JP4163072B2 - Vehicle charging control device - Google Patents

Vehicle charging control device

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JP4163072B2 JP2003290777A JP2003290777A JP4163072B2 JP 4163072 B2 JP4163072 B2 JP 4163072B2 JP 2003290777 A JP2003290777 A JP 2003290777A JP 2003290777 A JP2003290777 A JP 2003290777A JP 4163072 B2 JP4163072 B2 JP 4163072B2
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Description

本発明は、特に、所定の駆動力発生と充電とが実行自在なモータジェネレータを作動制御するインバータ装置を有する車両の充電制御装置に関する。   In particular, the present invention relates to a charging control device for a vehicle including an inverter device that controls the operation of a motor generator that can freely generate and drive a predetermined driving force.

近年、車両においては、燃費の低減や、排気ガスの低減等を目的として、所定の駆動力発生と充電とが実行自在なモータジェネレータを作動制御するインバータ装置を備えた車両が実用化されている。   2. Description of the Related Art In recent years, vehicles equipped with an inverter device that controls the operation of a motor generator that can perform predetermined driving force generation and charging have been put into practical use for the purpose of reducing fuel consumption and exhaust gas. .

例えば、特開２００２−１７６７０４号公報に示す２電源系統を有するハイブリッド自動車では、合計６個のスイッチング素子と、各スイッチング素子と個別に逆並列接続されたフライホイルダイオードとからなり、各スイッチング素子はコントローラにより断続制御されて、直流電圧を、モータジェネレータの回転と同期した三相交流電圧に変換する三相のインバータ装置が開示されている。尚、上述のこのコントローラは、モータジェネレータの回転位置に基づいてインバータ装置を位相制御したり、スイッチング素子やインバータ装置のスイッチング素子のＰＷＭ (Pulse Width Modulation)デューティ比を制御して、モータジェネレータのトルクを調整するようになっている。
特開２００２−１７６７０４号公報 For example, in a hybrid vehicle having a two power supply system shown in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-176704, a total of six switching elements and flywheel diodes individually connected in reverse parallel with each switching element, each switching element is A three-phase inverter device that is intermittently controlled by a controller and converts a DC voltage into a three-phase AC voltage synchronized with the rotation of a motor generator is disclosed. The above-mentioned controller controls the phase of the inverter device based on the rotational position of the motor generator, and controls the PWM (Pulse Width Modulation) duty ratio of the switching element and the switching element of the inverter device to control the torque of the motor generator. To be adjusted.
JP 2002-176704 A

ところで、上述の特許文献１に示されるようなモータジェネレータは、エンジンとトルク授受可能に連結され、バッテリからインバータ装置を通じて給電されて電動動作したり、エンジンにより駆動されて発電を行ってインバータ装置を通じてバッテリを充電したりするものであるため、インバータ装置に異常が発生した場合、モータジェネレータが不要な駆動力を発生したり、或いは、バッテリに充電ができなくなる可能性があり、これに対処できるフェイルセイフ機能を設けることが重要である。   By the way, a motor generator as shown in the above-mentioned Patent Document 1 is connected to an engine so as to be able to transmit and receive torque, and is electrically operated by being fed from a battery through an inverter device, or driven by the engine to generate electric power and through the inverter device. If the inverter device malfunctions because the battery is charged, the motor generator may generate unnecessary driving force or the battery may not be able to be charged. It is important to provide a safe function.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、たとえ、インバータ装置に異常が発生した場合においても、モータジェネレータが不要な駆動力を発生することを防止し、バッテリへの充電機能を保持することが可能な車両の充電制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances. Even when an abnormality occurs in the inverter device, the motor generator is prevented from generating unnecessary driving force, and the battery charging function is maintained. It is an object of the present invention to provide a charging control device for a vehicle that can perform the above.

本発明は、所定の駆動力発生と充電とが実行自在なモータジェネレータと、上記モータジェネレータを作動制御するインバータ装置とを備えた車両の充電制御装置において、上記インバータ装置は、少なくとも上記モータジェネレータからの交流電流を所定の電圧の直流電流に可変して出力自在な変換手段と、少なくとも上記変換手段の作動を制御する変換制御手段と、上記変換手段と協働して界磁制御を実行する界磁制御手段とを有し、上記界磁制御手段は、上記変換制御手段の異常を検出した場合に、上記変換制御手段による上記変換手段に対するゲート制御を切断し、該変換手段に対して全てのゲートを閉じさせて上記変換手段の機能を上記モータジェネレータからの交流電流を所定の電圧の直流電流に可変する整流機能のみに強制的に限定させることを特徴としている。 The present invention relates to a vehicle charge control device comprising a motor generator capable of generating and driving a predetermined driving force and an inverter device for controlling the operation of the motor generator, wherein the inverter device includes at least the motor generator. Conversion means capable of changing the alternating current to a direct current of a predetermined voltage and outputting freely, conversion control means for controlling at least the operation of the conversion means, and field control means for executing field control in cooperation with the conversion means The field control means disconnects the gate control for the conversion means by the conversion control means when detecting an abnormality of the conversion control means, and closes all the gates for the conversion means to The function of the conversion means is compulsory only for the rectification function that changes the AC current from the motor generator to a DC current of a predetermined voltage. It is characterized by causing limited.

