JP6102182B2 - ハイブリッド車の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリーズ・パラレル式ハイブリッド車の制御装置に関し、特に動力伝達経路上に介装されたクラッチの故障を検出する技術に関する。

シリーズ・パラレル式ハイブリッド車（Hybrid Electrical Vehicle，以下、単にＨＥＶという）は、シリーズ式ハイブリッド車とパラレル式ハイブリッド車とが複合された電気自動車であり、駆動源としてのエンジン及び電動機が車両の運転状態に応じて自動的に切り替えられる。例えば、発進時や低速走行時には電動機のみで走行し、バッテリの容量低下時や加速走行時等には、電動機で走行しながらエンジンで発電を行う。また、エンジン効率の良い高速走行時には、エンジンの駆動力で走行し、モータがアシストを行う。

車両に発生させる駆動力の切り替えは、エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路上に介装されたクラッチの断接（開放・係合）を制御することで実施される。クラッチは、その一方の軸にエンジン及び発電機が接続され、他方の軸に電動機及び駆動輪が接続されており、クラッチ開放時には電動機の駆動力のみが駆動輪に伝達され、クラッチの係合時には電動機の駆動力及びエンジンの駆動力が駆動輪に伝達される。

ところで、駆動力を切り替えるクラッチの故障（異常）を検出し、クラッチの異常による運転特性の低下を防止する技術が提案されている。例えば特許文献１に記載の車両制御装置は、発電機の回転数と、電動機の回転数にギアの変速比を乗じた値との差回転数を算出し、この差回転数とクラッチへの断接指示とに基づいてクラッチの正常又は故障を判定している。そして、クラッチが故障していると判定した場合は、故障形態に応じて強制的にＥＶ走行（すなわち電動機のみの走行）又はエンジン走行に設定している。

特開２００９−２７４５６６号公報

上記の特許文献１の車両制御装置では、クラッチの故障形態を、クラッチが接続（係合）状態のまま固着して切断できない状態になるオン故障と、滑り等によってクラッチを十分に接続できないオフ故障との二種類を判定している。しかしながら、クラッチの故障形態をより詳細に分類すると、特許文献１に記載のオフ故障には、クラッチが開放状態のまま固着して係合できない開固着故障、クラッチが係合時に滑ってしまって十分に係合できない係合時の滑り故障、反対にクラッチが開放時に引きずってしまって完全に開放できない開放時の引きずり故障の三種類が含まれる。これらの故障形態に、クラッチが係合状態のまま固着して切断できない閉固着故障（特許文献１のオン故障と同一）が含まれるため、クラッチの故障形態は四種類に分類される。

このうち、開固着故障，閉固着故障及び係合時の滑り故障は、上記の特許文献１に記載されているように、クラッチの両端の回転数を比較することで故障を検出することができる。しかし、クラッチの開放時の引きずり故障は、クラッチの両端の回転数を比較する手法では故障検出に制限がある。例えば、車両が停車中にエンジンが作動している場合は、クラッチの駆動輪側の軸が停止しているため回転数を比較することができない。また、シリーズ走行中は、降坂路等の影響でクラッチの駆動輪側の軸の回転数が上がることがあるため、回転数を比較したのではクラッチの引きずりが原因なのか路面勾配が原因なのか区別がつかない。

なお、エンジンを停止中のＥＶ走行モードで走行中に、エンジンが連れ回されて回転している場合は、クラッチの引きずり故障によりエンジンが回転していると判断できるため、クラッチの両端の回転数を比較することによってクラッチの引きずり故障を検出することは可能である。ただしこの場合は、エンジンを連れ回せるトルクよりも大きい引きずり故障しか検出できず、検出可能な範囲が大幅に制限されてしまう。

また、クラッチの開放時の引きずり故障は、クラッチの係合要素が中途半端に開放された状態となっているため、クラッチの発熱や異常摩耗を引き起こすおそれが高い。そのため、クラッチ開放時の引きずり故障を容易に検出できる手法が待望されている。

本件はこのような課題に鑑み案出されたもので、クラッチの開放時の引きずり故障を容易に検出することができるようにした、ハイブリッド車の制御装置を提供することを目的とする。
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により導かれる作用効果であって、従来の技術によって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づけることができる。

