JP2017052350A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

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大吾 安藤
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Abstract

【課題】エンジンＥＣＵとハイブリッドＥＣＵとの通信異常が生じている場合に、エンジンの動力を用いて車両の退避走行を行なうことを可能にする。【解決手段】ハイブリッド車両は、エンジンを制御するエンジンＥＣＵと、モータジェネレータを制御するとともにエンジンＥＣＵにエンジン指令信号を出力するハイブリッドＥＣＵとを備える。エンジンＥＣＵは、ハイブリッドＥＣＵとの通信に異常が生じていない場合は、エンジン動作点（回転速度およびトルク）がハイブリッドＥＣＵから受けたエンジン指令信号に従った指令動作点となるようにエンジンを制御する。一方、ハイブリッドＥＣＵとの通信に異常が生じている場合、エンジンＥＣＵは、エンジン動作点（回転速度およびトルク）が予め定められた固定動作点となるようにエンジンを制御する固定制御を実行する。【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンと回転電機との少なくとも一方の動力を用いて走行するハイブリッド車両の制御装置に関する。
特開２０１４−２３１２４４号公報（特許文献１）には、エンジンとモータジェネレータとを備えるハイブリッド車両が開示されている。このハイブリッド車両は、エンジン制御装置と、ハイブリッド制御装置とを備える。ハイブリッド制御装置は、モータジェネレータを制御するとともに、エンジン制御装置との通信によってエンジン制御装置にエンジン指令信号を出力する。エンジン制御装置は、ハイブリッド制御装置から受けたエンジン指令信号に従ってエンジンを制御する。ハイブリッド制御装置は、エンジン制御装置との通信に異常が生じた場合、エンジンの燃料噴射弁へ電力を供給するためのリレーを遮断することによってエンジンの運転を停止する。これにより、ハイブリッド制御装置とエンジン制御装置との通信に異常が生じた場合であっても、ハイブリッド制御装置がエンジン制御装置との通信を行なうことなく直接的にエンジンを停止することができるので、エンジンの出力が過剰に高くなることが防止される。
特開２０１４−２３１２４４号公報
しかしながら、特許文献１に開示されたハイブリッド車両においては、ハイブリッド制御装置とエンジン制御装置との通信異常が生じている場合、エンジンの運転が停止されるため、エンジンの動力を用いて車両を退避走行させることができない。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、第１制御装置（エンジン制御装置）と第２制御装置（ハイブリッド制御装置）との通信異常が生じている場合に、エンジンの動力を用いて車両の退避走行を行なうことを可能にすることである。
（１） この発明に係る制御装置は、エンジンと回転電機との少なくとも一方の動力を用いて走行するハイブリッド車両の制御装置であって、エンジンを制御する第１制御装置と、回転電機を制御するとともに、第１制御装置との通信によって第１制御装置にエンジン指令信号を出力する第２制御装置とを備える。第１制御装置は、第２制御装置との通信に異常が生じていない場合は第２制御装置から受けたエンジン指令信号に従ってエンジンを制御し、第２制御装置との通信に異常が生じている場合はエンジンの回転速度、出力パワー、出力トルクの少なくともいずれかがそれぞれに対応する固定値で運転されるようにエンジンを制御する固定運転制御を実行する。
このような構成によれば、第１制御装置は、第２制御装置との通信異常が生じている場合、エンジンを停止するのではなく、エンジンの回転速度、出力パワー、出力トルクの少なくともいずれかを固定してエンジンを運転する固定運転制御を実行する。そのため、第１制御装置と第２制御装置との通信異常が生じている場合（第２制御装置から第１制御装置にエンジン指令信号を出力することができない場合）においても、エンジンの動力を用いて車両の退避走行を行なうことが可能になる。
（２） 好ましくは、第２制御装置は、第１制御装置との通信に異常が生じていない場合、エンジンがエンジン指令信号に従って運転されていることを前提として、ユーザの要求する駆動力が駆動輪に伝達されるように回転電機を制御する。第２制御装置は、第１制御装置との通信に異常が生じている場合、エンジンが固定運転制御によって運転されていることを前提として、ユーザの要求する駆動力が駆動輪に伝達されるように回転電機を制御する。
このような構成によれば、第１制御装置と第２制御装置との通信異常が生じている場合においても、エンジンが固定運転制御によって運転されていることを前提として、ユーザの要求する駆動力が駆動輪に伝達されるように回転電機の出力が調整される。そのため、退避走行中であっても、ユーザの要求する駆動力を駆動輪に伝達することができる。
（３） 好ましくは、第１制御装置は、第２制御装置との通信に異常が生じている場合であって、かつエンジンの回転速度、出力パワーおよび出力トルクの少なくともいずれかが対応する固定値から所定値以上乖離した場合、固定運転制御を実行せずにエンジンを停止する。
第１制御装置と第２制御装置との通信に異常が生じている場合、第２制御装置から第１制御装置にエンジンの停止指令を出力することができない。しかしながら、上記構成においては、第１制御装置と第２制御装置との通信に異常が生じている場合であって、かつエンジンの回転速度、出力パワーおよび出力トルクの少なくともいずれかが固定値から所定値以上乖離した場合、第１制御装置は固定運転制御を実行せずにエンジンを停止する。そのため、第１制御装置と第２制御装置との通信異常が生じている場合に、固定運転制御によってエンジンを運転し続けるだけでなく、エンジンを停止することも可能となる。
