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JP7679799B2 - Vehicle control device - Google Patents
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Description

本発明は、車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device.

特許文献1には、メインバッテリの電力を走行用モータに供給して走行する車両において、補機バッテリでメインバッテリを充電する場合にメインバッテリとインバータとの間の電流経路に補機バッテリからの電力を昇圧して出力する双方向DC/DCコンバータを備えることが開示されている。 Patent document 1 discloses that a vehicle that runs on power from a main battery supplied to a traction motor is provided with a bidirectional DC/DC converter that boosts and outputs power from the auxiliary battery in a current path between the main battery and an inverter when the main battery is charged by the auxiliary battery.

特開2016-201871号公報JP 2016-201871 A

特許文献1に記載の構成では、リレーを開放状態にしてメインバッテリを走行用モータから切り離した状態で走行する際(バッテリレス走行時)に、リレーとインバータとの間の電力線に接続されたコンデンサの電圧を維持する必要がある。そこで、コンデンサの電圧を維持するための制御として、発電用モータのトルクを増加させ、かつ走行用モータのトルクを減少させることが考えられるが、その際にモータ回転数が高い場合にはコンデンサの電圧を維持することが困難となる虞がある。 In the configuration described in Patent Document 1, when driving with the relay open and the main battery disconnected from the driving motor (during battery-less driving), it is necessary to maintain the voltage of the capacitor connected to the power line between the relay and the inverter. Therefore, as a control to maintain the capacitor voltage, it is possible to increase the torque of the power generation motor and decrease the torque of the driving motor, but in that case, if the motor rotation speed is high, it may be difficult to maintain the capacitor voltage.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、メインバッテリを走行用モータから切り離した状態で走行する際に、リレーとインバータとの間の電力線に接続されたコンデンサの電圧を維持することができる車両の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a vehicle control device that can maintain the voltage of a capacitor connected to the power line between the relay and the inverter when driving with the main battery disconnected from the driving motor.

本発明は、走行用モータと、前記走行用モータを駆動するインバータと、前記走行用モータに電力を供給するメインバッテリと、前記メインバッテリから供給される電力を昇圧して前記インバータに出力する昇圧コンバータと、前記メインバッテリと前記昇圧コンバータとの電気的な接続および遮断を切り替えるリレーと、前記リレーと前記昇圧コンバータとを接続する第1電力線と、前記昇圧コンバータと前記インバータとを接続する第2電力線と、前記第1電力線に接続された第1コンデンサと、前記第2電力線に接続された第2コンデンサと、補機バッテリと、前記補機バッテリからの電力を昇圧して前記第1電力線に出力する双方向DC/DCコンバータと、を備える車両の制御装置であって、前記リレーを開放状態にして前記メインバッテリを前記走行用モータから切り離した状態で走行するバッテリレス走行時に、前記第1コンデンサの電圧および前記第2コンデンサの電圧が閾値以下である場合には、前記補機バッテリからの電力を昇圧して前記第1電力線に出力するように前記双方向DC/DCコンバータを制御することを特徴とする。 The present invention is a control device for a vehicle that includes a driving motor, an inverter that drives the driving motor, a main battery that supplies power to the driving motor, a boost converter that boosts the power supplied from the main battery and outputs it to the inverter, a relay that switches between electrical connection and disconnection between the main battery and the boost converter, a first power line that connects the relay and the boost converter, a second power line that connects the boost converter and the inverter, a first capacitor connected to the first power line, a second capacitor connected to the second power line, an auxiliary battery, and a bidirectional DC/DC converter that boosts the power from the auxiliary battery and outputs it to the first power line.The control device is characterized in that, during battery-less driving in which the vehicle is driven with the relay in an open state and the main battery disconnected from the driving motor, if the voltage of the first capacitor and the voltage of the second capacitor are equal to or lower than a threshold value, the bidirectional DC/DC converter is controlled to boost the power from the auxiliary battery and output it to the first power line.

本発明では、メインバッテリを走行用モータから切り離した状態で走行する際に、リレーとインバータとの間の電力線に接続されたコンデンサの電圧を維持することができる。 In this invention, when driving with the main battery disconnected from the driving motor, the voltage of the capacitor connected to the power line between the relay and the inverter can be maintained.

図1は、実施形態における車両を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a vehicle according to an embodiment. 図2は、車両の制御装置を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the control device for the vehicle. 図3は、バッテリレス走行時の制御を示すフローチャート図である。FIG. 3 is a flow chart showing control during battery-less running.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における車両の制御装置について具体的に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。 The vehicle control device according to the embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiment described below.

図1は、実施形態における車両を説明するための図である。車両1は、第1モータ(MG1)2と、第2モータ(MG2)3と、第1インバータ4と、第2インバータ5と、昇圧コンバータ6と、メインバッテリ7と、制御装置8と、を備えている。 Figure 1 is a diagram for explaining a vehicle in an embodiment. The vehicle 1 includes a first motor (MG1) 2, a second motor (MG2) 3, a first inverter 4, a second inverter 5, a boost converter 6, a main battery 7, and a control device 8.

