JP2007186048A - Hybrid car - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ハイブリッド自動車に関し、特に、ハイブリッド自動車に搭載される電動機の出力制限制御に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly to output limit control of an electric motor mounted on the hybrid vehicle.
環境に配慮した自動車として、近年、ハイブリッド自動車(Hybrid Vehicle)が注目されている。ハイブリッド自動車は、動力源として、従来のエンジンに加え、蓄電装置とインバータとインバータによって駆動される電動機とをさらに搭載した自動車である。 In recent years, hybrid vehicles have attracted attention as environmentally friendly vehicles. A hybrid vehicle is a vehicle that further includes a power storage device, an inverter, and an electric motor driven by the inverter as a power source in addition to a conventional engine.
特開2003−304604号公報(特許文献1)は、このようなハイブリッド自動車や電気自動車(Electric Vehicle)、燃料電池自動車(Fuel Cell Vehicle)など、各種自動車の駆動源として搭載されるモータの駆動装置を開示する。 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-304604 (Patent Document 1) discloses a drive device for a motor mounted as a drive source of various vehicles such as a hybrid vehicle, an electric vehicle (Electric Vehicle), and a fuel cell vehicle (Fuel Cell Vehicle). Is disclosed.
このモータ駆動装置においては、温度センサによって検出されたモータ温度が制限温度以上である場合、モータ出力制御手段がモータの出力を制限する。ここで、温度変化率検出部は、モータ温度の変化率を検出し、その検出された変化率に応じて制限温度の設定を変更する。 In this motor drive device, when the motor temperature detected by the temperature sensor is equal to or higher than the limit temperature, the motor output control means limits the output of the motor. Here, the temperature change rate detection unit detects the change rate of the motor temperature, and changes the setting of the limit temperature according to the detected change rate.
すなわち、モータ温度の変化率が所定の変化率以上である場合には、温度変化率検出部は、モータの温度上昇が大きいと判断して制限温度を第1の制限温度に設定し、モータ出力制御手段は、モータ温度が第1の制限温度以上になるとモータの出力を制限する。 That is, when the change rate of the motor temperature is equal to or higher than the predetermined change rate, the temperature change rate detection unit determines that the temperature rise of the motor is large, sets the limit temperature to the first limit temperature, and outputs the motor output. The control means limits the output of the motor when the motor temperature becomes equal to or higher than the first limit temperature.
これに対して、モータ温度の変化率が所定の変化率よりも小さい場合には、温度変化率検出部は、モータの温度上昇が小さいと判断して制限温度を第1の制限温度よりも高い第2の制限温度に設定し、モータ出力制御手段は、モータ温度が第2の制限温度以上になるとモータの出力を制限する。 On the other hand, when the change rate of the motor temperature is smaller than the predetermined change rate, the temperature change rate detection unit determines that the temperature rise of the motor is small and makes the limit temperature higher than the first limit temperature. The second limit temperature is set, and the motor output control means limits the output of the motor when the motor temperature becomes equal to or higher than the second limit temperature.
このモータ制御装置によれば、モータの出力を制限しないで走行できる距離が伸び、モータの温度保護を図り、かつ、モータの性能を充分に発揮させることができる(特許文献1参照)。
特開2003−304604号公報に開示されるモータ駆動装置は、モータの温度上昇が大きいと判断されると、相対的に厳しい制限温度に基づいてモータの出力が制限される。ここで、車両の前進時はエンジンおよびモータを用いたハイブリッド走行が可能であり、後進時はモータのみを用いて走行するハイブリッド自動車に上記のモータ駆動装置が搭載される場合、車両の前進時は、エンジンが発生する駆動力により、モータの出力が制限されても充分な駆動力を確保することができる。 In the motor driving device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-304604, when it is determined that the temperature rise of the motor is large, the output of the motor is limited based on a relatively severe limit temperature. Here, when the vehicle moves forward, hybrid travel using an engine and a motor is possible, and when the vehicle travels backward, when the above motor drive device is mounted on a hybrid vehicle that travels using only the motor, Even if the output of the motor is limited by the driving force generated by the engine, a sufficient driving force can be ensured.
一方、車両の後進時は、モータの出力が制限されることにより駆動力不足が発生し得る。ここで、たとえば、後進登坂時にモータの出力が制限され、車両のずり下がりが発生し得るような場合、そのような状況は最優先に回避されるべきであるところ、上記のモータ駆動装置では、モータの温度保護を優先し、モータの出力制限を相対的に厳しくする可能性がある。その結果、上記のモータ駆動装置では、車両のずり下がりが発生してしまう可能性がある。 On the other hand, when the vehicle is moving backward, the output of the motor is limited, so that a driving force shortage may occur. Here, for example, when the output of the motor is limited during reverse climbing and the vehicle can slip down, such a situation should be avoided with the highest priority. There is a possibility that the temperature limit of the motor is given priority and the motor output limit is made relatively strict. As a result, in the above motor drive device, the vehicle may slide down.
そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、後進登坂時に車両のずり下がりの発生を回避する可能性を高めることができるハイブリッド自動車を提供することである。 Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a hybrid vehicle that can increase the possibility of avoiding the occurrence of vehicle slippage during reverse climbing. .
