JP6394551B2 - Control device - Google Patents
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Description
本発明は、制御装置に関する。 The present invention relates to a control device.
従来、車両の駆動源であるモータの駆動に係る電力系統の異常を検出する制御装置が知られている。例えば特許文献1では、自動車の運転開始時、運転終了時等のモータを回転させる必要がない期間に、インバータのスイッチング素子を制御し、平滑用コンデンサの放電テストを行う。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a control device that detects an abnormality in a power system related to driving of a motor that is a driving source of a vehicle. For example, in
始動スイッチがオンされてからオフされるまでを「1trip」とすると、例えば運転開始時に放電テストを行う場合、1tripに実行可能であるテスト回数が少なく、診断カバレッジが低い。
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、異常検出に係る診断カバレッジを向上可能な制御装置を提供することにある。
If “1 trip” is set from when the start switch is turned on to when it is turned off, for example, when a discharge test is performed at the start of operation, the number of tests that can be executed per trip is small, and diagnostic coverage is low.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a control device capable of improving diagnostic coverage related to abnormality detection.
本発明の制御装置は、車両駆動システム(1)を制御する。車両駆動システムは、車両(90)の駆動源である回転電機(12)と、インバータ(30)と、断続部(16)と、を備える。インバータは、複数のスイッチング素子(31〜36)を有し、スイッチング素子のオンオフを切り替えることで回転電機の電力を変換する。断接部は、駆動輪(95)と接続されている車軸(93)と回転電機とを断接可能である。 The control device of the present invention controls the vehicle drive system (1). A vehicle drive system is provided with the rotary electric machine (12) which is a drive source of a vehicle (90), an inverter (30), and an intermittence part (16). The inverter has a plurality of switching elements (31 to 36), and converts the electric power of the rotating electrical machine by switching on and off of the switching elements. The connection / disconnection part can connect / disconnect the axle (93) connected to the drive wheel (95) and the rotating electrical machine.
制御装置は、インバータ制御部(61)と、異常判定部(65)と、を備える。
インバータ制御部は、スイッチング素子のオンオフ作動を制御する。異常判定部は、少なくとも1つのスイッチング素子が遮断不能となるオフ機能異常が生じているか否かを判定する。
回転電機と車軸とが切り離されているとき、インバータ制御部は、回転電機が一定速度で回転するようにスイッチング素子を制御する速度制御から、全てのスイッチング素子をオフする全オフ指令に切り替える。また、異常判定部は、速度制御から全オフ指令に切り替えたときの回転電機の回転速度の低下率が判定閾値以下である場合、オフ機能異常が生じていると判定する。
The control device includes an inverter control unit (61) and an abnormality determination unit (65).
The inverter control unit controls the on / off operation of the switching element. The abnormality determination unit determines whether or not an off-function abnormality that makes it impossible to shut off at least one switching element has occurred.
When the rotating electrical machine and the axle are separated, the inverter control unit switches from speed control that controls the switching elements so that the rotating electrical machine rotates at a constant speed to an all-off command that turns off all the switching elements. The abnormality determination unit determines that an off-function abnormality has occurred when the rate of decrease in the rotational speed of the rotating electrical machine when the speed control is switched to the all-off command is equal to or less than a determination threshold.
本発明の車両駆動システムでは、断接部を設けることで、回転電機と車軸とを切り離すことができるので、例えば信号等で車両が停止しているときに、回転電機の駆動を継続可能である。また、回転電機と車軸とが切り離されている状態において、回転電機が一定速度で回転している状態から、全てのスイッチング素子をオフする全オフ指令とすることで、オフ機能異常が生じているか否かを判定可能である。これにより、回転電機と車軸とを断接可能な断接部を備える車両駆動システムにおいて、1tripに複数回のオフ機能異常判定を実施可能であり、例えば始動スイッチのオン時等、1tripに1回の異常判定を行う場合と比較し、診断カバレッジを高めることができる。 In the vehicle drive system of the present invention, since the rotating electrical machine and the axle can be separated by providing the connecting / disconnecting portion, for example, when the vehicle is stopped by a signal or the like, the driving of the rotating electrical machine can be continued. . In addition, when the rotating electrical machine and the axle are separated from each other, if the rotating electrical machine is rotating at a constant speed, an all-off command to turn off all switching elements is used, so that an off function abnormality has occurred. It can be determined whether or not. As a result, in a vehicle drive system having a connecting / disconnecting portion capable of connecting / disconnecting the rotating electrical machine and the axle, it is possible to perform an OFF function abnormality determination multiple times in 1 trip, for example, once in 1 trip, such as when the start switch is on. Compared with the case where the abnormality determination is performed, the diagnostic coverage can be enhanced.
以下、本発明による制御装置を図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態の制御装置を図1〜図4に示す。
図1に示すように、車両駆動システム1は、エンジン11、回転電機としてのモータジェネレータ12、変速機13、第1クラッチ16、第2クラッチ17、負荷としてのオイルポンプ19、バッテリ20、インバータ30、および、制御装置50等を備え、車両90に搭載される。本実施形態の車両90は、エンジン11およびモータジェネレータ12を駆動源とする、所謂ハイブリッド車両であり、車両駆動システム1は、「シリーズハイブリッドシステム」である。以下適宜、「モータジェネレータ」を「MG」と記載する。
Hereinafter, a control apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. Hereinafter, in a plurality of embodiments, the same numerals are given to the substantially same composition, and explanation is omitted.
