JP2005045879A - Power output unit and computer readable recording medium recording program for executing motor drive control in computer - Google Patents

Power output unit and computer readable recording medium recording program for executing motor drive control in computer Download PDF

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清恵 落合
Takeshi Tateishi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power output unit capable of controlling motor torque in a range causing no magnetic saturation. <P>SOLUTION: A control CPU 184 calculates a limit torque by multiplying a maximum torque by a torque limit coefficient depending on a signal STON from a start key. The limit torque is a torque which can be outputted from a motor generator MG1 when a DC power supply 30 is connected between two neutrals M1 and M2. The maximum torque is a torque which can be outputted from the motor generator MG1 when the DC power supply 30 is disconnected from between two neutrals M1 and M2. The torque limit coefficient is a decrement in the output torque from the motor generator MG1 when a DC current from the DC power supply 30 flows through three-phase coils 10 and 11. The control CPU 184 controls inverters 181 and 182 such that the motor generator MG1 is driven within the range of limit torque. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、動力出力装置に関し、特に、2重巻線モータを用いた動力出力装置およびモータの駆動制御をコンピュータ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読取り可能な記録媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、2重巻線モータを用いた動力出力装置としては、特開2002−218793号公報に開示された動力出力装置が知られている。図19は、従来の動力出力装置の概略ブロック図である。図19を参照して、従来の動力出力装置300は、2重巻線モータ310と、直流電源320と、インバータ330,340と、コンデンサ350とを備える。
【0003】
2重巻線モータ310は、2つの3相コイル311,312を含む。そして、直流電源320は、3相コイル311の中性点と3相コイル312の中性点との間に接続される。
【0004】
インバータ330は、3相コイル311への通電制御を行なう。また、インバータ340は、3相コイル312への通電制御を行なう。コンデンサ350およびインバータ330,340は、正極母線301と負極母線302との間に並列に接続される。
【0005】
インバータ330,340のスイッチング制御により3相コイル311,312の中性点間の電位差を直流電源320の電圧よりも小さくしたり、大きくすることにより、コンデンサ350は、充電または放電される。その結果、動力出力装置300においては、インバータ入力電圧を広い範囲内で調整できる。
【0006】
【特許文献1】
特開2002−218793号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、中性点間に直流電源が接続された従来の2重巻線モータにおいては、昇圧動作の割合が大きくなると、2つの3相コイルに流れる直流電流が増加するため磁気飽和が避けられない状態が生じ得る。
【0008】
それゆえに、この発明の目的は、磁気飽和が生じない範囲でモータトルクを制御可能な動力出力装置を提供することである。
【0009】
また、この発明の別の目的は、磁気飽和が生じない範囲におけるモータの駆動制御をコンピュータ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読取り可能な記録媒体を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によれば、動力出力装置は、第1のインバータと、第2のインバータと、2Yモータと、電源と、制御装置とを備える。2Yモータは、第1のインバータによって通電制御される第1の3相モータコイルと、第2のインバータによって通電制御される第2の3相モータコイルとをステータとする。電源は、第1の3相モータコイルの第1の中性点と第2の3相モータコイルの第2の中性点との間に接続される。制御装置は、電源が第1の中性点と第2の中性点との間に接続されたときに2Yモータが出力可能な制限トルクを演算し、その演算した制限トルクの範囲内で2Yモータが駆動するように第1および第2のインバータを制御する。
【0011】
この発明による動力出力装置においては、電源が第1の中性点と第2の中性点との間に接続されると、直流電流が第1および第2の3相モータコイルに流れる。そして、この直流電流は、2Yモータの磁気回路を飽和させる。制御装置は、磁気回路が飽和しない最大トルク、つまり、2Yモータが実際に出力可能な制限トルクを演算し、2Yモータが制限トルクの範囲内で駆動するように第1および第2のインバータを制御する。
【0012】
したがって、この発明によれば、ステータコイルに直流電流が流れても磁気飽和が生じない範囲で2Yモータのモータトルクを制御できる。すなわち、磁気飽和に対して単にモータ出力を制限するのではなく、昇圧動作を行なうときに3相モータコイルに流れる直流電流による磁気飽和現象をモータ出力と関連させつつ、昇圧動作を保持したまま、モータ出力の要求値と実際の出力値とのずれを小さくできる。
【0013】
好ましくは、制御装置は、電源が第1の中性点と第2の中性点との間から切離されたときに2Yモータが出力可能な最大トルクに制限係数を乗算して制限トルクを演算する。制限係数は、電源からの直流電流が第1および第2の3相モータコイルに流れたときに2Yモータが出力するトルクの減少分を最大トルクから除去するための係数である。
【0014】
第1および第2の3相モータコイルに流れる直流電流は、2Yモータが出力可能な最大トルクを減少させる。制御装置は、2Yモータの最大トルクから直流電流による出力可能なトルクの減少分を除去することにより2Yモータが実際に出力可能な制限トルクを演算する。そして、制御装置は、最大トルクに制限係数を乗算することにより制限トルクを演算する。
【0015】
したがって、この発明によれば、磁気飽和が生じないトルク範囲を容易に演算できる。
【0016】
好ましくは、制御装置は、第1および第2のマップを保持しており、2Yモータに印加されるモータ印加電圧、2Yモータに流れる直流電流および2Yモータのモータ回転数に対応する制限係数を第1のマップから抽出し、モータ印加電圧およびモータ回転数に対応する最大トルクを第2のマップから抽出し、抽出した最大トルクに抽出した制限係数を乗算して制限トルクを演算する。
【0017】
制御装置は、マップから最大トルクおよび制限係数を抽出し、その抽出した最大トルクに抽出した制限係数を乗算して制限トルクを演算する。
【0018】
したがって、この発明によれば、磁気飽和が生じないトルク範囲を迅速、かつ、容易に演算できる。
【0019】
好ましくは、2Yモータは、内燃機関に連結された発電用モータである。
したがって、この発明によれば、磁気飽和が生じない範囲で発電できる。
【0020】
好ましくは、2Yモータは、駆動輪に連結された駆動用モータである。
したがって、この発明によれば、磁気飽和が生じない範囲で駆動輪を駆動できる。
【0021】
好ましくは、2Yモータは、発電用モータと駆動用モータとからなる。発電用モータは、第1の3相モータコイルをステータとして含み、内燃機関に連結される。駆動用モータは、第2の3相モータコイルをステータとして含み、駆動輪に連結される。
【0022】
したがって、この発明によれば、磁気飽和が生じない範囲で駆動可能な2Yモータを2つのモータにより構成することができる。
【0023】
また、この発明によれば、第1および第2の3相モータコイルを含む2Yモータの駆動制御をコンピュータ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読取り可能な記録媒体は、第1の3相モータコイルの第1の中性点と第2の3相モータコイルの第2の中性点との間に電源が接続されたときに2Yモータが出力可能な制限トルクを演算する第1のステップと、演算された制限トルクの範囲内で2Yモータが駆動するように第1の3相モータコイルを通電制御する第1のインバータと第2の3相モータコイルを通電制御する第2のインバータとを制御する第2のステップとをコンピュータ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読取り可能な記録媒体である。
【0024】
プログラムは、磁気回路が飽和しない、つまり、2Yモータが実際に出力可能な制限トルクを演算し、2Yモータが制限トルクの範囲内で駆動するように第1および第2のインバータを制御する。
【0025】
したがって、この発明によれば、磁気飽和が生じない範囲で2Yモータのモータトルクを制御できる。
【0026】
好ましくは、第1のステップは、電源からの直流電流が第1および第2の3相モータコイルに流れたときに2Yモータが出力するトルクの減少分を最大トルクから除去するための制限係数を検出する第1のサブステップと、電源が第1の中性点と第2の中性点との間から切離されたときに2Yモータが出力可能な最大トルクを検出する第2のサブステップと、検出された最大トルクに検出された制限係数を乗算した結果を制限トルクとする第3のサブステップとを含む。
【0027】
プログラムは、最大トルクに制限係数を乗算することにより直流電流が第1および第2の3相モータコイルに流れたときの出力トルクの減少分を除去した制限トルクを演算する。
【0028】
したがって、この発明によれば、磁気飽和を生じないトルク範囲を容易に演算できる。
【0029】
好ましくは、第1のサブステップは、2Yモータに印加されるモータ印加電圧、2Yモータに流れる直流電流および2Yモータのモータ回転数に対応する制限係数を第1のマップから抽出する。第2のサブステップは、モータ印加電圧およびモータ回転数に対応する最大トルクを第2のマップから抽出する。
【0030】
プログラムは、マップから最大トルクおよび制限係数を抽出して制限トルクを演算する。
【0031】
したがって、この発明によれば、磁気飽和を生じないトルク範囲を迅速、かつ、容易に演算できる。
【0032】
好ましくは、第2のステップは、制限トルクの範囲内で2Yモータの指令トルクを決定する第4のサブステップと、決定された指令トルクを出力するように第1および第2のインバータを制御する第5のサブステップとを含む。
【0033】
プログラムは、磁気飽和を生じないように2Yモータの駆動を制御する。
したがって、この発明によれば、2Yモータの実際の出力トルクを最大にできる。
【0034】
さらに、この発明によれば、内燃機関に連結され、かつ、2Yモータからなる発電用モータと駆動輪に連結された駆動用モータとの駆動制御をコンピュータ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読取り可能な記録媒体は、電源が発電用モータに含まれる第1の3相モータコイルの第1の中性点と発電用モータに含まれる第2の3相モータコイルの第2の中性点との間に接続されたときに発電用モータが出力可能な制限トルクを演算する第1のステップと、演算された制限トルクの範囲内で発電用モータが駆動するように第1の3相モータコイルを通電制御する第1のインバータと第2の3相モータコイルを通電制御する第2のインバータとを制御する第2のステップと、駆動用モータが最大トルクの範囲内で駆動するように駆動用モータに含まれる第3の3相モータコイルを通電制御する第3のインバータを制御する第3のステップとをコンピュータ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読取り可能な記録媒体である。
【0035】
プログラムは、制限トルクの範囲で発電用モータを駆動するように制御し、最大トルクの範囲で駆動用モータを駆動するように制御する。
【0036】
したがって、この発明によれば、磁気飽和が生じないトルク範囲で発電し、かつ、駆動輪を駆動できる。
【0037】
さらに、この発明によれば、内燃機関に連結された発電用モータと駆動輪に連結され、かつ、2Yモータからなる駆動用モータとの駆動制御をコンピュータ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読取り可能な記録媒体は、発電用モータが最大トルクの範囲内で駆動するための指令トルクを演算する第1のステップと、電源が駆動用モータに含まれる第1の3相モータコイルの第1の中性点と駆動用モータに含まれる第2の3相モータコイルの第2の中性点との間に接続されたときに駆動用モータが出力可能な制限トルクを演算する第2のステップと、演算された制限トルクの範囲内で駆動用モータが駆動するように第1の3相モータコイルを通電制御する第1のインバータと第2の3相モータコイルを通電制御する第2のインバータとを制御する第3のステップと、発電用モータが指令トルクを出力するように発電用モータに含まれる第3の3相モータコイルを通電制御する第3のインバータを制御する第4のステップとをコンピュータ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読取り可能な記録媒体である。
【0038】
プログラムは、最大トルクの範囲で発電用モータを駆動するように制御し、制限トルクの範囲で駆動用モータを駆動するように制御する。
【0039】
したがって、この発明によれば、磁気飽和が生じないトルク範囲で発電し、かつ、駆動輪を駆動できる。
【0040】
さらに、この発明によれば、内燃機関に連結された発電用モータと駆動輪に連結された駆動用モータとからなる2Yモータの駆動制御をコンピュータ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読取り可能な記録媒体は、電源が発電用モータに含まれる第1の3相モータコイルの第1の中性点と駆動用モータに含まれる第2の3相モータコイルの第2の中性点との間に接続されたときに発電用モータが出力可能な第1の制限トルクを演算する第1のステップと、第1の制限トルクの範囲内で発電用モータの第1の指令トルクを演算する第2のステップと、電源が第1の中性点と第2の中性点との間に接続されたときに駆動用モータが出力可能な第2の制限トルクを演算する第3のステップと、第2の制限トルクの範囲内で駆動用モータの第2の指令トルクを演算する第4のステップと、発電用モータが第1の指令トルクを出力するように第1の3相モータコイルを通電制御する第1のインバータを制御する第5のステップと、駆動用モータが第2の指令トルクを出力するように第2の3相モータコイルを通電制御する第2のインバータを制御する第5のステップとをコンピュータ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読取り可能な記録媒体である。
【0041】
プログラムは、発電用モータの制限トルクおよび駆動用モータの制限トルクを演算し、その演算した制限トルクの範囲内で発電用モータおよび駆動用モータを駆動するように制御する。
【0042】
したがって、この発明によれば、磁気飽和を生じないトルク範囲で発電でき、かつ、駆動輪を駆動できる。
【0043】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【0044】
[実施の形態1]
図1は、実施の形態1による動力出力装置の概略ブロック図を示す。図1を参照して、実施の形態1による動力出力装置100は、動力伝達ギア111と、駆動軸112と、ディファレンシャルギア114と、モータジェネレータMG1,MG2と、プラネタリギア120と、動力取出ギア128と、チェーンベルト129と、エンジン150と、レゾルバ139,149,159と、ダンパ157と、制御装置180とを備える。
【0045】
エンジン150のクランクシャフト156は、ダンパ157を介してプラネタリギア120およびモータジェネレータMG1,MG2に接続される。ダンパ157は、エンジン150のクランクシャフト156のねじり振動の振幅を抑制し、クランクシャフト156をプラネタリギア120に接続する。
【0046】
動力取出ギア128は、チェーンベルト129を介して動力伝達ギア111に接続される。そして、動力取出ギア128は、プラネタリギア120のリングギア(図示せず)から動力を受け、その受けた動力をチェーンベルト129を介して動力伝達ギア111に伝達する。動力伝達ギア111は、駆動軸112およびディファレンシャルギア114を介して駆動輪に動力を伝達する。
【0047】
図2を参照して、プラネタリギア120およびモータジェネレータMG1,MG2について詳細に説明する。プラネタリギア120は、キャリア軸127に軸中心を貫通された中空のサンギア軸125に結合されたサンギア121と、キャリア軸127と同軸のリングギア軸126に結合されたリングギア122と、サンギア121とリングギア122との間に配置され、サンギア121の外周を自転しながら公転する複数のプラネタリピニオンギア123と、キャリア軸127の端部に結合され、各プラネタリピニオンギア123の回転軸を軸支するプラネタリキャリア124とから構成されている。
【0048】
このプラネタリギア120では、サンギア121、リングギア122およびプラネタリキャリア124にそれぞれ結合されたサンギア軸125、リングギア軸126およびキャリア軸127の3軸が動力の入出力軸とされ、3軸のいずれか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、決定された2軸へ入出力される動力に基づいて定まる。
【0049】
なお、サンギア軸125、リングギア軸126およびキャリア軸127には、それぞれの回転角度θs,θr,θcを検出するレゾルバ139,149,159が設けられている。
【0050】
リングギア122には、動力の取り出し用の動力取出ギア128が結合されている。この動力取出ギア128は、チェーンベルト129により動力伝達ギア111に接続されており、動力取出ギア128と動力伝達ギア111との間で動力の伝達がなされる。
【0051】
モータジェネレータMG1は、同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石135を有するロータ132と、回転磁界を形成する3相コイル134が巻回されたステータ133とを備える。なお、3相コイル134は、後述するように、2つの3相コイルから成る。
【0052】
ロータ132は、プラネタリギア120のサンギア121に結合されたサンギア軸125に結合されている。ステータ133は、無方向性電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、ケース119に固定されている。このモータジェネレータMG1は、永久磁石135による磁界と、3相コイル134によって形成される磁界との相互作用によりロータ132を回転駆動する電動機として動作し、永久磁石135による磁界とロータ132の回転との相互作用により3相コイル134の両端に起電力を生じさせる発電機として動作する。
【0053】
モータジェネレータMG2は、外周面に複数個の永久磁石145を有するロータ142と、回転磁界を形成する3相コイル144が巻回されたステータ143とを備える。ロータ142は、プラネタリギア120のリングギア122に結合されたリングギア軸126に結合されており、ステータ143はケース119に固定されている。ステータ143も、無方向性電磁鋼板の薄板を積層して形成されている。このモータジェネレータMG2も、モータジェネレータMG1と同様に、電動機または発電機として動作する。
【0054】
再び、図1を参照して、制御装置180は、スタートキー186からの信号STON、レゾルバ139からのサンギア軸125の回転角度θs、レゾルバ149からのリングギア軸126の回転角度θr、レゾルバ159からのキャリア軸127の回転角度θc、アクセルペダルポジションセンサー164aからのアクセルペダルポジション(アクセルペダルの踏込量)AP、ブレーキペダルポジションセンサー165aからのブレーキペダルポジション(ブレーキペダルの踏込量)BP、シフトポジションセンサー185からのシフトポジションSP、モータジェネレータMG1に取り付けられた2つの電流センサー(図示せず)からのモータ電流MCRT11,12、およびモータジェネレータMG2に取り付けられた電流センサー(図示せず)からのモータ電流MCRT2を受ける。信号STONは、動力出力装置100がオンされたことを示す信号である。
【0055】
そして、制御装置180は、これらの受けた各信号に基づいて、モータジェネレータMG1,MG2の3相コイル134,144に流す電流を制御してモータジェネレータMG1,MG2を駆動する。
【0056】
図3は、動力出力装置100の主要部の電気回路図を示す。図3を参照して、動力出力装置100は、モータジェネレータMG1,MG2と、電流センサー12〜14,31と、直流電源30と、電圧センサー32,51と、コンデンサ50と、インバータ181〜183と、制御CPU(Central Processing Unit)184とを備える。
【0057】
なお、インバータ181〜183および制御CPU184は図1に示す制御装置180を構成する。
【0058】
モータジェネレータMG1は、2つの3相コイル10,11を含む。そして、2つの3相コイル10,11は、図2に示す3相コイル134を構成する。つまり、モータジェネレータMG1は、Y型に結線された2つの3相コイル10,11を有する2重巻線モータ(「2Yモータ」とも言う。)である。
【0059】
直流電源30は、3相コイル10の中性点M1と3相コイル11の中性点M2との間に接続される。
【0060】
インバータ181は、U相アーム15と、V相アーム16と、W相アーム17とを含む。U相アーム15、V相アーム16およびW相アーム17は、電源ライン1とアースライン2との間に並列に設けられる。
【0061】
U相アーム15は、電源ライン1とアースライン2との間に直列に接続されたNPNトランジスタQ1,Q2から成る。V相アーム16は、電源ライン1とアースライン2との間に直列に接続されたNPNトランジスタQ3,Q4から成る。W相アーム17は、電源ライン1とアースライン2との間に直列に接続されたNPNトランジスタQ5,Q6から成る。
【0062】
NPNトランジスタQ1,Q3,Q5は、コレクタが電源ライン1に接続され、エミッタがそれぞれNPNトランジスタQ2,Q4,Q6のコレクタに接続される。NPNトランジスタQ2,Q4,Q6のエミッタはアースライン2に接続される。また、各NPNトランジスタQ1〜Q6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ダイオードD1〜D6がそれぞれ接続されている。
【0063】
インバータ182は、U相アーム18と、V相アーム19と、W相アーム20とを含む。そして、U相アーム18、V相アーム19およびW相アーム20は、それぞれ、インバータ181のU相アーム15、V相アーム16およびW相アーム17と同じである。したがって、NPNトランジスタQ7〜Q12は、それぞれ、NPNトランジスタQ1〜Q6と同じであり、ダイオードD7〜D12は、それぞれ、ダイオードD1〜D6と同じである。
【0064】
インバータ181の各相アームの中間点は、モータジェネレータMG1の3相コイル10の各相コイルの各相端に接続され、インバータ182の各相アームの中間点は、モータジェネレータMG1の3相コイル11の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、3相コイル10のU相、V相およびW相の3つのコイルの一端が中性点M1に共通接続されて構成され、U相コイルの他端がNPNトランジスタQ1,Q2の中間点に、V相コイルの他端がNPNトランジスタQ3,Q4の中間点に、W相コイルの他端がNPNトランジスタQ5,Q6の中間点にそれぞれ接続されている。また、3相コイル11のU相、V相およびW相の3つのコイルの一端が中性点M2に共通接続されて構成され、U相コイルの他端がNPNトランジスタQ7,Q8の中間点に、V相コイルの他端がNPNトランジスタQ9,Q10の中間点に、W相コイルの他端がNPNトランジスタQ11,Q12の中間点にそれぞれ接続されている。
【0065】
インバータ183は、U相アーム21と、V相アーム22と、W相アーム23とを含む。そして、U相アーム21、V相アーム22およびW相アーム23は、それぞれ、インバータ181のU相アーム15、V相アーム16およびW相アーム17と同じである。したがって、NPNトランジスタQ13〜Q18は、それぞれ、NPNトランジスタQ1〜Q6と同じであり、ダイオードD13〜D18は、それぞれ、ダイオードD1〜D6と同じである。
【0066】
インバータ183の各相アームの中間点は、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。すなわち、モータジェネレータMG2は、3相の永久磁石モータである。インバータ183の各相アームの中間点とモータジェネレータMG2の各相コイルの各相端との具体的な接続方法は、インバータ181の各相アームの中間点と3相コイル10の各相端との接続方法と同じである。
【0067】
コンデンサ50は、電源ライン1とアースライン2との間にインバータ181〜183に並列に接続される。
【0068】
電流センサー12は、モータジェネレータMG1の3相コイル10に流れるモータ電流MCRT11を検出し、その検出したモータ電流MCRT11を制御CPU184へ出力する。電流センサー13は、モータジェネレータMG1の3相コイル11に流れるモータ電流MCRT12を検出し、その検出したモータ電流MCRT12を制御CPU184へ出力する。電流センサー14は、モータジェネレータMG2の各相コイルに流れるモータ電流MCRT2を検出し、その検出したモータ電流MCRT2を制御CPU184へ出力する。
【0069】
直流電源30は、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池から成る。電流センサー31は、直流電源30へ入出力する電池電流BCRTを検出し、その検出した電池電流BCRTを制御CPU184へ出力する。電圧センサー32は、直流電源30から出力される直流電圧Vbを検出し、その検出した直流電圧Vbを制御CPU184へ出力する。
【0070】
コンデンサ50は、電源ライン1とアースライン2との間に印加される直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ181〜183へ供給する。電圧センサー51は、コンデンサ50の両端の電圧Vcを検出し、その検出した電圧Vcを制御CPU184へ出力する。
【0071】
