JP6413776B2

JP6413776B2 - 車両の駆動制御装置

Info

Publication number: JP6413776B2
Application number: JP2015004742A
Authority: JP
Inventors: 國利田爪; 伊藤　芳輝; 芳輝伊藤
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2015-01-14
Filing date: 2015-01-14
Publication date: 2018-10-31
Anticipated expiration: 2035-01-14
Also published as: JP2016130084A

Description

本発明は、内燃機関と、回転電機と、車両の駆動輪に動力を伝達可能な駆動軸と、が連結された動力分割機構を有する車両の駆動制御装置に関する。

従来、内燃機関としてのエンジンと、回転電機としてのモータジェネレータと、駆動軸と、が動力分割機構に連結されたハイブリッド自動車が知られている。この種の車両は、駆動軸の回転速度が急減した場合、エンジンのイナーシャによりエンジン回転速度が駆動軸の回転速度に追従して急減することができないため、モータジェネレータが過回転となるおそれがある。

これに対し、従来、特許文献１に記載の車両の駆動制御装置が知られている。特許文献１に記載のものは、主として発電を行うモータジェネレータ（第１モータジェネレータ）に対して、回転速度を低下させる方向の負荷トルクを増加させるように制御することにより、モータジェネレータの過回転を抑制している。

また、特許文献１に記載の車両の駆動制御装置は、モータジェネレータの回転速度を低下させる際に、モータジェネレータに発生させる負荷トルクを制限することで、モータジェネレータの回生発電電力の急増により蓄電池が過充電とならないように、している。

特開２０１０−１９５３１２号公報

ここで、アンチロックブレーキシステムを搭載する車両では、アンチロックブレーキシステムが故障した状態でドライバにより急制動操作が行われた場合、車輪がロックして駆動軸の回転速度がゼロまで急減することがある。

しかしながら、従来の車両の駆動制御装置は、蓄電池の過充電を防止するためにモータジェネレータの負荷トルクを制限しているため、アンチロックブレーキシステムの故障時に駆動軸の回転速度がゼロまで急減する状況では、モータジェネレータに十分な負荷トルクを発生させることができず、モータジェネレータの過回転を防止することができないという問題があった。

そこで、本発明は、アンチロックブレーキシステムが故障した場合であってもモータジェネレータの過回転を防止することができる車両の駆動制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決すために本発明の一態様は、内燃機関の出力軸と、回転電機の回転軸と、車両の駆動輪に動力を伝達可能な駆動軸と、が連結された動力分割機構を有する車両の駆動制御装置であって、ドライバによって急制動操作が行われた場合に、前記駆動輪がロック状態に保持されるのを防止するアンチロックブレーキシステムと、前記内燃機関の回転速度の上限値を設定する制御部とを有し、前記制御部は、前記アンチロックブレーキシステムが故障していないと判断した場合は、前記内燃機関の回転速度の上限値として第１の上限値を設定し、前記アンチロックブレーキシステムが故障したと判断した場合は、前記内燃機関の回転速度の上限値として前記第１の上限値よりも小さく、前記アンチロックブレーキシステムが故障している状態で前記急制動操作が行われた場合に前記回転電機の過回転を防止可能な前記内燃機関の回転速度である第２の上限値を設定することを特徴としている。

このように、本発明によれば、アンチロックブレーキシステムが故障した場合、内燃機関の回転速度の上限値が第２の上限値に設定される。このため、アンチロックブレーキシステムの故障時における急制動操作により、駆動軸の回転速度がゼロまで急減した場合、第２の上限値に基づく内燃機関の回転速度に対応する低い回転速度から回転電機の回転速度が上昇するため、回転電機の回転速度が許容上限を超えて過回転になるのを防止できる。この結果、アンチロックブレーキシステムが故障した場合であってもモータジェネレータの過回転を防止することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る車両の駆動制御装置が搭載された車両の概略構成を示す図である。図２は、本発明の実施形態に係る車両の駆動制御装置の動力分割機構の共線図である。図３は、本発明の実施形態に係る車両の駆動制御装置がエンジンの回転速度の上限値を設定する動作を説明するフローチャートである。図４は、本発明の実施形態に係る車両の駆動制御装置において第１の上限値および第２の上限値を算出するための上限値算出マップを示す図である。図５は、本発明の実施形態に係る車両の駆動制御装置が搭載された車両が、アンチロックブレーキシステムの故障後にドライバが急制動操作を行ったときのタイムチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１において、本発明の実施形態に係る車両の駆動制御装置が搭載される車両１は、内燃機関としてのエンジン２と、バッテリ３と、回転電機としての第１のモータジェネレータＭＧ１（以下、単にＭＧ１と称す）および第２のモータジェネレータＭＧ２（以下、単にＭＧ２と称す）と、インバータ６ａ、６ｂと、動力分割機構９と、駆動制御装置２０と、を有している。

