DE102015107117A1

DE102015107117A1 - Leistungssteuerungssystem eines hybridfahrzeugs

Info

Publication number: DE102015107117A1
Application number: DE102015107117.7A
Authority: DE
Inventors: Ryoji Sato
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-05-08
Filing date: 2015-05-07
Publication date: 2015-11-12
Also published as: JP2015214188A; US20150321573A1; CN105083038B; US9290106B2; CN105083038A; JP6015707B2

Abstract

Ein Leistungssteuerungssystem weist eine Batterie, einen Wandler, der eine Gleichspannung einer Batterie in eine Gleichspannung mit einem anderen Pegel durch Schalten von Schaltelementen umwandelt, einen zweiten Umrichter, einen zweiten MG, der ein Elektromotor ist, eine Maschine und eine ECU auf, die eine Steuerungseinrichtung ist. Wenn es eine Aufwärmanforderung für die Batterie gibt, bewirkt die ECU, dass eine Trägerfrequenz bei der Schaltsteuerung der Schaltelemente niedriger als eine Trägerfrequenz in dem Fall ist, in dem es keine Aufwärmanforderung für die Batterie gibt. Wenn es eine Aufwärmanforderung gibt, veranlasst die ECU, dass die Trägerfrequenz, bei der die Maschine in Betrieb ist, niedriger als die Trägerfrequenz ist, bei der die Maschine nicht in Betrieb ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leistungssteuerungssystem eines Hybridfahrzeugs. Genauer betrifft sie die Steuerung einer Trägerfrequenz bei einer Schaltsteuerung eines Wandlers.
Stand der Technik
Es ist ein Hybridfahrzeug bekannt, das mit einem Elektromotor und einer Brennkraftmaschine ausgerüstet ist und das unter Verwendung des Elektromotors und/oder der Brennmaschine (Maschine) als eine Antriebsquelle fährt. Das Hybridfahrzeug kann eine Gleichspannung einer Batterie, die eine Sekundärbatterie ist, unter Verwendung eines Wandlers hochsetzen und dann die Spannung an einen Umrichter anlegen, und die Spannung unter Verwendung des Umrichters in eine elektrische Wechselstromleistung umwandeln und dann die elektrische Leistung dem Elektromotor zuführen.
Gemäß Patentliteratur 1 wird, wenn es eine Batterieaufwärmanforderung gibt, eine Trägerfrequenz, die für die Schaltsteuerung des Wandlers verwendet wird, gegenüber dem Fall wenn es keine Batterieaufwärmanforderung gibt, verringert, um einen Welligkeitsstrom (Rippelstrom) zu erhöhen, der eine durch eine Spule des Wandlers fließende Strompulsierung ist, so dass das Aufwärmen der mit der Spule verbundenen Batterie beschleunigt wird.
Zitierungsliste

Patentliteratur: JP 2010-259217 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In der in Patentliteratur 1 beschriebenen Konfiguration wird die Trägerfrequenz für die Schaltsteuerung des Wandlers während des Aufwärmens der Batterie niedriger, so dass ein einschließlich eines elektromagnetischen Störgeräuschs (noise) in einer Schaltung, die die Batterie und dem Wandler aufweist, aufgrund der Erhöhung der Amplitude des Welligkeitsstroms sich erhöhen können. Als Ergebnis kann dies für die Fahrzeugpassagiere unangenehm sein. Insbesondere sind in dem Fall des Elektrofahrzeugfahrens (EV-Fahrens), bei dem Fahrzeug unter Verwendung des Elektromotors als die Antriebsquelle mit gestoppter Maschine fährt, das Maschinenstörgeräusch (Maschinengeräusch) in dem für die Passagiere hörbaren Störgeräusch nicht vorhanden, so dass ein Störgeräusch aufgrund des Welligkeitsstroms dementsprechend leichter zu hören ist, so dass dies für die Passagiere noch unangenehmer ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Leistungssteuerungssystem eines Hybridfahrzeugs anzugeben, das den Temperaturanstieg einer Batterie bei einer Batterieaufwärmanforderung beschleunigen kann und das eine Verstärken des Unbehagens bei Passagieren vermeiden kann.
Mittel zum Lösen des Problems
Ein Leistungssteuerungssystem eines Hybridfahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: eine Batterie; einen Wandler, der eine Gleichspannung der Batterie in eine Gleichspannung mit einem anderen Pegel durch Schalten von Schaltelementen umwandelt und dann die umgewandelte Spannung ausgibt; einen Umrichter, der einen Ausgang des Wandlers in einen Elektromotorantriebsstrom umwandelt; einen Elektromotor, der durch den Elektromotorantriebsstrom aus dem Umrichter angetrieben wird; eine Steuerungseinrichtung, die, wenn es eine Aufwärmanforderung für die Batterie gibt, veranlasst, dass eine Trägerfrequenz bei der Schaltsteuerung der Schaltelemente niedriger als eine Trägerfrequenz in dem Fall ist, in dem es keine Aufwärmanforderung für die Batterie gibt; und eine Maschine, wobei das Hybridfahrzeug unter Verwendung des Elektromotors und/oder der Maschine als Antriebsquelle fährt, und, wenn es eine Aufwärmanforderung gibt, die Steuerungseinrichtung bewirkt, dass die Trägerfrequenz, bei der die Maschine in Betrieb ist, niedriger als die Trägerfrequenz ist, bei der die Maschine nicht in Betrieb ist.
Vorteile der Erfindung
Ein Leistungssteuerungssystem eines Hybridfahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung kann den Temperaturanstieg einer Batterie beschleunigen, wenn es eine Batterieaufwärmanforderung gibt, und kann eine Verstärkung des Unbehagens der Passagiere vermeiden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Darstellung, die die allgemeine Konfiguration eines Hybridfahrzeugs veranschaulicht, das mit einem Leistungssteuerungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist,
2 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Schaltsteuerungsverfahren eines Wandlers gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
3 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Einstellungsverfahren bei einer Trägerfrequenzeinstellung gemäß 2 veranschaulicht, und
4 zeigt einen Graphen, der ein Beispiel für Änderungen im Verlaufe der Zeit bei der Batterietemperatur, der Trägerfrequenz des Wandlers, Maschinenbetriebsanweisungen, einer Maschinendrehzahl und bezüglich davon veranschaulicht, ob es eine Beschleunigungsanforderung gibt, wenn die Temperatur einer Batterie erhöht ist, gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Obwohl nachstehend ein Motorgenerator mit der Funktion eines Elektromotors und der Funktion eines elektrischen Leistungsgenerators als ein Elektromotor beschrieben ist, muss der Elektromotor die Funktion des elektrischen Leistungsgenerators nicht aufweisen. Obwohl in dem nachstehend beschriebenen Fall ein Hochsetzsteller (Aufwärtswandler) mit Hochsetz-/Tiefsetz-Funktionen als ein Wandler verwendet wird, kann ein Wandler verwendet werden, der einfach nur die Hochsetzfunktion aufweist. Komponenten, die ähnlich zu denjenigen gemäß 1 sind, sind nachstehend unter Bezugnahme auf dieselben Bezugszeichen beschrieben.
