JP2017039404A - Hybrid vehicle - Google Patents

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Yoshimitsu Takahashi
慶光 高橋
優 清水
Masaru Shimizu
優 清水
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Takashi Ando
隆 安藤
天野 正弥
Masaya Amano
正弥 天野
岳志 岸本
Takashi Kishimoto
岳志 岸本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shut a gate of a converter appropriately in accordance with a shift range in a case where abnormality occurs in communication between first and second control devices in an inverter-less travel mode of a hybrid vehicle.SOLUTION: In a case where abnormality occurs in communication between an HV-ECU 310 and an MG-ECU 320, the MG-ECU 320 shuts a gate of inverters 221, 222. In an inverter-less travel with the gate of the inverters 221, 222 shut off and in the case of a shift range being at a non-travel range, the HV-ECU 310 controls an engine 100 so that an engine revolution speed Ne is less than a given reference value Nc. The MG-ECU 320 calculates an engine revolution speed Ne from an MG1 rotation speed Nm1 and an MG2 rotation speed Nm2, and, if the calculated engine revolution speed Ne is lower than the reference value Nc, further shuts a gate of a converter 210.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明はハイブリッド車両に関し、より特定的には、エンジン、および、エンジンと遊星歯車機構を介して連結された第1および第2のモータジェネレータを備えるハイブリッド車両に関する。   The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly to a hybrid vehicle including an engine and first and second motor generators coupled to the engine via a planetary gear mechanism.

ハイブリッド車両において、エンジンと、第1および第2のモータジェネレータと、遊星歯車機構とを備える構成が知られている。遊星歯車機構は、第1のモータジェネレータに連結されたサンギヤと、第2のモータジェネレータに連結されたリングギヤと、エンジンに連結されたキャリアとを含む。   In a hybrid vehicle, a configuration including an engine, first and second motor generators, and a planetary gear mechanism is known. The planetary gear mechanism includes a sun gear coupled to the first motor generator, a ring gear coupled to the second motor generator, and a carrier coupled to the engine.

このハイリッド車両の電気システムは、バッテリと、コンバータと、第1および第2のインバータとを備える。コンバータは、バッテリの電圧を昇圧可能に構成される。第1のインバータは、コンバータと第1の回転電機との間に電気的に接続され、バッテリと第1のモータジェネレータとの間で双方向の電力変換を実行可能に構成される。第2のインバータについても同様である。   The electrical system for a hybrid vehicle includes a battery, a converter, and first and second inverters. The converter is configured to be able to boost the voltage of the battery. The first inverter is electrically connected between the converter and the first rotating electrical machine, and is configured to be able to perform bidirectional power conversion between the battery and the first motor generator. The same applies to the second inverter.

このような構成を有するハイブリッド車両において、第1および第2のモータジェネレータの回転駆動制御に支障を来たすような第1および第2のインバータの異常が生じた場合、機器の損傷を防止するために適切な処置を講ずることが必要となる。たとえば特開2013−203116号公報(特許文献1)は、インバータの異常が検出された場合に、インバータのゲート遮断を行なう制御を開示する。   In the hybrid vehicle having such a configuration, in order to prevent damage to equipment when an abnormality occurs in the first and second inverters that interferes with the rotational drive control of the first and second motor generators. Appropriate measures need to be taken. For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2013-203116 (Patent Document 1) discloses a control for shutting off an inverter gate when an abnormality of the inverter is detected.

特開2013−203116号公報JP 2013-203116 A

上述のように第1および第2のインバータの両方をゲート遮断した状態にて行なわれる退避走行モードを、本明細書では「インバータレス走行モード」とも称する。インバータレス走行モードにおいては、エンジンは駆動されているため、エンジントルクが出力される。第1のモータジェネレータは、エンジンからの回転力を受けて逆起電力を発生させることによって発電する。このとき、第1のモータジェネレータには、その発電電力に応じて第1のモータジェネレータの回転を止める方向(負方向)にトルクが発生する。このトルクは「引きずりトルク」とも称される。一方、リングギヤには、引きずりトルクの反力として正方向に作用するトルク(直達トルク)が発生する。この直達トルクを用いることにより退避走行が実現される。   As described above, the retreat travel mode performed in a state where both the first and second inverters are gate-cut off is also referred to as “inverter-less travel mode” in the present specification. In the inverterless travel mode, the engine is driven, and therefore engine torque is output. The first motor generator generates power by receiving a rotational force from the engine and generating a back electromotive force. At this time, torque is generated in the first motor generator in a direction (negative direction) to stop the rotation of the first motor generator according to the generated power. This torque is also called “drag torque”. On the other hand, a torque (direct torque) acting in the positive direction as a reaction force of the drag torque is generated in the ring gear. By using this direct torque, retreat travel is realized.

本発明者らは、インバータレス走行モード時には以下のような課題が生じ得る点に着目した。すなわち、インバータレス走行モードにおいてハイブリッド車両がたとえば一時停止した場合に、シフトレンジがN(ニュートラル)レンジ等の非走行レンジに切り替えられる場合がある。この場合であっても、エンジンが駆動されている限り直達トルクは正方向に作用し、直達トルクを0にしたり負方向に作用させたりすることはできない。つまり、非走行レンジが選択された場合であっても、ハイブリッド車両を前進させる方向のトルクが発生してしまう可能性がある。   The inventors focused on the point that the following problems may occur in the inverterless driving mode. That is, for example, when the hybrid vehicle is temporarily stopped in the inverterless travel mode, the shift range may be switched to a non-travel range such as an N (neutral) range. Even in this case, as long as the engine is driven, the direct torque acts in the positive direction, and the direct torque cannot be reduced to zero or applied in the negative direction. That is, even when the non-traveling range is selected, there is a possibility that torque in the direction in which the hybrid vehicle moves forward is generated.

直達トルクの発生を防止するための対策として、インバータレス走行モードにおいて非走行レンジが選択された場合には、コンバータについてもゲート遮断をさらに行なうことが考えられる。コンバータのゲート遮断を行なうと、第1のモータジェネレータからコンバータを介してバッテリに向かう電流(回生電流)の経路が遮断される。これにより、引きずりトルクの発生が抑制されるので、引きずりトルクの反力として作用する直達トルクの発生を防止することができる。   As a measure for preventing the occurrence of direct torque, it is conceivable to further cut off the gate of the converter when the non-traveling range is selected in the inverterless traveling mode. When the gate of the converter is cut off, the path of current (regenerative current) from the first motor generator to the battery via the converter is cut off. Thereby, since generation | occurrence | production of drag torque is suppressed, generation | occurrence | production of the direct torque which acts as a reaction force of drag torque can be prevented.

このように、インバータレス走行モード時にコンバータのゲート遮断をさらに実行可能に構成されたハイブリッド車両において、シフトレンジを示す信号を受ける第1の制御装置と、コンバータならびに第1および第2のインバータを制御する第2の制御装置とが別々に設けられた構成が採用される場合がある。シフトレンジに応じた走行制御を車両全体として実現するために、第1の制御装置と第2の制御装置との間で通信が行なわれる。   As described above, in the hybrid vehicle configured to be able to further execute the gate shutoff of the converter in the inverterless traveling mode, the first control device that receives the signal indicating the shift range, the converter, and the first and second inverters are controlled. In some cases, a configuration in which the second control device is provided separately. Communication is performed between the first control device and the second control device in order to realize travel control according to the shift range as the entire vehicle.

この通信が正常に行なわれている場合、第2の制御装置は、現在のシフトレンジを取得した第1の制御装置から、コンバータのゲート遮断の実行指令(ゲート遮断指令)を適時に受けることが可能である。そのため、たとえば、第2の制御装置は、シフトレンジが走行レンジの場合にはコンバータのゲート遮断を行なわない一方で、シフトレンジが非走行レンジに切り替えられると、コンバータのゲート遮断を行なうことができる。このように、第2の制御装置は、通信が正常に行なわれている場合には、コンバータのゲート遮断をシフトレンジに応じて適切に行なうことができる。   When this communication is normally performed, the second control device can receive the execution command (gate cutoff command) of the gate of the converter in a timely manner from the first control device that has acquired the current shift range. Is possible. Therefore, for example, when the shift range is the travel range, the second control device does not perform the gate shut-off of the converter, but can perform the gate shut-off of the converter when the shift range is switched to the non-travel range. . As described above, the second control device can appropriately perform the gate cutoff of the converter according to the shift range when the communication is normally performed.