インバータ181は、コンデンサ50から供給された直流電圧を制御CPU184からの信号PWMI1に基づいて交流電圧に変換して3相コイル10の各相コイルに印加する。インバータ182は、コンデンサ50から供給された直流電圧を制御CPU184からの信号PWMI2に基づいて交流電圧に変換して3相コイル11の各相コイルに印加する。これにより、インバータ181,182は、モータジェネレータMG1を駆動する。なお、直流電源30が中性点M1と中性点M2との間に接続されている場合、インバータ181,182は、それぞれ、信号PWMI1,PWMI2に応じて、直流電源30から出力される直流電流が重畳された交流電流を3相コイル10,11の各相コイルに流す。
【0072】
さらに、インバータ181は、制御CPU184からの信号PWMC1に応じて3相コイル10において発電された交流電圧を直流電圧に変換してコンデンサ50へ供給する。インバータ182は、制御CPU184からの信号PWMC2に応じて3相コイル11において発電された交流電圧を直流電圧に変換してコンデンサ50へ供給する。なお、直流電源30が中性点M1と中性点M2との間に接続されている場合、インバータ181,182は、それぞれ、信号PWMC1,PWMC2に応じて、コンデンサ50からの直流電圧を降圧し、その降圧した直流電圧によって直流電源30を充電する。
【0073】
インバータ183は、制御CPU184からの信号PWMI3に応じて、コンデンサ50からの直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータMG2を駆動し、制御CPU184からの信号PWMC3に応じて、モータジェネレータMG2が発電した交流電圧を直流電圧に変換してコンデンサ50に供給する。
【0074】
制御CPU184は、電圧センサー51からの直流電圧Vcと電圧センサー32からの直流電圧Vbとの電圧差を演算してモータジェネレータMG1に印加されるモータ印加電圧を求める。また、制御CPU184は、レゾルバ139からの回転角度θsに基づいてモータジェネレータMG1のモータ回転数を演算する。そうすると、制御CPU184は、電流センサー31からの電池電流MCRTと、演算したモータ印加電圧と、演算したモータ回転数とに基づいて、後述する方法によって、直流電源30が中性点M1と中性点M2との間に接続されたときにモータジェネレータMG1が実際に出力可能な制限トルクTlim1を演算する。
【0075】
そして、制御CPU184は、アクセルペダルポジションセンサー164aからのアクセルペダルポジションAP、ブレーキペダルポジションセンサー165aからのブレーキペダルポジションBPおよびシフトポジションセンサー185からのシフトポジションSPに基づいて、エンジン要求パワー、発電機要求トルクTdem1および電動機要求トルクTdem2を演算する。
【0076】
制御CPU184は、演算した発電機要求トルクTdem1および制限トルクTlim1に基づいて、後述する方法によって、制限トルクTlim1の範囲内で発電機(モータジェネレータMG1)を駆動するための発電機指令トルクTR1を演算する。また、制御CPU184は、演算した電動機要求トルクTdem2を電動機(モータジェネレータMG2)を駆動するための電動機指令トルクTR2とする。
【0077】
さらに、制御CPU184は、演算した発電機指令トルクTR1に基づいてモータジェネレータMG1の電流指令値Id1*,Iq1*およびコンデンサ50のコンデンサ電圧指令値Vc*を演算する。さらに、制御CPU184は、演算した電動機指令トルクTR2に基づいてモータジェネレータMG2の電流指令値Id2*,Iq2*を演算する。
【0078】
そうすると、制御CPU184は、電流センサー12,13からのモータ電流MCRT11,12と、電流センサー31からの電池電流BCRTと、モータジェネレータMG1の回転軸が結合されたサンギア軸125に設置されたレゾルバ139からの回転角度θsと、演算した電流指令値Id1*,Iq1*およびコンデンサ電圧指令値Vc*とに基づいて信号PWMI1,2,PWMC1,2を生成し、その生成した信号PWMI1,PWMC1をインバータ181へ出力し、生成した信号PWMI2,PWMC2をインバータ182へ出力する。
【0079】
また、制御CPU184は、電流センサー14からのモータ電流MCRT2と、モータジェネレータMG2の回転軸が結合されたリングギア軸126に設置されたレゾルバ149からの回転角度θrと、演算した電流指令値Id2*,Iq2*とに基づいて信号PWMI3,PWMC3を生成し、その生成した信号PWMI3,PWMC3をインバータ183へ出力する。
【0080】
図4は、モータジェネレータMG1の3相コイル10,11の平面配置図を示す。モータジェネレータMG1は、一般的には、3相コイル10と、3相コイル10に対して回転方向にαだけずらせて巻回された3相コイル11とを含む。すなわち、モータジェネレータMG1は、6相モータと考えることもできる。
【0081】
この実施の形態1においては、角度αは0度であるとして説明する。すなわち、2つの3相コイル10,11は、同位相で巻回されている。したがって、インバータ181,182は、同位相で3相コイル10,11に交流電流を流せばよい。つまり、3相コイル10のU相コイル、V相コイルおよびW相コイルには、それぞれ、3相コイル11のU相コイル、V相コイルおよびW相コイルと同位相で交流電流が流れる。
【0082】
図5および図6を参照して、直流電源30が中性点M1と中性点M2との間に接続された場合のモータジェネレータMG1およびインバータ181,182の動作原理について説明する。
【0083】
図5は、3相コイル10の中性点M1と3相コイル11の中性点M2との電位差V012が直流電源30の電圧Vbよりも小さい状態における電流の流れを2YモータMG1の3相コイル10,11のU相の漏れインダクタンスに着目して説明するための回路図である。
【0084】
3相コイル10の中性点M1と3相コイル11の中性点M2との電位差V012が直流電源30の電圧Vbよりも小さい状態でインバータ181のNPNトランジスタQ2がオンの状態かインバータ182のNPNトランジスタQ7がオンの状態を考える。
【0085】
この場合、図5の(a)か図5の(b)中に実線矢印で示す短絡回路が形成され、2YモータMG1の3相コイル10,11のU相はリアクトルとして機能する。この状態からインバータ181のNPNトランジスタQ2をオフするとともに、インバータ182のNPNトランジスタQ7をオフすると、リアクトルとして機能している3相コイル10,11のU相に蓄積されたエネルギーは、図5の(c)中の実線矢印で示す充電回路によってコンデンサ50に蓄積される。したがって、この回路は、直流電源30の直流電圧Vbを昇圧し、その昇圧した直流電圧によってコンデンサ50を充電するコンデンサ充電回路とみなすことができる。
【0086】
そして、NPNトランジスタQ2またはQ7のオン期間に応じて昇圧レベルを自由に設定できるので、コンデンサ50の両端の電圧Vcを直流電源30の電圧Vbよりも高い任意の電圧に操作できる。
【0087】
2YモータMG1の3相コイル10,11のV相およびW相についても、U相と同様にコンデンサ充電回路とみなすことができるから、3相コイル10の中性点M1と3相コイル11の中性点M2との電位差V012が直流電源30の電圧Vbよりも小さい状態とするとともに、インバータ181のNPNトランジスタQ2,Q4,Q6またはインバータ182のNPNトランジスタQ7,Q9,Q11をオン/オフすることにより、直流電源30の電圧Vbを昇圧してコンデンサ50を充電できる。
【0088】
図6は、3相コイル10の中性点M1と3相コイル11の中性点M2との電位差V012が直流電源30の電圧Vbよりも大きい状態における電流の流れを2YモータMG1の3相コイル10,11のU相の漏れインダクタンスに着目して説明するための回路図を示す。
【0089】
3相コイル10の中性点M1と3相コイル11の中性点M2との電位差V012が直流電源30の電圧Vbよりも大きい状態でインバータ181のNPNトランジスタQ1がオンされ、NPNトランジスタQ2がオフされ、インバータ182のNPNトランジスタQ7がオフされ、NPNトランジスタQ8がオンされた状態を考える。この場合、図6の(a)中に実線矢印で示す充電回路が形成され、コンデンサ50の端子間電圧Vcを用いて直流電源30を充電する。このとき、2YモータMG1の3相コイル10,11のU相は、前述したようにリアクトルとして機能する。この状態からインバータ181のNPNトランジスタQ1をオフするかインバータ182のNPNトランジスタQ8をオフすると、リアクトルとして機能している3相コイル10,11のU相に蓄えられたエネルギーは、図6の(b)または図6の(c)中の実線矢印で示す充電回路により直流電源30を充電する。
【0090】
したがって、この回路は、コンデンサ50のエネルギーを直流電源30に蓄える直流電源充電回路とみなすことができる。2YモータMG1の3相コイル10,11のV相およびW相も、U相と同様に直流電源充電回路とみなすことができるから、3相コイル10の中性点M1と3相コイル11の中性点M2との電位差V012が直流電源30の電圧Vbよりも大きい状態とするとともに、インバータ181のNPNトランジスタQ1〜Q6またはインバータ182のNPNトランジスタQ7〜Q12をオン/オフすることにより、コンデンサ50に蓄積されたエネルギーによって直流電源30を充電できる。
【0091】
このように、動力出力装置100においては、直流電源30によってコンデンサ50を充電したり、コンデンサ50により直流電源30を充電することができるから、コンデンサ50の端子間電圧Vcを所定の値に制御することができる。
【0092】
コンデンサ50の端子間に電位差を生じさせると、インバータ181,182が接続された電源ライン1とアースライン2との間には、コンデンサ50による直流電源が接続された状態となり、コンデンサ50の端子間電圧Vcがインバータ入力電圧Viとして作用するので、インバータ181,182のNPNトランジスタQ1〜Q6,Q7〜Q12をスイッチング制御することによって2YモータMG1を駆動制御できる。
【0093】
この場合、3相コイル10に印加する三相交流の各相の電位Vu1,Vv1,Vw1は、インバータ181のNPNトランジスタQ1〜Q6のスイッチング制御によりインバータ入力電圧Viの範囲内で自由に設定できるとともに、3相コイル11に印加する三相交流の各相の電位Vu2,Vv2,Vw2は、インバータ182のNPNトランジスタQ7〜Q12のスイッチング制御によりインバータ入力電圧Viの範囲内で自由に設定できるので、2YモータMG1の3相コイル10の中性点M1の電位V01および3相コイル11の中性点M2の電位V02を自由に操作することができる。
【0094】
図7に3相コイル10の中性点M1の電位V01と、3相コイル11の中性点M2の電位V02との差が直流電源30の電圧Vbに一致するように操作したときの3相コイル10の電位Vu1,Vv1,Vw1(図7の(a))と、3相コイル11の電位Vu2,Vv2,Vw2(図7の(b))との波形図を示す。図7において、Vxは、インバータ入力電圧Viの中央値(Vi/2)である。したがって、2YモータMG1の3相コイル10,11の中性点M1,M2間の電位差V012が直流電源30の電圧Vbよりも低くなるように操作してコンデンサ50を充電したり、逆に、3相コイル10,11の中性点M1,M2間の電位差V012が直流電源30の電圧Vbよりも高くなるように操作して直流電源30を充電することもできる。そして、コンデンサ50の充電電流または直流電源30の充電電流は、3相コイル10,11の中性点M1,M2間の電位差V012を昇降することにより制御することができる。
【0095】
図8は、図3に示す制御CPU184の機能ブロック図である。図8を参照して、制御CPU184は、モータ制御手段184Aと、指令値決定手段184Bと、メモリ184Cとを含む。
【0096】
モータ制御手段184Aは、指令値決定手段184Bからの電流指令値Id*,Iq*および電圧指令値Vc*、レゾルバ139からの回転角度θs、レゾルバ149からの回転角度θr、電流センサー12からのモータ電流MCRT11、電流センサー13からのモータ電流MCRT12、電流センサー14からのモータ電流MCRT2、電流センサー31からの電池電流BCRT、および電圧センサー51からの電圧Vcに基づいて、後述する方法によって信号PWMI1〜3および信号PWMC1〜3を生成する。そして、モータ制御手段184Aは、生成した信号PWMI1および信号PWMC1をインバータ181へ出力し、生成した信号PWMI2および信号PWMC2をインバータ182へ出力し、生成した信号PWMI3および信号PWMC3をインバータ183へ出力する。
【0097】
指令値決定手段184Bは、スタートキー186から信号STONを受けると、電圧センサー51からの電圧Vcと電圧センサー32からの電圧Vbとの電圧差を演算してモータ印加電圧を求める。また、指令値決定手段184Bは、レゾルバ139からの回転角度θsに基づいて、モータジェネレータMG1のモータ回転数を演算する。
【0098】
そして、指令値決定手段184Bは、モータ印加電圧およびモータ回転数とモータジェネレータMG1の最大トルクとの関係を示すマップをメモリ184Cから読出し、その読出したマップを参照して、演算したモータ印加電圧およびモータ回転数に対応する最大トルクTmax1を抽出する。この最大トルクTmax1は、直流電源30を中性点M1と中性点M2との間に接続しない場合にモータジェネレータMG1が出力可能なトルクである。
【0099】
また、指令値決定手段184Bは、モータ印加電圧、モータ回転数および電池電流BCRTとトルク制限係数K1との関係を示すマップをメモリ184Cから読出し、その読出したマップを参照して、演算したモータ印加電圧およびモータ回転数と電流センサー31からの電池電流BCRTとに対応するトルク制限係数K1を抽出する。このトルク制限係数K1は、直流電源30からの電池電流BCRTが3相コイル10,11に流れたときにモータジェネレータMG1(2Yモータ)が出力するトルクの減少分を最大トルクTmax1から除去するための係数である。
【0100】
そして、指令値決定手段184Bは、最大トルクTmax1にトルク制限係数K1を乗算して制限トルクTlim1を演算する。この制限トルクTlim1は、3相コイル10,11に流れる直流電流(電池電流BCRT)によるモータジェネレータMG1の出力トルクの減少分を最大トルクTmax1から除去したトルクであり、モータジェネレータMG1が磁気回路の飽和を生じない状態で実際に出力可能なトルクである。
【0101】
また、指令値決定手段184Bは、アクセルペダルポジションセンサー164aからのアクセルペダルポジションAP、ブレーキペダルポジションセンサー165aからのブレーキペダルポジションBPおよびシフトポジションセンサー185からのシフトポジションSPに基づいて、モータジェネレータMG1の要求トルクTdem1およびモータジェネレータMG2の要求トルクTdem2を演算する。
【0102】
そして、指令値決定手段184Bは、演算したモータジェネレータMG1の要求トルクTdem1および制限トルクTlim1に基づいて、制限トルクTlim1の範囲内でモータジェネレータMG1を駆動するためのモータジェネレータMG1の指令トルクTR1を演算する。また、指令値決定手段184Bは、演算したモータジェネレータMG2の要求トルクTdem2をモータジェネレータMG2を駆動するためのモータジェネレータMG2の指令トルクTR2とする。
【0103】
そうすると、指令値決定手段184Bは、演算した指令トルクTR1に基づいてモータジェネレータMG1の電流指令値Id1*,Iq1*およびコンデンサ50のコンデンサ電圧指令値Vc*を演算する。さらに、指令値決定手段184Bは、演算した指令トルクTR2に基づいてモータジェネレータMG2の電流指令値Id2*,Iq2*を演算する。そして、指令値決定手段184Bは、演算した電流指令値Id1*,Iq1*、コンデンサ電圧指令値Vc*および電流指令値Id2*,Iq2*をモータ制御手段184Aへ出力する。
【0104】
メモリ184Cは、モータ印加電圧、モータ回転数および電池電流BCRTとトルク制限係数K1との関係を示すマップと、モータ印加電圧およびモータ回転数と最大トルクTmax1との関係を示すマップとを記憶する。
【0105】
モータ印加電圧が300Vであり、モータ回転数が4000rpmであり、電池電流BCRTが100Aである場合にモータジェネレータMG1の指令トルクTR1を演算する方法を具体的に説明する。図9は、モータジェネレータMG1のモータ印加電圧、モータ回転数および電池電流BCRTとトルク制限係数K1との関係を示すトルク制限係数マップである。図9を参照して、トルク制限係数マップMAPKは、複数のマップMAP1,MAP2,・・・からなる。マップMAP1は、モータ印加電圧が300Vである場合にモータ回転数および電池電流BCRTを変化させたときのトルク制限係数K1を示す。また、マップMAP2は、モータ印加電圧が200Vである場合にモータ回転数および電池電流BCRTを変化させたときのトルク制限係数K1を示す。以下、同様に、モータ印加電圧の各値に対してモータ回転数および電池電流BCRTを変化させたときのトルク制限係数K1を示すマップが存在する。
【0106】
図10は、モータジェネレータMG1のモータ印加電圧およびモータ回転数と最大トルクTmax1との関係を示す最大トルクマップである。図10を参照して、最大トルクマップMAPTは、モータ回転数およびモータ印加電圧を変化させたときのモータジェネレータMG1の最大トルクTmax1を示す。
【0107】
図11は、モータ回転数とトルクとの関係を示す図である。図11において、横軸はモータ回転数を示し、縦軸はトルクを示す。図11を参照して、曲線k1は、モータ印加電圧が300Vであり、電池電流BCRTが0Aであるときのトルクとモータ回転数との関係を示す。すなわち、曲線k1は、モータ印加電圧が300Vであり、直流電源30が中性点M1と中性点M2との間に接続されないときのトルクとモータ回転数との関係を示す。
【0108】
また、曲線k2は、モータ印加電圧が200Vであり、直流電源30が中性点M1と中性点M2との間に接続されないときのトルクとモータ回転数との関係を示す。
【0109】
さらに、曲線k3は、モータ印加電圧が100Vであり、直流電源30が中性点M1と中性点M2との間に接続されないときのトルクとモータ回転数との関係を示す。
【0110】
さらに、曲線k4は、モータ印加電圧が300Vであり、電池電流BCRTが50Aであるときのトルクとモータ回転数との関係を示す。
【0111】
さらに、曲線k5は、モータ印加電圧が300Vであり、電池電流BCRTが100Aであるときのトルクとモータ回転数との関係を示す。
【0112】
このように、直流電源30を中性点M1と中性点M2との間に接続すると、直流電源30を中性点M1と中性点M2との間に接続しない場合(曲線k1)に比べ、モータが出力可能なトルクは減少する(曲線k4,k5)。モータ印加電圧が100V,200Vの場合も同様である。
【0113】
指令値決定手段184Bは、電圧Vcと電圧Vbとの電圧差を演算してモータ印加電圧を求める。また、指令値決定手段184Bは、回転角度θsに基づいてモータ回転数を演算する。そして、指令値決定手段184Bは、メモリ184Cから最大トルクマップMAPTを読出す。この読出された最大トルクマップMAPTは、図11に示す曲線k1によって示されるトルクに相当する。
【0114】
指令値決定手段184Bは、読出した最大トルクマップMAPTを参照して、モータ印加電圧が300Vであり、モータ回転数が4000rpmであるときの最大トルクTmax1=35N・mを抽出する。その後、指令値決定手段184Bは、メモリ184Cからトルク制限係数マップMAPKを読出し、その読出したトルク制限係数マップMAPKを参照して、モータ印加電圧が300Vであり、モータ回転数が4000rpmであり、電池電流BCRTが100Aであるときのトルク制限係数K1=0.8を抽出する。
【0115】
そうすると、指令値決定手段184Bは、抽出した最大トルクTmax1=35N・mにトルク制限係数K1=0.8を乗算して制限トルクTlim1=35×0.8=28N・mを演算する。この制限トルクTlim1=28N・mは、図11に示す曲線k5上に存在する。
【0116】
そして、指令値決定手段184Bは、アクセルポジションAP、ブレーキペダルポジションBPおよびシフトポジションSPに基づいて、モータジェネレータMG1の要求トルクTdem1を演算する。指令値決定手段184Bは、要求トルクTdem1が制限トルクTlim1よりも小さいとき、すなわち、モータ回転数が4000rpmであるときの要求トルクTdem1が図11に示す曲線k5よりも下側に存在するとき、要求トルクTdem1をモータジェネレータMG1の指令トルクTR1とする。
【0117】
一方、指令値決定手段184Bは、要求トルクTdem1が制限トルクTlim1以上であるとき、すなわち、モータ回転数が4000rpmであるときの要求トルクTdem1が図11に示す曲線k5上に存在するとき、または曲線k5よりも上側に存在するとき、制限トルクTlim1=28N・mを指令トルクTR1とする。
【0118】
つまり、指令値決定手段184Bは、演算した制限トルクTlim1の範囲内でモータジェネレータMG1が駆動されるように指令トルクTR1を決定する。これにより、磁気回路が飽和しないトルク範囲でモータジェネレータMG1を駆動することができる。
【0119】
次に、モータジェネレータMG2の指令トルクTR2を決定する方法を具体的に説明する。指令値決定手段184Bは、アクセルポジションAP、ブレーキペダルポジションBPおよびシフトポジションSPに基づいて、モータジェネレータMG2の要求トルクTdem2を演算する。そして、指令値決定手段184Bは、メモリ184CからモータジェネレータMG2用の最大トルクマップMAPTを読出す。
【0120】
そうすると、指令値決定手段184Bは、要求トルクTdem2が最大トルクTmax2よりも小さいとき、すなわち、モータ回転数が4000rpmであるときの要求トルクTdem2が図11に示す曲線k1よりも下側に存在するとき、要求トルクTdem2をモータジェネレータMG2の指令トルクTR2とする。
【0121】
一方、指令値決定手段184Bは、要求トルクTdem2が最大トルクTmax2以上であるとき、すなわち、モータ回転数が4000rpmであるときの要求トルクTdem2が図11に示す曲線k1上に存在するとき、または曲線k1よりも上側に存在するとき、最大トルクTmax2を指令トルクTR2とする。
【0122】
つまり、指令値決定手段184Bは、メモリ184Cから読出した最大トルクTmax2の範囲内でモータジェネレータMG2が駆動されるように指令トルクTR2を決定する。
【0123】
図12は、図8に示すモータ制御手段184Aの機能ブロック図を示す。図12を参照して、モータ制御手段184Aは、電流変換部1841と、減算器1842,1852と、PI制御部1843,1853,1855と、加算器1844,1846と、変換部1845と、PWM演算部1847と、回転速度演算部1849と、速度起電力予測演算部1850と、電池電流予測演算部1851と、加減算器1854とを含む。
【0124】
モータ制御手段184Aは、上述したように信号PWMI1〜3および信号PWMC1〜3を生成する。まず、信号PWMI1,2および信号PWMC1,2を生成するモータ制御手段184Aの機能について説明する。電流変換部1841は、電流センサー12,13がそれぞれ検出したモータ電流MCRT11,12をレゾルバ139が検出した回転角度θsを用いて三相二相変換する。つまり、電流変換部1841は、2YモータMG1の3相コイル10,11の各相に流れる3相のモータ電流MCRT11,12を回転角度θsを用いてd軸およびq軸に流れる電流値Id,Iqに変換して減算器1842へ出力する。
【0125】
減算器1842は、2YモータMG1の駆動に関する指令値の1つとして指令値決定手段184Bによって演算された電流指令値Id1*,Iq1*から電流変換部1841からの電流値Id,Iqを減算して偏差ΔId,ΔIqを演算する。PI制御部1843は、減算器1842からの偏差ΔId,ΔIqに対してPIゲインを用いてモータ電流調整用の操作量を演算する。
【0126】
回転速度演算部1849は、レゾルバ139からの回転角度θsに基づいて2YモータMG1の回転速度を演算し、その演算した回転速度を速度起電力予測演算部1850および電池電流予測演算部1851へ出力する。速度起電力予測演算部1850は、回転速度演算部1849からの回転速度に基づいて速度起電力の予測値を演算する。
【0127】
加算器1844は、PI制御部1843からのモータ電流調整用の操作量と、速度起電力予測演算部1850からの速度起電力の予測値とを加算して電圧操作量Vd,Vqを演算する。変換部1845は、加算器1844からの電圧操作量Vd,Vqをレゾルバ139からの回転角度θsを用いて二相三相変換する。つまり、変換部1845は、d軸およびq軸に印加する電圧の操作量Vd,Vqを回転角度θsを用いて2YモータMG1の3相コイル10,11の3つの相(U相、V相およびW相)に印加する電圧の操作量に変換する。
【0128】
減算器1852は、指令値決定手段184Bによって演算されたコンデンサ50の両端の電圧の指令値であるコンデンサ電圧指令値Vc*から電圧センサー51によって検出されたコンデンサ50の両端の電圧Vcを減算して偏差ΔVcを演算する。PI制御部1853は、減算器1852からの偏差ΔVcに対してPIゲインを用いてコンデンサ電圧調整用の電池電流操作量を演算する。電池電流予測演算部1851は、回転速度演算部1849によって演算された回転速度と、電流指令値Id1*,Iq1*とに基づいて電池電流の予測値を演算し、その演算した電池電流の予測値を加減算器1854へ出力する。
【0129】
加減算器1854は、電池電流予測演算部1851からの電池電流の予測値とPI制御部1853からの電池電流操作量とを加算する。そして、加減算器1854は、電流センサー31から直流電源30に入出力する直流電流、すなわち、電池電流BCRTを受け、既に演算した加算結果から電池電流BCRTを減算し、その減算結果をPI制御部1855へ出力する。PI制御部1855は、加減算器1854からの出力に対してPIゲインを用いて電池電流を調整するための3相コイル10,11の中性点M1,M2間の電位差V012を設定する。
【0130】
加算器1846は、変換部1845から出力された各相電位Vu1,Vv1,Vw1,Vu2,Vv2,Vw2に、PI制御部1855から出力された電位差V012を加算し、その加算結果をPWM演算部1847へ出力する。PWM演算部1847は、加算器1846からの出力に基づいて信号PWMI1,2および信号PWMC1,2を生成する。変換部1845により得られた各相電位Vu1,Vv1,Vw1,Vu2,Vv2,Vw2に、減算器1852、PI制御部1853、電池電流予測演算部1851、加減算器1854およびPI制御部1855によって演算された中性点M1,M2間の電位差V012を加算してPWM信号(信号PWMI1,2および信号PWMC1,2)を演算することにより、直流電源30に電流を流してインバータ入力電圧Viとしてのコンデンサ50の電圧Vcが指令値Vc*に保持されるように3相コイル10,11に印加される三相交流を図7に例示するように中央値Vxからオフセットした波形とすることができる。
【0131】
次に、信号PWMI3,PWMC3を生成するモータ制御手段184Aの機能について説明する。信号PWMI3,PWMC3は、上述した電流変換部1841、減算器1842、PI制御部1843、加算器1844、変換部1845、加算器1846、PWM演算部1847、回転速度演算部1849および速度起電力予測演算部1850によって生成される。そして、電流変換部1841は、レゾルバ149からの回転角度θrを用いてモータ電流MCRT2の三相二相変換を行なう。また、変換部1845は、レゾルバ149からの回転角度θrを用いて二相三相変換を行なう。さらに、回転速度演算部1849は、レゾルバ149からの回転角度θrを用いて回転速度を演算する。さらに、加算器1846は、変換部1845からの各相電位Vu3,Vv3,Vw3(モータジェネレータMG2の各相コイルに印加する電圧)に何も加算せずに、そのままPWM演算部1847へ出力する。これにより、PWM演算部1847は信号PWMI3,PWMC3を生成する。
【0132】
図13は、図3に示す動力出力装置100の動作を説明するためのフローチャートである。一連の動作が開始されると、モータ制御手段184Aおよび指令値決定手段184Bは、ドライバー要求トルクを受ける。すなわち、モータ制御手段184Aおよび指令値決定手段184Bは、アクセルポジションAP、シフトポジションSPおよびブレーキポジションBPを受ける(ステップS1)。そして、モータ制御手段184Aは、回転数、温度および直流電源30の容量(バッテリのSOC:State Of Charge)等のシステム情報を受ける(ステップS2)。
