JP2018103658A - Motor drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータ駆動装置に関し、詳しくは、エンジンおよびモータと共にハイブリッド車両に搭載されるモータ駆動装置に関する。 The present invention relates to a motor drive device, and more particularly to a motor drive device mounted on a hybrid vehicle together with an engine and a motor.
従来、この種のモータ駆動装置としては、エンジンおよびモータと共にハイブリッド車両に搭載され、インバータと、蓄電装置(走行用バッテリ)と、昇降圧コンバータ(昇圧コンバータ)と、吸気圧センサと、気圧センサと、を備え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、モータを駆動する。昇圧コンバータは、蓄電装置が接続された電力ラインとインバータが接続された電力ラインとの間に取り付けられている。吸気圧センサは、エンジンの吸気圧を検出する。気圧センサは、気圧を検出する。この装置では、インバータに接続された電力ラインの電圧が、気圧センサに応じた昇圧制限値(上限値)で制限された電圧となるように昇降圧コンバータを制御する。そして、吸気圧センサからの吸気圧に基づいて気圧センサが故障しているか否を診断し、気圧センサが故障しているときには、昇圧制限値を所定値とする。これにより、気圧センサに故障が生じたときでも、昇降圧コンバータの制御を継続している。 Conventionally, this type of motor drive device is mounted on a hybrid vehicle together with an engine and a motor, and includes an inverter, a power storage device (traveling battery), a step-up / down converter (boost converter), an intake pressure sensor, and an atmospheric pressure sensor. Have been proposed (for example, see Patent Document 1). The inverter drives a motor. The step-up converter is attached between the power line to which the power storage device is connected and the power line to which the inverter is connected. The intake pressure sensor detects the intake pressure of the engine. The atmospheric pressure sensor detects atmospheric pressure. In this device, the step-up / step-down converter is controlled so that the voltage of the power line connected to the inverter becomes a voltage limited by a boost limit value (upper limit value) corresponding to the atmospheric pressure sensor. Then, based on the intake pressure from the intake pressure sensor, it is diagnosed whether or not the atmospheric pressure sensor has failed. When the atmospheric pressure sensor has failed, the boost limit value is set to a predetermined value. Thereby, even when a failure occurs in the atmospheric pressure sensor, the control of the buck-boost converter is continued.
ところで、エンジンの吸入空気量に基づく気圧推定値と、気圧センサからの気圧検出値と、のうち低いほうの値を用いて昇圧制限値を設定するモータ駆動装置では、昇圧制限値が適正に設定されず、インバータに接続された電力ラインの電圧が制限され続ける場合がある。例えば、ハイブリッド車両において、降坂時には、通常、エンジンの運転を停止してモータからの動力で走行する。そのため、エンジンが始動されない期間が比較的長くなりがちであり、その場合、気圧推定値がエンジンの運転停止直前の値で維持される。そして、エンジンの運転停止直前の気圧推定値が気圧検出値より低いときには、気圧推定値を用いて昇圧制限値が設定されるから、降坂中で徐々に気圧が高くなっているにも拘わらず、不必要にインバータに接続された電力ラインの電圧が制限され続けてしまう。 By the way, in the motor drive device that sets the boost limit value using the lower one of the estimated pressure value based on the intake air amount of the engine and the detected pressure value from the pressure sensor, the boost limit value is set appropriately. In some cases, the voltage of the power line connected to the inverter continues to be limited. For example, in a hybrid vehicle, when the vehicle is going downhill, the engine is normally stopped and travels with the power from the motor. Therefore, the period during which the engine is not started tends to be relatively long. In this case, the estimated atmospheric pressure value is maintained at a value immediately before the engine is stopped. When the estimated atmospheric pressure immediately before the engine is stopped is lower than the detected atmospheric pressure value, the pressure increase limit value is set using the estimated atmospheric pressure value, so that the atmospheric pressure gradually increases during the downhill. Unnecessarily, the voltage of the power line connected to the inverter continues to be limited.
本発明のモータ駆動装置は、インバータに接続された電力ラインの電圧が不必要に制限され続けることを抑制することを主目的とする。 The motor drive device of the present invention is mainly intended to suppress the voltage of the power line connected to the inverter from being unnecessarily limited.
