JP5733004B2 - Hybrid car - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、走行用の動力を出力可能な内燃機関と、内燃機関からの動力を用いて発電可能な第1電動機と、第1電動機を駆動する第1インバータと、走行用の動力を出力可能な第2電動機と、第2電動機を駆動する第2インバータと、二次電池と、第1インバータおよび第2インバータを介して二次電池を第1電動機および第2電動機に接続するリレーと、を備えるハイブリッド自動車に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle, and more specifically, an internal combustion engine that can output power for traveling, a first motor that can generate electric power using power from the internal combustion engine, a first inverter that drives the first motor, A second motor capable of outputting power for traveling, a second inverter for driving the second motor, a secondary battery, and the first motor and the second motor via the first inverter and the second inverter. And a relay connected to the hybrid vehicle.
従来、この種のハイブリッド自動車などの電気自動車に適用可能な技術として、走行用のモータと、このモータを駆動するインバータと、エアコンプレッサなどの補機と、バッテリと、バッテリをインバータ側から切り離し可能なシステムメインリレーと、インバータとシステムメインリレーとを接続する電力ラインから補機を切り離し可能なリレーと、を含む電力系における絶縁抵抗に応じた電圧波形を出力する電圧波形出力回路を備える電気自動車において、イグニッションオンされている走行中に、電圧波形出力回路からの電圧波形に基づいて電力系の絶縁抵抗の低下を検出し、その後にイグニッションオフされたときに、電力系のうち絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この電気自動車では、絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定する際に、例えばインバータをオフ停止したときの電圧波形出力回路からの電圧波形に基づいてインバータよりモータ側に絶縁抵抗の低下が生じているか否かを判定したりしている。 Conventionally, as a technology applicable to this type of electric vehicle such as a hybrid vehicle, a traveling motor, an inverter that drives the motor, an auxiliary device such as an air compressor, a battery, and the battery can be separated from the inverter side. Electric vehicle comprising a voltage waveform output circuit for outputting a voltage waveform corresponding to an insulation resistance in a power system, including a system main relay, and a relay capable of disconnecting an auxiliary machine from a power line connecting the inverter and the system main relay , When the ignition is turned on, a decrease in the insulation resistance of the power system is detected based on the voltage waveform from the voltage waveform output circuit, and when the ignition is subsequently turned off, the insulation resistance of the power system is decreased. The thing which specifies the site | part in which this occurred is proposed (for example, refer patent document 1). In this electric vehicle, when specifying the part where the insulation resistance is lowered, the insulation resistance is lowered from the inverter to the motor side based on the voltage waveform from the voltage waveform output circuit when the inverter is turned off, for example. Or whether it is present or not.
しかしながら、上述の電気自動車では、絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定することができない場合がある。例えば、電力線や信号線の絶縁皮膜が僅かに傷つくなどにより漏電が生じ、車両の走行中に絶縁抵抗の低下が検出されたときでも、その後しばらく走行を継続する間に車両の振動等により電圧波形出力回路からの電圧波形が一時的に正常に戻り、車両の走行を停止してイグニッションオフされたときには、電圧波形出力回路からの電圧波形によっても絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定できなくなっている場合が生じる。 However, in the above-described electric vehicle, there may be a case where the part where the insulation resistance is reduced cannot be specified. For example, even if a short circuit occurs in the insulation film of the power line or signal line, and a decrease in insulation resistance is detected during the running of the vehicle, the voltage waveform is caused by the vibration of the vehicle for a while after that. When the voltage waveform from the output circuit temporarily returns to normal, and the vehicle is stopped and the ignition is turned off, the voltage waveform from the voltage waveform output circuit cannot identify the location where the insulation resistance has decreased. There are cases where
本発明のハイブリッド自動車は、絶縁抵抗の低下が生じた部位の特定をより確実に行なうことを主目的とする。 The main purpose of the hybrid vehicle of the present invention is to more reliably identify the part where the insulation resistance is reduced.
