JP2010012827A - Vehicle and control method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a vehicle and a control method thereof.
従来、この種の車両としては、エンジンと、エンジンの動力により回転して発電する発電機と、車軸に連結された駆動軸に接続された電動機と、充放電可能なバッテリと、発電機および電動機を駆動する各駆動回路とバッテリとの間に配置されバッテリの電圧を昇圧する昇圧回路と、を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この車両では、バッテリに異常が生じたときに、昇圧回路より各駆動回路側のシステム電圧が発電機で発生する逆起電圧以上となるよう昇圧回路を予め制御することによりバッテリの遮断後に発電機に電流を流すことができなくなるのを回避し、その後、バッテリと各駆動回路との接続を遮断し、エンジンの動力により発電機で発電した電力を用いて電動機から動力を出力して走行するバッテリレス走行を行なうものとしている。
上述の車両では、発電機を正常に駆動できなくなる異常が生じたときには、バッテリの電力を用いての電動機の動力のみによる退避走行をできるだけ長い時間や距離に亘って継続できるようにすることが望まれる。このため、発電機を正常に駆動できない異常時であっても、例えば発電機のロータの回転位置を検出するセンサの故障時や発電機の駆動回路の一部のスイッチング素子がオンされなくなる故障時などのように、発電機の駆動回路の駆動停止が可能で発電機で発生する逆起電力による発電電力を電動機の駆動に用いることができる場合には、この発電電力をできるだけ大きくすることが望ましい。 In the above-described vehicle, when an abnormality that prevents the generator from being normally driven occurs, it is desirable that the retreat travel using only the electric power of the electric motor using the electric power of the battery can be continued for as long as possible. It is. For this reason, even when the generator cannot be driven normally, for example, when the sensor that detects the rotational position of the rotor of the generator fails or when some of the switching elements of the generator drive circuit are not turned on When it is possible to stop the driving of the generator drive circuit and the generated power by the back electromotive force generated by the generator can be used for driving the motor, it is desirable to increase this generated power as much as possible. .
本発明の車両およびその制御方法は、発電機を正常に駆動できない異常時に電動機の動力のみによる走行をより長く継続可能とすることを主目的とする。 A vehicle and a control method thereof according to the present invention have a main object of enabling traveling using only the power of an electric motor to be continued for a longer time when there is an abnormality in which a generator cannot be driven normally.
本発明の車両およびその制御方法は、少なくとも上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The vehicle and the control method thereof according to the present invention employ the following means in order to achieve at least the above-described main object.
本発明の車両は、
内燃機関と、
前記内燃機関の回転数に対応する回転数で回転し、該回転に伴って逆起電力を発生する発電機と、
前記発電機を駆動する発電機用インバータ回路と、
車軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電動機を駆動する電動機用インバータ回路と、
充放電可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段が接続された低電圧系と前記発電機用インバータ回路および前記電動機用インバータ回路が接続された高電圧系との間に介在し、前記高電圧系の電圧を調整すると共に前記低電圧系と前記高電圧系との間で電力をやり取りする電圧調整手段と、
前記発電機の回転数を取得する回転数取得手段と、
前記発電機用インバータ回路を含む前記発電機の駆動に必要な機器または部品の異常により前記発電機用インバータ回路のゲート遮断が可能な範囲内で前記発電機を正常に駆動できなくなる所定の異常が生じたとき、前記発電機用インバータ回路がゲート遮断された状態で前記内燃機関が所定回転数で自立運転されるよう前記内燃機関と前記発電機用インバータ回路とを制御し、前記取得された回転数で回転し逆起電力を発生する前記発電機で発生可能な最大の発電電力を上限とする範囲として該上限近傍の所定電力範囲にある発電電力が前記発電機で発生するよう前記取得された回転数に基づいて前記高電圧系の目標電圧を設定すると共に前記高電圧系の電圧が該設定した目標電圧に調整されるよう前記電圧調整手段を制御し、走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記電動機から出力されて走行するよう前記電動機用インバータ回路を制御する異常時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The vehicle of the present invention
An internal combustion engine;
A generator that rotates at a rotational speed corresponding to the rotational speed of the internal combustion engine and generates a back electromotive force along with the rotational speed;
An inverter circuit for a generator that drives the generator;
An electric motor that can input and output power to the axle;
An inverter circuit for an electric motor that drives the electric motor;
Charge / discharge power storage means;
It is interposed between the low voltage system to which the power storage means is connected and the high voltage system to which the inverter circuit for the generator and the inverter circuit for the motor are connected, and adjusts the voltage of the high voltage system and the low voltage system. Voltage adjusting means for exchanging power between the system and the high voltage system;
A rotational speed acquisition means for acquiring the rotational speed of the generator;
There is a predetermined abnormality in which the generator cannot be normally driven within a range in which the gate of the inverter circuit for the generator can be shut off due to an abnormality in equipment or parts necessary for driving the generator including the inverter circuit for the generator. When it occurs, the internal combustion engine and the generator inverter circuit are controlled such that the internal combustion engine is operated independently at a predetermined rotational speed with the generator inverter circuit being gate-cut, and the acquired rotation is controlled. The obtained power is generated in the generator within a predetermined power range near the upper limit, with the maximum generated power that can be generated by the generator rotating by a number and generating counter electromotive force as an upper limit. A target voltage for the high voltage system is set based on the number of revolutions, and the voltage adjusting means is controlled so that the voltage of the high voltage system is adjusted to the set target voltage. And abnormality control means for controlling the inverter circuit for the motor so that the driving force based on the required driving force travels is outputted from the electric motor to be,
It is a summary to provide.
