JP2022036593A - Control device of hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle.
特許文献1に開示されたハイブリッド車両は、内燃機関、第1モータジェネレータ、第2モータジェネレータ、遊星歯車機構、バッテリ、及び駆動輪を備えている。遊星歯車機構は、サンギア、リングギア、ピニオンギア、及びキャリアを有する。サンギアには第1モータジェネレータが連結されている。キャリアには内燃機関が連結されている。リングギアには第2モータジェネレータが連結されている。内燃機関及び第1モータジェネレータは、遊星歯車機構を介して互いに動力を伝達可能である。第1モータジェネレータは、内燃機関の動力を受けて発電したり、内燃機関に動力を伝達して内燃機関を始動させたりする。
The hybrid vehicle disclosed in
第2モータジェネレータは、駆動輪に連結されている。第2モータジェネレータは、バッテリからの電力、及び第1モータジェネレータが発電した電力の供給を受ける。第2モータジェネレータは、これらの電力の供給に応じて動作して駆動輪に動力を伝達する。 The second motor generator is connected to the drive wheels. The second motor generator is supplied with electric power from the battery and electric power generated by the first motor generator. The second motor generator operates in response to the supply of these electric powers to transmit power to the drive wheels.
ハイブリッド車両は、制御装置を備えている。制御装置は、内燃機関、及び両モータジェネレータの駆動を制御する。制御装置は、第1モータジェネレータの駆動制御に異常が生じた場合、第1モータジェネレータを使用せず、バッテリの電力を第2モータジェネレータに供給することによってハイブリッド車両を退避走行させる。 The hybrid vehicle is equipped with a control device. The control device controls the drive of the internal combustion engine and both motor generators. When an abnormality occurs in the drive control of the first motor generator, the control device does not use the first motor generator and supplies the electric power of the battery to the second motor generator to evacuate the hybrid vehicle.
特許文献1の技術のように、第1モータジェネレータの駆動制御に異常が生じたときにバッテリの電力のみを利用する場合、退避走行可能な距離が短くなり得る。退避走行の距離を延ばす上では、内燃機関の動力を用いて第1モータジェネレータに発電させ、その電力を第2モータジェネレータに供給することが好ましい。この態様を実現するにあたって、上記異常が生じたときに内燃機関が停止している場合、先ず内燃機関を駆動させる必要がある。しかし、上記異常が生じていると、第1モータジェネレータに電力を供給して第1モータジェネレータを駆動することはできない。そのため、第1モータジェネレータの動力によって内燃機関を始動させるには至らない。
When only the electric power of the battery is used when an abnormality occurs in the drive control of the first motor generator as in the technique of
上記課題を解決するためのハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関と、第1モータジェネレータと、第2モータジェネレータと、前記内燃機関、前記第1モータジェネレータ、及び前記第2モータジェネレータを駆動連結している遊星歯車機構と、前記第1モータジェネレータ及び前記第2モータジェネレータとの間で電力を授受するバッテリと、前記バッテリの出力電圧を昇圧して出力するコンバータと、前記コンバータが出力した電圧を平滑化するコンデンサと、前記コンデンサ及び前記第1モータジェネレータの間に接続され、直流交流の電力変換を行う第1インバータと、前記コンデンサ及び前記第2モータジェネレータの間に接続され、直流交流の電力変換を行う第2インバータとを備え、前記遊星歯車機構は、自転するサンギアと、前記サンギアと同軸で回転するリングギアと、前記サンギア及び前記リングギアの間に介在されて前記サンギアを中心に公転するピニオンギアと、前記ピニオンギアの公転に従って前記サンギアと同軸で回転するキャリアとを有し、前記キャリアは前記内燃機関の出力軸に連結され、前記サンギアは前記第1モータジェネレータの回転軸に連結され、前記リングギアは前記第2モータジェネレータの回転軸に連結されているハイブリッド車両に適用され、前記第2モータジェネレータが駆動しており、且つ前記内燃機関が駆動していない状況で、前記第1インバータが正常に動作しない異常状態を検出した場合に、前記コンデンサの充電電圧を低下させる処理と、前記第1モータジェネレータから前記コンデンサへと供給される電力が予め定められた規定電力値以上になった場合に、前記内燃機関を始動させる処理とを実行する。 The control device for the hybrid vehicle for solving the above problems is a drive connection of an internal combustion engine, a first motor generator, a second motor generator, the internal combustion engine, the first motor generator, and the second motor generator. The planetary gear mechanism, the battery that transfers power between the first motor generator and the second motor generator, the converter that boosts and outputs the output voltage of the battery, and the voltage output by the converter. A capacitor to be smoothed, a first inverter connected between the capacitor and the first motor generator to perform DC AC power conversion, and a DC AC power connected between the capacitor and the second motor generator. The planetary gear mechanism includes a second inverter that performs conversion, and the planetary gear mechanism is interposed between the rotating sun gear, the ring gear that rotates coaxially with the sun gear, and the sun gear and the ring gear, and revolves around the sun gear. The pinion gear has a carrier that rotates coaxially with the sun gear according to the revolution of the pinion gear, the carrier is connected to the output shaft of the internal combustion engine, and the sun gear is connected to the rotation shaft of the first motor generator. The ring gear is applied to a hybrid vehicle connected to the rotating shaft of the second motor generator, and the second motor generator is driven and the internal combustion engine is not driven. 1 When an abnormal state in which the inverter does not operate normally is detected, the process of lowering the charging voltage of the capacitor and the power supplied from the first motor generator to the capacitor exceed a predetermined specified power value. When this happens, the process of starting the internal combustion engine is executed.
第2モータジェネレータが駆動しており、且つ内燃機関が停止している状態では、第1モータジェネレータの回転軸は、バッテリからの電力供給を受けることなく回転している。したがって、第1モータジェネレータに逆起電力が発生する状態である。そして、第1モータジェネレータからコンデンサへと電力が供給されると、第1モータジェネレータが仕事をしたことになるので、第1モータジェネレータの回転軸の回転数はゼロに近づく。このとき、第2モータジェネレータの回転数が変わらなければ、内燃機関の出力軸の回転数は、正転方向に増加する。 When the second motor generator is driven and the internal combustion engine is stopped, the rotating shaft of the first motor generator rotates without receiving power supply from the battery. Therefore, a counter electromotive force is generated in the first motor generator. Then, when the electric power is supplied from the first motor generator to the capacitor, the first motor generator has done the work, so that the rotation speed of the rotation axis of the first motor generator approaches zero. At this time, if the rotation speed of the second motor generator does not change, the rotation speed of the output shaft of the internal combustion engine increases in the forward rotation direction.
上記の構成によれば、第1インバータが正常に動作しない異常状態を検出した場合に、コンデンサの充電電圧を低下させる。そのため、第1モータジェネレータからコンデンサへと供給される電力が多くなり、その分、第1モータジェネレータの回転軸の回転数の変動幅も大きくなる。その結果、内燃機関の出力軸の回転数も大きく増加することになり、内燃機関を始動させるのに足る回転数を得られる。 According to the above configuration, when an abnormal state in which the first inverter does not operate normally is detected, the charging voltage of the capacitor is lowered. Therefore, the electric power supplied from the first motor generator to the capacitor increases, and the fluctuation range of the rotation speed of the rotation axis of the first motor generator increases accordingly. As a result, the rotation speed of the output shaft of the internal combustion engine is also greatly increased, and a rotation speed sufficient for starting the internal combustion engine can be obtained.
以下、ハイブリッド車両の制御装置の第1実施形態を、図面を参照して説明する。
先ず、車両の概略構成について説明する。
図1に示すように、ハイブリッド車両(以下、車両と記す。)500は、内燃機関10、第1モータジェネレータ(以下、第1MGと記す。)71、第2モータジェネレータ(以下、第2MGと記す。)72、動力分配統合機構40、リダクションギア50、減速機構60、ディファレンシャル61、及び駆動輪62を有する。
Hereinafter, the first embodiment of the control device for the hybrid vehicle will be described with reference to the drawings.
First, the schematic configuration of the vehicle will be described.
