JP2009018693A - 車両およびその制御方法並びに駆動装置 - Google Patents

車両およびその制御方法並びに駆動装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2009018693A
JP2009018693A JP2007182798A JP2007182798A JP2009018693A JP 2009018693 A JP2009018693 A JP 2009018693A JP 2007182798 A JP2007182798 A JP 2007182798A JP 2007182798 A JP2007182798 A JP 2007182798A JP 2009018693 A JP2009018693 A JP 2009018693A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
inverter circuit
driving force
motor
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007182798A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4965363B2 (ja
Inventor
Noritake Mitsuya
典丈 光谷
Sen Shiraishi
潜 白石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2007182798A priority Critical patent/JP4965363B2/ja
Priority to PCT/JP2008/062571 priority patent/WO2009008501A1/ja
Priority to CN2008800244210A priority patent/CN101687503B/zh
Priority to US12/667,786 priority patent/US8335603B2/en
Priority to EP08778086.2A priority patent/EP2165903A4/en
Publication of JP2009018693A publication Critical patent/JP2009018693A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4965363B2 publication Critical patent/JP4965363B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44Series-parallel type
    • B60K6/445Differential gearing distribution type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44Series-parallel type
    • B60K6/448Electrical distribution type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/52Driving a plurality of drive axles, e.g. four-wheel drive
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/003Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to inverters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/61Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries by batteries charged by engine-driven generators, e.g. series hybrid electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/02Arrangement or mounting of electrical propulsion units comprising more than one electric motor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10Vehicle control parameters
    • B60L2240/24Steering angle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/42Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/421Speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/42Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423Torque
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/48Drive Train control parameters related to transmissions
    • B60L2240/486Operating parameters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/08Electric propulsion units
    • B60W2510/081Speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10Longitudinal speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/10Accelerator pedal position
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/12Brake pedal position
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/16Ratio selector position
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/18Steering angle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0644Engine speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0666Engine torque
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08Electric propulsion units
    • B60W2710/083Torque
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/10Change speed gearings
    • B60W2710/105Output torque
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

【課題】電動機を駆動するインバータに閉回路が形成される閉回路形成異常が発生したときでも要求に応じた駆動力を出力する。
【解決手段】モータMG2を駆動するインバータが一相短絡となる異常が生じたときには、このインバータを三相短絡の状態とすると共に(S100)、モータMG2の回転に伴って生じる逆起電圧によって駆動軸に作用する逆起電圧作用トルクTbと操舵角θに応じた操舵角作用トルクTsとをアクセルペダルの踏み込みに応じた要求トルクT*から減じて実行用トルクTr*を設定し(S120〜S150)、実行用トルクTr*により走行するようエンジンとモータMG1を駆動するインバータとを制御する(S160〜S200)。これにより、エンジンとモータMG1とにより駆動軸に出力される駆動力を要求トルクT*に応じたものとすることができる。
【選択図】図3

