CN108528435B - 混合动力汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种混合动力汽车,具备:能够向驱动轮输出动力的发动机;能够向驱动轮输出动力并伴随着旋转而产生反电动势的电动机;对电动机进行驱动的变换器;及经由电力线而与变换器连接的蓄电装置,在伴随着变换器的栅极切断和发动机的运转而行驶之际断开油门时,将变换器三相接通。
Description
技术领域
本发明涉及混合动力汽车。
背景技术
以往,作为这种混合动力汽车,提出了如下的结构,具备:发动机;第一电动机;将发动机、第一电动机、连结于驱动轮的输出部件与行星轮架、太阳轮、齿圈连接的行星齿轮机构;与输出部件连接的第二电动机;对第一电动机及第二电动机进行驱动的变换器;及经由电力线而与变换器连接的蓄电池(例如,参照日本特开2013-203116)。在该混合动力汽车中,在伴随着变换器的栅极切断和发动机的运转而行驶之际接通油门时,基于变换器的直流侧电压、输出部件的旋转速度、油门操作量,对发动机进行控制,以使伴随着第一电动机的旋转而产生的反电动势高于变换器的直流侧电压。通过这样的控制,调节基于第一电动机的反电动势的制动转矩,并调节该制动转矩的反力转矩(使输出部件产生的驱动转矩)。
在上述的混合动力汽车中,在伴随着变换器的栅极切断和发动机的运转而行驶之际断开油门时,变换器的栅极切断继续,在第二电动机的反电动势为变换器的直流侧电压以下时等,会产生无法充分确保车辆的制动力的情况。
发明内容
因此,鉴于上述的课题,提供一种在伴随着变换器的栅极切断和发动机的运转而行驶之际断开油门时确保车辆的制动力的混合动力汽车。
根据本发明的一观点,提供一种具备发动机、电动机、变换器、蓄电装置及电子控制单元的混合动力汽车。该发动机构成为向驱动轮输出动力。该电动机构成为向所述驱动轮输出动力,并伴随着旋转而产生反电动势。该变换器构成为对所述电动机进行驱动。蓄电装置经由电力线而与所述变换器连接。该电子控制单元如下构成。即:(i)对所述发动机及所述变换器进行控制,并且,(ii)在伴随着所述变换器的栅极切断和所述发动机的运转而行驶之际断开油门时,将所述变换器三相接通。
在此,可以是,所述混合动力汽车具有多个所述变换器,所述变换器具备具有上支路及下支路的多个开关元件,并且,所述电子控制单元构成为,在所述三相接通时,将所述上支路全部接通或者将所述下支路全部接通。
如上所述,根据混合动力汽车,在伴随着变换器的栅极切断和发动机的运转而行驶之际断开油门时,将变换器三相接通。在此,“三相接通”是指将变换器的多个开关元件中的上支路全部接通或者将下支路全部接通,因此当将变换器三相接通时,在电动机产生拖曳转矩,因此能够确保车辆的制动力。
在这样的本发明的混合动力汽车中,所述电子控制单元可以如下构成。即:(i)在伴随着所述变换器的栅极切断和所述发动机的运转而行驶之际断开油门时,若所述电动机的反电动势为所述变换器的直流侧电压以下,则将所述变换器三相接通,并且,(ii)在伴随着所述变换器的栅极切断和所述发动机的运转而行驶之际断开油门时,若所述电动机的反电动势高于所述变换器的直流侧电压,则不将所述变换器三相接通。
如上所述,根据混合动力汽车,在电动机的反电动势为变换器的直流侧电压以下时,将变换器三相接通,由此通过电动机的拖曳转矩能够确保车辆的制动力。而且,在电动机的反电动势高于变换器的直流侧电压时,如果不将变换器三相接通(将变换器栅极切断),则通过基于电动机的反电动势的再生转矩能够确保车辆的制动力。
另外,在所述混合动力汽车中,所述电子控制单元可以如下构成。即:(i)在伴随着所述变换器的栅极切断和所述发动机的运转而行驶之际断开油门时,若车速为预定范围内,则将所述变换器三相接通,并且,(ii)在伴随着所述变换器的栅极切断和所述发动机的运转而行驶之际断开油门时,若车速为所述预定范围外,则不将所述变换器三相接通。
如上所述,根据混合动力汽车,根据车速能够选择是将变换器三相接通还是不将变换器三相接通(将变换器栅极切断)。在此,“预定范围”的上限可以是为了不使用电动机的反电动势、变换器的直流侧电压来推定电动机的反电动势与变换器的直流侧电压的大小关系而使用的阈值(边界)。“预定范围”的下限可以是为了判定车辆是否要求确保一定程度大的制动力而使用的阈值(边界)。