1 zeigt die allgemeine Konfiguration eines Hybridfahrzeugs 10, das mit einem Leistungssteuerungssystem 12 gemäß dem Ausführungsbeispiel ausgerüstet ist. Das Hybridfahrzeug weist das Leistungssteuerungssystem 12, eine Verlangsamungseinrichtung (Reduktionseinrichtung, Reduktionsgetriebe) 14 und Antriebsräder (beispielsweise Fronträder) 18 auf, die mit einer Antriebswelle 16 verbunden sind. Das Leistungssteuerungssystem 12 weist weiterhin eine Brennkraftmaschine (Maschine) 20, einen ersten Motorgenerator 22, einen zweiten Motorgenerator 24, einen Leistungsaufteilungsmechanismus 25, eine PCU (Leistungssteuerungseinheit) 26, eine Batterie 28 und eine ECU (elektronische Steuerungseinheit) 32 auf, die eine Steuerungseinrichtung ist. Das Hybridfahrzeug 10 fährt unter Verwendung der Maschine 20 und/oder des zweiten Motorgenerators 24 als Antriebsquelle. Nachstehend wird sich auf den ersten Motorgenerator 22 als der erste MG 22 bezogen, und wird sich auf den zweiten Motorgenerator 24 als den zweiten MG 24 bezogen.
Entsprechend einem Steuerungssignal Si1 aus der ECU 32 wird Kraftstoffzufuhr oder dergleichen gesteuert, so dass der Antrieb der Maschine gesteuert wird. Ein Maschinendrehzahlsensor 34 zur Erfassung einer Drehzahl Ne einer Kurbelwelle ist an der Maschine 20 angebracht. In der vorliegenden Beschreibung bedeutet die "Drehzahl" eine Drehzahl pro Zeiteinheit, beispielsweise pro Minute.
Der erste MG 22 ist elektrisch mit der Batterie 28 verbunden und ist ein elektrischer Drei-Phasen-Synchronleistungsgenerator mit einer Elektroleistungserzeugungsfunktion, der elektrische Leistung erzeugt, wenn er im Wesentlichen durch die Maschine 20 angetrieben wird. Der erste MG 22 weist ebenfalls eine Motorfunktion zum Starten der Maschine 20 auf. Wenn der erste MG 22 als der elektrische Leistungsgenerator verwendet wird, wird zumindest ein Teil des Drehmoments aus der Maschine 20 über den nachstehend beschriebenen Leistungsaufteilungsmechanismus 25 auf eine Drehwelle des ersten MG 22 übertragen. Elektrische Leistung, die durch den ersten MG 22 erzeugt wird, wird der Batterie 28 über die PCU 26 zugeführt, und wird die Batterie 28 geladen. Ein erster Drehsensor 36, der einen Drehwinkel oder eine Drehzahl Nw1 der Drehwelle des ersten MG 22 erfasst, ist an dem ersten MG 22 angebracht.
Der zweite MG 24 ist elektrisch mit der Batterie 28 verbunden, wird im Wesentlichen als ein Fahrmotor verwendet und ist ein Drei-Phasen-Synchronmotor, der durch elektrische Leistung angetrieben wird, die aus der Batterie 28 zugeführt wird. Wenn der zweite MG 24 angetrieben wird, werden die Antriebsräder 18 angetrieben, und wird eine Antriebskraft des Fahrzeugs erzeugt. Der zweite MG 24 weist ebenfalls die Funktion als elektrischer Leistungsgenerator für eine elektrische Leistungsregeneration auf, um ein regeneratives Bremsen bei einer Fahrzeugverlangsamung durchzuführen. Elektrische Leistung, die von dem zweiten MG 24 erzeugt wird, wird ebenfalls über die PCU 26 der Batterie 28 zugeführt, wobei die Batterie 28 geladen wird. Ein zweiter Drehsensor 38, der einen Drehwinkel oder eine Drehzahl Nw2 der Drehwelle des zweiten MG 24 erfasst, ist an dem zweiten MG 24 angebracht. Induktionsmotoren oder irgendwelche andere Elektromotoren können für den ersten MG und den zweiten MG verwendet werden.
Signale, die die Erfassungswerte Ne, Nw1 und Nw2 des Maschinendrehzahlsensor 34, des ersten Drehsensor 36 und des zweiten Drehsensor 38 angeben, werden zu der ECU 32 gesendet. Die ECU 32 berechnet die Drehzahlen Nw1 und Nw2 bei Empfang der Erfassungswerte der Drehwinkel.
Der Leistungsaufteilungsmechanismus 25 ist aus einem Planetengetriebemechanismus aufgebaut. Beispielsweise weist der Planetengetriebemechanismus ein Sonnenrad, eine Vielzahl von Ritzel, einen Träger und ein Hohlrad auf. Das Sonnenrad ist mit dem Ende der hohlen Drehwelle des ersten MG 22 verbunden. Die Ritzel befinden sich im Eingriff mit sowohl dem Hohlrad als auch mit dem Sonnenrad und sind mit der Antriebswelle der Maschine 20 über den Träger verbunden. Jedes der Ritzel ist mit dem Ende des Trägers verbunden, um in der Lage zu sein, um dessen Achse zu drehen und um die Zentralachse des Trägers zu drehen. Das Hohlrad ist mit einer Ausgangswelle 40 verbunden, und die Ausgangswelle 40 ist mit der Drehwelle des zweiten MG 24 gekoppelt. Die Ausgangswelle 40 kann mit der Drehwelle des zweiten MG 24 über ein Verlangsamungsmechanismus (Reduziermechanismus) einschließlich eines anderen, nicht gezeigten Planetengetriebemechanismus gekoppelt sein. Die Ausgangswelle 40 ist über die Verlangsamungseinrichtung 14 mit der Antriebswelle 16 verbunden, die mit den Antriebsrädern 18 gekoppelt ist. Der Leistungsaufteilungsmechanismus 25 teilt die Leistung aus der Maschine 20 in einen Pfad zu der Ausgangswelle 40 und einen Pfad zu dem ersten MG 22 auf.
Die PCU 26 ist elektrisch zwischen dem ersten MG 22, dem zweiten MG 24 und der Batterie 28 geschaltet. Die PCU 26 weist einen ersten Umrichter 42, einen zweiten Umrichter 44 und einen Wandler 46 auf, der ein Gleichspannungswandler ist. Der Wandler 46 wir durch ein Steuerungssignal Si2 aus der ECU 32 gesteuert, und jeder der Umrichter 42 und 44 wird durch ein Steuerungssignal Si3 aus der ECU 32 gesteuert. Der Wandler 46 weist zwei Schaltelement Q1 und Q2, die in einem oberen Zweig und einem unteren Zweig vorgesehen sind, zwei Dioden D1 und D2, die jeweils parallel zu den Schaltelementen Q1 und Q2 geschaltet sind, um entgegengesetzte elektrische Ströme durchzulassen, und eine Spule L auf, bei der ein Ende zwischen den Schaltelementen Q1 und Q2 angeschlossen ist. Transistoren wie IGBTs werden als die Schaltelemente Q1 und Q2 verwendet. Der Wandler 46 ist zwischen der Batterie 28 und den Umrichtern 42 und 44 geschaltet. Der Wandler 46 weist die Funktion zum Hochsetzen einer Gleichspannung VL, die von der Batterie 28 angelegt wird, durch das Schalten der Schaltelemente Q1 und Q2 auf, um die Gleichspannung VL in eine Gleichspannung mit einem anderen Pegel umzuwandeln, und dann eine hochgesetzte Gleichspannung VH an die Umrichter 42 und 44 auszugeben, wenn er durch eine Hochsetzanweisung durch die ECU 32 gesteuert wird. Der Wandler 46 weist ebenfalls die Funktion zum Heruntersetzen der Gleichspannung auf der Ausgangsseite (Seite der Spannung VH) und dann zum Ausgeben der Gleichspannung VL zu der Batterie 28 auf, wenn er unter einer Tiefsetzanweisung durch die ECU 32 gesteuert wird. Als Ergebnis wird die Batterie 28 geladen.
