JP6885303B2

JP6885303B2 - Hybrid car

Info

Publication number: JP6885303B2
Application number: JP2017216478A
Authority: JP
Inventors: 優清水
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-11-09
Filing date: 2017-11-09
Publication date: 2021-06-09
Anticipated expiration: 2037-11-09
Also published as: JP2019085043A

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、エンジンとプラネタリギヤと２つのモータと２つのインバータと蓄電装置とを備えるハイブリッド自動車に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly to a hybrid vehicle including an engine, a planetary gear, two motors, two inverters, and a power storage device.

従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと、第１モータと、プラネタリギヤと、第２モータと、第１，第２インバータと、蓄電装置（バッテリ）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）。第１モータは、回転に伴って逆起電圧を発生する。プラネタリギヤは、第１モータとエンジンと駆動輪に連結された出力軸とにサンギヤとキャリヤとリングギヤとが接続されている。第２モータは、出力軸に接続されている。第１，第２インバータは、第１，第２モータを駆動する。蓄電装置は、第１，第２インバータを介して第１，第２モータと電力をやりとりする。この装置では、第１，第２インバータをゲート遮断してエンジンの運転を伴って走行するインバータレス走行中に、バッテリの充電電流の積算値が所定値を超える場合、この積算値が所定値以下である場合に比して、エンジンを低い回転数で運転して、第１モータの回転速度を低下させて、第１モータの逆起電力を低下させる。これにより、バッテリの充電電力を低下させることができ、バッテリの劣化を抑制することができる。 Conventionally, as a hybrid vehicle of this type, an engine, a first motor, a planetary gear, a second motor, first and second inverters, and a power storage device (battery) have been proposed ( For example, see Patent Document 1). The first motor generates a counter electromotive voltage as it rotates. In the planetary gear, the sun gear, the carrier, and the ring gear are connected to the output shaft connected to the first motor, the engine, and the drive wheels. The second motor is connected to the output shaft. The first and second inverters drive the first and second motors. The power storage device exchanges electric power with the first and second motors via the first and second inverters. In this device, if the integrated value of the charging current of the battery exceeds a predetermined value during inverterless driving in which the gates of the first and second inverters are shut off and the vehicle travels with the operation of the engine, this integrated value is equal to or less than the predetermined value. In comparison with the case where, the engine is operated at a lower rotation speed to reduce the rotation speed of the first motor and reduce the back electromotive force of the first motor. As a result, the charging power of the battery can be reduced, and deterioration of the battery can be suppressed.

特開２０１７−６５６０７号公報JP-A-2017-65607

こうしたハイブリッド自動車では、一般に、第１モータに異常が生じているときには、エンジンの運転を停止して第２モータからの動力で走行するモータ走行モードにより走行することで、走行性能を確保しながら退避走行を行なっている。しかしながら、モータ走行モードでの走行を継続すると、蓄電装置の蓄電割合（蓄電装置の全容量に対する蓄電装置から放電可能な電力の容量の割合）が低下し、モータ走行モードで退避走行可能な距離が短くなってしまう。 In such a hybrid vehicle, generally, when an abnormality occurs in the first motor, the engine is stopped and the vehicle is driven in the motor driving mode in which the vehicle is driven by the power from the second motor to evacuate while ensuring the driving performance. I'm running. However, if the vehicle continues to run in the motor running mode, the storage ratio of the power storage device (the ratio of the capacity of the electric power that can be discharged from the power storage device to the total capacity of the power storage device) decreases, and the distance that can be retracted in the motor running mode increases. It gets shorter.

本発明のハイブリッド自動車は、第１モータに異常が生じているときに、モータ走行モードにより退避走行可能な距離をより長くすることを主目的とする。 The main object of the hybrid vehicle of the present invention is to increase the distance that can be evacuated by the motor traveling mode when an abnormality occurs in the first motor.

本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The hybrid vehicle of the present invention has adopted the following means in order to achieve the above-mentioned main object.

本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンと、
回転に伴って逆起電圧を発生する第１モータと、
前記第１モータと前記エンジンと駆動輪に連結された駆動軸との３軸に３つの回転要素が共線図において前記第１モータ、前記エンジン、前記駆動軸の順に並ぶように接続されたプラネタリギヤと、
前記駆動軸に動力を入出力する第２モータと、
前記第１モータを駆動する第１インバータと、
前記第２モータを駆動する第２インバータと、
前記第１，第２インバータを介して前記第１，第２モータと電力をやり取りする蓄電装置と、
前記エンジンの運転を停止して前記第２モータからの動力で走行するモータ走行モードと、前記第１インバータおよび前記第２インバータのゲート遮断と前記エンジンの運転とを伴って走行するインバータレス走行モードと、を含む複数の走行モードから選択した一つの走行モードで走行するように前記エンジンと前記第１，第２インバータとを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、
前記第１モータに異常が生じている場合において、前記蓄電装置の蓄電割合が所定値以上であるときには、前記モータ走行モードで走行するように前記エンジンと前記第１，第２インバータとを制御し、
前記第１モータに異常が生じている場合において、前記蓄電装置の蓄電割合が前記所定値未満であるときには、前記インバータレス走行モードで走行するように前記エンジンと前記第１，第２インバータとを制御する、
ことを要旨とする。 The hybrid vehicle of the present invention
With the engine
The first motor, which generates a counter electromotive voltage as it rotates,
Planetary gear in which three rotating elements are connected to the three axes of the first motor, the engine, and the drive shaft connected to the drive wheels so as to be arranged in the order of the first motor, the engine, and the drive shaft in a collinear diagram. When,
A second motor that inputs and outputs power to the drive shaft,
The first inverter that drives the first motor and
The second inverter that drives the second motor and
A power storage device that exchanges electric power with the first and second motors via the first and second inverters.
A motor running mode in which the operation of the engine is stopped and the vehicle is driven by power from the second motor, and an inverterless running mode in which the first inverter and the second inverter are shut off and the engine is operated. A control device that controls the engine and the first and second inverters so as to travel in one traveling mode selected from a plurality of traveling modes including
It is a hybrid car equipped with
The control device is
When an abnormality has occurred in the first motor and the storage ratio of the power storage device is equal to or higher than a predetermined value, the engine and the first and second inverters are controlled so as to run in the motor running mode. ,
When an abnormality has occurred in the first motor and the storage ratio of the power storage device is less than the predetermined value, the engine and the first and second inverters are driven so as to run in the inverterless running mode. Control,
The gist is that.

