車両の制御装置
【課題】車両の制御装置において、バッテリの充電を行うことが困難な場合にバッテリの放電を抑制可能とする。
【解決手段】エンジン１１にクラッチ１２を介して多段変速機１３を駆動連結すると共に、モータジェネレータ１４にクラッチ１５を介して多段変速機１３を駆動連結し、多段変速機１３に最終減速装置１６を介して駆動輪１７を駆動連結し、モータジェネレータ１４にインバータ２３を介してバッテリ２７を接続し、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クラッチセンサ６２の検出結果に基づいてクラッチ１５の故障を検出したときに、バッテリＥＣＵ１０３は、このバッテリ２７の放電量を低減する。
【解決手段】エンジン１１にクラッチ１２を介して多段変速機１３を駆動連結すると共に、モータジェネレータ１４にクラッチ１５を介して多段変速機１３を駆動連結し、多段変速機１３に最終減速装置１６を介して駆動輪１７を駆動連結し、モータジェネレータ１４にインバータ２３を介してバッテリ２７を接続し、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クラッチセンサ６２の検出結果に基づいてクラッチ１５の故障を検出したときに、バッテリＥＣＵ１０３は、このバッテリ２７の放電量を低減する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関と歯車式有段変速機と電動機を駆動連結したハイブリッド車両が提案されている。例えば、下記特許文献１の記載されたハイブリッド車両用動力伝達装置では、内燃機関に歯車式有段変速機を連結すると共に、この歯車式有段変速機に電動機を連結することで、内燃機関の駆動力や電動機の駆動力を駆動輪に出力可能としている。従って、車両の走行時に、内燃機関または電動機の駆動力を歯車式有段変速機により駆動輪に伝達することで、変速時の空走感や脱力感を低減することができる。また、内燃機関の駆動力を電動機に伝達し、この電動機を発電機として作用させることで、生成した電気をバッテリに蓄積することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０７６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来のハイブリッド車両用動力伝達装置にあっては、歯車式有段変速機により内燃機関と駆動輪との駆動伝達を遮断することで、車両の停止時であっても、内燃機関の駆動力を電動機に伝達して発電することで、生成した電気をバッテリに蓄積することができる。ところが、歯車式有段変速機に障害が発生した場合、内燃機関と歯車式有段変速機と電動機と駆動輪との駆動伝達を解除することができず、渋滞道路で、車両が走行できないときには、内燃機関の駆動力により電動機だけを駆動することができず、バッテリの充電量が低下し、バッテリへの電力供給が困難となり、バッテリの充電量が低下してしまう。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、バッテリの充電を行うことが困難な場合にバッテリの放電を抑制可能とする車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両の制御装置は、内燃機関と、電気モータと、前記内燃機関の動力を前記モータに伝達可能であると共に前記内燃機関の動力と前記電気モータの動力を駆動輪に伝達可能な動力伝達装置と、前記電気モータに電力を供給可能であると共に該電気モータが発電した電力を蓄電可能なバッテリと、前記内燃機関と前記電気モータとの間で動力を伝達可能な接続状態と動力を遮断可能な切断状態とに切替可能な動力伝達切替装置と、を備える車両に用いられる制御装置であって、該制御装置は、前記伝達切替装置の故障を検出する故障検出部と、前記バッテリの充電状態及び放電状態を制御すると共に前記故障検出部が前記動力伝達切替装置の故障を検出したときに前記バッテリの放電量を低減するバッテリ制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記車両の制御装置にて、前記バッテリ制御部は、予め設定された充放電マップに基づいて前記バッテリの充電量及び放電量を制御可能であり、前記故障検出部が前記動力伝達切替装置の故障を検出したときには、前記充放電マップにおける充電状態量に対する放電量を低下させることが好ましい。
【０００８】
上記車両の制御装置にて、前記バッテリ制御部は、予め設定された充放電マップに基づいて前記バッテリの充電量及び放電量を制御可能であり、前記故障検出部が前記動力伝達切替装置の故障を検出したときには、前記充放電マップにおける充電要求電力の充電と放電との切替点を充電状態量が増加する側に移行することが好ましい。
【０００９】
上記車両の制御装置にて、前記バッテリ制御部は、前記故障検出部が前記動力伝達切替装置の故障を検出したときには、前記バッテリの充電が必要となる充電状態量下限値を増加する側に移行することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る車両の制御装置は、内燃機関と電気モータとの間で動力を伝達可能な動力伝達切替装置の故障を検出したときに、バッテリの放電量を低減するので、バッテリの充電を行うことが困難な場合にバッテリの放電を抑制可能とするという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る車両の制御装置を表す概略構成図である。
【図２】図２は、本実施形態の車両の制御装置におけるバッテリ制御の処理を表すフローチャートである。
【図３】図３は、バッテリ充電状態量（ＳＯＣ）に対する放電領域及び充電領域を表すグラフである。
【図４】図４は、バッテリ温度に対するバッテリ充電状態量（ＳＯＣ）を表すグラフである。
【図５】図５は、バッテリ充電状態量（ＳＯＣ）の変化を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る車両の制御装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
〔実施形態〕
図１は、本発明の一実施形態に係る車両の制御装置を表す概略構成図、図２は、本実施形態の車両の制御装置におけるバッテリ制御の処理を表すフローチャート、図３は、バッテリ充電状態量（ＳＯＣ）に対する放電領域及び充電領域を表すグラフ、図４は、バッテリ温度に対するバッテリ充電状態量（ＳＯＣ）を表すグラフ、図５は、バッテリ充電状態量（ＳＯＣ）の変化を表すグラフである。
【００１４】
本実施形態のハイブリッド車両は、図１に示すように、動力源としてエンジン（内燃機関）１１と、手動式のクラッチ１２と、手動式の多段変速機（動力伝達装置）１３と、モータジェネレータ（電気モータ）１４と、電動式または油圧式のクラッチ（動力伝達切替装置）１５と、最終減速装置（動力伝達装置）１６と、駆動輪１７とを有している。
【００１５】
エンジン１１としては、燃焼室内で燃料を燃焼させ、これにより発生した熱エネルギを機械的エネルギに変換する熱機関たる内燃機関であって、ガソリンを燃料とし、ピストンの往復運動によって出力軸（クランクシャフト）２１から機械的な動力を出力可能となっている。このエンジン１１は、燃料噴射装置及び点火装置を有しており、この燃料噴射装置及び点火装置は、動作がエンジン用の電子制御装置（以下、エンジンＥＣＵと称する。）１０１により制御される。このエンジンＥＣＵ１０１は、燃料噴射装置の燃料噴射量や燃料噴射時期等を制御すると共に、点火装置の点火時期を制御して、エンジン１１の出力軸２１から出力される機械的な動力（エンジン出力トルク）の大きさを調整することができる。
【００１６】
このエンジンＥＣＵ１０１は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、所定の制御プログラム等を予め記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、そのＣＰＵの演算結果を一時記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、予め用意された情報等を記憶するバックアップＲＡＭ等で構成されている。
【００１７】
モータジェネレータ１４は、供給された電力を機械的な動力（モータ出力トルク）に変換して出力軸２２から出力するモータ（電動機）としての機能と、出力軸２２に入力された機械的な動力を電力に変換して回収するジェネレータ（発電機）としての機能とを兼ね備えている。このモータジェネレータ１４は、例えば、永久磁石型交流同期電動機として構成されており、インバータ２３から三相の交流電力が供給されて回転磁界を形成するステータ２４と、その回転磁界に引き付けられて回転する回転子としてのロータ２５とを有している。そのロータ２５は、出力軸２２と一体になって回転する。また、このモータジェネレータ１４は、ロータ２５の回転角位置を検出する回転センサ（レゾルバ）が設けられており、その回転センサが検出信号をモータジェネレータ用の電子制御装置（以下、モータＥＣＵと称する。）１０２に送信する。このモータＥＣＵ１０２は、ＣＰＵ、所定の制御プログラム等を予め記憶しているＲＯＭ、そのＣＰＵの演算結果を一時記憶するＲＡＭ、予め用意された情報等を記憶するバックアップＲＡＭ等で構成されている。