【0133】
その後、指令値決定手段184Bは、電圧センサー51からの電圧Vcと電圧センサー32からの電圧Vbとの電圧差を演算してモータジェネレータMG1に印加されるモータ印加電圧を求める。また、指令値決定手段184Bは、レゾルバ139からの回転角度θsからモータジェネレータMG1のモータ回転数を演算する。そして、指令値決定手段184Bは、メモリ184Cからトルク制限係数マップMAPKおよび最大トルクマップMAPTを読出す。
【0134】
そうすると、指令値決定手段184Bは、演算したモータ印加電圧およびモータ回転数に対応するモータジェネレータMG1の最大トルクTmax1を最大トルクマップMAPTから抽出する(ステップS3)。また、指令値決定手段184Bは、電流センサー31からの電池電流BCRTと、演算したモータ印加電圧およびモータ回転数とに対応するトルク制限係数K1をトルク制限係数マップMAPKから抽出する(ステップS4)。そして、指令値決定手段184Bは、最大トルクTmax1にトルク制限係数K1を乗算して制限トルクTlim1を演算する(ステップS5)。
【0135】
その後、指令値決定手段184Bは、アクセルペダルポジションセンサー164aからのアクセルペダルポジションAP、ブレーキペダルポジションセンサー165aからのブレーキペダルポジションBPおよびシフトポジションセンサー185からのシフトポジションSPに基づいて、モータジェネレータMG1の要求トルクTdem1およびモータジェネレータMG2の要求トルクTdem2を演算する。
【0136】
そして、指令値決定手段184Bは、演算したモータジェネレータMG1の要求トルクTdem1および制限トルクTlim1に基づいて制限トルクTlim1の範囲内でモータジェネレータMG1を駆動するためのモータジェネレータMG1の指令トルクTR1を決定する(ステップS6)。また、指令値決定手段184Bは、最大トルクTmax2と演算したモータジェネレータMG2の要求トルクTdem2とに基づいて、指令トルクTR1の決定方法と同じ方法によって最大トルクTmax2の範囲内でモータジェネレータMG2を駆動するためのモータジェネレータMG2の指令トルクTR2を決定する。
【0137】
そうすると、指令値決定手段184Bは、決定した指令トルクTR1に基づいてモータジェネレータMG1の電流指令値Id1*,Iq1*およびコンデンサ50のコンデンサ電圧指令値Vc*を演算する。また、指令値決定手段184Bは、決定した指令トルクTR2に基づいてモータジェネレータMG2の電流指令値Id2*,Iq2*を演算する。そして、指令値決定手段184Bは、演算した電流指令値Id1*,Iq1*、コンデンサ電圧指令値Vc*および電流指令値Id2*,Iq2*をモータ制御手段184Aへ出力する。
【0138】
モータ制御手段184Aは、電流センサー12からのモータ電流MCRT11、電流センサー13からのモータ電流MCRT12、レゾルバ139からの回転角度θs、電圧センサー51からの電圧Vc、電流センサー31からの電池電流BCRTおよび指令値決定手段184Bからの電流指令値Id1*,Iq1*およびコンデンサ電圧指令値Vc*に基づいて、上述した方法によって、信号PWMC1,2を生成し、その生成した信号PWMC1,2をそれぞれインバータ181,182へ出力する。
【0139】
また、モータ制御手段184Aは、電流センサー14からのモータ電流MCRT2、レゾルバ149からの回転角度θrおよび指令値決定手段184Bからの電流指令値Id2*,Iq2*に基づいて、上述した方法によって信号PWMI3を生成し、その生成した信号PWMI3をインバータ183へ出力する。
【0140】
これにより、モータジェネレータMG1(2Yモータ)およびモータジェネレータMG2は駆動される(ステップS7)。そして、一連の動作が終了する。
【0141】
図14は、図13に示すステップS6の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。図14を参照して、図13に示すステップS5の後、指令値決定手段184Bは、演算した要求トルクTdem1が制限トルクTlim1よりも小さいか否かを判定する(ステップS61)。そして、指令値決定手段184Bは、要求トルクTdem1が制限トルクTlim1よりも小さいとき、要求Tdem1をモータジェネレータMG1の指令トルクTR1と決定する(ステップS62)。また、指令値決定手段184Bは、要求トルクTdem1が制限トルクTlim1以上であるとき、制限トルクTlim1をモータジェネレータMG1の指令トルクTR1と決定する(ステップS63)。そして、ステップS62またはステップS63の後、一連の動作は、図13に示すステップS7へ移行する。
【0142】
また、指令値決定手段184Bは、要求トルクTdem2および最大トルクTmax2に基づいて、モータジェネレータMG2の指令トルクTR2を図14に示すフローチャートに従って決定する。
【0143】
上述したように、制御CPU184は、2YモータであるモータジェネレータMG1の最大トルクTmax1にトルク制限係数K1を乗算して制限トルクTlim1を演算し、その演算した制限トルクTlim1の範囲内でモータジェネレータMG1が駆動するようにインバータ181,182を制御する。したがって、モータジェネレータMG1の磁気回路が飽和しないトルク範囲でモータジェネレータMG1(2Yモータ)のモータトルクを制御できる。
【0144】
すなわち、直流電源30が中性点M1と中性点M2との間に接続されると、直流電流(電池電流BCRT)が3相コイル10,11に流れる。そして、この直流電流は、2Yモータの磁気回路を飽和させる。制御CPU184は、磁気回路が飽和しない最大トルク、つまり、2Yモータが実際に出力可能な制限トルクTlim1を演算し、2Yモータが制限トルクTlim1の範囲内で駆動するようにインバータ181,182を制御する。その結果、ステータコイルに直流電流が流れても磁気飽和が生じない範囲で2Yモータのモータトルクを制御できる。
つまり、磁気飽和に対して単にモータ出力を制限するのではなく、昇圧動作を行なうときに3相コイル10,11に流れる直流電流による磁気飽和現象をモータ出力と関連させつつ、昇圧動作を保持したまま、モータ出力の要求値と実際の出力値とのずれを小さくできる。
【0145】
また、制御CPU184は、最大トルクTmax1にトルク制限係数K1を乗算することにより制限トルクTlim1を演算する。したがって、制限トルクTlim1を容易に求めることができる。
【0146】
さらに、制御CPU184は、モータジェネレータMG1に印加されるモータ印加電圧、モータジェネレータMG1のモータ回転数および電池電流BCRTに対するトルク制限係数K1と、モータ印加電圧およびモータ回転数に対する最大トルクTmax1とをマップとして保持しており、演算したモータ印加電圧およびモータ回転数と電流センサー31からの電池電流BCRTとに対応するトルク制限係数K1および演算したモータ印加電圧およびモータ回転数に対応する最大トルクTmax1をマップから抽出する。したがって、制限トルクTlim1を迅速、かつ、容易に演算できる。
【0147】
さらに、実施の形態1においては、モータジェネレータMG1(2Yモータ)は、発電用モータとして駆動されるので、磁気飽和を生じないトルク範囲で発電することができる。つまり、モータジェネレータMG1(2Yモータ)は、指令トルクTR1によって指定された電力を実際に発電できる。
【0148】
さらに、実施の形態1においては、モータジェネレータMG2は2Yモータではなく、制御CPU184は、モータジェネレータMG2が最大トルクTmax2の範囲内で駆動するようにインバータ183を制御する。したがって、コンデンサ50の両端の電圧Vcを変化させることにより、広い範囲でモータジェネレータMG2を駆動できる。
【0149】
さらに、モータジェネレータMG1(2Yモータ)が指令トルクTR1に基づく電力を実際に発電し、その発電した電力によってモータジェネレータMG2を駆動できるので、所望のトルクをモータジェネレータMG2から取出し、駆動輪を駆動できる。
【0150】
さらに、中性点M1と中性点M2との電位差V012を上下させることによってモータジェネレータMG1は、直流電源30からの電圧Vbを昇圧してコンデンサ50を充電し、またはコンデンサ50の両端の電圧を降圧して直流電源30を充電するが、このような電圧の昇圧動作および降圧動作は、ハイブリッド自動車の駆動輪を駆動するトルクを出力しないモータジェネレータMG1において行なわれるので、駆動輪を駆動するモータジェネレータMG2の効率を最大にできる。
【0151】
なお、制御CPU184におけるモータの駆動制御は、実際にはCPUによって行なわれ、CPUは、図13および図14に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムをROM(Read Only Memory)から読出し、その読出したプログラムを実行して図13および図14に示すフローチャートに従ってモータジェネレータMG1,MG2の駆動を制御する。したがって、ROMは、図13および図14に示すフローチャートの各ステップを備える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。
【0152】
再び、図3を参照して、動力出力装置100が搭載されたハイブリッド自動車の始動時、発進時、軽負荷走行モード、中速低負荷走行モード、加速・急加速モード、低μ路走行モードおよび減速・制動モードにおける動力出力装置100の動作について説明する。
【0153】
まず、ハイブリッド自動車のエンジン始動時における動力出力装置100の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御CPU184は、スタートキー186からの信号STONに応じて、上述した方法によって、制限トルクTlim1の範囲内でモータジェネレータMG1をエンジン150の始動用に用いるための指令トルクTR11(指令トルクTR1の一種)およびモータ回転数MRN1を生成する。そして、制御CPU184は、生成した指令トルクTR11に基づいてモータジェネレータMG1のd軸およびq軸に流す電流の電流指令値Id1*,Iq1*とコンデンサ50のコンデンサ電圧指令値Vc*とを演算する。さらに、制御CPU184は、電流センサー12,13からのモータ電流MCRT11,12、電圧センサー51からの電圧Vcおよびレゾルバ139からの回転角度θsを受け、その受けたモータ電流MCRT11,12、電圧Vcおよび回転角度θsと、演算した電流指令値Id1*,Iq1*およびコンデンサ電圧指令値Vc*とに基づいて、上述した方法によって信号PWMI1,2を生成する。そして、制御CPU184は、生成した信号PWMI1,2をそれぞれインバータ181,182へ出力する。
【0154】
そうすると、インバータ181のNPNトランジスタQ1〜Q6は信号PWMI1によってオン/オフされ、インバータ182のNPNトランジスタQ7〜Q12は信号PWMI2によってオン/オフされる。そして、インバータ181,182は、直流電源30から出力される電圧Vbを昇圧してコンデンサ50の両端の電圧Vcがコンデンサ電圧指令値Vc*になるようにコンデンサ50を充電するとともに、コンデンサ50からの直流電圧をそれぞれ信号PWMI1,2に基づいて交流電圧に変換して3相コイル10,11に印加する。
【0155】
これにより、モータジェネレータMG1は、指令トルクTR11によって指定されたトルクを出力するように駆動され、モータジェネレータMG1が出力するトルクは、サンギア軸125、プラネタリギア120およびキャリア軸127を介してクランクシャフト156へ伝達される。そして、クランクシャフト156が回転数MRN1で回転され、エンジン150が始動される。これにより、ハイブリッド自動車のエンジン始動時における動力出力装置100の動作が終了する。
【0156】
次に、ハイブリッド自動車の発進時における動力出力装置100の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御CPU184は、外部ECUから発進信号を受ける。そして、制御CPU184は、発進信号に応じて、モータジェネレータMG2を発進用に用いるための指令トルクTR21(指令トルクTR2の一種)およびモータ回転数MRN2を生成し、その生成した指令トルクTR21に基づいてモータジェネレータMG2のd軸およびq軸に流す電流指令値Id2*,Iq2*を演算する。
【0157】
また、制御CPU184は、始動後のエンジン150の回転力によってモータジェネレータMG1を発電機として機能させるための指令トルクTR12(指令トルクTR1の一種)およびモータ回転数MRN1を生成し、その生成した指令トルクTR12に基づいてモータジェネレータMG1のd軸およびq軸に流す電流指令値Id1*,Iq1*とコンデンサ50のコンデンサ電圧指令値Vc*とを演算する。この場合、制御CPU184は、上述した方法によって、指令トルクTR12を制限トルクTlim1の範囲内で生成する。
【0158】
そして、制御CPU184は、演算した電流指令値Id1*,Iq1*およびコンデンサ電圧指令値Vc*と、電圧センサー51から受けた電圧Vcとに基づいて、3相コイル10,11により発電しながらコンデンサ50の直流電圧を降圧して直流電源30を充電するための電位差V012を演算する。そして、制御CPU184は、電流指令値Id1*,Iq1*と電流センサー12,13からのモータ電流MCRT11,12とレゾルバ139からの回転角度θsとに基づいて演算された3相コイル10,11の各相に印加する電圧Vu1,Vv1,Vw1,Vu2,Vv2,Vw2に、既に演算した電位差V012を加算して信号PWMC1,2を生成してそれぞれインバータ181,182へ出力する。
【0159】
また、制御CPU184は、電流センサー14からのモータ電流MCRT2とレゾルバ149からの回転角度θrとを受け、その受けたモータ電流MCRT2および回転角度θrと、既に演算した電流指令値Id2*,Iq2*とに基づいて、上述した方法によって信号PWMI3を生成してインバータ183へ出力する。
【0160】
そうすると、インバータ181,182は、それぞれ、信号PWMC1,2に応じて3相コイル10,11によって発電された交流電圧を直流電圧に変換してコンデンサ50を充電するとともに、コンデンサ50からの直流電圧を降圧して直流電源30を充電する。また、インバータ183は、信号PWMI3に応じて、コンデンサ50からの直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータMG2を駆動する。そして、モータジェネレータMG2は、指令トルクTR21によって指定されたトルクを生成し、その生成したトルクをリングギア軸126、プラネタリギア120、動力取出ギア128およびチェーンベルト129を介して動力伝達ギア111に伝達して駆動輪を駆動し、ハイブリッド自動車は発進する。
【0161】
この場合、モータジェネレータMG1は、指令トルクTR12に基づく電力を実際に発電してコンデンサ50を充電するので、モータジェネレータMG2は、所望のトルクで駆動輪を駆動できる。その結果、ハイブリッド自動車は、期待どおりの性能で発進する。
【0162】
これにより、ハイブリッド自動車の発進時における動力出力装置100の動作が終了する。
【0163】
次に、ハイブリッド自動車が軽負荷走行モードにある場合の動力出力装置100における動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御CPU184は、外部ECUから軽負荷走行モードを示す信号を受ける。制御CPU184は、軽負荷走行モードを示す信号に応じて、ハイブリッド自動車の前輪をモータジェネレータMG2のみで駆動するための指令トルクTR22(指令トルクTR2の一種)およびモータ回転数MRN2を生成し、その生成した指令トルクTR22に基づいてモータジェネレータMG2のd軸およびq軸に流す電流指令値Id2*,Iq2*を演算する。また、制御CPU184は、電流センサー14からのモータ電流MCRT2とレゾルバ149からの回転角度θrとを受ける。そして、制御CPU184は、受けたモータ電流MCRT2および回転角度θrと、演算した電流指令値Id2*,Iq2*とに基づいて、上述した方法によって信号PWMI3を生成してインバータ183へ出力する。こに場合、制御CPU184は、指令トルクTR22を上述した方法によって最大トルクTmax2の範囲内で生成する。
【0164】
インバータ183は、信号PWMI3に応じてコンデンサ50からの直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータMG2を駆動する。そして、モータジェネレータMG2は、指令トルクTR22によって指定されたトルクを生成し、その生成したトルクをリングギア軸126、プラネタリギア120、動力取出ギア128およびチェーンベルト129を介して動力伝達ギア111に伝達して駆動輪を駆動し、ハイブリッド自動車は軽負荷走行を行なう。これにより、ハイブリッド自動車が軽負荷走行モードにある場合の動力出力装置100の動作が終了する。
【0165】
次に、ハイブリッド自動車が中速低負荷走行モードにある場合の動力出力装置100の動作について説明する。この場合の動力出力装置100の動作は、上述したハイブリッド自動車のエンジン150の始動時における動力出力装置100の動作と同じである。
【0166】
次に、ハイブリッド自動車が加速・急加速モードにある場合の動力出力装置100の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御CPU184は、外部ECUから加速・急加速モードを示す信号を受ける。そして、制御CPU184は、加速・急加速モードを示す信号に応じて、モータジェネレータMG2を加速・急加速用に用いるための指令トルクTR23(指令トルクTR2の一種)およびモータ回転数MRN2を生成し、その生成した指令トルクTR23に基づいてモータジェネレータMG2のd軸およびq軸に流す電流指令値Id2*,Iq2*を演算する。
【0167】
また、制御CPU184は、エンジン150の回転力によってモータジェネレータMG1を発電機として機能させるための指令トルクTR13(指令トルクTR1の一種)およびモータ回転数MRN1を生成し、その生成した指令トルクTR13に基づいてモータジェネレータMG1のd軸およびq軸に流す電流指令値Id1*,Iq1*とコンデンサ50のコンデンサ電圧指令値Vc*とを演算する。
【0168】
この場合、制御CPU184は、指令トルクTR23を上述した方法によって最大トルクTmax2の範囲内で生成し、指令トルクTR13を上述した方法によって制限トルクTlim1の範囲内で生成する。
【0169】
そして、制御CPU184は、演算した電流指令値Id1*,Iq1*およびコンデンサ電圧指令値Vc*と、電圧センサー51から受けた電圧Vcとに基づいて、3相コイル10,11により発電しながらコンデンサ50の直流電圧を降圧して直流電源30を充電するための電位差V012を演算する。そして、制御CPU184は、電流指令値Id1*,Iq1*と電流センサー12,13からのモータ電流MCRT11,12とレゾルバ139からの回転角度θsとに基づいて演算された3相コイル10,11の各相に印加する電圧Vu1,Vv1,Vw1,Vu2,Vv2,Vw2に、既に演算した電位差V012を加算して信号PWMC1,2を生成し、その生成した信号PWMC1,2をそれぞれインバータ181,182へ出力する。
【0170】
また、制御CPU184は、電流センサー14からのモータ電流MCRT2とレゾルバ149からの回転角度θrとを受け、その受けたモータ電流MCRT2および回転角度θrと、既に演算した電流指令値Id2*,Iq2*とに基づいて、上述した方法によって信号PWMI3を生成してインバータ183へ出力する。
【0171】
そうすると、インバータ181,182は、それぞれ、信号PWMC1,2に応じて3相コイル10,11によって発電された交流電圧を直流電圧に変換してコンデンサ50を充電するとともに、コンデンサ50からの直流電圧を降圧して直流電源30を充電する。また、インバータ183は、信号PWMI3に応じて、コンデンサ50からの直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータMG2を駆動する。そして、モータジェネレータMG2は、指令トルクTR23によって指定されたトルクを生成し、その生成したトルクをリングギア軸126、プラネタリギア120、動力取出ギア128およびチェーンベルト129を介して動力伝達ギア111に伝達して駆動輪を駆動し、ハイブリッド自動車は加速・急加速する。
【0172】
この場合、モータジェネレータMG1は、指令トルクTR13に基づく電力を実際に発電してコンデンサ50を充電するので、モータジェネレータMG2は、所望のトルクで駆動輪を駆動できる。その結果、ハイブリッド自動車は、期待どおりの性能で加速・急加速できる。
【0173】
これにより、ハイブリッド自動車の加速・急加速時における動力出力装置100の動作が終了する。
【0174】
次に、ハイブリッド自動車が低μ路走行モードにある場合の動力出力装置100の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御CPU184は、外部ECUから低μ路走行モードを示す信号を受ける。制御CPU184は、低μ路走行モードを示す信号に応じて、モータジェネレータMG2を回生モードで駆動するための指令トルクTR24およびモータ回転数MRN2を生成し、その生成した指令トルクTR24に基づいてモータジェネレータMG2のd軸およびq軸に流す電流指令値Id2*,Iq2*を演算する。この場合、制御CPU184は、指令トルクTR24を上述した方法によって最大トルクTmax2の範囲内で生成する。
【0175】
そして、制御CPU184は、電流センサー14からのモータ電流MCRT2とレゾルバ149からの回転角度θrと、既に演算した電流指令値Id2*,Iq2*とに基づいて信号PWMC3を生成してインバータ183へ出力する。
【0176】
そうすると、インバータ183は、信号PWMC3に基づいて、モータジェネレータMG2が発電した交流電圧を直流電圧に変換してコンデンサ50を充電する。これにより、ハイブリッド自動車の低μ路走行時における動力出力装置100の動作が終了する。
【0177】
最後に、ハイブリッド自動車が減速・制動モードにある場合の動力出力装置100の動作について説明する。この場合、走行エネルギーを電気エネルギーとして回収するので、モータジェネレータMG2は回生モードで駆動される。したがって、この場合の動力出力装置100の動作は、低μ路走行時における動力出力装置100の動作と同じである。
【0178】
[実施の形態2]
図15は、実施の形態2による動力出力装置100Aの主要部の電気回路図である。図15を参照して、動力出力装置100Aは、動力出力装置100のモータジェネレータMG1を1つの3相コイルで構成(つまり、モータジェネレータMG1を通常のモータで構成)し、モータジェネレータMG2を2Yモータで構成し、インバータ181〜183をそれぞれインバータ181A〜183Aに代えたものであり、その他は、動力出力装置100と同じである。
【0179】
動力出力装置100Aにおいては、モータジェネレータMG2は、2つの3相コイル10A,11Aを含む。そして、インバータ181Aは、3相コイル10Aへの通電制御を行ない、インバータ182Aは、3相コイル11Aへの通電制御を行なう。また、インバータ183Aは、モータジェネレータMG1の3相コイルへの通電制御を行なう。そして、インバータ181A〜183Aは、それぞれ、インバータ181〜183と同じ構成からなる。
【0180】
なお、動力出力装置100Aにおいては、直流電源30は、3相コイル10Aの中性点M1と3相コイル11Aの中性点M2との間に接続される。また、電流センサー12は、3相コイル10Aに流れるモータ電流MCRT21を検出して制御CPU184へ出力し、電流センサー13は、3相コイル11Aに流れるモータ電流MCRT22を検出して制御CPU184へ出力し、電流センサー14は、モータジェネレータMG1に流れるモータ電流MCRT1を検出して制御CPU184へ出力する。
【0181】
制御CPU184は、上述した方法によって、モータジェネレータMG2の制限トルクTlim2を演算し、その演算した制限トルクTlim2の範囲内でモータジェネレータMG2を駆動するための指令トルクTR2を決定する。また、制御CPU184は、上述した方法によって、モータジェネレータMG1の最大トルクTmax1の範囲内でモータジェネレータMG1を駆動するための指令トルクTR1を決定する。
【0182】
そして、制御CPU184は、指令トルクTR1に基づいて電流指令値Id1*,Iq1*を演算し、その演算した電流指令値Id1*,Iq1*と、電圧センサー51からの電圧Vcと、電流センサー14からのモータ電流MCRT1とに基づいて信号PWMI1,PWMC1を生成してインバータ183Aへ出力する。また、制御CPU184は、指令トルクTR2に基づいて電流指令値Id2*,Iq2*およびコンデンサ電圧指令値Vc*を演算し、その演算した電流指令値Id1*,Iq1*およびコンデンサ電圧指令値Vc*と、電圧センサー32からの電圧Vbと、電圧センサー51からの電圧Vcと、電流センサー12からのモータ電流MCRT21と、電流センサー13からのモータ電流MCRT22とに基づいて信号PWMI21,PWMC21;PWMI22,PWMC22を生成してそれぞれインバータ181A,182Aへ出力する。
【0183】
図16は、図15に示す動力出力装置100Aの動作を説明するためのフローチャートである。図16に示すフローチャートは、図13に示すフローチャートのステップS4〜S7をステップS10〜S16に代えたものであり、その他は、図13に示すフローチャートを同じである。
【0184】
図16を参照して、ステップS3の後、制御CPU184は、上述した方法によって、最大トルクTmax1の範囲内でモータジェネレータMG1を駆動するための指令トルクTR1を決定する(ステップS10)。そして、制御CPU184は、レゾルバ139からの回転角度θsに基づいて演算した回転数と指令トルクTR1とを乗算することによりモータジェネレータMG1のパワーを演算する(ステップS11)。
【0185】
その後、制御CPU184は、上述したステップS3と同じ方法によってモータジェネレータMG2の最大トルクTmax2を検出する(ステップS12)。そして、上述したステップS4と同じ方法によって、モータジェネレータMG2のモータ印加電圧、モータ回転数および電池電流BCRTに対応する制限トルクTlim2を演算する(ステップS14)。
【0186】
そうすると、制御CPU184は、上述したステップS6と同じ方法によって、制限トルクTlim2の範囲内でモータジェネレータMG2を駆動するための指令トルクTR2を決定する(ステップS15)。そして、制御CPU184は、上述した方法によって、指令トルクTR1に基づいて信号PWMI1,PWMC1を生成してインバータ183Aへ出力し、指令トルクTR2に基づいて信号PWMI21,PWMC21;PWMI22,PWMC22を生成してそれぞれインバータ181A,182Aへ出力する。これにより、制御CPU184は、モータジェネレータMG1およびモータジェネレータMG2(2Yモータ)へ指令を出力し、制御する(ステップS16)。そして、一連の動作は終了する。
【0187】
なお、ステップS15の詳細な動作は、図14に示すフローチャートに従って実行される。
【0188】
このように、制御CPU184は、モータジェネレータMG2が制限トルクTlim2の範囲内で駆動するように制御する。したがって、モータジェネレータMG2は、磁気回路が飽和しないトルク範囲で動作し、指令トルクTR2によって指定されたトルクを実際に出力する。したがって、駆動輪を所望のトルクによって駆動できる。
【0189】
また、実施の形態2においては、発電機として機能するモータジェネレータMG1は、1つの3相コイルによって構成され、最大トルクTmax1の範囲内で電力を発電してコンデンサ50を充電する。そして、モータジェネレータMG2は、中性点M1と中性点M2との電位差V012を上下させることによりコンデンサ50からの電力によって駆動される。したがって、コンデンサ50の両端の電圧Vcをより広い範囲で変化させてモータジェネレータMG2を駆動できる。
