JP4576702B2 - 車両駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関から車輪への駆動力伝達系外に配置されたモータジェネレータと補機類とを連動するとともに、モータジェネレータと内燃機関との間での連動と非連動とを選択できる選択連動機構を備えた車両駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関に動力配分機構を介してモータジェネレータを連結した構成の車両駆動装置（特開平１１−１４７４２４号公報、特開平９−３２４６６８号公報）が知られている。この従来技術は、モータジェネレータと、エアコン（空気調和装置）用コンプレッサやパワーステアリング用のポンプ等の補機類とが、プーリとベルト等の動力配分機構により連動されている。そして、この動力配分機構が内燃機関の駆動軸にクラッチを介して連結されている。
【０００３】
従来技術は、このような構成により、通常走行時においてはクラッチを接続して内燃機関の出力によりモータジェネレータに発電させている。そしてエコノミーランニングシステム（燃費の改善などのために、自動車が交差点等で走行停止した時に内燃機関を自動停止し発進操作時に内燃機関を自動始動して自動車を発進可能とさせる自動停止始動システム）により自動始動させる場合には、クラッチを接続してモータジェネレータの出力により内燃機関を回転させて始動させている。そして、このエコノミーランニングシステム（以下、「エコランシステム」と略す）にて内燃機関の運転が自動停止している期間には、クラッチを切ることにより、内燃機関の駆動軸を回転させることなくモータジェネレータにより補機類を駆動し、モータジェネレータの消費電力を少なくして燃費の向上を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したごとくのエコランシステムあるいはその他の処理により、モータジェネレータと内燃機関とを連動するためのクラッチが頻繁に断続を繰り返す場合が生じる。このような頻繁なクラッチの断続により、クラッチが摩耗したりしてクラッチの接続に異常をきたすことがある。
【０００５】
このような場合には、モータジェネレータによる発電、自動停止時での補機類の駆動、自動始動時の発進・始動などが正常に実行できなくなり、内燃機関の運転にも支障を来すおそれがある。したがって、このような場合には路上故障を避けるため、リンプホーム（内燃機関等の異常時に制御により異常をカバーして最寄りのディーラーやサービス工場まで運転可能となるようする機能）を実行して車両を走行可能にすることが必要となる。
【０００６】
例えば、内燃機関から車輪への駆動力伝達系内に発電機とモータとを配置したシリーズ・パラレルハイブリッド車（特開平１１−３３２００９号公報）では、発電機とモータとの間に設けたクラッチに異常が発生した場合には、クラッチを遮断してシリーズハイブリッド方式に固定して走行可能としている。
【０００７】
しかし、このようなシリーズ・パラレルハイブリッド車に適用されているクラッチ異常時における処理は、上述したごとくのモータジェネレータを利用した車両では構成が全く異なるため、適用することはできない。すなわち、モータジェネレータは発電機と電動機とを兼ねているため、単純にモータジェネレータと内燃機関との間のクラッチを遮断したのでは、モータジェネレータによる補機類の駆動と内燃機関の駆動とが別系統となってしまう。このため内燃機関が十分に冷却されなくなる状況が発生し、オーバーヒートを招いて、内燃機関を十分に長く駆動させることができなくなるからである。
【０００８】
本発明は、内燃機関から車輪への駆動力伝達系外に配置されたモータジェネレータを用いた内燃機関においても、オーバーヒートを防止して内燃機関を十分に長く駆動させてリンプホームを確実なものとする車両駆動装置の提供を目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。
請求項１記載の車両駆動装置は、内燃機関から車輪への駆動力伝達系外に配置されたモータジェネレータと補機類とを連動するとともに、モータジェネレータに対する内燃機関の連動と非連動とを選択できる選択連動機構を備えた車両駆動装置であって、前記モータジェネレータと内燃機関との間の連動異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段にて連動異常が検出された場合に、前記選択連動機構によるモータジェネレータと内燃機関との間の連動を禁止して、モータジェネレータを内燃機関の駆動による発電状態からモータジェネレータ自身の駆動力により補機類を回転させる駆動状態に切り替えるとともに、内燃機関出力を制限する異常時処理手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
異常時処理手段は、異常検出手段にて連動異常が検出された場合に、まず、選択連動機構によるモータジェネレータと内燃機関との間の連動を禁止して、モータジェネレータを内燃機関の駆動による発電状態からモータジェネレータ自身の駆動力により補機類を回転させる駆動状態に切り替える。このことにより、内燃機関の駆動力に頼らずに補機類を駆動できるようになる。したがって、補機類にパワーステアリング用のポンプが含まれていた場合にも、操舵を支障無く実行することができる。また、補機類に冷却水用のウォータポンプが含まれていた場合にも、内燃機関の冷却を行うことができる。
【００１１】
しかも、選択連動機構によるモータジェネレータと内燃機関との間の連動を、積極的に禁止しているので、選択連動機構が不完全に機能していた場合においても中途半端な連動状態に放置されることが無く、摩擦熱などによる他の機構への影響も防止される。
【００１２】
このようにして、十分に長時間内燃機関の運転を継続して車両を走行させることができ、リンプホームを確実なものとすることができる。
なお、ここで言う、「連動」とは単に構成同士が直結される場合ばかりでなく、他の機構を介して間接的に連結されていることにより、統一的な回転状態を形成する構成も含むものである。
また、異常時処理手段は、異常検出手段にて連動異常が検出された場合に、更に内燃機関出力を制限している。モータジェネレータによるウォータポンプの駆動では内燃機関による駆動とは異なり冷却効果に限界があるため、内燃機関出力を制限することにより、内燃機関が高出力となることが防止されて、内燃機関のオーバーヒートを防止することができる。
したがって、こうした構成によっても十分に長時間内燃機関の運転を継続して車両を走行させることができ、リンプホームを確実なものとすることができる。
【００１５】
請求項２記載の車両駆動装置では、請求項１記載の構成において、前記異常時処理手段による内燃機関出力の制限は、内燃機関への吸気量あるいは燃料量の調整により車速を内燃機関出力抑制用限界車速以下とする処理であることを特徴とする。
【００１６】
このように車速に限界を設けて高出力による走行を禁止することにより、内燃機関のオーバーヒートを防止することができる。
請求項３記載の車両駆動装置では、請求項１又は２記載の構成において、前記異常時処理手段が機能した場合に、電力消費を行う機構の内で停止しても車両走行に支障を生じない機構を停止する電力消費抑制手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
このように電力消費抑制手段が、停止しても車両走行に支障を生じない機構を停止することにより、モータジェネレータの駆動に要する電力を節約することができ、モータジェネレータにより消費されるバッテリの蓄電量を長期にわたって使用することが可能となる。このため、更に長時間内燃機関の運転を継続して、車両を走行させることができる。
【００１８】
請求項４記載の車両駆動装置では、請求項３記載の構成において、停止しても車両走行に支障を生じない機構とはエアコンであることを特徴とする。
このように異常時処理手段が機能した場合に、電力消費抑制手段がエアコンを停止することにより、モータジェネレータがエアコンを駆動するためのエネルギー分を消費しなくなるので、バッテリの蓄電量を長期にわたって使用することが可能となる。
【００１９】
請求項５記載の車両駆動装置では、請求項１〜４のいずれか記載の構成において、モータジェネレータ用の第１バッテリとモータジェネレータ以外の機構用の第２バッテリとが設けられ、モータジェネレータが発電状態にある場合にはモータジェネレータから第１バッテリと第２バッテリとの両方に充電用電力供給がなされ、モータジェネレータが駆動状態にある場合には第１バッテリからモータジェネレータへの駆動用電力供給と第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給がなされるように給電経路が構成されているとともに、前記異常時処理手段が機能した場合には、第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給を調整する充電制御手段を備えたことを特徴とする。
【００２０】
このように給電経路が構成されたモータジェネレータ、第１バッテリおよび第２バッテリの関係において、充電制御手段は、異常時処理手段が機能した場合には、第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給を調整している。この調整によりモータジェネレータに電力を供給するための第１バッテリの蓄電量や他の機構のための第２バッテリの蓄電量を、内燃機関を長く駆動できるように調整することができる。このため、更に長時間内燃機関の運転を継続して、車両を走行させることができる。
請求項６記載の車両駆動装置では、内燃機関から車輪への駆動力伝達系外に配置されたモータジェネレータと補機類とを連動するとともに、モータジェネレータに対する内燃機関の連動と非連動とを選択できる選択連動機構を備えた車両駆動装置であって、前記モータジェネレータと内燃機関との間の連動異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段にて連動異常が検出された場合に、前記選択連動機構によるモータジェネレータと内燃機関との間の連動を禁止して、モータジェネレータを内燃機関の駆動による発電状態からモータジェネレータ自身の駆動力により補機類を回転させる駆動状態に切り替える異常時処理手段とを備え、モータジェネレータ用の第１バッテリとモータジェネレータ以外の機構用の第２バッテリとが設けられ、モータジェネレータが発電状態にある場合にはモータジェネレータから第１バッテリと第２バッテリとの両方に充電用電力供給がなされ、モータジェネレータが駆動状態にある場合には第１バッテリからモータジェネレータへの駆動用電力供給と第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給がなされるように給電経路が構成されているとともに、前記異常時処理手段が機能した場合には、第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給を調整する充電制御手段を備えたことを特徴とする。