【００１８】
また、モータジェネレータ１４は、出力軸２２が歯車対（動力伝達装置）２６を介して多段変速機１３の入力軸３６に連結されており、モータとして機能するときには、モータ出力トルクを多段変速機１３に伝達する一方、ジェネレータとして機能するときには、多段変速機１３からの機械的な動力が出力軸２２に入力される。
【００１９】
この歯車対２６は、互いに噛み合い状態にある第１ギア２６ａと第２ギア２６ｂとで構成される。第１ギア２６ａは、ロータ２５と一体になって回転できるようにモータジェネレータ１４の出力軸２２に固定される。一方、第２ギア２６ｂは、第１ギア２６ａよりも大径に成形され、多段変速機１３の出力軸３７と一体になって回転できるように固定される。この場合、歯車対２６は、ロータ２５側から回転トルクが入力されることによって減速機構として機能する一方、多段変速機１３の出力軸３７側から回転トルクが入力されることによって増速機構として機能する。
【００２０】
モータジェネレータ１４は、インバータ２３を介してバッテリ（二次電池）２７が接続されている。このバッテリ２７からの直流電力は、インバータ２３で交流電力に変換されてモータジェネレータ１４に供給される。この交流電力が供給されたモータジェネレータ１４は、モータとして作動して、出力軸２２からモータ出力トルクを出力する。一方、このモータジェネレータ１４をジェネレータとして作動させたときは、このモータジェネレータ１４からの交流電力をインバータ２３で直流電力に変換してバッテリ２７に回収、または、電力の回生を行いながら駆動輪１７に制動力（回生制動）を加えることができる。この場合、このモータジェネレータ１４は、多段変速機１３から出力された機械的な動力（出力トルク）が出力軸２２を介してロータ２５に入力され、この入力トルクを交流電力に変換する。このインバータ２３の動作は、モータＥＣＵ１０２によって制御される。
【００２１】
バッテリ２７は、その充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）などを管理するバッテリ用の電子制御装置（以下、バッテリＥＣＵと称する。）１０３が接続されている。このバッテリＥＣＵ１０３は、ＳＯＣセンサ６１が検出したバッテリ２７の充電状態に応じた信号として、充電状態量（ＳＯＣ量）に関する信号をバッテリＥＣＵ１０３に送信する。そのバッテリＥＣＵ１０３は、この信号に基づいてバッテリ２７の充電状態の判定を行い、充電及び放電の要否を判定する。
【００２２】
多段変速機１３は、エンジン１１やモータジェネレータ１４の動力（エンジン出力トルクやモータ出力トルク）を駆動力とし、最終減速装置１６を介して左右の駆動輪１７に伝達するものである。
【００２３】
この手動式の多段変速機１３は、前進４段、後退１段の変速段を有するものであって、前進用の変速段として第１速ギア段３１、第２速ギア段３２、第３速ギア段３３、第４速ギア段３４を有し、後退用の変速段として後退ギア段３５を有している。前進用の変速段は、変速比が第１速ギア段３１、第２速ギア段３２、第３速ギア段３３、第４速ギア段３４の順に小さくなるよう構成されている。また、この多段変速機１３は、エンジン１１のエンジン出力トルクが伝達される入力軸３６と、この入力軸３６に対して間隔を空けて平行に配置された出力軸３７を有している。なお、この多段変速機１３は、その構成を簡易的に説明しており、各変速段の数や配置については、図１のものに限るものではない。
【００２４】
ここで、第１速ギア段３１は、互いに噛み合い状態にある第１速ドライブギア３１ａと第１速ドリブンギア３１ｂとで構成され、第１速ドライブギア３１ａは入力軸３６上に配置され、第１速ドリブンギア３１ｂは出力軸３７上に配置される。第２速ギア段３２は、互いに噛み合い状態にある第２速ドライブギア３２ａと第２速ドリブンギア３２ｂとで構成され、第２速ドライブギア３２ａは入力軸３６上に配置され、第２速ドリブンギア３２ｂは出力軸３７上に配置される。第３速ギア段３３は、互いに噛み合い状態にある第３速ドライブギア３３ａと第３速ドリブンギア３３ｂとで構成され、第３速ドライブギア３３ａは入力軸３６上に配置され、第３速ドリブンギア３３ｂは出力軸３７上に配置される。第４速ギア段３４は、互いに噛み合い状態にある第４速ドライブギア３４ａと第４速ドリブンギア３４ｂとで構成され、第４速ドライブギア３４ａは入力軸３６上に配置され、第４速ドリブンギア３４ｂは出力軸３７上に配置される。
【００２５】
後退ギア段３５は、後退ドライブギア３５ａと後退ドリブンギア３５ｂと後退中間ギア３５ｃとで構成される。後退ドライブギア３５ａは入力軸３６上に配置され、後退ドリブンギア３５ｂは出力軸３７上に配置され、後退中間ギア３５ｃは、後退ドライブギア３５ａ及び後退ドリブンギア３５ｂと噛み合い状態にあり、回転軸３８上に配置される。
【００２６】
なお、実際の多段変速機１３の構成においては、各変速段のドライブギアのうちの何れかが、入力軸３６と一体回転するように配設される一方、残りのドライブギアが入力軸３６に対して相対回転するように配設される。また、各変速段のドリブンギアは、そのうちの何れかが出力軸３７と一体回転するように配設される一方、残りが出力軸３７に対して相対回転するように配設される。
【００２７】
また、入力軸３６や出力軸３７は、運転者による変速操作装置の変速操作により、軸線方向に移動するスリーブを有している。このスリーブは、変速操作装置を運転者が操作したときに軸線方向へ移動し、移動された方向に位置する相対回転可能なドライブギアやドリブンギアを入力軸３６や出力軸３７と一体回転させる。この手動式の多段変速機１３は、スリーブが運転者の変速操作に対応した方向に移動し、変速操作に応じた変速段への切り替えやニュートラル位置への切り替えを行うことができる。
【００２８】
クラッチ１２は、エンジン１１と多段変速機１３との間に介装され、このエンジン１１と多段変速機１３との間で、動力を伝達可能な接続状態と、動力の伝達を遮断可能な切断状態とに切替可能となっている。このクラッチ１２は、乾式または湿式の単板クラッチ、多板クラッチであって、円板状の摩擦板を有し、この摩擦板の摩擦力によりエンジン１１のエンジン出力トルクを出力軸２１から多段変速機１３の入力軸３６に伝達することができる。クラッチ１２は、運転者によるクラッチペダルの踏込み操作により、その作動状態の切替動作（接続状態と切断状態の切替動作）を行うことができる。
【００２９】
また、クラッチ１５は、多段変速機１３とモータジェネレータ１４との間に介装され、この多段変速機１３とモータジェネレータ１４との間で、動力を伝達可能な接続状態と、動力の伝達を遮断可能な切断状態とに切替可能となっている。このクラッチ１５は、ドグクラッチであって、モータジェネレータ１４の出力軸２２と多段変速機１３の入力軸３６とが同一軸線上に配置された状態で、入力軸３６に結合され外歯が形成されたクラッチ部材と、出力軸２２に結合されるクラッチハブと、このクラッチハブの外周側に軸方向移動可能で回転不能な内歯が形成されたスリーブとを有し、出力軸２２と入力軸３６の各回転速度を同期させた後に、外歯と内歯とを噛み合わせることにより出力軸２２と入力軸３６を接続するものである。このクラッチ１５は、アクチュエータ４１の作動により、その作動状態の切替動作（接続状態と切断状態の切替動作）を行うことができる。
【００３０】
最終減速装置１６は、多段変速機１３の出力軸３７から入力された入力トルクを減速して、左右の駆動軸１７に分配するものである。この最終減速装置１６は、出力軸３７の端部に固定されたピニオンギア５１と、このピニオンギア５１に噛み合って回転トルクを減速させながら回転方向を直交方向へと変換するリングギア５２と、このリングギア５２を介して入力された回転トルクを左右の駆動輪１７に分配する差動機構５３とを有している。
【００３１】
更に、このハイブリッド車両は、車両全体の動作を統括的に制御する電子制御装置（以下、ハイブリッドＥＣＵと称する。）１００が設けられている。このハイブリッドＥＣＵ１００は、ＣＰＵ、所定の制御プログラム等を予め記憶しているＲＯＭ、そのＣＰＵの演算結果を一時記憶するＲＡＭ、予め用意された情報等を記憶するバックアップＲＡＭ等で構成されており、エンジンＥＣＵ１０１、モータＥＣＵ１０２、バッテリＥＣＵ１０３との間で各種センサの検出信号や制御指令等の情報の授受ができる。
【００３２】
このハイブリッドＥＣＵ１００は、運転者の駆動要求、バッテリ２７の充電状態、車両走行状態などの情報に基づいて、エンジン運転モードとハイブリッド運転モードとモータ運転モードとの切り替えを行うことができる。
【００３３】
即ち、ハイブリッドＥＣＵ１００がエンジン運転モードを選択した場合、エンジン１１のエンジン出力トルクのみで原則として運転者の駆動要求に応じた要求駆動力を発生させるように、エンジンＥＣＵ１０１とモータジェネレータＥＣＵ１０２とバッテリＥＣＵ１０３に制御指令を送る。エンジンＥＣＵ１０１は、そのエンジン出力トルクを発生させるようにエンジン１１の燃料噴射量等の制御を行う。一方、モータＥＣＵ１０２及びバッテリＥＣＵ１０３は、モータジェネレータ１４をモータとしてもジェネレータとしても作動させないように、モータジェネレータ１４とバッテリ２７を制御する。
