JP2008189236A - Control device of hybrid vehicle - Google Patents

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Tomohiro Sakurai
智浩 櫻井
Shogo Machida
彰吾 町田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reliably operate a hybrid vehicle even if the use of a high-voltage power supply needs to be limited. <P>SOLUTION: The hybrid vehicle has an electric motor 12 connected to an engine; a high-voltage power supply 40 for storing electric power generated by the electric motor 12; and a low-voltage power supply 46 for driving an engine control unit and the like. The voltage of the high-voltage power supply 40 is lowered by a DC/DC converter 44. A temperature sensor 51 detects whether or not the vehicle is in a state where the use of the high-voltage power supply 40 should be limited; in a state where the use of the high-voltage power supply should be limited, the charging/discharging current of the high-voltage power supply 40 is set at almost zero and the vehicle is driven by the engine; using the extra driving force of the engine, power is generated by the electric motor 12 to supply the power to the electric power equipment required for operation of the vehicle. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は高電圧機器に電力を供給する高電圧電源と電動モータとを有するハイブリッド車両の制御装置に関する。   The present invention relates to a control apparatus for a hybrid vehicle having a high-voltage power source that supplies power to a high-voltage device and an electric motor.

ハイブリッド車両の駆動装置には、高電圧バッテリからの電気エネルギで作動する電動モータと、燃料の燃焼によって作動するエンジンとを備えたものがある（特許文献１参照）。このような駆動装置を有するハイブリッド車両においては、電動モータや電動エアコンなどの高電圧機器に対して電力を供給するための高電圧バッテリが高電圧電源として搭載されている。近年、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池、電気二重層キャパシタなどの電気化学キャパシタといった蓄電デバイスの小型軽量化・高エネルギ密度化が進み、これらの蓄電デバイスが、高電圧バッテリとして電気自動車のみならず、ハイブリッド車両の高電圧電源としても活発に利用されている。   Some hybrid vehicle driving devices include an electric motor that operates with electric energy from a high-voltage battery, and an engine that operates by combustion of fuel (see Patent Document 1). In a hybrid vehicle having such a drive device, a high voltage battery for supplying power to a high voltage device such as an electric motor or an electric air conditioner is mounted as a high voltage power source. In recent years, power storage devices such as secondary batteries such as nickel metal hydride batteries and lithium ion batteries, and electrochemical capacitors such as electric double layer capacitors have become smaller, lighter, and higher in energy density, and these power storage devices can be used as high-voltage batteries. It is actively used not only for automobiles but also for high-voltage power supplies for hybrid vehicles.

通常、ハイブリッド車両には車両駆動用の電動モータに電力を供給する高電圧電源に加え、制御ユニット等に電力を供給するための低電圧電源が搭載されている。このように、高電圧電源としての高電圧バッテリと低電圧電源としての低電圧バッテリとを備えたハイブリッド車両には、発電機能を有する電動モータつまりモータジェネレータにより高電圧バッテリを充電し、オルタネータにより低電圧バッテリを充電するタイプと、高電圧系を電圧変換手段としてのDC/DCコンバータにより降圧して１２Ｖの低電圧に下げて低電圧バッテリに充電するタイプとがある。
特開平９−１０３００１号公報 Generally, a hybrid vehicle is equipped with a low voltage power source for supplying power to a control unit or the like in addition to a high voltage power source for supplying power to an electric motor for driving the vehicle. As described above, in a hybrid vehicle having a high voltage battery as a high voltage power source and a low voltage battery as a low voltage power source, the high voltage battery is charged by an electric motor having a power generation function, that is, a motor generator, and low by an alternator. There are a type that charges a voltage battery, and a type that steps down a high voltage system by a DC / DC converter as a voltage conversion means, lowers the voltage to a low voltage of 12 V, and charges the low voltage battery.
JP-A-9-103001

高電圧電源の電力を降圧して低電圧電源に充電するようにしたハイブリッド車両においては、高電圧電源が異常となった場合のように高電圧電源の使用を制限することが必要となった場合には、電動モータの出力を駆動輪に伝達することなく、エンジンのみで走行することが考えられる。しかし、このような制御方式では、低電圧電源も充電することができないので、エンジンのみで継続的に車両を走行すると、いずれ低電圧電源が空になってしまい、エンジンのみで継続的に車両を走行するには限度がある。   In hybrid vehicles where the voltage of the high-voltage power supply is stepped down to charge the low-voltage power supply, when it is necessary to restrict the use of the high-voltage power supply, such as when the high-voltage power supply becomes abnormal It is conceivable that the vehicle travels only with the engine without transmitting the output of the electric motor to the drive wheels. However, in such a control method, since the low voltage power source cannot be charged, if the vehicle is continuously driven only by the engine, the low voltage power source is eventually emptied, and the vehicle is continuously driven only by the engine. There are limits to driving.

