(57)【要約】【課題】車両の制御装置において、電気モータの過回転を抑制して耐久性の向上を図る。【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及び歯車対２６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、ハイブリッドＥＣＵ１００は、出力軸３７側の異常を検出したときに、クラッチ１５により、モータジェネレータ１４の出力軸２２と多段変速機１３の出力軸３７との接続を遮断する。【選択図】図１
2011251550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
電気モータと、
前記内燃機関と前記電気モータと駆動輪との間で動力の伝達が可能な動力伝達装置と、
前記電気モータと前記動力伝達装置との接続を遮断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、
前記電気モータの異常を予測する異常予測部と、
該異常予測部が前記電気モータの異常を予測したときに前記動力伝達切替装置により前記電気モータと前記動力伝達装置との間の接続を遮断する切替制御部と、
を備えることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記動力伝達装置は、入力軸及び出力軸を有し、前記動力伝達切替装置は、前記電気モータが前記入力軸に接続されて前記出力軸に接続されない第１切替状態と、前記電気モータが前記入力軸に接続されないで前記出力軸に接続される第２切替状態と、前記電気モータが前記入力軸及び前記出力軸に接続されない第３切替状態とに切替可能であ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】
前記動力伝達装置は、入力軸及び出力軸を有し、車両の走行状態を検出する走行状態検出部と、ドライバによる車両の運転状態を検出する運転状態検出部とを設け、前記切替制御部は、前記異常予測部が前記電気モータの異常を予測したときに、前記動力伝達切替装置により、車両の走行状態とドライバによる車両の運転状態に基づいて前記電気モータと前記入力軸との接続を遮断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】
前記走行状態検出部は、車輪のスリップを検出可能であり、前記切替制御部は、前記異常予測部が前記電気モータの異常を予測したときに、前記動力伝達切替装置により、車輪のスリップを検出したら前記電気モータと前記入力軸との接続を遮断することを特徴とする請求項３に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記動力伝達装置は、入力軸及び出力軸を有し、ドライバの操作により前記動力伝達切替装置を作動可能な切替操作装置を設け、該切替操作装置により前記電気モータと前記出力軸とを接続する操作があったとき、前記切替制御部は、前記異常予測部が前記電気モータの異常を予測していれば、前記電気モータと前記出力軸との接続を禁止することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の車両の制御装置。
【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】
従来から、内燃機関と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に記載されたハイブリッド車用駆動装置では、エンジンの出力軸を無段変速機構の入力軸に連結し、無段変速機構の出力軸をモータに連結し、エンジンの出力を遊星歯車機構から各クラッチを介して出力可能とすると共に、モータの出力を遊星歯車機構から各クラッチを介して出力可能としている。そのため、各クラッチの係合選択により、車両走行の低速、高速を通じてモータの高速回転を維持した低トルク出力と高能率回生を可能とし、モータの効率的利用を達成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１７５３２０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用駆動装置にあっては、遊星歯車機構の出力軸側の回転数が上昇するような車両の高速走行状態にて、この遊星歯車機構を含む出力側に異常が生じた場合、出力軸側の回転数が、設計仕様を意図していないような高回転数領域まで上昇するおそれがある。すると、モータが過回転状態となって、このモータに作用する負荷が大きくなってしまう。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、電気モータの過回転を抑制して耐久性の向上を図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、前記内燃機関と前記電気モータと駆動輪との間で動力の伝達が可能な動力伝達装置と、前記電気モータと前記動力伝達装置との接続を遮断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、前記電気モータの異常を予測する異常予測部と、該異常予測部が前記電気モータの異常を予測したときに前記動力伝達切替装置により前記電気モータと前記動力伝達装置との間の接続を遮断する切替制御部と、を備えることを特徴とするとする。
