JP2017061186A - ハイブリッド車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】MG−ECUとHV−ECUとの通信異常が生じている場合において、MG−ECUがインバータレス走行制御を停止すべき状況である旨を間接的にHV−ECUに伝える。【解決手段】車両は、エンジンと、MG(モータジェネレータ)1と、MG2と、これらを機械的に連結する遊星歯車機構と、バッテリと、コンバータと、コンバータの下アームとバッテリとを含む回路上に設けられたヒューズと、インバータと、MG1およびMG2の状態を監視するMG−ECUと、ヒューズの溶断を検出可能なHV−ECUとを備える。MG−ECUは、インバータをゲート遮断状態にしつつエンジンを駆動するインバータレス走行制御中において、HV−ECUとの通信異常があり、かつインバータレス走行の停止要求がある場合、コンバータの下アームをオン状態に維持することによってヒューズを溶断させる。【選択図】図7
Description
本発明は、エンジンと回転電機との少なくとも一方の動力を用いて走行可能なハイブリッド車両に関する。
特開2013−203116号公報(特許文献1)には、エンジンと、ロータに永久磁石を有する第1回転電機と、第2回転電機と、遊星歯車機構と、バッテリと、バッテリから入力される電圧を昇圧して出力するコンバータと、コンバータと第1回転電機および第2回転電機との間で電力変換を行なうインバータとを備えるハイブリッド車両が開示されている。遊星歯車機構は、第1回転電機に連結されたサンギヤと、第2回転電機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。
このハイブリッド車両においては、インバータによる第1回転電機および第2回転電機の電気的な駆動を正常に行なうことができない異常(以下「インバータ異常」ともいう)が生じている場合、インバータをゲート遮断状態にしつつエンジンを駆動して車両を退避走行させる「インバータレス走行制御」が実行される。インバータレス走行制御中においては、エンジンの回転力によって第1回転電機を力学的(機械的)に回転させることによって、第1回転電機に逆起電力を発生させる。この際、第1回転電機には、第1回転電機の回転を妨げる方向に作用する逆起トルク(制動トルク)が発生する。この逆起トルクが第1回転電機からサンギヤに作用することによって、リングギヤには、第1回転電機の逆起トルクの反力として、正方向(前進)に作用する駆動トルクが発生する。この駆動トルクによって退避走行が実現される。
上述の特許文献1に開示されたハイブリッド車両において、回転電機の状態を監視しつつ回転電機を制御する第1制御装置(以下「MG−ECU」ともいう)と、エンジンを含めた車両全体を統括的に制御する第2制御装置(以下「HV−ECU」ともいう)とが別々に設けられる場合、インバータレス走行制御を停止すべき状況になったとしても、インバータレス走行制御が継続されてしまう可能性がある。すなわち、インバータレス走行制御中にMG−ECUとHV−ECUとの間の通信異常が生じている場合、インバータレス走行制御を停止すべき状況であることをMG−ECUが把握したとしても、MG−ECUは、その旨を通信によってHV−ECUに伝えることができない。そのため、HV−ECUは、インバータレス走行制御を停止すべき状況であることを認識できず、インバータレス走行制御をそのまま継続してしまう可能性がある。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、第1制御装置と第2制御装置との通信異常が生じている場合において、第1制御装置がインバータレス走行制御を停止すべき状況である旨を間接的に第2制御装置に伝えてインバータレス走行制御を停止可能にすることである。
この発明に係るハイブリッド車両は、エンジンと、ロータに永久磁石を有する第1回転電機と、駆動輪に接続された出力軸と、エンジン、第1回転電機および出力軸を機械的に連結する遊星歯車装置と、出力軸に接続された第2回転電機と、バッテリと、上アームおよび下アームを有し、上アームおよび下アームのスイッチング動作によってバッテリから入力される電圧を昇圧して出力可能に構成されたコンバータと、コンバータと第1回転電機との間およびコンバータと第2回転電機との間で電力変換を実行可能に構成されたインバータと、バッテリと下アームとを含む回路上に設けられるヒューズと、インバータによる第1回転電機および第2回転電機の駆動を正常に行なうことができない場合にインバータレス走行制御を行なう制御装置とを備える。インバータレス走行制御は、インバータをゲート遮断状態にし、かつエンジンを駆動して前記第1回転電機に逆起電圧に起因する制動トルクを発生させ、第1回転電機の制動トルクの反力として出力軸に作用するトルクで車両を走行させる制御である。制御装置は、インバータレス走行制御の停止要求があるか否かを判定可能であって、かつコンバータおよびインバータを制御可能に構成された第1制御装置と、ヒューズが溶断したか否かを判定可能であって、かつエンジンを制御可能に構成された第2制御装置とを有する。第1制御装置は、インバータレス走行制御中に、第2制御装置との通信異常があり、かつインバータレス走行制御の停止要求がある場合、コンバータの下アームを導通状態に維持することによってヒューズを溶断させる。第2制御装置は、インバータレス走行制御中にヒューズが溶断した場合、エンジンを停止してインバータレス走行制御を停止する。
