JP3736310B2 - パワートレーンの制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の駆動力源を備え、かつ、いずれかの駆動力源が故障した場合に対処するためのパワートレーンの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、異なる種類の駆動力源、例えばエンジンおよび電動機を駆動力源を搭載したハイブリッド車が知られている。このハイブリッド車においては、車両の走行状態に基づいて、エンジンおよび電動機の駆動・停止を制御することにより、排気ガスの低減、燃費の向上、騒音の低減などを図ることができる。このように、エンジンおよび電動機を搭載したハイブリッド車の駆動制御装置の一例が、特開平１０−１９６４２７号公報に記載されている。
【０００３】
この公報に記載されたハイブリッド車は、駆動力源としてエンジンおよびモータ・ジェネレータが搭載されている。また、エンジンから変速機に至る動力の伝達経路には第１のクラッチが設けられており、モータ・ジェネレータから変速機に至る動力の伝達経路には第２のクラッチが設けられている。さらに、モータ・ジェネレータには、インバータを介してバッテリが接続されている。そして、エンジンおよびモータ・ジェネレータが共に正常である場合は、予め定められている通常用の制御モードに基づいて、第１のクラッチおよび第２のクラッチの係合・解放が制御されるとともに、エンジンまたはモータ・ジェネレータの少なくとも一方の動力により車両が走行する。
【０００４】
一方、エンジンまたはモータ・ジェネレータの少なくとも一方が故障した場合には、通常用の制御モードとは異なる故障用の制御モードが選択される。具体的には、燃料噴射量、スロットル弁開度、エンジン回転数などからエンジンが正常に作動しているか否かを判断し、通常用の制御モードと故障用の制御モードとを切り換えるものである。例えば、エンジンが正常に作動していないと判断されて故障用の制御モードが選択された場合は、第１のクラッチが解放されて、エンジンから変速機に至る動力の伝達経路が遮断されるとともに、第２のクラッチが係合されて、モータ・ジェネレータを動力源として車両が走行する。このような制御により、エンジンの故障にともなう駆動トルクの変動を抑制できるものとされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなハイブリッド車においては、一方の駆動力源が故障した場合は、他方の駆動力源のみにより車両が走行する、いわゆる退避走行をおこなうことになる。このような退避走行をおこなう際には、他方の駆動力源による走行可能距離が長い方が、車両を運転者の意図する場所まで移動させやすい。しかしながら、上記公報においては、エンジンの故障時に、モータ・ジェネレータによる走行距離を伸ばすという課題については認識が無く、この点で改善の余地があった。
【０００６】
この発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、一方の駆動力源の故障時に、他方の駆動力源による車両の走行距離を長くすることのできるパワートレーンの制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために請求項１の発明は、モータ・ジェネレータと燃料系統から燃料が供給されるエンジンとを駆動力源として備え、そのエンジンのクランクシャフトがクラッチを介して動力伝達軸に連結されたパワートレーンの制御装置において、前記エンジンによって駆動される他のモータ・ジェネレータが設けられており、前記燃料系統の異常を判断する手段と、前記燃料系統の異常が判断された場合に前記モータ・ジェネレータの動力を車輪に伝達するとともに前記クラッチを解放する手段と、前記燃料系統の異常が判断された場合に前記エンジンの回転力によって前記他のモータ・ジェネレータを発電機として機能させるとともに、前記他のモータ・ジェネレータの回生制動力によりエンジンの回転数を低下させる手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項１の発明によれば、燃料系統に異常が生じると、クラッチが解放されることにより、エンジンが動力伝達軸に対して遮断され、また車輪にはモータ・ジェネレータから動力が伝達されるので、エンジンの引き摺りが防止されて電力の無駄な消費を抑制でき、モータ・ジェネレータによる車両の走行距離を長くすることができる。
