JP2021084537A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド車両に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle.
従来、この種のハイブリッド車両としては、エンジンと、発電機と、駆動輪に連結された駆動軸とエンジンと発電機とに3つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、駆動軸に接続された電動機と、発電機および電動機をそれぞれ駆動する第1,第2インバータと、バッテリと、バッテリが接続された低電圧側電力ラインと第1,第2インバータが接続された高電圧側電力ラインとの間で電圧の変更を伴って電力をやりとり可能な昇降圧コンバータと、高電圧側電力ラインに接続されたコンデンサとを備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド車両では、昇降圧コンバータをゲート遮断すべき異常が生じたときには、エンジンの運転を停止すると共に昇降圧コンバータをゲート遮断して要求トルクで走行する異常時走行制御を実行する。この異常時走行制御の実行中に車両が登坂路をずり下がったときには、発電機から値0のトルクが出力されると共に電動機の発電電力が発電機と第1,第2インバータとの損失による消費電力以下の範囲内で電動機から要求トルクを出力して走行する。 Conventionally, as a hybrid vehicle of this type, an engine, a generator, a drive shaft connected to a drive wheel, a planetary gear in which three rotating elements are connected to the engine and the generator, and an electric power connected to the drive shaft. Between the first and second inverters that drive the generator and the motor, and the battery, and the low-voltage side power line to which the battery is connected and the high-voltage side power line to which the first and second inverters are connected. A buck-boost converter capable of exchanging electric power with a change in voltage and a capacitor connected to a high-voltage side electric power line have been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this hybrid vehicle, when an abnormality that should shut off the gate of the buck-boost converter occurs, the operation of the engine is stopped, the buck-boost converter is shut off at the gate, and running control at the time of abnormality is executed. When the vehicle slides down an uphill road during the execution of this abnormal driving control, a torque value of 0 is output from the generator and the generated power of the motor is consumed due to the loss between the generator and the first and second inverters. It runs by outputting the required torque from the motor within the range below the electric power.
上述のハイブリッド車両では、何らかの異常により昇降圧コンバータに加えて第1インバータをゲート遮断するときに、発電機の回転数が大きいときには、発電機の逆起電圧により生じる電力が高電圧側電力ラインに供給され、コンデンサが過電圧となる可能性がある。 In the above-mentioned hybrid vehicle, when the gate of the first inverter is shut off in addition to the buck-boost converter due to some abnormality, when the rotation speed of the generator is high, the power generated by the countercurrent voltage of the generator is transferred to the high voltage side power line. It is supplied and the capacitor may be overvoltage.
本発明のハイブリッド車両は、コンデンサが過電圧に至るのを抑制することを主目的とする。 The main purpose of the hybrid vehicle of the present invention is to prevent the capacitor from reaching an overvoltage.
本発明のハイブリッド車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The hybrid vehicle of the present invention has adopted the following means in order to achieve the above-mentioned main object.
本発明のハイブリッド車両は、
エンジンと、
第1モータと、
駆動輪に連結された駆動軸と前記エンジンと前記第1モータとに3つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第2モータと、
前記第1モータを駆動する第1インバータと、
前記第2モータを駆動する第2インバータと、
蓄電装置と、
前記蓄電装置が接続された低電圧側電力ラインと前記第1インバータおよび前記第2インバータが接続された高電圧側電力ラインとの間で電圧の変換を伴って電力のやりとりを行なう昇降圧コンバータと、
前記高電圧側電力ラインに接続されたコンデンサと、
前記エンジンと前記第1インバータと前記第2インバータと前記昇降圧コンバータとを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド車両であって、
前記制御装置は、前記第1インバータおよび前記昇降圧コンバータがゲート遮断され且つ前記第1モータの回転数が所定回転数以上のときにおいて、前記第2モータの力行駆動が要求されているときには、前記第2モータが力行駆動するように前記第2インバータを制御し、前記第2モータの力行駆動が要求されていないときには、前記第2モータからトルクが出力されずに前記高電圧側電力ラインの電力の少なくとも一部が消費されるように前記第2インバータを制御する、
ことを要旨とする。
The hybrid vehicle of the present invention
With the engine
With the first motor
A drive shaft connected to a drive wheel, a planetary gear in which three rotating elements are connected to the engine and the first motor, and
A second motor that can input and output power to the drive shaft,
The first inverter that drives the first motor and
The second inverter that drives the second motor and
Power storage device and
A buck-boost converter that exchanges power with voltage conversion between the low-voltage side power line to which the power storage device is connected and the high-voltage side power line to which the first inverter and the second inverter are connected. ,
With the capacitor connected to the high voltage side power line,
A control device that controls the engine, the first inverter, the second inverter, and the buck-boost converter.