（１）ここで開示するハイブリッド車の制御装置は、車両の駆動輪に動力を伝達するエンジンと、前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達経路上に介装されたクラッチと、前記クラッチよりも前記動力伝達経路上の前記駆動輪側に配置され、前記駆動輪に動力を伝達する電動機と、前記クラッチよりも前記動力伝達経路上の前記エンジン側に配置され、前記エンジンの動力により発電する発電機とを備える。

また、前記エンジンのエンジントルクを推定するエンジントルク推定手段と、前記発電機の発電機トルクを推定する発電機トルク推定手段とを備える。さらに、前記クラッチの開放時であって、前記エンジンの作動中である場合又はＥＶモードで走行中の場合に、前記エンジントルク推定手段で推定された前記エンジントルクと前記発電機トルク推定手段で推定された前記発電機トルクとの差に基づいて、前記クラッチの引きずり故障を検出する故障検出手段を備えることを特徴としている。なお、ここでいう「クラッチの引きずり」とは、クラッチを開放させようとしているときに完全に開放せず、引きずってしまう状態を意味する。

（２）前記エンジンと前記発電機との間に介装された減速機を備え、前記故障検出手段は、前記減速機の減速比を用いて変換された前記発電機トルクと前記エンジントルクとの差が所定値以上の場合に、前記クラッチの引きずり故障を検出することが好ましい。
（３）また、前記クラッチの係合及び開放を制御するクラッチ制御手段を備え、前記クラッチ制御手段は、前記故障検出手段により前記クラッチの引きずり故障が検出されたら、前記クラッチを係合させることが好ましい。

（４）また、前記故障検出手段は、前記クラッチの係合時に、前記クラッチよりも前記駆動輪側の回転数と前記クラッチよりも前記エンジン側の回転数との差に基づいて、前記クラッチの滑り故障を検出することが好ましい。
（５）このとき、前記クラッチ制御手段は、前記故障検出手段により前記クラッチの滑り故障が検出されたら、前記クラッチを開放させることがより好ましい。

開示のハイブリッド車の制御装置によれば、エンジントルクと発電機トルクとの差に基づいて、クラッチ開放時の引きずり故障を簡単に検出することができる。すなわち、開示のハイブリッド車は、クラッチの片側にエンジンと発電機とが接続されており、クラッチが完全に開放されていればエンジントルクと発電機トルクとは一定の関係を有するが、エンジントルクと発電機トルクとの関係が一定の関係にならなければ、クラッチ以外にトルクを消費するものはないため、クラッチが引きずり故障していると判定することができる。

また、開示のハイブリッド車の制御装置は、クラッチの両端の回転数ではなく、クラッチの片側に接続されているエンジン及び発電機のトルクを比較するため、車両の停車中にエンジンが作動している場合であっても、クラッチの開放時の引きずり故障を検出することができる。また、シリーズ走行中であっても路面の影響を受けないため、引きずり故障を検出することができる。さらに、エンジン停止中のＥＶ走行中では、エンジンを連れ回せるトルクよりも小さい引きずり故障も検出することができるため、様々な場面でクラッチ開放時の引きずり故障を容易に検出することができる。

一実施形態に係るハイブリッド車の制御装置の構成を示すブロック図である。 一実施形態に係るハイブリッド車の制御装置による制御手順を示すフローチャートである。

以下、図面により実施の形態について説明する。なお、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。
［１．車両構成］
本実施形態のハイブリッド車の制御装置は、図１に示す車両１に適用される。この車両１は、エンジン（ENG）２及びモータ（電動機，MOT）３を駆動源としたシリーズ・パラレル式ハイブリッド車両である。

車両１には、エンジン２，モータ３，ジェネレータ（発電機，GEN）４，トランスアクスル５，インバータ（INV）６，バッテリ（BAT）７が設けられる。エンジン２及びモータ３の駆動力は、トランスアクスル５を介して駆動輪８に伝達され、車両１を走行させる。
エンジン２は、ガソリンや軽油を燃焼とする内燃機関（ガソリンエンジン，ディーゼルエンジン）である。このエンジン２には、エンジン回転数（エンジン回転速度）Neを検出するエンジン回転数センサ２１及び吸気の空燃比A/Fを検出する空燃比センサ２３が設けられる。ここで検出されたエンジン回転数Ne及び空燃比A/Fの各情報は、後述する車両ＥＣＵ１０に伝達される。