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The hybrid vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明のハイブリッド自動車は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な第1電動機と、前記第1電動機を駆動する第1インバータと、走行用の動力を出力可能な第2電動機と、前記第2電動機を駆動する第2インバータと、二次電池と、前記第1インバータおよび前記第2インバータを介して前記二次電池を前記第1電動機および前記第2電動機に接続するリレーと、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記第1インバータと前記第2インバータと前記リレーとの各状態に応じて前記第1電動機と前記第2電動機と前記二次電池とを含む複数の部位の一部又は全部からなる電気系の絶縁抵抗に応じた絶縁抵抗信号を検出する絶縁抵抗信号検出手段と、
前記検出された絶縁抵抗信号に基づいて前記電気系の絶縁抵抗の低下が検出されてから前記複数の部位のうち絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定する際、前記リレーがオンとされ前記第2インバータがゲート遮断された状態で前記内燃機関を運転し且つ前記第1電動機を駆動して走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行する第1電動機走行と、前記リレーがオンとされ前記内燃機関の運転が停止されると共に前記第1インバータがゲート遮断された状態で前記第2電動機を駆動して前記要求駆動力に基づく駆動力により走行する第2電動機走行と、前記内燃機関を運転し且つ前記第1電動機と前記第2電動機とを駆動して前記二次電池を充放電せずに前記要求駆動力に基づく駆動力により走行する無充放電走行と、がそれぞれ行なわれるよう前記内燃機関と前記第1インバータと前記第2インバータと前記リレーとを制御し、前記第1電動機走行と前記第2電動機走行と前記無充放電走行とがそれぞれ行なわれているときに前記絶縁抵抗信号検出手段により検出される絶縁抵抗信号に基づいて前記複数の部位のうち絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定する絶縁抵抗低下部位特定手段と、
を備えることを要旨とする。
The hybrid vehicle of the present invention
An internal combustion engine capable of outputting traveling power, a first electric motor capable of generating electric power using the power from the internal combustion engine, a first inverter driving the first electric motor, and a first inverter capable of outputting traveling power Two motors, a second inverter that drives the second motor, a secondary battery, and the secondary battery is connected to the first motor and the second motor via the first inverter and the second inverter. A hybrid vehicle comprising a relay,
Insulation of an electric system comprising a part or all of a plurality of parts including the first electric motor, the second electric motor, and the secondary battery according to the states of the first inverter, the second inverter, and the relay. Insulation resistance signal detecting means for detecting an insulation resistance signal according to the resistance;
The relay is turned on when the portion of the plurality of portions where the decrease in insulation resistance has occurred after the decrease in the insulation resistance of the electrical system is detected based on the detected insulation resistance signal. (2) driving the first internal motor with the inverter shut off and driving the first motor to drive with a driving force based on a required driving force required for driving; and turning on the relay. A second motor running that drives the second motor with a driving force based on the required driving force in a state where the operation of the internal combustion engine is stopped and the first inverter is shut off, and the internal combustion engine And driving the first motor and the second motor to drive the secondary battery without charging / discharging and running with a driving force based on the required driving force, respectively, When the internal combustion engine, the first inverter, the second inverter, and the relay are controlled so that the first electric motor traveling, the second electric motor traveling, and the non-charge / discharge traveling are performed, respectively. Insulation resistance lowering part specifying means for specifying a part of the plurality of parts where a decrease in insulation resistance occurs based on an insulation resistance signal detected by the insulation resistance signal detecting means;
It is a summary to provide.
