JP6561642B2 - Hybrid vehicle control device - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両制御装置に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle control device that controls a hybrid vehicle.
従来、エンジンおよびモータを搭載したハイブリッド自動車では、シリーズ方式、パラレル方式などの駆動方式が知られている。また、自車両の走行状態によってこれらの駆動方式(シリーズモード、EV(Electric Vehicle)モード、パラレルモードなど)を切り換え可能なハイブリッド自動車も知られている。
このうち、シリーズモード(シリーズ方式)では、クラッチによりエンジンと駆動輪との間の接続を切断した上で、エンジンで発電機を駆動して電力を発生させ、その電力を駆動用バッテリの充電またはモータの駆動に充てる。
Conventionally, drive systems such as a series system and a parallel system are known for hybrid vehicles equipped with an engine and a motor. There is also known a hybrid vehicle that can switch between these drive methods (series mode, EV (electric vehicle) mode, parallel mode, etc.) depending on the traveling state of the host vehicle.
Among these, in the series mode (series system), the clutch is used to disconnect the connection between the engine and the driving wheel, and then the generator is driven by the engine to generate electric power. Used to drive the motor.
ここで、エンジンと駆動輪との接続を断接するクラッチが故障すると、車両の挙動を意図通りに制御することができない場合がある。例えば、クラッチが接続状態に固着故障すると(オン固着故障)、シリーズモード中にもエンジンの駆動力が駆動輪に伝達されてしまう。
このようなクラッチ故障に対応するため、例えば下記特許文献1では、クラッチのオン固着故障を検出すると、ハイブリッド車両の走行モードをEVモードまたはパラレルモードのいずれかに設定する技術が開示されている。
Here, if the clutch that disconnects the connection between the engine and the drive wheel fails, the behavior of the vehicle may not be controlled as intended. For example, if the clutch is stuck in the connected state (on-sticky failure), the driving force of the engine is transmitted to the drive wheels even during the series mode.
In order to cope with such a clutch failure, for example,
シリーズモード中にエンジンおよび発電機の回転速度を調整する手法として、エンジンおよび発電機の目標回転速度と実回転速度とに差がある場合に、当該差分に応じた補正値をエンジンまたは発電機への出力要求トルクに加算することにより実回転速度を目標回転速度に合わせる方法がある。
例えば、ジェネレータ(発電機)回転速度フィードバック制御では、エンジンおよび発電機の目標回転速度と実回転速度とに差がある場合に、当該差分に応じた補正値を発電機への出力要求トルクに加算することにより実回転速度を目標回転速度に合わせる。
このような制御中にクラッチがオン固着故障すると、発電機の回転速度が駆動輪の回転速度に引きずられて変化するため、目標回転速度と実回転速度との差が大きくなり、トルク補正値によってエンジンの回転速度が急激に変動してハイブリッド車両に急激な加減速が生じる場合がある。
上述した従来技術では、クラッチの断接制御状態と発電機およびモータの回転速度との関係からクラッチの故障を検出した後にハイブリッド車両の走行モードを変更している。クラッチの故障発生から故障検出までには所定の判定時間が必要であり、この間に意図しない加減速が発生する場合があるという課題がある。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、クラッチのオン固着故障時の車両の急激な加減速を防止することにある。
As a method of adjusting the rotation speed of the engine and the generator during the series mode, if there is a difference between the target rotation speed and the actual rotation speed of the engine and the generator, a correction value corresponding to the difference is sent to the engine or the generator. There is a method of adjusting the actual rotational speed to the target rotational speed by adding to the output required torque.
For example, in the generator (generator) rotation speed feedback control, if there is a difference between the target rotation speed of the engine and the generator and the actual rotation speed, a correction value corresponding to the difference is added to the output request torque to the generator. By adjusting the actual rotational speed to the target rotational speed.
If the clutch is locked on during such control, the generator rotational speed is changed by dragging the rotational speed of the drive wheel, so the difference between the target rotational speed and the actual rotational speed increases. There are cases where the rotational speed of the engine fluctuates abruptly and a rapid acceleration / deceleration occurs in the hybrid vehicle.
In the conventional technology described above, the travel mode of the hybrid vehicle is changed after detecting a clutch failure from the relationship between the clutch connection / disconnection control state and the rotational speeds of the generator and the motor. A predetermined determination time is required from the occurrence of clutch failure until failure detection, and there is a problem that unintended acceleration / deceleration may occur during this time.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to prevent rapid acceleration / deceleration of the vehicle when a clutch on-fixation failure occurs.