【0190】
なお、制御CPU184におけるモータの駆動制御は、実際にはCPUによって行なわれ、CPUは、図16に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムをROMから読出し、その読出したプログラムを実行して図16に示すフローチャートに従ってモータジェネレータMG1,MG2の駆動を制御する。したがって、ROMは、図16に示すフローチャートの各ステップを備える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。
【0191】
その他は、実施の形態1と同じである。
[実施の形態3]
図17は、実施の形態3による動力出力装置の主要部の電気回路図である。図17を参照して、実施の形態3による動力出力装置100Bは、動力出力装置100の3相コイル10、電流センサー13およびインバータ182を削除し、直流電源30をモータジェネレータMG1の中性点M1とモータジェネレータMG2の中性点M2との間に接続したものであり、その他は、動力出力装置100と同じである。
【0192】
すなわち、動力出力装置100Bは、2つのモータジェネレータMG1,MG2の中性点間に直流電源30を接続して2Yモータを構成したものである。
【0193】
動力出力装置100Bにおいては、インバータ181およびモータジェネレータMG1またはインバータ183およびモータジェネレータMG3によって、直流電源30からの直流電圧Vbを昇圧してコンデンサ50を充電し、またはコンデンサ50の両端の電圧Vcを降圧して直流電源30を充電しながら電圧Vcを変化させてモータジェネレータMG1およびモータジェネレータMG2をそれぞれ発電機および電動機として動作させる。
【0194】
図18は、図17に示す動力出力装置100Bの動作を説明するためのフローチャートである。図18に示すフローチャートは、図13に示すフローチャートのステップS1〜S6に図16に示すフローチャートのステップS11〜ステップS15を追加し、図13に示すフローチャートのステップS7をステップS20に代えたものである。
【0195】
したがって、ステップS1〜S6,S11〜S15は、上述したとおりである。図18を参照して、ステップS15の後、制御CPU184は、ステップS6において決定された指令トルクTR1に基づいて信号PWMI1,PWMC1を生成してインバータ181へ出力し、ステップS15において決定された指令トルクTR2に基づいて信号PWMI2,PWMC2を生成してインバータ183へ出力する。そして、制御CPU184は、モータジェネレータMG1を制限トルクTlim1の範囲内で発電機として駆動するようにインバータ181を制御し、モータジェネレータMG2を制限トルクTlim2の範囲内で電動機として駆動するようにインバータ183を制御する(ステップS20)。そして、一連の動作は終了する。
【0196】
このように、制御CPU184は、モータジェネレータMG1が制限トルクTlim1の範囲内で駆動するように制御し、モータジェネレータMG2が制限トルクTlim2の範囲内で駆動するように制御する。したがって、モータジェネレータMG1およびMG2は、磁気回路が飽和しないトルク範囲で動作し、それぞれ、指令トルクTR1,TR2によって指定されたトルクを実際に出力する。したがって、所望の電力を発電しながら所望のトルクによって駆動輪を駆動できる。
【0197】
なお、制御CPU184におけるモータの駆動制御は、実際にはCPUによって行なわれ、CPUは、図18に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムをROMから読出し、その読出したプログラムを実行して図18に示すフローチャートに従ってモータジェネレータMG1,MG2の駆動を制御する。したがって、ROMは、図18に示すフローチャートの各ステップを備える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。
【0198】
その他は、実施の形態1と同じである。
なお、この発明による動力出力装置は、複数のモータを備え、その複数のモータから選択された任意の2つのモータの中性点間に直流電源を接続して2Yモータを構成した動力出力装置であってもよい。この場合、複数のモータに対応して複数のインバータが設けられ、その複数のインバータがコンデンサ50の両端に並列に接続される。そして、2Yモータを構成した2つのモータは、上述した方法によって演算された制限トルク(すなわち、磁気飽和を生じないモータトルク)の範囲内で駆動される。
【0199】
また、上記においては、モータジェネレータMG1,MG2の駆動について説明したが、動力出力装置100,100A,100Bの始動時、コンデンサ50を所定の電圧にプリチャージした後に、直流電源30からの直流電圧Vbを昇圧しながら、またはコンデンサ50の両端の電圧Vcを降圧しながらモータジェネレータMG1およびMG2を駆動するようにしてもよい。
【0200】
コンデンサ50をプリチャージした後にモータジェネレータMG1およびMG2を駆動することにより、動力出力装置100,100A,100Bの始動をスムーズに行なうことができる。また、直流電源30とモータジェネレータMG1および/またはモータジェネレータMG2との間に配線の断線等の電気的故障が存在するか否かを検出して動力出力装置100,100A,100Bの誤動作を避けることができる。
【0201】
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、上記した実施の形態の説明ではなくて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。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1による動力出力装置の概略ブロック図である。
【図2】図1に示すプラネタリギアおよびそれに結合されるモータの拡大図である。
【図3】図1に示す動力出力装置の主要部の電気回路図である。
【図4】図3に示す2つの3相コイルの平面配置図である。
【図5】3相コイル10の中性点M1と3相コイル11の中性点M2との電位差V012が直流電源30の電圧Vbよりも小さい状態における電流の流れを2YモータMG1の3相コイル10,11のU相の漏れインダクタンスに着目して説明するための回路図である。
【図6】3相コイル10の中性点M1と3相コイル11の中性点M2との電位差V012が直流電源30の電圧Vbよりも大きい状態における電流の流れを2YモータMG1の3相コイル10,11のU相の漏れインダクタンスに着目して説明するための回路図である。
【図7】3相コイル10の中性点M1の電位V01と、3相コイル11の中性点M2の電位V02との差が直流電源30の電圧Vbに一致するように操作したときの3相コイル10の電位Vu1,Vv1,Vw1と、3相コイル11の電位Vu2,Vv2,Vw2とを示す波形図である。
【図8】図3に示す制御CPUの機能ブロック図である。
【図9】図9は、モータジェネレータMG1のモータ印加電圧、モータ回転数および電池電流BCRTとトルク制限係数K1との関係を示すトルク制限係数マップである。
【図10】モータジェネレータMG1のモータ印加電圧およびモータ回転数と最大トルクTmax1との関係を示す最大トルクマップである。
【図11】モータ回転数とトルクとの関係を示す図である。
【図12】図8に示すモータ制御手段の機能ブロック図である。
【図13】図3に示す動力出力装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図14】図13に示すステップS6の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【図15】実施の形態2による動力出力装置の主要部の電気回路図である。
【図16】図15に示す動力出力装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図17】実施の形態3による動力出力装置の主要部の電気回路図である。
【図18】図17に示す動力出力装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図19】従来の動力出力装置の概略ブロック図である。
【符号の説明】
1 電源ライン、2 アースライン、10,10A,11,11A,134,144,311,312 3相コイル、12〜14,31 電流センサー、15,18,21 U相アーム、16,19,22 V相アーム、17,20,23W相アーム、30,320 直流電源、32,51 電圧センサー、50,350 コンデンサ、100,100A,100B,300 動力出力装置、111 動力伝達ギア、112 駆動軸、114 ディファレンシャルギア、120プラネタリギア、121 サンギア、122 リングギア、123 プラネタリピニオンギア、124 プラネタリキャリア、125 サンギア軸、126 リングギア軸、127 キャリア軸、128 動力取出ギア、129 チェーンベルト、132,142 ロータ、133,143 ステータ、135,145永久磁石、139,149,159 レゾルバ、156 クランクシャフト、157 ダンパ、164a アクセルペダルポジションセンサー、165a ブレーキペダルポジションセンサー、180 制御装置、181〜183,181A〜183A,330,340 インバータ、184 制御CPU、184A モータ制御手段、184B 指令値決定手段、184C メモリ、185 シフトポジションセンサー、186 スタートキー、301 正極母線、302 負極母線、310 2重巻線モータ、1841 電流変換部、1842,1852減算器、1843,1853,1855 PI制御部、1844,1846 加算器、1845 変換部、1847 PWM演算部、1849 回転速度演算部、1850 速度起電力予測演算部、1854 加減算器、MG1,MG2 モータジェネレータ、Q1〜Q18 NPNトランジスタ、D1〜D18 ダイオード、M1,M2 中性点。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power output apparatus, and more particularly to a power output apparatus using a double winding motor and a computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute drive control of the motor is recorded.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a power output device using a double winding motor, a power output device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-218793 is known. FIG. 19 is a schematic block diagram of a conventional power output apparatus. Referring to FIG. 19, conventional power output apparatus 300 includes a double-winding motor 310, a DC power supply 320, inverters 330 and 340, and a capacitor 350.
[0003]
Double winding motor 310 includes two three-phase coils 311 and 312. DC power supply 320 is connected between the neutral point of three-phase coil 311 and the neutral point of three-phase coil 312.
[0004]
Inverter 330 controls energization to three-phase coil 311. Inverter 340 controls energization to three-phase coil 312. Capacitor 350 and inverters 330 and 340 are connected in parallel between positive electrode bus 301 and negative electrode bus 302.
[0005]
Capacitor 350 is charged or discharged by making the potential difference between the neutral points of three-phase coils 311 and 312 smaller or larger than the voltage of DC power supply 320 by switching control of inverters 330 and 340. As a result, in the power output apparatus 300, the inverter input voltage can be adjusted within a wide range.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2002-218793 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a conventional double-winding motor in which a DC power source is connected between neutral points, magnetic saturation is inevitable because the DC current flowing in the two three-phase coils increases when the rate of the boosting operation increases. A condition can arise.
[0008]
Therefore, an object of the present invention is to provide a power output apparatus capable of controlling motor torque within a range in which magnetic saturation does not occur.
[0009]
Another object of the present invention is to provide a computer-readable recording medium in which a program for causing a computer to execute motor drive control in a range where magnetic saturation does not occur is recorded.
[0010]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
According to the present invention, the power output device includes a first inverter, a second inverter, a 2Y motor, a power source, and a control device. The 2Y motor uses as a stator a first three-phase motor coil that is energized and controlled by a first inverter and a second three-phase motor coil that is energized and controlled by a second inverter. The power source is connected between a first neutral point of the first three-phase motor coil and a second neutral point of the second three-phase motor coil. The control device calculates a limit torque that can be output by the 2Y motor when the power source is connected between the first neutral point and the second neutral point, and 2Y within a range of the calculated limit torque. The first and second inverters are controlled so that the motor is driven.
[0011]
In the power output apparatus according to the present invention, when the power source is connected between the first neutral point and the second neutral point, a direct current flows through the first and second three-phase motor coils. This direct current then saturates the magnetic circuit of the 2Y motor. The control device calculates the maximum torque that does not saturate the magnetic circuit, that is, the limit torque that can be actually output by the 2Y motor, and controls the first and second inverters so that the 2Y motor is driven within the limit torque range. To do.
[0012]
Therefore, according to the present invention, the motor torque of the 2Y motor can be controlled within a range in which magnetic saturation does not occur even when a direct current flows through the stator coil. That is, the motor output is not limited to the magnetic saturation, but the voltage saturation operation is maintained while the magnetic saturation phenomenon caused by the direct current flowing in the three-phase motor coil when performing the voltage boosting operation is related to the motor output. The deviation between the required motor output value and the actual output value can be reduced.
[0013]
Preferably, the control device multiplies the maximum torque that the 2Y motor can output when the power source is disconnected from between the first neutral point and the second neutral point by multiplying the limit torque by the limit coefficient. Calculate. The limiting coefficient is a coefficient for removing, from the maximum torque, a decrease in torque output from the 2Y motor when a direct current from the power source flows through the first and second three-phase motor coils.
[0014]
The direct current flowing through the first and second three-phase motor coils reduces the maximum torque that can be output by the 2Y motor. The control device calculates a limit torque that can be actually output by the 2Y motor by removing a decrease in torque that can be output by the direct current from the maximum torque of the 2Y motor. Then, the control device calculates the limit torque by multiplying the maximum torque by the limit coefficient.
[0015]
Therefore, according to the present invention, a torque range in which magnetic saturation does not occur can be easily calculated.
[0016]
Preferably, the control device holds the first and second maps, and sets a limiting coefficient corresponding to the motor applied voltage applied to the 2Y motor, the DC current flowing through the 2Y motor, and the motor rotation speed of the 2Y motor. The maximum torque corresponding to the motor applied voltage and the motor speed is extracted from the second map, and the limit torque is calculated by multiplying the extracted maximum torque by the extracted limit coefficient.
[0017]
The control device extracts the maximum torque and the limiting coefficient from the map, and calculates the limiting torque by multiplying the extracted maximum torque by the extracted limiting coefficient.
[0018]
Therefore, according to the present invention, a torque range in which magnetic saturation does not occur can be calculated quickly and easily.
[0019]
Preferably, the 2Y motor is a power generation motor connected to the internal combustion engine.
Therefore, according to the present invention, power can be generated within a range in which magnetic saturation does not occur.
[0020]
Preferably, the 2Y motor is a drive motor coupled to the drive wheels.
Therefore, according to the present invention, the drive wheels can be driven within a range where magnetic saturation does not occur.
[0021]
Preferably, the 2Y motor includes a power generation motor and a drive motor. The power generation motor includes a first three-phase motor coil as a stator and is coupled to the internal combustion engine. The drive motor includes a second three-phase motor coil as a stator and is coupled to the drive wheels.
[0022]
Therefore, according to the present invention, a 2Y motor that can be driven within a range in which magnetic saturation does not occur can be constituted by two motors.
[0023]
According to the present invention, the computer-readable recording medium storing a program for causing the computer to execute drive control of the 2Y motor including the first and second three-phase motor coils is the first three-phase motor. A first step of calculating a limit torque that can be output by the 2Y motor when a power source is connected between the first neutral point of the coil and the second neutral point of the second three-phase motor coil; A first inverter that controls energization of the first three-phase motor coil and a second inverter that controls energization of the second three-phase motor coil so that the 2Y motor is driven within the calculated limit torque range. A computer-readable recording medium recording a program for causing a computer to execute a second step of control.