【０００７】
上記車両の制御装置にて、前記動力伝達装置は、入力軸及び出力軸を有し、前記動力伝達切替装置は、前記電気モータが前記入力軸に接続されて前記出力軸に接続されない第１切替状態と、前記電気モータが前記入力軸に接続されないで前記出力軸に接続される第２切替状態と、前記電気モータが前記入力軸及び前記出力軸に接続されない第３切替状態とに切替可能であることが好ましい。
【０００８】
上記車両の制御装置にて、前記動力伝達装置は、入力軸及び出力軸を有し、車両の走行状態を検出する走行状態検出部と、ドライバによる車両の運転状態を検出する運転状態検出部とを設け、前記切替制御部は、前記異常予測部が前記電気モータの異常を予測したときに、前記動力伝達切替装置により、車両の走行状態とドライバによる車両の運転状態に基づいて前記電気モータと前記入力軸との接続を遮断することが好ましい。
【０００９】
上記車両の制御装置にて、前記走行状態検出部は、車輪のスリップを検出可能であり、前記切替制御部は、前記異常予測部が前記電気モータの異常を予測したときに、前記動力伝達切替装置により、車輪のスリップを検出したら前記電気モータと前記入力軸との接続を遮断することが好ましい。
【００１０】
上記車両の制御装置にて、前記動力伝達装置は、入力軸及び出力軸を有し、ドライバの操作により前記動力伝達切替装置を作動可能な切替操作装置を設け、該切替操作装置により前記電気モータと前記出力軸とを接続する操作があったとき、前記切替制御部は、前記異常予測部が前記電気モータの異常を予測していれば、前記電気モータと前記出力軸との接続を禁止することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る車両の制御装置は、電気モータの異常を予測したときに、動力伝達切替装置により電気モータと動力伝達装置との間の接続を遮断するので、電気モータの過回転を抑制して耐久性の向上を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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モータジェネレータの特性を表すグラフである。
【図３】図３は、本実施形態の車両の制御装置における切替制御の処理を表すフローチャートである。
【図４】図４は、本実施形態の車両の制御装置におけるモータジェネレータの接続先変更の選択制御の処理を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
〔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モータジェネレータの特性を表すグラフ、図３は、本実施形態の車両の制御装置における切替制御の処理を表すフローチャート、図４は、本実施形態の車両の制御装置におけるモータジェネレータの接続先変更の選択制御の処理を表すフローチャートである。
【００１５】
本実施形態のハイブリッド車両は、図１に示すように、動力源としてのエンジン（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、動力源としての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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
また、モータジェネレータ１４は、出力軸２２がクラッチ１５を介して多段変速機１３の入力軸３６に連結可能であると共に、クラッチ１５及び歯車対（動力伝達装置）２６を介して多段変速機１３の出力軸３７に連結可能となっている。そして、モータジェネレータ１４は、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の出力軸３７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の入力軸３６または出力軸３７からの機械的な動力が出力軸２２に入力される。
【００２０】
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に装着される。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この出力軸３７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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