（４） 好ましくは、エンジンは、回転電機と機械的に連結される。第１制御装置は、第２制御装置との通信に異常が生じている場合であって、かつエンジンの回転速度が対応する固定値から所定値以上乖離した場合、固定運転制御を実行せずにエンジンを停止する。第２制御装置は、第１制御装置との通信に異常が生じている場合であって、かつエンジンの停止要求がある場合、エンジンの回転速度が固定値から所定値以上乖離するように回転電機を制御する。
第１制御装置と第２制御装置との通信に異常が生じている場合、エンジンの停止要求がある（エンジンを停止すべき状況である）ことを第２制御装置が把握したとしても、通信異常の影響により第２制御装置は第１制御装置にエンジンの停止指令を出力することができない。しかしながら、上記構成においては、第１制御装置は、エンジンの回転速度が固定値から所定値以上乖離した場合にエンジンを停止する。そして、第２制御装置は、エンジンの停止要求がある場合（エンジンを停止すべき状況である場合）、エンジンと機械的に連結された回転電機を制御することによって、エンジンの回転速度が固定値から所定値以上乖離させる。これにより、第１制御装置と第２制御装置との通信異常が生じている場合においても、第２制御装置が間接的にエンジンを停止することが可能となる。
車両の全体ブロック図である。 動力分割機構の共線図である。 エンジンＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その１）である。 ハイブリッドＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その１）である。 エンジンＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その２）である。 ハイブリッドＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その２）である。 ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が発生した場合における、エンジン回転速度Ｎｅ、駆動力、第１ＭＧトルクＴｍ１の変化の一例を示す図である。 ＥＮＧ−ＨＶ通信異常によるフェールセーフ運転中にエンジンの始動および停止を行なう場合における、エンジン回転速度Ｎｅ、駆動力、第１ＭＧトルクＴｍ１の変化の一例を示す図である。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
［実施の形態１］
図１は、本実施の形態による車両１の全体ブロック図である。車両１は、エンジン１００と、第１ＭＧ（Ｍｏｔｏｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）２００と、動力分割機構３００と、第２ＭＧ４００と、出力軸５６０と、駆動輪８２と、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）６００と、バッテリ７００と、ＳＭＲ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｍａｉｎ Ｒｅｌａｙ）７１０とを備える。さらに、車両１は、エンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）３０と、ハイブリッドＥＣＵ４０と、モータジェネレータＥＣＵ（以下「ＭＧ−ＥＣＵ」ともいう）５０とを備える。
車両１は、エンジン１００と第２ＭＧ４００との少なくとも一方の動力を用いて走行するハイブリッド車両である。エンジン１００は、燃料を燃焼させて動力を出力する内燃機関である。第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００は、交流の回転電機であって、モータとしてもジェネレータとしても機能する。
以下では、エンジン１００の回転速度を「エンジン回転速度Ｎｅ」、第１ＭＧ２００の回転速度を「第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１」、第２ＭＧ４００の回転速度を「第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２」と記載する場合がある。また、エンジン１００の出力トルクを「エンジントルクＴｅ」、第１ＭＧ２００の出力トルクを「第１ＭＧトルクＴｍ１」、第２ＭＧ４００の出力トルクを「第２ＭＧトルクＴｍ２」と記載する場合がある。また、エンジン１００の出力パワーを「エンジンパワーＰｅ」、第２ＭＧ４００の出力パワーを「第２ＭＧパワーＰｍ２」と記載する場合がある。
動力分割機構３００は、サンギヤ（Ｓ）３１０と、リングギヤ（Ｒ）３２０と、サンギヤ（Ｓ）３１０とリングギヤ（Ｒ）３２０とに噛合するピニオンギヤ（Ｐ）３４０と、ピニオンギヤ（Ｐ）３４０を自転かつ公転自在に保持しているキャリア（Ｃ）３３０とを有する遊星歯車機構である。キャリア（Ｃ）３３０はエンジン１００に連結される。サンギヤ（Ｓ）３１０は第１ＭＧ２００に連結される。リングギヤ（Ｒ）３２０は出力軸５６０を介して第２ＭＧ４００および駆動輪８２に連結される。