モータ３は、バッテリ７に蓄えられた電力やジェネレータ４で発電された電力の供給を受けて動力を発生させる電動機であり、例えば高出力の永久磁石式同期電動機である。モータ３には、モータ回転数（モータ回転速度）Nmを検出するモータ回転数センサ２４が設けられる。ここで検出されたモータ回転数Nmの情報も、車両ＥＣＵ１０に伝達される。
バッテリ７は、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池といったエネルギ密度の高い蓄電装置であり、バッテリケース内に複数の電池モジュールが収容されて構成される。バッテリ７は、モータ３への駆動用の電力供給と、ジェネレータ４からの発電電力の充電とが可能である。

ジェネレータ４は、エンジン２の作動時にエンジン２の動力で発電を実施するものである。また、このジェネレータ４は、モータ３の電力供給源であるバッテリ７を充電する機能や、モータ３へ直接電力を供給する機能も併せ持つ。ジェネレータ４には、ジェネレータ回転数（ジェネレータ回転速度）Ngを検出するジェネレータ回転数センサ２５が設けられる。ここで検出されたジェネレータ回転数Ngの情報も、車両ＥＣＵ１０に伝達される。

モータ３及びジェネレータ４とバッテリ７とを接続する給電回路上には、インバータ６が介装される。インバータ６よりもバッテリ７側で授受される電流は直流電流であり、インバータ６よりもモータ３，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６は、これらの電流の直流・交流変換を実施する。

トランスアクスル５は、トランスミッション（減速機）５１とディファレンシャルギヤ（差動装置）を含むファイナルドライブ（終減速機）５２とを一体に形成した動力伝達装置であり、駆動源２，３と駆動輪８との間の動力伝達を担う複数の機構を内蔵する。トランスミッション５１は、エンジン２とジェネレータ４との間に介装される。また、トランスアクスル５の内部には、クラッチ９が設けられる。

クラッチ９は、エンジン２の動力の断接状態を制御する連軸器であり、エンジン２から駆動輪８までに至る動力伝達経路上に介装される。図１中に示すように、モータ３は、クラッチ９よりも駆動輪８側の動力伝達経路に対して接続される。したがって、モータ３の駆動力は、クラッチ２の断接状態に関わらず駆動輪８側へと伝達可能である。これに対し、ジェネレータ４は、クラッチ９よりもエンジン２側の動力伝達経路に対して接続され、エンジン２の駆動力は、クラッチ２が係合しているときにのみ駆動輪８側へと伝達可能である。

クラッチ９の内部には、エンジン２からの駆動力が入力される駆動側の係合要素９ａと、駆動輪８側に駆動力を出力する被駆動側の係合要素９ｂとが設けられる。これらの係合要素９ａ，９ｂは、図示しないクラッチ油圧ポンプから与えられるクラッチ油圧に応じて、接近，離間（すなわち係合，開放）する方向に駆動される。

また、車両１０には、車速Vを検出する車速センサ２６と、アクセルペダルの踏み込み操作量に対応するアクセル開度Dを検出するアクセル開度センサ（APS）２７とが設けられる。これらの車速V，アクセル開度Dの各情報は、車両ＥＣＵ１０に伝達される。
車両１には、エンジン２やモータ３等の各種装置を統括的に管理する車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit，電子制御装置）１０が設けられる。車両ＥＣＵ１０は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵでの演算結果等が一時的に記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入出力するための入出力ポート等を備えたコンピュータである。

［２．制御装置］
［２−１．概要］
車両ＥＣＵ１０は、車両１の走行状態や運転条件などに応じて走行モードを選択し、走行モードに応じてエンジン２の作動状態やエンジン出力，クラッチ９の断接状態，モータ３の出力，ジェネレータ４での発電量等の制御を実施する。車両１の走行モードとしては、ＥＶモード，シリーズモード，パラレルモード等が設定されている。

ＥＶモードは、モータ３のみの駆動力で車両１を走行させるモードであり、すなわち電気自動車（ＥＶ，Electric Vehicle）の駆動手法と同様の制御が実施されるものである。ＥＶモードでは、エンジン２が停止し、クラッチ９が開放された状態となる。また、モータ３の出力は、車両１に要求される出力に応じて増減制御される。このＥＶモードは、バッテリ７の充電率が十分に大きく、買い物や送迎，通勤など市街地を走行するような場合に選択される。つまり、ＥＶモードは、車両１の車速Vが比較的低速の場合に選択される。