Der erste Umrichter 42 wandelt die von dem Wandler 46 angelegte Gleichspannung VH in eine Wechselspannung um, und gibt die Wechselspannung zu dem ersten MG 22 aus und treibt den ersten MG 22 an. In diesem Fall wandelt der erste Umrichter 42 den Ausgangsstrom des Wandlers 46 in einen Antriebsstrom des ersten MG 22 um. Der erste MG 22 wird durch den Antriebsstrom aus dem ersten Wandler 42 angetrieben. Der erste Umrichter 42 weist ebenfalls die Funktion zum Umwandeln einer Wechselspannung, die erhalten wird, wenn der erste MG 22 Elektrizität (Strom, elektrische Leistung) in Reaktion auf den Antrieb der Maschine 20 erzeugt hat, in eine Gleichspannung und zum Ausgeben der Gleichspannung zu dem Wandler 46 auf.
Der zweite Umrichter 44 wandelt die von dem Wandler 46 angelegte Gleichspannung VH in eine Wechselspannung um und gibt dann die Wechselspannung zu dem zweiten MG 24 aus und treibt den zweiten MG 24 an. In diesem Fall wandelt der zweite Umrichter 44 den Ausgangsstrom des Wandlers 46 in einen Antriebsstrom des zweiten MG 24 um. Der zweite MG 24 wird durch den Antriebsstrom aus dem zweiten Umrichter 44 angetrieben. Der zweite Umrichter 44 weist ebenfalls die Funktion zum Umwandeln einer Wechselspannung, die während des regenerativen Bremens des Hybridfahrzeugs 10 erzeugt wird, in eine Gleichspannung und zum Ausgeben der Gleichspannung zu dem Wandler 46 auf.
Der erste Umrichter 42 und der zweite Umrichter 44 weisen jeweils Schaltelemente auf, die jeweils in oberen und unteren Zweigen U-, V- und W-Phasen vorgesehen sind, wobei das Schalten von jedem der Schaltelemente durch das Steuerungssignal Si2 aus der ECU 32 gesteuert wird. Die oberen und unteren Drei-Phasen-Zweige des ersten Umrichters 42 sind elektrisch mit Eingangsanschlüssen des ersten MG 22 der jeweiligen Phasen durch Stromleitungen verbunden, und ein nicht gezeigter erster Motorstromsensor zur Erfassung eines Motorstroms ist an den Zwei-Phasen- oder Drei-Phasen-Stromleitungen angebracht. Ein nicht gezeigter zweiter Motorstromsensor ist ebenfalls an Zwei-Phasen- oder Drei-Phasen-Stromleitungen angebracht, die den zweiten Umrichter 44 mit dem zweiten MG 24 verbinden. Ein Signal, das den Erfassungswert von jedem Motorstromsensoren angibt, wird zu der ECU 32 gesendet.
Die Batterie 28 ist eine Sekundärbatterie, die eine Nickelmetallhydridbatterie oder eine Lithiumionenbatterie oder irgendeine andere Bauart ist. Ein nicht gezeigtes Systemrelais ist zwischen der Batterie 28 und dem Umrichter 46 vorgesehen, und die Ein-/Ausbetätigung des Systemrelais wird durch die ECU 32 gesteuert. Glättungskondensatoren können jeweils zwischen dem Wandler 46 und der Batterie 28 und zwischen dem Wandler 46 und jedem der Umrichter 42 und 44 geschaltet sein. Ein Batterietemperatursensor 48 erfasst eine Temperatur TB der Batterie 28 und sendet ein Signal, das die erfasste Temperatur TB angibt, zu der ECU 32. Ein Batteriestromsensor und ein Batteriespannungssensor, die nicht gezeigt sind, sind jeweils zur Erfassung eines Ausgangsstroms und einer Ausgangsspannung der Batterie 28 vorgesehen, und Signale, die die Erfassungswerte des Batteriestromsensors und des Batteriespannungssensors angeben, werden zu der ECU 32 gesendet.
Ein Spannungssensor 50 erfasst eine niedrigspannungsseitige Seite VL des Wandlers 46 und sendet ein Signal, das die Spannung VL angibt, zu der ECU 32. Ein Spannungssensor 52 erfasst die hochspannungsseitige Spannung VH des Wandlers 46 und sendet ein Signal, das die hochspannungsseitige Spannung VH angibt, zu der ECU 32.
Ein Fahrpedalpositionssensor 54 erfasst eine Fahrpedalposition AP eines Fahrpedals und sendet ein Signal, das die Fahrpedalposition AP angibt, zu der ECU 32. Ein Antriebsraddrehsensor 56 erfasst einen Drehwinkel oder eine Drehzahl Hs der Antriebsräder 18 und sendet ein Signal, das die Drehzahl Hs angibt, zu der ECU 32. Die ECU 32 berechnet eine geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage der Drehzahl Hs. Die ECU 32 kann alternativ die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage des Drehwinkels des zweiten MG 24 oder des Erfassungswerts der Drehzahl Nw2 berechnen. Die ECU 32 kann alternativ die Fahrzeuggeschwindigkeit durch Verwendung des Erfassungswerts eines nicht gezeigten Drehsensors zur Erfassung eines Drehwinkels oder einer Drehzahl Vs von angetriebenen Rädern (beispielsweise Hinterrädern) berechnen.
Die ECU 32 weist einen Mikrocomputer mit einer CPU und einem Speicher auf. Obwohl in dem gezeigten Beispiel lediglich eine ECU 32 als die ECU 32 gezeigt ist, kann die ECU 32 in geeigneter Weise in Komponenten unterteilt sein, die elektrisch miteinander durch ein Signalkabel verbunden sind. Die ECU 32 weist einen Batterieaufwärmanforderungsabschnitt 60, einen Maschinenbeurteilungsabschnitt 62, einen Beschleunigungsanforderungs-Beurteilungsabschnitt 64, einen Trägerfrequenzeinstellungsabschnitt 66 und einen Wandlersteuerungsabschnitt 68 auf Der Wandlersteuerungsabschnitt 68 steuert den Schaltvorgang bzw. den Schaltbetrieb der Schaltelemente des Wandlers 46 auf der Grundlage der eingestellten Frequenz, die durch den Trägerfrequenzeinstellungsabschnitt 66 eingestellt wird. Die ECU 32 steuert ebenfalls den Betrieb der Umrichter 42 und 44. Der Batterieaufwärmanforderungsabschnitt 60, der Maschinenbetriebsbeurteilungsabschnitt 62, der Beschleunigungsanforderungs-Beurteilungsabschnitt 64 und der Trägerfrequenzeinstellungsabschnitt 66 sind nachstehend beschrieben.