本発明のモータ駆動装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The motor driving apparatus of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明のモータ駆動装置は、
エンジンおよびモータと共にハイブリッド車両に搭載され、
前記モータを駆動するインバータと、
蓄電装置と、
前記蓄電装置が接続された第1電力ラインと前記インバータが接続された第2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、
気圧を検出する気圧センサと、
前記インバータと前記昇降圧コンバータとを制御する制御装置と、
を備えるモータ駆動装置であって、
前記制御装置は、前記第2電力ラインの電圧が、前記エンジンの吸入空気量に基づく気圧推定値と前記気圧センサにより検出された気圧検出値とのうち低いほうの値を用いて設定される昇圧制限値で制限された電圧となるように前記昇降圧コンバータを制御し、
更に、前記制御装置は、外気温が所定温度以上であるときには、前記気圧検出値を用いて前記昇圧制限値を設定する、
ことを要旨とする。
The motor drive device of the present invention is
It is installed in a hybrid vehicle together with an engine and a motor,
An inverter for driving the motor;
A power storage device;
A buck-boost converter that exchanges power with a change in voltage between the first power line to which the power storage device is connected and the second power line to which the inverter is connected;
An atmospheric pressure sensor for detecting atmospheric pressure;
A control device for controlling the inverter and the buck-boost converter;
A motor drive device comprising:
The control device is configured to increase the voltage of the second power line using a lower value of an estimated pressure value based on an intake air amount of the engine and a detected pressure value detected by the pressure sensor. Controlling the buck-boost converter so that the voltage is limited by the limit value;
Further, when the outside air temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, the control device sets the pressure increase limit value using the atmospheric pressure detection value.
This is the gist.
この本発明のモータ駆動装置では、第2電力ラインの電圧が、エンジンの吸入空気量に基づく気圧推定値と気圧センサにより検出された気圧検出値とのうち低いほうの値を用いて設定される昇圧制限値で制限された電圧となるように昇降圧コンバータを制御する。そして、外気温が所定温度以上であるときには、気圧検出値を用いて昇圧制限値を設定する。外気温が所定温度以上であるときには、ハイブリッド車両が比較的気圧が高い低地を走行していると考えられる。したがって、降坂時などエンジンが比較的長い期間始動されず気圧推定値が低い値で維持されたときでも、外気温が所定温度以上のときには気圧検出値を用いて昇圧制限値を設定するから、昇圧制限値を適正に設定することができる。この結果、インバータに接続された第2電力ラインの電圧が不必要に制限され続けることを抑制することができる。 In the motor drive device of the present invention, the voltage of the second power line is set using the lower value of the atmospheric pressure estimated value based on the intake air amount of the engine and the atmospheric pressure detected value detected by the atmospheric pressure sensor. The buck-boost converter is controlled so that the voltage is limited by the boost limit value. When the outside air temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the pressure increase limit value is set using the atmospheric pressure detection value. When the outside air temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, it is considered that the hybrid vehicle is traveling in a lowland with relatively high atmospheric pressure. Therefore, even when the engine is not started for a relatively long period of time, such as downhill, and the atmospheric pressure estimated value is maintained at a low value, when the outside air temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the pressure increase limit value is set using the atmospheric pressure detection value. The boost limit value can be set appropriately. As a result, it is possible to suppress the voltage of the second power line connected to the inverter from being unnecessarily limited.
こうした本発明のモータ駆動装置において、前記制御装置は、前記昇圧制限値を、前記気圧推定値が低いときには高いときに比して低く、且つ、前記気圧検出値が低いときには高いときに比して低くなるように設定するものとしてもよい。 In such a motor drive device of the present invention, the control device is configured such that the boost limit value is lower when the atmospheric pressure estimation value is lower than when it is higher and when the atmospheric pressure detection value is lower than when it is higher. It is good also as what sets so that it may become low.
また、本発明のモータ制御装置において、前記気圧推定値が前記気圧検出値より低い場合において、外気温が前記所定温度以上であるときに、前記気圧検出値を用いて前記昇圧制限値を設定してもよい。 In the motor control device of the present invention, when the estimated atmospheric pressure value is lower than the detected atmospheric pressure value and the outside air temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the boost limit value is set using the detected atmospheric pressure value. May be.
