JP2018095133A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、エンジンと、蓄電装置と、エンジンからの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な第1電動機と、蓄電装置および第1電動機の少なくとも何れか一方からの電力を消費して動力を出力可能な第2電動機とを含むハイブリッド車両に関する。 The present disclosure includes an engine, a power storage device, a first electric motor that can generate power using at least part of the power from the engine, and power consumed by at least one of the power storage device and the first motor. The present invention relates to a hybrid vehicle including a second electric motor capable of outputting.
従来、この種のハイブリッド車両として、運転者の操作に基づいてエンジンや第1および第2電動機への駆動指令を設定すると共に駆動指令に基づいて第1および第2電動機を制御するハイブリッド制御装置と、当該ハイブリッド制御装置と通信すると共に駆動指令に基づいてエンジンを制御するエンジン制御装置とを含むものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド車両において、エンジン制御装置は、ハイブリッド制御装置との通信に異常が生じている状態でエンジンがクランキングされたときに当該エンジンを始動させる。また、ハイブリッド制御装置は、エンジン制御装置との通信に異常が生じたときに、エンジンがクランキングされるよう第1電動機を制御し、当該第1電動機のクランキングによってエンジンが始動しない場合、第2電動機からの動力のみによりハイブリッド車両が走行するように当該第2電動機を制御する。 Conventionally, as this type of hybrid vehicle, a hybrid control device that sets a drive command to the engine and the first and second electric motors based on a driver's operation and controls the first and second electric motors based on the drive command; A device including an engine control device that communicates with the hybrid control device and controls the engine based on a drive command is known (for example, see Patent Document 1). In this hybrid vehicle, the engine control device starts the engine when the engine is cranked in a state where an abnormality occurs in communication with the hybrid control device. The hybrid control device controls the first electric motor so that the engine is cranked when an abnormality occurs in the communication with the engine control device, and when the engine does not start due to the cranking of the first electric motor, The second electric motor is controlled so that the hybrid vehicle travels only by the power from the two electric motors.
上記従来のハイブリッド車両では、ハイブリッド制御装置とエンジン制御装置との通信に異常が生じた際に当該エンジン制御装置によりエンジンを制御不能になっている場合、点火制御や燃料噴射制御の実行が不能となることでエンジンが始動されず、ハイブリッド車両は、第2電動機からの動力のみにより走行することになる。このような場合、ハイブリッド車両の走行可能距離は、蓄電装置のSOCに応じて定まることになるが、SOCが低い場合、エンジン制御装置の異常発生後の走行可能距離が制限されてしまう。 In the above-described conventional hybrid vehicle, when an abnormality occurs in communication between the hybrid control device and the engine control device, and the engine cannot be controlled by the engine control device, the ignition control and the fuel injection control cannot be executed. As a result, the engine is not started, and the hybrid vehicle travels only by the power from the second electric motor. In such a case, the travelable distance of the hybrid vehicle is determined according to the SOC of the power storage device. However, when the SOC is low, the travelable distance after occurrence of an abnormality in the engine control device is limited.
そこで、本開示の発明は、エンジン制御装置によりエンジンを制御不能になったときのハイブリッド車両の走行可能距離をより長くすることを主目的とする。 Accordingly, the main object of the present disclosure is to make the travelable distance of the hybrid vehicle longer when the engine becomes uncontrollable by the engine control device.
本開示のハイブリッド車両は、エンジンと、蓄電装置と、前記エンジンに連結されると共に該エンジンからの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な第1電動機と、前記蓄電装置および前記第1電動機の少なくとも何れか一方からの電力を消費して動力を出力可能な第2電動機と、前記エンジンを制御するエンジン制御装置と、前記第1および第2電動機を制御する電動機制御装置とを含むハイブリッド車両において、前記電動機制御装置は、前記エンジン制御装置により前記エンジンを制御不能になったときに、前記エンジンから動力が出力されるように該エンジンを制御すると共に、前記エンジンからの動力を用いて発電するように前記第1電動機を制御する異常時制御部を有することを特徴とする。 The hybrid vehicle according to the present disclosure includes an engine, a power storage device, a first motor that is coupled to the engine and that can generate power using at least a part of power from the engine, the power storage device, and the first motor. In a hybrid vehicle including a second electric motor that can output power by consuming electric power from at least one of the two, an engine control device that controls the engine, and an electric motor control device that controls the first and second motors The electric motor control device controls the engine so that power is output from the engine when the engine control becomes impossible by the engine control device, and generates electric power using the power from the engine. As described above, an abnormality control unit that controls the first electric motor is provided.
