JP2013154748A - Control device of hybrid power source - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent reverse rotation of an engine when a failure occurs in a one-way clutch.SOLUTION: A hybrid power source includes an engine 6 and a rotary electric machine 7a. The engine 6 supplies a driving force to an output shaft 4. The rotary electric machine 7a supplies a driving force to the output shaft 4. Between the engine 6 and a motive force dividing mechanism 8, a one-way clutch 9 is disposed to transmit forward rotation of the engine 6 while cutting off reverse rotation of the engine 6. A control device 11 determines the rotational direction of rotation transmitted from the motive force dividing mechanism 8 to the engine 6 based on the revolution speed of the rotary electric machine 7a and the operating characteristics of the motive force dividing mechanism 8. The control device 11 starts and runs the engine 6 when the rotational direction is a reverse direction. Thus, the reverse rotation of the engine 6 is prevented to protect the engine 6. Thus, the reverse rotation of the engine 6 is prevented even when the one-way clutch 9 fails.

Description

本発明は、車両、船舶等の動力源として電動機とエンジンとを備えるハイブリッド動力源の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a hybrid power source including an electric motor and an engine as power sources for vehicles, ships and the like.

特許文献1および特許文献2は、車両の走行用動力源として電動機と内燃機関(以下、エンジンと呼ぶ)とを備えるハイブリッド車両を開示する。これらのハイブリッド車両は、エンジンの出力と、電動機の出力との組合せによって走行可能に構成されている。さらに、エンジンと電動機との間に、動力分割機構と呼ばれる装置を設けている。動力分割機構は、エンジンの出力を電動機と駆動輪とに分配する。動力分割機構は、例えば遊星歯車機構のような差動機構によって提供することができる。   Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a hybrid vehicle including an electric motor and an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) as a driving power source for the vehicle. These hybrid vehicles are configured to be able to travel by a combination of the output of the engine and the output of the electric motor. Furthermore, a device called a power split mechanism is provided between the engine and the electric motor. The power split mechanism distributes the engine output to the electric motor and the drive wheels. The power split mechanism can be provided by a differential mechanism such as a planetary gear mechanism.

さらに、特許文献2は、エンジンに逆方向のトルクが印加されることを回避するために、ワンウェイクラッチを設けることを提案している。   Further, Patent Document 2 proposes to provide a one-way clutch in order to avoid applying reverse torque to the engine.

特開2008−273381号公報JP 2008-273381 A 特開2007−153114号公報JP 2007-153114 A

従来技術の構成では、ワンウェイクラッチが故障すると、動力分割機構からエンジンへ逆方向のトルクが伝達されるおそれがある。   In the configuration of the prior art, when the one-way clutch fails, there is a possibility that reverse torque is transmitted from the power split mechanism to the engine.

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワンウェイクラッチが故障した場合であっても、エンジンの逆回転を回避することができるハイブリッド動力源の制御装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a control device for a hybrid power source capable of avoiding reverse rotation of the engine even when the one-way clutch fails. It is.

本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。   The present invention employs the following technical means to achieve the above object.

請求項1に記載の発明は、出力軸(4)に駆動力を供給するエンジン(6)と、出力軸(4)に駆動力を供給する回転電機(7a)と、エンジンと回転電機と出力軸とを差動的に連結する動力分割機構(8)と、エンジンと動力分割機構との間に設けられ、エンジンの正方向の回転を伝達し、エンジンの逆方向の回転を遮断するワンウェイクラッチ(9)と、回転電機の回転数と動力分割機構の作動特性とに基づいて、動力分割機構からエンジンに伝達される回転の回転方向を判定する回転判定部(11a、153−155)と、回転方向が逆方向であるとき、エンジンの逆回転を回避することによりエンジンを保護する保護制御を実行する保護部(11b、156)とを備えることを特徴とする。   The invention described in claim 1 includes an engine (6) that supplies driving force to the output shaft (4), a rotating electrical machine (7a) that supplies driving force to the output shaft (4), an engine, the rotating electrical machine, and an output. A power split mechanism (8) that differentially connects the shaft and a one-way clutch that is provided between the engine and the power split mechanism and transmits the rotation in the forward direction of the engine and blocks the rotation in the reverse direction of the engine (9) and a rotation determination unit (11a, 153-155) for determining the rotation direction of the rotation transmitted from the power split mechanism to the engine based on the rotational speed of the rotating electrical machine and the operating characteristics of the power split mechanism; And a protection unit (11b, 156) that executes protection control for protecting the engine by avoiding reverse rotation of the engine when the rotation direction is the reverse direction.

この構成によると、動力分割機構からエンジンに伝達される回転が、エンジンの逆回転であるときに、保護部によってエンジンの保護が図られる。よって、エンジンが逆回転する可能性があるときに、エンジンの逆回転が回避される。この結果、ワンウェイクラッチが故障しているときであっても、エンジンの逆回転が回避される。   According to this configuration, when the rotation transmitted from the power split mechanism to the engine is the reverse rotation of the engine, the protection unit protects the engine. Therefore, reverse rotation of the engine is avoided when there is a possibility of reverse rotation of the engine. As a result, reverse rotation of the engine is avoided even when the one-way clutch is out of order.

なお、特許請求の範囲および上記手段の項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。   Note that the reference numerals in parentheses described in the claims and the above-described means indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later as one aspect, and are technical terms of the present invention. It does not limit the range.

