JP6749194B2 - In-vehicle motor failure diagnosis device - Google Patents
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Description
本発明は、車載モータの故障診断装置に関する。 The present invention relates to an on-vehicle motor failure diagnosis device.
従来、車両の走行停止に伴ってエンジンを自動停止させ、車両の走行開始時にエンジンを再始動させるアイドルストップ制御を実行可能な車両(以下、「アイドルストップ車両」ともいう。)が知られている。アイドルストップ車両として、通常はスタータの電源(補機用の電源)とは異なる電源からモータジェネレータに電力を供給してエンジンをクランキングさせてエンジンを再始動させ、モータジェネレータによるエンジンの再始動が不可能な状況では補機用の電源からスタータに電力を供給してエンジンをクランキングさせてエンジンを再始動させるように構成された車両がある。 BACKGROUND ART Conventionally, there is known a vehicle (hereinafter, also referred to as “idle stop vehicle”) capable of executing an idle stop control in which an engine is automatically stopped when a vehicle stops traveling and the engine is restarted when the vehicle starts traveling. .. As an idle stop vehicle, power is usually supplied to the motor generator from a power source different from the starter power source (power source for auxiliary machinery) to crank the engine and restart the engine. There is a vehicle configured to supply power to a starter from an auxiliary power source to crank the engine and restart the engine in an impossible situation.
また、車両の駆動源としてエンジン及び駆動用モータを備えたハイブリッド車両がある。ハイブリッド車両には、車両内の補機類やスタータの電源としての低電圧バッテリとは別に、駆動用モータ等の電源としての高電圧バッテリが備えられている。ハイブリッド車両においても、通常は高電圧バッテリからモータジェネレータに電力を供給してエンジンをクランキングさせてエンジンを再始動させ、モータジェネレータによるエンジンの再始動が不可能な状況では低電圧バッテリからスタータに電力を供給してエンジンをクランキングさせてエンジンを再始動させるように構成された車両がある。 Further, there is a hybrid vehicle having an engine and a drive motor as a drive source of the vehicle. The hybrid vehicle is provided with a high-voltage battery as a power source for a drive motor and the like, in addition to a low-voltage battery as a power source for auxiliary devices and a starter in the vehicle. In a hybrid vehicle as well, power is normally supplied from the high-voltage battery to the motor generator to crank the engine and restart the engine.If the engine cannot be restarted by the motor generator, the low-voltage battery is used as the starter. There are vehicles configured to supply power to crank the engine and restart the engine.
これらのアイドルストップ車両やハイブリッド車両では、スタータが故障していると、モータジェネレータによるエンジンの再始動が不可能な状況において、スタータによってもエンジンを始動させることができないこととなる。ただし、モータジェネレータによるエンジンの再始動が不可能な状況においてのみスタータが使用される場合には、スタータ系統の故障診断を実施する機会がないこととなる。 In these idle stop vehicles and hybrid vehicles, if the starter is out of order, the engine cannot be started by the starter even when the engine cannot be restarted by the motor generator. However, when the starter is used only in a situation where the engine cannot be restarted by the motor generator, there is no opportunity to perform failure diagnosis of the starter system.
これに対して、特許文献1には、車両運行開始当初にキースイッチがオンになるとバッテリからキースイッチを介してスタータへ電力を供給する手動運転回路によりスタータを駆動し、所定時間経過後に手動運転回路に代えてバッテリからアイドルストップリレーを介してスタータへ電力を供給する自動運転回路によりスタータを駆動する制御回路を備えたアイドルストップ車両のエンジン始動装置が開示されている。かかるエンジン始動装置は、車両運行開始当初のエンジンの最初の始動時に、アイドルストップリレーのオン又はオフの切り替えと、バッテリ電圧とに基づいて、スタータの異常の有無を診断している。 On the other hand, in Patent Document 1, when the key switch is turned on at the beginning of vehicle operation, the starter is driven by a manual operation circuit that supplies electric power from the battery to the starter via the key switch, and the manual operation is performed after a predetermined time has elapsed. An engine starting device for an idle stop vehicle is disclosed, which includes a control circuit that drives a starter by an automatic driving circuit that supplies electric power from a battery to the starter via an idle stop relay instead of the circuit. Such an engine starter diagnoses whether or not there is an abnormality in the starter based on the switching of the idle stop relay on or off and the battery voltage when the engine is first started when the vehicle starts operating.
しかしながら、特許文献1に記載のエンジン始動装置は、エンジンの最初の始動時にのみスタータの故障診断を行うため、車両の運行中にスタータが故障したような場合には、もはやエンジンを再始動させることができず、リンプホーム(非常時回避)運転ができなくなるおそれがある。また、特許文献1に記載のエンジン始動装置は、手動運転回路又は自動運転回路でスタータを駆動したときのバッテリ電圧の低下量、あるいは、バッテリに流れる電流値に基づいて診断しており、主としてスタータの電気回路系のショートや断線の有無等の診断が可能であるものの、スタータ本体の特性を診断するものではない。したがって、診断結果に異常が無くとも、エンジンを再始動させることができなくなるおそれがあった。 However, the engine starter disclosed in Patent Document 1 diagnoses the starter failure only when the engine is first started. Therefore, if the starter fails during operation of the vehicle, the engine is no longer restarted. May not be possible, and limp home (emergency avoidance) driving may not be possible. Further, the engine starter described in Patent Document 1 makes a diagnosis based on the amount of decrease in the battery voltage when the starter is driven by a manual operation circuit or an automatic operation circuit, or the current value flowing in the battery. Although it is possible to diagnose whether or not the electric circuit system is short-circuited or disconnected, it does not diagnose the characteristics of the starter body. Therefore, even if there is no abnormality in the diagnosis result, the engine may not be restarted.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、スタータの診断結果の信頼性の向上を図り、エンジンの再始動が不可能となってリンプホーム運転が不可能となる状況を回避可能な、新規かつ改良された車載モータの故障診断装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve the reliability of a diagnosis result of a starter, which makes it impossible to restart the engine and to perform a limp home operation. It is an object of the present invention to provide a new and improved in-vehicle motor failure diagnosis device capable of avoiding an impossible situation.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、第1の電源からの電力供給により駆動され、車両の駆動源又は発電機の少なくとも一方の機能を有し、かつ、エンジンの始動に用いられる第1のモータと、第1のモータに機械的に連結され、第1の電源とは異なる第2の電源からの電力供給により駆動され、かつ、エンジンの始動に用いられる第2のモータと、第2のモータに対して第2の電源から電力を供給し第2のモータを駆動させたときの第2のモータへの供給電力に基づいて第2のモータの故障診断を行う第1の診断部と、第1のモータの駆動により第2のモータを回転させたときの第2のモータの発電電力に基づいて第2のモータの故障診断を行う第2の診断部と、を備えた、車載モータの故障診断装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, it is driven by power supply from a first power source, has at least one function of a drive source of a vehicle and a generator, and starts an engine. And a second motor that is mechanically coupled to the first motor and that is driven by a power supply from a second power source different from the first power source and that is used to start the engine. A motor and a second motor that performs a failure diagnosis of the second motor based on the power supplied to the second motor when power is supplied from the second power supply to the second motor to drive the second motor. A first diagnostic unit and a second diagnostic unit that diagnoses a failure of the second motor based on the power generated by the second motor when the second motor is rotated by driving the first motor. An on-vehicle motor failure diagnosis device is provided.