このハイブリッド車両では、エンジン制御装置によりエンジンを制御不能になったときに、電動機制御装置の異常時制御部によりエンジンと第1電動機とが制御される。すなわち、当該異常時制御部は、エンジン制御装置によりエンジンを制御不能になると、エンジンから動力が出力されるように当該エンジンを制御すると共に、エンジンからの動力を用いて発電するように第1電動機を制御する。これにより、エンジン制御装置によりエンジンを制御不能になったときの蓄電装置のSOCが低い場合であっても、第1電動機により発電される電力により蓄電装置を充電してSOCを維持したり、第1電動機により発電される電力により第2電動機を駆動したりすることができる。この結果、このハイブリッド車両では、エンジン制御装置によりエンジンを制御不能になったときのハイブリッド車両の走行可能距離をより長くすることが可能となる。 In this hybrid vehicle, when the engine becomes uncontrollable by the engine control device, the engine and the first motor are controlled by the abnormality control unit of the motor control device. That is, when the engine cannot be controlled by the engine control device, the abnormality control unit controls the engine so that power is output from the engine and generates electric power using the power from the engine. To control. As a result, even when the SOC of the power storage device when the engine becomes uncontrollable by the engine control device is low, the power storage device is charged with the power generated by the first motor to maintain the SOC, The second electric motor can be driven by the electric power generated by the first electric motor. As a result, in this hybrid vehicle, it becomes possible to further increase the travelable distance of the hybrid vehicle when the engine becomes uncontrollable by the engine control device.
また、異常時制御部は、エンジン制御装置によりエンジンを制御不能になったときに、一定の回転数で一定のトルクを出力するようにエンジンを制御するものであってもよい。更に、異常時制御部は、クランク角センサからの信号を入力すると共に、入力した信号に基づいてエンジンの点火時期および燃焼噴射時期を設定して点火装置およびインジェクタを制御するものであってもよい。また、異常時制御部は、エンジン制御装置によりエンジンを制御不能になったときの蓄電装置のSOCが所定値未満である場合に、エンジンから動力が出力されるように当該エンジンを制御すると共に、エンジンからの動力を用いて発電するように第1電動機を制御するものであってもよい。更に、異常時制御部は、エンジン制御装置によりエンジンを制御不能になったときに、蓄電装置のSOCが所定値未満であり、かつエンジンの運転が停止されている場合、当該エンジンを始動させるものであってもよい。また、異常時制御部は、エンジン制御装置によりエンジンを制御不能になったときに、蓄電装置のSOCが所定値以上であり、かつエンジンが運転されている場合、当該エンジンの運転を停止させるものであってもよい。更に、本開示のハイブリッド車両は、3つの回転要素を有すると共にエンジンの出力軸と第1電動機と駆動輪に連結された駆動軸とに接続される遊星歯車を更に備えてもよく、第2電動機は、遊星歯車の何れかの回転要素に連結されてもよい。 Further, the abnormal time control unit may control the engine so that a constant torque is output at a constant rotation speed when the engine becomes uncontrollable by the engine control device. Further, the abnormal time control unit may input a signal from the crank angle sensor and set the ignition timing and the combustion injection timing of the engine based on the input signal to control the ignition device and the injector. . The abnormal time control unit controls the engine so that power is output from the engine when the SOC of the power storage device when the engine becomes uncontrollable by the engine control device is less than a predetermined value, The first electric motor may be controlled so as to generate electric power using power from the engine. Further, the abnormal time control unit starts the engine when the SOC of the power storage device is less than a predetermined value and the operation of the engine is stopped when the engine becomes uncontrollable by the engine control device. It may be. The abnormality control unit stops the operation of the engine when the SOC of the power storage device is equal to or higher than a predetermined value and the engine is operated when the engine becomes uncontrollable by the engine control device. It may be. Furthermore, the hybrid vehicle of the present disclosure may further include a planetary gear having three rotating elements and connected to the output shaft of the engine, the first electric motor, and the driving shaft coupled to the driving wheel. May be connected to any rotating element of the planetary gear.