その一方で、通信に異常が生じた場合、第2の制御装置は、第1の制御装置からコンバータのゲート遮断指令をシフトレンジに応じて適時に受けることはできなくなる。その結果、コンバータのゲート遮断をシフトレンジに応じて適切に行なうことができなくなる可能性がある。   On the other hand, when an abnormality occurs in communication, the second control device cannot receive the gate cutoff command for the converter from the first control device in a timely manner according to the shift range. As a result, there is a possibility that the gate of the converter cannot be properly cut according to the shift range.

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ハイブリッド車両のインバータレス走行モードにおいて、第1の制御装置と第2の制御装置との間の通信に異常が生じた場合に、コンバータのゲート遮断をシフトレンジに応じて適切に実行可能な技術を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object thereof is that an abnormality has occurred in communication between the first control device and the second control device in the inverter-less travel mode of the hybrid vehicle. In some cases, it is necessary to provide a technique capable of appropriately executing the gate cutoff of the converter according to the shift range.

本発明のある局面に従うハイブリッド車両は、エンジン、第1および第2の回転電機、ならびに蓄電装置を備える。ハイブリッド車両は、遊星歯車機構と、コンバータと、第1および第2のインバータと、第1および第2の制御装置とをさらに備える。遊星歯車機構は、記第1の回転電機が連結されたサンギヤ、前記第2の回転電機が連結されたリングギヤ、およびエンジンが連結されたキャリアを含む。コンバータは、蓄電装置の電圧を昇圧可能に構成される。第1のインバータは、コンバータと第1の回転電機との間に電気的に接続され、蓄電装置と第1の回転電機との間で双方向の電力変換を実行可能に構成される。第2のインバータは、コンバータと第2の回転電機との間に電気的に接続され、蓄電装置と第2の回転電機との間で双方向の電力変換を実行可能に構成される。第1の制御装置は、ハイブリッド車両のシフトレンジを示す信号を受信可能に構成され、シフトレンジに応じてエンジンを制御する。第2の制御装置は、第1および第2の回転電機の各々の回転速度を示す信号を受信可能に構成され、コンバータならびに第1および第2のインバータを制御する。第2の制御装置は、第1の制御装置と第2の制御装置との間の通信異常が発生すると、第1の制御装置と第2の制御装置との間の通信に異常が発生すると、第2の制御装置は、第1および第2のインバータのゲート遮断を行なう。エンジンを駆動し、かつ、第1および第2のインバータをゲート遮断状態とした退避走行モードにおいて、第1の制御装置は、シフトレンジが非走行レンジの場合には、エンジンの回転速度が所定の基準値を下回るようにエンジンを制御する。第2の制御装置は、第1および第2の回転電機の各々の回転速度からエンジンの回転速度を算出し、算出された回転速度が上記基準値を下回る場合には、コンバータについてゲート遮断をさらに行なう。   A hybrid vehicle according to an aspect of the present invention includes an engine, first and second rotating electric machines, and a power storage device. The hybrid vehicle further includes a planetary gear mechanism, a converter, first and second inverters, and first and second control devices. The planetary gear mechanism includes a sun gear to which the first rotating electrical machine is connected, a ring gear to which the second rotating electrical machine is connected, and a carrier to which the engine is connected. The converter is configured to be able to boost the voltage of the power storage device. The first inverter is electrically connected between the converter and the first rotating electrical machine, and is configured to be able to perform bidirectional power conversion between the power storage device and the first rotating electrical machine. The second inverter is electrically connected between the converter and the second rotating electrical machine, and is configured to be able to perform bidirectional power conversion between the power storage device and the second rotating electrical machine. The first control device is configured to receive a signal indicating the shift range of the hybrid vehicle, and controls the engine in accordance with the shift range. The second control device is configured to be able to receive a signal indicating the rotational speed of each of the first and second rotating electrical machines, and controls the converter and the first and second inverters. When an abnormality occurs in communication between the first control device and the second control device, an abnormality occurs in communication between the first control device and the second control device. The second control device performs gate blocking of the first and second inverters. In the evacuation travel mode in which the engine is driven and the first and second inverters are in the gate cut-off state, the first control device has a predetermined engine speed when the shift range is the non-travel range. Control the engine below the reference value. The second control device calculates the rotational speed of the engine from the rotational speed of each of the first and second rotating electrical machines, and when the calculated rotational speed is lower than the reference value, further shuts down the gate for the converter. Do.

一般に、シフトレンジが走行レンジの場合のエンジンの回転速度は相対的に高く、シフトレンジが非走行レンジの場合のエンジンの回転速度は相対的に低い。そのため、上記構成によれば、第1の制御装置と第2の制御装置との間の通信に異常が生じた場合には、シフトレンジに関する情報を、エンジンの回転速度を用いて第1の制御装置から第2の制御装置へと伝達する。すなわち、第1の制御装置は、シフトレンジが非走行レンジの場合には、エンジンの回転速度が所定の基準値を下回るようにエンジンを制御する。一方、第2の制御装置は、エンジンの回転速度を直接的には検出できないものの、第1および第2の回転電機の各々の回転速度からエンジンの回転速度を算出することができる。よって、第2の制御装置は、算出されたエンジンの回転速度が上記基準値を下回る場合には、非走行レンジが選択されているものと推定して、コンバータについてもゲート遮断をさらに行なう。これにより、非走行レンジが選択された場合には、ハイブリッド車両を前進させる方向に作用するトルクの発生を抑制することができる。   In general, the engine speed when the shift range is the traveling range is relatively high, and the engine speed when the shift range is the non-traveling range is relatively low. Therefore, according to the above configuration, when an abnormality occurs in communication between the first control device and the second control device, the first control is performed using information about the shift range using the engine rotation speed. From the device to the second control device. That is, the first control device controls the engine so that the rotational speed of the engine falls below a predetermined reference value when the shift range is the non-traveling range. On the other hand, the second control device cannot calculate the engine rotation speed directly, but can calculate the engine rotation speed from the rotation speeds of the first and second rotating electrical machines. Therefore, when the calculated engine speed is lower than the reference value, the second control device estimates that the non-traveling range is selected, and further performs gate shut-off for the converter. Thereby, when the non-traveling range is selected, it is possible to suppress the generation of torque that acts in the direction of moving the hybrid vehicle forward.

本発明によれば、ハイブリッド車両のインバータレス走行モードにおいて、第1の制御装置と第2の制御装置との間の通信に異常が生じた場合に、コンバータのゲート遮断をシフトレンジに応じて適切に行なうことができる。   According to the present invention, when an abnormality occurs in communication between the first control device and the second control device in the inverterless travel mode of the hybrid vehicle, the gate cutoff of the converter is appropriately set according to the shift range. Can be done.

本実行の形態に係るハイブリッド車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the whole structure of the hybrid vehicle which concerns on this execution form. ハイブリッド車両の電気システムおよびECUの構成を説明するための回路ブロック図である。It is a circuit block diagram for demonstrating the structure of the electric system and ECU of a hybrid vehicle. インバータレス走行モードにおける電気システムの構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the electric system in inverterless driving | running | working mode. インバータレス走行モードにおける各回転要素の挙動を説明するための共線図である。It is an alignment chart for explaining the behavior of each rotating element in the inverterless traveling mode. インバータレス走行モードにおいて非走行レンジが選択された場合の各回転要素の挙動を説明するための共線図である。It is an alignment chart for explaining the behavior of each rotating element when the non-traveling range is selected in the inverterless travel mode. インバータレス走行モードにおいてコンバータのゲート遮断をさらに行なった場合の電気システムの構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the electric system at the time of further performing the gate interruption | blocking of a converter in inverterless driving | running | working mode. 本実行の形態に係るハイブリッド車両における通信異常発生時の走行制御を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the traveling control at the time of communication abnormality generation | occurrence | production in the hybrid vehicle which concerns on this execution form.

