JP4967868B2 - Hybrid vehicle drive apparatus and control method - Google Patents

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Description

エンジンと、エンジンを冷却するエンジン冷却系と、インバータと、インバータを冷却するインバータ冷却系と、インバータに設けられたスイッチ素子及び平滑コンデンサと、を含むハイブリッド車両用駆動装置及び制御方法に関する。   The present invention relates to a hybrid vehicle drive apparatus and control method including an engine, an engine cooling system that cools the engine, an inverter, an inverter cooling system that cools the inverter, a switch element and a smoothing capacitor provided in the inverter.

従来より、エンジン及びモータの駆動力を用いて走行可能なハイブリッド車両には、主バッテリの電圧を昇圧するコンバータと、昇圧された電力を三相交流に変換してモータを駆動するインバータと、が設けられている。   Conventionally, a hybrid vehicle that can travel using the driving force of an engine and a motor includes a converter that boosts the voltage of the main battery, and an inverter that converts the boosted power into three-phase alternating current to drive the motor. Is provided.

コンバータ及びインバータ等(以下、インバータという。)には、IGBT等のような半導体スイッチング素子や平滑用のフィルムコンデンサ又はアルミ電解コンデンサ等(以下、平滑コンデンサという)が組み込まれている。使用されている半導体スイッチング素子は大電流通電に伴う発熱により許容温度以上となり、接合が破壊される可能性があり、同様に温度が過度に上昇することで平滑コンデンサにも悪影響が出る。   Converters, inverters, and the like (hereinafter referred to as inverters) incorporate semiconductor switching elements such as IGBTs, smoothing film capacitors, aluminum electrolytic capacitors, and the like (hereinafter referred to as smoothing capacitors). The semiconductor switching element used may exceed the allowable temperature due to heat generated by energization with a large current, and the junction may be destroyed. Similarly, the temperature rises excessively, and the smoothing capacitor is adversely affected.

そこで、インバータの過度な温度上昇を防止するために、インバータ回路近傍に設けられた温度センサによりインバータ回路の素子温度を検出し、検出した温度が許容温度以上となる場合、インバータ回路の出力周波数を低下させ、半導体スイッチング素子の発熱量を低減する技術がある。しかし、半導体スイッチング素子から温度センサまでの放熱経路には伝熱抵抗と熱容量とに起因する熱伝導の遅れが存在し、過酷な条件下では、半導体スイッチング素子の発熱量の絞りが遅れ、過渡的にその温度が許容値を超える場合があった。   Therefore, in order to prevent an excessive temperature rise of the inverter, the element temperature of the inverter circuit is detected by a temperature sensor provided in the vicinity of the inverter circuit, and when the detected temperature exceeds the allowable temperature, the output frequency of the inverter circuit is set. There is a technique for reducing the amount of heat generated by the semiconductor switching element. However, there is a heat conduction delay due to heat transfer resistance and heat capacity in the heat dissipation path from the semiconductor switching element to the temperature sensor. In some cases, the temperature exceeded the allowable value.

そこで、特許文献1には、半導体スイッチング素子近傍の温度センサから継続的に検出した温度変化速度(単位時間に対する温度の変化)が、上昇方向でかつ所定値より大きい場合、半導体スイッチング素子に通電する電流の減少速度を増加させることにより、温度検出遅れにもかかわらす半導体スイッチング素子の温度を所定の許容温度以下に制御する技術が開示されている。   Therefore, in Patent Document 1, when the temperature change rate (temperature change per unit time) continuously detected from the temperature sensor in the vicinity of the semiconductor switching element is higher than the predetermined value, the semiconductor switching element is energized. A technique is disclosed in which the temperature of the semiconductor switching element is controlled to be equal to or lower than a predetermined allowable temperature in spite of a temperature detection delay by increasing the current decrease rate.

特開2000−83383号公報JP 2000-83383 A

しかし、上述した技術は、発熱源である半導体スイッチング素子に対する技術であり、平滑コンデンサの許容温度以下に制御する装置又は制御は成されていなかった。また、ハイブリッド車両がアイドル運転中、かつ、バッテリ充電のためのエンジン運転によりモータジェネレータの駆動を継続する場合、走行風による冷却も行われず、インバータ自身の発熱とエンジン排熱との影響で平滑コンデンサの温度が上昇する場合がある。   However, the technique described above is a technique for a semiconductor switching element that is a heat generation source, and a device or a control for controlling the temperature to be equal to or lower than the allowable temperature of the smoothing capacitor has not been achieved. In addition, when the hybrid vehicle is idling and the motor generator continues to be driven by engine operation for battery charging, cooling by running wind is not performed, and the smoothing capacitor is affected by the heat generated by the inverter itself and the engine exhaust heat. The temperature may increase.