【００３４】
また、ハイブリッドＥＣＵ１００がハイブリッド運転モードを選択した場合、エンジン１１のエンジン出力トルクとモータジェネレータ１４のモータまたはジェネレータとしての出力で原則として運転者の駆動要求に応じた要求駆動力を発生させるように、エンジンＥＣＵ１０１とモータＥＣＵ１０２とバッテリＥＣＵ１０３に制御指令を送る。エンジンＥＣＵ１０１は、所定のエンジン出力トルクを発生させるようにエンジン１１の燃料噴射量等の制御を行い、モータＥＣＵ１０２は、所定のモータ出力トルクを発生させるようにインバータ２３を制御してモータジェネレータ１４への給電量を制御する。また、バッテリＥＣＵ１０３は、バッテリ２７の充電量と放電量を管理する。
【００３５】
また、ハイブリッドＥＣＵ１００がモータ運転モードを選択した場合、モータジェネレータ１４のモータ出力トルクのみで運転者の駆動要求に応じた要求駆動力を発生させるように、エンジンＥＣＵ１０１とモータＥＣＵ１０２とバッテリＥＣＵ１０３とに制御指令を送る。モータＥＣＵ１０２は、そのモータ出力トルクを発生させるようにインバータ２３を制御してモータジェネレータ１４への給電量を制御する。このとき、エンジンＥＣＵ１０１は、燃費性能を向上させるべく、エンジン１１の動作を停止させる制御指令が送られる。
【００３６】
このように構成された本実施形態の車両の制御装置にて、上述したように、ハイブリッド車両は、ハイブリッドＥＣＵ１００がエンジン運転モード、ハイブリッド運転モード、モータ運転モードのいずれかを選択可能である。この場合、各運転モードでは、アクチュエータ４１によりクラッチ１５を切断状態とし、エンジン１１の動力やモータジェネレータ１４の動力を多段変速機１３及び最終減速装置１６を介して駆動輪１７に伝達可能とする。
【００３７】
また、バッテリＥＣＵ１０３は、ＳＯＣセンサ６１が検出したバッテリ２７の充電状態量（ＳＯＣ量）に基づいて、バッテリ２７の充電または放電を行う。このバッテリ２７の充電を行う場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、アクチュエータ４１によりクラッチ１５を接続状態とし、エンジン１１の動力を多段変速機１３の入力軸３６、クラッチ１５、出力軸２２を介してモータジェネレータ１４に伝達可能とする。そして、モータＥＣＵ１０２は、モータジェネレータ１４をジェネレータとして作動させ、このモータジェネレータ１４が発電した交流電力をインバータ２３により直流電力に変換してバッテリ２７に蓄電することとなる。このとき、バッテリＥＣＵ１０３は、予め設定された充放電マップに基づいてバッテリ２７の充電量及び放電量を制御する。
【００３８】
ところで、クラッチ１５がモータジェネレータ１４の出力軸２２と多段変速機１３の入力軸３６とを接続した状態で、フェール（故障）した場合、モータジェネレータ１４が多段変速機１３、最終減速装置１６、駆動輪１７と駆動連結された状態であることから、車両が走行しないと、モータジェネレータ１４を作動して発電を行うことができない。例えば、この故障した状態で、車両が渋滞道路に遭遇したとき、バッテリ２７の充電を行うことが制限され、充電量が低下してしまう。バッテリ２７の充電量が低下すると、補機などを駆動するための電力が不足してしまう。
【００３９】
そのため、本実施形態では、本発明の伝達切替装置としてのクラッチ１５の接続状態または切断状態を検出するクラッチセンサ６２を設け、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クラッチ１５を作動するアクチュエータ４１への切替指令と、クラッチセンサ６２が検出したクラッチ１５の状態（接続状態または切断状態）に基づいてクラッチ１５の故障を検出する。即ち、ハイブリッドＥＣＵ１００は、アクチュエータ４１へクラッチ１５の切断指令（接続指令）を出力しても、クラッチセンサ６２がクラッチ１５の接続状態（切断状態）を検出したときに、クラッチ１５の故障を判定する。本実施形態では、ハイブリッドＥＣＵ１００とクラッチセンサ６２が本発明の故障検出部として機能する。そして、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クラッチ１５の故障を判定したときには、バッテリ制御部としてのバッテリＥＣＵ１０３に指令を出力し、バッテリＥＣＵ１０３は、バッテリ２７の放電量を低減する。
【００４０】
具体的に、バッテリＥＣＵ１０３は、予め設定された充放電マップに基づいてバッテリ２７の充電量及び放電量を制御可能であり、ハイブリッドＥＣＵ１００がクラッチ１５の故障を検出したときには、この充放電マップにおける充電状態量に対する放電量を低下させる。
【００４１】
また、バッテリＥＣＵ１０３は、ハイブリッドＥＣＵ１００がクラッチ１５の故障を検出したときには、充放電マップにおける充電要求電力の充電と放電との切替点を充電状態量が増加する側に移行する。
【００４２】
また、バッテリＥＣＵ１０３は、ハイブリッドＥＣＵ１００がクラッチ１５の故障を検出したときには、バッテリ２７の充電が必要となる充電状態量下限値を増加する側に移行する。
【００４３】
ここで、本実施形態の車両の制御装置におけるバッテリ制御の処理を図２のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００４４】
本実施形態の車両の制御装置におけるバッテリ制御において、図２に示すように、ステップＳ１１にて、クラッチ（ドグクラッチ）１５がフェール（故障）状態にあるかどうかを判定する。この場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クラッチ１５への作動指令と、クラッチセンサ６２の検出結果に基づいてクラッチ１５のフェール状態の判定を行う。ここで、クラッチ１５がフェール状態にあると判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ１２にて、クラッチ（ドグクラッチ）１５が接続状態にあるかどうかを判定する。この場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クラッチセンサ６２が検出したクラッチ１５の検出結果に基づいてクラッチ１５の接続状態の判定を行う。
【００４５】
ステップＳ１１にて、クラッチ１５がフェール状態にないと判定（Ｎｏ）されたり、ステップＳ１２にて、クラッチ１５が接続状態にないと判定（Ｎｏ）されたりしたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。
【００４６】
一方、ステップＳ１１にて、クラッチ１５がフェール状態にあると判定（Ｙｅｓ）され、且つ、ステップＳ１２にて、クラッチ１５が接続状態にあると判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ１３にて、バッテリＥＣＵ１０３は、予め設定された充放電マップにおける充電状態量に対する放電量を低下させると共に、この充放電マップにおける充電要求電力の充電と放電との切替点を充電状態量が増加する側に移行する。
【００４７】
即ち、図３に示すように、バッテリＥＣＵ１０３は、充電状態量ＳＯＣに対する充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅ、つまり、放電領域及び充電領域を表す充放電マップを有している。この充放電マップでは、充電状態量ＳＯＣの低領域では、バッテリ２７の充電量が不十分であることから、バッテリ２７への充電が適正に行われるように充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅが設定される。一方、充放電マップにて、充電状態量ＳＯＣの高領域では、バッテリ２７の充電量が十分であることから、バッテリ２７からの放電が適正に行われるように充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅが設定される。この場合、充電状態量ＳＯＣの低領域における充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅは、＋（プラス）であり、充電状態量ＳＯＣの高領域における充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅは、−（マイナス）である。
【００４８】
そして、充放電マップにて、充電状態量ＳＯＣの低領域側における充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅ（＋）は所定の位置で増加し、充電状態量ＳＯＣの高領域側における充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅ（−）は所定の位置で減少し、充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅが０となる切替点Ａ（Ａ１，Ａ２）、つまり、充電状態量ＳＯＣの中心点で接続されている。
