JP2019073204A - Hybrid vehicle - Google Patents

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Abstract

To prevent driving force from being output from a second motor when a second motor control device is broken without complicating a communication circuit.SOLUTION: A hybrid vehicle includes: an engine; a first motor; a planetary gear to which the engine, the first motor and a driving shaft are connected; a second motor capable of inputting/outputting power to/from the driving shaft; a battery; a first inverter for driving the first motor; a second inverter for driving the second motor; an MG1 ECU for controlling the first inverter; an MG2 ECU for controlling the second inverter; and a relay (SMR) for relaying/intercepting a power line between the first and second inverters and the battery. The MG1 ECU and the MG2 ECU are configured to mutually monitor presence/absence of failure thereof. When the MG1 ECU detects occurrence of failure in the MG2 ECU, the relay is intercepted, and the first inverter is controlled by the MG1 ECU so as to prevent torque from being output from the first motor.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関する。   The present invention relates to a hybrid vehicle.

従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと、第1モータ(第1モータジェネレータ)と、3つの回転要素にエンジンと第1モータと出力軸とが接続された遊星歯車機構と、出力軸に接続された第2モータ(第2モータジェネレータ)と、バッテリと、第1モータとバッテリとの間で電力を変換する第1インバータと、第2モータとバッテリとの間で電力を変換する第2インバータと、第1インバータを制御する第1モータ用制御装置と、第2インバータを制御する第2モータ用制御装置と、を備えるハイブリッド自動車が提案されている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド自動車では、第1モータ用制御装置と第2モータ用制御装置とが相互に故障の有無を監視するよう構成され、第2モータ用制御装置が第1モータ用制御装置に故障が発生したことを検知すると、第2モータ用制御装置により第2モータを駆動して退避走行を行なったり、車両の走行を直ちに禁止したりする。   Conventionally, as a hybrid vehicle of this type, an engine, a first motor (first motor generator), a planetary gear mechanism in which the engine, the first motor, and an output shaft are connected to three rotating elements, an output shaft A second motor (second motor generator) connected, a battery, a first inverter for converting power between the first motor and the battery, and a second for converting power between the second motor and the battery A hybrid vehicle is proposed that includes an inverter, a first motor control device that controls the first inverter, and a second motor control device that controls the second inverter (see, for example, Patent Document 1). In this hybrid vehicle, the first motor control device and the second motor control device are configured to mutually monitor the presence or absence of a failure, and the second motor control device has a failure in the first motor control device. When it is detected, the second motor control device drives the second motor to perform retraction travel or immediately prohibits the travel of the vehicle.

特開2017−136989号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2017-136989

上述したハイブリッド自動車において、第1モータ用制御装置に故障が発生した場合には、第2モータ用制御装置により第2インバータをシャットダウンすることで、車両の走行を禁止することができる。しかしながら、第2モータ用制御装置に故障が発生した場合には、第2モータ用制御装置によっては、第2インバータをシャットダウンすることができない。この場合、第2モータの駆動を停止するために、第2インバータにシャットダウン信号を出力する信号回路を、第1インバータを制御する第1モータ用制御装置側に設けることが考えられるが、通信システムが複雑化すると共にコスト増を招いてしまう。   In the above-described hybrid vehicle, when a failure occurs in the first motor control device, the traveling of the vehicle can be prohibited by shutting down the second inverter by the second motor control device. However, if a failure occurs in the second motor control device, the second motor control device can not shut down the second inverter. In this case, in order to stop the driving of the second motor, it is conceivable to provide a signal circuit that outputs a shutdown signal to the second inverter on the side of the first motor control device that controls the first inverter. Increases complexity and cost.

本発明のハイブリッド自動車は、通信回路を複雑化することなく、第2モータ用制御装置の故障時に第2モータから駆動力が出力されないようにすることを主目的とする。   The hybrid vehicle of the present invention is mainly intended to prevent the driving force from being output from the second motor when the second motor control device fails, without complicating the communication circuit.

本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。   The hybrid vehicle of the present invention adopts the following means in order to achieve the above-mentioned main object.

本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンと、第1モータと、3つの回転要素に前記エンジンの出力軸と前記第1モータの回転軸と車軸に連結された駆動軸とが接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力可能な第2モータと、蓄電装置と、前記第1モータを駆動する第1インバータと、前記第2モータを駆動する第2インバータと、前記蓄電装置と前記第1インバータおよび前記第2インバータとの間の電力ラインを継断するリレーと、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記第1インバータを制御する第1モータ用制御装置と、
前記第2インバータを制御する第2モータ用制御装置と、
を有し、
前記第2モータ用制御装置が故障した場合には、前記リレーを遮断した状態で前記第1モータ用制御装置により前記第1モータからトルクが出力されないよう前記第1インバータを制御する、
ことを要旨とする。
The hybrid vehicle of the present invention is
A planetary gear mechanism in which an engine, a first motor, a drive shaft connected to an output shaft of the engine and a rotational shaft of the first motor and an axle to three rotating elements are connected, power is transmitted to the drive shaft A second motor capable of input / output, a power storage device, a first inverter for driving the first motor, a second inverter for driving the second motor, the power storage device, the first inverter and the second inverter And a relay for connecting and disconnecting a power line between
A first motor control device for controlling the first inverter;
A second motor control device for controlling the second inverter;
Have
When the second motor control device fails, the first motor control device controls the first inverter so that the torque is not output from the first motor while the relay is shut off.
Make it a gist.