此外,所述混合动力汽车可以还具备发电机、行星齿轮组及发电机用变换器。该行星齿轮组可以将三个旋转要素连接于所述发电机的轴、所述发动机的轴、与所述驱动轮连结的驱动轴这三个轴上,使得所述发电机、所述发动机、所述驱动轴在列线图中按照所述发电机、所述发动机、所述驱动轴的顺序进行排列。该发电机用变换器可以构成为对所述发电机进行驱动并经由所述电力线而与所述蓄电装置连接。并且,在所述混合动力汽车中,所述电动机可以与所述驱动轴连接。所述电子控制单元可以如下构成。即:(i)在伴随着所述变换器及所述发电机用变换器的栅极切断和所述发动机的运转而行驶之际接通油门时,对所述发动机进行控制,以使所述发电机的反电动势高于所述变换器及所述发电机用变换器的直流侧电压而从所述发电机经由所述行星齿轮组向所述驱动轴输出转矩,并且,(ii)在伴随着所述变换器及所述发电机用变换器的栅极切断和所述发动机的运转而行驶之际断开油门时,对所述发动机进行控制,以使所述发电机的反电动势成为所述变换器及所述发电机用变换器的直流侧电压以下。
如上所述,根据混合动力汽车,在油门断开时,能够避免在发电机产生基于反电动势的再生转矩,并避免向驱动轴输出基于再生转矩的转矩(驱动转矩)。
附图说明
前述及后述的本发明的特征及优点通过下面的具体实施方式的说明并参照附图而明确,其中,相同的附图标记表示相同的部件。
图1是表示作为本发明的一实施方式的混合动力汽车的结构的概略的结构图。
图2是表示图1所示的包含第一电动机和第二电动机的电机驱动系统的结构的概略的结构图。
图3是表示在将图1所示的第一变换器和第二变换器栅极切断的状态下第一电动机的反电动势高于高电压侧电力线的电压时的行星齿轮组的列线图的一例的说明图。
图4是表示由图1所示的混合动力用电子控制单元执行的控制例程的一例的流程图。
图5是表示本发明的实施方式的变形例的混合动力汽车的结构的概略的结构图。
具体实施方式
接下来,使用实施方式来说明用于实施本发明的方式。
图1是表示作为本发明的一实施方式的混合动力汽车20的结构的概略的结构图,图2是表示包含第一电动机MG1和第二电动机MG2的电机驱动系统的结构的概略的结构图。如图所示,实施方式的混合动力汽车20具备发动机22、行星齿轮组30、第一电动机MG1和第二电动机MG2、第一变换器41和第二变换器42、升降压转换器55、作为蓄电装置的蓄电池50、系统主继电器(SMR)56、发动机用电子控制单元(以下,称为“发动机ECU”)24、混合动力用电子控制单元(以下,称为“HVECU”)70。
发动机22构成为以汽油、轻油等为燃料而输出动力的内燃机。该发动机22由发动机ECU24进行运转控制。
发动机ECU24构成为以CPU为中心的微型处理器,除了CPU之外,还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出端口、通信端口。为了对发动机22进行运转控制所需的来自各种传感器的信号、例如来自检测发动机22的曲轴26的旋转位置的曲轴位置传感器23的曲轴角θcr等从输入端口向发动机ECU24输入。从发动机ECU24经由输出端口输出用于对发动机22进行运转控制的各种控制信号。发动机ECU24经由通信端口而与HVECU70连接。发动机ECU24基于来自曲轴位置传感器23的曲轴角θcr来运算发动机22的旋转速度Ne。
行星齿轮组30构成为单一小齿轮式的行星齿轮机构。在行星齿轮组30的太阳轮上连接有第一电动机MG1的转子。在行星齿轮组30的齿圈上连接有经由差速齿轮组38而与驱动轮39a、39b连结的驱动轴36。在行星齿轮组30的行星轮架上经由减振器28连接有发动机22的曲轴26。
第一电动机MG1构成为具有埋入有永久磁铁的转子和卷绕有三相线圈的定子的同步发电电动机,如上所述,转子与行星齿轮组30的太阳轮连接。与第一电动机MG1同样,第二电动机MG2构成为同步发电电动机,转子与驱动轴36连接。
