JP2022057973A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１回転電機で発電された電力で第２回転電機を駆動させて車両を走行できるハイブリッド車両において、第２回転電機に異常が発生したときにバッテリに過大な電力が供給されることを回避できる制御装置を提供する。【解決手段】フロント回転電機ＦｒＭＧで発電された電力を用いてリヤ回転電機ＲｒＭＧを駆動させる走行状態で走行中に、リヤ回転電機ＲｒＭＧに異常が発生すると、リヤ回転電機ＲｒＭＧで発生した逆起電力によってフロント回転電機ＦｒＭＧを回転させることで、リヤ回転電機ＲｒＭＧで発生した逆起電力をフロント回転電機ＦｒＭＧで消費することができる。その結果、ＨＶバッテリ２８に過大な電力が供給されることを回避することができる。このとき、入力クラッチ３６が解放されるため、フロント回転電機ＦｒＭＧで出力される動力が前輪１４に伝達されて意図しない加速が発生することも防止される。【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンと回転電機とを駆動力源とするハイブリッド車両の制御に関する。

特許文献１には、エンジンと回転電機とを備えて構成されるハイブリッド車両において、インバータによる回転電機の駆動を正常に行うことができない場合には、インバータをゲート遮断状態にし、且つ、エンジンを駆動して回転電機に逆起電圧に起因する制動トルクを発生させ、制動トルクの反力として駆動輪に作用するトルクで退避走行を行う技術が開示されている。

特開２０１７－８１２４１号公報

ところで、エンジンに動力伝達可能に接続された第１回転電機で発電し、第１回転電機で発電された電力を第２回転電機に供給することにより、第２回転電機の駆動によって走行させることができるハイブリッド車両が知られている。上述した走行状態で走行中において、第２回転電機に異常が発生したとき、第２回転電機で消費されるはずであった電力がバッテリに供給され、バッテリに過大な電力が供給される虞があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、エンジンに動力伝達可能に接続されている第１回転電機で発電された電力で第２回転電機を駆動させて車両を走行させることができるハイブリッド車両において、第２回転電機に異常が発生したときにバッテリに過大な電力が供給されることを回避できる制御装置を提供することにある。

第１発明の要旨とするところは、（ａ）エンジンと、第１回転電機と、前記エンジンおよび前記第１回転電機と第１駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられているクラッチと、第２駆動輪に動力伝達可能に接続されている第２回転電機と、を備え、前記エンジンの動力を用いて前記第１回転電機による発電を行い、前記第１回転電機で発電された電力によって前記第２回転電機を駆動させて走行することができる、ハイブリッド車両の制御装置であって、（ｂ）前記第２回転電機の駆動による走行中に、前記第２回転電機又はその第２回転電機を制御する機器に異常が発生した場合には、前記クラッチを解放し、前記第２回転電機で発生した逆起電力で前記第１回転電機を回転させる制御部を備えることを特徴とする。

第１発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、第１回転電機で発電された電力を用いて第２回転電機を駆動させて走行しているとき、第２回転電機又はそれを制御する機器に異常が発生すると、第２回転電機で発生した逆起電力で第１回転電機を回転させることで、第２回転電機で発生した逆起電力を第１回転電機で消費することができる。その結果、バッテリに過大な電力が供給されることを回避することができる。このとき、クラッチが解放されるため、第１回転電機で出力される動力が第１駆動輪に伝達されて意図しない加速が発生することも防止される。

本発明が適用されたハイブリッド車両の概略構成を説明する図であると共に、車両における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。 図１の電子制御装置の制御作動の要部、すなわちフロント回転電機によって発電された電力を用いてリヤ回転電機を駆動させる走行状態で走行中に、リヤ回転電機に異常が生じたとき、バッテリに過大な電力が供給されることを抑制する制御作動を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が適用されるハイブリッド車両１０（以下、車両１０）の概略構成を説明する図であると共に、車両１０における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。図１において、車両１０は、前輪１４の駆動力源であるエンジン１２及びフロント回転電機ＦｒＭＧと、後輪１６の駆動力源であるリヤ回転電機ＲｒＭＧと、を備えたハイブリッド車両である。車両１０は、エンジン１２と前輪１４との間の動力伝達経路に設けられたフロントユニット１８と、後輪１６を駆動させるためのリヤユニット２０と、を備えている。なお、前輪１４が本発明の第１駆動輪に対応し、後輪１６が本発明の第２駆動輪に対応し、フロント回転電機ＦｒＭＧが本発明の第１回転電機に対応し、リヤ回転電機ＲｒＭＧが本発明の第２回転電機に対応している。

エンジン１２は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の内燃機関である。エンジン１２は、後述する電子制御装置１００によって、車両１０に備えられたスロットルアクチュエータや燃料噴射装置や点火装置等を含むエンジン制御装置２２が制御されることによりエンジン１２の出力トルクであるエンジントルクＴeが制御される。

フロント回転電機ＦｒＭＧおよびリヤ回転電機ＲｒＭＧは、電力から機械的な動力を発生させる発動機としての機能及び機械的な動力から電力を発生させる発電機としての機能を有する回転電気機械であって、所謂モータジェネレータである。

