JP6187330B2 - Hybrid car - Google Patents
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Description
本発明は、走行用のエンジンとモータを備えるハイブリッド車に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle including a traveling engine and a motor.
走行用の駆動力を発生するモータは大出力が要求されるため、そのようなモータやモータに電力を供給するインバータは発熱量が大きい。特許文献1や2にはモータやインバータの過度の温度上昇を抑制する技術の一例が開示されている。
Since a motor that generates a driving force for traveling requires a high output, such a motor or an inverter that supplies electric power to the motor generates a large amount of heat.
特許文献1の技術では、モータの温度が所定の温度閾値以上の場合にエンジンを連続運転する。特許文献1のハイブリッド車は、エンジンの駆動力によって冷媒をモータに循環させる機械式ポンプを備えており、エンジンを連続運転することで、機械式ポンプによる冷媒の循環を確保する。特許文献2では、モータがストール状態のときにインバータの保護制御を実行する。なお、ストール状態とは、電力をモータに供給しているが、モータの出力と外部から車輪に加わる力が均衡してモータが回転しない状態を意味する。
In the technique of
エンジンとモータを備えるハイブリッド車では、モータやインバータの過度の温度上昇が予測される場合、モータの使用頻度を下げてモータを保護することが考えられる。しかしながら、モータの使用頻度を過剰に下げると、走行性能を維持するためにエンジンの使用頻度が高まり、結果としてハイブリッド車の利点である燃費が悪化する。他方、ハイブリッド車の中には、バッテリの電圧を昇圧し、昇圧後の電力を交流に変換する電力変換装置を備えるタイプがある。本明細書は、そのような電力変換装置を含むハイブリッド車に特有の電気的構造を巧みに利用し、電力変換装置の過度の温度上昇を抑えつつ、なるべくエンジンの使用頻度を上げない技術を提供する。 In a hybrid vehicle including an engine and a motor, when an excessive temperature increase of the motor or the inverter is predicted, it may be possible to protect the motor by reducing the frequency of use of the motor. However, if the frequency of use of the motor is excessively reduced, the frequency of use of the engine is increased in order to maintain the running performance, and as a result, the fuel consumption that is an advantage of the hybrid vehicle is deteriorated. On the other hand, some hybrid vehicles include a power converter that boosts the voltage of the battery and converts the boosted power into alternating current. The present specification makes use of the electrical structure peculiar to a hybrid vehicle including such a power conversion device, and provides a technology that suppresses an excessive temperature rise of the power conversion device and increases the frequency of use of the engine as much as possible. To do.
本明細書が対象とするハイブリッド車は、エンジンと、第1及び第2モータと、電力変換装置を備える。第1モータは、エンジンを始動するスタータモータである。第2モータは、走行用の駆動力を発生するモータである。なお、第1及び第2モータは、制動時に車両の運動エネルギを利用して発電するジェネレータとしての機能を有していてもよい。また、第1モータはスタータ専用である必要はなく、その動力は走行用に使われてもよい。電力変換装置は、バッテリの出力電圧を昇圧する電圧コンバータ回路と、昇圧後の直流電力を交流に変換して第1モータに供給する第1インバータ回路と、昇圧後の直流電力を交流に変換して第2モータに供給する第2インバータ回路を含む。また、ハイブリッド車は、電力変換装置を制御するコントローラを備える。 The hybrid vehicle targeted by this specification includes an engine, first and second motors, and a power converter. The first motor is a starter motor that starts the engine. The second motor is a motor that generates a driving force for traveling. The first and second motors may have a function as a generator that generates electric power using the kinetic energy of the vehicle during braking. Further, the first motor does not need to be dedicated to the starter, and its power may be used for traveling. The power converter includes a voltage converter circuit that boosts the output voltage of the battery, a first inverter circuit that converts the boosted DC power into AC and supplies the first motor, and converts the boosted DC power into AC And a second inverter circuit for supplying the second motor. The hybrid vehicle also includes a controller that controls the power conversion device.
