JP4686899B2 - ハイブリッド電気自動車の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力源として、ガソリンエンジンと電気モーターを備えたハイブリッド自動車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、動力源として従来のエンジンと電池で駆動するモータとを搭載し、状況に応じて動力源を使い分けることができるハイブリッド自動車両が注目されている。ハイブリッド自動車両は、制動エネルギーを回収して利用することにより省エネルギー性に優れ、ＣＯ２の排出も低減されるという利点を有する。ハイブリッド自動車両では、エンジン、モータ、ＣＶＴなどの動作に対する電子制御の高度化が進展している。この電子制御の一例として、クラッチの係合故障の判定と、その結果に基づく運転モードの制御に関する技術が提案されている。
【０００３】
たとえば、特開２０００−２２４７１２号公報は、クラッチの異常状態を検知したときに、モータジェネレータを電動機単独モードで運転する手段を備えたハイブリッド自動車の制御装置を開示する。なお、当該公報におけるクラッチの異常状態の検知は、クラッチ制御弁への指示電流が最小に固定した状態に陥った状態を検出することにより行われる。
【０００４】
また、たとえば、特開平１１−３３２００９号公報は、クラッチの入力軸および出力軸の回転数の差を監視することによりクラッチの接続異常を判別する手段を備え、異常と判別された場合にはシリーズハイブリッド方式で駆動制御させるハイブリッド自動車を開示する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
クラッチ制御弁への指示電流が最小に固定した状態に陥ったか否かだけでは、クラッチの故障が適切に判定できなかった。たとえば、クラッチ自体が磨耗等によって引き摺りを起こした場合は検知することができず、クラッチの状態に基づいた適切な運転モードで走行することができなかった。
【０００６】
また、クラッチ前後の軸回転数の差によりクラッチの係合故障を判定する手法では、車両が走行状態にあることが必須となり、車両が停止している場合には、クラッチの故障判定が行えなかった。
【０００７】
したがって、ハイブリッド自動車のクラッチの係合故障判定と、それに基づく運転モードの制御については、より適切で、きめ細かな制御が必要とされていた。
【０００８】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできるハイブリッド自動車の制御装置を提供することを目的とする。より詳しくは、本発明の目的は、ハイブリッド自動車のクラッチの故障判定をより適切に行い、その判定結果に基づいた走行モードを実現することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジンと、モータジェネレータと、前記モータジェネレータの入出力軸が接続された第１の回転要素および前記エンジンの出力軸が接続された第２の回転要素を含む３軸入出力機構と、前記第１の回転要素と第１の結合機構を介して接続されるとともに、前記３軸入出力機構の第３の回転要素と第２の結合機構を介して接続されたベルト式無段変速機と、を有するハイブリッド自動車の制御装置であって、前記第１の結合機構の結合および開放を制御する第１の結合機構制御部と、前記モータジェネレータの入出力軸の回転状態を検出するモータ回転センサと、前記ベルト式無段変速機の入力軸の回転状態を検出するＣＶＴ入力軸回転センサと、前記第１の結合機構の接続良否を判定する第１の結合機構良否判定部と、を備え、前記第１の結合機構良否判定部は、前記第１の結合機構制御部により前記第１の結合機構に対して開放が指令された状態で、前記第２の結合機構制御部により前記第２の結合機構が係合された後に、車両が動かない程度の所定量のトルクが前記モータジェネレータに付与されたときの、前記モータジェネレータの入出力軸および前記ベルト式無段変速機の入力軸の回転状態の検出結果に基づいて、前記第１の結合機構の接続良否を判定する。
【００１０】
これによれば、車両が停止した状態でも、モータジェネレータに付与するトルクを微少にすることにより、第１の結合機構（たとえば、クラッチ）の係合故障を判定することができる。
【００１１】
本発明に係る前記ハイブリッド自動車は、前記第１の結合機構を制御するための油圧機構をさらに含み、前記所定量のトルクは、前記油圧機構の油圧温度に応じて設定されてもよい。
【００１２】
これによれば、油圧の状態に応じて、モータジェネレータに付与するトルクを設定することにより、より適切なクラッチの係合故障判定を行うことができる。
【００１３】
本発明は、前記第２の結合機構の結合および開放を制御する第２の結合機構制御部と、前記エンジンの駆動状態を検知するエンジン状態検出部と、をさらに備え、前記第２の結合機構制御部は、前記所定量のトルク付与により、前記第１の結合機構の接続が異常と判定された場合に、前記第２の結合機構を強制的に結合し、前記第１の結合機構良否判定部は、前記第２の結合機構が強制的に結合されたときの、前記エンジン状態検出部の検出結果に基づいて、前記第１の結合機構の接続良否についての本判定を行ってもよい。
【００１４】
これによれば、モータジェネレータにジェネレータ所定量のトルク付与したときにクラッチが故障と判定された場合でも、クラッチが本当に故障しているのかどうかを確認でき、より精度の高い故障判定ができる。
【００１５】
本発明は、前記第２の結合機構の接続良否を判定する第２の結合機構良否判定部をさらに備え、前記第１の結合機構良否判定部は、前記第２の結合機構良否判定部により前記第２の結合機構の接続が正常と判定された場合に、前記第１の結合機構の接続良否の判定を行ってもよい。
【００１６】
これによれば、第２の係合機構（他のクラッチ）が故障した場合に、モータトルクが付加されることがないので、安全性を確保することができる。
【００１７】
また、本発明は、エンジンと、モータジェネレータと、前記モータジェネレータの入出力軸が接続された第１の回転要素、および前記エンジンの出力軸が接続された第２の回転要素を含む３軸入出力機構と、前記第１の回転要素と第１の結合機構を介して接続されるとともに、前記３軸入出力機構の第３の回転要素と第２の結合機構を介して接続されたベルト式無段変速機と、を有するハイブリッド自動車の制御装置であって、前記第１の結合機構の接続良否を判定する第１の結合機構良否判定部と、前記第２の結合機構の接続良否を判定する第２の結合機構良否判定部と、を備え、前記第１の結合機構良否判定部は、前記第２の結合機構への係合指示または開放指示通りに前記第２の結合機構が係合または開放動作を行ったと前記第２の結合機構良否判定部が判定した場合に、前記第１の結合機構の接続良否の判定を行う。
【００１８】
これによれば、第１の係合機構（クラッチ）の判定は、第２の係合機構（他のクラッチ）が故障した場合には、実施されないので、安全を確保した状態で、クラッチの故障判定をすることができる。
【００１９】
また、本発明のハイブリッド自動車の制御装置は、前記第１の結合機構が故障と判定された場合に、運転モードの移行を、前記第１の結合機構を係合した状態の運転モードへの移行のみに制限してもよい。
【００２０】
これによれば、第１の結合機構が係合故障している場合には、第１の結合機構を係合した状態の運転モードのみに移行するので、第１の結合機構が動作する必要をなくすことができる。
【００２１】
また、本発明は、エンジンと、モータジェネレータと、前記モータジェネレータの入出力軸が接続された第１の回転要素および前記エンジンの出力軸が接続された第２の回転要素を含む３軸入出力機構と、前記第１の回転要素と第１の結合機構を介して接続されるとともに、前記３軸入出力機構の第３の回転要素と第２の結合機構を介して接続されたベルト式無段変速機と、を有するハイブリッド自動車の制御装置であって、前記第１の結合機構の結合および開放を制御する第１の結合機構制御部と、前記モータジェネレータを制御するモータ制御装置と、前記モータジェネレータの入出力軸の回転状態を検出するモータ回転センサと、前記第２の結合機構の接続良否を判定する第２の結合機構良否判定部をさらに備え、前記第１の結合機構制御部は、前記第２の結合機構制御部が、前記第２の結合機構に開放を指令した状態で、前記第１の結合機構に結合を指令し、前記モータ制御装置は、前記モータジェネレータを所定の回転数で駆動させ、前記モータ回転センサは、このときの前記モータジェネレータの入出力軸の回転状態を検出し、前記第２の結合機構良否判定部は、前記モータ回転センサによる検出結果に基づいて、前記第２の結合機構の接続良否を判定する。