(First embodiment)
The control apparatus of 1st Embodiment of this invention is shown in FIGS.
As shown in FIG. 1, the
駆動対象である駆動輪95は、車軸93と接続されている。車軸93は、エンジン11およびMG12の駆動力が出力される駆動軸91と、ギア92等を介して接続される。これにより、エンジン11およびMG12の駆動力は、駆動軸91、ギア92および車軸93等を介して、駆動輪95に伝達され、駆動輪95を回転駆動させる。
The
エンジン11は、複数の気筒を有する内燃機関である。エンジン11の駆動力は、第1クラッチ16を介してMG12に伝達される。
MG12は、バッテリ20からの電力で駆動されることによりトルクを発生する電動機としての機能、および、エンジン11による駆動あるいは車両90の制動時に駆動されて発電する発電機としての機能を有する。本実施形態のMG12は、永久磁石式同期型の3相交流回転機である。以下、MG12が電動機として機能する場合を中心に説明する。
MG12の出力軸は、駆動軸91と接続される。
変速機13は、MG12とギア92との間に設けられ、MG12側の回転を変速して、車軸93側へ伝達する。本実施形態の変速機13は、油圧式の無段変速機(CVT)である。
The
The MG 12 has a function as an electric motor that generates torque by being driven by electric power from the
The output shaft of MG 12 is connected to drive
The
第1クラッチ16は、MG12と変速機13との間に設けられ、MG12と変速機13とを断接可能に構成される。第1クラッチ16を切ることで、MG12と変速機13との間での動力伝達が遮断される。また、第1クラッチ16を繋ぐことで、MG12と変速機13との間での動力伝達が許容される。
The
第2クラッチ17は、エンジン11とMG12との間に設けられ、エンジン11とMG12とを断接可能に構成される。第2クラッチ17を切ることで、エンジン11とMG12との間での伝達が遮断される。また、第2クラッチ17を繋ぐことで、エンジン11とMG12との間での動力伝達が許容される。
本実施形態では、第1クラッチ16が「断接部」および「第1断接部」に対応し、第2クラッチ17が「第2断接部」に対応する。
The
In the present embodiment, the
オイルポンプ19は、MG12の駆動力で駆動され、変速機13に必要な油圧を供給する。オイルポンプ19は、MG12と第2クラッチ17との間に設けられる。すなわち、オイルポンプ19は、クラッチ16、17が切られた状態においても、MG12の駆動力にて駆動可能である。
The
バッテリ20は、例えばニッケル水素またはリチウムイオン等の充放電可能な二次電池により構成される直流電源である。バッテリ20に替えて、電気二重層キャパシタ等の蓄電装置を直流電源として用いてもよい。バッテリ20は、SOC(State Of Charge)が所定の範囲内となるように制御される。
The
図2に示すように、バッテリ20とインバータ30との間には、上側電源リレー21および下側電源リレー22が設けられる。上側電源リレー21は、バッテリ20の正極側に設けられ、下側電源リレー22は、バッテリ20の負極側に設けられる。上側電源リレー21および下側電源リレー22をオンすることで、バッテリ20とインバータ30との間での電力の授受が許容される。また、上側電源リレー21および下側電源リレー22をオフすることで、バッテリ20とインバータ30との間での電力の授受が禁止される。なお、上側電源リレー21または下側電源リレー22の一方を省略してもよい。
コンデンサ25は、平滑コンデンサであって、インバータ30と並列に接続される。
As shown in FIG. 2, an upper
The
インバータ30は、6つのスイッチング素子31〜36を有する3相インバータである。以下、「スイッチング素子」を「SW素子」と記載する。本実施形態のSW素子31〜36は、いずれもIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)であるが、IGBTに替えて、MOSFET(金属酸化物電界効果トランジスタ)やサイリスタ等を用いてもよい。
高電位側に配置されるSW素子31〜33は、コレクタが高電位ライン37に接続され、エミッタがそれぞれ対になるSW素子34〜36のコレクタと接続される。低電位側に配置されるSW素子34〜36のエミッタは、低電位ライン38に接続される。
The
The
対になる高電位側のSW素子31〜33と、低電位側のSW素子34〜36との接続点は、それぞれ、MG12の各相巻線の一端に接続される。対になる高電位側のSW素子31〜33と、低電位側のSW素子34〜36とは、駆動信号に基づき、交互に、かつ、相補的にオンオフ作動する。インバータ30をオンオフ作動することで、バッテリ20の直流電力を3相交流電力に変換し、MG12に出力する。
A connection point between the paired high potential
図1に戻り、制御装置50は、エンジン制御部51、クラッチ制御部53、および、MG制御部60等を含む。エンジン制御部51、クラッチ制御部53、および、MG制御部60における各処理は、ROM等の実体的なメモリ装置に予め記憶されたプログラムをCPUで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。
図1中では、煩雑になることを避けるため、一部の制御線を省略した。
Returning to FIG. 1, the
In FIG. 1, some control lines are omitted to avoid complication.
