JP2022118665A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン走行において第２回転電機が故障した場合に退避走行可能な距離を延ばすことができるハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】エンジン１２、エンジン１２の動力を第１回転電機ＭＧ１と一対の駆動輪３２に連結された中間伝達部材３６とに分割する動力分割機構３４、中間伝達部材３６に動力伝達可能に連結された第２回転電機ＭＧ２、及び第１回転電機ＭＧ１に接続されたメインバッテリ７０を備えるハイブリッド車両１０の、電子制御装置８０は、エンジン走行において第２回転電機ＭＧ２が故障している場合には、第１回転電機ＭＧ１の電流進角値θiを調整して、第１回転電機ＭＧ１に反力トルクを出力させ、第２回転電機ＭＧ２を駆動制御している場合よりも第１回転電機ＭＧ１での発電量である発電電力Ｗgを減少させ、且つメインバッテリ７０の充電状態値ＳＯＣに応じて発電電力Ｗgを変化させる。【選択図】図１

Description

本発明は、エンジン及び回転電機を走行用駆動力源として備えるハイブリッド車両の、制御装置に関する。

エンジン、そのエンジンの動力を第１回転電機と一対の駆動輪に連結された伝達部材とに分割する動力分割機構、その伝達部材に動力伝達可能に連結された第２回転電機、及び前記第１回転電機に接続されたバッテリを備えるハイブリッド車両において第２回転電機が故障すると、エンジンの直達トルクで走行する退避走行に移行し、エンジンに対する反力トルクを第１回転電機に出力させつつ第１回転電機に発電させるハイブリッド車両の制御装置が知られている。例えば、特許文献１に記載されたハイブリッド車両の制御装置がそれである。

特開２０１７－１９００６３号公報

特許文献１に記載されたハイブリッド車両の制御装置では、エンジンの直達トルクによる退避走行において、第１回転電機での発電によりバッテリが過充電されそうになると、例えばバッテリを保護するために制御装置のシステム終了（シャットダウン）が実行されることで安全な場所まで退避走行を継続できないおそれがある。

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、エンジン走行において第２回転電機が故障した場合に退避走行可能な距離を延ばすことができるハイブリッド車両の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、エンジン、前記エンジンの動力を第１回転電機と一対の駆動輪に連結された伝達部材とに分割する動力分割機構、前記伝達部材に動力伝達可能に連結された第２回転電機、及び前記第１回転電機に接続されたバッテリを備えるハイブリッド車両の、制御装置であって、前記エンジンの動力で走行するエンジン走行において前記第２回転電機が故障している場合には、前記第１回転電機の電流進角を調整して、前記第１回転電機に反力トルクを出力させ、前記第２回転電機を駆動制御している場合よりも前記第１回転電機での発電量を減少させ、且つ前記バッテリの充電状態に応じて前記発電量を変化させることにある。

第１発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、前記エンジンの動力で走行するエンジン走行において前記第２回転電機が故障している場合には、前記第１回転電機の電流進角が調整されて、前記第１回転電機から反力トルクが出力され、前記第２回転電機が駆動制御されている場合よりも前記第１回転電機での発電量が減少させられ、且つ前記バッテリの充電状態に応じて前記発電量が変化させられる。エンジン走行において第２回転電機が故障している場合には第２回転電機が第１回転電機での発電量を消費しないため、第２回転電機が故障せずに駆動制御されている場合に比較して第１回転電機での発電量に対する消費量が減少する。第２回転電機が故障している場合には、第２回転電機が故障せずに駆動制御されている場合に比較して第１回転電機での発電量が減少させられ且つバッテリの充電状態に応じて発電量が変化させられることから、発電量と消費量との均衡が取りやすくなる。これにより、エンジン走行において第２回転電機が故障している場合に、第１回転電機での発電量が減少させられない場合に比較してバッテリが過充電とされることが抑制される。そのため、バッテリを保護するために、例えば制御装置のシャットダウンが実行されることが抑制されて退避走行が継続できなくなることが抑制される、すなわち退避走行可能な距離を延ばすことができる。

第２発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、第１発明において、前記バッテリの充電状態値が高い場合には、前記充電状態値が低い場合に比較して前記第１回転電機での前記発電量から前記発電量を消費する装置での消費量を減算した差分量が小さくされる。このように、バッテリの充電状態値が高い場合には、充電状態値が低い場合に比較して差分量が小さくされることからバッテリが満充電になるまでの期間が長くなるすなわちバッテリが満充電になることが抑制される。これにより、バッテリの充電状態値が高い場合において、充電状態値が低い場合と同じ差分量に制御されるのに比較して、バッテリが満充電になって過充電とされることが抑制されるため、退避走行可能な距離を延ばすことができる。

第３発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、第２発明において、（ａ）前記充電状態値が予め設定された所定の第１の状態値を超過すると、前記差分量が負値とされ、（ｂ）前記充電状態値が予め設定された所定の第２の状態値未満になると、前記差分量が正値とされる。これにより、バッテリの充電状態値が第１の状態値を超過するとバッテリから放電され、バッテリの充電状態値が第２の状態値未満になるとバッテリに充電される。そのため、バッテリの過充電及び過放電が回避されて制御装置のシャットダウンが回避されるため、退避走行可能な距離を更に延ばすことができる。

本発明の実施例に係る電子制御装置を備えるハイブリッド車両の概略構成図であるとともに、ハイブリッド車両における各種制御のための制御機能の要部を表す機能ブロック図である。 エンジン走行における動力分割機構での各回転要素の回転速度の相対関係を直線で表すことができる共線図である。 第１回転電機における出力トルク、発電電力、及び電流進角値との関係が予め定められた発電電力マップを説明する図である。 図１に示す電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートの一例である。

