JP2011251550A - Control device of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device.
従来から、内燃機関と変速機と電動機を駆動連結したハイブリッド車両が提案されている。例えば、下記特許文献1に記載されたハイブリッド車用駆動装置では、エンジンの出力軸を無段変速機構の入力軸に連結し、無段変速機構の出力軸をモータに連結し、エンジンの出力を遊星歯車機構から各クラッチを介して出力可能とすると共に、モータの出力を遊星歯車機構から各クラッチを介して出力可能としている。そのため、各クラッチの係合選択により、車両走行の低速、高速を通じてモータの高速回転を維持した低トルク出力と高能率回生を可能とし、モータの効率的利用を達成することができる。 Conventionally, there has been proposed a hybrid vehicle in which an internal combustion engine, a transmission, and an electric motor are drivingly connected. For example, in the hybrid vehicle drive device described in Patent Document 1 below, the output shaft of the engine is connected to the input shaft of the continuously variable transmission mechanism, the output shaft of the continuously variable transmission mechanism is connected to the motor, and the engine output is The planetary gear mechanism can be output via each clutch, and the motor output can be output from the planetary gear mechanism via each clutch. Therefore, by selecting the engagement of each clutch, it is possible to achieve low torque output and high efficiency regeneration while maintaining high speed rotation of the motor through low speed and high speed of vehicle travel, and achieve efficient use of the motor.
上述した従来のハイブリッド車用駆動装置にあっては、遊星歯車機構の出力軸側の回転数が上昇するような車両の高速走行状態にて、この遊星歯車機構を含む出力側に異常が生じた場合、出力軸側の回転数が、設計仕様を意図していないような高回転数領域まで上昇するおそれがある。すると、モータが過回転状態となって、このモータに作用する負荷が大きくなってしまう。 In the conventional hybrid vehicle drive device described above, an abnormality occurred on the output side including the planetary gear mechanism in a high-speed traveling state of the vehicle in which the rotation speed on the output shaft side of the planetary gear mechanism is increased. In this case, the rotational speed on the output shaft side may rise to a high rotational speed region where design specifications are not intended. As a result, the motor is over-rotated, and the load acting on the motor increases.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、電気モータの過回転を抑制して耐久性の向上を図る車両の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a vehicle control device that suppresses over-rotation of an electric motor and improves durability.
本発明の車両の制御装置は、内燃機関と、電気モータと、前記内燃機関と前記電気モータと駆動輪との間で動力の伝達が可能な動力伝達装置と、前記電気モータと前記動力伝達装置との接続を遮断可能な動力伝達切替装置と、を備える車両に用いられる制御装置であって、該制御装置は、前記電気モータの異常を予測する異常予測部と、該異常予測部が前記電気モータの異常を予測したときに前記動力伝達切替装置により前記電気モータと前記動力伝達装置との間の接続を遮断する切替制御部と、を備えることを特徴とするとする。 The vehicle control device of the present invention includes an internal combustion engine, an electric motor, a power transmission device capable of transmitting power between the internal combustion engine, the electric motor, and drive wheels, the electric motor, and the power transmission device. A control device for use in a vehicle comprising: a power transmission switching device capable of interrupting a connection to the motor; the control device comprising: an abnormality prediction unit that predicts an abnormality of the electric motor; And a switching control unit that disconnects the connection between the electric motor and the power transmission device by the power transmission switching device when an abnormality of the motor is predicted.
上記車両の制御装置にて、前記動力伝達装置は、入力軸及び出力軸を有し、前記動力伝達切替装置は、前記電気モータが前記入力軸に接続されて前記出力軸に接続されない第1切替状態と、前記電気モータが前記入力軸に接続されないで前記出力軸に接続される第2切替状態と、前記電気モータが前記入力軸及び前記出力軸に接続されない第3切替状態とに切替可能であることが好ましい。 In the vehicle control device, the power transmission device has an input shaft and an output shaft, and the power transmission switching device is a first switch in which the electric motor is connected to the input shaft and not connected to the output shaft. Switchable between a state, a second switching state in which the electric motor is not connected to the input shaft and connected to the output shaft, and a third switching state in which the electric motor is not connected to the input shaft and the output shaft. Preferably there is.
上記車両の制御装置にて、前記動力伝達装置は、入力軸及び出力軸を有し、車両の走行状態を検出する走行状態検出部と、ドライバによる車両の運転状態を検出する運転状態検出部とを設け、前記切替制御部は、前記異常予測部が前記電気モータの異常を予測したときに、前記動力伝達切替装置により、車両の走行状態とドライバによる車両の運転状態に基づいて前記電気モータと前記入力軸との接続を遮断することが好ましい。 In the vehicle control device, the power transmission device includes an input shaft and an output shaft, a driving state detection unit that detects a driving state of the vehicle, and a driving state detection unit that detects a driving state of the vehicle by a driver; And the switching control unit, when the abnormality prediction unit predicts an abnormality of the electric motor, causes the power transmission switching device to change the electric motor based on the driving state of the vehicle and the driving state of the vehicle by the driver. It is preferable to disconnect the connection with the input shaft.
上記車両の制御装置にて、前記走行状態検出部は、車輪のスリップを検出可能であり、前記切替制御部は、前記異常予測部が前記電気モータの異常を予測したときに、前記動力伝達切替装置により、車輪のスリップを検出したら前記電気モータと前記入力軸との接続を遮断することが好ましい。 In the vehicle control device, the travel state detection unit can detect wheel slip, and the switching control unit is configured to switch the power transmission when the abnormality prediction unit predicts an abnormality of the electric motor. It is preferable to disconnect the connection between the electric motor and the input shaft when a slip of the wheel is detected by the device.
