JP6115371B2 - 車両制御装置 - Google Patents
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Description
また、駆動源としてエンジンおよびモータを備えるハイブリッド車においては、要求トルクをエンジンとモータとに振り分けるため、各駆動源の指令値のいずれにも異常がないことを判定することが求められる。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動源の制御に用いられる駆動源指令値の異常を判定可能な車両制御装置を提供することにある。
ドライバ要求トルク指令値演算手段は、ドライバ操作情報に基づき、ドライバ要求トルク指令値を演算する。駆動源指令値演算手段は、ドライバ要求トルク指令値を駆動源に対して振り分け、駆動源の駆動を制御する指令値である駆動源指令値を駆動源毎に演算する。
ドライバ要求トルク監視マージン設定手段は、ドライバ要求トルク指令値とドライバ要求トルク監視値との差であるドライバ要求トルク超過量に基づく異常判定に係るドライバ要求トルク監視マージンを設定する。
異常判定手段は、駆動源監視マージンを用い、駆動源指令値の異常を判定する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による車両制御装置を図1〜図7に基づいて説明する。
図1に示すように、本実施形態による車両制御システム1は、エンジン10、第1回転電機21、第2回転電機22、蓄電池30、動力分割機構40、および、車両制御装置としてのECU50から構成され、車両90に搭載される。なお、図中においては、第1回転電機21を「第1MG」、第2回転電機22を「第2MG」と記載する。
第2回転電機22は、主に電動機として用いられる。第2回転電機22は、力行時には電動機として機能し、蓄電池30から図示しないインバータ等を経由して電力が供給され、減速機91等を介し、車両90の駆動軸92、および、車輪93を回転させる。また、第2回転電機22は、回生時には発電機として機能し、第2回転電機22により発電された電力は、インバータ等を経由し、蓄電池30へ供給される。
本実施形態では、エンジン10を「第1駆動源」、第1回転電機21を「第2駆動源」、第2回転電機22を「第3駆動源」とする。
動力分割機構40では、プラネタリキャリアの回転に伴ってサンギアおよびリングギアが回転することにより、エンジン10の駆動力は2経路に分割され、一方が第1回転電機21を駆動し、もう一方が減速機91を経由して駆動軸92および車輪93を駆動する。
図2に示すように、第1回転電機21の回転数Ng、エンジン10の回転数Ne、第2回転電機22の回転数Nmは、共線図において、直線で結ばれる。すなわち、第1回転電機21の回転軸41と連結されるサンギアの歯数を、第2回転電機22の回転軸42と連結されるリングギアの歯数で除した歯数比をρとすると、エンジン10の回転数Neは、第1回転電機21の回転数Ngと第2回転電機22の回転数Nmとを1:ρに内分した値となる。
また、ECU50は、車両90の走行速度に関する車速情報や、その他、各種センサやスイッチ等からの信号を取得する。また、ECU50は、蓄電池30に関する情報である蓄電池情報として、SOCおよびセルの最低温度等を取得する。ECU50は、取得されたこれらの信号等に基づき、車両90の駆動を制御する。
最初のステップS101(以下、「ステップ」を省略し、単に記号「S」で示す。)では、ドライバ操作情報および車速情報を読み込む。
S103では、ドライバ要求トルク指令値Tpに基づき、第1指令値T1を演算する。本実施形態では、第1駆動源をエンジン10とするので、第1指令値T1は、エンジントルク指令値Teである。エンジントルク指令値Teは、予め記憶されたマップを参照し、ドライバ要求トルク指令値Tpに基づいて演算される。ここでのエンジントルク指令値Teは、蓄電池30の充電要求分を含まず、駆動軸92および車輪93の駆動に用いられるトルクに対応する値とする。後述のエンジントルク監視値Tes、および、エンジントルク監視マージンMReについても同様である。
Tg=−{ρ/(1+ρ)}×Te ・・・(1)
Tm=Tp−{1/(1+ρ)}×Te−(−1/ρ)×Tg ・・・(2)
F/Sに移行すべき異常が生じている場合に移行するS108では、F/Sへ移行する。
S201では、ドライバ操作情報および車速情報を読み込む。
S202では、ドライバ要求トルク指令値Tpの監視に用いるドライバ要求トルク監視値Tpsを演算する。
S203では、第1監視値T1sを演算する。本実施形態の第1監視値T1sは、エンジントルク指令値Teの監視に用いるエンジントルク監視値Tesである。
S205では、第3監視値T3sを演算する。本実施形態の第3監視値T3sは、MG2トルク指令値Tmの監視に用いるMG2トルク監視値Tmsである。
本実施形態では、ドライバ要求トルク指令値Tpとドライバ要求トルク監視値Tpsとの差の絶対値をドライバ要求トルク超過量Epとし、ドライバ要求トルク超過量Epがドライバ要求トルク監視マージンMRpを超えないように制御する。すなわち、ドライバ要求トルク監視マージンMRpは、ドライバ要求トルク指令値Tpとドライバ要求トルク監視値Tpsと差分に係る異常判定閾値であると捉えることもできる。ドライバ要求トルク監視マージンMRpは、急加速や急減速等の加速度の許容変動幅に基づいて設定される。
