JP6668845B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、第１クラッチを介して駆動輪に連結されるエンジンと、エンジンとは並列に第２クラッチを介して駆動輪に連結される電動機とを含むハイブリッド車両の制御装置に関する。

従来、ハイブリッド車両として、スタータを備えたエンジンと、モータジェネレータと、入力軸を有する自動変速部と、モータジェネレータと自動変速部の入力軸との間に設けられた第１クラッチと、エンジンと自動変速部の入力軸との間に設けられた第２クラッチとを含むものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、第１クラッチを係合させると共に第２クラッチを解放させることで、エンジンを自動変速部の入力軸から切り離した状態で、モータジェネレータからの動力を自動変速部により変速して駆動輪に伝達することができる。また、第１および第２クラッチの双方を係合させることで、エンジンおよびモータジェネレータの少なくとも一方からの動力を自動変速部により変速して駆動輪に伝達することができる。更に、第１クラッチを解放させると共に第２クラッチを係合させることで、モータジェネレータを自動変速部の入力軸から切り離した状態で、エンジンからの動力を自動変速部により変速して駆動輪に伝達することができる。

特開２０１６−０１１０７２号公報

上記ハイブリッド車両では、第１および第２クラッチを適宜係合または解放させることで、エンジンおよびモータの一方から動力により走行する際に、エンジンおよびモータの他方が駆動輪に連れ回わらないようにして効率（燃費）を向上させることができる。一方、第１および第２クラッチの何れかに異常が発生した場合には、エンジンやモータを適正に駆動輪に連結したり、適正に駆動輪から切り離したりすることが困難となる。従って、上述のようなハイブリッド車両では、第１および第２クラッチの異常を精度よく判定することが重要となるが、特許文献１には、第１および第２クラッチの異常判定手順が何ら開示されていない。

そこで、本開示の発明は、第１クラッチを介して駆動輪に連結されるエンジンと、エンジンとは並列に第２クラッチを介して駆動輪に連結される電動機とを含むハイブリッド車両において、第１および第２クラッチの異常を精度よく判定することを主目的とする。

本開示のハイブリッド車両の制御装置は、第１クラッチを介して駆動輪に連結されるエンジンと、前記エンジンとは並列に第２クラッチを介して前記駆動輪に連結される電動機とを含むハイブリッド車両の制御装置であって、前記第１クラッチに解放指令または係合指令が与えられ、かつ前記第２クラッチに係合指令または解放指令が与えられた状態での前記電動機または前記エンジンのトルクの出力に応じた車両状態の変化に基づいて、前記第１および第２クラッチの異常を判定する異常判定手段を備えるものである。

この制御装置により制御されるハイブリッド車両において、第１および第２クラッチの何れかに異常が発生している場合、電動機やエンジンからのトルクが、第１および第２クラッチに対する係合指令および解放指令の組み合わせに応じて定まる要素へと伝達されなくなったり、本来想定されていない要素に伝達されたりしてしまう。従って、第１および第２クラッチの何れかに異常が発生している場合、電動機またはエンジンからトルクが出力された際の例えばエンジンの回転数や車速、エンジンと電動機との回転数差といった車両状態は、第１および第２クラッチに対する係合指令および解放指令の組み合わせに応じて定まる本来のものから変化する。これを踏まえて、この制御装置の異常判定手段は、第１クラッチに解放指令または係合指令が与えられ、かつ第２クラッチに係合指令または解放指令が与えられた状態での電動機またはエンジンのトルクの出力に応じた車両状態の変化に基づいて、第１および第２クラッチの異常を判定する。これにより、第１および第２クラッチの異常を精度よく判定することが可能となる。

また、異常判定手段は、エンジンの運転が停止され、第１クラッチに解放指令が与えられ、かつ第２クラッチに係合指令が与えられた状態で電動機にトルクを出力させた際に、エンジンの回転数または回転数変化量が変化した場合、第１クラッチの係合状態での固着（ＯＮ固着）が発生していると判定するものであってもよく、エンジンの回転数または回転数変化量が変化しなかった場合、第１クラッチの係合状態での固着が発生していないと判定するものであってもよい。かかる判定処理は、ハイブリッド車両のシステム起動時やシステム停止直前に実行されてもよい。

更に、異常判定手段は、エンジンの運転が停止され、かつ第１および第２クラッチに係合指令が与えられた状態で電動機にトルクを出力させた際に、エンジンの回転数または回転数変化量が変化しなかった場合、第１または第２クラッチの解放状態での固着（ＯＦＦ固着）が発生していると判定してもよい。かかる判定処理も、ハイブリッド車両のシステム起動時やシステム停止直前に実行されてもよい。

また、異常判定手段は、第１または第２クラッチの解放状態での固着が発生していると判定した後、エンジンの運転が停止され、第１クラッチに解放指令が与えられ、かつ第２クラッチに係合指令が与えられた状態で電動機がトルクを出力した際に、車速が変化しなかった場合、第２クラッチの解放状態での固着が発生していると判定するものであってもよく、車速が変化した場合、第１クラッチの解放状態での固着が発生していると判定するものであってもよい。かかる判定処理は、ハイブリッド車両の発進時（走行開始時）に実行されてもよい。

