JP2012162113A - Hybrid vehicle - Google Patents

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Naoto Kawabata
直人 川端
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Toyota Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control to give a driver the sense of incompatibility by change in the noise accompanying the switching of an inverter for an electric generator.SOLUTION: A first motor has a constitution to rotate without synchronizing with vehicle speed V, and when the product of vehicle speed variation ΔV and rotation speed variation ΔNm1 is larger than a value 0 (S150), the inverter is controlled so that the first motor is driven by a synchronization carrier PWM control system which carries out switching the inverter by the PWM control system that uses the carrier frequency that is changed synchronizing with the rotation speed Nm1 of the first motor (S170). Moreover, when the product of the vehicle speed variation ΔV and the rotation speed variation ΔNm1 is equal to or less the value 0, the inverter is controlled so that the first motor is driven by the fixed carrier PWM control system which carries out switching of the inverter by the PWM control system that uses the carrier frequency fixed beforehand (S160).

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、内燃機関と、車軸に連結された駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、複数のスイッチング素子を有し電動機を駆動する電動機用インバータと、電動機用インバータを介して電動機に接続された二次電池と、を備えるハイブリッド自動車に関する。   The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly, to an internal combustion engine, an electric motor capable of inputting and outputting power to a drive shaft connected to an axle, an inverter for an electric motor having a plurality of switching elements and driving the electric motor, and an electric motor The present invention relates to a hybrid vehicle including a secondary battery connected to an electric motor via an inverter.

従来、この種のハイブリッド自動車や電気自動車が備えるモータを駆動するためのインバータの制御装置として、モータに印加すべき正弦波状の電圧指令の1周期を三角波であるキャリアの数周期分などと定めることで、モータの回転数に同期して変更されるキャリア周波数を用いたパルス幅変調(PWM)制御方式である同期PWM制御方式や、モータの回転に同期しないキャリアを用いたPWM制御方式である非同期PWM制御方式によって、モータを駆動するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このインバータの制御装置では、モータで発生させるトルクがしきい値よりも大きい場合には同期PWM制御を行なうことにより、比較的小さいキャリア周波数でも制御性を良好なものとしている。   Conventionally, as a control device for an inverter for driving a motor provided in this type of hybrid vehicle or electric vehicle, one cycle of a sinusoidal voltage command to be applied to the motor is defined as several cycles of a carrier that is a triangular wave. Thus, a synchronous PWM control method that is a pulse width modulation (PWM) control method using a carrier frequency that is changed in synchronization with the rotational speed of the motor, or an asynchronous control method that uses a carrier that is not synchronized with the rotation of the motor. A method of driving a motor by a PWM control method has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this inverter control device, when the torque generated by the motor is larger than the threshold value, synchronous PWM control is performed, so that the controllability is good even at a relatively small carrier frequency.

特開2010−57243号公報JP 2010-57243 A

上述したインバータの制御装置が採用する同期PWM制御方式は、車速に同期せずに回転するモータ用のインバータの制御に採用すると、運転者に違和感を与える場合がある。車両の加速や減速に応じて通常想定される傾向でインバータのスイッチングに伴うノイズが変化する場合はよいが、例えば、車速が上昇しているにも拘わらずインバータからのノイズの周波数が低くなると、運転者に違和感を与える場合が生じる。   When the above-described synchronous PWM control method employed by the inverter control device is employed to control an inverter for a motor that rotates without synchronizing with the vehicle speed, the driver may feel uncomfortable. It is good if the noise accompanying the switching of the inverter changes in a tendency that is normally assumed according to the acceleration or deceleration of the vehicle, but for example, when the frequency of the noise from the inverter becomes low despite the vehicle speed increasing, In some cases, the driver feels uncomfortable.

本発明のハイブリッド自動車は、内燃機関の出力軸と発電機の回転軸と駆動軸との3軸にそれぞれキャリアとサンギヤとリングギヤとが接続された遊星歯車機構を備えるものにおいて、発電機用インバータのスイッチングに伴うノイズの変化により運転者に違和感を与えるのを抑制することを主目的とする。   A hybrid vehicle of the present invention includes a planetary gear mechanism in which a carrier, a sun gear, and a ring gear are connected to three axes of an output shaft of an internal combustion engine, a rotating shaft of a generator, and a driving shaft, respectively. The main purpose is to suppress the driver from feeling uncomfortable due to the change of noise caused by switching.

本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。   The hybrid vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.

本発明のハイブリッド自動車は、
内燃機関と、車軸に連結された駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、複数のスイッチング素子を有し前記電動機を駆動する電動機用インバータと、前記電動機用インバータを介して前記電動機に接続された二次電池と、を備えるハイブリッド自動車において、
動力を入出力可能な発電機と、
複数のスイッチング素子を有し、前記バッテリと前記発電機とに接続されて前記発電機を駆動する発電機用インバータと、
前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記駆動軸との3軸にそれぞれキャリアとサンギヤとリングギヤとが接続された遊星歯車機構と、
前記発電機の回転数に同期して変更されるキャリア周波数を用いたパルス幅変調制御方式で前記発電機用インバータの複数のスイッチング素子をスイッチングする同期キャリアPWM制御方式および予め固定されたキャリア周波数を用いたパルス幅変調制御方式で前記発電機用インバータの複数のスイッチング素子をスイッチングする固定キャリアPWM制御方式を含む複数の制御方式のいずれかによって前記発電機が駆動されると共に、前記電動機用インバータの複数のスイッチング素子のスイッチングにより前記電動機が駆動され、走行に要求される駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機用インバータと前記電動機用インバータとを制御する制御手段と、
を備え
前記制御手段は、車速の所定時間あたりの変化量である車速変化量と前記発電機の回転数の前記所定時間あたりの変化量である発電機回転数変化量との両方が正の値または負の値である同期変化時には、前記同期キャリアPWM制御方式によって前記発電機が駆動されるよう前記発電機用インバータを制御し、前記同期変化時でないときには、前記固定キャリアPWM制御方式によって前記発電機が駆動されるよう前記発電機用インバータを制御する手段である、
ことを特徴とする。
The hybrid vehicle of the present invention
An internal combustion engine, an electric motor capable of inputting / outputting power to / from a drive shaft connected to an axle, an inverter for a motor having a plurality of switching elements to drive the electric motor, and the electric motor connected via the inverter for the electric motor In a hybrid vehicle equipped with a secondary battery,
A generator capable of inputting and outputting power;
A generator inverter having a plurality of switching elements and connected to the battery and the generator to drive the generator;
A planetary gear mechanism in which a carrier, a sun gear and a ring gear are respectively connected to three axes of the output shaft of the internal combustion engine, the rotating shaft of the generator and the drive shaft;
A synchronous carrier PWM control system that switches a plurality of switching elements of the inverter for the generator by a pulse width modulation control system that uses a carrier frequency that is changed in synchronization with the rotational speed of the generator, and a carrier frequency that is fixed in advance. The generator is driven by one of a plurality of control methods including a fixed carrier PWM control method for switching a plurality of switching elements of the generator inverter with the pulse width modulation control method used, and the motor inverter Control means for controlling the internal combustion engine, the generator inverter, and the motor inverter so that the electric motor is driven by switching of a plurality of switching elements and travels with a driving force required for travel;
The control means includes a positive value for both a vehicle speed change amount that is a change amount of the vehicle speed per predetermined time and a generator rotational speed change amount that is a change amount of the generator speed per predetermined time. Alternatively, when the synchronous change is a negative value, the generator inverter is controlled so that the generator is driven by the synchronous carrier PWM control method, and when the synchronous change is not, the power generation by the fixed carrier PWM control method is performed. Means for controlling the generator inverter so that the machine is driven,
It is characterized by that.