上記構成によれば、第1制御装置と第2制御装置との通信異常が生じている場合であっても、第1制御装置は、インバータレス走行制御の停止要求がある旨(インバータレス走行を停止すべき状況である旨)をヒューズを溶断させることによって間接的に第2制御装置に伝えることができる。そして、第2制御装置は、インバータレス走行制御中にヒューズが溶断した場合にインバータレス走行制御を停止する。その結果、第1制御装置と第2制御装置との通信異常が生じている場合において、第1制御装置がインバータレス走行制御を停止すべき状況である旨を間接的に第2制御装置に伝えてインバータレス走行制御を停止することができる。
以下、本発明の実施の形態について、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。
<車両の全体構成>
図1は、本実施の形態に係る車両1の全体構成を概略的に示すブロック図である。車両1は、エンジン100と、モータジェネレータ(第1回転電機)10と、モータジェネレータ(第2回転電機)20と、遊星歯車機構30と、駆動輪50と、駆動輪50に接続された出力軸60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。
図1は、本実施の形態に係る車両1の全体構成を概略的に示すブロック図である。車両1は、エンジン100と、モータジェネレータ(第1回転電機)10と、モータジェネレータ(第2回転電機)20と、遊星歯車機構30と、駆動輪50と、駆動輪50に接続された出力軸60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。
車両1は、エンジン100とモータジェネレータ20との少なくとも一方の動力を用いて走行するハイブリッド車両である。車両1は、後述する通常走行中において、エンジン100の動力を用いずにモータジェネレータ20の動力を用いる電気自動車走行(以下「EV走行」という)と、エンジン100およびモータジェネレータ20の双方の動力を用いるハイブリッド自動車走行(以下「HV走行」という)との間で走行態様を切り替えることができる。
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。
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。
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。
モータジェネレータ20のロータは、出力軸60に連結される。モータジェネレータ20は、バッテリ150およびモータジェネレータ10の少なくとも一方から供給される電力を用いて出力軸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。
遊星歯車機構30は、エンジン100、モータジェネレータ10および出力軸60を機械的に連結し、エンジン100、モータジェネレータ10および出力軸60の間でトルクを伝達するように構成される。具体的には、遊星歯車機構30は、回転要素として、モータジェネレータ10のロータに連結されるサンギヤSと、出力軸60に連結されるリングギヤRと、エンジン100のクランクシャフト110に連結されるキャリアCAと、サンギヤSとリングギヤRとに噛合するピニオンギヤPとを含む。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。
バッテリ150は、再充電が可能に構成されたリチウムイオン二次電池である。なお、バッテリ150は、ニッケル水素二次電池などの他の二次電池であってもよい。
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。
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。
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。
<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。車両1の電気システムは、バッテリ150と、ヒューズ151と、PCU200と、モータジェネレータ10,20と、ECU300とを含む。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とを含む。ECU300は、MG−ECU310と、エンジンECU320と、HV−ECU330とを含む。
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。車両1の電気システムは、バッテリ150と、ヒューズ151と、PCU200と、モータジェネレータ10,20と、ECU300とを含む。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とを含む。ECU300は、MG−ECU310と、エンジンECU320と、HV−ECU330とを含む。