【００４９】
上述したステップＳ１３では、バッテリＥＣＵ１０３は、図３に表す充放電マップにて、実線で表す切替点Ａ１を通る充電状態量ＳＯＣに対する充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅを、一点差線で表す切替点Ａ２を通る充電状態量ＳＯＣに対する充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅに変更する。つまり、充電状態量ＳＯＣの高領域の放電量を低下させると共に、充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅの充電と放電との切替点Ａ１を充電状態量ＳＯＣが増加する切替点Ａ２に移行する。
【００５０】
なお、バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣは、バッテリ２７の温度にも依存するものであり、図４に示すように、バッテリ温度に対するバッテリ充電状態量ＳＯＣを表すテーブルが設定されている。本実施形態では、このテーブルにて、Ａ１に表す領域から、Ａ２に表す領域に変更することを意味している。
【００５１】
そのため、バッテリＥＣＵ１０３は、バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣが十分であっても、バッテリ２７の放電量が減少することとなり、正味の充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅが減少し、バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣが低下しにくくなる。
【００５２】
図２に戻り、ステップＳ１４にて、バッテリＥＣＵ１０３は、続いて、バッテリ２７の充電が必要となる充電状態量下限値を増加する側に移行する。即ち、図５に示すように、ハイブリッド車両の走行や補機の使用により、バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣは、時間の経過と共に変動する。バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣが変動するとき、バッテリＥＣＵ１０３は、バッテリ２７の充電が必要となる充電状態量下限値と、バッテリ２７の放電が必要となる充電状態量上限値が設定されている。
【００５３】
上述したステップＳ１４では、バッテリＥＣＵ１０３は、図５に実線で表す充電状態量下限値を、図５に一点鎖線で表す充電状態量下限値に変更する。つまり、バッテリ２７の充電状態量下限値を増加する側に移行している。
【００５４】
そのため、バッテリＥＣＵ１０３は、バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣが０％に近い位置まで低下しなくても、バッテリ２７の充電が開始されることとなり、バッテリ２７への充電タイミングが早くなり、バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣの平均値が増加する。
【００５５】
このように本実施形態の車両の制御装置にあっては、エンジン１１にクラッチ１２を介して多段変速機１３を駆動連結すると共に、モータジェネレータ１４にクラッチ１５を介して多段変速機１３を駆動連結し、多段変速機１３に最終減速装置１６を介して駆動輪１７を駆動連結し、モータジェネレータ１４にインバータ２３を介してバッテリ２７を接続し、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クラッチセンサ６２の検出結果に基づいてクラッチ１５の故障を検出したときに、バッテリＥＣＵ１０３は、このバッテリ２７の放電量を低減するようにしている。
【００５６】
従って、クラッチ１５によりモータジェネレータ１４と多段変速機１３が駆動連結した状態、つまり、ハイブリッド車両が走行できずに、バッテリ２７の充電を行うことが困難な状況では、バッテリ２７の放電を抑制することが可能となり、バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣが低下しにくくなり、バッテリ２７を保護して補機などを駆動する電力を確保することができる。
【００５７】
また、本実施形態の車両の制御装置では、バッテリＥＣＵ１０３は、予め設定された充放電マップに基づいてバッテリ２７の充電量及び放電量を制御可能であり、ハイブリッドＥＣＵ１００がクラッチ１５の故障を検出したときには、充放電マップにおける充電状態量に対する放電量を低下させる。従って、バッテリＥＣＵ１０３は、バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣが十分であっても、バッテリ２７の放電量が減少することとなり、正味の充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅが減少し、バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣの低下を抑制することができる。
【００５８】
また、本実施形態の車両の制御装置では、バッテリＥＣＵ１０３は、ハイブリッドＥＣＵ１００がクラッチ１５の故障を検出したときには、充放電マップにおける充電要求電力の充電と放電との切替点を充電状態量が増加する側に移行する。従って、バッテリＥＣＵ１０３は、バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣが十分であっても、バッテリ２７の放電量が減少することとなり、正味の充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅが減少し、バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣの低下を抑制することができる。
【００５９】
また、本実施形態の車両の制御装置では、バッテリＥＣＵ１０３は、ハイブリッドＥＣＵ１００がクラッチ１５の故障を検出したときには、バッテリ２７の充電が必要となる充電状態量下限値を増加する側に移行する。従って、バッテリＥＣＵ１０３は、バッテリ２７の充電を早期に開始することとなり、バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣの低下を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上のように、本発明に係る車両の制御装置は、伝達切替装置が故障したときにはバッテリの放電量を低減することで、バッテリの充電を行うことが困難な場合にバッテリの放電を抑制可能とするものであり、いずれの車両を制御する装置にも有用である。
【符号の説明】
【００６１】
１１ エンジン（内燃機関）
１２ クラッチ
１３ 多段変速機（動力伝達装置）
１４ モータジェネレータ（電気モータ）
１５ クラッチ（動力伝達切替装置）
１６ 最終減速装置（動力伝達装置）
１７ 駆動輪
２６ 歯車対（動力伝達装置）
６１ ＳＯＣセンサ
６２ クラッチセンサ（故障検出部）
１００ ハイブリッドＥＣＵ（故障検出部）
１０１ エンジンＥＣＵ
１０２ モータＥＣＵ
１０３ バッテリＥＣＵ（バッテリ制御部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関と歯車式有段変速機と電動機を駆動連結したハイブリッド車両が提案されている。例えば、下記特許文献１の記載されたハイブリッド車両用動力伝達装置では、内燃機関に歯車式有段変速機を連結すると共に、この歯車式有段変速機に電動機を連結することで、内燃機関の駆動力や電動機の駆動力を駆動輪に出力可能としている。従って、車両の走行時に、内燃機関または電動機の駆動力を歯車式有段変速機により駆動輪に伝達することで、変速時の空走感や脱力感を低減することができる。また、内燃機関の駆動力を電動機に伝達し、この電動機を発電機として作用させることで、生成した電気をバッテリに蓄積することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０７６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来のハイブリッド車両用動力伝達装置にあっては、歯車式有段変速機により内燃機関と駆動輪との駆動伝達を遮断することで、車両の停止時であっても、内燃機関の駆動力を電動機に伝達して発電することで、生成した電気をバッテリに蓄積することができる。ところが、歯車式有段変速機に障害が発生した場合、内燃機関と歯車式有段変速機と電動機と駆動輪との駆動伝達を解除することができず、渋滞道路で、車両が走行できないときには、内燃機関の駆動力により電動機だけを駆動することができず、バッテリの充電量が低下し、バッテリへの電力供給が困難となり、バッテリの充電量が低下してしまう。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、バッテリの充電を行うことが困難な場合にバッテリの放電を抑制可能とする車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両の制御装置は、内燃機関と、電気モータと、前記内燃機関の動力を前記モータに伝達可能であると共に前記内燃機関の動力と前記電気モータの動力を駆動輪に伝達可能な動力伝達装置と、前記電気モータに電力を供給可能であると共に該電気モータが発電した電力を蓄電可能なバッテリと、前記内燃機関と前記電気モータとの間で動力を伝達可能な接続状態と動力を遮断可能な切断状態とに切替可能な動力伝達切替装置と、を備える車両に用いられる制御装置であって、該制御装置は、前記伝達切替装置の故障を検出する故障検出部と、前記バッテリの充電状態及び放電状態を制御すると共に前記故障検出部が前記動力伝達切替装置の故障を検出したときに前記バッテリの放電量を低減するバッテリ制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記車両の制御装置にて、前記バッテリ制御部は、予め設定された充放電マップに基づいて前記バッテリの充電量及び放電量を制御可能であり、前記故障検出部が前記動力伝達切替装置の故障を検出したときには、前記充放電マップにおける充電状態量に対する放電量を低下させることが好ましい。
