JP2015093536A - 駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、発電システムに異常が発生したことを判定したら、エンジンの駆動を制御することによって、ハイブリッド車両における排ガス・燃費悪化を防ぐことを目的としている。
【解決手段】エンジンと接続され、エンジンの駆動により発電を行う発電用モータと、この発電用モータで発生しているトルクである実トルク値と発電用モータに対して指令されるトルク指令値とに基づいて、エンジンの駆動を制御する制御手段と、を有する。
【選択図】図１

Description

この発明は排ガス悪化や燃費悪化の防止を図る駆動制御装置に関するものである。

エンジン出力を電力に変換することが出来る機構（以下、「発電システム」という。）を搭載した車両が知られている。
発電システムには、モータジェネレータ（「ＭＧ」または「電動発電機」ともいう。）が用いられる。
モータジェネレータとして、例えば、発電を行うための「発電用モータ」や走行を行うための「走行用モータ（「駆動用モータ」ともいう。）」などが知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００８−９２７０８号公報

ところで、発電システムは、所望の発電電力が得られるように、エンジンに負荷（以下、「発電負荷」という。）を与えて駆動させ、そのエンジンの駆動によって得られる回転運動を発電用モータが受けることによって発電を行うことができる。

このとき、発電用モータが所望のトルクを発生させることが出来なくなると、エンジンに与えられる発電負荷が目標負荷よりも過大または過小となってしまい、エンジン回転数は目標回転数へのトレースを行うことができなくなる。
これにより、排ガス性能や燃費性能が悪化してしまうという不都合が生じる恐れがある。
なお、ここで、目標回転数とは、排ガス性能や燃費性能が良好となるときのエンジン回転数のことであり、この目標回転数となるようにエンジンに与えられる負荷を目標負荷という。

そこで、この発明は、発電システムに異常が発生したことを判定したら、エンジンの駆動を制御することによって、排ガスの出力や燃料消費の悪化を防止することを目的とする。

この発明は、エンジンと接続され、当該エンジンの駆動により発電を行う発電用モータと、この発電用モータで発生しているトルクである実トルク値と前記発電用モータに対して指令されるトルク指令値とに基づいて、前記エンジンの駆動を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

この発明によれば、発電システムに異常が発生したことを判定したら、エンジンの駆動を制御するため、排ガス悪化及び燃費悪化につながる故障を検出することができ、排ガス悪化及び燃費悪化を防ぐことが可能となる。
また、発電システムに異常が発生したことを判定したら、燃料カットやスロットル一定制御、エンジン出力制限などの制御を実施することにより、排ガス悪化を最小限に抑えることができる。また、排ガス悪化が惹起している状態で走行する事態を防ぐことができる。

図１は駆動制御装置の異常判定制御用フローチャートである。（実施例１） 図２は駆動制御装置の概略構成図である。（実施例１） 図３は駆動制御装置の概略構成図である。（実施例２）

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。

図１及び図２はこの発明の実施例を示すものである。
図２において、１はシリーズ型ハイブリッド車両の駆動制御装置である。
この駆動制御装置１の発電システムの構成は、図２に示す如く、エンジン２と、駆動用モータ（「ＭＧ１」とも記載する。）３と、前記エンジン２に接続され、当該エンジン２の駆動により発電を行う発電用モータ（「ＭＧ２」とも記載する。）４と、高電圧バッテリ（「Ｂ」とも記載する。）５と、車両を統合的に制御する制御手段（「ＣＣ」とも記載する。）６とを有している。
このとき、制御手段６は、前記発電用モータ４で発生しているトルクである実トルク値と発電用モータ４に対して指令されるトルク指令値とに基づいて、前記エンジン２の駆動を制御する構成とする。

詳述すれば、制御手段６は、高電圧バッテリ５の充電状態や駆動用モータ３の消費電力等を元に発電電力を決定する。
そして、制御手段６は、この発電電力を満足しつつ、前記エンジン２の排ガス性能や燃費性能を最大化（良好に）するようなエンジン目標回転数およびトルク指令値を決定し、エンジン２ヘトルク指令値を出力するトルク指令を行う。
このとき、前記トルク指令値は、エンジン２を最も効率良く運転できる目標回転数およびトルクに基づいて設定される。
なお、エンジン２を最も効率良く運転できる目標回転数およびトルクは、一例として、排ガス性能や燃費性能が良好となるときのエンジン回転数およびトルクを目標としたものである。
また、目標回転数へのトレースは、制御手段６が発電用モータ４へのトルク指令値を変化させることにより実現している。
しかし、故障が発生したり、熱によって駆動が制限されたりすると、発電用モータ４は制御手段６のトルク指令に従うことができず、エンジン回転数は目標回転数ヘトレースできなくなるため、排ガスや燃費が悪化してしまうおそれがある。