以下、本発明の実施例について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、各部の寸法比及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明の実施例に係る電子制御装置８０を備えるハイブリッド車両１０の概略構成図であるとともに、ハイブリッド車両１０における各種制御のための制御機能の要部を表す機能ブロック図である。

ハイブリッド車両１０（以下、単に「車両１０」と記す。）は、エンジン１２、連結軸２２、機械式オイルポンプＭＯＰ、動力分割機構３４、第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２、ＡＴ入力軸２６、自動変速機１８、ＡＴ出力軸２８、ディファレンシャルギヤ４０、及び一対の車軸３０などを備える。機械式オイルポンプＭＯＰ、動力分割機構３４、第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２、及び自動変速機１８は、ケース２０内に収容されている。また、車両１０は、電動オイルポンプＥＯＰ、油圧制御回路４４、インバータ６０、メインバッテリ７０、電力線対７４、補機バッテリ７６、ＤＣ／ＤＣコンバータ７８、及び電子制御装置８０を備える。なお、エンジン１２及び第２回転電機ＭＧ２は車両１０の走行用駆動力源であって、その走行用駆動力源から一対の駆動輪３２に走行用駆動力が伝達される経路が動力伝達経路ＰＴである。

エンジン１２は、周知の内燃機関である。エンジン１２は、電子制御装置８０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のエンジン制御装置６８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［Nm］が制御される。エンジントルクＴeは、エンジン１２から出力されるエンジン１２の動力である。なお、本明細書では、特に区別しない場合には、トルク、駆動力、及び動力は同義である。

第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２は、所謂モータジェネレータであって、例えば三相同期モータジェネレータである。後述するエンジン走行では、第１回転電機ＭＧ１は発電機として用いられ、第２回転電機ＭＧ２は電動機として用いられる。

第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２、及び電動オイルポンプＥＯＰは、各々、インバータ６０及び電力線対７４を介してメインバッテリ７０に接続されている。インバータ６０は、第１回転電機ＭＧ１と電力線対７４との間、第２回転電機ＭＧ２と電力線対７４との間、且つ、電動オイルポンプＥＯＰと電力線対７４との間、に設けられ、電子制御装置８０によって制御されることにより直流を交流に変換したり交流を直流に変換したりする電源回路である。例えば、インバータ６０は、メインバッテリ７０から電力線対７４に供給されている直流を三相交流に変換して第１回転電機ＭＧ１や第２回転電機ＭＧ２に出力したり、第１回転電機ＭＧ１や第２回転電機ＭＧ２で発電された三相交流の発電電力を直流に変換して電力線対７４に出力したりする。また、インバータ６０は、メインバッテリ７０から電力線対７４に供給されている直流を三相交流に変換して電動オイルポンプＥＯＰに出力して駆動する。例えば、電動オイルポンプＥＯＰは、ＥＯＰ駆動用モータ例えば三相同期モータの回転により駆動可能な周知のオイルポンプである。なお、直流電圧ＶＨ［V］は、電力線対７４の正極線と負極線との間の直流電圧である。

電子制御装置８０によってインバータ６０が制御されることにより、第１回転電機ＭＧ１から出力されるトルクであるＭＧ１出力トルクＴg［Nm］及び第２回転電機ＭＧ２から出力されるトルクであるＭＧ２出力トルクＴm［Nm］がそれぞれ制御される。ＭＧ１出力トルクＴg及びＭＧ２出力トルクＴmは、例えば正回転の場合、加速側となる正トルクで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。ＭＧ２出力トルクＴmが力行トルクである場合には、第２回転電機ＭＧ２から走行用駆動力が出力されているということになる。

動力分割機構３４は、エンジン１２と自動変速機１８との間に設けられ、例えばシングルピニオン型の遊星歯車装置で構成されている。動力分割機構３４は、エンジン１２から出力される駆動力を第１回転電機ＭＧ１及び中間伝達部材３６に機械的に分割する。中間伝達部材３６には、第２回転電機ＭＧ２が動力伝達可能に接続されている。中間伝達部材３６は、自動変速機１８の入力軸であるＡＴ入力軸２６に連結されている。動力分割機構３４は、第１回転電機ＭＧ１の運転状態が制御されることにより動力分割機構３４を構成する遊星歯車装置の差動状態が制御される電気式の無段変速機として機能する。なお、中間伝達部材３６は、本発明における「伝達部材」に相当する。

動力分割機構３４において第１回転電機ＭＧ１に分割されたエンジン１２の駆動力により、第１回転電機ＭＧ１は発電する。第１回転電機ＭＧ１での発電電力Ｗg［W］はインバータ６０を介してメインバッテリ７０に充電されたり、発電電力Ｗgの全部又は一部或いは発電電力Ｗgに加えてメインバッテリ７０からの電力は第２回転電機ＭＧ２の回転駆動に用いられたりする。動力分割機構３４において中間伝達部材３６に分割されたエンジン１２の駆動力は、走行用駆動力としてＡＴ入力軸２６を介して自動変速機１８に入力される。なお、発電電力Ｗgは、本発明における「発電量」に相当する。

