JP2010200582A

JP2010200582A - Vehicle

Info

Publication number: JP2010200582A
Application number: JP2009045759A
Authority: JP
Inventors: Tomoko Shimana; 智子島名; Hiroshi Shimizu; 廣清水; Takashi Yanagi; 高志柳
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2010-09-09

Abstract

【課題】ハイブリッド車両のバッテリレス走行中にインバータを停止させる必要が生じた場合において、インバータの制御への影響を回避しつつ入力側コンデンサの電圧を低下させることを可能にする。
【解決手段】制御装置３０は、バッテリレス走行中に遮断指令ＣＳＴＰが入力された場合には、モータジェネレータＭＧ２の逆起電圧が直流電圧ＶＨよりも大きいか否かを判定する。制御装置３０は、その逆起電圧が直流電圧ＶＨよりも高いと判定される間には、インバータ２２をＰＷＭ制御し、かつＰＷＭ制御を持続可能な電圧範囲内に直流電圧ＶＨを維持する。一方、モータジェネレータＭＧ２の逆起電圧が直流電圧ＶＨよりも低いと判定される場合には、制御装置３０は、直流電圧ＶＨが低下するようにインバータ２２を制御するとともに、直流電圧ＶＨが所定の停止電圧に達したときにインバータ２２を停止させる。
【選択図】図１When it is necessary to stop an inverter during battery-less traveling of a hybrid vehicle, it is possible to reduce the voltage of an input side capacitor while avoiding an influence on the control of the inverter.
When a cut-off command CSTP is input during battery-less travel, control device 30 determines whether or not a back electromotive voltage of motor generator MG2 is greater than DC voltage VH. While it is determined that the back electromotive voltage is higher than DC voltage VH, control device 30 performs PWM control on inverter 22 and maintains DC voltage VH within a voltage range in which PWM control is sustainable. On the other hand, when it is determined that the back electromotive voltage of motor generator MG2 is lower than DC voltage VH, control device 30 controls inverter 22 so that DC voltage VH decreases, and DC voltage VH is set to a predetermined value. When the stop voltage is reached, the inverter 22 is stopped.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、車両に関し、特に電動機（モータ）、インバータおよび蓄電装置を備える車両に関する。 The present invention relates to a vehicle, and more particularly to a vehicle including an electric motor (motor), an inverter, and a power storage device.

電動機（モータ）、発電機（ジェネレータ）、および蓄電装置を備える車両（たとえばハイブリッド自動車、電気自動車等）においては、蓄電装置の異常時に蓄電装置を用いない走行（いわゆるバッテリレス走行）を実現するための各種の方法が提案されている。 In a vehicle (for example, a hybrid vehicle, an electric vehicle, etc.) provided with an electric motor (motor), a generator (generator), and a power storage device, to achieve travel without using the power storage device (so-called battery-less travel) when the power storage device is abnormal. Various methods have been proposed.

たとえば特開２００７−１３７３７３号公報（特許文献１）では、バッテリが遮断されたときに、エンジン回転数が目標回転数に一致するようにエンジンをフィードバック制御するとともに、エンジン回転数と目標回転数との偏差に基づいて、インバータを遮断するか否かを判定する方法が開示されている。また、特開２００７−１９６７３３号公報（特許文献２）では、車両がバッテリを用いずに走行している際にモータ駆動が制限された場合、エンジンおよびモータの駆動を停止することが開示されている。 For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-137373 (Patent Document 1), when the battery is shut off, the engine is feedback-controlled so that the engine speed matches the target speed, and the engine speed and the target speed are set. A method for determining whether or not to shut down the inverter based on the deviation is disclosed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-196733 (Patent Document 2) discloses that the driving of the engine and the motor is stopped when the motor driving is restricted while the vehicle is traveling without using the battery. Yes.

特開２００７−１３７３７３号公報JP 2007-137373 A 特開２００７−１９６７３３号公報JP 2007-196733 A

一般に、インバータの入力側には、インバータに入力される直流電圧の変動を抑制するためにコンデンサが設けられる。直流高電圧がインバータに印加された状態がインバータの停止後に継続することを回避するため、インバータの停止に先立ってコンデンサを放電することが好ましいと考えられる。 Generally, a capacitor is provided on the input side of the inverter in order to suppress fluctuations in the DC voltage input to the inverter. In order to avoid the state in which the high DC voltage is applied to the inverter from continuing after the inverter is stopped, it is considered preferable to discharge the capacitor prior to stopping the inverter.

一方、バッテリレス走行の実行中に、何らかの理由によりインバータを停止させる必要が生じることが考えられる。しかしながらコンデンサを放電させることによってインバータの入力電圧が低下する。車両が走行中であるにもかかわらず、インバータの入力電圧を低下させた場合には、インバータの制御に影響が生じる可能性がある。しかしながら、特開２００７−１３７３７３号公報（特許文献１）および特開２００７−１９６７３３号公報（特許文献２）には、バッテリレス走行中にインバータを停止させるためのコンデンサの放電方法（インバータの入力電圧の低下方法）について具体的に開示されていない。 On the other hand, it is conceivable that the inverter needs to be stopped for some reason during the execution of the battery-less running. However, by discharging the capacitor, the input voltage of the inverter is lowered. If the input voltage of the inverter is lowered even though the vehicle is traveling, the control of the inverter may be affected. However, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-137373 (Patent Document 1) and Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-196733 (Patent Document 2) disclose a capacitor discharging method for stopping an inverter during batteryless travel (input voltage of the inverter). Is not specifically disclosed.

本発明の目的は、ハイブリッド車両のバッテリレス走行中にインバータを停止させる必要が生じた場合において、インバータの制御への影響を回避しつつ入力側コンデンサの電圧を低下させることを可能にすることである。 An object of the present invention is to make it possible to reduce the voltage of the input side capacitor while avoiding the influence on the control of the inverter when the inverter needs to be stopped during the battery-less traveling of the hybrid vehicle. is there.

本発明は要約すれば、車両であって、インバータと、電動機と、コンデンサと、検出部と、蓄電装置と、動力出力装置と、接続装置と、制御装置とを備える。インバータは、第１および第２の電力線の間の直流電力を交流電力に変換する。電動機は、インバータから交流電力が供給されることにより車両を駆動可能であり、かつ車両の走行にともなって逆起電圧を発生させる。コンデンサは、第１および第２の電力線の間に接続される。電圧検出部は、インバータの入力電圧として第１および第２の電力線の間の直流電圧を検出する。蓄電装置は、インバータに直流電力を供給可能である。動力出力装置は、車両の走行用の動力を出力可能である。接続装置は、蓄電装置とインバータとの電気的接続を遮断可能に構成される。制御装置は、接続装置により蓄電装置がインバータから電気的に切り離され、かつ動力出力装置からの動力により車両が走行する間に、インバータの停止条件が成立した場合には、インバータを動作状態から停止状態に移行させる。制御装置は、電圧判定部と、インバータ制御部とを含む。電圧判定部は、逆起電圧が、電圧検出部により検出された直流電圧よりも大きいか否かを判定する。インバータ制御部は、コンデンサを放電するために、インバータが電動機に交流電力を供給するようインバータを制御するとともに、直流電圧が所定の停止電圧まで低下したときに、インバータを停止させる。インバータ制御部は、逆起電圧が直流電圧よりも高いと電圧判定部によって判定される間には、インバータをパルス幅変調制御し、かつ、インバータを断続的に停止させることにより、パルス幅変調制御を持続可能な電圧範囲内に直流電圧を維持する。インバータ制御部は、逆起電圧が直流電圧よりも低いと電圧判定部によって判定された場合には、直流電圧が低下するようにインバータを制御するとともに、直流電圧が所定の停止電圧に達したときにインバータを停止させる。 In summary, the present invention is a vehicle, and includes an inverter, an electric motor, a capacitor, a detection unit, a power storage device, a power output device, a connection device, and a control device. The inverter converts DC power between the first and second power lines into AC power. The electric motor can drive the vehicle when AC power is supplied from the inverter, and generates a back electromotive voltage as the vehicle travels. The capacitor is connected between the first and second power lines. The voltage detection unit detects a DC voltage between the first and second power lines as an input voltage of the inverter. The power storage device can supply DC power to the inverter. The power output device can output power for traveling the vehicle. The connection device is configured to be able to cut off an electrical connection between the power storage device and the inverter. The control device stops the inverter from the operating state when the inverter stop condition is satisfied while the power storage device is electrically disconnected from the inverter by the connecting device and the vehicle travels by the power from the power output device. Transition to the state. The control device includes a voltage determination unit and an inverter control unit. The voltage determination unit determines whether or not the back electromotive voltage is greater than the DC voltage detected by the voltage detection unit. The inverter control unit controls the inverter so that the inverter supplies AC power to the electric motor in order to discharge the capacitor, and stops the inverter when the DC voltage drops to a predetermined stop voltage. The inverter control unit performs pulse width modulation control by performing pulse width modulation control on the inverter and intermittently stopping the inverter while the voltage determination unit determines that the back electromotive voltage is higher than the DC voltage. Maintain a DC voltage within a sustainable voltage range. When the voltage determination unit determines that the back electromotive voltage is lower than the DC voltage, the inverter control unit controls the inverter so that the DC voltage decreases and the DC voltage reaches a predetermined stop voltage. Stop the inverter.

