WO2011101975A1 - ハイブリッド車両 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly to a hybrid vehicle that is configured to be electrically heated and includes a catalyst device that purifies exhaust gas from an internal combustion engine.
  • a passenger may feel a shock due to a change in torque when the control mode is switched.
  • Patent Document 1 discloses a motor control device that can reduce a shock due to an increase in torque when switching from PWM wave voltage driving to rectangular wave voltage driving.
  • a vehicle equipped with an internal combustion engine is provided with a catalyst device for purifying exhaust gas. Since this catalyst device does not exhibit an effect unless the temperature rises to some extent, it is arranged near the internal combustion engine so that the temperature immediately rises.
  • the purification action is not perfect as long as the catalytic device is not yet warmed immediately after starting the internal combustion engine.
  • a traveling motor such as a hybrid vehicle
  • the internal combustion engine is repeatedly started and stopped during traveling as necessary. For this reason, the opportunity to start the internal combustion engine in a state where the catalyst device is not warmed increases, and there is a possibility that the time for releasing carbon monoxide, hydrocarbons and the like into the exhaust gas may increase.
  • EHC electrically heated catalyst
  • EHC sends a large electric power to the catalyst device to raise the temperature of the catalyst device in a short time. Since large power is output from the battery, the voltage of the battery fluctuates. When this voltage fluctuation occurs, depending on the state of the motor drive device, the motor control is greatly affected.
  • An object of the present invention is to provide a hybrid vehicle that uses an electrically heated catalyst to improve exhaust gas purification performance and suppress motor torque fluctuations.
  • the present invention is a hybrid vehicle, which is an internal combustion engine, a catalyst device configured to be electrically heated and purifying exhaust gas of the internal combustion engine, a motor for driving the vehicle, and a motor for driving the motor
  • a drive unit a main power supply device that supplies a power supply voltage to the motor drive unit, a catalyst power supply device that receives power from the main power supply device and supplies heating power to the catalyst device, a motor drive unit, and a catalyst power supply device
  • a control device for controlling The control device has a first control mode and a second control mode, which is more resistant to fluctuations in the power supply voltage than the first control mode, as modes for controlling the motor drive unit.
  • the control device controls the motor drive unit in the second control mode in advance.
  • the motor drive unit includes an inverter for driving the motor, and a voltage converter provided between the main power supply device and the inverter.
  • the first control mode includes a mode in which the voltage converter is controlled so that the power supply voltage of the main power supply device is directly applied to the inverter.
  • the second control mode includes a mode in which the voltage converter is controlled so as to convert the power supply voltage of the main power supply device and apply it to the inverter (60).
  • the voltage converter includes a reactor having one end connected to the positive electrode of the main power supply device, and a switching element provided between the other end of the reactor and the power supply node of the inverter.
  • the control device fixes the switching element in the conductive state in the first control mode, and switches the switching element in the second control mode.
  • control device changes the operation mode of the motor drive unit from the first control mode to the second control mode when the first control mode is executed when a request to heat the catalyst device is generated. After that, power supply from the catalyst power supply device to the catalyst device is started.
  • control device stops the power supply from the catalyst power supply device to the catalyst device when the second control mode is executed when the request to heat the catalyst device disappears, and then the motor drive unit The operation mode is returned from the second control mode to the first control mode.
  • control device temporarily changes the operation mode of the motor drive unit from the first control mode to the second control mode when the first control mode is executed when a request to heat the catalyst device is generated. After changing to the control mode, power supply from the catalyst power supply device to the catalyst device is started.
  • control device temporarily changes the operation mode of the motor drive unit from the first control mode to the second control mode when the first control mode is executed when the request to heat the catalyst device disappears. After changing to the control mode, power supply from the catalyst power supply device to the catalyst device is stopped.
  • the motor drive unit includes an inverter for driving the motor, and a voltage converter provided between the main power supply device and the inverter.
  • the first control mode includes a mode for performing either rectangular wave control or overmodulation control on the inverter.
  • the second control mode includes a mode in which sinusoidal pulse width modulation control is performed on the inverter.
  • FIG. 1 is an overall block diagram of a hybrid vehicle according to a first embodiment.
  • 2 is a circuit diagram for explaining the circuit configuration of the vehicle 1 in more detail.
  • FIG. FIG. 3 is a circuit diagram showing a detailed configuration of inverters 60-1 and 60-2 in FIG.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the voltage converter 90 of FIG. 2. It is a figure explaining the control system used with the motor drive system according to the embodiment of the present invention. It is a flowchart explaining the selection method of a control system. It is a figure for demonstrating switching of the control system corresponding to a motor condition.
  • 3 is a flowchart for illustrating control executed by ECU 150 in FIG. 2.
  • FIG. 2 is a circuit diagram for explaining the circuit configuration of the vehicle 1 in more detail.
  • FIG. FIG. 3 is a circuit diagram showing a detailed configuration of inverters 60-1 and 60-2 in FIG.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the voltage converter 90 of FIG. 2.
  • FIG. 3 is a waveform diagram showing an example of a transition of a state change of a vehicle according to control executed in the first embodiment.
  • FIG. 10 is an operation waveform diagram for illustrating the operation of the modification of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a hybrid vehicle 1A of a second embodiment. 6 is a flowchart for illustrating control executed by ECU 150A in a second embodiment.
  • FIG. 1 is an overall block diagram of a hybrid vehicle according to the first embodiment.
  • hybrid vehicle 1 includes an engine 10, a motor generator MG1, a motor generator MG2, a power split mechanism 40, a speed reducer 50, and drive wheels 80.
  • the engine 10 is an internal combustion engine that generates a driving force for rotating a crankshaft by combustion energy generated when an air-fuel mixture sucked into a combustion chamber is combusted.
  • Motor generator MG1 and motor generator MG2 are AC motors, for example, three-phase AC synchronous motors.
  • Hybrid vehicle 1 travels by driving force output from at least one of engine 10 and motor generator MG2.
  • the driving force generated by the engine 10 is divided into two paths by the power split mechanism 40. That is, one is a path through which the driving force is transmitted to the drive wheels 80 via the reduction gear 50, and the other is a path through which the driving force is transmitted to the motor generator MG1.
  • the power split mechanism 40 includes a planetary gear composed of a sun gear, a pinion gear, a carrier, and a ring gear.
  • the pinion gear engages with the sun gear and the ring gear.
  • the carrier supports the pinion gear so as to be capable of rotating, and is connected to the crankshaft of the engine 10.
  • the sun gear is coupled to the rotation shaft of motor generator MG1.
  • the ring gear is connected to the rotation shaft of motor generator MG2 and speed reducer 50.
  • engine 10, motor generator MG1 and motor generator MG2 are connected via power split mechanism 40, so that the rotational speeds of engine 10, motor generator MG1 and motor generator MG2 are connected in a straight line in the nomograph. Become a relationship.
  • Hybrid vehicle 1 further includes a motor drive unit 75.
  • Motor drive unit 75 includes an inverter 60, a smoothing capacitor C ⁇ b> 1, a voltage converter 90, and a power storage device 70.
  • the inverter 60 controls driving of the motor generator MG1 and the motor generator MG2.
  • Motor generator MG1 generates power using the power of engine 10 divided by power split device 40. Electric power generated by motor generator MG 1 is converted from alternating current to direct current by inverter 60 and stored in power storage device 70.
  • Motor generator MG2 generates a driving force using at least one of the electric power stored in power storage device 70 and the electric power generated by motor generator MG1. Then, the driving force of motor generator MG ⁇ b> 2 is transmitted to driving wheels 80 via reduction gear 50.
  • the drive wheel 80 is shown as a front wheel, but the rear wheel may be driven by the motor generator MG2 instead of the front wheel or together with the front wheel.
  • motor generator MG2 When the vehicle is braked, the motor generator MG2 is driven by the drive wheels 80 via the speed reducer 50, and the motor generator MG2 operates as a generator. Thereby, motor generator MG2 also functions as a regenerative brake that converts the kinetic energy of the vehicle into electric power. Electric power generated by motor generator MG ⁇ b> 2 is stored in power storage device 70.
  • the inverter 60 includes an inverter 60-1 and an inverter 60-2. Inverter 60-1 and inverter 60-2 are connected in parallel to voltage converter 90.
  • the inverter 60-1 is provided between the voltage converter 90 and the motor generator MG1. Inverter 60-1 controls driving of motor generator MG1 based on a control signal S1 from an electronic control unit (Electronic Control Unit, hereinafter referred to as "ECU") 150.
  • ECU Electronic Control Unit
  • Inverter 60-2 is provided between voltage converter 90 and motor generator MG2. Inverter 60-2 controls driving of motor generator MG2 based on control signal S2 from ECU 150.
  • Voltage converter 90 performs voltage conversion between power storage device 70 and inverter 60.
  • Voltage converter 90 boosts the voltage of power storage device 70 (more precisely, the voltage between power supply line PL0 and ground line GL0) to a target voltage value indicated by control signal S3 from ECU 150, and inverter 60 Output to.
  • the voltage hereinafter also referred to as “high-voltage DC voltage VH” or simply “voltage VH”
  • VH high-voltage DC voltage
  • the smoothing capacitor C1 is connected between the power supply wiring PL1 and the ground wiring GL1.
  • the smoothing capacitor C1 smoothes the DC voltage VH on the high voltage side.
  • the exhaust gas discharged from the engine 10 is discharged to the atmosphere through the exhaust passage 130.
  • an electrically heated catalyst (EHC) 140 is provided in the middle of the exhaust passage 130.
  • the EHC 140 is configured such that a catalyst for purifying exhaust gas can be electrically heated.