本発明による車両の充電制御装置は、たとえ、インバータ装置に異常が発生した場合においても、モータジェネレータが不要な駆動力を発生することを防止し、バッテリへの充電機能を保持することが可能となる。   The vehicle charge control device according to the present invention can prevent the motor generator from generating unnecessary driving force even when an abnormality occurs in the inverter device, and can maintain a battery charging function. Become.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図３は本発明の実施の一形態を示し、図１は２つの異なる電圧系統を有する車両全体の概略説明図、図２はモータジェネレータとインバータ装置を中心とする接続回路に関する説明図、図３はインバータ装置の界磁制御部で実行される故障診断プログラムのフローチャートである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of an entire vehicle having two different voltage systems, and FIG. 2 is an explanatory diagram related to a connection circuit centering on a motor generator and an inverter device. FIG. 3 is a flowchart of a failure diagnosis program executed by the field control unit of the inverter device.

図１において、符号１は車両前部に配置されたエンジンを示し、このエンジン１による駆動力は、エンジン１後方の自動変速装置（トルクコンバータ等も含んで図示）２からトランスファ３に伝達される。   In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an engine disposed in the front part of the vehicle, and driving force by the engine 1 is transmitted from an automatic transmission device (including a torque converter and the like) 2 behind the engine 1 to a transfer 3. .

更に、このトランスファ３に伝達された駆動力は、リヤドライブ軸４、プロペラシャフト５、ドライブピニオン軸部６を介して後輪終減速装置７に入力される一方、リダクションドライブギヤ、リダクションドリブンギヤ、フロントドライブ軸を介して前輪終減速装置（以上、フロント駆動系は図示せず）に入力される。   Further, the driving force transmitted to the transfer 3 is input to the rear wheel final reduction device 7 via the rear drive shaft 4, the propeller shaft 5, and the drive pinion shaft portion 6, while the reduction drive gear, the reduction driven gear, the front It is input to the front wheel final reduction gear (the front drive system is not shown) via the drive shaft.

後輪終減速装置７に入力された駆動力は、後輪左ドライブ軸８rlを経て左後輪９rlに、後輪右ドライブ軸８rrを経て右後輪９rrに伝達される。前輪終減速装置に入力された駆動力は、前輪左ドライブ軸８flを経て左前輪９flに、前輪右ドライブ軸８frを経て右前輪９frに伝達される。   The driving force input to the rear wheel final reduction gear 7 is transmitted to the left rear wheel 9rl through the rear wheel left drive shaft 8rl and to the right rear wheel 9rr through the rear wheel right drive shaft 8rr. The driving force input to the front wheel final reduction gear is transmitted to the left front wheel 9fl via the front wheel left drive shaft 8fl and to the right front wheel 9fr via the front wheel right drive shaft 8fr.

次に、この車両に車載される各エレクトロニクス系について説明する。
本車両は、４２Ｖの高電圧系と１４Ｖの低電圧系の２つの電圧系統を有して構成されている。 Next, each electronics system mounted on this vehicle will be described.
This vehicle has two voltage systems of a 42V high voltage system and a 14V low voltage system.

符号１１は、インバータ装置を示し、このインバータ装置１１には、エンジン１のクランクスプロケット１２によりベルト１３を介して回転軸端部のプーリ１４が回転され発電を行うと共に、最初の始動時以外の再始動等におけるエンジン１の始動を行うモータジェネレータ１５が、後述の図２で説明するように電気的に接続されている。   Reference numeral 11 denotes an inverter device. In the inverter device 11, the crank sprocket 12 of the engine 1 rotates the pulley 14 at the end of the rotating shaft via the belt 13 to generate electric power, and at the same time the power is not regenerated at the time other than the initial start-up. A motor generator 15 for starting the engine 1 in starting or the like is electrically connected as will be described later with reference to FIG.

インバータ装置１１には、充放電可能な３６Ｖバッテリ１６と接続された４２Ｖ系の配線が接続され、この４２Ｖ系の配線には、最初のエンジン始動時のみ使用するスタータモータ１７や、電動モータによるパワーステアリング装置１８等の４２Ｖ負荷２３が接続されている。   The inverter device 11 is connected to a 42V system wiring connected to a chargeable / dischargeable 36V battery 16, and the 42V system wiring is connected to the starter motor 17 used only at the time of the first engine start, or the electric motor power. A 42V load 23 such as a steering device 18 is connected.

また、インバータ装置１１側面には、４２Ｖ系の配線が接続されて、４２Ｖ電圧を１４Ｖ電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ１９が略一体的にケース２０内に格納されている。このＤＣ−ＤＣコンバータ１９に接続される配線には、充放電可能な１２Ｖバッテリ２１が接続され、その他各種ランプ、オーディオ、及び、後述する各制御装置等の１４Ｖ負荷２２が接続されている。   Further, a 42V system wiring is connected to the side surface of the inverter device 11, and a DC-DC converter 19 that converts a 42V voltage into a 14V voltage is stored in the case 20 substantially integrally. A chargeable / dischargeable 12 V battery 21 is connected to the wiring connected to the DC-DC converter 19, and other various lamps, audio, and a 14 V load 22 such as each control device to be described later are connected.