Während einer Fahrtantriebssteuerung berechnet die ECU 32 ein Fahrzeugsolldrehmoment Tr* und eine Maschinensollausgangsleistung Pe* auf der Grundlage der Fahrpedalposition AP oder der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrpedalposition AP und berechnet eine Solldrehzahl Ne* und ein Solldrehmoment Te* der Maschine 20 anhand eines vorab eingestellten Kennfeldes. Die ECU 32 berechnet eine Solldrehzahl Nw1* und ein Solldrehmoment Tr1* des ersten MG 22 und ein Solldrehmoment Tr2* des zweiten MG 24 anhand der Solldrehzahl Ne*, der Drehzahl Nw2 des zweiten MG 24 und der Drehzahl Nw1 des ersten MG 21. Die Solldrehzahl Ne*, das Solldrehmoment Te*, die Solldrehzahl Nw1*, das Solldrehmoment Tr1* und das Solldrehmoment Tr2* können aus einem Kennfeld, das vorab in einer nicht gezeigten Speichereinheit gespeichert ist, auf der Grundlage der Fahrpedalposition AP oder der Fahrpedalposition AP und der Fahrzeuggeschwindigkeit hergeleitet werden.
Die ECU 32 steuert die Maschine 20 entsprechend dem Steuerungssignal Si1 derart, dass die berechnete Solldrehzahl Ne* und das Solldrehmoment Te* der Maschine 20 erzielt werden. Die ECU 32 steuert den Wandler 46 und die Umrichter 42 und 44 unter Verwendung des Wandlersteuerungsabschnitts 68 und eines nicht gezeigten Umrichtersteuerungsabschnitts der ECU 32 entsprechend den Steuerungssignalen Si2 und Si3 derart, dass die berechnete Solldrehzahl Nw* und das berechnete Solldrehmoment Tr1* des ersten MG 22 und das Solldrehmoment Tr2* des zweiten MG 24 erzielt werden.
In diesem Fall berechnet die ECU 32 eine Sollspannung VH*, die eine Eingangsspannung von jedem der Umrichter 42 und 44 ist und eine Ausgangsspannung des Wandlers 46 ist, auf der Grundlage der Solldrehmomente Tr1* und Tr2*, der Solldrehzahl Nw1* und der Drehzahl Nw2. Beispielsweise kann die Sollspannung VH* die höhere der Spannungen sein, die jeweils in den Umrichtern 42 und 44 benötigt werden. Der Wandler 46 steuert das Schalten der Schaltelemente Q1 und Q2 derart, dass der Spannungserfassungswert VH der Sollspannung VH* entsprechen kann. In diesem Fall wird, wenn ein Schaltelement Q1 (oder Q2) der Schaltelemente Q1 und Q2 eingeschaltet ist, das andere Schaltelement Q2 (oder Q1) ausgeschaltet. Dieser Vorgang wird wiederholt, so dass die Schaltelemente abwechselnd umgekehrt über eine Totzeit, bei denen beide Schaltelemente ausgeschaltet sind, ein- und ausgeschaltet werden. In diesem Fall erzeugt, wie es später unter Bezugnahme auf 2 beschrieben ist, die ECU 32 ein Steuerungssignal auf der Grundlage der Trägerfrequenz, die die Frequenz von Trägersignalverläufen ist, und eines Tastverhältnisses (einer relativen Einschaltdauer, duty ratio), und treibt die Schaltelemente Q1 und Q2 durch das Steuerungssignal an. In dem Wandler 46 erhöht sich die Spannung VH, falls die Einschaltdauer (onduty) des Schaltelements Q2 in dem unteren Zweig erhöht wird, und verringert sich die Spannung VH, wenn die Einschaltdauer des Schaltelements Q1 in dem oberen Zweig erhöht wird.
Die ECU 32 berechnet einen Ladezustand (SOC), der eine Lademenge der Batterie 28 ist, auf der Grundlage des Erfassungswerts aus dem nicht gezeigten Batteriestromsensor und/oder dem nicht gezeigten Batteriespannungssensor. Der Berechnungswert des SOC wird zur Steuerung des Schaltens einer Elektrofahrzeugbetriebsart (EV-Betriebsart) und einer Hybridfahrzeugbetriebsart (HV-Betriebsart) verwendet.
Die ECU 32 steuert die Maschine 20, den ersten MG 22 und den zweiten MG 24 zum Antrieb des Fahrzeugs, während die Betriebsart zwischen der EV-Betriebsart, die eine Elektrofahrzeugantriebsbetriebsart (EV-Antriebsbetriebsart) ist, und der HV-Betriebsart geschaltet wird. Die "EV-Betriebsart" ist eine Betriebsart, in der der zweite MG 24 mit gestoppter Maschine angetrieben wird und der zweite MG 24 als eine Antriebsquelle zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet wird. Die "HV-Betriebsart" ist eine Betriebsart, in der zumindest die Maschine 20 zum Antrieb des Fahrzeugs angetrieben wird. In diesem Fall erzeugt der erste MG 22 Elektrizität (Strom, elektrische Leistung) durch Antrieb der Maschine 20. Die EV-Betriebsart und die HV-Betriebsart werden entsprechend davon umgeschaltet, ob eine vorab eingestellte gegebene Bedingung erfüllt ist. Beispielsweise wird die Betriebsart auf die HV-Betriebsart geschaltet, wenn während der Ausführung der EV-Betriebsart der Berechnungswert des SOC einen vorbestimmten unteren Grenzwert oder weniger annimmt. Während der Ausführung der HV-Betriebsart betätigt ein Fahrer einen EV-Antriebsanweisungsabschnitt 70, und wenn die EV-Betriebsart ausgewählt wird, wird die Betriebsart auf die EV-Betriebsart unter der Bedingung umgeschaltet, dass eine vorbestimmte EV-Betriebsartvoraussetzung erfüllt ist. Während der Ausführung der HV-Betriebsart wird die Betriebsart ebenfalls auf die EV-Betriebsart umgeschaltet, wenn der Berechnungswert des SOC einen vorbestimmten oberen Grenzwert oder mehr annimmt. Der EV-Antriebsanweisungsabschnitt 70 ist beispielsweise ein Drucktaster oder ein Schalter zum Angeben der EV-Betriebsart. Wenn durch einen Anwender eingeschaltet, sendet der EV-Antriebsanweisungsabschnitt 70 ein Signal, das diese Betätigung angibt, zu der ECU 32.