  • the EHC 140 is connected to the EHC power source 100 and heats the catalyst with the power supplied from the EHC power source 100.
  • Various known EHCs can be applied to the EHC 140.
  • the EHC power supply 100 is provided between the EHC 140 and the power storage device 70.
  • EHC power supply 100 is connected to power storage device 70 in parallel with voltage converter 90.
  • EHC power supply 100 adjusts the electric power supplied from power storage device 70 to EHC 140 based on control signal S5 from ECU 150. For example, when the temperature Tehc of the EHC 140 is lower than a predetermined temperature and the purification performance of the EHC 140 is lower than the target level, the ECU 150 controls the EHC power supply 100 to supply electric power from the power storage device 70 to the EHC 140. Thereby, the EHC 140 is driven and the catalyst provided in the EHC 140 is heated, so that the purification performance is improved.
  • the hybrid vehicle 1 further includes a voltage sensor 121, rotational speed sensors 122, 123, and 124, and a temperature sensor 125.
  • the voltage sensor 121 detects the voltage VB of the power storage device 70.
  • the rotational speed sensors 122, 123, and 124 detect the rotational speed Ne of the engine 10, the rotational speed Nm1 of the motor generator MG1, and the rotational speed Nm2 of the motor generator MG2, respectively.
  • the temperature sensor 125 detects the temperature Tehc of the EHC 140. Each of these sensors transmits a detection result to ECU 150.
  • the ECU 150 includes a CPU (Central Processing Unit) (not shown) and a memory, and is configured to execute predetermined arithmetic processing based on a map and a program stored in the memory. Alternatively, at least a part of the ECU 150 may be configured to execute predetermined numerical / logical operation processing by hardware such as an electronic circuit.
  • a CPU Central Processing Unit
  • ECU 150 generates the above-described control signals S1 to S5 based on information from each sensor and the like, and outputs the generated control signals S1 to S5 to each device. For example, ECU 150 sets torque command value Tgcom of motor generator MG1 and torque command value Tmcom of motor generator MG2 based on information from each sensor and the like, and a control signal for matching torque Tg of motor generator MG1 with torque command value Tgcom. A control signal S2 for causing S1 and torque Tm of motor generator MG2 to coincide with torque command value Tmcom is generated and output to inverter 60-1 and inverter 60-2, respectively. The ECU 150 sets a command value for the fuel injection amount of the engine 10 based on information from each sensor, etc., and generates a control signal S4 that matches the actual fuel injection amount of the engine 10 with the command value. Output to.
  • FIG. 2 is a circuit diagram for explaining the circuit configuration of the vehicle 1 in more detail.
  • vehicle 1 includes a power storage device 70 that is a main power supply device, a motor drive unit 75, a smoothing capacitor C1, a voltage sensor 121, an engine 10, motor generators MG1 and MG2, and power splitting.
  • a mechanism 40, a wheel 2, an EHC power supply 100, and an ECU 150 are included.
  • the motor drive unit 75 includes a voltage converter 90, a smoothing capacitor CH, inverters 60-1 and 60-2, and a voltage sensor 13.
  • the smoothing capacitor C1 is connected between the power supply wiring PL0 and the ground wiring GL0.
  • the voltage converter 90 boosts the voltage between the terminals of the smoothing capacitor C1.
  • the smoothing capacitor CH smoothes the voltage boosted by the voltage converter 90.
  • the voltage sensor 13 detects the inter-terminal voltage VH of the smoothing capacitor CH and outputs it to the ECU 150.
  • Inverter 60-1 converts the DC voltage supplied from voltage converter 90 into a three-phase AC voltage and outputs the same to motor generator MG1.
  • Inverter 60-2 converts the DC voltage applied from voltage converter 90 into a three-phase AC voltage and outputs the same to motor generator MG2.
  • the power split mechanism 40 is a mechanism that is coupled to the engine 10 and the motor generators MG1 and MG2 and distributes power between them.
  • a planetary gear mechanism having three rotating shafts of a sun gear, a planetary carrier, and a ring gear can be used.
  • rotation of two of the three rotation shafts is determined, rotation of the other one rotation shaft is forcibly determined.
  • the rotating shaft of motor generator MG2 is coupled to wheel 2 by a reduction gear and a differential gear (not shown). Further, a reduction gear for the rotation shaft of motor generator MG2 may be further incorporated in power split device 40.
  • the voltage sensor 121 measures the voltage VB between the terminals of the power storage device 70.
  • a current sensor that detects a current flowing through the power storage device 70 is provided.
  • a secondary battery such as a lead storage battery, a nickel metal hydride battery, or a lithium ion battery, or a large-capacity capacitor such as an electric double layer capacitor can be used.
  • the ground wiring GL1 is connected to the ground wiring GL0 in the voltage converter 90 as will be described later.
  • the inverter 60-1 is connected to the power supply wiring PL1 and the ground wiring GL1. Inverter 60-1 receives the boosted voltage from voltage converter 90 and drives motor generator MG1 to start engine 10, for example. Inverter 60-1 returns the electric power generated by motor generator MG1 to the voltage converter 90 by the power transmitted from engine 10. At this time, voltage converter 90 is controlled by ECU 150 to operate as a step-down circuit.
  • Current sensor 24 detects the current flowing through motor generator MG1 as motor current value MCRT1, and outputs motor current value MCRT1 to ECU 150.
  • the inverter 60-2 is connected to the power supply wiring PL1 and the ground wiring GL1 in parallel with the inverter 60-1.
  • Inverter 60-2 converts the DC voltage output from voltage converter 90 into a three-phase AC voltage and outputs the same to motor generator MG2 driving wheel 2.
  • Inverter 60-2 returns the electric power generated in motor generator MG2 to voltage converter 90 in accordance with regenerative braking.
  • voltage converter 90 is controlled by ECU 150 to operate as a step-down circuit.
  • Current sensor 25 detects the current flowing through motor generator MG2 as motor current value MCRT2, and outputs motor current value MCRT2 to ECU 150.
  • ECU 150 receives each torque command value and rotation speed of motor generators MG1, MG2, each value of voltages VB, VL, VH, motor current values MCRT1, MCRT2, and EHC start signal EHCON.
  • control signal S1 instructs the inverter 60-1 to drive the DC voltage output from the voltage converter 90 to an AC voltage for driving the motor generator MG1, or the AC signal generated by the motor generator MG1.
  • This is a control signal for performing a regeneration instruction for converting the voltage into a DC voltage and returning it to the voltage converter 90 side.
  • control signal S2 instructs the inverter 60-2 to drive to convert a DC voltage into an AC voltage for driving the motor generator MG2, or converts the AC voltage generated by the motor generator MG2 into a DC voltage. And a regenerative instruction for returning to the voltage converter 90 side.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a detailed configuration of inverters 60-1 and 60-2 in FIG.
  • inverter 60-1 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 PL1 and ground line GL1.
  • U-phase arm 15 includes IGBT elements Q3 and Q4 connected in series between power supply line PL1 and ground line GL1, and diodes D3 and D4 connected in parallel with IGBT elements Q3 and Q4, respectively.
  • the cathode of diode D3 is connected to the collector of IGBT element Q3, and the anode of diode D3 is connected to the emitter of IGBT element Q3.
  • the cathode of diode D4 is connected to the collector of IGBT element Q4, and the anode of diode D4 is connected to the emitter of IGBT element Q4.
  • V-phase arm 16 includes IGBT elements Q5 and Q6 connected in series between power supply wiring PL1 and ground wiring GL1, and diodes D5 and D6 connected in parallel with IGBT elements Q5 and Q6, respectively.
  • the cathode of diode D5 is connected to the collector of IGBT element Q5, and the anode of diode D5 is connected to the emitter of IGBT element Q5.
  • the cathode of diode D6 is connected to the collector of IGBT element Q6, and the anode of diode D6 is connected to the emitter of IGBT element Q6.
  • W-phase arm 17 includes IGBT elements Q7 and Q8 connected in series between power supply wiring PL1 and ground wiring GL1, and diodes D7 and D8 connected in parallel with IGBT elements Q7 and Q8, respectively.
  • the cathode of diode D7 is connected to the collector of IGBT element Q7, and the anode of diode D7 is connected to the emitter of IGBT element Q7.
  • the cathode of diode D8 is connected to the collector of IGBT element Q8, and the anode of diode D8 is connected to the emitter of IGBT element Q8.
  • each phase arm is connected to each phase end of each phase coil of motor generator MG1. That is, 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 a neutral point.
  • the other end of the U-phase coil is connected to a line UL drawn from the connection node of IGBT elements Q3 and Q4.
  • the other end of the V-phase coil is connected to a line VL drawn from the connection node of IGBT elements Q5 and Q6.
  • the other end of the W-phase coil is connected to a line WL drawn from the connection node of IGBT elements Q7 and Q8.
  • inverter 60-2 in FIG. 2 is also different in that it is connected to motor generator MG2, but the internal circuit configuration is the same as that of inverter 60-1, and detailed description thereof will not be repeated.
  • FIG. 3 shows that the control signal S1 is given to the inverter. In the case of the inverter 60-2, the control signal S2 is input instead of the control signal S1.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the voltage converter 90 of FIG. 2 and 4, voltage converter 90 includes a reactor L1 having one end connected to power supply line PL0, and IGBT elements Q1, Q2 connected in series between power supply line PL1 and ground line GL1. And diodes D1, D2 connected in parallel to IGBT elements Q1, Q2, respectively.
  • the ground wiring GL1 and the ground wiring GL0 are connected inside the voltage converter 90.