更に、異常判定手段は、係合指令に応じて第１クラッチが係合しており、かつエンジンがトルクを出力している状態で、第２クラッチに解放指令を与えたときのエンジンと電動機との回転数差が所定値以下である場合、第２クラッチの係合状態での固着が発生していると判定するものであってもよい。また、異常判定手段は、係合指令に応じて第１クラッチが係合しており、かつエンジンがトルクを出力している状態で、第２クラッチに係合指令を与えたときのエンジンと電動機との回転数差が所定値以上である場合、第２クラッチの解放状態での固着が発生していると判定するものであってもよい。かかる判定処理は、ハイブリッド車両の走行中に実行されてもよい。

本開示の制御装置により制御されるハイブリッド車両の概略構成図である。 本開示の制御装置によってハイブリッド車両のシステム起動時に実行されるクラッチ異常判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 本開示の制御装置によってハイブリッド車両の走行開始時に実行されるクラッチ異常判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 本開示の制御装置によってハイブリッド車両の走行中に実行されるクラッチ異常判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。

次に、図面を参照しながら本開示の発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本開示の制御装置により制御されるハイブリッド車両１の概略構成図である。同図に示すハイブリッド車両１は、４輪駆動車両であり、エンジン１０と、モータジェネレータＭＧと、動力伝達装置２０と、トランスファ４０と、第１クラッチとしてのクラッチＣ０と、第２クラッチとしてのクラッチＣ２とを含む。更に、ハイブリッド車両１は、高圧蓄電装置（以下、単に「蓄電装置」という）５０と、補機バッテリ（低圧バッテリ）５５と、モータジェネレータＭＧを駆動する電力制御装置（以下、「ＰＣＵ」という）６０と、車両全体を制御する本開示の制御装置であるハイブリッド電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０とを含む。

エンジン１０は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料と空気との混合気を複数の燃焼室内で爆発燃焼させることによりクランクシャフト１１から動力を出力する内燃機関である。図示するように、エンジン１０は、当該エンジン１０をクランキングして始動させるスタータ（エンジン始動装置）１２や、当該エンジン１０により駆動されて電力を発生するオルタネータ１３等を有する。更に、エンジン１０のクランクシャフト１１は、フライホイールダンパ１４に連結される。

エンジン１０は、図示しないＣＰＵ等を含むマイクロコンピュータであるエンジン電子制御装置（以下、「エンジンＥＣＵ」という）１５により制御される。エンジンＥＣＵ１５は、ＨＶＥＣＵ７０からの指令信号や各種センサからの信号に基づいて、エンジン１０に要求されるトルクが得られるように吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火時期制御等を実行する。また、エンジンＥＣＵ１５は、スタータ１２といったエンジン１０の補機を制御する。更に、エンジンＥＣＵ１５は、図示しないクランク角センサの出力信号に基づいてエンジン１０（クランクシャフト１１）の回転数Ｎｅを算出する。

モータジェネレータＭＧは、永久磁石が埋設されたロータや、三相コイルが巻回されたステータを有する同期発電電動機（三相交流電動機）である。モータジェネレータＭＧは、蓄電装置５０からの電力により駆動されて動力を発生する電動機として動作すると共に、ハイブリッド車両１の制動時に回生制動トルクを出力する。また、モータジェネレータＭＧは、負荷運転されるエンジン１０からの動力の少なくとも一部を用いて電力を生成する発電機としても機能する。そして、モータジェネレータＭＧは、ＰＣＵ６０を介して蓄電装置５０と電力をやり取りする。

動力伝達装置２０は、多板式あるいは単板式のロックアップクラッチ２２やトルクコンバータ（流体伝動装置）、ダンパ装置（図示省略）等を有する発進装置２１や、機械式オイルポンプ２３、変速機構（自動変速機）２４、油圧制御装置３０等を含む。発進装置２１は、伝達軸１７およびトルクコンバータのポンプインペラに一体に回転するように連結（固定）されたフロントカバーを有し、ロックアップクラッチ２２は、当該フロントカバーと変速機構２４の入力軸２６とを互いに接続すると共に両者の接続を解除する。機械式オイルポンプ２３は、エンジン１０からの動力により駆動されて図示しないオイルパンに貯留されている作動油（ＡＴＦ）を吸引し、油圧制御装置３０へと圧送する。

変速機構２４は、例えば４段〜１０段変速式の変速機として構成されており、複数の遊星歯車や、それぞれ複数のクラッチおよびブレーキ（摩擦係合要素）を有する。変速機構２４は、伝達軸１７からトルクコンバータあるいはロックアップクラッチ２２を介して入力軸２６に伝達された動力を複数段階に変速して出力軸２７から出力する。

油圧制御装置３０は、複数の油路が形成されたバルブボディや、複数のレギュレータバルブ、複数のリニアソレノイドバルブ等を有し、機械式オイルポンプ２３からの油圧を調圧してロックアップクラッチ２２や変速機構２４のクラッチおよびブレーキに供給する。油圧制御装置３０は、図示しないＣＰＵ等を含むマイクロコンピュータである変速電子制御装置（以下、「ＴＭＥＣＵ」という）２５により制御される。これにより、ロックアップクラッチ２２や変速機構２４のクラッチおよびブレーキがハイブリッド車両１の状態に応じて作動するように制御されることになる。また、ハイブリッド車両１は、機械式オイルポンプ２３に加えて、ＴＭＥＣＵ２５により制御される電動オイルポンプ２９を有している。電動オイルポンプ２９は、補助的に用いられるものであり、例えばエンジン１０の運転停止に伴って機械式オイルポンプ２３から油圧が出力されなくなる際に、電動オイルポンプ２９からの油圧が油圧制御装置３０に供給される。