多段変速機１３は、エンジン１１の動力（エンジン出力トルク）やモータジェネレータ１４の動力（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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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の出力軸２１と多段変速機１３の入力軸３６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（図示略）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。
【００３０】
一方、クラッチ１５は、多段変速機１３とモータジェネレータ１４と歯車対２６との間に介装され、多段変速機１３とモータジェネレータ１４との間、モータジェネレータ１４と歯車対２６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。具体的に説明すると、クラッチ１５は、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との間で動力伝達を行う接続状態と、両者間の動力伝達を遮断する切断状態とに切り替えることができる。また、クラッチ１５は、モータジェネレータ１４の出力軸２２と歯車対２６の第１ギア２６ａとの間で動力伝達を行う接続状態と、両者間の動力伝達を遮断する切断状態とを切り替えることができる。
【００３１】
即ち、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上を移動することで、出力軸２２と入力軸３６との接続及び切断を行うと共に、出力軸２２と歯車対２６の第１ギア２６ａとの接続及び切断を行うスリーブ４１を有している。このスリーブ４１は、円筒形状をなして出力軸２２の外周部に嵌合し、出力軸２２に対して、軸方向に相対移動可能であるが、周方向には相対回転不能となっている。そして、このスリーブ４１は、一端部側に入力軸３６側の外歯に噛み合い可能な内歯が設けられ、他端部側に第１ギア２６ａの内歯に噛み合い可能な外歯が設けられ、アクチュエータ４２により作動可能となっている。この場合、各内歯及び外歯は、スプラインであってもよい。
【００３２】
従って、クラッチ１５は、アクチュエータ４２によりスリーブ４１が作動することで、多段変速機１３とモータジェネレータ１４と歯車対２６の接続及び切断状態を、第１切替状態、第２切替状態、第３切替状態に切替可能である。この第１切替状態とは、モータジェネレータ１４の出力軸２２がスリーブ４１を介して多段変速機１３の入力軸３６に接続される一方で、この出力軸２２が歯車対２６の第１ギア２６ａと切り離されて多段変速機１３の出力軸３７に接続されない状態である。また、第２切替状態とは、モータジェネレータ１４の出力軸２２が多段変速機１３の入力軸３６と切り離されて接続されない一方で、この出力軸２２がスリーブ４１を介して歯車対２６の第１ギア２６ａと一体となって多段変速機１３の出力軸３７に接続される状態である。また、第３切替状態とは、モータジェネレータ１４の出力軸２２が多段変速機１３の入力軸３６と切り離されて接続されないと共に、この出力軸２２が歯車対２６の第１ギア２６ａと切り離されて多段変速機１３の出力軸３７に接続されない状態である。
【００３３】
この場合、アクチュエータ４２は、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の各回転速度、または、モータジェネレータ１４の出力軸２２と歯車対２６の第１ギア２６ａ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それぞれを接続するものである。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。また、このとき、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クラッチ１５を作動し、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を切断し、この出力軸２２と歯車対２６の第１ギア２６ａとを切断する第３切替状態とする。
【００３８】
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。また、このとき、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クラッチ１５を作動し、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とを切断し、この出力軸２２と歯車対２６の第１ギア２６ａとを接続する第２切替状態とする。