第一变换器41和第二变换器42用于第一电动机MG1和第二电动机MG2的驱动。如图2所示,第一变换器41连接于高电压侧电力线54a,具有6个晶体管T11~T16和与6个晶体管T11~T16分别并联连接的6个二极管D11~D16。晶体管T11~T16分别以相对于高电压侧电力线54a的正极侧线和负极侧线而成为源极侧和漏极侧的方式每两个成对配置。而且,在晶体管T11~T16的成对的晶体管彼此的连接点上分别连接第一电动机MG1的三相线圈(U相、V相、W相)。因此,在电压作用于第一变换器41时,通过电动机用电子控制单元(以下,称为“电动机ECU”)40来调节成对的晶体管T11~T16的接通时间的比例,由此在三相线圈形成旋转磁场,驱动第一电动机MG1旋转。与第一变换器41同样,第二变换器42连接于高电压侧电力线54a,具有6个晶体管T21~T26和6个二极管D21~D26。并且,在电压作用于第二变换器42时,通过电动机ECU40来调节成对的晶体管T21~T26的接通时间的比例,由此在三相线圈形成旋转磁场,驱动第二电动机MG2旋转。
升降压转换器55连接于高电压侧电力线54a和低电压侧电力线54b,具有2个晶体管T31、T32、与2个晶体管T31、T32分别并联连接的2个二极管D31、D32及电抗器L。晶体管T31与高电压侧电力线54a的正极侧线连接。晶体管T32与晶体管T31、高电压侧电力线54a及低电压侧电力线54b的负极侧线连接。电抗器L与晶体管T31、T32彼此的连接点、低电压侧电力线54b的正极侧线连接。升降压转换器55通过电动机ECU40来调节晶体管T31、T32的接通时间的比例,由此对低电压侧电力线54b的电力进行升压而向高电压侧电力线54a供给,或者对高电压侧电力线54a的电力进行降压而向低电压侧电力线54b供给。在高电压侧电力线54a的正极侧线和负极侧线安装有平滑用的电容器57,在低电压侧电力线54b的正极侧线和负极侧线安装有平滑用的电容器58。
虽然未图示,但是电动机ECU40构成为以CPU为中心的微型处理器,除了CPU之外,还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出端口、通信端口。如图1所示,为了对第一电动机MG1、第二电动机MG2、升降压转换器55进行驱动控制所需的来自各种传感器的信号经由输入端口向电动机ECU40输入。作为向电动机ECU40输入的信号,可列举例如来自检测第一电动机MG1和第二电动机MG2的转子的旋转位置的第一旋转位置检测传感器43和第二旋转位置检测传感器44的旋转位置θm1、θm2、来自检测向第一电动机MG1和第二电动机MG2的各相流动的电流的电流传感器45u、45v、46u、46v的相电流Iu1、Iv1、Iu2、Iv2。而且,也可以列举来自在电容器57的端子间安装的电压传感器57a的电容器57(高电压侧电力线54a)的电压(高电压侧电压)VH、来自在电容器58的端子间安装的电压传感器58a的电容器58(低电压侧电力线54b)的电压(低电压侧电压)VL。从电动机ECU40经由输出端口输出用于对第一电动机MG1、第二电动机MG2、升降压转换器55进行驱动控制的各种控制信号。作为从电动机ECU40输出的信号,可列举例如向第一变换器41和第二变换器42的晶体管T11~T16、T21~T26的开关控制信号、向升降压转换器55的晶体管T31、T32的开关控制信号。电动机ECU40经由通信端口而与HVECU70连接。电动机ECU40基于来自第一旋转位置检测传感器43和第二旋转位置检测传感器44的第一电动机MG1和第二电动机MG2的转子的旋转位置θm1、θm2来运算第一电动机MG1和第二电动机MG2的电角θe1、θe2、角速度ωm1、ωm2、旋转速度Nm1、Nm2。
蓄电池50构成为例如锂离子二次电池、镍氢二次电池,并与低电压侧电力线54b连接。该蓄电池50由蓄电池用电子控制单元(以下,称为“蓄电池ECU”)52管理。
虽然未图示,但是蓄电池ECU52构成为以CPU为中心的微型处理器,除了CPU之外,还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出端口、通信端口。为了对蓄电池50进行管理所需的来自各种传感器的信号经由输入端口向蓄电池ECU52输入。作为向蓄电池ECU52输入的信号,可列举例如来自在蓄电池50的端子间安装的电压传感器51a的蓄电池50的电压Vb、来自在蓄电池50的输出端子安装的电流传感器51b的蓄电池50的电流Ib、来自在蓄电池50安装的温度传感器51c的蓄电池50的温度Tb。蓄电池ECU52经由通信端口而与HVECU70连接。蓄电池ECU52基于来自电流传感器51b的蓄电池50的电流Ib的累计值来运算蓄电比例SOC。蓄电比例SOC是从蓄电池50能够放电的电力的容量相对于蓄电池50的整个容量的比例。
