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JP2006347240A - Gear protection controller for hybrid vehicle - Google Patents

Gear protection controller for hybrid vehicle Download PDF

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JP2006347240A
JP2006347240A JP2005172980A JP2005172980A JP2006347240A JP 2006347240 A JP2006347240 A JP 2006347240A JP 2005172980 A JP2005172980 A JP 2005172980A JP 2005172980 A JP2005172980 A JP 2005172980A JP 2006347240 A JP2006347240 A JP 2006347240A
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JP
Japan
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motor
engine
pinion
hybrid vehicle
power
Prior art date
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Pending
Application number
JP2005172980A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirotaka Koyama
裕貴 小山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gear protection controller of a hybrid vehicle for protecting a pinion of a planetary gear mechanism from excessive rotation when normal traveling is shifted to a traveling mode to facilitate a countermeasure to a motor failure on the basis of the occurrence of the motor failure. <P>SOLUTION: This hybrid vehicle in which an engine E, a first motor generator MG1 for power generation and a second motor generator MG2 for driving are connected to a rotary element of a power dividing mechanism TM by a planetary gear mechanism is provided with a gear protection control means (figure 5) for, when normal traveling is shifted to a traveling mode for driving a vehicle by the power of a power source excluding a defective caused by the occurrence of the motor failure of either the first motor generator MG1 for power generation and the second motor generator MG2 for driving, controlling the number of rotation of a power source excluding the defective motor so that the pinion P of the power dividing mechanism TM of the planetary gear mechanism can be prevented from being excessively rotated. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、遊星ギア機構の回転要素にエンジンと発電用モータと駆動用モータとが連結されたハイブリッド車両のギア保護制御装置に関する。   The present invention relates to a gear protection control device for a hybrid vehicle in which an engine, a power generation motor, and a drive motor are coupled to a rotating element of a planetary gear mechanism.

従来、エンジンの動力を利用して発電できる発電用モータと車軸に動力を伝達できる駆動用モータとが遊星ギア機構を介して連結されているハイブリッド車両において、発電用モータが使用できなくなる故障が発生したときには、駆動用モータの動力で車両を駆動する走行(第1走行モード)となり、駆動用モータが使用できなくなる故障が発生したときには、エンジン動力を発電用モータを介して車両を駆動する走行(第2走行モード)になっていた(例えば、特許文献1参照)。
特開平9−150638号公報
Conventionally, in a hybrid vehicle in which a power generation motor that can generate power using the power of the engine and a drive motor that can transmit power to the axle are connected via a planetary gear mechanism, a failure has occurred in which the power generation motor cannot be used. When this occurs, the vehicle is driven by the power of the drive motor (first travel mode), and when a failure occurs where the drive motor cannot be used, the engine power is driven to drive the vehicle via the power generation motor ( 2nd driving mode) (for example, refer to Patent Document 1).
JP-A-9-150638

しかしながら、上記従来のハイブリッド車両にあっては、高車速で走行中に発電用モータが故障して第1走行モードの状態に移行する場合、あるいは、高車速で走行中に駆動用モータが故障して第2走行モードの状態に移行する場合、遊星ギア機構のピニオンが過回転となり、ピニオンの保護ができないことがある、という問題があった。   However, in the above conventional hybrid vehicle, when the power generation motor fails during traveling at a high vehicle speed and shifts to the state of the first traveling mode, or the driving motor fails during traveling at a high vehicle speed. When shifting to the state of the second traveling mode, the pinion of the planetary gear mechanism is over-rotated, and there is a problem that the pinion may not be protected.

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、モータ故障発生に基づき、正常走行から故障対応の走行モードへと移行するとき、遊星ギア機構のピニオンを過回転から保護することができるハイブリッド車両のギア保護制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made by paying attention to the above problem, and is a hybrid that can protect the pinion of the planetary gear mechanism from over-rotation when shifting from a normal driving mode to a driving mode for handling a failure based on the occurrence of a motor failure. An object of the present invention is to provide a gear protection control device for a vehicle.

上記目的を達成するため、本発明におけるハイブリッド車両のギア保護制御装置では、遊星ギア機構の回転要素にエンジンと発電用モータと駆動用モータとが連結されたハイブリッド車両において、
前記発電用モータと前記駆動用モータのうち一方のモータ故障発生に基づき、正常走行から故障モータを除いた動力源の動力により車両を駆動する走行モードへと移行するとき、前記遊星ギア機構のピニオンが過回転とならないように、前記故障モータを除いた動力源の回転数を制御するギア保護制御手段を設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the hybrid vehicle gear protection control device according to the present invention, in the hybrid vehicle in which the engine, the power generation motor, and the drive motor are coupled to the rotating element of the planetary gear mechanism,
Based on the occurrence of a motor failure in one of the power generation motor and the drive motor, the pinion of the planetary gear mechanism is switched from the normal travel to the travel mode in which the vehicle is driven by the power of the power source excluding the malfunction motor. Is provided with gear protection control means for controlling the rotational speed of the power source excluding the failed motor so that the motor does not over-rotate.

よって、本発明のハイブリッド車両のギア保護制御装置にあっては、発電用モータと駆動用モータのうち一方のモータ故障発生に基づき、正常走行から故障モータを除いた動力源の動力により車両を駆動する走行モードへと移行するとき、ギア保護制御手段において、遊星ギア機構のピニオンが過回転とならないように、故障モータを除いた動力源の回転数が制御される。例えば、正常走行から故障対応の走行モードへと移行するとき、自律回転に任せていたエンジンの回転数を、ピニオンが過回転とならない目標エンジン回転数となるように制御することで、ピニオン回転数が制限値を超過してしまうことを防止することができる。この結果、モータ故障発生に基づき、正常走行から故障対応の走行モードへと移行するとき、遊星ギア機構のピニオンを過回転から保護することができる。   Therefore, in the gear protection control device for a hybrid vehicle of the present invention, the vehicle is driven by the power of the power source excluding the failed motor from the normal running based on the occurrence of motor failure of one of the generator motor and the drive motor. When shifting to the running mode, the gear protection control means controls the rotational speed of the power source excluding the failed motor so that the pinion of the planetary gear mechanism does not over-rotate. For example, when shifting from normal driving to failure-compatible driving mode, the engine speed that was left to autonomous rotation is controlled so that it becomes the target engine speed that does not cause the pinion to over-rotate, so that the pinion speed Can be prevented from exceeding the limit value. As a result, the pinion of the planetary gear mechanism can be protected from over-rotation when shifting from the normal running to the failure handling running mode based on the occurrence of the motor failure.

以下、本発明のハイブリッド車両のギア保護制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。   Hereinafter, the best mode for realizing a gear protection control device for a hybrid vehicle of the present invention will be described based on Example 1 shown in the drawings.

まず、ハイブリッド車両の駆動系構成を説明する。
図1は実施例1のギア保護制御装置が適用されたハイブリッド車両の駆動系を示す全体システム図である。実施例1におけるハイブリッド車両の駆動系は、図1に示すように、エンジンEと、第1モータジェネレータMG1(発電用モータ)と、第2モータジェネレータMG2(駆動用モータ)と、出力スプロケットOS、動力分割機構TM(遊星ギア機構)と、を有する。
First, the drive system configuration of the hybrid vehicle will be described.
FIG. 1 is an overall system diagram showing a drive system of a hybrid vehicle to which the gear protection control device of Embodiment 1 is applied. As shown in FIG. 1, the drive system of the hybrid vehicle in the first embodiment includes an engine E, a first motor generator MG1 (power generation motor), a second motor generator MG2 (drive motor), an output sprocket OS, And power split mechanism TM (planetary gear mechanism).

