JP5780117B2 - Automobile - Google Patents
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Description
本発明は、自動車に関し、詳しくは、走行用の動力を出力可能な第1電動機と、第1電動機を駆動するための第1インバータ回路と、第1電動機とは異なる回転数で駆動して走行用の動力を出力可能な第2電動機と、第2電動機を駆動するための第2インバータ回路と、二次電池と、リアクトルと二つのスイッチング素子によって構成され二次電池が接続された電池電圧系の電力を昇圧して第1インバータおよび第2インバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧回路と、電池電圧系の電圧を平滑する電池電圧系平滑コンデンサと、駆動電圧系の電圧を平滑する駆動電圧系平滑コンデンサと、を備える自動車に関する。 More particularly, the present invention relates to a first electric motor capable of outputting driving power, a first inverter circuit for driving the first electric motor, and driving by driving at a rotational speed different from that of the first electric motor. Battery voltage system comprising a second motor capable of outputting power for driving, a second inverter circuit for driving the second motor, a secondary battery, a reactor, and two switching elements and connected to the secondary battery Booster circuit that boosts the power of the first inverter and supplies it to the drive voltage system to which the first inverter and the second inverter are connected, a battery voltage system smoothing capacitor that smoothes the voltage of the battery voltage system, and smoothes the voltage of the drive voltage system A drive voltage system smoothing capacitor is provided.
従来、この種の自動車としては、エンジンと、モータMG1と、モータMG1を駆動するインバータと、車軸に連結された駆動軸とエンジンの出力軸とモータMG1の回転軸とにリングギヤとキャリアとサンギヤとが接続された遊星歯車機構と、駆動軸に減速ギヤを介して接続されたモータMG2と、モータMG2を駆動するインバータと、バッテリと、バッテリからの電力を昇圧してインバータに供給する昇圧コンバータと、昇圧コンバータよりバッテリ側に取り付けられた平滑コンデンサと、昇圧コンバータよりインバータ側に取り付けられた平滑コンデンサと、を備えるハイブリッド自動車において、モータMG1またはモータMG2の目標動作点が昇圧コンバータで共振が発生する領域内となるときには、昇圧コンバータよりインバータ側の電圧がバッテリ側の電圧より高い電圧として予め定められた目標昇圧後電圧とすると共に正弦波PWM制御方式を用いてインバータをスイッチング制御するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド自動車では、上述した制御を実行することにより、昇圧コンバータや平滑コンデンサに過大な電圧が作用しないように且つ過大な電流が流れないように制御している。 Conventionally, this type of automobile includes an engine, a motor MG1, an inverter that drives the motor MG1, a drive shaft coupled to the axle, an output shaft of the engine, a rotation shaft of the motor MG1, a ring gear, a carrier, and a sun gear. , A motor MG2 connected to the drive shaft via a reduction gear, an inverter that drives the motor MG2, a battery, and a boost converter that boosts the power from the battery and supplies the boosted power to the inverter In a hybrid vehicle having a smoothing capacitor attached to the battery side of the boost converter and a smoothing capacitor attached to the inverter side of the boost converter, the target operating point of the motor MG1 or the motor MG2 generates resonance at the boost converter When it falls within the area, the boost converter There has been proposed a method in which the inverter side voltage is controlled by using a sine wave PWM control method while the voltage on the data side is higher than the voltage on the battery side and is set as a predetermined target boosted voltage (see, for example, Patent Document 1). ). In this hybrid vehicle, by performing the above-described control, control is performed so that an excessive voltage does not act on the boost converter and the smoothing capacitor and an excessive current does not flow.
また、サーマルプリンタのモータ制御において、モータ速度が共振速度帯に入っているときには、モータ速度を補正し、共振速度帯を挟んでモータ速度が頻繁に振動しないようにするものも提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Further, in the motor control of the thermal printer, there has been proposed one that corrects the motor speed when the motor speed is in the resonance speed band so that the motor speed does not vibrate frequently across the resonance speed band ( For example, see Patent Document 2).
一般的に、リアクトルとスイッチング素子とにより構成される昇圧コンバータにより昇圧した直流電力をスイッチング素子により構成されたインバータにより擬似的三相交流電力に変換してモータを駆動する自動車では、モータ回転数が昇圧コンバータを含む回路がLC共振を生じさせる領域内となるときには、平滑コンデンサに過大な電圧が作用しないように且つ過大な電流が入力されないようにLC共振を抑制する必要がある。上述のサーマルプリンタのモータ制御のようにモータ回転数を変更してLC共振を生じさせる領域外とすればよいが、車速に応じた回転数でモータを駆動する場合には、モータ回転数を変更することができない。この場合、上述の自動車のように、昇圧コンバータよりインバータ側の電圧を予め定めた目標昇圧後電圧として正弦波PWM制御方式を用いてインバータをスイッチングすることもよいが、この手法とは別に或いはこの手法と重畳的に用いることができる良法があればLC共振を更に抑制することができる。 Generally, in an automobile that drives a motor by converting DC power boosted by a boost converter composed of a reactor and a switching element into pseudo three-phase AC power by an inverter composed of a switching element, the motor speed is When the circuit including the boost converter is in a region where LC resonance occurs, it is necessary to suppress LC resonance so that an excessive voltage does not act on the smoothing capacitor and an excessive current is not input. As with the above-described thermal printer motor control, the motor rotation speed may be changed to be outside the region that causes LC resonance. However, when the motor is driven at the rotation speed corresponding to the vehicle speed, the motor rotation speed is changed. Can not do it. In this case, the inverter may be switched using a sine wave PWM control system as a target boosted voltage that is determined in advance from the boost converter, as in the above-described automobile. If there is a good method that can be used in a superimposed manner with the method, LC resonance can be further suppressed.
本発明の自動車は、リアクトルとスイッチング素子により構成された昇圧回路と昇圧回路の低圧側および高圧側に取り付けられた平滑コンデンサとを含む回路において生じ得るLC共振を抑制しつつ走行に必要なトルクを出力することを主目的とする。 The automobile of the present invention suppresses LC resonance that can occur in a circuit including a booster circuit constituted by a reactor and a switching element, and a smoothing capacitor attached to the low-voltage side and the high-voltage side of the booster circuit, while providing torque necessary for traveling. The main purpose is to output.
本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The automobile of the present invention has taken the following means in order to achieve the main object described above.
本発明の自動車は、
走行用の動力を出力可能な少なくとも一つの第1電動機と、前記第1電動機を駆動するための第1インバータ回路と、前記第1電動機とは異なる回転数で駆動して走行用の動力を出力可能な第2電動機と、前記第2電動機を駆動するための第2インバータ回路と、二次電池と、リアクトルと二つのスイッチング素子によって構成され前記二次電池が接続された電池電圧系の電力を昇圧して前記第1インバータおよび前記第2インバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧回路と、前記電池電圧系の電圧を平滑する電池電圧系平滑コンデンサと、前記駆動電圧系の電圧を平滑する駆動電圧系平滑コンデンサと、を備える自動車において、
走行に要求される要求トルクを出力するために予め定めた手法により前記第1電動機から出力すべき第1トルク指令と前記第2電動機から出力すべき第2トルク指令とを設定すると共に前記第1トルク指令により前記第1電動機が駆動されると共に前記第2トルク指令により前記第2電動機が駆動されるよう前記第1インバータ回路と前記第2インバータ回路と前記昇圧回路とを制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記第2電動機の回転数が前記電池電圧系と前記昇圧回路と前記駆動電圧系に取り付けられた素子による回路においてLC共振を生じさせる周波数領域内となる共振領域状態のときには、前記第2トルク指令の絶対値が小さくなるよう補正すると共に前記要求トルクが出力されるよう前記第1トルク指令を補正し、補正後の第1トルク指令により前記第1電動機が駆動されると共に補正後の第2トルク指令により前記第2電動機が駆動されるよう前記第1インバータ回路と前記第2インバータ回路と前記昇圧回路とを制御する手段である、
ことを要旨とする。
The automobile of the present invention
At least one first electric motor capable of outputting traveling power, a first inverter circuit for driving the first motor, and driving at a different rotational speed from the first motor to output traveling power A second electric motor, a second inverter circuit for driving the second electric motor, a secondary battery, a reactor and two switching elements, and the electric power of the battery voltage system to which the secondary battery is connected A booster circuit that boosts and supplies the voltage to a drive voltage system to which the first inverter and the second inverter are connected, a battery voltage system smoothing capacitor that smoothes the voltage of the battery voltage system, and a voltage of the drive voltage system A driving voltage system smoothing capacitor that includes:
A first torque command to be output from the first electric motor and a second torque command to be output from the second electric motor are set by a predetermined method to output a required torque required for traveling, and the first torque command is output. Control means for controlling the first inverter circuit, the second inverter circuit, and the booster circuit so that the first motor is driven by the torque command and the second motor is driven by the second torque command. ,
When the rotational speed of the second electric motor is in a resonance region state that is in a frequency region that causes LC resonance in a circuit that includes elements attached to the battery voltage system, the booster circuit, and the drive voltage system, The first torque command is corrected so that the absolute value of the second torque command is reduced and the required torque is output, and the first motor is driven and corrected by the corrected first torque command. Means for controlling the first inverter circuit, the second inverter circuit, and the booster circuit so that the second electric motor is driven by a second torque command later;
This is the gist.