本発明によれば、バッテリレス走行中にインバータを停止させる必要が生じた場合において、インバータの制御への影響を回避しつつ、入力側コンデンサの電圧を低下させることができる。 According to the present invention, when it is necessary to stop the inverter during battery-less traveling, it is possible to reduce the voltage of the input side capacitor while avoiding the influence on the control of the inverter.

本発明の実施の形態に従う車両の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one structural example of the vehicle according to embodiment of this invention. 図１に示す制御装置３０の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control apparatus 30 shown in FIG. 逆起電圧とモータ回転数との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between a counter electromotive voltage and a motor rotation speed. 制御装置３０によって実行される、バッテリレス走行時におけるインバータの停止処理を説明するフローチャートである。4 is a flowchart for explaining inverter stop processing executed by the control device 30 during battery-less travel.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

図１は、本発明の実施の形態に従う車両の一構成例を示す図である。図１を参照して、本発明の実施の形態に従う車両１００はハイブリッド車両である。具体的には、車両１００は、バッテリＢ１と、接続部４０と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、エンジン４と、動力分配機構３と、車輪２と、制御装置３０とを含む。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a vehicle according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, vehicle 100 according to the embodiment of the present invention is a hybrid vehicle. Specifically, vehicle 100 includes a battery B 1, a connection unit 40, motor generators MG 1 and MG 2, an engine 4, a power distribution mechanism 3, wheels 2, and a control device 30.

エンジン４は、ガソリン等の燃料を燃焼させることによって動力を発生させる内燃機関である。動力分配機構３は、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に結合されてこれらの間で動力を分配する機構である。たとえば動力分配機構としてはサンギヤ、プラネタリキャリヤ、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。これら３つの回転軸がエンジン４、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続される。 The engine 4 is an internal combustion engine that generates power by burning fuel such as gasoline. Power distribution mechanism 3 is a mechanism that is coupled to engine 4 and motor generators MG1 and MG2 and distributes power between them. For example, as the power distribution mechanism, a planetary gear mechanism having three rotation shafts, that is, a sun gear, a planetary carrier, and a ring gear can be used. These three rotating shafts are connected to the rotating shafts of engine 4 and motor generators MG1, MG2, respectively.

なおモータジェネレータＭＧ２の回転軸は図示しない減速ギヤあるいは差動ギヤによって車輪２に結合されている。また動力分配機構３の内部にモータジェネレータＭＧ２の回転軸に対する減速機をさらに組み込んでもよい。 The rotating shaft of motor generator MG2 is coupled to wheel 2 by a reduction gear or a differential gear (not shown). Further, a reduction gear for the rotation shaft of motor generator MG2 may be further incorporated in power distribution mechanism 3.

モータジェネレータＭＧ１は、エンジン４により駆動される発電機として用いられるとともに、エンジン４を始動することが可能な電動機としても用いられる。モータジェネレータＭＧ１が発電することにより得られる電力は、たとえばモータジェネレータＭＧ２の駆動あるいはバッテリＢ１の充電に用いられる。モータジェネレータＭＧ２は、主として車輪２を駆動する電動機として用いられる。車輪２は前輪および後輪のいずれでもよい（以下の説明においては、車輪２は前輪であるとする）。 Motor generator MG1 is used as a generator driven by engine 4 and also as an electric motor capable of starting engine 4. The electric power obtained by the power generation by motor generator MG1 is used for driving motor generator MG2 or charging battery B1, for example. Motor generator MG2 is mainly used as an electric motor that drives wheels 2. The wheel 2 may be either a front wheel or a rear wheel (in the following description, it is assumed that the wheel 2 is a front wheel).

接続部４０は、バッテリＢ１の負極と接地ラインＳＬとの間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲＧと、バッテリＢ１の正極と電源ラインＰＬ１との間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲＢとを含む。システムメインリレーＳＭＲＧ，ＳＭＲＢは、制御装置３０から与えられる信号ＳＥＧ，ＳＥＢ（図１中では、信号ＳＥＧ，ＳＥＢを総括した信号ＳＥもあわせて示す）にそれぞれ応じてオン／オフ状態が制御される。システムメインリレーＳＭＲＧ，ＳＭＲＢがオフされると、バッテリＢ１が電源ラインＰＬ１および接地ラインＳＬから切り離される。 Connection unit 40 includes a system main relay SMRG connected between the negative electrode of battery B1 and ground line SL, and a system main relay SMRB connected between the positive electrode of battery B1 and power supply line PL1. System main relays SMRG and SMRB are controlled to be turned on / off in accordance with signals SEG and SEB (in FIG. 1, signal SE, which is a combination of signals SEG and SEB) given from control device 30. . When system main relays SMRG and SMRB are turned off, battery B1 is disconnected from power supply line PL1 and ground line SL.

車両１００は、さらに、電圧センサ１０と、電流センサ１１とを含む。電圧センサ１０は、バッテリＢ１の端子間の電圧ＶＢを検知する。電流センサ１１は、バッテリＢ１に入出力される電流ＩＢを検知する。バッテリＢ１は車両１００に搭載される蓄電装置であり、たとえばニッケル水素、リチウムイオン等の二次電池、燃料電池、あるいは大容量のキャパシタなどを採用できる。 Vehicle 100 further includes a voltage sensor 10 and a current sensor 11. The voltage sensor 10 detects the voltage VB between the terminals of the battery B1. The current sensor 11 detects a current IB input / output to / from the battery B1. Battery B1 is a power storage device mounted on vehicle 100. For example, a secondary battery such as nickel metal hydride or lithium ion, a fuel cell, or a large-capacity capacitor can be employed.

車両１００は、さらに、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２と、電圧センサ２１と、コンバータ１２と、電圧センサ１３とを含む。 Vehicle 100 further includes smoothing capacitors C 1 and C 2, voltage sensor 21, converter 12, and voltage sensor 13.