この本発明の車両では、発電機の回転数を取得し、発電機用インバータ回路を含む発電機の駆動に必要な機器または部品の異常により発電機用インバータ回路のゲート遮断が可能な範囲内で発電機を正常に駆動できなくなる所定の異常が生じたときに、発電機用インバータ回路がゲート遮断された状態で内燃機関が所定回転数で自立運転されるよう内燃機関と発電機用インバータ回路とを制御し、取得された回転数で回転し逆起電力を発生する発電機で発生可能な最大の発電電力を上限とする範囲として上限近傍の所定電力範囲にある発電電力が発電機で発生するよう取得された回転数に基づいて高電圧系の目標電圧を設定すると共に高電圧系の電圧が設定した目標電圧に調整されるよう電圧調整手段を制御し、走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力が電動機から出力されて走行するよう電動機用インバータ回路を制御する。これにより、逆起電力を発生する発電機で発生可能な発電電力の上限近傍の電力を電動機の駆動に用いることができるから、電動機の動力のみによる走行をより長く継続可能とすることができる。ここで、「所定の異常」には、発電機の回転子の回転位置を検出するセンサの異常や、発電機の固定子に流れる相電流を検出するセンサの異常,発電機用インバータ回路の一部のスイッチング素子がオンされなくなる異常などが含まれる。また、「所定回転数」には、内燃機関の定格値としての最高回転数などが含まれる。 In the vehicle according to the present invention, the number of revolutions of the generator is acquired, and the gate of the inverter circuit for the generator can be shut off due to an abnormality in equipment or parts necessary for driving the generator including the inverter circuit for the generator. An internal combustion engine and an inverter circuit for a generator so that the internal combustion engine can be operated independently at a predetermined rotational speed in a state where a gate of the inverter circuit for the generator is shut off when a predetermined abnormality that prevents the generator from being driven normally occurs. The generator generates the generated power in the predetermined power range near the upper limit, with the maximum generated power that can be generated by the generator rotating at the acquired rotational speed and generating counter electromotive force as the upper limit. The required driving force required for driving is set by setting the target voltage of the high voltage system based on the obtained rotation speed and controlling the voltage adjusting means so that the voltage of the high voltage system is adjusted to the set target voltage. Driving force based controls motor inverter circuit so as to travel is output from the motor. Thereby, since the electric power in the vicinity of the upper limit of the generated electric power that can be generated by the generator that generates the counter electromotive force can be used for driving the electric motor, it is possible to continue traveling with only the electric power of the electric motor for a longer time. Here, the “predetermined abnormality” includes an abnormality of a sensor that detects the rotational position of the rotor of the generator, an abnormality of a sensor that detects a phase current flowing through the stator of the generator, and an inverter circuit for the generator. An abnormality that prevents the switching element of the part from being turned on is included. Further, the “predetermined rotational speed” includes the maximum rotational speed as a rated value of the internal combustion engine.
こうした本発明の車両において、前記異常時制御手段は、前記発電機の回転数と前記高電圧系の目標電圧との関係である回転数目標電圧関係を実験または解析により予め定めて記憶すると共に前記取得された回転数と前記記憶した回転数目標電圧関係とに基づいて前記高電圧系の目標電圧を設定する手段であるものとすることもできるし、前記異常時制御手段は、前記発電機で発生する逆起電力を前記発電機の回転数と所定の係数との積として表したときに前記取得された回転数と前記所定の係数と値1/2との積を前記高電圧系の目標電圧として設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、高電圧系の目標電圧をより確実に設定することができる。 In such a vehicle of the present invention, the abnormal time control means predetermines and stores a rotational speed target voltage relationship, which is a relationship between the rotational speed of the generator and the target voltage of the high voltage system, by experiment or analysis and The high-voltage system target voltage may be set based on the acquired rotational speed and the stored rotational speed target voltage relationship, and the abnormality control means may be the generator. When the generated counter electromotive force is expressed as a product of the rotational speed of the generator and a predetermined coefficient, the product of the acquired rotational speed, the predetermined coefficient, and a value ½ is the target of the high voltage system. It may be a means for setting as a voltage. In this way, the target voltage of the high voltage system can be set more reliably.
また、本発明の車両において、前記異常時制御手段は、前記内燃機関が運転されている最中に前記所定の異常が生じたときに前記内燃機関と前記発電機用インバータ回路と前記電動機用インバータ回路と前記電圧調整手段とを制御する手段であるものとすることもできる。 In the vehicle according to the present invention, the abnormality control means may include the internal combustion engine, the generator inverter circuit, and the motor inverter when the predetermined abnormality occurs while the internal combustion engine is being operated. It may be a means for controlling the circuit and the voltage adjusting means.
さらに、本発明の車両において、前記車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との3軸に接続され、該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段を備えるものとすることもできる。ここで、「3軸式動力入出力手段」は、シングルピニオン式やダブルピニオン式の遊星歯車機構であるものとすることもできるし、デファレンシャルギヤであるものとすることもできる。 Further, in the vehicle according to the present invention, the drive shaft connected to the axle, the output shaft of the internal combustion engine, and the rotation shaft of the generator are connected to three shafts, and any two of the three shafts are inserted. A three-axis power input / output means for inputting / outputting power to / from the remaining shafts based on the output power may be provided. Here, the “three-axis power input / output means” may be a single pinion type or double pinion type planetary gear mechanism, or may be a differential gear.