上述の目的を達成するため、請求項1の発明にかかるハイブリッド車両制御装置は、車両の駆動輪を駆動するモータと、前記モータの駆動用電力を発電する発電機と、前記駆動輪および発電機を駆動するエンジンと、前記エンジンと前記駆動輪との接続を断接するクラッチと、を備えるハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両制御装置であって、前記エンジンまたは前記発電機の目標回転速度と実回転速度との差分に基づいて、前記エンジンまたは前記発電機への出力要求トルクを変更することにより、前記エンジンおよび前記発電機の回転速度を制御する回転速度制御手段を備え、シリーズ走行中にクラッチがオン状態のとき、変更後の出力要求トルクは、変更前の出力要求トルクから部品限界値とは異なる所定の変動制限値以内に設定される、ことを特徴とする。
請求項2の発明にかかるハイブリッド車両制御装置は、前記変更後の出力要求トルクの上限値を、前記変更前の出力要求トルクに、前記エンジンの稼働状態に基づくエンジン公差値と、前記発電機の稼働状態に基づくジェネレータ公差値と、前記エンジンまたは前記発電機の目標回転加速度に所定の比例係数を乗じた値とを加算した値とし、前記変更後の出力要求トルクの下限値を、前記変更前の出力要求トルクから、前記エンジンの稼働状態に基づくエンジン公差値と、前記発電機の稼働状態に基づくジェネレータ公差値とを減じるとともに、前記エンジンまたは前記発電機の目標回転加速度に所定の比例係数を乗じた値を加算した値とし、前記比例係数は、前記エンジンおよび前記発電機の回転部分の慣性モーメントに対応する値である、ことを特徴とする。
請求項3の発明にかかるハイブリッド車両制御装置は、前記回転速度制御手段は、前記エンジンに対する出力要求トルクを、前記発電機に対する要求発電量に応じた必要発電トルクに設定するとともに、前記発電機に対する出力要求トルクを、前記目標回転速度と前記実回転速度との差分に基づく補正値で前記必要発電トルクを補正した値に設定して、前記エンジンおよび前記発電機の回転速度を制御する、ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a hybrid vehicle control apparatus according to the invention of
The hybrid vehicle control device according to a second aspect of the invention is configured such that the upper limit value of the output request torque after the change is the output request torque before the change, an engine tolerance value based on an operating state of the engine, and the generator The generator tolerance value based on the operating state and a value obtained by multiplying the target rotational acceleration of the engine or the generator by a predetermined proportionality coefficient, and the lower limit value of the output request torque after the change is the value before the change The engine tolerance value based on the operating state of the engine and the generator tolerance value based on the operating state of the generator are subtracted from the output request torque of the engine, and a predetermined proportionality coefficient is set to the target rotational acceleration of the engine or the generator. the value a value obtained by adding the multiplied, the proportional coefficient is a value corresponding to the moment of inertia of the rotating parts of the engine and the generator It is characterized in.
According to a third aspect of the present invention, in the hybrid vehicle control device, the rotational speed control means sets the required output torque for the engine to a required power generation torque corresponding to the required power generation amount for the generator, and for the generator. Setting the required output torque to a value obtained by correcting the required power generation torque with a correction value based on a difference between the target rotation speed and the actual rotation speed, and controlling the rotation speed of the engine and the generator. Features.
請求項1の発明によれば、エンジンまたは発電機への出力要求トルクの変更によってエンジンおよび発電機の回転速度を制御する際に、変更後の出力要求トルクを変更前の出力要求トルクから所定の変動制限値以内に設定するようにした。これにより、クラッチの故障時など発電機の回転速度が大きく変動した際に、これに追従して車両が急激に加減速するのを防止する上で有利となる。
請求項2の発明によれば、変更後の出力要求トルクを、変更前の出力要求トルクを中心にエンジン公差値やジェネレータ公差値、目標回転速度の変化率に合わせて設定することができ、クラッチ故障が生じていない場合などには適切にエンジンおよび発電機の回転速度を変更する上で有利となる。
請求項3の発明によれば、エンジンおよび発電機の目標回転速度と実回転速度とに差がある場合に、当該差分に応じた補正値を発電機への出力要求トルクに加算するジェネレータ回転速度フィードバック制御を行う。発電機はエンジンと比べて出力要求トルクの変更に対する応答性が高いので、より迅速に実回転速度を目標回転速度に合わせる上で有利となる。
According to the first aspect of the invention, when the rotational speeds of the engine and the generator are controlled by changing the output request torque to the engine or the generator, the output request torque after the change is changed from the output request torque before the change to a predetermined value. The value was set within the fluctuation limit value. This is advantageous in preventing the vehicle from suddenly accelerating and decelerating following a large fluctuation in the rotational speed of the generator, such as when the clutch is broken.
According to the invention of claim 2, the output request torque after the change can be set according to the engine tolerance value, the generator tolerance value, and the change rate of the target rotational speed with the output request torque before the change as a center, This is advantageous in appropriately changing the rotational speed of the engine and the generator when no failure has occurred.
According to the invention of claim 3, when there is a difference between the target rotation speed and the actual rotation speed of the engine and the generator, the generator rotation speed for adding the correction value corresponding to the difference to the output request torque to the generator. Perform feedback control. Since the generator has higher responsiveness to the change in output request torque than the engine, it is advantageous for quickly adjusting the actual rotational speed to the target rotational speed.