It is a hybrid vehicle equipped with
When the first inverter and the buck-boost converter are gate-blocked and the rotation speed of the first motor is equal to or higher than a predetermined rotation speed, the control device is required to drive the power running of the second motor. The second inverter is controlled so that the second motor is driven by force, and when the power driving of the second motor is not required, no torque is output from the second motor and the power of the high voltage side power line is used. The second inverter is controlled so that at least a part of the above is consumed.
The gist is that.
この本発明のハイブリッド車両では、第1インバータおよび昇降圧コンバータがゲート遮断され且つ第1モータの回転数が所定回転数以上のときにおいて、第2モータの力行駆動が要求されているときには、第2モータが力行駆動するように第2インバータを制御し、第2モータの力行駆動が要求されていないときには、第2モータからトルクが出力されずに高電圧側電力ラインの電力の少なくとも一部が消費されるように第2インバータを制御する。これにより、コンデンサが過電圧に至るのを抑制することができる。 In the hybrid vehicle of the present invention, when the gate of the first inverter and the buck-boost converter is cut off and the rotation speed of the first motor is equal to or higher than a predetermined rotation speed, and the power running drive of the second motor is required, the second motor The second inverter is controlled so that the motor is driven by force, and when the driving of the second motor is not required, torque is not output from the second motor and at least a part of the power of the high voltage side power line is consumed. The second inverter is controlled so as to be performed. As a result, it is possible to prevent the capacitor from reaching an overvoltage.
本発明のハイブリッド車両において、前記制御装置は、前記第1インバータおよび前記昇降圧コンバータがゲート遮断され且つ前記第1モータの回転数が前記所定回転数未満のときには、前記第2モータが要求トルクに基づいて駆動されるように前記第2インバータを制御するものとしてもよい。 In the hybrid vehicle of the present invention, in the control device, when the first inverter and the buck-boost converter are gate-blocked and the rotation speed of the first motor is less than the predetermined rotation speed, the second motor reaches the required torque. The second inverter may be controlled so as to be driven based on the above.
本発明のハイブリッド車両において、前記制御装置は、前記昇降圧コンバータおよび前記第1インバータを制御する第1制御装置と、前記第2インバータを制御する第2制御装置とを備え、前記第2制御装置は、前記第1制御装置の異常により前記第1インバータおよび前記昇降圧コンバータがゲート遮断され且つ前記第1モータの回転数が所定回転数以上のときにおいて、前記第2モータの力行駆動が要求されているときには、前記第2モータが力行駆動するように前記第2インバータを制御し、前記第2モータの力行駆動が要求されていないときには、前記第2モータからトルクが出力されずに前記高電圧側電力ラインの電力の少なくとも一部が消費されるように前記第2インバータを制御するものとしてもよい。この場合、前記第1制御装置は、前記コンデンサが過電圧に至ったときに、前記昇降圧コンバータおよび前記第1インバータをゲート遮断し、前記第2制御装置は、前記コンデンサが過電圧に至ったときに、前記第2インバータをゲート遮断するものとしてもよい。 In the hybrid vehicle of the present invention, the control device includes a first control device that controls the buck-boost converter and the first inverter, and a second control device that controls the second inverter, and the second control device. Is required to drive the second motor by force when the first inverter and the buck-boost converter are gate-blocked due to an abnormality in the first control device and the rotation speed of the first motor is equal to or higher than a predetermined rotation speed. When this is the case, the second inverter is controlled so that the second motor is driven by force, and when the driving of the second motor is not required, no torque is output from the second motor and the high voltage is applied. The second inverter may be controlled so that at least a part of the power of the side power line is consumed. In this case, the first control device gate-cuts the buck-boost converter and the first inverter when the capacitor reaches an overvoltage, and the second control device gates the capacitor when the capacitor reaches an overvoltage. , The second inverter may be gate-blocked.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, a mode for carrying out the present invention will be described with reference to examples.