この本発明のハイブリッド自動車では、発電機は車速に同期せずに回転する構成であり、車速の所定時間あたりの変化量である車速変化量と発電機の回転数の所定時間あたりの変化量である発電機回転数変化量との両方が正の値または負の値である同期変化時には、発電機の回転数に同期して変更されるキャリア周波数を用いたパルス幅変調制御方式で発電機用インバータの複数のスイッチング素子をスイッチングする同期キャリアPWM制御方式によって発電機が駆動されるよう発電機用インバータを制御する。また、同期変化時でないときには、予め固定されたキャリア周波数を用いたパルス幅変調制御方式で発電機用インバータの複数のスイッチング素子をスイッチングする固定キャリアPWM制御方式によって発電機が駆動されるよう発電機用インバータを制御する。これにより、車速と発電機の回転数とのうち一方が増加して他方が減少するときには、発電機用インバータのキャリア周波数が変更されずに固定されるから、発電機用インバータのスイッチングに伴うノイズの変化により運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。   In the hybrid vehicle of the present invention, the generator is configured to rotate without synchronizing with the vehicle speed, and the vehicle speed change amount that is the change amount of the vehicle speed per predetermined time and the change amount of the generator rotation number per predetermined time. At the time of a synchronous change in which both the generator rotation speed change amount is a positive value or a negative value, the pulse width modulation control method using the carrier frequency that is changed in synchronization with the generator rotation speed is used for the generator. The generator inverter is controlled so that the generator is driven by a synchronous carrier PWM control system that switches a plurality of switching elements of the inverter. Further, when it is not time of synchronous change, the generator is driven so that the generator is driven by the fixed carrier PWM control system that switches the plurality of switching elements of the inverter for the generator by the pulse width modulation control system using the carrier frequency fixed in advance. Control the inverter. As a result, when one of the vehicle speed and the number of rotations of the generator increases and the other decreases, the carrier frequency of the generator inverter is fixed without being changed. It is possible to suppress the driver from feeling uncomfortable due to the change in the.

本発明の一実施例としての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。1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 as an embodiment of the present invention. インバータ41,42の構成の概略を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of inverters 41 and 42; エンジン22からパワーを出力している状態で走行しているときのプラネタリギヤ30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。3 is an explanatory diagram showing an example of a collinear diagram showing a dynamic relationship between the number of rotations and torque in the rotating elements of the planetary gear 30 when traveling with power output from the engine 22. FIG. モータECU40により実行されるインバータ制御方式選択ルーチンの一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an example of an inverter control method selection routine executed by a motor ECU 40. 車速Vが上昇すると共に正回転領域でモータMG1が回転上昇しているときのプラネタリギヤ30の回転要素の回転数が変化する様子を示す共線図の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a collinear diagram which shows a mode that the rotation speed of the rotation element of the planetary gear 30 changes, when the vehicle speed V rises and the motor MG1 is carrying out rotation rise in the normal rotation area | region. 車速Vが上昇すると共に正回転領域でモータMG1が回転低下しているときのプラネタリギヤ30の回転要素の回転数が変化する様子を示す共線図の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a collinear diagram which shows a mode that the rotation speed of the rotation element of the planetary gear 30 changes, when the vehicle speed V rises and motor MG1 is carrying out rotation reduction in the normal rotation area | region. 車速Vが上昇すると共に負回転領域でモータMG1が回転上昇しているときのプラネタリギヤ30の回転要素の回転数が変化する様子を示す共線図の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the collinear diagram which shows a mode that the rotation speed of the rotation element of the planetary gear 30 changes, when the vehicle speed V rises and the motor MG1 rotates and raises in a negative rotation area | region.