【００３９】
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。また、このとき、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クラッチ１５を第２切替状態とする。
【００４０】
なお、ハイブリッドＥＣＵ１００がモータ運転モードからハイブリッド運転モードに移行するとき、エンジン１１を始動する必要がある。このとき、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クラッチ１５を作動し、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を接続し、この出力軸２２と歯車対２６の第１ギア２６ａとを切断する第１切替状態とする。そして、ハイブリッドＥＣＵ１００は、運転者の駆動要求に応じた要求駆動力を確保した上で、エンジン１１を始動するため、エンジンＥＣＵ１０１とモータＥＣＵ１０２とバッテリＥＣＵ１０３に制御指令を送る。また、エンジン１１の出力によりモータジェネレータ１４をジェネレータとして機能させるとき、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クラッチ１５を第３切替状態とする。
【００４１】
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、ハイブリッドＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両のハイブリッド運転モードやモータ運転モードを選択しているとき、クラッチ１５は、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とが切断され、この出力軸２２と歯車対２６の第１ギア２６ａとが接続する第２切替状態となっている。
【００４２】
このようなハイブリッド車両の運転モードにて、車両が高速走行状態にあるとき、多段変速機１３や最終減速装置１６などは、その回転数が高回転領域まで上昇する。すると、この多段変速機１３に駆動連結しているモータジェネレータ１４も回転数が高回転領域まで上昇する。このとき、モータジェネレータ１４は過回転状態となり、負荷が大きくなってしまう。モータジェネレータ１４は、一般に、図２に示すような特性を有している。即ち、モータジェネレータ１４は、回転数の上昇に伴って出力トルクが減少するような等効率線をもって制御される。そのため、モータジェネレータ１４が過回転状態となると、出力トルクが低下し、異常が発生するおそれがある。
【００４３】
そこで、本実施形態では、モータジェネレータ１４の異常を予測する異常予測部と、この異常予測部がモータジェネレータ１４の異常を予測したときにクラッチ１５によりモータジェネレータ１４と多段変速機１３との間の接続を遮断する切替制御部とを設けている。ここで、ハイブリッドＥＣＵ１００は、本発明の異常予測部及び切替制御部として機能し、モータジェネレータ１４の異常、例えば、多段変速機１３における出力軸３７側の異常を予測したときには、クラッチ１５により、モータジェネレータ１４の出力軸２２と歯車対２６の第１ギア２６ａとを切り離すことで、モータジェネレータ１４の出力軸２２と多段変速機１３の出力軸３７との接続を遮断するようにしている。この場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、車速センサ６１が検出した現在のハイブリッド車両の走行速度（車速）と、モータジェネレータ１４が正常に動作可能な上限回転数に対応したハイブリッド車両の走行速度（車速）から予め設定された余裕分を減算した比較車速を比較し、現在の車速が比較車速を超えていれば異常が発生する可能性があると予測する。
【００４４】
この場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クラッチ１５により、多段変速機１３とモータジェネレータ１４と歯車対２６との接続及び切断状態を、上述した第１切替状態、第２切替状態、第３切替状態に切替可能であり、多段変速機１３における出力軸３７側の異常を予測したときには、第２切替状態から第１切替状態または第３切替状態に切り替えるようにしている。
【００４５】
具体的に、ハイブリッド車両の走行状態を検出する走行状態検出部として、車速センサ６１と車輪速センサ６２を用いる。また、ドライバによる車両の運転状態を検出する運転状態検出部として、ブレーキペダルストロークセンサ６３を用いる。そして、ハイブリッドＥＣＵ１００は、多段変速機１３における出力軸３７側の異常を予測したとき、クラッチ１５により、車速、車輪速、ブレーキペダルストロークに基づいてモータジェネレータ１４の出力軸２２と多段変速機１３の出力軸３７との接続を遮断する。