この発明によれば、ハイブリッド自動車は、車両の前進駆動力を発生する動力装置と、車両の前進駆動力および後進駆動力を発生する電動機と、電動機の温度を検出する温度検出装置と、温度検出装置による検出温度および電動機の設定上限温度に基づいて電動機の出力を制限する出力制限部と、車両が後進登坂中であるか否かを判定する判定部と、判定部によって車両が後進登坂中であると判定されているとき、通常設定している第1の上限温度よりも高い第2の上限温度を出力制限部に設定する設定部とを備える。 According to the present invention, a hybrid vehicle includes a power device that generates a forward drive force of a vehicle, an electric motor that generates a forward drive force and a reverse drive force of the vehicle, a temperature detection device that detects a temperature of the electric motor, and a temperature detection. An output limiting unit that limits the output of the motor based on the temperature detected by the device and the set upper limit temperature of the motor, a determination unit that determines whether or not the vehicle is going uphill, and a vehicle that is going uphill by the judging unit And a setting unit that sets a second upper limit temperature higher than the normally set first upper limit temperature in the output limiting unit when it is determined that there is an output.
好ましくは、ハイブリッド自動車は、温度検出装置による検出温度に基づいて電動機の寿命を推定する推定部と、推定部によって推定された電動機の寿命に関する情報を利用者に報知する報知装置とをさらに備える。 Preferably, the hybrid vehicle further includes an estimation unit that estimates the life of the motor based on the temperature detected by the temperature detection device, and a notification device that notifies the user of information related to the life of the motor estimated by the estimation unit.
さらに好ましくは、推定部は、検出温度が第1の上限温度を超えた分の積算量に基づいて電動機の寿命を推定する。 More preferably, the estimation unit estimates the life of the electric motor based on an integrated amount corresponding to the detected temperature exceeding the first upper limit temperature.
また、好ましくは、推定部は、検出温度が第1の上限温度を超えた合計時間に基づいて電動機の寿命を推定する。 Preferably, the estimation unit estimates the life of the motor based on a total time when the detected temperature exceeds the first upper limit temperature.
また、好ましくは、推定部は、検出温度が第1の上限温度を超えた合計回数に基づいて電動機の寿命を推定する。 Preferably, the estimation unit estimates the life of the electric motor based on the total number of times that the detected temperature exceeds the first upper limit temperature.
この発明においては、車両の後進時は電動機のみによって駆動されるので、電動機の負荷が大きくなる後進登坂時に出力制限部により電動機の出力が制限されると、車両のずり下がりが発生し得る。ここで、設定部は、後進登坂中、通常設定している第1の上限温度よりも高い第2の上限温度を出力制限部に設定する。そして、出力制限部は、設定部により設定された上限温度に基づいて電動機の出力を制限するので、後進登坂中は設定上限温度が引き上げられ、電動機の出力制限が緩和される。 In the present invention, since the vehicle is driven only by the electric motor when the vehicle is traveling backward, if the output of the electric motor is restricted by the output restricting unit when the vehicle is traveling backward, the vehicle can be lowered. Here, the setting unit sets the second upper limit temperature, which is higher than the first upper limit temperature that is normally set, in the output limiting unit during reverse climbing. And since an output restriction part restrict | limits the output of an electric motor based on the upper limit temperature set by the setting part, a setting upper limit temperature is raised during reverse climbing and the output restriction of an electric motor is eased.
また、この発明においては、電動機の上限温度が引き上げられることにより電動機の寿命が低下し得るところ、推定部によって電動機の寿命が推定され、その推定された電動機の寿命に関する情報が報知装置によって利用者に報知される。 Further, in the present invention, the life of the motor can be reduced by raising the upper limit temperature of the motor, the life of the motor is estimated by the estimation unit, and information on the estimated life of the motor is notified by the notification device to the user. To be notified.
この発明によれば、後進登坂中は設定上限温度が引き上げられ、電動機の出力制限が緩和されるので、後進登坂時に車両のずり下がりの発生を回避できる可能性が高まる。 According to the present invention, the set upper limit temperature is raised during reverse climbing, and the output limit of the electric motor is relaxed. Therefore, it is possible to avoid the occurrence of vehicle slippage during reverse climbing.
また、この発明によれば、電動機の寿命が推定され、その推定された電動機の寿命に関する情報が利用者に報知されるので、車両の整備時期に関する情報を利用者に提供することができる。 In addition, according to the present invention, the life of the motor is estimated, and information on the estimated life of the motor is notified to the user, so that information on the vehicle maintenance time can be provided to the user.
以下、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。 Hereinafter, 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.