上記車両の制御装置にて、前記動力伝達装置は、入力軸及び出力軸を有し、ドライバの操作により前記動力伝達切替装置を作動可能な切替操作装置を設け、該切替操作装置により前記電気モータと前記出力軸とを接続する操作があったとき、前記切替制御部は、前記異常予測部が前記電気モータの異常を予測していれば、前記電気モータと前記出力軸との接続を禁止することが好ましい。 In the vehicle control device, the power transmission device includes an input shaft and an output shaft, and a switching operation device capable of operating the power transmission switching device by operation of a driver is provided, and the electric motor is operated by the switching operation device. The switching control unit prohibits the connection between the electric motor and the output shaft if the abnormality prediction unit predicts an abnormality of the electric motor. It is preferable.
本発明に係る車両の制御装置は、電気モータの異常を予測したときに、動力伝達切替装置により電気モータと動力伝達装置との間の接続を遮断するので、電気モータの過回転を抑制して耐久性の向上を図ることができるという効果を奏する。 In the vehicle control device according to the present invention, when the abnormality of the electric motor is predicted, the connection between the electric motor and the power transmission device is interrupted by the power transmission switching device. There is an effect that durability can be improved.
以下に、本発明に係る車両の制御装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a vehicle control device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.
〔実施形態〕
図1は、本発明の一実施形態に係る車両の制御装置を表す概略構成図、図2は、本実施形態の車両の制御装置におけるモータジェネレータの特性を表すグラフ、図3は、本実施形態の車両の制御装置における切替制御の処理を表すフローチャート、図4は、本実施形態の車両の制御装置におけるモータジェネレータの接続先変更の選択制御の処理を表すフローチャートである。
Embodiment
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a vehicle control device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing characteristics of a motor generator in the vehicle control device of the present embodiment, and FIG. 3 is this embodiment. FIG. 4 is a flowchart showing a selection control process for changing the connection destination of the motor generator in the vehicle control apparatus of this embodiment.
本実施形態のハイブリッド車両は、図1に示すように、動力源としてのエンジン(内燃機関)11と、手動式のクラッチ12と、手動式の多段変速機(動力伝達装置)13と、動力源としてのモータジェネレータ(電気モータ)14と、電動式または油圧式のクラッチ(動力伝達切替装置)15と、最終減速装置(動力伝達装置)16と、駆動輪17とを有している。
As shown in FIG. 1, the hybrid vehicle of this embodiment includes an engine (internal combustion engine) 11 as a power source, a
エンジン11としては、燃焼室内で燃料を燃焼させ、これにより発生した熱エネルギを機械的エネルギに変換する熱機関たる内燃機関であって、ガソリンを燃料とし、ピストンの往復運動によって出力軸(クランクシャフト)21から機械的な動力を出力可能となっている。このエンジン11は、燃料噴射装置及び点火装置を有しており、この燃料噴射装置及び点火装置は、動作がエンジン用の電子制御装置(以下、エンジンECUと称する。)101により制御される。このエンジンECU101は、燃料噴射装置の燃料噴射量や燃料噴射時期等を制御すると共に、点火装置の点火時期を制御して、エンジン11の出力軸21から出力される機械的な動力(エンジン出力トルク)の大きさを調整することができる。
The
このエンジンECU101は、CPU(中央演算処理装置)、所定の制御プログラム等を予め記憶しているROM(Read Only Memory)、そのCPUの演算結果を一時記憶するRAM(Random Access Memory)、予め用意された情報等を記憶するバックアップRAM等で構成されている。 The engine ECU 101 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) that stores a predetermined control program and the like, and a RAM (Random Access Memory) that temporarily stores the calculation results of the CPU. It is composed of a backup RAM or the like for storing stored information.