例えば、アルミ電解コンデンサを平滑コンデンサに用いている場合、許容温度は約105度であるため、平滑コンデンサの外周部では許容温度以下となるが、電力変換を継続すことにより内部では許容温度を超える場合があり、平滑コンデンサの劣化の原因となる。 For example, if you are using the aluminum electrolytic capacitor to the smoothing capacitor, since the allowable temperature is about 105 degrees, but equal to or less than the allowable temperature in the outer peripheral portion of the smoothing capacitor, the permissible temperature inside by you continue power conversion This may cause deterioration of the smoothing capacitor.

そこで、本発明は、インバータの出力性能の低下を抑止するために平滑コンデンサの過熱を防ぎ、安定した性能を発揮することのできるハイブリッド車両用駆動装置及び制御方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a hybrid vehicle drive device and a control method that can prevent overheating of a smoothing capacitor in order to suppress a decrease in output performance of an inverter and exhibit stable performance.

以上のような目的を達成するために、本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置は、エンジンと、エンジンを冷却するエンジン冷却系と、インバータと、インバータを冷却するインバータ冷却系と、インバータに設けられたスイッチ素子及び平滑コンデンサと、モータジェネレータと、バッテリと、を含むハイブリッド車両用駆動装置において、インバータの冷媒温度を測定するインバータ冷媒温度測定手段と、エンジンの冷媒温度を測定するエンジン冷媒温度測定手段と、インバータ出力を測定するインバータ出力測定手段と、車両が停車状態、かつ、バッテリ充電のためにエンジンがアイドリング回転をしている状況においてアイドリング継続時間を測定する低負荷時間測定手段と、初期温度値と低負荷時間測定手段からの継続時間とインバータ冷媒温度とエンジン冷媒温度とインバータ出力とを含む指数関数式に基づいて平滑コンデンサの温度を推定する温度推定手段と、温度推定手段により得られた推定温度が許容温度を上回る場合、インバータ出力を低減する出力低減動作、インバータ冷却系の冷却を促進する冷却促進動作、のいずれか一つ以上を実行して平滑コンデンサの過熱を防ぐ過熱防止手段と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a hybrid vehicle drive device according to the present invention is provided in an engine, an engine cooling system that cools the engine, an inverter, an inverter cooling system that cools the inverter, and the inverter. Inverter refrigerant temperature measuring means for measuring the refrigerant temperature of the inverter and engine refrigerant temperature measuring means for measuring the refrigerant temperature of the engine in a hybrid vehicle drive device including a switching element and a smoothing capacitor, a motor generator, and a battery An inverter output measuring means for measuring the inverter output, a low load time measuring means for measuring the idling duration in a situation where the vehicle is stopped and the engine is idling for charging the battery, and an initial temperature duration and Lee from values and low load time measuring means And temperature estimating means for estimating the temperature of the smoothing capacitor based on the exponential equation including converter refrigerant temperature and the engine coolant temperature and an inverter output, if the estimated temperature obtained by the temperature estimating means exceeds the allowable temperature, the inverter output Overheating prevention means for preventing overheating of the smoothing capacitor by performing any one or more of an output reduction operation for reducing and a cooling promotion operation for promoting cooling of the inverter cooling system.

また、本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置において、温度推定手段は、さらに、車両が停状態、かつ、アイドリングが継続した時間が所定時間以上となった場合には、オフセット値を平滑コンデンサの温度に加算して推定温度引き上げることを特徴とする。 Further, in the hybrid vehicle driving system according to the present invention, the temperature estimating means further vehicle stopped vehicle state, and, when the time idling is continued becomes a predetermined time or more, the offset value of the smoothing capacitor The estimated temperature is increased by adding to the temperature .