【００１０】
また、請求項１の発明によれば、他のモータ・ジェネレータの回生制動力によりエンジン回転数を速やかに低下させることができるので、違和感を抑制できるとともに、エンジンでのウォーターハンマ現象を防止でき、更にモータ・ジェネレータによる車両の走行距離を長くすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図に示す具体例に基づいて説明する。図２は、この発明の制御を適用することのできる第１実施形態の車両の構成（つまりパワートレーン）を示す概念図である。図２に示す車両は、駆動力源としてエンジン１およびモータ・ジェネレータ２を有する、いわゆるハイブリッド車である。エンジン１は、燃料の燃焼による熱エネルギーを機械エネルギーに変換し、これを動力（言い換えればトルク）として出力する装置であって、エンジン１としては、内燃機関、例えば、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンまたはＬＰＧエンジンなどを採用することができる。以下、この実施形態においては、エンジン１として便宜上ガソリンエンジンを用いた場合について説明する。エンジン１は、吸気装置３０、燃料供給装置３１、点火装置３２、排気装置３３などを備えた公知の構造のものである。
【００１７】
吸気装置３０は、燃焼室３４に接続されたインテークマニホルド３５、インテークマニホルド３５に設けられた電子スロットルバルブ３６、電子スロットルバルブ３６を制御するアクチュエータ３７、燃焼室３４とインテークマニホルド３５との間の通路を開閉する吸気弁３４Ａとを有している。点火装置３は、イグナイタ３７Ａ、スパークプラグ３８を有している。燃料供給装置３１は、燃料を貯留するフューエルタンク３９、フューエルタンク３９から燃料を汲み出すフューエルポンプ４０、フューエルポンプ４０により汲み上げられた燃料をインテークマニホルド３５側に噴射するインジェクタ４１を有している。つまり、フューエルタンク３９からインテークマニホルド３５に至る燃料の供給経路に、フューエルポンプ４０およびインジェクタ４１が直列に配置されている。図２においては、フューエルポンプ４０は、電動モータ４０Ａにより駆動されるように構成されている。
【００１８】
排気装置３３は、燃焼室３４に接続されたエキゾストパイプ４２と、燃焼室３４とエキゾストパイプ４２との間の通路を開閉する排気弁３４Ｂと、エキゾストパイプ４２に設けられた酸素濃度センサ４２Ａを有している。エンジン１のシリンダ４３の内部には、ピストン４４が往復動自在に配置されており、ピストン４４の上方に燃焼室３４が形成されている。なお、そしてピストン４４とクランクシャフト７とがコネクティングロッド４５により連結されている。
【００１９】
一方、クランクシャフト７の一端側には、クラッチ８を介して動力伝達軸９が連結されている。このクラッチ８としては、摩擦式クラッチまたは流体式クラッチまたは電磁式クラッチなどを用いることができる。このクラッチ８として流体式クラッチを用いる場合は、入力側部材から出力側部材に伝達されるトルクを増幅する機能を備えたトルクコンバータと、入力側部材と出力側部材との間における動力伝達状態を切り換えるために係合・解放されるロックアップクラッチとが設けられる。
【００２０】
前記モータ・ジェネレータ２は、電気エネルギー（電力）を機械エネルギーに変換して出力する電動機としての機能と、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機としての機能とを兼ね備えたものである。このモータ・ジェネレータ２としては、例えば固定永久磁石型同期モータなどを使用することができる。つまり、エンジン１とモータ・ジェネレータ２とを比較すると、動力の発生原理が異なる。そして、モータ・ジェネレータ２のロータ（図示せず）と動力伝達軸９とが連結されている。
【００２１】
動力伝達軸９におけるクラッチ８とは反対側の端部が、変速機１０の入力軸１０Ｂに連結されている。この変速機１０は、その変速比を自動的に制御することのできる自動変速機である。この自動変速機は、有段変速機または無段変速機のいずれでもよい。変速機１０の出力軸１０Ｃ側には最終減速機１０Ａを介して車輪１１が連結されている。
【００２２】
一方、クランクシャフト７に対して動力伝達可能なモータ・ジェネレータ１２が設けられている。モータ・ジェネレータ１２は、電力が供給されてトルクを出力する電動機としての機能と、発電機としての機構とを兼ね備えたものであり、モータ・ジェネレータ１２としては、例えば固定永久磁石型同期モータなどを使用することができる。そして、モータ・ジェネレータ１２の主軸１２Ａとクランクシャフト７とが、巻き掛け伝動装置により５０により連結されている。
【００２３】
また、モータ・ジェネレータ２，１２には、それぞれインバータ１３，１４を介してバッテリ１５が接続されている。このバッテリ１５にはＤＣＤＣコンバータ４９を介して補機バッテリ４９Ａが接続されている。そして、バッテリ１５の電圧がＤＣＤＣコンバータ４９により低下されて補機バッテリ４９Ａに充電される。さらに、補機バッテリ４９Ａの電力が電動モータ４０Ａに供給されるように構成されている。なお、アクチュエータ３７およびイグナイタ３７Ａならびにスパークプラグ３８は、補機バッテリ４９Ａの電力により駆動されるように構成されている。
【００２４】
さらに、インバータ１３，１４およびバッテリ１５には電子制御装置（ＥＣＵ）１６が接続されている。この電子制御装置１６は、中央演算処理装置（ＣＰＵまたはＭＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭおよびＲＯＭ）ならびに入出力インタフェースを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。この電子制御装置１６には、エンジン回転数センサ１７の信号、冷却水温センサ１８の信号、イグニッションスイッチ１９の信号、吸入空気量センサ２０の信号、バッテリ１５，４９Ａの充電状態（ＳＯＣ：state of charge ）を示す信号、エアコンスイッチ２１の信号、シフトポジションセンサ２２の信号、フットブレーキスイッチ２３の信号、アクセル開度センサ２４の信号、電子スロットルバルブ３６の開度を検出するスロットル開度センサ２５の信号、変速機１０の入力回転数センサ２６の信号、変速機１０の出力回転数センサ２７の信号、酸素濃度センサ４２Ａの信号、フューエルポンプ４０の故障（もしくは異常）を検出するフューエルポンプセンサ４６の信号、フューエルタンク３９内における燃料の残量を検出する残量検出センサ４７の信号、インジェクタ４１の故障（もしくは異常）を検出するインジェクタセンサ４８の信号、吸気装置３０の故障を検出する吸気装置故障検出センサ５４の信号、点火装置３２の故障を検出する点火装置故障検出センサ５５の信号などが入力される。前記出力回転数センサ２７の信号に基づいて車速が演算される。
【００２５】
これに対して、電子制御装置１６からは、点火装置３２を制御する信号、燃料供給装置３１制御する信号、アクチュエータ３７を制御する信号、インバータ１３，１４を介してモータ・ジェネレータ２，１２を制御する信号、クラッチ８の係合・解放を制御するアクチュエータ２８に対する信号、変速機１０の変速比を制御する油圧制御装置２９に対する信号などが出力される。
【００２７】
上記の構成を有するハイブリッド車においては、電子制御装置１６に入力される信号、および電子制御装置１６に予め記憶されているデータに基づいて、車両全体が制御される。たとえば、イグニッションスイッチ１９によりエンジン始動要求が検出されると、モータ・ジェネレータ１２が駆動されてエンジン１が初期回転するとともに、燃料供給装置３１による燃料噴射制御および点火装置３２による点火制御がおこなわれて、エンジン１が自律回転する。
【００２８】
ここで、燃料供給装置３１における燃料の供給経路を説明すれば、先ずフューエルタンク３９内の燃料がフューエルポンプ４０により汲み上げられるとともに、この燃料がインジェクタ４１によりインテークマニホルド３５に噴射されて、空気と燃料とが混合され、その混合気が燃焼室３４に供給される。そして、公知の吸入行程、圧縮行程、膨張（爆発）行程、排気行程が繰り返され、エンジン１が自律回転する。
【００２９】
また、電子制御装置１６には、駆動力源制御マップが設けられており、車両のシステムが正常である場合は、この駆動力源制御マップに基づいて、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２の駆動・停止が制御される。この駆動力源制御マップにおいては、アクセル開度および車速に基づいて、エンジン駆動領域およびモータ・ジェネレータ駆動領域が設定されている。モータ・ジェネレータ駆動領域においては、基本的にはモータ・ジェネレータ２が駆動され、エンジン１が停止される。
【００３０】
これに対して、エンジン駆動領域においては、基本的にはエンジン１が駆動され、かつ、モータ・ジェネレータ２が停止される。例えば、エンジン効率が悪い低負荷領域においては、エンジン１が停止され、モータ・ジェネレータ２が駆動される。なお、エンジン駆動領域において、要求出力に対するエンジントルクの不足分をモータ・ジェネレータ２のトルクにより補うこともできる。なお、図２のパワートレーンにおいては、モータ・ジェネレータ２から車輪１１に至る動力伝達経路に変速機１０が配置されているため、モータ・ジェネレータ２の動力が変速機１０を経由して車輪１１に伝達される。
【００３１】
さらに、車両の走行時は、車速およびアクセル開度に基づいて、エンジンに対する要求出力を算出し、最適燃費線（図示せず）からエンジン回転数を求める。一方、吸入空気量、燃料噴射量、点火時期などを制御することにより、エンジン出力が制御されるとともに、変速機１０の変速比を制御してエンジン回転数を制御する。ここで、目標燃料噴射量は、例えば、吸入空気量、エンジン回転数、目標空燃比などの条件に基づいて算出される。また、目標空燃比は、酸素濃度センサ４２Ａの信号、要求出力、経済性などの条件に基づいて算出される。そして、インジェクタ４１から噴射される実際の燃料を、目標燃料噴射量に近づけるように、インジェクタ４１を制御する。
【００３２】
一方、エンジン１の動力により車両が走行している状態で、バッテリ１５の充電量が不足している場合は、エンジン１の動力の一部をモータ・ジェネレータ２に伝達して、モータ・ジェネレータ２を発電機として機能させ、その電力をバッテリ１５に充電することができる。さらに、車両の減速時（言い換えれば惰力走行時）には、車輪１１の動力をモータ・ジェネレータ２に伝達し、かつ、モータ・ジェネレータ２を発電機として機能させ、その電力をバッテリ１５に充電することにより、回生制動力を生じさせることもできる。
【００３３】
車両のシステムが正常な状態で上記の各種の制御をおこなう際に、エンジントルクを車輪１１に伝達する場合はクラッチ８が係合され、モータ・ジェネレータ２を単独で駆動させ、そのトルクを車輪１１に伝達する場合は、クラッチ８を解放することができる。さらに、モータ・ジェネレータ２による回生制動時には、クラッチ８を解放し、モータ・ジェネレータ２の発電効率を高めることができる。
【００３４】
つぎに、図２に示すパワートレーンにおいて、エンジン１の出力制御装置に異常（もしくは故障）が発生した場合に、この異常に対処するための制御例を、図１のフローチャートに基づいて説明する。エンジン１の出力制御装置としては、燃料供給装置３１、吸気装置３０、点火装置３２が挙げられるが、ここでは、便宜上、燃料供給装置３１の故障を対象として説明する。燃料系統の故障時処理のルーチンが開始されると、先ず、燃料供給装置３１（言い換えれば燃料系統）に異常があるか否かが判断される（ステップＳ１）。このステップＳ１の判断は、フューエルポンプセンサ４６の信号、残量検出センサ４７の信号、インジェクタセンサ４８の信号、酸素濃度センサ４２Ａの信号などの信号のうち、少なくとも一つの信号に基づいておこなわれる。
【００３５】
上記各種のセンサの信号のうち、酸素濃度センサ４２Ａ以外の信号によれば、燃料供給装置３１の故障を直接的に判断することができる。これに対して、酸素濃度センサ４２Ａの信号によれば、燃料供給装置３１の故障を間接的に判断することができる。すなわち、エンジン１は、空燃比によりその出力が変化する特性を有している。したがって、要求出力に基づいて目標燃料噴射量を算出し、かつ、この算出結果に対応する燃料噴射制御をおこなった後に、エキゾーストパイプ４２における実際の酸素濃度と、目標燃料噴射量から算出される目標酸素濃度とを比較することにより、燃料供給装置３１の故障を間接的に判断できる。
【００３６】
このステップＳ１で判断することのできる故障の態様としては、燃料の過剰供給および燃料の供給不足が挙げられる。燃料の過剰供給とは、目標燃料噴射量よりも実際の燃料噴射量の方が多い状態を意味しており、燃料の過剰供給は、例えばインジェクタ４１が故障した場合に生じる。燃料の供給不足とは、目標燃料噴射量よりも実際の燃料噴射量の方が少なくなる状態を意味しており、燃料の供給不足は、例えば、フューエルタンク３９の燃料残量がなくなった場合、フューエルポンプ４０が故障した場合、電動モータ４０Ａが故障した場合、インジェクタ４１が故障した場合などに生じる。
【００３７】
そして、前述した各種のセンサの信号の少なくとも一つの信号に基づいて、ステップＳ１で肯定的に判断された場合は、故障用の制御モードを選択して（ステップＳ２）、リターンされる。このステップＳ２で選択される故障用の制御モードを具体的に説明する。まず、ステップＳ１において、燃料の過剰供給または燃料の供給不足のいずれが生じていた場合でも、ステップＳ２では第１の制御モードを選択することができる。この第１の制御モードが選択された場合は、モータ・ジェネレータ２の動力を車輪１１に伝達する制御（つまり、ＭＧ走行制御）がおこなわれる。したがって、燃料供給装置３１が故障した場合でも、このＭＧ走行制御をおこなうことにより、モータ・ジェネレータ２の動力性能に応じた退避走行をおこなうことができる。
【００３８】
また、ステップＳ１において、燃料の過剰供給または燃料の供給不足のいずれが生じていた場合でも、ステップＳ２では第２の制御モードを選択することもできる。この第２の制御モードが選択されると、モータ・ジェネレータ２の動力を車輪１１に伝達する制御、およびクラッチ８を解放する制御がおこなわれる。この第２の制御モードが選択されると、第１の制御モードの場合と同様の効果を得られる他に、モータ・ジェネレータ２の動力によりエンジン１が連れ回りすること（エンジン１の引きずり）を防止することができる。したがって、モータ・ジェネレータ２に供給される電力が無駄に消費されることを抑制でき、モータ・ジェネレータ２による車両の走行距離が可及的に長くなる。
【００３９】
さらに、燃料の過剰供給が生じてステップＳ１で肯定的に判断されていた場合に、ステップＳ２で第２の制御モードを選択すれば、エンジン１側でウォーターハンマ現象が発生することを防止することができ、振動を抑制できる。ウォーターハンマ現象とは、燃料が充分に気化せずに燃焼室３４に供給されるとともに、ピストン４４の動作による圧縮行程において、燃料が圧縮されないためにコネクティングロッド４５やクランクシャフト７に過大な負荷が作用して、コネクティングロッド４５やクランクシャフト７が変形もしくは破損する現象を意味している。
【００４０】
さらに、燃料の過剰供給が生じてステップＳ１で肯定的に判断されていた場合は、ステップＳ２において第３の制御モードを選択することができる。この第３の制御モードが選択された場合は、モータ・ジェネレータ２の動力を車輪１１に伝達する制御、およびクラッチ８を解放する制御、ならびにエンジン１の回転力によりモータ・ジェネレータ１２を発電機として機能させ、かつ、その電力をバッテリ１５に充電する制御がおこなわれる。この第３の制御モードにおいては、第１の制御モードと同様の効果を得られる他に、モータ・ジェネレータ１２の回生制動力により、エンジン回転数を速やかに零に低下させることができ、運転者が違和感を持つことを抑制できる。また、このようにエンジン回転数を速やかに低下させることにより、前記ウォーターハンマ現象を防止する機能が一層向上する。さらに、モータ・ジェネレータ１２の発電によりバッテリ１５の充電量が増加して、モータ・ジェネレータ２の駆動による走行距離が可及的に長くなる。
【００４１】
さらにまた、インジェクタ４１の故障により燃料の過剰供給が生じてステップＳ１で肯定的に判断されていた場合は、ステップＳ２において、第４の制御モードを選択することができる。この第４の制御モードが選択された場合は、モータ・ジェネレータ２の動力を車輪１１に伝達する制御、およびフューエルポンプ（Ｆ／Ｐ）４０を停止する制御がおこなわれる。第４の制御モードが選択された場合は、第１の制御モードと同様の効果を得られる他に、フューエルポンプ４０を駆動するための電力が節約されるため、バッテリ１５から補機バッテリ４９Ａに供給する電力を低減することができる。したがって、モータ・ジェネレータ２の駆動による走行距離が長くなる。また、燃焼室３４に燃料が供給されなくなるため、ウォーターハンマを防止する機能が一層向上する。なお、ステップＳ１で否定的に判断された場合は、そのままリターンされる。
【００４２】
図３は、燃料供給装置３１の故障に対応する他の制御例を示すフローチャートである。図３のステップＳ１１の内容は、図１のステップＳ１の内容と同様であるためその説明を省略する。ステップＳ１１で肯定的に判断された場合は、故障用の制御モードを選択して（ステップＳ１２）、リターンされる。このステップＳ１２の制御を具体的に説明する。例えば、インジェクタ４１の故障により燃料の供給不足が生じてステップＳ１１で肯定的に判断された場合は、ステップＳ１２において第５の制御モードを選択することができる。この第５の制御モードが選択された場合は、モータ・ジェネレータ２の動力を車輪１１に伝達する制御、およびクラッチ８を係合させる制御、ならびにフューエルポンプ４０を停止させる制御、さらには電子スロットルバルブ３６の開度を増加（開度を全開に）して、インテークマニホルド４５内の通気面積を拡大する制御がおこなわれる。
【００４３】
この第５の制御モードが選択された場合は、第１の制御モードと同様の効果を得られる他に、クラッチ８が係合されているため、モータ・ジェネレータ２の動力によりエンジン１が連れ回されるが、燃焼室３４と大気側とが連通される（燃焼室３４内への吸入空気量が増加する）ために、ピストン４４の作動抵抗が低減されて、モータ・ジェネレータ２により連れ回されるエンジン１の回転抵抗（フリクション）が減少する。したがって、モータ・ジェネレータ２の動力が、車両の走行以外のことに浪費されることが抑制され、モータ・ジェネレータ２の駆動による退避走行距離を長くすることができる。さらに、フューエルポンプ４０が停止されるため、補機バッテリ４９Ａの電力の浪費が抑制され、結果的にバッテリ１５から補機バッテリ４９Ａに供給する電力を低減することができる。したがって、車両の退避走行距離が一層長くなる。なお、ステップＳ１１で否定的に判断された場合は、そのままリターンされる。
【００４４】
図４は、第２実施形態の車両のパワートレーンを示す概念図である。図４においては、クランクシャフト７の一端側に、クラッチ８を介して変速機１０の入力軸１０Ｂが連結されている。また、変速機１０の出力軸１０Ｃにモータ・ジェネレータ２のロータが連結され、かつ、出力軸１０Ｃ側には最終減速機１０Ａが連結されている。さらに、図４のパワートレーンのその他の構成は、図２の実施形態と同様にすることができる。この図４のパワートレーンにおいては、変速機１０と車輪１１との間の動力伝達経路にモータ・ジェネレータ２が配置されているため、モータ・ジェネレータ２の動力が変速機１０を経由することなく車輪１１に伝達される。そして、図４の車両に対しても、図１または図３の制御を適用することができる。すなわち、図４のパワートレーンを有する車両に対しても、前述した第１の制御モードないし第５の制御モードをおこなうことができる。ここで得られる効果は、前述した第１の制御モードないし第５の制御モードと同様である。
【００４５】
図５は、第３実施形態の車両のパワートレーンを示す概念図である。図５においては、クランクシャフト７の一端側にモータ・ジェネレータ２のロータが連結されているとともに、そのクランクシャフト７に対して、クラッチ８を介して変速機１０の入力軸１０Ｂが連結されている。また、変速機１０の出力軸１０Ｃ側に最終減速機１０Ａが連結されている。つまり、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２から変速機１０に至る動力伝達経路にクラッチ８が配置されている。なお、図５のパワートレーンのその他の構成は、図２の実施形態と同様にすることができる。
【００４６】
この図５に示されたパワートレーンの車両に対しても、図１または図３の制御を適用することができる。すなわち、図５の車両に対して図１の制御例を適用し、ステップＳ２において、前述した第１の制御モードまたは第４の制御モードをおこなうことができる。ここで、クラッチ８が係合されていれば、前述した第１の制御モードないし第３の制御モードと同様の効果を得られる。また図５の車両に対して、図３の制御例を適用する場合は、ステップＳ１２において、第５の制御モードを選択することができる。この図５のパワートレーンにおいては、クランクシャフト７にモータ・ジェネレータ２のロータが連結されているため、第５の制御モードを選択すると、モータ・ジェネレータ２の動力によりエンジン１が連れ回されるが、図２のパワートレーンに対して第５の制御モードを適用した場合と同様の理由により、図５のパワートレーンにおいても同様の効果を得られる。
【００４７】
図６は、第４の実施形態の車両のパワートレーンおよびその制御系統を示す概念図である。図６の実施形態は、パワートレーンのレイアウトが図５と同様に構成されており、燃料供給装置３１Ａおよびその駆動系統の構成が、図２の実施形態とは異なる。図６においては、フューエルポンプ５１が機械的な動力により駆動されるように構成され、このフューエルポンプ５１により汲み上げられた燃料がインジェクタ４１に供給されるように構成されている。また、クランクシャフト７とフューエルポンプ５１の主軸５１Ａとが、クラッチ５２および巻き掛け伝動装置５３を介して連結されている。また、このクラッチ５２の係合・解放はアクチュエータ２８により制御される。なお、図６のその他の構成は、図２および図５の構成と同様であるため、その説明を省略する。
【００４８】
図６の実施形態においては、モータ・ジェネレータ２およびエンジン１が停止している状態において、エンジン１を始動する際には、クラッチ５２が係合される。すると、モータ・ジェネレータ１２の動力によりエンジン１が初期回転されるとともに、モータ・ジェネレータ１２の動力によりフューエルポンプ５１が駆動され、フューエルポンプ５１により汲み上げられた燃料が、インジェクタ４１を介して燃焼室３４に供給される。なお、エンジン１の自律回転状態では、エンジン１の動力によりフューエルポンプ５１が駆動される。
【００４９】
これに対して、エンジン１が停止し、かつ、モータ・ジェネレータ２の動力により車両が走行している状態からエンジン１を始動させる場合は、クラッチ８およびクラッチ５２を係合させて、モータ・ジェネレータ２の動力によりエンジン１を初期回転させるとともに、モータ・ジェネレータ２の動力によりフューエルポンプ５１を駆動し、前述と同様にして燃料が燃焼室３４に供給される。この図６の実施形態においては、エンジン１のクランクシャフト７にモータ・ジェネレータ２のロータが直接連結されているために、モータ・ジェネレータ２の駆動時にエンジン１が連れ回される。
【００５０】
この図６の実施形態に対しても、図１および図３の制御例を適用することができる。ここで、図６の実施形態において、第１の制御モードおよび第４の制御モードをおこなうことができ、前述の場合と同様の効果を得られる。なお、図６の実施形態に第４の制御モードを適用する場合は、ステップＳＳ２で、クラッチ８を係合してモータ・ジェネレータ２の動力を車輪１１に伝達し、かつ、クラッチ５２が解放され、フューエルポンプ５１の駆動を停止する。その結果、モータ・ジェネレータ２の動力が、車両の走行以外のことに消費されることを抑制でき、バッテリ１５の電力が無駄に消費されることを防止できる。したがって、モータ・ジェネレータ２の駆動による退避走行（いわゆるリンプフォーム走行）距離が長くなる。
【００５１】
さらに、図６の実施形態に第５の制御モードを適用する場合は、ステップＳ１２において、クラッチ８を係合してモータ・ジェネレータ２の動力を車輪１１に伝達する。また、ステップＳ１２においては、電子スロットルバルブ３６を開放する制御、またはクラッチ５２を開放する制御のいずれか一方が選択される。この制御をおこなうことにより、モータ・ジェネレータ２により連れ回されるエンジン１の回転抵抗もしくはモータ・ジェネレータ２の負荷が軽減される。その結果、モータ・ジェネレータ２の動力が、車両の走行以外のことに消費されることが抑制され、バッテリ１５の電力が無駄に消費されることを防止できる。したがって、モータ・ジェネレータ２の駆動による退避走行距離が長くなる。
【００５２】
なお、図１および図３の制御例において、インジェクタ４１の故障により燃料供給量が過剰となった場合に、フューエルポンプ４０，５１からインジェクタ４１に供給される燃料供給量を減少させる制御としては、フューエルポンプ４０，５１を停止させる制御の他に、フューエルポンプ４０，５１を駆動したまま、その吐出量を減少させる制御が挙げられる。また、図１および図３の制御例は、エンジン１が駆動し、かつ、モータ・ジェネレータ２が停止している場合、またはエンジン１およびモータ・ジェネレータ２が両方とも駆動している場合、あるいはエンジン１が停止し、かつ、モータ・ジェネレータ２が駆動している場合のいずれの条件下においても、実施することができる。なお、エンジン１の停止中に、前述した第３の制御モードを選択する場合でも、モータ・ジェネレータ１２による発電はおこなわれない。
【００５３】
上記各パワートレーンの実施形態においては、蓄電装置としてバッテリ１５が用いられているが、バッテリに代えてキャパシタを用いることもできる。また、ステップＳ１およびステップＳ１１において、吸気装置３０、点火装置３２、燃料供給装置３１，３１Ａの少なくとも一つの故障の有無を判断することもできるとともに、ステップＳ２およびＳ１２において、吸気装置３０、点火装置３２、燃料供給装置３１，３１Ａの少なくとも一つの駆動を停止するように構成することもできる。これら吸気装置３０、点火装置３２も補機バッテリ４９Ａの電力により駆動されるように構成されているために、その駆動を停止することによりバッテリ１５から補機バッテリ４９Ａに供給する電力を低減でき、結果的にモータ・ジェネレータ２を駆動力源とする車両の退避走行距離を長くすることができる。
【００５４】
さらに、吸気装置３０の吸気弁３４Ａの動作を、エンジン回転数に応じて制御するために、公知の可変バルブタイミング制御装置が設けられている場合は、ステップＳ１２において、可変バルブタイミング制御装置で吸気弁３４Ａの開度を強制的に広げることにより、燃焼室３４内に吸入される空気量を増加して、モータ・ジェネレータ２により連れ回されるエンジン１の回転抵抗を低減することもできる。
【００５５】
ここで、図１および図３に示す機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、ステップＳ１の機能的手段が、この発明の燃料系統の異常を判断する手段に相当し、ステップＳ２の機能的手段が、この発明のクラッチを解放する手段および他のモータ・ジェネレータを発電機として機能させる手段に相当する。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明によれば、燃料系統に異常が生じると、クラッチが解放されることにより、エンジンが動力伝達軸に対して遮断され、また車輪にはモータ・ジェネレータから動力が伝達されるので、エンジンの引き摺りが防止されて電力の無駄な消費を抑制でき、モータ・ジェネレータによる車両の走行距離を長くすることができる。
【００５７】
また、請求項１の発明によれば、他のモータ・ジェネレータの回生制動力によりエンジン回転数を速やかに低下させることができるので、違和感を抑制できるとともに、エンジンでのウォーターハンマ現象を防止でき、更にモータ・ジェネレータによる車両の走行距離を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係る制御の一実施例を示すフローチャートである。
【図２】 この発明が適用されるハイブリッド車のパワートレーンおよびその制御系統を示す図である。
【図３】 この発明に係る制御の他の実施例を示すフローチャートである。
【図４】 この発明が適用されるハイブリッド車のパワートレーンを示す図である。
【図５】 この発明が適用されるハイブリッド車のパワートレーンを示す図である。
【図６】 この発明が適用されるハイブリッド車のパワートレーンおよびその制御系統を示す図である。
【符号の説明】
１…エンジン、 ２…モータ・ジェネレータ、 ７…クランクシャフト、 ９…動力伝達軸、 １２…モータ・ジェネレータ、 ３０…吸気装置、 ３１，３１Ａ…燃料供給装置、 ３２…点火装置、 ３９…フューエルタンク、 ４０，５１…フューエルポンプ、 ４１…インジェクタ、 ５２…クラッチ、 ５３…巻き掛け伝動装置。

Claims (1)

1. モータ・ジェネレータと燃料系統から燃料が供給されるエンジンとを駆動力源として備え、そのエンジンのクランクシャフトがクラッチを介して動力伝達軸に連結されたパワートレーンの制御装置において、
   前記エンジンによって駆動される他のモータ・ジェネレータが設けられており、
   前記燃料系統の異常を判断する手段と、
   前記燃料系統の異常が判断された場合に前記モータ・ジェネレータの動力を車輪に伝達するとともに前記クラッチを解放する手段と、
   前記燃料系統の異常が判断された場合に前記エンジンの回転力によって前記他のモータ・ジェネレータを発電機として機能させるとともに、前記他のモータ・ジェネレータの回生制動力によりエンジンの回転数を低下させる手段と
   を備えていることを特徴とするパワートレーンの制御装置。

Images