モータジェネレータ14は、供給された電力を機械的な動力(モータ出力トルク)に変換して出力軸22から出力するモータ(電動機)としての機能と、出力軸22に入力された機械的な動力を電力に変換して回収するジェネレータ(発電機)としての機能とを兼ね備えている。このモータジェネレータ14は、例えば、永久磁石型交流同期電動機として構成されており、インバータ23から三相の交流電力が供給されて回転磁界を形成するステータ24と、その回転磁界に引き付けられて回転する回転子としてのロータ25とを有している。そのロータ25は、出力軸22と一体になって回転する。また、このモータジェネレータ14は、ロータ25の回転角位置を検出する回転センサ(レゾルバ)が設けられており、その回転センサが検出信号をモータジェネレータ用の電子制御装置(以下、モータECUと称する。)102に送信する。このモータECU102は、CPU、所定の制御プログラム等を予め記憶しているROM、そのCPUの演算結果を一時記憶するRAM、予め用意された情報等を記憶するバックアップRAM等で構成されている。
The motor generator 14 converts the supplied electric power into mechanical power (motor output torque) and outputs it from the
また、モータジェネレータ14は、出力軸22がクラッチ15を介して多段変速機13の入力軸36に連結可能であると共に、クラッチ15及び歯車対(動力伝達装置)26を介して多段変速機13の出力軸37に連結可能となっている。そして、モータジェネレータ14は、モータとして機能するときには、モータ出力トルクを多段変速機13の出力軸37に伝達する一方、ジェネレータとして機能するときには、多段変速機13の入力軸36または出力軸37からの機械的な動力が出力軸22に入力される。
The motor generator 14 has an
この歯車対26は、互いに噛み合い状態にある第1ギア26aと第2ギア26bとで構成される。第1ギア26aは、ロータ25と一体になって回転できるようにモータジェネレータ14の出力軸22に装着される。一方、第2ギア26bは、第1ギア26aよりも大径に成形され、多段変速機13の出力軸37と一体になって回転できるようにこの出力軸37に固定される。この場合、歯車対26は、ロータ25側から回転トルクが入力されることによって減速機構として機能する一方、多段変速機13の出力軸37側から回転トルクが入力されることによって増速機構として機能する。
The
モータジェネレータ14は、インバータ23を介してバッテリ(二次電池)27が接続されている。このバッテリ27からの直流電力は、インバータ23で交流電力に変換されてモータジェネレータ14に供給される。この交流電力が供給されたモータジェネレータ14は、モータとして作動して、出力軸22からモータ出力トルクを出力する。一方、このモータジェネレータ14をジェネレータとして作動させたときは、このモータジェネレータ14からの交流電力をインバータ23で直流電力に変換してバッテリ27に回収、または、電力の回生を行いながら駆動輪17に制動力(回生制動)を加えることができる。この場合、このモータジェネレータ14は、多段変速機13から出力された機械的な動力(出力トルク)が出力軸22を介してロータ25に入力され、この入力トルクを交流電力に変換する。このインバータ23の動作は、モータECU102によって制御される。
The motor generator 14 is connected to a battery (secondary battery) 27 via an
バッテリ27は、その充電状態(SOC:State of Charge)などを管理するバッテリ用の電子制御装置(以下、バッテリECUと称する。)103が接続されている。このバッテリECU103は、SOCセンサが検出したバッテリ27の充電状態に応じた信号として、充電状態量(SOC量)に関する信号をバッテリECU103に送信する。そのバッテリECU103は、この信号に基づいてバッテリ27の充電状態の判定を行い、充電及び放電の要否を判定する。
The
多段変速機13は、エンジン11の動力(エンジン出力トルク)やモータジェネレータ14の動力(モータ出力トルク)を駆動力とし、最終減速装置16を介して左右の駆動輪17に伝達するものである。
The
この手動式の多段変速機13は、前進4段、後退1段の変速段を有するものであって、前進用の変速段として第1速ギア段31、第2速ギア段32、第3速ギア段33、第4速ギア段34を有し、後退用の変速段として後退ギア段35を有している。前進用の変速段は、変速比が第1速ギア段31、第2速ギア段32、第3速ギア段33、第4速ギア段34の順に小さくなるよう構成されている。また、この多段変速機13は、エンジン11のエンジン出力トルクが伝達される入力軸36と、この入力軸36に対して間隔を空けて平行に配置された出力軸37を有している。なお、この多段変速機13は、その構成を簡易的に説明しており、各変速段の数や配置については、図1のものに限るものではない。
This manual
ここで、第1速ギア段31は、互いに噛み合い状態にある第1速ドライブギア31aと第1速ドリブンギア31bとで構成され、第1速ドライブギア31aは入力軸36上に配置され、第1速ドリブンギア31bは出力軸37上に配置される。第2速ギア段32は、互いに噛み合い状態にある第2速ドライブギア32aと第2速ドリブンギア32bとで構成され、第2速ドライブギア32aは入力軸36上に配置され、第2速ドリブンギア32bは出力軸37上に配置される。第3速ギア段33は、互いに噛み合い状態にある第3速ドライブギア33aと第3速ドリブンギア33bとで構成され、第3速ドライブギア33aは入力軸36上に配置され、第3速ドリブンギア33bは出力軸37上に配置される。第4速ギア段34は、互いに噛み合い状態にある第4速ドライブギア34aと第4速ドリブンギア34bとで構成され、第4速ドライブギア34aは入力軸36上に配置され、第4速ドリブンギア34bは出力軸37上に配置される。
Here, the first
後退ギア段35は、後退ドライブギア35aと後退ドリブンギア35bと後退中間ギア35cとで構成される。後退ドライブギア35aは入力軸36上に配置され、後退ドリブンギア35bは出力軸37上に配置され、後退中間ギア35cは、後退ドライブギア35a及び後退ドリブンギア35bと噛み合い状態にあり、回転軸38上に配置される。
The
なお、実際の多段変速機13の構成においては、各変速段のドライブギアのうちの何れかが、入力軸36と一体回転するように配設される一方、残りのドライブギアが入力軸36に対して相対回転するように配設される。また、各変速段のドリブンギアは、そのうちの何れかが出力軸37と一体回転するように配設される一方、残りが出力軸37に対して相対回転するように配設される。
In the actual configuration of the
