JP4152182B2

JP4152182B2 - Hybrid vehicle

Info

Publication number: JP4152182B2
Application number: JP2002372855A
Authority: JP
Inventors: 力道岡
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2022-12-24
Also published as: JP2004208368A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行駆動用のエンジンと、そのエンジンと一体回転するように直結されて力行及び回生作動する電動モータと、この電動モータの作動を制御するモータ制御手段と、アクセル操作量に基づいて前記エンジンの作動を制御し且つ車両全体の運転状態を制御する車両制御手段とが備えられ、前記モータ制御手段が前記車両制御手段からの指令情報に基づいて前記電動モータの作動を制御するように構成されているハイブリッド車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記構成のハイブリッド車両において、従来では、前記車両制御手段として、車両の全体的な制御を行う総合制御装置及びエンジンの制御を行うエンジン制御装置が夫々備えられ、前記モータ制御手段として、前記総合制御装置からの指令情報に基づいて電動モータの制御を行う走行モータ制御装置が備えられて、前記走行モータ制御装置が自己と前記総合制御装置との間での通信の異常を検出すると、言い換えると、モータ制御手段が自己と車両制御手段との間での通信の異常を検出すると、走行モータ制御装置すなわちモータ制御手段が車両の走行速度を減速又は走行停止するように電動モータの作動を制御する構成としたものがあった（特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１９７１５４号公報（第３−５頁、図１、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来構成においては、モータ制御手段と車両制御手段との間での通信が異常となり、モータ制御手段が自己と車両制御手段との間での通信の異常を検出すると、車両制御手段側からモータ制御手段に制御情報を通信しようとしても正常な通信が行えないので、モータ制御手段が車両の走行速度を減速させるか又は走行を停止するように電動モータの作動を制御するようにしているのであるが、このように通信の異常が検出された場合に単に走行速度を減速させたり走行を停止させるようにすると、次のような不利な点がある。
【０００５】
例えば、車両が高速で走行しているときに、上記したようなモータ制御手段が、自己と車両制御手段との間での通信の異常を検出した場合において、車両の走行速度を減速するか又は走行を停止するように電動モータの作動を制御すると、運転者がブレーキ操作を行わないにもかかわらず車両が直ちに走行速度を低下させることになるから、走行速度が運転者の意思にかかわらず強制的に減速するという不適正な状況になるおそれがあり、例えば、高速道路において追い越し車線を走行しているときに上述したような通信の異常が発生して運転者への異常報知が行われたような場合であれば運転者は車両を路側帯に退避させようとするが、そのようなときに上記したように強制的に減速して走行速度が低下するとかえって走行上の安全性を低下させるおそれがある。
【０００６】
又、上記従来構成では、例えば高速で走行しているときに上記したような通信異常があったとき、走行速度を減速させるためには電動モータを回生作動させることになるが、このような場合には、高速で走行していることから電動モータの回転速度も高速となっており回生電力が過大となり、バッテリーに過電流が流入する状態になったり、モータ制御手段が過電圧によって損傷を受ける等、車両における電動モータ駆動用の電気系統に損傷を与えるおそれもある。
【０００７】
本発明はかかる点に着目してなされたものであり、その目的は、モータ制御手段と車両制御手段との間での通信の異常が発生した場合において、走行上の安全性を向上させることを可能にするとともに、車両における電動モータ駆動用の電気系統に損傷を与えるおそれを少なくすることが可能なハイブリッド車両を提供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のハイブリッド車両は、走行駆動用のエンジンと、そのエンジンと一体回転するように直結されて力行及び回生作動する電動モータと、この電動モータの作動を制御するモータ制御手段と、アクセル操作量に基づいて前記エンジンの作動を制御し且つ車両全体の運転状態を制御する車両制御手段とが備えられ、前記モータ制御手段が前記車両制御手段からの指令情報に基づいて前記電動モータの作動を制御するように構成されているものであって、
前記エンジン又は前記電動モータの回転速度を検出する回転速度検出手段が備えられ、
前記モータ制御手段が、
自己と前記車両制御手段との間での通信が異常であることを検出すると、前記電動モータの力行並びに回生用の出力トルクを零にするように、且つ、前記回転速度検出手段の速度検出値が弱め界磁制御判別用の設定速度以上であれば弱め界磁制御を実行するように前記電動モータの作動を制御するよう構成され、
前記車両制御手段が、
自己と前記モータ制御手段との間での通信が異常であることを検出すると、前記回転速度検出手段の速度検出値が前記弱め界磁制御判別用の設定速度未満であるときには前記速度検出値が前記設定速度と同じか、前記設定速度の近傍又はそれよりも低く設定された上限速度を越えないように、前記エンジンの作動を制御し、且つ、
前記回転速度検出手段の速度検出値が前記弱め界磁制御判別用の設定速度以上であるときには、前記速度検出値が前記上限速度を下回るまで前記アクセル操作量に基づいて設定された目標トルクとなるように前記エンジンの作動を制御して、前記速度検出値が前記上限速度を下回った後において、前記速度検出値が前記設定速度と同じか又はそれよりも低く設定された上限速度を越えないように、前記エンジンの作動を制御するよう構成されていることを特徴とする。
【０００９】
すなわち、モータ制御手段と車両制御手段との間の通信が異常になると、その異常は、モータ制御手段及び車両制御手段の夫々において検出されるものとなる。そして、モータ制御手段は、自己と車両制御手段との間での通信が異常であることを検出すると、力行並びに回生用の出力トルクを零にするように、且つ、回転速度検出手段の速度検出値が弱め界磁制御判別用の設定速度以上であれば弱め界磁制御を実行するように電動モータの作動を制御することになる。
【００１０】
つまり、上述したような通信の異常を検出すると電動モータにおける力行並びに回生用の出力トルクを零にするのである。このように電動モータの出力トルクを零にするので、電動モータが制動するように作用することはないので車両が急減速することはなく、エンジンの出力で走行を継続することになる。又、このように電動モータの出力トルクが零であっても、エンジンが高速で回転していればエンジンと一体的に回転する電動モータは高い逆起電圧を発生しようとする。そこで、回転速度検出手段の速度検出値が弱め界磁制御判別用の設定速度以上であればモータ制御手段が弱め界磁制御を実行するので高い逆起電圧が発生することを抑制することができ、モータ制御手段が過電圧によって損傷を受けたり、バッテリーに過電流が流入する状態になる等、車両における電動モータ駆動用の電気系統に損傷を与えるおそれを少ないものにできる。
【００１１】
そして、車両制御手段は、自己とモータ制御手段との間での通信が異常であることを検出すると、回転速度検出手段の速度検出値が弱め界磁制御判別用の設定速度未満であるときには、速度検出値が弱め界磁制御判別用の設定速度と同じか、前記設定速度の近傍又はそれよりも低く設定された上限速度を越えないように、エンジンの作動を制御することになる。このようにエンジンの作動を制御することによって、運転者が例えばアクセル操作量を増加させることにより要求される走行駆動力が大きくなっても、エンジンの回転速度が上限速度よりも高くならないので、アクセル操作にかかわらずエンジンの速度が上限速度よりも高くならないものとなり、運転者は異常が発生したことを認識することができ、異常の発生に気づかないまま走行を長く継続するといった不利を回避させることができる。
【００１２】
又、車両制御手段は、自己とモータ制御手段との間での通信が異常であることを検出したとき、回転速度検出手段の速度検出値が弱め界磁制御判別用の設定速度以上であるときには、速度検出値が弱め界磁制御判別用の上限速度を下回った後において、速度検出値が前記上限速度を越えないようにエンジンの作動を制御することになる。つまり、上記したような通信の異常を検出したときに、回転速度検出手段の速度検出値が弱め界磁制御判別用の設定速度以上の高い速度であるときは、回転速度検出手段の速度検出値が上限速度を下回るまで待機し、回転速度検出手段の速度検出値が上限速度を下回った後において、上限速度を越えないようにエンジンの作動を制御するのである。
