JP2009196415A - Control device and control method for hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ハイブリッド車両の制御装置および制御方法に関し、より特定的には、入力直流電圧のレベル変換を伴なってモータを駆動制御する電源装置を搭載したハイブリッド車両の制御装置および制御方法に関する。 The present invention relates to a control device and a control method for a hybrid vehicle, and more particularly to a control device and a control method for a hybrid vehicle equipped with a power supply device that drives and controls a motor with level conversion of an input DC voltage.
最近、環境に配慮した自動車として、電動機(モータ)を駆動装置に組み込んだハイブリッド自動車(Hybrid Vehicle)が大きな注目を集めており、一部実用化されている。ハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、インバータを介して直流電源により駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧とによりモータを回転することによって動力源を得るものである。 Recently, as an environment-friendly vehicle, a hybrid vehicle incorporating a motor (motor) in a drive device has attracted a great deal of attention and has been partially put into practical use. A hybrid vehicle is a vehicle that uses a motor driven by a DC power source via an inverter in addition to a conventional engine as a power source. That is, a power source is obtained by driving the engine, and a DC voltage from a DC power source is converted into an AC voltage by an inverter, and a motor is rotated by the converted AC voltage to obtain a power source.
このようなハイブリッド自動車および電気自動車においては、モータを高効率で駆動するために、モータを駆動制御する電源装置に入力された直流電圧のレベル変換機能を持たせて、モータ駆動のための印加電圧(以下、「モータ動作電圧」とも称する)をモータの動作状態(回転数・トルク等)に応じて調整可能とした構成が検討されている。特に、昇圧機能を持たせて、モータ動作電圧を入力直流電圧よりも高くすることにより、直流電源としてのバッテリの小型化および、高圧化に伴なう電力損失低減によって、モータの高効率化が可能となる。 In such a hybrid vehicle and an electric vehicle, in order to drive the motor with high efficiency, an applied voltage for driving the motor is provided by providing a level conversion function of the DC voltage input to the power supply device that controls the drive of the motor. (Hereinafter, also referred to as “motor operating voltage”) is being studied for a configuration that can be adjusted according to the motor operating state (rotation speed, torque, etc.). In particular, by providing a step-up function and making the motor operating voltage higher than the input DC voltage, the efficiency of the motor can be increased by reducing the size of the battery as a DC power supply and reducing the power loss associated with higher voltage. It becomes possible.
たとえば特開2007−159214号公報(特許文献1)には、走行用モータの電源電圧を昇圧する昇圧コンバータを有する電気自動車が開示される。 For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2007-159214 (Patent Document 1) discloses an electric vehicle having a boost converter that boosts the power supply voltage of a traveling motor.
これによれば、昇圧コンバータは、インバータの電源ラインおよびアースラインの間に直列接続される2つのスイッチング素子とリアクトルとを含むチョッパ回路で構成される。制御装置は、走行用モータの回転数や目標トルクに応じて直流電源の電圧を昇圧する昇圧制御を行なう。具体的には、制御装置は、昇圧コンバータの上アームのスイッチング素子をオフ状態として、下アームのスイッチング素子をスイッチングすることにより、直流電源の出力電圧を昇圧してインバータに供給する。このようにして走行用モータの出力を高めることができる。 According to this, the boost converter is configured by a chopper circuit including two switching elements and a reactor connected in series between a power supply line and an earth line of the inverter. The control device performs step-up control for stepping up the voltage of the DC power supply in accordance with the rotational speed of the traveling motor and the target torque. Specifically, the control device boosts the output voltage of the DC power supply and supplies it to the inverter by turning off the switching element of the upper arm of the boost converter and switching the switching element of the lower arm. In this way, the output of the traveling motor can be increased.
その一方で、制御装置は、ユーザから低燃費走行指示を受け付けた場合には、昇圧コンバータによる昇圧動作を停止させる。これにより、ユーザからの低燃費走行指示が入力された後は、昇圧コンバータでのスイッチング損失がなくなるため、燃費を向上することができる。
しかしながら、上記特許文献1に記載の電気自動車では、ユーザからの低燃費走行指示が入力された後には、直流電源の電圧がそのままモータ動作電圧としてインバータに印加されることになる。そのため、低燃費走行指示が入力される前と比較して、モータ動作電圧が制限される分、要求トルクを出力するのに走行用モータの各相コイルを流れる電流が増大することになる。
However, in the electric vehicle described in
これにより、走行用モータは、発熱量の増加によりモータ温度が相対的に高くなっているため、運転者による急加減速操作によって負荷が急激に変動した場合には、さらに発熱量が過大となり、走行用モータが過熱される可能性が生じる。その結果、走行用モータの出力トルクが低下してしまい、車両の走行性能を低下させることになる。 As a result, the motor for the traveling motor has a relatively high motor temperature due to an increase in the amount of heat generated, so if the load suddenly fluctuates due to a rapid acceleration / deceleration operation by the driver, the amount of heat generation becomes further excessive. There is a possibility that the traveling motor is overheated. As a result, the output torque of the traveling motor decreases, and the traveling performance of the vehicle decreases.
それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、モータの過熱を防止することにより、車両の走行性能を低下させることなく、燃費の向上が可能なハイブリッド車両の制御装置および制御方法を提供することである。 Therefore, the present invention has been made in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to prevent a motor from being overheated and to improve a fuel consumption without deteriorating the running performance of the vehicle. A vehicle control device and a control method are provided.
この発明のある局面に従うハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関とモータと動力源として駆動軸に動力を出力するハイブリッド車両の制御装置である。ハイブリッド車両は、電源と、電源からの直流電圧を電圧指令値に従った電圧に昇圧して出力するコンバータと、コンバータの出力電圧を、駆動力指令値に従ってモータの駆動電圧に変換するモータ駆動回路とを含む。制御装置は、駆動軸に車両の要求駆動力が出力されるように、内燃機関およびモータの発生する駆動力の分担比率を決定し、その決定した分担比率に従って駆動力指令値を設定する分担比率制御手段と、第1の電圧を上限値として駆動力指令値に応じて電圧指令値を設定するとともに、駆動力指令値およびコンバータの出力電圧に基づいてモータに流れる電流を制御する第1のモータ制御手段と、第1の電圧よりも低い第2の電圧を上限値として駆動力指令値に応じて電圧指令値を設定するとともに、駆動力指令値および電圧変換器の出力電圧に基づいてモータに流れる電流を制御する第2のモータ制御手段と、車両の運転状態に応じて、第1および第2のモータ制御手段を選択的に実行するための選択手段とを備える。分担比率制御手段は、モータの温度を取得するモータ温度取得手段と、第2のモータ制御手段の実行中に、モータの温度が所定の基準温度を超えた場合には、モータの発生する駆動力が小さくなるように、決定した分担比率を変更する分担比率変更手段とを含む。 A hybrid vehicle control device according to an aspect of the present invention is a hybrid vehicle control device that outputs power to a drive shaft as an internal combustion engine, a motor, and a power source. The hybrid vehicle has a power source, a converter that boosts and outputs a DC voltage from the power source to a voltage according to a voltage command value, and a motor drive circuit that converts the output voltage of the converter into a motor drive voltage according to a drive force command value Including. The control device determines a sharing ratio of the driving force generated by the internal combustion engine and the motor so that the required driving force of the vehicle is output to the driving shaft, and sets the driving force command value according to the determined sharing ratio. A first motor that sets a voltage command value according to the driving force command value with the first voltage as an upper limit value and controls a current flowing through the motor based on the driving force command value and the output voltage of the converter; The control means sets a voltage command value according to the driving force command value with the second voltage lower than the first voltage as an upper limit value, and sets the voltage command value to the motor based on the driving force command value and the output voltage of the voltage converter. Second motor control means for controlling the flowing current and selection means for selectively executing the first and second motor control means according to the driving state of the vehicle. When the motor temperature exceeds a predetermined reference temperature during the execution of the motor temperature acquisition means for acquiring the motor temperature and the second motor control means, the sharing ratio control means is a driving force generated by the motor. And a sharing ratio changing means for changing the determined sharing ratio.
好ましくは、分担比率変更手段は、第1の電圧に対する第2の電圧の割合を所定の補正係数として予め有し、駆動力指令値に所定の補正係数を乗算することによって駆動力指令値を補正する補正手段を含む。 Preferably, the sharing ratio changing unit has in advance a ratio of the second voltage to the first voltage as a predetermined correction coefficient, and corrects the driving force command value by multiplying the driving force command value by the predetermined correction coefficient. Correction means.
好ましくは、ハイブリッド車両は、内燃機関からの動力を受ける入力軸、モータの回転軸および駆動軸を機械的に結合するとともに、内燃機関からの動力をモータおよび駆動軸に機械的に分配するように構成された動力分割機構をさらに含む。分担比率変更手段は、補正後の駆動力指令値に従ってモータが発生する駆動力と、内燃機関から動力分割機構を介して駆動軸に伝達される駆動力である直達駆動力とにより、要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に作用するように内燃機関を制御する分担比率変更時制御手段をさらに含む。 Preferably, the hybrid vehicle mechanically couples an input shaft that receives power from the internal combustion engine, a rotation shaft of the motor, and a drive shaft, and mechanically distributes the power from the internal combustion engine to the motor and the drive shaft. It further includes a configured power split mechanism. The sharing ratio changing means is a required driving force based on a driving force generated by the motor in accordance with the corrected driving force command value and a direct driving force that is a driving force transmitted from the internal combustion engine to the driving shaft through the power split mechanism. And a sharing ratio change time control means for controlling the internal combustion engine so that the driving force based on the above acts on the drive shaft.
好ましくは、分担比率変更時制御手段は、内燃機関の運転ポイントの変更を伴なって直達駆動力を増加させる。 Preferably, the sharing ratio change time control means increases the direct drive force with the change of the operation point of the internal combustion engine.