図1は、この発明の実施の形態によるハイブリッド自動車のパワートレーンを説明するための全体ブロック図である。図1を参照して、このハイブリッド自動車100は、エンジン4と、モータジェネレータMG1,MG2と、動力分配機構3と、車輪2とを備える。また、ハイブリッド自動車100は、蓄電装置Bと、電源ラインPLと、接地ラインSLと、コンデンサCと、インバータ10,20と、電子制御装置(Electronic Control Unit:以下「ECU」とも称する。)30と、報知装置38と、温度センサ40と、電圧センサ50と、電流センサ60,70とをさらに備える。
FIG. 1 is an overall block diagram for illustrating a power train of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1,
動力分配機構3は、エンジン4とモータジェネレータMG1,MG2とに結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、動力分配機構3としては、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの3つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。この3つの回転軸がエンジン4およびモータジェネレータMG1,MG2の各回転軸にそれぞれ接続される。たとえば、モータジェネレータMG1のロータを中空としてその中心にエンジン4のクランク軸を通すことで動力分配機構3にエンジン4とモータジェネレータMG1,MG2とを機械的に接続することができる。
Power distribution mechanism 3 is coupled to
なお、モータジェネレータMG2の回転軸は、図示されない減速ギヤや作動ギヤによって車輪2に結合されている。また、動力分配機構3の内部にモータジェネレータMG2の回転軸に対する減速機をさらに組込んでもよい。
The rotating shaft of motor generator MG2 is coupled to
そして、モータジェネレータMG1は、エンジン4によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン4の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド自動車100に組込まれ、モータジェネレータMG2は、車輪2を駆動する電動機としてハイブリッド自動車100に組込まれる。また、エンジン4は、モータジェネレータMG1を駆動し、かつ、車両の前進駆動力を発生する動力源としてハイブリッド自動車100に組込まれる。なお、車両の後進走行時は、モータジェネレータMG2を逆回転させることによって駆動力を得る。
Motor generator MG1 operates as a generator driven by
蓄電装置Bは、電源ラインPLおよび接地ラインSLに接続される。コンデンサCは、電源ラインPLと接地ラインSLとの間に蓄電装置Bに並列に接続される。インバータ10,20は、電源ラインPLおよび接地ラインSLに互いに並列に接続される。モータジェネレータMG1は、Y結線された3相コイルをステータコイルとして含み、3相ケーブルを介してインバータ10に接続される。モータジェネレータMG2は、Y結線された3相コイルをステータコイルとして含み、3相ケーブルを介してインバータ20に接続される。そして、モータジェネレータMG1の回転軸にエンジン4の出力軸が機械的に結合され、モータジェネレータMG2の回転軸に車輪2の駆動軸が機械的に結合される。
Power storage device B is connected to power supply line PL and ground line SL. Capacitor C is connected in parallel to power storage device B between power supply line PL and ground line SL.
蓄電装置Bは、充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池からなる。蓄電装置Bは、インバータ10,20へ直流電力を供給する。また、蓄電装置Bは、エンジン4の出力を用いたモータジェネレータMG1の発電時、モータジェネレータMG1から発電電力を受けるインバータ10によって充電される。また、蓄電装置Bは、モータジェネレータMG2による回生制動時、モータジェネレータMG2から発電電力を受けるインバータ20によって充電される。なお、蓄電装置Bとして、大容量のキャパシタを用いてもよい。
The power storage device B is a chargeable / dischargeable DC power source, and is composed of, for example, a secondary battery such as nickel metal hydride or lithium ion. The power storage device B supplies DC power to the
コンデンサCは、電源ラインPLと接地ラインSLとの間の電圧変動を平滑化する。インバータ10は、ECU30からの信号PWI1に基づいて、電源ラインPLから受ける直流電圧を3相交流電圧に変換し、その変換した3相交流電圧をモータジェネレータMG1へ出力する。また、インバータ10は、エンジン4の出力を用いてモータジェネレータMG1が発電した3相交流電圧をECU30からの信号PWI1に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ラインPLへ出力する。
Capacitor C smoothes voltage fluctuations between power supply line PL and ground line SL.
インバータ20は、ECU30からの信号PWI2に基づいて、電源ラインPLから受ける直流電圧を3相交流電圧に変換し、その変換した3相交流電圧をモータジェネレータMG2へ出力する。これにより、モータジェネレータMG2は、指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ20は、車両の回生制動時、車輪2からの回転力を受けてモータジェネレータMG2が発電した3相交流電圧をECU30からの信号PWI2に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ラインPLへ出力する。
なお、ここで言う回生制動とは、車両を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴なう制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速(または加速の中止)させることを含む。 Note that regenerative braking here refers to braking with regenerative power generation when the driver operating the vehicle performs a foot brake operation, or turning off the accelerator pedal while driving without operating the foot brake. This includes decelerating (or stopping acceleration) the vehicle while generating regenerative power.
