JP4432999B2 - Hybrid electric vehicle - Google Patents

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Description

本発明は、駆動源としてエンジンとモータとを備えるハイブリッド電気自動車に関する。   The present invention relates to a hybrid electric vehicle including an engine and a motor as drive sources.

ハイブリッド電気自動車は、エンジン(内燃機関)のほかに駆動源として駆動用モータ(電動機)を備える。駆動用モータは交流電流で駆動する交流モータであり、当該交流モータを直流電流で駆動する場合にはインバータなどの電力変換装置が必要である。駆動用モータは、インバータなどの電力変換装置において、高周波でのスイッチングにより大電力を対象とする電力変換が行われるため、パワートランジスタが加熱するおそれがある。したがって、駆動用モータの制御を行う際には、パワートランジスタにおいて発生する熱を抑制する対策が必要である。   The hybrid electric vehicle includes a drive motor (electric motor) as a drive source in addition to the engine (internal combustion engine). The drive motor is an AC motor that is driven by an AC current. When the AC motor is driven by a DC current, a power conversion device such as an inverter is required. In the power conversion device such as an inverter, the drive motor performs power conversion for high power by switching at a high frequency, so that the power transistor may be heated. Accordingly, when controlling the drive motor, it is necessary to take measures to suppress heat generated in the power transistor.

加熱防止の対策の1つとして、PWM(パルス幅変調)信号のキャリア周波数、すなわちパワートランジスタのスイッチング周波数を低減させて、インバータにおいて発生する熱を抑制する技術が知られている。キャリア周波数の低減は、例えば、モータの回転数が十分低い場合に、坂道発進の際サイドブレーキをオンしたままアクセルを踏んだときや、車止めに車輪が当たっている状態でアクセルを踏んだときのように、外力によりロックされているとみなすことができる場合に行われる。また、パワートランジスタの温度を検出して、温度の変化に応じてキャリア周波数を変化させて、インバータにおいて発生する熱を抑制する技術が知られている。   As one of measures for preventing heating, there is known a technique for suppressing heat generated in an inverter by reducing a carrier frequency of a PWM (pulse width modulation) signal, that is, a switching frequency of a power transistor. For example, when the motor speed is sufficiently low, the carrier frequency is reduced when the accelerator is stepped on with the side brake turned on when starting on a slope, or when the accelerator is stepped on while the wheel is hitting the vehicle stop. Thus, it is performed when it can be considered that it is locked by external force. In addition, a technique is known in which the temperature of the power transistor is detected and the carrier frequency is changed in accordance with the change in temperature to suppress heat generated in the inverter.

特許文献1には、故障して軌道上に立ち往生した列車を他の列車で待避させるための推進運転、故障したユニットを切り離して、残りのユニットのみで運転するユニットカット運転、洗車時の低速の一定速度運転などの特殊運転モードへ通常運転モードから切り替わったときにスイッチング周波数を低く設定して、スイッチング素子の損失を抑制する技術が開示されている。   Patent Document 1 includes a propulsion operation for retracting a train that has failed and stuck on a track with another train, a unit cut operation in which the failed unit is separated and operated with only the remaining units, and a low speed during car washing. A technique is disclosed in which a switching frequency is set low when switching from a normal operation mode to a special operation mode such as a constant speed operation to suppress loss of the switching element.

特許文献2には、筐体の中に制御基板を備えたインバータ装置において、制御基板に温度検出手段を設け、筐体内の雰囲気温度を検出してインバータ装置の動作状況を把握する技術が開示されている。   Patent Document 2 discloses a technique in which an inverter device having a control board in a casing is provided with a temperature detection means on the control board and detects the ambient temperature in the casing to grasp the operation status of the inverter apparatus. ing.

特開平5−308704号公報JP-A-5-308704 特開2003−324967号公報JP 2003-324967 A

ところで、ハイブリッド電気自動車に備えられるインバータは、搭載スペースが限られているため、エンジンの近傍に配置せざるを得ない場合も多い。また、インバータは、内部の制御基板などの加熱を抑制するために、冷却水により冷却されていることが多い。ところが、坂道走行などの高負荷走行後に、エンジンをアイドリング状態で放置する場合や低速で走行を継続する場合、高負荷走行の影響により冷却水の水温が高くなり、インバータ装置の冷却効率が低下することがある。また、低速で走行する場合、エンジンルーム内に取り込まれる冷却風が減少するため、インバータの冷却効果が低下する。   By the way, the inverter provided in the hybrid electric vehicle has a limited mounting space, and therefore often has to be arranged in the vicinity of the engine. In addition, the inverter is often cooled by cooling water in order to suppress heating of the internal control board and the like. However, when the engine is left idling or running at a low speed after running on a high load such as on a hill, the cooling water temperature increases due to the influence of the high load running and the cooling efficiency of the inverter device decreases. Sometimes. Further, when the vehicle travels at a low speed, the cooling air taken into the engine room is reduced, so that the cooling effect of the inverter is lowered.

