JP2018074739A - Electric power unit - Google Patents

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伸太郎 辻井
Shintaro Tsujii
伸太郎 辻井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress an increase in temperatures of first and second switching elements of a step up/down converter.SOLUTION: An electric power unit, when discharging electric charges of a capacitor, executes both-element control by which an insulation gate bipolar transistor of a first switching element and an insulation gate bipolar transistor of a second switching element are turned on and off at phases to reverse to each other, and further, when a temperature of at least one of the first switching element and the second switching element exceeds a prescribed temperature while executing the both-element control, executes one-element control by which one of the insulation gate bipolar transistor of the insulation gate bipolar transistors of the first and second switching elements is turned off and the other insulation gate bipolar transistor is turned on and off. This can reduce losses of the first and second switching elements so that an increase in temperatures of the first and second switching elements can be suppressed.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、電力装置に関する。   The present invention relates to a power device.

従来、この種の電力装置としては、インバータと、バッテリと、昇降圧コンバータと、コンデンサ(平滑キャパシタ)と、を備え、インバータと昇降圧コンバータとを制御するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。インバータは、モータ(モータジェネレータ)を駆動する。昇降圧コンバータは、第1スイッチング素子と、第2スイッチング素子と、リアクトルと、を備えている。第1スイッチング素子は、インバータが接続された第1電力ラインにおける正極側のラインに接続されている。第2スイッチング素子は、第1スイッチング素子と第1電力ラインにおける負極側のラインとに接続されている。リアクトルは、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子との接続点とバッテリが接続された第2電力ラインにおける正極側のラインとに接続されている。この制御装置では、インバータの停止要求があったときには、インバータを停止すると共に第1電力ラインに接続されているリレーをオフとし、昇降圧コンバータの第1,第2スイッチング素子のスイッチング制御におけるデューティ比が所定値となるように第1,第2スイッチング素子の第1,第2トランジスタをオンオフする。これにより、コンデンサを放電している。   Conventionally, as this type of power device, an inverter that includes an inverter, a battery, a buck-boost converter, and a capacitor (smoothing capacitor) and controls the inverter and the buck-boost converter has been proposed (for example, a patent) Reference 1). The inverter drives a motor (motor generator). The step-up / step-down converter includes a first switching element, a second switching element, and a reactor. The first switching element is connected to a positive line in the first power line to which the inverter is connected. The second switching element is connected to the first switching element and the negative electrode side line in the first power line. The reactor is connected to a connection point between the first switching element and the second switching element and a positive line in the second power line to which the battery is connected. In this control device, when there is a request to stop the inverter, the inverter is stopped and the relay connected to the first power line is turned off, and the duty ratio in the switching control of the first and second switching elements of the buck-boost converter The first and second transistors of the first and second switching elements are turned on and off so that becomes a predetermined value. This discharges the capacitor.

国際公開2015/068533International Publication 2015/068533

しかしながら、上述の電力装置では、第1,第2スイッチング素子の第1,第2トランジスタのオンオフにより、第1,第2スイッチング素子の温度が上昇する場合がある。第1,第2スイッチング素子の温度上昇は、第1,第2スイッチング素子の保護の観点から望ましくないため、抑制されることが望まれている。特に、第1,第2スイッチング素子として、同一の半導体基板に絶縁ゲートバイポーラトランジスタとフリーホイールダイオードとが形成された逆導通型絶縁ゲートバイポーラトランジスタを用いているものにおいては、オンしているフリーホイールダイオードに接続されている絶縁ゲートバイポーラトランジスタをオンオフさせると、フリーホイールダイオードの損失が増加し、第1,第2スイッチング素子の損失が増加する。そのため、第1,第2スイッチング素子の温度上昇が特に大きくなってしまう。   However, in the above-described power device, the temperature of the first and second switching elements may rise due to on / off of the first and second transistors of the first and second switching elements. Since the temperature rise of the first and second switching elements is not desirable from the viewpoint of protection of the first and second switching elements, it is desired to be suppressed. In particular, in the case of using reverse conduction type insulated gate bipolar transistors in which insulated gate bipolar transistors and freewheel diodes are formed on the same semiconductor substrate as the first and second switching elements, the freewheel that is turned on When the insulated gate bipolar transistor connected to the diode is turned on / off, the loss of the free wheel diode increases and the loss of the first and second switching elements increases. For this reason, the temperature rise of the first and second switching elements becomes particularly large.

本発明の電力装置は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタとフリホイールダイオードとが同一の半導体基板に形成された第1,第2スイッチング素子を有する昇降圧コンバータにおいて、第1,第2スイッチング素子の温度上昇を抑制することを主目的とする。   The power device according to the present invention is a buck-boost converter having first and second switching elements in which an insulated gate bipolar transistor and a freewheeling diode are formed on the same semiconductor substrate. The main purpose is to suppress.

本発明の電力装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。   The power device of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.

本発明の電力装置は、
モータを駆動するインバータと、
蓄電装置と、
同一の半導体基板に形成された絶縁ゲートバイポーラトランジスタとフリホイールダイオードとを含み前記インバータが接続された第1電力ラインにおける正極側のラインに接続された第1スイッチング素子と、同一の半導体基板に形成された絶縁ゲートバイポーラトランジスタとフリホイールダイオードとを含み前記第1スイッチング素子と前記第1電力ラインにおける負極側のラインとに接続された第2スイッチング素子と、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との接続点と前記蓄電装置が接続された第2電力ラインにおける正極側のラインとに接続されたリアクトルと、を有する昇降圧コンバータと、
前記第1電力ラインに取り付けられたコンデンサと、
前記インバータと昇降圧コンバータの第1,第2スイッチング素子の絶縁ゲートバイポーラトランジスタを制御する制御装置と、
を備える電力装置であって、
前記制御装置は、前記コンデンサの電荷を放電するときには、前記第1スイッチング素子の絶縁ゲートバイポーラトランジスタと前記第2スイッチング素子の絶縁ゲートバイポーラトランジスタとを逆相でオンオフする両素子制御を実行し、
更に、前記制御装置は、前記両素子制御を実行しているときに前記第1スイッチング素子および前記第2スイッチング素子の少なくとも一方の温度が所定温度を超えたときには、前記第1,第2スイッチング素子の絶縁ゲートバイポーラトランジスタのうちの一方の絶縁ゲートバイポーラトランジスタをオフに固定して他方の絶縁ゲートバイポーラトランジスタをオンオフする方素子制御を実行する、
ことを要旨とする。
The power device of the present invention is
An inverter that drives the motor;
A power storage device;
Formed on the same semiconductor substrate as the first switching element connected to the positive line in the first power line including the insulated gate bipolar transistor and the freewheel diode formed on the same semiconductor substrate and connected to the inverter A second switching element including an insulated gate bipolar transistor and a freewheeling diode connected to the first switching element and a negative-side line of the first power line; the first switching element and the second switching element; A step-up / down converter having a connection point with an element and a reactor connected to a positive-side line in the second power line to which the power storage device is connected;
A capacitor attached to the first power line;
A control device for controlling the insulated gate bipolar transistors of the first and second switching elements of the inverter and the buck-boost converter;
A power device comprising:
The control device executes both element control to turn on and off the insulated gate bipolar transistor of the first switching element and the insulated gate bipolar transistor of the second switching element in opposite phases when discharging the electric charge of the capacitor,
Further, when the temperature of at least one of the first switching element and the second switching element exceeds a predetermined temperature when the control of both elements is being performed, the control device is configured to perform the first and second switching elements. One of the insulated gate bipolar transistors is fixed off, and the other element gate bipolar transistor is turned on / off.
This is the gist.