以下、本発明の実行の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

<ハイブリッド車両の全体構成>
図1は、本実行の形態に係るハイブリッド車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。図1を参照して、車両1は、エンジン100と、モータジェネレータ10,20と、遊星歯車機構30と、車輪50と、バッテリ150と、システムメインリレー(SMR:System Main Relay)160と、電力制御ユニット(PCU:Power Control Unit)200と、電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)300とを備える。
<Overall configuration of hybrid vehicle>
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the overall configuration of the hybrid vehicle according to the present embodiment. Referring to FIG. 1, vehicle 1 includes an engine 100, motor generators 10, 20, a planetary gear mechanism 30, wheels 50, a battery 150, a system main relay (SMR: System Main Relay) 160, electric power. A control unit (PCU: Power Control Unit) 200 and an electronic control unit (ECU: Electronic Control Unit) 300 are provided.

エンジン100は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン100は、ECU300からの制御信号に応じて車両1が走行するための動力を発生する。エンジン100により発生した動力は遊星歯車機構30に出力される。   The engine 100 is an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine. Engine 100 generates motive power for vehicle 1 to travel in response to a control signal from ECU 300. The power generated by the engine 100 is output to the planetary gear mechanism 30.

エンジン100にはエンジン回転速度センサ410が設けられている。エンジン回転速度センサ410は、エンジン100の回転速度(エンジン回転速度)Neを検出し、その検出結果を示す信号をECU300に出力する。   The engine 100 is provided with an engine rotation speed sensor 410. Engine rotation speed sensor 410 detects a rotation speed (engine rotation speed) Ne of engine 100 and outputs a signal indicating the detection result to ECU 300.

モータジェネレータ10,20の各々は、三相交流永久磁石型同期モータである。モータジェネレータ(第1の回転電機)10は、エンジン100を始動させる際にはバッテリ150の電力を用いてエンジン100のクランクシャフト110を回転させる。また、モータジェネレータ10は、エンジン100の動力を用いて発電することも可能である。モータジェネレータ10によって発電された交流電力は、PCU200により直流電力に変換されてバッテリ150に充電される。また、モータジェネレータ10によって発電された交流電力がモータジェネレータ20に供給される場合もある。   Each of motor generators 10 and 20 is a three-phase AC permanent magnet type synchronous motor. The motor generator (first rotating electrical machine) 10 rotates the crankshaft 110 of the engine 100 using the electric power of the battery 150 when starting the engine 100. The motor generator 10 can also generate power using the power of the engine 100. The AC power generated by the motor generator 10 is converted into DC power by the PCU 200 and the battery 150 is charged. Further, AC power generated by the motor generator 10 may be supplied to the motor generator 20.

モータジェネレータ(第2の回転電機)20は、バッテリ150からの供給電力およびモータジェネレータ10による発電電力のうちの少なくとも一方を用いてプロペラシャフト60を回転させる。また、モータジェネレータ20は、回生制動によって発電することも可能である。モータジェネレータ20によって発電された交流電力は、PCU200により直流電力に変換されてバッテリ150に充電される。   Motor generator (second rotating electrical machine) 20 rotates propeller shaft 60 using at least one of power supplied from battery 150 and power generated by motor generator 10. The motor generator 20 can also generate electric power by regenerative braking. The AC power generated by the motor generator 20 is converted into DC power by the PCU 200 and the battery 150 is charged.

モータジェネレータ10にはレゾルバ421が設けられている。レゾルバ421は、モータジェネレータ10の回転速度(MG1回転速度)Nm1を検出し、その検出結果を示す信号をECU300に出力する。同様に、モータジェネレータ20にはレゾルバ422が設けられている。レゾルバ422は、モータジェネレータ20の回転速度(MG2回転速度)Nm2を検出し、その検出結果を示す信号をECU300に出力する。   The motor generator 10 is provided with a resolver 421. Resolver 421 detects the rotational speed (MG1 rotational speed) Nm1 of motor generator 10, and outputs a signal indicating the detection result to ECU 300. Similarly, the motor generator 20 is provided with a resolver 422. Resolver 422 detects rotational speed (MG2 rotational speed) Nm2 of motor generator 20, and outputs a signal indicating the detection result to ECU 300.

遊星歯車機構30は、回転要素としてサンギヤSと、リングギヤRと、キャリアCAと、ピニオンギヤPとを含む。サンギヤSは、モータジェネレータ10に連結される。リングギヤRは、モータジェネレータ20に連結される。ピニオンギヤPは、サンギヤSとリングギヤRとに噛合する。キャリアCAは、ピニオンギヤPが自転かつ公転できるようにピニオンギヤPを保持するとともに、エンジン100のクランクシャフト110に連結される。遊星歯車機構30は、エンジン100から受けた動力を、モータジェネレータ10に伝達される動力と、モータジェネレータ20および自動変速機40を介して車輪50に伝達される動力とに分割する。   The planetary gear mechanism 30 includes a sun gear S, a ring gear R, a carrier CA, and a pinion gear P as rotational elements. Sun gear S is coupled to motor generator 10. Ring gear R is coupled to motor generator 20. The pinion gear P meshes with the sun gear S and the ring gear R. Carrier CA holds pinion gear P so that pinion gear P can rotate and revolve, and is connected to crankshaft 110 of engine 100. The planetary gear mechanism 30 divides the power received from the engine 100 into power transmitted to the motor generator 10 and power transmitted to the wheels 50 via the motor generator 20 and the automatic transmission 40.

バッテリ150は、再充電が可能に構成された蓄電装置である。バッテリ150は、代表的にはニッケル水素二次電池もしくはリチウムイオン二次電池などの二次電池、または電気二重層キャパシタなどのキャパシタを含んで構成される。   The battery 150 is a power storage device configured to be rechargeable. The battery 150 is typically configured to include a secondary battery such as a nickel metal hydride secondary battery or a lithium ion secondary battery, or a capacitor such as an electric double layer capacitor.

SMR160は、バッテリ150とPCU200との間の電力線に直列に接続されている。SMR160は、ECU300からの制御信号に応じて、バッテリ150とPCU200との導通状態および遮断状態を切り替える。   SMR 160 is connected in series to a power line between battery 150 and PCU 200. SMR 160 switches between a conduction state and a cutoff state between battery 150 and PCU 200 in accordance with a control signal from ECU 300.

PCU200は、バッテリ150に蓄えられた直流電力を昇圧し、昇圧された電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ10およびモータジェネレータ20に供給する。また、PCU200は、モータジェネレータ10およびモータジェネレータ20により発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ150に供給する。PCU200の構成については図2にて詳細に説明する。   PCU 200 boosts the DC power stored in battery 150, converts the boosted voltage to an AC voltage, and supplies it to motor generator 10 and motor generator 20. PCU 200 converts AC power generated by motor generator 10 and motor generator 20 into DC power and supplies it to battery 150. The configuration of the PCU 200 will be described in detail with reference to FIG.

車両1は、シフトレバー500と、ポジションセンサ510とをさらに備える。シフトレバー500には、D(ドライブ)レンジおよびB(ブレーキ)レンジ等の走行レンジと、P(パーキング)レンジ、R(リバース)レンジ、N(ニュートラル)レンジ等の非走行レンジとが設けられている。ユーザがシフトレバー500を操作すると、ポジションセンサ510はシフトレバー500の位置を検出し、その検出結果を示す信号をECU300に出力する。   The vehicle 1 further includes a shift lever 500 and a position sensor 510. Shift lever 500 is provided with a travel range such as a D (drive) range and a B (brake) range, and a non-travel range such as a P (parking) range, an R (reverse) range, and an N (neutral) range. Yes. When the user operates shift lever 500, position sensor 510 detects the position of shift lever 500 and outputs a signal indicating the detection result to ECU 300.

ECU300は、いずれも図示しないが、CPU(Central Processing Unit)と、メモリと、入出力バッファ等とを含んで構成される。ECU300は、各センサおよび機器からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、車両1が所望の走行状態となるように各種機器を制御する。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)により処理することも可能である。   Although not shown, ECU 300 includes a CPU (Central Processing Unit), a memory, an input / output buffer, and the like. ECU 300 controls various devices so that vehicle 1 is in a desired running state based on signals from each sensor and device, and a map and program stored in memory. Various controls are not limited to processing by software, and can be processed by dedicated hardware (electronic circuit).