この本発明の自動車では、第2電動機の回転数が電池電圧系と昇圧回路と駆動電圧系に取り付けられた素子による回路においてLC共振を生じさせる周波数領域内となる共振領域状態のときには、第2トルク指令の絶対値が小さくなるよう補正すると共に要求トルクが出力されるよう第1トルク指令を補正し、補正後の第1トルク指令により少なくとも一つの第1電動機が駆動されると共に補正後の第2トルク指令により第2電動機が駆動されるよう第1インバータ回路と第2インバータ回路と昇圧回路とを制御する。即ち、第2電動機から出力するトルクの絶対値を小さくすると共に要求トルクが出力されて走行するよう少なくとも一つの第1電動機から出力するトルクを補正するのである。LC共振の振幅(リプルゲイン)は、共振を生じさせる回転数で駆動する第2電動機に印加される電流の大きさと第2電動機から出力するトルクの大きさとに比例すると考えられるため、第2電動機から出力するトルクの絶対値を小さくすることにより、LC共振の振幅を小さくすることができる。したがって、第2トルク指令の絶対値が小さくなるように補正することにより第2電動機から出力するトルクの絶対値を小さくし、これにより、LC共振の振幅を小さくするのである。この結果、LC共振による不具合、即ち、電池電圧系平滑コンデンサや駆動電圧系平滑コンデンサに過大な電圧が作用したり過大な電流が入力されることにより生じ得るコンデンサの破損などの不具合を抑制することができる。そして、こうした第2トルク指令の補正に伴って、要求トルクが出力されるよう第1トルク指令を補正することにより、要求トルクを出力して走行することができる。これらの結果、LC共振を抑制しつつ走行に必要なトルクを出力することができる。 In the automobile of the present invention, when the rotation speed of the second electric motor is in a resonance region state that is in a frequency region that causes LC resonance in a circuit including elements attached to the battery voltage system, the booster circuit, and the drive voltage system, The first torque command is corrected so that the absolute value of the torque command is reduced and the required torque is output. At least one first electric motor is driven by the corrected first torque command and the corrected first torque command is output. The first inverter circuit, the second inverter circuit, and the booster circuit are controlled so that the second electric motor is driven by the two torque command. That is, the absolute value of the torque output from the second electric motor is reduced and the torque output from at least one first electric motor is corrected so that the required torque is output and the vehicle travels. Since the amplitude of the LC resonance (ripple gain) is considered to be proportional to the magnitude of the current applied to the second electric motor driven at the rotation speed causing the resonance and the magnitude of the torque output from the second electric motor, By reducing the absolute value of the output torque, the LC resonance amplitude can be reduced. Therefore, the absolute value of the torque output from the second electric motor is reduced by correcting the absolute value of the second torque command to be small, thereby reducing the LC resonance amplitude. As a result, defects due to LC resonance, that is, problems such as damage to the capacitor that may occur when an excessive voltage is applied to the battery voltage system smoothing capacitor or the drive voltage system smoothing capacitor or an excessive current is input are suppressed. Can do. Then, with the correction of the second torque command, the first torque command is corrected so that the required torque is output, so that the required torque can be output and the vehicle can travel. As a result, torque necessary for traveling can be output while suppressing LC resonance.
こうした本発明の自動車において、内燃機関と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第1電動機の回転軸の3軸に3つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、を備え、前記第2電動機は前記遊星歯車機構を介さずに前記駆動軸に接続されており、前記制御手段は、前記要求トルクで走行するための走行用パワーに基づくパワーが前記内燃機関からが出力されるよう前記内燃機関の目標運転ポイントを設定すると共に該内燃機関が前記目標運転ポイントで運転されるよう前記第1トルク指令を設定し、前記内燃機関を前記目標運転ポイントで運転すると共に前記第1電動機を前記第1トルク指令により駆動したときに前記遊星歯車機構を介して前記駆動軸側に出力されるトルクでは前記要求トルクに不足する分のトルクに基づいて前記第2トルク指令を設定し、前記目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関を制御し、前記第1トルク指令により前記第1電動機が駆動されると共に前記第2トルク指令により前記第2電動機が駆動されるよう前記第1インバータ回路と前記第2インバータ回路と前記昇圧回路とを制御する手段であり、前記制御手段は、更に、前記共振領域状態のときには、前記第2トルク指令が小さくなるよう補正すると共に、該第2トルク指令の補正に伴って前記要求トルクに不足する分のトルクが前記遊星歯車機構を介して前記内燃機関と前記第1電動機とから増分として出力されるよう前記目標運転ポイントと前記第1トルク指令とを補正し、補正後の目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関を制御し、補正後の第1トルク指令により前記第1電動機が駆動されると共に補正後の第2トルク指令により前記第2電動機が駆動されるよう前記第1インバータ回路と前記第2インバータ回路と前記昇圧回路とを制御する手段である、ものとすることもできる。この場合、第2電動機の回転数がLC共振を生じさせる周波数領域内となるときには、第2電動機から出力するトルクを小さくし、これによって不足するトルクを内燃機関と第1電動機とから遊星歯車機構を介して出力されるトルクの増加によって補うことにより、要求トルクを出力するのである。 In such an automobile of the present invention, an internal combustion engine, a planetary gear mechanism in which three rotation elements are connected to three axes of a drive shaft connected to an axle, an output shaft of the internal combustion engine, and a rotation shaft of the first electric motor, The second electric motor is connected to the drive shaft without going through the planetary gear mechanism, and the control means has a power based on the traveling power for traveling at the required torque from the internal combustion engine. The target operating point of the internal combustion engine is set so as to be output, the first torque command is set so that the internal combustion engine is operated at the target operating point, the internal combustion engine is operated at the target operating point, and the When the first motor is driven by the first torque command, the torque output to the drive shaft side via the planetary gear mechanism is insufficient for the required torque. Then, the second torque command is set, the internal combustion engine is controlled so that the internal combustion engine is operated at the target operating point, the first motor is driven by the first torque command, and the second torque is controlled. Means for controlling the first inverter circuit, the second inverter circuit, and the booster circuit so that the second electric motor is driven by a command, and the control means is further configured to control the first inverter circuit when in the resonance region state. 2 torque command is corrected to be small, and the torque that is insufficient for the required torque due to the correction of the second torque command is incremented from the internal combustion engine and the first electric motor via the planetary gear mechanism. The internal combustion engine is operated such that the target operating point and the first torque command are corrected so that the output is output, and the internal combustion engine is operated at the corrected target operating point. The first inverter circuit and the second inverter circuit so that the first motor is driven by the corrected first torque command and the second motor is driven by the corrected second torque command. It may be a means for controlling the booster circuit. In this case, when the rotation speed of the second motor is in a frequency region that causes LC resonance, the torque output from the second motor is reduced, and the insufficient torque is thereby reduced from the internal combustion engine and the first motor to the planetary gear mechanism. The required torque is output by compensating for the increase in the torque output via the.