フロント回転電機ＦｒＭＧは、フロントインバータ２４（ＦｒＰＣＵ）及びシステムメインリレー２６（ＳＭＲ）を介して、ＨＶバッテリ２８に接続されている。フロント回転電機ＦｒＭＧは、後述する電子制御装置１００によってフロントインバータ２４が制御されることにより、フロント回転電機ＦｒＭＧの出力トルクであるＦｒＭＧトルクＴmFrが制御される。ＦｒＭＧトルクＴmFrは、例えばフロント回転電機ＦｒＭＧの回転方向がエンジン１２の運転時と同じ回転方向である正回転の場合、加速側の正トルクは力行トルクであり、減速側となる負トルクでは回生トルクである。

フロント回転電機ＦｒＭＧは、エンジン１２に代えて或いはエンジン１２に加えて、フロントインバータ２４及びシステムメインリレーＳＭＲを介してＨＶバッテリ２８から供給される電力により走行用の動力を発生する。又、フロント回転電機ＦｒＭＧは、エンジン１２の動力や前輪１４側から入力される被駆動力により発電を行う。フロント回転電機ＦｒＭＧの発電により発生させられた電力は、フロントインバータ２４及びシステムメインリレー２６を介してＨＶバッテリ２８に蓄電される。もしくは、フロント回転電機ＦｒＭＧの発電により発生させられた電力がリヤ回転電機ＲｒＭＧに供給され、リヤ回転電機ＲｒＭＧが駆動させられる。前記電力は、特に区別しない場合には電気エネルギも同意である。又、前記動力は、特に区別しない場合にはトルクや力も同意である。

リヤ回転電機ＲｒＭＧは、リヤインバータ３０（ＲｒＰＣＵ）及びシステムメインリレー２６（ＳＭＲ）を介して、ＨＶバッテリ２８に接続されている。リヤ回転電機ＲｒＭＧは、後述する電子制御装置１００によってリヤインバータ３０が制御されることにより、リヤ回転電機ＲｒＭＧの出力トルクであるＲｒＭＧトルクＴmRrが制御される。ＲｒＭＧトルクＴmRrは、例えばリヤ回転電機ＲｒＭＧの回転方向が前進走行時と同じ回転方向である正回転の場合、加速側の正トルクは力行トルクであり、減速側となる負トルクでは回生トルクである。

リヤ回転電機ＲｒＭＧは、リヤインバータ３０及びシステムメインリレーＳＭＲを介してＨＶバッテリ２８から供給される電力、又は、フロント回転電機ＦｒＭＧによって発電された電力、により走行用の動力を発生する。又、リヤ回転電機ＲｒＭＧは、後輪１６側から入力される被駆動力により発電を行う。リヤ回転電機ＲｒＭＧの発電により発生させられた電力は、リヤインバータ３０及びシステムメインリレー２６を介してＨＶバッテリ２８に蓄電される。ＨＶバッテリ２８は、フロント回転電機ＦｒＭＧ及びリヤ回転電機ＲｒＭＧに対して電力を授受する蓄電装置である。

フロントユニット１８は、車体に取り付けられる非回転部材であるケース３２内において、Ｋ０クラッチ３４（Ｋ０）、入力クラッチ３６（ＷＳＣ）、及び自動変速機３８等を備えている。Ｋ０クラッチ３４は、エンジン１２と前輪１４との間の動力伝達経路におけるエンジン１２とフロント回転電機ＦｒＭＧとの間に設けられたクラッチである。入力クラッチ３６は、エンジン１２およびフロント回転電機ＦｒＭＧと前輪１４との間の動力伝達経路上におけるＫ０クラッチ３４と自動変速機３８との間に設けられたクラッチである。自動変速機３８は、入力クラッチ３６に接続されており、入力クラッチ３６と前輪１４との間の動力伝達経路に介在させられている。又、フロントユニット１８は、自動変速機３８の出力回転部材４０に連結されたデファレンシャル装置４２（ＤＩＦＦ）、及び、前輪１４に連結された左右一対の前輪車軸４４等を備えている。又、フロントユニット１８は、エンジン１２とＫ０クラッチ３４との間を連結するエンジン連結軸４６、Ｋ０クラッチ３４と入力クラッチ３６との間を連結する回転電機連結軸４８、及び自動変速機３８の変速機入力軸５０、を備えている。尚、入力クラッチ３６が、本発明のクラッチに対応している。

フロント回転電機ＦｒＭＧは、ケース３２内において、回転電機連結軸４８に動力伝達可能に連結されている。フロント回転電機ＦｒＭＧは、エンジン１２と前輪１４との間の動力伝達経路、特にはＫ０クラッチ３４と入力クラッチ３６との間の動力伝達経路に動力伝達可能に連結されている。つまり、フロント回転電機ＦｒＭＧは、Ｋ０クラッチ３４を介することなく、入力クラッチ３６及び自動変速機３８に動力伝達可能に接続されている。見方を変えれば、入力クラッチ３６及び自動変速機３８は、それぞれフロント回転電機ＦｒＭＧと前輪１４との間の動力伝達経路の一部を構成している。

自動変速機３８は、例えば不図示の１組又は複数組の遊星歯車装置と、複数個の係合装置ＣＢと、を備えている、公知の遊星歯車式の自動変速機である。係合装置ＣＢは、例えば油圧アクチュエータにより押圧される多板式或いは単板式のクラッチやブレーキ、油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成される、油圧式の摩擦係合装置である。係合装置ＣＢは、各々、油圧制御回路５２から供給される調圧されたＣＢ油圧ＰＲcbによりそれぞれのトルク容量であるＣＢトルクＴcbが変化させられることで、係合状態や解放状態などの制御状態が切り替えられる。

