ハイブリッド車両の動力出力装置
【課題】 遊星歯車機構によってエンジンおよびモータの動力分割を行なう動力出力装置において、モータ回転不良時の故障部位を装置の分解を伴うことなく判別する。
【解決手段】 遊星歯車機構で構成された動力分割機構６０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン１０の間で動力を伝達する。エンジン１０は、専用のスタータを設けることなく、モータジェネレータＭＧ１の回転駆動力によって起動される。ＥＣＵ９０は、エンジン起動時に、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン１０の回転数データを監視することにより、モータジェネレータＭＧ１の回転異常を検出する。さらに、当該回転異常の検出時には、モータジェネレータＭＧ２からの動力による走行状態時での上記回転数データの解析により、故障個所がモータジェネレータＭＧ１および遊星歯車機構のいずれに存在するのかを判別する故障診断走行モードが実行される。
【解決手段】 遊星歯車機構で構成された動力分割機構６０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン１０の間で動力を伝達する。エンジン１０は、専用のスタータを設けることなく、モータジェネレータＭＧ１の回転駆動力によって起動される。ＥＣＵ９０は、エンジン起動時に、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン１０の回転数データを監視することにより、モータジェネレータＭＧ１の回転異常を検出する。さらに、当該回転異常の検出時には、モータジェネレータＭＧ２からの動力による走行状態時での上記回転数データの解析により、故障個所がモータジェネレータＭＧ１および遊星歯車機構のいずれに存在するのかを判別する故障診断走行モードが実行される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハイブリッド車両の動力出力装置に関し、より特定的には、遊星歯車機構によってエンジンおよびモータの動力分割を行なう動力出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンの低燃費化を図るために、エンジンおよびモータを動力源とする動力出力装置を搭載したハイブリッド車両が提案されている。このようなハイブリッド方式の動力出力装置には、シリーズ方式、パラレル方式など各種の方式が提案されているが、遊星歯車機構によってエンジンおよび２つのモータを連結した、シリーズ−パラレルハイブリッド方式が提案されている。このようなシリーズ−パラレルハイブリッド方式では、遊星歯車機構によって構成された動力分割機構によって、エンジンおよびモータの動力の入出力が制御される（たとえば特許文献１および２）。
【特許文献１】特開２０００−１８４５０６号公報
【特許文献２】特開平１１−３０１２９１号公報
【特許文献３】特開２００４−１５９３９３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、このような動力出力装置では、エンジンおよびモータが協調的に動作するので、モータの回転不良が検知された場合に、モータ自体が異物等の噛み込みにより回転不良となっているのか、あるいは遊星歯車機構が潤滑不良等により焼付きを起こして回転不良となっているのかを、外部から検知することが困難である。
【０００４】
したがって、このような不良が発生した場合には、動力出力装置の分解による故障部位の特定および部品交換が必要となるため、故障状況の迅速なユーザ通知および修理時間短縮の面で問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、遊星歯車機構によってエンジンおよびモータの動力分割を行なう動力出力装置において、モータ回転不良時の故障部位を装置の分解を伴うことなく一次的に特定することである。
【０００６】
また、この発明の他の目的は、装置を分解することなく車両走行中に発生した遊星歯車機構の故障を正確かつ早期に検出することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による動力出力装置は、駆動軸に動力を出力するハイブリッド車両の動力出力装置であって、３軸式の動力分割機構と、エンジンと、第１のモータジェネレータと、第２のモータジェネレータと、始動手段と、異常検出手段と、故障診断モード移行手段と、故障診断モード移行手段と、故障個所判別手段とを備える。３軸式の動力分割機構は、第１から第３の軸と結合された遊星歯車機構で構成され、第３の軸に駆動軸が結合されるとともに、第１ないし第３の軸のうちのいずれか２軸に対し動力が入出力されたときに、その入出力された動力に基づいて定まる動力を残余の１軸に対して入出力する。エンジンは、第１の軸にその回転軸が結合し、燃料の燃焼により第１の回転軸に対し動力を出力する。第１のモータジェネレータは、第２の軸にその回転軸が結合し、第２の軸に対し動力を入出力することが可能である。第２のモータジェネレータは、第３の軸にその回転軸が結合し、第３の軸に対し動力を入出力することが可能である。始動手段は、第１のモータジェネレータにより動力分割機構を介してエンジンを回転駆動することにより該エンジンを始動させる。異常検出手段は、始動手段によって第１のモータジェネレータの駆動指令が発せられた際に、第１のモータジェネレータの速度監視に基づいて、第１のモータジェネレータの回転異常を検出する。故障診断モード移行手段と、異常検出手段による異常検出
時に、エンジンを駆動させることなく第２のモータジェネレータからの動力によって、車両を所定速度パターンで走行させる故障診断モードへの移行を指示する。故障個所判別手段は、故障診断モードの実行時に、エンジン、第１のモータジェネレータおよび第２のモータジェネレータの回転数に基づいて、第１のモータジェネレータおよび遊星歯車機構のいずれで故障が発生しているかを判別する。
【０００８】
上記の動力出力装置によれば、エンジン起動時に第１のモータジェネレータの回転異常を回転数に基づいて自動的に検出するとともに、当該回転異常の検出時には、故障診断モードに実行により、回転数に基づいて故障箇所が第１のモータジェネレータおよび遊星歯車機構（動力分割機構）のいずれであるかを判別できる。このため、動力出力装置を分解することなく、第１のモータジェネレータ回転異常時の故障情報を運転者へ迅速に通知できるとともに、当該故障情報に基づく修理時間の短縮が可能となる。
【０００９】
好ましくは、この発明の動力出力装置において、故障個所判別手段は、第１の故障判定手段と、第２の故障判定手段とを含む。第１の故障判定手段は、故障診断モードの実行時に、第１のモータジェネレータの回転数が所定値まで上昇せず、かつ、エンジンの回転数が第２のモータジェネレータの回転数に応じて上昇する第１の故障状態が発生しているかどうかを判定する。第２の故障判定手段は、第１の故障判定手段によって第１の故障状態の発生が判定された場合に、第１のモータジェネレータにさらに駆動指令を発するとともに、第１のモータジェネレータの回転数が該駆動指令に応じて上昇しないときに、第１のモータジェネレータの故障を検知する。
【００１０】
上記の動力出力装置によれば、第１のモータジェネレータの回転異常検出時に、第１のモータジェネレータ自体での故障が疑われる場合に、第１のモータジェネレータに起動指令を発した状態とした上で回転不良が発生しているかどうかを判定する構成としている。このため、回転数データに基づいたソフトウェア処理による第１のモータジェネレータの故障検出について、誤検出の危険性を抑制して信頼性を高めることができる。
【００１１】
さらに好ましくは、この発明の動力出力装置において、故障個所判別手段は、第３の故障判定手段をさらに含み、第３の故障判定手段は、第１の故障判定手段によって第１の故障状態の非発生が判定された場合に、エンジン、第１のモータジェネレータおよび第２のモータジェネレータの回転数が共通の所定範囲内であるときに、遊星歯車機構の故障を検知する。
【００１２】
上記の動力出力装置によれば、第１のモータジェネレータの回転異常検出時に、第１のモータジェネレータ自体に故障がないと判定した場合に、遊星歯車機構に故障が発生しているかどうかを、回転数データに基づいて高信頼性で判定できる。
【００１３】
また好ましくは、この発明の動力出力装置において、故障個所判別手段は、第３の故障判定手段を含み、第３の故障判定手段は、故障診断モードの実行時に、エンジン、第１のモータジェネレータおよび第２のモータジェネレータの回転数が共通の所定範囲内であるときに、遊星歯車機構の故障を検知する。
【００１４】
上記の動力出力装置によれば、第１のモータジェネレータの回転異常検出時に、遊星歯車機構に故障があるかどうかを、回転数データに基づいて高信頼性で判定できる。
【００１５】
さらに好ましくは、この発明の動力出力装置において、第２の故障判定手段は、駆動指令を与えられた第１のモータジェネレータの回転数が所定速度以下であるときに、第１のモータジェネレータの故障を検知し、かつ、該回転数が所定速度を超えるときには、再び異常検出手段が作動される。
【００１６】
上記の動力出力装置によれば、第１のモータジェネレータの故障が確信できなかった場合には、第１のモータジェネレータの回転異常検出を再度実行する構成としているので、第１のモータジェネレータの故障について誤検出の危険性を低下できる。
【００１７】
また、さらに好ましくは、この発明の動力出力装置において、第３の故障判定手段は、エンジン、第１のモータジェネレータおよび第２のモータジェネレータの回転数が所定範囲内であるときに遊星歯車機構の故障を検知する一方で、該回転数が所定範囲外であるときには、再び異常検出手段が作動される。
【００１８】
上記の動力出力装置によれば、遊星歯車機構の故障が確信できなかった場合には、第１のモータジェネレータの回転異常検出を再度実行する構成としているので、遊星歯車気候の故障について誤検出の危険性を低下できる。
【００１９】
あるいは、さらに好ましくは、この発明の動力出力装置において、異常検出手段は、第１のモータジェネレータに駆動指令が発せられた状態において、第１のモータジェネレータの回転数と所定速度との比較を所定周期で所定の複数回繰り返し実行し、かつ、複数回の比較において継続的に回転数が所定速度以下であるときに、第１のモータジェネレータの回転異常を検出する。
【００２０】
上記の動力出力装置によれば、所定の異常検出条件が所定期間継続して発生している場合に始めて第１のモータジェネレータの回転異常を検出する構成としているので、第１のモータジェネレータの回転異常について誤検出の危険性を低下できる。
【００２１】
また、さらに好ましくは、異常検出手段は、ハイブリッド車両の停止時において、始動手段によって第１のモータジェネレータの駆動指令が発せられた際に作動する。
【００２２】
上記のハイブリッド車両の動力出力装置によれば、第１のモータジェネレータの回転異常原因となる故障（遊星歯車機構や第１のモータジェネレータのロータにおける潤滑不良による焼付き等）が走行時に突発的に起こるケースは考え難く、停車時の低温状態に部品間が固着することによって発生する可能性が高い点を考慮して、効率的な故障検出を行なうことができる。
【００２３】
この発明の他の構成による動力出力装置は、駆動軸に動力を出力するハイブリッド車両の動力出力装置であって、３軸式の動力分割機構と、エンジンと、第１のモータジェネレータと、第２のモータジェネレータと、故障仮検出手段と、エンジン運転点変更指示手段と、故障検出手段とを備える。３軸式の動力分割機構は、第１から第３の軸と結合された遊星歯車機構で構成され、第３の軸に駆動軸が結合されるとともに、第１ないし第３の軸のうちのいずれか２軸に対し動力が入出力されたときに、その入出力された動力に基づいて定まる動力を残余の１軸に対して入出力する。エンジンは、第１の軸にその回転軸が結合し、燃料の燃焼により第１の回転軸に対し動力を出力する。第１のモータジェネレータと、第２の軸にその回転軸が結合し、第２の軸に対し動力を入出力することが可能に構成される。第２のモータジェネレータと、第３の軸にその回転軸が結合し、第３の軸に対し動力を入出力することが可能に構成される。故障仮検出手段は、ハイブリッド車両の走行中に、エンジン、第１のモータジェネレータおよび駆動軸の間の回転数差が所定範囲内となる状態が所定期間継続したときに、遊星歯車機構の故障を一次的に検出する。エンジン運転点変更指示手段は、故障仮検出手段により遊星歯車機構の故障が一次的に検出されたときに、エンジンの回転数指令値を変更するようにエンジンの運転点の変更を指示する。故障検出手段は、エンジン運転点変更指示手段によるエンジンの運転点変更指示後において、エンジン、第１のモータジェネレータおよび駆動軸の回転数が遊星歯車機構故障時に想定される異常状態に該当するかどうかに基いて遊星歯車機構の故障を検出する。
【００２４】
上記の動力出力装置によれば、遊星歯車機構の故障検出時に発生する、エンジン、第１のモータジェネレータおよび駆動軸の速度差極小状態（揃速状態）が通常運転状態でも発生し得る点を考慮して、走行中に揃速状態が検出された場合には、エンジンの運転点（回転数領域）変更を指示した上で、運転点変更指示後におけるエンジン、第１のモータジェネレータおよび駆動軸の速度状態が遊星歯車機構故障時に想定される異常状態に該当するかどうかに基いて遊星歯車機構の故障検出を確定する。
【００２５】
したがって、揃速状態の発生監視のみに基づく故障診断方式と比較して誤検出を防止した上で、走行中に発生した遊星歯車機構の故障検出を早期に行なうことが可能となる。
【００２６】
好ましくは、この発明の他の構成による動力出力装置では、エンジン運転点変更指示手段は、故障仮検出手段により遊星歯車機構の故障が一次的に検出された時点におけるエンジンの回転数が所定回転数以上であるときに、エンジンの回転数が所定回転数より低くなるようにエンジン回転数指令値を変更する手段を含む。故障検出手段は、エンジン運転点変更指示手段による前記エンジン回転数指令値の変更後において、エンジン回転数指令値の変更に追従してエンジン回転数が変化できない第１の状態と、エンジン、第１のモータジェネレータおよび駆動軸の間の回転数差が所定範囲内となる第２の状態との両方が所定時間継続して発生したときに、遊星歯車機構の故障を検出する手段を含む。
【００２７】
また、好ましくは、エンジン運転点変更指示手段は、故障仮検出手段により遊星歯車機構の故障が一次的に検出された時点において、エンジンが非停止状態であり、かつ、エンジンの回転数が所定回転数未満であるときに、エンジンを停止させるようにエンジン回転数指令値を変更する手段を含む。故障検出手段は、エンジン運転点変更指示手段によるエンジン回転数指令値の変更後において、エンジン回転数指令値の変更に追従してエンジン回転数が変化できない第１の状態と、エンジン、第１のモータジェネレータおよび駆動軸の間の回転数差が所定範囲内となる第２の状態との両方が所定時間継続して発生したときに、遊星歯車機構の故障を検出する手段を含む。
【００２８】
上記の動力出力装置によれば、故障仮検出手段により遊星歯車機構の故障が一次的に検出された時点でエンジンが非停止状態であるときには、エンジン回転数指令値の変更に伴って想定される異常状態、具体的には、遊星歯車機構にロック故障が発生していると駆動軸に質量が掛かり第１のモータジェネレータおよびエンジンの回転が駆動軸に引き摺られるために、エンジン回転数が回転数変更後の指令値に追従できなくなる状態（第１の状態）と、その際に第１のモータジェネレータがトルクを出力してエンジン回転数を変更後の指令値に追従させようとしてもエンジン、第１のモータジェネレータおよび駆動軸の速度差が極小となる状態（第２の状態）との発生を検知することによって、遊星歯車機構の故障を正確に検出できる。
【００２９】
さらに好ましくは、この発明の他の構成による動力出力装置は、動力出力維持手段をさらに備える。動力出力維持手段は、エンジン運転点変更指示手段によるエンジンの運転点変更時に、運転点変更によるエンジンの出力低下を補償するように第２のモータジェネレータの出力増加を指示する。
【００３０】
上記の動力出力装置によれば、遊星歯車機構の故障検出のためのエンジン運転点変更に伴うエンジンの出力低下を第２のモータジェネレータの出力増によって補償できるので、車両の運転性を維持できる。
【００３１】
好ましくは、この発明の他の構成による動力出力装置では、エンジン運転点変更指示手段は、故障仮検出手段により遊星歯車機構の故障が一次的に検出された時点においてエンジンが停止している場合に、エンジンに始動指示を発する手段を含む。さらに、動力出力装置は、車速上昇手段をさらに備える。車速上昇手段は、エンジン運転点変更指示手段によって始動指示が発せられてもエンジンが始動できない場合に、第２のモータジェネレータからの動力出力によりハイブリッド車両の速度を上昇させる。また、故障検出手段は、車速上昇手段によるハイブリッド車両の速度上昇後において、第１のモータジェネレータおよび駆動軸の間の回転数差が所定範囲内となる状態が所定時間継続したときに、遊星歯車機構の故障を検出する手段を含む。