シリーズモードは、モータ３の駆動力で走行しながらエンジン２の動力で発電を行うモードである。シリーズモードでは、エンジン２が作動し、クラッチ９が開放された状態となる。クラッチ９よりもエンジン２側では、エンジン２の駆動力がジェネレータ４に伝達され、ジェネレータ４での発電が実施される。ジェネレータ４で発生した電力は、インバータ６を介してバッテリ７に充電され、あるいは、インバータ６から直接的にモータ３へと供給される。シリーズモードは、バッテリ７の充電率が低下した場合や、加速時など高出力を必要とする場合に選択される。例えば、ＥＶモードでの走行中にバッテリ７の充電率が低下してきたときには、走行モードがＥＶモードからシリーズモードに変更される。

パラレルモードは、エンジン２とモータ３とを併用して走行するモードである。このパラレルモードでは、クラッチ９が係合状態に制御され、エンジン２の駆動力が駆動輪８に伝達される。このパラレルモードは、エンジン効率の良い高速領域で選択され、エンジン２の駆動力で走行し、モータ３が必要に応じてアシストする。例えば、ＥＶモードやシリーズモードでの走行中に車速が上昇したときには、クラッチ９が係合されてパラレルモードに変更される。また、パラレルモードで走行中に車速が低下したときは、クラッチ９が開放されてＥＶモードやシリーズモードに変更される。

本実施形態に係るハイブリッド車の制御装置は、このようなクラッチ９の開放時及び係合時において、クラッチ９が故障しているか否かを判定してクラッチ９の故障を検出する（故障検出）。さらに、クラッチ９の故障が検出されると、この故障に応じた走行制御を実施する。ここでは、クラッチ９が開放状態に制御されているとき（クラッチ９の開放時）に、クラッチ９が完全に開放されずに引きずった状態となる引きずり故障と、クラッチ９が係合状態に制御されているとき（クラッチ９の係合時）に、クラッチ９が完全に係合されずに滑った状態となる滑り故障とを検出する。

［２−２．制御ブロック］
このような故障検出及び走行制御を実現するために、車両ＥＣＵ１０には、推定部１１としての機能要素と、判定部１２としての機能要素と、故障検出部１３として機能要素と、クラッチ制御部１４としての機能要素とが設けられる。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、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。

推定部（推定手段）１１は、故障検出を行うために、エンジン２のトルク（以下、エンジントルクTeという）を推定するエンジントルク推定部（エンジントルク推定手段）１１ａと、ジェネレータ４のトルク（以下、ジェネレータトルクTgという）を推定するジェネレータトルク推定部（発電機トルク推定手段）１１ｂとを有する。

エンジントルク推定部１１ａは、エンジン回転数センサ２１で検出されたエンジン回転数Ne及び空燃比センサ２３で検出された空燃比A/F等に基づいて、エンジントルクTeを推定する。例えば、空燃比A/Fに応じたエンジン回転数NeとエンジントルクTeとの関係を予めマップ化したものを記憶しておき、エンジン回転数センサ２１から伝達されたエンジン回転数Neをマップに適用し、エンジントルクTeを推定する。

また、ジェネレータトルク推定部１１ｂは、ジェネレータ回転数センサ２５で検出されたジェネレータ回転数Ng及びジェネレータ４の電流値に基づいて、ジェネレータトルク（発電機トルク）Tgを推定する。この場合も、例えば予め記憶されたマップを用いて推定する。

なお、推定部１１によるエンジントルクTe及びジェネレータトルクTgの推定手法は特に限られず、例えば空燃比A/Fが一定であると仮定してエンジン回転数Neに基づいてエンジントルクTeを推定してもよいし、エンジン回転数Ne及び空燃比A/Fに加えて、点火時期や充填効率等から推定してもよい。また、ジェネレータ４の電流値が一定であると仮定して、ジェネレータ回転数Ngに基づいてジェネレータトルクTgを推定してもよい。エンジントルク推定部１１ａで推定されたエンジントルクTe及びジェネレータトルク推定部１１ｂで推定されたジェネレータトルクTgは、故障検出部１３へ伝達される。