本発明のハイブリッド車両は、
走行用の動力を出力するエンジンと、
走行用の動力を出力するモータと、
上述したいずれかの態様の本発明のモータ駆動装置、すなわち、基本的には、前記エンジンおよび前記モータと共に前記ハイブリッド車両に搭載され、前記モータを駆動するインバータと、蓄電装置と、前記蓄電装置が接続された第1電力ラインと前記インバータが接続された第2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、気圧を検出する気圧センサと、前記インバータと前記昇降圧コンバータとを制御する制御装置と、を備えるモータ駆動装置であって、前記制御装置は、前記第2電力ラインの電圧が、前記エンジンの吸入空気量に基づく気圧推定値と前記気圧センサにより検出された気圧検出値とのうち低いほうの値を用いて設定される昇圧制限値で制限された電圧となるように前記昇降圧コンバータを制御し、更に、前記制御装置は、外気温が所定温度以上であるときには、前記気圧検出値を用いて前記昇圧制限値を設定する、モータ駆動装置と、
アクセルがオフされたときには、前記エンジンの運転を停止して前記モータからの動力で走行するように前記エンジンと前記モータ駆動装置とを制御するハイブリッド制御装置と、
を備えることを要旨とする。
The hybrid vehicle of the present invention
An engine that outputs driving power;
A motor that outputs driving power;
The motor drive device of the present invention according to any one of the aspects described above, that is, basically, an inverter that is mounted on the hybrid vehicle together with the engine and the motor, drives the motor, a power storage device, and the power storage device. A buck-boost converter that exchanges power with a change in voltage between a first power line connected to the second power line connected to the inverter, a barometric pressure sensor that detects atmospheric pressure, the inverter, and the And a control device that controls the step-up / down converter, wherein the control device uses a pressure estimation value based on an intake air amount of the engine and a pressure sensor so that the voltage of the second power line is The step-up / step-down voltage control is performed so that the voltage is limited by the boost limit value set using the lower one of the detected atmospheric pressure detection values. Controls converter, further, the control device, when the outside air temperature is higher than a predetermined temperature, sets the boosting limit value using the pressure detection value, and the motor drive unit,
When the accelerator is turned off, the hybrid control device controls the engine and the motor drive device so as to stop the operation of the engine and run with power from the motor;
It is a summary to provide.
この本発明のハイブリッド車両は、上述したいずれかの態様の本発明のモータ駆動装置を備えているから、本発明のモータ駆動装置が奏する効果、例えば、インバータに接続された第2電力ラインの電圧が不必要に制限され続けることを抑制する効果を奏する。 Since the hybrid vehicle of the present invention includes the motor drive device of the present invention according to any one of the aspects described above, the effect of the motor drive device of the present invention, for example, the voltage of the second power line connected to the inverter There is an effect of suppressing the unnecessarily being restricted.
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モータ駆動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。図2は、エンジン22の構成の概略を示す構成図である。図3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 a configuration of a
エンジン22は、例えばガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料を用いて動力を出力する内燃機関として構成されている。図2に示すように、エンジン22は、エアクリーナ122により清浄された空気をスロットルバルブ124を介して吸入すると共に燃料噴射弁126から燃料を噴射して空気と燃料とを混合する。そして、この混合気を吸気バルブ128を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ130による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン132の往復運動をクランクシャフト26の回転運動に変換する。燃焼室からの排気は、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC),窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する浄化触媒(三元触媒)を有する浄化装置134を介して外気に排出される。
The
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。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。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が入力ポートを介して入力されている。エンジンECU24に入力される信号としては、例えば、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140からのクランク角θcrや、エンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサ142からの冷却水温Twを挙げることができる。また、吸気バルブ128を開閉するインテークカムシャフトの回転位置や排気バルブを開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ144からのカム角θci,θcoも挙げることができる。更に、スロットルバルブ124のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ146からのスロットル開度THや、吸気管に取り付けられたエアフローメータ148からの吸入空気量Qa,吸気管に取り付けられた温度センサ149からの吸気温Taも挙げることができる。加えて、排気管に取り付けられた空燃比センサ135aからの空燃比AFや、排気管に取り付けられた酸素センサ135bからの酸素信号O2も挙げることができる。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から出力される信号としては、例えば、スロットルバルブ124のポジションを調節するスロットルモータ136への駆動制御信号や、燃料噴射弁126への駆動制御信号,イグナイタと一体化されたイグニッションコイル138への駆動制御信号を挙げることができる。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140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。