バッテリ３はインバータ６ａ、６ｂに接続されている。インバータ６ａ、６ｂはＭＧ１およびＭＧ２にそれぞれ接続されている。インバータ６ａ、６ｂは、バッテリ３に蓄電された電力をＭＧ１およびＭＧ２にそれぞれ供給して、ＭＧ１およびＭＧ２を駆動する。また、インバータ６ａ、６ｂは、ＭＧ１およびＭＧ２で発電された電力をバッテリ３に充電する。

動力分割機構９は、第１のプラネタリギヤＰＧ１と第２のプラネタリギヤＰＧ２とを備えている。第１のプラネタリギヤＰＧ１は、サンギヤＳ１、プラネタリキャリアＣ１およびリングギヤＲ１を備え、第２のプラネタリギヤＰＧ２は、サンギヤＳ２、プラネタリキャリアＣ２およびリングギヤＲ２を備えている。

動力分割機構９には、エンジン２の出力軸２ａと、ＭＧ１の回転軸４ａと、ＭＧ２の回転軸５ａと、駆動輪７に動力を伝達可能な駆動軸８と、が連結されている。

動力分割機構９において、第１のプラネタリギヤＰＧ１のリングギヤＲ１は、第２のプラネタリギヤＰＧ２のプラネタリキャリアＣ２に結合されている。また、第１のプラネタリギヤＰＧ１のプラネタリキャリアＣ１は、第２のプラネタリギヤＰＧ２のサンギヤＳ２に結合されている。

エンジン２の出力軸２ａはプラネタリキャリアＣ１およびサンギヤＳ２に連結されている。駆動軸８は、リングギヤＲ１に連結されている。ＭＧ１の回転軸４ａはサンギヤＳ１に連結されている。ＭＧ２の回転軸５ａはリングギヤＲ１に連結されている。

駆動制御装置２０は、アンチロックブレーキシステム１５と、制御部としてのＥＣＵ１０とを有している。

アンチロックブレーキシステム１５は、マスターシリンダ１７とホイールシリンダ１８との間に設けられており、車両速度、車輪速度等に応じて、左右の駆動輪７および図示しない従動輪のホイールロックの予兆を推測し、マスターシリンダ１７からの油圧を遮断するとともに、ホイールシリンダ１８への油圧を調整する。

これにより、アンチロックブレーキシステム１５は、ドライバによってブレーキペダル１６に対して急制動操作が行われた場合に、駆動輪７がロック状態に保持されるのを防止する。

なお、マスターシリンダ１７、ホイールシリンダ１８およびアンチロックブレーキシステム１５等からなるブレーキシステムはフェイルセイフ構造になっており、アンチロックブレーキシステム１５が故障した場合でも、アンチロック動作以外の制動動作は正常に行われる。

ＥＣＵ１０は、アンチロックブレーキシステム１５が故障しているか否かを監視し、アンチロックブレーキシステム１５が故障しているか否かに基づいて、エンジン２の回転速度の上限値を、第１の上限値または第２の上限値に設定する。第２の上限値は、第１の上限値より小さい値である。

また、ＥＣＵ１０は、図４に示す上限値算出マップを記憶しており、この上限値算出マップを参照しつつ、駆動軸８の回転速度に応じて第１の上限値および第２の上限値を算出する。

図２は、駆動軸８の回転速度が一定でエンジン２の回転速度が変化したときの共線図である。同図において、縦軸は、ＭＧ１の回転速度、エンジン２（図中、ＥＮＧと記す）の回転速度、駆動軸８（図中、ＯＵＴと記す）の回転速度、およびＭＧ２の回転速度を示している。

この共線図において、ｋ１、ｋ２は、ｋ１＝ＺＲ１／ＺＳ１、ｋ２＝ＺＳ２／ＺＲ２の式で定義される。ここで、ＺＲ１はリングギヤＲ１の歯数であり、ＺＳ１はサンギヤＳ１の歯数であり、ＺＳ２はサンギヤＳ２の歯数であり、ＺＲ２はリングギヤＲ２の歯数である。

また、共線図において、駆動軸８の回転速度が一定の条件では、エンジン回転速度が高い直線Ａの状態の方が、エンジン回転速度が低い直線Ｂよりも、ＭＧ１の回転速度が高くなっている。直線Ａまたは直線Ｂの状態からドライバにより制動操作が行われると、駆動軸８の回転速度およびエンジン２の回転速度が低下する。