本発明の車両の制御方法は、
内燃機関と、前記内燃機関の回転数に対応する回転数で回転し該回転に伴って逆起電力を発生する発電機と、前記発電機を駆動する発電機用インバータ回路と、車軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電動機を駆動する電動機用インバータ回路と、充放電可能な蓄電手段と、前記蓄電手段が接続された低電圧系と前記発電機用インバータ回路および前記電動機用インバータ回路が接続された高電圧系との間に介在し前記高電圧系の電圧を調整すると共に前記低電圧系と前記高電圧系との間で電力をやり取りする電圧調整手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記発電機の回転数を取得し、
前記発電機用インバータ回路を含む前記発電機の駆動に必要な機器または部品の異常により前記発電機用インバータ回路のゲート遮断が可能な範囲内で前記発電機を正常に駆動できなくなる所定の異常が生じたとき、前記発電機用インバータ回路がゲート遮断された状態で前記内燃機関が所定回転数で自立運転されるよう前記内燃機関と前記発電機用インバータ回路とを制御し、前記取得された回転数で回転し逆起電力を発生する前記発電機で発生可能な最大の発電電力を上限とする範囲として該上限近傍の所定電力範囲にある発電電力が前記発電機で発生するよう前記取得された回転数に基づいて前記高電圧系の目標電圧を設定すると共に前記高電圧系の電圧が該設定した目標電圧に調整されるよう前記電圧調整手段を制御し、走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記電動機から出力されて走行するよう前記電動機用インバータ回路を制御する、
ことを特徴とする。
The vehicle control method of the present invention includes:
An internal combustion engine, a generator that rotates at a rotational speed corresponding to the rotational speed of the internal combustion engine and generates a back electromotive force with the rotation, an inverter circuit for a generator that drives the generator, and power to the axle An electric motor capable of inputting / outputting, an inverter circuit for an electric motor that drives the electric motor, an electric storage means that can be charged / discharged, a low voltage system connected to the electric storage means, the inverter circuit for the generator, and the inverter circuit for the electric motor A vehicle control method comprising: a voltage adjusting unit that is interposed between a connected high voltage system and adjusts a voltage of the high voltage system, and exchanges power between the low voltage system and the high voltage system. Because
Obtaining the rotational speed of the generator,
There is a predetermined abnormality in which the generator cannot be normally driven within a range in which the gate of the inverter circuit for the generator can be shut off due to an abnormality in equipment or parts necessary for driving the generator including the inverter circuit for the generator. When it occurs, the internal combustion engine and the generator inverter circuit are controlled such that the internal combustion engine is operated independently at a predetermined rotational speed with the generator inverter circuit being gate-cut, and the acquired rotation is controlled. The obtained power is generated in the generator within a predetermined power range near the upper limit, with the maximum generated power that can be generated by the generator rotating by a number and generating counter electromotive force as an upper limit. A target voltage for the high voltage system is set based on the number of revolutions, and the voltage adjusting means is controlled so that the voltage of the high voltage system is adjusted to the set target voltage. Driving force based on the required driving force controls the inverter circuit for the motor to run is output from the electric motor to be,
It is characterized by that.
この本発明の車両の制御方法では、発電機の回転数を取得し、発電機用インバータ回路を含む発電機の駆動に必要な機器または部品の異常により発電機用インバータ回路のゲート遮断が可能な範囲内で発電機を正常に駆動できなくなる所定の異常が生じたときに、発電機用インバータ回路がゲート遮断された状態で内燃機関が所定回転数で自立運転されるよう内燃機関と発電機用インバータ回路とを制御し、取得された回転数で回転し逆起電力を発生する発電機で発生可能な最大の発電電力を上限とする範囲として上限近傍の所定電力範囲にある発電電力が発電機で発生するよう取得された回転数に基づいて高電圧系の目標電圧を設定すると共に高電圧系の電圧が設定した目標電圧に調整されるよう電圧調整手段を制御し、走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力が電動機から出力されて走行するよう電動機用インバータ回路を制御する。これにより、逆起電力を発生する発電機で発生可能な発電電力の上限近傍の電力を電動機の駆動に用いることができるから、電動機の動力のみによる走行をより長く継続可能とすることができる。ここで、「所定の異常」には、発電機の回転子の回転位置を検出するセンサの異常や、発電機用インバータ回路の相電流を検出するセンサの異常,発電機用インバータ回路の一部のスイッチング素子がオンされなくなる異常などが含まれる。また、「所定回転数」には、内燃機関の定格値としての最高回転数などが含まれる。 