バッテリ150には監視ユニット440が設けられている。監視ユニット440は、バッテリ150の電圧(バッテリ電圧)VB、バッテリ150を流れる電流(バッテリ電流)IB、バッテリ150の温度(バッテリ温度)TBをそれぞれ検出して、それらの検出結果を示す信号をHV−ECU330に出力する。
ヒューズ151は、バッテリ150の正極とコンバータ210との間に配置され、バッテリ150に直列に接続される。なお、ヒューズ151の位置は、バッテリ150とコンバータ210の下アーム(スイッチング素子Q2)とを含む回路上のいずれかの位置であればよく、必ずしも図1に示す位置(バッテリ150の正極とコンバータ210との間)に限定されない。
ヒューズ151は、許容値未満の電流が流れる時は導体として機能する。ヒューズ151は、許容値を超える大電流が流れる時にはジュール熱によって溶断される。ヒューズ151の溶断により、バッテリ150、PUC200およびモータジェネレータ10,20を含む電気回路が開かれ、電気システムが保護される。
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。
コンバータ210は、上アーム(スイッチング素子Q1)および下アーム(スイッチング素子Q2)を有する。コンバータ210は、MG−ECU310からの制御信号に応じた上アームおよび下アームのスイッチング動作によって、バッテリ150から入力されるバッテリ電圧VBを昇圧して電力線PL,NLに出力する。また、コンバータ210は、MG−ECU310からの制御信号に応じた上アームおよび下アームのスイッチング動作によって、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供給される電力線PL,NLの直流電圧を降圧してバッテリ150に出力する。
コンバータ210は、上アーム(スイッチング素子Q1)および下アーム(スイッチング素子Q2)を有する。コンバータ210は、MG−ECU310からの制御信号に応じた上アームおよび下アームのスイッチング動作によって、バッテリ150から入力されるバッテリ電圧VBを昇圧して電力線PL,NLに出力する。また、コンバータ210は、MG−ECU310からの制御信号に応じた上アームおよび下アームのスイッチング動作によって、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供給される電力線PL,NLの直流電圧を降圧してバッテリ150に出力する。
コンバータ210は、リアクトルL1と、上述のスイッチング素子Q1(上アーム)およびスイッチング素子Q2(下アーム)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、上アームと下アームとの中間点(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。
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。
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(以下「システム電圧」ともいう)VHを検出し、その検出結果を示す信号をMG−ECU310に出力する。
インバータ221は、システム電圧VHが供給されると、MG−ECU310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。
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。
インバータ222は、各相アーム2U〜2Wと、スイッチング素子Q9〜Q14と、ダイオードD9〜D14とを含む。なお、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。
モータジェネレータ10には、レゾルバ421、電流センサ241および温度センサ251が設けられる。モータジェネレータ20には、レゾルバ422、電流センサ242および温度センサ252が設けられる。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)を検出する。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)を検出する。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)を検出する。温度センサ251は、モータジェネレータ10の温度(モータ温度TH1)を検出する。温度センサ252は、モータジェネレータ20の温度(モータ温度TH2)を検出する。これらのセンサは、検出結果を示す信号をMG−ECU310にそれぞれ出力する。
ECU300は、上述のように、MG−ECU310と、エンジンECU320と、HV−ECU330とを含む。
MG−ECU310は、レゾルバ421,422、電流センサ241,242および温度センサ251,252の出力等に基づいてモータジェネレータ10,20の状態(回転速度、通電電流、温度等)を監視するとともに、HV−ECU330からの指令信号に基づいてコンバータ210およびインバータ221,222を制御することによってモータジェネレータ10,20の出力(通電量)を制御する。