第2の電源から第2のモータへの電力の供給のオン又はオフを切り替える第1の切替部をさらに備え、第1の診断部は、第1の切替部により、第2の電源から第2のモータへの電力の供給のオン又はオフを切り替えたときの第2のモータへの供給電力の変化に基づいて第2のモータの故障診断を行ってもよい。 It further comprises a first switching unit that switches on or off the supply of electric power from the second power source to the second motor, and the first diagnosis unit causes the first switching unit to switch from the second power source to the second power source. The failure diagnosis of the second motor may be performed based on the change in the power supplied to the second motor when the power supply to the motor is switched on or off.
第1の診断部は、第2の電源の出力電力の変化量が所定範囲内に無い場合に第2のモータを異常と判定してもよい。 The first diagnosis unit may determine that the second motor is abnormal when the amount of change in the output power of the second power supply is not within the predetermined range.
第2のモータの出力軸とエンジンのクランクシャフトとの連結又は開放を切り替える第2の切替部をさらに備え、第1の診断部は、第2の切替部により、第2のモータの出力軸とエンジンのクランクシャフトとの連結を開放して、第2のモータの故障診断を行ってもよい。 A second switching unit that switches connection or disconnection between the output shaft of the second motor and the crankshaft of the engine is further included, and the first diagnosis unit uses the second switching unit to connect the output shaft of the second motor to the output shaft of the second motor. The failure diagnosis of the second motor may be performed by opening the connection with the crankshaft of the engine.
第2の診断部は、第1のモータによりエンジンのクランクシャフトを回転させ、第2の切替部により、第2のモータの出力軸とエンジンのクランクシャフトとを連結したときの第2のモータの発電電力の変化に基づいて、第2のモータの故障診断を行ってもよい。 The second diagnosis unit rotates the crankshaft of the engine by the first motor, and the second switching unit controls the crankshaft of the second motor by connecting the output shaft of the second motor and the crankshaft of the engine. The failure diagnosis of the second motor may be performed based on the change in the generated power.
第2の診断部は、第2のモータの発電電力の変化量が所定範囲内に無い場合に第2のモータを異常と判定してもよい。 The second diagnosis unit may determine that the second motor is abnormal when the amount of change in the power generated by the second motor is not within the predetermined range.
少なくとも第2の診断部による故障診断を開始する前に、第1のモータを用いてエンジンをクランキングさせてもよい。 The engine may be cranked using the first motor before at least the failure diagnosis by the second diagnosis unit is started.
車両の制御中にエンジンを始動させる際に、第1のモータによりエンジンのクランキングを開始させた後に、第1の診断部及び第2の診断部による第2のモータの故障診断を行ってもよい。 When the engine is started during the control of the vehicle, after the cranking of the engine is started by the first motor, the failure diagnosis of the second motor by the first diagnostic unit and the second diagnostic unit is performed. Good.
第1の診断部による診断結果に異常がないときに、第2の診断部による故障診断を行ってもよい。 The failure diagnosis may be performed by the second diagnosis unit when the result of the diagnosis by the first diagnosis unit is normal.
車両は、少なくとも、第1のモータの駆動力による第1の走行モード、又は、第1のモータ及びエンジンの駆動力による第2の走行モードにより走行制御が行われ、第1の診断部又は第2の診断部の少なくとも一方は、第2のモータの異常時に、第1の走行モードを禁止して、エンジンの駆動を継続させてもよい。 The vehicle is travel-controlled at least in the first traveling mode by the driving force of the first motor or in the second traveling mode by the driving force of the first motor and the engine, and the first diagnostic unit or the first diagnostic unit is used. At least one of the second diagnostic units may prohibit the first traveling mode and continue driving the engine when the second motor is abnormal.
車両は、車両の停止時にエンジンを自動停止させ、車両の発進時にエンジンを再始動させるアイドルストップ制御が行われ、第1の診断部又は第2の診断部の少なくとも一方は、第2のモータの異常時に、アイドルストップ制御を禁止して、エンジンの駆動を継続させてもよい。 The vehicle is subjected to idle stop control in which the engine is automatically stopped when the vehicle is stopped and the engine is restarted when the vehicle starts, and at least one of the first diagnostic unit and the second diagnostic unit is a second motor. When an abnormality occurs, the idle stop control may be prohibited and the engine drive may be continued.