[0024]
The program calculates a limit torque that the magnetic circuit does not saturate, that is, the 2Y motor can actually output, and controls the first and second inverters so that the 2Y motor is driven within the range of the limit torque.
[0025]
Therefore, according to the present invention, the motor torque of the 2Y motor can be controlled within a range where magnetic saturation does not occur.
[0026]
Preferably, in the first step, a limiting coefficient for removing from the maximum torque a reduction in torque output by the 2Y motor when a direct current from the power source flows through the first and second three-phase motor coils. A first sub-step for detecting, and a second sub-step for detecting a maximum torque that the 2Y motor can output when the power source is disconnected from between the first neutral point and the second neutral point. And a third sub-step in which a result obtained by multiplying the detected maximum torque by the detected limiting coefficient is used as the limiting torque.
[0027]
The program calculates a limiting torque obtained by multiplying the maximum torque by a limiting coefficient to eliminate a decrease in output torque when a direct current flows through the first and second three-phase motor coils.
[0028]
Therefore, according to the present invention, a torque range that does not cause magnetic saturation can be easily calculated.
[0029]
Preferably, the first sub-step extracts a limiting coefficient corresponding to the motor applied voltage applied to the 2Y motor, the direct current flowing through the 2Y motor, and the motor rotation speed of the 2Y motor from the first map. In the second sub-step, the maximum torque corresponding to the motor applied voltage and the motor rotation speed is extracted from the second map.
[0030]
The program calculates the limit torque by extracting the maximum torque and the limit coefficient from the map.
[0031]
Therefore, according to the present invention, a torque range in which magnetic saturation does not occur can be calculated quickly and easily.
[0032]
Preferably, the second step controls a first sub-step and a second sub-step so as to output the determined command torque, and a fourth sub-step for determining the command torque of the 2Y motor within the limit torque range. And a fifth substep.
[0033]
The program controls the driving of the 2Y motor so as not to cause magnetic saturation.
Therefore, according to the present invention, the actual output torque of the 2Y motor can be maximized.
[0034]
Furthermore, according to the present invention, a computer-readable recording of a program for causing a computer to execute drive control of a power generation motor composed of a 2Y motor and a drive motor connected to a drive wheel is connected to an internal combustion engine. Possible recording media include a first neutral point of the first three-phase motor coil whose power is included in the power generation motor and a second neutral point of the second three-phase motor coil included in the power generation motor. A first step of calculating a limit torque that can be output by the power generation motor when connected between the first and third phase motor coils so that the power generation motor is driven within the range of the calculated limit torque A second step of controlling the first inverter for energization control and the second inverter for energization control of the second three-phase motor coil, so that the drive motor is driven within the maximum torque range A third third third computer readable recording medium recording a program for executing the steps on a computer for controlling the inverter for energization control of the 3-phase motor coils included in the rotating motor.
[0035]
The program controls to drive the power generation motor within the limit torque range, and controls to drive the drive motor within the maximum torque range.
[0036]
Therefore, according to the present invention, it is possible to generate power in a torque range in which magnetic saturation does not occur and drive the drive wheels.
[0037]
Furthermore, according to the present invention, a computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute drive control with a drive motor connected to an internal combustion engine and a drive wheel and connected to a drive wheel. The possible recording medium includes a first step of calculating a command torque for driving the generator motor within the range of the maximum torque, and a first of the first three-phase motor coils included in the drive motor. A second step of calculating a limit torque that the drive motor can output when connected between the neutral point and the second neutral point of the second three-phase motor coil included in the drive motor; The first inverter that controls energization of the first three-phase motor coil and the second inverter that controls energization of the second three-phase motor coil so that the driving motor is driven within the calculated limit torque range. A third step for controlling the barter, and a fourth step for controlling a third inverter for energizing the third three-phase motor coil included in the power generation motor so that the power generation motor outputs a command torque. Is a computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute is recorded.
[0038]
The program controls to drive the power generation motor within the range of the maximum torque, and controls to drive the drive motor within the range of the limit torque.
[0039]
Therefore, according to the present invention, it is possible to generate power in a torque range in which magnetic saturation does not occur and drive the drive wheels.
[0040]
Furthermore, according to the present invention, a computer readable recording of a program for causing a computer to execute drive control of a 2Y motor including a power generation motor connected to an internal combustion engine and a drive motor connected to a drive wheel. The recording medium has a power source between a first neutral point of the first three-phase motor coil included in the power generation motor and a second neutral point of the second three-phase motor coil included in the drive motor. A first step of calculating a first limit torque that can be output by the power generation motor when connected to the second, and a second step of calculating a first command torque of the power generation motor within a range of the first limit torque A third step of calculating a second limit torque that can be output by the drive motor when the power source is connected between the first neutral point and the second neutral point; Drive mode within the limit torque range of 2 A fourth step of calculating the second command torque of the first motor, and a fifth inverter for controlling the first inverter that controls energization of the first three-phase motor coil such that the motor for power generation outputs the first command torque. And a fifth step for controlling the second inverter for controlling the energization of the second three-phase motor coil so that the drive motor outputs the second command torque. A recorded computer-readable recording medium.
[0041]
The program calculates the limit torque of the power generation motor and the limit torque of the drive motor, and controls to drive the power generation motor and the drive motor within the range of the calculated limit torque.
[0042]
Therefore, according to the present invention, it is possible to generate power in a torque range that does not cause magnetic saturation and to drive the drive wheels.
[0043]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[0044]
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic block diagram of a power output apparatus according to the first embodiment. Referring to FIG. 1, a power output apparatus 100 according to Embodiment 1 includes a power transmission gear 111, a drive shaft 112, a differential gear 114, motor generators MG1 and MG2, a planetary gear 120, and a power takeout gear 128. A chain belt 129, an engine 150, resolvers 139, 149, 159, a damper 157, and a control device 180.
[0045]
Crankshaft 156 of engine 150 is connected to planetary gear 120 and motor generators MG1, MG2 via damper 157. The damper 157 suppresses the amplitude of torsional vibration of the crankshaft 156 of the engine 150 and connects the crankshaft 156 to the planetary gear 120.
[0046]
The power take-out gear 128 is connected to the power transmission gear 111 via the chain belt 129. The power take-out gear 128 receives power from a ring gear (not shown) of the planetary gear 120 and transmits the received power to the power transmission gear 111 via the chain belt 129. The power transmission gear 111 transmits power to the drive wheels via the drive shaft 112 and the differential gear 114.
[0047]
With reference to FIG. 2, planetary gear 120 and motor generators MG1, MG2 will be described in detail. The planetary gear 120 includes a sun gear 121 coupled to a hollow sun gear shaft 125 passing through the center of the carrier shaft 127, a ring gear 122 coupled to a ring gear shaft 126 coaxial with the carrier shaft 127, and the sun gear 121. A plurality of planetary pinion gears 123 that are arranged between the ring gear 122 and revolve while rotating on the outer periphery of the sun gear 121, and are coupled to the ends of the carrier shaft 127, and support the rotation shafts of the planetary pinion gears 123. And a planetary carrier 124.
[0048]
In this planetary gear 120, the sun gear shaft 125, the ring gear shaft 126, and the carrier shaft 127, which are coupled to the sun gear 121, the ring gear 122, and the planetary carrier 124, respectively, serve as power input / output shafts, and one of the three shafts. When the power input / output to / from the two axes is determined, the power input / output to the remaining one axis is determined based on the determined power input / output to the two axes.
[0049]
The sun gear shaft 125, the ring gear shaft 126, and the carrier shaft 127 are provided with resolvers 139, 149, and 159 that detect the respective rotation angles θs, θr, and θc.
[0050]
A power take-out gear 128 for taking out power is coupled to the ring gear 122. The power take-out gear 128 is connected to the power transmission gear 111 by a chain belt 129, and power is transmitted between the power take-out gear 128 and the power transmission gear 111.
[0051]
Motor generator MG1 is configured as a synchronous motor generator, and includes a rotor 132 having a plurality of permanent magnets 135 on an outer peripheral surface, and a stator 133 around which a three-phase coil 134 that forms a rotating magnetic field is wound. The three-phase coil 134 includes two three-phase coils as will be described later.
[0052]
Rotor 132 is coupled to sun gear shaft 125 that is coupled to sun gear 121 of planetary gear 120. The stator 133 is formed by laminating thin plates of non-oriented electrical steel plates, and is fixed to the case 119. This motor generator MG1 operates as an electric motor that rotationally drives the rotor 132 by the interaction between the magnetic field generated by the permanent magnet 135 and the magnetic field formed by the three-phase coil 134, and the magnetic field generated by the permanent magnet 135 and the rotation of the rotor 132 are It operates as a generator that generates electromotive force at both ends of the three-phase coil 134 by interaction.
[0053]
Motor generator MG2 includes a rotor 142 having a plurality of permanent magnets 145 on the outer peripheral surface, and a stator 143 wound with a three-phase coil 144 that forms a rotating magnetic field. The rotor 142 is coupled to a ring gear shaft 126 coupled to the ring gear 122 of the planetary gear 120, and the stator 143 is fixed to the case 119. The stator 143 is also formed by laminating thin sheets of non-oriented electrical steel sheets. The motor generator MG2 also operates as an electric motor or a generator, similarly to the motor generator MG1.
[0054]
Referring again to FIG. 1, the control device 180 detects the signal STON from the start key 186, the rotation angle θs of the sun gear shaft 125 from the resolver 139, the rotation angle θr of the ring gear shaft 126 from the resolver 149, and from the resolver 159. Rotation angle θc of the carrier shaft 127, accelerator pedal position (accelerator pedal depression amount) AP from the accelerator pedal position sensor 164a, brake pedal position (brake pedal depression amount) BP from the brake pedal position sensor 165a, shift position sensor Shift position SP from 185, motor currents MCRT11 and 12 from two current sensors (not shown) attached to motor generator MG1, and current sensor (shown) attached to motor generator MG2. It receives motor current MCRT2 from without). The signal STON is a signal indicating that the power output apparatus 100 is turned on.
[0055]
Controller 180 drives motor generators MG1 and MG2 by controlling the current flowing through three-phase coils 134 and 144 of motor generators MG1 and MG2 based on these received signals.
[0056]
FIG. 3 shows an electric circuit diagram of the main part of the power output apparatus 100. Referring to FIG. 3, motive power output apparatus 100 includes motor generators MG <b> 1 and MG <b> 2, current sensors 12 to 14 and 31, DC power supply 30, voltage sensors 32 and 51, capacitor 50, and inverters 181 to 183. , And a control CPU (Central Processing Unit) 184.
[0057]
The inverters 181 to 183 and the control CPU 184 constitute the control device 180 shown in FIG.
[0058]
Motor generator MG1 includes two three-phase coils 10 and 11. The two three-phase coils 10 and 11 constitute a three-phase coil 134 shown in FIG. That is, motor generator MG1 is a double-winding motor (also referred to as “2Y motor”) having two three-phase coils 10 and 11 wired in a Y shape.
[0059]
DC power supply 30 is connected between neutral point M1 of three-phase coil 10 and neutral point M2 of three-phase coil 11.
[0060]
Inverter 181 includes a U-phase arm 15, a V-phase arm 16, and a W-phase arm 17. U-phase arm 15, V-phase arm 16 and W-phase arm 17 are provided in parallel between power supply line 1 and earth line 2.
[0061]
U-phase arm 15 includes NPN transistors Q 1 and Q 2 connected in series between power supply line 1 and earth line 2. V-phase arm 16 includes NPN transistors Q3 and Q4 connected in series between power supply line 1 and earth line 2. W-phase arm 17 includes NPN transistors Q5 and Q6 connected in series between power supply line 1 and earth line 2.
[0062]
NPN transistors Q1, Q3, and Q5 have collectors connected to power supply line 1 and emitters connected to the collectors of NPN transistors Q2, Q4, and Q6, respectively. The emitters of NPN transistors Q2, Q4 and Q6 are connected to earth line 2. Further, diodes D1 to D6 that flow current from the emitter side to the collector side are connected between the emitters and collectors of the NPN transistors Q1 to Q6, respectively.
[0063]
Inverter 182 includes a U-phase arm 18, a V-phase arm 19, and a W-phase arm 20. U-phase arm 18, V-phase arm 19 and W-phase arm 20 are the same as U-phase arm 15, V-phase arm 16 and W-phase arm 17 of inverter 181, respectively. Therefore, NPN transistors Q7 to Q12 are the same as NPN transistors Q1 to Q6, respectively, and diodes D7 to D12 are the same as diodes D1 to D6, respectively.
[0064]
An intermediate point of each phase arm of inverter 181 is connected to each phase end of each phase coil of three-phase coil 10 of motor generator MG1, and an intermediate point of each phase arm of inverter 182 is the three-phase coil 11 of motor generator MG1. Are connected to each phase end of each phase coil. That is, one end of the three coils of the U-phase, V-phase, and W-phase of the three-phase coil 10 is commonly connected to the neutral point M1, and the other end of the U-phase coil is at the intermediate point between the NPN transistors Q1 and Q2. The other end of the V-phase coil is connected to the intermediate point of the NPN transistors Q3 and Q4, and the other end of the W-phase coil is connected to the intermediate point of the NPN transistors Q5 and Q6. Also, one end of the three coils of the U-phase, V-phase, and W-phase of the three-phase coil 11 is commonly connected to the neutral point M2, and the other end of the U-phase coil is at the intermediate point between the NPN transistors Q7 and Q8. The other end of the V-phase coil is connected to the intermediate point of the NPN transistors Q9 and Q10, and the other end of the W-phase coil is connected to the intermediate point of the NPN transistors Q11 and Q12.
[0065]
Inverter 183 includes a U-phase arm 21, a V-phase arm 22, and a W-phase arm 23. U-phase arm 21, V-phase arm 22 and W-phase arm 23 are the same as U-phase arm 15, V-phase arm 16 and W-phase arm 17 of inverter 181, respectively. Therefore, NPN transistors Q13 to Q18 are the same as NPN transistors Q1 to Q6, respectively, and diodes D13 to D18 are the same as diodes D1 to D6, respectively.
[0066]
An intermediate point of each phase arm of inverter 183 is connected to each phase end of each phase coil of motor generator MG2. That is, motor generator MG2 is a three-phase permanent magnet motor. The specific connection method between the intermediate point of each phase arm of inverter 183 and each phase end of each phase coil of motor generator MG2 is as follows: the intermediate point of each phase arm of inverter 181 and each phase end of three-phase coil 10 It is the same as the connection method.
[0067]
Capacitor 50 is connected in parallel to inverters 181 to 183 between power supply line 1 and earth line 2.
[0068]
Current sensor 12 detects motor current MCRT11 flowing through three-phase coil 10 of motor generator MG1, and outputs the detected motor current MCRT11 to control CPU 184. Current sensor 13 detects motor current MCRT12 flowing through three-phase coil 11 of motor generator MG1, and outputs the detected motor current MCRT12 to control CPU 184. Current sensor 14 detects motor current MCRT2 flowing through each phase coil of motor generator MG2, and outputs the detected motor current MCRT2 to control CPU 184.
[0069]
The DC power source 30 is composed of a secondary battery such as nickel metal hydride or lithium ion. The current sensor 31 detects the battery current BCRT input / output to / from the DC power supply 30 and outputs the detected battery current BCRT to the control CPU 184. The voltage sensor 32 detects the DC voltage Vb output from the DC power supply 30, and outputs the detected DC voltage Vb to the control CPU 184.
[0070]
Capacitor 50 smoothes a DC voltage applied between power supply line 1 and earth line 2 and supplies the smoothed DC voltage to inverters 181 to 183. The voltage sensor 51 detects the voltage Vc across the capacitor 50 and outputs the detected voltage Vc to the control CPU 184.
[0071]
The inverter 181 converts the DC voltage supplied from the capacitor 50 into an AC voltage based on the signal PWMI1 from the control CPU 184, and applies it to each phase coil of the three-phase coil 10. The inverter 182 converts the DC voltage supplied from the capacitor 50 into an AC voltage based on the signal PWMI2 from the control CPU 184, and applies it to each phase coil of the three-phase coil 11. Thereby, inverters 181 and 182 drive motor generator MG1. When DC power supply 30 is connected between neutral point M1 and neutral point M2, inverters 181 and 182 have DC currents output from DC power supply 30 in accordance with signals PWMI1 and PWMI2, respectively. Is passed through each phase coil of the three-phase coils 10 and 11.
[0072]
Further, inverter 181 converts the AC voltage generated in three-phase coil 10 into a DC voltage in accordance with signal PWMC 1 from control CPU 184 and supplies it to capacitor 50. The inverter 182 converts the AC voltage generated in the three-phase coil 11 into a DC voltage according to the signal PWMC2 from the control CPU 184, and supplies it to the capacitor 50. When DC power supply 30 is connected between neutral point M1 and neutral point M2, inverters 181 and 182 step down the DC voltage from capacitor 50 in accordance with signals PWMC1 and PWMC2, respectively. The DC power supply 30 is charged by the stepped-down DC voltage.
[0073]
Inverter 183 converts DC voltage from capacitor 50 into AC voltage in accordance with signal PWMI3 from control CPU 184 to drive motor generator MG2, and motor generator MG2 generates power in response to signal PWMC3 from control CPU 184. The AC voltage is converted into a DC voltage and supplied to the capacitor 50.
[0074]
The control CPU 184 calculates a voltage difference between the DC voltage Vc from the voltage sensor 51 and the DC voltage Vb from the voltage sensor 32 to obtain a motor applied voltage applied to the motor generator MG1. Control CPU 184 also calculates the motor rotation speed of motor generator MG1 based on rotation angle θs from resolver 139. Then, based on battery current MCRT from current sensor 31, calculated motor applied voltage, and calculated motor rotation speed, control CPU 184 causes DC power supply 30 to have neutral point M1 and neutral point by a method described later. When connected to M2, motor generator MG1 calculates a limit torque Tlim1 that can actually be output.
[0075]
Based on the accelerator pedal position AP from the accelerator pedal position sensor 164a, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 165a, and the shift position SP from the shift position sensor 185, the control CPU 184 determines the engine required power and the generator request. Torque Tdem1 and motor required torque Tdem2 are calculated.
[0076]
The control CPU 184 calculates a generator command torque TR1 for driving the generator (motor generator MG1) within the range of the limit torque Tlim1, based on the calculated generator required torque Tdem1 and the limit torque Tlim1, by a method described later. To do. The control CPU 184 sets the calculated electric motor required torque Tdem2 as the electric motor command torque TR2 for driving the electric motor (motor generator MG2).
[0077]
Further, control CPU 184 calculates current command values Id1 * and Iq1 * of motor generator MG1 and capacitor voltage command value Vc * of capacitor 50 based on the calculated generator command torque TR1. Further, control CPU 184 calculates current command values Id2 * and Iq2 * of motor generator MG2 based on calculated motor command torque TR2.
[0078]
Then, control CPU 184 receives motor currents MCRT11 and 12 from current sensors 12 and 13, battery current BCRT from current sensor 31, and resolver 139 installed on sun gear shaft 125 to which the rotational shaft of motor generator MG1 is coupled. Are generated based on the rotation angle θs of the current and the calculated current command values Id1 *, Iq1 * and the capacitor voltage command value Vc *, and the generated signals PWMI1, PWMC1 are sent to the inverter 181. The generated signals PWMI 2 and PWMC 2 are output to the inverter 182.
[0079]
The control CPU 184 also outputs the motor current MCRT2 from the current sensor 14, the rotation angle θr from the resolver 149 installed on the ring gear shaft 126 to which the rotation shaft of the motor generator MG2 is coupled, and the calculated current command value Id2 *. , Iq2 * and the signals PWMI3 and PWMC3 are generated, and the generated signals PWMI3 and PWMC3 are output to the inverter 183.
[0080]
FIG. 4 is a plan layout view of three-phase coils 10 and 11 of motor generator MG1. Motor generator MG1 generally includes a three-phase coil 10 and a three-phase coil 11 wound around the three-phase coil 10 while being shifted by α in the rotational direction. That is, motor generator MG1 can be considered as a six-phase motor.
[0081]
In the first embodiment, description will be made assuming that the angle α is 0 degree. That is, the two three-phase coils 10 and 11 are wound in the same phase. Therefore, the inverters 181 and 182 only have to pass an alternating current through the three-phase coils 10 and 11 in the same phase. That is, an alternating current flows through the U-phase coil, V-phase coil, and W-phase coil of the 3-phase coil 10 in the same phase as the U-phase coil, V-phase coil, and W-phase coil of the 3-phase coil 11.
[0082]
With reference to FIGS. 5 and 6, the operation principle of motor generator MG1 and inverters 181 and 182 when DC power supply 30 is connected between neutral point M1 and neutral point M2 will be described.
[0083]
FIG. 5 shows the current flow in the state where the potential difference V012 between the neutral point M1 of the three-phase coil 10 and the neutral point M2 of the three-phase coil 11 is smaller than the voltage Vb of the DC power supply 30, and the three-phase coil of the 2Y motor MG1. FIG. 10 is a circuit diagram for explaining focusing on U-phase leakage inductances of 10 and 11;
[0084]
Whether the NPN transistor Q2 of the inverter 181 is on or the NPN of the inverter 182 in a state where the potential difference V012 between the neutral point M1 of the three-phase coil 10 and the neutral point M2 of the three-phase coil 11 is smaller than the voltage Vb of the DC power supply 30 Consider a state in which transistor Q7 is on.
[0085]
In this case, a short circuit indicated by a solid arrow in FIG. 5A or FIG. 5B is formed, and the U phase of the three-phase coils 10 and 11 of the 2Y motor MG1 functions as a reactor. When the NPN transistor Q2 of the inverter 181 is turned off from this state and the NPN transistor Q7 of the inverter 182 is turned off, the energy accumulated in the U-phase of the three-phase coils 10 and 11 functioning as the reactor is shown in FIG. c) Accumulated in the capacitor 50 by the charging circuit indicated by the solid line arrow in FIG. Therefore, this circuit can be regarded as a capacitor charging circuit that boosts the DC voltage Vb of the DC power supply 30 and charges the capacitor 50 with the boosted DC voltage.
[0086]
Since the boost level can be freely set according to the ON period of the NPN transistor Q2 or Q7, the voltage Vc across the capacitor 50 can be manipulated to an arbitrary voltage higher than the voltage Vb of the DC power supply 30.