以下に添付図面を参照して、本発明にかかるハイブリッド車両制御装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
本実施の形態では、ハイブリッド車両においてジェネレータ回転速度フィードバック制御を行う場合について説明する。
Exemplary embodiments of a hybrid vehicle control device according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.
In the present embodiment, a case where generator rotational speed feedback control is performed in a hybrid vehicle will be described.
図1は、実施の形態にかかるハイブリッド車両制御装置10が適用されるハイブリッド車両20の構成を示す説明図である。
ハイブリッド車両20は、駆動輪(例えば前輪)36の駆動軸38を駆動するエンジン22およびモータ24を備えている。
エンジン22は、発電機28を駆動して発電させることが可能であるとともに、クラッチ23の締結時にはトランスミッション26を介して駆動輪36の駆動軸38を回転可能である。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a
The
The
発電機28で発電された電力は、ジェネレータインバータ34を介して駆動用バッテリ32に供給されて駆動用バッテリ32を充電する、またはモータインバータ30を介してモータ24の駆動用電力として利用される。
ジェネレータインバータ34には、発電機28を制御するジェネレータコントロールユニット34Aが内蔵されており、ジェネレータコントロールユニット34Aはハイブリッド車両制御装置10(ECU)からの制御信号(後述する発電機28の出力要求トルクTgt)に基づいて発電機28の出力トルク(発電トルク)を制御する。
The electric power generated by the
The
なお、本実施形態では、エンジン22の出力軸と発電機28の入力軸とが直結されている。よって、シリーズモード時にはエンジン22の出力軸の回転速度と発電機28の入力軸の回転速度(以下、単に「エンジン22の回転速度」、「発電機28の回転速度」という)とが一致する。
In the present embodiment, the output shaft of the
発電機28とトランスミッション26との間にはクラッチ23が設けられ、エンジン22と駆動輪36との接続(エンジン22の駆動力の駆動輪36への伝達)を断接する。
クラッチ23は、発電機28側の係合要素23Aおよび駆動輪36側の係合要素23Bからなる。
A
The
モータ24は、モータインバータ30を介して、駆動用バッテリ32および発電機28から高電圧の電力を供給されて駆動し、トランスミッション26を介して駆動輪36の駆動軸38を回転させる。
モータインバータ30には、モータ24を制御するモータコントロールユニット30Aが内蔵されており、モータコントロールユニット30Aは後述するハイブリッド車両制御装置10(ECU40)からの制御信号に基づいてモータ24の出力トルクを制御する。
The
The
駆動用バッテリ32は、リチウムイオン電池等の二次電池で構成され、複数の電池セルをまとめて構成された図示しない電池モジュールを有している。各電池セルおよび電池モジュールには、電圧計や電流計、温度計などが接続されており、BMU(Battery Management Unit)等がこれらの検出値に基づいて駆動用バッテリ32の状態(充電率や故障の有無など)を検出する。
駆動用バッテリ32の充電には、発電機28によって発電された電力を用いる他、図示しない充電端子に外部電源を接続し外部電力を供給することにより行われる。
The
The
図2は、ハイブリッド車両制御装置10の機能的構成を示すブロック図である。
本実施の形態では、ECU40がハイブリッド車両制御装置10として機能する。
ECU40は、ハイブリッド車両20全体の制御を司る制御部であり、CPU、制御プログラムなどを格納・記憶するROM、制御プログラムの作動領域としてのRAM、各種データを書き換え可能に保持するEEPROM、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of the hybrid
In the present embodiment, the ECU 40 functions as the hybrid
The ECU 40 is a control unit that controls the
ECU40には、駆動用バッテリ32、エンジン22、ジェネレータインバータ34(より詳細にはジェネレータコントロールユニット34A)、モータインバータ30(より詳細にはモータコントロールユニット30A)、クラッチ23およびアクセル操作量を検出するアクセル開度センサ33が接続されており、これらの機器の検出情報および作動情報が入力される。
The ECU 40 includes a
また、ECU40は、上記機器からの各種検出量及び各種作動情報に基づいて、ハイブリッド車両20の走行に必要な車両要求出力を算出し、エンジン22、ジェネレータインバータ34、モータインバータ30、クラッチ23に制御信号を送信して、走行モードを切り換えるとともに、エンジン22、モータ24、発電機28の出力を制御する。
Further, the ECU 40 calculates a vehicle request output necessary for traveling of the
より詳細には、ECU40は、上記CPUが上記制御プログラムを実行することによって、走行モード制御手段42、クラッチ故障検出手段44、回転速度制御手段46を実現する。
走行モード制御手段42は、ハイブリッド車両20の状態に応じて、走行モードをEVモード、シリーズモード、パラレルモードの間で切り替える。
EVモードでは、エンジン22を停止し、駆動用バッテリ32から供給される電力によってモータ24を駆動して走行する。
シリーズモードでは、クラッチ23を切断し、エンジン22の駆動力を全て発電機28に付与する。そして、発電機28によって発電された電力によりモータ24を駆動して走行させる。この時、発電機28の発電電力がモータ24に対する要求出力に足りない場合は、駆動用バッテリ32に蓄電された電力もモータ24の駆動に用いる。また、発電機28の発電電力がモータ24に対する要求出力よりも大きい場合には、余剰電力を駆動用バッテリ32に供給して駆動用バッテリ32を充電する。