トランスファ４０は、センターデファレンシャルおよびセンターデファレンシャルをロックするデフロック機構（何れも図示省略）を含み、変速機構２４の出力軸２７からの動力を前側プロペラシャフト４１（第１の軸）と後側プロペラシャフト４２（第２の軸）とに分配して伝達可能なものである。トランスファ４０により前側プロペラシャフト４１に出力された動力は、前側デファレンシャルギヤ４３を介して前側駆動輪Ｗｆに伝達され、トランスファ４０により後側プロペラシャフト４２に出力された動力は、後側デファレンシャルギヤ４４を介して後側駆動輪Ｗｒに伝達される。

クラッチＣ０は、エンジン１０のクランクシャフト１１と伝達軸１７とを互いに接続すると共に両者の接続を解除するものである。本実施形態において、クラッチＣ０は、フライホイールダンパ１４を介してクランクシャフト１１に常時連結されたクラッチハブ、伝達軸１７に常時連結されたクラッチドラム、ピストン、それぞれ複数の摩擦プレートおよびセパレータプレート、それぞれ作動油が供給される係合油室および遠心油圧キャンセル室等により構成される油圧サーボを有する多板摩擦式油圧クラッチ（摩擦係合要素）である。ただし、クラッチＣ０は、単板摩擦式油圧クラッチであってもよい。また、本実施形態において、クラッチＣ０は、係合油室内の油圧の低下に伴って解放されると共に係合油室内の油圧が高まるのに伴って係合する、いわゆるノーマリーオープン式（常開型）のクラッチである。クラッチＣ０が係合すると、エンジン１０（クランクシャフト１１）は、フライホイールダンパ１４、クラッチＣ０、伝達軸１７、動力伝達装置２０、トランスファ４０等を介して前側駆動輪Ｗｆおよび後側駆動輪Ｗｒに連結される。

クラッチＣ２は、モータジェネレータＭＧのロータと伝達軸１７とを互いに接続すると共に両者の接続を解除するものである。本実施形態において、クラッチＣ２は、油圧式のドグクラッチである。ただし、クラッチＣ２は、多板摩擦式油圧クラッチであってもよく、単板摩擦式油圧クラッチであってもよい。また、本実施形態において、クラッチＣ２は、油圧サーボに油圧が供給されていないときに係合すると共に油圧サーボに油圧が供給されることで解放される、いわゆるノーマリークローズ式（常閉型）のクラッチである。クラッチＣ２が係合すると、モータジェネレータＭＧ（ロータ）は、エンジン１０とは並列に、クラッチＣ２、伝達軸１７、動力伝達装置２０、トランスファ４０等を介して前側駆動輪Ｗｆおよび後側駆動輪Ｗｒに連結される。

本実施形態において、クラッチＣ０およびＣ２は、図１に示すように、モータジェネレータＭＧのステータの内部に配置される。また、上記油圧制御装置３０は、元圧としてのライン圧を調圧してクラッチＣ０またはＣ２の油圧サーボに供給する２つのリニアソレノイドバルブを有しており、クラッチＣ０，Ｃ２に対応したリニアソレノイドバルブは、ＨＶＥＣＵ７０からの指令信号に応じてＴＭＥＣＵ２５により制御される。

蓄電装置５０は、例えば定格出力電圧が２００〜３００Ｖ程度であるリチウムイオン二次電池あるいはニッケル水素二次電池である。蓄電装置５０は、図示しないＣＰＵ等を含むマイクロコンピュータである電源管理電子制御装置（図示省略、以下、「電源管理ＥＣＵ」という）により管理される。電源管理ＥＣＵは、蓄電装置５０の電圧センサからの端子間電圧や、電流センサからの充放電電流、温度センサからの電池温度等に基づいて、蓄電装置５０のＳＯＣ（充電率）や許容充電電力、許容放電電力等を算出する。なお、蓄電装置５０は、キャパシタであってもよく、二次電池およびキャパシタの双方を含んでもよい。補機バッテリ５５は、例えば１２Ｖの定格出力電圧を有する鉛蓄電池であり、上記オルタネータ１３からの電力により充電される。補機バッテリ５５は、エンジン１０のスタータ１２や電動オイルポンプ２９、油圧制御装置３０といった補機や、ＥＣＵ等の電子機器に電力を供給する。

ＰＣＵ６０は、システムメインリレーＳＭＲを介して蓄電装置５０と接続されると共に、補機バッテリ５５に接続される。また、ＰＣＵ６０は、モータジェネレータＭＧを駆動するインバータや、昇圧コンバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ等を含む（何れも図示省略）。インバータは、例えばスイッチング素子としての６個のトランジスタと、これらのトランジスタに逆方向に並列接続された６個のダイオードとを有する。昇圧コンバータは、例えば２個のトランジスタと、これらのトランジスタに逆方向に並列接続された２個のダイオードと、リアクトルとを有する（何れも図示省略）。昇圧コンバータは、蓄電装置５０からの電圧を昇圧してインバータに供給すると共に、インバータからの電圧を降圧して蓄電装置５０に供給することができる。ＤＣ／ＤＣコンバータは、いずれも図示しないスイッチング素子やトランス等を有し、スイッチング素子をオンオフすることにより蓄電装置５０を含む高電圧系からの電力を降圧して低電圧系すなわち補機バッテリ５５や各種補機等に供給可能なものである。