前記エンジンEは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、後述するエンジンコントローラ1からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。   The engine E is a gasoline engine or a diesel engine, and the opening degree of a throttle valve and the like are controlled based on a control command from an engine controller 1 described later.

前記第1モータジェネレータMG1と第2モータジェネレータMG2は、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ2からの制御指令に基づいて、パワーコントロールユニット3により作り出された三相交流を印加することによりそれぞれ独立に制御される。
前記両モータジェネレータMG1,MG2は、バッテリ4からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし(以下、この状態を「力行」と呼ぶ)、ロータが外力により回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ4を充電することもできる(以下、この状態を「回生」と呼ぶ)。
The first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 are synchronous motor generators in which a permanent magnet is embedded in a rotor and a stator coil is wound around a stator. Based on a control command from the motor controller 2 described later, Each is controlled independently by applying a three-phase alternating current generated by the control unit 3.
Both of the motor generators MG1 and MG2 can operate as electric motors that are rotated by receiving power supplied from the battery 4 (hereinafter, this state is referred to as “powering”), and the rotor is rotated by an external force. If it is, the battery 4 can be charged by functioning as a generator that generates electromotive force at both ends of the stator coil (hereinafter, this state is referred to as “regeneration”).

前記動力分割機構TMは、サンギアSと、ピニオンPと、リングギアRと、ピニオンキャリアPCと、を有する単純遊星歯車により構成されている。そして、単純遊星歯車の3つの回転要素(サンギアS、リングギアR、ピニオンキャリアPC)に対する入出力部材の連結関係について説明する。前記サンギアSには、第1モータジェネレータMG1が連結されている。前記リングギアRには、第2モータジェネレータMG2と出力スプロケットOSとが連結されている。前記ピニオンキャリアPCには、エンジンダンパEDを介してエンジンEが連結されている。なお、前記出力スプロケットOSは、チェーンベルトCBや図外のディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右前輪に連結されている。   The power split mechanism TM is configured by a simple planetary gear having a sun gear S, a pinion P, a ring gear R, and a pinion carrier PC. And the connection relationship of the input / output member with respect to the three rotating elements (sun gear S, ring gear R, and pinion carrier PC) of the simple planetary gear will be described. The sun gear S is connected to a first motor generator MG1. A second motor generator MG2 and an output sprocket OS are connected to the ring gear R. An engine E is connected to the pinion carrier PC via an engine damper ED. The output sprocket OS is connected to the left and right front wheels via a chain belt CB, a differential and a drive shaft (not shown).

上記連結関係により、図4に示す共線図上において、第1モータジェネレータMG1(サンギアS)、エンジンE(ピニオンキャリアPC)、第2モータジェネレータMG2及び出力スプロケットOS(リングギアR)の順に配列され、単純遊星歯車の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデル(3つの回転数が必ず直線で結ばれる関係)を導入することができる。
ここで、「共線図」とは、差動歯車のギア比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数(回転速度)をとり、横軸に各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギアSとリングギアRの歯数比λに基づき、(S〜PC):(PC〜R)の長さの比を1:λになるように配置したものである。
Due to the above connection relationship, the first motor generator MG1 (sun gear S), the engine E (pinion carrier PC), the second motor generator MG2 and the output sprocket OS (ring gear R) are arranged in this order on the alignment chart shown in FIG. Thus, it is possible to introduce a rigid lever model (a relationship in which three rotational speeds are always connected by a straight line) that can simply express the dynamic operation of a simple planetary gear.
Here, the “collinear diagram” is a velocity diagram used in a simple and easy-to-understand method of drawing instead of the method of obtaining by equation when considering the gear ratio of the differential gear. Take the number of rotations (rotation speed) of each rotating element, take each rotating element on the horizontal axis, and determine the spacing between each rotating element based on the gear ratio λ of sun gear S and ring gear R: (S ~ PC): (PC ~ The length ratio of R) is arranged to be 1: λ.

次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。
実施例1におけるハイブリッド車両の制御系は、図1に示すように、エンジンコントローラ1と、モータコントローラ2と、パワーコントロールユニット3(強電ユニット)と、バッテリ4(二次電池)と、ブレーキコントローラ5と、統合コントローラ6と、を有して構成されている。
Next, the control system of the hybrid vehicle will be described.
As shown in FIG. 1, the control system of the hybrid vehicle in the first embodiment includes an engine controller 1, a motor controller 2, a power control unit 3 (high power unit), a battery 4 (secondary battery), and a brake controller 5. And an integrated controller 6.

前記統合コントローラ6には、アクセル開度センサ7と、車速センサ8と、エンジン回転数センサ9と、第1モータジェネレータ回転数センサ10と、第2モータジェネレータ回転数センサ11と、第2モータジェネレータトルクセンサ27と、から入力情報がもたらされる。なお、車速センサ8と第2モータジェネレータ回転数センサ11は、同じ動力分割機構TMの出力回転数を検出するもであるため、車速センサ8を省略し、第2モータジェネレータ回転数センサ11からのセンサ信号を車速信号として用いても良い。   The integrated controller 6 includes an accelerator opening sensor 7, a vehicle speed sensor 8, an engine speed sensor 9, a first motor generator speed sensor 10, a second motor generator speed sensor 11, and a second motor generator. Torque sensor 27 provides input information. Note that the vehicle speed sensor 8 and the second motor generator rotation speed sensor 11 are for detecting the output rotation speed of the same power split mechanism TM, so the vehicle speed sensor 8 is omitted and the second motor generator rotation speed sensor 11 The sensor signal may be used as a vehicle speed signal.

前記ブレーキコントローラ5には、前左車輪速センサ12と、前右車輪速センサ13と、後左車輪速センサ14と、後右車輪速センサ15と、操舵角センサ16と、マスタシリンダ圧センサ17と、ブレーキストロークセンサ18と、横加速度センサ28と、から入力情報がもたらされる。   The brake controller 5 includes a front left wheel speed sensor 12, a front right wheel speed sensor 13, a rear left wheel speed sensor 14, a rear right wheel speed sensor 15, a steering angle sensor 16, and a master cylinder pressure sensor 17. The brake stroke sensor 18 and the lateral acceleration sensor 28 provide input information.

前記エンジンコントローラ1は、アクセル開度センサ7からのアクセル開度APとエンジン回転数センサ9からのエンジン回転数Neを入力する統合コントローラ6からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点(Ne,Te)を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。   The engine controller 1 responds to an engine operating point (Ne) according to a target engine torque command or the like from an integrated controller 6 that inputs an accelerator opening AP from an accelerator opening sensor 7 and an engine speed Ne from an engine speed sensor 9. , Te), for example, is output to a throttle valve actuator (not shown).

前記モータコントローラ2は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ10,11からのモータジェネレータ回転数N1,N2を入力する統合コントローラ6からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、第1モータジェネレータMG1のモータ動作点(N1,T1)と、第2モータジェネレータMG2のモータ動作点(N2,T2)と、をそれぞれ独立に制御する指令をパワーコントロールユニット3へ出力する。なお、このモータコントローラ2は、バッテリ4の充電状態をあらわすバッテリS.O.Cの情報を用いる。   The motor controller 2 receives the motor of the first motor generator MG1 in response to a target motor generator torque command or the like from the integrated controller 6 that inputs the motor generator rotational speeds N1 and N2 from the motor generator rotational speed sensors 10 and 11 by the resolver. A command for independently controlling the operating point (N1, T1) and the motor operating point (N2, T2) of the second motor generator MG2 is output to the power control unit 3. The motor controller 2 uses information on the battery S.O.C that indicates the state of charge of the battery 4.