図２は、動力分割機構３００の共線図である。エンジン１００、第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００が動力分割機構３００によって機械的に連結されることによって、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１（サンギヤ（Ｓ）３１０の回転速度）、エンジン回転速度Ｎｅ（キャリア（Ｃ）３３０の回転速度）、第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２（リングギヤ（Ｒ）３２０の回転速度）は、動力分割機構３００の共線図上で直線で結ばれる関係（いずれか２つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係、以下「共線図の関係」ともいう）になる。したがって、第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２が一定である場合には、エンジン回転速度Ｎｅと第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１との間には正の相関関係（一方の回転速度が低下すると他方の回転速度も低下し、一方の回転速度が増加すると他方の回転速度も増加する関係）が存在する。
図１に戻って、ＰＣＵ６００は、バッテリ７００から供給される高電圧の直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ２００および／または第２ＭＧ４００に出力する。これにより、第１ＭＧ２００および／または第２ＭＧ４００が駆動される。また、ＰＣＵ６００は、第１ＭＧ２００および／または第２ＭＧ４００によって発電される交流電力を直流電力に変換してバッテリ７００へ出力する。これにより、バッテリ７００が充電される。また、ＰＣＵ６００は、第１ＭＧ２００によって発電された電力で第２ＭＧ４００を駆動することもできる。
バッテリ７００は、第１ＭＧ２００および／または第２ＭＧ４００を駆動するための高電圧（たとえば２００Ｖ程度）の直流電力を蓄える二次電池である。バッテリ７００は、代表的にはニッケル水素電池やリチウムイオン電池を含んで構成される。
ＳＭＲ７１０は、バッテリ７００と、ＰＣＵ６００、第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００を含む電気システムとを接続したり遮断したりするためのリレーである。
さらに、車両１には、エンジン回転速度センサ１０、出力軸回転速度センサ１５、レゾルバ２１，２２、アクセルポジションセンサ３１など、車両１の制御に必要なさまざまな情報をそれぞれ検出する複数のセンサが設けられる。エンジン回転速度センサ１０は、エンジン回転速度Ｎｅを検出し、検出結果をエンジンＥＣＵ３０に出力する。レゾルバ２１は、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１を検出し、検出結果をＭＧ−ＥＣＵ５０に出力する。レゾルバ２２は、第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２を検出し、検出結果をＭＧ−ＥＣＵ５０に出力する。出力軸回転速度センサ１５は、出力軸５６０の回転速度Ｎｐを車速Ｖとして検出し、検出結果をハイブリッドＥＣＵ４０に出力する。アクセルポジションセンサ３１は、ユーザによるアクセルペダルの操作量（以下「アクセルペダル操作量Ａ」ともいう）を検出し、検出結果をハイブリッドＥＣＵ４０に出力する。
エンジンＥＣＵ３０、ハイブリッドＥＣＵ４０およびＭＧ−ＥＣＵ５０は、それぞれ、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報や各センサからの情報に基づいて所定の演算処理を実行する。なお、図１には、ハイブリッドＥＣＵ４０とＭＧ−ＥＣＵ５０とが別々に示されているが、ハイブリッドＥＣＵ４０とＭＧ−ＥＣＵ５０とを１つのＥＣＵ４０Ａに統合することも可能である。
ハイブリッドＥＣＵ４０は、エンジンＥＣＵ３０およびＭＧ−ＥＣＵ５０とそれぞれ通信線で接続されており、エンジンＥＣＵ３０との間およびＭＧ−ＥＣＵ５０との間で相互に通信することによって、エンジン１００、第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００を統括的に制御する。
より具体的には、ハイブリッドＥＣＵ４０は、アクセルポジションセンサ３１からのアクセルペダル操作量Ａおよび出力軸回転速度センサ１５からの車速Ｖなどに基づいて、ユーザが車両１に要求する駆動力（以下「要求駆動力Ｐｒｅｑ」ともいう）を算出する。ハイブリッドＥＣＵ４０は、バッテリ７００の状態を考慮しながら、算出された要求駆動力Ｐｒｅｑをエンジン要求パワーＰｅｒｅｑと第２ＭＧ要求パワーＰｍ２ｒｅｑとに振り分ける。そして、ハイブリッドＥＣＵ４０は、エンジンパワーＰｅがエンジン要求パワーＰｅｒｅｑとなるようにエンジン指令信号（エンジン指令回転速度Ｎｅｃｏｍ、エンジン指令トルクＴｅｃｏｍ）を生成し、エンジン１００の出力が出力軸５６０に伝達されるように第１ＭＧ指令信号（第１ＭＧ指令回転速度Ｎｍ１ｃｏｍ、第１ＭＧ指令トルクＴｍ１ｃｏｍ）を生成し、第２ＭＧパワーＰｍ２が第２ＭＧ要求パワーＰｍ２ｒｅｑとなるように第２ＭＧ指令信号（第２ＭＧ指令回転速度Ｎｍ２ｃｏｍ、第２ＭＧ指令トルクＴｍ２ｃｏｍ）を生成する。そして、ハイブリッドＥＣＵ４０は、エンジン指令信号をエンジンＥＣＵ３０に出力するとともに、第１ＭＧ指令信号および第２ＭＧ指令信号をＭＧ−ＥＣＵ５０に出力する。また、ハイブリッドＥＣＵ４０は、エンジンＥＣＵ３０からエンジン１００の状態を示す情報を取得するとともに、ＭＧ−ＥＣＵ５０から第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００の状態を示す情報を取得する。