この本発明のハイブリッド自動車では、エンジンの運転を停止して第２モータからの動力で走行するモータ走行モードと、第１インバータおよび第２インバータのゲート遮断とエンジンの運転とを伴って走行するインバータレス走行モードと、を含む複数の走行モードのうちから選択した一つの走行モードで走行するようにエンジンと第１，第２インバータとを制御する。そして、第１モータに異常が生じている場合において、蓄電装置の蓄電割合が所定値以上であるときには、モータ走行で走行するようにエンジンと第１，第２インバータとを制御する。ここで、「第１モータに異常が生じている場合」としては、エンジンの運転中に第１インバータや第１インバータの制御に用いるセンサ（第１モータの各相の電流を検出する電流センサなど）に異常が生じている場合などを挙げることができる。「蓄電割合」は、蓄電装置の全容量に対する蓄電装置から放電可能な電力の容量の割合である。「所定値」は、蓄電装置を充電すべきか否かを判定するための蓄電割合の閾値である。こうした制御により、蓄電装置の蓄電割合が所定値以上であるときには、モータ走行により退避走行を行なうことができる。そして、第１モータに異常が生じている場合において、蓄電装置の蓄電割合が所定値未満であるときには、インバータレス走行で走行するようにエンジンと第１，第２インバータとを制御する。インバータレス走行では、第１モータの回生電力で蓄電装置を充電できるから、所定値未満であった蓄電装置の蓄電割合を回復させて所定値以上として、モータ走行を開始することができる。一般に、モータ走行は、インバータレス走行より走行性能が高いことから、退避走行では、より長い距離をモータ走行により退避走行することが望まれている。本発明では、蓄電装置の蓄電割合が所定値未満であるときには、インバータレス走行で走行するようにエンジンと第１，第２インバータとを制御することにより、モータ走行により退避走行可能な距離をより長くすることができる。 In the hybrid vehicle of the present invention, the motor running mode in which the engine is stopped and the vehicle is driven by the power from the second motor, and the inverter that runs with the gate shutoff of the first inverter and the second inverter and the operation of the engine are performed. The engine and the first and second inverters are controlled so as to run in one running mode selected from a plurality of running modes including a less running mode. Then, when an abnormality has occurred in the first motor and the storage ratio of the power storage device is equal to or higher than a predetermined value, the engine and the first and second inverters are controlled so that the motor travels. Here, "when an abnormality has occurred in the first motor" includes a sensor used for controlling the first inverter and the first inverter during engine operation (a current sensor for detecting the current of each phase of the first motor, etc.). ) Is abnormal. The "storage ratio" is the ratio of the capacity of electric power that can be discharged from the power storage device to the total capacity of the power storage device. The "predetermined value" is a threshold value of the storage ratio for determining whether or not the power storage device should be charged. With such control, when the storage ratio of the power storage device is equal to or higher than a predetermined value, the evacuation running can be performed by the motor running. Then, when an abnormality has occurred in the first motor and the storage ratio of the power storage device is less than a predetermined value, the engine and the first and second inverters are controlled so as to run in inverterless running. In the inverterless running, the power storage device can be charged by the regenerative power of the first motor, so that the power storage ratio of the power storage device, which was less than the predetermined value, can be recovered to be set to the predetermined value or more, and the motor running can be started. In general, since motor running has higher running performance than inverterless running, it is desired to carry out evacuation running for a longer distance by motor running in evacuation running. In the present invention, when the storage ratio of the power storage device is less than a predetermined value, the engine and the first and second inverters are controlled so as to run in inverterless running, thereby increasing the distance that can be evacuated by running the motor. Can be lengthened.

こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記蓄電装置が接続された低電圧側電力ラインと前記第１インバータおよび前記第２インバータが接続された高電圧側電力ラインとに接続され、前記高電圧側電力ラインの電圧の調節を伴って前記低電圧側電力ラインと前記高電圧側電力ラインとの間で電力のやりとりを行なう昇降圧コンバータ、を備え、前記制御装置は、前記インバータレス走行モードで走行しているときには、前記高電圧側電力ラインの電圧が前記第１モータの逆起電圧よりも低くなるように前記昇降圧コンバータを制御してもよい。 In such a hybrid vehicle of the present invention, the low voltage side power line to which the power storage device is connected and the high voltage side power line to which the first inverter and the second inverter are connected are connected to the high voltage side power line. The control device includes a buck-boost converter that exchanges power between the low-voltage side power line and the high-voltage side power line with the adjustment of the voltage of the above, and the control device travels in the inverterless running mode. When present, the buck-boost converter may be controlled so that the voltage of the high voltage side power line becomes lower than the countercurrent voltage of the first motor.

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。It is a block diagram which shows the outline of the structure of the hybrid vehicle 20 as one Example of this invention. モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of the structure of the electric drive system including the motors MG1 and MG2. インバータレス走行モードのときのプラネタリギヤ３０の共線図の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the collinear diagram of the planetary gear 30 in the inverterless traveling mode. ＨＶＥＣＵ７０により実行される異常時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the abnormal state control routine executed by HVECU 70.

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, a mode for carrying out the present invention will be described with reference to examples.

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り、図２は、モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機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自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、昇降圧コンバータ５５と、蓄電装置としてのバッテリ５０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。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a hybrid vehicle 20 as an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of an electric drive system including motors MG1 and MG2. As shown in the figure, the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an engine 22, a planetary gear 30, motors MG1 and MG2, inverters 41 and 42, a buck-boost converter 55, a battery 50 as a power storage device, and a system main relay. It includes 56 and an electronic control unit for hybrid (hereinafter referred to as "HVECU") 70.

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されており、ダンパ２８を介してプラネタリギヤ３０のキャリヤに接続されている。このエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４によって運転制御されている。 The engine 22 is configured as an internal combustion engine that outputs power using gasoline, light oil, or the like as fuel, and is connected to the carrier of the planetary gear 30 via a damper 28. The engine 22 is operated and controlled by an electronic control unit for an engine (hereinafter, referred to as "engine ECU") 24.

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒなどが入力ポートから入力されている。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。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２３からのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。 Although not shown, the engine ECU 24 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. .. Signals from various sensors required to control the operation of the engine 22, for example, a crank angle θcr from the crank position sensor 23 that detects the rotational position of the crankshaft 26 of the engine 22 and the like are input to the engine ECU 24 from the input port. Has been done. Various control signals for controlling the operation of the engine 22 are output from the engine ECU 24 via the output port. The engine ECU 24 is connected to the HVECU 70 via a communication port. The engine ECU 24 calculates the rotation speed Ne of the engine 22 based on the crank angle θcr from the crank position sensor 23.