自動変速機３８は、係合装置ＣＢのうちの何れかの係合装置が係合されることによって、変速比（ギヤ比ともいう）γat（＝ＡＴ入力回転速度Ｎi／ＡＴ出力回転速度Ｎo）が異なる複数の変速段（ギヤ段ともいう）のうちの何れかのギヤ段が形成される有段変速機である。自動変速機３８は、後述する電子制御装置１００によって、ドライバー（＝運転者）のアクセル操作や車速Ｖ等に応じて形成されるギヤ段が切り替えられる、すなわち複数のギヤ段が選択的に形成される。ＡＴ入力回転速度Ｎiは、変速機入力軸５０の回転速度であり、自動変速機３８の入力回転速度である。ＡＴ出力回転速度Ｎoは、自動変速機３８の出力回転部材４０の回転速度であり、自動変速機３８の出力回転速度である。

Ｋ０クラッチ３４は、例えば多板式或いは単板式のクラッチにより構成される、湿式又は乾式の摩擦係合装置である。Ｋ０クラッチ３４は、後述する電子制御装置１００により係合状態や解放状態などの制御状態が切り替えられる。Ｋ０クラッチ３４は、油圧制御回路５２から供給されるＫ０油圧ＰＲk0によりＫ０クラッチ３４のトルク容量であるＫ０トルクＴk0が変化させられることで、制御状態が切り替えられる。

入力クラッチ３６は、例えば多板式或いは単板式のクラッチにより構成される、湿式または乾式の摩擦係合装置である。入力クラッチ３６は、後述する電子制御装置１００により係合状態や解放状態などの制御状態が切り替えられる。入力クラッチ３６は、油圧制御回路５２から供給されるＷＳＣ油圧ＰＲwscにより入力クラッチ３６のトルク容量であるＷＳＣトルクＴwscが変化させられることで、制御状態が切り替えられる。

Ｋ０クラッチ３４の係合状態では、エンジン連結軸４６及び回転電機連結軸４８を介して、エンジン１２とフロント回転電機ＦｒＭＧとが動力伝達可能に接続される。すなわち、Ｋ０クラッチ３４は、係合されることにより、エンジン１２とフロント回転電機ＦｒＭＧとを動力伝達可能に接続する。一方、Ｋ０クラッチ３４の解放状態では、エンジン１２とフロント回転電機ＦｒＭＧとの間の動力伝達が遮断される。すなわち、Ｋ０クラッチ３４は、解放されることにより、エンジン１２とフロント回転電機ＦｒＭＧとの間の連結を切り離す。つまり、Ｋ０クラッチ３４は、係合されることによってエンジン１２とフロント回転電機ＦｒＭＧとを連結する一方で、解放されることによってエンジン１２とフロント回転電機ＦｒＭＧとの間の連結を切り離す断接用クラッチである。

入力クラッチ３６の係合状態では、回転電機連結軸４８と変速機入力軸５０とが接続される。このとき、フロント回転電機ＦｒＭＧが、回転電機連結軸４８、入力クラッチ３６、変速機入力軸５０、出力回転部材４０、デファレンシャル装置４２、及び前輪車軸４４を介して前輪１４に動力伝達可能に接続される。又、Ｋ０クラッチ３４および入力クラッチ３６の係合状態では、フロント回転電機ＦｒＭＧに加えて、エンジン１２が、回転電機連結軸４８、入力クラッチ３６、変速機入力軸５０、出力回転部材４０、デファレンシャル装置４２、及び前輪車軸４４を介して前輪１４に動力伝達可能に接続される。一方で、入力クラッチ３６の解放状態では、回転電機連結軸４８と変速機入力軸５０との間が遮断される。すなわち、入力クラッチ３６は、係合されることによりエンジン１２およびフロント回転電機ＦｒＭＧと前輪１４との間を接続する一方、解放されることによりエンジン１２およびフロント回転電機ＦｒＭＧと前輪１４との間を切り離す断接用クラッチである。

フロントユニット１８において、エンジン１２から出力される動力は、Ｋ０クラッチ３４および入力クラッチ３６が係合されている場合に、エンジン連結軸４６、回転電機連結軸４８、変速機入力軸５０、自動変速機３８、出力回転部材４０、デファレンシャル装置４２、及び前輪車軸４４を順次経由して前輪１４に伝達される。又、フロント回転電機ＦｒＭＧから出力される動力は、入力クラッチ３６が係合されている場合に、回転電機連結軸４８、変速機入力軸５０、自動変速機３８、出力回転部材４０、デファレンシャル装置４２、及び前輪車軸４４を順次経由して前輪１４に伝達される。

一方、入力クラッチ３６が解放されている場合、エンジン１２およびフロント回転電機ＦｒＭＧと前輪１４との間の動力伝達経路が遮断され、エンジン１２およびフロント回転電機ＦｒＭＧの動力が前輪１４に伝達されなくなる。又、Ｋ０クラッチ３４が解放される一方で、入力クラッチ３６が係合されている場合、フロント回転電機ＦｒＭＧの動力が自動変速機３８等を介して前輪１４に伝達される一方で、エンジン１２の動力が前輪１４に伝達されなくなる。又、Ｋ０クラッチ３４が係合される一方で、入力クラッチ３６が解放されている場合、エンジン１２及びフロント回転電機ＦｒＭＧの動力が前輪１４に伝達されないものの、エンジン１２とフロント回転電機ＦｒＭＧとが動力伝達可能に連結される。このとき、エンジン１２の動力によってフロント回転電機ＦｒＭＧで発電することができる。