As shown in FIG. 1, the hybrid vehicle (hereinafter referred to as a vehicle) 500 includes an
内燃機関10、第1MG71、及び第2MG72は、車両500の駆動源となっている。内燃機関10は、燃料を噴射する燃料噴射弁、燃料及び吸気の混合気に点火を行う点火プラグ、混合気の燃焼により回転するクランク軸14等を有する。第1MG71及び第2MG72は、永久磁石が埋め込まれた回転子と、三相コイルが巻回された固定子とを有する発電電動機である。
The
内燃機関10の出力軸であるクランク軸14には、動力分配統合機構40が連結されている。動力分配統合機構40には、第1MG71が連結されている。動力分配統合機構40には、リダクションギア50を介して第2MG72が連結されている。動力分配統合機構40には、減速機構60及びディファレンシャル61を介して駆動輪62が連結されている。
A power
動力分配統合機構40は、遊星歯車機構である。動力分配統合機構40は、サンギア41、リングギア42、ピニオンギア43、及びキャリア44を有する。サンギア41は、外歯歯車である。サンギア41は自転する。リングギア42は、内歯歯車である。リングギア42は、サンギア41と同軸で回転する。サンギア41とリングギア42との間には、複数のピニオンギア43が介在している。各ピニオンギア43は、サンギア41及びリングギア42の双方と噛み合っている。各ピニオンギア43は、サンギア41を中心に公転可能である。詳細には、各ピニオンギア43は、自転可能且つサンギア41の周りを公転可能な状態でキャリア44に支持されている。キャリア44は、各ピニオンギア43の公転に従ってサンギア41と同軸で回転する。サンギア41には、第1MG71の回転軸が連結されている。すなわち、第1MG71は、サンギア41と連動する。キャリア44には、クランク軸14が連結されている。すなわち、キャリア44は、クランク軸14と連動する。リングギア42には、リングギア軸45が接続されている。リングギア軸45には、リダクションギア50及び減速機構60の双方が連結されている。
The power distribution integrated
リダクションギア50は、遊星歯車機構である。リダクションギア50は、サンギア51、リングギア52、及びピニオンギア53を有する。サンギア51は、外歯歯車である。サンギア51は自転する。リングギア52は、内歯歯車である。リングギア52は、サンギア51と同軸で回転する。サンギア51とリングギア52との間には、複数のピニオンギア53が介在している。各ピニオンギア53は、サンギア51及びリングギア52の双方と噛み合っている。各ピニオンギア53は、自転可能な一方で、サンギア51の周りを公転不能な状態で支持されている。サンギア51には、第2MG72の回転軸が連結されている。リングギア52には、リングギア軸45が接続されている。第2MG2は上記リダクションギア50を介してリングギア42と連結されており、リングギア42と連動する。
The
内燃機関10からのトルクが動力分配統合機構40のキャリア44に入力される場合には、当該トルクがサンギア41側とリングギア42側とに分配される。サンギア41側に分配されたトルクによって第1MG71が回転すると、第1MG71を発電機として機能させることができる。
When the torque from the
一方、第1MG71を電動機として機能させた場合には、第1MG71からのトルクがサンギア41に入力される。サンギア41に入力された第1MG71のトルクは、キャリア44側とリングギア42側とに分配される。そして、第1MG71からのトルクがキャリア44を介してクランク軸14に入力されることにより、クランク軸14は回転する。
On the other hand, when the
リングギア42側に分配された内燃機関10のトルクや、第1MG71のトルクは、リングギア軸45、減速機構60及びディファレンシャル61を介して駆動輪62に入力される。
The torque of the
また、車両500が減速する際には第2MG72を発電機として機能させることにより、第2MG72の発電量に応じた回生制動力が車両500に発生する。一方、第2MG72を電動機として機能させた場合には、第2MG72の出力トルクが、リダクションギア50、リングギア軸45、減速機構60及びディファレンシャル61を介して駆動輪62に入力される。
Further, when the
図2に示すように、車両500は、電源回路20を有する。電源回路20は、バッテリ77、正極リレー35、負極リレー36、第1コンデンサ39、コンバータ80、第1正極ライン31、及び第1負極ライン32を有する。また、電源回路20は、第2コンデンサ25、第1インバータ90、第2インバータ91、第2正極ライン71、及び第2負極ライン72を有する。なお、図1では、電源回路20のうち、バッテリ77、第1インバータ90、及び第2インバータ91のみを示し、他の電源回路20の構成については図示を省略している。
As shown in FIG. 2, the
図2に示すように、バッテリ77は二次電池で構成されている。バッテリ77は、第1MG71及び第2MG2に電力を供給したり、第1MG71及び第2MG2からの電力を蓄えたりする。
As shown in FIG. 2, the
バッテリ77の高電位側の端子は、第1正極ライン31を介して、コンバータ80に接続されている。また、バッテリ77の低電位側の端子は、第1負極ライン32を介してコンバータ80に接続されている。第1正極ライン31の途中には、正極リレー35が取り付けられている。また、第1負極ライン32の途中には、負極リレー36が取り付けられている。正極リレー35及び負極リレー36は、バッテリ77とコンバータ80との間の電気的接続をオンオフする。
The terminal on the high potential side of the
第1正極ライン31及び第1負極ライン32には、第1コンデンサ39が接続されている。第1コンデンサ39の第1端子は、第1正極ライン31における正極リレー35よりもコンバータ80側の部分に接続されている。第1コンデンサ39の第2端子は、第1負極ライン32における負極リレー36よりもコンバータ80側の部分に接続されている。第1コンデンサ39は、第1正極ライン31及び第1負極ライン32の電圧を平滑化する。
A
コンバータ80は、第1トランジスタ81、第2トランジスタ82、第1ダイオード85、第2ダイオード86、及びリアクトル88を有する。スイッチング素子である第1トランジスタ81及び第2トランジスタ82は、いずれもnpn型のトランジスタで構成されている。第1トランジスタ81及び第2トランジスタ82は直列に接続されている。第1トランジスタ81には、第1ダイオード85が並列に接続されている。第1ダイオード85は、第1トランジスタ81のエミッタ側からコレクタ側へと電流を還流させる。第2トランジスタ82には、第2ダイオード86が並列に接続されている。第2ダイオード86は、第2トランジスタ82のエミッタ側からコレクタ側へと電流を還流させる。
The
第1トランジスタ81のエミッタ端子及び第2トランジスタ82のコレクタ端子の接続点には、リアクトル88を介して第1正極ライン31が接続されている。第1トランジスタ81のコレクタ端子には、第2正極ライン71を介して第1インバータ90及び第2インバータ91が接続されている。第2トランジスタ82のエミッタ端子には、第1負極ライン32が接続されていると共に、第2負極ライン72を介して第1インバータ90及び第2インバータ91が接続されている。第1インバータ90及び第2インバータ91は、コンバータ80に対して並列に接続されている。
The first
上記のように構成されたコンバータ80は、バッテリ77の出力電圧VBを昇圧して第1インバータ90及び第2インバータ91に出力する。また、コンバータ80は、第1インバータ90及び第2インバータ91が出力する電圧を降圧してバッテリ77へと出力する。
The
図示は省略するが、第1インバータ90は、6つのトランジスタ及び6つのダイオードを有する。6つのトランジスタは、スイッチング素子であり、いずれもnpn型のトランジスタで構成されている。6つのトランジスタは、2つずつのペアになっている。すなわち、6つのトランジスタは、U相アーム、V相アーム、W相アームの3つのペアにわかれいる。U相アームを構成する2つのトランジスタは、互いに直列に接続されている。V相アーム、W相アームについても同様である。各相のアームにおける、互いのトランジスタの接続点には、第1MG71の各相のコイルが接続されている。なお、U相アーム、V相アーム、W相アームは、互いに並列に接続されている。各相のアームにおいては、トランジスタ毎にダイオードが並列に接続されている。ダイオードは、トランジスタのエミッタ側からコレクタ側へと電流を還流させる。第1インバータ90は、コンバータ80と第1MG71との間で、直流電力と交流電力とを変換する。
Although not shown, the
第2インバータ91の構成は第1インバータ90の構成と同じであるため、説明は割愛する。第2インバータ91には、第2MG72の各相のコイルが接続されている。第2インバータ91は、コンバータ80と第2MG72との間で、直流電力と交流電力とを変換する。
Since the configuration of the
第2正極ライン71には、第2コンデンサ25の第1端子が接続されている。第2負極ライン72には、第2コンデンサ25の第2端子が接続されている。第2コンデンサ25は、第2正極ライン71及び第2負極ライン72の電圧を平滑化する。
The first terminal of the
なお、本明細書では、リレーやトランジスタに関して、これらのデューティ比が100%である状態をオン状態、デューティ比が0%である状態をオフ状態と記す。デューティ比は、リレーやトランジスタのスイッチング周期においてこれらをオンにする期間の割合である。 In this specification, regarding relays and transistors, a state in which the duty ratio is 100% is referred to as an on state, and a state in which the duty ratio is 0% is referred to as an off state. Duty cycle is the ratio of the period during which these are turned on in the switching cycle of relays and transistors.
図1に示すように、車両500には、クランク角センサ95、アクセルセンサ96、車速センサ97、第1回転角センサ93、及び第2回転角センサ94が搭載されている。また、図示は省略するが、車両500には、第1電流センサ、第2電流センサ、バッテリセンサ、第1コンデンサセンサ、及び第2コンデンサセンサが搭載されている。クランク角センサ95は、クランク軸14の回転角Scrを検出する。アクセルセンサ96は、運転者が操作するアクセルペダルの操作量ACCを検出する。車速センサ97は、車両500の走行速度である車速SPを検出する。第1回転角センサ93は、第1MG71の回転軸の回転角Sm1を検出する。第2回転角センサ94は、第2MG72の回転軸の回転角Sm2を検出する。第1電流センサは、第1MG71のコイルに流れる電流を検出する。第2電流センサは、第2MG72のコイルに流れる電流を検出する。バッテリセンサは、バッテリ77の電流、出力電圧VB、及び温度といったバッテリ情報を検出する。第1コンデンサセンサは、第1コンデンサ39の充電電圧VLを検出する。第2コンデンサセンサは、第2コンデンサ25の充電電圧VHを検出する。
As shown in FIG. 1, the
次に、車両の制御構成について説明する。
先ず、制御装置の概略、及び基本的な制御内容を説明する。
車両500は、制御装置100を有する。制御装置100は、コンピュータプログラム(ソフトウェア)に従って各種処理を実行する1つ以上のプロセッサとして構成し得る。なお、制御装置100は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路(ASIC)等の1つ以上の専用のハードウェア回路、またはそれらの組み合わせを含む回路(circuitry)として構成してもよい。プロセッサは、CPU101及び、RAM並びにROM102等のメモリを含む。メモリは、処理をCPU101に実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。
Next, the control configuration of the vehicle will be described.
First, the outline of the control device and the basic control contents will be described.