以上説明したように本発明によれば、スタータの診断結果の信頼性の向上を図り、エンジンの再始動が不可能となってリンプホーム運転が不可能となる状況を回避することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to improve the reliability of the diagnosis result of the starter and avoid the situation where the engine cannot be restarted and the limp home operation cannot be performed.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
<1.車両のシステム構成>
まず、図1を参照して、本発明の実施の形態に係る車載モータの故障診断装置を適用可能な車両のシステム構成の一例について説明する。図1は、ハイブリッド車両のシステム構成例を示す模式図である。
<1. Vehicle system configuration>
First, with reference to FIG. 1, an example of a vehicle system configuration to which a vehicle-mounted motor failure diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention can be applied will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing a system configuration example of a hybrid vehicle.
車両は、エンジン10と、スタータ20と、モータジェネレータ30と、自動変速機40と、駆動用モータ45と、駆動輪61とを備える。かかる車両は、エンジン10及び駆動用モータ45を駆動源として併用可能なハイブリッド車両の例である。本実施形態に係る車両において、スタータ20が第2のモータに相当し、モータジェネレータ30が第1のモータに相当する。
The vehicle includes an
かかるハイブリッド車両では、走行モードが、エンジン走行モードと、EV走行モードと、ハイブリッド走行モードとで切り替えられながら、車両の駆動力制御が行われる。エンジン走行モードは、エンジン10から出力されるトルクにより車両を駆動するモードであり、主にリンプホーム運転時の走行モードである。EV走行モードは、第1の走行モードに相当し、駆動用モータ45から出力されるトルクにより車両を駆動するモードである。ハイブリッド走行モードは、第2の走行モードに相当し、駆動用モータ45から出力されるトルクと、エンジン10から出力されるトルクとにより車両を駆動するモードである。
In such a hybrid vehicle, the driving force of the vehicle is controlled while the traveling mode is switched between the engine traveling mode, the EV traveling mode, and the hybrid traveling mode. The engine running mode is a mode in which the vehicle is driven by the torque output from the
エンジン10は、ガソリンやディーゼル等を燃料としてトルクを生成する内燃機関であり、出力軸としてのクランクシャフト11を有する。クランクシャフト11は、図示しないトルクコンバータ又はクラッチ等を介して自動変速機40に接続されている。
The
駆動用モータ45は、例えば、三相交流式のモータであり、インバータ49を介して高電圧バッテリ(例えば200V)160に接続されている。本実施形態では、高電圧バッテリ160が第1の電源に相当する。駆動用モータ45は、高電圧バッテリ160から電力供給を受けて駆動(力行駆動)されて車両の駆動力を生成する駆動モータとしての機能と、車両の減速時に回生駆動されて駆動輪61の運動エネルギを用いて発電する発電機としての機能とを有する。また、駆動用モータ45は、エンジン10の出力を用いて発電する発電機としての機能を有してもよい。
The
駆動用モータ45を車両の駆動モータとして機能させる場合、インバータ49は、高電圧バッテリ160から供給される直流電力を交流電力に変換し、駆動用モータ45を駆動する。また、駆動用モータ45を発電機として機能させる場合、インバータ49は、駆動用モータ45で発電された交流電力を直流電力に変換して高電圧バッテリ160に充電する。
When the
自動変速機40は、例えば、CVT(Continuously Variable Transmission)等の無段変速機構を備える。自動変速機40は、クランクシャフト11を介してエンジン10から伝達された回転トルクを、車両の走行状態に応じた変速比で変換して、出力軸41に伝達する。例えば、自動変速機40にクラッチ機構を設けて、エンジン10と出力軸41、あるいは、駆動用モータ45と出力軸41の断接を切り替えるようにしてもよい。
The
第2のモータとしてのスタータ20は、低電圧バッテリ130からの電力供給を受けて駆動され、エンジン10をクランキングさせてエンジン10を始動させる。本実施形態では、低電圧バッテリ130が第2の電源に相当する。スタータ20の出力軸25は、ギヤ等を介してエンジン10のクランクシャフト11に連結されており、スタータ20の出力軸25の回転に伴ってエンジン10のクランクシャフト11も回転する。スタータ20は、図示しないスタータモータ、スタータピニオン及びスタータピニオンギヤを有する。スタータモータは、例えば、DCモータであり、スタータ駆動リレー128によって通電のオン又はオフが切り替えられる。
The
スタータピニオンは、スタータモータのモータ軸に固定され、スタータ20の出力軸25に固定されたスタータピニオンギヤと噛合可能になっている。スタータピニオン及びスタータピニオンギヤは、ピニオン駆動リレー129によって噛合又は開放が切り替えられ、スタータモータのモータ軸と出力軸25と連結の可否が切り替えられる。スタータ駆動リレー128及びピニオン駆動リレー129は、制御装置(ECU:Electronic Control Unit)100によって駆動制御される。なお、本実施形態において、スタータ駆動リレー128が第1の切替部に相当し、ピニオン駆動リレー129が第2の切替部に相当する。
The starter pinion is fixed to the motor shaft of the starter motor and can mesh with the starter pinion gear fixed to the
図2は、スタータ20に電力を供給する第2の電源としての低電圧バッテリ130の電源系統の回路構成を示している。低電圧バッテリ130から出力される電力は、DCDCコンバータ120によって所望の電圧に変換されて、スタータ20と、種々の電気負荷150とに供給される。電気負荷150としては、例えば、車載の空調機器やオーディオ機器等の補機類が例示されるが、かかる例に限られない。低電圧バッテリ130とスタータ20との間には、スタータ駆動リレー128と、ピニオン駆動リレー129とが並列に設けられている。スタータ駆動リレー128は、スタータモータの駆動電流のオン又はオフを切り替えるスイッチである。ピニオン駆動リレー129は、スタータピニオンとスタータピニオンギヤとの噛合のオン又はオフを切り替えるスイッチである。
FIG. 2 shows a circuit configuration of a power supply system of a
