JP2010268578A - Control device for step-up/step-down converter, hybrid vehicle mounted with the same, and control method of the step-up/step-down converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、昇降圧コンバータの制御装置およびこれを搭載するハイブリッド車並びに昇降圧コンバータの制御方法に関し、詳しくは、充放電可能な蓄電手段が接続された低電圧系と内燃機関からの動力を用いて発電する発電機および走行用の動力を入出力する電動機が接続された高電圧系とに接続されたハイブリッド車搭載用の昇降圧コンバータの制御装置およびこうした昇降圧コンバータの制御装置を搭載するハイブリッド車並びに昇降圧コンバータの制御方法に関する。 The present invention relates to a control device for a step-up / step-down converter, a hybrid vehicle equipped with the same, and a control method for the step-up / step-down converter, and more specifically, using a low-voltage system connected with chargeable / dischargeable power storage means and power from an internal combustion engine. Control device for a buck-boost converter mounted on a hybrid vehicle connected to a generator for generating electric power and a high-voltage system connected to an electric motor for inputting and outputting driving power, and a hybrid equipped with such a control device for the buck-boost converter The present invention relates to a control method for a vehicle and a step-up / down converter.
従来、この種の昇降圧コンバータの制御装置としては、入力側電圧または出力側電圧の変動速度が所定速度以上の低下速度のときには入力側の電力を小圧調整して出力側の車載負荷に供給するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、こうした制御により、電源電圧の変動を適切に抑制しようとしている。 Conventionally, as a control device for this type of buck-boost converter, when the fluctuation speed of the input side voltage or the output side voltage is a lowering speed equal to or higher than a predetermined speed, the input side power is adjusted to a small pressure and supplied to the output on-board load. Have been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this apparatus, such control is intended to appropriately suppress fluctuations in the power supply voltage.
昇降圧コンバータの制御は、エネルギ効率を向上させるためには、高電圧系に接続された発電機や電動機の駆動状態に応じて高電圧系の電圧を昇降圧するのが好ましい。発電機については内燃機関に接続されており、電動機については走行用の駆動トルクを出力するよう駆動軸に取り付けられているときには、電動機トルクは瞬時に低下させることができるが、発電機トルクの低下は内燃機関が吹き上がらないようにするために内燃機関の出力トルクの低下に応じて行なうため、高電圧系の電圧は発電トルクの低下に応じて低下させる必要がある。一方、電動機の電流センサにオフセット誤差が生じているときには電動機の回転に応じて周期負荷変動が生じ、電動機の回転数によっては昇降圧コンバータや高電圧系の平滑コンデンサなどによって構成されるRLC回路の共振が生じる場合がある。こうした共振に対して昇降圧コンバータを構成する素子や平滑コンデンサを保護する必要から、回路の共振周波数に相当する電動機の回転数より大きな回転数に至ってから高電圧系の電圧を昇圧するのが好ましい。従って、電動機の回転数が回路の共振周波数に相当する回転数以上の回転数に至ってから高電圧系の電圧を昇圧し、高電圧系の電圧を降圧するときには発電トルクの低下に応じて行なうことが考えられる。このとき、高電圧系の電圧を昇圧した直後にアクセルオフされたときには、高電圧系の電圧の降下が発電機トルクの低下に応じてゆっくり行なわれるため、高電圧系の電圧が高い状態で電動機の回転数が回路の共振周波数に相当する回転数帯に至る場合が生じる恐れがある。また、大きな加速度により加速しているときには、検出遅れや通信遅れ,制御遅れにより制御時における実際の電動機の回転数と検出した電動機の回転数との乖離が大きくなるため、この乖離を補償する必要もある。 In order to improve the energy efficiency, the step-up / step-down converter preferably increases or decreases the voltage of the high voltage system according to the driving state of the generator or motor connected to the high voltage system. When the generator is connected to the internal combustion engine and the motor is attached to the drive shaft so as to output the driving torque for traveling, the motor torque can be instantaneously reduced, but the generator torque is reduced. Is performed in response to a decrease in the output torque of the internal combustion engine in order to prevent the internal combustion engine from blowing up, so the voltage of the high voltage system must be decreased in accordance with the decrease in the power generation torque. On the other hand, when an offset error occurs in the current sensor of the motor, a periodic load fluctuation occurs according to the rotation of the motor, and depending on the number of rotations of the motor, an RLC circuit composed of a buck-boost converter, a high-voltage smoothing capacitor, etc. Resonance may occur. Since it is necessary to protect the elements constituting the buck-boost converter and the smoothing capacitor against such resonance, it is preferable to boost the voltage of the high voltage system after reaching a rotational speed greater than the rotational speed of the motor corresponding to the resonant frequency of the circuit. . Therefore, when the rotation speed of the electric motor reaches a rotation speed equal to or higher than the rotation speed corresponding to the resonance frequency of the circuit, the high voltage system voltage is boosted, and the high voltage system voltage is decreased according to the decrease in power generation torque. Can be considered. At this time, when the accelerator is turned off immediately after boosting the voltage of the high voltage system, the high voltage system voltage is slowly lowered according to the decrease in the generator torque. There is a possibility that the number of rotations may reach the number of rotations corresponding to the resonance frequency of the circuit. Also, when accelerating due to a large acceleration, the difference between the actual motor speed and the detected motor speed during control increases due to detection delay, communication delay, and control delay, so this difference must be compensated. There is also.
本発明の昇降圧コンバータの制御装置およびこれを搭載するハイブリッド車並びに昇降圧コンバータの制御方法は、高電圧系の電圧が高い状態で電動機の回転数が回路の共振周波数に相当する回転数帯に至らないようにすると共に検出遅れや通信遅れ,制御遅れにより制御時における実際の電動機の回転数と検出した電動機の回転数との乖離に対して対処することを主目的とする。 The control device of the step-up / down converter of the present invention, the hybrid vehicle equipped with the same, and the control method of the step-up / down converter are provided in a state where the rotational speed of the electric motor corresponds to the resonance frequency of the circuit when the voltage of the high voltage system is high. The main objective is to cope with the difference between the actual motor speed and the detected motor speed during control due to detection delay, communication delay, and control delay.
本発明の昇降圧コンバータの制御装置およびこれを搭載するハイブリッド車並びに昇降圧コンバータの制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The control device for the buck-boost converter, the hybrid vehicle equipped with the same, and the control method for the buck-boost converter of the present invention employ the following means in order to achieve the above-mentioned main object.
本発明の昇降圧コンバータの制御装置は、
充放電可能な蓄電手段が接続された低電圧系と内燃機関からの動力を用いて発電する発電機および走行用の動力を入出力する電動機が接続された高電圧系とに接続されたハイブリッド車搭載用の昇降圧コンバータの制御装置であって、
アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
前記電動機の回転数である電動機回転数を検出する電動機回転数検出手段と、
前記検出されたアクセル開度が所定開度未満のときには前記電動機の回転数が前記昇降圧コンバータおよび/または前記高電圧系の共振周波数に相当する回転数より大きな回転数として予め設定された第1の所定回転数未満のときには所定の低電圧を前記高電圧系の制限電圧として設定すると共に前記電動機の回転数が前記第1の所定回転数以上のときには前記所定の低電圧以上で予め設定された最大電圧に至るまで前記電動機の回転数が大きいほど大きくなる傾向に前記高電圧系の制限電圧を設定する通常時マップを実行用マップとして設定し、前記検出されたアクセル開度が所定開度以上のときには前記電動機の回転数が前記第1の所定回転数より小さい第2の所定回転数未満のときには前記所定の低電圧を前記高電圧系の制限電圧として設定すると共に前記電動機の回転数が前記第2の所定回転数以上のときには前記最大電圧に至るまで前記電動機の回転数が大きいほど大きくなる傾向に前記高電圧系の制限電圧を設定する加速時マップを実行用マップとして設定する実行用マップ設定手段と、
前記検出された電動機回転数と前記設定された実行用マップとに基づいて前記制限電圧を設定する制限電圧設定手段と、
前記高電圧系の電圧が、ハイブリッド車の走行に際して前記高電圧系に要求される要求電圧に対して前記制限電圧を用いて制限して得られる目標電圧となるよう前記昇降圧コンバータを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The control device of the buck-boost converter of the present invention is
A hybrid vehicle connected to a low-voltage system connected to a chargeable / dischargeable power storage means and a high-voltage system connected to a generator that generates power using power from an internal combustion engine and a motor that inputs and outputs driving power A control device for a buck-boost converter for mounting,
An accelerator opening detecting means for detecting the accelerator opening;
Motor rotation number detecting means for detecting a motor rotation number which is the rotation number of the motor;
When the detected accelerator opening is less than a predetermined opening, the rotation speed of the electric motor is set in advance as a rotation speed larger than the rotation speed corresponding to the resonance frequency of the step-up / down converter and / or the high voltage system. A predetermined low voltage is set as the limit voltage of the high voltage system when the rotation speed is less than the predetermined rotation speed, and when the rotation speed of the electric motor is equal to or higher than the first predetermined rotation speed, the predetermined low voltage is set in advance. A normal time map is set as an execution map that sets the high-voltage system limit voltage in such a manner that the larger the number of revolutions of the electric motor is, the larger the number of rotations of the electric motor is, and the detected accelerator opening is equal to or greater than a predetermined opening When the rotational speed of the electric motor is less than the second predetermined rotational speed which is smaller than the first predetermined rotational speed, the predetermined low voltage is set as the limiting voltage of the high voltage system. Acceleration map for setting the limiting voltage of the high voltage system so as to increase as the rotation speed of the motor increases until the maximum voltage is reached when the rotation speed of the motor is equal to or greater than the second predetermined rotation speed Execution map setting means for setting as an execution map;
Limit voltage setting means for setting the limit voltage based on the detected motor rotation speed and the set execution map;
Control for controlling the step-up / down converter so that the voltage of the high voltage system becomes a target voltage obtained by limiting the required voltage required for the high voltage system with the limit voltage when the hybrid vehicle is running Means,
It is a summary to provide.
