(57)【要約】【課題】  モータ故障時においてもエンジンを駆動源とする固定変速比モードにより走行を確保することができるハイブリッド車のモータフェイル対応制御装置を提供すること。【解決手段】  共線図上に３つ以上の入出力要素が配列される差動装置を有し、前記入出力要素にエンジンと少なくとも１つのモータと出力部材とを連結し、少なくともこれら３要素にて共線図のバランスをとりながら走行する走行モードを有するハイブリッド車において、前記差動装置のうち、エンジンが連結される入力要素以外の入出力要素をケースに固定する摩擦締結要素を設け、前記モータの故障を検出するモータ故障検出手段を設け、前記モータ故障検出手段によりモータの故障が検出されると、前記エンジンを駆動源とし、前記摩擦締結要素を締結する固定変速比モードを選択して走行するモータフェイル対応制御手段を設けた。【選択図】        図６
2005304229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共線図上に３つ以上の入出力要素が配列される差動装置を有し、前記入出力要素にエンジンと少なくとも１つのモータと出力部材とを連結し、少なくともこれら３要素にて共線図のバランスをとりながら走行する走行モードを有するハイブリッド車において、
前記差動装置のうち、エンジンが連結される入力要素以外の入出力要素をケースに固定する摩擦締結要素を設け、
前記モータの故障を検出するモータ故障検出手段を設け、
前記モータ故障検出手段によりモータの故障が検出されると、前記エンジンを駆動源とし、前記摩擦締結要素を締結する固定変速比モードを選択して走行するモータフェイル対応制御手段を設けたことを特徴とするハイブリッド車のモータフェイル対応制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたハイブリッド車のモータフェイル対応制御装置において、
前記差動装置は、共線図上に４つ以上の入出力要素が配列され、前記入出力要素のうちの内側に配列される２つの要素の一方にエンジンからの入力を、他方に駆動系統への出力部材をそれぞれ割り当てると共に、前記内側の要素の両外側に配列される２つの要素にそれぞれ第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとを連結したものであり、
前記モータ故障検出手段は、第１モータジェネレータと第２モータジェネレータのうち一方が故障か両方が故障かを検出する手段であり、
前記モータフェイル対応制御手段は、両モータジェネレータが故障の場合は、エンジンのみを駆動源とする固定変速比モードを選択して走行し、両モータジェネレータのうち一方のモータジェネレータが故障の場合は、エンジンを駆動源とし、正常であるモータジェネレータをアシストまたは回生に用いながら固定変速比モードを選択して走行することを特徴とするハイブリッド車のモータフェイル対応制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載されたハイブリッド車のモータフェイル対応制御装置において、
前記モータ故障検出手段は、高電圧システムの異常検知と共線図のアンバランス検知によりモータの故障を検出することを特徴とするハイブリッド車のモータフェイル対応制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載されたハイブリッド車のモータフェイル対応制御装置において、
前記差動装置は、変速比固定モードとして複数の固定モードを有し、
前記モータフェイル対応制御手段は、複数の固定モードを選択可能なモータ故障の検出時、ナビゲーションシステムから自車がモータ故障後走行する路面の地形情報とアクセル開度情報を入力し、地形情報とアクセル開度情報に応じて複数の固定モードから最適な固定モードを選択することを特徴とするハイブリッド車のモータフェイル対応制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れか１項に記載されたハイブリッド車のモータフェイル対応制御装置において、
前記差動装置は、変速比固定モードとして複数の固定モードを有し、
前記モータフェイル対応制御手段は、複数の固定モードを選択可能なモータ故障の検出時、車速と要求駆動力の関係により複数の固定モードを領域であらわした駆動力マップを参照し、自車の車速と要求駆動力により決まる運転点が駆動力マップ上で属する固定モードを選択することを特徴とするハイブリッド車のモータフェイル対応制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載されたハイブリッド車のモータフェイル対応制御装置において、
前記モータ故障検出手段によるモータの故障検出に基づき、前記モータフェイル対応制御手段により固定変速比モードを選択した際、ナビゲーションシステムの表示画面にて現在選択されている固定モードを表示する固定モード表示手段を設けたことを特徴とするハイブリッド車のモータフェイル対応制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載されたハイブリッド車のモータフェイル対応制御装置において、
前記差動装置は、２自由度３要素の第１遊星歯車と第２遊星歯車と第３遊星歯車により構成され、
前記第２遊星歯車の共線図上で内側に配列される要素と前記第３遊星歯車の共線図上で一端に配列される要素とを連結してエンジンを割り当て、前記第２遊星歯車の共線図上で一端に配列される要素に第１モータジェネレータを割り当て、前記第１遊星歯車の共線図上で一端に配列される要素と前記第２遊星歯車の共線図上で一端に配列される要素とを連結して第２モータジェネレータを割り当て、前記第３遊星歯車の共線図上で内側に配列される要素に出力部材を割り当て、
前記第１遊星歯車の共線図上で他端に配列される要素と前記第３遊星歯車の共線図上で他端に配列される要素とを直結要素により連結し、前記第１遊星歯車の共線図上で内側に配列される要素と変速機ケースとの間に第１摩擦締結要素を設け、第２モータジェネレータが割り当てられる要素と前記直結要素との間に第２摩擦締結要素を設け、前記第２遊星歯車の共線図上で一端に配列される要素と変速機ケースとの間に第３摩擦締結要素を設け、
前記固定変速比モードは、第１摩擦締結要素を締結し、第２摩擦締結要素を解放し、第３摩擦締結要素を締結することで得られるローギヤ固定モードと、第１摩擦締結要素を締結し、第２摩擦締結要素を締結し、第３摩擦締結要素を解放することで得られる２速固定モードと、第１摩擦締結要素を解放し、第２摩擦締結要素を締結し、第３摩擦締結要素を締結することで得られるハイギヤ固定モードと、であり、