エンジン制御部51は、エンジン11の駆動を制御する。
クラッチ制御部53は、第1クラッチ16および第2クラッチ17の断接を制御する。また、図示しない変速制御部は、変速機13の変速状態を制御する。
The
The
MG制御部60は、MG12の駆動を制御するものであって、インバータ制御部61、回転速度演算部62、および、異常判定部65等を備える。
インバータ制御部61は、SW素子31〜36のオンオフ作動を制御する。詳細には、SW素子31〜36のオンオフ作動を制御する駆動信号を生成する。生成された駆動信号は、図示しないドライバ回路等を経由し、SW素子31〜36のゲートに出力される。SW素子31〜36のオンオフ作動を制御することで、MG12の駆動が制御される。
The
The
回転速度演算部62は、MG12に設けられる図示しない回転角センサから回転角θを取得し、回転角θに基づき、MG12の回転速度である回転数N[rpm]を演算する。回転速度は、回転数Nに替えて、回転角速度ωとしてもよい。また、回転速度演算部62は、回転数Nの低下率Rを演算する。低下率Rは、単位時間当たりの回転数Nの低下幅とする。
The rotation
異常判定部65は、少なくとも1つのSW素子31〜36が遮断不能となるオフ機能異常が生じているか否かを判定する。「遮断不能」とは、オフすべきときにオフされず、導通状態が継続されることを意味する。ここで、「オフ機能異常」には、SW素子31〜36そのものの短絡に限らず、駆動信号の異常によりSW素子31〜36をオフすることができない信号異常等も含まれるものとする。
MG12は、車両走行中等、要求トルクが出力されるように、トルクに基づいて制御される。以下、トルクに基づく制御を「トルク制御」という。また、MG12は、車両停止中等、所定の回転速度で回転するように、回転速度に基づいて制御される。以下、回転速度に基づく制御を「速度制御」という。
The
以下、SW素子31〜36のオフ機能異常の判定について、説明する。
図示しないイグニッションスイッチ等である始動スイッチがオンされ、コンデンサ25の充電中にSW素子31〜36の異常判定を行うことがある。ここで、始動スイッチがオンされてからオフされるまでを「1trip」とし、始動スイッチのオン時に異常判定を行う場合、異常判定は、1tripに1回実行される。
また、オフ機能異常判定が終了するまで、コンデンサ25の充電完了判定を行わない場合、充電完了と判定されるまでの時間が長くなり、車両駆動システム1の起動が完了するまでの時間が長くなる虞がある。
Hereinafter, determination of the OFF function abnormality of the
A start switch such as an ignition switch (not shown) is turned on, and abnormality determination of the
Further, when the completion of charging of the
本実施形態の変速機13は油圧式であり、常時、油圧を供給する必要がある。そのため、例えば信号待ち等で車両90が停止しているときにおいても、オイルポンプ19を駆動すべく、クラッチ16、17を切った状態にて、MG12の駆動が継続される。クラッチ16、17が切られていれば、MG12の駆動力が車軸93へ伝達されないので、車両停止中にMG12の駆動を継続しても差し支えない。
本実施形態では、クラッチ16、17が切られているとき、速度制御から、一時的に全てのSW素子31〜36をオフにする全オフ指令に切り替える遮断テストを実施する。そして、異常判定部65は、遮断テスト時の回転数Nの低下率Rに基づき、オフ機能異常の判定を行う。
The
In the present embodiment, when the
本実施形態の異常判定処理を図3のフローチャートに基づいて説明する。本処理は、制御装置50にて、所定の間隔で実行される。
最初のステップS101では、異常判定部65は、第1クラッチ16および第2クラッチ17が切られているか否かを判断する。第1クラッチ16を切ることで、MG12と車軸93とが切り離され、第2クラッチ17を切ることで、MG12とエンジン11とが切り離される。第1クラッチ16および第2クラッチ17の少なくとも一方が切られていないと判断された場合(S101:NO)、S103へ移行する。第1クラッチ16および第2クラッチ17が切られていると判断された場合(S101:NO)、S102へ移行する。
The abnormality determination process of this embodiment will be described based on the flowchart of FIG. This process is executed by the
In the first step S101, the
S102では、異常判定部65は、MG12が速度制御中か否かを判断する。MG12が速度制御中ではないと判断された場合(S102:NO)、S103へ移行する。MG12が速度制御中であると判断された場合(S102:YES)、すなわち、回転数Nが制御値Naとなるように制御されている場合、S104へ移行する。制御値Naは、回転数Nの低下率Rを演算可能な演算可能回転数より大きい値とする。
In S102, the
MG12と車軸93とが切り離されていないと判断された場合(S101:NO)、または、MG12が速度制御中ではないと判断された場合(S102:NO)に移行するS103では、異常判定部65は、遮断テストを行わない。また、インバータ制御部61は、トルク制御、または、全てのSW素子31〜36がオフされている状態を継続する。なお、後述する完了フラグFlgCがセットされている場合はリセットする。