  • reactor L1 The other end of reactor L1 is connected to the emitter of IGBT element Q1 and the collector of IGBT element Q2.
  • the cathode of diode D1 is connected to the collector of IGBT element Q1, and the anode of diode D1 is connected to the emitter of IGBT element Q1.
  • the cathode of diode D2 is connected to the collector of IGBT element Q2, and the anode of diode D2 is connected to the emitter of IGBT element Q2.
  • the ON / OFF of the IGBT elements Q1, Q2 is controlled by the control signal S3 given from the ECU 150 in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a control method used in the motor drive system according to the embodiment of the present invention.
  • the motor drive unit 75 switches between three control modes for voltage conversion in the inverters 60-1 and 60-2.
  • the three control modes are control modes of sine wave PWM control, overmodulation PWM control, and rectangular wave voltage control.
  • the sine wave PWM control is used as a general PWM control method, and the switching element in each phase arm is turned on / off by comparing the voltage between a sine wave voltage command value and a carrier wave (typically a triangular wave). Control according to. As a result, for a set of a high level period corresponding to the on period of the upper arm element and a low level period corresponding to the on period of the lower arm element, the duty is set so that the fundamental wave component becomes a sine wave within a certain period. The ratio is controlled. As is well known, in the sine wave PWM control, the fundamental wave component amplitude can be increased only up to 0.61 times the inverter input voltage.
  • an AC motor is applied to one pulse of a rectangular wave with a ratio of the high level period to the low level period of 1: 1 corresponding to the case where the PWM duty is maintained at the maximum value within the above-mentioned fixed period. To do. As a result, the modulation rate is increased to 0.78.
  • the overmodulation PWM control is to perform the same PWM control as the sine wave PWM control after being distorted so as to reduce the amplitude of the carrier wave.
  • the modulation factor can be increased to a range of 0.61 to 0.78 by distorting the fundamental wave component.
  • the boosted voltage by the voltage converter 90 that is, the system voltage VH needs to be set higher than this motor required voltage (induced voltage).
  • the boosted voltage by the voltage converter 90 that is, the system voltage has a limit value (VH maximum voltage).
  • a rectangular wave voltage control system as a kind of field weakening control is applied while maintaining the system voltage VH. Since the amplitude of the fundamental wave component is fixed during the rectangular wave voltage control, the torque control is executed by the voltage phase control of the rectangular wave pulse based on the deviation between the actual torque value obtained by power calculation and the torque command value.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining a control method selection method.
  • the ECU 150 receives the torque command values of the motor generators MG1 and MG2 calculated by the host ECU (not shown) based on the vehicle request output according to the accelerator opening, etc. (step S100). Based on a preset map or the like, the required motor voltage (induced voltage) is calculated from the torque command values of motor generators MG1 and MG2 and the rotational speed (step S110), and further, the maximum required motor voltage and system voltage are calculated.
  • step S120 it is determined which of the rectangular wave voltage control method and the PWM control method (sine wave PWM control method / overmodulation PWM control method) is to be used to control the motor (step S120). . Whether to use the sine wave PWM control method or the overmodulation PWM control method when applying the PWM control method is determined according to the modulation rate range of the voltage command value according to the vector control. According to the control flow, an appropriate control method is selected from the plurality of control methods shown in FIG. 5 according to the operating conditions of motor generators MG1 and MG2.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining switching of the control method corresponding to the motor condition.
  • sine wave PWM control is used in the low rotational speed range A1 to reduce torque fluctuation
  • overmodulation PWM control and high rotational speed are used in the middle rotational speed range A2.
  • rectangular wave voltage control is applied.
  • the output of motor generators MG1 and MG2 is improved by applying overmodulation PWM control and rectangular wave voltage control. As described above, which one of the control modes shown in FIG. 5 is used is determined within the range of the realizable modulation rate.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining the control executed by the ECU 150 in FIG. The processing of this flowchart is called and executed from a predetermined main routine every predetermined time or every time a predetermined condition is satisfied.
  • ECU 150 determines in step S11 whether or not there is an EHC ON request based on signal EHCON.
  • step S11 If it is determined in step S11 that there is an EHC ON request, the process proceeds to step S12. In step S12, it is determined whether or not upper arm ON control is being performed in voltage converter 90.
  • the upper arm ON control is control for fixing the IGBT element Q1 in FIG. 4 to the ON state and fixing the IGBT element Q2 to the OFF state.
  • the power supply wiring PL0 and the power supply wiring PL1 are connected.
  • switching loss of the IGBT element can be eliminated by executing the upper arm ON control.
  • the EHC is turned ON / OFF
  • the voltage VB of the power supply wiring PL0 fluctuates. Therefore, if this is performed during the upper arm ON control execution, the voltage VH of the power supply wiring PL1 connected to the inverters 60-1 and 60-2 Will also vary. As a result, the torque fluctuation of the motor may occur.
  • step S12 determines whether the upper arm ON control is being performed. If it is determined in step S12 that the upper arm ON control is being performed, the process proceeds to step S13, where the upper arm ON control is prohibited and the voltage converter 90 is operated. Thereby, the voltage VH is stabilized at the target value. Thereafter, in step S14, the EHC power supply 100 is activated to supply power to the EHC.
  • step S12 when it is determined in step S12 that the upper arm ON control is not being performed, the voltage converter 90 is in operation as shown in step S15. Therefore, since voltage VH is stabilized by voltage converter 90, in this state, EHC power supply 100 is activated and power is supplied to EHC in step S16.
  • step S17 the operation of the EHC power supply 100 is stopped and the power supply to the EHC is stopped.
  • step S17 the operation of the EHC power supply 100 is stopped and the power supply to the EHC is stopped.
  • FIG. 9 is a waveform diagram showing an example of a change in the state change of the vehicle according to the control executed in the first embodiment.
  • signal EHCON (indicating an EHC operation request) is in an OFF state
  • voltage converter 90 is in an upper arm ON control state
  • EHC energization is in an OFF state
  • an engine is also in an OFF state. Has been.
  • the engine is started at time t4.
  • the catalyst is sufficiently heated and normally exhibits a catalytic function.
  • the signal EHCON changes from the ON state to the OFF state.
  • the engine may be operating or stopped.
  • the exhaust gas is not discharged, so that heating of the catalyst is unnecessary, and the signal EHCON is also changed to the OFF state.
  • the signal EHCON changes to the OFF state when the temperature of the catalyst can be maintained by exhaust heat of the exhaust gas.
  • the EHC energization is first controlled to be OFF at time t12. At this time, since the voltage converter 90 is executing voltage conversion, voltage fluctuation of the voltage VH is suppressed.
  • the voltage converter 90 is controlled during voltage conversion to stabilize the voltage VH, so that torque fluctuations of the motor generators MG1 and MG2 are suppressed.
  • FIG. 10 is an operation waveform diagram for explaining the operation of the modification of the first embodiment.
  • the operation of the voltage converter 90 is temporarily changed from the upper arm ON state to the voltage conversion state, and then the EHC operation is started or stopped.
  • the signal EHCON (indicating an EHC operation request) is controlled to be in the OFF state
  • the voltage converter 90 is controlled to be in the upper arm ON control state
  • the energization of the EHC is controlled to be in the OFF state.
  • the temporary prohibition of the upper arm ON control of the voltage converter 90 is released again, and after time t4, the voltage converter 90 is controlled to the upper arm ON control state.
  • the voltage VH can be stabilized by the voltage converter 90 when the EHC state changes with the largest voltage change.
  • the switching loss of the voltage converter 90 can be reduced by performing the upper arm ON control again during the subsequent EHC energization.
  • upper arm ON control of voltage converter 90 is permitted at time t14, and upper arm ON control is executed depending on the state of the vehicle at that time.
  • FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a hybrid vehicle 1A of the second embodiment.
  • vehicle 1A includes a power storage device 70 that is a main power supply device, a motor drive unit 75A, a smoothing capacitor C1, motor generators MG1 and MG2, an EHC power supply 100, and an ECU 150A.
  • the motor drive unit 75 includes a smoothing capacitor CH, inverters 60-1 and 60-2, and a voltage sensor 13.
  • ECU 150A controls in advance a state in which motor drive unit 75A is less likely to cause torque fluctuations when the state of EHC power supply 100 is changed.
  • Sine wave PWM control has the best controllability among the inverter control methods described in FIG. Therefore, when the control is being performed by the overmodulation PWM control or the rectangular wave voltage control method, it is preferable to change the inverter control method to the sine wave PWM control method and then turn ON / OFF the EHC.
  • FIG. 12 is a flowchart for illustrating control executed by ECU 150A in the second embodiment. The processing of this flowchart is called and executed from a predetermined main routine every predetermined time or every time a predetermined condition is satisfied.
  • ECU 150 determines in step S51 whether there is an EHC ON request based on signal EHCON.
  • step S51 If it is determined in step S51 that there is an EHC ON request, the process proceeds to step S52.
  • step S52 it is determined whether or not rectangular wave voltage control or overmodulation PWM control is being performed in inverters 60-1 and 60-2. Since these control methods are inferior in controllability compared to sinusoidal PWM control, torque fluctuations are likely to occur when the voltage VH varies.
  • step S52 if it is determined in step S52 that the rectangular wave voltage control or the overmodulation PWM control is being performed, the process proceeds to step S53, and ECU 150A prohibits the rectangular wave voltage control and the overmodulation PWM control and inhibits inverter 60- Drive 1,60-2. That is, ECU 150A extends and applies rotation speed region A1 of FIG. 7 to rotation speed regions A2 and A3, and operates inverters 60-1 and 60-2 by a sine wave PWM control method. As a result, the controllability of the motor is improved, so that the influence on the motor control when the voltage VB fluctuates can be reduced. Thereafter, in step S54, the EHC power supply 100 is activated to supply power to the EHC.