スタータ駆動リレー128及びピニオン駆動リレー129は、例えばスタータ20に設けられる。かかるスタータ駆動リレー128及びピニオン駆動リレー129は、制御装置100の駆動指示に基づきオン又はオフに切り替えられる。低電圧バッテリ130には、IBS(Intelligent Battery Sensor)135が設けられている。IBS135は、低電圧バッテリ130の入出力電流及び入出力電圧を検出する。検出される入出力電流及び入出力電圧の情報は、制御装置100に送信される。
The
図1に戻り、モータジェネレータ30は、第1の電源としての高電圧バッテリ160からの電力供給を受けて駆動され、エンジン10をクランキングさせてエンジン10を始動させる。モータジェネレータ30の出力軸35は、エンジン10のクランクシャフト11にギヤ等により連結されており、モータジェネレータ30の出力軸35の回転に伴ってエンジン10のクランクシャフト11も回転する。かかるモータジェネレータ30は、発電機としての機能も有しており、例えば、エンジン10のクランクシャフト11が自動変速機40側から回されたときに、モータジェネレータ30も回されることによって発電を行う。発電された電力は、高電圧バッテリ160に充電される。
Returning to FIG. 1, the
図3は、モータジェネレータ30に電力を供給する高電圧バッテリ160の電源系統の回路構成を示している。高電圧バッテリ160から出力される電力は、モータジェネレータ30に供給される。つまり、モータジェネレータ30は、スタータ20の電源である低電圧バッテリ130とは異なる高電圧バッテリ160を電源として、電力の供給を受ける。モータジェネレータ30は、制御装置100の駆動指示に基づき駆動される。
FIG. 3 shows the circuit configuration of the power supply system of the high-
本実施形態に係る車両では、通常、エンジン10を始動させる際に、モータジェネレータ30を用いてエンジン10のクランキングが行われる。また、モータジェネレータ30によってエンジン10を始動させることができない場合においては、スタータ20を用いてエンジン10のクランキングが行われる。つまり、スタータ20は緊急時に用いられる。例えば、車両がEV走行モードで走行中にハイブリッドシステムの異常が検出されて、モータジェネレータ30を駆動することができない場合には、スタータ20を駆動させてエンジン10を始動させる。この場合、エンジン10は低出力で駆動され、リンプホーム運転モードで車両は走行する。
In the vehicle according to the present embodiment, when the
このときに、スタータ20が故障していると、もはやエンジン10を始動させることができないために、ハイブリッドシステムの異常と併せて、リンプホーム運転すらできないことになる。したがって、スタータ20が使用されない状態においても、スタータ20の故障の有無を診断する必要がある。仮にスタータ20の故障が発見された場合には、エンジン10を停止させることのないように、つまり、EV走行モードに移行させたり、アイドルストップ制御によってエンジン10を自動停止させたりすることのないように車両の制御が行われる。
At this time, if the
<2.制御装置>
次に、スタータ20の故障診断制御を実行する制御装置100の構成例について説明する。図4は、制御装置100の構成の一例を示すブロック図である。制御装置100は、主としてCPU等のマイクロコンピュータを備えて構成される。図4には、制御装置100の構成のうち、スタータ20の故障診断制御に関連する部分が機能ブロックで示されている。なお、図示した制御装置100は、単体の制御装置として構成されているが、制御装置100は、複数の制御装置が相互に通信可能に構成されていてもよい。
<2. Controller>
Next, a configuration example of the
制御装置100は、HV制御部(ハイブリッド制御部)101と、エンジン制御部102と、モータ制御部103と、スタータ駆動回路104と、モータジェネレータ(ISG/MG)駆動回路105と、表示制御部106と、スタータ診断制御部111とを備える。スタータ診断制御部111は、第1の診断部112と第2の診断部113とを有する。HV制御部101、エンジン制御部102、モータ制御部103、表示制御部106、及びスタータ診断制御部111は、例えばCPUによりソフトウェアプログラムを実行することによって実現される機能であってもよい。
The
また、制御装置100は、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等の図示しない記憶素子を備えている。例えば、ROMには、CPUにより実行されるソフトウェアプログラムや、演算処理に用いられる種々のパラメータが記憶される。また、RAMには、制御装置100が取得するセンサ情報や演算処理結果等が記憶される。かかる制御装置100には、低電圧バッテリ130に備えられたISG135のセンサ信号や、DCDCコンバータ120の制御電流を検出する電流センサのセンサ信号、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサのセンサ信号、エンジン回転数を検出する回転センサのセンサ信号、車速を検出する車速センサのセンサ信号等が入力される。
The
HV制御部101は、アクセルペダルの踏み込み量やエンジン回転数、車速等に基づいて車両に対する要求トルクを演算し、車両の走行モード(エンジン走行モード、EV走行モード、ハイブリッド走行モード)を決定する。HV制御部101は、算出された要求トルクをエンジン10及び駆動用モータ45に分配して、エンジン制御部102及びモータ制御部103に対して駆動指示を送る。
The
モータ制御部103は、HV制御部101からの駆動指示に基づいて駆動用モータ45に供給する電力を制御して、駆動用モータ45を駆動する。具体的には、モータ制御部103は、インバータ49を制御することにより、駆動用モータ45に供給する電力を制御する。
The
エンジン制御部102は、HV制御部101からの駆動指示に基づいてエンジン10を制御する。具体的には、エンジン制御部102は、エンジン10に備えられた燃料噴射弁や点火プラグの駆動制御を行うことにより、エンジン10を制御する。また、エンジン制御部102は、エンジン10を始動させる際には、モータジェネレータ駆動回路105に駆動指示を送信し、モータジェネレータ30によりエンジン10をクランキングさせてエンジン10を始動させる。エンジン制御部102は、エンジン10を始動させる際には、スタータ診断制御部111に対してエンジン10の始動を知らせる信号を送る。
The
ただし、ハイブリッドシステムの異常時や高電圧バッテリ160の充電量が低下している場合等、モータジェネレータ30によりエンジン10を始動させることができない状況では、エンジン制御部102は、スタータ駆動回路104に駆動指示を送信し、スタータ20によりエンジン10をクランキングさせてエンジン10を始動させる。
However, in a situation where the
表示制御部106は、インストルメントパネルの表示面等の車室内の表示装置125を制御する。本実施形態において、表示制御部106は、スタータ20の故障診断の結果を表示装置125に表示させる制御を行う。
The
スタータ診断制御部111のうち、第1の診断部112は、スタータ20に対して低電圧バッテリ130から電力を供給してスタータ20を駆動させたときのスタータ20への供給電力に基づいてスタータ20の故障診断(以下、「第1の診断」ともいう。)を行う。本実施形態において、第1の診断部112は、低電圧バッテリ130からスタータ20への電力の供給のオン又はオフを切り替えたときのスタータ20の供給電力の変化に基づいて、スタータ20の故障診断を行う。第1の診断部112による診断は、主として、スタータ20に電力を供給する電気回路上の故障の有無を診断するために行われる。例えば、ピニオン駆動リレー129をオフにした状態であれば、第1の診断はいつでも実行することができる。
