JP2017196929A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合に、エンジンの動力を用いた退避走行を可能にしつつ、バッテリの過充電および過放電を防止する。
【解決手段】ハイブリッド車両は、エンジンと、第１ＭＧ（モータジェネレータ）と、出力軸と、これらを連結する遊星歯車機構と、出力軸に接続される第２ＭＧと、第１ＭＧおよび第２ＭＧとの間で電力を授受するバッテリと、エンジンＥＣＵと、ハイブリッドＥＣＵとを備える。ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じた場合、エンジンＥＣＵは、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じる直前のバッテリの入出力電力が所定値未満に制限されていないときは、エンジンパワーを一定に維持するＰｅ一定制御を実行する。一方、エンジンＥＣＵは、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じる直前のバッテリの入出力電力が所定値未満に制限されているときは、Ｐｅ一定制御の実行を禁止して、エンジンを停止する。
【選択図】図５

Description

本発明は、エンジン制御に複数の制御装置を用いるハイブリッド車両に関し、特に、複数の制御装置間の通信異常が生じた場合の制御に関する。

特開２０１４−２３１２４４号公報（特許文献１）には、エンジンと、エンジンに連結される第１回転電機と、駆動用の第２回転電機と、第１回転電機および第２回転電機との間で電力を授受する走行用のバッテリ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は、エンジン制御装置と、ハイブリッド制御装置とを備える。ハイブリッド制御装置は、第１回転電機と第２回転電機とを制御するとともに、エンジン制御装置との通信によってエンジン制御装置にエンジン指令信号を出力する。エンジン制御装置は、ハイブリッド制御装置から受けたエンジン指令信号に従ってエンジンを制御する。ハイブリッド制御装置は、エンジン制御装置との通信に異常が発生した場合、エンジンの燃料噴射弁への電力を供給するためのリレーを遮断することによってエンジンの運転を停止する。これにより、ハイブリッド制御装置とエンジン制御装置との通信に異常が発生した場合でも、ハイブリッド制御装置がエンジン制御装置との通信を行なうことなく直接的にエンジンを停止することができる。

特開２０１４−２３１２４４号公報

上述の特許文献１に開示されているように制御装置間の通信異常が生じた場合にエンジンの運転を停止すると、エンジンの動力を用いて車両を退避走行させることができない。そのため、通信異常時にも可能な限りエンジンを動作させることが望ましい。

その対策として、たとえば、制御装置間の通信異常が生じている場合に、エンジン制御装置がエンジンの出力を一定に維持する出力維持制御を実行し、出力維持制御中にエンジン回転速度が所定値を超える場合にエンジンを停止するようにしておき、ハイブリッド制御装置が第１回転電機を発電状態にすることによってエンジントルクとは逆方向に作用する発電トルクを第１回転電機から発生させてエンジン回転速度を所定値未満に抑えておき、エンジン停止要求がある場合に第１回転電機の発電トルクを停止することでエンジン回転速度を所定値よりも高い値に上昇させることが考えられる。このような対策によれば、制御装置間の通信異常が生じている場合においても、ハイブリッド制御装置が第１回転電機の発電トルクを用いてエンジン回転速度を調整することによって、エンジンを間接的に停止することができる。そのため、制御装置間の通信異常が生じている場合であっても、エンジンの動力を用いた退避走行を可能にしつつ、エンジン停止要求がある場合にエンジンを停止することが可能となる。

しかしながら、走行用のバッテリの温度上昇などに起因してバッテリの出力可能電力および入力可能電力が所定値未満に制限されているときに上記対策による退避走行を行なうと、バッテリの過充電および過放電が生じることが懸念される。具体的には、上記対策による退避走行においては、出力維持制御によってエンジンの出力が一定に維持されるため、ユーザ要求パワーに対する過不足はバッテリの入出力電力によって補われることになる。そのため、たとえばバッテリの出力可能電力が制限された状態でユーザ要求パワーがエンジンの出力を超えると、第２回転電機の消費電力がバッテリの出力可能電力を超えてしまい、バッテリが過放電状態となることが懸念される。また、たとえばバッテリの入力可能電力が制限された状態でユーザ要求パワーが無くかつ車両が減速する場合には、第２回転電機の回生電力がバッテリの入力可能電力を超えてしまい、バッテリが過充電状態となることが懸念される。

本発明は、上述した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、エンジン制御に用いられる複数の制御装置間の通信異常が生じた場合に、エンジンの動力を用いた退避走行を可能にしつつ、バッテリの過充電および過放電を防止することである。