この本発明の電力装置では、コンデンサの電荷を放電するときには、第1スイッチング素子の絶縁ゲートバイポーラトランジスタと第2スイッチング素子の絶縁ゲートバイポーラトランジスタとを逆相でオンオフする両素子制御を実行する。そして、更に、両素子制御を実行しているときに第1スイッチング素子および第2スイッチング素子の少なくとも一方の温度が所定温度を超えたときには、第1,第2スイッチング素子の絶縁ゲートバイポーラトランジスタのうちの一方の絶縁ゲートバイポーラトランジスタをオフに固定して他方の絶縁ゲートバイポーラトランジスタをオンオフする方素子制御を実行する。同一の半導体基板に形成された絶縁ゲートバイポーラトランジスタとフリホイールダイオードとを有するスイッチング素子では、オンしているフリーホイールダイオードに接続されている絶縁ゲートバイポーラトランジスタのゲートをオフに固定すると、ゲートをオンオフする場合に比して、フリーホイールダイオードの損失が小さくなる。したがって、両素子制御を実行しているときに第1スイッチング素子および第2スイッチング素子の少なくとも一方の温度が所定温度を超えたときには、第1,第2スイッチング素子の絶縁ゲートバイポーラトランジスタのうちの一方の絶縁ゲートバイポーラトランジスタをオフに固定して他方の絶縁ゲートバイポーラトランジスタをオンオフする方素子制御を実行することにより、両素子制御を実行するものに比して、第1,第2スイッチング素子の損失を低減することができる。よって、第1,第2スイッチング素子の温度上昇を抑制することができる。ここで、「所定温度」は、第1スイッチング素子および第2スイッチング素子の上限温度や上限温度より若干低い温度としてもよく、好ましくは、第1スイッチング素子および第2スイッチング素子のフリーホイールダイオードの上限温度や上限温度より若干低い温度としてもよい。   In the power device of the present invention, when discharging the electric charge of the capacitor, both element control is performed to turn on and off the insulated gate bipolar transistor of the first switching element and the insulated gate bipolar transistor of the second switching element in opposite phases. Further, when the temperature of at least one of the first switching element and the second switching element exceeds a predetermined temperature while performing both-element control, the insulated gate bipolar transistors of the first and second switching elements One element control is performed to fix one insulated gate bipolar transistor to off and to turn on and off the other insulated gate bipolar transistor. In a switching element having an insulated gate bipolar transistor and a freewheel diode formed on the same semiconductor substrate, the gate is turned on and off when the gate of the insulated gate bipolar transistor connected to the freewheel diode that is turned on is fixed off. Compared with the case, the loss of the freewheel diode is reduced. Therefore, when the temperature of at least one of the first switching element and the second switching element exceeds a predetermined temperature when performing both element control, one of the insulated gate bipolar transistors of the first and second switching elements. The first and second switching elements are lost compared to the case where both elements are controlled by executing element control to fix one insulated gate bipolar transistor off and to turn on and off the other insulated gate bipolar transistor. Can be reduced. Therefore, the temperature rise of the first and second switching elements can be suppressed. Here, the “predetermined temperature” may be a temperature slightly lower than the upper limit temperature or the upper limit temperature of the first switching element and the second switching element, and preferably the upper limit of the free wheel diodes of the first switching element and the second switching element. The temperature may be slightly lower than the temperature or the upper limit temperature.

こうした本発明の電力装置において、前記電力装置は、前記第2電力ラインに取り付けられたリレーを備え、前記制御装置は、衝突が検知されて、前記リレーがオフされた状態で前記コンデンサの電荷を放電するときに、前記両素子制御を実行してもよい。   In such a power device of the present invention, the power device includes a relay attached to the second power line, and the control device detects the collision and charges the capacitor in a state where the relay is turned off. The two-element control may be executed when discharging.

本発明の実施例としての電力装置を搭載したハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 equipped with a power device as an embodiment of the present invention. モータMG1,MG2を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the electric drive system containing motor MG1, MG2. HVECU70により実行される昇圧制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing an example of a boost control routine executed by an HVECU 70. 電流ILがバッテリ50からインバータ41,42の方向の流れる電流または電流ILが値0であるときにおけるトランジスタT31,T32のオンオフの時間変化の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the time change of the transistors T31 and T32 when the electric current IL flows from the battery 50 in the direction of the inverters 41 and 42 or the electric current IL is 0. 電流ILがインバータ41,42からバッテリ50の方向へ流れる電流であるときにおけるトランジスタT31,T32のオンオフの時間変化の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the time change of ON / OFF of transistor T31, T32 when electric current IL is the electric current which flows into the direction of the battery 50 from the inverter 41,42. トランジスタT31,T32のオンオフの時間変化の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the time change of ON / OFF of transistor T31, T32. RCIGBTにおけるFWDの電圧(V)−電流(I)特性の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the voltage (V) -current (I) characteristic of FWD in RCIGBT.

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。   Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.