When it is determined that the
MG12と車軸93とが切り離されており、かつ、MG12が速度制御中である場合(S101:YES、かつ、S102:YES)に移行するS104では、異常判定部65は、完了フラグFlgCがセットされているか否かを判断する。図中、フラグがセットされている状態を「1」、リセットされている状態を「0」と記載する。完了フラグFlgCがセットされていると判断された場合(S104:YES)、遮断テストを行わず、S111へ移行する。完了フラグFlgCがセットされていないと判断された場合(S104:NO)、S105へ移行する。
In S104, when the
S105では、異常判定部65は、MG12が制御値Naで一定回転しているか否かを判断する。ここでは、回転数Nが制御値Naを含む所定範囲内である状態が、MG12の回転が安定しているとみなせる程度に設定される所定期間Pa以上継続している場合、MG12が制御値Naで一定回転しているとみなす。MG12が制御値Naで一定回転していないと判断された場合(S105:NO)、遮断テストを行わず、S111へ移行する。MG12が制御値Naで一定回転していると判断された場合(S105:YES)、S106へ移行する。
S106では、遮断テストが実施される。具体的には、インバータ制御部61は、全てのSW素子31〜36をオフする駆動信号を生成し、SW素子31〜36に出力する。
In S105, the
In S106, an interruption test is performed. Specifically, the
S107では、異常判定部65は、MG12の回転数Nの低下率Rが判定閾値Rth以下か否かを判断する。低下率Rは、例えば、制御値Naと現在の回転数Nとの差、および、遮断テストを開始してからの経過時間に基づいて演算される。なお、検出誤差や回転数Nの変動等を考慮し、遮断テストを開始してからの経過時間が判定可能時間以上となってから、当該判断を行うようにしてもよい。低下率Rが判定閾値Rthより大きいと判断された場合(S107:NO)、S110へ移行する。低下率Rが判定閾値Rth以下であると判断された場合(S107:YES)、S108へ移行する。
S108では、異常判定部65は、オフ機能異常が生じていると判定する。
S109では、異常判定部65は、リレー21、22をオフする。これにより、バッテリ20からMG12側への電力供給が遮断され、MG12の駆動が停止する。
In S107, the
In S108, the
In S109, the
低下率Rが判定閾値Rthより大きいと判断された場合(S107:NO)に移行するS110では、異常判定部65は、オフ機能異常が生じていないと正常判定する。また、異常判定部65は、完了フラグFlgCをセットし、遮断テストを完了する。
完了フラグFlgCがセットされている場合(S104:YES)、回転数Nが制御値Naでない場合(S105:NO)、または、遮断テストが完了したS110に続いて移行するS111では、インバータ制御部61は、回転数Nが制御値Naとなるように、速度制御を行う。
In S110, when the rate of decrease R is determined to be greater than the determination threshold Rth (S107: NO), the
In the case where the completion flag FlgC is set (S104: YES), the rotation speed N is not the control value Na (S105: NO), or in S111 that is shifted to S110 after the interruption test is completed, the
本実施形態の異常判定処理を、図4のタイムチャートに基づいて説明する。図4では、共通時間軸を横軸とし、(a)が回転数N、(b)が完了フラグFlgCを示す。なお、図4においては、説明のため、タイムスケールを適宜変更しており、必ずしも実際のタイムスケールとは一致しない。図6も同様である。
図4(a)に示す例では、時刻x10以前のタイミングにて、クラッチ16、17が切られ、MG12の制御がトルク制御から速度制御に切り替わり、時刻x10にて回転数Nが制御値Naとなっている。
時刻x10から所定期間Paが経過した時刻x11にて、MG12が制御値Naで一定回転していると判断されると、SW素子31〜36をオフし、遮断テストが実施される。
The abnormality determination process of the present embodiment will be described based on the time chart of FIG. In FIG. 4, the horizontal axis is the common time axis, (a) shows the rotation speed N, and (b) shows the completion flag FlgC. In FIG. 4, the time scale is appropriately changed for the sake of explanation, and does not necessarily match the actual time scale. The same applies to FIG.