The operation of the
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、駆動輪38a,38bにデファレンシャルギヤ37を介して連結された駆動軸36が接続されている。プラネタリギヤ30のキャリヤには、図示しないダンパを介してエンジン22のクランクシャフト26が接続されている。
The
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
図1や図3に示すように、インバータ41は、高圧側電力ライン54aに接続されている。このインバータ41は、6つのトランジスタ(スイッチング素子)T11〜T16と、6つのダイオードD11〜D16と、を有する。トランジスタT11〜T16は、それぞれ、高圧側電力ライン54aの正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側になるように、2個ずつペアで配置されている。6つのダイオードD11〜D16は、それぞれ、トランジスタT11〜T16に逆方向に並列接続されている。トランジスタT11〜T16の対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータMG1の三相コイル(U相,V相,W相)の各々が接続されている。したがって、インバータ41に電圧が作用しているときに、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、対となるトランジスタT11〜T16のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータMG1が回転駆動される。
As shown in FIG. 1 and FIG. 3, the
インバータ42は、インバータ41と同様に、高圧側電力ライン54aに接続されている。また、インバータ42は、インバータ41と同様に、6つのトランジスタ(スイッチング素子)T21〜T26と、6つのダイオードD21〜D26と、を有する。そして、インバータ42に電圧が作用しているときに、モータECU40によって、対となるトランジスタT21〜T26のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータMG2が回転駆動される。
Similarly to the
昇降圧コンバータ55は、高圧側電力ライン54aと、バッテリ50が接続された低圧側電力ライン54bと、に接続されている。この昇降圧コンバータ55は、2つのトランジスタ(スイッチング素子)T31,T32と、2つのダイオードD31,D32と、リアクトルLと、を有する。トランジスタT31は、高圧側電力ライン54aの正極母線に接続されている。トランジスタT32は、トランジスタT31と、高圧側電力ライン54aおよび低圧側電力ライン54bの負極母線と、に接続されている。2つのダイオードD31,D32は、それぞれ、トランジスタT31,T32に逆方向に並列接続されている。リアクトルLは、トランジスタT31,T32同士の接続点Cnと、低圧側電力ライン54bの正極母線と、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、低圧側電力ライン54bの電力を昇圧して高圧側電力ライン54aに供給したり、高圧側電力ライン54aの電力を降圧して低圧側電力ライン54bに供給したりする。
The step-up / down
高圧側電力ライン54aの正極母線と負極母線とには、高圧側コンデンサ57が接続されている。低圧側電力ライン54bの正極母線と負極母線とには、低圧側コンデンサ58が接続されている。
A high-
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や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。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。各種センサからの信号としては、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やモータMG1,MG2の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流などを挙げることができる。また、高圧側コンデンサ57の端子間に取り付けられた電圧センサ57aからの高圧側コンデンサ57(高圧側電力ライン54a)の電圧VHや低圧側コンデンサ58の端子間に取り付けられた電圧センサ58aからの低圧側コンデンサ58(低圧側電力ライン54b)の電圧VL,昇降圧コンバータ55の接続点CnとリアクトルLとの間に取り付けられた電流センサ55aからのリアクトルLの電流IL(リアクトルL側から接続点側に流れるときが正の値)なども挙げることができる。
Although not shown, the
モータECU40からは、モータMG1,MG2や昇降圧コンバータ55を駆動制御するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。種々の制御信号としては、インバータ41,42のトランジスタT11〜T16,T21〜T26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を挙げることができる。
Various control signals for driving and controlling the motors MG1, MG2 and the step-up / down
モータECU40は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。このモータECU40は、HVECU70からの制御信号によってモータMG1,MG2や昇降圧コンバータ55を駆動制御する。また、モータECU40は、必要に応じてモータMG1,MG2や昇降圧コンバータ55の駆動状態に関するデータをHVECU70に出力する。なお、モータECU40は、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。更に、モータECU40は、現在から所定時間前までに電流センサ55aにより検出されたリアクトルLの電流ILの検出値を図示しないRAMに記憶している。
The
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
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51a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51b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51c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
システムメインリレー56は、低圧側電力ライン54bにおける低圧側コンデンサ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
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
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,気圧を検出する気圧センサ90からの気圧Pa,外気温を検出する温度センサ92からの外気温Taを挙げることができる。
Signals from various sensors are input to the
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
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