車両には、車両の自動停止再始動制御を実行するアイドルストップ制御装置３０が搭載されており、このアイドルストップ制御装置３０には、エンジン１における周知の各種制御を実行するエンジン制御装置３１、主に３６Ｖバッテリ１６の充電状態、放電状態を管理するバッテリ監視装置３２、インバータ装置１１と接続されてモータジェネレータ１５の制御を行うモータジェネレータ制御装置３３等が、例えば、車両の通信ネットワークとしてＩＳＯの標準プロトコルの一つであるＣＡＮ（Controller Area Network）等により接続されて、後述の各センサで検出された値やスイッチ信号は、このＣＡＮを通じ、それぞれの制御装置で必要に応じて共有されている。   The vehicle is equipped with an idle stop control device 30 that executes automatic stop / restart control of the vehicle. The idle stop control device 30 includes an engine control device 31 that executes various well-known controls in the engine 1, A battery monitoring device 32 for managing the charging state and discharging state of the 36V battery 16, a motor generator control device 33 connected to the inverter device 11 for controlling the motor generator 15, etc. Values and switch signals that are connected by CAN (Controller Area Network), which is one of the protocols, and are detected by each sensor described later are shared by the respective control devices as needed through this CAN.

アイドルストップ制御装置３０には、ブレーキペダル４１の踏み込みストロークを検出するブレーキペダル踏み込み量センサ４２（ブレーキ油圧をセンシングするものでも良い）、アクセルペダル４３の踏み込みストロークを検出するアクセルペダル踏み込み量センサ４４が接続されている。また、アイドルストップ制御装置３０には、ハンドル角θHを検出するハンドル角センサ４５、車速Ｖを検出する車速センサ４６、選択されたシフトポジション（Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、３速、２速、１速の各レンジ位置）を検出するシフトポジションスイッチ４７等が接続されている。また、エンジン制御装置３１には、図示はしないが、エンジン回転数センサ、アクセル開度センサ等の周知のセンサ類が接続されている。   The idle stop control device 30 includes a brake pedal depression amount sensor 42 (which may sense brake hydraulic pressure) that detects a depression stroke of the brake pedal 41, and an accelerator pedal depression amount sensor 44 that detects the depression stroke of the accelerator pedal 43. It is connected. Further, the idle stop control device 30 includes a handle angle sensor 45 for detecting the handle angle θH, a vehicle speed sensor 46 for detecting the vehicle speed V, and selected shift positions (P, R, N, D, 3rd speed, 2nd speed, A shift position switch 47 and the like for detecting each range position of the first speed are connected. The engine control device 31 is connected to well-known sensors such as an engine speed sensor and an accelerator opening sensor (not shown).

アイドルストップ制御装置３０は、これらスイッチ、センサ類から得られる各情報を基に、エンジン１を自動停止する予め設定したエンジン自動停止条件が成立しているか否か判定し、エンジン自動停止条件が成立している場合には、エンジン１を自動停止させる信号をエンジン制御装置３１、モータジェネレータ制御装置３３に出力するようになっている。   The idle stop control device 30 determines whether or not a preset engine automatic stop condition for automatically stopping the engine 1 is satisfied based on information obtained from these switches and sensors, and the engine automatic stop condition is satisfied. In such a case, a signal for automatically stopping the engine 1 is output to the engine control device 31 and the motor generator control device 33.

また、アイドルストップ制御装置３０は、アイドルストップ状態の場合にエンジン自動停止条件が不成立の状態となったら、エンジン制御装置３１及びモータジェネレータ制御装置３３に信号を出力してインバータ装置１１によりモータジェネレータ１５を駆動させ、エンジン１を再始動させる。   Further, the idle stop control device 30 outputs a signal to the engine control device 31 and the motor generator control device 33 when the engine automatic stop condition is not satisfied in the idling stop state, and the motor generator 15 is driven by the inverter device 11. Is driven and the engine 1 is restarted.

ここで、エンジン自動停止条件とは、例えば、ブレーキペダル４１が踏み込まれ、アクセルペダル４３が踏まれておらず、シフトポジションがＰ、Ｎ、Ｄ、３速、２速、１速の何れかで、車速Ｖが略ゼロであり、且つ、バッテリ監視装置３２からアイドルストップの禁止指令がない場合である。   Here, the engine automatic stop condition is, for example, that the brake pedal 41 is depressed, the accelerator pedal 43 is not depressed, and the shift position is P, N, D, 3rd speed, 2nd speed, 1st speed. This is a case where the vehicle speed V is substantially zero and there is no idle stop prohibition command from the battery monitoring device 32.

また、アイドルストップ制御装置３０は、予め設定しておいた回生条件（例えば、アクセルペダル４３が踏まれておらず、エンジン回転数ＮEが１０００rpm以上で、車速Ｖが４０km/h以上で、駆動系とエンジン１とが連結され燃料が消費されていない条件）が成立する場合には、バッテリ監視装置３２に対して回生指令を出力する。   In addition, the idle stop control device 30 is provided with a preset regeneration condition (for example, when the accelerator pedal 43 is not depressed, the engine speed NE is 1000 rpm or more, the vehicle speed V is 40 km / h or more, And the engine 1 are connected and the fuel is not consumed), a regeneration command is output to the battery monitoring device 32.