ＰＣＵ６０は、図示しないＣＰＵ等を含むマイクロコンピュータであるモータ電子制御装置（以下、「ＭＧＥＣＵ」という）６５により制御される。ＭＧＥＣＵ６５は、ＨＶＥＣＵ７０からの指令信号や、昇圧コンバータの昇圧前電圧ＶＬおよび昇圧後電圧ＶＨ、モータジェネレータＭＧのロータの回転位置を検出するレゾルバの検出値、モータジェネレータＭＧに印加される相電流等を入力する。ＭＧＥＣＵ６５は、これらの入力信号に基づいてインバータや昇圧コンバータをスイッチング制御する。また、ＭＧＥＣＵ６５は、図示しないレゾルバの検出値に基づいてモータジェネレータＭＧのロータの回転数Ｎｍを算出する。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、入出力装置等を含むマイクロコンピュータであり、ネットワーク（ＣＡＮ）を介してＥＣＵ１５，２５，６５等と各種信号をやり取りする。更に、ＨＶＥＣＵ７０は、例えばスタートスイッチからの信号や、図示しないアクセルペダルポジションセンサにより検出されるアクセル開度Ａｃｃ、図示しない車速センサにより検出される車速Ｖ、エンジンＥＣＵ１５からのエンジン１０の回転数Ｎｅ、ＭＧＥＣＵ６５からのモータジェネレータＭＧの回転数Ｎｍ等を入力する。また、ＨＶＥＣＵ７０は、システムメインリレーＳＭＲを開閉制御する。

上述のように構成されるハイブリッド車両１では、システム停止により機械式オイルポンプ２３および電動オイルポンプ２９が油圧を発生していないとき（駐車中）に、クラッチＣ０が解放されることでエンジン１０と伝達軸１７との接続が解除されると共に、クラッチＣ２の係合によりモータジェネレータＭＧと伝達軸１７とが接続される。そして、ハイブリッド車両１は、システム起動後、クラッチＣ０が解放されると共にクラッチＣ２が係合した状態で、モータジェネレータＭＧからの動力により発進する。この際、クラッチＣ０によりエンジン１０と伝達軸１７との接続が解除されていることから、エンジン１０の連れ回りを防止してハイブリッド車両１における効率（燃費）を向上させることができる。

また、ＨＶＥＣＵ７０は、ハイブリッド車両１の走行状態に応じてクラッチＣ０およびＣ２の係合指令（ＯＮ指令）や解放指令（ＯＦＦ指令）をＴＭＥＣＵ２５に送信する。具体的には、ハイブリッド車両１の発進後に予め定められたエンジン始動条件が成立すると、ＨＶＥＣＵ７０は、クラッチＣ０の係合指令をＴＭＥＣＵ２５に送信する。当該係合指令を受信したＴＭＥＣＵ２５は、クラッチＣ０が係合するように油圧制御装置３０を制御し、クラッチＣ０の係合ショックが発生しないように当該クラッチＣ０のスリップ制御を適宜実行する。クラッチＣ０の係合後、ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ１５およびＭＧＥＣＵ６５との協働により、エンジン１０をクランキングするようにモータジェネレータＭＧを制御すると共に燃料噴射や点火を開始させて当該エンジン１０を始動させる。このようにクラッチＣ０が係合させられると共にエンジン１０が始動された後には、蓄電装置５０のＳＯＣに応じて、エンジン１０を最適燃費ライン付近の動作点で作動させながら、モータジェネレータＭＧにより発電される電力で蓄電装置５０を充電したり、当該蓄電装置５０からの電力によりモータジェネレータＭＧを駆動してエンジン１０およびモータジェネレータＭＧの双方から前側および後側駆動輪Ｗｆ，Ｗｒにトルクを出力したりすることができる。これにより、ハイブリッド車両１の燃費をより向上させることが可能となる。

なお、クラッチＣ０の係合後、モータジェネレータＭＧによりエンジン１０をクランキングすることで、補機バッテリ５５の放電を抑制することができるが、エンジン１０の始動に際して、当該エンジン１０は、スタータ１２によりクランキングされてもよいことはいうまでもない。この場合、スタータ１２のクランキングによりエンジン１０を始動させた後、スリップ制御しながらクラッチＣ０を係合させるとよい。

更に、車速Ｖが高まるのに伴って予め定められたクラッチＣ２の解放条件が成立すると、ＨＶＥＣＵ７０は、クラッチＣ２の解放指令をＴＭＥＣＵ２５に送信し、ＴＭＥＣＵ２５は、クラッチＣ２が解放されるように油圧制御装置３０を制御する。このように、ハイブリッド車両１の高速巡航時にクラッチＣ２を解放してモータジェネレータＭＧを伝達軸１７から切り離すことで、モータジェネレータＭＧの連れ回りを防止してハイブリッド車両１における効率（燃費）を向上させることができる。

次に、図２から図４を参照しながら、ハイブリッド車両１におけるクラッチＣ０およびＣ２の異常判定手順について説明する。

図２は、運転者によりスタートスイッチがオンされてハイブリッド車両１がシステム起動された際に、例えばＨＶＥＣＵ７０により実行されるクラッチ異常判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。図２のクラッチ異常判定ルーチンは、運転者によりシフトポジションがパーキングポジションまたはニュートラルポジションにセットされた状態でスタートスイッチがオンされてシステムメインリレーが閉成（オン）された直後にＨＶＥＣＵ７０により実行される。図２のクラッチ異常判定ルーチンが実行される間、エンジン１０の運転は停止される。