図1は、本発明の一実施例としての自動車を備えるハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図であり、図2は、モータMG1,MG2を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図1に示すように、エンジン22と、プラネタリギヤ30と、モータMG1,MG2と、インバータ41,42と、昇降圧コンバータ40と、バッテリ50と、システムメインリレー56と、ハイブリッド用電子制御ユニット(以下、HVECUという)70とを備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により運転制御されている。
The
エンジンECU24は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されている。このエンジンECU24は、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMや、データを一時的に記憶するRAM、入出力ポート、通信ポートを備える。エンジンECU24には、エンジン22を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートから入力されている。エンジンECU24に入力される信号としては、例えば、エンジン22のクランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ23からのクランクシャフト26のクランク角θcrを挙げることができる。エンジンECU24からは、エンジン22を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンECU24は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。エンジンECU24は、クランクポジションセンサ23からのクランク角θcrに基づいてエンジン22の回転数Neを演算している。
Although not shown, the engine ECU 24 is configured as a microprocessor centered on a CPU. In addition to the CPU, the
プラネタリギヤ30は、シングルピニオンタイプの遊星歯車機構として構成されている。このプラネタリギヤ30は、外歯歯車であるサンギヤと、内歯歯車であるリングギヤと、それぞれサンギヤおよびリングギヤに噛合する複数のピニオンギヤと、複数のピニオンギヤを自転(回転)かつ公転自在に支持するキャリヤとを有する。サンギヤは、モータMG1の回転子に接続されている。リングギヤは、駆動輪39a,39bにデファレンシャルギヤ38を介して連結された駆動軸36に接続されている。キャリヤは、ダンパ28を介してエンジン22のクランクシャフト26に接続されている。
The
モータMG1は、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する同期発電電動機として構成されており、上述したように回転子がプラネタリギヤ3
0のサンギヤに接続されている。モータMG2は、モータMG1と同様の同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸36に接続されている。
The motor MG1 is configured as a synchronous generator motor having a rotor in which a permanent magnet is embedded and a stator in which a three-phase coil is wound, and the rotor is a
It is connected to 0 sun gear. The motor MG2 is configured as a synchronous motor generator similar to the motor MG1, and the rotor is connected to the
インバータ41は、図2に示すように、高電圧側電力ライン54aに接続されている。このインバータ41は、6つのトランジスタT11〜T16と、トランジスタT11〜T16に逆方向に並列接続された6つのダイオードD11〜D16と、を有する。トランジスタT11〜T16は、それぞれ高電圧側電力ライン54aの正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側になるよう2個ずつペアで配置されている。また、トランジスタT11〜T16は、対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータMG1の三相コイル(U相,V相,W相)の各々が接続されている。したがって、インバータ41に電圧が作用しているときに、第1モータ用電子制御ユニット(以下、「第1MGECU」という)29によって、対となるトランジスタT11〜T16のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータMG1が回転駆動される。インバータ42は、インバータ41と同様に、6つのトランジスタT21〜T26と6つのダイオードD21〜D26とを有する。そして、インバータ42に電圧が作用しているときに、第2モータ用電子制御ユニット(以下、「第2MGECU」という)47によって、対となるトランジスタT21〜T26のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータMG2が回転駆動される。
As shown in FIG. 2, the
