JP6701861B2 - Hybrid vehicle - Google Patents
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Description
この発明は、ハイブリッド車両に関し、より特定的には、車載蓄電装置を不使用とした走行モードを有するハイブリッド車両に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle, and more specifically, to a hybrid vehicle having a traveling mode in which an in-vehicle power storage device is not used.
特開2012−153220号公報(特許文献1)および、特開2013−60042号公報(特許文献2)には、第1および第2のモータジェネレータが共通の直流電圧配線とインバータを経由して接続されるハイブリッド車両の構成において、バッテリを電気システムから切離して走行(以下、バッテリレス走行とも称する)する場合における走行制御が記載されている。 In JP2012-153220A (Patent Document 1) and JP2013-60042A (Patent Document 2), first and second motor generators are connected via a common DC voltage wiring and an inverter. In the configuration of the hybrid vehicle described above, traveling control in the case of traveling with the battery disconnected from the electric system (hereinafter, also referred to as batteryless traveling) is described.
特許文献1および2の構成では、通常走行時には、昇圧チョッパによって構成された電圧変換器によって、車載蓄電装置の出力電圧を昇圧可能に、直流電圧配線の直流電圧が制御される。特許文献1では、バッテリレス走行時において、第1および第2のモータジェネレータの電力収支が崩れることによって上記直流電圧の電圧変動を生じないように考慮して、トルクを確保するための第1および第2のモータジェネレータのトルク上下限範囲を設定することが記載されている。
In the configurations of
また、特許文献2には、特許文献1と同様のバッテリレス走行において、電圧変換器の一次側(蓄電装置側)の電力によって給電される補機負荷の作動を確保するための、電圧制御が記載されている。
In addition,
しかしながら、特許文献2では、バッテリレス走行の開始前に、電圧変換器の一次側の電圧低下に備えて、直流電源配線の直流電圧を予備的に上昇させる制御が行われる一方で、バッテリレス走行中に電圧変換器の一次側の電圧が過度に上昇または低下した場合には、対応することができない。
However, in
この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、ハイブリッド車両のバッテリレス走行時における電気システム内の過度の電圧上昇および電圧低下を防止することである。 The present invention has been made in order to solve such a problem, and is to prevent excessive voltage rise and voltage drop in an electric system during batteryless running of a hybrid vehicle.
この発明に係るハイブリッド車両は、第1および第2の駆動輪と、内燃機関と、発電機と、第1および第2の電動機と、蓄電装置と、第1および第2の電力変換器と、制御装置とを備える。発電機は、内燃機関の動力の少なくとも一部を用いて発電する。第1の電動機は、第1の駆動輪との間に動力伝達経路を有するように構成される。蓄電装置は、第1の電力線に対して、開閉器を介して電気的に接続される。第1の電圧変換器は、第1の電力線および第2の電力線の間に接続されて、第1および第2の電力線の間で直流電圧変換を実行するように構成される。第2の電力線は、第1の電動機および発電機の双方と電気的に接続される。第2の電圧変換器は、第1の電力線の直流電圧を降圧して補機の動作電圧に変換する。第2の電動機は、第1の電力線と電気的に接続されて、第2の駆動輪との間に動力伝達経路を有するように構成される。制御装置は、開閉器が開放された走行状態において、第1の電圧変換器、発電機、ならびに、第1および第2の電動機を制御する。制御装置は、第1の電力線の電圧を制御するように第1の電圧変換器の動作を制御するとともに、車両状態に応じた車両駆動トルクを得るための発電機、ならびに、第1および第2の電動機の間での出力配分を制御する。さらに、制御装置は、第1の電力線の電圧が所定の制御下限電圧よりも低下した場合には、第2の電動機が回生トルクを出力するとともに、第1の電圧変換器、発電機、ならびに、第1および第2の電動機の出力全体で車両駆動トルクが確保されるように出力配分を制御する一方で、第1の電力線の電圧が所定の制御上限電圧よりも低下した場合には、第2の電動機が力行トルクを出力するとともに、出力全体で車両駆動トルクが確保されるように出力配分を制御する。 A hybrid vehicle according to the present invention includes first and second drive wheels, an internal combustion engine, a generator, first and second electric motors, a power storage device, first and second electric power converters, And a control device. The generator uses at least part of the power of the internal combustion engine to generate electricity. The first electric motor is configured to have a power transmission path between the first electric motor and the first drive wheel. The power storage device is electrically connected to the first power line via a switch. The first voltage converter is connected between the first power line and the second power line and is configured to perform a DC voltage conversion between the first and second power lines. The second power line is electrically connected to both the first electric motor and the generator. The second voltage converter steps down the DC voltage of the first power line and converts it into the operating voltage of the auxiliary device. The second electric motor is electrically connected to the first electric power line and has a power transmission path between the second electric motor and the second drive wheel. The control device controls the first voltage converter, the generator, and the first and second electric motors in the traveling state in which the switch is opened. The control device controls the operation of the first voltage converter so as to control the voltage of the first power line, and a generator for obtaining a vehicle driving torque according to the vehicle state, and the first and second generators. Control the power distribution among the electric motors. Furthermore, when the voltage of the first power line is lower than a predetermined control lower limit voltage, the control device causes the second electric motor to output the regenerative torque, and the first voltage converter, the generator, and While the output distribution is controlled so that the vehicle drive torque is ensured by the overall output of the first and second electric motors, the second output is controlled when the voltage of the first power line drops below a predetermined control upper limit voltage. The electric motor outputs the power running torque, and controls the output distribution so that the vehicle drive torque is secured for the entire output.
上記ハイブリッド車両によれば、開閉器が開放された走行(バッテリレス走行)では、第1の電力線の電圧(VL)が、制御下限電圧から制御上限電圧までの一定範囲から外れたときには、第2の電動機による回生発電または電力消費を強制的に実行することにより、当該電圧を速やかに正常範囲内に復帰できる。その際に、第2の電動機による回生発電または電力消費による第2の駆動輪のトルクの増減を補償するように、出力配分修正を行うことによって、走行状態に応じた車両駆動トルクについても確保することができる。これにより、開閉器が開放された走行(バッテリレス走行)中に、第1の電力線の電圧(VL)の過度の上昇または低下によって走行継続が不能となることを防止できる。 According to the above hybrid vehicle, in traveling with the switch open (battery-less traveling), when the voltage (VL) of the first power line is out of a certain range from the control lower limit voltage to the control upper limit voltage, the second The voltage can be quickly returned to the normal range by forcibly executing the regenerative power generation or the power consumption by the electric motor. At that time, by correcting the output distribution so as to compensate the increase/decrease in the torque of the second drive wheel due to the regenerative power generation or the power consumption by the second electric motor, the vehicle drive torque according to the traveling state is also secured. be able to. Accordingly, it is possible to prevent the continuation of traveling from being disabled due to an excessive increase or decrease in the voltage (VL) of the first power line during traveling (batteryless traveling) with the switch opened.
この発明によれば、ハイブリッド車両のバッテリレス走行時における電気システム内の過度の電圧上昇および電圧低下を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent excessive voltage rise and voltage drop in the electric system during batteryless traveling of the hybrid vehicle.
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings will be designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated in principle.