エンジンを始動するには相応の出力トルクが必要なので、エンジンを始動すると、第1モータ(スタータモータ)に電力を供給する電力変換装置の発熱量が増加する。ハイブリッド車は、走行中にエンジンの停止と再始動を繰り返すので、再始動の度に電力変換装置の発熱量が増す。第2モータに電力を供給している間も電力変換装置は発熱するが、第2モータ利用に伴う発熱量に、エンジン再始動に伴う発熱量が加わる。 Since an appropriate output torque is required to start the engine, when the engine is started, the amount of heat generated by the power converter that supplies power to the first motor (starter motor) increases. Since the hybrid vehicle repeatedly stops and restarts the engine during traveling, the amount of heat generated by the power converter increases each time the vehicle is restarted. While the power conversion device generates heat even while power is being supplied to the second motor, the amount of heat generated when the engine is restarted is added to the amount of heat generated when the second motor is used.
エンジン再始動に伴う発熱量が頻繁に加わって電力変換装置の温度が過度に上昇し、そのことに起因して電力変換装置の出力を制限するよりも、エンジンを停止させずに連続運転し、再始動に伴う発熱を避ける方がトータルの燃費が向上する。そこで、本明細書が開示する技術では、電力変換装置の温度が所定の温度閾値以上の場合、エンジンを再始動する必要がないように、コントローラがエンジンの停止を禁じて連続運転させる。 The amount of heat generated when the engine is restarted is frequently added and the temperature of the power converter rises excessively. The total fuel efficiency is improved by avoiding the heat generated by the restart. Therefore, in the technology disclosed in this specification, when the temperature of the power conversion device is equal to or higher than a predetermined temperature threshold, the controller prohibits the engine from being stopped and continuously operates so that it is not necessary to restart the engine.
上記の温度閾値が高すぎると、エンジンの再始動に起因して電力変換装置の温度が過度に上昇する可能性が高まり、低すぎると、エンジンの使用頻度が高くなり燃費が悪化する。 If the temperature threshold is too high, there is a high possibility that the temperature of the power conversion device will rise excessively due to the restart of the engine, and if it is too low, the frequency of use of the engine will increase and fuel consumption will deteriorate.
一方、電圧コンバータ回路の出力電圧は、モータの回転数と、第1及び第2モータに要求される出力トルクに依存して定められる。一般に、モータは、その電気的特性から、回転数が高い場合、供給する電圧を高めないと、所望のトルクを実現する電流を流すことができない。第2モータは主に走行用であり、その回転数は車速に依存する。即ち、車速が高いほど、電圧コンバータ回路の出力電圧を高めないと所望のトルクを出力できなくなる。従って車速が高いほど、電圧コンバータ回路の出力上限電圧を高くする必要がある。ここで、電圧コンバータ回路を含む電力変換装置の発熱量は、主として電圧コンバータ回路の負荷に依存する。 On the other hand, the output voltage of the voltage converter circuit is determined depending on the rotational speed of the motor and the output torque required for the first and second motors. In general, due to the electrical characteristics of a motor, when the number of revolutions is high, a current that achieves a desired torque cannot flow unless the supplied voltage is increased. The second motor is mainly used for traveling, and its rotational speed depends on the vehicle speed. That is, as the vehicle speed increases, a desired torque cannot be output unless the output voltage of the voltage converter circuit is increased. Therefore, the higher the vehicle speed, the higher the output upper limit voltage of the voltage converter circuit. Here, the calorific value of the power converter including the voltage converter circuit mainly depends on the load of the voltage converter circuit.