また、本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置の制御方法は、エンジンと、エンジンを冷却するエンジン冷却系と、インバータと、インバータを冷却するインバータ冷却系と、インバータに設けられたスイッチング素子及び平滑コンデンサと、モータジェネレータと、バッテリと、を含むハイブリッド車両用駆動装置の制御方法において、インバータ冷媒温度を測定するインバータ冷媒温度測定工程と、エンジン冷媒温度を測定するエンジン冷媒温測定工程と、インバータ出力を測定するインバータ出力測定工程と、車両が停状態、かつ、バッテリ充電のためにエンジンがアイドリング回転をしている状況においてアイドリング継続時間を測定する低負荷時間測定工程と、初期温度値と低負荷時間測定工程からの継続時間とインバータ冷媒温度とエンジン冷媒温度とインバータ出力とを含む指数関数式に基づいて平滑コンデンサの温度を推定する温度推定工程と、温度推定工程により得られた推定温度が許容温度を上回る場合、インバータ出力を低減する出力低減動作、インバータ冷却系の冷却を促進する冷却促進動作、のいずれか一つ以上を実行して平滑コンデンサの過熱を防ぐ過熱防止工程と、を含むことを特徴とする。 The control method for a hybrid vehicle drive device according to the present invention includes an engine, an engine cooling system for cooling the engine, an inverter, an inverter cooling system for cooling the inverter, a switching element provided in the inverter, and a smoothing capacitor. When a motor-generator, the control method of the hybrid vehicle drive system including a battery and an inverter coolant temperature measuring step of measuring the inverter coolant temperature, an engine coolant temperature measuring step of measuring the engine coolant temperature, an inverter output an inverter output measuring step of measuring, the vehicle is stopped vehicle state, and the low-load time measuring step of measuring the idling duration in situations where engine for battery charging is idling rotation, the initial temperature value and low load duration and inverter cold from the time measurement process If the temperature estimating step of estimating the temperature of the smoothing capacitor based on the exponential equation including temperature and the engine coolant temperature and the inverter output, the estimated temperature obtained by the temperature estimating step above the allowable temperature, reducing the inverter output And an overheating prevention step for preventing overheating of the smoothing capacitor by performing one or more of an output reduction operation and a cooling promotion operation for promoting cooling of the inverter cooling system.

さらに、本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置の制御方法において、温度推定工程は、さらに、車両が停状態、かつ、アイドリングが継続した時間が所定時間以上となった場合には、オフセット値を平滑コンデンサの温度に加算して推定温度引き上げることを特徴とする。 Further, in the control method of the hybrid vehicle driving system according to the present invention, the temperature estimating step further, the vehicle is stopped vehicle state, and, when the time idling is continued becomes a predetermined time or more, the offset value The estimated temperature is raised by adding to the temperature of the smoothing capacitor .

本発明を用いることにより、発熱源である半導体スイッチング素子の温度だけでなく、平滑コンデンサの温度を許容温度以下とするような制御を実現できるという効果がある。   By using the present invention, there is an effect that it is possible to realize not only the temperature of the semiconductor switching element that is a heat generation source, but also control that makes the temperature of the smoothing capacitor equal to or lower than the allowable temperature.

以下、本発明を実施するための最良の形態(以下実施形態という)を、図面に従って説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described with reference to the drawings.

図1は平滑コンデンサの過熱保護装置として機能する過熱保護ECU23を含むハイブリッド自動車100の概略構成である。本発明の特徴的な事項の一つは、温度センサの検出遅れがあってもインバータの発熱源である半導体スイッチ素子だけでなく、平滑コンデンサに対しても所定の許容温度以下となるような制御を行うことである。   FIG. 1 is a schematic configuration of a hybrid vehicle 100 including an overheat protection ECU 23 that functions as an overheat protection device for a smoothing capacitor. One of the characteristic matters of the present invention is that control is performed not only for a semiconductor switch element that is a heat source of an inverter but also for a smoothing capacitor even if there is a detection delay of the temperature sensor, below a predetermined allowable temperature. Is to do.