第1モータ2および第2モータ3は、走行用の動力源として機能するモータであり、電動機および発電機の機能を有するモータジェネレータである。車両1では、第1モータ2から出力された動力と第2モータ3から出力された動力とのうち少なくとも一方によって車輪を駆動することができる。例えば、第1モータ2と第2モータ3とは、遊星歯車装置の三つ回転要素のうちの異なる回転要素に連結され、第1モータ2が主に発電機として機能し、第2モータ3が主に電動機として機能する。車両1は、第1モータ2から出力された動力および第2モータ3から出力された動力を車輪に伝達する動力伝達装置を備えている。例えば、車両1は、エンジンの動力を第1モータ2側と車輪側とに分割する動力分割装置を備え、エンジンが出力したトルクに第2モータ3が出力したトルクを付加して走行することが可能なハイブリッド車両である。 The first motor 2 and the second motor 3 are motors that function as a power source for driving, and are motor generators that have the functions of an electric motor and a generator. In the vehicle 1, the wheels can be driven by at least one of the power output from the first motor 2 and the power output from the second motor 3. For example, the first motor 2 and the second motor 3 are connected to different rotating elements of the three rotating elements of a planetary gear device, and the first motor 2 mainly functions as a generator, and the second motor 3 mainly functions as an electric motor. The vehicle 1 is equipped with a power transmission device that transmits the power output from the first motor 2 and the power output from the second motor 3 to the wheels. For example, the vehicle 1 is a hybrid vehicle that is equipped with a power split device that splits the power of the engine to the first motor 2 side and the wheel side, and can run by adding the torque output by the second motor 3 to the torque output by the engine.

また、第1および第2モータ2,3は、永久磁石が埋め込まれたロータと、三相コイルが巻き回されたステータと、を有する同期発電電動機により構成されている。第1モータ2のステータに巻き回された三相のコイル(U相、V相、W相)は、第1インバータ4と電気的に接続されている。第2モータ3のステータに巻き回された三相のコイル(U相、V相、W相)は、第2インバータ5と電気的に接続されている。 The first and second motors 2 and 3 are each composed of a synchronous generator motor having a rotor with a permanent magnet embedded therein and a stator around which a three-phase coil is wound. The three-phase coil (U-phase, V-phase, W-phase) wound around the stator of the first motor 2 is electrically connected to the first inverter 4. The three-phase coil (U-phase, V-phase, W-phase) wound around the stator of the second motor 3 is electrically connected to the second inverter 5.

第1インバータ4および第2インバータ5は、メインバッテリ7からの直流電力を交流電力に変換してモータに供給する電力変換装置である。第1インバータ4および第2インバータ5は、高電圧側電力線に接続されている。第1インバータ4は、第1モータ2と昇圧コンバータ6との間に設けられている。第2インバータ5は、第2モータ3と昇圧コンバータ6との間に設けられている。 The first inverter 4 and the second inverter 5 are power conversion devices that convert DC power from the main battery 7 into AC power and supply it to the motor. The first inverter 4 and the second inverter 5 are connected to the high-voltage power line. The first inverter 4 is provided between the first motor 2 and the boost converter 6. The second inverter 5 is provided between the second motor 3 and the boost converter 6.

第1インバータ4は、第1モータ2の三相コイルに三相の電流を通電できるように、6つのスイッチング素子T41~T46と、6つのダイオードD41~D46とを有する。スイッチング素子T41~T46は、それぞれ高電圧側電力線の正極母線PL2と負極母線NL2とに対してソース側とシンク側になるよう2個ずつペアで配置されている。ダイオードD41~D46は、それぞれに対応するスイッチング素子T41~T46に逆方向に並列接続されている。第1インバータ4では、対となるスイッチング素子同士の接続点の各々に第1モータ2の三相コイルの各々が接続されている。 The first inverter 4 has six switching elements T41-T46 and six diodes D41-D46 so that three-phase current can be passed through the three-phase coils of the first motor 2. The switching elements T41-T46 are arranged in pairs of two, one on the source side and the other on the sink side of the positive bus bar PL2 and the negative bus bar NL2 of the high-voltage power line. The diodes D41-D46 are connected in parallel in the opposite direction to their corresponding switching elements T41-T46. In the first inverter 4, each of the three-phase coils of the first motor 2 is connected to each of the connection points between the paired switching elements.

第2インバータ5は、第2モータ3の三相コイルに三相の電流を通電できるように、6つのスイッチング素子T51~T56と、6つのダイオードD51~D56とを有する。第2インバータ5は昇圧コンバータ6を介してメインバッテリ7と電気的に接続されるため、第2モータ3はメインバッテリ7から供給される電力によって駆動する。 The second inverter 5 has six switching elements T51-T56 and six diodes D51-D56 so that it can pass three-phase current through the three-phase coils of the second motor 3. The second inverter 5 is electrically connected to the main battery 7 via the boost converter 6, so that the second motor 3 is driven by power supplied from the main battery 7.