この本発明の昇降圧コンバータの制御装置では、アクセル開度が所定開度未満のときには電動機の回転数が昇降圧コンバータや高電圧系の共振周波数に相当する回転数より大きな回転数として予め設定された第1の所定回転数未満のときには所定の低電圧を高電圧系の制限電圧として設定すると共に電動機の回転数が第1の所定回転数以上のときには所定の低電圧以上で予め設定された最大電圧に至るまで電動機の回転数が大きいほど大きくなる傾向に高電圧系の制限電圧を設定する通常時マップを実行用マップとして設定し、設定した実行用マップと電動機の回転数とに基づいて制限電圧を設定し、高電圧系の電圧が、ハイブリッド車の走行に際して高電圧系に要求される要求電圧に対して設定した制限電圧を用いて制限して得られる目標電圧となるよう昇降圧コンバータを制御する。このように高電圧系の制限電圧を電動機の回転数に応じて設定するから、電動機の回転数が昇降圧コンバータや高電圧系が共振する回転数帯に至ったときの高電圧系の制限電圧を昇降圧コンバータや高電圧系の素子を保護することができる程度に設定しておくことにより、電動機の回転数が昇降圧コンバータや高電圧系が共振する回転数帯に至っても昇降圧コンバータや高電圧系の素子が破損するのを抑制することができる。一方、アクセル開度が所定開度以上のときには電動機の回転数が第1の所定回転数より小さい第2の所定回転数未満のときには所定の低電圧を高電圧系の制限電圧として設定すると共に電動機の回転数が第2の所定回転数以上のときには最大電圧に至るまで電動機の回転数が大きいほど大きくなる傾向に高電圧系の制限電圧を設定する加速時マップを実行用マップとして設定し、設定した実行用マップと電動機の回転数とに基づいて制限電圧を設定し、高電圧系の電圧が、ハイブリッド車の走行に際して高電圧系に要求される要求電圧に対して設定した制限電圧を用いて制限して得られる目標電圧となるよう昇降圧コンバータを制御する。アクセル開度が所定開度未満のときと同様に、高電圧系の制限電圧を電動機の回転数に応じて設定するから、電動機の回転数が昇降圧コンバータや高電圧系が共振する回転数帯に至ったときの高電圧系の制限電圧を昇降圧コンバータや高電圧系の素子を保護することができる程度に設定しておくことにより、電動機の回転数が昇降圧コンバータや高電圧系が共振する回転数帯に至っても昇降圧コンバータや高電圧系の素子が破損するのを抑制することができる。しかも、検出された電動機回転数がアクセル開度が所定開度未満のときより小さい第2の所定回転数以上で電動機の回転数が大きいほど大きくなる傾向に高電圧系の制限電圧を設定するから、検出遅れや通信遅れ,制御遅れのうちのいずれかにより制御時における電動機の回転数と検出された電動機回転数とに乖離が生じてもこれに対処することができる。 In the control device for the buck-boost converter according to the present invention, when the accelerator opening is less than the predetermined opening, the rotation speed of the motor is preset as a rotation speed larger than the rotation speed corresponding to the resonance frequency of the buck-boost converter or the high voltage system. The predetermined low voltage is set as the limiting voltage of the high voltage system when the rotation speed is lower than the first predetermined rotation speed, and the maximum preset at a predetermined low voltage or more when the rotation speed of the motor is equal to or higher than the first predetermined rotation speed. A normal map that sets the high-voltage system limit voltage tends to increase as the motor speed increases until the voltage is reached as an execution map, and the limit is based on the set execution map and the motor speed. The target obtained by setting the voltage and limiting the voltage of the high voltage system using the limit voltage set for the required voltage required for the high voltage system when the hybrid vehicle is running Controlling the buck-boost converter so as to be pressure. In this way, the high voltage limit voltage is set according to the rotation speed of the motor, so the high voltage limit voltage when the rotation speed of the motor reaches the rotation speed range where the buck-boost converter or the high voltage system resonates. Is set to such an extent that it can protect the buck-boost converter and the high-voltage system element, so that the buck-boost converter and the high-voltage system can be It is possible to prevent the high voltage system element from being damaged. On the other hand, when the accelerator opening is greater than or equal to the predetermined opening, the motor is set with a predetermined low voltage as a high voltage limit voltage when the motor rotation speed is less than the second predetermined rotation speed smaller than the first predetermined rotation speed. When the rotation speed of the motor is equal to or higher than the second predetermined rotation speed, an acceleration map that sets the high-voltage system limit voltage is set as an execution map and tends to increase as the rotation speed of the motor increases until reaching the maximum voltage. The limit voltage is set based on the execution map and the rotation speed of the motor, and the high voltage system voltage is set using the limit voltage set for the required voltage required for the high voltage system when the hybrid vehicle is running. The buck-boost converter is controlled so as to obtain a target voltage obtained by limiting. As in the case where the accelerator opening is less than the predetermined opening, the high-voltage system limit voltage is set according to the motor speed, so the motor speed is the speed range where the buck-boost converter and the high-voltage system resonate. By setting the limiting voltage of the high-voltage system at such a level that it can protect the buck-boost converter and high-voltage elements, the motor speed will resonate between the buck-boost converter and the high-voltage system. It is possible to suppress the buck-boost converter and the high-voltage element from being damaged even when the rotational speed range is reached. In addition, since the detected motor speed is equal to or higher than the second predetermined speed smaller than when the accelerator opening is less than the predetermined opening, the high voltage limit voltage is set so as to increase as the motor speed increases. Even if a difference occurs between the rotation speed of the motor at the time of control and the detected rotation speed of the motor due to any of detection delay, communication delay, and control delay, this can be dealt with.
こうした本発明の昇降圧コンバータの制御装置において、前記ハイブリッド車は、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3つの回転要素が接続された遊星歯車機構を有し、前記通常時マップは、前記電動機の回転数が前記第1の所定回転数以上のときには、アクセルオフに伴って前記発電機から出力するトルクの減少の程度に応じて低下する前記高電圧系の要求電圧の低下の程度のうち最大の低下の程度と車両の最大減速度による前記電動機の回転数の低下の程度とが釣り合うように前記最大電圧に至るまで前記電動機の回転数が大きいほど大きくなるよう前記高電圧系の制限電圧を設定するマップである、ものとすることもできる。こうすれば、高電圧系の制限電圧の降下を発電機のトルクの減少に応じたものとすることができ、内燃機関の応答性が低いことから発電機のトルクの減少の程度が小さくなることによって生じる高電圧系の電圧が高い状態で電動機の回転数が昇降圧コンバータや高電圧系が共振する回転数帯に至るのをより確実に抑制することができると共に必要以上に高電圧系の制限電圧の上昇および降下の程度を遅くするのを抑制することができる。 In such a buck-boost converter control device according to the present invention, the hybrid vehicle has three rotating elements connected to three shafts: a drive shaft coupled to an axle, an output shaft of the internal combustion engine, and a rotating shaft of the generator. And the normal time map is set according to the degree of decrease in the torque output from the generator when the accelerator is off when the rotational speed of the motor is equal to or higher than the first predetermined rotational speed. Among the degree of reduction in the required voltage of the high-voltage system to be reduced, the maximum voltage is reduced until the maximum voltage is reached so that the degree of reduction in the rotation speed of the motor due to the maximum deceleration of the vehicle is balanced. The map may be a map for setting the limit voltage of the high-voltage system so that it increases as the rotational speed increases. By doing this, the voltage drop of the high voltage system can be made to correspond to the decrease in the torque of the generator, and the degree of decrease in the generator torque is reduced because the response of the internal combustion engine is low. It is possible to more reliably suppress the rotation speed of the motor from reaching the rotation speed range where the buck-boost converter and the high voltage system resonate with the high voltage system voltage generated by the It is possible to suppress slowing of the degree of voltage increase and decrease.