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、走行に要求される(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*を設定する。そして、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*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,開閉タイミング制御などを行なう。モータECU40は、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を受信すると、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようにインバータ41,42のトランジスタ(スイッチング素子)T11〜T16,T21〜T26のスイッチング制御を行なう。モータECU40は、こうしたインバータ41,42のスイッチング制御と共に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*とモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2とに基づいてモータMG1,MG2を駆動するのに必要な要求電圧VHreqを設定し、要求電圧VHreqと高圧側電力ライン54aの電圧に許容される昇圧制限電圧VHlimとのうち低いほうの電圧(要求電圧VHreqを昇圧制限電圧VHlimで制限した電圧)を目標電圧VH*に設定する。昇圧制限電圧VHlimは、大気圧が低いほどモータMG1,MG2の絶縁体の部分放電による絶縁性能の劣化が生じやすくなることを考慮して、高圧側電力ライン54aの電圧を低く抑えるための値である。昇圧制限電圧VHlimの設定については、後述する。そして、高圧側電力ライン54aの電圧VHが目標電圧VH*となるために必要なリアクトルLの目標電流IL*を設定し、リアクトルLに流れる電流ILが目標電流IL*となるように昇降圧コンバータ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 travel mode, first, the
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、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルク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*を設定する。そして、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信する。モータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようにインバータ41,42のトランジスタ(スイッチング素子)T11〜T16,T21〜T26のスイッチング制御を行なう。モータECU40は、HV走行モードと同様に、インバータ41,42のスイッチング制御と共に、要求電圧VHreqと昇圧制限電圧VHlimとのうち低いほうの電圧(要求電圧VHreqを昇圧制限電圧VHlimで制限した電圧)を目標VH*に設定し、高圧側電力ライン54aの電圧VHが目標電圧VH*となるために必要なリアクトルLの目標電流IL*を設定し、リアクトルLに流れる電流ILが目標電流IL*となるように昇降圧コンバータ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走行モードでは、HV走行モードと同様に計算した要求パワーPe*が停止用閾値Pstopよりも大きい始動用閾値Pstart以上に至ったときなどに、エンジン22の始動条件が成立したと判断し、エンジン22を始動して、HV走行モードに移行する。
In the EV travel mode, the
また、実施例のハイブリッド自動車20では、エンジンECU24は、大気圧を学習する所定の学習条件が成立したときに、大気圧学習を実行する。大気圧学習では、エンジン22の運転状態、例えば、エンジン22の回転数Neやスロットル開度SP,バルブタイミングなどに基づいてエンジン22の推定吸入空気量Qestを設定する。推定吸入空気量Qestは、エンジン22の運転状態が現在の回転数Neやスロットル開度SP,バルブタイミングなどで定常状態であるときにエンジン22に吸入される空気の体積流量を、現在の大気圧が大気圧学習値(気圧推定値)P1であるとしたときの質量流量に換算して設定されるものである。推定吸入空気量Qestは、実施例では、回転数Neとスロットル開度SP,バルブタイミングなどと体積流量との関係を実験や解析などにより予め求めてマップとして図示しないROMに記憶しておき、回転数Neやスロットル開度SP,バルブタイミングなどとが与えられたときにマップから対応する体積流量を導出し、この体積流量に現在の大気圧学習値P1に応じた係数を乗じることにより推定吸入空気量Qestを設定する。そして、エアフローメータ148により検出された吸入空気量Qから推定吸入空気量Qestを減じて空気量ΔQを計算し、空気量差ΔQが所定範囲内であるときには大気圧学習値P1を維持し、空気量差ΔQが所定範囲外であるときには現在の大気圧学習値(気圧推定値)P1に空気量差ΔQに応じた補正値を加えて大気圧学習値(気圧推定値)P1を更新する。こうして得られた大気圧学習値(気圧推定値)P1は、エンジン22の運転制御や後述する昇圧制限電圧VHlimの設定に用いられる。
Further, in the
次に、こうして構成されたハイブリッド自動車の動作、特に、昇圧制限電圧VHlimを設定する際の動作について説明する。図4は、モータECU40により実行される昇圧制限電圧設定処理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)に繰り返して実行される。
Next, the operation of the hybrid vehicle configured as described above, particularly the operation when setting the boost limit voltage VHlim will be described. FIG. 4 is a flowchart showing an example of a boost limit voltage setting process routine executed by the
本ルーチンが実行されると、モータECU40は、気圧Paや大気圧学習値P1,外気温Taを入力する処理を実行する(ステップS100)。気圧Paは、気圧センサ90により検出された値を入力している。大気圧学習値P1は、上述した大気圧学習で得られた値をエンジンECU24からHVECU70を介して通信により入力している。外気温Taは、温度センサ92により検出された値を入力している。
When this routine is executed, the
続いて、大気圧学習値P1が気圧Paより高いか否かを判定すると共に(ステップS110)、外気温Taが判定用閾値Tref以上であるか否かを判定する(ステップS120)。判定用閾値Trefは、標高が比較的高い高地を走行しているか否かを判定するための閾値であり、例えば、1℃,3℃,5℃などに設定される。したがって、ステップS120の処理は、車両が高地を走行中か否かを判定する処理となっている。 Subsequently, it is determined whether or not the atmospheric pressure learning value P1 is higher than the atmospheric pressure Pa (step S110), and it is determined whether or not the outside air temperature Ta is equal to or higher than a determination threshold value Tref (step S120). The determination threshold value Tref is a threshold value for determining whether or not the vehicle is traveling on a high altitude with a relatively high altitude. For example, the determination threshold value Tref is set to 1 ° C., 3 ° C., 5 ° C., or the like. Therefore, the process of step S120 is a process of determining whether or not the vehicle is traveling on a highland.
