JP2007209116A - Drive unit, automobile therewith, and control method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動用の動力を出力可能な電動機を備える駆動装置およびこれを搭載する自動車並びに駆動装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a drive device including an electric motor capable of outputting drive power, an automobile equipped with the same, and a control method of the drive device.
従来、この種の駆動装置としては、ハイブリッド車に搭載され、ハイブリッド車全体の制御に関する演算を行なうマスタCPUとモータを駆動するモータCPUとを備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、マスタCPUは、エンジンの運転ポイントや二つのモータのトルク指令などを演算し、エンジンの運転ポイントについてはエンジン用の電子制御ユニットに送信し、モータのトルク要求値についてはモータ制御部に送信する。モータ制御部のモータCPUは、モータのトルク指令に基づいてインバータなどの駆動回路を駆動制御することにより二つのモータを駆動制御する。
ところで、マスタCPU側ではモータのトルク指令を作成しているから、このトルク指令に基づくモータCPUの制御を受けてモータから出力されるトルクを検出すれば、マスタCPU側でトルク指令と検出されたトルクとを比較することによりモータの制御が正常に行なわれているか否かを判定することができる。一方、モータの制御をより適正に行なうためにマスタCPUから受信したトルク指令をモータCPU側で調整してからモータを制御するタイプの装置では、モータはマスタCPUで作成されるトルク指令とは異なるトルク指令でモータが制御される場合がある。モータCPUにおいてトルク指令が大きく調整されると、マスタCPUで作成されるトルク指令と異なるトルク指令でモータが制御される結果、マスタCPU側で異常を誤判定してしまう場合が生じる。 By the way, since the torque command of the motor is created on the master CPU side, if the torque output from the motor is detected under the control of the motor CPU based on this torque command, the torque command is detected on the master CPU side. By comparing the torque, it can be determined whether or not the motor is normally controlled. On the other hand, in a device of the type that controls the motor after adjusting the torque command received from the master CPU on the motor CPU side in order to control the motor more appropriately, the motor is different from the torque command created by the master CPU. The motor may be controlled by a torque command. When the torque command is largely adjusted in the motor CPU, the motor is controlled with a torque command different from the torque command created by the master CPU, and as a result, an error may be erroneously determined on the master CPU side.
本発明の駆動装置およびこれを搭載する自動車並びに駆動装置の制御方法は、複数のCPUで電動機を制御する装置において、装置の異常をより正確に判定することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the drive device, the automobile equipped with the drive device, and the drive device control method of the present invention is to more accurately determine an abnormality of the device in a device that controls an electric motor with a plurality of CPUs.
本発明の駆動装置およびこれを搭載する自動車並びに駆動装置の制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。 In order to achieve the above-described object, the drive device, the automobile equipped with the drive device, and the drive device control method of the present invention employ the following means.
本発明の駆動装置は、
駆動用の動力を出力可能な電動機を備える駆動装置であって、
前記電動機から出力すべきトルクとしてのトルク指令を作成する主制御手段と、
前記主制御手段から通信により前記作成されたトルク指令を受信し、該受信したトルク指令に対して所定の調整を施すと共に該調整後のトルク指令に基づいて前記電動機を駆動制御する駆動制御手段と、
前記電動機から出力されたトルクを検出するトルク検出手段と、
を備え、
前記主制御手段は、前記駆動制御手段から通信により前記調整後のトルク指令を受信し、該受信したトルク指令と前記検出されたトルクとに基づいて前記駆動装置の異常を判定する手段であることを要旨とする。
The drive device of the present invention is
A driving device including an electric motor capable of outputting driving power,
Main control means for creating a torque command as torque to be output from the electric motor;
Drive control means for receiving the created torque command by communication from the main control means, performing a predetermined adjustment on the received torque command, and drivingly controlling the electric motor based on the adjusted torque command; ,
Torque detecting means for detecting torque output from the electric motor;
With
The main control means is means for receiving the adjusted torque command by communication from the drive control means and determining an abnormality of the drive device based on the received torque command and the detected torque. Is the gist.