次に、図面を参照しながら本開示の発明を実施するための形態について説明する。 Next, embodiments for carrying out the invention of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
図1は、本開示のハイブリッド車両1を示す概略構成図である。同図に示すハイブリッド車両1は、エンジン10と、シングルピニオン式のプラネタリギヤ30と、何れも同期発電電動機(三相交流電動機)であるモータジェネレータMG1およびMG2と、蓄電装置40と、当該蓄電装置40に接続されると共にモータジェネレータMG1およびMG2を駆動する電力制御装置(以下、「PCU」という)50と、車両全体を制御するハイブリッド電子制御ユニット(以下、「HVECU」という)70とを含む。ハイブリッド車両1において、エンジン10、プラネタリギヤ30、モータジェネレータMG1およびMG2は、ハイブリッド式の動力発生装置20を構成する。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a
エンジン10は、ガソリンや軽油、LPGといった炭化水素系の燃料と空気との混合気の爆発燃焼により動力を発生する内燃機関であり、エンジン電子制御装置(以下、「エンジンECU」という)15により制御される。図2に示すように、エンジン10は、図示しない複数の気筒(燃焼室)や、電子制御式のスロットルバルブ11、複数の点火プラグを含む点火装置12、それぞれ対応する気筒に対して燃料を供給する複数のインジェクタ13、図示しないクランクシャフトの基準位置(上死点)および回転角を検出するクランク角センサ14等を含む。
The
エンジンECU15は、図示しないCPU,ROM,RAM、入出力インターフェース等を有するマイクロコンピュータを含む。エンジンECU15は、エンジン10に対する要求トルクTe*に基づいてスロットルバルブ11の開度や燃料噴射量を設定すると共に、クランク角センサ14からの信号に基づいて点火タイミングや燃料噴射タイミングを設定し、上記スロットルバルブや点火装置12、各インジェクタ13を制御する。また、エンジンECU15は、クランク角センサ14からの信号に基づいてクランクシャフト(エンジン10)の回転数Neを算出する。更に、エンジンECU15は、専用通信線を介してHVECU70と接続されて相互に情報をやり取りする。
The engine ECU 15 includes a microcomputer having a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, etc. (not shown). The
プラネタリギヤ30は、モータジェネレータMG1のロータに接続されるサンギヤ31と、駆動軸35に接続されると共に減速機36を介してモータジェネレータMG2のロータに連結されるリングギヤ32と、複数のピニオンギヤ33を回転自在に支持すると共にダンパ28を介してエンジン10のクランクシャフト(出力軸)に連結されるプラネタリキャリヤ34とを有する。駆動軸35は、図示しないギヤ機構、デファレンシャルギヤ39を介して左右の車輪(駆動輪)DWに連結される。なお、減速機36の代わりに、モータジェネレータMG2のロータと駆動軸35との間の変速比を複数段階に設定可能な変速機が採用されてもよい。
モータジェネレータ(第1電動機)MG1は、主に、負荷運転されるエンジン10からの動力の少なくとも一部を用いて電力を生成する発電機として動作する。モータジェネレータMG2(第2電動機)は、主に、蓄電装置40からの電力およびモータジェネレータMG1からの電力の少なくとも何れか一方により駆動されて走行用の動力を出力する電動機として動作すると共に、ハイブリッド車両1の制動時に回生制動トルクを出力する。モータジェネレータMG1およびMG2は、PCU50を介して蓄電装置40と電力をやり取りする。
The motor generator (first electric motor) MG1 mainly operates as a generator that generates electric power using at least a part of the power from the
蓄電装置40は、例えば200〜300Vの定格出力電圧を有するリチウムイオン二次電池またはニッケル水素二次電池であり、図示しないCPU等を有するマイクロコンピュータを含む電源管理電子制御装置(以下、「電源管理ECU」という)45により管理される。電源管理ECU45は、専用通信線を介してHVECU70と接続されており、相互に情報をやり取りする。また、電源管理ECU45は、蓄電装置40の電圧センサからの端子間電圧VBや、電流センサからの充放電電流IB、温度センサからの電池温度Tb等に基づいて、蓄電装置40のSOC(充電率)や、許容充電電力Win、許容放電電力Wout等を算出する。なお、蓄電装置40は、キャパシタであってもよく、二次電池およびキャパシタの双方を含んでもよい。
The
PCU50は、モータジェネレータMG1を駆動する第1インバータ51や、モータジェネレータMG2を駆動する第2インバータ52、蓄電装置40からの電力を昇圧すると共にモータジェネレータMG1、MG2側からの電力を降圧することができる昇降圧コンバータ(電圧変換モジュール)53等を含む。PCU50は、図示しないCPU等を有するマイクロコンピュータを含むモータ電子制御装置(以下、「MGECU」という)55により制御される。
The PCU 50 can step up the power from the
図2に示すように、MGECU55は、それぞれCPU,ROM,RAM、入出力インターフェース等を有する第1および第2マイクロコンピュータ(以下、マイクロコンピュータを適宜「マイコン」という)551,552を含む。本実施形態において、第1マイコン551は、モータジェネレータMG1に対応した第1インバータ51を制御し、第2マイコン552は、昇降圧コンバータ53およびモータジェネレータMG2に対応した第2インバータ52を制御する。第1および第2マイコン551,552は、専用通信線を介して互いに接続されており、相互に情報をやり取りする。また、本実施形態において、第2マイコン552は、それぞれ専用通信線を介して電源管理ECU45およびHVECU70と接続されており、相互に情報をやり取りする。