In the example shown in FIG. 4A, the
When it is determined that the
オフ機能異常が生じている場合、一点鎖線Leで示すように、MG12への電力供給が遮断されず、オフ機能異常が生じてない場合と比較し、回転数Nの低下率Rが小さい。なお、図4では、オフ機能異常が生じている場合に、回転数Nが制御値Naで維持されるものとして記載しているが、判定閾値Rthより小さい低下率Rで回転数Nが低下する等、変動していてもよい。
オフ機能異常が生じている場合、異常判定された時刻x12にて、リレー21、22をオフする。これにより、MG12への電力供給が遮断され、MG12の駆動が停止される。
When the off function abnormality occurs, as indicated by the one-dot chain line Le, the power supply to the
When the off function abnormality occurs, the
オフ機能異常が生じていない場合、実線Ln1で示すように、SW素子31〜36がオフされることで、MG12への電力供給が遮断され、回転数Nが、判定閾値Rthより大きい低下率Rで低下する。これにより、低下率Rに基づき、オフ機能異常が生じているか否かを判定することができる。
When the OFF function abnormality has not occurred, as indicated by the solid line Ln1, the power supply to the
オフ機能異常が生じていない場合、時刻x12にて、遮断テストが完了すると、SW素子31〜36のオフ制御を解除し、MG12の制御を速度制御に戻す。これにより、回転数Nが上昇に転じ、時刻x13にて、回転数Nが制御値Naに戻る。
本実施形態では、時刻x12にて遮断テストが完了すると、図4(b)に示すように、完了フラグFlgCがセットされる。本実施形態では、完了フラグFlgCがセットされているとき、遮断テストを行わないようにしている。換言すると、1回の速度制御期間において、1回の遮断テストを行う。これにより、遮断テストによるオイルポンプ19等のMG12にて駆動される機器に与える影響を、最低限とすることができる。
When the off function abnormality has not occurred, when the interruption test is completed at time x12, the off control of the
In this embodiment, when the interruption test is completed at time x12, a completion flag FlgC is set as shown in FIG. In the present embodiment, when the completion flag FlgC is set, the interruption test is not performed. In other words, one interruption test is performed in one speed control period. Thereby, the influence which it has on the apparatus driven by MG12, such as the
また、上述の通り、1回の速度制御が終了し、トルク制御状態またはMG12の停止状態に移行すると、完了フラグFlgCがリセットされる。そのため、トルク制御またはMG12の停止から、速度制御となった場合、再度、遮断テストが行われる。したがって、1tripに複数回の遮断テストを実行可能である。これにより、1tripにおいて、起動時の1回の遮断テストを行う場合と比較し、カバレッジを高めることができる。また、起動時に別途に遮断テストを行う場合と比較し、起動完了までの時間を短縮することができる。
Further, as described above, when one speed control is completed and a transition is made to the torque control state or the
以上説明したように、本実施形態の制御装置50は、車両駆動システム1を制御するものである。車両駆動システム1は、MG12と、インバータ30と、第1クラッチ16と、を備える。インバータ30は、複数のSW素子31〜36を有し、SW素子31〜36のオンオフ作動を切り替えることで、MG12の電力を変換する。第1クラッチ16は、MG12と車軸93とを断接可能である。
制御装置50のMG制御部60は、インバータ制御部61と、異常判定部65と、を備える。
インバータ制御部61は、SW素子31〜36のオンオフ作動を制御する。
異常判定部65は、少なくとも1つのSW素子31〜36が遮断不能となるオフ機能異常が生じているか否かを判定する。
As described above, the
The
The
MG12と車軸93とが切り離されているとき、インバータ制御部61は、MG12が一定速度で回転するようにSW素子31〜36を制御する速度制御から、全てのSW素子をオフする全オフ指令に切り替える。異常判定部65は、速度制御から全オフ指令に切り替えたときのMG12の回転数Nの低下率Rが判定閾値Rth以下である場合、オフ機能異常が生じていると判定する。
When the
本実施形態では、第1クラッチ16を設けることで、MG12と車軸93とを切り離すことができるので、例えば信号等で車両90が停止しているときに、MG12の駆動を継続可能である。また、MG12と車軸93とが切り離されている状態において、MG12が一定速度で回転している状態から、SW素子31〜36をオフする全オフ指令とすることで、オフ機能異常が生じているか否かを判定可能である。これにより、MG12と車軸93と断接可能な第1クラッチ16を備える車両駆動システム1において、1tripに複数回のオフ機能異常判定を実施可能であり、例えば始動スイッチのオン時等、1tripに1回の異常判定を行う場合と比較し、診断カバレッジを高めることができる。
In the present embodiment, since the first clutch 16 is provided, the
速度制御が実行される期間を、速度制御期間とする。異常判定部65は、1回の速度制御期間において、オフ機能異常の判定を1回行う。
また、車両駆動システム1は、MG12と車軸93とが切り離されている状態において、MG12にて駆動可能であるオイルポンプ19をさらに備える。
本実施形態では、1回の速度制御期間におけるオフ機能異常の判定回数を1回に限定することで、オフ機能異常判定を行うことによるオイルポンプ19への影響を最低限に抑えることができる。
A period during which the speed control is executed is a speed control period. The
The
In the present embodiment, by limiting the number of OFF function abnormality determinations in one speed control period to one, the influence on the
車両駆動システム1は、エンジン11と、第2クラッチ17と、をさらに備える。エンジン11は、車両90の駆動源である。第2クラッチ17は、エンジン11とMG12とを断接可能である。
異常判定部65は、車軸93およびエンジン11と、MG12とが切り離されている状態において、オフ機能異常が生じているか否かを判定する。
これにより、駆動源としてエンジン11およびMG12を備えるハイブリッド車両である車両90において、オフ機能異常を適切に判定することができる。
The
Thereby, in the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態を図5および図6に示す。本実施形態では、速度制御において、MG12の回転数Nを、第1制御値N1で制御する第1速度制御と、第1制御値N1より小さい第2制御値N2で制御する第2速度制御とを交互に繰り返す。また、第1制御値N1から第2制御値N2に切り替える際、全てのSW素子31〜36をオフし、遮断テストを行う。これにより、1回の速度制御期間中に、複数回の遮断テストを実施可能である。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention is shown in FIGS. In the present embodiment, in the speed control, the first speed control for controlling the rotational speed N of the
第1制御値N1は、第2制御値N2より大きい値とする。また、第1制御値N1と第2制御値N2との差は、回転数Nの低下率Rを演算可能な幅より大きくなるように、制御値N1、N2が設定される。第2制御値N2は、0であってもよい。すなわち、回転数Nが第1制御値N1で制御される状態と、MG12が停止している状態とが交互に繰り返される状態についても、「速度制御中」の概念に含まれるものとする。
以下、回転数Nが第1制御値N1である期間を第1期間P1、回転数Nが第2制御値N2である期間を第2期間P2とする。本実施形態では、第1期間P1は、回転数Nが第1制御値N1となってからの期間として説明するが、回転数Nを第1制御値N1となるように制御を開始してからの期間としてもよい。第2期間P2についても同様である。
The first control value N1 is larger than the second control value N2. Further, the control values N1 and N2 are set so that the difference between the first control value N1 and the second control value N2 is larger than the range in which the reduction rate R of the rotation speed N can be calculated. The second control value N2 may be 0. That is, the state where the rotational speed N is controlled by the first control value N1 and the state where the
Hereinafter, a period in which the rotational speed N is the first control value N1 is referred to as a first period P1, and a period in which the rotational speed N is the second control value N2 is referred to as a second period P2. In the present embodiment, the first period P1 is described as a period after the rotation speed N becomes the first control value N1, but after the control is started so that the rotation speed N becomes the first control value N1. It is good also as the period. The same applies to the second period P2.