  • step S52 if it is determined in step S52 that the rectangular wave voltage control or the overmodulation PWM control is not being performed, the inverters 60-1 and 60-2 are operating in the sine wave PWM control method as shown in step S55. Therefore, in this state, the EHC power supply 100 is activated in step S56 to supply power to the EHC.
  • step S51 If it is determined in step S51 that there is no EHC ON request, the process proceeds to step S57.
  • step S57 the operation of the EHC power supply 100 is stopped and the power supply to the EHC is stopped.
  • step S58 the rectangular wave voltage control and overmodulation PWM control of the inverters 60-1 and 60-2 are permitted.
  • step S59 When any one of steps S54, S56, and S58 is completed, control is transferred to the main routine in step S59.
  • the influence of the EHC state change on the motor control can be reduced by changing the inverter control method before the EHC state change. Can do.
  • the inverter control method may be temporarily changed as in the case described with reference to FIG. 10 of the first embodiment. Further, even in a configuration having a voltage converter, the control method of the inverter may be changed instead of the control change of the voltage converter. The voltage converter control change and the inverter control method change may be combined.
  • the hybrid vehicle of the present embodiment is configured to be capable of being electrically heated, engine 10, EHC 140 that purifies exhaust gas from engine 10, a vehicle travel motor (MG1 or MG2), A motor driving unit 75 for driving the motor (MG1 or MG2), a power storage device 70 that supplies power to the motor driving unit 75, and an EHC power source that receives power from the power storage device 70 and supplies heating power to the EHC 140 100 and an ECU 150 that controls the motor drive unit 75 and the EHC power supply 100.
  • ECU 150 has a first control mode and a second control mode, which is more resistant to fluctuations in power supply voltage than the first control mode, as modes for controlling motor drive unit 75. When the electric power supplied from the EHC power supply 100 to the EHC 140 is changed, the ECU 150 controls the motor driving unit 75 in the second control mode in advance.
  • motor drive unit 75 includes an inverter 60 for driving a motor (MG1 or MG2) and a voltage converter 90 provided between power storage device 70 and inverter 60.
  • the first control mode includes a mode (upper arm ON control mode) for controlling voltage converter 90 so that power supply voltage of power storage device 70 is applied to inverter 60 as it is.
  • the second control mode includes a mode in which voltage converter 90 is controlled so that the power supply voltage of power storage device 70 is converted to voltage and supplied to inverter 60.
  • voltage converter 90 includes a reactor L ⁇ b> 1 having one end connected to the positive electrode of power storage device 70, and an IGBT provided between the other end of reactor L ⁇ b> 1 and the power supply node of inverter 60. And element Q1.
  • ECU 150 fixes IGBT element Q1 in the conductive state in the first control mode, and switches IGBT element Q1 in the second control mode.
  • the ECU 150 changes the operation mode of the motor drive unit 75 to the first when the first control mode is executed when a request to heat the EHC 140 is generated.
  • the control mode is changed to the second control mode, and then power supply from the EHC power supply 100 to the EHC 140 is started.
  • the ECU 150 stops power supply from the EHC power supply 100 to the EHC 140 when the second control mode is executed when the request to heat the EHC 140 disappears. Thereafter, the operation mode of the motor drive unit 75 is returned from the second control mode to the first control mode.
  • the ECU 150 temporarily sets the operation mode of the motor drive unit 75 to the first mode when the first control mode is executed when a request to heat the EHC 140 is generated.
  • the control mode is changed to the second control mode, and then power supply from the EHC power supply 100 to the EHC 140 is started.
  • ECU 150 temporarily sets the operation mode of motor drive unit 75 to the first mode when the first control mode is executed when the request to heat EHC 140 disappears.
  • the control mode is changed to the second control mode, and then the power supply from the EHC power supply 100 to the EHC 140 is stopped.
  • motor drive unit 75 includes an inverter 60 for driving the motor, and a voltage converter 90 provided between power storage device 70 and inverter 60.
  • the first control mode includes a mode in which either rectangular wave control or overmodulation control is performed on the inverter 60.
  • the second control mode includes a mode in which sinusoidal pulse width modulation control is performed on inverter 60.
  • 1,1A hybrid vehicle 2 wheels, 10 engine, 13, 21, 121, 121 voltage sensor, 15 U phase arm, 16 V phase arm, 17 W phase arm, 24, 25 current sensor, 40 power split mechanism, 50 deceleration Machine, 60 inverter, 70 power storage device, 75, 75A motor drive unit, 80 drive wheel, 90 voltage converter, 100 EHC power supply, 122, 123, 124 rotation speed sensor, 125 temperature sensor, 130 exhaust passage, C1, CH smoothing capacitor , D1 to D8 diode, GL0, GL1 ground wiring, L1 reactor, MG1, MG2 motor generator, PL0, PL1 power supply wiring, Q1 to Q8 IGBT elements.