The
制御装置100には、車両500に搭載されている各種センサからの検出信号が入力される。具体的には、制御装置100には、次の各パラメータについての検出信号が入力される。
Detection signals from various sensors mounted on the
・クランク角センサ95が検出するクランク軸14の回転角Scr
・アクセルセンサ96が検出するアクセルペダルの操作量ACC
・車速センサ97が検出する車速SP
・第1回転角センサ93が検出する第1MG71の回転軸の回転角Sm1
・第2回転角センサ94が検出する第2MG72の回転軸の回転角Sm2
・第1電流センサが検出する第1MG71のコイルに流れる電流
・第2電流センサが検出する第2MG72のコイルに流れる電流
・バッテリセンサが検出するバッテリ情報
・第1コンデンサセンサが検出する第1コンデンサ39の充電電圧VL
・第2コンデンサセンサが検出する第2コンデンサ25の充電電圧VH
CPU101は、クランク軸14の回転角Scrに基づいて、単位時間当たりのクランク軸14の回転数である機関回転数Neを算出する。CPU101は、第1MG71の回転軸の回転角Sm1に基づいて、単位時間当たりの当該回転軸の回転数Nm1を算出する。CPU101は、第2MG72の回転軸の回転角Sm2に基づいて、単位時間当たりの当該回転軸の回転数Nm2を算出する。CPU101、バッテリ情報に基づいて、バッテリ77の蓄電量SOCを算出する。
The rotation angle Scr of the
-Accelerator pedal operation amount ACC detected by the
-Vehicle speed SP detected by the vehicle speed sensor 97
The rotation angle Sm1 of the rotation axis of the first MG71 detected by the first
The rotation angle Sm2 of the rotation axis of the second MG72 detected by the second
-Current flowing through the coil of the first MG71 detected by the first current sensor-Current flowing through the coil of the second MG72 detected by the second current sensor-Battery information detected by the battery sensor-
-Charging voltage VH of the
The
CPU101は、ROM102に記憶された各種のプログラムを実行することにより、内燃機関10、第1MG71、第2MG72等を制御する。具体的には、CPU101は、アクセルペダルの操作量ACC及び車速SPに基づいて、車両500が走行するために必要な出力の要求値である車両要求出力を算出する。CPU101は、車両要求出力及びバッテリの蓄電量SOCに基づいて、内燃機関10、第1MG71、及び第2MG72のトルク配分を決定する。CPU101は、内燃機関10、第1MG71、及び第2MG72のトルク配分に基づいて、内燃機関10の出力と、第1MG71及び第2MG72の力行及び回生とを制御する。例えば第2MG72の制御に関して、CPU101は、第2MG72の力行トルクまたは回生トルクの要求値である第2MG要求トルクMG2*を算出する。そして、CPU101は、この第2MG要求トルクMG2*を実現すべく、コンバータ80や第2インバータ91等を制御する。
The
CPU101は、通常の走行制御では、ハイブリッド走行モード(HVモード)や電動走行モード(EVモード)等で車両500を走行させる。ハイブリッド走行モードは、内燃機関10の運転を伴って車両500を走行させる制御モードである。電動走行モードは、内燃機関10を停止した状態で車両500を走行させる制御モードである。
In normal travel control, the
次に、第1インバータ90に係る異常が生じた場合にCPU101が行う制御内容について説明する。
CPU101は、第1インバータ90が正常に動作しない異常状態であるインバータ異常状態の発生の有無を監視している。インバータ異常状態は、詳細には、第1インバータ90を構成する各トランジスタを適切にオンオフ制御できない状態である。CPU101は、第1インバータ90にインバータ異常状態が発生した場合、第1インバータ90を構成する各トランジスタのベース端子への信号の出力を停止する。これにより、第1インバータ90を構成する各トランジスタがオフ状態となり、第1インバータ90が停止された状態となる。ただし、上述したとおり、第1インバータ90は、各トランジスタに対して並列に接続された還流用のダイオードを有する。したがって、第1インバータ90が停止された状態であっても、第1MG71側からの電流を流すことはできる。
Next, the control contents performed by the
The
インバータ異常状態を生じる要因として、例えば以下のものを挙げることができる。
・第1インバータ90におけるトランジスタの故障
・制御装置100のうち、第1インバータ90の制御に係る回路の故障
・第1インバータ90を制御する上で必要になる各種センサの故障
上記各種センサとは、第1回転角センサ93、第1電流センサ、第2コンデンサセンサ等である。なお、インバータ異常状態が生じた場合でも、第1MG71そのものに異常はなく、発電等の動作は可能である。
For example, the following can be mentioned as factors that cause an abnormal state of the inverter.
-Transistor failure in the first inverter 90-Failure of the circuit related to the control of the
CPU101は、インバータ異常状態を検出した場合、通常の走行制御をキャンセルし、退避走行制御を実施することによって車両500を退避走行させる。退避走行制御には、バッテリ走行モード(MDモード)と、内燃機関併用走行モード(MDEモード)とがある。CPU101は、バッテリ走行モードでは、第1MG71の発電電力を利用せず、バッテリ77の電力のみによって第2MG72を駆動する。すなわち、CPU101は、内燃機関10及び第1インバータ90を停止状態とする。
When the
CPU101は、内燃機関併用走行モードでは、第1インバータ90を停止させた状態で内燃機関10の動力によって第1MG71に発電させる。そして、CPU101は、バッテリ77の電力に代えて、または加えて、第1MG71の発電電力Pm1を用いて第2MG72を駆動する。詳細には、CPU101が第1インバータ90を停止させた状態で内燃機関10によって第1MG71を回転駆動すると、第1MG71に逆起電圧Rが発生する。この逆起電圧Rが第2コンデンサ25の充電電圧VHよりも高い場合、逆起電圧Rに起因する発電電力Pm1が第2正極ライン71及び第2負極ライン72に供給される。そして、この発電電力Pm1が第2MG72に供給される。なお、第1MG71が発電をする場合、すなわち、逆起電圧Rが第2コンデンサ25の充電電圧VHよりも高いときには、第1MG71が仕事をしたことになるので、第1MG71にトルクが発生する。以下、逆起電圧Rに起因するトルクを、引き摺りトルクTと呼称する。
In the internal combustion engine combined operation mode, the
上記内燃機関併用走行モードでは、第1MG71の発電電力Pm1を利用する分、車両500が退避走行可能な距離をバッテリ走行モードよりも長くすることができる。そこで、CPU101は、インバータ異常状態を検出した場合、基本的には内燃機関併用走行モードを選択する。一方で、インバータ異常状態を検出したときに内燃機関10が停止している場合、内燃機関10の動力によって第1MG71に発電させることができない。そこで、CPU101は、内燃機関10が駆動していない状況でインバータ異常状態を検出した場合、バッテリ走行モードを選択するとともに、内燃機関10を始動させるための内燃機関始動処理を行う。
In the above-mentioned internal combustion engine combined driving mode, the distance that the
CPU101は、内燃機関始動処理では、概略的には、第1MG71を第2MG72の回転の連れまわりで発電させることでクランク軸14を回転駆動する。具体的には、CPU101は、第1MG71の発電を促進すべく、第2コンデンサ25の充電電圧VHをバッテリ77の出力電圧VBまで低下させる処理を行う。その上で、CPU101は第1MG71の発電電力Pm1が、予め定められた規定電力値PmB以上になった場合に、内燃機関10を始動させる処理を行う。なお、内燃機関始動処理の実行中は、バッテリ走行モードによる制御を行うことから、正極リレー35及び負極リレー36はオン状態のまま維持される。また、内燃機関始動処理が開始されるとき、及び内燃機関始動処理の実行中は、第2MG72の出力によって車両500を走行させることから、第2MG72は駆動された状態になっており電力を消費する。以下、上記の各処理の内容や、各処理の背景にある原理等を詳しく説明する。
In the internal combustion engine starting process, the
(A)第1MG71の発電によってクランク軸14を回転駆動する原理について
先ず、第1MG71の発電によってクランク軸14を回転駆動する原理を説明する。なお、実質的には、第1MG71が発電する際の引き摺りトルクTによってクランク軸14を回転させることになる。
(A) Principle of rotationally driving the
クランク軸14を回転駆動する原理を説明するの前提ととして、先ず、第1MG71の回転軸、クランク軸14、第2MG72の回転軸の動作の関係について説明する。動力分配統合機構40においては、第1MG71の回転軸、クランク軸14、及び第2MG72の回転軸が所定のギア比で互いに連結されている。そのため、これらの3つの回転要素のうちの2つの回転数が決まれば、残りの1つの回転数が自ずと決まる。具体的には、第1MG71の回転数Nm1、機関回転数Ne、及び第2MG72の回転数Nm2は、これら3つの回転要素の回転数の関係性を示す共線図上で規定することができる。図3に示すように、共線図においては、S軸とC軸とR軸とがこの順番で並んでいる。S軸は、第1MG71の回転数Nm1であるサンギア41の回転数を示す。C軸は機関回転数Neであるキャリア44の回転数を示す。R軸は、第2MG72の回転数Nm2をリダクションギア50のギア比で除したリングギア42の回転数を示す。なお、本明細書では、各回転要素の正逆の回転に関して、各回転要素が正回転している場合の回転数を正、逆回転している場合の回転数を負として説明する。上記共線図において、第1MG71の回転数Nm1、機関回転数Ne、第2MG72の回転数Nm2は直線上に結ばれる関係になる。この関係性の下、クランク軸14は次のように回転駆動される。
As a premise for explaining the principle of rotationally driving the
いま、内燃機関10が停止された状態で車両500が前進走行しているものとする。図3の二点鎖線U1で示すように、車両500の前進走行に伴う第2MG72の回転方向との兼ね合いで、このときの第2MG72の回転数Nm2は正の値になっている。また、内燃機関10が停止していることから、機関回転数Neはゼロになっている。第2MG72の回転数Nm2と機関回転数Neとの兼ね合いから、第1MG71の回転数Nm1は負の値になっている。この状態で車速SPが増加した場合、図3の点線U2で示すように、第2MG72の回転数Nm2が大きくなる。このとき、引き摺りトルクTが生じなければ、すなわち第1MG71が発電をしなければ、図3の点線U2で示すように、第1MG71の回転数Nm1は負の値のまま絶対値が大きくなる。