この本発明のハイブリッド自動車では、走行用の動力を出力可能な内燃機関からの動力を用いて発電可能な第1電動機を駆動する第1インバータと、走行用の動力を出力可能な第2電動機を駆動する第2インバータと、第1インバータおよび第2インバータを介して二次電池を第1電動機および第2電動機に接続するリレーと、の各状態に応じて第1電動機と第2電動機と二次電池とを含む複数の部位の一部又は全部からなる電気系の絶縁抵抗に応じた絶縁抵抗信号を検出する。そして、検出された絶縁抵抗信号に基づいて電気系の絶縁抵抗の低下が検出されてから複数の部位のうち絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定する際に、リレーがオンとされ第2インバータがゲート遮断された状態で内燃機関を運転し且つ第1電動機を駆動して走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行する第1電動機走行と、リレーがオンとされ内燃機関の運転が停止されると共に第1インバータがゲート遮断された状態で第2電動機を駆動して要求駆動力に基づく駆動力により走行する第2電動機走行と、内燃機関を運転し且つ第1電動機と第2電動機とを駆動して前記二次電池を充放電せずに要求駆動力に基づく駆動力により走行する無充放電走行と、がそれぞれ行なわれるよう内燃機関と第1インバータと第2インバータとリレーとを制御し、第1電動機走行と第2電動機走行と無充放電走行とがそれぞれ行なわれているときに検出される絶縁抵抗信号に基づいて複数の部位のうち絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定する。したがって、第1電動機走行を行なうことにより第2インバータよりも第2電動機側の部位に絶縁抵抗の低下が生じているか否かを判定したり、第2電動機走行を行なうことにより第1インバータよりも第1電動機側の部位に絶縁抵抗の低下が生じているか否かを判定したり、無充放電走行を行なうことによりリレーよりも二次電池側の部位に絶縁低下の低下が生じているか否かを判定したりすることができるから、走行中に絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定するための処理を行なうことができる。この結果、絶縁抵抗の低下が生じた部位の特定をより確実に行なうことができる。 In the hybrid vehicle of the present invention, the first inverter that drives the first motor that can generate power using the power from the internal combustion engine that can output the driving power, and the second motor that can output the driving power. The first motor, the second motor, and the secondary according to each state of the second inverter to be driven and the relay that connects the secondary battery to the first motor and the second motor via the first inverter and the second inverter An insulation resistance signal corresponding to an insulation resistance of an electric system composed of a part or all of a plurality of parts including a battery is detected. Then, the relay is turned on and the second inverter is turned on when the portion where the decrease in the insulation resistance has occurred among the plurality of portions after the decrease in the insulation resistance of the electric system is detected based on the detected insulation resistance signal. The first electric motor traveling with the driving force based on the required driving force required for traveling by driving the first electric motor while the gate is shut off and the operation of the internal combustion engine with the relay turned on Is stopped and the second inverter is driven with the first inverter driven and the second motor is driven by the driving force based on the required driving force, the internal motor is operated and the first motor and the second motor are driven. An internal combustion engine, a first inverter, and a second inverter so that non-charging / discharging traveling by driving power based on the required driving force without charging and discharging the secondary battery by driving an electric motor is performed, respectively. The insulation resistance of the plurality of parts is reduced based on the insulation resistance signal detected when the first motor running, the second motor running, and the non-charge / discharge running are performed by controlling the relay. Identify the site. Therefore, it is determined whether or not the insulation resistance has decreased in the portion closer to the second motor than the second inverter by running the first motor, or more than the first inverter by running the second motor. It is determined whether or not a decrease in insulation resistance has occurred in a portion on the first motor side, or whether or not a decrease in insulation has occurred in a portion closer to the secondary battery than the relay by performing non-charge / discharge running. Therefore, it is possible to perform a process for specifying a portion where the insulation resistance has decreased during traveling. As a result, it is possible to more reliably identify the part where the insulation resistance is reduced.
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記絶縁抵抗低下部位特定手段は、前記第1電動機走行が行なわれているときに前記絶縁抵抗信号検出手段により検出される絶縁抵抗信号と該第1電動機走行の状態から前記第2インバータのゲート遮断を解除して前記第2電動機からトルクが出力されないよう前記第2インバータを作動させたときに前記絶縁抵抗信号検出手段により検出される絶縁抵抗信号とに基づいて前記第2インバータより前記第2電動機側の部位に絶縁抵抗の低下が生じているか否かを判定し、前記第2電動機走行が行なわれているときに前記絶縁抵抗信号検出手段により検出される絶縁抵抗信号と該第2電動機走行の状態から前記第1インバータのゲート遮断を解除して前記第1電動機からトルクが出力されないよう前記第1インバータを作動させたときに前記絶縁抵抗信号検出手段により検出される絶縁抵抗信号とに基づいて前記第1インバータより前記第1電動機側の部位に絶縁抵抗の低下が生じているか否かを判定し、前記無充放電走行が行なわれているときに前記リレーをオンからオフとしたときに前記絶縁抵抗信号検出手段により検出される絶縁抵抗信号に基づいて前記リレーより前記二次電池側の部位に絶縁抵抗の低下が生じているか否かを判定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、絶縁抵抗の低下が生じた部位をより適正に特定することができる。
In such a hybrid vehicle of the present invention, the insulation resistance lowering portion specifying means includes the insulation resistance signal detected by the insulation resistance signal detection means when the first motor is running and the state of the first motor running . Based on the insulation resistance signal detected by the insulation resistance signal detection means when the second inverter is operated so that the gate interruption of the second inverter is released and torque is not output from the second motor. Insulation resistance detected by the insulation resistance signal detection means when the second motor is running is determined by determining whether or not a decrease in insulation resistance has occurred in a portion closer to the second motor than the second inverter. torque from the signal and the second electric motor to release the gate cut off from the state of the first inverter traveling the first electric motor is not output Whether or not there is a decrease in insulation resistance at a portion closer to the first motor than the first inverter based on an insulation resistance signal detected by the insulation resistance signal detection means when the first inverter is operated. And the secondary battery side from the relay based on an insulation resistance signal detected by the insulation resistance signal detection means when the relay is turned from on to off when the non-charge / discharge running is performed. It can also be a means for determining whether or not a decrease in insulation resistance has occurred in this part. If it carries out like this, the site | part where the fall of the insulation resistance can be identified more appropriately.