図1は、本発明の実施例としての電力装置を搭載したハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図であり、図2は、モータMG1,MG2を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図1に示すように、エンジン22と、プラネタリギヤ30と、モータMG1,MG2と、インバータ41,42と、バッテリ50と、昇降圧コンバータ55と、システムメインリレー56と、ハイブリッド用電子制御ユニット(以下、「HVECU」という)70と、を備える。   FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a hybrid vehicle 20 equipped with a power device as an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a configuration showing an outline of the configuration of an electric drive system including motors MG1 and MG2. FIG. As shown in FIG. 1, the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an engine 22, a planetary gear 30, motors MG <b> 1 and MG <b> 2, inverters 41 and 42, a battery 50, a step-up / down converter 55, and a system main relay 56. And an electronic control unit for hybrid (hereinafter referred to as “HVECU”) 70.

エンジン22は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)24によって運転制御されている。   The engine 22 is configured as an internal combustion engine that outputs power using gasoline or light oil as a fuel. The operation of the engine 22 is controlled by an engine electronic control unit (hereinafter referred to as “engine ECU”) 24.

エンジンECU24は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。   Although not shown, the engine ECU 24 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes, in addition to the CPU, a ROM that stores a processing program, a RAM that temporarily stores data, an input / output port, and a communication port. .

エンジンECU24には、エンジン22を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、エンジン22のクランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ23からのクランク角θcrなどが入力ポートから入力されている。   The engine ECU 24 receives signals from various sensors necessary for controlling the operation of the engine 22, for example, a crank angle θcr from the crank position sensor 23 that detects the rotational position of the crankshaft 26 of the engine 22 from an input port. Has been.

エンジンECU24からは、エンジン22を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンECU24は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。エンジンECU24は、クランクポジションセンサ23からのクランク角θcrに基づいてエンジン22の回転数Neを演算している。   Various control signals for controlling the operation of the engine 22 are output from the engine ECU 24 via an output port. The engine ECU 24 is connected to the HVECU 70 via a communication port. The engine ECU 24 calculates the rotational speed Ne of the engine 22 based on the crank angle θcr from the crank position sensor 23.

プラネタリギヤ30は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ30のサンギヤには、モータMG1の回転子が接続されている。プラネタリギヤ30のリングギヤには、モータMG2の回転子が接続されている。プラネタリギヤ30のキャリヤには、ダンパ28を介してエンジン22のクランクシャフト26が接続されている。   The planetary gear 30 is configured as a single pinion type planetary gear mechanism. The sun gear of planetary gear 30 is connected to the rotor of motor MG1. A rotor of the motor MG2 is connected to the ring gear of the planetary gear 30. A crankshaft 26 of the engine 22 is connected to the carrier of the planetary gear 30 via a damper 28.

モータMG1は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されている。モータMG2は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸36に接続されている。インバータ41,42は、モータMG1,MG2と接続されると共に高電圧側電力ライン54aに接続されている。モータMG1,MG2は、モータ用電子制御ユニット(以下、「モータECU」という)40によって、インバータ41,42の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。   The motor MG1 is configured as, for example, a synchronous generator motor, and the rotor is connected to the sun gear of the planetary gear 30 as described above. The motor MG2 is configured as, for example, a synchronous generator motor, and a rotor is connected to the drive shaft 36. Inverters 41 and 42 are connected to motors MG1 and MG2 and to high voltage side power line 54a. The motors MG1 and MG2 are driven to rotate by switching control of a plurality of switching elements (not shown) of the inverters 41 and 42 by a motor electronic control unit (hereinafter referred to as “motor ECU”) 40.

昇降圧コンバータ55は、インバータ41,42が接続された高電圧側電力ライン54aと、バッテリ50が接続された低電圧側電力ライン54bと、に接続されている。この昇降圧コンバータ55は、2つのスイッチング素子S1,S2と、リアクトルLと、を有する。スイッチング素子S1は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(以下、「IGBT」という)であるトランジスタT31とトランジスタT31に逆方向に並列接続されたフリーホイールダイオード(以下、「FWD」という)であるダイオードD31とを有し、トランジスタT31とダイオードD31が同一の半導体基板に形成された逆導通型ゲートバイポーラトランジスタ(以下、「RCIGBT」という)として構成されている。スイッチング素子S1は、高電圧側電力ライン54aの正極側ラインに接続されている。スイッチング素子S2は、IGBTであるトランジスタT32とトランジスタT32に逆方向に並列接続されたFWDであるダイオードD32とを有し、トランジスタT32とダイオードD32が同一の半導体基板に形成されたRCIGBTとして構成されている。スイッチング素子S2は、スイッチング素子S1と、高電圧側電力ライン54aおよび低電圧側電力ライン54bの負極側ラインと、に接続されている。リアクトルLは、スイッチング素子S1,S2同士の接続点と、低電圧側電力ライン54bの正極側ラインと、に接続されている。昇降圧コンバータ55は、モータECU40によってトランジスタT31,T32のオン時間の割合が調節されることにより、低電圧側電力ライン54bの電力を昇圧して高電圧側電力ライン54aに供給したり、高電圧側電力ライン54aの電力を降圧して低電圧側電力ライン54bに供給したりする。高電圧側電力ライン54aの正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ57が取り付けられており、低電圧側電力ライン54bの正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ58が取り付けられている。   The step-up / down converter 55 is connected to a high voltage side power line 54a to which the inverters 41 and 42 are connected and a low voltage side power line 54b to which the battery 50 is connected. This step-up / down converter 55 has two switching elements S1 and S2 and a reactor L. The switching element S1 includes a transistor T31 which is an insulated gate bipolar transistor (hereinafter referred to as “IGBT”) and a diode D31 which is a free wheel diode (hereinafter referred to as “FWD”) connected in parallel to the transistor T31 in the reverse direction. The transistor T31 and the diode D31 are configured as reverse conducting gate bipolar transistors (hereinafter referred to as “RCIGBT”) formed on the same semiconductor substrate. The switching element S1 is connected to the positive electrode side line of the high voltage side power line 54a. The switching element S2 includes a transistor T32 that is an IGBT and a diode D32 that is an FWD connected in parallel to the transistor T32 in the reverse direction. The transistor T32 and the diode D32 are configured as an RCIGBT formed on the same semiconductor substrate. Yes. The switching element S2 is connected to the switching element S1 and the negative side line of the high voltage side power line 54a and the low voltage side power line 54b. Reactor L is connected to a connection point between switching elements S1 and S2 and a positive electrode side line of low voltage side power line 54b. The buck-boost converter 55 boosts the power of the low voltage side power line 54b and supplies it to the high voltage side power line 54a by adjusting the ratio of the on-time of the transistors T31 and T32 by the motor ECU 40. The power of the side power line 54a is stepped down and supplied to the low voltage side power line 54b. A smoothing capacitor 57 is attached to the positive electrode side line and the negative electrode side line of the high voltage side power line 54a, and a smoothing capacitor 57 is attached to the positive electrode side line and the negative electrode side line of the low voltage side power line 54b. A capacitor 58 is attached.