In this vehicle control method of the present invention, the number of revolutions of the generator is acquired, and the gate of the inverter circuit for the generator can be shut off due to an abnormality in equipment or parts necessary for driving the generator including the inverter circuit for the generator. For internal combustion engines and generators so that the internal combustion engine can be operated independently at a predetermined speed with the inverter circuit for the generator shut off when a predetermined abnormality occurs that prevents the generator from being driven normally within the range. The generator power that is in the predetermined power range near the upper limit is defined as the upper limit of the maximum generated power that can be generated by the generator that controls the inverter circuit and rotates at the acquired number of revolutions to generate counter electromotive force. The target voltage of the high voltage system is set based on the rotation speed acquired so as to be generated at the same time, and the voltage adjusting means is controlled so that the voltage of the high voltage system is adjusted to the set target voltage. Calculated driving force based on the driving force controls the electric motor inverter circuit so as to travel is output from the motor. Thereby, since the electric power in the vicinity of the upper limit of the generated electric power that can be generated by the generator that generates the counter electromotive force can be used for driving the electric motor, it is possible to continue traveling with only the electric power of the electric motor for a longer time. Here, the “predetermined abnormality” includes an abnormality of a sensor that detects the rotational position of the rotor of the generator, an abnormality of a sensor that detects a phase current of the inverter circuit for the generator, and a part of the inverter circuit for the generator. An abnormality that prevents the switching element from being turned on is included. Further, the “predetermined rotational speed” includes the maximum rotational speed as a rated value of the internal combustion engine.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は本発明の一実施例であるハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配統合機構30に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに減速ギヤ35を介して接続されたモータMG2と、直流電流を交流電流に変換してモータMG1,MG2に供給可能なインバータ41,42と、バッテリ50からの電力をその電圧を変換してインバータ41,42に供給可能な昇圧回路55と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンECU24には、エンジン22の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン22のクランクシャフト26のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、エンジンECU24は、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてクランクシャフト26の回転数、即ちエンジン22の回転数Neも演算している。
The
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構30は、キャリア34にはエンジン22のクランクシャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リングギヤ32にはリングギヤ軸32aを介して減速ギヤ35がそれぞれ連結されており、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して、最終的には車両の駆動輪63a,63bに出力される。
The power distribution and
モータMG1およびモータMG2は、いずれも永久磁石が取り付けられた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを備える周知の同期発電電動機として構成されている。インバータ41,42は、図2のモータMG1,MG2を含む電機駆動系の構成図に示すように、6つのトランジスタT11〜T16,T21〜26と、トランジスタT11〜T16,T21〜T26に逆方向に並列接続された6つのダイオードD11〜D16,D21〜D26と、により構成されている。トランジスタT11〜T16,T21〜T26は、それぞれインバータ41,42が電力ライン54として共用する正極母線54aと負極母線54bとに対してソース側とシンク側になるよう2個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータMG1,MG2の三相コイル(U相,V相,W相)の各々が接続されている。したがって、正極母線54aと負極母線54bとの間に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタT11〜T16,T21〜T26のオン時間の割合を制御することにより三相コイルに回転磁界を形成でき、モータMG1,MG2を回転駆動することができる。インバータ41,42は、正極母線54aと負極母線54bとを共用しているから、モータMG1,MG2のいずれかで発電される電力を他のモータに供給することができる。正極母線54aと負極母線54bとには平滑用のコンデンサ57が接続されている。モータMG1,MG2は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号やモータMG1,MG2の三相コイルのU相,V相に流れる相電流を検出する電流センサ45U,45V,46U,46Vからの各相電流,インバータ41,42に取り付けられた図示しない温度センサからの各インバータ温度などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からの信号に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2も演算している。
Each of the motor MG1 and the motor MG2 is configured as a well-known synchronous generator motor including a rotor on which a permanent magnet is attached and a stator on which a three-phase coil is wound. As shown in the block diagram of the electric drive system including the motors MG1 and MG2 in FIG. 2, the
昇圧回路55は、図2に示すように、2つのトランジスタT31,T32とトランジスタT31,T32に逆方向に並列接続された2つのダイオードD31,D32とリアクトルLとからなる昇圧コンバータとして構成されている。2つのトランジスタT31,T32は、それぞれインバータ41,42の正極母線54aと負極母線54bとに接続されており、その接続点にリアクトルLが接続されている。また、リアクトルLと負極母線54bとにはそれぞれバッテリ50の正極端子と負極端子とが接続されている。したがって、トランジスタT31,T32をオンオフ制御することによりバッテリ50の直流電力をその電圧を昇圧してインバータ41,42に供給したり正極母線54aと負極母線54bとに作用している直流電圧を降圧してバッテリ50を充電したりすることができる。リアクトルLと負極母線54bとには平滑用のコンデンサ58が接続されている。以下、昇圧回路55より電力ライン54側を高電圧系といい、昇圧回路55よりバッテリ50側を低電圧系という。
As shown in FIG. 2, the