【００３２】
上記の動力出力装置によれば、故障仮検出手段により遊星歯車機構の故障が一次的に検出された時点でエンジンが停止状態であるときには、エンジンの始動指令を発生しても駆動軸に質量が掛かり第１のモータジェネレータおよびエンジンの回転が駆動軸に引き摺られるために発生する異常状態、具体的には、始動指令を発生してもエンジンが始動不可となり、かつ、第２のモータジェネレータ出力による車速上昇後にもエンジン、第１のモータジェネレータおよび駆動軸の速度差極小状態が発生することによって、遊星歯車機構の故障を正確に検出できる。
【発明の効果】
【００３３】
この発明によるハイブリッド車両の動力出力装置によれば、遊星歯車機構によってエンジンおよびモータの動力分割を行なう構成において、モータ回転不良時の故障部位を回転数データに基づくソフトウァア処理によって、装置の分解を伴うことなく一次的に特定することができる。
【００３４】
また、この発明によるハイブリッド車両の動力出力装置によれば、装置の分解を伴うことなく車両走行中に発生した遊星歯車機構の故障を正確かつ早期に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下において、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下において図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的として繰返さないものとする。
【００３６】
［実施の形態１］
図１は、この発明によるハイブリッド車両の動力出力装置（以下、「ハイブリッド動力出力装置」と称する）の構成を示すブロック図である。
【００３７】
図１を参照して、この発明の実施の形態によるハイブリッド動力出力装置１００は、エンジン１０と、バッテリ２０と、インバータ３０と、車輪４０ａと、トランスアクスル５０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９０とを備える。
【００３８】
エンジン１０は、ガソリン等の燃料の燃焼エネルギを源として駆動力を発生する。バッテリ２０は、電力ライン５１へ直流電力を供給する。バッテリ２０は、充電可能な二次電池で構成され、代表的にはニッケル・水素蓄電池やリチウムイオン二次電池や大容量コンデンサ（キャパシタ）等が適用される。
【００３９】
インバータ３０は、電力ライン５１にバッテリ２０から供給された直流電力を交流電力に変換して電力ライン５３へ出力する。あるいは、インバータ３０は、電力ライン５２，５３に供給された交流電力を直流電力に変換して電力ライン５１へ出力する。
【００４０】
トランスアクスル５０は、トランスミッションとアクスル（車軸）とを一体構造として備えており、動力分割機構６０と、減速機７０と、モータジェネレータＭＧ１と、モータジェネレータＭＧ２とを有する。
【００４１】
動力分割機構６０は、エンジン１０によって生じた駆動力を、減速機７０を介して車輪４０ａ駆動用の駆動軸４５へ伝達する経路と、モータジェネレータＭＧ１へ伝達する経路とに分割可能である。なお、減速機７０に代えてギア比を複数段階に切換え可能な変速機を設けてもよい。
【００４２】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々は、発電機としても電動機としても機能し得るが、モータジェネレータＭＧ１は概ね発電機として動作することが多いため「発電機」と呼ばれることがあり、モータジェネレータＭＧ２は主として電動機として動作するため「電動機」と呼ばれることがある。
【００４３】
モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構６０を介して伝達されたエンジン１０からの駆動力によって回転されて発電する。モータジェネレータＭＧ１による発電電力は、電力ライン５２を介してインバータ３０に供給され、バッテリ２０の充電電力として、あるいはモータジェネレータＭＧ２の駆動電力として用いられる。
【００４４】
モータジェネレータＭＧ２は、インバータ３０から電力ライン５３に供給された交流電力によって回転駆動される。モータジェネレータＭＧ２によって生じた駆動力は、減速機７０を介して駆動軸４５へ伝達される。なお、駆動軸４５にて駆動される車輪４０ａ以外の車輪（図示せず）については、単なる従動輪としてもよいが、さらに図示しない別のモータジェネレータにて駆動されるように構成して、いわゆる電動の四輪駆動システムを構成するようにしてもよい。
【００４５】
また、回生制動動作時にモータジェネレータＭＧ２が車輪４０ａの減速に伴って回転される場合には、モータジェネレータＭＧ２に生じた起電力（交流電力）が電力ライン５３へ供給される。この場合には、インバータ３０が電力ライン５３へ供給された交流電力を直流電力に変換して電力ライン５１へ出力することによりバッテリ２０が充電される。
【００４６】
ＥＣＵ９０は、ハイブリッド動力出力装置１００が搭載された自動車を運転者の指示に応じて運転させるために、自動車に搭載された機器・回路群の全体動作を制御する。ＥＣＵ９０は、代表的には、予めプログラムされた所定シーケンスおよび所定演算を実行するためのマイクロコンピュータおよびメモリ（ＲＡＭ，ＲＯＭ等）で構成される。
【００４７】
次に、図２および図３を用いて、動力分割機構６０による遊星歯車を利用した駆動力の機械分配について説明する。なお、図３は、図２に示される遊星歯車機構１５０の断面図である。
【００４８】
図２および図３を参照して、動力分割機構６０を構成する遊星歯車機構１５０は、複数のピニオンギア１６０と、サンギア１７０と、リングギア１８０とを有する。サンギア１７０およびリングギア１８０は回転軸が同軸のギアである。
【００４９】
サンギア１７０の回転力が入出力されるサンギア軸１７２は、モータジェネレータＭＧ１の回転軸（すなわちロータ）と接続される。また、リングギア１８０の回転力が入出力されるリングギア軸１８２は、モータジェネレータＭＧ２の回転軸（すなわちロータ）と結合される。
【００５０】
リングギア軸１８２は、減速機７０を構成するチェーンドライブスプロケット１９０とさらに連結されている。チェーンドライブスプロケット１９０は、チェーン１９５によってチェーンドリブンスプロケット１９２と連結されている。チェーンドリブンスプロケット１９２は、駆動軸４５と結合されたカウンタドライブギア１９８と連結されている。これにより、リングギア１８０の回転は、減速機７０の所定の減速比（ギア比）に従って、駆動軸４５へ伝達される。
【００５１】
複数のピニオンギア１６０は、サンギア１７０およびリングギア１８０との間に配置され、各々が、サンギア１７０の外周を自転しながら公転する。各ピニオンギア１６０の公転力は、プラネタリキャリア軸１６２によりプラネタリキャリア１６５の回転力として与えられる。プラネタリキャリア軸１６２は、エンジン回転軸１１０と連結される。
【００５２】
遊星歯車機構１５０では、上記のサンギア軸１７２、リングギア軸１８２およびプラネタリキャリア軸１６２の３軸のうちいずれか２軸の回転数およびこれらの軸に入出力されるトルクが決定されると、対応の１軸の回転数およびその回転軸に入出力されるトルクが決定されるという性質を有している。
【００５３】
図３を参照して、複数のピニオンギア１６０は、エンジン回転軸１１０による回転力がプラネタリキャリア１６５を回転させることによって、サンギア１７０の外周を自転しながら公転する。プラネタリキャリア１６５の回転に伴ってサンギア１７０およびリングギア１８０が回転することにより、エンジン回転軸１１０からの動力が、ピニオンギア１６０を通じて外周のリングギア１８０および内側のサンギア１７０へ伝達される。これにより、エンジン１０による駆動力が、駆動軸４５の回転駆動力と、モータジェネレータＭＧ１の回転駆動力とに分割される。
【００５４】
なお、図２および図３に示した構成と、本発明の構成との関係を説明すると、プラネタリキャリア軸１６２がこの発明における「動力分割機構における第１の軸」に相当し、サンギア軸１７２がこの発明における「動力分割機構における第２の軸」に相当し、リングギア軸１８２がこの発明における「動力分割機構における第３の軸」に相当する。また、駆動軸４５がこの発明における「駆動軸」に相当する。また、モータジェネレータＭＧ１がこの発明における「第１のモータジェネレータ」に相当し、モータジェネレータＭＧ２がこの発明における「第２のモータジェネレータ」に相当する。
【００５５】
上記のハイブリッド動力出力装置１００を有するハイブリッド車両は、走行時において、駆動軸４５に出力すべき要求パワーに相当する動力をエンジン１０から出力し、出力された動力を動力分割機構６０を介して駆動軸４５に伝達している。このとき、たとえば、駆動軸４５から出力すべき要求回転数および要求トルクに対し、エンジン回転軸１１０が高回転数かつ低トルクで回転している場合には、エンジン１０の出力している動力の一部を動力分割機構６０を介してモータジェネレータＭＧ１に伝達する。モータジェネレータＭＧ１は伝達された動力により発電し、その発電電力によりモータジェネレータＭＧ２が駆動される。モータジェネレータＭＧ２の駆動により、リングギア１８０を介して駆動軸４５にトルクが付加される。
【００５６】
逆に、駆動軸４５から出力すべき要求回転数および要求トルクに対し、エンジン回転軸１１０が低回転数かつ高トルクで回転している場合には、エンジン１０の出力している動力の一部を動力分割機構６０を介してモータジェネレータＭＧ２に伝達し、モータジェネレータＭＧ２により電力を回収する。この回収した電力によって、モータジェネレータＭＧ１が駆動されて、サンギア１７０にトルクが付加される。
【００５７】
上記のように、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２を介して電力の形でやり取りされる動力を調整することにより、エンジン１０から出力された動力を所望の回転数およびトルクとして駆動軸４５から出力することができる。なお、モータジェネレータＭＧ１またはＭＧ２によって回収された電力の一部は、バッテリ２０に蓄積することが可能である。また、バッテリ２０に蓄積された電力を用いて、モータジェネレータＭＧ１またはＭＧ２を駆動することも可能である。
【００５８】
上記のような動作原理に基づき、定常走行時には、たとえばエンジン１０を主駆動源としつつ、モータジェネレータＭＧ２の動力を用いて走行する。このように、エンジン１０とモータジェネレータＭＧ２の双方を駆動源として走行することにより、必要なトルクおよびモータジェネレータＭＧ２で発生し得るトルクに応じて、エンジン１０を運転効率の高い動作点にて運転できる。したがって、ハイブリッド車両は、エンジン１０のみを駆動源とする車両に比べて、省資源性および排気浄化性に優れている。
【００５９】
一方、エンジン回転軸１１０の回転を、動力分割機構６０を介してモータジェネレータＭＧ１に伝達することができるため、エンジン１０の運転によりモータジェネレータＭＧ１で発電しつつ走行することも可能である。
【００６０】
図４は、ハイブリッド動力出力装置１００の各運転状況における動作を説明する共線図である。
【００６１】
図４を参照して、符号２１０に示される車両停止時には、エンジン１０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々は停止している。
【００６２】
符号２２０に示されるエンジン起動時には、発電機であるモータジェネレータＭＧ１をスタータとして使うことによりエンジン１０が始動される。エンジン１０が始動されるとモータジェネレータＭＧ１はその回転数が上昇して発電を始めるとともに、発電した電力はモータジェネレータＭＧ２に供給され加速に使用される。
【００６３】
符号２３０に示される定常走行時には、主としてエンジン１０の出力で走行するので、発電は殆ど不要となり、モータジェネレータＭＧ１の回転数は低下する。
【００６４】
定常走行から加速を行なう場合には、符号２４０に示すように、エンジン１０の回転数を上げるとともに、モータジェネレータＭＧ１に発電させることによって、モータジェネレータＭＧ２の駆動力を加えて加速を行なう。このように、モータジェネレータＭＧ１の回転を制御することにより、エンジン回転数を変えることができるとともに、エンジン出力の一部をモータジェネレータＭＧ１（発電機）を介してモータジェネレータＭＧ２（電動機）に伝達することができる。すなわち、動力分割機構６０に無段変速機の機能を持たせている。
【００６５】
ハイブリッド車両では、エンジン１０は、車両停止時には自動的に停止される一方で、その始動タイミングは、運転状況に応じてＥＣＵ９０によって制御される。
【００６６】
具体的には、発進時ならびに低速走行時あるいは緩やかな坂を下るとき等の軽負荷時に
は、エンジン効率の悪い領域を避けるために、エンジン１０を始動させることなく、モータジェネレータＭＧ２による駆動力で走行する。そして、一定以上の駆動力が必要な運転状態となったときには、エンジン１０が始動される。但し、暖気等のためにエンジン１０の駆動が必要な場合には、エンジン１０は発進時に無負荷状態で始動されて、所望の暖気が実現するまでアイドリング回転数で駆動される。
【００６７】
また、ＥＣＵ９０は、バッテリ２０が一定の充電状態を維持する制御を行なっており、ＳＯＣ（State of Charge）の監視等によって、バッテリ充電量の低下を検知すると、上
記の基本的なエンジン１０およびモータジェネレータＭＧ２の作動条件に加えて、モータジェネレータＭＧ１の駆動によってバッテリ２０を充電するためにエンジン１０を作動させる。
【００６８】
エンジン１０が、モータジェネレータＭＧ１により動力分割機構６０を介して始動される構成とすることにより、始動専用のスタータが不要となるため部品点数が少なくなって動力出力装置が安価となる。しかしながら、このような構成では、モータジェネレータＭＧ１に起動トルク指令を与えても回転数が上がらない、いわゆる「ＭＧ１ロック異常」が発生すると、エンジンを正常に起動させることができない。
【００６９】
ＭＧ１ロック異常時には、通常走行が不能となるので車両修理の必要がある。しかしながら、当該ＭＧ１ロック異常の原因が、モータジェネレータＭＧ１のロータ焼付きによる回転不良なのか、動力分割機構６０を構成する遊星歯車機構内の歯車間焼付きによる回転不良なのかの判別、すなわち、故障個所を判別しなければ、動力出力装置の分解による故障個所判別後に改めて修理作業を行なう必要があるので、修理時間が長期化する。
【００７０】
このため、装置の分解を伴うことなく、外部からの回転数監視等によりソフトウェア的に故障個所の一次的な判別を行なうことが望まれるが、この場合には、異常の誤検出によって運転者に不信感を与えないように十分配慮する必要がある。
【００７１】
以下においては、この発明によるハイブリッド動力出力装置における、ＭＧ１ロック異常に関する故障診断方式について説明する。
【００７２】
なお、ＭＧ１ロック異常の原因には、遊星歯車機構における潤滑不良による焼付きの可能性や、モータジェネレータＭＧ１におけるロータ焼付きの可能性が存在するが、いずれも、走行中に突発的に発生する可能性は低く、停車時の低温状態に部品間が固着することによって発生する可能性が高い。このため、ＭＧ１ロック異常は、車両起動時に検出することが効率的である。
【００７３】
したがって、この発明によるハイブリッド動力出力装置におけるＭＧ１ロック故障診断は、車両起動時にエンジン始動が併せて指示された場合に、ＥＣＵ９０に予めプログラムされた起動シーケンスの一環として実行される。
【００７４】
図５および図６は、この発明によるハイブリッド動力出力装置におけるＭＧ１ロック故障診断方式を説明するフローチャートである。
【００７５】
図５を参照して、上記のように、エンジン始動時にはモータジェネレータＭＧ１によってエンジンを始動するため、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値が所定トルクＴｓに設定される（ステップＳ１００）。
【００７６】
エンジン始動が指令されると、モータジェネレータＭＧ１の回転挙動に異常があるかどうか、すなわちＭＧ１ロック異常の有無を判定する異常検出ステップＳ１１０が実行され
る。異常検出ステップＳ１１０は、モータジェネレータＭＧ１の回転数に基づきモータジェネレータＭＧ１系の異常を検出するステップＳ１１４と、ステップＳ１１４による異常検出回数を管理するためのステップＳ１１２，Ｓ１１６，Ｓ１１８とを含む。
【００７７】
異常検出ステップＳ１１０の最初に、判定カウント値Ｃｊがゼロクリアされる（ステップＳ１１２）。
【００７８】
ステップＳ１１４では、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｒｍｇ１およびＲｍｇ２の絶対値｜Ｒｍｇ１｜，｜Ｒｍｇ２｜の監視により、ＭＧ１ロック異常が発生しているかどうかを判定する。