判定部１２は、故障検出を行うために、クラッチ９の断接状態と車両１の運転状態とを判定する。判定部１２は、後述のクラッチ制御部１４から取得したクラッチ９の情報から、クラッチ９が係合状態であるか、あるいは開放状態であるかを判定する。また、判定部１２は、車速センサ２６で検出された車速Vから車両１が走行中であるか停車中であるかを判定する。さらに判定部１２は、エンジン回転数センサ２１で検出されたエンジン回転数Neからエンジンが作動中であるか停止中であるかを判定する。以上の各判定結果は、故障検出部１３へ伝達される。

故障検出部（故障検出手段）１３は、クラッチ９の開放時に、エンジントルク推定部１１ａで推定されたエンジントルクTeとジェネレータトルク推定部１１ｂで推定されたジェネレータトルクTgとの差に基づいて、クラッチ９の引きずり故障を検出する。また故障検出部１３は、クラッチ９の係合時に、クラッチ９よりも駆動輪８側の回転数とクラッチ９よりもエンジン２側の回転数との差に基づいて、クラッチ９の滑り故障を検出する。

まず、引きずり故障について説明する。クラッチ９が開放状態に制御され、エンジン２が作動中である場合又はＥＶモードで走行中の場合に、クラッチ９が完全に開放（切断）されていればエンジントルクTeとジェネレータトルクTgとは一定の関係を有することになる。具体的には、エンジン２とジェネレータ４との間に介装されたトランスミッション５１の減速比Rを考慮して、以下の式（１）の関係を有する。なお、式（１）において、減速比Rに代えて、減速比Rにトランスミッション５１の摩擦損失Lを考慮した係数R′を用いてもよい。
Te＝Tg×R ・・・（１）

反対に、クラッチ９が開放状態に制御されており、エンジン２が作動中である場合又はＥＶモードで走行中の場合であるにもかかわらず上記の式（１）の関係を有さない場合は、クラッチ９以外でトルクを消費する部分がないため、クラッチ９が引きずり故障していると判断し得る。さらにここでは、故障検出部１３は、以下の式（２）の関係を満たす場合にクラッチ９の引きずり故障を検出する。なお、この式（２）においても、減速比Rを上記の係数R′としてもよい。
Te−Tg×R≧T_TH ・・・（２）

つまり、故障検出部１３は、クラッチ９の開放時に、エンジントルクTeとジェネレータトルクTgに減速比R（又は係数R′）を乗じた値との差が所定値T_TH以上の場合に、クラッチ９の引きずり故障を検出する。なお、所定値T_THは、ゼロよりも大きな値であり、予め設定されている。式（２）のように差を演算して所定値T_THと比較することで、エンジン２とジェネレータ４との間の摩擦の影響を踏まえた故障検出が可能となる。さらに引きずり故障か否かを判断する所定値T_THを、エンジン２，トランスミッション５１及びジェネレータ４に応じて予め自由に設定可能であり、精度の高い故障検出が実現される。

次に滑り故障について説明する。クラッチ９が係合状態に制御されている場合に、クラッチ９の係合要素９ａ，９ｂが完全に係合（接続）されていれば、クラッチ９の両端の回転数（すなわち、係合要素９ａ側の回転数及び係合要素９ｂ側の回転数）は等しくなる。ここでは、クラッチ９よりも駆動輪８側の回転数はモータ回転数Nmと等しく、クラッチ９よりもエンジン２側の回転数はエンジン回転数Nmと等しいため、クラッチ９が正常であれば、クラッチ９の係合時はモータ回転数Nmとエンジン回転数Neとは等しくなる。

反対に、クラッチ９が係合状態に制御されているにもかかわらず、モータ回転数Nmとエンジン回転数Neとが等しくない場合は、クラッチ９の係合要素９ａ，９ｂが完全に係合せず滑りを発生させていると判断し得る。ここでは、故障検出部１３は、以下の式（３）の関係を満たす場合にクラッチ９の滑り故障を検出する。
｜Ne−Nm｜≧N_TH ・・・（３）