本発明は、ハイブリッド電気自動車が高負荷で走行後に、たとえエンジンをアイドリング状態で放置する、あるいは低速で走行を継続する場合でも、インバータの発熱を抑制することを目的とする。   An object of the present invention is to suppress heat generation of an inverter even when a hybrid electric vehicle travels at a high load and the engine is left in an idling state or continues to travel at a low speed.

本発明に係るハイブリッド電気自動車は、駆動源としてエンジンおよびモータを備え、前記エンジンがアイドリング状態で放置された場合であって、アイドリング状態の作動期間とエンジン停止状態の休止期間とを交互に繰り返す間欠運転を行い、前記作動期間における前記エンジンの動力により前記モータに発電させるハイブリッド電気自動車において、前記モータに接続されたインバータに対して所定のキャリア周波数のパルス変調信号を供給するモータ制御部であって、前記エンジンが間欠運転中で車速が所定の閾速度より小さい場合、前記休止期間における前記インバータのキャリア周波数を、前記作動期間における前記インバータのキャリア周波数より低く設定するモータ制御部を備えることを特徴とする。
A hybrid electric vehicle according to the present invention includes an engine and a motor as driving sources, and the engine is left in an idling state, and intermittently repeats an idling state operation period and an engine stop state rest period. In a hybrid electric vehicle that operates and generates electric power to the motor by the power of the engine during the operation period, a motor control unit that supplies a pulse modulation signal having a predetermined carrier frequency to an inverter connected to the motor. A motor control unit configured to set the carrier frequency of the inverter during the idle period lower than the carrier frequency of the inverter during the operation period when the engine is intermittently operated and the vehicle speed is lower than a predetermined threshold speed. And

本発明に係るハイブリッド電気自動車の1つの態様では、前記モータ制御部は、前記エンジンが間欠運転中で前記車速がゼロの場合、前記休止期間における前記インバータへの前記パルス変調信号の供給を停止することを特徴とする。   In one aspect of the hybrid electric vehicle according to the present invention, the motor control unit stops supplying the pulse modulation signal to the inverter during the pause period when the engine is intermittently operated and the vehicle speed is zero. It is characterized by that.

本発明に係るハイブリッド電気自動車の1つの態様では、前記モータ制御部は、前記エンジンが間欠運転を行う直前における前記モータの負荷が所定の閾値より大きい場合のみ、前記インバータのキャリア周波数より低く設定する、あるいは、前記インバータへの前記パルス変調信号の供給を停止することを特徴とする。   In one aspect of the hybrid electric vehicle according to the present invention, the motor control unit sets the motor frequency lower than the carrier frequency of the inverter only when the load of the motor immediately before the engine performs intermittent operation is larger than a predetermined threshold. Alternatively, the supply of the pulse modulation signal to the inverter is stopped.

本発明によれば、車速が所定の閾速度より小さい場合、エンジンの休止期間におけるインバータのキャリア周波数を、エンジンの運転期間におけるインバータのキャリア周波数より低く設定することで、ハイブリッド電気自動車が高負荷で走行後に、たとえエンジンをアイドリング状態で放置する、あるいは低速で走行を継続する場合でも、インバータの発熱を抑制することができる。   According to the present invention, when the vehicle speed is smaller than the predetermined threshold speed, the hybrid electric vehicle is loaded at a high load by setting the carrier frequency of the inverter during the engine idle period to be lower than the carrier frequency of the inverter during the engine operation period. Even when the engine is left in an idling state after traveling or when traveling is continued at a low speed, heat generation of the inverter can be suppressed.