異常時処理手段は、異常検出手段にて連動異常が検出された場合に、まず、選択連動機構によるモータジェネレータと内燃機関との間の連動を禁止して、モータジェネレータを内燃機関の駆動による発電状態からモータジェネレータ自身の駆動力により補機類を回転させる駆動状態に切り替える。このことにより、内燃機関の駆動力に頼らずに補機類を駆動できるようになる。したがって、補機類にパワーステアリング用のポンプが含まれていた場合にも、操舵を支障無く実行することができる。また、補機類に冷却水用のウォータポンプが含まれていた場合にも、内燃機関の冷却を行うことができる。
しかも、選択連動機構によるモータジェネレータと内燃機関との間の連動を、積極的に禁止しているので、選択連動機構が不完全に機能していた場合においても中途半端な連動状態に放置されることが無く、摩擦熱などによる他の機構への影響も防止される。
このようにして、十分に長時間内燃機関の運転を継続して車両を走行させることができ、リンプホームを確実なものとすることができる。
なお、ここで言う、「連動」とは単に構成同士が直結される場合ばかりでなく、他の機構を介して間接的に連結されていることにより、統一的な回転状態を形成する構成も含むものである。
また、上記構成のように給電経路が構成されたモータジェネレータ、第１バッテリおよび第２バッテリの関係において、充電制御手段は、異常時処理手段が機能した場合には、第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給を調整している。この調整によりモータジェネレータに電力を供給するための第１バッテリの蓄電量や他の機構のための第２バッテリの蓄電量を、内燃機関を長く駆動できるように調整することができる。したがって、こうした構成によっても、長時間内燃機関の運転を継続して車両を走行させることができる。
【００２１】
請求項７記載の車両駆動装置では、請求項５又は６記載の構成において、前記充電制御手段は、第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給を停止するものであることを特徴とする。
【００２２】
充電制御手段は、第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給を停止しても良く、第１バッテリの蓄電量を長時間維持できるので、モータジェネレータを長時間駆動できる。
【００２３】
請求項８記載の車両駆動装置では、請求項５又は６記載の構成において、前記充電制御手段は、第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給を調整することにより、第２バッテリが先に完全放電することを防止するものであることを特徴とする。
【００２４】
このことにより、第２バッテリが急速に消耗した場合にも、第１バッテリにて点火系や制御系の電源が維持されるので、早期に内燃機関を停止せずに済む。
請求項９記載の車両駆動装置では、請求項５又は６記載の構成において、前記充電制御手段は、第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給を調整することにより、第１バッテリと第２バッテリとの完全放電までの時間を近似させるものであることを特徴とする。
【００２５】
このように第１バッテリと第２バッテリとの完全放電までの時間を近似させることにより、第２バッテリの蓄電量が急速に減少したとしても、第１バッテリ側からの給電により、第２バッテリの充電を実行することができる。このため、モータジェネレータのみの駆動でなく第２バッテリにより駆動される点火系や制御系などの他の機構の駆動もモータジェネレータと並行して駆動させることが可能となり、長時間の内燃機関の運転を一層確実なものとすることができる。
【００２６】
請求項１０記載の車両駆動装置では、請求項１〜９のいずれか記載の構成において、前記選択連動機構は、モータジェネレータと補機類とを連動させる回転伝達機構と、該回転伝達機構と内燃機関との連動有無を切り替えるクラッチ機構とを備えていることを特徴とする。
【００２７】
このように、選択連動機構は、上述した回転伝達機構及びクラッチ機構が備えられた構成であるため、クラッチ機構をオフ状態とすれば、内燃機関とモータジェネレータとを非連動状態にすることができる。
【００２８】
請求項１１記載の車両駆動装置では、請求項１〜１０のいずれか記載の構成において、機関停止条件が成立した場合に内燃機関を自動停止するとともにモータジェネレータと内燃機関とを非連動とし、機関始動条件が成立した場合に内燃機関を自動始動するとともにモータジェネレータと内燃機関とを連動させる自動停止始動手段を備えたことを特徴とする。
【００２９】
このような自動停止始動手段を備えた構成においては、選択連動機構がモータジェネレータと内燃機関との間での連動と非連動とを頻繁に繰り返す。このためモータジェネレータと内燃機関との間の連動異常が生じ易くなることから、上述した作用効果が一層顕著なものとなる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、上述した発明が適用された車両用内燃機関及びその制御装置のシステム構成図である。ここでは内燃機関としてガソリン式エンジン（以下、「エンジン」と称す）２が用いられている。
【００３１】
エンジン２の出力は、エンジン２のクランク軸２ａからトルクコンバータ４及びオートマチックトランスミッション（自動変速機：以下「Ａ／Ｔ」と称す）６を介して、出力軸６ａ側に出力され、最終的に車輪に伝達される。これとは別にエンジン２の出力は、クランク軸２ａに接続されているプーリ１０を介して、ベルト１４に伝達される。そして、このベルト１４により伝達された出力により、別のプーリ１６，１８が回転される。なおプーリ１０には電磁クラッチ１０ａが備えられており、必要に応じてオン（接続）オフ（遮断）されて、プーリ１０とクランク軸２ａとの間で出力の伝達・非伝達を切り替え可能とするものである。
【００３２】
上記プーリ１６，１８の内、プーリ１６には補機類２２の回転軸が連結されて、ベルト１４から伝達される回転力により駆動可能とされている。補機類２２としては、例えば、エアコン用コンプレッサ、パワーステアリングポンプ、エンジン冷却用ウォータポンプ等が該当する。なお、図１では１つの補機類２２として示しているが、実際にはエアコン用コンプレッサ、パワーステアリングポンプ、エンジン冷却用ウォータポンプ等の１つまたは複数が存在する。そして、それぞれプーリを備えることによりベルト１４に連動して回転するように構成されている。本実施の形態１では、補機類２２として、エアコン用コンプレッサ、パワーステアリングポンプ及びエンジン冷却用ウォータポンプが設けられているものとする。
【００３３】
またプーリ１８によりモータジェネレータ（以下、「Ｍ／Ｇ」と称す）２６がベルト１４に連動している。このＭ／Ｇ２６は必要に応じて発電機として機能（以下「発電モード」あるいは「回生モード」と称する）することで、プーリ１８を介して伝達されるエンジン２あるいは車輪からの回転力を電気エネルギーに変換する。更にＭ／Ｇ２６は、必要に応じてモータとして機能（以下「駆動モード」と称する）することでプーリ１８とベルト１４とを介してエンジン２および補機類２２の一方あるいは両方を回転させる。
【００３４】
ここで、Ｍ／Ｇ２６はインバータ２８に電気的に接続されている。Ｍ／Ｇ２６を発電モードまたは回生モードにする場合には、インバータ２８はスイッチングにより、Ｍ／Ｇ２６が、高圧電源（ここでは３６Ｖ）用バッテリ３０に対して、及びＤＣ／ＤＣコンバータ３２を介して低圧電源（ここでは１２Ｖ）用バッテリ３４に対して電気エネルギーの充電を行うよう、更に点火系、メータ類あるいは各ＥＣＵその他に対する電源となるように切替える。
【００３５】
Ｍ／Ｇ２６を駆動モードにする場合には、インバータ２８は電力源である高圧電源用バッテリ３０からＭ／Ｇ２６へ電力を供給することで、Ｍ／Ｇ２６を駆動する。このことでプーリ１８及びベルト１４を介して、エンジン停止時においては補機類２２の回転や、そして自動始動時、自動停止時あるいは車両発進時においては必要に応じてクランク軸２ａを回転させる。なお、インバータ２８は高圧電源用バッテリ３０からの電気エネルギーの供給を調整することで、Ｍ／Ｇ２６の回転数を調整できる。
【００３６】
また冷間始動時にエンジン始動するためにスタータ３６が設けられている。スタータ３６は低圧電源用バッテリ３４から電力を供給されて、リングギアを回転させてエンジン２を始動させる。
【００３７】
Ａ／Ｔ６には、低圧電源用バッテリ３４から電力を供給される電動油圧ポンプ３８が設けられており、Ａ／Ｔ６内部の油圧制御部に対して作動油を供給している。この作動油は油圧制御部内のコントロールバルブにより、Ａ／Ｔ６内部のクラッチ、ブレーキ及びワンウェイクラッチの作動状態を調整し、シフト状態を必要に応じて切り替えている。
【００３８】
上述した電磁クラッチ１０ａのオンオフの切り替え、Ｍ／Ｇ２６およびインバータ２８のモード制御、スタータ３６の制御、バッテリ３０，３４に対する蓄電量制御等の制御はエコランＥＣＵ４０によって実行される。またウォータポンプを除く補機類２２の駆動オンオフ、電動油圧ポンプ３８の駆動制御、Ａ／Ｔ６の変速制御、燃料噴射弁（吸気ポート噴射型あるいは筒内噴射型）４２による燃料噴射制御、電動モータ４４によるスロットルバルブ４６の開度制御、その他のエンジン制御は、エンジンＥＣＵ４８により実行される。また、この他、ＶＳＣ（ビークルスタビリティコントロール）−ＥＣＵ５０が設けられていることにより、各車輪のブレーキの自動制御も実行されている。
【００３９】
なお、エコランＥＣＵ４０は、Ｍ／Ｇ２６に内蔵されている回転数センサからＭ／Ｇ２６の回転軸の回転数、エコランスイッチから運転者によるエコランシステムの起動有無、その他のデータを検出している。また、エンジンＥＣＵ４８は、水温センサからエンジン冷却水温ＴＨＷ、アイドルスイッチからアクセルペダルの踏み込み有無状態、アクセル開度センサからアクセル開度ＡＣＣＰ、舵角センサからステアリングの操舵角θ、車速センサから車速ＳＰＤ、スロットル開度センサからスロットル開度ＴＡ、シフト位置センサからのシフト位置ＳＨＦＴ、エンジン回転数センサからエンジン回転数ＮＥ、エアコンスイッチからオンオフ操作状態、その他のデータをエンジン制御等のために検出している。またＶＳＣ−ＥＣＵ５０についても制動制御等のためにブレーキスイッチからブレーキペダルの踏み込み有無状態、その他のデータを検出している。
【００４０】