平滑コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬとの間に接続される。電圧センサ２１は、平滑コンデンサＣ１の２つの端子間の電圧ＶＬを検知して、その検知した電圧ＶＬを制御装置３０に対して出力する。コンバータ１２は、平滑コンデンサＣ１の端子間電圧を昇圧する。平滑コンデンサＣ２は、コンバータ１２によって昇圧された電圧を平滑化する。電圧センサ１３は、平滑コンデンサＣ２の端子間電圧（電圧ＶＨ）を検知して制御装置３０に出力する。電圧ＶＨは、インバータ１４，２２の入力電圧に対応する直流電圧である。 Smoothing capacitor C1 is connected between power supply line PL1 and ground line SL. The voltage sensor 21 detects the voltage VL between the two terminals of the smoothing capacitor C 1 and outputs the detected voltage VL to the control device 30. Converter 12 boosts the voltage across terminals of smoothing capacitor C1. Smoothing capacitor C2 smoothes the voltage boosted by converter 12. The voltage sensor 13 detects the voltage (voltage VH) between the terminals of the smoothing capacitor C 2 and outputs it to the control device 30. Voltage VH is a DC voltage corresponding to the input voltage of inverters 14 and 22.

コンバータ１２は、バッテリＢ１からの直流電力を昇圧してインバータ１４，２２に出力するとともに、インバータ１４，２２のうち少なくとも１つからの直流電力を降圧する。コンバータ１２は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列に接続されるＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）素子Ｑ１，Ｑ２と、ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２にそれぞれ逆並列接続されるダイオードＤ１，Ｄ２と、電源ラインＰＬ１およびＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２の接続点の間に接続されるリアクトルＬ１とを含む。 Converter 12 boosts DC power from battery B1 and outputs the boosted DC power to inverters 14 and 22, and steps down DC power from at least one of inverters 14 and 22. Converter 12 includes IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) elements Q1 and Q2 connected in series between power supply line PL2 and ground line SL, and diodes D1 and D2 connected in reverse parallel to IGBT elements Q1 and Q2, respectively. , And a reactor L1 connected between connection points of power supply line PL1 and IGBT elements Q1, Q2.

車両１００は、さらに、インバータ１４，２２と、電流センサ２４，２５と、回転数センサ２６，２７と、遮断装置６０とを含む。 Vehicle 100 further includes inverters 14 and 22, current sensors 24 and 25, rotation speed sensors 26 and 27, and a cutoff device 60.

インバータ１４は、コンバータ１２によって昇圧された直流電圧を受けて、たとえばエンジン４を始動させるためにモータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４は、エンジン４がモータジェネレータＭＧ１を駆動することによってモータジェネレータＭＧ１が発電した電力を、コンバータ１２に戻す。このときコンバータ１２は、降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。 Inverter 14 receives the DC voltage boosted by converter 12 and drives motor generator MG1 to start engine 4, for example. Inverter 14 returns the electric power generated by motor generator MG 1 by engine 4 driving motor generator MG 1 to converter 12. At this time, converter 12 is controlled by control device 30 so as to operate as a step-down circuit.

インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含む。Ｕ相アーム１５，Ｖ相アーム１６，およびＷ相アーム１７は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に並列に接続される。 Inverter 14 includes a U-phase arm 15, a V-phase arm 16, and a W-phase arm 17. U-phase arm 15, V-phase arm 16, and W-phase arm 17 are connected in parallel between power supply line PL2 and ground line SL.

各アームは、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列接続される２つのＩＧＢＴ素子と、その２つのＩＧＢＴ素子とそれぞれ逆並列接続される２つのダイオードとを含む。具体的には、Ｕ相アーム１５は、ＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４およびダイオードＤ３，Ｄ４を含む。Ｖ相アーム１６は、ＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６およびダイオードＤ５，Ｄ６を含む。Ｗ相アーム１７は、ＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８と、ダイオードＤ７，Ｄ８とを含む。 Each arm includes two IGBT elements connected in series between power supply line PL2 and ground line SL, and two diodes respectively connected in antiparallel with the two IGBT elements. Specifically, U-phase arm 15 includes IGBT elements Q3 and Q4 and diodes D3 and D4. V-phase arm 16 includes IGBT elements Q5 and Q6 and diodes D5 and D6. W-phase arm 17 includes IGBT elements Q7, Q8 and diodes D7, D8.

モータジェネレータＭＧ１は、三相の永久磁石同期モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルは各々一方端が中点に共に接続されている。そして、Ｕ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４の接続ノードに接続される。またＶ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６の接続ノードに接続される。またＷ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８の接続ノードに接続される。 Motor generator MG1 is a three-phase permanent magnet synchronous motor, and one end of each of three coils of U, V, and W phases is connected to the midpoint. The other end of the U-phase coil is connected to the connection node of IGBT elements Q3 and Q4. The other end of the V-phase coil is connected to a connection node of IGBT elements Q5 and Q6. The other end of the W-phase coil is connected to a connection node of IGBT elements Q7 and Q8.

電流センサ２４は、モータジェネレータＭＧ１に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ１として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ１を制御装置３０へ出力する。回転数センサ２６は、モータジェネレータＭＧ１の回転子の回転数ＭＲＮ１を検出して制御装置３０へ出力する。 Current sensor 24 detects the current flowing through motor generator MG1 as motor current value MCRT1, and outputs motor current value MCRT1 to control device 30. Rotational speed sensor 26 detects rotational speed MRN1 of the rotor of motor generator MG1 and outputs the detected rotational speed to control device 30.

インバータ２２は、車輪２を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対して、コンバータ１２の出力する直流電圧を三相交流に変換して出力する。またインバータ２２は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された電力をコンバータ１２に戻す。このとき、コンバータ１２は降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。インバータ２２の内部の構成は、図示しないがインバータ１４と同様であり、詳細な説明は繰返さない。 Inverter 22 converts the DC voltage output from converter 12 into a three-phase AC and outputs the same to motor generator MG2 driving wheel 2. Inverter 22 returns the electric power generated in motor generator MG2 to converter 12 along with regenerative braking. At this time, converter 12 is controlled by control device 30 so as to operate as a step-down circuit. Although the internal configuration of inverter 22 is not shown, it is the same as inverter 14, and detailed description will not be repeated.

制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２と、モータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２と、電圧ＶＢ，ＶＬ，ＶＨおよび電流ＩＢの各値と、モータ電流値ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２と、指令ＩＧとを受ける。 Control device 30 receives torque command values TR1, TR2, motor rotation speeds MRN1, MRN2, voltages VB, VL, VH and current IB, motor current values MCRT1, MCRT2, and command IG.

たとえば運転者がイグニッションスイッチ（図示せず）をオンすることにより指令ＩＧがオフ状態からオン状態に切換わる。指令ＩＧがオン状態になると、制御装置３０はバッテリＢ１をインバータ１４，２２に電気的に接続するために接続部４０を制御する。すなわち制御装置３０は、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧに信号ＳＥＢ，ＳＥＧを送り、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧをオンする。 For example, when the driver turns on an ignition switch (not shown), the command IG is switched from the off state to the on state. When command IG is turned on, control device 30 controls connecting portion 40 in order to electrically connect battery B1 to inverters 14 and 22. That is, control device 30 sends signals SEB and SEG to system main relays SMRB and SMRG, and turns on system main relays SMRB and SMRG.

制御装置３０は、コンバータ１２に対して昇圧指示を行なう信号ＰＷＵ１，降圧指示を行なう信号ＰＷＤ１および動作停止を指示する信号ＣＳＤＮを出力する。 Control device 30 outputs to converter 12 a signal PWU1 for instructing step-up, a signal PWD1 for instructing step-down, and a signal CSDN for instructing operation stop.