昇圧コンバータ6は、メインバッテリ7の電力を昇圧して第1インバータ4および第2インバータ5に供給する昇圧装置である。この昇圧コンバータ6は、第1インバータ4および第2インバータ5が接続された高電圧側電力線と、メインバッテリ7が接続された低電圧側電力線とに接続されている。低電圧側電力線は第1電力線である。高電圧側電力線は第2電力線である。昇圧コンバータ6は、2つのスイッチング素子T61,T62と、スイッチング素子T61,T62に逆方向に並列接続された2つのダイオードD61,D62と、リアクトルLと、を有する。昇圧コンバータ6では、上アームの第1スイッチング素子T61と、下アームの第2スイッチング素子T62とが直列に接続されている。第1スイッチング素子T61は、高電圧側電力線の正極母線PL2に接続されている。第2スイッチング素子T62は、第1スイッチング素子T61と、高電圧側電力線の負極母線NL2および低電圧側電力線の負極母線NL1とに接続されている。リアクトルLは、スイッチング素子T61,T62同士の接続点と、低電圧側電力線の正極母線PL1とに接続されている。 The boost converter 6 is a boost device that boosts the power of the main battery 7 and supplies it to the first inverter 4 and the second inverter 5. The boost converter 6 is connected to a high-voltage side power line to which the first inverter 4 and the second inverter 5 are connected, and a low-voltage side power line to which the main battery 7 is connected. The low-voltage side power line is the first power line. The high-voltage side power line is the second power line. The boost converter 6 has two switching elements T61, T62, two diodes D61, D62 connected in parallel in the reverse direction to the switching elements T61, T62, and a reactor L. In the boost converter 6, the first switching element T61 of the upper arm and the second switching element T62 of the lower arm are connected in series. The first switching element T61 is connected to the positive bus PL2 of the high-voltage side power line. The second switching element T62 is connected to the first switching element T61, the negative bus NL2 of the high-voltage power line, and the negative bus NL1 of the low-voltage power line. The reactor L is connected to the connection point between the switching elements T61 and T62 and the positive bus PL1 of the low-voltage power line.

また、昇圧コンバータ6は、制御装置8の制御により第1および第2スイッチング素子T61,T62のオンとオフとが切り替られる。つまり、制御装置8は、昇圧コンバータ6のスイッチング制御を実行する。このスイッチング制御が実行されることにより、メインバッテリ7の電力(低電圧側電力線の電力)を昇圧して高電圧側電力線に供給し、あるいは高電圧側電力線の電力を降圧して低電圧側電力線(メインバッテリ7)に供給することができる。さらに、低電圧側電力線の正極母線PL1と負極母線NL1とには、平滑用の第1コンデンサC1が接続されている。第1コンデンサC1と並列に抵抗Rが接続されている。高電圧側電力線の正極母線PL2と負極母線NL2とには、平滑用の第2コンデンサC2が接続されている。 In addition, the boost converter 6 switches the first and second switching elements T61, T62 on and off under the control of the control device 8. That is, the control device 8 executes switching control of the boost converter 6. By executing this switching control, the power of the main battery 7 (power of the low-voltage side power line) can be boosted and supplied to the high-voltage side power line, or the power of the high-voltage side power line can be reduced and supplied to the low-voltage side power line (main battery 7). Furthermore, a first smoothing capacitor C1 is connected to the positive electrode bus bar PL1 and the negative electrode bus bar NL1 of the low-voltage side power line. A resistor R is connected in parallel with the first capacitor C1. A second smoothing capacitor C2 is connected to the positive electrode bus bar PL2 and the negative electrode bus bar NL2 of the high-voltage side power line.

第1コンデンサC1は、メインバッテリ7の電圧(以下、バッテリ電圧という)VBを平滑化して昇圧コンバータ6に供給する。車両1は、第1コンデンサC1の電圧VLを検出する電圧センサを備える。この電圧センサは、第1コンデンサC1の両端の電圧VL、すなわちメインバッテリ7と昇圧コンバータ6をと結ぶ低電圧側電力線の正極母線PL1と負極母線NL1との間の電圧(以下、直流電圧という場合がある)VLを検出する。 The first capacitor C1 smoothes the voltage (hereinafter referred to as the battery voltage) VB of the main battery 7 and supplies it to the boost converter 6. The vehicle 1 is equipped with a voltage sensor that detects the voltage VL of the first capacitor C1. This voltage sensor detects the voltage VL across both ends of the first capacitor C1, i.e., the voltage (hereinafter sometimes referred to as the DC voltage) VL between the positive bus bar PL1 and the negative bus bar NL1 of the low-voltage side power line connecting the main battery 7 and the boost converter 6.

第2コンデンサC2は、昇圧コンバータ6から供給された直流電圧を平滑化して第1および第2インバータ4,5に供給する。車両1は、第2コンデンサC2の電圧VHを検出する電圧センサを備える。この電圧センサは、第2コンデンサC2の両端の電圧VH、すなわち昇圧コンバータ6と各インバータ4,5とを結ぶ高電圧側電力線の正極母線PL2と負極母線NL2との間の電圧(以下、システム電圧という場合がある)VHを検出する。 The second capacitor C2 smoothes the DC voltage supplied from the boost converter 6 and supplies it to the first and second inverters 4, 5. The vehicle 1 is equipped with a voltage sensor that detects the voltage VH of the second capacitor C2. This voltage sensor detects the voltage VH across both ends of the second capacitor C2, i.e., the voltage VH between the positive bus bar PL2 and the negative bus bar NL2 of the high-voltage power line connecting the boost converter 6 and each inverter 4, 5 (hereinafter sometimes referred to as the system voltage).