バッテリ50は、ニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池などの二次電池として構成されており、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51からの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。また、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量SOCを演算したり、演算した残容量SOCと電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算している。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の残容量SOCに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
The
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、コンデンサ57の端子間に取り付けられた電圧センサ57aからのコンデンサ57の電圧(以下、高電圧系の電圧という)VHやコンデンサ58の端子間に取り付けられた電圧センサ58aからのコンデンサ58の電圧VL,イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット70からは、昇圧回路55のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The hybrid
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
The
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作について説明する。図3はハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される異常時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン22が運転されている状態でインバータ41のゲート遮断が可能な範囲内でモータMG1を正常に駆動できなくなる所定の異常が生じたときに所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行される。ここで、所定の異常としては、モータMG1の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43の故障やモータMG1の相電流を検出する電流センサ45U,45Vの故障,インバータ41のトランジスタT11〜T16の一部がオンされなくなる故障(オフされた状態で固定される故障)などがある。なお、実施例では、エンジン22の運転が停止されている状態で所定の異常が生じたときにはモータ運転モード用の駆動制御が継続されるものとした。
Next, the operation of the thus configured
異常時駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ88からの車速V,モータMG2の回転数Nm2,バッテリ50の入出力制限Win,Wout,電圧センサ57aからの高電圧系の電圧VHなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、モータMG2の回転数Nm2は、回転位置検出センサ44により検出されたモータMG2の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。また、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、バッテリ50の電池温度Tbとバッテリ50の残容量SOCとに基づいて設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。
When the abnormal time drive control routine is executed, the
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪63a,63bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*を設定する(ステップS110)。要求トルクTr*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTr*を導出して設定するものとした。図4に要求トルク設定用マップの一例を示す。
When the data is thus input, the required torque Tr * to be output to the
続いて、設定した要求トルクTr*を減速ギヤ35のギヤ比Grで除してモータMG2から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクTm2tmpを計算すると共に(ステップS120)、入力したバッテリ50の入出力制限Win,WoutをそれぞれモータMG2の回転数Nm2で割ることによりモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tmin,Tmaxを計算し(ステップS130)、設定した仮トルクTm2tmpを次式(1)によりトルク制限Tmin,Tmaxで制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS140)。
Subsequently, the set required torque Tr * is divided by the gear ratio Gr of the
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tmax),Tmin) (1) Tm2 * = max (min (Tm2tmp, Tmax), Tmin) (1)
次に、モータMG1を駆動するインバータ41のゲート遮断指令と設定したモータMG2のトルク指令Tm2*とをモータECU40に送信する(ステップS150)。ゲート遮断指令とトルク指令Tm2*とを受信したモータECU40は、インバータ41がゲート遮断されていないときにはインバータ41をゲート遮断(トランジスタT11〜T16をオフ)すると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ42のトランジスタT21〜T26のスイッチング制御を行なう。
Next, the gate cutoff command of
こうしてインバータ41,42を制御すると、エンジン22の自立運転用の目標回転数Ne*に定格値としての最大回転数Nemax(例えば、5000rpmや6000rpmなど)を設定してエンジンECU24に送信する(ステップS160)。目標回転数Ne*を受信したエンジンECU24は、目標回転数Ne*で自立運転されるようにエンジン22における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。ここで、インバータ41をゲート遮断した状態でエンジン22の自立運転を伴って走行しているときの動力分配統合機構30の回転要素における回転数の関係を示す共線図の一例を図5に示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで除したリングギヤ32の回転数Nrを示す。R軸上の太線矢印は、モータMG2から出力されるトルクTm2が減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクを示す。図5から解るように、エンジン22が回転しているときには、動力分配統合機構30の回転要素における回転数の関係に応じてモータMG1が回転するため、この回転によってモータMG1では逆起電力(逆起電圧)が発生することになる。なお、エンジン22の自立運転用の目標回転数Ne*に最大回転数Nemaxを設定するのは、モータMG1の回転数Nm1は車速Vに応じて変化するが、モータMG1の回転数Nm1が大きいほど発生する逆起電力は大きくなることから、走行中にモータMG1をできるだけ高い正回転数範囲で回転させて逆起電力を大きくするためである。
When the
続いて、モータMG1の回転数Nm1を入力する(ステップS170)。モータMG1の回転数Nm1は、回転位置検出センサ43の故障が生じていない場合には、回転位置検出センサ43により検出されたモータMG1の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータECU40から通信により入力する。回転位置検出センサ43の故障によりモータECU40によりモータMG1の回転数Nm1を演算することができない場合には、回転数Nm1は、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいて演算されてエンジンECU24から通信により入力されたエンジン22の回転数Neとリングギヤ32の回転数Nrと動力分配統合機構30のギヤ比ρとを用いて次式(2)により算出したものを入力することができる。式(2)は、図5の共線図を用いれば容易に導くことができる。リングギヤ軸32aの回転数Nrは、車速Vに換算係数kを乗じること(Nr=k・V)によって求めたり、モータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで割ること(Nr=Nm2/Gr)によって求めることができる。
Subsequently, the rotational speed Nm1 of the motor MG1 is input (step S170). The rotational speed Nm1 of the motor MG1 is calculated based on the rotational position of the rotor of the motor MG1 detected by the rotational