本発明を適用した第1実施形態に係るハイブリッド車両を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a hybrid vehicle according to a first embodiment to which the present invention is applied. 第1実施形態の動力分割機構の作動特性を示す共線図である。It is an alignment chart which shows the operating characteristic of the power split mechanism of 1st Embodiment. 第1実施形態の動力分割機構の作動特性を示す共線図である。It is an alignment chart which shows the operating characteristic of the power split mechanism of 1st Embodiment. 第1実施形態の動力分割機構の作動特性を示す共線図である。It is an alignment chart which shows the operating characteristic of the power split mechanism of 1st Embodiment. 第1実施形態の制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態の制御装置の作動を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the action | operation of the control apparatus of 1st Embodiment.

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。   A plurality of modes for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. When only a part of the configuration is described in each mode, the other modes described above can be applied to the other parts of the configuration. Not only combinations of parts that clearly show that combinations are possible in each embodiment, but also combinations of the embodiments even if they are not explicitly stated unless there is a problem with the combination. Is also possible.

(第1実施形態)
図1において、ハイブリッド動力源1は、道路走行用の車両の動力源である。車両は、駆動輪(DWH)2、3に伝達される駆動力によって走行する。ハイブリッド動力源1は、出力軸4を備える。駆動輪2、3と出力軸4との間には、終段減速機でもあるディファレンシャルギヤ(DFG)5が設けられている。
(First embodiment)
In FIG. 1, a hybrid power source 1 is a power source for a vehicle for road driving. The vehicle travels by the driving force transmitted to the drive wheels (DWH) 2 and 3. The hybrid power source 1 includes an output shaft 4. Between the drive wheels 2 and 3 and the output shaft 4, a differential gear (DFG) 5 that is also a final stage reduction gear is provided.

ハイブリッド動力源1は、エンジン(ENG)6を備える。エンジン6は、レシプロ型の内燃機関である。エンジン6は、燃料を燃焼することによって正方向に回転する。エンジン6は、出力軸4に駆動力を供給する。エンジン6は、逆方向へ回転に対して高い耐久性を備えていない。例えば、エンジン6が逆回転すると、気筒は、排気系統から吸気系統に向けて空気を逆流させる。エンジン6の吸気系統は、過剰な圧力上昇に耐えるように構成されていない。よって、エンジン6が逆回転すると、何らかの不具合を生じるおそれがある。また、エンジン6の他の構成部品も、正回転において所期の機能を果たすように構成されている。よって、エンジン6が逆回転すると、何らかの不具合を生じるおそれがある。この実施形態では、後述するワンウェイクラッチ9と、制御とによってエンジン6の逆回転が回避される。   The hybrid power source 1 includes an engine (ENG) 6. The engine 6 is a reciprocating internal combustion engine. The engine 6 rotates in the forward direction by burning fuel. The engine 6 supplies driving force to the output shaft 4. The engine 6 does not have high durability against rotation in the reverse direction. For example, when the engine 6 rotates reversely, the cylinder causes air to flow backward from the exhaust system toward the intake system. The intake system of the engine 6 is not configured to withstand an excessive pressure increase. Therefore, when the engine 6 rotates in the reverse direction, there is a possibility that some trouble occurs. Further, other components of the engine 6 are also configured to perform their intended functions in the forward rotation. Therefore, when the engine 6 rotates in the reverse direction, there is a possibility that some trouble occurs. In this embodiment, reverse rotation of the engine 6 is avoided by the one-way clutch 9 and control described later.

ハイブリッド動力源1は、出力軸4に駆動力を供給する回転電機(MG1)7aを備える。回転電機7aは、電動機、または発電機として選択的に作動することができる電動発電機である。回転電機7aは、第1電機を提供する。   The hybrid power source 1 includes a rotating electrical machine (MG1) 7a that supplies driving force to the output shaft 4. The rotating electrical machine 7a is a motor generator that can selectively operate as an electric motor or a generator. The rotating electric machine 7a provides a first electric machine.

回転電機7aは、電動機として機能するとき、出力軸4に駆動力を供給する。回転電機7aは、発電機として機能するとき、エンジン6から供給される動力によって回転駆動され、発電することができる。また、回転電機7aは、発電機として機能するとき、出力軸4によって回転駆動され、発電することができる。回転電機7aが出力軸4から駆動されるとき、回転電機7aは回生発電することができる。   The rotating electrical machine 7a supplies a driving force to the output shaft 4 when functioning as an electric motor. When the rotary electric machine 7a functions as a generator, it can be driven to rotate by the power supplied from the engine 6 to generate electric power. Moreover, when the rotary electric machine 7a functions as a generator, it can be rotated by the output shaft 4 to generate electric power. When the rotating electrical machine 7a is driven from the output shaft 4, the rotating electrical machine 7a can generate regenerative power.

ハイブリッド動力源1は、回転電機(MG2)7bを備える。回転電機7bは、出力軸4に連結され、出力軸4に駆動力を供給する。回転電機7bは、電動機、または発電機として選択的に作動することができる電動発電機である。回転電機7bは、第2電機を提供する。   The hybrid power source 1 includes a rotating electrical machine (MG2) 7b. The rotating electrical machine 7 b is connected to the output shaft 4 and supplies driving force to the output shaft 4. The rotating electrical machine 7b is a motor generator that can selectively operate as a motor or a generator. The rotating electric machine 7b provides a second electric machine.

