JP2013112098A - Hybrid vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hybrid vehicle in which, when a measurement value of a voltage sensor measuring an output voltage of a battery indicates an abnormal value, after shifting to batteryless traveling, it is checked whether the voltage sensor is defective or not and if the voltage sensor is defective, batteryless traveling is returned to normal traveling.SOLUTION: A controller 9 of a hybrid vehicle 100 executes following processing. If a measurement value of a low voltage side voltage sensor 4 is below a threshold voltage, an EV mode is restricted and a first inverter 7 is controlled so as to balance revenue and expenditure between power generated by a first motor 8 and power consumption of electric devices including a second motor 18. A low voltage side and a high voltage side of a converter 5 are short-circuited and if a measurement value of the low voltage side voltage sensor 4 is matched with that of a high voltage side voltage sensor 6, EV mode restriction is maintained. If the measurement value of the low voltage side voltage sensor 4 is lower than that of the high voltage side voltage sensor 6 although the low voltage side and the high voltage side of the converter 5 are short-circuited, EV mode restriction is canceled.

Description

本発明は、車輪駆動用のモータとエンジンを備えるハイブリッド車に関する。   The present invention relates to a hybrid vehicle including a wheel driving motor and an engine.

車輪駆動用のモータとエンジンを備えるハイブリッド車は、エンジンを使わずにモータのみで走行するEVモードと、エンジンとモータの双方を使って走行するHVモードを切り換えながら走行する。エンジンは、走行用の動力源としてだけでなく、モータを発電機として利用するときの動力源としても使われる。ハイブリッド車は、モータで発電した電力でバッテリを充電することができるため、エンジンを備えない純粋な電気自動車に比べて、搭載バッテリの容量が小さい。即ち、ハイブリッド車は、EVモードだけではそう長い距離は走れない。   A hybrid vehicle including a wheel driving motor and an engine travels while switching between an EV mode that travels using only the motor without using the engine and an HV mode that travels using both the engine and the motor. The engine is used not only as a driving power source but also as a power source when the motor is used as a generator. Since the hybrid vehicle can charge the battery with the electric power generated by the motor, the capacity of the mounted battery is smaller than that of a pure electric vehicle without an engine. That is, the hybrid vehicle cannot run so long in the EV mode alone.

そこで、2個のモータを備え、バッテリの不具合(バッテリの電力を取り出す給電線の断線など、バッテリ周辺の部品の不具合を含む)が生じたときに、エンジンの駆動力を使って一方のモータで発電し、その電力で他方のモータを駆動してバッテリに頼らずに走行する技術が特許文献1や特許文献2にて提案されている。   Therefore, two motors are provided, and when a battery malfunction (including malfunctions in parts around the battery, such as disconnection of the power supply line for extracting battery power), one motor uses the driving force of the engine. Patent Document 1 and Patent Document 2 propose a technique for generating power, driving the other motor with the electric power, and traveling without depending on the battery.

なお、以下では、上記のごとくバッテリに頼らずに走行することをバッテリレス走行と表現することにする。また、バッテリを使ってモータを駆動して走行することを、「バッテリレス走行」に対する表現として「通常走行」と表現する。また、説明を簡単にするため、モータに電力を供給し車輪の駆動力を得ることを「力行」と表現し、車両の運動エネルギを利用してモータで発電することを「回生」と表現する。   In the following, running without relying on the battery as described above is expressed as battery-less running. In addition, driving by driving a motor using a battery is expressed as “normal driving” as an expression for “battery-less driving”. In addition, for the sake of simplicity, supplying power to the motor to obtain the driving force of the wheels is expressed as “powering”, and generating electricity with the motor using the kinetic energy of the vehicle is expressed as “regeneration”. .

特開2007−196733号公報JP 2007-196733 A 特開2010−162996号公報JP 2010-162996 A

バッテリの不具合は、典型的には、バッテリの出力電圧を計測する電圧センサの計測値に基づいて判断される。具体的には、電圧センサの計測値が予め定められた閾値電圧を下回った場合に、バッテリに不具合が生じていると判断し、通常走行からバッテリレス走行に移行する。ところが、バッテリ自体に不具合はなく、電圧センサが故障している可能性もある。その場合には、バッテリレス走行でなく通常走行することが好ましい。本明細書は、バッテリの出力電圧を計測する電圧センサの計測値に基づいて一旦バッテリレス走行に移行した後に、電圧センサ自体が故障しているか否かをチェックし、電圧センサ自体が故障している蓋然性が高い場合にはバッテリレス走行から通常走行に戻すハイブリッド車を提供する。   A battery failure is typically determined based on a measurement value of a voltage sensor that measures the output voltage of the battery. Specifically, when the measured value of the voltage sensor falls below a predetermined threshold voltage, it is determined that a problem has occurred in the battery, and the normal traveling is shifted to the batteryless traveling. However, the battery itself is not defective and the voltage sensor may be broken. In that case, it is preferable to run normally instead of batteryless running. This specification is based on the measurement value of the voltage sensor that measures the output voltage of the battery. After the transition to battery-less running, the voltage sensor itself is checked to see if it has failed. Provided is a hybrid vehicle that returns from batteryless running to normal running when there is a high probability.

ハイブリッド車のなかには、バッテリの出力電圧を昇圧してインバータに供給するコンバータ(DCDCコンバータ)を備えるタイプがある。その場合、コンバータの低圧側端子間の電圧を計測する低圧側電圧センサ(バッテリの出力電圧を計測する電圧センサに相当する)のほかに、コンバータの高圧側端子間の電圧を計測する高圧側電圧センサを備える。本明細書は、それら2個の電圧センサを利用して低圧側電圧センサが正常であるか否かを判断する。その結果、電圧センサが故障している蓋然性が高い場合にバッテリレス走行から通常走行に戻す。なお、高圧側電圧センサが計測する電圧は、インバータの直流側端子間の電圧に相当する。インバータの直流側端子間の電圧は、力行時はインバータへの入力電圧に相当し、回生時はインバータの直流出力電圧に相当する。   Some hybrid vehicles include a converter (DCDC converter) that boosts the output voltage of a battery and supplies the boosted voltage to an inverter. In that case, in addition to the low-voltage side voltage sensor that measures the voltage between the low-voltage side terminals of the converter (corresponding to the voltage sensor that measures the output voltage of the battery), the high-voltage side voltage that measures the voltage between the high-voltage side terminals of the converter A sensor is provided. This specification uses these two voltage sensors to determine whether or not the low-voltage side voltage sensor is normal. As a result, when there is a high probability that the voltage sensor has failed, the batteryless running is returned to the normal running. Note that the voltage measured by the high voltage side voltage sensor corresponds to the voltage between the DC side terminals of the inverter. The voltage between the DC side terminals of the inverter corresponds to the input voltage to the inverter during power running, and corresponds to the DC output voltage of the inverter during regeneration.