系统主继电器56设置在低电压侧电力线54b上的比电容器58靠蓄电池50侧的位置。该系统主继电器56由HVECU70进行通断控制,由此进行蓄电池50与升降压转换器55侧的连接及连接的解除。
虽然未图示,但是HVECU70构成为以CPU为中心的微型处理器,除了CPU之外,还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出端口、通信端口。来自各种传感器的信号经由输入端口向HVECU70输入。作为向HVECU70输入的信号,可列举例如来自点火开关(IG)80的点火信号、来自检测换挡杆81的操作位置的挡位传感器82的挡位SP。而且,也可列举来自检测油门踏板83的踏下量的油门踏板位置传感器84的油门开度Acc、来自检测制动踏板85的踏下量的制动踏板位置传感器86的制动踏板位置BP、来自车速传感器88的车速V。需要说明的是,作为挡位SP,存在驻车挡(P挡)、后退挡(R挡)、空挡(N挡)、前进挡(D挡)等。如上所述,HVECU70经由通信端口而与发动机ECU24、电动机ECU40、蓄电池ECU52连接。
在这样构成的实施方式的混合动力汽车20中,基于油门开度Acc和车速V来设定驱动轴36的要求驱动力,以向驱动轴36输出与要求驱动力相符的要求动力的方式对发动机22、第一电动机MG1、第二电动机MG2进行运转控制。作为发动机22、第一电动机MG1、第二电动机MG2的运转模式,可列举例如以下的(1)~(3)的模式。需要说明的是,(1)的转矩变换运转模式及(2)的充放电运转模式都是以伴随着发动机22的运转而向驱动轴36输出要求动力的方式控制发动机22、第一电动机MG1、第二电动机MG2的模式,没有实质性的控制上的差异,因此以下将两者合在一起称为发动机运转模式。
(1)转矩变换运转模式:以从发动机22输出与要求动力对应的动力的方式对发动机22进行运转控制,并以从发动机22输出的全部动力由行星齿轮组30、第一电动机MG1、第二电动机MG2进行转矩变换而向驱动轴36输出要求动力的方式对第一电动机MG1、第二电动机MG2进行驱动控制的模式
(2)充放电运转模式:以从发动机22输出与蓄电池50的充放电所需的电力及要求动力之和相符的动力的方式对发动机22进行运转控制、并以从发动机22输出的全部或一部分动力伴随着蓄电池50的充放电由行星齿轮组30、第一电动机MG1、第二电动机MG2进行转矩变换而向驱动轴36输出要求动力的方式对第一电动机MG1、第二电动机MG2进行驱动控制的模式
(3)电动机运转模式:以停止发动机22的运转而向驱动轴36输出要求动力的方式对第二电动机MG2进行驱动控制的模式
另外,在实施方式的混合动力汽车20中,在发动机22的运转期间(旋转期间)第一变换器41和第二变换器42、在第一变换器41和第二变换器42的控制中使用的传感器(第一旋转位置检测传感器43和第二旋转位置检测传感器44等)发生了异常时,伴随着第一变换器41和第二变换器42的栅极切断(晶体管T11~T16、T21~T26全部断开)及发动机22的运转而行驶(进行退避行驶)。
在伴随着第一变换器41和第二变换器42的栅极切断及发动机22的运转而行驶之际接通油门时,HVECU70向第一电动机MG1的目标旋转速度Nm1*设定预定旋转速度Nm1set及高电压侧电力线54a的目标电压VH*,以使伴随着第一电动机MG1的旋转而产生的反电动势Vcef1高于高电压侧电力线54a的电压VH。在此,第一电动机MG1的反电动势Vcef1相当于第一电动机MG1的角速度ωm1与反电动势常数Km1之积。预定旋转速度Nm1set可使用例如4000rpm、5000rpm、6000rpm等。预定电压Vhset可使用例如330V、350V、370V等。