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、本発明の一実施例としての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、インバータ41,42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、ガソリンや軽油などを燃料とする内燃機関として構成されたエンジン22と、エンジン22のクランクシャフト26に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号などエンジン22の状態を検出する各種センサからの信号を入力してエンジン22を運転するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にキャリアが接続されると共に駆動輪63a,63bにデファレンシャルギヤ62を介して連結された駆動軸32にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ30と、同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されたモータMG1と、同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸32に接続されたモータMG2と、モータMG1,MG2を駆動するためのインバータ41,42と、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置検出センサからの信号などモータMG1,MG2やインバータ41,42の状態を検出する各種センサからの信号を入力すると共にインバータ41,42のスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータMG1,MG2を駆動制御するモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40と、例えばリチウムイオン電池などの二次電池として構成されてインバータ41,42を介してモータMG1,MG2と電力をやりとりするバッテリ50と、バッテリ50を管理するバッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52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。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信号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を演算しており、モータECU40は、図示しない回転位置検出センサからの信号に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2を演算しており、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために図示しない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)を演算すると共に、演算した残容量(SOC)とバッテリ50の温度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を演算したりしている。   FIG. 1 is a block diagram showing an outline of the configuration of a hybrid vehicle 20 as one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an outline of the configuration of inverters 41 and 42. As shown in the figure, the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an engine 22 configured as an internal combustion engine using gasoline, light oil, or the like as a fuel, and a signal from a crank position sensor (not shown) attached to a crankshaft 26 of the engine 22. A carrier is connected to an engine electronic control unit (hereinafter referred to as an engine ECU) 24 for operating the engine 22 by inputting signals from various sensors for detecting the state of the engine 22 and a crankshaft 26 as an output shaft of the engine 22. And a planetary gear 30 having a ring gear connected to a drive shaft 32 coupled to the drive wheels 63a and 63b via a differential gear 62, and a motor configured as a synchronous generator motor and having a rotor connected to the sun gear of the planetary gear 30. MG1 and synchronous generator motor A motor MG2 having a rotor connected to the drive shaft 32, inverters 41 and 42 for driving the motors MG1 and MG2, and detecting the rotational position of the rotor of the motors MG1 and MG2, for example. The motors MG1 and MG2 are driven by inputting signals from various sensors for detecting the states of the motors MG1 and MG2 and the inverters 41 and 42, such as signals from the rotational position detection sensor, and switching control of the switching elements of the inverters 41 and 42. A motor electronic control unit (hereinafter referred to as a motor ECU) 40 to be controlled, and a battery 50 configured as a secondary battery such as a lithium ion battery and exchanging electric power with the motors MG1 and MG2 via inverters 41 and 42, Battery electronic control unit for managing the battery 50 ( Provided below, a battery that ECU) 52, and a hybrid electronic control unit 70 that controls the entire vehicle. The engine ECU 24 calculates the rotation speed of the crankshaft 26, that is, the rotation speed Ne of the engine 22 based on a signal from a crank position sensor (not shown), and the motor ECU 40 uses a signal from a rotation position detection sensor (not shown). Based on this, the number of revolutions Nm1 and Nm2 of the motors MG1 and MG2 is calculated, and the battery ECU 52 manages the battery 50 based on the accumulated value of the charge / discharge current detected by a current sensor (not shown). ) And the input / output limits Win and Wout, which are the maximum allowable power that may charge / discharge the battery 50, based on the calculated remaining capacity (SOC) and the temperature of the battery 50.

インバータ41,42は、図2に示すように、それぞれ、6つのスイッチング素子としてのトランジスタ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。なお、インバータ41,42が共用する正極母線と負極母線とには、平滑用のコンデンサ46が接続されている。   As shown in FIG. 2, the inverters 41 and 42 include transistors T11 to T16 and T21 to 26 as six switching elements, and six diodes connected in parallel to the transistors T11 to T16 and T21 to T26, respectively. It is comprised by D11-D16, D21-D26. A smoothing capacitor 46 is connected to the positive and negative buses shared by the inverters 41 and 42.

ハイブリッドECU70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ECU70には、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は、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 ECU 70 is configured as a microprocessor centered on the CPU 72, and includes a ROM 74 that stores a processing program, a RAM 76 that temporarily stores data, an input / output port and a communication port (not shown), in addition to the CPU 72. . The hybrid ECU 70 includes an ignition signal from the ignition switch 80, a shift position SP from the shift position sensor 82 that detects the operation position of the shift lever, and an accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84 that detects the amount of depression of the accelerator pedal. The brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 86 for detecting the depression amount of the brake pedal, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, and the like are input via the input port. The hybrid electronic control unit 70 is connected to the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52 via a communication port, and exchanges various control signals and data with the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52.

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、基本的には、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される以下に説明する駆動制御によって走行する。ハイブリッド用電子制御ユニット70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と車速センサ88からの車速Vとに応じて走行のために駆動軸32に要求される要求トルクTr*を設定し、要求トルクTr*に駆動軸32の回転数(例えば、モータMG2の回転数Nm2や車速Vに換算係数kを乗じて得られる回転数)を乗じて走行に要求される走行用パワーPdrv*を計算する。続いて、バッテリ50の残容量(SOC)に基づいて設定されるバッテリ50を充放電するのに必要なパワーとしての充放電要求パワーPb*と走行用パワーPdrv*と損失Lossとの和としてエンジン22から出力すべき要求パワーPe*を計算する。そして、要求パワーPe*をエンジン22を始動したり停止したりするための始動停止閾値と比較し、エンジン22の運転を停止しているときに要求パワーPe*が始動停止閾値以上となったときにはエンジン22を始動し、エンジン22を運転しているときに要求パワーPe*が始動停止閾値未満となったときにはエンジン22の運転を停止する。   The hybrid vehicle 20 of the embodiment configured in this manner basically travels by drive control described below, which is executed by the hybrid electronic control unit 70. The hybrid electronic control unit 70 first sets the required torque Tr * required for the drive shaft 32 for traveling according to the accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84 and the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88. Then, the required torque Tr * is multiplied by the rotational speed of the drive shaft 32 (for example, the rotational speed obtained by multiplying the rotational speed Nm2 of the motor MG2 or the vehicle speed V by the conversion factor k), and the traveling power Pdrv * required for traveling. Calculate Subsequently, the engine is calculated as the sum of charge / discharge required power Pb * as power necessary for charging / discharging the battery 50 set based on the remaining capacity (SOC) of the battery 50, travel power Pdrv *, and loss Loss. The required power Pe * to be output from the terminal 22 is calculated. Then, the required power Pe * is compared with a start / stop threshold for starting and stopping the engine 22, and when the required power Pe * becomes equal to or greater than the start / stop threshold when the operation of the engine 22 is stopped. When the engine 22 is started and the required power Pe * becomes less than the start / stop threshold when the engine 22 is operating, the operation of the engine 22 is stopped.