【０００８】
上記車両の制御装置にて、前記バッテリ制御部は、予め設定された充放電マップに基づいて前記バッテリの充電量及び放電量を制御可能であり、前記故障検出部が前記動力伝達切替装置の故障を検出したときには、前記充放電マップにおける充電要求電力の充電と放電との切替点を充電状態量が増加する側に移行することが好ましい。
【０００９】
上記車両の制御装置にて、前記バッテリ制御部は、前記故障検出部が前記動力伝達切替装置の故障を検出したときには、前記バッテリの充電が必要となる充電状態量下限値を増加する側に移行することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る車両の制御装置は、内燃機関と電気モータとの間で動力を伝達可能な動力伝達切替装置の故障を検出したときに、バッテリの放電量を低減するので、バッテリの充電を行うことが困難な場合にバッテリの放電を抑制可能とするという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る車両の制御装置を表す概略構成図である。
【図２】図２は、本実施形態の車両の制御装置におけるバッテリ制御の処理を表すフローチャートである。
【図３】図３は、バッテリ充電状態量（ＳＯＣ）に対する放電領域及び充電領域を表すグラフである。
【図４】図４は、バッテリ温度に対するバッテリ充電状態量（ＳＯＣ）を表すグラフである。
【図５】図５は、バッテリ充電状態量（ＳＯＣ）の変化を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る車両の制御装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
〔実施形態〕
図１は、本発明の一実施形態に係る車両の制御装置を表す概略構成図、図２は、本実施形態の車両の制御装置におけるバッテリ制御の処理を表すフローチャート、図３は、バッテリ充電状態量（ＳＯＣ）に対する放電領域及び充電領域を表すグラフ、図４は、バッテリ温度に対するバッテリ充電状態量（ＳＯＣ）を表すグラフ、図５は、バッテリ充電状態量（ＳＯＣ）の変化を表すグラフである。
【００１４】
本実施形態のハイブリッド車両は、図１に示すように、動力源としてエンジン（内燃機関）１１と、手動式のクラッチ１２と、手動式の多段変速機（動力伝達装置）１３と、モータジェネレータ（電気モータ）１４と、電動式または油圧式のクラッチ（動力伝達切替装置）１５と、最終減速装置（動力伝達装置）１６と、駆動輪１７とを有している。
【００１５】
エンジン１１としては、燃焼室内で燃料を燃焼させ、これにより発生した熱エネルギを機械的エネルギに変換する熱機関たる内燃機関であって、ガソリンを燃料とし、ピストンの往復運動によって出力軸（クランクシャフト）２１から機械的な動力を出力可能となっている。このエンジン１１は、燃料噴射装置及び点火装置を有しており、この燃料噴射装置及び点火装置は、動作がエンジン用の電子制御装置（以下、エンジンＥＣＵと称する。）１０１により制御される。このエンジンＥＣＵ１０１は、燃料噴射装置の燃料噴射量や燃料噴射時期等を制御すると共に、点火装置の点火時期を制御して、エンジン１１の出力軸２１から出力される機械的な動力（エンジン出力トルク）の大きさを調整することができる。
【００１６】
このエンジンＥＣＵ１０１は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、所定の制御プログラム等を予め記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、そのＣＰＵの演算結果を一時記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、予め用意された情報等を記憶するバックアップＲＡＭ等で構成されている。
【００１７】
モータジェネレータ１４は、供給された電力を機械的な動力（モータ出力トルク）に変換して出力軸２２から出力するモータ（電動機）としての機能と、出力軸２２に入力された機械的な動力を電力に変換して回収するジェネレータ（発電機）としての機能とを兼ね備えている。このモータジェネレータ１４は、例えば、永久磁石型交流同期電動機として構成されており、インバータ２３から三相の交流電力が供給されて回転磁界を形成するステータ２４と、その回転磁界に引き付けられて回転する回転子としてのロータ２５とを有している。そのロータ２５は、出力軸２２と一体になって回転する。また、このモータジェネレータ１４は、ロータ２５の回転角位置を検出する回転センサ（レゾルバ）が設けられており、その回転センサが検出信号をモータジェネレータ用の電子制御装置（以下、モータＥＣＵと称する。）１０２に送信する。このモータＥＣＵ１０２は、ＣＰＵ、所定の制御プログラム等を予め記憶しているＲＯＭ、そのＣＰＵの演算結果を一時記憶するＲＡＭ、予め用意された情報等を記憶するバックアップＲＡＭ等で構成されている。
【００１８】
また、モータジェネレータ１４は、出力軸２２が歯車対（動力伝達装置）２６を介して多段変速機１３の入力軸３６に連結されており、モータとして機能するときには、モータ出力トルクを多段変速機１３に伝達する一方、ジェネレータとして機能するときには、多段変速機１３からの機械的な動力が出力軸２２に入力される。
【００１９】
この歯車対２６は、互いに噛み合い状態にある第１ギア２６ａと第２ギア２６ｂとで構成される。第１ギア２６ａは、ロータ２５と一体になって回転できるようにモータジェネレータ１４の出力軸２２に固定される。一方、第２ギア２６ｂは、第１ギア２６ａよりも大径に成形され、多段変速機１３の出力軸３７と一体になって回転できるように固定される。この場合、歯車対２６は、ロータ２５側から回転トルクが入力されることによって減速機構として機能する一方、多段変速機１３の出力軸３７側から回転トルクが入力されることによって増速機構として機能する。
【００２０】
モータジェネレータ１４は、インバータ２３を介してバッテリ（二次電池）２７が接続されている。このバッテリ２７からの直流電力は、インバータ２３で交流電力に変換されてモータジェネレータ１４に供給される。この交流電力が供給されたモータジェネレータ１４は、モータとして作動して、出力軸２２からモータ出力トルクを出力する。一方、このモータジェネレータ１４をジェネレータとして作動させたときは、このモータジェネレータ１４からの交流電力をインバータ２３で直流電力に変換してバッテリ２７に回収、または、電力の回生を行いながら駆動輪１７に制動力（回生制動）を加えることができる。この場合、このモータジェネレータ１４は、多段変速機１３から出力された機械的な動力（出力トルク）が出力軸２２を介してロータ２５に入力され、この入力トルクを交流電力に変換する。このインバータ２３の動作は、モータＥＣＵ１０２によって制御される。
【００２１】
バッテリ２７は、その充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）などを管理するバッテリ用の電子制御装置（以下、バッテリＥＣＵと称する。）１０３が接続されている。このバッテリＥＣＵ１０３は、ＳＯＣセンサ６１が検出したバッテリ２７の充電状態に応じた信号として、充電状態量（ＳＯＣ量）に関する信号をバッテリＥＣＵ１０３に送信する。そのバッテリＥＣＵ１０３は、この信号に基づいてバッテリ２７の充電状態の判定を行い、充電及び放電の要否を判定する。
【００２２】
多段変速機１３は、エンジン１１やモータジェネレータ１４の動力（エンジン出力トルクやモータ出力トルク）を駆動力とし、最終減速装置１６を介して左右の駆動輪１７に伝達するものである。
【００２３】