本明細書が開示する技術の一実施形態を説明する。本明細書が開示する技術は、エンジンを使わずにモータのみで走行するEVモードとエンジンとモータを使って走行するHVモードを切り換え可能なハイブリッド車を対象とする。そのハイブリッド車は、モータを駆動するための電力を蓄えるバッテリ、第1及び第2モータ、第1及び第2インバータ、コンバータ、及び、コントローラを備える。コンバータは、バッテリの出力電圧を昇圧して第1及び第2インバータへ供給する。コンバータは、回生時は、第1インバータが出力する直流電力の電圧をバッテリ充電に適した電圧まで降圧する機能も備える。第1モータは、車輪を駆動する駆動力を出力することと、エンジンの駆動力又は車両の減速エネルギによって発電することの双方に用いられる。第2モータは、車輪を駆動する駆動力を出力する。もちろん、第2モータも発電機として用いられてもよい。第1インバータは、第1モータに駆動力を出力させる場合にはコンバータの出力電力を交流に変換して第1モータへ供給し、第1モータが発電する場合には第1モータが発電した交流電力を直流に変換しコンバータを介してバッテリに供給し、及び/又は、第2モータを含む電気デバイスに供給する。第2インバータは、コンバータの出力電力を交流に変換して第2モータへ供給する。本明細書が開示するハイブリッド車はさらに、前述したように、コンバータの低圧側端子間の電圧を計測する低圧側電圧センサと、コンバータの高圧側端子間の電圧を計測する高圧側電圧センサを備える。低圧側電圧センサが、バッテリの電圧を計測する電圧センサに相当する。   An embodiment of the technology disclosed in this specification will be described. The technology disclosed in this specification is intended for a hybrid vehicle that can switch between an EV mode that travels using only a motor without using an engine and an HV mode that travels using the engine and motor. The hybrid vehicle includes a battery that stores electric power for driving the motor, first and second motors, first and second inverters, a converter, and a controller. The converter boosts the output voltage of the battery and supplies it to the first and second inverters. The converter also has a function of stepping down the voltage of the DC power output from the first inverter to a voltage suitable for battery charging during regeneration. The first motor is used both for outputting a driving force for driving the wheels and for generating electric power by the driving force of the engine or the deceleration energy of the vehicle. The second motor outputs a driving force for driving the wheels. Of course, the second motor may also be used as a generator. The first inverter converts the output power of the converter into alternating current when the driving power is output to the first motor and supplies the alternating current to the first motor. When the first motor generates power, the first inverter generates alternating current. The electric power is converted into direct current and supplied to the battery via the converter and / or supplied to the electric device including the second motor. A 2nd inverter converts the output electric power of a converter into alternating current, and supplies it to a 2nd motor. As described above, the hybrid vehicle disclosed in the present specification further includes a low voltage side voltage sensor that measures a voltage between the low voltage side terminals of the converter and a high voltage side voltage sensor that measures a voltage between the high voltage side terminals of the converter. . The low voltage side voltage sensor corresponds to a voltage sensor that measures the voltage of the battery.

コントローラは、以下の処理を実行する。
(1)低圧側電圧センサの計測値が予め定められた閾値電圧を下回った場合にはEVモードを禁止するとともに、エンジンの駆動力で第1モータを回転させその発電により得られる電力と、第2モータを含む電気デバイスの消費電力との電力収支がバランスするように第1インバータを制御する処理。なお、EVモードを禁止するとは、エンジンを駆動したままとすることに相当する。
(2)コンバータの低圧側端子と高圧側端子を短絡し、低圧側電圧センサの計測値と高圧側電圧センサの計測値が一致する場合はEVモード禁止を維持する処理。
(3)コンバータの低圧側端子と高圧側端子を短絡したにも関わらず低圧側電圧センサの計測値が高圧側電圧センサの計測値よりも低い場合はEVモード禁止を解除する処理。
The controller executes the following processing.
(1) When the measured value of the low-voltage side voltage sensor falls below a predetermined threshold voltage, the EV mode is prohibited, and the first motor is rotated by the driving force of the engine, The process which controls a 1st inverter so that the electric power balance with the power consumption of the electric device containing 2 motors may be balanced. Note that prohibiting the EV mode corresponds to keeping the engine driven.
(2) A process of maintaining the EV mode inhibition when the low-voltage side terminal and the high-voltage side terminal of the converter are short-circuited and the measured value of the low-voltage side voltage sensor matches the measured value of the high-voltage side voltage sensor.
(3) Processing for canceling the EV mode prohibition when the measured value of the low-voltage side voltage sensor is lower than the measured value of the high-voltage side voltage sensor despite the short circuit between the low-voltage side terminal and the high-voltage side terminal of the converter.

上記(1)の処理が、バッテリレス走行に相当する。(2)と(3)の処理が、低圧側電圧センサ(即ちバッテリの出力電圧を計測する電圧センサ)が故障しているか否かをチェックする処理に相当する。(2)の処理は、低圧側電圧センサは正常であると判定したときにバッテリレス走行を維持する処理である。(3)の処理は、低圧側電圧センサが故障している蓋然性が高いとしてバッテリレス走行から通常走行に戻す処理に相当する。   The process (1) corresponds to battery-less travel. The processes (2) and (3) correspond to the process of checking whether or not the low-voltage side voltage sensor (that is, the voltage sensor that measures the output voltage of the battery) has failed. The process (2) is a process for maintaining battery-less travel when it is determined that the low-voltage side voltage sensor is normal. The process (3) corresponds to a process of returning from the batteryless travel to the normal travel on the assumption that there is a high probability that the low voltage side voltage sensor has failed.

本明細書が開示する技術は、コンバータの低圧側端子と高圧側端子を短絡し、低圧側電圧センサと高圧側電圧センサの値が一致すれば両電圧センサは正常であると判断し、そうでない場合は、バッテリ電圧出力の低下を検知した低圧側電圧センサが故障していると判断する。低圧側電圧センサが故障していると判断した場合は、バッテリレス走行から通常走行に戻す。これは、同時に2箇所が故障する確率は極めて低く、電圧センサが故障しているならばバッテリは故障していない蓋然性が高い、という知見に基づく。   The technology disclosed in this specification short-circuits the low-voltage side terminal and the high-voltage side terminal of the converter, and if the values of the low-voltage side voltage sensor and the high-voltage side voltage sensor match, it is determined that both voltage sensors are normal. In this case, it is determined that the low-voltage side voltage sensor that has detected a decrease in the battery voltage output has failed. When it is determined that the low-voltage side voltage sensor has failed, the batteryless traveling is returned to the normal traveling. This is based on the knowledge that the probability of failure of two locations at the same time is extremely low, and that if the voltage sensor is faulty, there is a high probability that the battery is not faulty.

なお、低圧側電圧センサの計測値が高圧側電圧センサの計測値に一致するか否かをコントローラが判定する際、当然ながら、2個の電圧センサの計測値の差が両センサの誤差の加算値程度の範囲内であれば「一致している」と判定してよい。判断の確実性を向上させるため、コントローラは、両電圧センサの計測値の差が、誤差の加算値に所定のマージンを加えた範囲内であれば「一致する」と判断するようにプログラムされていてもよい。   When the controller determines whether the measured value of the low-voltage side voltage sensor matches the measured value of the high-voltage side voltage sensor, naturally, the difference between the measured values of the two voltage sensors is the sum of the errors of both sensors. If it is within the range of about the value, it may be determined as “match”. In order to improve the certainty of judgment, the controller is programmed to judge “match” if the difference between the measured values of both voltage sensors is within the range of the error plus the specified margin. May be.

ハイブリッド車のギアトレインの典型例は、以下の接続関係を有するプラネタリギアである。即ち、サンギアが第1モータの出力軸に連結している。プラネタリキャリアがエンジンの出力軸に連結している。リングギアが第2モータの出力軸に連結している。また、リングギア(第2モータの出力軸)は、車軸にも連結している。   A typical example of a gear train of a hybrid vehicle is a planetary gear having the following connection relationship. That is, the sun gear is connected to the output shaft of the first motor. A planetary carrier is connected to the output shaft of the engine. A ring gear is connected to the output shaft of the second motor. The ring gear (the output shaft of the second motor) is also connected to the axle.