パラレルモードでは、エンジン22の動力とモータ24の動力とを併せて駆動する。すなわち、クラッチ23を接続し、エンジン22の動力をトランスミッション26を介して駆動軸38に伝達して駆動輪36を駆動させるとともに、エンジン22により発電機28を回転させて発電した電力および駆動用バッテリ32から供給される電力によってモータ24を駆動して走行する。
走行モード制御手段42は、高速走行時のように、エンジン22の効率のよい領域では、走行モードをパラレルモードとする。また、パラレルモードを除く領域、すなわち中低速走行時には、駆動用バッテリ32の充電率に基づいてEVモードとシリーズモードとの間で切換える。
また、走行モード制御手段42は、駆動用バッテリ32の充電率が許容範囲より低下したときには、シリーズモードまたはパラレルモードでエンジン22を駆動して発電機28により発電を行い、駆動用バッテリ32を充電させる。
More specifically, the
The traveling mode control means 42 switches the traveling mode among the EV mode, the series mode, and the parallel mode according to the state of the
In the EV mode, the
In the series mode, the clutch 23 is disengaged and all the driving force of the
In the parallel mode, the power of the
The traveling mode control means 42 sets the traveling mode to the parallel mode in the efficient region of the
Further, when the charging rate of the driving
クラッチ故障検出手段44は、クラッチ23の故障を検出する。
クラッチ23の故障には、クラッチ23が接続状態のまま固着して切断できないオン固着故障や、すべり等でクラッチ23を十分に接続できないオフ固着故障などがある。本実施の形態は、特にシリーズモード時(クラッチ23切断時)におけるオン固着故障に関連する。
クラッチ故障検出手段44は、クラッチ23の故障を、クラッチ23の係合要素23A,23Bのそれぞれの回転速度、およびクラッチ23への断接の制御信号に基づいて判断する。そして、クラッチ23に故障が生じている場合には、走行モード制御手段42が故障の種類に応じて走行モードを変更する。
The clutch failure detection means 44 detects a failure of the clutch 23.
The failure of the clutch 23 includes an on-fixation failure in which the clutch 23 cannot be fixed and disconnected in the connected state, and an off-fixation failure in which the clutch 23 cannot be sufficiently connected due to slipping or the like. The present embodiment relates to an on-fixation failure particularly in the series mode (when the clutch 23 is disengaged).
The clutch failure detection means 44 determines the failure of the clutch 23 based on the respective rotation speeds of the
回転速度制御手段46は、シリーズモード中のようにクラッチ23によりエンジン22と駆動輪36との接続が切断されていると見込まれる状態において、エンジン22または発電機28の目標回転速度と実回転速度との差分に基づいてエンジン22または発電機28への出力要求トルクを変更することによりエンジン22および発電機28の回転速度を制御する。
本実施の形態では、回転速度制御手段46は、目標回転速度と実回転速度とに差分があった場合に、発電機28への出力要求トルクを変更するジェネレータ回転速度フィードバック制御を行うものとする。
すなわち、回転速度制御手段46は、エンジン22に対する出力要求トルクを、発電機28に対する要求発電量に応じた必要発電トルクに設定するとともに、発電機28に対する出力要求トルクを、目標回転速度と実回転速度との差分に基づく補正値で必要発電トルクを補正した値に設定して、エンジン22および発電機28の回転速度を制御する。
The rotational speed control means 46 is the target rotational speed and the actual rotational speed of the
In the present embodiment, the rotational speed control means 46 performs generator rotational speed feedback control for changing the output required torque to the
That is, the rotational speed control means 46 sets the required output torque for the
ジェネレータ回転速度フィードバック制御の詳細について説明する。
なお、本実施の形態では、車両加速側(力行側)のトルクを正、車両減速側(回生側)のトルクを負としている。発電機28の入力軸とエンジン22の出力軸とが減速ギアを介さず直結としているので、両者の回転速度は等しい。また、両者のトルクが逆符合かつ絶対値が等しい場合に釣り合い状態(回転加速度がゼロ)となる。
まず、回転速度制御手段46は、発電機28に対する要求発電量を得るために必要な発電機28のトルクである必要発電トルクTgdを算出する。必要発電トルクTgdは負の値である。
そして、エンジン22の出力要求トルクTetを、必要発電トルクTgdに合わせて設定する。すなわち、必要発電トルクTgdの正負を反転した値をエンジン22の出力要求トルクTetに設定する(Tet=−Tgd)。
Details of the generator rotational speed feedback control will be described.