モータECU40は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。   Although not shown, the motor ECU 40 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. .

モータECU40には、モータMG1,MG2や昇降圧コンバータ55を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。モータECU40に入力される信号としては、例えば、モータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの回転位置θm1,θm2を挙げることができる。また、コンデンサ57の端子間に取り付けられた電圧センサ57aからのコンデンサ57の電圧(高電圧側電力ライン54aの電圧)VHやコンデンサ58の端子間に取り付けられた電圧センサ58aからのコンデンサ58の電圧(低電圧側電力ライン54bの電圧)VLも挙げることができる。更に、昇降圧コンバータ55のスイッチング素子S1,S2の温度を検出する温度センサ55a,55bからの素子温度TS1,TS2も挙げることができる。   Signals from various sensors necessary for driving and controlling the motors MG1, MG2 and the step-up / down converter 55 are input to the motor ECU 40 via the input port. Examples of signals input to the motor ECU 40 include rotational positions θm1 and θm2 from rotational position detection sensors 43 and 44 that detect the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2. Further, the voltage of the capacitor 57 (voltage of the high voltage side power line 54a) VH from the voltage sensor 57a attached between the terminals of the capacitor 57 and the voltage of the capacitor 58 from the voltage sensor 58a attached between the terminals of the capacitor 58. (Voltage of the low voltage side power line 54b) VL can also be mentioned. Furthermore, element temperature TS1, TS2 from temperature sensor 55a, 55b which detects the temperature of switching element S1, S2 of the buck-boost converter 55 can also be mentioned.

モータECU40からは、インバータ41,42の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号や昇降圧コンバータ55のトランジスタT31,T32へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータECU40は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2を演算している。   From the motor ECU 40, switching control signals to switching elements (not shown) of the inverters 41 and 42, switching control signals to the transistors T31 and T32 of the step-up / down converter 55, and the like are output via an output port. The motor ECU 40 is connected to the HVECU 70 via a communication port. The motor ECU 40 calculates the rotational speeds Nm1, Nm2 of the motors MG1, MG2 based on the rotational positions θm1, θm2 of the rotors of the motors MG1, MG2 from the rotational position detection sensors 43, 44.

バッテリ50は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、低電圧側電力ライン54bに接続されている。このバッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、「バッテリECU」という)52によって管理されている。   The battery 50 is configured as, for example, a lithium ion secondary battery or a nickel hydride secondary battery, and is connected to the low voltage side power line 54b. The battery 50 is managed by a battery electronic control unit (hereinafter referred to as “battery ECU”) 52.

バッテリECU52は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリECU52に入力される信号としては、例えば、バッテリ50の端子間に設置された電圧センサからの電池電圧Vbやバッテリ50の出力端子に取り付けられた電流センサからの電池電流Ib,バッテリ50に取り付けられた温度センサからの電池温度Tbを挙げることができる。バッテリECU52は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。バッテリECU52は、電流センサからの電池電流Ibの積算値に基づいて蓄電割合SOCを演算している。蓄電割合SOCは、バッテリ50の全容量に対するバッテリ50から放電可能な電力の容量の割合である。   Although not shown, the battery ECU 52 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. . Signals from various sensors necessary for managing the battery 50 are input to the battery ECU 52 via the input port. Examples of signals input to the battery ECU 52 include a battery voltage Vb from a voltage sensor installed between terminals of the battery 50, a battery current Ib from a current sensor attached to an output terminal of the battery 50, and a battery 50 attached to the battery 50. The battery temperature Tb from the obtained temperature sensor can be mentioned. The battery ECU 52 is connected to the HVECU 70 via a communication port. Battery ECU 52 calculates power storage rate SOC based on the integrated value of battery current Ib from the current sensor. The storage ratio SOC is a ratio of the capacity of power that can be discharged from the battery 50 to the total capacity of the battery 50.

システムメインリレー56は、低電圧側電力ライン54bにおけるコンデンサ58よりもバッテリ50側に設けられている。このシステムメインリレー56は、HVECU70によってオンオフ制御されることにより、バッテリ50と昇降圧コンバータ55側との接続および接続の解除を行なう。   The system main relay 56 is provided closer to the battery 50 than the capacitor 58 in the low voltage side power line 54b. This system main relay 56 is on / off controlled by the HVECU 70 to connect and disconnect the battery 50 and the step-up / down converter 55 side.

HVECU70は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。   Although not shown, the HVECU 70 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM that stores a processing program, a RAM that temporarily stores data, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU.

HVECU70には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。HVECU70に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号や、シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSPを挙げることができる。また、アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや、ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vも挙げることができる。更に、車体前側の中央部や両側部などに取り付けられた加速度センサ89からの車体加速度αも挙げることができる。   Signals from various sensors are input to the HVECU 70 via input ports. Examples of the signal input to the HVECU 70 include an ignition signal from the ignition switch 80 and a shift position SP from the shift position sensor 82 that detects the operation position of the shift lever 81. Further, the accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84 that detects the depression amount of the accelerator pedal 83, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 86 that detects the depression amount of the brake pedal 85, and the vehicle speed sensor 88 The vehicle speed V can also be mentioned. Furthermore, the vehicle body acceleration α from the acceleration sensor 89 attached to the center portion or both side portions on the front side of the vehicle body can also be mentioned.

HVECU70は、上述したように、エンジンECU24,モータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されている。   As described above, the HVECU 70 is connected to the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52 via the communication port.