Description

本発明は、車両およびその制御方法並びに駆動装置に関し、詳しくは、車両およびその制御方法並びに内燃機関および充放電可能な蓄電手段と共に駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置に組み込まれる駆動装置に関する。
従来、この種の車両としては、エンジンと、第1モータと、エンジンの出力軸と第1モータの回転軸と車軸側とに接続された遊星歯車機構と、車軸側に接続された同期発電電動機としての第2モータとを備え、第2モータを駆動するインバータの異常に対処するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この車両では、前輪に接続された第2モータを駆動するインバータが過熱する異常が発生したときには、第2モータからのトルクを小さくすると共に後輪に接続された第3モータからのトルクを大きくすることにより、車両に要求される要求トルクを出力しつつインバータの過熱を抑制しようとしている。
特開2006−197717号公報
上述の車両に生じる異常として、第2モータを駆動するインバータのスイッチング素子がオン固定する異常が考えられる。この場合、第2モータを駆動することができないため、少なくとも退避走行として、エンジンと第1モータとを駆動することにより、走行用に必要な駆動力を確保することが考えられる。このとき、第2モータとして例えばPM型の同期発電電動機を用いると、三相コイルのうちの一相に閉回路が形成され、第2モータのロータの回転に伴って生じる逆起電圧により車両に制動力が作用し、運転者のアクセルワークに応じた駆動力により走行できなくなってしまう。
本発明の車両およびその制御方法並びに駆動装置は、電動機を駆動するインバータに閉回路が形成される閉回路形成異常が発生したときでも要求に応じた駆動力を出力することを主目的とする。
本発明の車両およびその制御方法並びに駆動装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明の車両は、
内燃機関と、
動力を入出力可能な発電機を有し、車軸側に接続されると共に該車軸側とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記車軸側と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記車軸または該車軸とは異なる車軸に動力を入出力可能で回転に伴って逆起電圧を生じる電動機と、
前記発電機を駆動するための第1インバータ回路と、
前記電動機を駆動するための第2インバータ回路と、
前記第1インバータ回路および前記第2インバータ回路を介して前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
前記第2インバータ回路の一部の相に閉回路が形成される閉回路形成異常を検出する閉回路形成異常検出手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記閉回路形成異常検出手段により閉回路形成異常が検出されたときには、前記第2インバータ回路のスイッチング素子が所定のスイッチ状態で停止するよう該第2インバータ回路を制御すると共に前記電動機の回転に伴って生じる逆起電圧によって車両に作用する制動力の少なくとも一部をキャンセルするためのキャンセル用駆動力と前記設定された要求駆動力との和の駆動力に基づく実行用駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記第1インバータ回路とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
この本発明の車両では、電動機を駆動するための第2インバータ回路の一部の相に閉回路が形成される閉回路形成異常が生じたときには、第2インバータ回路のスイッチング素子が所定のスイッチ状態で停止するよう第2インバータ回路を制御すると共に電動機の回転に伴って生じる逆起電圧によって車両に作用する制動力の少なくとも一部をキャンセルするためのキャンセル用駆動力と走行に要求される要求駆動力との和の駆動力に基づく実行用駆動力により走行するよう内燃機関と第1インバータ回路とを制御する。これにより、内燃機関と電力動力入出力手段とにより出力される駆動力を要求駆動力に応じたものとすることができ、要求駆動力に応じた駆動力により走行することができる。
こうした本発明の車両において、前記所定のスイッチ状態は、前記第2インバータ回路の全ての相に閉回路が形成されるスイッチ状態であるものとすることもできる。こうすれば、電動機の回転に伴って生じる逆起電圧によって車両に作用する制動力を小さくすることができる。
また、本発明の車両において、前記制御手段は、前記電動機の回転数と前記キャンセル用駆動力との関係として予め定めた回転数駆動力関係を用いて得られる前記キャンセル用駆動力を用いて前記内燃機関と前記第1インバータ回路とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、容易にキャンセル用駆動力を得ることができる。
さらに、本発明の車両において、前記制御手段は、車両の操舵角が大きいほど大きくなる傾向に操舵角用駆動力を設定すると共に該設定した操舵角用駆動力と前記キャンセル用駆動力と前記設定された要求駆動力との和の駆動力を前記実行用駆動力として前記内燃機関と前記第1インバータ回路とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、実行用駆動力を操舵角に応じた駆動力とすることができ、操舵角に応じた駆動力により走行することができる。
あるいは、本発明の車両において、前記制御手段は、前記実行用駆動力を前記蓄電手段を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限の範囲内で出力して走行するよう前記内燃機関と前記第1インバータ回路とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、過大な電力による蓄電手段の充放電を抑止することができる。
また、本発明の車両において、前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で前記車軸側または該車軸とは異なる車軸に動力を入出力可能な前記電動機とは異なる第2電動機と、前記第2電動機を駆動するための第3インバータ回路と、を備え、前記制御手段は、前記第2電動機から駆動力が出力されて前記実行用駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記第1インバータ回路と前記第3インバータ回路とを制御する手段である、ものとすることもできる。
本発明の車両において、前記電力動力入出力手段は、前記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発電機の回転軸との3軸に接続され該3軸のうちいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段を有する手段であるものとすることもできる。
本発明の駆動装置は、
内燃機関および充放電可能な蓄電手段と共に駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置に組み込まれる駆動装置であって、
前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で、動力を入出力可能な発電機を有し、前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能で回転に伴って逆起電圧を生じる電動機と、
前記発電機を駆動するための第1インバータ回路と、
前記電動機を駆動するための第2インバータ回路と、
前記第1インバータ回路および前記第2インバータ回路を介して前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
前記第2インバータ回路の一部の相に閉回路が形成される閉回路形成異常を検出する閉回路形成異常検出手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記閉回路形成異常検出手段により閉回路形成異常が検出されたときには、前記第2インバータ回路のスイッチング素子が所定のスイッチ状態で停止するよう該第2インバータ回路を制御すると共に前記電動機の回転に伴って生じる逆起電圧によって前記駆動軸に作用する制動力の少なくとも一部をキャンセルするためのキャンセル用駆動力と前記設定された要求駆動力との和の駆動力に基づく実行用駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関の制御と共に前記第1インバータ回路を制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
この本発明の駆動装置では、電動機を駆動するための第2インバータ回路の一部の相に閉回路が形成される閉回路形成異常が生じたときには、第2インバータ回路のスイッチング素子が所定のスイッチ状態で停止するよう第2インバータ回路を制御すると共に電動機の回転に伴って生じる逆起電圧によって駆動軸に作用する制動力の少なくとも一部をキャンセルするためのキャンセル用駆動力と駆動軸に要求される要求駆動力との和の駆動力に基づく実行用駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と第1インバータ回路とを制御する。これにより、内燃機関と電力動力入出力手段とにより出力される駆動力を要求駆動力に応じたものとすることができ、要求駆動力に応じた駆動力を駆動軸に出力することができる。
本発明の車両の制御方法は、
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機を有し車軸側に接続されると共に該車軸側とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記車軸側と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記車軸または該車軸とは異なる車軸に動力を入出力可能で回転に伴って逆起電圧を生じる電動機と、前記発電機を駆動するための第1インバータ回路と、前記電動機を駆動するための第2インバータ回路と、前記第1インバータ回路および前記第2インバータ回路を介して前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記第2インバータ回路の一部の相に閉回路が形成される閉回路形成異常が生じたときには、前記第2インバータ回路のスイッチング素子が所定のスイッチ状態で停止するよう該第2インバータ回路を制御すると共に前記電動機の回転に伴って生じる逆起電圧によって前記駆動軸に作用する制動力の少なくとも一部をキャンセルするためのキャンセル用駆動力と走行に要求される要求駆動力との和の駆動力に基づく実行用駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記第1インバータ回路とを制御する、
ことを特徴とする。
この本発明の車両の制御方法では、電動機を駆動するための第2インバータ回路の一部の相に閉回路が形成される閉回路形成異常が生じたときには、第2インバータ回路のスイッチング素子が所定のスイッチ状態で停止するよう第2インバータ回路を制御すると共に電動機の回転に伴って生じる逆起電圧によって車両に作用する制動力の少なくとも一部をキャンセルするためのキャンセル用駆動力と走行に要求される要求駆動力との和の駆動力に基づく実行用駆動力により走行するよう内燃機関と第1インバータ回路とを制御する。これにより、内燃機関と電力動力入出力手段とにより出力される駆動力を要求駆動力に応じたものとすることができ、要求駆動力に応じた駆動力により走行することができる。