この発明に係るハイブリッド車両は、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、第１回転電機および出力軸を機械的に連結する遊星歯車機構と、出力軸に接続される第２回転電機と、第１回転電機および第２回転電機との間で電力を授受するバッテリと、エンジンを制御する第１制御装置と、第１回転電機および第２回転電機を制御するとともに、第１制御装置との通信によって第１制御装置にエンジン指令信号を出力する第２制御装置とを備える。第２制御装置は、第１制御装置との通信異常が生じた場合、エンジンの回転速度を所定範囲内の値に維持するように第１回転電機のトルクを制御するトルク制御を実行し、トルク制御の実行中にエンジンの停止要求がある場合に第１回転電機のトルク出力を停止する。第１制御装置は、第２制御装置との通信異常が生じた場合、第２制御装置との通信異常が生じる直前のバッテリの入力可能電力または出力可能電力の絶対値が所定値以上であるときは、エンジンの出力を一定に維持するようにエンジンを動作させる出力維持制御を実行し、出力維持制御の実行中にエンジン回転速度が所定範囲から外れた場合にエンジンを停止する。第２制御装置との通信異常が生じる直前のバッテリの入力可能電力または出力可能電力の絶対値が所定値未満であるときは、出力維持制御の実行を禁止してエンジンを停止する。

上記構成によれば、第１制御装置（エンジン制御装置）と第２制御装置（ハイブリッド制御装置）との通信異常が生じた場合、第１制御装置は、第２制御装置との通信異常が生じる直前のバッテリの入力可能電力または出力可能電力の絶対値が所定値以上であるときは、エンジンの出力を一定に維持するようにエンジンを動作させる出力維持制御を実行する。そのため、エンジンは停止されず、エンジンの動力を用いた退避走行が可能になる。

一方、第１制御装置は、第２制御装置との通信異常が生じる直前のバッテリの入力可能電力または出力可能電力の絶対値が所定値未満であるときは、出力維持制御の実行を禁止して、エンジンを停止する。これにより、バッテリの入出力電力が制限された状態でエンジンの出力を一定に維持する退避走行が禁止される。そのため、バッテリの過充電および過放電を防止することができる。

その結果、第１制御装置と第２制御装置との間の通信異常が生じた場合に、エンジンの動力を用いた退避走行を可能にしつつ、バッテリの過充電および過放電を防止することができる。

車両の全体ブロック図である。 エンジン、第１ＭＧおよび第２ＭＧの状態の一例を共線図に示す図（その１）である。 エンジン、第１ＭＧおよび第２ＭＧの状態の一例を共線図に示す図（その２）である。 エンジン、第１ＭＧおよび第２ＭＧの状態の一例を共線図に示す図（その３）である。 エンジンＥＣＵが行なう処理手順を示すフローチャートである。 ハイブリッドＥＣＵが行なう処理手順を示す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。

＜車両の構成＞
図１は、本実施の形態による車両１の全体ブロック図である。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、出力軸５００と、駆動輪５１０と、ＰＣＵ（Power Control Unit）６００と、走行用のバッテリ７００と、ＳＭＲ（System Main Relay）７１０と、監視ユニット７２０とを備える。さらに、車両１は、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０と、ハイブリッドＥＣＵ４０とを備える。

車両１は、エンジン１００と第２ＭＧ４００と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、通常走行中において、エンジン１００の動力を用いずに第２ＭＧ４００の動力を用いるモータ走行と、エンジン１００および第２ＭＧ４００の双方の動力を用いるハイブリッド走行（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。

エンジン１００は、燃料を燃焼させて動力を出力する。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。

遊星歯車機構３００は、シングルピニオン型の遊星歯車機構である。なお、遊星歯車機構３００は、必ずしもシングルピニオン型であることに限定されず、たとえばダブルピニオン型であってもよい。

遊星歯車機構３００は、サンギヤ３１０（以下「サンギヤＳ」ともいう）と、リングギヤ３２０（以下「リングギヤＲ」ともいう）と、サンギヤＳとリングギヤＲとに噛合するピニオンギヤ３４０（以下「ピニオンギヤＰ」ともいう）と、ピニオンギヤＰを自転かつ公転自在に保持しているキャリア３３０（以下「キャリアＣ」ともいう）とを有する。

キャリアＣはエンジン１００に連結される。サンギヤＳは第１ＭＧ２００に連結される。リングギヤＲは出力軸５００に連結される。出力軸５００は、デファレンシャルギヤを介して左右の駆動輪５１０に接続される。第２ＭＧ４００は、出力軸５００に直結される。したがって、リングギヤＲと第２ＭＧ４００と出力軸５００と駆動輪５１０とは同期して回転する。