自動変速機１８は、周知の自動変速機であり、電子制御装置８０により制御される油圧制御回路４４によって異なる変速比γのうちから所望の変速比が形成される。例えば、油圧制御回路４４内には、自動変速機１８の変速制御用である複数の電磁弁が設けられ、その複数の電磁弁の各駆動電流のオン／オフの組み合わせが切り替えられることにより自動変速機１８に設けられたクラッチやブレーキの油圧式係合装置の断接状態が切り替えられて、自動変速機１８の変速比γが所望の変速比とされる。自動変速機１８の出力軸であるＡＴ出力軸２８は、ディファレンシャルギヤ４０及び一対の車軸３０を介して一対の駆動輪３２に連結されている。

メインバッテリ７０は、充放電可能な二次電池であって、主に第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２、及び電動オイルポンプＥＯＰを駆動するための電力を放電（供給）したり、回生による第１回転電機ＭＧ１での発電電力Ｗgや第２回転電機ＭＧ２での発電電力Ｗmを充電したりするのに用いられる。なお、メインバッテリ７０は、本発明における「バッテリ」に相当する。厳密には、本発明における「バッテリ」は第１回転電機ＭＧ１に接続されたものであるため、メインバッテリ７０とともに後述の補機バッテリ７６も含まれる。しかし、補機バッテリ７６はメインバッテリ７０に比較して充電容量が小さいため、発明の理解を容易とするため、本実施例ではメインバッテリ７０を本発明における「バッテリ」に相当するものとして説明することとする。

補機バッテリ７６は、充放電可能な二次電池であって、主に補機（エンジン制御装置６８や各種センサ、スイッチなど）へ電力を供給するために用いられる。用途の相違から、補機バッテリ７６は、メインバッテリ７０に比較して最大限蓄電可能な電池の容量である充電容量［mAh］が小さい。また、メインバッテリ７０は、補機バッテリ７６に比較してバッテリ電圧Ｖbat［V］が高くされている。例えば、補機バッテリ７６が１２［V］であるのに対して、メインバッテリ７０はそれよりも高電圧である。

ＤＣ／ＤＣコンバータ７８は、電力線対７４と補機バッテリ７６との間に設けられ、直流を昇圧したり降圧したりする電源回路である。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ７８は、電力線対７４の直流電圧ＶＨを降圧してその直流電圧ＶＨよりも低電圧の直流を補機バッテリ７６に充電したり、補機バッテリ７６から供給されている直流を昇圧して補機バッテリ７６よりも高電圧の直流を電力線対７４に出力したりする。

車両１０においては、例えばエンジン走行モードとＥＶ走行モードとのいずれかを択一的に選択可能である。エンジン走行モードは、走行用駆動力源のうち少なくともエンジン１２から走行用駆動力を出力させて走行する走行モードである。ＥＶ走行モードは、エンジン１２の作動を停止して（すなわち運転を停止して）第１回転電機ＭＧ１及び／又は第２回転電機ＭＧ２から走行用駆動力を出力させて走行する走行モードである。なお、エンジン走行モード及びＥＶ走行モードによる走行を、それぞれ「エンジン走行」、「ＥＶ走行」ということとする。

機械式オイルポンプＭＯＰは、連結軸２２に配設されている。機械式オイルポンプＭＯＰは、エンジン１２により回転駆動される周知のオイルポンプである。電動オイルポンプＥＯＰ及び機械式オイルポンプＭＯＰの少なくとも一方が駆動されることで、油圧制御回路４４にオイルが圧送される。このオイルは、例えばＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）等である。

電子制御装置８０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。なお、電子制御装置８０は、本発明における「制御装置」に相当する。

電子制御装置８０には、車両１０に備えられた各種センサ等（例えば、アクセル開度センサ９０、エンジン回転速度センサ９２、出力軸回転速度センサ９４、バッテリセンサ９６、ＭＧ１回転速度センサ９８ａ、ＭＧ２回転速度センサ９８ｂなど）による検出値に基づく各種信号等（例えば、ドライバーによる加速操作の大きさを表す加速操作量としてのアクセル開度θacc［%］、エンジン回転速度Ｎe［rpm］、車速Ｖ［km/h］に対応するＡＴ出力軸２８の回転速度である出力軸回転速度Ｎout［rpm］、メインバッテリ７０のバッテリ温度ＴＨbat［℃］やバッテリ電流Ｉbat［A］やバッテリ電圧Ｖbat［V］、第１回転電機ＭＧ１の回転速度であるＭＧ１回転速度Ｎg［rpm］、第２回転電機ＭＧ２の回転速度であるＭＧ２回転速度Ｎm［rpm］など）が、それぞれ入力される。

電子制御装置８０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６８、インバータ６０、油圧制御回路４４、ＤＣ／ＤＣコンバータ７８など）に各種指令信号（例えば、エンジン１２を制御するためのエンジン制御信号Ｓe、インバータ６０を介して第１回転電機ＭＧ１の回転制御，第２回転電機ＭＧ２の回転制御，電動オイルポンプＥＯＰの回転制御をそれぞれ実行するためのＭＧ１制御信号Ｓg，ＭＧ２制御信号Ｓm，ＥＯＰ制御信号Ｓeop、自動変速機１８の変速制御を実行するための油圧制御信号Ｓp、ＤＣ／ＤＣコンバータ７８の電圧変換を制御するためのコンバータ制御信号Ｓconなど）が、それぞれ出力される。

電子制御装置８０は、例えばアクセル開度θaccと車速Ｖとに基づいて、一対の駆動輪３２に出力すべき駆動力の目標値（すなわち、ＡＴ出力軸２８に出力すべき駆動力の目標値）である要求駆動力Ｐwdemを計算する。この要求駆動力Ｐwdemが一対の駆動輪３２から出力されるように、エンジン１２、第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２、及び自動変速機１８がそれぞれ制御される。