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20では、ハイブリッド走行モード(HV走行モード),電動走行モード(EV走行モード)などの走行モードで走行する。HV走行モードは、エンジン22の運転とモータMG1,MG2の駆動とを伴って走行する走行モードである。EV走行モードは、エンジン22を運転停止すると共にモータMG2を駆動して走行する走行モードである。    In the hybrid vehicle 20 of the embodiment configured in this way, the vehicle travels in a travel mode such as a hybrid travel mode (HV travel mode) or an electric travel mode (EV travel mode). The HV traveling mode is a traveling mode in which traveling is performed with the operation of the engine 22 and the driving of the motors MG1 and MG2. The EV traveling mode is a traveling mode in which the engine 22 is stopped and the motor MG2 is driven to travel.

HV走行モードでは、HVECU70は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accと車速センサ88からの車速Vとに基づいて、駆動軸36に出力すべき要求トルクTr*を設定する。続いて、要求トルクTr*に駆動軸36の回転数Npを乗じて、走行に要求される走行用パワーPdrv*を計算する。ここで、駆動軸36の回転数Npとしては、モータMG2の回転数Nm2,車速Vに換算係数を乗じて得られる回転数などを用いることができる。そして、走行用パワーPdrv*からバッテリ50の充放電要求パワーPb*(バッテリ50から放電するときが正の値)を減じて、車両に要求される要求パワーPe*を計算する。次に、要求パワーPe*がエンジン22から出力されると共に要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるように、エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定し、モータMG1,MG2を回転数Nm1,Nm2およびトルク指令Tm1*,Tm2*からなる目標駆動点で駆動できるように高電圧側電力ライン54aの目標電圧(電圧指令)VH*を設定してエンジンECU24やモータECU40に送信する。具体的には、エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*をエンジンECU24に送信すると共に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*,高電圧側電力ライン54aの目標電圧VH*をモータECU40に送信する。エンジンECU24は、エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*を受信すると、受信した目標回転数Ne*および目標トルクTe*に基づいてエンジン22が運転されるように、エンジン22の吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などを行なう。モータECU40は、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*および高電圧側電力ライン54aの目標電圧VH*を受信すると、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なうと共に高電圧側電力ライン54aの電圧VHが目標電圧VH*となるよう昇降圧コンバータ55のトランジスタT31,T32のスイッチング制御を行なう。このHV走行モードでは、要求パワーPe*が停止用閾値Pstop以下に至ったときなどに、エンジン22の停止条件が成立したと判断し、エンジン22の運転を停止して、EV走行モードに移行する。   In the HV traveling mode, the HVECU 70 first sets the required torque Tr * to be output to the drive shaft 36 based on the accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84 and the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88. Subsequently, the required power Trd * is calculated by multiplying the required torque Tr * by the rotational speed Np of the drive shaft 36. Here, as the rotational speed Np of the drive shaft 36, the rotational speed Nm2 of the motor MG2 and the rotational speed obtained by multiplying the vehicle speed V by a conversion factor can be used. Then, the required power Pe * required for the vehicle is calculated by subtracting the required charge / discharge power Pb * of the battery 50 (a positive value when discharging from the battery 50) from the travel power Pdrv *. Next, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22 and the torques of the motors MG1 and MG2 are output so that the required power Pe * is output from the engine 22 and the required torque Tr * is output to the drive shaft 36. The commands Tm1 * and Tm2 * are set, and the motor MG1 and MG2 are driven at a target voltage (voltage command) of the high-voltage side power line 54a so that the motors MG1 and MG2 can be driven at a target drive point consisting of the rotational speeds Nm1 and Nm2. ) VH * is set and transmitted to the engine ECU 24 and the motor ECU 40. Specifically, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22 are transmitted to the engine ECU 24, and the torque commands Tm1 * and Tm2 * of the motors MG1 and MG2 and the target voltage VH * of the high voltage side power line 54a. Is transmitted to the motor ECU 40. When the engine ECU 24 receives the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22, the intake air of the engine 22 is operated so that the engine 22 is operated based on the received target rotational speed Ne * and the target torque Te *. Perform quantity control, fuel injection control, ignition control, etc. When the motor ECU 40 receives the torque commands Tm1 * and Tm2 * of the motors MG1 and MG2 and the target voltage VH * of the high voltage side power line 54a, the motor ECU 40 drives the motors MG1 and MG2 with the torque commands Tm1 * and Tm2 *. Switching control of the switching elements 41 and 42 is performed, and switching control of the transistors T31 and T32 of the step-up / down converter 55 is performed so that the voltage VH of the high voltage side power line 54a becomes the target voltage VH *. In this HV traveling mode, when the required power Pe * reaches the stop threshold value Pstop or less, it is determined that the stop condition of the engine 22 is satisfied, the operation of the engine 22 is stopped, and the EV traveling mode is entered. .

EV走行モードでは、HVECU70は、まず、HV走行モードと同様に、要求トルクTr*を設定する。続いて、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定する。そして、要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるように、モータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、HV走行モードでの走行時と同様に高電圧側電力ライン54aの目標電圧VH*を設定してモータECU40に送信する。そして、トルク指令Tm1*,Tm2*および高電圧側電力ライン54aの目標電圧VH*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なうと共に高電圧側電力ライン54aの電圧VHが目標電圧VH*となるよう昇降圧コンバータ55のトランジスタT31,T32のスイッチング制御を行なう。このEV走行モードでの走行時には、HV走行モードでの走行時と同様に計算した要求パワーPe*が始動用閾値Pstart以上に至ったときなどエンジン22の始動条件が成立したときに、エンジン22を始動してHV走行モードでの走行に移行する。    In the EV travel mode, the HVECU 70 first sets the required torque Tr * as in the HV travel mode. Subsequently, a value 0 is set in the torque command Tm1 * of the motor MG1. Then, the torque command Tm2 * of the motor MG2 is set so that the required torque Tr * is output to the drive shaft 36, and the target voltage VH * of the high voltage side power line 54a is set in the same manner as when traveling in the HV traveling mode. It sets and transmits to motor ECU40. Then, the motor ECU 40 that has received the torque commands Tm1 *, Tm2 * and the target voltage VH * of the high-voltage side power line 54a receives the inverters 41, 42 so that the motors MG1, MG2 are driven by the torque commands Tm1 *, Tm2 *. The switching control of the switching elements and the transistors T31 and T32 of the buck-boost converter 55 are performed so that the voltage VH of the high voltage side power line 54a becomes the target voltage VH *. When traveling in the EV traveling mode, the engine 22 is turned on when the engine 22 starting condition is satisfied, for example, when the required power Pe * calculated in the same manner as in the traveling in the HV traveling mode reaches a starting threshold value Pstart or more. Start and shift to traveling in the HV traveling mode.