(車両の構成および基本制御)
図1は、本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の構成を示すブロック図である。
(Vehicle configuration and basic control)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
図1を参照して、ハイブリッド車両100は、蓄電装置5と、システムメインリレーSMR1,SMR2と、フロントパワーコントロールユニット(Fr−PCU:以下、前輪制御部と記す)11と、リアパワーコントロールユニット(Re−PCU:以下、後輪制御部と記す)14と、HV−ECU8と、トランスアクスルTAと、モータジェネレータMGRと、エンジンENGと、前輪WFと、後輪WRとを含む。
Referring to FIG. 1, a
トランスアクスルTAは、モータジェネレータMG1,MG2と、動力分割機構PGとを含む。 Transaxle TA includes motor generators MG1 and MG2, and power split device PG.
Fr−PCU11は、コンバータ12と、インバータ20,22と、コンデンサC1,C2と、MG−ECU9とを含む。Re−PCU14は、インバータ24と、コンデンサC3と、MG−ECU10とを含む。HV−ECU8と、MG−ECU9と、MG−ECU10は、制御装置120を構成する。
Fr-PCU 11 includes a
動力分割機構PGは、エンジンENGとモータジェネレータMG1,MG2に結合され、これらの間で動力を分割する機構である。たとえば動力分割機構としては、図示しない、サンギヤ(S)、プラネタリキャリヤ(P)、リングギヤ(R)の3つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。そして、動力分割機構PGでは、プラネタリキャリヤ(P)がエンジンENGのクランクシャフト(図示せず)と機械的に接続され、サンギヤ(S)がモータジェネレータMG1のロータ(図示せず)と機械的に接続され、リングギヤ(R)がモータジェネレータMG2のロータ(図示せず)と機械的に接続される。リングギヤ(R)は、出力軸DSとも連結される。 Power split mechanism PG is a mechanism that is coupled to engine ENG and motor generators MG1 and MG2 and splits power between them. For example, as the power split mechanism, a planetary gear mechanism having three rotation shafts (not shown) having a sun gear (S), a planetary carrier (P), and a ring gear (R) can be used. In the power split device PG, the planetary carrier (P) is mechanically connected to the crankshaft (not shown) of the engine ENG, and the sun gear (S) is mechanically connected to the rotor (not shown) of the motor generator MG1. The ring gear (R) is mechanically connected to the rotor (not shown) of the motor generator MG2. The ring gear (R) is also connected to the output shaft DS.
このような動力分割機構PGを介した連結により、エンジンENGの出力とモータジェネレータMG1,MG2の出力とが最適な比率となるように制御することができる。なお、モータジェネレータMG1,MG2のいずれか一方を専ら電動機として機能させ、他方のモータジェネレータを専ら発電機として機能させてもよい。 By such coupling via the power split mechanism PG, it is possible to control so that the output of the engine ENG and the outputs of the motor generators MG1 and MG2 have an optimum ratio. One of motor generators MG1 and MG2 may function exclusively as an electric motor, and the other motor generator may function exclusively as a generator.
モータジェネレータMG2の回転軸と連結された動力分割機構PGの出力軸DSは、減速ギヤや差動ギヤを介して前輪WFと機械的に連結される。すなわち、モータジェネレータMG1,MG2は、Fr−PCU11から供給される交流電力を受けて前輪WFのトルクを発生することができる。また、モータジェネレータMG1は、エンジンENGの出力によって発電することも可能であり、モータジェネレータMG2は、前輪WFの回生制動によって発電することも可能である。 The output shaft DS of the power split device PG, which is connected to the rotation shaft of the motor generator MG2, is mechanically connected to the front wheels WF via a reduction gear and a differential gear. That is, motor generators MG1, MG2 can receive the AC power supplied from Fr-PCU 11 and generate the torque of the front wheels WF. Further, motor generator MG1 can also generate electric power by the output of engine ENG, and motor generator MG2 can also generate electric power by regenerative braking of front wheels WF.
また、モータジェネレータMGRの回転軸は、図示しない減速ギヤや差動ギヤを介して、後輪WRを駆動する。すなわち、モータジェネレータMGRは、Re−PCU14から供給される交流電力を受けて後輪WRのトルクを発生することができる。モータジェネレータMGRは、後輪WRの回生制動による発電を行うことも可能である。 The rotating shaft of the motor generator MGR drives the rear wheel WR via a reduction gear and a differential gear (not shown). That is, the motor generator MGR can receive the AC power supplied from the Re-PCU 14 and generate the torque of the rear wheels WR. The motor generator MGR can also generate electric power by regenerative braking of the rear wheels WR.
蓄電装置5は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素であり、代表的には、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池によって構成される。あるいは、蓄電装置5は、電気二重層キャパシタなどの二次電池以外の蓄電素子を含んで構成されてもよい。 Power storage device 5 is a power storage element that is configured to be chargeable and dischargeable, and is typically configured by a secondary battery such as a lithium ion battery, a nickel hydride battery, or a lead storage battery. Alternatively, power storage device 5 may be configured to include a power storage element other than a secondary battery such as an electric double layer capacitor.
蓄電装置5は、モータジェネレータMG1,MG2を駆動するための直流電力をFr−PCU11へ供給し、モータジェネレータMGRを駆動するための直流電力をRe−PCU14へ供給する。蓄電装置5は、モータジェネレータMG1,MG2によって発生され、Fr−PCU11を介して供給される電力を蓄電する。蓄電装置5は、モータジェネレータMGRによって発生され、Re−PCU14を介して供給される電力を蓄電する。 Power storage device 5 supplies DC power for driving motor generators MG1 and MG2 to Fr-PCU 11, and supplies DC power for driving motor generator MGR to Re-PCU 14. Power storage device 5 stores electric power generated by motor generators MG1 and MG2 and supplied via Fr-PCU 11. Power storage device 5 stores the electric power generated by motor generator MGR and supplied via Re-PCU 14.
システムメインリレーSMR1,SMR2は、蓄電装置5とFr−PCU11およびRe−PCU14とを接続する電力線PL1および接地線SL1の途中に挿入される。システムメインリレーSMR1,SMR2は、HV−ECU8により制御される。電力線PL1および接地線SL1は、Fr−PCU11と接続される。 System main relays SMR1 and SMR2 are inserted in the middle of power line PL1 and ground line SL1 that connect power storage device 5 to Fr-PCU11 and Re-PCU14. System main relays SMR1 and SMR2 are controlled by HV-ECU 8. Power line PL1 and ground line SL1 are connected to Fr-PCU11.