この手動式の多段変速機１３は、前進４段、後退１段の変速段を有するものであって、前進用の変速段として第１速ギア段３１、第２速ギア段３２、第３速ギア段３３、第４速ギア段３４を有し、後退用の変速段として後退ギア段３５を有している。前進用の変速段は、変速比が第１速ギア段３１、第２速ギア段３２、第３速ギア段３３、第４速ギア段３４の順に小さくなるよう構成されている。また、この多段変速機１３は、エンジン１１のエンジン出力トルクが伝達される入力軸３６と、この入力軸３６に対して間隔を空けて平行に配置された出力軸３７を有している。なお、この多段変速機１３は、その構成を簡易的に説明しており、各変速段の数や配置については、図１のものに限るものではない。
【００２４】
ここで、第１速ギア段３１は、互いに噛み合い状態にある第１速ドライブギア３１ａと第１速ドリブンギア３１ｂとで構成され、第１速ドライブギア３１ａは入力軸３６上に配置され、第１速ドリブンギア３１ｂは出力軸３７上に配置される。第２速ギア段３２は、互いに噛み合い状態にある第２速ドライブギア３２ａと第２速ドリブンギア３２ｂとで構成され、第２速ドライブギア３２ａは入力軸３６上に配置され、第２速ドリブンギア３２ｂは出力軸３７上に配置される。第３速ギア段３３は、互いに噛み合い状態にある第３速ドライブギア３３ａと第３速ドリブンギア３３ｂとで構成され、第３速ドライブギア３３ａは入力軸３６上に配置され、第３速ドリブンギア３３ｂは出力軸３７上に配置される。第４速ギア段３４は、互いに噛み合い状態にある第４速ドライブギア３４ａと第４速ドリブンギア３４ｂとで構成され、第４速ドライブギア３４ａは入力軸３６上に配置され、第４速ドリブンギア３４ｂは出力軸３７上に配置される。
【００２５】
後退ギア段３５は、後退ドライブギア３５ａと後退ドリブンギア３５ｂと後退中間ギア３５ｃとで構成される。後退ドライブギア３５ａは入力軸３６上に配置され、後退ドリブンギア３５ｂは出力軸３７上に配置され、後退中間ギア３５ｃは、後退ドライブギア３５ａ及び後退ドリブンギア３５ｂと噛み合い状態にあり、回転軸３８上に配置される。
【００２６】
なお、実際の多段変速機１３の構成においては、各変速段のドライブギアのうちの何れかが、入力軸３６と一体回転するように配設される一方、残りのドライブギアが入力軸３６に対して相対回転するように配設される。また、各変速段のドリブンギアは、そのうちの何れかが出力軸３７と一体回転するように配設される一方、残りが出力軸３７に対して相対回転するように配設される。
【００２７】
また、入力軸３６や出力軸３７は、運転者による変速操作装置の変速操作により、軸線方向に移動するスリーブを有している。このスリーブは、変速操作装置を運転者が操作したときに軸線方向へ移動し、移動された方向に位置する相対回転可能なドライブギアやドリブンギアを入力軸３６や出力軸３７と一体回転させる。この手動式の多段変速機１３は、スリーブが運転者の変速操作に対応した方向に移動し、変速操作に応じた変速段への切り替えやニュートラル位置への切り替えを行うことができる。
【００２８】
クラッチ１２は、エンジン１１と多段変速機１３との間に介装され、このエンジン１１と多段変速機１３との間で、動力を伝達可能な接続状態と、動力の伝達を遮断可能な切断状態とに切替可能となっている。このクラッチ１２は、乾式または湿式の単板クラッチ、多板クラッチであって、円板状の摩擦板を有し、この摩擦板の摩擦力によりエンジン１１のエンジン出力トルクを出力軸２１から多段変速機１３の入力軸３６に伝達することができる。クラッチ１２は、運転者によるクラッチペダルの踏込み操作により、その作動状態の切替動作（接続状態と切断状態の切替動作）を行うことができる。
【００２９】
また、クラッチ１５は、多段変速機１３とモータジェネレータ１４との間に介装され、この多段変速機１３とモータジェネレータ１４との間で、動力を伝達可能な接続状態と、動力の伝達を遮断可能な切断状態とに切替可能となっている。このクラッチ１５は、ドグクラッチであって、モータジェネレータ１４の出力軸２２と多段変速機１３の入力軸３６とが同一軸線上に配置された状態で、入力軸３６に結合され外歯が形成されたクラッチ部材と、出力軸２２に結合されるクラッチハブと、このクラッチハブの外周側に軸方向移動可能で回転不能な内歯が形成されたスリーブとを有し、出力軸２２と入力軸３６の各回転速度を同期させた後に、外歯と内歯とを噛み合わせることにより出力軸２２と入力軸３６を接続するものである。このクラッチ１５は、アクチュエータ４１の作動により、その作動状態の切替動作（接続状態と切断状態の切替動作）を行うことができる。
【００３０】
最終減速装置１６は、多段変速機１３の出力軸３７から入力された入力トルクを減速して、左右の駆動軸１７に分配するものである。この最終減速装置１６は、出力軸３７の端部に固定されたピニオンギア５１と、このピニオンギア５１に噛み合って回転トルクを減速させながら回転方向を直交方向へと変換するリングギア５２と、このリングギア５２を介して入力された回転トルクを左右の駆動輪１７に分配する差動機構５３とを有している。
【００３１】
更に、このハイブリッド車両は、車両全体の動作を統括的に制御する電子制御装置（以下、ハイブリッドＥＣＵと称する。）１００が設けられている。このハイブリッドＥＣＵ１００は、ＣＰＵ、所定の制御プログラム等を予め記憶しているＲＯＭ、そのＣＰＵの演算結果を一時記憶するＲＡＭ、予め用意された情報等を記憶するバックアップＲＡＭ等で構成されており、エンジンＥＣＵ１０１、モータＥＣＵ１０２、バッテリＥＣＵ１０３との間で各種センサの検出信号や制御指令等の情報の授受ができる。
【００３２】
このハイブリッドＥＣＵ１００は、運転者の駆動要求、バッテリ２７の充電状態、車両走行状態などの情報に基づいて、エンジン運転モードとハイブリッド運転モードとモータ運転モードとの切り替えを行うことができる。
【００３３】
即ち、ハイブリッドＥＣＵ１００がエンジン運転モードを選択した場合、エンジン１１のエンジン出力トルクのみで原則として運転者の駆動要求に応じた要求駆動力を発生させるように、エンジンＥＣＵ１０１とモータジェネレータＥＣＵ１０２とバッテリＥＣＵ１０３に制御指令を送る。エンジンＥＣＵ１０１は、そのエンジン出力トルクを発生させるようにエンジン１１の燃料噴射量等の制御を行う。一方、モータＥＣＵ１０２及びバッテリＥＣＵ１０３は、モータジェネレータ１４をモータとしてもジェネレータとしても作動させないように、モータジェネレータ１４とバッテリ２７を制御する。
【００３４】
また、ハイブリッドＥＣＵ１００がハイブリッド運転モードを選択した場合、エンジン１１のエンジン出力トルクとモータジェネレータ１４のモータまたはジェネレータとしての出力で原則として運転者の駆動要求に応じた要求駆動力を発生させるように、エンジンＥＣＵ１０１とモータＥＣＵ１０２とバッテリＥＣＵ１０３に制御指令を送る。エンジンＥＣＵ１０１は、所定のエンジン出力トルクを発生させるようにエンジン１１の燃料噴射量等の制御を行い、モータＥＣＵ１０２は、所定のモータ出力トルクを発生させるようにインバータ２３を制御してモータジェネレータ１４への給電量を制御する。また、バッテリＥＣＵ１０３は、バッテリ２７の充電量と放電量を管理する。
【００３５】
また、ハイブリッドＥＣＵ１００がモータ運転モードを選択した場合、モータジェネレータ１４のモータ出力トルクのみで運転者の駆動要求に応じた要求駆動力を発生させるように、エンジンＥＣＵ１０１とモータＥＣＵ１０２とバッテリＥＣＵ１０３とに制御指令を送る。モータＥＣＵ１０２は、そのモータ出力トルクを発生させるようにインバータ２３を制御してモータジェネレータ１４への給電量を制御する。このとき、エンジンＥＣＵ１０１は、燃費性能を向上させるべく、エンジン１１の動作を停止させる制御指令が送られる。
【００３６】
このように構成された本実施形態の車両の制御装置にて、上述したように、ハイブリッド車両は、ハイブリッドＥＣＵ１００がエンジン運転モード、ハイブリッド運転モード、モータ運転モードのいずれかを選択可能である。この場合、各運転モードでは、アクチュエータ４１によりクラッチ１５を切断状態とし、エンジン１１の動力やモータジェネレータ１４の動力を多段変速機１３及び最終減速装置１６を介して駆動輪１７に伝達可能とする。
【００３７】
また、バッテリＥＣＵ１０３は、ＳＯＣセンサ６１が検出したバッテリ２７の充電状態量（ＳＯＣ量）に基づいて、バッテリ２７の充電または放電を行う。このバッテリ２７の充電を行う場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、アクチュエータ４１によりクラッチ１５を接続状態とし、エンジン１１の動力を多段変速機１３の入力軸３６、クラッチ１５、出力軸２２を介してモータジェネレータ１４に伝達可能とする。そして、モータＥＣＵ１０２は、モータジェネレータ１４をジェネレータとして作動させ、このモータジェネレータ１４が発電した交流電力をインバータ２３により直流電力に変換してバッテリ２７に蓄電することとなる。このとき、バッテリＥＣＵ１０３は、予め設定された充放電マップに基づいてバッテリ２７の充電量及び放電量を制御する。
【００３８】
ところで、クラッチ１５がモータジェネレータ１４の出力軸２２と多段変速機１３の入力軸３６とを接続した状態で、フェール（故障）した場合、モータジェネレータ１４が多段変速機１３、最終減速装置１６、駆動輪１７と駆動連結された状態であることから、車両が走行しないと、モータジェネレータ１４を作動して発電を行うことができない。例えば、この故障した状態で、車両が渋滞道路に遭遇したとき、バッテリ２７の充電を行うことが制限され、充電量が低下してしまう。バッテリ２７の充電量が低下すると、補機などを駆動するための電力が不足してしまう。