さらに制御装置３０は、インバータ１４（ＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８）をスイッチング制御するための信号ＣＴＬ１およびインバータ１４の動作を停止させる（ＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８のゲートを遮断する）ための信号ＳＴＰ１を生成し、信号ＣＴＬ１および信号ＳＴＰ１のいずれか一方をインバータ１４へ出力する。 Further, control device 30 generates signal CTL1 for switching control of inverter 14 (IGBT elements Q3 to Q8) and signal STP1 for stopping the operation of inverter 14 (cutting off gates of IGBT elements Q3 to Q8). , One of signal CTL1 and signal STP1 is output to inverter 14.

さらに制御装置３０は、インバータ２２をスイッチング制御するための信号ＣＴＬ２およびインバータ２２の動作を停止させるための信号ＳＴＰ２を生成し、信号ＣＴＬ２または信号ＳＴＰ２のいずれか一方をインバータ２２へ出力する。 Furthermore, control device 30 generates signal CTL2 for switching control of inverter 22 and signal STP2 for stopping the operation of inverter 22, and outputs either signal CTL2 or signal STP2 to inverter 22.

制御装置３０は、車両１００の走行中にバッテリＢ１の異常が生じた場合、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧに信号ＳＥＢ，ＳＥＧをそれぞれ送ることによりシステムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧをオフする。これによりバッテリＢ１とインバータ１４，２２との電気的接続が遮断される。 Control device 30 turns off system main relays SMRB and SMRG by sending signals SEB and SEG to system main relays SMRB and SMRG, respectively, when abnormality of battery B1 occurs while vehicle 100 is traveling. Thereby, the electrical connection between battery B1 and inverters 14 and 22 is interrupted.

この場合、車両１００は、バッテリＢ１を用いない走行（バッテリレス走行）を実行する。具体的には、インバータ２２に供給される直流電力は、モータジェネレータＭＧ１およびインバータ１４によって生成される。 In this case, vehicle 100 performs traveling (battery-less traveling) that does not use battery B1. Specifically, the DC power supplied to inverter 22 is generated by motor generator MG1 and inverter 14.

バッテリレス走行の一形態を以下に説明する。エンジン４により発生された動力は動力分配機構３によって、モータジェネレータＭＧ１と車輪２との２経路に分配される。モータジェネレータＭＧ１はエンジン４の動力により発電する。インバータ１４は、モータジェネレータＭＧ１により生成された交流電力を直流電力に変換して、電源ラインＰＬ２および接地ラインＳＬの間にその直流電力を出力する。インバータ２２は、電源ラインＰＬ２および接地ラインＳＬを介して入力される直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータＭＧ２に供給することによりモータジェネレータＭＧ２を駆動する。 One form of battery-less traveling will be described below. The power generated by the engine 4 is distributed by the power distribution mechanism 3 into two paths of the motor generator MG1 and the wheels 2. Motor generator MG 1 generates power with the power of engine 4. Inverter 14 converts AC power generated by motor generator MG1 into DC power, and outputs the DC power between power supply line PL2 and ground line SL. Inverter 22 drives motor generator MG2 by converting DC power input via power supply line PL2 and ground line SL to AC power and supplying the same to motor generator MG2.

すなわちエンジン４、インバータ１４およびモータジェネレータＭＧ１は、車両１００の走行用の動力を出力可能な動力出力装置を構成する。 In other words, engine 4, inverter 14 and motor generator MG1 constitute a power output device capable of outputting power for traveling of vehicle 100.

さらに、制御装置３０は、バッテリレス走行中に遮断装置６０から遮断指令ＣＳＴＰを受けた場合、インバータ２２を停止させる。遮断装置６０は、たとえば自動変速機（図示せず）の変速レンジがニュートラルレンジであることを検知することによって遮断指令ＣＳＴＰを出力する。 Furthermore, control device 30 stops inverter 22 when it receives cutoff command CSTP from cutoff device 60 during battery-less travel. The shut-off device 60 outputs the shut-off command CSTP by detecting that the shift range of an automatic transmission (not shown) is a neutral range, for example.

制御装置３０は、インバータ２２を停止するに先立って電圧ＶＨを低下させる。この場合、たとえばモータジェネレータＭＧ１の発電による電力量を低下させるとともにインバータ２２がモータジェネレータＭＧ２を駆動するように、インバータ２２を制御する。インバータ２２がモータジェネレータＭＧ２を駆動するため、平滑コンデンサＣ２からモータジェネレータＭＧ２に電力が供給される。 Control device 30 reduces voltage VH prior to stopping inverter 22. In this case, for example, the amount of electric power generated by motor generator MG1 is reduced, and inverter 22 is controlled so that inverter 22 drives motor generator MG2. Since inverter 22 drives motor generator MG2, electric power is supplied from smoothing capacitor C2 to motor generator MG2.

平滑コンデンサＣ２に入力される電力量よりも平滑コンデンサＣ２から取り出される電力量を大きくすることによって平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨが低下する。制御装置３０は、平滑コンデンサＣ２の端子間電圧ＶＨがある程度の大きさまで低下した時点でインバータ２２を停止させる。 The voltage VH of the smoothing capacitor C2 is lowered by increasing the amount of power extracted from the smoothing capacitor C2 than the amount of power input to the smoothing capacitor C2. The control device 30 stops the inverter 22 when the voltage VH between the terminals of the smoothing capacitor C2 is reduced to a certain level.

このように本実施の形態では、インバータ２２を停止させる前に電圧ＶＨを低下させる。これにより、インバータ２２（スイッチング素子）の保護等を図ることができる。 Thus, in this embodiment, the voltage VH is reduced before the inverter 22 is stopped. Thereby, protection etc. of inverter 22 (switching element) can be aimed at.

図２は、図１に示す制御装置３０の機能ブロック図である。図２は、特に、バッテリレス走行時にインバータ２２を停止させるための制御装置３０の制御構成を示すものである。なお、図２に示した構成はソフトウェアによって実現されてもよいし、ハードウェアによって実現されてもよい。 FIG. 2 is a functional block diagram of the control device 30 shown in FIG. FIG. 2 particularly shows a control configuration of the control device 30 for stopping the inverter 22 during battery-less travel. Note that the configuration shown in FIG. 2 may be realized by software or hardware.

図２を参照して、制御装置３０は、逆起電圧演算部５１と、電圧判定部５２と、インバータ制御部５３と、停止判定部５４とを含む。 Referring to FIG. 2, control device 30 includes a counter electromotive voltage calculation unit 51, a voltage determination unit 52, an inverter control unit 53, and a stop determination unit 54.

逆起電圧演算部５１は、モータ回転数ＭＲＮ２に基づいて、モータジェネレータＭＧ２の逆起電圧Ｖｍを算出する。図３に示すように、一般に、モータの逆起電圧（誘起電圧）はモータの回転数に比例する。したがって、モータの単位回転数あたりの逆起電圧（すなわち比例係数）が予め定められていれば、モータ回転数に基づいて逆起電圧を演算できる。逆起電圧演算部５１は予め定められた比例係数を記憶するとともに、その比例係数をモータ回転数ＭＲＮ２に乗じることによって逆起電圧Ｖｍを算出する。 Back electromotive force calculation unit 51 calculates back electromotive voltage Vm of motor generator MG2 based on motor rotational speed MRN2. As shown in FIG. 3, generally, the counter electromotive voltage (induced voltage) of the motor is proportional to the rotational speed of the motor. Therefore, if a counter electromotive voltage (that is, a proportional coefficient) per unit rotation number of the motor is determined in advance, the counter electromotive voltage can be calculated based on the motor rotation number. The counter electromotive voltage calculation unit 51 stores a predetermined proportional coefficient and calculates the counter electromotive voltage Vm by multiplying the proportional coefficient by the motor rotational speed MRN2.