Now, it is assumed that the
一方、第2MG72の回転数Nm2が増加したときに第1MG71が発電してそれと共に引き摺りトルクTが生じた場合、引き摺りトルクTは、第1MG71の回転数Nm1をゼロに近づけるように作用する。すなわち、引き摺りトルクTは、第1MG71の回転数Nm1の絶対値が負の方向に大きくなるのを妨げる。これに伴い、図3の実線U3で示すように、3つの回転要素を結ぶ直線の傾きは、引き摺りトルクTが生じていない場合(図3の点線U2)よりも小さくなる。そして、機関回転数Neが上昇する。すなわち、引き摺りトルクTによって、内燃機関10の始動に必要となる回転数まで機関回転数Neを持ち上げることができる。この状態において内燃機関10で燃料噴射等を行うことで、内燃機関10を自立して運転させることが可能になる。
On the other hand, when the
なお、上の説明では、第2MG72の回転数Nm2が上昇した場合にクランク軸14を回転駆動するケースを例としたが、第2MG72の回転数Nm2が一定の場合でも、第1MG71が発電して引き摺りトルクTが生じれば、同様の原理でクランク軸14を回転駆動して内燃機関10を始動できる。
In the above description, the case where the
(B)規定電力値PmBについて
(A)で説明した原理によってクランク軸14を回転駆動する上では、内燃機関10の始動に必要となる回転数まで機関回転数Neを持ち上げることができる引き摺りトルクT、すなわち内燃機関10を始動するの上で必要な大きさの引き摺りトルクTを生じさせる必要がある。内燃機関始動処理では、第1MG71の発電電力Pm1が規定電力値PmB以上になったか否かの判定によってことによって、内燃機関10を始動するの上で必要な大きさの引き摺りトルクTが生じていることを把握する。この判定の基準値となる規定電力値PmBについて以下に詳述する。
(B) Regarding the specified power value PmB When the
先ず、前提として、引き摺りトルクT、第1MG71の回転数Nm1、及び第2コンデンサ25の充電電圧VHの関係性について説明する。なお、上記のとおり、内燃機関始動処理では、第1MG71の回転数Nm1が負の値である状況下で生じる引き摺りトルクTによってクランク軸14を回転駆動させる。そこで、以下の説明では、第1MG71の回転数Nm1が負の状況下で生じる引き摺りトルクTについて扱う。
First, as a premise, the relationship between the drag torque T, the rotation speed Nm1 of the first MG71, and the charging voltage VH of the
図4に示すように、引き摺りトルクTと第1MG71の回転数Nm1とを座標軸とする直交座標系において、引き摺りトルクTと第1MG71の回転数Nm1との関係性は、第2コンデンサ25の充電電圧VHの大きさ毎に規定される。いま、第2コンデンサ25の充電電圧VHは一定値VH1で変動しないものとする。図4の実線に示すように、引き摺りトルクTは、第1MG71の回転数Nm1の絶対値が限界回転数A1の絶対値よりも大きいときに発生する。限界回転数A1は、第1MG71の回転に伴って発生する逆起電圧Rが第2コンデンサ25の充電電圧VHに等しくなるときの第1MG71の回転数Nm1である。引き摺りトルクTは、第1MG71の回転数Nm1の絶対値が大きくなるのに伴って、すなわち逆起電圧Rが大きくなるのに伴って一旦急増し、極大値に至ると第1MG71の回転数Nm1の絶対値とともに緩やかに減少する。なお、逆起電圧Rは、第1MG71の回転数Nm1の絶対値が大きくなるのに従って大きくなる。
As shown in FIG. 4, in a Cartesian coordinate system having the drag torque T and the rotation speed Nm1 of the first MG71 as coordinate axes, the relationship between the drag torque T and the rotation speed Nm1 of the first MG71 is the charging voltage of the
限界回転数は、第2コンデンサ25の充電電圧VHに応じて変化する。具体的には、第2コンデンサ25の充電電圧VHが高いほど、限界回転数の絶対値は大きくなる。例えば、図4の一点鎖線で示すように、第2コンデンサ25の充電電圧VHが上記VH1よりも大きいVH2の場合、限界回転数A2の絶対値は、充電電圧VHがVH1である場合の限界回転数A1の絶対値よりも大きくなる。また、第2コンデンサ25の充電電圧VHがVH2の場合、引き摺りトルクTが極大となる第1MG71の回転数Nm1の絶対値も大きくなる。すなわち、第2コンデンサ25の充電電圧VHが大きくなることに応じて、引き摺りトルクTと第1MG71の回転数Nm1との関係性を示す特性曲線は、第1MG71の回転数Nm1の絶対値が大きくなる側へシフトする。
The limit rotation speed changes according to the charging voltage VH of the
以上の関係性を踏まえ、規定電力値PmBについて説明する。内燃機関10を始動する上で必用となる引き摺りトルクTをクランキングトルクTKとしたとき、上で説明した引き摺りトルクTと第1MG71の回転数Nm1との関係性から、第2コンデンサ25の充電電圧VHがある一定値に定まっていれば、クランキングトルクTKに対応する第1MG71の回転数Nm1は一意に定まる。クランキングトルクTKに対応する第1MG71の回転数Nm1をクランキング回転数NKとしたとき、規定電力値PmBは、次の式(1)で示すように、クランキング回転数NKとクランキングトルクTKとの積として定められている。なお、モータジェネレータの発電電力や消費電力は、モータジェネレータの回転数とトルクとの積として算出される。
PmB=NK×TK ・・・(1)
上記のとおり、内燃機関始動処理では、第2コンデンサ25の充電電圧VHはバッテリ77の出力電圧VBへと低下させる。このこととの関連で、規定電力値PmBは、第2コンデンサ25の充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBであるときのクランキング回転数NKと、クランキングトルクTKとの積として定められる。すなわち、第1MG71の発電電力Pm1が規定電力値PmB以上であれば、内燃機関10の始動に必要な引き摺りトルクTが生じていることがわかる。なお、バッテリ77の出力電圧VBは、厳密にはバッテリ77の蓄電量SOCに応じて大小する。規定電力値PmB及び後述の規定車速SPDを定める上でのバッテリ77の出力電圧VBは、バッテリ77の定格電圧とすればよい。
Based on the above relationship, the specified power value PmB will be described. When the drag torque T required for starting the
PmB = NK x TK ... (1)
As described above, in the internal combustion engine starting process, the charging voltage VH of the
(C)第1MG71の発電電力Pm1と車速SPとの関連について
内燃機関始動処理では、第1MG71の発電電力Pm1が規定電力値PmB以上になったか否かの判定に関して、実際に第1MG71の発電電力Pm1の大小を判定するのではなく、車速SPが規定車速SPD以上になっているか否かを判定する。これは、インバータ異常状態が生じた場合、第1MG71の発電電力Pm1を算出する上で必要となる各種センサの検出信号が制御装置100に入力されないことがあり得るからである。各種センサとは、第1回転角センサ93や第1電流センサ等である。一方で、車速センサ97の検出信号は、インバータ異常状態の発生に左右されることなく制御装置100に入力される。したがって、車速センサ97が検出する車速SPを利用すれば、適切な判定結果を得ることができる。
(C) Relationship between the generated power Pm1 of the first MG71 and the vehicle speed SP In the internal combustion engine starting process, the generated power of the first MG71 is actually determined as to whether or not the generated power Pm1 of the first MG71 is equal to or higher than the specified power value PmB. Instead of determining the magnitude of Pm1, it is determined whether or not the vehicle speed SP is equal to or higher than the specified vehicle speed SPD. This is because, when an abnormal state of the inverter occurs, the detection signals of various sensors necessary for calculating the generated power Pm1 of the
車速SPと第1MG71の発電電力Pm1とには次のような関連がある。共線図の関係上、内燃機関10が停止している場合、第1MG71の回転数Nm1の絶対値は、基本的には第2MG72の回転数Nm2すなわち車速SPに応じて大きくなる。つまり、第1MG71の回転数Nm1と車速SPとは1対1の関係にあり、第1MG71の回転数Nm1の絶対値が定まれば、それに応じた車速SPも一意に定まる。
The vehicle speed SP and the generated power Pm1 of the first MG71 are related as follows. Due to the collinear diagram, when the
上記規定車速SPDは、第2コンデンサ25の充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBであるときのクランキング回転数NKに対応する車速SPとして定められている。裏を返すと、第2コンデンサ25の充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBに至っていれば、車速SPが規定車速SPDになったときにはクランキングトルクTKが生じることになる。このときの第1MG71の発電電力は、(1)の式で示される規定電力値PmBになる。こうした関係性を利用し、内燃機関始動処理では、第1MG71の発電電力Pm1に代えて車速SPの大小を判定する。
The specified vehicle speed SPD is defined as a vehicle speed SP corresponding to a cranking rotation speed NK when the charging voltage VH of the
(D)第2コンデンサ25の充電電圧VHをバッテリ77の出力電圧VBに低下させる理由について
次に、第2コンデンサ25の充電電圧VHをバッテリ77の出力電圧VBに低下させる理由を説明する。