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Abstract

 ハイブリッド車両は、電気加熱可能に構成され、内燃機関(10)の排気ガスを浄化する触媒装置(140)と、車両走行用のモータ(MG1またはMG2)を駆動するためのモータ駆動部(75)と、モータ駆動部(75)に電源電圧を供給する主電源装置(70)と、主電源装置(70)から電力を受け、触媒装置(140)に加熱用電力を供給する触媒用電源装置(100)と、モータ駆動部(75)および触媒用電源装置(100)を制御する制御装置(150)とを備える。制御装置(150)は、モータ駆動部(75)を制御するモードとして、第1の制御モードと、第1の制御モードよりも電源電圧の変動に強い第2の制御モードとを有する。制御装置(150)は、触媒用電源装置(100)から触媒装置(140)に供給する電力を変更する場合には、予めモータ駆動部(75)を第2の制御モードで制御する。

Description

ハイブリッド車両
 この発明は、ハイブリッド車両に関し、特に、電気加熱可能に構成され、内燃機関の排気ガスを浄化する触媒装置を備えたハイブリッド車両に関する。
 電気自動車、ハイブリッド車両および燃料電池自動車のように車両駆動にモータを使用する車両では、制御モードを切換える場合にトルクの変動によって乗員がショックを感じることがある。
 特開2006-197791号公報(特許文献1)は、PWM波電圧駆動から矩形波電圧駆動への切換え時に、トルク増加によるショックを低減することができるモータ制御装置を開示する。
特開2006-197791号公報 特開平6-101459号公報 特開2004-192820号公報
 一般的に、内燃機関を搭載する車両には、排気ガスを浄化するために触媒装置が設けられている。この触媒装置は、温度がある程度上昇しないと効果を発揮しないので、内燃機関のそばに配置され温度がすぐに高くなるように考慮されている。
 しかし、内燃機関を始動した直後のまだ触媒装置が暖まっていない間は、浄化作用が完全ではない。ハイブリッド自動車のように走行用モータを搭載する車両では、必要に応じて走行中に内燃機関の始動や停止を繰返す可能性がある。このため、触媒装置が暖まっていない状態で内燃機関を始動させる機会も増え、排気ガス中に一酸化炭素や炭化水素などが放出される時間が増える恐れがある。
 このため、内燃機関を始動させる前に電力を用いて触媒装置を暖めておくことが検討されている。このような触媒装置は電気加熱式触媒(Electrical Heated Catalyst、以下「EHC」ともいう)と呼ばれる。
 EHCは、触媒装置に大きな電力を流して短時間で触媒装置を昇温させる。バッテリから大電力が出力されるため、バッテリの電圧に変動が発生する。この電圧変動が生じると、モータ駆動装置の状態によっては、モータ制御に大きな影響を与える。
 この発明の目的は、電気加熱式触媒を使用して排気ガスの浄化性能を高めると共に、モータのトルク変動を抑制したハイブリッド車両を提供することである。
 この発明は、要約すると、ハイブリッド車両であって、内燃機関と、電気加熱可能に構成され、内燃機関の排気ガスを浄化する触媒装置と、車両走行用のモータと、モータを駆動するためのモータ駆動部と、モータ駆動部に電源電圧を供給する主電源装置と、主電源装置から電力を受け、触媒装置に加熱用電力を供給する触媒用電源装置と、モータ駆動部および触媒用電源装置を制御する制御装置とを備える。制御装置は、モータ駆動部を制御するモードとして、第1の制御モードと、第1の制御モードよりも電源電圧の変動に強い第2の制御モードとを有する。制御装置は、触媒用電源装置から触媒装置に供給する電力を変更する場合には、予めモータ駆動部を第2の制御モードで制御する。
 好ましくは、モータ駆動部は、モータを駆動するためのインバータと、主電源装置とインバータとの間に設けられる電圧コンバータとを含む。第1の制御モードは、主電源装置の電源電圧をそのままインバータに与えるように電圧コンバータを制御するモードを含む。第2の制御モードは、主電源装置の電源電圧を電圧変換してインバータ(60)に与えるように電圧コンバータを制御するモードを含む。
 より好ましくは、電圧コンバータは、主電源装置の正極に一方端が接続されるリアクトルと、リアクトルの他方端とインバータの電源ノードとの間に設けられるスイッチング素子とを含む。制御装置は、第1の制御モードにおいてスイッチング素子を導通状態に固定し、第2の制御モードにおいてはスイッチング素子をスイッチングさせる。
 より好ましくは、制御装置は、触媒装置を加熱する要求が発生した場合に第1の制御モードが実行されていたときには、モータ駆動部の動作モードを第1の制御モードから第2の制御モードに変更し、その後触媒用電源装置から触媒装置への電力供給を開始する。
 さらに好ましくは、制御装置は、触媒装置を加熱する要求が消えた場合に第2の制御モードが実行されていたときには、触媒用電源装置から触媒装置への電力供給を停止し、その後モータ駆動部の動作モードを第2の制御モードから第1の制御モードに戻す。
 より好ましくは、制御装置は、触媒装置を加熱する要求が発生した場合に第1の制御モードが実行されていたときには、モータ駆動部の動作モードを一時的に第1の制御モードから第2の制御モードに変更し、その後触媒用電源装置から触媒装置への電力供給を開始する。
 さらに好ましくは、制御装置は、触媒装置を加熱する要求が消えた場合に第1の制御モードが実行されていたときには、モータ駆動部の動作モードを一時的に第1の制御モードから第2の制御モードに変更し、その後触媒用電源装置から触媒装置への電力供給を停止する。
 好ましくは、モータ駆動部は、モータを駆動するためのインバータと、主電源装置とインバータとの間に設けられる電圧コンバータとを含む。第1の制御モードは、インバータに対して矩形波制御または過変調制御のいずれかの制御を行なうモードを含む。第2の制御モードは、インバータに対して正弦波パルス幅変調制御を行なうモードを含む。
 本発明によれば、電気加熱式触媒を使用した排気ガスの浄化性能の向上と、モータのトルク変動の抑制とを両立させることが可能となる。
実施の形態1に従うハイブリッド車の全体ブロック図である。 車両1の回路構成をより詳細に説明するための回路図である。 図2のインバータ60-1および60-2の詳細な構成を示す回路図である。 図2の電圧コンバータ90の詳細な構成を示す回路図である。 本発明の実施の形態に従うモータ駆動システムで用いられる制御方式を説明する図である。 制御方式の選択手法を説明するフローチャートである。 モータ条件に対応した制御方式の切換えを説明するための図である。 図2のECU150が実行する制御を説明するためのフローチャートである。 実施の形態1で実行される制御に従う車両の状態変化の推移の一例を示した波形図である。 実施の形態1の変形例の動作を説明するための動作波形図である。 実施の形態2のハイブリッド車両1Aの構成を示した図である。 実施の形態2においてECU150Aが実行する制御を説明するためのフローチャートである。
 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。
 [実施の形態1]
 図1は、実施の形態1に従うハイブリッド車の全体ブロック図である。
 図1を参照して、ハイブリッド車両1は、エンジン10と、モータジェネレータMG1と、モータジェネレータMG2と、動力分割機構40と、減速機50と、駆動輪80とを備える。
 エンジン10は、燃焼室に吸入された空気と燃料との混合気を燃焼させたときに生じる燃焼エネルギによってクランクシャフトを回転させる駆動力を発生する内燃機関である。
 モータジェネレータMG1およびモータジェネレータMG2は、交流電動機であり、たとえば、三相交流同期電動機である。
 ハイブリッド車両1は、エンジン10およびモータジェネレータMG2の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行する。エンジン10が発生する駆動力は、動力分割機構40によって2経路に分割される。すなわち、一方は減速機50を介して駆動輪80へ駆動力が伝達される経路であり、もう一方はモータジェネレータMG1へ駆動力が伝達される経路である。
 動力分割機構40は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤで構成される遊星歯車を含む。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン10のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、モータジェネレータMG1の回転軸に連結される。リングギヤはモータジェネレータMG2の回転軸および減速機50に連結される。
 そして、エンジン10、モータジェネレータMG1およびモータジェネレータMG2が、動力分割機構40を介して連結されることによって、エンジン10、モータジェネレータMG1およびモータジェネレータMG2の回転速度は、共線図において直線で結ばれる関係になる。
 ハイブリッド車両1は、モータ駆動部75をさらに含む。モータ駆動部75は、インバータ60と、平滑コンデンサC1と、電圧コンバータ90と、蓄電装置70とを含む。
 インバータ60は、モータジェネレータMG1およびモータジェネレータMG2の駆動を制御する。モータジェネレータMG1は、動力分割機構40によって分割されたエンジン10の動力を用いて発電する。モータジェネレータMG1によって発電された電力は、インバータ60により交流から直流に変換され、蓄電装置70に蓄えられる。
 モータジェネレータMG2は、蓄電装置70に蓄えられた電力およびモータジェネレータMG1により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、モータジェネレータMG2の駆動力は、減速機50を介して駆動輪80に伝達される。なお、図1では、駆動輪80は前輪として示されているが、前輪に代えて、または前輪とともに、モータジェネレータMG2によって後輪を駆動してもよい。
 なお、車両の制動時等には、減速機50を介して駆動輪80によりモータジェネレータMG2が駆動され、モータジェネレータMG2が発電機として動作する。これにより、モータジェネレータMG2は、車両の運動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとしても機能する。そして、モータジェネレータMG2により発電された電力は、蓄電装置70に蓄えられる。
 インバータ60は、インバータ60-1と、インバータ60-2とを備える。インバータ60-1およびインバータ60-2は、電圧コンバータ90に対して互いに並列に接続される。
 インバータ60-1は、電圧コンバータ90とモータジェネレータMG1との間に設けられる。インバータ60-1は、電子制御ユニット(Electronic Control Unit、以下「ECU」という)150からの制御信号S1に基づいてモータジェネレータMG1の駆動を制御する。
 インバータ60-2は、電圧コンバータ90とモータジェネレータMG2との間に設けられる。インバータ60-2は、ECU150からの制御信号S2に基づいてモータジェネレータMG2の駆動を制御する。
 電圧コンバータ90は、蓄電装置70とインバータ60との間で電圧変換を行なう。電圧コンバータ90は、蓄電装置70の電圧(より正確には、電源配線PL0と接地配線GL0との間の電圧)をECU150からの制御信号S3が示す目標電圧値となるように昇圧してインバータ60に出力する。これにより、電源配線PL1と接地配線GL0との電圧(以下、「高圧側の直流電圧VH」あるいは単に「電圧VH」ともいう)は、制御信号S3が示す目標電圧値に制御される。