本発明の目的は、高電圧電源の使用を制限することが必要となった場合でも、ハイブリッド車両を確実に走行可能とすることにある。   An object of the present invention is to enable a hybrid vehicle to travel reliably even when it is necessary to limit the use of a high-voltage power supply.

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、これに連結される電動モータと、前記電動モータによって発電された電力を蓄える高電圧電源と、前記エンジンを制御するエンジン制御ユニットを駆動するための低電圧電源と、前記電動モータと前記高電圧電源とを電気的に接続する高電圧系の電圧を降圧する電圧変換手段とを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記高電圧電源の状態を検出する電源状態検出手段と、前記電源状態検出手段が前記高電圧電源の使用を制限する状態であると判定したときには、前記高電圧電源の充放電電流をほぼ零に設定する制御手段とを有することを特徴とする。   A control apparatus for a hybrid vehicle according to the present invention drives an engine, an electric motor connected to the engine, a high-voltage power source that stores electric power generated by the electric motor, and an engine control unit that controls the engine. A control device for a hybrid vehicle, comprising: a low-voltage power supply; and a voltage conversion means for stepping down a voltage of a high-voltage system that electrically connects the electric motor and the high-voltage power supply, wherein the state of the high-voltage power supply And a control means for setting the charge / discharge current of the high voltage power supply to substantially zero when the power supply state detection means determines that the use of the high voltage power supply is restricted. It is characterized by having.

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記高電圧電源の使用が制限されるときには、前記エンジンによって車両を駆動し、前記エンジンの余剰駆動力を利用して前記電動モータにより発電し、発電電力を前記電圧変換手段により降圧してエンジン制御ユニットに電力を供給することを特徴とする。   When the use of the high-voltage power supply is restricted, the hybrid vehicle control device of the present invention drives the vehicle by the engine, generates electric power by the electric motor using surplus driving force of the engine, and generates generated power. The voltage is lowered by the voltage conversion means to supply electric power to the engine control unit.

本発明のハイブリッド車両の制御装置においては、前記電源状態検出手段は、前記高電圧電源の温度を検出することを特徴とする。また、本発明のハイブリッド車両の制御装置においては、前記高電圧電源の温度を検出する前記電源状態検出手段が非正常な信号を出力したときに前記高電圧電源の使用を制限することを特徴とする。   In the control apparatus for a hybrid vehicle according to the present invention, the power state detection means detects a temperature of the high voltage power source. In the hybrid vehicle control device of the present invention, when the power supply state detection means for detecting the temperature of the high voltage power supply outputs an abnormal signal, the use of the high voltage power supply is limited. To do.

本発明によれば、高電圧電源の使用が制限されるときには、高電圧電源の充放電電流をほぼ零に設定するので、高電圧機器の作動を停止させることなく、継続的に車両を走行させることができる。   According to the present invention, when the use of the high voltage power supply is restricted, the charge / discharge current of the high voltage power supply is set to almost zero, so that the vehicle is continuously driven without stopping the operation of the high voltage equipment. be able to.

本発明によれば、高電圧電源の使用が制限されるときには、電動モータによって発電して車両に搭載された高電圧機器や低電圧機器に電力を供給することができる。また、高電圧電源の使用が制限されるときには、発電電力を降圧してエンジン制御ユニットに供給するので、高電圧電源が故障しても継続的に車両を走行させることができる。   According to the present invention, when use of a high-voltage power supply is restricted, electric power can be generated by an electric motor and power can be supplied to a high-voltage device and a low-voltage device mounted on the vehicle. Further, when the use of the high voltage power supply is restricted, the generated power is stepped down and supplied to the engine control unit, so that the vehicle can be continuously driven even if the high voltage power supply fails.