リヤユニット２０は、後述する電子制御装置１００によって制御されるリヤインバータ３０、リヤ回転電機ＲｒＭＧ、及び左右の後輪１６に連結されている左右一対の後輪車軸５４等を備えている。リヤ回転電機ＲｒＭＧは、直接または図示しない減速機等を介して左右一対の後輪車軸５４に連結されている。従って、リヤ回転電機ＲｒＭＧは、後輪車軸５４等を介して後輪１６に動力伝達可能に接続されることで、リヤ回転電機ＲｒＭＧから出力される動力が、後輪車軸５４等を介して後輪１６に伝達される。

車両１０は、機械式のオイルポンプであるＭＯＰ５８、電動式のオイルポンプであるＥＯＰ６０を備えている。ＭＯＰ５８は、例えば回転電機連結軸４８に歯車等を介して動力伝達可能に接続されており、エンジン１２及びフロント回転電機ＦｒＭＧの少なくとも一方により回転駆動させられてフロントユニット１８にて用いられる作動油を吐出する。ＥＯＰ６０は、図示しないポンプ用モータにより回転駆動させられて作動油を吐出する。ＭＯＰ５８及びＥＯＰ６０が吐出した作動油は、油圧制御回路５２に供給される。油圧制御回路５２は、ＭＯＰ５８及びＥＯＰ６０が吐出した作動油を元にして、各々調圧したＣＢ油圧ＰＲcb、Ｋ０油圧ＰＲk0、ＷＳＣ油圧ＰＲwscなどを供給する。

車両１０は、ＨＶバッテリ２８の電力によって駆動されるエアコンユニット６２（Ａ／Ｃ）を備えている。又、車両１０は、ＨＶバッテリ２８の高電圧なバッテリ電圧を降圧して低圧バッテリ６４に充電するＤＣ／ＤＣコンバータ６６を備えている。低圧バッテリ６４に充電された電力は、車両１０のランプやオーディオなどの補機、後述する電子制御装置１００等に供給される。

車両１０は、更に、走行制御などに関連する車両１０の制御装置を含む電子制御装置１００（制御装置）を備えている。電子制御装置１００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。電子制御装置１００は、必要に応じてエンジン制御用、回転電機制御用、油圧制御用等の各ＥＣＵを含んで構成される。

電子制御装置１００には、車両１０に備えられた各種センサ等（例えばエンジン回転速度センサ７０、入力回転速度センサ７２、出力回転速度センサ７４、ＦｒＭＧ回転速度センサ７６、ＲｒＭＧ回転速度センサ７８、アクセル開度センサ８０、スロットル弁開度センサ８２、ブレーキスイッチ８４、バッテリセンサ８６、油温センサ８８など）による検出値に基づく各種信号等（例えばエンジン１２の回転速度であるエンジン回転速度Ｎe、自動変速機３８の変速機入力軸５０の回転速度であるＡＴ入力回転速度Ｎi、自動変速機３８の出力回転部材４０の回転速度であり、車速Ｖに対応するＡＴ出力回転速度Ｎo、フロント回転電機ＦｒＭＧの回転速度であるＦｒＭＧ回転速度ＮmFr、リヤ回転電機ＲｒＭＧの回転速度であるＲｒＭＧ回転速度ＮmRr、運転者の加速操作の大きさを表す運転者のアクセル操作量であるアクセル開度θacc、電子スロットル弁の開度であるスロットル弁開度θth、ホイールブレーキを作動させる為のブレーキペダルが運転者によって操作されている状態を示す信号であるブレーキオン信号Ｂon、ＨＶバッテリ２８のバッテリ温度ＴＨbatやバッテリ充放電電流Ｉbatやバッテリ電圧Ｖbat、油圧制御回路５２内の作動油の温度である作動油温ＴＨoilなど）が、それぞれ供給される。

電子制御装置１００からは、車両１０に備えられた各装置（例えばエンジン制御装置２２、フロントインバータ２４、リヤインバータ３０、油圧制御回路５２、システムメインリレー２６など）に各種指令信号（例えばエンジン１２を制御する為のエンジン制御指令信号Ｓe、フロント回転電機ＦｒＭＧを制御する為のＦｒＭＧ制御指令信号ＳmFr、リヤ回転電機ＲｒＭＧを制御する為のＲｒＭＧ制御指令信号ＳmRr、係合装置ＣＢを制御する為のＣＢ油圧制御指令信号Ｓcb、Ｋ０クラッチ３４を制御する為のＫ０油圧制御指令信号Ｓko、入力クラッチ３６を制御する為のＷＳＣ油圧制御指令信号Ｓswc、システムメインリレー２６の断接状態を切り替える為のリレー切替指令信号Ｓsmrなど）が、それぞれ出力される。システムメインリレー２６は、車両１０の電源スイッチがオン状態に切り替えられるとリレー切替指令信号Ｓsmrによって接続状態に切り替えられ、ＨＶバッテリ２８からの電力供給が可能になる。

電子制御装置１００は、車両１０における各種走行制御を実現する為に、ハイブリッド制御手段すなわちハイブリッド制御部１０２、クラッチ制御手段すなわちクラッチ制御部１０４、及び変速制御手段すなわち変速制御部１０６を備えている。

ハイブリッド制御部１０２は、エンジン１２の作動を制御するエンジン制御手段すなわちエンジン制御部１０２ａとしての機能と、フロントインバータ２４を介してフロント回転電機ＦｒＭＧの作動を制御するＦｒ回転電機制御手段すなわちＦｒ回転電機制御部１０２ｂとしての機能と、リヤインバータ３０を介してリヤ回転電機ＲｒＭＧの作動を制御するＲｒ回転電機制御手段すなわちＲｒ回転電機制御部１０２ｃとしての機能と、を含んでおり、それらの制御機能によりエンジン１２、フロント回転電機ＦｒＭＧ、及びリヤ回転電機ＲｒＭＧによるハイブリッド駆動制御等を実行する。

