JP2024085452A - Drive unit - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン始動時に、電流リプルによる騒音の低減とインバータのスイッチング損失の低減との両立を図る。【解決手段】駆動装置は、エンジンと、エンジンに接続されたモータと、複数のスイッチング素子のスイッチングによりモータを駆動するインバータと、インバータに電力ラインを介して接続された蓄電装置と、エンジンとインバータとを制御する制御装置と、を備える。制御装置は、モータによるエンジンのクランキングを伴ってエンジンを始動するエンジン始動時でないときには、３相変調モードと第１キャリア周波数とを用いてパルス幅変調制御によりインバータを制御し、エンジン始動時には、２相変調モードと第１キャリア周波数よりも高い第２キャリア周波数とを用いてパルス幅変調制御によりインバータを制御する。【選択図】図４[Problem] To achieve both reduction in noise caused by current ripple and reduction in inverter switching loss at engine start. [Solution] A drive device includes an engine, a motor connected to the engine, an inverter that drives the motor by switching a plurality of switching elements, a power storage device connected to the inverter via a power line, and a control device that controls the engine and the inverter. When the engine is not being started by cranking the engine by the motor, the control device controls the inverter by pulse width modulation control using a three-phase modulation mode and a first carrier frequency, and when the engine is being started, the control device controls the inverter by pulse width modulation control using a two-phase modulation mode and a second carrier frequency higher than the first carrier frequency. [Selected Figure] Figure 4

Description

本開示は、駆動装置に関する。 This disclosure relates to a drive device.

従来、この種の駆動装置としては、エンジンと、エンジンに接続されたモータと、６個のスイッチングトランジスタのスイッチングによりモータを駆動するインバータと、インバータに電力ラインを介して接続された直流電源と、エンジンおよびインバータを制御する制御装置と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この駆動装置では、モータの目標トルクおよび回転数が所定領域外にあるときには、キャリア周波数を低周波数に定め、３相変調モードまたは２相変調モードと定めたキャリア周波数とを用いてＰＷＭ制御によりインバータを制御する。また、モータの目標トルクおよび回転数が所定領域内にあるときには、キャリア周波数を上述の低周波数よりも高い高周波数に定め、２相変調モードと定めたキャリア周波数とを用いてＰＷＭ制御によりインバータを制御する。 A conventional drive device of this type includes an engine, a motor connected to the engine, an inverter that drives the motor by switching six switching transistors, a DC power supply connected to the inverter via a power line, and a control device that controls the engine and the inverter (see, for example, Patent Document 1). In this drive device, when the target torque and rotation speed of the motor are outside a predetermined range, the carrier frequency is set to a low frequency, and the inverter is controlled by PWM control using the carrier frequency set to a three-phase modulation mode or a two-phase modulation mode. When the target torque and rotation speed of the motor are within a predetermined range, the carrier frequency is set to a high frequency higher than the low frequency, and the inverter is controlled by PWM control using the carrier frequency set to a two-phase modulation mode.

特開２００９－１１８５４４号公報JP 2009-118544 A

上述の駆動装置では、モータによるエンジンのクランキングを伴ってエンジンを始動するエンジン始動時に、モータの目標トルクおよび回転数が所定領域外となり、キャリア周波数を低周波数に定めると共に３相変調モードを選択する場合がある。この場合、エンジン始動時に、電流リプルによる騒音が大きくなる可能性がある。エンジン始動時には、モータからエンジンをクランキングするための比較的大きなトルクを出力する必要があり、騒音などが顕在化しやすい。 In the above-mentioned drive device, when starting the engine by cranking the engine using the motor, the target torque and rotation speed of the motor may be outside the specified range, and the carrier frequency may be set to a low frequency and three-phase modulation mode may be selected. In this case, there is a possibility that noise caused by current ripple may become large when the engine is started. When starting the engine, it is necessary to output a relatively large torque from the motor to crank the engine, and noise and other issues may become apparent.

本開示の駆動装置は、エンジン始動時に、電流リプルによる騒音の低減とインバータのスイッチング損失の低減との両立を図ることを主目的とする。 The main purpose of the drive device disclosed herein is to achieve both reduction in noise caused by current ripple and reduction in inverter switching loss when starting the engine.

本開示の駆動装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The drive device disclosed herein employs the following measures to achieve the above-mentioned primary objective:

本開示の駆動装置は、
エンジンと、前記エンジンに接続されたモータと、複数のスイッチング素子のスイッチングにより前記モータを駆動するインバータと、前記インバータに電力ラインを介して接続された蓄電装置と、前記エンジンと前記インバータとを制御する制御装置と、を備える駆動装置であって、
前記制御装置は、前記モータによる前記エンジンのクランキングを伴って前記エンジンを始動するエンジン始動時でないときには、３相変調モードと第１キャリア周波数とを用いてパルス幅変調制御により前記インバータを制御し、前記エンジン始動時には、２相変調モードと前記第１キャリア周波数よりも高い第２キャリア周波数とを用いて前記パルス幅変調制御により前記インバータを制御する、
ことを要旨とする。 The drive device of the present disclosure is
A drive device including an engine, a motor connected to the engine, an inverter that drives the motor by switching a plurality of switching elements, a power storage device connected to the inverter via a power line, and a control device that controls the engine and the inverter,
the control device controls the inverter by pulse width modulation control using a three-phase modulation mode and a first carrier frequency when the engine is not being started with cranking of the engine by the motor, and when the engine is being started, controls the inverter by pulse width modulation control using a two-phase modulation mode and a second carrier frequency higher than the first carrier frequency.
The gist of the present invention is as follows.

本開示の駆動装置では、モータによるエンジンのクランキングを伴ってエンジンを始動するエンジン始動時でないときには、３相変調モードと第１キャリア周波数とを用いてパルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）によりインバータを制御し、エンジン始動時には、２相変調モードと第１キャリア周波数よりも高い第２キャリア周波数とを用いてパルス幅変調制御によりインバータを制御する。これにより、エンジン始動時に、電流リプルによる騒音の低減とインバータのスイッチング損失の低減との両立を図ることができる。 In the drive device disclosed herein, when the engine is not started by cranking the engine using the motor, the inverter is controlled by pulse width modulation control (PWM control) using a three-phase modulation mode and a first carrier frequency, and when the engine is started, the inverter is controlled by pulse width modulation control using a two-phase modulation mode and a second carrier frequency higher than the first carrier frequency. This makes it possible to reduce noise caused by current ripple and reduce switching losses of the inverter at the same time when the engine is started.

本開示の駆動装置において、前記制御装置は、前記エンジン始動時には、前記インバータの温度が高いほど低くなるようにおよび／または前記冷却水の温度が高いほど低くなるように前記第２キャリア周波数を設定するものとしてもよい。こうすれば、第２キャリア周波数をより適正に設定することができる。 In the drive device of the present disclosure, the control device may set the second carrier frequency at engine start so that the higher the temperature of the inverter, the lower the second carrier frequency and/or the higher the temperature of the cooling water, the lower the second carrier frequency. In this way, the second carrier frequency can be set more appropriately.

本開示の駆動装置において、前記制御装置は、前記エンジン始動時でないときに前記モータの動作点が所定領域内のときには、前記２相変調モードと前記第１キャリア周波数よりも高く且つ前記第２キャリア周波数よりも低い第３キャリア周波数とを用いて前記パルス幅変調制御により前記インバータを制御するものとしてもよい。こうすれば、モータの動作点が所定領域内のときに、電流リプルによる騒音の低減とインバータのスイッチング損失の低減との両立を図ることができる。 In the drive device disclosed herein, when the engine is not starting and the operating point of the motor is within a predetermined region, the control device may control the inverter by the pulse width modulation control using the two-phase modulation mode and a third carrier frequency that is higher than the first carrier frequency and lower than the second carrier frequency. In this way, when the operating point of the motor is within the predetermined region, it is possible to achieve both a reduction in noise due to current ripple and a reduction in switching loss of the inverter.