実施例のハイブリッド自動車20では、車両の衝突を検知したときには、システムメインリレー56をオフとし、エンジン22が運転されているときには、エンジン22の運転を停止する。なお、車両の衝突は、実施例では、加速度センサ89により検出された車体加速度αが衝突判定用の閾値αrefを超えたときに検知する。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the system main relay 56 is turned off when a vehicle collision is detected, and the operation of the engine 22 is stopped when the engine 22 is operating. In the embodiment, the collision of the vehicle is detected when the vehicle body acceleration α detected by the acceleration sensor 89 exceeds the threshold value αref for collision determination.

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20における昇降圧コンバータ55のスイッチング制御について説明する。図3は、HVECU70により実行される昇圧制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。本ルーチンは、所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行される。   Next, switching control of the step-up / down converter 55 in the hybrid vehicle 20 of the embodiment thus configured will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an example of a boost control routine executed by the HVECU 70. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, every several msec).

本ルーチンが実行されると、HVECU70は、衝突制御フラグFを入力する処理を実行する(ステップS100)。衝突制御フラグFは、衝突が検知されたときに値1に設定されるフラグであり、初期値として値0に設定されている。   When this routine is executed, the HVECU 70 executes a process of inputting the collision control flag F (step S100). The collision control flag F is a flag that is set to a value of 1 when a collision is detected, and is set to a value of 0 as an initial value.

続いて、入力した衝突制御フラグFが値0か否かを調べる(ステップS110)。衝突制御フラグFが値0であるときには、続いて、車両の衝突が検知されているか否かを判定する(ステップS120)。車両の衝突は、上述したように、加速度センサ89により検出された車体加速度αが衝突判定用の閾値αrefを超えたときに検知する。   Subsequently, it is checked whether or not the input collision control flag F is 0 (step S110). When the collision control flag F is 0, it is subsequently determined whether or not a vehicle collision has been detected (step S120). As described above, the collision of the vehicle is detected when the vehicle body acceleration α detected by the acceleration sensor 89 exceeds the threshold value αref for collision determination.

ステップS120の処理で衝突が検知されていないときには、トランジスタT31,T32のうちの一方をオフに固定して他方をオンオフする方素子駆動の実行要求をモータECU40に送信して(ステップS120)、本ルーチンを終了する。方素子駆動の実行要求を受信したモータECU40は、昇降圧コンバータ55の制御において、リアクトルLに流れる電流ILの方向に応じてトランジスタT31,T32の一方をオフに固定して、他方をオンオフするようにトランジスタT31,T32を制御する方素子制御を実行する。図4は、電流ILがバッテリ50からインバータ41,42の方向の流れる電流または電流ILが値0であるときにおけるトランジスタT31,T32のオンオフの時間変化の一例を示す説明図である。図5は、電流ILがインバータ41,42からバッテリ50の方向へ流れる電流であるときにおけるトランジスタT31,T32のオンオフの時間変化の一例を示す説明図である。電流ILがバッテリ50からインバータ41,42の方向へ流れる電流であるときまたは電流ILが値0であるときには、図3に示すように、トランジスタT31をオフに固定して、トランジスタT32をオンオフする。このとき、スイッチング素子S31では、ダイオードD31を介してバッテリ50からインバータ41,42へ電流が流れる。電流ILがインバータ41,42からバッテリ50の方向へ流れる電流であるときには、図4に示すように、トランジスタT32をオフに固定して、トランジスタT31をオンオフする。このように、トランジスタT31,T32の一方をオフに固定して、他方をオンオフすることにより、スイッチング素子S1,S2の損失の低減を図ることができる。   If no collision is detected in the process of step S120, an element drive execution request for fixing one of the transistors T31 and T32 to be turned off and the other to be turned on and off is transmitted to the motor ECU 40 (step S120). End the routine. The motor ECU 40 that has received the execution request for the one-way element drive controls the buck-boost converter 55 so that one of the transistors T31 and T32 is fixed off and the other is turned on and off according to the direction of the current IL flowing through the reactor L. The element control for controlling the transistors T31 and T32 is executed. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of ON / OFF time change of the transistors T31 and T32 when the current IL flows from the battery 50 in the direction of the inverters 41 and 42 or when the current IL is 0. FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of time variation of ON / OFF of the transistors T31 and T32 when the current IL is a current flowing from the inverters 41 and 42 toward the battery 50. When the current IL is a current flowing from the battery 50 in the direction of the inverters 41 and 42, or when the current IL has a value of 0, as shown in FIG. 3, the transistor T31 is fixed off and the transistor T32 is turned on / off. At this time, in the switching element S31, a current flows from the battery 50 to the inverters 41 and 42 via the diode D31. When the current IL is a current flowing from the inverters 41 and 42 toward the battery 50, as shown in FIG. 4, the transistor T32 is fixed to be off and the transistor T31 is turned on and off. In this way, by fixing one of the transistors T31 and T32 off and turning on the other, the loss of the switching elements S1 and S2 can be reduced.

ステップS120の処理で衝突が検知されたと判定されたときには、衝突フラグFを値1に設定し(ステップS140)、スイッチング素子S1,S2が比較的高い温度となる素子加熱が発生しているか否かを判定する(ステップS150)。この判定は、スイッチング素子S1,S2の温度を検出する温度センサ55a,55bの素子温度TS1,TS2をモータECU40を介して入力し、素子温度TS1,TS2の少なくとも一方が所定温度Trefを超えているときに、素子加熱が発生していると判定する。ここで、所定温度Trefは、スイッチング素子S1,S2の上限温度や上限温度より若干低い温度として予め定められた値や、スイッチング素子S2,S2のダイオードD31,D32の上限温度や上限温度より若干低い温度としてもよく、例えば、80℃,85℃,90℃である。   When it is determined in step S120 that a collision has been detected, the collision flag F is set to a value 1 (step S140), and whether or not element heating at which the switching elements S1 and S2 have a relatively high temperature has occurred. Is determined (step S150). In this determination, the element temperatures TS1 and TS2 of the temperature sensors 55a and 55b that detect the temperatures of the switching elements S1 and S2 are input via the motor ECU 40, and at least one of the element temperatures TS1 and TS2 exceeds the predetermined temperature Tref. Sometimes, it is determined that element heating has occurred. Here, the predetermined temperature Tref is a value that is predetermined as a temperature that is slightly lower than the upper limit temperature and upper limit temperature of the switching elements S1 and S2, or slightly lower than the upper limit temperature and upper limit temperature of the diodes D31 and D32 of the switching elements S2 and S2. It is good also as temperature, for example, they are 80 degreeC, 85 degreeC, and 90 degreeC.