昇降圧コンバータ40は、図2に示すように、インバータ41,42が接続された高電圧側電力ライン54aと、バッテリ50が接続された低電圧側電力ライン54bとに接続されている。この昇降圧コンバータ40は、2つのトランジスタT31,T32と、トランジスタT31,T32に逆方向に並列接続された2つのダイオードD31,D32と、リアクトルLとを有する。トランジスタT31は、高電圧側電力ライン54aの正極母線に接続されている。トランジスタT32は、トランジスタT31と、高電圧側電力ライン54aおよび低電圧側電力ライン54bの負極母線とに接続されている。リアクトルLは、トランジスタT31,T32同士の接続点と、低電圧側電力ライン54bの正極母線とに接続されている。昇降圧コンバータ40は、第1MGECU29によってトランジスタT31,T32がオンオフされることにより、低電圧側電力ライン54bの電力を昇圧して高電圧側電力ライン54aに供給したり、高電圧側電力ライン54aの電力を降圧して低電圧側電力ライン54bに供給したりする。高電圧側電力ライン54aの正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ55が取り付けられており、低電圧側電力ライン54bの正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ51が取り付けられている。
As shown in FIG. 2, the buck-
第1MGECU29は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM、入出力ポート、通信ポートを備える。第1MGECU29には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。第1MGECU29に入力される信号としては、例えば、モータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの回転位置θm1,θm2や、モータMG1の各相に流れる電流を検出する電流センサ45u,45vからの相電流を挙げることができる。また、コンデンサ51,55の端子間に取り付けられた電圧センサ51a,55aからのコンデンサ電圧VL,VHや、電流センサ40aからのリアクトルLの電流ILも挙げることができる。
Although not shown, the
第1MGECU29からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力される。第1MGECU29から出力される信号としては、例えば、昇降圧コンバータ40のトランジスタT31,T32へのスイッチング制御信号や、インバータ41のトランジスタT11〜T16へのスイッチング制御信号を挙げることができる。第1MGECU29は、回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2を演算している。第1MGECU29は、第2MGECU47やHVECU70に通信ポートを介して接続されている。
Various control signals are output from the
第2MGECU47は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM、入出力ポート、通信ポートを備える。第2MGECU47には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。第2MGECU47に入力される信号としては、例えば、モータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの回転位置θm1,θm2や、モータMG2の各相に流れる電流を検出する電流センサ46u,46vからの相電流を挙げることができる。また、コンデンサ55の端子間に取り付けられた電圧センサ55aからのコンデンサ電圧VHも挙げることができる。
Although not shown, the
第2MGECU47からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力される。第2MGECU47から出力される信号としては、例えば、インバータ42のトランジスタT21〜T26へのスイッチング制御信号を挙げることができる。第2MGECU47は、回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2を演算している。第2MGECU47は、第1MGECU29やHVECU70に通信ポートを介して接続されている。
Various control signals are output from the
バッテリ50は、例えば200Vや250Vなどのリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、上述したように低電圧側電力ライン54bに接続されている。
The
バッテリECU52は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM、入出力ポート、通信ポートを備える。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な各種センサからの信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの電池電圧Vbや、バッテリ50の出力端子に取り付けられた図示しない電流センサからの電池電流Ib、図示しない温度センサからのバッテリ50の温度Tbなどが入力ポートを介して入力されている。バッテリECU52は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。バッテリECU52は、図示しない電流センサからのバッテリ50の電池電流Ibの積算値に基づいてバッテリ50の蓄電割合SOCを演算している。ここで、バッテリ50の蓄電割合SOCは、バッテリ50の全容量に対するバッテリ50から放電可能な電力量の割合である。
Although not shown, the
システムメインリレー56は、図2に示すように、低電圧側電力ライン54bのコンデンサ51よりバッテリ50側に設けられている。このシステムメインリレー56は、HVECU70によってオンオフされる。