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
図1は、本発明の一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。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配統合機構30に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに取り付けられた減速ギヤ35と、この減速ギヤ35に接続されたモータMG2と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。
エンジン22は、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であり、エンジン22の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンECU24は、ハイブリッド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りエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22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、エンジンECU24は、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてクランクシャフト26の回転数、即ちエンジン22の回転数Neも演算している。
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構30は、キャリア34にはエンジン22のクランクシャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リングギヤ32にはリングギヤ軸32aを介して減速ギヤ35がそれぞれ連結されており、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して、最終的には車両の駆動輪63a,63bに出力される。
図2は、モータMG1,MG2を中心とした電気駆動系の構成の概略を示す構成図である。モータMG1,MG2は、いずれも外表面に永久磁石が貼り付けられたロータと、三相コイルが巻回されたステータとを備える周知のPM型の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ50は、モータMG1,MG2のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータMG1,MG2により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ50は充放電されない。インバータ41は、6個のトランジスタT1〜T6とトランジスタT1〜T6の各々に逆方向に並列接続された6個のダイオードD1〜D6とにより構成されている。トランジスタT1〜T6は、電力ライン54の正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側とになるよう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、電力ライン54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T1〜T6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を回転駆動することができる。インバータ42も、6個のトランジスタT7〜T12と6個のダイオードD7〜D12とによりインバータ41と同様に構成されており、トランジスタT7〜T12のオン時間の割合を制御することによりモータMG2を回転駆動することができる。モータMG1,MG2は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を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からの信号や、モータMG1,MG2の三相コイルの各相に流れる相電流を検出する電流センサ45U,45V,45W,46U,46V,46Wからの相電流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T1〜T6,T7〜T12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からの信号に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2も演算している。
バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された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力ライン54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に取り付けられた温度センサ51からの電池温度Tb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残容量(SOC)を演算したり、演算した残容量(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を演算している。
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72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、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81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83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85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,図示しないステアリングの操舵角を検出する操舵角センサ89からの操舵角θなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド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。
こうして構成された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としてのリングギヤ軸32a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リングギヤ軸32a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動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32a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動力分配統合機構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リングギヤ軸32a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リングギヤ軸32a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。また、モータMG2やインバータ42に異常が生じてモータMG2を駆動できなくなったときでも走行を確保する退避走行用のモードとして、モータMG2の運転を停止してエンジン22で反力を受け止めながらモータMG1からの負のトルクを動力分配統合機構30で反転させて正のトルクとしてリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御して走行する直行走行モードも用意されている。
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特にモータMG2やインバータ42に異常が生じてモータMG2を駆動できなくなって直行走行モードで走行する際の動作について説明する。図3はハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される直行走行モード時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、実施例では、モータECU40により実行される図示しない短絡異常検出ルーチンによって電流センサ46U,46V,46Wからの相電流に基づいてインバータ42のトランジスタT7〜T12の一つがオン固定する異常、即ち、モータMG2の三相コイルの一相が短絡する異常が検出されたときに実行される。
直行走行モード時駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、モータMG2の三相コイルの三相全てが短絡した状態になるるようモータECU40に指示する制御信号を出力する処理を実行する(ステップS100)。この制御信号を受信したモータECU40は、インバータ42のトランジスタT7〜T12のうちオン固定している一つのトランジスタと同じ側(図2のトランジスタT7,T8,T9側またはトランジスタT10,T11,T12側)の残り二つのトランジスタもオンとした状態で停止するようスイッチング制御を行なう。こうしてインバータ42を三相短絡の状態で停止するのは、モータMG2の回転に伴う逆起電圧によって生じる相電流を一相短絡の状態に比して全体として小さくするためである。
続いて、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,操舵角センサ89からの操舵角θ,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ50の入出力制限Win,Woutなどのデータを入力し(ステップS110)、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63a,63bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクT*を設定する(ステップS120)。ここで、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。また、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、バッテリ50の電池温度Tbとバッテリ50の残容量(SOC)とに基づいて設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。要求トルクT*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクT*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74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T*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。