Wenn es eine Batterieaufwärmanforderung gibt, stellt die ECU 32 die Trägerfrequenz des Wandlers 46 auf eine von Frequenzen F1, F2, F3 und F4 ein, die niedriger als eine Trägerfrequenz FA für den Fall ist, in dem es keine Batterieaufwärmanforderung gibt. Insbesondere gibt der Batterieaufwärmanforderungsabschnitt 60 eine Batterieaufwärmanforderung aus, wenn eine vorbestimmte Batterieaufwärmanforderungsbedingung erfüllt ist. Wenn beispielsweise die Batterietemperatur TB niedriger als eine vorab eingestellte vorbestimmte Temperatur T0 ist (TB < T0), und wenn eine vorab eingestellte Batterieaufwärmvoraussetzung erfüllt ist, gibt der Batterieaufwärmanforderungsabschnitt 60 eine Batterieaufwärmanforderung aus. Die "Batterieaufwärmvoraussetzung" ist beispielsweise erfüllt, wenn der SOC in der Batterie 28 der vorbestimmte untere Grenzwert oder größer ist, und wenn die Batteriespannung VL innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist, und wenn die erfasste Temperatur eines nicht gezeigten Temperatursensors zur Erfassung der Temperatur von jedem der Umrichter 42 und 44 eine vorbestimmte Temperatur oder weniger ist. Die "Batterieaufwärmvoraussetzung" ist andernfalls nicht erfüllt.
Der Maschinenbetriebsbeurteilungsabschnitt 62 beurteilt, ob die Maschine 20 sich "in Betrieb" oder "nicht in Betrieb" befindet. In dieser Beurteilung wird ein zu der ECU 32 gesendeter Erfassungswert Ne des Maschinendrehzahlsensors 34 zur Beurteilung verwendet, dass die Maschine 20 sich "nicht in Betrieb" befindet, falls die Maschinendrehzahl Ne Null ist, oder andernfalls zur Beurteilung verwendet, dass die Maschine 20 sich "in Betrieb" befindet.
Der Beschleunigungsanforderungs-Beurteilungsabschnitt 64 beurteilt, ob es eine vorab eingestellte "Beschleunigungsanforderung" des Hybridfahrzeugs 10 gibt. Beispielsweise wird in dem Hybridfahrzeug 10 die Fahrzeuggeschwindigkeit durch die Drehzahl Nw2 des zweiten MG 24 bestimmt, so dass der Bescheunigungsanforderungs-Beurteilungsabschnitt 64 beurteilt, dass es eine Beschleunigungsanforderung gibt, wenn eine Erhöhung ∆Nw2 der Drehzahl Nw2 des zweiten MG 24 pro Zeiteinheit ∆t ein vorab eingestellter vorbestimmter Wert K oder größer ist (∆Nw2/∆t ≥ K), wobei andernfalls der Beschleunigungsanforderungs-Beurteilungsabschnitt 64 beurteilt, dass es keine Beschleunigungsanforderung gibt. Als ein anderes Beispiel kann der Beschleunigungsanforderungs-Beurteilungsabschnitt 64 beurteilen, dass es eine Beschleunigungsanforderung gibt, wenn entsprechend dem Erfassungswert des Fahrpedalpositionssensors 54 das Betätigungsausmaß des Fahrpedals pro Zeiteinheit ∆t ein vorbestimmter Wert oder größer ist, wobei andernfalls der Beschleunigungsanforderungs-Beurteilungsabschnitt 64 beurteilen kann, dass es keine Beschleunigungsanforderung gibt. Als ein weiteres Beispiel kann die anhand des Erfassungswerts des Antriebsraddrehsensors 56 berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit oder der Erfassungswert eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors zur Beurteilung verwendet werden, dass es eine Beschleunigungsanforderung gibt, wenn eine Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit pro Zeiteinheit ∆t ein vorbestimmter Wert oder größer ist, oder andernfalls zur Beurteilung verwendet werden, dass es keine Beschleunigungsanforderung gibt.
Der Trägerfrequenzeinstellungsabschnitt 66 stellt die Trägerfrequenz des Wandlers 46 auf der Grundlage davon, ob es eine Aufwärmanforderung für die Batterie 28 gibt, auf der Grundlage eines Maschinenbetriebszustands, und auf der Grundlage davon ein, ob es gegenwärtig eine Beschleunigungsanforderung gibt. Insbesondere führt der Trägerfrequenzeinstellungsabschnitt 66 die Einstellung derart durch, dass die Trägerfrequenzen F1, F2, F3 und F4 in dem Fall, in dem es eine Aufwärmanforderung für die Batterie 28 gibt, niedriger als die normale Frequenz FA sein können, die eine Trägerfrequenz in dem Fall ist, in dem es keine Aufwärmanforderung für die Batterie 28 gibt (F1, F2, F3, F4 < FA). Die normale Frequenz FA wird nach dem Abschluss des Batterieaufwärmens, wenn die Batterie 28 lediglich einmal aufgewärmt wird, die Trägerfrequenz sein.
Wenn es eine Aufwärmanforderung für die Batterie 28 gibt, führt der Trägerfrequenzeinstellungsabschnitt 66 die Einstellung derart durch, dass die Trägerfrequenzen F1 und F2, wenn die Maschine 20 in Betrieb ist, niedriger als die Trägerfrequenzen F3 und F4 sind, wenn die Maschine 20 nicht in Betrieb ist (F1, F2 < F3, F4). Somit kann, wie es später beschrieben ist, der Temperaturanstieg der Batterie 28 beschleunigt werden, wenn es eine Aufwärmanforderung für die Batterie 28 gibt, und kann ein Anstieg im Unbehagen der Fahrzeugpassagiere vermieden werden.
Weiterhin stellt, falls es eine Aufwärmanforderung für die Batterie 28 gibt und die Maschine 20 in Betrieb ist, der Trägerfrequenzeinstellungsabschnitt 66 die Trägerfrequenz derart ein, dass in dem Fall, in dem es eine Fahrzeugbeschleunigungsanforderung gibt, die Trägerfrequenz F1 niedriger als die Trägerfrequenz F2 in dem Fall ist, in dem es keine Fahrzeugbeschleunigungsanforderung gibt (F1 < F2). Falls es eine Aufwärmanforderung für die Batterie 28 gibt und falls die Maschine 20 nicht in Betrieb ist, stellt der Trägerfrequenzeinstellungsabschnitt 66 die Trägerfrequenz derart ein, dass die Trägerfrequenz F3 in dem Fall, in dem es eine Fahrzeugbeschleunigungsanforderung gibt, niedriger als die Trägerfrequenz F4 in dem Fall sein kann, in dem es keine Fahrzeugbeschleunigungsanforderung gibt (F3 < F4).
Der Wandlersteuerungsabschnitt 68 steuert das Schalten der Schaltelemente Q1 und Q2 des Wandlers 46 auf der Grundlage der durch den Trägerfrequenzeinstellungsabschnitt 66 eingestellten Trägerfrequenz, der erfassten Spannung VH und der Sollspannung VH* ein.
2 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Wandlersteuerungsverfahren während der Fahrtantriebssteuerung unter Verwendung des Leistungssteuerungssystems 12 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht. 3 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Einstellungsverfahren bei einer Trägerfrequenzeinstellung gemäß 2 veranschaulicht.