図２は、エンジン走行における動力分割機構３４での各回転要素の回転速度の相対関係を直線Ｌ０で表すことができる共線図である。図２に示す共線図は、動力分割機構３４を構成する遊星歯車装置のギヤ比ρの関係を示す横軸と、相対回転速度を示す縦軸と、から成る二次元座標で表されている。

３本の縦線は、左側から順にサンギヤＳ０、キャリアＣＡ０、リングギヤＲ０の相対回転速度をそれぞれ示すものであり、それら３本の縦線の間隔は動力分割機構３４を構成する遊星歯車装置のギヤ比（歯車比ともいう）ρに応じて定められる。共線図の縦軸間の関係においてサンギヤＳ０とキャリアＣＡ０との間が「１」に対応する間隔とされると、キャリアＣＡ０とリングギヤＲ０との間が遊星歯車装置の歯車比ρ（＝サンギヤＳ０の歯数Ｚs／リングギヤＲ０の歯数Ｚr）に対応する間隔とされる。

図２中に実線で示す直線Ｌ０は、エンジン走行モードにおける前進走行での各回転要素の相対回転速度の関係を示している。

エンジン走行では、動力分割機構３４においてキャリアＣＡ０に入力されるエンジントルクＴeに対して第１回転電機ＭＧ１による負トルクであるＭＧ１出力トルクＴgが正回転にてサンギヤＳ０に入力されると、リングギヤＲ０には正回転にて正トルクとなるエンジン１２の直達トルクＴd［Nm］｛＝Ｔe／（１＋ρ）＝－（１／ρ）×Ｔg｝が現れる。そして、要求駆動力Ｐwdemに応じて、直達トルクＴdとＭＧ２出力トルクＴmとの合計が自動変速機１８を介して車両１０の前進方向の駆動トルクＴw［Nm］として一対の駆動輪３２へ伝達される。このとき、第１回転電機ＭＧ１は正回転にて負トルクを発生する発電機として機能する。第１回転電機ＭＧ１による発電電力Ｗgは、メインバッテリ７０に充電されたり、補機バッテリ７６を介して補機にて消費されたり、第２回転電機ＭＧ２の回転駆動で消費されたりする。なお、第１回転電機ＭＧ１による負トルクであるＭＧ１出力トルクＴgは、本発明における「反力トルク」に相当する。

ところで、第２回転電機ＭＧ２が故障した場合には、車両１０は第２回転電機ＭＧ２の駆動制御を停止するとともに退避走行のためにエンジン走行を可能とすることが望まれる。第２回転電機ＭＧ２の駆動制御が停止されると、ＭＧ２出力トルクＴmが零値となって第２回転電機ＭＧ２は空転状態とされる。退避走行とは、走行中に何らかの不具合が発生しても車両１０を安全な場所に停止させるために走行を継続させることである。

図１に戻り、電子制御装置８０は、ＭＧ２故障判定部８２、マップ記憶部８４、及び走行制御部８６を機能的に備える。

ＭＧ２故障判定部８２は、車両走行中において第２回転電機ＭＧ２が故障している否かを判定する。例えば、ＭＧ２回転速度センサ９８ｂで検出された実測値であるＭＧ２回転速度ＮmとＭＧ２制御信号Ｓmにより制御される目標回転速度Ｎmtgtとの回転速度差ΔＮm（＝｜Ｎm－Ｎmtgt｜）が所定の回転速度Ｎmjdg（＞０）を超過する場合には、第２回転電機ＭＧ２が故障していると判定される。なお、所定の回転速度Ｎmjdgは、第２回転電機ＭＧ２が故障していることを判定するための予め定められた判定値であって実験的に或いは設計的に予め定められた値である。また、例えば第２回転電機ＭＧ２に設けられた不図示の温度センサで検出された第２回転電機ＭＧ２の温度が所定の温度を超過する場合に、第２回転電機ＭＧ２が故障していると判定されても良い。なお、所定の温度は、第２回転電機ＭＧ２が故障していることを判定するための予め定められた判定値であって実験的に或いは設計的に予め定められた値である。

マップ記憶部８４は、発電電力マップＭＰ１と発電電力マップＭＰ２とを記憶している。発電電力マップＭＰ１，ＭＰ２は、いずれも第１回転電機ＭＧ１におけるＭＧ１出力トルクＴg、発電電力Ｗg、及び電流進角値θi［rad］のそれぞれの関係が設計的に或いは実験的に予め定められたマップである。

図３は、第１回転電機ＭＧ１における、ＭＧ１出力トルクＴg、発電電力Ｗg、及び電流進角値θiのそれぞれの関係が予め定められた発電電力マップＭＰ１，ＭＰ２を説明する図である。図３では、発電電力マップＭＰ１，ＭＰ２における、ＭＧ１出力トルクＴg、発電電力Ｗg、及び電流進角値θiのそれぞれの関係をまとめて示している。

ここで、第１回転電機ＭＧ１のロータの軸線を中心に回転するｄ－ｑ回転座標系において、第１回転電機ＭＧ１のロータの磁極がつくる磁束の向きに沿った軸（例えば埋込磁石型の同期モータジェネレータでは、永久磁石の中心軸）をｄ軸とし、そのｄ軸に対して電気的にπ／２［rad］だけ位相が進んだ軸をｑ軸とする。第１回転電機ＭＧ１のステータに巻回されたコイルに流れる電流のうち、その電流がつくる鎖交磁束がｄ軸となる電流成分をｄ軸電流といい、その電流がつくる鎖交磁束がｑ軸となる電流成分をｑ軸電流ということとする。また、ｄ－ｑ回転座標系におけるｄ軸電流及びｑ軸電流による電流ベクトルのｑ軸に対する角度（進角値）を電流進角値θiとする。なお、電流進角値θiは、本発明における「電流進角」に相当する。