本実施形態の駆動装置を搭載するハイブリッド車２０の概略構成図である。1 is a schematic diagram of a hybrid vehicle 20 equipped with a drive device according to the present embodiment. ３相変調モードを用いた場合の各相の電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊とトランジスタＴ１１（Ｕ相の上アーム）のＰＷＭ信号を生成する様子との一例を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of the generation of voltage commands Vu*, Vv*, Vw* for each phase and a PWM signal for a transistor T11 (upper arm of the U phase) when a three-phase modulation mode is used. ２相変調モードを用いた場合の各相の電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊とトランジスタＴ１１のＰＷＭ信号を生成する様子との一例を示す説明図である。11 is an explanatory diagram showing an example of voltage commands Vu*, Vv*, Vw* for each phase and a state in which a PWM signal of a transistor T11 is generated when a two-phase modulation mode is used. FIG. モータＥＣＵ３８により実行される設定処理の一例を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing an example of a setting process executed by a motor ECU 38. 周波数設定用マップの一例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a frequency setting map. 変形例の設定処理の一例を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing an example of a setting process according to a modified example.

本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の駆動装置を搭載するハイブリッド車２０の概略構成図である。図示するように、ハイブリッド車２０は、エンジン２２と、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４と、モータ３０と、インバータ３２と、冷却装置３３と、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）３８と、クラッチＫ０と、クラッチＷＳＣと、変速機４０と、蓄電装置としてのバッテリ５０と、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２と、システムメインリレー５６と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０とを備える。本実施形態では、駆動装置としては、主として、エンジン２２とモータ３０とインバータ３２と冷却装置３３とバッテリ５０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ３８とＨＶＥＣＵ７０とが相当する。 An embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a hybrid vehicle 20 equipped with a drive device of the present embodiment. As shown in the figure, the hybrid vehicle 20 includes an engine 22, an engine electronic control unit (hereinafter referred to as "engine ECU") 24, a motor 30, an inverter 32, a cooling device 33, a motor electronic control unit (hereinafter referred to as "motor ECU") 38, a clutch K0, a clutch WSC, a transmission 40, a battery 50 as a power storage device, a battery electronic control unit (hereinafter referred to as "battery ECU") 52, a system main relay 56, and a hybrid electronic control unit (hereinafter referred to as "HVECU") 70. In this embodiment, the drive device mainly includes the engine 22, the motor 30, the inverter 32, the cooling device 33, the battery 50, the engine ECU 24, the motor ECU 38, and the HVECU 70.

エンジン２２は、例えばガソリンや軽油などの燃料を用いて動力を出力する内燃機関として構成されている。エンジン２２のクランクシャフト２３は、クラッチＫ０を介してモータ３０の回転軸３１に接続されている。 The engine 22 is configured as an internal combustion engine that outputs power using fuel such as gasoline or diesel. The crankshaft 23 of the engine 22 is connected to the rotating shaft 31 of the motor 30 via the clutch K0.

エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。エンジンＥＣＵ２４は、各種センサからの信号を入力ポートを介して入力している。エンジンＥＣＵ２４が入力する信号としては、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２３の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３ａからのエンジン２２のクランク角θｃｒなどを挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４は、各種制御信号を出力ポートを介して出力している。エンジンＥＣＵ２４が出力する信号としては、例えば、スロットルバルブへの制御信号や、燃料噴射弁への制御信号、点火プラグへの制御信号などを挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３ａからのエンジン２２のクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。 The engine ECU 24 is equipped with a microcomputer having a CPU, ROM, RAM, flash memory, input/output ports, and communication ports. The engine ECU 24 inputs signals from various sensors via the input ports. Examples of signals input to the engine ECU 24 include the crank angle θcr of the engine 22 from the crank position sensor 23a that detects the rotational position of the crankshaft 23 of the engine 22. The engine ECU 24 outputs various control signals via the output ports. Examples of signals output by the engine ECU 24 include a control signal to a throttle valve, a control signal to a fuel injection valve, and a control signal to an ignition plug. The engine ECU 24 is connected to the HVECU 70 via the communication ports. The engine ECU 24 calculates the rotation speed Ne of the engine 22 based on the crank angle θcr of the engine 22 from the crank position sensor 23a.

モータ３０は、同期発電電動機として構成されており、回転子コアに永久磁石が埋め込まれた回転子と、固定子コアに三相コイルが巻回された固定子とを有する。モータ３０の回転子が固定された回転軸３１は、クラッチＫ０を介してエンジン２２のクランクシャフト２３に接続されていると共にクラッチＷＳＣを介して変速機４０の入力軸４１に接続されている。 The motor 30 is configured as a synchronous generator motor, and has a rotor with a permanent magnet embedded in the rotor core, and a stator with a three-phase coil wound around the stator core. The rotating shaft 31 to which the rotor of the motor 30 is fixed is connected to the crankshaft 23 of the engine 22 via the clutch K0, and is also connected to the input shaft 41 of the transmission 40 via the clutch WSC.

インバータ３２は、モータ３０の駆動に用いられると共に電力ライン５４を介してバッテリ５０に接続されている。インバータ３２は、６つのスイッチング素子としてのトランジスタＴ１１～Ｔ１６と、６つのトランジスタＴ１１～Ｔ１６のそれぞれに並列に接続された６つのダイオードＤ１１～Ｄ１６とを有する。トランジスタＴ１１～Ｔ１６は、それぞれ、電力ライン５４の正極側ラインと負極側ラインとに対してソース側とシンク側になるように２つずつペアで配置されている。各ペアの２つのトランジスタの接続点は、それぞれ、モータ３０の対応する相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイルに接続されている。したがって、インバータ３２に電圧が作用しているときに、モータＥＣＵ３８によって、対となるトランジスタＴ１１～Ｔ１６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータ３０が回転駆動される。 The inverter 32 is used to drive the motor 30 and is connected to the battery 50 via the power line 54. The inverter 32 has six transistors T11 to T16 as switching elements and six diodes D11 to D16 connected in parallel to each of the six transistors T11 to T16. The transistors T11 to T16 are arranged in pairs, two at a time, on the source side and two at the sink side of the positive and negative lines of the power line 54. The connection points of the two transistors in each pair are connected to the coils of the corresponding phases (U-phase, V-phase, W-phase) of the motor 30. Therefore, when a voltage is applied to the inverter 32, the motor ECU 38 adjusts the proportion of the on-time of the paired transistors T11 to T16, forming a rotating magnetic field in the three-phase coils and driving the motor 30 to rotate.

冷却装置３３は、インバータ３２を冷却する冷却装置として構成されている。この冷却装置３３は、インバータ３２の冷却流路を含む循環流路３４と、循環流路３４に組み込まれたラジエータ３５と、循環流路３４の冷却水を循環させるウォーターポンプ３６とを備える。 The cooling device 33 is configured as a cooling device that cools the inverter 32. This cooling device 33 includes a circulation flow path 34 that includes a cooling flow path for the inverter 32, a radiator 35 incorporated in the circulation flow path 34, and a water pump 36 that circulates the cooling water in the circulation flow path 34.