高電圧電源の使用を制限する必要があるか否かは、高電圧電源のセル温度を検出する温度センサにより検出されたセル温度が所定値以上となったとき、所定値以下となったとき、および温度センサからの信号が通常の検出範囲を超えたときの少なくともいずれか１つの条件を満たしたときに判定することができる。   Whether or not it is necessary to limit the use of the high voltage power supply is determined when the cell temperature detected by the temperature sensor that detects the cell temperature of the high voltage power supply is equal to or higher than a predetermined value, It is possible to determine when at least one of the conditions when the signal from the temperature sensor exceeds the normal detection range is satisfied.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はハイブリッド車両に搭載されるパワーユニット１０を示すスケルトン図である。図１に示すように、パワーユニット１０には、駆動源としてのエンジン１１と電動モータ（モータジェネレータ)１２とが設けられており、電動モータ１２の後方側にはトランスミッション１３が設けられている。エンジン１１や電動モータ１２から出力される動力は、ミッションケース１４内に組み込まれる変速機構１５を介して変速された後に、複数のデファレンシャル機構１６，１７を経て各駆動輪に分配される。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a skeleton diagram showing a power unit 10 mounted on a hybrid vehicle. As shown in FIG. 1, the power unit 10 is provided with an engine 11 and an electric motor (motor generator) 12 as drive sources, and a transmission 13 is provided behind the electric motor 12. The power output from the engine 11 and the electric motor 12 is shifted through a transmission mechanism 15 incorporated in the mission case 14 and then distributed to each drive wheel via a plurality of differential mechanisms 16 and 17.

図示するパワーユニット１０はパラレル方式のパワーユニットであり、走行用の主要な駆動源としてエンジン１１が駆動される一方、発進時や加速時には補助的な駆動源として電動モータ１２が駆動される。また、減速時や定常走行時には電動モータ１２をジェネレータとして発電駆動させることにより、減速エネルギや余剰動力を電気エネルギに変換して回収することが可能となる。さらに、電動モータ１２をスタータモータとして作動させることにより、電動モータ１２によってエンジン１１を始動回転させることが可能となる。   The illustrated power unit 10 is a parallel power unit, and an engine 11 is driven as a main driving source for traveling, while an electric motor 12 is driven as an auxiliary driving source during start-up and acceleration. In addition, during deceleration or steady running, the electric motor 12 is driven to generate electricity as a generator, so that deceleration energy and surplus power can be converted into electric energy and recovered. Furthermore, by operating the electric motor 12 as a starter motor, the engine 11 can be started and rotated by the electric motor 12.

エンジン１１の後方側に設けられる電動モータ１２は、モータケース２０に固定されるステータ２１と、エンジン１１のクランク軸２２に連結されるロータ２３とを備えており、ロータ２３はドライブプレート２４を介してトルクコンバータ２５に連結されている。トルクコンバータ２５は、コンバータケース２６に固定されるポンプインペラ２７と、このポンプインペラ２７に対向するタービンランナ２８とを備えており、トルクコンバータ２５内の作動油を介してポンプインペラ２７からタービンランナ２８に動力が伝達される。   The electric motor 12 provided on the rear side of the engine 11 includes a stator 21 fixed to the motor case 20 and a rotor 23 connected to the crankshaft 22 of the engine 11, and the rotor 23 is interposed via a drive plate 24. To the torque converter 25. The torque converter 25 includes a pump impeller 27 that is fixed to the converter case 26 and a turbine runner 28 that faces the pump impeller 27, and the turbine runner 28 is connected from the pump impeller 27 via the hydraulic oil in the torque converter 25. Power is transmitted to.

また、トルクコンバータ２５には、遊星歯車列、クラッチ、ブレーキ等を備える変速機構１５が変速入力軸３０を介して接続されている。この変速機構１５内のクラッチやブレーキを選択的に締結することにより、変速機構１５内の動力伝達経路を切り換えて変速することが可能となる。さらに、変速出力軸３１と後輪出力軸３２との間には、前後輪に駆動トルクを分配する複合遊星歯車式のセンタデファレンシャル機構１６が装着されており、このセンタデファレンシャル機構１６を介して前輪出力軸３３と後輪出力軸３２とに動力が分配される。   A transmission mechanism 15 including a planetary gear train, a clutch, a brake, and the like is connected to the torque converter 25 via a transmission input shaft 30. By selectively engaging the clutch and the brake in the transmission mechanism 15, the power transmission path in the transmission mechanism 15 can be switched to change the speed. Further, a compound planetary gear type center differential mechanism 16 that distributes driving torque to the front and rear wheels is mounted between the transmission output shaft 31 and the rear wheel output shaft 32, and the front wheels are connected via the center differential mechanism 16. Power is distributed to the output shaft 33 and the rear wheel output shaft 32.

図２は本発明の一実施の形態であるハイブリッド車両の制御装置を示すブロック図であり、ハイブリッド車両には、高電圧機器に電力を供給する高電圧バッテリつまり高電圧電源４０が搭載されており、高電圧電源４０としてはリチウムイオン電池が使用されている。ただし、高電圧電源４０としてはリチウムイオン電池等の二次電池以外に、電気二重層キャパシタなどの電気化学キャパシタを使用するようにしても良い。   FIG. 2 is a block diagram showing a control apparatus for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention. The hybrid vehicle is equipped with a high-voltage battery, that is, a high-voltage power supply 40 for supplying power to high-voltage equipment. As the high voltage power supply 40, a lithium ion battery is used. However, as the high voltage power supply 40, an electrochemical capacitor such as an electric double layer capacitor may be used in addition to a secondary battery such as a lithium ion battery.