メインバッテリ7は、充放電が可能な直流電源であり、例えばニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池により構成されている。メインバッテリ7は、昇圧コンバータ6を介して第1および第2インバータ4,5側に電力を放電し、あるいは第1および第2インバータ4,5側から供給される電力を充電する。力行時には、メインバッテリ7に蓄えられた電力を第2モータ3に供給することができる。回生時には、第2モータ3が発電機として機能するため、第2モータ3で発電された電力をメインバッテリ7に充電することができる。車両1は、メインバッテリ7の電圧VBを検出する電圧センサや、メインバッテリ7の入出力電流を検出する電流センサを備える。 The main battery 7 is a DC power source that can be charged and discharged, and is composed of a secondary battery such as a nickel-metal hydride or lithium ion battery. The main battery 7 discharges power to the first and second inverters 4, 5 via the boost converter 6, or charges with power supplied from the first and second inverters 4, 5. During power running, the power stored in the main battery 7 can be supplied to the second motor 3. During regeneration, the second motor 3 functions as a generator, so that the power generated by the second motor 3 can be charged to the main battery 7. The vehicle 1 is equipped with a voltage sensor that detects the voltage VB of the main battery 7 and a current sensor that detects the input/output current of the main battery 7.

さらに、車両1は、システムメインリレー(以下、SMRという)9と、空調装置(A/C)10と、補機バッテリ11と、双方向DC/DCコンバータ(双方向DDC)12と、を備える。 The vehicle 1 further includes a system main relay (hereinafter referred to as SMR) 9, an air conditioner (A/C) 10, an auxiliary battery 11, and a bidirectional DC/DC converter (bidirectional DDC) 12.

SMR9は、メインバッテリ7と昇圧コンバータ6との電気的な接続および遮断を切り替える。メインバッテリ7はSMR9を介して低電圧側電力線に接続されている。SMR9が閉成状態である場合、メインバッテリ7と昇圧コンバータ6とは低電力側電力線によって電気的に接続されている。SMR9が開放状態である場合、メインバッテリ7が昇圧コンバータ6から切り離された状態となる。SMR9は制御装置8からの制御信号に応じて閉成状態と開放状態とを切り替える。このSMR9は、メインバッテリ7の正極端子と昇圧コンバータ6との間の電力線(低電圧側電力線の正極母線PL1)に設けられたリレーと、メインバッテリ7の負極端子と昇圧コンバータ6との間の電力線(低電圧側電力線の負極母線NL1)に設けられたリレーとを含む。 The SMR 9 switches between electrical connection and disconnection between the main battery 7 and the boost converter 6. The main battery 7 is connected to the low-voltage power line via the SMR 9. When the SMR 9 is in a closed state, the main battery 7 and the boost converter 6 are electrically connected by the low-power power line. When the SMR 9 is in an open state, the main battery 7 is disconnected from the boost converter 6. The SMR 9 switches between a closed state and an open state in response to a control signal from the control device 8. The SMR 9 includes a relay provided on the power line (positive bus bar PL1 of the low-voltage power line) between the positive terminal of the main battery 7 and the boost converter 6, and a relay provided on the power line (negative bus bar NL1 of the low-voltage power line) between the negative terminal of the main battery 7 and the boost converter 6.

空調装置10は、SMR9と昇圧コンバータ6との間における低電力側電力線に接続されている。この空調装置10はコンプレッサを含み、制御装置8からの制御信号に従ってコンプレッサを作動させて車室内の空調を行う。 The air conditioner 10 is connected to the low-power side power line between the SMR 9 and the boost converter 6. The air conditioner 10 includes a compressor, and operates the compressor in accordance with a control signal from the control device 8 to condition the air inside the vehicle cabin.

補機バッテリ11は、低電圧線ELに電気的に接続されている。この補機バッテリ11は、双方向DC/DCコンバータ12により充放電可能に構成されている。補機バッテリ11の出力電圧は、メインバッテリ7の出力電圧よりも低い。車両1は、補機バッテリ11の電圧を検出する電圧センサを備える。 The auxiliary battery 11 is electrically connected to the low-voltage line EL. The auxiliary battery 11 is configured to be capable of being charged and discharged by a bidirectional DC/DC converter 12. The output voltage of the auxiliary battery 11 is lower than the output voltage of the main battery 7. The vehicle 1 is equipped with a voltage sensor that detects the voltage of the auxiliary battery 11.