また、入力軸36や出力軸37は、運転者による変速操作装置の変速操作により、軸線方向に移動するスリーブを有している。このスリーブは、変速操作装置を運転者が操作したときに軸線方向へ移動し、移動された方向に位置する相対回転可能なドライブギアやドリブンギアを入力軸36や出力軸37と一体回転させる。この手動式の多段変速機13は、スリーブが運転者の変速操作に対応した方向に移動し、変速操作に応じた変速段への切り替えやニュートラル位置への切り替えを行うことができる。
In addition, the
クラッチ12は、エンジン11と多段変速機13との間に介装され、このエンジン11の出力軸21と多段変速機13の入力軸36との間で、動力を伝達可能な接続状態と、動力の伝達を遮断可能な切断状態とに切替可能となっている。このクラッチ12は、乾式または湿式の単板クラッチ、多板クラッチであって、円板状の摩擦板を有し、この摩擦板の摩擦力によりエンジン11のエンジン出力トルクを出力軸21から多段変速機13の入力軸36に伝達することができる。クラッチ12は、運転者によるクラッチペダル(図示略)の踏込み操作により、その作動状態の切替動作(接続状態と切断状態の切替動作)を行うことができる。
The clutch 12 is interposed between the
一方、クラッチ15は、多段変速機13とモータジェネレータ14と歯車対26との間に介装され、多段変速機13とモータジェネレータ14との間、モータジェネレータ14と歯車対26との間で動力を伝達可能な接続状態と、動力の伝達を遮断可能な切断状態とに切替可能となっている。具体的に説明すると、クラッチ15は、モータジェネレータ14の出力軸22と多段変速機13の入力軸36との間で動力伝達を行う接続状態と、両者間の動力伝達を遮断する切断状態とに切り替えることができる。また、クラッチ15は、モータジェネレータ14の出力軸22と歯車対26の第1ギア26aとの間で動力伝達を行う接続状態と、両者間の動力伝達を遮断する切断状態とを切り替えることができる。
On the other hand, the clutch 15 is interposed between the
即ち、このクラッチ15は、ドグクラッチであって、モータジェネレータ14の出力軸22と多段変速機13の入力軸36とが同一軸線上に配置された状態で、入力軸36上を移動することで、出力軸22と入力軸36との接続及び切断を行うと共に、出力軸22と歯車対26の第1ギア26aとの接続及び切断を行うスリーブ41を有している。このスリーブ41は、円筒形状をなして出力軸22の外周部に嵌合し、出力軸22に対して、軸方向に相対移動可能であるが、周方向には相対回転不能となっている。そして、このスリーブ41は、一端部側に入力軸36側の外歯に噛み合い可能な内歯が設けられ、他端部側に第1ギア26aの内歯に噛み合い可能な外歯が設けられ、アクチュエータ42により作動可能となっている。この場合、各内歯及び外歯は、スプラインであってもよい。
That is, the clutch 15 is a dog clutch, and moves on the
従って、クラッチ15は、アクチュエータ42によりスリーブ41が作動することで、多段変速機13とモータジェネレータ14と歯車対26の接続及び切断状態を、第1切替状態、第2切替状態、第3切替状態に切替可能である。この第1切替状態とは、モータジェネレータ14の出力軸22がスリーブ41を介して多段変速機13の入力軸36に接続される一方で、この出力軸22が歯車対26の第1ギア26aと切り離されて多段変速機13の出力軸37に接続されない状態である。また、第2切替状態とは、モータジェネレータ14の出力軸22が多段変速機13の入力軸36と切り離されて接続されない一方で、この出力軸22がスリーブ41を介して歯車対26の第1ギア26aと一体となって多段変速機13の出力軸37に接続される状態である。また、第3切替状態とは、モータジェネレータ14の出力軸22が多段変速機13の入力軸36と切り離されて接続されないと共に、この出力軸22が歯車対26の第1ギア26aと切り離されて多段変速機13の出力軸37に接続されない状態である。
Therefore, the clutch 15 is configured so that the connection and disconnection state of the
この場合、アクチュエータ42は、モータジェネレータ14の出力軸22と多段変速機13の入力軸36の各回転速度、または、モータジェネレータ14の出力軸22と歯車対26の第1ギア26aの各回転速度を同期させた後に、外歯と内歯とを噛み合わせることによりそれぞれを接続するものである。
In this case, the
最終減速装置16は、多段変速機13の出力軸37から入力された入力トルクを減速して、左右の駆動軸17に分配するものである。この最終減速装置16は、出力軸37の端部に固定されたピニオンギア51と、このピニオンギア51に噛み合って回転トルクを減速させながら回転方向を直交方向へと変換するリングギア52と、このリングギア52を介して入力された回転トルクを左右の駆動輪17に分配する差動機構53とを有している。
The
更に、このハイブリッド車両は、車両全体の動作を統括的に制御する電子制御装置(以下、ハイブリッドECUと称する。)100が設けられている。このハイブリッドECU100は、CPU、所定の制御プログラム等を予め記憶しているROM、そのCPUの演算結果を一時記憶するRAM、予め用意された情報等を記憶するバックアップRAM等で構成されており、エンジンECU101、モータECU102、バッテリECU103との間で各種センサの検出信号や制御指令等の情報の授受ができる。
Further, this hybrid vehicle is provided with an electronic control unit (hereinafter referred to as a hybrid ECU) 100 that comprehensively controls the operation of the entire vehicle. The
このハイブリッドECU100は、運転者の駆動要求、バッテリ27の充電状態、車両走行状態などの情報に基づいて、エンジン運転モードとハイブリッド運転モードとモータ運転モードとの切り替えを行うことができる。
The
即ち、ハイブリッドECU100がエンジン運転モードを選択した場合、エンジン11のエンジン出力トルクのみで原則として運転者の駆動要求に応じた要求駆動力を発生させるように、エンジンECU101とモータECU102とバッテリECU103に制御指令を送る。エンジンECU101は、そのエンジン出力トルクを発生させるようにエンジン11の燃料噴射量等の制御を行う。一方、モータECU102及びバッテリECU103は、モータジェネレータ14をモータとしてもジェネレータとしても作動させないように、モータジェネレータ14とバッテリ27を制御する。また、このとき、ハイブリッドECU100は、クラッチ15を作動し、モータジェネレータ14の出力軸22と多段変速機13の入力軸36を切断し、この出力軸22と歯車対26の第1ギア26aとを切断する第3切替状態とする。