ハイブリッド制御部１０２は、例えば駆動要求量マップにアクセル開度θacc及び車速Ｖを適用することで、運転者による車両１０に対する駆動要求量を算出する。前記駆動要求量マップは、予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された関係すなわち予め定められた関係である。前記駆動要求量は、例えば前輪１４及び後輪１６における要求駆動トルクＴrdemである。要求駆動トルクＴrdem［Ｎｍ］は、見方を換えればそのときの車速Ｖにおける要求駆動パワーＰrdem［Ｗ］である。前記駆動要求量としては、要求駆動力Ｆrdem［Ｎ］、自動変速機３８の出力回転部材４０における要求ＡＴ出力トルク等を用いることもできる。前記駆動要求量の算出において、車速Ｖに替えてＡＴ出力回転速度Ｎoなどを用いても良い。

ハイブリッド制御部１０２は、伝達損失、補機負荷、自動変速機３８の変速比γat、ＨＶバッテリ２８の充電可能電力Ｗinや放電可能電力Ｗout等を考慮して、要求駆動パワーＰrdemを実現するように、エンジン１２を制御する為のエンジン制御指令信号Ｓeと、フロント回転電機ＦｒＭＧを制御する為のＦｒＭＧ制御指令信号ＳmFrと、リヤ回転電機ＲｒＭＧを制御する為のＲｒＭＧ制御指令信号ＳmRrと、を出力する。エンジン制御指令信号Ｓeは、例えばそのときのエンジン回転速度ＮeにおけるエンジントルクＴeを出力するエンジン１２のパワーであるエンジンパワーＰeの指令値である。ＦｒＭＧ制御指令信号ＳmFrは、例えばそのときのＦｒＭＧ回転速度ＮmFrにおけるＦｒＭＧトルクＴmFrを出力するフロント回転電機ＦｒＭＧの消費電力ＷmFrの指令値である。又、ＲｒＭＧ制御指令信号ＳmRrは、例えばそのときのＲｒＭＧ回転速度ＮmRrにおけるＲｒＭＧトルクＴmRrを出力するリヤ回転電機ＲｒＭＧの消費電力ＷmRrの指令値である。

ＨＶバッテリ２８の充電可能電力Ｗinは、ＨＶバッテリ２８の入力電力の制限を規定する入力可能な最大電力であり、ＨＶバッテリ２８の入力制限を示している。ＨＶバッテリ２８の放電可能電力Ｗoutは、ＨＶバッテリ２８の出力電力の制限を規定する出力可能な最大電力であり、ＨＶバッテリ２８の出力制限を示している。ＨＶバッテリ２８の充電可能電力Ｗinや放電可能電力Ｗoutは、例えばバッテリ温度ＴＨbat及びＨＶバッテリ２８の充電状態値ＳＯＣ［％］に基づいて電子制御装置１００により算出される。ＨＶバッテリ２８の充電状態値ＳＯＣは、ＨＶバッテリ２８の充電状態を示す値であり、例えばバッテリ充放電電流Ｉbat及びバッテリ電圧Ｖbatなどに基づいて電子制御装置１００により算出される。

ハイブリッド制御部１０２は、フロント回転電機ＦｒＭＧ及びリヤ回転電機ＲｒＭＧの少なくとも一方の出力のみで要求駆動トルクＴrdemを賄える場合には、走行モードをモータ走行（＝ＥＶ走行）モードとする。ハイブリッド制御部１０２は、ＥＶ走行モードでは、Ｋ０クラッチ３４の解放状態及び入力クラッチ３６の係合状態で、フロント回転電機ＦｒＭＧ及びリヤ回転電機ＲｒＭＧの少なくとも一方を駆動力源として走行するＥＶ走行を行う。

一方で、ハイブリッド制御部１０２は、少なくともエンジン１２の出力を用いないと要求駆動トルクＴrdemを賄えない場合には、走行モードをエンジン走行モードすなわちハイブリッド走行（＝ＨＶ走行）モードとする。ハイブリッド制御部１０２は、ＨＶ走行モードでは、Ｋ０クラッチ３４及び入力クラッチ３６の係合状態で、少なくともエンジン１２を駆動力源として走行するエンジン走行すなわちＨＶ走行を行う。又、ハイブリッド制御部１０２は、フロント回転電機ＦｒＭＧ及びリヤ回転電機ＲｒＭＧの少なくとも一方の出力で要求駆動トルクＴrdemを賄える場合であっても、ＨＶバッテリ２８の充電状態値ＳＯＣが予め定められたエンジン始動閾値未満となる場合やエンジン１２の暖機が必要な場合などには、ＨＶ走行モードを成立させる。前記エンジン始動閾値は、エンジン１２を強制的に始動してＨＶバッテリ２８を充電する必要がある充電状態値ＳＯＣであることを判断する為の予め定められた閾値である。このように、ハイブリッド制御部１０２は、要求駆動トルクＴrdem等に基づいて、ＨＶ走行中にエンジン１２を自動停止したり、そのエンジン停止後にエンジン１２を再始動したり、ＥＶ走行中にエンジン１２を始動したりして、ＥＶ走行モードとＨＶ走行モードとを切り替える。