前記モータフェイル対応制御手段は、両モータジェネレータが故障の場合は、エンジンのみを駆動源とし、走行シーンに応じてローギヤ固定モードと２速固定モードとハイギヤ固定モードのうち最適モードを選択し、第１モータジェネレータのみが故障の場合は、エンジンのみ、または、エンジンと第２モータジェネレータを駆動源とし、走行シーンに応じてローギヤ固定モードとハイギヤ固定モードのうち最適モードを選択し、第２モータジェネレータのみが故障の場合は、エンジンのみ、または、エンジンと第１モータジェネレータを駆動源とし、２速固定モードを選択することを特徴とするハイブリッド車のモータフェイル対応制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ故障時に走行を確保するハイブリッド車のモータフェイル対応制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、共線図上に４つの入出力要素が配列される４要素２自由度の遊星歯車機構を構成し、前記入出力要素のうちの内側に配列される２つの要素の一方にエンジンからの入力を、他方に駆動系統への出力をそれぞれ割り当てると共に、前記内側の要素の両外側に配列される２つの要素にそれぞれ第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとを連結したハイブリッド駆動装置が知られていてる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３２８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来のハイブリッド駆動装置を搭載したハイブリッド車において、第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとエンジンと出力部材の４要素により共線図のバランスをとり走行する「無段変速比モード」を選択しての走行中、例えば、第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとが故障した場合、４要素による共線図のバランスが崩れるため、エンジンのみを駆動源としては走行することができない、という問題がある。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、モータ故障時においてもエンジンを駆動源とする固定変速比モードにより走行を確保することができるハイブリッド車のモータフェイル対応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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、共線図上に３つ以上の入出力要素が配列される差動装置を有し、前記入出力要素にエンジンと少なくとも１つのモータと出力部材とを連結し、少なくともこれら３要素にて共線図のバランスをとりながら走行する走行モードを有するハイブリッド車において、
前記差動装置のうち、エンジンが連結される入力要素以外の入出力要素をケースに固定する摩擦締結要素を設け、
前記モータの故障を検出するモータ故障検出手段を設け、
前記モータ故障検出手段によりモータの故障が検出されると、前記エンジンを駆動源とし、前記摩擦締結要素を締結する固定変速比モードを選択して走行するモータフェイル対応制御手段を設けた。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明のハイブリッド車のモータフェイル対応制御装置にあっては、モータフェイル対応制御手段において、モータ故障検出手段によりモータの故障が検出されると、エンジンを駆動源とし、摩擦締結要素を締結する固定変速比モードを選択しての走行が確保される。つまり、少なくとも共線図の３要素のうち、１つの要素が摩擦締結要素の締結により固定されるため、エンジンの回転数制御により出力部材が連結される要素の回転数（車速）を規定することができ、共線図のバランスが保たれる。この結果、モータ故障時においてもエンジンを駆動源とする固定変速比モードにより走行を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明のハイブリッド車のモータフェイル対応制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、ハイブリッド車の駆動系構成を説明する。
図１は実施例１のモータフェイル対応制御装置が適用されたハイブリッド車の駆動系を示す全体システム図である。実施例１におけるハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、エンジンＥと、第１モータジェネレータMG1と、第２モータジェネレータMG2と、出力軸OUT（出力部材）と、駆動力合成変速機TM（差動装置）と、を備えている。前記駆動力合成変速機TMは、第１遊星歯車PG1と、第２遊星歯車PG2と、第３遊星歯車PG3と、エンジンクラッチECと、ローブレーキLB（第１摩擦締結要素）と、ハイクラッチHC（第２摩擦締結要素）と、ハイローブレーキHLB（第３摩擦締結要素）と、を有する。
【０００９】
前記エンジンＥは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度などが制御される。
【００１０】
前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2は、永久磁石を埋設したロータと、ステータコイルが巻き付けられたステータと、を有する同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流をそれぞれのステータコイルに印加することにより独立に制御される。
【００１１】
前記駆動力合成変速機TMの第１遊星歯車PG1と第２遊星歯車PG2と第３遊星歯車PG3とは、何れも２自由度３要素のシングルピニオン型遊星歯車である。前記第１遊星歯車PG1は、第１サンギヤS1と、第１ピニオンP1を支持する第１ピニオンキャリアPC1と、第１ピニオンP1に噛み合う第１リングギヤR1と、によって構成されている。前記第２遊星歯車PG2は、第２サンギヤS2と、第２ピニオンP2を支持する第２ピニオンキャリアPC2と、第２ピニオンP2に噛み合う第２リングギヤR2と、によって構成されている。前記第３遊星歯車PG3は、第３サンギヤS3と、第３ピニオンP3を支持する第３ピニオンキャリアPC3と、第３ピニオンP3に噛み合う第３リングギヤR3と、によって構成されている。
【００１２】