モータジェネレータMG1,MG2は、3相交流電動機であり、たとえば3相交流同期電動機から成る。モータジェネレータMG1は、エンジン4の出力を用いて3相交流電圧を発生し、その発生した3相交流電圧をインバータ10へ出力する。また、モータジェネレータMG1は、インバータ10から受ける3相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジン4の始動を行なう。モータジェネレータMG2は、インバータ20から受ける3相交流電圧によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータMG2は、車両の回生制動時、3相交流電圧を発生してインバータ20へ出力する。
Motor generators MG1 and MG2 are three-phase AC motors, for example, three-phase AC synchronous motors. Motor generator MG <b> 1 generates a three-phase AC voltage using the output of
温度センサ40は、モータジェネレータMG2のモータ温度Tを検出し、その検出したモータ温度TをECU30へ出力する。電圧センサ50は、コンデンサCの端子間の電圧Vmを検出し、その検出した電圧VmをECU30へ出力する。電流センサ60は、インバータ10をモータジェネレータMG1と接続する3相ケーブルに流れるモータ電流MCRT1を検出し、その検出したモータ電流MCRT1をECU30へ出力する。電流センサ70は、インバータ20をモータジェネレータMG2と接続する3相ケーブ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ECU30へ出力する。
ECU30は、モータジェネレータMG1,MG2のトルク指令TR1,TR2およびシフトポジション信号SPを図示されない外部ECUから受ける。そして、ECU30は、これらの入力値ならびに温度センサ40からのモータ温度T、電圧センサ50からの電圧Vmおよび電流センサ60,70からのモータ電流MCRT1,MCRT2に基づいて、インバータ10,20を駆動するための信号PWI1,PWI2を生成し、その生成した信号PWI1,PWI2をそれぞれインバータ10,20へ出力する。
なお、トルク指令TR1は、蓄電装置Bの充電状態(SOC)やエンジン4の始動指令に基づいて、また、トルク指令TR2は、アクセル開度やブレーキペダルの踏込量、車両の走行状態などに基づいて、外部ECUにより演算される。また、シフトポジション信号SPは、シフトレンジを選択するシフトレバーの選択位置を示す信号である。
The torque command TR1 is based on the state of charge (SOC) of the power storage device B and the start command of the
また、ECU30は、後述する方法によりモータジェネレータMG2の寿命を推定し、モータジェネレータMG2の寿命に関する情報を報知装置38へ出力する。
Further,
報知装置38は、ECU30からのモータジェネレータMG2の寿命に関する情報を利用者に対して報知する。報知装置38は、モータジェネレータMG2の寿命に関する情報を利用者に対して視覚的に表示するものであってもよいし、音声によって報知するものであってもよい。
The
図2は、図1に示したECU30の機能ブロック図である。図2を参照して、ECU30は、第1のインバータ制御部32と、第2のインバータ制御部34と、報知制御部36とを含む。
FIG. 2 is a functional block diagram of
第1のインバータ制御部32は、モータジェネレータMG1のトルク指令TR1、電圧センサ50からの電圧Vmおよび電流センサ60からのモータ電流MCRT1に基づいて、インバータ10を駆動するための信号PWI1を生成し、その生成した信号PWI1をインバータ10へ出力する。
First
第2のインバータ制御部34は、モータジェネレータMG2のトルク指令TR2、電圧Vm、電流センサ70からのモータ電流MCRT2、温度センサ40からのモータ温度T、およびシフトポジション信号SPに基づいて、インバータ20を駆動するための信号PWI2を生成し、その生成した信号PWI2をインバータ20へ出力する。
Second
また、第2のインバータ制御部34は、モータジェネレータMG2のモータ温度Tが設定上限温度を超えると、モータジェネレータMG2のトルクを制限するトルク制限制御を実行する。ここで、第2のインバータ制御部34は、後進登坂中、モータジェネレータMG2の上限温度を緩和してトルク制限を緩和するとともに、制御信号CTL1を活性化して報知制御部36へ出力する。
Second
報知制御部36は、第2のインバータ制御部34からの制御信号CTL1が活性化されているとき、温度センサ40からのモータ温度Tに基づいて、後述する方法によりモータジェネレータMG2の寿命を推定し、モータジェネレータMG2の寿命に関する情報を報知装置38へ出力する。
When the control signal CTL1 from the second
図3は、図2に示した第1のインバータ制御部32の機能ブロック図である。図3を参照して、第1のインバータ制御部32は、モータ制御用相電圧演算部322と、PWM信号変換部324とを含む。
FIG. 3 is a functional block diagram of the first
モータ制御用相電圧演算部322は、モータジェネレータMG1のトルク指令TR1およびモータ電流MCRT1ならびに電圧Vmに基づいて、モータジェネレータMG1のU,V,W各相コイルに印加する電圧を演算し、その演算した各相コイル電圧をPWM信号変換部324へ出力する。
Motor control phase
PWM信号変換部324は、モータ制御用相電圧演算部322から受ける各相コイル電圧に基づいて、実際にインバータ10の各トランジスタをオン/オフするためのPWM(Pulse Width Modulation)信号を生成し、その生成したPWM信号を信号PWI1としてインバータ10の各トランジスタへ出力する。
The PWM
図4は、図2に示した第2のインバータ制御部34および報知制御部36の機能ブロック図である。図4を参照して、第2のインバータ制御部34は、判定部342と、上限温度設定部344と、トルク制限制御部346と、モータ制御用相電圧演算部348と、PWM信号変換部350とを含む。
FIG. 4 is a functional block diagram of second
判定部342は、シフトポジション信号SPおよびモータジェネレータMG2のトルク指令TR2に基づいて、このハイブリッド自動車100が後進登坂中であるか否かを判定する。より具体的には、判定部342は、シフトポジション信号SPが後退レンジ(Rレンジ)であり、かつ、トルク指令TR2が予め設定されたしきい値TRthを超えているとき、ハイブリッド自動車100が後進登坂中であると判定する。そして、判定部342は、ハイブリッド自動車100が後進登坂中であると判定すると、制御信号CTL2を活性化して上限温度設定部344へ出力する。