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、上述したように、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。 The planetary gear 30 is configured as a single pinion type planetary gear mechanism. The rotor of the motor MG1 is connected to the sun gear of the planetary gear 30. A drive shaft 36 connected to the drive wheels 39a and 39b via a differential gear 38 is connected to the ring gear of the planetary gear 30. As described above, the crankshaft 26 of the engine 22 is connected to the carrier of the planetary gear 30 via the damper 28.

モータＭＧ１は、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、モータＭＧ１と同様に同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。 The motor MG1 is configured as a synchronous generator motor having a rotor in which a permanent magnet is embedded and a stator in which a three-phase coil is wound. As described above, the rotor is connected to the sun gear of the planetary gear 30. ing. The motor MG2 is configured as a synchronous generator motor like the motor MG1, and the rotor is connected to the drive shaft 36.

インバータ４１，４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に用いられる。図２に示すように、インバータ４１は、高電圧側電力ライン５４ａに接続されており、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、高電圧側電力ライン５４ａ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個ずつペアで配置されている。また、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータＭＧ１の三相コイル（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、インバータ４１に電圧が作用しているときに、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０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ＭＧ１が回転駆動される。インバータ４２は、インバータ４１と同様に、高電圧側電力ライン５４ａに接続されており、６つのトランジスタＴ２１〜Ｔ２６と６つのダイオードＤ２１〜Ｄ２６とを有する。そして、インバータ４２に電圧が作用しているときに、モータＥＣＵ４０によって、対となるトランジスタＴ２１〜Ｔ２６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ＭＧ２が回転駆動される。 The inverters 41 and 42 are used to drive the motors MG1 and MG2. As shown in FIG. 2, the inverter 41 is connected to the high voltage side power line 54a, and is connected in parallel to the transistors T11 to T16 as six switching elements and the six transistors T11 to T16, respectively. It has two diodes D11 to D16. Two transistors T11 to T16 are arranged in pairs so as to be on the source side and the sink side with respect to the positive electrode side line and the negative electrode side line of the high voltage side power line 54a, respectively. Further, each of the three-phase coils (U-phase, V-phase, W-phase) of the motor MG1 is connected to each of the connection points between the transistors paired with the transistors T11 to T16. Therefore, when a voltage is applied to the inverter 41, the electronic control unit for the motor (hereinafter referred to as “motor ECU”) 40 adjusts the ratio of the on-time of the paired transistors T11 to T16. A rotating magnetic field is formed in the three-phase coil, and the motor MG1 is rotationally driven. Like the inverter 41, the inverter 42 is connected to the high voltage side power line 54a and has six transistors T21 to T26 and six diodes D21 to D26. Then, when a voltage is applied to the inverter 42, the motor ECU 40 adjusts the ratio of the on-time of the paired transistors T21 to T26 to form a rotating magnetic field in the three-phase coil, and the motor MG2 It is driven to rotate.

昇降圧コンバータ５５は、高電圧側電力ライン５４ａと低電圧側電力ライン５４ｂとに接続されており、２つのスイッチング素子としてのトランジスタＴ３１，Ｔ３２と、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２のそれぞれに並列に接続された２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２と、リアクトルＬと、を有する。トランジスタＴ３１は、高電圧側電力ライン５４ａの正極側ラインに接続されている。トランジスタＴ３２は、トランジスタＴ３１と、高電圧側電力ライン５４ａおよび低電圧側電力ライン５４ｂの負極側ラインと、に接続されている。リアクトルＬは、トランジスタＴ３１，Ｔ３２同士の接続点と、低電圧側電力ライン５４ｂの正極側ラインと、に接続されている。昇降圧コンバータ５５は、モータＥＣＵ４０によってトランジスタＴ３１，Ｔ３２のオン時間の割合が調節されることにより、高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨの調節を伴って、低電圧側電力ライン５４ｂの電力を昇圧して高電圧側電力ライン５４ａに供給したり、高電圧側電力ライン５４ａの電力を降圧して低電圧側電力ライン５４ｂに供給したりする。高電圧側電力ライン５４ａの正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ５７が取り付けられており、低電圧側電力ライン５４ｂの正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ５８が取り付けられている。 The buck-boost converter 55 is connected to the high-voltage side power line 54a and the low-voltage side power line 54b, and is connected in parallel to the transistors T31 and T32 as two switching elements and the two transistors T31 and T32, respectively. It has two diodes D31 and D32 and a reactor L. The transistor T31 is connected to the positive electrode side line of the high voltage side power line 54a. The transistor T32 is connected to the transistor T31 and the negative electrode side line of the high voltage side power line 54a and the low voltage side power line 54b. The reactor L is connected to a connection point between the transistors T31 and T32 and a positive electrode side line of the low voltage side power line 54b. The buck-boost converter 55 boosts the power of the low-voltage side power line 54b with the adjustment of the voltage VH of the high-voltage side power line 54a by adjusting the ratio of the on-time of the transistors T31 and T32 by the motor ECU 40. Then, it is supplied to the high voltage side power line 54a, or the power of the high voltage side power line 54a is stepped down and supplied to the low voltage side power line 54b. A smoothing capacitor 57 is attached to the positive electrode side line and the negative electrode side line of the high voltage side power line 54a, and the smoothing capacitor 57 is attached to the positive electrode side line and the negative electrode side line of the low voltage side power line 54b. A capacitor 58 is attached.