【００２２】
これによれば、ニュートラルの状態から、第１の結合機構を結合してモータジェネレータの入出力軸の回転状態を調べることにより、第２の結合機構についての故障判定を容易にすることができる。
【００２３】
また、本発明のハイブリッド自動車の制御装置は、前記第２の結合機構が故障と判定された場合に、運転モードの移行を、前記第２の結合機構を係合した状態の運転モードへの移行のみに制限してもよい。
【００２４】
これによれば、第２の結合機構が係合故障している場合には、第２の結合機構を係合した状態の運転モードのみに移行するので、第２の結合機構が動作する必要をなくすことができる。
【００２５】
また、本発明は、エンジンと、モータジェネレータと、前記モータジェネレータの入出力軸が接続された第１の回転要素および前記エンジンの出力軸が接続された第２の回転要素を含む３軸入出力機構と、前記第１の回転要素と第１の結合機構を介して接続されるとともに、前記３軸入出力機構の第３の回転要素と第２の結合機構を介して接続されたベルト式無段変速機と、を有するハイブリッド自動車の制御装置であって、前記ベルト式無段変速機と前記第３の回転要素との間に介装され、前記第３の回転要素の回転にブレーキを掛ける第３の結合機構と、前記第３の回転要素の回転状態を検出する第３の回転要素回転検知手段と、前記第２の結合機構の結合および開放を制御する第２の結合機構制御部と、前記モータジェネレータの駆動を制御するモータ制御装置と、前記第３の結合機構の接続良否を判定する第３の結合機構良否判定部と、をさらに備え、前記モータ制御装置は、前記第２の結合機構制御部によって前記第２の結合機構が結合された状態で、前記第３の回転要素の回転が所定の回転数になるように、前記モータジェネレータの回転数を制御し、第３の結合機構良否判定部は、このときの前記第３の回転要素回転検知手段による検出結果に基づいて、第３の結合機構の接続良否を判定する。
【００２６】
これによれば、３軸入出力機構（たとえば、遊星歯車）のサンギアおよびキャリアの回転状態を制御することにより、リングギアに接続された第３の結合機構の故障判定を簡便に行うことができる。
【００２７】
また、本発明は、エンジンと、モータジェネレータと、前記モータジェネレータの入出力軸が接続された第１の回転要素および前記エンジンの出力軸が接続された第２の回転要素を含む３軸入出力機構と、前記第１の回転要素と接続されるとともに、前記３軸入出力機構の第３の回転要素と接続されたベルト式無段変速機と、を有するハイブリッド自動車の制御装置であって、前記ベルト式無段変速機と、前記第１の回転要素または前記第３の回転要素との間に介装された結合機構と、油圧の油路を切り換えることにより、前記結合機構の結合および開放を制御する結合機構制御手段と、前記結合機構の接続良否を判定する結合機構良否判定手段と、前記油路の切換を検出する油路切換検出手段と、前記結合機構良否判断手段が前記結合機構についての良否判定を行った結果、前記結合機構が正常と判定された場合であって、前記油路切換手段により、前記結合機構への油圧が抜けていることが検出された場合に、前記結合機構制御手段の故障判定を行う結合機構制御故障判定手段と、を備える。
【００２８】
これによれば、結合機構（クラッチ）自体の故障を判定するとともに、クラッチへの油路の切換不良が起きているか否かを判定することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。
【００３０】
図１は、本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、スタータインバータ２２により駆動制御されるスタータモータ２４によって始動されエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２６により運転制御されるエンジン２８と、エンジン２８の出力軸とサンギヤ接続された遊星歯車３０にキャリア接続されたフロント駆動インバータ３２により駆動制御されるフロント駆動用モータ３４と、遊星歯車３０のキャリアにＣ１クラッチ９４を介して接続されると共にリングギアにＢ１クラッチ９８（リングギア用のブレーキ手段）とＣ２クラッチ９６とを介して接続され入力軸の回転数を無段階変速して前輪１２の回転軸に出力するＣＶＴ３６と、リア駆動インバータ４４により駆動制御され後輪１４の回転軸にトルクを出力するリア駆動モータ４６と、各インバータ２２，３２，４４に接続されバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）４７により管理されるバッテリ４８と、車輪速センサ５８からの車輪速や舵角センサ６０からの操舵角、加速度センサ６２からの加速度に基づいてスリップ制御やブレーキ制御を行うブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）６４と、ハイブリッド自動車２０全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０とを備える。
【００３１】
バッテリ４８は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの充放電可能な単電池を直列に複数接続して１００Ｖより高い電圧（たとえば、２００Ｖや４００Ｖなど）とした組電池として構成されており、走行用のフロント駆動用モータ３４やリア駆動モータ４６に電力を供給する。
【００３２】
ＨＶＥＣＵ７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶したＲＯＭ７４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ７６と、入出力ポート（図示せず）と、通信ポート（図示せず）を備える。ＲＡＭ７６には、Ｃ１クラッチ９４、Ｃ２クラッチ９６、およびＢ１クラッチ９８に対しての故障判定の結果が記憶されている。各クラッチの故障判定については後述する。ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２６やバッテリＥＣＵ４７、ブレーキＥＣＵ６４と通信ポートを介して通信しており、エンジンＥＣＵ２６に向けて出力されるエンジン２８の出力指令に基づいて、エンジンＥＣＵ２６によるエンジン２８の運転制御がなされるようになっている。ＨＶＥＣＵ７０の入力ポートには、シフトポジションセンサ８８からのシフトレバーのポジション、アクセル開度センサ９０からのアクセル開度、リングギア回転センサ１１０からのリングギアの回転状態、ＣＶＴ入力軸センサ１１２からＣＶＴ入力軸の回転状態などが入力されている。また、ＨＶＥＣＵ７０の入力ポートにはエンジン回転センサ（図示せず）からのエンジン回転状態、およびモータ回転センサ（図示せず）からのフロント駆動用モータ３４の入出力軸の回転状態が入力されている。ＨＶＥＣＵ７０の出力ポートからは、ウォーニングランプ９２への点灯信号などが出力されている。
【００３３】
また、ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２６への指令によって、ＣＶＴ３６用の油圧制御をソレノイド１００に行わせる。また、ＨＶＥＣＵ７０は、ソレノイド１０２を用いて、Ｃ２クラッチ９６、およびＢ１クラッチ９８の圧力制御を行うとともに、ソレノイド１０６を用いて、Ｃ１クラッチ９６の圧力制御を行う。
【００３４】
なお、エンジンＥＣＵ２６やバッテリＥＣＵ４７、ブレーキＥＣＵ６４は、図示しないが、ＨＶＥＣＵ７０と同様に、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されている。
【００３５】
本実施例のハイブリッド自動車２０は、通常走行では、ＣＶＴ３６を介してエンジン出力が前輪１２を駆動する。エンジン出力の一部は必要に応じてフロント駆動用モータ３４を発電機として機能させ、バッテリ４８を充電する。強い加速が必要な場合は、フロント駆動用モータ３４とエンジン２８の両方で前輪１２を駆動するが、さらに、大きな駆動力が必要な場合には、リア駆動モータ４６が駆動を補助する。