Based on shift position signal SP and torque command TR2 of motor generator MG2,
上限温度設定部344は、モータジェネレータMG2の上限温度を設定し、その設定した上限温度をトルク制限制御部346へ出力する。具体的には、上限温度設定部344は、判定部342からの制御信号CTL2が非活性化されているとき、モータジェネレータMG2の上限温度をTS1に設定する。一方、判定部342からの制御信号CTL2が活性化されているとき、上限温度設定部344は、モータジェネレータMG2の上限温度をTS1よりも高いTS2に設定する。
Upper limit
トルク制限制御部346は、モータジェネレータMG2のモータ温度Tおよび上限温度設定部344により設定される上限温度に基づいて、モータジェネレータMG2の出力トルクに制限をかけるトルク制限制御を実行する。具体的には、トルク制限制御部346は、上限温度設定部344により設定された上限温度(TS1またはTS2)により規定されるしきい値をモータジェネレータMG2のモータ温度Tが超えると、外部ECUから受けるトルク指令TR2を低減させる。そして、トルク制限制御部346は、モータ温度Tがしきい値を超えた場合にモータ温度Tおよび設定上限温度に基づいて制限がかけられたトルク指令TRRをモータ制御用相電圧演算部348へ出力する。
Torque
モータ制御用相電圧演算部348は、トルク制限制御部346からのトルク指令TRR、電圧センサ50からの電圧Vm、および電流センサ70からのモータ電流MCRT2に基づいて、モータジェネレータMG2のU,V,W各相コイルに印加する電圧を演算し、その演算した各相コイル電圧をPWM信号変換部350へ出力する。
The motor control phase
PWM信号変換部350は、モータ制御用相電圧演算部348から受ける各相コイル電圧に基づいて、実際にインバータ20の各トランジスタをオン/オフするためのPWM信号を生成し、その生成したPWM信号を信号PWI2としてインバータ20の各トランジスタへ出力する。
PWM
報知制御部36は、演算部362と、寿命推定部364とを含む。演算部362は、トルク制限制御部346からの制御信号CTL1に応じて活性化され、温度センサ40からのモータ温度Tが上限温度TS1を超えた分を積算する。そして、演算部362は、その積算値を寿命推定部364へ出力する。
The
寿命推定部364は、演算部362からの積算値に基づいてモータジェネレータMG2の寿命を推定する。より具体的には、寿命推定部364は、モータジェネレータMG2の寿命を示す予め設定された値から演算部362からの積算値を減算し、その減算した値をモータジェネレータMG2の残寿命とする。そして、寿命推定部364は、その算出したモータジェネレータMG2の残寿命を含むモータジェネレータMG2の寿命に関する情報を報知装置38へ出力する。
この第2のインバータ制御部34においては、モータジェネレータMG2の保護のため、モータジェネレータMG2のモータ温度Tが設定上限温度に近づくと、トルク制限制御部346によりモータジェネレータMG2のトルク指令を低減させる。
In the second
モータジェネレータMG2の上限温度は、上限温度設定部344により設定され、上限温度設定部344は、通常、モータジェネレータMG2の上限温度をTS1に設定する。ここで、判定部342によりハイブリッド自動車100が後進登坂中であると判定されると、上限温度設定部344は、トルク制限制御部346によるモータジェネレータMG2のトルク制限を緩和するため、モータジェネレータMG2の上限温度を通常よりも高いTS2に設定する。
The upper limit temperature of motor generator MG2 is set by upper limit
図5は、モータジェネレータMG2のトルク特性を示した図である。図5を参照して、横軸はモータジェネレータMG2の回転数を示し、縦軸はモータジェネレータMG2の出力トルクを示す。ハイブリッド自動車100が前進走行しているときは、エンジン4もトルクを発生するので、モータジェネレータMG2の平均トルクは、通常、相対的に低い領域R1のあたりとなる。登り勾配の坂道においては、モータジェネレータMG2の平均トルクは、領域R1よりも大きい領域R2のあたりに上昇するが、走行トルクをエンジン4と分担するので、最大トルクTRmaxまで上昇することはない。
FIG. 5 is a diagram showing torque characteristics of motor generator MG2. Referring to FIG. 5, the horizontal axis indicates the rotation speed of motor generator MG2, and the vertical axis indicates the output torque of motor generator MG2. When the
一方、後進走行時においては、ハイブリッド自動車100は、モータジェネレータMG2の出力トルクのみで走行するので、特に後進登坂中は、モータジェネレータMG2の平均トルクは、最大トルクTRmax近傍の領域R3あたりまで上昇する。
On the other hand, during reverse travel,
そこで、後進登坂時にトルク制限制御部346によるトルク制限制御によりモータジェネレータMG2のトルクが制限されて車両のずり下がりが発生するのを回避するため、このハイブリッド自動車100においては、後進登坂中であると判定されると、モータジェネレータMG2の上限温度を通常設定値であるTS1よりも高いTS2に設定し、モータジェネレータMG2のトルク制限を緩和するようにしたものである。
Therefore, in this
なお、モータジェネレータMG2の上限温度をTS1からTS2に引き上げることによりモータジェネレータMG2に大きな温度負荷がかかる可能性はあるが、モータジェネレータMG2のモータ温度Tが上限温度TS1を超えることは稀であり、モータ温度Tが上限温度TS1を超えても上限温度TS2以下には抑えられるので、モータジェネレータMG2の性能が直ちに劣化することはない。 Although there is a possibility that a large temperature load is applied to the motor generator MG2 by raising the upper limit temperature of the motor generator MG2 from TS1 to TS2, the motor temperature T of the motor generator MG2 rarely exceeds the upper limit temperature TS1, Even if the motor temperature T exceeds the upper limit temperature TS1, it is suppressed to the upper limit temperature TS2 or less, so that the performance of the motor generator MG2 does not deteriorate immediately.