【００１３】
このように車両制御手段が自己とモータ制御手段との間での通信が異常であることを検出したとき、回転速度検出手段の速度検出値が弱め界磁制御判別用の設定速度以上の高い速度のときは、直ちに、エンジンの回転速度を上限速度以下の回転速度に抑制するのではなく、上限速度を下回った後においてエンジンの回転速度を上限速度以下に抑制するようにしているので、回転速度検出手段の速度検出値が弱め界磁制御判別用の設定速度以上の高い速度のときは、車両制御手段が自己とモータ制御手段との間での通信が異常であることを検出したときに、強制的に走行速度を減速させることはない。
そして、速度検出値が上限速度を下回った後においては、上限速度を越えないようにエンジンの作動を制御するので、運転者が例えばアクセル操作量を増加させて要求される走行駆動力が大きくなっても、エンジンの回転速度が上限速度よりも高くならないので、上述の弱め界磁制御を行うことによる電力消費を抑制し、運転者は異常が発生したことを認識できて異常の発生に気づかないまま走行を長く継続するといった不利を回避させることができる。
【００１４】
説明を加えると、モータ制御手段と車両制御手段との間での通信が異常であるときに、電動モータの出力トルクを零にさせて走行上の安全性を向上させるために車両の走行速度を強制的に減速させないようにしただけであれば、運転者がそのような異常が発生したことを認識しない状態が継続して、例えばサービス工場への入庫が行われない状態が長く続いてしまうといったおそれがある。そこで、アクセル操作にかかわらずエンジンの速度を上限速度よりも高くならないように上限速度以下に規制することで、上記したような走行上の安全性を向上させながらも異常が発生したことを運転者に認識させることができるのである。
【００１５】
しかも、エンジンの回転速度が弱め界磁制御判別用の設定速度以上の高い速度である状態が長い時間継続すると、弱め界磁制御を実行することによりバッテリーから電力を持ち出す状態が長く続いてしまう不利があるが、エンジンの速度を上限速度よりも高くならないように上限速度以下に規制することで、弱め界磁制御を長時間実行することによる無駄な電力消費を抑制することができる。
【００１６】
従って、モータ制御手段と車両制御手段との間での通信の異常が検出された場合であっても、走行上の安全性を向上させることが可能になるとともに、電動モータ駆動用の電気系統に損傷を与えるおそれを少なくすることが可能となり、さらには、上記したような異常が発生したことを運転者に認識させて異常が発生したことを認識しない状態で車両の走行を長く継続させる不利を回避でき、しかも、無駄な電力消費を極力抑制することが可能となるハイブリッド車両を提供できるに至った。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るハイブリッド車両について図面に基づいて説明する。
図１に示すように、このハイブリッド車両では、走行駆動用のエンジン１の出力軸１ａに直結される状態で走行駆動用の電動モータ２を備えて、これらの動力により走行装置としての左右の車輪３を駆動して走行するように駆動手段としての駆動ユニットＫＵが構成されている。
【００１８】
前記電動モータ２は、埋め込み磁石型の電動モータにて構成されている。詳述すると、この電動モータ２は、図３に示すように、中心部に回転軸２４が一体的に固定された円柱状の鉄製のロータ２Ａと、そのロータ２Ａの外周部を被うようにステータ２Ｂが設けられて構成され、前記ロータ２Ａには外周面よりも径方向内方側に入り込んだ位置に、周方向に等間隔をあけて４個の永久磁石２５が分散配置される状態で埋め込み装着されている。各永久磁石２５は、径方向外方側の磁極（Ｎ極又はＳ極）が周方向に交互に異なるように配置されている。又、ステータ２Ｂには、周方向に分散配置された複数の磁極片２６に電機子コイル２７が巻回され、各電機子コイル２７に後述するように三相交流電流が供給されて径方向内部にて回転磁界を形成してロータ２Ａを回転させる構成となっている。
【００１９】
そして、この電動モータ２は、エンジン１の作動が停止している状態においてその出力軸１ａに対して駆動力を与えてエンジン１を始動させるように構成され、且つ、エンジン１が始動した後は、出力軸１ａに対してエンジン回転方向と同方向の駆動力を与えてトルクアシストを行う力行状態と、前記出力軸１ａから駆動力が与えられて発電する回生状態とに切り換え可能に構成されている。つまり、電動モータ２がエンジン１にて回転駆動される出力軸１ａに対してその回転方向と同一方向にトルクを出力させる力行状態に切り換えることで、所望の走行駆動力を出力しながらエンジン１が低燃費状態となるように、エンジン１の出力に対する動力の補助つまりトルクアシストを行うことができる構成となっている。この作動状態が力行作動に対応する。又、走行速度を減速させているとき等において電動モータ２が回生状態となって、出力軸１ａから駆動力が与えられて発電して得られた回生電力を蓄電装置としてのバッテリー４に充電することができる構成となっている。この作動状態が回生作動に対応する。
【００２０】
前記駆動ユニットＫＵの動力は、トルクコンバータ５を介してトランスミッション６に伝えられ、このトランスミッション６内部のギア式の自動変速機構により変速された後に差動機構７を介して左右の車輪３に伝えられる構成となっている。
【００２１】
このハイブリッド車両では、動作異常が発生して電動モータ２が適正に作動することが出来ないような場合であってもエンジン１を始動することが可能なように小型の電動モータからなるエンジンスタータ２８が備えられている。
【００２２】
次に、このハイブリッド車両における制御構成について説明する。
図１及び図２に示すように、車両全体の動作を統括管理する車両制御部８、この車両制御部８からの制御情報に基づいて電動モータ２の動作を制御するモータ制御手段としてのモータ制御部９、車両制御部８からの制御情報に基づいてエンジン１の出力、具体的には、電子スロットル弁１０のスロットル開度及びインジェクタ１１による燃料供給量を自動調節するエンジン制御部１２夫々が備えられ、アクセル操作具１３の操作量を検出するポテンショメータ式のアクセル操作量検出センサＳ１、ブレーキ操作具１４が踏み込み操作されているか否かを検出するスイッチ式のブレーキ操作検出センサＳ２、電動モータ２の回転速度を検出する回転速度検出手段としての回転速度センサＳ３、車軸の回転速度に基づいて車速を検出する車速センサＳ４、シフトポジションレバー１７の位置を検出するシフトポジションセンサＳ５等による各種の検出情報が車両制御部８に入力される構成となっている。
【００２３】
前記モータ制御部９は、図４に示すように、バッテリー４から供給される直流電力を三相交流電力に変換して電動モータ２に供給する力行用電力を制御したり、回生作動により電動モータ２にて発生してバッテリー４に供給される回生電力を制御するインバータ２９と、車両制御部８からの制御情報に基づいてパルス幅変調（ＰＷＭ）されたパルス駆動信号をインバータ２９における各スイッチングトランジスタの各ベース端子に供給するＰＷＭ制御回路３０とを備えるとともに、このＰＷＭ制御回路３０に指令される電圧指令値Ｖｄ，Ｖｑを求めるための構成が備えられている。つまり、車両制御部８からの指令情報と電流指令マップとから目標励磁分電流Ｉｄｃｏｍと目標トルク分電流Ｉｑｃｏｍとを演算にて求める電流指令演算部３１、電流検出センサＳ６にて検出されてｄｑ変換部３２にてｄｑ変換された電流検出値ｉｄ，ｉｑとの偏差を小さくするようにＰＩ制御にて電圧指令値Ｖｄ，Ｖｑを求める指令電圧算出部３３、電圧指令値Ｖｄ，Ｖｑを二相三相変換部３４にて三相変換した後にＰＷＭ制御回路３０に指令する構成となっている。又、回転速度センサＳ３にて検出された電動モータ２の角速度を積分した回転角度ωｔから電動モータ２の回転速度Ｎを求める回転速度算出部３５が備えられている。因みに、目標トルク分電流Ｉｑｃｏｍは電動モータ２の出力トルクを調整するための値であり、目標励磁分電流Ｉｄｃｏｍは電動モータ内の界磁を調整とするための値である。
【００２４】
又、このモータ制御部９には、自己と車両制御部８との間で通信線Ｌを介して指令情報等の通信を行うための通信装置３６と、その通信装置３６にて通信した受信情報に基づいて通信が正常に行われているか異常であるかを判別して、正常であれば車両制御部８からの指令情報を電流指令演算部３１に指令し、通信の異常が判別されると異常用の指令情報を電流指令演算部３１に指令する通信用処理部３７とが備えられている。この通信用処理部３７は、例えば、車両制御部８から通信されてくる受信データにおけるパリティチェックにより異常を判別したり、あるいは、前記受信データを受信しない状態が設定時間以上継続した場合に異常と判別する等、モータ制御部９と車両制御部８との間での通信線Ｌを介して行われる通信が異常であるか否かを検出する構成となっている。
【００２５】