図２のルーチンの開始に際して、ＨＶＥＣＵ７０（図示しないＣＰＵ）は、まず、クラッチＣ０の解放指令およびクラッチＣ２の係合指令をＴＭＥＣＵ２５に送信する（ステップＳ１００）。次いで、ハイブリッド車両１を前進させない程度のトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧのトルク指令を設定し、設定したトルク指令をＭＧＥＣＵ６５に送信する（ステップＳ１１０）。更に、ＨＶＥＣＵ７０は、ＭＧＥＣＵ６５によりＰＣＵ６０が制御されてモータジェネレータＭＧからトルクが出力されたタイミングでエンジンＥＣＵ１５からエンジン１０（クランクシャフト１１）の回転数Ｎｅを入力し（ステップＳ１２０）、回転数Ｎｅが値０であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。

ここで、ステップＳ１００にて解放指令がなされたにも拘わらずクラッチＣ０が係合すなわち係合状態で固着（ＯＮ固着）している場合、モータジェネレータＭＧからクラッチＣ２を介して伝達軸１７に伝達されたトルクがクランクシャフト１１に伝達され、回転数Ｎｅが値０よりも高くなる。このため、ステップＳ１３０にて回転数Ｎｅが値０ではないと判定した場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、ＨＶＥＣＵ７０は、クラッチＣ０が係合状態で固着しているとみなし、図示しないインストルメントパネルに設けられた所定の警告灯を点灯させるように図示しないメータ制御装置に指令信号を送信する（ステップＳ１３５）。また、このようにクラッチＣ０が係合状態で固着している場合、エンジン１０からの動力を伝達軸１７等を介して前側および後側駆動輪Ｗｆ，Ｗｒに伝達することができる。このため、ＨＶＥＣＵ７０は、ステップＳ１３５の処理の後、クラッチＣ２を解放させた状態でエンジン１０のみからの動力によりハイブリッド車両１を走行させるエンジン退避走行を実行させるべくエンジン退避走行フラグをオンし（ステップＳ１３７）、本ルーチンを終了させる。本ルーチンの終了後、他のＲＥＡＤＹ−ＯＮ許可条件が成立した時点で、図示しないインストルメントパネルに設置されたＲＥＡＤＹランプが点灯させられ、ハイブリッド車両１のエンジン退避走行が許可される。

一方、ステップＳ１００にて発せられた解放指令に応じてクラッチＣ０が解放されており、かつステップＳ１００にて発生された係合指令に応じてクラッチＣ２が係合していれば、モータジェネレータＭＧからクラッチＣ２を介して伝達軸１７に伝達されたトルクがクランクシャフト１１に伝達されることはなく、エンジン１０の回転数Ｎｅは、本来値０となる。ただし、クラッチＣ２が解放状態で固着（ＯＦＦ固着）している場合には、クラッチＣ０が係合状態で固着していたとしても、モータジェネレータＭＧからのトルクがクランクシャフト１１に伝達されず、回転数Ｎｅは、値０となる。

このため、ステップＳ１３０にて回転数Ｎｅが値０であると判定した場合、ＨＶＥＣＵ７０は、更にクラッチＣ０，Ｃ２の異常の有無を判定すべく、クラッチＣ２に対して解放指令を与えることなく、クラッチＣ０の係合指令をＴＭＥＣＵ２５に送信する（ステップＳ１４０）。次いで、ＨＶＥＣＵ７０は、クラッチＣ０の係合に要する時間が経過した時点で、ハイブリッド車両１を前進させない程度のトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧのトルク指令を設定し、設定したトルク指令をＭＧＥＣＵ６５に送信する（ステップＳ１５０）。更に、ＨＶＥＣＵ７０は、ＭＧＥＣＵ６５によりＰＣＵ６０が制御されてモータジェネレータＭＧからトルクが出力されたタイミングでエンジンＥＣＵ１５からエンジン１０の回転数Ｎｅを入力し（ステップＳ１６０）、回転数Ｎｅが値０よりも高いか否かを判定する（ステップＳ１７０）。

係合指令に応じてクラッチＣ０が係合し、かつモータジェネレータＭＧから伝達軸１７にトルクが出力されれば、当該モータジェネレータＭＧのトルクがクランクシャフト１１に伝達され、回転数Ｎｅが値０よりも高くなる。そして、回転数Ｎｅが値０よりも高くなった場合、クラッチＣ０が係合指令に応じて係合しており、かつクラッチＣ２が係合していることになる（ただし、クラッチＣ２が係合状態で固着している可能性は残されている）。すなわち、この場合には、クラッチＣ０を解放させると共にクラッチＣ２を係合させた状態でモータジェネレータＭＧからの動力によりハイブリッド車両１を発進させることができる。このため、ステップＳ１７０にて回転数Ｎｅが値０よりも高いと判定した場合、ＨＶＥＣＵ７０は、クラッチＣ２，Ｃ０に異常がある場合にオンされるクラッチ異常フラグをオフする（ステップＳ１８０）。更に、ＨＶＥＣＵ７０は、モータジェネレータＭＧからの動力によりハイブリッド車両１を発進させるために、クラッチＣ０の解放指令をＴＭＥＣＵ２５に送信し（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了させる。