発電電力マップＭＰ１は、第２回転電機ＭＧ２が故障していない正常時において使用されるマップである。例えば、第１回転電機ＭＧ１における電流進角値θiを進角値θi1とすることで、ＭＧ１出力トルクＴgがトルク値Ｔgxとされ且つ発電電力Ｗgが電力値Ｗg1とされる。

発電電力マップＭＰ２は、第２回転電機ＭＧ２が故障している場合において使用されるマップである。例えば、第１回転電機ＭＧ１における電流進角値θiを進角値θi2aとすることで、ＭＧ１出力トルクＴgがトルク値Ｔgxとされ且つ発電電力Ｗgが電力値Ｗg2aとされる。第１回転電機ＭＧ１における電流進角値θiを進角値θi2bとすることで、ＭＧ１出力トルクＴgがトルク値Ｔgxとされ且つ発電電力Ｗgが電力値Ｗg2bとされる。また、第１回転電機ＭＧ１における電流進角値θiを進角値θi2cとすることで、ＭＧ１出力トルクＴgがトルク値Ｔgxとされ且つ発電電力Ｗgが電力値Ｗg2cとされる。

図３に示すように、第１回転電機ＭＧ１のＭＧ１出力トルクＴgが同じトルク値Ｔgxであっても、発電電力マップＭＰ２で定められる進角値θi2a～θi2cによる発電電力Ｗgの電力値Ｗg2a～Ｗg2cに比較して、発電電力マップＭＰ１で定められる進角値θi1による発電電力Ｗgの電力値Ｗg1は大きい。すなわち、発電電力マップＭＰ１は、発電電力マップＭＰ２に比較して発電効率が高くなるように電流進角値θiが定められている。

また、発電電力マップＭＰ２では、ＭＧ１出力トルクＴgが同じトルク値Ｔgxであっても、電流進角値θiが調整されることで異なる発電電力Ｗg（例えば電力値Ｗg2a～Ｗg2c）が得られるように複数の電流進角値θi（例えば進角値θi2a～θi2c）が定められている。

図１に戻り、走行制御部８６は、中間伝達部材３６を介して一対の駆動輪３２から要求駆動力Ｐwdemを出力させるように、エンジン１２、第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２、及び自動変速機１８をそれぞれ制御する。

例えば、車両走行中において第２回転電機ＭＧ２が故障していないとＭＧ２故障判定部８２が判定すると、走行制御部８６は、エンジン１２及び第２回転電機ＭＧ２から走行用駆動力を出力させるエンジン走行を実行させる。例えば、車両走行中において第２回転電機ＭＧ２が故障しているとＭＧ２故障判定部８２が判定すると、走行制御部８６は、第２回転電機ＭＧ２の駆動制御を停止してエンジン１２のみから走行用駆動力を出力させるエンジン走行を実行させる。

走行制御部８６は、エンジン制御部８６ａ、ＭＧ制御部８６ｂ、及び油圧制御部８６ｃを機能的に備える。

エンジン制御部８６ａは、エンジン走行を実行させるため、一対の駆動輪３２から要求駆動力Ｐwdemが出力され、且つ、補機等での消費電力Ｗc［W］分が第１回転電機ＭＧ１で発電されるようにエンジン１２を制御する。「補機等」は、補機バッテリ７６を介して電力を消費する補機（エンジン制御装置６８や各種センサ、スイッチなど）の他、第１回転電機ＭＧ１の発電電力Ｗgを消費する装置（例えば電動オイルポンプＥＯＰ）を含むが、第２回転電機ＭＧ２は含まない。消費電力Ｗcは、第１回転電機ＭＧ１での発電量である発電電力Ｗgからその発電電力Ｗgを消費する装置での消費量である。

ＭＧ制御部８６ｂは、例えば補機等での消費電力Ｗc分を賄えるように第１回転電機ＭＧ１に発電させつつ、エンジントルクＴeに対する反力トルクとしてＭＧ１出力トルクＴgを第１回転電機ＭＧ１に出力させるように制御する。エンジン走行において第２回転電機ＭＧ２が故障していない場合には、ＭＧ制御部８６ｂは、例えば直達トルクＴdとＭＧ２出力トルクＴmとの合計により一対の駆動輪３２から要求駆動力Ｐwdemを出力させるように第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２を制御する。エンジン走行において第２回転電機ＭＧ２が故障している場合には、ＭＧ制御部８６ｂは、第２回転電機ＭＧ２の駆動制御を停止し、且つ、エンジン１２の直達トルクＴdにより一対の駆動輪３２から要求駆動力Ｐwdemを出力させるように第１回転電機ＭＧ１を制御する。すなわち、この場合には、第２回転電機ＭＧ２のＭＧ２出力トルクＴmは零値とされる。