回転電機7bは、電動機として機能するとき、出力軸4に駆動力を供給する。回転電機7bは、発電機として機能するとき、エンジン6から供給される動力によって回転駆動され、発電することができる。また、回転電機7bは、発電機として機能するとき、出力軸4によって回転駆動され、発電することができる。回転電機7bが出力軸4から駆動されるとき、回転電機7bは回生発電することができる。   The rotary electric machine 7b supplies a driving force to the output shaft 4 when functioning as an electric motor. When the rotating electrical machine 7b functions as a generator, it can be driven to rotate by power supplied from the engine 6 to generate electric power. In addition, when the rotating electrical machine 7b functions as a generator, it can be rotated by the output shaft 4 to generate power. When the rotating electrical machine 7b is driven from the output shaft 4, the rotating electrical machine 7b can generate regenerative power.

ハイブリッド動力源1は、エンジン6と回転電機7bと出力軸4とを差動的に連結する動力分割機構(PSD)8を備える。動力分割機構8は、エンジン6の出力を、回転電機7aと出力軸4とに分割して供給することができる。   The hybrid power source 1 includes a power split mechanism (PSD) 8 that differentially connects the engine 6, the rotating electrical machine 7 b, and the output shaft 4. The power split mechanism 8 can split and supply the output of the engine 6 to the rotating electrical machine 7 a and the output shaft 4.

動力分割機構8は、エンジン6と回転電機7bと出力軸4との相互間の正方向の回転伝達を可能とする。例えば、動力分割機構8は、エンジン6から回転電機7aへの回転伝達、すなわちトルク供給を可能とする。また、動力分割機構8は、エンジン6から出力軸4への回転伝達、すなわちトルク供給を可能とする。さらに、動力分割機構8は、回転電機7aから出力軸4への回転伝達、すなわちトルク出力を可能とする。   The power split mechanism 8 enables forward rotation transmission among the engine 6, the rotating electrical machine 7 b, and the output shaft 4. For example, the power split mechanism 8 enables rotation transmission from the engine 6 to the rotating electrical machine 7a, that is, torque supply. Further, the power split mechanism 8 enables rotation transmission from the engine 6 to the output shaft 4, that is, torque supply. Further, the power split mechanism 8 enables rotation transmission from the rotating electrical machine 7a to the output shaft 4, that is, torque output.

また、動力分割機構8は、エンジン6と回転電機7bと出力軸4との相互間の逆方向の回転伝達を可能とする。例えば、動力分割機構8は、回転電機7aからエンジン6への回転伝達、すなわちトルク供給を可能とする。また、動力分割機構8は、出力軸4からエンジン6への回転伝達、すなわちトルク供給を可能とする。さらに、動力分割機構8は、出力軸4から回転電機7aへの回転伝達、すなわちトルク出力を可能とする。   Further, the power split mechanism 8 enables reverse rotation transmission among the engine 6, the rotating electrical machine 7b, and the output shaft 4. For example, the power split mechanism 8 enables rotation transmission from the rotating electrical machine 7a to the engine 6, that is, torque supply. Further, the power split mechanism 8 enables rotation transmission from the output shaft 4 to the engine 6, that is, torque supply. Further, the power split mechanism 8 enables rotation transmission from the output shaft 4 to the rotating electrical machine 7a, that is, torque output.

動力分割機構8は差動歯車機構8によって提供される。より具体的には、動力分割機構8は、遊星歯車機構8によって提供される。遊星歯車機構8は、サンギヤ8a、リングギヤ8b、およびプラネタリキャリヤ8cを備える。サンギヤ8aは、回転電機7aに連結されている。リングギヤ8bは、出力軸4に連結されている。プラネタリキャリヤ8cは、後述するワンウェイクラッチ9を介してエンジン6に連結されている。プラネタリキャリヤ8cは、サンギヤ8aとリングギヤ8bとに噛合うプラネタリギヤを支持している。   The power split mechanism 8 is provided by the differential gear mechanism 8. More specifically, the power split mechanism 8 is provided by the planetary gear mechanism 8. The planetary gear mechanism 8 includes a sun gear 8a, a ring gear 8b, and a planetary carrier 8c. The sun gear 8a is connected to the rotating electrical machine 7a. The ring gear 8 b is connected to the output shaft 4. The planetary carrier 8c is connected to the engine 6 via a one-way clutch 9 described later. The planetary carrier 8c supports a planetary gear that meshes with the sun gear 8a and the ring gear 8b.

ハイブリッド動力源1は、エンジン6と動力分割機構8との間に設けられたワンウェイクラッチ9を備える。ワンウェイクラッチ9は、エンジン6の正回転の方向のトルクを伝達し、エンジン6の逆回転の方向のトルクを遮断する。エンジン6の正方向の回転数NEがプラネタリキャリヤ8cの正方向の回転数NPより速い時には、ワンウェイクラッチ9はエンジン6から動力分割機構8へトルクを伝達する。また、プラネタリキャリヤ8cの正方向の回転数NPがエンジン6の正方向の回転数NEより速い時には、ワンウェイクラッチ9は動力分割機構8からエンジン6へトルクを伝達する。   The hybrid power source 1 includes a one-way clutch 9 provided between the engine 6 and the power split mechanism 8. The one-way clutch 9 transmits torque in the forward rotation direction of the engine 6 and blocks torque in the reverse rotation direction of the engine 6. When the rotational speed NE in the forward direction of the engine 6 is faster than the rotational speed NP in the forward direction of the planetary carrier 8c, the one-way clutch 9 transmits torque from the engine 6 to the power split mechanism 8. When the rotational speed NP in the positive direction of the planetary carrier 8 c is faster than the rotational speed NE in the positive direction of the engine 6, the one-way clutch 9 transmits torque from the power split mechanism 8 to the engine 6.