ステップS150の処理で素子加熱が発生していないと判定されたときには、トランジスタT31とトランジスタT32とを逆相でオンオフする両素子駆動の実行要求を送信して(ステップS160)、本ルーチンを終了する。両素子制御の実行要求を受信したモータECU40は、逆相でオンオフするようにトランジスタT31,T32を制御する両素子制御を実行する。図6は、トランジスタT31,T32のオンオフの時間変化の一例を示す説明図である。両素子制御では、トランジスタT31,T32をオンオフするから、方素子制御に比して、スイッチング素子S1,S2の損失が大きくなる。また、スイッチング素子S1,S2はRCIGBTとして構成されているから、トランジスタT31,T32をオンオフすることによるスイッチング素子S1,S2の損失が、IGBTとFWDとが同一の半導体基板に形成されていないIGBTに比して大きくなる。図7は、RCIGBTにおけるFWDの電圧(V)−電流(I)の特性の一例を示す説明図である。図中、実線は、IGBTのゲートをオンしているときにおけるFWDの電圧−電流特性である。破線は、IGBTのゲートをオフしているときにおけるFWDの電圧−電流特性である。RCIGBTでは、図示するように、IGBTのゲートをオンしているときには、オフしているときより、同一の電流を流すためにFWDに印加する電圧が大きくなり、FWDの損失が大きくなる。したがって、トランジスタT31,T32をオンオフする両素子制御は、一方のトランジスタをオフに固定する方素子制御に比して、損失が大きくなる。このように、両素子制御を実行することにより、スイッチング素子S1,S2の損失がより大きくなるから、コンデンサ57,58の電荷をより迅速に放電することができる。   When it is determined in step S150 that element heating has not occurred, a request to execute both element driving for turning on and off the transistors T31 and T32 in opposite phases is transmitted (step S160), and this routine is terminated. . The motor ECU 40 that has received the request to execute both-element control executes both-element control for controlling the transistors T31 and T32 so as to be turned on / off in the opposite phase. FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of time variation of ON / OFF of the transistors T31 and T32. In both element control, the transistors T31 and T32 are turned on and off, so that the loss of the switching elements S1 and S2 is larger than that in the direction element control. Further, since the switching elements S1 and S2 are configured as RCIGBT, the loss of the switching elements S1 and S2 due to turning on and off the transistors T31 and T32 is caused by the IGBT in which the IGBT and the FWD are not formed on the same semiconductor substrate. It becomes larger than that. FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of the voltage (V) -current (I) characteristics of the FWD in the RCIGBT. In the figure, the solid line represents the voltage-current characteristics of the FWD when the gate of the IGBT is turned on. A broken line is a voltage-current characteristic of the FWD when the gate of the IGBT is turned off. In the RCIGBT, as shown in the figure, when the gate of the IGBT is turned on, the voltage applied to the FWD becomes larger than when the gate is turned off, so that the loss of the FWD becomes larger. Therefore, both element controls for turning on and off the transistors T31 and T32 have a greater loss than the element control for fixing one transistor off. As described above, by executing the two-element control, the loss of the switching elements S1 and S2 becomes larger, so that the charges of the capacitors 57 and 58 can be discharged more quickly.

ステップS150の処理で素子加熱が発生していると判定されたときには、ステップS120の処理に進み、方素子駆動の実行要求を送信して(ステップS120)、本ルーチンを終了する。方素子駆動の実行要求を受信したモータECU40は、リアクトルLに流れる電流ILの方向に応じてトランジスタT31,T32の一方をオフに固定して、他方をオンオフするようにトランジスタT31,T32を制御する方素子制御を実行する。方素子制御では、両素子制御に比して、スイッチング素子S1,S2の損失が小さくなる。したがって、素子加熱が発生していると判定されたときに、方素子制御を実行することにより、スイッチング素子S1,S2の損失を低減することができ、スイッチング素子S1,S2の温度の上昇を抑制することができる。   If it is determined in step S150 that element heating has occurred, the process proceeds to step S120, a direction element drive execution request is transmitted (step S120), and this routine ends. The motor ECU 40 that has received the execution request for the one-way element driving controls the transistors T31 and T32 so that one of the transistors T31 and T32 is fixed to OFF according to the direction of the current IL flowing through the reactor L and the other is turned ON / OFF. Execute element control. In the two-way element control, the loss of the switching elements S1 and S2 is smaller than in the two-element control. Therefore, when it is determined that element heating has occurred, the loss of the switching elements S1 and S2 can be reduced by executing the direction element control, and the temperature rise of the switching elements S1 and S2 is suppressed. can do.

ステップS110の処理で衝突制御フラグFが値1であると判定されたときには、既に衝突が検知されていると判断して、ステップS150の処理に進み、素子加熱が発生していないときには両素子駆動の実行要求をモータECU40に送信し(ステップS160),素子加熱が発生しているときには方素子駆動の実行要求をモータECU40に送信して(ステップS120)、本ルーチンを終了する。   When it is determined in step S110 that the collision control flag F has a value of 1, it is determined that a collision has already been detected, and the process proceeds to step S150. When element heating has not occurred, both elements are driven. Is sent to the motor ECU 40 (step S160), and when element heating is occurring, a request to execute element driving is sent to the motor ECU 40 (step S120), and this routine is terminated.

以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、衝突が検知されてコンデンサ57,58の電荷を放電するときには、両素子制御を実行し、両素子制御を実行しているときに素子加熱が発生したときには、方素子制御を実行することにより、スイッチング素子S1,S2の温度の上昇を抑制することができる。   According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, when a collision is detected and the electric charges of the capacitors 57 and 58 are discharged, both element control is executed, and element heating occurs when both element control is executed. When this is done, an increase in the temperature of the switching elements S1, S2 can be suppressed by executing the direction element control.