また、本発明の自動車において、前記第1電動機は第1の車軸にトルクを出力するよう取り付けられており、前記第2電動機は前記第1の車軸とは異なる第2の車軸にトルクを出力するよう取り付けられている、ものとすることもできる。この場合、第2電動機の回転数がLC共振を生じさせる周波数領域内となるときには、第2の車軸にトルクを出力する第2電動機から出力するトルクを小さくし、これによって不足するトルクを第1の車軸にトルクを出力する第1電動機から出力されるトルクの増加によって補うことにより、要求トルクを出力するのである。 In the automobile of the present invention, the first electric motor is attached to output torque to a first axle, and the second electric motor outputs torque to a second axle different from the first axle. It can also be attached. In this case, when the rotation speed of the second electric motor is in a frequency range that causes LC resonance, the torque output from the second electric motor that outputs torque to the second axle is reduced, and the insufficient torque is reduced by the first torque. The required torque is output by compensating for the increase in torque output from the first electric motor that outputs torque to the axle.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の第1実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。第1実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関として構成されたエンジン22と、エンジン22を駆動制御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と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26に複数のピニオンギヤを連結したキャリアが接続されると共に駆動輪38a,38bにデファレンシャルギヤ37を介して連結された駆動軸32にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ30と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されたモータMG1と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸32に接続されたモータMG2と、モータMG1,MG2を駆動するインバータ41,42と、インバータ41,42をスイッチング制御することによってモータMG1,MG2を駆動制御するモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ50と、バッテリ50を管理するバッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52と、インバータ41,42が接続された電力ライン(以下、高電圧系電力ラインという)54aとバッテリ50が接続された電力ライン(以下、電池電圧系電力ラインという)54bとに接続されて高電圧系電力ライン54aの電圧VHを電池電圧系電力ライン54bの電圧VL以上の範囲内で調整すると共に高電圧系電力ライン54aと低電圧系電力ライン54bとの間で電力のやりとりを行なう昇圧コンバータ55と、高電圧系電力ライン54aの正極母線と負極母線とに接続された平滑用のコンデンサ57と、電池電圧系電力ライン54bの正極母線と負極母線と似接続された平滑用のコンデンサ58と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット70(以下、「HVECU」という)と、を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
モータMG1およびモータMG2は、いずれも永久磁石が埋め込まれたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備える周知の同期発電電動機として構成されている。インバータ41,42は、図2のモータMG1,MG2を含む電機駆動系の構成図に示すように、6つのトランジスタT11〜T16,T21〜26と、トランジスタT11〜T16,T21〜T26に逆方向に並列接続された6つのダイオードD11〜D16,D21〜D26と、により構成されている。トランジスタT11〜T16,T21〜T26は、それぞれ高電圧系電力ライン54aの正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側になるよう2個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータMG1,MG2の三相コイル(U相,V相,W相)の各々が接続されている。したがって、高電圧系電力ライン54aの正極母線と負極母線との間に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタT11〜T16,T21〜T26のオン時間の割合を制御することにより三相コイルに回転磁界を形成でき、モータMG1,MG2を回転駆動することができる。インバータ41,42は、高電圧系電力ライン54aの正極母線と負極母線とを共用しているから、モータMG1,MG2のいずれかで発電される電力を他のモータに供給することができる。
Each of the motor MG1 and the motor MG2 is configured as a known synchronous generator motor including a rotor in which a permanent magnet is embedded and a stator around which a three-phase coil is wound. As shown in the block diagram of the electric drive system including the motors MG1 and MG2 in FIG. 2, the
モータECU40は、図示しないCPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他にROMやRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動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43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流,インバータ41,42に取り付けられた図示しない温度センサからのインバータ温度などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42のトランジスタT11〜T16,T21〜26へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2も演算している。
The
昇圧コンバータ55は、図2に示すように、2つのトランジスタT51,T52とトランジスタT51,T52に逆方向に並列接続された2つのダイオードD51,D52とリアクトルLとからなる昇圧コンバータとして構成されている。2つのトランジスタT51,T52は、それぞれ高電圧系電力ライン54aの正極母線と高電圧系電力ライン54aおよび電池電圧系電力ライン54bの負極母線とに接続されており、その接続点にリアクトルLが接続されている。また、リアクトルLと高電圧系電力ライン54aおよび電池電圧系電力ライン54bの負極母線とにはそれぞれ高圧バッテリ50の正極端子と負極端子とが接続されている。したがって、トランジスタT51,T52をオンオフ制御することにより、電池電圧系電力ライン54bの電力を昇圧して高電圧系電力ライン54aに供給したり、高電圧系電力ライン54aの電力を降圧して電池電圧系電力ライン54bに供給したりすることができる。
As shown in FIG. 2, the
バッテリECU52は、図示しないCPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他にROMやRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電池電圧系電力ライン54bに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。また、バッテリECU52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バッテリ50に蓄えられている蓄電量の全容量(蓄電容量)に対する割合である蓄電割合SOCを演算したり、演算した蓄電割合SOCと電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算したりしている。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
The
HVECU70は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に処理プログラムを記憶するROMと、データを一時的に記憶するRAMと、入出力ポートおよび通信ポートとを備える。HVECU70には、コンデンサ57の端子間に取り付けられた電圧センサ57aからのコンデンサ57の電圧(高電圧系電力ライン54aの電圧)VHやコンデンサ58の端子間に取り付けられた電圧センサ58aからのコンデンサ58の電圧(電池電圧系電力ライン54bの電圧)VL,イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,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82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84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86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速V,バッテリ50の蓄電割合SOCが電動走行を許可する蓄電割合の範囲の下限値として予め設定された下限割合Sminに至るまでエンジン22の運転を停止した状態でモータMG2からの動力だけで走行する電動走行を指示するEVスイッチ89からのEVスイッチ信号EVSWなどが入力ポートを介して入力されており、HVECU70からは、昇圧コンバータ55のトランジスタT51,T52へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70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。
Although not shown, the
こうして構成された第1実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸32に出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力が駆動軸32に出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されて駆動軸32に出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸32に出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力を駆動軸32に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン22の運転を伴って要求動力が駆動軸32に出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するモードであるから、両者を合わせてエンジン運転モードとして考えることができる。ここで、エンジン運転モードは、エンジン22の運転とモータMG1,MG2の駆動を伴うことから、ハイブリッドモード(HVモード)とも称し、モータ運転モードは、エンジン22の運転を停止した状態でモータMG2からの動力だけで走行することから、電動走行モード(EVモード)と称する。
The