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。図１に示すように、モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２や昇降圧コンバータ５５を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０に入力される信号としては、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からの回転位置θｍ１，θｍ２や、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサ４５ｕ，４５ｖ，４６ｕ，４６ｖからの相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２を挙げることができる。コンデンサ５７の端子間に取り付けられた電圧センサ５７ａからのコンデンサ５７（高電圧側電力ライン５４ａ）の電圧（高電圧側電圧）ＶＨや、コンデンサ５８の端子間に取り付けられた電圧センサ５８ａからのコンデンサ５８（低電圧側電力ライン５４ｂ）の電圧（低電圧側電圧）ＶＬも挙げることができる。モータＥＣＵ４０からは、モータＭＧ１，ＭＧ２や昇降圧コンバータ５５を駆動制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０から出力される信号としては、例えば、インバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６へのスイッチング制御信号や、昇降圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２へのスイッチング制御信号を挙げることができる。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の電気角θｅ１，θｅ２や角速度ωｍ１，ωｍ２、回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。 Although not shown, the motor ECU 40 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. .. As shown in FIG. 1, signals from various sensors necessary for driving and controlling the motors MG1 and MG2 and the buck-boost converter 55 are input to the motor ECU 40 via the input port. The signal input to the motor ECU 40 flows to, for example, the rotation positions θm1 and θm2 from the rotation position detection sensors 43 and 44 that detect the rotation position of the rotors of the motors MG1 and MG2, and each phase of the motors MG1 and MG2. The phase currents Iu1, Iv1, Iu2, Iv2 from the current sensors 45u, 45v, 46u, 46v that detect the current can be mentioned. The voltage (high voltage side voltage) VH of the capacitor 57 (high voltage side power line 54a) from the voltage sensor 57a attached between the terminals of the capacitor 57, and the capacitor from the voltage sensor 58a attached between the terminals of the capacitor 58. The voltage (low voltage side voltage) VL of 58 (low voltage side power line 54b) can also be mentioned. From the motor ECU 40, various control signals for driving and controlling the motors MG1 and MG2 and the buck-boost converter 55 are output via the output port. Examples of the signal output from the motor ECU 40 include a switching control signal for the transistors T11 to T16 and T21 to T26 of the inverters 41 and 42, and a switching control signal for the transistors T31 and T32 of the buck-boost converter 55. it can. The motor ECU 40 is connected to the HVECU 70 via a communication port. The motor ECU 40 has electric angles θe1, θe2, angular velocities ωm1, ωm2, and rotation speeds Nm1, Nm2 of the motors MG1 and MG2 based on the rotation positions θm1 and θm2 of the rotors of the motors MG1 and MG2 from the rotation position detection sensors 43 and 44. Is being calculated.

バッテリ５０は、例えば定格電圧が２００Ｖなどの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おり、低電圧側電力ライン５４ｂに接続されている。このバッテリ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。 The battery 50 is configured as, for example, a lithium ion secondary battery having a rated voltage of 200 V or a nickel hydrogen secondary battery, and is connected to the low voltage side power line 54b. The battery 50 is managed by a battery electronic control unit (hereinafter, referred to as “battery ECU”) 52.

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、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５１ａ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５１ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂ、バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからのバッテリ５０の温度Ｔｂ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５１ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合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の容量の割合である。 Although not shown, the battery ECU 52 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. .. Signals from various sensors necessary for managing the battery 50 are input to the battery ECU 52 via the input port. The signals input to the battery ECU 52 include, for example, the voltage Vb of the battery 50 from the voltage sensor 51a attached between the terminals of the battery 50 and the battery 50 from the current sensor 51b attached to the output terminal of the battery 50. Examples include the current Ib and the temperature Tb of the battery 50 from the temperature sensor 51c 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 storage ratio SOC based on the integrated value of the current Ib of the battery 50 from the current sensor 51b. The storage ratio SOC is the ratio of the capacity of electric 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、低電圧側電力ライン５４ｂにおけるコンデンサ５８よりもバッテリ５０側に設けられている。このシステムメインリレー５６は、ＨＶＥＣＵ７０によってオンオフ制御されることにより、バッテリ５０と昇降圧コンバータ５５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 battery 50 side of the capacitor 58 in the low voltage side power line 54b. The system main relay 56 is controlled on and off by the HVECU 70 to connect and disconnect the battery 50 and the buck-boost converter 55 side.

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、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を挙げることができる。また、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８８からの車速Ｖも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ＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。 Although not shown, the HVECU 70 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. Signals from various sensors are input to the HVECU 70 via input ports. Examples of the signal input to the HVECU 70 include an ignition signal from the ignition switch 80 and a shift position SP from the shift position sensor 82 that detects the operating position of the shift lever 81. Further, the accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84 that detects the depression amount of the accelerator pedal 83, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 86 that detects the depression amount of the brake pedal 85, and the vehicle speed sensor 88. The vehicle speed V can also be mentioned. As described above, the HVECU 70 is connected to the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52 via a communication port.

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を運転しながら走行するハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードや、エンジン２２を運転せずに走行する電動走行（ＥＶ（モータ）走行）モード，エンジン２２の運転を継続しつつインバータ４１，４２をゲート遮断（トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６の全てをオフ）して走行するインバータレス走行モードなどで走行する。 In the hybrid vehicle 20 of the embodiment configured in this way, a hybrid traveling (HV traveling) mode in which the engine 22 is driven while traveling, an electric traveling (EV (motor) traveling) mode in which the engine 22 is not driven, and an engine While continuing the operation of 22, the engines 41 and 42 are gate-blocked (all of the transistors T11 to T16 and T21 to T26 are turned off), and the engine runs in an inverterless running mode or the like.

ＨＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に要求される要求トルクＴｄ＊を設定し、設定した要求トルクＴｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄ（モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２）を乗じて駆動軸３６に要求される要求パワーＰｄ＊を計算する。続いて、要求パワーＰｄ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づく充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する。次に、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。続いて、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２に基づいて高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊を設定する。そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊をモータＥＣＵ４０に送信する。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＊とに基づいて運転されるように、エンジン２２の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ＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のスイッチング制御を行なうと共に、高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるように昇降圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なう。 In the HV driving mode, the HVECU 70 sets the required torque Td * required for the drive shaft 36 based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V, and the rotation speed Nd (motor) of the drive shaft 36 is set to the set required torque Td *. Multiply the rotation speed Nm2) of MG2 to calculate the required power Pd * required for the drive shaft 36. Subsequently, the required power Pe * required for the engine 22 is set by subtracting the charge / discharge required power Pb * (a positive value when discharging from the battery 50) based on the storage ratio SOC of the battery 50 from the required power Pd *. .. Next, the target rotation speed Ne * of the engine 22, the target torque Te *, and the torques of the motors MG1 and MG2 are output so that the required power Pe * is output from the engine 22 and the required torque Td * is output to the drive shaft 36. The commands Tm1 * and Tm2 * are set. Subsequently, the target voltage VH * of the high voltage side power line 54a is set based on the torque commands Tm1 * and Tm2 * of the motors MG1 and MG2 and the rotation speeds Nm1 and Nm2. Then, the target rotation speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22 are transmitted to the engine ECU 24, and the torque commands Tm1 * and Tm2 * of the motors MG1 and MG2 and the target voltage VH * of the high voltage side power line 54a are transmitted to the motor ECU 40. Send to. The engine ECU 24 performs intake air amount control, fuel injection control, ignition control, and the like of the engine 22 so that the engine 22 is operated based on the target rotation speed Ne * and the target torque Te *. The motor ECU 40 performs switching control of the transistors T11 to T16 and T21 to T26 of the inverters 41 and 42 so that the motors MG1 and MG2 are driven by the torque commands Tm1 * and Tm2 *, and also controls the voltage of the high voltage side power line 54a. Switching control of the transistors T31 and T32 of the buck-boost converter 55 is performed so that the VH becomes the target voltage VH *.

ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｄ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２に基づいて高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊を設定する。そして、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０によるインバータ４１，４２や昇降圧コンバータ５５の制御については上述した。 In the EV traveling mode, the HVECU 70 sets the required torque Td * based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V, sets the value 0 in the torque command Tm1 * of the motor MG1, and sets the required torque Td * to the drive shaft 36. The torque command Tm2 * of the motor MG2 is set so that it is output, and the target voltage VH * of the high voltage side power line 54a is set based on the torque commands Tm1 * and Tm2 * of the motors MG1 and MG2 and the rotation speeds Nm1 and Nm2. To do. Then, the torque commands Tm1 * and Tm2 * of the motors MG1 and MG2 and the target voltage VH * of the high voltage side power line 54a are transmitted to the motor ECU 40. The control of the inverters 41 and 42 and the buck-boost converter 55 by the motor ECU 40 has been described above.

インバータレス走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨがモータＭＧ１の回転に伴って発生する逆起電圧Ｖｃｅｆ１よりも低くなるように、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊に要求回転数Ｎｍ１ｔａｇを設定すると共に高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊に要求電圧ＶＨｔａｇを設定する。ここで、モータＭＧ１の逆起電圧Ｖｃｅｆ１は、モータＭＧ１の角速度ωｍ１と逆起電圧定数Ｋｍ１との積に相当する。要求回転数Ｎｍ１ｔａｇおよび要求電圧ＶＨｔａｇは、実験や解析により予め定められる。要求回転数Ｎｍ１ｔａｇとしては、例えば、４０００ｒｐｍや５０００ｒｐｍ、６０００ｒｐｍなどを用いることができる。要求電圧ＶＨｔａｇとしては、例えば、３３０Ｖや３５０Ｖ、３７０Ｖなどを用いることができる。 In the inverterless running mode, the HVECU 70 makes a required rotation at the target rotation speed Nm1 * of the motor MG1 so that the voltage VH of the high voltage side power line 54a is lower than the countercurrent voltage Vcef1 generated by the rotation of the motor MG1. A few Nm1tag is set, and the required voltage VHtag is set at the target voltage VH * of the high voltage side power line 54a. Here, the counter electromotive voltage Vcef1 of the motor MG1 corresponds to the product of the angular velocity ωm1 of the motor MG1 and the counter electromotive voltage constant Km1. The required rotation speed Nm1tag and the required voltage VHtag are predetermined by experiments and analysis. As the required rotation speed Nm1tag, for example, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000 rpm, or the like can be used. As the required voltage VHtag, for example, 330V, 350V, 370V or the like can be used.

続いて、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（駆動軸３６の回転数Ｎｄ）とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρ（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）とを用いて式（１）によりエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を計算してエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４４により検出されたモータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２に基づいて演算された値をモータＥＣＵ４０から通信により入力して用いることができる。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を受信すると、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにエンジン２２の運転制御（吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御）を行なう。モータＥＣＵ４０は、高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊を受信すると、高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるように昇降圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なう。 Subsequently, an equation is used using the target rotation speed Nm1 * of the motor MG1, the rotation speed Nm2 of the motor MG2 (the rotation speed Nd of the drive shaft 36), and the gear ratio ρ of the planetary gear 30 (the number of teeth of the sun gear / the number of teeth of the ring gear). The target rotation speed Ne * of the engine 22 is calculated according to (1) and transmitted to the engine ECU 24, and the target voltage VH * of the high voltage side power line 54a is transmitted to the motor ECU 40. The rotation speed Nm2 of the motor MG2 can be used by inputting a value calculated based on the rotation position θm2 of the rotor of the motor MG2 detected by the rotation position detection sensor 44 from the motor ECU 40 by communication. When the engine ECU 24 receives the target rotation speed Ne * of the engine 22, the engine ECU 24 controls the operation of the engine 22 (intake air amount control, fuel injection control, ignition control) so that the rotation speed Ne of the engine 22 becomes the target rotation speed Ne *. To do. When the motor ECU 40 receives the target voltage VH * of the high voltage side power line 54a, the motor ECU 40 controls switching of the transistors T31 and T32 of the buck-boost converter 55 so that the voltage VH of the high voltage side power line 54a becomes the target voltage VH *. Do.

Ne*=(Nm1*・ρ+Nm2)/(1+ρ) (1) Ne * = (Nm1 * ・ ρ + Nm2) / (1 + ρ) (1)

図３は、インバータレス走行モードのときのプラネタリギヤ３０の共線図の一例を示す説明図である。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるプラネタリギヤ３０のサンギヤの回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるプラネタリギヤ３０のキャリヤの回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（および駆動軸３６の回転数Ｎｄ）であるプラネタリギヤ３０のリングギヤの回転数を示す。上述の式（１）は、図３を用いれば容易に導くことができる。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a collinear diagram of the planetary gear 30 in the inverterless traveling mode. In the figure, the S axis on the left shows the rotation speed of the sun gear of the planetary gear 30 which is the rotation speed Nm1 of the motor MG1, the C axis shows the rotation speed of the carrier of the planetary gear 30 which is the rotation speed Ne of the engine 22, and the R axis shows the rotation speed of the carrier. The rotation speed of the ring gear of the planetary gear 30, which is the rotation speed Nm2 of the motor MG2 (and the rotation speed Nd of the drive shaft 36), is shown. The above equation (1) can be easily derived by using FIG.

インバータレス走行モードのときには、高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨをモータＭＧ１の逆起電圧Ｖｃｅｆ１よりも低くすることにより、モータＭＧ１で回生トルク（逆起トルク）Ｔｃｅｆ１が生じ、この回生トルクＴｃｅｆ１の反力トルク（−Ｔｃｅｆ１／ρ）が駆動トルク（前進用のトルク）Ｔｄとして駆動軸３６に出力され、このトルクにより走行することができる。ここで、モータＭＧ１の回生トルクＴｃｅｆ１は、詳細には、エンジン２２の運転に伴ってモータＭＧ１が連れ回され、モータＭＧ１の逆起電圧Ｖｃｅｆ１と高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨとの電圧差分（Ｖｃｅｆ１−ＶＨ）に応じた電流（電力）が昇降圧コンバータ５５（トランジスタＴ３１やリアクトルＬ）を介してバッテリ５０に供給されるのに伴って生じる。なお、電圧差分（Ｖｃｅｆ１−ＶＨ）が大きいほど、モータＭＧ１側から昇降圧コンバータ５５を介してバッテリ５０側に流れる電流（電力）が大きくなり、モータＭＧ１の回生トルクＴｃｅｆ１が大きくなり、駆動軸３６の駆動トルクＴｄが大きくなる。 In the inverterless running mode, by lowering the voltage VH of the high voltage side power line 54a to be lower than the countercurrent voltage Vcef1 of the motor MG1, a regenerative torque (reverse torque) Tcef1 is generated in the motor MG1, and the regenerative torque Tcef1 The reaction force torque (-Tcef1 / ρ) is output to the drive shaft 36 as the drive torque (forward torque) Td, and the vehicle can travel by this torque. Here, the regenerative torque Tcef1 of the motor MG1 is, specifically, the voltage difference between the countercurrent voltage Vcef1 of the motor MG1 and the voltage VH of the high voltage side power line 54a when the motor MG1 is rotated with the operation of the engine 22. A current (electricity) corresponding to (Vcef1-VH) is generated as it is supplied to the battery 50 via the buck-boost converter 55 (transistor T31 or reactor L). The larger the voltage difference (Vcef1-VH), the larger the current (electric power) flowing from the motor MG1 side to the battery 50 side via the buck-boost converter 55, the larger the regenerative torque Tcef1 of the motor MG1, and the larger the drive shaft 36. Drive torque Td increases.

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ＭＧ１に異常が生じているときの動作について説明する。図４は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される異常時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。本ルーチンは、モータＭＧ１に異常が生じているときに、所定時間（例えば、数ｍｓｅｃなど）毎に繰り返して実行される。なお、モータＭＧ１に異常が生じているときとしては、エンジン２２の運転中にインバータ４１，４２やインバータ４１，４２の制御に用いるセンサ（電流センサ４５ｕ，４５ｖ，４６ｕ，４６ｖなど）に異常が生じているときなどモータＭＧ１の制御を適正に実行できないときを挙げることができる。 Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the embodiment configured in this way, particularly the operation when an abnormality occurs in the motor MG1, will be described. FIG. 4 is a flowchart showing an example of an abnormality control routine executed by the HVECU 70. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, several msec) when an abnormality occurs in the motor MG1. When the motor MG1 has an abnormality, the sensors (current sensors 45u, 45v, 46u, 46v, etc.) used to control the inverters 41, 42 and the inverters 41, 42 during the operation of the engine 22 have an abnormality. It can be mentioned when the control of the motor MG1 cannot be properly executed such as when the motor MG1 is being operated.

本ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵは、蓄電割合ＳＯＣを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリＥＣＵ５２で演算されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力している。 When this routine is executed, the CPU of the HVECU 70 executes a process of inputting the storage ratio SOC (step S100). The storage ratio SOC is calculated by the battery ECU 52 and is input from the battery ECU 52 by communication.

続いて、蓄電割合ＳＯＣが所定値Ｓｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。所定値Ｓｒｅｆは、バッテリ５０を充電する必要があるか否かを判定するための閾値であり、例えば、１０％，１５％，２０％などに設定される。 Subsequently, it is determined whether or not the storage ratio SOC is equal to or higher than the predetermined value Sref (step S110). The predetermined value Sref is a threshold value for determining whether or not the battery 50 needs to be charged, and is set to, for example, 10%, 15%, 20%, or the like.

ステップＳ１１０で蓄電割合ＳＯＣが所定値Ｓｒｅｆ以上であるときには、バッテリ５０を充電する必要がないと判断して、ＥＶ走行モードで走行するようにエンジン２２，インバータ４１，４２，昇降圧コンバータ５５を制御して（ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了する。ＥＶ走行モードにおけるエンジン２２，インバータ４１，４２，昇降圧コンバータ５５の制御については、上述している。こうした制御により、駆動軸３６に要求トルクＴｄ＊を出力しながら走行（退避走行）することができる。このとき、モータＭＧ２によりバッテリ５０の電力が消費されることから、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣは低下することになる。 When the storage ratio SOC is equal to or higher than the predetermined value Sref in step S110, it is determined that the battery 50 does not need to be charged, and the engine 22, the inverters 41, 42, and the buck-boost converter 55 are controlled so as to run in the EV running mode. Then (step S120), this routine is terminated. The control of the engine 22, the inverters 41, 42, and the buck-boost converter 55 in the EV traveling mode is described above. By such control, the vehicle can travel (evacuate) while outputting the required torque Td * to the drive shaft 36. At this time, since the electric power of the battery 50 is consumed by the motor MG2, the storage ratio SOC of the battery 50 is lowered.

ステップＳ１２０で蓄電割合ＳＯＣが所定値ｒｅｆ未満であるときには、バッテリ５０を充電する必要があると判断して、インバータレス走行モードで走行するようにエンジン２２，インバータ４１，４２，昇降圧コンバータ５５を制御して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。インバータレス走行モードにおけるエンジン２２，インバータ４１，４２，昇降圧コンバータ５５の制御については、上述している。インバータレス走行では、エンジン２２の運転に伴ってモータＭＧ１が連れ回され、モータＭＧ１の逆起電圧Ｖｃｅｆ１と高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨとの電圧差分（Ｖｃｅｆ１−ＶＨ）に応じた電流（電力）が昇降圧コンバータ５５（トランジスタＴ３１やリアクトルＬ）を介してバッテリ５０に供給されるから、バッテリ５０を充電することができる。こうした制御により、バッテリ５０を充電しながら、モータＭＧ１の回生トルク（逆起トルク）Ｔｃｅｆ１の反力トルク（−Ｔｃｅｆ１／ρ）を駆動トルク（前進用のトルク）Ｔｄとして駆動軸３６に出力しながら走行（退避走行）することができる。 When the storage ratio SOC is less than the predetermined value ref in step S120, it is determined that the battery 50 needs to be charged, and the engine 22, the inverters 41, 42, and the buck-boost converter 55 are set to run in the inverterless running mode. Controlled (step S130), this routine ends. The control of the engine 22, the inverters 41, 42, and the buck-boost converter 55 in the inverterless traveling mode is described above. In inverterless running, the motor MG1 is rotated along with the operation of the engine 22, and the current (Vcef1-VH) corresponding to the voltage difference (Vcef1-VH) between the countercurrent voltage Vcef1 of the motor MG1 and the voltage VH of the high voltage side power line 54a ( Since the electric power) is supplied to the battery 50 via the buck-boost converter 55 (transistor T31 or reactor L), the battery 50 can be charged. By such control, while charging the battery 50, the regenerative torque (backward torque) of the motor MG1 and the reaction force torque (-Tcef1 / ρ) of Tcef1 are output to the drive shaft 36 as the drive torque (forward torque) Td. It is possible to run (evacuate run).

ステップＳ１３０の処理でインバータレス走行による走行でバッテリ５０が充電されると、蓄電割合ＳＯＣが上昇する。そして、蓄電割合ＳＯＣが所定値Ｓｒｅｆ以上になると、インバータレス走行からＥＶ走行モードへ移行する（ステップＳ１１０，Ｓ１２０）。インバータレス走行では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく要求トルクＴｄ＊ではなく、モータＭＧ１の回生トルク（逆起トルク）Ｔｃｅｆ１の反力トルク（−Ｔｃｅｆ１／ρ）を駆動トルク（前進用のトルク）Ｔｄとして駆動軸３６に出力しながら走行する。そのため、インバータレス走行モードに比して、駆動軸３６にアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく要求トルクＴｄ＊を出力可能なＥＶ走行モードのほうが、走行状態やユーザ要求に合致した駆動力で走行することができる（走行性能が高い）。したがって、退避走行では、インバータレス走行モードよりＥＶ走行モードでの走行が望ましい。実施例では、モータＭＧ１に異常が生じているときには、蓄電割合ＳＯＣが所定値ｒｅｆ未満であるときには、インバータレス走行モードで走行してバッテリ５０を充電することにより、蓄電割合ＳＯＣに拘わらずＥＶ走行モードで走行するものに比して、ＥＶ走行モードにより退避走行可能な距離をより長くすることができる。 When the battery 50 is charged by traveling by inverterless traveling in the process of step S130, the storage ratio SOC increases. Then, when the storage ratio SOC becomes the predetermined value Sref or more, the inverterless running mode shifts to the EV running mode (steps S110 and S120). In inverterless driving, the drive torque (for forward) is not the required torque Td * based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V, but the regenerative torque (reverse torque) of the motor MG1 and the reaction torque (-Tcef1 / ρ) of Tcef1. It travels while outputting to the drive shaft 36 as torque) Td. Therefore, compared to the inverterless driving mode, the EV driving mode in which the required torque Td * based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V can be output to the drive shaft 36 has a driving force that matches the driving condition and the user's request. It can run (high running performance). Therefore, in the evacuation running, it is desirable to run in the EV running mode rather than the inverterless running mode. In the embodiment, when an abnormality occurs in the motor MG1, when the storage ratio SOC is less than the predetermined value ref, the vehicle runs in the inverterless running mode to charge the battery 50, so that the EV runs regardless of the storage ratio SOC. The EV travel mode allows the evacuation travel distance to be longer than that of the vehicle traveling in the mode.

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ＭＧ１に異常が生じている場合において、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが所定値Ｓｒｅｆ以上であるときには、ＥＶ走行モードで走行するようにエンジン２２とインバータ４１，４２を制御し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが所定値Ｓｒｅｆ未満であるときには、インバータレス走行モードで走行するようにエンジン２２とインバータ４１，４２を制御することにより、ＥＶ走行モードにより退避走行可能な距離をより長くすることができる。 According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, when the motor MG1 has an abnormality and the storage ratio SOC of the battery 50 is equal to or higher than the predetermined value Sref, the engine 22 and the engine 22 are used to run in the EV running mode. By controlling the inverters 41 and 42 and controlling the engine 22 and the inverters 41 and 42 so as to run in the inverterless running mode when the storage ratio SOC of the battery 50 is less than the predetermined value Sref, the engine 22 and the inverters 41 and 42 are evacuated by the EV running mode. The mileage can be increased.

実施例のハイブリッド自動車２０では、昇降圧コンバータ５５を備えているが、昇降圧コンバータ５５を備えておらず、バッテリ５０からの電力ラインがシステムメインリレー５６を介してインバータ４１，４２の電力ラインに接続されていてもよい。この場合、インバータレス走行モードでは、バッテリ５０の電圧ＶｂよりモータＭＧ１の回転に伴って発生する逆起電圧Ｖｃｅｆ１が高くなるように、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊に要求回転数Ｎｍ１ｔａｇを設定し、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（駆動軸３６の回転数Ｎｄ）とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρ（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）とを用いて式（１）によりエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を計算してエンジンＥＣＵ２４に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を受信すると、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにエンジン２２の運転制御（吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御）を行なう。こうしてモータＭＧ１の逆起電圧Ｖｃｅｆ１をバッテリ５０の電圧Ｖｂより高くすることにより、モータＭＧ１で回生トルク（逆起トルク）Ｔｃｅｆ１が生じ、この回生トルクＴｃｅｆ１の反力トルク（−Ｔｃｅｆ１／ρ）を駆動トルク（前進用のトルク）Ｔｄとして駆動軸３６に出力しながら走行することができる。 In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the buck-boost converter 55 is provided, but the buck-boost converter 55 is not provided, and the power line from the battery 50 is connected to the power lines of the inverters 41 and 42 via the system main relay 56. It may be connected. In this case, in the inverterless running mode, the required rotation speed Nm1tag is set in the target rotation speed Nm1 * of the motor MG1 so that the countercurrent voltage Vcef1 generated with the rotation of the motor MG1 is higher than the voltage Vb of the battery 50. , The equation (1) using the target rotation speed Nm1 * of the motor MG1, the rotation speed Nm2 of the motor MG2 (the rotation speed Nd of the drive shaft 36), and the gear ratio ρ of the planetary gear 30 (the number of teeth of the sun gear / the number of teeth of the ring gear). ) Calculates the target rotation speed Ne * of the engine 22 and transmits it to the engine ECU 24. When the engine ECU 24 receives the target rotation speed Ne * of the engine 22, the engine ECU 24 controls the operation of the engine 22 (intake air amount control, fuel injection control, ignition control) so that the rotation speed Ne of the engine 22 becomes the target rotation speed Ne *. To do. By making the counter electromotive voltage Vcef1 of the motor MG1 higher than the voltage Vb of the battery 50 in this way, the motor MG1 generates a regenerative torque (counter electromotive torque) Tcef1 and drives the reaction torque (-Tcef1 / ρ) of the regenerative torque Tcef1. The vehicle can travel while being output to the drive shaft 36 as torque (torque for forward movement) Td.

実施例のハイブリッド自動車２０では、蓄電装置として、バッテリ５０を用いているが、蓄電可能な装置であれば、キャパシタなどを用いてもよい。 In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the battery 50 is used as the power storage device, but a capacitor or the like may be used as long as the device can store power.

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とＨＶＥＣＵ７０とを備えているが、これらのうちの少なくとも２つを単一の電子制御ユニットとして構成してもよい。 The hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an engine ECU 24, a motor ECU 40, a battery ECU 52, and an HVE ECU 70, but at least two of these may be configured as a single electronic control unit.

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「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「第１モータ」に相当し、プラネタリギヤ３０が「プラネタリギヤ」に相当し、モータＭＧ２が「第２モータ」に相当し、インバータ４１が「第１インバータ」に相当し、インバータ４２が「第２インバータ」に相当し、バッテリ５０が「蓄電装置」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とが「制御装置」に相当する。 The correspondence between the main elements of the examples and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem will be described. In the embodiment, the engine 22 corresponds to the "engine", the motor MG1 corresponds to the "first motor", the planetary gear 30 corresponds to the "planetary gear", the motor MG2 corresponds to the "second motor", and the inverter 41. Corresponds to the "first inverter", the inverter 42 corresponds to the "second inverter", the battery 50 corresponds to the "storage device", and the HVECU 70, the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52 become the "control device". Equivalent to.

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。 Regarding the correspondence between the main elements of the examples and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem, the invention described in the column of the means for solving the problem in the examples is carried out. Since it is an example for specifically explaining the form for solving the problem, the elements of the invention described in the column of means for solving the problem are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem should be performed based on the description in the column, and the examples are the inventions described in the column of means for solving the problem. It is just a concrete example.

以上、本発明を実施するため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。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above with reference to examples, the present invention is not limited to these examples, and various embodiments are used without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be done.

本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of hybrid vehicles and the like.

２０ハイブリッド自動車、２２エンジン、２３クランクポジションセンサ、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プラネタリギヤ、３６駆動軸、３８デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ駆動輪、４０モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２インバータ、４３，４４回転位置検出センサ、４５ｕ，４５ｖ，４６ｕ，４６ｖ電流センサ、５０バッテリ、５１ａ，５７ａ，５８ａ電圧センサ、５１ｂ電流センサ、５１ｃ温度センサ、５２バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ａ高電圧側電力ライン、５４ｂ低電圧側電力ライン、５５昇降圧コンバータ、５６システムメインリレー、５７，５８コンデンサ、７０ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、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、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ３１，Ｄ３２ダイオード、Ｌリアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２モータ、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６，Ｔ３１，Ｔ３２トランジスタ。 20 hybrid vehicle, 22 engine, 23 crank position sensor, 24 electronic control unit for engine (engine ECU), 26 crank shaft, 28 damper, 30 planetary gear, 36 drive shaft, 38 differential gear, 39a, 39b drive wheel, 40 motor Electronic control unit (motor ECU), 41,42 inverter, 43,44 rotation position detection sensor, 45u, 45v, 46u, 46v current sensor, 50 battery, 51a, 57a, 58a voltage sensor, 51b current sensor, 51c temperature sensor, 52 Electronic control unit for battery (battery ECU), 54a high voltage side power line, 54b low voltage side power line, 55 buck-boost converter, 56 system main relay, 57,58 capacitors, 70 hybrid electronic control unit (HVECU), 80 Ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, D11 to D16, D21 to D26, D31, D32 diode, L reactor, MG1, MG2 motor, T11-T16, T21-T26, T31, T32 transistors.

Claims

エンジンと、
回転に伴って逆起電圧を発生する第１モータと、
前記第１モータと前記エンジンと駆動輪に連結された駆動軸との３軸に３つの回転要素が共線図において前記第１モータ、前記エンジン、前記駆動軸の順に並ぶように接続されたプラネタリギヤと、
前記駆動軸に動力を入出力する第２モータと、
前記第１モータを駆動する第１インバータと、
前記第２モータを駆動する第２インバータと、
前記第１，第２インバータを介して前記第１，第２モータと電力をやり取りする蓄電装置と、
前記エンジンの運転を停止して前記第２モータからの動力で走行するモータ走行モードと、前記第１インバータおよび前記第２インバータのゲート遮断と前記エンジンの運転とを伴って走行するインバータレス走行モードと、を含む複数の走行モードから選択した一つの走行モードで走行するように前記エンジンと前記第１，第２インバータとを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、
前記第１モータに異常が生じている場合において、前記蓄電装置の蓄電割合が所定値以上であるときには、前記モータ走行モードで走行するように前記エンジンと前記第１，第２インバータとを制御し、
前記第１モータに異常が生じている場合において、前記蓄電装置の蓄電割合が前記所定値未満であるときには、前記インバータレス走行モードで走行するように前記エンジンと前記第１，第２インバータとを制御する、
ハイブリッド自動車。 With the engine
The first motor, which generates a counter electromotive voltage as it rotates,
Planetary gear in which three rotating elements are connected to the three axes of the first motor, the engine, and the drive shaft connected to the drive wheels so as to be arranged in the order of the first motor, the engine, and the drive shaft in a collinear diagram. When,
A second motor that inputs and outputs power to the drive shaft,
The first inverter that drives the first motor and
The second inverter that drives the second motor and
A power storage device that exchanges electric power with the first and second motors via the first and second inverters.
A motor running mode in which the operation of the engine is stopped and the vehicle is driven by power from the second motor, and an inverterless running mode in which the first inverter and the second inverter are shut off and the engine is operated. A control device that controls the engine and the first and second inverters so as to travel in one traveling mode selected from a plurality of traveling modes including
It is a hybrid car equipped with
The control device is
When an abnormality has occurred in the first motor and the storage ratio of the power storage device is equal to or higher than a predetermined value, the engine and the first and second inverters are controlled so as to run in the motor running mode. ,
When an abnormality has occurred in the first motor and the storage ratio of the power storage device is less than the predetermined value, the engine and the first and second inverters are driven so as to run in the inverterless running mode. Control,
Hybrid car.