In the present embodiment, the torque on the vehicle acceleration side (power running side) is positive, and the torque on the vehicle deceleration side (regeneration side) is negative. Since the input shaft of the
First, the rotation speed control means 46 calculates a required power generation torque Tgd that is a torque of the
Then, the output request torque Tet of the
一方で、発電機28の出力要求トルクTgtは、必要発電トルクTgdを発電機28の目標回転速度と実回転速度との差分に基づく補正値Aで補正した値に設定する。
本実施の形態では、補正値Aを必要発電トルクTgdに加えた値を、発電機28の出力要求トルクTgtとして設定する(Tgt=Tgd+A)。
補正値Aは、発電機28の目標回転速度Vgtと実回転速度Vgとの速度差ΔV(=Vgt−Vg)に、例えばPID(比例・積分・微分)制御則を適用して求める。
On the other hand, the required output torque Tgt of the
In the present embodiment, a value obtained by adding the correction value A to the required power generation torque Tgd is set as the output required torque Tgt of the generator 28 (Tgt = Tgd + A).
The correction value A is obtained by applying, for example, a PID (proportional / integral / derivative) control law to the speed difference ΔV (= Vgt−Vg) between the target rotational speed Vgt and the actual rotational speed Vg of the
エンジン22の出力要求トルクTetとして必要発電トルクTgdを設定する(Tet=−Tgd)ことによって、エンジン22によって駆動された発電機28において要求発電量分の電力を発電可能となる。
また、発電機28の出力要求トルクTgtを、必要発電トルクTgdに補正値Aを加算した値に設定する(Tgt=Tgd+A)ことによって、エンジン22および発電機28の実回転速度Vgと目標回転速度Vgtとの速度差ΔVが発生したときに、発電機28の出力要求トルクTgtが補正されるため、実回転速度Vgを目標回転速度Vgtに近づけることができる。
By setting the required power generation torque Tgd as the output required torque Tet of the engine 22 (Tet = −Tgd), the
Further, by setting the required output torque Tgt of the
ここで、回転速度制御手段46は、発電機28の出力要求トルクTgtを変更する場合、変更後の出力要求トルクTgbを変更前の出力要求トルクTgaから部品限界値とは異なる所定の変動制限値以内に設定する。
部品限界値とは、発電機28(またはエンジン22)の一般的な動作限界範囲であり、上述した回転速度制御手段46による変更とは別個に、通常予め一意に設定されている。
より詳細には、変更後の出力要求トルクTgbの上限値を、変更前の出力要求トルクTgaに、エンジン22の稼働状態に基づくエンジン公差値Deと、発電機28の稼働状態に基づくジェネレータ公差値Dgと、発電機28の目標回転加速度Agに所定の比例係数Kを乗じた値とを加算した値とする(Tgb≦Tga+De+Dg+K・Ag)。
また、変更後の出力要求トルクTgbの下限値を、変更前の出力要求トルクTgaから、エンジン22の稼働状態に基づくエンジン公差値Deと、発電機28の稼働状態に基づくジェネレータ公差値Dgとを減じるとともに、発電機28の目標回転加速度Agに所定の比例係数Kを乗じた値を加算した値とする(Tgb≧Tga−De−Dg+K・Ag)。
Here, when the output request torque Tgt of the
The component limit value is a general operation limit range of the generator 28 (or the engine 22), and is usually set uniquely in advance, separately from the change by the rotation speed control means 46 described above.
More specifically, the upper limit value of the output request torque Tgb after the change is changed from the output request torque Tga before the change to the engine tolerance value De based on the operating state of the
Further, the lower limit value of the output request torque Tgb after the change is determined from the output request torque Tga before the change, an engine tolerance value De based on the operating state of the
変更前の出力要求トルクTgaは、エンジン22のへの出力要求トルクTetを正負反転させた値とほぼ等しい。
また、エンジン公差値Deは、エンジン22の冷却水温、出力トルク、回転速度等のパラメータにより変動する値であり、ジェネレータ公差値Dgは、発電機28の冷却水温、出力トルク、回転速度等のパラメータにより変動する値である。
回転速度制御手段46は、例えば上記のパラメータの実値からエンジン公差値Deやジェネレータ公差値Dgを特定するマップを記憶しておき、このマップを用いて公差値De,Dgを特定する。
また、発電機28の目標回転加速度Agに所定の比例係数Kを乗じた値とは、変化する目標回転速度に追従させるために、目標回転速度の変化率(すなわち目標回転加速度)に応じたトルクを加算するものである。なお、比例係数Kはエンジン22および発電機28の回転部分の慣性モーメントに対応する。
The output request torque Tga before the change is substantially equal to a value obtained by reversing the output request torque Tet to the
The engine tolerance value De is a value that varies depending on parameters such as the coolant temperature, output torque, and rotational speed of the
The rotational speed control means 46 stores, for example, a map for specifying the engine tolerance value De and the generator tolerance value Dg from the actual values of the above parameters, and specifies the tolerance values De and Dg using this map.