エンジン運転モード(HVモード)では、HVECU70は、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accと車速センサ88からの車速Vとに基づいて駆動軸32に出力すべき要求トルクTr*を設定し、設定した要求トルクTr*に駆動軸32の回転数Nr(例えば、モータMG2の回転数Nm2や車速Vに換算係数を乗じて得られる回転数)を乗じて走行に要求される走行用パワーPdrv*を計算すると共に計算した走行用パワーPdrv*からバッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて得られるバッテリ50の充放電要求パワーPb*(バッテリ50から放電するときが正の値)を減じてエンジン22から出力すべきパワーとしての要求パワーPe*を設定し、要求パワーPe*を効率よくエンジン22から出力することができるエンジン22の回転数NeとトルクTeとの関係としての動作ライン(例えば燃費最適動作ライン)を用いてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定し、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で、エンジン22を目標回転数Ne*で回転させるための回転数フィードバック制御によりモータMG1から出力すべきトルクとしてのトルク指令Tm1*を設定すると共にモータMG1をトルク指令Tm1*で駆動したときにプラネタリギヤ30を介して駆動軸32に作用するトルクを要求トルクTr*から減じてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とについてはエンジンECU24に送信し、トルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40に送信する。そして、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによってエンジン22が運転されるようエンジン22における吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などを行なう。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようインバータ41,42のトランジスタT11〜T16,T21〜T26のスイッチング制御を行なう。このエンジン運転モード(HVモード)では、エンジン22の要求パワーPe*がエンジン22を運転停止した方がよい値として定められた停止用閾値Pstop以下に至ったときなどにエンジン22の運転を停止してモータ運転モード(EVモード)に移行する。
In the engine operation mode (HV mode), the
モータ運転モード(EVモード)では、HVECU70は、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸32に出力すべき要求トルクTr*を設定し、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定すると共にバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*が駆動軸32に出力されるようモータMG2のトルク指令Tm2*を設定してこれらをモータECU40に送信する。そして、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようインバータ41,42のトランジスタT11〜T16,T21〜26のスイッチング制御を行なう。このモータ運転モード(EVモード)では、要求トルクTr*に駆動軸32の回転数Nrを乗じて得られる走行用パワーPdrv*からバッテリ50の充放電要求パワーPb*を減じて得られるエンジン22の要求パワーPe*がエンジン22を始動した方がよい値として定められた始動用閾値Pstart以上に至ったときなどにエンジン22を始動してエンジン運転モード(HVモード)に移行する。
In the motor operation mode (EV mode), the
次に、こうして構成された第1実施例のハイブリッド自動車20の動作、特にエンジン運転モード(HVモード)によってハイブリッド走行しているときにモータMG2の回転数Nm2が昇圧コンバータ55と高電圧系電力ライン54aや電池電圧系電力ライン54bに接続されたコンデンサ57,58とからなる回路においてLC共振が生じる領域内となったときの動作について説明する。なお、説明の容易のために、エンジン22の目標回転数Ne*,目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*の設定は、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で行なわれているものとする。図3は第1実施例のHVECU70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン運転モード(HVモード)のときに所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行される。
Next, when the
駆動制御ルーチンが実行されると、HVECU70は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2など制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、エンジン22の回転数Neはクランクポジションセンサ140からの信号に基づいて演算されたものをエンジンECU24から通信により入力するものとした。また、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されたモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。
When the drive control routine is executed, the
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪38a,38bに連結された駆動軸32に出力すべき要求トルクTr*と走行に要求される走行用パワーPdrv*とエンジン22に要求される要求パワーPe*とを計算して設定する(ステップS110)。要求トルクTr*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてHVECU70の図示しないROMに記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTr*を導出して設定するものとした。図4に要求トルク設定用マップの一例を示す。走行用パワーPdrv*は、要求トルクTr*に駆動軸32の回転数(モータMG2の回転数Nm2)を乗じることにより計算することができる。要求パワーPe*は、走行用パワーPdrv*からバッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて得られるバッテリ50の充放電要求パワーPb*(バッテリ50から放電するときが正の値)を減じ、更に、損失Lossを加えることにより計算することができる。
When the data is input in this way, the required torque Tr * to be output to the
続いて、設定した要求パワーPe*をエンジン22を効率よく動作させる運転ポイント(回転数とトルク)として予め定められた燃費優先動作ラインに適用してエンジン22を運転すべき目標運転ポイントとしての目標回転数Ne*と目標トルクTe*を設定する(ステップS120)。この目標回転数Ne*と目標トルクTe*は、要求パワーPe*が一定の曲線と燃費最適動作ラインとの交点として求めることができる。燃費最適動作ラインの一例と目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する様子を図5に示す。
Subsequently, the set required power Pe * is applied to a predetermined fuel consumption priority operation line as an operation point (rotation speed and torque) for efficiently operating the
エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定すると、設定した目標回転数Ne*とモータMG2の回転数Nm2とプラネタリギヤ30のギヤ比ρとを用いて次式(1)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に計算した目標回転数Nm1*と入力したモータMG1の回転数Nm1とに基づいて式(2)によりモータMG1から出力すべきトルクとしてトルク指令Tm1*を計算し(ステップS130)、要求トルクTr*にトルク指令Tm1*をプラネタリギヤ30のギヤ比ρで除したものを加えてモータMG2から出力すべきトルクとしてのトルク指定Tm2*を次式(3)により計算する(ステップS140)。ここで、式(1)は、プラネタリギヤ30の回転要素に対する力学的な関係式である。また、式(2)は、モータMG1を目標回転数Nm1*で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(2)中、右辺第1項は、プラネタリギヤ30の回転要素に対する力学的な関係式であり、右辺第2項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「k2」は積分項のゲインである。
When the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ (1)
Tm1*=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
Tm2*=Tr*+Tm1*/ρ (3)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / ρ (1)
Tm1 * = ρ ・ Te * / (1 + ρ) + k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (2)
Tm2 * = Tr * + Tm1 * / ρ (3)
次に、モータMG2の回転数Nm2が昇圧コンバータ55と高電圧系電力ライン54aや電池電圧系電力ライン54bに接続されたコンデンサ57,58とからなる回路においてLC共振が生じる共振領域内(N1〜N2の領域内)であるか否かを判定し(ステップS150)、モータMG2の回転数Nm2が共振領域内(N1〜N2の領域内)ではないときには、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*と高電圧系電力ライン54aに許容される最大電圧Vmaxとに基づいて高電圧系電力ライン54aの目標電圧VH*を設定すると共に(ステップS190)、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS200)、本ルーチンを終了する。ここで、目標電圧VH*は、実施例では、トルク指令Tm1*,Tm2*でモータMG1,MG2を駆動したときにエネルギ効率が高く電圧と最大電圧Vmaxとのうち小さい方の電圧として設定される。目標電圧VH*が設定されると、HVECU70は高電圧系電力ライン54aが電圧VHが目標電圧VH*となるよう昇圧コンバータ55のトランジスタT51,T52をスイッチング制御する。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによって示される目標運転ポイントで運転されるようにエンジン22における吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のトランジスタT11〜T16,T21〜T26のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン22を効率よく運転して駆動軸32に要求トルクTr*を出力して走行することができる。
Next, the rotational speed Nm2 of the motor MG2 is within a resonance region (N1 to N1) where LC resonance occurs in a circuit including the