電圧判定部５２は、電圧センサ１３によって検出された電圧ＶＨと、逆起電圧演算部５１によって算出された逆起電圧Ｖｍとを受ける。電圧判定部５２は、逆起電圧Ｖｍが電圧ＶＨより大きいか否かを判定するとともに、その判定結果をインバータ制御部５３に出力する。 The voltage determination unit 52 receives the voltage VH detected by the voltage sensor 13 and the back electromotive voltage Vm calculated by the back electromotive voltage calculation unit 51. The voltage determination unit 52 determines whether or not the back electromotive voltage Vm is greater than the voltage VH, and outputs the determination result to the inverter control unit 53.

インバータ制御部５３は、トルク指令値ＴＲ２およびモータ電流値ＭＣＲＴ２に基づいてインバータ２２（図示せず）を制御するための信号ＣＴＬ２を生成する。さらに、インバータ制御部５３は、停止判定部５４からの停止信号に応じて、インバータ２２を停止させるための信号ＳＴＰ２を生成する。インバータ制御部５３は、信号ＣＴＬ２およびＳＴＰ２のいずれか一方をインバータ２２に出力する。 Inverter control unit 53 generates signal CTL2 for controlling inverter 22 (not shown) based on torque command value TR2 and motor current value MCRT2. Further, inverter control unit 53 generates signal STP2 for stopping inverter 22 in response to the stop signal from stop determination unit 54. Inverter control unit 53 outputs one of signals CTL 2 and STP 2 to inverter 22.

インバータ制御部５３は、電圧判定部５２の判定結果に基づいてインバータ２２を制御する。具体的に説明すると、電圧判定部５２によって逆起電圧Ｖｍが電圧ＶＨより大きいと判定された場合、インバータ制御部５３は、インバータ２２に対してＰＷＭ（パルス幅変調）制御を実行するためにインバータ２２に信号ＣＴＬ２を送る。 The inverter control unit 53 controls the inverter 22 based on the determination result of the voltage determination unit 52. More specifically, when the voltage determination unit 52 determines that the back electromotive voltage Vm is greater than the voltage VH, the inverter control unit 53 performs inverter (PWM) control for executing PWM (pulse width modulation) control on the inverter 22. The signal CTL2 is sent to 22.

ＰＷＭ制御では、モータ電流のフィードバックによってモータ印加電圧（交流）の振幅および位相が制御される。これによりトルク制御が実行される。 In PWM control, the amplitude and phase of the motor applied voltage (AC) are controlled by feedback of the motor current. Thereby, torque control is executed.

ここで、インバータ２２からモータジェネレータＭＧ２に与えられる電力が一定であるとすると、電圧ＶＨの低下に応じてモータ電流を大きくする必要がある。なお、モータジェネレータＭＧ２に供給されるパワー（電力）は、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２に基づいて算出可能である。したがって、モータジェネレータＭＧ２に供給されるパワーと電圧ＶＨとに基づいて、モータジェネレータＭＧ２に流れるモータ電流の値（モータ電流値ＭＣＲＴ２）を算出できる。 Here, assuming that the power supplied from inverter 22 to motor generator MG2 is constant, it is necessary to increase the motor current in accordance with the decrease in voltage VH. The power supplied to motor generator MG2 can be calculated based on torque command value TR2 of motor generator MG2 and motor rotational speed MRN2. Therefore, the value of the motor current (motor current value MCRT2) flowing through motor generator MG2 can be calculated based on the power supplied to motor generator MG2 and voltage VH.

ＰＷＭ制御とは、モータ電流をトルク指令値に応じた電流指令値と一致させるフィードバック制御である、したがってモータ電流が大きくなることで、モータ電流と電流指令値との偏差が拡大する。これにより電流フィードバック制御の維持（ＰＷＭ制御の維持）が困難となる可能性がある。 The PWM control is feedback control in which the motor current is matched with the current command value corresponding to the torque command value. Therefore, when the motor current is increased, the deviation between the motor current and the current command value is increased. This may make it difficult to maintain current feedback control (maintain PWM control).

そこで、インバータ制御部５３は、ＰＷＭ制御を維持するために電圧ＶＨを上昇させる（モータ電流を低下させる）必要が生じた場合には、インバータ２２に対して信号ＳＴＰ２を送ることによりインバータ２２を断続的に停止させる。 Therefore, when it becomes necessary to increase the voltage VH (decrease the motor current) in order to maintain PWM control, the inverter control unit 53 intermittently connects the inverter 22 by sending a signal STP2 to the inverter 22. Stop.

インバータ２２を停止させることによりモータジェネレータＭＧ２の逆起電圧Ｖｍが平滑コンデンサＣ２に印加される。電圧ＶＨよりも逆起電圧Ｖｍが大きい場合には、インバータ２２を停止させることによって平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨが上昇する。このようにして、インバータ制御部５３はＰＷＭ制御を持続可能な電圧範囲内に電圧ＶＨを維持するとともに、逆起電圧が電圧ＶＨより低下するまでＰＷＭ制御を継続する。 By stopping inverter 22, reverse electromotive voltage Vm of motor generator MG2 is applied to smoothing capacitor C2. When the back electromotive voltage Vm is larger than the voltage VH, the voltage VH of the smoothing capacitor C2 increases by stopping the inverter 22. In this manner, the inverter control unit 53 maintains the voltage VH within a voltage range in which PWM control is sustainable, and continues PWM control until the back electromotive voltage drops below the voltage VH.

なお、電圧ＶＨを上昇させるか否かは、検出されるモータ電流値ＭＣＲＴ２が所定の制御範囲内にあるか否かによって判定される。この制御範囲は、たとえば実験などによって予め算出される。 Whether or not to increase voltage VH is determined by whether or not detected motor current value MCRT2 is within a predetermined control range. This control range is calculated in advance by, for example, experiments.

一方、電圧判定部５２によって逆起電圧Ｖｍが電圧ＶＨより小さいと判定された場合、制御装置３０は、電圧ＶＨが所定の停止可能電圧まで低下するようにインバータ２２を制御する。具体的には、制御装置３０は、インバータ２２に対して矩形波電圧制御を実行するためにインバータ２２に信号ＣＴＬ２を送る。 On the other hand, when the voltage determination unit 52 determines that the back electromotive voltage Vm is smaller than the voltage VH, the control device 30 controls the inverter 22 so that the voltage VH decreases to a predetermined stoppable voltage. Specifically, control device 30 sends signal CTL2 to inverter 22 in order to perform rectangular wave voltage control on inverter 22.

矩形波電圧制御では、矩形波の１パルスに対応する電圧がモータジェネレータＭＧ２に印加される。矩形波電圧制御の実行時にはモータ印加電圧の振幅が固定される。このため、矩形波電圧制御では、トルク実績値とトルク指令値との偏差に基づいて矩形波電圧パルスの位相が制御されることにより、トルク制御が実行される。トルク実績値は、たとえばモータジェネレータＭＧ２に供給される電力（モータ電流値およびモータ印加電圧に基づいて算出される）と、モータ回転数ＭＲＮ２に基づく角速度により算出される。 In the rectangular wave voltage control, a voltage corresponding to one pulse of the rectangular wave is applied to the motor generator MG2. When executing the rectangular wave voltage control, the amplitude of the motor applied voltage is fixed. For this reason, in the rectangular wave voltage control, the torque control is executed by controlling the phase of the rectangular wave voltage pulse based on the deviation between the actual torque value and the torque command value. The actual torque value is calculated from, for example, the electric power (calculated based on the motor current value and the motor applied voltage) supplied to motor generator MG2 and the angular velocity based on motor rotational speed MRN2.