The value obtained by multiplying the target rotational acceleration Ag of the
このように発電機28の出力要求トルクTgtの変動を制限するのは、クラッチ23に故障が生じた場合に急激な車両の加減速が生じるのを防止するためである。
図3および図4は、本実施の形態にかかる車両においてクラッチ23の故障が生じた際の車両挙動を示す説明図である。
図3および図4において、符号Aは、駆動輪36の回転速度(車速)Vcおよび発電機28の回転速度(実回転速度Vgおよび目標回転速度Vgt)の時間変化を示している。
符号Bは、発電機28の出力要求トルクTgtの時間変化であり、出力要求トルクTgtの上限値を符号Tmx、下限値を符号Tminで示している。符号Cはクラッチ23の断接状態である。
なお、A図における発電機28の回転速度はギア比を考慮して駆動輪36の回転速度に換算した値としている。また、C図において、クラッチ故障検出手段44による故障判定に要する時間をtxとする。
The reason why the variation in the required output torque Tgt of the
FIG. 3 and FIG. 4 are explanatory diagrams showing the vehicle behavior when the clutch 23 fails in the vehicle according to the present embodiment.
3 and 4, reference symbol A indicates time changes of the rotational speed (vehicle speed) Vc of the
Reference symbol B is a time change of the required output torque Tgt of the
In addition, the rotational speed of the
まず図3から説明すると、初期時刻t0ではクラッチ23はオフ(切断)状態である。よって、クラッチ23の係合要素23A,22Bは、それぞれ独立した速度で回転する。
発電機28(係合要素23A)の回転速度は、実回転速度Vgと目標回転速度Vgtとが一致している。また、駆動輪36(係合要素23B)の回転速度Vcは、発電機28の回転速度よりも遅くなっている(Vc<Vg)。
また、発電機28の出力要求トルクTgtは回生側(負)の値を取り、エンジン22の出力要求トルクTetを正負反転した値となっている。
First, referring to FIG. 3, the clutch 23 is in an off (disconnected) state at the initial time t0. Therefore, the
Regarding the rotational speed of the generator 28 (engaging
Further, the output required torque Tgt of the
ここで、時刻t1にクラッチ23のオン固着故障が生じ、オン(接続)状態になると、クラッチ23の係合要素23A,23Bが接続し、発電機28の実回転速度Vgが駆動輪36の回転速度Vcと一致する(Vc=Vg)。
このように発電機28の実回転速度Vgが変化するのは、車体全体を移動させる駆動輪36の方が発電機28と比べて慣性が大きいためである。
よって、発電機28の実回転速度Vgと目標回転速度Vgtとの間に差分が生じ、ジェネレータ回転速度フィードバック制御により発電機28の出力要求トルクTgtが変化する。すなわち、発電機28の実回転速度Vgが目標回転速度Vgtよりも遅くなったため、発電機28の出力要求トルクTgtに正の補正値Aが加算され、発電機28の出力要求トルクTgtの絶対値が減少する。
Here, when an on-fixation failure of the clutch 23 occurs at time t1 and the on (connected) state is established, the
The actual rotational speed Vg of the
Therefore, a difference is generated between the actual rotation speed Vg of the
ここで、出力要求トルクTgtには上限値Tmxが設けられているため、補正値Aは出力要求トルクTgtが上限値Tmxを超えない範囲に設定され、出力要求トルクTgtは急激には上昇しない。図3に示すように、駆動輪36の回転速度Vcも若干の加速はあるものの、時刻t1以前とほぼ同じとなる。
このため、発電機28の実回転速度Vgと目標回転速度Vgtとに差分がある状態が一定期間継続するが、故障発生から時刻tx後にクラッチの故障判定が行われると、例えば走行モードがEVモードやパラレルモードに移行され、運転者の意図通りの車両走行が可能となる。
Here, since the output request torque Tgt is provided with the upper limit value Tmx, the correction value A is set in a range in which the output request torque Tgt does not exceed the upper limit value Tmx, and the output request torque Tgt does not rapidly increase. As shown in FIG. 3, the rotational speed Vc of the
For this reason, a state in which there is a difference between the actual rotational speed Vg and the target rotational speed Vgt of the
また、図4は駆動輪36(係合要素23B)の回転速度Vcが、発電機28の回転速度よりも速い場合を示している(Vc>Vg)。
図3と同様に、初期時刻t0ではクラッチ23はオフ(切断)状態であり、発電機28(係合要素23A)の回転速度は、実回転速度Vgと目標回転速度Vgtとが一致している。
時刻t1にクラッチ23のオン固着故障が生じると、クラッチ23の係合要素23A,23Bが接続し、発電機28の実回転速度Vgが駆動輪36の回転速度Vcと一致する(Vc=Vg)。
よって、発電機28の実回転速度Vgが目標回転速度Vgtよりも速くなり、発電機28の出力要求トルクTgtに負の補正値Aが加算され、発電機28の出力要求トルクTgtの絶対値が増加する。
FIG. 4 shows a case where the rotational speed Vc of the drive wheel 36 (engaging element 23B) is faster than the rotational speed of the generator 28 (Vc> Vg).