【００７９】
図７に示すように、エンジン始動時にトルク指令値Ｔｓが与えられると、ＭＧ１ロック異常が発生していないときには、符号２６０に示すように、モータジェネレータＭＧ１の回転数Ｒｍｇ１は、所定レベルまで上昇していく。一方、ＭＧ１ロック異常が発生しているときには、符号２６５に示すように、モータジェネレータＭＧ１の回転不良によりトルク指令が出ているにも関わらず回転数Ｒｍｇ１は上昇しない。
【００８０】
図７で説明した異常を検出するために、ステップＳ１１４では、以下の条件（ｉ）〜（ｉｉｉ）が成立しているかどうかが判定される。
【００８１】
（ｉ）ＭＧ１トルク指令＞Ｔａ（Ｔａ＜Ｔｓ）によって、モータジェネレータＭＧ１によりエンジン始動に十分なトルク指令が出されているかの判定、
（ｉｉ）｜Ｒｅｇ｜＜Ｒａにより、図７の符号２６５のようなモータジェネレータＭＧ１の回転不良が発生しているかどうかの判定、および
（ｉｉｉ）｜Ｒｍｇ２｜＜Ｒｂにより車両起動時（停車からの起動）であることの確認。
【００８２】
これらの条件（ｉ）〜（ｉｉｉ）のすべてが成立しているときに、ＭＧ１ロック異常を検出する。ステップＳ１１４において、条件（ｉ）〜（ｉｉｉ）の少なくとも１つが成立していない場合には、「ＭＧ１ロック異常無」と判定されて、故障診断は終了する（ステップＳ１６０）。
【００８３】
なお、車両走行中にエンジンが始動された場合には、上記条件（ｉｉｉ）が不成立となるので、故障診断は実質的に実行されない。
【００８４】
一方、ステップＳ１１４で、ＭＧ１ロック異常が検出された場合には、異常検出の精度を上げるために、すなわち異常誤検出を防止するために、ステップＳ１１４の判定が所定周期で複数回繰返される。
【００８５】
すなわち、ステップＳ１１４の判定により、ＭＧ１ロック異常が検出されるごとに判定カウント値Ｃｊをインクリメントするとともに（ステップＳ１１６）、判定カウント値Ｃｊが、所定の判定しきい値Ｃｔｈを超えるまで（ステップＳ１１８）、ステップＳ１１４による異常検出判定が繰返し実行される。
【００８６】
ＭＧ１ロック異常が所定回数以上、すなわち所定時間以上、連続的に検出された場合に始めて、ＭＧ１ロック異常が発生しているものと判断し、異常箇所を特定するための故障診断モードへの移行が指示される（ステップＳ１２０）。なお、故障診断モードでは、ＭＧ１ロックによりエンジン始動が不能であること、および故障診断モードを実行することを警告灯等によって運転者に通知するとともに、モータジェネレータＭＧ２による設定車速パターン（微速）でのＥＶ走行が実行される。
【００８７】
図８を参照して、符号２５０に示すように、正常なモータ走行時には、エンジン１０の回転が停止したまま（Ｒｅｇ＝０）で、モータジェネレータＭＧ２の回転数Ｒｍｇ２が上昇し、モータジェネレータＭＧ１は逆方向に回転することになる。
【００８８】
これに対して、モータジェネレータＭＧ１に故障が発生している、たとえばロータが回転不能となっている状態では、図９で符号２７０に示すように、モータジェネレータＭＧ２の回転数Ｒｍｇ２が上昇するのに伴い、正常時には停止状態を維持するエンジンの回転数Ｒｅｇが上昇してしまう。
【００８９】
一方、遊星歯車機構に故障が発生している場合には、図１０で符号２８０に示すように、ピニオンギア１６０、サンギア１７０およびリングギア１８０が回転不良を起こすため、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン１０は、揃って低速回転する。
【００９０】
したがって、以上説明した図９および図１０に示した故障状態が発生しているかどうかを検出するという観点で、回転数データ（Ｒｍｇ１，Ｒｍｇ２，Ｒｅｇ）に基づく判定を行なうことにより、装置の分解を伴うことなく故障個所の判別を高信頼性で行なうことができる。
【００９１】
図５，６を参照して、故障診断モード（ステップＳ１２０）の実行によりモータジェネレータＭＧ２による所定速度パターンの走行が指示された下で、ＭＧ１ロック異常がモータジェネレータＭＧ１の故障によるものか、あるいは遊星歯車機構の故障によるものかを判別するための故障個所判別ステップＳ１３０が実行される。
【００９２】
故障個所判別ステップＳ１３０は、以下に説明するステップＳ１３２，Ｓ１３４，Ｓ１３６，Ｓ１３８を含む。
【００９３】
ステップＳ１３２では、図９で説明した故障状態が発生しているかどうかを判定するために、モータジェネレータＭＧ２の回転数Ｒｍｇ２が設定車速に対応する設定回転数Ｒｄ（図９）に達したときのエンジン回転数Ｒｅｇが監視される。
【００９４】
すなわち、ステップＳ１３２では、以下の条件（ｉｖ）〜（ｖｉ）が成立しているかどうかが判定される。
【００９５】
（ｉｖ）モータジェネレータＭＧ２の回転数が故障診断モードでの設定速度に達しているか、すなわち｜Ｒｍｇ２｜≒Ｒｄに達しているかの判定（たとえば、図９に示した範囲２７２とＲｍｇ２の比較による判定）、
（ｖ）モータジェネレータＭＧ１が回転不良を起こしているか、すなわち｜Ｒｍｇ１｜＜Ｒｃ（図９）が成立しているかの判定、および
（ｖｉ）モータジェネレータＭＧ１の回転不良に伴い、エンジン回転数Ｒｅｇが、Ｒｍｇ２の上昇に伴って上昇しているかどうか、すなわち｜Ｒｅｇ｜∝｜Ｒｍｇ２｜となっていることの判定（たとえば、図９に示した範囲２７４とエンジン回転数Ｒｅｇとの比較による判定）。
【００９６】
これらの条件（ｉｖ）〜（ｖｉ）のすべて（図６では、総括的に「条件Ｘ」と表記）が成立しているときには、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値をＴｓ♯に設定し、さらにモータジェネレータＭＧ１が強制的に回転するような状態を作りだす（ステップＳ１３４）。
【００９７】
さらに、この状態でも、ステップＳ１３２における条件（ｉｖ）〜（ｖｉ）、少なくと
も条件（ｉｖ）が成立しているかどうかが判定される（ステップＳ１３６）。
【００９８】
ステップＳ１３６によって、モータジェネレータＭＧ１が継続的に回転していないことが確認された場合には、モータジェネレータＭＧ１故障を検出し、すなわちＭＧ１ロック異常の原因がモータジェネレータＭＧ１に存在することを判別した上で、故障診断が終了される（ステップＳ１４０）。
【００９９】
一方、ステップＳ１３６により、モータジェネレータＭＧ１が回転していること、すなわち少なくとも｜Ｒｍｇ１｜＞Ｒｃであることが検出された場合には、ＭＧ１ロック異常の検出が正しいかどうかを再確認するために、再び異常検出ステップＳ１１０が実行される。
【０１００】
一方、ステップＳ１３２において、条件（ｉｖ）〜（ｖｉ）の少なくとも１つが不成立であるときには、図９に示した故障状態は発生していないと判定し、遊星歯車機構に故障が発生しているかどうかを確認するためのステップＳ１３８が実行される。
【０１０１】
ステップＳ１３８では、図１０に示した故障状態が発生しているかどうかを判定するために、｜Ｒｍｇ１｜，｜Ｒｍｇ２｜，｜Ｒｅｇ｜の各々が、共通の低速範囲内であるか、具体的には、｜Ｒｍｇ１｜，｜Ｒｍｇ２｜，｜Ｒｅｇ｜＜Ｒｅ（図１０）が成立するかどうかが判定される。
【０１０２】
図１０に示した故障状態の発生時には、遊星歯車機構での回転不良により、｜Ｒｍｇ１｜，｜Ｒｍｇ２｜，｜Ｒｅｇ｜の間の速度差も極小となるので、当該速度差についても一定範囲２８２（図１０）内であることを判定条件に用いてもよい。
【０１０３】
エンジン回転数｜Ｒｅｇ｜およびモータジェネレータ回転数｜Ｒｍｇ１｜，｜Ｒｍｇ２｜が所定範囲内である場合には、遊星歯車機構の故障を検出して、すなわちＭＧ１ロック異常の原因が遊星歯車機構に存在することを判別した上で、故障診断が終了される（ステップＳ１５０）。
【０１０４】
一方、ステップＳ１３８で、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン１０の回転数が極低速で揃わない場合、すなわち｜Ｒｍｇ１｜，｜Ｒｍｇ２｜，｜Ｒｅｇ｜が共通の所定範囲内に収まっていない場合には、再び、異常検出ステップＳ１１０が実行される。
【０１０５】
すなわち、図５および図６に示したフローチャートと、この発明の対応関係を説明すれば、ステップＳ１００がこの発明における「始動手段」に相当し、ステップＳ１１０がこの発明における「異常検出手段」に相当し、ステップＳ１２０がこの発明における「故障診断モード移行手段」に相当し、ステップＳ１３０がこの発明における「故障箇所判別手段」に相当する。
【０１０６】
さらに、図６のステップＳ１３２はこの発明における「第１の故障判定手段」に相当し、ステップＳ１３６はこの発明における「第２の故障判定手段」に相当する。また、ステップＳ１３８は、この発明における「第３の故障判定手段」に相当する。
【０１０７】
また、図６に示したフローチャートにおいて、故障個所判別ステップＳ１３０内部での故障診断フローを変更することも可能である。たとえば、遊星歯車機構の故障有無を判定するステップＳ１３８の実行後に、ステップＳ１３２，Ｓ１３４，Ｓ１３６を実行する故障診断フローとすることも可能である。
【０１０８】
以上説明したように、この発明によるハイブリッド動力出力装置によれば、車両起動の際のエンジン始動時にＭＧ１ロック異常を自動的に検出できるとともに、ＭＧ１ロック異常検出時には、通常走行が不能であることを運転者に検知するとともに、故障診断モードに実行により故障箇所がモータジェネレータＭＧ１および遊星歯車機構（動力分割機構６０）のいずれであるかを判別できる。このため、故障情報の運転者への迅速な通知および当該故障情報に基づく修理時間の短縮が可能となる。
【０１０９】
特に、モータジェネレータＭＧ１および遊星歯車機構の故障判別を、装置の分解を伴うことなくソフトウェア処理のみによって簡易に実行できる。さらに、所定の異常検出条件（ステップＳ１１４）が所定期間継続して発生している場合に、始めてＭＧ１ロック異常を検出する機構としているので、異常を誤検出する危険性が低い。
【０１１０】
さらに、図６に示したステップＳ１３６およびステップＳ１３８で、ＭＧ１回転不良または遊星歯車機構回転不良が確信できなかった場合には、再び図５に示した異常検出ステップＳ１１０を実行する構成としているので、さらに誤検出の危険性が低い。
【０１１１】
［実施の形態２］
実施の形態１では、ＭＧ１ロック異常は車両停止時の低温状態時に発生する可能性が高い点に考慮して、車両起動時に実行されるＭＧ１ロック故障診断方式を説明した。しかしながら、遊星歯車機構については、走行中にも異物噛み込みや完全な潤滑油切れ等によって焼き付きが発生してロックする可能性がある。したがって、実施の形態２では、車両走行中に発生した遊星歯車機構の故障を効率的に検知可能な故障診断方式について説明する。
【０１１２】
図１１は、この発明によるハイブリッド動力出力装置における実施の形態２に従う遊星歯車機構故障診断方式を説明するフローチャートである。ＥＣＵ９０は、車両走行中に、予め格納されたプログラムの実行により、図１１のフローチャートに従う処理を所定周期毎に実行する。
【０１１３】
図１１を参照して、車両走行中には、エンジン回転数の絶対値｜Ｒｅｇ｜、モータジェネレータＭＧ１の回転数の絶対値｜Ｒｍｇ１｜および駆動軸（プロペラシャフト）４５の回転数の絶対値｜Ｒｐｓ｜の速度が揃った状態が所定時間継続したかどうかが検出される（ステップＳ２００）。なお、駆動軸４５の回転速度Ｒｐｓは、減速機７０（または変速機）のギア比とモータジェネレータＭＧ２の回転数Ｒｍｇ２の積によって定義される。
【０１１４】
ステップＳ２００における判定は、｜Ｒｅｇ｜，｜Ｒｍｇ１｜，｜Ｒｐｓ｜の速度差ΔＲｄが図１２に示すように極小となった状態が、所定時間継続して発生したことを検出する。図１２に示した共線図は、図１０と同様の遊星歯車機構での回転不良による故障状態が、車両走行中に発生している状態に対応する。
【０１１５】
すなわち、ステップＳ２００では、以下の条件（ｖｉｉ）が成立しているかどうかが判定される。
【０１１６】
（ｖｉｉ）｜Ｒｅｇ−Ｒｍｇ１｜≦Ｒｊかつ｜Ｒｍｇ１−Ｒｐｓ｜≦Ｒｊが所定時間Ｔｊ以上継続していること（Ｒｊ，Ｔｊは、適宜定めた所定の判定値）。
【０１１７】
車両走行中に、｜Ｒｅｇ｜、｜Ｒｍｇ１｜および｜Ｒｐｓ｜の揃速状態（速度差極小状態）が所定時間継続する現象が発生した場合、すなわちステップＳ２００のＹＥＳ判定時には、ＥＣＵ９０は、遊星歯車機構の故障を仮検出する（ステップＳ２１０）。
【０１１８】
一方、このような現象が発生しなかった場合、すなわちステップＳ２００のＮＯ判定時には、ＥＣＵ９０は、故障検出することなく（ステップＳ２６０）、遊星歯車機構故障診断を終了する。
【０１１９】
ＥＣＵ９０は、ステップＳ２１０により遊星歯車機構の故障が仮検出された場合には、ステップ群Ｓ２２１〜Ｓ２２６で構成される運転点変更指示ステップＳ２２０を実行して、エンジン回転数Ｒｅｇの領域を変更するように、エンジン１０の運転点変更を指示する。
【０１２０】
ＥＣＵ９０は、故障仮検出時には、その時点におけるエンジン回転数Ｒｅｇが高回転域であるかどうかを、その時点のエンジン回転数Ｒｅｇと所定の基準回転数Ｒｔｈとの比較によって判定する（ステップＳ２２１）。基準回転数Ｒｔｈは、たとえば２０００ｒｐｍに設定される。
【０１２１】
ＥＣＵ９０は、ステップＳ２２１のＮＯ判定時（Ｒｅｇ＜Ｒｔｈ）には、ステップＳ２２３により、エンジン１０が低回転域および停止状態のいずれであるかを判定する。エンジン回転数が低回転数域（０＜Ｒｅｇ＜Ｒｔｈ）であるときにはステップＳ２２３はＹＥＳ判定とされ、停止状態（Ｒｅｇ＝０）であるときには、ステップＳ２２３はＮＯ判定とされる。
【０１２２】
エンジン回転数Ｒｅｇが高回転域であるとき（ステップＳ２２１のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ９０は、エンジン回転数Ｒｅｇが低回転域（Ｒｅｇ＜Ｒｔｈ）まで減少するように、エンジン１０の回転数指令値Ｒｅｇ♯の変更により運転点変更指示を発生する（ステップＳ２２２）。
【０１２３】
また、エンジン回転数Ｒｅｇが低回転域であるとき（ステップＳ２２３のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ９０は、エンジン１０が停止するように、エンジン１０の回転数指令値Ｒｅｇ♯の変更（Ｒｅｇ♯＝０）による運転点変更指示を発生する（ステップＳ２２４）。
【０１２４】
一方、故障仮検出時点においてエンジン停止状態であるとき（ステップＳ２２３におけるＮＯ判定時）には、ＥＣＵ９０は、エンジン１０に対して始動指令が発生されて、モータジェネレータＭＧ１を用いたクランキング制御が実施される（ステップＳ２２６）。
【０１２５】
このように、ＥＣＵ９０は、ステップＳ２２０では、ステップＳ２１０による遊星歯車機構の故障仮検出時におけるエンジン回転数Ｒｅｇに応じて、エンジン回転数域を変更するように、エンジン１０の運転点を変更する。
【０１２６】
ＥＣＵ９０は、ステップＳ２２２またはステップＳ２２４の実行時、すなわち故障仮検出においてエンジンが非停止状態である場合には、ステップＳ２２２およびＳ２２４によるエンジン１０の運転点変更に伴うエンジン出力低下を補償するように、モータジェネレータＭＧ２の出力を増加させてもよい（ステップＳ２３０）。この場合には、エンジン１０の出力減に対応してモータジェネレータＭＧ２の出力が増加するように、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値が増加されて、車両運転性の維持が図られる。
【０１２７】
さらに、ＥＣＵ９０は、ステップＳ２４０では、ステップＳ２２０におけるエンジン１０の運転点変更完了後における速度状態（Ｒｍｇ１，Ｒｅｇ，Ｒｐｓ）が遊星歯車機構故障時に想定される異常状態に該当するかどうかに基いて、遊星歯車機構の故障判定を行なう。
【０１２８】
ステップＳ２２０でのエンジン回転数変更により、エンジン回転数指令値Ｒｅｇ♯が変更される。この際に、遊星歯車機構にロック故障が発生していると、速度状態（Ｒｍｇ１，Ｒｅｇ，Ｒｐｓ）に以下のような異常状態が発生することが想定される。まず、駆動軸４５に質量が掛かり、Ｒｍｇ１およびＲｅｇがＲｐｓに引き摺られるため、エンジン回転数Ｒｅｇが指令値Ｒｅｇ♯に追従できなくなる。また、モータジェネレータＭＧ１がトルクを出力してエンジン回転数Ｒｅｇを指令値Ｒｅｇ♯に追従させようとするので、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値も一定値以上に増加するが、ステップＳ２００と同様のＲｅｇ，Ｒｍｇ１，Ｒｐｓの揃速状態（速度差極小状態）が再現される。
【０１２９】
上記異常状態を検出するために、ステップＳ２４０では、下記の条件（ｖｉｉｉ）〜（ｘｉ）が成立しているかどうかが判定される。
【０１３０】
（ｖｉｉｉ）｜Ｒｅｇ−Ｒｅｇ♯｜＞Ｒｘによる（Ｒｘ：判定値）、ステップＳ２２０による運転点変更後の指令値Ｒｅｇ♯にエンジン回転数Ｒｅｇが追従できていないことの判定、