本明細書が開示する技術は、ハイブリッド車の上記事情を考慮して、エンジン停止を禁止する温度閾値を適宜に変更する。本明細書が開示するハイブリッド車のコントローラは、車速が予め定められた車速閾値以上の場合は、電圧コンバータ回路の出力上限電圧を第1電圧以上に設定するとともに、電力変換装置の温度が第1温度以上の場合にエンジンの停止を禁止してエンジンを連続運転する。他方、コントローラは、車速が車速閾値よりも低い場合は、電圧コンバータ回路の出力上限電圧を第1電圧よりも低い第2電圧に設定するとともに、電力変換装置の温度が第1温度よりも高い第2温度以上の場合にエンジンを連続運転する。すなわち、車速が車速閾値よりも低いときには、電力変換装置の温度が比較的に高い第2温度まで、エンジンの停止/再始動を許容する。コントローラの上記した制御により、電力変換装置の過度の温度上昇を抑えつつ、エンジンの使用頻度の増加も抑えられる。 In the technology disclosed in this specification, the temperature threshold value for prohibiting the engine stop is appropriately changed in consideration of the above situation of the hybrid vehicle. The controller of the hybrid vehicle disclosed in this specification sets the output upper limit voltage of the voltage converter circuit to the first voltage or higher when the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined vehicle speed threshold, and the temperature of the power converter is the first. If the temperature is above the limit, prohibit the engine from stopping and run the engine continuously. On the other hand, when the vehicle speed is lower than the vehicle speed threshold, the controller sets the output upper limit voltage of the voltage converter circuit to a second voltage lower than the first voltage, and the temperature of the power converter is higher than the first temperature. The engine is continuously operated when the temperature is two or more. That is, when the vehicle speed is lower than the vehicle speed threshold, the engine is allowed to stop / restart up to a second temperature at which the temperature of the power converter is relatively high. The above-described control of the controller can suppress an increase in the use frequency of the engine while suppressing an excessive temperature rise of the power conversion device.
本明細書が開示する技術によれば、ハイブリッド車の電力変換装置の熱保護を行う上で、エンジンの使用頻度の増加を抑制することができる。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 According to the technology disclosed in this specification, an increase in the frequency of use of the engine can be suppressed when performing thermal protection of the power conversion device of the hybrid vehicle. Details and further improvements of the technology disclosed in this specification will be described in the following “DETAILED DESCRIPTION”.
図面を参照して実施例のハイブリッド車2を説明する。図1に、ハイブリッド車2の駆動系のブロック図を示す。実施例のハイブリッド車2は、走行用にエンジン8と2個のモータ(第1モータ6と第2モータ7)を備える。エンジン8の出力と2個のモータ6、7の出力は動力分配機構40によって合成あるいは分配されて車軸9へと伝達される。ハイブリッド車2は、状況に応じてエンジン8の出力で第1モータ6を回転させて発電する。発電で得た電力はバッテリ3に充電される。また、ハイブリッド車2は、制動時、車両の運動エネルギを使ってモータ6、7で発電し、バッテリ3を充電する場合もある。エンジン8と2個のモータ6、8を連結する動力分配機構40については次に説明する。
A hybrid vehicle 2 according to an embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of a drive system of the hybrid vehicle 2. The hybrid vehicle 2 of the embodiment includes an