As shown in FIG. 2, the MGECU 55 includes first and second microcomputers (hereinafter referred to as “microcomputer” as appropriate) 551 and 552 each having a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like. In the present embodiment, the
第1マイコン551は、図示しない第1回転角センサ(レゾルバ)により検出されるモータジェネレータMG1の回転角や、モータジェネレータMG1の各相を流れる電流(相電流)の値等を入力し、第2マイコン552は、図示しない第2回転角センサ(レゾルバ)により検出されるモータジェネレータMG2の回転角や、モータジェネレータMG2の各相を流れる電流(相電流)の値等を入力する。加えて、第2マイコン552は、HVECU70からの指令信号等を入力すると共に、必要な情報を第1マイコン551に送信する。また、第1マイコン551は、第1回転角センサからの回転角に基づいてモータジェネレータMG1(ロータ)の回転数Nm1を算出し、第2マイコン552は、第2回転角センサからの回転角に基づいてモータジェネレータMG2(ロータ)の回転数Nm2を算出する。更に、本実施形態において、第1マイコン551は、上述のような入力信号等に基づいてモータジェネレータMG1に対するトルク指令Tm1*を設定すると共に、トルク指令Tm1*に基づいて第1インバータ51をスイッチング制御する。また、第2マイコン552は、上述のような入力信号等に基づいてモータジェネレータMG2に対するトルク指令Tm2*を設定すると共に、トルク指令Tm2*に基づいて第2インバータ52をスイッチング制御する。また、本実施形態において、第2マイコン552は、トルク指令Tm1*,Tm2*等に基づいて昇降圧コンバータ53をスイッチング制御する。
The
HVECU70は、図示しないCPU,ROM,RAM、入出力インターフェース等を有するマイクロコンピュータを含む。HVECU70は、例えばハイブリッド車両1のシステム起動を指示するためのスタートスイッチ(イグニッションスイッチ)からの信号や、図示しないアクセルペダルポジションセンサにより検出されるアクセルペダルの踏み込み量を示すアクセル開度Acc、図示しない車速センサにより検出される車速V、MGECU55からのモータジェネレータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2等を入力する。また、本実施形態において、HVECU70は、他のECU15,45,55等と共に車載ネットワークNWに接続されており、当該車載ネットワークNWを介して他のECU15,45,55と相互に情報をやり取りすることができる。
The
HVECU70は、ハイブリッド車両1の走行に際し、アクセル開度Accや車速Vに基づいて動力発生装置20から駆動軸35に出力されるべき要求トルクTr*を設定すると共に、当該要求トルクTr*や駆動軸35の回転数Nrに基づいてハイブリッド車両1の走行に要求される要求走行パワーPd*を設定する。また、HVECU70は、要求トルクTr*や要求走行パワーPd*、蓄電装置40の目標充放電電力Pb*や許容放電電力Wout等に基づいてエンジン10を負荷運転させるか否かを判定する。エンジン10を負荷運転させる場合、HVECU70は、要求パワーP*や目標充放電電力Pb*等に基づいてエンジン10が効率よく運転されるように当該エンジン10の目標パワーPe*を設定すると共に、目標パワーPe*に応じたエンジン10の目標回転数Ne*を設定する。一方、エンジン10の運転を停止させる場合、HVECU70は、目標パワーPe*および目標回転数Ne*を値0に設定する。目標パワーPe*や目標回転数Ne*を設定した後、HVECU70は、目標パワーPe*および目標回転数Ne*をエンジンECU15に送信すると共に、要求トルクTr*や目標回転数Ne*をMGECU55(第2マイコン552)に送信する。エンジンECU15は、目標パワーPe*および目標回転数Ne*に基づいて吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御等を実行する。
When the
また、MGECU55の第1マイコン551は、目標回転数Ne*やモータジェネレータMG2の回転数Nm2、プラネタリギヤ30のギヤ比ρ、減速機36のギヤ比Grに基づいて、次式(1)からモータジェネレータMG1の目標回転数Nm1*を設定する。更に、第1マイコン551は、モータジェネレータMG1の回転数Nm1を目標回転数Nm1*に一致させるフィードバック制御における関係式である次式(2)を用いてトルク指令Tm1*を許容充電電力Winおよび許容放電電力Woutの範囲内に設定する。また、エンジン10の目標回転数Ne*が値0である場合、第1マイコン551は、トルク指令Tm1*を値0に設定する。そして、第1マイコン551は、トルク指令Tm1*に基づいて第1インバータ51へのスイッチング制御信号(PWM信号)を生成して当該第1インバータ51の各トランジスタをスイッチング制御する。一方、MGECU55の第2マイコン552は、要求トルクTr*や第1マイコン551により設定されたトルク指令Tm1*、ギヤ比ρおよびGr等に基づく次式(3)を用いてモータジェネレータMG2のトルク指令Tm2*を許容充電電力Winおよび許容放電電力Woutの範囲内に設定する。更に、第2マイコン552は、トルク指令Tm2*に基づいて第2インバータ52へのスイッチング制御信号(PWM信号)を生成して当該第2インバータ52の各トランジスタをスイッチング制御する。
The
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) …(1)
Tm1*=前回Tm1*+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt …(2)
Tm2*=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …(3)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / (Gr ・ ρ) (1)