この本発明のハイブリッド自動車では、第2モータ用制御装置が故障した場合には、リレーを遮断した状態で第1モータ用制御装置により第1モータからトルクが出力されないよう第1インバータを制御する。これにより、第2モータから蓄電装置が切り離されると同時に、第1モータから第2モータへの電力の供給も遮断されるため、第2モータは、トルクを出力することができなくなる。したがって、第2インバータをシャットダウンするための信号回路を第1モータ用制御装置に設ける必要がなく、通信回路を複雑化することなく、第2モータ用制御装置の故障時に第2モータから駆動力が出力されないようにすることができる。   In the hybrid vehicle of the present invention, when the second motor control device fails, the first motor control device controls the first inverter so that the torque is not output from the first motor while the relay is shut off. As a result, the power storage device is disconnected from the second motor, and at the same time the supply of power from the first motor to the second motor is also cut off, so the second motor can not output torque. Therefore, it is not necessary to provide a signal circuit for shutting down the second inverter in the control device for the first motor, and without complicating the communication circuit, when the failure in the control device for the second motor causes the driving force from the second motor to It is possible not to output.

図1は、本発明の一実施例としての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。FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a hybrid vehicle 20 as an embodiment of the present invention. モータMG1,MG2を含む電気系の構成を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration of an electric system including motors MG1 and MG2. HVECU70により実行されるMG2ECU故障時処理の一例を示すフローチャートである。15 is a flowchart illustrating an example of an MG2ECU failure process executed by the HVECU 70; MG2ECU故障時にモータMG2への電力の供給を遮断する様子を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory view showing a state of interrupting the supply of power to the motor MG2 at the time of failure of the MG2 ECU.

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, modes for carrying out the present invention will be described using examples.

図1は、本発明の一実施例としての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。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、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、昇圧コンバータ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 block diagram schematically showing the configuration of a hybrid vehicle 20 as an embodiment of the present invention. As shown, the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an engine 22, a planetary gear 30, motors MG1 and MG2, inverters 41 and 42, a battery 50, a boost converter 56, and a hybrid electronic control unit (hereinafter referred to as And 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, light oil or the like 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。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などが入力ポートを介して入力されている。エンジンECU24からは、エンジン22を運転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。エンジンECU24は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。なお、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。   Although not shown, the engine ECU 24 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM for storing processing programs, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port, in addition to the CPU. . The engine ECU 24 receives signals from various sensors necessary for operation control of the engine 22, for example, a crank angle θcr from a crank position sensor 23 for detecting the rotational position of the crankshaft 26 of the engine 22 via an input port. It has been input. Various control signals for controlling the operation of the engine 22 are output from the engine ECU 24 through the 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、駆動輪38に連結された駆動軸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 planetary gear 30 is configured as a single pinion type planetary gear mechanism. The rotor of the motor MG1 is connected to the sun gear of the planetary gear 30. The ring gear of the planetary gear 30 is connected with a drive shaft 36 connected to the drive wheel 38. The crankshaft 26 of the engine 22 is connected to the carrier of the planetary gear 30 via a damper (not shown).

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。インバータ41は、昇圧コンバータ56を介してバッテリ50と接続されている。モータMG1は、第1モータ用電子制御ユニット(以下、「MG1ECU」という)40aによって、インバータ41が制御されることにより、回転駆動される。   The motor MG1 is configured, for example, as a synchronous generator motor, and as described above, the rotor is connected to the sun gear of the planetary gear 30. Inverter 41 is connected to battery 50 via boost converter 56. The motor MG1 is rotationally driven by the inverter 41 being controlled by a first motor electronic control unit (hereinafter referred to as "MG1 ECU") 40a.

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、回転子がリダクションギヤ37を介して駆動軸36に接続されている。インバータ42は、昇圧コンバータ56を介してバッテリ50と接続されている。モータMG2は、第2モータ用電子制御ユニット(以下、「MG2ECU」という)40bによって、インバータ42が制御されることにより、回転駆動される。   The motor MG2 is configured as, for example, a synchronous generator motor, and a rotor is connected to the drive shaft 36 via a reduction gear 37. Inverter 42 is connected to battery 50 via boost converter 56. The motor MG2 is rotationally driven by the inverter 42 being controlled by a second motor electronic control unit (hereinafter referred to as "MG2 ECU") 40b.