【００３６】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の制御、特に、Ｃ１クラッチ９４、Ｃ２クラッチ９６、およびＢ１クラッチ９８の故障判定、および、その判定結果に基づいた制御について説明する。
【００３７】
図２は、運転モードが、Ｃ２クラッチ９６を開放した状態から係合した状態に移行する場合（たとえば、ニュートラルモード（Ｃ１クラッチ９４、Ｃ２クラッチ９６、およびＢ１クラッチ９８はともに開放状態）から何らかの走行モード（たとえば、Ｃ２クラッチ９６のみが係合され、エンジン２８が始動した状態で、エンジン２８とフロント駆動用モータ３４のトルクのバランスにより走行するモード：以下、電気トルコンモードという））に行われる処理を示すフローチャートである。
【００３８】
まず、ＲＡＭ７６を参照して、Ｃ２クラッチ９６が故障と判定されているか否かが調べられる（Ｓ１０）。Ｃ２クラッチ９６が故障と判定されている場合には、Ｃ１クラッチ９４の故障判定を行わない。Ｃ２クラッチ９６が正常と判定されている場合において、Ｃ１クラッチ９４の故障判定が行われる（Ｓ２０）。
【００３９】
続いて、図３に移り、Ｃ２クラッチ９６の係合指示から所定時間（２００〜３００ｍｓｅｃ）が経過したか否かが調べられる（Ｓ１００）。所定時間が経過するまでは、フロント駆動用モータ３４のモータトルク出力は制限されている。Ｃ１クラッチ９４の係合指示から所定時間が経過した場合（かつ、Ｃ２クラッチ９６の係合が機械的に行うマニュアルバルブ等を有する場合は、そのマニュアルバルブが係合側へ切り替わってから所定時間経過した場合）には、フロント駆動用モータ３４に車両が動かない程度（たとえば、５Ｎ）のモータトルク（α）が付加される(Ｓ１１０)。なお、このモータトルク（α）は、油温をパラメータとして適宜変更可能である。たとえば、油温が低い場合には、モータトルク（α）を高めに設定することが好適である。次に、ＣＶＴ入力軸の回転状態（回転数Ｖ）が検知される(Ｓ１２０)。この回転数Ｖとフロント駆動用モータ３４の回転数（以下、モータ回転数という）Ｍとの差（絶対値）が所定量Ｉ（所定量Ｉは、付与したモータトルク（α）に応じて設定される）より大きい状態が、所定時間（たとえば、数１００ｍｓｅｃ）継続したか否かが調べられる(Ｓ１３０)。所定時間継続している場合には、Ｃ１クラッチ９４は正常であると判定され(Ｓ１４０)、Ｃ２クラッチ９６を係合する運転モードに移行する(Ｓ１５０)。一方、そうでない場合には、Ｃ１クラッチ９４に故障の可能性があるとし（仮判定）、Ｃ１クラッチ９４の本判定に進む(Ｓ１６０)。ただし、Ｃ１クラッチ９４の本判定に進まずに、この段階で、Ｃ１クラッチ９４に故障の疑いがあるとして、運転モードの移行を、Ｃ１クラッチ９４を係合する運転モードへの移行のみに制限してもよい。以上の判定により、車両が停止している状態においても、Ｃ１クラッチ９４の係合故障を判定することができる。なお、ここでの判定結果は、ＲＡＭ７６に記録される。
【００４０】
次に、図４に移り、Ｃ１クラッチ９４の故障についての本判定が行われる。まず、ＨＶＥＣＵ７０によって、Ｃ２クラッチ９６が強制に係合させられる（Ｓ２００）。その結果、エンジン２８の運転状態がどうなったかがエンジンＥＣＵ２６により検知される（Ｓ２１０）。エンジンＥＣＵ２６による検知結果に基づいてＣ１クラッチ９４についての本判定が行われる（Ｓ２２０）。エンジン２８がストールしていないことが検知された場合には、Ｃ１クラッチ９４は正常であると判定され（Ｓ２３０）、Ｃ２クラッチ９６を使用する運転モードへの移行が行われる(Ｓ２４０)。一方、エンジン２８がストールしたことが検知された場合には、Ｃ１クラッチ９４が実際に故障していると判定される（Ｓ２５０）。つづいて、その旨がウォーニングランプ点灯等により、ドライバに警告されるとともに(Ｓ２６０)、運転モードの移行が、Ｃ１クラッチ９４を使用する運転モードへの移行のみに制限される。ここでの判定結果は、ＲＡＭ７６に記録される。
【００４１】
これによれば、たとえば、低温状態においてＣ１クラッチ９４の引き摺りが大きいような場合に、微小トルクではフロント駆動用モータ３４が回転しないため、Ｃ１クラッチ９４が異常と判定されてしまうケースを回避し、より適切な故障判定をすることができる。
【００４２】
次に、運転モードが、シフト切り換えによってＣ１クラッチ９４を開放した状態からＣ１クラッチ９４を係合した状態に移行する際に行われる、Ｃ２クラッチ９６の故障判定について図５を用いて説明する。
【００４３】
まず、ＣＶＴ入力軸センサ１１２によりＣＶＴ３６の入力軸の回転状態（回転数Ｖ）が検知される（Ｓ３００）。ＨＶＥＣＵ７０は、Ｃ１クラッチ９４を開放した状態で、「検知されたＣＶＴ入力軸の回転数Ｖ＋オフセット量γ」を目標値として、フロント駆動用モータ３４の回転を制御する（Ｓ３１０）。制御開始から所定時間経過後に、モータ回転数Ｍが目標値と等しいか否か（所定量の誤差を考慮してもよい）が調べられる（Ｓ３４０）。モータ回転数Ｍが目標値と等しい場合には、Ｃ２クラッチ９６は、正常と判定され（Ｓ３５０）、運転モードの移行が実行される（Ｓ３６０）。一方、検知された回転数Ｍが目標値と等しくない場合には、Ｃ２クラッチ９６が故障と判定される（Ｓ３７０）。これは、モータ回転数は、回転数制御によって目標回転に一致、もしくは一致しようとするが、Ｃ２クラッチ９６が係合故障状態にある場合には、シフト切り換えによってＣ２クラッチ９６が係合しようとし、フィードバックに外乱を与えることに基づいている。Ｃ２クラッチ９６が故障と判定された旨は、ウォーニングランプ点灯によりドライバに警告されるとともに（Ｓ３８０）、運転モードの移行が、Ｃ２クラッチ９６を使用する運転モードへの移行のみに制限される(Ｓ３９０)。なお、ここでの判定結果は、ＲＡＭ７６に記録される。
【００４４】
図６は、運転モードが、ニュートラルモードからエンジン自立運転モータ走行モード（Ｃ１クラッチ９４のみを係合し、フロント駆動用モータ３４の駆動力により走行するモード）に移行する場合の遊星歯車３０の３軸の回転数を図示する共線図である。共線図には、サンギヤ（Ｓ）、キャリア（Ｃ）、およびリングギア（Ｒ）のそれぞれの回転数が縦軸に示されている。共線図上では、それぞれのギア回転数が必ず直線で結ばれる関係となる。この図は、Ｃ２クラッチ９６が正常であれば、キャリアの回転数（モータ回転数）は、モータ制御による目標回転数に等しくなるが、Ｃ２クラッチ９６が異常（故障）の場合には、キャリア（モータ）の回転数は、目標回転数にはならないことを示している。これは、Ｃ２クラッチ９６が係合故障を起こしている場合に、ＣＶＴ入力軸の回転が強制的にリングギアの回転と等しくなるために生じる。
【００４５】
次に、運転モードが、Ｃ２クラッチ９６を開放した状態からＣ２クラッチ９６を係合した状態に移行する際に行われる、Ｂ１クラッチ９８の故障判定について説明する。
【００４６】
図７は、運転モードが、ニュートラルモードから電気トルコンモードに移行する場合に行われる別の処理を示すフローチャートである。
【００４７】
まず、ＣＶＴ入力軸センサ１１２によりＣＶＴ入力軸の回転数Ｖが検知される（Ｓ４００）。次に、リングギアの回転数が「ＣＶＴ入力軸の回転数Ｖ±λ（以下、目標リングギア回転数という。符号は、車両が前進するか後退するかによる。）」になるようにフロント駆動用モータ３４の回転が制御される（Ｓ４１０）。たとえば、車両が停止していればＶはゼロなので、結局、目標リングギア回転数は、±λとなる。この制御の後、リングギア回転センサ１１０により、リングギアの回転数Ｒが検知される（Ｓ４２０）。検知された回転数Ｒが、目標リングギア回転数と等しいか否かが調べられる（Ｓ４３０）。検知された回転数Ｒが、目標リングギア回転数と等しい場合（ただし、多少の誤差を許容してもよい）には、Ｂ１クラッチ９８は正常であると判定され（Ｓ４４０）、所定の運転モードの移行が実行される（Ｓ４５０）。一方、検知された回転数Ｒが０の場合（ただし、必ずしもゼロに限られず、多少の誤差は許容される）には、Ｂ１クラッチ９８は故障していると判定される（Ｓ４６０）。これは、Ｂ１クラッチ９８が故障した場合に、回転数Ｒ＝０になることを利用している。故障と判定されると、ウォーニングランプ９２が点灯し、Ｂ１クラッチ９８が故障している旨を示す警告がドライバに与えられるとともに（Ｓ４７０）、運転モードの移行が制限または禁止される（Ｓ４８０）。なお、ここでの判定結果は、ＲＡＭ７６に記録される。