（ｉｘ）｜Ｒｅｇ−Ｒｍｇ１｜≦Ｒｊかつ｜Ｒｍｇ１−Ｒｐｓ｜≦Ｒｊの成立による、｜Ｒｅｇ｜、｜Ｒｍｇ１｜および｜Ｒｐｓ｜の揃速状態（速度差極小状態）が発生していることの判定、
（ｘ）モータジェネレータＭＧ１が一定値以上のトルクを出力していることの判定、
（ｘｉ）車速が一定速度（たとえば１５ｋｍ／ｈ程度）以上であることの判定。
【０１３１】
これらの条件（ｖｉｉｉ）〜（ｘｉ）のすべてが所定時間継続して成立しているときに、ステップＳ２４０はＹＥＳ判定とされ、ＥＣＵ９０は、ステップＳ２５０により遊星歯車機構の故障検出を確定して、故障診断を終了する。
【０１３２】
ステップＳ２５０により遊星歯車機構の故障検出が確定されると、通常走行が可能であることを運転者に通知するとともに、故障箇所が遊星歯車機構であることを特定するダイアグモニタに表示することができる。これにより、故障情報の運転者への迅速な通知および当該故障情報に基づく修理時間の短縮が可能となる。
【０１３３】
これに対して、ステップＳ２４０において、条件（ｖｉｉｉ）〜（ｘｉ）の少なくとも１つが成立していない場合には、ＥＣＵ９０は、故障検出することなく（ステップＳ２６０）、故障診断を終了する。
【０１３４】
一方、遊星歯車機構の故障仮検出時においてエンジンが停止状態（Ｒｅｇ＝０）であるとき（ステップＳ２２３のＮＯ判定時）には、ステップＳ２２６によってエンジン始動が指令された後、以下に示す処理により、遊星歯車機構の故障診断が実行される。
【０１３５】
ステップＳ２２６でエンジン始動が指令され、モータジェネレータＭＧ１をスタータとして用いるクランキング制御が実施されると、ＥＣＵ９０は、ステップＳ２３５により、クランキング制御によるエンジン始動が不可能かどうかを判定する。
【０１３６】
すなわち、ステップＳ２３５では、下記の条件（ｘｉｉ）および（ｘｉｉｉ）が判定される。
【０１３７】
（ｘｉｉ）ＭＧ１トルク指令値＞Ｔａによって、モータジェネレータＭＧ１によりエンジン始動に十分なトルク出力指示が出されているかの判定、
（ｘｉｉｉ）｜Ｒｅｇ｜＜Ｒｘによりエンジン停止状態が継続しているかどうかの判定、ここで、基準回転数Ｒｘは、エンジンが停止しているかどうかを検出するための回転数（たとえば１００ｒｐｍ程度）に設定される。
【０１３８】
条件（ｘｉｉ）および（ｘｉｉｉ）の少なくとも一方が不成立であるときには、「モータジェネレータＭＧ１によるクランキングトルクが発生しているにもかかわらずエンジン１０の始動不可」との異常現象が検出されないため、ＥＣＵ９０は、遊星歯車機構の故障検出をすることなく（ステップＳ２６０）、故障診断が終了される。
【０１３９】
一方、条件（ｘｉｉ）および（ｘｉｉｉ）の両方が所定時間継続して成立しているときに、ステップＳ２３５はＹＥＳ判定とされる。この場合には、エンジン１０が始動不可であるため、モータジェネレータＭＧ２の出力によって、車速を上昇させるような故障診断走行が指示される（ステップＳ２３７）。
【０１４０】
ＥＣＵ９０は、ステップＳ２３７により車速が上昇した後に、ステップＳ２００と同様のＲｅｇ，Ｒｍｇ１，Ｒｐｓの揃速状態（速度差極小状態）が再び発生するかどうかを判定する（ステップＳ２４０♯）。
【０１４１】
すなわち、ステップＳ２４０♯では、下記の条件（ｘｉｖ）および（ｘｖ）が判定される。
【０１４２】
（ｘｉｖ）車速が所定速度Ｖｓ以上であること（ＶｓはステップＳ２３７での指令に対応して定められる所定速度であり、たとえば１５ｋｍ／ｈ程度）、
（ｘｖ）｜Ｒｅｇ−Ｒｍｇ１｜≦Ｒｊかつ｜Ｒｍｇ１−Ｒｐｓ｜≦Ｒｊが成立していること（上記条件（ｉｘ）と同様、ただし判定値Ｒｊは共通でも別個でも可）。
【０１４３】
条件（ｘｉｖ）および（ｘｖ）の両方が所定時間継続して成立しているときに、ステップＳ２４０♯はＹＥＳ判定とされる。ステップＳ２４０♯がＹＥＳ判定である場合には、ＥＣＵ９０は、遊星歯車機構の故障検出を確定して（ステップＳ２５０）、故障診断を終了する。
【０１４４】
一方、ＥＣＵ９０は、ステップＳ２４０♯がＮＯ判定である場合には、ステップ２１０により遊星歯車機構の故障を仮検出とした上で、上述したエンジン１０の運転点変更指示を伴うステップＳ２２０以降の故障診断を実行する。
【０１４５】
以上説明したように、実施の形態２に従う故障診断によれば、図１２に示すような遊星歯車機構の故障検出時に発生する共線図パターン（揃速状態）が、通常運転状態でも発生し得る点を考慮して、一旦図１２に示す揃速状態が検出された場合には、エンジンの運転点（回転数領域）を変更した上で、運転点変更完了後における速度状態（Ｒｍｇ１，Ｒｅｇ，Ｒｐｓ）が遊星歯車機構故障時に想定される異常状態に該当するかどうかに基いて遊星歯車機構の故障検出を確定する。
【０１４６】
この結果、特に、図１２の共線図パターンの発生についての監視のみに基づく故障診断方式と比較して誤検出を防止した上で、走行中に発生した遊星歯車機構の故障検出を早期に行なうことが可能となる。
【０１４７】
すなわち、図１１に示したフローチャートと、この発明の対応関係を説明すれば、ステップＳ２００およびＳ２１０が本発明の「故障仮検出手段」に対応し、ステップＳ２２０が本発明の「エンジン運転点変更指示手段」に対応し、ステップＳ２４０、Ｓ２４０♯およびＳ２５０が本発明の「故障検出手段」に対応する。また、ステップＳ２３０は本発明の「動力出力維持手段」に対応し、ステップＳ２３７は本発明の「車速上昇手段」に対応する。
【０１４８】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】この発明によるハイブリッド車両の動力出力装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した動力分割機構の構成を示す図である。
【図３】遊星歯車機構の断面図である。
【図４】ハイブリッド動力出力装置１００の各運転状況における動作を説明する共線図である。
【図５】この発明によるハイブリッド動力出力装置における実施の形態１に従うＭＧ１ロック故障診断方式を説明する第１のフローチャートである。
【図６】この発明によるハイブリッド動力出力装置における実施の形態１に従うＭＧ１ロック故障診断方式を説明する第２のフローチャートである。
【図７】エンジン起動指令時のモータジェネレータＭＧ１の回転数挙動を説明する図である。
【図８】正常なモータ走行時におけるハイブリッド動力出力装置の挙動（故障状態）を説明する共線図である。
【図９】ＭＧ１回転不良時におけるハイブリッド動力出力装置の挙動（故障状態）を説明する共線図である。
【図１０】遊星歯車機構不良時におけるハイブリッド動力出力装置の挙動（故障状態）を説明する共線図である。
【図１１】実施の形態２に従う車両走行中での遊星歯車機構の故障診断方式を説明するフローチャートである。
【図１２】車両走行中での遊星歯車機構不良時におけるハイブリッド動力出力装置の挙動（故障状態）を説明する共線図である。
【符号の説明】
【０１５０】
１０ エンジン、２０ バッテリ、３０ インバータ、４０ａ 車輪、４５ 駆動軸、５０ トランスアクスル、５１，５２，５３ 電力ライン、６０ 動力分割機構、７０ 減速機、８０ モータ、１００ ハイブリッド動力出力装置、１１０ エンジン回転軸、１５０ 遊星歯車機構、１６０ ピニオンギア、１６２ プラネタリキャリア軸、１６５
プラネタリキャリア、１７０ サンギア、１７２ サンギア軸、１８０ リングギア、１８２ リングギア軸、ＭＧ１ モータジェネレータ（発電機，エンジン始動）、ＭＧ２ モータジェネレータ（電動機）、Ｒｅｇ エンジン回転数、Ｒｍｇ１，Ｒｍｇ２ 回転数（モータジェネレータ）、Ｒｐｓ 回転数（駆動軸）、Ｓ１１０ 異常検出ステップ、Ｓ１３０ 故障個所判別ステップ、Ｓ２２０ 運転点変更指示ステップ、ΔＲｄ 速度差（エンジン、ＭＧ１、駆動軸間）。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハイブリッド車両の動力出力装置に関し、より特定的には、遊星歯車機構によってエンジンおよびモータの動力分割を行なう動力出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンの低燃費化を図るために、エンジンおよびモータを動力源とする動力出力装置を搭載したハイブリッド車両が提案されている。このようなハイブリッド方式の動力出力装置には、シリーズ方式、パラレル方式など各種の方式が提案されているが、遊星歯車機構によってエンジンおよび２つのモータを連結した、シリーズ−パラレルハイブリッド方式が提案されている。このようなシリーズ−パラレルハイブリッド方式では、遊星歯車機構によって構成された動力分割機構によって、エンジンおよびモータの動力の入出力が制御される（たとえば特許文献１および２）。
【特許文献１】特開２０００−１８４５０６号公報
【特許文献２】特開平１１−３０１２９１号公報
【特許文献３】特開２００４−１５９３９３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、このような動力出力装置では、エンジンおよびモータが協調的に動作するので、モータの回転不良が検知された場合に、モータ自体が異物等の噛み込みにより回転不良となっているのか、あるいは遊星歯車機構が潤滑不良等により焼付きを起こして回転不良となっているのかを、外部から検知することが困難である。
【０００４】
したがって、このような不良が発生した場合には、動力出力装置の分解による故障部位の特定および部品交換が必要となるため、故障状況の迅速なユーザ通知および修理時間短縮の面で問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、遊星歯車機構によってエンジンおよびモータの動力分割を行なう動力出力装置において、モータ回転不良時の故障部位を装置の分解を伴うことなく一次的に特定することである。
【０００６】
また、この発明の他の目的は、装置を分解することなく車両走行中に発生した遊星歯車機構の故障を正確かつ早期に検出することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による動力出力装置は、駆動軸に動力を出力するハイブリッド車両の動力出力装置であって、３軸式の動力分割機構と、エンジンと、第１のモータジェネレータと、第２のモータジェネレータと、始動手段と、異常検出手段と、故障診断モード移行手段と、故障診断モード移行手段と、故障個所判別手段とを備える。３軸式の動力分割機構は、第１から第３の軸と結合された遊星歯車機構で構成され、第３の軸に駆動軸が結合されるとともに、第１ないし第３の軸のうちのいずれか２軸に対し動力が入出力されたときに、その入出力された動力に基づいて定まる動力を残余の１軸に対して入出力する。エンジンは、第１の軸にその回転軸が結合し、燃料の燃焼により第１の回転軸に対し動力を出力する。第１のモータジェネレータは、第２の軸にその回転軸が結合し、第２の軸に対し動力を入出力することが可能である。第２のモータジェネレータは、第３の軸にその回転軸が結合し、第３の軸に対し動力を入出力することが可能である。始動手段は、第１のモータジェネレータにより動力分割機構を介してエンジンを回転駆動することにより該エンジンを始動させる。異常検出手段は、始動手段によって第１のモータジェネレータの駆動指令が発せられた際に、第１のモータジェネレータの速度監視に基づいて、第１のモータジェネレータの回転異常を検出する。故障診断モード移行手段と、異常検出手段による異常検出
時に、エンジンを駆動させることなく第２のモータジェネレータからの動力によって、車両を所定速度パターンで走行させる故障診断モードへの移行を指示する。故障個所判別手段は、故障診断モードの実行時に、エンジン、第１のモータジェネレータおよび第２のモータジェネレータの回転数に基づいて、第１のモータジェネレータおよび遊星歯車機構のいずれで故障が発生しているかを判別する。
【０００８】
上記の動力出力装置によれば、エンジン起動時に第１のモータジェネレータの回転異常を回転数に基づいて自動的に検出するとともに、当該回転異常の検出時には、故障診断モードに実行により、回転数に基づいて故障箇所が第１のモータジェネレータおよび遊星歯車機構（動力分割機構）のいずれであるかを判別できる。このため、動力出力装置を分解することなく、第１のモータジェネレータ回転異常時の故障情報を運転者へ迅速に通知できるとともに、当該故障情報に基づく修理時間の短縮が可能となる。
【０００９】
好ましくは、この発明の動力出力装置において、故障個所判別手段は、第１の故障判定手段と、第２の故障判定手段とを含む。第１の故障判定手段は、故障診断モードの実行時に、第１のモータジェネレータの回転数が所定値まで上昇せず、かつ、エンジンの回転数が第２のモータジェネレータの回転数に応じて上昇する第１の故障状態が発生しているかどうかを判定する。第２の故障判定手段は、第１の故障判定手段によって第１の故障状態の発生が判定された場合に、第１のモータジェネレータにさらに駆動指令を発するとともに、第１のモータジェネレータの回転数が該駆動指令に応じて上昇しないときに、第１のモータジェネレータの故障を検知する。
【００１０】
上記の動力出力装置によれば、第１のモータジェネレータの回転異常検出時に、第１のモータジェネレータ自体での故障が疑われる場合に、第１のモータジェネレータに起動指令を発した状態とした上で回転不良が発生しているかどうかを判定する構成としている。このため、回転数データに基づいたソフトウェア処理による第１のモータジェネレータの故障検出について、誤検出の危険性を抑制して信頼性を高めることができる。
【００１１】
さらに好ましくは、この発明の動力出力装置において、故障個所判別手段は、第３の故障判定手段をさらに含み、第３の故障判定手段は、第１の故障判定手段によって第１の故障状態の非発生が判定された場合に、エンジン、第１のモータジェネレータおよび第２のモータジェネレータの回転数が共通の所定範囲内であるときに、遊星歯車機構の故障を検知する。
【００１２】
上記の動力出力装置によれば、第１のモータジェネレータの回転異常検出時に、第１のモータジェネレータ自体に故障がないと判定した場合に、遊星歯車機構に故障が発生しているかどうかを、回転数データに基づいて高信頼性で判定できる。
【００１３】
また好ましくは、この発明の動力出力装置において、故障個所判別手段は、第３の故障判定手段を含み、第３の故障判定手段は、故障診断モードの実行時に、エンジン、第１のモータジェネレータおよび第２のモータジェネレータの回転数が共通の所定範囲内であるときに、遊星歯車機構の故障を検知する。
【００１４】
上記の動力出力装置によれば、第１のモータジェネレータの回転異常検出時に、遊星歯車機構に故障があるかどうかを、回転数データに基づいて高信頼性で判定できる。
【００１５】
さらに好ましくは、この発明の動力出力装置において、第２の故障判定手段は、駆動指令を与えられた第１のモータジェネレータの回転数が所定速度以下であるときに、第１のモータジェネレータの故障を検知し、かつ、該回転数が所定速度を超えるときには、再び異常検出手段が作動される。
【００１６】
上記の動力出力装置によれば、第１のモータジェネレータの故障が確信できなかった場合には、第１のモータジェネレータの回転異常検出を再度実行する構成としているので、第１のモータジェネレータの故障について誤検出の危険性を低下できる。
【００１７】
また、さらに好ましくは、この発明の動力出力装置において、第３の故障判定手段は、エンジン、第１のモータジェネレータおよび第２のモータジェネレータの回転数が所定範囲内であるときに遊星歯車機構の故障を検知する一方で、該回転数が所定範囲外であるときには、再び異常検出手段が作動される。
【００１８】
上記の動力出力装置によれば、遊星歯車機構の故障が確信できなかった場合には、第１のモータジェネレータの回転異常検出を再度実行する構成としているので、遊星歯車気候の故障について誤検出の危険性を低下できる。
【００１９】
あるいは、さらに好ましくは、この発明の動力出力装置において、異常検出手段は、第１のモータジェネレータに駆動指令が発せられた状態において、第１のモータジェネレータの回転数と所定速度との比較を所定周期で所定の複数回繰り返し実行し、かつ、複数回の比較において継続的に回転数が所定速度以下であるときに、第１のモータジェネレータの回転異常を検出する。
【００２０】
上記の動力出力装置によれば、所定の異常検出条件が所定期間継続して発生している場合に始めて第１のモータジェネレータの回転異常を検出する構成としているので、第１のモータジェネレータの回転異常について誤検出の危険性を低下できる。
【００２１】
また、さらに好ましくは、異常検出手段は、ハイブリッド車両の停止時において、始動手段によって第１のモータジェネレータの駆動指令が発せられた際に作動する。
【００２２】