この本発明の駆動装置では、主制御手段が電動機から出力すべきトルクとしてのトルク指令を作成し、駆動制御手段が主制御手段から通信によりトルク指令を受信しこの受信したトルク指令に対して所定の調整を施すと共に調整後のトルク指令に基づいて電動機を駆動制御する。そして、主制御手段は駆動制御手段から通信により調整後のトルク指令を受信しこの受信したトルク指令と電動機から出力されたトルクとに基づいて駆動装置の異常を判定する。この結果、主制御手段で作成されたトルク指令とは異なるトルク指令で電動機が駆動制御されるものとしても、主制御手段により駆動装置の異常をより正確に判定することができる。 In this drive device of the present invention, the main control means creates a torque command as a torque to be output from the electric motor, the drive control means receives the torque command from the main control means by communication, and a predetermined value is received for the received torque command. The motor is driven and controlled based on the adjusted torque command. The main control means receives the adjusted torque command by communication from the drive control means, and determines abnormality of the drive device based on the received torque command and the torque output from the electric motor. As a result, even if the motor is driven and controlled with a torque command different from the torque command created by the main control means, the main control means can determine the abnormality of the drive device more accurately.
こうした本発明の駆動装置において、前記駆動制御手段は、前記トルク検出手段により検出されたトルクを入力し、該入力したトルクを前記調整後のトルク指令と共に前記主制御手段に送信する手段であるものとすることもできる。 In such a driving apparatus of the present invention, the drive control means is a means for inputting the torque detected by the torque detection means and transmitting the input torque to the main control means together with the adjusted torque command. It can also be.
また、本発明の駆動装置において、前記主制御手段は、前記調整後のトルク指令と前記検出されたトルクとの偏差と所定値との比較に基づいて前記駆動装置の異常を判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より簡易な処理により駆動装置の異常を判定することができる。 In the drive device of the present invention, the main control means is means for determining an abnormality of the drive device based on a comparison between a deviation between the adjusted torque command and the detected torque and a predetermined value. It can also be. In this way, it is possible to determine the abnormality of the drive device by simpler processing.
さらに、本発明の駆動装置において、内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と駆動軸と回転軸の3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の1軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な回転軸用電動機と、前記駆動軸に動力を入出力可能な駆動軸用電動機とを備えるものとすることもできるし、内燃機関と、前記内燃機関の出力軸に接続された第1の回転子と駆動軸に接続された第2の回転子とを有し電磁的な作用により該第1の回転子と該第2の回転子とを相対的に回転させる対回転子電動機と、前記駆動軸に動力を入出力可能な駆動軸用電動機とを備えるものとすることもできる。 Furthermore, in the drive device of the present invention, based on the internal combustion engine and the power input / output to / from any two of the three axes connected to the output shaft, the drive shaft, and the rotation shaft of the internal combustion engine. 3-axis power input / output means for inputting / outputting power to the remaining one shaft, a motor for rotating shaft capable of inputting / outputting power to / from the rotating shaft, and a motor for driving shaft capable of inputting / outputting power to / from the driving shaft; And having an internal combustion engine, a first rotor connected to the output shaft of the internal combustion engine, and a second rotor connected to the drive shaft. A counter-rotor motor that relatively rotates the first rotor and the second rotor, and a drive shaft motor that can input and output power to the drive shaft may be provided.