また、バッテリ監視装置３２は、３６Ｖバッテリ１６の充電状態、放電状態を管理すべく、３６Ｖバッテリ１６におけるバッテリ温度ＴBaを検出するバッテリ温度センサ５１、バッテリ電圧ＶBaを検出するバッテリ電圧計５２、バッテリ電流ＩBaを検出するバッテリ電流計５３が接続されている。   Further, the battery monitoring device 32 manages a charging state and a discharging state of the 36V battery 16, a battery temperature sensor 51 that detects the battery temperature TBa in the 36V battery 16, a battery voltmeter 52 that detects the battery voltage VBa, and a battery current A battery ammeter 53 for detecting IBa is connected.

バッテリ監視装置３２は、充電に際しては、モータジェネレータ１５の発電トルクを直接的に制御することなく、目標とする電圧値（目標電圧）ＶTGをモータジェネレータ制御装置３３に出力して充電を実行させるものであり、３６Ｖバッテリ１６は回生等により充電が行われるものであるため、通常は、予め設定しておいた７０％のバッテリ残存容量に相当する電圧値により充電が行われるようになっている。   The battery monitoring device 32 outputs a target voltage value (target voltage) VTG to the motor generator control device 33 to perform charging without directly controlling the power generation torque of the motor generator 15 during charging. Since the 36V battery 16 is charged by regeneration or the like, the charging is normally performed with a voltage value corresponding to a preset battery remaining capacity of 70%.

また、バッテリ監視装置３２は、アイドルストップ制御装置３０から回生指令がある場合には、エンジン回転数とブレーキ踏力に応じて、エンジン回転数が高いほど、ブレーキ踏力が大きいほど高い目標電圧ＶTGを設定してモータジェネレータ制御装置３３に対して出力するようになっている。   Further, when there is a regeneration command from the idle stop control device 30, the battery monitoring device 32 sets a higher target voltage VTG as the engine speed is higher and as the brake pedal force is larger, according to the engine speed and brake pedal force. Then, it is output to the motor generator control device 33.

また、バッテリ監視装置３２は、３６Ｖバッテリ１６の電圧値から３６Ｖバッテリ１６が過放電状態と判定される場合には、アイドルストップ制御装置３０に対してアイドルストップの禁止指令を出力し、更に、通常の充電電圧値よりも所定に高い電圧値で充電を実行する急速充電処理を実行して、放電状態を抑止させる。   Further, when it is determined from the voltage value of the 36V battery 16 that the 36V battery 16 is in an overdischarged state, the battery monitoring device 32 outputs an idle stop prohibition command to the idle stop control device 30. A rapid charging process is executed in which charging is performed at a voltage value that is higher than a predetermined charging voltage value to suppress the discharging state.

更に、バッテリ監視装置３２は、３６Ｖバッテリ１６の電流値から３６Ｖバッテリ１６が過充電状態と判定される場合には、モータジェネレータ１５による発電をカットすることなく通常の充電電圧値よりも所定に低い電圧値を設定する充電休止処理を実行するようになっている。   Further, when it is determined from the current value of the 36V battery 16 that the 36V battery 16 is in an overcharged state, the battery monitoring device 32 is predetermined lower than the normal charging voltage value without cutting the power generation by the motor generator 15. A charging suspension process for setting a voltage value is executed.

モータジェネレータ制御装置３３は、アイドルストップ制御装置３０からエンジン１を自動停止させる信号（アイドルストップ指令）が入力され、バッテリ監視装置３２から目標電圧ＶTG、バッテリ電圧ＶBa、バッテリ電圧ＶBaに基づくバッテリ残存容量（バッテリＳＯＣ）とバッテリに対する指令状態（急速充電処理等）が入力され、また、アクセル開度、エンジン回転数、車速も入力される。   The motor generator control device 33 receives a signal (idle stop command) for automatically stopping the engine 1 from the idle stop control device 30, and the battery remaining capacity based on the target voltage VTG, the battery voltage VBa, and the battery voltage VBa from the battery monitoring device 32. (Battery SOC) and a command state for the battery (rapid charging process or the like) are input, and the accelerator opening, engine speed, and vehicle speed are also input.

そして、モータジェネレータ１５が実行すべき制御を上述の各信号に従って決定し、これら制御に必要なパラメータをインバータ装置１１に出力する。具体的には、モータジェネレータ制御装置３３は、インバータ装置１１に対し、制御モードとして、停止時制御モード、定電圧発電制御モード、始動時制御（始動時最大トルク制御、始動時ゼロトルク制御、始動時発電制御）モード、急加速時制御（急加速時ゼロトルク制御、急加速時発電制御）モードの各モードを指令し、これら各制御モードに必要なパラメータ（モータジェネレータ１５のトルク、回転数、充電指令電圧ＶOD）を、演算、マッピングして求め出力する。また、インバータ装置１１からは、モータジェネレータ１５の状態量（モータジェネレータ１５のトルク、回転数、充電電圧）が入力される。   Then, the control to be executed by the motor generator 15 is determined according to each signal described above, and parameters necessary for these controls are output to the inverter device 11. Specifically, the motor generator control device 33 controls the inverter device 11 as a control mode as a stop time control mode, a constant voltage power generation control mode, a start time control (startup maximum torque control, start time zero torque control, start time control). Command each mode of power generation control) mode, sudden acceleration control (zero torque control during rapid acceleration, power generation control during rapid acceleration) mode, and parameters required for each control mode (torque, rotation speed, charge command of motor generator 15) Voltage VOD) is calculated and mapped and output. Further, from the inverter device 11, state quantities of the motor generator 15 (torque, rotation speed, charging voltage of the motor generator 15) are input.