前記パワーコントロールユニット3は、より少ない電流で両モータジェネレータMG1,MG2への電力供給が可能な電源系高電圧による強電ユニットを構成するもので、ジョイントボックスと、昇圧コンバータと、駆動モータ用インバータと、発電ジェネレータ用インバータと、コンデンサと、を有する。前記第2モータジェネレータMG2のステータコイルには、駆動モータ用インバータが接続される。前記第1モータジェネレータMG1のステータコイルには、発電ジェネレータ用インバータが接続される。また、前記ジョイントボックスには、力行時に放電し回生時に充電するバッテリ4が接続される。   The power control unit 3 constitutes a high-power unit with a high-voltage power supply system that can supply power to both motor generators MG1 and MG2 with less current, and includes a joint box, a boost converter, a drive motor inverter, And a generator generator inverter and a capacitor. A drive motor inverter is connected to the stator coil of the second motor generator MG2. A generator generator inverter is connected to the stator coil of the first motor generator MG1. The joint box is connected to a battery 4 that is discharged during power running and charged during regeneration.

前記ブレーキコントローラ5は、低μ路制動時や急制動時等において、4輪のブレーキ液圧を独立に制御するブレーキ液圧ユニット19への制御指令によりABS制御を行い、また、エンジンブレーキやフットブレーキによる制動時、統合コントローラ6への制御指令とブレーキ液圧ユニット19への制御指令を出すことで回生ブレーキ協調制御を行う。このブレーキコントローラ5には、各車輪速センサ12,13,14,15からの車輪速情報や、操舵角センサ16からの操舵角情報や、マスタシリンダ圧センサ17やブレーキストロークセンサ18からの制動操作量情報が入力される。そして、これらの入力情報に基づいて、所定の演算処理を実行し、その処理結果による制御指令を統合コントローラ6とブレーキ液圧ユニット19へ出力する。なお、前記ブレーキ液圧ユニット19には、前左車輪ホイールシリンダ20と、前右車輪ホイールシリンダ21と、後左車輪ホイールシリンダ22と、後右車輪ホイールシリンダ23と、が接続されている。   The brake controller 5 performs ABS control according to a control command to a brake hydraulic pressure unit 19 that independently controls the brake hydraulic pressure of the four wheels during low-μ road braking, sudden braking, and the like. At the time of braking by the brake, regenerative brake cooperative control is performed by issuing a control command to the integrated controller 6 and a control command to the brake hydraulic pressure unit 19. The brake controller 5 includes wheel speed information from the wheel speed sensors 12, 13, 14, 15, steering angle information from the steering angle sensor 16, braking operation from the master cylinder pressure sensor 17 and the brake stroke sensor 18. Quantity information is entered. And based on these input information, a predetermined calculation process is performed and the control command by the process result is output to the integrated controller 6 and the brake hydraulic pressure unit 19. A front left wheel wheel cylinder 20, a front right wheel wheel cylinder 21, a rear left wheel wheel cylinder 22, and a rear right wheel wheel cylinder 23 are connected to the brake fluid pressure unit 19.

前記統合コントローラ6は、車両全体の消費エネルギを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、加速走行時等において、エンジンコントローラ1への制御指令によりエンジン動作点制御を行い、また、停止時や走行時や制動時等において、モータコントローラ2への制御指令によりモータジェネレータ動作点制御を行う。この統合コントローラ6には、各センサ7,8,9,10,11からのアクセル開度APと車速VSPとエンジン回転数Neと第1モータジェネレータ回転数N1と第2モータジェネレータ回転数N2とが入力される。そして、これらの入力情報に基づいて、所定の演算処理を実行し、その処理結果による制御指令をエンジンコントローラ1とモータコントローラ2へ出力する。なお、統合コントローラ6とエンジンコントローラ1、統合コントローラ6とモータコントローラ2、統合コントローラ6とブレーキコントローラ5は、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線24,25,26により接続されている。   The integrated controller 6 manages the energy consumption of the entire vehicle and has a function for running the vehicle with the highest efficiency. The integrated controller 6 performs engine operating point control by a control command to the engine controller 1 during acceleration running or the like. In addition, the motor generator operating point control is performed by a control command to the motor controller 2 at the time of stopping, running, braking, or the like. The integrated controller 6 includes the accelerator opening AP, the vehicle speed VSP, the engine speed Ne, the first motor generator speed N1, and the second motor generator speed N2 from the sensors 7, 8, 9, 10, and 11. Entered. And based on these input information, a predetermined calculation process is performed and the control command by the process result is output to the engine controller 1 and the motor controller 2. FIG. The integrated controller 6 and the engine controller 1, the integrated controller 6 and the motor controller 2, and the integrated controller 6 and the brake controller 5 are connected by bidirectional communication lines 24, 25, and 26, respectively, for information exchange.

次に、駆動力性能について説明する。
実施例1のハイブリッド車両の駆動力は、図2(b)に示すように、エンジン直接駆動力(エンジン総駆動力から発電機駆動分を差し引いた駆動力)とモータ駆動力(両モータジェネレータMG1,MG2の総和による駆動力)との合計で示される。その最大駆動力の構成は、図2(a)に示すように、低い車速ほどモータ駆動力が多くを占める。このように、変速機を持たず、エンジンEの直接駆動力と電気変換したモータ駆動力を加えて走行させることから、低速から高速まで、定常運転のパワーの少ない状態からアクセルペダル全開のフルパワーまで、ドライバの要求駆動力に対しシームレスに応答良く駆動力をコントロールすることができる(トルク・オン・デマンド)。
そして、実施例1のハイブリッド車両では、動力分割機構TMを介し、エンジンEと両モータジェネレータMG1,MG2と左右前輪(駆動輪)とがクラッチ無しで繋がっている。また、上記のように、エンジンパワーの大部分を発電機で電気エネルギに変換し、高出力かつ高応答のモータで車両を走らせている。このため、例えば、アイスバーン等の滑りやすい路面での走行時において、駆動輪のスリップやブレーキ時の駆動輪のロック等で車両の駆動力が急変する場合、過剰電流からのパワーコントロールユニット3の部品保護、あるいは、動力分割機構TMのピニオン過回転からの部品保護を行う必要がある。これに対し、高出力・高応答のモータ特性を活かし、部品保護の機能から発展させて、駆動輪の駆動スリップを瞬時に検出し、そのグリップを回復させ、車両を安全に走らせるためのトラクション制御を採用している。
Next, driving force performance will be described.
As shown in FIG. 2 (b), the driving force of the hybrid vehicle of the first embodiment includes the engine direct driving force (the driving force obtained by subtracting the generator driving amount from the total engine driving force) and the motor driving force (both motor generators MG1). , Driving force by the sum of MG2). As shown in FIG. 2A, the maximum driving force is configured such that the lower the vehicle speed, the greater the motor driving force. In this way, since the vehicle does not have a transmission and travels by adding the direct driving force of the engine E and the motor driving force that is electrically converted, the full power of the accelerator pedal is fully opened from low speed to high speed from the state of low steady driving power. Until now, it is possible to control the driving force seamlessly with good response to the driver's required driving force (torque on demand).
In the hybrid vehicle of the first embodiment, the engine E, the motor generators MG1, MG2, and the left and right front wheels (drive wheels) are connected without a clutch via the power split mechanism TM. Further, as described above, most of the engine power is converted into electric energy by a generator, and the vehicle is driven by a motor with high output and high response. For this reason, for example, when driving on slippery roads such as an ice burn, when the driving force of the vehicle changes suddenly due to slipping of driving wheels or locking of driving wheels during braking, the power control unit 3 from excessive current It is necessary to protect the parts from the pinion over rotation of the power split mechanism TM. On the other hand, utilizing the characteristics of high-output and high-response motors, we have developed from a component protection function, which detects the driving slip of the driving wheel instantly, recovers its grip, and makes the vehicle run safely. Adopt control.