As shown in FIG. 2, the system
HVECU70は、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMや、データを一時的に記憶するRAM、入出力ポートを備える。HVECU70には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。図1に示すように、HVECU70に入力される信号としては、例えば、エンジン22のクランクシャフトのクランク角を検出するクランク角センサからのエンジン22のクランク角θcrを挙げることができる。また、イグニッションスイッチ60からのイグニッション信号や、シフトレバー61の操作位置を検出するシフトポジションセンサ62からのシフトポジションSPを挙げることができる。さらに、アクセルペダル63の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ64からのアクセル開度Accや、ブレーキペダル65の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ66からのブレーキペダルポジションBP、車速センサ68からの車速Vも挙げることができる。
The
HVECU70からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。HVECU70から出力される信号としては、例えば、システムメインリレー56への制御信号を挙げることができる。HVECU70は、上述したように、エンジンECU24や第1MGECU29、第2MGECU47、バッテリECU52に通信ポートを介して接続されている。
Various control signals are output from the
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20では、HVECU70と第1MGECU29と第2MGECU47との協調制御により、エンジン22の運転を伴って走行するハイブリッド走行(HV走行)モードやエンジン22の運転を停止して走行する電動走行(EV走行)モードで走行する。
In the
HV走行モードでは、HVECU70は、最初に、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸36に要求される(走行に要求される)要求トルクTd*を設定し、設定した要求トルクTd*に駆動軸36の回転数Nd(モータMG2の回転数Nm2)を乗じて駆動軸36に要求される要求パワーPd*を計算する。続いて、バッテリ50の充電要求パワーPb*(バッテリ50から放電するときが正の値)を要求パワーPd*から減じてエンジン22に要求される(車両に要求される)要求パワーPe*を設定する。そして、エンジン22から要求パワーPe*が出力されると共に要求トルクTd*(要求パワーPd*)が駆動軸36に出力されるようにエンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定する。そして、エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*をエンジンECU24に送信すると共に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をそれぞれ第1MGECU29と第2MGECU47とに送信する。エンジンECU24は、エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*を受信すると、この目標回転数Ne*および目標トルクTe*に基づいてエンジン22が運転されるようにエンジン22の吸入空気量制御や、燃料噴射制御、点火制御などを行なう。第1MGECU29および第2MGECU47は、それぞれモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を受信すると、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようモータMG1,MG2を駆動制御する(詳細には、インバータ41,42のトランジスタT11〜T16,T21〜T26のスイッチング制御を行なう)。
In the HV running mode, the
EV走行モードでは、HVECU70は、最初に、HV走行モードと同様に、要求トルクTd*を設定する。続いて、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定すると共に、要求トルクTd*が駆動軸36に出力されるようにモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する。そして、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を第1MGECU29および第2MGECU47に送信する。第1MGECU29および第2MGECU47によるモータMG1,MG2の駆動制御については上述した。
In the EV driving mode, the
実施例のハイブリッド自動車20では、第1MGECU29は、モータMG1,MG2をトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動できるように高電圧側電力ライン54aの目標電圧VH*を設定し、電圧センサ55aからのコンデンサ電圧VHと目標電圧VH*との差分が打ち消されるようにリアクトルLの目標電流IL*を設定し、電流センサ40aからのリアクトルLの電流ILと目標電流IL*との差分が打ち消されるように昇降圧コンバータ40のトランジスタT31,T32のスイッチング制御を行なう。
In the