Tm1 * = previous Tm1 * + k1 ・ (Nm1 * -Nm1) + k2 ・ ∫ (Nm1 * -Nm1) dt (2)
Tm2 * = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (3)
エンジン10が負荷運転される場合、モータジェネレータMG1およびMG2は、エンジン10から出力されるパワーの一部(充電時)またはすべて(放電時)をプラネタリギヤ30と共にトルク変換して駆動軸35に出力するように制御される。これにより、ハイブリッド車両1は、エンジン10からの動力(直達トルク)およびモータジェネレータMG2からの動力により走行(HV走行)する。これに対して、エンジン10の運転が停止される場合、要求トルクTr*に応じたトルクがモータジェネレータMG2から駆動軸35に出力され、ハイブリッド車両1はモータジェネレータMG2からの動力により走行(EV走行)する。また、ハイブリッド車両1のEV走行中に予め定められたエンジン始動要件が成立すると、エンジン10が始動される。エンジン10の始動に際して、モータジェネレータMG1は、エンジン10をクランキングするように制御され、モータジェネレータMG2は、モータジェネレータMG1によるエンジン10のクランキングに伴って駆動軸35に作用する反力トルクをキャンセルしつつ要求トルクTr*に応じたトルクを駆動軸35に出力するように制御される。
When
ここで、エンジンECU15にマイコンの異常やクロック停止といった機能停止異常等が発生した場合、エンジン10自体が正常であるにも拘わらず、エンジンECU15によりエンジン10を制御不能になってしまう。このため、本実施形態のHVECU70は、エンジンECU15との通信が正常に実行されているか否かを常時監視しており、エンジンECU15との通信に異常が発生した場合、当該通信の異常が発生していない場合に値0に設定される通信異常フラグを値1に設定する。また、MGECU55の第2マイコン552は、エンジン10の制御に用いられる信号が車載ネットワークNW上で伝送されているか否かを監視しており、車載ネットワークNW上での当該信号の伝送が途絶えた場合、当該信号の伝送異常が発生していない場合に値0に設定される信号伝送異常フラグを値1に設定する。そして、本実施形態のハイブリッド車両1では、上記通信異常フラグおよび信号伝送異常フラグの双方が値1に設定されると、エンジンECU15に機能停止異常が発生したとみなされ、モータジェネレータMG2のみから駆動軸35にトルクが出力されるEV走行が待避走行として実行されることになる。
Here, when a malfunction of the microcomputer such as a malfunction of the microcomputer or a clock stop occurs in the
ただし、エンジンECU15の異常発生時における蓄電装置40のSOCが低い場合には、当該異常の発生後におけるハイブリッド車両1の走行可能距離が制限されてしまう。これを踏まえて、本実施形態のハイブリッド車両1は、MGECU55の第1マイコン551によりエンジン10を制御可能に構成されている。すなわち、第1マイコン551は、エンジン10のスロットルバルブ11、点火装置12、各インジェクタ13等と専用信号線を介して接続されており、スロットルバルブ11、点火装置12、各インジェクタ13等への指令信号を設定して、これらの機器を制御することができる。また、第1マイコン551のROMには、エンジンECU15の異常発生時に用いられるスロットルバルブ11の目標開度設定マップや燃料噴射量設定マップ、点火タイミング設定マップ、燃料噴射タイミング設定マップ等が格納されている。本実施形態において、目標開度設定マップや燃料噴射量設定マップ、点火タイミング設定マップ、燃料噴射タイミング設定マップは、それぞれ、回転数Neを予め定められた一定の回転数Nx(例えば、1500rpm程度)にすると共にスロットルバルブ11の開度を一定にしてエンジン10から予め定められた一定のトルクTx(例えば、20Nm程度)を出力させるように予め作成されたものと、エンジン10を始動させる際に用いられるものと、エンジン10の運転を停止させる際に用いられるものとを含む。
However, when the SOC of
次に、図3を参照しながら、MGECU55の第1マイコン551によるモータジェネレータMG1やエンジン10の制御手順について説明する。図3は、ハイブリッド車両1の運転者によりアクセルペダルが踏み込まれている際に第1マイコン551により所定時間(例えば、数msec)おきに繰り返し実行されるルーチンの一例を示すフローチャートである。
Next, a control procedure of the motor generator MG1 and the
図3のルーチンの開始に際して、第1マイコン551(CPU)は、別途算出されるモータジェネレータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2や電源管理ECU45からの蓄電装置40のSOC、エンジン10のクランク角センサ14からの信号、HVECU70からの通信異常フラグの値、第2マイコン552からの信号伝送異常フラグの値といった制御に必要なデータを入力する(ステップS100)。次いで、第1マイコン551は、通信異常フラグおよび信号伝送異常フラグが共に値1であるかを判定する(ステップS110)。
At the start of the routine of FIG. 3, the first microcomputer 551 (CPU) determines the rotation speeds Nm1 and Nm2 of the motor generators MG1 and MG2 calculated separately, the SOC of the
ステップS110にて通信異常フラグおよび信号伝送異常フラグが共に値1ではなく、エンジンECU15が正常であると判定した場合(ステップS110:NO)、第1マイコン551は、上述のようにしてトルク指令Tm1*を設定すると共に、トルク指令Tm1*に基づいて第1インバータ51へのスイッチング制御信号を生成して当該第1インバータ51の各トランジスタを制御する(ステップS115)。ステップS115の正常時処理の実行後、第1マイコン551は、図3のルーチンを一旦終了させ、次の実行タイミングが到来すると、再度ステップS100以降の処理を実行する。