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記絶縁抵抗低下部位特定手段は、前記第2インバータの作動を伴う走行から前記第1電動機走行に切り換えたときに前記絶縁抵抗信号検出手段により検出される絶縁抵抗信号に基づいて前記第2インバータより前記第2電動機側の部位に絶縁抵抗の低下が生じているか否かを判定し、前記第1インバータの作動を伴う走行から前記第2電動機走行に切り換えたときに前記絶縁抵抗信号検出手段により検出される絶縁抵抗信号に基づいて前記第1インバータより前記第1電動機側の部位に絶縁抵抗の低下が生じているか否かを判定し、前記無充放電走行が行なわれているときに前記リレーをオンからオフとしたときに前記絶縁抵抗信号検出手段により検出される絶縁抵抗信号に基づいて前記リレーより前記二次電池側の部位に絶縁抵抗の低下が生じているか否かを判定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、絶縁抵抗の低下が生じた部位をより適正に特定することができる。 Further, in the hybrid vehicle of the present invention, the insulation resistance lowering part specifying means is an insulation resistance detected by the insulation resistance signal detecting means when switching from running with the operation of the second inverter to running of the first electric motor. When it is determined whether or not a decrease in insulation resistance has occurred in a portion of the second motor side from the second inverter based on the signal, and when the traveling with the operation of the first inverter is switched to the second motor traveling The insulation resistance signal detected by the insulation resistance signal detection means determines whether a decrease in insulation resistance has occurred in the first motor side of the first inverter, and the uncharged / discharged travel is performed. When the relay is turned from on to off, the relay is detected based on the insulation resistance signal detected by the insulation resistance signal detection means. A means for determining whether the reduction in the insulation resistance more sites of the secondary battery side is occurring, may be a thing. If it carries out like this, the site | part where the fall of the insulation resistance can be identified more appropriately.
さらに、本発明のハイブリッド自動車において、前記二次電池が接続された電池電圧系から前記リレーを介して供給される電力を昇圧して前記第1インバータおよび前記第2インバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータを備え、前記第1電動機および前記第2電動機は、回転したときに逆起電圧を発生する電動機であり、前記絶縁抵抗低下部位特定手段は、前記駆動電圧系の電圧を、前記第1電動機の回転により発生する逆起電圧と前記第2電動機の回転により発生する逆起電圧とが前記絶縁抵抗信号に影響を与えるのを抑制可能な電圧として定められた所定電圧以上とした状態で、前記第1電動機走行と前記第2電動機走行とが行なわれるよう前記内燃機関と前記第1インバータと前記第2インバータと前記リレーと前記昇圧コンバータとを制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、駆動電圧系の電圧が所定電圧未満となるのを許容するものに比して、第1電動機の回転により発生する逆起電圧や第2電動機の回転により発生する逆起電圧が絶縁抵抗信号に影響を与えるのを抑制することができる。この結果、絶縁抵抗の低下をより適正に検出することができる。この場合、前記所定電圧は、前記第2電動機走行が行なわれているときに前記第1電動機の回転により発生する該第1電動機の回転数に応じた逆起電圧と前記第1電動機走行が行なわれているときに前記第2電動機の回転により発生する該第2電動機の回転数に応じた逆起電圧とのうち大きい方より大きい電圧として定められた、ものとすることもできる。また、この場合、前記所定電圧は、前記昇圧コンバータにより昇圧可能な前記駆動電圧系の電圧の最大値である、ものとすることもできる。こうすれば、第1電動機の回転により発生する逆起電圧や第2電動機の回転により発生する逆起電圧が絶縁抵抗信号に影響を与えるのをより確実に抑制することができる。 Furthermore, in the hybrid vehicle of the present invention, the drive voltage system in which the first inverter and the second inverter are connected by boosting the power supplied via the relay from the battery voltage system to which the secondary battery is connected. The first motor and the second motor are motors that generate a counter electromotive voltage when rotated, and the insulation resistance lowering portion specifying means is configured to output the voltage of the drive voltage system, The counter electromotive voltage generated by the rotation of the first motor and the counter electromotive voltage generated by the rotation of the second motor are set to be equal to or higher than a predetermined voltage determined as a voltage capable of suppressing the influence on the insulation resistance signal. In