そして、モータ温度Tが上限温度TS1を超える稀な状態において、上限温度を通常の上限温度TS1よりも高い上限温度TS2に変更し、後進登坂中に車両がずり下がるという状況を回避できる機会が与えられることは、モータジェネレータMG2の温度保護のみが図られる場合よりもメリットは大きいと考えられる。 Then, in a rare state where the motor temperature T exceeds the upper limit temperature TS1, the upper limit temperature is changed to the upper limit temperature TS2 higher than the normal upper limit temperature TS1, and an opportunity to avoid the situation where the vehicle slides down during reverse climbing is given. This is considered to have a larger merit than the case where only the temperature protection of the motor generator MG2 is achieved.
図6は、図4に示したトルク制限制御部346によるモータジェネレータMG2のトルク制限を説明するための図である。図6を参照して、横軸はモータジェネレータMG2のモータ温度Tを示し、縦軸はモータジェネレータMG2のトルク指令TRRを示す。トルク制限制御部346は、上限温度設定部344から上限温度TS1(またはTS2(>TS1))を受けているとき、上限温度TS1(またはTS2)に応じて規定されるしきい値Tth1(<TS1)(またはTth2(<TS2))よりもモータ温度Tが低いときは、外部ECUからのトルク指令TRをそのままトルク指令TRRとしてモータ制御用相電圧演算部348へ出力する。一方、モータ温度Tがしきい値Tth1(またはTth2)よりも高いときは、トルク制限制御部346は、上限温度TS1(またはTS2)でトルク指令TRRが0となるように線k1(またはk2)に従ってトルク指令を制限する。
FIG. 6 is a diagram for explaining torque limitation of motor generator MG2 by torque
すなわち、後進登坂中に車両のずり下がりが発生し得る状況のとき、モータジェネレータMG2の上限温度がTS1からTS2に緩和され、その結果、モータジェネレータMG2のトルク制限が緩和される。 That is, when the vehicle can slip down during reverse climbing, the upper limit temperature of motor generator MG2 is relaxed from TS1 to TS2, and as a result, the torque limit of motor generator MG2 is relaxed.
図7は、後進登坂時におけるモータジェネレータMG2のモータ温度Tの変化の様子を示した図である。図7を参照して、後進登坂中はモータジェネレータMG2の上限温度がTS1からTS2に緩和されるので、モータ温度Tは上限温度TS1を超え得る。図7では、時刻t1〜t2およびt3〜t4においてモータ温度Tが上限温度TS1を超えた場合が示されている。 FIG. 7 is a diagram showing how the motor temperature T of the motor generator MG2 changes during reverse climbing. Referring to FIG. 7, during reverse climbing, the upper limit temperature of motor generator MG2 is relaxed from TS1 to TS2, so that motor temperature T can exceed upper limit temperature TS1. FIG. 7 shows a case where the motor temperature T exceeds the upper limit temperature TS1 at times t1 to t2 and t3 to t4.
モータジェネレータMG2の上限温度をTS1からTS2に緩和することは、モータジェネレータMG2の性能劣化を直ちに引き起こすものではないが、長期的にみれば、モータジェネレータMG2の寿命低下を招く可能性がある。ここで、モータジェネレータMG2の寿命には、モータ温度Tが上限温度TS1を超えた総時間およびモータ温度Tの大きさが寄与するものと考えられるので、この実施の形態では、モータ温度Tが上限温度TS1を超えた分の積算値(図7の斜線で示される面積)に基づいてモータジェネレータMG2の寿命を推定し、報知装置38を用いて利用者に報知することとしたものである。
Reducing the upper limit temperature of the motor generator MG2 from TS1 to TS2 does not immediately cause the performance deterioration of the motor generator MG2, but in the long term, there is a possibility that the life of the motor generator MG2 may be reduced. Here, since it is considered that the total time when the motor temperature T exceeds the upper limit temperature TS1 and the magnitude of the motor temperature T contribute to the life of the motor generator MG2, in this embodiment, the motor temperature T is the upper limit. The life of the motor generator MG2 is estimated based on the integrated value (area shown by the hatched area in FIG. 7) exceeding the temperature TS1, and the user is notified using the
なお、特に図示しないが、より簡易に、モータ温度Tが上限温度TS1を超えた総時間、または、モータ温度Tが上限温度TS1を超えた回数に基づいてモータジェネレータMG2の寿命を推定してもよい。 Although not particularly illustrated, the life of motor generator MG2 can be estimated more simply based on the total time that motor temperature T exceeds upper limit temperature TS1 or the number of times that motor temperature T exceeds upper limit temperature TS1. Good.