以下では、エンジン１００の回転速度を「エンジン回転速度Ｎｅ」、第１ＭＧ２００の回転速度を「第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１」、第２ＭＧ４００の回転速度を「第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２」、出力軸５００の回転速度を「車速Ｖ」と記載する場合がある。また、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。また、エンジン１００の出力パワーを「エンジンパワーＰｅ」、第２ＭＧ４００の出力パワーを「第２ＭＧパワーＰｍ２」と記載する場合がある。

図２は、通常運転中のエンジン１００、第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００の状態の一例を遊星歯車機構３００の共線図に示す図である。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、キャリアＣおよびリングギヤＲ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て示した図である。本実施の形態による遊星歯車機構３００はシングルピニオン型であるため、図２の共線図において、第１ＭＧ２００に連結されるサンギヤＳは左端に位置する縦線で表され、エンジン１００に接続されるキャリアＣは中央に位置する縦線で表され、第２ＭＧ４００に接続されるリングギヤＲは右端に位置する縦線で表される。

エンジン１００、第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００が遊星歯車機構３００によって機械的に連結されることによって、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１（＝サンギヤＳの回転速度）と、エンジン回転速度Ｎｅ（＝キャリアＣの回転速度）と、ＭＧ２回転速度Ｎｍ２（＝リングギヤＲ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ＭＧ２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ことになる。

図２には、車両１がＨＶ走行中（前進中）である場合が例示される。ＨＶ走行中においては、エンジン１００は正方向のエンジントルクＴｅをキャリアＣに出力し、第１ＭＧ２００は負方向の第１ＭＧトルクＴｍ１をサンギヤＳに出力する。これにより、第１ＭＧトルクＴｍ１を反力としてエンジントルクＴｅがリングギヤＲに伝達される。第１ＭＧトルクＴｍ１を反力としてリングギヤＲに伝達されるエンジントルク（以下「エンジン直達トルクＴｅｐ」ともいう）は、リングギヤＲに対して正方向（前進方向）に作用する。

また、第２ＭＧ２００は正方向の第２ＭＧトルクＴｍ２をリングギヤＲに出力する。そのため、エンジン直達トルクＴｅｐと第２ＭＧトルクＴｍ２とを合わせたトルクによって駆動輪５１０が回転させられる。

図１に戻って、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。

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。

ＳＭＲ７１０は、バッテリ７００をＰＣＵ６００に接続したりバッテリ７００をＰＣＵ６００から切り離したりするためのリレーである。

監視ユニット７２０は、バッテリ７００の電圧（バッテリ電圧）ＶＢ、バッテリ７００を流れる電流（バッテリ電流）ＩＢ、バッテリ７００の温度（バッテリ温度）ＴＢをそれぞれ検出する。

さらに、車両１には、エンジン回転速度センサ１０、出力軸回転速度センサ１５、レゾルバ２１，２２、アクセルポジションセンサ４１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、エンジン回転速度Ｎｅを検出し、検出結果をエンジンＥＣＵ３０に出力する。レゾルバ２１は、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１を検出し、ハイブリッドＥＣＵ４０に出力する。レゾルバ２２は、第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２を検出し、検出結果をハイブリッドＥＣＵ４０に出力する。出力軸回転速度センサ１５は、出力軸５００の回転速度Ｎｐを車速Ｖとして検出し、検出結果をハイブリッドＥＣＵ４０に出力する。アクセルポジションセンサ４１は、ユーザによるアクセルペダル操作量を検出し、検出結果をハイブリッドＥＣＵ４０に出力する。

エンジンＥＣＵ３０およびハイブリッドＥＣＵ４０は、それぞれ、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所定の演算処理を実行する。

ハイブリッドＥＣＵ４０は、エンジンＥＣＵ３０と通信線６０で接続されており、エンジンＥＣＵ３０との間で相互に通信することによって、エンジン１００、第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００を含む車両１全体を統括的に制御する。

より具体的には、ハイブリッドＥＣＵ４０は、アクセルペダル操作量および車速Ｖなどに基づいて、ユーザが車両１に要求する駆動力（以下「ユーザ要求パワーＰｒｅｑ」ともいう）を算出する。ハイブリッドＥＣＵ４０は、ユーザ要求パワーＰｒｅｑが駆動輪５１０に伝達されるようにエンジン指令信号、第１ＭＧ指令信号、第２ＭＧ指令信号をそれぞれ生成する。