<電気システムおよびECUの構成>
図2は、車両1の電気システムおよびECU300の構成を説明するための回路ブロック図である。図1および図2を参照して、PCU200は、コンデンサC1と、コンバータ210と、コンデンサC2と、インバータ221,222と、電圧センサ230と、電流センサ241,242とを含む。ECU300は、HV−ECU310と、MG−ECU320と、エンジンECU330とを含む。
<Configuration of electrical system and ECU>
FIG. 2 is a circuit block diagram for explaining the electrical system of vehicle 1 and the configuration of ECU 300. 1 and 2, PCU 200 includes a capacitor C1, a converter 210, a capacitor C2, inverters 221, 222, a voltage sensor 230, and current sensors 241, 242. ECU 300 includes HV-ECU 310, MG-ECU 320, and engine ECU 330.

バッテリ150には電圧センサ440が設けられている。電圧センサ440は、バッテリ150の電圧(バッテリ電圧)VBを検出して、その検出結果を示す信号をMG−ECU320に出力する。   The battery 150 is provided with a voltage sensor 440. Voltage sensor 440 detects voltage (battery voltage) VB of battery 150 and outputs a signal indicating the detection result to MG-ECU 320.

コンデンサC1は、バッテリ150に並列に接続されている。コンデンサC1は、バッテリ電圧VBを平滑化してコンバータ210に供給する。   The capacitor C1 is connected to the battery 150 in parallel. Capacitor C1 smoothes battery voltage VB and supplies it to converter 210.

コンバータ210は、MG−ECU320からの制御信号に応じて、バッテリ電圧VBを昇圧してインバータ221,222に供給する。また、コンバータ210は、MG−ECU320からの制御信号に応じて、インバータ221およびインバータ222の一方または両方からコンデンサC2を介して供給された直流電圧を降圧してバッテリ150を充電する。   Converter 210 boosts battery voltage VB in accordance with a control signal from MG-ECU 320 and supplies it to inverters 221 and 222. Converter 210 steps down DC voltage supplied from one or both of inverter 221 and inverter 222 via capacitor C2 in accordance with a control signal from MG-ECU 320, and charges battery 150.

より具体的に、コンバータ210は、リアクトルL1と、スイッチング素子Q1,Q2と、ダイオードD1,D2とを含む。スイッチング素子Q1,Q2および後述するスイッチング素子Q3〜Q14の各々は、たとえばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)である。スイッチング素子Q1,Q2は、電力線PLと電力線NLとの間に互いに直列に接続されている。ダイオードD1,D2は、スイッチング素子Q1,Q2のコレクタ−エミッタ間に逆並列にそれぞれ接続されている。リアクトルL1の一方端は、バッテリ150の高電位側に接続されている。リアクトルL1の他方端は、スイッチング素子Q1とスイッチング素子Q2との中間点(スイッチング素子Q1のエミッタとスイッチング素子Q2のコレクタとの接続点)に接続されている。   More specifically, converter 210 includes a reactor L1, switching elements Q1, Q2, and diodes D1, D2. Each of switching elements Q1, Q2 and switching elements Q3-Q14 described later are, for example, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors). Switching elements Q1, Q2 are connected in series between power line PL and power line NL. Diodes D1 and D2 are connected in antiparallel between the collectors and emitters of switching elements Q1 and Q2, respectively. One end of the reactor L1 is connected to the high potential side of the battery 150. The other end of reactor L1 is connected to an intermediate point between switching element Q1 and switching element Q2 (a connection point between the emitter of switching element Q1 and the collector of switching element Q2).

コンデンサC2は、電力線PLと電力線NLとの間に接続されている。コンデンサC2は、コンバータ210から供給された直流電圧を平滑化してインバータ221,222に供給する。   Capacitor C2 is connected between power line PL and power line NL. Capacitor C <b> 2 smoothes the DC voltage supplied from converter 210 and supplies it to inverters 221 and 222.

電圧センサ230は、コンデンサC2の両端の電圧、すなわちコンバータ210の出力電圧(システム電圧)VHを検出し、その検出結果を示す信号をMG−ECU320に出力する。   Voltage sensor 230 detects the voltage across capacitor C2, that is, the output voltage (system voltage) VH of converter 210, and outputs a signal indicating the detection result to MG-ECU 320.

インバータ(第1のインバータ)221は、システム電圧VHが供給されると、MG−ECU320からの制御信号に応じて、直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ10を駆動する。これにより、モータジェネレータ10は、トルク指令値TR1により指定されたトルクを発生するように駆動される。   When the system voltage VH is supplied, the inverter (first inverter) 221 converts the DC voltage into an AC voltage and drives the motor generator 10 in accordance with a control signal from the MG-ECU 320. Thereby, motor generator 10 is driven to generate torque specified by torque command value TR1.

より具体的に、インバータ221は、U相アーム1Uと、V相アーム1Vと、W相アーム1Wとを含む。各相アームは、電力線PLと電力線NLとの間に互いに並列に接続されている。U相アーム1Uは、互いに直列に接続されたスイッチング素子Q3,Q4を有する。V相アーム1Vは、互いに直列に接続されたスイッチング素子Q5,Q6を有する。W相アーム1Wは、互いに直列に接続されたスイッチング素子Q7,Q8を有する。各スイッチング素子Q3〜Q8のコレクタ−エミッタ間には、ダイオードD3〜D8が逆並列にそれぞれ接続されている。   More specifically, inverter 221 includes a U-phase arm 1U, a V-phase arm 1V, and a W-phase arm 1W. Each phase arm is connected in parallel between power line PL and power line NL. U-phase arm 1U has switching elements Q3 and Q4 connected in series with each other. V-phase arm 1V has switching elements Q5 and Q6 connected in series with each other. W-phase arm 1W has switching elements Q7 and Q8 connected in series with each other. Diodes D3 to D8 are connected in antiparallel between the collectors and emitters of the switching elements Q3 to Q8, respectively.

各相アームの中間点は、モータジェネレータ10の各相コイルに接続されている。すなわち、モータジェネレータ10のU相、V相およびW相の3つのコイルの一方端は、中性点に共通接続されている。U相コイルの他方端は、スイッチング素子Q3,Q4の中間点に接続されている。V相コイルの他端は、スイッチング素子Q5,Q6の中間点に接続されている。W相コイルの他方端は、スイッチング素子Q7,Q8の中間点に接続されている。なお、インバータ(第2のインバータ)222の構成は、基本的にはインバータ221の構成と同等であるため、説明は繰り返さない。   An intermediate point of each phase arm is connected to each phase coil of motor generator 10. That is, one end of the three coils of the U-phase, V-phase, and W-phase of the motor generator 10 is commonly connected to the neutral point. The other end of the U-phase coil is connected to an intermediate point between switching elements Q3 and Q4. The other end of the V-phase coil is connected to an intermediate point between switching elements Q5 and Q6. The other end of the W-phase coil is connected to an intermediate point between switching elements Q7 and Q8. The configuration of inverter (second inverter) 222 is basically the same as the configuration of inverter 221, and therefore description thereof will not be repeated.

電流センサ241は、モータジェネレータ10を流れる電流(モータ電流)MCRT1を検出し、その検出結果を示す信号をMG−ECU320に出力する。電流センサ242は、モータジェネレータ20を流れる電流(モータ電流)MCRT2を検出し、その検出結果を示す信号をMG−ECU320に出力する。   Current sensor 241 detects a current (motor current) MCRT1 flowing through motor generator 10, and outputs a signal indicating the detection result to MG-ECU 320. Current sensor 242 detects a current (motor current) MCRT2 flowing through motor generator 20, and outputs a signal indicating the detection result to MG-ECU 320.