That is, when the
また、ハイブリッドECU100がハイブリッド運転モードを選択した場合、エンジン11のエンジン出力トルクとモータジェネレータ14のモータまたはジェネレータとしての出力で原則として運転者の駆動要求に応じた要求駆動力を発生させるように、エンジンECU101とモータECU102とバッテリECU103に制御指令を送る。エンジンECU101は、所定のエンジン出力トルクを発生させるようにエンジン11の燃料噴射量等の制御を行い、モータECU102は、所定のモータ出力トルクを発生させるようにインバータ23を制御してモータジェネレータ14への給電量を制御する。また、バッテリECU103は、バッテリ27の充電量と放電量を管理する。また、このとき、ハイブリッドECU100は、クラッチ15を作動し、モータジェネレータ14の出力軸22と多段変速機13の入力軸36とを切断し、この出力軸22と歯車対26の第1ギア26aとを接続する第2切替状態とする。
Further, when the
また、ハイブリッドECU100がモータ運転モードを選択した場合、モータジェネレータ14のモータ出力トルクのみで運転者の駆動要求に応じた要求駆動力を発生させるように、エンジンECU101とモータECU102とバッテリECU103とに制御指令を送る。モータECU102は、そのモータ出力トルクを発生させるようにインバータ23を制御してモータジェネレータ14への給電量を制御する。このとき、エンジンECU101は、燃費性能を向上させるべく、エンジン11の動作を停止させる制御指令が送られる。また、このとき、ハイブリッドECU100は、クラッチ15を第2切替状態とする。
Further, when the
なお、ハイブリッドECU100がモータ運転モードからハイブリッド運転モードに移行するとき、エンジン11を始動する必要がある。このとき、ハイブリッドECU100は、クラッチ15を作動し、モータジェネレータ14の出力軸22と多段変速機13の入力軸36を接続し、この出力軸22と歯車対26の第1ギア26aとを切断する第1切替状態とする。そして、ハイブリッドECU100は、運転者の駆動要求に応じた要求駆動力を確保した上で、エンジン11を始動するため、エンジンECU101とモータECU102とバッテリECU103に制御指令を送る。また、エンジン11の出力によりモータジェネレータ14をジェネレータとして機能させるとき、ハイブリッドECU100は、クラッチ15を第3切替状態とする。
When
このように構成された本実施形態の車両の制御装置にて、ハイブリッドECU100は、ハイブリッド車両のハイブリッド運転モードやモータ運転モードを選択しているとき、クラッチ15は、モータジェネレータ14の出力軸22と多段変速機13の入力軸36とが切断され、この出力軸22と歯車対26の第1ギア26aとが接続する第2切替状態となっている。
When the
このようなハイブリッド車両の運転モードにて、車両が高速走行状態にあるとき、多段変速機13や最終減速装置16などは、その回転数が高回転領域まで上昇する。すると、この多段変速機13に駆動連結しているモータジェネレータ14も回転数が高回転領域まで上昇する。このとき、モータジェネレータ14は過回転状態となり、負荷が大きくなってしまう。モータジェネレータ14は、一般に、図2に示すような特性を有している。即ち、モータジェネレータ14は、回転数の上昇に伴って出力トルクが減少するような等効率線をもって制御される。そのため、モータジェネレータ14が過回転状態となると、出力トルクが低下し、異常が発生するおそれがある。
In such an operation mode of the hybrid vehicle, when the vehicle is in a high-speed running state, the rotational speed of the
そこで、本実施形態では、モータジェネレータ14の異常を予測する異常予測部と、この異常予測部がモータジェネレータ14の異常を予測したときにクラッチ15によりモータジェネレータ14と多段変速機13との間の接続を遮断する切替制御部とを設けている。ここで、ハイブリッドECU100は、本発明の異常予測部及び切替制御部として機能し、モータジェネレータ14の異常、例えば、多段変速機13における出力軸37側の異常を予測したときには、クラッチ15により、モータジェネレータ14の出力軸22と歯車対26の第1ギア26aとを切り離すことで、モータジェネレータ14の出力軸22と多段変速機13の出力軸37との接続を遮断するようにしている。この場合、ハイブリッドECU100は、車速センサ61が検出した現在のハイブリッド車両の走行速度(車速)と、モータジェネレータ14が正常に動作可能な上限回転数に対応したハイブリッド車両の走行速度(車速)から予め設定された余裕分を減算した比較車速を比較し、現在の車速が比較車速を超えていれば異常が発生する可能性があると予測する。
Therefore, in the present embodiment, an abnormality prediction unit that predicts an abnormality of the motor generator 14, and when the abnormality prediction unit predicts an abnormality of the motor generator 14, the clutch 15 causes the motor generator 14 and the
この場合、ハイブリッドECU100は、クラッチ15により、多段変速機13とモータジェネレータ14と歯車対26との接続及び切断状態を、上述した第1切替状態、第2切替状態、第3切替状態に切替可能であり、多段変速機13における出力軸37側の異常を予測したときには、第2切替状態から第1切替状態または第3切替状態に切り替えるようにしている。
In this case, the
具体的に、ハイブリッド車両の走行状態を検出する走行状態検出部として、車速センサ61と車輪速センサ62を用いる。また、ドライバによる車両の運転状態を検出する運転状態検出部として、ブレーキペダルストロークセンサ63を用いる。そして、ハイブリッドECU100は、多段変速機13における出力軸37側の異常を予測したとき、クラッチ15により、車速、車輪速、ブレーキペダルストロークに基づいてモータジェネレータ14の出力軸22と多段変速機13の出力軸37との接続を遮断する。
Specifically, a