(D) Reason for lowering the charge voltage VH of the
図4に示すとおり、引き摺りトルクTと第1MG71の回転数Nm1との関係性は、第2コンデンサ25の充電電圧VHの大きさ毎に規定される。そして、第2コンデンサ25の充電電圧VHが高いほど、引き摺りトルクTと第1MG71の回転数Nm1との関係性を示す特性曲線は、第1MG71の回転数Nm1の絶対値が大きくなる側へシフトする。そのため、第2コンデンサ25の充電電圧VHが高いほど、クランキングトルクTKに対応する第1MG71の回転数Nm1であるクランキング回転数NKは大きくなる。したがって、クランキング回転数NKとの対応から定められる規定車速SPDを極力小さくする上では、第2コンデンサ25の充電電圧VHを極力小さくする必要がある。上記のとおり、内燃機関始動処理では、正極リレー35及び負極リレー36をオン状態に維持される。この場合、第2コンデンサ25は、コンバータ80が停止されている場合でも、第1ダイオード85を通じて第1コンデンサ39やバッテリ77と通電可能である。そのため、内燃機関始動処理の実行中に第2コンデンサ25の充電電圧VHが取り得る最小値は、バッテリ77の出力電圧VBとなる。そこで、本実施形態では、第2コンデンサ25の充電電圧VHを、当該充電電圧VHが取り得る最小値であるバッテリ77の出力電圧VBまで低下させる。このことにより、規定車速SPDを可能な限り小さくできる。
As shown in FIG. 4, the relationship between the drag torque T and the rotation speed Nm1 of the
(E)第2コンデンサ25の充電電圧VHをバッテリ77の出力電圧VBまで低下させる手法について
内燃機関始動処理では、第2コンデンサ25の充電電圧VHをバッテリ77の出力電圧VBまで低下させる処理として、実質的にはコンバータ80を停止する。すなわち、第1トランジスタ81及び第2トランジスタ82の双方をオフ状態にする。このことに加え、内燃機関始動処理の実行中は、第2MG72が駆動されている。コンバータ80をオフにすることと、第2MG72が駆動されることとの組み合わせによって、第2コンデンサ25の充電電圧VHをバッテリ77の出力電圧VBまで低下させることができる。以下、その原理を詳述する。
(E) About the method of lowering the charging voltage VH of the
いま、第2コンデンサ25の充電電圧VHが第1MG71の逆起電圧Rよりも大きいものとする。つまり、第1MG71は第2コンデンサ25に電力を供給できない。この状態でコンバータ80を停止すると、第2MG72が駆動されていることに伴って、第2コンデンサ25に蓄えられている電荷が第2MG2によって消費される。そして、第2MG72によって電荷が消費されることで、第2コンデンサ25の充電電圧VHは速やかに低下する。そして、第2コンデンサ25の充電電圧VHは、内燃機関始動処理の実行中に当該充電電圧VHが取り得る最小値であるバッテリ77の出力電圧VBへと至ることになる。
Now, it is assumed that the charging voltage VH of the
第2コンデンサ25の充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBまで低下した状態で、充電電圧VHよりも第1MG71の逆起電圧Rほうが大きくなると、第1MG71が第2コンデンサ25に電力を供給できる状態になる。この状態で第2MG72が電力を消費した場合、第1MG71の発電電力Pm1によって第2MG72の消費電力Pm2を賄うことになる。このとき、第1MG71は、第2MG72が消費する分だけの電力のみを発電するため、第2コンデンサ25の充電電圧VHはバッテリ77の出力電圧VBに維持される。
When the charge voltage VH of the
このように、コンバータ80をオフにすることと、第2MG72が駆動されることとの組み合わせによって、第2コンデンサ25の充電電圧VHをバッテリ77の出力電圧VBまで低下させることができる。なお、ここで説明した内容は、第2MG72の消費電力Pm2が相応に大きいことを前提にしている。第2コンデンサ25の消費電力Pm2は、乗員が車両500に対して要求する駆動力の大きさ次第である。仮に第2MG72の消費電力Pm2が比較的小さければ、第2MG72は第2コンデンサ25の充電電圧VHを消費しきれず、第2コンデンサ25の充電電圧VHをバッテリ77の出力電圧VBまで低下させるには至らない。
In this way, the combination of turning off the
(F)第2コンデンサ25の充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBまで低下していることの把握について
上記のように、乗員が車両500に対して要求する駆動力の大きさ次第では、第2MG72の消費電力Pm2が比較的小さいことがあり得る。この場合、第2コンデンサ25の充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBまで低下しない可能性がある。(C)で説明した規定車速SPDは、第2コンデンサ25の充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBまで低下していることを前提として規定されている。そのため、仮に車速SPが規定車速SPD以上になったとしても、第2コンデンサ25の充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBまで低下していなければ、クランキングトルクTKは生じない。そこで、充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBまで確実に低下していることを把握する必要がある。
(F) Understanding that the charging voltage VH of the
内燃機関始動処理では、第2コンデンサ25の充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBまで低下していることを、第2コンデンサ25の充電電圧VHの値そのものを判定するのではなく、第2MG72の消費電力Pm2を利用して判定する。これは、インバータ異常状態が生じた場合には、第2コンデンサ25の充電電圧VHを検出する第2コンデンサセンサの検出信号が制御装置100に入力されないことがあり得るからである。CPU101は、第2MG72の消費電力Pm2を算出する上で必要となるパラメータについては、インバータ異常状態の発生に左右されることなく取得できる。したがって、CPU101は、第2MG72の消費電力Pm2を利用することで適切に判定を行うことが可能である。
In the internal combustion engine starting process, the fact that the charging voltage VH of the
内燃機関始動処理では、第2コンデンサ25の充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBまで低下していることの把握するための処理として、第2MG72の消費電力Pm2が、予め定められた判定電力値PmC以上であるか否かを判定する。判定電力値PmCは、規定電力値PmBよりもやや大きな値として定められている。
In the internal combustion engine starting process, the power consumption Pm2 of the
いま、第2MG72の消費電力Pm2が判定電力値PmCであるものとする。上記(E)に記載したとおり、第2MG72の消費電力Pm2は、第2コンデンサ25及び第1MG71のいずれか一方が賄うことになる。しかし、判定電力値PmCは相応に大きいことから、コンバータ80が停止している状態では、判定電力値PmCの大きさの消費電力Pm2を第2コンデンサ25で賄うことは難しいことが実験等でわかっている。したがって、第2MG72の消費電力Pm2が判定電力値PmCである場合には、第1MG71がその消費電力Pm2を賄っており、第1MG71の発電電力Pm1は判定電力値PmCであるとみなすことができる。
Now, it is assumed that the power consumption Pm2 of the
第2MG72の消費電力Pm2が、第2コンデンサ25では賄うことができない程度に大きい場合、第2コンデンサ25の出力電圧VBは、コンバータ80を停止した後に速やかにバッテリ77の出力電圧VBまで低下しているものと見込まれる。したがって、第2MG72の消費電力Pm2が第1MG71の発電電力Pm1で賄われている状況では、第2コンデンサ25の出力電圧VBはバッテリ77の出力電圧VBに至っているとみなすことができる。こうした観点から、第2MG72の消費電力Pm2の大小を判定することによって、第2コンデンサ25の充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBまで低下していることの把握することができる。
When the power consumption Pm2 of the
なお、第1MG71の発電電力Pm1が判定電力値PmCである場合、第1MG71は、クランキングトルクTKと、第2コンデンサ25の充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBである場合のクランキング回転数NKとの積よりも大きな量の発電をしていることになる。したがって、クランキングトルクTKを生じるのに十分な発電を第1MG71がしていることも把握できる。
When the generated power Pm1 of the first MG71 is the determination power value PmC, the first MG71 has the cranking torque TK and the cranking rotation speed when the charging voltage VH of the
以上、(A)~(F)をまとめると、CPU101は、内燃機関始動処理では、第2コンデンサ25の充電電圧VHをバッテリ77の出力電圧VBまで低下させる処理として、コンバータ80を停止する処理を行う。また、CPU101は、第1MG71の発電電力Pm1が規定電力値PmB以上になったか否かを判定する処理として、車速SPが規定車速SPD以上であるか否かを判定する処理を行う。また、CPU101は、第2コンデンサ25の充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBまで確実に低下していることを把握する処理を行う。CPU101は、これらの処理を行った上で、内燃機関10を始動させる処理を行う。
Summarizing the above (A) to (F), in the internal combustion engine starting process, the
次に、内燃機関始動処理の具体的な処理手順を説明する。
CPU101は、車両500のイグニッションスイッチがオンにされている間において、内燃機関10が駆動していない状況でインバータ異常状態を検出した場合、内燃機関始動処理を開始する。CPU101は、ROM102に記憶された各種のプログラムを実行することにより内燃機関始動処理の各処理を実現する。上記のとおり、内燃機関始動処理を行うときには、必然的に第2MG72が駆動されている。CPU101は、内燃機関始動処理の実行途中でイグニッションスイッチがオフになった場合、内燃機関始動処理を強制終了する。
Next, a specific processing procedure of the internal combustion engine starting process will be described.