上記のハイブリッド車両の動力出力装置によれば、第１のモータジェネレータの回転異常原因となる故障（遊星歯車機構や第１のモータジェネレータのロータにおける潤滑不良による焼付き等）が走行時に突発的に起こるケースは考え難く、停車時の低温状態に部品間が固着することによって発生する可能性が高い点を考慮して、効率的な故障検出を行なうことができる。
【００２３】
この発明の他の構成による動力出力装置は、駆動軸に動力を出力するハイブリッド車両の動力出力装置であって、３軸式の動力分割機構と、エンジンと、第１のモータジェネレータと、第２のモータジェネレータと、故障仮検出手段と、エンジン運転点変更指示手段と、故障検出手段とを備える。３軸式の動力分割機構は、第１から第３の軸と結合された遊星歯車機構で構成され、第３の軸に駆動軸が結合されるとともに、第１ないし第３の軸のうちのいずれか２軸に対し動力が入出力されたときに、その入出力された動力に基づいて定まる動力を残余の１軸に対して入出力する。エンジンは、第１の軸にその回転軸が結合し、燃料の燃焼により第１の回転軸に対し動力を出力する。第１のモータジェネレータと、第２の軸にその回転軸が結合し、第２の軸に対し動力を入出力することが可能に構成される。第２のモータジェネレータと、第３の軸にその回転軸が結合し、第３の軸に対し動力を入出力することが可能に構成される。故障仮検出手段は、ハイブリッド車両の走行中に、エンジン、第１のモータジェネレータおよび駆動軸の間の回転数差が所定範囲内となる状態が所定期間継続したときに、遊星歯車機構の故障を一次的に検出する。エンジン運転点変更指示手段は、故障仮検出手段により遊星歯車機構の故障が一次的に検出されたときに、エンジンの回転数指令値を変更するようにエンジンの運転点の変更を指示する。故障検出手段は、エンジン運転点変更指示手段によるエンジンの運転点変更指示後において、エンジン、第１のモータジェネレータおよび駆動軸の回転数が遊星歯車機構故障時に想定される異常状態に該当するかどうかに基いて遊星歯車機構の故障を検出する。
【００２４】
上記の動力出力装置によれば、遊星歯車機構の故障検出時に発生する、エンジン、第１のモータジェネレータおよび駆動軸の速度差極小状態（揃速状態）が通常運転状態でも発生し得る点を考慮して、走行中に揃速状態が検出された場合には、エンジンの運転点（回転数領域）変更を指示した上で、運転点変更指示後におけるエンジン、第１のモータジェネレータおよび駆動軸の速度状態が遊星歯車機構故障時に想定される異常状態に該当するかどうかに基いて遊星歯車機構の故障検出を確定する。
【００２５】
したがって、揃速状態の発生監視のみに基づく故障診断方式と比較して誤検出を防止した上で、走行中に発生した遊星歯車機構の故障検出を早期に行なうことが可能となる。
【００２６】
好ましくは、この発明の他の構成による動力出力装置では、エンジン運転点変更指示手段は、故障仮検出手段により遊星歯車機構の故障が一次的に検出された時点におけるエンジンの回転数が所定回転数以上であるときに、エンジンの回転数が所定回転数より低くなるようにエンジン回転数指令値を変更する手段を含む。故障検出手段は、エンジン運転点変更指示手段による前記エンジン回転数指令値の変更後において、エンジン回転数指令値の変更に追従してエンジン回転数が変化できない第１の状態と、エンジン、第１のモータジェネレータおよび駆動軸の間の回転数差が所定範囲内となる第２の状態との両方が所定時間継続して発生したときに、遊星歯車機構の故障を検出する手段を含む。
【００２７】
また、好ましくは、エンジン運転点変更指示手段は、故障仮検出手段により遊星歯車機構の故障が一次的に検出された時点において、エンジンが非停止状態であり、かつ、エンジンの回転数が所定回転数未満であるときに、エンジンを停止させるようにエンジン回転数指令値を変更する手段を含む。故障検出手段は、エンジン運転点変更指示手段によるエンジン回転数指令値の変更後において、エンジン回転数指令値の変更に追従してエンジン回転数が変化できない第１の状態と、エンジン、第１のモータジェネレータおよび駆動軸の間の回転数差が所定範囲内となる第２の状態との両方が所定時間継続して発生したときに、遊星歯車機構の故障を検出する手段を含む。
【００２８】
上記の動力出力装置によれば、故障仮検出手段により遊星歯車機構の故障が一次的に検出された時点でエンジンが非停止状態であるときには、エンジン回転数指令値の変更に伴って想定される異常状態、具体的には、遊星歯車機構にロック故障が発生していると駆動軸に質量が掛かり第１のモータジェネレータおよびエンジンの回転が駆動軸に引き摺られるために、エンジン回転数が回転数変更後の指令値に追従できなくなる状態（第１の状態）と、その際に第１のモータジェネレータがトルクを出力してエンジン回転数を変更後の指令値に追従させようとしてもエンジン、第１のモータジェネレータおよび駆動軸の速度差が極小となる状態（第２の状態）との発生を検知することによって、遊星歯車機構の故障を正確に検出できる。
【００２９】
さらに好ましくは、この発明の他の構成による動力出力装置は、動力出力維持手段をさらに備える。動力出力維持手段は、エンジン運転点変更指示手段によるエンジンの運転点変更時に、運転点変更によるエンジンの出力低下を補償するように第２のモータジェネレータの出力増加を指示する。
【００３０】
上記の動力出力装置によれば、遊星歯車機構の故障検出のためのエンジン運転点変更に伴うエンジンの出力低下を第２のモータジェネレータの出力増によって補償できるので、車両の運転性を維持できる。
【００３１】
好ましくは、この発明の他の構成による動力出力装置では、エンジン運転点変更指示手段は、故障仮検出手段により遊星歯車機構の故障が一次的に検出された時点においてエンジンが停止している場合に、エンジンに始動指示を発する手段を含む。さらに、動力出力装置は、車速上昇手段をさらに備える。車速上昇手段は、エンジン運転点変更指示手段によって始動指示が発せられてもエンジンが始動できない場合に、第２のモータジェネレータからの動力出力によりハイブリッド車両の速度を上昇させる。また、故障検出手段は、車速上昇手段によるハイブリッド車両の速度上昇後において、第１のモータジェネレータおよび駆動軸の間の回転数差が所定範囲内となる状態が所定時間継続したときに、遊星歯車機構の故障を検出する手段を含む。
【００３２】
上記の動力出力装置によれば、故障仮検出手段により遊星歯車機構の故障が一次的に検出された時点でエンジンが停止状態であるときには、エンジンの始動指令を発生しても駆動軸に質量が掛かり第１のモータジェネレータおよびエンジンの回転が駆動軸に引き摺られるために発生する異常状態、具体的には、始動指令を発生してもエンジンが始動不可となり、かつ、第２のモータジェネレータ出力による車速上昇後にもエンジン、第１のモータジェネレータおよび駆動軸の速度差極小状態が発生することによって、遊星歯車機構の故障を正確に検出できる。
【発明の効果】
【００３３】
この発明によるハイブリッド車両の動力出力装置によれば、遊星歯車機構によってエンジンおよびモータの動力分割を行なう構成において、モータ回転不良時の故障部位を回転数データに基づくソフトウァア処理によって、装置の分解を伴うことなく一次的に特定することができる。
【００３４】
また、この発明によるハイブリッド車両の動力出力装置によれば、装置の分解を伴うことなく車両走行中に発生した遊星歯車機構の故障を正確かつ早期に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下において、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下において図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的として繰返さないものとする。
【００３６】
［実施の形態１］
図１は、この発明によるハイブリッド車両の動力出力装置（以下、「ハイブリッド動力出力装置」と称する）の構成を示すブロック図である。
【００３７】
図１を参照して、この発明の実施の形態によるハイブリッド動力出力装置１００は、エンジン１０と、バッテリ２０と、インバータ３０と、車輪４０ａと、トランスアクスル５０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９０とを備える。
【００３８】
エンジン１０は、ガソリン等の燃料の燃焼エネルギを源として駆動力を発生する。バッテリ２０は、電力ライン５１へ直流電力を供給する。バッテリ２０は、充電可能な二次電池で構成され、代表的にはニッケル・水素蓄電池やリチウムイオン二次電池や大容量コンデンサ（キャパシタ）等が適用される。
【００３９】
インバータ３０は、電力ライン５１にバッテリ２０から供給された直流電力を交流電力に変換して電力ライン５３へ出力する。あるいは、インバータ３０は、電力ライン５２，５３に供給された交流電力を直流電力に変換して電力ライン５１へ出力する。
【００４０】
トランスアクスル５０は、トランスミッションとアクスル（車軸）とを一体構造として備えており、動力分割機構６０と、減速機７０と、モータジェネレータＭＧ１と、モータジェネレータＭＧ２とを有する。
【００４１】
動力分割機構６０は、エンジン１０によって生じた駆動力を、減速機７０を介して車輪４０ａ駆動用の駆動軸４５へ伝達する経路と、モータジェネレータＭＧ１へ伝達する経路とに分割可能である。なお、減速機７０に代えてギア比を複数段階に切換え可能な変速機を設けてもよい。
【００４２】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々は、発電機としても電動機としても機能し得るが、モータジェネレータＭＧ１は概ね発電機として動作することが多いため「発電機」と呼ばれることがあり、モータジェネレータＭＧ２は主として電動機として動作するため「電動機」と呼ばれることがある。
【００４３】
モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構６０を介して伝達されたエンジン１０からの駆動力によって回転されて発電する。モータジェネレータＭＧ１による発電電力は、電力ライン５２を介してインバータ３０に供給され、バッテリ２０の充電電力として、あるいはモータジェネレータＭＧ２の駆動電力として用いられる。
【００４４】
モータジェネレータＭＧ２は、インバータ３０から電力ライン５３に供給された交流電力によって回転駆動される。モータジェネレータＭＧ２によって生じた駆動力は、減速機７０を介して駆動軸４５へ伝達される。なお、駆動軸４５にて駆動される車輪４０ａ以外の車輪（図示せず）については、単なる従動輪としてもよいが、さらに図示しない別のモータジェネレータにて駆動されるように構成して、いわゆる電動の四輪駆動システムを構成するようにしてもよい。
【００４５】
また、回生制動動作時にモータジェネレータＭＧ２が車輪４０ａの減速に伴って回転される場合には、モータジェネレータＭＧ２に生じた起電力（交流電力）が電力ライン５３へ供給される。この場合には、インバータ３０が電力ライン５３へ供給された交流電力を直流電力に変換して電力ライン５１へ出力することによりバッテリ２０が充電される。
【００４６】
ＥＣＵ９０は、ハイブリッド動力出力装置１００が搭載された自動車を運転者の指示に応じて運転させるために、自動車に搭載された機器・回路群の全体動作を制御する。ＥＣＵ９０は、代表的には、予めプログラムされた所定シーケンスおよび所定演算を実行するためのマイクロコンピュータおよびメモリ（ＲＡＭ，ＲＯＭ等）で構成される。
【００４７】
次に、図２および図３を用いて、動力分割機構６０による遊星歯車を利用した駆動力の機械分配について説明する。なお、図３は、図２に示される遊星歯車機構１５０の断面図である。
【００４８】
図２および図３を参照して、動力分割機構６０を構成する遊星歯車機構１５０は、複数のピニオンギア１６０と、サンギア１７０と、リングギア１８０とを有する。サンギア１７０およびリングギア１８０は回転軸が同軸のギアである。
【００４９】
サンギア１７０の回転力が入出力されるサンギア軸１７２は、モータジェネレータＭＧ１の回転軸（すなわちロータ）と接続される。また、リングギア１８０の回転力が入出力されるリングギア軸１８２は、モータジェネレータＭＧ２の回転軸（すなわちロータ）と結合される。
【００５０】
リングギア軸１８２は、減速機７０を構成するチェーンドライブスプロケット１９０とさらに連結されている。チェーンドライブスプロケット１９０は、チェーン１９５によってチェーンドリブンスプロケット１９２と連結されている。チェーンドリブンスプロケット１９２は、駆動軸４５と結合されたカウンタドライブギア１９８と連結されている。これにより、リングギア１８０の回転は、減速機７０の所定の減速比（ギア比）に従って、駆動軸４５へ伝達される。
【００５１】
複数のピニオンギア１６０は、サンギア１７０およびリングギア１８０との間に配置され、各々が、サンギア１７０の外周を自転しながら公転する。各ピニオンギア１６０の公転力は、プラネタリキャリア軸１６２によりプラネタリキャリア１６５の回転力として与えられる。プラネタリキャリア軸１６２は、エンジン回転軸１１０と連結される。
【００５２】
遊星歯車機構１５０では、上記のサンギア軸１７２、リングギア軸１８２およびプラネタリキャリア軸１６２の３軸のうちいずれか２軸の回転数およびこれらの軸に入出力されるトルクが決定されると、対応の１軸の回転数およびその回転軸に入出力されるトルクが決定されるという性質を有している。
【００５３】
図３を参照して、複数のピニオンギア１６０は、エンジン回転軸１１０による回転力がプラネタリキャリア１６５を回転させることによって、サンギア１７０の外周を自転しながら公転する。プラネタリキャリア１６５の回転に伴ってサンギア１７０およびリングギア１８０が回転することにより、エンジン回転軸１１０からの動力が、ピニオンギア１６０を通じて外周のリングギア１８０および内側のサンギア１７０へ伝達される。これにより、エンジン１０による駆動力が、駆動軸４５の回転駆動力と、モータジェネレータＭＧ１の回転駆動力とに分割される。
【００５４】
なお、図２および図３に示した構成と、本発明の構成との関係を説明すると、プラネタリキャリア軸１６２がこの発明における「動力分割機構における第１の軸」に相当し、サンギア軸１７２がこの発明における「動力分割機構における第２の軸」に相当し、リングギア軸１８２がこの発明における「動力分割機構における第３の軸」に相当する。また、駆動軸４５がこの発明における「駆動軸」に相当する。また、モータジェネレータＭＧ１がこの発明における「第１のモータジェネレータ」に相当し、モータジェネレータＭＧ２がこの発明における「第２のモータジェネレータ」に相当する。
【００５５】
上記のハイブリッド動力出力装置１００を有するハイブリッド車両は、走行時において、駆動軸４５に出力すべき要求パワーに相当する動力をエンジン１０から出力し、出力された動力を動力分割機構６０を介して駆動軸４５に伝達している。このとき、たとえば、駆動軸４５から出力すべき要求回転数および要求トルクに対し、エンジン回転軸１１０が高回転数かつ低トルクで回転している場合には、エンジン１０の出力している動力の一部を動力分割機構６０を介してモータジェネレータＭＧ１に伝達する。モータジェネレータＭＧ１は伝達された動力により発電し、その発電電力によりモータジェネレータＭＧ２が駆動される。モータジェネレータＭＧ２の駆動により、リングギア１８０を介して駆動軸４５にトルクが付加される。
【００５６】
逆に、駆動軸４５から出力すべき要求回転数および要求トルクに対し、エンジン回転軸１１０が低回転数かつ高トルクで回転している場合には、エンジン１０の出力している動力の一部を動力分割機構６０を介してモータジェネレータＭＧ２に伝達し、モータジェネレータＭＧ２により電力を回収する。この回収した電力によって、モータジェネレータＭＧ１が駆動されて、サンギア１７０にトルクが付加される。
【００５７】
上記のように、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２を介して電力の形でやり取りされる動力を調整することにより、エンジン１０から出力された動力を所望の回転数およびトルクとして駆動軸４５から出力することができる。なお、モータジェネレータＭＧ１またはＭＧ２によって回収された電力の一部は、バッテリ２０に蓄積することが可能である。また、バッテリ２０に蓄積された電力を用いて、モータジェネレータＭＧ１またはＭＧ２を駆動することも可能である。
【００５８】
上記のような動作原理に基づき、定常走行時には、たとえばエンジン１０を主駆動源としつつ、モータジェネレータＭＧ２の動力を用いて走行する。このように、エンジン１０とモータジェネレータＭＧ２の双方を駆動源として走行することにより、必要なトルクおよびモータジェネレータＭＧ２で発生し得るトルクに応じて、エンジン１０を運転効率の高い動作点にて運転できる。したがって、ハイブリッド車両は、エンジン１０のみを駆動源とする車両に比べて、省資源性および排気浄化性に優れている。
【００５９】
一方、エンジン回転軸１１０の回転を、動力分割機構６０を介してモータジェネレータＭＧ１に伝達することができるため、エンジン１０の運転によりモータジェネレータＭＧ１で発電しつつ走行することも可能である。