エンジン22の運転を継続しているときやエンジン22を始動した後は、要求パワーPe*を効率よくエンジン22から出力することができるエンジン22の回転数とトルクとの関係としての動作ライン(例えば燃費最適動作ライン)を用いてエンジン22の目標回転数と目標トルクとを設定し、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で、エンジン22の回転数Neが目標回転数となるようにするための回転数フィードバック制御によりモータMG1から出力すべきトルクとしてのトルク指令Tm1*を設定する。次に、要求トルクTr*からモータMG1をトルク指令Tm1*で駆動したときにプラネタリギヤ30を介して駆動軸32に作用するトルクを減じて得られるトルクをモータMG2のトルク指令Tm2*として設定する。図3にエンジン22からパワーを出力している状態で走行しているときのプラネタリギヤ30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す。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であるキャリアの回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2に等しいリングギヤ32の回転数Nr(駆動軸32の回転数)を示す。また、R軸上の2つの太線矢印は、モータMG1からトルクTm1を出力したときに駆動軸32に作用するトルク(−Tm1/ρ)と、モータMG2からトルクTm2を出力したときに駆動軸32に作用するトルクとを示す。この共線図から分かるように、モータMG2のトルク指令Tm2*は、基本的には、モータMG1のトルク指令Tm1*を用いて、駆動軸32に要求される要求トルクTr*からトルク(−Tm1*/ρ)を減じて得られるトルクとして設定される。そして、設定したエンジン22の目標回転数と目標トルクとについてはエンジンECU24に送信し、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40に送信する。目標回転数と目標トルクとを受信したエンジンECU24は、目標回転数と目標トルクとによってエンジン22が運転されるようエンジン22の吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などを実行し、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子としてのトランジスタT11〜T16,T21〜T26をスイッチング制御する。これにより、アクセル開度Accに対応する走行用パワーPdrv*を駆動軸32に出力して要求トルクTr*により走行することができる。   When the operation of the engine 22 is continued or after the engine 22 is started, an operation line (for example, a relationship between the rotational speed and torque of the engine 22 that can output the required power Pe * from the engine 22 efficiently) The target rotational speed and target torque of the engine 22 are set using the fuel efficiency optimum operation line), and the rotational speed Ne of the engine 22 becomes the target rotational speed within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50. Torque command Tm1 * as a torque to be output from motor MG1 is set by the rotational speed feedback control. Next, the torque obtained by subtracting the torque acting on the drive shaft 32 via the planetary gear 30 when the motor MG1 is driven by the torque command Tm1 * from the required torque Tr * is set as the torque command Tm2 * of the motor MG2. FIG. 3 shows an example of a collinear diagram showing the dynamic relationship between the rotational speed and torque in the rotating elements of the planetary gear 30 when traveling with power output from the engine 22. In the figure, the left S-axis indicates the rotational speed of the sun gear, which is the rotational speed Nm1 of the motor MG1, the C-axis indicates the rotational speed of the carrier, which is the rotational speed Ne of the engine 22, and the R-axis indicates the rotational speed Nm2 of the motor MG2. Represents the rotation speed Nr of the ring gear 32 (the rotation speed of the drive shaft 32). The two thick arrows on the R axis indicate the torque (−Tm1 / ρ) acting on the drive shaft 32 when the torque Tm1 is output from the motor MG1, and the drive shaft 32 when the torque Tm2 is output from the motor MG2. Torque acting on is shown. As can be seen from this alignment chart, the torque command Tm2 * of the motor MG2 is basically based on the torque (−Tm1) from the required torque Tr * required for the drive shaft 32 by using the torque command Tm1 * of the motor MG1. * / Ρ) is set as a torque obtained by subtracting. The set target rotational speed and target torque of the engine 22 are transmitted to the engine ECU 24, and torque commands Tm1 * and Tm2 * of the motors MG1 and MG2 are transmitted to the motor ECU 40. The engine ECU 24 that has received the target rotational speed and the target torque executes intake air amount control, fuel injection control, ignition control, and the like of the engine 22 so that the engine 22 is operated by the target rotational speed and the target torque, and the motor MG1. , MG2 torque commands Tm1 * and Tm2 *, the motor ECU 40 receives transistors T11 to T16 and T21 as switching elements of the inverters 41 and 42 so that the motors MG1 and MG2 are driven by the torque commands Tm1 * and Tm2 *. T26 is subjected to switching control. As a result, the traveling power Pdrv * corresponding to the accelerator opening Acc can be output to the drive shaft 32 to travel with the required torque Tr *.

一方、エンジン22の運転停止を継続しているときやエンジン22の運転を停止した後は、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定すると共にバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*をモータMG2のトルク指令Tm2*に設定し、設定したモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信する。モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子をスイッチング制御する。これにより、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの動力のみを用いて要求トルクTr*により走行することができる。実施例のハイブリッド自動車20は、こうした制御により、エンジン22の間欠運転を伴ってバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内でバッテリ50を充放電しながらアクセル開度Accに対応する走行用パワーPdrv*を駆動軸32に出力して要求トルクTr*により走行する。   On the other hand, when the operation stop of the engine 22 is continued or after the operation of the engine 22 is stopped, the torque command Tm1 * of the motor MG1 is set to a value 0 and within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50. Then, the required torque Tr * is set to the torque command Tm2 * of the motor MG2, and the set torque commands Tm1 * and Tm2 * of the motors MG1 and MG2 are transmitted to the motor ECU 40. The motor ECU 40 that receives the torque commands Tm1 *, Tm2 * of the motors MG1, MG2 performs switching control of the switching elements of the inverters 41, 42 so that the motors MG1, MG2 are driven by the torque commands Tm1 *, Tm2 *. As a result, the operation of the engine 22 is stopped and the vehicle can travel with the required torque Tr * using only the power from the motor MG2. With this control, the hybrid vehicle 20 according to the embodiment performs driving power corresponding to the accelerator opening Acc while charging / discharging the battery 50 within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50 with intermittent operation of the engine 22. Pdrv * is output to the drive shaft 32 and travels with the required torque Tr *.