The
具体的に、第1の診断部112は、ピニオン駆動リレー129をオフにし、かつ、スタータ駆動リレー128をオフからオンに切り替えたときのスタータ20への供給電流の変化量が所定範囲内にあるか否かを判定する。スタータ20への供給電流Ist_Aは、低電圧バッテリ130の出力電流Ibat_outからDCDCコンバータ120の制御電流Idcを引くことで求められる。
Specifically, in the
例えば、電気回路上で断線が生じている場合には、スタータ駆動リレー128をオフからオンに切り替えてもスタータ20への供給電流Ist_Aが増加しないため、その変化量が著しく小さくなる。また、電気回路上でショートが生じている場合には、スタータ駆動リレー128をオフからオンに切り替えたときに、スタータ20への供給電流Istが一気に大きくなるため、その変化量が著しく大きくなる。したがって、スタータ20への供給電流Istの変化量の上限値Ist_A_hi及び下限値Ist_A_loを適切な値に設定しておくことで、第1の診断によりスタータ20の故障を検出し得る。
For example, when a disconnection occurs on the electric circuit, even if the
また、スタータ診断制御部111のうち、第2の診断部113は、モータジェネレータ30の駆動によりスタータ20を回転させたときのスタータ20の発電電力に基づいて、スタータ20の故障診断(以下、「第2の診断」ともいう。)を行う。本実施形態において、第2の診断部113は、モータジェネレータ30を駆動させ、エンジン10のクランクシャフト11を介してスタータ20の出力軸25を回転させたときのスタータ20の発電電力の変化量に基づいて、スタータ20の故障診断を行う。第2の診断部113による診断は、主として、スタータモータ本体の特性を診断するために行われる。
In addition, the second
図5は、スタータ20の回転数と発電電流Ist_Bとの関係を示す説明図である。スタータ20が正常である場合、スタータ20の回転数が大きいほど、スタータ20への発電電流Ist_Bは大きくなる。このため、第2の診断部113は、スタータ20の発電電流がスタータ20の回転数に応じた適切な値となっているかを判定することで、スタータモータ本体の特性を診断することができる。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the rotation speed of the
例えば、第2の診断部113は、エンジン10のクランクシャフト11とスタータ20の出力軸25とのギヤ比に基づき、エンジン10の回転数Neからスタータ20の回転数を求め、スタータ20の発電電流がスタータ20の出力軸25の回転数に応じた値に対して大きくズレていないかを診断することができる。スタータ20の発電電流Ist_Bは、低電圧バッテリ130の入力電流Ibat_inからDCDCコンバータ120の制御電流Idcを引くことで求められる。スタータ20の出力軸25の回転数は、回転センサを用いて検出してもよい。
For example, the
あるいは、第2の診断部113は、モータジェネレータ30を駆動させた後、あらかじめ設定した時間の経過後にピニオン駆動リレー129をオンにし、さらに、スタータ駆動リレー128をオフからオンに切り替えたときのスタータ20の発電電流の変化量が所定範囲内にあるか否かを判定する。この場合、スタータ駆動リレー128をオンにしている時間に応じて、スタータ20の発電電流Ist_Bの変化をあらかじめ把握することができる。したがって、スタータ20の発電電流Ist_Bの変化量の上限値Ist_B_hi及び下限値Ist_B_loを適切な値に設定しておくことで、第2の診断によりスタータ20の故障を検出し得る。
Alternatively, the
スタータ診断制御部111による故障診断は、例えば、車両の走行制御中において、EV走行モードからハイブリッド走行モードに移行する際に実行されてもよい。かかる走行モードの移行時には、エンジン10を始動させるためにモータジェネレータ30が駆動されるため、スタータ20の動作音がドライバ等に聞こえにくくなる。また、特に第2の診断では、モータジェネレータ30によりエンジン10のクランクシャフト11を回転させてスタータ20を回転させるため、通常の走行制御中のエンジン10の始動に合わせて、第2の診断を実行させることができる。
The failure diagnosis by the starter
また、走行モードがEV走行モードからハイブリッド走行モードに移行する際にスタータ20の故障診断を行うことで、仮にスタータ20の故障が検出された場合であっても、その時点ではエンジン10が運転中であることから、エンジン10を運転状態で維持させることができる。したがって、モータジェネレータ30によってエンジン10を始動させられない状況で、スタータ20によってもエンジン10を始動させることができずに、リンプホーム運転すら不可能となる事態を回避することができる。
Further, by performing the failure diagnosis of the
また、走行モードがEV走行モードからハイブリッド走行モードに移行する際にスタータ20の故障診断を行うにあたり、スタータ診断制御部111は、第1の診断部112による第1の診断の結果に異常が無いときに、第2の診断部113による第2の診断を実行してもよい。つまり、スタータ20に電力を供給する電気回路上にショートや断線が生じていると推定される場合には、その時点でスタータ20とエンジン10とを連結させることなく、第2の診断を省略して、スタータ20の故障と判定してもよい。
Further, when the failure diagnosis of the
スタータ診断制御部111は、第1の診断部112又は第2の診断部113のいずれかによりスタータ20の故障が検出された場合には、HV制御部101に対してスタータ20の異常を知らせる信号を送り、EV走行モードを禁止させるとともに、エンジン10の駆動を継続させる。これにより、モータジェネレータ30及びスタータ20によるエンジン10の始動が不可能な状況で、エンジン10が停止することがなくなり、リンプホーム運転すら不可能となる事態を回避することができる。
The starter
<3.スタータの診断制御方法>
次に、図6〜図8に基づいて、本実施形態に係る制御装置100によるスタータ20の診断制御方法の一例について説明する。図6は、スタータ20の診断制御方法のメインルーチンを示すフローチャートであり、図7は、スタータ20の故障診断処理のサブルーチンを示すフローチャートである。また、図8は、スタータ20の診断制御中のスタータ駆動リレー128及びピニオン駆動リレー129の状態、エンジン回転数及びスタータ回転数、スタータ20への供給電流又は発電電流、低電圧バッテリ130の電圧の推移を示している。
<3. Starter diagnostic control method>
Next, an example of a diagnostic control method of the
なお、以下のスタータの診断制御方法の例では、同一のフローチャートにしたがって第1の診断及び第2の診断が実行される。したがって、図7及び以下の説明においては、スタータ20への供給電流とスタータ20の発電電流を区別せずに、スタータ駆動リレー128がオンの状態での低電圧系の電流値をIst_onと表し、スタータ駆動リレー128がオフの状態での低電圧系の電流値をIst_offと表す。