本発明を実施するための最良の形態を具体的に示す実施形態について、以下図面を用いる説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments that specifically show the best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本実施形態に係るハイブリッド電気自動車10の概略の構成を示す図である。ハイブリッド電気自動車10は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパを介して接続された3軸式の動力分配機構30と、動力分配機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配機構30に駆動軸32を介して接続されたモータMG2と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット(以下、ハイブリッドECUという)70とを備える。駆動軸32は、エンジン22や、モータMG1,MG2からの動力を、減速機34およびドライブシャフト36を介して駆動輪に伝達する。   FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a hybrid electric vehicle 10 according to the present embodiment. The hybrid electric vehicle 10 is connected to an engine 22, a three-shaft power distribution mechanism 30 connected via a damper to a crankshaft 26 serving as an output shaft of the engine 22, and the power distribution mechanism 30. A motor MG1 capable of generating power, a motor MG2 connected to the power distribution mechanism 30 via a drive shaft 32, and a hybrid electronic control unit (hereinafter referred to as a hybrid ECU) 70 for controlling the entire power output apparatus. The drive shaft 32 transmits the power from the engine 22 and the motors MG1, MG2 to the drive wheels via the speed reducer 34 and the drive shaft 36.

エンジン22は、燃料タンク(図示せず)からのガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関である。エンジン22は、エンジン22の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンECU24は、ハイブリッドECU70と通信しており、ハイブリッドECU70からの制御信号によりエンジン22を運転制御する。さらに、エンジンECU24は、必要に応じてエンジン22のエンジン回転数などの運転状態に関するデータをハイブリッドECU70に出力する。   The engine 22 is an internal combustion engine that outputs power upon receiving a supply of hydrocarbon fuel such as gasoline or light oil from a fuel tank (not shown). The engine 22 performs operation control such as fuel injection control, ignition control, and intake air amount adjustment control by an engine electronic control unit (hereinafter referred to as an engine ECU) 24 that inputs signals from various sensors that detect the operation state of the engine 22. is recieving. The engine ECU 24 communicates with the hybrid ECU 70 and controls the operation of the engine 22 by a control signal from the hybrid ECU 70. Further, the engine ECU 24 outputs data relating to the operating state such as the engine speed of the engine 22 to the hybrid ECU 70 as necessary.

動力分配機構30は、エンジン22の動力により駆動輪を直接駆動するための車両駆動力と、エンジン22の動力によりモータMG1を作動させて発電を行わせる発電駆動力とに適切に分割するための周知のいわゆる遊星歯車機構を備える。動力分配機構30は、さらにモータMG2のロータシャフトと駆動軸32とを介して回転伝達可能な機構を備える。   The power distribution mechanism 30 appropriately divides the vehicle driving force for directly driving the driving wheels by the power of the engine 22 and the power generation driving force for operating the motor MG1 by the power of the engine 22 to generate power. A well-known planetary gear mechanism is provided. The power distribution mechanism 30 further includes a mechanism capable of transmitting rotation via the rotor shaft of the motor MG2 and the drive shaft 32.

モータMG1およびモータMG2は、いずれも発電機として三相交流により駆動することができ、かつ電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。モータMG1,MG2は、インバータ41,42を介していずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサからの信号や電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される電流などが入力される。また、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング信号(パルス幅変調信号)が出力される。モータECU40は、モータMG1およびモータMG2の回転数を検出する各回転数センサからモータMG1およびモータMG2の回転数、電流センサからインバータ41,42に入力されるインバータ電流I1,I2、モータMG1およびモータMG2から出力させるべきトルクの値であるトルク指令値をハイブリッドECU70から入力し、キャリア周波数を演算し、インバータ41,42へスイッチング信号を出力する。   Both the motor MG1 and the motor MG2 are configured as well-known synchronous generator motors that can be driven by a three-phase alternating current as a generator and that can be driven as an electric motor. Communicate. The motors MG1, MG2 are both driven and controlled by a motor electronic control unit (hereinafter referred to as motor ECU) 40 via inverters 41, 42. The motor ECU 40 receives signals necessary for controlling the motors MG1 and MG2, such as signals from a rotational position detection sensor that detects the rotational position of the rotor of the motors MG1 and MG2, and motors MG1 and MG2 detected by a current sensor. The current applied to is input. Further, the motor ECU 40 outputs a switching signal (pulse width modulation signal) to the inverters 41 and 42. Motor ECU 40 includes motor speeds of motor MG1 and motor MG2 from each speed sensor for detecting the speeds of motor MG1 and motor MG2, and inverter currents I1 and I2, motor MG1 and motors input from current sensors to inverters 41 and 42. A torque command value that is a value of torque to be output from MG 2 is input from hybrid ECU 70, a carrier frequency is calculated, and a switching signal is output to inverters 41 and 42.