前記ブレーキ操作具１４により機械式制動手段ＫＳを作動させて機械的な制動力を発生させるための構成について説明を加えると、運転者の足踏み操作にてブレーキ操作具１４が操作されると、その足踏み操作力に対応させて制動用の油圧操作力を発生させる周知構成のマスターシリンダ１５が備えられ、このマスターシリンダ１５から作動油供給路１５ａを通して出力される油圧操作力にて前記車輪３の近傍に設けられた摩擦式の制動装置１６を作動させて車体を制動させる構成となっている。このような機械式制動手段ＫＳは、ブレーキ操作具１４に対する運転者の操作力が大きくなるほど、その油圧操作力、すなわち、機械的な制動力が大となるように変更調節自在に構成されている。
【００２６】
前記シフトポジションレバー１７の位置としては、「Ｐ」（駐車位置）、「Ｒ」（後進走行位置）、「Ｎ」（中立位置）、「Ｄ」（前進走行位置）があり、運転者により運転状況に応じて適宜切り換え操作されることになる。
【００２７】
前記車両制御部８は、シフトポジションセンサＳ５の検出情報、アクセル操作量検出センサＳ１の検出情報、車速センサＳ４の検出情報等の情報に基づいてモータ制御部９およびエンジン制御部１２に制御情報を指令するように構成されている。又、車両制御部８は後述するような異常状態が発生したときに運転者に報知するための異常報知装置３９を作動させる構成となっている。そして、この車両制御部８には、自己とモータ制御部９との間で通信線Ｌを介して指令情報等の通信を行うための通信装置３８と、その通信装置３８にて通信した受信情報に基づいて通信が正常に行われているか異常であるかを判別して、その判別結果が異常であれば後述するような異常用処理を実行させるための通信用処理部３９とが備えられている。この通信用処理部３９における異常を判別するための処理の構成はモータ制御部９における通信用処理部３７の場合と同様である。
【００２８】
次に、前記車両制御部８、モータ制御部９、エンジン制御部１２の夫々が正常に動作しており、しかも、各制御部８、９、１２同士の間での制御情報の通信が正常に行われている状態における各制御部の具体的な動作について説明する。
先ず、車両制御部８によるエンジン１及び電動モータ２の制御について説明する。例えば、シフトポジションレバー１７が、「Ｐ」（駐車位置）や「Ｎ」（中立位置）にあるときは、基本的にはエンジン１を停止し電動モータ２によるトルクアシストや回生作動は行わない。しかし、バッテリー４の充電状態が設定量以下にまで低下してバッテリー４を充電する必要があるような場合には、車両制御部８は、エンジン１を作動させてエンジン１の動力を電動モータ２の回生作動により発電した電力をバッテリー４に充電するように、エンジン１及び電動モータ２の作動を制御すべく、モータ制御部９およびエンジン制御部１２に制御情報を指令するよう構成されている。
【００２９】
又、シフトポジションレバー１７が「Ｄ」（前進走行位置）に操作されて、車体進行方向として前進方向が指令されている場合には、アクセル操作具１３が踏み込み操作されて車体を発進させるときは、そのときエンジン１が停止していれば電動モータ２を回転させてエンジン１を始動させ、車体が前進走行すると、アクセル操作量に応じてエンジン１の出力を調整するとともに、電動モータ２が力行作動や回生作動を実行するように、モータ制御部９およびエンジン制御部１２に制御情報を指令するよう構成されている。そして、シフトポジションレバー１７が「Ｒ」（後進走行位置）に操作されて、車体進行方向として後進方向が指令されている場合には、アクセル操作量に応じてエンジン１の出力を調整することになるが、電動モータ２については力行作動及び回生作動のいずれも行わないようになっている。
【００３０】
次に、エンジン１の制御について説明を加えると、アクセル操作量に対するエンジン１の目標トルクの変化特性が予め設定されており、車両制御部８は、その変化特性に対応させて目標トルクを出力するように、アクセル操作量検出センサＳ１の検出情報に基づいて指令情報を求めて、エンジン制御部１２に指令するように構成され、エンジン制御部１２はその指令情報に基づいて、電子スロットル弁１０のスロットル開度及びインジェクタ１１による燃料供給量を夫々目標トルクに対応する目標値に自動調節することで、エンジン１の作動を制御する構成となっている。
【００３１】
又、車体が走行しているときに走行を停止させるためにアクセル操作具１３の踏み込み操作が解除され、その操作量が零になったような場合には、車速は徐々に低下していき、エンジン１の回転速度が低下することになるが、前記車両制御部８は、このようなエンジン１の回転速度が所定の回転速度にまで低下するアイドリング状態においてエンジン１を停止させるための所定のエンジン停止条件が成立すると、エンジン１を停止させるべくエンジン制御部１２に制御情報を指令するアイドルストップ制御を実行するよう構成されている。前記エンジン停止条件としては、アクセル操作量検出センサＳ１の検出値が零であり、しかも、車速センサＳ４にて検出される車速が設定速度以下にまで低下していることが条件とされる。つまり、アクセル操作が解除されてエンジン１を停止させてもよいと考えられる状況か否かを判断するための条件である。
【００３２】
車両制御部８による電動モータ２に対する制御について説明を加えると、力行作動および回生作動を実行する場合には、電動モータ２の目標トルクを求めて、その求めた目標トルクを発生させるようにモータ制御部９に制御情報として指令することになる。すなわち、電動モータ２の回転速度の変化に対する電動モータ２の目標トルクの変化特性がエンジン１の場合と同様に予め設定されている。但し、電動モータ２の場合には、求められる目標トルクとして「正」の場合と「負」の場合とがある。車両制御部８がこの特性に基づいて電動モータ２の目標トルクを求めて、目標トルクが「正」であれば前記力行作動を実行するようにモータ制御部９に制御情報が指令される。
そして、モータ制御部９は車両制御部８からこのような制御情報が通信されると、エンジン１の回転方向と同じ方向に電動モータ２が目標トルクを出力するように、その目標トルクに対応する制御情報がＰＷＭ制御回路３０に与えられる。そうすると、ＰＷＭ制御回路３０がその目標トルクに対応するようにタイミング及びデューティ比が設定された３相交流用のパルス信号が前記インバータ２９の各スイッチングトランジスタのベース端子に印加され、電動モータ２が目標トルクにてエンジン１をアシストすることになる。
【００３３】
車両制御部８にて求められる目標トルクが「正」でなく「負」であれば前記回生作動を実行するようにモータ制御部９にそのような制御情報を指令する。そして、モータ制御部９では、電動モータ２がエンジン１の回転方向とは反対方向に前記目標トルクを出力するように、その目標トルクに対応する制御情報がＰＷＭ制御回路３０に与えられる。そうすると、ＰＷＭ制御回路３０がその目標トルクに対応するようにタイミング及びデューティ比が設定された３相交流用のパルス信号がインバータ２９の各スイッチングトランジスタのベース端子に印加され、電動モータ２がエンジン１に対して逆向きのトルク、つまり、回生トルクを付与するように作用することになる。そうすると、電動モータ２がエンジン１の動力によって駆動されて発電機として作用して、インバータ２９によって回生トルクに対応する回生電力に変更調整され、平滑用コンデンサＣにて直流に平滑化されてバッテリー４に充電される。
【００３４】
そして、例えば、モータ制御部９と車両制御部８との間を通信可能に接続する通信線Ｌが断線する等の異常が発生して、車両制御部８が、自己とモータ制御部９との間での通信が異常であることを検出すると、回転速度センサＳ３の速度検出値が弱め界磁制御判別用の設定速度未満であるときには速度検出値が設定速度よりも低く設定された上限速度を越えないように、且つ、回転速度センサＳ３の速度検出値が弱め界磁制御判別用の設定速度以上であるときには、速度検出値が上限速度を下回った後において、速度検出値が設定速度よりも低く設定された上限速度を越えないように、エンジン１の作動を制御するよう構成されている。
【００３５】
図５に示すフローチャートに基づいて、車両制御部８とモータ制御部９との間での通信が異常であることを検出したときにおける車両制御部８による異常用処理動作について説明する。
車両制御部８は通信処理部３９によって自己とモータ制御部９との間での通信の状態が異常であることが検出すると、次のような異常用処理を実行する。先ず、操縦パネルに備えた異常報知装置３８を作動させて異常が発生したことを運転者に知らせる（ステップ１、２）。次に、上記したようなアイドルストップ制御の実行を禁止する（ステップ３）。電動モータ２の制御が良好に行えない異常時であるからエンジン１を極力停止させないで緊急避難のための走行を行えるようにするためである。
【００３６】
前記回転速度センサＳ３の検出情報から求められる回転速度Ｎが後述するようなモータ制御部９が弱め界磁制御を実行するか否かの判別用の閾値となる弱め界磁制御判別用の設定速度Ｎｓ未満であれば（ステップ４）、弱め界磁制御判別用の設定速度Ｎｓよりも少し低く設定された上限速度Ｎｊを越えないように、エンジン１の作動を制御する上限規制処理を実行する（ステップ６）。尚、エンジン１は電動モータ２と一体回転しているので前記回転速度Ｎはエンジン１の回転速度と同じである。
【００３７】