[0087]
Since the V-phase and W-phase of the three-phase coils 10 and 11 of the 2Y motor MG1 can also be regarded as a capacitor charging circuit like the U-phase, the neutral point M1 of the three-phase coil 10 and the three-phase coil 11 The potential difference V012 with respect to the sex point M2 is made smaller than the voltage Vb of the DC power supply 30, and the NPN transistors Q2, Q4, Q6 of the inverter 181 or the NPN transistors Q7, Q9, Q11 of the inverter 182 are turned on / off. The capacitor 50 can be charged by boosting the voltage Vb of the DC power supply 30.
[0088]
FIG. 6 shows the current flow in the state where the potential difference V012 between the neutral point M1 of the three-phase coil 10 and the neutral point M2 of the three-phase coil 11 is larger than the voltage Vb of the DC power supply 30, and the three-phase coil of the 2Y motor MG1. The circuit diagram for demonstrating paying attention to the leakage inductance of the U phase of 10 and 11 is shown.
[0089]
In a state where the potential difference V012 between the neutral point M1 of the three-phase coil 10 and the neutral point M2 of the three-phase coil 11 is larger than the voltage Vb of the DC power supply 30, the NPN transistor Q1 of the inverter 181 is turned on and the NPN transistor Q2 is turned off. Consider a state in which the NPN transistor Q7 of the inverter 182 is turned off and the NPN transistor Q8 is turned on. In this case, a charging circuit indicated by a solid arrow in FIG. 6A is formed, and the DC power supply 30 is charged using the inter-terminal voltage Vc of the capacitor 50. At this time, the U phase of the three-phase coils 10 and 11 of the 2Y motor MG1 functions as a reactor as described above. When the NPN transistor Q1 of the inverter 181 is turned off from this state or the NPN transistor Q8 of the inverter 182 is turned off, the energy stored in the U-phase of the three-phase coils 10 and 11 functioning as the reactor is as shown in FIG. ) Or the charging circuit indicated by the solid line arrow in FIG.
[0090]
Therefore, this circuit can be regarded as a DC power supply charging circuit that stores the energy of the capacitor 50 in the DC power supply 30. Since the V-phase and W-phase of the three-phase coils 10 and 11 of the 2Y motor MG1 can also be regarded as a DC power supply charging circuit like the U-phase, the neutral point M1 of the three-phase coil 10 and the three-phase coil 11 The potential difference V012 with respect to the sex point M2 is made larger than the voltage Vb of the DC power supply 30, and the NPN transistors Q1 to Q6 of the inverter 181 or the NPN transistors Q7 to Q12 of the inverter 182 are turned on / off, whereby the capacitor 50 The DC power supply 30 can be charged with the stored energy.
[0091]
As described above, in the power output apparatus 100, the capacitor 50 can be charged by the DC power supply 30 or the DC power supply 30 can be charged by the capacitor 50. Therefore, the inter-terminal voltage Vc of the capacitor 50 is controlled to a predetermined value. be able to.
[0092]
When a potential difference is generated between the terminals of the capacitor 50, a DC power source is connected between the power supply line 1 to which the inverters 181 and 182 are connected and the ground line 2. Since the voltage Vc acts as the inverter input voltage Vi, the 2Y motor MG1 can be driven and controlled by switching control of the NPN transistors Q1 to Q6 and Q7 to Q12 of the inverters 181 and 182.
[0093]
In this case, the potentials Vu1, Vv1, and Vw1 of the three-phase AC applied to the three-phase coil 10 can be freely set within the range of the inverter input voltage Vi by switching control of the NPN transistors Q1 to Q6 of the inverter 181. Since the three-phase AC potentials Vu2, Vv2, and Vw2 applied to the three-phase coil 11 can be freely set within the range of the inverter input voltage Vi by switching control of the NPN transistors Q7 to Q12 of the inverter 182, 2Y The potential V01 of the neutral point M1 of the three-phase coil 10 of the motor MG1 and the potential V02 of the neutral point M2 of the three-phase coil 11 can be freely manipulated.
[0094]
FIG. 7 shows three phases when the difference between the potential V01 of the neutral point M1 of the three-phase coil 10 and the potential V02 of the neutral point M2 of the three-phase coil 11 matches the voltage Vb of the DC power supply 30. Waveform diagrams of the potentials Vu1, Vv1, and Vw1 of the coil 10 (FIG. 7A) and the potentials Vu2, Vv2, and Vw2 of the three-phase coil 11 (FIG. 7B) are shown. In FIG. 7, Vx is a median value (Vi / 2) of the inverter input voltage Vi. Therefore, the capacitor 50 is charged by operating the potential difference V012 between the neutral points M1 and M2 of the three-phase coils 10 and 11 of the 2Y motor MG1 to be lower than the voltage Vb of the DC power source 30, or conversely, 3 It is also possible to charge the DC power supply 30 by operating so that the potential difference V012 between the neutral points M1 and M2 of the phase coils 10 and 11 is higher than the voltage Vb of the DC power supply 30. The charging current of the capacitor 50 or the charging current of the DC power supply 30 can be controlled by raising and lowering the potential difference V012 between the neutral points M1 and M2 of the three-phase coils 10 and 11.
[0095]
FIG. 8 is a functional block diagram of the control CPU 184 shown in FIG. Referring to FIG. 8, control CPU 184 includes motor control means 184A, command value determination means 184B, and memory 184C.
[0096]
The motor control means 184A includes the current command values Id * and Iq * and the voltage command value Vc * from the command value determining means 184B, the rotation angle θs from the resolver 139, the rotation angle θr from the resolver 149, and the motor from the current sensor 12. Based on the current MCRT11, the motor current MCRT12 from the current sensor 13, the motor current MCRT2 from the current sensor 14, the battery current BCRT from the current sensor 31, and the voltage Vc from the voltage sensor 51, the signals PWMI1 to And signals PWMC1 to PWMC3. Then, motor control means 184A outputs generated signal PWMI1 and signal PWMC1 to inverter 181, outputs generated signal PWMI2 and signal PWMC2 to inverter 182, and outputs generated signal PWMI3 and signal PWMC3 to inverter 183.
[0097]
When command value determining means 184B receives signal STON from start key 186, command value determining means 184B calculates the voltage difference between voltage Vc from voltage sensor 51 and voltage Vb from voltage sensor 32 to determine the motor applied voltage. Command value determining means 184B calculates the motor rotation speed of motor generator MG1 based on rotation angle θs from resolver 139.
[0098]
Then, command value determining means 184B reads a map indicating the relationship between the motor applied voltage and the motor rotational speed and the maximum torque of motor generator MG1 from memory 184C, and refers to the read map to calculate the calculated motor applied voltage and The maximum torque Tmax1 corresponding to the motor speed is extracted. This maximum torque Tmax1 is a torque that motor generator MG1 can output when DC power supply 30 is not connected between neutral point M1 and neutral point M2.
[0099]
Further, the command value determining means 184B reads a map indicating the relationship between the motor applied voltage, the motor rotational speed, the battery current BCRT, and the torque limiting coefficient K1 from the memory 184C, and refers to the read map to calculate the calculated motor application A torque limiting coefficient K1 corresponding to the voltage and motor rotational speed and the battery current BCRT from the current sensor 31 is extracted. This torque limiting coefficient K1 is used to remove from the maximum torque Tmax1 a decrease in torque output from motor generator MG1 (2Y motor) when battery current BCRT from DC power supply 30 flows through three-phase coils 10 and 11. It is a coefficient.
[0100]
Then, the command value determining unit 184B calculates the limit torque Tlim1 by multiplying the maximum torque Tmax1 by the torque limit coefficient K1. The limit torque Tlim1 is a torque obtained by removing a decrease in the output torque of the motor generator MG1 due to the direct current (battery current BCRT) flowing through the three-phase coils 10 and 11 from the maximum torque Tmax1, and the motor generator MG1 is saturated in the magnetic circuit. This is a torque that can actually be output in a state in which
[0101]
Further, the command value determining means 184B determines the motor generator MG1 based on the accelerator pedal position AP from the accelerator pedal position sensor 164a, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 165a, and the shift position SP from the shift position sensor 185. The required torque Tdem1 and the required torque Tdem2 of the motor generator MG2 are calculated.
[0102]
Command value determining means 184B calculates command torque TR1 of motor generator MG1 for driving motor generator MG1 within the range of limit torque Tlim1, based on calculated request torque Tdem1 and limit torque Tlim1 of motor generator MG1. To do. Further, command value determining means 184B sets the calculated required torque Tdem2 of motor generator MG2 as command torque TR2 of motor generator MG2 for driving motor generator MG2.
[0103]
Then, command value determining means 184B calculates current command values Id1 * and Iq1 * of motor generator MG1 and capacitor voltage command value Vc * of capacitor 50 based on calculated command torque TR1. Further, command value determining means 184B calculates current command values Id2 * and Iq2 * of motor generator MG2 based on calculated command torque TR2. Then, command value determining means 184B outputs the calculated current command values Id1 *, Iq1 *, capacitor voltage command value Vc *, and current command values Id2 *, Iq2 * to motor control means 184A.
[0104]
The memory 184C stores a map indicating the relationship between the motor applied voltage, the motor rotation speed and the battery current BCRT, and the torque limit coefficient K1, and a map indicating the relationship between the motor applied voltage, the motor rotation speed, and the maximum torque Tmax1.
[0105]
A method for calculating the command torque TR1 of the motor generator MG1 when the motor applied voltage is 300 V, the motor rotation speed is 4000 rpm, and the battery current BCRT is 100 A will be specifically described. FIG. 9 is a torque limit coefficient map showing the relationship between the motor applied voltage, motor rotational speed, battery current BCRT, and torque limit coefficient K1 of motor generator MG1. Referring to FIG. 9, torque limit coefficient map MAPK includes a plurality of maps MAP1, MAP2,. Map MAP1 shows a torque limiting coefficient K1 when the motor rotation speed and the battery current BCRT are changed when the motor applied voltage is 300V. Further, the map MAP2 shows the torque limit coefficient K1 when the motor rotation speed and the battery current BCRT are changed when the motor applied voltage is 200V. Similarly, there is a map showing the torque limiting coefficient K1 when the motor rotation speed and the battery current BCRT are changed for each value of the motor applied voltage.
[0106]
FIG. 10 is a maximum torque map showing the relationship between the motor applied voltage and motor speed of motor generator MG1 and maximum torque Tmax1. Referring to FIG. 10, maximum torque map MAPT shows maximum torque Tmax1 of motor generator MG1 when the motor rotation speed and the motor applied voltage are changed.
[0107]
FIG. 11 is a diagram illustrating the relationship between the motor speed and the torque. In FIG. 11, the horizontal axis indicates the motor rotation speed, and the vertical axis indicates the torque. Referring to FIG. 11, curve k1 shows the relationship between torque and motor rotation speed when the motor applied voltage is 300 V and battery current BCRT is 0A. That is, the curve k1 shows the relationship between the torque and the motor rotation speed when the motor applied voltage is 300 V and the DC power supply 30 is not connected between the neutral point M1 and the neutral point M2.
[0108]
A curve k2 shows the relationship between the torque and the motor rotational speed when the motor applied voltage is 200 V and the DC power supply 30 is not connected between the neutral point M1 and the neutral point M2.
[0109]
Further, the curve k3 shows the relationship between the torque and the motor rotation speed when the motor applied voltage is 100 V and the DC power supply 30 is not connected between the neutral point M1 and the neutral point M2.
[0110]
Further, the curve k4 shows the relationship between the torque and the motor rotation speed when the motor applied voltage is 300V and the battery current BCRT is 50A.
[0111]
Further, the curve k5 shows the relationship between the torque and the motor rotation speed when the motor applied voltage is 300V and the battery current BCRT is 100A.
[0112]
In this way, when the DC power supply 30 is connected between the neutral point M1 and the neutral point M2, the DC power supply 30 is not connected between the neutral point M1 and the neutral point M2 (curve k1). The torque that can be output by the motor decreases (curves k4, k5). The same applies when the motor applied voltage is 100V or 200V.
[0113]
The command value determining means 184B calculates a voltage difference between the voltage Vc and the voltage Vb to obtain a motor applied voltage. Further, the command value determining means 184B calculates the motor rotation speed based on the rotation angle θs. Then, command value determining means 184B reads maximum torque map MAPT from memory 184C. The read maximum torque map MAPT corresponds to the torque indicated by the curve k1 shown in FIG.
[0114]
The command value determining means 184B extracts the maximum torque Tmax1 = 35 N · m when the motor applied voltage is 300 V and the motor rotation speed is 4000 rpm with reference to the read maximum torque map MAPT. Thereafter, the command value determining means 184B reads the torque limit coefficient map MAPK from the memory 184C, refers to the read torque limit coefficient map MAPK, the motor applied voltage is 300 V, the motor rotation speed is 4000 rpm, the battery The torque limiting coefficient K1 = 0.8 when the current BCRT is 100A is extracted.
[0115]
Then, the command value determining means 184B calculates the limit torque Tlim1 = 35 × 0.8 = 28 N · m by multiplying the extracted maximum torque Tmax1 = 35 N · m by the torque limit coefficient K1 = 0.8. This limit torque Tlim1 = 28 N · m exists on the curve k5 shown in FIG.
[0116]
Command value determining means 184B calculates required torque Tdem1 of motor generator MG1 based on accelerator position AP, brake pedal position BP, and shift position SP. The command value determining means 184B is requested when the required torque Tdem1 is smaller than the limit torque Tlim1, that is, when the required torque Tdem1 when the motor rotation speed is 4000 rpm is below the curve k5 shown in FIG. Torque Tdem1 is set as command torque TR1 of motor generator MG1.
[0117]
On the other hand, the command value determining means 184B determines that the required torque Tdem1 is equal to or greater than the limit torque Tlim1, that is, the required torque Tdem1 when the motor rotation speed is 4000 rpm exists on the curve k5 shown in FIG. When the torque exists above k5, the limit torque Tlim1 = 28 N · m is set as the command torque TR1.
[0118]
That is, command value determining means 184B determines command torque TR1 such that motor generator MG1 is driven within the range of calculated limit torque Tlim1. Thereby, motor generator MG1 can be driven in a torque range in which the magnetic circuit is not saturated.
[0119]
Next, a method for determining command torque TR2 of motor generator MG2 will be specifically described. Command value determining means 184B calculates required torque Tdem2 of motor generator MG2 based on accelerator position AP, brake pedal position BP, and shift position SP. Command value determining means 184B reads maximum torque map MAPT for motor generator MG2 from memory 184C.
[0120]
Then, the command value determining means 184B determines that the required torque Tdem2 is smaller than the maximum torque Tmax2, that is, the required torque Tdem2 when the motor rotation speed is 4000 rpm is below the curve k1 shown in FIG. The required torque Tdem2 is set as the command torque TR2 of the motor generator MG2.
[0121]
On the other hand, the command value determining means 184B determines when the required torque Tdem2 is equal to or greater than the maximum torque Tmax2, that is, when the required torque Tdem2 when the motor rotational speed is 4000 rpm exists on the curve k1 shown in FIG. When it exists above k1, the maximum torque Tmax2 is set as the command torque TR2.
[0122]
That is, command value determining means 184B determines command torque TR2 such that motor generator MG2 is driven within the range of maximum torque Tmax2 read from memory 184C.
[0123]
FIG. 12 shows a functional block diagram of the motor control means 184A shown in FIG. Referring to FIG. 12, motor control means 184A includes current converter 1841, subtractors 1842 and 1852, PI controllers 1843, 1853 and 1855, adders 1844 and 1846, converter 1845, and PWM calculation. Unit 1847, rotation speed calculation unit 1849, speed electromotive force prediction calculation unit 1850, battery current prediction calculation unit 1851, and adder / subtractor 1854.
[0124]
The motor control unit 184A generates the signals PWMI1 to PWMC1 and signals PWMC1 to 3 as described above. First, the function of the motor control means 184A that generates the signals PWMI1, 2 and the signals PWMC1, 2 will be described. The current converter 1841 performs three-phase to two-phase conversion on the motor currents MCRT11 and 12 detected by the current sensors 12 and 13 using the rotation angle θs detected by the resolver 139. That is, the current conversion unit 1841 outputs the current values Id and Iq flowing in the d-axis and the q-axis with the three-phase motor currents MCRT11 and 12 flowing in the respective phases of the three-phase coils 10 and 11 of the 2Y motor MG1 using the rotation angle θs. And output to the subtracter 1842.
[0125]
The subtracter 1842 subtracts the current values Id and Iq from the current converter 1841 from the current command values Id1 * and Iq1 * calculated by the command value determination unit 184B as one of the command values related to driving of the 2Y motor MG1. Deviations ΔId and ΔIq are calculated. The PI control unit 1843 calculates the operation amount for adjusting the motor current using the PI gain with respect to the deviations ΔId and ΔIq from the subtractor 1842.
[0126]
The rotation speed calculation unit 1849 calculates the rotation speed of the 2Y motor MG1 based on the rotation angle θs from the resolver 139, and outputs the calculated rotation speed to the speed electromotive force prediction calculation unit 1850 and the battery current prediction calculation unit 1851. . The speed electromotive force prediction calculation unit 1850 calculates a predicted value of the speed electromotive force based on the rotation speed from the rotation speed calculation unit 1849.
[0127]
The adder 1844 adds the operation amount for adjusting the motor current from the PI control unit 1843 and the predicted value of the speed electromotive force from the speed electromotive force prediction calculation unit 1850 to calculate the voltage operation amounts Vd and Vq. The conversion unit 1845 performs two-phase three-phase conversion on the voltage operation amounts Vd and Vq from the adder 1844 using the rotation angle θs from the resolver 139. That is, the conversion unit 1845 uses the operation amounts Vd and Vq of the voltages applied to the d-axis and the q-axis to change the three phases (U-phase, V-phase, and It is converted into the manipulated variable of the voltage applied to the (W phase).
[0128]
The subtracter 1852 subtracts the voltage Vc across the capacitor 50 detected by the voltage sensor 51 from the capacitor voltage command value Vc *, which is the command value of the voltage across the capacitor 50 calculated by the command value determining means 184B. The deviation ΔVc is calculated. The PI control unit 1853 calculates the battery current operation amount for adjusting the capacitor voltage using the PI gain with respect to the deviation ΔVc from the subtractor 1852. The battery current prediction calculation unit 1851 calculates a predicted value of the battery current based on the rotation speed calculated by the rotation speed calculation unit 1849 and the current command values Id1 * and Iq1 *, and the calculated predicted value of the battery current. Is output to the adder / subtracter 1854.
[0129]
The adder / subtractor 1854 adds the predicted value of the battery current from the battery current prediction calculation unit 1851 and the battery current operation amount from the PI control unit 1853. The adder / subtracter 1854 receives the DC current input / output from / to the DC power source 30 from the current sensor 31, that is, the battery current BCRT, subtracts the battery current BCRT from the already calculated addition result, and subtracts the subtraction result from the PI control unit 1855. Output to. The PI control unit 1855 sets the potential difference V012 between the neutral points M1 and M2 of the three-phase coils 10 and 11 for adjusting the battery current using the PI gain with respect to the output from the adder / subtractor 1854.
[0130]
The adder 1846 adds the potential difference V012 output from the PI control unit 1855 to the phase potentials Vu1, Vv1, Vw1, Vu2, Vv2, and Vw2 output from the conversion unit 1845, and the addition result is the PWM calculation unit 1847. Output to. PWM operation unit 1847 generates signals PWMI 1 and PWMC 2 and signals PWMC 1 and 2 based on the output from adder 1846. The phase potentials Vu1, Vv1, Vw1, Vu2, Vv2, and Vw2 obtained by the conversion unit 1845 are calculated by a subtractor 1852, a PI control unit 1853, a battery current prediction calculation unit 1851, an adder / subtractor 1854, and a PI control unit 1855. Further, by adding the potential difference V012 between the neutral points M1 and M2 and calculating the PWM signals (signals PWMI1 and 2 and signals PWMC1 and 2), a current is passed through the DC power supply 30 and the capacitor 50 as the inverter input voltage Vi is obtained. The three-phase alternating current applied to the three-phase coils 10 and 11 so that the voltage Vc is maintained at the command value Vc * can be a waveform offset from the median value Vx as illustrated in FIG.
[0131]
Next, the function of the motor control means 184A that generates the signals PWMI3 and PWMC3 will be described. The signals PWMI3 and PWMC3 are the current converter 1841, subtractor 1842, PI controller 1843, adder 1844, converter 1845, adder 1846, PWM calculator 1847, rotation speed calculator 1849, and speed electromotive force prediction calculation described above. Generated by the unit 1850. Current conversion unit 1841 performs three-phase to two-phase conversion of motor current MCRT2 using rotation angle θr from resolver 149. In addition, the conversion unit 1845 performs two-phase three-phase conversion using the rotation angle θr from the resolver 149. Further, the rotation speed calculation unit 1849 calculates the rotation speed using the rotation angle θr from the resolver 149. Further, adder 1846 outputs the phase potential Vu3, Vv3, Vw3 (voltage applied to each phase coil of motor generator MG2) from conversion unit 1845 as it is to PWM calculation unit 1847 without adding anything. As a result, the PWM calculation unit 1847 generates the signals PWMI3 and PWMC3.
[0132]
FIG. 13 is a flowchart for explaining the operation of power output apparatus 100 shown in FIG. When a series of operations is started, the motor control means 184A and the command value determination means 184B receive the driver request torque. That is, motor control means 184A and command value determination means 184B receive accelerator position AP, shift position SP, and brake position BP (step S1). The motor control means 184A receives system information such as the rotation speed, temperature, and capacity of the DC power supply 30 (battery SOC: State Of Charge) (step S2).
[0133]
Thereafter, command value determining means 184B calculates a voltage difference between voltage Vc from voltage sensor 51 and voltage Vb from voltage sensor 32 to determine a motor applied voltage applied to motor generator MG1. Command value determining means 184B calculates the motor rotation speed of motor generator MG1 from rotation angle θs from resolver 139. Command value determining means 184B reads torque limit coefficient map MAPK and maximum torque map MAPT from memory 184C.
[0134]
Then, command value determining means 184B extracts maximum torque Tmax1 of motor generator MG1 corresponding to the calculated motor applied voltage and motor rotation speed from maximum torque map MAPT (step S3). Further, the command value determining means 184B extracts the torque limit coefficient K1 corresponding to the battery current BCRT from the current sensor 31 and the calculated motor applied voltage and motor rotation speed from the torque limit coefficient map MAPK (step S4). Then, the command value determining unit 184B calculates the limit torque Tlim1 by multiplying the maximum torque Tmax1 by the torque limit coefficient K1 (step S5).