ジェネレータつまり発電機としての機能を有し交流同期型モータである電動モータ１２は、高電圧配線４１ａ，４１ｂによりインバータ４２に接続されており、電動モータ１２を駆動してその駆動力を駆動輪に伝達するときには高電圧電源４０からの電力がインバータ４２により所定周波数の交流電流に変換されて電動モータ１２に供給される。一方、電動モータ１２をエンジンにより駆動したり、車両制動時に駆動することにより電動モータ１２によって発電するときには、インバータ４２により直流電流に変換されて高電圧電源４０に対して充電が行われる。   The electric motor 12, which is an AC synchronous motor having a function as a generator, that is, a generator, is connected to the inverter 42 by high voltage wirings 41a and 41b, and drives the electric motor 12 to use the driving force as driving wheels. When transmitting, the electric power from the high voltage power supply 40 is converted into an alternating current of a predetermined frequency by the inverter 42 and supplied to the electric motor 12. On the other hand, when the electric motor 12 is driven by the engine or is driven during vehicle braking to generate electric power by the electric motor 12, the inverter 42 converts it into a direct current and charges the high voltage power supply 40.

高電圧配線４１ａ，４１ｂには電動エアコン４３が接続されており、高電圧配線４１ａ，４１ｂを介して高電圧電源４０からの電力が電動エアコン４３のコンプレッサ駆動用モータに供給されるようになっている。高電圧配線４１ａ，４１ｂにはDC/DCコンバータ４４が電圧変換手段として接続されており、DC/DCコンバータ４４の出力端子は給電配線４５により低電圧機器に接続されている。低電圧機器としては、低電圧電源４６、バッテリ制御ユニット４７、ハイブリッド制御ユニット４８、エンジン制御ユニット４９および変速機制御ユニット５０等があり、高電圧電源４０からの高電圧系の電圧を１２Ｖに降圧して低電圧電源４６に対して充電が行われるとともに、エンジン制御ユニット４９等に電力が供給される。上述したそれぞれの制御ユニット４７〜５０は、制御信号等を演算するＣＰＵを備えるとともに、制御プログラム、演算式、マップデータ等を格納するＲＯＭや、一時的にデータを格納するＲＡＭを備えている。なお、制御ユニット４７〜５０は通信ネットワークを介して相互に接続されており、各々の制御ユニット４７〜５０間において各種情報が共有されるようになっている。   The electric air conditioner 43 is connected to the high voltage wirings 41a and 41b, and the electric power from the high voltage power supply 40 is supplied to the compressor driving motor of the electric air conditioner 43 through the high voltage wirings 41a and 41b. Yes. A DC / DC converter 44 is connected to the high voltage wirings 41 a and 41 b as voltage conversion means, and an output terminal of the DC / DC converter 44 is connected to a low voltage device by a power supply wiring 45. Low-voltage devices include a low-voltage power supply 46, a battery control unit 47, a hybrid control unit 48, an engine control unit 49, a transmission control unit 50, and the like, and step down the high-voltage system voltage from the high-voltage power supply 40 to 12V. Then, the low voltage power supply 46 is charged and power is supplied to the engine control unit 49 and the like. Each of the control units 47 to 50 described above includes a CPU that calculates a control signal and the like, and also includes a ROM that stores a control program, an arithmetic expression, map data, and the like, and a RAM that temporarily stores data. The control units 47 to 50 are connected to each other via a communication network, and various types of information are shared between the control units 47 to 50.