インバータ41,42は、電力ライン(以下、駆動電圧系電力ラインという。)54aに接続されている。このインバータ41,42は、図2に示すように、6つのトランジスタT11〜T16,T21〜26と、トランジスタT11〜T16,T21〜T26に逆方向に並列接続された6つのダイオードD11〜D16,D21〜D26と、により構成されている。トランジスタT11〜T16,T21〜T26は、それぞれ駆動電圧系電力ライン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2個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータMG1,MG2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41,42に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタT11〜T16,T21〜T26のオン時間の割合を調節することにより、三相コイルに回転磁界を形成でき、モータMG1,MG2を回転駆動することができる。なお、駆動電圧系電力ライン54aには、平滑用のコンデンサ57が接続されている。インバータ41,42は、駆動電圧系電力ライン54aの正極母線と負極母線とを共用しているから、モータMG1,MG2のいずれかで発電される電力を他のモータに供給することができる。   The inverters 41 and 42 are connected to a power line (hereinafter referred to as a drive voltage system power line) 54 a. As shown in FIG. 2, the inverters 41 and 42 include six transistors T11 to T16 and T21 to 26 and six diodes D11 to D16 and D21 connected in parallel in the reverse direction to the transistors T11 to T16 and T21 to T26. To D26. The transistors T11 to T16 and T21 to T26 are arranged in pairs of two so as to be on the source side and the sink side with respect to the positive electrode bus and the negative electrode bus of the drive voltage system power line 54a, respectively. The three-phase coils (U-phase, V-phase, W-phase) of the motors MG1 and MG2 are connected to respective connection points of Therefore, by adjusting the ratio of the on time of the paired transistors T11 to T16 and T21 to T26 in a state where a voltage is applied to the inverters 41 and 42, it is possible to form a rotating magnetic field in the three-phase coil. MG2 can be rotationally driven. A smoothing capacitor 57 is connected to the drive voltage system power line 54a. Since the inverters 41 and 42 share the positive electrode bus and the negative electrode bus of the drive voltage system power line 54a, the electric power generated by any of the motors MG1 and MG2 can be supplied to another motor.

インバータ41は、トランジスタT11〜T16の短絡や加熱、過電流といった異常を監視しており、何れかの異常を検知すると、フェール信号をMG1ECU40aに出力するよう構成されている。同様に、インバータ42も、トランジスタT21〜T26の短絡や加熱、過電流といった異常を監視しており、何れかの異常を検知すると、フェール信号をMG2ECU40bに出力するよう構成されている。   The inverter 41 monitors an abnormality such as short circuit, heating, or overcurrent of the transistors T11 to T16, and is configured to output a fail signal to the MG1 ECU 40a when any abnormality is detected. Similarly, the inverter 42 also monitors an abnormality such as short circuit, heating, or overcurrent of the transistors T21 to T26, and is configured to output a fail signal to the MG2 ECU 40b when any abnormality is detected.

昇圧コンバータ56は、駆動電圧系電力ライン54aに接続されると共にバッテリ50にシステムメインリレー55を介して接続された電力ライン(電池電圧系電力ラインという。)54bに接続されている。この昇圧コンバータ56は、図2に示すように、2つのトランジスタT51,T52と、トランジスタT51,T52に逆方向に並列接続された2つのダイオードD51,D52と、リアクトルLと、により構成されている。2つのトランジスタT51,T52は、それぞれ駆動電圧系電力ライン54aの正極母線,駆動電圧系電力ライン54aおよび電池電圧系電力ライン54bの負極母線に接続されており、トランジスタT51,T52の接続点と電池電圧系電力ライン54bの正極母線とにリアクトルLが接続されている。したがって、トランジスタT51,T52をオンオフすることにより、電池電圧系電力ライン54bの電力を昇圧して駆動電圧系電力ライン54aに供給したり、駆動電圧系電力ライン54aの電力を降圧して電池電圧系電力ライン54bに供給したりすることができる。なお、電池電圧系電力ライン54bの昇圧コンバータ56側には、平滑用のコンデンサ58が接続されている。   Boost converter 56 is connected to a power line (referred to as a battery voltage system power line) 54 b connected to drive voltage system power line 54 a and to battery 50 via system main relay 55. As shown in FIG. 2, this boost converter 56 is configured by two transistors T51 and T52, two diodes D51 and D52 connected in parallel in the reverse direction to the transistors T51 and T52, and a reactor L. . The two transistors T51 and T52 are connected to the positive electrode bus of the drive voltage system power line 54a, the negative electrode bus of the drive voltage system power line 54a and the negative electrode bus of the battery voltage system power line 54b, respectively, and the connection point of the transistors T51 and T52 and the battery Reactor L is connected to the positive electrode bus of voltage system power line 54b. Therefore, by turning on and off the transistors T51 and T52, the power of the battery voltage system power line 54b is boosted and supplied to the drive voltage system power line 54a, or the power of the drive voltage system power line 54a is stepped down to obtain the battery voltage system. It can be supplied to the power line 54b. A smoothing capacitor 58 is connected to the side of the boost converter 56 of the battery voltage system power line 54b.