ここで、インバータ41,42のスイッチング制御について説明する。実施例では、モータECU40は、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2とトルク指令Tm1*,Tm2*とに基づいてそれぞれ複数の制御モードから1つの制御モードを選択してインバータ41,42をスイッチング制御する。ここで、インバータ41,42の制御モードは、それぞれ図示しないマップにより、モータの回転数およびトルクが低い領域から順に、三角波比較によるパルス幅変調(PWM)制御における三角波の振幅以下の振幅で正弦波状の出力電圧指令値を生成して変換した擬似的三相交流電圧としてのPWM信号でインバータをスイッチングする正弦波制御モード,三角波の振幅を超えた振幅で正弦波状の出力電圧指令値を生成して変換した過変調電圧としてのPWM信号でインバータをスイッチングする過変調制御モード,トルク指令に応じた電圧位相の矩形波電圧でインバータをスイッチングする矩形波制御モードが選択されるように予め定められている。さらに、インバータ41,42の正弦波制御モードには、それぞれ、モータの回転数に同期(比例)してキャリアとしての三角波の周波数(キャリア周波数)を変更させる方式である同期キャリアPWM制御方式や、予め固定されたキャリア周波数を用いる方式である固定キャリアPWM制御方式などがある。実施例の同期キャリアPWM制御方式では、インバータを良好に制御可能な範囲内で予め定められた比較的少ない数周期分の三角波形が正弦波状の出力電圧指令値の1周期に丁度含まれるようにキャリア周波数を定めるものとし、これにより、インバータによるモータの制御性を良好にすると共にインバータのスイッチング損失を小さくすることができる。   Here, switching control of the inverters 41 and 42 will be described. In the embodiment, the motor ECU 40 selects one control mode from a plurality of control modes based on the rotational speeds Nm1, Nm2 of the motors MG1, MG2 and the torque commands Tm1 *, Tm2 *, and switches the inverters 41, 42. Control. Here, the control modes of the inverters 41 and 42 are respectively sinusoidal with an amplitude equal to or smaller than the amplitude of the triangular wave in the pulse width modulation (PWM) control by the triangular wave comparison in order from the region where the rotational speed and torque of the motor are low, according to maps not shown. A sinusoidal control mode in which the inverter is switched with a PWM signal as a pseudo three-phase AC voltage generated by converting the output voltage command value, and a sinusoidal output voltage command value with an amplitude exceeding the amplitude of the triangular wave The overmodulation control mode in which the inverter is switched by the PWM signal as the converted overmodulation voltage and the rectangular wave control mode in which the inverter is switched by the rectangular wave voltage having a voltage phase corresponding to the torque command are determined in advance. . Furthermore, in the sine wave control mode of the inverters 41 and 42, a synchronous carrier PWM control method, which is a method of changing the frequency (carrier frequency) of a triangular wave as a carrier in synchronization (proportional) with the rotational speed of the motor, There is a fixed carrier PWM control method which is a method using a carrier frequency fixed in advance. In the synchronous carrier PWM control system of the embodiment, a relatively small number of predetermined triangular waveforms within a range in which the inverter can be controlled satisfactorily are included in just one cycle of the output voltage command value in the form of a sine wave. By defining the carrier frequency, it is possible to improve the controllability of the motor by the inverter and reduce the switching loss of the inverter.

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、特にモータMG1を駆動するためのインバータ41の制御方式を選択する際の動作について説明する。図4は、モータECU40により実行されるインバータ制御方式選択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、インバータ41の制御モードとして正弦波制御モードが選択され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。なお、モータMG2を駆動するためのインバータ42の制御モードとして正弦波制御モードが選択されたときには、実施例では、同期キャリアPWM制御方式が選択されるものとした。   Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the embodiment thus configured, particularly the operation when selecting the control method of the inverter 41 for driving the motor MG1 will be described. FIG. 4 is a flowchart showing an example of an inverter control method selection routine executed by the motor ECU 40. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, every several msec) when the sine wave control mode is selected as the control mode of the inverter 41. When the sine wave control mode is selected as the control mode of the inverter 42 for driving the motor MG2, in the embodiment, the synchronous carrier PWM control method is selected.

インバータ制御方式設定ルーチンが実行されると、モータECU40の図示しないCPUは、まず、予め定められた所定時間ts前の車速Vと所定時間ts前のモータMG1の回転数Nm1とを入力してそれぞれ車速Vsと回転数Nm1sとに設定する処理を実行する(ステップS100)。ここで、所定時間tsは、実施例では、車両の走行に応じて車速センサ88からの車速VとモータMG1の回転数Nm1とがそれぞれ増加しているか又は減少しているかを判断するのに必要な時間として予め実験や解析により定められたものを用いるものとした。また、所定時間ts前の車速Vは、所定時間ts前に車速センサ88により検出されたものをハイブリッド用電子制御ユニット70から通信により入力して図示しないRAMに記憶したものを入力するものとし、所定時間ts前のモータMG1の回転数Nm1は、所定時間ts前に回転位置検出センサからの信号に基づいて演算されて図示しないRAMに記憶したものを入力するものとした。なお、インバータ41の制御モードとして正弦波制御モードが選択されて最初に本ルーチンが実行されたときには、所定時間tsが経過するのを待って所定時間ts前の車速Vと回転数Nm1とを入力するものとした。   When the inverter control method setting routine is executed, the CPU (not shown) of the motor ECU 40 first inputs the vehicle speed V before the predetermined time ts and the rotation speed Nm1 of the motor MG1 before the predetermined time ts, respectively. Processing for setting the vehicle speed Vs and the rotational speed Nm1s is executed (step S100). Here, the predetermined time ts is necessary in the embodiment to determine whether the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88 and the rotation speed Nm1 of the motor MG1 are increasing or decreasing, respectively, according to the traveling of the vehicle. A predetermined amount of time determined by experiments and analysis was used. The vehicle speed V before the predetermined time ts is input from the hybrid electronic control unit 70 that is detected by the vehicle speed sensor 88 before the predetermined time ts and stored in the RAM (not shown). The rotation speed Nm1 of the motor MG1 before the predetermined time ts is calculated based on a signal from the rotational position detection sensor before the predetermined time ts and is stored in a RAM (not shown). When the sine wave control mode is selected as the control mode of the inverter 41 and this routine is executed for the first time, the vehicle speed V and the rotational speed Nm1 before the predetermined time ts are input after the predetermined time ts has elapsed. To do.

こうして車速Vsと回転数Nm1sとを設定すると、現在の車速VとモータMG1の現在の回転数Nm1とを入力し(ステップS110)、入力した回転数Nm1と設定した回転数Nm1sとが同符号であるか否か、即ち共に正の値または共に負の値であるか否かを判定し(ステップS120)、回転数Nm1と回転数Nm1sとが同符号でないときには、固定キャリアPWM制御方式を選択して(ステップS160)、インバータ制御方式選択ルーチンを終了する。回転数Nm1と回転数Nm1sとが同符号でないときに固定キャリアPWM制御方式を選択する理由については、後述する。こうして固定キャリアPWM制御方式が選択されると、予め固定されたキャリア周波数を用いたインバータ41の制御によってトルク指令Tm1*に相当するトルクが出力されるようモータMG1が駆動される。   When the vehicle speed Vs and the rotation speed Nm1s are thus set, the current vehicle speed V and the current rotation speed Nm1 of the motor MG1 are input (step S110), and the input rotation speed Nm1 and the set rotation speed Nm1s have the same sign. It is determined whether or not both are positive values or both negative values (step S120). When the rotational speed Nm1 and the rotational speed Nm1s are not the same sign, the fixed carrier PWM control method is selected. (Step S160), the inverter control method selection routine is terminated. The reason why the fixed carrier PWM control method is selected when the rotation speed Nm1 and the rotation speed Nm1s are not the same sign will be described later. When the fixed carrier PWM control method is selected in this way, the motor MG1 is driven so that a torque corresponding to the torque command Tm1 * is output by the control of the inverter 41 using a carrier frequency fixed in advance.