プラネタリキャリヤ8cが逆方向へ回転する時には、ワンウェイクラッチ9はエンジン6と動力分割機構8との間の動力伝達を双方向に関して遮断する。このため、プラネタリキャリヤ8cが逆方向へ回転するとき、ワンウェイクラッチ9は、エンジン6の逆回転を阻止する。言い換えると、プラネタリキャリヤ8cが逆方向へ回転するとき、ワンウェイクラッチ9は、プラネタリキャリヤ8cの自由な回転を許容する。   When the planetary carrier 8c rotates in the reverse direction, the one-way clutch 9 blocks power transmission between the engine 6 and the power split mechanism 8 in both directions. For this reason, when the planetary carrier 8c rotates in the reverse direction, the one-way clutch 9 prevents the engine 6 from rotating in the reverse direction. In other words, when the planetary carrier 8c rotates in the reverse direction, the one-way clutch 9 allows free rotation of the planetary carrier 8c.

図2、図3、図4は、ハイブリッド動力源1によって提供される複数の動作モードの一部MD1、MD2、MD3を図示している。これらのモードでは、例えば、車両が前進しており、出力軸4は正方向に回転している。図中において、サンギヤ8aの回転数は軸SNG上にプロットされている。リングギヤ8bの回転数は軸RNG上にプロットされている。軸PLN上には、プラネタリキャリヤ8cの回転数NPと、エンジン6の回転数NEとがプロットされている。   2, 3 and 4 illustrate some MD1, MD2, MD3 of a plurality of operating modes provided by the hybrid power source 1. FIG. In these modes, for example, the vehicle is moving forward, and the output shaft 4 is rotating in the positive direction. In the figure, the rotation speed of the sun gear 8a is plotted on the axis SNG. The rotation speed of the ring gear 8b is plotted on the axis RNG. On the axis PLN, the rotational speed NP of the planetary carrier 8c and the rotational speed NE of the engine 6 are plotted.

図2において、回転電機7aが正方向に回転し、エンジン6が正方向に回転しているとき、ワンウェイクラッチ9は連結状態にある。よって、回転数NEと回転数NPとは等しい。   In FIG. 2, when the rotating electrical machine 7a rotates in the forward direction and the engine 6 rotates in the forward direction, the one-way clutch 9 is in a connected state. Therefore, the rotational speed NE and the rotational speed NP are equal.

図3において、回転電機7aが逆方向に回転すると、ワンウェイクラッチ9は遮断状態になる。このため、回転数NEは、ゼロ(0)または正方向の回転数となる。しかし、プラネタリキャリヤ8cの回転数NPは、逆方向の回転数となることがある。ワンウェイクラッチ9が正常である場合、プラネタリキャリヤ8cは、エンジン6の回転数NEに依存することなく自由に回転できる。このため、エンジン6の回転数が逆方向になることが回避される。   In FIG. 3, when the rotating electrical machine 7a rotates in the reverse direction, the one-way clutch 9 enters a disconnected state. For this reason, the rotational speed NE is zero (0) or the rotational speed in the positive direction. However, the rotational speed NP of the planetary carrier 8c may be the reverse rotational speed. When the one-way clutch 9 is normal, the planetary carrier 8c can freely rotate without depending on the rotational speed NE of the engine 6. For this reason, it is avoided that the rotation speed of the engine 6 becomes a reverse direction.

図4において、回転電機7aが逆方向に回転し、しかもワンウェイクラッチ9が故障によって連結状態であると、回転数NEと回転数NPとが等しくなる。このとき、プラネタリキャリヤ7cの回転方向が逆方向になると、エンジン6が逆回転するおそれがある。   In FIG. 4, when the rotating electrical machine 7a rotates in the reverse direction and the one-way clutch 9 is in a connected state due to a failure, the rotational speed NE and the rotational speed NP become equal. At this time, if the rotation direction of the planetary carrier 7c is reversed, the engine 6 may rotate in the reverse direction.

図1に戻り、ハイブリッド動力源1は、制御装置(CNTL)11を備える。制御装置11は、ハイブリッド動力源1の作動状態を観測する複数のセンサを備える。制御装置11は、複数のセンサから供給される信号に応答してハイブリッド動力源1の複数の機器を制御することにより、ハイブリッド動力源1を望ましい作動状態に制御する。   Returning to FIG. 1, the hybrid power source 1 includes a control device (CNTL) 11. The control device 11 includes a plurality of sensors that observe the operating state of the hybrid power source 1. The control device 11 controls the hybrid power source 1 to a desired operating state by controlling a plurality of devices of the hybrid power source 1 in response to signals supplied from a plurality of sensors.

制御装置11は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納している。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクによって提供されうる。プログラムは、制御装置11によって実行されることによって、制御装置11をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される制御方法を実行するように制御装置11を機能させる。制御装置11が提供する手段は、所定の機能を達成する機能的ブロック、またはモジュールとも呼ぶことができる。   The control device 11 is provided by a microcomputer provided with a computer-readable storage medium. The storage medium stores a computer-readable program non-temporarily. The storage medium can be provided by a semiconductor memory or a magnetic disk. The program is executed by the control device 11 to cause the control device 11 to function as a device described in this specification, and to cause the control device 11 to function so as to execute the control method described in this specification. The means provided by the control device 11 can also be called a functional block or module that achieves a predetermined function.