In Schritt S10 stellt die ECU 32 die normale Frequenz FA als einen anfänglichen Wert für die Trägerfrequenz ein. In Schritt S12 werden dann die erfasste Spannung VH und die Sollspannung V* der ECU 32 zugeführt. Nachstehend sind die Schritte "S" durch "S2" abgekürzt. In S14 wird die Trägerfrequenz durch den Trägerfrequenzeinstellungsabschnitt 66 eingestellt. Die Einstellung der Trägerfrequenz ist später unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Falls die Trägerfrequenz in S14 eingestellt wird, wird ein Tastverhältnis, das für die Schaltsteuerung des Wandlers 46 verwendet wird, anhand der erfassten Spannung VH und der Sollspannung VH* in S16 eingestellt, und wird ein Steuerungssignal anhand des Tastverhältnisses und der Trägerfrequenz erzeugt (S18). In S20 gibt der Wandlersteuerungsabschnitt 68 ein Steuerungssignal zu dem Wandler 46 auf der Grundlage des vorstehend beschriebenen Steuerungssignals aus, steuert das Schalten des Wandlers 46 und kehrt zu jeder vorbestimmten Steuerungsperiode zu S12 zurück, um die Verarbeitung zu wiederholen.
Nachstehend ist ein Verfahren zur Einstellung der Trägerfrequenz unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Bei der Trägerfrequenzeinstellung wird eine Trägerfrequenz aus insgesamt 5 Trägerfrequenzen, nämlich der ersten, zweiten, dritten und vierten Frequenz F1, F2, F3 und F4 und der normalen Frequenz FA eingestellt. Die Trägerfrequenzen werden in ansteigender Reihenfolge von F1, F2, F3, F4 und FA eingestellt (F1 < F2 < F3 < F4 < FA). Die normale Frequenz FA ist eine Frequenz außerhalb des menschlichen Hörbereichs, beispielsweise 20 kHz oder mehr. Die ersten, zweiten, dritten und vierten Frequenzen F1, F2, F3 und F4 sind Frequenzen innerhalb des hörbaren Frequenzbereichs, beispielsweise 15 kHz oder weniger. Die normale Frequenz kann beispielsweise 10 kHz innerhalb des hörbaren Frequenzbereichs sein, und die ersten, zweiten, dritten und vierten Frequenzen F1, F2, F3 und F4 können niedriger als 10 kHz sein.
Zunächst beurteilt der Trägerfrequenzeinstellungsabschnitt 66, ob der Batterieaufwärmanforderungsabschnitt 60 eine Batterieaufwärmanforderung ausgegeben hat, und beurteilt dadurch, ob es eine Batterieaufwärmanforderung gibt (S30).
Wenn in S30 beurteilt wird, dass es keine Batterieaufwärmanforderung gibt, wird die normale Frequenz FA als die Trägerfrequenz in S32 eingestellt. Wenn demgegenüber es in S30 eine Batterieaufwärmanforderung gibt, verwendet der Trägerfrequenzeinstellungsabschnitt 66 den Maschinenbetriebsbeurteilungsabschnitt 62 in S34, um zu beurteilen, ob die Maschine 20 sich in Betrieb oder nicht in Betrieb befindet. Wenn in S34 beurteilt wird, dass die Maschine 20 in Betrieb ist, verwendet der Trägerfrequenzeinstellungsabschnitt 66 den Beschleunigungsanforderungs-Beurteilungsabschnitt 64 in S36, um zu beurteilen, ob es eine Fahrzeugbeschleunigungsanforderung gibt. Wenn in S36 beurteilt wird, dass es eine Beschleunigungsanforderung gibt, wird die Trägerfrequenz auf die kleinste (erste) niedrigste Frequenz F1 aus den fünf Trägerfrequenzen F1, F2, F3, F4 und FA eingestellt (S38). Wenn es keine Beschleunigungsanforderung gibt, wird die Trägerfrequenz auf die zweitniedrigste Frequenz F2 eingestellt, die höher als die niedrigste Frequenz F1 ist (F2 > F1) (S40). Wenn beispielsweise die Trägerfrequenz bis jetzt die normale Frequenz FA ist, wird die Trägerfrequenz in S38 oder S40 auf die niedrigste Frequenz F1 oder die zweitniedrigste Frequenz F2 geändert.
Wenn dem gegenüber in S34 beurteilt wird, dass die Maschine 20 nicht in Betrieb ist, verwendet der Trägerfrequenzeinstellungsabschnitt 66 den Beschleunigungsanforderungs-Beurteilungsabschnitt 64 in S42, um zu beurteilen, ob es eine Beschleunigungsanforderung gibt. Wenn es eine Beschleunigungsanforderung gibt, wird die Trägerfrequenz auf die drittniedrigste Frequenz F3 eingestellt, die höher als die zweitniedrigste Frequenz F2 ist (F3 > F2) (S44). Wenn in S42 beurteilt wird, dass es keine Beschleunigungsanforderung gibt, stellt der Trägerfrequenzeinstellungsabschnitt 66 die Trägerfrequenz auf die viertniedrigste Frequenz F4 ein, die höher als die drittniedrigste Frequenz F3 ist (F4 > F3) (S46).
Nachdem in S38, S40, S44, S46 oder S32 die Trägerfrequenzen eingestellt sind, kehrt die Verarbeitung zu S14 in 2 zurück, und wird die Verarbeitung in S14 bis S20 durchgeführt, so dass das Schalten des Wandlers 46 gesteuert wird.
4 zeigt ein Beispiel von zeitlichen Änderungen in der Batterietemperatur TB, der Trägerfrequenz des Wandlers 46, Maschinenbetriebsanweisungen, der Maschinendrehzahl, und ob es eine Beschleunigungsanforderung gibt, wenn die Temperatur der Batterie 28 erhöht ist, gemäß dem Ausführungsbeispiel. Die "HV-Betriebsart", in der die Maschine 20 betrieben wird, wird von einem Zeitpunkt t1 bis t3 durchgeführt. Die "EV-Betriebsart", in der der Betrieb der Maschine 20 gestoppt ist und in der das Fahrzeug durch den zweiten MG 24 angetrieben wird, wird von dem Zeitpunkt t3 bis zu einem Zeitpunkt t5 durchgeführt. Zunächst wird die normale Frequenz FA in einer anfänglichen Bedingung beim Start des Betriebs eingestellt. Falls jedoch die Batterietemperatur TB niedriger als die vorbestimmte Temperatur T0 ist, ist die Batterieaufwärmvoraussetzung erfüllt, so dass eine "Batterieaufwärmanforderung" ausgegeben wird. Wenn der Fahrer das Fahrpedal betätigt, wird eine Maschinenbetriebsanweisung ausgegeben, steigt die Maschinendrehzahl an und beginnt das Fahrzeug, sich zu bewegen. Falls dann beurteilt wird, dass es eine Fahrzeugbeschleunigungsanforderung gibt, wird die Trägerfrequenz auf die niedrigste Frequenz F1 zu dem Zeitpunkt t1 eingestellt.