モータＥＣＵ３８は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。モータＥＣＵ３８は、各種センサからの信号を入力ポートを介して入力している。モータＥＣＵ３８が入力する信号としては、例えば、モータ３０の回転子（回転軸３１）の回転位置を検出する回転位置センサ３０ａからのモータ３０の回転子（回転軸３１）の回転位置θｍや、モータ３０の各相の電流を検出する電流センサ３０ｕ，３０ｖからのモータ３０の各相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ、インバータ３２に取り付けられた温度センサ３０ｔからのインバータ３２の温度Ｔｉ、冷却装置３３の循環流路３４に取り付けられた温度センサ３７からの冷却装置３３の冷却水温Ｔｗなどを挙げることができる。モータＥＣＵ３８は、各種制御信号を出力ポートを介して出力している。モータＥＣＵ３８から出力する信号としては、例えば、インバータ３２のトランジスタＴ１１～Ｔ１６へのスイッチング制御信号や、ウォーターポンプ３６への制御信号などを挙げることができる。モータＥＣＵ３８は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ３８は、回転位置センサ３０ａからのモータ３０の回転子（回転軸３１）の回転位置θｍに基づいてモータ３０の電気角θｅや回転数Ｎｍを演算している。 The motor ECU 38 is equipped with a microcomputer having a CPU, ROM, RAM, flash memory, input/output ports, and communication ports. The motor ECU 38 inputs signals from various sensors through the input ports. Examples of signals input to the motor ECU 38 include the rotational position θm of the rotor (rotating shaft 31) of the motor 30 from the rotational position sensor 30a that detects the rotational position of the rotor (rotating shaft 31) of the motor 30, the phase currents Iu and Iv of the motor 30 from the current sensors 30u and 30v that detect the currents of the motor 30, the temperature Ti of the inverter 32 from the temperature sensor 30t attached to the inverter 32, and the cooling water temperature Tw of the cooling device 33 from the temperature sensor 37 attached to the circulation flow path 34 of the cooling device 33. The motor ECU 38 outputs various control signals through the output ports. Examples of signals output from the motor ECU 38 include switching control signals to the transistors T11 to T16 of the inverter 32 and control signals to the water pump 36. The motor ECU 38 is connected to the HVECU 70 via a communication port. The motor ECU 38 calculates the electrical angle θe and the rotation speed Nm of the motor 30 based on the rotational position θm of the rotor (rotary shaft 31) of the motor 30 from the rotational position sensor 30a.

クラッチＫ０は、例えば油圧駆動の摩擦クラッチとして構成されており、エンジン２２のクランクシャフト２３とモータ３０の回転軸３１との接続およびその解除を行なう。クラッチＷＳＣは、例えば油圧駆動の摩擦クラッチとして構成されており、モータ３０の回転軸３１と変速機４０の入力軸４１との接続およびその解除を行なう。 The clutch K0 is configured, for example, as a hydraulically driven friction clutch, and connects and disconnects the crankshaft 23 of the engine 22 and the rotating shaft 31 of the motor 30. The clutch WSC is configured, for example, as a hydraulically driven friction clutch, and connects and disconnects the rotating shaft 31 of the motor 30 and the input shaft 41 of the transmission 40.

変速機４０は、例えば６段変速の自動変速機として構成されており、入力軸４１や出力軸４２、複数の遊星歯車、油圧駆動の複数の摩擦係合要素（クラッチやブレーキ）を有する。入力軸４１は、クラッチＷＳＣを介してモータ３０の回転子に接続されており、出力軸４２は、駆動輪４９にデファレンシャルギヤ４８を介して連結されている。変速機４０は、複数の摩擦係合要素を係合状態または解放状態とすることにより、１速～６速の前進段や後進段を形成して入力軸４１と出力軸４２とを接続したり（両者間で動力を伝達したり）、入力軸４１と出力軸４２との接続を解除したりする。 The transmission 40 is configured as, for example, a six-speed automatic transmission, and has an input shaft 41, an output shaft 42, multiple planetary gears, and multiple hydraulically driven friction engagement elements (clutches and brakes). The input shaft 41 is connected to the rotor of the motor 30 via a clutch WSC, and the output shaft 42 is connected to drive wheels 49 via a differential gear 48. The transmission 40 forms forward and reverse gears from 1st to 6th speed by engaging or disengaging the multiple friction engagement elements, and connects the input shaft 41 and the output shaft 42 (transmitting power between them) or disconnects the input shaft 41 and the output shaft 42.

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されている。バッテリ５０は、上述したように、電力ライン５４を介してインバータ３２に接続されている。 The battery 50 is configured as, for example, a lithium ion secondary battery or a nickel-hydrogen secondary battery. As described above, the battery 50 is connected to the inverter 32 via the power line 54.

バッテリＥＣＵ５２は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。バッテリＥＣＵ５２は、各種センサからの信号を入力ポートを介して入力している。バッテリＥＣＵ５２が入力する信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に取り付けられた電圧センサからのバッテリ５０の電圧Ｖｂや、バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサからのバッテリ５０の電流Ｉｂ（放電するときが正の値）、バッテリ５０に取り付けられた温度センサからのバッテリ５０の温度Ｔｂなどを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサからのバッテリ５０の電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力量の割合である。 The battery ECU 52 includes a microcomputer having a CPU, ROM, RAM, flash memory, input/output ports, and communication ports. The battery ECU 52 receives signals from various sensors via the input ports. Examples of signals received by the battery ECU 52 include the voltage Vb of the battery 50 from a voltage sensor attached between the terminals of the battery 50, the current Ib of the battery 50 (positive value when discharging) from a current sensor attached to the output terminals of the battery 50, and the temperature Tb of the battery 50 from a temperature sensor attached to the battery 50. The battery ECU 52 is connected to the HVECU 70 via a communication port. The battery ECU 52 calculates the power storage ratio SOC of the battery 50 based on the integrated value of the current Ib of the battery 50 from the current sensor. The power storage ratio SOC is the ratio of the amount of power that can be discharged from the battery 50 to the total capacity of the battery 50.

システムメインリレー５６は、電力ライン５４に設けられており、インバータ３２側とバッテリ５０側との接続および接続の解除を行なう。 The system main relay 56 is provided on the power line 54 and connects and disconnects the inverter 32 side and the battery 50 side.

ＨＶＥＣＵ７０は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。ＨＶＥＣＵ７０は、各種センサからの信号を入力ポートを介して入力している。ＨＶＥＣＵ７０が入力する信号としては、例えば、変速機４０の入力軸４１の回転数を検出する回転数センサ４１ａからの入力軸４１の回転数Ｎｉや、変速機４０の出力軸４２の回転数を検出する回転数センサ４２ａからの出力軸４２の回転数Ｎｏを挙げることができる。また、スタートスイッチ８０からのスタート信号や、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も挙げることができる。さらに、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や、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８７からの車速Ｖも挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０は、各種制御信号を出力ポートを介して出力している。ＨＶＥＣＵ７０が出力する信号としては、例えば、クラッチＫ０への制御信号や、クラッチＷＳＣへの制御信号、変速機４０への制御信号、システムメインリレー５６への制御信号などを挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ３８、バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。 The HVECU 70 is equipped with a microcomputer having a CPU, ROM, RAM, flash memory, input/output ports, and communication ports. The HVECU 70 inputs signals from various sensors through the input ports. Examples of signals input to the HVECU 70 include the rotation speed Ni of the input shaft 41 from the rotation speed sensor 41a that detects the rotation speed of the input shaft 41 of the transmission 40, and the rotation speed No of the output shaft 42 from the rotation speed sensor 42a that detects the rotation speed of the output shaft 42 of the transmission 40. In addition, a start signal from the start switch 80 and a shift position SP from the shift position sensor 82 that detects the operating position of the shift lever 81 can also be mentioned. In addition, the accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84 that detects the amount of depression of the accelerator pedal 83, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 86 that detects the amount of depression of the brake pedal 85, and the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 87 can also be mentioned. The HVECU 70 outputs various control signals through the output ports. Examples of signals output by the HVECU 70 include a control signal to the clutch K0, a control signal to the clutch WSC, a control signal to the transmission 40, and a control signal to the system main relay 56. As described above, the HVECU 70 is connected to the engine ECU 24, the motor ECU 38, and the battery ECU 52 via communication ports.