また、コンバータの典型例は、2個のスイッチング回路とリアクトルで構成される。具体的には、2個のスイッチング回路は、コンバータの高圧側の端子間に直列に接続されている。リアクトルは、その一端が低圧側の正極端子に接続しており、他端が2個のスイッチング回路の中間点に接続している。スイッチング回路の典型は、IGBTなどのスイッチングトランジスタとダイオードが逆並列に接続した回路である。そのようなコンバータを有する場合、ハイブリッド車のコントローラは、コンバータの高圧側の正極端子とリアクトルとの間のスイッチング回路を閉じることにより低圧側端子と高圧側端子を短絡することができる。なお、コンバータの高圧側の正極端子とリアクトルとの間のスイッチング回路は、上アームと呼ばれることがある。   A typical example of a converter is composed of two switching circuits and a reactor. Specifically, the two switching circuits are connected in series between the high-voltage side terminals of the converter. One end of the reactor is connected to the positive terminal on the low voltage side, and the other end is connected to the midpoint of the two switching circuits. A typical switching circuit is a circuit in which a switching transistor such as an IGBT and a diode are connected in antiparallel. In the case of having such a converter, the controller of the hybrid vehicle can short-circuit the low-voltage side terminal and the high-voltage side terminal by closing the switching circuit between the high-voltage side positive electrode terminal of the converter and the reactor. A switching circuit between the positive terminal on the high voltage side of the converter and the reactor may be called an upper arm.

本明細書が開示する技術は、バッテリレス走行に移行した後、バッテリの出力電圧を計測する電圧センサが故障している蓋然性が高い場合は通常走行に戻し、安定して走行することのできるハイブリッド車を提供する。   The technology disclosed in this specification is a hybrid that can return to normal driving and stably run when there is a high probability that the voltage sensor that measures the output voltage of the battery has failed after shifting to battery-less driving. Provide a car.

実施例のハイブリッド車の模式的ブロック図である。It is a typical block diagram of the hybrid vehicle of an Example. 動力分配機構のスケルトン図である。It is a skeleton figure of a power distribution mechanism. コンバータの回路図である。It is a circuit diagram of a converter. コントローラが実行する処理のフローチャート図である。It is a flowchart figure of the process which a controller performs.

図1に、実施例のハイブリッド車100の模式的ブロック図を示す。ハイブリッド車100は、車輪駆動用のエンジン21と2個のモータ(第1モータ8、及び、第2モータ18)を有する。ハイブリッド車100は、第1モータ8と第2モータ18のそれぞれに対して第1インバータ7、第2インバータ17を備える。いずれのインバータも、バッテリ(メインバッテリ2)から電力の供給を受ける。いずれのインバータも、PWM駆動型であり、そのPWM信号は、コントローラ9が供給する。コントローラ9は、車速、アクセル開度、メインバッテリ2の残量(SOC:State Of Charge)などから、車輪25が出力すべき駆動力を算出し、その駆動力を得るためのモータとエンジンの出力分担を算出する。さらにコントローラ9は、モータへは出力分担に応じたPWM信号を与え、エンジンには出力分担に応じた燃料噴射量を指令する。なお、コントローラ9は、場合によっては、エンジン21の駆動力の一部を第1モータ8に加えて発電し、その電力でメインバッテリ2を充電するように各デバイスを制御することもある。   In FIG. 1, the typical block diagram of the hybrid vehicle 100 of an Example is shown. The hybrid vehicle 100 includes a wheel driving engine 21 and two motors (a first motor 8 and a second motor 18). The hybrid vehicle 100 includes a first inverter 7 and a second inverter 17 for each of the first motor 8 and the second motor 18. Both inverters are supplied with electric power from the battery (main battery 2). Both inverters are of the PWM drive type, and the controller 9 supplies the PWM signal. The controller 9 calculates the driving force that the wheel 25 should output from the vehicle speed, the accelerator opening, the remaining amount of the main battery 2 (SOC: State Of Charge), etc., and outputs the motor and engine to obtain the driving force. Calculate the share. Furthermore, the controller 9 gives a PWM signal corresponding to the output sharing to the motor, and commands the engine to a fuel injection amount corresponding to the output sharing. In some cases, the controller 9 may generate power by applying a part of the driving force of the engine 21 to the first motor 8 and may control each device so as to charge the main battery 2 with the electric power.

第1モータ8は主にセルモータ及び発電機として機能する。第2モータ18は主として駆動力を発生する。ただし、高い駆動力が必要とされる場合は第1モータ8も駆動力を供給し、また、回生時は第2モータ18も発電機として機能する。   The first motor 8 mainly functions as a cell motor and a generator. The second motor 18 mainly generates driving force. However, when a high driving force is required, the first motor 8 also supplies the driving force, and the second motor 18 also functions as a generator during regeneration.

第1モータ8の出力(駆動トルク)と第2モータ18の出力(駆動トルク)とエンジン21の出力(駆動トルク)は、動力分配機構22で合成/分配され、車軸23(車軸)に伝えられる。車軸23は、デファレンシャルギア24を介して車輪25に繋がっている。第1モータ8と第2モータ18は、車軸23及びエンジン21と連動して回転する。   The output (drive torque) of the first motor 8, the output (drive torque) of the second motor 18 and the output (drive torque) of the engine 21 are synthesized / distributed by the power distribution mechanism 22 and transmitted to the axle 23 (axle). . The axle 23 is connected to the wheel 25 via a differential gear 24. The first motor 8 and the second motor 18 rotate in conjunction with the axle 23 and the engine 21.

動力分配機構22について説明する。動力分配機構22は、主としてプラネタリギアで構成されている。図2に、動力分配機構22を構成するプラネタリギア50のスケルトン図を示す。プラネタリギア50は、サンギア51、プラネタリキャリア52、及び、リングギア53が組み合わさったギアセットである。プラネタリキャリア52は、エンジン21の出力軸に連結している。サンギア51は、第1モータ8(M1)の出力軸に連結している。リングギア53は、第2モータ18(M2)に連結している。なお、リングギア53の一部が第2モータ18のロータを構成している。また、リングギア53は、リングギア53に同軸に固定されているアウトプットギア54と、アイドルギア55を介して車軸23と係合している。なお、図2の符号56は、車軸23に固定された伝達ギアである。上記構成の動力分配機構22により、エンジン21と第1モータ8、及び、第2モータ18の出力の合計によって車軸23の出力トルクが定まる。場合によっては、エンジン21と第2モータ18の出力で車軸23を駆動するとともに、エンジン21の駆動力で第1モータ8を回転させて電力を得る。あるいは、エンジン21と第1モータ8及び第2モータ18の全てが出力を出し、大きな駆動力を得る場合もある。以上の場合がエンジンとモータを使うHVモードである。また、エンジン21を停止しておくと、第1モータ8、第2モータ18のいずれの出力も車軸23へ伝達できる。エンジン21を停止し、第1モータ8と第2モータ18の少なくとも一方の駆動力で走行する状態がEVモードである。   The power distribution mechanism 22 will be described. The power distribution mechanism 22 is mainly composed of a planetary gear. FIG. 2 shows a skeleton diagram of the planetary gear 50 constituting the power distribution mechanism 22. The planetary gear 50 is a gear set in which a sun gear 51, a planetary carrier 52, and a ring gear 53 are combined. The planetary carrier 52 is connected to the output shaft of the engine 21. The sun gear 51 is connected to the output shaft of the first motor 8 (M1). The ring gear 53 is connected to the second motor 18 (M2). A part of the ring gear 53 constitutes the rotor of the second motor 18. The ring gear 53 is engaged with the axle 23 via an output gear 54 that is coaxially fixed to the ring gear 53 and an idle gear 55. 2 is a transmission gear fixed to the axle 23. The output torque of the axle 23 is determined by the sum of the outputs of the engine 21, the first motor 8, and the second motor 18 by the power distribution mechanism 22 having the above configuration. In some cases, the axle 23 is driven by the outputs of the engine 21 and the second motor 18, and the first motor 8 is rotated by the driving force of the engine 21 to obtain electric power. Alternatively, the engine 21, the first motor 8, and the second motor 18 may all output to obtain a large driving force. The above case is the HV mode using the engine and the motor. Further, when the engine 21 is stopped, the outputs of the first motor 8 and the second motor 18 can be transmitted to the axle 23. The EV mode is a state in which the engine 21 is stopped and the vehicle travels with at least one driving force of the first motor 8 and the second motor 18.