[0135]
Thereafter, the command value determining means 184B determines the motor generator MG1 based on the accelerator pedal position AP from the accelerator pedal position sensor 164a, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 165a, and the shift position SP from the shift position sensor 185. The required torque Tdem1 and the required torque Tdem2 of the motor generator MG2 are calculated.
[0136]
Then, command value determining means 184B determines command torque TR1 of motor generator MG1 for driving motor generator MG1 within the range of limit torque Tlim1 based on calculated request torque Tdem1 and limit torque Tlim1 of motor generator MG1. (Step S6). Command value determining means 184B drives motor generator MG2 within the range of maximum torque Tmax2 by the same method as the method of determining command torque TR1, based on maximum torque Tmax2 and calculated required torque Tdem2 of motor generator MG2. Command torque TR2 of motor generator MG2 is determined.
[0137]
Then, command value determining means 184B calculates current command values Id1 * and Iq1 * of motor generator MG1 and capacitor voltage command value Vc * of capacitor 50 based on determined command torque TR1. Command value determining means 184B calculates current command values Id2 * and Iq2 * of motor generator MG2 based on determined command torque TR2. Then, command value determining means 184B outputs the calculated current command values Id1 *, Iq1 *, capacitor voltage command value Vc *, and current command values Id2 *, Iq2 * to motor control means 184A.
[0138]
The motor control means 184A includes a motor current MCRT11 from the current sensor 12, a motor current MCRT12 from the current sensor 13, a rotation angle θs from the resolver 139, a voltage Vc from the voltage sensor 51, a battery current BCRT from the current sensor 31, and a command. Based on the current command values Id1 * and Iq1 * and the capacitor voltage command value Vc * from the value determining means 184B, the signals PWMC1 and PWMC2 are generated by the method described above, and the generated signals PWMC1 and PWMC2 are respectively converted into inverters 181 and 181, respectively. Output to 182.
[0139]
Further, the motor control means 184A generates the signal PWMI3 by the above-described method based on the motor current MCRT2 from the current sensor 14, the rotation angle θr from the resolver 149, and the current command values Id2 * and Iq2 * from the command value determination means 184B. And the generated signal PWMI3 is output to the inverter 183.
[0140]
Thereby, motor generator MG1 (2Y motor) and motor generator MG2 are driven (step S7). And a series of operation | movement is complete | finished.
[0141]
FIG. 14 is a flowchart for explaining the detailed operation of step S6 shown in FIG. Referring to FIG. 14, after step S5 shown in FIG. 13, command value determining means 184B determines whether or not calculated request torque Tdem1 is smaller than limit torque Tlim1 (step S61). Then, command value determining means 184B determines request Tdem1 as command torque TR1 of motor generator MG1 when required torque Tdem1 is smaller than limit torque Tlim1 (step S62). Command value determining means 184B determines limit torque Tlim1 as command torque TR1 of motor generator MG1 when required torque Tdem1 is equal to or greater than limit torque Tlim1 (step S63). Then, after step S62 or step S63, the series of operations proceeds to step S7 shown in FIG.
[0142]
Command value determining means 184B determines command torque TR2 of motor generator MG2 based on request torque Tdem2 and maximum torque Tmax2 according to the flowchart shown in FIG.
[0143]
As described above, the control CPU 184 calculates the limit torque Tlim1 by multiplying the maximum torque Tmax1 of the motor generator MG1 that is a 2Y motor by the torque limit coefficient K1, and the motor generator MG1 is within the range of the calculated limit torque Tlim1. Inverters 181 and 182 are controlled to drive. Therefore, the motor torque of motor generator MG1 (2Y motor) can be controlled within a torque range in which the magnetic circuit of motor generator MG1 is not saturated.
[0144]
That is, when the DC power supply 30 is connected between the neutral point M1 and the neutral point M2, a DC current (battery current BCRT) flows through the three-phase coils 10 and 11. This direct current then saturates the magnetic circuit of the 2Y motor. The control CPU 184 calculates the maximum torque that does not saturate the magnetic circuit, that is, the limit torque Tlim1 that can be actually output by the 2Y motor, and controls the inverters 181 and 182 so that the 2Y motor is driven within the range of the limit torque Tlim1. . As a result, the motor torque of the 2Y motor can be controlled within a range in which magnetic saturation does not occur even when a direct current flows through the stator coil.
That is, the motor output is not limited to the magnetic saturation, but the boosting operation is maintained while the magnetic saturation phenomenon caused by the direct current flowing through the three-phase coils 10 and 11 is related to the motor output when the boosting operation is performed. The deviation between the required motor output value and the actual output value can be reduced.
[0145]
Further, the control CPU 184 calculates the limit torque Tlim1 by multiplying the maximum torque Tmax1 by the torque limit coefficient K1. Therefore, the limit torque Tlim1 can be easily obtained.
[0146]
Further, control CPU 184 uses motor applied voltage applied to motor generator MG1, motor rotation speed of motor generator MG1 and torque limit coefficient K1 for battery current BCRT, and maximum torque Tmax1 for motor applied voltage and motor rotation speed as a map. The torque limit coefficient K1 corresponding to the calculated motor applied voltage and motor speed and the battery current BCRT from the current sensor 31 and the maximum torque Tmax1 corresponding to the calculated motor applied voltage and motor speed are stored in the map. Extract. Therefore, the limit torque Tlim1 can be calculated quickly and easily.
[0147]
Furthermore, in Embodiment 1, since motor generator MG1 (2Y motor) is driven as a power generation motor, it can generate power in a torque range that does not cause magnetic saturation. That is, motor generator MG1 (2Y motor) can actually generate electric power specified by command torque TR1.
[0148]
Furthermore, in Embodiment 1, motor generator MG2 is not a 2Y motor, and control CPU 184 controls inverter 183 so that motor generator MG2 is driven within the range of maximum torque Tmax2. Therefore, motor generator MG2 can be driven in a wide range by changing voltage Vc across capacitor 50.
[0149]
Further, since motor generator MG1 (2Y motor) actually generates electric power based on command torque TR1, and motor generator MG2 can be driven by the generated electric power, desired torque can be taken out from motor generator MG2 and the driving wheels can be driven. .
[0150]
Further, by raising or lowering the potential difference V012 between the neutral point M1 and the neutral point M2, the motor generator MG1 boosts the voltage Vb from the DC power supply 30 to charge the capacitor 50, or the voltage across the capacitor 50 is increased. The DC power supply 30 is stepped down and charged, but such voltage step-up operation and step-down operation are performed in the motor generator MG1 that does not output the torque that drives the drive wheels of the hybrid vehicle. Therefore, the motor generator that drives the drive wheels The efficiency of MG2 can be maximized.
[0151]
In addition, the drive control of the motor in the control CPU 184 is actually performed by the CPU, and the CPU reads a program including each step of the flowchart shown in FIGS. 13 and 14 from a ROM (Read Only Memory), and the read program And the driving of motor generators MG1 and MG2 is controlled according to the flowcharts shown in FIGS. Therefore, the ROM corresponds to a computer (CPU) readable recording medium in which a program including the steps of the flowcharts shown in FIGS. 13 and 14 is recorded.
[0152]
Referring to FIG. 3 again, at the time of start-up, start-up, light load travel mode, medium speed / low load travel mode, acceleration / rapid acceleration mode, low μ road travel mode, and hybrid vehicle equipped with power output device 100 The operation of the power output apparatus 100 in the deceleration / braking mode will be described.
[0153]
First, the operation of the power output apparatus 100 when the hybrid vehicle engine is started will be described. When a series of operations is started, control CPU 184 responds to signal STON from start key 186 and instructs to use motor generator MG1 for starting engine 150 within the limit torque Tlim1 by the method described above. Torque TR11 (a kind of command torque TR1) and motor rotation speed MRN1 are generated. Then, control CPU 184 calculates current command values Id1 * and Iq1 * of currents flowing through d-axis and q-axis of motor generator MG1 and capacitor voltage command value Vc * of capacitor 50 based on generated command torque TR11. Further, the control CPU 184 receives the motor currents MCRT11 and 12 from the current sensors 12 and 13, the voltage Vc from the voltage sensor 51 and the rotation angle θs from the resolver 139, and receives the motor currents MCRT11 and 12, the voltage Vc and the rotation. Based on the angle θs, the calculated current command values Id1 *, Iq1 *, and the capacitor voltage command value Vc *, the signals PWMI1, 2 are generated by the method described above. Then, control CPU 184 outputs generated signals PWMI1 and PWMI2 to inverters 181 and 182, respectively.
[0154]
Then, NPN transistors Q1-Q6 of inverter 181 are turned on / off by signal PWMI1, and NPN transistors Q7-Q12 of inverter 182 are turned on / off by signal PWMI2. Inverters 181 and 182 boost voltage Vb output from DC power supply 30 to charge capacitor 50 so that voltage Vc across capacitor 50 becomes capacitor voltage command value Vc *. The DC voltage is converted into an AC voltage based on the signals PWMI1 and PWM2 and applied to the three-phase coils 10 and 11, respectively.
[0155]
As a result, motor generator MG1 is driven to output the torque specified by command torque TR11, and the torque output from motor generator MG1 is crankshaft 156 via sun gear shaft 125, planetary gear 120 and carrier shaft 127. Is transmitted to. Then, the crankshaft 156 is rotated at the rotational speed MRN1, and the engine 150 is started. Thereby, the operation of power output device 100 at the time of engine start of the hybrid vehicle is completed.
[0156]
Next, the operation of the power output apparatus 100 at the start of the hybrid vehicle will be described. When a series of operations is started, the control CPU 184 receives a start signal from the external ECU. Then, control CPU 184 generates command torque TR21 (a type of command torque TR2) and motor rotational speed MRN2 for using motor generator MG2 for starting in response to the start signal, and based on the generated command torque TR21. Current command values Id2 * and Iq2 * to be supplied to the d-axis and q-axis of motor generator MG2 are calculated.
[0157]
Control CPU 184 also generates command torque TR12 (a type of command torque TR1) and motor rotation speed MRN1 for causing motor generator MG1 to function as a generator based on the rotational force of engine 150 after startup, and the generated command torque. Based on TR12, current command values Id1 * and Iq1 * to be supplied to the d-axis and q-axis of motor generator MG1 and capacitor voltage command value Vc * of capacitor 50 are calculated. In this case, the control CPU 184 generates the command torque TR12 within the range of the limit torque Tlim1 by the method described above.
[0158]
Then, the control CPU 184 generates the capacitor 50 while generating power with the three-phase coils 10 and 11 based on the calculated current command values Id1 * and Iq1 * and the capacitor voltage command value Vc * and the voltage Vc received from the voltage sensor 51. The potential difference V012 for charging the DC power source 30 by reducing the DC voltage is calculated. The control CPU 184 then calculates each of the three-phase coils 10 and 11 calculated based on the current command values Id1 * and Iq1 *, the motor currents MCRT11 and 12 from the current sensors 12 and 13, and the rotation angle θs from the resolver 139. The already calculated potential difference V012 is added to the voltages Vu1, Vv1, Vw1, Vu2, Vv2, and Vw2 applied to the phases to generate signals PWMC1 and PWM2 that are output to the inverters 181 and 182, respectively.
[0159]
The control CPU 184 receives the motor current MCRT2 from the current sensor 14 and the rotation angle θr from the resolver 149, receives the received motor current MCRT2 and rotation angle θr, and the current command values Id2 * and Iq2 * already calculated. Based on the above, the signal PWMI3 is generated by the method described above and output to the inverter 183.
[0160]
Then, inverters 181 and 182 respectively convert the AC voltage generated by three-phase coils 10 and 11 according to signals PWMC1 and 2 into a DC voltage to charge capacitor 50, and also convert the DC voltage from capacitor 50 to The DC power supply 30 is charged by stepping down. Inverter 183 converts DC voltage from capacitor 50 into AC voltage in accordance with signal PWMI3 to drive motor generator MG2. Motor generator MG2 generates a torque specified by command torque TR21, and transmits the generated torque to power transmission gear 111 via ring gear shaft 126, planetary gear 120, power take-off gear 128, and chain belt 129. Then, the driving wheel is driven and the hybrid vehicle starts.
[0161]
In this case, since motor generator MG1 actually generates electric power based on command torque TR12 and charges capacitor 50, motor generator MG2 can drive the drive wheels with a desired torque. As a result, hybrid vehicles start with the expected performance.
[0162]
Thereby, the operation of the power output apparatus 100 at the start of the hybrid vehicle is completed.
[0163]
Next, the operation in the power output apparatus 100 when the hybrid vehicle is in the light load traveling mode will be described. When a series of operations is started, the control CPU 184 receives a signal indicating the light load traveling mode from the external ECU. The control CPU 184 generates a command torque TR22 (a type of command torque TR2) and a motor rotational speed MRN2 for driving the front wheels of the hybrid vehicle only by the motor generator MG2 in response to a signal indicating the light load travel mode. Based on the command torque TR22, current command values Id2 * and Iq2 * to be passed through the d-axis and q-axis of motor generator MG2 are calculated. Further, the control CPU 184 receives the motor current MCRT2 from the current sensor 14 and the rotation angle θr from the resolver 149. Then, control CPU 184 generates signal PWMI3 by the above-described method based on received motor current MCRT2 and rotation angle θr and calculated current command values Id2 * and Iq2 *, and outputs the signal PWMI3 to inverter 183. In this case, the control CPU 184 generates the command torque TR22 within the range of the maximum torque Tmax2 by the method described above.
[0164]
Inverter 183 converts the DC voltage from capacitor 50 into an AC voltage in accordance with signal PWMI3, and drives motor generator MG2. Motor generator MG2 generates torque specified by command torque TR22, and transmits the generated torque to power transmission gear 111 via ring gear shaft 126, planetary gear 120, power take-off gear 128, and chain belt 129. Then, the drive wheels are driven, and the hybrid vehicle runs lightly. Thereby, the operation of power output device 100 when the hybrid vehicle is in the light load traveling mode is completed.
[0165]
Next, the operation of the power output apparatus 100 when the hybrid vehicle is in the medium speed low load traveling mode will be described. The operation of the power output apparatus 100 in this case is the same as the operation of the power output apparatus 100 when starting the engine 150 of the hybrid vehicle described above.
[0166]
Next, the operation of the power output apparatus 100 when the hybrid vehicle is in the acceleration / rapid acceleration mode will be described. When a series of operations is started, the control CPU 184 receives a signal indicating the acceleration / rapid acceleration mode from the external ECU. Then, the control CPU 184 generates a command torque TR23 (a type of command torque TR2) and a motor rotational speed MRN2 for using the motor generator MG2 for acceleration / rapid acceleration in response to a signal indicating the acceleration / rapid acceleration mode, Based on the generated command torque TR23, current command values Id2 * and Iq2 * to be supplied to the d-axis and q-axis of motor generator MG2 are calculated.
[0167]
Control CPU 184 also generates command torque TR13 (a type of command torque TR1) and motor rotation speed MRN1 for causing motor generator MG1 to function as a generator based on the rotational force of engine 150, and based on the generated command torque TR13. Then, current command values Id1 * and Iq1 * flowing through the d-axis and q-axis of motor generator MG1 and capacitor voltage command value Vc * of capacitor 50 are calculated.
[0168]
In this case, the control CPU 184 generates the command torque TR23 within the range of the maximum torque Tmax2 by the method described above, and generates the command torque TR13 within the range of the limit torque Tlim1 by the method described above.
[0169]
Then, the control CPU 184 generates the capacitor 50 while generating power with the three-phase coils 10 and 11 based on the calculated current command values Id1 * and Iq1 * and the capacitor voltage command value Vc * and the voltage Vc received from the voltage sensor 51. The potential difference V012 for charging the DC power source 30 by reducing the DC voltage is calculated. The control CPU 184 then calculates each of the three-phase coils 10 and 11 calculated based on the current command values Id1 * and Iq1 *, the motor currents MCRT11 and 12 from the current sensors 12 and 13, and the rotation angle θs from the resolver 139. Voltages Vu1, Vv1, Vw1, Vu2, Vv2, and Vw2 applied to the phases are added to the already calculated potential difference V012 to generate signals PWMC1 and 2, and the generated signals PWMC1 and 2 are output to inverters 181 and 182 respectively. To do.
[0170]
The control CPU 184 receives the motor current MCRT2 from the current sensor 14 and the rotation angle θr from the resolver 149, receives the received motor current MCRT2 and rotation angle θr, and the current command values Id2 * and Iq2 * already calculated. Based on the above, the signal PWMI3 is generated by the method described above and output to the inverter 183.
[0171]
Then, inverters 181 and 182 respectively convert the AC voltage generated by three-phase coils 10 and 11 according to signals PWMC1 and 2 into a DC voltage to charge capacitor 50, and also convert the DC voltage from capacitor 50 to The DC power supply 30 is charged by stepping down. Inverter 183 converts DC voltage from capacitor 50 into AC voltage in accordance with signal PWMI3 to drive motor generator MG2. Motor generator MG2 generates torque specified by command torque TR23, and transmits the generated torque to power transmission gear 111 via ring gear shaft 126, planetary gear 120, power take-off gear 128, and chain belt 129. Then, the drive wheels are driven, and the hybrid vehicle accelerates and accelerates rapidly.
[0172]
In this case, since motor generator MG1 actually generates electric power based on command torque TR13 and charges capacitor 50, motor generator MG2 can drive the drive wheels with a desired torque. As a result, hybrid vehicles can accelerate and accelerate with expected performance.
[0173]
Thereby, the operation of the power output apparatus 100 at the time of acceleration / rapid acceleration of the hybrid vehicle is completed.
[0174]
Next, the operation of the power output apparatus 100 when the hybrid vehicle is in the low μ road traveling mode will be described. When a series of operations is started, the control CPU 184 receives a signal indicating the low μ road running mode from the external ECU. Control CPU 184 generates command torque TR24 and motor rotational speed MRN2 for driving motor generator MG2 in the regeneration mode in accordance with a signal indicating the low μ road running mode, and motor generator based on the generated command torque TR24 Current command values Id2 * and Iq2 * to be supplied to the d-axis and q-axis of MG2 are calculated. In this case, the control CPU 184 generates the command torque TR24 within the range of the maximum torque Tmax2 by the method described above.
[0175]
Control CPU 184 generates signal PWMC3 based on motor current MCRT2 from current sensor 14, rotation angle θr from resolver 149, and already calculated current command values Id2 * and Iq2 *, and outputs the signal to inverter 183. .
[0176]
Then, inverter 183 converts the AC voltage generated by motor generator MG2 into a DC voltage based on signal PWMC3 and charges capacitor 50. Thereby, the operation of the power output apparatus 100 when the hybrid vehicle is traveling on a low μ road is completed.
[0177]
Finally, the operation of the power output apparatus 100 when the hybrid vehicle is in the deceleration / braking mode will be described. In this case, since traveling energy is recovered as electric energy, motor generator MG2 is driven in the regeneration mode. Therefore, the operation of the power output apparatus 100 in this case is the same as the operation of the power output apparatus 100 when traveling on a low μ road.
[0178]
[Embodiment 2]
FIG. 15 is an electric circuit diagram of the main part of the power output apparatus 100A according to the second embodiment. Referring to FIG. 15, power output device 100A includes motor generator MG1 of power output device 100 configured with one three-phase coil (that is, motor generator MG1 is configured with a normal motor), and motor generator MG2 is configured with a 2Y motor. The inverters 181 to 183 are replaced with inverters 181A to 183A, respectively, and the rest is the same as that of the power output apparatus 100.
[0179]
In power output device 100A, motor generator MG2 includes two three-phase coils 10A and 11A. Then, inverter 181A performs energization control on three-phase coil 10A, and inverter 182A performs energization control on three-phase coil 11A. Inverter 183A controls energization to the three-phase coil of motor generator MG1. Inverters 181A to 183A have the same configuration as inverters 181 to 183, respectively.
[0180]
In power output device 100A, DC power supply 30 is connected between neutral point M1 of three-phase coil 10A and neutral point M2 of three-phase coil 11A. The current sensor 12 detects the motor current MCRT21 flowing through the three-phase coil 10A and outputs it to the control CPU 184. The current sensor 13 detects the motor current MCRT22 flowing through the three-phase coil 11A and outputs it to the control CPU 184. Current sensor 14 detects motor current MCRT1 flowing through motor generator MG1 and outputs the detected current to control CPU 184.
[0181]
Control CPU 184 calculates limit torque Tlim2 of motor generator MG2 by the method described above, and determines command torque TR2 for driving motor generator MG2 within the calculated limit torque Tlim2. Control CPU 184 determines command torque TR1 for driving motor generator MG1 within the range of maximum torque Tmax1 of motor generator MG1 by the method described above.
[0182]
The control CPU 184 calculates current command values Id1 * and Iq1 * based on the command torque TR1, and calculates the calculated current command values Id1 * and Iq1 *, the voltage Vc from the voltage sensor 51, and the current sensor 14. Based on the motor current MCRT1, the signals PWMI1 and PWMC1 are generated and output to the inverter 183A. Control CPU 184 calculates current command values Id2 *, Iq2 * and capacitor voltage command value Vc * based on command torque TR2, and calculates the calculated current command values Id1 *, Iq1 * and capacitor voltage command value Vc *. Based on the voltage Vb from the voltage sensor 32, the voltage Vc from the voltage sensor 51, the motor current MCRT21 from the current sensor 12, and the motor current MCRT22 from the current sensor 13, the signals PWMI21, PWMC21; PWMI22, PWMC22 are And output to inverters 181A and 182A, respectively.
[0183]
FIG. 16 is a flowchart for explaining the operation of power output device 100A shown in FIG. The flowchart shown in FIG. 16 is the same as the flowchart shown in FIG. 13 except that steps S4 to S7 in the flowchart shown in FIG. 13 are replaced with steps S10 to S16.
[0184]
Referring to FIG. 16, after step S3, control CPU 184 determines command torque TR1 for driving motor generator MG1 within the range of maximum torque Tmax1 by the method described above (step S10). Then, control CPU 184 calculates the power of motor generator MG1 by multiplying the rotation speed calculated based on rotation angle θs from resolver 139 and command torque TR1 (step S11).
[0185]
Thereafter, control CPU 184 detects maximum torque Tmax2 of motor generator MG2 by the same method as in step S3 described above (step S12). Then, the limit torque Tlim2 corresponding to the motor applied voltage, motor rotational speed, and battery current BCRT of motor generator MG2 is calculated by the same method as in step S4 described above (step S14).