【００６０】
図４は、ハイブリッド動力出力装置１００の各運転状況における動作を説明する共線図である。
【００６１】
図４を参照して、符号２１０に示される車両停止時には、エンジン１０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々は停止している。
【００６２】
符号２２０に示されるエンジン起動時には、発電機であるモータジェネレータＭＧ１をスタータとして使うことによりエンジン１０が始動される。エンジン１０が始動されるとモータジェネレータＭＧ１はその回転数が上昇して発電を始めるとともに、発電した電力はモータジェネレータＭＧ２に供給され加速に使用される。
【００６３】
符号２３０に示される定常走行時には、主としてエンジン１０の出力で走行するので、発電は殆ど不要となり、モータジェネレータＭＧ１の回転数は低下する。
【００６４】
定常走行から加速を行なう場合には、符号２４０に示すように、エンジン１０の回転数を上げるとともに、モータジェネレータＭＧ１に発電させることによって、モータジェネレータＭＧ２の駆動力を加えて加速を行なう。このように、モータジェネレータＭＧ１の回転を制御することにより、エンジン回転数を変えることができるとともに、エンジン出力の一部をモータジェネレータＭＧ１（発電機）を介してモータジェネレータＭＧ２（電動機）に伝達することができる。すなわち、動力分割機構６０に無段変速機の機能を持たせている。
【００６５】
ハイブリッド車両では、エンジン１０は、車両停止時には自動的に停止される一方で、その始動タイミングは、運転状況に応じてＥＣＵ９０によって制御される。
【００６６】
具体的には、発進時ならびに低速走行時あるいは緩やかな坂を下るとき等の軽負荷時に
は、エンジン効率の悪い領域を避けるために、エンジン１０を始動させることなく、モータジェネレータＭＧ２による駆動力で走行する。そして、一定以上の駆動力が必要な運転状態となったときには、エンジン１０が始動される。但し、暖気等のためにエンジン１０の駆動が必要な場合には、エンジン１０は発進時に無負荷状態で始動されて、所望の暖気が実現するまでアイドリング回転数で駆動される。
【００６７】
また、ＥＣＵ９０は、バッテリ２０が一定の充電状態を維持する制御を行なっており、ＳＯＣ（State of Charge）の監視等によって、バッテリ充電量の低下を検知すると、上
記の基本的なエンジン１０およびモータジェネレータＭＧ２の作動条件に加えて、モータジェネレータＭＧ１の駆動によってバッテリ２０を充電するためにエンジン１０を作動させる。
【００６８】
エンジン１０が、モータジェネレータＭＧ１により動力分割機構６０を介して始動される構成とすることにより、始動専用のスタータが不要となるため部品点数が少なくなって動力出力装置が安価となる。しかしながら、このような構成では、モータジェネレータＭＧ１に起動トルク指令を与えても回転数が上がらない、いわゆる「ＭＧ１ロック異常」が発生すると、エンジンを正常に起動させることができない。
【００６９】
ＭＧ１ロック異常時には、通常走行が不能となるので車両修理の必要がある。しかしながら、当該ＭＧ１ロック異常の原因が、モータジェネレータＭＧ１のロータ焼付きによる回転不良なのか、動力分割機構６０を構成する遊星歯車機構内の歯車間焼付きによる回転不良なのかの判別、すなわち、故障個所を判別しなければ、動力出力装置の分解による故障個所判別後に改めて修理作業を行なう必要があるので、修理時間が長期化する。
【００７０】
このため、装置の分解を伴うことなく、外部からの回転数監視等によりソフトウェア的に故障個所の一次的な判別を行なうことが望まれるが、この場合には、異常の誤検出によって運転者に不信感を与えないように十分配慮する必要がある。
【００７１】
以下においては、この発明によるハイブリッド動力出力装置における、ＭＧ１ロック異常に関する故障診断方式について説明する。
【００７２】
なお、ＭＧ１ロック異常の原因には、遊星歯車機構における潤滑不良による焼付きの可能性や、モータジェネレータＭＧ１におけるロータ焼付きの可能性が存在するが、いずれも、走行中に突発的に発生する可能性は低く、停車時の低温状態に部品間が固着することによって発生する可能性が高い。このため、ＭＧ１ロック異常は、車両起動時に検出することが効率的である。
【００７３】
したがって、この発明によるハイブリッド動力出力装置におけるＭＧ１ロック故障診断は、車両起動時にエンジン始動が併せて指示された場合に、ＥＣＵ９０に予めプログラムされた起動シーケンスの一環として実行される。
【００７４】
図５および図６は、この発明によるハイブリッド動力出力装置におけるＭＧ１ロック故障診断方式を説明するフローチャートである。
【００７５】
図５を参照して、上記のように、エンジン始動時にはモータジェネレータＭＧ１によってエンジンを始動するため、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値が所定トルクＴｓに設定される（ステップＳ１００）。
【００７６】
エンジン始動が指令されると、モータジェネレータＭＧ１の回転挙動に異常があるかどうか、すなわちＭＧ１ロック異常の有無を判定する異常検出ステップＳ１１０が実行され
る。異常検出ステップＳ１１０は、モータジェネレータＭＧ１の回転数に基づきモータジェネレータＭＧ１系の異常を検出するステップＳ１１４と、ステップＳ１１４による異常検出回数を管理するためのステップＳ１１２，Ｓ１１６，Ｓ１１８とを含む。
【００７７】
異常検出ステップＳ１１０の最初に、判定カウント値Ｃｊがゼロクリアされる（ステップＳ１１２）。
【００７８】
ステップＳ１１４では、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｒｍｇ１およびＲｍｇ２の絶対値｜Ｒｍｇ１｜，｜Ｒｍｇ２｜の監視により、ＭＧ１ロック異常が発生しているかどうかを判定する。
【００７９】
図７に示すように、エンジン始動時にトルク指令値Ｔｓが与えられると、ＭＧ１ロック異常が発生していないときには、符号２６０に示すように、モータジェネレータＭＧ１の回転数Ｒｍｇ１は、所定レベルまで上昇していく。一方、ＭＧ１ロック異常が発生しているときには、符号２６５に示すように、モータジェネレータＭＧ１の回転不良によりトルク指令が出ているにも関わらず回転数Ｒｍｇ１は上昇しない。
【００８０】
図７で説明した異常を検出するために、ステップＳ１１４では、以下の条件（ｉ）〜（ｉｉｉ）が成立しているかどうかが判定される。
【００８１】
（ｉ）ＭＧ１トルク指令＞Ｔａ（Ｔａ＜Ｔｓ）によって、モータジェネレータＭＧ１によりエンジン始動に十分なトルク指令が出されているかの判定、
（ｉｉ）｜Ｒｅｇ｜＜Ｒａにより、図７の符号２６５のようなモータジェネレータＭＧ１の回転不良が発生しているかどうかの判定、および
（ｉｉｉ）｜Ｒｍｇ２｜＜Ｒｂにより車両起動時（停車からの起動）であることの確認。
【００８２】
これらの条件（ｉ）〜（ｉｉｉ）のすべてが成立しているときに、ＭＧ１ロック異常を検出する。ステップＳ１１４において、条件（ｉ）〜（ｉｉｉ）の少なくとも１つが成立していない場合には、「ＭＧ１ロック異常無」と判定されて、故障診断は終了する（ステップＳ１６０）。
【００８３】
なお、車両走行中にエンジンが始動された場合には、上記条件（ｉｉｉ）が不成立となるので、故障診断は実質的に実行されない。
【００８４】
一方、ステップＳ１１４で、ＭＧ１ロック異常が検出された場合には、異常検出の精度を上げるために、すなわち異常誤検出を防止するために、ステップＳ１１４の判定が所定周期で複数回繰返される。
【００８５】
すなわち、ステップＳ１１４の判定により、ＭＧ１ロック異常が検出されるごとに判定カウント値Ｃｊをインクリメントするとともに（ステップＳ１１６）、判定カウント値Ｃｊが、所定の判定しきい値Ｃｔｈを超えるまで（ステップＳ１１８）、ステップＳ１１４による異常検出判定が繰返し実行される。
【００８６】
ＭＧ１ロック異常が所定回数以上、すなわち所定時間以上、連続的に検出された場合に始めて、ＭＧ１ロック異常が発生しているものと判断し、異常箇所を特定するための故障診断モードへの移行が指示される（ステップＳ１２０）。なお、故障診断モードでは、ＭＧ１ロックによりエンジン始動が不能であること、および故障診断モードを実行することを警告灯等によって運転者に通知するとともに、モータジェネレータＭＧ２による設定車速パターン（微速）でのＥＶ走行が実行される。
【００８７】
図８を参照して、符号２５０に示すように、正常なモータ走行時には、エンジン１０の回転が停止したまま（Ｒｅｇ＝０）で、モータジェネレータＭＧ２の回転数Ｒｍｇ２が上昇し、モータジェネレータＭＧ１は逆方向に回転することになる。
【００８８】
これに対して、モータジェネレータＭＧ１に故障が発生している、たとえばロータが回転不能となっている状態では、図９で符号２７０に示すように、モータジェネレータＭＧ２の回転数Ｒｍｇ２が上昇するのに伴い、正常時には停止状態を維持するエンジンの回転数Ｒｅｇが上昇してしまう。
【００８９】
一方、遊星歯車機構に故障が発生している場合には、図１０で符号２８０に示すように、ピニオンギア１６０、サンギア１７０およびリングギア１８０が回転不良を起こすため、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン１０は、揃って低速回転する。
【００９０】
したがって、以上説明した図９および図１０に示した故障状態が発生しているかどうかを検出するという観点で、回転数データ（Ｒｍｇ１，Ｒｍｇ２，Ｒｅｇ）に基づく判定を行なうことにより、装置の分解を伴うことなく故障個所の判別を高信頼性で行なうことができる。
【００９１】
図５，６を参照して、故障診断モード（ステップＳ１２０）の実行によりモータジェネレータＭＧ２による所定速度パターンの走行が指示された下で、ＭＧ１ロック異常がモータジェネレータＭＧ１の故障によるものか、あるいは遊星歯車機構の故障によるものかを判別するための故障個所判別ステップＳ１３０が実行される。
【００９２】
故障個所判別ステップＳ１３０は、以下に説明するステップＳ１３２，Ｓ１３４，Ｓ１３６，Ｓ１３８を含む。
【００９３】
ステップＳ１３２では、図９で説明した故障状態が発生しているかどうかを判定するために、モータジェネレータＭＧ２の回転数Ｒｍｇ２が設定車速に対応する設定回転数Ｒｄ（図９）に達したときのエンジン回転数Ｒｅｇが監視される。
【００９４】
すなわち、ステップＳ１３２では、以下の条件（ｉｖ）〜（ｖｉ）が成立しているかどうかが判定される。
【００９５】
（ｉｖ）モータジェネレータＭＧ２の回転数が故障診断モードでの設定速度に達しているか、すなわち｜Ｒｍｇ２｜≒Ｒｄに達しているかの判定（たとえば、図９に示した範囲２７２とＲｍｇ２の比較による判定）、
（ｖ）モータジェネレータＭＧ１が回転不良を起こしているか、すなわち｜Ｒｍｇ１｜＜Ｒｃ（図９）が成立しているかの判定、および
（ｖｉ）モータジェネレータＭＧ１の回転不良に伴い、エンジン回転数Ｒｅｇが、Ｒｍｇ２の上昇に伴って上昇しているかどうか、すなわち｜Ｒｅｇ｜∝｜Ｒｍｇ２｜となっていることの判定（たとえば、図９に示した範囲２７４とエンジン回転数Ｒｅｇとの比較による判定）。
【００９６】
これらの条件（ｉｖ）〜（ｖｉ）のすべて（図６では、総括的に「条件Ｘ」と表記）が成立しているときには、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値をＴｓ♯に設定し、さらにモータジェネレータＭＧ１が強制的に回転するような状態を作りだす（ステップＳ１３４）。
【００９７】
さらに、この状態でも、ステップＳ１３２における条件（ｉｖ）〜（ｖｉ）、少なくと
も条件（ｉｖ）が成立しているかどうかが判定される（ステップＳ１３６）。
【００９８】
ステップＳ１３６によって、モータジェネレータＭＧ１が継続的に回転していないことが確認された場合には、モータジェネレータＭＧ１故障を検出し、すなわちＭＧ１ロック異常の原因がモータジェネレータＭＧ１に存在することを判別した上で、故障診断が終了される（ステップＳ１４０）。
【００９９】
一方、ステップＳ１３６により、モータジェネレータＭＧ１が回転していること、すなわち少なくとも｜Ｒｍｇ１｜＞Ｒｃであることが検出された場合には、ＭＧ１ロック異常の検出が正しいかどうかを再確認するために、再び異常検出ステップＳ１１０が実行される。
【０１００】
一方、ステップＳ１３２において、条件（ｉｖ）〜（ｖｉ）の少なくとも１つが不成立であるときには、図９に示した故障状態は発生していないと判定し、遊星歯車機構に故障が発生しているかどうかを確認するためのステップＳ１３８が実行される。
【０１０１】
ステップＳ１３８では、図１０に示した故障状態が発生しているかどうかを判定するために、｜Ｒｍｇ１｜，｜Ｒｍｇ２｜，｜Ｒｅｇ｜の各々が、共通の低速範囲内であるか、具体的には、｜Ｒｍｇ１｜，｜Ｒｍｇ２｜，｜Ｒｅｇ｜＜Ｒｅ（図１０）が成立するかどうかが判定される。
【０１０２】
図１０に示した故障状態の発生時には、遊星歯車機構での回転不良により、｜Ｒｍｇ１｜，｜Ｒｍｇ２｜，｜Ｒｅｇ｜の間の速度差も極小となるので、当該速度差についても一定範囲２８２（図１０）内であることを判定条件に用いてもよい。
【０１０３】
エンジン回転数｜Ｒｅｇ｜およびモータジェネレータ回転数｜Ｒｍｇ１｜，｜Ｒｍｇ２｜が所定範囲内である場合には、遊星歯車機構の故障を検出して、すなわちＭＧ１ロック異常の原因が遊星歯車機構に存在することを判別した上で、故障診断が終了される（ステップＳ１５０）。
【０１０４】
一方、ステップＳ１３８で、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン１０の回転数が極低速で揃わない場合、すなわち｜Ｒｍｇ１｜，｜Ｒｍｇ２｜，｜Ｒｅｇ｜が共通の所定範囲内に収まっていない場合には、再び、異常検出ステップＳ１１０が実行される。
【０１０５】
すなわち、図５および図６に示したフローチャートと、この発明の対応関係を説明すれば、ステップＳ１００がこの発明における「始動手段」に相当し、ステップＳ１１０がこの発明における「異常検出手段」に相当し、ステップＳ１２０がこの発明における「故障診断モード移行手段」に相当し、ステップＳ１３０がこの発明における「故障箇所判別手段」に相当する。
【０１０６】
さらに、図６のステップＳ１３２はこの発明における「第１の故障判定手段」に相当し、ステップＳ１３６はこの発明における「第２の故障判定手段」に相当する。また、ステップＳ１３８は、この発明における「第３の故障判定手段」に相当する。
【０１０７】
また、図６に示したフローチャートにおいて、故障個所判別ステップＳ１３０内部での故障診断フローを変更することも可能である。たとえば、遊星歯車機構の故障有無を判定するステップＳ１３８の実行後に、ステップＳ１３２，Ｓ１３４，Ｓ１３６を実行する故障診断フローとすることも可能である。
【０１０８】
以上説明したように、この発明によるハイブリッド動力出力装置によれば、車両起動の際のエンジン始動時にＭＧ１ロック異常を自動的に検出できるとともに、ＭＧ１ロック異常検出時には、通常走行が不能であることを運転者に検知するとともに、故障診断モードに実行により故障箇所がモータジェネレータＭＧ１および遊星歯車機構（動力分割機構６０）のいずれであるかを判別できる。このため、故障情報の運転者への迅速な通知および当該故障情報に基づく修理時間の短縮が可能となる。
【０１０９】
特に、モータジェネレータＭＧ１および遊星歯車機構の故障判別を、装置の分解を伴うことなくソフトウェア処理のみによって簡易に実行できる。さらに、所定の異常検出条件（ステップＳ１１４）が所定期間継続して発生している場合に、始めてＭＧ１ロック異常を検出する機構としているので、異常を誤検出する危険性が低い。
【０１１０】
さらに、図６に示したステップＳ１３６およびステップＳ１３８で、ＭＧ１回転不良または遊星歯車機構回転不良が確信できなかった場合には、再び図５に示した異常検出ステップＳ１１０を実行する構成としているので、さらに誤検出の危険性が低い。
【０１１１】
［実施の形態２］
実施の形態１では、ＭＧ１ロック異常は車両停止時の低温状態時に発生する可能性が高い点に考慮して、車両起動時に実行されるＭＧ１ロック故障診断方式を説明した。しかしながら、遊星歯車機構については、走行中にも異物噛み込みや完全な潤滑油切れ等によって焼き付きが発生してロックする可能性がある。したがって、実施の形態２では、車両走行中に発生した遊星歯車機構の故障を効率的に検知可能な故障診断方式について説明する。
【０１１２】
図１１は、この発明によるハイブリッド動力出力装置における実施の形態２に従う遊星歯車機構故障診断方式を説明するフローチャートである。ＥＣＵ９０は、車両走行中に、予め格納されたプログラムの実行により、図１１のフローチャートに従う処理を所定周期毎に実行する。
【０１１３】