前記上限規制処理について説明を加える。車両制御部８は、正常な動作の場合には、上述した如くアクセル操作量検出センサＳ１の検出情報に基づいてエンジンの目標トルクを求めて、その目標トルクをエンジン制御部１２に指令情報として指令するのであるが、通信異常が発生している異常時においては、回転速度センサＳ３の検出情報から求められる回転速度Ｎ、言い換えるとエンジンの出力回転速度が上限速度Ｎｊを越えないように、エンジン制御部１２に指令する目標トルクを、アクセル操作量検出センサＳ１の検出情報に基づいて求められる目標トルクよりも小さい値に抑制するのである。その結果、エンジン制御部１２では、その指令情報に従って電子スロットル弁１０のスロットル開度及びインジェクタ１１による燃料供給量を調整することになり、例えば、図６に示すように、前記回転速度Ｎが上限速度Ｎｊ以下に規制されることになる。
【００３８】
又、前記回転速度センサＳ３の検出情報から求められる回転速度Ｎが前記弱め界磁制御判別用の設定速度Ｎｓ以上の高速状態であれば、直ちに上記したような上限規制処理に移行するのではなく、前記回転速度センサＳ３の速度検出値、つまり、回転速度センサＳ３の検出情報から求められる回転速度Ｎが上限速度Ｎｊを下回った後において、上記したような上限規制処理に移行する（ステップ５、６）。従って、通信の異常が検出されても回転速度Ｎが上限速度Ｎｊを下回るまでは、正常な動作の場合と同様に、車両制御部８から指令される目標トルクとなるようにエンジン１を制御する状態を維持することになるから、車両が急減速することなくエンジン１の動力によって走行を継続することができる。
【００３９】
そして、上述したような上限規制処理によってエンジン１の作動を制御しているときにキースイッチがオフ操作され、その後再度キースイッチがオン操作されると、電動モータ２に対する制御が出来ないので、エンジンスタータ２８によりエンジン１を始動させ（ステップ７、８、９）、上述したような上限規制処理を引き続いて実行する。
【００４０】
一方、モータ制御部９は通信用処理部３７により自己と車両制御部８との間での通信が異常であることを検出すると、モータ制御部９は電動モータ２の力行並びに回生用の出力トルクを零にするように、且つ、回転速度センサＳ３の速度検出値、つまり、回転速度センサＳ３の検出情報から求められる回転速度Ｎが、弱め界磁制御判別用の設定速度以上であれば弱め界磁制御を実行するように電動モータ２の作動を制御するよう構成されている。
【００４１】
図７に示すフローチャートに基づいて、車両制御部８とモータ制御部９との間での通信が異常であることを検出したときにおけるモータ制御部９による異常用処理動作について説明する。
モータ制御部９は、自己と車両制御部８との間での通信の状態が異常であることを検出すると、電動モータ２の力行並びに回生用の出力トルクが零になるように前記目標トルク分電流Ｉｑｃｏｍを零に設定する（ステップ１０、１１）。従って、電動モータ２は力行作動における力行トルクや回生作動における回生トルクのいずれも出力しない状態となる。そして、通信の異常が検出されたときに前記回転速度センサＳ３の検出情報から求められる回転速度Ｎが弱め界磁制御判別用の設定速度Ｎｓ未満であれば（ステップ１２）、前記目標励磁分電流Ｉｄｃｏｍも零に設定する（ステップ１３）。つまり、このとき具体的には通信用処理部３７が前記目標トルク分電流Ｉｑｃｏｍと目標励磁分電流Ｉｄｃｏｍを共に零にする異常用の指令情報を電流指令演算部３１に指令することになる。従って、インバータ２９の全てのスイッチングトランジスタを遮断状態に維持するのである。このようにして電動モータ２の各接続端子が開放状態に等しい状態となり、バッテリー４からインバータ２９への電力供給がなくバッテリー４の電力消費が抑制されるので、バッテリー４の充電状態の低下を抑制できることになる。
【００４２】
前記回転速度センサＳ３の速度検出値が弱め界磁制御判別用の設定速度Ｎｓ以上であれば弱め界磁制御を実行する。この弱め界磁制御について説明を加えると、エンジン１が回転することによって電動モータ２のロータ２Ａが一体的に回転することになるが、ロータ２Ａは上記したように永久磁石２が埋め込まれており、このロータ２Ａが回転することによって電機子コイル２７には永久磁石２５の回転に伴って誘起される逆起電圧Ｖが発生する。この逆起電圧Ｖは、図８に示すように、回転速度Ｎに比例して回転速度Ｎが高いほど高い電圧となるので、エンジン１が設定速度Ｎｓよりも高い回転速度で回転すると、図８の破線で示すように、インバータ２９の耐電圧を越えるような高い電圧になり、インバータ２９を損傷させたり、インバータ２９の帰還ダイオードを通して電流がバッテリー４に流れ込み、バッテリー４が過充電状態になる等、電動モータ駆動用の電気系統に損傷を与えるおそれがある。そこで、このような逆起電圧Ｖを低下させるために、電機子コイル２７による界磁の磁束を弱めるように、電機子コイル２７に電流が流れる方向と大きさを定める状態で目標励磁分電流Ｉｄｃｏｍを変更調整して、その目標励磁分電流Ｉｄｃｏｍが流れるようにインバータ２９を作動させるのである（ステップ１４、１５）。このとき具体的には、電流指令演算部３１が前記目標トルク分電流Ｉｑｃｏｍを零にして、上述したような弱め界磁用の目標励磁分電流Ｉｄｃｏｍを出力するように、通信用処理部３７が異常用の指令情報を電流指令演算部３１に指令することになる。その結果、図８の実線で示すように、逆起電圧Ｖがそれ以上高くならないように抑制するので、インバータ２９やバッテリー４等、電動モータ駆動用の電気系統に損傷を与えるおそれを少なくすることができる。
【００４３】
従って、この実施形態においては、前記車両制御部８及び前記エンジン制御部１２により、車両全体の運転状態を制御する車両制御手段Ｈが構成される。
【００４４】
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
【００４５】
（１）上記実施形態では、エンジンの回転速度を規制するための前記上限速度Ｎｊとして、弱め界磁制御判別用の設定速度Ｎｓよりも少し低く設定されるものを例示したが、このような構成に代えて、弱め界磁制御判別用の設定速度Ｎｓと同じ値、又は、弱め界磁制御判別用の設定速度Ｎｓの近傍、つまり、設定速度Ｎｓよりも少し高い値や少し低い値に設定するものでもよい。
【００４６】
（２）上記実施形態では、車両全体の運転状態を制御する車両制御手段を、車両全体を統括管理する車両制御部と、この車両制御部からの指令情報に基づいてエンジンの作動を制御するエンジン制御部とで構成したが、このような構成に代えて、車両制御手段として、モータ制御手段に指令情報を通信にて指令する機能とエンジンの作動を制御する機能とを合わせ持つ１つの制御装置で構成してもよい。
【００４７】
（３）上記実施形態では、前記エンジン及び電動モータの走行用動力がトルクコンバータ及び自動変速機構内装式のトランスミッションを介して走行装置に伝えられる構成としたが、前記トルクコンバータの代わりに走行クラッチと手動変速式の変速機構を介して走行装置に伝えられる構成としたり、ベルト式無段変速装置を介して走行装置に伝えられる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハイブリッド車両の概略構成図
【図２】制御ブロック図
【図３】電動モータの構成を示す図
【図４】モータ制御部の構成を示す図
【図５】制御動作のフローチャート
【図６】エンジンの回転速度の変化を示す図
【図７】制御動作のフローチャート
【図８】逆起電圧の変化を示す図
【符号の説明】
１エンジン
２電動モータ
９モータ制御手段
Ｈ車両制御手段
Ｓ３回転速度検出手段
Ｎｓ弱め界磁制御判別用の設定速度
Ｎｊ上限速度[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention includes an engine for driving driving, an electric motor that is directly connected so as to rotate integrally with the engine, and that performs power running and regenerative operation, and motor control means that controls the operation of the electric motor,Controlling the operation of the engine based on the accelerator operation amount; andVehicle control means for controlling the driving state of the entire vehicle, and the motor control means relates to a hybrid vehicle configured to control the operation of the electric motor based on command information from the vehicle control means.