ここで、上述のモータジェネレータ制御装置３３により定められる制御モードとは、例えば、以下のような制御モードとなっている。   Here, the control mode determined by the motor generator control device 33 is, for example, the following control mode.

１．停止時制御モードは、モータジェネレータ１５が回転している場合には、ブレーキをかけてモータジェネレータ１５を停止させ、モータジェネレータ１５が停止している場合には、その停止状態を維持するモードとなっている。 1. When the motor generator 15 is rotating, the stop control mode is a mode in which the motor generator 15 is stopped by applying a brake, and when the motor generator 15 is stopped, the stopped state is maintained. ing.

２．始動時最大トルク制御モードは、エンジン再始動の信号が入力された際にエンジン１が始動するまで実行されるモードで、予め記憶しておいたモータジェネレータ１５のトルクと回転数のマップを参照して、モータジェネレータ１５の回転数に応じたトルクを発生させるようにインバータ装置１１に信号を出力して制御するモードである。 2. The starting maximum torque control mode is a mode that is executed until the engine 1 is started when an engine restart signal is input, and refers to a previously stored torque / rotation speed map of the motor generator 15. In this mode, a signal is output to the inverter device 11 so as to generate a torque corresponding to the rotational speed of the motor generator 15.

３．始動時ゼロトルク制御モードは、エンジン始動と判定した場合、要求負荷、すなわち、エンジン回転数とアクセル開度に応じて、予め設定しておいたマップを参照し、ゼロトルク時間を設定し、このゼロトルク時間が経過するまで、モータジェネレータ１５による駆動力発生と発電の両方を行わない制御のモードとなっている。尚、上述のゼロトルク時間は、アクセル開度が大きければ大きい程、また、エンジン回転数が小さければ小さい程、長い時間に設定される。 3. When it is determined that the engine is started, the zero torque control mode at the time of start is set with reference to a map set in advance according to the required load, that is, the engine speed and the accelerator opening, and the zero torque time is set. Until the time elapses, the control mode is such that neither the driving force generation by the motor generator 15 nor the power generation is performed. The zero torque time described above is set to a longer time as the accelerator opening is larger and as the engine speed is smaller.

４．始動時発電制御モードは、上述の始動時ゼロトルク制御モード終了後、急にバッテリ監視装置３２で指令された充電電圧を設定することなく、段階的に充電電圧を上昇させる制御モードとなっている。 4). The start-time power generation control mode is a control mode in which the charge voltage is increased stepwise without suddenly setting the charge voltage commanded by the battery monitoring device 32 after the start-up zero torque control mode is completed.

５．急加速時ゼロトルク制御は、車両が急加速状態と判定された場合、上述の始動時ゼロトルク制御モードと同様、要求負荷、すなわち、エンジン回転数とアクセル開度に応じて、予め設定しておいたマップを参照し、ゼロトルク時間を設定し、このゼロトルク時間が経過するまで、モータジェネレータ１５による駆動力発生と発電の両方を行わない制御のモードとなっている。 5. When the vehicle is determined to be in a sudden acceleration state, the sudden acceleration zero torque control is set in advance according to the required load, that is, the engine speed and the accelerator opening, as in the above-described zero torque control mode at the time of starting. With reference to the map, a zero torque time is set, and the mode is a control mode in which neither the driving force generation nor the power generation by the motor generator 15 is performed until the zero torque time elapses.

６．急加速時発電制御モードは、上述の急加速時ゼロトルク制御モード終了後、急にバッテリ監視装置３２で指令された充電電圧を設定することなく、段階的に充電電圧を上昇させる制御モードとなっている。 6). The sudden acceleration power generation control mode is a control mode in which the charging voltage is increased stepwise without suddenly setting the charging voltage commanded by the battery monitoring device 32 after the above-described sudden acceleration zero torque control mode is completed. Yes.

次に、モータジェネレータ１５とインバータ装置１１を中心とする接続回路について、図２を基に説明する。
インバータ装置１１は、インバータ制御部６１、インテリジェントパワーモジュール（以下、ＩＰＭと略称）６２、及び、界磁制御回路部６３を有して主要に構成されている。 Next, a connection circuit centering on the motor generator 15 and the inverter device 11 will be described with reference to FIG.
The inverter device 11 mainly includes an inverter control unit 61, an intelligent power module (hereinafter abbreviated as IPM) 62, and a field control circuit unit 63.

インバータ制御部６１は、変換制御手段としてのものであり、ＩＰＭ６２の後述するＰ端子の回路上の電圧値、電流値、ＤＣ−ＤＣコンバータ１９からの１４Ｖの低電圧系の電圧値、モータジェネレータ１５のＵ、Ｖ、Ｗ端子の何れか２端子の電圧値、電流値（ＩＰＭ６２を通じて入力）、モータジェネレータ１５のロータの回転位相を検出するレゾルバ６５からの回転位相信号等が入力される。   The inverter control unit 61 serves as conversion control means, and includes a voltage value and a current value on a circuit of a P terminal described later of the IPM 62, a voltage value of a low voltage system of 14 V from the DC-DC converter 19, and a motor generator 15 The voltage value, current value (input through the IPM 62) of any two terminals of the U, V, and W terminals, the rotational phase signal from the resolver 65 that detects the rotational phase of the rotor of the motor generator 15 are input.