具体的には、MG−ECU310は、コンバータ210の出力電圧の目標値(以下「目標システム電圧」という)VHtagをHV−ECU330から受けた場合、システム電圧VHが目標システム電圧VHtagに追従するようにコンバータ210のスイッチング素子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−ECU310は、HV−ECU330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。
また、MG−ECU310は、モータジェネレータ10,20がHV−ECU330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−ECU310は、HV−ECU330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−ECU310は、HV−ECU330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。
エンジンECU320は、エンジン回転速度センサ410の出力等に基づいてエンジン100の状態を監視するとともに、HV−ECU330からの指令信号に基づいてエンジン100の出力を制御する。具体的には、エンジンECU320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ECU320は、HV−ECU330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(目標エンジン回転速度Netagおよび目標エンジントルクTetag)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。
HV−ECU330は、MG−ECU310との通信を行なってモータジェネレータ10,20を制御するとともに、エンジンECU320との通信を行なって100を制御することによって、車両1全体を統括的に制御する。
具体的には、HV−ECU330は、モータジェネレータ10,20の運転指令を生成し、MG−ECU310に出力する。モータジェネレータ10,20の運転指令には、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−ECU330は、目標システム電圧VHtagを設定し、その値を示す信号をMG−ECU310に出力する。また、HV−ECU330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ECU320に出力する。
なお、図2に示す例ではエンジンECU320がHV−ECU330から分割されているが、エンジンECU320の機能をHV−ECU330に統合してもよい。
以下では、MG−ECU310、エンジンECU320およびHV−ECU330を区別して説明する必要がない場合、これらの3つのECUを区別することなくECU300として説明する場合がある。
<通常走行およびインバータレス走行>
ECU300は、通常モードと退避モードとのどちらかの制御モードで車両1を走行させることができる。
ECU300は、通常モードと退避モードとのどちらかの制御モードで車両1を走行させることができる。
通常モードは、上述のEV走行とHV走行とを必要に応じて切り替えながら車両1を走行させるモードである。言い換えれば、通常モードは、インバータ221,222によるモータジェネレータ10,20の電気的な駆動が許容されるモードである。以下では、通常モードによる走行を「通常走行」と記載する。
退避モードは、インバータ221,222によるモータジェネレータ10,20の電気的な駆動を正常に行なうことができないような異常(以下「インバータ異常」ともいう)が生じている場合に、インバータ221,222をゲート遮断状態としつつ、エンジン100を駆動して車両1を退避走行させるモードである。言い換えれば、退避モードは、インバータ221,222によるモータジェネレータ10,20の電気的な駆動が許容されないモードである。インバータ異常には、レゾルバ421,422、電流センサ241,242等のセンサ類の故障、およびMG−ECU310とHV−ECU330との通信異常(以下「HV−MG通信異常」ともいう)などが含まれる。以下では、この退避モードによる走行を「インバータレス走行」と記載し、インバータレス走行を行なうための制御を「インバータレス走行制御」と記載する。
図3は、インバータレス走行中における電気システムの状態を概略的に示す図である。インバータレス走行中においては、MG−ECU310からのゲート遮断信号SDN1に応答して、インバータ221に含まれ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。そのため、インバータ221に含まれるダイオードD3〜D8によって三相全波整流回路が構成される。同様に、MG−ECU310からのゲート遮断信号SDN2に応答して、インバータ222に含まれ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。そのため、インバータ222に含まれるダイオードD9〜D14によって三相全波整流回路が構成される。一方、コンバータ210では、MG−ECU310からの制御信号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。