エンジンＥＣＵ３０は、エンジン１００の状態を示す情報（たとえばエンジン回転速度センサ１０で検出されたエンジン回転速度Ｎｅなど）をハイブリッドＥＣＵ４０に出力するとともに、ハイブリッドＥＣＵ４０からのエンジン指令信号に従ってエンジン１００の出力（具体的にはスロットル開度、点火時期、燃料噴射量など）を制御する。
ＭＧ−ＥＣＵ５０は、第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００の状態を示す情報（たとえばレゾルバ２１，２２で検出された第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１および第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２など）をハイブリッドＥＣＵ４０に出力するとともに、ハイブリッドＥＣＵ４０からの第１ＭＧ指令信号および第２ＭＧ指令信号に従って第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００の出力（具体的には通電量など）をそれぞれ制御する。
以上のような構成を有する車両１において、エンジンＥＣＵ３０とハイブリッドＥＣＵ４０との通信異常（以下、単に「ＥＮＧ−ＨＶ通信異常ともいう」）が生じている場合、エンジン１００をユーザの要求に応じて適切に制御することができない。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ４０はエンジン指令信号をエンジンＥＣＵ３０に出力することができない。また、エンジンＥＣＵ３０は、エンジン指令信号をハイブリッドＥＣＵ４０から受け取ることができないので、エンジン１００をどのように制御すればよいのかを把握することができない。
このような場合には、エンジン１００の出力が過剰に高くなることを防止するために、エンジンＥＣＵ３０がエンジン１００を一律に停止してしまうことも考えられる（従来相当）。しかしながら、エンジン１００を一律に停止してしまうと、エンジン１００の動力を用いた車両１の退避走行を行なうことができないという問題がある。
そこで、本実施の形態においては、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合、以下のようなフェールセーフ運転が行なわれる。エンジンＥＣＵ３０は、エンジン動作点（エンジン回転速度Ｎｅ、エンジントルクＴｅ）が予め定められた固定動作点（固定回転速度Ｎｆｉｘ、固定トルクＴｆｉｘ）となるようにエンジン１００を運転する「固定制御（固定運転制御）」を実行する。なお、固定制御に用いられる固定回転速度Ｎｆｉｘは、正の値に設定される。すなわち、固定制御の実行中は、エンジン１００は停止されず運転状態に維持される。
さらに、ハイブリッドＥＣＵ４０は、エンジン１００が固定制御によって運転されていることを前提として、要求駆動力Ｐｒｅｑを満たすように（要求駆動力Ｐｒｅｑが駆動輪８２に伝達されるように）第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００を制御する。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ４０は、第１ＭＧ動作点（第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１、第１ＭＧトルクＴｍ１）が第１ＭＧ指令動作点（第１ＭＧ指令回転速度Ｎｍ１ｃｏｍ、第１ＭＧ指令トルクＴｍ１ｃｏｍ）となるように第１ＭＧ２００を制御するとともに、第２ＭＧ動作点（第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２、第２ＭＧトルクＴｍ２）が第２ＭＧ指令動作点（第２ＭＧ指令回転速度Ｎｍ２ｃｏｍ、第２ＭＧ指令トルクＴｍ２ｃｏｍ）となるように第２ＭＧ４００を制御する。これにより、エンジン１００が固定制御で運転されることによってエンジンパワーＰｅがエンジン要求パワーＰｅｒｅｑよりも不足する場合には、その不足分が第２ＭＧパワーＰｍ２に加算されることになる。その結果、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合においても、エンジンパワーＰｅおよび第２ＭＧパワーＰｍ２によって要求駆動力Ｐｒｅｑを満たしつつ車両１を退避走行させることができる。
なお、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じていない場合、以下のような通常運転が行なわれる。エンジンＥＣＵ３０は、エンジン動作点がハイブリッドＥＣＵ４０から受けたエンジン指令信号に従った指令動作点（エンジン指令回転速度Ｎｅｃｏｍ、エンジン指令トルクＴｅｃｏｍ）となるようにエンジン１００を運転する「指令制御」を実行する。さらに、ハイブリッドＥＣＵ４０は、エンジン１００が指令制御によって運転されていることを前提として、要求駆動力Ｐｒｅｑを満たすように第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００を制御する。
図３は、エンジンＥＣＵ３０が行なう処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは所定周期で繰り返し実行される。
ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０にて、エンジンＥＣＵ３０は、ハイブリッドＥＣＵ４０との通信異常が発生しているか否かを判定する。たとえば、エンジンＥＣＵ３０は、ハイブリッドＥＣＵ４０からの情報を所定時間継続して受信できない場合に、ハイブリッドＥＣＵ４０との通信異常が発生していると判定する。
ハイブリッドＥＣＵ４０との通信異常が発生していない場合（Ｓ１０にてＮＯ）、Ｓ１２にて、エンジンＥＣＵ３０は、上述の「指令制御」を実行する。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、エンジン動作点がハイブリッドＥＣＵ４０から受けた指令動作点となるようにエンジン１００を運転する。
一方、ハイブリッドＥＣＵ４０との通信異常が発生してる場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、Ｓ１１にて、エンジンＥＣＵ３０は、上述の「固定制御」を実行する。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、エンジン動作点が予め定められた固定動作点となるようにエンジン１００を運転する。これにより、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合においても、エンジン１００の動力を用いた車両１の退避走行を行なうことが可能となる。
図４は、ハイブリッドＥＣＵ４０が行なう処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは所定周期で繰り返し実行される。
Ｓ２０にて、ハイブリッドＥＣＵ４０は、エンジンＥＣＵ３０との通信異常が発生しているか否かを判定する。
エンジンＥＣＵ３０との通信異常が発生していない場合（Ｓ２０にてＮＯ）、Ｓ２２にて、ハイブリッドＥＣＵ４０は、エンジン１００が指令制御によって運転されていることを前提として、要求駆動力Ｐｒｅｑを満たすように駆動力（第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００）を制御する。
一方、エンジンＥＣＵ３０との通信異常が発生している場合（Ｓ２０にてＹＥＳ）、Ｓ２１にて、ハイブリッドＥＣＵ４０は、エンジン１００が固定制御によって運転されていることを前提として、要求駆動力Ｐｒｅｑを満たすように駆動力（第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００）を制御する。したがって、エンジン１００が固定制御で運転されることによってエンジンパワーＰｅがエンジン要求パワーＰｅｒｅｑよりも不足する場合には、その不足分が第２ＭＧ要求パワーＰｍ２ｒｅｑに加算され、第２ＭＧパワーＰｍ２によって賄われることになる。その結果、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合においても、要求駆動力Ｐｒｅｑを満たしつつ車両１を退避走行させることができる。
以上のように、本実施の形態によるエンジンＥＣＵ３０は、ハイブリッドＥＣＵ４０との通信異常が生じている場合、エンジン１００を停止するのではなく、エンジン動作点を予め定められた固定動作点に固定してエンジン１００を運転する「固定制御」を実行する。そのため、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合においても、エンジン１００の動力を用いた車両１の退避走行を行なうことが可能となる。
なお、本実施の形態においては、固定制御によってエンジン回転速度ＮｅおよびエンジントルクＴｅが固定されるため、結果的にエンジンパワーＰｅも固定される。しかしながら、固定制御は、エンジン回転速度Ｎｅ、エンジントルクＴｅ、エンジンパワーＰｅをすべて固定するものに限定されず、エンジン回転速度Ｎｅ、エンジントルクＴｅ、エンジンパワーＰｅの少なくともいずれかを固定するものであればよい。たとえば、固定制御によって、エンジン回転速度ＮｅおよびエンジントルクＴｅの一方を固定し、他方を固定しない（すなわちエンジンパワーＰｅを固定しない）ようにしてもよい。また、固定制御によって、エンジンパワーＰｅのみを固定し、エンジン回転速度ＮｅおよびエンジントルクＴｅの変動を許容するようにしてもよい。
［実施の形態２］
上述の実施の形態１においては、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合、エンジンＥＣＵ３０による固定制御によって、エンジン１００が固定動作点で運転される。ところが、固定制御の実行中においては、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じているため、ハイブリッドＥＣＵ４０からエンジンＥＣＵ３０にエンジン１００を停止する指令を出力することができない。
すなわち、上述の実施の形態１においては、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合において、エンジンの停止要求がある（エンジンを停止すべき状況である）ことをハイブリッドＥＣＵ４０が把握したとしても、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常の影響によってハイブリッドＥＣＵ４０はエンジンＥＣＵ３０にエンジン１００を停止する指令を出力することができない。そのため、エンジンＥＣＵ３０は、エンジン１００を固定動作点で運転し続けることになってしまう。