前記第１サンギヤS1と前記第２サンギヤS2とは第１回転メンバM1により直結され、前記第１リングギヤR1と第３サンギヤS3とは第２回転メンバM2により直結され、前記第２ピニオンキャリアPC2と前記第３リングギヤR3とは第３回転メンバM3により直結される。したがって、３組の遊星歯車PG1,PG2,PG3は、第１回転メンバM1と第２回転メンバM2と第３回転メンバM3と第１ピニオンキャリアPC1と第２リングギヤR2と第３ピニオンキャリアPC3との６つの回転要素を有する。
【００１３】
前記駆動力合成変速機TMの６つの回転要素に対する動力源Ｅ,MG1,MG2と出力軸OUTと各係合要素EC,LB,HC,HLBの連結関係について説明する。
前記第１回転メンバM1（S1,S2）には、第２モータジェネレータMG2が連結されている。
前記第２回転メンバM2（R1,R3）には、入出力要素の何れにも連結されていない。
前記第３回転メンバM3（PC2,R3）には、エンジンクラッチECを介してエンジンＥが連結されている。
前記第１ピニオンキャリアPC1には、ハイクラッチHCを介して第２モータジェネレータMG2が連結されている。また、ローブレーキLBを介して変速機ケースTCに連結されている。
前記第２リングギヤR2には、第１モータジェネレータMG1が連結されている。また、ハイローブレーキHLBを介して変速機ケースTCに連結されている。
前記第３ピニオンキャリアPC3には、出力軸OUTが連結されている。なお、出力軸OUTからは、図外のプロペラシャフトやディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右の駆動輪に駆動力が伝達される。
【００１４】
上記連結関係により、図２に示す共線図上において、第１モータジェネレータMG1(R2)、エンジンＥ(PC2,R3)、出力軸OUT(PC3)、第２モータジェネレータMG2(S1,S2)の順に配列され、遊星歯車列の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデル（第１遊星歯車PG1のレバー(1)、第２遊星歯車PG2のレバー(2)、第３遊星歯車PG3のレバー(3)）を導入することができる。ここで、「共線図」とは、差動歯車のギヤ比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数（回転速度）をとり、横軸にリングギヤ、キャリア、サンギヤ等の各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギヤとリングギヤの歯数比に基づく共線図レバー比（α、β、δ）になるように配置したものである。
【００１５】
前記エンジンクラッチECは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図２の共線図上において、エンジンＥとの回転速度軸と一致する位置に配置され、締結によりエンジンＥの回転とトルクを、エンジン入力回転要素である第３回転メンバM3（PC2,R3）に入力する。
【００１６】
前記ローブレーキLBは、油圧により締結される多板摩擦ブレーキであり、図２の共線図上において、第２モータジェネレータMG2の回転速度軸より外側位置に配置され、図２に示すように、締結によりロー側変速比を分担する「ローギヤ固定モード」と「ロー側無段変速モード」を実現する。
【００１７】
前記ハイクラッチHCは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図２の共線図上において、第２モータジェネレータMG2の回転速度軸と一致する位置に配置され、締結によりハイ側変速比を分担する「２速固定モード」と「ハイ側無段変速モード」と「ハイギヤ固定モード」を実現する。
【００１８】
前記ハイローブレーキHLBは、油圧により締結される多板摩擦ブレーキであり、図２の共線図上において、第１モータジェネレータMG1の回転速度軸と一致する位置に配置され、ローブレーキLBと共に締結することにより変速比をアンダードライブ側の「ローギヤ固定モード」とし、ハイクラッチHCと共に締結することにより変速比をオーバードライブ側の「ハイギヤ固定モード」とする。
【００１９】
次に、ハイブリッド車の制御系を説明する。
実施例１におけるハイブリッド車の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、油圧制御装置５と、統合コントローラ６と、アクセル開度センサ７と、車速センサ８と、エンジン回転数センサ９と、第１モータジェネレータ回転数センサ１０と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１と、第３リングギヤ回転数センサ１２と、ナビゲーションシステム１３と、を有して構成されている。
【００２０】
前記エンジンコントローラ１は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APとエンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neを入力する統合コントローラ６からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。
【００２１】
前記モータコントローラ２は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ１０，１１からのモータジェネレータ回転数N1,N2を入力する統合コントローラ６からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、第１モータジェネレータMG1のモータ動作点（N1,T1）と、第２モータジェネレータMG2のモータ動作点（N2,T2）と、をそれぞれ独立に制御する指令をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２からは、バッテリ４の充電状態をあらわすバッテリS.O.Cの情報が統合コントローラ６に対して出力される。
【００２２】
前記インバータ３は、前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2との各ステータコイルに接続され、モータコントローラ２からの指令により独立した３相交流を作り出す。このインバータ３には、力行時に放電し回生時に充電するバッテリ４が接続されている。
【００２３】
前記油圧制御装置５は、統合コントローラ６からの油圧指令を受け、エンジンクラッチECと、ローブレーキLBと、ハイクラッチHCと、ハイローブレーキHLBと、の締結油圧制御及び解放油圧制御を行う。この締結油圧制御及び解放油圧制御には、滑り締結制御や滑り解放制御による半クラッチ制御も含む。