ステップS150でモータMG2の回転数Nm2が共振領域内(N1〜N2の領域内)であると判定すると、モータMG2のトルク指令Tm2*から所定トルクΔTだけ減じる補正により新たなトルク指令Tm2*を設定すると共に(ステップS160、次式(4)参照)、モータMG1のトルク指令Tm1*から所定トルクΔTにギヤ比ρを乗じたものを減じる補正により新たなトルク指令Tm1*を設定し(ステップS170、式(5)参照)、更に、所定トルクΔTにギヤ比ρと値1との和(1+ρ)を乗じたものをエンジン22の目標トルクTe*に加える補正により新たな目標トルクTe*を設定する(ステップS180、式(6)参照)。そして、補正後のトルク指令Tm1*,Tm2*と最大電圧Vmaxとを用いて高電圧系電力ライン54aの目標電圧VH*を設定し(ステップS190)、目標回転数Ne*と補正後の目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、補正後のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS200)、本ルーチンを終了する。ここで、所定トルクΔTは、LC共振の振幅を低減するためにモータMG2のトルク指令Tm2*を減少させるトルクであり、例えば、トルク指令Tm2*の半分の値(ΔT=Tm2*/2)やトルク指令Tm2*の1/3の値(ΔT=Tm2*/3)などを用いてもよいし、予め定めた固定値を用いてもよい。このように、モータMG2のトルク指令Tm2*を小さく補正することにより、LC共振の振幅を小さくすることができる。しかも、モータMG2のトルク指令Tm2*を所定トルクΔTだけ小さく補正したことに伴って駆動軸32に出力されるトルクが要求トルクTr*から所定トルクΔTだけ不足することになるが、モータMG1のトルク指令Tm1*とエンジン22の目標トルクTe*とを補正することにより、エンジン22とモータMG1とからプラネタリギヤ30を介して駆動軸32に所定トルクΔTだけ増加したトルクが出力されるため、全体として駆動軸32には要求トルクTr*が出力されることになる。したがって、上述のステップS160〜S180の補正を行ない、補正後の目標トルクTe*やトルク指令Tm1*,Tm2*を用いてエンジン22とモータMG1,MG2,昇圧コンバータ55を制御することにより、昇圧コンバータ55と高電圧系電力ライン54aや電池電圧系電力ライン54bに接続されたコンデンサ57,58とからなる回路におけるLC共振を抑制しつつ駆動軸32に要求トルクTr*を出力して走行することができる。図6に補正の前後におけるモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を示す。図示するように、LC共振の振幅に影響を与えるモータMG2のトルク指令Tm2*を小さく補正し、モータMG1のトルク指令Tm1*の大きさを大きく補正している。
If it is determined in step S150 that the rotational speed Nm2 of the motor MG2 is within the resonance region (N1 to N2 region), a new torque command Tm2 * is set by a correction that reduces the torque command Tm2 * of the motor MG2 by a predetermined torque ΔT. In addition, a new torque command Tm1 * is set by correction for subtracting the predetermined torque ΔT multiplied by the gear ratio ρ from the torque command Tm1 * of the motor MG1 (see step S160, the following equation (4)) (step S170, In addition, a new target torque Te * is set by correcting the predetermined torque ΔT multiplied by the sum (1 + ρ) of the gear ratio ρ and
Tm2*←Tm2*−ΔT (4)
Tm1*←Tm1*−ΔT・ρ (5)
Te*←Te*+ΔT・(1+ρ) (6)
Tm2 * ← Tm2 * −ΔT (4)
Tm1 * ← Tm1 * −ΔT ・ ρ (5)
Te * ← Te * + ΔT ・ (1 + ρ) (6)
以上説明した第1実施例のハイブリッド自動車20によれば、モータMG2の回転数Nm2が昇圧コンバータ55と高電圧系電力ライン54aや電池電圧系電力ライン54bに接続されたコンデンサ57,58とからなる回路においてLC共振が生じる共振領域内(N1〜N2の領域内)であるときには、モータMG2のトルク指令Tm2*が所定トルクΔTだけ小さくなる補正を行ない、この補正に伴ってモータMG1のトルク指令Tm1*が所定トルクΔTにギヤ比ρを乗じたものだけ小さくなる補正とエンジン22の目標トルクTe*が所定トルクΔTにギヤ比ρと値1との和(1+ρ)を乗じたものだけ大きくなる補正を行ない、補正後の目標トルクTe*やトルク指令Tm1*,Tm2*を用いてエンジン22とモータMG1,MG2,昇圧コンバータ55を制御することにより、昇圧コンバータ55と高電圧系電力ライン54aや電池電圧系電力ライン54bに接続されたコンデンサ57,58とからなる回路におけるLC共振を抑制しつつ駆動軸32に要求トルクTr*を出力して走行することができる。
According to the
第1実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を駆動軸32に出力するものとしたが、図7の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力を駆動軸32が接続された車軸(駆動輪38a,38bが接続された車軸)とは異なる車軸(図7における車輪39a,39bに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。
In the
次に、本発明の第2実施例のハイブリッド自動車220について説明する。図8は第2実施例のハイブリッド自動車220の構成の概略を示す構成図であり、図9は第2実施例のハイブリッド自動車220の電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。第2実施例のハイブリッド自動車220は、図示するように、エンジン22やモータMG1,プラネタリギヤ30,モータMG2が接続された駆動軸32に連結された車軸(駆動輪38a,38b)とは異なる車軸(駆動輪39a,39b)にデファレンシャルギヤ37Rと減速ギヤGRとを介してモータモータMGRが取り付けられており、このモータMGRを駆動するためのインバータ42Rが高電圧系電力ライン54aに接続されている点を除いて、第1実施例のハイブリッド自動車20と同様のハード構成をしている。したがって、重複する説明を回避するため、第2実施例のハイブリッド自動車220のハード構成のうち第1実施例のハイブリッド自動車20のハード構成と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明については省略する。なお、説明の容易のため、第2実施例のハイブリッド自動車220では、駆動輪38a,38bが前輪であり、駆動輪39a,39bが後輪であるものとする。
Next, a
モータMGRは、モータMG1,MG2と同様に、永久磁石が埋め込まれたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備える周知の同期発電電動機として構成されている。インバータ42Rは、図9に示すように、6つのトランジスタT31〜T36と、トランジスタT31〜T36に逆方向に並列接続された6つのダイオードD31〜D36と、により構成されている。トランジスタT31〜T36は、高電圧系電力ライン54aの正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側になるよう2個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータMGRの三相コイル(U相,V相,W相)の各々が接続されている。したがって、高電圧系電力ライン54aの正極母線と負極母線との間に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタT31〜T36のオン時間の割合を制御することにより三相コイルに回転磁界を形成でき、モータMGRを回転駆動することができる。なお、減速ギヤGRは、ギヤ比Grの周知の減速ギヤとして構成されている。
Similarly to motors MG1 and MG2, motor MGR is configured as a known synchronous generator motor including a rotor embedded with permanent magnets and a stator wound with a three-phase coil. As shown in FIG. 9, the
モータECU40には、モータMGRを駆動制御するために必要な信号、例えばモータMGRの回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ44RからのモータMGRの回転子の回転位置や図示しない電流センサにより検出されるモータMGRに印加される相電流,インバータ42Rに取り付けられた図示しない温度センサからのインバータ温度などが入力されており、モータECU40からは、インバータ42RのトランジスタT31〜T36へのスイッチング制御信号が出力されている。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ44RからのモータMGRの回転子の回転位置に基づいてモータMGRの回転数Nmrも演算している。
The
こうして構成された第2実施例のハイブリッド自動車220では、第1実施例のハイブリッド自動車20と同様にエンジン運転モード(HVモード)とモータ運転モード(EVモード)とにより運転される。エンジン運転モード(HVモード)では、HVECU70は、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accと車速センサ88からの車速Vとに基づいて走行に要求されるトルクを駆動軸32に換算したものとして要求トルクTr*を設定し、上述した第1実施例のハイブリッド自動車20と同様に、要求パワーPe*とエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とモータMG1のトルク指令Tm1*を設定し、要求トルクTr*に前後輪のトルク配分kf,kr(kf+kr=1)のうちの前輪のトルク配分kfを乗じたものからモータMG1をトルク指令Tm1*で駆動したときにプラネタリギヤ30を介して駆動軸32に作用するトルクを減じたものとしてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定すると共に要求トルクTr*に後輪のトルク配分krを乗じたものを減速ギヤGRのギヤ比Grで割ったものとしてモータMGRのトルク指令Tmr*を設定し、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とについてはエンジンECU24に送信し、トルク指令Tm1*,Tm2*,Tmr*についてはモータECU40に送信する。そして、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによってエンジン22が運転されるようエンジン22における吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などを行なう。また、トルク指令Tm1*,Tm2*,Tmr*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2,MGRがトルク指令Tm1*,Tm2*,Tmr*で駆動されるようインバータ41,42,42RのトランジスタT11〜T16,T21〜T26,T31〜T36のスイッチング制御を行なう。このエンジン運転モード(HVモード)では、エンジン22の要求パワーPe*がエンジン22を運転停止した方がよい値として定められた停止用閾値Pstop以下に至ったときなどにエンジン22の運転を停止してモータ運転モード(EVモード)に移行する。
The thus configured
モータ運転モード(EVモード)では、HVECU70は、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて走行に要求されるトルクを駆動軸32に換算したものとして要求トルクTr*を設定し、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定すると共に要求トルクTr*に前輪のトルク配分kfを乗じたものとしてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、更に、要求トルクTr*に後輪のトルク配分krを乗じたものに減速ギヤGRのギヤ比Grで割ったものとしてモータMGRのトルク指令Tmr*とを設定し、これらをモータECU40に送信する。そして、トルク指令Tm1*,Tm2*Tmr*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2,MGRがトルク指令Tm1*,Tm2*,Tmr*で駆動されるようインバータ41,42,42RのトランジスタT11〜T16,T21〜26,T31〜T36のスイッチング制御を行なう。このモータ運転モード(EVモード)では、要求トルクTr*に駆動軸32の回転数Nrを乗じて得られる走行用パワーPdrv*からバッテリ50の充放電要求パワーPb*を減じて得られるエンジン22の要求パワーPe*がエンジン22を始動した方がよい値として定められた始動用閾値Pstart以上に至ったときなどにエンジン22を始動してエンジン運転モード(HVモード)に移行する。