動力分配機構40は、主として2個のプラネタリギアセット(第1プラネタリギアセット50と第2プラネタリギアセット60)で構成されている。図2に、動力分配機構40のギア構成のスケルトン図を示す。プラネタリギアセット50は、サンギア51、キャリア52、及び、リングギア53が組み合わさったギアセットである。キャリア52は、エンジン8の出力軸に連結している。サンギア51は、第1モータ6(M1)の出力軸に連結している。リングギア53には、アウトプットギア54が同軸に固定されている。そのアウトプットギア54は、アイドルギア55に係合している。アイドルギア55の軸が車軸9に繋がっている。アイドルギア55には、第2プラネタリギアセット60のアウトプットギア64が係合しており、そのアウトプットギア64には、第2プラネタリギアセット60のリングギア63が同軸に固定されている。第2プラネタリギアセット60のキャリア62は固定されており回転しない。第2プラネタリギアセット60のサンギア61の軸には、第2モータ7(M2)の出力軸が連結している。
The
上記構成の動力分配機構40により、エンジン8と第1モータ6、及び、第2モータ7の出力の合計によって車軸9へ出力されるトルクが定まる。状況によっては、エンジン8と第2モータ7の出力で車軸9を駆動するとともに、エンジン8の駆動力の一部で第1モータ6を回転させて電力を得る。あるいは、エンジン8と第1モータ6及び第2モータ7の全てが出力を出し、大きな駆動力を得る場合もある。また、エンジン8のみで駆動力を出力する場合もある。以上の場合が、エンジンとモータ(あるいはエンジンのみ)を使うHVモードと呼ばれる駆動形態である。また、エンジン8を停止しておくと、第1モータ6、第2モータ7のいずれの出力も車軸9へ伝達できる。エンジン8を停止し、第1モータ6と第2モータ7の少なくとも一方の駆動力で走行する状態がEVモードと呼ばれる駆動形態である。別言すれば、HVモードはエンジンの駆動力を利用する走行モードであり、EVモードはエンジンの駆動力を利用しない走行モードである。
The torque output to the
ハイブリッド車2は、車速、アクセル開度、バッテリ3の残量、走行路の傾斜度などの状態により、EVモードとHVモードを切り換えながら走行する。なお、第2モータ7の最大出力は第1モータ6の最大出力よりも大きく、走行用には主として第2モータ7が使われる。第1モータ6は、EVモードからHVモードに切り換える際にエンジン8を始動するスタータモータ、及び、発電機として主に使われる。ただし、前述したように、大きな駆動力が要求される場合には第1モータ6も駆動力を出力し、他方、制動時には第1モータ6とともに第2モータ7も発電機として機能する。制動時に車両の運動エネルギによって発電した電力は回生電力と呼ばれる。
The hybrid vehicle 2 travels while switching between the EV mode and the HV mode depending on the vehicle speed, the accelerator opening, the remaining amount of the
図1に戻り、ハイブリッド車2の電気系を説明する。2個のモータ6、7に供給される電力は、バッテリ3に蓄えられている。バッテリ3は、システムメインリレー4を介して電力変換装置5に接続している。電力変換装置5は、電圧コンバータ回路10、第1インバータ回路21、第2インバータ回路22、及び、コントローラ23を備える。電圧コンバータ回路10は、バッテリ3の電圧を昇圧して第1及び第2インバータ回路21、22に供給する昇圧機能と、回生電力の電圧をバッテリ3の電圧まで降圧する降圧機能を有している。モータが発生した交流の回生電力は、第1あるいは第2インバータ回路21、22で直流に変換され、電圧コンバータ回路へと送られる。
Returning to FIG. 1, the electrical system of the hybrid vehicle 2 will be described. Electric power supplied to the two
電圧コンバータ回路10は、2個のスイッチング素子S7、S8の直列回路と、一端がその直列回路の中間点に接続しており、他端がバッテリ側の高電位端子に接続しているリアクトル13と、バッテリ側の高電位端子とグランド端子の間に接続されているフィルタコンデンサ12で構成されている。また、各スイッチング素子S7、S8には、逆流電流を通すダイオードが逆並列に接続されている。スイッチング素子S8の動作により昇圧が行われ、スイッチング素子S7の動作で降圧が行われる。図1に示す電圧コンバータ回路10は、チョッパ型の昇降圧コンバータとも呼ばれ、その仕組みはよく知られているので詳しい説明は省略する。
The voltage converter circuit 10 includes a series circuit of two switching elements S7 and S8, and a
電圧コンバータ回路10の高電圧出力端には第1インバータ回路21と第2インバータ回路22が並列に接続されている。なお、電圧コンバータ回路10の高電圧出力端子とグランド端子の間には、平滑化コンデンサ16と、電圧コンバータ回路10の出力電圧を計測する電圧センサ15が接続されている。平滑化コンデンサ16は、第1及び第2インバータ回路21、22に入力される電流の脈動を抑えるために挿入されている。
A
第1インバータ回路21は、昇圧後の直流電力を交流電力に変換して第1モータ6に供給する。第1インバータ回路21は、6個のスイッチング素子S1−S7が図1に示すごとく接続された構成を有している。各スイッチング素子にはダイオードが逆並列に接続されている。そのダイオードは還流ダイオードと呼ばれている。図1に示す通り、第1モータ6、第2モータ7は、ともに3相交流モータであり、3相交流を出力する第1インバータ回路21の回路構成はよく知られているので詳しい説明は省略する。
The