【００２４】
前記統合コントローラ６は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APと、車速センサ８からの車速VSPと、エンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neと、第１モータジェネレータ回転数センサ１０からの第１モータジェネレータ回転数N1と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１からの第２モータジェネレータ回転数N2と、第３リングギヤ回転数センサ１２からのエンジン入力回転速度ωin等の情報を入力し、所定の演算処理を行う。そして、エンジンコントローラ１、モータコントローラ２、油圧制御装置５に対し演算処理結果にしたがって制御指令を出力する。
【００２５】
なお、統合コントローラ６とエンジンコントローラ１、および、統合コントローラ６とモータコントローラ２とは、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線１４、１５により接続されている。
【００２６】
前記ナビゲーションシステム１３は、モータジェネレータの故障時、統合コントローラ６からの要求に応じて統合コントローラ６へ地形情報をもたらす。また、統合コントローラ６からのシステム表示指令に基づき、両モータジェネレータMG1,MG2のうち、少なくとも一方のモータジェネレータが故障した時、固定変速比モードに遷移した際には、ナビゲーションシステム１３の表示画面に現在選択されている固定変速比モードを表示し、ドライバに知らせる。
【００２７】
次に、ハイブリッド車の走行モードについて説明する。
【００２８】
走行モードとしては、ローギヤ固定モード（以下、「Lowモード」という。）と、ロー側無段変速モード（以下、「Low-iVTモード」という。）と、２速固定モード（以下、「2ndモード」という。）と、ハイ側無段変速モード（以下、「High-iVTモード」という。）と、ハイギヤ固定モード（以下、「Highモード」という。）と、の５つの走行モードを有する。
【００２９】
前記５つの走行モードについては、エンジンＥを用いないで両モータージェネレータMG1,MG2のみで走行する電気自動車モード（以下、「EVモード」という。）と、エンジンＥと両モータージェネレータMG1,MG2を用いて走行するハイブリッド車モード（以下、「HEVモード」という。）とに分けられる。
【００３０】
よって、図２（EVモード関連の５つの走行モード）及び図３（HEVモード関連の５つの走行モード）に示すように、「EVモード」と「HEVモード」とを合わせると「１０の走行モード」が実現されることになる。ここで、図２(a)は「EV-Lowモード」の共線図、図２(b)は「EV-Low-iVTモード」の共線図、図２(c)は「EV-2ndモード」の共線図、図２(d)は「EV-High-iVTモード」の共線図、図２(e)は「EV-Highモード」の共線図である。また、図３(a)は「HEV-Lowモード」の共線図、図３(b)は「HEV-Low-iVTモード」の共線図、図３(c)は「HEV-2ndモード」の共線図、図３(d)は「HEV-High-iVTモード」の共線図、図３(e)は「HEV-Highモード」の共線図である。
【００３１】
前記「Lowモード」は、図２(a)及び図３(a)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを締結することで得られるローギヤ固定モードである。
前記「Low-iVTモード」は、図２(b)及び図３(b)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを解放することで得られるロー側無段変速モードである。
前記「2ndモード」は、図２(c)及び図３(c)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる２速固定モードである。
前記「High-iVTモード」は、図２(d)及び図３(d)の共線図に示すように、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放することで得られるハイ側無段変速モードである。
前記「Highモード」は、図２(e)及び図３(e)の共線図に示すように、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを締結することで得られるハイギヤ固定モードである。
【００３２】
そして、前記「１０の走行モード」のモータフェイル対応制御は、統合コントローラ６により行われる。すなわち、統合コントローラ６には、要求駆動力Fdrv（アクセル開度APにより求められる。）と車速VSPとバッテリS.O.Cによる三次元空間に、例えば、図４に示すような前記「１０の走行モード」を割り振った走行モードマップが予め設定されていて、車両走行時等においては、要求駆動力Fdrvと車速VSPとバッテリS.O.Cの各検出値により走行モードマップが検索され、要求駆動力Fdrvと車速VSPにより決まる車両動作点やバッテリ充電量に応じた最適な走行モードが選択される。なお、図４は三次元走行モードマップをバッテリS.O.Cが充分な容量域のある値で切り取ることにより、要求駆動力Fdrvと車速VSPとの二次元によりあらわした走行モードマップの一例である。
【００３３】
前記走行モードマップの選択により、「EVモード」と「HEVモード」との間においてモード遷移を行う場合には、図５に示すように、エンジンＥの始動・停止と、エンジンクラッチECを締結・解放する制御が実行される。
【００３４】
また、「EVモード」の５つのモード間でのモード遷移や「HEVモード」の５つのモード間でのモード遷移を行う場合には、図５に示すON/OFF作動表にしたがって行われる。また、走行モードを遷移する制御のうち、例えば、エンジンＥの始動・停止とクラッチやブレーキの締結・解放が同時に必要な場合や、複数のクラッチやブレーキの締結・解放が必要な場合や、エンジンＥの始動・停止またはクラッチやブレーキの締結・解放に先行してモータジェネレータ回転数制御が必要な場合等においては、予め決められた手順にしたがったシーケンス制御により行われる。
【００３５】
次に、作用を説明する。
【００３６】
［モータフェイル対応制御処理］
図６は実施例１の統合コントローラ６において実行されるモータフェイル対応制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する（モータフェイル対応制御手段）。
【００３７】
ステップＳ１では、両モータジェネレータMG1,MG2の故障を判断し、ステップＳ２へ移行する（モータ故障検出手段）。
ここで、両モータジェネレータMG1,MG2の故障判断は、高電圧システムの異常検知（例えば、電圧／電流センサ、ＩＲセンサにより正常時にはあり得ない値が設定時間以上継続した時）と、共線図のアンバランス検知（例えば、「Low-iVTモード」や「High-iVTモード」を選択しての走行時に両モータジェネレータMG1,MG2の正常時にはあり得ないアンバランスなレバーの傾きやレバー動作を示す時）により行われる。
【００３８】
ステップＳ２では、ステップＳ１において両モータジェネレータMG1,MG2の故障判断に基づき、第１モータジェネレータMG1が故障であるか否かを判断し、YESの場合はステップＳ５へ移行し、NOの場合はステップＳ３へ移行する。
【００３９】
ステップＳ３では、ステップＳ２において第１モータジェネレータMG1が正常であるとの判断に基づき、第２モータジェネレータMG2が故障であるか否かを判断し、YESの場合はステップＳ１６へ移行し、NOの場合はステップＳ４へ移行する。
【００４０】
ステップＳ４では、ステップＳ２及びステップＳ３において両モータジェネレータMG1,MG2が正常であるとの判断に基づき、図４に示す走行モードマップと車両の運転点（要求駆動力、車速、バッテリS.O.Cにより決まる点）により走行モードを選択するという通常制御での走行モードの選択を行い、リターンへ移行する。
【００４１】
ステップＳ５では、ステップＳ２において第１モータジェネレータMG1が故障であるとの判断に基づき、第２モータジェネレータMG2が故障であるか否かを判断し、YESの場合はステップＳ６へ移行し、NOの場合はステップＳ１１へ移行する。
【００４２】
ステップＳ６では、ステップＳ２及びステップＳ５において両モータジェネレータMG1,MG2が故障であるとの判断に基づき、図７(a)に示すエンジンＥのみを駆動源とする「Lowモード」と、図７(b)に示すエンジンＥのみを駆動源とする「2ndモード」と、図７(c)に示す「Highモード」という３つの固定変速比モードのうち、その時の走行シーンに応じて最適な固定変速比モードを選択し、ステップＳ７へ移行する。
ここで、最適な固定変速比モードの選択は、ナビゲーションシステム１３から自車が走行している道路やこれから走行するであろう道路の地形情報とアクセル開度情報を入力し、例えば、登坂路が多い場合やアクセル開度が大きい場合には「Lowモード」を選択し、ほぼ平坦路の場合やアクセル開度が通常走行程度の場合は「2ndモード」を選択し、下り坂路面が多い場合やアクセル開度が小さい場合は「Highモード」を選択するというようにしても良い。また、例えば、図７に示すように、車速VSPと要求駆動力Fdrvの関係により「Lowモード」と「2ndモード」と「Highモード」による３つの固定変速比モードを領域であらわした駆動力マップを参照し、自車の検出による車速VSPと要求駆動力Fdrvにより決まる運転点が駆動力マップ上で属する固定変速比モードを選択するようにしても良い。
【００４３】
ステップＳ７では、ステップＳ６における固定変速比モードの選択に基づき、モータジェネレータの故障判断時点で選択されている走行モードから新たに選択された固定変速比モードへのモード遷移を行い、ステップＳ８へ移行する。
【００４４】
ステップＳ８では、ステップＳ７における固定変速比モードへのモード遷移に基づき、車速VSP（出力回転数）を維持するように、駆動源であるエンジン回転数Neを制御し、ステップＳ９へ移行する。
【００４５】
ステップＳ９では、ステップＳ８において固定変速比モードで車速維持のためのエンジン回転数制御が開始されたことで、その後は、固定変速比モードを保持したままで走行し、ステップＳ１０へ移行する。
【００４６】
ステップＳ１０では、ステップＳ９において固定変速比モードによる走行に入ったことで、ナビゲーションシステム１３の表示画面にて現在選択されている固定変速比モードが何であるかを表示し、ドライバに対しモータジェネレータが故障であることと、選択されている固定変速比モードを知らせ、リターンへ移行する（固定モード表示手段）。
【００４７】
ステップＳ１１では、ステップＳ２及びステップＳ５において第１モータジェネレータMG1は故障であるが、第２モータジェネレータMG2は正常であるとの判断に基づき、エンジンＥを駆動源とする「Lowモード」と、エンジンＥを駆動源とする「Highモード」という２つの固定変速比モードのうち、その時の走行シーンに応じて最適な固定変速比モードを選択し、「Highモード」が選択された場合にはステップＳ１２へ移行し、「Lowモード」が選択された場合にはステップＳ１４へ移行する。このとき、第２モータジェネレータMG2は正常であるため、第２モータジェネレータMG2によるモータアシスト（放電）および第２モータジェネレータMG2による回生（充電）走行が可能である。
ここで、最適な固定変速比モードの選択は、ステップＳ６と同様に、ナビゲーションシステム１３からの地形情報とアクセル開度情報に基づき、「Lowモード」か「Highモード」かを選択しても良いし、また、車速VSPと要求駆動力Fdrvの関係により「Lowモード」と「Highモード」による２つの固定変速比モードを領域であらわした駆動力マップを参照し、自車の検出による車速VSPと要求駆動力Fdrvにより決まる運転点が駆動力マップ上で属する固定変速比モードを選択するようにしても良い。
【００４８】
ステップＳ１２では、ステップＳ１１における「Highモード」の選択に基づき、第１モータジェネレータMG1の故障判断時点で選択されている走行モードから新たに選択された「Highモード」へのモード遷移を行い、ステップＳ１３へ移行する。
【００４９】
ステップＳ１３では、ステップＳ１２における「Highモード」へのモード遷移に基づき、車速VSP（出力回転数）を維持するように、エンジンＥまたはエンジンＥと第２モータジェネレータMG2の回転数N2を制御し、ステップＳ９へ移行する。
【００５０】
ステップＳ１４では、ステップＳ１１における「Lowモード」の選択に基づき、第１モータジェネレータMG1の故障判断時点で選択されている走行モードから新たに選択された「Lowモード」へのモード遷移を行い、ステップＳ１５へ移行する。
【００５１】
ステップＳ１５では、ステップＳ１４における「Lowモード」へのモード遷移に基づき、車速VSP（出力回転数）を維持するように、エンジンＥまたはエンジンＥと第２モータジェネレータMG2の回転数N2を制御し、ステップＳ９へ移行する。