そこで、制御手段６は、実トルク値とトルク指令値とを比較し、両者の差が所定の閾値τｔｈより大きい場合に、エンジン２の駆動を制御する。
具体的には、実トルク値とトルク指令値とを比較する際には、両者の差の絶対値を求め、この絶対値と所定の閾値τｔｈとを比較する。

また、制御手段６は、実トルク値とトルク指令値との差が所定の閾値τｔｈより大きい場合、発電の状態に異常があると判定し、当該異常が判定されたら、前記エンジン２の駆動を制御する。
なお、異常が発生したことを判定する回数を加算する判定カウンタＣの機能を有し、この判定カウンタＣが予め設定される判定カウンタ上限値Ｃｔｈを超えた場合に異常が発生したことを確定し、エンジン２の駆動を制御する構成とする。

また、制御手段６によるエンジン２の駆動の制御として、具体的には、制御手段６は、エンジン２に噴出される燃料を停止する制御を行う（燃料カット）。
また、制御手段６は、エンジン２の吸気系に設けられたスロットル弁（図示せず）の開度を一定に維持する制御を行う（スロットル一定制御）。
また、制御手段６は、エンジン２のトルクを当該エンジン２の目標回転数に近づけるよう調整する制御を行う（エンジンの出力制限）。
これらの制御（燃料カット、スロットル一定制御、エンジンの出力制限）は、いずれか１つのみを実行してもよいし、各制御を組み合わせて実行してもよい。

駆動制御装置１は、以下の機能を実行可能である。
（１）実トルク値の検出
発電用モータ４の出力電流等から実トルク値を算出する。
実トルク値の算出は発電用モータ４が行ってもよいし、前記制御手段６が行ってもよい。
（２）トルク比較による異常判定
制御手段６は、発電用モータ４へのトルク指令値と算出した実トルク値とを比較し、比較の結果、両者の差が所定の閾値τｔｈより大きい場合に、発電システムに異常が発生したことを判定する。
（３）異常判定時の制御
発電システムの異常が判定されたら、制御手段６は、エンジン２の駆動を制御する。

図１は、駆動制御装置１の異常判定の制御フローチャートである。

駆動制御装置１の制御プログラムがスタート（１０１）すると、
「判定カウンタＣ → ０」
の処理（１０２）に移行する。
処理（１０２）は、異常の判定回数を加算する判定カウンタＣを「０（ゼロ）」にリセットするステップである。
処理（１０２）の後には、異常判定実施条件が成立しているか否かの判断（１０３）に移行する。
異常判定実施条件が成立しているか否かの判断（１０３）がＮＯの場合は、判断（１０３）がＹＥＳになるまで判断（１０３）を繰り返し行う。
異常判定実施条件が成立しているか否かの判断（１０３）がＹＥＳの場合は、
｜トルク指令値−実トルク値｜＞τｔｈ
の判断（１０４）に移行する。
判断（１０４）は、実トルク値とトルク指令値とを比較し、両者の差の絶対値が所定の閾値τｔｈより大きいか否かを判断するステップである。
判断（１０４）がＮＯ、つまり、両者の差の絶対値が所定の閾値τｔｈより小さい場合は、処理（１０２）に戻る。
判断（１０４）がＹＥＳ、つまり、両者の差の絶対値が所定の閾値τｔｈより大きい場合は、
「判定カウンタＣ → Ｃ＋１」
の処理（１０５）に移行する。
処理（１０５）は、異常が発生したことをの判定した回数を測定するために、前回の判定カウンタＣに「１」を加算して新たな判定カウンタＣを設定するステップである。
その後、
Ｃ＞Ｃｔｈ
の判断（１０６）に移行する。
判断（１０６）は、異常が発生したことを判定した回数を加算した判定カウンタＣの測定値と予め設定される判定カウンタ上限値Ｃｔｈとを比較するステップである。
判断（１０６）がＮＯの場合は、判定カウンタＣの測定値が判定カウンタ上限値Ｃｔｈを超えておらず異常の発生は確定されない。そして、判断（１０３）に戻る。
判断（１０６）がＹＥＳの場合は、判定カウンタＣの測定値が判定カウンタ上限値Ｃｔｈを超えたことによって、異常が発生したことを確定する（１０７）。
異常が発生したことを確定（１０７）したら、エンジン２の駆動を制御する（１０８）。
エンジン２の駆動制御は、以下の処理の少なくとも１つが行われる。
（１）エンジン２に噴出される燃料を停止する制御（燃料カット）
（２）スロットル弁の開度を一定に維持する制御（スロットル一定制御）
（３）エンジン２のトルクを目標回転数に近づけるよう調整する制御（エンジンの出力制限）