さらに、インバータ制御部５３は、停止判定部５４から停止信号を受けたときにインバータ２２に対して信号ＳＴＰ２を出力する。 Furthermore, inverter control unit 53 outputs signal STP2 to inverter 22 when it receives a stop signal from stop determination unit 54.

停止判定部５４は、電圧ＶＨを受けるとともに、その電圧ＶＨが所定の停止可能電圧以下であるか否かを判定する。停止判定部５４は、電圧ＶＨが停止可能電圧以下であると判定した場合には、インバータ制御部５３に対して停止信号を出力する。インバータ制御部５３は、停止判定部５４からの停止信号に応じて、信号ＳＴＰ２をインバータ２２に出力する。インバータ２２は信号ＳＴＰ２に応じて停止する。したがって、電圧ＶＨが所定の停止可能電圧以下に低下した場合には、インバータ２２が停止する。 Stop determination unit 54 receives voltage VH and determines whether voltage VH is equal to or lower than a predetermined stoppable voltage. The stop determination unit 54 outputs a stop signal to the inverter control unit 53 when determining that the voltage VH is equal to or lower than the stoppable voltage. Inverter control unit 53 outputs signal STP2 to inverter 22 in response to the stop signal from stop determination unit 54. Inverter 22 stops in response to signal STP2. Therefore, when voltage VH falls below a predetermined stoppable voltage, inverter 22 stops.

図４は、制御装置３０によって実行される、バッテリレス走行時におけるインバータの停止処理を説明するフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、たとえば一定の時間ごと、あるいは所定の条件の成立時にメインルーチンから呼び出されて実行される。 FIG. 4 is a flowchart for explaining the inverter stop process executed by the control device 30 during battery-less travel. The process shown in this flowchart is called from the main routine and executed at regular time intervals or when a predetermined condition is satisfied, for example.

図４および図１を参照して、処理が開始されると、ステップＳ１において制御装置３０は、バッテリＢ１が異常であるか否かを判定する。たとえば制御装置３０は、電圧ＶＢおよび電流ＩＢの各値に基づいてバッテリＢ１の異常の有無を判定する。なお、バッテリＢ１の異常の有無を判定するためにバッテリＢ１の温度を用いてもよい。 Referring to FIGS. 4 and 1, when the process is started, control device 30 determines in step S 1 whether or not battery B 1 is abnormal. For example, control device 30 determines whether battery B1 is abnormal based on the values of voltage VB and current IB. Note that the temperature of the battery B1 may be used to determine whether the battery B1 is abnormal.

バッテリＢ１が異常でないと判定された場合（ステップＳ１においてＮＯ）、全体の処理は終了する。一方、バッテリＢ１が異常であると判定された場合（ステップＳ１においてＹＥＳ）、処理はステップＳ２に進む。 When it is determined that battery B1 is not abnormal (NO in step S1), the entire process ends. On the other hand, when it is determined that battery B1 is abnormal (YES in step S1), the process proceeds to step S2.

ステップＳ２において、制御装置３０は、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧに信号ＳＥＢ，ＳＥＧをそれぞれ送ることによって、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧをオフする。 In step S2, control device 30 turns off system main relays SMRB and SMRG by sending signals SEB and SEG to system main relays SMRB and SMRG, respectively.

ステップＳ３において、制御装置３０は、動力出力装置（エンジン４、モータジェネレータＭＧ１、インバータ１４）から車両走行用の動力を出力させることによって、バッテリレス走行を実行する。たとえば、エンジン４の動力がモータジェネレータＭＧ１に供給されてモータジェネレータＭＧ１が発電する。モータジェネレータＭＧ１の発電により生成された交流電力は、インバータ１４によって直流電力に変換されるとともにインバータ２２に供給される。インバータ２２はその直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータＭＧ２に供給する。制御装置３０は、インバータ１４，２２が上述の動作を行なうようにインバータ１４，２２を制御する。 In step S 3, control device 30 executes battery-less travel by outputting power for vehicle travel from the power output device (engine 4, motor generator MG 1, inverter 14). For example, the power of engine 4 is supplied to motor generator MG1, and motor generator MG1 generates power. The AC power generated by the power generation of motor generator MG1 is converted into DC power by inverter 14 and supplied to inverter 22. Inverter 22 converts the DC power into AC power and supplies it to motor generator MG2. Control device 30 controls inverters 14 and 22 such that inverters 14 and 22 perform the above-described operation.

ステップＳ４において、制御装置３０は、インバータ２２の遮断指令の有無を判定する。制御装置３０が遮断装置６０から遮断指令ＣＳＴＰを受けることにより、制御装置３０は、遮断指令の入力があったと判定する。この場合（ステップＳ４においてＹＥＳ）、処理はステップＳ５に進む。一方、制御装置３０が遮断指令ＣＳＴＰを受けていない場合、制御装置３０は、遮断指令の入力がないと判定する。この場合（ステップＳ４においてＮＯ）、処理はステップＳ３に戻される。 In step S 4, control device 30 determines whether or not there is a cutoff command for inverter 22. When control device 30 receives cutoff command CSTP from cutoff device 60, control device 30 determines that a cutoff command has been input. In this case (YES in step S4), the process proceeds to step S5. On the other hand, when the control device 30 has not received the cutoff command CSTP, the control device 30 determines that there is no input of the cutoff command. In this case (NO in step S4), the process returns to step S3.

ステップＳ５において、制御装置３０は、インバータ２２を動作状態から停止状態に移行するための処理（終了処理）を開始する。 In step S5, control device 30 starts a process (end process) for shifting inverter 22 from the operating state to the stopped state.

ステップＳ６において、制御装置３０は、平滑コンデンサＣ２を放電するための処理を実行する。具体的には、制御装置３０は、ＰＷＭ制御あるいは矩形波電圧制御に従ってインバータ２２を制御する。制御装置３０は、インバータ２２を制御するために、インバータ２２に信号ＣＴＬ２を出力する。 In step S6, the control device 30 executes a process for discharging the smoothing capacitor C2. Specifically, control device 30 controls inverter 22 according to PWM control or rectangular wave voltage control. The control device 30 outputs a signal CTL2 to the inverter 22 in order to control the inverter 22.

ステップＳ７において、制御装置３０はモータジェネレータＭＧ２の逆起電圧を算出する。この処理は、図２に示す逆起電圧演算部５１により実行される。逆起電圧演算部５１は、所定の比例定数にモータ回転数ＭＲＮ２を乗算することにより逆起電圧Ｖｍを算出する。 In step S7, control device 30 calculates a back electromotive voltage of motor generator MG2. This process is executed by the counter electromotive voltage calculation unit 51 shown in FIG. The counter electromotive voltage calculation unit 51 calculates a counter electromotive voltage Vm by multiplying a predetermined proportionality constant by the motor rotational speed MRN2.

ステップＳ８において、制御装置３０は、逆起電圧Ｖｍが電圧ＶＨより大きいか否かを判定する。この処理は、図２に示す電圧判定部５２により実行される。逆起電圧Ｖｍが電圧ＶＨより大きいと判定された場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）、処理はステップＳ９に進む。 In step S8, control device 30 determines whether or not back electromotive voltage Vm is greater than voltage VH. This process is executed by the voltage determination unit 52 shown in FIG. If it is determined that back electromotive voltage Vm is greater than voltage VH (YES in step S8), the process proceeds to step S9.