 平滑コンデンサC1は、電源配線PL1および接地配線GL1の間に接続される。平滑コンデンサC1は、高圧側の直流電圧VHを平滑する。
 エンジン10から排出される排気ガスは、排気通路130を通って大気に排出される。排気通路130の途中には、電気加熱式触媒(EHC)140が設けられる。
 EHC140は、排気ガスを浄化する触媒を電気加熱可能に構成される。EHC140は、EHC電源100に接続され、EHC電源100から供給された電力で触媒を加熱する。なお、EHC140には、種々の公知のEHCを適用することができる。
 EHC電源100は、EHC140と蓄電装置70との間に設けられる。EHC電源100は、蓄電装置70に対して、電圧コンバータ90と並列に接続される。EHC電源100は、ECU150からの制御信号S5に基づいて蓄電装置70からEHC140に供給される電力を調整する。たとえば、EHC140の温度Tehcが所定温度よりも低くEHC140の浄化性能が目標レベルよりも低い場合、ECU150は、EHC電源100を制御して蓄電装置70からEHC140に電力を供給する。これにより、EHC140が駆動し、EHC140に設けられた触媒が加熱されるので浄化性能が向上される。
 また、ハイブリッド車両1は、電圧センサ121、回転速度センサ122,123,124、温度センサ125をさらに備える。
 電圧センサ121は、蓄電装置70の電圧VBを検出する。回転速度センサ122,123,124は、それぞれエンジン10の回転速度Ne、モータジェネレータMG1の回転速度Nm1、モータジェネレータMG2の回転速度Nm2を検出する。温度センサ125は、EHC140の温度Tehcを検出する。これらの各センサは、検出結果をECU150に送信する。
 ECU150は、図示しないCPU(Central Processing Unit)およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、所定の演算処理を実行するように構成される。あるいは、ECU150の少なくとも一部は、電子回路等のハードウェアにより所定の数値・論理演算処理を実行するように構成されてもよい。
 ECU150は、各センサなどの情報に基づいて上述した制御信号S1~S5を生成し、その生成した制御信号S1~S5を各機器に出力する。たとえば、ECU150は、各センサなどの情報に基づいてモータジェネレータMG1のトルク指令値TgcomおよびモータジェネレータMG2のトルク指令値Tmcomを設定し、モータジェネレータMG1のトルクTgをトルク指令値Tgcomに一致させる制御信号S1およびモータジェネレータMG2のトルクTmをトルク指令値Tmcomに一致させる制御信号S2を生成して、それぞれインバータ60-1、インバータ60-2に出力する。また、ECU150は、各センサなどの情報に基づいてエンジン10の燃料噴射量の指令値を設定し、エンジン10の実際の燃料噴射量をその指令値に一致させる制御信号S4を生成してエンジン10に出力する。
 図2は、車両1の回路構成をより詳細に説明するための回路図である。
 図2を参照して、車両1は、主電源装置である蓄電装置70と、モータ駆動部75と、平滑コンデンサC1と、電圧センサ121と、エンジン10と、モータジェネレータMG1,MG2と、動力分割機構40と、車輪2と、EHC電源100と、ECU150とを含む。
 モータ駆動部75は、電圧コンバータ90と、平滑コンデンサCHと、インバータ60-1,60-2と、電圧センサ13とを含む。
 平滑コンデンサC1は、電源配線PL0と接地配線GL0間に接続される。電圧コンバータ90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CHは、電圧コンバータ90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CHの端子間電圧VHを検知してECU150に出力する。
 インバータ60-1は、電圧コンバータ90から与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータMG1に出力する。インバータ60-2は、電圧コンバータ90から与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータMG2に出力する。
 動力分割機構40は、エンジン10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。たとえば動力分割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。遊星歯車機構は、3つの回転軸のうち2つの回転軸の回転が定まれば、他の1つの回転軸の回転は強制的に定まる。この3つの回転軸がエンジン10、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。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や差動ギヤによって車輪2に結合されている。また動力分割機構40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。
 電圧センサ121は、蓄電装置70の端子間の電圧VBを測定する。図示しないが、電圧センサ121とともに蓄電装置70の充電状態を監視するために、蓄電装置70に流れる電流を検知する電流センサが設けられている。蓄電装置70としては、たとえば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池や、電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタなどを用いることができる。
 接地配線GL1は、後に説明するように電圧コンバータ90の中において、接地配線GL0と接続されている。
 インバータ60-1は、電源配線PL1と接地配線GL1に接続されている。インバータ60-1は、電圧コンバータ90から昇圧された電圧を受けて、たとえばエンジン10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60-1は、エンジン10から伝達される動力によってモータジェネレータMG1で発電された電力を電圧コンバータ90に戻す。このとき電圧コンバータ90は、降圧回路として動作するようにECU150によって制御される。
 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ECU150へ出力する。
 インバータ60-2は、インバータ60-1と並列的に、電源配線PL1と接地配線GL1に接続されている。インバータ60-2は、車輪2を駆動するモータジェネレータMG2に対して、電圧コンバータ90の出力する直流電圧を三相交流電圧に変換して出力する。またインバータ60-2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電圧コンバータ90に戻す。このとき電圧コンバータ90は、降圧回路として動作するようにECU150によって制御される。
 電流センサ25は、モータジェネレータMG2に流れる電流をモータ電流値MCRT2として検出し、モータ電流値MCRT2をECU150へ出力する。
 ECU150は、モータジェネレータMG1,MG2の各トルク指令値および回転速度、電圧VB,VL,VHの各値、モータ電流値MCRT1,MCRT2およびEHC起動信号EHCONを受ける。
 さらに、ECU150は、制御信号S1,S2を出力する。制御信号S1は、インバータ60-1に対して電圧コンバータ90の出力である直流電圧を、モータジェネレータMG1を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示を行なったり、モータジェネレータMG1で発電された交流電圧を直流電圧に変換して電圧コンバータ90側に戻す回生指示を行なったりする制御信号である。
 同様に制御信号S2は、インバータ60-2に対してモータジェネレータMG2を駆動するための交流電圧に直流電圧を変換する駆動指示を行なったり、モータジェネレータMG2で発電された交流電圧を直流電圧に変換して電圧コンバータ90側に戻す回生指示を行なったりする制御信号である。
 図3は、図2のインバータ60-1および60-2の詳細な構成を示す回路図である。
 図2、図3を参照して、インバータ60-1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、電源配線PL1と接地配線GL1との間に並列に接続される。
 U相アーム15は、電源配線PL1と接地配線GL1との間に直列接続されたIGBT素子Q3,Q4と、IGBT素子Q3,Q4とそれぞれ並列に接続されるダイオードD3,D4とを含む。ダイオードD3のカソードはIGBT素子Q3のコレクタと接続され、ダイオードD3のアノードはIGBT素子Q3のエミッタと接続される。ダイオードD4のカソードはIGBT素子Q4のコレクタと接続され、ダイオードD4のアノードはIGBT素子Q4のエミッタと接続される。
 V相アーム16は、電源配線PL1と接地配線GL1との間に直列接続されたIGBT素子Q5,Q6と、IGBT素子Q5,Q6とそれぞれ並列に接続されるダイオードD5,D6とを含む。ダイオードD5のカソードはIGBT素子Q5のコレクタと接続され、ダイオードD5のアノードはIGBT素子Q5のエミッタと接続される。ダイオードD6のカソードはIGBT素子Q6のコレクタと接続され、ダイオードD6のアノードはIGBT素子Q6のエミッタと接続される。
 W相アーム17は、電源配線PL1と接地配線GL1との間に直列接続されたIGBT素子Q7,Q8と、IGBT素子Q7,Q8とそれぞれ並列に接続されるダイオードD7,D8とを含む。ダイオードD7のカソードはIGBT素子Q7のコレクタと接続され、ダイオードD7のアノードはIGBT素子Q7のエミッタと接続される。ダイオードD8のカソードはIGBT素子Q8のコレクタと接続され、ダイオードD8のアノードはIGBT素子Q8のエミッタと接続される。
 各相アームの中間点は、モータジェネレータMG1の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、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性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の接続ノードから引出されたラインULに接続される。またV相コイルの他方端がIGBT素子Q5,Q6の接続ノードから引出されたラインVLに接続される。またW相コイルの他方端がIGBT素子Q7,Q8の接続ノードから引出されたラインWLに接続される。
 図2のECU150から与えられる制御信号S1に基づいて、IGBT素子Q4~Q8のON/OFFが制御される。
 なお、図2のインバータ60-2についても、モータジェネレータMG2に接続される点が異なるが、内部の回路構成についてはインバータ60-1と同様であるので詳細な説明は繰返さない。また、図3には、インバータに制御信号S1が与えられることが記載されているが、インバータ60-2の場合には制御信号S1に代えて制御信号S2が入力される。
 図4は、図2の電圧コンバータ90の詳細な構成を示す回路図である。
 図2、図4を参照して、電圧コンバータ90は、一方端が電源配線PL0に接続されるリアクトルL1と、電源配線PL1と接地配線GL1との間に直列に接続されるIGBT素子Q1,Q2と、IGBT素子Q1,Q2にそれぞれ並列に接続されるダイオードD1,D2とを含む。接地配線GL1と接地配線GL0とは、電圧コンバータ90の内部で接続されている。
 リアクトルL1の他方端はIGBT素子Q1のエミッタおよびIGBT素子Q2のコレクタに接続される。ダイオードD1のカソードはIGBT素子Q1のコレクタと接続され、ダイオードD1のアノードはIGBT素子Q1のエミッタと接続される。ダイオードD2のカソードはIGBT素子Q2のコレクタと接続され、ダイオードD2のアノードはIGBT素子Q2のエミッタと接続される。