図１１を参照して、車両走行中には、エンジン回転数の絶対値｜Ｒｅｇ｜、モータジェネレータＭＧ１の回転数の絶対値｜Ｒｍｇ１｜および駆動軸（プロペラシャフト）４５の回転数の絶対値｜Ｒｐｓ｜の速度が揃った状態が所定時間継続したかどうかが検出される（ステップＳ２００）。なお、駆動軸４５の回転速度Ｒｐｓは、減速機７０（または変速機）のギア比とモータジェネレータＭＧ２の回転数Ｒｍｇ２の積によって定義される。
【０１１４】
ステップＳ２００における判定は、｜Ｒｅｇ｜，｜Ｒｍｇ１｜，｜Ｒｐｓ｜の速度差ΔＲｄが図１２に示すように極小となった状態が、所定時間継続して発生したことを検出する。図１２に示した共線図は、図１０と同様の遊星歯車機構での回転不良による故障状態が、車両走行中に発生している状態に対応する。
【０１１５】
すなわち、ステップＳ２００では、以下の条件（ｖｉｉ）が成立しているかどうかが判定される。
【０１１６】
（ｖｉｉ）｜Ｒｅｇ−Ｒｍｇ１｜≦Ｒｊかつ｜Ｒｍｇ１−Ｒｐｓ｜≦Ｒｊが所定時間Ｔｊ以上継続していること（Ｒｊ，Ｔｊは、適宜定めた所定の判定値）。
【０１１７】
車両走行中に、｜Ｒｅｇ｜、｜Ｒｍｇ１｜および｜Ｒｐｓ｜の揃速状態（速度差極小状態）が所定時間継続する現象が発生した場合、すなわちステップＳ２００のＹＥＳ判定時には、ＥＣＵ９０は、遊星歯車機構の故障を仮検出する（ステップＳ２１０）。
【０１１８】
一方、このような現象が発生しなかった場合、すなわちステップＳ２００のＮＯ判定時には、ＥＣＵ９０は、故障検出することなく（ステップＳ２６０）、遊星歯車機構故障診断を終了する。
【０１１９】
ＥＣＵ９０は、ステップＳ２１０により遊星歯車機構の故障が仮検出された場合には、ステップ群Ｓ２２１〜Ｓ２２６で構成される運転点変更指示ステップＳ２２０を実行して、エンジン回転数Ｒｅｇの領域を変更するように、エンジン１０の運転点変更を指示する。
【０１２０】
ＥＣＵ９０は、故障仮検出時には、その時点におけるエンジン回転数Ｒｅｇが高回転域であるかどうかを、その時点のエンジン回転数Ｒｅｇと所定の基準回転数Ｒｔｈとの比較によって判定する（ステップＳ２２１）。基準回転数Ｒｔｈは、たとえば２０００ｒｐｍに設定される。
【０１２１】
ＥＣＵ９０は、ステップＳ２２１のＮＯ判定時（Ｒｅｇ＜Ｒｔｈ）には、ステップＳ２２３により、エンジン１０が低回転域および停止状態のいずれであるかを判定する。エンジン回転数が低回転数域（０＜Ｒｅｇ＜Ｒｔｈ）であるときにはステップＳ２２３はＹＥＳ判定とされ、停止状態（Ｒｅｇ＝０）であるときには、ステップＳ２２３はＮＯ判定とされる。
【０１２２】
エンジン回転数Ｒｅｇが高回転域であるとき（ステップＳ２２１のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ９０は、エンジン回転数Ｒｅｇが低回転域（Ｒｅｇ＜Ｒｔｈ）まで減少するように、エンジン１０の回転数指令値Ｒｅｇ♯の変更により運転点変更指示を発生する（ステップＳ２２２）。
【０１２３】
また、エンジン回転数Ｒｅｇが低回転域であるとき（ステップＳ２２３のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ９０は、エンジン１０が停止するように、エンジン１０の回転数指令値Ｒｅｇ♯の変更（Ｒｅｇ♯＝０）による運転点変更指示を発生する（ステップＳ２２４）。
【０１２４】
一方、故障仮検出時点においてエンジン停止状態であるとき（ステップＳ２２３におけるＮＯ判定時）には、ＥＣＵ９０は、エンジン１０に対して始動指令が発生されて、モータジェネレータＭＧ１を用いたクランキング制御が実施される（ステップＳ２２６）。
【０１２５】
このように、ＥＣＵ９０は、ステップＳ２２０では、ステップＳ２１０による遊星歯車機構の故障仮検出時におけるエンジン回転数Ｒｅｇに応じて、エンジン回転数域を変更するように、エンジン１０の運転点を変更する。
【０１２６】
ＥＣＵ９０は、ステップＳ２２２またはステップＳ２２４の実行時、すなわち故障仮検出においてエンジンが非停止状態である場合には、ステップＳ２２２およびＳ２２４によるエンジン１０の運転点変更に伴うエンジン出力低下を補償するように、モータジェネレータＭＧ２の出力を増加させてもよい（ステップＳ２３０）。この場合には、エンジン１０の出力減に対応してモータジェネレータＭＧ２の出力が増加するように、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値が増加されて、車両運転性の維持が図られる。
【０１２７】
さらに、ＥＣＵ９０は、ステップＳ２４０では、ステップＳ２２０におけるエンジン１０の運転点変更完了後における速度状態（Ｒｍｇ１，Ｒｅｇ，Ｒｐｓ）が遊星歯車機構故障時に想定される異常状態に該当するかどうかに基いて、遊星歯車機構の故障判定を行なう。
【０１２８】
ステップＳ２２０でのエンジン回転数変更により、エンジン回転数指令値Ｒｅｇ♯が変更される。この際に、遊星歯車機構にロック故障が発生していると、速度状態（Ｒｍｇ１，Ｒｅｇ，Ｒｐｓ）に以下のような異常状態が発生することが想定される。まず、駆動軸４５に質量が掛かり、Ｒｍｇ１およびＲｅｇがＲｐｓに引き摺られるため、エンジン回転数Ｒｅｇが指令値Ｒｅｇ♯に追従できなくなる。また、モータジェネレータＭＧ１がトルクを出力してエンジン回転数Ｒｅｇを指令値Ｒｅｇ♯に追従させようとするので、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値も一定値以上に増加するが、ステップＳ２００と同様のＲｅｇ，Ｒｍｇ１，Ｒｐｓの揃速状態（速度差極小状態）が再現される。
【０１２９】
上記異常状態を検出するために、ステップＳ２４０では、下記の条件（ｖｉｉｉ）〜（ｘｉ）が成立しているかどうかが判定される。
【０１３０】
（ｖｉｉｉ）｜Ｒｅｇ−Ｒｅｇ♯｜＞Ｒｘによる（Ｒｘ：判定値）、ステップＳ２２０による運転点変更後の指令値Ｒｅｇ♯にエンジン回転数Ｒｅｇが追従できていないことの判定、
（ｉｘ）｜Ｒｅｇ−Ｒｍｇ１｜≦Ｒｊかつ｜Ｒｍｇ１−Ｒｐｓ｜≦Ｒｊの成立による、｜Ｒｅｇ｜、｜Ｒｍｇ１｜および｜Ｒｐｓ｜の揃速状態（速度差極小状態）が発生していることの判定、
（ｘ）モータジェネレータＭＧ１が一定値以上のトルクを出力していることの判定、
（ｘｉ）車速が一定速度（たとえば１５ｋｍ／ｈ程度）以上であることの判定。
【０１３１】
これらの条件（ｖｉｉｉ）〜（ｘｉ）のすべてが所定時間継続して成立しているときに、ステップＳ２４０はＹＥＳ判定とされ、ＥＣＵ９０は、ステップＳ２５０により遊星歯車機構の故障検出を確定して、故障診断を終了する。
【０１３２】
ステップＳ２５０により遊星歯車機構の故障検出が確定されると、通常走行が可能であることを運転者に通知するとともに、故障箇所が遊星歯車機構であることを特定するダイアグモニタに表示することができる。これにより、故障情報の運転者への迅速な通知および当該故障情報に基づく修理時間の短縮が可能となる。
【０１３３】
これに対して、ステップＳ２４０において、条件（ｖｉｉｉ）〜（ｘｉ）の少なくとも１つが成立していない場合には、ＥＣＵ９０は、故障検出することなく（ステップＳ２６０）、故障診断を終了する。
【０１３４】
一方、遊星歯車機構の故障仮検出時においてエンジンが停止状態（Ｒｅｇ＝０）であるとき（ステップＳ２２３のＮＯ判定時）には、ステップＳ２２６によってエンジン始動が指令された後、以下に示す処理により、遊星歯車機構の故障診断が実行される。
【０１３５】
ステップＳ２２６でエンジン始動が指令され、モータジェネレータＭＧ１をスタータとして用いるクランキング制御が実施されると、ＥＣＵ９０は、ステップＳ２３５により、クランキング制御によるエンジン始動が不可能かどうかを判定する。
【０１３６】
すなわち、ステップＳ２３５では、下記の条件（ｘｉｉ）および（ｘｉｉｉ）が判定される。
【０１３７】
（ｘｉｉ）ＭＧ１トルク指令値＞Ｔａによって、モータジェネレータＭＧ１によりエンジン始動に十分なトルク出力指示が出されているかの判定、
（ｘｉｉｉ）｜Ｒｅｇ｜＜Ｒｘによりエンジン停止状態が継続しているかどうかの判定、ここで、基準回転数Ｒｘは、エンジンが停止しているかどうかを検出するための回転数（たとえば１００ｒｐｍ程度）に設定される。
【０１３８】
条件（ｘｉｉ）および（ｘｉｉｉ）の少なくとも一方が不成立であるときには、「モータジェネレータＭＧ１によるクランキングトルクが発生しているにもかかわらずエンジン１０の始動不可」との異常現象が検出されないため、ＥＣＵ９０は、遊星歯車機構の故障検出をすることなく（ステップＳ２６０）、故障診断が終了される。
【０１３９】
一方、条件（ｘｉｉ）および（ｘｉｉｉ）の両方が所定時間継続して成立しているときに、ステップＳ２３５はＹＥＳ判定とされる。この場合には、エンジン１０が始動不可であるため、モータジェネレータＭＧ２の出力によって、車速を上昇させるような故障診断走行が指示される（ステップＳ２３７）。
【０１４０】
ＥＣＵ９０は、ステップＳ２３７により車速が上昇した後に、ステップＳ２００と同様のＲｅｇ，Ｒｍｇ１，Ｒｐｓの揃速状態（速度差極小状態）が再び発生するかどうかを判定する（ステップＳ２４０♯）。
【０１４１】
すなわち、ステップＳ２４０♯では、下記の条件（ｘｉｖ）および（ｘｖ）が判定される。
【０１４２】
（ｘｉｖ）車速が所定速度Ｖｓ以上であること（ＶｓはステップＳ２３７での指令に対応して定められる所定速度であり、たとえば１５ｋｍ／ｈ程度）、
（ｘｖ）｜Ｒｅｇ−Ｒｍｇ１｜≦Ｒｊかつ｜Ｒｍｇ１−Ｒｐｓ｜≦Ｒｊが成立していること（上記条件（ｉｘ）と同様、ただし判定値Ｒｊは共通でも別個でも可）。
【０１４３】
条件（ｘｉｖ）および（ｘｖ）の両方が所定時間継続して成立しているときに、ステップＳ２４０♯はＹＥＳ判定とされる。ステップＳ２４０♯がＹＥＳ判定である場合には、ＥＣＵ９０は、遊星歯車機構の故障検出を確定して（ステップＳ２５０）、故障診断を終了する。
【０１４４】
一方、ＥＣＵ９０は、ステップＳ２４０♯がＮＯ判定である場合には、ステップ２１０により遊星歯車機構の故障を仮検出とした上で、上述したエンジン１０の運転点変更指示を伴うステップＳ２２０以降の故障診断を実行する。
【０１４５】
以上説明したように、実施の形態２に従う故障診断によれば、図１２に示すような遊星歯車機構の故障検出時に発生する共線図パターン（揃速状態）が、通常運転状態でも発生し得る点を考慮して、一旦図１２に示す揃速状態が検出された場合には、エンジンの運転点（回転数領域）を変更した上で、運転点変更完了後における速度状態（Ｒｍｇ１，Ｒｅｇ，Ｒｐｓ）が遊星歯車機構故障時に想定される異常状態に該当するかどうかに基いて遊星歯車機構の故障検出を確定する。
【０１４６】
この結果、特に、図１２の共線図パターンの発生についての監視のみに基づく故障診断方式と比較して誤検出を防止した上で、走行中に発生した遊星歯車機構の故障検出を早期に行なうことが可能となる。
【０１４７】
すなわち、図１１に示したフローチャートと、この発明の対応関係を説明すれば、ステップＳ２００およびＳ２１０が本発明の「故障仮検出手段」に対応し、ステップＳ２２０が本発明の「エンジン運転点変更指示手段」に対応し、ステップＳ２４０、Ｓ２４０♯およびＳ２５０が本発明の「故障検出手段」に対応する。また、ステップＳ２３０は本発明の「動力出力維持手段」に対応し、ステップＳ２３７は本発明の「車速上昇手段」に対応する。
【０１４８】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】この発明によるハイブリッド車両の動力出力装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した動力分割機構の構成を示す図である。
【図３】遊星歯車機構の断面図である。
【図４】ハイブリッド動力出力装置１００の各運転状況における動作を説明する共線図である。
【図５】この発明によるハイブリッド動力出力装置における実施の形態１に従うＭＧ１ロック故障診断方式を説明する第１のフローチャートである。
【図６】この発明によるハイブリッド動力出力装置における実施の形態１に従うＭＧ１ロック故障診断方式を説明する第２のフローチャートである。
【図７】エンジン起動指令時のモータジェネレータＭＧ１の回転数挙動を説明する図である。
【図８】正常なモータ走行時におけるハイブリッド動力出力装置の挙動（故障状態）を説明する共線図である。
【図９】ＭＧ１回転不良時におけるハイブリッド動力出力装置の挙動（故障状態）を説明する共線図である。
【図１０】遊星歯車機構不良時におけるハイブリッド動力出力装置の挙動（故障状態）を説明する共線図である。
【図１１】実施の形態２に従う車両走行中での遊星歯車機構の故障診断方式を説明するフローチャートである。
【図１２】車両走行中での遊星歯車機構不良時におけるハイブリッド動力出力装置の挙動（故障状態）を説明する共線図である。
【符号の説明】
【０１５０】
１０ エンジン、２０ バッテリ、３０ インバータ、４０ａ 車輪、４５ 駆動軸、５０ トランスアクスル、５１，５２，５３ 電力ライン、６０ 動力分割機構、７０ 減速機、８０ モータ、１００ ハイブリッド動力出力装置、１１０ エンジン回転軸、１５０ 遊星歯車機構、１６０ ピニオンギア、１６２ プラネタリキャリア軸、１６５
プラネタリキャリア、１７０ サンギア、１７２ サンギア軸、１８０ リングギア、１８２ リングギア軸、ＭＧ１ モータジェネレータ（発電機，エンジン始動）、ＭＧ２ モータジェネレータ（電動機）、Ｒｅｇ エンジン回転数、Ｒｍｇ１，Ｒｍｇ２ 回転数（モータジェネレータ）、Ｒｐｓ 回転数（駆動軸）、Ｓ１１０ 異常検出ステップ、Ｓ１３０ 故障個所判別ステップ、Ｓ２２０ 運転点変更指示ステップ、ΔＲｄ 速度差（エンジン、ＭＧ１、駆動軸間）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に動力を出力するハイブリッド車両の動力出力装置であって、
第１から第３の軸と結合された遊星歯車機構で構成され、前記第３の軸に前記駆動軸が結合されるとともに、前記第１ないし第３の軸のうちのいずれか２軸に対し動力が入出力されたときに、その入出力された動力に基づいて定まる動力を残余の１軸に対して入出力する３軸式の動力分割機構と、
前記第１の軸にその回転軸が結合し、燃料の燃焼により前記第１の回転軸に対し動力を出力するエンジンと、
前記第２の軸にその回転軸が結合し、前記第２の軸に対し動力を入出力することが可能な第１のモータジェネレータと、
前記第３の軸にその回転軸が結合し、前記第３の軸に対し動力を入出力することが可能な第２のモータジェネレータと、
前記第１のモータジェネレータにより前記動力分割機構を介して前記エンジンを回転駆動することにより該エンジンを始動させる始動手段と、
前記始動手段によって前記第１のモータジェネレータの駆動指令が発せられた際に、前記第１のモータジェネレータの速度監視に基づいて、前記第１のモータジェネレータの回転異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段による異常検出時に、前記エンジンを駆動させることなく前記第２のモータジェネレータからの動力によって、車両を所定速度パターンで走行させる故障診断モードへの移行を指示する故障診断モード移行手段と、
前記故障診断モードの実行時に、前記エンジン、前記第１のモータジェネレータおよび前記第２のモータジェネレータの回転数に基づいて、前記第１のモータジェネレータおよび前記遊星歯車機構のいずれで故障が発生しているかを判別するための故障個所判別手段とを備える、ハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項２】
前記故障個所判別手段は、
前記故障診断モードの実行時に、前記第１のモータジェネレータの回転数が所定値まで上昇せず、かつ、前記エンジンの回転数が前記第２のモータジェネレータの回転数に応じて上昇する第１の故障状態が発生しているかどうかを判定する第１の故障判定手段と、
前記第１の故障判定手段によって前記第１の故障状態の発生が判定された場合に、前記第１のモータジェネレータにさらに駆動指令を発するとともに、前記第１のモータジェネレータの回転数が該駆動指令に応じて上昇しないときに、前記第１のモータジェネレータの故障を検知する第２の故障判定手段とを含む、請求項１記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項３】
前記故障個所判別手段は、前記第１の故障判定手段によって前記第１の故障状態の非発生が判定された場合に、前記エンジン、前記第１のモータジェネレータおよび前記第２のモータジェネレータの回転数が共通の所定範囲内であるときに、前記遊星歯車機構の故障を検知する第３の故障判定手段をさらに含む、請求項２記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項４】