また、本発明の昇降圧コンバータの制御装置において、前記第2の所定回転数は、アクセル開度が前記所定開度以上のときに検出遅れ,通信遅れ,制御遅れのうちのいずれかにより制御時における前記電動機の回転数と前記検出された電動機回転数との差分として予め設定された差分回転数だけ前記第1の所定回転数より小さい回転数であり、前記加速時マップは、前記通常時マップに対して前記差分回転数だけ異なるマップである、ものとすることもできる。こうすれば、検出遅れや通信遅れ,制御遅れなどに対応する際に必要以上に高電圧系の制限電圧を高くするのを抑制することができる。 In the step-up / down converter control device according to the present invention, the second predetermined rotation speed is controlled by any of detection delay, communication delay, and control delay when the accelerator opening is equal to or greater than the predetermined opening. The rotation speed map is smaller than the first predetermined rotation speed by a preset difference rotation speed as a difference between the rotation speed of the motor and the detected motor rotation speed, and the acceleration time map is the normal time map. In contrast, the maps may differ by the difference rotational speed. In this way, it is possible to prevent the limit voltage of the high voltage system from being increased more than necessary when dealing with detection delay, communication delay, control delay, and the like.
本発明のハイブリッド車は、上述のいずれかの態様の本発明の昇降圧コンバータの制御装置、即ち、基本的には、充放電可能な蓄電手段が接続された低電圧系と内燃機関からの動力を用いて発電する発電機および走行用の動力を入出力する電動機が接続された高電圧系とに接続されたハイブリッド車搭載用の昇降圧コンバータの制御装置であって、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、前記電動機の回転数である電動機回転数を検出する電動機回転数検出手段と、前記検出されたアクセル開度が所定開度未満のときには前記電動機の回転数が前記昇降圧コンバータおよび/または前記高電圧系の共振周波数に相当する回転数より大きな回転数として予め設定された第1の所定回転数未満のときには所定の低電圧を前記高電圧系の制限電圧として設定すると共に前記電動機の回転数が前記第1の所定回転数以上のときには前記所定の低電圧以上で予め設定された最大電圧に至るまで前記電動機の回転数が大きいほど大きくなる傾向に前記高電圧系の制限電圧を設定する通常時マップを実行用マップとして設定し、前記検出されたアクセル開度が所定開度以上のときには前記電動機の回転数が前記第1の所定回転数より小さい第2の所定回転数未満のときには前記所定の低電圧を前記高電圧系の制限電圧として設定すると共に前記電動機の回転数が前記第2の所定回転数以上のときには前記最大電圧に至るまで前記電動機の回転数が大きいほど大きくなる傾向に前記高電圧系の制限電圧を設定する加速時マップを実行用マップとして設定する実行用マップ設定手段と、前記検出された電動機回転数と前記設定された実行用マップとに基づいて前記制限電圧を設定する制限電圧設定手段と、前記高電圧系の電圧が、ハイブリッド車の走行に際して前記高電圧系に要求される要求電圧に対して前記制限電圧を用いて制限して得られる目標電圧となるよう前記昇降圧コンバータを制御する制御手段と、を備える昇降圧コンバータの制御装置を搭載することを要旨とする。 The hybrid vehicle according to the present invention includes a control device for the buck-boost converter according to the present invention according to any one of the above-described embodiments, that is, basically a power source from an internal combustion engine and a low-voltage system to which charge / discharge power storage means is connected. A control device for a buck-boost converter for a hybrid vehicle connected to a high-voltage system to which a generator for generating electric power and a motor for inputting / outputting driving power are connected, and detects an accelerator opening An accelerator opening degree detecting means, an electric motor speed detecting means for detecting an electric motor rotating speed which is the rotating speed of the electric motor, and when the detected accelerator opening degree is less than a predetermined opening degree, the rotational speed of the electric motor When a rotational speed greater than the rotational speed corresponding to the resonance frequency of the converter and / or the high-voltage system is less than a first predetermined rotational speed, a predetermined low voltage is applied to the high-voltage system. It is set as a limit voltage, and when the rotation speed of the motor is equal to or higher than the first predetermined rotation speed, the higher the rotation speed of the electric motor, the higher the rotation speed of the motor until the maximum voltage set in advance is equal to or higher than the predetermined low voltage. A normal time map for setting the high-voltage system limit voltage is set as an execution map, and when the detected accelerator opening is greater than or equal to a predetermined opening, the rotational speed of the motor is smaller than the first predetermined rotational speed. When the rotational speed of the electric motor is equal to or higher than the second predetermined rotational speed, the electric motor is set up to the maximum voltage when the predetermined low voltage is set as the limiting voltage of the high voltage system. Execution map setting means for setting, as an execution map, an acceleration map that sets the limit voltage of the high voltage system in a tendency to increase as the number of rotations increases. Limit voltage setting means for setting the limit voltage based on the output motor rotation speed and the set execution map, and the high voltage system voltage are required for the high voltage system when the hybrid vehicle is running. And a control unit for controlling the step-up / step-down converter so as to obtain a target voltage obtained by limiting the required voltage using the limit voltage.
この本発明のハイブリッド車では、上述のいずれかの態様の本発明の昇降圧コンバータの制御装置を搭載するから、本発明の昇降圧コンバータの制御装置が奏する効果、例えば、電動機の回転数が昇降圧コンバータや高電圧系が共振する回転数帯に至っても昇降圧コンバータや高電圧系の素子が破損するのを抑制することができるという効果や、検出遅れや通信遅れ,制御遅れのうちのいずれかにより制御時における電動機の回転数と検出された電動機回転数とに乖離が生じてもこれに対処することができる効果などと同様の効果を奏することができる。 Since the hybrid vehicle of the present invention is equipped with the control device for the buck-boost converter of the present invention according to any one of the above-described aspects, the effect exerted by the control device of the buck-boost converter of the present invention, for example, the rotational speed of the electric motor is increased or decreased. Even if the pressure converter or high-voltage system reaches the resonating speed range, it is possible to prevent the buck-boost converter or high-voltage system element from being damaged, and any of detection delay, communication delay, and control delay Thus, even if there is a discrepancy between the rotational speed of the electric motor and the detected rotational speed of the motor at the time of control, it is possible to achieve the same effect as the effect of dealing with this.
本発明の昇降圧コンバータの制御方法は、
充放電可能な蓄電手段が接続された低電圧系と内燃機関からの動力を用いて発電する発電機および走行用の動力を入出力する電動機が接続された高電圧系とに接続されたハイブリッド車搭載用の昇降圧コンバータの制御方法であって、
アクセル開度が所定開度未満のときには前記電動機の回転数が前記昇降圧コンバータおよび/または前記高電圧系の共振周波数に相当する回転数より大きな回転数として予め設定された第1の所定回転数未満のときには所定の低電圧を前記高電圧系の制限電圧として設定すると共に前記電動機の回転数が前記第1の所定回転数以上のときには前記所定の低電圧以上で予め設定された最大電圧に至るまで前記電動機の回転数が大きいほど大きくなる傾向に前記高電圧系の制限電圧を設定する通常時マップと前記電動機の回転数とに基づいて前記制限電圧を設定し、アクセル開度が所定開度以上のときには前記電動機の回転数が前記第1の所定回転数より小さい第2の所定回転数未満のときには前記所定の低電圧を前記高電圧系の制限電圧として設定すると共に前記電動機の回転数が前記第2の所定回転数以上のときには前記最大電圧に至るまで前記電動機の回転数が大きいほど大きくなる傾向に前記高電圧系の制限電圧を設定する加速時マップと前記電動機の回転数とに基づいて前記制限電圧を設定し、
前記高電圧系の電圧が、ハイブリッド車の走行に際して前記高電圧系に要求される要求電圧に対して前記制限電圧を用いて制限して得られる目標電圧となるよう前記昇降圧コンバータを制御する、
ことを特徴とする。
The control method of the buck-boost converter of the present invention is as follows:
A hybrid vehicle connected to a low-voltage system connected to a chargeable / dischargeable power storage means and a high-voltage system connected to a generator that generates power using power from an internal combustion engine and a motor that inputs and outputs driving power A method for controlling an on-board buck-boost converter,
When the accelerator opening is less than a predetermined opening, a first predetermined rotation speed that is set in advance as a rotation speed that is greater than the rotation speed corresponding to the resonant frequency of the step-up / down converter and / or the high-voltage system when the motor is open. When it is less than the predetermined low voltage is set as the limiting voltage of the high voltage system, and when the rotational speed of the electric motor is equal to or higher than the first predetermined rotational speed, the preset maximum voltage is reached at the predetermined low voltage or higher. The limit voltage is set on the basis of the normal time map for setting the limit voltage of the high voltage system and the rotation speed of the motor so that the larger the rotation speed of the motor is, the accelerator opening is a predetermined opening In the above case, when the rotation speed of the electric motor is less than the second predetermined rotation speed smaller than the first predetermined rotation speed, the predetermined low voltage is used as the limiting voltage of the high voltage system. Acceleration map for setting the high-voltage system limit voltage in such a manner that when the rotation speed of the motor is equal to or higher than the second predetermined rotation speed, the higher the rotation speed of the motor is, the larger the rotation speed is. And setting the limit voltage based on the rotation speed of the electric motor,
Controlling the step-up / down converter so that the voltage of the high voltage system becomes a target voltage obtained by limiting the required voltage required for the high voltage system with the limit voltage when the hybrid vehicle is running.