制御装置11は、エンジン6を制御するためのエンジン制御装置(EG−ECU)12を備える。制御装置11は、回転電機7a、7bを制御するための電機制御装置(MG−ECU)13を備える。さらに、制御装置11は、ハイブリッド制御装置(HV−ECU)14を備える。ハイブリッド制御装置14は、車両の挙動を望ましい状態に調節するように、エンジン制御装置11と電機制御装置13とを総合的に制御する。   The control device 11 includes an engine control device (EG-ECU) 12 for controlling the engine 6. The control device 11 includes an electric machine control device (MG-ECU) 13 for controlling the rotary electric machines 7a and 7b. Further, the control device 11 includes a hybrid control device (HV-ECU) 14. The hybrid control device 14 comprehensively controls the engine control device 11 and the electric machine control device 13 so as to adjust the behavior of the vehicle to a desired state.

図5において、制御装置11は、エンジン6の逆回転を回避するための制御部を提供する。制御部は、エンジン6が逆回転する可能性があるときに、エンジン6の逆回転を回避するための対策処置を実行するように構成することができる。制御部は、ワンウェイクラッチ9の異常を判定するように構成することができる。制御部は、ワンウェイクラッチ9の連結状態で故障している場合に、エンジン6の逆回転を回避するための対策処置を実行するように構成することができる。   In FIG. 5, the control device 11 provides a control unit for avoiding reverse rotation of the engine 6. The control unit can be configured to execute countermeasures for avoiding reverse rotation of the engine 6 when there is a possibility that the engine 6 rotates in reverse. The control unit can be configured to determine abnormality of the one-way clutch 9. The control unit can be configured to execute countermeasures for avoiding reverse rotation of the engine 6 when the one-way clutch 9 is malfunctioning.

この実施形態では、制御部は、複数の要素11a−11fによって提供される。制御装置11は、回転電機7aの回転数NM1と動力分割機構8の作動特性とに基づいて、動力分割機構8からエンジン6に伝達される回転の回転方向を判定する回転判定部(RTDM)11aを備える。また、制御装置11は、回転判定部11aによって判定された回転方向が逆回転であるとき、エンジン6を保護する保護制御を実行する保護部(EGPM)11bを備える。回転判定部11aは、動力分割機構8からエンジン6に伝達される回転が、エンジン6の逆回転であることを判定する手段でもある。よって、エンジン6が逆回転する可能性があるときに、保護部11bによってエンジン6の保護が図られる。この結果、ワンウェイクラッチ9が故障しているときであっても、エンジン6の逆回転が回避される。   In this embodiment, the control unit is provided by a plurality of elements 11a-11f. The control device 11 determines a rotational direction of rotation transmitted from the power split mechanism 8 to the engine 6 based on the rotational speed NM1 of the rotating electrical machine 7a and the operating characteristics of the power split mechanism 8, and a rotation determination unit (RTDM) 11a. Is provided. Further, the control device 11 includes a protection unit (EGPM) 11b that executes protection control for protecting the engine 6 when the rotation direction determined by the rotation determination unit 11a is reverse rotation. The rotation determination unit 11 a is also means for determining that the rotation transmitted from the power split mechanism 8 to the engine 6 is the reverse rotation of the engine 6. Therefore, when there is a possibility that the engine 6 rotates in reverse, the protection unit 11b protects the engine 6. As a result, the reverse rotation of the engine 6 is avoided even when the one-way clutch 9 is out of order.

制御装置11は、さらに、エンジン6が停止していることを判定する停止判定部(ERDM)11cを提供する。回転判定部11aは、停止判定部11cによってエンジン6の停止が判定されているときに、回転方向を判定する。エンジン6が自ら回転していないとき、エンジン6は動力分割機構8から伝達されるトルクによって逆回転する可能性がある。停止判定部11cを備えることにより、逆回転の可能性を正確に判定することができる。   The control device 11 further provides a stop determination unit (ERDM) 11c that determines that the engine 6 is stopped. The rotation determination unit 11a determines the rotation direction when the stop determination unit 11c determines that the engine 6 is stopped. When the engine 6 is not rotating by itself, the engine 6 may rotate in reverse by the torque transmitted from the power split mechanism 8. By providing the stop determination unit 11c, the possibility of reverse rotation can be accurately determined.

さらに、制御装置11は、回転電機7aが動力分割機構8へトルクを出力しているか否かを判定するトルク判定部(MTDM)11dを提供する。回転判定部11aは、トルク判定部11dによって回転電機7aから動力分割機構8へのトルク出力が判定されているときに、回転方向を判定する。回転電機7a、すなわち第1電機7aがトルクを出力しているときに、エンジン6は逆回転するおそれがある。トルク判定部11dを備えることにより、逆回転の可能性を正確に判定することができる。   Furthermore, the control device 11 provides a torque determination unit (MTDM) 11 d that determines whether or not the rotating electrical machine 7 a outputs torque to the power split mechanism 8. The rotation determination unit 11a determines the rotation direction when torque output from the rotating electrical machine 7a to the power split mechanism 8 is determined by the torque determination unit 11d. When the rotating electrical machine 7a, that is, the first electrical machine 7a outputs torque, the engine 6 may rotate in the reverse direction. By including the torque determination unit 11d, the possibility of reverse rotation can be accurately determined.

保護部11bは、エンジン6を始動し運転するためのエンジン運転部(ATSM)11eを備えることができる。エンジン6が始動され、運転されることによって、エンジン6の逆回転が回避される。   The protection unit 11b can include an engine operation unit (ATSM) 11e for starting and operating the engine 6. When the engine 6 is started and operated, reverse rotation of the engine 6 is avoided.