本発明の自動車は、
上述した各態様のいずれかの本発明の駆動装置、即ち、基本的には、駆動用の動力を出力可能な電動機を備える駆動装置であって、前記電動機から出力すべきトルクとしてのトルク指令を作成する主制御手段と、前記主制御手段から通信により前記設定されたトルク指令を受信し該受信したトルク指令に対して所定の調整を施すと共に該調整後のトルク指令に基づいて前記電動機を駆動制御する駆動制御手段と、前記電動機から出力されたトルクを検出するトルク検出手段と、を備え、前記主制御手段は、前記駆動制御手段から通信により前記調整後のトルク指令を受信し該受信したトルク指令と前記検出されたトルクとに基づいて前記駆動装置の異常を判定する手段である駆動装置を備えることを要旨とする。
The automobile of the present invention
The driving device of the present invention according to any one of the above-described aspects, that is, a driving device basically including an electric motor capable of outputting driving power, and a torque command as a torque to be output from the electric motor. The main control means to be created and the set torque command are received from the main control means by communication, and a predetermined adjustment is made to the received torque command, and the motor is driven based on the adjusted torque command Drive control means for controlling, and torque detection means for detecting torque output from the electric motor, wherein the main control means receives and receives the adjusted torque command by communication from the drive control means. The gist of the present invention is to provide a drive device that is means for determining an abnormality of the drive device based on a torque command and the detected torque.
この本発明の自動車では、上述した各態様のいずれかの本発明の駆動装置を搭載するから、本発明の駆動装置が奏する効果と同様の効果、例えば、主制御手段で作成されたトルク指令とは異なるトルク指令で電動機が駆動制御されるものとしても主制御手段により駆動装置の異常をより正確に判定することができる効果などを奏することができる。 In this automobile of the present invention, since the drive device of the present invention according to any one of the above-described aspects is mounted, the same effect as the effect of the drive device of the present invention, for example, a torque command created by the main control means, Even if the motor is driven and controlled with a different torque command, the main control means can provide an effect that the abnormality of the driving device can be more accurately determined.
本発明の駆動装置の制御方法は、
駆動用の動力を出力可能な電動機と、第1の制御部と前記電動機から出力されたトルクを入力可能な第2の制御部とを含む複数の制御部を有し前記電動機を制御する制御手段と、を備える駆動装置の制御方法であって、
前記第1の制御部により、前記電動機から出力すべきトルクとしてのトルク指令を作成し、
前記第2の制御部により、前記第1の制御部により作成されたトルク指令を通信により受信し、該受信したトルク指令に対して所定の調整を施すと共に該調整後のトルク指令に基づいて前記電動機を駆動制御し、
さらに、前記第1の制御部により、前記第2の制御部から前記調整後のトルク指令と前記検出されたトルクとを通信により受信し、該受信した調整後のトルク指令と該受信したトルクとに基づいて前記駆動装置の異常を判定する
ことを要旨とする。
The method for controlling the drive device of the present invention includes:
Control means for controlling the electric motor having a plurality of control units including an electric motor capable of outputting driving power, a first control unit and a second control unit capable of inputting torque output from the electric motor A method of controlling a drive device comprising:
The first control unit creates a torque command as torque to be output from the electric motor,
The second control unit receives the torque command generated by the first control unit by communication, performs a predetermined adjustment on the received torque command, and based on the adjusted torque command Drive and control the motor,
Further, the first control unit receives the adjusted torque command and the detected torque from the second control unit through communication, and the received adjusted torque command and the received torque The gist is to determine abnormality of the drive device based on the above.