こうしてデータを入力して要求トルクT*を設定すると、モータMG2の回転に応じて生じる逆起電圧により駆動軸としてのリングギヤ軸32aに作用する負のトルクとしての逆起電圧作用トルクTbを導出すると共に(ステップS130)、操舵角θに応じて車両に作用する制動力をリングギヤ軸32aに作用するトルクに変換して得られる負のトルクとしての操舵角作用トルクTsを導出し(ステップS140)、設定した要求トルクT*から導出した逆起電圧作用トルクTbと操舵角作用トルクTsとを減ずることにより駆動軸としてのリングギヤ軸32aに制御上出力すべき実行用トルクTr*を設定する(ステップS150)。ここで、逆起電圧作用トルクTbは、実施例では、モータMG2の回転数Nm2と逆起電圧作用トルクTbとの関係を予め実験等により求めて逆起電圧作用トルク導出用マップとしてROM74に記憶しておき、回転数Nm2が与えられると記憶したマップから対応する逆起電圧作用トルクTbを導出するものとした。図5に逆起電圧作用トルク導出用マップの一例を実線で示す。図中、破線は、インバータ42を三相短絡の状態にすることなく一相短絡の異常が生じたままの状態としたときにリングギヤ軸32aに作用するブレーキトルクを比較のために示したものである。このように、インバータ42を三相短絡にすることにより、モータMG2の回転数Nm2が値N1より大きくなる領域で一相短絡の状態のときに比して逆起電圧作用トルクTbの絶対値を小さくすることができる。また、操舵角作用トルクTsは、実施例では、操舵角θと操舵角作用トルクTsとの関係を予め実験等により求めて操舵角作用トルク導出用マップとしてROM74に記憶しておき、操舵角θが与えられると記憶したマップから対応する操舵角作用トルクTsを導出するものとした。図6に操舵角作用トルク導出用マップの一例を示す。図示するように、操舵角θの絶対値が大きいほど操舵角作用トルクTsが絶対値として大きくなる傾向に定められているのは、操舵角θの絶対値が大きいほど車両に作用する制動力が大きくなることに基づく。
こうして実行用トルクTr*を設定すると、エンジン22の目標回転数Ne*に所定回転数Nesetを設定すると共に設定したエンジン22の目標回転数Ne*と入力したエンジン22の回転数Neとに基づいて次式(1)によりエンジン22の目標トルクTe*を設定する(ステップS160)。ここで、所定回転数Nesetは、エンジン22を安定して運転することができる回転数範囲の下限よりも若干大きな回転数としてエンジン22の特性等により予め定められた回転数(例えば900rpmや1000rpmなど)である。また、式(1)は、エンジン22を目標回転数Ne*で運転するためのフィードバック制御における関係式であり、式(1)中、右辺第1項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第2項の「k2」は積分項のゲインである。
Te*=k1(Ne*-Ne)+k2∫(Ne*-Ne)dt (1)
続いて、設定した実行用トルクTr*に動力分配統合機構30のギヤ比ρ(サンギヤ31の歯数/リングギヤ32の歯数)を乗じて符号を反転させる次式(2)によりモータMG1から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクTm1tmpを計算し(ステップS170)、バッテリ50の入出力制限Win,WoutをモータMG1の回転数Nm1で除する式(3)および式(4)によりモータMG1から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tm1min,Tm1maxを計算し(ステップS180)、計算した仮トルクTm1tmpを式(5)によりトルク制限Tm1min,Tm1maxで制限してモータMG1のトルク指令Tm1*を設定する(ステップS190)。
Tm1tmp=-ρ・Tr* (2)
Tm1min=Win/Nm1 (3)
Tm1max=Wout/Nm1 (4)
Tm1*=max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min) (5)
こうしてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1のトルク指令Tm1*を設定すると、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のトルク指令Tm1*についてはモータECU40にそれぞれ送信し(ステップS200)、退避走行を終了してシフトポジションSPが変更されるなどの直行走行モードによる走行を終了する条件が成立しているか否かを判定し(ステップS210)、終了条件が成立していないときにはステップS110に戻ってステップS110〜S210の処理を繰り返し、終了条件が成立したときには直行走行モード時駆動制御ルーチンを終了する。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*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されるようインバータ41のトランジスタT1〜T6のスイッチング制御を行なう。
図7に、直行走行モードで走行しているときの動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで除したリングギヤ32の回転数Nrを示す。図中、R軸上の2つの下向き矢印はリングギヤ軸32aに作用する逆起電圧作用トルクTbと操舵角作用トルクTsとを示し、R軸上の上向き矢印はモータMG1から出力されて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに作用するトルクを示す。インバータ42が一相短絡の状態となる異常が生じると、車両の走行によるモータMG2の回転に伴って生じる逆起電圧によりリングギヤ軸32aにはブレーキトルクが作用するが、このブレーキトルクを考慮することなくアクセルペダル83の踏み込みに応じた要求トルクT*をそのまま用いてモータMG1を制御すると、駆動軸としてのリングギヤ軸32aには要求トルクT*よりもブレーキトルク分だけ小さなトルクしか出力されず、運転者のアクセルワークに応じた駆動力により走行することができなくなってしまう。このため、実施例では、逆起電圧作用トルクTbがキャンセルされるよう実行用トルクTr*を設定してモータMG1を制御するのである。さらに、インバータ42を三相短絡の状態で停止すると共に操舵角θに応じた操舵角作用トルクTsに対応するトルクを実行用トルクTr*に含めてモータMG1を制御するものとしたから、逆起電圧作用トルクTbの絶対値を小さくすると共に実行用トルクTr*を操舵角θに応じた駆動力とすることができ、これらの結果、要求トルクT*に応じた駆動力により走行することができる。
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、モータMG2を駆動するインバータ42が一相短絡の状態となる異常が生じたときには、モータMG2の回転に伴って生じる逆起電圧によって作用する逆起電圧作用トルクTbをキャンセルするトルク(−Tb)とアクセルペダル83の踏み込みに応じた要求トルクT*との和のトルクに基づく実行用トルクTr*により走行するようエンジン22とモータMG1を駆動するインバータ41とを制御するから、エンジン22とモータMG1とにより駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力される駆動力を要求トルクT*に応じたものとすることができ、要求トルクT*に応じた駆動力により退避走行を行なうことができる。また、インバータ42を三相短絡の状態とするから、リングギヤ軸32aに作用する逆起電圧作用トルクTbを小さくすることができる。しかも、操舵角θに応じた操舵角作用トルクTsに対応するトルクを実行用トルクTr*とするから、操舵角θに応じた駆動力により走行することができる。さらに、モータMG2の回転数Nm2と逆起電圧作用トルクTbとの関係を予め定めたブレーキトルク導出用マップを用いて逆起電圧作用トルクTbを導出するから、逆起電圧作用トルクTbを容易に得ることができる。また、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で設定したモータMG1のトルク指令Tm1*でモータMG1を制御するから過大な電力によるバッテリ50の充放電を抑止することができる。
実施例のハイブリッド自動車20では、操舵角θに応じた操舵角作用トルクTs*に対応するトルクを含めて実行用トルクTr*を設定するものとしたが、操舵角作用トルクTs*を考慮することなく実行用トルクTr*を設定するものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の回転数Nm2と逆起電圧作用トルクTbとの関係を予め定めた逆起電圧作用トルク導出用マップを用いて逆起電圧作用トルクTbを導出するものとしたが、電流センサ46U,46V,46Wからの相電流に基づいて逆起電圧作用トルクTbを推定するなど、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに作用するブレーキトルクの少なくとも一部に相当するトルクが得られるものであれば、予め定めたマップを用いることなく逆起電圧作用トルクTbを得るものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2を駆動するインバータ42が一相短絡の状態となる異常が生じたときには、インバータ42が三相短絡の状態で停止するよう制御するものとしたが、インバータ42の二相短絡の状態で停止するよう制御するなどとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2を駆動するインバータ42が一相短絡の状態となる異常が生じたときの処理として説明したが、インバータ42が二相短絡の状態となる異常が生じたときの処理としてもよい。
実施例のハイブリッド自動車20では、減速ギヤ35を介して駆動軸としてのリングギヤ軸32aにモータMG2を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸32aにモータMG2を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ35に代えて2段変速や3段変速,4段変速などの変速機を介してリングギヤ軸32aにモータMG2を取り付けるものとしても構わない。
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を減速ギヤ35により変速してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図8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の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図8における車輪64a,64bに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22およびモータMG1からの動力と減速ギヤ35により変速されたモータMG2からの動力とをリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図9の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、これらに加えてモータMG3の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図9における車輪64a,64bに接続された車軸)側に出力するものとしてもよい。この場合、実施例のモータ仮トルクTm1tmpのうちトルク制限Tm1min,Tm1maxで制限されたトルクに相当するトルクがモータMG3から出力されて走行するようモータMG3を駆動するインバータ243を制御するものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪63a,63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図10の変形例のハイブリッド自動車320に例示するように、エンジン22のクランクシャフト26に接続されたインナーロータ332と駆動輪63a,63bに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ334とを有し、エンジン22の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機330とこの対ロータ電動機330を駆動するインバータ341とを備えるものとしてもよい。