急加速の例で言えば、ドライバ要求トルク指令値Tpが、ドライバ要求トルク監視値Tpsにドライバ要求トルク監視マージンMRpを加算した値を超えなければ、異常な急加速とはならないので、正常判定する。また、ドライバ要求トルク指令値Tpが、ドライバ要求トルク監視値Tpsにドライバ要求トルク監視マージンMRpを加算した値を超えると、異常な急加速となる虞があるので、異常判定し、F/Sへ移行する。
同様に、ドライバ要求トルク監視マージンMRpは、急減速、または、逆進等、アクセル開度の変化量、および、シフト情報に基づき、許容される変動量として設定される。
そこで本実施形態では、ドライバ要求トルク監視マージンMRpに基づき、エンジントルク指令値Teの監視に係るエンジントルク監視マージンMRe、MG1トルク指令値Tgの監視に係るMG1トルク監視マージンMRg、および、MG2トルク指令値Tmの監視に係るMG2トルク監視マージンMRmを演算し、エンジントルク指令値Te、MG1トルク指令値Tg、および、MG2トルク指令値Tmの異常を判定する。
S301では、ドライバ要求トルク監視マージンMRpを設定する。本実施形態では、急加速、急減速、逆進等から考えられる候補値のうち、最も絶対値の小さいものをドライバ要求トルク監視マージンMRpとする。
S303では、ドライバ要求トルク監視マージンMRpからドライバ要求トルク超過量Epを減じた値を演算する。
エンジントルク監視マージンMReは、ドライバ要求トルク監視マージンMRpからドライバ要求トルク超過量Epを減じた値に基づき、予め記憶されたマップを参照することにより演算される。なお、エンジントルク監視マージンMReは、演算式によって演算するようにしてもよい。
S307では、第1監視マージンMR1から第1超過量E1を減じた値を演算する。
MG1トルク監視マージンMRgは、以下の式(3)で演算される。
MRg={ρ/(1+ρ)}×(MRe−Ee) ・・・(3)
S311では、第2監視マージンMR2から第2超過量E2を減じた値を演算する。
MG2トルク監視マージンMRmは、以下の式(4)で演算される。
MRm=MRp−Ep−{1/(1+ρ)}×Ee−(−1/ρ)×Eg
・・・(4)
S315では、第3監視マージンMR3から第3超過量E3を減じた値を演算する。
ドライバ要求トルク監視マージンMRpからドライバ要求トルク超過量Epを減じた値、第1監視マージンMR1から第1超過量E1を減じた値、第2監視マージンMR2から第2超過量E2を減じた値、または、第3監視マージンMR3から第3超過量E3を減じた値が0より小さいと判断された場合(S304:YES、S308:YES、S312:YES、または、S316:YES)に移行するS318では、F/Sに移行すべき異常が生じていると判定し、異常フラグをセットする。異常フラグは、図3中のS106における異常判定に用いられる。
正常判定される場合を図6に示す。この例では、図6(a)に示すように、ドライバ要求トルク、エンジントルクおよびMG1トルクは、指令値と監視値とが一致しており、ドライバ要求トルク超過量Ep、エンジントルク超過量EeおよびMG1トルク超過量Egは、いずれも0であるものとする。
また、MG2トルク監視値Tmsは、MG2トルク指令値Tmより大きく、MG2トルク超過量Emは、図中に示す如くである。
この例では、ドライバ要求トルク超過量Ep、エンジントルク超過量Ee、MG1トルク超過量Eg、および、MG2トルク超過量Emは、図7(a)に示す如くである。
ECU50は、ドライバ操作情報に基づき、ドライバ要求トルク指令値Tpを演算する(図3中のS102)。
ECU50は、ドライバ要求トルク監視マージンMRpに基づき、駆動源指令値と駆動源監視値との差である駆動源超過量に基づく異常判定に係る駆動源監視マージンを演算する(S305、S309、S313)。
そして、ECU50は、駆動源監視マージンを用い、駆動源指令値の異常を判定する(S318)。
本実施形態では、ドライバ要求トルク監視マージンMRpを急加速や急減速等の加速度の許容変動幅に基づいて設定し、ドライバ要求トルク監視マージンMRpに基づき各駆動源監視マージンを演算している。これにより、より適切に駆動源指令値の異常を判定することができる。
ECU50は、駆動源監視値として、エンジントルク指令値Teの異常監視に用いるエンジントルク監視値Tes、MG1トルク指令値Tgの異常監視に用いるMG1トルク監視値Tgs、および、MG2トルク指令値Tmの監視に用いるMG2トルク監視値Tmsを演算する。
詳細には、ドライバ要求トルク監視マージンMRpからドライバ要求トルク超過量Epを減算した値に基づき、変換式を用いてエンジントルク監視マージンMRe、MG1トルク監視マージンMRg、および、MG2トルク監視マージンMRmを順次演算する。なお、予め記憶されたマップを参照することによるマップ演算も「変換式を用いた演算」の概念に含まれるものとする。