そして、ハイブリッドＥＣＵ４０は、第１ＭＧ指令信号および第２ＭＧ指令信号をＰＣＵ６００に出力する。これにより、ＰＣＵ６００は、ハイブリッドＥＣＵ４０からの第１ＭＧ指令信号および第２ＭＧ指令信号に従って第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００の出力（具体的には通電量など）をそれぞれ調整するように動作する。

また、ハイブリッドＥＣＵ４０は、エンジンＥＣＵ３０との通信によってエンジン指令信号をエンジンＥＣＵ３０に出力する。エンジンＥＣＵ３０は、エンジンパワーＰｅがエンジン指令信号で指令されたパワーとなるようにエンジン１００の出力（具体的にはスロットル開度、点火時期、燃料噴射量など）を制御する。また、エンジンＥＣＵ３０は、エンジン１００の状態を示す情報（たとえばエンジン回転速度センサ１０で検出されたエンジン回転速度Ｎｅなど）をハイブリッドＥＣＵ４０に所定周期で出力する。

さらに、ハイブリッドＥＣＵ４０は、バッテリ７００の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を算出する。一般的に、ＳＯＣは、満充電容量に対する実蓄電量の比で表される。ＳＯＣの算出方法としては、バッテリ電圧ＶＢとＳＯＣとの関係を用いて算出する方法や、バッテリ電流ＩＢの積算値を用いて算出する方法等、種々の公知の手法を用いることができる。以下、バッテリ７００のＳＯＣを、「バッテリＳＯＣ」あるいは単に「ＳＯＣ」とも記載する。

ハイブリッドＥＣＵ４０は、バッテリＳＯＣおよびバッテリ温度ＴＢなどに基づいて、バッテリ７００の入力可能電力ＷＩＮおよび出力可能電力ＷＯＵＴ（単位はどちらもワット）を設定する。たとえば、ハイブリッドＥＣＵ４０は、バッテリ温度ＴＢが所定範囲から外れている場合（バッテリ温度ＴＢが所定範囲の上限温度を超えている場合、またはバッテリ温度ＴＢが所定範囲の下限温度を下回っている場合）に、入力可能電力ＷＩＮの絶対値を所定値Ｗ１よりも小さい値に制限するとともに、出力可能電力ＷＯＵＴの絶対値を所定値Ｗ２よりも小さい値に制限する。さらに、ハイブリッドＥＣＵ４０は、バッテリＳＯＣが大きいほど（満充電時の値である１００％に近づくほど）入力可能電力ＷＩＮを小さい値に制限し、バッテリＳＯＣが小さいほど（枯渇時の値である０％に近づくほど）出力可能電力ＷＯＵＴを小さい値に制限する。ハイブリッドＥＣＵ４０は、バッテリ７００の状態を示す情報（バッテリＳＯＣ、バッテリ温度ＴＢ、入力可能電力ＷＩＮ、出力可能電力ＷＯＵＴなど）をエンジンＥＣＵ３０に所定周期で出力する。

なお、図１には、ハイブリッドＥＣＵ４０が１つのユニットとして表わされているが、ハイブリッドＥＣＵ４０を機能ごとに別々のユニットに分割することも可能である。

＜ＥＮＧ−ＨＶ通信異常時の退避走行＞
以上のような構成を有する車両１において、エンジンＥＣＵ３０とハイブリッドＥＣＵ４０との間の通信異常（以下「ＥＮＧ−ＨＶ通信異常ともいう」）が生じた場合、エンジン１００をユーザの要求に応じて適切に制御することができない。具体的には、ハイブリッドＥＣＵ４０はエンジン指令信号をエンジンＥＣＵ３０に出力することができない。また、エンジンＥＣＵ３０は、エンジン指令信号をハイブリッドＥＣＵ４０から受け取ることができないので、エンジン１００をどのように制御すればよいのかを把握することができない。

このような場合には、エンジン１００の出力が過剰に高くなることを防止するために、エンジンＥＣＵ３０がエンジン１００を一律に停止してしまうことも考えられる（従来相当）。しかしながら、エンジン１００を一律に停止してしまうと、エンジン１００の動力を用いた車両１の退避走行を行なうことができないという問題がある。

そこで、本実施の形態においては、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合、以下のような退避走行が行なわれる。