It is characterized by that.
この本発明の昇降圧コンバータの制御方法では、アクセル開度が所定開度未満のときには電動機の回転数が昇降圧コンバータや高電圧系の共振周波数に相当する回転数より大きな回転数として予め設定された第1の所定回転数未満のときには所定の低電圧を高電圧系の制限電圧として設定すると共に電動機の回転数が第1の所定回転数以上のときには所定の低電圧以上で予め設定された最大電圧に至るまで電動機の回転数が大きいほど大きくなる傾向に高電圧系の制限電圧を設定する通常時マップと電動機の回転数とに基づいて制限電圧を設定し、高電圧系の電圧が、ハイブリッド車の走行に際して高電圧系に要求される要求電圧に対して設定した制限電圧を用いて制限して得られる目標電圧となるよう昇降圧コンバータを制御する。このように高電圧系の制限電圧を電動機の回転数に応じて設定するから、電動機の回転数が昇降圧コンバータや高電圧系が共振する回転数帯に至ったときの高電圧系の制限電圧を昇降圧コンバータや高電圧系の素子を保護することができる程度に設定しておくことにより、電動機の回転数が昇降圧コンバータや高電圧系が共振する回転数帯に至っても昇降圧コンバータや高電圧系の素子が破損するのを抑制することができる。一方、アクセル開度が所定開度以上のときには電動機の回転数が第1の所定回転数より小さい第2の所定回転数未満のときには所定の低電圧を高電圧系の制限電圧として設定すると共に電動機の回転数が第2の所定回転数以上のときには最大電圧に至るまで電動機の回転数が大きいほど大きくなる傾向に高電圧系の制限電圧を設定する加速時マップと電動機の回転数とに基づいて制限電圧を設定し、高電圧系の電圧が、ハイブリッド車の走行に際して高電圧系に要求される要求電圧に対して設定した制限電圧を用いて制限して得られる目標電圧となるよう昇降圧コンバータを制御する。アクセル開度が所定開度未満のときと同様に、高電圧系の制限電圧を電動機の回転数に応じて設定するから、電動機の回転数が昇降圧コンバータや高電圧系が共振する回転数帯に至ったときの高電圧系の制限電圧を昇降圧コンバータや高電圧系の素子を保護することができる程度に設定しておくことにより、電動機の回転数が昇降圧コンバータや高電圧系が共振する回転数帯に至っても昇降圧コンバータや高電圧系の素子が破損するのを抑制することができる。しかも、検出された電動機回転数がアクセル開度が所定開度未満のときより小さい第2の所定回転数以上で電動機の回転数が大きいほど大きくなる傾向に高電圧系の制限電圧を設定するから、検出遅れや通信遅れ,制御遅れのうちのいずれかにより制御時における電動機の回転数と検出された電動機回転数とに乖離が生じてもこれに対処することができる。 In the control method of the buck-boost converter according to the present invention, when the accelerator opening is less than the predetermined opening, the rotation speed of the motor is preset as a rotation speed larger than the rotation speed corresponding to the resonance frequency of the buck-boost converter or the high voltage system. The predetermined low voltage is set as the limiting voltage of the high voltage system when the rotation speed is lower than the first predetermined rotation speed, and the maximum preset at a predetermined low voltage or more when the rotation speed of the motor is equal to or higher than the first predetermined rotation speed. The limit voltage is set based on the normal time map that sets the limit voltage of the high-voltage system and the motor speed so that the higher the motor speed is, the higher the motor speed is. The step-up / step-down converter is controlled so as to obtain a target voltage obtained by limiting using a limiting voltage set with respect to a required voltage required for the high voltage system when the vehicle is traveling. In this way, the high voltage limit voltage is set according to the rotation speed of the motor, so the high voltage limit voltage when the rotation speed of the motor reaches the rotation speed range where the buck-boost converter or the high voltage system resonates. Is set to such an extent that it can protect the buck-boost converter and the high-voltage system element, so that the buck-boost converter and the high-voltage system can be It is possible to prevent the high voltage system element from being damaged. On the other hand, when the accelerator opening is greater than or equal to the predetermined opening, the motor is set with a predetermined low voltage as a high voltage limit voltage when the motor rotation speed is less than the second predetermined rotation speed smaller than the first predetermined rotation speed. When the rotation speed of the motor is equal to or higher than the second predetermined rotation speed, the higher the rotation speed of the motor, the higher the rotation speed of the motor. A step-up / down converter is set so that a limit voltage is set and the high-voltage system voltage becomes a target voltage obtained by limiting using the limit voltage set for the required voltage required for the high-voltage system when the hybrid vehicle is running. To control. As in the case where the accelerator opening is less than the predetermined opening, the high-voltage system limit voltage is set according to the motor speed, so the motor speed is the speed range where the buck-boost converter and the high-voltage system resonate. By setting the limiting voltage of the high-voltage system at such a level that it can protect the buck-boost converter and high-voltage elements, the motor speed will resonate between the buck-boost converter and the high-voltage system. It is possible to suppress the buck-boost converter and the high-voltage element from being damaged even when the rotational speed range is reached. In addition, since the detected motor speed is equal to or higher than the second predetermined speed smaller than when the accelerator opening is less than the predetermined opening, the high voltage limit voltage is set so as to increase as the motor speed increases. Even if a difference occurs between the rotation speed of the motor at the time of control and the detected rotation speed of the motor due to any of detection delay, communication delay, and control delay, this can be dealt with.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は本発明の一実施例である昇降圧コンバータの制御装置を搭載す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り、図2はモータMG1,MG2を含む電機駆動系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1に示すように、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に供給可能な昇降圧コンバータ55と、バッテリ50と昇降圧コンバータ55とに介在するシステムメインリレー56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 block diagram showing the schematic 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、図2に示すように、いずれも外表面に永久磁石が貼り付けられたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備える周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42および昇降圧コンバータ55を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。実施例では、モータMG1,MG2およびインバータ41,42として、定格値として入力最大電圧Vset(例えば650V)のものを用いた。インバータ41,42は、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。なお、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からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42のトランジスタT11〜T16,T21〜T26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。また、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。
As shown in FIG. 2, each of the motor MG1 and the motor MG2 is configured as a well-known synchronous generator motor including a rotor having a permanent magnet attached to the outer surface and a stator wound with a three-phase coil. Power is exchanged with
昇降圧コンバータ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とにより一般的な昇降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とにはそれぞれシステムメインリレー56を介してバッテリ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、昇降圧コンバータ55より電力ライン54側を高電圧系といい、昇降圧コンバータ55よりバッテリ50側を低電圧系という。
As shown in FIG. 2, the step-up / down
バッテリ50は、例えば定格電圧が200Vのリチウムイオン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電圧センサ51aからの端子間電圧Vb,バッテリ50の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた電流センサ51bからの充放電電流Ib,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51c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51bにより検出された充放電電流Ibの積算値に基づいて残容量SOCを演算したり、バッテリ50の入出力制限Win,Woutを設定したりしている。