また、インバータレス走行中においては、エンジン100が駆動され、エンジン100からエンジントルクTeが出力される。このエンジントルクTeによってモータジェネレータ10が力学的(機械的)に回転させられる。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、エンジントルクTeによってモータジェネレータ10のロータに設けられた永久磁石12が回転させられることによって、モータジェネレータ10には逆起電圧Vcが生じる。この逆起電圧Vcがシステム電圧VHを超えると、モータジェネレータ10からバッテリ150に向かって電流が流れる。この際、モータジェネレータ10には、モータジェネレータ10の回転を妨げる方向に作用する逆起トルクTc(制動トルク)が発生する。
図4は、インバータレス走行中におけるエンジン100およびモータジェネレータ10,20の制御状態の一例を遊星歯車機構30の共線図上に示す図である。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(以下「共線図の関係」ともいう)を有する。
インバータレス走行中には、エンジン100からエンジントルクTeが出力される。エンジントルクTeによってモータジェネレータ10が力学的に回転させられると、モータジェネレータ10は逆起電圧Vcを発生する。逆起電圧Vcがシステム電圧VHを超えると、モータジェネレータ10は、モータジェネレータ10の回転を妨げる方向(負方向)に作用する逆起トルクTcを発生する。
逆起トルクTcがモータジェネレータ10からサンギヤSに作用することによって、リングギヤRには、逆起トルクTcの反力として、正方向(前進方向)に作用する駆動トルクTepが発生する。この駆動トルクTepによって車両1が退避走行される。
なお、駆動トルクTepによってモータジェネレータ20が回転させられるためモータジェネレータ20にも逆起電圧が生じるが、図4に示す例では、モータジェネレータ20の逆起電圧がシステム電圧VHを超えない回転速度までMG2回転速度Nm2が低下しているため、モータジェネレータ20には逆起トルクは生じていない。
図5は、ECU300が行なう処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは所定周期で繰り返し実行される。
ステップ(以下、ステップを「S」と略す)10にて、ECU300は、上述したインバータ異常が生じているか否かを判定する。インバータ異常が生じていない場合(S10にてNO)、ECU300は、S11にて、制御モードを通常モードに設定して通常走行を行なう。
インバータ異常が生じている場合(S10にてYES)、ECU300は、S12〜S14にて、制御モードを退避モードに設定してインバータレス走行を行なう。
具体的には、ECU300は、S12にてインバータ221,222をゲート遮断状態にする。その後、ECU300は、S13にて、システム電圧VHが目標システム電圧VHtagとなるようにコンバータ210を制御する。本実施の形態において、目標システム電圧VHtagは、たとえば予め定められた固定値とすることができる。
その後、ECU300は、S14にて、エンジン回転速度Neが目標エンジン回転速度Netagとなるようにエンジン100を駆動する。本実施の形態において、目標エンジン回転速度Netagは、モータジェネレータ10が発生する逆起電圧Vcがシステム電圧VHを超えるように調整される。そのため、モータジェネレータ10が上述の逆起トルクTcを発生し、逆起トルクTcの反力として出力軸60に作用する駆動トルクTepによって車両1が退避走行される。
<HV−MG通信異常時のインバータレス走行制御の停止>
以上のような構成を有する車両1においては、上述のように、モータジェネレータ10,20の状態を監視しつつモータジェネレータ10,20を制御するMG−ECU310と、エンジン100を含めた車両1全体を統括的に制御するHV−ECUとが別々に設けられる。そのため、インバータレス走行制御中に、インバータレス走行制御を停止すべき状況になったとしても、インバータレス走行制御が継続されてしまう可能性がある。
以上のような構成を有する車両1においては、上述のように、モータジェネレータ10,20の状態を監視しつつモータジェネレータ10,20を制御するMG−ECU310と、エンジン100を含めた車両1全体を統括的に制御するHV−ECUとが別々に設けられる。そのため、インバータレス走行制御中に、インバータレス走行制御を停止すべき状況になったとしても、インバータレス走行制御が継続されてしまう可能性がある。
すなわち、インバータレス走行制御中にHV−MG通信異常が生じている場合、インバータレス走行を継続できない状況である(たとえばモータジェネレータ10が通電によって過熱状態となっている)ことをMG−ECU310が把握したとしても、MG−ECU310は、その旨を通信によってHV−ECU330に伝えることができない。そのため、HV−ECU330は、インバータレス走行制御を停止すべき状況であることを認識できず、インバータレス走行制御をそのまま継続してしまう可能性がある。