When it is determined in step S110 that the communication abnormality flag and the signal transmission abnormality flag are not both 1 and the
一方、ステップS110にて通信異常フラグおよび信号伝送異常フラグが共に値1であってエンジンECU15に機能停止異常が発生したと判定した場合、第1マイコン551は、ステップS100にて入力したモータジェネレータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2に基づいて、エンジン10の回転数Neを算出する(ステップS120)。ステップS120において、回転数Neは、上記式(1)からNe=(ρ・Nm1+Nm2/Gr)/(1+ρ) として算出される。
On the other hand, when it is determined in step S110 that both the communication abnormality flag and the signal transmission abnormality flag are 1 and the
続いて、第1マイコン551は、ステップS100にて入力したSOCが基準値Sref(例えば、40%程度)未満であるか否かを判定する(ステップS130)。ステップS130にてSOCが基準値Sref未満であると判定した場合(ステップS130:YES)、第1マイコン551は、ステップS120にて算出した回転数Neに基づいてエンジン10の始動後であるか(エンジン10の運転中あるいは始動処理が完了しているか)否かを判定する(ステップS140)。ステップS140にて回転数Neが値0であってエンジン10の運転が停止されていると判定した場合(ステップS140:NO)、第1マイコン551は、エンジン10の始動が完了するまで当該エンジン10の始動処理(ステップS145)を実行する。
Subsequently, the
ステップS145において、第1マイコン551は、ROMに格納された図示しないクランキングトルク設定マップ(通常のエンジン始動時に用いられるマップ)から経過時間tとステップS120にて算出した回転数Neとに応じたトルク指令Tm1*(クランキングトルク)を導出する。更に、第1マイコン551は、トルク指令Tm1*に基づいて第1インバータ51へのスイッチング制御信号を生成し、モータジェネレータMG1がエンジン10をクランキングするように第1インバータ51をスイッチング制御する。また、ステップS145において、第1マイコン551は、ステップS120にて算出した回転数Neが予め定められた点火開始回転数Nfire(例えば1000〜1200rpm)に達すると、ステップS100にて入力したクランク角センサ14からの信号に基づいてエンジン10の点火時期や燃料噴射時期を設定する。更に、第1マイコン551は、クランク角センサ14からの信号に基づいて点火時期や燃焼噴射時期が到来したと判断すると、エンジン10の点火装置12や対応するインジェクタ13に点火指令や燃料噴射指令を送信する。
In step S145, the
ステップS145にて上述のような処理が実行される間、MGECU55の第2マイコン552は、モータジェネレータMG1によるエンジン10のクランキングに伴って駆動軸35に作用する反力トルクをキャンセルしつつ要求トルクTr*に応じたトルクを駆動軸35に出力するようにモータジェネレータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、トルク指令Tm2*に従って第2インバータ52を制御する。
While the above-described processing is executed in step S145, the
これに対して、ステップS140にてエンジン10の始動後(エンジン10の運転中あるいはステップS145の処理の完了後)であると判定した場合(ステップS140:YES)、第1マイコン551は、エンジン10のスロットルバルブ11の開度を上記トルクTxに応じた一定開度に設定すると共に、当該一定開度に応じた吸入空気量と予め定められた目標空燃比(例えば理論空燃比)とに応じた燃料噴射量を設定する(ステップS150)。また、第1マイコン551は、ステップS100にて入力したクランク角センサ14からの信号に基づいてエンジン10の点火時期や燃料噴射時期を設定する(ステップS160)。次いで、第1マイコン551は、スロットルバルブ11に指令信号を与えると共に、クランク角センサ14からの信号に基づいて点火時期や燃焼噴射時期が到来したと判断すると、エンジン10の点火装置12や対応するインジェクタ13に点火指令や燃料噴射指令を送信する(ステップS170)。
On the other hand, if it is determined in step S140 that the
更に、第1マイコン551は、上述の回転数Nxをエンジン10の目標回転数Ne*として上記式(1)からモータジェネレータMG1の目標回転数Nm1*を設定すると共に上記式(2)を用いてトルク指令Tm1*を設定する(ステップS180)。そして、第1マイコン551は、トルク指令Tm1*に基づいて第1インバータ51へのスイッチング制御信号(PWM信号)を生成して当該第1インバータ51の各トランジスタをスイッチング制御する(ステップS190)。これにより、エンジン10は、第1マイコン551によって一定の回転数Nxで一定のトルクTxを出力するように制御され、モータジェネレータMG1は、第1マイコン551によってエンジン10からの動力を用いて発電するように制御されることになる。ステップS190の処理の実行後、第1マイコン551は、図3のルーチンを一旦終了させ、次の実行タイミングが到来すると、再度ステップS100以降の処理を実行する。
Further, the
上述のようなステップS150〜S190の処理が実行される間、MGECU55の第2マイコン552は、モータジェネレータMG1の発電に伴って駆動軸35に出力されるトルクを考慮しながら、要求トルクTr*に応じたトルクが駆動軸35に出力されるようにモータジェネレータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、トルク指令Tm2*に従って第2インバータ52を制御する。これにより、モータジェネレータMG2は、蓄電装置40およびモータジェネレータMG1の少なくとも何れか一方からの電力を消費して走行用の動力を駆動軸35に出力する。