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、温度センサ55aからの昇降圧コンバータ55の温度Tup(例えば、リアクトルLの温度)や、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VHという),電圧センサ58aからのコンデンサ58の電圧,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。ハイブリッド用電子制御ユニット70からは、昇降圧コンバータ55のトランジスタT31,T32へのスイッチング制御信号やシステムメインリレー56への駆動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と昇降圧コンバータ55とが制御される。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。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン22の運転を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。昇降圧コンバータ55の制御としては、モータMG1,MG2の駆動状態に応じて高電圧系に必要とされる要求電圧Vhreqを設定し、高電圧系の電圧VHが要求電圧Vhreqに基づく目標電圧Vh*となるよう昇降圧コンバータ55のトランジスタT31,T32のスイッチング制御が行なわれる。
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、特に高電圧系の電圧VHを調整する際の動作について説明する。図3は実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される電圧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、所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行される。
Next, the operation of the
電圧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,モータMG2の回転数Nm2,高電圧系に必要とされる要求電圧Vhreqなどの電圧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からの信号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、要求電圧Vhreqは、図示しない駆動制御ルーチンにより設定されたモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*とモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2とに基づいてモータMG1,MG2をトルク指令Tm1*,Tm2*で制御するのに適した電圧として設定されてRAM76の所定領域に格納されたものを読み込むことにより入力するものとした。
When the voltage control routine is executed, first, the
続いて、アクセル開度Accが閾値Aref以上であり且つブレーキペダルポジションBPがオフ(値0)であるか否かを判定し(ステップS110)、アクセル開度Accが閾値Aref未満であったりブレーキペダルポジションBPがオフでないときには通常時マップを高電圧系の制限電圧Vlimを設定する際に用いる実行用マップとして設定し(ステップS120)、アクセル開度Accが閾値Aref以上であり且つブレーキペダルポジションBPがオフであるときには加速時マップを実行用マップとして設定し(ステップS130)、設定した実行用マップとモータMG2の回転数Nm2とに基づいて高電圧系の制限電圧Vlimを設定する(ステップS140)。ここで、閾値Arefは、比較的大きな加速度を得ることができるアクセル開度Accとして設定されるものであり、例えば、70%や80%などを用いることができる。通常時マップと加速時マップの一例を図4に示す。通常時マップでは、モータMG2の回転数Nm2が昇降圧コンバータ55やコンデンサ57,58などにより形成されるRLC回路の共振周波数帯に対応するモータMG2の回転数帯(共振回転数帯)より大きな回転数N1以下のときには電圧V1を制限電圧Vlimとして設定し、モータMG2の回転数Nm2が回転数N1から回転数N2に至るまで電圧V1からインバータ41,42の定格値として入力最大電圧Vsetまでリニアに増大する電圧を制限電圧Vlimとして設定し、モータMG2の回転数Nm2が回転数N2以上ではインバータ41,42の入力最大電圧Vsetを制限電圧Vlimとして設定する。モータMG2の回転数Nm2が回転数N1から回転数N2の間の制限電圧Vlimの勾配は、大きく踏み込んでいたアクセルペダル83をアクセルオフすると共にブレーキペダル85を大きく踏み込んだときにエンジン22の応答性を考慮してモータMG1の発電トルクを減少させることができる程度に対応した高電圧系の電圧VHの低下の程度がモータMG2の回転数Nm2の減速の程度に釣り合うように設定されている。例えば、電圧V1が570Vで入力最大電圧Vsetが650Vであり、モータMG1の発電トルクを減少させる最大の程度に対応する高電圧系の電圧の低下の程度が1V/8msecであり、車両の最大減速度を12.8m/s2であり、車速をモータMG2の回転数Nm2に換算する換算係数をkvとすれば、高電圧系の電圧を入力最大電圧Vsetから電圧V1まで変化させるのに必要なモータMG2の回転数変化量ΔNm2は次式(1)により計算される。ここで、換算係数kvを300とすると、回転数変化量ΔNm2は約2500rpmとなる。この場合、更に昇降圧コンバータ55やコンデンサ57,58などにより形成されるRLC回路の共振周波数帯に対応するモータMG2の回転数帯(共振回転数帯)が2000rpm〜2400rpmであるとすれば、回転数N1として2500rpmを用いると共に回転数N2として5000rpmを用いることができる。こうすれば、大きく踏み込んでいたアクセルペダル83をアクセルオフすると共にブレーキペダル85を大きく踏み込んだときに、高電圧系の電圧VHが高い状態になっているにも拘わらず、モータMG2の回転数Nm2が昇降圧コンバータ55やコンデンサ57,58などにより形成されるRLC回路の共振周波数帯に対応するモータMG2の回転数帯(共振回転数帯)になるのを防止することができる。一方、加速時マップでは、モータMG2の回転数Nm2が回転数N1より若干小さな回転数N3以下のときには電圧V1を制限電圧Vlimとして設定し、モータMG2の回転数Nm2が回転数N3から回転数N2より若干小さな回転数N4に至るまで電圧V1からインバータ41,42の定格値として入力最大電圧Vsetまでリニアに増大する電圧を制限電圧Vlimとして設定し、モータMG2の回転数Nm2が回転数N4以上ではインバータ41,42の入力最大電圧Vsetを制限電圧Vlimとして設定する。加速時マップでは、同一のモータMG2の回転数Nm2に対して通常時マップに比して制限電圧Vlimが高くなるように設定するのは、モータMG2の回転数Nm2を演算する際の回転位置検出センサ44による検出遅れや通信遅れ,制御遅れなどにより制御時における実際のモータMG2の回転数と検出されたモータMG2の回転数では乖離が生じるため、これを補償するためにである。このため、実施例では、検出遅れや通信遅れ,制御遅れなどにより制御時における実際のモータMG2の回転数と検出されたモータMG2の回転数との乖離に相当する回転数を実験などにより定め、回転数N1からその回転数だけ小さい回転数を回転数N3として用いた。上述の回転数N1として2500rpmを用いると共に回転数N2として5000rpmを用いた場合、例えば回転数N3として2250prmを用いると共に回転数N4として4750rpmを用いることができる。
Subsequently, it is determined whether or not the accelerator opening Acc is equal to or greater than the threshold value Aref and the brake pedal position BP is off (value 0) (step S110), and the accelerator opening Acc is less than the threshold value Aref or the brake pedal. When the position BP is not OFF, the normal time map is set as an execution map used when setting the high voltage system limit voltage Vlim (step S120), the accelerator opening Acc is greater than or equal to the threshold value Aref, and the brake pedal position BP is When it is off, the acceleration map is set as an execution map (step S130), and the high voltage system limit voltage Vlim is set based on the set execution map and the rotation speed Nm2 of the motor MG2 (step S140). Here, the threshold value Aref is set as an accelerator opening Acc at which a relatively large acceleration can be obtained. For example, 70% or 80% can be used. An example of the normal time map and the acceleration time map is shown in FIG. In the normal time map, the rotation speed Nm2 of the motor MG2 is larger than the rotation speed band (resonance rotation speed band) of the motor MG2 corresponding to the resonance frequency band of the RLC circuit formed by the buck-
ΔNm2=(650-580)/(1/8)×12.8×kv (1) ΔNm2 = (650-580) / (1/8) × 12.8 × kv (1)
図5は、アクセル開度Accが閾値Aref以上であり且つブレーキペダルポジションBPがオフの状態で加速し、その後、減速したときの、モータMG2の回転数Nm2と制限電圧Vlimの時間変化の一例を示す説明図である。図中、モータMG2の回転数Nm2における実線は検出し演算された制御用の回転数を示し、一点鎖線は実際のモータMG2の回転数を示す。図示するように、検出し演算されたモータMG2の回転数Nm2は実際の回転数に対して遅れをもって追従する。図から解るように、加速してモータMG2の回転数Nm2が回転数N3に至るまでは電圧V1が制限電圧Vlimに設定され、その後モータMG2の回転数Nm2が回転数N4に至るまでは電圧V1からインバータ41,42の定格値として入力最大電圧Vsetまでリニアに増大する電圧が制限電圧Vlimに設定され、モータMG2の回転数Nm2が回転数N4を超えると入力最大電圧Vsetが制限電圧Vlimとして保持される。車両が減速しモータMG2の回転数Nm2が回転数N2に至るとモータMG2の回転数Nm2が回転数N1に至るまでは入力最大電圧Vsetから電圧V1までリニアに減少する電圧が制限電圧Vlimに設定され、モータMG2の回転数Nm2が回転数N1未満になると電圧V1が制限電圧Vlimとして保持される。このように、大きな加速時に制限電圧Vlimの上昇を迅速に行なうことにより、モータMG2の動力性能を発揮させることができる。
FIG. 5 shows an example of changes over time in the rotational speed Nm2 and the limit voltage Vlim of the motor MG2 when the accelerator opening Acc is equal to or greater than the threshold value Aref and the brake pedal position BP is accelerated and then decelerated. It is explanatory drawing shown. In the figure, the solid line at the rotational speed Nm2 of the motor MG2 indicates the detected rotational speed for control, and the alternate long and short dash line indicates the actual rotational speed of the motor MG2. As shown in the figure, the detected and calculated rotation speed Nm2 of the motor MG2 follows the actual rotation speed with a delay. As can be seen from the figure, the voltage V1 is set to the limit voltage Vlim until the rotation speed Nm2 of the motor MG2 reaches the rotation speed N3, and then the voltage V1 until the rotation speed Nm2 of the motor MG2 reaches the rotation speed N4. Is set to the limit voltage Vlim as the rated value of the