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶,航空機などの移動体に搭載される動力出力装置に内燃機関や二次電池などの蓄電装置と共に組み込まれる駆動装置の形態としても構わない。さらに、こうした車両の制御方法の形態としてもよい。
ここで、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。実施例では、エンジン22が「内燃機関」に相当し、動力分配統合機構30と「発電機」としてのモータMG1とが「電力動力入出力手段」に相当し、モータMG2が「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、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「蓄電手段」に相当し、電流センサ46U,46V,46Wからの相電流に基づいてインバータ42のトランジスタT7〜T12の一つがオン固定する異常が検出する図示しない短絡異常検出ルーチンを実行するモータECU40が「閉回路形成異常検出手段」に相当し、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて要求トルクTr*を設定する図3の駆動制御ルーチンのステップS120の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「要求駆動力設定手段」に相当し、モータMG2の三相コイルの一相が短絡する異常が検出されたときにインバータ42が三相短絡の状態で停止するようモータECU40に指示すると共に要求トルクTr*と逆起電圧作用トルクTbをキャンセルするトルクと操舵角作用トルクTsに対応するトルクとの和に基づく実行用トルクTr*により走行するようエンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*とモータMG1のトルク指令Tm1*を設定してエンジンECU24やモータECU40に送信する図3の直行走行モード時駆動制御ルーチンのステップS100,S130〜S200の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70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とインバータ42が三相短絡の状態になるようトランジスタT7〜T12をスイッチング制御しトルク指令Tm1*でモータMG1のインバータ41をスイッチング制御するモータECU40とが「制御手段」に相当する。また、動力分配統合機構30が「3軸式動力入出力手段」に相当し、モータMG3が「第2電動機」に相当し、インバータ243が「第3インバータ回路」に相当し、対ロータ電動機330も「発電機」および「電力動力入出力手段」に相当し、インバータ341も「第1インバータ回路」に相当する。
ここで、「内燃機関」としては、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に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構30とモータMG1とを組み合わせたものや対ロータ電動機330に限定されるされるものではなく、動力を入出力可能な発電機を有し、車軸側に接続されると共に該車軸側とは独立に回転可能に内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って車軸側と内燃機関の出力軸とに動力を入出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG1や対ロータ電動機330に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「電動機」としては、周知のPM型の同期発電電動機として構成されたモータMG2に限定されるものではなく、電力動力入出力手段が接続された車軸または該車軸とは異なる車軸に動力を入出力可能で回転に伴って逆起電圧を生じる電動機であれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「第1インバータ回路」としては、インバータ41やインバータ341に限定されるものではなく、発電機を駆動するためのものであれば如何なるものとしても構わない。「第2インバータ回路」としては、インバータ42に限定されるものではなく電動機を駆動するためのものであれば如何なるものとしても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ50に限定されるものではなく、キャパシタなど、発電機と電動機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「閉回路形成異常検出手段」としては、電流センサ46U,46V,46Wからの相電流に基づいてインバータ42のトランジスタT7〜T12の一つがオン固定する異常を検出するモータECU40に限定されるものではなく、トランジスタT7〜T12の各温度を検出する温度センサからの温度に基づいて異常を検出するものなど、第2インバータ回路の一部の相に閉回路が形成される閉回路形成異常を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求駆動力設定手段」としては、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて要求トルクTr*を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Accだけに基づいて要求トルクを設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定するものなど、走行に要求される要求駆動力を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット70とエンジンECU24とモータECU40とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、三相短絡の状態になるようインバータ42をスイッチング制御すると共に要求トルクTr*と逆起電圧作用トルクTbをキャンセルするトルクと操舵角作用トルクTsに対応するトルクとの和に基づく実行用トルクTr*により走行するようエンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*とモータMG1のトルク指令Tm1*を設定してエンジン22やモータMG1を制御するものに限定されるものではなく、閉回路形成異常検出手段により閉回路形成異常が検出されたときには、第2インバータ回路のスイッチング素子が所定のスイッチ状態で停止するよう該第2インバータ回路を制御すると共に電動機の回転に伴って生じる逆起電圧によって車両に作用する制動力の少なくとも一部をキャンセルするためのキャンセル用駆動力と走行に要求される要求駆動力との和の駆動力に基づく実行用駆動力により走行するよう内燃機関と第1インバータ回路とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「3軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構30に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて4以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、車軸に連結された駆動軸と内燃機関の出力軸と発電機の回転軸との3軸に接続され該3軸のうちいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「第2電動機」としては、モータMG3に限定されるものではなく、蓄電手段と電力のやり取りが可能で電力動力入出力手段が接続された車軸側または該車軸とは異なる車軸側に動力を入出力可能なモータMG2などの電動機とは異なるものであれば如何なるものとしても構わない。「第3インバータ回路」としては、インバータ243に限定されるものではなく、第2電動機を駆動するためのものであれば如何なるものとしても構わない。
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最良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。
以上、本発明を実施するための最良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。
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。
本発明の一実施例である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。 モータMG1,MG2やインバータ41,42,バッテリ50などからなる電気駆動系の構成の概略を示す構成図である。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される直行走行モード時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 逆起電圧作用トルク導出用マップの一例を示す説明図である。 操舵角トルク導出用マップの一例を示す説明図である。 直行走行モードで走行しているときの動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 変形例のハイブリッド自動車120の構成の概略を示す構成図である。 変形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る。 変形例のハイブリッド自動車320の構成の概略を示す構成図である。
符号の説明
20,120,220,320 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、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42,243,341 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、45U,45V,45W,46U,46V,46W 電流センサ、50 バッテリ、51 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、64a,64b 車輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、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、89 操舵角センサ、330 対ロータ電動機、332 インナーロータ 334 アウターロータ、MG1,MG2 モータ、D1〜D12 ダイオード、T1〜T12 トランジスタ。