第2インバータ回路22は、昇圧後の直流電力を交流電力に変換して第2モータ7に供給する。第2インバータ回路22も第1インバータ回路21と同じ回路構成を有している。図1では第2インバータ回路22の回路構成は図示を省略している。
The
電圧コンバータ回路10、第1及び第2インバータ回路21、22のスイッチング素子は、典型的にはトランジスタである。より具体的には、それらのスイッチング素子としてIGBTがよく採用される。それらのスイッチング素子を駆動する駆動信号(PWM信号)は、コントローラ23が生成する。コントローラ23は、車速、アクセル開度、バッテリ残量などの情報から、エンジン8とモータ6、7の出力配分を決定し、各スイッチング素子への駆動信号(PWM信号)を生成して供給する。なお、車速は、車軸9に備えられた車速センサ17により計測される(図1参照)。車速センサ17のセンサ信号もコントローラ23に入力される。
The switching elements of the voltage converter circuit 10 and the first and
また、コントローラ23は、電圧コンバータ回路10や第1、第2インバータ回路21、22の過度の温度上昇を防止すべく、電力変換装置5のいくつかのデバイスの温度に応じて電力変換装置5の出力(即ち、モータ6、7の出力)を制限する。最も負荷が高いのが電圧コンバータ回路10であり、コントローラ23は、電圧コンバータ回路10の温度に応じて電力変換装置5の出力を調整する。そのため、電圧コンバータ回路10の温度を計測する温度センサ14のセンサデータもコントローラ23に集められる。なお、電圧コンバータ回路10の出力電圧をモニタする電圧センサ15のセンサデータもコントローラ23に集められる。
Further, the
図1において符号VHが、電圧コンバータ回路10の出力電圧(出力上限電圧)を示しており、符号Spが車速を表しており、符号Tsが電圧コンバータ回路10の測定温度を示している。なお、図示を省略しているが、電力変換装置5は液冷式の冷却器を伴っており、液体冷媒の温度から電圧コンバータ回路10の温度が推定される場合もある。その場合は、推定された温度が電圧コンバータ回路10の温度Tsとして扱われる。
In FIG. 1, the symbol VH represents the output voltage (output upper limit voltage) of the voltage converter circuit 10, the symbol Sp represents the vehicle speed, and the symbol Ts represents the measured temperature of the voltage converter circuit 10. In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the
ここで、モータの出力特性について説明する。3相交流モータの出力トルクは供給される電流に比例するが、出力トルクは、モータの物理的特性と、回転数、及び、供給される電圧によって制限される。図3に、3相交流モータの回転数と最大出力トルクの関係の一例を示す。グラフGm、G1、G2は、夫々、モータに供給される電力の電圧がVm、V1、V2のときの回転数と出力トルクの関係を示している。ここで、電圧Vm、V1、V2の関係は、Vm>V1>V2である。低回転域の最大出力トルクTmは、モータの物理的特性で定まり、電圧に依存せずに一定である。一方、供給される電圧が低くなるほど、高回転域での最大出力トルクが小さくなる。供給電圧を高めないと大きな電流をモータに送れないので、図3に示す特性となる。 Here, the output characteristics of the motor will be described. The output torque of the three-phase AC motor is proportional to the supplied current, but the output torque is limited by the physical characteristics of the motor, the rotational speed, and the supplied voltage. FIG. 3 shows an example of the relationship between the rotational speed of the three-phase AC motor and the maximum output torque. Graphs Gm, G1, and G2 show the relationship between the rotational speed and the output torque when the voltages of the electric power supplied to the motor are Vm, V1, and V2, respectively. Here, the relationship between the voltages Vm, V1, and V2 is Vm> V1> V2. The maximum output torque Tm in the low rotation range is determined by the physical characteristics of the motor and is constant without depending on the voltage. On the other hand, the lower the supplied voltage, the smaller the maximum output torque in the high rotation range. Since a large current cannot be sent to the motor unless the supply voltage is increased, the characteristics shown in FIG. 3 are obtained.