即ち、ハイブリッドECU100は、車速センサ61が検出した現在のハイブリッド車両の車速に基づいて、高速道路を走行中であるかを判定する。この場合、ハイブリッドECU100は、ナビゲーション装置を用いてハイブリッド車両が高速道路を走行中であるかを判定してもよい。また、ハイブリッドECU100は、車速センサ(加速度センサ)61が検出した現在のハイブリッド車両の車速(加速度から算出した実際の車速)と、車輪速センサ(加速度センサ)62が検出した車速(車輪加速度から算出した推定車速)とを比較して、車輪がスリップ状態であるかを判定する。また、ハイブリッドECU100は、ブレーキペダルストロークセンサ63が検出したブレーキペダルストロークに基づいて、ドライバがブレーキ操作を行っていないかを判定する。そして、ハイブリッドECU100は、多段変速機13における出力軸37側の異常を予測したとき、クラッチ15により、ハイブリッド車両が高速道路を走行中で、且つ、車輪がスリップ状態で、且つ、ブレーキが非操作状態であるとき、モータジェネレータ14の出力軸22と多段変速機13の入力軸36及び出力軸37との接続を遮断する第3切替状態とする。
That is, the
また、クラッチ15は、ハイブリッドECU100がアクチュエータ42の作動を制御することで、接続状態と切断状態とを切替可能であるが、ドライバがアクチュエータ42を作動して、クラッチ15を接続状態と切断状態との間で切替可能な切替スイッチ(切替操作装置)43が設けられている。また、クラッチ15の接続状態、切断状態を検出するクラッチセンサ44が設けられている。そのため、ドライバがこの切替スイッチ43を操作すると、ハイブリッドECU100は、その操作によりアクチュエータ42を作動してクラッチ15を接続状態と切断状態との間で切り替える。
The clutch 15 can be switched between a connected state and a disconnected state by the
但し、切替スイッチ43により、クラッチ15を作動してモータジェネレータ14の出力軸22と多段変速機13の出力軸37とを接続する操作があったとき、ハイブリッドECU100は、多段変速機13における出力軸37側の異常を予測していれば、モータジェネレータ14の出力軸22と多段変速機13の出力軸37との接続を禁止するようにしている。
However, when the
ここで、本実施形態の車両の制御装置における切替制御の処理を図3及び図4のフローチャートに基づいて詳細に説明する。 Here, the switching control process in the vehicle control apparatus of the present embodiment will be described in detail based on the flowcharts of FIGS. 3 and 4.
本実施形態の車両の制御装置における切替制御において、図3に示すように、ステップS11にて、ハイブリッドECU100は、車速センサ61が検出した現在のハイブリッド車両の車速Vが、モータジェネレータ14の上限回転数に対応したハイブリッド車両の走行速度(車速)V1から余裕分Vaを減算した第1比較車速(V1−Va)を超えているかどうかを判定する。ここで、車速Vが第1比較車速(V1−Va)を超えていないと判定されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。
In the switching control in the vehicle control apparatus of the present embodiment, as shown in FIG. 3, in step S <b> 11, the
一方、このステップS11にて、現在のハイブリッド車両の車速Vが第1比較車速(V1−Va)を超えていると判定されたら、ステップS12にて、ハイブリッドECU100は、モータジェネレータ14の出力軸22が歯車対26の第1ギア26aと接続することで、多段変速機13の出力軸37と接続する第2切替状態にあるかどうかを判定する。この場合、ハイブリッドECU100は、クラッチセンサ44の検出結果に基づいて、クラッチ15の接続、切断状態を判定する。
On the other hand, if it is determined in step S11 that the current vehicle speed V of the hybrid vehicle exceeds the first comparison vehicle speed (V1-Va), in step S12, the
このステップS12にて、モータジェネレータ14の出力軸22が多段変速機13の出力軸37と接続する第2切替状態にあると判定されたら、ステップS13にて、ドライバに対して、モータジェネレータ14の出力軸22の接続先を変更する指示を出す。この場合、ドライバの指示をインストルメントパネルのディスプレイに表示したり、スピーカから音声により出力したりする。
If it is determined in step S12 that the
ステップS14にて、ハイブリッドECU100は、車速センサ61が検出した現在のハイブリッド車両の車速Vが、モータジェネレータ14の上限回転数に対応したハイブリッド車両の車速V1から余裕分Vbを減算した第2比較車速(V1−Vb)を超えているかどうかを判定する。なお、余裕分Vaと余裕分Vbとの関係は、Va>Vbである。ここで、車速Vが第2比較車速(V1−Vb)を超えていないと判定されたら、ドライバが、ハイブリッド車両の速度を低下させたものと判定し、何もしないでこのルーチンを抜ける。
In step S14, the
一方、このステップS14にて、現在のハイブリッド車両の車速Vが第2比較車速(V1−Vb)を超えていると判定されたら、ステップS15にて、ハイブリッドECU100は、再び、モータジェネレータ14の出力軸22が多段変速機13の出力軸37と接続する第2切替状態にあるかどうかを判定する。
On the other hand, if it is determined in step S14 that the current vehicle speed V of the hybrid vehicle exceeds the second comparison vehicle speed (V1-Vb), the
このステップS15にて、モータジェネレータ14の出力軸22が多段変速機13の出力軸37と接続する第2切替状態にないと判定されたら、ドライバが、モータジェネレータ14の出力軸22の接続先を変更する操作、つまり、切替スイッチ43を操作したものと判定し、何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、ここで、モータジェネレータ14の出力軸22が多段変速機13の出力軸37と接続する第2切替状態にあると判定されたら、ステップS16にて、ハイブリッドECU100は、モータジェネレータ14の出力軸22の接続先を変更するための選択制御の処理を実行する。
If it is determined in step S15 that the