本実施形態のハイブリッド車２０では、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ３８との協調制御により、ハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードや電動走行（ＥＶ走行）モードで走行するように、エンジン２２とモータ３０（インバータ３２）とクラッチＫ０とクラッチＷＳＣと変速機４０とが制御される。ここで、ＨＶ走行モードは、クラッチＫ０およびクラッチＷＳＣを何れも係合状態としてエンジン２２の回転を伴って走行する走行モードである。ＥＶ走行モードは、クラッチＫ０を解放状態とすると共にクラッチＷＳＣを係合状態としてエンジン２２の回転を伴わずに走行する走行モードである。なお、クラッチＫ０およびクラッチＷＳＣの係合状態には、それぞれ、完全係合状態だけでなく、スリップ係合状態も含まれる。 In the hybrid vehicle 20 of this embodiment, the engine 22, motor 30 (inverter 32), clutch K0, clutch WSC, and transmission 40 are controlled by cooperative control between the HVECU 70, engine ECU 24, and motor ECU 38 so as to travel in hybrid driving (HV driving) mode or electric driving (EV driving) mode. Here, the HV driving mode is a driving mode in which the clutch K0 and clutch WSC are both engaged and the vehicle travels with the engine 22 rotating. The EV driving mode is a driving mode in which the clutch K0 is released and the clutch WSC is engaged and the vehicle travels without the engine 22 rotating. The engagement states of the clutch K0 and clutch WSC each include not only a fully engaged state but also a slipping engaged state.

ＨＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて変速機４０の目標変速段Ｓｔ＊を設定し、変速機４０の変速段Ｓｔが目標変速段Ｓｔ＊となるように変速機４０を制御する。また、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいて走行に要求される（変速機４０の出力軸４２に要求される）要求トルクＴｏ＊を設定し、設定した要求トルクＴｏ＊と変速機４０の変速段Ｓｔ（ギヤ比Ｇｔ）とに基づいて変速機４０の入力軸４１の要求トルクＴｉ＊を設定する。続いて、要求トルクＴｉ＊が入力軸４１に出力されると共にバッテリ５０が要求充放電パワーＰｂ＊で充放電されるようにエンジン２２の目標トルクＴｅ＊やモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊を設定する。そして、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊をモータＥＣＵ３８に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標トルクＴｅ＊に基づいて運転されるようにエンジン２２の運転制御（吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御など）を行なう。モータＥＣＵ３８は、モータ３０がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３２のトランジスタＴ１１～Ｔ１６のスイッチング制御を行なう。 In the HV driving mode, the HVECU 70 sets the target gear St* of the transmission 40 based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V, and controls the transmission 40 so that the gear St of the transmission 40 becomes the target gear St*. The HVECU 70 also sets the required torque To* required for driving (required for the output shaft 42 of the transmission 40) based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V, and sets the required torque Ti* of the input shaft 41 of the transmission 40 based on the set required torque To* and the gear St (gear ratio Gt) of the transmission 40. Next, the target torque Te* of the engine 22 and the torque command Tm* of the motor 30 are set so that the required torque Ti* is output to the input shaft 41 and the battery 50 is charged and discharged at the required charge/discharge power Pb*. The target torque Te* of the engine 22 is then sent to the engine ECU 24, and the torque command Tm* of the motor 30 is sent to the motor ECU 38. The engine ECU 24 performs operation control of the engine 22 (intake air amount control, fuel injection control, ignition control, etc.) so that the engine 22 operates based on the target torque Te*. The motor ECU 38 performs switching control of the transistors T11 to T16 of the inverter 32 so that the motor 30 is driven by the torque command Tm*.

ＨＶ走行モードでは、要求トルクＴｉ＊が停止用閾値Ｔｉｒｅｆ１未満に至るなどエンジン２２の停止条件が成立したときに、エンジン２２の運転を停止すると共にクラッチＫ０を解放状態としてＥＶ走行モードに移行する。 In the HV driving mode, when the engine 22 stop condition is met, such as when the required torque Ti* falls below the stop threshold Tiref1, the engine 22 is stopped and the clutch K0 is released to switch to the EV driving mode.

ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、ＨＶ走行モードと同様に変速機４０を制御する。また、ＨＶＥＣＵ７０は、ＨＶ走行モードと同様に変速機４０の入力軸４１の要求トルクＴｉ＊を設定し、設定した要求トルクＴｉ＊が入力軸４１に出力されるようにモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊を設定し、設定したトルク指令Ｔｍ＊をモータＥＣＵ３８に送信する。モータＥＣＵ３８によるインバータ３２の制御については上述した。 In the EV driving mode, the HVECU 70 controls the transmission 40 in the same manner as in the HV driving mode. In addition, the HVECU 70 sets the required torque Ti* of the input shaft 41 of the transmission 40 in the same manner as in the HV driving mode, sets the torque command Tm* of the motor 30 so that the set required torque Ti* is output to the input shaft 41, and transmits the set torque command Tm* to the motor ECU 38. The control of the inverter 32 by the motor ECU 38 has been described above.

ＥＶ走行モードでは、要求トルクＴｉ＊が停止用閾値Ｔｉｒｅｆ１よりも大きい始動用閾値Ｔｉｒｅｆ２以上に至るなどエンジン２２の始動条件が成立したときに、エンジン２２を始動してＨＶ走行モードに移行する。エンジン２２の始動時には、クラッチＫ０をスリップ係合状態を介して完全係合状態としながらモータ３０からエンジン２２のクランキングトルクを出力してエンジン２２をクランキングすると共に、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始する。クランキングトルクは、例えば、値０から比較的大きなトルクまで増加して保持され、その後に徐々に低下するように設定される。エンジン２２の始動時には、モータ３０からエンジン２２のクランキングトルクと走行用のトルクとの和のトルクを出力することになる。 In the EV driving mode, when the engine 22 start condition is met, such as when the required torque Ti* reaches or exceeds the start threshold Tiref2, which is greater than the stop threshold Tiref1, the engine 22 is started and the driving mode is switched to the HV driving mode. When the engine 22 is started, the motor 30 outputs a cranking torque for the engine 22 while the clutch K0 is in a fully engaged state via a slip engagement state, thereby cranking the engine 22 and starting fuel injection control and ignition control for the engine 22. The cranking torque is set, for example, to increase from a value of 0 to a relatively large torque and hold it, and then gradually decrease. When the engine 22 is started, the motor 30 outputs a torque that is the sum of the cranking torque of the engine 22 and the torque for driving.

ここで、モータＥＣＵ３８によるインバータ３２の制御の詳細について説明する。本実施形態では、インバータ３２をパルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）により制御するものとした。最初に、モータ３０のトルク指令Ｔｍ＊に基づいてｄ軸、ｑ軸の電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を設定する。続いて、モータ３０の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に流れる電流の総和が値０であるとして、モータ３０の電気角θｅを用いてＵ相、Ｖ相の相電流Ｉｕ，Ｉｖをｄ軸、ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑに座標変換（３相－２相変換）する。そして、ｄ軸、ｑ軸の電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊とｄ軸、ｑ軸の電流ｉｄ，Ｉｑとの差分が打ち消されるように電流フィードバック制御によりｄ軸、ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を設定する。そして、ｄ軸、ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を各相の電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に３相変調モードまたは２相変調モードにより座標変換（２相－３相変換）する。加えて、各相の電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊と搬送波（三角波）とを用いてトランジスタＴ１１～Ｔ１６のＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号を用いてトランジスタＴ１１～Ｔ１６のスイッチング制御を行なう。図２は、３相変調モードを用いた場合の各相の電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊とトランジスタＴ１１（Ｕ相の上アーム）のＰＷＭ信号を生成する様子との一例を示す説明図である。図３は、２相変調モードを用いた場合の各相の電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊とトランジスタＴ１１のＰＷＭ信号を生成する様子との一例を示す説明図である。図２（ａ）および図３（ａ）は、各相の電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を示し、図２（ｂ）および図３（ｂ）は、トランジスタＴ１１のＰＷＭ信号を生成する様子を示す。 Here, the details of the control of the inverter 32 by the motor ECU 38 will be described. In this embodiment, the inverter 32 is controlled by pulse width modulation control (PWM control). First, the d-axis and q-axis current commands Id* and Iq* are set based on the torque command Tm* of the motor 30. Next, assuming that the sum of the currents flowing through each phase (U-phase, V-phase, W-phase) of the motor 30 is 0, the phase currents Iu and Iv of the U-phase and V-phase are coordinate-converted (3-phase-2-phase conversion) to the d-axis and q-axis currents Id and Iq using the electrical angle θe of the motor 30. Then, the d-axis and q-axis voltage commands Vd* and Vq* are set by current feedback control so that the difference between the d-axis and q-axis current commands Id* and Iq* and the d-axis and q-axis currents id and Iq are cancelled out. Then, the d-axis and q-axis voltage commands Vd* and Vq* are converted to voltage commands Vu*, Vv*, and Vw* of each phase by coordinate conversion (2-phase-3-phase conversion) using a 3-phase modulation mode or a 2-phase modulation mode. In addition, the PWM signals of the transistors T11 to T16 are generated using the voltage commands Vu*, Vv*, and Vw* of each phase and a carrier wave (triangular wave), and the switching control of the transistors T11 to T16 is performed using the generated PWM signals. FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the generation of the voltage commands Vu*, Vv*, and Vw* of each phase and the PWM signal of the transistor T11 (upper arm of the U phase) when the 3-phase modulation mode is used. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the generation of the voltage commands Vu*, Vv*, and Vw* of each phase and the PWM signal of the transistor T11 when the 2-phase modulation mode is used. Figures 2(a) and 3(a) show the voltage commands Vu*, Vv*, and Vw* for each phase, and Figures 2(b) and 3(b) show how the PWM signal of transistor T11 is generated.