プラネタリギア50の構造と機能は良く知られているので詳しい説明は省略する。図2から明らかなとおり、第1モータ8と第2モータ18は共に、エンジン21と車軸23に連動して回転する。即ち、走行中にアクセルがOFFされてもモータは回転し続ける。このとき、モータ8、18が発生する逆起電力は、夫々のインバータ7、17を介して直流電力に変換され、メインバッテリ2に蓄えられる。あるいは、発電した電力の一部は直接に他の電気デバイスへ供給される。即ち、ハイブリッド車100は、車両の運動エネルギを電気エネルギに回生してバッテリ2に蓄えることもできる。回生電力によってメインバッテリ2を充電することができるので、メインバッテリ2の容量は、エンジンを備えない電気自動車のバッテリに比べると小さい。   Since the structure and function of the planetary gear 50 are well known, detailed description thereof will be omitted. As is clear from FIG. 2, both the first motor 8 and the second motor 18 rotate in conjunction with the engine 21 and the axle 23. That is, even if the accelerator is turned off during traveling, the motor continues to rotate. At this time, the counter electromotive force generated by the motors 8 and 18 is converted into DC power via the inverters 7 and 17 and stored in the main battery 2. Alternatively, a part of the generated electric power is directly supplied to another electric device. That is, the hybrid vehicle 100 can also regenerate the kinetic energy of the vehicle into electrical energy and store it in the battery 2. Since the main battery 2 can be charged with regenerative electric power, the capacity of the main battery 2 is smaller than that of an electric vehicle without an engine.

図1に戻り、ハイブリッド車100の電気系統を説明する。ハイブリッド車100は、2個のバッテリ2、27を備える。メインバッテリ2は、モータ8、18に供給する電力を蓄える高出力高容量のバッテリである。サブバッテリ27は、モータ以外の電気デバイス、例えば、カーナビゲーション装置28や、ルームランプなど、12ボルトで駆動する電気デバイスに電力を供給するためのバッテリである。なお、本実施例ではサブバッテリ27の出力電圧は12ボルトであるが、サブバッテリの出力電圧は、12ボルトに限られない。メインバッテリ2の出力電圧が一般に100ボルト以上であるのに対して、サブバッテリの出力電圧は一般に50V以下である。サブバッテリ27の電力で作動する電気デバイスを補機と称することがある。なお、後述するインバータやコンバータも補機の一つである。また、メインバッテリ2の電力は、降圧コンバータ26を介して補機にも供給されるので、サブバッテリ27は、メインバッテリ2からの電力供給がストップした場合に補機に電力を供給する。   Returning to FIG. 1, the electrical system of the hybrid vehicle 100 will be described. The hybrid vehicle 100 includes two batteries 2 and 27. The main battery 2 is a high output and high capacity battery that stores electric power supplied to the motors 8 and 18. The sub-battery 27 is a battery for supplying electric power to an electric device other than the motor, for example, an electric device driven by 12 volts, such as a car navigation device 28 or a room lamp. In this embodiment, the output voltage of the sub battery 27 is 12 volts, but the output voltage of the sub battery is not limited to 12 volts. While the output voltage of the main battery 2 is generally 100 volts or more, the output voltage of the sub battery is generally 50 V or less. An electric device that operates with the power of the sub-battery 27 may be referred to as an auxiliary device. An inverter and a converter described later are also auxiliary machines. Further, since the power of the main battery 2 is also supplied to the auxiliary machine via the step-down converter 26, the sub battery 27 supplies power to the auxiliary machine when the power supply from the main battery 2 is stopped.

メインバッテリ2は、システムメインリレー3を介して昇降圧コンバータ5に接続している。システムメインリレー3は、メインバッテリ2と車両の電気系を接続したり切断したりする、いわゆるメインスイッチに相当する。システムメインリレー3はコントローラ9によって制御される。   The main battery 2 is connected to the buck-boost converter 5 via the system main relay 3. The system main relay 3 corresponds to a so-called main switch that connects or disconnects the main battery 2 and the electric system of the vehicle. The system main relay 3 is controlled by a controller 9.

昇降圧コンバータ5の先には第1インバータ7と第2インバータ17が並列に接続されている。第1インバータ7の先には第1モータ8が接続されており、第2インバータ17の先には第2モータ18が接続されている。昇降圧コンバータ5は、DCDCコンバータであり、メインバッテリ2の出力電圧を、第1及び第2モータ8、18の駆動に適した電圧まで昇圧する機能と、第1モータ8の回生電力(交流)を入力として第1インバータ7が出力する直流電力をメインバッテリ2の充電に適した電圧まで降圧する機能を備える。同様に昇降圧コンバータ5は、第2モータ18の回生電力(交流)を入力として第2インバータ17が出力する直流電力をメインバッテリ2の充電に適した電圧まで降圧する機能を備える。   A first inverter 7 and a second inverter 17 are connected in parallel to the tip of the step-up / down converter 5. A first motor 8 is connected to the tip of the first inverter 7, and a second motor 18 is connected to the tip of the second inverter 17. The step-up / down converter 5 is a DCDC converter, and has a function of boosting the output voltage of the main battery 2 to a voltage suitable for driving the first and second motors 8 and 18, and regenerative power (AC) of the first motor 8. Is input to the DC power output from the first inverter 7 to a voltage suitable for charging the main battery 2. Similarly, the step-up / step-down converter 5 has a function of reducing the DC power output from the second inverter 17 to a voltage suitable for charging the main battery 2 by using the regenerative power (AC) of the second motor 18 as an input.

昇降圧コンバータ5の低圧側(バッテリ側)には、平滑化コンデンサ15が接続されており、高圧側(インバータ側)には、平滑化コンデンサ16が接続されている。平滑化コンデンサ15、16は、昇降圧コンバータ5の入力電流と出力電流を平滑化するために挿入されている。昇降圧コンバータ5にはモータを駆動するための大電流が流れるため、平滑化コンデンサ15、16も大容量である。   A smoothing capacitor 15 is connected to the low voltage side (battery side) of the step-up / down converter 5, and a smoothing capacitor 16 is connected to the high voltage side (inverter side). The smoothing capacitors 15 and 16 are inserted in order to smooth the input current and output current of the buck-boost converter 5. Since a large current for driving the motor flows through the buck-boost converter 5, the smoothing capacitors 15 and 16 also have a large capacity.