本実施形態の異常判定処理を図5のフローチャートに基づいて説明する。
S201の処理は、図3中のS101の処理と同様である。
S202では、異常判定部65は、MG12が速度制御中か否かを判断する。MG12が速度制御中ではないと判断された場合(S202:NO)、S203へ移行する。MG12が速度制御中であると判断された場合(S202:YES)、S204へ移行する。本実施形態では、回転数Nが第1制御値N1または第2制御値N2となるように、MG12が制御されている場合、S202にて肯定判断されるものとする。
S203の処理は、S103の処理と同様である。
The abnormality determination process of this embodiment will be described based on the flowchart of FIG.
The process of S201 is the same as the process of S101 in FIG.
In S202, the
The process of S203 is the same as the process of S103.
S204では、異常判定部65は、遮断テストを実施可能か否か判断する。ここでは、回転数Nが第1制御値N1となってから、第1期間P1が経過したとき、遮断テストを実施可能であるとみなす。また、今回の速度制御期間における初回の遮断テスト実施前であれば、第1期間P1の経過を待たず、回転数Nが第1制御値N1で一定回転となったとき、遮断テストを実施可能であるとみなすことで、初回の遮断テストが速やかに実施されるようにしてもよい。遮断テストを実施可能でないと判断された場合(S204:NO)、S210へ移行する。遮断テストを実施可能であると判断された場合(S204:YES)、S205へ移行する。
In S204, the
S205〜S209の処理は、S106〜S110の処理と同様である。
遮断テストを実施可能でないと判断された場合(S204:NO)、または、遮断テストが完了したS209に続いて移行するS210では、インバータ制御部61は、回転数Nが第1制御値N1または第2制御値N2となるように、速度制御を行う。
The processing from S205 to S209 is the same as the processing from S106 to S110.
When it is determined that the shut-off test cannot be performed (S204: NO), or in S210 that moves to S209 after the shut-off test is completed, the
本実施形態の異常判定処理を、図6に示すタイムチャートに基づいて説明する。図6は、横軸が時間、縦軸が回転数Nである。なお、オフ機能異常が生じている場合は、第1実施形態と同様であるので、説明を省略する。
図6に示す例では、時刻x20以前のタイミングにて、クラッチ16、17が切られ、MG12の制御がトルク制御から速度制御に切り替わり、時刻x20にて回転数Nが制御値N1となる。時刻x20から、第1期間P1が経過する時刻x21までは、MG12は、第1制御値N1で制御される。
The abnormality determination process of this embodiment will be described based on the time chart shown in FIG. In FIG. 6, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the rotation speed N. Note that when an off-function abnormality occurs, the description is omitted because it is the same as in the first embodiment.