図3のグラフの傾向は、ハイブリッド車2の第1、第2モータ6、7にも当てはまる。ハイブリッド車2の場合、モータに供給される電力の電圧は、電圧コンバータ回路10の出力電圧に相当する。また、図2に示したように、第2モータ7は車軸9と連動しており、第2モータ7の回転数は車速に比例する。
The tendency of the graph of FIG. 3 is also applicable to the first and
第2モータ7の回転数が高い場合、即ち、車速が高い場合、第2モータ7が所望のトルクを出力できるようにするためには、第2モータ7に供給される電力の電圧、即ち、電圧コンバータ回路10の出力上限電圧VHを高めておく必要がある。例えば、図3において回転数R1に相当する車速で走行中に第2モータ7が最大出力トルクTmを出力できるようにするためには、電圧コンバータ回路10の出力上限電圧VHをV1以上にしておかなければならない。電圧コンバータ回路10の出力上限電圧を高めると、電圧コンバータ回路10の負荷が高まり、発熱量が増加し易くなる。即ち、電圧コンバータ回路10を含む電力変換装置5の温度が上昇し易くなる。
When the rotation speed of the
電力変換装置5の熱保護について説明する。コントローラ23は、電圧コンバータ回路10の温度Tsをモニタしており、温度Tsが高くなると、モータの利用機会を減らし、電圧コンバータ回路10の負荷を低減する。具体的には、第1モータ6の使用頻度を減らす。先に述べたように、ハイブリッド車2は、通常は、モータの駆動力だけで走行するEVモードと、エンジン(及びモータ)の駆動力で走行するとHVモードを適宜に切り換えながら走行する。EVモードではエンジン8は停止しており、EVモードからHVモードへの切り換えの際に第1モータ6を使ってエンジン8を再始動する。エンジン再始動の毎に第1モータ6に供給する電力分の発熱量が増える。この発熱量の増加を回避すべく、コントローラ23は、電圧コンバータ回路10の温度Tsが所定の温度閾値を超えると、エンジン8の再始動が不要となるように、EVモードへの移行を禁止する。別言すれば、コントローラ23は、電圧コンバータ回路10の計測温度Tsが温度閾値を超えるとエンジン8を連続運転する。第2モータ7の出力はドライバビリティに影響するので状況に応じて制限するのは極力避けたい。他方、エンジン8を連続運転することにより、第1モータ6がスタータモータとして駆動されることがなくなり、その分、電圧コンバータ回路10の負荷が軽減される。
The thermal protection of the
上記の温度閾値は、エンジン再始動に要する負荷増分を考慮して定められる。一方、電圧コンバータ回路10の負荷は、出力電圧に依存する。そして、電圧コンバータ回路10には第1及び第2インバータ回路21、22が並列に接続されているので、電圧コンバータ回路10の出力上限電圧は、第1及び第2モータ6、7に要求される出力上限トルクに依存して定められる。先に述べたように、第2モータ7は車軸に連動して回転し、車速が高いほど、モータへの供給電圧を高くしないと所望のトルクが出力できない。それゆえ、車速が高い場合、電圧コンバータ回路10の出力上限電圧を高くする必要がある。逆に、車速が低い場合は、電圧コンバータ回路10の出力電圧を高くする必要がない。
The temperature threshold is determined in consideration of the load increment required for engine restart. On the other hand, the load of the voltage converter circuit 10 depends on the output voltage. Since the first and
図3のグラフにおいて回転数R2に相当する車速以下で走行している間は、電圧コンバータ回路10の出力上限電圧VHをV2に保持すれば、最大出力トルクTmを確保できる。他方、例えば、回転数R1に相当する車速で走行中は、電圧コンバータ回路10の出力上限電圧VHをV1以上に保持しないと、第2モータ7は最大出力トルクTmを出力できない。即ち、電圧コンバータ回路10の出力上限電圧VHをV1以上に保持する必要がある。そして、電圧コンバータ回路10の出力上限電圧VHが異なれば、電力変換装置5の温度余裕も異なってくる。即ち、電圧コンバータ回路10の出力上限電圧VHが低い場合、エンジン8を連続運転する温度閾値を高く設定できる。
In the graph of FIG. 3, the maximum output torque Tm can be secured if the output upper limit voltage VH of the voltage converter circuit 10 is held at V2 while traveling at a vehicle speed corresponding to the rotational speed R2. On the other hand, for example, during traveling at a vehicle speed corresponding to the rotational speed R1, the
上記の論理に基づき、コントローラ23は、車速Spが予め定められた車速閾値以上のとき、電圧コンバータ回路10の出力上限電圧VHを第1電圧V1以上に設定するとともに、電力変換装置5(電圧コンバータ回路10)の温度が第1温度閾値T1以上の場合にエンジンを連続運転する。また、コントローラ23は、車速Spが車速閾値よりも低いとき、電圧コンバータ回路10の出力上限電圧VHを第2電圧V2以上に設定するとともに、電力変換装置5(電圧コンバータ回路10)の温度が第2温度閾値T2以上の場合にエンジンを連続運転する。ここで、第2電圧V2は第1電圧V1よりも低い値であり、第2温度閾値T2は第1温度閾値T1よりも高い値である。即ち、車速が低い場合には、車速が高い場合と比較して、エンジン停止/再始動が禁止される機会が少なくなる。別言すれば、車速が低い場合はEVモードでの走行の機会が増える。このことは、特に、渋滞における長時間の低速走行時の燃費向上に貢献する。