Nm1=Ne・(1+ρ)/ρ-Nr/ρ (2) Nm1 = Ne ・ (1 + ρ) / ρ-Nr / ρ (2)
そして、入力したモータMG1の回転数Nm1に基づいて逆起電力を発生するモータMG1でできるだけ大きな発電電力が生じるよう高電圧系の目標電圧VH*を設定すると共に(ステップS180)、高電圧系の電圧VHが設定した高電圧系の目標電圧VH*になるよう昇圧回路55を駆動制御して(ステップS190)、異常時駆動制御ルーチンを終了する。ここで、高電圧系の目標電圧VH*は、実施例では、モータMG1の回転数Nm1と高電圧系の目標電圧VH*との関係を予め実験や解析により定めて高電圧系の目標電圧設定用マップとしてROM74に記憶しておき、モータMG1の回転数Nm1が与えられると記憶したマップから対応する高電圧系の目標電圧VH*を導出して設定するものとした。このマップは、モータMG1の回転数Nm1毎に高電圧系の電圧VHと逆起電力の発生に伴うモータMG1からの発電電力との関係を高電圧系の電圧VHがバッテリ50の電圧(例えば、200Vなど)と昇圧回路55により昇圧可能な最高の昇圧後電圧(例えば、650Vなど)との範囲内となるようにして予め実験や解析により定めたマップを用いて定めることができる。図6にモータMG1が回転数Nm1で回転するときの高電圧系の電圧VHと逆起電力の発生に伴うモータMG1からの発電電力との関係を表すマップの一例を示す。図中、発電電力の大きさは負方向への大きさで表されており、高電圧系の電圧VHに対してモータMG1の発電電力の極小(絶対値としては極大)点があることが解る。これは、モータMG1で発生する逆起電力により生じる電流Iaは高電圧系の電圧VHとモータMG1の極対数Pと回転角速度ωm1と逆起定数φと各相インダクタンスLとを用いて一例として次式(3)のように表され、逆起電力を発生するモータMG1からの式(4)で表される発電電力Pm1を式(3)を用いて式(5)のように表すことができると考えられることに基づく。式(3)中、モータMG1の極対数Pと回転角速度ωm1と逆起定数φとの積はモータMG1で発生する逆起電力の大きさを示す。式(5)に示すように、高電圧系の電圧VHを回転角速度ωm1と極対数Pと逆起定数φと値1/2との積としたときに回転角速度ωm1で回転し逆起電力を発生するモータMG1からの発電電力Pm1が極小(絶対値としては極大)となることが解る。なお、実施例では、数式上算出される値を用いるよりも予め実験や解析により定めたマップを用いて高電圧系の目標電圧VH*を設定することにより、回転数Nm1で回転するモータMG1で発生可能な最大の発電電力をより確実に生じさせるものとした。こうした制御により、インバータ41をゲート遮断した状態でエンジン22を最高回転数Nemaxで自立運転し、高電圧系の電圧VHの調整により逆起電力に伴うモータMG1の発電電力をできるだけ大きくするから、モータMG1の発電電力をモータMG2の駆動やバッテリ50の充電に用いることにより、モータMG2からの動力のみによる走行の時間や距離をより長くすることができる。
Then, the high voltage system target voltage VH * is set so as to generate as much generated power as possible in the motor MG1 that generates the counter electromotive force based on the input rotational speed Nm1 of the motor MG1 (step S180), and the high voltage system The
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、モータMG1を駆動するインバータ41のゲート遮断が可能な範囲内でモータMG1を正常に駆動できなくなる所定の異常が生じたときに、インバータ41をゲート遮断した状態でエンジン22を最高回転数Nemaxで自立運転し、回転数Nm1で回転し逆起電力を発生するモータMG1で発生可能な最大の発電電力が生じるよう高電圧系の目標電圧VH*を設定すると共に高電圧系の電圧VHが設定した目標電圧VH*になるよう昇圧回路55を駆動制御し、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*により走行するようモータMG2を制御するから、モータMG2からの動力のみによる走行をより長く継続可能とすることができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22が運転されている状態でモータMG1を正常に駆動できなくなる所定の異常が生じたときの処理として説明し、エンジン22の運転が停止されている状態で所定の異常が生じたときにはモータ運転モード用の駆動制御が継続されるものとしたが、エンジン22の運転が停止(燃料噴射が停止)されていてもモータMG1によるモータリングによりエンジン22の回転が停止していない状態で所定の異常が生じたときには図3に例示した異常時駆動制御ルーチンを実行するものとしてもよい。
The
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG1の回転数Nm1と高電圧系の目標電圧VH*との関係を予め実験や解析などにより定めてROM74に記憶した高電圧系の目標電圧設定用マップと入力したモータMG1の回転数Nm1とに基づいて高電圧系の目標電圧VH*を設定するものとしたが、式(5)に示したように、入力したモータMG1の回転数Nm1と所定の係数(回転数Nm1を回転角速度ωm1に換算するための値2πと極対数Pと逆起定数φとの積)と値1/2との積を高電圧系の目標電圧VH*として設定するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、入力したモータMG1の回転数Nm1に基づいて逆起電力を発生するモータMG1でできるだけ大きな発電電力が生じるよう高電圧系の目標電圧VH*を設定するものとしたが、起動電力を発生するモータMG1での発電電力として入力したモータMG1の回転数Nm1に基づいて設定される最大の発電電力より若干小さい発電電力(例えば、1kWや2kW小さい発電電力など)が生じるよう高電圧系の目標電圧VH*を設定するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22を最高回転数Nemaxで自立運転するものとしたが、最高回転数Nemaxより低い所定回転数(例えば、4000rpmや4500rpmなど)で自立運転するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2のトルク指令Tm2*を設定する際に仮トルクTm2tmpを制限するトルク制限Tmin,Tmaxについてバッテリ50の入出力制限Win,WoutをモータMG2の回転数Nm2で割ることにより計算するものとしたが、回転数Nm1で回転し逆起電力を発生するモータMG1からのトルクTm1bを高電圧系の目標電圧VH*に基づいて設定すると共に設定したトルクTm1bと入力した回転数Nm1とバッテリの入出力制限Win,Woutとに基づいて次式(6),(7)を用いてトルク制限Tmin,Tmaxを計算するものとしてもよいし、モータMG1を正常に駆動できない所定の異常時であることを考慮してトルク制限Tminについては実施例のトルク制限Tmin(=Win/Nm2)と同様に計算すると共にトルク制限Tmaxについては実施例のトルク制限Tmax(=Wout/Nm2)よりその絶対値が所定値だけ小さくなるよう計算するものとしてもよい。
In the
Tmin=(Win-Tm1b・Nm1)/Nm2 (6)
Tmax=(Wout-Tm1b・Nm1)/Nm2 (7)
Tmin = (Win-Tm1b ・ Nm1) / Nm2 (6)
Tmax = (Wout-Tm1b ・ Nm1) / Nm2 (7)
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を減速ギヤ35により変速してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図7の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図7における車輪64a,64bに接続された車軸)に出力するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪63a,63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図8の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22に発電用のモータMG1が接続されていると共に駆動輪63a,63bにモータMG2が接続され、モータMG1,MG2を駆動するインバータ41,42にバッテリ50が接続されているものとしてもよい。
In the
また、こうした自動車に適用するものに限定されるものではなく、列車など自動車以外の車両の形態としても構わない。さらに、こうした車両の制御方法の形態としてもよい。 Moreover, it is not limited to what is applied to such a motor vehicle, It is good also as forms of vehicles other than motor vehicles, such as a train. Furthermore, it is good also as a form of the control method of such a vehicle.