バッテリ制御ユニット４７には、高電圧電源４０のセル温度を検出する温度センサ５１、高電圧電源４０の電圧を検出する電圧センサ５２、および高電圧系の電流を検出する電流センサ５３からの検出信号が送られるようになっており、バッテリ制御ユニット４７はバッテリの残存容量(SOC)を演算する。バッテリ制御ユニット４７からはハイブリッド制御ユニット４８に高電圧電源４０のセル温度、端子電圧、電流および残存容量等の信号が送られるようになっている。ハイブリッド制御ユニット４８からはエンジン制御ユニット４９に指示トルクの信号が送られてエンジン１１の駆動が制御される。さらにハイブリッド制御ユニット４８からはインバータ４２に指示電力の信号が送られて電動モータ１２の駆動トルクが制御される。高電圧系を構成する高電圧配線４１ａには配線をオンオフするための高電圧リレー５４が設けられており、車両のスタータースイッチがオンされると、高電圧リレー５４がオンとなる。   The battery control unit 47 includes a temperature sensor 51 that detects the cell temperature of the high voltage power supply 40, a voltage sensor 52 that detects the voltage of the high voltage power supply 40, and a detection signal from the current sensor 53 that detects the current of the high voltage system. The battery control unit 47 calculates the remaining capacity (SOC) of the battery. From the battery control unit 47, signals such as the cell temperature, terminal voltage, current, and remaining capacity of the high voltage power supply 40 are sent to the hybrid control unit 48. The hybrid control unit 48 sends an instruction torque signal to the engine control unit 49 to control the drive of the engine 11. Further, a command power signal is sent from the hybrid control unit 48 to the inverter 42 to control the drive torque of the electric motor 12. The high voltage wiring 41a constituting the high voltage system is provided with a high voltage relay 54 for turning on and off the wiring. When the starter switch of the vehicle is turned on, the high voltage relay 54 is turned on.

高電圧電源４０は所定の温度範囲において充放電を行う必要がある。このため、高電圧電源４０を冷却する冷却ユニットの故障等によって高電圧電源４０が所定の温度よりも高い温度になると高電圧電源４０が劣化したり、充放電効率が低下したりするので、充放電を制限して高電圧電源４０の温度上昇を抑制するようにしている。同様に、高電圧電源４０の温度が極低温となったときのように所定の温度よりも低くなると充放電効率が低下するので、物理的に充放電を制限する必要がある。さらに、高電圧電源４０の使用を制限する場合としては、温度センサ５１が故障した場合がある。温度センサ５１の故障としては、信号線が断線したり、短絡したり、センサ特性異常等によって物理的にあり得る範囲外の信号がバッテリ制御ユニット４７に入力した場合がある。このように、温度センサ５１からの信号によって高電圧電源４０の使用を制限する状態であるか否かを判定することができ、温度センサ５１が高電圧電源の状態を検出する電源状態検出手段となっている。   The high voltage power supply 40 needs to be charged and discharged within a predetermined temperature range. For this reason, if the high voltage power supply 40 becomes higher than a predetermined temperature due to a failure of the cooling unit that cools the high voltage power supply 40, the high voltage power supply 40 is deteriorated or the charge / discharge efficiency is lowered. The discharge is limited to suppress the temperature rise of the high voltage power supply 40. Similarly, since the charge / discharge efficiency decreases when the temperature of the high voltage power supply 40 becomes lower than a predetermined temperature, such as when the temperature of the high voltage power supply 40 becomes extremely low, it is necessary to physically limit the charge / discharge. Furthermore, as a case where the use of the high voltage power supply 40 is restricted, the temperature sensor 51 may be broken. As the failure of the temperature sensor 51, there is a case where a signal out of a physically possible range is input to the battery control unit 47 due to a signal line disconnection, a short circuit, a sensor characteristic abnormality, or the like. Thus, it is possible to determine whether or not the use of the high-voltage power supply 40 is restricted based on the signal from the temperature sensor 51, and the temperature sensor 51 detects the state of the high-voltage power supply, It has become.

上述のように高電圧電源４０を冷却するための冷却ユニットが故障すると、高電圧電源４０が高温になるので、冷却ユニットを構成する冷却ファンの故障を検出したときに、高電圧電源４０の使用を制限するようにしても良い。さらには、高電圧電源４０の電圧を検出する電圧センサ５２が故障してこの電圧センサ５２からの送られる信号が所定の範囲外となったときに、高電圧電源４０の使用を制限するようにしても良い。したがって、高電圧電源４０のセル温度を検出する温度センサ５１からの信号によりセル温度が所定値以上となったとき、セル温度が所定値以下となったとき、および温度センサ５１からの信号が通常の検出範囲を超えたとき、さらには、冷却ファンの故障が検出されたとき、電圧センサ５２が故障したときの少なくともいずれか１つの条件を満たしたときに、高電圧電源４０の使用を制限する場合であると判定することができる。   When the cooling unit for cooling the high voltage power supply 40 fails as described above, the high voltage power supply 40 becomes high temperature. Therefore, when the failure of the cooling fan constituting the cooling unit is detected, the use of the high voltage power supply 40 is performed. You may make it restrict | limit. Further, when the voltage sensor 52 that detects the voltage of the high voltage power supply 40 fails and the signal sent from the voltage sensor 52 falls outside the predetermined range, the use of the high voltage power supply 40 is restricted. May be. Therefore, the signal from the temperature sensor 51 that detects the cell temperature of the high-voltage power supply 40 becomes normal when the cell temperature becomes equal to or higher than a predetermined value, when the cell temperature becomes lower than the predetermined value, and when the signal from the temperature sensor 51 is The use of the high-voltage power supply 40 is restricted when the detection range is exceeded, when a failure of the cooling fan is detected, or when at least one of the conditions when the voltage sensor 52 fails is satisfied. It can be determined that this is the case.