これにより、エンジントルク指令値Te、MG1トルク指令値TgおよびMG2トルク指令値Tmのマージン超過異常を適切に判定することができる。
ドライバ要求トルク監視マージンMRpの候補値として、例えば急加速、急減速、逆進等から考えられる値を記憶しておく。本実施形態では、指令値および監視値のどちらが異常であるかの判定ができないため、急加速側の異常であるか、急減速側の異常であるかを判定できない。そのため、候補値のうち、絶対値の最も小さいものをドライバ要求トルク監視マージンMRpとして設定することにより、機能安全を確保することができる。
また、図3中のS102が「ドライバ要求トルク指令値演算手段」の機能としての処理に対応し、S103〜S105が「駆動源指令値演算手段」の機能としての処理に対応する。図4中のS202〜S205が「監視値演算手段」の機能としての処理に対応する。図5中のS301が「ドライバ要求トルク監視マージン設定手段」の機能としての処理に対応し、S305、S309、S313が「駆動源監視マージン演算手段」の機能としての処理に対応し、S318が「異常判定手段」の機能としての処理に対応する。
本発明の第2実施形態による車両制御装置を図8〜図12に示す。
第1実施形態の車両制御システム1は2つの回転電機を備える。図8に示す本実施形態の車両制御システム2は、エンジン10、回転電機25、蓄電池30、変速機46、および、車両制御装置としてのECU55から構成され、車両90に搭載される。すなわち本実施形態の車両制御システム2の回転電機は、1つである。
エンジン10は、回転電機25だけでなくスタータ11によっても始動可能である。また、エンジン10のクランク軸45は、回転電機25の回転軸42と直結しており、エンジン10の駆動力は、クランク軸45から回転軸42、変速機46、および、減速機91を経由し、駆動軸92へ伝達される。
本実施形態では、エンジン10を「第1駆動源」、回転電機25を「第2駆動源」とする。
S111〜S113の処理は、図3中のS101〜S103の処理と同様である。
Tn=Tp−ρ*×Te ・・・(5)
S115〜S117の処理は、図3中のS106〜S108と同様である。
ここで、監視値演算処理を図10に示すフローチャートに基づいて説明する。監視値異常監視処理は、イグニッション電源がオンされているとき、ECU50にて所定の間隔で実行される。
S214では、第2監視値T2sを演算する。本実施形態の第2監視値T2sは、MGトルク指令値Tnの監視に用いるMGトルク監視値Tnsである。
S212〜S214における各監視値の演算は、各指令値の演算と同様でもよいし、他の演算式やパラメータを用いる等、各指令値とは異なる演算であってもよい。例えば、各監視値は、各指令値と正負が反転するように演算してもよい。
本実施形態では、ドライバ要求トルク監視マージンMRpに基づき、エンジントルク指令値Teの監視に係るエンジントルク監視マージンMRe、および、MGトルク監視マージンMRnを演算し、エンジントルク指令値Te、および、MGトルク指令値Tnの異常を判定する。
エンジントルク監視マージンMReおよびMGトルク指令値Tnは、変換式を用いてドライバ要求トルク監視マージンMRpを順次変換していくことにより演算される。
S401〜S408は、図5中のS301〜S308と同様である。なお、S404またはS408にて肯定判断された場合、S414へ移行する。
本実施形態では、第2駆動源を回転電機25とするので、第2監視マージンMR2はMGトルク監視マージンMRnである。MGトルク監視マージンMRnは、以下の式(6)で表される。
MRn=MRp−Ep−ρ*×Ee ・・・(6)
S411では、第2監視マージンMR2から第2超過量E2を減じた値を演算する。
S414では、ドライバ要求トルク監視マージンMRpからドライバ要求トルク超過量Epを減じた値、第1監視マージンMR1から第1超過量E1を減じた値、または、第2監視マージンMR2から第2超過量E2を減じた値が0より小さいと判断された場合(S404:YES、S408:YES、または、S412:YES)に移行するS414では、F/Sに移行すべき異常が生じていると判断し、異常フラグをセットする。異常フラグは、図9中のS115における異常判定に用いられる。
正常判定される場合を図12に示す。この例では、図12(a)に示すように、ドライバ要求トルクおよびエンジントルクは、指令値と監視値とが一致している。すなわち、ドライバ要求トルク超過量Epおよびエンジントルク超過量Eeは0である。
また、MGトルク監視値Tnsは、MGトルク指令値Tnより大きく、MGトルク超過量Enは、図中に示す如くである。
図13(b)に示すように、ドライバ要求トルク監視マージンMRpを、エンジントルク監視マージンMRe、および、MGトルク監視マージンMRnに変換していく。このとき、ドライバ要求トルク超過量Ep、および、エンジントルク超過量Eeに相当する分、監視マージンが減少する。そして、MGトルク監視マージンMRnからMGトルク超過量Enを減算すると、減算値は0より小さくなる(図11中のS412:YES)。したがって、図11中のS414にて異常判定され、図9中のS117にてF/Sへ移行する。
このように構成しても上記実施形態と同様の効果を奏する。