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。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された電圧センサからの端子間電圧、バッテリ50の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた電流センサからの充放電電流、バッテリ50に取り付けられた温度センサからの電池温度などが入力される。また、バッテリECU52は、必要に応じて、入力された各信号に基づいてバッテリ50の状態に関するデータを演算し、当該データを通信によりハイブリッドECU70に出力する。なお、バッテリECU52では、バッテリ50を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて充電状態(SOC)も演算している。   The battery 50 is managed by a battery electronic control unit (hereinafter referred to as a battery ECU) 52. The battery ECU 52 is attached to a signal necessary for managing the battery 50, for example, a voltage between terminals from a voltage sensor installed between terminals of the battery 50, and a power line connected to an output terminal of the battery 50. The charge / discharge current from the current sensor, the battery temperature from the temperature sensor attached to the battery 50, and the like are input. Further, the battery ECU 52 calculates data relating to the state of the battery 50 based on each input signal as necessary, and outputs the data to the hybrid ECU 70 through communication. The battery ECU 52 also calculates the state of charge (SOC) based on the integrated value of the charge / discharge current detected by the current sensor in order to manage the battery 50.

ハイブリッドECU70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号、エンジンECU24からエンジン22のエンジン回転数Revなどが入力ポートを介して入力される。ハイブリッドECU70には、さらに、シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサからのシフトポジションSP,アクセルペダル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からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル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からのブレーキペダルポジションBP,車速センサからの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッドECU70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40、バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。   The hybrid ECU 70 receives an ignition signal from the ignition switch 80, an engine speed Rev of the engine 22 from the engine ECU 24, and the like via an input port. The hybrid ECU 70 further detects the shift position SP from the shift position sensor that detects the operation position of the shift lever, the accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor that detects the depression amount of the accelerator pedal, and the depression amount of the brake pedal. The brake pedal position BP from the brake pedal position sensor and the vehicle speed V from the vehicle speed sensor are input via the input port. As described above, the hybrid ECU 70 is connected to the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52 via the communication port, and exchanges various control signals and data with the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52.

さて、本実施形態では、上記のように構成されたハイブリッド電気自動車10がアイドリング状態で放置された場合、ハイブリッドECU70は、エンジン22を間欠的に作動させて、エンジン22の動力によりモータMG1を駆動してバッテリ50の充電を間欠的に行う。つまり、ハイブリッドECU70は、エンジン22が作動期間と休止期間とを交互に繰り返す間欠運転を行うようにエンジンECU24やモータECU40に制御信号を出力する。このようにアイドリング中にバッテリ50の充電を行うことで、次回の始動時にバッテリ50の充電不足によりモータMG1を駆動できなくなることを防ぐ。ところが、ハイブリッド電気自動車が、坂道走行などの高負荷走行後に、上記のようにアイドリング状態で放置された場合、インバータ41,42を冷却する冷却水の水温も高負荷走行により温度が上昇しており、インバータ41,42の冷却効率が低下することがある。また、ハイブリッド電気自動車が、低速で走行する場合、エンジンルーム内に取り込まれる冷却風が減少するため、インバータ41,42の冷却効果が低下する。   In the present embodiment, when the hybrid electric vehicle 10 configured as described above is left in an idling state, the hybrid ECU 70 intermittently operates the engine 22 and drives the motor MG1 with the power of the engine 22. The battery 50 is charged intermittently. That is, the hybrid ECU 70 outputs a control signal to the engine ECU 24 and the motor ECU 40 so that the engine 22 performs intermittent operation in which the operation period and the rest period are alternately repeated. By charging the battery 50 during idling in this way, it is possible to prevent the motor MG1 from being driven due to insufficient charging of the battery 50 at the next start. However, when the hybrid electric vehicle is left in an idling state as described above after traveling at a high load such as on a slope, the temperature of the cooling water for cooling the inverters 41 and 42 is also increased due to the high load traveling. The cooling efficiency of the inverters 41 and 42 may decrease. Further, when the hybrid electric vehicle travels at a low speed, the cooling air taken into the engine room is reduced, so that the cooling effect of the inverters 41 and 42 is reduced.