HV−ECU310は、モータジェネレータ10,20の運転指令およびコンバータ210の電圧指令値を生成し、MG−ECU320に出力する。HV−ECU310から出力される運転指令には、モータジェネレータ10,20各々の運転許可指令および運転禁止指令(インバータ221,222へのゲート遮断指令)、モータジェネレータ10のトルク指令値TR1、モータジェネレータ20のトルク指令値TR2、ならびに、MG1回転速度Nm1およびMG2回転速度Nm2の指令値等が含まれる。また、HV−ECU310は、エンジン要求パワーPe*を決定し、その値を示す信号をエンジンECU330に出力する。   HV-ECU 310 generates an operation command for motor generators 10 and 20 and a voltage command value for converter 210, and outputs them to MG-ECU 320. The operation commands output from the HV-ECU 310 include an operation permission command and an operation prohibition command (gate cutoff commands to the inverters 221 and 222) of the motor generators 10 and 20, the torque command value TR1 of the motor generator 10, the motor generator 20 and the like. Torque command value TR2, and command values of MG1 rotational speed Nm1 and MG2 rotational speed Nm2 are included. In addition, HV-ECU 310 determines engine required power Pe * and outputs a signal indicating the value to engine ECU 330.

MG−ECU(第2の制御装置)320は、HV−ECU310からモータジェネレータ10,20の運転指令およびコンバータ210の電圧指令値を受ける。また、MG−ECU320は、各センサからの信号を受ける。   MG-ECU (second control device) 320 receives an operation command for motor generators 10 and 20 and a voltage command value for converter 210 from HV-ECU 310. In addition, MG-ECU 320 receives signals from each sensor.

MG−ECU320は、上記運転指令および電圧指令値ならびに各種信号に基づいて、システム電圧VHがコンバータ210の電圧指令値に追従するようにコンバータ210を制御する。より具体的には、MG−ECU320は、電圧指令値とバッテリ電圧VBおよびシステム電圧VHとに基づいて、スイッチング素子Q1,Q2の各々をスイッチング動作させるためのPWM(Pulse Width Modulation)方式の制御信号PWMCを生成してコンバータ210に出力する。一方、MG−ECU320は、HV−ECU310からコンバータ210のゲート遮断指令を受けた場合には、スイッチング素子Q1,Q2の各々をゲート遮断するためのゲート遮断信号SDNCを生成してコンバータ210に出力する。   MG-ECU 320 controls converter 210 such that system voltage VH follows the voltage command value of converter 210 based on the operation command, the voltage command value, and various signals. More specifically, MG-ECU 320 is a PWM (Pulse Width Modulation) control signal for switching each of switching elements Q1, Q2 based on the voltage command value, battery voltage VB, and system voltage VH. PWMC is generated and output to converter 210. On the other hand, when MG-ECU 320 receives a gate cutoff command for converter 210 from HV-ECU 310, MG-ECU 320 generates a gate cutoff signal SDNC for shutting off each of switching elements Q1 and Q2, and outputs it to converter 210. .

また、MG−ECU320は、モータジェネレータ10,20がHV−ECU310から受けた運転指令に従って動作するようにインバータ221,222を制御する。インバータ221,222の制御は同等であるため、インバータ221の制御について代表的に説明する。MG−ECU320は、HV−ECU310からモータジェネレータ10の運転許可指令を受けた場合には、システム電圧VH、モータ電流MCRT1およびトルク指令値TR1に基づいて、スイッチング素子Q3〜Q8の各々をスイッチング動作させるためのPWM方式の制御信号PWM1を生成してインバータ221に出力する。一方、MG−ECU320は、HV−ECU310からインバータ221のゲート遮断指令を受けた場合には、スイッチング素子Q3〜Q8の各々をゲート遮断するためのゲート遮断信号SDN1を生成してインバータ221に出力する。   In addition, MG-ECU 320 controls inverters 221 and 222 so that motor generators 10 and 20 operate in accordance with an operation command received from HV-ECU 310. Since the control of the inverters 221 and 222 is equivalent, the control of the inverter 221 will be representatively described. When MG-ECU 320 receives an operation permission command for motor generator 10 from HV-ECU 310, MG-ECU 320 switches each of switching elements Q3-Q8 based on system voltage VH, motor current MCRT1 and torque command value TR1. The PWM control signal PWM1 is generated and output to the inverter 221. On the other hand, when MG-ECU 320 receives a gate cutoff command for inverter 221 from HV-ECU 310, MG-ECU 320 generates gate cutoff signal SDN1 for gate-shutting off each of switching elements Q3 to Q8 and outputs it to inverter 221. .

さらに、MG−ECU320は、モータジェネレータ10,20に関する異常を検出する。MG−ECU320により検出された異常に関する情報は、HV−ECU310に出力される。HV−ECU310は、これらの異常情報をモータジェネレータ10,20の運転指令へ反映することが可能に構成されている。   Further, MG-ECU 320 detects an abnormality related to motor generators 10 and 20. Information regarding the abnormality detected by MG-ECU 320 is output to HV-ECU 310. The HV-ECU 310 is configured to be able to reflect such abnormality information in the operation commands of the motor generators 10 and 20.

エンジンECU330は、エンジン回転速度センサ410からエンジン回転速度Neを受けて、その値をHV−ECU330に出力する。また、エンジンECU330は、HV−ECU310によって決定されたエンジン要求パワーPe*に基づいて定められた動作点(エンジン回転速度NeおよびエンジントルクTe)でエンジン100が駆動されるように、エンジン100の燃料噴射、点火時期、バルブタイミング等を制御する。なお、HV−ECU310およびエンジンECU330は、本発明に係る「第1の制御装置」に相当する。   Engine ECU 330 receives engine rotation speed Ne from engine rotation speed sensor 410 and outputs the value to HV-ECU 330. In addition, engine ECU 330 has a fuel for engine 100 such that engine 100 is driven at an operating point (engine speed Ne and engine torque Te) determined based on engine required power Pe * determined by HV-ECU 310. Control injection, ignition timing, valve timing, etc. The HV-ECU 310 and the engine ECU 330 correspond to a “first control device” according to the present invention.

<インバータレス走行モード>
以上のように構成された車両1では、電流センサ241,242等の部品の故障によりモータジェネレータ10,20の回転駆動制御を正常に行なえない状態となった場合には、インバータ221,222のゲート遮断を行なうことによって、バッテリ150からモータジェネレータ10,20への給電を停止させる。エンジン100を駆動し、かつ、インバータ221,222をゲート遮断状態として行なわれる退避走行モードを「インバータレス走行モード」とも称する。
<Inverter-less driving mode>
In the vehicle 1 configured as described above, when the rotation drive control of the motor generators 10 and 20 cannot be normally performed due to a failure of components such as the current sensors 241 and 242, the gates of the inverters 221 and 222 By cutting off, power supply from the battery 150 to the motor generators 10 and 20 is stopped. The retreat travel mode in which engine 100 is driven and inverters 221 and 222 are turned off is also referred to as “inverterless travel mode”.

図3は、インバータレス走行モードにおける電気システムの構成を概略的に示す図である。図3を参照して、MG−ECU320から出力されたゲート遮断信号SDN1に応答して、インバータ221を構成するすべてのスイッチング素子Q3〜Q8が非導通状態とされると、ダイオードD3〜D8によって三相全波整流回路が構成される。同様に、MG−ECU320から出力されたゲート遮断信号SDN2に応答して、インバータ222を構成するすべてのスイッチング素子Q9〜Q14(図2参照)が非導通状態とされると、ダイオードD9〜D14によって三相全波整流回路が構成される。   FIG. 3 is a diagram schematically showing the configuration of the electric system in the inverterless travel mode. Referring to FIG. 3, in response to gate cutoff signal SDN1 output from MG-ECU 320, when all switching elements Q3-Q8 constituting inverter 221 are rendered non-conductive, diodes D3-D8 cause A phase full-wave rectifier circuit is configured. Similarly, in response to gate cutoff signal SDN2 output from MG-ECU 320, when all switching elements Q9 to Q14 (see FIG. 2) constituting inverter 222 are turned off, diodes D9 to D14 cause A three-phase full-wave rectifier circuit is configured.

一方、コンバータ220では、MG−ECU320から出力された制御信号PWMCに応答して、スイッチング素子Q1,Q2のスイッチング動作が継続される。   On the other hand, in converter 220, in response to control signal PWMC output from MG-ECU 320, switching operations of switching elements Q1, Q2 are continued.