また、図9中のS112が「ドライバ要求トルク指令値演算手段」の機能としての処理に対応し、S113、S114が「駆動源指令値演算手段」の機能としての処理に対応する。図10中のS212〜S214が「監視値演算手段」の機能としての処理に対応する。図11中のS401が「ドライバ要求トルク監視マージン設定手段」の機能としての処理に対応し、S405、S409が「駆動源監視マージン演算手段」の機能としての処理に対応し、S414が「異常判定手段」の機能としての処理に対応する。
エンジントルク指令値TeおよびMGトルク指令値Tnが「駆動源指令値」に対応する。詳細には、エンジントルク指令値Teが「第1指令値」に対応し、MGトルク指令値Tnが「第2指令値」に対応する。
エンジントルク監視値TesおよびMGトルク監視値Tnsが「駆動源監視値」に対応する。詳細には、エンジントルク監視値Tesが「第1監視値」に対応し、MGトルク監視値Tnsが「第2指令値」に対応する。
エンジントルク監視マージンMReおよびMGトルク監視マージンMRnが「駆動源監視マージン」に対応する。詳細には、エンジントルク監視マージンMReが「第1監視マージン」に対応し、MGトルク監視マージンMRnが「第2監視マージン」に対応する。
本発明の第3実施形態は、構成等は第1実施形態と同様であり、異常監視処理が異なっている。
上記式(2)に示すように、本実施形態のMG2トルク指令値Tmは、MG2トルク相当に換算したエンジントルク指令値TeおよびMG1トルク指令値Tgをドライバ要求トルク指令値Tpから減算することにより演算される。そのため、例えばエンジントルク指令値Teが過大となった場合、エンジントルク指令値Teが過大となった分、MG2トルク指令値Tmが減少する。
本実施形態による異常監視処理を図14に示すフローチャートに基づいて説明する。
S321〜S325の処理は、図5中のS301〜S305の処理と同様である。
S326では、第2監視マージンMR2を演算する。第2監視マージンMR2は、第1監視マージンMR1から第1超過量E1を減じた値を、第2駆動源トルクに対応する値に換算する。
本実施形態では、第2駆動源を第1回転電機21とするので、第2監視マージンMR2はMG1トルク監視マージンMRgである。MG1トルク監視マージンMRgは、以下の式(7)で表される。
MRg={ρ/(1+ρ)}×MRe ・・・(7)
S330の処理は、第3監視マージンMR3を演算する。第3監視マージンMR3は、第2監視マージンMR2を用い、第3駆動源トルクに対応する値に変換する。
本実施形態では、第3駆動源を第2回転電機22とするので、第3監視マージンMR3はMG2トルク監視マージンMRmである。MG2トルク監視マージンMRmは、以下の式(8)で演算される。
MRm=MRp−Ep−(−1/ρ)×Eg ・・・(8)
S331〜S335の処理は、図5中のS314〜S318の処理と同様である。
正常判定される場合を図15に示す。この例では、図15(a)に示すように、ドライバ要求トルク、エンジントルクおよびMG1トルクは、指令値と監視値とが一致している。すなわちエンジントルク超過量EeおよびMG1トルク超過量Egは0である。
また、MG2トルク監視値Tmsは、MG2トルク指令値Tmより大きく、MG2トルク超過量Emは、図中に示す如くである。
そして、MG2トルク監視マージンMRmからMG2トルク超過量Emを減算すると、減算値は0より小さくなる(図14中のS333:YES)。したがって、図14中のS335にて異常判定され、図3中のS108にてF/Sへ移行する。
本実施形態では、図14中のS321が「ドライバ要求トルク監視マージン設定手段」の機能としての処理に対応し、S325、S326、S330が「駆動源監視マージン演算手段」の機能としての処理に対応し、S335が「異常判定手段」の機能としての処理に対応する。
本発明の第4実施形態は、構成等は第2実施形態と同様であり、異常監視処理が異なっている。
上記式(5)に示すように、本実施形態のMGトルク指令値Tnは、MGトルク相当に換算したエンジントルク指令値Teをドライバ要求トルク指令値Tpから減算することにより演算される。そのため、例えばエンジントルク指令値Teが過大となった場合、エンジントルク指令値Teが過大となった分、MGトルク指令値Tnが減少する。
本実施形態による異常監視処理を図17に示すフローチャートに基づいて説明する。
S421〜S425の処理は、図11中のS401〜S405の処理と同様である。
S426では、第2監視マージンMR2を演算する。第2監視マージンMR2は、第1監視マージンMR1を用い、第2駆動源トルクに対応する値に変換する。
MRn=MRp−Ep ・・・(9)
S427〜S431の処理は、図11中のS410〜S414の処理と同様である。
正常判定される場合を図18に示す。この例では、図18(a)に示すように、ドライバ要求トルクおよびエンジントルクは、指令値と監視値とが一致している。すなわち、ドライバ要求トルク超過量Epおよびエンジントルク超過量Eeはゼロである。また、MGトルク監視値Tnsは、MGトルク指令値Tnより大きく、MGトルク超過量Enは、図中に示す如くである。