【００４６】
即ち、ハイブリッドＥＣＵ１００は、車速センサ６１が検出した現在のハイブリッド車両の車速に基づいて、高速道路を走行中であるかを判定する。この場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、ナビゲーション装置を用いてハイブリッド車両が高速道路を走行中であるかを判定してもよい。また、ハイブリッドＥＣＵ１００は、車速センサ（加速度センサ）６１が検出した現在のハイブリッド車両の車速（加速度から算出した実際の車速）と、車輪速センサ（加速度センサ）６２が検出した車速（車輪加速度から算出した推定車速）とを比較して、車輪がスリップ状態であるかを判定する。また、ハイブリッドＥＣＵ１００は、ブレーキペダルストロークセンサ６３が検出したブレーキペダルストロークに基づいて、ドライバがブレーキ操作を行っていないかを判定する。そして、ハイブリッドＥＣＵ１００は、多段変速機１３における出力軸３７側の異常を予測したとき、クラッチ１５により、ハイブリッド車両が高速道路を走行中で、且つ、車輪がスリップ状態で、且つ、ブレーキが非操作状態であるとき、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及び出力軸３７との接続を遮断する第３切替状態とする。
【００４７】
また、クラッチ１５は、ハイブリッドＥＣＵ１００がアクチュエータ４２の作動を制御することで、接続状態と切断状態とを切替可能であるが、ドライバがアクチュエータ４２を作動して、クラッチ１５を接続状態と切断状態との間で切替可能な切替スイッチ（切替操作装置）４３が設けられている。また、クラッチ１５の接続状態、切断状態を検出するクラッチセンサ４４が設けられている。そのため、ドライバがこの切替スイッチ４３を操作すると、ハイブリッドＥＣＵ１００は、その操作によりアクチュエータ４２を作動してクラッチ１５を接続状態と切断状態との間で切り替える。
【００４８】
但し、切替スイッチ４３により、クラッチ１５を作動してモータジェネレータ１４の出力軸２２と多段変速機１３の出力軸３７とを接続する操作があったとき、ハイブリッドＥＣＵ１００は、多段変速機１３における出力軸３７側の異常を予測していれば、モータジェネレータ１４の出力軸２２と多段変速機１３の出力軸３７との接続を禁止するようにしている。
【００４９】
ここで、本実施形態の車両の制御装置における切替制御の処理を図３及び図４のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００５０】
本実施形態の車両の制御装置における切替制御において、図３に示すように、ステップＳ１１にて、ハイブリッドＥＣＵ１００は、車速センサ６１が検出した現在のハイブリッド車両の車速Ｖが、モータジェネレータ１４の上限回転数に対応したハイブリッド車両の走行速度（車速）Ｖ１から余裕分Ｖａを減算した第１比較車速（Ｖ１−Ｖａ）を超えているかどうかを判定する。ここで、車速Ｖが第１比較車速（Ｖ１−Ｖａ）を超えていないと判定されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。
【００５１】
一方、このステップＳ１１にて、現在のハイブリッド車両の車速Ｖが第１比較車速（Ｖ１−Ｖａ）を超えていると判定されたら、ステップＳ１２にて、ハイブリッドＥＣＵ１００は、モータジェネレータ１４の出力軸２２が歯車対２６の第１ギア２６ａと接続することで、多段変速機１３の出力軸３７と接続する第２切替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４４の検出結果に基づいて、クラッチ１５の接続、切断状態を判定する。
【００５２】
このステップＳ１２にて、モータジェネレータ１４の出力軸２２が多段変速機１３の出力軸３７と接続する第２切替状態にあると判定されたら、ステップＳ１３にて、ドライバに対して、モータジェネレータ１４の出力軸２２の接続先を変更する指示を出す。この場合、ドライバの指示をインストルメントパネルのディスプレイに表示したり、スピーカから音声により出力したりする。
【００５３】
ステップＳ１４にて、ハイブリッドＥＣＵ１００は、車速センサ６１が検出した現在のハイブリッド車両の車速Ｖが、モータジェネレータ１４の上限回転数に対応したハイブリッド車両の車速Ｖ１から余裕分Ｖｂを減算した第２比較車速（Ｖ１−Ｖｂ）を超えているかどうかを判定する。なお、余裕分Ｖａと余裕分Ｖｂとの関係は、Ｖａ＞Ｖｂである。ここで、車速Ｖが第２比較車速（Ｖ１−Ｖｂ）を超えていないと判定されたら、ドライバが、ハイブリッド車両の速度を低下させたものと判定し、何もしないでこのルーチンを抜ける。
【００５４】