図8は、図2に示した第2のインバータ制御部34によるトルク制限制御のフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、一定時間毎または所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼出されて実行される。
FIG. 8 is a flowchart of the torque limit control by the second
図8を参照して、第2のインバータ制御部34は、シフトポジション信号SPに基づいてシフトポジションが後退レンジ(Rレンジ)であるか否かを判定する(ステップS10)。第2のインバータ制御部34は、シフトポジションが後退レンジ(Rレンジ)以外のレンジであると判定すると(ステップS10においてNO)、ステップS40へ処理を進め、モータジェネレータMG2の上限温度として上限温度TS1を設定する。
Referring to FIG. 8, second
ステップS10においてシフトポジションが後退レンジ(Rレンジ)であると判定されると(ステップS10においてYES)、第2のインバータ制御部34は、モータジェネレータMG2のトルク指令TR2が予め設定されたしきい値TRthよりも大きいか否かを判定する(ステップS20)。第2のインバータ制御部34は、トルク指令TR2がしきい値TRth以下であると判定すると(ステップS20においてNO)、ステップS40に処理を進める。
If it is determined in step S10 that the shift position is in the reverse range (R range) (YES in step S10), second
ステップS20においてトルク指令TR2がしきい値TRthよりも大きいと判定されると(ステップS20においてYES)、第2のインバータ制御部34は、モータジェネレータMG2の上限温度として上限温度TS1よりも高い上限温度TS2を設定する。すなわち、第2のインバータ制御部34は、シフトポジションが後退レンジ(Rレンジ)であり、かつ、トルク指令TR2がしきい値TRthよりも大きいとき、車両が後進登坂中であると判断し、トルク制限制御におけるモータジェネレータMG2の上限温度として通常の上限温度TS1よりも高い上限温度TS2を設定する。
If it is determined in step S20 that torque command TR2 is larger than threshold value TRth (YES in step S20), second
そして、ステップS30またはS40においてモータジェネレータMG2の上限温度が設定されると、第2のインバータ制御部34は、温度センサ40からのモータジェネレータMG2のモータ温度Tがしきい値Tthを超えているか否かを判定する(ステップS50)。第2のインバータ制御部34は、モータ温度Tがしきい値Tth以下であると判定すると(ステップS50においてNO)、外部ECUからのトルク指令TRに制限をかけることなく、一連の処理を終了する。
Then, when the upper limit temperature of motor generator MG2 is set in step S30 or S40, second
ステップS50においてモータ温度Tがしきい値Tthよりも高いと判定されると(ステップS50においてYES)、第2のインバータ制御部34は、ステップS40において設定された上限温度TS1またはステップS30において設定された上限温度TS2、および温度センサ40からのモータ温度Tに基づいて、モータジェネレータMG2のトルクを制限するトルク制限制御を実行する(ステップS60)。
If it is determined in step S50 that motor temperature T is higher than threshold value Tth (YES in step S50), second
図9は、図2に示した報知制御部36による制御のフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理も、一定時間毎または所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼出されて実行される。
FIG. 9 is a flowchart of control by the
図9を参照して、報知制御部36は、温度センサ40からモータジェネレータMG2のモータ温度Tを取得する(ステップS110)。そして、報知制御部36は、モータジェネレータMG2のモータ温度Tが上限温度TS1よりも高いか否かを判定する(ステップS120)。報知制御部36は、モータ温度Tが上限温度TS1以下であると判定すると(ステップS120においてNO)、その後の処理を行なうことなく一連の処理を終了する。
Referring to FIG. 9,
ステップS120においてモータ温度Tが上限温度TS1よりも高いと判定されているとき(ステップS120においてYES)、報知制御部36は、モータ温度Tが上限温度TS1を超えた分を積算する。すなわち、報知制御部36は、モータ温度Tと上限温度TS1との差分値を積算する(ステップS130)。
When it is determined in step S120 that motor temperature T is higher than upper limit temperature TS1 (YES in step S120),
次いで、報知制御部36は、モータジェネレータMG2の寿命を示す予め設定された値からステップS130において演算された積算値を減算し、その減算値をモータジェネレータMG2の残寿命とする(ステップS140)。そして、報知制御部36は、モータジェネレータMG2の残寿命を含むモータジェネレータMG2の寿命に関する情報を報知装置38へ出力する(ステップS150)。
Next,
以上のように、この実施の形態においては、上限温度設定部344は、後進登坂中、通常設定している上限温度TS1よりも高い上限温度TS2をトルク制限制御部346に設定する。そして、トルク制限制御部346は、上限温度設定部344により設定された上限温度に基づいてモータジェネレータMG2のトルク指令を制限するので、後進登坂中はモータジェネレータMG2の上限温度が引き上げられ、モータジェネレータMG2のトルク制限が緩和される。したがって、この実施の形態によれば、後進登坂時に車両のずり下がりの発生を回避できる可能性が高まる。
As described above, in this embodiment, the upper limit
また、モータジェネレータMG2の上限温度が引き上げられることによりモータジェネレータMG2の寿命が低下し得るところ、寿命推定部364によってモータジェネレータMG2の残寿命が推定され、モータジェネレータMG2の寿命に関する情報が報知装置38によって利用者に報知される。したがって、この実施の形態によれば、車両のメンテナンス時期に関する適切な情報を利用者に提供することができる。
Further, when the upper limit temperature of the motor generator MG2 is raised, the life of the motor generator MG2 may be reduced. Therefore, the remaining life of the motor generator MG2 is estimated by the
なお、上記の実施の形態においては、シフトポジション信号SPおよびトルク指令TR2に基づいて車両が後進登坂中であるか否かを判定するものとしたが、シフトポジション信号SPに代えてモータジェネレータMGの回転方向を用いてもよく、また、トルク指令TR2に代えて、トルクセンサを用いて検出されるトルク実績やモータジェネレータMG2に流されるモータ電流MCRT2を用いてもよい。また、車両の傾きを検出する姿勢センサを別途設けて後進登坂中の判定を行なってもよい。 In the above embodiment, it is determined whether or not the vehicle is traveling backward on the basis of the shift position signal SP and the torque command TR2. However, instead of the shift position signal SP, the motor generator MG The rotation direction may be used, and instead of the torque command TR2, the actual torque detected by using the torque sensor or the motor current MCRT2 flowing in the motor generator MG2 may be used. In addition, an attitude sensor that detects the inclination of the vehicle may be provided separately to determine whether the vehicle is going backward.