この本発明の駆動装置の制御方法によれば、第1の制御部が電動機から出力すべきトルクとしてのトルク指令を作成し、第2の制御部が第1の制御部から通信によりトルク指令を受信しこの受信したトルク指令に対して所定の調整を施すと共に調整後のトルク指令に基づいて電動機を駆動制御する。そして、第1の制御部は第2の制御部から通信により調整後のトルク指令を受信しこの受信したトルク指令と電動機から出力されたトルクとに基づいて駆動装置の異常を判定する。この結果、第1の制御部で作成されたトルク指令とは異なるトルク指令で電動機が駆動制御されるものとしても、第1の制御部により駆動装置の異常をより正確に判定することができる。 According to this control method for a drive device of the present invention, the first control unit creates a torque command as torque to be output from the electric motor, and the second control unit issues a torque command by communication from the first control unit. The received torque command is subjected to a predetermined adjustment, and the motor is driven and controlled based on the adjusted torque command. The first control unit receives the adjusted torque command by communication from the second control unit, and determines abnormality of the drive device based on the received torque command and the torque output from the electric motor. As a result, even when the electric motor is driven and controlled with a torque command different from the torque command created by the first control unit, the first control unit can more accurately determine the abnormality of the drive device.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例である駆動装置を搭載したハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配統合機構30に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに取り付けられた減速ギヤ35と、この減速ギヤ35に接続されたモータMG2と、こうした駆動装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン22の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
The
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構30は、キャリア34にはエンジン22のクランクシャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リングギヤ32にはリングギヤ軸32aを介して減速ギヤ35がそれぞれ連結されており、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して、最終的には車両の駆動輪63a,63bに出力される。
The power distribution and
モータMG1およびモータMG2は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の3相交流同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ50は、モータMG1,MG2のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータMG1,MG2により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ50は充放電されない。モータMG1,MG2は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転角を検出する回転角検出センサ43,44からの信号や電流センサ45,46により検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
Both the motor MG1 and the motor MG2 are configured as well-known three-phase AC synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with the
バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51からの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、バッテリECU52では、バッテリ50を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量(SOC)も演算している。
The
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The hybrid
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
The
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、駆動装置(特にモータMG1,MG2)の異常を判定する際の動作について説明する。図2は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。
Next, the operation of the
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ88からの車速Vなどのデータを入力し(ステップS100)、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪63a,63bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*と車両に要求される要求パワーP*とを設定する(ステップS110)。要求トルクTr*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTr*を導出して設定するものとした。図3に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーP*は、設定した要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものとバッテリ50が要求する充放電要求パワーPb*とロスLossとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸32aの回転数Nrは、車速Vに換算係数kを乗じることによって求めることができる。また、充放電要求パワーPb*は、バッテリ50の残容量SOCに基づいて設定されバッテリECU52から通信により入力されたものを用いることができる。