又、ハイブリッド制御部１０２は、車両１０の走行状態に応じて、前輪１４および後輪１６の駆動力を分配し、適切な走行性能が得られるように制御する。ハイブリッド制御部１０２は、例えば車両発進時、加速時、滑りやすい低μ路の走行時などにおいては、前輪１４の駆動に加えて後輪１６を駆動させて車両１０を走行させる、四輪駆動走行を実行する。このとき、ハイブリッド制御部１０２は、車両１０の走行状態に基づいて適切な前後輪の駆動力配分比を算出し、前後輪の駆動力配分が算出された駆動力配分比となるように、エンジン１２、フロント回転電機ＦｒＭＧ、及びリヤ回転電機ＲｒＭＧの出力を制御する。例えば、ＨＶ走行モードで走行中において、エンジン１２の動力を駆動力として前輪１４に伝達するとともに、エンジン１２の動力の一部がフロント回転電機ＦｒＭＧに伝達されることで、フロント回転電機ＦｒＭＧによる発電が行われる。さらに、フロント回転電機ＦｒＭＧで発電された電力がリヤ回転電機ＲｒＭＧに供給されることで、リヤ回転電機ＲｒＭＧが駆動されて車両１０が走行させられる。

又、ハイブリッド制御部１０２は、低車速領域や低負荷領域において、Ｋ０クラッチ３４が係合される一方で入力クラッチ３６が解放された状態で、エンジン１２の動力を用いてフロント回転電機ＦｒＭＧによる発電を行い、フロント回転電機ＦｒＭＧで発電された電力によってリヤ回転電機ＲｒＭＧを駆動させて走行する、シリーズ走行を実行することができる。このとき、入力クラッチ３６が解放されているため、前輪１４には駆動力が伝達されない。

また、ハイブリッド制御部１０２は、減速走行時には、フロント回転電機ＦｒＭＧおよびリヤ回転電機ＲｒＭＧの回生でエネルギを回収しつつ走行する、回生走行を実行する。

クラッチ制御部１０４は、少なくともエンジン１２を駆動力源として走行するＨＶ走行中には、Ｋ０クラッチ３４及び入力クラッチ３６を係合させることで、エンジン１２の動力を前輪１４に動力伝達可能な状態に切り替える。又、クラッチ制御部１０４は、モータ走行時には、Ｋ０クラッチ３４を解放する一方で入力クラッチ３６を係合させることで、フロント回転電機ＦｒＭＧ及びリヤ回転電機ＲｒＭＧによる走行を可能な状態に切り替える。又、クラッチ制御部１０４は、減速走行時には、フロント回転電機ＦｒＭＧによる回生が可能になるように、入力クラッチ３６を係合させてフロント回転電機ＦｒＭＧと前輪１４との間を動力伝達可能な状態に切り替える。

変速制御部１０６は、例えば予め定められた関係である変速マップを用いて自動変速機３８の変速判断を行い、必要に応じて自動変速機３８の変速制御を実行する為のＣＢ油圧制御指令信号Ｓcbを油圧制御回路５２へ出力する。前記変速マップは、例えば車速Ｖ及び要求駆動トルクＴrdemを変数とする二次元座標上に、自動変速機３８の変速が判断される為の変速線を有する所定の関係である。前記変速マップでは、車速Ｖに替えてＡＴ出力回転速度Ｎoなどを用いても良いし、又、要求駆動トルクＴrdemに替えて要求駆動力Ｆrdemやアクセル開度θaccやスロットル弁開度θthなどを用いても良い。

ところで、エンジン１２の動力を用いてフロント回転電機ＦｒＭＧで発電を行い、フロント回転電機ＦｒＭＧで発電された電力によってリヤ回転電機ＲｒＭＧを駆動させて走行する走行中に、リヤ回転電機ＲｒＭＧの異常またはリヤ回転電機ＲｒＭＧを制御する機器（リヤインバータ３０など）の異常によって、リヤ回転電機ＲｒＭＧで電力を消費できなくなると、リヤ回転電機ＲｒＭＧで消費されるはずの電力がＨＶバッテリ２８に供給され、ＨＶバッテリ２８に過大な電力が供給される虞がある。さらに、車両１０が停止するまでの間、リヤ回転電機ＲｒＭＧで発生した逆起電力がＨＶバッテリ２８に供給され続けることでも、ＨＶバッテリ２８に過大な電力が供給される虞がある。これに対して、ハイブリッド制御部１０２は、上述したようなリヤ回転電機ＲｒＭＧの異常によってＨＶバッテリ２８への電力の供給量が急激に増えたとき、フロント回転電機ＦｒＭＧによって電力を消費する異常時電力消費手段すなわち異常時電力消費部１０２ｄを機能的に備えている。尚、異常時電力消費部１０２ｄが、本発明の制御部に対応している。

異常時電力消費部１０２ｄは、フロント回転電機ＦｒＭＧで発電した電力をリヤ回転電機ＲｒＭＧに供給し、供給された電力によってリヤ回転電機ＲｒＭＧを駆動させて走行する走行状態において、リヤ回転電機ＲｒＭＧ、又は、リヤ回転電機ＲｒＭＧを制御する機器に異常が発生したかを判定する。リヤ回転電機ＲｒＭＧを制御する機器は、リヤインバータ３０やリヤインバータ３０に指令信号を出力するＥＣＵなどが該当する。異常時電力消費部１０２ｄは、例えばリヤ回転電機ＲｒＭＧ及びリヤ回転電機ＲｒＭＧを制御する機器（リヤインバータ３０など）の異常を検出する不図示の異常検出回路が異常を検出したとき、リヤ回転電機ＲｒＭＧ、又は、リヤ回転電機ＲｒＭＧを制御する機器に異常が発生したものと判定する。