In the motor operation mode (EV mode), the
次に、こうして構成された第2実施例のハイブリッド自動車220の動作、特にモータMG2の回転数Nm2が昇圧コンバータ55と高電圧系電力ライン54aや電池電圧系電力ライン54bに接続されたコンデンサ57,58とからなる回路においてLC共振が生じる領域内となったときの動作について説明する。なお、説明の容易のために、エンジン22の目標回転数Ne*,目標トルクTe*,モータMG1,MG2,MGRのトルク指令Tm1*,Tm2*,Tmr*の設定は、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で行なわれているものとする。図10はエンジン運転モード(HVモード)で走行しているときに第2実施例のHVECU70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン運転モード(HVモード)で走行している最中では所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行される。
Next, the operation of the
駆動制御ルーチンが実行されると、HVECU70は、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2,MGRの回転数Nm1,Nm2,Nmrなど制御に必要なデータを入力し(ステップS300)、アクセル開度Accと車速Vと図4の要求トルク設定用マップとを用いて走行に要求されるトルクを駆動軸32に換算したものとして要求トルクTr*を設定すると共に要求トルクTr*に駆動軸32の回転数(モータMG2の回転数Nm2)を乗じて走行に要求される走行用パワーPdrv*を計算し、更に、走行用パワーPdrv*からバッテリ50の充放電要求パワーPb*を減じると共に損失Lossを加えてエンジン22に要求される要求パワーPe*を計算し(ステップS310)、要求パワーPe*と図5に例示した燃費優先動作ラインとに基づいてエンジン22の目標運転ポイントとしての目標回転数Ne*と目標トルクTe*を設定する(ステップS320)。そして、目標回転数Ne*とモータMG2の回転数Nm2とプラネタリギヤ30のギヤ比ρとを用いて上述の式(1)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に計算した目標回転数Nm1*と入力したモータMG1の回転数Nm1とに基づいて式(2)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を計算する(ステップS330)。
When the drive control routine is executed, the
続いて、要求トルクTr*に前輪のトルク配分kfを乗じた値にトルク指令Tm1*をプラネタリギヤ30のギヤ比ρで除したものを加えてたものとしてモータMG2のトルク指定Tm2*を設定すると共に(ステップS440、次式(7)参照)、要求トルクTr*に後輪のトルク配分krを乗じた値を減速ギヤGRのギヤ比Grで割ったものとしてモータMGRのトルク指令Tmr*を設定する(ステップS450、式(8)参照)。
Subsequently, the torque designation Tm2 * of the motor MG2 is set as a value obtained by multiplying the value obtained by multiplying the required torque Tr * by the torque distribution kf of the front wheels and dividing the torque command Tm1 * by the gear ratio ρ of the
Tm2*=kf・Tr*+Tm1*/ρ (7)
Tmr*=kr・Tr*/Gr (8)
Tm2 * = kf ・ Tr * + Tm1 * / ρ (7)
Tmr * = kr ・ Tr * / Gr (8)
次に、モータMG2の回転数Nm2が昇圧コンバータ55と高電圧系電力ライン54aや電池電圧系電力ライン54bに接続されたコンデンサ57,58とからなる回路においてLC共振が生じる共振領域内(N1〜N2の領域内)であるか否かを判定し(ステップS360)、モータMG2の回転数Nm2が共振領域内(N1〜N2の領域内)ではないときには、モータMG1,MG2,MGRのトルク指令Tm1*,Tm2*,Tmr*と高電圧系電力ライン54aに許容される最大電圧Vmaxとに基づいて高電圧系電力ライン54aの目標電圧VH*を設定すると共に(ステップS390)、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2,MGRのトルク指令Tm1*,Tm2*,Tmr*についてはモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS400)、本ルーチンを終了する。ここで、目標電圧VH*は、第2実施例では、トルク指令Tm1*,Tm2*,Tmr*でモータMG1,MG2,MGRを駆動したときにエネルギ効率が高く電圧と最大電圧Vmaxとのうち小さい方の電圧として設定される。目標電圧VH*が設定されると、HVECU70は高電圧系電力ライン54aが電圧VHが目標電圧VH*となるよう昇圧コンバータ55のトランジスタT51,T52をスイッチング制御する。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによって示される目標運転ポイントで運転されるようにエンジン22における吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Tm1*,Tm2*,Tmr*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動され、更に、トルク指令Tmr*でモータMGRが駆動されるよう、インバータ41,42,42RのトランジスタT11〜T16,T21〜T26,T31〜T36のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン22を効率よく運転して前輪(駆動輪38a,38b)と後輪(駆動輪39a,39b)とに走行用の要求トルクTr*を出力して走行することができる。
Next, the rotational speed Nm2 of the motor MG2 is within a resonance region (N1 to N1) where LC resonance occurs in a circuit including the
ステップS360でモータMG2の回転数Nm2が共振領域内(N1〜N2の領域内)であると判定すると、モータMG2のトルク指令Tm2*から所定トルクΔTだけ減じる補正により新たなトルク指令Tm2*を設定すると共に(ステップS370、次式(9)参照)、モータMGRのトルク指令Tmr*に所定トルクΔTを減速ギヤGRのギヤ比Grで割ったものを加える補正により新たなトルク指令Tmr*を設定し(ステップS380、式(10)参照)、トルク指令Tm1*と補正後のトルク指令Tm2*,Tmr*と最大電圧Vmaxとを用いて高電圧系電力ライン54aの目標電圧VH*を設定し(ステップS390)、目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、トルク指令Tm1*と補正後のトルク指令Tm2*,Tmr*についてはモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS400)、本ルーチンを終了する。ここで、所定トルクΔTは、第1実施例と同様に、LC共振の振幅を低減するためにモータMG2のトルク指令Tm2*を減少させるトルクであり、例えば、トルク指令Tm2*の半分の値(ΔT=Tm2*/2)やトルク指令Tm2*の1/3の値(ΔT=Tm2*/3)などを用いてもよいし、予め定めた固定値を用いてもよい。このように、モータMG2のトルク指令Tm2*を小さく補正することにより、LC共振の振幅を小さくすることができる。しかも、モータMG2のトルク指令Tm2*を所定トルクΔTだけ小さく補正したことに伴って駆動軸32に出力されるトルクが要求トルクTr*に前輪のトルク配分kfを乗じたものから所定トルクΔTだけ不足することになるが、モータMGRのトルク指令Tmr*を補正することにより、後輪である駆動輪39a,39bの車軸に所定トルクΔTだけ増加したトルクが出力されるため、走行用のトルクとしては駆動軸32に換算した値として要求トルクTr*が出力されることになる。したがって、上述のステップS370,S380の補正を行ない、補正後のトルク指令Tm2*,Tmr*を用いてモータMG2,MGR,昇圧コンバータ55を制御することにより、昇圧コンバータ55と高電圧系電力ライン54aや電池電圧系電力ライン54bに接続されたコンデンサ57,58とからなる回路におけるLC共振を抑制しつつ走行用のトルクを駆動軸32に換算したときの要求トルクTr*を出力して走行することができる。図11に補正の前後におけるモータMG2,MGRのトルク指令Tm2*,Tmr*を示す。図示するように、LC共振の振幅に影響を与えるモータMG2のトルク指令Tm2*を小さく補正し、モータMGRのトルク指令Tmr*を大きく補正している。
If it is determined in step S360 that the rotational speed Nm2 of the motor MG2 is within the resonance region (within the region N1 to N2), a new torque command Tm2 * is set by a correction that reduces the torque command Tm2 * of the motor MG2 by a predetermined torque ΔT. In addition, a new torque command Tmr * is set by correcting the motor MGR torque command Tmr * by adding a value obtained by dividing the predetermined torque ΔT by the gear ratio Gr of the reduction gear GR (step S370). (See step S380, equation (10)), the target voltage VH * of the high
Tm2*←Tm2*−ΔT (9)
Tmr*←Tmr*+ΔT/Gr (10)
Tm2 * ← Tm2 * −ΔT (9)
Tmr * ← Tmr * + ΔT / Gr (10)
図12は、モータ運転モード(EVモード)で走行しているときに第2実施例のHVECU70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、モータ運転モード(EVモード)で走行している最中では所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行される。
FIG. 12 is a flowchart showing an example of a drive control routine executed by the
図12の駆動制御ルーチンが実行されると、HVECU70は、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ88からの車速V,モータMG2,MGRの回転数Nm2,Nmrなど制御に必要なデータを入力し(ステップS500)、アクセル開度Accと車速Vと図4の要求トルク設定用マップとを用いて走行に要求されるトルクを駆動軸32に換算したものとして要求トルクTr*を設定すると共に(ステップS510)、モータMG1のトルク指令Tm1*として値0を設定する(ステップS520)。そして、要求トルクTr*に前輪のトルク配分kfを乗じたものとしてモータMG2のトルク指定Tm2*を設定すると共に(ステップS530、次式(11)参照)、要求トルクTr*に後輪のトルク配分krを乗じた値を減速ギヤGRのギヤ比Grで割ったものとしてモータMGRのトルク指令Tmr*を設定する(ステップS540、上述の式(8)参照)。
When the drive control routine of FIG. 12 is executed, the
Tm2*=kf・Tr* (11) Tm2 * = kf ・ Tr * (11)