Claims (9)

  1. 内燃機関と、
    動力を入出力可能な発電機を有し、車軸側に接続されると共に該車軸側とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記車軸側と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
    前記車軸または該車軸とは異なる車軸に動力を入出力可能で回転に伴って逆起電圧を生じる電動機と、
    前記発電機を駆動するための第1インバータ回路と、
    前記電動機を駆動するための第2インバータ回路と、
    前記第1インバータ回路および前記第2インバータ回路を介して前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
    前記第2インバータ回路の一部の相に閉回路が形成される閉回路形成異常を検出する閉回路形成異常検出手段と、
    走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
    前記閉回路形成異常検出手段により閉回路形成異常が検出されたときには、前記第2インバータ回路のスイッチング素子が所定のスイッチ状態で停止するよう該第2インバータ回路を制御すると共に前記電動機の回転に伴って生じる逆起電圧によって車両に作用する制動力の少なくとも一部をキャンセルするためのキャンセル用駆動力と前記設定された要求駆動力との和の駆動力に基づく実行用駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記第1インバータ回路とを制御する制御手段と、
    を備える車両。
  2. 前記所定のスイッチ状態は、前記第2インバータ回路の全ての相に閉回路が形成されるスイッチ状態である請求項1記載の車両。
  3. 前記制御手段は、前記電動機の回転数と前記キャンセル用駆動力との関係として予め定めた回転数駆動力関係を用いて得られる前記キャンセル用駆動力を用いて前記内燃機関と前記第1インバータ回路とを制御する手段である請求項1または2記載の車両。
  4. 前記制御手段は、車両の操舵角が大きいほど大きくなる傾向に操舵角用駆動力を設定すると共に該設定した操舵角用駆動力と前記キャンセル用駆動力と前記設定された要求駆動力との和の駆動力を前記実行用駆動力として前記内燃機関と前記第1インバータ回路とを制御する手段である請求項1ないし3いずれか記載の車両。
  5. 前記制御手段は、前記実行用駆動力を前記蓄電手段を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限の範囲内で出力して走行するよう前記内燃機関と前記第1インバータ回路とを制御する手段である請求項1ないし4いずれか記載の車両。
  6. 請求項1ないし5いずれか記載の車両であって、
    前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で前記車軸側または該車軸とは異なる車軸に動力を入出力可能な前記電動機とは異なる第2電動機と、
    前記第2電動機を駆動するための第3インバータ回路と、
    を備え、
    前記制御手段は、前記第2電動機から駆動力が出力されて前記実行用駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記第1インバータ回路と前記第3インバータ回路とを制御する手段である、
    車両。
  7. 前記電力動力入出力手段は、前記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発電機の回転軸との3軸に接続され該3軸のうちいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段を有する手段である請求項1ないし6いずれか記載の車両。
  8. 内燃機関および充放電可能な蓄電手段と共に駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置に組み込まれる駆動装置であって、
    前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で、動力を入出力可能な発電機を有し、前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
    前記駆動軸に動力を入出力可能で回転に伴って逆起電圧を生じる電動機と、
    前記発電機を駆動するための第1インバータ回路と、
    前記電動機を駆動するための第2インバータ回路と、
    前記第1インバータ回路および前記第2インバータ回路を介して前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
    前記第2インバータ回路の一部の相に閉回路が形成される閉回路形成異常を検出する閉回路形成異常検出手段と、
    前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
    前記閉回路形成異常検出手段により閉回路形成異常が検出されたときには、前記第2インバータ回路のスイッチング素子が所定のスイッチ状態で停止するよう該第2インバータ回路を制御すると共に前記電動機の回転に伴って生じる逆起電圧によって前記駆動軸に作用する制動力の少なくとも一部をキャンセルするためのキャンセル用駆動力と前記設定された要求駆動力との和の駆動力に基づく実行用駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関の制御と共に前記第1インバータ回路を制御する制御手段と、
    を備える駆動装置。
  9. 内燃機関と、動力を入出力可能な発電機を有し車軸側に接続されると共に該車軸側とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記車軸側と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記車軸または該車軸とは異なる車軸に動力を入出力可能で回転に伴って逆起電圧を生じる電動機と、前記発電機を駆動するための第1インバータ回路と、前記電動機を駆動するための第2インバータ回路と、前記第1インバータ回路および前記第2インバータ回路を介して前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
    前記第2インバータ回路の一部の相に閉回路が形成される閉回路形成異常が生じたときには、前記第2インバータ回路のスイッチング素子が所定のスイッチ状態で停止するよう該第2インバータ回路を制御すると共に前記電動機の回転に伴って生じる逆起電圧によって前記駆動軸に作用する制動力の少なくとも一部をキャンセルするためのキャンセル用駆動力と走行に要求される要求駆動力との和の駆動力に基づく実行用駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記第1インバータ回路とを制御する、
    ことを特徴とする車両の制御方法。
JP2007182798A 2007-07-12 2007-07-12 車両およびその制御方法並びに駆動装置 Expired - Fee Related JP4965363B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007182798A JP4965363B2 (ja) 2007-07-12 2007-07-12 車両およびその制御方法並びに駆動装置
PCT/JP2008/062571 WO2009008501A1 (ja) 2007-07-12 2008-07-11 車両およびその制御方法並びに駆動装置
CN2008800244210A CN101687503B (zh) 2007-07-12 2008-07-11 车辆及其控制方法以及驱动装置
US12/667,786 US8335603B2 (en) 2007-07-12 2008-07-11 Vehicle, control method of vehicle, and driving apparatus
EP08778086.2A EP2165903A4 (en) 2007-07-12 2008-07-11 Vehicle, its control method, and drive device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007182798A JP4965363B2 (ja) 2007-07-12 2007-07-12 車両およびその制御方法並びに駆動装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009018693A true JP2009018693A (ja) 2009-01-29
JP4965363B2 JP4965363B2 (ja) 2012-07-04