保護部11bは、エンジン6に伝達される回転が正方向となるように回転電機7aを制御する電機制御部(MGCM)11fを備えることができる。エンジン6の逆回転を回避するように回転電機7aが制御される。このため、エンジンが保護される。   The protection unit 11b can include an electric machine control unit (MGCM) 11f that controls the rotary electric machine 7a so that the rotation transmitted to the engine 6 is in the positive direction. The rotating electrical machine 7a is controlled so as to avoid reverse rotation of the engine 6. For this reason, the engine is protected.

図5に図示された複数のブロックは、ソフトウェアによって提供することができる。図6において、エンジン6の逆回転を回避するための制御処理150は、所定のサイクルで繰り返して実行される。   The plurality of blocks illustrated in FIG. 5 can be provided by software. In FIG. 6, the control process 150 for avoiding reverse rotation of the engine 6 is repeatedly executed in a predetermined cycle.

制御装置11は、ステップ151において、エンジン6が停止しているか否かを判定する。エンジン6が運転されているとき、エンジン6は自らが発生するトルクによって正回転を維持する。よって、エンジン6が停止していないとき、NOに分岐し、処理を終了する。ステップ151の処理は、停止判定部11cを提供する。   In step 151, the control device 11 determines whether or not the engine 6 is stopped. When the engine 6 is in operation, the engine 6 maintains normal rotation by the torque generated by itself. Therefore, when the engine 6 is not stopped, the process branches to NO and the process is terminated. The process of step 151 provides the stop determination unit 11c.

制御装置11は、ステップ152において、第1電機7a(MG1)はトルクを発生しているか否かを判定する。ステップ152の判定は、ハイブリッド動力源1の動作モードが、MD2またはMD3になる可能性があるか否かの判定でもある。ステップ152の判定は、第1電機7aが逆方向のトルクを発生しているか否かの判定によって提供することができる。前述のとおり、第1電機7aが逆方向のトルクを発生しながら回転しているとき、すなわち逆方向に回転しているときに、エンジン6が逆方向に駆動される可能性があるからである。第1電機7aがトルクを発生していない場合、エンジン6が逆回転する可能性はないから、処理を終了する。第1電機7aがトルクを発生している場合、ステップ153へ進む。ステップ152の処理は、トルク判定部11dを提供する。   In step 152, the control device 11 determines whether or not the first electric machine 7a (MG1) is generating torque. The determination in step 152 is also a determination as to whether or not the operation mode of the hybrid power source 1 may be MD2 or MD3. The determination in step 152 can be provided by determining whether or not the first electric machine 7a is generating reverse torque. As described above, the engine 6 may be driven in the reverse direction when the first electric machine 7a is rotating while generating the torque in the reverse direction, that is, when rotating in the reverse direction. . If the first electric machine 7a does not generate torque, there is no possibility that the engine 6 rotates in the reverse direction, and the process is terminated. When the first electric machine 7a generates torque, the process proceeds to step 153. The process of step 152 provides the torque determination unit 11d.

制御装置11は、ステップ153において、第1電機7aの回転数NM1と、第2電機7bの回転数NM2とを入力する。回転数NM1と回転数NM2とは、回転電機7a、7bの制御信号に基づいて、または、回転電機7a、7bに設けた回転数センサの検出信号に基づいて求めることができる。   In step 153, the control device 11 inputs the rotation speed NM1 of the first electric machine 7a and the rotation speed NM2 of the second electric machine 7b. The rotational speed NM1 and the rotational speed NM2 can be obtained based on the control signal of the rotating electrical machines 7a and 7b or based on the detection signal of the rotational speed sensor provided in the rotating electrical machines 7a and 7b.

制御装置11は、ステップ154において、プラネタリキャリヤ8cの回転数NPを算出する。ワンウェイクラッチ9が連結状態で故障しているとき、プラネタリキャリヤ8cの回転数NPは、エンジン6の回転数NEと等しい。よって、ステップ154の処理は、ワンウェイクラッチ9が連結状態で故障しているときのエンジン6の回転数NEを算出する処理でもある。回転数NPは、回転数NM1、NM2と、動力分割機構8の作動特性とに基づいて算出することができる。前述のように、動力分割機構8の作動特性は、共線図によって表される。回転数NPは、共線図に相当する関数に、回転数NM1と回転数NM2とを代入することによって、算出することができる。   In step 154, the control device 11 calculates the rotational speed NP of the planetary carrier 8c. When the one-way clutch 9 fails in the connected state, the rotational speed NP of the planetary carrier 8c is equal to the rotational speed NE of the engine 6. Therefore, the process of step 154 is also a process of calculating the rotational speed NE of the engine 6 when the one-way clutch 9 is malfunctioning in the engaged state. The rotational speed NP can be calculated based on the rotational speeds NM1 and NM2 and the operating characteristics of the power split mechanism 8. As described above, the operating characteristics of the power split mechanism 8 are represented by a nomograph. The rotation speed NP can be calculated by substituting the rotation speed NM1 and the rotation speed NM2 into a function corresponding to the nomograph.