 図2のECU150から与えられる制御信号S3によって、IGBT素子Q1,Q2のON/OFFが制御される。
 図5は、本発明の実施の形態に従うモータ駆動システムで用いられる制御方式を説明する図である。
 図5に示すように、モータ駆動部75では、インバータ60-1,60-2における電圧変換について3つの制御モードを切換えて使用する。具体的には、3つの制御モードは、正弦波PWM制御、過変調PWM制御および矩形波電圧制御の各制御モードである。
 正弦波PWM制御は、一般的なPWM制御方式として用いられるものであり、各相アームにおけるスイッチング素子のオン・オフを、正弦波状の電圧指令値と搬送波(代表的には三角波)との電圧比較に従って制御する。この結果、上アーム素子のオン期間に対応するハイレベル期間と、下アーム素子のオン期間に対応するローレベル期間との集合について、一定期間内でその基本波成分が正弦波となるようにデューティ比が制御される。周知のように、正弦波PWM制御では、この基本波成分振幅をインバータ入力電圧の0.61倍までしか高めることができない。
 一方、矩形波電圧制御では、上記一定期間内で、PWMデューティを最大値に維持した場合に相当する、ハイレベル期間およびローレベル期間の比が1:1の矩形波1パルス分を交流モータ印加する。これにより、変調率は0.78まで高められる。
 過変調PWM制御は、搬送波の振幅を縮小するように歪ませた上で上記正弦波PWM制御と同様のPWM制御を行なうものである。この結果、基本波成分を歪ませることによって、変調率を0.61~0.78の範囲まで高めることができる。
 モータジェネレータMG1,MG2では、回転数や出力トルクが増加すると誘起電圧が高くなり、その必要電圧が高くなる。電圧コンバータ90による昇圧電圧すなわち、システム電圧VHは、このモータ必要電圧(誘起電圧)よりも高く設定する必要がある。その一方で、電圧コンバータ90による昇圧電圧すなわち、システム電圧には限界値(VH最大電圧)が存在する。
 したがって、モータ必要電圧(誘起電圧)がシステム電圧の最大値(VH最大電圧)より低い領域では、正弦波PWM制御または過変調PWM制御によるPWM制御方式が適用され、ベクトル制御に従ったモータ電流制御によってトルク指令値にもとづいてトルクが制御される。
 その一方で、モータ必要電圧(誘起電圧)がシステム電圧の最大値(VH最大電圧)に達すると、システム電圧VHを維持した上で弱め界磁制御の一種としての矩形波電圧制御方式が適用される。矩形波電圧制御時には、基本波成分の振幅が固定されるため、電力演算によって求められるトルク実績値とトルク指令値との偏差に基づく、矩形波パルスの電圧位相制御によってトルク制御が実行される。
 図6は、制御方式の選択手法を説明するフローチャートである。
 図6のフローチャートに示されるように、図示しない上位ECUによって、アクセル開度等に従う車両要求出力に基づきモータジェネレータMG1,MG2のトルク指令値が算出される(ステップS100)のを受けて、ECU150は、予め設定されたマップ等に基づいて、モータジェネレータMG1,MG2のトルク指令値および回転数からモータ必要電圧(誘起電圧)を算出し(ステップS110)、さらに、モータ必要電圧とシステム電圧の最大値(VH最大電圧)との関係に従って、矩形波電圧制御方式およびPWM制御方式(正弦波PWM制御方式/過変調PWM制御方式)のいずれを適用してモータ制御を行なうかを決定する(ステップS120)。PWM制御方式の適用時に、正弦波PWM制御方式および過変調PWM制御方式のいずれを用いるかについては、ベクトル制御に従う電圧指令値の変調率範囲に応じて決定する。上記制御フローに従って、モータジェネレータMG1,MG2の運転条件に従って、図5に示した複数の制御方式のうちから適正な制御方式が選択される。
 図7は、モータ条件に対応した制御方式の切換えを説明するための図である。
 制御方式の選択の結果、図7に示されるように、低回転数域A1ではトルク変動を小さくするために正弦波PWM制御が用いられ、中回転数域A2では過変調PWM制御、高回転数域A3では矩形波電圧制御が適用される。特に、過変調PWM制御および矩形波電圧制御の適用により、モータジェネレータMG1,MG2の出力向上が実現される。このように、図5に示した制御モードのいずれを用いるかについては、実現可能な変調率の範囲内で決定される。
 図8は、図2のECU150が実行する制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出され実行される。
 図2,図8を参照して、まず処理が開始されると、ステップS11においてECU150は、EHCのON要求があるか否かを信号EHCONに基づいて判断する。
 ステップS11においてEHCのON要求有りと判断された場合には、ステップS12に処理が進む。ステップS12では、電圧コンバータ90において上アームON制御実施中か否かが判断される。
 上アームON制御とは、図4のIGBT素子Q1をON状態に固定し、IGBT素子Q2をOFF状態に固定する制御である。上アームON制御を行なうと、電源配線PL0と電源配線PL1とが接続された状態となる。電圧コンバータ90はこのとき昇圧および降圧動作を行なわない。したがってVH=VBとなっている。昇圧が不要な場合には、上アームON制御を実行すると、IGBT素子のスイッチング損失を無くすることができる。
 しかし、EHCのON・OFFを行なうと電源配線PL0の電圧VBが変動するので、上アームON制御実行中にこれを行なうとインバータ60-1,60-2につながっている電源配線PL1の電圧VHも同様に変動してしまう。これによりモータのトルク変動が発生する可能性がある。
 そこで、ステップS12において上アームON制御中と判断された場合にはステップS13に処理が進み、上アームON制御を禁止して電圧コンバータ90を作動させる。これにより、電圧VHが目標値に安定化される。その後、ステップS14においてEHC電源100を起動してEHCに電力を供給する。
 一方、ステップS12において上アームON制御中でないと判断された場合は、ステップS15に示すように電圧コンバータ90は作動中である。したがって、電圧VHは電圧コンバータ90によって安定化されているので、この状態のままステップS16においてEHC電源100を起動してEHCに電力を供給する。
 ステップS11においてEHCのON要求無しと判断された場合には、ステップS17に処理が進む。ステップS17では、EHC電源100を動作停止させてEHCへの電力供給を中止する。なお、状態がEHCのON要求ありから要求無しに変化したときについては、前回サイクルのステップS13またはステップS15で電圧コンバータ90が作動中であったので、電圧コンバータ90が作動中である状態が継続している。したがって、EHCへの電力供給を停止させたことに伴う電圧VBの変動についても、電圧コンバータ90の働きによって電圧VHへの影響は低減される。そして、ステップS18において電圧コンバータ90の上アームON制御が許可される。
 ステップS14,S16,S18のいずれかの処理が終了すると、ステップS19において制御はメインルーチンに移される。
 図9は、実施の形態1で実行される制御に従う車両の状態変化の推移の一例を示した波形図である。
 図9を参照して、まず時刻t1以前では、信号EHCON(EHCの作動要求を示す)はOFF状態、電圧コンバータ90は上アームON制御状態、EHCの通電はOFF状態、エンジンもOFF状態に制御されている。
 時刻t1において、信号EHCONがOFF状態からON状態に変化すると、時刻t2ではこの変化に応じて電圧コンバータ90の上アームON制御が禁止され、電圧コンバータ90は電圧変換を行なう状態となる。その後、時刻t3において、EHCの通電が実行され触媒装置が加熱される。
 そして、時刻t4においてエンジンが始動される。このときには触媒は十分加熱されており、触媒機能を正常に発揮する。
 時刻t11以降は、信号EHCONがON状態からOFF状態に変化した場合を示す。時刻t11では、エンジンは運転中の場合も停止中の場合もありうる。エンジンが停止した場合は、これに伴い排気ガスの排出も無くなるため触媒の加熱も不要となり信号EHCONもOFF状態に変化する。またエンジンが運転中であっても、排気ガスの排熱により触媒の温度が維持できるようになった場合には、信号EHCONがOFF状態に変化する。
 時刻t11において信号EHCONがON状態からOFF状態に変化すると、これに応じてまず時刻t12においてEHCの通電がOFF状態に制御される。このとき、電圧コンバータ90は電圧変換を実行中であるので、電圧VHの電圧変動は抑制される。
 その後、時刻t13において、電圧コンバータ90の上アームON制御が許可され、そのときの車両の状態によっては上アームON制御が実行される。
 以上説明したように、EHCの作動開始時または停止時には電圧コンバータ90を電圧変換実行中に制御し、電圧VHを安定化させるようにしたので、モータジェネレータMG1,MG2のトルク変動が抑制される。
 [実施の形態1の変形例]
 図10は、実施の形態1の変形例の動作を説明するための動作波形図である。
 図10に示すように、この変形例では、電圧コンバータ90の動作を一時的に上アームON状態から電圧変換状態に変更してからEHCの作動開始または停止する。
 まず時刻t1以前では、信号EHCON(EHCの作動要求を示す)はOFF状態、電圧コンバータ90は上アームON制御状態、EHCの通電はOFF状態に制御されている。
 時刻t1において、信号EHCONがOFF状態からON状態に変化すると、時刻t2ではこの変化に応じて電圧コンバータ90の上アームON制御が一時的に禁止され電圧コンバータ90は電圧変換を行なう状態となる。その後、時刻t3において、EHCの通電が実行され触媒装置が加熱される。ここまでは、図9で説明した場合と同じである。
 そして、時刻t4において、ふたたび電圧コンバータ90の上アームON制御の一時的な禁止が解除され、時刻t4以降電圧コンバータ90は上アームON制御状態に制御される。これにより、一番電圧変化が大きいEHCの状態変化時には電圧コンバータ90によって電圧VHを安定させることができる。そして、その後のEHC通電中に再び上アームON制御を実施することにより電圧コンバータ90のスイッチング損失を低減することが可能となる。
 さらに、時刻t11において信号EHCONがON状態からOFF状態に変化すると、これに応じてまず時刻t12では、電圧コンバータ90の上アームON制御が一時的に禁止され電圧コンバータ90は電圧変換を行なう状態となる。その後、時刻t13において、EHCの通電が停止される。
 その後時刻t14において電圧コンバータ90の上アームON制御が許可され、そのときの車両の状態によっては上アームON制御が実行される。
 このように、EHCの通電状態がONからOFF,またはOFFからONに遷移する場合に一時的に電圧コンバータ90を作動させるようにしても、電圧VHの変動に起因するトルク変動が抑制できる。
 [実施の形態2]
 図11は、実施の形態2のハイブリッド車両1Aの構成を示した図である。
 図11に示すハイブリッド車両1Aは、図2で説明したハイブリッド車両1の構成と比較すると、電圧コンバータ90が無い点が大きく異なる点である。電圧コンバータ90が無い構成であっても、インバータの制御を変更することにより、トルク変動を抑制することができる。
 図11を参照して、車両1Aは、主電源装置である蓄電装置70と、モータ駆動部75Aと、平滑コンデンサC1と、モータジェネレータMG1,MG2と、EHC電源100と、ECU150Aとを含む。
 モータ駆動部75は、平滑コンデンサCHと、インバータ60-1,60-2と、電圧センサ13とを含む。
 ECU150Aは、EHC電源100の状態を変更する場合に、モータ駆動部75Aがトルク変動を起こしにくいような状態に予め制御する。
 図5で説明したインバータの制御方式の中で正弦波PWM制御が制御性が最も良い。したがって、過変調PWM制御や矩形波電圧制御方式で制御中であった場合には、正弦波PWM制御方式にインバータ制御の方式を変更してからEHCのON/OFFを行なうと良い。