When the
図5に示すように、CPU101は、内燃機関始動処理を開始すると、先ずステップS10の処理を実行する。ステップS10において、CPU101は第1インバータ90を停止してバッテリ走行モードでの制御を開始する。上記のとおり、第1インバータ90を停止するとは、第1インバータ90の各トランジスタをオフ状態にすることである。また、バッテリ走行モードでの制御を行うことから、CPU101は、正極リレー35及び負極リレー36をオン状態に維持にする。CPU101は、ステップS10の処理を実行し終えると、処理をステップS20に進める。
As shown in FIG. 5, when the internal combustion engine start process is started, the
ステップS20において、CPU101は、コンバータ80を停止する。すなわち、第1トランジスタ81及び第2トランジスタ82の双方をオフ状態にする。CPU101は、ステップS20の処理を実行し終えると、ステップS30に処理を進める。
In step S20, the
ステップS30において、CPU101は、車速SPが規定車速SPD以上であるか否かを判定する。具体的には、CPU101は、最新の車速SPを取得し、その車速SPと規定車速SPDとの大小関係を判定する。CPU101は、車速SPが規定車速SPD未満である場合(ステップS30:NO)、再度ステップS30の処理を実行する。CPU101は、車速SPが規定車速SPD以上になると(ステップS30:YES)、処理をステップS40に進める。ステップS30の判定がYESの場合、仮に第2コンデンサ25の充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBまで低下している状況下であればクランキングトルクTKが生じていることになる。
In step S30, the
ステップS40において、CPU101は、第2MG72の消費電力Pm2が判定電力値PmC以上であるか否かを判定する。具体的には、CPU101は、第2MG72の回転数Nm2の最新の値を取得する。また、CPU101は、第2MG要求トルクMG2*の最新の値を取得する。そして、CPU101は、第2MG72の回転数Nm2と第2MG要求トルクMG2*とを乗算して第2MG72の消費電力Pm2を算出する。そして、CPU101は、第2MG72の消費電力Pm2と判定電力値PmCとの大小関係を判定する。CPU101は、第2MG72の消費電力Pm2が判定電力値PmC未満の場合(ステップS40:NO)、ステップS30の処理に戻る。
In step S40, the
一方、CPU101は、第2MG72の消費電力Pm2が判定電力値PmC以上の場合(ステップS40:YES)、処理をステップS50に進める。なお、ステップS40の判定がYESであれば、CPU101は、第2コンデンサ25の充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBまで確実に低下していることを把握できる。そして、ステップS30及びステップS40の双方の判定がYESになることにより、CPU101は、クランキングトルクTKが確実に生じていることを把握できる。
On the other hand, when the power consumption Pm2 of the
ステップS50において、CPU101は、内燃機関10を始動させる処理を行う。具体的には、CPU101は、燃料噴射弁による燃料噴射及び点火プラグによる点火を行うように内燃機関10を制御する。CPU101は、ステップS50の処理を実行し終えると、処理をステップS60に進める。なお、ステップS50の処理により、第1MG71による回転駆動が無くてもクランク軸14が自立して回転する状態になる。
In step S50, the
ステップS60において、CPU101は、バッテリ走行モードでの制御をキャンセルし、内燃機関併用モードでの制御を開始する。CPU101は、ステップS60の処理を実行し終えると、内燃機関始動処理の一連の処理を終了する。
In step S60, the
次に、本実施形態の作用について説明する。
いま、内燃機関10が停止された状態且つ第2MG72が駆動された状態で車両500が走行しているものとする。そして、時刻ta1においてCPU101がインバータ異常処理を検出したものとする。これに伴い、CPU101は内燃機関始動処理を開始する。なお、図6の(a)に示すように、時刻ta1以降、車速SPは徐々に上昇するものとする。また、図6の(b)に示すように、時刻ta1以降、車速SPの上昇に伴い第2MG72の消費電力Pm2も徐々に上昇するものとする。
Next, the operation of this embodiment will be described.
Now, it is assumed that the
CPU101は、内燃機関始動処理を開始すると、先ずバッテリ走行モードでの制御を開始し、第1インバータ90を停止する(ステップS10)。また、図6の(e)に示すように、CPU101は、時刻ta1で、コンバータ80を停止する(ステップS20)。図6の(f)に示すように、CPU101がコンバータ80を停止すると、第2MG72が第2コンデンサ25に蓄えられている電荷を消費することによって、第2コンデンサ25の充電電圧VHが速やかに低下する。そして、第2コンデンサ25の充電電圧VHは、内燃機関始動処理の実行中に第2コンデンサ25の充電電圧VHが取り得る最小値であるバッテリ77の出力電圧VBへと至る。この後、第2コンデンサ25の充電電圧VHはバッテリ77の出力電圧VBに維持される。
When the
図6の(g)に示すように、時刻ta1の時点では、第1MG71の回転数Nm1は負の値になっている。既に説明したとおり、これは第2MG72の回転数Nm2及び機関回転数Neとの兼ね合いに因る。時刻ta1以降、車速SPが上昇することに伴って、第1MG71の回転数Nm1の絶対値は大きくなる。それに伴い、図6の(f)に示すように、第1MG71の逆起電圧Rは上昇する。そして、時刻ta2で、第1MG71の逆起電圧Rは、第2コンデンサ25の充電電圧VHを上回る。
As shown in FIG. 6 (g), at the time of time ta1, the rotation speed Nm1 of the
第1MG71の逆起電圧Rが第2コンデンサ25の充電電圧VHを上回る時刻ta2以降では、第1MG71が発電した電力が第2コンデンサ25に供給される。それに伴い、図6の(c)に示すように、時刻ta2以降は引き摺りトルクTが生じる。この引き摺りトルクTは、第1MG71の負方向の回転数の増加を妨げるように作用する。そのため、図6の(g)に示すように、時刻ta3以降、第1MG71の回転数Nm1は略一定値に留まる。第1MG71の負方向の回転数の増加が妨げられる一方で、第2MG72の正方向の回転数が増加することに伴い、図6の(d)に示すように、時刻ta2以降は機関回転数Neが持ち上がり始める。機関回転数Neが持ち上がるのは、既に説明した共線図の関係に因る。
After the time ta2 when the counter electromotive voltage R of the
この後、車速SPが上昇し、図6の(a)に示すように、時刻ta4で車速SPは規定車速SPDに至る(ステップS30:YES)。すなわち、仮に第2コンデンサ25の充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBまで低下している場合にはクランキングトルクTKが生じていることになる。図6の(b)に示すように、時刻ta4の時点では、未だ第2MG72の消費電力Pm2が判定電力値PmCに至っていない。そのため、CPU101は、第2コンデンサ25の充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBまで低下していることを把握できない。
After that, the vehicle speed SP increases, and as shown in FIG. 6A, the vehicle speed SP reaches the specified vehicle speed SPD at time ta4 (step S30: YES). That is, if the charging voltage VH of the
この後、図6の(b)に示すように、第2MG72の消費電力Pm2が上昇し、時刻ta5で第2MG72の消費電力Pm2が判定電力値PmCに至る(ステップS40:YES)。この時点で、CPU101は、第2コンデンサ25の充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBまで低下していることを把握する。したがって、この時点で、CPU101は、クランキングトルクTKが確実に生じていることを把握できる。そこで、図6の(h)に示すように、CPU101は、時刻ta5で内燃機関10の燃料噴射及び点火を開始する。これにより、クランク軸14が自立して回転するようになる。この後、CPU101は、内燃機関併用走行モードでの制御によって車両500を走行させる。
After that, as shown in FIG. 6B, the power consumption Pm2 of the second MG72 increases, and the power consumption Pm2 of the second MG72 reaches the determination power value PmC at time ta5 (step S40: YES). At this point, the
なお、図6の(h)では、内燃機関10に対する燃料噴射や点火の制御を行っているか否かを、ON・OFFで示している。また、図6では、各変数の経時変化の関係性をわかり易く示すために、各変数の経時変化を概略的に示している。したがって、図6に示す各変数の経時変化は、実際の各変数の経時変化とは必ずしも一致しない。
In addition, in FIG. 6H, whether or not fuel injection or ignition control for the
次に、本実施形態の効果について説明する。
(1-1)内燃機関始動処理では、第2コンデンサ25の充電電圧VHを低下させることによって第1MG71が第2コンデンサ25に電力を供給できる状況を作っている。このことにより、クランキングトルクTKを生じさせることができる。そのため、インバータ異常状態が生じた状況であっても、クランキングトルクTKを利用して内燃機関10を始動できる。
Next, the effect of this embodiment will be described.
(1-1) In the internal combustion engine starting process, the
(1-2)内燃機関始動処理の実行中は、正極リレー35及び負極リレー36がオンに維持される。そのため、内燃機関始動処理の実行中において第2コンデンサ25の充電電圧VHが取り得る最小値は、バッテリ77の出力電圧VBである。上記構成では、第2コンデンサ25の充電電圧VHを、バッテリ77の出力電圧VBまで低下させることにより、規定車速SPDを極力小さくできる。したがって、車速SPを極端に高くめなくても内燃機関10を始動できる。
(1-2) The
(1-3)インバータ異常状態が生じた場合、第1MG71の状態を検出する各種のセンサや第2コンデンサ25の充電電圧VHを検出する第2コンデンサセンサからの検出信号が制御装置100に入力されないことがあり得る。内燃機関始動処理では、これらのセンサからの情報を利用せずに、車速SP等、インバータ異常状態に発生に左右されない変数を利用して各種の判定を行う。そのため、インバータ異常状態に発生した状況でも、確実に内燃機関10を始動できる。
(1-3) When an abnormal inverter state occurs, the detection signals from various sensors that detect the state of the first MG71 and the second capacitor sensor that detects the charging voltage VH of the
(1-4)内燃機関始動処理では、クランキングトルクTKを生じさせる上でCPU101が実質的に行う処理は、コンバータ80を停止することと内燃機関10の燃料噴射及び点火を開始するタイミングを判定する処理である。したがって、内燃機関10を始動させる上でCPU101にかかる処理の負担を小さくできる。
(1-4) In the internal combustion engine start process, the process substantially performed by the
次に、ハイブリッド車両の制御装置の第2実施形態を説明する。
第2実施形態の内容は、第1実施形態とは内燃機関始動処理の内容のみが異なる。そのため、以下では内燃機関始動処理について説明し、他の部分については重複した説明を省略する。
Next, a second embodiment of the control device for the hybrid vehicle will be described.
The content of the second embodiment differs from that of the first embodiment only in the content of the internal combustion engine starting process. Therefore, the internal combustion engine starting process will be described below, and duplicated description will be omitted for other parts.
先ず、本実施形態における内燃機関始動処理の概要を説明する。
第1実施形態と同様、本実施形態の内燃機関始動処理でも、CPU101は、第2コンデンサ25の充電電圧VHをバッテリ77の出力電圧VBに低下させる処理と、第1MG71の発電電力Pm1が規定電力値PmB以上になった場合に内燃機関10を始動させる処理とを行う。
First, an outline of the internal combustion engine starting process in the present embodiment will be described.