図1のハイブリッド自動車100は、大きく分けてエンジン13とモータジェネレータ31とモータ32との回転力を車輪15に伝達する伝達系と、冷媒として冷却水を用いたエンジン冷却系及びインバータ冷却系と、これらを制御する制御系と、を有している。また、伝達系は、エンジン13と、モータジェネレータ31と、モータ32と、遊星歯車機構14と、デファレンシャルギア16と、車輪15と、を有し、遊星歯車機構14に接続されたエンジン13とモータジェネレータ31及びモータ32により車輪15を回転させる。ここで、モータジェネレータ31は遊星歯車機構14を介してエンジン13により回転され、ジェネレータとしても機能する。   The hybrid vehicle 100 in FIG. 1 is roughly divided into a transmission system that transmits the rotational force of the engine 13, the motor generator 31, and the motor 32 to the wheels 15, an engine cooling system that uses cooling water as a refrigerant, and an inverter cooling system. And a control system for controlling these. The transmission system includes an engine 13, a motor generator 31, a motor 32, a planetary gear mechanism 14, a differential gear 16, and wheels 15, and the engine 13 and the motor connected to the planetary gear mechanism 14. The wheel 15 is rotated by the generator 31 and the motor 32. Here, the motor generator 31 is rotated by the engine 13 via the planetary gear mechanism 14 and also functions as a generator.

エンジン冷却系は、冷却水の流れる順に、エンジン用ラジエータ11と、ポンプ62と、エンジン用冷却水通路56と、エンジン13内部に設けられた冷却水通路13aと、温度センサ41と、エンジン用冷却水通路57と、を有している。また、インバータ冷却系は、同様に冷却水の流れる順に、インバータ用ラジエータ10と、ポンプ61と、インバータ用冷却水通路51と、インバータ33内部に設けられた冷却水通路33aと、インバータ用冷却水通路52と、インバータ34内部に設けられた冷却水通路34aと、温度センサ43と、インバータ用冷却水通路53と、モータ32内部に設けられた冷却水通路32aと、インバータ用冷却水通路54と、モータジェネレータ31内部に設けられた冷却水通路31aと、インバータ用冷却水通路55と、を有している。   The engine cooling system includes the engine radiator 11, the pump 62, the engine coolant passage 56, the coolant passage 13a provided in the engine 13, the temperature sensor 41, and the engine coolant in the order in which the coolant flows. A water passage 57. Similarly, the inverter cooling system includes the inverter radiator 10, the pump 61, the inverter cooling water passage 51, the cooling water passage 33 a provided in the inverter 33, and the inverter cooling water in the order in which the cooling water flows. A passage 52, a cooling water passage 34a provided in the inverter 34, a temperature sensor 43, an inverter cooling water passage 53, a cooling water passage 32a provided in the motor 32, and an inverter cooling water passage 54 A cooling water passage 31a provided in the motor generator 31 and an inverter cooling water passage 55 are provided.

制御系は、全体を制御するハイブリッドECU21と、エンジン13を制御するエンジンECU22と、インバータ33,34とバッテリ35とを制御するモータECU24と、本発明の特徴の一つである過熱保護ECU23と、を有している。過熱保護ECU23は、エンジン水温度を測定する温度センサ41と、インバータ33,34の雰囲気温度を測定する温度センサ42と、インバータ水温度を測定する温度センサ43と、に接続されている。また、過熱保護ECU23は、ハイブリッドECU21より、車両の各種情報を取得すると共に、モータECU24からインバータ33,34の出力値を取得する。   The control system includes a hybrid ECU 21 that controls the whole, an engine ECU 22 that controls the engine 13, a motor ECU 24 that controls the inverters 33 and 34, and the battery 35, an overheat protection ECU 23 that is one of the features of the present invention, have. The overheat protection ECU 23 is connected to a temperature sensor 41 that measures the engine water temperature, a temperature sensor 42 that measures the ambient temperature of the inverters 33 and 34, and a temperature sensor 43 that measures the inverter water temperature. Further, the overheat protection ECU 23 acquires various types of vehicle information from the hybrid ECU 21 and acquires output values of the inverters 33 and 34 from the motor ECU 24.