ステップS110の処理で大気圧学習値P1が気圧Paより高いと判定されたときには、大気圧学習値P1と気圧Paとのうち低いほうの値である気圧Paを用いて昇圧制限電圧VHlimを設定して(ステップS130)、本ルーチンを終了する。ステップS130の処理では、昇圧制限電圧VHlimを、気圧Paが低いときには高いときより低くなるように、すなわち、気圧Paが低いほど低くなるように設定する。これは、大気圧が低いほどモータMG1,MG2の絶縁体の部分放電による絶縁性能の劣化が生じやすくなり、高圧側電力ライン54aの電圧を低く抑える必要があるからである。気圧学習値P1と気圧Paとのうち低いほうの値である気圧Paを用いるのは、気圧学習値P1,気圧Paの双方が演算誤差や検出誤差等によりそれぞれ実際の大気圧と乖離している可能性があり、低いほうの値を用いて昇圧制限電圧VHlimを設定することで、より確実に、絶縁性能の劣化を抑制することができるからである。こうして昇圧制限電圧VHlimを設定したモータECU40は、要求電圧VHreqを昇圧制限電圧VHlimで制限した電圧を目標VH*に設定して、高圧側電力ライン54aの電圧VHが目標電圧VH*となるように昇降圧コンバータ55のトランジスタT31,T32のスイッチング制御を行なう。このように、大気圧学習値P1と気圧Paとのうち低いほうの値である気圧Paを用いて昇圧制限電圧VHlimを設定することにより、より確実に、絶縁性能の劣化を抑制することができる。
When it is determined in step S110 that the atmospheric pressure learning value P1 is higher than the atmospheric pressure Pa, the boost limiting voltage VHlim is set using the atmospheric pressure Pa which is the lower value of the atmospheric pressure learning value P1 and the atmospheric pressure Pa. (Step S130), and this routine is finished. In the process of step S130, the boost limiting voltage VHlim is set to be lower when the atmospheric pressure Pa is lower than when it is higher, that is, lower as the atmospheric pressure Pa is lower. This is because the lower the atmospheric pressure, the easier the deterioration of the insulation performance due to the partial discharge of the insulators of the motors MG1 and MG2, and the voltage of the high-voltage
ステップS110の処理で大気圧学習値P1が気圧Paより高くなく(大気圧学習値P1が気圧Pa以下である)、且つ、外気温Taが判定用閾値Tref未満であるときには、大気圧学習値P1を用いて昇圧制限値VHlimを設定して(ステップS140)、本ルーチンを終了する。ステップS140の処理では、昇圧制限電圧VHlimは、大気圧学習値P1が低いときには高いときより低くなるように、すなわち、大気圧学習値P1が低いほど低くなるように設定する。ステップS140で大気圧学習値P1を用いて昇圧制限値VHlimを設定するのは、以下の理由に基づく。外気温Taが判定用閾値Tref未満であるときは、車両が高地を走行しており、降坂中ではないと考えられる。そのため、エンジン22の運転停止が継続する期間がさほど長くなく、大気圧学習値P1を学習する機会が十分にあるため、大気圧学習値P1を用いて昇圧制限値VHlimを設定しても差し支えない。こうした理由から、ステップS140で大気圧学習値P1を用いて昇圧制限値VHlimを設定するのである。こうして昇圧制限電圧VHlimを設定したモータECU40は、要求電圧VHreqを昇圧制限電圧VHlimで制限した電圧を目標VH*に設定して、高圧側電力ライン54aの電圧VHが目標電圧VH*となるように昇降圧コンバータ55のトランジスタT31,T32のスイッチング制御を行なう。これにより、より確実に、絶縁性能の劣化を抑制することができる。
When the atmospheric pressure learning value P1 is not higher than the atmospheric pressure Pa (the atmospheric pressure learning value P1 is equal to or lower than the atmospheric pressure Pa) and the outside air temperature Ta is less than the determination threshold Tref in the process of step S110, the atmospheric pressure learning value P1. Is used to set the boost limit value VHlim (step S140), and this routine is terminated. In the process of step S140, the boost limiting voltage VHlim is set to be lower when the atmospheric pressure learning value P1 is lower than when it is higher, that is, lower as the atmospheric pressure learning value P1 is lower. The step S140 is used to set the boost limit value VHlim using the atmospheric pressure learning value P1 for the following reason. When the outside air temperature Ta is less than the determination threshold Tref, it is considered that the vehicle is traveling on a highland and not on a downhill. For this reason, the period during which the operation of the