ステップS120でモータMG1の回転数Nm1と回転数Nm1sとが同符号であるときには、入力した車速Vの絶対値から設定した車速Vsの絶対値を減じたものを車速変化量ΔVとして設定すると共に(ステップS130)、入力したモータMG1の回転数Nm1の絶対値から設定した回転数Nm1sの絶対値を減じたものを回転数変化量ΔNm1として設定する(ステップS140)。続いて、設定した車速変化量ΔVと回転数変化量ΔNm1との積が値0より大きいか否かを判定し(ステップS150)、この積が値0以下のときには、固定キャリアPWM制御方式を選択し(ステップS160)、この積が値0より大きいときには、同期キャリアPWM制御方式を選択して(ステップS170)、インバータ制御方式選択ルーチンを終了する。こうして同期キャリアPWM制御方式が選択されると、モータMG1の回転数Nm1に比例するキャリア周波数を用いたインバータ41の制御によってトルク指令Tm1*に相当するトルクが出力されるようモータMG1が駆動される。こうして同期キャリアPWM制御方式を用いることにより、インバータ41によるモータMG1の制御性を良好にすると共にインバータ41のスイッチング損失を小さくすることができる。   When the rotational speed Nm1 and the rotational speed Nm1s of the motor MG1 have the same sign in step S120, a value obtained by subtracting the absolute value of the set vehicle speed Vs from the absolute value of the input vehicle speed V is set as the vehicle speed change amount ΔV ( In step S130, the value obtained by subtracting the absolute value of the set rotational speed Nm1s from the absolute value of the input rotational speed Nm1 of the motor MG1 is set as the rotational speed change amount ΔNm1 (step S140). Subsequently, it is determined whether or not the product of the set vehicle speed change amount ΔV and the rotational speed change amount ΔNm1 is greater than 0 (step S150). If this product is less than 0, the fixed carrier PWM control method is selected. (Step S160) If this product is larger than 0, the synchronous carrier PWM control method is selected (Step S170), and the inverter control method selection routine is terminated. When the synchronous carrier PWM control method is selected in this way, the motor MG1 is driven so that a torque corresponding to the torque command Tm1 * is output by the control of the inverter 41 using the carrier frequency proportional to the rotation speed Nm1 of the motor MG1. . By using the synchronous carrier PWM control method in this way, the controllability of the motor MG1 by the inverter 41 can be improved and the switching loss of the inverter 41 can be reduced.

ここで、ステップS150で車速変化量ΔVとモータMG1の回転数変化量ΔNm1との積が値0より大きいときに同期キャリアPWM制御方式を選択し、この積が値0以下のときに固定キャリアPWM制御方式を選択する理由について説明する。図5に車速Vが上昇すると共に正回転領域でモータMG1が回転上昇しているときのプラネタリギヤ30の回転要素の回転数が変化する様子を示す共線図の一例を示し、図6に車速Vが上昇すると共に正回転領域でモータMG1が回転低下しているときのプラネタリギヤ30の回転要素の回転数が変化する様子を示す共線図の一例を示し、図7に車速Vが上昇すると共に負回転領域でモータMG1が回転上昇しているときのプラネタリギヤ30の回転要素の回転数が変化する様子を示す共線図の一例を示す。図5に示すように、車速変化量ΔVが値0より大きく且つ正回転領域で回転数変化量ΔNm1が値0より大きいときには、同期キャリアPWM制御方式を用いると、モータMG1の回転数Nm1の上昇に応じてインバータ41のキャリア周波数が高くなるために、インバータ41のスイッチングにより生じるノイズ(電磁音)は車速Vの上昇に応じて高周波数側に変化するノイズとなる。こうしたノイズの変化は、モータMG2用のインバータ42を同期キャリアPWM制御方式によって制御する場合に車速Vの変化に応じて生じるインバータ42からのノイズの変化と同様であり、運転者に違和感を与えにくい。これに対し、図6に示すように、車速変化量ΔVが値0より大きく且つ正回転領域で回転数変化量ΔNm1が値0より小さいときには、同期キャリアPWM制御方式を用いると、インバータ41のスイッチングにより生じるノイズは車速Vの上昇に反して低周波数側に変化するノイズとなるため、運転者に違和感を与えやすい。このため、実施例では、車速Vの変化に反してインバータ41からのノイズが変化することのないように、車速変化量ΔVと回転数変化量ΔNm1との両方が正の値また負の値のときに同期キャリアPWM制御方式を選択し、そうでないときに固定キャリアPWM制御方式を選択するのである。したがって、ステップS150の判定は、車速Vの変化の方向がモータMG1の回転変化の方向と同じであるか否かを判定するためのものであるということができる。なお、図7に示すように、車速変化量ΔVが値0より大きく且つ負回転領域で回転数変化量ΔNm1が値0より大きいときは、図5の例と同様に、インバータ41からのノイズは車速Vの上昇に応じて高周波数側に変化するノイズとなるとき、即ち車速変化量ΔVと回転数変化量ΔNm1との両方が正の値となるときであるため、同期キャリアPWM制御方式が用いられる。   Here, the synchronous carrier PWM control method is selected when the product of the vehicle speed change amount ΔV and the rotational speed change amount ΔNm1 of the motor MG1 is greater than 0 in step S150, and the fixed carrier PWM is selected when this product is 0 or less. The reason for selecting the control method will be described. FIG. 5 shows an example of a collinear diagram showing how the rotational speed of the rotating element of the planetary gear 30 changes when the vehicle speed V rises and the motor MG1 rotates and rises in the normal rotation range. FIG. 7 shows an example of a collinear diagram showing how the rotational speed of the rotating element of the planetary gear 30 changes when the motor MG1 is rotating and decreasing in the positive rotation region. FIG. An example of a collinear diagram showing how the number of rotations of the rotating element of the planetary gear 30 changes when the motor MG1 rotates and rises in the rotation region is shown. As shown in FIG. 5, when the vehicle speed change amount ΔV is larger than the value 0 and the rotational speed change amount ΔNm1 is larger than the value 0 in the positive rotation region, the rotational speed Nm1 of the motor MG1 increases when the synchronous carrier PWM control method is used. Accordingly, since the carrier frequency of the inverter 41 increases, noise (electromagnetic sound) generated by switching of the inverter 41 becomes noise that changes to the high frequency side as the vehicle speed V increases. Such a change in noise is the same as the change in noise from the inverter 42 that occurs according to the change in the vehicle speed V when the inverter 42 for the motor MG2 is controlled by the synchronous carrier PWM control method, and it is difficult for the driver to feel uncomfortable. . On the other hand, as shown in FIG. 6, when the vehicle speed change amount ΔV is larger than the value 0 and the rotational speed change amount ΔNm1 is smaller than the value 0 in the normal rotation region, the switching of the inverter 41 is performed using the synchronous carrier PWM control method. The noise generated by the vehicle is a noise that changes to the low frequency side against the increase in the vehicle speed V, so it is easy for the driver to feel uncomfortable. For this reason, in the embodiment, both the vehicle speed change amount ΔV and the rotational speed change amount ΔNm1 are positive values or negative values so that the noise from the inverter 41 does not change against the change of the vehicle speed V. Sometimes the synchronous carrier PWM control method is selected, and when not, the fixed carrier PWM control method is selected. Therefore, it can be said that the determination in step S150 is for determining whether or not the direction of change in vehicle speed V is the same as the direction of change in rotation of motor MG1. As shown in FIG. 7, when the vehicle speed change amount ΔV is larger than the value 0 and the rotation speed change amount ΔNm1 is larger than the value 0 in the negative rotation region, the noise from the inverter 41 is similar to the example of FIG. Since the noise changes to the high frequency side as the vehicle speed V increases, that is, when both the vehicle speed change amount ΔV and the rotational speed change amount ΔNm1 are positive values, the synchronous carrier PWM control method is used. It is done.