図2はインバータ33と、バッテリ35と、モータジェネレータ31と、の構成を示している。図2のインバータ33は、大容量の平滑・コンデンサ37aと高周波除去用のスナバ・コンデンサ37bと、半導体スイッチング素子36と、を有している。インバータ33は、バッテリ35からの直流電力をU相,V相,W相の3相交流に変換してモータジェネレータ31に出力することや、モータジェネレータ31が発電した交流電力を直流電力に変換してバッテリを充電することができる。一般的に、発熱源である半導体スイッチング素子36の近傍に平滑・コンデンサ37a及び高周波信号を平滑するスナバ・コンデンサ37bが配置されているため、放熱には特別な配慮が必要である。   FIG. 2 shows the configuration of the inverter 33, the battery 35, and the motor generator 31. The inverter 33 shown in FIG. 2 includes a large-capacity smoothing / capacitor 37a, a high-frequency removing snubber capacitor 37b, and a semiconductor switching element 36. The inverter 33 converts the DC power from the battery 35 into a U-phase, V-phase, and W-phase three-phase alternating current and outputs it to the motor generator 31, or converts the alternating current power generated by the motor generator 31 into direct current power. To charge the battery. Generally, since a smoothing capacitor 37a and a snubber capacitor 37b that smoothes a high-frequency signal are disposed in the vicinity of the semiconductor switching element 36 that is a heat generation source, special consideration is required for heat dissipation.

図3には平滑コンデンサの温度算出処理の流れが示されており、図4には熱保護ECUで推定される平滑コンデンサ推定温度の時間変化が示されている。ハイブリッド自動車が停し、バッテリ充電のためにエンジンがアイドリング回転をしている状況において、図1,図3,図4と以下に示す式とを用いて処理の流れを説明する。なお、図中では平滑コンデンサを単にコンデンサと呼ぶ。 FIG. 3 shows the flow of the smoothing capacitor temperature calculation process, and FIG. 4 shows the time variation of the estimated smoothing capacitor temperature estimated by the heat protection ECU. Hybrid vehicle is a car stops, in a situation where the engine is idling rotation for battery charging, Fig. 1, Fig. 3, the flow of the processing will be described with reference to the formula shown below and FIG. In the figure, the smoothing capacitor is simply called a capacitor.

図1のハイブリッドECU21は、バッテリ35を充電するために、エンジンECU22とモータECU24に指令を出し、エンジン13の駆動力をモータジェネレータ31に伝達させる。これにより、エンジン13の駆動力は、遊星歯車機構14によりモータジェネレータ31に伝達され、モータジェネレータ31を駆動してモータジェネレータ31が発電をする。発電した交流電力は、インバータ33にて直流電力に変換され、バッテリ35を充電する。以下に、コンデンサの温度算出処理について示す。   The hybrid ECU 21 in FIG. 1 issues a command to the engine ECU 22 and the motor ECU 24 to charge the battery 35, and transmits the driving force of the engine 13 to the motor generator 31. Thereby, the driving force of the engine 13 is transmitted to the motor generator 31 by the planetary gear mechanism 14, and the motor generator 31 is driven to generate electric power. The generated AC power is converted into DC power by the inverter 33 and charges the battery 35. The capacitor temperature calculation process will be described below.

図3のステップS10において、ハイブリッド自動車がアイドル放置状態であることを検知すると、ステップS12へ進み、アイドリング継続時間の計測を開始する。次に、ステップS14において、式1と式2に示すコンデンサ温度算出処理を実行する。コンデンサ温度Tcは、雰囲気温度Taの初期値であるTaoから飽和温度Aまでの指数関数で表すことができる。また、Tはコンデンサ温度上昇時定数であり、これらの関係を式1に示す。   In step S10 of FIG. 3, when it is detected that the hybrid vehicle is in an idle state, the process proceeds to step S12, and measurement of idling duration time is started. Next, in step S14, the capacitor temperature calculation process shown in Equation 1 and Equation 2 is executed. The capacitor temperature Tc can be expressed by an exponential function from Tao, which is the initial value of the ambient temperature Ta, to the saturation temperature A. T is a capacitor temperature rise time constant, and these relationships are shown in Equation 1.

Tc=A(1−e-t/T)+Tao ・・・(式1) Tc = A (1-e- t / T ) + Tao (Formula 1)

ここで、飽和温度Aは、コンデンサ外部の雰囲気温度Taと、エンジン水温度Tewと、インバータ水温度Tiwと、インバータ出力Piと、係数α,β,γと、で表すことができ、その関係を式2に示す。   Here, the saturation temperature A can be expressed by the ambient temperature Ta outside the capacitor, the engine water temperature Tew, the inverter water temperature Tiw, the inverter output Pi, and the coefficients α, β, γ. It is shown in Formula 2.