【００５２】
ステップＳ１６では、ステップＳ２及びステップＳ３における第１モータジェネレータMG1は正常であるが、第２モータジェネレータMG2は故障であるとの判断に基づき、第２モータジェネレータMG2の故障判断時点で選択されている走行モードから新たに選択されたエンジンＥを駆動源とする「2ndモード」へのモード遷移を行い、ステップＳ１７へ移行する。このとき、第１モータジェネレータMG1は正常であるため、第１モータジェネレータMG1によるモータアシスト（放電）および第１モータジェネレータMG1による回生（充電）走行が可能である。
【００５３】
ステップＳ１７では、ステップＳ１６における「2ndモード」へのモード遷移に基づき、車速VSP（出力回転数）を維持するように、エンジンＥまたはエンジンＥと第１モータジェネレータMG1の回転数N1を制御し、ステップＳ９へ移行する。
【００５４】
［モータジェネレータ故障時の課題］
特開２００３−３２８０８号公報には、共線図上に４つの入出力要素が配列される４要素２自由度の遊星歯車機構を構成し、前記入出力要素のうちの内側に配列される２つの要素の一方にエンジンからの入力を、他方に駆動系統への出力をそれぞれ割り当てると共に、前記内側の要素の両外側に配列される２つの要素にそれぞれ第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとを連結したハイブリッド駆動装置が記載されている。これによりエンジン出力に対してモータジェネレータ側が負担するトルクを小さくしてその小型化を図れると共に、モータジェネレータを通過するエネルギがより低減することから、駆動装置としての伝達効率が向上する。
【００５５】
このハイブリッド駆動装置では、モータジェネレータの故障対策の検討を要する。そこで、まず、「無段変速比モード」を選択しての走行中に両モータジェネレータが故障した場合を考えると、「無段変速比モード」では、第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとエンジンと出力部材の４要素により共線図のバランスをとりながら走行しているため、両モータジェネレータが共に故障した場合、４要素による共線図のバランスが崩れ、エンジンのみでは走行することができない。
【００５６】
また、「無段変速比モード」を選択しての走行中に両モータジェネレータのうち、片方のモータジェネレータのみが故障した場合を考えると、３要素にて共線図のバランスをとることになり、走行を維持するためにはバッテリが必要（放電または充電）となる。例えば、駆動力を必要とする走行シーンで、エンジントルクが増大すると、遊星歯車のギヤ比によってモータジェネレータの要求トルクも増大することになり、モータジェネレータの過放電によりバッテリ容量が低下すると、３要素にて共線図のバランスをとることができなくなる。
【００５７】
［モータフェイル対応制御作用］
これに対し、実施例１のハイブリッド車のモータフェイル対応制御装置にあっては、モータ故障検出手段によりモータの故障が検出されると（２つのモータがある場合には、何れか一方のモータ故障も含む。）、エンジンＥを駆動源とし、摩擦締結要素（ローブレーキLB、ハイクラッチHC、ハイローブレーキHLB）を締結する固定変速比モード（「Lowモード」、「2ndモード」、「Highモード」）を選択して走行するモータフェイル対応制御手段を設けることで、上記課題を解決した。
【００５８】
すなわち、両モータジェネレータMG1,MG2が正常の場合には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→リターンへと進む流れが繰り返されることになり、ステップＳ４では、図４に示す走行モードマップと車両の運転点（要求駆動力、車速、バッテリS.O.Cにより決まる点）により走行モードを選択するという通常制御での走行モードの選択が行われる。
【００５９】
次に、両モータジェネレータMG1,MG2が共に故障の場合には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ８→ステップＳ９→ステップＳ１０→リターンへと進む流れが繰り返されることになり、ステップＳ６では、ナビゲーションシステム１３からの地形情報とアクセル開度情報に基づき、または、車速VSPと要求駆動力Fdrvの関係により３つの固定変速比モードを領域であらわした図８に示す駆動力マップに基づき、「Lowモード」と「2ndモード」と「Highモード」のうち、最適な固定変速比モードが選択される。
【００６０】
そして、両モータジェネレータMG1,MG2が共に故障のままで走行を続けると、地形・アクセル開度情報や車速・要求駆動力情報等が変化することから、このような走行シーンの変化に応じて３つの「Lowモード」と「2ndモード」と「Highモード」から最適な固定変速比モードが選択される。つまり、３つの固定変速比モードである「Lowモード」と「2ndモード」と「Highモード」との間で、選択されている走行モードに対し新たに選択された走行モードが異なる場合には、２つの走行モード間でモード遷移制御が実行されることになる。
【００６１】
よって、両モータジェネレータMG1,MG2が共に故障している場合には、エンジンＥを駆動源とする３つの固定変速比モードである「Lowモード」と「2ndモード」と「Highモード」のうち、１つの固定変速比モードにより走行を確保することができる。加えて、選択できる固定変速比モードが３つあり、しかも、高駆動力要求時等のような走行シーンに応じて３つの「Lowモード」と「2ndモード」と「Highモード」から最適な固定変速比モードが選択されるため、単に固定変速比モードの選択自由度が高いばかりでなく、例えば、前進３速の自動変速機と同様に、走行シーンに応じた最適な固定変速比モードのモード遷移制御により、高い駆動性能が確保された走行を達成することができる。
【００６２】
次に、第１モータジェネレータMG1が故障で、第２モータジェネレータMG2が正常の場合には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ５→ステップＳ１１へと進み、ステップＳ１１において、「Highモード」が選択された時は、ステップＳ１１からステップＳ１２→ステップＳ１３→ステップＳ９→ステップＳ１０→リターンへと進む流れが繰り返されることになる。また、ステップＳ１１において、「Lowモード」が選択された時は、ステップＳ１１からステップＳ１４→ステップＳ１５→ステップＳ９→ステップＳ１０→リターンへと進む流れが繰り返されることになる。
【００６３】