制御装置11は、ステップ155において、エンジン6が逆回転する可能性があるか否かを判定する。ステップ155における判定処理は、回転数NPが負(−)の値であるか否かの判定によって提供することができる。回転数NPが負である場合、プラネタリキャリヤ8cが逆回転している。よって、エンジン6は、プラネタリキャリヤ8cによって、すなわち動力分割機構8によって、ワンウェイクラッチ9を介して逆方向へ駆動されるおそれがある。よって、エンジン6が逆回転する可能性があるといえる。エンジン6が逆回転する可能性がない場合、処理を終了する。エンジン6が逆回転する可能性がある場合、ステップ156へ進む。ステップ153−155の処理は、回転判定部11aを提供する。   In step 155, the control device 11 determines whether or not there is a possibility that the engine 6 rotates in the reverse direction. The determination process in step 155 can be provided by determining whether or not the rotational speed NP is a negative (−) value. When the rotational speed NP is negative, the planetary carrier 8c is rotating in the reverse direction. Therefore, the engine 6 may be driven in the reverse direction via the one-way clutch 9 by the planetary carrier 8c, that is, by the power split mechanism 8. Therefore, it can be said that the engine 6 may rotate in the reverse direction. If there is no possibility that the engine 6 rotates in the reverse direction, the process is terminated. If there is a possibility that the engine 6 rotates in the reverse direction, the routine proceeds to step 156. The process of steps 153 to 155 provides the rotation determination unit 11a.

制御装置11は、ステップ156において、エンジン6を保護するためのフェールセーフ制御を実行する。フェールセーフ制御は、エンジン6の逆回転を回避するための対策措置である。ステップステップ156の処理は、保護部11bを提供する。   In step 156, the control device 11 performs fail-safe control for protecting the engine 6. The fail safe control is a countermeasure for avoiding reverse rotation of the engine 6. The processing in step 156 provides the protection unit 11b.

フェールセーフ制御には、エンジン運転制御、および/または回転電機制御を含むことができる。エンジン運転制御においては、エンジン6を始動し運転する。この処理によりエンジン運転部11eが提供される。回転電機制御においては、エンジン6に伝達される回転が正方向となるように回転電機7a、7bを制御する。この処理により電機制御部11fが提供される。   Fail-safe control can include engine operation control and / or rotating electrical machine control. In engine operation control, the engine 6 is started and operated. This process provides the engine operating unit 11e. In the rotating electrical machine control, the rotating electrical machines 7a and 7b are controlled so that the rotation transmitted to the engine 6 is in the positive direction. By this processing, the electric machine control unit 11f is provided.

この実施形態によると、エンジン6が逆回転する可能性があるときに、エンジン6の逆回転が回避される。この結果、ワンウェイクラッチ9が故障しているときであっても、エンジン6の逆回転が回避される。   According to this embodiment, when there is a possibility that the engine 6 rotates in reverse, the reverse rotation of the engine 6 is avoided. As a result, the reverse rotation of the engine 6 is avoided even when the one-way clutch 9 is out of order.

(他の実施形態)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. The structure of the said embodiment is an illustration to the last, Comprising: The scope of the present invention is not limited to the range of these description. The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.

例えば、制御装置11が提供する手段と機能は、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置をアナログ回路によって構成してもよい。   For example, the means and functions provided by the control device 11 can be provided by software only, hardware only, or a combination thereof. For example, the control device may be configured by an analog circuit.

上記実施形態では、電機制御部11fは、回転電機7aだけを制御した。これに代えて、電機制御部11fは、回転電機7aと回転電機7bとの両方を制御してもよい。例えば、電機制御部11fは、出力軸4に所定のトルクを与えながら、エンジン6に伝達される回転が正方向となるように、第1電機7aおよび第2電機7bを制御することができる。   In the above embodiment, the electric machine control unit 11f controls only the rotating electric machine 7a. Instead, the electric machine control unit 11f may control both the rotating electric machine 7a and the rotating electric machine 7b. For example, the electric machine control unit 11f can control the first electric machine 7a and the second electric machine 7b so that the rotation transmitted to the engine 6 is in the positive direction while giving a predetermined torque to the output shaft 4.

上記実施形態では、制御装置11は、ステップ155において、プラネタリキャリヤ8cの回転数NPによって、エンジン6が逆方向に駆動される可能性があることを判定した。これに加えて、ワンウェイクラッチ9が連結状態であることを追加的に判定してもよい。例えば、ステップ155は、回転数NPが負であり、かつ、回転数NEと回転数NPとが等しい場合に、ステップ156へ進むように構成してもよい。NP<0であり、しかもNE=NPである場合、ワンウェイクラッチ9が連結状態で故障している可能性が高い。よって、エンジン6が逆回転する可能性が極めて高いといえる。このような場合にステップ156へ進み、エンジン6の逆回転を回避するフェールセーフ制御を実行することによって、エンジン6を保護することができる。   In the above embodiment, the control device 11 determines in step 155 that the engine 6 may be driven in the reverse direction based on the rotational speed NP of the planetary carrier 8c. In addition to this, it may be additionally determined that the one-way clutch 9 is in a connected state. For example, step 155 may be configured to proceed to step 156 when the rotational speed NP is negative and the rotational speed NE is equal to the rotational speed NP. When NP <0 and NE = NP, there is a high possibility that the one-way clutch 9 has failed in the connected state. Therefore, it can be said that the possibility that the engine 6 rotates reversely is extremely high. In such a case, the process proceeds to step 156, and the engine 6 can be protected by executing fail-safe control that avoids reverse rotation of the engine 6.