A=Ta+αTew+βPi−γTiw ・・・(式2)       A = Ta + αTew + βPi−γTiw (Formula 2)

ここで、飽和温度Aと,係数α,β,γと、は実際のハイブリッド自動車の特性を測定することによりその定数を得ることができ、適合定数と呼ぶ。この適合定数は、コンデンサを始め、様々な温度を実測可能な実験用の車両を仕立て、その実験車両の実測値を基にして、最良と思われる数値の組み合わせとして得られた定数である。ここで、エンジン水温度Tewと、インバータ水温度Tiwと、インバータ出力Piと、は過熱保護ECU23が温度センサ41,42,43や外部機器から取得する認識値であり、これらの情報を用いてステップS14にてコンデンサ温度Tcが算出される。   Here, the saturation temperature A and the coefficients α, β, and γ can be obtained by measuring the actual characteristics of the hybrid vehicle, and are referred to as compatible constants. This adaptation constant is a constant obtained as a combination of numerical values that are considered to be the best based on the actual measurement values of the experimental vehicle, including a capacitor and an experimental vehicle capable of actually measuring various temperatures. Here, the engine water temperature Tew, the inverter water temperature Tiw, and the inverter output Pi are recognized values that the overheat protection ECU 23 acquires from the temperature sensors 41, 42, and 43 and external devices, and steps are performed using these information. In S14, the capacitor temperature Tc is calculated.

次に、ステップS15において、アイドル放置が所定時間以上放置されたかを判定し、もし所定時間以上放置された場合には、ステップS16に移り、コンデンサ温度Tcにオフセット値を加算して推定温度を高く見積もり、ステップS17に移る。この処理は、図4の横軸時間、縦軸平滑コンデンサ温度のグラフに示されるように、雰囲気温度Taoから徐々に温度が上昇し、飽和温度A付近まで上昇するまでの時間をアイドル放置時間しきい値として用い、以後はコンデンサ温度Tcにオフセット加算し、コンデンサ温度を高めに推定するものである。   Next, in step S15, it is determined whether or not the idling is left for a predetermined time or longer. If it is left for a predetermined time or longer, the process proceeds to step S16, and the estimated temperature is increased by adding an offset value to the capacitor temperature Tc. The estimate moves to step S17. In this process, as shown in the horizontal axis time and vertical axis smoothing capacitor temperature graphs of FIG. 4, the time until the temperature gradually rises from the ambient temperature Tao and rises to the vicinity of the saturation temperature A is set as the idle standing time. It is used as a threshold value, and thereafter, an offset is added to the capacitor temperature Tc to estimate a higher capacitor temperature.

次に、ステップS17において、推定されたコンデンサ温度Tcが保護開始温度以上であるかを判定する。もし、保護開始温度以上である場合はステップS18に移り、保護処理を実行する。ここで、特徴的なことは、コンデンサ温度Tcと保護開始温度との温度差に基づいて、温度差の少ない順に、(1)図1のインバータ用のポンプ61の吐出速度の増加、(2)図1のラジエータを冷却するファン12回転速度の増加、(3)1と2との組み合わせ、(4)インバータ出力Piの低減、等を組み合わせて実行する。   Next, in step S17, it is determined whether the estimated capacitor temperature Tc is equal to or higher than the protection start temperature. If the temperature is equal to or higher than the protection start temperature, the process proceeds to step S18 and the protection process is executed. Here, what is characteristic is that, based on the temperature difference between the capacitor temperature Tc and the protection start temperature, (1) the discharge speed of the inverter pump 61 in FIG. The fan 12 for cooling the radiator of FIG. 1 is increased in rotational speed, (3) a combination of 1 and 2, (4) a reduction in the inverter output Pi, and the like are executed in combination.

ステップS20にてコンデンサ温度Tcが保護開始温度以下になるまでステップS17〜S20を繰り返す。もし、ステップS20において、コンデンサ温度Tcが保護開始温度以下と判定されると、ステップS22の通常制御に移り、最初のステップS10に戻る。   Steps S17 to S20 are repeated until the capacitor temperature Tc becomes equal to or lower than the protection start temperature in step S20. If it is determined in step S20 that the capacitor temperature Tc is equal to or lower than the protection start temperature, the process proceeds to the normal control in step S22 and returns to the first step S10.