昇圧コンバータ56は、トランジスタT51,T52の短絡や加熱、過電流といった異常を監視しており、何れかの異常を検知すると、フェール信号をMG1ECU40aに出力するよう構成されている。   The boost converter 56 monitors an abnormality such as a short circuit, heating, or an overcurrent of the transistors T51 and T52, and is configured to output a fail signal to the MG1 ECU 40a when any abnormality is detected.

MG1ECU40a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。MG1ECU40aには、モータMG1を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、例えばモータMG1の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43からの回転位置θm1や、図示しない電流センサからのインバータ41からモータMG1に印加する相電流Iu1,Iv1などが入力ポートを介して入力されている。また、駆動電圧系電力ライン54aに取り付けられた図示しない電圧センサからの駆動電圧系電圧VHや、電池電圧系電力ライン54bに取り付けられた図示しない電圧センサからの電池電圧系電圧VLも入力ポートを介して入力されている。MG1ECU40aからは、インバータ41のトランジスタT11〜T16へのスイッチング制御信号や、昇圧コンバータ56のトランジスタT51,T52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。MG1ECU40aは、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。MG1ECU40aは、回転位置検出センサ43からのモータMG1の回転子の回転位置θm1に基づいてモータMG1の回転数Nm1を演算している。   Although not shown, the MG1 ECU 40a is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes, in addition to the CPU, a ROM for storing processing programs, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port. The MG1 ECU 40a receives signals from various sensors necessary to drive and control the motor MG1, for example, the rotational position θm1 from the rotational position detection sensor 43 for detecting the rotational position of the rotor of the motor MG1 and a current sensor not shown. Phase currents Iu1 and Iv1 applied from the inverter 41 to the motor MG1 are input through the input port. Also, drive voltage system voltage VH from a voltage sensor (not shown) attached to drive voltage system power line 54a and battery voltage system voltage VL from a voltage sensor (not shown) attached to battery voltage system power line 54b are input ports. It is input through. The MG1 ECU 40a outputs a switching control signal to the transistors T11 to T16 of the inverter 41, a switching control signal to the transistors T51 and T52 of the step-up converter 56, and the like via the output port. The MG1 ECU 40a is connected to the HVECU 70 via a communication port. The MG1 ECU 40a calculates the rotational speed Nm1 of the motor MG1 based on the rotational position θm1 of the rotor of the motor MG1 from the rotational position detection sensor 43.

MG2ECU40b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。MG2ECU40bには、モータMG2を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、例えばモータMG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ44からの回転位置θm2や、図示しない電流センサからのインバータ42からモータMG1に印加する相電流Iu2,Iv2などが入力ポートを介して入力されている。また、駆動電圧系電力ライン54aに取り付けられた図示しない電圧センサからの駆動電圧系電圧VHも入力ポートを介して入力されている。MG2ECU40bからは、インバータ42のトランジスタT21〜T26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。MG2ECU40bは、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。MG2ECU40bは、回転位置検出センサ44からのモータMG2の回転子の回転位置θm2に基づいてモータMG2の回転数Nm2を演算している。   Although not shown, the MG2 ECU 40b is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes, in addition to the CPU, a ROM for storing processing programs, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port. Signals from various sensors necessary to drive and control the motor MG2, for example, the rotational position θm2 from the rotational position detection sensor 44 for detecting the rotational position of the rotor of the motor MG2, and a current sensor not shown Phase currents Iu2 and Iv2 applied from the inverter 42 to the motor MG1 are input through the input port. Further, a drive voltage system voltage VH from a voltage sensor (not shown) attached to the drive voltage system power line 54a is also input through the input port. A switching control signal or the like to the transistors T21 to T26 of the inverter 42 is output from the MG2 ECU 40b via the output port. The MG2 ECU 40 b is connected to the HVECU 70 via a communication port. The MG2 ECU 40b calculates the rotational speed Nm2 of the motor MG2 based on the rotational position θm2 of the rotor of the motor MG2 from the rotational position detection sensor 44.