Falls dann zu dem Zeitpunkt t2 beurteilt wird, dass es keine Fahrzeugbeschleunigungsanforderung gibt, da ein konstantes Betätigungsausmaß des Fahrpedals beibehalten wird, wird die Trägerfrequenz auf die zweitniedrigste Frequenz F2 geändert, die höher als die niedrigste Frequenz F1 ist. Der Betrieb der Maschine 20 wird dann zu dem Zeitpunkt t3 gestoppt, und falls dann der EV-Antrieb durchgeführt wird, wird die Trägerfrequenz auf die höhere viertniedrigste Frequenz F4 geändert. Falls dann zu dem Zeitpunkt t4 beurteilt wird, dass es in dem EV-Antrieb eine Beschleunigungsanforderung gibt, wird die Trägerfrequenz auf die drittniedrigste Frequenz F3 geändert, die niedriger als die viertniedrigste Frequenz F4 ist. Die Trägerfrequenz wird somit niedriger als die normale Frequenz FA, so dass die Temperatur der Batterie 28 ansteigt, wie es nachstehend beschrieben ist, und steigt die Batterietemperatur TB allmählich an. Die Batterietemperatur TB nimmt dann zu dem Zeitpunkt T5 die vorbestimmte Temperatur T0 oder mehr an und gibt es keine Batterieaufwärmanforderung mehr, so dass die Trägerfrequenz auf die normale Frequenz FA geändert wird und die normale Antriebssteuerung des Fahrzeugs unter Verwendung der normalen Frequenz FA durchgeführt wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen Leistungssteuerungssystem 12 wird, wenn es eine Aufwärmanforderung für die Batterie 28 gibt, die Trägerfrequenz niedriger als die normale Frequenz FA in dem Fall, in dem es keine Aufwärmanforderung für die Batterie 28 gibt, so dass ein Welligkeitsstrom, der der Trägerfrequenz nachfolgt, in dem durch die Spule L fließenden Strom (Spulenstrom) erzeugt wird, und die Amplitude des Welligkeitsstroms ansteigt. Der Welligkeitsstrom wird ebenfalls in einem Batteriestrom erzeugt, der ein Eingang-/Ausgangsstrom der Batterie 28 ist, und der Wärmewert des Innenwiderstands der Batterie 28 steigt an, so dass die Temperatur der Batterie 28 ansteigt. Folglich kann die Temperatur der Batterie 28 angehoben werden, indem die Trägerfrequenz von der normalen Frequenz FA auf eine niedrigere Frequenz geändert wird, und kann der Anstieg der Temperatur der Batterie 28 weiter bei einer niedrigeren Trägerfrequenz beschleunigt werden.
Wenn demgegenüber die Trägerfrequenz niedrig ist, steigt ein Störgeräusch einschließlich eines elektromagnetischen Störgeräuschs (noise) in den Schaltungen mit der Batterie 28 und dem Wandler 46 entsprechend der Erhöhung der Amplitude des Welligkeitsstroms an. Wenn die Trägerfrequenz innerhalb des hörbaren Frequenzbereichs ist, ist der Anteil von Personen, die eine gegebene Frequenz hören können, bei einer niedrigeren Frequenz höher. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind im Hinblick auf die Trägerfrequenzen F1 und F2, bei denen die Maschine 20 in Betrieb ist, niedriger als die dritt- und viertniedrigsten Frequenzen F3 und F4 eingestellt, bei denen die Maschine 20 nicht in Betrieb ist, wenn es eine Aufwärmanforderung für die Batterie 28 gibt. Somit wird, selbst wenn die Frequenz des Störgeräuschs aufgrund des Welligkeitsstroms sich verringert und dadurch leichter zu hören ist, das Verhältnis des Störgeräuschs aufgrund des Anstiegs des Welligkeitsstroms zu dem Gesamtstörgeräusch, das aus dem Fahrzeug resultiert, aufgrund des Störgeräuschs der Maschine 20 niedriger, so dass das durch den Welligkeitsstrom verursachte Störgeräusch nicht unbedingt ein Störgeräusch wird, das für Fahrzeugpassagiere unangenehm ist.
Demgegenüber ist das Verhältnis des Störgeräuschs, das auf dem Welligkeitsstrom beruht, zu dem Gesamtstörgeräusch, das aus dem Fahrzeug resultiert, höher, wenn die Maschine 20 nicht in Betrieb ist, jedoch ist die Frequenz dieses durch den Welligkeitsstrom verursachten Störgeräuschs hoch, weshalb dieses Störgeräusch nicht unbedingt ein Störgeräusch wird, das für die Fahrzeugpassagiere unangenehm ist. Falls beispielsweise die dritt- und viertniedrigsten Frequenzen F3 und F4 von 10 bis 15 kHz reichen, die relativ hoch in dem hörbaren Frequenzbereich sind, ist der Anteil von Personen, die diese nicht hören können, höher als bei einer niedrigeren Frequenz, was nicht unbedingt zu einem unangenehmen Störgeräusch führt. Als Ergebnis kann der Temperaturanstieg der Batterie 28 beschleunigt werden, wenn es eine Aufwärmanforderung für die Batterie 28 gibt, und kann eine Erhöhung einer Unannehmlichkeit für den Fahrzeugpassagier eingegrenzt werden.
Die Trägerfrequenz verringert sich weiter, wenn die Maschine 20 in Betrieb ist, oder wenn das Fahrzeug sich während des Betriebs der Maschine 20 beschleunigt, so dass der Temperaturanstieg der Batterie 28 beschleunigt werden kann, und steigen Straßengeräusche (Rollgeräusche) aufgrund des aus der Beschleunigung resultierenden Anstiegs der Fahrzeuggeschwindigkeit an. Daher wird das auf dem Welligkeitsstrom beruhende Störgeräusch, das aus der Verringerung der Trägerfrequenz resultiert, nicht unbedingt ein Störgeräusch, das für die Fahrzeugpassagiere unangenehm ist. Weiterhin erhöht die Beschleunigung während des Betriebs der Maschine 20 die Maschinendrehzahl und erhöht somit das Störgeräusch auf der Grundlage des Maschinenstörgeräuschs, so dass das Verhältnis des auf dem Anstieg des Welligkeitsstroms beruhenden Störgeräuschs zu dem Gesamtstörgeräusch, das von dem Fahrzeug resultiert, niedriger wird. Somit kann der Temperaturanstieg der Batterie 28 effizienter beschleunigt werden. In dem vorstehend beschriebenen Fall wird die Trägerfrequenz in Abhängigkeit davon geändert, ob es eine Beschleunigungsanforderung gibt, sowohl wenn die Maschine 20 in Betrieb ist als auch wenn sie nicht in Betrieb ist. Jedoch kann die Trägerfrequenz in Abhängigkeit davon geändert werden, ob es eine Beschleunigungsanforderung lediglich dann gibt, wenn die Maschine 20 in Betrieb ist oder wenn sie außer Betrieb ist.