エンジンＥＣＵ３０は、エンジンパワーＰｅを予め定められた固定パワーＰｆｉｘに維持するようにエンジン１００を動作させる。以下、この制御を「Ｐｅ一定制御」ともいう。

ハイブリッドＥＣＵ４０は、エンジン回転速度Ｎｅを予め定められた固定回転速度Ｎｆｉｘに維持するように第１ＭＧトルクＴｍ１をフィードバック制御する。以下、この制御を「Ｎｅ一定制御」ともいう。また、ハイブリッドＥＣＵ４０は、エンジン１００が上述のＰｅ一定制御によって制御され、かつ第１ＭＧ２００が上述のＮｅ一定制御によって制御されていることを前提として、ユーザ要求パワーＰｒｅｑを満たすように第２ＭＧ４００の出力を制御する。

上述のようにＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合、エンジンＥＣＵ３０はＰｅ一定制御によってエンジン１００を運転するが、ハイブリッドＥＣＵ４０は、エンジン停止要求がある（エンジン１００を停止すべき状況である）ことを把握したとしても、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常の影響により、エンジンＥＣＵ３０にエンジン停止指令を出力することができない。

このような問題に鑑み、エンジンＥＣＵ３０は、Ｐｅ一定制御中にエンジン回転速度Ｎｅが所定範囲から外れた場合、Ｐｅ一定制御を止めてエンジン１００を停止する。ここで、「所定範囲」とは、固定回転速度Ｎｆｉｘから所定値α（α＞０）を減じた下限値Ｎｍｉｎ（＝Ｎｆｉｘ−α）から、固定回転速度Ｎｆｉｘに所定値αを加えた上限値Ｎｍａｘ（＝Ｎｆｉｘ＋α）までの範囲である。

そして、ハイブリッドＥＣＵ４０は、エンジンＥＣＵ３０との通信に異常が生じている場合であって、かつエンジン停止要求がある場合には、Ｎｅ一定制御を止めて第１ＭＧトルクＴｍ１の出力を停止する。第１ＭＧトルクＴｍ１の出力を停止したことによってエンジン回転速度Ｎｅが上昇して所定範囲の上限値Ｎｍａｘを超えると、エンジンＥＣＵ３０がエンジン１００を停止することになる。その結果、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合においても、ハイブリッドＥＣＵ４０が第１ＭＧトルクＴｍ１を用いてエンジン回転速度Ｎｅを調整することによって間接的にエンジン１００を停止することが可能となる。

図３は、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常に起因する退避走行中におけるエンジン１００、第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００の状態の一例を遊星歯車機構３００の共線図に示す図である。

上述したように、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合、エンジンパワーＰｅはＰｅ一定制御によって固定パワーＰｆｉｘに維持され、エンジン回転速度ＮｅはＮｅ一定制御（第１ＭＧトルクＴｍ１のフィードバック制御）によって固定回転速度Ｎｆｉｘに維持される。この際、第１ＭＧトルクＴｍ１は、エンジントルクＴｅによるエンジン回転速度Ｎｅの上昇を抑えるために、負方向（エンジントルクＴｅと逆方向）に作用する。なお、図３に示す状態においては、第１ＭＧ２００が正回転（Ｎｍ１＞０）かつ負トルク（Ｔｍ１＜０）であるため、第１ＭＧ２００は発電状態に制御される。

第２ＭＧトルクＴｍ２は、エンジン１００がＰｅ一定制御によって運転されていることを前提として、ユーザ要求パワーＰｒｅｑを満たすように制御する。エンジン１００がＰｅ一定制御で運転されることによってエンジンパワーＰｅがエンジン要求パワーよりも不足する場合には、その不足分が第２ＭＧパワーＰｍ２によって補われることになる。その結果、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合においても、エンジンパワーＰｅおよび第２ＭＧパワーＰｍ２によってユーザ要求パワーＰｒｅｑを満たしつつ車両１を退避走行させることができる。

図４は、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常に起因する退避走行中にエンジン停止要求が生じた場合におけるエンジン１００、第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００の状態の一例を遊星歯車機構３００の共線図に示す図である。

エンジン停止要求がない場合には、上述したように、エンジン回転速度ＮｅはＮｅ一定制御によって固定回転速度Ｎｆｉｘに維持される（実線参照）。この際、第１ＭＧトルクＴｍ１は、エンジントルクＴｅによるエンジン回転速度Ｎｅの上昇を抑えるために、負方向（エンジントルクＴｅと逆方向）に作用する。