MG1ECU40aは、インバータ41からフェール信号を入力すると、必要に応じてインバータ41にシャットダウン信号を出力し、トランジスタT11〜T16のシャットダウンを行なう。また、MG1ECU40aは、昇圧コンバータ56からフェール信号を入力すると、必要に応じて昇圧コンバータ56にシャットダウン信号を出力し、トランジスタT51,52のシャットダウンを行なう。一方、MG2ECU40bは、インバータ42からフェール信号を入力すると、必要に応じてインバータ42にシャットダウン信号を出力し、トランジスタT21〜T26のシャットダウンを行なう。MG1ECU40aおよびMG2ECU40bは、互いに通信可能に接続されており、ウォッチドッグタイマなどにより互いの故障の有無を監視している。MG1ECU40aは、MG2ECU40bに故障が発生したことを検知すると、そのことを示すフェール信号をHVECU70に送信する。また、MG2ECU40bは、MG1ECU40aに故障が発生したことを検知すると、そのことを示すフェール信号をHVECU70に送信する。   When the MG1 ECU 40a receives a fail signal from the inverter 41, the MG1 ECU 40a outputs a shutdown signal to the inverter 41 as necessary to shut down the transistors T11 to T16. When MG1 ECU 40a receives a fail signal from boost converter 56, it outputs a shutdown signal to boost converter 56 as required to shut down transistors T51 and T52. On the other hand, when the MG2 ECU 40b receives a fail signal from the inverter 42, it outputs a shutdown signal to the inverter 42 as necessary to shut down the transistors T21 to T26. The MG1 ECU 40a and the MG2 ECU 40b are communicably connected to each other, and monitor the presence or absence of a failure with each other by a watchdog timer or the like. When the MG1 ECU 40a detects that a failure has occurred in the MG2 ECU 40b, it transmits a fail signal indicating that to the HVECU 70. When the MG2 ECU 40 b detects that a failure has occurred in the MG 1 ECU 40 a, it transmits a fail signal indicating that fact to the HVECU 70.

実施例では、MG1ECU40aと、MG2ECU40bと、インバータ41,42と、昇圧コンバータ56とを単一の筐体に収納し、これらをパワーコントロールユニット(以下、「PCU」という)40と称している。   In the embodiment, the MG1 ECU 40a, the MG2 ECU 40b, the inverters 41 and 42, and the boost converter 56 are housed in a single case, and these are referred to as a power control unit (hereinafter referred to as "PCU") 40.

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いる。このバッテリ50は、上述したように、昇圧コンバータ56を介してインバータ41,42と接続されている。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 hydrogen secondary battery. As described above, the battery 50 is connected to the inverters 41 and 42 via the boost converter 56. 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。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、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない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図示しない電流センサからの電池電流Ibなどが入力ポートを介して入力されている。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、図示しない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 with a central CPU, and includes a ROM for storing processing programs, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port, in addition to the CPU. . The battery ECU 52 is attached to signals from various sensors necessary for managing the battery 50, for example, a battery voltage Vb from a voltage sensor (not shown) installed between the terminals of the battery 50 and an output terminal of the battery 50. A battery current Ib and the like from a current sensor (not shown) are input through the input port. The battery ECU 52 is connected to the HVECU 70 via a communication port. The battery ECU 52 calculates the storage ratio SOC based on the integrated value of the battery current Ib from a current sensor (not shown). 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.

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。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、シフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP、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、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などを挙げることができる。HVECU70からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。HVECU70は、上述したように、エンジンECU24,MG1ECU40a,MG2ECU40b,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されている。   Although not shown, the HVECU 70 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM for storing processing programs, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port, in addition to the CPU. Signals from various sensors are input to the HVECU 70 through input ports. Examples of signals input to the HVECU 70 include an ignition signal from the ignition switch 80, a shift position SP from the shift position sensor 82, an accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84, and a brake from the brake pedal position sensor 86. The pedal position BP, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, and the like can be mentioned. Various control signals are output from the HVECU 70 via the output port. As described above, the HVECU 70 is connected to the engine ECU 24, the MG1 ECU 40a, the MG2 ECU 40b, and the battery ECU 52 via the communication port.

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の動作、特に、MG2ECU40bが故障した場合の動作について説明する。図3は、HVECU70により実行されるMG2ECU故障時処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行される。   Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the embodiment configured as described above, in particular, the operation when the MG2 ECU 40b breaks down, will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an example of the MG2ECU failure process executed by the HVECU 70. This process is repeatedly performed every predetermined time (for example, every several msec).