こうして制限電圧Vlimを設定すると、入力した要求電圧Vhreqを制限電圧Vlimによって制限して得られる電圧、即ち、要求電圧Vhreqと制限電圧Vlimとのうち小さい方の電圧を高電圧系の目標電圧Vh*として設定し(ステップS150)、高電圧系の電圧VHが目標電圧Vh*となるよう昇降圧コンバータ55のトランジスタT31,T32をスイッチング制御して(ステップS160)、本ルーチンを終了する。
When the limit voltage Vlim is set in this way, a voltage obtained by limiting the input requested voltage Vhreq by the limit voltage Vlim, that is, the smaller one of the requested voltage Vhreq and the limit voltage Vlim is set to the target voltage Vh * of the high voltage system. (Step S150), the transistors T31 and T32 of the buck-
以上説明した実施例の昇降圧コンバータの制御装置によれば、アクセル開度Accが閾値Aref未満であったりブレーキペダルポジションBPがオフでないときには、モータMG2の回転数Nm2が昇降圧コンバータ55やコンデンサ57,58などにより形成されるRLC回路の共振周波数帯に対応するモータMG2の回転数帯(共振回転数帯)より大きな回転数N1未満のときには電圧V1を制限電圧Vlimに設定し、モータMG2の回転数Nm2が回転数N1以上で回転数N2以下のときには電圧V1からインバータ41,42の入力最大電圧Vsetまでリニアに増大した電圧を制限電圧Vlimに設定し、モータMG2の回転数Nm2が回転数N2以上のときにはインバータ41,42の入力最大電圧Vsetを制限電圧Vlimに設定する通常時マップを用いて制限電圧Vlimを設定し、設定した制限電圧Vlimにより要求電圧Vhreqを制限して得られる目標電圧Vh*となるよう高電圧系の電圧VHを制御することにより、大きく踏み込んでいたアクセルペダル83をアクセルオフすると共にブレーキペダル85を大きく踏み込んだときに、高電圧系の電圧VHがまだ高い状態になっているにも拘わらず、モータMG2の回転数Nm2が昇降圧コンバータ55やコンデンサ57,58などにより形成されるRLC回路の共振周波数帯に対応するモータMG2の回転数帯(共振回転数帯)になるのを防止することができる。しかも、モータMG2の回転数Nm2が回転数N1から回転数N2の間の制限電圧Vlimの勾配を、大きく踏み込んでいたアクセルペダル83をアクセルオフすると共にブレーキペダル85を大きく踏み込んだときにエンジン22の応答性を考慮してモータMG1の発電トルクを減少させることができる程度に対応した高電圧系の電圧VHの低下の程度がモータMG2の回転数Nm2の減速の程度に釣り合うように設定することにより、高電圧系の制限電圧Vlimの降下をモータMG1のトルクの減少に応じたものとすることができ、必要以上に高電圧系の制限電圧Vlimの上昇および降下の程度を遅くするのを抑制することができる。
According to the control device for the buck-boost converter according to the embodiment described above, when the accelerator opening degree Acc is less than the threshold value Aref or the brake pedal position BP is not OFF, the rotational speed Nm2 of the motor MG2 is set to the buck-
また、実施例の実施例の昇降圧コンバータの制御装置によれば、アクセル開度Accが閾値Aref以上であり且つブレーキペダルポジションBPがオフであるときには、モータMG2の回転数Nm2が回転数N1より若干小さな回転数N3以下のときには電圧V1を制限電圧Vlimとして設定し、モータMG2の回転数Nm2が回転数N3から回転数N2より若干小さな回転数N4に至るまで電圧V1からインバータ41,42の定格値として入力最大電圧Vsetまでリニアに増大する電圧を制限電圧Vlimとして設定し、モータMG2の回転数Nm2が回転数N4以上ではインバータ41,42の入力最大電圧Vsetを制限電圧Vlimとして設定する加速時マップを用いて制限電圧Vlimを設定し、設定した制限電圧Vlimにより要求電圧Vhreqを制限して得られる目標電圧Vh*となるよう高電圧系の電圧VHを制御することにより、検出遅れや通信遅れ,制御遅れなどによって生じる実際のモータMG2の回転数と検出されたモータMG2の回転数との乖離を補償することができる。この結果、大きな加速時でもモータMG2の動力性能を発揮させることができる。
Further, according to the control device for the buck-boost converter of the embodiment, when the accelerator opening Acc is equal to or greater than the threshold value Aref and the brake pedal position BP is off, the rotational speed Nm2 of the motor MG2 is greater than the rotational speed N1. The voltage V1 is set as the limit voltage Vlim when the rotational speed is slightly smaller than N3, and the rating of the
実施例の昇降圧コンバータの制御装置では、通常時マップとして、モータMG2の回転数Nm2が回転数N1から回転数N2の間の制限電圧Vlimの勾配を、大きく踏み込んでいたアクセルペダル83をアクセルオフすると共にブレーキペダル85を大きく踏み込んだときにエンジン22の応答性を考慮してモータMG1の発電トルクを減少させることができる程度に対応した高電圧系の電圧VHの低下の程度がモータMG2の回転数Nm2の減速の程度に釣り合うように設定するものを用いたが、モータMG2の回転数Nm2が回転数N1から回転数N2の間の制限電圧Vlimの勾配が大きく踏み込んでいたアクセルペダル83をアクセルオフすると共にブレーキペダル85を大きく踏み込んだときにエンジン22の応答性を考慮してモータMG1の発電トルクを減少させることができる程度に対応した高電圧系の電圧VHの低下の程度より若干小さいものとしたり若干大きいものとしても構わない。
In the control device for the buck-boost converter according to the embodiment, as a normal time map, the
実施例の昇降圧コンバータの制御装置では、加速時マップにおける回転数N3や回転数N4として、検出遅れや通信遅れ,制御遅れなどにより制御時における実際のモータMG2の回転数と検出されたモータMG2の回転数との乖離に相当する回転数を実験などにより定め、回転数N1や回転数N2からその回転数だけ小さい回転数を用いるものとしたが、実験とは無関係に設定された回転数だけ回転数N1や回転数N2から小さい回転数を用いるものとしても構わない。 In the control device for the buck-boost converter according to the embodiment, the actual rotational speed of the motor MG2 and the detected motor MG2 at the time of control due to detection delay, communication delay, control delay, etc. as the rotational speed N3 and rotational speed N4 in the acceleration map. The number of revolutions corresponding to the deviation from the number of revolutions is determined by experiments and the like, and the number of revolutions smaller than the number of revolutions N1 and N2 is used. However, only the number of revolutions set regardless of the experiment is used. It is possible to use a smaller number of revolutions than the number of revolutions N1 and N2.
実施例の昇降圧コンバータの制御装置では、アクセル開度Accが閾値Aref未満であったりブレーキペダルポジションBPがオフでないときには、通常時マップを実行用マップとして設定し、アクセル開度Accが閾値Aref以上であり且つブレーキペダルポジションBPがオフであるときには、加速時マップを実行用マップとして設定するものとしたが、ブレーキペダルポジションBPに拘わらず、アクセル開度Accが閾値Aref未満のときには通常時マップを実行用マップとして設定し、アクセル開度Accが閾値Aref以上であるときには加速時マップを実行用マップとして設定するものとしてもよい。 In the control device for the buck-boost converter according to the embodiment, when the accelerator opening degree Acc is less than the threshold value Aref or the brake pedal position BP is not OFF, the normal time map is set as an execution map, and the accelerator opening degree Acc is equal to or greater than the threshold value Aref. When the brake pedal position BP is off, the acceleration map is set as the execution map. However, regardless of the brake pedal position BP, when the accelerator opening Acc is less than the threshold value Aref, the normal time map is set. It may be set as an execution map, and when the accelerator opening Acc is equal to or greater than the threshold value Aref, the acceleration time map may be set as the execution map.
実施例の昇降圧コンバータの制御装置を搭載するハイブリッド自動車20では、減速ギヤ35を介して駆動軸としてのリングギヤ軸32aにモータMG2を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸32aにモータMG2を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ35に代えて2段変速や3段変速,4段変速などの変速機を介してリングギヤ軸32aにモータMG2を取り付けるものとしても構わない。
In the
実施例の昇降圧コンバータの制御装置では、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に供給可能な昇降圧コンバータ55と、を備えるハイブリッド自動車20に搭載されたものとしたが、図6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5における車輪64a,64bに接続された車軸)に接続するハイブリッド自動車120に搭載されるものとしてもよいし、図7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のクランクシャフト26に接続されたインナーロータ232と駆動輪63a,63bに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるハイブリッド自動車220に搭載されるものとしてもよいし、図8の変形例のハイブリッド自動車320に例示するように、駆動輪63a,63bに接続された駆動軸に変速機330を介してモータMGを取り付け、モータMGの回転軸にクラッチ329を介してエンジン22を接続する構成とし、エンジン22からの動力をモータMGの回転軸と変速機330とを介して駆動軸に出力すると共にモータMGからの動力を変速機330を介して駆動軸に出力するハイブリッド自動車320に搭載されるものとしてもよいし、あるいは、図9の変形例のハイブリッド自動車420に例示するように、エンジン22からの動力を変速機430を介して駆動輪63a,63bに接続された車軸に出力すると共にモータMGからの動力を駆動輪63a,63bが接続された車軸とは異なる車軸(図8における車輪64a,64bに接続された車軸)に出力するハイブリッド自動車420に搭載されるものとしてもよい。即ち、応答性の低いエンジンに連結された発電機と走行用の電動機とを有する如何なるハイブリッド自動車に搭載されるものとしてもよいのである。
In the control device for the buck-boost converter according to the embodiment, the
実施例では、ハイブリッド自動車に搭載される昇降圧コンバータの制御装置の形態として説明したが、昇降圧コンバータの制御装置を搭載するハイブリッド車の形態としてもよい。また、昇降圧コンバータの制御方法の形態としてもよい。 The embodiment has been described as a control device for a buck-boost converter mounted on a hybrid vehicle, but may be a hybrid vehicle mounted with a control device for a buck-boost converter. Moreover, it is good also as a form of the control method of a buck-boost converter.