双方向DC/DCコンバータ12は、低電圧側電力線の正極母線PL1および負極母線NL1と低電圧線ELとの間に電気的に接続されている。双方向DC/DCコンバータ12は、SMR9と昇圧コンバータ6とを結ぶ低電圧側電力線と低電圧戦ELとの間で双方向に直流電力を変換可能に構成されている。双方向DC/DCコンバータ12は、低電圧側電力線から供給される電力を降圧して低電圧線ELに供給する。双方向DC/DCコンバータ12は、低電圧線ELから供給される電力を昇圧して低電圧側電力線に供給する。 The bidirectional DC/DC converter 12 is electrically connected between the positive bus PL1 and negative bus NL1 of the low-voltage side power line and the low-voltage line EL. The bidirectional DC/DC converter 12 is configured to be able to convert DC power in both directions between the low-voltage side power line connecting the SMR 9 and the boost converter 6 and the low-voltage line EL. The bidirectional DC/DC converter 12 steps down the power supplied from the low-voltage side power line and supplies it to the low-voltage line EL. The bidirectional DC/DC converter 12 steps up the power supplied from the low-voltage line EL and supplies it to the low-voltage side power line.

このように構成された電気回路を備える車両1では、メインバッテリ7からの直流電力を昇圧コンバータ6で昇圧し、昇圧後の電力が第1インバータ4および第2インバータ5に供給される。第1インバータ4は、昇圧コンバータ6から供給された直流電力を交流電力に変換して第1モータ2に供給する。第1モータ2は第1インバータ4から供給された交流電力によって駆動する。同様に、第2インバータ5は、昇圧コンバータ6から供給された直流電力を交流電力に変換して第2モータ3に供給する。第2モータ3は第2インバータ5から供給された交流電力によって駆動する。第1モータ2と第2モータ3と第1インバータ4と第2インバータ5と昇圧コンバータ6とSMR9と双方向DC/DCコンバータ12とはいずれも制御装置8によって制御される。 In the vehicle 1 equipped with the electric circuit configured in this manner, the DC power from the main battery 7 is boosted by the boost converter 6, and the boosted power is supplied to the first inverter 4 and the second inverter 5. The first inverter 4 converts the DC power supplied from the boost converter 6 into AC power and supplies it to the first motor 2. The first motor 2 is driven by the AC power supplied from the first inverter 4. Similarly, the second inverter 5 converts the DC power supplied from the boost converter 6 into AC power and supplies it to the second motor 3. The second motor 3 is driven by the AC power supplied from the second inverter 5. The first motor 2, the second motor 3, the first inverter 4, the second inverter 5, the boost converter 6, the SMR 9, and the bidirectional DC/DC converter 12 are all controlled by the control device 8.

制御装置8は、車両1を制御する電子制御装置である。この電子制御装置はCPU、RAM、ROM、入出力インターフェースを備えたマイクロコントローラを含んで構成されている。制御装置8はROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。制御装置8には各種センサからの信号が入力される。制御装置8に入力される信号として、メインバッテリ7の電圧VBを検出する電圧センサからの電圧値、低電圧側電力線における第1コンデンサC1の電圧VLを検出する電圧センサからの電圧値、高電圧側電力線における第2コンデンサC2の電圧VHを検出する電圧センサからの電圧値などが挙げられる。そして、制御装置8は各種センサから入力された信号に基づいて各種の制御を実行する。 The control device 8 is an electronic control device that controls the vehicle 1. This electronic control device is configured to include a microcontroller equipped with a CPU, RAM, ROM, and an input/output interface. The control device 8 performs signal processing according to a program pre-stored in the ROM. Signals from various sensors are input to the control device 8. Examples of signals input to the control device 8 include a voltage value from a voltage sensor that detects the voltage VB of the main battery 7, a voltage value from a voltage sensor that detects the voltage VL of the first capacitor C1 in the low-voltage power line, and a voltage value from a voltage sensor that detects the voltage VH of the second capacitor C2 in the high-voltage power line. The control device 8 then performs various controls based on the signals input from the various sensors.

例えば、車両1では、フェールセーフでメインバッテリ7を切り離した状態で走行するバッテリレス走行時、第1モータ2のトルクと第2モータ3のトルクとによってシステム電圧VHを維持するように構成されている。バッテリレス走行時は、発電量と消費量(補機負荷と駆動用電力)をモータのトルク制御で合わせてシステム電圧VHを維持しなければならない。その際、制御装置8は、モータ回転数が高い場合であっても、システム電圧VHが上がるように構成されている。 For example, in the vehicle 1, during battery-less running in which the main battery 7 is disconnected as a fail-safe, the system voltage VH is maintained by the torque of the first motor 2 and the torque of the second motor 3. During battery-less running, the system voltage VH must be maintained by matching the amount of power generated and consumed (auxiliary load and drive power) through motor torque control. At that time, the control device 8 is configured to increase the system voltage VH even when the motor rotation speed is high.