MG2ECU故障時処理が実行されると、HVECU70のCPUは、MG1ECU40aからMG2ECU40bが故障したことを示すフェール信号を受信したか否かを判定する(S100)。フェール信号を受信していないと判定すると、他に異常がなければ、運転者が要求する要求トルクを駆動軸36に出力するようエンジン22やモータMG1,MG2の各指令値を対応するエンジンECU24やMG1ECU40a、MG2ECU40bに送信する通常制御を行なって(S110)、MG2ECU故障時処理を終了する。一方、MG1ECU40aからフェール信号を受信したと判定すると、システムメインリレー55を遮断し(S120)、モータMG1のトルク指令Tm1*を値0に設定すると共に(S130)、設定したトルク指令Tm1*をMG1ECU40aに送信して(S140)、MG2ECU故障時処理を終了する。トルク指令Tm1*を受信したMG1ECU40aは、モータMG1のトルクが値0となるようにインバータ41のトランジスタT11〜T16をスイッチング制御する。なお、MG1ECU40aは、インバータ41のトランジスタT11〜T16のうち上アーム(トランジスタT11〜T13)を全てオンするか、下アーム(トランジスタT14〜T16)を全てオンする三相オン制御を実行することにより、モータMG1のトルクを値0としてもよい。   When the MG2ECU failure process is executed, the CPU of the HVECU 70 determines whether a fail signal indicating that the MG2ECU 40b has failed is received from the MG1 ECU 40a (S100). If it is determined that the fail signal is not received, the command value of engine 22 and motors MG1 and MG2 is set to corresponding engine ECU 24 or the like so as to output the required torque requested by the driver to drive shaft 36 if there is no other abnormality. The normal control to be transmitted to the MG1 ECU 40a and the MG2 ECU 40b is performed (S110), and the MG2 ECU failure processing ends. On the other hand, when it is determined that the fail signal has been received from MG1 ECU 40a, system main relay 55 is shut off (S120), and torque command Tm1 * of motor MG1 is set to the value 0 (S130). (S140), and the MG2 ECU failure processing ends. The MG1 ECU 40a that receives the torque command Tm1 * performs switching control of the transistors T11 to T16 of the inverter 41 so that the torque of the motor MG1 becomes 0. MG1 ECU 40a performs three-phase on control by turning on all the upper arms (transistors T11 to T13) of transistors T11 to T16 of inverter 41 or turning on all the lower arms (transistors T14 to T16). The torque of the motor MG1 may be zero.

図4は、MG2ECU故障時にモータMG2へ供給される電力を遮断する様子を示す説明図である。図示するように、モータMG2を駆動するインバータ42はシステムメインリレー(SMR)55を介してバッテリ50と接続されているため、システムメインリレー55を遮断することにより、バッテリ50からモータMG2へ供給される電力を遮断することができる。一方、インバータ42は駆動電圧系電力ライン54aを介してモータMG1を駆動するインバータ41にも接続されているため、モータMG1で発電した電力はモータMG2に供給されるが、モータMG1から出力されるトルクを値0とすることにより、モータMG1からモータMG2へ供給される電力も遮断することができる。このようにしてモータMG2へ供給される電力を遮断することにより、MG2ECU40bの故障により当該MG2ECU40bがインバータ42をシャットダウンできない状況であっても、モータMG2からトルクが出力されないようにすることができる。   FIG. 4 is an explanatory view showing a state of interrupting the power supplied to the motor MG2 at the time of failure of the MG2 ECU. As shown, the inverter 42 for driving the motor MG2 is connected to the battery 50 through the system main relay (SMR) 55, so the battery 50 supplies the motor MG2 by shutting off the system main relay 55. Power can be cut off. On the other hand, since inverter 42 is also connected to inverter 41 driving motor MG1 via drive voltage system power line 54a, the electric power generated by motor MG1 is supplied to motor MG2, but is output from motor MG1. By setting the torque to the value 0, the power supplied from the motor MG1 to the motor MG2 can also be cut off. By cutting off the power supplied to the motor MG2 in this manner, it is possible to prevent the torque from being output from the motor MG2 even if the MG2 ECU 40b can not shut down the inverter 42 due to the failure of the MG2 ECU 40b.

以上説明した実施例のハイブリッド自動車20では、MG1ECU40aがMG2ECU40bの故障を検知した場合に、システムメインリレー55を遮断すると共に、モータMG1から出力されるトルクが値0となるようにインバータ41を制御する。これにより、モータMG2へ供給される電力を遮断することができ、モータMG2から出力されるトルクを値0にすることができる。この結果、第2インバータをシャットダウンするための信号回路をMG1ECU40aに設ける必要がないため、通信回路を複雑化することなく、MG2ECU40bの故障時にモータMG2からトルクが出力されないようにすることができ、車両を安全に停車させることができる。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, when the MG1 ECU 40a detects a failure of the MG2 ECU 40b, the system main relay 55 is shut off and the inverter 41 is controlled so that the torque output from the motor MG1 becomes a value 0. . Thus, the electric power supplied to the motor MG2 can be cut off, and the torque output from the motor MG2 can be set to the value 0. As a result, since it is not necessary to provide a signal circuit for shutting down the second inverter to the MG1 ECU 40a, torque can not be output from the motor MG2 at the time of failure of the MG2 ECU 40b without complicating the communication circuit. Can be safely stopped.