Based on the above logic, the
上記の処理のフローチャートを図4に示し、再度説明する。図4の熱保護処理は、コントローラ23が定期的に実行する。コントローラ23は、車速センサ17により車速Spをモニタしている。車速Spが予め定められた車速閾値以上の場合は、電圧コンバータ回路10の出力上限電圧VHを第1電圧V1に設定する(S2:YES、S3)。コントローラ23は、温度センサ14により電圧コンバータ回路10の温度をモニタしており、計測温度Tsが既定の第1温度閾値T1以上であればエンジン8を連続運転する(S4:YES、S8)。他方、計測温度Tsが第1温度閾値T1を下回っている場合には、コントローラ23は、エンジン8の停止を許可する(S4:NO、S5)。
A flowchart of the above processing is shown in FIG. The
ステップS2の判断がNOの場合、即ち、車速Spが車速閾値を下回っている場合、コントローラ23は、電圧コンバータ回路10の出力上限電圧VHを第2電圧V2に設定する(S6)。先に述べたように、第2電圧V2は第1電圧V1よりも低い値である。このとき、コントローラ23は、電圧コンバータ回路10の温度Tsが第2温度閾値T2以上であればエンジン8を連続運転する(S7:YES、S8)。他方、計測温度Tsが第2温度閾値T2を下回っている場合には、コントローラ23は、エンジン8の停止を許可する(S7:NO、S5)。ここで、第2温度閾値T2は、第1温度閾値T1よりも高い値である。
If the determination in step S2 is NO, that is, if the vehicle speed Sp is below the vehicle speed threshold, the
こうして、ハイブリッド車2は、電力変換装置5の過度の温度上昇を抑制しつつ、エンジン8の使用頻度の増加を抑える。
Thus, the hybrid vehicle 2 suppresses an increase in the usage frequency of the
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。図4で示した処理では、電圧コンバータ回路10の温度Tsが所定の温度閾値以上の場合はEVモードでの走行が禁止され、HVモードでの走行となる。他方、電圧コンバータ回路10の温度Tsが所定の温度閾値を下回っている場合はEVモードとHVモードの走行中の切り換えが可能となる。ただし、他の要件、例えば、バッテリ3の残量が少ないなどの要件により、EVモードでの走行が禁止されることもあることに留意されたい。
Points to be noted regarding the technology described in the embodiments will be described. In the processing shown in FIG. 4, when the temperature Ts of the voltage converter circuit 10 is equal to or higher than a predetermined temperature threshold, traveling in the EV mode is prohibited and traveling in the HV mode is performed. On the other hand, when the temperature Ts of the voltage converter circuit 10 is below a predetermined temperature threshold, switching between the EV mode and the HV mode can be performed. However, it should be noted that traveling in the EV mode may be prohibited due to other requirements such as a requirement that the remaining amount of the
コントローラ23は、電圧コンバータ回路10の最大上限電圧VHを設定するが、電圧コンバータ回路10は、第2モータ7に要求されるトルクに応じた電圧を出力する。その電圧の上限が最大上限電圧VHに制限される。
The
図4のフローチャートには、「以上(以下)」を表す不等号が用いられているが、それらの不等号は「大なり(小なり)」を表す不等号であってもよい。閾値が設けられていることが重要であり、その境界がどちらの領域に含まれるかは重要ではないことに留意されたい。 In the flowchart of FIG. 4, inequality signs representing “above (or less)” are used, but these inequality signs may be inequality signs representing “greater than (less than)”. It should be noted that it is important that a threshold is provided, and it is not important in which region the boundary is included.