本実施形態では、図17中のS421が「ドライバ要求トルク監視マージン設定手段」の機能としての処理に対応し、S425、S426が「駆動源監視マージン演算手段」の機能としての処理に対応し、S431が「異常判定手段」の機能としての処理に対応する。
第1実施形態〜第4実施形態では、ドライバ要求トルク監視マージンMRpを各駆動源の監視マージンに順次変換する。第5実施形態〜第8実施形態では、ドライバ要求トルク監視マージンMRpを、各駆動源に分配し、超過量と分配された監視マージンとに基づき、異常を判定する。
S501〜S504の処理は、図5中のS301〜S304の処理と同様である。
S505では、第1監視マージンMR1を演算する。本実施形態では、第1駆動源をエンジン10とするので、第1監視マージンMR1はエンジントルク監視マージンMReである。
MRe=(MRp−Ep)×De×Ke
=MRpd×De×Ke ・・・(10)
S509では、第2監視マージンMR2を演算する。本実施形態では、第2駆動源を第1回転電機21とするので、第2監視マージンMR2はMG1トルク監視マージンMRgである。
MRg=(MRp−Ep)×Dg×Kg
=MRpd×Dg×Kg ・・・(11)
S513では、第3監視マージンMR3を演算する。本実施形態では、第3駆動源を第2回転電機22とするので、第3監視マージンMR3はMG2トルク監視マージンMRmである。
MRm=(MRp−Ep)×(1−De−Dg)×Km
=MRpd×Dm1×Km ・・・(12)
S514〜S518の処理は、図5中のS314〜S318の処理と同様である。
詳細には、ドライバ要求トルク監視マージンMRpからドライバ要求トルク超過量Epを減算した値を所定分配比で分配し、エンジントルク監視マージンMRe、MG1トルク監視マージンMRg、および、MG2トルク監視マージンのうちの少なくとも2つを演算する。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本発明の第6実施形態は、構成等は第2実施形態と同様であり、異常監視処理が異なっている。本実施形態では、ドライバ要求トルク監視マージンMRpを、エンジントルク監視マージンMRe、および、MGトルク監視マージンMRnに分配する。より詳細には、ドライバ要求トルク監視マージンMRpからドライバ要求トルク超過量Epを減算した値である分配用ドライバ要求トルク監視マージンMRpdを、エンジントルク監視マージンMRe、および、MGトルク監視マージンMRnに分配する。
S601〜S608は、図20中のS501〜S508と同様である。
S609では、第2監視マージンMR2を演算する。本実施形態では、第2駆動源を回転電機25とするので、第2監視マージンMR2はMGトルク監視マージンMRnである。
MRn=(MRp−Ep)×(1−De)×Kn
=MRpd×Dn×Kn ・・・(13)
S610〜S614の処理は、図11中のS410〜S414と同様である。
図25(b)に示すように、分配用ドライバ要求トルク監視マージンMRpdを、エンジントルク監視マージンMRe、および、MGトルク監視マージンMRnに分配する。エンジントルク監視マージンMReからエンジントルク超過量Eeを減算した値は、0以上である(図23中のS608:NO)。一方、MGトルク監視マージンMRnからMGトルク超過量Enを減算した値は、0より小さい(図23中のS612:YES)。したがって、図23中のS614にて異常判定され、図9中のS118にてF/Sへ移行する。
本実施形態では、図23中のS601が「ドライバ要求トルク監視マージン設定手段」の機能としての処理に対応し、S605、S609が「駆動源監視マージン演算手段」の機能としての処理に対応し、S614が「異常判定手段」の機能としての処理に対応する。
本発明の第7実施形態は、構成等は第1実施形態と同様であり、異常監視処理が異なっている。本実施形態の異常監視処理では、第3実施形態のように、エンジントルク指令値Teの監視を省略し、監視箇所を減らしている。
本実施形態による異常監視処理を図26に示すフローチャートに基づいて説明する。
S521〜S524の処理は、図20中のS501〜S504の処理と同様である。また、S525〜S528の処理は、図20中のS509〜S512の処理と同様である。
すなわち、本実施形態では、図20中のS505〜S508の処理が省略されており、エンジントルク監視マージンMReおよびエンジントルク超過量Eeが演算されていない。
MRm=(MRp−Ep)×(1−Dg)×Km
=MRpd×Dm2×Km ・・・(14)
なお、MG1トルク監視マージンMRgおよびMG2トルク監視マージンMRmの演算に用いる分配係数Dg、Dm2は、任意の値に設定可能である。
S530〜S534の処理は、図20中のS514〜S518の処理と同様である。
まず、監視マージンの分配について言及しておく。
MG2トルク指令値Tmは、上記式(2)により演算される。式(2)を参照すると、エンジントルク指令値Te、MG1トルク指令値TgおよびMG2トルク指令値Tmの和がドライバ要求トルク指令値Tpとなる関係が成立するように、MG2トルク指令値Tmを演算している。したがって、エンジントルク指令値Teが増加すると、その分、MG2トルク指令値Tmが減少する。
Dm2=Dm1+De ・・・(15)