ステップS110の処理で大気圧学習値P1が気圧Paより高くなく(大気圧学習値P1が気圧Pa以下である)、且つ、外気温Taが判定用閾値Tref以上であるときには、気圧Paを用いて昇圧制限値VHlimを設定して(ステップS130)、本ルーチンを終了する。ここで、気圧Paを用いて昇圧制限値VHlimを設定するのは、以下の理由に基づく。外気温Taが判定用閾値Tref以上であるときは、車両が降坂中か低地を走行していると考えられる。降坂中の場合、エンジン22の運転を停止してEV走行モードでの走行が継続する場合がある。EV走行モードでの走行中では、大気圧学習が行なわれないことから、大気圧学習値P1はエンジン22の運転を停止する直前の値、すなわち、降坂開始時で標高が高いときに設定された値となる。そのため、降坂中で車両が比較的低地を走行しているときに、降坂開始時で標高が高いときに設定された大気圧学習値P1を用いると、昇圧制限値VHlimが必要以上に低く設定され、高圧側電力ライン54aの電圧が不必要に制限され続けてしまう。実施例では、大気圧学習値P1が気圧Paより高くない(大気圧学習値P1が気圧Pa以下である)ときでも、外気温Taが判定用閾値Tref以上であるときには、気圧Paを用いて昇圧制限値VHlimを設定するから、昇圧制限値VHlimが必要以上に低く設定され、高圧側電力ライン54aの電圧が不必要に制限され続けてしまうことを抑制することができる。
When the atmospheric pressure learning value P1 is not higher than the atmospheric pressure Pa in the process of step S110 (the atmospheric pressure learning value P1 is equal to or lower than the atmospheric pressure Pa) and the outside air temperature Ta is equal to or higher than the determination threshold Tref, the atmospheric pressure Pa is used. The boost limit value VHlim is set (step S130), and this routine ends. Here, the boost limit value VHlim is set using the atmospheric pressure Pa for the following reason. When the outside air temperature Ta is equal to or higher than the determination threshold Tref, it is considered that the vehicle is traveling downhill or traveling in a lowland. When downhill, the operation of the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、外気温Taが判定用閾値Tref以上であるときには、気圧Paを用いて昇圧制限値VHlimを設定することにより、昇圧制限値VHlimが必要以上に低く設定され、高圧側電力ライン54aの電圧が不必要に制限され続けてしまうことを抑制することができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、大気圧学習値P1が気圧Paより高くなく(大気圧学習値P1が気圧Pa以下である)、且つ、外気温Taが判定用閾値Tref以上であるときに、気圧Paを用いて昇圧制限値VHlimを設定している。しかしながら、大気圧学習値P1が気圧Paより高いか否かに拘わらず、外気温Taが判定用閾値Tref以上であるときに、気圧Paを用いて昇圧制限値VHlimを設定してもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、バッテリ50を用いるものとしたが、蓄電可能な蓄電装置であれば如何なるものを用いてもよく、例えば、キャパシタを用いるものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジンECU24とモータECU40とバッテリECU52とHVECU70とを備えるものとしたが、これらのうちの少なくとも一部を単一の電子制御ユニットとして構成するものとしてもよい。
Although the
実施例では、プラネタリギヤ30のサンギヤにモータMG1を接続し、キャリヤにエンジン22を接続し、リングギヤに駆動輪38a,38bに連結された駆動軸36およびモータMG2を接続するハイブリッド自動車20に搭載されるモータ駆動装置に対して本発明を適用するものとした。エンジンとモータとを備えるハイブリッド自動車に搭載されるモータ駆動装置であれば、如何なる構成のモータ駆動装置に本発明を適用するものとしてもよい。例えば、駆動輪に連結された駆動軸に変速機を介してモータを接続すると共にこのモータにクラッチを介してエンジンを接続するハイブリッド自動車に搭載されるモータ駆動装置に本発明を適用するものとしてもよい。
In the embodiment, the motor MG1 is connected to the sun gear of the
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「エンジン」に相当し、モータMG2が「モータ」に相当し、インバータ42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、気圧センサ90が「気圧センサ」に相当し、モータECU40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
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. In other words, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem 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 problem. 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、モータ駆動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 motor drive manufacturing industry.