次に、制動力性能について説明する。
実施例1のハイブリッド車両では、エンジンブレーキやフットブレーキによる制動時には、モータとして作動している第2モータジェネレータMG2を、ジェネレータ(発電機)として作動させることにより、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換してバッテリ4に回収し、再利用する回生ブレーキシステムを採用している。
この回生ブレーキシステムでの一般的な回生ブレーキ協調制御は、図3(a)に示すように、ブレーキペダル踏み込み量に対し要求制動力を算出し、要求制動力に大きさにかかわらず、算出された要求制動力を回生分と油圧分とで分担することで行われる。
これに対し、実施例1のハイブリッド車両で採用している回生ブレーキ協調制御は、図3(b)に示すように、ブレーキペダル踏み込み量に対し要求制動力を算出し、算出された要求制動力に対し回生ブレーキを優先し、回生分で賄える限りは油圧分を用いることなく、最大限まで回生分の領域を拡大している。これにより、特に加減速を繰り返す走行パターンにおいて、エネルギ回収効率が高く、より低い車速まで回生制動によるエネルギの回収を実現している。
Next, the braking force performance will be described.
In the hybrid vehicle of the first embodiment, the kinetic energy of the vehicle is converted into electric energy by operating the second motor generator MG2 operating as a motor as a generator (generator) during braking by an engine brake or a foot brake. Then, a regenerative braking system that recovers and reuses the battery 4 is adopted.
As shown in Fig. 3 (a), the general regenerative brake cooperative control in this regenerative brake system calculates the required braking force with respect to the brake pedal depression amount, regardless of the magnitude of the required braking force. The required braking force is shared by the regenerative component and the hydraulic component.
On the other hand, the regenerative brake cooperative control employed in the hybrid vehicle of the first embodiment calculates the required braking force with respect to the brake pedal depression amount as shown in FIG. 3 (b), and calculates the calculated required braking force. On the other hand, the regenerative brake is given priority, and as long as the regenerative portion can cover it, the regenerative portion is expanded to the maximum without using the hydraulic component. Thereby, especially in a traveling pattern in which acceleration / deceleration is repeated, energy recovery efficiency is high, and energy recovery by regenerative braking is realized up to a lower vehicle speed.

次に、車両モードについて説明する。
実施例1のハイブリッド車両での車両モードとしては、図4の共線図に示すように、「停車モード」、「発進モード」、「エンジン始動モード」、「定常走行モード」、「加速モード」を有する。
「停車モード」では、図4(a)に示すように、エンジンEと発電機MG1とモータMG2は止まっている。「発進モード」では、図4(b)に示すように、モータMG2のみの駆動で発進する。「エンジン始動モード」では、図4(c)に示すように、エンジンスタータとしての機能を持つ発電機MG1によって、サンギアSが回ってエンジンEを始動する。「定常走行モード」では、図4(d)に示すように、主にエンジンEにて走行し、効率を高めるために発電を最小にする。「加速モード」では、図4(e)に示すように、エンジンEの回転数を上げると共に、発電機MG1による発電を開始し、その電力とバッテリ4の電力を使ってモータMG2の駆動力を加え、加速する。
なお、後退走行は、図4(d)に示す「定常走行モード」において、エンジンEの回転数上昇を抑えたままで、発電機MG1の回転数を上げると、モータMG2の回転数が負側に移行し、後退走行を達成することができる。
Next, the vehicle mode will be described.
As the vehicle mode in the hybrid vehicle of the first embodiment, as shown in the alignment chart of FIG. 4, “stop mode”, “start mode”, “engine start mode”, “steady travel mode”, “acceleration mode” Have
In the “stop mode”, as shown in FIG. 4A, the engine E, the generator MG1, and the motor MG2 are stopped. In “start mode”, as shown in FIG. 4B, the vehicle starts by driving only the motor MG2. In the “engine start mode”, as shown in FIG. 4C, the sun gear S rotates and starts the engine E by the generator MG1 having a function as an engine starter. In the “steady running mode”, as shown in FIG. 4 (d), the vehicle runs mainly with the engine E, and power generation is minimized in order to increase efficiency. In the “acceleration mode”, as shown in FIG. 4 (e), the rotational speed of the engine E is increased and power generation by the generator MG1 is started, and the driving power of the motor MG2 is increased using the electric power and the electric power of the battery 4. In addition, it accelerates.
In reverse running, in the “steady running mode” shown in FIG. 4 (d), if the rotation speed of the generator MG1 is increased while the increase in the rotation speed of the engine E is suppressed, the rotation speed of the motor MG2 becomes negative. Transition and reverse travel can be achieved.

始動時は、イグニッションキーを回すとエンジンEが始動し、エンジンEを暖機した後、直ぐにエンジンEは停止する。発進時や軽負荷時は、発進時やごく低速で走行する緩やかな坂を下るときなどは、エンジン効率の悪い領域は燃料をカットし、エンジンは停止してモータMG2により走行する。通常走行時は、エンジンEの駆動力は、動力分割機構TMにより一方は車輪を直接駆動し、他方は発電機MG1を駆動し、モータMG2をアシストする。全開加速時は、バッテリ4からパワーが供給され、さらに、駆動力を追加する。減速時や制動時には、車輪がモータMG2を駆動し、発電機として作用することで回生発電を行う。回収した電気エネルギはバッテリ4に蓄えられる。バッテリ4の充電量が少なくなると、発電機MG1をエンジンEにより駆動し、充電を開始する。車両停止時には、エアコン使用時やバッテリ充電時等を除き、エンジンEを自動的に停止する。   At the time of start-up, when the ignition key is turned, the engine E starts, and after the engine E is warmed up, the engine E stops immediately. When starting or at a light load, when starting or when going down a gentle hill that runs at a very low speed, the fuel is cut in areas where engine efficiency is low, and the engine stops and the motor MG2 runs. During normal travel, the driving force of the engine E is driven directly by one of the wheels by the power split mechanism TM, while the other drives the generator MG1 and assists the motor MG2. At the time of full open acceleration, power is supplied from the battery 4 and further driving force is added. When decelerating or braking, the wheel drives the motor MG2 and acts as a generator to perform regenerative power generation. The collected electrical energy is stored in the battery 4. When the charge amount of the battery 4 decreases, the generator MG1 is driven by the engine E and charging is started. When the vehicle is stopped, the engine E is automatically stopped except when the air conditioner is used or when the battery is charged.

次に、作用を説明する。
[ギア保護制御処理]
図5は実施例1の統合コントローラ6にて実行されるギア保護制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する(ギア保護制御手段)。
なお、「走行1」とは、第1モータジェネレータMG1(発電用モータ)の故障発生時、正常走行から第2モータジェネレータMG2(駆動用モータ)の動力により車両を駆動する第1走行モードをいう。
また、「走行2」とは、第2モータジェネレータMG2(駆動用モータ)の故障発生時、正常走行からエンジンEの動力により第1モータジェネレータMG1を介して車両を駆動する第2走行モードをいう。
Next, the operation will be described.
[Gear protection control processing]
FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the gear protection control process executed by the integrated controller 6 of the first embodiment. Each step will be described below (gear protection control means).
Note that “travel 1” refers to a first travel mode in which the vehicle is driven from the normal travel by the power of the second motor generator MG2 (drive motor) when a failure occurs in the first motor generator MG1 (power generation motor). .
Further, “travel 2” refers to a second travel mode in which the vehicle is driven via the first motor generator MG1 from the normal travel by the power of the engine E when the failure of the second motor generator MG2 (drive motor) occurs. .