次に、モータMG2の回転数Nm2が昇圧コンバータ55と高電圧系電力ライン54aや電池電圧系電力ライン54bに接続されたコンデンサ57,58とからなる回路においてLC共振が生じる共振領域内(N1〜N2の領域内)であるか否かを判定し(ステップS550)、モータMG2の回転数Nm2が共振領域内(N1〜N2の領域内)ではないときには、モータMG2,MGRのトルク指令Tm2*,Tmr*と高電圧系電力ライン54aに許容される最大電圧Vmaxとに基づいて高電圧系電力ライン54aの目標電圧VH*を設定すると共に(ステップS580)、値0のモータMG1のトルク指令Tm1*とモータMG2,MGRのトルク指令Tm2*,Tmr*とをモータECU40に送信して(ステップS590)、本ルーチンを終了する。ここで、目標電圧VH*は、EVモードでは、トルク指令Tm2*,Tmr*でモータMG2,MGRを駆動したときにエネルギ効率が高く電圧と最大電圧Vmaxとのうち小さい方の電圧として設定される。トルク指令Tm1*,Tm2*,Tmr*を受信したモータECU40は、値0のトルク指令Tm1*でモータMG1が駆動(値0のトルク出力)されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動され、更に、トルク指令Tmr*でモータMGRが駆動されるよう、インバータ41,42,42RのトランジスタT11〜T16,T21〜T26,T31〜T36のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン22の運転を停止した状態で前輪(駆動輪38a,38b)と後輪(駆動輪39a,39b)とに走行用の要求トルクTr*を出力して走行することができる。
Next, the rotational speed Nm2 of the motor MG2 is within a resonance region (N1 to N1) where LC resonance occurs in a circuit including the
ステップS550でモータMG2の回転数Nm2が共振領域内(N1〜N2の領域内)であると判定すると、モータMG2のトルク指令Tm2*から所定トルクΔTだけ減じる補正により新たなトルク指令Tm2*を設定すると共に(ステップS560、上述の式(9)参照)、モータMGRのトルク指令Tmr*に所定トルクΔTを減速ギヤGRのギヤ比Grで割ったものを加える補正により新たなトルク指令Tmr*を設定し(ステップS570、上述の式(10)参照)、補正後のトルク指令Tm2*,Tmr*と最大電圧Vmaxとを用いて高電圧系電力ライン54aの目標電圧VH*を設定し(ステップS580)、値0のトルク指令Tm1*と補正後のトルク指令Tm2*,Tmr*をモータECU40に送信して(ステップS590)、本ルーチンを終了する。このように、モータMG2のトルク指令Tm2*を小さく補正することにより、モータ運転モードでもLC共振の振幅を小さくすることができる。しかも、モータMG2のトルク指令Tm2*を所定トルクΔTだけ小さく補正したことに伴って駆動軸32に出力されるトルクが要求トルクTr*に前輪のトルク配分kfを乗じたものから所定トルクΔTだけ不足することになるが、モータMGRのトルク指令Tmr*を補正することにより、後輪である駆動輪39a,39bの車軸に所定トルクΔTだけ増加したトルクが出力されるため、走行用のトルクとしては駆動軸32に換算した値として要求トルクTr*が出力されることになる。したがって、上述のステップS560,S570の補正を行ない、補正後のトルク指令Tm2*,Tmr*を用いてモータMG2,MGR,昇圧コンバータ55を制御することにより、昇圧コンバータ55と高電圧系電力ライン54aや電池電圧系電力ライン54bに接続されたコンデンサ57,58とからなる回路におけるLC共振を抑制しつつ走行用のトルクを駆動軸32に換算したときの要求トルクTr*を出力して走行することができる。
If it is determined in step S550 that the rotational speed Nm2 of the motor MG2 is within the resonance region (N1 to N2 region), a new torque command Tm2 * is set by correction that reduces the torque command Tm2 * of the motor MG2 by a predetermined torque ΔT. In addition, a new torque command Tmr * is set by correcting the motor MGR torque command Tmr * by adding the predetermined torque ΔT divided by the gear ratio Gr of the reduction gear GR (step S560, see equation (9) above). Then, the target voltage VH * of the high-voltage
以上説明した第2実施例のハイブリッド自動車220によれば、エンジン運転モード(HVモード)であるときでもモータ運転モード(EVモード)であるときでも、モータMG2の回転数Nm2が昇圧コンバータ55と高電圧系電力ライン54aや電池電圧系電力ライン54bに接続されたコンデンサ57,58とからなる回路においてLC共振が生じる共振領域内(N1〜N2の領域内)であるときには、モータMG2のトルク指令Tm2*が所定トルクΔTだけ小さくなる補正を行ない、この補正に伴ってモータMGRのトルク指令Tmr*が所定トルクΔTを減速ギヤGRのギヤ比Grで割ったものだけ大きくなる補正を行ない、補正後のトルク指令Tm2*,Tmr*を用いてモータMG2,MGR,昇圧コンバータ55を制御することにより、昇圧コンバータ55と高電圧系電力ライン54aや電池電圧系電力ライン54bに接続されたコンデンサ57,58とからなる回路におけるLC共振を抑制しつつ走行用のトルクを駆動軸32に換算したときの要求トルクTr*を出力して走行することができる。
According to the
第2実施例のハイブリッド自動車220では、駆動輪38a,38bが連結された駆動軸32にはモータMG2だけでなくエンジン22とモータMG1とプラネタリギヤ30とからなる動力出力装置も接続されているものとしたが、図13の変形例の電気自動車320に示すように、駆動輪38a,38bには、モータMG2のみを接続するものとしてもよい。この電気自動車320では、モータMG1がないものとして、図12に示す第2実施例のハイブリッド自動車220のモータ運転モード(EVモード)のときの駆動制御ルーチンを実行すればよい。
In the
第2実施例のハイブリッド自動車220では、モータMG2の回転数Nm2がLC共振が生じる共振領域内(N1〜N2の領域内)であるときに、モータMG2のトルク指令Tm2*が所定トルクΔTだけ小さくなる補正を行ない、この補正に伴ってモータMGRのトルク指令Tmr*が所定トルクΔTを減速ギヤGRのギヤ比Grで割ったものだけ大きくなる補正を行ない、補正後のトルク指令Tm2*,Tmr*を用いてモータMG2,MGR,昇圧コンバータ55を制御するものとしたが、モータMGRの回転数NmrがLC共振が生じる共振領域内(N1〜N2の領域内)であるときに、モータMGRのトルク指令Tmr*が所定トルクだけ小さくなる補正を行ない、この補正に伴ってモータMG2のトルク指令Tm2*が所定トルクに減速ギヤGRのギヤ比Grを乗じたものだけ大きくなる補正を行ない、補正後のトルク指令Tm2*,Tmr*を用いてモータMG2,MGR,昇圧コンバータ55を制御するものとしてもよい。
In the
第1実施例および第2実施例のハイブリッド自動車20,ハイブリッド自動車220やその変形例のハイブリッド自動車120や電気自動車320では、二つのモータ、モータMG1とモータMG2或いはモータMG2とモータMGRと、モータMG2の回転数Nm2が昇圧コンバータ55と高電圧系電力ライン54aや電池電圧系電力ライン54bに接続されたコンデンサ57,58とからなる回路においてLC共振が生じる共振領域内(N1〜N2の領域内)であるときには、モータMG2のトルク指令Tm2*を小さく補正すると共にもう一方のモータのトルク指令を補正してLC共振を抑制しつつ走行用のトルクを出力して走行するものとしたが、三つ以上のモータを備え、モータMG2の回転数Nm2がLC共振が生じる共振領域内(N1〜N2の領域内)であるときには、モータMG2のトルク指令Tm2*を小さく補正すると共に残余のモータの一部または全部のモータのトルク指令を補正してLC共振を抑制しつつ走行用のトルクを出力して走行するものとしてもよい。例えば、第2実施例のハイブリッド自動車220において、エンジン運転モード(HVモード)で走行しているときにモータMG2の回転数Nm2がLC共振が生じる共振領域内(N1〜N2の領域内)となったときには、図3の駆動制御ルーチンのステップS160〜S180の処理、即ち、モータMG2のトルク指令Tm2*が所定トルクΔT1だけ小さくなる補正を行ない、この補正に伴ってモータMG1のトルク指令Tm1*が所定トルクΔT1にギヤ比ρを乗じたものだけ小さくなる補正とエンジン22の目標トルクTe*が所定トルクΔT1にギヤ比ρと値1との和(1+ρ)を乗じたものだけ大きくなる補正を行ない、更に、図10のステップS370,S380の処理や図12のステップS560,S570の処理、即ち、補正後のトルク指令Tm2*が更に所定トルクΔT2だけ小さくなる補正を行ない、この補正に伴ってモータMGRのトルク指令Tmr*が所定トルクΔT2に減速ギヤGRのギヤ比Grを乗じたものだけ大きくなる補正を行ない、補正後の目標トルクTe*やトルク指令Tm1*,Tm2*,Tmr*を用いてエンジン22とモータMG1,MG2,MGR,昇圧コンバータ55を制御するものとしてもよい。また、図14に例示するように、駆動輪39a,39bにそれぞれモータMGRa,MGRbが取り付けられ、このモータMGRa,MGRbを駆動するインバータ42Ra,42Rbが高電圧系電力ライン54aに接続された変形例の電気自動車420では、モータMG2の回転数Nm2がLC共振が生じる共振領域内(N1〜N2の領域内)となったときには、モータMG2のトルク指令Tm2*が所定トルクΔTだけ小さくなる補正を行ない、この補正に伴ってモータMGRa,MGRbのトルク指令Tmra*,Tmrb*が所定トルクΔTに1/2と換算係数とを乗じたものだけそれぞれ大きくなる補正を行ない、補正後のトルク指令Tm2*,Tmra*,Tmrb*を用いてモータMG2,MGRa,MGRb,昇圧コンバータ55を制御するものとしてもよい。
In the
次に、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。第1実施例と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係では、モータMG1が「第1電動機」に相当し、インバータ41が「第1インバータ回路」に相当し、モータMG2が「第2電動機」に相当し、インバータ42が「第2インバータ回路」に相当し、バッテリ50が「二次電池」に相当し、昇圧コンバータ55が「昇圧回路」に相当し、コンデンサ58が「電池電圧系平滑コンデンサ」に相当し、コンデンサ57が「駆動電圧系平滑コンデンサ」に相当し、図3の駆動制御ルーチンを実行して目標回転数Ne*と目標トルクTe*をエンジンECU24に送信すると共にトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信し、更に、目標電圧VH*に基づいて昇圧コンバータ55を制御するHVECU70と目標回転数Ne*と目標トルクTe*とに基づいてエンジン22を制御するエンジンECU24とトルク指令Tm1*,Tm2*に基づいてモータMG1,MG2を制御するモータECU40とが「制御手段」に相当する。また、プラネタリギヤ30が「遊星歯車機構」に相当する。第2実施例と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係では、モータMGRが「第1電動機」に相当し、インバータ42Rが「第1インバータ回路」に相当し、モータMG2が「第2電動機」に相当し、インバータ42が「第2インバータ回路」に相当し、バッテリ50が「二次電池」に相当し、昇圧コンバータ55が「昇圧回路」に相当し、コンデンサ58が「電池電圧系平滑コンデンサ」に相当し、コンデンサ57が「駆動電圧系平滑コンデンサ」に相当し、図10や図12の駆動制御ルーチンを実行してトルク指令Tm2*,TmR*をモータECU40に送信し、更に、目標電圧VH*に基づいて昇圧コンバータ55を制御するHVECU70とトルク指令Tm2*,TmR*とに基づいてモータMG2,MGRを制御するモータECU40とが「制御手段」に相当する。
Next, the correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the correspondence relationship between the first embodiment and the main elements of the invention described in the section for solving the problem, the motor MG1 corresponds to the “first electric motor” and the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、自動車の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the automobile manufacturing industry.