图3是表示在对第一变换器41和第二变换器42进行栅极切断的状态下第一电动机MG1的反电动势Vcef1高于高电压侧电力线54a的电压VH时的行星齿轮组30的列线图的一例的说明图。图中,左侧的S轴表示第一电动机MG1的旋转速度Nm1即行星齿轮组30的太阳轮的旋转速度,C轴表示发动机22的旋转速度Ne即行星齿轮组30的行星轮架的旋转速度,R轴表示第二电动机MG2的旋转速度Nm2(及驱动轴36的旋转速度Nd)即行星齿轮组30的齿圈的旋转速度。而且,图中,“ρ”表示行星齿轮组30的齿轮比(太阳轮的齿数/齿圈的齿数)。如图所示,在第一电动机MG1的反电动势Vcef1高于高电压侧电力线54a的电压VH时,通过第一电动机MG1产生基于反电动势Vcef1的再生转矩Tcef1,该反力转矩(-Tcef1/ρ)作为驱动转矩(前进用的转矩)向驱动轴36输出。详细而言,伴随着发动机22的运转而第一电动机MG1连带旋转,基于第一电动机MG1的反电动势Vcef1的电力由第一变换器41的二极管D11~D16整流而经由高电压侧电力线54a、升降压转换器55、低电压侧电力线54b向蓄电池50供给,伴随于此产生第一电动机MG1的再生转矩Tcef1。而且,虽然在图3中未图示,但是在第二电动机MG2的反电动势Vcef2高于高电压侧电力线54a的电压VH时,通过第二电动机MG2产生基于反电动势Vcef2的再生转矩Tcef2并作为制动转矩向驱动轴36输出。第二电动机MG2的反电动势Vcef2相当于第二电动机MG2的角速度ωm2与反电动势常数Km2之积。详细而言,基于第二电动机MG2的反电动势Vcef2的电力由第二变换器42的二极管D21~D26整流而经由高电压侧电力线54a、升降压转换器55、低电压侧电力线54b向蓄电池50供给,伴随于此产生第二电动机MG2的再生转矩Tcef2。
当这样设定第一电动机MG1的目标旋转速度Nm1*时,使用第一电动机MG1的目标旋转速度Nm1*、第二电动机MG2的旋转速度Nm2(驱动轴36的旋转速度Nd)、行星齿轮组30的齿轮比ρ,通过下述所示的式(1)来计算发动机22的目标旋转速度Ne*并向发动机ECU24发送。在此,式(1)如果使用图3则能够容易地导出。发动机ECU24在接收到发动机22的目标旋转速度Ne*时,以使发动机22的旋转速度Ne成为目标旋转速度Ne*的方式进行发动机22的吸入空气量控制、燃料喷射控制、点火控制。
Ne*=(Nm1*×ρ+Nm2)/(1+ρ) (1)
这样,在油门接通时使第一电动机MG1的反电动势Vcef1高于高电压侧电力线54a的电压VH,由此能够通过基于第一电动机MG1的再生转矩Tcef1的驱动轴36的驱动转矩来行驶。需要说明的是,在车速V(第二电动机MG2的旋转速度Nm2)比较高时即第二电动机MG2的反电动势Vcef2高于高电压侧电力线54a的电压VH时,第二电动机MG2的再生转矩Tcef2作为制动转矩向驱动轴36输出,因此与车速V比较低时即第二电动机MG2的反电动势Vcef2为高电压侧电力线54a的电压VH以下时相比,驱动轴36的总计的驱动转矩减小。
接下来,说明这样构成的实施方式的混合动力汽车20的动作、尤其是伴随着第一变换器41和第二变换器42的栅极切断及发动机22的运转而行驶之际断开油门时的动作。图4是表示此时由HVECU70执行的控制例程的一例的流程图。在伴随着第一变换器41和第二变换器42的栅极切断及发动机22的运转而行驶之际在断开油门以后,反复执行该例程直至油门断开为止。需要说明的是,在油门断开时,关于升降压转换器55、第一变换器41,通过HVECU70与电动机ECU40的协作控制,与油门接通时同样地进行控制。
当执行图4的控制例程时,HVECU70输入车速V、第二电动机MG2的角速度ωm2、高电压侧电力线54a(电容器57)的电压VH等数据(步骤S100)。在此,车速V设为输入由车速传感器88检测到的值。第二电动机MG2的角速度ωm2设为从电动机ECU40通过通信来输入基于由第二旋转位置检测传感器44检测到的第二电动机MG2的转子的旋转位置θm2而运算出的值。高电压侧电力线54a的电压VH设为从电动机ECU40通过通信输入由电压传感器57a检测到的值。