When the drive control routine is executed, the
続いて、設定した要求パワーP*に基づいてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する(ステップS120)。この設定は、例えば、要求パワーP*がエンジン22を効率よく運転することができる領域にないときにはエンジン22の運転が停止されるよう目標回転数Ne*と目標トルクTe*とに値0を設定し、要求パワーP*がエンジン22を効率よく運転することができる領域にあるときには要求パワーP*を出力するためのエンジン22の運転ポイント(回転数およびトルク)のうちエンジン22を最も効率よく運転できるポイントを目標回転数Ne*と目標トルクTe*とに設定することにより行なうことができる。
Subsequently, a target rotational speed Ne * and a target torque Te * of the
次に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定する(ステップS130)。モータMG1のトルク指令Tm1*は、エンジン22の運転を停止しているときには値0が設定され、エンジン22をクランキングして始動するときにはクランキングに必要なトルクTcrが設定され、エンジン22の運転している最中のときには設定された目標回転数Ne*でエンジン22を回転させるために必要なトルクが設定される。また、モータMG2のトルク指令Tm2*は、要求トルクTr*がリングギヤ軸32aに出力されるように、モータMG1から出力されるトルクTm1*が動力分配統合機構30(ギヤ比ρ)を介してリングギヤ軸32aに出力されるトルク(−Tm1*/ρ)とモータMG2から出力されるトルクTm2*が減速ギヤ35(ギヤ比Gr)を介してリングギヤ軸32aに出力されるトルク(Tm2*・Gr)との和が要求トルクTr*となる関係を用いて設定することができる。
Next, torque commands Tm1 * and Tm2 * for the motors MG1 and MG2 are set (step S130). The torque command Tm1 * of the motor MG1 is set to a value of 0 when the operation of the
こうしてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信する(ステップS140)。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン22における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。以下、駆動制御ルーチンの説明を中断して、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40におけるモータMG1,MG2の制御の詳細について説明する。図4は、モータECU40により実行されるモータ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。
Thus, when the target engine speed Ne *, the target torque Te *, and the torque commands Tm1 *, Tm2 * of the motors MG1, MG2 are set, the target engine speed Ne * and the target torque Te * of the
モータ制御ルーチンが実行されると、モータECU40は、まず、トルク指令Tm1*,Tm2*を入力する(ステップS200)。ここで、トルク指令Tm1*、Tm2*は、ハイブリッド用電子制御ユニット70から送信されたものを受信しこれをモータECU40の図示しないRAMに書き込んだものを入力するものとした。
When the motor control routine is executed, the
続いて、調整トルクTα1,Tα2を設定し(ステップS210)、設定した調整トルクTα1,Tα2を入力したトルク指令Tm1*,Tm2*に加えることによりトルク指令Tm1*,Tm2*を調整し(ステップS220)、調整後のトルク指令Tm1*,Tm2*でモータMG1,MG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子をスイッチング制御するモータ制御を実行する(ステップS230)。ここで、調整トルクTα1,Tα2は、例えば、モータMG1,MG2から出力するトルクが急変するのを抑制するためにハイブリッド用電子制御ユニット70により設定されたトルク指令Tm1*,Tm2*に対してなまし処理やレート処理などの緩変化処理を施すためのトルクやエンジン22をクランキングする際に生じるトルク脈動を抑制するトルクなどを挙げることができる。したがって、運転者によってアクセルペダル83が大きく踏み込まれたりブレーキペダル85が大きく踏み込まれたりしてトルク指令Tm1*,Tm2*が急変したときやモータMG1によりエンジン22をクランキングするときには調整トルクTα1,Tα2として比較的大きな値が設定され、ステップS220でトルク指令Tm1*,Tm2*は大きく調整されることになる。なお、エンジン22をクランキングする際に生じるトルク脈動を抑制するトルクとしては、エンジン22をクランキングする際に生じるトルク脈動とエンジン22のクランク角との関係を実験で求めておき、求めたトルク脈動と逆位相のトルクを制振トルクとしてこの制振トルクとクランク角との関係を予めROMにマップとして記憶しておき、クランク角が与えられたときにマップから対応する制振トルクを導出して設定することができる。なお、クランク角は例えばエンジン22のクランクシャフト26に取り付けられたクランク角センサにより検出されたクランク角を用いることができる。
Subsequently, the adjustment torques Tα1 and Tα2 are set (step S210), and the torque commands Tm1 * and Tm2 * are adjusted by adding the set adjustment torques Tα1 and Tα2 to the input torque commands Tm1 * and Tm2 * (step S220). ), Motor control is executed to control the switching elements of the
こうしてモータ制御を実行すると、回転角検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転角θm1,θm2や電流センサ45,46からのモータMG1,MG2に印加される相電流Iu1,Iv1,Iu2,Iv2を入力し(ステップS240)、調整後のトルク指令Tm1*,Tm2*を入力した回転角θm1,θm2や相電流Iu1,Iv1,Iu2,Iv2と共にハイブリッド用電子制御ユニット70に送信して(ステップS250)、本ルーチンを終了する。以上がモータ制御ルーチンの処理である。