モータジェネレータ10は同期モータであるので、モータジェネレータ10のロータには永久磁石12が設けられている。このため、モータジェネレータ10がエンジン100(図1参照)からの回転力を受けると、永久磁石12が回転することによって逆起電力ωφが生じ得る。   Since the motor generator 10 is a synchronous motor, the rotor of the motor generator 10 is provided with a permanent magnet 12. Therefore, when motor generator 10 receives a rotational force from engine 100 (see FIG. 1), counter electromotive force ωφ can be generated by rotating permanent magnet 12.

図4は、インバータレス走行モードにおける各回転要素の挙動を説明するための共線図である。図1および図4を参照して、遊星歯車機構30が図1にて説明したように構成されることによって、サンギヤSの回転速度(=MG1回転速度Nm1)と、キャリアCAの回転速度(=エンジン回転速度Ne)と、リングギヤRの回転速度(=MG2回転速度Nm2)とは、共線図上において直線で結ばれる関係を有する。   FIG. 4 is a collinear diagram for explaining the behavior of each rotating element in the inverterless traveling mode. With reference to FIGS. 1 and 4, the planetary gear mechanism 30 is configured as described with reference to FIG. 1, so that the rotational speed of the sun gear S (= MG1 rotational speed Nm1) and the rotational speed of the carrier CA (= The engine rotational speed Ne) and the rotational speed of the ring gear R (= MG2 rotational speed Nm2) have a relationship of being connected by a straight line on the alignment chart.

インバータレス走行モード時には、エンジン100からエンジントルクTeが出力される。上述のように、モータジェネレータ10は、エンジン100からの回転力を受けて逆起電力ωφを発生させることによって発電する。このとき、モータジェネレータ10には、その発電電力に応じてモータジェネレータ10の回転を止める方向(負方向)に引きずりトルクTdrが発生する。一方、リングギヤRには、引きずりトルクTdrの反力として正方向に作用するトルク(直達トルク)Tepが発生する。   In the inverterless travel mode, engine torque Te is output from engine 100. As described above, motor generator 10 generates electric power by generating counter electromotive force ωφ in response to the rotational force from engine 100. At this time, drag torque Tdr is generated in motor generator 10 in a direction (negative direction) in which rotation of motor generator 10 is stopped according to the generated power. On the other hand, the ring gear R generates a torque (direct torque) Tep that acts in the positive direction as a reaction force of the drag torque Tdr.

ここで、本発明者らは、インバータレス走行モードにおいて車両1がたとえば一時停止した場合に、車両1のシフトレンジが非走行レンジに切り替えられると、以下のような課題が生じ得る点に着目した。   Here, the inventors focused on the point that the following problems may occur when the vehicle 1 is temporarily stopped in the inverterless travel mode, for example, when the shift range of the vehicle 1 is switched to the non-travel range. .

図5は、インバータレス走行モードにおいて非走行レンジが選択された場合の各回転要素の挙動を説明するための共線図である。非走行レンジが選択されているにもかかわらず、エンジン100が駆動されている限り、リングギヤRには正方向の直達トルクTepが作用する。直達トルクTepを0にしたり、負方向に作用させたりすることはできない。つまり、シフト操作により非走行レンジが選択された場合であっても、車両1を前進させる方向のトルクが発生してしまう可能性がある。   FIG. 5 is a collinear diagram for explaining the behavior of each rotating element when the non-traveling range is selected in the inverterless traveling mode. Although the non-traveling range is selected, as long as the engine 100 is driven, the direct transmission torque Tep in the positive direction acts on the ring gear R. The direct torque Tep cannot be set to 0 or cannot be applied in the negative direction. That is, even when the non-traveling range is selected by the shift operation, there is a possibility that torque in the direction in which the vehicle 1 moves forward is generated.

<コンバータのゲート遮断>
直達トルクTepの発生を防止するための対策として、インバータレス走行モードにおいて非走行レンジが選択された場合には、コンバータ210についてもゲート遮断を行なうことが考えられる。
<Converter gate cut-off>
As a measure for preventing the occurrence of the direct torque Tep, it is conceivable that the gate of the converter 210 is also shut off when the non-traveling range is selected in the inverterless traveling mode.

図6は、インバータレス走行モード時にコンバータ210のゲート遮断をさらに行なった場合の電気システムの構成を概略的に示す図である。図6を参照して、インバータ221がゲート遮断された状態の場合、モータジェネレータ10にて発生した逆起電力ωφがバッテリ電圧VB未満(ωφ<VB)のときには、バッテリ150からインバータ221を介してモータジェネレータ10へと向かう駆動電流の経路が遮断される。   FIG. 6 is a diagram schematically showing the configuration of the electric system when the gate of converter 210 is further shut off in the inverterless travel mode. Referring to FIG. 6, when inverter 221 is in a gate-cut state, when back electromotive force ωφ generated in motor generator 10 is less than battery voltage VB (ωφ <VB), battery 150 passes through inverter 221. The drive current path toward motor generator 10 is blocked.

一方、逆起電力ωφがバッテリ電圧VBよりも高いとき(ωφ>VB)には、インバータ221がゲート遮断状態であったとしてもコンバータ210のゲートが遮断されていないと、モータジェネレータ10からの回生電流が、インバータ221に含まれるダイオードD3〜D8と、コンバータ210に含まれるスイッチング素子Q1,Q2(図3参照)とを介して流れ得る(矢印AR参照)。しかし、コンバータ210のゲート遮断を行なうことにより、上記回生電流の経路が遮断される。   On the other hand, when back electromotive force ωφ is higher than battery voltage VB (ωφ> VB), even if inverter 221 is in the gate cut-off state, if the gate of converter 210 is not cut off, regeneration from motor generator 10 is performed. Current can flow through diodes D3 to D8 included in inverter 221 and switching elements Q1 and Q2 (see FIG. 3) included in converter 210 (see arrow AR). However, the regenerative current path is interrupted by interrupting the gate of converter 210.

このように、インバータ221,222のゲート遮断、およびコンバータ220のゲート遮断の両方を行なうことにより、逆起電力ωφとバッテリ電圧VBとの大小関係にかかわらず、車両1の電気システムには電流が流れなくなる。そのため、モータジェネレータ10における引きずりトルクTdr(図5参照)の発生が抑制される。その結果、引きずりトルクTdrを反力として作用する直達トルクTepの発生も抑制することができるので、車両1を前進させる方向のトルクの発生を防止することができる。   As described above, by performing both the gate cutoff of the inverters 221 and 222 and the gate cutoff of the converter 220, a current is supplied to the electric system of the vehicle 1 regardless of the magnitude relationship between the back electromotive force ωφ and the battery voltage VB. It stops flowing. Therefore, generation of drag torque Tdr (see FIG. 5) in motor generator 10 is suppressed. As a result, it is possible to suppress the generation of the direct torque Tep that acts using the drag torque Tdr as a reaction force, so that it is possible to prevent the generation of torque in the direction in which the vehicle 1 moves forward.

ここで、図2にて説明したように、HV−ECU310からMG−ECU320へと、シフトレンジに応じて、コンバータ220の運転指令およびゲート遮断指令の通信が行なわれる。   Here, as described with reference to FIG. 2, communication of an operation command and a gate cutoff command for converter 220 is performed from HV-ECU 310 to MG-ECU 320 in accordance with the shift range.

この通信が正常に行なわれている場合、MG−ECU320は、シフトレンジに関する情報を取得したHV−ECU310から、コンバータ210のゲート遮断指令を適時に受けることが可能である。そのため、MG−ECU320は、シフトレンジが走行レンジの場合には、コンバータ220のゲート遮断を行なわない(制御信号PWMCを出力してスイッチング動作を継続させる)一方で、シフトレンジが非走行レンジに切り替えられると、ゲート遮断信号SDNCを出力してコンバータ210のゲート遮断を行なうことができる。このように、MG−ECU320は、通信が正常に行なわれている場合には、コンバータ210のゲート遮断をシフトレンジに応じて適切に行なうことができる。   When this communication is normally performed, MG-ECU 320 can receive a gate cutoff command for converter 210 in a timely manner from HV-ECU 310 that has acquired information on the shift range. Therefore, MG-ECU 320 does not block gate of converter 220 when the shift range is the travel range (outputs control signal PWMC to continue the switching operation), while the shift range is switched to the non-travel range. Then, the gate cutoff signal SDNC can be output to shut off the gate of the converter 210. Thus, MG-ECU 320 can appropriately perform gate cutoff of converter 210 according to the shift range when communication is normally performed.