当这样输入数据时,向发动机22的目标旋转速度Ne*设定预定旋转速度Neset而向发动机ECU24发送(步骤S110)。发动机ECU24在接收到发动机22的目标旋转速度Ne*时,以使发动机22的旋转速度Ne成为目标旋转速度Ne*的方式控制发动机22。在此,预定旋转速度Neset可以使用例如作为发动机22能够独立运转的旋转速度范围的下限的容许下限旋转速度Nemin(例如,900rpm、1000rpm、1100rpm等)或比之稍大的旋转速度。通过这样使发动机22以容许下限旋转速度Nemin旋转,能够使第一电动机MG1的旋转速度Nm1比上述的预定旋转速度Nm1set低。由此,能够使第一电动机MG1的反电动势Vcef1为高电压侧电力线54a的电压VH以下,避免通过第一电动机MG1产生再生转矩Tcef1而避免将基于该再生转矩Tcef1的转矩(驱动转矩)向驱动轴36输出。
接下来,推定第二电动机MG2的反电动势Vcef2作为第二电动机MG2的角速度ωm2与反电动势常数Km2之积(步骤S120),将第二电动机MG2的反电动势Vcef2与高电压侧电力线54a的电压VH进行比较(步骤S130)。并且,在第二电动机MG2的反电动势Vcef2高于高电压侧电力线54a的电压VH时,将第二变换器42的栅极切断指令向电动机ECU40发送(步骤S150),结束本例程。电动机ECU40在接收到第二变换器42的栅极切断指令时,对第二变换器42进行栅极切断(在进行了栅极切断时,使其持续)。在这种情况下,通过第二电动机MG2产生再生转矩Tcef2并作为制动转矩向驱动轴36输出,因此能够确保车辆的制动力。
在步骤S130中,在第二电动机MG2的反电动势Vcef2为高电压侧电力线54a的电压VH以下时,将车速V与比较低的阈值Vlo进行比较(步骤S140)。在此,阈值Vlo是为了判定车辆是否要求确保一定程度大的制动力而使用的阈值,可使用例如40km/h、50km/h、60km/h等。
在步骤S140中,在车速V为阈值Vlo以上时,判断为车辆要求确保一定程度大的制动力,将第二变换器42的三相接通指令向电动机ECU40发送(步骤S160),结束本例程。电动机ECU40在接收到第二变换器42的三相接通指令时,将第二变换器42三相接通(在进行了三相接通时,使其持续)。在此,第二变换器42的三相接通是指将第二变换器42的晶体管T21~T26中的晶体管T21~T23(上支路)全部接通并将晶体管T24~T26(下支路)全部断开、或者将晶体管T21~T23(上支路)全部断开并将晶体管T24~T26(下支路)全部接通。在第二电动机MG2的反电动势Vcef2为高电压侧电力线54a的电压VH以下时,即使对第二变换器42进行栅极切断,在第二电动机MG2也不产生再生转矩Tcef2。在实施方式中,此时,通过将第二变换器42三相接通,在第二电动机MG2产生拖曳转矩Tdrg2并作为制动转矩向驱动轴36输出,因此能够确保车辆的制动力。
在步骤S140中,在车速V小于阈值Vlo时,判断为车辆要求确保一定程度大的制动力,将第二变换器42的栅极切断指令向电动机ECU40发送(步骤S150),结束本例程。由此,能够抑制以比较低的车速向驱动轴36输出比较大的制动力。
在以上说明的实施方式的混合动力汽车20中,在伴随着第一变换器41和第二变换器42的栅极切断及发动机22的运转而行驶之际断开油门时,在第二电动机MG2的反电动势Vcef2为高电压侧电力线54a的电压VH以下且车速V为阈值Vlo以上时,将第二变换器42三相接通。通过在第二电动机MG2的反电动势Vcef2为高电压侧电力线54a的电压VH以下时将第二变换器42三相接通,由此在避免通过第二电动机MG2产生基于反电动势Vcef2的再生转矩Tcef2时,能够通过第二电动机MG2产生拖曳转矩Tdrg2并作为制动转矩向驱动轴36输出。其结果是,能够确保车辆的制动力。
在实施方式的混合动力汽车20中,在伴随着第一变换器41和第二变换器42的栅极切断及发动机22的运转而行驶之际断开油门时,根据第二电动机MG2的反电动势Vcef2与高电压侧电力线54a的电压VH的大小关系,来选择将第二变换器42栅极切断还是三相接通。然而,也可以取代第二电动机MG2的反电动势Vcef2与高电压侧电力线54a的电压VH的大小关系,而根据车速V与比较高的阈值Vhi的大小关系来选择将第二变换器42栅极切断还是三相接通。在此,阈值Vhi是为了不使用角速度ωm2、电压VH来推定第二电动机MG2的反电动势Vcef2与高电压侧电力线54a的电压VH的大小关系而使用的阈值,可使用例如80km/h、90km/h、100km/h等。