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、アクセルペダルポジションセンサ84が「アクセル開度検出手段」に相当し、回転位置検出センサ44とこの回転位置検出センサ44からの信号に基づいてモータMG2の回転数Nm2を演算するモータECU40とが「電動機回転数検出手段」に相当し、アクセル開度Accが閾値Aref未満であったりブレーキペダルポジションBPがオフでないときには、モータMG2の回転数Nm2が昇降圧コンバータ55やコンデンサ57,58などにより形成されるRLC回路の共振周波数帯に対応するモータMG2の回転数帯(共振回転数帯)より大きな回転数N1以下のときには電圧V1を制限電圧Vlimとして設定し、モータMG2の回転数Nm2が回転数N1から回転数N2に至るまで電圧V1からインバータ41,42の定格値として入力最大電圧Vsetまでリニアに増大する電圧を制限電圧Vlimとして設定し、モータMG2の回転数Nm2が回転数N2以上ではインバータ41,42の入力最大電圧Vsetを制限電圧Vlimとして設定する通常時マップを実行用マップとして設定し、アクセル開度Accが閾値Aref以上であり且つブレーキペダルポジションBPがオフであるときには、モータMG2の回転数Nm2が回転数N1より若干小さな回転数N3以下のときには電圧V1を制限電圧Vlimとして設定し、モータMG2の回転数Nm2が回転数N3から回転数N2より若干小さな回転数N4に至るまで電圧V1からインバータ41,42の定格値として入力最大電圧Vsetまでリニアに増大する電圧を制限電圧Vlimとして設定し、モータMG2の回転数Nm2が回転数N4以上ではインバータ41,42の入力最大電圧Vsetを制限電圧Vlimとして設定する加速時マップを実行用マップとして設定する図3の電圧制御ルーチンのステップS110〜S130の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「実行用マップ設定手段」に相当し、モータMG2の回転数Nm2と実行用マップとに基づいて制限電圧Vlimを設定する図3の電圧制御ルーチンのステップS140の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「制限電圧設定手段」に相当し、設定した制限電圧Vlimにより要求電圧Vhreqを制限して得られる目標電圧Vh*となるよう高電圧系の電圧VHを制御する図3の電圧制御ルーチンのステップS150,S160の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「制御手段」に相当する。
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 problems will be described. In the embodiment, the accelerator
ここで、「アクセル開度検出手段」としては、アクセルペダルポジションセンサ84に限定されるものではなく、アクセル開度を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機回転数検出手段」としては、回転位置検出センサ44とこの回転位置検出センサ44からの信号に基づいてモータMG2の回転数Nm2を演算するモータECU40とに限定されるものではなく、電動機の回転数を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「実行用マップ設定手段」としては、アクセル開度Accが閾値Aref未満であったりブレーキペダルポジションBPがオフでないときには、モータMG2の回転数Nm2が昇降圧コンバータ55やコンデンサ57,58などにより形成されるRLC回路の共振周波数帯に対応するモータMG2の回転数帯(共振回転数帯)より大きな回転数N1以下のときには電圧V1を制限電圧Vlimとして設定し、モータMG2の回転数Nm2が回転数N1から回転数N2に至るまで電圧V1からインバータ41,42の定格値として入力最大電圧Vsetまでリニアに増大する電圧を制限電圧Vlimとして設定し、モータMG2の回転数Nm2が回転数N2以上ではインバータ41,42の入力最大電圧Vsetを制限電圧Vlimとして設定する通常時マップを実行用マップとして設定し、アクセル開度Accが閾値Aref以上であり且つブレーキペダルポジションBPがオフであるときには、モータMG2の回転数Nm2が回転数N1より若干小さな回転数N3以下のときには電圧V1を制限電圧Vlimとして設定し、モータMG2の回転数Nm2が回転数N3から回転数N2より若干小さな回転数N4に至るまで電圧V1からインバータ41,42の定格値として入力最大電圧Vsetまでリニアに増大する電圧を制限電圧Vlimとして設定し、モータMG2の回転数Nm2が回転数N4以上ではインバータ41,42の入力最大電圧Vsetを制限電圧Vlimとして設定する加速時マップを実行用マップとして設定するものに限定されるものではなく、ブレーキペダルポジションBPに拘わらず、アクセル開度Accが閾値Aref未満のときには通常時マップを実行用マップとして設定し、アクセル開度Accが閾値Aref以上であるときには加速時マップを実行用マップとして設定するものとするなど、アクセル開度が所定開度未満のときには電動機の回転数が昇降圧コンバータおよび/または高電圧系の共振周波数に相当する回転数より大きな回転数として予め設定された第1の所定回転数未満のときには所定の低電圧を高電圧系の制限電圧として設定すると共に電動機の回転数が第1の所定回転数以上のときには所定の低電圧以上で予め設定された最大電圧に至るまで電動機の回転数が大きいほど大きくなる傾向に高電圧系の制限電圧を設定する通常時マップを実行用マップとして設定し、アクセル開度が所定開度以上のときには電動機の回転数が第1の所定回転数より小さい第2の所定回転数未満のときには所定の低電圧を高電圧系の制限電圧として設定すると共に電動機の回転数が第2の所定回転数以上のときには最大電圧に至るまで電動機の回転数が大きいほど大きくなる傾向に高電圧系の制限電圧を設定する加速時マップを実行用マップとして設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制限電圧設定手段」としては、モータMG2の回転数Nm2と実行用マップとに基づいて制限電圧Vlimを設定するものに限定されるものではなく、検出された電動機回転数と実行用マップとに基づいて制限電圧を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、設定した制限電圧Vlimにより要求電圧Vhreqを制限して得られる目標電圧Vh*となるよう高電圧系の電圧VHを制御するものに限定されるものではなく、高電圧系の電圧が、ハイブリッド車の走行に際して高電圧系に要求される要求電圧に対して制限電圧を用いて制限して得られる目標電圧となるよう昇降圧コンバータ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。
Here, the “accelerator opening degree detecting means” is not limited to the accelerator
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. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. 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。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、昇降圧コンバータの制御装置やハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。 The present invention is applicable to a buck-boost converter control device, a hybrid vehicle manufacturing industry, and the like.
20,120,220,320,420 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、50 バッテリ、51a 電圧センサ、51b 電流センサ、51c 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 昇降圧コンバータ、55a 温度センサ、56 システムメインリレー、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、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ、234 アウターロータ、329 クラッチ、330,430 変速機、MG,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, 320, 420 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 electronic control unit (engine ECU) for engine, 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 rotational position detection sensor, 50 battery, 51a voltage sensor, 51b current sensor, 51c temperature sensor, 52 battery Electronic control unit (battery ECU), 54 power line, 54a positive bus, 54b negative bus, 55 buck-boost converter, 55a temperature sensor, 56 system main relay, 57, 58 capacitor, 57a 58a Voltage sensor, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b driving 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 speed sensor 230 rotor motor 232 inner rotor 234 outer rotor 329 clutch 330 430 transmission MG MG1, MG2 motor, D11-D16, D21-D26, D31, D32 diode, T11-T16, T21-T26, T31, T32 transistor, L rear Torr.
Claims (5)
アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
前記電動機の回転数である電動機回転数を検出する電動機回転数検出手段と、
前記検出されたアクセル開度が所定開度未満のときには前記電動機の回転数が前記昇降圧コンバータおよび/または前記高電圧系の共振周波数に相当する回転数より大きな回転数として予め設定された第1の所定回転数未満のときには所定の低電圧を前記高電圧系の制限電圧として設定すると共に前記電動機の回転数が前記第1の所定回転数以上のときには前記所定の低電圧以上で予め設定された最大電圧に至るまで前記電動機の回転数が大きいほど大きくなる傾向に前記高電圧系の制限電圧を設定する通常時マップを実行用マップとして設定し、前記検出されたアクセル開度が所定開度以上のときには前記電動機の回転数が前記第1の所定回転数より小さい第2の所定回転数未満のときには前記所定の低電圧を前記高電圧系の制限電圧として設定すると共に前記電動機の回転数が前記第2の所定回転数以上のときには前記最大電圧に至るまで前記電動機の回転数が大きいほど大きくなる傾向に前記高電圧系の制限電圧を設定する加速時マップを実行用マップとして設定する実行用マップ設定手段と、
前記検出された電動機回転数と前記設定された実行用マップとに基づいて前記制限電圧を設定する制限電圧設定手段と、
前記高電圧系の電圧が、ハイブリッド車の走行に際して前記高電圧系に要求される要求電圧に対して前記制限電圧を用いて制限して得られる目標電圧となるよう前記昇降圧コンバータを制御する制御手段と、
を備える昇降圧コンバータの制御装置。 A hybrid vehicle connected to a low-voltage system connected to a chargeable / dischargeable power storage means and a high-voltage system connected to a generator that generates power using power from an internal combustion engine and a motor that inputs and outputs driving power A control device for a buck-boost converter for mounting,
An accelerator opening detecting means for detecting the accelerator opening;
Motor rotation number detecting means for detecting a motor rotation number which is the rotation number of the motor;
When the detected accelerator opening is less than a predetermined opening, the rotation speed of the electric motor is set in advance as a rotation speed larger than the rotation speed corresponding to the resonance frequency of the step-up / down converter and / or the high voltage system. A predetermined low voltage is set as the limit voltage of the high voltage system when the rotation speed is less than the predetermined rotation speed, and when the rotation speed of the electric motor is equal to or higher than the first predetermined rotation speed, the predetermined low voltage is set in advance. A normal time map is set as an execution map that sets the high-voltage system limit voltage in such a manner that the larger the number of revolutions of the electric motor is, the larger the number of rotations of the electric motor is, and the detected accelerator opening is equal to or greater than a predetermined opening When the rotational speed of the electric motor is less than the second predetermined rotational speed which is smaller than the first predetermined rotational speed, the predetermined low voltage is set as the limiting voltage of the high voltage system. Acceleration map for setting the limiting voltage of the high voltage system so as to increase as the rotation speed of the motor increases until the maximum voltage is reached when the rotation speed of the motor is equal to or greater than the second predetermined rotation speed Execution map setting means for setting as an execution map;
Limit voltage setting means for setting the limit voltage based on the detected motor rotation speed and the set execution map;
Control for controlling the step-up / down converter so that the voltage of the high voltage system becomes a target voltage obtained by limiting the required voltage required for the high voltage system with the limit voltage when the hybrid vehicle is running Means,
A control device for a buck-boost converter.