ここで、図2を参照して、バッテリレス走行時と通常時とを比較説明する。バッテリレス走行時、SMR9が開放状態となりメインバッテリ7が第2モータ3から電気的に切り離された状態であるため、例えばモータ回転数が急変した際、電力収支を合わせるためのトルクのフィードバック制御(F/B制御)が上手く追従できず、直流電圧VLおよびシステム電圧VHが低下することが起こりえる。通常時、直流電圧VLは昇圧コンバータ6によってシステム電圧VHから維持されている。言い換えれば、フェールセーフでバッテリレス走行をしている際は、直流電圧VLが低下するほどシステム電圧VHが低下していることになる。そこで、制御装置8は、直流電圧VLの低下時、第1モータ2と第2モータ3との回転数影響を受けない双方向DC/DCコンバータ12から第1コンデンサC1に電力を供給する。すなわち、双方向DC/DCコンバータ12で補機バッテリ11から低電圧側電力線における第1コンデンサC1に電力を供給する。そして、この回路構成では、低電圧側電力線の第1コンデンサC1の直流電圧VLが上がると、昇圧コンバータ6のダイオードD61を介して高電圧側電力線のシステム電圧VHが上がる。このように、制御装置8の制御によれば、外乱の影響を受けずに直流電圧VLを上昇させ、昇圧コンバータ6のダイオードD61を介して第2コンデンサC2のシステム電圧VHを上昇させることができる。 Here, referring to FIG. 2, a comparison between batteryless running and normal running will be described. During batteryless running, the SMR 9 is in an open state and the main battery 7 is electrically disconnected from the second motor 3. Therefore, for example, when the motor rotation speed changes suddenly, the torque feedback control (F/B control) for balancing the power balance cannot follow well, and the DC voltage VL and the system voltage VH may drop. Normally, the DC voltage VL is maintained from the system voltage VH by the boost converter 6. In other words, when batteryless running is performed in fail-safe, the system voltage VH drops as the DC voltage VL drops. Therefore, when the DC voltage VL drops, the control device 8 supplies power to the first capacitor C1 from the bidirectional DC/DC converter 12 that is not affected by the rotation speeds of the first motor 2 and the second motor 3. That is, the bidirectional DC/DC converter 12 supplies power from the auxiliary battery 11 to the first capacitor C1 in the low-voltage side power line. In this circuit configuration, when the DC voltage VL of the first capacitor C1 on the low-voltage power line increases, the system voltage VH of the high-voltage power line increases via the diode D61 of the boost converter 6. In this way, the control of the control device 8 can increase the DC voltage VL without being affected by disturbances, and increase the system voltage VH of the second capacitor C2 via the diode D61 of the boost converter 6.

システム電圧VHが目標値よりも低下した場合、第1モータ2の発電量を増やして第2モータ3の消費電力を減らす制御を実行するものの、P=ωTであるため、モータトルク(T)を変えてもモータ回転数(ω)が変動すると期待通りの電力(P)にはならない場合がある。これはコンデンサ容量が小さいシステムでより顕著となる。そのため、制御装置8は、バッテリレス走行時、補機バッテリ11の電力を用いてシステム電圧VHを維持するように双方向DC/DCコンバータ12を制御する。 When the system voltage VH falls below the target value, control is executed to increase the power generation of the first motor 2 and reduce the power consumption of the second motor 3. However, since P = ωT, even if the motor torque (T) is changed, if the motor rotation speed (ω) fluctuates, the expected power (P) may not be obtained. This is more noticeable in systems with small capacitor capacity. Therefore, during battery-less driving, the control device 8 controls the bidirectional DC/DC converter 12 to maintain the system voltage VH using the power of the auxiliary battery 11.

図3は、バッテリレス走行時の制御を示すフローチャート図である。なお、図3に示す制御は制御装置8により実施される。 Figure 3 is a flow chart showing the control during battery-less driving. The control shown in Figure 3 is performed by the control device 8.

制御装置8は、バッテリレス走行中であるか否かを判定する(ステップS1)。ステップS1では、フェールセーフによりSMR9が開放状態となり第2モータ3のトルクを用いて走行中であるか否かが判定される。 The control device 8 determines whether or not the vehicle is running in a battery-less mode (step S1). In step S1, it is determined whether or not the SMR 9 is in an open state due to a fail-safe function and the vehicle is running using the torque of the second motor 3.

バッテリレス走行中ではないと判定された場合(ステップS1:No)、この制御ルーチンは終了する。 If it is determined that the vehicle is not running in battery-less mode (step S1: No), this control routine ends.

バッテリレス走行中であると判定された場合(ステップS1:Yes)、高電圧側電力線におけるシステム電圧VHと低電圧側電力線における直流電圧VLとが低下しているか否かを判定する(ステップS2)。ステップS2では、電圧センサからの信号に基づいて、システム電圧VHが第1閾値よりも低いか否か、および直流電圧VLが第2閾値よりも低いか否かが判定される。これは、直流電圧VLが低下するほど、システム電圧VHが低下していることを表すためである。そのため、第2コンデンサC2の電圧VHと第1コンデンサC1の電圧VLとが閾値以下まで低下しているか否かが判定される。なお、第1閾値はシステム電圧VHとの比較に用いる閾値であり、予め設定された値である。この第1閾値は第2閾値よりも大きな値である。第2閾値は直流電圧VLとの比較に用いる閾値であり、予め設定された値である。 If it is determined that the vehicle is running in batteryless mode (step S1: Yes), it is determined whether the system voltage VH on the high-voltage power line and the DC voltage VL on the low-voltage power line have dropped (step S2). In step S2, it is determined whether the system voltage VH is lower than the first threshold and whether the DC voltage VL is lower than the second threshold based on the signal from the voltage sensor. This is because the lower the DC voltage VL, the lower the system voltage VH is. Therefore, it is determined whether the voltage VH of the second capacitor C2 and the voltage VL of the first capacitor C1 have dropped to below the threshold. The first threshold is a threshold used for comparison with the system voltage VH and is a preset value. This first threshold is a value greater than the second threshold. The second threshold is a threshold used for comparison with the DC voltage VL and is a preset value.