[0002]
[Prior art]
In the hybrid vehicle having the above-described configuration, conventionally, as the vehicle control means, an overall control device that performs overall control of the vehicle and an engine control device that performs engine control are provided, and the overall control is provided as the motor control means. A travel motor control device that controls an electric motor based on command information from the device is provided, and when the travel motor control device detects an abnormality in communication between itself and the integrated control device, in other words, When the motor control means detects an abnormality in communication between itself and the vehicle control means, the driving motor control device, that is, the motor control means controls the operation of the electric motor so as to decelerate or stop the running speed of the vehicle. (See Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-197154 A (page 3-5, FIGS. 1 and 2)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above conventional configuration, when the communication between the motor control means and the vehicle control means becomes abnormal, and the motor control means detects an abnormality in communication between the motor control means and the vehicle control means, the motor from the vehicle control means side Even if control information is communicated to the control means, normal communication cannot be performed. Therefore, the motor control means controls the operation of the electric motor so as to reduce the traveling speed of the vehicle or stop traveling. However, if communication abnormality is detected in this way, simply reducing the traveling speed or stopping traveling has the following disadvantages.
[0005]
For example, when the vehicle is traveling at a high speed, when the motor control unit as described above detects an abnormality in communication between itself and the vehicle control unit, the vehicle traveling speed is reduced or If the operation of the electric motor is controlled so as to stop traveling, the vehicle will immediately decrease the traveling speed even if the driver does not perform the braking operation, so the traveling speed is forced regardless of the driver's intention. For example, when the driver is driving on the overtaking lane on a highway, the above-mentioned communication abnormality occurs and the driver is notified of the abnormality. In such a case, the driver tries to evacuate the vehicle to the roadside belt. However, as described above, if the vehicle is forcibly decelerated and the traveling speed decreases, the driving safety is lowered. There is a possibility to be.
[0006]
In the conventional configuration, for example, when there is a communication abnormality as described above when traveling at a high speed, the electric motor is regeneratively operated to reduce the traveling speed. Since the motor is running at a high speed, the rotation speed of the electric motor is also high, the regenerative power becomes excessive, and an overcurrent flows into the battery, the motor control means is damaged by the overvoltage, etc. There is also a risk of damaging the electric system for driving the electric motor in the vehicle.
[0007]
The present invention has been made paying attention to such a point, and an object thereof is to improve safety in traveling when communication abnormality occurs between the motor control means and the vehicle control means. It is possible to provide a hybrid vehicle that can make it possible and reduce the risk of damaging the electric system for driving the electric motor in the vehicle.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  The hybrid vehicle according to claim 1 is an engine for driving and driving, an electric motor that is directly connected so as to rotate integrally with the engine, and that performs a power running and a regenerative operation; a motor control unit that controls the operation of the electric motor;Controlling the operation of the engine based on the accelerator operation amount; andVehicle control means for controlling the driving state of the entire vehicle, and the motor control means is configured to control the operation of the electric motor based on command information from the vehicle control means. ,
  Rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the engine or the electric motor is provided,
  The motor control means is
  When it is detected that communication between itself and the vehicle control means is abnormal, the power running of the electric motor and the output torque for regeneration are made zero, and the speed detection value of the rotational speed detection means Is configured to control the operation of the electric motor so as to execute field weakening control if the speed is equal to or higher than a setting speed for field weakening control determination,
  The vehicle control means is
  When it is detected that communication between itself and the motor control means is abnormal, the speed detection value is set when the speed detection value of the rotation speed detection means is less than the setting speed for the field weakening control determination. Do not exceed the upper limit speed set at the same speed, in the vicinity of the set speed or lower.Control the operation of the engine, and
  When the speed detection value of the rotation speed detection means is equal to or higher than the setting speed for determining the field weakening control,Controlling the operation of the engine so as to achieve a target torque set based on the accelerator operation amount until the speed detection value falls below the upper limit speed,The engine operation is controlled so that the detected speed does not exceed the upper limit speed set equal to or lower than the set speed after the detected speed value falls below the upper limit speed. It is characterized by being.
[0009]
That is, when the communication between the motor control unit and the vehicle control unit becomes abnormal, the abnormality is detected in each of the motor control unit and the vehicle control unit. When the motor control means detects that the communication between itself and the vehicle control means is abnormal, the motor control means makes the output torque for power running and regeneration zero and detects the speed of the rotational speed detection means. If the value is equal to or higher than the setting speed for determining the field weakening control, the operation of the electric motor is controlled so as to execute the field weakening control.
[0010]
In other words, when the communication abnormality as described above is detected, the power running and regeneration output torque in the electric motor are made zero. Since the output torque of the electric motor is set to zero in this way, the electric motor does not act so as to brake, so that the vehicle does not decelerate suddenly and continues running with the output of the engine. Even if the output torque of the electric motor is zero as described above, if the engine is rotating at high speed, the electric motor that rotates integrally with the engine tends to generate a high counter electromotive voltage. Therefore, if the speed detection value of the rotation speed detection means is equal to or higher than the setting speed for field weakening control determination, the motor control means executes field weakening control, so that it is possible to suppress the generation of a high counter electromotive voltage. Is less likely to damage the electric system for driving the electric motor in the vehicle, such as being damaged by an overvoltage or being in a state where an overcurrent flows into the battery.
[0011]
When the vehicle control means detects that communication between itself and the motor control means is abnormal, the speed detection value is detected when the speed detection value of the rotation speed detection means is less than the set speed for field weakening determination. The engine operation is controlled so that the value does not exceed the upper limit speed set in the vicinity of the set speed or lower than the set speed for determining the field weakening control. By controlling the operation of the engine in this way, even if the driving driving force required by the driver, for example, by increasing the accelerator operation amount increases, the engine speed does not become higher than the upper limit speed. Regardless of the operation, the engine speed will not become higher than the upper limit speed, the driver can recognize that an abnormality has occurred, and avoid the disadvantage of continuing driving for a long time without being aware of the occurrence of the abnormality Can do.
[0012]
Further, when the vehicle control means detects that the communication between itself and the motor control means is abnormal, when the speed detection value of the rotational speed detection means is equal to or higher than the set speed for field weakening determination, the vehicle control means After the detected value falls below the upper limit speed for field-weakening control determination, the engine operation is controlled so that the detected speed value does not exceed the upper limit speed. In other words, when the above-described communication abnormality is detected, if the speed detection value of the rotation speed detection means is higher than the setting speed for field-weakening control determination, the speed detection value of the rotation speed detection means is the upper limit. It waits until it falls below the speed, and after the speed detection value of the rotational speed detecting means falls below the upper limit speed, the operation of the engine is controlled so as not to exceed the upper limit speed.
[0013]
As described above, when the vehicle control means detects that the communication between itself and the motor control means is abnormal, the speed detection value of the rotation speed detection means is higher than the set speed for field weakening determination. Does not immediately suppress the engine rotational speed to the rotational speed below the upper limit speed, but rather suppresses the engine rotational speed below the upper limit speed after falling below the upper limit speed. When the speed detection value of the vehicle is higher than the set speed for field-weakening control determination, the vehicle control means forcibly runs when it detects that the communication between itself and the motor control means is abnormal. It does not slow down the speed.