昇降圧コンバータ5の回路の一例を図3に示す。昇降圧コンバータ5は、高圧側(インバータ側)の端子間に直列に接続されている2個のスイッチング回路SW1、SW2と、一端が低圧側(バッテリ側)の正極(P1)に接続しており、他端が2個のスイッチング回路の中間点に接続しているリアクトル31で構成されている。リアクトル31と高圧側の正極端子P2との間のスイッチング回路SW1は、IGBT32とダイオード33の逆並列回路で構成されている。また、リアクトル31と高圧側の負極端子Nとの間のスイッチング回路SW2は、IGBT34とダイオード35の逆並列回路で構成されている。よく知られているように、IGBT32を開放し(オフ状態とし)、IGBT34に所定のPWM信号を加えると、リアクトル31とダイオード33を通じてバッテリ2の電圧よりも高い電圧を高圧側に出力することができる。また、IGBT34を開放し(オフ状態とし)、IGBT32に所定のPWM信号を加えると、リアクトル31とダイオード35を通じ、回生時に第1インバータ7が出力する電圧よりも低い電圧を低圧側(バッテリ側)に出力することができる。IGBT32は上アームと、IGBT34は下アームと呼ばれることがある。   An example of the circuit of the buck-boost converter 5 is shown in FIG. The buck-boost converter 5 has two switching circuits SW1 and SW2 connected in series between terminals on the high voltage side (inverter side), and one end connected to the positive electrode (P1) on the low voltage side (battery side). The other end is constituted by a reactor 31 connected to the midpoint of the two switching circuits. The switching circuit SW1 between the reactor 31 and the high-voltage side positive terminal P2 is composed of an anti-parallel circuit of an IGBT 32 and a diode 33. The switching circuit SW2 between the reactor 31 and the negative terminal N on the high voltage side is composed of an anti-parallel circuit of an IGBT 34 and a diode 35. As is well known, when the IGBT 32 is opened (turned off) and a predetermined PWM signal is applied to the IGBT 34, a voltage higher than the voltage of the battery 2 can be output to the high voltage side through the reactor 31 and the diode 33. it can. Further, when the IGBT 34 is opened (turned off) and a predetermined PWM signal is applied to the IGBT 32, a voltage lower than the voltage output by the first inverter 7 during regeneration is passed through the reactor 31 and the diode 35 on the low voltage side (battery side). Can be output. The IGBT 32 is sometimes called an upper arm, and the IGBT 34 is sometimes called a lower arm.

図1に戻って説明を続ける。第1インバータ7は、昇降圧コンバータ5によって昇圧されたメインバッテリ2の直流電力を、第1モータ8の駆動に適した交流電力に変換して第1モータ8へ出力する。モータへの出力はUVW3相の交流電力である。また、第1インバータ7は、第1モータ8が生成した回生電力(交流)を直流に変換する機能も有する。即ち、第1インバータ7は、第1モータ8に駆動力を出力させる場合にはメインバッテリ2の出力電力を交流に変換して第1モータ8へ供給し、第1モータ8が発電する場合には第1モータ8が発電した交流電力を直流に変換してバッテリ2、及び/又は、カーナビゲーション装置28などの補機(電気デバイス)に直流電力を供給する。第2インバータ17の機能も、第1インバータ7と同じである。   Returning to FIG. 1, the description will be continued. The first inverter 7 converts the DC power of the main battery 2 boosted by the step-up / down converter 5 into AC power suitable for driving the first motor 8 and outputs the AC power to the first motor 8. The output to the motor is UVW 3-phase AC power. The first inverter 7 also has a function of converting regenerative power (AC) generated by the first motor 8 into DC. That is, the first inverter 7 converts the output power of the main battery 2 into alternating current and supplies it to the first motor 8 when the first motor 8 outputs driving force, and the first motor 8 generates power. Converts the alternating current power generated by the first motor 8 into direct current and supplies the direct current power to the battery 2 and / or an auxiliary device (electric device) such as the car navigation device 28. The function of the second inverter 17 is also the same as that of the first inverter 7.

第1インバータ7と第2インバータ17は、PWM信号で作動する。昇降圧コンバータ5も、同様に、PWM信号で作動する。さらに、降圧コンバータ26もPWM信号で作動する。それらPWM信号はコントローラ9が生成し、各デバイスへ送信する。   The first inverter 7 and the second inverter 17 operate with a PWM signal. Similarly, the buck-boost converter 5 operates with a PWM signal. Further, the step-down converter 26 is also operated by a PWM signal. These PWM signals are generated by the controller 9 and transmitted to each device.

メインバッテリ2と昇降圧コンバータ5の間、別言すれば、昇降圧コンバータ5の低圧側の2個の端子の間に、電圧センサ(低圧側電圧センサ4)が備えられている。また、昇降圧コンバータ5と第1インバータ7の間、別言すれば、昇降圧コンバータ5の高圧側の端子の間にも、電圧センサ(高圧側電圧センサ6)が備えられている。低圧側電圧センサ4は、メインバッテリ2の出力電圧を計測する。高圧側電圧センサ6は、力行時の昇降圧コンバータ5の出力、即ち、第1インバータ7の入力電圧を計測する。高圧側電圧センサ6が計測する電圧は、回生時には、第1インバータ7の直流出力電圧に相当する。電圧センサ4と6の計測値はコントローラ9に送られる。   A voltage sensor (low voltage side voltage sensor 4) is provided between the main battery 2 and the step up / down converter 5, in other words, between two terminals on the low voltage side of the voltage step up / down converter 5. A voltage sensor (high voltage side voltage sensor 6) is also provided between the step-up / down converter 5 and the first inverter 7, in other words, between the high-voltage side terminals of the step-up / down converter 5. The low voltage side voltage sensor 4 measures the output voltage of the main battery 2. The high voltage side voltage sensor 6 measures the output of the step-up / down converter 5 during powering, that is, the input voltage of the first inverter 7. The voltage measured by the high voltage side voltage sensor 6 corresponds to the DC output voltage of the first inverter 7 during regeneration. The measured values of the voltage sensors 4 and 6 are sent to the controller 9.

コントローラ9は、低圧側電圧センサ4が計測するバッテリ電圧が所定の閾値電圧よりも低くなると、メインバッテリ2あるいはその周辺の部品に故障が生じている可能性が高いとして、エンジンを始動してHVモードに移行する。バッテリ電圧が閾値電圧よりも低い間は、コントローラ9はEVモードへの移行を禁止する。別言すれば、このとき、コントローラ9は、エンジン21の稼働を維持する。EVモードへの移行を禁止している間、コントローラ9は、低圧側電圧センサ4が故障しているか否かをチェックし、もし低圧側電圧センサ4が故障しているのであれば、メインバッテリ2は正常である蓋然性が高いとしてEVモードの禁止を解除する。なお、2箇所で同時に故障が発生する確率は極めて小さいので、低圧側電圧センサ4が故障している蓋然性が高い場合には、メインバッテリ2は正常であると判定しても差し支えない。次に、低圧側電圧センサ4の計測値に基づくコントローラ9の処理を詳しく説明する。   When the battery voltage measured by the low-voltage side voltage sensor 4 is lower than a predetermined threshold voltage, the controller 9 starts the engine and sets the HV to a high possibility that a failure has occurred in the main battery 2 or its peripheral components. Enter mode. While the battery voltage is lower than the threshold voltage, the controller 9 prohibits the transition to the EV mode. In other words, at this time, the controller 9 maintains the operation of the engine 21. While prohibiting the transition to the EV mode, the controller 9 checks whether or not the low-voltage side voltage sensor 4 has failed, and if the low-voltage side voltage sensor 4 has failed, the main battery 2 Cancels the prohibition of the EV mode on the assumption that the probability of being normal is high. In addition, since the probability that a failure will occur at two locations at the same time is extremely small, if there is a high probability that the low-voltage side voltage sensor 4 has failed, the main battery 2 may be determined to be normal. Next, the process of the controller 9 based on the measured value of the low voltage side voltage sensor 4 will be described in detail.

図4にコントローラ9が実行する処理のフローチャートを示す。なお、以下では、低圧側電圧センサ4が計測する電圧値をVL(低圧側電圧VL)で表し、高圧側電圧センサ6が計測する電圧値をVH(高圧側電圧VH)で表す。低圧側電圧VLと高圧側電圧VHは図3にも図示してあるので参照されたい。   FIG. 4 shows a flowchart of processing executed by the controller 9. Hereinafter, the voltage value measured by the low voltage side voltage sensor 4 is represented by VL (low voltage side voltage VL), and the voltage value measured by the high voltage side voltage sensor 6 is represented by VH (high voltage side voltage VH). The low-voltage side voltage VL and the high-voltage side voltage VH are also shown in FIG.