In the following example of the starter diagnosis control method, the first diagnosis and the second diagnosis are executed according to the same flowchart. Therefore, in FIG. 7 and the following description, the current value of the low-voltage system when the
図6において、例えば、HV制御部101が、走行モードをEV走行モード(第1の走行モード)からハイブリッド(第2の走行モード)へと切り替え、エンジン制御部103に対してエンジン10の駆動指示を送ると、エンジン制御部103は、モータジェネレータ駆動回路105に対して駆動指示を出力するとともに、スタータ診断制御部111にモータジェネレータ30の駆動を知らせる信号を送る(ステップS12)。スタータ診断制御部111の第1の診断部112は、かかる信号を受け取ると、第1の診断を実行する(ステップS14)。
In FIG. 6, for example, the
第1の診断処理は、例えば、以下のように実行される。図7に示すように、まず、第1の診断部112は、時刻t1までの期間、スタータ駆動リレー128及びピニオン駆動リレー129をともにオフにした状態で、低電圧バッテリ130の出力電流値Ist_off(=Ibat−Idc)を一定の値に保持させる(ステップS32)。次いで、第1の診断部112は、時刻t1において、スタータ駆動リレー128をオンに切り替える(ステップS34)。次いで、第1の診断部112は、スタータ駆動リレー128がオンにされた状態で、低電圧バッテリ130からスタータ20への供給電流Ist_on(=Ibat−Idc)を算出する(ステップS36)。
The first diagnosis process is executed as follows, for example. As shown in FIG. 7, first, the first
次いで、第1の診断部112は、低電圧バッテリ130からスタータ20への供給電流の変化量(|Ist_off−Ist_on|)を求め、この変化量があらかじめ設定した所定範囲内にあるか否かを判定する(ステップS38)。第1の診断における所定範囲の上限値Ist_on及び下限値Ist_offは、スタータ20に電力を供給する電気回路上での断線あるいはショートの発生の有無を検出し得る閾値として適切な値に設定される。
Next, the
スタータ20への供給電流の変化量が所定範囲内にある場合(S38:Yes)、第1の診断部112は、第1の診断の診断結果が正常であると判定する(ステップS40)。一方、スタータ20への供給電流の変化量が所定範囲内にない場合(S38:No)、第1の診断部112は、第1の診断の診断結果が異常であると判定する(ステップS42)。第1の診断の診断結果を判定した後、第1の診断部112は、時刻t2において、スタータ駆動リレー128をオフにして(ステップS44)、スタータ20の故障診断処理のサブルーチンを終了する。
When the amount of change in the current supplied to the
図6のフローチャートに戻り、第1の診断部112は、ステップS14における第1の診断の終了後、第1の診断によるスタータ20の異常の有無を判定する(ステップS16)。第1の診断によってスタータ20の異常と判定された場合(S16:No)、第1の診断部112は、HV制御部101あるいはエンジン制御部103に対して、エンジン10の停止を禁止させる。つまり、第1の診断部112は、HV制御部101に、EV走行モードへの切り替えを禁止させる(ステップS26)。車両がアイドルストップ車両である場合には、第1の診断部112は、エンジン制御部103に、アイドルストップ制御を禁止させる。
Returning to the flowchart of FIG. 6, the
次いで、第1の診断部112は、表示制御部106に制御指示を送り、インストルメントパネル等の表示装置にスタータ20の異常を表示させるなどして、ドライバにスタータ20の故障を通知する(ステップS28)。第1の診断によりスタータ20の異常が検出された場合には、第1の診断部112は、第2の診断を実行させることなくスタータ20の診断制御を終了する。
Next, the
一方、第1の診断によってスタータ20が正常と判定された場合(S16:Yes)、今度は、時刻t3において、スタータ診断制御部111の第2の診断部113は、ピニオン駆動リレー129をオンに切り替える(ステップS18)。次いで、第2の診断部113は、第2の診断を実行する(ステップS20)。
On the other hand, when the
第2の診断処理は、例えば、以下のように実行される。図7に示すように、まず、第2の診断部113は、時刻t4までの期間、ピニオン駆動リレー129がオンにされる一方、スタータ駆動リレー128をオフにした状態で、低電圧バッテリ130の出力電流値Ist_off(=Ibat−Idc)を一定の値に保持させる(ステップS32)。次いで、第2の診断部113は、時刻t4において、スタータ駆動リレー128をオンに切り替える(ステップS34)。次いで、第2の診断部113は、スタータ駆動リレー128及びピニオン駆動リレー129がオンにされた状態で、スタータ20の発電電流Ist_on(=Ibat−Idc)を算出する(ステップS36)。
The second diagnostic processing is executed as follows, for example. As shown in FIG. 7, first, the
次いで、第2の診断部113は、スタータ20の発電電流の変化量(|Ist_off−Ist_on|)を求め、この変化量があらかじめ設定した所定範囲内にあるか否かを判定する(ステップS38)。第2の診断における所定範囲の上限値Ist_on及び下限値Ist_offは、ステップS12でモータジェネレータ30の駆動を開始してから、このステップS38までの時間の経過に伴うエンジン回転数(スタータ回転数)の上昇量と、図5に示したようなスタータ回転数と発電電流との特性等に応じて想定される閾値として適切な値に設定される。
Next, the
スタータ20の発電電流の変化量が所定範囲内にある場合(S38:Yes)、第2の診断部113は、第2の診断の診断結果が正常であると判定する(ステップS40)。一方、スタータ20の発電電流の変化量が所定範囲内にない場合(S38:No)、第2の診断部113は、第2の診断の診断結果が異常であると判定する(ステップS42)。第2の診断の診断結果を判定した後、第2の診断部113は、時刻t5において、スタータ駆動リレー128をオフにして(ステップS44)、スタータ20の故障診断処理のサブルーチンを終了する。
When the amount of change in the generated current of the
図6のフローチャートに戻り、第2の診断部113は、ステップS20における第2の診断の終了後、ピニオン駆動リレー129をオフにする(ステップS22)。図8においては、スタータ駆動リレー128をオフにする時刻t5と同時刻でピニオン駆動リレー129がオフにされているが、時刻はずれていてもよい。
Returning to the flowchart of FIG. 6, the
次いで、第2の診断部113は、第2の診断によるスタータ20の異常の有無を判定する(ステップS24)。第2の診断によってスタータ20の異常と判定された場合(S24:No)、第2の診断部113は、HV制御部101あるいはエンジン制御部103に対して、エンジン10の停止を禁止させる。つまり、第2の診断部113は、HV制御部101に、EV走行モードへの切り替えを禁止させる(ステップS26)。車両がアイドルストップ車両である場合には、第2の診断部113は、エンジン制御部103に、アイドルストップ制御を禁止させる。
Next, the