Then, after the speed detection value falls below the upper limit speed, the engine operation is controlled so as not to exceed the upper limit speed, so that the driving driving force required by the driver, for example, by increasing the accelerator operation amount increases. However, since the engine speed does not become higher than the upper limit speed, power consumption due to the above-described field-weakening control is suppressed, and the driver can recognize that an abnormality has occurred and travel without being aware of the abnormality. Can be avoided.
[0014]
In other words, when the communication between the motor control means and the vehicle control means is abnormal, the vehicle traveling speed is set to improve the safety in traveling by reducing the output torque of the electric motor to zero. If the vehicle is not forced to decelerate, the state where the driver does not recognize that such an abnormality has continued continues, for example, the state where no entry into the service factory continues for a long time. There is a fear. Therefore, by regulating the engine speed below the upper limit speed so that it does not become higher than the upper limit speed regardless of the accelerator operation, it is possible for the driver to know that an abnormality has occurred while improving the above-mentioned driving safety. Can be recognized.
[0015]
In addition, if the engine speed is higher than the setting speed for field weakening control determination for a long time, there is a disadvantage that the state in which power is taken out from the battery by performing field weakening control continues for a long time. By restricting the engine speed below the upper limit speed so as not to be higher than the upper limit speed, it is possible to suppress wasteful power consumption due to long-time field weakening control.
[0016]
Therefore, even when an abnormality in communication between the motor control means and the vehicle control means is detected, it is possible to improve the safety in traveling and to the electric system for driving the electric motor. It is possible to reduce the risk of damaging the vehicle, and further, there is a disadvantage that the driver recognizes the occurrence of the abnormality as described above and keeps the vehicle running for a long time without recognizing the occurrence of the abnormality. It has been possible to provide a hybrid vehicle that can be avoided and that can suppress wasteful power consumption as much as possible.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a hybrid vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, this hybrid vehicle includes an electric motor 2 for driving in a state of being directly connected to an output shaft 1 a of an engine 1 for driving, and left and right wheels as a driving device by these powers. A drive unit KU as drive means is configured so as to drive by driving 3.
[0018]
The electric motor 2 is constituted by an embedded magnet type electric motor. More specifically, as shown in FIG. 3, the electric motor 2 covers a columnar iron rotor 2A having a rotating shaft 24 integrally fixed at the center and the outer periphery of the rotor 2A. A stator 2B is provided, and in the rotor 2A, four permanent magnets 25 are distributed and arranged at equal intervals in the circumferential direction at a position entering the radially inner side of the outer circumferential surface. Embedded. Each permanent magnet 25 is arranged such that the radially outer magnetic poles (N pole or S pole) are alternately different in the circumferential direction. The stator 2B has armature coils 27 wound around a plurality of magnetic pole pieces 26 distributed in the circumferential direction, and a three-phase alternating current is supplied to each armature coil 27 as will be described later. The rotor 2A is rotated by forming a rotating magnetic field.
[0019]
The electric motor 2 is configured to start the engine 1 by applying a driving force to the output shaft 1a in a state where the operation of the engine 1 is stopped. The output shaft 1a can be switched between a power running state in which a driving force in the same direction as the engine rotation direction is applied to perform torque assist and a regeneration state in which the driving force is applied from the output shaft 1a to generate electric power. Yes. That is, the electric motor 2 is switched to a power running state in which torque is output in the same direction as the rotation direction with respect to the output shaft 1a that is rotationally driven by the engine 1, so that the engine 1 can output the desired driving force. In order to achieve a low fuel consumption state, the power of the engine 1 can be assisted, that is, torque assist can be performed. This operating state corresponds to the power running operation. Further, when the traveling speed is reduced, the electric motor 2 is in a regenerative state, and the regenerative power obtained by generating power by applying the driving force from the output shaft 1a is charged to the battery 4 as the power storage device. It has a configuration that can. This operating state corresponds to the regenerative operation.
[0020]
The power of the drive unit KU is transmitted to the transmission 6 via the torque converter 5, and after being shifted by a gear-type automatic transmission mechanism inside the transmission 6, is transmitted to the left and right wheels 3 via the differential mechanism 7. It has a configuration.
[0021]
In this hybrid vehicle, an engine starter 28 composed of a small electric motor so that the engine 1 can be started even when the electric motor 2 cannot operate properly due to abnormal operation. Is provided.
[0022]
Next, a control configuration in this hybrid vehicle will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, a motor control unit 8 that controls the overall operation of the vehicle and a motor control unit that controls the operation of the electric motor 2 based on control information from the vehicle control unit 8. The engine control unit 12 that automatically adjusts the output of the engine 1, specifically, the throttle opening of the electronic throttle valve 10 and the fuel supply amount by the injector 11 based on control information from the vehicle control unit 8 and the vehicle control unit 8 is provided. A potentiometer type accelerator operation amount detection sensor S1 for detecting the operation amount of the accelerator operation tool 13, a switch type brake operation detection sensor S2 for detecting whether or not the brake operation tool 14 is depressed, and the electric motor 2. A rotation speed sensor S3 as a rotation speed detection means for detecting the rotation speed, and a vehicle speed sensor for detecting the vehicle speed based on the rotation speed of the axle. S4, various detection information by the shift position sensor S5 for detecting the position of the shift position lever 17 are configured to be input to the vehicle control unit 8.
[0023]
As shown in FIG. 4, the motor control unit 9 controls the power running power supplied to the electric motor 2 by converting the DC power supplied from the battery 4 into three-phase AC power, or by regenerative operation. Inverter 29 that controls the regenerative power generated at 2 and supplied to battery 4, and each switching transistor in inverter 29 outputs a pulse drive signal that has been pulse width modulated (PWM) based on control information from vehicle control unit 8. And a configuration for obtaining voltage command values Vd and Vq commanded to the PWM control circuit 30. That is, the current command calculation unit 31 that obtains the target excitation current Idcom and the target torque current Iqcom by calculation from the command information from the vehicle control unit 8 and the current command map is detected by the current detection sensor S6 and converted to dq. The command voltage calculation unit 33 for obtaining the voltage command values Vd and Vq by PI control so as to reduce the deviation from the current detection values id and iq converted by the dq conversion in the unit 32, and the voltage command values Vd and Vq are two-phase three After the three-phase conversion by the phase conversion unit 34, the PWM control circuit 30 is commanded. In addition, a rotation speed calculation unit 35 is provided that calculates the rotation speed N of the electric motor 2 from the rotation angle ωt obtained by integrating the angular speed of the electric motor 2 detected by the rotation speed sensor S3. Incidentally, the target torque current Iqcom is a value for adjusting the output torque of the electric motor 2, and the target excitation current Idcom is a value for adjusting the field in the electric motor.
[0024]
The motor control unit 9 includes a communication device 36 for communicating command information and the like between itself and the vehicle control unit 8 via the communication line L, and received information communicated by the communication device 36. Based on the above, it is determined whether the communication is normally performed or abnormal, and if normal, the command information from the vehicle control unit 8 is instructed to the current command calculating unit 31, and the communication abnormality is determined. A communication processing unit 37 is provided for commanding the command information for abnormality to the current command calculation unit 31. For example, the communication processing unit 37 determines an abnormality by a parity check in the reception data communicated from the vehicle control unit 8 or when the state in which the reception data is not received continues for a set time or longer. For example, it is configured to detect whether or not the communication performed via the communication line L between the motor control unit 9 and the vehicle control unit 8 is abnormal.
[0025]
When a description is given of a configuration for generating mechanical braking force by operating the mechanical braking means KS by the brake operating tool 14, when the brake operating tool 14 is operated by a driver's stepping operation, A master cylinder 15 having a known configuration that generates a hydraulic operating force for braking corresponding to the stepping operating force is provided, and the vicinity of the wheel 3 is generated by the hydraulic operating force output from the master cylinder 15 through the hydraulic oil supply passage 15a. The vehicle body is braked by operating a friction braking device 16 provided on the vehicle. Such a mechanical braking means KS is configured to be adjustable so that the hydraulic operating force, that is, the mechanical braking force increases as the operating force of the driver with respect to the brake operating tool 14 increases. .