これに対して、ステップＳ１７０にて回転数Ｎｅが値０よりも高くなっていないと判定された場合、すなわち回転数Ｎｅが値０であると判定された場合には、モータジェネレータＭＧからのトルクがエンジン１０のクランクシャフトに伝達されていないことになる。すなわち、この場合には、クラッチＣ０またはクラッチＣ２の解放状態での固着が発生していることになる。このため、ステップＳ１７０にて回転数Ｎｅが値０よりも高くなっていないと判定した場合、ＨＶＥＣＵ７０は、上記警告灯を点灯させるように図示しないメータ制御装置に指令信号を送信すると共に、上記クラッチ異常フラグをオンする（ステップＳ１８５）。更に、ＨＶＥＣＵ７０は、クラッチＣ０の解放指令をＴＭＥＣＵ２５に送信し（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了させる。上述のような図２のクラッチ異常判定ルーチンがハイブリッド車両１のシステム起動後に実行されることで、ハイブリッド車両１の走行開始前に、クラッチＣ０の係合状態での固着やクラッチＣ０またはＣ２の解放状態での固着の発生を判別することが可能となる。

図３は、ハイブリッド車両１の発進時に実行されるクラッチ異常判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。図３のクラッチ異常判定ルーチンは、図２のステップＳ１８５にてクラッチ異常フラグがオンされた後に運転者によりシフトポジションがドライブポジションまたはリバースポジションにセットされるとＨＶＥＣＵ７０により実行される。図３のクラッチ異常判定ルーチンが実行される間、エンジン１０の運転は停止される。

図３のルーチンの開始に際して、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセルペダルポジションセンサからのアクセル開度Ａｃｃを入力し（ステップＳ２００）、アクセル開度Ａｃｃが０％を上回っているか、すなわち運転者によりアクセルペダルが踏み込まれたか否かを判定する（ステップＳ２１０）。ステップＳ２００およびＳ２１０の処理を繰り返し実行して、アクセル開度Ａｃｃが０％を上回っていると判定した場合、ＨＶＥＣＵ７０は、車速センサから車速Ｖを入力し（ステップＳ２２０）、車速Ｖが値０を上回っているか否かを判定する（ステップＳ２３０）。

上述のように、本実施形態のハイブリッド車両１は、クラッチＣ０を解放させると共にクラッチＣ２を係合させた状態でモータジェネレータＭＧからの動力により発進する。また、図２のステップＳ１８５にてクラッチ異常フラグがオンされるのは、クラッチＣ０およびＣ２の何れか一方に解放状態での固着が発生している場合である。従って、ステップＳ２３０にて車速Ｖが値０を上回っていると判定された場合には、クラッチＣ２が係合指令に応じて正常に係合していることでモータジェネレータＭＧからのトルクが伝達軸１７や動力伝達装置２０等を介して前側および後側駆動輪Ｗｆ，Ｗｒに伝達される一方、クラッチＣ０が解放状態で固着していることになる。このため、ステップＳ２３０にて車速Ｖが値０を上回っていると判定した場合、ＨＶＥＣＵ７０は、エンジン１０の運転を禁止した状態でクラッチＣ２を係合させてモータジェネレータＭＧのみからの動力によりハイブリッド車両１を走行させるモータ退避走行を実行させるべくモータ退避走行フラグをオンし（ステップＳ２４０）、本ルーチンを終了させる。

これに対して、ステップＳ２３０にて車速Ｖが値０を上回っていないと判定された場合、すなわち車速Ｖが値０であると判定された場合には、クラッチＣ０が正常に解放されている一方、クラッチＣ２が解放状態で固着していることでモータジェネレータＭＧからのトルクが伝達軸１７に伝達されていないことになる。このため、ステップＳ２３０にて車速Ｖが値０を上回っていないと判定した場合、ＨＶＥＣＵ７０は、上述のエンジン退避走行を実行させるべくエンジン退避走行フラグをオンし（ステップＳ２５０）、本ルーチンを終了させる。この場合、本ルーチンの終了後、エンジン退避走行の実行に先立って、クラッチＣ０が係合させられると共に、スタータ１２によるクランキングが実行されてエンジン１０が始動させられる。上述のような図３のクラッチ異常判定ルーチンがハイブリッド車両１の発進に際して実行されることで、クラッチＣ０およびＣ２の何れにおいて解放状態での固着が発生しているのかを判別し、クラッチＣ０またはＣ２の異常に応じた適正な退避走行を実行することが可能となる。

図４は、ハイブリッド車両１の走行中に実行されるクラッチ異常判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。図４のクラッチ異常判定ルーチンは、ハイブリッド車両１の走行開始後にクラッチＣ０が係合させられると共にエンジン１０が始動され、当該エンジン１０からのトルクが伝達軸１７等を介して前側および後側駆動輪Ｗｆ，Ｗｒに出力されている間にＨＶＥＣＵ７０により所定時間おきに実行される。

図４のルーチンの開始に際して、ＨＶＥＣＵ７０は、ハイブリッド車両１の走行状態を示す例えば車速Ｖといった情報や各種フラグの値を入力する（ステップＳ３００）。次いで、ＨＶＥＣＵ７０は、ステップＳ３００にて入力した情報等に基づいて、ハイブリッド車両１の走行状態がクラッチＣ２を解放することができる状態であるか否かを判定する（ステップＳ３１０）。ステップＳ３１０では、例えばハイブリッド車両１が高速巡航している場合、クラッチＣ２を解放可能であると判定される。ステップＳ３１０にてクラッチＣ２を解放可能であると判定した場合、ＨＶＥＣＵ７０は、クラッチＣ２の解放指令をＴＭＥＣＵ２５に送信した上で（ステップＳ３２０）、エンジン１０の回転数ＮｅとモータジェネレータＭＧの回転数Ｎｍとの回転数差ΔＮについての判定処理（ステップＳ３３０）を実行する。ステップＳ３３０の処理は、エンジン１０の回転数ＮｅからモータジェネレータＭＧの回転数Ｎｍを減じて得られる回転数差ΔＮ（＝Ｎｅ−Ｎｍ）が予め定められた閾値ΔＮｒｅｆ１（例えば、３００ｒｐｍ前後の値）未満となる状態が所定時間（例えば数十ｍＳｅｃ）以上継続したか否かを判定するものである。