なお、これら各ＥＣＵ４０，４８，５０は、マイクロコンピュータを中心として構成されており、内部のＲＯＭに書き込まれているプログラムに応じてＣＰＵが必要な演算処理を実行し、その演算結果に基づいて各種制御を実行している。
これらの演算処理結果及び前述のごとく検出されたデータは、ＥＣＵ４０，４８，５０間で相互にデータ通信が可能となっており、必要に応じてデータを交換して相互に連動して制御を実行することが可能となっている。
【００４１】
次に、エコランＥＣＵ４０にて実行される制御処理について説明する。なお、特に図示していないが、エコランＥＣＵ４０では、車両が交差点にて信号待ちのため停止した場合等のように自動停止条件が成立した場合には自動停止処理を実行してエンジン２を自動停止している。そしてエンジン２の自動停止中は、エアコン駆動要求あるいはパワーステアリング駆動要求に応じて、電磁クラッチ１０ａを遮断すると共にＭ／Ｇ２６を駆動させて、エアコン用コンプレッサやパワーステアリングポンプを回転させている。また、このような自動停止中に自動始動条件が成立した場合には自動始動処理を実行して、電磁クラッチ１０ａを接続すると共にＭ／Ｇ２６の駆動により車両を発進させ、かつエンジン２を自動始動させている。
【００４２】
次に、エコランＥＣＵ４０にて実行される連動機構異常時制御処理を図２のフローチャートに示す。本処理は短時間周期で繰り返し実行される処理である。なお個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。
【００４３】
連動機構異常時制御処理が開始されると、後述するリンプホーム制御処理の実行中で無いか否かが判定される（Ｓ１１０）。リンプホーム制御処理を実行中であれば（Ｓ１１０で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。リンプホーム制御処理の実行中で無ければ（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」）、Ｍ／Ｇ２６は発電モードまたは回生モードか否かが判定される（Ｓ１２０）。発電モードは、前述したごとく発電状態の１つであり、通常走行時に電磁クラッチ１０ａが接続状態にあることにより、プーリ１０、ベルト１４およびプーリ１８を介してＭ／Ｇ２６がエンジン２の出力により回転されて発電している状態を示している。また回生モードも、発電状態の１つであり、車両減速時の燃料カット時において、車輪からクランク軸２ａに伝達される回転力にてＭ／Ｇ２６が回転し、このことでＭ／Ｇ２６が車両の走行エネルギーを電気エネルギーとして回収する状態を示している。
【００４４】
発電モードでも回生モードでもなければ（Ｓ１２０で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。発電モードあるいは回生モードであれば（Ｓ１２０で「ＹＥＳ」）、次に電磁クラッチ１０ａをオンした直後か否かが判定される（Ｓ１３０）。電磁クラッチ１０ａをオンした直後であれば（Ｓ１３０で「ＮＯ」）、電磁クラッチ１０ａが完全な接続状態になっていない場合があることから、このまま一旦本処理を終了する。
【００４５】
一方、電磁クラッチ１０ａをオンした直後でなければ（Ｓ１３０で「ＹＥＳ」）、エンジンＥＣＵ４８側で検出されているエンジン回転数ＮＥをエコランＥＣＵ４０のＲＡＭに設けられた作業領域に読み込む（Ｓ１４０）。次にＭ／Ｇ２６の回転数ＮＭＧをエコランＥＣＵ４０のＲＡＭに設けられた作業領域に読み込む（Ｓ１５０）。そして、次式１のごとく関係が成立しているか否かを判定する（Ｓ１６０）。
【００４６】
【数１】
ＮＭＧ ＜ Ｒｄ×ＮＥ − α … ［式１］
ここで、Ｒｄはプーリ１０，１８間のプーリ比を表している。すなわち、プーリ１０，１８およびベルト１４からなる連動機構がスリップしていなければ、「ＮＭＧ＝Ｒｄ×ＮＥ」の関係になる。前記式１は、クランク軸２ａ側から回転力を受けたＭ／Ｇ２６の回転が、Ｒｄ×ＮＥよりも減少しており、かつその減少の程度を表す回転数の差が値αより大きいことを示している。値αは、適当な値が設定されるが、「０」でも良い。
【００４７】
前記式１の関係が満足されなければ（Ｓ１６０で「ＮＯ」）、接続状態に制御された電磁クラッチ１０ａはスリップしていないことが判明することから、このまま本処理を一旦終了する。
【００４８】
前記式１の関係が満足されれば（Ｓ１６０で「ＹＥＳ」）、接続状態に制御されているにもかかわらず電磁クラッチ１０ａがスリップしていることが判明することから、次に正常時おいてなされるＭ／Ｇ２６の制御処理が停止される（Ｓ１７０）。すなわち、通常走行時になされていた発電モードや減速時になされていた回生モードは停止される。
【００４９】
次に警告表示がなされる（Ｓ１８０）。すなわち、ダッシュボード等に設けられているディスプレイへの異常警告表示や警告ランプの点灯がなされて、運転者に異常発生を知らせる。次に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２をオフする（Ｓ１９０）。このことにより、高圧電源用バッテリ３０から低圧電源用バッテリ３４側へ電力が供給されないようにしている。
【００５０】
そして、図３に示すリンプホーム制御処理の実行が設定される（Ｓ２００）。
こうして一旦本処理を終了する。ステップＳ２００が実行されると、次の制御周期ではリンプホーム制御処理は実行中であるので（Ｓ１１０で「ＮＯ」）、連動機構異常時制御処理では実質的な処理はなされなくなる。
【００５１】
次に、図３のフローチャートに基づいてリンプホーム制御処理について説明する。前記ステップＳ２００の実行により本処理は短時間周期で繰り返し実行されるようになる。まず電磁クラッチ１０ａをオフする（Ｓ２１０）。このことにより、スリップ状態にある電磁クラッチ１０ａを完全に遮断状態にする。
【００５２】
次にエアコンをオフ状態にする（Ｓ２２０）。エアコンが既にオフである場合にはオフ状態に維持することも含めている。このことにより、もしエアコンがオン状態であった場合に発生しているエアコン用コンプレッサの負荷を無くすことができる。
【００５３】
次にＭ／Ｇ２６を駆動モードにして（Ｓ２３０）、Ｍ／Ｇ２６の出力制御を行う（Ｓ２４０）。このことにより補機類２２、すなわちパワーステアリングポンプ及びエンジン冷却用ウォータポンプを駆動する。この時の回転数はアイドル回転レベルになるようＭ／Ｇ２６の出力制御を行う。ただしパワーステアリングポンプの負荷がＭ／Ｇ２６にかかるのは、ステアリング操作がなされているときに限られる。エンジン冷却用ウォータポンプは常にＭ／Ｇ２６の負荷となっている。
【００５４】
次に、エンジンＥＣＵ４８に対して、エンジン出力制限制御の要求を出力する（Ｓ２５０）。こうして一旦本処理を終了する。
エンジンＥＣＵ４８は、エコランＥＣＵ４０からのエンジン出力制限制御の要求があると、スロットルバルブ４６に対する通常の開度制御を停止して、図４に示すエンジン出力制限制御処理を実行する。本処理は短時間周期で繰り返し実行される。エンジン出力制限制御処理が開始されると、まず、スロットル開度センサにて検出されている実際のスロットル開度ＴＡをエンジンＥＣＵ４８のＲＡＭに設けられた作業領域に読み込む（Ｓ３１０）。次に、正常時と同様に、アクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度ＡＣＣＰに基づいてマップから目標スロットル開度ＴＡｔを算出する（Ｓ３２０）。次に現在の運転状態、例えばＡ／Ｔ６のシフト位置ＳＨＦＴおよび車速ＳＰＤ等に基づいて、マップから車速ＳＰＤが６０ｋｍ／ｈ（内燃機関出力抑制用限界車速に相当する）で安定する限界車速スロットル開度ＴＡ６０を算出する（Ｓ３３０）。そして、目標スロットル開度ＴＡｔが限界車速スロットル開度ＴＡ６０より大きいか否かが判定される（Ｓ３４０）。
【００５５】
ＴＡｔ≦ＴＡ６０であれば（Ｓ３４０で「ＮＯ」）、このまま本処理を終了する。すなわち、目標スロットル開度ＴＡｔとしてはステップＳ３２０にて求めた値が設定されることになる。
【００５６】
一方、ＴＡｔ＞ＴＡ６０であれば（Ｓ３４０で「ＹＥＳ」）、次に実際のスロットル開度ＴＡが限界車速スロットル開度ＴＡ６０より大きいか否かが判定される（Ｓ３５０）。ＴＡ＞ＴＡ６０であれば（Ｓ３５０で「ＹＥＳ」）、目標スロットル開度ＴＡｔを次式２のごとく計算し（Ｓ３６０）、一旦本処理を終了する。
【００５７】
【数２】
ＴＡｔ ← ＴＡｔ − ｄＴＡ … ［式２］
漸減補正量ｄＴＡは、目標スロットル開度ＴＡｔを徐々に低減するための値である。
【００５８】
またＴＡ≦ＴＡ６０であれば（Ｓ３５０で「ＮＯ」）、目標スロットル開度ＴＡｔに限界車速スロットル開度ＴＡ６０が設定され（Ｓ３７０）、一旦本処理を終了する。
【００５９】
このことにより、エンジン２は車速ＳＰＤが６０ｋｍ／ｈを越えるような出力となることが防止される。また既に車速ＳＰＤが６０ｋｍ／ｈを越えていたような場合には、徐々に車速ＳＰＤが６０ｋｍ／ｈまで減速される。
【００６０】
図５のタイミングチャートは、連動機構が時刻ｔ１にて異常になったと判定された場合を示しており、この時に、電磁クラッチ１０ａはオフ、エアコンはオフ、Ｍ／Ｇ２６は駆動モード、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２はオフにそれぞれ切り替えられる。そして、車速ＳＰＤはエンジン出力制限制御処理（図４）により、高速（例えば８０ｋｍ／ｈ）状態から徐々に６０ｋｍ／ｈへ減速される。
【００６１】
上述した構成において、プーリ１６，１８及びベルト１４が回転伝達機構に、電磁クラッチ１０ａ及びプーリ１０がクラッチ機構に相当する。連動機構異常時制御処理（図２）のステップＳ１２０〜Ｓ１６０が異常検出手段としての処理に、ステップＳ１９０が充電制御手段としての処理に、リンプホーム制御処理（図３）のステップＳ２１０，Ｓ２３０〜Ｓ２５０及びエンジン出力制限制御処理（図４）が異常時処理手段としての処理に、リンプホーム制御処理（図３）のステップＳ２２０が電力消費抑制手段としての処理に相当する。
【００６２】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．連動機構異常時制御処理（図２）にて連動機構の異常が検出された場合（Ｓ１６０で「ＹＥＳ」）には、リンプホーム制御処理（図３）が実行されて、電磁クラッチ１０ａを遮断すること（Ｓ２１０）でＭ／Ｇ２６とエンジン２との間の連動を禁止している。そしてＭ／Ｇ２６をエンジン２の駆動による発電状態からＭ／Ｇ２６自身の駆動力によって補機類２２を回転させる駆動状態に切り替えている（Ｓ２３０，Ｓ２４０）。このことにより、エンジン２の駆動力に頼らずに補機類２２を駆動できるようになる。したがって、補機類２２に含まれるパワーステアリング用のポンプが継続して機能して操舵を支障無く実行することができる。また補機類２２には冷却水用のウォータポンプが含まれているので、継続してエンジン２の冷却を行うことができる。
【００６３】