温度センサ５１からの信号により高電圧電源４０がその使用を制限する状態となっていることが判定されたときには、高電圧リレー５４をオフすることなく、高電圧電源４０の充放電をほぼ零に設定する。これにより、高電圧電源４０とインバータ４２は電気的に接続された状態を維持しつつ、高電圧電源４０の充放電が抑制される。温度センサ５１の検出信号はバッテリ制御ユニット４７を介してハイブリッド制御ユニット４８に送られるようになっており、ハイブリッド制御ユニット４８は、温度センサ５１からの信号に基づいて、高電圧電源４０の充放電をほぼ零に設定するための制御手段となっている。ただし、バッテリ制御ユニット４７に制御手段としての機能を持たせるようにしても良い。   When it is determined by the signal from the temperature sensor 51 that the high voltage power supply 40 is in a state of restricting its use, the charge / discharge of the high voltage power supply 40 is reduced to almost zero without turning off the high voltage relay 54. Set. Thereby, charging / discharging of the high voltage power supply 40 is suppressed, maintaining the state in which the high voltage power supply 40 and the inverter 42 were electrically connected. The detection signal of the temperature sensor 51 is sent to the hybrid control unit 48 via the battery control unit 47, and the hybrid control unit 48 charges and discharges the high-voltage power supply 40 based on the signal from the temperature sensor 51. Is a control means for setting the value to substantially zero. However, the battery control unit 47 may have a function as a control means.

高電圧電源４０の充放電電流をほぼ零に抑制したときには、電動エアコン４３とDC/DCコンバータ４４等の高電圧機器と、バッテリ制御ユニット４７，ハイブリッド制御ユニット４８およびエンジン制御ユニット４９等の低電圧機器に対して電力を供給するために電動モータ１２の制御を行う。電動モータ１２を駆動して発電させることにより、エンジン制御ユニット４９に対しても電力供給を行うことができ、エンジンを駆動させて車両を継続的に走行させることができるとともに、変速機制御ユニット５０に電力供給することによって変速操作も継続的に行うことができる。   When the charging / discharging current of the high voltage power supply 40 is suppressed to almost zero, high voltage devices such as the electric air conditioner 43 and the DC / DC converter 44, and low voltages of the battery control unit 47, the hybrid control unit 48, the engine control unit 49, etc. The electric motor 12 is controlled to supply power to the device. By driving the electric motor 12 to generate electric power, the engine control unit 49 can be supplied with electric power, and the engine can be driven to run the vehicle continuously, and the transmission control unit 50 can be driven. The gear shifting operation can be continuously performed by supplying electric power to the motor.

図３はハイブリッド車両の制御アルゴリズムを示すフローチャートであり、ステップＳ１では温度センサ５１からの信号によって高電圧電源４０の使用を制限する状態であるか否かが判定される。このステップＳ１で高電圧電源４０の使用を制限する状態ではないと判定されたときには、ステップＳ２が実行されて高電圧電源４０は通常制御される。通常制御のモードにおいては、それぞれのセンサ５１〜５３からバッテリ制御ユニット４７に送られる信号によって、高電圧電源４０の電圧Ｖ、セル温度Ｔおよび電流Ｉが算出される。これらの算出結果はバッテリ制御ユニット４７からハイブリッド制御ユニット４８に送られて、ハイブリッド制御ユニット４８においては、これらの算出値に基づいて残存容量(SOC)が演算される。ハイブリッド制御ユニット４８は、残存容量(SOC)と、アクセルセンサからのアクセル踏み込み量と、インバータ４２からのモータ回転数と、変速機制御ユニット５０からの変速比情報等とに基づいてモータ指示トルクを演算し、インバータ４２に演算結果を送る。これにより、電動モータ１２は所定のトルクを出力するように回転駆動される。   FIG. 3 is a flowchart showing the control algorithm of the hybrid vehicle. In step S1, it is determined whether or not the use of the high-voltage power supply 40 is restricted by a signal from the temperature sensor 51. When it is determined in step S1 that the use of the high voltage power supply 40 is not restricted, step S2 is executed and the high voltage power supply 40 is normally controlled. In the normal control mode, the voltage V, the cell temperature T, and the current I of the high voltage power supply 40 are calculated by signals sent from the respective sensors 51 to 53 to the battery control unit 47. These calculation results are sent from the battery control unit 47 to the hybrid control unit 48, and the hybrid control unit 48 calculates the remaining capacity (SOC) based on these calculated values. The hybrid control unit 48 calculates the motor command torque based on the remaining capacity (SOC), the accelerator depression amount from the accelerator sensor, the motor rotational speed from the inverter 42, the gear ratio information from the transmission control unit 50, and the like. The calculation is performed and the calculation result is sent to the inverter 42. Thereby, the electric motor 12 is rotationally driven so as to output a predetermined torque.