Family

ID=40228671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007182798A Expired - Fee Related JP4965363B2 (ja) 2007-07-12 2007-07-12 車両およびその制御方法並びに駆動装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8335603B2 (ja)
EP (1) EP2165903A4 (ja)
JP (1) JP4965363B2 (ja)
CN (1) CN101687503B (ja)
WO (1) WO2009008501A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2013140542A1 (ja) * 2012-03-21 2015-08-03 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の駆動制御装置
JP2016060280A (ja) * 2014-09-16 2016-04-25 株式会社デンソー ハイブリッド車両

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4222407B2 (ja) * 2006-10-25 2009-02-12 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置およびハイブリッド自動車
JP4229173B2 (ja) * 2006-11-22 2009-02-25 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置、それを備えた自動車、および動力出力装置の制御方法
JP4229175B2 (ja) * 2006-11-22 2009-02-25 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置、それを備えた自動車、および動力出力装置の制御方法
JP4965363B2 (ja) * 2007-07-12 2012-07-04 トヨタ自動車株式会社 車両およびその制御方法並びに駆動装置
JP4240149B1 (ja) * 2008-02-14 2009-03-18 トヨタ自動車株式会社 モータ駆動装置およびハイブリッド駆動装置
TWI413593B (zh) * 2008-11-28 2013-11-01 Ind Tech Res Inst 一種混合動力系統的串並聯耦合控制方法與系統
JP5334678B2 (ja) * 2009-05-14 2013-11-06 トヨタ自動車株式会社 車両駆動システムの制御装置
US8955625B2 (en) * 2009-09-11 2015-02-17 ALTe Technologies, Inc. Stackable motor
JP5527883B2 (ja) * 2009-12-08 2014-06-25 住友建機株式会社 建設機械
JP2012091667A (ja) * 2010-10-27 2012-05-17 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車輌の制御装置
JP6061916B2 (ja) * 2011-04-28 2017-01-18 セブコン リミテッド トルク制御装置、方法、コンピュータプログラム製品、装置、電子装置
US10933893B2 (en) * 2011-06-13 2021-03-02 Transportation Ip Holdings, Llc Vehicle electric supply system
JP5622053B2 (ja) * 2012-02-09 2014-11-12 株式会社デンソー 多相回転機の制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
JP5700000B2 (ja) * 2012-08-27 2015-04-15 トヨタ自動車株式会社 車両
JP5614661B2 (ja) 2012-10-09 2014-10-29 株式会社デンソー 回転電機制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
KR101791722B1 (ko) * 2013-08-30 2017-10-30 주식회사 만도 조향 제어 장치 및 방법
DE102015000466B4 (de) * 2015-01-15 2016-11-17 Audi Ag Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
JP6314863B2 (ja) * 2015-02-03 2018-04-25 株式会社デンソー 電子制御装置
JP6260558B2 (ja) * 2015-03-06 2018-01-17 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車
US10550816B2 (en) * 2016-02-17 2020-02-04 General Electric Company Start/stop system for vehicles and method of making same
JP6939793B2 (ja) * 2016-08-09 2021-09-22 日本電産株式会社 モータ制御方法、モータ制御システムおよび電動パワーステアリングシステム
JP6504527B2 (ja) * 2017-02-23 2019-04-24 マツダ株式会社 ハイブリッド車両の動力制御方法及び動力制御装置
JP6489509B2 (ja) 2017-02-23 2019-03-27 マツダ株式会社 ハイブリッド車両の動力制御方法及び動力制御装置
JP6521484B2 (ja) 2017-02-23 2019-05-29 マツダ株式会社 ハイブリッド車両の動力制御方法及び動力制御装置
JP6519957B2 (ja) 2017-02-23 2019-05-29 マツダ株式会社 ハイブリッド車両の動力制御方法及び動力制御装置
JP6607217B2 (ja) * 2017-03-03 2019-11-20 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車
JP6911750B2 (ja) * 2017-12-27 2021-07-28 トヨタ自動車株式会社 駆動装置
US10756665B2 (en) * 2018-07-27 2020-08-25 Hamilton Sunstrand Corporation Fault isolation for pulse width modulated three phase motor systems
US10675984B2 (en) * 2018-08-03 2020-06-09 American Axle & Manufacturing, Inc. Drive system and method for vehicle employing multiple electric motors
IT201900006238A1 (it) * 2019-04-23 2020-10-23 Piaggio & C Spa Sistema di controllo di un veicolo a sella cavalcabile provvisto di un azionamento elettrico
KR20210075265A (ko) * 2019-12-12 2021-06-23 현대자동차주식회사 차량용 모터 시스템 제어 장치 및 그의 모터 시스템 제어 방법
US11577612B2 (en) * 2021-03-30 2023-02-14 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. System for adjusting regenerative torque according to state of charge of multiple batteries