しかも、Ｍ／Ｇ２６とエンジン２との間の連動を、ステップＳ２１０の処理にて積極的に禁止しているので、電磁クラッチ１０ａが不完全に機能していた場合にも半クラッチなどの中途半端な接続状態に放置されることが無く、摩擦熱などによる他の機構への影響も防止される。
【００６４】
なお、このようなＭ／Ｇ２６によるウォータポンプの駆動では、エンジン２によるウォータポンプの駆動とは異なり冷却効果に限界があるが、エンジンＥＣＵ４８は、エンジン２の出力を、車速ＳＰＤが６０ｋｍ／ｈ以下となるように制限することにより、エンジン２が高出力となることを防止している。したがってエンジン２のオーバーヒートを防止できる。
【００６５】
このようにして、十分に長時間、エンジン２の運転を継続して車両を走行させることができ、リンプホームを確実なものとすることができる。
（ロ）．また、リンプホーム制御処理（図３）では、停止しても車両走行に支障を生じない機構であるエアコンを停止することにより、Ｍ／Ｇ２６の回転に要する電力を節約することができる。したがって、Ｍ／Ｇ２６により消費される高圧電源用バッテリ３０の蓄電量を長期にわたって使用することが可能となる。このため、更に長時間エンジン２の運転を継続して、リンプホームを確実に行うことができる。
【００６６】
（ハ）．エコランＥＣＵ４０は、前述したごとく自動停止始動処理（自動停止始動手段に相当する）を実行している。このような処理を行う車両では、Ｍ／Ｇ２６とエンジン２との間での連動と非連動とを頻繁に繰り返す。このため、電磁クラッチ１０ａ等の摩耗によりＭ／Ｇ２６とエンジン２との間の連動異常が生じ易くなることから、上述した作用効果が一層顕著なものとなる。
【００６７】
（ニ）．正常時には、高圧電源用バッテリ３０は、Ｍ／Ｇ２６からの電力供給による充電およびＭ／Ｇ２６側への放電による電力供給の両方に対処するために、エコランＥＣＵ４０により、中間の蓄電状態、例えば蓄電率５０％の状態にされている。一方、低圧電源用バッテリ３４は常に蓄電率１００％の状態となるようにされている。
【００６８】
リンプホームの実行では、Ｍ／Ｇ２６は駆動状態となるので、高圧電源用バッテリ３０の電気エネルギーのみによりＭ／Ｇ２６を駆動して補機類２２を回転させなくてはならない。このため正常時のごとく、高圧電源用バッテリ３０からＤＣ／ＤＣコンバータ３２を介して低圧電源用バッテリ３４を常に蓄電率１００％にする処理を継続していると、高圧電源用バッテリ３０の蓄電量が早期に減少し、リンプホームによる走行距離が短くなる可能性がある。したがって、ステップＳ１９０にてＤＣ／ＤＣコンバータ３２をオフして、高圧電源用バッテリ３０の電力が低圧電源用バッテリ３４の充電に用いられないようにしている。
【００６９】
このことにより、更に長時間エンジン２の運転を継続し、リンプホームを確実に行うことができる。
［実施の形態２］
本実施の形態２では、連動機構異常時制御処理（図２）のステップＳ１６０にて「ＹＥＳ」と判定された場合に実行されるステップＳ１９０の処理の代わりに、図６に示すリンプホーム時蓄電率制御処理が実行される点が、前記実施の形態１の構成と異なる。これ以外の構成は、特に説明しない限り、前記実施の形態１と同じである。
【００７０】
リンプホーム時蓄電率制御処理は、短時間周期にて繰り返し実行される処理である。ステップＳ１６０にて「ＹＥＳ」と判定されることにより本処理が開始されると、まず、高圧電源用バッテリ３０の蓄電量ＳＯＣ１と低圧電源用バッテリ３４の蓄電量ＳＯＣ２とをエコランＥＣＵ４０のＲＡＭに設けられた作業領域に読み込む（Ｓ４１０）。これら蓄電量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２は、エコランＥＣＵ４０により各バッテリ３０，３４の充放電時に流れる電流の検出値や充電効率等に基づいて常に計算されている値である。
【００７１】
そして次式３，４に示すごとく、高圧電源用バッテリ３０の蓄電率ＲＳＯＣ１と低圧電源用バッテリ３４の蓄電率ＲＳＯＣ２とが算出される（Ｓ４２０）。
【００７２】
【数３】
ＲＳＯＣ１ ← １００×ＳＯＣ１／ＦＳＯＣ１ … ［式３］
ＲＳＯＣ２ ← １００×ＳＯＣ２／ＦＳＯＣ２ … ［式４］
ここで、ＦＳＯＣ１は高圧電源用バッテリ３０の最大蓄電量、ＦＳＯＣ２は低圧電源用バッテリ３４の最大蓄電量を表し、予め判明している固定値である。
【００７３】
次に、高圧電源用バッテリ３０の蓄電率ＲＳＯＣ１が、低圧電源用バッテリ３４の蓄電率ＲＳＯＣ２よりも大きいか否かが判定される（Ｓ４３０）。ＲＳＯＣ１＞ＲＳＯＣ２であれば（Ｓ４３０で「ＹＥＳ」）、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２がオン状態に制御され（Ｓ４４０）、一旦本処理を終了する。
【００７４】
一方、ＲＳＯＣ１＞ＲＳＯＣ２でなければ（Ｓ４３０で「ＮＯ」）、すなわち、ＲＳＯＣ１≦ＲＳＯＣ２であれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２がオフ状態に制御され（Ｓ４５０）、一旦本処理を終了する。
【００７５】
このような処理がリンプホーム時に繰り返されることにより、低圧電源用バッテリ３４側の蓄電量ＳＯＣ２が急速に減少して、高圧電源用バッテリ３０の蓄電率ＲＳＯＣ１よりも小さくなった場合（Ｓ４３０で「ＹＥＳ」）には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２をオンとしている。このことにより高圧電源用バッテリ３０側から低圧電源用バッテリ３４へ電力を供給して、低圧電源用バッテリ３４が先に完全放電にならないようにし、エンジン２の早期の停止を防止している。
【００７６】
上述した構成において、リンプホーム時蓄電率制御処理（図６）が充電制御手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
【００７７】
（イ）．前記実施の形態１の（イ）〜（ハ）の効果を生じる。
（ロ）．異常時において、低圧電源用バッテリ３４の蓄電量ＳＯＣ２が急速に減少した場合に、高圧電源用バッテリ３０側からの給電により、低圧電源用バッテリ３４の充電を実行している。このため低圧電源用バッテリ３４により駆動される点火系、燃料噴射系、制御系等の機構が先に停止してしまうことが無く、エンジン２の早期停止を防止できる。
【００７８】
［その他の実施の形態］
・前記実施の形態１，２において、異常時には、走行速度の制限でなく、直接的にエンジン２の出力を制限するようにしても良い。また、スロットルバルブ４６による出力制限でなく、燃料噴射量による出力制限であっても良い。
【００７９】
・前記実施の形態２において、リンプホーム時蓄電率制御処理（図６）により、低圧電源用バッテリ３４が先に完全放電しないように調整されたが、これ以外に、高圧電源用バッテリ３０と低圧電源用バッテリ３４との間で相互に電力を供給しあうことにより、両バッテリ３０，３４が同時に完全放電するようにしても良い。このことにより、点火系、燃料噴射系、制御系等とＭ／Ｇ２６とを並行して長く駆動させることが可能となり、長時間の内燃機関の運転を一層確実なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１としての車両用内燃機関及びその制御装置のシステム構成図。
【図２】実施の形態１のエコランＥＣＵが実行する連動機構異常時制御処理のフローチャート。
【図３】同じくリンプホーム制御処理のフローチャート。
【図４】実施の形態１のエンジンＥＣＵが実行するエンジン出力制限制御処理のフローチャート。
【図５】実施の形態１における各構成の動作を示すタイミングチャート。
【図６】実施の形態２においてエコランＥＣＵが実行するリンプホーム時蓄電率制御処理のフローチャート。
【符号の説明】
２…エンジン、２ａ…クランク軸、４…トルクコンバータ、６…Ａ／Ｔ、６ａ…出力軸、１０…プーリ、１０ａ…電磁クラッチ、１４…ベルト、１６，１８…プーリ、２２…補機類、２６…Ｍ／Ｇ、２８…インバータ、３０…高圧電源用バッテリ、３２… ＤＣ／ＤＣコンバータ、３４…低圧電源用バッテリ、３６…スタータ、３８…電動油圧ポンプ、４０…エコランＥＣＵ、４２…燃料噴射弁、４４…電動モータ、４６…スロットルバルブ、４８…エンジンＥＣＵ、５０…ＶＳＣ−ＥＣＵ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関から車輪への駆動力伝達系外に配置されたモータジェネレータと補機類とを連動するとともに、モータジェネレータと内燃機関との間での連動と非連動とを選択できる選択連動機構を備えた車両駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関に動力配分機構を介してモータジェネレータを連結した構成の車両駆動装置（特開平１１−１４７４２４号公報、特開平９−３２４６６８号公報）が知られている。この従来技術は、モータジェネレータと、エアコン（空気調和装置）用コンプレッサやパワーステアリング用のポンプ等の補機類とが、プーリとベルト等の動力配分機構により連動されている。そして、この動力配分機構が内燃機関の駆動軸にクラッチを介して連結されている。
【０００３】
従来技術は、このような構成により、通常走行時においてはクラッチを接続して内燃機関の出力によりモータジェネレータに発電させている。そしてエコノミーランニングシステム（燃費の改善などのために、自動車が交差点等で走行停止した時に内燃機関を自動停止し発進操作時に内燃機関を自動始動して自動車を発進可能とさせる自動停止始動システム）により自動始動させる場合には、クラッチを接続してモータジェネレータの出力により内燃機関を回転させて始動させている。そして、このエコノミーランニングシステム（以下、「エコランシステム」と略す）にて内燃機関の運転が自動停止している期間には、クラッチを切ることにより、内燃機関の駆動軸を回転させることなくモータジェネレータにより補機類を駆動し、モータジェネレータの消費電力を少なくして燃費の向上を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したごとくのエコランシステムあるいはその他の処理により、モータジェネレータと内燃機関とを連動するためのクラッチが頻繁に断続を繰り返す場合が生じる。このような頻繁なクラッチの断続により、クラッチが摩耗したりしてクラッチの接続に異常をきたすことがある。
【０００５】
このような場合には、モータジェネレータによる発電、自動停止時での補機類の駆動、自動始動時の発進・始動などが正常に実行できなくなり、内燃機関の運転にも支障を来すおそれがある。したがって、このような場合には路上故障を避けるため、リンプホーム（内燃機関等の異常時に制御により異常をカバーして最寄りのディーラーやサービス工場まで運転可能となるようする機能）を実行して車両を走行可能にすることが必要となる。
【０００６】