When the motor control is thus performed, the phase currents Iu1, Iv1 applied to the rotation angles θm1, θm2 of the rotors of the motors MG1, MG2 from the rotation
駆動制御ルーチンに戻る。こうしたモータ制御ルーチンの処理によってモータECU40から送信されたモータMG1,MG2の調整後のトルク指令Tm1*,Tm2*や回転角θm1,θm2、相電流Iu1,Iv1,Iu2,Iv2を受信すると(ステップS150)、受信した調整後のトルク指令Tm1*,Tm2*や回転角θm1,θm2、相電流Iu1,Iv1,Iu2,Iv2に基づいてモータMG1,MG2に関する異常を判定する異常判定処理を実行して(ステップS160)、本ルーチンを終了する。図5は、異常判定処理の一例を示すフローチャートである。
Return to the drive control routine. When the torque commands Tm1 *, Tm2 *, the rotation angles θm1, θm2, and the phase currents Iu1, Iv1, Iu2, Iv2 after adjustment of the motors MG1, MG2 transmitted from the
異常判定処理では、まず、受信したモータMG1,MG2の回転角θm1,θm2と相電流Iu1,Iv1,Iu2,Iv2とに基づいてモータMG1,MG2の実トルクTm1,Tm2を算出する(ステップS300)。実トルクTm1,Tm2は、具体的には、回転角θm1,θm2と極対数pとに基づいて電気角を計算し、モータMG1,MG2の三相コイルのU相,V相,W相に流れる相電流Iu,Iv,Iwの総和を値0として相電流Iu1,Iv1,Iu2,Iv2をd軸,q軸の電流Id1,Iq1,Id2,Iq2に座標変換(3相−2相変換)し、座標変換したd軸,q軸の電流Id1,Iq1,Id2,Iq2に基づいてモータMG1,MG2から出力されたトルクTm1,Tm2を推定することにより行なうことができる。 In the abnormality determination process, first, actual torques Tm1, Tm2 of the motors MG1, MG2 are calculated based on the received rotation angles θm1, θm2 of the motors MG1, MG2 and phase currents Iu1, Iv1, Iu2, Iv2 (step S300). . Specifically, the actual torques Tm1 and Tm2 are calculated based on the rotation angles θm1 and θm2 and the pole pair number p, and flow into the U phase, V phase, and W phase of the three-phase coils of the motors MG1 and MG2. The phase currents Iu1, Iv1, Iu2, and Iv2 are coordinate-converted into d-axis and q-axis currents Id1, Iq1, Id2, and Iq2 with the sum of the phase currents Iu, Iv, and Iw as 0 (three-phase to two-phase conversion), This can be done by estimating the torques Tm1, Tm2 output from the motors MG1, MG2 based on the d-axis and q-axis currents Id1, Iq1, Id2, Iq2 that have undergone coordinate conversion.
こうして実トルクTm1,Tm2を算出すると、算出した実トルクTm1,Tm2と入力した調整後のトルク指令Tm1*,Tm2*との偏差ΔTm1(=|Tm1*−Tm1|),ΔTm2(=|Tm2*−Tm2|)を計算し(ステップS310)、計算した偏差ΔTm1と閾値T1とを比較すると共に偏差ΔTm2と閾値T2とを比較する(ステップS320)。ここで、閾値T1,T2は、モータMG1,MG2の制御がトルク指令Tm1*,Tm2*どおりに正常に行なわれているかを判定するためのものである。偏差ΔTm1が閾値T1未満であると共に偏差ΔTm2が閾値T2未満であると判定されると、モータMG1,MG2は共に正常に制御が行なわれていると判定して(ステップS330)、本ルーチンを終了し、偏差ΔTm1が閾値T1以上と判定されたり或いは偏差ΔTm2が閾値T2以上と判定されると、モータMG1或いはモータMG2に関する何らかの異常が生じていると判定して(ステップS340)、本ルーチンを終了する。 When the actual torques Tm1 and Tm2 are thus calculated, the deviations ΔTm1 (= | Tm1 * −Tm1 |) and ΔTm2 (= | Tm2 *) between the calculated actual torques Tm1 and Tm2 and the input torque commands Tm1 * and Tm2 * after adjustment. -Tm2 |) is calculated (step S310), the calculated deviation ΔTm1 is compared with the threshold T1, and the deviation ΔTm2 is compared with the threshold T2 (step S320). Here, the threshold values T1 and T2 are for determining whether the motors MG1 and MG2 are normally controlled according to the torque commands Tm1 * and Tm2 *. If it is determined that deviation ΔTm1 is less than threshold value T1 and deviation ΔTm2 is less than threshold value T2, it is determined that both motors MG1 and MG2 are normally controlled (step S330), and this routine is terminated. If the deviation ΔTm1 is determined to be greater than or equal to the threshold T1, or the deviation ΔTm2 is determined to be greater than or equal to the threshold T2, it is determined that some abnormality relating to the motor MG1 or the motor MG2 has occurred (step S340), and this routine is terminated. To do.