さらに、ステップS120でモータMG1の回転数Nm1と回転数Nm1sとが同符号でないときに固定キャリアPWM制御方式を選択する理由について説明する。これらの符号が異なるときは、モータMG1の回転数Nm1が値0をまたいで変化するときであり、インバータ41の制御方式として同期キャリアPWM制御方式を用いると、車速Vの変化に反してインバータ41からのノイズが変化する場合が生じる。こうした場合が生じるのを抑制するため、実施例では、モータMG1の回転数Nm1と回転数Nm1sとが同符号でないときには、車速変化量ΔVと回転数変化量ΔNm1との関係に拘わらず、固定キャリアPWM制御方式を用いるものとした。   Further, the reason why the fixed carrier PWM control method is selected when the rotation speed Nm1 and the rotation speed Nm1s of the motor MG1 are not the same sign in step S120 will be described. These signs are different when the rotational speed Nm1 of the motor MG1 changes across the value 0. When the synchronous carrier PWM control method is used as the control method of the inverter 41, the inverter 41 is against the change of the vehicle speed V. There is a case where the noise from is changed. In order to suppress the occurrence of such a case, in the embodiment, when the rotation speed Nm1 and the rotation speed Nm1s of the motor MG1 are not the same sign, the fixed carrier is used regardless of the relationship between the vehicle speed change amount ΔV and the rotation speed change amount ΔNm1. The PWM control method was used.

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は図3等の共線図から分かるように車速Vに同期せずに回転する構成であり、車速Vの所定時間tsあたりの変化量である車速変化量ΔVとモータMG1の回転数Nm1の所定時間tsあたりの変化量である回転数変化量ΔNm1との両方が正の値または負の値であるとき(車速変化量ΔVと回転数変化量ΔNm1との積が値0より大きいとき)には、モータMG1の回転数Nm1に同期して変更されるキャリア周波数を用いたPWM制御方式でインバータ41をスイッチングする同期キャリアPWM制御方式によってモータMG1が駆動されるようインバータ41を制御するから、インバータ41の制御性を良好なものとする範囲内でインバータ41のスイッチングの頻度を少なくすることができ、インバータ41のスイッチング損失を抑制することができる。また、車速変化量ΔVと回転数変化量ΔNm1との積が値0以下のときには、予め固定されたキャリア周波数を用いたPWM制御方式でインバータ41をスイッチングする固定キャリアPWM制御方式によってモータMG1が駆動されるようインバータ41を制御するから、車速VとモータMG1の回転数Nm1とのうち一方が増加して他方が減少するときには、インバータ41のキャリア周波数が変更されずに固定され、インバータ41のスイッチングに伴うノイズの変化により運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。   According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, the motor MG1 is configured to rotate without synchronizing with the vehicle speed V as can be seen from the collinear chart of FIG. 3 and the like, and the amount of change of the vehicle speed V per predetermined time ts. When both the vehicle speed change amount ΔV and the rotational speed change amount ΔNm1 that is the change amount per predetermined time ts of the rotational speed Nm1 of the motor MG1 are positive values or negative values (the vehicle speed change amount ΔV and the rotational speed) When the product of the change amount ΔNm1 is greater than 0), the motor is driven by the synchronous carrier PWM control method in which the inverter 41 is switched by the PWM control method using the carrier frequency changed in synchronization with the rotational speed Nm1 of the motor MG1. Since the inverter 41 is controlled so that the MG1 is driven, the frequency of switching of the inverter 41 is within a range in which the controllability of the inverter 41 is improved. Can be reduced, it is possible to suppress the switching loss of the inverter 41. When the product of the vehicle speed change amount ΔV and the rotational speed change amount ΔNm1 is less than or equal to 0, the motor MG1 is driven by the fixed carrier PWM control method that switches the inverter 41 by the PWM control method using the carrier frequency fixed in advance. Therefore, when one of the vehicle speed V and the rotation speed Nm1 of the motor MG1 increases and the other decreases, the carrier frequency of the inverter 41 is fixed without being changed, and the switching of the inverter 41 is performed. It is possible to suppress the driver from feeling uncomfortable due to the noise change accompanying the.