20,120,220 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、30 プラネタリギヤ、32 駆動軸、37 デファレンシャルギヤ、38a,38b 駆動輪、39a,39b 駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42,42R,42Ra,42Rb インバータ、43,44,44R 回転位置検出センサ、50 バッテリ、54a 高電圧系電力ライン、54b 電池電圧系電力ライン、55 昇圧コンバータ、57,58 コンデンサ、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(HVECU)、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、320,420 電気自動車、D11〜D16,D21〜D26,D31〜D36,D51,D52 ダイオード、GR 減速ギヤ、L リアクトル、MG1,MG2,MGR,MGRa,MGRb モータ、T11〜T16,T21〜T26,T31〜T36,T51,T52 トランジスタ。 20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 30 planetary gear, 32 drive shaft, 37 differential gear, 38a, 38b drive wheel, 39a, 39b drive wheel, 40 Motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42, 42R, 42Ra, 42Rb inverter, 43, 44, 44R rotational position detection sensor, 50 battery, 54a high voltage system power line, 54b battery voltage system power line, 55 booster Converter, 57, 58 Capacitor, 70 Hybrid electronic control unit (HVECU), 80 Ignition switch, 81 Shift lever, 82 Shift position sensor, 83 Accelerator pedal, 84 Accelerator pedal position Transition sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, 320, 420 electric vehicle, D11-D16, D21-D26, D31-D36, D51, D52 diode, GR reduction gear, L reactor, MG1, MG2 , MGR, MGRa, MGRb motor, T11 to T16, T21 to T26, T31 to T36, T51, T52 transistors.
Claims (2)
走行に要求される要求トルクを出力するために予め定めた手法により前記第1電動機から出力すべき第1トルク指令と前記第2電動機から出力すべき第2トルク指令とを設定すると共に前記第1トルク指令により前記第1電動機が駆動されると共に前記第2トルク指令により前記第2電動機が駆動されるよう前記第1インバータ回路と前記第2インバータ回路と前記昇圧回路とを制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記第2電動機の回転数が前記電池電圧系と前記昇圧回路と前記駆動電圧系に取り付けられた素子による回路においてLC共振を生じさせる周波数領域内となる共振領域状態のときには、前記第2トルク指令の絶対値が小さくなるよう補正すると共に前記要求トルクが出力されるよう前記第1トルク指令を補正し、補正後の第1トルク指令により前記第1電動機が駆動されると共に補正後の第2トルク指令により前記第2電動機が駆動されるよう前記第1インバータ回路と前記第2インバータ回路と前記昇圧回路とを制御する手段であり、
前記制御手段は、前記要求トルクで走行するための走行用パワーに基づくパワーが前記内燃機関からが出力されるよう前記内燃機関の目標運転ポイントを設定すると共に該内燃機関が前記目標運転ポイントで運転されるよう前記第1トルク指令を設定し、前記内燃機関を前記目標運転ポイントで運転すると共に前記第1電動機を前記第1トルク指令により駆動したときに前記遊星歯車機構を介して前記駆動軸側に出力されるトルクでは前記要求トルクに不足する分のトルクに基づいて前記第2トルク指令を設定し、前記目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関を制御し、前記第1トルク指令により前記第1電動機が駆動されると共に前記第2トルク指令により前記第2電動機が駆動されるよう前記第1インバータ回路と前記第2インバータ回路と前記昇圧回路とを制御する手段であり、
前記制御手段は、更に、前記共振領域状態のときには、前記第2トルク指令が小さくなるよう補正すると共に、該第2トルク指令の補正に伴って前記要求トルクに不足する分のトルクが前記遊星歯車機構を介して前記内燃機関と前記第1電動機とから増分として出力されるよう前記目標運転ポイントと前記第1トルク指令とを補正し、補正後の目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関を制御し、補正後の第1トルク指令により前記第1電動機が駆動されると共に補正後の第2トルク指令により前記第2電動機が駆動されるよう前記第1インバータ回路と前記第2インバータ回路と前記昇圧回路とを制御する手段である、
自動車。 At least one first electric motor capable of outputting driving power; a first inverter circuit for driving the first electric motor; an internal combustion engine; a drive shaft connected to an axle; and an output shaft of the internal combustion engine A planetary gear mechanism in which three rotating elements are connected to three rotation shafts of the first electric motor, and a planetary gear mechanism that is connected to the drive shaft without passing through the planetary gear mechanism and has a rotational speed different from that of the first electric motor. A second electric motor capable of driving and outputting driving power; a second inverter circuit for driving the second electric motor; a secondary battery; a reactor; and two switching elements. A booster circuit that boosts the power of the connected battery voltage system and supplies the boosted power to the drive voltage system to which the first inverter and the second inverter are connected; and a battery voltage system smoothing circuit that smoothes the voltage of the battery voltage system And capacitors, in automobile and a driving voltage based smoothing capacitor for smoothing the voltage of the drive voltage system,
A first torque command to be output from the first electric motor and a second torque command to be output from the second electric motor are set by a predetermined method to output a required torque required for traveling, and the first torque command is output. Control means for controlling the first inverter circuit, the second inverter circuit, and the booster circuit so that the first motor is driven by the torque command and the second motor is driven by the second torque command. ,
When the rotational speed of the second electric motor is in a resonance region state that is in a frequency region that causes LC resonance in a circuit that includes elements attached to the battery voltage system, the booster circuit, and the drive voltage system, The first torque command is corrected so that the absolute value of the second torque command is reduced and the required torque is output, and the first motor is driven and corrected by the corrected first torque command. means der for controlling the said first inverter circuit second inverter circuit and the step-up circuit so that the second electric motor is driven by the second torque command post is,
The control means sets a target operating point of the internal combustion engine so that power based on traveling power for traveling at the required torque is output from the internal combustion engine, and the internal combustion engine operates at the target operating point. The first torque command is set so that the internal combustion engine is operated at the target operation point and the first motor is driven by the first torque command, and the drive shaft side is connected via the planetary gear mechanism. The second torque command is set based on a torque that is insufficient for the required torque, and the internal combustion engine is controlled to operate at the target operating point. The first inverter circuit is driven such that the first motor is driven by a torque command and the second motor is driven by the second torque command. A means for controlling said boosting circuit and said second inverter circuit,
The control means further corrects the second torque command to be small when in the resonance region state, and a torque corresponding to a shortage of the required torque due to the correction of the second torque command. The target operation point and the first torque command are corrected so as to be output as an increment from the internal combustion engine and the first electric motor via a mechanism so that the internal combustion engine is operated at the corrected target operation point. The first inverter circuit and the second motor control the internal combustion engine so that the first electric motor is driven by the corrected first torque command and the second electric motor is driven by the corrected second torque command. Ru means der for controlling the inverter circuit and the booster circuit,
Automobile.
前記第1電動機は、第1の車軸にトルクを出力するよう取り付けられており、
前記第2電動機は、前記第1の車軸とは異なる第2の車軸にトルクを出力するよう取り付けられている、
自動車。
The automobile according to claim 1,
The first electric motor is mounted to output torque to the first axle;
The second electric motor is attached to output torque to a second axle different from the first axle;
Automobile.
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