一方、インバータ41,42は、スイッチング信号のキャリア周波数が高いほど、モータの駆動が安定し、異音の発生を抑制することができる。しかし、キャリア周波数が高いほど、インバータ41,42が備えるパワートランジスタは加熱されやすい。言い換えれば、キャリア周波数が低いほどパワートランジスタの加熱を抑制することができる。そのため、ハイブリッド電気自動車10をアイドリング状態で放置する場合、常にキャリア周波数を低く設定しておき、パワートランジスタの加熱を抑制することも考えられる。しかし、上記の通り、アイドリング中には、モータMG1を駆動させて、バッテリ50の充電が行われる。つまり、アイドリング状態で放置する場合に、常にキャリア周波数を低く設定しておくと、バッテリ50の充電の際に駆動するモータMG1あるいはモータMG2から異音が発生するおそれがある。   On the other hand, as the carrier frequency of the switching signal is higher, the inverters 41 and 42 are more stable in driving the motor and can suppress the generation of abnormal noise. However, the higher the carrier frequency, the easier the power transistors included in the inverters 41 and 42 are heated. In other words, the heating of the power transistor can be suppressed as the carrier frequency is lower. Therefore, when leaving the hybrid electric vehicle 10 in an idling state, it is conceivable to always set the carrier frequency low to suppress heating of the power transistor. However, as described above, during idling, the motor MG1 is driven and the battery 50 is charged. That is, if the carrier frequency is always set low when left in the idling state, there is a possibility that abnormal noise may be generated from the motor MG1 or the motor MG2 that is driven when the battery 50 is charged.

そこで、本実施形態では、ハイブリッド電気自動車10をアイドリング状態で放置する場合、エンジン22が休止している期間、つまり、モータMG1およびモータMG2のトルクがゼロの間、モータECU40がインバータ41,42に対して出力するキャリア周波数を低く設定することで、インバータ41,42で発生する熱を抑制する。   Therefore, in the present embodiment, when the hybrid electric vehicle 10 is left in an idling state, the motor ECU 40 is connected to the inverters 41 and 42 while the engine 22 is at rest, that is, while the torque of the motor MG1 and the motor MG2 is zero. On the other hand, the heat generated in the inverters 41 and 42 is suppressed by setting the carrier frequency to be output low.

図2は、アイドリング状態の際のエンジン22の運転状態に対応するキャリア周波数に関するタイミングチャートを示す。図2に示すように、モータECU40は、エンジン22が間欠運転を行うアイドリング状態において、エンジン22が休止している期間は、モータMG1およびモータMG2が駆動していないと判断して、エンジン22が作動している期間よりも、キャリア周波数を低く設定する。より具体的には、モータECU40は、エンジン22の作動期間のキャリア周波数を例えば20kHzとする場合、エンジン22の休止期間のキャリア周波数を例えば10kHzあるいは例えば1kHzに設定する。なお、図2において、(a)は、エンジン22の作動期間も休止期間もキャリア周波数を20kHzに設定した場合のインバータ41あるいはインバータ42内部の雰囲気温度(インバータ内部の電子部品温度)を示す。(b)は、エンジン22の作動期間のキャリア周波数を20kHz、エンジン22の休止期間のキャリア周波数を10kHzとした場合の雰囲気温度(インバータ内部の電子部品温度)を示す。(c)は、エンジン22の作動期間のキャリア周波数を20kHz、エンジン22の休止期間のキャリア周波数を1kHzとした場合の雰囲気温度(インバータ内部の電子部品温度)を示す。つまり、図2に示す通り、エンジン22の休止期間のキャリア周波数を低くするほどインバータ内部の雰囲気温度(インバータ内部の電子部品温度)の上昇を抑制できることがわかる。 FIG. 2 shows a timing chart relating to the carrier frequency corresponding to the operating state of the engine 22 in the idling state. As shown in FIG. 2, the motor ECU 40 determines that the motor MG <b> 1 and the motor MG <b> 2 are not driven during the idling state in which the engine 22 performs intermittent operation, and the engine 22 is not driven. Set the carrier frequency lower than the operating period. More specifically, when the carrier frequency during the operation period of the engine 22 is set to 20 kHz, for example, the motor ECU 40 sets the carrier frequency during the idle period of the engine 22 to 10 kHz or 1 kHz, for example. 2A shows the ambient temperature (electronic component temperature inside the inverter) in the inverter 41 or the inverter 42 when the carrier frequency is set to 20 kHz in both the operation period and the rest period of the engine 22. (B) shows the ambient temperature (electronic component temperature inside the inverter) when the carrier frequency during the operation period of the engine 22 is 20 kHz and the carrier frequency during the idle period of the engine 22 is 10 kHz. (C) shows the ambient temperature (electronic component temperature inside the inverter) when the carrier frequency during the operation period of the engine 22 is 20 kHz and the carrier frequency during the idle period of the engine 22 is 1 kHz. That is, as shown in FIG. 2, it can be seen that the lower the carrier frequency during the idle period of the engine 22, the more the increase in the atmospheric temperature inside the inverter (the temperature of the electronic components inside the inverter) can be suppressed.