前記ハイブリッド車は、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3つの回転要素が接続された遊星歯車機構を有し、
前記通常時マップは、前記電動機の回転数が前記第1の所定回転数以上のときには、アクセルオフに伴って前記発電機から出力するトルクの減少の程度に応じて低下する前記高電圧系の要求電圧の低下の程度のうち最大の低下の程度と車両の最大減速度による前記電動機の回転数の低下の程度とが釣り合うように前記最大電圧に至るまで前記電動機の回転数が大きいほど大きくなるよう前記高電圧系の制限電圧を設定するマップである、
昇降圧コンバータの制御装置。 A control device for a buck-boost converter according to claim 1,
The hybrid vehicle has a planetary gear mechanism in which three rotating elements are connected to three axes of a driving shaft coupled to an axle, an output shaft of the internal combustion engine, and a rotating shaft of the generator;
The normal time map is a request for the high voltage system that decreases according to the degree of decrease in torque output from the generator when the accelerator is turned off when the rotation speed of the electric motor is equal to or higher than the first predetermined rotation speed. Of the degree of voltage drop, the maximum reduction level is balanced with the maximum reduction rate of the motor due to the maximum deceleration of the vehicle. It is a map for setting the limit voltage of the high voltage system,
Control device for buck-boost converter.
前記第2の所定回転数は、アクセル開度が前記所定開度以上のときに検出遅れ,通信遅れ,制御遅れのうちのいずれかにより制御時における前記電動機の回転数と前記検出された電動機回転数との差分として予め設定された差分回転数だけ前記第1の所定回転数より小さい回転数であり、
前記加速時マップは、前記通常時マップに対して前記差分回転数だけ異なるマップである、
昇降圧コンバータの制御装置。 A control device for a buck-boost converter according to claim 1 or 2,
The second predetermined number of rotations is the number of rotations of the motor and the detected number of rotations of the motor at the time of control due to detection delay, communication delay, or control delay when the accelerator opening is greater than or equal to the predetermined opening. A rotational speed smaller than the first predetermined rotational speed by a differential rotational speed set in advance as a difference from the number,
The acceleration map is a map that is different from the normal map by the differential rotational speed,
Control device for buck-boost converter.
アクセル開度が所定開度未満のときには前記電動機の回転数が前記昇降圧コンバータおよび/または前記高電圧系の共振周波数に相当する回転数より大きな回転数として予め設定された第1の所定回転数未満のときには所定の低電圧を前記高電圧系の制限電圧として設定すると共に前記電動機の回転数が前記第1の所定回転数以上のときには前記所定の低電圧以上で予め設定された最大電圧に至るまで前記電動機の回転数が大きいほど大きくなる傾向に前記高電圧系の制限電圧を設定する通常時マップと前記電動機の回転数とに基づいて前記制限電圧を設定し、アクセル開度が所定開度以上のときには前記電動機の回転数が前記第1の所定回転数より小さい第2の所定回転数未満のときには前記所定の低電圧を前記高電圧系の制限電圧として設定すると共に前記電動機の回転数が前記第2の所定回転数以上のときには前記最大電圧に至るまで前記電動機の回転数が大きいほど大きくなる傾向に前記高電圧系の制限電圧を設定する加速時マップと前記電動機の回転数とに基づいて前記制限電圧を設定し、
前記高電圧系の電圧が、ハイブリッド車の走行に際して前記高電圧系に要求される要求電圧に対して前記制限電圧を用いて制限して得られる目標電圧となるよう前記昇降圧コンバータを制御する、
ことを特徴とする昇降圧コンバータの制御方法。 A hybrid vehicle connected to a low-voltage system connected to a chargeable / dischargeable power storage means and a high-voltage system connected to a generator that generates power using power from an internal combustion engine and a motor that inputs and outputs driving power A method for controlling an on-board buck-boost converter,
When the accelerator opening is less than a predetermined opening, a first predetermined rotation speed that is set in advance as a rotation speed that is greater than the rotation speed corresponding to the resonant frequency of the step-up / down converter and / or the high-voltage system when the motor is open. When it is less than the predetermined low voltage is set as the limiting voltage of the high voltage system, and when the rotational speed of the electric motor is equal to or higher than the first predetermined rotational speed, the preset maximum voltage is reached at the predetermined low voltage or higher. The limit voltage is set on the basis of the normal time map for setting the limit voltage of the high voltage system and the rotation speed of the motor so that the larger the rotation speed of the motor is, the accelerator opening is a predetermined opening In the above case, when the rotation speed of the electric motor is less than the second predetermined rotation speed smaller than the first predetermined rotation speed, the predetermined low voltage is used as the limiting voltage of the high voltage system. Acceleration map for setting the high-voltage system limit voltage in such a manner that when the rotation speed of the motor is equal to or higher than the second predetermined rotation speed, the higher the rotation speed of the motor is, the larger the rotation speed is. And setting the limit voltage based on the rotation speed of the electric motor,
Controlling the step-up / down converter so that the voltage of the high voltage system becomes a target voltage obtained by limiting the required voltage required for the high voltage system with the limit voltage when the hybrid vehicle is running.
A control method of a step-up / down converter characterized by the above.
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Cited By (5)
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JP2012222907A (en) * | 2011-04-06 | 2012-11-12 | Toyota Motor Corp | Electric vehicle |
WO2013018221A1 (en) * | 2011-08-04 | 2013-02-07 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle, and vehicle control method |
JP2013211983A (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Toyota Motor Corp | Electric vehicle and control method of the same |
EP3780382A4 (en) * | 2018-04-10 | 2021-03-03 | Nissan Motor Co., Ltd. | Boost converter control method and control device |
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Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
CN111130421B (en) * | 2018-10-12 | 2021-07-20 | 乐星电气(无锡)有限公司 | Frequency converter control method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007259631A (en) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Toyota Motor Corp | Motor drive control system |
JP2007306658A (en) * | 2006-05-09 | 2007-11-22 | Toyota Motor Corp | Motor drive unit |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007259631A (en) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Toyota Motor Corp | Motor drive control system |
JP2007306658A (en) * | 2006-05-09 | 2007-11-22 | Toyota Motor Corp | Motor drive unit |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012222907A (en) * | 2011-04-06 | 2012-11-12 | Toyota Motor Corp | Electric vehicle |
WO2013018221A1 (en) * | 2011-08-04 | 2013-02-07 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle, and vehicle control method |
CN103702881A (en) * | 2011-08-04 | 2014-04-02 | 丰田自动车株式会社 | Vehicle, and vehicle control method |
JPWO2013018221A1 (en) * | 2011-08-04 | 2015-03-05 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle and vehicle control method |
US9145131B2 (en) | 2011-08-04 | 2015-09-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle and vehicle control method |
JP2013211983A (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Toyota Motor Corp | Electric vehicle and control method of the same |
EP3780382A4 (en) * | 2018-04-10 | 2021-03-03 | Nissan Motor Co., Ltd. | Boost converter control method and control device |
US11463004B2 (en) | 2018-04-10 | 2022-10-04 | Nissan Motor Co., Ltd. | Boost converter control method and control apparatus |
CN114604105A (en) * | 2022-04-11 | 2022-06-10 | 潍柴动力股份有限公司 | Control method for switching carrier frequencies of motor and related device |
CN114604105B (en) * | 2022-04-11 | 2023-12-15 | 潍柴动力股份有限公司 | Control method and related device for carrier frequency switching of motor |
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