In the example shown in FIG. 6, the
第1期間P1が経過した時刻x21は、制御値を第1制御値N1から第2制御値N2に切り替える切替タイミングであって、回転数Nが第1制御値N1で一定回転しているので、遮断テストを実施可能である。そこで、時刻x21にて、SW素子31〜36がオフされ、遮断テストが実施される。
The time x21 when the first period P1 has elapsed is a switching timing for switching the control value from the first control value N1 to the second control value N2, and since the rotation speed N is constantly rotating at the first control value N1, A block test can be performed. Therefore, at time x21, the
実線Ln2で示すように、オフ機能異常が生じていない場合、SW素子31〜36がオフされることで、MG12への電力供給が遮断されるので、回転数Nが、判定閾値Rthより大きい低下率Rで低下する。回転数Nが第2制御値N2となる時刻x22から第2期間P2が経過する時刻x23まで、MG12は制御値N2で制御される。第2期間P2が経過した時刻x23において、MG12の制御値を第2制御値N2から第1制御値N1に切り替えると、時刻x30にてMG12の回転数Nが第1制御値N1に戻る。時刻x30〜時刻x33では、時刻x20〜時刻x23と同様の処理を行う。
As indicated by the solid line Ln2, when the OFF function abnormality does not occur, the power supply to the
なお、図6の例では、第1期間P1より第2期間P2が短いが、第1期間P1と第2期間P2とが同等であってもよいし、第2期間P2が第1期間P1より長くてもよい。また、第2期間P2をゼロとし、オフ機能異常の判定が完了したら、回転数Nが第1制御値N1となるように、MG12を制御してもよい。
In the example of FIG. 6, the second period P2 is shorter than the first period P1, but the first period P1 and the second period P2 may be the same, or the second period P2 is greater than the first period P1. It may be long. Further, when the second period P2 is set to zero and the determination of the off function abnormality is completed, the
本実施形態では、MG12と車軸93とが切り離されているとき、インバータ制御部61は、回転数Nが第1制御値N1となるように制御する第1速度制御と、回転数Nが第1制御値N1より小さい第2制御値N2となるように制御する第2速度制御とを交互に行う。
異常判定部65は、第1速度制御から第2速度制御への切り替え時に、オフ機能異常が生じているか否かを判定する。
In the present embodiment, when the
The
本実施形態では、速度制御期間中において、第1速度制御と第2速度制御とを交互に繰り返すことで、1回の速度制御期間中に、複数回のオフ機能異常判定を行うことができる。これにより、診断カバレッジをさらに高めることができる。また、1回の速度制御期間中において、1回の遮断テストを実施する場合と比較し、SW素子31〜36がオフされている期間が長くなるため、SW素子31〜36の損失を低減することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
In the present embodiment, the first speed control and the second speed control are alternately repeated during the speed control period, so that the OFF function abnormality determination can be performed a plurality of times during one speed control period. Thereby, diagnostic coverage can be further improved. In addition, since the period during which the
In addition, the same effects as those of the above embodiment can be obtained.
(他の実施形態)
(ア)制御装置
上記実施形態では、インバータ制御部、および、異常判定部は、いずれもMG制御部が有している。そのため、MG制御部を「制御装置」とみなしてもよい。また、他の実施形態では、制御装置における各処理の一部または全部は、MG制御部以外のエンジン制御部、クラッチ制御部、或いは、車両全体の駆動をに制御する上位制御部等にて行われるように構成してもよい。
(Other embodiments)
(A) Control device In the above embodiment, the MG control unit has both the inverter control unit and the abnormality determination unit. Therefore, the MG control unit may be regarded as a “control device”. In other embodiments, a part or all of each process in the control device is performed by an engine control unit other than the MG control unit, a clutch control unit, or a higher-level control unit that controls driving of the entire vehicle. You may comprise.
(イ)駆動システム
上記実施形態では、変速機は、油圧式の無段変速機であり、車両の駆動源である回転電機にて駆動されるオイルポンプから油圧が供給される。他の実施形態では、オイルポンプは、車両の駆動源である回転電機とは別途に設けられるモータにて駆動されるようにしてもよい。また、変速機は、電磁駆動式のものであってもよい。さらにまた、変速機は、無段変速機に限らず、段階的に変速状態が切り替わる多段変速機であってもよい。
上記実施形態では、回転電機と車軸とが切り離されているとき、回転電機の駆動力にて駆動可能に設けられる負荷は、変速機に油圧を供給するオイルポンプである。他の実施形態では、負荷は、オイルポンプ以外のものであってもよい。また、負荷を省略してもよい。
(A) Drive system In the above embodiment, the transmission is a hydraulic continuously variable transmission, and is supplied with hydraulic pressure from an oil pump driven by a rotating electrical machine that is a drive source of the vehicle. In another embodiment, the oil pump may be driven by a motor that is provided separately from the rotating electrical machine that is the drive source of the vehicle. The transmission may be of an electromagnetic drive type. Furthermore, the transmission is not limited to a continuously variable transmission, but may be a multi-stage transmission in which a shift state is switched stepwise.
In the above embodiment, when the rotating electrical machine and the axle are separated from each other, the load that can be driven by the driving force of the rotating electrical machine is an oil pump that supplies hydraulic pressure to the transmission. In other embodiments, the load may be other than an oil pump. Also, the load may be omitted.
上記実施形態では、車両の駆動源として、エンジンおよび1つの回転電機が設けられる。他の実施形態では、車両の駆動源として、複数の回転電機を設けてもよい。上記実施形態では、駆動システムは、シリーズハイブリッドシステムである。他の実施形態では、エンジンと回転電機との接続関係は、どのようであってもよく、所謂パラレルハイブリッドシステムや、シリーズパラレルハイブリッドシステム等としてもよい。
また、エンジンを省略して、車両が、回転電機を駆動源とする、所謂「EV車両」であってもよい。また、他の実施形態では、車両は、バッテリに替えて燃料電池を用いる燃料電池車両であってもよい。
断接部は、駆動源の数に応じ、1つ、或いは、3つ以上であってもよい。
In the above embodiment, an engine and one rotating electrical machine are provided as a drive source for the vehicle. In another embodiment, a plurality of rotating electrical machines may be provided as a vehicle drive source. In the above embodiment, the drive system is a series hybrid system. In another embodiment, the connection relationship between the engine and the rotating electrical machine may be any way, and may be a so-called parallel hybrid system, a series parallel hybrid system, or the like.
The engine may be omitted, and the vehicle may be a so-called “EV vehicle” using a rotating electrical machine as a drive source. In another embodiment, the vehicle may be a fuel cell vehicle that uses a fuel cell instead of a battery.