Fr−PCU11は、蓄電装置5からの直流電力を交流電力に変換して、モータジェネレータMG1,MG2に供給する。また、Fr−PCU11は、モータジェネレータMG1,MG2によって発生した交流電力を、直流電力に変換して蓄電装置5を充電する。
Fr-PCU 11 converts DC power from power storage device 5 into AC power and supplies the AC power to motor generators MG1 and MG2. Further, Fr-
コンバータ12は、いわゆる昇圧チョッパ回路で構成されて、リアクトルL1と、電力線HPLと接地線SL1との間に直列に接続されるスイッチング素子Q1,Q2と、スイッチング素子Q1,Q2にそれぞれ逆並列接続されるダイオードD1,D2とを含む。スイッチング素子は、代表的にはIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、バイポーラトランジスタ、および、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor)等を適用することができる。なお、本実施の形態においては、スイッチング素子としてIGBTが例示されている。
The
コンバータ12は、MG−ECU9からの信号PWCに基づいて、スイッチング素子Q1およびQ2を交互にオンオフすることによって、電力線HPLと接地線SL1間の直流電圧VHを、電圧指令値に従って制御する。具体的には、所定のスイッチング周期毎におけるスイッチング素子Q1およびQ2のオン期間比(デューティ比)によって、電力線PL1と接地線SL1間の直流電圧VLと、上記直流電圧VHの間の電圧変換比が制御される。
なお、コンデンサC2が、コンバータ12の高圧側(すなわち、コンバータ12とインバータ20,22の間)の電力線HPLと接地線SL1間に接続されている。これにより、コンバータ12およびインバータ20,22でスイッチング時に発生するリプル電圧を吸収することによって、直流電圧VHは平滑化される。
The capacitor C2 is connected between the power line HPL on the high voltage side of the converter 12 (that is, between the
同様に、コンデンサC1は、コンバータ12の低圧側(すなわち、コンバータ12と蓄電装置5との間)の電力線PL1と接地線SL1間に接続され、スイッチング素子Q1,Q2のスイッチング時のリプル電圧を吸収することによって、直流電圧VLは平滑化される。
Similarly, the capacitor C1 is connected between the power line PL1 on the low voltage side of the converter 12 (that is, between the
インバータ20は、電力線HPLと接地線SL1と、モータジェネレータMG1との間に接続される。インバータ20は、U相アーム123と、V相アーム124と、W相アーム125とを含む、一般的な三相コンバータの構成を有する。U相アーム123、V相アーム124およびW相アーム125は、電力線HPLと接地線SL1との間に並列に接続される。
U相アーム123は、電力線HPLと接地線SL1との間に直列接続されたスイッチング素子Q3,Q4と、スイッチング素子Q3,Q4と逆並列に接続されるダイオードD3,D4とを有する。V相アーム124は、同様に接続された、スイッチング素子Q5,Q6およびダイオードD5,D6を有する。同様に、V相アーム124は、スイッチング素子Q7,Q8およびダイオードD7,D8を有する。
モータジェネレータMG1は、たとえば、永久磁石型の三相同期電動機で構成される。モータジェネレータMG1のステータ(図示せず)には、中性点でY結線された三相コイル(図示せず)が巻回されており、三相コイルの各一方端が中性点に共に接続されるとともに、各相の他方端は、図1に示すように、U相アーム123、V相アーム124、および、W相アーム125と電気的に接続される。
Motor generator MG1 is formed of, for example, a permanent magnet type three-phase synchronous motor. A three-phase coil (not shown) Y-connected at a neutral point is wound around a stator (not shown) of motor generator MG1, and each one end of the three-phase coil is connected to the neutral point together. At the same time, the other end of each phase is electrically connected to
インバータ20は、MG−ECU9から出力される駆動指令PWI1に従って上記スイッチング素子Q3〜Q8のゲート信号をオンまたはオフさせる。これにより、インバータ20は、直流電圧VHとモータジェネレータMG1の三相コイルに印可される交流電圧との間のAC/DC電力変換によって、出力指令(たとえば、トルク指令値Tmg1*)に従ってモータジェネレータMG1を駆動する。たとえば、モータジェネレータMG1は、エンジンENGを始動させるために駆動される。あるいは、モータジェネレータMG1は、エンジンENGから伝達される機械的動力によって発電するように駆動されてもよい。このとき、インバータ20は、モータジェネレータMG1の発電電力(AC)を直流電圧VHに変換する。さらに、コンバータ12での電圧変換によって、エンジン動力によって発電された電力を用いて蓄電装置5を充電することが可能である。
インバータ22は、インバータ20と同様に、三相インバータによって構成されて、電力線HPLと接地線SL1と、前輪WFを駆動するモータジェネレータMG2との間に接続される。モータジェネレータMG2は、モータジェネレータMG1と同様に、永久磁石型の三相同期電動機で構成される。
Similarly to
インバータ22は、コンバータ12に対してインバータ20と並列に接続されて、MG−ECU9から出力される駆動指令PWI2に従ってスイッチング素子(図示せず)のゲート信号をオンまたはオフさせる。これにより、直流電圧VHとモータジェネレータMG2の三相コイル(図示せず)に印可される交流電圧との間のAC/DC電力変換によって、出力指令(たとえば、トルク指令値Tmg2*)に従ってモータジェネレータMG2が駆動される。
モータジェネレータMG2は、前輪WFのトルクを出力するために駆動される。あるいは、モータジェネレータMG2は、車両減速時には、前輪WFの回転力によって回生制動することができる。回生制動時には、インバータ22は、モータジェネレータMG2の発電電力を直流電圧VHに変換する。さらに、コンバータ12での電圧変換によって、回生発電された電力を用いて蓄電装置5を充電することが可能である。
Motor generator MG2 is driven to output the torque of front wheels WF. Alternatively, motor generator MG2 can perform regenerative braking by the rotational force of front wheels WF during vehicle deceleration. At the time of regenerative braking,
次に、後輪駆動用の構成を説明する。
電力線PL2および接地線SL2は、電力線PL1および接地線SL1とそれぞれ接続される。したがって、システムメインリレーSMR1,SMR2のオン時には、電力線PL2および接地線SL2は、蓄電装置5に対して、電力線PL1および接地線SL1と並列に接続される。また、システムメインリレーSMR1,SMR2のオフ時にも、電力線PL2および接地線SL2と、電力線PL1および接地線SL1との、電気的な接続は維持されている。
Next, the configuration for driving the rear wheels will be described.
Power line PL2 and ground line SL2 are connected to power line PL1 and ground line SL1, respectively. Therefore, when system main relays SMR1 and SMR2 are turned on, power line PL2 and ground line SL2 are connected to power storage device 5 in parallel with power line PL1 and ground line SL1. Even when system main relays SMR1 and SMR2 are turned off, electrical connection between power line PL2 and ground line SL2 and power line PL1 and ground line SL1 is maintained.
インバータ24は、インバータ20,22と同様に、三相インバータによって構成されて、電力線PL2および接地線SL2と、後輪WRを駆動するモータジェネレータMGRとの間に接続される。モータジェネレータMGRは、モータジェネレータMG1,MG2と同様に、永久磁石型の三相同期電動機で構成される。
Similarly to
インバータ22は、MG−ECU10から出力される駆動指令PWI3に従ってスイッチング素子(図示せず)のゲート信号をオンまたはオフさせる。これにより、コンバータ12による昇圧前の直流電圧VLと、モータジェネレータMGRの三相コイル(図示せず)に印可される交流電圧との間のAC/DC電力変換により、出力指令(たとえば、トルク指令値Tmgr*)に従ってモータジェネレータMGRが駆動される。
モータジェネレータMGRは、後輪WRのトルクを出力するために駆動される。あるいは、モータジェネレータMGRは、車両減速時には、後輪WRの回転力によって回生制動することができる。回生制動時には、インバータ24は、モータジェネレータMGRの発電電力を直流電圧VLに変換する。これにより、回生電力によって蓄電装置5を充電することが可能である。
Motor generator MGR is driven to output the torque of rear wheel WR. Alternatively, motor generator MGR can perform regenerative braking by the rotational force of rear wheels WR during vehicle deceleration. At the time of regenerative braking, the
コンデンサC3は、インバータ24と蓄電装置5との間の電力線PL2と接地線SL2間に接続され、インバータ24でスイッチング時に発生するリプル電圧を吸収することによって、電力線PL2と接地線SL2間の直流電圧VLの変動を平滑化する。
Capacitor C3 is connected between power line PL2 between
直流電圧VHからは、補機負荷130の作動電圧が生成される。DC/DCコンバータ132は、電力線PL2および接地線GL2と接続されて、直流電圧VLを補機負荷130の作動電圧に降圧する。補機負荷130は、たとえば、オーディオ等の車室内の電気機器、ヘッドライト、モータジェネレータMG1,MG2,MGR以外の種々の電動機等を含む。
The operating voltage of the
補機負荷130に対しては、補機バッテリ135が接続されており、DC/DCコンバータ132による供給電力が補機負荷130の消費電力よりも大きいときには、余剰電力分によって補機バッテリ135が充電される。反対に、補機負荷130の消費電力がDC/DCコンバータ132による供給電力がよりも大きいときには、補機バッテリ135の放電によって補機負荷130の作動が確保される。
The
HV−ECU8、MG−ECU9、および、MG−ECU10の各々は、図示しない、CPU(Central Processing Unit)、メモリ、入出力ポート、および通信ポート等を有する電子制御ユニットとして構成される。各ECUは、互いにデータや情報を送受信可能に構成される。
Each of HV-ECU 8, MG-ECU 9, and MG-
HVECU8には、イグニッションスイッチ(図示せず)からのイグニッション信号、シフトレバー(図示せず)の操作位置を検出する信号、アクセルペダル(図示せず)の踏み込み量であるアクセル開度、ブレーキペダル(図示せず)の踏み込み量を示すブレーキペダルポジション、車速センサ(図示せず)によって検出された車速などが入力されている。なお、HV−ECU8は、直流電圧VL,VHの検出値についても、図示しない電圧センサからの入力または、他ECUからの伝送によって取得することが可能である。 The HVECU 8 includes an ignition signal from an ignition switch (not shown), a signal for detecting an operation position of a shift lever (not shown), an accelerator opening degree which is a depression amount of an accelerator pedal (not shown), and a brake pedal (not shown). The brake pedal position indicating the amount of depression of the vehicle (not shown), the vehicle speed detected by a vehicle speed sensor (not shown), and the like are input. The HV-ECU 8 can also acquire the detected values of the DC voltages VL and VH by input from a voltage sensor (not shown) or by transmission from another ECU.