また、モータジェネレータ制御装置３３からは、前述の各制御モードや、これら各制御モードに必要なパラメータ（モータジェネレータ１５のトルク、回転数、充電指令電圧ＶOD）等が入力される。また、インバータ制御部６１からは、モータジェネレータ制御装置３３に対し、モータジェネレータ１５の状態量（モータジェネレータ１５のトルク、回転数、充電電圧）が出力される。   Further, from the motor generator control device 33, the above-described control modes, parameters necessary for these control modes (torque, rotation speed, charge command voltage VOD of the motor generator 15) and the like are input. Further, the inverter control unit 61 outputs a state quantity (torque, rotation speed, charging voltage of the motor generator 15) of the motor generator 15 to the motor generator control device 33.

そして、上述の入力された各制御モードに応じて、入力された各部の電流（インバータ状態）、電圧、ロータ位相を基にＩＰＭ６２に対してゲート制御を実施させ、界磁制御回路部６３に対して界磁制御を実施させて入力された制御モードを実施させる。   Then, in accordance with each input control mode, the gate control is performed on the IPM 62 based on the input current (inverter state), voltage, and rotor phase of each unit, and the field control circuit unit 63 is controlled in the field. To execute the input control mode.

また、インバータ制御部６１には、インバータ制御部６１が正常に作動していることを監視するため、界磁制御回路部６３の界磁制御部６３ａから所定時間毎に、予め設定しておいた数値が入力され、この入力された数値を予めメモリしておいた演算式により演算して界磁制御部６３ａに出力する。そして、この演算結果により、界磁制御部６３ａがインバータ制御部６１の正常か異常を判定するようになっている。界磁制御部６３ａがインバータ制御部６１が異常と判定した場合は、インバータ制御部６１によるＩＰＭ６２に対するゲート制御を切断し、ＩＰＭ６２に対して全てのゲートを閉じさせてＩＰＭ６２をモータジェネレータ１５による発電の整流作用のみの機能に強制的に移行させる。   In addition, a numerical value set in advance is input to the inverter control unit 61 at predetermined intervals from the field control unit 63a of the field control circuit unit 63 in order to monitor that the inverter control unit 61 is operating normally. The input numerical value is calculated by an arithmetic expression stored in advance and is output to the field control unit 63a. Based on the calculation result, the field control unit 63a determines whether the inverter control unit 61 is normal or abnormal. When the field control unit 63a determines that the inverter control unit 61 is abnormal, the gate control for the IPM 62 by the inverter control unit 61 is disconnected, and all the gates are closed by the IPM 62 so that the IPM 62 is rectified by the motor generator 15 for power generation. Force the transition to only functions.

そして、界磁制御部６３ａによって検出されたインバータ制御部６１の故障は、図示しないインストルメントパネルに設けたコンビネーションメータの警報ランプにてドライバに警報がなされるようになっている。   A failure of the inverter control unit 61 detected by the field control unit 63a is alerted to the driver by an alarm lamp of a combination meter provided on an instrument panel (not shown).

このフェイルセイフ機能により、インバータ制御部６１が故障した場合、車両はエンジン１の自動停止再始動の機能は失われるが、３６Ｖバッテリ１６と１２Ｖバッテリ２１に対する充電は引き続き実行されるので、故障が修理されるまでの車両の運転は確実に保障される。また、モータジェネレータ１５が不要な駆動力を発生することも確実に防止される。   If the inverter control unit 61 breaks down due to the fail-safe function, the vehicle loses the automatic stop / restart function of the engine 1, but the 36V battery 16 and the 12V battery 21 are continuously charged. The driving of the vehicle until it is done is guaranteed reliably. In addition, it is possible to reliably prevent the motor generator 15 from generating unnecessary driving force.

また、インバータ制御部６１は、ＩＰＭ６２から温度、電流等の信号が入力されており、これら信号に基づき、ＩＰＭ６２の故障診断と保護制御を実行するようになっている。   The inverter control unit 61 receives signals such as temperature and current from the IPM 62, and performs failure diagnosis and protection control of the IPM 62 based on these signals.

ＩＰＭ６２は、変換手段として設けられているもので、複数のスイッチング素子とその駆動回路、及び、各種保護回路を１パッケージとして、設定された条件でＩＧＢＴ（Insurated Gate Bipolar Transistor）をドライブする周知のもので構成されている。Ｕ，Ｖ，Ｗの各３相インバータ端子は、モータジェネレータ１５と接続され、整流コンバータ平滑後の主電源端子の＋側の端子であるＰ端子が前述の４２Ｖ系の配線に接続され、−側の端子であるＮ端子がアース接続されている。そして、インバータ制御部６１からの信号によりゲート制御され、モータジェネレータ１５の駆動やモータジェネレータ１５による充電を実行させる。   The IPM 62 is provided as conversion means, and is a well-known one that drives an IGBT (Insurated Gate Bipolar Transistor) under a set condition with a plurality of switching elements, their drive circuits, and various protection circuits as one package. It consists of The U, V, and W three-phase inverter terminals are connected to the motor generator 15, the P terminal, which is the + side terminal of the main power supply terminal after smoothing of the rectifier converter, is connected to the 42V system wiring described above, and the-side The N terminal which is the terminal is connected to the ground. The gate is controlled by a signal from the inverter control unit 61 to drive the motor generator 15 and charge the motor generator 15.