ステップS1では、第1モータジェネレータMG1の故障をあらわす走行1フラグがONであるか否かを判断し、Yesの場合はステップS2へ移行し、Noの場合はステップS5へ移行する。   In step S1, it is determined whether or not the traveling 1 flag indicating failure of the first motor generator MG1 is ON. If Yes, the process proceeds to step S2, and if No, the process proceeds to step S5.

ステップS2では、ステップS1での走行1フラグがONであるとの判断に続き、ピニオン回転数絶対値|Np|がピニオン回転数制限値Nplimを超えているか否かを判断し、Yesの場合はステップS3へ移行し、Noの場合はステップS4へ移行する。   In step S2, following the determination that the traveling 1 flag is ON in step S1, it is determined whether or not the pinion rotational speed absolute value | Np | exceeds the pinion rotational speed limit value Nplim. The process proceeds to step S3. If No, the process proceeds to step S4.

ステップS3では、ステップS2での|Np|>Nplimであるとの判断に続き、ピニオンPが過回転とならない目標エンジン回転数Netagを演算し、目標エンジン回転数Netagを得る指令をエンジンコントローラ1に出力し、ステップS1へ戻る。
ここで、「目標エンジン回転数Netag」は、
Netag=Nr−Gp/Gr×Nplim
但し、Nr:リングギア回転数、Gp:ピニオン歯数、Gr:リングギア歯数、Nplim:ピニオン回転数制限値
の式により求められる。
In step S3, following the determination that | Np |> Nplim in step S2, the target engine speed Netag at which the pinion P does not overspeed is calculated, and a command to obtain the target engine speed Netag is sent to the engine controller 1. Output and return to step S1.
Here, "target engine speed Netag"
Netag = Nr−Gp / Gr × Nplim
However, Nr: Ring gear rotation speed, Gp: Number of pinion teeth, Gr: Number of ring gear teeth, Nplim: Pinion rotation speed limit value.

ステップS4では、ステップS2での|Np|≦Nplimであるとの判断に続き、従来の走行1制御、つまり、エンジンEは自律回転に任せ、第2モータジェネレータMG2の動力により車両を駆動する第1走行モードでの制御を実行する。   In step S4, following the determination that | Np | ≦ Nplim in step S2, the conventional traveling 1 control, that is, the engine E is left to autonomous rotation, and the vehicle is driven by the power of the second motor generator MG2. The control in the 1 running mode is executed.

ステップS5では、ステップS1での走行1フラグがOFFとの判断に続き、第2モータジェネレータMG2の故障をあらわす走行2フラグがONであるか否かを判断し、Yesの場合はステップS6へ移行し、Noの場合はステップS9へ移行する。   In step S5, following the determination that the travel 1 flag in step S1 is OFF, it is determined whether or not the travel 2 flag indicating failure of the second motor generator MG2 is ON. If yes, the process proceeds to step S6. If No, the process proceeds to step S9.

ステップS6では、ステップS5での走行2フラグがONであるとの判断に続き、ピニオン回転数絶対値|Np|がピニオン回転数制限値Nplimを超えているか否かを判断し、Yesの場合はステップS7へ移行し、Noの場合はステップS8へ移行する。   In step S6, following the determination that the travel 2 flag is ON in step S5, it is determined whether or not the pinion rotation speed absolute value | Np | exceeds the pinion rotation speed limit value Nplim. The process proceeds to step S7, and if No, the process proceeds to step S8.

ステップS7では、ステップS6での|Np|>Nplimであるとの判断に続き、ピニオンPが過回転とならない目標エンジン回転数Netagを演算し、目標エンジン回転数Netagを得る指令をエンジンコントローラ1に出力し、ステップS1へ戻る。
ここで、「リングギア回転数Nr」は、
Nr=(1+Gs/Gr)×Nc−Gs/Gr×Ns
「目標エンジン回転数Netag」は、
Netag=Nr−Gp/Gr×Nplim
但し、Nr:リングギア回転数、Nc:キャリア回転数、Ns:サンギア回転数、Gp:ピニオン歯数、Gr:リングギア歯数、Gs:サンギア歯数、Nplim:ピニオン回転数制限値
の式により求められる。
In step S7, following the determination that | Np |> Nplim in step S6, the target engine speed Netag at which the pinion P does not over-rotate is calculated, and a command to obtain the target engine speed Netag is sent to the engine controller 1. Output and return to step S1.
Here, "Ring Gear Speed Nr"
Nr = (1 + Gs / Gr) × Nc−Gs / Gr × Ns
"Target engine speed Netag"
Netag = Nr−Gp / Gr × Nplim
However, Nr: Ring gear speed, Nc: Carrier speed, Ns: Sun gear speed, Gp: Number of pinion teeth, Gr: Number of ring gear teeth, Gs: Number of sun gear teeth, Nplim: Pinion speed limit value Desired.

ステップS8では、ステップS6での|Np|≦Nplimであるとの判断に続き、従来の走行2制御、つまり、エンジンEは自律回転に任せ、エンジンEの動力により第1モータジェネレータMG1を介して車両を駆動する第2走行モードでの制御を実行する。   In step S8, following the determination that | Np | ≦ Nplim in step S6, the conventional running 2 control, that is, the engine E is left to autonomous rotation, and the first motor generator MG1 is driven by the power of the engine E through the first motor generator MG1. Control in the second traveling mode for driving the vehicle is executed.

ステップS9では、ステップS5での走行2フラグがOFFであるとの判断に続き、上記図4に基づいて説明した各走行モードによる従来の走行制御が実行される。   In step S9, following the determination that the travel 2 flag is OFF in step S5, conventional travel control in each travel mode described with reference to FIG. 4 is executed.

[背景技術]
図6はリングギア回転数とキャリア回転数とサンギア回転数の関係を示す共線図であり、図6の(1)の直線が故障発生直前の状態、(2)の直線が故障発生直後の状態、(3)の直線が(1)の状態から故障が発生し、実施例1のエンジン制御を適用した場合の状態を示している。
ピニオン回転数Npは、
Np=Gr/Gp×(Nr-Nc)=Gs/Gp×(Ns-Nc)
の式で表され、リングギア回転数Nrとキャリア回転数Ncとの差(Nr-Nc)、及び、サンギア回転数Nsとキャリア回転数Ncとの差(Ns-Nc)に依存する。
[Background technology]
FIG. 6 is a collinear diagram showing the relationship between the ring gear rotation speed, the carrier rotation speed, and the sun gear rotation speed. The straight line (1) in FIG. 6 is in the state immediately before the failure occurs, and the straight line in (2) is immediately after the failure occurs. State, the straight line of (3) shows the state when a failure occurs from the state of (1) and the engine control of the first embodiment is applied.
The pinion speed Np is
Np = Gr / Gp × (Nr-Nc) = Gs / Gp × (Ns-Nc)
It depends on the difference between the ring gear rotation speed Nr and the carrier rotation speed Nc (Nr−Nc) and the difference between the sun gear rotation speed Ns and the carrier rotation speed Nc (Ns−Nc).