the state, the internal combustion engine, the first inverter, the second inverter, the relay, and the relay so that the first electric motor traveling and the second electric motor traveling are performed. A means for controlling the pressure converter can also be a thing. In this way, the back electromotive voltage generated by the rotation of the first motor and the back electromotive voltage generated by the rotation of the second motor are insulated as compared with the one that allows the voltage of the drive voltage system to be less than the predetermined voltage. The influence on the resistance signal can be suppressed. As a result, a decrease in insulation resistance can be detected more appropriately. In this case, the predetermined voltage includes the back electromotive voltage according to the rotation speed of the first motor generated by the rotation of the first motor when the second motor travel is performed and the first motor travel. It is also possible that the voltage is determined to be larger than the larger one of the counter electromotive voltage according to the rotation speed of the second motor generated by the rotation of the second motor. In this case, the predetermined voltage may be a maximum value of the voltage of the drive voltage system that can be boosted by the boost converter. By doing so, it is possible to more reliably suppress the influence of the counter electromotive voltage generated by the rotation of the first motor and the counter electromotive voltage generated by the rotation of the second motor on the insulation resistance signal.
あるいは、本発明のハイブリッド自動車において、前記絶縁抵抗低下部位特定手段は、前記第1電動機走行と前記第2電動機走行とが行なわれるよう制御した後に、前記無充放電走行が行なわれるよう制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、無充放電走行が行なわれているときにシステム停止が指示されたときに、リレーをオフからオンとすることなくシステム停止することができる。この結果、走行中にリレーをオンとすることにより不都合が生じるのを抑制することができる。 Alternatively, in the hybrid vehicle of the present invention, the insulation resistance lowering portion specifying means controls the first electric motor running and the second electric motor running so as to perform the non-charge / discharge running. It can also be. In this way, the system can be stopped without switching the relay from OFF to ON when an instruction to stop the system is given during non-charge / discharge running. As a result, it is possible to suppress inconveniences caused by turning on the relay during traveling.
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記内燃機関の出力軸と前記第1電動機の回転軸と車軸に連結された駆動軸との3軸に3つの回転要素が接続された遊星歯車機構を備え、前記第2電動機は、前記駆動軸に接続されてなる、ものとすることもできる。 The hybrid vehicle of the present invention further includes a planetary gear mechanism in which three rotating elements are connected to three axes of an output shaft of the internal combustion engine, a rotating shaft of the first electric motor, and a driving shaft connected to the axle, The second electric motor may be connected to the drive shaft.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図であり、図2は、ハイブリッド自動車20が備える電気系の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン22と、エンジン22を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24と、エンジン22のクランクシャフト26にキャリアが接続されると共に駆動輪39a,39bにデファレンシャルギヤ38を介して連結された駆動軸32にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ30と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されたモータMG1と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸32に接続されたモータMG2と、モータMG1,MG2を駆動するためのインバータ41,42と、インバータ41,42をスイッチング制御することによってモータMG1,MG2を駆動制御するモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40と、例えばリチウムイオン二次電池などの二次電池として構成されたバッテリ50と、バッテリ50を管理するバッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52と、インバータ41,42が接続された電力ライン(以下、高電圧系電力ラインという)54aとシステムメインリレー56を介してバッテリ50が接続された電力ライン(以下、電池電圧系電力ラインという)54bとに接続されて高電圧系電力ライン54aの電圧VHを電池電圧系電力ライン54bの電圧VLから最大許容電圧VHmaxの範囲内で調節すると共に高電圧系電力ライン54aと電池電圧系電力ライン54bとの間で電力のやりとりを行なう昇圧コンバータ55と、高電圧系電力ライン54aの正極母線と負極母線とに接続された平滑用のコンデンサ57と、電池電圧系電力ライン54bの正極母線と負極母線とに接続された平滑用のコンデンサ58と、車室内の空気調和を行なう空調装置60と、電池電圧系電力ライン54bに接続されて空調装置60の空調用コンプレッサ61を駆動するインバータ62と、バッテリ50の負極端子とシステムメインリレー56との間の接続点Cn(図2参照)に接続されて電気系のうち接続点Cnから見た現在の接続部位(以下、現在接続部位という)の絶縁抵抗に応じた電圧波形を出力する電圧波形出力回路90と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70と、を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a hybrid vehicle 20 as one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of an electric system included in the hybrid vehicle 20. As shown in the figure, the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an
モータMG1およびモータMG2は、いずれも永久磁石が埋め込まれたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備える周知の同期発電電動機として構成されている。インバータ41,42は、図2に示すように、6つのトランジスタT11〜T16,T21〜26と、トランジスタT11〜T16,T21〜T26に逆方向に並列接続された6つのダイオードD11〜D16,D21〜D26と、により構成されている。トランジスタT11〜T16,T21〜T26は、それぞれ高電圧系電力ライン54aの正極母線と負極母線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おり、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータMG1,MG2の三相コイル(U相,V相,W相)の各々が接続されている。したがって、高電圧系電力ライン54aの正極母線と負極母線との間に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタT11〜T16,T21〜T26のオン時間の割合を制御することによって三相コイルに回転磁界を形成でき、モータMG1,MG2を回転駆動することができる。
Each of the motor MG1 and the motor MG2 is configured as a known synchronous generator motor including a rotor in which a permanent magnet is embedded and a stator around which a three-phase coil is wound. As shown in FIG. 2, the
モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置検出センサからのモータMG1,MG2の回転子の回転位置や、図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流,インバータ41,42に取り付けられた図示しない温度センサからのインバータ温度などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42のトランジスタT11〜T16,T21〜26へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、モータECU40
は、図示しない回転位置検出センサからのモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2も演算している。
The
Calculates the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motors MG1 and MG2 based on the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2 from a rotational position detection sensor (not shown).
昇圧コンバータ55は、図2に示すように、2つのトランジスタT31,T32とトランジスタT31,T32に逆方向に並列接続された2つのダイオードD31,D32とリアクトルLとからなる昇圧コンバータとして構成されている。2つのトランジスタT31,T32は、それぞれ高電圧系電力ライン54aの正極母線と高電圧系電力ライン54aおよび電池電圧系電力ライン54bの負極母線とに接続されており、その接続点にリアクトルLが接続されている。また、リアクトルLと電池電圧系電力ライン54bの負極母線とにはシステムメインリレー56を介してそれぞれバッテリ50の正極端子と負極端子とが接続されている。したがって、トランジスタT31,T32をオンオフ制御することにより、電池電圧系電力ライン54bの電力を昇圧して高電圧系電力ライン54aに供給したり、高電圧系電力ライン54aの電力を降圧して電池電圧系電力ライン54bに供給したりすることができる。
As shown in FIG. 2, the
バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電池電圧系電力ライン54bに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。また、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいてバッテリ50に蓄えられている蓄電量の全容量(蓄電容量)に対する割合である蓄電割合SOCを演算したり、演算した蓄電割合SOCと電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算したりしている。
In the
インバータ62は、図2に示すように、6つのトランジスタT41〜T46と、トランジスタT41〜T46に逆方向に並列接続された6つのダイオードD41〜D46と、により構成されている。即ち、インバータ62は、高電圧系電力ライン54aではなく電池電圧系電力ライン54bに接続されている点を除いて、上述のインバータ41,42と同様に構成されている。
As shown in FIG. 2, the