そして、第１モータジェネレータMG1が故障で、第２モータジェネレータMG2が正常のままで走行を続けると、地形・アクセル開度情報や車速・要求駆動力情報等が変化することから、このような走行シーンの変化に応じて２つの「Lowモード」と「Highモード」から最適な固定変速比モードが選択される。つまり、２つの固定変速比モードである「Lowモード」と「Highモード」との間で、選択されている走行モードに対し新たに選択された走行モードが異なる場合には、２つの走行モード間でモード遷移制御が実行されることになる。
【００６４】
よって、第１モータジェネレータMG1が故障で、第２モータジェネレータMG2が正常の場合には、エンジンＥを駆動源とする２つの固定変速比モードである「Lowモード」と「Highモード」のうち、１つの固定変速比モードにより走行を確保することができる。加えて、選択できる固定変速比モードが２つあり、しかも、高駆動力要求時には「Lowモード」を選択し、それ以外の場合は「Highモード」を選択するというように、走行モードに応じて２つの固定変速比モード間でのモード遷移制御を行うことにより、駆動性能と燃費性能とを両立する走行を達成することができる。さらに、第２モータジェネレータMG2は正常であるため、第２モータジェネレータMG2によるモータアシスト（放電）および第２モータジェネレータMG2による回生（充電）走行も可能である。
【００６５】
次に、第１モータジェネレータMG1が正常で、第２モータジェネレータMG2が故障の場合には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ１６→ステップＳ１７→ステップＳ９→ステップＳ１０→リターンへと進む流れが繰り返されることになる。
【００６６】
よって、第１モータジェネレータMG1が正常で、第２モータジェネレータMG2が故障の場合には、エンジンＥを駆動源とする固定変速比モードである「2ndモード」により走行を確保することができる。さらに、第１モータジェネレータMG1は正常であるため、第１モータジェネレータMG1によるモータアシスト（放電）および第１モータジェネレータMG1による回生（充電）走行も可能である。
【００６７】
次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車のモータフェイル対応制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００６８】
(1) 共線図上に３つ以上の入出力要素が配列される差動装置を有し、前記入出力要素にエンジンと少なくとも１つのモータと出力部材とを連結し、少なくともこれら３要素にて共線図のバランスをとりながら走行する走行モードを有するハイブリッド車において、前記差動装置のうち、エンジンが連結される入力要素以外の入出力要素をケースに固定する摩擦締結要素を設け、前記モータの故障を検出するモータ故障検出手段を設け、前記モータ故障検出手段によりモータの故障が検出されると、前記エンジンを駆動源とし、前記摩擦締結要素を締結する固定変速比モードを選択して走行するモータフェイル対応制御手段を設けたため、モータ故障時においてもエンジンを駆動源とする固定変速比モードにより走行を確保することができる。
【００６９】
(2) 前記差動装置は、共線図上に４つ以上の入出力要素が配列され、前記入出力要素のうちの内側に配列される２つの要素の一方にエンジンＥからの入力を、他方に駆動系統への出力軸OUTをそれぞれ割り当てると共に、前記内側の要素の両外側に配列される２つの要素にそれぞれ第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2とを連結したものであり、前記モータ故障検出手段は、第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2のうち一方が故障か両方が故障かを検出する手段であり、前記モータフェイル対応制御手段は、両モータジェネレータMG1,MG2が故障の場合は、エンジンＥのみを駆動源とする固定変速比モードを選択して走行し、両モータジェネレータMG1,MG2のうち一方のモータジェネレータが故障の場合は、エンジンＥを駆動源とし、正常であるモータジェネレータをアシストまたは回生に用いながら固定変速比モードを選択して走行するため、第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2のうち、一方のモータジェネレータが故障の場合は、固定変速比モードを選択して走行中に、正常であるモータジェネレータを、エンジン駆動力を補助するアシストとして用いることも、制動力を発生しながらバッテリ４への充電容量を増す回生に用いることもできる。
【００７０】
(3) 前記モータ故障検出手段は、高電圧システムの異常検知と共線図のアンバランス検知によりモータの故障を検出するため、短絡や断線によるモータ故障は高電圧システムの異常検知により確実に検出でき、制御指令に対する作動不良によるモータ故障は共線図のアンバランス検知により確実に検出できるというように、精度の高いモータ故障検出を達成することができる。
【００７１】
(4) 前記差動装置は、変速比固定モードとして複数の固定モードを有し、前記モータフェイル対応制御手段は、複数の固定モードを選択可能なモータ故障の検出時、ナビゲーションシステムから自車がモータ故障後走行する路面の地形情報とアクセル開度情報を入力し、地形情報とアクセル開度情報に応じて複数の固定モードから最適な固定モードを選択するため、複数の固定モードの中から、現時点でのドライバの駆動力要求と今後必要とされる走行負荷を予測しながら最適な固定モードを選択することができる。
【００７２】
(5) 前記差動装置は、変速比固定モードとして複数の固定モードを有し、前記モータフェイル対応制御手段は、複数の固定モードを選択可能なモータ故障の検出時、車速と要求駆動力の関係により複数の固定モードを領域であらわした駆動力マップを参照し、自車の車速と要求駆動力により決まる運転点が駆動力マップ上で属する固定モードを選択するため、複数の固定モードの中から、車速と要求駆動力に応じた最適な固定モードを選択することができる。
【００７３】
(6) 前記モータ故障検出手段によるモータの故障検出に基づき、前記モータフェイル対応制御手段により固定変速比モードを選択した際、ナビゲーションシステムの表示画面にて現在選択されている固定モードを表示する固定モード表示手段を設けたため、車両の現状を視覚を通じてドライバや乗員に知らせることができる。
【００７４】