ステップＳ９において、制御装置３０は、電圧ＶＨを、ＰＷＭ制御可能な電圧に維持する。この処理は、図２に示すインバータ制御部５３により実行される。インバータ制御部５３は信号ＣＴＬ２をインバータ２２に出力することによりインバータ２２に対してＰＷＭ制御を実行する。モータ電流が所定の制御範囲から外れた場合には、インバータ制御部５３は信号ＳＴＰ２をインバータ２２に出力することによりインバータ２２を断続的に停止させる。インバータ２２を停止させることによりモータジェネレータＭＧ２の逆起電圧Ｖｍが平滑コンデンサＣ２に印加される。これにより電圧ＶＨが上昇する。そしてインバータ制御部５３はインバータ２２に対するＰＷＭ制御を再度実行する。 In step S9, control device 30 maintains voltage VH at a voltage that allows PWM control. This process is executed by the inverter control unit 53 shown in FIG. The inverter control unit 53 performs PWM control on the inverter 22 by outputting the signal CTL2 to the inverter 22. When the motor current is out of the predetermined control range, the inverter control unit 53 stops the inverter 22 intermittently by outputting the signal STP2 to the inverter 22. By stopping inverter 22, reverse electromotive voltage Vm of motor generator MG2 is applied to smoothing capacitor C2. As a result, the voltage VH increases. Then, the inverter control unit 53 executes the PWM control for the inverter 22 again.

ステップＳ９の処理が終了すると、全体の処理はステップＳ７に戻る。このようにして、インバータ制御部５３は、逆起電圧Ｖｍが電圧ＶＨよりも低下するまでＰＷＭ制御を継続するとともに、ＰＷＭ制御を持続可能な電圧範囲内に電圧ＶＨを維持する。 When the process of step S9 ends, the entire process returns to step S7. In this way, the inverter control unit 53 continues the PWM control until the back electromotive voltage Vm drops below the voltage VH, and maintains the voltage VH within the voltage range where the PWM control is sustainable.

逆起電圧Ｖｍが電圧ＶＨ以下と判定された場合（ステップＳ８においてＮＯ）、処理はステップＳ１０に進む。ステップＳ１０において、制御装置３０は、電圧ＶＨが所定の停止可能電圧以下であるか否かを判定する。この処理は図２に示す停止判定部５４により実行される。停止可能電圧は特に限定されないが、一例を示すと５０Ｖである。 If it is determined that back electromotive voltage Vm is equal to or lower than voltage VH (NO in step S8), the process proceeds to step S10. In step S10, control device 30 determines whether or not voltage VH is equal to or lower than a predetermined stoppable voltage. This process is executed by the stop determination unit 54 shown in FIG. The stoppable voltage is not particularly limited, but is 50 V as an example.

電圧ＶＨが所定の停止可能電圧より大きいと判定された場合（ステップＳ１０においてＮＯ）、処理はステップＳ６に戻る。これにより、制御装置３０は、平滑コンデンサＣ２を放電するための処理を実行する。この場合には、電圧ＶＨが逆起電圧以下であるので、制御装置３０は矩形波電圧制御に従ってインバータ２２を制御する。 If it is determined that voltage VH is greater than the predetermined stoppable voltage (NO in step S10), the process returns to step S6. Thereby, the control apparatus 30 performs the process for discharging the smoothing capacitor C2. In this case, since voltage VH is equal to or lower than the counter electromotive voltage, control device 30 controls inverter 22 in accordance with rectangular wave voltage control.

一方、電圧ＶＨが所定の停止可能電圧以下であると判定された場合（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ステップＳ１１の処理が実行される。ステップＳ１１において、停止判定部５４はインバータ制御部５３に停止信号を送る。インバータ制御部５３は停止信号に応じて信号ＳＴＰ２をインバータ２２に送る。インバータ制御部５３は信号ＳＴＰ２をインバータ２２に送ることによってインバータ２２を停止させる。ステップＳ１１の処理が終了すると全体の処理が終了する。 On the other hand, when it is determined that voltage VH is equal to or lower than the predetermined stoppable voltage (YES in step S10), the process of step S11 is executed. In step S 11, the stop determination unit 54 sends a stop signal to the inverter control unit 53. The inverter control unit 53 sends a signal STP2 to the inverter 22 in response to the stop signal. The inverter control unit 53 stops the inverter 22 by sending a signal STP2 to the inverter 22. When the process of step S11 ends, the entire process ends.

車両の走行中にはモータジェネレータＭＧ２が回転しているので、モータジェネレータＭＧ２が逆起電圧を発生させる。したがってインバータ２２を停止させる場合には、この逆起電圧を考慮する必要がある。通常では、逆起電圧が電圧ＶＨより高くならないようにモータ電流が制御される。具体的には、回転数およびトルクに応じて、基本的には最大トルク制御を行ないつつ、逆起電圧の抑制が必要となる高回転数領域では、最大トルク制御に代えて弱め界磁制御を適用するように制御方式が切り換えられる。なお、上述のＰＷＭ制御は「最大トルク制御」に対応し、矩形波電圧制御は「弱め界磁制御」に対応する。 Since the motor generator MG2 is rotating while the vehicle is traveling, the motor generator MG2 generates a counter electromotive voltage. Therefore, when the inverter 22 is stopped, it is necessary to consider this back electromotive voltage. Normally, the motor current is controlled so that the back electromotive voltage does not become higher than the voltage VH. Specifically, field weakening control is applied instead of maximum torque control in a high rotation speed region where suppression of the counter electromotive voltage is basically performed while performing maximum torque control according to the rotation speed and torque. Thus, the control method is switched. The PWM control described above corresponds to “maximum torque control”, and the rectangular wave voltage control corresponds to “weak field control”.

本実施の形態では、バッテリレス走行中にインバータ２２を動作状態から停止状態に移行させるために、電圧ＶＨの低下（平滑コンデンサＣ２の放電）が行なわれる。上述のように、ＰＷＭ制御の場合には、電圧ＶＨが低くなるとモータ電流が制御範囲を外れる可能性があるのでＰＷＭ制御を維持することが困難になる。そこで電圧ＶＨと逆起電圧との大小関係に関わらず、矩形波電圧制御に従ってインバータ２２を制御することが考えられる。 In the present embodiment, voltage VH is decreased (smoothing capacitor C2 is discharged) in order to shift inverter 22 from the operating state to the stopped state during battery-less traveling. As described above, in the case of PWM control, it is difficult to maintain PWM control because the motor current may fall outside the control range when voltage VH is low. Therefore, it is conceivable to control the inverter 22 according to the rectangular wave voltage control regardless of the magnitude relationship between the voltage VH and the back electromotive voltage.

しかしながら、矩形波電圧制御では、モータ印加電圧の振幅が固定されるとともに、モータ印加電圧の位相のみが制御される。一方、ＰＷＭ制御では、モータ電流のフィードバックによってモータ印加電圧（交流）の振幅および位相が制御される。このため、矩形波電圧制御の適用時には、ＰＷＭ制御の適用時に比べて制御応答性が低下する。 However, in the rectangular wave voltage control, the amplitude of the motor applied voltage is fixed and only the phase of the motor applied voltage is controlled. On the other hand, in PWM control, the amplitude and phase of the motor applied voltage (AC) are controlled by feedback of the motor current. For this reason, at the time of application of rectangular wave voltage control, control responsiveness falls compared with the time of application of PWM control.

たとえば、電圧ＶＨが一旦低下したことによりインバータ２２が遮断されたとする。逆起電圧が電圧ＶＨよりも大きい場合には、逆起電圧が平滑コンデンサＣ２に印加されることにより電圧ＶＨが上昇する。したがって、インバータ２２に対して、電圧ＶＨを低下させるための制御を再実行する必要がある。 For example, it is assumed that the inverter 22 is cut off because the voltage VH has once decreased. When the back electromotive voltage is larger than the voltage VH, the back electromotive voltage is applied to the smoothing capacitor C2 to increase the voltage VH. Therefore, it is necessary to re-execute control for reducing the voltage VH on the inverter 22.