前記故障個所判別手段は、前記故障診断モードの実行時に、前記エンジン、前記第１のモータジェネレータおよび前記第２のモータジェネレータの回転数が共通の所定範囲内であるときに、前記遊星歯車機構の故障を検知する第３の故障判定手段を含む、請求項１記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項５】
前記第２の故障判定手段は、前記駆動指令を与えられた前記第１のモータジェネレータの回転数が所定速度以下であるときに、前記第１のモータジェネレータの故障を検知し、かつ、該回転数が前記所定速度を超えるときには、再び前記異常検出手段が作動される、請求項２または３記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項６】
前記第３の故障判定手段は、前記エンジン、前記第１のモータジェネレータおよび前記第２のモータジェネレータの回転数が所定範囲内であるときに前記遊星歯車機構の故障を検知する一方で、該回転数が前記所定範囲外であるときには、再び前記異常検出手段が作動される、請求項３または４記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項７】
前記異常検出手段は、前記第１のモータジェネレータに駆動指令が発せられた状態において、前記第１のモータジェネレータの回転数と所定速度との比較を所定周期で所定の複数回繰り返し実行し、かつ、前記複数回の比較において継続的に前記回転数が前記所定速度以下であるときに、前記第１のモータジェネレータの回転異常を検出する、請求項１から６のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項８】
前記異常検出手段は、前記ハイブリッド車両の停止時において、前記始動手段によって前記第１のモータジェネレータの駆動指令が発せられた際に作動する、請求項１から７のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項９】
駆動軸に動力を出力するハイブリッド車両の動力出力装置であって、
第１から第３の軸と結合された遊星歯車機構で構成され、前記第３の軸に前記駆動軸が結合されるとともに、前記第１ないし第３の軸のうちのいずれか２軸に対し動力が入出力されたときに、その入出力された動力に基づいて定まる動力を残余の１軸に対して入出力する３軸式の動力分割機構と、
前記第１の軸にその回転軸が結合し、燃料の燃焼により前記第１の回転軸に対し動力を出力するエンジンと、
前記第２の軸にその回転軸が結合し、前記第２の軸に対し動力を入出力することが可能な第１のモータジェネレータと、
前記第３の軸にその回転軸が結合し、前記第３の軸に対し動力を入出力することが可能な第２のモータジェネレータと、
前記ハイブリッド車両の走行中に、前記エンジン、前記第１のモータジェネレータおよび前記駆動軸の間の回転数差が所定範囲内となる状態が所定期間継続したときに、前記遊星歯車機構の故障を一次的に検出する故障仮検出手段と、
前記故障仮検出手段により前記遊星歯車機構の故障が一次的に検出されたときに、前記エンジンの回転数指令値を変更するように前記エンジンの運転点の変更を指示するエンジン運転点変更指示手段と、
前記エンジン運転点変更指示手段による前記エンジンの運転点変更指示後において、前記エンジン、前記第１のモータジェネレータおよび前記駆動軸の回転数が遊星歯車機構故障時に想定される異常状態に該当するかどうかに基いて前記遊星歯車機構の故障を検出する故障検出手段とを備える、ハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項１０】
前記エンジン運転点変更指示手段は、
前記故障仮検出手段により前記遊星歯車機構の故障が一次的に検出された時点における前記エンジンの回転数が所定回転数以上であるときに、前記前記エンジンの回転数が前記所定回転数より低くなるようにエンジン回転数指令値を変更する手段を含み、
前記故障検出手段は、
前記エンジン運転点変更指示手段による前記エンジン回転数指令値の変更後において、前記エンジン回転数指令値の変更に追従して前記エンジン回転数が変化できない第１の状態と、前記エンジン、前記第１のモータジェネレータおよび前記駆動軸の間の回転数差が所定範囲内となる第２の状態との両方が所定時間継続して発生したときに、前記遊星歯車機構の故障を検出する手段を含む、請求項９記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項１１】
前記エンジン運転点変更指示手段は、
前記故障仮検出手段により前記遊星歯車機構の故障が一次的に検出された時点において、前記エンジンが非停止状態であり、かつ、前記エンジンの回転数が所定回転数未満であるときに、前記エンジンを停止させるようにエンジン回転数指令値を変更する手段を含み、
前記故障検出手段は、
前記エンジン運転点変更指示手段による前記エンジン回転数指令値の変更後において、前記エンジン回転数指令値の変更に追従して前記エンジン回転数が変化できない第１の状態と、前記エンジン、前記第１のモータジェネレータおよび前記駆動軸の間の回転数差が所定範囲内となる第２の状態との両方が所定時間継続して発生したときに、前記遊星歯車機構の故障を検出する手段を含む、請求項９記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項１２】
前記エンジン運転点変更手段による前記前記エンジンの運転点変更指示時に、前記運転点変更による前記エンジンの出力低下を補償するように前記第２のモータジェネレータの出力増加を指示する動力出力維持手段をさらに備える、請求項１０または１１記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項１３】
前記エンジン運転点変更指示手段は、
前記故障仮検出手段により前記遊星歯車機構の故障が一次的に検出された時点において前記エンジンが停止状態である場合に、前記エンジンに始動指示を発する手段を含み、
前記動力出力装置は、
前記エンジン運転点変更指示手段によって前記始動指示が発せられても前記エンジンが始動できない場合に、前記第２のモータジェネレータからの出力により前記ハイブリッド車両の速度を上昇させる車速上昇手段をさらに備え、
前記故障検出手段は、
前記車速上昇手段による前記ハイブリッド車両の速度上昇後において、前記第１のモータジェネレータおよび前記駆動軸の間の回転数差が所定範囲内となる状態が所定時間継続したときに、前記遊星歯車機構の故障を検出する手段を含む、請求項９記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項１】
駆動軸に動力を出力するハイブリッド車両の動力出力装置であって、
第１から第３の軸と結合された遊星歯車機構で構成され、前記第３の軸に前記駆動軸が結合されるとともに、前記第１ないし第３の軸のうちのいずれか２軸に対し動力が入出力されたときに、その入出力された動力に基づいて定まる動力を残余の１軸に対して入出力する３軸式の動力分割機構と、
前記第１の軸にその回転軸が結合し、燃料の燃焼により前記第１の回転軸に対し動力を出力するエンジンと、
前記第２の軸にその回転軸が結合し、前記第２の軸に対し動力を入出力することが可能な第１のモータジェネレータと、
前記第３の軸にその回転軸が結合し、前記第３の軸に対し動力を入出力することが可能な第２のモータジェネレータと、
前記第１のモータジェネレータにより前記動力分割機構を介して前記エンジンを回転駆動することにより該エンジンを始動させる始動手段と、
前記始動手段によって前記第１のモータジェネレータの駆動指令が発せられた際に、前記第１のモータジェネレータの速度監視に基づいて、前記第１のモータジェネレータの回転異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段による異常検出時に、前記エンジンを駆動させることなく前記第２のモータジェネレータからの動力によって、車両を所定速度パターンで走行させる故障診断モードへの移行を指示する故障診断モード移行手段と、
前記故障診断モードの実行時に、前記エンジン、前記第１のモータジェネレータおよび前記第２のモータジェネレータの回転数に基づいて、前記第１のモータジェネレータおよび前記遊星歯車機構のいずれで故障が発生しているかを判別するための故障個所判別手段とを備える、ハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項２】
前記故障個所判別手段は、
前記故障診断モードの実行時に、前記第１のモータジェネレータの回転数が所定値まで上昇せず、かつ、前記エンジンの回転数が前記第２のモータジェネレータの回転数に応じて上昇する第１の故障状態が発生しているかどうかを判定する第１の故障判定手段と、
前記第１の故障判定手段によって前記第１の故障状態の発生が判定された場合に、前記第１のモータジェネレータにさらに駆動指令を発するとともに、前記第１のモータジェネレータの回転数が該駆動指令に応じて上昇しないときに、前記第１のモータジェネレータの故障を検知する第２の故障判定手段とを含む、請求項１記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項３】
前記故障個所判別手段は、前記第１の故障判定手段によって前記第１の故障状態の非発生が判定された場合に、前記エンジン、前記第１のモータジェネレータおよび前記第２のモータジェネレータの回転数が共通の所定範囲内であるときに、前記遊星歯車機構の故障を検知する第３の故障判定手段をさらに含む、請求項２記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項４】
前記故障個所判別手段は、前記故障診断モードの実行時に、前記エンジン、前記第１のモータジェネレータおよび前記第２のモータジェネレータの回転数が共通の所定範囲内であるときに、前記遊星歯車機構の故障を検知する第３の故障判定手段を含む、請求項１記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項５】
前記第２の故障判定手段は、前記駆動指令を与えられた前記第１のモータジェネレータの回転数が所定速度以下であるときに、前記第１のモータジェネレータの故障を検知し、かつ、該回転数が前記所定速度を超えるときには、再び前記異常検出手段が作動される、請求項２または３記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項６】
前記第３の故障判定手段は、前記エンジン、前記第１のモータジェネレータおよび前記第２のモータジェネレータの回転数が所定範囲内であるときに前記遊星歯車機構の故障を検知する一方で、該回転数が前記所定範囲外であるときには、再び前記異常検出手段が作動される、請求項３または４記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項７】
前記異常検出手段は、前記第１のモータジェネレータに駆動指令が発せられた状態において、前記第１のモータジェネレータの回転数と所定速度との比較を所定周期で所定の複数回繰り返し実行し、かつ、前記複数回の比較において継続的に前記回転数が前記所定速度以下であるときに、前記第１のモータジェネレータの回転異常を検出する、請求項１から６のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項８】
前記異常検出手段は、前記ハイブリッド車両の停止時において、前記始動手段によって前記第１のモータジェネレータの駆動指令が発せられた際に作動する、請求項１から７のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項９】
駆動軸に動力を出力するハイブリッド車両の動力出力装置であって、
第１から第３の軸と結合された遊星歯車機構で構成され、前記第３の軸に前記駆動軸が結合されるとともに、前記第１ないし第３の軸のうちのいずれか２軸に対し動力が入出力されたときに、その入出力された動力に基づいて定まる動力を残余の１軸に対して入出力する３軸式の動力分割機構と、
前記第１の軸にその回転軸が結合し、燃料の燃焼により前記第１の回転軸に対し動力を出力するエンジンと、
前記第２の軸にその回転軸が結合し、前記第２の軸に対し動力を入出力することが可能な第１のモータジェネレータと、
前記第３の軸にその回転軸が結合し、前記第３の軸に対し動力を入出力することが可能な第２のモータジェネレータと、
前記ハイブリッド車両の走行中に、前記エンジン、前記第１のモータジェネレータおよび前記駆動軸の間の回転数差が所定範囲内となる状態が所定期間継続したときに、前記遊星歯車機構の故障を一次的に検出する故障仮検出手段と、
前記故障仮検出手段により前記遊星歯車機構の故障が一次的に検出されたときに、前記エンジンの回転数指令値を変更するように前記エンジンの運転点の変更を指示するエンジン運転点変更指示手段と、
前記エンジン運転点変更指示手段による前記エンジンの運転点変更指示後において、前記エンジン、前記第１のモータジェネレータおよび前記駆動軸の回転数が遊星歯車機構故障時に想定される異常状態に該当するかどうかに基いて前記遊星歯車機構の故障を検出する故障検出手段とを備える、ハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項１０】
前記エンジン運転点変更指示手段は、
前記故障仮検出手段により前記遊星歯車機構の故障が一次的に検出された時点における前記エンジンの回転数が所定回転数以上であるときに、前記前記エンジンの回転数が前記所定回転数より低くなるようにエンジン回転数指令値を変更する手段を含み、
前記故障検出手段は、
前記エンジン運転点変更指示手段による前記エンジン回転数指令値の変更後において、前記エンジン回転数指令値の変更に追従して前記エンジン回転数が変化できない第１の状態と、前記エンジン、前記第１のモータジェネレータおよび前記駆動軸の間の回転数差が所定範囲内となる第２の状態との両方が所定時間継続して発生したときに、前記遊星歯車機構の故障を検出する手段を含む、請求項９記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項１１】
前記エンジン運転点変更指示手段は、
前記故障仮検出手段により前記遊星歯車機構の故障が一次的に検出された時点において、前記エンジンが非停止状態であり、かつ、前記エンジンの回転数が所定回転数未満であるときに、前記エンジンを停止させるようにエンジン回転数指令値を変更する手段を含み、
前記故障検出手段は、
前記エンジン運転点変更指示手段による前記エンジン回転数指令値の変更後において、前記エンジン回転数指令値の変更に追従して前記エンジン回転数が変化できない第１の状態と、前記エンジン、前記第１のモータジェネレータおよび前記駆動軸の間の回転数差が所定範囲内となる第２の状態との両方が所定時間継続して発生したときに、前記遊星歯車機構の故障を検出する手段を含む、請求項９記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項１２】
前記エンジン運転点変更手段による前記前記エンジンの運転点変更指示時に、前記運転点変更による前記エンジンの出力低下を補償するように前記第２のモータジェネレータの出力増加を指示する動力出力維持手段をさらに備える、請求項１０または１１記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
【請求項１３】
前記エンジン運転点変更指示手段は、
前記故障仮検出手段により前記遊星歯車機構の故障が一次的に検出された時点において前記エンジンが停止状態である場合に、前記エンジンに始動指示を発する手段を含み、
前記動力出力装置は、
前記エンジン運転点変更指示手段によって前記始動指示が発せられても前記エンジンが始動できない場合に、前記第２のモータジェネレータからの出力により前記ハイブリッド車両の速度を上昇させる車速上昇手段をさらに備え、
前記故障検出手段は、
前記車速上昇手段による前記ハイブリッド車両の速度上昇後において、前記第１のモータジェネレータおよび前記駆動軸の間の回転数差が所定範囲内となる状態が所定時間継続したときに、前記遊星歯車機構の故障を検出する手段を含む、請求項９記載のハイブリッド車両の動力出力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−５２８３３（Ｐ２００６−５２８３３Ａ）
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１５９５８（Ｐ２００５−１１５９５８）
【出願日】平成１７年４月１３日（２００５．４．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１３日（２００５．４．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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