また、実施例のハイブリッド自動車20では、コンデンサ55の過電圧を判定すると駆動装置をゲート遮断する過電圧ゲート遮断制御を行なう。この過電圧ゲート遮断制御では、第1MGECU29は、電圧センサ55aからのコンデンサ電圧VHが閾値Vref以上に至ると、コンデンサ55が過電圧であると判定し、過電圧信号を出力すると共に、昇降圧コンバータ40およびインバータ41をゲート遮断する。同様に、第2MGECU47は、電圧センサ55aからのコンデンサ電圧VHが閾値Vref以上に至ると、コンデンサ55が過電圧であると判定し、過電圧信号を出力すると共に、インバータ42をゲート遮断する。
Further, in the
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、昇降圧コンバータ40およびインバータ41がゲート遮断されている際の動作について説明する。昇降圧コンバータ40およびインバータ41がゲート遮断される場合としては、例えば、第1MGECU29に異常が発生した場合を挙げることができる。図3は、HVECU70により実行される異常時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、昇降圧コンバータ40およびインバータ41がゲート遮断されているときに繰り返し実行される。
Next, the operation of the
図3の異常時制御ルーチンが実行されると、HVECU70は、最初に、モータMG1の回転数Nm1や、要求トルクTd*などのデータを入力する(ステップS100)。ここで、モータMG1の回転数Nm1は、回転位置検出センサ43により検出されたモータMG1の回転子の回転位置θm1に基づいて演算された値が第2MGECU47からの通信により入力される。要求トルクTd*は、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて設定された値が入力される。
When the abnormality control routine shown in FIG. 3 is executed, the
こうしてデータを入力すると、モータMG2のトルク指令Tm2*に要求トルクTd*を設定し(ステップS110)、モータMG1の回転数Nm1を閾値Nmrefと比較する(ステップS120)。ここで、閾値Nmrefは、モータMG1の逆起電圧によりコンデンサ電圧VHが上述の閾値Vref以上に至るか否かを判定するための閾値であり、実験や解析により定められる。昇降圧コンバータ40およびインバータ41がゲート遮断されている場合、モータMG1の回転数Nm1が大きいときには、モータMG1の逆起電圧により生じる電力がインバータ41により整流されて高電圧側電力ライン54aに供給されてコンデンサ電圧VHが上昇し、コンデンサ55が過電圧となる可能性がある。
When the data is input in this way, the required torque Td * is set in the torque command Tm2 * of the motor MG2 (step S110), and the rotation speed Nm1 of the motor MG1 is compared with the threshold value Nmref (step S120). Here, the threshold value Nmref is a threshold value for determining whether or not the capacitor voltage VH reaches the above-mentioned threshold value Vref or higher due to the counter electromotive voltage of the motor MG1, and is determined by experiment or analysis. When the buck-
ステップS120でモータMG1の回転数Nm1が閾値Nmref未満のときには、モータMG1の逆起電圧によりコンデンサ電圧VHが閾値Vref以上に至る可能性がない(十分に低い)と判断し、第2MGECU47にMG2のトルク指令Tm2*を送信して(ステップS130)、本ルーチンを終了する。第2MGECU47は、モータMG2のトルク指令Tm2*を受信すると、モータMG2がトルク指令Tm2*で駆動されるようにインバータ42を制御する。この場合、上述のEV走行モードと同様に走行することになる。
When the rotation speed Nm1 of the motor MG1 is less than the threshold value Nmref in step S120, it is determined that the capacitor voltage VH is unlikely (sufficiently low) to reach the threshold value Vref or higher due to the counter electromotive voltage of the motor MG1, and the
ステップS120でモータMG1の回転数Nm1が閾値Nmref以上のときには、モータMG1の逆起電圧によりコンデンサ電圧VHが閾値Vref以上に至る可能性があると判断し、モータMG2のトルク指令Tm2*を値0と比較する(ステップS140)。 When the rotation speed Nm1 of the motor MG1 is equal to or higher than the threshold Nmref in step S120, it is determined that the capacitor voltage VH may reach the threshold Vref or higher due to the counter electromotive voltage of the motor MG1, and the torque command Tm2 * of the motor MG2 is set to a value of 0. (Step S140).