例えば、エンジン走行において第２回転電機ＭＧ２が故障していない場合には、ＭＧ制御部８６ｂは、発電電力マップＭＰ１に基づいて電流進角値θiを制御することにより、第１回転電機ＭＧ１のＭＧ１出力トルクＴgを所定の第１トルク値Ｔg1に制御しつつ、第１回転電機ＭＧ１に発電を行わせる。所定の第１トルク値Ｔg1は、直達トルクＴdとＭＧ２出力トルクＴmとの合計により一対の駆動輪３２から要求駆動力Ｐwdemを出力させる第１回転電機ＭＧ１の反力トルクの値である。発電電力マップＭＰ１の進角値θi1は発電効率が高くなるように定められている。そのため、第１回転電機ＭＧ１での発電電力Ｗgから消費電力Ｗcを減算した電力差ΔＷ［W］（＝Ｗg－Ｗc）は、メインバッテリ７０に充電されたり第２回転電機ＭＧ２の回転駆動で消費されたりする。このように、エンジン走行において第２回転電機ＭＧ２が故障していない場合には、エンジン制御部８６ａ及びＭＧ制御部８６ｂは、メインバッテリ７０が過充電や過放電とならないようにエンジン１２、第１回転電機ＭＧ１、及び第２回転電機ＭＧ２を制御する。なお、電力差ΔＷは、第１回転電機ＭＧ１での発電量からその発電量を消費する装置での消費量を減算した「差分量」である。

例えば、エンジン走行において第２回転電機ＭＧ２が故障している場合には、ＭＧ制御部８６ｂは、発電電力マップＭＰ２に基づいて電流進角値θiを制御することにより、第１回転電機ＭＧ１のＭＧ１出力トルクＴgを所定の第２トルク値Ｔg2に制御しつつ、第１回転電機ＭＧ１に発電を行わせる。所定の第２トルク値Ｔg2は、エンジン１２の直達トルクＴdにより一対の駆動輪３２から要求駆動力Ｐwdemを出力させる第１回転電機ＭＧ１の反力トルクの値である。この発電電力マップＭＰ２に基づいた電流進角値θiの制御では、メインバッテリ７０の充電状態値（充電容量に対する実際に蓄電されている充電量の比）ＳＯＣ［%］に応じて進角値（例えばθi2a～θi2cのいずれか）が選択される。充電状態値ＳＯＣは、本発明における「バッテリの充電状態」に相当する。具体的には、ＭＧ１出力トルクＴgが制御される所定の第２トルク値Ｔg2が同じトルク値であっても、充電状態値ＳＯＣが高い場合には、充電状態値ＳＯＣが低い場合よりも発電電力Ｗgが小さくなる進角値（例えばθi2c）が選択されて電力差ΔＷが小さくされる。また、ＭＧ１出力トルクＴgが制御される所定の第２トルク値Ｔg2が同じトルク値であっても、充電状態値ＳＯＣが低い場合には、充電状態値ＳＯＣが高い場合よりも発電電力Ｗgが大きくなる進角値（例えばθi2a）が選択されて電力差ΔＷが大きくされる。

好適には、充電状態値ＳＯＣが予め設定された所定の第１の状態値ＳＯＣ１を超過すると、ＭＧ１出力トルクＴgが制御される所定の第２トルク値Ｔg2が同じトルク値であっても発電電力Ｗgが消費電力Ｗcよりも小さくなる進角値が選択され、充電状態値ＳＯＣが予め設定された所定の第２の状態値ＳＯＣ２（＜ＳＯＣ１）未満になると、ＭＧ１出力トルクＴgが制御される所定の第２トルク値Ｔg2が同じトルク値であっても発電電力Ｗgが消費電力Ｗcよりも大きくなる進角値が選択される。なお、所定の第１の状態値ＳＯＣ１は、エンジン走行において第２回転電機ＭＧ２が故障している場合におけるメインバッテリ７０の充電状態値ＳＯＣの上限目標値であって、メインバッテリ７０が過充電されることに起因してメインバッテリ７０を保護するため、電子制御装置８０のシャットダウンが発生するおそれがあるメインバッテリ７０の充電状態値ＳＯＣの判定値である。所定の第２の状態値ＳＯＣ２は、エンジン走行において第２回転電機ＭＧ２が故障している場合におけるメインバッテリ７０の充電状態値ＳＯＣの下限目標値であって、メインバッテリ７０が過放電されることに起因してメインバッテリ７０を保護するため、電子制御装置８０のシャットダウンが発生するおそれがあるメインバッテリ７０の充電状態値ＳＯＣの判定値である。これにより、メインバッテリ７０の充電状態値ＳＯＣが第１の状態値ＳＯＣ１を超過するとメインバッテリ７０から放電されるため過充電となることが回避され、メインバッテリ７０の充電状態値ＳＯＣが第２の状態値ＳＯＣ２未満になるとメインバッテリ７０に充電されるため過放電となることが回避される。すなわち、エンジン走行において第２回転電機ＭＧ２が故障している場合には、メインバッテリ７０の充電状態値ＳＯＣが所定の第１の状態値ＳＯＣ１と所定の第２の状態値ＳＯＣ２との間に制御される。

ＭＧ１出力トルクＴgが同じトルク値である場合、発電電力マップＭＰ１で選択される進角値θi1に比較して、発電電力マップＭＰ２で選択される進角値θi2a～θi2cは発電効率が低くなるように定められている。そのため、エンジン走行において第２回転電機ＭＧ２の駆動制御が停止している場合には、発電電力マップＭＰ２を使用することにより第１回転電機ＭＧ１での発電電力Ｗgと消費電力Ｗcとの均衡が取りやすい、すなわち電力差ΔＷ（＝Ｗg－Ｗc）を零値近傍としやすい。ＭＧ制御部８６ｂは、ＭＧ１出力トルクＴgが制御される所定の第２トルク値Ｔg2が同じトルク値であっても、メインバッテリ７０の充電状態値ＳＯＣに応じてメインバッテリ７０の過充電及び過放電に起因した電子制御装置８０のシャットダウンが抑制され或いは回避されるように発電電力Ｗgを変化させる。なお、同値のＭＧ１出力トルクＴgに対して発電電力Ｗgを変化させることは、発電効率を変化させることでもある。これにより、メインバッテリ７０が過充電とされたり過放電とされたりすることが抑制されて電子制御装置８０がシャットダウンされることが抑制される。