【００３９】
そのため、本実施形態では、本発明の伝達切替装置としてのクラッチ１５の接続状態または切断状態を検出するクラッチセンサ６２を設け、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クラッチ１５を作動するアクチュエータ４１への切替指令と、クラッチセンサ６２が検出したクラッチ１５の状態（接続状態または切断状態）に基づいてクラッチ１５の故障を検出する。即ち、ハイブリッドＥＣＵ１００は、アクチュエータ４１へクラッチ１５の切断指令（接続指令）を出力しても、クラッチセンサ６２がクラッチ１５の接続状態（切断状態）を検出したときに、クラッチ１５の故障を判定する。本実施形態では、ハイブリッドＥＣＵ１００とクラッチセンサ６２が本発明の故障検出部として機能する。そして、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クラッチ１５の故障を判定したときには、バッテリ制御部としてのバッテリＥＣＵ１０３に指令を出力し、バッテリＥＣＵ１０３は、バッテリ２７の放電量を低減する。
【００４０】
具体的に、バッテリＥＣＵ１０３は、予め設定された充放電マップに基づいてバッテリ２７の充電量及び放電量を制御可能であり、ハイブリッドＥＣＵ１００がクラッチ１５の故障を検出したときには、この充放電マップにおける充電状態量に対する放電量を低下させる。
【００４１】
また、バッテリＥＣＵ１０３は、ハイブリッドＥＣＵ１００がクラッチ１５の故障を検出したときには、充放電マップにおける充電要求電力の充電と放電との切替点を充電状態量が増加する側に移行する。
【００４２】
また、バッテリＥＣＵ１０３は、ハイブリッドＥＣＵ１００がクラッチ１５の故障を検出したときには、バッテリ２７の充電が必要となる充電状態量下限値を増加する側に移行する。
【００４３】
ここで、本実施形態の車両の制御装置におけるバッテリ制御の処理を図２のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００４４】
本実施形態の車両の制御装置におけるバッテリ制御において、図２に示すように、ステップＳ１１にて、クラッチ（ドグクラッチ）１５がフェール（故障）状態にあるかどうかを判定する。この場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クラッチ１５への作動指令と、クラッチセンサ６２の検出結果に基づいてクラッチ１５のフェール状態の判定を行う。ここで、クラッチ１５がフェール状態にあると判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ１２にて、クラッチ（ドグクラッチ）１５が接続状態にあるかどうかを判定する。この場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クラッチセンサ６２が検出したクラッチ１５の検出結果に基づいてクラッチ１５の接続状態の判定を行う。
【００４５】
ステップＳ１１にて、クラッチ１５がフェール状態にないと判定（Ｎｏ）されたり、ステップＳ１２にて、クラッチ１５が接続状態にないと判定（Ｎｏ）されたりしたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。
【００４６】
一方、ステップＳ１１にて、クラッチ１５がフェール状態にあると判定（Ｙｅｓ）され、且つ、ステップＳ１２にて、クラッチ１５が接続状態にあると判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ１３にて、バッテリＥＣＵ１０３は、予め設定された充放電マップにおける充電状態量に対する放電量を低下させると共に、この充放電マップにおける充電要求電力の充電と放電との切替点を充電状態量が増加する側に移行する。
【００４７】
即ち、図３に示すように、バッテリＥＣＵ１０３は、充電状態量ＳＯＣに対する充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅ、つまり、放電領域及び充電領域を表す充放電マップを有している。この充放電マップでは、充電状態量ＳＯＣの低領域では、バッテリ２７の充電量が不十分であることから、バッテリ２７への充電が適正に行われるように充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅが設定される。一方、充放電マップにて、充電状態量ＳＯＣの高領域では、バッテリ２７の充電量が十分であることから、バッテリ２７からの放電が適正に行われるように充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅが設定される。この場合、充電状態量ＳＯＣの低領域における充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅは、＋（プラス）であり、充電状態量ＳＯＣの高領域における充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅは、−（マイナス）である。
【００４８】
そして、充放電マップにて、充電状態量ＳＯＣの低領域側における充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅ（＋）は所定の位置で増加し、充電状態量ＳＯＣの高領域側における充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅ（−）は所定の位置で減少し、充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅが０となる切替点Ａ（Ａ１，Ａ２）、つまり、充電状態量ＳＯＣの中心点で接続されている。
【００４９】
上述したステップＳ１３では、バッテリＥＣＵ１０３は、図３に表す充放電マップにて、実線で表す切替点Ａ１を通る充電状態量ＳＯＣに対する充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅを、一点差線で表す切替点Ａ２を通る充電状態量ＳＯＣに対する充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅに変更する。つまり、充電状態量ＳＯＣの高領域の放電量を低下させると共に、充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅの充電と放電との切替点Ａ１を充電状態量ＳＯＣが増加する切替点Ａ２に移行する。
【００５０】
なお、バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣは、バッテリ２７の温度にも依存するものであり、図４に示すように、バッテリ温度に対するバッテリ充電状態量ＳＯＣを表すテーブルが設定されている。本実施形態では、このテーブルにて、Ａ１に表す領域から、Ａ２に表す領域に変更することを意味している。
【００５１】
そのため、バッテリＥＣＵ１０３は、バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣが十分であっても、バッテリ２７の放電量が減少することとなり、正味の充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅが減少し、バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣが低下しにくくなる。
【００５２】
図２に戻り、ステップＳ１４にて、バッテリＥＣＵ１０３は、続いて、バッテリ２７の充電が必要となる充電状態量下限値を増加する側に移行する。即ち、図５に示すように、ハイブリッド車両の走行や補機の使用により、バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣは、時間の経過と共に変動する。バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣが変動するとき、バッテリＥＣＵ１０３は、バッテリ２７の充電が必要となる充電状態量下限値と、バッテリ２７の放電が必要となる充電状態量上限値が設定されている。
【００５３】
上述したステップＳ１４では、バッテリＥＣＵ１０３は、図５に実線で表す充電状態量下限値を、図５に一点鎖線で表す充電状態量下限値に変更する。つまり、バッテリ２７の充電状態量下限値を増加する側に移行している。
【００５４】
そのため、バッテリＥＣＵ１０３は、バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣが０％に近い位置まで低下しなくても、バッテリ２７の充電が開始されることとなり、バッテリ２７への充電タイミングが早くなり、バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣの平均値が増加する。