次いで、第2の診断部113は、表示制御部106に制御指示を送り、インストルメントパネル等の表示装置にスタータ20の異常を表示させるなどして、ドライバにスタータ20の故障を通知して(ステップS28)、スタータ20の故障診断制御を終了する。
Next, the
一方、第2の診断によってスタータ20が正常と判定された場合(S24:Yes)、第2の診断部113は、このままスタータ20の故障診断制御を終了する。この場合、仮にモータジェネレータ30によるエンジン10の始動が不可能な状況になってもスタータ20によってエンジン10を始動させることができる状況であることから、特にエンジン10の停止を禁止させるような指示は出されない。
On the other hand, when the
図6及び図7のフローチャートで示したスタータの診断制御が実行される時期は、特に限定されない。診断制御は、車両のシステムの電源がオンにされている間、常時実行されてもよく、一定の時間間隔をおいて実行されてもよく、あるいは、エンジン10が始動される回数が所定回数に到達するごとに実行されてもよい。
The timing for executing the starter diagnostic control shown in the flowcharts of FIGS. 6 and 7 is not particularly limited. The diagnostic control may be executed all the time while the vehicle system is powered on, or may be executed at regular time intervals, or the
以上説明したように、本実施形態に係るスタータの故障診断装置(車載モータの故障診断装置)は、スタータ20に対して低電圧バッテリ130から電力を供給しスタータ20を駆動させたときのスタータ20への供給電流に基づいてスタータ20の故障診断を行う第1の診断部112を備えている。かかる第1の診断部112によって、主としてスタータ20に電力を供給する電気回路上の異常の有無を診断することができる。また、かかるスタータの故障診断装置は、モータジェネレータ30の駆動により回転されるクランクシャフト11を介してスタータ20を回転させたときのスタータ20の発電電流に基づいてスタータ20の故障診断を行う第2の診断部113を備えている。かかる第2の診断部113によって、主としてスタータモータ本体の特性の異常の有無を診断することができる。したがって、スタータ20の故障診断結果の信頼性が向上し、エンジン10を再始動することができずに、リンプホーム運転すらできなくなる事態を回避することができる。
As described above, the starter failure diagnosis apparatus (in-vehicle motor failure diagnosis apparatus) according to the present embodiment starts the
また、本実施形態に係るスタータの故障診断装置では、車両の走行制御中に、エンジン10が始動されるタイミングでスタータ20の故障診断が実行される。このため、スタータ20の異常が検出されるときにはエンジン10が運転状態にあるため、以降、エンジン10の停止を禁止させて、エンジン10の運転を継続させることができる。したがって、少なくともリンプホーム運転が確実に実行され得る状況を確保することができる。
Further, in the starter failure diagnosis apparatus according to the present embodiment, the failure diagnosis of the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to these examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
例えば、上記実施形態では、エンジン10を始動させるためにモータジェネレータ30の駆動が開始された後で、第1の診断部112による第1の診断と、第2の診断部113による第2の診断とが実行されていたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、図9に示したように、第1の診断部112は、時刻t1〜t2において、モータジェネレータ30の駆動開始前であっても適時に第1の診断を実行してもよい。そのうえで、第2の診断部113は、モータジェネレータ30の駆動が開始される時刻t13以降、時刻t14〜t15において、第2の診断を実行すればよい。このように第1の診断及び第2の診断が実行される場合であっても、スタータ20に電力を供給するための電気回路系の異常、及び、スタータモータ自体の特性の異常の有無を判定することができる。
For example, in the above-described embodiment, after the driving of the
また、上記実施形態では、車両がハイブリッド車両である例を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、本発明は、車両の駆動力を発生させる駆動源としてエンジンのみを搭載した車両であって、アイドルストップ制御を実行可能なアイドルストップ車両に適用されてもよい。この場合、アイドルストップ制御によりエンジンが停止した後、モータジェネレータ及びスタータのいずれによってもエンジンを再始動させることが不可能になると、リンプホーム運転すら不可能な状況になる。アイドルストップ車両においても、本発明に係るスタータの故障診断装置によれば、スタータの故障診断を実行し、スタータの異常が検出された場合には、アイドルストップ制御を禁止させてエンジンの駆動を継続させることで、リンプホーム運転すら不可能な状況を回避することができる。 Further, although an example in which the vehicle is a hybrid vehicle has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to such an example. For example, the present invention may be applied to an idle stop vehicle that is equipped with only an engine as a drive source that generates a driving force of the vehicle and is capable of executing idle stop control. In this case, if the engine cannot be restarted by either the motor generator or the starter after the engine is stopped by the idle stop control, even the limp home operation is impossible. Even in an idle stop vehicle, according to the starter failure diagnosis device of the present invention, the starter failure diagnosis is performed, and when the starter failure is detected, the idle stop control is prohibited and the engine continues to be driven. By doing so, it is possible to avoid a situation where even limp home driving is impossible.