そこで、本実施の形態によるMG−ECU310は、インバータレス走行制御中に、HV−MG通信異常があり、かつインバータレス走行の停止要求がある場合、コンバータ210の下アームをオン状態(導通状態)に維持することによってヒューズ151を溶断させる。そして、HV−ECU330は、インバータレス走行制御中にヒューズ151が溶断したか否かを判定し、ヒューズ151が溶断した場合にはエンジン100を停止してインバータレス走行制御を停止する。
図6は、HV−MG通信異常時のインバータレス走行制御の停止手法を概略的に示す図である。上述のように、MG−ECU310は、インバータレス走行制御中に、HV−MG通信異常があり、かつインバータレス走行の停止要求がある場合、コンバータ210の下アーム(スイッチング素子Q2)をオン状態(導通状態)に維持する。これにより、バッテリ150と下アームQ2とヒューズ151とを含む閉回路が形成され、この閉回路にヒューズ151の許容値を超える大電流が流れるためヒューズ151が溶断される。HV−ECU330は、インバータレス走行制御中にヒューズ151が溶断したことを検出した場合、エンジン100を停止してインバータレス走行制御を停止する。
このようにすることによって、MG−ECU310は、インバータレス走行を停止すべき状況である旨をヒューズ151を溶断させることによって間接的にHV−ECU330に伝えることができる。そして、HV−ECU330は、インバータレス走行制御中にヒューズ151が溶断した場合に、インバータレス走行制御を停止すべき状況であると認識してインバータレス走行制御を停止することができる。
図7は、MG−ECU310の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは所定周期で繰り返し実行される。
S20にて、MG−ECU310は、インバータレス走行中であるか否かを判定する。インバータレス走行中でない場合(S20にてNO)、MG−ECU310は処理を終了する。
インバータレス走行中である場合(S20にてYES)、MG−ECU310は、S21にて、HV−MG通信異常が生じているか否かを判定する。HV−MG通信異常が生じていない場合(S21にてNO)、MG−ECU310は処理を終了する。
HV−MG通信異常が生じている場合(S21にてYES)、MG−ECU310は、S22にて、インバータレス走行の停止要求があるか否かを判定する。たとえば、MG−ECU310は、インバータレス走行制御中の通電による発熱によってモータ温度TH1が許容値を超えた場合に、モータジェネレータ10の部品保護のために、インバータレス走行の停止要求がある(インバータレス走行を停止すべき状況である)と判定する。インバータレス走行の停止要求がない場合(S22にてNO)、MG−ECU310は処理を終了する。
インバータレス走行の停止要求がある場合(S22にてYES)、MG−ECU310は、S23にて、コンバータ210の下アームをオン状態(導通状態)に維持することによってヒューズ151を溶断させる(図6参照)。
図8は、HV−ECU330の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは所定周期で繰り返し実行される。
S30にて、HV−ECU330は、インバータレス走行中であるか否かを判定する。インバータレス走行中でない場合(S30にてNO)、HV−ECU330は処理を終了する。
インバータレス走行中である場合(S30にてYES)、HV−ECU330は、S31にて、ヒューズ151が溶断しているか否かを判定する。たとえば、HV−ECU330は、監視ユニット440が検出したバッテリ電流IBがヒューズ151の許容値を超える値に急増し、その後に0に急減した履歴がある場合に、ヒューズ151が溶断したと判定する。ヒューズ151が溶断していない場合(S31にてNO)、HV−ECU330は処理を終了する。
ヒューズ151が溶断している場合(S31にてYES)、HV−ECU330は、S32にて、エンジン100を停止してインバータレス走行制御を停止する。
以上のように、本実施の形態によるMG−ECU310は、インバータレス走行制御中に、HV−MG通信異常があり、かつインバータレス走行の停止要求がある場合(モータジェネレータ10,20の状態からインバータレス走行を停止すべき状況であると判定される場合)、コンバータ210の下アームをオン状態(導通状態)に維持することによってヒューズ151を溶断させる。このようにヒューズ151を溶断させることによって、MG−ECU310は、HV−MG通信異常が生じている場合においても、インバータレス走行を停止すべき状況である旨を間接的にHV−ECU330に伝えることができる。そして、HV−ECU330は、インバータレス走行制御中にヒューズ151が溶断した場合にインバータレス走行制御を停止する。その結果、HV−MG通信異常が生じている場合であっても、MG−ECU310がインバータレス走行制御を停止すべき状況である旨を間接的にHV−ECU330に伝えてインバータレス走行制御を停止することができる。
今回開示された実施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。