HV−ECU8は、車両状態に応じて、リレー制御信号SEを生成し、システムメインリレーSMR1およびSMR2のオンオフを制御する。具体的には、イグニッションスイッチがオンされた車両運転中には、リレー制御信号SEがオンに設定されることにより、システムメインリレーSMR1,SMR2の接点が閉じられて(オン状態)、蓄電装置5とFr−PCU11およびRe−PCU14とが接続される。
The HV-ECU 8 generates a relay control signal SE according to the vehicle state and controls on/off of the system main relays SMR1 and SMR2. Specifically, while the vehicle is in operation with the ignition switch turned on, the relay control signal SE is set to on so that the contacts of the system main relays SMR1 and SMR2 are closed (on state), and the power storage device 5 And Fr-
一方、リレー制御信号SEがオフに設定されるとシステムメインリレーSMR1,SMR2の接点が開放されることにより(オフ状態)、蓄電装置5と、Fr−PCU11およびRe−PCU14との間の電力経路が遮断される。たとえば、HV−ECU8は、イグニッションスイッチがオフされた運転終了時には、システムメインリレーSMR1,SMR2をオフするように、リレー制御信号SEを出力する。 On the other hand, when the relay control signal SE is set to OFF, the contacts of the system main relays SMR1 and SMR2 are opened (OFF state), so that the power path between the power storage device 5 and the Fr-PCU11 and Re-PCU14. Is cut off. For example, HV-ECU 8 outputs a relay control signal SE to turn off system main relays SMR1 and SMR2 at the end of the operation when the ignition switch is turned off.
HV−ECU8は、車両状態に適した走行を行なうための走行制御を実行する。たとえば、車両発進時および低速走行時には、エンジンENGを停止した状態で、モータジェネレータMG2の出力によってハイブリッド車両100は走行する。定常走行時には、エンジンENGを始動して、エンジンENGおよびモータジェネレータMG2の出力によってハイブリッド車両100は走行する。特に、エンジンENGを高効率の動作点で動作させることによって、ハイブリッド車両100の燃費が向上する。
The HV-ECU 8 executes traveling control for traveling suitable for the vehicle state. For example, when the vehicle starts and runs at low speed,
具体的には、走行制御では、HV−ECU8は、走行状態(たとえば、車速およびアクセル開度)に応じて、ハイブリッド車両100のトータルトルクTtlを演算する。ハイブリッド車両100のトータルトルクTtlは、前輪トルクTwfおよび後輪トルクTwbの和となる(Ttl=Twf+Twb)。このため、HV−ECU8は、トータルトルクTtlを前輪トルクTwfおよび後輪トルクTwbに分配する。この際に、正値のトータルトルクTtl(Ttl>0)に対して、前輪トルクTwfおよび後輪トルクTwbの一方を負値に設定することも可能である。この場合には、前輪トルクTwfおよび後輪トルクTwbの他方が、トータルトルクTtlよりも大きな正トルクに設定されることになる。
Specifically, in traveling control, HV-ECU 8 calculates total torque Ttl of
さらに、HV−ECU8は、前輪トルクTwfを確保するための、エンジンENG、モータジェネレータMG1およびモータジェネレータMG2の出力指令(たとえば、トルク指令値Tmg1*,Tmg2*)の設定、ならびに、後輪トルクTwbを確保するためのモータジェネレータMGRの出力指令(たとえば、トルク指令値Tmgr*)の設定を実行する。このようにして、トータルトルクTtlを確保するためのエンジンENG、モータジェネレータMG1およびモータジェネレータMG2、および、モータジェネレータMGRの出力配分が制御される。 Further, HV-ECU 8 sets output commands (for example, torque command values Tmg1*, Tmg2*) of engine ENG, motor generator MG1 and motor generator MG2 to secure front wheel torque Twf, and rear wheel torque Twb. The output command (for example, torque command value Tmgr*) of the motor generator MGR is set to ensure that. In this way, the output distribution of engine ENG, motor generator MG1 and motor generator MG2, and motor generator MGR for ensuring total torque Ttl is controlled.
前輪WFの駆動に関して、エンジンENG、モータジェネレータMG1およびモータジェネレータMG2が動力分割機構PGを介して連結されることで、エンジンENG、モータジェネレータMG1およびモータジェネレータMG2の回転数は、図2に示すように共線図で結ばれる関係になる。なお、以下では、モータジェネレータMG2の回転数Nmg2と、動力分割機構PGの出力軸DSの回転数との変速比は1に固定されているものとする。 With respect to the drive of the front wheels WF, the engine ENG, the motor generator MG1 and the motor generator MG2 are coupled via the power split mechanism PG, so that the engine ENG, the motor generator MG1 and the motor generator MG2 have the rotational speeds as shown in FIG. It becomes a relationship that is connected by a nomographic chart. In the following, it is assumed that the gear ratio between the rotation speed Nmg2 of motor generator MG2 and the rotation speed of output shaft DS of power split device PG is fixed at 1.
図2を参照して、エンジンENGは、出力配分に沿って設定されたエンジン要求パワーに基づいて定められた動作点(エンジン回転数NeおよびエンジントルクTe)で動作するように制御される。 Referring to FIG. 2, engine ENG is controlled to operate at an operating point (engine speed Ne and engine torque Te) determined based on the required engine power set along the output distribution.
モータジェネレータMG1のトルクTmg1および回転数Nmg1は、エンジン回転数Neを上記動作点に従った目標回転数とするように制御される。通常走行時には、MG1は負トルク(Tmg1<0)を出力し、発電する状態となる。 The torque Tmg1 and the rotation speed Nmg1 of the motor generator MG1 are controlled so that the engine rotation speed Ne becomes the target rotation speed according to the operating point. During normal traveling, MG1 outputs a negative torque (Tmg1<0) and is in a state of generating power.
このとき、エンジントルクTeの反力を受け持つように出力されたトルクTmg1によって、出力軸DSに伝達される直達トルクTepは、Tep=−Tmg1×(1/ρ)で示される。なおρは、動力分割機構PGにおけるギヤ比である。 At this time, the direct torque Tep transmitted to the output shaft DS by the torque Tmg1 output so as to bear the reaction force of the engine torque Te is represented by Tep=−Tmg1×(1/ρ). Note that ρ is a gear ratio in the power split mechanism PG.
一方で、上記のように変速比=1とすると、モータジェネレータMG2のトルクTmg2が、そのまま出力軸DSに作用する。したがって、前輪トルクTwfについて、下記(1)式が成立する。 On the other hand, when the gear ratio=1 as described above, the torque Tmg2 of the motor generator MG2 acts on the output shaft DS as it is. Therefore, the following equation (1) is established for the front wheel torque Twf.
Twf=Tmg2−Tmg1×(1/ρ) …(1)
走行時には、モータジェネレータMG2は主に「電動機」として動作し、モータジェネレータは主に「発電機」として動作するので(Tmg2>0,Tmg1<0)、Tep>0として、前輪トルクTwfが確保される。
Twf=Tmg2-Tmg1×(1/ρ) (1)
When the vehicle is running, the motor generator MG2 mainly operates as an “electric motor” and the motor generator mainly operates as a “generator” (Tmg2>0, Tmg1<0). It
そして、前輪トルクTwfおよび後輪トルクTwbの和によって、アクセル操作に応じたトータルトルクTtlが確保される。 Then, the total torque Ttl corresponding to the accelerator operation is secured by the sum of the front wheel torque Twf and the rear wheel torque Twb.
(バッテリレス走行)
次に、ハイブリッド車両100のバッテリレス走行について説明する。
(Batteryless driving)
Next, batteryless traveling of the
ハイブリッド車両100では、蓄電装置5に異常が発生して充放電が禁止されると、システムメインリレーSMR1,SMR2をオフするようにリレー制御信号SEを生成する。これにより、蓄電装置5を電気システムから切り離した状態で、蓄電装置5を不使用とした走行である、バッテリレス走行を実行することができる。
In
バッテリレス走行においても、前輪トルクTwfは、図2に示した共線図に従って出力され、後輪トルクTwbは、モータジェネレータMGRの出力トルクに相当する。すなわち、バッテリレス走行においても、前輪トルクTwfおよび後輪トルクTwbの和によって、トータルトルクTtlが確保される。 Even in battery-less traveling, the front wheel torque Twf is output according to the collinear chart shown in FIG. 2, and the rear wheel torque Twb corresponds to the output torque of the motor generator MGR. That is, even in battery-less traveling, the total torque Ttl is secured by the sum of the front wheel torque Twf and the rear wheel torque Twb.
特許文献1,2にも記載されるように、バッテリレス走行時には、蓄電装置5を電力バッファとして使用することができないので、モータジェネレータMG1,MG2全体での入出力電力ΔP(ΔP=Tmg1×Nmg1+Tmg2×Nmg2)が、そのまま直流電圧VHを変動させる。一方で、直流電圧VHが過度に低下または上昇すると、バッテリレス走行の継続が不能となる虞がある。
As described in
このため、バッテリレス走行では、特許文献1,2に記載されるように、入出力電力ΔPの調整による直流電圧VHの調整(電力制御)と、前輪トルクTwfの確保を両立するように、モータジェネレータMG1,MG2およびエンジンENGの出力を設定することが必要となる。
For this reason, in batteryless traveling, as described in
また、バッテリレス走行中において、特許文献2に記載されるように、コンバータ12は、直流電圧VLを電圧指令値VLrに従って制御するように動作することができる。すなわち、直流電圧VL,VHの検出値および、電圧指令値VLrの従って、スイッチング素子Q1およびQ2のデューティ比が制御される。以下では、このような制御を単に「VL制御」とも称する。
Further, during batteryless traveling, as described in
バッテリレス走行中においても、直流電圧VLが過度に上昇すると、機器の耐圧破壊の虞がある一方で、直流電圧VLが過度に低下すると、補機負荷130の作動が困難となる虞がある。このため、バッテリレス走行の継続のためには、直流電圧VLについても一定範囲内に制御することが必要である。
Even during battery-less traveling, if the DC voltage VL rises excessively, the breakdown voltage of the device may be destroyed. On the other hand, if the DC voltage VL falls excessively, it may be difficult to operate the
したがって、本実施の形態では、バッテリレス走行時において、直流電圧VLを制御下限電圧VLmin〜制御上限電圧VLmaxの範囲内に維持するように、走行制御を実行する。 Therefore, in the present embodiment, during battery-less traveling, traveling control is executed so as to maintain DC voltage VL within the range of control lower limit voltage VLmin to control upper limit voltage VLmax.
図3および図4には、ハイブリッド車両100のバッテリレス走行時における走行制御での処理が示される。図3では、VLの電圧異常検出処理が示され、図4には、走行制御の詳細が示される。図3および図4の処理は、HV−ECU8によって所定周期で繰返して実行される。
3 and 4 show the processing in the traveling control when the
図3を参照して、HV−ECU8は、ステップS100により、バッテリレス走行中であるかどうかを判定する。バッテリレス走行中でない場合(ステップS100のNO判定時)には、ステップS110以下の処理は実行されない。 Referring to FIG. 3, HV-ECU 8 determines in step S100 whether or not the vehicle is running without a battery. If the vehicle is running without batteries (NO in step S100), the processes in step S110 and thereafter are not executed.
HV−ECU8は、バッテリレス走行時には(S100のYES判定時)には、ステップS110により、コンバータ12にVL制御を実行するように指令する。これを受けて、MG−ECU9は、直流電圧VLを電圧指令値VLrに制御するように、コンバータ12の信号PWCを生成する。
During batteryless traveling (when YES is determined in S100), HV-ECU 8 instructs
さらに、HV−ECU8は、ステップS120およびS130により、直流電圧VLをサンプリングするとともに、直流電圧VLが正常範囲内であるかどうかを判定する。具体的には、ステップS120では、VL>VLmaxであるか否かが判定され、ステップS130では、VL<VLminであるか否かが判定される。 Further, in steps S120 and S130, HV-ECU 8 samples DC voltage VL and determines whether DC voltage VL is within the normal range. Specifically, in step S120, it is determined whether VL>VLmax, and in step S130, it is determined whether VL<VLmin.
HV−ECU8は、VLmin≦VL≦VLmaxのとき(S120,S130のNO判定時)、すなわち、直流電圧VLが正常範囲内である場合には、ステップS140により、VL異常フラグFvl=0に設定する。 The HV-ECU 8 sets VL abnormality flag Fvl=0 in step S140 when VLmin≦VL≦VLmax (when determining NO in S120 and S130), that is, when the DC voltage VL is within the normal range. .
一方で、HV−ECU8は、VL>VLmaxのとき(S120のYES判定時)、すなわち、直流電圧VLが制御上限電圧よりも高い場合には、ステップS150により、VL異常フラグFvl=1に設定するとともに、上昇要求フラグFVup=0に設定する。 On the other hand, the HV-ECU 8 sets VL abnormality flag Fvl=1 in step S150 when VL>VLmax (when YES is determined in S120), that is, when the DC voltage VL is higher than the control upper limit voltage. At the same time, the increase request flag FVup=0 is set.
さらに、HV−ECU8は、VL<VLminのとき(S130のYES判定時)、すなわち、直流電圧VLが制御下限電圧よりも低い場合には、ステップS160により、VL異常フラグFvl=1に設定するとともに、上昇要求フラグFVup=1に設定する。 Further, when VL<VLmin (when YES is determined in S130), that is, when the DC voltage VL is lower than the control lower limit voltage, the HV-ECU 8 sets the VL abnormality flag Fvl=1 in step S160. , Rise request flag FVup=1 is set.
このように、VL異常フラグFvlおよび上昇要求フラグFVupにより、直流電圧VLの異常有無、および、異常が上昇側および低下側のいずれであるかを識別する情報が得られる。当該情報は、図4に示される走行制御での出力配分に反映される。 As described above, the VL abnormality flag Fvl and the increase request flag FVup provide information that identifies whether the DC voltage VL is abnormal and whether the abnormality is on the rising side or the falling side. The information is reflected in the output distribution in the traveling control shown in FIG.
図4を参照して、HV−ECU8は、ステップS200により、バッテリレス走行中であるかどうかを判定する。バッテリレス走行中でない場合(ステップS200のNO判定時)には、ステップS210以下の処理は実行されない。この場合には、通常走行での走行制御が別途実行される。 Referring to FIG. 4, HV-ECU 8 determines in step S200 whether or not the vehicle is running without a battery. When the vehicle is not traveling without a battery (when NO is determined in step S200), the processes of step S210 and thereafter are not executed. In this case, traveling control during normal traveling is separately executed.
HV−ECU8は、バッテリレス走行時(S200のYES判定時)には、ステップS210により、走行状態からハイブリッド車両100のトータルトルクTtlを算出する。たとえば、ハイブリッド車両100のアクセル開度Accおよび車速をパラメータとして、当該2変数からバッテリレス走行時のトータルトルクTtlを設定するマップが予め作成されることにより、ステップS210の処理が実現できる。
During batteryless traveling (when YES is determined in S200), HV-ECU 8 calculates total torque Ttl of
HV−ECU8は、ステップS220により、トータルトルクTtlを確保するための基本的な出力配分を仮決定する。ステップS220では、後輪トルクTwb=0として、前輪トルクTwfのみでトータルトルクTtlを発生するように(Ttl=Twf)、エンジンENGおよびモータジェネレータMG1,MG2,MGRの出力が設定される。 The HV-ECU 8 tentatively determines the basic output distribution for securing the total torque Ttl in step S220. In step S220, the outputs of engine ENG and motor generators MG1, MG2, MGR are set so that rear wheel torque Twb=0 and total torque Ttl is generated only by front wheel torque Twf (Ttl=Twf).
具体的には、Twr=0、すなわち、Tmgr=0とした上で、図2に示された共線図に従って、Tfr=Ttlを出力し、かつ、直流電圧VHの電力制御が実現されるように、エンジンENGの動作点、ならびに、モータジェネレータMG1およびMG2のトルクTmg1rおよびTmg2rが設定される。たとえば、特許文献1または2と同様の手法にて、Tmg1rおよびTmg2rを設定することができる。このとき、Tmg1r,Tmg2rに加えて、Tmg1,Tmg2の上下限値がさらに設定される。当該上下限値は、たとえば、電力制御が破綻しないためのトルク範囲と対応して設定される。
Specifically, after setting Twr=0, that is, Tmgr=0, Tfr=Ttl is output according to the alignment chart shown in FIG. 2, and power control of the DC voltage VH is realized. At, the operating point of engine ENG and torques Tmg1r and Tmg2r of motor generators MG1 and MG2 are set. For example, Tmg1r and Tmg2r can be set by a method similar to that of
HV−ECU8は、ステップS230により、VL異常フラグFvlをチェックする。そして、Fvl=0のとき(S230のNO判定時)、すなわち、直流電圧VLが正常範囲内であるときには、ステップS250に処理が進められる。 The HV-ECU 8 checks the VL abnormality flag Fvl in step S230. Then, when Fvl=0 (when NO is determined in S230), that is, when the DC voltage VL is within the normal range, the process proceeds to step S250.
HV−ECU8は、ステップS250では、ステップS220の出力配分を維持して、トルク指令値Tmg1*,Tmg2*,Tmgr*を設定する。この結果、Tmgr*=0、かつ、Tmg1*=Tmgr1(S220),Tmg2*=Tmg2r(S220)に設定される。 In step S250, HV-ECU 8 maintains the output distribution in step S220 and sets torque command values Tmg1*, Tmg2*, Tmgr*. As a result, Tmgr*=0 and Tmg1*=Tmgr1 (S220) and Tmg2*=Tmg2r (S220) are set.
HV−ECU8は、VL異常フラグFvl=1のとき(S230のYES判定時)には、ステップS240により、ステップS220で設定されたトルクTmg1r,Tmg2rが、併せて設定された上下限値(S220)と等しいかどうかを判定する。HV−ECU8は、Tmg1r,Tmg2rのいずれかが上下限値に等しい場合には(S240のYES判定時)、出力配分を修正する余地がないと判断して、ステップS250に処理を進める。この結果、ステップS220のときの配分を維持して、モータジェネレータMG1,MG2,MGRのトルク指令値Tmg1*,Tmg2*,Tmgr*が設定される。 When the VL abnormality flag Fvl=1 (when YES is determined in S230), the HV-ECU 8 sets the upper and lower limit values (S220) of the torques Tmg1r and Tmg2r set in step S220 in step S240. Is determined to be equal to. When either of Tmg1r and Tmg2r is equal to the upper and lower limit values (when YES is determined in S240), HV-ECU 8 determines that there is no room to correct the output distribution and advances the process to step S250. As a result, the torque command values Tmg1*, Tmg2*, Tmgr* of motor generators MG1, MG2, MGR are set while maintaining the distribution at step S220.
これに対して、HV−ECU8は、出力配分に変更の余裕があるとき(S240のNO判定時)には、ステップS260に処理を進めて、上昇要求フラグFVupを確認する。そして、FVup=1のとき(S260のYES判定時)、すなわち、直流電圧VLが制御下限電圧VLminよりも低下しており電圧上昇が必要なときには、HV−ECU8は、ステップS270に処理を進めて、出力配分を修正する。 On the other hand, when there is a margin to change the output distribution (when the NO determination is made in S240), the HV-ECU 8 advances the processing to step S260 and confirms the increase request flag FVup. Then, when FVup=1 (when YES is determined in S260), that is, when DC voltage VL is lower than control lower limit voltage VLmin and voltage increase is required, HV-ECU 8 advances the process to step S270. , Modify output allocation.
ステップS270では、モータジェネレータMGRが回生トルクの出力によって発電するように、トルク指令値Tmgr*<0(負値)に設定される。このときのTmgrは、所定値であってもよく、制御上限電圧VLmaxに対する上昇量(VL−VLmax)に応じて、可変に設定されてもよい。Tmgr<0、すなわち回生トルクの出力によってモータジェネレータMGRが発電することにより、直流電圧VLを上昇させることが可能となる。 In step S270, torque command value Tmgr*<0 (negative value) is set so that motor generator MGR generates power by the output of the regenerative torque. At this time, Tmgr may be a predetermined value, or may be variably set according to the amount of increase (VL-VLmax) with respect to the control upper limit voltage VLmax. Tmgr<0, that is, when the motor generator MGR generates power by the output of the regenerative torque, the DC voltage VL can be increased.
さらに、Tmgr<0に設定することにより、当該負トルクの分だけ前輪トルクTwfを増加することによって、トータルトルクTtl(S210)が確保されるように出力配分が修正される。具体的には、Twf=Ttl−Tmgr=Ttl+|Tmgr|に修正するとともに、修正された前輪トルクTwfを確保するように、ステップS220と同様の処理によって、エンジンENGの動作点、ならびに、モータジェネレータMG1およびMG2のTmg1*およびTmg2*が設定される。なお、この際に、上記上下限値の範囲内でトルク指令値Tmg1*およびTmg2*が設定できない場合には、トルク指令値Tmgr*の絶対値を減少させて、再計算することが必要である。 Further, by setting Tmgr<0, the front wheel torque Twf is increased by the negative torque, and the output distribution is corrected so that the total torque Ttl (S210) is secured. Specifically, the operation point of the engine ENG and the motor generator are corrected by the process similar to step S220 so as to correct Twf=Ttl-Tmgr=Ttl+|Tmgr| and to secure the corrected front wheel torque Twf. The Tmg1* and Tmg2* of MG1 and MG2 are set. At this time, if the torque command values Tmg1* and Tmg2* cannot be set within the upper and lower limit values, it is necessary to reduce the absolute value of the torque command value Tmgr* and recalculate. ..
反対に、FVup=0のとき(S260のNO判定時)、すなわち、直流電圧VLが制御上限電圧VLmaxも上昇しており電圧低下が必要なときには、HV−ECU8は、ステップS280に処理を進めて、出力配分を修正する。 On the other hand, when FVup=0 (when NO is determined in S260), that is, when the DC voltage VL also increases the control upper limit voltage VLmax and the voltage needs to be decreased, the HV-ECU 8 advances the process to step S280. , Modify output allocation.
ステップS280では、モータジェネレータMGRが力行トルクの出力により電力を消費するように、トルク指令値Tmgr*>0(正値)に設定される。このときのTmgrは、所定値であってもよく、制御上限電圧VLmaxに対する低下量(VLmin−VL)に応じて、可変に設定されてもよい。Tmgr>0、すなわち力行トルクの出力によってモータジェネレータMGRが電力を消費することにより、直流電圧VLを低下させることができる。 In step S280, torque command value Tmgr*>0 (positive value) is set such that motor generator MGR consumes electric power due to the output of power running torque. At this time, Tmgr may be a predetermined value or may be variably set according to the amount of decrease (VLmin-VL) with respect to the control upper limit voltage VLmax. Tmgr>0, that is, the motor generator MGR consumes electric power due to the output of the power running torque, so that the DC voltage VL can be reduced.
さらに、Tmgr>0に設定することにより、当該正トルクの分だけ前輪トルクTwfを減少することによって、トータルトルクTtl(S210)が確保されるように出力配分が修正される。具体的には、Twf=Ttl−Tmgr(Tmgr>0)に修正するとともに、修正された前輪トルクTwfを確保するように、ステップS220と同様の処理によって、エンジンENGの動作点、ならびに、モータジェネレータMG1およびMG2のトルク指令値Tmg1*およびTmg2*が設定される。なお、この際にも、上記上下限値の範囲内でトルク指令値Tmg1*およびTmg2*が設定できない場合には、ステップS270と同様の再計算が実行される。 Further, by setting Tmgr>0, the front wheel torque Twf is reduced by the positive torque, and the output distribution is corrected so that the total torque Ttl (S210) is secured. Specifically, Twf=Ttl-Tmgr (Tmgr>0) is corrected, and the same operation as in step S220 is performed so as to ensure the corrected front wheel torque Twf. Torque command values Tmg1* and Tmg2* for MG1 and MG2 are set. Also at this time, if the torque command values Tmg1* and Tmg2* cannot be set within the upper and lower limit values, the recalculation similar to step S270 is executed.
図5は、バッテリレス走行時における出力配分修正の一例を説明する概念図である。
図5を参照して、直流電圧VLが正常範囲内であるときの(Fvl=0)出力配分では、モータジェネレータMGRではTmgr=0に設定されるとともに、モータジェネレータMG1,MG2では、Tmg2>0,Tmg1<0に設定されることで、トータルトルクTtlが確保される。
FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating an example of output distribution correction during battery-less traveling.
Referring to FIG. 5, in the output distribution when the DC voltage VL is within the normal range (Fvl=0), Tmgr=0 is set in the motor generator MGR, and Tmg2>0 in the motor generators MG1 and MG2. , Tmg1<0, the total torque Ttl is secured.
これに対して、VL<VLminとなるVL昇圧時(VLup=1)には、Tmgr=0からTmgr<0に修正される。さらに、Tmgr<0による駆動力の減少を補償するために、Ttlよりも|Tmgr|だけ大きいTwf(Twf=Ttl−Tmgr)を確保するように、モータジェネレータMG1,MG2のトルク指令値Tmg1*,Tmg2*が修正される。これにより、モータジェネレータMGRの回生発電によって直流電圧VLを上昇させるとともに、走行状態に応じたトータル駆動力(S210)を確保するように、エンジンENGおよびモータジェネレータMG1,MG2,MGRの出力配分が修正される。 On the other hand, at the time of boosting VL where VL<VLmin (VLup=1), Tmgr=0 is corrected to Tmgr<0. Further, in order to compensate for the decrease in the driving force due to Tmgr<0, the torque command values Tmg1*, Tmg1*, of the motor generators MG1, MG2 are set so as to secure Twf (Twf=Ttl−Tmgr) which is larger than Ttl by |Tmgr|. Tmg2* is modified. As a result, the DC voltage VL is increased by the regenerative power generation of the motor generator MGR, and the output distribution of the engine ENG and the motor generators MG1, MG2, MGR is corrected so as to secure the total driving force (S210) according to the running state. To be done.
一方で、VL>VLminとなるVL降圧時(VLup=0)には、Tmgr=0からTmgr>0に修正される。さらに、Tmgr>0による駆動力の増加を補償するために、TtlよりもTmgrだけ小さいTwf(Twf=Ttl−Tmgr)を出力するように、モータジェネレータMG1,MG2のトルク指令値Tmg1*,Tmg2*が修正される。これにより、モータジェネレータMGRの電力消費によって直流電圧VLを低下させるとともに、走行状態に応じたトータル駆動力(S210)を確保するように、エンジンENGおよびモータジェネレータMG1,MG2,MGRの出力配分が修正される。 On the other hand, when VL is lowered (VLup=0) such that VL>VLmin, Tmgr=0 is corrected to Tmgr>0. Further, in order to compensate for the increase in driving force due to Tmgr>0, torque command values Tmg1*, Tmg2* of the motor generators MG1, MG2 are output so as to output Twf (Twf=Ttl−Tmgr) that is smaller than Ttl by Tmgr. Is fixed. As a result, the DC voltage VL is reduced by the power consumption of the motor generator MGR, and the output distribution of the engine ENG and the motor generators MG1, MG2, MGR is corrected so as to secure the total driving force (S210) according to the running state. To be done.
以上説明したように、本実施の形態に従う車両によれば、バッテリレス走行時に、直流電圧VLが一定範囲(VLmin≦VL≦VLmax)から外れたときには、モータジェネレータMGRの回生発電または電力消費を強制的に実行することにより、直流電圧VLの過上昇または過低下を速やかに解消できる。その際に、図5に示したような出力配分修正を行うことによって、走行状態に応じた車両のトータルトルクTtlについても確保することができる。これにより、バッテリレス走行中に、直流電圧VLの過度の上昇または低下によって走行継続が不能となることを防止できるので、バッテリレス走行の走行距離を確保することが可能となる。 As described above, according to the vehicle according to the present embodiment, when the DC voltage VL is out of the fixed range (VLmin≦VL≦VLmax) during battery-less traveling, the regenerative power generation or the power consumption of motor generator MGR is forced. By executing the above-mentioned method, it is possible to quickly eliminate the excessive rise or the excessive fall of the DC voltage VL. At this time, by performing the output distribution correction as shown in FIG. 5, it is possible to secure the total torque Ttl of the vehicle according to the traveling state. As a result, it is possible to prevent the continuation of traveling from being impossible due to excessive rise or fall of the DC voltage VL during batteryless traveling, so that it is possible to secure a traveling distance for batteryless traveling.