一方、ステップＳ１において高電圧電源４０の使用を制限する状態であると判定されたときには、ステップＳ３において高電圧電源４０への目標充放電電力[kW]を０kWに設定し、ステップＳ４において目標モータ発電電力を算出する。目標モータ発電電力は、現在の高電圧系の電圧と電流とから求められる現在の充放電電力と目標充放電電力とを加算することにより求められる。現在の充放電電力は、電動エアコン４３やDC/DCコンバータ４４等の高電圧機器の負荷による現在の消費電力に相当し、目標モータ発電電力＝目標充放電電力＋現在の消費電力により求められる。なお、現在の高電圧系の電圧は、電圧センサ５２により検出することができるが、インバータ４２の入力側の電圧値から現在の高電圧系の電圧値を検出するようにしても良い。   On the other hand, when it is determined in step S1 that the use of the high voltage power supply 40 is restricted, the target charge / discharge power [kW] to the high voltage power supply 40 is set to 0 kW in step S3, and the target motor is set in step S4. Calculate generated power. The target motor generated power is obtained by adding the current charge / discharge power obtained from the current voltage and current of the high voltage system and the target charge / discharge power. The current charge / discharge power corresponds to the current power consumption due to the load of the high-voltage equipment such as the electric air conditioner 43 and the DC / DC converter 44, and is obtained by target motor power generation = target charge / discharge power + current power consumption. Although the current high voltage system voltage can be detected by the voltage sensor 52, the current high voltage system voltage value may be detected from the voltage value on the input side of the inverter.

ステップＳ５においては目標モータ発電電力と現在のモータ回転数から目標モータ指示トルクを算出し、ステップＳ６においては現在のモータ回転数と算出した目標モータ指示トルクとに基づいてモータ・インバータ効率を算出し、ステップＳ７においては目標モータトルク値を算出する。ステップＳ５におけるモータ指示トルク値は、（目標モータ発電電力×60×1000）÷（２π×モータ回転数）により求められ、モータ・インバータ効率はモータ回転数とモータトルク値に基づいてメモリに格納されたマップデータを読み出すことにより求められるので、ステップＳ７におけるモータ指示トルク値は、モータ指示トルク値＝（（目標モータ発電電力×60×1000）÷（２π×モータ回転数））×モータ・インバータ効率係数、に基づいて算出される。ここで、モータ・インバータ効率係数は、モータ・インバータ効率係数＝100÷モータ・インバータ効率、により求められる。   In step S5, the target motor command torque is calculated from the target motor generated power and the current motor speed. In step S6, the motor / inverter efficiency is calculated based on the current motor speed and the calculated target motor command torque. In step S7, a target motor torque value is calculated. The motor command torque value in step S5 is obtained by (target motor generated power × 60 × 1000) ÷ (2π × motor rotation speed), and the motor / inverter efficiency is stored in the memory based on the motor rotation speed and the motor torque value. Therefore, the motor command torque value in step S7 is calculated as follows: motor command torque value = ((target motor generated power × 60 × 1000) ÷ (2π × motor rotation speed)) × motor inverter efficiency It is calculated based on the coefficient. Here, the motor / inverter efficiency coefficient is obtained by the following formula: motor / inverter efficiency coefficient = 100 ÷ motor / inverter efficiency.

ステップＳ８においては、目標充放電電力と現在の充放電電力との差分からモータトルクのフィードバック値を算出して目標モータトルク値を補正してモータトルク指示値を出力する。このように、モータ・インバータ効率等のばらつきを補正することによって最終的なモータへのトルク値を算出する。   In step S8, a feedback value of the motor torque is calculated from the difference between the target charge / discharge power and the current charge / discharge power, the target motor torque value is corrected, and a motor torque instruction value is output. In this way, the final torque value to the motor is calculated by correcting variations in motor / inverter efficiency and the like.