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「内燃機関」に相当し、モータMG1が「発電機」に相当し、インバータ41が「発電機用インバータ回路」に相当し、モータMG2が「電動機」に相当し、インバータ42が「電動機用インバータ回路」に相当し、バッテリ50が「蓄電手段」に相当し、昇圧回路55が「電圧調整手段」に相当し、モータMG1の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43およびこの回転位置検出センサ43からの信号に基づいてモータMG1の回転数Nm1を演算するモータECU40や、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてエンジン22の回転数Neを演算するエンジンECU24およびエンジンECU24から通信により入力した回転数Neとリングギヤ32の回転数Nrと動力分配統合機構30のギヤ比ρとに基づいてモータMG1の回転数Nm1を算出するハイブリッド用電子制御ユニット70が「回転数取得手段」に相当し、インバータ41のゲート遮断が可能な範囲内でモータMG1を正常に駆動できなくなる所定の異常が生じたときにバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*が駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されて走行するよう設定されたモータMG2のトルク指令Tm2*およびインバータ41のゲート遮断指令をモータECU40に送信しエンジン22の自立運転用の目標回転数Ne*に最高回転数Nemaxを設定してエンジンECU24に送信しモータMG1の回転数Nm1に基づいて設定された高電圧系の目標電圧VH*で昇圧回路55を駆動制御する図3の異常時駆動制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット70と自立運転用の目標回転数Ne*でエンジン22を制御するエンジンECU24とゲート遮断指令に基づいていインバータ41をゲート遮断すると共にトルク指令Tm2*に基づいてインバータ42を制御するモータECU40とが「異常時制御手段」に相当する。また、動力分配統合機構30が「3軸式動力入出力手段」に相当する。
Here, the correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG1に限定されるものではなく、誘導電動機など、内燃機関の回転数に対応する回転数で回転し回転に伴って逆起電力を発生するものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「発電機用インバータ回路」としては、インバータ41に限定されるものではなく、発電機を駆動するものであれば如何なるインバータ回路としても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG2に限定されるものではなく、誘導電動機など、車軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「電動機用インバータ回路」としては、インバータ42に限定されるものではなく、電動機を駆動するものであれば如何なるインバータ回路としても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ50に限定されるものではなく、キャパシタなど、充放電可能であれば如何なるものとしても構わない。「電圧調整手段」としては、昇圧回路55に限定されるものではなく、蓄電手段が接続された低電圧系と発電機用インバータ回路および電動機用インバータ回路が接続された高電圧系との間に介在し高電圧系の電圧を調整すると共に低電圧系と高電圧系との間で電力をやり取りするものであれば如何なるものとしても構わない。「回転数取得手段」としては、回転位置検出センサ43とモータECU40とからなる組み合わせやエンジンECU24とハイブリッド用電子制御ユニット70とからなる組み合わせに限定されるものではなく、発電機の回転数を取得するものであれば如何なるものとしても構わない。「異常時制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット70とエンジンECU24とモータECU40とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「異常時制御手段」としては、インバータ41のゲート遮断が可能な範囲内でモータMG1を正常に駆動できなくなる所定の異常が生じたときにバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*が駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されて走行するよう設定されたモータMG2のトルク指令Tm2*でインバータ42を制御すると共にインバータ41をゲート遮断しエンジン22の自立運転用の目標回転数Ne*に最高回転数Nemaxを設定してエンジン22を制御しモータMG1の回転数Nm1に基づいて設定された高電圧系の目標電圧VH*で昇圧回路55を駆動制御するものに限定されるものではなく、発電機用インバータ回路を含む発電機の駆動に必要な機器または部品の異常により発電機用インバータ回路のゲート遮断が可能な範囲内で発電機を正常に駆動できなくなる所定の異常が生じたとき、発電機用インバータ回路がゲート遮断された状態で内燃機関が所定回転数で自立運転されるよう内燃機関と発電機用インバータ回路とを制御し、取得された回転数で回転し逆起電力を発生する発電機で発生可能な最大の発電電力を上限とする範囲として上限近傍の所定電力範囲にある発電電力が発電機で発生するよう取得された回転数に基づいて高電圧系の目標電圧を設定すると共に高電圧系の電圧が設定した目標電圧に調整されるよう電圧調整手段を制御し、走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力が電動機から出力されて走行するよう電動機用インバータ回路を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。また、「3軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構30に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて4以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、車軸に連結された駆動軸と内燃機関の出力軸と発電機の回転軸との3軸に接続され3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。
Here, the “internal combustion engine” is not limited to an internal combustion engine that outputs power using a hydrocarbon fuel such as gasoline or light oil, and may be any type of internal combustion engine such as a hydrogen engine. The “generator” is not limited to the motor MG1 configured as a synchronous generator motor, and an induction motor or the like, which rotates at a rotational speed corresponding to the rotational speed of the internal combustion engine, generates a back electromotive force. Any type of generator can be used. The “generator inverter circuit” is not limited to the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. It is an example for specifically explaining the best mode for doing so, and does not limit the elements of the invention described in the column of means for solving the problem. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the vehicle manufacturing industry.
20,120,220 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、45U,45V,46U,46V 電流センサ、50 バッテリ、51 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、54a 正極母線、54b 負極母線、55 昇圧回路、57,58 コンデンサ、57a,58a 電圧センサ、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、64a,64b 車輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、MG1,MG2 モータ、D11〜D16,D21〜D26,D31,D32 ダイオード、T11〜T16,T21〜T26,T31,T32 トランジスタ、L リアクトル。 20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier , 35 Reduction gear, 40 Motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 Inverter, 43, 44 Rotation position detection sensor, 45U, 45V, 46U, 46V Current sensor, 50 battery, 51 Temperature sensor, 52 Battery electronics Control unit (battery ECU), 54 power line, 54a positive bus, 54b negative bus, 55 booster circuit, 57, 58 capacitor, 57a, 58a voltage sensor, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63 , 63b Drive wheel, 64a, 64b wheel, 70 Hybrid electronic control unit, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 Brake pedal, 86 Brake pedal position sensor, 88 Vehicle speed sensor, MG1, MG2 motor, D11-D16, D21-D26, D31, D32 diode, T11-T16, T21-T26, T31, T32 transistor, L reactor.