電圧波形出力回路90は、図2に示すように、一方が接地されて一定周波数のパルス(例えば、矩形波や正弦波,三角波など)を発生する発振器92と、発振器92に一方の端子が接続された検出抵抗94と、検出抵抗94の他方の端子と接続点Cnとに接続されたコンデンサ95と、検出抵抗94とコンデンサ95との接続点Coに接続されて高周波成分を除去して信号をハイブリッド用電子制御ユニット70に出力するローパスフィルタ96とを備え、検出抵抗94の抵抗値と前述した現在接続部位の抵抗値との関係に応じた信号(電圧波形)をハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。この電圧波形出力回路90からの電圧波形は、現在接続部位の絶縁抵抗が低下していないとき(漏電のおそれがないとき)には発振器92と略同一の振幅の電圧波形となり、現在接続部位の絶縁抵抗が低下しているとき(漏電のおそれがあるとき)には検出抵抗94での電圧降下によって発振器92よりも小さな振幅の電圧波形となる。したがって、実施例の電子制御ユニット70では、現在接続部位の絶縁抵抗が正常であるか否かを判定する絶縁判定として、電圧波形出力回路90からの電圧波形の振幅が発振器92の電圧波形の振幅より若干小さな値として定められた判定用閾値以上のときには現在接続部位の絶縁抵抗は正常であると判定し、電圧波形出力回路90からの電圧波形が判定用閾値より小さいときには現在接続部位の絶縁抵抗が低下している(異常である)と判定するものとした。
As shown in FIG. 2, the voltage
ここで、電気系のうち接続点Cnから見た現在接続部位は、実施例では、インバータ41,42やインバータ62,システムメインリレー56の各状態に応じてモータMG1,MG2や空調用コンプレッサ61,バッテリ50を含む複数の部位の一部または全部からなる。システムメインリレー56がオンの状態でインバータ41,42の駆動によりモータMG1,MG2が駆動されると共にインバータ62の駆動により空調用コンプレッサ61が駆動されているとき(以下、全駆動時という)には、現在接続部位は、モータMG1,MG2やインバータ41,42,空調用コンプレッサ61,インバータ62,システムメインリレー56,バッテリ50の全部を含むものとなる。例えば、全駆動時にインバータ41がゲート遮断されたときには、現在接続部位は、全駆動時の状態からインバータ41よりモータMG1側の部位(以下、第1モータエリアという)を除いたものとなり、全駆動時にインバータ42がゲート遮断されたときには、現在接続部位は、全駆動時の状態からインバータ42よりモータMG2側の部位(以下、第2モータエリアという)を除いたものとなり、全駆動時にインバータ62がゲート遮断されたときには、現在接続部位は、全駆動時の状態からインバータ62より空調用コンプレッサ61側の部位(以下、エアコンエリアという)を除いたものとなる。また、システムメインリレー56がオフされたときには、現在接続部位は、システムメインリレー56よりバッテリ50側の部位(以下、電池エリアという)となる。なお、第1モータエリアや第2モータエリア,エアコンエリア,電池エリアなどの各エリアは互いに独立に絶縁されている。
Here, the present connection part seen from the connection point Cn in the electric system is the motors MG1, MG2 and the
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、格納したデータを保持する不揮発性のフラッシュメモリ78と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、コンデンサ57の端子間に取り付けられた電圧センサ57aからのコンデンサ57の電圧(高電圧系電力ライン54aの電圧)VHやコンデンサ58の端子間に取り付けられた電圧センサ58aからのコンデンサ58の電圧(電池電圧系電力ライン54bの電圧)VL,イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速V,電圧波形出力回路90からの信号(電圧波形)などが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70からは、昇圧コンバータ55のトランジスタT31,T32へのスイッチング制御信号,システムメインリレー56へのオンオフ信号,インバータ62のトランジスタT41〜T46へのスイッチング制御信号,警告灯89への点灯信号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、上述したように、現在接続部位の絶縁抵抗が正常であるか否かの判定も行なっている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The hybrid electronic control unit 70 is configured as a microprocessor centered on the
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸32に出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力が駆動軸32に出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されて駆動軸32に出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸32に出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力を駆動軸32に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン22の運転を伴って要求動力が駆動軸32に出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するモードであるから、両者を合わせてエンジン運転モードとして考えることができる。
The hybrid vehicle 20 of the embodiment configured in this way calculates the required torque to be output to the
また、実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン運転モードやモータ運転モードなどの通常走行用のモードに加え、車両の異常時などのために複数の退避走行用のモードが予め用意されている。退避走行用のモードとしては、モータMG2を駆動するためのインバータ42をゲート遮断した状態でエンジン22を所定回転数で運転すると共にエンジン22から出力される動力の一部がプラネタリギヤ30とモータMG1とによるトルク変換を伴って要求動力に基づく動力が駆動軸32に出力されるようエンジン22とモータMG1とを制御する直行走行モードや、エンジン22の運転を停止すると共にモータMG1を駆動するためのインバータ41をゲート遮断した状態でモータMG2からの要求動力に基づく動力が駆動軸32に出力されるようモータMG2を制御する電動走行モード、バッテリ50の充放電を禁止した状態でエンジン22から出力される動力のモータMG1とモータMG2とによる動力から電力への変換と電力から動力への変換とを行なうと共にコンデンサ57の容量の範囲内でコンデンサ57の充放電を伴って要求動力に基づく動力が駆動軸32に出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するバッテリレス走行モードなどがある。