1 ハイブリッド動力源、 2、3 駆動輪、 4 出力軸、
5 ディファレンシャルギヤ、 6 エンジン、
7a 回転電機(第1電機)、 7b 回転電機(第2電機)、
8 動力分割機構(差動歯車機構)、(遊星歯車機構)、
9 ワンウェイクラッチ、 11 制御装置、
11a 回転判定部、 11b 保護部、 11c 停止判定部、
11d トルク判定部、 11e エンジン運転部、 11f 電機制御部。
1 hybrid power source, 2, 3 drive wheels, 4 output shaft,
5 differential gear, 6 engine,
7a Rotating electric machine (first electric machine), 7b Rotating electric machine (second electric machine),
8 Power split mechanism (differential gear mechanism), (planetary gear mechanism),
9 One-way clutch, 11 Control device,
11a rotation determination unit, 11b protection unit, 11c stop determination unit,
11d Torque determination part, 11e Engine operation part, 11f Electric machine control part.

Claims (8)

出力軸(4)に駆動力を供給するエンジン(6)と、
前記出力軸(4)に駆動力を供給する回転電機(7a)と、
前記エンジンと前記回転電機と前記出力軸とを差動的に連結する動力分割機構(8)と、
前記エンジンと前記動力分割機構との間に設けられ、前記エンジンの正方向の回転を伝達し、前記エンジンの逆方向の回転を遮断するワンウェイクラッチ(9)と、
前記回転電機の回転数と前記動力分割機構の作動特性とに基づいて、前記動力分割機構から前記エンジンに伝達される回転の回転方向を判定する回転判定部(11a、153−155)と、
前記回転方向が前記逆方向であるとき、前記エンジンの逆回転を回避することにより前記エンジンを保護する保護制御を実行する保護部(11b、156)とを備えることを特徴とするハイブリッド動力源の制御装置。
An engine (6) for supplying driving force to the output shaft (4);
A rotating electric machine (7a) for supplying a driving force to the output shaft (4);
A power split mechanism (8) for differentially connecting the engine, the rotating electrical machine, and the output shaft;
A one-way clutch (9) that is provided between the engine and the power split mechanism, transmits the rotation of the engine in the forward direction, and blocks the rotation of the engine in the reverse direction;
A rotation determination unit (11a, 153-155) for determining a rotation direction of rotation transmitted from the power split mechanism to the engine based on the rotational speed of the rotating electrical machine and the operating characteristics of the power split mechanism;
And a protection unit (11b, 156) that executes protection control for protecting the engine by avoiding reverse rotation of the engine when the rotation direction is the reverse direction. Control device.
さらに、前記エンジンが停止していることを判定する停止判定部(11c、151)を備え、
前記回転判定部は、前記停止判定部によって前記エンジンの停止が判定されているときに、前記回転方向を判定することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド動力源の制御装置。
Furthermore, a stop determination unit (11c, 151) for determining that the engine is stopped is provided,
2. The hybrid power source control device according to claim 1, wherein the rotation determination unit determines the rotation direction when the stop determination unit determines that the engine is stopped. 3.
さらに、前記回転電機(7a、7b)が前記動力分割機構へトルクを出力しているか否かを判定するトルク判定部(11d、152)を備え、
前記回転判定部は、前記トルク判定部によって前記回転電機から前記動力分割機構へのトルク出力が判定されているときに、前記回転方向を判定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のハイブリッド動力源の制御装置。
Furthermore, a torque determination unit (11d, 152) for determining whether or not the rotating electrical machine (7a, 7b) outputs torque to the power split mechanism,
The said rotation determination part determines the said rotation direction, when the torque output from the said rotary electric machine to the said power split mechanism is determined by the said torque determination part, The said rotation direction is characterized by the above-mentioned. The control apparatus of the described hybrid power source.
前記動力分割機構は差動歯車機構であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のハイブリッド動力源の制御装置。   4. The hybrid power source control apparatus according to claim 1, wherein the power split mechanism is a differential gear mechanism. 前記差動歯車機構は遊星歯車機構であって、前記回転電機に連結されたサンギヤ(8a)、前記出力軸に連結されたリングギヤ(8b)、および前記ワンウェイクラッチを介して前記エンジンに連結されたプラネタリキャリヤ(8c)とを備えることを特徴とする請求項4に記載のハイブリッド動力源の制御装置。   The differential gear mechanism is a planetary gear mechanism, and is connected to the engine via a sun gear (8a) connected to the rotating electrical machine, a ring gear (8b) connected to the output shaft, and the one-way clutch. The hybrid power source control device according to claim 4, further comprising a planetary carrier (8c). 前記保護部は、前記エンジンを始動し運転するエンジン運転部(11e)を備えることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のハイブリッド動力源の制御装置。   The said protection part is provided with the engine operation part (11e) which starts and operates the said engine, The control apparatus of the hybrid power source in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. 前記保護部は、前記エンジンに伝達される回転が正方向となるように前記回転電機を制御する電機制御部(11f)を備えることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載のハイブリッド動力源の制御装置。   The said protection part is equipped with the electrical machinery control part (11f) which controls the said rotary electric machine so that the rotation transmitted to the said engine may become a positive direction, The any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. Hybrid power source control device. 前記回転電機は、第1電機(7a)を提供し、
さらに、前記出力軸に連結され、前記出力軸に駆動力を供給する第2電機(7b)を備え、
前記電機制御部は、前記エンジンに伝達される回転が正方向となるように前記第1電機および前記第2電機を制御することを特徴とする請求項7に記載のハイブリッド動力源の制御装置。
The rotating electric machine provides a first electric machine (7a),
And a second electric machine (7b) connected to the output shaft and supplying driving force to the output shaft,
8. The hybrid power source control device according to claim 7, wherein the electric machine control unit controls the first electric machine and the second electric machine so that rotation transmitted to the engine is in a positive direction.
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