例えば、内燃機関から車輪への駆動力伝達系内に発電機とモータとを配置したシリーズ・パラレルハイブリッド車（特開平１１−３３２００９号公報）では、発電機とモータとの間に設けたクラッチに異常が発生した場合には、クラッチを遮断してシリーズハイブリッド方式に固定して走行可能としている。
【０００７】
しかし、このようなシリーズ・パラレルハイブリッド車に適用されているクラッチ異常時における処理は、上述したごとくのモータジェネレータを利用した車両では構成が全く異なるため、適用することはできない。すなわち、モータジェネレータは発電機と電動機とを兼ねているため、単純にモータジェネレータと内燃機関との間のクラッチを遮断したのでは、モータジェネレータによる補機類の駆動と内燃機関の駆動とが別系統となってしまう。このため内燃機関が十分に冷却されなくなる状況が発生し、オーバーヒートを招いて、内燃機関を十分に長く駆動させることができなくなるからである。
【０００８】
本発明は、内燃機関から車輪への駆動力伝達系外に配置されたモータジェネレータを用いた内燃機関においても、オーバーヒートを防止して内燃機関を十分に長く駆動させてリンプホームを確実なものとする車両駆動装置の提供を目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。
請求項１記載の車両駆動装置は、内燃機関から車輪への駆動力伝達系外に配置されたモータジェネレータと補機類とを連動するとともに、モータジェネレータに対する内燃機関の連動と非連動とを選択できる選択連動機構を備えた車両駆動装置であって、前記モータジェネレータと内燃機関との間の連動異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段にて連動異常が検出された場合に、前記選択連動機構によるモータジェネレータと内燃機関との間の連動を禁止して、モータジェネレータを内燃機関の駆動による発電状態からモータジェネレータ自身の駆動力により補機類を回転させる駆動状態に切り替えるとともに、内燃機関出力を制限する異常時処理手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
異常時処理手段は、異常検出手段にて連動異常が検出された場合に、まず、選択連動機構によるモータジェネレータと内燃機関との間の連動を禁止して、モータジェネレータを内燃機関の駆動による発電状態からモータジェネレータ自身の駆動力により補機類を回転させる駆動状態に切り替える。このことにより、内燃機関の駆動力に頼らずに補機類を駆動できるようになる。したがって、補機類にパワーステアリング用のポンプが含まれていた場合にも、操舵を支障無く実行することができる。また、補機類に冷却水用のウォータポンプが含まれていた場合にも、内燃機関の冷却を行うことができる。
【００１１】
しかも、選択連動機構によるモータジェネレータと内燃機関との間の連動を、積極的に禁止しているので、選択連動機構が不完全に機能していた場合においても中途半端な連動状態に放置されることが無く、摩擦熱などによる他の機構への影響も防止される。
【００１２】
このようにして、十分に長時間内燃機関の運転を継続して車両を走行させることができ、リンプホームを確実なものとすることができる。
なお、ここで言う、「連動」とは単に構成同士が直結される場合ばかりでなく、他の機構を介して間接的に連結されていることにより、統一的な回転状態を形成する構成も含むものである。
また、異常時処理手段は、異常検出手段にて連動異常が検出された場合に、更に内燃機関出力を制限している。モータジェネレータによるウォータポンプの駆動では内燃機関による駆動とは異なり冷却効果に限界があるため、内燃機関出力を制限することにより、内燃機関が高出力となることが防止されて、内燃機関のオーバーヒートを防止することができる。
したがって、こうした構成によっても十分に長時間内燃機関の運転を継続して車両を走行させることができ、リンプホームを確実なものとすることができる。
【００１５】
請求項２記載の車両駆動装置では、請求項１記載の構成において、前記異常時処理手段による内燃機関出力の制限は、内燃機関への吸気量あるいは燃料量の調整により車速を内燃機関出力抑制用限界車速以下とする処理であることを特徴とする。
【００１６】
このように車速に限界を設けて高出力による走行を禁止することにより、内燃機関のオーバーヒートを防止することができる。
請求項３記載の車両駆動装置では、請求項１又は２記載の構成において、前記異常時処理手段が機能した場合に、電力消費を行う機構の内で停止しても車両走行に支障を生じない機構を停止する電力消費抑制手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
このように電力消費抑制手段が、停止しても車両走行に支障を生じない機構を停止することにより、モータジェネレータの駆動に要する電力を節約することができ、モータジェネレータにより消費されるバッテリの蓄電量を長期にわたって使用することが可能となる。このため、更に長時間内燃機関の運転を継続して、車両を走行させることができる。
【００１８】
請求項４記載の車両駆動装置では、請求項３記載の構成において、停止しても車両走行に支障を生じない機構とはエアコンであることを特徴とする。
このように異常時処理手段が機能した場合に、電力消費抑制手段がエアコンを停止することにより、モータジェネレータがエアコンを駆動するためのエネルギー分を消費しなくなるので、バッテリの蓄電量を長期にわたって使用することが可能となる。
【００１９】
請求項５記載の車両駆動装置では、請求項１〜４のいずれか記載の構成において、モータジェネレータ用の第１バッテリとモータジェネレータ以外の機構用の第２バッテリとが設けられ、モータジェネレータが発電状態にある場合にはモータジェネレータから第１バッテリと第２バッテリとの両方に充電用電力供給がなされ、モータジェネレータが駆動状態にある場合には第１バッテリからモータジェネレータへの駆動用電力供給と第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給がなされるように給電経路が構成されているとともに、前記異常時処理手段が機能した場合には、第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給を調整する充電制御手段を備えたことを特徴とする。
【００２０】
このように給電経路が構成されたモータジェネレータ、第１バッテリおよび第２バッテリの関係において、充電制御手段は、異常時処理手段が機能した場合には、第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給を調整している。この調整によりモータジェネレータに電力を供給するための第１バッテリの蓄電量や他の機構のための第２バッテリの蓄電量を、内燃機関を長く駆動できるように調整することができる。このため、更に長時間内燃機関の運転を継続して、車両を走行させることができる。
請求項６記載の車両駆動装置では、内燃機関から車輪への駆動力伝達系外に配置されたモータジェネレータと補機類とを連動するとともに、モータジェネレータに対する内燃機関の連動と非連動とを選択できる選択連動機構を備えた車両駆動装置であって、前記モータジェネレータと内燃機関との間の連動異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段にて連動異常が検出された場合に、前記選択連動機構によるモータジェネレータと内燃機関との間の連動を禁止して、モータジェネレータを内燃機関の駆動による発電状態からモータジェネレータ自身の駆動力により補機類を回転させる駆動状態に切り替える異常時処理手段とを備え、モータジェネレータ用の第１バッテリとモータジェネレータ以外の機構用の第２バッテリとが設けられ、モータジェネレータが発電状態にある場合にはモータジェネレータから第１バッテリと第２バッテリとの両方に充電用電力供給がなされ、モータジェネレータが駆動状態にある場合には第１バッテリからモータジェネレータへの駆動用電力供給と第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給がなされるように給電経路が構成されているとともに、前記異常時処理手段が機能した場合には、第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給を調整する充電制御手段を備えたことを特徴とする。
異常時処理手段は、異常検出手段にて連動異常が検出された場合に、まず、選択連動機構によるモータジェネレータと内燃機関との間の連動を禁止して、モータジェネレータを内燃機関の駆動による発電状態からモータジェネレータ自身の駆動力により補機類を回転させる駆動状態に切り替える。このことにより、内燃機関の駆動力に頼らずに補機類を駆動できるようになる。したがって、補機類にパワーステアリング用のポンプが含まれていた場合にも、操舵を支障無く実行することができる。また、補機類に冷却水用のウォータポンプが含まれていた場合にも、内燃機関の冷却を行うことができる。
しかも、選択連動機構によるモータジェネレータと内燃機関との間の連動を、積極的に禁止しているので、選択連動機構が不完全に機能していた場合においても中途半端な連動状態に放置されることが無く、摩擦熱などによる他の機構への影響も防止される。
このようにして、十分に長時間内燃機関の運転を継続して車両を走行させることができ、リンプホームを確実なものとすることができる。
なお、ここで言う、「連動」とは単に構成同士が直結される場合ばかりでなく、他の機構を介して間接的に連結されていることにより、統一的な回転状態を形成する構成も含むものである。
また、上記構成のように給電経路が構成されたモータジェネレータ、第１バッテリおよび第２バッテリの関係において、充電制御手段は、異常時処理手段が機能した場合には、第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給を調整している。この調整によりモータジェネレータに電力を供給するための第１バッテリの蓄電量や他の機構のための第２バッテリの蓄電量を、内燃機関を長く駆動できるように調整することができる。したがって、こうした構成によっても、長時間内燃機関の運転を継続して車両を走行させることができる。
【００２１】
請求項７記載の車両駆動装置では、請求項５又は６記載の構成において、前記充電制御手段は、第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給を停止するものであることを特徴とする。
【００２２】
充電制御手段は、第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給を停止しても良く、第１バッテリの蓄電量を長時間維持できるので、モータジェネレータを長時間駆動できる。