Ｎｅ一定制御の実行中にエンジン停止要求が生じた場合、ハイブリッドＥＣＵ４０は、Ｎｅ一定制御の実行を止めて第１ＭＧトルクＴｍ１の出力を停止する。これにより、エンジントルクＴｅとは逆方向に作用していた第１ＭＧトルクＴｍ１がなくなるため、エンジン回転速度ＮｅはエンジントルクＴｅの作用によって増加する。これによりエンジン回転速度Ｎｅが所定範囲の上限値Ｎｍａｘを超える（一点鎖線参照）と、エンジンＥＣＵ３０がエンジン１００を停止する。これにより、エンジン回転速度Ｎｅが０に低下する（二点鎖線参照）と、モータ走行が行なわれることになる。

＜ＷＩＮおよびＷＯＵＴの制限によるＰｅ一定制御の禁止＞
上述のように、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が発生すると、エンジンＥＣＵ３０は、エンジンパワーＰｅを固定パワーＰｆｉｘに維持するＰｅ一定制御を実行し、Ｐｅ一定制御中にエンジン回転速度Ｎｅが所定範囲の上限値Ｎｍａｘを超えるとエンジン１００を停止する。ハイブリッドＥＣＵ４０は、Ｎｅ一定制御によって第１ＭＧトルクＴｍ１をエンジントルクＴｅとは逆方向に作用させることでエンジン回転速度Ｎｅを上限値Ｎｍａｘ未満に抑え、エンジン停止要求がある場合に第１ＭＧトルクＴｍ１の出力を停止することでエンジン回転速度Ｎｅを上限値Ｎｍａｘよりも高い値に上昇させる。その結果、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合であっても、エンジン１００の動力を用いた退避走行を可能にしつつ、エンジン停止要求がある場合にエンジン１００を停止することが可能となる。

しかしながら、バッテリ温度ＴＢの上昇などに起因してバッテリ７００の入力可能電力ＷＩＮおよび出力可能電力ＷＯＵＴが所定値よりも小さい値に制限された状態で上記の退避走行を行なうと、バッテリ７００の過充電および過放電が生じたり、走行性能が低下したりすることが懸念される。

具体的には、上記の退避走行においては、Ｐｅ一定制御によってエンジンパワーＰｅが一定（固定パワーＰｆｉｘ）に維持されるため、ユーザ要求パワーＰｒｅｑに対する過不足はバッテリ７００の入出力電力によって補われることになる。そのため、たとえば出力可能電力ＷＯＵＴの制限時にユーザ要求パワーＰｒｅｑがエンジンパワーＰｅを超えると、第２ＭＧ２００の消費電力が出力可能電力ＷＯＵＴを超えてバッテリ７００が過放電状態となったり、ユーザ要求パワーＰｒｅｑに対する不足分をバッテリ７００の出力電力によって補うことができず走行パワー不足となったりすることが懸念される。また、入力可能電力ＷＩＮの制限時にユーザ要求パワーＰｒｅｑがエンジンパワーＰｅ未満になると、第１ＭＧ２００の発電電力（負トルク）が制限されることによってエンジン回転速度Ｎｅが不必要に上昇してしまうことが懸念される。また、たとえば入力可能電力ＷＩＮの制限時にユーザ要求パワーＰｒｅｑが無くかつ車両１が減速する場合には、第２ＭＧ４００の回生電力が入力可能電力ＷＩＮを超えてしまい、バッテリ７００が過充電状態となることが懸念される。

上記の点に鑑み、本実施の形態によるエンジンＥＣＵ３０およびハイブリッドＥＣＵ４０は、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が発生した場合、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が発生する直前の入力可能電力ＷＩＮおよび出力可能電力ＷＯＵＴの絶対値が所定値未満に制限されている場合には、Ｐｅ一定制御を伴なう退避走行を禁止する。

図５は、エンジンＥＣＵ３０が行なう処理手順を示すフローチャートである。
ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０にて、エンジンＥＣＵ３０は、ハイブリッドＥＣＵ４０との通信異常が発生したか否かを判定する。たとえば、エンジンＥＣＵ３０は、ハイブリッドＥＣＵ４０からの情報を所定時間継続して受信できなくなった場合に、ハイブリッドＥＣＵ４０との通信異常が発生したと判定する。

ハイブリッドＥＣＵ４０との通信異常が発生していない場合（Ｓ１０にてＮＯ）、エンジンＥＣＵ３０は処理を終了する。この場合、エンジンＥＣＵ３０は、ハイブリッドＥＣＵ４０から受けたエンジン指令信号に従ってエンジン１００を制御する。

ハイブリッドＥＣＵ４０との通信異常が発生した場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ３０は、Ｓ１１にて、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が発生する直前にハイブリッドＥＣＵ４０から受信したバッテリ温度ＴＢが所定範囲内であるか否かを判定する。この判定は、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が発生する直前の入力可能電力ＷＩＮの絶対値および出力可能電力ＷＯＵＴの絶対値がそれぞれ所定値Ｗ１，Ｗ２未満に制限されているか否かを、バッテリ温度ＴＢから間接的に判定するための処理である。