実施例では、衝突が検知されてコンデンサ57の電荷を放電する際の昇降圧コンバータ55の制御について例示しているが、衝突と検知とは異なる要件でコンデンサ57の電荷を放電する際の昇降圧コンバータ55の制御に適用してもよい。   In the embodiment, the control of the step-up / down converter 55 when the collision is detected and the electric charge of the capacitor 57 is discharged is illustrated. However, the step-up / step-down step when discharging the electric charge of the capacitor 57 with different requirements from the collision and detection. You may apply to control of the converter 55. FIG.

実施例では、本発明を、エンジン22,プラネタリギヤ30,モータMG1,MG2を有するハイブリッド自動車20に適用する場合を例示しているが、モータと、モータを駆動するインバータと、バッテリと、バッテリが接続された第2電力ラインとインバータが接続された第1電力ラインとの間で電圧の変更を伴って電力のやりとりを行なう昇降圧コンバータと、第1電力ラインに取り付けられたコンデンサとを備える電気自動車に適用してもよい。また、こうしたハイブリッド自動車や電気自動車に適用するものに限定されず、モータと、インバータと、バッテリと、コンデンサと、を備える電力装置であればいかなるものに適用してもよい。更に、バッテリは、電荷を蓄電可能な蓄電装置であればよく、例えば、キャパシタとしてもよい。   In the embodiment, the case where the present invention is applied to the hybrid vehicle 20 having the engine 22, the planetary gear 30, and the motors MG1 and MG2 is illustrated, but the motor, the inverter that drives the motor, the battery, and the battery are connected. Electric vehicle comprising a step-up / step-down converter for exchanging electric power with a change in voltage between the second electric power line and the first electric power line to which the inverter is connected, and a capacitor attached to the first electric power line You may apply to. Moreover, it is not limited to what is applied to such a hybrid vehicle or an electric vehicle, You may apply to what kind of thing as long as it is an electric power apparatus provided with a motor, an inverter, a battery, and a capacitor | condenser. Further, the battery may be a power storage device capable of storing electric charge, and may be a capacitor, for example.

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、インバータ41が「インバータ」に相当し、バッテリ50が「蓄電装置」に相当し、昇降圧コンバータ55が「昇降圧コンバータ」に相当し、コンデンサ57が「コンデンサ」に相当し、モータECU40とHVECU70とが「制御装置」に相当する。   The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the inverter 41 corresponds to an “inverter”, the battery 50 corresponds to a “power storage device”, the buck-boost converter 55 corresponds to a “boost-boost converter”, the capacitor 57 corresponds to a “capacitor”, and the motor The ECU 40 and the HVECU 70 correspond to a “control device”.

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。   The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.

本発明は、電力装置の製造産業などに利用可能である。   The present invention can be used in the power device manufacturing industry.

20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、23 クランクポジションセンサ、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 プラネタリギヤ、36 駆動軸、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b 駆動輪、39c,39d 車輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54a 高電圧側電力ライン、54b 低電圧側電力ライン、55 昇降圧コンバータ、56 システムメインリレー、57,58 コンデンサ、57a,58a 電圧センサ、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(HVECU)、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、89 加速度センサ、D31,D32 ダイオード、L リアクトル、MG1,MG2,モータ、T31,T32 トランジスタ。   20 hybrid vehicle, 22 engine, 23 crank position sensor, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 planetary gear, 36 drive shaft, 38 differential gear, 39a, 39b drive wheel, 39c, 39d Wheel, 40 Electronic control unit for motor (motor ECU), 41, 42 Inverter, 43, 44 Rotation position detection sensor, 50 battery, 52 Electronic control unit for battery (battery ECU), 54a High voltage side power line, 54b Low voltage Side power line, 55 Buck-boost converter, 56 System main relay, 57, 58 capacitor, 57a, 58a Voltage sensor, 70 Electronic control unit for hybrid (HVECU), 80 Ignition switch , 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, 89 acceleration sensor, D31, D32 diode, L reactor, MG1, MG2, motor, T31, T32 transistor.

Claims (1)

モータを駆動するインバータと、
蓄電装置と、
前記インバータが接続された第1電力ラインにおける正極側のラインに接続され絶縁ゲートバイポーラトランジスタとフリホイールダイオードとが同一の半導体基板に形成された第1スイッチング素子と、前記第1スイッチング素子と前記第1電力ラインにおける負極側のラインとに接続された絶縁ゲートバイポーラトランジスタとフリホイールダイオードとが同一の基板に形成された第2スイッチング素子と、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との接続点と前記蓄電装置が接続された第2電力ラインにおける正極側のラインとに接続されたリアクトルと、を有する昇降圧コンバータと、
前記第1電力ラインに取り付けられたコンデンサと、
前記インバータと前記第1,第2スイッチング素子を制御する制御装置と、
を備える電力装置であって、
前記制御装置は、前記コンデンサの電荷を放電するときには、前記第1スイッチング素子の絶縁ゲートバイポーラトランジスタと前記第2スイッチング素子の絶縁ゲートバイポーラトランジスタとを逆相でオンオフする両素子制御を実行し、
更に、前記制御装置は、前記両素子制御を実行しているときに前記第1スイッチング素子および前記第2スイッチング素子の少なくとも一方の温度が所定温度を超えたときには、前記第1,第2スイッチング素子の絶縁ゲートバイポーラトランジスタのうちの一方の絶縁ゲートバイポーラトランジスタをオフとして他方の絶縁ゲートバイポーラトランジスタをオンオフする方素子制御を実行する、
電力装置。
An inverter that drives the motor;
A power storage device;
A first switching element connected to a positive-side line in a first power line to which the inverter is connected and having an insulated gate bipolar transistor and a freewheel diode formed on the same semiconductor substrate; the first switching element; A second switching element having an insulated gate bipolar transistor and a freewheeling diode connected to a negative-side line in one power line formed on the same substrate; and a connection between the first switching element and the second switching element. A step-up / down converter having a point and a reactor connected to a positive-side line in the second power line to which the power storage device is connected;
A capacitor attached to the first power line;
A control device for controlling the inverter and the first and second switching elements;
A power device comprising:
The control device executes both element control to turn on and off the insulated gate bipolar transistor of the first switching element and the insulated gate bipolar transistor of the second switching element in opposite phases when discharging the electric charge of the capacitor,
Further, when the temperature of at least one of the first switching element and the second switching element exceeds a predetermined temperature when the control of both elements is being performed, the control device is configured to perform the first and second switching elements. One of the insulated gate bipolar transistors is turned off and the other insulated gate bipolar transistor is turned on / off.
Power equipment.
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