このような問題に鑑み、本実施の形態２によるエンジンＥＣＵ３０は、ハイブリッドＥＣＵ４０との通信に異常が生じている場合であって、かつエンジン回転速度センサ１０によって検出されたエンジン回転速度Ｎｅが固定回転速度Ｎｆｉｘから所定値α（α＞０）以上乖離している場合、固定制御を実行せずにエンジン１００を停止する。そのため、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合に、固定制御によってエンジン１００を運転するだけでなく、固定制御を実行せずにエンジン１００を停止することも可能となる。
さらに、本実施の形態２によるハイブリッドＥＣＵ４０は、エンジンＥＣＵ３０との通信に異常が生じている場合であって、かつエンジン停止要求がある場合（エンジン１００を停止すべき状況である場合）、エンジン回転速度Ｎｅが固定回転速度Ｎｆｉｘから所定値α以上乖離するように、第１ＭＧ２００を制御する。この制御によってエンジン回転速度Ｎｅが固定回転速度Ｎｆｉｘから所定値α以上乖離した場合に、エンジンＥＣＵ３０がエンジン１００を停止することになる。その結果、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合においても、ハイブリッドＥＣＵ４０が第１ＭＧ２００を制御することによって間接的にエンジン１００を停止することが可能となる。
図５は、本実施の形態２によるエンジンＥＣＵ３０が行なう処理手順を示すフローチャートである。なお、図５に示したステップのうち、前述の図３に示したステップと同じ番号を付しているステップについては、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。
ハイブリッドＥＣＵ４０との通信異常が発生している場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ３０は、Ｓ１５以降のフェールセーフ運転を行なう。
Ｓ１５にて、エンジンＥＣＵ３０は、エンジン回転速度センサ１０によって検出されたエンジン回転速度Ｎｅが下限回転速度Ｎｍｉｎから上限回転速度Ｎｍａｘまでの領域に含まれるか否かを判定する。ここで、下限回転速度Ｎｍｉｎは固定回転速度Ｎｆｉｘから所定値αを減じた値（＝Ｎｆｉｘ−α）であり、上限回転速度Ｎｍａｘは固定回転速度Ｎｆｉｘに所定値αを加えた値（＝Ｎｆｉｘ＋α）である。
エンジン回転速度Ｎｅが下限回転速度Ｎｍｉｎから上限回転速度Ｎｍａｘまでの領域に含まれている場合（Ｓ１５にてＹＥＳ）、すなわちエンジン回転速度Ｎｅが固定回転速度Ｎｆｉｘから所定値α以上乖離していない場合、Ｓ１１にて、エンジンＥＣＵ３０は、上述の「固定制御」を実行する。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、エンジン動作点が予め定められた固定動作点となるようにエンジン１００を運転する。
一方、エンジン回転速度Ｎｅが下限回転速度Ｎｍｉｎから上限回転速度Ｎｍａｘまでの領域に含まれていない場合（Ｓ１５にてＮＯ）、すなわちエンジン回転速度Ｎｅが固定回転速度Ｎｆｉｘから所定値α以上乖離している場合、Ｓ１６にて、エンジンＥＣＵ３０は、固定制御を実行せずに、エンジン１００を停止してエンジン回転速度Ｎｅを０にする。
図６は、本実施の形態２によるハイブリッドＥＣＵ４０が行なう処理手順を示すフローチャートである。なお、図６に示したステップのうち、前述の図４に示したステップと同じ番号を付しているステップについては、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。
エンジンＥＣＵ３０との通信異常が発生している場合（Ｓ２０にてＹＥＳ）、ハイブリッドＥＣＵ４０は、Ｓ２５以降のフェールセーフ制御を行なう。
Ｓ２５にて、ハイブリッドＥＣＵ４０は、エンジン回転速度Ｎｅが下限回転速度Ｎｍｉｎから上限回転速度Ｎｍａｘまでの領域に含まれるか否かを判定する。なお、ハイブリッドＥＣＵ４０は、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合には、エンジンＥＣＵ３０からエンジン回転速度Ｎｅの情報を取得することはできないが、レゾルバ２１，２２によってそれぞれ検出された第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１および第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２を用いて共線図の関係からエンジン回転速度Ｎｅを算出することができる。
エンジン回転速度Ｎｅが下限回転速度Ｎｍｉｎから上限回転速度Ｎｍａｘまでの領域に含まれている場合（Ｓ２５にてＹＥＳ）、ハイブリッドＥＣＵ４０は、Ｓ２６にて、エンジン停止要求があるか否かを判定する。たとえば、ハイブリッドＥＣＵ４０は、要求駆動力Ｐｒｅｑが所定値未満に低下した場合、車両１が他の物体に衝突したことを示す情報を図示しない他のＥＣＵから取得した場合、他の制御システム異常が生じた場合、エンジン停止要求があると判定する。
エンジン停止要求がない場合（Ｓ２６にてＮＯ）、ハイブリッドＥＣＵ４０は、Ｓ２１にて、エンジン１００が固定制御によって運転されていることを前提として駆動力（第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００）を制御する。
エンジン停止要求がある場合（Ｓ２６にてＹＥＳ）、ハイブリッドＥＣＵ４０は、Ｓ２７にて、エンジン回転速度Ｎｅが下限回転速度Ｎｍｉｎ（＝Ｎｆｉｘ−α）未満となるように、もしくはエンジン回転速度Ｎｅが上限回転速度Ｎｍａｘ（＝Ｎｆｉｘ＋α）を超えるように、第１ＭＧトルクＴｍ１を制御する。ハイブリッドＥＣＵ４０は、エンジン回転速度Ｎｅを下限回転速度Ｎｍｉｎ未満にする場合には第１ＭＧトルクＴｍ１の大きさ（絶対値）を負方向に増加させる。また、ハイブリッドＥＣＵ４０は、エンジン回転速度Ｎｅを上限回転速度Ｎｍａｘ以上にする場合には、第１ＭＧトルクＴｍ１の大きさ（絶対値）を正方向に増加させる。以下、Ｓ２７の処理においてエンジン回転速度Ｎｅを下限回転速度Ｎｍｉｎ未満にするための第１ＭＧトルクＴｍ１を「Ｎｅ低下トルク」ともいう）。また、Ｓ２７の処理においてエンジン回転速度Ｎｅを上限回転速度Ｎｍａｘ以上にするための第１ＭＧトルクＴｍ１を「Ｎｅ増加トルク」ともいう。