このモータジェネレータ14の出力軸22の接続先を変更するための選択制御において、図4に示すように、ステップS21にて、ハイブリッドECU100は、車速センサ61が検出した現在のハイブリッド車両の車速に基づいて、または、ナビゲーション装置を用いてハイブリッド車両が高速道路を走行中であるかを判定する。ここで、ハイブリッド車両が高速道路を走行中であると判定されたら、ステップS22にて、ハイブリッドECU100は、車速センサ61と車輪速センサ62の検出結果に基づいて、ハイブリッド車両の車輪がスリップ状態であるかを判定する。ここで、ハイブリッド車両の車輪がスリップ状態であると判定されたら、ステップS23にて、ハイブリッドECU100は、ブレーキペダルストロークセンサ63が検出したブレーキペダルストロークに基づいて、ドライバがブレーキ操作を行っていないかを判定する。
In the selection control for changing the connection destination of the
ここで、ドライバがブレーキ操作を行っていないと判定されたら、ステップS24にて、モータジェネレータ14の出力軸22の接続先をフリー、つまり、出力軸22と多段変速機13の入力軸36との接続を切断すると共に、出力軸22と歯車対26の第1ギア26aとの接続を切断する第3切替状態とする。一方、ステップS21にて、ハイブリッド車両が高速道路を走行中でないと判定されたり、ステップS22にて、ハイブリッド車両の車輪がスリップ状態でないと判定されたり、ステップS23にて、ドライバがブレーキ操作を行っていると判定されたら、ステップS25にて、モータジェネレータ14の出力軸22の接続先を入力軸36、つまり、出力軸22と多段変速機13の入力軸36とが接続する一方で、出力軸22と歯車対26の第1ギア26aとの接続が切断する第1切替状態とする。
If it is determined that the driver is not operating the brake, the connection destination of the
図3に戻り、ステップS16にて、ハイブリッドECU100は、モータジェネレータ14の出力軸22の接続先を決定すると、ステップS17にて、クラッチ15を駆動することで、第3切替状態または第1切替状態に切り替える。
Returning to FIG. 3, when the
また、ステップS12にて、モータジェネレータ14の出力軸22が多段変速機13の出力軸37と接続する第2切替状態にないと判定されたら、ステップS18にて、ドライバから、モータジェネレータ14の出力軸22の接続先を多段変速機13の出力軸37に設定する要求があるかどうかを判定する。つまり、切替スイッチ43により、クラッチ15を作動してモータジェネレータ14の出力軸22と多段変速機13の出力軸37とを接続する操作があったかどうかを判定する。ここで、切替スイッチ43の操作がないと判定されれば、何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、切替スイッチ43の操作があったと判定されたら、ステップS19にて、ハイブリッドECU100は、多段変速機13における出力軸37側の異常を予測していることから、モータジェネレータ14の出力軸22と多段変速機13の出力軸37との接続を禁止し、この接続禁止の動作をドライバに教示する。
If it is determined in step S12 that the
このように本実施形態の車両の制御装置にあっては、エンジン11にクラッチ12を介して多段変速機13を駆動連結すると共に、モータジェネレータ14にクラッチ15及び歯車対26を介して多段変速機13を駆動連結し、多段変速機13に最終減速装置16を介して駆動輪17を駆動連結し、ハイブリッドECU100は、モータジェネレータ14の異常、ここでは、出力軸37側の異常を予測したときに、クラッチ15により、モータジェネレータ14の出力軸22と多段変速機13の出力軸37との接続を遮断するようにしている。
Thus, in the vehicle control apparatus of the present embodiment, the
従って、多段変速機13の出力軸37側の異常が予測されるときに、クラッチ15を作動してモータジェネレータ14の出力軸22と歯車対26の第1ギア26aとの接続を解除することで、この出力軸22と多段変速機13の出力軸37との接続を遮断する。そのため、多段変速機13の出力軸37側の回転数が高回転領域まで上昇するとき、モータジェネレータ14との連結を解除することで、モータジェネレータ14が過回転状態となることが防止され、耐久性の向上を図ることができる。
Accordingly, when an abnormality on the
この場合、クラッチ15は、モータジェネレータ14の出力軸22が多段変速機13の入力軸36に接続されて出力軸37に接続されない第1切替状態と、モータジェネレータ14の出力軸22が多段変速機13の入力軸36と接続されないで出力軸37に接続される第2切替状態と、モータジェネレータ14の出力軸22が多段変速機13の入力軸36及び出力軸37に接続されない第3切替状態とに切替可能である。ハイブリッドECU100は、出力軸37側の異常を検出したときに、クラッチ15を第1切替状態または第3切替状態に切り替える。従って、クラッチ15の作動により、モータジェネレータ14の出力軸22と多段変速機13の入力軸36と出力軸37との接続状態を容易に変更することができ、構造の簡素化及び走行安全性を向上することができる。
In this case, the clutch 15 includes a first switching state in which the
また、本実施形態の車両の制御装置では、ハイブリッドECU100は、多段変速機13における出力軸37側の異常を予測したとき、クラッチ15により、車両の走行状態とドライバによる車両の運転状態に基づいてモータジェネレータ14の出力軸22の接続先を決定している。具体的には、ハイブリッド車両が高速道路を走行中で、且つ、車輪がスリップ状態で、且つ、ブレーキが非操作状態であるとき、モータジェネレータ14の出力軸22と多段変速機13の入力軸36及び出力軸37との接続を遮断する第3切替状態とする。従って、車両の走行状態や運転状態に応じて、モータジェネレータ14の出力軸22を多段変速機13の入力軸36及び出力軸37のいずれとも接続しない状態とし、その後、安全を確保した上で接続先を設定することで、出力軸22の適切な接続先を設定することができる。
Further, in the vehicle control apparatus of the present embodiment, when the