20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、30 プラネタリギヤ、36 駆動軸、37 デファレンシャルギヤ、38a,38b 駆動輪、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、51a 電圧センサ、51b 電流センサ、51c 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54a 高圧側電力ライン、54b 低圧側電力ライン、55 昇降圧コンバータ、55a 電流センサ、56 システムメインリレー、57 高圧側コンデンサ、58 低圧側コンデンサ、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、90 気圧センサ、92,149 温度センサ、122 エアクリーナ、124 スロットルバルブ、126 燃料噴射弁、128 吸気バルブ、130 点火プラグ、132 ピストン、134 浄化装置、135a 空燃比センサ、135b 酸素センサ、136 スロットルモータ、138 イグニッションコイル、140 クランクポジションセンサ、142 水温センサ、144 カムポジションセンサ、146 スロットルバルブポジションセンサ、148 エアフローメータ、Cn 接続点、D11〜D16,D21〜D26,D31,D32 ダイオード、L リアクトル、MG1,MG2 モータ、T11〜T16,T21〜T26,T31,T32 トランジスタ。 20 hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 30 planetary gear, 36 drive shaft, 37 differential gear, 38a, 38b drive wheel, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 Inverter, 43, 44 Rotation position detection sensor, 50 battery, 51a Voltage sensor, 51b Current sensor, 51c Temperature sensor, 52 Battery electronic control unit (battery ECU), 54a High voltage side power line, 54b Low voltage side power line 55 Buck-boost converter, 55a Current sensor, 56 System main relay, 57 High-voltage side capacitor, 58 Low-voltage side capacitor, 57a, 58a Voltage sensor, 70 Hybrid electronic control unit (HVE) U), 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, 90 atmospheric pressure sensor, 92, 149 temperature sensor, 122 air cleaner, 124 throttle valve, 126 fuel injection valve, 128 intake valve, 130 spark plug, 132 piston, 134 purification device, 135a air-fuel ratio sensor, 135b oxygen sensor, 136 throttle motor, 138 ignition coil, 140 crank position sensor, 142 Water temperature sensor, 144 Cam position sensor, 146 Throttle valve position sensor, 148 Air flow meter, Cn Connection point, D1 1 to D16, D21 to D26, D31, D32 Diode, L reactor, MG1, MG2 motor, T11 to T16, T21 to T26, T31, T32 transistors.
Claims (1)
前記モータを駆動するインバータと、
蓄電装置と、
前記蓄電装置が接続された第1電力ラインと前記インバータが接続された第2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、
気圧を検出する気圧センサと、
前記インバータと前記昇降圧コンバータとを制御する制御装置と、
を備えるモータ駆動装置であって、
前記制御装置は、前記第2電力ラインの電圧が、前記エンジンの吸入空気量に基づく気圧推定値と前記気圧センサにより検出された気圧検出値とのうち低いほうの値を用いて設定される昇圧制限値で制限された電圧となるように前記昇降圧コンバータを制御し、
更に、前記制御装置は、外気温が所定温度以上であるときには、前記気圧検出値を用いて前記昇圧制限値を設定する、
モータ駆動装置。 It is installed in a hybrid vehicle together with an engine and a motor,
An inverter for driving the motor;
A power storage device;
A buck-boost converter that exchanges power with a change in voltage between the first power line to which the power storage device is connected and the second power line to which the inverter is connected;
An atmospheric pressure sensor for detecting atmospheric pressure;
A control device for controlling the inverter and the buck-boost converter;
A motor drive device comprising:
The control device is configured to increase the voltage of the second power line using a lower value of an estimated pressure value based on an intake air amount of the engine and a detected pressure value detected by the pressure sensor. Controlling the buck-boost converter so that the voltage is limited by the limit value;
Further, when the outside air temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, the control device sets the pressure increase limit value using the atmospheric pressure detection value.
Motor drive device.
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