発電用モータである第1モータジェネレータMG1が使用できない故障が発生し、正常走行から第2モータジェネレータMG2の動力により車両を駆動する第1走行モードへ移行する場合、従来はエンジンを自律回転させているのでエンジン回転数が低下し、図6の(1)の状態から(2)の状態に移行する。このときリングギア回転数Nrとキャリア回転数Ncとの差が、(Nr1-Nc1)から(Nr2-Nc2)へと変化して大きくなり、上記ピニオン回転数Npの式からも明らかなように、ピニオン回転数Npが制限値を超過することがある。   When a failure in which the first motor generator MG1 that is a power generation motor cannot be used occurs and the vehicle shifts from normal running to the first running mode in which the vehicle is driven by the power of the second motor generator MG2, the engine is conventionally rotated autonomously. Therefore, the engine speed decreases, and the state (1) in FIG. 6 shifts to the state (2). At this time, the difference between the ring gear rotation speed Nr and the carrier rotation speed Nc changes from (Nr1-Nc1) to (Nr2-Nc2) and increases, and as is apparent from the above-described equation for the pinion rotation speed Np, The pinion speed Np may exceed the limit value.

また、駆動用モータである第2モータジェネレータMG2が使用できない故障が発生し、正常走行からエンジンEの動力により第1モータジェネレータMG1を介して車両を駆動する第2走行モードへ移行する場合、従来はエンジンを自律回転させると共に、発電用モータである第1モータジェネレータMG1が出力するトルクを増大させる。このときエンジン軸への負荷が急増するため、エンジン回転数が低下し、図6の(1)の状態から(2)の状態に移行する。このときリングギア回転数Nrとキャリア回転数Ncとの差が、(Nr1-Nc1)から(Nr2-Nc2)へと変化して大きくなり、上記ピニオン回転数Npの式からも明らかなように、ピニオン回転数Npが制限値を超過することがある。   Further, when a failure in which the second motor generator MG2 that is a driving motor cannot be used occurs and the vehicle shifts from normal running to the second running mode in which the vehicle is driven by the power of the engine E via the first motor generator MG1, Causes the engine to rotate autonomously and increases the torque output by the first motor generator MG1, which is a power generation motor. At this time, since the load on the engine shaft increases rapidly, the engine speed decreases, and the state (1) in FIG. 6 shifts to the state (2). At this time, the difference between the ring gear rotation speed Nr and the carrier rotation speed Nc changes from (Nr1-Nc1) to (Nr2-Nc2) and increases, and as is apparent from the above-described equation for the pinion rotation speed Np, The pinion speed Np may exceed the limit value.

[ギア保護制御作用]
発電用モータである第1モータジェネレータMG1が使用できない故障が発生し、正常走行から第2モータジェネレータMG2の動力により車両を駆動する第1走行モードへ移行する場合、図5のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2へと進み、ステップS2において、|Np|>Nplimであると判断された場合には、ステップS3へ進み、ピニオンPが過回転とならない目標エンジン回転数Netagが演算され、この目標エンジン回転数Netagを得る指令がエンジンコントローラ1に出力される。また、ステップS2において、|Np|≦Nplimであると判断された場合には、ステップS4へ進み、エンジンEの回転数制御を行わない従来の走行1制御が実行される。
このように、第1モータジェネレータMG1の故障により第1走行モードへ移行する時は、エンジン回転数を制御することで、図6の(1)の状態から(3)の状態に移行する。このときリングギア回転数Nrとキャリア回転数Ncとの差が、(Nr1-Nc1)から(Nr3-Nc3)へと変化してその変化幅が小さくなり、ピニオン回転数Npが制限値を超過する過回転状態となることが確実に防止される。
[Gear protection control action]
When a failure in which the first motor generator MG1, which is a power generation motor, cannot be used occurs and the vehicle shifts from normal running to the first running mode in which the vehicle is driven by the power of the second motor generator MG2, step S1 in the flowchart of FIG. → Proceed to step S2, and if it is determined in step S2 that | Np |> Nplim, the process proceeds to step S3, where the target engine speed Netag at which the pinion P does not overspeed is calculated, and this target engine A command for obtaining the rotational speed Netag is output to the engine controller 1. Further, if it is determined in step S2 that | Np | ≦ Nplim, the process proceeds to step S4, and the conventional traveling 1 control without performing the engine speed control is executed.
Thus, when shifting to the first travel mode due to the failure of the first motor generator MG1, the state is shifted from the state (1) in FIG. 6 to the state (3) by controlling the engine speed. At this time, the difference between the ring gear rotation speed Nr and the carrier rotation speed Nc changes from (Nr1-Nc1) to (Nr3-Nc3), and the change width decreases, and the pinion rotation speed Np exceeds the limit value. An over-rotation state is reliably prevented.

また、駆動用モータである第2モータジェネレータMG2が使用できない故障が発生し、正常走行からエンジンEの動力により第1モータジェネレータMG1を介して車両を駆動する第2走行モードへ移行する場合、図5のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS5→ステップS6へと進み、ステップS6において、|Np|>Nplimであると判断された場合には、ステップS7へ進み、ピニオンPが過回転とならない目標エンジン回転数Netagが演算され、この目標エンジン回転数Netagを得る指令がエンジンコントローラ1に出力される。また、ステップS6において、|Np|≦Nplimであると判断された場合には、ステップS8へ進み、エンジンEの回転数制御を行わない従来の走行2制御が実行される。
このように、第2モータジェネレータMG2の故障により第2走行モードへ移行する時は、エンジン回転数を制御することで、図6の(1)の状態から(3)の状態に移行する。このときリングギア回転数Nrとキャリア回転数Ncとの差が、(Nr1-Nc1)から(Nr3-Nc3)へと変化してその変化幅が小さくなり、ピニオン回転数Npが制限値を超過する過回転状態となることが確実に防止される。
Further, when a failure in which the second motor generator MG2 that is a drive motor cannot be used occurs and the vehicle shifts from normal running to the second running mode in which the vehicle is driven by the power of the engine E via the first motor generator MG1, FIG. In the flowchart of FIG. 5, the process proceeds from step S1 to step S5 to step S6. If it is determined in step S6 that | Np |> Nplim, the process proceeds to step S7, and the target engine in which the pinion P does not overspeed. The rotational speed Netag is calculated, and a command for obtaining the target engine rotational speed Netag is output to the engine controller 1. If it is determined in step S6 that | Np | ≦ Nplim, the process proceeds to step S8, and the conventional traveling 2 control without performing the engine speed control is executed.
Thus, when shifting to the second traveling mode due to the failure of the second motor generator MG2, the state is shifted from the state (1) in FIG. 6 to the state (3) by controlling the engine speed. At this time, the difference between the ring gear rotation speed Nr and the carrier rotation speed Nc changes from (Nr1-Nc1) to (Nr3-Nc3), and the change width decreases, and the pinion rotation speed Np exceeds the limit value. An over-rotation state is reliably prevented.

次に、効果を説明する。
実施例1のハイブリッド車両のギア保護制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the gear protection control device for a hybrid vehicle according to the first embodiment, the following effects can be obtained.