While the processing of steps S150 to S190 as described above is performed, the
また、ステップS130にてSOCが上記基準値Sref以上であると判定した場合、第1マイコン551は、更に、ステップS120にて算出した回転数Neに基づいてエンジン10の運転が停止される前であるか(エンジン10の運転中か)否かを判定する(ステップS135)。ステップS135にて回転数Neが値0よりも大きく、エンジン10の運転が停止されていないと判定した場合(ステップS135:NO)、第1マイコン551は、エンジン10の運転が完全に停止するまで当該エンジン10の停止処理(ステップS137)を実行する。
If it is determined in step S130 that the SOC is equal to or greater than the reference value Sref, the
ステップS137において、第1マイコン551は、エンジン10の全インジェクタ13からの燃料噴射を停止させる。更に、ステップS137において、第1マイコン551は、例えばエンジン10の回転数Neが予め定められた停止直前回転数に達するまでクランクシャフトの回転を抑制するための負のトルクをモータジェネレータMG1に対するトルク指令Tm1*として設定すると共に、回転数Neが停止直前回転数に達したタイミングでピストンを保持するための正のトルクをモータジェネレータMG1に対するトルク指令Tm1*として設定する。また、ステップS137において、第1マイコン551は、トルク指令Tm1*に基づいて当該第1インバータ51の各トランジスタをスイッチング制御する。更に、ステップS137において、第1マイコン551は、エンジン10が完全に停止したと判定すると、クランク角センサ14からの信号に基づいて、停止時のクランクシャフトの回転位置を取得する。ステップS137の処理の実行後、第1マイコン551は、図3のルーチンを一旦終了させ、次の実行タイミングが到来すると、再度ステップS100以降の処理を実行する。ステップS137の処理が実行される間、第2マイコン552は、モータジェネレータMG1から駆動軸35に出力されるトルクを考慮しながら、要求トルクTr*に応じたトルクが駆動軸35に出力されるようにモータジェネレータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、トルク指令Tm2*に従って第2インバータ52を制御する。
In step S137, the
一方、ステップS135にてエンジン10の運転が完全に停止していると判定した場合(ステップS135:NO)、第1マイコン551は、モータジェネレータMG1のトルク指令Tm1*を値0に設定すると共に、第1インバータ51のスイッチング制御を停止する(ステップS139)。これにより、ステップS139のエンジン停止後処理が実行される間、ハイブリッド車両1は、モータジェネレータMG2のみから駆動軸35にトルクが出力されることで、EV走行することになる。
On the other hand, when it is determined in step S135 that the operation of the
上述のような図3のルーチンが実行される結果、ハイブリッド車両1では、エンジンECU15によりエンジン10を制御不能になったときに、MGECU55の第1マイコン551によりエンジン10とモータジェネレータMG1とが制御される。すなわち、異常時制御部としての第1マイコン551は、エンジンECU15によりエンジン10を制御不能になったときの蓄電装置40のSOCが基準値Sref未満である場合、必要に応じてエンジン10を始動させ(図3のステップS145)、一定の回転数Nxで一定のトルクTxを出力するようにエンジン10を制御すると共に、エンジン10からの動力を用いて発電するようにモータジェネレータMG1を制御する(図3のステップS150〜S190)。
As a result of executing the routine of FIG. 3 as described above, in the
これにより、エンジンECU15によりエンジン10を制御不能になったときの蓄電装置40のSOCが低い場合であっても、モータジェネレータMG1により発電される電力により蓄電装置40を充電してSOCを維持したり、モータジェネレータMG1により発電される電力によりモータジェネレータMG2を駆動したりすることができる。この結果、ハイブリッド車両1では、エンジンECU15によりエンジン10を制御不能になったときの走行可能距離をより長くすることが可能となる。
Thus, even when the SOC of
また、上記実施形態において、第1マイコン551は、エンジンECU15によりエンジン10を制御不能になったときに、一定の回転数Nxで一定のトルクTxを出力するようにエンジン10を制御する。これにより、第1マイコン551に対してエンジン10の制御機能を付加したことによるコストアップを抑制することが可能となる。ただし、第1マイコン551は、エンジン10の動作点をより広い範囲で設定し得るようなものとして構成されてもよい。更に、第1マイコン551は、エンジンECU15によりエンジン10を制御不能になったときに、蓄電装置40のSOCが基準値Sref以上であり、かつエンジン10が運転されている場合、当該エンジン10の運転を停止させる(ステップS137)。これにより、SOCが充分に確保されている場合には、エンジンECU15の機能停止に応じて速やかにHV走行からEV走行へと移行させることが可能となる。
In the above-described embodiment, the