なお、本実施形態では、インバータ３２の温度Ｔｉが閾値Ｔｉｏｔよりも高くなったり冷却装置３３の冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｏｔよりも高くなったりすると、インバータ３２の過熱を抑制するために、インバータ３２の保護処理、例えば、モータ３０の駆動制限などが行なわれる。 In this embodiment, when the temperature Ti of the inverter 32 becomes higher than the threshold value Tiot or the cooling water temperature Tw of the cooling device 33 becomes higher than the threshold value Twot, a protection process for the inverter 32, such as limiting the drive of the motor 30, is performed to prevent the inverter 32 from overheating.

次に、本実施形態のハイブリッド車２０の動作、特に、インバータ３２の制御に用いる、変調モードＭｄと搬送波の周波数であるキャリア周波数ｆｃとを設定する処理について説明する。図４は、モータＥＣＵ３８により実行される設定処理の一例を示すフローチャートである。この設定処理は、繰り返し実行される。 Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of this embodiment, in particular the process of setting the modulation mode Md and the carrier frequency fc, which is the frequency of the carrier wave, used to control the inverter 32, will be described. FIG. 4 is a flowchart showing an example of the setting process executed by the motor ECU 38. This setting process is executed repeatedly.

図４の設定処理が実行されると、モータＥＣＵ３８は、最初に、始動時フラグＦｓを入力する（ステップＳ１００）。ここで、始動時フラグＦｓは、ＨＶＥＣＵ７０により実行される始動時フラグ設定ルーチンにより設定された値が通信により入力される。始動時フラグ設定ルーチンでは、ＨＶＥＣＵ７０は、エンジン２２の始動時には、具体的には、エンジン２２の始動条件が成立してからエンジン２２の始動が完了するまでの間は、始動時フラグＦｓに値１を設定し、エンジン２２の始動時でないときには、始動時フラグＦｓに値０を設定する。 When the setting process of FIG. 4 is executed, the motor ECU 38 first inputs the start-up flag Fs (step S100). Here, the value set by the start-up flag setting routine executed by the HVECU 70 is input to the start-up flag Fs via communication. In the start-up flag setting routine, the HVECU 70 sets the start-up flag Fs to a value of 1 when the engine 22 is started, specifically, from when the start conditions of the engine 22 are met until the start of the engine 22 is completed, and sets the start-up flag Fs to a value of 0 when the engine 22 is not started.

続いて、始動時フラグＦｓの値を調べる（ステップＳ１１０）。始動時フラグＦｓが値０のとき、即ち、エンジン２２の始動時でないときには、変調モードＭｄに３相変調モードを設定し（ステップＳ１２０）、キャリア周波数ｆｃに比較的低い周波数ｆｃ１を設定して（ステップＳ１３０）、本設定処理を終了する。これにより、インバータ３２の良好な制御性と、インバータ３２のトランジスタＴ１１～Ｔ１６のスイッチング損失の低減と、の両立を図っている。 Then, the value of the start-up flag Fs is checked (step S110). When the start-up flag Fs is equal to 0, i.e., when the engine 22 is not starting, the modulation mode Md is set to three-phase modulation mode (step S120), the carrier frequency fc is set to a relatively low frequency fc1 (step S130), and the setting process is terminated. This achieves both good controllability of the inverter 32 and reduced switching loss in the transistors T11 to T16 of the inverter 32.

ステップＳ１１０で始動時フラグＦｓが値１のとき、即ち、エンジン２２の始動時には、変調モードＭｄに２相変調モードを設定し（ステップＳ１４０）、エンジン２２の始動開始時（始動時フラグＦが値０から値１に切り替わるとき）のインバータ３２の温度Ｔｉや冷却装置３３の冷却水温Ｔｗである開始時温度Ｔｉｓｔや開始時水温Ｔｗｓｔを入力する（ステップＳ１５０）。ここで、開始時温度Ｔｉｓｔは、エンジン２２の始動開始時に温度センサ３０ｔにより検出されたインバータ３２の温度Ｔｉが入力される。開始時水温Ｔｗｓｔは、エンジン２２の始動開始時に温度センサ３７により検出された冷却装置３３の冷却水温Ｔｗが入力される。 When the start-up flag Fs is set to value 1 in step S110, that is, when the engine 22 is started, the modulation mode Md is set to two-phase modulation mode (step S140), and the start-up temperature Tist and start-up water temperature Twst, which are the temperature Ti of the inverter 32 and the cooling water temperature Tw of the cooling device 33 at the start of starting the engine 22 (when the start-up flag F switches from value 0 to value 1), are input (step S150). Here, the start-up temperature Tist is the temperature Ti of the inverter 32 detected by the temperature sensor 30t at the start of starting the engine 22. The start-up water temperature Twst is the cooling water temperature Tw of the cooling device 33 detected by the temperature sensor 37 at the start of starting the engine 22.

続いて、開始時温度Ｔｉｓｔおよび開始時水温Ｔｗｓｔに基づく周波数ｆｃ２をキャリア周波数ｆｃに設定して（ステップＳ１６０，Ｓ１７０）、本設定処理を終了する。ここで、周波数ｃ２は、周波数ｆｃ１よりもある程度高い範囲内で設定される。キャリア周波数ｆｃを高くすると、バッテリ５０とインバータ３２との間で電力ライン５４を介して流れる電流の電流リプルが小さくなり、バッテリ５０やシステムメインリレー５６などで生じ得る電流リプルによる騒音を低減することができる。ただし、キャリア周波数ｆｃを高くすると、インバータ３２のトランジスタＴ１１～Ｔ１６のスイッチング損失が増加してその発熱量が多くなり、インバータ３２の温度Ｔｉや冷却装置３３の温度Ｔｗが高くなりやすくなる。これを踏まえて、２相変調モードにすることにより、３相変調モードの場合に比して、トランジスタＴ１１～Ｔ１６のスイッチング損失を低減することができる。この結果、エンジン２２の始動時に、電流リプルによる騒音の低減とトランジスタＴ１１～Ｔ１６のスイッチング損失の低減との両立を図ることができる。エンジン２２の始動時には、モータ３０からエンジン２２のクランキングトルクと走行用のトルクとの和のトルクを出力することになり、モータ３０から比較的大きなトルクを出力する傾向があるため、電流リプルの影響による騒音が顕在化しやすい。したがって、変調モードＭｄを２相変調モードにすると共にキャリア周波数ｆｃを高くするという対処が有効となる。なお、周波数ｆｃ２を可聴域よりも高く設定すれば、電流リプルによる騒音を運転者に感じさせるのをより抑制することができる。 Next, the frequency fc2 based on the start temperature Tist and the start water temperature Twst is set as the carrier frequency fc (steps S160, S170), and this setting process is terminated. Here, the frequency c2 is set within a range somewhat higher than the frequency fc1. When the carrier frequency fc is increased, the current ripple of the current flowing through the power line 54 between the battery 50 and the inverter 32 is reduced, and noise due to the current ripple that may occur in the battery 50, the system main relay 56, etc. can be reduced. However, when the carrier frequency fc is increased, the switching loss of the transistors T11 to T16 of the inverter 32 increases and the amount of heat generated increases, making it easier for the temperature Ti of the inverter 32 and the temperature Tw of the cooling device 33 to increase. Based on this, by switching to the two-phase modulation mode, the switching loss of the transistors T11 to T16 can be reduced compared to the three-phase modulation mode. As a result, when the engine 22 is started, it is possible to achieve both a reduction in noise due to the current ripple and a reduction in the switching loss of the transistors T11 to T16. When starting the engine 22, the motor 30 outputs a torque that is the sum of the cranking torque of the engine 22 and the torque for driving. Since the motor 30 tends to output a relatively large torque, noise caused by the influence of current ripples is likely to become apparent. Therefore, it is effective to change the modulation mode Md to a two-phase modulation mode and increase the carrier frequency fc. Note that if the frequency fc2 is set higher than the audible range, it is possible to further suppress the noise caused by the current ripples from being felt by the driver.