[0026]
The position of the shift position lever 17 includes “P” (parking position), “R” (reverse travel position), “N” (neutral position), and “D” (forward travel position). The switching operation is appropriately performed according to the situation.
[0027]
The vehicle control unit 8 sends control information to the motor control unit 9 and the engine control unit 12 based on information such as detection information of the shift position sensor S5, detection information of the accelerator operation amount detection sensor S1, detection information of the vehicle speed sensor S4, and the like. It is configured to command. Further, the vehicle control unit 8 is configured to operate an abnormality notification device 39 for notifying the driver when an abnormal state as described later occurs. And in this vehicle control part 8, the communication apparatus 38 for communicating command information etc. via the communication line L between self and the motor control part 9, and the reception information communicated in the communication apparatus 38 A communication processing unit 39 is provided for determining whether the communication is normally performed or abnormal based on the above, and executing the abnormality processing as will be described later if the determination result is abnormal. Yes. The configuration of processing for determining an abnormality in the communication processing unit 39 is the same as that of the communication processing unit 37 in the motor control unit 9.
[0028]
Next, each of the vehicle control unit 8, the motor control unit 9, and the engine control unit 12 is operating normally, and communication of control information between the control units 8, 9, and 12 is normally performed. A specific operation of each control unit in the state in which it is performed will be described.
First, control of the engine 1 and the electric motor 2 by the vehicle control unit 8 will be described. For example, when the shift position lever 17 is in “P” (parking position) or “N” (neutral position), the engine 1 is basically stopped and torque assist and regenerative operation by the electric motor 2 are not performed. However, when the state of charge of the battery 4 falls below the set amount and the battery 4 needs to be charged, the vehicle control unit 8 operates the engine 1 to transfer the power of the engine 1 to the electric motor 2. In order to control the operation of the engine 1 and the electric motor 2 so as to charge the battery 4 with the electric power generated by the regenerative operation, control information is instructed to the motor control unit 9 and the engine control unit 12.
[0029]
Further, when the shift position lever 17 is operated to “D” (forward travel position) and the forward direction is commanded as the vehicle body travel direction, the accelerator operation tool 13 is depressed to start the vehicle body. If the engine 1 is stopped at that time, the electric motor 2 is rotated to start the engine 1, and when the vehicle body travels forward, the output of the engine 1 is adjusted according to the accelerator operation amount, and the electric motor 2 is powered. Control information is commanded to the motor control unit 9 and the engine control unit 12 so as to execute the operation and the regenerative operation. When the shift position lever 17 is operated to “R” (reverse travel position) and the reverse direction is commanded as the vehicle body travel direction, the output of the engine 1 is adjusted according to the accelerator operation amount. However, for the electric motor 2, neither power running operation nor regenerative operation is performed.
[0030]
Next, the control of the engine 1 will be described. The change characteristic of the target torque of the engine 1 with respect to the accelerator operation amount is preset, and the vehicle control unit 8 outputs the target torque in accordance with the change characteristic. As described above, command information is obtained based on the detection information of the accelerator operation amount detection sensor S1, and the engine control unit 12 is configured to command the engine control unit 12. Based on the command information, the engine control unit 12 The operation of the engine 1 is controlled by automatically adjusting the throttle opening and the amount of fuel supplied by the injector 11 to target values corresponding to the target torque, respectively.
[0031]
In addition, when the depression operation of the accelerator operation tool 13 is released to stop the traveling when the vehicle body is traveling and the operation amount becomes zero, the vehicle speed gradually decreases, Although the rotational speed of the engine 1 is reduced, the vehicle control unit 8 determines a predetermined engine for stopping the engine 1 in an idling state in which the rotational speed of the engine 1 is reduced to a predetermined rotational speed. When the stop condition is satisfied, the engine control unit 12 is configured to execute idle stop control for instructing control information to stop the engine 1. The engine stop condition is that the detected value of the accelerator operation amount detection sensor S1 is zero, and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor S4 is reduced to a set speed or less. That is, it is a condition for determining whether or not the accelerator operation is released and the engine 1 may be stopped.
[0032]
The control of the electric motor 2 by the vehicle control unit 8 will be described. When executing the power running operation and the regenerative operation, the motor control is performed so as to obtain the target torque of the electric motor 2 and generate the obtained target torque. The unit 9 is instructed as control information. That is, the change characteristic of the target torque of the electric motor 2 with respect to the change of the rotation speed of the electric motor 2 is set in advance as in the case of the engine 1. However, in the case of the electric motor 2, there are cases where the target torque to be obtained is “positive” and “negative”. The vehicle control unit 8 obtains the target torque of the electric motor 2 based on this characteristic, and if the target torque is “positive”, the motor control unit 9 is instructed to execute the power running operation.
Then, when such control information is communicated from the vehicle control unit 8, the motor control unit 9 responds to the target torque so that the electric motor 2 outputs the target torque in the same direction as the rotation direction of the engine 1. Control information is provided to the PWM control circuit 30. Then, a pulse signal for three-phase alternating current whose timing and duty ratio are set so that the PWM control circuit 30 corresponds to the target torque is applied to the base terminal of each switching transistor of the inverter 29, and the electric motor 2 is set to the target. The engine 1 is assisted by torque.
[0033]
If the target torque calculated by the vehicle control unit 8 is not “positive” but “negative”, such control information is commanded to the motor control unit 9 to execute the regenerative operation. In the motor control unit 9, control information corresponding to the target torque is given to the PWM control circuit 30 so that the electric motor 2 outputs the target torque in a direction opposite to the rotation direction of the engine 1. Then, a pulse signal for three-phase alternating current whose timing and duty ratio are set so that the PWM control circuit 30 corresponds to the target torque is applied to the base terminal of each switching transistor of the inverter 29, and the electric motor 2 is connected to the engine 1. In contrast, the reverse torque, that is, the regenerative torque is applied. Then, the electric motor 2 is driven by the power of the engine 1 to act as a generator, and is changed and adjusted to the regenerative electric power corresponding to the regenerative torque by the inverter 29, and is smoothed to a direct current by the smoothing capacitor C and the battery 4. Is charged.
[0034]
For example, an abnormality such as a disconnection of the communication line L that connects the motor control unit 9 and the vehicle control unit 8 so as to be communicable occurs. If the speed detection value of the rotational speed sensor S3 is less than the setting speed for field weakening determination, the speed detection value does not exceed the upper limit speed set lower than the setting speed. Thus, when the speed detection value of the rotation speed sensor S3 is equal to or higher than the setting speed for determining the field weakening control, the speed detection value is set lower than the setting speed after the speed detection value falls below the upper limit speed. The operation of the engine 1 is controlled so as not to exceed the upper limit speed.
[0035]
Based on the flowchart shown in FIG. 5, the abnormality processing operation by the vehicle control unit 8 when it is detected that the communication between the vehicle control unit 8 and the motor control unit 9 is abnormal will be described.
When the communication processing unit 39 detects that the communication state between itself and the motor control unit 9 is abnormal, the vehicle control unit 8 executes the following abnormality processing. First, the abnormality notification device 38 provided on the control panel is operated to notify the driver that an abnormality has occurred (steps 1 and 2). Next, the execution of the idle stop control as described above is prohibited (step 3). This is because the electric motor 2 can be controlled for emergency evacuation without stopping the engine 1 as much as possible because it is an abnormal time when the control of the electric motor 2 cannot be performed satisfactorily.
[0036]
If the rotational speed N obtained from the detection information of the rotational speed sensor S3 is less than the setting speed Ns for field weakening control determination, which becomes a threshold for determining whether or not the motor control unit 9 executes field weakening control as described later. If this is the case (step 4), upper limit regulation processing for controlling the operation of the engine 1 is executed so as not to exceed the upper limit speed Nj set slightly lower than the setting speed Ns for field weakening control determination (step 6). Since the engine 1 rotates integrally with the electric motor 2, the rotational speed N is the same as the rotational speed of the engine 1.
