃料がない場合であっても車両を走行させることができる。したがって、エンジンに依存することなく、モータ故障時における車両の走行性を高めることができる。また、エンジンをジェネレータの回転負荷として作用させることで、実際のジェネレータの出力に対して車両の駆動力を小さくすることができ、速やかな車両整備を乗員に促すことができる。

Claims (7)

  1. 車輪へ動力を伝達する車両駆動用のモータと、
    前記車輪への動力伝達経路にクラッチを介して接続されたエンジンと、
    前記エンジンに連結されたジェネレータと、を具備するハイブリッド車両の制御装置において、
    前記モータの故障を検出する故障検出部と、
    前記故障検出部で前記モータの故障が検出された場合に、前記エンジンでのファイアリングを停止させて前記ジェネレータを作動させるとともに前記クラッチを接続し、前記ジェネレータで前記車両を走行させる退避走行制御部と、
    を備えたことを特徴とする、ハイブリッド車両の制御装置。
  2. 前記故障検出部で前記モータの故障が検出されない場合に、車速に応じて前記エンジンをファイアリング駆動するとともに前記クラッチを接続し、前記モータ及び前記エンジンを併用して前記車両をパラレル走行させる通常走行制御部を備え、
    前記退避走行制御部が、前記通常走行制御部よりも遅い接続速度で前記クラッチを接続する
    ことを特徴とする、請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置。
  3. 前記退避走行制御部が、前記車両の走行中よりも発進時における前記クラッチの接続速度を遅くする
    ことを特徴とする、請求項１又は２記載のハイブリッド車両の制御装置。
  4. 前記退避走行制御部が、車速に基づいて前記クラッチの接続速度を設定する
    ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  5. 前記エンジンと駆動輪との間に固定ギア比方式の減速装置が介装される
    ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  6. 前記エンジンと前記ジェネレータとの間に、前記ジェネレータから前記エンジンへの駆動力の伝達を遮断するワンウェイクラッチが介装される
    ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  7. 前記退避走行制御部が、前記エンジンのスロットル開度を全開に制御する
    ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
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