モータMG2のトルク指令Tm2*が値0よりも大きいときには、モータMG2の力行駆動が要求されていると判断し、第2MGECU47にMG2のトルク指令Tm2*を送信して(ステップS150)、本ルーチンを終了する。第2MGECU47は、モータMG2のトルク指令Tm2*を受信すると、モータMG2がトルク指令Tm2*で駆動(力行駆動)されるようにインバータ42を制御する。この場合も、上述のEV走行モードと同様に走行することになる。ただし、モータMG2を力行駆動するから、モータMG2により電力が消費される。これにより、高電圧側電力ライン54aの電力(モータMG1の逆起電圧により生じる電力や、コンデンサ55に蓄電されている電力)の少なくとも一部がモータMG2により消費されるから、コンデンサ55が過電圧に至るのを抑制することができる。
When the torque command Tm2 * of the motor MG2 is larger than the
ステップS140でモータMG2のトルク指令Tm2*が値0以下のときには、モータMG2の力行駆動が要求されていないと判断し、第2MGECU47にディスチャージ制御指令を送信して(ステップS160)、本ルーチンを終了する。第2MGECU47は、ディスチャージ制御指令を受信すると、モータMG2からトルクが出力されないように(モータMG2にd軸電流のみが流れるように)インバータ42を制御するディスチャージ制御を実行する。これにより、モータMG2の力行駆動が要求されていないときにおいても、高電圧側電力ライン54aの電力の少なくとも一部がモータMG2により消費されるから、コンデンサ55が過電圧に至るのを抑制することができる。
When the torque command Tm2 * of the motor MG2 is 0 or less in step S140, it is determined that the power running drive of the motor MG2 is not required, a discharge control command is transmitted to the second MG ECU 47 (step S160), and this routine is terminated. To do. Upon receiving the discharge control command, the
図4は、第1MGECU29に異常が発生したときの様子の一例を示す説明図である。なお、図4では、モータMG1の回転数Nm1が閾値Nmref以上で且つモータMG2のトルク指令Tm2*が負である(モータMG2の回生駆動が要求されている)ものとした。図示するように、第1MGECU29に異常が発生すると(時刻t11)、昇降圧コンバータ40およびインバータ41がゲート遮断される。このとき、破線に示す比較例では、モータMG1の逆起電圧によりコンデンサ55に電荷が蓄積されてコンデンサ電圧VHが上昇し、コンデンサ電圧VHが閾値Vref以上に至ると(時刻t12)、過電圧信号を出力すると共にインバータ42をゲート遮断する。一方、実線に示す実施例では、第1MGECU29に異常が発生した以降には(時刻t11〜)、モータMG2からトルクが出力されないように(モータMG2にd軸電流のみが流れるように)インバータ42を制御するディスチャージ制御が実行される。これにより、高電圧側電力ライン54aの電力の少なくとも一部がモータMG2で消費されるため、コンデンサ電圧VHの増加が抑制され、コンデンサ電圧VHが閾値Vref以上に至る(コンデンサ55が過電圧に至る)のを抑制することができる。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a state when an abnormality occurs in the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20では、インバータ41および昇降圧コンバータ40がゲート遮断され且つモータMG1の回転数Nm1が閾値Nmref以上のときにおいて、モータMG2の力行駆動が要求されているときには、モータMG2が力行駆動するようにインバータ42を制御し、モータMG2の力行駆動が要求されていないときには、モータMG2からトルクが出力されずに高電圧側電力ライン54aの電力の少なくとも一部が消費されるようにインバータ42を制御する。これにより、コンデンサ55が過電圧に至るのを抑制することができる。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、第1MGECU29に異常が発生した場合には、昇降圧コンバータ40およびインバータ41がゲート遮断され、図3の異常時制御ルーチンが実行されるものとした。しかし、昇降圧コンバータ40およびインバータ41に異常が発生した場合にも、昇降圧コンバータ40およびインバータ41がゲート遮断され、図3の異常時制御ルーチンが実行されるものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジンECU24と第1MGECU29と第2MGECU47とバッテリECU52とHVECU70とを備えるものとした。しかし、これらのうちの少なくとも2つを単一の電子制御ユニットとして構成するものとしてもよい。
The
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「エンジン」に相当し、モータMG1が「第1モータ」に相当し、プラネタリギヤ30が「プラネタリギヤ」に相当し、モータMG2が「第2モータ」に相当し、インバータ41が「第1インバータ」に相当し、インバータ42が「第2インバータ」に相当し、バッテリ50が「蓄電装置」に相当し、昇降圧コンバータ40が「昇降圧コンバータ」に相当し、コンデンサ55が「コンデンサ」に相当し、第2MGECU47とHVECU70とが「制御装置」に相当する。
The correspondence between the main elements of the examples and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem will be described. In the embodiment, the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 Regarding the correspondence between the main elements of the examples and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem, the invention described in the column of means for solving the problem in the examples is carried out. Since it is an example for specifically explaining the form for solving the problem, the elements of the invention described in the column of means for solving the problem are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem should be performed based on the description in the column, and the examples are the inventions described in the column of means for solving the problem. It is just a concrete example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above with reference to examples, the present invention is not limited to these examples, and various embodiments are used without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be done.