ここで、駆動軸８の回転速度の低下が緩やかな場合、駆動軸８の回転速度の低下に追従してエンジン２の回転速度が低下する。しかし、ドライバの急制動操作により駆動軸８の回転速度が急減した場合、エンジン２の回転速度が、エンジン２のイナーシャ（慣性）により、駆動軸８の回転速度の低下に追従して低下しないため、ＭＧ１の回転速度が一時的に上昇する。

このため、ドライバにより制動操作が行われた場合、直線Ａのようにエンジン回転速度が高い状態では、直線Ｂの状態よりもＭＧ１の回転速度が許容上限を超えて過回転となりやすい。

そこで、本実施形態では、直線Ａのようにエンジン回転速度が高い状態において駆動軸８の回転速度がゼロまで急減した場合であっても、ＭＧ１の回転速度が過回転とならないように、ＥＣＵ１０が以下に説明する制御を行っている。

以下に、ＥＣＵ１０によるエンジン２の上限値の設定動作を図３に示すフローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ１０は、以下に示すステップＳ１〜Ｓ３の処理を所定時間間隔で繰り返し実行する。

ステップＳ１でアンチロックブレーキシステム１５（図中、ＡＢＳと記す）が故障しているか否かを判断する。ここでは、車輪速度が正常に検出されていない等の場合、ＥＣＵ１０は、アンチロックブレーキシステム１５が故障していると判断する。

ステップＳ１でアンチロックブレーキシステムが故障していないと判断した場合、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２で、エンジン２の回転速度の上限値を第１の上限値に設定し、図３のフローチャートを終了する。これにより、エンジン２の回転速度が第１の上限値以下に制限される。

一方、ステップＳ１でアンチロックブレーキシステムが故障していると判断した場合、ＥＣＵ１０は、ステップＳ３で、エンジン２の回転速度の上限値を第２の上限値に設定し、図３のフローチャートを終了する。これにより、エンジン２の回転速度が第２の上限値以下に制限される。

図４は、第１の上限値および第２の上限値を算出する際にＥＣＵ１０に参照される上限値算出マップを示す。同図において、縦軸はエンジン２の回転速度の上限値を示し、横軸は駆動軸８の回転速度を示す。同図に示すように、第２の上限値は第１の上限値より小さい値に設定されている。

また、第１の上限値および第２の上限値は、駆動軸８の回転速度に比例して高くなるように設定されている。

また、第２の上限値は、アンチロックブレーキシステム１５が故障している状態でのドライバの急制動操作によって駆動軸８の回転速度がゼロまで急減した場合にＭＧ１の回転速度が許容上限を超えないような値に設定されている。

同様に、第１の上限値は、アンチロックブレーキシステム１５が故障していない状態でのドライバの急制動操作によって駆動軸８の回転速度が急減した場合にＭＧ１の回転速度が許容上限を超えないような値に設定されている。

図５は、アンチロックブレーキシステム１５の故障後にドライバが急制動操作を行ったときのタイムチャートである。同図において、縦軸は、駆動軸８の回転速度（以下、駆動軸回転速度ともいう）、エンジン２の回転速度（以下、エンジン回転速度ともいう）およびＭＧ１の回転速度（以下、ＭＧ１回転速度ともいう）を示し、横軸は時間を示す。同図において、本実施形態の車両１におけるエンジン回転速度およびＭＧ１回転速度を実線（図中、本発明と記す）で示し、従来の車両におけるエンジン回転速度およびＭＧ１回転速度を破線（図中、従来例と記す）で示す。

時刻ｔ１より前では、アンチロックブレーキシステム１５は正常に作動しており、エンジン２の回転速度の上限値が第１の上限値に設定されている。このため、本実施形態の車両１では、実線で示すように、エンジン回転速度は第１の上限値よりも低くなっている。また、ＭＧ１回転速度は許容上限速度より低くなっている。

時刻ｔ１では、アンチロックブレーキシステム１５が故障（図中、ＡＢＳ故障と記す）したため、ＥＣＵ１０により、エンジン回転速度の上限値が第２の上限値に設定される。これにより、エンジン回転速度が第２の上限値まで低下する。また、ＭＧ１回転速度は、エンジン回転速度に対応する回転速度まで低下する。

時刻ｔ２では、ドライバが急制動操作を行ったことで駆動軸回転速度が急減し、時刻ｔ３で駆動軸回転速度がゼロになる。すなわち、アンチロックブレーキシステム１５が故障した状態で急制動操作が行われたため、駆動輪７がロック状態になる。

時刻ｔ２から時刻ｔ３の間、エンジン回転速度は、駆動軸回転速度の低下に伴って低下する。このとき、エンジン回転速度は、エンジン２のイナーシャ（慣性）のため、駆動軸回転速度の低下に追従せず、駆動軸回転速度より緩やかに低下する。このため、ＭＧ１回転速度は上昇する。