以上、上述したように、本実施形態を用いることにより、発熱源である半導体スイッチング素子の温度だけでなく、平滑コンデンサの温度を許容温度以下とするような制御を実現できる。このような処理より平滑コンデンサの劣化を防止することができる。

As described above, by using the present embodiment, it is possible to realize control in which not only the temperature of the semiconductor switching element that is a heat generation source but also the temperature of the smoothing capacitor is equal to or lower than the allowable temperature. It is possible to prevent deterioration of the more smoothing capacitor such processing.

なお、本実施形態では、既存のハイブリッド車両に簡単に組み込むため、ハイブリッドECUやモータECUとは別の過熱防止ECUとしてコンデンサの温度制御を実施したが、これに限定するものではなく、ハイブリッドECUやモータECU等に組み込んで実現してもよい。   In this embodiment, in order to easily incorporate into an existing hybrid vehicle, the capacitor temperature control is performed as an overheat prevention ECU different from the hybrid ECU and the motor ECU. However, the present invention is not limited to this. It may be realized by being incorporated in a motor ECU or the like.

本発明の実施形態に係る過熱保護ECUを含むハイブリッド自動車の構成の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the hybrid vehicle containing overheat protection ECU which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るインバータの構成を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the structure of the inverter which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る熱保護ECUで処理されるコンデンサ温度算出処理の流れを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the flow of the capacitor | condenser temperature calculation process processed by thermal protection ECU which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る熱保護ECUで推定される平滑コンデンサ推定温度の時間変化を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the time change of the smoothing capacitor estimated temperature estimated with the heat protection ECU which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 インバータ用ラジエータ、11 エンジン用ラジエータ、12 ファン、13 エンジン、14 遊星歯車機構、15 車輪、16 デファレンシャルギア、21 ハイビリッドECU、22 エンジンECU、23 過熱保護ECU、24 モータECU、31 モータジェネレータ、32 モータ、33,34 インバータ、35 バッテリ、36 半導体スイッチング素子、37a 平滑・コンデンサ、37b スナバ・コンデンサ、41,42,43 温度センサ、51,52,53,54,55 インバータ用冷却水通路、56,57 エンジン用冷却水通路、61,62 ポンプ、100 ハイブリッド自動車。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Radiator for inverter, 11 Radiator for engine, 12 Fan, 13 Engine, 14 Planetary gear mechanism, 15 Wheel, 16 Differential gear, 21 Hybrid ECU, 22 Engine ECU, 23 Overheat protection ECU, 24 Motor ECU, 31 Motor generator, 32 Motor, 33, 34 Inverter, 35 Battery, 36 Semiconductor switching element, 37a Smoothing capacitor, 37b Snubber capacitor, 41, 42, 43 Temperature sensor, 51, 52, 53, 54, 55 Cooling water passage for inverter, 56, 57 Engine coolant passage, 61, 62 pump, 100 hybrid car.

Claims (4)