本発明は、ハイブリッド車両の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of hybrid vehicles and the like.
20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジンECU、26 クランクシャフト、28 ダンパ、29 第1MGECU、30 プラネタリギヤ、36 駆動軸、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b 駆動輪、40 昇降圧コンバータ、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、45u,45v,46u,46v 電流センサ、47 第2MGECU、51,55 コンデンサ、52 バッテリECU、54a 高電圧側電力ライン、54b 低電圧側電力ライン、56 システムメインリレー、60 イグニッションスイッチ、61 シフトレバー、62 シフトポジションセンサ、63 アクセルペダル、64 アクセルペダルポジションセンサ、65 ブレーキペダル、66 ブレーキペダルポジションセンサ、68 車速センサ、70 HVECU、D11〜D16,D21〜D26,D31,D32 ダイオード、T11〜T16,T21〜T26,T31,T32 トランジスタ、L リアクトル、MG1,MG2 モータ。 20 hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine ECU, 26 crank shaft, 28 damper, 29 1st MGECU, 30 planetary gear, 36 drive shaft, 38 differential gear, 39a, 39b drive wheel, 40 buck-boost converter, 41, 42 inverter, 43 , 44 rotation position detection sensor, 45u, 45v, 46u, 46v current sensor, 47 second MGECU, 51,55 condenser, 52 battery ECU, 54a high voltage side power line, 54b low voltage side power line, 56 system main relay, 60 Ignition switch, 61 shift lever, 62 shift position sensor, 63 accelerator pedal, 64 accelerator pedal position sensor, 65 brake pedal, 66 brake pedal position sensor, 68 vehicle speed sensor, 70 HVECU, D11 to D16, D21 to D26, D31, D32 Diodes, T11 to T16, T21 to T26, T31, T32 transistors, L reactors, MG1, MG2 motors.
Claims (1)
第1モータと、
駆動輪に連結された駆動軸と前記エンジンと前記第1モータとに3つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第2モータと、
前記第1モータを駆動する第1インバータと、
前記第2モータを駆動する第2インバータと、
蓄電装置と、
前記蓄電装置が接続された低電圧側電力ラインと前記第1インバータおよび前記第2インバータが接続された高電圧側電力ラインとの間で電圧の変換を伴って電力のやりとりを行なう昇降圧コンバータと、
前記高電圧側電力ラインに接続されたコンデンサと、
前記エンジンと前記第1インバータと前記第2インバータと前記昇降圧コンバータとを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド車両であって、
前記制御装置は、前記第1インバータおよび前記昇降圧コンバータがゲート遮断され且つ前記第1モータの回転数が所定回転数以上のときにおいて、前記第2モータの力行駆動が要求されているときには、前記第2モータが力行駆動するように前記第2インバータを制御し、前記第2モータの力行駆動が要求されていないときには、前記第2モータからトルクが出力されずに前記高電圧側電力ラインの電力の少なくとも一部が消費されるように前記第2インバータを制御する、
ハイブリッド車両。 With the engine
With the first motor
A drive shaft connected to a drive wheel, a planetary gear in which three rotating elements are connected to the engine and the first motor, and
A second motor that can input and output power to the drive shaft,
The first inverter that drives the first motor and
The second inverter that drives the second motor and
Power storage device and
A buck-boost converter that exchanges power with voltage conversion between the low-voltage side power line to which the power storage device is connected and the high-voltage side power line to which the first inverter and the second inverter are connected. ,
With the capacitor connected to the high voltage side power line,
A control device that controls the engine, the first inverter, the second inverter, and the buck-boost converter.
It is a hybrid vehicle equipped with
When the first inverter and the buck-boost converter are gate-blocked and the rotation speed of the first motor is equal to or higher than a predetermined rotation speed, the control device is required to drive the power running of the second motor. The second inverter is controlled so that the second motor is driven by force, and when the power driving of the second motor is not required, no torque is output from the second motor and the power of the high voltage side power line is used. The second inverter is controlled so that at least a part of the above is consumed.
Hybrid vehicle.
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-
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