本実施形態では、周波数ｆｃ２は、エンジン２２の始動時にインバータ３２の温度Ｔｉが上述の閾値Ｔｉｏｔよりも高くなったり冷却装置３３の冷却水温Ｔｗが上述の閾値Ｔｗｏｔよりも高くなったりしてインバータ３２の保護処理を作動させることになるのを抑制可能な範囲内で設定される。周波数ｆｃ２は、例えば、開始時温度Ｔｉｓｔおよび開始時水温Ｔｗｓｔを周波数設定用マップに適用して設定することができる。周波数設定用マップは、開始時温度Ｔｉｓｔおよび開始時水温Ｔｗｓｔと周波数ｆｃ２との関係として実験や解析、機械学習などにより予め定められ、モータＥＣＵ３８のＲＯＭやフラッシュメモリに記憶されている。図５は、周波数設定用マップの一例を示す説明図である。図示するように、周波数ｆｃ２は、開始時温度Ｔｉｓｔが閾値Ｔｉｏｔよりもある程度低い閾値Ｔｉｓｔ１以下で且つ開始時水温Ｔｗｓｔが閾値Ｔｗｏｔよりもある程度低い閾値Ｔｗｓｔ１以下の領域では十分に高い値ｆｃ２１が設定され、開始時温度Ｔｉｓｔが閾値Ｔｉｓｔ１よりも高い領域では開始時温度Ｔｉｓｔが高いほど値ｆｃ２１に対して低くなるように設定され、開始時水温Ｔｗｓｔが閾値Ｔｗｓｔ１よりも高い領域では開始時水温Ｔｗｓｔが高いほど値ｆｃ２１に対して低くなるように設定される。キャリア周波数ｆｃが高いほどインバータ３２のトランジスタＴ１１～Ｔ１６のスイッチング損失が増加してインバータ３２の温度Ｔｉや冷却装置３３の温度Ｔｗが高くなりやすくいため、図５のような傾向の周波数ｆｃ２をキャリア周波数ｆｃに設定することにより、エンジン２２の始動時に、インバータ３２の温度Ｔｉが閾値Ｔｉｏｔよりも高くなったり冷却装置３３の冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｏｔよりも高くなったりしてインバータ３２の保護処理を作動させることになるのを抑制することができる。言い換えれば、開始時温度Ｔｉｓｔが閾値Ｔｉｓｔ１以下で且つ開始時水温Ｔｗｓｔが閾値Ｔｗｓｔ１以下の領域は、エンジン２２の始動時に、値ｆｃ２１のキャリア周波数ｆｃと２相変調モードとを用いてＰＷＭ制御によりインバータ３２を制御した場合に、インバータ３２の温度Ｔｉが閾値Ｔｉｏｔよりも高くなったり冷却装置３３の冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｏｔよりも高くなったりするのを抑制可能な領域であると言える。 In this embodiment, the frequency fc2 is set within a range that can prevent the temperature Ti of the inverter 32 from becoming higher than the above-mentioned threshold Tiot or the cooling water temperature Tw of the cooling device 33 from becoming higher than the above-mentioned threshold Twot when the engine 22 is started, thereby activating the protection process of the inverter 32. The frequency fc2 can be set, for example, by applying the start temperature Tist and the start water temperature Twst to a frequency setting map. The frequency setting map is determined in advance by experiments, analysis, machine learning, etc. as the relationship between the start temperature Tist and the start water temperature Twst and the frequency fc2, and is stored in the ROM or flash memory of the motor ECU 38. FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a frequency setting map. As shown in the figure, the frequency fc2 is set to a sufficiently high value fc21 in the region where the starting temperature Tist is equal to or lower than the threshold value Tist1 which is somewhat lower than the threshold value Tiot and where the starting water temperature Twst is equal to or lower than the threshold value Twst1 which is somewhat lower than the threshold value Twot, and in the region where the starting temperature Tist is higher than the threshold value Tst1, the frequency fc2 is set to a lower value relative to the value fc21 as the starting temperature Tst increases, and in the region where the starting water temperature Twst is higher than the threshold value Twst1, the frequency fc2 is set to a lower value relative to the value fc21 as the starting water temperature Twst increases. As the carrier frequency fc is higher, the switching loss of the transistors T11 to T16 of the inverter 32 increases, and the temperature Ti of the inverter 32 and the temperature Tw of the cooling device 33 tend to increase. Therefore, by setting the frequency fc2 having the tendency shown in FIG. 5 as the carrier frequency fc, it is possible to prevent the temperature Ti of the inverter 32 from becoming higher than the threshold value Tiot or the cooling water temperature Tw of the cooling device 33 from becoming higher than the threshold value Twot at the start of the engine 22, which would cause the inverter 32 to be protected. In other words, the region in which the start temperature Tist is equal to or lower than the threshold value Tist1 and the start water temperature Twst is equal to or lower than the threshold value Twst1 can be said to be a region in which it is possible to prevent the temperature Ti of the inverter 32 from becoming higher than the threshold value Tiot or the cooling water temperature Tw of the cooling device 33 from becoming higher than the threshold value Twot when the inverter 32 is controlled by PWM control using the carrier frequency fc of value fc21 and the two-phase modulation mode at the start of the engine 22.

以上説明した本実施形態のハイブリッド車２０に搭載される駆動装置では、エンジン２２の始動時でないときには、変調モードＭｄに３相変調モードを設定すると共にキャリア周波数ｆｃに周波数ｆｃ１を設定し、設定した変調モードＭｄおよびキャリア周波数ｆｃを用いてＰＷＭ制御によりインバータ３２のトランジスタＴ１１～Ｔ１２６のスイッチング制御を行なう。エンジン２２の始動時には、変調モードＭｄに２相変調モードを設定すると共にキャリア周波数ｆｃに周波数ｆｃ１よりも高い周波数ｆｃ２を設定し、設定した変調モードＭｄおよびキャリア周波数ｆｃを用いてＰＷＭ制御によりインバータ３２のトランジスタＴ１１～Ｔ１２６のスイッチング制御を行なう。これにより、エンジン２２の始動時に、電流リプルによる騒音の低減とインバータ３２のトランジスタＴ１１～Ｔ１６のスイッチング損失の低減との両立を図ることができる。 In the drive device mounted on the hybrid vehicle 20 of this embodiment described above, when the engine 22 is not starting, the modulation mode Md is set to three-phase modulation mode and the carrier frequency fc is set to frequency fc1, and the switching control of the transistors T11 to T126 of the inverter 32 is performed by PWM control using the set modulation mode Md and carrier frequency fc. When the engine 22 is starting, the modulation mode Md is set to two-phase modulation mode and the carrier frequency fc is set to frequency fc2 higher than frequency fc1, and the switching control of the transistors T11 to T126 of the inverter 32 is performed by PWM control using the set modulation mode Md and carrier frequency fc. This makes it possible to reduce noise caused by current ripple and reduce switching loss of the transistors T11 to T16 of the inverter 32 at the time of starting the engine 22.