Obwohl in dem vorstehend beschriebenen Fall die Trägerfrequenz in Abhängigkeit davon geändert wird, dass es eine Beschleunigungsanforderung gibt, kann die Trägerfrequenz in Abhängigkeit davon unverändert sein, ob es eine Beschleunigungsanforderung gibt. In diesem Fall wird, wenn es eine Batterieaufwärmanforderung gibt und wenn die Maschine 20 in Betrieb ist, die niedrigste Frequenz F1A, die niedriger als die normale Frequenz FA ist, als die Trägerfrequenz eingestellt. Wenn die Maschine 20 nicht in Betrieb ist, wird die zweitniedrigste Frequenz F2A, die höher als die niedrigste Frequenz F1A ist jedoch niedriger als die normale Frequenz ist (F2A > F1A), als die Trägerfrequenz eingestellt.
In der Darstellung von 4 wird, wenn die Trägerfrequenz geändert wird, diese Änderung unmittelbar durchgeführt. Im Gegensatz dazu kann, wenn die Trägerfrequenz geändert wird, die Trägerfrequenz allmählich bei einer konstanten gegebenen Anstiegsrate oder einer gegebenen Verringerungsrate in einer vorbestimmten Steuerungszeitdauer bis zu dem Abschluss der Änderung erhöht oder verringert werden, so dass die Trägerfrequenz allmählich zum Erhöhen oder zum Verringern geändert werden kann, und der Wandler 46 in jeder Steuerungszeitdauer (Steuerungsperiode) gesteuert werden kann. In diesem Fall wird beispielsweise die Trägerfrequenz allmählich von der Frequenz FA zu der Frequenz F1 geändert, wie es durch eine gestrichelte Linie P1 in 4 angegeben ist, und wird allmählich von der Frequenz F3 zu der Frequenz FA geändert, wie es durch eine gestrichelte Linie P2 angegeben ist. Obwohl es nicht gezeigt ist, gilt dasselbe auch für die Änderungen anderer Frequenzen.
Die ECU 32 kann eine derartige Steuerung durchführen, dass der Betrieb des ersten MG 22 und des zweiten MG 24 für einen lastfreien Betrieb der Maschine 20 gestoppt wird, wenn es eine Aufwärmanforderung für die Batterie 28 gibt, und das Schalten des Wandlers 46 unter Verwendung einer Trägerfrequenz steuern, die niedriger als die normale Frequenz FA ist. Dementsprechend erzeugen der erste MG 22 und der zweite MG 24 keine elektrische Leistung während des Aufwärmens der Batterie 28, und kann ein Laden der Batterie 28 mit übermäßiger elektrischer Leistung effizient unterbunden werden.
Bezugszeichenliste

10: Hybridfahrzeug, 12: Leistungssteuerung, 14: Verlangsamungseinrichtung, 16: Antriebswelle, 18: Antriebsräder, 20: Maschine, 22: erster Motorgenerator (erster MG), 24: zweiter Motorgenerator (zweiter MG), 25: Leistungsaufteilungsmechanismus, 26: PCU, 28: Batterie, 32: ECU, 34: Maschinendrehzahlsensor, 36: erster Drehsensor, 38: zweiter Drehsensor, 40: Ausgangswelle, 42: erster Umrichter, 44: zweiter Umrichter, 46: Wandler, 48: Batterietemperatursensor, 50, 52: Spannungssensoren, 54: Fahrpedalpositionssensor, 56: Antriebsraddrehsensor, 60: Batterieaufwärmanforderungsabschnitt, 62: Maschinenbetriebsbeurteilungsabschnitt, 64: Beschleunigungsanforderungs-Beurteilungsabschnitt, 66: Trägerfrequenzeinstellungsabschnitt, 68: Wandlersteuerungsabschnitt, 70: EV-Antriebsanweisungsabschnitt.

Wie es vorstehend beschrieben worden ist, weist ein Leistungssteuerungssystem eine Batterie, einen Wandler, der eine Gleichspannung einer Batterie in eine Gleichspannung mit einem anderen Pegel durch Schalten von Schaltelementen umwandelt, einen zweiten Umrichter, einen zweiten MG, der ein Elektromotor ist, eine Maschine und eine ECU auf, die eine Steuerungseinrichtung ist. Wenn es eine Aufwärmanforderung für die Batterie gibt, bewirkt die ECU, dass eine Trägerfrequenz bei der Schaltsteuerung der Schaltelemente niedriger als eine Trägerfrequenz in dem Fall ist, in dem es keine Aufwärmanforderung für die Batterie gibt. Wenn es eine Aufwärmanforderung gibt, veranlasst die ECU, dass die Trägerfrequenz, bei der die Maschine in Betrieb ist, niedriger als die Trägerfrequenz ist, bei der die Maschine nicht in Betrieb ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010-259217 A [0004]

Claims

Leistungssteuerungssystem eines Hybridfahrzeugs, wobei das System aufweist: eine Batterie, einen Wandler, der eine Gleichspannung der Batterie in eine Gleichspannung mit einem anderen Pegel durch Schalten von Schaltelementen umwandelt und dann die umgewandelte Spannung ausgibt, einen Umrichter, der einen Ausgang des Wandlers in einen Elektromotorantriebsstrom umwandelt, einen Elektromotor, der durch den Elektromotorantriebsstrom aus dem Umrichter angetrieben wird, eine Steuerungseinrichtung, die, wenn es eine Aufwärmanforderung für die Batterie gibt, veranlasst, dass eine Trägerfrequenz bei der Schaltsteuerung der Schaltelemente niedriger als eine Trägerfrequenz in dem Fall ist, in dem es keine Aufwärmanforderung für die Batterie gibt, und eine Maschine, wobei das Hybridfahrzeug unter Verwendung des Elektromotors und/oder der Maschine als Antriebsquelle fährt, und, wenn es eine Aufwärmanforderung gibt, die Steuerungseinrichtung bewirkt, dass die Trägerfrequenz, bei der die Maschine in Betrieb ist, niedriger als die Trägerfrequenz ist, bei der die Maschine nicht in Betrieb ist.
Leistungssteuerungssystem des Hybridfahrzeugs nach Anspruch 1, wobei, wenn es eine Aufwärmanforderung gibt und wenn die Maschine in Betrieb ist, die Steuerungseinrichtung bewirkt, dass die Trägerfrequenz in dem Fall, in dem eine vorab eingestellte Beschleunigungsanforderung für das Fahrzeug vorhanden ist, niedriger als die Trägerfrequenz in dem Fall ist, in dem es keine Beschleunigungsanforderung gibt.
Leistungssteuerungssystem für das Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, wobei, wenn es eine Aufwärmanforderung gibt und wenn die Maschine nicht in Betrieb ist, die Steuerungseinrichtung bewirkt, dass die Trägerfrequenz in dem Fall, in dem es eine vorab eingestellte Beschleunigungsanforderung für das Fahrzeug gibt, niedriger als die Trägerfrequenz in dem Fall ist, in dem es keine Beschleunigungsanforderung gibt.
Leistungssteuerungssystem des Hybridfahrzeugs nach Anspruch 2, wobei, wenn es eine Aufwärmanforderung gibt und wenn die Maschine nicht in Betrieb ist, die Steuerungseinrichtung bewirkt, dass die Trägerfrequenz in dem Fall, in dem es eine vorab eingestellte Beschleunigungsanforderung für das Fahrzeug gibt, niedriger als die Trägerfrequenz in dem Fall ist, in dem es keine Beschleunigungsanforderung gibt.