なお、上記の実施形態では、エンジン22の休止期間、キャリア周波数を低くする例について説明した。しかし、例えば、図3に示すように、エンジン22の休止期間において、モータECU40がスイッチング信号をオフ、つまりスイッチング信号をインバータ41,42に出力しないようにしてもよい。これにより、図3の(d)に示すように、エンジン22の休止期間もスイッチング信号をオンする場合と比べて、インバータ内部の雰囲気温度(インバータ内部の電子部品温度)の上昇を抑制することができる。 In the above embodiment, the example in which the carrier frequency is lowered during the idle period of the engine 22 has been described. However, for example, as shown in FIG. 3, the motor ECU 40 may turn off the switching signal, that is, prevent the switching signal from being output to the inverters 41 and 42 during the stop period of the engine 22. As a result, as shown in FIG. 3 (d), it is possible to suppress an increase in the atmospheric temperature inside the inverter (electronic component temperature inside the inverter) compared to when the switching signal is turned on also during the idle period of the engine 22. it can.

上記の通り、インバータの温度上昇が起こりやすいアイドリング時のエンジン22の休止期間において、インバータに入力するスイッチング信号のキャリア周波数を低くする、あるいはスイッチング信号をインバータに入力しないように構成することで、アイドリング時のインバータの温度上昇を抑制することができる。   As described above, the idling can be performed by lowering the carrier frequency of the switching signal input to the inverter or not inputting the switching signal to the inverter during the idling period of the engine 22 during idling where the inverter temperature rise is likely to occur. The temperature rise of the inverter at the time can be suppressed.

ハイブリッド電気自動車に搭載されるインバータは、スペースの制約があるため、エンジンルーム付近など高温環境下に配置されることが多い。よって、インバータが備える回路も高温になる可能性が高く、回路の耐熱性能を考慮する必要があり、耐熱性能を向上させるためには回路の大型化を招くおそれがある。しかし、本実施形態によれば、アイドリング時のエンジン22の休止期間において、キャリア周波数を低く設定する、あるいはスイッチング信号をオフするため、インバータ内部の温度上昇を抑制することができる。よって、インバータが備える回路の耐熱性能もある程度低くしても問題ない。よって、耐熱性能を向上させるための回路の大型化を抑制することができる。また、モータが駆動していないエンジン22の休止期間にキャリア周波数を低く設定する、あるいはスイッチング信号をオフすることで、モータの回転時に発生する異音も抑制することができる。   Inverters mounted on hybrid electric vehicles are often placed in a high-temperature environment such as in the vicinity of an engine room due to space limitations. Therefore, there is a high possibility that the circuit included in the inverter is also high in temperature, and it is necessary to consider the heat resistance performance of the circuit. In order to improve the heat resistance performance, the circuit may be increased in size. However, according to the present embodiment, since the carrier frequency is set low or the switching signal is turned off during the idle period of the engine 22 during idling, the temperature rise inside the inverter can be suppressed. Therefore, there is no problem even if the heat resistance of the circuit provided in the inverter is lowered to some extent. Therefore, an increase in the size of the circuit for improving the heat resistance can be suppressed. Further, by setting the carrier frequency low during the idle period of the engine 22 in which the motor is not driven, or turning off the switching signal, it is possible to suppress abnormal noise that occurs when the motor rotates.

また、上記の実施形態では、ハイブリッド電気自動車がアイドリング状態、つまり、停車中にエンジン22が間欠運転を行っている場合に、キャリア周波数の値を変更する、あるいはスイッチング信号をオフする例について説明した。しかし、例えば、エンジン22が間欠運転を行っている間における車速に応じて、キャリア周波数の値を変更するか、スイッチング信号をオフするかを切り替えてもよい。すなわち、モータECU40は、エンジン22が間欠運転時の休止期間において、車速が所定の閾速度より小さい場合に、キャリア周波数を低く設定し、さらに、車速がゼロとなった場合、つまりハイブリッド電気自動車が停車した場合に、スイッチング信号をオフしてもよい。   In the above-described embodiment, an example in which the value of the carrier frequency is changed or the switching signal is turned off when the hybrid electric vehicle is idling, that is, when the engine 22 is intermittently operated while the vehicle is stopped has been described. . However, for example, the carrier frequency value may be changed or the switching signal may be turned off according to the vehicle speed while the engine 22 is intermittently operating. That is, the motor ECU 40 sets the carrier frequency low when the vehicle speed is smaller than the predetermined threshold speed during the pause period when the engine 22 is intermittently operated, and when the vehicle speed becomes zero, that is, the hybrid electric vehicle is When the vehicle stops, the switching signal may be turned off.