Similar to the first embodiment, in the internal combustion engine starting process of the present embodiment, the
CPU101は、第2コンデンサ25の充電電圧VHをバッテリ77の出力電圧VBまで低下させる処理として、コンバータ80の第1トランジスタ81をオン状態にする制御を行う。具体的には、CPU101は、第1トランジスタ81のデューティ比DYを徐々に上昇させて100%に至らせる。このことによって第2コンデンサ25の充電電圧VHが低下する原理については後で説明する。なお、CPU101は、第1トランジスタ81をオン状態に移行する制御に合わせて第2トランジスタ82のデューティ比を0%へと低下させる。
The
CPU101は、第1MG71の発電電力Pm1が規定電力値PmB以上になったか否かを判定する処理として、第1実施形態と同様、車速SPが規定車速SPDに至ったか否かを判定する処理を行う。なお、CPU101は、第1トランジスタ81のデューティ比を100%に制御したことをもって、第2コンデンサ25の充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBまで低下しているとみなす。
The
次に、第1トランジスタ81をオン状態に移行する制御と、第2コンデンサ25の充電電圧VHを低下させることとの関連について説明する。前提として、第1実施形態の場合と同様、内燃機関始動処理の実行中は、正極リレー35及び負極リレー36がオン状態に維持される。そのため、第1コンデンサ39の充電電圧VLは、バッテリ77の出力電圧VBに維持される。図2の一点鎖線Qで示すように、第1トランジスタ81をオンにした場合、第2コンデンサ25から第1コンデンサ39へ向かう電流が生じ、第2コンデンサ25に蓄えている電荷が第1コンデンサ39に持ち出される。そして、正極リレー35及び負極リレー36がオン状態であることから、第1コンデンサ39の充電電圧VLが大きくなると、バッテリ77が充電される。このように、第2コンデンサ25に蓄えられている電荷は、第1コンデンサ39及びバッテリ77に持ち出される。そして、バッテリ77の充電容量は、第2コンデンサ25の充電容量に比較して大きいことから、第2コンデンサ25の充電電圧VHは、速やかに低下する。このように、第1トランジスタ81のデューティ比が100%で第1トランジスタ81が常時オン状態になっていれば、第2コンデンサ25の充電電圧VHは確実に第1コンデンサ39の充電電圧VLと同じ値、すなわちバッテリ77の出力電圧VBに至ることになる。こうした特性を踏まえ、本実施形態では、第2コンデンサ25の充電電圧VHをバッテリ77の出力電圧VBまで低下させる処理として、第1トランジスタ81をオン状態へ移行させる制御を行う。
Next, the relationship between the control of shifting the
次に、内燃機関始動処理の具体的な処理内容を説明する。
内燃機関始動処理の開始条件等は、第1実施形態と同じであるため重複した説明は省略する。図7に示すように、CPU101は、内燃機関始動処理を開始すると、ステップS110の処理を実行する。CPU101は、ステップS110において、バッテリ走行モードでの制御を開始する。ステップS110の処理の内容は、第1実施形態の内燃機関始動処理のステップS10の処理と同じである。CPU101は、ステップS110の処理を実行し終えると、処理をステップS120に進める。
Next, the specific processing contents of the internal combustion engine starting process will be described.
Since the start conditions and the like of the internal combustion engine starting process are the same as those in the first embodiment, duplicated description will be omitted. As shown in FIG. 7, when the internal combustion engine start process is started, the
ステップS120において、CPU101は、コンバータ80の第1トランジスタ81をオン状態に移行する制御を開始する。具体的には、CPU101は、第1トランジスタ81のデューティ比DYを上昇させる処理を開始する。CPU101は、第1トランジスタ81のデューティ比DYを予め定められた変化率で上昇させる。なお、CPU101は、第1トランジスタ81の処理に合わせて第2トランジスタ82のデューティ比を低下させる処理を開始する。第2トランジスタ82のデューティ比の変化率については、第1トランジスタ81のデューティ比DYが100%に至るのと同じタイミングかそれよりも前に第2トランジスタ82のデューティ比が0%になるように適宜定めればよい。なお、CPU101は、第1トランジスタ81のデューティ比DYが100%に至ったことをもって、第2コンデンサ25の充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBまで低下しているとみなす。CPU101は、ステップS120の処理を実行し終えると、ステップS130に処理を進める。
In step S120, the
ステップS130において、CPU101は、車速SPが規定車速SPD以上であるか否かを判定する。ステップS130の処理の内容は、第1実施形態の内燃機関始動処理のステップS30の処理と同じである。CPU101は、車速SPが規定車速SPD未満である場合(ステップS130:NO)、再度ステップS130の処理を実行する。CPU101は、車速SPが規定車速SPD以上になると(ステップS130:YES)、処理をステップS140に進める。ステップS130の判定がYESの場合、仮に第2コンデンサ25の充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBまで低下している状況下であればクランキングトルクTKが生じていることになる。なお、ステップS120の処理によって第1トランジスタ81のデューティ比DYを上昇させる処理を開始した後、デューティ比DYが100%に至るよりも前にステップS130の判定がYESになることもある。この場合、CPU101は、ステップS130の判定がYESになった後、デューティ比DYが100%に至るまで待機する。そして、デューティ比DYが100%に至ると、CPU101は処理をステップS140に進める。ステップS130の判定がYESになるのよりも前にデューティ比DYが100%に至っているのであれば、CPU101はステップS130の判定がYESになった時点で処理をステップS140に進める。
In step S130, the
ステップS140において、CPU101は、内燃機関10を始動させる処理を行う。ステップS140の処理の内容は、第1実施形態の内燃機関始動処理のステップS50の処理と同じである。CPU101は、ステップS140の処理を実行し終えると、処理をステップS150に進める。
In step S140, the
ステップS150において、CPU101は、内燃機関併用モードでの制御を開始する。ステップS150の処理の内容は、第1実施形態の内燃機関始動処理のステップS60の処理と同じである。CPU101は、ステップS150の処理を実行し終えると、内燃機関始動処理の一連の処理を終了する。
In step S150, the
次に、本実施形態の作用について説明する。
いま、内燃機関10が停止された状態且つ第2MG72が駆動された状態で車両500が走行しているものとする。そして、時刻tb1においてCPU101がインバータ異常処理を検出したものとする。これに伴い、CPU101は内燃機関始動処理を開始する。なお、図8の(a)に示すように、時刻tb1以降、車速SPは徐々に上昇するものとする。また、図8の(c)に示すように、時刻tb1の時点で、第1トランジスタ81のデューティ比DYは例えば50%であるものとする。
Next, the operation of this embodiment will be described.
Now, it is assumed that the
CPU101は、内燃機関始動処理を開始すると、先ずバッテリ走行モードでの制御を開始し、第1インバータ90を停止する(ステップS110)。また、図8の(b)に示すように、CPU101は、時刻tb1で、コンバータ80をオン状態に移行する制御を開始する(ステップS120)。それに伴い、図8の(c)に示すように、時刻tb1以降は第1トランジスタ81のデューティ比DYが徐々に上昇する。それに伴い、図8の(f)に示すように、時刻tb1以降は第2コンデンサ25の充電電圧VHが徐々に低下する。
When the
図8の(g)に示すように、時刻tb1の時点では、第1MG71の回転数Nm1は、第2MG72の回転数Nm2及び機関回転数Neとの兼ね合いから、負の値になっている。時刻tb1以降、車速SPが上昇することに伴って、第1MG71の回転数Nm1の絶対値は大きくなる。それに伴い、図8の(f)に示すように、第1MG71の逆起電圧Rは上昇する。そして、時刻tb2で、第1MG71の逆起電圧Rは第2コンデンサ25の充電電圧VHを上回る。
As shown in FIG. 8 (g), at the time tb1, the rotation speed Nm1 of the first MG71 is a negative value due to the balance between the rotation speed Nm2 of the second MG72 and the engine rotation speed Ne. After the time tb1, the absolute value of the rotation speed Nm1 of the first MG71 increases as the vehicle speed SP increases. Along with this, as shown in FIG. 8 (f), the counter electromotive voltage R of the
第1MG71の逆起電圧Rが第2コンデンサ25の充電電圧VHを上回る時刻tb2以降では、第1MG71が発電した電力が第2コンデンサ25に供給される。それに伴い、図8の(d)に示すように、時刻tb2以降は引き摺りトルクTが生じる。この引き摺りトルクTは、第1MG71の負方向の回転数の増加を妨げるように作用する。そのため、図8の(g)に示すように、時刻tb3以降、第1MG71の回転数Nm1は略一定値に留まる。第1MG71の負方向の回転数の増加が妨げられる一方で、第2MG72の正方向の回転数が増加することに伴い、図8の(e)に示すように、時刻tb2以降は機関回転数Neが持ち上がり始める。
After the time tb2 in which the counter electromotive voltage R of the
この後、図8の(c)に示すように、時刻tb5で第1トランジスタ81のデューティ比DYが100%に至る(ステップS120が完了)。この時点で、CPU101は、第2コンデンサ25の充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBまで低下していることを把握する。
After that, as shown in FIG. 8C, the duty ratio DY of the
図8に示す例では、時刻tb5よりも前の時刻tb4で、車速SPは、既に規定車速SPDに至っている(ステップS130:YES)。すなわち、時刻tb5の時点では、第2コンデンサ25の充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBまで低下しており、且つクランキングトルクTKが生じていることになる。そこで、図8の(h)に示すように、CPU101は、時刻tb5で内燃機関10の燃料噴射及び点火を開始する。これにより、クランク軸14が自立して回転するようになる。この後、CPU101は、内燃機関併用走行モードでの制御によって車両500を走行させる。
In the example shown in FIG. 8, at the time tb4 before the time tb5, the vehicle speed SP has already reached the specified vehicle speed SPD (step S130: YES). That is, at the time tb5, the charging voltage VH of the
図示は省略するが、仮に、時刻tb5よりも後の時刻で車速SPは規定車速SPDに至った場合には、その時点で、内燃機関10の燃料噴射及び点火を開始する。つまり、第1トランジスタ81のデューティ比DYが100%であること、車速SPが規定車速SPD以上であることの2つの条件が満たされた時点で、内燃機関10が始動される。
Although not shown, if the vehicle speed SP reaches the specified vehicle speed SPD at a time after the time tb5, the fuel injection and ignition of the
なお、図6と同様、図8では、各変数の経時変化の関係性をわかり易く示すために、各変数の経時変化を概略的に示している。したがって、図8に示す各変数の経時変化は、実際の各変数の経時変化とは必ずしも一致しない。 Similar to FIG. 6, FIG. 8 schematically shows the change with time of each variable in order to show the relationship of the change with time of each variable in an easy-to-understand manner. Therefore, the change with time of each variable shown in FIG. 8 does not necessarily match the actual change with time of each variable.