(1) 遊星ギア機構による動力分割機構TMの回転要素にエンジンEと発電用の第1モータジェネレータMG1と駆動用の第2モータモータジェネレータMG2とが連結されたハイブリッド車両において、前記発電用の第1モータジェネレータMG1と前記駆動用の第2モータモータジェネレータMG2のうち一方のモータ故障発生に基づき、正常走行から故障モータを除いた動力源の動力により車両を駆動する走行モードへと移行するとき、前記遊星ギア機構による動力分割機構TMのピニオンPが過回転とならないように、前記故障モータを除いた動力源の回転数を制御するギア保護制御手段(図5)を設けたため、モータ故障発生に基づき、正常走行から故障対応の走行モードへと移行するとき、遊星ギア機構のピニオンPを過回転から保護することができる。   (1) In a hybrid vehicle in which an engine E, a first motor generator MG1 for power generation and a second motor motor generator MG2 for driving are coupled to a rotating element of a power split mechanism TM using a planetary gear mechanism, the power generation first When one of the motor generator MG1 and the second motor motor generator MG2 for driving is shifted to a traveling mode in which the vehicle is driven by the power of the power source excluding the failed motor from normal traveling based on the occurrence of a motor failure. Gear protection control means (FIG. 5) for controlling the rotational speed of the power source excluding the failed motor is provided so that the pinion P of the power split mechanism TM by the planetary gear mechanism does not over-rotate. Based on this, the pinion P of the planetary gear mechanism can be protected from over-rotation when shifting from the normal running to the failure handling running mode.

(2) 前記ギア保護制御手段は、前記発電用の第1モータジェネレータMG1の故障発生時、正常走行から前記駆動用の第2モータモータジェネレータMG2の動力により車両を駆動する第1走行モードへと移行するとき、前記遊星ギア機構による動力分割機構TMのピニオンPが過回転とならないように、前記エンジンEの回転数を制御するため、エンジンの自律による回転数低下を原因として遊星ギア機構のピニオンPが制限値を超過することを確実に防止できる。   (2) When the first motor generator MG1 for power generation fails, the gear protection control means switches from normal running to the first running mode in which the vehicle is driven by the power of the second motor motor generator MG2 for driving. When shifting, the rotation speed of the engine E is controlled so that the pinion P of the power split mechanism TM by the planetary gear mechanism does not over-rotate, so that the pinion of the planetary gear mechanism is caused by a decrease in the rotation speed due to engine autonomy. It is possible to reliably prevent P from exceeding the limit value.

(3) 前記ギア保護制御手段は、前記駆動用の第2モータモータジェネレータMG2の故障発生時、正常走行からエンジン動力により前記発電用の第1モータモータジェネレータMG1を介して車両を駆動する第2走行モードへと移行するとき、前記遊星ギア機構による動力分割機構TMのピニオンPが過回転とならないように、前記エンジンEの回転数を制御するため、エンジンの自律回転と共に、第1モータジェネレータMG1の出力トルク増大を原因として遊星ギア機構のピニオンPが制限値を超過することを確実に防止できる。   (3) When the second motor motor generator MG2 for driving has failed, the gear protection control means drives the vehicle from the normal running by the engine power through the first motor motor generator MG1 for power generation. In order to control the rotation speed of the engine E so that the pinion P of the power split mechanism TM by the planetary gear mechanism does not over-rotate when shifting to the travel mode, the first motor generator MG1 is operated together with the autonomous rotation of the engine. It is possible to reliably prevent the pinion P of the planetary gear mechanism from exceeding the limit value due to the increase in the output torque of

(4) 前記ハイブリッド車両は、動力分割機構TMの遊星ギア機構を単純遊星歯車組とし、単純遊星歯車組のピニオンPを支持するキャリアPCにエンジンEを連結し、サンギアSに発電用の第1モータジェネレータMG1を連結し、リングギアRに駆動用の第2モータジェネレータMG2と駆動輪を共に連結した駆動ユニットを備え、前記ギア保護制御手段は、モータ故障発生に基づき正常走行から第1走行モードまたは第2走行モードへと移行するとき、前記単純遊星歯車組のピニオン回転数Npがピニオン回転数制限値Nplimを超えている場合、前記遊星ギア機構のピニオンPが過回転とならない目標エンジン回転数Netagを演算し、目標エンジン回転数Netagを得るエンジン制御を実行するため、走行抵抗の変化によっても直ちにピニオンPが過回転となりやすいシステムでありながら、ピニオン回転数Npを監視するエンジン回転数制御とすることで、遊星ギア機構のピニオンPを過回転から保護することができる。   (4) In the hybrid vehicle, the planetary gear mechanism of the power split mechanism TM is a simple planetary gear set, the engine E is connected to the carrier PC that supports the pinion P of the simple planetary gear set, and the first gear for power generation is connected to the sun gear S. A motor generator MG1 is connected, and a drive unit is connected to the ring gear R together with a second motor generator MG2 for driving and a drive wheel. The gear protection control means is configured to operate from the normal travel to the first travel mode based on the occurrence of motor failure. Alternatively, when shifting to the second traveling mode, if the pinion rotation speed Np of the simple planetary gear set exceeds the pinion rotation speed limit value Nplim, the target engine rotation speed at which the pinion P of the planetary gear mechanism does not over-rotate A system that calculates Netag and performs engine control to obtain the target engine speed Netag, so that the pinion P tends to over-rotate immediately even when the running resistance changes. Yet in, that the engine speed control to monitor the pinion revolution speed Np, it is possible to protect the pinion P of planetary gear mechanism from overspeeding.

以上、本発明のハイブリッド車両のギア保護制御装置を実施例1に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例1に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。   As mentioned above, although the gear protection control apparatus of the hybrid vehicle of this invention was demonstrated based on Example 1, it is not restricted to this Example 1 about a concrete structure, Each claim of a claim is a claim. Design changes and additions are allowed without departing from the gist of the invention.

実施例1では、ギア保護制御手段として、正常走行から第1走行モードまたは第2走行モードへと移行するとき、エンジン回転数を制御する例を示したが、正常走行から第1走行モードへ移行するときはエンジン回転数と駆動用モータ回転数のうち少なくとも一方の回転数を制御するようにしても良いし、正常走行から第2走行モードへ移行するときはエンジン回転数と発電用モータ回転数のうち少なくとも一方の回転数を制御するようにしても良い。要するに、ギア保護制御手段としては、発電用モータと駆動用モータのうち一方のモータ故障発生に基づき、正常走行から故障モータを除いた動力源の動力により車両を駆動する走行モードへと移行するとき、遊星ギア機構のピニオンが過回転とならないように、故障モータを除いた動力源の回転数を制御する手段であれば本発明に含まれる。   In the first embodiment, as an example of the gear protection control means, the engine speed is controlled when shifting from the normal travel to the first travel mode or the second travel mode. However, the shift from the normal travel to the first travel mode is shown. At this time, at least one of the engine speed and the driving motor speed may be controlled. When the normal travel mode is shifted to the second travel mode, the engine speed and the power generation motor speed mode are controlled. Of these, at least one of the rotational speeds may be controlled. In short, the gear protection control means is based on the occurrence of a motor failure in one of the power generation motor and the drive motor, and shifts from normal travel to a travel mode in which the vehicle is driven by the power of the power source excluding the malfunction motor. Any means for controlling the rotational speed of the power source excluding the faulty motor so that the pinion of the planetary gear mechanism does not excessively rotate is included in the present invention.

実施例1では、1つのエンジンと2つのモータジェネレータと動力分割機構を備えた前輪駆動によるハイブリッド車両への適用例を示したが、要するに、遊星ギア機構の回転要素にエンジンと発電用モータと駆動用モータとが連結されたハイブリッド車両であれば適用することができる。   In the first embodiment, an example of application to a hybrid vehicle by front wheel drive provided with one engine, two motor generators, and a power split mechanism has been shown. In short, an engine, a power generation motor, and a drive are used as rotating elements of a planetary gear mechanism. The present invention can be applied to any hybrid vehicle in which a motor for use is connected.