高電圧側電力線におけるシステム電圧VHと低電圧側電力線における直流電圧VLとが低下していないと判定された場合(ステップS2:No)、この制御ルーチンはステップS2の処理を繰り返す。 If it is determined that the system voltage VH on the high-voltage power line and the DC voltage VL on the low-voltage power line have not decreased (step S2: No), this control routine repeats the processing of step S2.

高電圧側電力線におけるシステム電圧VHと低電圧側電力線における直流電圧VLとが低下していると判定された場合(ステップS2:Yes)、制御装置8は、双方向DC/DCコンバータ12により補機バッテリ11からの電力を第1コンデンサC1に供給する(ステップS3)。ステップS3では、双方向DC/DCコンバータ12により補機バッテリ11からの電力が昇圧されて低電圧側電力線に出力される。このように、補機バッテリ11の電力が昇圧されて第1コンデンサC1に供給されることにより、低電圧側電力線における直流電圧VLを上昇させるような電力供給が行われる。 When it is determined that the system voltage VH on the high-voltage power line and the DC voltage VL on the low-voltage power line have dropped (step S2: Yes), the control device 8 supplies power from the auxiliary battery 11 to the first capacitor C1 via the bidirectional DC/DC converter 12 (step S3). In step S3, the power from the auxiliary battery 11 is boosted by the bidirectional DC/DC converter 12 and output to the low-voltage power line. In this way, the power of the auxiliary battery 11 is boosted and supplied to the first capacitor C1, thereby supplying power that increases the DC voltage VL on the low-voltage power line.

そして、制御装置8は、モータ回転数の変動が大きい、かつ直流電圧VLが上昇しない状態であるか否かを判定する(ステップS4)。ステップS4では、第1モータ2および第2モータ3の回転数が大きく変動している状態、かつ第1コンデンサC1の電圧VLが上昇しない状態であるか否かが判定される。第1モータ2の回転数は、第1モータ2に設けられた回転角センサからの入力信号に基づいて制御装置8で算出することが可能である。第2モータ3の回転数は、第2モータ3に設けられた回転角センサからの入力信号に基づいて制御装置8で算出することが可能である。制御装置8は、ステップS3の処理を実施しているにも関わらず、直流電圧VLが期待通りに上昇していない状態であるか否かを判定する。 Then, the control device 8 judges whether the motor rotation speed fluctuates greatly and the DC voltage VL does not increase (step S4). In step S4, it is judged whether the rotation speeds of the first motor 2 and the second motor 3 fluctuate greatly and the voltage VL of the first capacitor C1 does not increase. The rotation speed of the first motor 2 can be calculated by the control device 8 based on an input signal from a rotation angle sensor provided in the first motor 2. The rotation speed of the second motor 3 can be calculated by the control device 8 based on an input signal from a rotation angle sensor provided in the second motor 3. The control device 8 judges whether the DC voltage VL does not increase as expected despite the processing of step S3 being performed.

モータ回転数の変動が大きい、かつ直流電圧VLが上昇しない状態ではないと判定された場合(ステップS4:No)、この制御ルーチンはステップS2にリターンする。 If it is determined that the motor rotation speed fluctuates significantly and the DC voltage VL is not in a state of not increasing (step S4: No), the control routine returns to step S2.

モータ回転数の変動が大きい、かつ直流電圧VLが上昇しない状態であると判定された場合(ステップS4:Yes)、制御装置8は、双方向DC/DCコンバータ12を制御して第1コンデンサC1の充電量をさらに上げる(ステップS5)。ステップS5では、補機バッテリ11から第1コンデンサC1に供給される電力量がさらに多くなるように双方向DC/DCコンバータ12が制御される。ステップS5において制御装置8は、ステップS3の処理における電力供給よりも多くの電力が双方向DC/DCコンバータ12から低電圧側電力線に出力されるように制御する。ステップS5の処理を実施すると、この制御ルーチンは終了する。 If it is determined that the motor rotation speed fluctuates greatly and the DC voltage VL is not increasing (step S4: Yes), the control device 8 controls the bidirectional DC/DC converter 12 to further increase the charge amount of the first capacitor C1 (step S5). In step S5, the bidirectional DC/DC converter 12 is controlled so that the amount of power supplied from the auxiliary battery 11 to the first capacitor C1 is further increased. In step S5, the control device 8 controls the bidirectional DC/DC converter 12 so that more power is output to the low-voltage side power line than the power supplied in the processing of step S3. After the processing of step S5 is performed, this control routine ends.