 図12は、実施の形態2においてECU150Aが実行する制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出され実行される。
 図11,図12を参照して、まず処理が開始されると、ステップS51においてECU150は、EHCのON要求があるか否かを信号EHCONに基づいて判断する。
 ステップS51においてEHCのON要求有りと判断された場合には、ステップS52に処理が進む。ステップS52では、インバータ60-1,60-2において矩形波電圧制御または過変調PWM制御実施中か否かが判断される。これらの制御方式は、正弦波PWM制御に比べて制御性が劣るので、電圧VHが変動したときにトルク変動が生じやすい。
 そこで、ステップS52において矩形波電圧制御または過変調PWM制御実施中と判断された場合には、ステップS53に処理が進み、ECU150Aは、矩形波電圧制御および過変調PWM制御を禁止してインバータ60-1,60-2を運転する。すなわち、ECU150Aは、図7の回転数領域A1を回転数領域A2,A3まで広げて適用し、正弦波PWM制御方式でインバータ60-1,60-2を運転する。これによりモータの制御性が良くなるので、電圧VBが変動したときにモータ制御に生じる影響を小さく抑えることができる。その後、ステップS54においてEHC電源100を起動してEHCに電力を供給する。
 一方、ステップS52において矩形波電圧制御または過変調PWM制御実施中でないと判断された場合は、ステップS55に示すように正弦波PWM制御方式でインバータ60-1,60-2が運転中である。したがって、この状態のままステップS56においてEHC電源100を起動してEHCに電力を供給する。
 ステップS51においてEHCのON要求無しと判断された場合には、ステップS57に処理が進む。ステップS57では、EHC電源100を動作停止させてEHCへの電力供給を中止する。
 そして、ステップS58においてインバータ60-1,60-2の矩形波電圧制御および過変調PWM制御が許可される。
 ステップS54,S56,S58のいずれかの処理が終了すると、ステップS59において制御はメインルーチンに移される。
 このように、電圧コンバータが設けられていない構成の場合であっても、EHCの状態変更前にインバータの制御方式を変更することにより、EHCの状態変更がモータの制御に及ぼす影響を小さくすることができる。
 なお、実施の形態2においても、実施の形態1の図10で説明した場合と同様に、一時的にインバータの制御方式を変更するようにしても良い。また、電圧コンバータを有する構成であっても、電圧コンバータの制御変更に代えてインバータの制御方式の変更を行なっても良い。また電圧コンバータの制御変更とインバータの制御方式の変更とを組合わせて行なっても良い。
 最後に、本実施の形態について再び図面を参照して総括する。
 図1を参照して、本実施の形態のハイブリッド車両は、エンジン10と、電気加熱可能に構成され、エンジン10の排気ガスを浄化するEHC140と、車両走行用のモータ(MG1またはMG2)と、モータ(MG1またはMG2)を駆動するためのモータ駆動部75と、モータ駆動部75に電源電圧を供給する蓄電装置70と、蓄電装置70から電力を受け、EHC140に加熱用電力を供給するEHC電源100と、モータ駆動部75およびEHC電源100を制御するECU150とを備える。ECU150は、モータ駆動部75を制御するモードとして、第1の制御モードと、第1の制御モードよりも電源電圧の変動に強い第2の制御モードとを有する。ECU150は、EHC電源100からEHC140に供給する電力を変更する場合には、予めモータ駆動部75を第2の制御モードで制御する。
 好ましくは、モータ駆動部75は、モータ(MG1またはMG2)を駆動するためのインバータ60と、蓄電装置70とインバータ60との間に設けられる電圧コンバータ90とを含む。第1の制御モードは、蓄電装置70の電源電圧をそのままインバータ60に与えるように電圧コンバータ90を制御するモード(上アームON制御モード)を含む。第2の制御モードは、蓄電装置70の電源電圧を電圧変換してインバータ60に与えるように電圧コンバータ90を制御するモードを含む。
 図4に示すように、より好ましくは、電圧コンバータ90は、蓄電装置70の正極に一方端が接続されるリアクトルL1と、リアクトルL1の他方端とインバータ60の電源ノードとの間に設けられるIGBT素子Q1とを含む。ECU150は、第1の制御モードにおいてIGBT素子Q1を導通状態に固定し、第2の制御モードにおいてはIGBT素子Q1をスイッチングさせる。
 図8、図9に示すように、より好ましくは、ECU150は、EHC140を加熱する要求が発生した場合に第1の制御モードが実行されていたときには、モータ駆動部75の動作モードを第1の制御モードから第2の制御モードに変更し、その後EHC電源100からEHC140への電力供給を開始する。
 図8、図9に示すように、さらに好ましくは、ECU150は、EHC140を加熱する要求が消えた場合に第2の制御モードが実行されていたときには、EHC電源100からEHC140への電力供給を停止し、その後モータ駆動部75の動作モードを第2の制御モードから第1の制御モードに戻す。
 図10に示すように、より好ましくは、ECU150は、EHC140を加熱する要求が発生した場合に第1の制御モードが実行されていたときには、モータ駆動部75の動作モードを一時的に第1の制御モードから第2の制御モードに変更し、その後EHC電源100からEHC140への電力供給を開始する。
 図10に示すように、さらに好ましくは、ECU150は、EHC140を加熱する要求が消えた場合に第1の制御モードが実行されていたときには、モータ駆動部75の動作モードを一時的に第1の制御モードから第2の制御モードに変更し、その後EHC電源100からEHC140への電力供給を停止する。
 図11、図12に示すように、好ましくは、モータ駆動部75は、モータを駆動するためのインバータ60と、蓄電装置70とインバータ60との間に設けられる電圧コンバータ90とを含む。第1の制御モードは、インバータ60に対して矩形波制御または過変調制御のいずれかの制御を行なうモードを含む。第2の制御モードは、インバータ60に対して正弦波パルス幅変調制御を行なうモードを含む。
 今回開示された実施例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説明ではなくて請求の範囲によって示され、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。
 1,1A ハイブリッド車両、2 車輪、10 エンジン、13,21,121,121 電圧センサ、15 U相アーム、16 V相アーム、17 W相アーム、24,25 電流センサ、40 動力分割機構、50 減速機、60 インバータ、70 蓄電装置、75,75A モータ駆動部、80 駆動輪、90 電圧コンバータ、100 EHC電源、122,123,124 回転速度センサ、125 温度センサ、130 排気通路、C1,CH 平滑コンデンサ、D1~D8 ダイオード、GL0,GL1 接地配線、L1 リアクトル、MG1,MG2 モータジェネレータ、PL0,PL1 電源配線、Q1~Q8 IGBT素子。

Claims (8)

  1.  内燃機関(10)と、
     電気加熱可能に構成され、前記内燃機関(10)の排気ガスを浄化する触媒装置(140)と、
     車両走行用のモータ(MG1またはMG2)と、
     前記モータ(MG1またはMG2)を駆動するためのモータ駆動部(75)と、
     前記モータ駆動部(75)に電源電圧を供給する主電源装置(70)と、
     前記主電源装置(70)から電力を受け、前記触媒装置(140)に加熱用電力を供給する触媒用電源装置(100)と、
     前記モータ駆動部(75)および前記触媒用電源装置(100)を制御する制御装置(150)とを備え、
     前記制御装置(150)は、前記モータ駆動部(75)を制御するモードとして、第1の制御モードと、前記第1の制御モードよりも前記電源電圧の変動に強い第2の制御モードとを有し、
     前記制御装置(150)は、前記触媒用電源装置(100)から前記触媒装置(140)に供給する電力を変更する場合には、予め前記モータ駆動部(75)を前記第2の制御モードで制御する、ハイブリッド車両。
  2.  前記モータ駆動部(75)は、
     前記モータ(MG1またはMG2)を駆動するためのインバータ(60)と、
     前記主電源装置(70)と前記インバータ(60)との間に設けられる電圧コンバータ(90)とを含み、
     前記第1の制御モードは、前記主電源装置(70)の前記電源電圧をそのまま前記インバータ(60)に与えるように前記電圧コンバータ(90)を制御するモードを含み、
     前記第2の制御モードは、前記主電源装置(70)の前記電源電圧を電圧変換して前記インバータ(60)に与えるように前記電圧コンバータ(90)を制御するモードを含む、請求の範囲第1項に記載のハイブリッド車両。
  3.  前記電圧コンバータ(90)は、
     前記主電源装置(70)の正極に一方端が接続されるリアクトル(L1)と、
     前記リアクトル(L1)の他方端と前記インバータ(60)の電源ノードとの間に設けられるスイッチング素子(Q1)とを含み、
     前記制御装置(150)は、前記第1の制御モードにおいて前記スイッチング素子(Q1)を導通状態に固定し、前記第2の制御モードにおいては前記スイッチング素子(Q1)をスイッチングさせる、請求の範囲第2項に記載のハイブリッド車両。
  4.  前記制御装置(150)は、前記触媒装置(140)を加熱する要求が発生した場合に前記第1の制御モードが実行されていたときには、前記モータ駆動部(75)の動作モードを前記第1の制御モードから前記第2の制御モードに変更し、その後前記触媒用電源装置(100)から前記触媒装置(140)への電力供給を開始する、請求の範囲第2項に記載のハイブリッド車両。
  5.  前記制御装置(150)は、前記触媒装置(140)を加熱する要求が消えた場合に前記第2の制御モードが実行されていたときには、前記触媒用電源装置(100)から前記触媒装置(140)への電力供給を停止し、その後前記モータ駆動部(75)の動作モードを前記第2の制御モードから前記第1の制御モードに戻す、請求の範囲第4項に記載のハイブリッド車両。
  6.  前記制御装置(150)は、前記触媒装置(140)を加熱する要求が発生した場合に前記第1の制御モードが実行されていたときには、前記モータ駆動部(75)の動作モードを一時的に前記第1の制御モードから前記第2の制御モードに変更し、その後前記触媒用電源装置(100)から前記触媒装置(140)への電力供給を開始する、請求の範囲第2項に記載のハイブリッド車両。
  7.  前記制御装置(150)は、前記触媒装置(140)を加熱する要求が消えた場合に前記第1の制御モードが実行されていたときには、前記モータ駆動部(75)の動作モードを一時的に前記第1の制御モードから前記第2の制御モードに変更し、その後前記触媒用電源装置(100)から前記触媒装置(140)への電力供給を停止する、請求の範囲第6項に記載のハイブリッド車両。
  8.  前記モータ駆動部(75)は、
     前記モータを駆動するためのインバータ(60)と、
     前記主電源装置(70)と前記インバータ(60)との間に設けられる電圧コンバータ(90)とを含み、
     前記第1の制御モードは、前記インバータ(60)に対して矩形波制御または過変調制御のいずれかの制御を行なうモードを含み、
     前記第2の制御モードは、前記インバータ(60)に対して正弦波パルス幅変調制御を行なうモードを含む、請求の範囲第1項に記載のハイブリッド車両。
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