1 車両、10,20 モータジェネレータ、12 永久磁石、30 遊星歯車機構、50 駆動輪、60 出力軸、100 エンジン、110 クランクシャフト、150 バッテリ、151 ヒューズ、200 PCU、210 コンバータ、221,222 インバータ、230 電圧センサ、241,242 電流センサ、251,252 温度センサ、300 ECU、310 MG−ECU、320 エンジンECU、330 HV−ECU、410 エンジン回転速度センサ、421,422 レゾルバ、440 監視ユニット。
Claims (1)
- エンジンと、
ロータに永久磁石を有する第1回転電機と、
駆動輪に接続された出力軸と、
前記エンジン、前記第1回転電機および前記出力軸を機械的に連結する遊星歯車装置と、
前記出力軸に接続された第2回転電機と、
バッテリと、
上アームおよび下アームを有し、前記上アームおよび前記下アームのスイッチング動作によって前記バッテリから入力される電圧を昇圧して出力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回転電機との間および前記コンバータと前記第2回転電機との間で電力変換を実行可能に構成されたインバータと、
前記バッテリと前記下アームとを含む回路上に設けられるヒューズと、
前記インバータによる前記第1回転電機および前記第2回転電機の駆動を正常に行なうことができない場合にインバータレス走行制御を行なう制御装置とを備え、
前記インバータレス走行制御は、前記インバータをゲート遮断状態にし、かつ前記エンジンを駆動して前記第1回転電機に逆起電圧に起因する制動トルクを発生させ、前記第1回転電機の前記制動トルクの反力として前記出力軸に作用するトルクで車両を走行させる制御であり、
前記制御装置は、
前記インバータレス走行制御の停止要求があるか否かを判定可能であって、かつ前記コンバータおよび前記インバータを制御可能に構成された第1制御装置と、
前記ヒューズが溶断したか否かを判定可能であって、かつ前記エンジンを制御可能に構成された第2制御装置とを有し、
前記第1制御装置は、前記インバータレス走行制御中に、前記第2制御装置との通信異常があり、かつ前記インバータレス走行制御の停止要求がある場合、前記コンバータの前記下アームを導通状態に維持することによって前記ヒューズを溶断させ、
前記第2制御装置は、前記インバータレス走行制御中に前記ヒューズが溶断した場合、前記エンジンを停止して前記インバータレス走行制御を停止する、ハイブリッド車両。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015186552A JP2017061186A (ja) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | ハイブリッド車両 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2015186552A JP2017061186A (ja) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | ハイブリッド車両 |
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JP2017061186A true JP2017061186A (ja) | 2017-03-30 |
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JP2015186552A Pending JP2017061186A (ja) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | ハイブリッド車両 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2017061186A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021104664A1 (de) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Anlage mit energiespeicher und von einem wechselrichter speisbarem elektromotor und verfahren zum betreiben einer anlage |
-
2015
- 2015-09-24 JP JP2015186552A patent/JP2017061186A/ja active Pending
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WO2021104664A1 (de) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Anlage mit energiespeicher und von einem wechselrichter speisbarem elektromotor und verfahren zum betreiben einer anlage |
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