以上説明した通り、実施形態によれば、バッテリレス走行時にモータ回転数の変動が大きい場合には、双方向DC/DCコンバータ12の制御量を切り替えることにより、制御破綻を防止することができる。その際、モータ回転数の影響を受けない双方向DC/DCコンバータ12から第1コンデンサC1に電力を供給することで、直流電圧VLを確実に上昇させ、昇圧コンバータ6のダイオードD61を介してシステム電圧VHを上昇させることができる。 As described above, according to the embodiment, when the motor rotation speed fluctuates greatly during battery-less driving, control failure can be prevented by switching the control amount of the bidirectional DC/DC converter 12. In this case, by supplying power to the first capacitor C1 from the bidirectional DC/DC converter 12, which is not affected by the motor rotation speed, the DC voltage VL can be reliably increased, and the system voltage VH can be increased via the diode D61 of the boost converter 6.

なお、車両1はハイブリッド車(HEV)に限られるものではなく、電気自動車(BEV)や燃料電池車(FCEV)などに適用することも可能である。 The vehicle 1 is not limited to a hybrid electric vehicle (HEV), but can also be applied to a battery electric vehicle (BEV) or a fuel cell electric vehicle (FCEV).

1 車両
2 第1モータ(MG1)
3 第2モータ(MG2)
4 第1インバータ
5 第2インバータ
6 昇圧コンバータ
7 メインバッテリ
8 制御装置
9 システムメインリレー
11 補機バッテリ
12 双方向DC/DCコンバータ(双方向DDC)
C1 第1コンデンサ
C2 第2コンデンサ
D61 ダイオード
1 Vehicle 2 First motor (MG1)
3. Second motor (MG2)
Reference Signs List 4 First inverter 5 Second inverter 6 Boost converter 7 Main battery 8 Control device 9 System main relay 11 Auxiliary battery 12 Bidirectional DC/DC converter (bidirectional DDC)
C1 First capacitor C2 Second capacitor D61 Diode

Claims (1)

走行用モータと、
前記走行用モータを駆動するインバータと、
前記走行用モータに電力を供給するメインバッテリと、
前記メインバッテリから供給される電力を昇圧して前記インバータに出力する昇圧コンバータと、
前記メインバッテリと前記昇圧コンバータとの電気的な接続および遮断を切り替えるリレーと、
前記リレーと前記昇圧コンバータとを接続する第1電力線と、
前記昇圧コンバータと前記インバータとを接続する第2電力線と、
前記第1電力線に接続された第1コンデンサと、
前記第2電力線に接続された第2コンデンサと、
補機バッテリと、
前記補機バッテリからの電力を昇圧して前記第1電力線に出力する双方向DC/DCコンバータと、
を備える車両の制御装置であって、
前記リレーを開放状態にして前記メインバッテリを前記走行用モータから切り離した状態で走行するバッテリレス走行時に、前記第1コンデンサの電圧および前記第2コンデンサの電圧が閾値以下である場合には、前記補機バッテリからの電力を昇圧して前記第1電力線に出力するように前記双方向DC/DCコンバータを制御する
ことを特徴とする車両の制御装置。
A driving motor;
an inverter that drives the driving motor;
a main battery that supplies power to the driving motor;
a boost converter that boosts the power supplied from the main battery and outputs the boosted power to the inverter;
a relay for switching between electrical connection and disconnection between the main battery and the boost converter;
a first power line connecting the relay and the boost converter;
a second power line connecting the boost converter and the inverter;
a first capacitor connected to the first power line;
a second capacitor connected to the second power line;
An auxiliary battery;
a bidirectional DC/DC converter that boosts the power from the auxiliary battery and outputs the boosted power to the first power line;
A control device for a vehicle comprising:
and controlling the bidirectional DC/DC converter to boost power from the auxiliary battery and output it to the first power line when the voltage of the first capacitor and the voltage of the second capacitor are equal to or lower than a threshold value during battery-less running in which the vehicle is running with the relay in an open state and the main battery disconnected from the traction motor.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007274785A (en) 2006-03-30 2007-10-18 Toyota Motor Corp Vehicle drive power supply system
JP2009027812A (en) 2007-07-18 2009-02-05 Toyota Motor Corp Power supply device for vehicle
JP2013060042A (en) 2011-09-12 2013-04-04 Toyota Motor Corp Hybrid vehicle and control method thereof
JP2020120526A (en) 2019-01-25 2020-08-06 トヨタ自動車株式会社 Power system controller

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103492214B (en) * 2011-04-21 2015-09-30 丰田自动车株式会社 The supply unit of elec. vehicle and control method thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007274785A (en) 2006-03-30 2007-10-18 Toyota Motor Corp Vehicle drive power supply system
JP2009027812A (en) 2007-07-18 2009-02-05 Toyota Motor Corp Power supply device for vehicle
JP2013060042A (en) 2011-09-12 2013-04-04 Toyota Motor Corp Hybrid vehicle and control method thereof
JP2020120526A (en) 2019-01-25 2020-08-06 トヨタ自動車株式会社 Power system controller

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