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」に相当し、バッテリ50が「二次電池」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」に相当し、プラネタリギヤ30が「遊星歯車機構」に相当し、駆動軸32に要求される要求トルクTr*に応じた要求パワーPe*を出力する運転ポイントとしてエンジン22の目標回転数と目標トルクを設定すると共にエンジン22が目標回転数で回転するようモータMG1のトルク指令Tm1*を設定し且つ駆動軸32に要求トルクTr*が出力されるようモータMG2のトルク指令Tm2*を設定して各設定値を送信するハイブリッド用電子制御ユニット70と、目標回転数と目標トルクとでエンジン22を運転するエンジンECU24と、トルク指令Tm1*,Tm2*でモータMG1,MG2が駆動されるよう正弦波制御モードでインバータ41,42を制御する際にインバータ42については同期キャリアPWM制御方式によってモータMG2が駆動されると共にインバータ41については図4のインバータ制御方式選択ルーチンを実行して回転数Nm1と回転数Nm1sとが同符号であり車速変化量ΔVと回転数変化量ΔNm1との積が値0より大きいときには同期キャリアPWM制御方式によってモータMG1が駆動されそうでないときには固定キャリアPWM制御方式によってモータMG1が駆動されるようインバータ41,42を制御するモータECU40とが「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 engine 22 corresponds to the “internal combustion engine”, the motor MG2 corresponds to the “motor”, the inverter 42 corresponds to the “motor inverter”, the battery 50 corresponds to the “secondary battery”, and the motor MG1 corresponds to a “generator”, the inverter 41 corresponds to a “generator inverter”, the planetary gear 30 corresponds to a “planetary gear mechanism”, and a request corresponding to a required torque Tr * required for the drive shaft 32 A target rotational speed and target torque of the engine 22 are set as operating points for outputting the power Pe *, a torque command Tm1 * of the motor MG1 is set so that the engine 22 rotates at the target rotational speed, and a required torque Tr is applied to the drive shaft 32. The hybrid electronic control unit 70 that sets the torque command Tm2 * of the motor MG2 so that * is output and transmits each set value; When controlling the inverters 41 and 42 in the sine wave control mode so that the motors MG1 and MG2 are driven by the torque commands Tm1 * and Tm2 *, the inverter 42 is operated. The motor MG2 is driven by the synchronous carrier PWM control method, and the inverter 41 executes the inverter control method selection routine of FIG. 4 so that the rotational speed Nm1 and the rotational speed Nm1s have the same sign, and the vehicle speed change amount ΔV and the rotational speed change. When the product of the quantity ΔNm1 is larger than the value 0, the motor ECU 40 that controls the inverters 41 and 42 so that the motor MG1 is driven by the fixed carrier PWM control method when the motor MG1 is not driven by the synchronous carrier PWM control method. It corresponds to “control means”.

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、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。   The present invention can be used in the manufacturing industry of hybrid vehicles.

1 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、30 プラネタリギヤ、32 駆動軸、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、46 コンデンサ、50 バッテリ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、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、82 シフトポジションセンサ、84 アクセルペダルポジションセンサ、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、D11〜D16,D21〜D26 ダイオード、T11〜T16,T21〜T26 トランジスタ、MG1,MG2 モータ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 Engine electronic control unit (engine ECU), 26 Crankshaft, 30 Planetary gear, 32 Drive shaft, 40 Motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 Inverter, 46 Condenser, 50 Battery , 52 Battery electronic control unit (battery ECU), 62 Differential gear, 63a, 63b Drive wheel, 70 Hybrid electronic control unit, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 Ignition switch, 82 Shift position sensor, 84 Accelerator pedal Position sensor, 86 Brake pedal position sensor, 88 Vehicle speed sensor, D11 to D16, D21 to D26 Diode, T11 to T16, T21 to T26 , MG1, MG2 motor.

Claims (1)

内燃機関と、車軸に連結された駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、複数のスイッチング素子を有し前記電動機を駆動する電動機用インバータと、前記電動機用インバータを介して前記電動機に接続された二次電池と、を備えるハイブリッド自動車において、
動力を入出力可能な発電機と、
複数のスイッチング素子を有し、前記バッテリと前記発電機とに接続されて前記発電機を駆動する発電機用インバータと、
前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記駆動軸との3軸にそれぞれキャリアとサンギヤとリングギヤとが接続された遊星歯車機構と、
前記発電機の回転数に同期して変更されるキャリア周波数を用いたパルス幅変調制御方式で前記発電機用インバータの複数のスイッチング素子をスイッチングする同期キャリアPWM制御方式および予め固定されたキャリア周波数を用いたパルス幅変調制御方式で前記発電機用インバータの複数のスイッチング素子をスイッチングする固定キャリアPWM制御方式を含む複数の制御方式のいずれかによって前記発電機が駆動されると共に、前記電動機用インバータの複数のスイッチング素子のスイッチングにより前記電動機が駆動され、走行に要求される駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機用インバータと前記電動機用インバータとを制御する制御手段と、
を備え
前記制御手段は、車速の所定時間あたりの変化量である車速変化量と前記発電機の回転数の前記所定時間あたりの変化量である発電機回転数変化量との両方が正の値または負の値である同期変化時には、前記同期キャリアPWM制御方式によって前記発電機が駆動されるよう前記発電機用インバータを制御し、前記同期変化時でないときには、前記固定キャリアPWM制御方式によって前記発電機が駆動されるよう前記発電機用インバータを制御する手段である、
ことを特徴とするハイブリッド自動車。
An internal combustion engine, an electric motor capable of inputting / outputting power to / from a drive shaft connected to an axle, an inverter for a motor having a plurality of switching elements to drive the electric motor, and the electric motor connected via the inverter for the electric motor In a hybrid vehicle equipped with a secondary battery,
A generator capable of inputting and outputting power;
A generator inverter having a plurality of switching elements and connected to the battery and the generator to drive the generator;
A planetary gear mechanism in which a carrier, a sun gear and a ring gear are respectively connected to three axes of the output shaft of the internal combustion engine, the rotating shaft of the generator and the drive shaft;
A synchronous carrier PWM control system that switches a plurality of switching elements of the inverter for the generator by a pulse width modulation control system that uses a carrier frequency that is changed in synchronization with the rotational speed of the generator, and a carrier frequency that is fixed in advance. The generator is driven by one of a plurality of control methods including a fixed carrier PWM control method for switching a plurality of switching elements of the generator inverter with the pulse width modulation control method used, and the motor inverter Control means for controlling the internal combustion engine, the generator inverter, and the motor inverter so that the electric motor is driven by switching of a plurality of switching elements and travels with a driving force required for travel;
The control means includes a positive value for both a vehicle speed change amount that is a change amount of the vehicle speed per predetermined time and a generator rotational speed change amount that is a change amount of the generator speed per predetermined time. Alternatively, when the synchronous change is a negative value, the generator inverter is controlled so that the generator is driven by the synchronous carrier PWM control method, and when the synchronous change is not, the power generation by the fixed carrier PWM control method is performed. Means for controlling the generator inverter so that the machine is driven,
A hybrid vehicle characterized by that.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015229456A (en) * 2014-06-06 2015-12-21 富士重工業株式会社 Hybrid electric vehicle control system and hybrid electric vehicle control method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015229456A (en) * 2014-06-06 2015-12-21 富士重工業株式会社 Hybrid electric vehicle control system and hybrid electric vehicle control method

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