また、本実施形態の車両の制御装置では、ドライバが切替スイッチ43によりモータジェネレータ14の出力軸22と多段変速機13の出力軸37とを接続する操作があったとき、ハイブリッドECU100は、多段変速機13における出力軸37側の異常を予測していれば、モータジェネレータ14の出力軸22と多段変速機13の出力軸37との接続を禁止し、ドライバに教示する。従って、ドライバの操作にかかわらず、モータジェネレータ14の出力軸22の適切な接続先を設定することができ、また、このことをドライバに教示することで、モータジェネレータ14の保護を知らせることとなり、ドライバへ違和感を与えることを抑制することができる。
In the vehicle control apparatus of the present embodiment, when the driver performs an operation of connecting the
なお、上述した実施形態では、エンジン11にクラッチ12を介して多段変速機13を駆動連結すると共に、モータジェネレータ14にクラッチ15及び歯車対26を介して多段変速機13を駆動連結し、多段変速機13に最終減速装置16を介して駆動輪17を駆動連結したが、この構成に限定されるものではない。本発明における車両の制御装置は、内燃機関と電気モータとを設けると共に、両者の動力を駆動輪に伝達可能な動力伝達装置を設けた構成であればよい。
In the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態では、異常予測部として機能するハイブリッドECU100は、現在のハイブリッド車両の車速と、モータジェネレータ14が正常に動作可能な上限回転数に応じた比較車速を比較し、動力伝達装置における出力軸側の異常を予測したが、この方法に限定されるものではなく、モータジェネレータ14の異常を予測することができればよい。例えば、現在のモータジェネレータ14の回転数と、モータジェネレータ14が正常に動作可能な上限回転数とを比較して予測してもよい。
In the above-described embodiment, the
以上のように、本発明に係る車両の制御装置は、動力伝達装置における出力軸側の異常を予測したときに電気モータと出力軸との接続を遮断することで、電気モータの過回転を抑制して耐久性の向上を図るものであり、いずれの車両を制御する装置にも有用である。 As described above, the vehicle control device according to the present invention suppresses over-rotation of the electric motor by cutting off the connection between the electric motor and the output shaft when an abnormality on the output shaft side in the power transmission device is predicted. Therefore, durability is improved, and it is useful for an apparatus for controlling any vehicle.
11 エンジン(内燃機関)
12 クラッチ
13 多段変速機(動力伝達装置)
14 モータジェネレータ(電気モータ)
15 クラッチ(動力伝達切替装置)
16 最終減速装置(動力伝達装置)
17 駆動輪
26 歯車対(動力伝達装置)
41 スリーブ
42 アクチュエータ
43 切替スイッチ(切替操作装置)
44 クラッチセンサ
61 車速センサ(走行状態検出部)
62 車輪速センサ(走行状態検出部)
63 ブレーキペダルストロークセンサ(運転状態検出部)
100 ハイブリッドECU(異常予測部、切替制御部)
101 エンジンECU
102 モータECU
103 バッテリECU
11 Engine (Internal combustion engine)
12
14 Motor generator (electric motor)
15 Clutch (Power transmission switching device)
16 Final reduction gear (power transmission device)
17
41
44
62 Wheel speed sensor (running state detector)
63 Brake pedal stroke sensor (driving condition detector)
100 hybrid ECU (abnormality prediction unit, switching control unit)
101 engine ECU
102 motor ECU
103 battery ECU
Claims (5)
電気モータと、
前記内燃機関と前記電気モータと駆動輪との間で動力の伝達が可能な動力伝達装置と、
前記電気モータと前記動力伝達装置との接続を遮断可能な動力伝達切替装置と、
を備える車両に用いられる制御装置であって、
該制御装置は、
前記電気モータの異常を予測する異常予測部と、
該異常予測部が前記電気モータの異常を予測したときに前記動力伝達切替装置により前記電気モータと前記動力伝達装置との間の接続を遮断する切替制御部と、
を備えることを特徴とする車両の制御装置。 An internal combustion engine;
An electric motor;
A power transmission device capable of transmitting power between the internal combustion engine, the electric motor, and drive wheels;
A power transmission switching device capable of cutting off the connection between the electric motor and the power transmission device;
A control device used for a vehicle comprising:
The control device
An abnormality prediction unit for predicting an abnormality of the electric motor;
A switching control unit that disconnects the connection between the electric motor and the power transmission device by the power transmission switching device when the abnormality prediction unit predicts an abnormality of the electric motor;
A vehicle control apparatus comprising:
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