Claims (6)
前記内燃機関の回転数に対応する回転数で回転し、該回転に伴って逆起電力を発生する発電機と、
前記発電機を駆動する発電機用インバータ回路と、
車軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電動機を駆動する電動機用インバータ回路と、
充放電可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段が接続された低電圧系と前記発電機用インバータ回路および前記電動機用インバータ回路が接続された高電圧系との間に介在し、前記高電圧系の電圧を調整すると共に前記低電圧系と前記高電圧系との間で電力をやり取りする電圧調整手段と、
前記発電機の回転数を取得する回転数取得手段と、
前記発電機用インバータ回路を含む前記発電機の駆動に必要な機器または部品の異常により前記発電機用インバータ回路のゲート遮断が可能な範囲内で前記発電機を正常に駆動できなくなる所定の異常が生じたとき、前記発電機用インバータ回路がゲート遮断された状態で前記内燃機関が所定回転数で自立運転されるよう前記内燃機関と前記発電機用インバータ回路とを制御し、前記取得された回転数で回転し逆起電力を発生する前記発電機で発生可能な最大の発電電力を上限とする範囲として該上限近傍の所定電力範囲にある発電電力が前記発電機で発生するよう前記取得された回転数に基づいて前記高電圧系の目標電圧を設定すると共に前記高電圧系の電圧が該設定した目標電圧に調整されるよう前記電圧調整手段を制御し、走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記電動機から出力されて走行するよう前記電動機用インバータ回路を制御する異常時制御手段と、
を備える車両。 An internal combustion engine;
A generator that rotates at a rotational speed corresponding to the rotational speed of the internal combustion engine and generates a back electromotive force along with the rotational speed;
An inverter circuit for a generator that drives the generator;
An electric motor that can input and output power to the axle;
An inverter circuit for an electric motor that drives the electric motor;
Charge / discharge power storage means;
It is interposed between the low voltage system to which the power storage means is connected and the high voltage system to which the inverter circuit for the generator and the inverter circuit for the motor are connected, and adjusts the voltage of the high voltage system and the low voltage system. Voltage adjusting means for exchanging power between the system and the high voltage system;
A rotational speed acquisition means for acquiring the rotational speed of the generator;
There is a predetermined abnormality in which the generator cannot be normally driven within a range in which the gate of the inverter circuit for the generator can be shut off due to an abnormality in equipment or parts necessary for driving the generator including the inverter circuit for the generator. When it occurs, the internal combustion engine and the generator inverter circuit are controlled such that the internal combustion engine is operated independently at a predetermined rotational speed with the generator inverter circuit being gate-cut, and the acquired rotation is controlled. The obtained power is generated in the generator within a predetermined power range near the upper limit, with the maximum generated power that can be generated by the generator rotating by a number and generating counter electromotive force as an upper limit. A target voltage for the high voltage system is set based on the number of revolutions, and the voltage adjusting means is controlled so that the voltage of the high voltage system is adjusted to the set target voltage. And abnormality control means for controlling the inverter circuit for the motor so that the driving force based on the required driving force travels is outputted from the electric motor to be,
A vehicle comprising:
前記発電機の回転数を取得し、
前記発電機用インバータ回路を含む前記発電機の駆動に必要な機器または部品の異常により前記発電機用インバータ回路のゲート遮断が可能な範囲内で前記発電機を正常に駆動できなくなる所定の異常が生じたとき、前記発電機用インバータ回路がゲート遮断された状態で前記内燃機関が所定回転数で自立運転されるよう前記内燃機関と前記発電機用インバータ回路とを制御し、前記取得された回転数で回転し逆起電力を発生する前記発電機で発生可能な最大の発電電力を上限とする範囲として該上限近傍の所定電力範囲にある発電電力が前記発電機で発生するよう前記取得された回転数に基づいて前記高電圧系の目標電圧を設定すると共に前記高電圧系の電圧が該設定した目標電圧に調整されるよう前記電圧調整手段を制御し、走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記電動機から出力されて走行するよう前記電動機用インバータ回路を制御する、
車両の制御方法。 An internal combustion engine, a generator that rotates at a rotational speed corresponding to the rotational speed of the internal combustion engine and generates a back electromotive force with the rotation, an inverter circuit for a generator that drives the generator, and power to the axle An electric motor capable of inputting / outputting, an inverter circuit for an electric motor that drives the electric motor, an electric storage means that can be charged / discharged, a low voltage system connected to the electric storage means, the inverter circuit for the generator, and the inverter circuit for the electric motor A vehicle control method comprising: a voltage adjusting unit that is interposed between a connected high voltage system and adjusts a voltage of the high voltage system, and exchanges power between the low voltage system and the high voltage system. Because
Obtaining the rotational speed of the generator,
There is a predetermined abnormality in which the generator cannot be normally driven within a range in which the gate of the inverter circuit for the generator can be shut off due to an abnormality in equipment or parts necessary for driving the generator including the inverter circuit for the generator. When it occurs, the internal combustion engine and the generator inverter circuit are controlled such that the internal combustion engine is operated independently at a predetermined rotational speed with the generator inverter circuit being gate-cut, and the acquired rotation is controlled. The obtained power is generated in the generator within a predetermined power range near the upper limit, with the maximum generated power that can be generated by the generator rotating by a number and generating counter electromotive force as an upper limit. A target voltage for the high voltage system is set based on the number of revolutions, and the voltage adjusting means is controlled so that the voltage of the high voltage system is adjusted to the set target voltage. Driving force based on the required driving force controls the inverter circuit for the motor to run is output from the electric motor to be,
Vehicle control method.
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