さらに、上記の実施形態では、アイドリング状態に移行する直前の走行状態によらずに、エンジン22の間欠運転時の休止期間において、キャリア周波数を低く設定する、あるいはスイッチング信号をオフする例について説明した。   Furthermore, in the above-described embodiment, an example has been described in which the carrier frequency is set low or the switching signal is turned off during the idle period when the engine 22 is intermittently operated, regardless of the traveling state immediately before shifting to the idling state. .

しかし、インバータの発熱の抑制は、坂道走行などの高負荷走行後に、エンジンをアイドリング状態で放置する場合や低速で走行を継続する場合に行うのが好適である。よって、ハイブリッド電気自動車が高負荷走行直後に、エンジン22が間欠運転(アイドリング状態)に移行した場合のみ、エンジン22の間欠運転時の休止期間においてキャリア周波数を低く設定する、あるいはスイッチング信号をオフしてもよい。この場合、例えば、モータECU40は、エンジン22が間欠運転(アイドリング状態)に移行する直前におけるモータMG1,MG2の負荷(トルクやインバータ電流)が所定の閾値より大きいか否かを判定して、大きい場合のみエンジン22の間欠運転時の休止期間においてキャリア周波数を低く設定する、あるいはスイッチング信号をオフすればよい。   However, it is preferable to suppress the heat generation of the inverter when the engine is left in an idling state or continued to travel at a low speed after traveling at a high load such as traveling on a slope. Therefore, the carrier frequency is set low or the switching signal is turned off during the idle period when the engine 22 is intermittently operated (idling state) immediately after the hybrid electric vehicle is traveling at a high load. May be. In this case, for example, the motor ECU 40 determines whether or not the load (torque or inverter current) of the motors MG1 and MG2 immediately before the engine 22 shifts to the intermittent operation (idling state) is larger than a predetermined threshold. Only in this case, the carrier frequency may be set low or the switching signal may be turned off during the pause period during intermittent operation of the engine 22.

本実施形態に係るハイブリッド電気自動車の機能ブロックを示す図である。It is a figure which shows the functional block of the hybrid electric vehicle which concerns on this embodiment. アイドリング状態の際のエンジンの運転状態に対応するキャリア周波数に関するタイミングチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the timing chart regarding the carrier frequency corresponding to the driving | running state of the engine in the idling state. アイドリング状態の際のエンジンの運転状態に対応するスイッチング信号に関するタイミングチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the timing chart regarding the switching signal corresponding to the driving | running state of the engine in the idling state.

符号の説明Explanation of symbols

10 ハイブリッド電気自動車、22 エンジン、24 エンジンECU、26 クランクシャフト、30 動力分配機構、32 駆動軸、34 減速機、36 ドライブシャフト、40 モータECU、41,42 インバータ、50 バッテリ、52 バッテリECU、70 ハイブリッドECU、80 イグニッションスイッチ。   10 Hybrid Electric Vehicle, 22 Engine, 24 Engine ECU, 26 Crankshaft, 30 Power Distribution Mechanism, 32 Drive Shaft, 34 Reducer, 36 Driveshaft, 40 Motor ECU, 41, 42 Inverter, 50 Battery, 52 Battery ECU, 70 Hybrid ECU, 80 ignition switch.