(7) 前記駆動力合成変速機TMは、２自由度３要素の第１遊星歯車PG1と第２遊星歯車PG2と第３遊星歯車PG3により構成され、前記第２遊星歯車PG2の共線図上で内側に配列される要素と前記第３遊星歯車PG3の共線図上で一端に配列される要素とを連結してエンジンＥを割り当て、前記第２遊星歯車PG2の共線図上で一端に配列される要素に第１モータジェネレータMG1を割り当て、前記第１遊星歯車PG1の共線図上で一端に配列される要素と前記第２遊星歯車PG2の共線図上で一端に配列される要素とを連結して第２モータジェネレータMG2を割り当て、前記第３遊星歯車PG3の共線図上で内側に配列される要素に出力軸OUTを割り当て、前記第１遊星歯車PG1の共線図上で他端に配列される要素と前記第３遊星歯車PG3の共線図上で他端に配列される要素とを第２回転メンバM2により連結し、前記第１遊星歯車PG1の共線図上で内側に配列される要素と変速機ケースTCとの間にローブレーキLBを設け、前記第２モータジェネレータMG2が割り当てられる要素と前記第２回転メンバM2との間にハイクラッチHCを設け、前記第２遊星歯車PG2の共線図上で一端に配列される要素と変速機ケースTCとの間にハイローブレーキHLBを設け、前記固定変速比モードは、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを締結することで得られる「Lowモード」と、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる「2ndモード」と、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを締結することで得られる「Highモード」と、であり、前記モータフェイル対応制御手段は、両モータジェネレータMG1,MG2が故障の場合は、エンジンＥのみを駆動源とし、走行シーンに応じて「Lowモード」と「2ndモード」と「Highモード」のうち最適モードを選択し、第１モータジェネレータMG1のみが故障の場合は、エンジンＥのみ、または、エンジンＥと第２モータジェネレータMG2を駆動源とし、走行シーンに応じて「Lowモード」と「Highモード」のうち最適モードを選択し、第２モータジェネレータMG2のみが故障の場合は、エンジンＥのみ、または、エンジンＥと第１モータジェネレータMG1を駆動源とし、「2ndモード」を選択するため、両モータジェネレータMG1,MG2が故障の場合は、３つの固定変速比モードである「Lowモード」と「2ndモード」と「Highモード」のうち走行シーンに応じて最適モードを選択できる高い選択自由度を持ち、第１モータジェネレータMG1のみが故障の場合は、「Lowモード」と「Highモード」のうち最適モードを選択できる自由度に加え、正常である第２モータジェネレータMG2を、エンジン駆動力を補助するアシストとして用いることも、制動力を発生しながらバッテリ４への充電容量を増す回生に用いることもできる。
【００７５】
以上、本発明のハイブリッド車のモータフェイル対応制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００７６】
実施例１では、モータ故障検出手段として、高電圧システムの異常検知と共線図のアンバランス検知によりモータの故障を検出する例を示したが、走行前にモータに所定の電圧等を加えてモータ動作応答をみるようなイニシャライズ処理により検出しても良いし、他の様々な手法によりモータ故障を検出するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
実施例１のハイブリッド車のモータフェイル対応制御装置は、３つのシングルピニオン型遊星歯車により構成された差動装置を有する駆動力合成変速機の例を示したが、例えば、特開２００３−３２８０８号公報等に記載されているようにラビニョウ型遊星歯車により構成された差動装置を有する駆動力合成変速機にも適用することができるし、それ以外の差動装置であっても、共線図上に３つ以上の入出力要素が配列される差動装置を有し、この差動装置の入出力要素にエンジンと少なくとも１つのモータと出力部材とを連結し、少なくともこれら３要素にて共線図のバランスをとりながら走行する走行モードを有するハイブリッド車には適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】実施例１のモータフェイル対応制御装置が適用されたハイブリッド車の駆動系及び制御系を示す全体システム図である。
【図２】実施例１のハイブリッド車において電気自動車モードでの５つの走行モードをあらわす共線図である。
【図３】実施例１のハイブリッド車においてハイブリッド車モードでの５つの走行モードをあらわす共線図である。
【図４】実施例１のハイブリッド車において走行モードの選択に用いられる走行モードマップの一例を示す図である。
【図５】実施例１のハイブリッド車において「１０の走行モード」でのエンジン・エンジンクラッチ・モータジェネレータ・ローブレーキ・ハイクラッチ・ハイローブレーキの作動表である。
【図６】実施例１の統合コントローラにおいて実行されるモータフェイル対応制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施例１のハイブリッド車での固定変速比モードである「Lowモード」と「2ndモード」と「Highモード」を示す共線図である。
【図８】実施例１のハイブリッド車で両モータジェネレータが故障の際に３つの固定変速比モードから最適モードを選択する際に用いる駆動力マップの一例を示すマップ図である。
【符号の説明】
【００７９】
Ｅ  エンジン
MG1  第１モータジェネレータ
MG2  第２モータジェネレータ（モータジェネレータ）
OUT  出力軸（出力部材）
TM  駆動力合成変速機（差動装置）
PG1  第１遊星歯車
PG2  第２遊星歯車
PG3  第３遊星歯車
EC  エンジンクラッチ
LB  ローブレーキ（第１摩擦締結要素）
HC  ハイクラッチ（第２摩擦締結要素）
HLB  ハイローブレーキ（第３摩擦締結要素）
１  エンジンコントローラ
２  モータコントローラ
３  インバータ
４  バッテリ
５  油圧制御装置
６  統合コントローラ
７  アクセル開度センサ
８  車速センサ
９  エンジン回転数センサ
１０  第１モータジェネレータ回転数センサ
１１  第２モータジェネレータ回転数センサ
１２  第３リングギヤ回転数センサ
１３  ナビゲーションシステム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005304229.tif 000009
【図８】
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