異常時電力消費部１０２ｄは、リヤ回転電機ＲｒＭＧ又はそれを制御する機器の異常を判定すると、リヤ回転電機ＲｒＭＧを停止させる。次いで、異常時電力消費部１０２ｄは、入力クラッチ３６を解放可能であるかを判定する。異常時電力消費部１０２ｄは、入力クラッチ３６が解放可能である場合、入力クラッチ３６を解放し、さらに、リヤ回転電機ＲｒＭＧで発生した逆起電力でフロント回転電機ＦｒＭＧからＦｒＭＧトルクＴmFrを出力してフロント回転電機ＦｒＭＧを回転させる。これより、フロント回転電機ＦｒＭＧが噴き上げられ、リヤ回転電機ＲｒＭＧで発生した逆起電力をフロント回転電機ＦｒＭＧで消費することができる。その結果、ＨＶバッテリ２８への電力供給をなくすまたは低減することができる。また、入力クラッチ３６が解放されることで、駆動力が前輪１４に伝達されることがなくなり、車両１０が減速させられる。このとき、Ｋ０クラッチ３４を係合し、フロント回転電機ＦｒＭＧでエンジン１２をクランキングすることで、フロント回転電機ＦｒＭＧにおける電力の消費量を増加させる必要がある場合には、Ｋ０クラッチ３４が係合される。または、Ｋ０クラッチ３４を係合しなくても、フロント回転電機ＦｒＭＧの回転で所望の電力が消費される場合には、Ｋ０クラッチ３４は解放される。

又、異常時電力消費部１０２ｄは、フロント回転電機ＦｒＭＧによる電力の消費中に、車両１０の車速Ｖが所定車速Ｖ１以下、又は、フロント回転電機ＦｒＭＧによる電力消費を開始した時点からの経過時間Ｔpassが所定時間Ｔ１に到達したかを判定する。異常時電力消費部１０２ｄは、車両１０の車速Ｖが所定車速Ｖ１以下、又は、経過時間Ｔpassが所定時間Ｔ１に到達すると、フロント回転電機ＦｒＭＧによる電力消費を停止し、通常の走行に復帰させる。尚、所定車速Ｖ１及び所定時間Ｔ１は、予め実験的または設計的に求められ、リヤ回転電機ＲｒＭＧで発生する逆起電力が小さくなり、ＨＶバッテリ２８に過大な電力が供給される虞がなくなる値に設定されている。

異常時電力消費部１０２ｄは、入力クラッチ３６が解放できない場合、フロント回転電機ＦｒＭＧにｄ軸電流を流すことで電力を消費する。このとき、フロント回転電機ＦｒＭＧからＦｒＭＧトルクＴmFrが出力されないため、前輪１４にフロント回転電機ＦｒＭＧからのトルクが伝達されて車両１０が加速することが防止される。また、異常時電力消費部１０２ｄは、車両１０の車速Ｖが所定車速Ｖ１以下、又は、フロント回転電機ＦｒＭＧによる電力消費を開始した時点からの経過時間Ｔpassが所定時間Ｔ１に到達すると、フロント回転電機ＦｒＭＧによる電力消費を停止し、通常の走行に復帰させる。

又、異常時電力消費部１０２ｄは、フロント回転電機ＦｒＭＧによる電力消費だけでなく、ＤＣ／ＤＣコンバータ６６、エアコンユニット６２、ＥＯＰ６０など、駆動力に影響しない電気機器を使って、リヤ回転電機ＲｒＭＧで発生した逆起電力を消費することもできる。

図２は、電子制御装置１００の制御作動の要部、すなわちフロント回転電機ＦｒＭＧによって発電された電力を用いてリヤ回転電機ＲｒＭＧを駆動させる走行状態で走行中に、リヤ回転電機ＲｒＭＧ、又は、リヤ回転電機ＲｒＭＧを制御する機器に異常が生じたとき、ＨＶバッテリ２８に過大な電力が供給されることを抑制する制御作動を説明するフローチャートである。このフローチャートは、フロント回転電機ＦｒＭＧによって発電された電力を用いてリヤ回転電機ＲｒＭＧを駆動させて走行する制御を実行する毎に実行される。

先ず、ハイブリッド制御部１０２の制御機能に対応するステップＳＴ１（以下、ステップを省略）では、フロント回転電機ＦｒＭＧで発電し、発電された電力がリヤ回転電機ＲｒＭＧで消費されて車両１０が駆動される走行が実行される。次いで、異常時電力消費部１０２ｄの制御機能に対応するＳＴ２では、リヤ回転電機ＲｒＭＧ又はリヤ回転電機ＲｒＭＧを制御する機器に異常が発生したかが判定される。ＳＴ２が否定される場合、ＳＴ１に戻り、フロント回転電機ＦｒＭＧで発電された電力によってリヤ回転電機ＲｒＭＧを駆動させる走行が継続して実行される。ＳＴ２が肯定される場合、異常時電力消費部１０２ｄの制御機能に対応するＳＴ３において、リヤ回転電機ＲｒＭＧの駆動が停止させられる。