実施例のハイブリッド自動車20では、HVECU70とMG1ECU40aとが互いに通信可能に接続されると共にHVECU70とMG2ECU40bとが互いに通信可能に接続される構成とした。しかし、HVECU70とMG2ECU40bは、直接には通信可能に接続されておらず、MG1ECU40aを介して通信可能な構成としてもよい。このような構成であっても、MG1ECU40aはMG2ECU40bの故障を検知した場合にフェール信号をHVECU70に送信することができ、HVECU70はフェール信号を受信してMG2ECU故障時処理を実行することができる。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the HVECU 70 and the MG1 ECU 40a are communicably connected to each other, and the HVECU 70 and the MG2 ECU 40b are communicably connected to each other. However, the HVECU 70 and the MG2 ECU 40b may not be directly communicably connected, and may be configured to be communicable via the MG1 ECU 40a. Even with such a configuration, when the MG1 ECU 40a detects a failure of the MG2 ECU 40b, it can transmit a fail signal to the HVECU 70, and the HVECU 70 can receive the fail signal and execute the MG2ECU failure processing.

実施例のハイブリッド自動車20では、HVECU70がMG1ECU40aからMG2ECU40bの故障を示すフェール信号を受信したときに、システムメインリレー55を遮断すると共にモータMG1からトルクが出力されないように値0のトルク指令Tm1*をMG1ECU40aに送信する構成とした。しかし、例えば、HVECU70の故障などによりシステムメインリレー55が遮断される構成において、システムメインリレー55が遮断されている状態でMG1ECU40aがMG2ECU40bの故障を検知した場合に、MG1ECU40aがモータMG1から出力されるトルクが値0となるようにインバータ41を制御するものとしてもよい。この変形例のハイブリッド自動車では、HVECU70の故障などによりシステムメインリレー55が遮断されると、まず、バッテリレス走行による退避走行を行なう。バッテリレス走行は、走行に必要な要求パワーをエンジン22から出力すると共にエンジン22から出力されるパワーによりモータMG1が発電するようにエンジン22とモータMG1(インバータ41)とを制御し、モータMG1が発電した電力の全てをモータMG2によって消費するようにモータMG2(インバータ42)を制御することにより行なう。そして、バッテリレス走行中に、MG1ECU40aがMG2ECU40bの故障を検知すると、MG1ECU40aがモータMG1から出力されるトルクを値0にするようにインバータ41を制御する。これにより、モータMG2からトルクが出力されないようにして、車両を安全に停止させることができる。なお、この変形例では、MG1ECU40aはフェール信号をHVECU70に送信しないため、HVECU70とMG1ECU40aは、直接には通信可能に接続されておらず、MG2ECU40bを介して通信可能な構成、即ち、MG2ECU40bの故障によりHVECU70とMG1ECU40aとが通信不能な状況にあってもMG1ECU40aがシステムメインリレー55の遮断を確認することで、適用することが可能である。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the HVECU 70 receives a fail signal indicating a failure of the MG2 ECU 40 b from the MG1 ECU 40 a, the system main relay 55 is shut off and the torque command Tm 1 * of value 0 is output so that the torque is not output from the motor MG1. It was set as the structure transmitted to MG1ECU40a. However, for example, in a configuration in which system main relay 55 is shut off due to a failure of HVECU 70, etc., MG1ECU 40a is output from motor MG1 when MG1ECU 40a detects a failure of MG2ECU 40b in a state that system main relay 55 is shut off. The inverter 41 may be controlled so that the torque has a value of zero. In the hybrid vehicle of this modification, when the system main relay 55 is shut off due to a failure of the HVECU 70 or the like, first, evacuation traveling by batteryless traveling is performed. In batteryless traveling, the engine 22 and the motor MG1 (inverter 41) are controlled so that the motor MG1 generates electric power by the power output from the engine 22 while outputting required power required for traveling from the engine 22 and the motor MG1 This is performed by controlling the motor MG2 (inverter 42) so that all the generated electric power is consumed by the motor MG2. Then, when the MG1 ECU 40a detects a failure of the MG2 ECU 40b during battery-less travel, the MG1 ECU 40a controls the inverter 41 to set the torque output from the motor MG1 to a value 0. Thus, the vehicle can be safely stopped by preventing the torque from being output from the motor MG2. In this modification, the MG1ECU 40a does not transmit a fail signal to the HVECU 70. Therefore, the HVECU 70 and the MG1ECU 40a are not directly communicably connected, but are communicable via the MG2ECU 40b, that is, due to a failure of the MG2ECU 40b. Even when the HVECU 70 and the MG1ECU 40a can not communicate with each other, the MG1ECU 40a can be applied by confirming that the system main relay 55 is shut off.