一方、このステップＳ１４にて、現在のハイブリッド車両の車速Ｖが第２比較車速（Ｖ１−Ｖｂ）を超えていると判定されたら、ステップＳ１５にて、ハイブリッドＥＣＵ１００は、再び、モータジェネレータ１４の出力軸２２が多段変速機１３の出力軸３７と接続する第２切替状態にあるかどうかを判定する。
【００５５】
このステップＳ１５にて、モータジェネレータ１４の出力軸２２が多段変速機１３の出力軸３７と接続する第２切替状態にないと判定されたら、ドライバが、モータジェネレータ１４の出力軸２２の接続先を変更する操作、つまり、切替スイッチ４３を操作したものと判定し、何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、ここで、モータジェネレータ１４の出力軸２２が多段変速機１３の出力軸３７と接続する第２切替状態にあると判定されたら、ステップＳ１６にて、ハイブリッドＥＣＵ１００は、モータジェネレータ１４の出力軸２２の接続先を変更するための選択制御の処理を実行する。
【００５６】
このモータジェネレータ１４の出力軸２２の接続先を変更するための選択制御において、図４に示すように、ステップＳ２１にて、ハイブリッドＥＣＵ１００は、車速センサ６１が検出した現在のハイブリッド車両の車速に基づいて、または、ナビゲーション装置を用いてハイブリッド車両が高速道路を走行中であるかを判定する。ここで、ハイブリッド車両が高速道路を走行中であると判定されたら、ステップＳ２２にて、ハイブリッドＥＣＵ１００は、車速センサ６１と車輪速センサ６２の検出結果に基づいて、ハイブリッド車両の車輪がスリップ状態であるかを判定する。ここで、ハイブリッド車両の車輪がスリップ状態であると判定されたら、ステップＳ２３にて、ハイブリッドＥＣＵ１００は、ブレーキペダルストロークセンサ６３が検出したブレーキペダルストロークに基づいて、ドライバがブレーキ操作を行っていないかを判定する。
【００５７】
ここで、ドライバがブレーキ操作を行っていないと判定されたら、ステップＳ２４にて、モータジェネレータ１４の出力軸２２の接続先をフリー、つまり、出力軸２２と多段変速機１３の入力軸３６との接続を切断すると共に、出力軸２２と歯車対２６の第１ギア２６ａとの接続を切断する第３切替状態とする。一方、ステップＳ２１にて、ハイブリッド車両が高速道路を走行中でないと判定されたり、ステップＳ２２にて、ハイブリッド車両の車輪がスリップ状態でないと判定されたり、ステップＳ２３にて、ドライバがブレーキ操作を行っていると判定されたら、ステップＳ２５にて、モータジェネレータ１４の出力軸２２の接続先を入力軸３６、つまり、出力軸２２と多段変速機１３の入力軸３６とが接続する一方で、出力軸２２と歯車対２６の第１ギア２６ａとの接続が切断する第１切替状態とする。
【００５８】
図３に戻り、ステップＳ１６にて、ハイブリッドＥＣＵ１００は、モータジェネレータ１４の出力軸２２の接続先を決定すると、ステップＳ１７にて、クラッチ１５を駆動することで、第３切替状態または第１切替状態に切り替える。
【００５９】
また、ステップＳ１２にて、モータジェネレータ１４の出力軸２２が多段変速機１３の出力軸３７と接続する第２切替状態にないと判定されたら、ステップＳ１８にて、ドライバから、モータジェネレータ１４の出力軸２２の接続先を多段変速機１３の出力軸３７に設定する要求があるかどうかを判定する。つまり、切替スイッチ４３により、クラッチ１５を作動してモータジェネレータ１４の出力軸２２と多段変速機１３の出力軸３７とを接続する操作があったかどうかを判定する。ここで、切替スイッチ４３の操作がないと判定されれば、何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、切替スイッチ４３の操作があったと判定されたら、ステップＳ１９にて、ハイブリッドＥＣＵ１００は、多段変速機１３における出力軸３７側の異常を予測していることから、モータジェネレータ１４の出力軸２２と多段変速機１３の出力軸３７との接続を禁止し、この接続禁止の動作をドライバに教示する。
【００６０】
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及び歯車対２６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、ハイブリッドＥＣＵ１００は、モータジェネレータ１４の異常、ここでは、出力軸３７側の異常を予測したときに、クラッチ１５により、モータジェネレータ１４の出力軸２２と多段変速機１３の出力軸３７との接続を遮断するようにしている。
【００６１】
従って、多段変速機１３の出力軸３７側の異常が予測されるときに、クラッチ１５を作動してモータジェネレータ１４の出力軸２２と歯車対２６の第１ギア２６ａとの接続を解除することで、この出力軸２２と多段変速機１３の出力軸３７との接続を遮断する。そのため、多段変速機１３の出力軸３７側の回転数が高回転領域まで上昇するとき、モータジェネレータ１４との連結を解除することで、モータジェネレータ１４が過回転状態となることが防止され、耐久性の向上を図ることができる。