Claims (4)

駆動源としてエンジン及びモータを備え、前記エンジンがアイドリング状態で放置された場合であって、アイドリング状態の作動期間とエンジン停止状態の休止期間とを交互に繰り返す間欠運転を行い、前記作動期間における前記エンジンの動力により前記モータに発電させるハイブリッド電気自動車において、
前記モータに接続されたインバータに対して所定のキャリア周波数のパルス変調信号を供給するモータ制御部であって、前記エンジンが間欠運転中で車速が所定の閾速度より小さい場合、前記休止期間における前記インバータのキャリア周波数を、前記作動期間における前記インバータのキャリア周波数より低く設定するモータ制御部
を備えるハイブリッド電気自動車。
An engine and a motor are provided as drive sources, and when the engine is left in an idling state, an intermittent operation in which an operation period in an idling state and a pause period in an engine stop state are alternately repeated is performed. In a hybrid electric vehicle that causes the motor to generate electric power using engine power,
A motor controller for supplying a pulse modulation signal having a predetermined carrier frequency to an inverter connected to the motor, wherein the engine is intermittently operated and a vehicle speed is lower than a predetermined threshold speed; A hybrid electric vehicle comprising: a motor control unit that sets a carrier frequency of an inverter lower than a carrier frequency of the inverter during the operation period.
請求項1に記載のハイブリッド電気自動車において、
前記モータ制御部は、
前記エンジンが前記間欠運転中で前記車速がゼロの場合、前記休止期間における前記インバータへの前記パルス変調信号の供給を停止する、
ことを特徴とするハイブリッド電気自動車。
The hybrid electric vehicle according to claim 1,
The motor controller is
Wherein when the vehicle speed engine is in said intermittent operation is zero, stopping the supply of the pulse modulation signal to the inverter in the idle period,
A hybrid electric vehicle characterized by that.
請求項1または2に記載のハイブリッド電気自動車において、
前記モータ制御部は、
前記エンジンがアイドリング状態で放置された場合であって前記間欠運転を行う直前における前記モータの負荷が所定の閾値より大きい場合のみ、前記インバータのキャリア周波数より低く設定する、あるいは、前記インバータへの前記パルス変調信号の供給を停止する、
ことを特徴とするハイブリッド電気自動車。
The hybrid electric vehicle according to claim 1 or 2,
The motor controller is
The engine load of the motor immediately before performing the intermittent operation in the case which has been left in an idling state is greater than a predetermined threshold value only, is set lower than the carrier frequency of the inverter, or the to the inverter Stop supplying the pulse modulation signal,
A hybrid electric vehicle characterized by that.
駆動源としてエンジン及びモータを備え、車両が停止中であって前記エンジンがアイドリング状態の作動期間とエンジン停止状態の休止期間とを交互に繰り返すようにアイドリング運転で放置された場合に制御を行い、前記作動期間における前記エンジンの動力により前記モータに発電させるハイブリッド電気自動車において、
前記モータに接続されたインバータに対して所定のキャリア周波数のパルス変調信号を供給するモータ制御部であって、前記休止期間における前記インバータのキャリア周波数を、前記作動期間における前記インバータのキャリア周波数より低く設定するモータ制御部
を備えるハイブリッド電気自動車。
An engine and a motor are provided as drive sources, and the control is performed when the vehicle is stopped and the engine is left in the idling operation so as to alternately repeat the operation period in the idling state and the rest period in the engine stop state , In a hybrid electric vehicle that causes the motor to generate power using the power of the engine during the operation period
A motor control unit for supplying a pulse modulation signal having a predetermined carrier frequency to an inverter connected to the motor, wherein a carrier frequency of the inverter in the idle period is lower than a carrier frequency of the inverter in the operation period A hybrid electric vehicle including a motor control unit to be set.
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JP2013035302A (en) * 2011-08-03 2013-02-21 Toyota Motor Corp Hybrid vehicle
JP2018098872A (en) * 2016-12-12 2018-06-21 株式会社デンソー Controller for rotary electric machine and rotary electric machine system

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0946819A (en) * 1995-07-31 1997-02-14 Toyota Motor Corp Vehicle mounted with prime mover and motor
JP3918663B2 (en) * 2002-07-09 2007-05-23 トヨタ自動車株式会社 Vehicle control device, control method, program for realizing the method, and recording medium recording the program
JP2006094626A (en) * 2004-09-24 2006-04-06 Toyota Motor Corp Hybrid vehicle and its control method
JP4263697B2 (en) * 2005-01-13 2009-05-13 トヨタ自動車株式会社 Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus
JP4225293B2 (en) * 2005-06-02 2009-02-18 トヨタ自動車株式会社 Control device for vehicle driving motor
JP4281725B2 (en) * 2005-09-01 2009-06-17 トヨタ自動車株式会社 Hybrid car
JP4830462B2 (en) * 2005-11-18 2011-12-07 トヨタ自動車株式会社 Control device for electric vehicle

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