在实施方式的混合动力汽车20中,在伴随着第一变换器41和第二变换器42的栅极切断及发动机22的运转而行驶之际断开油门时,根据第二电动机MG2的反电动势Vcef2与高电压侧电力线54a的电压VH的大小关系、车速V与阈值Vlo的大小关系,来选择将第二变换器42栅极切断还是三相接通。然而,也可以仅根据第二电动机MG2的反电动势Vcef2与高电压侧电力线54a的电压VH的大小关系来选择将第二变换器42栅极切断还是三相接通,还可以仅根据车速V与阈值Vlo的大小关系来选择将第二变换器42栅极切断还是三相接通。而且,也可以无论第二电动机MG2的反电动势Vcef2与高电压侧电力线54a的电压VH的大小关系、车速V与阈值Vlo的大小关系如何,都将第二变换器42三相接通。
在实施方式的混合动力汽车20中,在伴随着第一电动机MG1和第二电动机MG2的栅极切断及发动机22的运转而行驶之际接通油门时,向高电压侧电力线54a的目标电压VH*设定预定电压VHset,向第一电动机MG1的目标旋转速度Nm1*设定预定旋转速度Nm1set。然而,也可以将第一电动机MG1的目标旋转速度Nm1*及高电压侧电力线54a的目标电压VH*设定为,油门开度Acc越大,则第一电动机MG1的再生转矩Tcef1的绝对值以及驱动轴36的驱动转矩的绝对值越大。在这种情况下,可考虑将第一电动机MG1的目标旋转速度Nm1*设定为油门开度Acc越大则越升高的倾向,或者将高电压侧电力线54a的目标电压VH*设定为油门开度Acc越大则越降低的倾向。
在实施方式的混合动力汽车20中,具备升降压转换器55,但也可以不具备该升降压转换器55。
在实施方式的混合动力汽车20中,作为蓄电装置,使用了蓄电池50,但是只要是电容器等能够蓄电的装置即可,可以使用任意的装置。
在实施方式的混合动力汽车20中,具备发动机ECU24、电动机ECU40、蓄电池ECU52、HVECU70,但是也可以将它们中的至少2个构成为单一的电子控制单元。
在实施方式中,设为如下的混合动力汽车20的结构:在与驱动轮39a、39b连结的驱动轴36上经由行星齿轮组30连接发动机22及第一电动机MG1,并在驱动轴36上连接第二电动机MG2,通过第一变换器41和第二变换器42对第一电动机MG1和第二电动机MG2进行驱动。然而,也可以如图5的变形例的混合动力汽车120所示,设为如下的混合动力汽车120的结构:在与驱动轮39a、39b连结的驱动轴36上经由变速器130连接电动机MG,并在电动机MG上经由离合器129连接发动机22,通过变换器142对电动机MG进行驱动。在该结构的情况下,在伴随着变换器142的栅极切断和发动机22的运转而行驶之际接通油门时,通过来自发动机22的动力而行驶,从该状态开始进行油门断开时,使发动机22进行无负载运转(独立运转)或燃料切断,并将变换器142三相接通,由此能够起到与实施方式同样的效果。
说明实施方式的主要要素与发明内容一栏记载的发明的主要要素的对应关系。在实施方式中,发动机22是“发动机”的一例。第二电动机MG2是“电动机”的一例。第二变换器42是“变换器”的一例。蓄电池50是“蓄电装置”的一例。HVECU70、发动机ECU24、电动机ECU40是“电子控制单元”的一例。而且,第一电动机MG1是“发电机”的一例。第一变换器41是“发电机用变换器”的一例。
需要说明的是,实施方式的主要要素与发明内容一栏记载的发明的主要要素的对应关系是用于对实施方式用于实施发明内容一栏记载的发明的方式进行具体说明的一例,因此没有对发明内容一栏记载的发明的要素进行限定。即,发明内容一栏记载的关于发明的解释应基于该栏的记载进行,实施方式只不过是发明内容一栏记载的发明的具体的一例。
以上,使用实施方式说明了用于实施本发明的方式,但是本发明不受这样的实施方式的任何限定,在不脱离本发明的主旨的范围内,能以各种方式实施,这是不言而喻的。
本发明能够应用于混合动力汽车的制造产业等。
Claims (5)
1.一种混合动力汽车,包括:
发动机,构成为向驱动轮输出动力;