次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態では、第1実施形態の(1-1)~(1-3)と同様の効果に加え、次の効果を得ることができる。
Next, the effect of this embodiment will be described.
In this embodiment, in addition to the same effects as those of (1-1) to (1-3) of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(2-1)第1実施形態の場合、第2コンデンサ25の充電電圧VHを低下させる上では、第2MG72による電力の消費が必要である。第2MG72の電力の消費の大小は、乗員が要求する駆動力の大小に依存する。そのため、乗員の要求次第では、第2コンデンサ25の充電電圧VHをバッテリ77の充電電圧VHまで低下させることができない。
(2-1) In the case of the first embodiment, in order to reduce the charging voltage VH of the
この点、本実施形態では、コンバータ80をオン状態に移行する制御により、第2MG72による電力の消費の大小に拘わらず、第2コンデンサ25の充電電圧VHをバッテリ77の充電電圧VHまで低下させることができる。したがって、乗員が要求する駆動力とは関係なく内燃機関10を始動させることができる。
In this respect, in the present embodiment, the charging voltage VH of the
なお、第1実施形態及び第2実施形態は、以下のように変更して実施することができる。第1実施形態、第2実施形態、及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。 The first embodiment and the second embodiment can be modified and implemented as follows. The first embodiment, the second embodiment, and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
・第1実施形態の内燃機関始動処理におけるステップS50の処理に関して、燃料噴射や点火を行ってもクランク軸14が自立して回転しないこともあり得る。例えばセンサの検出誤差等により、ステップS30又はステップS40の判定がYESになった場合でも実際にはクランキングトルクTKが生じていなかったり、混合気の燃焼が正常に行われなかったりすると、このようなことがあり得る。そこで、燃料噴射や点火を複数回繰り返しても、クランク軸14が自立して回転しない場合には、内燃機関始動処理を終了し、バッテリ走行モードによる制御を継続してもよい。第2実施形態の内燃機関始動処理におけるステップS140についても同様である。
-Regarding the process of step S50 in the internal combustion engine starting process of the first embodiment, the
・第1実施形態の内燃機関始動処理におけるステップS30の処理に関して、当該ステップS30の処理を予め定められた回数行っても判定がYESにならない場合には、内燃機関始動処理を終了し、バッテリ走行モードによる制御を継続してもよい。この場合、ステップS30の処理を長期間にわたって繰り返す場合に比べ、CPU101の処理負担を低減できる。第2実施形態の内燃機関始動処理におけるステップS130についても同様である。
-Regarding the process of step S30 in the internal combustion engine start process of the first embodiment, if the determination is not YES even after performing the process of step S30 a predetermined number of times, the internal combustion engine start process is terminated and the battery runs. Control by mode may be continued. In this case, the processing load of the
・上記変更例と同様、第1実施形態の内燃機関始動処理におけるステップS40の処理に関して、当該ステップS40の処理を予め定められた回数行っても判定がYESにならない場合には、内燃機関始動処理を終了し、バッテリ走行モードによる制御を継続してもよい。 -Similar to the above modification example, regarding the process of step S40 in the internal combustion engine start process of the first embodiment, if the determination is not YES even if the process of step S40 is performed a predetermined number of times, the internal combustion engine start process is performed. May be terminated and control by the battery drive mode may be continued.
・インバータ異常状態の要因が、第1MG71の発電電力Pm1を算出に係るセンサの異常ではない場合、CPU101は第1MG71の発電電力Pm1を算出し得る。この場合、第1実施形態の内燃機関始動処理におけるステップS30の処理では、車速SPの大小を判定するのではなく、第1MG71の発電電力Pm1の大小そのものを判定すればよい。つまり、第1MG71の発電電力Pm1を算出して、当該発電電力Pm1が規定電力値PmB以上であるか否かを判定すればよい。第2実施形態の内燃機関始動処理におけるステップS130についても同様である。
-If the cause of the inverter abnormality state is not an abnormality of the sensor related to the calculation of the generated power Pm1 of the first MG71, the
・インバータ異常状態の要因が、第2コンデンサ25の充電電圧VHを検出する第2コンデンサセンサの異常ではない場合、CPU101は、第2コンデンサセンサの検出信号をCPU101が取得できる。この場合、第1実施形態の内燃機関始動処理におけるステップS40の処理では、第2MG72の消費電力Pm2の大小を判定するのではなく、第2コンデンサ25の充電電圧VHの大小そのものを判定すればよい。つまり、第2コンデンサ25の充電電圧VHがバッテリ77の出力電圧VBに至っているか否かを判定すればよい。
When the cause of the inverter abnormality state is not an abnormality of the second capacitor sensor that detects the charge voltage VH of the
・第2コンデンサ25の充電電圧VHを低下させる手法は、第1実施形態及び第2実施形態に示した手法に限定されない。第2コンデンサ25の充電電圧VHを低下させることができるのであれば、どのような手法を採用してもよい。
The method for lowering the charging voltage VH of the
・第2コンデンサ25の充電電圧VHをどの程度まで低下させるかは適宜設定可能である。第2コンデンサ25の充電電圧VHを至らせる値に応じて規定車速SPDや規定電力値PmBを適宜設定すればよい。
-To what extent the charging voltage VH of the
10…内燃機関
25…第2コンデンサ
40…動力分配統合機構
71…第1モータジェネレータ
72…第2モータジェネレータ
77…バッテリ
80…コンバータ
90…第1インバータ
91…第2インバータ
100…制御装置
101…CPU
500…ハイブリッド車両
10 ...
500 ... Hybrid vehicle
Claims (1)
第1モータジェネレータと、
第2モータジェネレータと、
前記内燃機関、前記第1モータジェネレータ、及び前記第2モータジェネレータを駆動連結している遊星歯車機構と、
前記第1モータジェネレータ及び前記第2モータジェネレータとの間で電力を授受するバッテリと、
前記バッテリの出力電圧を昇圧して出力するコンバータと、
前記コンバータが出力した電圧を平滑化するコンデンサと、
前記コンデンサ及び前記第1モータジェネレータの間に接続され、直流交流の電力変換を行う第1インバータと、
前記コンデンサ及び前記第2モータジェネレータの間に接続され、直流交流の電力変換を行う第2インバータと
を備え、
前記遊星歯車機構は、自転するサンギアと、前記サンギアと同軸で回転するリングギアと、前記サンギア及び前記リングギアの間に介在されて前記サンギアを中心に公転するピニオンギアと、前記ピニオンギアの公転に従って前記サンギアと同軸で回転するキャリアとを有し、
前記キャリアは前記内燃機関の出力軸に連結され、前記サンギアは前記第1モータジェネレータの回転軸に連結され、前記リングギアは前記第2モータジェネレータの回転軸に連結されている
ハイブリッド車両に適用され、
前記第2モータジェネレータが駆動しており、且つ前記内燃機関が駆動していない状況で、前記第1インバータが正常に動作しない異常状態を検出した場合に、
前記コンデンサの充電電圧を低下させる処理と、
前記第1モータジェネレータから前記コンデンサへと供給される電力が予め定められた規定電力値以上になった場合に、前記内燃機関を始動させる処理と
を実行する
ハイブリッド車両の制御装置。 With an internal combustion engine
With the first motor generator
With the second motor generator
A planetary gear mechanism that drives and connects the internal combustion engine, the first motor generator, and the second motor generator.
A battery that transfers power between the first motor generator and the second motor generator, and
A converter that boosts the output voltage of the battery and outputs it.
A capacitor that smoothes the voltage output by the converter,
A first inverter connected between the capacitor and the first motor generator and performing DC AC power conversion,
It is equipped with a second inverter connected between the capacitor and the second motor generator and performing DC / AC power conversion.
The planetary gear mechanism includes a sun gear that rotates, a ring gear that rotates coaxially with the sun gear, a pinion gear that is interposed between the sun gear and the ring gear and revolves around the sun gear, and a revolvement of the pinion gear. With a carrier that rotates coaxially with the sun gear according to
The carrier is connected to the output shaft of the internal combustion engine, the sun gear is connected to the rotating shaft of the first motor generator, and the ring gear is applied to a hybrid vehicle connected to the rotating shaft of the second motor generator. ,
When the abnormal state in which the first inverter does not operate normally is detected in a situation where the second motor generator is driven and the internal combustion engine is not driven.
The process of lowering the charging voltage of the capacitor
A control device for a hybrid vehicle that executes a process of starting an internal combustion engine when the electric power supplied from the first motor generator to the capacitor exceeds a predetermined predetermined electric power value.
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