次いで、異常時電力消費部１０２ｄの制御機能に対応するＳＴ４では、入力クラッチ３６が解放可能であるかが判定される。ＳＴ４が肯定される場合にＳＴ５に進み、ＳＴ４が否定される場合にＳＴ６に進む。異常時電力消費部１０２ｄの制御機能に対応するＳＴ５では、入力クラッチ３６が解放され、さらに、フロント回転電機ＦｒＭＧがＦｒＭＧトルクＴmFrを出力することでフロント回転電機ＦｒＭＧが噴き上げられる。これより、フロント回転電機ＦｒＭＧにおいてリヤ回転電機ＲｒＭＧで発生した逆起電力が消費され、ＨＶバッテリ２８への電力供給が抑制又は低減される。又、入力クラッチ３６が解放されることで、前輪１４への駆動力の伝達が遮断され、車両１０が減速させられる。一方、異常時電力消費部１０２ｄの制御機能に対応するＳＴ６では、フロント回転電機ＦｒＭＧにｄ軸電流を流すことで、電力が消費（放電）される。異常時電力消費部１０２ｄの制御機能に対応するＳＴ７では、車速Ｖが所定車速Ｖ１以下、又は、フロント回転電機ＦｒＭＧによる電力消費（放電）が開始された時点からの経過時間Ｔpassが所定時間Ｔ１に到達したかに基づいて、フロント回転電機ＦｒＭＧによる電力消費（放電）を終了するかが判定される。ＳＴ７が否定される場合、ＳＴ７が肯定されるまでの間、フロント回転電機ＦｒＭＧによる電力消費（放電）が繰り返し実行される。一方、ＳＴ７が肯定される場合、ハイブリッド制御部１０２の制御機能に対応するＳＴ８において、フロント回転電機ＦｒＭＧによる電力消費が停止され、通常の走行に復帰させられる。

上述のように、本実施例によれば、フロント回転電機ＦｒＭＧで発電された電力を用いてリヤ回転電機ＲｒＭＧを駆動させて車両を走行させる走行状態において、リヤ回転電機ＲｒＭＧ又はリヤ回転電機ＲｒＭＧを制御する機器に異常が発生すると、リヤ回転電機ＲｒＭＧで発生した逆起電力によってフロント回転電機ＦｒＭＧを回転させることで、リヤ回転電機ＲｒＭＧで発生した逆起電力をフロント回転電機ＦｒＭＧで消費することができる。その結果、ＨＶバッテリ２８に過大な電力が供給されることを回避することができる。このとき、入力クラッチ３６が解放されるため、フロント回転電機ＦｒＭＧで出力される動力が前輪１４に伝達されて意図しない加速が発生することも防止される。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、前輪１４にエンジン１２及びフロント回転電機ＦｒＭＧの動力が伝達可能に構成され、後輪１６にリヤ回転電機ＲｒＭＧの動力が伝達可能に構成されるものであったが、後輪１６にエンジン１２及びリヤ回転電機ＲｒＭＧの動力が伝達可能に構成され、前輪１４にフロント回転電機ＦｒＭＧの動力が伝達可能に構成されるものであっても構わない。言い換えれば、リヤ回転電機ＲｒＭＧで発電された電力がフロント回転電機ＦｒＭＧに供給され、フロント回転電機ＦｒＭＧがその電力によって駆動させられるものであっても構わない。この場合には、リヤ回転電機ＲｒＭＧが本発明の第１回転電機、フロント回転電機ＦｒＭＧが本発明の第２回転電機にそれぞれ対応し、後輪１６が本発明の第１駆動輪、前輪１４が本発明の第２駆動輪にそれぞれ対応する。

また、前述の実施例では、リヤ回転電機ＲｒＭＧに異常が検出されると、入力クラッチ３６が解放されるものであったが、必ずしも入力クラッチ３６に限定されない。例えば、自動変速機３８の係合装置ＣＢが解放されることで、エンジン１２と前輪１４との間の動力伝達経路が遮断されても構わない。要は、エンジン１２と前輪１４との間の動力伝達経路を遮断するクラッチであれば、適宜変更することができる。すなわち、自動変速機３８の係合装置ＣＢを解放することで、エンジン１２と前輪１４との間の動力伝達経路を遮断する場合には、係合装置ＣＢが、本発明のクラッチに対応する。

また、前述の実施例では、エンジン１２とフロント回転電機ＦｒＭＧとの間にＫ０クラッチ３４が介挿されていたが、Ｋ０クラッチ３４は必ずしも必要ではなく、Ｋ０クラッチ３４を省略して実施しても構わない。

尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：ハイブリッド車両
１２：エンジン
１４：前輪（第１駆動輪）
１６：後輪（第２駆動輪）
３０：リヤインバータ（第２回転電機を制御する機器）
３６：入力クラッチ（クラッチ）
１００：電子制御装置（制御装置）
１０２ｄ：異常時電力消費部（制御部）
ＦｒＭＧ：フロント回転電機（第１回転電機）
ＲｒＭＧ：リヤ回転電機（第２回転電機）

Claims (1)

1. エンジンと、第１回転電機と、前記エンジンおよび前記第１回転電機と第１駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられているクラッチと、第２駆動輪に動力伝達可能に接続されている第２回転電機と、を備え、
   前記エンジンの動力を用いて前記第１回転電機による発電を行い、前記第１回転電機で発電された電力によって前記第２回転電機を駆動させて走行することができる、ハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記第２回転電機の駆動による走行中に、前記第２回転電機又は該第２回転電機を制御する機器に異常が発生した場合には、前記クラッチを解放し、前記第２回転電機で発生した逆起電力で前記第１回転電機を回転させる制御部を備える
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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