ここで、エンジン１０からのトルクが伝達軸１７に伝達されている状態で、ステップＳ３２０にて発せられた解放指令に応じてクラッチＣ２が正常に解放された場合、モータジェネレータＭＧと伝達軸１７との連結が解除されることで、エンジン１０の回転数Ｎｅがさほど変化しないのに対して、モータジェネレータＭＧの回転数Ｎｍが低下していく。一方、エンジン１０からのトルクが伝達軸１７に伝達されている状態で、解放指令がなされたにも拘わらずクラッチＣ２が係合したままになっている場合、モータジェネレータＭＧと伝達軸１７との連結が維持されることで、エンジン１０の回転数ＮｅとモータジェネレータＭＧの回転数Ｎｍとが概ね一致する。このため、ＨＶＥＣＵ７０は、回転数差ΔＮが閾値ΔＮｒｅｆ１未満となる状態が上記所定時間以上継続したと判定した場合（ステップＳ３４０：ＹＥＳ）、クラッチＣ２が係合状態で固着しているとみなし、上記警告灯を点灯させるように図示しないメータ制御装置に指令信号を送信し（ステップＳ３５０）、本ルーチンを終了させる。この場合、本ルーチンの終了後、例えば最高車速の制限といった必要なフェールセーフ処理が実行される。また、ステップＳ３４０にて否定判断がなされた場合には、クラッチＣ２の係合状態での固着が発生していないことになる。

一方、ステップＳ３１０にてクラッチＣ２を解放させることができないと判定した場合や、ステップＳ３４０にて回転数差ΔＮが閾値ΔＮｒｅｆ１未満となる状態が所定時間以上継続していないと判定した場合、ＨＶＥＣＵ７０は、上記ステップＳ３００と同様にしてハイブリッド車両１の走行状態を示す例えば車速Ｖといった情報や各種フラグの値を入力する（ステップＳ３６０）。更に、ＨＶＥＣＵ７０は、ステップＳ３６０にて入力した情報等に基づいて、ハイブリッド車両１の走行状態がクラッチＣ２を係合させることができる状態であるか否かを判定する（ステップＳ３７０）。ステップＳ３７０にてクラッチＣ２を係合可能ではないと判定した場合、ＨＶＥＣＵ７０は、その時点で本ルーチンを終了させる。

ステップＳ３７０にてクラッチＣ２を係合可能であると判定した場合、ＨＶＥＣＵ７０は、クラッチＣ２の係合指令をＴＭＥＣＵ２５（およびＭＧＥＣＵ６５）に送信する（ステップＳ３８０）。なお、ハイブリッド車両１の走行中におけるクラッチＣ２の係合に際しては、ＭＧＥＣＵ６５により回転数Ｎｍが伝達軸１７の回転数すなわちエンジン１０の回転数Ｎｅに同期するようにモータジェネレータＭＧが制御される。更に、ＨＶＥＣＵ７０は、エンジン１０の回転数ＮｅとモータジェネレータＭＧの回転数Ｎｍとの回転数差ΔＮについての判定処理（ステップＳ３９０）を実行する。ステップＳ３９０の処理は、エンジン１０の回転数ＮｅからモータジェネレータＭＧの回転数Ｎｍを減じて得られる回転数差ΔＮが予め定められた閾値ΔＮｒｅｆ２（例えば、３００ｒｐｍ前後の値）以上となる状態が所定時間（例えば数十ｍＳｅｃ）以上継続したか否かを判定するものである。

エンジン１０からのトルクが伝達軸１７に伝達されている状態で、ステップＳ３８０にて発せられた係合指令に応じてクラッチＣ２が正常に係合した場合、モータジェネレータＭＧと伝達軸１７とが連結されることで、エンジン１０の回転数ＮｅとモータジェネレータＭＧの回転数Ｎｍとが概ね一致する。一方、エンジン１０からのトルクが伝達軸１７に伝達されている状態で、係合指令がなされたにも拘わらずクラッチＣ２が解放されたままになっている場合、モータジェネレータＭＧの回転数Ｎｍがエンジン１０の回転数Ｎｅに一致することはなく、回転数Ｎｍは当該回転数Ｎｅよりも大幅に低くなる。

このため、ＨＶＥＣＵ７０は、回転数差ΔＮが閾値ΔＮｒｅｆ２以上となる状態が所定時間以上継続したと判定した場合（ステップＳ４００：ＹＥＳ）、クラッチＣ２が解放状態で固着しているとみなし、上記警告灯を点灯させるように図示しないメータ制御装置に指令信号を送信し（ステップＳ４１０）、本ルーチンを終了させる。この場合、本ルーチンの終了後、必要なフェールセーフ処理が実行されると共に、上述のエンジン退避走行を実行させるべくエンジン退避走行フラグがオンされる。また、ステップＳ４００にて否定判断がなされた場合には、クラッチＣ２の解放状態での固着が発生していないことになる。上述のような図４のクラッチ異常判定ルーチンが実行されることで、ハイブリッド車両１の走行中にクラッチＣ２の係合状態での固着や解放状態での固着の発生の有無を判別することが可能となる。