ＭＧ１回転速度は、時刻ｔ２でエンジン回転速度の第２の上限値に対応する低い回転速度から上昇し始めるため、時刻ｔ３で最大となったときに許容上限を超えない。

時刻ｔ２から時刻ｔ３の間、エンジン回転速度の第１の上限値および第２の上限値は、ＥＣＵ１０により、駆動軸回転速度の低下に応じて更新されている。時刻ｔ３以降、エンジン回転速度は、更に低下し続け、第２の上限値より低い回転速度で一定となる。また、時刻ｔ３以降、ＭＧ１回転速度は、時刻ｔ２で上昇する前の回転速度まで低下して一定となる。

一方、破線で示す従来例では、時刻ｔ１以降もエンジン回転速度が高い回転速度を保っているため、ＭＧ１回転速度も高い回転速度となっている。このため、時刻ｔ２から時刻ｔ３において駆動軸回転速度がゼロまで急減すると、ＭＧ１回転速度は、上昇して許容上限を超える。また、エンジン回転速度は、時刻ｔ２で低下し始め、時刻ｔ３以降も更に低下し続け、その後、本実施形態の車両１のエンジン回転速度と等しい速度で一定となる。

以上のように説明した本実施形態の車両の駆動制御装置の作用効果について説明する。本実施形態によれば、駆動制御装置２０は、ドライバによって急制動操作が行われた場合に、駆動輪７がロック状態に保持されるのを防止するアンチロックブレーキシステム１５と、エンジン２の回転速度の上限値を設定するＥＣＵ１０とを有する。

そして、ＥＣＵ１０は、アンチロックブレーキシステム１５が故障していないと判断した場合は、エンジン２の回転速度の上限値として第１の上限値を設定し、アンチロックブレーキシステム１５が故障したと判断した場合は、エンジン２の回転速度の上限値として第１の上限値よりも小さい第２の上限値を設定する。

このため、アンチロックブレーキシステム１５が故障した場合、エンジン２の回転速度の上限値が第２の上限値に設定される。そして、アンチロックブレーキシステム１５の故障時における急制動操作により、駆動軸８の回転速度がゼロまで急減した場合、ＭＧ１の回転速度は、第２の上限値に基づくエンジン２の回転速度に対応する低い回転速度から上昇する。したがって、ＭＧ１の回転速度が許容上限を超えて過回転になるのを防止できる。この結果、アンチロックブレーキシステム１５が故障した場合であってもＭＧ１の過回転を防止することができる。

また、本実施形態によれば、ＥＣＵ１０は、駆動軸８の回転速度に応じて第１の上限値および第２の上限値を算出する。

これにより、駆動軸８の回転速度に応じて第１の上限値および第２の上限値が算出されるため、ドライバによって急制動操作が行われた場合のＭＧ１の過回転を確実に防止することができる。

また、本実施形態によれば、第２の上限値は、アンチロックブレーキシステム１５が故障している状態で急制動操作が行われた場合にＭＧ１の過回転を防止可能なエンジン２の回転速度である。

これにより、アンチロックブレーキシステム１５が故障している状態でドライバによって急制動操作が行われた場合のＭＧ１の過回転を確実に防止することができる。

上述のとおり、本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の各請求項に含まれることが意図されている。

１車両
２エンジン（内燃機関）
２ａ出力軸
４ａ回転軸
７駆動輪
８駆動軸
９動力分割機構
１５アンチロックブレーキシステム
１０ＥＣＵ（制御部）
２０駆動制御装置

Claims

内燃機関の出力軸と、回転電機の回転軸と、車両の駆動輪に動力を伝達可能な駆動軸と、が連結された動力分割機構を有する車両の駆動制御装置であって、
ドライバによって急制動操作が行われた場合に、前記駆動輪がロック状態に保持されるのを防止するアンチロックブレーキシステムと、
前記内燃機関の回転速度の上限値を設定する制御部とを有し、
前記制御部は、
前記アンチロックブレーキシステムが故障していないと判断した場合は、前記内燃機関の回転速度の上限値として第１の上限値を設定し、
前記アンチロックブレーキシステムが故障したと判断した場合は、前記内燃機関の回転速度の上限値として前記第１の上限値よりも小さく、前記アンチロックブレーキシステムが故障している状態で前記急制動操作が行われた場合に前記回転電機の過回転を防止可能な前記内燃機関の回転速度である第２の上限値を設定することを特徴とする車両の駆動制御装置。
前記制御部は、前記駆動軸の回転速度に応じて前記第１の上限値および前記第２の上限値を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動制御装置。