【００６２】
この場合、クラッチ１５は、モータジェネレータ１４の出力軸２２が多段変速機１３の入力軸３６に接続されて出力軸３７に接続されない第１切替状態と、モータジェネレータ１４の出力軸２２が多段変速機１３の入力軸３６と接続されないで出力軸３７に接続される第２切替状態と、モータジェネレータ１４の出力軸２２が多段変速機１３の入力軸３６及び出力軸３７に接続されない第３切替状態とに切替可能である。ハイブリッドＥＣＵ１００は、出力軸３７側の異常を検出したときに、クラッチ１５を第１切替状態または第３切替状態に切り替える。従って、クラッチ１５の作動により、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と出力軸３７との接続状態を容易に変更することができ、構造の簡素化及び走行安全性を向上することができる。
【００６３】
また、本実施形態の車両の制御装置では、ハイブリッドＥＣＵ１００は、多段変速機１３における出力軸３７側の異常を予測したとき、クラッチ１５により、車両の走行状態とドライバによる車両の運転状態に基づいてモータジェネレータ１４の出力軸２２の接続先を決定している。具体的には、ハイブリッド車両が高速道路を走行中で、且つ、車輪がスリップ状態で、且つ、ブレーキが非操作状態であるとき、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及び出力軸３７との接続を遮断する第３切替状態とする。従って、車両の走行状態や運転状態に応じて、モータジェネレータ１４の出力軸２２を多段変速機１３の入力軸３６及び出力軸３７のいずれとも接続しない状態とし、その後、安全を確保した上で接続先を設定することで、出力軸２２の適切な接続先を設定することができる。
【００６４】
また、本実施形態の車両の制御装置では、ドライバが切替スイッチ４３によりモータジェネレータ１４の出力軸２２と多段変速機１３の出力軸３７とを接続する操作があったとき、ハイブリッドＥＣＵ１００は、多段変速機１３における出力軸３７側の異常を予測していれば、モータジェネレータ１４の出力軸２２と多段変速機１３の出力軸３７との接続を禁止し、ドライバに教示する。従って、ドライバの操作にかかわらず、モータジェネレータ１４の出力軸２２の適切な接続先を設定することができ、また、このことをドライバに教示することで、モータジェネレータ１４の保護を知らせることとなり、ドライバへ違和感を与えることを抑制することができる。
【００６５】
なお、上述した実施形態では、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及び歯車対２６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を駆動連結したが、この構成に限定されるものではない。本発明における車両の制御装置は、内燃機関と電気モータとを設けると共に、両者の動力を駆動輪に伝達可能な動力伝達装置を設けた構成であればよい。
【００６６】
また、上述した実施形態では、異常予測部として機能するハイブリッドＥＣＵ１００は、現在のハイブリッド車両の車速と、モータジェネレータ１４が正常に動作可能な上限回転数に応じた比較車速を比較し、動力伝達装置における出力軸側の異常を予測したが、この方法に限定されるものではなく、モータジェネレータ１４の異常を予測することができればよい。例えば、現在のモータジェネレータ１４の回転数と、モータジェネレータ１４が正常に動作可能な上限回転数とを比較して予測してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上のように、本発明に係る車両の制御装置は、動力伝達装置における出力軸側の異常を予測したときに電気モータと出力軸との接続を遮断することで、電気モータの過回転を抑制して耐久性の向上を図るものであり、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】
【００６８】
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）
４１  スリーブ
４２  アクチュエータ
４３  切替スイッチ（切替操作装置）
４４  クラッチセンサ
６１  車速センサ（走行状態検出部）
６２  車輪速センサ（走行状態検出部）
６３  ブレーキペダルストロークセンサ（運転状態検出部）
１００  ハイブリッドＥＣＵ（異常予測部、切替制御部）
１０１  エンジンＥＣＵ
１０２  モータＥＣＵ
１０３  バッテリＥＣＵ
【図１】
2011251550.tif 000003
【図２】
2011251550.tif 000004
【図３】
2011251550.tif 000005
【図４】
2011251550.tif 000006