【００４８】
これにより、Ｂ１クラッチ９８の故障を適宜判定し、判定結果に基づいて適切な運転モードの移行、または運転モードの移行を制限することができ、Ｂ１クラッチ９８が故障した状態で、Ｃ２クラッチ９６の係合が実行されること（ダブルロック）を未然に防ぐことができる。
【００４９】
図８は、Ｂ１クラッチ９８の故障判定時の遊星歯車３０の３軸に対する共線図である。この図は、Ｂ１クラッチ９８が正常であれば、リングギアの回転数は、モータ制御による目標回転数に等しくなるが、Ｂ１クラッチ９８が異常（故障）の場合には、リングギアの回転数は、目標回転数にはならずに、０になることを示している。これは、Ｂ１クラッチ９８が係合故障を起こしている場合に、リングギアが回転できなくなるために生じる。
【００５０】
なお、クラッチの係合、および開放の動作を、機械的に油圧を遮断する機構（たとえば、油圧切換バルブ）により行っている場合には、上記いずれかのクラッチの故障判定の後に、図９に示す次のような処理を行ってもよい。
【００５１】
まず、上述したようなクラッチに関する故障判定が行われ（Ｓ５００）、その結果に基づいた判断が行われる（Ｓ５１０）。クラッチが故障と判定された場合には、運転モード移行制限などのフェールセーフが実行される（Ｓ５５０）が、クラッチが正常と判定された場合にも、次のような判定を行う。すなわち、図示しない油圧切換検出手段により、ソレノイドからクラッチに油圧が出力されているかが調べられ（Ｓ５２０）、油圧が出力されていない場合には、ここでの処理を終える。一方、油圧が出力されている場合には、油圧切換バルブにおけるバルブスティック故障についての判定が行われる（Ｓ５３０）。バルブスティックが発生していると判断された場合には、フェールセーフが実行される（Ｓ５５０）。一方、バルブスティックが発生していなければ、正常と判定される（Ｓ５６０）。
【００５２】
これによれば、クラッチ自体の故障を判定するとともに、クラッチへの油路の切換不良が起きているか否かを判定することができる。
【００５３】
なお、上記実施例においては、リングギアの回転数は、リングギア回転センサ１１０により検知されたが、これに限らず、モータ回転数とエンジン回転数から演算によりリングギアの回転数を求めてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、クラッチの故障を適切に判定し、きめ細かな運転モードの制御をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】 Ｃ１クラッチ９４の故障判定の前段階の処理を示すフローチャートである。
【図３】 Ｃ１クラッチ９４の故障判定を示すフローチャートである。
【図４】 Ｃ１クラッチ９４の故障についての本判定を示すフローチャートである。
【図５】 Ｃ２クラッチ９６の故障判定を示すフローチャートである。
【図６】 Ｃ２クラッチ９６の故障判定時の遊星歯車３０についての共線図である。
【図７】 Ｂ１クラッチ９８の故障判定を示すフローチャートである。
【図８】 Ｂ１クラッチ９８の故障判定時の遊星歯車３０についての共線図である。
【図９】 バルブスティック故障の判定を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２０ ハイブリッド自動車、２２ スタータインバータ、２４ スタータモータ、２８ エンジン、３０ 遊星歯車、３２ フロント駆動インバータ、３４ フロント駆動用モータ、４４ リア駆動インバータ、４６ リア駆動モータ、４８ バッテリ、５８ 車輪速センサ、６０ 舵角センサ、６２ 加速度センサ、８８ シフトポジションセンサ、９０ アクセル開度センサ、９２ ウォーニングランプ、９４ Ｃ１クラッチ、９６ Ｃ２クラッチ、９８ Ｂ１クラッチ、１００,１０２,１０６ ソレノイド、１１０ リングギア回転センサ、１１２ 入力軸センサ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力源として、ガソリンエンジンと電気モーターを備えたハイブリッド自動車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、動力源として従来のエンジンと電池で駆動するモータとを搭載し、状況に応じて動力源を使い分けることができるハイブリッド自動車両が注目されている。ハイブリッド自動車両は、制動エネルギーを回収して利用することにより省エネルギー性に優れ、ＣＯ２の排出も低減されるという利点を有する。ハイブリッド自動車両では、エンジン、モータ、ＣＶＴなどの動作に対する電子制御の高度化が進展している。この電子制御の一例として、クラッチの係合故障の判定と、その結果に基づく運転モードの制御に関する技術が提案されている。
【０００３】
たとえば、特開２０００−２２４７１２号公報は、クラッチの異常状態を検知したときに、モータジェネレータを電動機単独モードで運転する手段を備えたハイブリッド自動車の制御装置を開示する。なお、当該公報におけるクラッチの異常状態の検知は、クラッチ制御弁への指示電流が最小に固定した状態に陥った状態を検出することにより行われる。
【０００４】
また、たとえば、特開平１１−３３２００９号公報は、クラッチの入力軸および出力軸の回転数の差を監視することによりクラッチの接続異常を判別する手段を備え、異常と判別された場合にはシリーズハイブリッド方式で駆動制御させるハイブリッド自動車を開示する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
クラッチ制御弁への指示電流が最小に固定した状態に陥ったか否かだけでは、クラッチの故障が適切に判定できなかった。たとえば、クラッチ自体が磨耗等によって引き摺りを起こした場合は検知することができず、クラッチの状態に基づいた適切な運転モードで走行することができなかった。
【０００６】
また、クラッチ前後の軸回転数の差によりクラッチの係合故障を判定する手法では、車両が走行状態にあることが必須となり、車両が停止している場合には、クラッチの故障判定が行えなかった。
【０００７】
したがって、ハイブリッド自動車のクラッチの係合故障判定と、それに基づく運転モードの制御については、より適切で、きめ細かな制御が必要とされていた。
【０００８】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできるハイブリッド自動車の制御装置を提供することを目的とする。より詳しくは、本発明の目的は、ハイブリッド自動車のクラッチの故障判定をより適切に行い、その判定結果に基づいた走行モードを実現することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジンと、モータジェネレータと、前記モータジェネレータの入出力軸が接続された第１の回転要素および前記エンジンの出力軸が接続された第２の回転要素を含む３軸入出力機構と、前記第１の回転要素と第１の結合機構を介して接続されるとともに、前記３軸入出力機構の第３の回転要素と第２の結合機構を介して接続されたベルト式無段変速機と、を有するハイブリッド自動車の制御装置であって、前記第１の結合機構の結合および開放を制御する第１の結合機構制御部と、前記モータジェネレータの入出力軸の回転状態を検出するモータ回転センサと、前記ベルト式無段変速機の入力軸の回転状態を検出するＣＶＴ入力軸回転センサと、前記第１の結合機構の接続良否を判定する第１の結合機構良否判定部と、を備え、前記第１の結合機構良否判定部は、前記第１の結合機構制御部により前記第１の結合機構に対して開放が指令された状態で、前記第２の結合機構制御部により前記第２の結合機構が係合された後に、車両が動かない程度の所定量のトルクが前記モータジェネレータに付与されたときの、前記モータジェネレータの入出力軸および前記ベルト式無段変速機の入力軸の回転状態の検出結果に基づいて、前記第１の結合機構の接続良否を判定する。
【００１０】