つまり、故障検出部１３は、クラッチ９の係合時に、モータ回転数Nmとエンジン回転数Neとの差の絶対値が所定回転数N_TH以上の場合に、クラッチ９の滑り故障を検出する。なお、所定回転数N_THは、ゼロ以上の値であり、予め設定されている。式（３）のように差を演算して所定回転数N_THと比較することで、僅かに誤差の影響を踏まえた故障検出が可能となる。故障検出部１３は、クラッチ９の引きずり故障又は滑り故障を検出した場合は、検出結果をクラッチ制御部１４へ伝達する。

ここで、故障検出部１３が、クラッチ９の係合時の滑り故障を検出する際にはクラッチ９の両端の回転数を比較するのに対し、クラッチ９の開放時の引きずり故障を検出する際に、クラッチ９の片側に接続されているエンジン２及びジェネレータ４の各トルクを比較する理由について説明する。クラッチ９の開放時の引きずり故障をクラッチ９の両端の回転数を比較する手法で検出する場合、故障検出には次のような制限がある。

車両１が停車中にエンジン２が作動している場合は、クラッチ９の駆動輪８側の軸が停止しているため回転数を比較することができず、この場合の引きずり故障は検出できない。また、シリーズ走行中は、降坂路等の影響でクラッチ９の駆動輪８側の軸の回転数が上がることがあるため、回転数を比較したのではクラッチ９の引きずりが原因なのか路面勾配が原因なのか区別がつかず、やはり引きずり故障を検出することはできない。また、エンジン２を停止させＥＶ走行モードで走行中の場合は、エンジン２が連れ回せるトルクよりも大きい引きずり故障の場合は検出されるものの、エンジン２を連れ回せない小さなトルクを発生させる引きずり故障は検出できない。

これに対して、クラッチ９の片側（駆動輪８側とは逆側）に接続されているエンジン２及びジェネレータ４のトルクを比較する本手法では、車両１が停止中にエンジン２が作動している場合であっても、シリーズ走行中であってもクラッチ９の開放時の引きずり故障を検出することが可能である。さらに、ＥＶ走行中であっても引きずり故障のトルクの大きさにかかわらず引きずり故障を検出することが可能である。

これは、クラッチ９が開放状態にされているため、クラッチ９の駆動輪８側の回転数やトルク等の動作及び路面状況等の影響を受けることがないこと、及びクラッチ９が正常であれば、エンジン２で発生されるエンジントルクTeとジェネレータ４で発生されるジェネレータトルクTgとが上記の式（１）の関係を有するからである。

クラッチ制御部（クラッチ制御手段）１４は、通常は車両ＥＣＵ１０で選択された走行モードに応じてクラッチ９の係合及び開放を制御するものであるが、ここでは故障検出部１３からクラッチ９の故障を検出したという結果が伝達された場合に、この故障に応じた走行制御を実施するものである。つまり、クラッチ制御部１４は、故障検出部１３での検出結果に応じて、通常の走行モードに応じた制御からクラッチ９の故障に応じた走行制御に切り替える。

クラッチ制御部１４は、故障検出部１３からクラッチ９の引きずり故障が検出されたという結果が伝達されると、クラッチ９を完全に開放させることはできないため、クラッチ９を係合させる。つまり、クラッチ９の引きずり故障を放置したまま走行を継続すると、クラッチ９の発熱や異常摩耗のおそれが高くなるため、引きずり故障が検出されたらクラッチ９を係合させて走行する。この場合は、パラレル走行か、あるいは燃料噴射は実施せずエンジン２を供回りさせるＥＶ走行に遷移する。

クラッチ制御部１４は、故障検出部１３からクラッチ９の滑り故障が検出されたという結果が伝達されると、クラッチ９を完全に係合させることはできないため、クラッチ９を開放させる。つまり、クラッチ９の滑り故障を放置したまま走行を継続した場合もクラッチ９の発熱や異常摩耗のおそれが高くなるため、滑り故障が検出されたらクラッチ９を開放させて走行する。この場合は、ＥＶ走行か、あるいはシリーズ走行に遷移する。

［３．フローチャート］
次に、図２のフローチャートを用いて、車両ＥＣＵ１０で実施される各手順を説明する。図２のフローチャートは、イグニッションキーのオンと同時にスタートされ、予め設定された所定周期で繰り返し実施される。また、下記の各ステップは、コンピュータのハードウェアに割り当てられた各機能（手段）が、ソフトウェア（コンピュータプログラム）によって動作することによって実施される。