好ましくは、分担比率変更手段は、第2のモータ制御手段の実行中に、駆動軸に作用する直達駆動力およびモータの発生する駆動力の和が、要求駆動力に満たない場合には、電圧指令値の上限値を第1の電圧に変更する。 Preferably, the sharing ratio changing unit is configured to change the voltage when the sum of the direct drive force acting on the drive shaft and the drive force generated by the motor is less than the required drive force during the execution of the second motor control unit. The upper limit value of the command value is changed to the first voltage.
この発明の別の局面に従えば、内燃機関とモータと動力源として駆動軸に動力を出力するハイブリッド車両の制御方法であって、ハイブリッド車両は、電源と、電源からの直流電圧を電圧指令値に従った電圧に昇圧して出力するコンバータと、コンバータの出力電圧を、駆動力指令値に従ってモータの駆動電圧に変換するモータ駆動回路とを含む。制御方法は、駆動軸に車両の要求駆動力が出力されるように、内燃機関およびモータの発生する駆動力の分担比率を決定し、その決定した分担比率に従って駆動力指令値を設定するステップと、車両の運転状態に応じて、第1の電圧および第1の電圧よりも低い第2の電圧のいずれか一方を上限値として駆動力指令値に応じて電圧指令値を設定するとともに、駆動力指令値およびコンバータの出力電圧に基づいてモータに流れる電流を制御するステップとを備える。分担比率に従って駆動力指令値を設定するステップは、モータの温度を取得するステップと、第2の電圧を上限値として電圧指令値を設定するとともに、駆動力指令値およびコンバータの出力電圧に基づいてモータに流れる電流を制御しているときに、モータの温度が所定の基準温度を超えた場合には、モータの発生する駆動力が小さくなるように、決定した分担比率を変更するステップとを含む。 According to another aspect of the present invention, there is provided a control method for a hybrid vehicle that outputs power to a drive shaft as an internal combustion engine, a motor, and a power source, wherein the hybrid vehicle uses a power supply and a direct current voltage from the power supply as a voltage command value. A converter that boosts the voltage to a voltage according to the output and a motor drive circuit that converts the output voltage of the converter into a drive voltage of the motor according to the drive force command value. The control method includes a step of determining a sharing ratio of the driving force generated by the internal combustion engine and the motor so that the required driving force of the vehicle is output to the driving shaft, and setting a driving force command value according to the determined sharing ratio; Depending on the driving state of the vehicle, the voltage command value is set according to the driving force command value with either one of the first voltage and the second voltage lower than the first voltage as an upper limit value, and the driving force Controlling the current flowing through the motor based on the command value and the output voltage of the converter. The step of setting the driving force command value according to the sharing ratio includes the step of acquiring the temperature of the motor, setting the voltage command value with the second voltage as the upper limit value, and based on the driving force command value and the output voltage of the converter A step of changing the determined sharing ratio so that the driving force generated by the motor is reduced when the temperature of the motor exceeds a predetermined reference temperature when the current flowing through the motor is controlled. .
好ましくは、分担比率を変更するステップは、第1の電圧に対する第2の電圧の割合を所定の補正係数として予め有し、駆動力指令値に所定の補正係数を乗算することによって駆動力指令値を補正するステップを含む。 Preferably, the step of changing the sharing ratio has a ratio of the second voltage to the first voltage as a predetermined correction coefficient in advance, and the driving force command value is multiplied by the predetermined correction coefficient. A step of correcting
好ましくは、ハイブリッド車両は、内燃機関からの動力を受ける入力軸、モータの回転軸および駆動軸を機械的に結合するとともに、内燃機関からの動力をモータおよび駆動軸に機械的に分配するように構成された動力分割機構をさらに含む。分担比率を変更するステップは、補正後の駆動力指令値に従ってモータが発生する駆動力と、内燃機関から動力分割機構を介して駆動軸に伝達される駆動力である直達駆動力とにより、要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に作用するように内燃機関を制御するステップをさらに含む。 Preferably, the hybrid vehicle mechanically couples an input shaft that receives power from the internal combustion engine, a rotation shaft of the motor, and a drive shaft, and mechanically distributes the power from the internal combustion engine to the motor and the drive shaft. It further includes a configured power split mechanism. The step of changing the sharing ratio is requested by a driving force generated by the motor according to the corrected driving force command value and a direct driving force that is a driving force transmitted from the internal combustion engine to the driving shaft through the power split mechanism. The method further includes the step of controlling the internal combustion engine such that the driving force based on the driving force acts on the drive shaft.
好ましくは、内燃機関を制御するステップは、内燃機関の運転ポイントの変更を伴なって直達駆動力を増加させる。 Preferably, the step of controlling the internal combustion engine increases the direct drive force with a change in the operation point of the internal combustion engine.
好ましくは、分担比率を変更するステップは、駆動軸に作用する直達駆動力およびモータの発生する駆動力の和が、要求駆動力に満たない場合には、電圧指令値の上限値を第1の電圧に変更する。 Preferably, the step of changing the sharing ratio includes setting the upper limit value of the voltage command value to the first value when the sum of the direct drive force acting on the drive shaft and the drive force generated by the motor does not satisfy the required drive force. Change to voltage.
この発明によれば、昇圧可能なコンバータを配置して、車輪駆動用のモータを駆動制御するモータ駆動回路の入力電圧を可変とする構成において、電力損失の低減に伴なうモータの過熱を防止することができる。その結果、車両の走行性能を低下させることなく、燃費の向上が可能となる。 According to the present invention, in a configuration in which a converter capable of boosting the voltage is arranged so that the input voltage of the motor drive circuit that drives and controls the motor for driving the wheel is variable, the motor is prevented from being overheated due to the reduction in power loss. can do. As a result, fuel efficiency can be improved without degrading the running performance of the vehicle.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
(車両の概略構成)
図1は、この発明の実施の形態に従うハイブリッド車両の構成を説明するブロック図である。
(Schematic configuration of the vehicle)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
図1を参照して、本発明によるハイブリッド車両100は、バッテリ10と、ハイブリッドECU(Electronic Control Unit)15と、PCU(Power Control Unit)20と、動力出力装置30と、ディファレンシャルギヤ(Differential Gear)40と、前輪50L,50Rと、後輪60L,60Rと、フロントシート70L,70Rと、リアシート80とを備える。
Referring to FIG. 1, a
バッテリ10は、たとえばニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池からなり、直流電圧をPCU20へ供給するとともに、PCU20からの直流電圧によって充電される。バッテリ10は、たとえばリアシート80の後方部に配置されて、PCU20と電気的に接続される。PCU20は、ハイブリッド車両100内で必要となる電力変換器を統括的に示すものである。
The
ハイブリッドECU15へは、運転状況・車両状況を示す各種センサからの各種センサ出力17が入力される。各種センサ出力17には、アクセルペダル35に配置された位置センサによって検出されるアクセル踏込み量に応じたアクセル開度や車輪速度センサ出力等が含まれる。ハイブリッドECU15は、入力されたこれらのセンサ出力に基づき、ハイブリッド車両100に関する種々の制御を統括的に行なう。
Various sensor outputs 17 from various sensors indicating driving conditions and vehicle conditions are input to the
動力出力装置30は、車輪駆動力源として設けられ、エンジンおよび/またはモータジェネレータMG1,MG2を含む。これらは動力分割機構PSD(図2)を介して機械的に連結される。そして、ハイブリッド車両100の走行状況に応じて、動力分割機構PSDを介して上記3者の間で駆動力の配分および結合が行なわれ、その結果として前輪50L,50Rが駆動される。DG40は、動力出力装置30からの動力を前輪50L,50Rに伝達するとともに、前輪50L,50Rの回転力を動力出力装置30に伝達する。
これにより、動力出力装置30は、エンジンおよび/またはモータジェネレータMG1,MG2による動力を、DG40を介して前輪50L,50Rに伝達して前輪50L,50Rを駆動する。また、動力出力装置30は、前輪50L,50RによるモータジェネレータMG1,MG2の回転力によって発電し、その発電した電力をPCU20へ供給する。
Thereby, motive
なお、モータジェネレータMG1,MG2は、発電機としても電動機としても機能し得るが、モータジェネレータMG1が、主として発電機として動作し、モータジェネレータMG2が、主として電動機として動作する。 Motor generators MG1 and MG2 can function as both a generator and an electric motor, but motor generator MG1 mainly operates as a generator, and motor generator MG2 mainly operates as an electric motor.
詳細には、モータジェネレータMG1は、加速時において、エンジンを始動する始動機として用いられる。このとき、モータジェネレータMG1は、バッテリ10からの電力の供給を受けて電動機として駆動し、エンジンをクランキングして始動する。
Specifically, motor generator MG1 is used as a starter that starts the engine during acceleration. At this time, motor generator MG1 is supplied with electric power from
さらに、エンジンの始動後において、モータジェネレータMG1は、動力分割機構を介して伝達されたエンジンの駆動力によって回転されて発電する。 Further, after the engine is started, motor generator MG1 is rotated by the driving force of the engine transmitted through the power split mechanism to generate electric power.
モータジェネレータMG2は、バッテリ10に蓄えられた電力およびモータジェネレータMG1の発電した電力の少なくともいずれか一方によって駆動される。モータジェネレータMG2の駆動力は、DG40を介して前輪50L,50Rの駆動軸に伝達される。これにより、モータジェネレータMG2は、エンジンをアシストして車両を走行させたり、自己の駆動力のみによって車両を走行させたりする。
Motor generator MG2 is driven by at least one of the electric power stored in
また、車両の回生制動時には、モータジェネレータMG2は、前輪50L,50Rにより駆動されて発電機として動作する。このとき、モータジェネレータMG2により発電された回生電力は、PCU20を介してバッテリ10に充電される。
At the time of regenerative braking of the vehicle, motor generator MG2 is driven by
PCU20は、モータジェネレータMG1,MG2の力行動作時には、ハイブリッドECU15からの制御指示に従って、バッテリ10からの直流電圧を昇圧するとともに、その昇圧した直流電圧を交流電圧に変換して、動力出力装置30に含まれるモータジェネレータMG1,MG2を駆動制御する。
また、PCU20は、モータジェネレータMG1,MG2の回生制動時には、ハイブリッドECU15からの制御指示に従って、モータジェネレータMG1,MG2の発電した交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ10を充電する。
In addition, during regenerative braking of motor generators MG1 and MG2,
このように、ハイブリッド車両100では、バッテリ10と、PCU20と、ハイブリッドECU15のうちのPCU20を制御する部分とによって、モータジェネレータMG1,MG2を駆動制御する「電源装置」が構成される。
Thus, in
次に、この発明による電源装置の構成について説明する。
図2は、この発明による電源装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration of the power supply device according to the present invention will be described.