コントローラ9は、常に低圧側電圧VLを監視しており、低圧側電圧VLが予め定められた閾値電圧VLthを下回ると、図4のフローチャートの処理(バッテリ異常時処理)を開始する。なお、閾値電圧VLthは、メインバッテリ2が正常であるときのメインバッテリ2の出力電圧範囲の下限値に設定される。より厳密には、閾値電圧VLthは、前述の下限値からさらに幾らかのマージンの分だけ下げた値である。マージンは、電圧センサの計測誤差などである。閾値電圧VLthは、メインバッテリ2の性能やハイブリッド車100の電気系統の特性により予め定められ、コントローラ9に記憶されている。   The controller 9 constantly monitors the low-voltage side voltage VL, and when the low-voltage side voltage VL falls below a predetermined threshold voltage VLth, starts the processing of the flowchart of FIG. The threshold voltage VLth is set to the lower limit value of the output voltage range of the main battery 2 when the main battery 2 is normal. More precisely, the threshold voltage VLth is a value that is further lowered by some margin from the aforementioned lower limit value. The margin is a voltage sensor measurement error or the like. The threshold voltage VLth is determined in advance by the performance of the main battery 2 and the characteristics of the electric system of the hybrid vehicle 100 and is stored in the controller 9.

バッテリ異常時処理が開始されると、コントローラ9は、まず、そのときにエンジン21が稼働中であるか否かをチェックする(S3)。エンジン21が停止している場合(S3:NO)、コントローラ9は、エンジン21を始動する(S4)。エンジン21を始動するので以後はHVモードとなる。コントローラ9は、以後、ステップS12(後述)を実施するか、あるいは、運転者によって車両のメインスイッチがOFFに切り換えられるまでは、エンジンを停止しない。即ち、コントローラ9は、以後、EVモードへの移行を禁止する(S5)。EVモードへの移行が禁止されている間、第1モータ8はエンジンの駆動力により発電する。なお、このとき、ハイブリッド車100は、エンジン21と第2モータ18の駆動力により走行を続ける。   When the battery abnormality process is started, the controller 9 first checks whether or not the engine 21 is operating at that time (S3). When the engine 21 is stopped (S3: NO), the controller 9 starts the engine 21 (S4). Since the engine 21 is started, the HV mode is set thereafter. Thereafter, the controller 9 does not stop the engine until step S12 (described later) is performed or until the main switch of the vehicle is turned off by the driver. That is, the controller 9 thereafter prohibits the transition to the EV mode (S5). While the transition to the EV mode is prohibited, the first motor 8 generates power with the driving force of the engine. At this time, the hybrid vehicle 100 continues to travel by the driving force of the engine 21 and the second motor 18.

第1モータ8が発電した交流電力は、第1インバータ7によって直流に変換される。第1インバータ7の直流側は第2インバータ17の直流側と並列に接続されているから、第1モータ8が発電した電力の一部は第1インバータ7から第2インバータ17へと流れ、第2モータ18を駆動する電力となる。また、第1インバータ7の直流側には昇降圧コンバータ5が接続している。それゆえ、第1モータ8が発電した電力の他の一部は、昇降圧コンバータ5、及び、降圧コンバータ26を通じてカーナビゲーション装置28などの電気デバイスへ供給される。コントローラ9は、第2モータ18の消費電力とサブバッテリ27に繋がっている電気デバイス群の消費電力を加算した値が、第1モータ8が発電する電力とほぼ等しくなるように、第1インバータ7を制御する。電力収支をバランスさせるために、コントローラ9は、場合によっては第1インバータ7だけでなく、第1モータ8の回転を決めるエンジン21、及び/又は、第2モータ18の出力を決める第2インバータ17も制御する。電力収支をバランスさせることは、別言すれば、コントローラ9が、高圧側電圧VHが一定となるように第1インバータ7等を制御することに相当する(S6)。具体的には、コントローラ9は、高圧側電圧センサ6の計測値VHをモニタし、計測値VHが一定となるように、第1インバータ7(及びエンジン21や第2インバータ17)を制御する。高圧側電圧VHを一定に維持することができれば、即ち、第1モータ8が発電する電力と、第2モータ18及び車載の電気デバイスの消費電力が釣り合えば、メインバッテリ2から電力の供給を受けることなく、エンジン21と第2モータ18の駆動力で車両を走行させ続けることができる。これが、バッテリレス走行である。なお、高圧側電圧VHを一定に維持することは、厳密には、第1モータ8が発電した電力と、第2モータ18と他の電気デバイスの消費電力にインバータやコンバータのロスを加えた電力を釣り合わせることである。   The AC power generated by the first motor 8 is converted into DC by the first inverter 7. Since the direct current side of the first inverter 7 is connected in parallel with the direct current side of the second inverter 17, a part of the electric power generated by the first motor 8 flows from the first inverter 7 to the second inverter 17, 2 Electric power for driving the motor 18. A step-up / down converter 5 is connected to the DC side of the first inverter 7. Therefore, another part of the electric power generated by the first motor 8 is supplied to an electric device such as the car navigation apparatus 28 through the step-up / down converter 5 and the step-down converter 26. The controller 9 sets the first inverter 7 so that a value obtained by adding the power consumption of the second motor 18 and the power consumption of the electrical device group connected to the sub-battery 27 is substantially equal to the power generated by the first motor 8. To control. In order to balance the power balance, the controller 9 may include not only the first inverter 7 but also the engine 21 that determines the rotation of the first motor 8 and / or the second inverter 17 that determines the output of the second motor 18. Also controls. In other words, balancing the power balance corresponds to the controller 9 controlling the first inverter 7 and the like so that the high-voltage side voltage VH is constant (S6). Specifically, the controller 9 monitors the measurement value VH of the high voltage side voltage sensor 6 and controls the first inverter 7 (and the engine 21 and the second inverter 17) so that the measurement value VH is constant. If the high-voltage side voltage VH can be kept constant, that is, if the power generated by the first motor 8 and the power consumption of the second motor 18 and the on-vehicle electric device are balanced, the power is supplied from the main battery 2. Therefore, the vehicle can be continuously driven by the driving force of the engine 21 and the second motor 18. This is battery-less travel. Strictly speaking, maintaining the high voltage VH at a constant level is the power generated by the first motor 8 and the power consumed by the second motor 18 and other electrical devices plus the inverter and converter losses. Is to balance.

ステップS6が実行された場合は、力行に使える電力が第1モータ8の発電量で制約されるので、第2モータ18の定格最大出力を出すことはできない。即ち、このとき、ハイブリッド車100は、正常時の最大出力を出すことができないことに留意されたい。具体的には、運転者が強くアクセルペダルを踏み込んでも、ハイブリッド車100の出力(駆動トルク)は、本来予定されている出力よりも低い値に制限される。   When step S6 is executed, the power that can be used for powering is limited by the amount of power generated by the first motor 8, and therefore the rated maximum output of the second motor 18 cannot be produced. That is, it should be noted that at this time, the hybrid vehicle 100 cannot output the normal maximum output. Specifically, even if the driver strongly depresses the accelerator pedal, the output (drive torque) of the hybrid vehicle 100 is limited to a value lower than the originally planned output.

次のステップS7で昇降圧コンバータ5の入出力端子を短絡するので、コントローラ9は、ステップS6において高圧側電圧VH(第1モータ8の発電による電圧)を一定に維持する際、その電圧VHが、メインバッテリ2の許容電圧以下となるように、第1モータ8を駆動するエンジン21の回転数や、発電された交流電力を直流電力に変換する第1インバータ7などを制御する。   Since the input / output terminal of the step-up / step-down converter 5 is short-circuited in the next step S7, when the controller 9 maintains the high-voltage side voltage VH (voltage generated by the first motor 8) constant in step S6, the voltage VH is Then, the rotational speed of the engine 21 that drives the first motor 8 and the first inverter 7 that converts the generated AC power into DC power are controlled so as to be lower than the allowable voltage of the main battery 2.