正常判定される場合を図27に示す。この例では、図27(a)に示すように、ドライバ要求トルク、エンジントルク、および、MG1トルクは、指令値と監視値とが略一致している。ここでは、ドライバ要求トルク超過量Ep=0であり、ドライバ要求トルク監視マージンMRpと分配用ドライバ要求トルク監視マージンMRpdとが等しいものとする。また、MG2トルク監視値Tmsは、MG2トルク指令値Tmより大きく、MG2トルク超過量Emは、図中に示す如くである。
図28(b)に示すように、分配用ドライバ要求トルク監視マージンMRpdを、MG1トルク監視マージンMRg、および、MG2トルク監視マージンMRmに分配する。MG1トルク監視マージンMRgからMG1トルク超過量Egを減算した値は、0以上である(図26中のS524:NO)。一方、MG2トルク監視マージンMRmからMG2トルク超過量Emを減算した値は、0より小さい(図26中のS532:YES)。したがって、図26中のS534にて異常判定され、図3中のS108にてF/Sへ移行する。
本実施形態では、図26中のS521が「ドライバ要求トルク監視マージン設定手段」の機能としての処理に対応し、S525、S529が「駆動源監視マージン演算手段」の機能としての処理に対応し、S534が「異常判定手段」の機能としての処理に対応する。
本発明の第8実施形態は、構成等は第2実施形態と同様であり、異常監視処理が異なっている。本実施形態の異常監視処理では、第4実施形態のように、エンジントルク指令値Teの監視を省略し、監視箇所を減らしている。
本実施形態による異常監視処理を図29に示すフローチャートに基づいて説明する。
S621〜S624の処理は、図23中のS601〜S604の処理と同様である。また、本実施形態では図23中のS605〜S608に対応する処理が省略されており、エンジントルク監視マージンMReおよびエンジントルク超過量Eeが演算されていない。
MGトルク監視マージンMRnは、式(16)により演算される。式(16)中のDnは、分配用ドライバ要求トルク監視マージンMRpdをMGトルクに対して分配す分配係数であり、本実施形態ではDn=1である。また、式(16)中のKnは、分配用ドライバ要求トルク監視マージンMRpdをMGトルク相当に換算する換算係数であり、ギア比等に基づく値である。
MRn=(MRp−Ep)×Dn×Kn
=MRpd×Dn×Kn ・・・(16)
S626〜S630の処理は、図23中のS610〜S614の処理と同様である。
正常判定される場合を図30に示す。この例では、図30(a)に示すように、ドライバ要求トルク、および、エンジントルクは、指令値と監視値とが略一致している。ここでは、ドライバ要求トルク超過量Ep=0であり、ドライバ要求トルク監視マージンMRpと分配用ドライバ要求トルク監視マージンMRpdとが等しいものとする。また、MGトルク監視値Tnsは、MGトルク指令値Tnより大きく、MGトルク超過量Enは、図中に示す如くである。
これにより、ドライバ要求トルク監視マージンMRpの範囲内で、ドライバ要求トルク監視マージンMRpの機能をより使い切ることができ、不要にF/Sに移行するのを避けることができる。
この場合、ドライバ要求トルク監視マージンMRpを、全てMGトルク監視マージンMRnに振り向けることにより、ドライバ要求トルク監視マージンMRpの機能を適切に活用することできる。
本実施形態では、図29中のS621が「ドライバ要求トルク監視マージン設定手段」の機能としての処理に対応し、S625が「駆動源監視マージン設定手段」の機能としての処理に対応する。
本発明の第9実施形態は、構成等は第1実施形態と同様であり、監視マージンの演算方法が異なっている。
本実施形態の監視マージンの演算方法を図32に示す。図32では、ドライバ要求トルク超過量Epが0の場合を示している。
図32に示すように、本実施形態では、エンジントルク監視マージンMReは、ドライバ要求トルク監視マージンMRpからドライバ要求トルク超過量Epを減算した値に基づき、予め記憶されたマップを参照することにより演算される。
すなわち、本実施形態では、エンジントルク監視マージンMReは、ドライバ要求トルク監視マージンMRpに基づいて変換され、MG1トルク監視マージンMRgおよびMG2トルク監視マージンMRmは、ドライバ要求トルク監視マージンMRpに基づいて分配される。
異常判定に係る各処理は、上記実施形態と同様である。
このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本発明の第10実施形態は、構成等は第1実施形態と同様であり、監視マージンの演算方法が異なっている。
本実施形態の監視マージンの演算方法を図33に示す。図33では、ドライバ要求トルク超過量EpおよびMG1トルク超過量Egが0の場合を示している。
一方、MG2トルク監視マージンMRmは、MG1トルク監視マージンMRgに基づいて変換される。
なお、異常判定に係る各処理は、上記実施形態と同様である。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