これによれば、車両が停止した状態でも、モータジェネレータに付与するトルクを微少にすることにより、第１の結合機構（たとえば、クラッチ）の係合故障を判定することができる。
【００１１】
本発明に係る前記ハイブリッド自動車は、前記第１の結合機構を制御するための油圧機構をさらに含み、前記所定量のトルクは、前記油圧機構の油圧温度に応じて設定されてもよい。
【００１２】
これによれば、油圧の状態に応じて、モータジェネレータに付与するトルクを設定することにより、より適切なクラッチの係合故障判定を行うことができる。
【００１３】
本発明は、前記第２の結合機構の結合および開放を制御する第２の結合機構制御部と、前記エンジンの駆動状態を検知するエンジン状態検出部と、をさらに備え、前記第２の結合機構制御部は、前記所定量のトルク付与により、前記第１の結合機構の接続が異常と判定された場合に、前記第２の結合機構を強制的に結合し、前記第１の結合機構良否判定部は、前記第２の結合機構が強制的に結合されたときの、前記エンジン状態検出部の検出結果に基づいて、前記第１の結合機構の接続良否についての本判定を行ってもよい。
【００１４】
これによれば、モータジェネレータにジェネレータ所定量のトルク付与したときにクラッチが故障と判定された場合でも、クラッチが本当に故障しているのかどうかを確認でき、より精度の高い故障判定ができる。
【００１５】
本発明は、前記第２の結合機構の接続良否を判定する第２の結合機構良否判定部をさらに備え、前記第１の結合機構良否判定部は、前記第２の結合機構良否判定部により前記第２の結合機構の接続が正常と判定された場合に、前記第１の結合機構の接続良否の判定を行ってもよい。
【００１６】
これによれば、第２の係合機構（他のクラッチ）が故障した場合に、モータトルクが付加されることがないので、安全性を確保することができる。
【００１７】
また、本発明は、エンジンと、モータジェネレータと、前記モータジェネレータの入出力軸が接続された第１の回転要素、および前記エンジンの出力軸が接続された第２の回転要素を含む３軸入出力機構と、前記第１の回転要素と第１の結合機構を介して接続されるとともに、前記３軸入出力機構の第３の回転要素と第２の結合機構を介して接続されたベルト式無段変速機と、を有するハイブリッド自動車の制御装置であって、前記第１の結合機構の接続良否を判定する第１の結合機構良否判定部と、前記第２の結合機構の接続良否を判定する第２の結合機構良否判定部と、を備え、前記第１の結合機構良否判定部は、前記第２の結合機構への係合指示または開放指示通りに前記第２の結合機構が係合または開放動作を行ったと前記第２の結合機構良否判定部が判定した場合に、前記第１の結合機構の接続良否の判定を行う。
【００１８】
これによれば、第１の係合機構（クラッチ）の判定は、第２の係合機構（他のクラッチ）が故障した場合には、実施されないので、安全を確保した状態で、クラッチの故障判定をすることができる。
【００１９】
また、本発明のハイブリッド自動車の制御装置は、前記第１の結合機構が故障と判定された場合に、運転モードの移行を、前記第１の結合機構を係合した状態の運転モードへの移行のみに制限してもよい。
【００２０】
これによれば、第１の結合機構が係合故障している場合には、第１の結合機構を係合した状態の運転モードのみに移行するので、第１の結合機構が動作する必要をなくすことができる。
【００２１】
また、本発明は、エンジンと、モータジェネレータと、前記モータジェネレータの入出力軸が接続された第１の回転要素および前記エンジンの出力軸が接続された第２の回転要素を含む３軸入出力機構と、前記第１の回転要素と第１の結合機構を介して接続されるとともに、前記３軸入出力機構の第３の回転要素と第２の結合機構を介して接続されたベルト式無段変速機と、を有するハイブリッド自動車の制御装置であって、前記第１の結合機構の結合および開放を制御する第１の結合機構制御部と、前記モータジェネレータを制御するモータ制御装置と、前記モータジェネレータの入出力軸の回転状態を検出するモータ回転センサと、前記第２の結合機構の接続良否を判定する第２の結合機構良否判定部をさらに備え、前記第１の結合機構制御部は、前記第２の結合機構制御部が、前記第２の結合機構に開放を指令した状態で、前記第１の結合機構に結合を指令し、前記モータ制御装置は、前記モータジェネレータを所定の回転数で駆動させ、前記モータ回転センサは、このときの前記モータジェネレータの入出力軸の回転状態を検出し、前記第２の結合機構良否判定部は、前記モータ回転センサによる検出結果に基づいて、前記第２の結合機構の接続良否を判定する。
【００２２】
これによれば、ニュートラルの状態から、第１の結合機構を結合してモータジェネレータの入出力軸の回転状態を調べることにより、第２の結合機構についての故障判定を容易にすることができる。
【００２３】
また、本発明のハイブリッド自動車の制御装置は、前記第２の結合機構が故障と判定された場合に、運転モードの移行を、前記第２の結合機構を係合した状態の運転モードへの移行のみに制限してもよい。
【００２４】
これによれば、第２の結合機構が係合故障している場合には、第２の結合機構を係合した状態の運転モードのみに移行するので、第２の結合機構が動作する必要をなくすことができる。
【００２５】
また、本発明は、エンジンと、モータジェネレータと、前記モータジェネレータの入出力軸が接続された第１の回転要素および前記エンジンの出力軸が接続された第２の回転要素を含む３軸入出力機構と、前記第１の回転要素と第１の結合機構を介して接続されるとともに、前記３軸入出力機構の第３の回転要素と第２の結合機構を介して接続されたベルト式無段変速機と、を有するハイブリッド自動車の制御装置であって、前記ベルト式無段変速機と前記第３の回転要素との間に介装され、前記第３の回転要素の回転にブレーキを掛ける第３の結合機構と、前記第３の回転要素の回転状態を検出する第３の回転要素回転検知手段と、前記第２の結合機構の結合および開放を制御する第２の結合機構制御部と、前記モータジェネレータの駆動を制御するモータ制御装置と、前記第３の結合機構の接続良否を判定する第３の結合機構良否判定部と、をさらに備え、前記モータ制御装置は、前記第２の結合機構制御部によって前記第２の結合機構が結合された状態で、前記第３の回転要素の回転が所定の回転数になるように、前記モータジェネレータの回転数を制御し、第３の結合機構良否判定部は、このときの前記第３の回転要素回転検知手段による検出結果に基づいて、第３の結合機構の接続良否を判定する。
【００２６】
これによれば、３軸入出力機構（たとえば、遊星歯車）のサンギアおよびキャリアの回転状態を制御することにより、リングギアに接続された第３の結合機構の故障判定を簡便に行うことができる。
【００２７】
また、本発明は、エンジンと、モータジェネレータと、前記モータジェネレータの入出力軸が接続された第１の回転要素および前記エンジンの出力軸が接続された第２の回転要素を含む３軸入出力機構と、前記第１の回転要素と接続されるとともに、前記３軸入出力機構の第３の回転要素と接続されたベルト式無段変速機と、を有するハイブリッド自動車の制御装置であって、前記ベルト式無段変速機と、前記第１の回転要素または前記第３の回転要素との間に介装された結合機構と、油圧の油路を切り換えることにより、前記結合機構の結合および開放を制御する結合機構制御手段と、前記結合機構の接続良否を判定する結合機構良否判定手段と、前記油路の切換を検出する油路切換検出手段と、前記結合機構良否判断手段が前記結合機構についての良否判定を行った結果、前記結合機構が正常と判定された場合であって、前記油路切換手段により、前記結合機構への油圧が抜けていることが検出された場合に、前記結合機構制御手段の故障判定を行う結合機構制御故障判定手段と、を備える。
【００２８】
これによれば、結合機構（クラッチ）自体の故障を判定するとともに、クラッチへの油路の切換不良が起きているか否かを判定することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。
【００３０】