図２に示すように、ステップＳ１０において、クラッチ９が開放されているか否かが判定される。クラッチ９が開放されていれば、ステップＳ２０において車両１が停車中であるか否かが判定され、停車中であればステップＳ２５においてエンジン２が作動中であるか否かが判定される。これらのステップＳ１０〜Ｓ２５の各判定は、トルクを比較することでクラッチ９の開放時の引きずり故障を検出できる場合と検出できない場合とを区別するためのものである。クラッチ９が開放されていない場合（つまり、クラッチ９が係合状態である場合）は、ステップＳ１０からステップＳ３５へ進む。また、車両１が停車中であってエンジン２も停止中である場合は、この周期を終了してリターンする。

クラッチ９が開放状態であり、且つ車両が走行中である場合又は停車中であってエンジン２が作動中である場合は、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、エンジントルク推定部１１ａによりエンジントルクTeが推定される。次いでステップＳ４０ではジェネレータトルク推定部１１ｂによりジェネレータトルクTgが推定される。

そして、ステップＳ５０において上記した式（２）の関係を満たすか否かが判定され、これを満たす場合はステップＳ６０へ進み、クラッチ９の引きずり故障が検出される。そして、ステップＳ７０においてクラッチ９が係合され、このフローチャートを終了する。一方、ステップＳ５０において、エンジントルクTeとジェネレータトルクTgに減速比R（又は係数R′）を乗じた値との差が所定値T_TH未満であると判定された場合は、この制御周期を終了してリターンする。

ステップＳ１０からステップＳ３５へ進んだ場合は、クラッチ９が係合中であるため、クラッチ９の係合時の滑り故障が生じていないかが判断される。まずステップＳ３５において、エンジン回転数Neが検出される。次いでステップＳ４５においてモータ回転数Nmが検出される。そして、ステップＳ５５において、上記の式（３）の関係を満たすか否かが判定され、満たす場合はステップＳ６５へ進み、クラッチ９の滑り故障が検出される。そして、ステップＳ７５においてクラッチ９が開放され、このフローチャートを終了する。一方、ステップＳ５５において、エンジン回転数Neとモータ回転数Nmとの差の絶対値が所定回転数N_TH未満であると判定された場合は、この制御周期を終了してリターンする。

［４．効果］
したがって、本実施形態に係るハイブリッド車の制御装置によれば、エンジントルクTeとジェネレータトルクTgとの差に基づいて、クラッチ９の開放時の引きずり故障を簡単に検出することができる。すなわち、本実施形態にかかる車両１は、クラッチ９の片側にエンジン２とジェネレータ４とが接続されており、クラッチ９が完全に開放されていればエンジントルクTeとジェネレータトルクTgとは一定の関係を有する。しかし、エンジントルクTeとジェネレータトルクTgとの関係が一定の関係にならなければ、クラッチ９以外にトルクを消費するものはないため、クラッチ９が引きずり故障していると判定することができる。

また、本制御装置では、クラッチ９の両端の回転数ではなく、クラッチ９の片側に接続されているエンジン２及びジェネレータ４のトルクを比較するため、車両１が停車中にエンジン２が作動している場合であっても、クラッチ９の開放時の引きずり故障を検出することができる。また、シリーズ走行中であっても路面の影響を受けないため、引きずり故障を検出することができる。さらに、エンジン２の停止中のＥＶ走行中では、エンジン２を連れ回せるトルクよりも小さい引きずり故障であっても検出することができる。そのため、様々な場面でクラッチ９の開放時の引きずり故障を容易に検出することができる。

また、本制御装置では、クラッチ９の開放時に、トランスミッション５１の減速比Rを用いて変換されたジェネレータトルクTgとエンジントルクTeとの差が所定値T_TH以上である場合に、クラッチ９の引きずり故障を検出する。そのため、引きずり故障か否かを判断する所定値T_THを、エンジン２，トランスミッション５１及びジェネレータ４に応じて予め自由に設定することができ、精度の高い故障検出を行うことができる。

また、クラッチ９の引きずり故障を放置したまま走行を継続すると、クラッチ９の発熱や異常摩耗のおそれが高くなる。これに対して、本制御装置では、クラッチ制御部１４が、故障検出部１３によりクラッチ９の引きずり故障が検出されたらクラッチ９を係合させて走行するため、クラッチ９の発熱及び異常摩耗を回避することができる。