One or three or more connecting / disconnecting portions may be provided depending on the number of driving sources.
上記実施形態の回転電機は、永久磁石式同期型の3相交流回転機である。他の実施形態では、永久磁石式同期型の3相交流回転機に限らず、例えば直流モータ等、どのようなものであってもよい。回転電機が直流モータである場合、インバータは、3相インバータに替えて、Hブリッジインバータとする。
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。
The rotating electrical machine of the above embodiment is a permanent magnet type synchronous three-phase AC rotating machine. In another embodiment, it is not limited to a permanent magnet type synchronous three-phase AC rotating machine, and may be any type such as a DC motor. When the rotating electrical machine is a DC motor, the inverter is an H-bridge inverter instead of a three-phase inverter.
As mentioned above, this invention is not limited to the said embodiment at all, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can implement with a various form.
1・・・駆動システム
12・・・モータジェネレータ(回転電機)
16・・・第1クラッチ(断続部、第1断接部)
17・・・第2クラッチ(第2断接部)
30・・・インバータ
50・・・制御装置
60・・・MG制御部
61・・・インバータ制御部
65・・・異常判定部
90・・・車両 93・・・車軸 95・・・駆動輪
DESCRIPTION OF
16 ... 1st clutch (interruption part, 1st connection / disconnection part)
17 ... Second clutch (second connecting / disconnecting portion)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
複数のスイッチング素子(31〜36)を有し、前記スイッチング素子のオンオフを切り替えることで前記回転電機の電力を変換するインバータ(30)と、
駆動輪(95)と接続されている車軸(93)と前記回転電機とを断接可能な断接部(16)と、
を備える車両駆動システム(1)を制御する制御装置であって、
前記スイッチング素子のオンオフ作動を制御するインバータ制御部(61)と、
少なくとも1つの前記スイッチング素子が遮断不能となるオフ機能異常が生じているか否かを判定する異常判定部(65)と、
を備え、
前記回転電機と前記車軸とが切り離されているとき、
前記インバータ制御部は、前記回転電機が一定速度で回転するように前記スイッチング素子を制御する速度制御から、全ての前記スイッチング素子をオフする全オフ指令に切り替え、
前記異常判定部は、前記速度制御から前記全オフ指令に切り替えたときの前記回転電機の回転速度の低下率が判定閾値以下である場合、前記オフ機能異常が生じていると判定する制御装置。 A rotating electrical machine (12) as a drive source of the vehicle (90);
An inverter (30) having a plurality of switching elements (31 to 36) and converting the electric power of the rotating electrical machine by switching on and off of the switching elements;
A connecting / disconnecting portion (16) capable of connecting / disconnecting the axle (93) connected to the drive wheel (95) and the rotating electrical machine;
A control device for controlling a vehicle drive system (1) comprising:
An inverter control unit (61) for controlling the on / off operation of the switching element;
An abnormality determination unit (65) for determining whether or not an off-function abnormality is caused in which at least one of the switching elements cannot be shut off;
With
When the rotating electrical machine and the axle are separated,
The inverter control unit switches from a speed control that controls the switching elements so that the rotating electrical machine rotates at a constant speed, to an all-off command that turns off all the switching elements,
The said abnormality determination part is a control apparatus which determines with the said OFF function abnormality having arisen, when the decreasing rate of the rotational speed of the said rotary electric machine when switching from the said speed control to the said all-off command is below a determination threshold value.
前記異常判定部は、1回の前記速度制御期間において、前記オフ機能異常の判定を1回行う請求項1に記載の制御装置。 When the period during which the speed control is executed is a speed control period,
The control device according to claim 1, wherein the abnormality determination unit performs the determination of the off-function abnormality once in the one speed control period.
前記インバータ制御部は、前記回転速度が第1制御値となるように制御する第1速度制御と、前記回転速度が前記第1制御値より小さい第2制御値となるように制御する第2速度制御とを交互に行い、
前記異常判定部は、前記第1速度制御から前記第2速度制御への切り替え時に、前記オフ機能異常が生じているか否かを判定する請求項1に記載の制御装置。 When the rotating electrical machine and the axle are separated,
The inverter control unit controls the first speed control so that the rotation speed becomes a first control value, and the second speed controls the rotation speed so that the rotation speed becomes a second control value smaller than the first control value. Alternately with control,
The control device according to claim 1, wherein the abnormality determination unit determines whether or not the off-function abnormality has occurred when switching from the first speed control to the second speed control.
前記車両駆動システムは、
前記車両の駆動源であるエンジン(11)と、
前記エンジンと前記回転電機とを断接可能な第2断接部(17)と、
をさらに備え、
前記回転電機と、前記車軸および前記エンジンとが切り離されているとき、
前記異常判定部は、前記オフ機能異常が生じているか否かを判定する請求項1〜4のいずれか一項に記載の制御装置。 The connecting / disconnecting portion is a first connecting / disconnecting portion,
The vehicle drive system includes:
An engine (11) as a drive source of the vehicle;
A second connecting / disconnecting portion (17) capable of connecting / disconnecting the engine and the rotating electrical machine;
Further comprising
When the rotating electrical machine is separated from the axle and the engine,
The control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the abnormality determination unit determines whether or not the off-function abnormality has occurred.
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