(ア)上記実施形態では、ドライバ要求トルク監視マージンMRpは、予め記憶されている複数の候補値のうち、絶対値の最も小さいものとする。他の実施形態では、候補値が、急加速、急減速、逆進等の車両の駆動状態に応じて記憶されている場合、アクセルペダル、シフトスイッチ、ブレーキペダルの操作情報等を含むドライバ操作情報に基づいて候補値を選択してもよい。すなわち、「ドライバ要求トルク監視マージン設定手段は、ドライバ操作情報に基づき、ドライバ要求トルク監視マージンを設定する」ように構成してもよい、ということである。
また、上記実施形態では、回転電機が1つである場合、エンジンを第1駆動源、回転電機を第2駆動源とする。他の実施形態では、回転電機を第1駆動源、エンジンを第2駆動源としてもよい。
また、第4実施形態および第8実施形態では、エンジントルク指令値の監視を省略する。他の実施形態では、MGトルク指令値の監視を省略してもよい。
対応する監視マージンと超過量とが同じ単位であれば、容易に比較可能であるので、監視マージンと超過量の単位が異なる場合、監視マージンを超過量の単位に変換してもよいし、超過量を監視マージンの単位に変換してもよい。
例えば第1実施形態のように、ドライバ要求トルク監視マージンを各駆動源マージンに変換していく場合、ドライバ要求トルク超過量および駆動源超過量は、ドライバ要求トルク監視マージンと同一の単位(例えばトルクの単位であるNm)に変換されることが望ましい。そこで、エンジンパワー超過量をトルクの単位に変換し、ドライバ要求トルク監視マージンから変換されるエンジントルク監視マージンと比較する。また、ドライバ要求トルク監視マージンの単位がトルクであれば、ドライバ要求トルク超過量、MG1トルク超過量およびMG2トルク超過量は単位換算の必要はない。
すなわち、「ドライバ要求トルク超過量および駆動源超過量は、ドライバ要求トルク監視マージンおよび駆動源監視マージンと同一の単位に変換される」ということである。これにより、超過量とマージンとの比較が容易になる。
すなわち、「ドライバ要求トルク監視マージンは、ドライバ要求トルク超過量と同一の単位に変換され、駆動源監視マージンは、対応する駆動源超過量と同一の単位に変換される」ということである。これにより、超過量とマージンとの比較が容易になる。
回転電機が1つの場合についても同様である。
(ケ)上記実施形態では、車両制御装置が、所謂「シリーズパラレルハイブリッド車」および「パラレルハイブリッド車」に適用される例を説明した。他の実施形態では、車両制御装置は、エンジンおよび回転電機を含む複数の駆動源を備える車両であれば、どのようなものに適用してもよい。また、上記実施形態の動力分割機構は遊星歯車機構により構成される。他の実施形態では、動力分割機構として、遊星歯車機構以外の電磁クラッチや流体継ぎ手等を用いてもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
2・・・車両駆動システム
10・・・エンジン(第1駆動源)
21・・・第1回転電機(第2駆動源)
22・・・第2回転電機(第3駆動源)
25・・・回転電機(第2駆動源)
50・・・ECU(車両制御装置)
55・・・ECU(車両制御装置)
Claims (13)
- エンジン(10)および回転電機(21、22、25)である複数の駆動源を備える車両の駆動を制御する車両制御装置(50、55)であって、
ドライバ操作情報に基づき、ドライバ要求トルク指令値を演算するドライバ要求トルク指令値演算手段(S102、S112)と、
前記ドライバ要求トルク指令値を前記駆動源に対して振り分け、前記駆動源を制御する指令値である駆動源指令値を前記駆動源毎に演算する駆動源指令値演算手段(S103、S104、S105、S113、S114)と、
前記ドライバ要求トルク指令値の異常監視に用いるドライバ要求トルク監視値、および、前記駆動源指令値の異常監視に用いる駆動源監視値を演算する監視値演算手段(S202〜S205、S212〜S214)と、
前記ドライバ要求トルク指令値と前記ドライバ要求トルク監視値との差であるドライバ要求トルク超過量に基づく異常判定に係るドライバ要求トルク監視マージンを設定するドライバ要求トルク監視マージン設定手段(S301、S401、S321、S421、)と、
前記ドライバ要求トルク監視マージンに基づき、前記駆動源指令値と前記駆動源監視値との差である駆動源超過量に基づく異常判定に係る駆動源監視マージンを演算する駆動源監視マージン演算手段(S305、S309、S313、S325、S326、S330、S405、S409、S425、S426、S505、S509、S513、S525、S529、S605、S609、S625)と、
前記駆動源監視マージンを用い、前記駆動源指令値の異常を判定する異常判定手段(S318、S335、S414、S431、S518、S534、S614、630)と、
を備えることを特徴とする車両制御装置。 - 前記駆動源監視マージン演算手段(S305、S309、S313、S325、S326、S330、S405、S409、S425、S426)は、前記ドライバ要求トルク監視マージンから前記ドライバ要求トルク超過量を減算した値に基づき、変換式を用いて前記駆動源監視マージンを演算することを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。