油圧制御部８６ｃは、自動変速機１８で所望の変速比を形成するように、油圧制御回路４４を制御する。

図４は、図１に示す電子制御装置８０の制御作動の要部を説明するフローチャートの一例である。図４のフローチャートは、車両走行中に繰り返し実行される。

まず、ＭＧ２故障判定部８２の機能に対応するステップＳ１０において、車両走行中に第２回転電機ＭＧ２が故障しているか否かが判定される。ステップＳ１０の判定が否定された場合は、ステップＳ２０が実行される。ステップＳ１０の判定が肯定された場合は、ステップＳ４０が実行される。

走行制御部８６の機能に対応するステップＳ２０において、エンジン１２及び第２回転電機ＭＧ２から走行用駆動力を出力させるエンジン走行が実行される。そして、ＭＧ制御部８６ｂの機能に対応するステップＳ３０において、マップ記憶部８４に記憶された発電電力マップＭＰ１が選択されすなわち使用され、補機等での消費電力Ｗc分が第１回転電機ＭＧ１で発電されるようにＭＧ１出力トルクＴgが制御される。また、第２回転電機ＭＧ２は、発電電力Ｗgの全部又は一部を用いて、或いは発電電力Ｗgに加えてメインバッテリ７０からの電力を用いて、ＭＧ２出力トルクＴmを出力する。これにより、要求駆動力Ｐwdemに応じて、直達トルクＴdとＭＧ２出力トルクＴmとの合算トルクが自動変速機１８を介して車両１０の前進方向の駆動トルクＴwとして一対の駆動輪３２へ伝達される。そしてリターンとなる。

走行制御部８６の機能に対応するステップＳ４０において、エンジン１２のみから走行用駆動力を出力させるエンジン走行が実行される。故障している第２回転電機ＭＧ２は、その駆動制御が停止されてＭＧ２出力トルクＴmは零値とされる。そして、ＭＧ制御部８６ｂの機能に対応するステップＳ５０において、マップ記憶部８４に記憶された発電電力マップＭＰ２が選択されすなわち使用され、補機等での消費電力Ｗc分が第１回転電機ＭＧ１で発電されるようにＭＧ１出力トルクＴgが制御される。これにより、要求駆動力Ｐwdemに応じて、エンジン１２の直達トルクＴdのみが自動変速機１８を介して車両１０の前進方向の駆動トルクＴwとして一対の駆動輪３２へ伝達される。そしてリターンとなる。

本実施例によれば、エンジン走行において第２回転電機ＭＧ２が故障している場合には、第１回転電機ＭＧ１の電流進角値θiが調整されて、第１回転電機ＭＧ１から反力トルクが出力され、第２回転電機ＭＧ２が駆動制御されている場合よりも第１回転電機ＭＧ１での発電電力Ｗgが減少させられ、且つメインバッテリ７０の充電状態値ＳＯＣに応じて発電電力Ｗgが変化させられる。エンジン走行において第２回転電機ＭＧ２が故障している場合には第２回転電機ＭＧ２が第１回転電機ＭＧ１での発電電力Ｗgを消費しないため、第２回転電機ＭＧ２が故障せずに駆動制御されている場合に比較して第１回転電機ＭＧ１での発電電力Ｗgに対する消費電力Ｗcが減少する。第２回転電機ＭＧ２が故障している場合には、第２回転電機ＭＧ２が故障せずに駆動制御されている場合に比較して第１回転電機ＭＧ１での発電電力Ｗgが減少させられ且つメインバッテリ７０の充電状態値ＳＯＣに応じて発電電力Ｗgが変化させられることから、発電電力Ｗgと消費電力Ｗcとの均衡が取りやすくなる。これにより、エンジン走行において第２回転電機ＭＧ２が故障している場合には、第１回転電機ＭＧ１での発電電力Ｗgが減少させられない場合に比較してメインバッテリ７０が過充電とされることが抑制される。そのため、メインバッテリ７０を保護するために、例えば電子制御装置８０のシャットダウンが実行されることが抑制されて退避走行が継続できなくなることが抑制される、すなわち退避走行可能な距離を延ばすことができる。

本実施例によれば、メインバッテリ７０の充電状態値ＳＯＣが高い場合には、充電状態値ＳＯＣが低い場合に比較して第１回転電機ＭＧ１での発電電力Ｗgから補機等の装置での消費電力Ｗcを減算した電力差ΔＷが小さくされる。このように、メインバッテリ７０の充電状態値ＳＯＣが高い場合には、充電状態値ＳＯＣが低い場合に比較して電力差ΔＷが小さくされることからメインバッテリ７０が満充電になるまでの期間が長くなるすなわちメインバッテリ７０が満充電になることが抑制される。これにより、メインバッテリ７０の充電状態値ＳＯＣが高い場合において、充電状態値ＳＯＣが低い場合と同じ電力差ΔＷに制御されるのに比較して、メインバッテリ７０が満充電になって過充電とされることが抑制されるため、退避走行可能な距離を延ばすことができる。