次にコントローラ9は、昇降圧コンバータ5の上アーム(スイッチング回路SW1)のトランジスタ(IGBT32)を閉じ、昇降圧コンバータ5の低圧側の正極端子P1と高圧側の正極端子P2を短絡させる(S7)。P1、P2は図3に図示しているので参照されたい。なお、低圧側の負極端子と高圧側の負極端子は元々繋がっている。次いで、コントローラ9は、低圧側電圧VLが高圧側電圧VHに一致しているか否かをチェックする(S8)。ここで、電圧センサの計測値には誤差があるので、ステップS8の処理は、より詳しくは、次のとおりである。即ち、コントローラ9は、低圧側電圧VLと高圧側電圧VHの差が、予め定められた誤差範囲内であるか否かをチェックする。この既定の誤差範囲には、計測誤差のほかマージンが含まれていてもよい。昇降圧コンバータ5の入出力端子を短絡するのであるから、電圧センサが故障していない限り、低圧側電圧VLは高圧側電圧VHに一致する(S8:YES)。この場合は、メインバッテリ2あるいはメインバッテリ2からの電力供給ラインに異常(例えば断線や接触不良など)が生じている可能性が高いので、コントローラ9は、システムメインリレー3(図1参照)を開放し、メインバッテリ2を回路から切り離す(S9)。以後、ハイブリッド車100は、バッテリレス走行を続ける。   Next, the controller 9 closes the transistor (IGBT 32) of the upper arm (switching circuit SW1) of the step-up / down converter 5 and short-circuits the low-voltage side positive terminal P1 and the high-voltage side positive terminal P2 of the step-up / down converter 5 (S7). . P1 and P2 are shown in FIG. Note that the negative electrode terminal on the low voltage side and the negative electrode terminal on the high voltage side are originally connected. Next, the controller 9 checks whether or not the low voltage side voltage VL coincides with the high voltage side voltage VH (S8). Here, since there is an error in the measured value of the voltage sensor, the process of step S8 is as follows in more detail. That is, the controller 9 checks whether or not the difference between the low-voltage side voltage VL and the high-voltage side voltage VH is within a predetermined error range. This predetermined error range may include a margin in addition to the measurement error. Since the input / output terminal of the step-up / down converter 5 is short-circuited, the low-voltage side voltage VL coincides with the high-voltage side voltage VH unless the voltage sensor has failed (S8: YES). In this case, since there is a high possibility that an abnormality (for example, disconnection or contact failure) has occurred in the main battery 2 or the power supply line from the main battery 2, the controller 9 connects the system main relay 3 (see FIG. 1). The main battery 2 is disconnected from the circuit (S9). Thereafter, the hybrid vehicle 100 continues battery-less travel.

逆に、低圧側電圧VLが高圧側電圧VHに一致しない場合(S8:NO)、電圧センサが故障している蓋然性が高い。一般に、2箇所が同時に故障する確率は極めて低いから、電圧センサが故障している場合は(即ち、S8の判断がNOの場合は)、メインバッテリ2は故障していない蓋然性が極めて高いと判断できる。その場合は、エンジン停止を禁止する必要がなくなるから、コントローラ9は、ステップS5で設定したエンジン停止禁止を解除する(S12)。別言すれば、コントローラ9は、EVモードへの移行を許容する。ステップS12の後は、コントローラ9は、EVモードとHVモードを適宜に切り換える通常走行に戻る。   Conversely, when the low voltage side voltage VL does not coincide with the high voltage side voltage VH (S8: NO), there is a high probability that the voltage sensor has failed. In general, since the probability that two locations will fail simultaneously is extremely low, if the voltage sensor is faulty (ie, if the determination in S8 is NO), it is determined that the probability that the main battery 2 has not failed is extremely high. it can. In this case, since it is not necessary to prohibit the engine stop, the controller 9 cancels the engine stop prohibition set in step S5 (S12). In other words, the controller 9 allows the transition to the EV mode. After step S12, the controller 9 returns to normal running where the EV mode and the HV mode are appropriately switched.

実施例のハイブリッド車100の利点を説明する。ハイブリッド車100は、メインバッテリ2あるいはその周辺で異常が発生すると、エンジンの稼働を維持しつつバッテリの電力に頼らないバッテリレス走行に移行する。なお、メインバッテリ2あるいはその周辺に不具合が生じたとき、モータを使わずにエンジンだけで走行することも可能である。しかしながら、ハイブリッド車は元々エンジン出力とモータ出力を合わせて高い駆動力を得ることを前提としているため、エンジンだけでは十分な駆動力が出せない。本明細書が開示するハイブリッド車100は、メインバッテリ2あるいはその周辺に故障が発生しても、バッテリに頼ることなくエンジンとモータを使って走行することができるので、メインバッテリ2が故障しても相応の駆動力で走行することができる。   Advantages of the hybrid vehicle 100 according to the embodiment will be described. When an abnormality occurs in the main battery 2 or the vicinity thereof, the hybrid vehicle 100 shifts to battery-less traveling that does not rely on battery power while maintaining the operation of the engine. In addition, when a problem occurs in the main battery 2 or its surroundings, it is possible to run only with the engine without using the motor. However, since a hybrid vehicle is based on the premise that a high driving force is obtained by combining an engine output and a motor output, a sufficient driving force cannot be produced only by the engine. The hybrid vehicle 100 disclosed in the present specification can travel using the engine and the motor without depending on the battery even if a failure occurs in the main battery 2 or its surroundings. Can travel with a corresponding driving force.

メインバッテリ2あるいはその周辺の異常の例には、メインバッテリ2の内部、あるいは、メインバッテリ2から昇降圧コンバータ5への電力供給ラインの切断や接触不良がある。なお、昇降圧コンバータ5の低圧側と高圧側には大容量の平滑化コンデンサ15、16が並列に接続されているため、メインバッテリ2からの電力供給ラインが切断しても、それら平滑化コンデンサが電力を供給するため、瞬時には電力ゼロとはならない。   Examples of abnormalities in the main battery 2 or its surroundings include disconnection or poor contact of the power supply line inside the main battery 2 or from the main battery 2 to the buck-boost converter 5. Since the large-capacity smoothing capacitors 15 and 16 are connected in parallel on the low-voltage side and the high-voltage side of the step-up / down converter 5, even if the power supply line from the main battery 2 is disconnected, these smoothing capacitors Since power is supplied, power does not become zero instantly.

ハイブリッド車100のコントローラ9は、低圧側電圧センサ4の計測値VLが電圧閾値VLthを下回ると、一旦EVモードを禁止するが、その後、低圧側電圧センサ4が故障していないか否かを確かめる。低圧側電圧センサ4が故障していない場合は(低圧側電圧VLと高圧側電圧VHが一致している場合)、メインバッテリ2あるいはその周辺で故障が発生していると判断し、システムメインリレー3を開放し、バッテリレス走行を続ける。他方、低圧側電圧センサ4が故障している場合は(低圧側電圧VLと高圧側電圧VHが一致しない場合)、メインバッテリ2あるいはその周辺で故障が発生している蓋然性は低いので、ステップS12にて、通常の走行に戻る。即ち、ステップS5で設定したエンジン停止禁止を解除し、EVモードへの移行を許容する。   When the measured value VL of the low-voltage side voltage sensor 4 falls below the voltage threshold value VLth, the controller 9 of the hybrid vehicle 100 once prohibits the EV mode, but then checks whether or not the low-voltage side voltage sensor 4 has failed. . When the low voltage side voltage sensor 4 is not broken (when the low voltage side voltage VL and the high voltage side voltage VH match), it is determined that a failure has occurred in the main battery 2 or its surroundings, and the system main relay 3 is opened and batteryless running is continued. On the other hand, when the low-voltage side voltage sensor 4 is out of order (when the low-voltage side voltage VL and the high-voltage side voltage VH do not match), the probability that a failure has occurred in the main battery 2 or its surroundings is low. Return to normal driving. That is, the prohibition of engine stop set in step S5 is canceled and the transition to the EV mode is permitted.