Similar to FIG. 3, at the initial time t0, the clutch 23 is in the off (disengaged) state, and the rotational speed of the generator 28 (
When an on-fixation failure of the clutch 23 occurs at time t1, the
Therefore, the actual rotational speed Vg of the
ここで、出力要求トルクTgtには下限値Tminが設けられているため、補正値Aは出力要求トルクTgtが下限値Tminを下回らない範囲に設定され、出力要求トルクTgtは急激には減少しない。図4に示すように、駆動輪36の回転速度Vcも若干の減速はあるものの、時刻t1以前とほぼ同じとなる。
そして、故障発生から時刻tx後にクラッチの故障判定が行われると、例えば走行モードがEVモードやパラレルモードに移行され、運転者の意図通りの車両走行が可能となる。
Here, since the output request torque Tgt has a lower limit value Tmin, the correction value A is set in a range where the output request torque Tgt does not fall below the lower limit value Tmin, and the output request torque Tgt does not rapidly decrease. As shown in FIG. 4, the rotational speed Vc of the
When a clutch failure determination is made after time tx from the occurrence of the failure, for example, the travel mode is shifted to the EV mode or the parallel mode, and the vehicle travels as intended by the driver.
図5および図6は、従来技術においてクラッチ23の故障が生じた際の車両挙動を示す説明図である。
より詳細には、図5は駆動輪36の回転速度Vcが発電機28の回転速度よりも遅い場合(Vc<Vg)であり、図6は駆動輪36の回転速度Vcが発電機28の回転速度よりも速い場合(Vc>Vg)である。
図5および図6の各符号は、図3および図4と同様である。
図5、図6も図3、図4と同様に、初期時刻t0ではクラッチ23はオフ(切断)状態であり、発電機28(係合要素23A)の回転速度は、実回転速度Vgと目標回転速度Vgtとが一致している。
時刻t1にクラッチ23のオン固着故障が生じると、クラッチ23の係合要素23A,22Bが接続し、発電機28の実回転速度Vgが駆動輪36の回転速度Vcと一致する(Vc=Vg)。
よって、図5においては、発電機28の実回転速度Vgが目標回転速度Vgtよりも遅くなり、発電機28の出力要求トルクTgtに正の補正値Aが加算され、発電機28の出力要求トルクTgtの絶対値が減少し、場合によっては力行側(正)のトルクとなる。
発電機28の出力要求トルクTgtの絶対値が減少することによって、エンジン22の負荷が軽減されて余剰の力行トルクが発生し、この余剰トルクが駆動軸38側に伝達されて駆動輪36の回転速度、すなわち車速を急激に増加させ、車両が急加速状態となる。
FIG. 5 and FIG. 6 are explanatory diagrams showing vehicle behavior when the clutch 23 fails in the prior art.
More specifically, FIG. 5 shows a case where the rotational speed Vc of the
Reference numerals in FIGS. 5 and 6 are the same as those in FIGS. 3 and 4.
5 and 6, as in FIGS. 3 and 4, the clutch 23 is in the off (disengaged) state at the initial time t <b> 0, and the rotational speed of the generator 28 (engaging
When an on-fixation failure of the clutch 23 occurs at time t1, the
Accordingly, in FIG. 5, the actual rotational speed Vg of the
As the absolute value of the output required torque Tgt of the
また、図6においては、発電機28の実回転速度Vgが目標回転速度Vgtよりも速くなり、発電機28の出力要求トルクTgtに負の補正値Aが加算され、発電機28の出力要求トルクTgtの絶対値が増加する。
発電機28の出力要求トルクTgtの絶対値が増加することによって、エンジン22の出力要求トルクTetを全て吸収しても余剰の回生トルクが発生し、この余剰トルクが駆動軸38側から伝達されて駆動輪36の回転速度、すなわち車速を急激に減少させ、車両が急減速状態となる。
In FIG. 6, the actual rotational speed Vg of the
As the absolute value of the output request torque Tgt of the
図5や図6のような場合でも、本実施の形態と同様に、故障発生から時刻tx後にクラッチの故障判定が行われると走行モードの移行が行われ、運転者の意図通りの車両走行が可能となるが、故障直後に急な加減速が生じることとなる。 Even in the case of FIG. 5 and FIG. 6, as in the present embodiment, when the clutch failure determination is made after time tx from the occurrence of the failure, the traveling mode is changed and the vehicle travels as intended by the driver. Although it becomes possible, sudden acceleration / deceleration occurs immediately after the failure.