また、上記実施形態では、スタータ20への供給電力及びスタータ20の発電電力として電流値を用いて故障診断が行われていたが、本発明はかかる例に限定されない。スタータ20への供給電力及びスタータ20の発電電力として電圧値を用いて故障診断が実行されてもよい。この場合においても、図8及び図9に示すように、第1の診断あるいは第2の診断時の電圧の変化量に基づいて、スタータ20の故障の有無を診断することができる。
Further, in the above embodiment, the failure diagnosis is performed using the current value as the power supplied to the
また、上記実施形態では、第1のモータとしてのモータジェネレータ30は、スタータ及び発電機の機能を有していたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、第1のモータは、エンジン10の出力側に設けられて、スタータとしての機能と併せて、車両の駆動トルクを生成する機能を有するモータであってもよい。この場合、第1のモータは、回生発電機能を有していてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
また、上記実施形態では、モータジェネレータ30は、エンジン10のクランクシャフト11を介してスタータ20を回転させるモータであったが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ギヤ等を介してスタータ20に連結された第1のモータを設け、第2の診断を実行する際に当該第1のモータを駆動させてスタータ20を回転させるようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
10 エンジン
11 クランクシャフト
20 スタータ(第2のモータ)
25 出力軸
30 モータジェネレータ(第1のモータ)
35 出力軸
100 制御装置
111 スタータ診断制御部
112 第1の診断部
113 第2の診断部
128 スタータ駆動リレー(第1の切替部)
129 ピニオン駆動リレー(第2の切替部)
130 低電圧バッテリ(第2の電源)
160 高電圧バッテリ(第1の電源)
10 engine 11
25
35
129 Pinion drive relay (second switching unit)
130 Low voltage battery (second power supply)
160 high voltage battery (first power source)
Claims (11)
前記第1のモータに機械的に連結され、前記第1の電源とは異なる第2の電源からの電力供給により駆動され、かつ、前記エンジンの始動に用いられる第2のモータと、
前記第2のモータに対して前記第2の電源から電力を供給し前記第2のモータを駆動させたときの前記第2のモータへの供給電力に基づいて前記第2のモータの故障診断を行う第1の診断部と、
前記第1のモータの駆動により前記第2のモータを回転させたときの前記第2のモータの発電電力に基づいて前記第2のモータの故障診断を行う第2の診断部と、
を備えた、車載モータの故障診断装置。 A first motor driven by power supply from a first power source, having a function of at least one of a vehicle drive source and a generator, and used for starting the engine;
A second motor mechanically coupled to the first motor, driven by a power supply from a second power source different from the first power source, and used for starting the engine;
A failure diagnosis of the second motor is performed based on the power supplied to the second motor when the second motor is driven by supplying power to the second motor. A first diagnostic unit to perform,
A second diagnostic unit that performs a failure diagnosis of the second motor based on the electric power generated by the second motor when the second motor is rotated by driving the first motor;
In-vehicle motor failure diagnosis device equipped with.
前記第1の診断部は、前記第1の切替部により、前記第2の電源から前記第2のモータへの電力の供給のオン又はオフを切り替えたときの前記第2のモータへの供給電力の変化に基づいて前記第2のモータの故障診断を行う、請求項1に記載の車載モータの故障診断装置。 Further comprising a first switching unit that switches ON or OFF of power supply from the second power source to the second motor,
The first diagnosis unit supplies power to the second motor when the first switching unit switches on or off the supply of power from the second power source to the second motor. The failure diagnosis apparatus for a vehicle-mounted motor according to claim 1, wherein the failure diagnosis of the second motor is performed based on the change of the above.
前記第1の診断部は、前記第2の切替部により、前記第2のモータの出力軸と前記エンジンのクランクシャフトとの連結を開放して、前記第2のモータの故障診断を行う、請求項1〜3のいずれか1項に記載の車載モータの故障診断装置。 A second switching unit that switches connection or disconnection between the output shaft of the second motor and the crankshaft of the engine,
The first diagnosis unit opens the connection between the output shaft of the second motor and the crankshaft of the engine by the second switching unit to perform a failure diagnosis of the second motor. Item 5. A vehicle-mounted motor failure diagnosis device according to any one of items 1 to 3.
前記第1の診断部又は前記第2の診断部の少なくとも一方は、前記第2のモータの異常時に、前記第1の走行モードを禁止して、前記エンジンの駆動を継続させる、請求項1〜9のいずれか1項に記載の車載モータの故障診断装置。 The vehicle is travel-controlled at least in a first traveling mode by the driving force of the first motor or in a second traveling mode by the driving force of the first motor and the engine,
At least one of said 1st diagnostic part or said 2nd diagnostic part prohibits said 1st driving mode at the time of abnormality of said 2nd motor, and continues driving of said engine. 9. A failure diagnostic device for a vehicle-mounted motor according to any one of 9 above.
前記第1の診断部又は前記第2の診断部の少なくとも一方は、前記第2のモータの異常時に、前記アイドルストップ制御を禁止して、前記エンジンの駆動を継続させる、請求項1〜9のいずれか1項に記載の車載モータの故障診断装置。
The vehicle is automatically stopped when the vehicle is stopped, idle stop control is performed to restart the engine when the vehicle starts,
10. The at least one of the first diagnostic unit and the second diagnostic unit prohibits the idle stop control and continues driving of the engine when the second motor is abnormal. The failure diagnosis device for a vehicle-mounted motor according to any one of claims 1.
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