その一方で、通信に異常が生じた場合、MG−ECU320は、HV−ECU310からコンバータ210のゲート遮断指令をシフトレンジに応じて適時に受けることはできなくなる。その結果、コンバータ210のゲート遮断をシフトレンジに応じて適切に行なうことができなくなる可能性がある。   On the other hand, when an abnormality occurs in communication, MG-ECU 320 cannot receive a gate cutoff command for converter 210 from HV-ECU 310 in a timely manner according to the shift range. As a result, there is a possibility that the gate cut-off of converter 210 cannot be appropriately performed according to the shift range.

そこで、本実施の形態によれば、通信に異常が生じた場合には、シフトレンジに関する情報を、エンジン回転速度Neを用いてHV−ECU310からMG−ECU320へと伝達する構成を採用する。   Therefore, according to the present embodiment, when an abnormality occurs in communication, a configuration is adopted in which information regarding the shift range is transmitted from HV-ECU 310 to MG-ECU 320 using engine rotational speed Ne.

一般に、シフトレンジが走行レンジの場合のエンジン回転速度Neは相対的に高く、シフトレンジが非走行レンジの場合のエンジン回転速度Neは相対的に低い。そのため、HV−ECU310は、シフトレンジが非走行レンジの場合には、エンジン回転速度Neが所定の基準値Nc(たとえば1000rpm)を下回るようにエンジン100を制御する。   In general, the engine rotational speed Ne when the shift range is the traveling range is relatively high, and the engine rotational speed Ne when the shift range is the non-traveling range is relatively low. Therefore, HV-ECU 310 controls engine 100 such that engine speed Ne falls below a predetermined reference value Nc (for example, 1000 rpm) when the shift range is a non-traveling range.

一方、MG−ECU320は、通信異常が生じると、エンジン回転速度センサ410により検出されたエンジン回転速度NeをHV−ECU310を介して取得することはできなくなる。しかし、MG−ECU320は、レゾルバ421,422からの検出信号に基づいて、MG1回転速度Nm1およびMG2回転速度Nm2を取得することは可能である。したがって、MG−ECU320は、共線図における直線の関係を用いて、MG1回転速度Nm1およびMG2回転速度Nm2からエンジン回転速度Neを算出し、算出されたエンジン回転速度Neに基づいて車両1のシフトレンジを推定する。すなわち、MG−ECU320は、算出されたエンジン回転速度Neが基準値Ncを下回る場合には、現在のシフトレンジは非走行レンジであると推定して、コンバータ210についてもゲート遮断をさらに行なう。これにより、MG−ECU320は、通信異常が生じた場合であっても、コンバータ210のゲート遮断を現在のシフトレンジに応じて適切に実行することができる。   On the other hand, if a communication abnormality occurs, MG-ECU 320 cannot acquire engine rotation speed Ne detected by engine rotation speed sensor 410 via HV-ECU 310. However, the MG-ECU 320 can acquire the MG1 rotation speed Nm1 and the MG2 rotation speed Nm2 based on the detection signals from the resolvers 421 and 422. Therefore, MG-ECU 320 calculates engine rotation speed Ne from MG1 rotation speed Nm1 and MG2 rotation speed Nm2 using the linear relationship in the nomograph, and shifts vehicle 1 based on the calculated engine rotation speed Ne. Estimate the range. That is, MG-ECU 320 estimates that the current shift range is a non-traveling range when calculated engine speed Ne is lower than reference value Nc, and further performs gate shut-off for converter 210 as well. Thereby, MG-ECU 320 can appropriately perform gate cutoff of converter 210 according to the current shift range even when communication abnormality occurs.

図7は、本実行の形態に係る車両1における通信異常発生時の走行制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、所定の条件成立時あるいは所定の期間経過毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。なお、このフローチャートの各ステップ(以下、Sと略す)は、基本的にはECU300によるソフトウェア処理によって実現されるが、ECU300内に作製された電子回路を用いたハードウェア処理によって実現されてもよい。   FIG. 7 is a flowchart for illustrating travel control when communication abnormality occurs in vehicle 1 according to this embodiment. This flowchart is called from the main routine and executed when a predetermined condition is satisfied or every elapse of a predetermined period. Each step (hereinafter abbreviated as S) in this flowchart is basically realized by software processing by ECU 300, but may be realized by hardware processing using an electronic circuit produced in ECU 300. .

図7では、図中左側にHV−ECU310により実行される一連の処理を示し、図中右側にMG−ECU320により実行される一連の処理を示す。   In FIG. 7, a series of processes executed by the HV-ECU 310 is shown on the left side in the figure, and a series of processes executed by the MG-ECU 320 is shown on the right side in the figure.

図1、図2および図7を参照して、S110において、HV−ECU310は、HV−ECU310とMG−ECU320との間の通信に異常が生じているか否かを判定する。通信に異常が生じていない場合(S110においてNO)、HV−ECU310は、以降の処理をスキップして処理をメインルーチンへと戻す。一方、通信異常が生じている場合(S110においてYES)、HV−ECU310は処理をS120に進める。   With reference to FIGS. 1, 2, and 7, in S <b> 110, HV-ECU 310 determines whether an abnormality has occurred in communication between HV-ECU 310 and MG-ECU 320. If there is no abnormality in communication (NO in S110), HV-ECU 310 skips the subsequent processing and returns the processing to the main routine. On the other hand, when communication abnormality has occurred (YES in S110), HV-ECU 310 advances the process to S120.

同様に、S210において、MG−ECU320は、HV−ECU310とMG−ECU320との間の通信に異常が生じているか否かを判定する。通信に異常が生じていない場合(S210においてNO)、MG−ECU320は、以降の処理をスキップして処理をメインルーチンへと戻す。   Similarly, in S210, MG-ECU 320 determines whether or not an abnormality has occurred in communication between HV-ECU 310 and MG-ECU 320. If there is no abnormality in communication (NO in S210), MG-ECU 320 skips the subsequent processing and returns the processing to the main routine.

一方、通信異常が生じている場合(S210においてYES)、MG−ECU320は、インバータ221,222のゲート遮断を行なう。これにより、車両1は、インバータレス走行モードへと移行する。   On the other hand, when communication abnormality has occurred (YES in S210), MG-ECU 320 performs gate shut-off of inverters 221 and 222. Thereby, the vehicle 1 shifts to the inverterless travel mode.

S120において、HV−ECU310は、車両1がインバータレス走行モードであるか否かを判定する。車両1がインバータレス走行モードである場合(S120においてYES)、HV−ECU310は、ポジションセンサ510からの検出信号に基づいてシフトレンジを検出する(S130)。   In S120, HV-ECU 310 determines whether vehicle 1 is in the inverterless travel mode. When vehicle 1 is in the inverterless travel mode (YES in S120), HV-ECU 310 detects the shift range based on the detection signal from position sensor 510 (S130).

S140において、HV−ECU310は、検出されたシフトレンジが非走行レンジであるか否かを判定する。シフトレンジが非走行レンジの場合、すなわちシフトレンジがPレンジ、RレンジまたはNレンジの場合(S140においてYES)、HV−ECU310は、エンジン回転速度Neを基準値Nc未満(たとえば数百rpm程度)に設定する(S150)。これに対し、シフトレンジが走行レンジの場合、すなわちシフトレンジがDレンジまたはBレンジの場合(S140においてNO)、HV−ECU310は、エンジン回転速度Neを基準値Nc以上(たとえば2500rpm程度)に設定する(S160)。その後、HV−ECU310は、処理をメインルーチンへと戻す。   In S140, HV-ECU 310 determines whether or not the detected shift range is a non-traveling range. When the shift range is a non-traveling range, that is, when the shift range is the P range, R range, or N range (YES in S140), HV-ECU 310 sets engine rotation speed Ne to less than reference value Nc (for example, about several hundred rpm). (S150). On the other hand, when the shift range is the traveling range, that is, when the shift range is the D range or the B range (NO in S140), the HV-ECU 310 sets the engine speed Ne to a reference value Nc or higher (for example, about 2500 rpm). (S160). Thereafter, the HV-ECU 310 returns the process to the main routine.