バッテリ温度ＴＢが所定範囲内である場合（Ｓ１１にてＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ３０は、Ｓ１２にて、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が発生する直前にハイブリッドＥＣＵ４０から受信した入力可能電力ＷＩＮの絶対値（以下、単に「｜ＷＩＮ｜」ともいう）が所定値Ｗ１未満に制限されているというＷＩＮ制限条件、またはＥＮＧ−ＨＶ通信異常が発生する直前にハイブリッドＥＣＵ４０から受信した出力可能電力ＷＯＵＴの絶対値（以下、単に「｜ＷＯＵＴ｜」ともいう）が所定値Ｗ２未満に制限されているというＷＯＵＴ制限条件が成立しているか否かを判定する。

ＷＩＮ制限条件およびＷＯＵＴ制限条件のどちらも成立していない場合（Ｓ１２にてＮＯ）、エンジンＥＣＵ３０は、処理をＳ１３〜Ｓ１５に示すフェールモードに移行させ、Ｐｅ一定制御を行なう。

なお、本実施の形態におけるフェールモードにおいては、エンジンＥＣＵ３０は、Ｐｅ一定制御中における固定パワーＰｆｉｘを｜ＷＩＮ｜および｜ＷＯＵＴ｜に応じて段階的に小さくする。具体的には、エンジンＥＣＵ３０は、Ｓ１３にて、｜ＷＩＮ｜が所定値Ｗ３（Ｗ３＞Ｗ１）よりも大きく、かつ｜ＷＯＵＴ｜が所定値Ｗ４（Ｗ４＞Ｗ２）よりも大きいか否かを判定する。そして、｜ＷＩＮ｜が所定値Ｗ３よりも大きく、かつ｜ＷＯＵＴ｜が所定値Ｗ４よりも大きい場合（Ｓ１３にてＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ３０は、Ｓ１４にて、エンジンパワーＰｅを固定パワーＰｆｉｘ１に維持するＰｅ一定制御を行なう。一方、｜ＷＩＮ｜が所定値Ｗ３よりも小さい場合、および｜ＷＯＵＴ｜が所定値Ｗ４よりも小さい場合の少なくともいずれかの場合（Ｓ１３にてＮＯ）、エンジンＥＣＵ３０は、Ｓ１５にて、エンジンパワーＰｅを固定パワーＰｆｉｘ１よりも小さい値Ｐｆｉｘ２に維持するＰｅ一定制御を行なう。Ｓ１４またはＳ１５にてＰｅ一定制御が実行されることによって、エンジン１００の動力を用いた退避走行を可能となる。

一方、バッテリ温度ＴＢが所定範囲内でない場合（Ｓ１１にてＮＯ）、あるいはＷＩＮ制限条件およびＷＯＵＴ制限条件の少なくとも一方が成立している場合（Ｓ１２にてＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ３０は、Ｓ１６にて、フェールモード（Ｓ１３〜Ｓ１５の処理）への移行を禁止し、エンジン１００を停止する。これにより、バッテリ７００の入出力電力が制限された状態でＰｅ一定制御を伴なう退避走行が実行されることが禁止される。そのため、バッテリ７００の過充電および過放電が防止される。

図６は、ハイブリッドＥＣＵ４０が行なう処理手順を示すフローチャートである。
Ｓ２０にて、ハイブリッドＥＣＵ４０は、エンジンＥＣＵ３０との通信異常が発生したか否かを判定する。たとえば、ハイブリッドＥＣＵ４０は、エンジンＥＣＵ３０からの情報を所定時間継続して受信できない場合に、エンジンＥＣＵ３０との通信異常が発生したと判定する。

エンジンＥＣＵ３０との通信異常が発生していない場合（Ｓ２０にてＮＯ）、ハイブリッドＥＣＵ４０は処理を終了する。

一方、エンジンＥＣＵ３０との通信異常が発生した場合（Ｓ２０にてＹＥＳ）、ハイブリッドＥＣＵ４０は、Ｓ２１にて、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が発生する直前のバッテリ温度ＴＢが所定範囲内であるか否かを判定する。Ｓ２１の処理内容は、上述の図５のＳ１１の処理内容と実質的に同じであるため、詳細な説明はここでは繰り返さない。