このように、温度センサ５１からの信号によって高電圧電源４０の作動を制限する必要があると判定されたときには、車両の走行に必要な消費電力分だけを電動モータ１２によって発電することにより、高電圧電源４０を充放電させることなく、継続的に車両を走行させることができる。高電圧電源４０に対する充放電を停止させた状態のもとでもインバータ４２と高電圧電源４０は高電圧リレー５４を介して接続されており、高電圧系はつながった状態となっているので、高電圧機器の急激な負荷変動が発生しても高電圧電源４０によって負荷変動を吸収することができる。   As described above, when it is determined that the operation of the high-voltage power supply 40 needs to be limited by the signal from the temperature sensor 51, the electric motor 12 generates power only for the power consumption necessary for traveling of the vehicle. The vehicle can be continuously driven without charging / discharging the voltage power source 40. The inverter 42 and the high voltage power supply 40 are connected via the high voltage relay 54 even when charging / discharging to the high voltage power supply 40 is stopped, and the high voltage system is in a connected state. Even if a sudden load fluctuation occurs in the voltage device, the high voltage power supply 40 can absorb the load fluctuation.

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、図示するハイブリッド車両はパラレル方式のハイブリッド車両であるが、これに限られることはなく、シリーズ方式やシリーズ・パラレル方式のハイブリッド車両に対しても本発明の制御装置を適用することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the illustrated hybrid vehicle is a parallel hybrid vehicle, but is not limited to this, and the control device of the present invention can be applied to a series or series / parallel hybrid vehicle.

ハイブリッド車両に搭載されるパワーユニットを示すスケルトン図である。It is a skeleton figure which shows the power unit mounted in a hybrid vehicle. 本発明の一実施の形態であるハイブリッド車両の制御装置を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a control device for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention. ハイブリッド車両の制御アルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control algorithm of a hybrid vehicle.

符号の説明Explanation of symbols

１０ パワーユニット
１１ エンジン
１２ 電動モータ（モータジェネレータ）
１３ トランスミッション
４０ 高電圧電源
４２ インバータ
４３ 電動エアコン
４４ DC/DCコンバータ（電圧変換手段）
４６ 低電圧電源
４７ バッテリ制御ユニット
４８ ハイブリッド制御ユニット
４９ エンジン制御ユニット
５０ 変速機制御ユニット
５１ 温度センサ 10 Power unit 11 Engine 12 Electric motor (motor generator)
13 Transmission 40 High voltage power supply 42 Inverter 43 Electric air conditioner 44 DC / DC converter (voltage conversion means)
46 Low voltage power supply 47 Battery control unit 48 Hybrid control unit 49 Engine control unit 50 Transmission control unit 51 Temperature sensor

Claims (4)

エンジンと、これに連結される電動モータと、前記電動モータによって発電された電力を蓄える高電圧電源と、前記エンジンを制御するエンジン制御ユニットを駆動するための低電圧電源と、前記電動モータと前記高電圧電源とを電気的に接続する高電圧系の電圧を降圧する電圧変換手段とを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記高電圧電源の状態を検出する電源状態検出手段と、
前記電源状態検出手段が前記高電圧電源の使用を制限する状態であると判定したときには、前記高電圧電源の充放電電流をほぼ零に設定する制御手段とを有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 An engine, an electric motor coupled thereto, a high voltage power source for storing electric power generated by the electric motor, a low voltage power source for driving an engine control unit for controlling the engine, the electric motor, and the A control device for a hybrid vehicle comprising a voltage conversion means for stepping down a voltage of a high voltage system that is electrically connected to a high voltage power source,
Power supply state detection means for detecting the state of the high voltage power supply;
And a control means for setting the charge / discharge current of the high voltage power supply to substantially zero when the power supply state detection means determines that the use of the high voltage power supply is restricted. Control device. 請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記高電圧電源の使用が制限されるときには、前記エンジンによって車両を駆動し、前記エンジンの余剰駆動力を利用して前記電動モータにより発電し、発電電力を前記電圧変換手段により降圧してエンジン制御ユニットに電力を供給することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。   The hybrid vehicle control device according to claim 1, wherein when the use of the high-voltage power supply is restricted, the vehicle is driven by the engine, the surplus driving force of the engine is used to generate power by the electric motor, A control apparatus for a hybrid vehicle, wherein the electric power is stepped down by the voltage conversion means and the electric power is supplied to the engine control unit. 請求項１または２記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記電源状態検出手段は、前記高電圧電源の温度を検出することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。   3. The control apparatus for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the power supply state detection means detects a temperature of the high voltage power supply. 請求項３記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記高電圧電源の温度を検出する前記電源状態検出手段が非正常な信号を出力したときに前記高電圧電源の使用を制限することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。   4. The control apparatus for a hybrid vehicle according to claim 3, wherein the use of the high voltage power supply is restricted when the power supply state detecting means for detecting the temperature of the high voltage power supply outputs an abnormal signal. Control device for hybrid vehicle.
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