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、ハイブリッド用電子制御ユニット70はモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると共に設定したトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信し、モータECU40は受信したトルク指令Tm1*,Tm2*を調整トルクTα1,Tα2をもって調整すると共に調整した後のトルク指令Tm1*,Tm2*に基づいてモータMG1,MG2を制御し、この調整した後のトルク指令Tm1*,Tm2*をハイブリッド用電子制御ユニット70に送信してハイブリッド用電子制御ユニット70側で調整後のトルク指令Tm1*,Tm2*と実トルクTm1,Tm2とに基づいてモータMG1,MG2に関する異常を判定するから、ハイブリッド用電子制御ユニット70側で設定されたトルク指令Tm1*,Tm2*とは異なるトルク指令Tm1*,Tm2*でモータMG1,MG2が制御されるものとしても、ハイブリッド用電子制御ユニット70側でモータMG1,MG2に関する異常を誤判定するのを抑制することができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、回転角検出センサ43,44からの回転角θm1,θm2や電流センサ45,46からの相電流Iu1,Iv1,Iu2,Iv2をモータECU40により入力し、モータECU40から回転角θm1,θm2や相電流Iu1,Iv1,Iu2,Iv2をハイブリッド用電子制御ユニット70に送信するものとしたが、回転角検出センサ43,44からの回転角θm1,θm2や電流センサ45,46からの相電流Iu1,Iv1,Iu2,Iv2をハイブリッド用電子制御ユニット70に直接入力するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、電気角を用いて相電流Iu1,Iv1,Iu2,Iv2をd軸,q軸の電流Id1,Iq1,Id2,Iq2に座標変換(3相−2相変換)すると共に座標変換したd軸,q軸の電流Id1,Iq1,Id2,Iq2に基づいてモータMG1,MG2の実トルクTm1,Tm2を求めるものとしたが、座標変換することなく、相電流Iu1,Iv1,Iu2,Iv2と電気角とを用いて直接的にモータMG1,MG2の実トルクTm1,Tm2を求めるものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を減速ギヤ35により変速してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図6の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図6における車輪64a,64bに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪63a,63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図7の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22のクランクシャフト26に接続されたインナーロータ232と駆動輪63a,63bに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるものとしてもよい。
In the
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、駆動用の動力を出力する電動機を備えて電動機の駆動指令と電動機の駆動制御とを異なる制御部で行なうものであれば、自動車以外の車両や船舶,航空機などの移動体に搭載される駆動装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた駆動装置の形態としても構わない。さらに、こうした駆動装置の制御方法の形態としてもよい。 In addition, the present invention is not limited to those applied to such hybrid vehicles, and may be any vehicle as long as it has a motor that outputs driving power and performs a drive command for the motor and drive control of the motor by different control units. It is also possible to adopt a form of a drive device mounted on a moving body such as a vehicle, a ship, or an aircraft other than the above, or a form of a drive device incorporated in non-moving equipment such as construction equipment. Furthermore, it is good also as a form of the control method of such a drive device.
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The embodiments of the present invention have been described using the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. Of course you get.
本発明は、駆動装置や自動車の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of driving devices and automobiles.