电动机,构成为向所述驱动轮输出动力,并伴随着该电动机的旋转而产生反电动势;
变换器,构成为对所述电动机进行驱动;及
蓄电装置,构成为经由电力线而与所述变换器连接,
所述混合动力汽车的特征在于,还包括电子控制单元,
所述电子控制单元如下构成:
(i)对所述发动机及所述变换器进行控制,并且,
(ii)在伴随着所述变换器的栅极切断和所述发动机的运转而行驶之际断开油门时,将所述变换器三相接通,
所述电子控制单元还如下构成:
(i)在伴随着所述变换器的栅极切断和所述发动机的运转而行驶之际断开油门时,若所述电动机的反电动势为所述变换器的直流侧电压以下,则将所述变换器三相接通,并且,
(ii)在伴随着所述变换器的栅极切断和所述发动机的运转而行驶之际断开油门时,若所述电动机的反电动势高于所述变换器的直流侧电压,则不将所述变换器三相接通。
2.一种混合动力汽车,包括:
发动机,构成为向驱动轮输出动力;
电动机,构成为向所述驱动轮输出动力,并伴随着该电动机的旋转而产生反电动势;
变换器,构成为对所述电动机进行驱动;及
蓄电装置,构成为经由电力线而与所述变换器连接,
所述混合动力汽车的特征在于,还包括电子控制单元,
所述电子控制单元如下构成:
(i)对所述发动机及所述变换器进行控制,并且,
(ii)在伴随着所述变换器的栅极切断和所述发动机的运转而行驶之际断开油门时,将所述变换器三相接通,
所述电子控制单元还如下构成:
(i)在伴随着所述变换器的栅极切断和所述发动机的运转而行驶之际断开油门时,若车速为预定范围内,则将所述变换器三相接通,并且,
(ii)在伴随着所述变换器的栅极切断和所述发动机的运转而行驶之际断开油门时,若车速为所述预定范围外,则不将所述变换器三相接通。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力汽车,其特征在于,
所述混合动力汽车具有多个所述变换器,所述变换器具备具有上支路及下支路的多个开关元件,并且,
所述电子控制单元构成为,在所述三相接通时,将所述上支路全部接通或者将所述下支路全部接通。
4.根据权利要求1或2所述的混合动力汽车,其特征在于,还包括:
发电机;
行星齿轮组,将三个旋转要素连接于所述发电机的轴、所述发动机的轴、与所述驱动轮连结的驱动轴这三个轴上,使得所述发电机、所述发动机、所述驱动轴在列线图中按照所述发电机、所述发动机、所述驱动轴的顺序进行排列;及
发电机用变换器,构成为对所述发电机进行驱动并经由所述电力线而与所述蓄电装置连接,其中,
所述电动机与所述驱动轴连接,
所述电子控制单元如下构成:
(i)在伴随着所述变换器及所述发电机用变换器的栅极切断和所述发动机的运转而行驶之际接通油门时,对所述发动机进行控制,以使所述发电机的反电动势高于所述变换器及所述发电机用变换器的直流侧电压而从所述发电机经由所述行星齿轮组向所述驱动轴输出转矩,并且,
(ii)在伴随着所述变换器及所述发电机用变换器的栅极切断和所述发动机的运转而行驶之际断开油门时,对所述发动机进行控制,以使所述发电机的反电动势成为所述变换器及所述发电机用变换器的直流侧电压以下。
5.根据权利要求3所述的混合动力汽车,其特征在于,还包括:
发电机;
行星齿轮组,将三个旋转要素连接于所述发电机的轴、所述发动机的轴、与所述驱动轮连结的驱动轴这三个轴上,使得所述发电机、所述发动机、所述驱动轴在列线图中按照所述发电机、所述发动机、所述驱动轴的顺序进行排列;及
发电机用变换器,构成为对所述发电机进行驱动并经由所述电力线而与所述蓄电装置连接,其中,
所述电动机与所述驱动轴连接,
所述电子控制单元如下构成:
(i)在伴随着所述变换器及所述发电机用变换器的栅极切断和所述发动机的运转而行驶之际接通油门时,对所述发动机进行控制,以使所述发电机的反电动势高于所述变换器及所述发电机用变换器的直流侧电压而从所述发电机经由所述行星齿轮组向所述驱动轴输出转矩,并且,
(ii)在伴随着所述变换器及所述发电机用变换器的栅极切断和所述发动机的运转而行驶之际断开油门时,对所述发动机进行控制,以使所述发电机的反电动势成为所述变换器及所述发电机用变换器的直流侧电压以下。
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