[0186]
Then, control CPU 184 determines command torque TR2 for driving motor generator MG2 within the range of limit torque Tlim2 by the same method as in step S6 described above (step S15). Then, the control CPU 184 generates signals PWMI1 and PWMC1 based on the command torque TR1 and outputs them to the inverter 183A, and generates signals PWMI21 and PWMC21; PWMI22 and PWMC22 based on the command torque TR2. Output to inverters 181A and 182A. Thereby, control CPU 184 outputs a command to motor generator MG1 and motor generator MG2 (2Y motor) for control (step S16). And a series of operation | movement is complete | finished.
[0187]
The detailed operation of step S15 is executed according to the flowchart shown in FIG.
[0188]
As described above, the control CPU 184 controls the motor generator MG2 to be driven within the range of the limit torque Tlim2. Therefore, motor generator MG2 operates within a torque range in which the magnetic circuit is not saturated, and actually outputs the torque specified by command torque TR2. Therefore, the driving wheel can be driven with a desired torque.
[0189]
In the second embodiment, motor generator MG1 functioning as a generator is configured by one three-phase coil, and generates electric power within the range of maximum torque Tmax1 to charge capacitor 50. Motor generator MG2 is driven by electric power from capacitor 50 by raising and lowering potential difference V012 between neutral point M1 and neutral point M2. Therefore, motor generator MG2 can be driven by changing voltage Vc across capacitor 50 in a wider range.
[0190]
The motor drive control in the control CPU 184 is actually performed by the CPU, and the CPU reads a program including each step of the flowchart shown in FIG. 16 from the ROM, executes the read program, and shows the result in FIG. The driving of motor generators MG1, MG2 is controlled according to the flowchart. Therefore, the ROM corresponds to a computer (CPU) readable recording medium in which a program including each step of the flowchart shown in FIG. 16 is recorded.
[0191]
Others are the same as in the first embodiment.
[Embodiment 3]
FIG. 17 is an electric circuit diagram of a main part of the power output apparatus according to the third embodiment. Referring to FIG. 17, power output device 100B according to the third embodiment deletes three-phase coil 10, current sensor 13, and inverter 182 of power output device 100, and DC power supply 30 is neutral point M1 of motor generator MG1. Between the motor generator MG2 and the neutral point M2 of the motor generator MG2.
[0192]
In other words, power output device 100B is configured by connecting DC power supply 30 between the neutral points of two motor generators MG1, MG2 to form a 2Y motor.
[0193]
In power output device 100B, inverter 181 and motor generator MG1 or inverter 183 and motor generator MG3 boosts DC voltage Vb from DC power supply 30 to charge capacitor 50, or steps down voltage Vc across capacitor 50. Then, while charging DC power supply 30, voltage Vc is changed to operate motor generator MG1 and motor generator MG2 as a generator and an electric motor, respectively.
[0194]
FIG. 18 is a flowchart for explaining the operation of power output apparatus 100B shown in FIG. The flowchart shown in FIG. 18 is obtained by adding steps S11 to S15 of the flowchart shown in FIG. 16 to steps S1 to S6 of the flowchart shown in FIG. 13 and replacing step S7 of the flowchart shown in FIG. 13 with step S20. .
[0195]
Therefore, steps S1 to S6 and S11 to S15 are as described above. Referring to FIG. 18, after step S15, control CPU 184 generates signals PWMI1 and PWMC1 based on command torque TR1 determined in step S6 and outputs the signals to inverter 181, and the command torque determined in step S15. Based on TR2, signals PWMI2 and PWMC2 are generated and output to inverter 183. Then, control CPU 184 controls inverter 181 to drive motor generator MG1 as a generator within the range of limit torque Tlim1, and controls inverter 183 to drive motor generator MG2 as a motor within the range of limit torque Tlim2. Control (step S20). And a series of operation | movement is complete | finished.
[0196]
As described above, the control CPU 184 controls the motor generator MG1 to drive within the range of the limit torque Tlim1, and controls the motor generator MG2 to drive within the range of the limit torque Tlim2. Therefore, motor generators MG1 and MG2 operate within a torque range in which the magnetic circuit is not saturated, and actually output torques specified by command torques TR1 and TR2, respectively. Therefore, it is possible to drive the drive wheels with a desired torque while generating a desired power.
[0197]
The drive control of the motor in the control CPU 184 is actually performed by the CPU, and the CPU reads a program including each step of the flowchart shown in FIG. 18 from the ROM, executes the read program, and shows it in FIG. The driving of motor generators MG1, MG2 is controlled according to the flowchart. Therefore, the ROM corresponds to a computer (CPU) readable recording medium in which a program including each step of the flowchart shown in FIG. 18 is recorded.
[0198]
Others are the same as in the first embodiment.
The power output device according to the present invention is a power output device comprising a plurality of motors and connecting a DC power source between the neutral points of any two motors selected from the plurality of motors to form a 2Y motor. There may be. In this case, a plurality of inverters are provided corresponding to the plurality of motors, and the plurality of inverters are connected in parallel to both ends of the capacitor 50. The two motors constituting the 2Y motor are driven within the range of the limit torque calculated by the above-described method (that is, the motor torque that does not cause magnetic saturation).
[0199]
In the above description, driving of motor generators MG1 and MG2 has been described. However, when power output devices 100, 100A and 100B are started, after capacitor 50 is precharged to a predetermined voltage, DC voltage Vb from DC power supply 30 is supplied. Motor generators MG1 and MG2 may be driven while boosting the voltage Vc or decreasing the voltage Vc across capacitor 50.
[0200]
By driving motor generators MG1 and MG2 after precharging capacitor 50, power output devices 100, 100A and 100B can be started smoothly. Further, it is possible to avoid malfunction of power output devices 100, 100A and 100B by detecting whether or not there is an electrical failure such as disconnection of wiring between DC power supply 30 and motor generator MG1 and / or motor generator MG2. Can do.
[0201]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram of a power output apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is an enlarged view of the planetary gear shown in FIG. 1 and a motor coupled thereto.
FIG. 3 is an electric circuit diagram of a main part of the power output apparatus shown in FIG. 1;
4 is a plan layout view of two three-phase coils shown in FIG. 3; FIG.
FIG. 5 shows the current flow in a state where the potential difference V012 between the neutral point M1 of the three-phase coil 10 and the neutral point M2 of the three-phase coil 11 is smaller than the voltage Vb of the DC power supply 30, and the three-phase coil of the 2Y motor MG1 FIG. 10 is a circuit diagram for explaining focusing on U-phase leakage inductances of 10 and 11;
6 shows the flow of current in a state where the potential difference V012 between the neutral point M1 of the three-phase coil 10 and the neutral point M2 of the three-phase coil 11 is larger than the voltage Vb of the DC power supply 30, and the three-phase coil of the 2Y motor MG1. FIG. 10 is a circuit diagram for explaining focusing on U-phase leakage inductances of 10 and 11;
7 is a graph showing the difference between the potential V01 of the neutral point M1 of the three-phase coil 10 and the potential V02 of the neutral point M2 of the three-phase coil 11 when the difference is equal to the voltage Vb of the DC power supply 30; 4 is a waveform diagram showing potentials Vu1, Vv1, Vw1 of phase coil 10 and potentials Vu2, Vv2, Vw2 of three-phase coil 11. FIG.
FIG. 8 is a functional block diagram of a control CPU shown in FIG. 3;
FIG. 9 is a torque limit coefficient map showing a relationship between a motor applied voltage of motor generator MG1, a motor rotation speed, battery current BCRT, and torque limit coefficient K1.
FIG. 10 is a maximum torque map showing the relationship between the motor applied voltage and motor rotational speed of motor generator MG1 and maximum torque Tmax1.
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between motor rotation speed and torque.
12 is a functional block diagram of motor control means shown in FIG. 8. FIG.
13 is a flowchart for explaining the operation of the power output apparatus shown in FIG. 3. FIG.
FIG. 14 is a flowchart for explaining detailed operation of step S6 shown in FIG. 13;
FIG. 15 is an electric circuit diagram of a main part of the power output apparatus according to the second embodiment.
16 is a flowchart for explaining the operation of the power output apparatus shown in FIG. 15;
FIG. 17 is an electric circuit diagram of a main part of the power output apparatus according to the third embodiment.
18 is a flowchart for explaining the operation of the power output apparatus shown in FIG. 17;
FIG. 19 is a schematic block diagram of a conventional power output apparatus.
[Explanation of symbols]
1 power line, 2 ground line, 10, 10A, 11, 11A, 134, 144, 311, 312 3 phase coil, 12-14, 31 current sensor, 15, 18, 21 U phase arm, 16, 19, 22 V Phase arm, 17, 20, 23W phase arm, 30, 320 DC power supply, 32, 51 Voltage sensor, 50, 350 Capacitor, 100, 100A, 100B, 300 Power output device, 111 Power transmission gear, 112 Drive shaft, 114 Differential Gear, 120 planetary gear, 121 sun gear, 122 ring gear, 123 planetary pinion gear, 124 planetary carrier, 125 sun gear shaft, 126 ring gear shaft, 127 carrier shaft, 128 power take-out gear, 129 chain belt, 132, 142 rotor, 133 , 143 Stator 135,145 permanent magnet, 139,149,159 resolver, 156 crankshaft, 157 damper, 164a accelerator pedal position sensor, 165a brake pedal position sensor, 180 control device, 181 to 183, 181A to 183A, 330, 340 inverter, 184 Control CPU, 184A motor control means, 184B command value determination means, 184C memory, 185 shift position sensor, 186 start key, 301 positive bus, 302 negative bus, 310 double winding motor, 1841 current converter, 1842, 1852 subtraction 1843, 1853, 1855 PI control unit, 1844, 1846 adder, 1845 conversion unit, 1847 PWM calculation unit, 1849 rotation speed calculation unit, 1850 speed electromotive force prediction calculation unit, 1 854 Adder / Subtractor, MG1, MG2 Motor generator, Q1-Q18 NPN transistor, D1-D18 diode, M1, M2 Neutral point.

Claims (13)

第1のインバータと、
第2のインバータと、
前記第1のインバータによって通電制御される第1の3相モータコイルと、前記第2のインバータによって通電制御される第2の3相モータコイルとをステータとする2Yモータと、
前記第1の3相モータコイルの第1の中性点と前記第2の3相モータコイルの第2の中性点との間に接続された電源と、
前記電源が前記第1の中性点と前記第2の中性点との間に接続されたときに前記2Yモータが出力可能な制限トルクを演算し、その演算した制限トルクの範囲内で前記2Yモータが駆動するように前記第1および第2のインバータを制御する制御装置とを備える動力出力装置。
A first inverter;
A second inverter;
A 2Y motor having a first three-phase motor coil energized and controlled by the first inverter and a second three-phase motor coil energized and controlled by the second inverter as a stator;
A power source connected between a first neutral point of the first three-phase motor coil and a second neutral point of the second three-phase motor coil;
When the power source is connected between the first neutral point and the second neutral point, a limit torque that can be output by the 2Y motor is calculated, and the limit torque is within the calculated limit torque range. And a control device that controls the first and second inverters so that the 2Y motor is driven.
前記制御装置は、前記電源が前記第1の中性点と前記第2の中性点との間から切離されたときに前記2Yモータが出力可能な最大トルクに制限係数を乗算して前記制限トルクを演算し、
前記制限係数は、前記電源からの直流電流が前記第1および第2の3相モータコイルに流れたときに前記2Yモータが出力するトルクの減少分を前記最大トルクから除去するための係数である、請求項1に記載の動力出力装置。
The control device multiplies the maximum torque that the 2Y motor can output when the power source is disconnected from between the first neutral point and the second neutral point by multiplying the maximum torque by the limiting coefficient. Calculate the torque limit,
The limiting coefficient is a coefficient for removing, from the maximum torque, a decrease in torque output from the 2Y motor when a direct current from the power source flows through the first and second three-phase motor coils. The power output device according to claim 1.
前記制御装置は、第1および第2のマップを保持しており、前記2Yモータに印加されるモータ印加電圧、前記2Yモータに流れる直流電流および前記2Yモータのモータ回転数に対応する制限係数を前記第1のマップから抽出し、前記モータ印加電圧および前記モータ回転数に対応する最大トルクを前記第2のマップから抽出し、前記抽出した最大トルクに前記抽出した制限係数を乗算して前記制限トルクを演算する、請求項2に記載の動力出力装置。The control device holds first and second maps, and has a limiting coefficient corresponding to a motor applied voltage applied to the 2Y motor, a direct current flowing through the 2Y motor, and a motor rotation speed of the 2Y motor. Extracting from the first map, extracting the maximum torque corresponding to the motor applied voltage and the motor speed from the second map, and multiplying the extracted maximum torque by the extracted limiting coefficient The power output apparatus according to claim 2, wherein torque is calculated. 前記2Yモータは、内燃機関に連結された発電用モータである、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の動力出力装置。The power output apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the 2Y motor is a power generation motor connected to an internal combustion engine. 前記2Yモータは、駆動輪に連結された駆動用モータである、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の動力出力装置。4. The power output apparatus according to claim 1, wherein the 2Y motor is a drive motor coupled to a drive wheel. 5. 前記2Yモータは、
前記第1の3相モータコイルをステータとして含み、内燃機関に連結された発電用モータと、
前記第2の3相モータコイルをステータとして含み、駆動輪に連結された駆動用モータとからなる、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の動力出力装置。
The 2Y motor is
A power generation motor including the first three-phase motor coil as a stator and connected to an internal combustion engine;
4. The power output apparatus according to claim 1, comprising: a driving motor including the second three-phase motor coil as a stator and coupled to a driving wheel. 5.
第1および第2の3相モータコイルを含む2Yモータの駆動制御をコンピュータ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読取り可能な記録媒体であって、
前記第1の3相モータコイルの第1の中性点と前記第2の3相モータコイルの第2の中性点との間に電源が接続されたときに前記2Yモータが出力可能な制限トルクを演算する第1のステップと、
前記演算された制限トルクの範囲内で前記2Yモータが駆動するように前記第1の3相モータコイルを通電制御する第1のインバータと前記第2の3相モータコイルを通電制御する第2のインバータとを制御する第2のステップとをコンピュータ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読取り可能な記録媒体。
A computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute drive control of a 2Y motor including first and second three-phase motor coils,
Limit that the 2Y motor can output when a power source is connected between a first neutral point of the first three-phase motor coil and a second neutral point of the second three-phase motor coil A first step of calculating torque;
A first inverter that controls energization of the first three-phase motor coil and a second energization control of the second three-phase motor coil so that the 2Y motor is driven within the calculated limit torque range. A computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute a second step of controlling the inverter.
前記第1のステップは、
前記電源からの直流電流が前記第1および第2の3相モータコイルに流れたときに前記2Yモータが出力するトルクの減少分を前記最大トルクから除去するための制限係数を検出する第1のサブステップと、
前記電源が前記第1の中性点と前記第2の中性点との間から切離されたときに前記2Yモータが出力可能な最大トルクを検出する第2のサブステップと、
前記検出された最大トルクに前記検出された制限係数を乗算した結果を前記制限トルクとする第3のサブステップとを含む、請求項7に記載のコンピュータ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読取り可能な記録媒体。
The first step includes
A first coefficient for detecting a limiting coefficient for removing, from the maximum torque, a decrease in torque output from the 2Y motor when a direct current from the power source flows through the first and second three-phase motor coils. Substeps,
A second sub-step for detecting a maximum torque that the 2Y motor can output when the power source is disconnected from between the first neutral point and the second neutral point;
And a third sub-step of using the result of multiplying the detected maximum torque by the detected limit coefficient as the limit torque. Possible recording media.
前記第1のサブステップは、前記2Yモータに印加されるモータ印加電圧、前記2Yモータに流れる直流電流および前記2Yモータのモータ回転数に対応する制限係数を第1のマップから抽出し、
前記第2のサブステップは、前記モータ印加電圧および前記モータ回転数に対応する最大トルクを第2のマップから抽出する、請求項8に記載のコンピュータ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読取り可能な記録媒体。
In the first sub-step, a motor applied voltage applied to the 2Y motor, a direct current flowing through the 2Y motor, and a limiting coefficient corresponding to the motor rotation speed of the 2Y motor are extracted from the first map,
9. The computer-readable recording program according to claim 8, wherein the second sub-step extracts a maximum torque corresponding to the motor applied voltage and the motor rotational speed from a second map. Recording medium.
前記第2のステップは、
前記制限トルクの範囲内で前記2Yモータの指令トルクを決定する第4のサブステップと、
前記決定された指令トルクを出力するように前記第1および第2のインバータを制御する第5のサブステップとを含む、請求項7から請求項9のいずれか1項に記載のコンピュータ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読取り可能な記録媒体。
The second step includes
A fourth sub-step for determining a command torque of the 2Y motor within the limit torque range;
The computer according to claim 7, further comprising a fifth sub-step for controlling the first and second inverters to output the determined command torque. A computer-readable recording medium on which a program for recording is recorded.
内燃機関に連結され、かつ、2Yモータからなる発電用モータと駆動輪に連結された駆動用モータとの駆動制御をコンピュータ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読取り可能な記録媒体であって、
電源が前記発電用モータに含まれる第1の3相モータコイルの第1の中性点と前記発電用モータに含まれる第2の3相モータコイルの第2の中性点との間に接続されたときに前記発電用モータが出力可能な制限トルクを演算する第1のステップと、
前記演算された制限トルクの範囲内で前記発電用モータが駆動するように前記第1の3相モータコイルを通電制御する第1のインバータと前記第2の3相モータコイルを通電制御する第2のインバータとを制御する第2のステップと、
前記駆動用モータが最大トルクの範囲内で駆動するように前記駆動用モータに含まれる第3の3相モータコイルを通電制御する第3のインバータを制御する第3のステップとをコンピュータ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読取り可能な記録媒体。
A computer-readable recording medium that records a program for causing a computer to execute drive control of a power generation motor composed of a 2Y motor and a drive motor connected to a drive wheel.
A power source is connected between a first neutral point of a first three-phase motor coil included in the power generation motor and a second neutral point of a second three-phase motor coil included in the power generation motor. A first step of calculating a limit torque that can be output by the power generation motor when
A first inverter that controls energization of the first three-phase motor coil and a second energization control of the second three-phase motor coil so that the power generation motor is driven within the calculated limit torque range. A second step of controlling the inverter of
Causing the computer to execute a third step of controlling a third inverter that controls energization of a third three-phase motor coil included in the drive motor so that the drive motor is driven within a maximum torque range. A computer-readable recording medium on which a program for recording is recorded.
内燃機関に連結された発電用モータと前記駆動輪に連結され、かつ、2Yモータからなる駆動用モータとの駆動制御をコンピュータ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読取り可能な記録媒体であって、
前記発電用モータが最大トルクの範囲内で駆動するための指令トルクを演算する第1のステップと、
電源が前記駆動用モータに含まれる第1の3相モータコイルの第1の中性点と前記駆動用モータに含まれる第2の3相モータコイルの第2の中性点との間に接続されたときに前記駆動用モータが出力可能な制限トルクを演算する第2のステップと、
前記演算された制限トルクの範囲内で前記駆動用モータが駆動するように前記第1の3相モータコイルを通電制御する第1のインバータと前記第2の3相モータコイルを通電制御する第2のインバータとを制御する第3のステップと、
前記発電用モータが前記指令トルクを出力するように前記発電用モータに含まれる第3の3相モータコイルを通電制御する第3のインバータを制御する第4のステップとをコンピュータ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読取り可能な記録媒体。
A computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute drive control of a power generation motor connected to an internal combustion engine and the drive motor connected to the drive wheel and comprising a 2Y motor. ,
A first step of calculating a command torque for driving the power generation motor within a range of maximum torque;
A power source is connected between a first neutral point of a first three-phase motor coil included in the drive motor and a second neutral point of a second three-phase motor coil included in the drive motor. A second step of calculating a limit torque that can be output by the drive motor when
A first inverter that controls energization of the first three-phase motor coil and a second energization control of the second three-phase motor coil so that the driving motor is driven within the calculated limit torque range. A third step of controlling the inverter of
And a fourth step of controlling a third inverter that controls energization of a third three-phase motor coil included in the power generation motor so that the power generation motor outputs the command torque. A computer-readable recording medium on which a program is recorded.
内燃機関に連結された発電用モータと駆動輪に連結された駆動用モータとからなる2Yモータの駆動制御をコンピュータ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読取り可能な記録媒体であって、
電源が前記発電用モータに含まれる第1の3相モータコイルの第1の中性点と前記駆動用モータに含まれる第2の3相モータコイルの第2の中性点との間に接続されたときに前記発電用モータが出力可能な第1の制限トルクを演算する第1のステップと、
前記第1の制限トルクの範囲内で前記発電用モータの第1の指令トルクを演算する第2のステップと、
前記電源が前記第1の中性点と前記第2の中性点との間に接続されたときに前記駆動用モータが出力可能な第2の制限トルクを演算する第3のステップと、
前記第2の制限トルクの範囲内で前記駆動用モータの第2の指令トルクを演算する第4のステップと、
前記発電用モータが前記第1の指令トルクを出力するように前記第1の3相モータコイルを通電制御する第1のインバータを制御する第5のステップと、
前記駆動用モータが前記第2の指令トルクを出力するように前記第2の3相モータコイルを通電制御する第2のインバータを制御する第5のステップとをコンピュータ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読取り可能な記録媒体。
A computer-readable recording medium recording a program for causing a computer to execute drive control of a 2Y motor including a power generation motor connected to an internal combustion engine and a drive motor connected to a drive wheel,
A power source is connected between a first neutral point of a first three-phase motor coil included in the power generation motor and a second neutral point of a second three-phase motor coil included in the drive motor. A first step of calculating a first limit torque that can be output by the power generation motor when
A second step of calculating a first command torque of the power generation motor within the range of the first limit torque;
A third step of calculating a second limit torque that the drive motor can output when the power source is connected between the first neutral point and the second neutral point;
A fourth step of calculating a second command torque of the drive motor within a range of the second limit torque;
A fifth step of controlling a first inverter that controls energization of the first three-phase motor coil such that the power generation motor outputs the first command torque;
A program for causing a computer to execute a fifth step of controlling a second inverter that controls energization of the second three-phase motor coil so that the drive motor outputs the second command torque is recorded. Computer-readable recording medium.
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Effective date: 20070220