また、実施例のハイブリッド車100は、図4のステップS7で昇降圧コンバータ5の入出力端を短絡させるのに先立って、高圧側電圧VHがメインバッテリ2の許容電圧内となるように調整する。そうすることによって、昇降圧コンバータ5の入出力端を短絡したときでもメインバッテリ2が保護される。   Further, the hybrid vehicle 100 according to the embodiment adjusts the high-voltage side voltage VH to be within the allowable voltage of the main battery 2 prior to short-circuiting the input / output terminal of the step-up / down converter 5 in step S7 of FIG. . By doing so, the main battery 2 is protected even when the input / output terminal of the step-up / down converter 5 is short-circuited.

実施例の技術に関する留意点を述べる。メインバッテリ2が着脱式である場合など、メインバッテリ2の内部に独自の電圧センサが備えられていることがある。そこで、ステップS12において(即ち、低圧側電圧センサ4が故障している可能性が高い場合)、コントローラ9は、メインバッテリ内の電圧センサの計測値を、低圧側電圧センサ4の計測値の代わりに利用することも好適である。   Points to be noted regarding the technology of the embodiment will be described. When the main battery 2 is detachable, a unique voltage sensor may be provided inside the main battery 2. Therefore, in step S12 (that is, when there is a high possibility that the low voltage side voltage sensor 4 has failed), the controller 9 replaces the measured value of the voltage sensor in the main battery with the measured value of the low voltage side voltage sensor 4. It is also suitable to use for.

図4のフローチャートの処理は、コントローラ9に実装されたプログラムに記述されている。   The process of the flowchart of FIG. 4 is described in a program installed in the controller 9.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

2:メインバッテリ
3:システムメインリレー
4:低圧側電圧センサ
5:昇降圧コンバータ
6:高圧側電圧センサ
7:第1インバータ
8:第1モータ
9:コントローラ
15、16:平滑化コンデンサ
17:第2インバータ
18:第2モータ
21:エンジン
22:動力分配機構
23:車軸
26:降圧コンバータ
27:サブバッテリ
31:リアクトル
32、34:IGBT
33、35:ダイオード
50:プラネタリギア
51:サンギア
52:プラネタリキャリア
53:リングギア
100:ハイブリッド車
VH:高圧側電圧
VL:低圧側電圧(バッテリ出力電圧)
2: main battery 3: system main relay 4: low voltage side voltage sensor 5: buck-boost converter 6: high voltage side voltage sensor 7: first inverter 8: first motor 9: controller 15, 16: smoothing capacitor 17: second Inverter 18: Second motor 21: Engine 22: Power distribution mechanism 23: Axle 26: Step-down converter 27: Sub battery 31: Reactor 32, 34: IGBT
33, 35: Diode 50: Planetary gear 51: Sun gear 52: Planetary carrier 53: Ring gear 100: Hybrid vehicle VH: High voltage side voltage VL: Low voltage side voltage (battery output voltage)

Claims (3)

エンジンを使わずにモータのみで走行するEVモードと、エンジンとモータを使って走行するHVモードを切り換え可能なハイブリッド車であり、
モータを駆動するための電力を蓄えるバッテリと、
バッテリの出力電圧を昇圧するコンバータと、
車輪を駆動する駆動力を出力することと、エンジンの駆動力又は車両の減速エネルギによって発電することの双方に用いられる第1モータと、
車輪を駆動する駆動力を出力する第2モータと、
第1モータに駆動力を出力させる場合にはコンバータの出力電力を交流に変換して第1モータへ供給し、第1モータが発電する場合には第1モータが発電した交流電力を直流に変換してバッテリ、又は、第2モータを含む電気デバイスに直流電力を供給する第1インバータと、
コンバータの出力電力を交流に変換して第2モータへ供給する第2インバータと、
コンバータの低圧側端子間の電圧を計測する低圧側電圧センサと、
コンバータの高圧側端子間の電圧を計測する高圧側電圧センサと、
コントローラと、を備えており、コントローラは、以下の処理、即ち、
(1)低圧側電圧センサの計測値が予め定められた閾値電圧を下回った場合にEVモードを禁止するとともに、第1モータの発電により得られる電力と、前記電気デバイスの消費電力との電力収支がバランスするように第1インバータを制御し、
(2)コンバータの低圧側端子と高圧側端子を短絡し、低圧側電圧センサの計測値と高圧側電圧センサの計測値が一致する場合はEVモード禁止を維持し、
(3)コンバータの低圧側端子と高圧側端子を短絡したにも関わらず低圧側電圧センサの計測値が高圧側電圧センサの計測値よりも低い場合はEVモード禁止を解除する、
処理を実行することを特徴とするハイブリッド車。
It is a hybrid vehicle that can switch between EV mode, which uses only the motor without using the engine, and HV mode, which runs using the engine and motor,
A battery for storing electric power for driving the motor;
A converter that boosts the output voltage of the battery;
A first motor used for both outputting a driving force for driving wheels and generating electric power by driving force of an engine or deceleration energy of a vehicle;
A second motor that outputs a driving force for driving the wheels;
When outputting driving force to the first motor, the output power of the converter is converted to alternating current and supplied to the first motor. When the first motor generates power, the alternating current power generated by the first motor is converted to direct current. A first inverter for supplying direct current power to an electric device including a battery or a second motor;
A second inverter that converts the output power of the converter into alternating current and supplies the second motor;
A low voltage side voltage sensor for measuring the voltage between the low voltage side terminals of the converter;
A high voltage sensor that measures the voltage between the high voltage terminals of the converter;
A controller, and the controller performs the following processing:
(1) The EV mode is prohibited when the measured value of the low-voltage side voltage sensor falls below a predetermined threshold voltage, and the power balance between the power obtained by the power generation of the first motor and the power consumption of the electrical device. Control the first inverter so that
(2) When the low voltage side terminal and the high voltage side terminal of the converter are short-circuited and the measured value of the low voltage side voltage sensor matches the measured value of the high voltage side voltage sensor, the EV mode prohibition is maintained.
(3) Cancel the EV mode prohibition when the measured value of the low voltage side voltage sensor is lower than the measured value of the high voltage side voltage sensor despite the short circuit between the low voltage side terminal and the high voltage side terminal of the converter.
A hybrid vehicle characterized by executing processing.
第1モータの出力軸がサンギアに連結しており、エンジンの出力軸がプラネタリキャリアに連結しており、第2モータの出力軸がリングギアに連結しているとともに車軸に連結しているプラネタリギアをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車。   The output shaft of the first motor is connected to the sun gear, the output shaft of the engine is connected to the planetary carrier, the output shaft of the second motor is connected to the ring gear, and the planetary gear is connected to the axle. The hybrid vehicle according to claim 1, further comprising: コンバータは、高圧側端子間に直列に接続されている2個のスイッチング回路と、一端が低圧側の正極端子に接続しており、他端が2個のスイッチング回路の中間点に接続しているリアクトルで構成されており、
コントローラは、コンバータの高圧側の正極端子とリアクトルとの間のスイッチング回路を閉じることにより低圧側端子と高圧側端子を短絡させることを特徴とする請求項1または2に記載のハイブリッド車。
The converter has two switching circuits connected in series between the high-voltage side terminals, one end connected to the positive terminal on the low-voltage side, and the other end connected to an intermediate point between the two switching circuits. It consists of a reactor,
3. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the controller short-circuits the low-voltage side terminal and the high-voltage side terminal by closing a switching circuit between the high-voltage side positive electrode terminal of the converter and the reactor.
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