20,120,220 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転角検出センサ、45,46 電流センサ、50 バッテリ、51 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、64a,64b 車輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ 234 アウターロータ、MG1,MG2 モータ。
20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier , 35 reduction gear, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotation angle detection sensor, 45, 46 current sensor, 50 battery, 51 temperature sensor, 52 battery electronic control unit (battery) ECU), 54 power line, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b drive wheel, 64a, 64b wheel, 70 hybrid electronic control unit, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition switch H, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, 230 to rotor motor, 232
Claims (7)
前記電動機から出力すべきトルクとしてのトルク指令を作成する主制御手段と、
前記主制御手段から通信により前記作成されたトルク指令を受信し、該受信したトルク指令に対して所定の調整を施すと共に該調整後のトルク指令に基づいて前記電動機を駆動制御する駆動制御手段と、
前記電動機から出力されたトルクを検出するトルク検出手段と、
を備え、
前記主制御手段は、前記駆動制御手段から通信により前記調整後のトルク指令を受信し、該受信したトルク指令と前記検出されたトルクとに基づいて前記駆動装置の異常を判定する手段である
駆動装置。 A driving device including an electric motor capable of outputting driving power,
Main control means for creating a torque command as torque to be output from the electric motor;
Drive control means for receiving the created torque command by communication from the main control means, performing a predetermined adjustment on the received torque command, and drivingly controlling the electric motor based on the adjusted torque command; ,
Torque detecting means for detecting torque output from the electric motor;
With
The main control means is means for receiving the adjusted torque command by communication from the drive control means and determining an abnormality of the drive device based on the received torque command and the detected torque. apparatus.
内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸と駆動軸と回転軸の3軸に接続され、該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の1軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、
前記回転軸に動力を入出力可能な回転軸用電動機と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な駆動軸用電動機と
を備える駆動装置。 The drive device according to any one of claims 1 to 3,
An internal combustion engine;
Three shafts connected to three shafts of the output shaft, the drive shaft, and the rotating shaft of the internal combustion engine, and for inputting / outputting power to the remaining one shaft based on power input / output to / from any two of the three shafts Power input / output means,
A rotating shaft motor capable of inputting and outputting power to the rotating shaft;
A drive device comprising: a drive shaft motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft.
内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸に接続された第1の回転子と駆動軸に接続された第2の回転子とを有し電磁的な作用により該第1の回転子と該第2の回転子とを相対的に回転させる対回転子電動機と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な駆動軸用電動機と
を備える駆動装置。 The drive device according to any one of claims 1 to 3,
An internal combustion engine;
A first rotor connected to the output shaft of the internal combustion engine and a second rotor connected to the drive shaft; and the first rotor and the second rotor by electromagnetic action; A counter-rotor motor that relatively rotates
A drive device comprising: a drive shaft motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft.
前記第1の制御部により、前記電動機から出力すべきトルクとしてのトルク指令を作成し、
前記第2の制御部により、前記第1の制御部により作成されたトルク指令を通信により受信し、該受信したトルク指令に対して所定の調整を施すと共に該調整後のトルク指令に基づいて前記電動機を駆動制御し、
さらに、前記第1の制御部により、前記第2の制御部から前記調整後のトルク指令と前記検出されたトルクとを通信により受信し、該受信した調整後のトルク指令と該受信したトルクとに基づいて前記駆動装置の異常を判定する
駆動装置の制御方法。
Control means for controlling the electric motor having a plurality of control units including an electric motor capable of outputting driving power, a first control unit and a second control unit capable of inputting torque output from the electric motor A method of controlling a drive device comprising:
The first control unit creates a torque command as torque to be output from the electric motor,
The second control unit receives the torque command generated by the first control unit by communication, performs a predetermined adjustment on the received torque command, and based on the adjusted torque command Drive and control the motor,
Further, the first control unit receives the adjusted torque command and the detected torque from the second control unit through communication, and the received adjusted torque command and the received torque A control method for a drive device that determines an abnormality of the drive device based on the method.
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