しかしながら、矩形波電圧制御では、電圧ＶＨが低くなるほど制御応答性が悪くなる。このため電圧ＶＨの上昇に対する追従（電圧ＶＨの低下）が遅れる可能性がある。最悪の場合として、インバータ２２の制御破綻が生じること、あるいはインバータ２２が損傷すること等が想定される。また、それらの事態が生じた場合への対策も考慮する必要がある。 However, in the rectangular wave voltage control, the control response becomes worse as the voltage VH is lower. For this reason, the follow-up to the rise of the voltage VH (decrease in the voltage VH) may be delayed. In the worst case, it is assumed that control failure of the inverter 22 occurs or the inverter 22 is damaged. It is also necessary to consider measures to deal with such situations.

本実施の形態では、逆起電圧が電圧ＶＨよりも高い間は、インバータ２２に対してＰＷＭ制御が実行される。さらに、逆起電圧が電圧ＶＨよりも高いと判定される間、制御装置３０は、インバータ２２を断続的に停止させることにより、ＰＷＭ制御を持続可能な電圧範囲内に電圧ＶＨを維持する。これにより、インバータ２２の制御への影響（たとえば制御破綻の発生）を回避しつつ平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨを低下させることができる。 In the present embodiment, PWM control is performed on inverter 22 while the back electromotive voltage is higher than voltage VH. Furthermore, while it is determined that the back electromotive voltage is higher than the voltage VH, the control device 30 intermittently stops the inverter 22 to maintain the voltage VH within the sustainable voltage range for the PWM control. As a result, the voltage VH of the smoothing capacitor C2 can be reduced while avoiding the influence on the control of the inverter 22 (for example, occurrence of control failure).

一方、逆起電圧が電圧ＶＨより低いと判定された場合には、電圧ＶＨが低下するようにインバータ２２が制御される。具体的にはインバータ２２は矩形波電圧制御される。 On the other hand, when it is determined that the back electromotive voltage is lower than the voltage VH, the inverter 22 is controlled so that the voltage VH decreases. Specifically, the inverter 22 is subjected to rectangular wave voltage control.

矩形波電圧制御により逆起電圧を低く抑えつつ、平滑コンデンサＣ２からモータジェネレータＭＧ２に電力を供給できる。これにより、平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨを停止可能電圧まで低下させることができる。そして、電圧ＶＨを停止可能電圧まで低下した場合、制御装置３０はインバータ２２を停止させる。 Electric power can be supplied from the smoothing capacitor C2 to the motor generator MG2 while keeping the back electromotive voltage low by the rectangular wave voltage control. As a result, the voltage VH of the smoothing capacitor C2 can be lowered to a stoppable voltage. When the voltage VH is reduced to a stoppable voltage, the control device 30 stops the inverter 22.

以上のように本実施の形態によれば、バッテリレス走行中にインバータを停止させる必要が生じた場合において、インバータの制御への影響を回避しつつ、平滑コンデンサＣ２の電圧を低下させることができる。 As described above, according to the present embodiment, when it is necessary to stop the inverter during battery-less traveling, the voltage of the smoothing capacitor C2 can be reduced while avoiding the influence on the control of the inverter. .

なお、本発明は、走行に伴って逆起電圧を発生しうるモータと、そのモータを駆動するためのインバータと、そのインバータの直流入力側に接続されるコンデンサとを備える車両に適用可能である。したがって、本発明が適用可能な車両の構成は、図１に示す構成に限られるものではなく、様々な形態の車両に適用可能である。たとえば、後輪を駆動する第３のモータジェネレータを図１の構成に追加してもよい。 The present invention can be applied to a vehicle including a motor capable of generating a back electromotive voltage during traveling, an inverter for driving the motor, and a capacitor connected to the DC input side of the inverter. . Therefore, the configuration of the vehicle to which the present invention can be applied is not limited to the configuration shown in FIG. 1 and can be applied to various forms of vehicles. For example, a third motor generator for driving the rear wheels may be added to the configuration of FIG.

また、本発明を適用可能な車両は、エンジン（内燃機関）とモータとを搭載するハイブリッド自動車に限定されず、たとえば電気自動車あるいは燃料電池車であってもよい。 A vehicle to which the present invention is applicable is not limited to a hybrid vehicle equipped with an engine (internal combustion engine) and a motor, and may be, for example, an electric vehicle or a fuel cell vehicle.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.

２車輪、３動力分配機構、４エンジン、１０，１３，２１電圧センサ、１１，２４，２５電流センサ、１２コンバータ、１４，２２インバータ、１５Ｕ相アーム、１６Ｖ相アーム、１７Ｗ相アーム、２６，２７回転数センサ、３０制御装置、４０接続部、５１逆起電圧演算部、５２電圧判定部、５３インバータ制御部、５４停止判定部、６０遮断装置、１００車両、Ｂ１バッテリ、Ｃ１，Ｃ２平滑コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ８ダイオード、Ｌ１リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２モータジェネレータ、ＰＬ１，ＰＬ２電源ライン、Ｑ１〜Ｑ８ＩＧＢＴ素子、ＳＬ接地ライン、ＳＭＲＢ，ＳＭＲＧシステムメインリレー。 2 wheel, 3 power distribution mechanism, 4 engine, 10, 13, 21 voltage sensor, 11, 24, 25 current sensor, 12 converter, 14, 22 inverter, 15 U-phase arm, 16 V-phase arm, 17 W-phase arm, 26, 27 Rotational speed sensor, 30 control device, 40 connection unit, 51 counter electromotive voltage calculation unit, 52 voltage determination unit, 53 inverter control unit, 54 stop determination unit, 60 cutoff device, 100 vehicle, B1 battery, C1, C2 Smoothing capacitor, D1-D8 diode, L1 reactor, MG1, MG2 motor generator, PL1, PL2 power line, Q1-Q8 IGBT element, SL ground line, SMRB, SMRG System main relay.

Claims

An inverter that converts DC power between the first and second power lines into AC power;
An electric motor capable of driving the vehicle by being supplied with the AC power from the inverter and generating a back electromotive voltage as the vehicle travels;
A capacitor connected between the first and second power lines;
A voltage detector that detects a DC voltage between the first and second power lines as an input voltage of the inverter;
A power storage device capable of supplying the DC power to the inverter;
A power output device capable of outputting power for running the vehicle;
A connection device configured to be able to cut off an electrical connection between the power storage device and the inverter;
When the power storage device is electrically disconnected from the inverter by the connecting device and the inverter is stopped while the vehicle is running by the power from the power output device, the inverter is operated. And a control device for making a transition to a stop state,
The control device includes:
A voltage determination unit that determines whether or not the back electromotive voltage is greater than the DC voltage detected by the voltage detection unit;
In order to discharge the capacitor, the inverter controls the inverter so that the AC power is supplied to the electric motor, and stops the inverter when the DC voltage drops to a predetermined stop voltage. Including
The inverter control unit performs pulse width modulation control on the inverter and intermittently stops the inverter while the voltage determination unit determines that the back electromotive voltage is higher than the DC voltage. When the voltage determination unit determines that the counter electromotive voltage is lower than the DC voltage while maintaining the DC voltage within a sustainable voltage range for the pulse width modulation control, the DC A vehicle that controls the inverter so that the voltage decreases, and stops the inverter when the DC voltage reaches the predetermined stop voltage.