本実施例によれば、（ａ）メインバッテリ７０の充電状態値ＳＯＣが予め設定された充電状態値ＳＯＣの上限目標値である所定の第１の状態値ＳＯＣ１を超過すると、電力差ΔＷが負値とされ、（ｂ）メインバッテリ７０の充電状態値ＳＯＣが予め設定された充電状態値ＳＯＣの下限目標値である所定の第２の状態値ＳＯＣ２未満になると、電力差ΔＷが正値とされる。これにより、メインバッテリ７０の充電状態値ＳＯＣが第１の状態値ＳＯＣ１を超過すると、メインバッテリ７０から放電され、メインバッテリ７０の充電状態値ＳＯＣが第２の状態値ＳＯＣ２未満になると、メインバッテリ７０に充電される。そのため、メインバッテリ７０の過充電及び過放電が回避されて電子制御装置８０のシャットダウンが回避されるため、退避走行可能な距離を更に延ばすことができる。

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。

前述の実施例における車両１０には、インバータ６０と、メインバッテリ７０及びＤＣ／ＤＣコンバータ７８と、の間の電力線対７４上に直流を昇圧したり降圧したりする昇圧コンバータが設けられていなかったが、昇圧コンバータが設けられた態様であっても良い。

前述の実施例では、メインバッテリ７０の充電状態値ＳＯＣに応じて発電電力Ｗgが変化させられたが、本発明はこの態様に限らない。例えば、予め定められた所定の期間に発生した発電電力Ｗgの総和である発電電力量［Wh］を第１回転電機ＭＧ１での発電量とし、充電状態値ＳＯＣに応じて前記発電電力量が変化させられる態様であっても良い。この態様の場合には、前述と同一の予め定められた所定の期間に補機等で消費される消費電力Ｗcの総和である消費電力量［Wh］が、第１回転電機ＭＧ１での発電量からその発電量を消費する装置での消費量とされる。なお、所定の期間は、メインバッテリ７０が過充電や過放電とならないようにメインバッテリ７０の充電状態値ＳＯＣを制御可能な期間であって、予め実験的に或いは設計的に定められた期間である。

前述の実施例では、メインバッテリ７０の充電状態値ＳＯＣに応じて第１回転電機ＭＧ１での発電電力Ｗgが変化させられたが、充電状態値ＳＯＣに替わりに例えばメインバッテリ７０に実際に蓄電されている充電量に応じて第１回転電機ＭＧ１での発電電力Ｗgが変化させられる態様であっても良い。この態様の場合には、実際に蓄電されている充電量が本発明における「バッテリの充電状態」に相当し、例えば前記充電量が大きい場合には、前記充電量が小さい場合に比較して電力差ΔＷが小さくされる。また、例えば、前記充電量が予め設定された所定の第１の充電量を超過すると、電力差ΔＷが負値とされ、前記充電量が予め設定された所定の第２の充電量未満になると、電力差ΔＷが正値とされる。なお、所定の第１の充電量及び所定の第２の充電量は、それぞれメインバッテリ７０が過充電されることに起因してメインバッテリ７０を保護するため、電子制御装置８０のシャットダウンが発生するおそれがあるメインバッテリ７０に実際に蓄電されている充電量の判定値、及び、メインバッテリ７０が過放電されることに起因してメインバッテリ７０を保護するため、電子制御装置８０のシャットダウンが発生するおそれがあるメインバッテリ７０に実際に蓄電されている充電量の判定値である。

前述の実施例では、メインバッテリ７０の充電状態値ＳＯＣに応じて第１回転電機ＭＧ１での発電電力Ｗgが変化させられたが、例えばメインバッテリ７０及び補機バッテリ７６を合わせたものを本発明における「バッテリ」に相当するものとし、このメインバッテリ７０及び補機バッテリ７６を合わせたものである「バッテリ」の充電状態値に応じて第１回転電機ＭＧ１での発電電力Ｗgが変化させられる態様であっても良い。

前述の実施例では、エンジン１２、インバータ６０、及び油圧制御回路４４を制御するのは電子制御装置８０であったが、電子制御装置８０は、必要に応じてエンジン１２を制御するエンジン制御用ＥＣＵ（Electronic Control Unit）、インバータ６０を制御するインバータ制御用ＥＣＵ、及び油圧制御回路４４を制御する動力伝達制御用ＥＣＵのそれぞれに分割された構成であっても良い。

なお、上述したのはあくまでも本発明の実施例であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において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
３２：一対の駆動輪
３４：動力分割機構
３６：中間伝達部材（伝達部材）
７０：メインバッテリ（バッテリ）
８０：電子制御装置（制御装置）
ＭＧ１：第１回転電機
ＭＧ２：第２回転電機
ＳＯＣ：充電状態値（バッテリの充電状態）
Ｔe：エンジントルク（エンジンの動力）
Ｔg：ＭＧ１出力トルク（反力トルク）
Ｗg：発電電力（発電量）
θi：電流進角値（電流進角）

Claims (1)

1. エンジン、前記エンジンの動力を第１回転電機と一対の駆動輪に連結された伝達部材とに分割する動力分割機構、前記伝達部材に動力伝達可能に連結された第２回転電機、及び前記第１回転電機に接続されたバッテリを備えるハイブリッド車両の、制御装置であって、
   前記エンジンの動力で走行するエンジン走行において前記第２回転電機が故障している場合には、前記第１回転電機の電流進角を調整して、前記第１回転電機に反力トルクを出力させ、前記第２回転電機を駆動制御している場合よりも前記第１回転電機での発電量を減少させ、且つ前記バッテリの充電状態に応じて前記発電量を変化させる
   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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