[0037]
The upper limit regulation process will be described. In the case of normal operation, the vehicle control unit 8 obtains a target torque of the engine based on the detection information of the accelerator operation amount detection sensor S1 as described above, and commands the target torque to the engine control unit 12 as command information. However, when communication abnormality occurs, engine control is performed so that the rotation speed N obtained from the detection information of the rotation speed sensor S3, in other words, the engine output rotation speed does not exceed the upper limit speed Nj. The target torque commanded to the unit 12 is suppressed to a value smaller than the target torque obtained based on the detection information of the accelerator operation amount detection sensor S1. As a result, the engine control unit 12 adjusts the throttle opening of the electronic throttle valve 10 and the fuel supply amount by the injector 11 in accordance with the command information. For example, as shown in FIG. The speed is controlled to be lower than Nj.
[0038]
Further, if the rotational speed N obtained from the detection information of the rotational speed sensor S3 is a high speed state equal to or higher than the setting speed Ns for determining the field weakening control, the process does not immediately shift to the upper limit restricting process as described above. After the rotational speed N obtained from the speed detection value of the rotational speed sensor S3, that is, the detection information of the rotational speed sensor S3, falls below the upper limit speed Nj, the process proceeds to the upper limit regulation process as described above (steps 5 and 6). . Therefore, even if a communication abnormality is detected, the engine 1 is controlled so as to achieve the target torque commanded from the vehicle control unit 8 until the rotational speed N falls below the upper limit speed Nj, as in normal operation. Since the state is maintained, traveling can be continued by the power of the engine 1 without the vehicle decelerating rapidly.
[0039]
When the key switch is turned off while the operation of the engine 1 is controlled by the upper limit regulation process as described above, and then the key switch is turned on again, the electric motor 2 cannot be controlled. The engine 1 is started by the starter 28 (steps 7, 8, and 9), and the upper limit regulation process as described above is subsequently executed.
[0040]
On the other hand, when the motor control unit 9 detects that communication between itself and the vehicle control unit 8 is abnormal by the communication processing unit 37, the motor control unit 9 performs power running and regeneration output torque of the electric motor 2. If the rotation speed N obtained from the rotation speed sensor S3, that is, the rotation speed N obtained from the detection information of the rotation speed sensor S3 is equal to or greater than the set speed for determining the field weakening control, the field weakening control is executed. Thus, the operation of the electric motor 2 is controlled.
[0041]
Based on the flowchart shown in FIG. 7, an abnormality processing operation performed by the motor control unit 9 when it is detected that communication between the vehicle control unit 8 and the motor control unit 9 is abnormal will be described.
When the motor control unit 9 detects that the communication state between itself and the vehicle control unit 8 is abnormal, the motor control unit 9 outputs the target torque component so that the power running and regeneration output torque of the electric motor 2 becomes zero. The current Iqcom is set to zero (steps 10 and 11). Therefore, the electric motor 2 is in a state where neither the power running torque in the power running operation nor the regenerative torque in the regenerative operation is output. If the rotation speed N obtained from the detection information of the rotation speed sensor S3 when the communication abnormality is detected is less than the setting speed Ns for field weakening control determination (step 12), the target excitation current Idcom is also Set to zero (step 13). That is, at this time, specifically, the communication processing unit 37 commands the current command calculation unit 31 for command information for abnormality that makes both the target torque component current Iqcom and the target excitation component current Idcom zero. Therefore, all the switching transistors of the inverter 29 are maintained in the cutoff state. In this way, each connection terminal of the electric motor 2 becomes equal to the open state, and there is no power supply from the battery 4 to the inverter 29, so that power consumption of the battery 4 is suppressed. It will be possible.
[0042]
If the detected speed value of the rotation speed sensor S3 is equal to or higher than the set speed Ns for field weakening control determination, field weakening control is executed. When the field weakening control is further described, the rotor 2A of the electric motor 2 rotates integrally with the rotation of the engine 1, and the rotor 2A is embedded with the permanent magnet 2 as described above. As the rotor 2A rotates, a back electromotive voltage V is generated in the armature coil 27 as the permanent magnet 25 rotates. As shown in FIG. 8, the counter electromotive voltage V increases as the rotational speed N increases in proportion to the rotational speed N. Therefore, when the engine 1 rotates at a rotational speed higher than the set speed Ns, FIG. As shown by the broken line, the voltage becomes high enough to exceed the withstand voltage of the inverter 29, the inverter 29 is damaged, the current flows into the battery 4 through the feedback diode of the inverter 29, the battery 4 is overcharged, etc. The electric system for driving the electric motor may be damaged. Therefore, in order to reduce the counter electromotive voltage V, the target excitation current Idcom is determined in a state in which the direction and magnitude of the current flowing through the armature coil 27 are determined so as to weaken the magnetic flux of the field generated by the armature coil 27. Is adjusted and the inverter 29 is operated so that the target excitation current Idcom flows (steps 14 and 15). Specifically, at this time, the communication processing unit 37 causes the current command calculation unit 31 to set the target torque component current Iqcom to zero and output the target excitation component current Idcom for field weakening as described above. Command information for abnormality is commanded to the current command calculation unit 31. As a result, as shown by the solid line in FIG. 8, the back electromotive voltage V is suppressed so as not to increase any more, thereby reducing the possibility of damaging the electric system for driving the electric motor such as the inverter 29 and the battery 4. Can do.
[0043]
Accordingly, in this embodiment, the vehicle control unit H and the engine control unit 12 constitute vehicle control means H that controls the driving state of the entire vehicle.
[0044]
[Another embodiment]
Hereinafter, other embodiments are listed.
[0045]
(1) In the above embodiment, the upper limit speed Nj for restricting the engine speed is exemplified as being set slightly lower than the setting speed Ns for field weakening control determination. Thus, it may be set to the same value as the setting speed Ns for determining the field weakening control or in the vicinity of the setting speed Ns for determining the field weakening control, that is, a value slightly higher or slightly lower than the setting speed Ns.
[0046]
(2) In the above embodiment, the vehicle control means for controlling the driving state of the entire vehicle is the vehicle control unit that manages the entire vehicle, and the engine that controls the operation of the engine based on command information from the vehicle control unit. Although it comprised with the control part, it replaced with such a structure, and it is one control apparatus which has a function which commands instruction information to a motor control means by communication, and a function which controls the action | operation of an engine as a vehicle control means You may comprise.
[0047]
(3) In the above embodiment, the traveling power of the engine and the electric motor is transmitted to the traveling device via the torque converter and the automatic transmission mechanism-incorporated transmission. However, instead of the torque converter, It may be configured to be transmitted to the traveling device via a manual transmission type transmission mechanism, or may be configured to be transmitted to the traveling device via a belt type continuously variable transmission.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hybrid vehicle.
FIG. 2 is a control block diagram.
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of an electric motor
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a motor control unit
FIG. 5 is a flowchart of the control operation.
FIG. 6 is a graph showing changes in the rotational speed of the engine
FIG. 7 is a flowchart of the control operation.
FIG. 8 is a diagram showing changes in back electromotive force
[Explanation of symbols]
1 engine
2 Electric motor
9 Motor control means
H Vehicle control means
S3 Rotational speed detection means
Ns Setting speed for field weakening control discrimination
Nj Maximum speed

Claims

An engine for traveling drive, an electric motor for powering and regenerative operation directly has been to rotate integrally with the engine, and a motor control means for controlling operation of the electric motor, the operation of the engine based on an accelerator operation amount Vehicle control means for controlling the driving state of the entire vehicle , and the motor control means is configured to control the operation of the electric motor based on command information from the vehicle control means. A hybrid vehicle,
Rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the engine or the electric motor is provided,
The motor control means is
When it is detected that communication between itself and the vehicle control means is abnormal, the power running of the electric motor and the output torque for regeneration are made zero, and the speed detection value of the rotational speed detection means Is configured to control the operation of the electric motor to execute field weakening control if the speed is equal to or higher than the set speed for field weakening control determination,
The vehicle control means is
When it is detected that communication between itself and the motor control means is abnormal, the speed detection value is set when the speed detection value of the rotation speed detection means is less than the setting speed for the field weakening control determination. Controlling the operation of the engine so as not to exceed an upper limit speed set equal to, near or lower than the set speed ; and
When the speed detection value of the rotation speed detection means is equal to or higher than the setting speed for determining the field weakening control, the target torque set based on the accelerator operation amount is set until the speed detection value falls below the upper limit speed. After controlling the operation of the engine so that the detected speed value falls below the upper limit speed, the detected speed value does not exceed an upper limit speed set equal to or lower than the set speed. A hybrid vehicle configured to control operation of the engine.