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007118680A (ja) * 2005-10-26 2007-05-17 Mitsubishi Electric Corp 自動車用動力制御装置
JP2007331683A (ja) * 2006-06-19 2007-12-27 Denso Corp ハイブリッド電気自動車の制御装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3842465B2 (ja) * 1998-11-20 2006-11-08 富士重工業株式会社 ハイブリッド車の制御装置
JP3702749B2 (ja) 2000-05-24 2005-10-05 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両およびその制御方法
JP4158363B2 (ja) * 2001-08-01 2008-10-01 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 ハイブリッド型車両駆動制御装置
US6653812B1 (en) * 2002-01-31 2003-11-25 Analog Devices, Inc. Space vector modulation methods and structures for electric-motor control
JP3809824B2 (ja) * 2002-09-10 2006-08-16 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車
JP3661689B2 (ja) * 2003-03-11 2005-06-15 トヨタ自動車株式会社 モータ駆動装置、それを備えるハイブリッド車駆動装置、モータ駆動装置の制御をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体
JP2005333690A (ja) * 2004-05-18 2005-12-02 Denso Corp ハイブリッド車の制御装置
JP2006063819A (ja) 2004-08-25 2006-03-09 Toyota Motor Corp 動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法
JP2006077600A (ja) * 2004-09-07 2006-03-23 Toyota Motor Corp 動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法
JP4113527B2 (ja) * 2004-11-25 2008-07-09 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置およびそれを備えた車両
JP4263697B2 (ja) * 2005-01-13 2009-05-13 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法
JP4232751B2 (ja) * 2005-03-16 2009-03-04 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド型車両
JP4350676B2 (ja) 2005-03-31 2009-10-21 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
JP2007028733A (ja) 2005-07-13 2007-02-01 Toyota Motor Corp モータ駆動装置およびハイブリッド駆動装置
JP4281730B2 (ja) 2005-11-16 2009-06-17 トヨタ自動車株式会社 車両およびその制御方法
US8179068B2 (en) * 2006-07-24 2012-05-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Variable-flux motor drive system
JP4179381B2 (ja) * 2007-01-25 2008-11-12 トヨタ自動車株式会社 電動車両
JP4965363B2 (ja) * 2007-07-12 2012-07-04 トヨタ自動車株式会社 車両およびその制御方法並びに駆動装置
DE102010039190A1 (de) * 2010-08-11 2012-02-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren und System zum Betreiben einer durch einen Wechselrichter angesteuerten elektrischen Maschine in einem Kraftfahrzeug im Fehlerfall
JP5146555B2 (ja) * 2011-02-28 2013-02-20 株式会社デンソー スイッチング素子の駆動回路

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007118680A (ja) * 2005-10-26 2007-05-17 Mitsubishi Electric Corp 自動車用動力制御装置
JP2007331683A (ja) * 2006-06-19 2007-12-27 Denso Corp ハイブリッド電気自動車の制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2013140542A1 (ja) * 2012-03-21 2015-08-03 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の駆動制御装置
JP2016060280A (ja) * 2014-09-16 2016-04-25 株式会社デンソー ハイブリッド車両

Also Published As

Publication number Publication date
JP4965363B2 (ja) 2012-07-04
EP2165903A1 (en) 2010-03-24
CN101687503B (zh) 2012-11-07
WO2009008501A1 (ja) 2009-01-15
CN101687503A (zh) 2010-03-31
US20100152940A1 (en) 2010-06-17
US8335603B2 (en) 2012-12-18
EP2165903A4 (en) 2017-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4965363B2 (ja) 車両およびその制御方法並びに駆動装置
JP4462366B2 (ja) 動力出力装置およびこれを備える車両並びに動力出力装置の制御方法
JP4453765B2 (ja) ハイブリッド車およびその制御方法
JP2010012827A (ja) 車両およびその制御方法
JP4501812B2 (ja) 最大出力設定装置およびこれを備える駆動装置並びにこれを備える動力出力装置、これを搭載する自動車、最大出力設定方法
JP2006262585A (ja) ハイブリッド車およびその制御方法
JP2013207833A (ja) ハイブリッド車両およびその制御方法
JP2009184500A (ja) 車両およびその制御方法
JP4949918B2 (ja) 車両およびその制御方法
JP2009220791A (ja) 車両およびその制御方法
JP2009280033A (ja) 車両及び車両の制御方法
JP4692498B2 (ja) 車両およびその制御方法
JP3912332B2 (ja) 動力出力装置およびその制御方法並びに自動車
JP2007230366A (ja) 動力出力装置、それを搭載する車両及び動力出力装置の制御方法
JP2008273369A (ja) 車両およびその制御方法
JP2007112291A (ja) 動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法
JP2007022240A (ja) 動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法
JP2008007018A (ja) 動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法
JP2007216840A (ja) 車両およびその制御方法
JP4215030B2 (ja) 動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法
JP2013001181A (ja) 車両のパワートレーン
JP3846453B2 (ja) 動力出力装置およびその制御方法並びにこれを搭載する自動車
JP5387460B2 (ja) 車両およびその制御方法
JP4067000B2 (ja) 動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法
JP2010023588A (ja) 動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20090324

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100702

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120313

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120329

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150406

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees