JP7196765B2

JP7196765B2 - hybrid car

Info

Publication number: JP7196765B2
Application number: JP2019097078A
Authority: JP
Inventors: 幹夫山崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-05-23
Filing date: 2019-05-23
Publication date: 2022-12-27
Anticipated expiration: 2039-05-23
Also published as: JP2020189601A

Description

本明細書が開示する技術は、ハイブリッド車に関する。特に、プラネタリギアと、エンジンと、第１／第２モータジェネレータを備えたハイブリッド車に関する。 The technology disclosed in this specification relates to hybrid vehicles. In particular, it relates to a hybrid vehicle having planetary gears, an engine, and first/second motor generators.

プラネタリギアとエンジンと第１／第２モータジェネレータを備えているハイブリッド車が特許文献１に開示されている。エンジンは、プラネタリギアのキャリアに係合している。第１モータジェネレータはプラネタリギアのサンギアに係合している。第２モータジェネレータは、プラネタリギアのリングギアに係合している。リングギアは車軸にも係合している。第１／第２モータジェネレータは、トルクを出力する電動機として機能するとともに、状況に応じて発電機としても機能するので「モータジェネレータ」と称される。しかし以下では、説明を簡単にするため、「モータジェネレータ」を単純に「モータ」と称する。 Patent Document 1 discloses a hybrid vehicle that includes a planetary gear, an engine, and first/second motor generators. The engine is engaged with the planetary gear carrier. The first motor generator is engaged with the sun gear of the planetary gear. The second motor generator is engaged with the ring gear of the planetary gear. The ring gear also engages the axle. The first/second motor-generators function as electric motors that output torque, and also function as generators depending on the situation, so they are called "motor-generators". However, hereinafter, the "motor generator" will simply be referred to as a "motor" for the sake of simplicity.

特開２００１－３２９８８４号公報JP-A-2001-329884

上記の構造のハイブリッド車では、第１モータは、プラネタリギアを介してエンジンあるいは第２モータの出力トルクの反力を受ける。第１モータは、反力を利用して発電する。第１モータはインバータに接続されており、発電する場合には、回転数を抑制する向きに第１モータがトルクを出力するようにインバータが制御される。インバータで何らかの不具合を生じると第１モータの回転数を制御できなくなり、回転数が大きく上昇するおそれがある。一方、インバータの制御周期は第１モータの回転数で規定される特定周期よりも短くなければならない。インバータで何らかの不具合が生じた場合、第１モータが回転数を抑制するようにインバータを制御することはできないが、インバータの特定のスイッチング素子に過大な負荷が加わらないように、第１モータで発生した電流を他の複数のスイッチング素子に分散させる制御を実施できることが望ましい。ところが第１モータが過回転状態に陥っていると、インバータの制御周期を上記特定周期よりも短くすることができなくなり、インバータを全く制御できなくなるおそれがある。本明細書は、第１モータが過回転状態に陥ったときに、インバータの制御周期を通常よりも短くしてインバータの正常な残りのスイッチング素子を制御可能な状態に維持する技術を提供する。 In the hybrid vehicle having the structure described above, the first motor receives the reaction force of the output torque of the engine or the second motor via the planetary gear. The first motor generates power using the reaction force. The first motor is connected to an inverter, and when generating power, the inverter is controlled so that the first motor outputs torque in a direction that suppresses the rotation speed. If some trouble occurs in the inverter, the number of rotations of the first motor cannot be controlled, and the number of rotations may increase significantly. On the other hand, the control period of the inverter must be shorter than the specific period defined by the rotation speed of the first motor. If a problem occurs in the inverter, the inverter cannot be controlled so that the number of rotations of the first motor is suppressed. It is desirable to be able to implement a control that distributes the current drawn to a plurality of other switching elements. However, if the first motor is in an over-rotation state, the inverter control period cannot be made shorter than the specific period, and there is a possibility that the inverter cannot be controlled at all. This specification provides a technique for maintaining the remaining normal switching elements of the inverter in a controllable state by shortening the control cycle of the inverter when the first motor falls into an over-rotation state.

制御周期を決定する要因の一つに、メモリへのアクセス速度が挙げられる。特に、共有メモリへのアクセスには時間がかかる。本明細書が開示する技術は、第１モータが過回転状態となる異常事態には、他の制御器とのデータ共有はできなくなるが直前のデータを高速アクセスが可能なローカルメモリへコピーし、ローカルメモリを使うことで制御周期を高速化する。 One of the factors that determine the control cycle is the access speed to the memory. In particular, access to shared memory takes time. The technology disclosed in this specification copies data immediately before to a local memory that can be accessed at high speed, although data cannot be shared with other controllers in an abnormal situation where the first motor is in an over-rotation state, Speed up the control cycle by using local memory.

本明細書が開示するハイブリッド車は、プラネタリギア、エンジン、第１／第２モータ（モータジェネレータ）、インバータ、第１／第２演算器、ローカルメモリ、共有メモリを備えている。プラネタリギアのキャリアはエンジンに係合している。プラネタリギアのサンギアは第１モータに係合している。プラネタリギアのリングギアは第２モータに係合している。リングギアは車軸にも係合している。インバータは第１モータに接続されている。インバータは電力変換用の複数のスイッチング素子を使って直流電力を第１モータの駆動電力に変換する。第１モータが発電するときには複数のスイッチング素子を使って交流の回線電力を直流電力に変換する。第１演算器は、第１モータの回転数に応じて変化する制御周期でインバータ（スイッチング素子）を制御する。第２演算器は、所定の一定周期で所定のデータを更新する。ローカルメモリは、第１演算器から第１速度でアクセス可能なメモリである。共有メモリは、第１演算器と第２演算器と共通の通信線で接続されており第１速度よりも低速の第２速度でアクセス可能なメモリである。 A hybrid vehicle disclosed in this specification includes a planetary gear, an engine, first/second motors (motor generators), an inverter, first/second calculators, a local memory, and a shared memory. The planetary gear carrier is engaged with the engine. A sun gear of the planetary gear is engaged with the first motor. A ring gear of the planetary gear is engaged with the second motor. The ring gear also engages the axle. The inverter is connected to the first motor. The inverter converts DC power into drive power for the first motor using a plurality of switching elements for power conversion. When the first motor generates power, a plurality of switching elements are used to convert AC line power into DC power. The first computing unit controls the inverter (switching element) with a control cycle that changes according to the rotation speed of the first motor. The second calculator updates predetermined data at a predetermined constant cycle. The local memory is memory accessible at the first rate from the first computing unit. The shared memory is a memory that is connected to the first calculator and the second calculator via a common communication line and that can be accessed at a second speed that is lower than the first speed.

第２演算器は、更新したデータを上記した一定周期で共有メモリに書き込む。第１演算器は、（１）第１モータの回転数が所定の閾値回転数を下回っている間は、共有メモリから読み出したデータに基づいてインバータを制御する。第１演算器は、（２）第１モータの回転数が閾値回転数を超えた場合、データを共有メモリからローカルメモリにコピーし、以後はローカルメモリから読み出したデータに基づいてインバータを制御する。 The second arithmetic unit writes the updated data to the shared memory at the above constant cycle. The first arithmetic unit (1) controls the inverter based on the data read from the shared memory while the rotation speed of the first motor is below a predetermined threshold rotation speed. (2) When the rotation speed of the first motor exceeds the threshold rotation speed, the first computing unit copies data from the shared memory to the local memory, and thereafter controls the inverter based on the data read from the local memory. .

インバータと第１モータが正常である間は、第１モータの回転数が閾値回転数を超えないように、インバータを制御することが可能である。一方、インバータに何らかの不具合が生じると、第１モータの回転数を抑えることができなくなり、閾値回転数を超える可能性がある。閾値回転数は、共有メモリへのアクセスを含む第１演算器の制御周波数（制御周期の逆数）の上限値よりもわずかに高い値に設定される。すなわち、第１モータの回転数が閾値回転数を大きく超えると第１演算器はインバータを全く制御できなくなる。そのような閾値回転数を超える異常事態では、第２演算器が更新する最新のデータを使えなくなっても、そのデータを高速アクセス可能なローカルメモリにコピーし、以後はそのデータを使って処理を実行することで、通常時よりも処理速度を高速化する。処理を高速化できるので、インバータを制御可能な回転数帯域（第１モータの回転数帯域）を拡張することができる。 While the inverter and the first motor are normal, it is possible to control the inverter so that the rotation speed of the first motor does not exceed the threshold rotation speed. On the other hand, if some trouble occurs in the inverter, the number of rotations of the first motor cannot be suppressed, and there is a possibility that the number of rotations exceeds the threshold number of rotations. The threshold rotational speed is set to a value slightly higher than the upper limit of the control frequency (reciprocal of the control cycle) of the first calculator including access to the shared memory. That is, when the number of rotations of the first motor greatly exceeds the threshold number of rotations, the first calculator cannot control the inverter at all. In such an abnormal situation exceeding the threshold rotation speed, even if the latest data updated by the second computing unit cannot be used, the data is copied to a high-speed accessible local memory, and the data is used thereafter for processing. By executing it, the processing speed will be faster than usual. Since the processing can be speeded up, it is possible to expand the rotation speed band (the rotation speed band of the first motor) in which the inverter can be controlled.

上記データの典型は、インバータの出力目標値である。すなわち、第２演算器は、一定周期毎にインバータの出力目標値を更新して共有メモリに書き込む。また、第１モータが過回転に陥る事態は、インバータの複数のスイッチング素子のいずれかで異常が生じた場合であり、そのような場合には、ハイブリッド車は、第２モータで走行を継続するモータ走行モードに移行する。先に述べたように、第１モータは第２モータの反力を受けて回転し、発電する。発電で発生した電流が特定のスイッチング素子に集中するとそのスイッチング素子が高温となる。そこで、第１演算器は、（１）第１モータの回転数が閾値回転数を下回っている間は、共有メモリから読み出した出力目標値に基づいて、第１モータが生成した電流が複数のスイッチング素子に分散して流れるように残りのスイッチング素子を制御する。第１演算器は、（２）第１モータの回転数が閾値回転数を超えた場合、データを共有メモリからローカルメモリにコピーし、以後はローカルメモリから読み出した出力目標値に基づいて、第１モータが生成した電流が複数のスイッチング素子に分散して流れるように残りのスイッチング素子を制御する。「残りのスイッチング素子」とは、異常を生じたスイッチング素子以外のスイッチング素子を意味する。上記の処理により、残りのスイッチング素子に加わる負荷を分散させることができる。 A typical example of the above data is the output target value of the inverter. That is, the second calculator updates the output target value of the inverter at regular intervals and writes it to the shared memory. In addition, the first motor over-rotates when an abnormality occurs in one of the plurality of switching elements of the inverter. In such a case, the hybrid vehicle continues running with the second motor. Shift to motor running mode. As described above, the first motor receives the reaction force of the second motor and rotates to generate electricity. When the current generated by power generation concentrates on a specific switching element, the temperature of that switching element becomes high. Therefore, (1) while the number of rotations of the first motor is lower than the threshold number of rotations, the first computing unit determines that the current generated by the first motor is a plurality of values based on the output target value read from the shared memory. The rest of the switching elements are controlled to distribute the flow to the switching elements. (2) when the number of rotations of the first motor exceeds the threshold number of rotations, the first computing unit copies the data from the shared memory to the local memory; The remaining switching elements are controlled so that the current generated by one motor is dispersed and flows through the plurality of switching elements. “Remaining switching elements” means switching elements other than the abnormal switching element. Through the above processing, the load applied to the remaining switching elements can be distributed.

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 Details and further improvements of the technique disclosed in this specification are described in the following "Mode for Carrying Out the Invention".

実施例のハイブリッド車のブロック図である。1 is a block diagram of a hybrid vehicle of an embodiment; FIG. アクセス先変更フラグのチェック処理のフローチャートである。10 is a flowchart of check processing for an access destination change flag; インバータ制御のフローチャートである。It is a flowchart of inverter control.

図面を参照して実施例のハイブリッド車２を説明する。図１に、ハイブリッド車２の駆動系のブロック図を示す。実施例のハイブリッド車２は、走行用にエンジン９と２個のモータ（第１モータ７と第２モータ８）を備えている。先に述べたように、第１モータ７と第２モータ８は、駆動トルクを出力する場合と、逆駆動されて発電する場合がある。発電する場合は、車両を減速させる向きのトルク（制動トルク）を発生する。 A hybrid vehicle 2 of an embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of the drive system of the hybrid vehicle 2. As shown in FIG. The hybrid vehicle 2 of the embodiment includes an engine 9 and two motors (a first motor 7 and a second motor 8) for running. As described above, the first motor 7 and the second motor 8 may output drive torque or may be reversely driven to generate power. When generating power, torque (braking torque) is generated to decelerate the vehicle.

エンジン９の出力軸と、第１、第２モータ７、８の出力軸は、動力分配機構２０に連結されている。動力分配機構２０の主要部品はプラネタリギア２１である。エンジン９の出力軸は、プラネタリギア２１のキャリア２３に係合している。第１モータ７の出力軸は、プラネタリギア２１のサンギア２２に係合している。第２モータ８の出力軸は、ギア２５を介してプラネタリギア２１のリングギア２４に係合している。リングギア２４は、ギア２６を介して車軸１０にも係合している。車軸１０は、デファレンシャルギア１１を介して車輪１２に連結している。 The output shaft of the engine 9 and the output shafts of the first and second motors 7 and 8 are connected to a power distribution mechanism 20 . A main component of the power distribution mechanism 20 is the planetary gear 21 . The output shaft of engine 9 is engaged with carrier 23 of planetary gear 21 . The output shaft of the first motor 7 is engaged with the sun gear 22 of the planetary gear 21 . The output shaft of the second motor 8 is engaged with the ring gear 24 of the planetary gear 21 via the gear 25 . Ring gear 24 also engages axle 10 via gear 26 . Axle 10 is connected to wheels 12 via differential gear 11 .

エンジン９あるいは第２モータ８の出力トルクで走行するとき、第１モータ７はプラネタリギア２１を介して反力を受ける。通常はその反力を利用して第１モータ７で発電する。発電で得た電力（回生電力）はバッテリ３の充電に使われる。ドライバがブレーキを踏んだときには車両の慣性エネルギを使って第２モータ８でも発電する。 When running with the output torque of the engine 9 or the second motor 8 , the first motor 7 receives reaction force via the planetary gear 21 . Normally, the first motor 7 generates electricity by utilizing the reaction force. The power (regenerative power) obtained by power generation is used to charge the battery 3 . When the driver steps on the brake, the inertia energy of the vehicle is used to generate power even in the second motor 8. - 特許庁

第１モータ７（第２モータ８）は三相交流モータであり、第１インバータ５（第２インバータ６）で駆動される。第１モータ７は第１インバータ５の交流端に接続されており、第２モータ８は第２インバータ６の交流端に接続されている。第１インバータ５と第２インバータ６の直流端には電圧コンバータ４の高圧端が接続されている。電圧コンバータ４の低圧端にはバッテリ３が接続されている。電圧コンバータ４は、複数の電力変換用のスイッチング素子４ａによって、バッテリ３の電圧を昇圧してインバータ５、６に供給する昇圧機能と、インバータ５、６が出力する直流の回生電力を降圧してバッテリ３に供給する降圧機能を実現する。 The first motor 7 (second motor 8) is a three-phase AC motor and is driven by a first inverter 5 (second inverter 6). The first motor 7 is connected to the AC end of the first inverter 5 and the second motor 8 is connected to the AC end of the second inverter 6 . A high-voltage end of a voltage converter 4 is connected to the DC ends of the first inverter 5 and the second inverter 6 . A battery 3 is connected to the low voltage end of the voltage converter 4 . The voltage converter 4 has a step-up function of stepping up the voltage of the battery 3 and supplying it to the inverters 5 and 6 by means of a plurality of switching elements 4a for power conversion, and stepping down the DC regenerative power output from the inverters 5 and 6. It implements a voltage step-down function for supplying power to the battery 3 .

第１インバータ５は複数のスイッチング素子５ａを備えており、直流端に印加された力流電力を交流に変換したり、交流端に印加された交流電力（第１モータ７が生成する回生電力）を直流に変換する。第２インバータ６も同様の機能を有している。図１では、電圧コンバータ４、第１インバータ５、第２インバータ６の回路構成の図示は省略しているが、それぞれが複数のスイッチング素子を有することを示すために、電圧コンバータ４にはスイッチング素子４ａが描いてあり、インバータ５、６にはそれぞれスイッチング素子５ａ、６ａが描いてある。 The first inverter 5 has a plurality of switching elements 5a, and converts the force-flow power applied to the DC end to AC, and converts the AC power applied to the AC end (regenerative power generated by the first motor 7). to direct current. The second inverter 6 also has a similar function. Although FIG. 1 omits illustration of the circuit configurations of the voltage converter 4, the first inverter 5, and the second inverter 6, the voltage converter 4 includes switching elements to show that each of them has a plurality of switching elements. 4a is drawn, and switching elements 5a and 6a are drawn in the inverters 5 and 6, respectively.

電圧コンバータ４と第１インバータ５（複数のスイッチング素子４ａと複数のスイッチング素子５ａ）は、第１制御器３０で制御される。第２インバータ６（複数のスイッチング素子６ａ）は、第２制御器４０で制御される。第１制御器３０と第２制御器４０は、通信線４１を介して上位制御器４２やエンジン制御器４３と接続されている。 A first controller 30 controls the voltage converter 4 and the first inverter 5 (the plurality of switching elements 4a and the plurality of switching elements 5a). The second inverter 6 (plurality of switching elements 6 a ) is controlled by a second controller 40 . The first controller 30 and the second controller 40 are connected to a host controller 42 and an engine controller 43 via communication lines 41 .

上位制御器４２は、アクセル開度や車速、バッテリ３の残量などから、エンジン９、第１モータ７、第２モータ８のそれぞれの出力目標値を決定し、対応する制御器へ目標値を与える。第１制御器３０、第２制御器４０、エンジン制御器４３の各制御器は、与えられた目標値が実現するように、それぞれ、第１インバータ５（スイッチング素子５ａ）、第２インバータ６（スイッチング素子６ａ）、エンジン９を制御する。 The host controller 42 determines output target values for each of the engine 9, the first motor 7, and the second motor 8 based on the degree of accelerator opening, vehicle speed, remaining amount of the battery 3, etc., and sends the target values to the corresponding controllers. give. Each of the first controller 30, the second controller 40, and the engine controller 43 controls the first inverter 5 (switching element 5a) and the second inverter 6 ( A switching element 6 a ) controls the engine 9 .

第１制御器３０について説明する。第１制御器３０は、複数の演算器（第１演算器３１、第２演算器３２、第３演算器３３）が共通の通信線３７で接続されているマルチコアタイプの演算装置である。複数の演算器（第１演算器３１、第２演算器３２、第３演算器３３）は、共通の通信線３７で共有メモリ３８と接続されており、共有メモリ３８を介してデータを共有することができる。一方、第１演算器３１（第２演算器３２、第３演算器３３）は、独自のローカルメモリ３４（３５、３６）を備えており、他の演算器と共有する必要のないデータは、ローカルメモリ３４（３５、３６）に格納される。ローカルメモリ３４（３５、３６）へのアクセス速度は第１速度である。一方、共有メモリ３８へのアクセス速度は第１速度よりも遅い第２速度である。共有メモリよりもローカルメモリを活用することで、演算周期を短くすることができる。 The first controller 30 will be explained. The first controller 30 is a multi-core type arithmetic device in which a plurality of arithmetic units (first arithmetic unit 31 , second arithmetic unit 32 , and third arithmetic unit 33 ) are connected by a common communication line 37 . A plurality of calculators (first calculator 31, second calculator 32, third calculator 33) are connected to a shared memory 38 via a common communication line 37, and share data via the shared memory 38. be able to. On the other hand, the first arithmetic unit 31 (second arithmetic unit 32, third arithmetic unit 33) has its own local memory 34 (35, 36), and data that do not need to be shared with other arithmetic units are It is stored in the local memory 34 (35, 36). The access speed to the local memory 34 (35, 36) is the first speed. On the other hand, the access speed to the shared memory 38 is a second speed that is slower than the first speed. By using the local memory rather than the shared memory, the operation cycle can be shortened.

第２演算器３２は、他の制御器との通信を担当する。第２演算器３２は、上位制御器４２から第１インバータ５の出力目標値と電圧コンバータ４の電圧比目標値を受信する。第２演算器３２は、受信したデータ（出力目標値と電圧比目標値）を共有メモリ３８へ格納する。第２演算器３２は、一定の制御周期で上記した処理を繰り返す。 The second calculator 32 is in charge of communication with other controllers. The second calculator 32 receives the output target value of the first inverter 5 and the voltage ratio target value of the voltage converter 4 from the host controller 42 . The second calculator 32 stores the received data (output target value and voltage ratio target value) in the shared memory 38 . The second calculator 32 repeats the above-described processing at a constant control cycle.

第３演算器３３は、電圧コンバータ４（スイッチング素子４ａ）の制御を担当する。第３演算器３３は、共有メモリ３８から電圧比目標値を読み出し、その電圧比目標値が実現されるように電圧コンバータ４（スイッチング素子４ａ）を制御する。スイッチング素子４ａの駆動信号はＰＷＭ信号であり、第３演算器３３は、電圧比目標値に対応したデューティ比のＰＷＭ信号を生成し、スイッチング素子４ａへ供給する。第３演算器３３の制御周期は、ＰＷＭ信号を生成する際に用いるキャリア信号の周波数に依存して変化する。具体的には、キャリア周波数が高いほど、第３演算器３３は制御周期を早める。 The third calculator 33 takes charge of controlling the voltage converter 4 (switching element 4a). The third computing unit 33 reads the voltage ratio target value from the shared memory 38 and controls the voltage converter 4 (switching element 4a) so that the voltage ratio target value is realized. A drive signal for the switching element 4a is a PWM signal, and the third calculator 33 generates a PWM signal having a duty ratio corresponding to the voltage ratio target value and supplies the PWM signal to the switching element 4a. The control period of the third calculator 33 changes depending on the frequency of the carrier signal used when generating the PWM signal. Specifically, the higher the carrier frequency, the faster the control cycle of the third calculator 33 .

第１演算器３１は、第１インバータ５（複数のスイッチング素子５ａ）の制御を担当する。第１演算器３１は、共有メモリ３８から出力目標値を読み出し、その出力目標値が実現されるように第１インバータ５（スイッチング素子５ａ）を制御する。具体的には、第１演算器３１は、出力目標値を第１モータ７の回転数目標値に変換し、その回転数目標値に対応する周波数の交流が出力されるように、スイッチング素子５ａの駆動信号（ＰＷＭ信号）のデューティ比を決定する。第１演算器３１は、決定したデューティ比のＰＷＭ信号を所定の周期で第１インバータ５のスイッチング素子５ａへ送る。 The first calculator 31 takes charge of controlling the first inverter 5 (the plurality of switching elements 5a). The first computing unit 31 reads the output target value from the shared memory 38 and controls the first inverter 5 (switching element 5a) so that the output target value is realized. Specifically, the first computing unit 31 converts the output target value into the rotational speed target value of the first motor 7, and controls the switching element 5a so that an alternating current with a frequency corresponding to the rotational speed target value is output. determines the duty ratio of the drive signal (PWM signal). The first calculator 31 sends the PWM signal with the determined duty ratio to the switching element 5a of the first inverter 5 at a predetermined cycle.

第１演算器３１の制御周期（演算周期）は、第１モータ７の回転数に規定される。すなわち、第１演算器３１の制御周期は、第１モータ７の回転数で規定される特定周期よりも短くなければならない。第１演算器３１の制御周期は、第１モータ７の回転数に依存して変化する。すなわち、第１演算器３１は、第１モータ７の回転数が高いほど早い周期で第１インバータ５（スイッチング素子５ａ）を制御する。 A control cycle (computation cycle) of the first calculator 31 is defined by the number of rotations of the first motor 7 . That is, the control cycle of the first calculator 31 must be shorter than the specific cycle defined by the rotation speed of the first motor 7 . The control period of the first calculator 31 changes depending on the rotation speed of the first motor 7 . That is, the first computing unit 31 controls the first inverter 5 (switching element 5a) at a faster cycle as the rotation speed of the first motor 7 increases.

共有メモリ３８へのアクセスを含む第１演算器３１の制御周期の最短時間に対応する第１モータ７の回転数を閾値回転数と称する。すなわち、第１モータ７の回転数が閾値回転数を下回っている間は、第１演算器３１は第１インバータ５を制御することができる。通常は、第１モータ７の回転数が閾値回転数を超えないように、第１モータ７の制動トルクが制御される。しかし、第１インバータ５に何らかの不具合が生じた場合、第１インバータ５を適切に制御することができなくなり、第１モータ７の回転数が閾値回転数を超えてしまう事態が生じ得る。第１インバータ５の不具合とは、例えば、複数のスイッチング素子５ａのいずれかで生じた短絡故障（あるいは断線故障）などである。 The number of revolutions of the first motor 7 corresponding to the shortest time of the control cycle of the first calculator 31 including access to the shared memory 38 is called a threshold number of revolutions. That is, the first calculator 31 can control the first inverter 5 while the rotation speed of the first motor 7 is below the threshold rotation speed. Normally, the braking torque of the first motor 7 is controlled so that the rotation speed of the first motor 7 does not exceed the threshold rotation speed. However, if some kind of trouble occurs in the first inverter 5, the first inverter 5 cannot be properly controlled, and the number of rotations of the first motor 7 may exceed the threshold number of rotations. The failure of the first inverter 5 is, for example, a short-circuit failure (or disconnection failure) occurring in one of the plurality of switching elements 5a.

第１インバータ５で不具合が生じた場合、出力を制限してでも走行を継続できることが望ましい。そこで、上位制御器４２は、第１インバータ５で不具合が生じた場合、第２モータ８のみで走行するモータ走行モードに移行する。モータ走行モードでは、エンジン９を停止するとともに、第２モータ８の出力上限値を通常時の値からさらに制限する。 It is desirable to be able to continue running even if the output is limited when a problem occurs in the first inverter 5 . Therefore, when a problem occurs in the first inverter 5 , the host controller 42 shifts to the motor running mode in which the vehicle runs only with the second motor 8 . In the motor driving mode, the engine 9 is stopped and the output upper limit value of the second motor 8 is further restricted from the normal value.

第１インバータ５で不具合が生じた場合、第１インバータ５（すなわち、第１モータ７）を適切に制御することができなくとも、第１モータ７が生成する回生電力の電流が複数のスイッチング素子５ａのいずれかに集中することは避けられることが望ましい。そこで、複数のスイッチング素子５ａに電流が分散して流れるように、制御可能な残りのスイッチング素子を制御できるとよい。一方、高速走行中に第１インバータ５で不具合が生じた場合、充分な制動トルクが実現できなくなり、第１モータ７の回転数が閾値回転数を超えてしまう場合がある。第１モータ７の回転数が閾値回転数を超えてしまうと、通常の演算周期では間に合わず、第１インバータ５の残りのスイッチング素子も制御不能となる。そこで、第１演算器３１は、モータ走行モードのときに第１モータ７の回転数が閾値回転数を超えた場合は、共有メモリ３８へのアクセスを中止して演算速度を高速化する。なお、共有メモリ３８へのアクセスを中止するのに先立って、共有メモリ３８に格納されているデータ（出力目標値のデータ）は、第１演算器３１のローカルメモリ３４へコピーしておく。その後は、第１演算器３１は、ローカルメモリ３４のデータを使って第１インバータ５の複数のスイッチング素子のうち、制御可能なスイッチング素子を制御する。 If a problem occurs in the first inverter 5, even if the first inverter 5 (that is, the first motor 7) cannot be properly controlled, the current of the regenerative electric power generated by the first motor 7 will flow through a plurality of switching elements. It is desirable to avoid concentrating on any of 5a. Therefore, it is preferable that the remaining controllable switching elements can be controlled so that the current flows in a distributed manner through the plurality of switching elements 5a. On the other hand, when a problem occurs in the first inverter 5 during high-speed running, sufficient braking torque cannot be realized, and the rotational speed of the first motor 7 may exceed the threshold rotational speed. When the rotation speed of the first motor 7 exceeds the threshold rotation speed, the normal calculation cycle cannot be completed, and the remaining switching elements of the first inverter 5 become uncontrollable. Therefore, when the rotation speed of the first motor 7 exceeds the threshold rotation speed in the motor running mode, the first calculator 31 stops accessing the shared memory 38 to speed up the calculation speed. Prior to stopping access to the shared memory 38 , data stored in the shared memory 38 (output target value data) is copied to the local memory 34 of the first calculator 31 . After that, the first calculator 31 uses the data in the local memory 34 to control the controllable switching elements among the plurality of switching elements of the first inverter 5 .

上位制御器４２は、第１インバータ５で不具合発生が検知されると、モータ走行モードに移行する。上位制御器４２は、他の制御器（第１制御器３０、第２制御器４０、エンジン制御器４３）に、モータ走行モードへの移行を指令する。指令を受信したエンジン制御器４３は、エンジンを停止する。指令を受信した第２制御器４０は、出力上限値を通常時よりも低く設定し、アクセル開度に応じて第２モータ８を制御する。 The host controller 42 shifts to the motor running mode when the first inverter 5 detects the occurrence of a problem. The host controller 42 commands the other controllers (first controller 30, second controller 40, engine controller 43) to shift to the motor running mode. The engine controller 43 having received the command stops the engine. The second controller 40 that has received the command sets the output upper limit value lower than normal, and controls the second motor 8 according to the accelerator opening.

モータ制御モードにおける第１制御器３０の第１演算器３１の処理を説明する。図２に、アクセス先のメモリを変更するフラグ（アクセス先変更フラグ）のチェック処理のフローチャートを示す。アクセス先変更フラグは、第１演算器３１のプログラム内で用いられる変数であり、ローカルメモリ３４にその領域が確保される。 The processing of the first calculator 31 of the first controller 30 in the motor control mode will be described. FIG. 2 shows a flowchart of check processing of a flag (access destination change flag) for changing the memory to be accessed. The access destination change flag is a variable used within the program of the first computing unit 31 and its area is secured in the local memory 34 .

モータ走行モードになると、第１演算器３１は、図２の処理を定期的に実行する。第１演算器３１は、第１モータ７の回転数をチェックする（ステップＳ２）。第１モータ７の回転数が閾値回転数を超えている場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、第１演算器３１は、アクセス先変更フラグに「ＯＮ」をセットする（ステップＳ３）。一方、第１モータ７の回転数が閾値回転数を下回っている場合（ステップＳ２：ＮＯ）、第１演算器３１は、アクセス先変更フラグに「ＯＦＦ」をセットする（ステップＳ４）。なお、図２のフローチャートでは、第１モータ７の回転数が閾値回転数に等しい場合はアクセス先変更フラグに「ＯＦＦ」をセットする。第１モータ７の回転数が閾値回転数に等しい場合はアクセス先変更フラグに「ＯＮ」をセットするようにしてもよい。 In the motor running mode, the first computing unit 31 periodically executes the process of FIG. 2 . The first calculator 31 checks the rotation speed of the first motor 7 (step S2). If the rotation speed of the first motor 7 exceeds the threshold rotation speed (step S2: YES), the first calculator 31 sets the access destination change flag to "ON" (step S3). On the other hand, if the rotation speed of the first motor 7 is lower than the threshold rotation speed (step S2: NO), the first calculator 31 sets the access destination change flag to "OFF" (step S4). In the flowchart of FIG. 2, the access destination change flag is set to "OFF" when the rotation speed of the first motor 7 is equal to the threshold rotation speed. If the rotation speed of the first motor 7 is equal to the threshold rotation speed, the access destination change flag may be set to "ON".

アクセス先変更フラグに「ＯＮ」あるいは「ＯＦＦ」をセットしたら、図２の処理を終了する。 When the access destination change flag is set to "ON" or "OFF", the processing in FIG. 2 is terminated.

第１演算器３１は、図２の処理に続けて図３のフローチャートの処理を実行する。図３は、モータ走行モードにおけるインバータ制御のフローチャートである。なお、図３は、第１演算器３１における処理を示しており、モータ走行モードでは、第２制御器４０は出力を制御しつつ第２インバータ６（第２モータ８）を駆動する。 The first calculator 31 executes the process of the flowchart of FIG. 3 following the process of FIG. FIG. 3 is a flowchart of inverter control in the motor running mode. Note that FIG. 3 shows the processing in the first calculator 31, and in the motor running mode, the second controller 40 drives the second inverter 6 (second motor 8) while controlling the output.

第１演算器３１は、まず、アクセス先変更フラグを参照する（ステップＳ１２）。アクセス先変更フラグが「ＯＮ」でない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、第１演算器３１は、共有メモリのデータ（出力目標値）を読み出す（ステップＳ１３）。そして、第１演算器３１は、読み出した出力目標値に基づいて、第１モータ７が生成した電力の電流が残りのスイッチング素子５ａ（制御可能なスイッチング素子）に分散して流れるように、残りのスイッチング素子５ａを制御する（ステップＳ１４）。電流が複数のスイッチング素子に分散して流れるようにスイッチング素子５ａを制御することを図３では電流分散制御と称している。 The first calculator 31 first refers to the access destination change flag (step S12). If the access destination change flag is not "ON" (step S12: NO), the first calculator 31 reads data (output target value) from the shared memory (step S13). Then, based on the output target value that has been read out, the first computing unit 31 controls the remaining switching elements 5a (controllable switching elements) so that the current of the electric power generated by the first motor 7 flows dispersedly through the remaining switching elements 5a (controllable switching elements). is controlled (step S14). Controlling the switching element 5a so that the current flows in a plurality of switching elements is called current distribution control in FIG.

アクセス先変更フラグが「ＯＮ」の場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、第１演算器３１は、前回のアクセス先変更フラグが「ＯＦＦ」であれば（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、共有メモリ３８のデータ（出力目標値のデータ）をローカルメモリ３４にコピーする（ステップＳ１６）。そして、第１演算器３１は、ローカルメモリ３４のデータ（出力目標値）を読み出す（ステップＳ１７）。そして、第１演算器３１は、読み出した出力目標値に基づいて、第１モータ７が生成した電力の電流が残りのスイッチング素子（制御可能なスイッチング素子）に分散するように、残りのスイッチング素子を制御する（ステップＳ１４）。 If the access destination change flag is "ON" (step S12: YES), the first computing unit 31, if the previous access destination change flag is "OFF" (step S15: YES), the data in the shared memory 38 ( output target value data) to the local memory 34 (step S16). Then, the first calculator 31 reads the data (output target value) from the local memory 34 (step S17). Then, based on the output target value read out, the first computing unit 31 controls the remaining switching elements (controllable switching elements) so that the electric current generated by the first motor 7 is distributed to the remaining switching elements (controllable switching elements). is controlled (step S14).

前回のアクセス先変更フラグが「ＯＮ」であれば（ステップＳ１５：ＮＯ）、第１演算器３１は、ステップＳ１６の処理をスキップし、ステップＳ１７へ移行する。 If the previous access destination change flag is "ON" (step S15: NO), the first calculator 31 skips the process of step S16 and proceeds to step S17.

先に述べたように、第１演算器３１によるローカルメモリ３４へのアクセス速度は、共有メモリ３８へのアクセス速度よりも速い。従ってローカルメモリ３４を使った処理の周期は、共有メモリ３８を使った処理の周期よりも早くなる。共有メモリ３８のかわりにローカルメモリ３４を使うことで、第１モータ７の回転数が閾値回転数を超えている場合であっても第１演算器３１で第１インバータ５の残りのスイッチング素子５ａを制御できる可能性が広がる。 As described above, the access speed to the local memory 34 by the first calculator 31 is faster than the access speed to the shared memory 38 . Therefore, the processing cycle using the local memory 34 is faster than the processing cycle using the shared memory 38 . By using the local memory 34 instead of the shared memory 38, even when the number of revolutions of the first motor 7 exceeds the threshold number of revolutions, the remaining switching elements 5a of the first inverter 5 are calculated by the first calculator 31. increases the possibility of controlling

なお、ローカルメモリ３４にコピーしたデータ（出力目標値）は更新されず、第１演算器３１は不正確な出力目標値に基づいて第１インバータ５を制御することになる。第１インバータ５で異常が発生した事態では、第１インバータ５に流れる回生電流（第１モータ７が生成した電流）の分散が図れればよいので、出力目標値が不正確であってもよい。 Note that the data (output target value) copied to the local memory 34 is not updated, and the first calculator 31 will control the first inverter 5 based on the inaccurate output target value. In the event of an abnormality occurring in the first inverter 5, the output target value may be inaccurate, as long as the regenerative current flowing through the first inverter 5 (the current generated by the first motor 7) can be dispersed. .

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。第１インバータ５が、第１制御器３０が制御するインバータに相当する。 Points to note regarding the technology described in the embodiment will be described. The first inverter 5 corresponds to the inverter controlled by the first controller 30 .

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or in the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims as of the filing. In addition, the techniques exemplified in this specification or drawings can simultaneously achieve a plurality of purposes, and achieving one of them has technical utility in itself.

２：ハイブリッド車３：バッテリ４：電圧コンバータ４ａ、５ａ、６ａ：スイッチング素子５、６：インバータ７、８：モータ（モータジェネレータ）９：エンジン２０：動力分配機構２１：プラネタリギア２２：サンギア２３：キャリア２４：リングギア２５、２６：ギア３０：第１制御器３１：第１演算器３２：第２演算器３３：第３演算器３４：ローカルメモリ３７：通信線３８：共有メモリ４０：第２制御器４１：通信線４２：上位制御器４３：エンジン制御器 2: Hybrid vehicle 3: Battery 4: Voltage converter 4a, 5a, 6a: Switching element 5, 6: Inverter 7, 8: Motor (motor generator) 9: Engine 20: Power distribution mechanism 21: Planetary gear 22: Sun gear 23: Carrier 24: Ring gear 25, 26: Gear 30: First controller 31: First calculator 32: Second calculator 33: Third calculator 34: Local memory 37: Communication line 38: Shared memory 40: Second Controller 41: Communication line 42: Upper controller 43: Engine controller

Claims

リングギアとサンギアとキャリアを備えているプラネタリギアと、
前記キャリアに係合しているエンジンと、
前記サンギアに係合している第１モータジェネレータと、
前記リングギアに係合している第２モータジェネレータと、
前記リングギアに係合している車軸と、
複数の電力変換用のスイッチング素子を備えており、前記第１モータジェネレータに接続されているインバータと、
前記第１モータジェネレータの回転数に応じて変化する制御周期で前記インバータを制御する第１演算器と、
所定の一定周期で所定のデータを更新する第２演算器と、
前記第１演算器から第１速度でアクセス可能なローカルメモリと、
前記第１演算器と前記第２演算器と共通の通信線で接続されており前記第１速度よりも低速の第２速度でアクセス可能な共有メモリと、
を備えており、
前記第２演算器は、更新した前記データを前記一定周期で前記共有メモリに書き込み、
前記第１演算器は、
（１）前記第１モータジェネレータの回転数が所定の閾値回転数を下回っている間は、前記共有メモリから読み出した前記データに基づいて前記インバータを制御し、
（２）前記第１モータジェネレータの回転数が前記閾値回転数を超えた場合、前記データを前記共有メモリから前記ローカルメモリにコピーし、以後は前記ローカルメモリから読み出した前記データに基づいて前記インバータを制御することを特徴とするハイブリッド車。 a planetary gear comprising a ring gear, a sun gear and a carrier;
an engine engaged with the carrier;
a first motor generator engaged with the sun gear;
a second motor generator engaged with the ring gear;
an axle engaging the ring gear;
an inverter including a plurality of switching elements for power conversion and connected to the first motor generator;
a first computing unit that controls the inverter with a control cycle that changes according to the rotation speed of the first motor generator;
a second calculator that updates predetermined data at a predetermined constant cycle;
a local memory accessible at a first rate from the first computing unit;
a shared memory connected to the first computing unit and the second computing unit by a common communication line and accessible at a second speed lower than the first speed;
and
the second computing unit writes the updated data to the shared memory at the constant cycle;
The first calculator is
(1) controlling the inverter based on the data read from the shared memory while the rotation speed of the first motor generator is below a predetermined threshold rotation speed;
(2) when the number of rotations of the first motor generator exceeds the threshold number of rotations, the data is copied from the shared memory to the local memory, and thereafter the inverter is controlled based on the data read from the local memory; A hybrid vehicle characterized by controlling

前記データは前記インバータの出力目標値であり、
複数の前記スイッチング素子のいずれかで異常が生じた場合、前記第２モータジェネレータで走行しながら、前記第１演算器は、
（１）前記第１モータジェネレータの回転数が前記閾値回転数を下回っている間は、前記共有メモリから読み出した前記出力目標値に基づいて、前記第１モータジェネレータが生成した電流が複数の前記スイッチング素子に分散して流れるように残りの前記スイッチング素子を制御し、
（２）前記第１モータジェネレータの回転数が前記閾値回転数を超えた場合、前記データを前記共有メモリから前記ローカルメモリにコピーし、以後は前記ローカルメモリから読み出した前記出力目標値に基づいて、前記第１モータジェネレータが生成した電流が複数の前記スイッチング素子に分散して流れるように残りの前記スイッチング素子を制御する、
請求項１に記載のハイブリッド車。 the data is an output target value of the inverter;
When an abnormality occurs in any one of the plurality of switching elements, while the vehicle is running with the second motor generator , the first computing unit
(1) While the number of rotations of the first motor generator is below the threshold number of rotations, the current generated by the first motor generator is controlled by the plurality of currents based on the output target value read from the shared memory. controlling the remaining switching elements to flow distributed to the switching elements;
(2) when the rotation speed of the first motor generator exceeds the threshold rotation speed, the data is copied from the shared memory to the local memory, and thereafter based on the output target value read from the local memory; , controlling the remaining switching elements so that the current generated by the first motor generator flows distributedly to the plurality of switching elements;
A hybrid vehicle according to claim 1.