以上説明したように、本開示の制御装置としてのＨＶＥＣＵ７０は、クラッチＣ０を介して前側および後側駆動輪Ｗｆ，Ｗｒに連結されるエンジン１０と、エンジン１０とは並列にクラッチＣ２を介して前側および後側駆動輪Ｗｆ，Ｗｒに連結されるモータジェネレータＭＧとを含むハイブリッド車両１を制御するものである。そして、ＨＶＥＣＵ７０は、クラッチＣ０に解放指令または係合指令が与えられ、かつクラッチＣ２に係合指令または解放指令が与えられた状態でのモータジェネレータＭＧまたはエンジン１０のトルクの出力に応じた車両状態の変化に基づいて、クラッチＣ０およびＣ２の異常を判定する異常判定手段（ステップＳ１００〜Ｓ１９０，Ｓ２００〜Ｓ２５０，Ｓ３００〜Ｓ４１０）として機能する。

すなわち、ハイブリッド車両１において、クラッチＣ０およびＣ２の何れかに異常が発生している場合、モータジェネレータＭＧやエンジン１０からのトルクが、クラッチＣ０およびＣ２に対する係合指令および解放指令の組み合わせに応じて定まる要素へと伝達されなくなったり、本来想定されていない要素に伝達されたりしてしまう。従って、クラッチＣ０およびＣ２の何れかに異常が発生している場合、モータジェネレータＭＧまたはエンジン１０からトルクが出力された際の例えば回転数Ｎｅや車速Ｖ、エンジン１０とモータジェネレータＭＧとの回転数差ΔＮといった車両状態は、クラッチＣ０およびＣ２に対する係合指令および解放指令の組み合わせに応じて定まる本来のものから変化する。これを踏まえて、ハイブリッド車両１では、ＨＶＥＣＵ７０により、上述のようなステップＳ１００〜Ｓ１９０，Ｓ２００〜Ｓ２５０，Ｓ３００〜Ｓ４１０の処理が実行される。これにより、クラッチＣ０およびＣ２の異常を精度よく判定すると共に、クラッチＣ０，Ｃ２で発生している異常に応じて、適切な退避走行やフェールセーフ処理を実行することが可能となる。

なお、図２のステップＳ１３０およびＳ１７０では、エンジン１０の回転数Ｎｅと閾値とを比較する代わりに、回転数Ｎｅの変化量と閾値とを比較してもよい。また、図３のルーチンが実行されても、運転者によりアクセルペダルが踏み込まれないとクラッチＣ０およびＣ２の異常の有無を判定し得なくなってしまう。従って、図３のルーチンは、例えばドライブポジション等の選択後に所定時間が経過するまでに運転者によりアクセルペダルが踏み込まれない場合に、ハイブリッド車両１を僅かに前進または後進させる（車速Ｖが２〜３ｋｍ／ｈ程度で走行させる）トルクをモータジェネレータＭＧに出力させてから、ステップＳ２２０以降の処理が実行されるように改変されてもよい。更に、図２および図３のルーチンは、ハイブリッド車両１の駐車後、運転者によりスタートスイッチがオフされる前、あるいはスタートスイッチがオフされた後に実行されてもよい。この場合、ステップＳ１３７，Ｓ２４０およびＳ２５０にて設定されるエンジン退避走行フラグやモータ退避走行フラグは、ハイブリッド車両１の次回発進時まで有効にされるとよい。また、上記ハイブリッド車両１は、複数のＥＣＵ１５，２５，６５，７０等を含むものであるが、これらのＥＣＵのすべてまたは一部は、単一のＥＣＵに統合されてもよい。更に、ハイブリッド車両１が前輪駆動車両または後輪駆動車両として構成されてもよいことはいうまでもない。

そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記実施形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

本開示の発明は、ハイブリッド車両の製造産業等において利用可能である。

１ ハイブリッド車両、１０ エンジン、１１ クランクシャフト、１２ スタータ、１３ オルタネータ、１４ フライホイールダンパ、１５ エンジン電子制御装置（エンジンＥＣＵ）、１７ 伝達軸、２０ 動力伝達装置、２１ 発進装置、２２ ロックアップクラッチ、２３ 機械式オイルポンプ、２４ 変速機構、２５ 変速電子制御装置（ＴＭＥＣＵ）、２６ 入力軸、２７ 出力軸、２９ 電動オイルポンプ、３０ 油圧制御装置、４０ トランスファ、４１ 前側プロペラシャフト、４２ 後側プロペラシャフト、４３ 前側デファレンシャルギヤ、４４ 後側デファレンシャルギヤ、５０ 蓄電装置、５５ 補機バッテリ、６０ 電力制御装置（ＰＣＵ）、６５ モータ電子制御装置（ＭＧＥＣＵ）、７０ ハイブリッド電子制御装置（ＨＶＥＣＵ）、Ｃ０，Ｃ２ クラッチ、ＭＧ モータジェネレータ、ＳＭＲ システムメインリレー、Ｗｆ 前側駆動輪、Ｗｒ 後側駆動輪。

Claims (1)

1. 第１クラッチを介して駆動輪に連結されるエンジンと、前記エンジンとは並列に第２クラッチを介して前記駆動輪に連結される電動機とを含むハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記エンジンの運転が停止され、前記第１クラッチに解放指令または係合指令が与えられ、かつ前記第２クラッチに係合指令が与えられた状態で前記電動機がトルクを出力した際に、前記電動機のトルクの出力に応じた車両状態の変化に基づいて、前記第１クラッチの異常を判定する異常判定手段を備えるハイブリッド車両の制御装置。
   

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