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the power supply device according to the present invention.
図2を参照して、この発明による電源装置は、「電源」に相当するバッテリ10と、PCU20のうちのモータジェネレータMG1,MG2の駆動制御に関する部分(以下、当該部分についても単に「PCU20」と称する)と、ハイブリッドECU15のうちのPCU20を制御する部分とを備える。
Referring to FIG. 2, a power supply device according to the present invention includes a
PCU20は、システムメインリレーSMR1,SMR2と、コンバータ110と、平滑コンデンサC2と、モータジェネレータMG1,MG2にそれぞれ対応するインバータ114,112と、温度センサ124と、MGECU140とを含む。
システムメインリレーSMR1,SMR2は、バッテリ10からインバータ112,114に対する電力供給経路を導通/遮断する。具体的には、システムメインリレーSMR1は、バッテリ10の正極と電源ライン101との間に接続される。システムメインリレーSMR2は、バッテリ10の負極とアースライン102との間に接続される。システムメインリレーSMR1,SMR2は、それぞれ、MGECU140からの信号SEにより導通/非導通(オン/オフ)される。
System main relays SMR1, SMR2 conduct / cut off the power supply path from
コンバータ110は、一例として、昇降圧チョッパ回路により構成され、リアクトルL1と、電力用半導体スイッチング素子(以下、単にスイッチング素子とも称する)Q1,Q2と、ダイオードD1,D2とを含む。
For example,
スイッチング素子Q1およびQ2は、電源ライン103とアースライン102との間に直列接続される。リアクトルL1は、電源ライン101とスイッチング素子Q1およびQ2の接続ノードとの間に接続される。各スイッチング素子Q1,Q2のエミッタ/コレクタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すように、逆並列ダイオードD1,D2がそれぞれ接続されている。
スイッチング素子Q1およびQ2のゲートには、スイッチング制御信号PWMCに相当するゲート制御信号がそれぞれ与えられ、当該ゲート制御信号に応答して、スイッチング素子Q1およびQ2にオン・オフが制御される。この実施の形態におけるスイッチング素子としては、たとえばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)が適用される。 A gate control signal corresponding to the switching control signal PWMC is applied to the gates of the switching elements Q1 and Q2, respectively, and on / off of the switching elements Q1 and Q2 is controlled in response to the gate control signal. As the switching element in this embodiment, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is applied.
コンバータ110は、電源ライン101およびアースライン102の間にバッテリ10からの入力電圧Vbを受けて、スイッチング素子Q1,Q2のスイッチング制御によって、入力電圧Vbを昇圧してモータ駆動のための印加電圧(以下、「モータ動作電圧」とも称する)を生成し、電源ライン103およびアースライン102間に出力する。コンバータ110での昇圧比(Vm/Vb)は、スイッチング素子Q1,Q2のオン期間比(デューティ比)に応じて決まる。
したがって、MGECU140は、ハイブリッドECU15からのモータジェネレータMG1,MG2のトルク指令値Tm1*,Tm2*に基づいてモータ動作電圧Vmの電圧指令値Vm*を生成し、その生成した電圧指令値Vm*に基づいてコンバータ110での昇圧比を決定する。そして、MGECU140は、この昇圧比が実現されるように、スイッチング制御信号PWMCを生成する。
Therefore,
平滑コンデンサC2は、電源ライン103およびアースライン102の間に接続され、コンバータ110から出力されたモータ動作電圧Vmを平滑化してインバータ112,114へ供給する。電圧センサ122は、平滑コンデンサC2の両端の電圧(モータ動作電圧)Vmを検出し、その検出した電圧VmをMGECU140へ出力する。
Smoothing capacitor C <b> 2 is connected between
インバータ112は車輪を駆動するモータジェネレータMG2に対してコンバータ110の出力するモータ動作電圧Vmを三相交流に変換して出力する。またインバータ112は、回生制動に伴い、モータジェネレータMG2において発電された電力をコンバータ110に戻す。このときコンバータ110は降圧回路として動作するようにMGECU140によって制御される。
インバータ112は、電源ライン103およびアースライン102の間に並列に接続される、U相アーム115、V相アーム116およびW相アーム117を構成するスイッチング素子Q3〜Q8からなる三相インバータである。各スイッチング素子Q3〜Q8のコレクタ/エミッタ間には、逆並列ダイオードD3〜D8がそれぞれ接続されている。
インバータ112の各相アームの中間点は、三相の永久磁石モータであるモータジェネレータMG2の各相コイルの各相端に接続されている。各相コイルの一端は、中性点に共通接続されている。なお、図示は省略するが、三相のうちの少なくとも二相において、電流センサが設けられ、各相電流が検出可能である。
An intermediate point of each phase arm of
温度センサ124は、モータジェネレータMG2のモータ温度TEm2を検出し、その検出したモータ温度TEm2をハイブリッドECU15へ出力する。
インバータ114は、コンバータ110に対してインバータ112と並列的に接続される。インバータ114は、モータジェネレータMG1に対してコンバータ110の出力するモータ動作電圧Vmを三相交流に変換して出力する。インバータ114は、コンバータ110から昇圧されたモータ動作電圧Vmを受けてたとえばエンジンを始動させるためにモータジェネレータMG1を駆動する。
また、インバータ114は、エンジンのクランクシャフト50から伝達される回転トルクによってモータジェネレータMG1で発電された電力をコンバータ110に戻す。このときコンバータ110は降圧回路として動作するようにMGECU140によって制御される。インバータ114の内部の構成は、図示しないがインバータ112と同様であり、詳細な説明は繰返さない。
ハイブリッドECU15は、各種センサ出力17に基づき、所望の駆動力発生や発電が行なわれるように、各モータジェネレータMG1,MG2の運転指令を生成して、MGECU140へ出力する。この運転指令には、各モータジェネレータMG1,MG2の運転許可/禁止指示や、トルク指令値Tm1*,Tm2*、回転数指令等が含まれる。
Based on the
MGECU140は、モータジェネレータMG1に配置された電流センサおよび位置センサ(ともに図示せず)からの各相のモータ電流および回転子の回転角の検出値に基づくフィードバック制御により、ハイブリッドECU15からの運転指令に従ってモータジェネレータMG1が動作するように、スイッチング素子Q3〜Q8のスイッチング動作を制御するスイッチング制御信号PWMI1を発生する。
また、MGECU140は、モータジェネレータMG2に配置された電流センサおよび位置センサ(ともに図示せず)からの各相のモータ電流および回転子の回転角の検出値に基づくフィードバック制御により、ハイブリッドECU15からの運転指令に従ってモータジェネレータMG2が動作するように、スイッチング素子Q3〜Q8のスイッチング動作を制御するスイッチング制御信号PWMI2を発生する。
Further,
さらに、MGECU140は、ハイブリッドECU15からの運転指令に基づいて、モータジェネレータMG1,MG2の高効率化のためのモータ動作電圧Vmの電圧指令値Vm*を算出する。そして、MGECU140は、その算出した電圧指令値Vm*に基づいてコンバータ110での昇圧比を決定し、この昇圧比が実現されるように、スイッチング制御信号PWMCを発生する。
Further,
また、MGECU140は、ハイブリッド車両100の回生制動時には、インバータ112,114から供給された直流電圧(モータ動作電圧Vm)を降圧するように、スイッチング制御信号PWMCを発生する。すなわち回生制動時には、コンバータ110は、スイッチング素子Q1,Q2がスイッチング制御信号PWMCに応答してオン・オフすることにより、モータ動作電圧Vmを降圧して直流電圧を電源ライン101およびアースライン102の間に出力する。バッテリ10は、コンバータ110からの直流電圧によって充電される。このように、コンバータ110は、モータ動作電圧Vmを直流電圧へ降圧することもできるので、双方向コンバータの機能を有している。
Further,
図3は、図2における動力分割機構PSDおよび減速機RDの詳細を説明するための模式図である。 FIG. 3 is a schematic diagram for explaining details of the power split mechanism PSD and the speed reducer RD in FIG. 2.