【００５５】
このように本実施形態の車両の制御装置にあっては、エンジン１１にクラッチ１２を介して多段変速機１３を駆動連結すると共に、モータジェネレータ１４にクラッチ１５を介して多段変速機１３を駆動連結し、多段変速機１３に最終減速装置１６を介して駆動輪１７を駆動連結し、モータジェネレータ１４にインバータ２３を介してバッテリ２７を接続し、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クラッチセンサ６２の検出結果に基づいてクラッチ１５の故障を検出したときに、バッテリＥＣＵ１０３は、このバッテリ２７の放電量を低減するようにしている。
【００５６】
従って、クラッチ１５によりモータジェネレータ１４と多段変速機１３が駆動連結した状態、つまり、ハイブリッド車両が走行できずに、バッテリ２７の充電を行うことが困難な状況では、バッテリ２７の放電を抑制することが可能となり、バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣが低下しにくくなり、バッテリ２７を保護して補機などを駆動する電力を確保することができる。
【００５７】
また、本実施形態の車両の制御装置では、バッテリＥＣＵ１０３は、予め設定された充放電マップに基づいてバッテリ２７の充電量及び放電量を制御可能であり、ハイブリッドＥＣＵ１００がクラッチ１５の故障を検出したときには、充放電マップにおける充電状態量に対する放電量を低下させる。従って、バッテリＥＣＵ１０３は、バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣが十分であっても、バッテリ２７の放電量が減少することとなり、正味の充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅが減少し、バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣの低下を抑制することができる。
【００５８】
また、本実施形態の車両の制御装置では、バッテリＥＣＵ１０３は、ハイブリッドＥＣＵ１００がクラッチ１５の故障を検出したときには、充放電マップにおける充電要求電力の充電と放電との切替点を充電状態量が増加する側に移行する。従って、バッテリＥＣＵ１０３は、バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣが十分であっても、バッテリ２７の放電量が減少することとなり、正味の充電要求電力Ｐｃｈａｒｇｅが減少し、バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣの低下を抑制することができる。
【００５９】
また、本実施形態の車両の制御装置では、バッテリＥＣＵ１０３は、ハイブリッドＥＣＵ１００がクラッチ１５の故障を検出したときには、バッテリ２７の充電が必要となる充電状態量下限値を増加する側に移行する。従って、バッテリＥＣＵ１０３は、バッテリ２７の充電を早期に開始することとなり、バッテリ２７の充電状態量ＳＯＣの低下を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上のように、本発明に係る車両の制御装置は、伝達切替装置が故障したときにはバッテリの放電量を低減することで、バッテリの充電を行うことが困難な場合にバッテリの放電を抑制可能とするものであり、いずれの車両を制御する装置にも有用である。
【符号の説明】
【００６１】
１１ エンジン（内燃機関）
１２ クラッチ
１３ 多段変速機（動力伝達装置）
１４ モータジェネレータ（電気モータ）
１５ クラッチ（動力伝達切替装置）
１６ 最終減速装置（動力伝達装置）
１７ 駆動輪
２６ 歯車対（動力伝達装置）
６１ ＳＯＣセンサ
６２ クラッチセンサ（故障検出部）
１００ ハイブリッドＥＣＵ（故障検出部）
１０１ エンジンＥＣＵ
１０２ モータＥＣＵ
１０３ バッテリＥＣＵ（バッテリ制御部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
電気モータと、
前記内燃機関の動力を前記電気モータに伝達可能であると共に前記内燃機関の動力と前記モータの動力を駆動輪に伝達可能な動力伝達装置と、
前記電気モータに電力を供給可能であると共に該電気モータが発電した電力を蓄電可能なバッテリと、
前記内燃機関と前記電気モータとの間で動力を伝達可能な接続状態と動力を遮断可能な切断状態とに切替可能な動力伝達切替装置と、
を備える車両に用いられる制御装置であって、
該制御装置は、
前記伝達切替装置の故障を検出する故障検出部と、
前記バッテリの充電状態及び放電状態を制御すると共に前記故障検出部が前記動力伝達切替装置の故障を検出したときに前記バッテリの放電量を低減するバッテリ制御部と、
を備えることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記バッテリ制御部は、予め設定された充放電マップに基づいて前記バッテリの充電量及び放電量を制御可能であり、前記故障検出部が前記動力伝達切替装置の故障を検出したときには、前記充放電マップにおける充電状態量に対する放電量を低下させることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記バッテリ制御部は、予め設定された充放電マップに基づいて前記バッテリの充電量及び放電量を制御可能であり、前記故障検出部が前記動力伝達切替装置の故障を検出したときには、前記充放電マップにおける充電要求電力の充電と放電との切替点を充電状態量が増加する側に移行することを特徴とする請求項１または２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記バッテリ制御部は、前記故障検出部が前記動力伝達切替装置の故障を検出したときには、前記バッテリの充電が必要となる充電状態量下限値を増加する側に移行することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の車両の制御装置。
【請求項１】
内燃機関と、
電気モータと、
前記内燃機関の動力を前記電気モータに伝達可能であると共に前記内燃機関の動力と前記モータの動力を駆動輪に伝達可能な動力伝達装置と、
前記電気モータに電力を供給可能であると共に該電気モータが発電した電力を蓄電可能なバッテリと、
前記内燃機関と前記電気モータとの間で動力を伝達可能な接続状態と動力を遮断可能な切断状態とに切替可能な動力伝達切替装置と、
を備える車両に用いられる制御装置であって、
該制御装置は、
前記伝達切替装置の故障を検出する故障検出部と、
前記バッテリの充電状態及び放電状態を制御すると共に前記故障検出部が前記動力伝達切替装置の故障を検出したときに前記バッテリの放電量を低減するバッテリ制御部と、
を備えることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記バッテリ制御部は、予め設定された充放電マップに基づいて前記バッテリの充電量及び放電量を制御可能であり、前記故障検出部が前記動力伝達切替装置の故障を検出したときには、前記充放電マップにおける充電状態量に対する放電量を低下させることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記バッテリ制御部は、予め設定された充放電マップに基づいて前記バッテリの充電量及び放電量を制御可能であり、前記故障検出部が前記動力伝達切替装置の故障を検出したときには、前記充放電マップにおける充電要求電力の充電と放電との切替点を充電状態量が増加する側に移行することを特徴とする請求項１または２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記バッテリ制御部は、前記故障検出部が前記動力伝達切替装置の故障を検出したときには、前記バッテリの充電が必要となる充電状態量下限値を増加する側に移行することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２３０７０６（Ｐ２０１１−２３０７０６Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０４３３５（Ｐ２０１０−１０４３３５）
【出願日】平成２２年４月２８日（２０１０．４．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（５９２０５８３１５）アイシン・エーアイ株式会社 (490)
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２８日（２０１０．４．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（５９２０５８３１５）アイシン・エーアイ株式会社 (490)
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
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