また、上記の実施の形態においては、モータジェネレータMG2のトルク指令を制限するものとしたが、モータジェネレータMG2のモータ電流を直接制限するようにしてもよい。 In the above embodiment, the torque command of motor generator MG2 is limited. However, the motor current of motor generator MG2 may be limited directly.
また、報知装置38が利用者に報知するモータジェネレータMG2の寿命に関する情報には、モータジェネレータMG2の寿命が近づいたときに利用者に車両のメンテナンスを促す情報を含んでもよい。
Further, the information regarding the life of the motor generator MG2 that is notified to the user by the
また、上記の実施の形態においては、蓄電装置Bは、二次電池またはキャパシタとしたが、蓄電装置Bに代えて燃料電池(Fuel Cell)を備えてもよい。また、蓄電装置Bとインバータ10,20との間に蓄電装置Bからの直流電圧を昇圧する昇圧コンバータを備えてもよい。
In the above embodiment, the power storage device B is a secondary battery or a capacitor. However, the power storage device B may be replaced with a fuel cell. Further, a boost converter that boosts the DC voltage from power storage device B may be provided between power storage device B and
なお、上記において、エンジン4は、この発明における「動力装置」に対応し、モータジェネレータMG2は、この発明における「電動機」に対応する。また、温度センサ40は、この発明における「温度検出装置」に対応し、トルク制限制御部346は、この発明における「出力制限部」に対応する。さらに、上限温度設定部344は、この発明における「設定部」に対応し、報知制御部36は、この発明における「推定部」に対応する。
In the above,
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。 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.
2 車輪、3 動力分配機構、4 エンジン、10,20 インバータ、30 ECU、32 第1のインバータ制御部、34 第2のインバータ制御部、36 報知制御部、38 報知装置、40 温度センサ、50 電圧センサ、60,70 電流センサ、100 ハイブリッド自動車、322,348 モータ制御用相電圧演算部、324,350 PWM信号変換部、342 判定部、344 上限温度設定部、346 トルク制限制御部、362 演算部、364 寿命推定部、B 蓄電装置、C コンデンサ、PL 電源ライン、SL 接地ライン、MG1,MG2 モータジェネレータ。
2 wheels, 3 power distribution mechanisms, 4 engines, 10 and 20 inverters, 30 ECUs, 32 first inverter control units, 34 second inverter control units, 36 notification control units, 38 notification devices, 40 temperature sensors, 50 voltages Sensor, 60, 70 Current sensor, 100 Hybrid vehicle, 322, 348 Motor control phase voltage calculation unit, 324, 350 PWM signal conversion unit, 342 determination unit, 344 upper limit temperature setting unit, 346 Torque limit control unit, 362
Claims (5)
前記車両の前進駆動力および後進駆動力を発生する電動機と、
前記電動機の温度を検出する温度検出装置と、
前記温度検出装置による検出温度および前記電動機の設定上限温度に基づいて前記電動機の出力を制限する出力制限部と、
前記車両が後進登坂中であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部によって前記車両が後進登坂中であると判定されているとき、通常設定している第1の上限温度よりも高い第2の上限温度を前記出力制限部に設定する設定部とを備えるハイブリッド自動車。 A power unit for generating a forward driving force of the vehicle;
An electric motor for generating forward drive force and reverse drive force of the vehicle;
A temperature detecting device for detecting the temperature of the electric motor;
An output limiting unit that limits the output of the electric motor based on the temperature detected by the temperature detection device and the set upper limit temperature of the electric motor;
A determination unit for determining whether or not the vehicle is going uphill;
A setting unit configured to set, in the output limiting unit, a second upper limit temperature that is higher than the first upper limit temperature that is normally set when the determination unit determines that the vehicle is going uphill. Hybrid car.
前記推定部によって推定された前記電動機の寿命に関する情報を利用者に報知する報知装置とをさらに備える、請求項1に記載のハイブリッド自動車。 An estimation unit that estimates the life of the electric motor based on a temperature detected by the temperature detection device;
The hybrid vehicle according to claim 1, further comprising: a notification device that notifies a user of information related to the life of the motor estimated by the estimation unit.
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JP2010173476A (en) * | 2009-01-29 | 2010-08-12 | Toyota Motor Corp | Hybrid automobile, its control method, and drive unit |
JP2011126379A (en) * | 2009-12-16 | 2011-06-30 | Toyota Motor Corp | Hybrid vehicle |
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JP2017135907A (en) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | スズキ株式会社 | Vehicular control device |
JP2021098402A (en) * | 2019-12-20 | 2021-07-01 | トヨタ自動車株式会社 | Electric vehicle and electric vehicle control method |
-
2006
- 2006-01-12 JP JP2006004958A patent/JP2007186048A/en active Pending
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