以上説明したように、本開示のハイブリッド車両1は、エンジン10と、蓄電装置40と、プラネタリギヤ30を介してエンジン10に連結されると共に当該エンジン10からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能なモータジェネレータMG1と、蓄電装置40およびモータジェネレータMG1の少なくとも何れか一方からの電力を消費して動力を出力可能なモータジェネレータMG2と、エンジン10を制御するエンジン制御装置としてのエンジンECU15と、モータジェネレータMG1,MG2を制御する電動機制御装置としてのMGECU55とを含む。そして、MGECU55は、エンジンECU15によりエンジン10を制御不能になったときに、エンジン10から動力が出力されるように当該エンジン10を制御すると共に、エンジン10からの動力を用いて発電するようにモータジェネレータMG1を制御する異常時制御部としての第1マイコン551を有する。これにより、ハイブリッド車両1では、エンジンECU15よりエンジン10を制御不能になったときのハイブリッド車両1の走行可能距離をより長くすることが可能となる。
As described above, the
なお、上記実施形態において、エンジン10の制御機能をMGECU55の第2マイコン552にもたせてもよい。また、図3のステップS130では、蓄電装置40の許容充電電力Winが充電電力として値0よりも大きい所定値以上であるか否かを判定するものであってもよい。また、ハイブリッド車両1は、駆動軸35とデファレンシャルギヤ39との間に介設された変速機構(有段変速機)を含むものであってもよい。更に、本開示の発明が適用されるハイブリッド車両は、2つ以上の電動機を有するものであれば、動力分配用のプラネタリギヤを有さないものであってもよく、シリーズ式のハイブリッド車両であってもよく、プラグイン式のハイブリッド車両であってもよい。
In the above embodiment, the
また、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記発明を実施するための形態は、あくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。 Further, the invention of the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various changes can be made within the scope of the extension of the present disclosure. Furthermore, the mode for carrying out the invention described above is merely a specific embodiment of the invention described in the column for solving the problem, and is described in the column for means for solving the problem. It is not intended to limit the elements of the invention.
本開示の発明は、ハイブリッド車両の製造産業等において利用可能である。 The invention of the present disclosure can be used in the hybrid vehicle manufacturing industry and the like.
1 ハイブリッド車両、10 エンジン、11 スロットルバルブ、12 点火装置、13 インジェクタ、14 クランク角センサ、15 エンジン電子制御装置(エンジンECU)、20 動力発生装置、28 ダンパ、30 プラネタリギヤ、31 サンギヤ、32 リングギヤ、33 ピニオンギヤ、34 プラネタリキャリヤ、35 駆動軸、36 減速機、39 デファレンシャルギヤ、40 蓄電装置、45 電源管理電子制御装置(電源管理ECU)、50 PCU、51 第1インバータ、52 第2インバータ、53 昇降圧コンバータ、55 モータ電子制御装置(MGECU)、551 第1マイクロコンピュータ(第1マイコン)、552 第2マイクロコンピュータ(第2マイコン)、70 ハイブリッド電子制御ユニット(HVECU)、DW 駆動輪、MG1,MG2 モータジェネレータ。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記電動機制御装置は、前記エンジン制御装置により前記エンジンを制御不能になったときに、前記エンジンから動力が出力されるように該エンジンを制御すると共に、前記エンジンからの動力を用いて発電するように前記第1電動機を制御する異常時制御部を有することを特徴とするハイブリッド車両。 An engine, a power storage device, a first motor coupled to the engine and capable of generating power using at least part of the power from the engine, and power from at least one of the power storage device and the first motor In a hybrid vehicle including a second electric motor that can output power by consuming an engine, an engine control device that controls the engine, and an electric motor control device that controls the first and second motors,
The motor control device controls the engine so that power is output from the engine when the engine becomes uncontrollable by the engine control device, and generates power using the power from the engine. The hybrid vehicle further includes an abnormality control unit that controls the first electric motor.
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