一方、エンジン回転速度Ｎｅが下限回転速度Ｎｍｉｎから上限回転速度Ｎｍａｘまでの領域に含まれていない場合（Ｓ２５にてＮＯ）、ハイブリッドＥＣＵ４０は、Ｓ２８にて、エンジン回転速度Ｎｅが０であるか否か（エンジン１００が停止状態であるか否か）を判定する。エンジン回転速度Ｎｅが０でない場合（Ｓ２８にてＮＯ）、ハイブリッドＥＣＵ４０は処理を終了する。
エンジン回転速度Ｎｅが０である場合（Ｓ２８にてＹＥＳ）、ハイブリッドＥＣＵ４０は、Ｓ２９にて、エンジン始動要求があるか否かを判定する。たとえば、ハイブリッドＥＣＵ４０は、要求駆動力Ｐｒｅｑが所定値以上に増加した場合、エンジン始動要求があると判定する。エンジン始動要求がない場合（Ｓ２９にてＮＯ）、ハイブリッドＥＣＵ４０は処理を終了する。
エンジン始動要求がある場合（Ｓ２９にてＹＥＳ）、ハイブリッドＥＣＵ４０は、Ｓ３０にて、エンジン回転速度Ｎｅが下限回転速度Ｎｍｉｎ（＝Ｎｆｉｘ−α）を超えるように第１ＭＧトルクＴｍ１を制御する。以下、Ｓ３０の処理においてエンジン回転速度Ｎｅを下限回転速度Ｎｍｉｎ以上にするための第１ＭＧトルクＴｍ１を「クランキングトルク」ともいう。
図７は、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が発生した場合における、エンジン回転速度Ｎｅ、駆動力、第１ＭＧトルクＴｍ１の変化の一例を示す図である。
時刻ｔ１よりも前においては、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常は発生しておらず、通常運転が行なわれる。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、エンジン動作点がハイブリッドＥＣＵ４０から受けたエンジン指令信号に従った指令動作点となるようにエンジン１００を運転する「指令制御」を実行する。ハイブリッドＥＣＵ４０は、エンジン１００が指令制御によって運転されていることを前提として、要求駆動力Ｐｒｅｑを満たすように第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００を制御する。
時刻ｔ１にてＥＮＧ−ＨＶ通信異常が発生すると、通常運転からフェールセーフ運転に切り替えられる。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、エンジン動作点が固定動作点（固定回転速度Ｎｆｉｘ、固定トルクＴｆｉｘ）となるようにエンジン１００を運転する「固定制御」を実行する。これにより、図７に示す例では、エンジンパワーＰｅがエンジン要求パワーＰｅｒｅｑ（図７の一点鎖線参照）よりも低い値となっている。
ハイブリッドＥＣＵ４０は、エンジン１００が固定制御によって運転されていることを前提として、要求駆動力Ｐｒｅｑを満たすように第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００を制御する。図７に示す例では、エンジン１００が固定制御で運転されることによってエンジンパワーＰｅがエンジン要求パワーＰｅｒｅｑよりも不足しているため、その不足分が第２ＭＧパワーＰｍ２に加算されることになる。その結果、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合においても、要求駆動力Ｐｒｅｑを満たしつつ車両１を退避走行させることができる。
時刻ｔ２にて、たとえば要求駆動力Ｐｒｅｑが低下したことに起因してエンジン停止要求がなされると、ハイブリッドＥＣＵ４０は、第１ＭＧ２００にＮｅ低下トルクを発生させる。具体的には、ハイブリッドＥＣＵ４０は、図７に示すように、第１ＭＧトルクＴｍ１を負方向に増加させる。これにより、エンジン回転速度Ｎｅが下限回転速度Ｎｍｉｎ未満となると、エンジンＥＣＵ３０がエンジン１００を停止させる。その結果、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合においても、ハイブリッドＥＣＵ４０が第１ＭＧ２００にＮｅ低下トルクを発生させることによって間接的にエンジン１００を停止することができる。
図８は、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常によるフェールセーフ運転中にエンジン１００の始動および停止を行なう場合における、エンジン回転速度Ｎｅ、駆動力、第１ＭＧトルクＴｍ１の変化の一例を示す図である。
時刻ｔ１１よりも前においては、フェールセーフ運転中であるが、要求駆動力Ｐｒｅｑが低く、エンジン１００が停止されている。
時刻ｔ１１にて要求駆動力Ｐｒｅｑが増加したことに起因してエンジン始動要求がなされると、ハイブリッドＥＣＵ４０は、第１ＭＧ２００にクランキングトルクを発生させる。これにより、エンジン回転速度Ｎｅが下限回転速度Ｎｍｉｎを超えると、エンジンＥＣＵ３０がエンジン１００を始動させて固定制御を実行する。その結果、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合においても、ハイブリッドＥＣＵ４０が第１ＭＧ２００にクランキングトルクを発生させることによって間接的にエンジン１００を始動することができる。