実施例のハイブリッド自動車20では、蓄電装置として、バッテリ50を用いるものとしたが、キャパシタなどの蓄電可能な装置であれば如何なる装置を用いるものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the battery 50 is used as the power storage device, but any device capable of storing power, such as a capacitor, may be used.

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MG1が「第1モータ」に相当し、プラネタリギヤ30が「遊星歯車機構」に相当し、モータMG2が「第2モータ」に相当し、バッテリ50が「蓄電装置」に相当し、インバータ41が「第1インバータ」に相当し、インバータ42が「第2インバータ」に相当し、システムメインリレー55が「リレー」に相当し、MG1ECU40aが「第1モータ用制御装置」に相当し、MG2ECU40bが「第2モータ用制御装置」に相当する。   The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the section of "Means for Solving the Problems" will be described. In the embodiment, the engine 22 corresponds to the "engine", the motor MG1 corresponds to the "first motor", the planetary gear 30 corresponds to the "planet gear mechanism", and the motor MG2 corresponds to the "second motor". Battery 50 corresponds to a "power storage device", inverter 41 corresponds to a "first inverter", inverter 42 corresponds to a "second inverter", system main relay 55 corresponds to a "relay", and MG1 ECU 40a The MG2 ECU 40 b corresponds to a “first motor 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。   In addition, the correspondence of the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the section of the means for solving the problem implements the invention described in the column of the means for solving the problem in the example. The present invention is not limited to the elements of the invention described in the section of “Means for Solving the Problems”, as it is an example for specifically explaining the mode for carrying out the invention. That is, the interpretation of the invention described in the section of the means for solving the problem should be made based on the description of the section, and the embodiment is an embodiment of the invention described in the section of the 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 by these Examples, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it becomes various forms Of course it can be implemented.

本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。   The present invention is applicable to the manufacturing industry of hybrid vehicles and the like.

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、30 プラネタリギヤ、36 駆動軸、37 リダクションギヤ、38 駆動輪、40 パワーコントロールユニット(PCU)、40a 第1モータ用電子制御ユニット(MG1ECU)、40b 第2モータ用電子制御ユニット(MG2ECU)、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 駆動電圧系電力ライン、54b 電池電圧系電力ライン、55 システムメインリレー(SMR)、56 昇圧コンバータ、57,58 コンデンサ、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、82 シフトポジションセンサ、84 アクセルペダルポジションセンサ、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、MG1,MG2 モータ、T11〜T16,T21〜T26,T51,T52 トランジスタ、D11〜D16,D21〜D26,D51,D52 ダイオード、L リアクトル。   20 hybrid vehicles, 22 engines, 23 crank position sensors, 24 electronic control units for engines (engine ECUs), 26 crankshafts, 30 planetary gears, 36 drive shafts, 37 reduction gears, 38 drive wheels, 40 power control units (PCUs), 40a first motor electronic control unit (MG1ECU), 40b second motor electronic control unit (MG2ECU), 41, 42 inverters, 43, 44 rotational position detection sensors, 50 batteries, 52 battery electronic control units (battery ECU) , 54a drive voltage system power line, 54b battery voltage system power line, 55 system main relay (SMR), 56 boost converter, 57, 58 capacitor, 70 electronic control unit for hybrid HVECU), 80 ignition switch, 82 shift position sensor, 84 accelerator pedal position sensor, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, MG1, MG2 motor, T11 to T16, T21 to T26, T51, T52 transistor, D11 to D16, D21 to D26, D51, D52 Diodes, L reactor.

Claims (1)

エンジンと、第1モータと、3つの回転要素に前記エンジンの出力軸と前記第1モータの回転軸と車軸に連結された駆動軸とが接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力可能な第2モータと、蓄電装置と、前記第1モータを駆動する第1インバータと、前記第2モータを駆動する第2インバータと、前記蓄電装置と前記第1インバータおよび前記第2インバータとの間の電力ラインを継断するリレーと、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記第1インバータを制御する第1モータ用制御装置と、
前記第2インバータを制御する第2モータ用制御装置と、
を有し、
前記第2モータ用制御装置が故障した場合には、前記リレーを遮断した状態で前記第1モータ用制御装置により前記第1モータからトルクが出力されないよう前記第1インバータを制御する、
ハイブリッド自動車。
A planetary gear mechanism in which an engine, a first motor, a drive shaft connected to an output shaft of the engine and a rotational shaft of the first motor and an axle to three rotating elements are connected, power is transmitted to the drive shaft A second motor capable of input / output, a power storage device, a first inverter for driving the first motor, a second inverter for driving the second motor, the power storage device, the first inverter and the second inverter And a relay for connecting and disconnecting a power line between
A first motor control device for controlling the first inverter;
A second motor control device for controlling the second inverter;
Have
When the second motor control device fails, the first motor control device controls the first inverter so that the torque is not output from the first motor while the relay is shut off.
Hybrid car.
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