一方、本実施の形態にかかるハイブリッド車両制御装置10によれば、発電機28への出力要求トルクTgtの変更によってエンジン22および発電機28の回転速度を制御する際に、変更後の出力要求トルクTgbを変更前の出力要求トルクTgaから所定の変動制限値以内に設定するようにしている。
これにより、クラッチ23の故障時など発電機28の回転速度が大きく変動した際に、これに追従して車両が急激に加減速するのを防止する上で有利となる。
On the other hand, according to the hybrid
Thus, when the rotational speed of the
また、ハイブリッド車両制御装置10によれば、変更後の出力要求トルクTgbを、変更前の出力要求トルクTgaを中心にエンジン公差値やジェネレータ公差値、目標回転速度の変化率に合わせて設定することができ、クラッチ故障が生じていない場合などには適切にエンジン22および発電機28の回転速度を変更可能とする上で有利となる。
Further, according to the hybrid
また、ハイブリッド車両制御装置10によれば、エンジン22および発電機28の目標回転速度Vgtと実回転速度Vgとに差がある場合に、当該差分に応じた補正値Aを発電機28への出力要求トルクTgtに加算するジェネレータ回転速度フィードバック制御を行う。発電機28はエンジン22と比べて出力要求トルクTgtの変更に対する応答性が高いので、より迅速に実回転速度Vgを目標回転速度Vgtに合わせる上で有利となる。
ただし本発明は、エンジン回転速度フィードバック制御を行う車両にも適用可能である。
Further, according to the hybrid
However, the present invention is also applicable to a vehicle that performs engine rotation speed feedback control.
また、本実施形態では、EVモード、シリーズモードおよびパラレルモードの切換え可能なハイブリッド車両20に本発明を適用しているが、エンジン22によって発電機28を駆動し、発電機28の負荷の制御によりエンジン22の回転速度を制御可能な車両に広く適用することができる。
In the present embodiment, the present invention is applied to the
10……ハイブリッド車両制御装置、20……ハイブリッド車両、22……エンジン、23……クラッチ、23A,23B……係合要素、24……モータ、26……トランスミッション、28……発電機、30……モータインバータ、30A……モータコントロールユニット、32……駆動用バッテリ、33……アクセル開度センサ、34……ジェネレータインバータ、34A……ジェネレータコントロールユニット、36……駆動輪、38……駆動軸、40……ECU、42……走行モード制御手段、44……クラッチ故障検出手段、46……回転速度制御手段。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記エンジンまたは前記発電機の目標回転速度と実回転速度との差分に基づいて、前記エンジンまたは前記発電機への出力要求トルクを変更することにより、前記エンジンおよび前記発電機の回転速度を制御する回転速度制御手段を備え、
シリーズ走行中にクラッチがオン状態のとき、変更後の出力要求トルクは、変更前の出力要求トルクから部品限界値とは異なる所定の変動制限値以内に設定される、
ことを特徴とするハイブリッド車両制御装置。 A motor for driving the driving wheels of the vehicle, a generator for generating electric power for driving the motor, an engine for driving the driving wheels and the generator, and a clutch for connecting and disconnecting the engine and the driving wheels; A hybrid vehicle control device for controlling a hybrid vehicle comprising:
Based on the difference between the target rotational speed of the engine or the generator and the actual rotational speed, the rotational speed of the engine and the generator is controlled by changing the output request torque to the engine or the generator. A rotation speed control means;
When the clutch is on during series running, the output request torque after the change is set within a predetermined fluctuation limit value different from the component limit value from the output request torque before the change,
The hybrid vehicle control apparatus characterized by the above-mentioned.
前記変更後の出力要求トルクの下限値を、前記変更前の出力要求トルクから、前記エンジンの稼働状態に基づくエンジン公差値と、前記発電機の稼働状態に基づくジェネレータ公差値とを減じるとともに、前記エンジンまたは前記発電機の目標回転加速度に所定の比例係数を乗じた値を加算した値とし、
前記比例係数は、前記エンジンおよび前記発電機の回転部分の慣性モーメントに対応する値である、
ことを特徴とする請求項1記載のハイブリッド車両制御装置。 The upper limit value of the output request torque after the change, the output request torque before the change, the engine tolerance value based on the operating state of the engine, the generator tolerance value based on the operating state of the generator, the engine or the A value obtained by adding a value obtained by multiplying the target rotational acceleration of the generator by a predetermined proportional coefficient,
The lower limit value of the output request torque after the change is reduced from the output request torque before the change by an engine tolerance value based on the operating state of the engine and a generator tolerance value based on the operating state of the generator, A value obtained by adding a value obtained by multiplying a target rotational acceleration of the engine or the generator by a predetermined proportional coefficient ,
The proportionality coefficient is a value corresponding to the moment of inertia of the rotating part of the engine and the generator.
The hybrid vehicle control device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または2記載のハイブリッド車両制御装置。 The rotational speed control means sets the required output torque for the engine to a required generated torque according to the required power generation amount for the generator, and sets the required output torque for the generator to the target rotational speed and the actual rotation. Setting the required power generation torque to a value corrected with a correction value based on the difference from the speed, and controlling the rotational speed of the engine and the generator;
The hybrid vehicle control device according to claim 1, wherein the hybrid vehicle control device is a hybrid vehicle control device.
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