実施例1のギア保護制御装置が適用されたハイブリッド車両を示す全体システム図である。1 is an overall system diagram illustrating a hybrid vehicle to which a gear protection control device of Embodiment 1 is applied. 実施例1のギア保護制御装置が適用されたハイブリッド車両における駆動力性能特性図と駆動力概念図である。It is a driving force performance characteristic figure and driving force conceptual diagram in a hybrid vehicle to which the gear protection control device of Example 1 is applied. 実施例1のギア保護制御装置が適用されたハイブリッド車両における回生協調による制動力性能をあらわす対比特性図である。It is a contrast characteristic figure showing the braking force performance by regenerative cooperation in the hybrid vehicle to which the gear protection control device of Example 1 was applied. 実施例1のギア保護制御装置が適用されたハイブリッド車両における各車両モードを示す共線図である。It is an alignment chart which shows each vehicle mode in the hybrid vehicle to which the gear protection control apparatus of Example 1 was applied. 実施例1の統合コントローラにて実行されるギア保護制御処理の流れを示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a flow of a gear protection control process executed by the integrated controller according to the first embodiment. 故障発生直前の状態(1)と故障発生直後の状態(2)と実施例1のエンジン制御を適用した場合の状態(3)におけるリングギア回転数とキャリア回転数とサンギア回転数の関係を示す共線図である。The relationship between the ring gear rotation speed, the carrier rotation speed, and the sun gear rotation speed in the state immediately before the failure occurrence (1), the state immediately after the failure occurrence (2), and the state (3) when the engine control of the first embodiment is applied is shown. It is an alignment chart.

符号の説明Explanation of symbols

E エンジン
MG1 第1モータジェネレータ(発電用モータ)
MG2 第2モータジェネレータ(駆動用モータ)
OS 出力スプロケット
TM 動力分割機構(遊星ギア機構)
1 エンジンコントローラ
2 モータコントローラ
3 パワーコントロールユニット
4 バッテリ
5 ブレーキコントローラ
6 統合コントローラ
7 アクセル開度センサ
8 車速センサ
9 エンジン回転数センサ
10 第1モータジェネレータ回転数センサ
11 第2モータジェネレータ回転数センサ
12 前左車輪速センサ
13 前右車輪速センサ
14 後左車輪速センサ
15 後右車輪速センサ
16 操舵角センサ
17 マスタシリンダ圧センサ
18 ブレーキストロークセンサ
19 ブレーキ液圧ユニット
20 前左車輪ホイールシリンダ
21 前右車輪ホイールシリンダ
22 後左車輪ホイールシリンダ
23 後右車輪ホイールシリンダ
27 第2モータジェネレータトルクセンサ
28 横加速度センサ
E engine
MG1 1st motor generator (motor for power generation)
MG2 Second motor generator (drive motor)
OS output sprocket
TM Power split mechanism (planetary gear mechanism)
1 Engine Controller 2 Motor Controller 3 Power Control Unit 4 Battery 5 Brake Controller 6 Integrated Controller 7 Accelerator Opening Sensor 8 Vehicle Speed Sensor 9 Engine Speed Sensor 10 First Motor Generator Speed Sensor 11 Second Motor Generator Speed Sensor 12 Front Left Wheel speed sensor 13 Front right wheel speed sensor 14 Rear left wheel speed sensor 15 Rear right wheel speed sensor 16 Steering angle sensor 17 Master cylinder pressure sensor 18 Brake stroke sensor 19 Brake fluid pressure unit 20 Front left wheel wheel cylinder 21 Front right wheel wheel Cylinder 22 Rear left wheel wheel cylinder 23 Rear right wheel wheel cylinder 27 Second motor generator torque sensor 28 Lateral acceleration sensor

Claims (4)

遊星ギア機構の回転要素にエンジンと発電用モータと駆動用モータとが連結されたハイブリッド車両において、
前記発電用モータと前記駆動用モータのうち一方のモータ故障発生に基づき、正常走行から故障モータを除いた動力源の動力により車両を駆動する走行モードへと移行するとき、前記遊星ギア機構のピニオンが過回転とならないように、前記故障モータを除いた動力源の回転数を制御するギア保護制御手段を設けたことを特徴とするハイブリッド車両のギア保護制御装置。
In a hybrid vehicle in which an engine, a power generation motor, and a drive motor are connected to a rotating element of a planetary gear mechanism,
Based on the occurrence of a motor failure in one of the power generation motor and the drive motor, the pinion of the planetary gear mechanism is switched from the normal travel to the travel mode in which the vehicle is driven by the power of the power source excluding the malfunction motor. A gear protection control device for a hybrid vehicle provided with gear protection control means for controlling the rotational speed of the power source excluding the failed motor so that the motor does not over-rotate.
請求項1に記載されたハイブリッド車両のギア保護制御装置において、
前記ギア保護制御手段は、前記発電用モータの故障発生時、正常走行から前記駆動用モータの動力により車両を駆動する第1走行モードへと移行するとき、前記遊星ギア機構のピニオンが過回転とならないように、前記エンジンの回転数を制御することを特徴とするハイブリッド車両のギア保護制御装置。
In the gear protection control device for a hybrid vehicle according to claim 1,
When the gear protection control means shifts from normal running to the first running mode in which the vehicle is driven by the power of the driving motor when the power generation motor fails, the pinion of the planetary gear mechanism is over-rotated. A gear protection control device for a hybrid vehicle, which controls the number of revolutions of the engine so that it does not occur.
請求項1に記載されたハイブリッド車両のギア保護制御装置において、
前記ギア保護制御手段は、前記駆動用モータの故障発生時、正常走行からエンジン動力により前記発電用モータを介して車両を駆動する第2走行モードへと移行するとき、前記遊星ギア機構のピニオンが過回転とならないように、前記エンジンの回転数を制御することを特徴とするハイブリッド車両のギア保護制御装置。
In the gear protection control device for a hybrid vehicle according to claim 1,
When the gear protection control means shifts from normal running to a second running mode in which the vehicle is driven via the power generation motor by engine power when a failure occurs in the drive motor, the pinion of the planetary gear mechanism is A gear protection control device for a hybrid vehicle, which controls the rotational speed of the engine so as not to overspeed.
請求項1乃至3の何れか1項に記載されたハイブリッド車両のギア保護制御装置において、
前記ハイブリッド車両は、遊星ギア機構を単純遊星歯車組とし、単純遊星歯車組のピニオンを支持するキャリアにエンジンを連結し、サンギアに発電用モータを連結し、リングギアに駆動用モータと駆動輪を共に連結した駆動ユニットを備え、
前記ギア保護制御手段は、モータ故障発生に基づき正常走行から第1走行モードまたは第2走行モードへと移行するとき、前記単純遊星歯車組のピニオン回転数がピニオン回転数制限値を超えている場合、前記遊星ギア機構のピニオンが過回転とならない目標エンジン回転数を演算し、目標エンジン回転数を得るエンジン制御を実行することを特徴とするハイブリッド車両のギア保護制御装置。
The gear protection control device for a hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3,
In the hybrid vehicle, the planetary gear mechanism is a simple planetary gear set, the engine is connected to the carrier that supports the pinion of the simple planetary gear set, the power generation motor is connected to the sun gear, the drive motor and the drive wheel are connected to the ring gear. With drive units connected together,
When the gear protection control means shifts from the normal travel mode to the first travel mode or the second travel mode based on the occurrence of a motor failure, the pinion rotational speed of the simple planetary gear set exceeds the pinion rotational speed limit value. A hybrid vehicle gear protection control device that calculates a target engine speed at which a pinion of the planetary gear mechanism does not over-rotate and obtains the target engine speed.
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