このように、駆動制御装置１の制御手段６は、発電用モータ４で発生しているトルクである実トルク値と前記発電用モータ４に対して指令されるトルク指令値とに基づいて、エンジン２の駆動を制御することによって、排ガス悪化及び燃費悪化につながる故障を検出して排ガス悪化及び燃費悪化を防ぐことができる。

また、トルク指令値は、前記エンジン２を最も効率良く運転できる目標回転数およびトルクに基づいて設定されるため、排ガス性能や燃費性能が良好となるときのエンジン回転数でエンジン２を運転することが可能となり、排ガス悪化及び燃費悪化の防止に寄与し得る。

また、制御手段６は、実トルク値と前記トルク指令値とを比較し、両者の差が所定の閾値τｔｈより大きい場合に、燃料カットやスロットル一定制御、エンジン出力制限などを実施し、排ガス悪化を最小限に抑えることができる。

また、制御手段６は、実トルク値とトルク指令値との差が所定の閾値τｔｈより大きい場合、発電の状態に異常があると判定する。

図３に、本発明の実施例２を示す。
実施例２において、実施例１と同一機能を果たす箇所には、同一符号を付与する。

実施例１は、シリーズ型ハイブリッド車両の前記駆動制御装置１について説明したが、実施例２は、パラレル型ハイブリッド車両の駆動制御装置１１について説明する。

駆動制御装置１１の発電システムは、図３に示す如く、エンジン２と、変速機（「ＴＭ」とも記載する。）１２と、エンジン２と変速機１２とに接続するアシスト用モータ（「ＭＧ」とも記載する。）１３と、高電圧バッテリ（「Ｂ」とも記載する。）５と、車両を統合的に制御する制御手段（「ＣＣ」とも記載する。）１４とを有している。
制御手段１４は、高電圧バッテリ５の充電状態やユーザからの加減速要求を元に発電電力を決定し、その発電電力を満足しつつ、前記エンジン２の排ガス性能や燃費性能が良好となるときのエンジン目標回転数およびトルクを決定し、エンジン２ヘトルク指令を行う。
そして、エンジン回転数の目標回転数へのトレースは、変速機１２による変速とアシスト用モータ１３のトルク変化とを組み合わせることにより実現する。
パラレル型ハイブリッド車両の駆動制御装置１１のシステムにおいて、アシスト用モータ１３が制御手段１４のトルク指令値に従えない場合に、エンジン回転数は目標回転数ヘトレースできなくなるため、実施例１にて説明した異常判定の制御と同様の制御が効果的である。
また、実施例２の構成では、変速機１２のみでエンジン回転数を制御できるため、異常が発生したことを確定した場合に制御モードを切り替えれば排ガス性能の低下及び燃費性能の低下を最小限に抑えつつ、正常状態に近い走行が可能である。
これにより、排ガス悪化及び燃費悪化につながる故障を検出して排ガス悪化及び燃費悪化を防ぐことができる。

１ 駆動制御装置
２ エンジン
３ 駆動用モータ（「ＭＧ１」とも記載する。）
４ 発電用モータ（「ＭＧ２」とも記載する。）
５ 高電圧バッテリ（「Ｂ」とも記載する。）
６ 制御手段（「ＣＣ」とも記載する。）

Claims (7)

1. エンジンと接続され、当該エンジンの駆動により発電を行う発電用モータと、この発電用モータで発生しているトルクである実トルク値と前記発電用モータに対して指令されるトルク指令値とに基づいて、前記エンジンの駆動を制御する制御手段と、を有することを特徴とする駆動制御装置。
2. 前記制御手段は、前記実トルク値と前記トルク指令値とを比較し、両者の差が所定の閾値より大きい場合に、前記エンジンの駆動を制御することを特徴とする請求項１に記載の駆動制御装置。
3. 前記制御手段は、前記実トルク値と前記トルク指令値との差が所定の閾値より大きい場合、前記発電の状態に異常があると判定し、当該異常が判定されたら、前記エンジンの駆動を制御することを特徴とする請求項２に記載の駆動制御装置。
4. 前記制御手段は、前記エンジンに噴出される燃料を停止する制御を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の駆動制御装置。
5. 前記エンジンは、吸気系にスロットル弁を有し、前記制御手段は、前記スロットル弁の開度を一定に維持する制御を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の駆動制御装置。
6. 前記制御手段は、前記エンジンのトルクを当該エンジンの目標回転数に近づけるよう調整する制御を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の駆動制御装置。
7. 前記トルク指令値は、前記エンジンを最も効率良く運転できる目標回転数およびトルクに基づいて設定されることを特徴とする請求項５〜６のいずれか１つに記載の駆動制御装置。

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