一方、S230において、MG−ECU320は、レゾルバ421,422からの検出信号に基づいて、MG1回転速度Nm1およびMG2回転速度Nm2をそれぞれ検出する。   On the other hand, in S230, MG-ECU 320 detects MG1 rotation speed Nm1 and MG2 rotation speed Nm2 based on detection signals from resolvers 421 and 422, respectively.

S240において、MG−ECU320はエンジン回転速度Neを算出する。エンジン回転速度Neは、MG1回転速度Nm1とエンジン回転速度Nm2とに共線図(たとえば図5および図6参照)における直線の関係を適用することによって算出することができる。   In S240, MG-ECU 320 calculates engine rotation speed Ne. The engine rotational speed Ne can be calculated by applying a linear relationship in a nomogram (see, for example, FIGS. 5 and 6) to the MG1 rotational speed Nm1 and the engine rotational speed Nm2.

S250において、MG−ECU320は、算出されたエンジン回転速度Neが基準値Nc未満であるか否かを判定する。エンジン回転速度Neが基準値Nc未満の場合(S250においてYES)、MG−ECU320は、シフトレンジが非走行レンジに設定されているものと推定して、コンバータ210についてもゲート遮断を行なう(S260)。これにより、車両1を前進させるトルクの発生を抑制することができる。   In S250, MG-ECU 320 determines whether or not calculated engine speed Ne is less than reference value Nc. When engine rotation speed Ne is less than reference value Nc (YES in S250), MG-ECU 320 estimates that the shift range is set to the non-traveling range, and also performs gate shutoff for converter 210 (S260). . Thereby, generation | occurrence | production of the torque which advances the vehicle 1 can be suppressed.

一方、エンジン回転速度Neが基準値Nc以上の場合(S250においてNO)、MG−ECU320は、シフトレンジが走行レンジに設定されているものと推定して、コンバータ210のスイッチング動作を継続する。つまり、MG−ECU320は、コンバータ210のゲート遮断は行なわない(S270)。その後、MG−ECU320は、処理をメインルーチンへと戻す。   On the other hand, when engine rotation speed Ne is equal to or higher than reference value Nc (NO in S250), MG-ECU 320 estimates that the shift range is set to the travel range, and continues the switching operation of converter 210. That is, MG-ECU 320 does not perform gate blocking of converter 210 (S270). Thereafter, MG-ECU 320 returns the process to the main routine.

なお、図示しないが、MG−ECU320は、エンジン回転速度Neの増加速度(単位時間当たりの増加量)が所定値よりも大きい場合には、シフトレンジが不定と判断して、コンバータ210のゲート遮断を行なってもよい。   Although not shown, MG-ECU 320 determines that the shift range is indefinite when engine speed Ne increases (increase per unit time) is greater than a predetermined value, and shuts off gate of converter 210. May be performed.

以上のように、本実行の形態によれば、MG−ECU320は、エンジン回転速度Neに基づきシフトレンジを推定して、推定されたシフトレンジに応じてコンバータ210のゲート遮断を行なうか否かを適切に判定することができる。これにより、現在のシフトレンジに応じて、車両1を前進させるトルクを発生させるか抑制させるかを制御することが可能になる。   As described above, according to the present embodiment, MG-ECU 320 estimates the shift range based on engine rotation speed Ne, and determines whether or not to perform gate blocking of converter 210 according to the estimated shift range. It can be judged appropriately. Thereby, it is possible to control whether to generate or suppress the torque for moving the vehicle 1 forward according to the current shift range.

今回開示された実行の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実行の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The mode of execution disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the mode of execution but by the scope of claims for patent, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

1 車両、1U,1V,1W,2U,2V,2W アーム、10,20 モータジェネレータ、12 永久磁石、30 遊星歯車機構、S サンギヤ、R リングギヤ、CA キャリア、P ピニオンギヤ、50 車輪、60 プロペラシャフト、100 エンジン、110 クランクシャフト、150 バッテリ、210 コンバータ、221,222 インバータ、230,440 電圧センサ、241,242 電流センサ、410 エンジン回転速度センサ、421,422 レゾルバ、500 シフトレバー、510 ポジションセンサ、C1,C2 コンデンサ、Q1〜Q14 スイッチング素子、D1〜D14 ダイオード、L1 リアクトル、PL,NL 電力線。   1 vehicle, 1U, 1V, 1W, 2U, 2V, 2W arm, 10, 20 motor generator, 12 permanent magnet, 30 planetary gear mechanism, S sun gear, R ring gear, CA carrier, P pinion gear, 50 wheels, 60 propeller shaft, 100 Engine, 110 Crankshaft, 150 Battery, 210 Converter, 221, 222 Inverter, 230, 440 Voltage sensor, 241, 242 Current sensor, 410 Engine speed sensor, 421, 422 Resolver, 500 Shift lever, 510 Position sensor, C1 , C2 capacitors, Q1-Q14 switching elements, D1-D14 diodes, L1 reactors, PL, NL power lines.

Claims (1)

エンジン、第1および第2の回転電機、ならびに蓄電装置を備えたハイブリッド車両であって、
前記第1の回転電機に連結されたサンギヤ、前記第2の回転電機に連結されたリングギヤ、および前記エンジンに連結されたキャリアを含む遊星歯車機構と、
前記蓄電装置の電圧を昇圧可能に構成されたコンバータと、
前記コンバータと前記第1の回転電機との間に電気的に接続され、前記蓄電装置と前記第1の回転電機との間で双方向の電力変換を実行可能に構成された第1のインバータと、
前記コンバータと前記第2の回転電機との間に電気的に接続され、前記蓄電装置と前記第2の回転電機との間で双方向の電力変換を実行可能に構成された第2のインバータと、
前記ハイブリッド車両のシフトレンジを検出可能に構成され、前記シフトレンジに応じて前記エンジンを制御する第1の制御装置と、
前記第1および第2の回転電機の各々の回転速度を検出可能に構成され、前記コンバータならびに前記第1および第2のインバータを制御する第2の制御装置とをさらに備え、
前記第1の制御装置と前記第2の制御装置との間の通信に異常が発生すると、前記第2の制御装置は、前記第1および第2のインバータのゲート遮断を行ない、
前記エンジンを駆動し、かつ、前記第1および第2のインバータをゲート遮断状態とした退避走行モードにおいて、
前記第1の制御装置は、前記シフトレンジが非走行レンジの場合には、前記エンジンの回転速度が所定の基準値を下回るように前記エンジンを制御し、
前記第2の制御装置は、前記第1および第2の回転電機の各々の回転速度から前記エンジンの回転速度を算出し、算出された回転速度が前記基準値を下回る場合には、前記コンバータについてゲート遮断をさらに行なう、ハイブリッド車両。
A hybrid vehicle including an engine, first and second rotating electric machines, and a power storage device,
A planetary gear mechanism including a sun gear coupled to the first rotating electrical machine, a ring gear coupled to the second rotating electrical machine, and a carrier coupled to the engine;
A converter configured to be capable of boosting the voltage of the power storage device;
A first inverter that is electrically connected between the converter and the first rotating electrical machine and configured to be able to perform bidirectional power conversion between the power storage device and the first rotating electrical machine; ,
A second inverter electrically connected between the converter and the second rotating electrical machine and configured to be capable of performing bidirectional power conversion between the power storage device and the second rotating electrical machine; ,
A first control device configured to be able to detect a shift range of the hybrid vehicle and controlling the engine in accordance with the shift range;
A second control device configured to detect the rotational speed of each of the first and second rotating electrical machines and controlling the converter and the first and second inverters;
When an abnormality occurs in communication between the first control device and the second control device, the second control device performs gate blocking of the first and second inverters,
In the evacuation travel mode in which the engine is driven and the first and second inverters are in a gate cutoff state,
When the shift range is a non-traveling range, the first control device controls the engine so that the rotational speed of the engine falls below a predetermined reference value,
The second control device calculates a rotation speed of the engine from a rotation speed of each of the first and second rotating electrical machines, and if the calculated rotation speed is lower than the reference value, the converter A hybrid vehicle that further blocks the gate.
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