本実施の形態では、バッテリレス走行において、モータジェネレータMG1は「発電機」の一実施例に対応し、モータジェネレータMG2は「第1の電動機」の一実施例に対応し、モータジェネレータMGRは「第2の電動機」の一実施例に対応する。同様に、前輪WFは「第1の駆動輪」に対応し、後輪WRは「第2の駆動輪」に対応する。さらに、コンバータ12は「第1の電圧変換器」に対応し、DC/DCコンバータ132は「第2の電圧変換器」に対応するので、電力線PL1は「第1の電力線」に対応し、電力線HPLは「第2の電力線」に対応する。
In the present embodiment, in batteryless traveling, motor generator MG1 corresponds to an example of “generator”, motor generator MG2 corresponds to an example of “first electric motor”, and motor generator MGR is “ It corresponds to an example of the "second electric motor". Similarly, the front wheels WF correspond to the “first drive wheels” and the rear wheels WR correspond to the “second drive wheels”. Furthermore, since the
なお、本発明が適用されるハイブリッド車両の構成は、図1の例示に限定されるものではない点について確認的に記載する。たとえば、モータジェネレータMG1が、エンジン出力による専用の発電機で構成された場合にも、モータジェネレータMGRの出力トルクを同様に制御することによって、直流電圧VLの過度の上昇および低下を防止することができる。 It should be noted that the configuration of the hybrid vehicle to which the present invention is applied is not limited to the example shown in FIG. For example, even when motor generator MG1 is formed of a dedicated generator for engine output, the output torque of motor generator MGR is similarly controlled to prevent the DC voltage VL from excessively increasing and decreasing. it can.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.
5 蓄電装置、11 Fr−PCU、12 コンバータ、14 Re−PCU、20,22,24 インバータ、100 ハイブリッド車両、120 制御装置、123,124,125 アーム、130 補機負荷、132 DC/DCコンバータ、135 補機バッテリ、C1〜C3 コンデンサ、D1〜D8 ダイオード、DS 出力軸、ENG エンジン、FVup 上昇要求フラグ、Fvl VL異常フラグ、GL2,SL1,SL2 接地線、HPL,PL1,PL2 電力線、L1 リアクトル、MG1,MG2,MGR モータジェネレータ、PG 動力分割機構、PWC 信号(コンバータ)、PWI1〜PWI3 駆動指令(インバータ)、Q1〜Q8 スイッチング素子、SE リレー制御信号、SMR1,SMR2 システムメインリレー、TA トランスアクスル、Tep 直達トルク、Tmg1*,Tmg2*,Tmgr* トルク指令値、Ttl トータルトルク、Twb 後輪トルク、Twf 前輪トルク、VH,VL 直流電圧、VLmax 制御上限電圧、VLmin 制御下限電圧、WF 前輪、WR 後輪。 5 power storage device, 11 Fr-PCU, 12 converter, 14 Re-PCU, 20, 22, 24 inverter, 100 hybrid vehicle, 120 control device, 123, 124, 125 arm, 130 auxiliary load, 132 DC/DC converter, 135 Auxiliary battery, C1 to C3 capacitor, D1 to D8 diode, DS output shaft, ENG engine, FVup rising request flag, Fvl VL abnormality flag, GL2, SL1, SL2 ground line, HPL, PL1, PL2 power line, L1 reactor, MG1, MG2, MGR Motor generator, PG Power split mechanism, PWC signal (converter), PWI1 to PWI3 drive command (inverter), Q1 to Q8 switching element, SE relay control signal, SMR1, SMR2 system main relay, TA transaxle, Tep Direct torque, Tmg1*, Tmg2*, Tmgr* Torque command value, Ttl total torque, Twb rear wheel torque, Twf front wheel torque, VH, VL DC voltage, VLmax control upper limit voltage, VLmin control lower limit voltage, WF front wheel, WR rear ring.
Claims (1)
内燃機関と、
前記内燃機関の動力の少なくとも一部を用いて発電するための発電機と、
前記第1の駆動輪との間に動力伝達経路を有するように構成された第1の電動機と、
第1の電力線に対して、開閉器を介して電気的に接続される蓄電装置と、
前記第1の電力線と、前記第1の電動機および前記発電機の双方と電気的に接続された第2の電力線との間に接続されて、前記第1および第2の電力線の間で直流電圧変換を実行するように構成された第1の電圧変換器と、
前記第1の電力線の直流電圧を降圧して補機の動作電圧に変換するための第2の電圧変換器と、
前記第1の電力線と電気的に接続されて、前記第2の駆動輪との間に動力伝達経路を有するように構成された第2の電動機と、
前記開閉器が開放された走行状態において、前記内燃機関、前記第1の電圧変換器、前記発電機、ならびに、前記第1および第2の電動機を制御するための制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記第1の電力線の電圧を制御するように前記第1の電圧変換器の動作を制御するとともに、車両状態に応じた車両駆動トルクを得るための、前記内燃機関の動作点と、前記内燃機関、前記発電機、ならびに、前記第1および第2の電動機の間での出力配分とを制御し、
前記制御装置は、さらに、
前記第1の電力線の電圧が所定の制御下限電圧よりも低下した場合には、前記第2の電動機が回生トルクを出力するとともに、前記第1の電圧変換器、前記発電機、前記内燃機関、ならびに、前記第1および第2の電動機の出力全体で前記車両駆動トルクが確保されるように前記出力配分を制御する一方で、前記第1の電力線の電圧が所定の制御上限電圧よりも上昇した場合には、前記第2の電動機が力行トルクを出力するとともに、前記出力全体で前記車両駆動トルクが確保されるように前記出力配分を制御する、ハイブリッド車両。 First and second drive wheels,
An internal combustion engine,
A generator for generating power using at least a part of the power of the internal combustion engine,
A first electric motor configured to have a power transmission path with the first drive wheel;
A power storage device electrically connected to the first power line via a switch;
A DC voltage is connected between the first power line and a second power line electrically connected to both the first electric motor and the generator, and a DC voltage is applied between the first and second power lines. A first voltage converter configured to perform the conversion;
A second voltage converter for stepping down the DC voltage of the first power line and converting it into an operating voltage of an auxiliary machine;
A second electric motor electrically connected to the first electric power line and configured to have a power transmission path between the first electric power line and the second drive wheel;
A control device for controlling the internal combustion engine, the first voltage converter, the generator, and the first and second electric motors in a traveling state in which the switch is opened,
The control device is
An operating point of the internal combustion engine for controlling the operation of the first voltage converter so as to control the voltage of the first power line and obtaining a vehicle driving torque according to a vehicle state; , the generator, and, by controlling the output distribution between the first and second electric motors,
The control device further includes
When the voltage of the first power line drops below a predetermined control lower limit voltage, the second electric motor outputs regenerative torque, and the first voltage converter, the generator, the internal combustion engine, In addition, while controlling the output distribution so that the vehicle drive torque is secured by the entire output of the first and second electric motors, the voltage of the first power line has risen above a predetermined control upper limit voltage. In this case, the second electric motor outputs a power running torque, and controls the output distribution so that the vehicle driving torque is secured by the entire output.
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