- 前記駆動源監視マージン演算手段(S505、S509、S513、S525、S529、S605、S609、S625)は、前記ドライバ要求トルク監視マージンから前記ドライバ要求トルク超過量を減算した値を所定分配比で分配し、前記駆動源監視マージンを演算することを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。
- 前記回転電機は、第1回転電機(21)および第2回転電機(22)から構成され、
前記エンジン、前記第1回転電機および前記第2回転電機のうちの1つを第1駆動源、他の1つを第2駆動源、および、残りの1つを第3駆動源とすると、
前記駆動源指令値演算手段(S103、S104、S105)は、前記駆動源指令値として、前記第1駆動源の駆動を制御する第1指令値、前記第2駆動源の駆動を制御する第2指令値、および、前記第3駆動源の駆動を制御する第3指令値を演算し、
前記監視値演算手段(S202〜S205)は、前記駆動源監視値として、前記第1指令値の異常監視に用いる第1監視値、前記第2指令値の異常監視に用いる第2監視値、および、前記第3指令値の監視に用いる第3監視値を演算し、
前記駆動源監視マージン演算手段(S305、S309、S313、S325、S326、S330、S505、S509、S513、S525、S529)は、前記駆動源監視マージンとして、前記第1指令値と前記第1監視値との差である第1超過量に基づく異常判定に係る第1監視マージン、前記第2指令値と前記第2監視値との差である第2超過量にもとづく異常判定に係る第2監視マージン、および、前記第3指令値と前記第3監視値との差である第3超過量に基づく異常判定に係る第3監視マージンのうちの少なくとも2つを演算することを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置(50)。 - 前記駆動源監視マージン演算手段(S305、S309、S313、S325、S326、S330)は、
前記ドライバ要求トルク監視マージンから前記ドライバ要求トルク超過量を減算した値に基づき、変換式を用いて前記第1監視マージン、前記第2監視マージン、および、第3監視マージンのうちの少なくとも2つを順次演算することを特徴とする請求項4に記載の車両制御装置。 - 前記駆動源監視マージン演算手段(S505、S509、S513、S525、S529)は、
前記ドライバ要求トルク監視マージンから前記ドライバ要求トルク超過量を減算した値を所定分配比で分配し、前記第1監視マージン、前記第2監視マージン、および、前記第3監視マージンのうち少なくとも2つを演算することを特徴とする請求項4に記載の車両制御装置。 - 前記駆動源監視マージン演算手段は、
前記ドライバ要求トルク監視マージンから前記ドライバ要求トルク超過量を減算した値に基づき、変換式を用いて前記第1監視マージンを演算し、
前記ドライバ要求トルク監視マージンから前記ドライバ要求トルク超過量を減算した値を所定分配比で分配し、前記第2監視マージンおよび前記第3監視マージンを演算することを特徴とする請求項4に記載の車両制御装置。 - 前記駆動源監視マージン演算手段は、
前記ドライバ要求トルク監視マージンから前記ドライバ要求トルク超過量を減算した値を所定分配比で分配し、前記第1監視マージンおよび前記第2監視マージンを演算し、
前記第2監視マージンから前記第2超過量を減算した値に基づき、前記第3監視マージンを演算することを特徴とする請求項4に記載の車両制御装置。 - 前記異常判定手段は、前記駆動源超過量が前記駆動源監視マージンを超えた場合、前記駆動源指令値がマージン超過異常であると判定することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の車両制御装置。
- 前記ドライバ要求トルク監視マージン設定手段は、予め記憶されている複数の候補値のうち、絶対値の最も小さいものを前記ドライバ要求トルク監視マージンとして設定することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の車両制御装置。
- 前記ドライバ要求トルク監視マージン設定手段は、前記ドライバ操作情報に基づき、前記ドライバ要求トルク監視マージンを設定することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の車両制御装置。
- 前記ドライバ要求トルク超過量および前記駆動源超過量は、前記ドライバ要求トルク監視マージンおよび前記駆動源監視マージンと同一の単位に変換されることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の車両制御装置。
- 前記ドライバ要求トルク監視マージンは、前記ドライバ要求トルク超過量と同一の単位に変換され、
前記駆動源監視マージンは、対応する前記駆動源超過量と同一の単位に変換されることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の車両制御装置。
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