エンジンと、エンジンを冷却するエンジン冷却系と、インバータと、インバータを冷却するインバータ冷却系と、インバータに設けられたスイッチ素子及び平滑コンデンサと、モータジェネレータと、バッテリと、を含むハイブリッド車両用駆動装置において、
インバータの冷媒温度を測定するインバータ冷媒温度測定手段と、
エンジンの冷媒温度を測定するエンジン冷媒温度測定手段と、
インバータ出力を測定するインバータ出力測定手段と、
車両が停車状態、かつ、バッテリ充電のためにエンジンがアイドリング回転をしている状況においてアイドリング継続時間を測定する低負荷時間測定手段と、
初期温度値と低負荷時間測定手段からの継続時間とインバータ冷媒温度とエンジン冷媒温度とインバータ出力とを含む指数関数式に基づいて平滑コンデンサの温度を推定する温度推定手段と、
温度推定手段により得られた推定温度が許容温度を上回る場合、インバータ出力を低減する出力低減動作、インバータ冷却系の冷却を促進する冷却促進動作、のいずれか一つ以上を実行して平滑コンデンサの過熱を防ぐ過熱防止手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。
Hybrid vehicle drive device including an engine, an engine cooling system for cooling the engine, an inverter, an inverter cooling system for cooling the inverter, a switch element and a smoothing capacitor provided in the inverter, a motor generator, and a battery In
Inverter refrigerant temperature measuring means for measuring the refrigerant temperature of the inverter;
Engine refrigerant temperature measuring means for measuring the refrigerant temperature of the engine;
An inverter output measuring means for measuring the inverter output;
Low load time measuring means for measuring idling duration in a situation where the vehicle is stationary and the engine is idling to charge the battery;
Temperature estimating means for estimating the temperature of the smoothing capacitor based on an exponential function expression including an initial temperature value, a duration from the low load time measuring means, an inverter refrigerant temperature, an engine refrigerant temperature, and an inverter output;
If the estimated temperature obtained by the temperature estimation means exceeds the allowable temperature, execute one or more of an output reduction operation for reducing the inverter output and a cooling promotion operation for promoting cooling of the inverter cooling system to Overheating prevention means to prevent overheating;
A drive device for a hybrid vehicle comprising:
請求項1に記載のハイブリッド車両用駆動装置において、
温度推定手段は、さらに、
車両が停状態、かつ、アイドリングが継続した時間が所定時間以上となった場合には、オフセット値を平滑コンデンサの温度に加算して推定温度引き上げることを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。
In the hybrid vehicle drive device according to claim 1,
The temperature estimation means further includes:
Vehicle stopped vehicle state, and, when the time idling is continued becomes a predetermined time or more, the hybrid vehicle driving apparatus characterized by raising the estimated temperature by adding an offset value to the temperature of the smoothing capacitor.
エンジンと、エンジンを冷却するエンジン冷却系と、インバータと、インバータを冷却するインバータ冷却系と、インバータに設けられたスイッチング素子及び平滑コンデンサと、モータジェネレータと、バッテリと、を含むハイブリッド車両用駆動装置の制御方法において、
インバータ冷媒温度を測定するインバータ冷媒温度測定工程と、
エンジン冷媒温度を測定するエンジン冷媒温測定工程と、
インバータ出力を測定するインバータ出力測定工程と、
車両が停車状態、かつ、バッテリ充電のためにエンジンがアイドリング回転をしている状況においてアイドリング継続時間を測定する低負荷時間測定工程と、
初期温度値と低負荷時間測定工程からの継続時間とインバータ冷媒温度とエンジン冷媒温度とインバータ出力とを含む指数関数式に基づいて平滑コンデンサの温度を推定する温度推定工程と、
温度推定工程により得られた推定温度が許容温度を上回る場合、インバータ出力を低減する出力低減動作、インバータ冷却系の冷却を促進する冷却促進動作、のいずれか一つ以上を実行して平滑コンデンサの過熱を防ぐ過熱防止工程と、
を含むことを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置の制御方法。
Hybrid vehicle drive device including an engine, an engine cooling system for cooling the engine, an inverter, an inverter cooling system for cooling the inverter, a switching element and a smoothing capacitor provided in the inverter, a motor generator, and a battery In the control method of
An inverter refrigerant temperature measuring step for measuring the inverter refrigerant temperature;
An engine refrigerant temperature measuring step for measuring the engine refrigerant temperature;
An inverter output measurement process for measuring the inverter output;
A low load time measuring step of measuring idling duration in a situation where the vehicle is stopped and the engine is idling to charge the battery;
A temperature estimation step of estimating the temperature of the smoothing capacitor based on an exponential function expression including an initial temperature value, a duration from the low load time measurement step, an inverter refrigerant temperature, an engine refrigerant temperature, and an inverter output;
If the estimated temperature obtained by the temperature estimation process exceeds the allowable temperature, execute one or more of an output reduction operation for reducing the inverter output and a cooling promotion operation for promoting cooling of the inverter cooling system to An overheating prevention process to prevent overheating;
A control method for a drive device for a hybrid vehicle, comprising:
請求項3に記載のハイブリッド車両用駆動装置の制御方法において、
温度推定工程は、さらに、
車両が停状態、かつ、アイドリングが継続した時間が所定時間以上となった場合には、オフセット値を平滑コンデンサの温度に加算して推定温度引き上げることを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置の制御方法。
In the control method of the hybrid vehicle drive device according to claim 3,
The temperature estimation process further includes
Vehicle stopped vehicle state, and, when the time idling is continued is longer or equal to a predetermined time, the control of the hybrid vehicle drive device, characterized in that raising the estimated temperature by adding an offset value to the temperature of the smoothing capacitor Method.
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