バッテリ温度ＴＢが所定範囲内である場合（Ｓ２１にてＹＥＳ）、ハイブリッドＥＣＵ４０は、Ｓ２２にて、｜ＷＩＮ｜が所定値Ｗ１未満に制限されているというＷＩＮ制限条件、または｜ＷＯＵＴ｜が所定値Ｗ２未満に制限されているというＷＯＵＴ制限条件が成立しているか否かを判定する。Ｓ２２の処理内容は、上述の図５のＳ１２の処理内容と実質的に同じであるため、詳細な説明はここでは繰り返さない。

ＷＩＮ制限条件およびＷＯＵＴ制限条件のどちらも成立していない場合（Ｓ２２にてＮＯ）、ハイブリッドＥＣＵ４０は、処理をＳ２３に示すフェールモードに移行させ、エンジン回転速度Ｎｅを予め定められた固定回転速度Ｎｆｉｘに維持するように第１ＭＧトルクＴｍ１をフィードバック制御する「Ｎｅ一定制御」を実行する。

一方、バッテリ温度ＴＢが所定範囲内でない場合（Ｓ２１にてＮＯ）、あるいはＷＩＮ制限条件およびＷＯＵＴ制限条件の少なくとも一方が成立している場合（Ｓ２２にてＹＥＳ）、ハイブリッドＥＣＵ４０は、フェールモード（Ｓ２３の処理）への移行を禁止する。

以上のように、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合、エンジンＥＣＵ３０は、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じる直前のバッテリ７００の入力可能電力ＷＩＮまたは出力可能電力ＯＵＴが所定値以上であるときは、エンジンパワーＰｅを一定に維持するＰｅ一定制御を実行する。そのため、エンジン１００は停止されず、エンジン１００の動力を用いた退避走行が可能になる。

一方、エンジンＥＣＵ３０は、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じる直前のバッテリ７００の入力可能電力ＷＩＮまたは出力可能電力ＯＵＴの絶対値が所定値未満に制限されているときは、Ｐｅ一定制御の実行を禁止して、エンジン１００を停止する。これにより、バッテリ７００の入出力電力が制限された状態でエンジンパワーＰｅを一定に維持する退避走行が禁止される。そのため、バッテリ７００の過充電および過放電が防止できる。

その結果、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合に、エンジン１００の動力を用いた退避走行を可能にしつつ、バッテリ７００の過充電および過放電を防止することができる。

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 車両、１０ エンジン回転速度センサ、１５ 出力軸回転速度センサ、２１，２２ レゾルバ、３０ エンジンＥＣＵ、４０ ハイブリッドＥＣＵ、４１ アクセルポジションセンサ、６０ 通信線、１００ エンジン、２００ 第１ＭＧ、３００ 遊星歯車機構、３１０ サンギヤ、３２０ リングギヤ、３３０ キャリア、３４０ ピニオンギヤ、４００ 第２ＭＧ、５００ 出力軸、５１０ 駆動輪、６００ ＰＣＵ、７００ バッテリ、７１０ ＳＭＲ、７２０ 監視ユニット。

Claims (1)

1. ハイブリッド車両であって、
   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、
   前記エンジン、前記第１回転電機および前記出力軸を機械的に連結する遊星歯車機構と、
   前記出力軸に接続される第２回転電機と、
   前記第１回転電機および前記第２回転電機との間で電力を授受するバッテリと、
   前記エンジンを制御する第１制御装置と、
   前記第１回転電機および前記第２回転電機を制御するとともに、前記第１制御装置との通信によって前記第１制御装置にエンジン指令信号を出力する第２制御装置とを備え、
   前記第２制御装置は、前記第１制御装置との通信異常が生じた場合、前記エンジンの回転速度を所定範囲内の値に維持するように前記第１回転電機のトルクを制御するトルク制御を実行し、前記トルク制御の実行中に前記エンジンの停止要求がある場合に前記第１回転電機のトルク出力を停止し、
   前記第１制御装置は、前記第２制御装置との通信異常が生じた場合、
   前記第２制御装置との通信異常が生じる直前の前記バッテリの入力可能電力または出力可能電力の絶対値が所定値以上であるときは、前記エンジンの出力を一定に維持するように前記エンジンを動作させる出力維持制御を実行し、前記出力維持制御の実行中にエンジン回転速度が前記所定範囲から外れた場合に前記エンジンを停止し、
   前記第２制御装置との通信異常が生じる直前の前記バッテリの入力可能電力または出力可能電力の絶対値が前記所定値未満であるときは、前記出力維持制御の実行を禁止して前記エンジンを停止する、ハイブリッド車両。

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