界磁制御回路部６３は、界磁制御手段として設けられるもので、界磁制御部６３ａと、界磁回路部６３ｂを有して主要に構成されている。
界磁制御部６３ａは、インバータ制御部６１から、界磁電流指令が入力され、インバータ制御部６１に対して界磁電流をフィードバックする。こうして、インバータ制御部６１からの界磁電流指令に基づき界磁回路部６３ｂをＩＰＭ６２と協働して界磁電流を制御させる。すなわち、界磁制御部６３ａは、インバータ制御部６１からの指令で、界磁回路部６３ｂによりモータジェネレータ１５の界磁電流を調整、制御するものであり、モータジェネレータ１５のロータからでる磁束を増減させることで、モータジェネレータ１５の駆動時には出力トルクの調整を行い、モータジェネレータ１５による発電時には発電電圧の調整を行うようになっている。 The field control circuit unit 63 is provided as a field control unit, and mainly includes a field control unit 63a and a field circuit unit 63b.
The field control unit 63 a receives a field current command from the inverter control unit 61 and feeds back the field current to the inverter control unit 61. Thus, based on the field current command from the inverter control unit 61, the field circuit unit 63b cooperates with the IPM 62 to control the field current. That is, the field control unit 63a adjusts and controls the field current of the motor generator 15 by the field circuit unit 63b according to a command from the inverter control unit 61, and increases or decreases the magnetic flux generated from the rotor of the motor generator 15. Thus, the output torque is adjusted when the motor generator 15 is driven, and the generated voltage is adjusted when the motor generator 15 generates power.

また、界磁制御部６３ａは、上述の如くインバータ制御部６１を監視して、インバータ制御部６１の故障状態を検出すると、インバータ制御部６１によるＩＰＭ６２に対するゲート制御を切断し、ＩＰＭ６２に対して全てのゲートを閉じさせてＩＰＭ６２をモータジェネレータ１５による発電の整流作用のみの機能に強制的に移行させる。   In addition, the field control unit 63a monitors the inverter control unit 61 as described above, and when the failure state of the inverter control unit 61 is detected, the gate control for the IPM 62 by the inverter control unit 61 is disconnected and all the gates for the IPM 62 are disconnected. Is closed and the IPM 62 is forcibly shifted to the function of only the rectifying action of the power generation by the motor generator 15.

界磁回路部６３ｂは、一方の入力端子はＩＰＭ６２のＰ端子に接続され、他方の入力端子はアース接続されて、上述のように界磁制御部６３ａからの信号により指令された界磁電流が得られるように界磁電流を調整する。   In the field circuit unit 63b, one input terminal is connected to the P terminal of the IPM 62, and the other input terminal is connected to the ground, and the field current commanded by the signal from the field control unit 63a is obtained as described above. Adjust the field current as follows.

次に、インバータ装置１１の界磁制御部６３ａで実行される故障診断プログラムを図３のフローチャートで説明する。本プログラムは所定時間毎に繰り返し実行され、まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、インバータ装置１１のインバータ制御部６１が正常か否か、すなわち、界磁制御部６３ａがインバータ装置１１のインバータ制御部６１に出力した所定の数値に対し、インバータ制御部６１から正しい演算結果が入力されたか否か判定し、正しい演算結果が入力され、インバータ制御部６１が正常と判定できる場合には、Ｓ１０３にジャンプして、界磁制御を実行してプログラムを抜ける。   Next, a failure diagnosis program executed by the field controller 63a of the inverter device 11 will be described with reference to the flowchart of FIG. This program is repeatedly executed every predetermined time. First, in step (hereinafter abbreviated as “S”) 101, whether or not the inverter control unit 61 of the inverter device 11 is normal, that is, the field control unit 63 a is connected to the inverter device 11. For a predetermined numerical value output to the inverter control unit 61, it is determined whether or not a correct calculation result is input from the inverter control unit 61. When the correct calculation result is input and the inverter control unit 61 can determine normal, Jump to S103, execute field control, and exit the program.

逆に、正しい演算結果が入力されず、インバータ制御部６１が異常と判定できる場合には、Ｓ１０２に進み、インバータ制御部６１によるＩＰＭ６２に対するゲート制御を切断し、ＩＰＭ６２に対して全てのゲートを閉じさせてＩＰＭ６２をモータジェネレータ１５による発電の整流作用のみの機能に強制的に移行させる。その後、Ｓ１０３に進んで、界磁制御を実行してプログラムを抜ける。   On the other hand, if the correct calculation result is not input and the inverter control unit 61 can determine that there is an abnormality, the process proceeds to S102, where the gate control for the IPM 62 by the inverter control unit 61 is disconnected and all the gates are closed for the IPM 62. Thus, the IPM 62 is forcibly shifted to the function of only the rectifying action of power generation by the motor generator 15. Then, it progresses to S103, executes field control, and leaves a program.