しかも、本実施形態のハイブリッド車２０に搭載される駆動装置では、エンジン２２の始動時には、開始時温度Ｔｉｓｔおよび開始時水温Ｔｗｓｔに基づく周波数ｆｃ２をキャリア周波数ｆｃに設定する。これにより、エンジン２２の始動時に、インバータ３２の温度Ｔｉが閾値Ｔｉｏｔよりも高くなったり冷却装置３３の冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｏｔよりも高くなったりしてインバータ３２の保護処理を作動させることになるのをより抑制することができる。 In addition, in the drive device mounted on the hybrid vehicle 20 of this embodiment, when the engine 22 is started, the frequency fc2 based on the start temperature Tist and the start water temperature Twst is set as the carrier frequency fc. This makes it possible to further prevent the temperature Ti of the inverter 32 from becoming higher than the threshold value Tiot or the cooling water temperature Tw of the cooling device 33 from becoming higher than the threshold value Twot when the engine 22 is started, which would cause the protection process of the inverter 32 to be activated.

上述した実施形態では、エンジン２２の始動時に用いる周波数ｆｃ２は、開始時温度Ｔｉｓｔおよび開始時水温Ｔｗｓｔに基づいて設定するものとした。しかし、周波数ｆｃ２は、周波数ｆｃ１よりも高いものであればよく、例えば、開始時温度Ｔｉｓｔおよび開始時水温Ｔｗｓｔのうちの一方だけに基づいて設定してもよいし、一定値を用いてもよい。また、エンジン２２の始動開始時のインバータ３２の温度Ｔｉである開始時温度Ｔｉｓｔに代えて、エンジン２２の始動開始時の、トランジスタＴ１１～Ｔ１６およびダイオードＤ１１～Ｄ１６の代表温度や、トランジスタＴ１１～Ｔ１６およびダイオードＤ１１～Ｄ１６が取り付けられている基板の温度などを用いてもよい。代表温度は、例えば、トランジスタＴ１１～Ｔ１６およびダイオードＤ１１～Ｄ１６の何れか１つ（特定の素子）の温度や、トランジスタＴ１１～Ｔ１６およびダイオードＤ１１～Ｄ１６の各温度の最大値などを用いることができる。 In the above embodiment, the frequency fc2 used when starting the engine 22 is set based on the start temperature Tist and the start water temperature Twst. However, the frequency fc2 may be any frequency higher than the frequency fc1, and may be set based on only one of the start temperature Tist and the start water temperature Twst, or may be a constant value. In addition, instead of the start temperature Tist, which is the temperature Ti of the inverter 32 at the start of starting the engine 22, a representative temperature of the transistors T11 to T16 and the diodes D11 to D16 at the start of starting the engine 22, or a temperature of a board on which the transistors T11 to T16 and the diodes D11 to D16 are attached, may be used. The representative temperature may be, for example, the temperature of any one (a specific element) of the transistors T11 to T16 and the diodes D11 to D16, or the maximum value of each temperature of the transistors T11 to T16 and the diodes D11 to D16.

上述した実施形態では、モータＥＣＵ３８は、図４の設定処理を実行するものとした。しかし、これに代えて、図６の設定処理を実行してもよい。図６の設定処理は、ステップＳ２００～Ｓ２３０の処理を追加した点を除いて、図４の設定処理と同一である。したがって、図６の設定処理のうち図４の設定処理と同一の処理については同一のステップ番号を付し、詳細な説明を省略する。 In the embodiment described above, the motor ECU 38 executes the setting process of FIG. 4. However, instead of this, the setting process of FIG. 6 may be executed. The setting process of FIG. 6 is the same as the setting process of FIG. 4 except for the addition of steps S200 to S230. Therefore, the same step numbers are used for the steps in the setting process of FIG. 6 that are the same as the setting process of FIG. 4, and detailed explanations will be omitted.

図６の設定処理では、モータＥＣＵ３８は、ステップＳ１１０で始動時フラグＦｓが値０のとき、即ち、エンジン２２の始動時でないときには、モータ３０の回転数Ｎｍやトルク指令Ｔｍ＊を入力する（ステップＳ２００）。ここで、モータ３０の回転数Ｎｍは、回転位置センサ３０ａからのモータ３０の回転子（回転軸３１）の回転位置θｍに基づいて演算された値が入力される。モータ３０のトルク指令Ｔｍ＊は、入力軸４１の要求トルクＴｉ＊などに基づいて設定された値が入力される。 In the setting process of FIG. 6, when the start flag Fs is set to 0 in step S110, i.e., when the engine 22 is not starting, the motor ECU 38 inputs the rotation speed Nm and torque command Tm* of the motor 30 (step S200). Here, the rotation speed Nm of the motor 30 is input with a value calculated based on the rotation position θm of the rotor (rotating shaft 31) of the motor 30 from the rotation position sensor 30a. The torque command Tm* of the motor 30 is input with a value set based on the required torque Ti* of the input shaft 41, etc.

続いて、モータ３０の動作点（回転数Ｎｍおよびトルク指令Ｔｍ＊）が所定領域内であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。ここで、所定領域は、電流リプルによる騒音を運転者に感じさせやすい領域（低減すべき領域）として予め実験や解析・機械学習などにより定められる。ステップＳ２１０でモータ３０の動作点が所定領域外であると判定したときには、上述のステップＳ１２０，Ｓ１３０の処理を実行して、具体的には、変調モードＭｄに３相変調モードを設定すると共にキャリア周波数ｆｃに周波数ｆｃ１を設定して、本設定処理を終了する。 Next, it is determined whether the operating point of the motor 30 (the rotation speed Nm and the torque command Tm*) is within a predetermined region (step S210). Here, the predetermined region is determined in advance by experiment, analysis, machine learning, etc. as a region where the noise due to the current ripple is likely to be felt by the driver (a region that should be reduced). If it is determined in step S210 that the operating point of the motor 30 is outside the predetermined region, the processing of the above-mentioned steps S120 and S130 is executed, and specifically, the modulation mode Md is set to a three-phase modulation mode and the carrier frequency fc is set to frequency fc1, and this setting process is terminated.

ステップＳ２１０でモータ３０の動作点が所定領域外であると判定したときには、変調モードＭｄに２相変調モードを設定し（ステップＳ２２０）、キャリア周波数ｆｃに周波数ｆｃ１よりも高く且つ周波数ｆｃ２よりも低い周波数ｆｃ３を設定して（ステップＳ２３０）、本設定処理を終了する。モータ３０の動作点が所定領域内のときに、モータ３０の動作点が所定領域外のときに比してキャリア周波数ｆｃを高くすることにより、電流リプルによる騒音を運転者に感じさせるのを抑制することができる。また、このときに、２相変調モードにすることにより、３相変調モードの場合に比して、トランジスタＴ１１～Ｔ１６のスイッチング損失を低減することができる。 When it is determined in step S210 that the operating point of the motor 30 is outside the predetermined region, the modulation mode Md is set to two-phase modulation mode (step S220), the carrier frequency fc is set to frequency fc3 that is higher than frequency fc1 and lower than frequency fc2 (step S230), and this setting process is terminated. When the operating point of the motor 30 is within the predetermined region, the carrier frequency fc is set to be higher than when the operating point of the motor 30 is outside the predetermined region, thereby making it possible to suppress noise caused by current ripples that is felt by the driver. Furthermore, by switching to two-phase modulation mode at this time, the switching loss of transistors T11 to T16 can be reduced compared to the case of three-phase modulation mode.