図3を参照して、ハイブリッド車両100は、モータジェネレータMG2と、モータジェネレータMG2の回転軸に接続される減速機RDと、減速機RDで減速された回転軸の回転に応じて回転する車軸と、エンジン4と、モータジェネレータMG1と、減速機RDとエンジン4とモータジェネレータMG1との間で動力分配を行なう動力分割機構PSDとを備える。減速機RDは、モータジェネレータMG2から動力分割機構PSDへの減速比が、たとえば2倍以上である。
Referring to FIG. 3,
エンジン4のクランクシャフト50とモータジェネレータMG1のロータ32とモータジェネレータMG2のロータ37とは同じ軸を中心に回転する。
The
動力分割機構PSDは、図3に示す例ではプラネタリギヤであり、クランクシャフト50に軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸に結合されたサンギヤ51と、クランクシャフト50と同軸上を回転可能に支持されているリングギヤ52と、サンギヤ51とリングギヤ52との間に配置され、サンギヤ51の外周を自転しながら公転するピニオンギヤ53と、クランクシャフト50の端部に結合され各ピニオンギヤ53の回転軸を支持するプラネタリキャリヤ54とを含む。
The power split mechanism PSD is a planetary gear in the example shown in FIG. 3, and is supported so as to be rotatable coaxially with the
動力分割機構PSDは、サンギヤ51に結合されたサンギヤ軸と、リングギヤ52に結合されたリングギヤケースおよびプラネタリキャリヤ54に結合されたクランクシャフト50の3軸が動力の入出力軸とされる。そしてこの3軸のうちいずれか2軸へ入出力される動力が決定されると、残りの1軸に入出力される動力は他の2軸へ入出力される動力に基づいて定まる。
In the power split mechanism PSD, a sun gear shaft coupled to the
動力の取出用のカウンタドライブギヤ70がリングギヤケースの外側に設けられ、リングギヤ52と一体的に回転する。カウンタドライブギヤ70は、動力伝達減速ギヤRGに接続されている。そしてカウンタドライブギヤ70と動力伝達減速ギヤRGとの間で動力の伝達がなされる。動力伝達減速ギヤRGはディファレンシャルギヤDGを駆動する。また、下り坂等では車輪の回転がディファレンシャルギヤDGに伝達され、動力伝達減速ギヤRGはディファレンシャルギヤDGによって駆動される。
A
モータジェネレータMG1は、回転磁界を形成するステータ31と、ステータ31内部に配置され複数個の永久磁石が埋め込まれているロータ32とを含む。ステータ31は、ステータコア33と、ステータコア33に巻回される三相コイル34とを含む。ロータ32は、動力分割機構PSDのサンギヤ51と一体的に回転するサンギヤ軸に結合されている。ステータコア33は、電磁鋼板の薄板を積層して形成される。
Motor generator MG1 includes a
モータジェネレータMG1は、ロータ32に埋め込まれた永久磁石による磁界と三相コイル34によって形成される磁界との相互作用によりロータ32を回転駆動する電動機として動作する。またモータジェネレータMG1は、永久磁石による磁界とロータ32の回転との相互作用により三相コイル34の両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。
Motor generator MG1 operates as an electric motor that rotationally drives
モータジェネレータMG2は、回転磁界を形成するステータ36と、ステータ36内部に配置され複数個の永久磁石が埋め込まれたロータ37とを含む。ステータ36は、ステータコア38と、ステータコア38に巻回される三相コイル39とを含む。
Motor generator MG2 includes a
ロータ37は、動力分割機構PSDのリングギヤ52と一体的に回転するリングギヤケースに減速機RDによって結合されている。ステータコア38は、たとえば電磁鋼板の薄板を積層して形成される。
The
モータジェネレータMG2は、永久磁石による磁界とロータ37の回転との相互作用により三相コイル39の両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。またモータジェネレータMG2は、永久磁石による磁界と三相コイル39によって形成される磁界との相互作用によりロータ37を回転駆動する電動機として動作する。
Motor generator MG2 also operates as a generator that generates electromotive force at both ends of three-
減速機RDは、プラネタリギヤの回転要素の一つであるプラネタリキャリヤ66が車両駆動装置のケースに固定された構造により減速を行なう。すなわち、減速機RDは、ロータ37のシャフトに結合されたサンギヤ62と、リングギヤ52と一体的に回転するリングギヤ68と、リングギヤ68およびサンギヤ62に噛み合いサンギヤ62の回転をリングギヤ68に伝達するピニオンギヤ64とを含む。
The speed reducer RD performs speed reduction by a structure in which a planetary carrier 66 that is one of rotating elements of a planetary gear is fixed to a case of a vehicle drive device. That is, the reduction gear RD includes a
たとえば、サンギヤ62の歯数に対しリングギヤ68の歯数を2倍以上にすることにより、減速比を2倍以上にすることができる。
For example, by making the number of teeth of the
(制御構造)
こうして構成されたハイブリッド車両100において、ハイブリッドECU15は、運転者によるアクセルペダル35の踏込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ52に出力すべき要求トルクTr*を演算する。そして、この要求トルクTr*に対応する駆動力がリングギヤ52に出力されるように、エンジン4とモータジェネレータMG1,MG2とを運転制御する。
(Control structure)
In the
さらに、本実施の形態では、このような運転制御において、ハイブリッドECU15は、車両の運転状態に応じて、通常走行をする「通常走行モード」と、該通常走行モードよりも燃費を優先する「燃費優先モード」とを選択する。
Furthermore, in the present embodiment, in such operation control, the
詳細には、通常走行モードは、車両の運転状態(アクセル開度Acc、車速V等)に応じて、負荷が急激に変動した場合においても、車両を駆動させるために十分な駆動力を速やかに発生させることによって、車両の走行性能を確保するものである。したがって、たとえば車両を発進するときや坂路を走行するときのように、大きな駆動力が要求される場合に好適である。 Specifically, in the normal travel mode, a sufficient driving force for driving the vehicle is quickly applied even when the load suddenly fluctuates according to the driving state of the vehicle (accelerator opening Acc, vehicle speed V, etc.). By generating it, the running performance of the vehicle is ensured. Therefore, it is suitable when a large driving force is required, for example, when starting a vehicle or traveling on a slope.
これに対して、燃費優先モードは、負荷変動が相対的に小さい場合において、車両のスムーズな走行を維持しながら燃費の向上を図るものである。したがって、燃費優先モードは、たとえば車両が市街地を低速走行するときのように、要求される駆動力が相対的に小さい場合に好適である。 In contrast, the fuel efficiency priority mode is intended to improve fuel efficiency while maintaining smooth running of the vehicle when the load fluctuation is relatively small. Therefore, the fuel efficiency priority mode is suitable when the required driving force is relatively small, for example, when the vehicle travels at a low speed in an urban area.
なお、車両の運転状態には、一例として、運転者からの低燃費走行指示を受け付けるためのエコスイッチ(図示せず)からの入力信号が含まれる。なお、エコスイッチは、たとえば、車室内の運転席の近傍に設置された押しボタン式のスイッチからなり、運転者が操作(プッシュ)することにより、通常走行モードと燃費優先モードとを切り替え可能に構成される。 Note that the driving state of the vehicle includes, as an example, an input signal from an eco switch (not shown) for receiving a low fuel consumption travel instruction from the driver. The eco switch is a push button type switch installed in the vicinity of the driver's seat in the passenger compartment, for example, and can be switched between the normal driving mode and the fuel efficiency priority mode when operated by the driver (push). Composed.
また、他の例としては、図4に示すように、ハイブリッドECU15は、各種センサ出力17に基づいて運転者の運転操作を監視し、急加減速操作の有無に応じて通常走行モードと燃費優先モードとを切り替える。
As another example, as shown in FIG. 4, the
図4は、ハイブリッドECU15により実行される走行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、所定時間毎に繰り返し実行される。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a travel control routine executed by the
図4を参照して、走行制御ルーチンが実行されると、ハイブリッドECU15は、まず、入力される各種センサ出力17に基づいて、運転者による急加減速操作の有無を判定する(ステップS01)。このとき、たとえば、アクセル開度Accが所定閾値以上であること、ハンドル操舵角が所定閾値以上であること、またはブレーキ踏力が所定閾値以上であることが検知された場合には、ハイブリッドECU15は、急加減速操作が有りと判定する。この場合、ハイブリッドECU15は、車両の走行モードとして通常走行モードを選択する(ステップS04)。
Referring to FIG. 4, when the travel control routine is executed,
これに対して、アクセル開度Acc、ハンドル操舵角およびブレーキ踏力が各々の所定閾値を下回る場合には、ハイブリッドECU15は、急加減速操作が無しと判定する。この場合、ハイブリッドECU15は、車両の走行モードとして燃費優先モードを選択する(ステップS02)。
On the other hand, when the accelerator opening degree Acc, the steering wheel steering angle, and the brake pedal force are below the predetermined threshold values, the
そして、ハイブリッドECU15は、ステップS02,S04において走行モードが選択されると、その選択された走行モードに適応したコンバータ110の昇圧制御を実行する。
Then, when the travel mode is selected in steps S02 and S04,
具体的には、ハイブリッドECU15は、選択された走行モードに応じて、コンバータ110の出力電圧(モータ動作電圧)Vmの上限値(以下、モータ動作電圧上限値とも称す)Vmmaxを可変に設定する。
Specifically,
詳細には、通常走行モードが選択された場合には、ハイブリッドECU15は、モータ動作電圧上限値Vmmaxを、所定値V1に設定する(ステップS05)。なお、この所定値V1は、たとえば電源装置の最大電圧に設定される。これにより、MGECU140は、モータ動作電圧上限値Vmmax(=V1)を上限値として、モータジェネレータMG1,MG2のトルク指令値Tm1*,Tm2*およびモータ回転数に基づいて、モータ動作電圧Vmの電圧指令値Vm*を生成する。そして、その生成した電圧指令値Vm*に基づいてコンバータ110での昇圧比を決定し、この昇圧比が実現されるようにスイッチング制御信号PWMCを生成する。
Specifically, when the normal travel mode is selected, the
これに対して、燃費優先モードが選択された場合には、ハイブリッドECU15は、モータ動作電圧上限値Vmmaxを、上記所定値V1よりも低い電圧V2に設定する(ステップS03)。なお、この所定値V2は、たとえばバッテリ10からの入力電圧(バッテリ電圧)Vbを下限として、電源装置の最大電圧よりも低い電圧に設定される。これにより、MGECU140は、モータ動作電圧上限値Vmmax(=V2)を上限値として、モータジェネレータMG1,MG2のトルク指令値Tm1*,Tm2*およびモータ回転数に基づいて、モータ動作電圧Vmの電圧指令値Vm*を生成する。そして、その生成した電圧指令値Vm*に基づいてコンバータ110での昇圧比を決定し、この昇圧比が実現されるようにスイッチング制御信号PWMCを生成する。
On the other hand, when the fuel efficiency priority mode is selected, the
このように、燃費優先モードにおいては、コンバータ110から出力されるモータ動作電圧Vmの上限値Vmmaxを制限することにより、コンバータ110で発生する損失を低減することができる。その結果、ハイブリッド車両100のエネルギー効率を向上することが可能となる。
Thus, in the fuel consumption priority mode, the loss generated in
詳細には、コンバータ110での損失は、主に、スイッチング素子Q1,Q2での損失と、リアクトルL1での損失との和となる。いずれも、コンバータ通過電流(すなわちバッテリ電流)が小さいほど、かつモータ動作電圧Vmが低いほど損失が小さくなる。また、リップル電流が増大すると、電流の二乗に依存する損失が増加するので、電圧差|Vm−Vb|がコンバータ110での損失を決めるファクタの1つとなる。すなわち、コンバータ110での損失は、バッテリ電流の二乗に比例した値となり、電圧差|Vm−Vb|の上昇に従って増大する。すなわち、燃費優先モードでは、通常走行モードと比較して、この電圧差が小さくなるため、損失を低減することができる。
Specifically, the loss in
しかしながら、この燃費優先モードにおいては、通常走行モードと比較して、モータ動作電圧Vmが制限される分、同じ要求トルクを出力するのにモータジェネレータMG1,MG2の各相コイルを流れる電流が増大することになる。そのため、モータジェネレータMG1,MG2においては、発熱量の増加によりモータ温度が相対的に高くなる。特に、燃費優先モードの実行中に、運転者による急加減速操作によって負荷が急激に変動した場合には、以下に述べるように、発熱量が過大となるため、モータジェネレータMG1,MG2が過熱される可能性が生じる。 However, in this fuel efficiency priority mode, compared to the normal travel mode, the current flowing through each phase coil of motor generators MG1 and MG2 increases to output the same required torque as motor operating voltage Vm is limited. It will be. Therefore, in motor generators MG1 and MG2, the motor temperature becomes relatively high due to an increase in the amount of heat generation. In particular, when the load suddenly fluctuates due to a rapid acceleration / deceleration operation by the driver during execution of the fuel efficiency priority mode, as described below, the amount of heat generation becomes excessive, so that the motor generators MG1, MG2 are overheated. May occur.
図5は、モータジェネレータMG2のモータ温度TEm2の時間的変化を示す図である。以下では、モータジェネレータMG1,MG2のうち、モータジェネレータMG2が過熱されるケースについて説明する。モータジェネレータMG2が、モータジェネレータMG1よりも相対的に発熱量が大きいことによる。 FIG. 5 is a diagram showing a temporal change in the motor temperature TEm2 of the motor generator MG2. Hereinafter, a case where motor generator MG2 is overheated among motor generators MG1 and MG2 will be described. This is because motor generator MG2 has a relatively larger amount of heat generation than motor generator MG1.
図5を参照して、ラインLN1は通常走行モードを実行しているときのモータジェネレータMG2のモータ温度TEm2を示し、ラインLN2は燃費優先モードを実行しているときのモータ温度TEm2を示す。 Referring to FIG. 5, line LN1 indicates motor temperature TEm2 of motor generator MG2 when the normal travel mode is being executed, and line LN2 indicates motor temperature TEm2 when the fuel efficiency priority mode is being executed.
まず、ハイブリッド車両100は、市街地を低速走行しているものとする。このとき、モータジェネレータMG2の各相コイルには、上述したインバータ112によるフィードバック制御により、トルク指令値Tm2*に応じたモータ電流が通過する。市街地走行では負荷変動が相対的に小さいことから、モータ温度TEm2は、次第に上昇し、時刻t0以降において略一定レベルに収束する。以下では、市街地走行でのモータ温度TEm2の収束値を、市街地飽和温度とも称する。
First, it is assumed that the
このときの市街地飽和温度を通常走行モードと燃費優先モードとの間で比較すると、通常走行モード実行時(温度TE1に相当)よりも燃費優先モード実行時(温度TE2に相当)の方が高いことが分かる。これは、上述したようにモータ動作電圧Vmを制限したことによってモータ電流が増大したことによる。 Comparing the urban saturation temperature at this time between the normal travel mode and the fuel efficiency priority mode, the fuel efficiency priority mode execution (corresponding to the temperature TE2) is higher than the normal travel mode execution (corresponding to the temperature TE1). I understand. This is because the motor current is increased by limiting the motor operating voltage Vm as described above.
ここで、時刻t2において、運転者により急加減速操作が行なわれたものとする。図5では、運転者によりアクセル開度Accが全開位置WOT(Wide Open Throttle)に操作されたものとする。 Here, it is assumed that a rapid acceleration / deceleration operation is performed by the driver at time t2. In FIG. 5, it is assumed that the accelerator opening degree Acc is operated to the fully open position WOT (Wide Open Throttle) by the driver.
この場合、ハイブリッドECU15は、図4の走行制御ルーチンに従って、車両の走行モードを燃費優先モードから通常走行モードに切り替える。さらに、ハイブリッドECU15は、アクセル開度Accおよび車速V等に基づいて、モータジェネレータMG1,MG2へのトルク指令値Tm1*,Tm2*を生成してMGECU140へ出力する。
In this case, the
MGECU140は、トルク指令値Tm1*,Tm2*およびモータ回転数に基づいて電圧指令値Vm*を生成し、出力電圧Vmが電圧指令値Vm*に一致するように入力電圧Vbをモータ動作電圧Vmに昇圧するためのスイッチング制御信号PWMCを生成する。また、MGECU140は、モータジェネレータMG1,MG2が指定されたトルクを出力するようにモータジェネレータMG1,MG2の各相に流すモータ電流を制御する。
The
このときモータジェネレータMG2では、モータ電流の増大に伴なって発熱量が増加する。そのため、図5の例では、モータ温度TEm2が、最終的に、市街地飽和温度TE2に対してΔTだけ上昇し、モータジェネレータMG2のモータ性能が保証される所定の許容温度TEm_limを超えてしまう場合が起こり得る。モータ温度TEm2が所定の許容温度TEm_limを超えることによって、モータジェネレータMG2の出力トルクが低下する。その結果、動力出力装置30(図1)は、車両を駆動するために十分な駆動力を発生させることができず、車両の走行性能を確保することが困難となる。 At this time, in motor generator MG2, the amount of heat generation increases as the motor current increases. Therefore, in the example of FIG. 5, the motor temperature TEm2 may eventually increase by ΔT with respect to the urban saturation temperature TE2, and may exceed a predetermined allowable temperature TEm_lim that guarantees the motor performance of the motor generator MG2. Can happen. When motor temperature TEm2 exceeds predetermined allowable temperature TEm_lim, the output torque of motor generator MG2 decreases. As a result, the power output device 30 (FIG. 1) cannot generate a sufficient driving force for driving the vehicle, and it becomes difficult to ensure the traveling performance of the vehicle.
これに対して、通常走行モードでは、時刻t2以降において、モータ温度TEm2が上昇し、最終的に市街地飽和温度TE1に対してΔTだけ高くなる。しかしながら、市街地飽和温度TE1自体が低いために、モータ温度TEm2は所定の許容温度TEm_limよりも低い温度に抑えられている。 On the other hand, in the normal travel mode, the motor temperature TEm2 increases after the time t2, and finally increases by ΔT with respect to the urban area saturation temperature TE1. However, since the urban area saturation temperature TE1 itself is low, the motor temperature TEm2 is suppressed to a temperature lower than a predetermined allowable temperature TEm_lim.
したがって、燃費走行モード実行時の市街地飽和温度TE2を、通常走行モード実行時の市街地飽和温度TE1と同等レベルにまで下げることができれば、急激な負荷変動が生じた場合においても、モータ温度TEm2が許容温度TEm_limに達するのを抑制することができる。 Therefore, if the urban saturation temperature TE2 at the time of execution of the fuel consumption travel mode can be lowered to a level equivalent to the urban saturation temperature TE1 at the time of execution of the normal travel mode, the motor temperature TEm2 is allowed even if a sudden load fluctuation occurs. Reaching the temperature TEm_lim can be suppressed.
そこで、本実施の形態は、燃費優先モードの実行時には、モータ温度TEm2が所定の基準温度TEm_stdを超えたことに応じて、モータジェネレータMG2のトルク指令値Tm2*を、アクセル開度Accおよび車速Vに基づいて算出したトルク指令値よりも低減するように補正する構成とする。 Therefore, in the present embodiment, when the fuel efficiency priority mode is executed, the torque command value Tm2 * of the motor generator MG2 is set to the accelerator opening Acc and the vehicle speed V in response to the motor temperature TEm2 exceeding the predetermined reference temperature TEm_std. It is set as the structure corrected so that it may reduce rather than the torque command value calculated based on this.
具体的には、補正後のトルク指令値Tm2*dは、式(1)に従って、アクセル開度Accおよび車速Vに基づいて算出したトルク指令値Tm2*に対して、所定の補正係数kを乗算することにより導出される。なお、所定の補正係数kは、通常走行モードおよび燃費優先モードの間でのモータ動作電圧上限値Vmmaxの比(=V2/V1)に設定されている。 Specifically, the corrected torque command value Tm2 * d is multiplied by a predetermined correction coefficient k to the torque command value Tm2 * calculated based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V according to the equation (1). To be derived. The predetermined correction coefficient k is set to a ratio (= V2 / V1) of the motor operating voltage upper limit value Vmmax between the normal travel mode and the fuel efficiency priority mode.
Tm2*d=Tm2*×k=Tm2*×(V2/V1) (1)
これにより、燃費優先モードの実行中にモータジェネレータMG2の各相に流れるモータ電流は、補正係数kに従って減少し、通常走行モードの実行中のモータ電流と略等しい値となる。その結果、燃費走行モード実行時におけるモータジェネレータMG2の発熱量は、実質的に、通常走行モード実行時の発熱量と略同じレベルに維持される。
Tm2 * d = Tm2 * × k = Tm2 * × (V2 / V1) (1)
Thus, the motor current flowing in each phase of motor generator MG2 during execution of the fuel efficiency priority mode decreases according to the correction coefficient k, and becomes substantially equal to the motor current during execution of the normal travel mode. As a result, the heat generation amount of motor generator MG2 when executing the fuel consumption travel mode is substantially maintained at substantially the same level as the heat generation amount when executing normal travel mode.
その一方で、単にトルク指令値Tm2*を低減するのみでは、車両に要求される駆動力を確保できない可能性がある。そのため、本実施の形態では、要求トルクに対するトルク指令値Tm2*の減少分を、エンジン4から動力分割機構PSDを介してリングギヤ52に機械的に直接伝達されるトルクである、直達トルクで補償することによって、車両全体での駆動力不足を回避する構成とする。
On the other hand, simply reducing the torque command value Tm2 * may not ensure the driving force required for the vehicle. Therefore, in the present embodiment, the decrease in torque command value Tm2 * with respect to the required torque is compensated with direct torque, which is the torque that is mechanically directly transmitted from engine 4 to ring
すなわち、本実施の形態に従うエンジンおよびモータジェネレータの運転制御は、燃費優先モードの実行時に、モータジェネレータMG2のモータ温度TEm2が所定の基準温度TEm_stdに超えたことに応じて、モータジェネレータMG2およびエンジン4がそれぞれ出力するトルクの分担比率を、モータジェネレータMG2の出力トルクが小さくなるように変更するものである。以下では、このような制御を「MG2トルク分担比率低減制御」とも称する。 That is, in the operation control of the engine and the motor generator according to the present embodiment, the motor generator MG2 and the engine 4 are controlled according to the motor temperature TEm2 of the motor generator MG2 exceeding the predetermined reference temperature TEm_std when the fuel efficiency priority mode is executed. Are changed so that the output torque of the motor generator MG2 is reduced. Hereinafter, such control is also referred to as “MG2 torque sharing ratio reduction control”.
図6は、MG2トルク分担比率低減制御を行なった場合のモータ温度TEm2の時間的変化を示す図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating a temporal change in the motor temperature TEm2 when the MG2 torque sharing ratio reduction control is performed.
図6を参照して、ハイブリッド車両100が市街地走行を行なっているときには、モータ温度TEm2は、次第に上昇する。このモータ温度TEm2は、温度センサ124(図2)により検出されてハイブリッドECU15へ入力される。
Referring to FIG. 6, when
ハイブリッドECU15は、温度センサ124からのモータ温度TEm2が所定の基準温度TEm_stdを超えているか否かを判定する。なお、所定の基準温度TEm_stdは、たとえば、通常走行モード実行時の市街地飽和温度TE1に設定される。そして、時刻t1において、モータ温度TEm2が所定の基準温度TEm_stdを超えると、ハイブリッドECU15は、上述したMG2トルク分担比率低減制御を開始する。このとき、ハイブリッドECU15は、上記式(1)に従い、モータジェネレータMG2のトルク指令値Tm2*を補正する。
The
その結果、時刻t1以降においては、モータジェネレータMG2の発熱量が、通常走行モード時の発熱量と略同じとなることから、モータ温度TEm2は、通常走行モード実行時の市街地飽和温度TE1に収束する。したがって、時刻t2において、運転者によりアクセル開度Accが全開位置WOTに操作された場合においても、モータ温度TEm2は、所定の許容温度TEm_limを超えるのを防止することが可能となる。 As a result, after time t1, the heat generation amount of motor generator MG2 becomes substantially the same as the heat generation amount in the normal travel mode, so that motor temperature TEm2 converges to urban area saturation temperature TE1 in the normal travel mode execution. . Therefore, even when the accelerator opening degree Acc is operated to the fully open position WOT at the time t2, the motor temperature TEm2 can be prevented from exceeding the predetermined allowable temperature TEm_lim.
(MG2トルク分担比率低減制御)
以下に、本実施の形態に従うMG2トルク分担比率低減制御について詳細に説明する。
(MG2 torque sharing ratio reduction control)
Hereinafter, MG2 torque sharing ratio reduction control according to the present embodiment will be described in detail.
図7は、動力分割機構PSDの各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図である。縦軸は各回転軸の回転数を示し、横軸は各ギヤのギヤ比を距離的な関係で示している。 FIG. 7 is a collinear diagram showing the dynamic relationship between the rotational speed and torque of each rotary element of the power split mechanism PSD. The vertical axis represents the number of rotations of each rotary shaft, and the horizontal axis represents the gear ratio of each gear in a distance relationship.
図7を参照して、S軸はサンギヤ51の回転数を示し、C軸はクランクシャフト50の回転数を示し、R軸はリングギヤ52の回転数Nrを示す。
Referring to FIG. 7, the S axis indicates the rotation speed of
R軸上には、駆動軸に連結されたリングギヤ52に出力すべき要求トルクTr*が示される。要求トルクTr*は、ハイブリッドECU15により、入力されたアクセル開度Accおよび車速Vに基づいて設定される。
On the R axis, a required torque Tr * to be output to the
詳細には、ハイブリッドECU15は、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM(Read Only Memory)に記憶しておき、アクセル開度Accおよび車速Vが与えられると、記憶しているマップから対応する要求トルクTr*を導出して設定する。
Specifically, the
さらに、ハイブリッドECU15は、要求トルクTr*に基づいてエンジン4から出力すべき要求パワーPe*を設定すると、その設定した要求パワーPe*とエンジン4を効率良く運転させる動作ライン(最適燃費ライン)とに基づいてエンジン4の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する。
Further, when the
ここで、上述したように、サンギヤ51の回転数はモータジェネレータMG1の回転数Nm1であり、クランクシャフト50の回転数はエンジンの回転数Neであることから、モータジェネレータMG1の目標回転数Nm1*は、リングギヤの回転数Nrとエンジンの目標回転数Ne*と動力分割機構PSDのギヤ比ρとに基づいて、式(2)により計算することができる。
Here, as described above, the rotational speed of the
Nm1*=(Ne*・(1+ρ)−Nr)/ρ (2)
したがって、モータジェネレータMG1が目標回転数Nm1*で回転するようにトルク指令値Tm1*を設定してモータジェネレータMG1を駆動制御することにより、エンジン4を目標回転数Ne*で回転させることができる。
Nm1 * = (Ne * · (1 + ρ) −Nr) / ρ (2)
Therefore, the engine 4 can be rotated at the target rotational speed Ne * by setting the torque command value Tm1 * so that the motor generator MG1 rotates at the target rotational speed Nm1 * and drivingly controlling the motor generator MG1.
このとき、図6のR軸上には、モータジェネレータMG2から出力すべきトルクであるトルク指令値Tm2*がリングギヤ52に作用するトルクに加えて、モータジェネレータMG1で反力を受け持ちながらエンジン4を目標回転数Ne*および目標トルクTe*で運転ポイントで運転させたときにエンジン4から出力されるトルクTe*がリングギヤ52に伝達されるトルクTer(=−Tm1*/ρ)が示される。以下、これを直達トルクTerとも称する。
At this time, on the R axis in FIG. 6, the torque command value Tm2 *, which is the torque to be output from the motor generator MG2, is added to the torque acting on the
本実施の形態に従うMG2トルク分担比率低減制御は、図7で示した力学的な関係において、モータジェネレータMG2のトルク指令値Tm2*を低減させる一方で、その減少分を直達トルクTerで補償するものである。 MG2 torque sharing ratio reduction control according to the present embodiment reduces torque command value Tm2 * of motor generator MG2 in the dynamic relationship shown in FIG. 7, and compensates the decrease with direct torque Ter. It is.
ここで、トルク指令値Tm2*の減少分を直達トルクTerで補償しようとすると、エンジン4の目標運転ポイントを再設定する必要が生じる場合がある。図8は、エンジン4の動作ラインの一例および目標運転ポイントを設定する様子を示す図である。 Here, if an attempt is made to compensate the decrease in the torque command value Tm2 * with the direct torque Ter, it may be necessary to reset the target operating point of the engine 4. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an operation line of the engine 4 and a state in which a target operation point is set.
図8を参照して、目標回転数Ne*および目標トルクTe*は、図示するように、エンジン4を効率良く動作させるための動作ライン(最適燃費ライン)と要求パワーPe*(=Ne*×Te*)が一定の曲線との交点(図中点P1に相当)により求めることができる。 Referring to FIG. 8, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * are calculated as follows: an operation line (optimum fuel consumption line) for efficiently operating the engine 4 and a required power Pe * (= Ne **). Te *) can be obtained from the intersection (corresponding to point P1 in the figure) with a constant curve.
これに対して、MG2トルク分担比率低減制御においては、補正後のトルク指令値Tm2*dとエンジン4からの直達トルクTerとの和が要求トルクTr*に等しくなるように、目標運転ポイント(点P1)における目標回転数Ne*および目標トルクTe*とは異なる回転数およびトルク(図中点P2に相当)を目標回転数Ne*および目標トルクTe*として再設定する。これにより、エンジン4は、目標運転ポイントから回転数およびトルクを変更した変更運転ポイントで運転されることになる。 In contrast, in the MG2 torque sharing ratio reduction control, the target operating point (point) is set so that the sum of the corrected torque command value Tm2 * d and the direct torque Tor from the engine 4 is equal to the required torque Tr *. The rotation speed and torque (corresponding to the point P2 in the figure) different from the target rotation speed Ne * and the target torque Te * in P1) are reset as the target rotation speed Ne * and the target torque Te *. As a result, the engine 4 is operated at the changed operation point in which the rotation speed and the torque are changed from the target operation point.
なお、エンジン4の運転ポイントを目標運転ポイントから変更することによってモータジェネレータMG2のトルク指令値Tm2*の減少分を補償することができても、エンジン4の効率が低下することで、却ってハイブリッド車両100の燃費を悪化させてしまう可能性がある。したがって、変更運転ポイントは、エンジン4の効率低下分と燃費優先モードによる効率上昇分とを比較考量した上で、燃費向上が見込める範囲内で設定する必要がある。 Note that even if the decrease in the torque command value Tm2 * of the motor generator MG2 can be compensated by changing the operation point of the engine 4 from the target operation point, the efficiency of the engine 4 is reduced, so that the hybrid vehicle There is a possibility of deteriorating the fuel consumption of 100. Therefore, the changed operation point needs to be set within a range where improvement in fuel efficiency can be expected after comparing the efficiency decrease of the engine 4 and the efficiency increase due to the fuel efficiency priority mode.
以上の処理は、図9および図10に示すような処理フローにまとめることができる。
(フローチャート)
図9および図10は、この発明の実施の形態に従うハイブリッドECU15により実行される駆動制御ルーチンを説明するフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。
The above processing can be summarized in a processing flow as shown in FIGS.
(flowchart)
9 and 10 are a flowchart illustrating a drive control routine executed by
図9を参照して、駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッドECU15は、各種センサ出力17としてのアクセルペダル35(図1)の踏込み量に対応するアクセル開度Acc、車速V、エンジン4の回転数NeおよびモータジェネレータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2と、図4の走行制御ルーチンで設定されたモータ動作電圧上限値Vmmaxとを含む制御に必要なデータを入力する処理を行なう(ステップS11)。なお、エンジン4の回転数Neは、クランクシャフト50(図3)に取り付けられた回転数センサにより検出されたものが入力される。また、モータジェネレータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、モータジェネレータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置センサからの入力信号に基づいて計算されたものが、MGECU140により入力される。
Referring to FIG. 9, when the drive control routine is executed, the
こうしてデータを入力すると、ハイブリッドECU15は、入力したアクセル開度Accおよび車速Vとに基づいて、駆動軸としてのリングギヤ52に出力すべき要求トルクTr*とエンジン4から出力すべき要求パワーPe*とを設定する(ステップS12)。このとき、要求トルクTr*は、上述したようにROMに記憶している要求トルク設定用マップからアクセル開度Accおよび車速Vに対応する要求トルクTr*を導出して設定される。また、要求パワーPe*は、要求トルクTr*にリングギヤ52の回転数Nrを乗じたものと損失Lossとの和により演算されたものが設定される。
When the data is thus input, the
次に、要求パワーPe*を設定すると、ハイブリッドECU15は、設定した要求パワーPe*とエンジン4を効率良く動作させるための動作ライン(図8)とに基づいて、エンジン4の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する(ステップS13)。
Next, when the required power Pe * is set, the
さらに、ハイブリッドECU15は、ステップS13で設定した目標回転数Ne*と、リングギヤ52の回転数Nrおよび動力分割機構PSDのギヤ比ρとを用いて、上記式(2)により、モータジェネレータMG1の目標回転数Nm1*を設定する。また、ハイブリッドECU15は、その設定した目標回転数Nm1*と現在の回転数Nm1とに基づいて、次式(3)により、モータジェネレータMG1のトルク指令値Tm1*を設定する(ステップS14)。ここで、式(3)は、モータジェネレータMG1を目標回転数Nm1*で回転させるためのフィードバック制御における関係式である。
Further, the
Tm1*=前回Tm1*+PID(Nm1*,Nm1) (3)
次に、ハイブリッドECU15は、モータジェネレータMG1の目標回転数Nm1*およびトルク指令値Tm1*と、要求トルクTr*と、動力分割機構PSDのギヤ比ρと、減速機RDのギヤ比Grとに基づいて、次式(4)により、要求トルクTr*をリングギヤ52に作用させるためにモータジェネレータMG2から出力すべきトルクとしてのトルク指令値Tm2*を設定する(ステップS15)。
Tm1 * = previous Tm1 * + PID (Nm1 *, Nm1) (3)
Next,
Tm2*=(Tr*+Tm1*/ρ)Gr (4)
こうしてエンジン4の目標回転数Ne*および目標トルクTe*とモータジェネレータMG1,MG2のトルク指令値Tm1*とを設定すると、ハイブリッドECU15は、モータジェネレータMG2に取り付けられた温度センサ124(図2)により検出されたモータ温度TEm2を入力する(ステップS16)。
Tm2 * = (Tr * + Tm1 * / ρ) Gr (4)
When the target rotational speed Ne * and target torque Te * of engine 4 and torque command value Tm1 * of motor generators MG1 and MG2 are set in this way,
次に、ハイブリッドECU15は、モータ動作電圧上限値Vmmaxが所定値V2であるか否かを判定する(ステップS17)。モータ動作電圧上限値Vmmaxが所定値V2でない場合(ステップS17においてNOの場合)には、ハイブリッドECU15は、車両の走行モードが通常走行モードであると判断する。この場合、ハイブリッドECU15は、後述するMG2トルク分担比率低減制御の実行が不要であると判断し、設定したエンジン4の目標回転数Ne*および目標トルクTe*をエンジンECUに送信する。さらに、ハイブリッドECU15は、モータジェネレータMG1,MG2のトルク指令値Tm1*,Tm2*をMGECU14に送信して、駆動制御ルーチンを終了する(ステップS20)。
Next, the
これにより、目標回転数Ne*および目標トルクTe*を受信したエンジンECUは、エンジン4が目標回転数Ne*および目標トルクTe*によって示される運転ポイントで運転されるように、エンジン4における燃料噴射制御および点火制御などを行なう。 Accordingly, the engine ECU that has received the target rotational speed Ne * and the target torque Te * performs fuel injection in the engine 4 so that the engine 4 is operated at the operating point indicated by the target rotational speed Ne * and the target torque Te *. Control and ignition control are performed.
また、トルク指令値Tm1*,Tm2*を受信したMGECU140は、トルク指令値Tm1*,Tm2*に従ってモータジェネレータMG1,MG2が駆動されるようにインバータ112,114の各々を構成するスイッチング素子Q3〜Q8のスイッチング制御を行なう。このとき、MGECU140は、モータ動作電圧上限値Vmmax(=V1)を上限値として、トルク指令値Tm1*,Tm2*およびモータ回転数Nm1,Nm2に基づいて、モータ動作電圧Vmの電圧指令値Vm*を生成し、その生成した電圧指令値Vm*に従ってコンバータ110のスイッチング素子Q1,Q2のスイッチング制御を行なう。
Further,
これに対して、ステップS17において、モータ動作電圧上限値Vmmaxが所定値V2である場合(ステップS17においてYESの場合)には、ハイブリッドECU15は、車両の走行モードが燃費重視モードであると判断し、続けて、モータ温度TEm2が所定の基準温度TEm_stdよりも高いか否かを判定する(ステップS18)。モータ温度TEm2が所定の基準温度TEm_std以下である場合(ステップS18においてNOの場合)には、ハイブリッドECU15は、処理をステップS20へ進める。
On the other hand, when the motor operating voltage upper limit value Vmmax is the predetermined value V2 in step S17 (YES in step S17), the
これに対して、モータ温度TEm12が所定の基準温度TEm_stdよりも高い場合(ステップS18においてYESの場合)には、ハイブリッドECU15は、図10に示す処理フローに従ってMG2トルク分担比率低減制御を実行し(ステップS19)、駆動制御ルーチンを終了する。
On the other hand, when motor temperature TEm12 is higher than predetermined reference temperature TEm_std (YES in step S18),
図10のMG2トルク分担比率低減制御ルーチンでは、ハイブリッドECU15は、図9のステップS15で設定したモータジェネレータMG2のトルク指令値Tm2*に、所定の補正係数k(=V2/V1)を乗じることにより、トルク指令値Tm2*を補正する(ステップS21)。
In the MG2 torque sharing ratio reduction control routine of FIG. 10, the
次に、ハイブリッドECU15は、直達トルクTerが、補正前のトルク指令値Tm2*と補正後のトルク指令値Tm2*dとの差分(=Tm2*×(1−V2/V1))に等しいトルクだけ増加するように、エンジン4の運転ポイントおよびモータジェネレータMG1のトルク指令値Tm1*を調整する(ステップS22)。このとき、ハイブリッドECU15は、エンジン4の運転ポイントを目標運転ポイントから変更することによって生じる効率低下分と、燃費優先モードの実行による効率上昇分とを比較した上で、燃費向上が見込める範囲内でエンジン4の運転ポイントおよびモータジェネレータMG1のトルク指令値Tm1*を調整する。
Next, the
そして、ハイブリッドECU15は、調整後のエンジン4の運転ポイントおよびモータジェネレータMG1のトルク指令値Tm1*によってリングギヤ52に伝達される直達トルクTerと、補正後のトルク指令値Tm2*dとの和が、要求トルクTr*を下回るか否かを判定する(ステップS23)。直達トルクTerと補正後のトルク指令値Tm2*dとの和が要求トルクTr*を下回る場合(ステップS23においてYESの場合)には、ハイブリッドECU15は、燃費優先モードの実行を中断し、モータ動作電圧上限値Vmmax(=V2)を所定値V1に変更する(ステップS24)。
Then, the
これに対して、直達トルクTerと補正後のトルク指令値Tm2*dとの和が要求トルクTr*以上となる場合(ステップS23においてNOの場合)には、ハイブリッドECU15は、調整後のエンジン4の目標回転数Ne*および目標トルクTe*をエンジンECUに送信する。さらに、ハイブリッドECU15は、調整後のモータジェネレータMG1のトルク指令値Tm1*および補正後のモータジェネレータMG2のトルク指令値Tm2*dをMGECU14に送信して、駆動制御ルーチンを終了する(ステップS20)。
On the other hand, when the sum of the direct torque Ter and the corrected torque command value Tm2 * d is equal to or greater than the required torque Tr * (NO in step S23), the
なお、ハイブリッドECU15によるエンジンおよびモータジェネレータの駆動制御は、実際には、CPU(Central Processing Unit)によって実行され、CPUは、図9および図10に示す各ステップを備えるプログラムをROMから読出し、図9および図10に示す各ステップを実行してエンジンおよびモータジェネレータを駆動制御する。
The drive control of the engine and the motor generator by the
したがって、ROMは、エンジンおよびモータジェネレータの駆動制御をコンピュータCPUに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ(CPU)読取り可能な記録媒体に相当する。 Therefore, the ROM corresponds to a computer (CPU) readable recording medium in which a program for causing the computer CPU to execute drive control of the engine and the motor generator is recorded.
以上のように、この発明の実施の形態によれば、燃費優先モードの実行時においては、モータジェネレータの過熱を防止しながら、車両の走行に必要な駆動力を発生させることができる。その結果、車両の走行性能を低下させることなく、燃費を向上させることができる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, when the fuel efficiency priority mode is executed, it is possible to generate a driving force necessary for traveling of the vehicle while preventing overheating of the motor generator. As a result, fuel consumption can be improved without degrading the running performance of the vehicle.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
この発明は、ハイブリッド車両に搭載された電源装置に適用することができる。 The present invention can be applied to a power supply device mounted on a hybrid vehicle.
4 エンジン、10 バッテリ、15 ハイブリッドECU、17 各種センサ出力、30 動力出力装置、31,36 ステータ、32,37 ロータ、33,38 ステータコア、34,39 三相コイル、35 アクセルペダル、50 クランクシャフト、50L,50R 前輪、51,62 サンギヤ、52,68 リングギヤ、53,64 ピニオンギヤ、54,66 プラネタリキャリヤ、60L,60R 後輪、70 カウンタドライブギヤ、70L,70R フロントシート、80 リアシート、100 ハイブリッド車両、101,103 電源ライン、102 アースライン、110 コンバータ、112,114 インバータ、115 U相アーム、116 V相アーム、117 W相アーム、122 電圧センサ、124 温度センサ、C2 平滑コンデンサ、D1〜D8 逆並列ダイオード、DG ディファレンシャルギヤ、L1 リアクトル、MG1,MG2 モータジェネレータ、Q1〜Q8 スイッチング素子、RD 減速機、RG 動力伝達減速ギヤ、SMR1,SMR2 システムメインリレー。 4 Engine, 10 Battery, 15 Hybrid ECU, 17 Various sensor outputs, 30 Power output device, 31, 36 Stator, 32, 37 Rotor, 33, 38 Stator core, 34, 39 Three-phase coil, 35 Accelerator pedal, 50 Crankshaft, 50L, 50R Front wheel, 51, 62 Sun gear, 52, 68 Ring gear, 53, 64 Pinion gear, 54, 66 Planetary carrier, 60L, 60R Rear wheel, 70 Counter drive gear, 70L, 70R Front seat, 80 Rear seat, 100 Hybrid vehicle, 101, 103 Power line, 102 Ground line, 110 Converter, 112, 114 Inverter, 115 U-phase arm, 116 V-phase arm, 117 W-phase arm, 122 Voltage sensor, 124 Temperature sensor, Second smoothing capacitor, D1 to D8 antiparallel diodes, DG differential gear, L1 reactor, MG1, MG2 motor generator, Q1 to Q8 switching element, RD reduction gear, RG transmission reduction gear, SMR1, SMR2 system main relay.
Claims (10)
前記ハイブリッド車両は、
電源と、
前記電源からの直流電圧を電圧指令値に従った電圧に昇圧して出力するコンバータと、
前記コンバータの出力電圧を、駆動力指令値に従って前記モータの駆動電圧に変換するモータ駆動回路とを含み、
前記制御装置は、
前記駆動軸に車両の要求駆動力が出力されるように、前記内燃機関および前記モータの発生する駆動力の分担比率を決定し、その決定した前記分担比率に従って前記駆動力指令値を設定する分担比率制御手段と、
第1の電圧を上限値として前記駆動力指令値に応じて前記電圧指令値を設定するとともに、前記駆動力指令値および前記コンバータの出力電圧に基づいて前記モータに流れる電流を制御する第1のモータ制御手段と、
前記第1の電圧よりも低い第2の電圧を上限値として前記駆動力指令値に応じて前記電圧指令値を設定するとともに、前記駆動力指令値および前記電圧変換器の出力電圧に基づいて前記モータに流れる電流を制御する第2のモータ制御手段と、
前記車両の運転状態に応じて、前記第1および第2のモータ制御手段を選択的に実行するための選択手段とを備え、
前記分担比率制御手段は、
前記モータの温度を取得するモータ温度取得手段と、
前記第2のモータ制御手段の実行中に、前記モータの温度が所定の基準温度を超えた場合には、前記モータの発生する駆動力が小さくなるように、決定した前記分担比率を変更する分担比率変更手段とを含む、ハイブリッド車両の制御装置。 A control device for a hybrid vehicle that outputs power to a drive shaft as an internal combustion engine, a motor, and a power source,
The hybrid vehicle
Power supply,
A converter that boosts and outputs a DC voltage from the power source to a voltage according to a voltage command value;
A motor drive circuit that converts the output voltage of the converter into a drive voltage of the motor according to a drive force command value;
The control device includes:
A sharing ratio in which a driving force sharing ratio generated by the internal combustion engine and the motor is determined so that a required driving force of the vehicle is output to the driving shaft, and the driving force command value is set according to the determined sharing ratio. A ratio control means;
The voltage command value is set according to the driving force command value with the first voltage as an upper limit value, and the current flowing through the motor is controlled based on the driving force command value and the output voltage of the converter. Motor control means;
The voltage command value is set according to the driving force command value with a second voltage lower than the first voltage as an upper limit value, and based on the driving force command value and the output voltage of the voltage converter, Second motor control means for controlling the current flowing through the motor;
Selecting means for selectively executing the first and second motor control means according to the driving state of the vehicle;
The sharing ratio control means includes
Motor temperature acquisition means for acquiring the temperature of the motor;
If the temperature of the motor exceeds a predetermined reference temperature during the execution of the second motor control means, the determined sharing ratio is changed so that the driving force generated by the motor is reduced. A control device for a hybrid vehicle, including ratio changing means.
前記内燃機関からの動力を受ける入力軸、前記モータの回転軸および前記駆動軸を機械的に結合するとともに、前記内燃機関からの動力を前記モータおよび前記駆動軸に機械的に分配するように構成された動力分割機構をさらに含み、
前記分担比率変更手段は、
補正後の前記駆動力指令値に従って前記モータが発生する駆動力と、前記内燃機関から前記動力分割機構を介して前記駆動軸に伝達される駆動力である直達駆動力とにより、前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に作用するように前記内燃機関を制御する分担比率変更時制御手段をさらに含む、請求項2に記載のハイブリッド車両の制御装置。 The hybrid vehicle
An input shaft that receives power from the internal combustion engine, a rotation shaft of the motor, and the drive shaft are mechanically coupled, and the power from the internal combustion engine is mechanically distributed to the motor and the drive shaft. A power split mechanism,
The sharing ratio changing means is
According to the corrected driving force command value, the required driving force is generated by the driving force generated by the motor and the direct driving force that is a driving force transmitted from the internal combustion engine to the drive shaft via the power split mechanism. The hybrid vehicle control device according to claim 2, further comprising a sharing ratio change-time control means for controlling the internal combustion engine so that a driving force based on the driving force acts on the drive shaft.
前記ハイブリッド車両は、
電源と、
前記電源からの直流電圧を電圧指令値に従った電圧に昇圧して出力するコンバータと、
前記コンバータの出力電圧を、駆動力指令値に従って前記モータの駆動電圧に変換するモータ駆動回路とを含み、
前記制御方法は、
前記駆動軸に車両の要求駆動力が出力されるように、前記内燃機関および前記モータの発生する駆動力の分担比率を決定し、その決定した前記分担比率に従って前記駆動力指令値を設定するステップと、
前記車両の運転状態に応じて、第1の電圧および前記第1の電圧よりも低い第2の電圧のいずれか一方を上限値として前記駆動力指令値に応じて前記電圧指令値を設定するとともに、前記駆動力指令値および前記コンバータの出力電圧に基づいて前記モータに流れる電流を制御するステップとを備え、
前記分担比率に従って前記駆動力指令値を設定するステップは、
前記モータの温度を取得するステップと、
前記第2の電圧を上限値として前記電圧指令値を設定するとともに、前記駆動力指令値および前記コンバータの出力電圧に基づいて前記モータに流れる電流を制御しているときに、前記モータの温度が所定の基準温度を超えた場合には、前記モータの発生する駆動力が小さくなるように、決定した前記分担比率を変更するステップとを含む、ハイブリッド車両の制御方法。 A control method for a hybrid vehicle that outputs power to a drive shaft as an internal combustion engine, a motor, and a power source,
The hybrid vehicle
Power supply,
A converter that boosts and outputs a DC voltage from the power source to a voltage according to a voltage command value;
A motor drive circuit that converts the output voltage of the converter into a drive voltage of the motor according to a drive force command value;
The control method is:
Determining a sharing ratio of driving forces generated by the internal combustion engine and the motor so that a required driving force of the vehicle is output to the driving shaft, and setting the driving force command value according to the determined sharing ratio When,
According to the driving state of the vehicle, the voltage command value is set according to the driving force command value with either one of the first voltage and the second voltage lower than the first voltage as an upper limit value. And a step of controlling a current flowing through the motor based on the driving force command value and an output voltage of the converter,
The step of setting the driving force command value according to the sharing ratio,
Obtaining a temperature of the motor;
While setting the voltage command value with the second voltage as an upper limit, and controlling the current flowing to the motor based on the driving force command value and the output voltage of the converter, the temperature of the motor is And a step of changing the determined sharing ratio so that the driving force generated by the motor is reduced when a predetermined reference temperature is exceeded.
前記内燃機関からの動力を受ける入力軸、前記モータの回転軸および前記駆動軸を機械的に結合するとともに、前記内燃機関からの動力を前記モータおよび前記駆動軸に機械的に分配するように構成された動力分割機構をさらに含み、
前記分担比率を変更するステップは、
補正後の前記駆動力指令値に従って前記モータが発生する駆動力と、前記内燃機関から前記動力分割機構を介して前記駆動軸に伝達される駆動力である直達駆動力とにより、前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に作用するように前記内燃機関を制御するステップをさらに含む、請求項7に記載のハイブリッド車両の制御方法。 The hybrid vehicle
An input shaft that receives power from the internal combustion engine, a rotation shaft of the motor, and the drive shaft are mechanically coupled, and the power from the internal combustion engine is mechanically distributed to the motor and the drive shaft. A power split mechanism,
The step of changing the sharing ratio includes:
According to the corrected driving force command value, the required driving force is generated by the driving force generated by the motor and the direct driving force that is a driving force transmitted from the internal combustion engine to the drive shaft via the power split mechanism. The hybrid vehicle control method according to claim 7, further comprising the step of controlling the internal combustion engine such that a driving force based on the control force acts on the drive shaft.
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