また、クラッチ９の係合時の滑り故障は、クラッチ９よりも駆動輪８側の回転数とクラッチ９よりもエンジン２側の回転数との差に基づいて検出することができるため、クラッチ９の両端の回転数比較により容易に滑り故障を検出することができる。
さらに、クラッチ９の滑り故障が検出されたらクラッチ９を開放させて走行するため、クラッチ９の発熱や異常摩耗を回避することができる。

［５．その他］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
上記実施形態で説明した車両１の構造は一例であって、エンジン２と駆動輪８との間にはトランスアクスル５ではなく、トランスミッション５１とクラッチ９とディファレンシャルギヤ等が別体で介装されていてもよい。

例えば、クラッチ９の両端にギアを介してエンジン２やモータ３が接続されている場合は、クラッチ９の駆動輪８側の回転数及びクラッチ９のエンジン２側の回転数がそのままモータ回転数Nm及びエンジン回転数Neとはならない。この場合、クラッチ９の係合時の滑り故障を検出するときはギア比を考慮すればよい。

また、クラッチ９の故障を検出する際に、補機類が駆動していないか否かを判定するステップを追加してもよい。つまり、図２のフローチャートのステップＳ１０の前に、補機類が駆動していないか否かを判定するステップを追加することで、精度良くクラッチ９の故障を検出することができる。

１ 車両
２ エンジン
３ モータ（電動機）
４ ジェネレータ（発電機）
５ トランスアクスル
５１ トランスミッション（減速機）
６ インバータ
７ バッテリ
９ クラッチ
１０ 車両ＥＣＵ（電子制御装置）
１１ 推定部（推定手段）
１１ａ エンジントルク推定部（エンジントルク推定手段）
１１ｂ 発電機トルク推定部（発電機トルク推定手段）
１２ 判定部
１３ 故障検出部（故障検出手段）
１４ クラッチ制御部（クラッチ制御手段）
２１ エンジン回転数センサ
２２ 圧力センサ
２３ 空燃比センサ
２４ モータ回転数センサ
２５ ジェネレータ回転数センサ
２６ 車速センサ
２７ アクセル開度センサ

Claims (5)

1. 車両の駆動輪に動力を伝達するエンジンと、
   前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達経路上に介装されたクラッチと、
   前記クラッチよりも前記動力伝達経路上の前記駆動輪側に配置され、前記駆動輪に動力を伝達する電動機と、
   前記クラッチよりも前記動力伝達経路上の前記エンジン側に配置され、前記エンジンの動力により発電する発電機と、
   前記エンジンのエンジントルクを推定するエンジントルク推定手段と、
   前記発電機の発電機トルクを推定する発電機トルク推定手段と、
   前記クラッチの開放時であって、前記エンジンの作動中である場合又はＥＶモードで走行中の場合に、前記エンジントルク推定手段で推定された前記エンジントルクと前記発電機トルク推定手段で推定された発電機トルクとの差に基づいて、前記クラッチの引きずり故障を検出する故障検出手段と、を備える
   ことを特徴とする、ハイブリッド車の制御装置。
2. 前記エンジンと前記発電機との間に介装された減速機を備え、
   前記故障検出手段は、前記減速機の減速比を用いて変換された前記発電機トルクと前記エンジントルクとの差が所定値以上の場合に、前記クラッチの引きずり故障を検出する
   ことを特徴とする、請求項１記載のハイブリッド車の制御装置。
3. 前記クラッチの係合及び開放を制御するクラッチ制御手段を備え、
   前記クラッチ制御手段は、前記故障検出手段により前記クラッチの引きずり故障が検出されたら、前記クラッチを係合させる
   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の制御装置。
4. 前記故障検出手段は、前記クラッチの係合時に、前記クラッチよりも前記駆動輪側の回転数と前記クラッチよりも前記エンジン側の回転数との差に基づいて、前記クラッチの滑り故障を検出する
   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の制御装置。
5. 前記クラッチ制御手段は、前記故障検出手段により前記クラッチの滑り故障が検出されたら、前記クラッチを開放させる
   ことを特徴とする、請求項４記載のハイブリッド車の制御装置。

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