上述した実施形態では、ハイブリッド車２０は、蓄電装置としてバッテリ５０を備えるものとした。しかし、蓄電可能な装置を備えるものであればよく、キャパシタなどを備えるものとしてもよい。 In the above-described embodiment, the hybrid vehicle 20 is equipped with a battery 50 as a power storage device. However, any device capable of storing power may be used, and the hybrid vehicle 20 may be equipped with a capacitor or the like.

上述した実施形態では、ハイブリッド車２０は、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ３８とバッテリＥＣＵ５２とＨＶＥＣＵ７０とを備えるものとした。しかし、これらのうちの少なくとも２つは、一体に構成されるものとしてもよい。 In the above-described embodiment, the hybrid vehicle 20 includes the engine ECU 24, the motor ECU 38, the battery ECU 52, and the HVECU 70. However, at least two of these may be configured as an integrated unit.

上述の実施形態では、ハイブリッド車２０は、駆動輪４９に変速機４０、クラッチＷＳＣ、モータ３０、クラッチＫ０を介してエンジン２２を接続し、モータ３０を駆動するインバータ３２に電力ライン５４を介してバッテリ５０を接続した構成とした。しかし、これに限定されない。例えば、シングルピニオンタイプのプラネタリギヤのサンギヤに第１モータ、キャリヤにエンジン、リングギヤに駆動輪に連結された駆動軸をそれぞれ接続し、駆動軸に第２モータを接続し、第１、第２モータをそれぞれ駆動する第１、第２インバータに電力ラインを介してバッテリを接続した構成としてもよい。 In the above embodiment, the hybrid vehicle 20 is configured such that the engine 22 is connected to the drive wheels 49 via the transmission 40, clutch WSC, motor 30, and clutch K0, and the battery 50 is connected to the inverter 32 that drives the motor 30 via a power line 54. However, this is not limited to the above. For example, a single-pinion type planetary gear may have a sun gear connected to a first motor, a carrier connected to the engine, and a ring gear connected to a drive shaft that is connected to the drive wheels, a second motor connected to the drive shaft, and a battery connected to first and second inverters that drive the first and second motors, respectively, via power lines.

上述した実施形態では、ハイブリッド車２０に搭載される駆動装置の形態とした。しかし、車両以外の移動体に搭載される駆動装置の形態としたり、建設設備などに搭載される駆動装置の形態としたりしてもよい。 In the above-described embodiment, the drive unit is mounted on a hybrid vehicle 20. However, the drive unit may be mounted on a moving object other than a vehicle, or may be mounted on construction equipment, etc.

実施形態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。実施形態では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータ３０が「モータ」に相当し、インバータ３２が「インバータ」に相当し、バッテリ５０が「蓄電装置」に相当し、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ３８とＨＶＥＣＵ７０とが「制御装置」に相当する。冷却装置３３が「冷却装置」に相当する。 The relationship between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the section on means for solving the problem will be explained. In the embodiment, the engine 22 corresponds to the "engine", the motor 30 corresponds to the "motor", the inverter 32 corresponds to the "inverter", the battery 50 corresponds to the "electricity storage device", and the engine ECU 24, the motor ECU 38, and the HVECU 70 correspond to the "control device". The cooling device 33 corresponds to the "cooling device".

なお、実施形態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、実施形態が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施形態は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the Means for Solving the Problem column does not limit the elements of the invention described in the Means for Solving the Problem column, since the embodiment is an example for specifically explaining the form for implementing the invention described in the Means for Solving the Problem column. In other words, the interpretation of the invention described in the Means for Solving the Problem column should be based on the description in that column, and the embodiment is merely a specific example of the invention described in the Means for Solving the Problem column.

以上、本開示を実施するための実施形態について説明したが、本開示はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本開示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。 Although the above describes embodiments for implementing the present disclosure, the present disclosure is in no way limited to these embodiments, and it goes without saying that the present disclosure can be implemented in various forms without departing from the spirit of the present disclosure.

本開示は、駆動装置の製造産業などに利用可能である。 This disclosure can be used in the drive manufacturing industry, etc.

２０ ハイブリッド車、２２ エンジン、２３ クランクシャフト、２４ エンジンＥＣＵ、３０ モータ、３０ａ 回転位置センサ、３０ｔ 温度センサ、３０ｕ 電流センサ、３１ 回転軸、３２ インバータ、３３ 冷却装置、３４ 循環流路、３５ ラジエータ、３６ ウォーターポンプ、３７ 温度センサ、３８ モータＥＣＵ、４０ 変速機、４１ 入力軸、４２ 出力軸、５０ バッテリ、５２ バッテリＥＣＵ、５４ 電力ライン、５６ システムメインリレー、７０ ＨＶＥＣＵ、Ｄ１１～Ｄ１６ ダイオード、Ｔ１１～Ｔ１６ トランジスタ。 20 Hybrid vehicle, 22 Engine, 23 Crankshaft, 24 Engine ECU, 30 Motor, 30a Rotational position sensor, 30t Temperature sensor, 30u Current sensor, 31 Rotating shaft, 32 Inverter, 33 Cooling device, 34 Circulation flow path, 35 Radiator, 36 Water pump, 37 Temperature sensor, 38 Motor ECU, 40 Transmission, 41 Input shaft, 42 Output shaft, 50 Battery, 52 Battery ECU, 54 Power line, 56 System main relay, 70 HVECU, D11-D16 Diodes, T11-T16 Transistors.

Claims (3)

エンジンと、前記エンジンに接続されたモータと、複数のスイッチング素子のスイッチングにより前記モータを駆動するインバータと、前記インバータに電力ラインを介して接続された蓄電装置と、前記エンジンと前記インバータとを制御する制御装置と、を備える駆動装置であって、
前記制御装置は、前記モータによる前記エンジンのクランキングを伴って前記エンジンを始動するエンジン始動時でないときには、３相変調モードと第１キャリア周波数とを用いてパルス幅変調制御により前記インバータを制御し、前記エンジン始動時には、２相変調モードと前記第１キャリア周波数よりも高い第２キャリア周波数とを用いて前記パルス幅変調制御により前記インバータを制御する、
駆動装置。 A drive device including an engine, a motor connected to the engine, an inverter that drives the motor by switching a plurality of switching elements, a power storage device connected to the inverter via a power line, and a control device that controls the engine and the inverter,
the control device controls the inverter by pulse width modulation control using a three-phase modulation mode and a first carrier frequency when the engine is not being started with cranking of the engine by the motor, and when the engine is being started, controls the inverter by pulse width modulation control using a two-phase modulation mode and a second carrier frequency higher than the first carrier frequency.
Drive unit. 請求項１記載の駆動装置であって、
冷却水を用いて前記インバータを冷却する冷却装置を更に備え、
前記制御装置は、前記エンジン始動時には、前記インバータの温度が高いほど低くなるようにおよび／または前記冷却水の温度が高いほど低くなるように前記第２キャリア周波数を設定する、
駆動装置。 2. The drive device according to claim 1,
The inverter further includes a cooling device that cools the inverter using cooling water.
the control device, at the time of starting the engine, sets the second carrier frequency to be lower as the temperature of the inverter is higher and/or sets the second carrier frequency to be lower as the temperature of the cooling water is higher.
Drive unit. 請求項１または２記載の駆動装置であって、
前記制御装置は、前記エンジン始動時でないときに前記モータの動作点が所定領域内のときには、前記２相変調モードと前記第１キャリア周波数よりも高く且つ前記第２キャリア周波数よりも低い第３キャリア周波数とを用いて前記パルス幅変調制御により前記インバータを制御する、
駆動装置。 3. The drive device according to claim 1 or 2,
when the engine is not starting and an operating point of the motor is within a predetermined region, the control device controls the inverter by the pulse width modulation control using the two-phase modulation mode and a third carrier frequency that is higher than the first carrier frequency and lower than the second carrier frequency.
Drive unit.

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