【００２３】
請求項８記載の車両駆動装置では、請求項５又は６記載の構成において、前記充電制御手段は、第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給を調整することにより、第２バッテリが先に完全放電することを防止するものであることを特徴とする。
【００２４】
このことにより、第２バッテリが急速に消耗した場合にも、第１バッテリにて点火系や制御系の電源が維持されるので、早期に内燃機関を停止せずに済む。
請求項９記載の車両駆動装置では、請求項５又は６記載の構成において、前記充電制御手段は、第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給を調整することにより、第１バッテリと第２バッテリとの完全放電までの時間を近似させるものであることを特徴とする。
【００２５】
このように第１バッテリと第２バッテリとの完全放電までの時間を近似させることにより、第２バッテリの蓄電量が急速に減少したとしても、第１バッテリ側からの給電により、第２バッテリの充電を実行することができる。このため、モータジェネレータのみの駆動でなく第２バッテリにより駆動される点火系や制御系などの他の機構の駆動もモータジェネレータと並行して駆動させることが可能となり、長時間の内燃機関の運転を一層確実なものとすることができる。
【００２６】
請求項１０記載の車両駆動装置では、請求項１〜９のいずれか記載の構成において、前記選択連動機構は、モータジェネレータと補機類とを連動させる回転伝達機構と、該回転伝達機構と内燃機関との連動有無を切り替えるクラッチ機構とを備えていることを特徴とする。
【００２７】
このように、選択連動機構は、上述した回転伝達機構及びクラッチ機構が備えられた構成であるため、クラッチ機構をオフ状態とすれば、内燃機関とモータジェネレータとを非連動状態にすることができる。
【００２８】
請求項１１記載の車両駆動装置では、請求項１〜１０のいずれか記載の構成において、機関停止条件が成立した場合に内燃機関を自動停止するとともにモータジェネレータと内燃機関とを非連動とし、機関始動条件が成立した場合に内燃機関を自動始動するとともにモータジェネレータと内燃機関とを連動させる自動停止始動手段を備えたことを特徴とする。
【００２９】
このような自動停止始動手段を備えた構成においては、選択連動機構がモータジェネレータと内燃機関との間での連動と非連動とを頻繁に繰り返す。このためモータジェネレータと内燃機関との間の連動異常が生じ易くなることから、上述した作用効果が一層顕著なものとなる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、上述した発明が適用された車両用内燃機関及びその制御装置のシステム構成図である。ここでは内燃機関としてガソリン式エンジン（以下、「エンジン」と称す）２が用いられている。
【００３１】
エンジン２の出力は、エンジン２のクランク軸２ａからトルクコンバータ４及びオートマチックトランスミッション（自動変速機：以下「Ａ／Ｔ」と称す）６を介して、出力軸６ａ側に出力され、最終的に車輪に伝達される。これとは別にエンジン２の出力は、クランク軸２ａに接続されているプーリ１０を介して、ベルト１４に伝達される。そして、このベルト１４により伝達された出力により、別のプーリ１６，１８が回転される。なおプーリ１０には電磁クラッチ１０ａが備えられており、必要に応じてオン（接続）オフ（遮断）されて、プーリ１０とクランク軸２ａとの間で出力の伝達・非伝達を切り替え可能とするものである。
【００３２】
上記プーリ１６，１８の内、プーリ１６には補機類２２の回転軸が連結されて、ベルト１４から伝達される回転力により駆動可能とされている。補機類２２としては、例えば、エアコン用コンプレッサ、パワーステアリングポンプ、エンジン冷却用ウォータポンプ等が該当する。なお、図１では１つの補機類２２として示しているが、実際にはエアコン用コンプレッサ、パワーステアリングポンプ、エンジン冷却用ウォータポンプ等の１つまたは複数が存在する。そして、それぞれプーリを備えることによりベルト１４に連動して回転するように構成されている。本実施の形態１では、補機類２２として、エアコン用コンプレッサ、パワーステアリングポンプ及びエンジン冷却用ウォータポンプが設けられているものとする。
【００３３】
またプーリ１８によりモータジェネレータ（以下、「Ｍ／Ｇ」と称す）２６がベルト１４に連動している。このＭ／Ｇ２６は必要に応じて発電機として機能（以下「発電モード」あるいは「回生モード」と称する）することで、プーリ１８を介して伝達されるエンジン２あるいは車輪からの回転力を電気エネルギーに変換する。更にＭ／Ｇ２６は、必要に応じてモータとして機能（以下「駆動モード」と称する）することでプーリ１８とベルト１４とを介してエンジン２および補機類２２の一方あるいは両方を回転させる。
【００３４】
ここで、Ｍ／Ｇ２６はインバータ２８に電気的に接続されている。Ｍ／Ｇ２６を発電モードまたは回生モードにする場合には、インバータ２８はスイッチングにより、Ｍ／Ｇ２６が、高圧電源（ここでは３６Ｖ）用バッテリ３０に対して、及びＤＣ／ＤＣコンバータ３２を介して低圧電源（ここでは１２Ｖ）用バッテリ３４に対して電気エネルギーの充電を行うよう、更に点火系、メータ類あるいは各ＥＣＵその他に対する電源となるように切替える。
【００３５】
Ｍ／Ｇ２６を駆動モードにする場合には、インバータ２８は電力源である高圧電源用バッテリ３０からＭ／Ｇ２６へ電力を供給することで、Ｍ／Ｇ２６を駆動する。このことでプーリ１８及びベルト１４を介して、エンジン停止時においては補機類２２の回転や、そして自動始動時、自動停止時あるいは車両発進時においては必要に応じてクランク軸２ａを回転させる。なお、インバータ２８は高圧電源用バッテリ３０からの電気エネルギーの供給を調整することで、Ｍ／Ｇ２６の回転数を調整できる。
【００３６】
また冷間始動時にエンジン始動するためにスタータ３６が設けられている。スタータ３６は低圧電源用バッテリ３４から電力を供給されて、リングギアを回転させてエンジン２を始動させる。
【００３７】
Ａ／Ｔ６には、低圧電源用バッテリ３４から電力を供給される電動油圧ポンプ３８が設けられており、Ａ／Ｔ６内部の油圧制御部に対して作動油を供給している。この作動油は油圧制御部内のコントロールバルブにより、Ａ／Ｔ６内部のクラッチ、ブレーキ及びワンウェイクラッチの作動状態を調整し、シフト状態を必要に応じて切り替えている。
【００３８】
上述した電磁クラッチ１０ａのオンオフの切り替え、Ｍ／Ｇ２６およびインバータ２８のモード制御、スタータ３６の制御、バッテリ３０，３４に対する蓄電量制御等の制御はエコランＥＣＵ４０によって実行される。またウォータポンプを除く補機類２２の駆動オンオフ、電動油圧ポンプ３８の駆動制御、Ａ／Ｔ６の変速制御、燃料噴射弁（吸気ポート噴射型あるいは筒内噴射型）４２による燃料噴射制御、電動モータ４４によるスロットルバルブ４６の開度制御、その他のエンジン制御は、エンジンＥＣＵ４８により実行される。また、この他、ＶＳＣ（ビークルスタビリティコントロール）−ＥＣＵ５０が設けられていることにより、各車輪のブレーキの自動制御も実行されている。
【００３９】
なお、エコランＥＣＵ４０は、Ｍ／Ｇ２６に内蔵されている回転数センサからＭ／Ｇ２６の回転軸の回転数、エコランスイッチから運転者によるエコランシステムの起動有無、その他のデータを検出している。また、エンジンＥＣＵ４８は、水温センサからエンジン冷却水温ＴＨＷ、アイドルスイッチからアクセルペダルの踏み込み有無状態、アクセル開度センサからアクセル開度ＡＣＣＰ、舵角センサからステアリングの操舵角θ、車速センサから車速ＳＰＤ、スロットル開度センサからスロットル開度ＴＡ、シフト位置センサからのシフト位置ＳＨＦＴ、エンジン回転数センサからエンジン回転数ＮＥ、エアコンスイッチからオンオフ操作状態、その他のデータをエンジン制御等のために検出している。またＶＳＣ−ＥＣＵ５０についても制動制御等のためにブレーキスイッチからブレーキペダルの踏み込み有無状態、その他のデータを検出している。
【００４０】
なお、これら各ＥＣＵ４０，４８，５０は、マイクロコンピュータを中心として構成されており、内部のＲＯＭに書き込まれているプログラムに応じてＣＰＵが必要な演算処理を実行し、その演算結果に基づいて各種制御を実行している。
これらの演算処理結果及び前述のごとく検出されたデータは、ＥＣＵ４０，４８，５０間で相互にデータ通信が可能となっており、必要に応じてデータを交換して相互に連動して制御を実行することが可能となっている。
【００４１】
次に、エコランＥＣＵ４０にて実行される制御処理について説明する。なお、特に図示していないが、エコランＥＣＵ４０では、車両が交差点にて信号待ちのため停止した場合等のように自動停止条件が成立した場合には自動停止処理を実行してエンジン２を自動停止している。そしてエンジン２の自動停止中は、エアコン駆動要求あるいはパワーステアリング駆動要求に応じて、電磁クラッチ１０ａを遮断すると共にＭ／Ｇ２６を駆動させて、エアコン用コンプレッサやパワーステアリングポンプを回転させている。また、このような自動停止中に自動始動条件が成立した場合には自動始動処理を実行して、電磁クラッチ１０ａを接続すると共にＭ／Ｇ２６の駆動により車両を発進させ、かつエンジン２を自動始動させている。
【００４２】
次に、エコランＥＣＵ４０にて実行される連動機構異常時制御処理を図２のフローチャートに示す。本処理は短時間周期で繰り返し実行される処理である。なお個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。
【００４３】
連動機構異常時制御処理が開始されると、後述するリンプホーム制御処理の実行中で無いか否かが判定される（Ｓ１１０）。リンプホーム制御処理を実行中であれば（Ｓ１１０で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。リンプホーム制御処理の実行中で無ければ（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」）、Ｍ／Ｇ２６は発電モードまたは回生モードか否かが判定される（Ｓ１２０）。発電モードは、前述したごとく発電状態の１つであり、通常走行時に電磁クラッチ１０ａが接続状態にあることにより、プーリ１０、ベルト１４およびプーリ１８を介してＭ／Ｇ２６がエンジン２の出力により回転されて発電している状態を示している。また回生モードも、発電状態の１つであり、車両減速時の燃料カット時において、車輪からクランク軸２ａに伝達される回転力にてＭ／Ｇ２６が回転し、このことでＭ／Ｇ２６が車両の走行エネルギーを電気エネルギーとして回収する状態を示している。
【００４４】
発電モードでも回生モードでもなければ（Ｓ１２０で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。発電モードあるいは回生モードであれば（Ｓ１２０で「ＹＥＳ」）、次に電磁クラッチ１０ａをオンした直後か否かが判定される（Ｓ１３０）。電磁クラッチ１０ａをオンした直後であれば（Ｓ１３０で「ＮＯ」）、電磁クラッチ１０ａが完全な接続状態になっていない場合があることから、このまま一旦本処理を終了する。
【００４５】
一方、電磁クラッチ１０ａをオンした直後でなければ（Ｓ１３０で「ＹＥＳ」）、エンジンＥＣＵ４８側で検出されているエンジン回転数ＮＥをエコランＥＣＵ４０のＲＡＭに設けられた作業領域に読み込む（Ｓ１４０）。次にＭ／Ｇ２６の回転数ＮＭＧをエコランＥＣＵ４０のＲＡＭに設けられた作業領域に読み込む（Ｓ１５０）。そして、次式１のごとく関係が成立しているか否かを判定する（Ｓ１６０）。
【００４６】
【数１】
ＮＭＧ ＜ Ｒｄ×ＮＥ − α … ［式１］
ここで、Ｒｄはプーリ１０，１８間のプーリ比を表している。すなわち、プーリ１０，１８およびベルト１４からなる連動機構がスリップしていなければ、「ＮＭＧ＝Ｒｄ×ＮＥ」の関係になる。前記式１は、クランク軸２ａ側から回転力を受けたＭ／Ｇ２６の回転が、Ｒｄ×ＮＥよりも減少しており、かつその減少の程度を表す回転数の差が値αより大きいことを示している。値αは、適当な値が設定されるが、「０」でも良い。
【００４７】
前記式１の関係が満足されなければ（Ｓ１６０で「ＮＯ」）、接続状態に制御された電磁クラッチ１０ａはスリップしていないことが判明することから、このまま本処理を一旦終了する。
【００４８】
前記式１の関係が満足されれば（Ｓ１６０で「ＹＥＳ」）、接続状態に制御されているにもかかわらず電磁クラッチ１０ａがスリップしていることが判明することから、次に正常時おいてなされるＭ／Ｇ２６の制御処理が停止される（Ｓ１７０）。すなわち、通常走行時になされていた発電モードや減速時になされていた回生モードは停止される。
【００４９】
次に警告表示がなされる（Ｓ１８０）。すなわち、ダッシュボード等に設けられているディスプレイへの異常警告表示や警告ランプの点灯がなされて、運転者に異常発生を知らせる。次に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２をオフする（Ｓ１９０）。このことにより、高圧電源用バッテリ３０から低圧電源用バッテリ３４側へ電力が供給されないようにしている。
【００５０】
そして、図３に示すリンプホーム制御処理の実行が設定される（Ｓ２００）。
こうして一旦本処理を終了する。ステップＳ２００が実行されると、次の制御周期ではリンプホーム制御処理は実行中であるので（Ｓ１１０で「ＮＯ」）、連動機構異常時制御処理では実質的な処理はなされなくなる。
【００５１】
次に、図３のフローチャートに基づいてリンプホーム制御処理について説明する。前記ステップＳ２００の実行により本処理は短時間周期で繰り返し実行されるようになる。まず電磁クラッチ１０ａをオフする（Ｓ２１０）。このことにより、スリップ状態にある電磁クラッチ１０ａを完全に遮断状態にする。
【００５２】
次にエアコンをオフ状態にする（Ｓ２２０）。エアコンが既にオフである場合にはオフ状態に維持することも含めている。このことにより、もしエアコンがオン状態であった場合に発生しているエアコン用コンプレッサの負荷を無くすことができる。
【００５３】
次にＭ／Ｇ２６を駆動モードにして（Ｓ２３０）、Ｍ／Ｇ２６の出力制御を行う（Ｓ２４０）。このことにより補機類２２、すなわちパワーステアリングポンプ及びエンジン冷却用ウォータポンプを駆動する。この時の回転数はアイドル回転レベルになるようＭ／Ｇ２６の出力制御を行う。ただしパワーステアリングポンプの負荷がＭ／Ｇ２６にかかるのは、ステアリング操作がなされているときに限られる。エンジン冷却用ウォータポンプは常にＭ／Ｇ２６の負荷となっている。
【００５４】
次に、エンジンＥＣＵ４８に対して、エンジン出力制限制御の要求を出力する（Ｓ２５０）。こうして一旦本処理を終了する。
エンジンＥＣＵ４８は、エコランＥＣＵ４０からのエンジン出力制限制御の要求があると、スロットルバルブ４６に対する通常の開度制御を停止して、図４に示すエンジン出力制限制御処理を実行する。本処理は短時間周期で繰り返し実行される。エンジン出力制限制御処理が開始されると、まず、スロットル開度センサにて検出されている実際のスロットル開度ＴＡをエンジンＥＣＵ４８のＲＡＭに設けられた作業領域に読み込む（Ｓ３１０）。次に、正常時と同様に、アクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度ＡＣＣＰに基づいてマップから目標スロットル開度ＴＡｔを算出する（Ｓ３２０）。次に現在の運転状態、例えばＡ／Ｔ６のシフト位置ＳＨＦＴおよび車速ＳＰＤ等に基づいて、マップから車速ＳＰＤが６０ｋｍ／ｈ（内燃機関出力抑制用限界車速に相当する）で安定する限界車速スロットル開度ＴＡ６０を算出する（Ｓ３３０）。そして、目標スロットル開度ＴＡｔが限界車速スロットル開度ＴＡ６０より大きいか否かが判定される（Ｓ３４０）。
【００５５】
ＴＡｔ≦ＴＡ６０であれば（Ｓ３４０で「ＮＯ」）、このまま本処理を終了する。すなわち、目標スロットル開度ＴＡｔとしてはステップＳ３２０にて求めた値が設定されることになる。
【００５６】
一方、ＴＡｔ＞ＴＡ６０であれば（Ｓ３４０で「ＹＥＳ」）、次に実際のスロットル開度ＴＡが限界車速スロットル開度ＴＡ６０より大きいか否かが判定される（Ｓ３５０）。ＴＡ＞ＴＡ６０であれば（Ｓ３５０で「ＹＥＳ」）、目標スロットル開度ＴＡｔを次式２のごとく計算し（Ｓ３６０）、一旦本処理を終了する。
【００５７】
【数２】
ＴＡｔ ← ＴＡｔ − ｄＴＡ … ［式２］
漸減補正量ｄＴＡは、目標スロットル開度ＴＡｔを徐々に低減するための値である。
【００５８】
またＴＡ≦ＴＡ６０であれば（Ｓ３５０で「ＮＯ」）、目標スロットル開度ＴＡｔに限界車速スロットル開度ＴＡ６０が設定され（Ｓ３７０）、一旦本処理を終了する。
【００５９】
このことにより、エンジン２は車速ＳＰＤが６０ｋｍ／ｈを越えるような出力となることが防止される。また既に車速ＳＰＤが６０ｋｍ／ｈを越えていたような場合には、徐々に車速ＳＰＤが６０ｋｍ／ｈまで減速される。
【００６０】
図５のタイミングチャートは、連動機構が時刻ｔ１にて異常になったと判定された場合を示しており、この時に、電磁クラッチ１０ａはオフ、エアコンはオフ、Ｍ／Ｇ２６は駆動モード、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２はオフにそれぞれ切り替えられる。そして、車速ＳＰＤはエンジン出力制限制御処理（図４）により、高速（例えば８０ｋｍ／ｈ）状態から徐々に６０ｋｍ／ｈへ減速される。
【００６１】
上述した構成において、プーリ１６，１８及びベルト１４が回転伝達機構に、電磁クラッチ１０ａ及びプーリ１０がクラッチ機構に相当する。連動機構異常時制御処理（図２）のステップＳ１２０〜Ｓ１６０が異常検出手段としての処理に、ステップＳ１９０が充電制御手段としての処理に、リンプホーム制御処理（図３）のステップＳ２１０，Ｓ２３０〜Ｓ２５０及びエンジン出力制限制御処理（図４）が異常時処理手段としての処理に、リンプホーム制御処理（図３）のステップＳ２２０が電力消費抑制手段としての処理に相当する。
【００６２】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．連動機構異常時制御処理（図２）にて連動機構の異常が検出された場合（Ｓ１６０で「ＹＥＳ」）には、リンプホーム制御処理（図３）が実行されて、電磁クラッチ１０ａを遮断すること（Ｓ２１０）でＭ／Ｇ２６とエンジン２との間の連動を禁止している。そしてＭ／Ｇ２６をエンジン２の駆動による発電状態からＭ／Ｇ２６自身の駆動力によって補機類２２を回転させる駆動状態に切り替えている（Ｓ２３０，Ｓ２４０）。このことにより、エンジン２の駆動力に頼らずに補機類２２を駆動できるようになる。したがって、補機類２２に含まれるパワーステアリング用のポンプが継続して機能して操舵を支障無く実行することができる。また補機類２２には冷却水用のウォータポンプが含まれているので、継続してエンジン２の冷却を行うことができる。
【００６３】
しかも、Ｍ／Ｇ２６とエンジン２との間の連動を、ステップＳ２１０の処理にて積極的に禁止しているので、電磁クラッチ１０ａが不完全に機能していた場合にも半クラッチなどの中途半端な接続状態に放置されることが無く、摩擦熱などによる他の機構への影響も防止される。
【００６４】
なお、このようなＭ／Ｇ２６によるウォータポンプの駆動では、エンジン２によるウォータポンプの駆動とは異なり冷却効果に限界があるが、エンジンＥＣＵ４８は、エンジン２の出力を、車速ＳＰＤが６０ｋｍ／ｈ以下となるように制限することにより、エンジン２が高出力となることを防止している。したがってエンジン２のオーバーヒートを防止できる。
【００６５】
このようにして、十分に長時間、エンジン２の運転を継続して車両を走行させることができ、リンプホームを確実なものとすることができる。
（ロ）．また、リンプホーム制御処理（図３）では、停止しても車両走行に支障を生じない機構であるエアコンを停止することにより、Ｍ／Ｇ２６の回転に要する電力を節約することができる。したがって、Ｍ／Ｇ２６により消費される高圧電源用バッテリ３０の蓄電量を長期にわたって使用することが可能となる。このため、更に長時間エンジン２の運転を継続して、リンプホームを確実に行うことができる。
【００６６】
（ハ）．エコランＥＣＵ４０は、前述したごとく自動停止始動処理（自動停止始動手段に相当する）を実行している。このような処理を行う車両では、Ｍ／Ｇ２６とエンジン２との間での連動と非連動とを頻繁に繰り返す。このため、電磁クラッチ１０ａ等の摩耗によりＭ／Ｇ２６とエンジン２との間の連動異常が生じ易くなることから、上述した作用効果が一層顕著なものとなる。
【００６７】
（ニ）．正常時には、高圧電源用バッテリ３０は、Ｍ／Ｇ２６からの電力供給による充電およびＭ／Ｇ２６側への放電による電力供給の両方に対処するために、エコランＥＣＵ４０により、中間の蓄電状態、例えば蓄電率５０％の状態にされている。一方、低圧電源用バッテリ３４は常に蓄電率１００％の状態となるようにされている。
【００６８】
リンプホームの実行では、Ｍ／Ｇ２６は駆動状態となるので、高圧電源用バッテリ３０の電気エネルギーのみによりＭ／Ｇ２６を駆動して補機類２２を回転させなくてはならない。このため正常時のごとく、高圧電源用バッテリ３０からＤＣ／ＤＣコンバータ３２を介して低圧電源用バッテリ３４を常に蓄電率１００％にする処理を継続していると、高圧電源用バッテリ３０の蓄電量が早期に減少し、リンプホームによる走行距離が短くなる可能性がある。したがって、ステップＳ１９０にてＤＣ／ＤＣコンバータ３２をオフして、高圧電源用バッテリ３０の電力が低圧電源用バッテリ３４の充電に用いられないようにしている。
【００６９】
このことにより、更に長時間エンジン２の運転を継続し、リンプホームを確実に行うことができる。
［実施の形態２］
本実施の形態２では、連動機構異常時制御処理（図２）のステップＳ１６０にて「ＹＥＳ」と判定された場合に実行されるステップＳ１９０の処理の代わりに、図６に示すリンプホーム時蓄電率制御処理が実行される点が、前記実施の形態１の構成と異なる。これ以外の構成は、特に説明しない限り、前記実施の形態１と同じである。
【００７０】
リンプホーム時蓄電率制御処理は、短時間周期にて繰り返し実行される処理である。ステップＳ１６０にて「ＹＥＳ」と判定されることにより本処理が開始されると、まず、高圧電源用バッテリ３０の蓄電量ＳＯＣ１と低圧電源用バッテリ３４の蓄電量ＳＯＣ２とをエコランＥＣＵ４０のＲＡＭに設けられた作業領域に読み込む（Ｓ４１０）。これら蓄電量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２は、エコランＥＣＵ４０により各バッテリ３０，３４の充放電時に流れる電流の検出値や充電効率等に基づいて常に計算されている値である。
【００７１】
そして次式３，４に示すごとく、高圧電源用バッテリ３０の蓄電率ＲＳＯＣ１と低圧電源用バッテリ３４の蓄電率ＲＳＯＣ２とが算出される（Ｓ４２０）。
【００７２】
【数３】
ＲＳＯＣ１ ← １００×ＳＯＣ１／ＦＳＯＣ１ … ［式３］
ＲＳＯＣ２ ← １００×ＳＯＣ２／ＦＳＯＣ２ … ［式４］
ここで、ＦＳＯＣ１は高圧電源用バッテリ３０の最大蓄電量、ＦＳＯＣ２は低圧電源用バッテリ３４の最大蓄電量を表し、予め判明している固定値である。
【００７３】
次に、高圧電源用バッテリ３０の蓄電率ＲＳＯＣ１が、低圧電源用バッテリ３４の蓄電率ＲＳＯＣ２よりも大きいか否かが判定される（Ｓ４３０）。ＲＳＯＣ１＞ＲＳＯＣ２であれば（Ｓ４３０で「ＹＥＳ」）、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２がオン状態に制御され（Ｓ４４０）、一旦本処理を終了する。
【００７４】
一方、ＲＳＯＣ１＞ＲＳＯＣ２でなければ（Ｓ４３０で「ＮＯ」）、すなわち、ＲＳＯＣ１≦ＲＳＯＣ２であれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２がオフ状態に制御され（Ｓ４５０）、一旦本処理を終了する。
【００７５】
このような処理がリンプホーム時に繰り返されることにより、低圧電源用バッテリ３４側の蓄電量ＳＯＣ２が急速に減少して、高圧電源用バッテリ３０の蓄電率ＲＳＯＣ１よりも小さくなった場合（Ｓ４３０で「ＹＥＳ」）には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２をオンとしている。このことにより高圧電源用バッテリ３０側から低圧電源用バッテリ３４へ電力を供給して、低圧電源用バッテリ３４が先に完全放電にならないようにし、エンジン２の早期の停止を防止している。
【００７６】
上述した構成において、リンプホーム時蓄電率制御処理（図６）が充電制御手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
【００７７】
（イ）．前記実施の形態１の（イ）〜（ハ）の効果を生じる。
（ロ）．異常時において、低圧電源用バッテリ３４の蓄電量ＳＯＣ２が急速に減少した場合に、高圧電源用バッテリ３０側からの給電により、低圧電源用バッテリ３４の充電を実行している。このため低圧電源用バッテリ３４により駆動される点火系、燃料噴射系、制御系等の機構が先に停止してしまうことが無く、エンジン２の早期停止を防止できる。
【００７８】
［その他の実施の形態］
・前記実施の形態１，２において、異常時には、走行速度の制限でなく、直接的にエンジン２の出力を制限するようにしても良い。また、スロットルバルブ４６による出力制限でなく、燃料噴射量による出力制限であっても良い。
【００７９】
・前記実施の形態２において、リンプホーム時蓄電率制御処理（図６）により、低圧電源用バッテリ３４が先に完全放電しないように調整されたが、これ以外に、高圧電源用バッテリ３０と低圧電源用バッテリ３４との間で相互に電力を供給しあうことにより、両バッテリ３０，３４が同時に完全放電するようにしても良い。このことにより、点火系、燃料噴射系、制御系等とＭ／Ｇ２６とを並行して長く駆動させることが可能となり、長時間の内燃機関の運転を一層確実なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１としての車両用内燃機関及びその制御装置のシステム構成図。
【図２】実施の形態１のエコランＥＣＵが実行する連動機構異常時制御処理のフローチャート。
【図３】同じくリンプホーム制御処理のフローチャート。
【図４】実施の形態１のエンジンＥＣＵが実行するエンジン出力制限制御処理のフローチャート。
【図５】実施の形態１における各構成の動作を示すタイミングチャート。
【図６】実施の形態２においてエコランＥＣＵが実行するリンプホーム時蓄電率制御処理のフローチャート。
【符号の説明】
２…エンジン、２ａ…クランク軸、４…トルクコンバータ、６…Ａ／Ｔ、６ａ…出力軸、１０…プーリ、１０ａ…電磁クラッチ、１４…ベルト、１６，１８…プーリ、２２…補機類、２６…Ｍ／Ｇ、２８…インバータ、３０…高圧電源用バッテリ、３２… ＤＣ／ＤＣコンバータ、３４…低圧電源用バッテリ、３６…スタータ、３８…電動油圧ポンプ、４０…エコランＥＣＵ、４２…燃料噴射弁、４４…電動モータ、４６…スロットルバルブ、４８…エンジンＥＣＵ、５０…ＶＳＣ−ＥＣＵ。
Claims (11)
- 内燃機関から車輪への駆動力伝達系外に配置されたモータジェネレータと補機類とを連動するとともに、モータジェネレータに対する内燃機関の連動と非連動とを選択できる選択連動機構を備えた車両駆動装置であって、
前記モータジェネレータと内燃機関との間の連動異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段にて連動異常が検出された場合に、前記選択連動機構によるモータジェネレータと内燃機関との間の連動を禁止して、モータジェネレータを内燃機関の駆動による発電状態からモータジェネレータ自身の駆動力により補機類を回転させる駆動状態に切り替えるとともに、内燃機関出力を制限する異常時処理手段と、
を備えたことを特徴とする車両駆動装置。 - 請求項１記載の構成において、前記異常時処理手段による内燃機関出力の制限は、内燃機関への吸気量あるいは燃料量の調整により車速を内燃機関出力抑制用限界車速以下とする処理であることを特徴とする車両駆動装置。
- 請求項１又は２記載の構成において、前記異常時処理手段が機能した場合に、電力消費を行う機構の内で停止しても車両走行に支障を生じない機構を停止する電力消費抑制手段を備えたことを特徴とする車両駆動装置。
- 請求項３記載の構成において、停止しても車両走行に支障を生じない機構とはエアコンであることを特徴とする車両駆動装置。
- 請求項１〜４のいずれか記載の構成において、モータジェネレータ用の第１バッテリとモータジェネレータ以外の機構用の第２バッテリとが設けられ、モータジェネレータが発電状態にある場合にはモータジェネレータから第１バッテリと第２バッテリとの両方に充電用電力供給がなされ、モータジェネレータが駆動状態にある場合には第１バッテリからモータジェネレータへの駆動用電力供給と第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給がなされるように給電経路が構成されているとともに、
前記異常時処理手段が機能した場合には、第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給を調整する充電制御手段を備えたことを特徴とする車両駆動装置。 - 内燃機関から車輪への駆動力伝達系外に配置されたモータジェネレータと補機類とを連動するとともに、モータジェネレータに対する内燃機関の連動と非連動とを選択できる選択連動機構を備えた車両駆動装置であって、
前記モータジェネレータと内燃機関との間の連動異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段にて連動異常が検出された場合に、前記選択連動機構によるモータジェネレータと内燃機関との間の連動を禁止して、モータジェネレータを内燃機関の駆動による発電状態からモータジェネレータ自身の駆動力により補機類を回転させる駆動状態に切り替える異常時処理手段とを備え、
モータジェネレータ用の第１バッテリとモータジェネレータ以外の機構用の第２バッテリとが設けられ、モータジェネレータが発電状態にある場合にはモータジェネレータから第１バッテリと第２バッテリとの両方に充電用電力供給がなされ、モータジェネレータが駆動状態にある場合には第１バッテリからモータジェネレータへの駆動用電力供給と第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給がなされるように給電経路が構成されているとともに、
前記異常時処理手段が機能した場合には、第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給を調整する充電制御手段を備えたことを特徴とする車両駆動装置。 - 請求項５又は６記載の構成において、前記充電制御手段は、第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給を停止するものであることを特徴とする車両駆動装置。
- 請求項５又は６記載の構成において、前記充電制御手段は、第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給を調整することにより、第２バッテリが先に完全放電することを防止するものであることを特徴とする車両駆動装置。
- 請求項５又は６記載の構成において、前記充電制御手段は、第１バッテリから第２バッテリへの充電用電力供給を調整することにより、第１バッテリと第２バッテリとの完全放電までの時間を近似させるものであることを特徴とする車両駆動装置。
- 請求項１〜９のいずれか記載の構成において、前記選択連動機構は、モータジェネレータと補機類とを連動させる回転伝達機構と、該回転伝達機構と内燃機関との連動有無を切り替えるクラッチ機構とを備えていることを特徴とする車両駆動装置。
- 請求項１〜１０のいずれか記載の構成において、機関停止条件が成立した場合に内燃機関を自動停止するとともにモータジェネレータと内燃機関とを非連動とし、機関始動条件が成立した場合に内燃機関を自動始動するとともにモータジェネレータと内燃機関とを連動させる自動停止始動手段を備えたことを特徴とする車両駆動装置。
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