時刻ｔ１３にて、たとえば他の制御システムの異常が発生したことに起因してエンジン停止要求がなされると、ハイブリッドＥＣＵ４０は、第１ＭＧ２００にＮｅ増加トルクを発生させる。具体的には、ハイブリッドＥＣＵ４０は、図７に示すように、第１ＭＧトルクＴｍ１を負の値から０に変化させる。この際、ハイブリッドＥＣＵ４０が第１ＭＧ２００を制御するＰＣＵ６００内容のインバータをシャットダウンすることによって、第１ＭＧトルクＴｍ１を０にするようにしてもよい。
第１ＭＧトルクＴｍ１が０となると、エンジントルクＴｅの反力がなくなり、エンジン回転速度ＮｅはエンジントルクＴｅの作用によって増加する。これにより、エンジン回転速度Ｎｅが上限回転速度Ｎｍａｘを超えると、エンジンＥＣＵ３０がエンジン１００を停止させる。その結果、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合においても、ハイブリッドＥＣＵ４０が第１ＭＧ２００にＮｅ増加トルクを発生させることによって間接的にエンジン１００を停止することができる。
以上のように、本実施の形態によるエンジンＥＣＵ３０は、ハイブリッドＥＣＵ４０との通信に異常が生じている場合であって、かつエンジン回転速度Ｎｅが固定回転速度Ｎｆｉｘから所定値α以上乖離した場合、固定制御を実行せずにエンジン１００を停止する。そのため、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合に、エンジン１００を固定制御によって運転するだけでなく、エンジン１００を停止することも可能となる。
さらに、本実施の形態によるハイブリッドＥＣＵ４０は、エンジンＥＣＵ３０との通信に異常が生じている場合であって、かつエンジンの停止要求がある場合、エンジン回転速度Ｎｅが固定回転速度Ｎｆｉｘから所定値α以上乖離するように第１ＭＧ２００を制御する。これにより、ＥＮＧ−ＨＶ通信異常が生じている場合においても、ハイブリッドＥＣＵ４０が間接的にエンジンを停止することが可能となる。
なお、本実施の形態においてはフェールセーフ運転中にエンジン回転速度Ｎｅが固定回転速度Ｎｆｉｘから所定値α以上乖離した場合にエンジン１００を停止したが、エンジン１００の停止条件はこれに限定されない。たとえば、エンジントルクＴｅが固定トルクＴｆｉｘから所定値以上乖離した場合にエンジン１００を停止するようにしてもよいし、エンジンパワーＰｅが固定回転速度Ｎｆｉｘと固定トルクＴｆｉｘとの積から以上乖離した場合にエンジン１００を停止するようにしてもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１ 車両、１０ エンジン回転速度センサ、１５ 出力軸回転速度センサ、２１，２２ レゾルバ、３１ アクセルポジションセンサ、８２ 駆動輪、３０ エンジンＥＣＵ、４０ ハイブリッドＥＣＵ、５０ ＭＧ−ＥＣＵ、１００ エンジン、２００ 第１ＭＧ、３００ 動力分割機構、４００ 第２ＭＧ、５６０ 出力軸、７００ バッテリ。

Claims (4)

  1. エンジンと回転電機との少なくとも一方の動力を用いて走行するハイブリッド車両の制御装置であって、
    前記エンジンを制御する第１制御装置と、
    前記回転電機を制御するとともに、前記第１制御装置との通信によって前記第１制御装置にエンジン指令信号を出力する第２制御装置とを備え、
    前記第１制御装置は、前記第２制御装置との通信に異常が生じていない場合は前記第２制御装置から受けた前記エンジン指令信号に従って前記エンジンを制御し、前記第２制御装置との通信に異常が生じている場合は前記エンジンの回転速度、出力パワー、出力トルクの少なくともいずれかがそれぞれに対応する固定値で運転されるように前記エンジンを制御する固定運転制御を実行する、ハイブリッド車両の制御装置。
  2. 前記第２制御装置は、
    前記第１制御装置との通信に異常が生じていない場合、前記エンジンが前記エンジン指令信号に従って運転されていることを前提として、ユーザの要求する駆動力が駆動輪に伝達されるように前記回転電機を制御し、
    前記第１制御装置との通信に異常が生じている場合、前記エンジンが前記固定運転制御によって運転されていることを前提として、ユーザの要求する駆動力が前記駆動輪に伝達されるように前記回転電機を制御する、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  3. 前記第１制御装置は、前記第２制御装置との通信に異常が生じている場合であって、かつ前記エンジンの回転速度、出力パワーおよび出力トルクの少なくともいずれかが対応する前記固定値から所定値以上乖離した場合、前記固定運転制御を実行せずに前記エンジンを停止する、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  4. 前記エンジンは、前記回転電機と機械的に連結され、
    前記第１制御装置は、前記第２制御装置との通信に異常が生じている場合であって、かつ前記エンジンの回転速度が前記固定値から所定値以上乖離した場合、前記固定運転制御を実行せずに前記エンジンを停止し、
    前記第２制御装置は、前記第１制御装置との通信に異常が生じている場合であって、かつ前記エンジンの停止要求がある場合、前記エンジンの回転速度が対応する前記固定値から所定値以上乖離するように前記回転電機を制御する、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
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