このように、本発明の実施の形態によれば、インバータ制御部６１は、界磁制御回路部６３の界磁制御部６３ａにより異常状態が監視され、界磁制御部６３ａがインバータ制御部６１の異常状態を検出すると、インバータ制御部６１によるＩＰＭ６２に対するゲート制御が切断され、界磁制御部６３ａはＩＰＭ６２に対して全てのゲートを閉じさせてＩＰＭ６２をモータジェネレータ１５による発電の整流作用のみの機能に強制的に移行させる機能を有しているので、たとえ、インバータ制御部６１が故障しても、車両はエンジン１の自動停止再始動の機能は失われるが、３６Ｖバッテリ１６と１２Ｖバッテリ２１に対する充電は引き続き実行されて、故障が修理されるまでの車両の運転は確実に保障される。また、モータジェネレータ１５が不要な駆動力を発生することも確実に防止される。   Thus, according to the embodiment of the present invention, the inverter control unit 61 monitors the abnormal state by the field control unit 63a of the field control circuit unit 63, and when the field control unit 63a detects the abnormal state of the inverter control unit 61, The gate control for the IPM 62 by the inverter control unit 61 is cut off, and the field control unit 63a has a function of forcing the IPM 62 to close all gates and forcibly shifting the IPM 62 to the function of only the rectifying action of power generation by the motor generator 15. Therefore, even if the inverter control unit 61 breaks down, the vehicle loses the automatic stop / restart function of the engine 1, but the 36V battery 16 and the 12V battery 21 are continuously charged, and the failure occurs. Operation of the vehicle until it is repaired is guaranteed reliably. In addition, it is possible to reliably prevent the motor generator 15 from generating unnecessary driving force.

２つの異なる電圧系統を有する車両全体の概略説明図Schematic explanatory diagram of the entire vehicle having two different voltage systems モータジェネレータとインバータ装置を中心とする接続回路に関する説明図Explanatory drawing about connection circuit centering on motor generator and inverter device インバータ装置の界磁制御部で実行される故障診断プログラムのフローチャートFlow chart of failure diagnosis program executed by field control unit of inverter device

符号の説明Explanation of symbols

１ エンジン
１１ インバータ装置
１５ モータジェネレータ
１６ ３６Ｖバッテリ
１９ ＤＣ−ＤＣコンバータ
２１ １２Ｖバッテリ
３０ アイドルストップ制御装置
３１ エンジン制御装置
３２ バッテリ監視装置
３３ モータジェネレータ制御装置
６１ インバータ制御部（変換制御手段）
６２ ＩＰＭ（変換手段）
６３ 界磁制御回路部（界磁制御手段）
６３ａ 界磁制御部
６３ｂ 界磁回路部

代理人 弁理士 伊 藤 進 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 11 Inverter apparatus 15 Motor generator 16 36V battery 19 DC-DC converter 21 12V battery 30 Idle stop control apparatus 31 Engine control apparatus 32 Battery monitoring apparatus 33 Motor generator control apparatus 61 Inverter control part (conversion control means)
62 IPM (conversion means)
63 Field control circuit (field control means)
63a Field control unit 63b Field circuit unit

Agent Patent Attorney Susumu Ito

Claims (2)

所定の駆動力発生と充電とが実行自在なモータジェネレータと、
上記モータジェネレータを作動制御するインバータ装置と、
を備えた車両の充電制御装置において、
上記インバータ装置は、少なくとも上記モータジェネレータからの交流電流を所定の電圧の直流電流に可変して出力自在な変換手段と、少なくとも上記変換手段の作動を制御する変換制御手段と、上記変換手段と協働して界磁制御を実行する界磁制御手段とを有し、
上記界磁制御手段は、上記変換制御手段の異常を検出した場合に、上記変換制御手段による上記変換手段に対するゲート制御を切断し、該変換手段に対して全てのゲートを閉じさせて上記変換手段の機能を上記モータジェネレータからの交流電流を所定の電圧の直流電流に可変する整流機能のみに強制的に限定させることを特徴とする車両の充電制御装置。 A motor generator capable of performing predetermined driving force generation and charging;
An inverter device for controlling the operation of the motor generator;
In a vehicle charge control device comprising:
The inverter device includes at least conversion means capable of changing an alternating current from the motor generator to a direct current of a predetermined voltage and outputting freely, conversion control means for controlling the operation of at least the conversion means, and cooperation with the conversion means. Field control means for performing field control by working,
When the field control unit detects an abnormality in the conversion control unit, the field control unit disconnects the gate control for the conversion unit by the conversion control unit, and causes the conversion unit to close all the gates to function the conversion unit. Forcibly limiting the alternating current from the motor generator to only a rectifying function for changing the alternating current to a direct current of a predetermined voltage. 上記界磁制御手段は、上記変換制御手段の故障診断プログラムを有し、上記界磁制御手段から出力される信号に応じた上記変換制御手段からの入力結果に基づいて上記変換制御手段の異常を検出することを特徴とする請求項１記載の車両の充電制御装置。The field control means has a fault diagnosis program for the conversion control means, and detects an abnormality of the conversion control means based on an input result from the conversion control means according to a signal output from the field control means. The vehicle charge control device according to claim 1, wherein
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