図１は、本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、スタータインバータ２２により駆動制御されるスタータモータ２４によって始動されエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２６により運転制御されるエンジン２８と、エンジン２８の出力軸とサンギヤ接続された遊星歯車３０にキャリア接続されたフロント駆動インバータ３２により駆動制御されるフロント駆動用モータ３４と、遊星歯車３０のキャリアにＣ１クラッチ９４を介して接続されると共にリングギアにＢ１クラッチ９８（リングギア用のブレーキ手段）とＣ２クラッチ９６とを介して接続され入力軸の回転数を無段階変速して前輪１２の回転軸に出力するＣＶＴ３６と、リア駆動インバータ４４により駆動制御され後輪１４の回転軸にトルクを出力するリア駆動モータ４６と、各インバータ２２，３２，４４に接続されバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）４７により管理されるバッテリ４８と、車輪速センサ５８からの車輪速や舵角センサ６０からの操舵角、加速度センサ６２からの加速度に基づいてスリップ制御やブレーキ制御を行うブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）６４と、ハイブリッド自動車２０全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０とを備える。
【００３１】
バッテリ４８は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの充放電可能な単電池を直列に複数接続して１００Ｖより高い電圧（たとえば、２００Ｖや４００Ｖなど）とした組電池として構成されており、走行用のフロント駆動用モータ３４やリア駆動モータ４６に電力を供給する。
【００３２】
ＨＶＥＣＵ７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶したＲＯＭ７４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ７６と、入出力ポート（図示せず）と、通信ポート（図示せず）を備える。ＲＡＭ７６には、Ｃ１クラッチ９４、Ｃ２クラッチ９６、およびＢ１クラッチ９８に対しての故障判定の結果が記憶されている。各クラッチの故障判定については後述する。ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２６やバッテリＥＣＵ４７、ブレーキＥＣＵ６４と通信ポートを介して通信しており、エンジンＥＣＵ２６に向けて出力されるエンジン２８の出力指令に基づいて、エンジンＥＣＵ２６によるエンジン２８の運転制御がなされるようになっている。ＨＶＥＣＵ７０の入力ポートには、シフトポジションセンサ８８からのシフトレバーのポジション、アクセル開度センサ９０からのアクセル開度、リングギア回転センサ１１０からのリングギアの回転状態、ＣＶＴ入力軸センサ１１２からＣＶＴ入力軸の回転状態などが入力されている。また、ＨＶＥＣＵ７０の入力ポートにはエンジン回転センサ（図示せず）からのエンジン回転状態、およびモータ回転センサ（図示せず）からのフロント駆動用モータ３４の入出力軸の回転状態が入力されている。ＨＶＥＣＵ７０の出力ポートからは、ウォーニングランプ９２への点灯信号などが出力されている。
【００３３】
また、ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２６への指令によって、ＣＶＴ３６用の油圧制御をソレノイド１００に行わせる。また、ＨＶＥＣＵ７０は、ソレノイド１０２を用いて、Ｃ２クラッチ９６、およびＢ１クラッチ９８の圧力制御を行うとともに、ソレノイド１０６を用いて、Ｃ１クラッチ９６の圧力制御を行う。
【００３４】
なお、エンジンＥＣＵ２６やバッテリＥＣＵ４７、ブレーキＥＣＵ６４は、図示しないが、ＨＶＥＣＵ７０と同様に、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されている。
【００３５】
本実施例のハイブリッド自動車２０は、通常走行では、ＣＶＴ３６を介してエンジン出力が前輪１２を駆動する。エンジン出力の一部は必要に応じてフロント駆動用モータ３４を発電機として機能させ、バッテリ４８を充電する。強い加速が必要な場合は、フロント駆動用モータ３４とエンジン２８の両方で前輪１２を駆動するが、さらに、大きな駆動力が必要な場合には、リア駆動モータ４６が駆動を補助する。
【００３６】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の制御、特に、Ｃ１クラッチ９４、Ｃ２クラッチ９６、およびＢ１クラッチ９８の故障判定、および、その判定結果に基づいた制御について説明する。
【００３７】
図２は、運転モードが、Ｃ２クラッチ９６を開放した状態から係合した状態に移行する場合（たとえば、ニュートラルモード（Ｃ１クラッチ９４、Ｃ２クラッチ９６、およびＢ１クラッチ９８はともに開放状態）から何らかの走行モード（たとえば、Ｃ２クラッチ９６のみが係合され、エンジン２８が始動した状態で、エンジン２８とフロント駆動用モータ３４のトルクのバランスにより走行するモード：以下、電気トルコンモードという））に行われる処理を示すフローチャートである。
【００３８】
まず、ＲＡＭ７６を参照して、Ｃ２クラッチ９６が故障と判定されているか否かが調べられる（Ｓ１０）。Ｃ２クラッチ９６が故障と判定されている場合には、Ｃ１クラッチ９４の故障判定を行わない。Ｃ２クラッチ９６が正常と判定されている場合において、Ｃ１クラッチ９４の故障判定が行われる（Ｓ２０）。
【００３９】
続いて、図３に移り、Ｃ２クラッチ９６の係合指示から所定時間（２００〜３００ｍｓｅｃ）が経過したか否かが調べられる（Ｓ１００）。所定時間が経過するまでは、フロント駆動用モータ３４のモータトルク出力は制限されている。Ｃ１クラッチ９４の係合指示から所定時間が経過した場合（かつ、Ｃ２クラッチ９６の係合が機械的に行うマニュアルバルブ等を有する場合は、そのマニュアルバルブが係合側へ切り替わってから所定時間経過した場合）には、フロント駆動用モータ３４に車両が動かない程度（たとえば、５Ｎ）のモータトルク（α）が付加される(Ｓ１１０)。なお、このモータトルク（α）は、油温をパラメータとして適宜変更可能である。たとえば、油温が低い場合には、モータトルク（α）を高めに設定することが好適である。次に、ＣＶＴ入力軸の回転状態（回転数Ｖ）が検知される(Ｓ１２０)。この回転数Ｖとフロント駆動用モータ３４の回転数（以下、モータ回転数という）Ｍとの差（絶対値）が所定量Ｉ（所定量Ｉは、付与したモータトルク（α）に応じて設定される）より大きい状態が、所定時間（たとえば、数１００ｍｓｅｃ）継続したか否かが調べられる(Ｓ１３０)。所定時間継続している場合には、Ｃ１クラッチ９４は正常であると判定され(Ｓ１４０)、Ｃ２クラッチ９６を係合する運転モードに移行する(Ｓ１５０)。一方、そうでない場合には、Ｃ１クラッチ９４に故障の可能性があるとし（仮判定）、Ｃ１クラッチ９４の本判定に進む(Ｓ１６０)。ただし、Ｃ１クラッチ９４の本判定に進まずに、この段階で、Ｃ１クラッチ９４に故障の疑いがあるとして、運転モードの移行を、Ｃ１クラッチ９４を係合する運転モードへの移行のみに制限してもよい。以上の判定により、車両が停止している状態においても、Ｃ１クラッチ９４の係合故障を判定することができる。なお、ここでの判定結果は、ＲＡＭ７６に記録される。
【００４０】
次に、図４に移り、Ｃ１クラッチ９４の故障についての本判定が行われる。まず、ＨＶＥＣＵ７０によって、Ｃ２クラッチ９６が強制に係合させられる（Ｓ２００）。その結果、エンジン２８の運転状態がどうなったかがエンジンＥＣＵ２６により検知される（Ｓ２１０）。エンジンＥＣＵ２６による検知結果に基づいてＣ１クラッチ９４についての本判定が行われる（Ｓ２２０）。エンジン２８がストールしていないことが検知された場合には、Ｃ１クラッチ９４は正常であると判定され（Ｓ２３０）、Ｃ２クラッチ９６を使用する運転モードへの移行が行われる(Ｓ２４０)。一方、エンジン２８がストールしたことが検知された場合には、Ｃ１クラッチ９４が実際に故障していると判定される（Ｓ２５０）。つづいて、その旨がウォーニングランプ点灯等により、ドライバに警告されるとともに(Ｓ２６０)、運転モードの移行が、Ｃ１クラッチ９４を使用する運転モードへの移行のみに制限される。ここでの判定結果は、ＲＡＭ７６に記録される。
【００４１】
これによれば、たとえば、低温状態においてＣ１クラッチ９４の引き摺りが大きいような場合に、微小トルクではフロント駆動用モータ３４が回転しないため、Ｃ１クラッチ９４が異常と判定されてしまうケースを回避し、より適切な故障判定をすることができる。
【００４２】
次に、運転モードが、シフト切り換えによってＣ１クラッチ９４を開放した状態からＣ１クラッチ９４を係合した状態に移行する際に行われる、Ｃ２クラッチ９６の故障判定について図５を用いて説明する。
【００４３】
まず、ＣＶＴ入力軸センサ１１２によりＣＶＴ３６の入力軸の回転状態（回転数Ｖ）が検知される（Ｓ３００）。ＨＶＥＣＵ７０は、Ｃ１クラッチ９４を開放した状態で、「検知されたＣＶＴ入力軸の回転数Ｖ＋オフセット量γ」を目標値として、フロント駆動用モータ３４の回転を制御する（Ｓ３１０）。制御開始から所定時間経過後に、モータ回転数Ｍが目標値と等しいか否か（所定量の誤差を考慮してもよい）が調べられる（Ｓ３４０）。モータ回転数Ｍが目標値と等しい場合には、Ｃ２クラッチ９６は、正常と判定され（Ｓ３５０）、運転モードの移行が実行される（Ｓ３６０）。一方、検知された回転数Ｍが目標値と等しくない場合には、Ｃ２クラッチ９６が故障と判定される（Ｓ３７０）。これは、モータ回転数は、回転数制御によって目標回転に一致、もしくは一致しようとするが、Ｃ２クラッチ９６が係合故障状態にある場合には、シフト切り換えによってＣ２クラッチ９６が係合しようとし、フィードバックに外乱を与えることに基づいている。Ｃ２クラッチ９６が故障と判定された旨は、ウォーニングランプ点灯によりドライバに警告されるとともに（Ｓ３８０）、運転モードの移行が、Ｃ２クラッチ９６を使用する運転モードへの移行のみに制限される(Ｓ３９０)。なお、ここでの判定結果は、ＲＡＭ７６に記録される。
【００４４】
図６は、運転モードが、ニュートラルモードからエンジン自立運転モータ走行モード（Ｃ１クラッチ９４のみを係合し、フロント駆動用モータ３４の駆動力により走行するモード）に移行する場合の遊星歯車３０の３軸の回転数を図示する共線図である。共線図には、サンギヤ（Ｓ）、キャリア（Ｃ）、およびリングギア（Ｒ）のそれぞれの回転数が縦軸に示されている。共線図上では、それぞれのギア回転数が必ず直線で結ばれる関係となる。この図は、Ｃ２クラッチ９６が正常であれば、キャリアの回転数（モータ回転数）は、モータ制御による目標回転数に等しくなるが、Ｃ２クラッチ９６が異常（故障）の場合には、キャリア（モータ）の回転数は、目標回転数にはならないことを示している。これは、Ｃ２クラッチ９６が係合故障を起こしている場合に、ＣＶＴ入力軸の回転が強制的にリングギアの回転と等しくなるために生じる。
【００４５】
次に、運転モードが、Ｃ２クラッチ９６を開放した状態からＣ２クラッチ９６を係合した状態に移行する際に行われる、Ｂ１クラッチ９８の故障判定について説明する。
【００４６】
図７は、運転モードが、ニュートラルモードから電気トルコンモードに移行する場合に行われる別の処理を示すフローチャートである。
【００４７】
まず、ＣＶＴ入力軸センサ１１２によりＣＶＴ入力軸の回転数Ｖが検知される（Ｓ４００）。次に、リングギアの回転数が「ＣＶＴ入力軸の回転数Ｖ±λ（以下、目標リングギア回転数という。符号は、車両が前進するか後退するかによる。）」になるようにフロント駆動用モータ３４の回転が制御される（Ｓ４１０）。たとえば、車両が停止していればＶはゼロなので、結局、目標リングギア回転数は、±λとなる。この制御の後、リングギア回転センサ１１０により、リングギアの回転数Ｒが検知される（Ｓ４２０）。検知された回転数Ｒが、目標リングギア回転数と等しいか否かが調べられる（Ｓ４３０）。検知された回転数Ｒが、目標リングギア回転数と等しい場合（ただし、多少の誤差を許容してもよい）には、Ｂ１クラッチ９８は正常であると判定され（Ｓ４４０）、所定の運転モードの移行が実行される（Ｓ４５０）。一方、検知された回転数Ｒが０の場合（ただし、必ずしもゼロに限られず、多少の誤差は許容される）には、Ｂ１クラッチ９８は故障していると判定される（Ｓ４６０）。これは、Ｂ１クラッチ９８が故障した場合に、回転数Ｒ＝０になることを利用している。故障と判定されると、ウォーニングランプ９２が点灯し、Ｂ１クラッチ９８が故障している旨を示す警告がドライバに与えられるとともに（Ｓ４７０）、運転モードの移行が制限または禁止される（Ｓ４８０）。なお、ここでの判定結果は、ＲＡＭ７６に記録される。
【００４８】
これにより、Ｂ１クラッチ９８の故障を適宜判定し、判定結果に基づいて適切な運転モードの移行、または運転モードの移行を制限することができ、Ｂ１クラッチ９８が故障した状態で、Ｃ２クラッチ９６の係合が実行されること（ダブルロック）を未然に防ぐことができる。
【００４９】
図８は、Ｂ１クラッチ９８の故障判定時の遊星歯車３０の３軸に対する共線図である。この図は、Ｂ１クラッチ９８が正常であれば、リングギアの回転数は、モータ制御による目標回転数に等しくなるが、Ｂ１クラッチ９８が異常（故障）の場合には、リングギアの回転数は、目標回転数にはならずに、０になることを示している。これは、Ｂ１クラッチ９８が係合故障を起こしている場合に、リングギアが回転できなくなるために生じる。
【００５０】
なお、クラッチの係合、および開放の動作を、機械的に油圧を遮断する機構（たとえば、油圧切換バルブ）により行っている場合には、上記いずれかのクラッチの故障判定の後に、図９に示す次のような処理を行ってもよい。
【００５１】
まず、上述したようなクラッチに関する故障判定が行われ（Ｓ５００）、その結果に基づいた判断が行われる（Ｓ５１０）。クラッチが故障と判定された場合には、運転モード移行制限などのフェールセーフが実行される（Ｓ５５０）が、クラッチが正常と判定された場合にも、次のような判定を行う。すなわち、図示しない油圧切換検出手段により、ソレノイドからクラッチに油圧が出力されているかが調べられ（Ｓ５２０）、油圧が出力されていない場合には、ここでの処理を終える。一方、油圧が出力されている場合には、油圧切換バルブにおけるバルブスティック故障についての判定が行われる（Ｓ５３０）。バルブスティックが発生していると判断された場合には、フェールセーフが実行される（Ｓ５５０）。一方、バルブスティックが発生していなければ、正常と判定される（Ｓ５６０）。
【００５２】
これによれば、クラッチ自体の故障を判定するとともに、クラッチへの油路の切換不良が起きているか否かを判定することができる。
【００５３】
なお、上記実施例においては、リングギアの回転数は、リングギア回転センサ１１０により検知されたが、これに限らず、モータ回転数とエンジン回転数から演算によりリングギアの回転数を求めてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、クラッチの故障を適切に判定し、きめ細かな運転モードの制御をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】 Ｃ１クラッチ９４の故障判定の前段階の処理を示すフローチャートである。
【図３】 Ｃ１クラッチ９４の故障判定を示すフローチャートである。
【図４】 Ｃ１クラッチ９４の故障についての本判定を示すフローチャートである。
【図５】 Ｃ２クラッチ９６の故障判定を示すフローチャートである。
【図６】 Ｃ２クラッチ９６の故障判定時の遊星歯車３０についての共線図である。
【図７】 Ｂ１クラッチ９８の故障判定を示すフローチャートである。
【図８】 Ｂ１クラッチ９８の故障判定時の遊星歯車３０についての共線図である。
【図９】 バルブスティック故障の判定を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２０ ハイブリッド自動車、２２ スタータインバータ、２４ スタータモータ、２８ エンジン、３０ 遊星歯車、３２ フロント駆動インバータ、３４ フロント駆動用モータ、４４ リア駆動インバータ、４６ リア駆動モータ、４８ バッテリ、５８ 車輪速センサ、６０ 舵角センサ、６２ 加速度センサ、８８ シフトポジションセンサ、９０ アクセル開度センサ、９２ ウォーニングランプ、９４ Ｃ１クラッチ、９６ Ｃ２クラッチ、９８ Ｂ１クラッチ、１００,１０２,１０６ ソレノイド、１１０ リングギア回転センサ、１１２ 入力軸センサ。
Claims (10)
- エンジンと、
モータジェネレータと、
前記モータジェネレータの入出力軸が接続された第１の回転要素、および前記エンジンの出力軸が接続された第２の回転要素を含む３軸入出力機構と、
前記第１の回転要素と第１の結合機構を介して接続されるとともに、前記３軸入出力機構の第３の回転要素と第２の結合機構を介して接続されたベルト式無段変速機と、
を有するハイブリッド自動車の制御装置であって、
前記第１の結合機構の結合および開放を制御する第１の結合機構制御部と、
前記モータジェネレータの入出力軸の回転状態を検出するモータ回転センサと、
前記ベルト式無段変速機の入力軸の回転状態を検出するＣＶＴ入力軸回転センサと、
前記第１の結合機構の接続良否を判定する第１の結合機構良否判定部と、
を備え、
前記第１の結合機構良否判定部は、前記第１の結合機構制御部により前記第１の結合機構に対して開放が指令された状態で、前記第２の結合機構制御部により前記第２の結合機構が係合された後に、車両が動かない程度の所定量のトルクが前記モータジェネレータに付与されたときの、前記モータジェネレータの入出力軸および前記ベルト式無段変速機の入力軸の回転状態の検出結果に基づいて、前記第１の結合機構の接続良否を判定することを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。 - 前記ハイブリッド自動車は、前記第１の結合機構を制御するための油圧機構をさらに含み、
前記所定量のトルクは、前記油圧機構の油圧温度に応じて設定されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車の制御装置。 - 前記第２の結合機構の結合および開放を制御する第２の結合機構制御部と、
前記エンジンの駆動状態を検知するエンジン状態検出部と、
をさらに備え、
前記第２の結合機構制御部は、前記所定量のトルク付与により、前記第１の結合機構の接続が異常と判定された場合に、前記第２の結合機構を強制的に結合し、
前記第１の結合機構良否判定部は、前記第２の結合機構が強制的に結合されたときの、前記エンジン状態検出部の検出結果に基づいて、前記第１の結合機構の接続良否についての本判定を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド自動車の制御装置。 - 前記第２の結合機構の接続良否を判定する第２の結合機構良否判定部をさらに備え、
前記第１の結合機構良否判定部は、前記第２の結合機構良否判定部により前記第２の結合機構の接続が正常と判定された場合に、前記第１の結合機構の接続良否の判定を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のハイブリッド自動車の制御装置。 - エンジンと、
モータジェネレータと、
前記モータジェネレータの入出力軸が接続された第１の回転要素、および前記エンジンの出力軸が接続された第２の回転要素を含む３軸入出力機構と、
前記第１の回転要素と第１の結合機構を介して接続されるとともに、前記３軸入出力機構の第３の回転要素と第２の結合機構を介して接続されたベルト式無段変速機と、
を有するハイブリッド自動車の制御装置であって、
前記第１の結合機構の接続良否を判定する第１の結合機構良否判定部と、
前記第２の結合機構の接続良否を判定する第２の結合機構良否判定部と、
を備え、
前記第１の結合機構良否判定部は、前記第２の結合機構への係合指示または開放指示通りに前記第２の結合機構が係合または開放動作を行ったと前記第２の結合機構良否判定部が判定した場合に、前記第１の結合機構の接続良否の判定を行うことを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。 - 前記第１の結合機構が故障と判定された場合に、運転モードの移行を、前記第１の結合機構を係合した状態の運転モードへの移行のみに制限することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のハイブリッド自動車の制御装置。
- エンジンと、
モータジェネレータと、
前記モータジェネレータの入出力軸が接続された第１の回転要素および前記エンジンの出力軸が接続された第２の回転要素を含む３軸入出力機構と、
前記第１の回転要素と第１の結合機構を介して接続されるとともに、前記３軸入出力機構の第３の回転要素と第２の結合機構を介して接続されたベルト式無段変速機と、
を有するハイブリッド自動車の制御装置であって、
前記第１の結合機構の結合および開放を制御する第１の結合機構制御部と、
前記モータジェネレータを制御するモータ制御装置と、
前記モータジェネレータの入出力軸の回転状態を検出するモータ回転センサと、
前記第２の結合機構の接続良否を判定する第２の結合機構良否判定部をさらに備え、
前記第１の結合機構制御部は、前記第２の結合機構制御部が、前記第２の結合機構に開放を指令した状態で、前記第１の結合機構に結合を指令し、
前記モータ制御装置は、前記モータジェネレータを所定の回転数で駆動させ、前記モータ回転センサは、このときの前記モータジェネレータの入出力軸の回転状態を検出し、
前記第２の結合機構良否判定部は、前記モータ回転センサによる検出結果に基づいて、前記第２の結合機構の接続良否を判定することを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。 - 前記第２の結合機構が故障と判定された場合に、運転モードの移行を、前記第２の結合機構を係合した状態の運転モードへの移行のみに制限することを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド自動車の制御装置。
- エンジンと、
モータジェネレータと、
前記モータジェネレータの入出力軸が接続された第１の回転要素および前記エンジンの出力軸が接続された第２の回転要素を含む３軸入出力機構と、
前記第１の回転要素と第１の結合機構を介して接続されるとともに、前記３軸入出力機構の第３の回転要素と第２の結合機構を介して接続されたベルト式無段変速機と、
を有するハイブリッド自動車の制御装置であって、
前記ベルト式無段変速機と前記第３の回転要素との間に介装され、前記第３の回転要素の回転にブレーキを掛ける第３の結合機構と、
前記第３の回転要素の回転状態を検知する第３の回転要素回転検知手段と、
前記第２の結合機構の結合および開放を制御する第２の結合機構制御部と、
前記モータジェネレータの駆動を制御するモータ制御装置と、
前記第３の結合機構の接続良否を判定する第３の結合機構良否判定部と、
をさらに備え、
前記モータ制御装置は、前記第２の結合機構制御部によって前記第２の結合機構が結合された状態で、前記第３の回転要素の回転が所定の回転数になるように、前記モータジェネレータの回転数を制御し、
第３の結合機構良否判定部は、このときの前記第３の回転要素回転検知手段による検出結果に基づいて、第３の結合機構の接続良否を判定することを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。 - エンジンと、
モータジェネレータと、
前記モータジェネレータの入出力軸が接続された第１の回転要素および前記エンジンの出力軸が接続された第２の回転要素を含む３軸入出力機構と、
前記第１の回転要素と接続されるとともに、前記３軸入出力機構の第３の回転要素と接続されたベルト式無段変速機と、
を有するハイブリッド自動車の制御装置であって、
前記ベルト式無段変速機と、前記第１の回転要素または前記第３の回転要素との間に介装された結合機構と、
油圧の油路を切り換えることにより、前記結合機構の結合および開放を制御する結合機構制御手段と、
前記結合機構の接続良否を判定する結合機構良否判定手段と、
前記油路の切換を検出する油路切換検出手段と、
前記結合機構良否判断手段が前記結合機構についての良否判定を行った結果、前記結合機構が正常と判定された場合であって、前記油路切換手段により、前記結合機構への油圧が抜けていることが検出された場合に、前記結合機構制御手段の故障判定を行う結合機構制御故障判定手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。
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