実施例のコントローラ23の機能は、ハードウエア的には複数のデバイスが協働して実現される場合があってよい。実際にはハイブリッド車には、エンジンコントローラやバッテリコントローラなど、ハードウエアとしては複数のコントローラが存在するが、説明を簡潔にするために、本実施例で説明する機能は電力変換装置5のコントローラ23に集約されていると仮定した。
The function of the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.
2:ハイブリッド車
3:バッテリ
4:システムメインリレー
5:電力変換装置
6:第1モータ
7:第2モータ
8:エンジン
9:車軸
10:電圧コンバータ回路
12:フィルタコンデンサ
13:リアクトル
14:温度センサ
15:電圧センサ
16:平滑化コンデンサ
17:車速センサ
21:第1インバータ回路
22:第2インバータ回路
23:コントローラ
40:動力分配機構
50:第1プラネタリギアセット
51、61:サンギア
52、62:キャリア
53、63:リングギア
54、64:アウトプットギア
55:アイドルギア
60:第2プラネタリギアセット
2: Hybrid vehicle 3: Battery 4: System main relay 5: Power converter 6: First motor 7: Second motor 8: Engine 9: Axle 10: Voltage converter circuit 12: Filter capacitor 13: Reactor 14: Temperature sensor 15 : Voltage sensor 16: Smoothing capacitor 17: Vehicle speed sensor 21: First inverter circuit 22: Second inverter circuit 23: Controller 40: Power distribution mechanism 50: First planetary gear set 51, 61:
Claims (1)
エンジンを始動する第1モータと、
走行用の駆動力を発生する第2モータと、
バッテリの出力電圧を昇圧する電圧コンバータ回路と、昇圧後の直流電力を交流に変換して前記第1モータに供給する第1インバータ回路と、昇圧後の直流電力を交流に変換して前記第2モータに供給する第2インバータ回路を含む電力変換装置と、
コントローラと、
を備えており、前記コントローラは、
車速が予め定められた車速閾値以上のとき、前記電圧コンバータ回路の出力上限電圧を第1電圧以上に設定するとともに、前記電力変換装置の温度が第1温度以上の場合にエンジンを連続運転し、
車速が前記車速閾値よりも低いとき、前記電圧コンバータ回路の出力上限電圧を前記第1電圧よりも低い第2電圧に設定するとともに、前記電力変換装置の温度が第1温度よりも高い第2温度以上の場合にエンジンを連続運転する、
ことを特徴とするハイブリッド車。 Engine,
A first motor for starting the engine;
A second motor for generating a driving force for traveling;
A voltage converter circuit that boosts the output voltage of the battery; a first inverter circuit that converts the boosted DC power to AC and supplies the first motor; and the second DC power that has been boosted is converted to AC. A power converter including a second inverter circuit to be supplied to the motor;
A controller,
The controller comprises:
When the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined vehicle speed threshold, the output upper limit voltage of the voltage converter circuit is set to the first voltage or higher, and the engine is continuously operated when the temperature of the power converter is equal to or higher than the first temperature,
When the vehicle speed is lower than the vehicle speed threshold, the output upper limit voltage of the voltage converter circuit is set to a second voltage lower than the first voltage, and the temperature of the power converter is a second temperature higher than the first temperature. In the above case, the engine is operated continuously.
A hybrid vehicle characterized by that.
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