In addition, in the hybrid vehicle 20 of the embodiment, in addition to the normal driving modes such as the engine operation mode and the motor operation mode, a plurality of retreat driving modes are prepared in advance for when the vehicle is abnormal. As a mode for the retreat travel, the
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、電気系における絶縁抵抗の低下を検出してから電気系のうち絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定する際の動作について説明する。図3はハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される絶縁抵抗低下検出処理ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図4はハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される絶縁抵抗低下部位特定処理ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図5はハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される絶縁抵抗低下部位特定用駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。図3のルーチンおよび図4のルーチンは、イグニッションオンによりシステムメインリレー56がオンされて車両がシステム起動されたときに実行される。また、図5のルーチンは、図4のルーチンにより退避走行用のモードが設定されたときに実行される。以下、説明の都合上、まず絶縁抵抗低下部位特定用の駆動制御について説明し、続いて絶縁抵抗低下の検出処理について説明し、その次に絶縁抵抗低下部位の特定処理について説明する。
Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the embodiment configured as described above, particularly, the operation when the portion of the electric system where the decrease in the insulation resistance has occurred after the decrease in the insulation resistance in the electric system is detected will be described. To do. FIG. 3 is a flowchart showing an example of an insulation resistance lowering detection processing routine executed by the hybrid electronic control unit 70, and FIG. 4 shows an example of an insulation resistance lowering part specifying processing routine executed by the hybrid electronic control unit 70. FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of the drive control routine for specifying the insulation resistance lowering portion executed by the hybrid electronic control unit 70. The routine of FIG. 3 and the routine of FIG. 4 are executed when the system
図5の絶縁抵抗低下部位特定用駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ50の入出力制限Win,Wout,退避走行用のモードなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS400)。ここで、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、図示しない回転位置検出センサにより検出されたモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。また、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、バッテリ50の電池温度とバッテリ50の蓄電割合SOCとに基づいて設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。さらに、退避走行用のモードは、後述する図4の絶縁抵抗低下部位特定処理ルーチンにより設定されたものを入力するものとした。
When the drive control routine for specifying the insulation resistance lowering portion shown in FIG. 5 is executed, the hybrid electronic control unit 70 first starts the accelerator opening Acc from the accelerator
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪39a,39bに連結された駆動軸32に出力すべき要求トルクTr*とエンジン22に要求される要求パワーPe*とを設定する(ステップS410)。要求トルクTr*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTr*を導出して設定するものとした。図6に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーPe*は、設定した要求トルクTr*に駆動軸32の回転数Nrを乗じたものとバッテリ50が要求する充放電要求パワーPb*とロスLossとの和として計算することができる。なお、駆動軸32の回転数Nrは、車速Vに換算係数kを乗じること(Nr=k・V)によって求めたり、モータMG2の回転数Nm2を用いることができる。
When the data is input in this way, the required torque Tr * to be output to the
続いて、入力した退避走行用のモードを調べ(ステップS420)、退避走行用のモードとして直行走行モードが設定されているときには、システムメインリレー56をオンとした状態を保持し(ステップS430)、エンジン22を運転すべき目標回転数Ne*にアイドル回転数より大きい回転数として予め定められた所定回転数Nesetを設定する(ステップS440)。
Subsequently, the input mode for retreat travel is checked (step S420), and when the direct travel mode is set as the retreat travel mode, the system
次に、要求トルクTr*にプラネタリギヤ30のギヤ比ρと値−1との積を乗じる次式(1)によりモータMG1から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクTm1tmpを計算すると共に(ステップS450)、バッテリ50の入出力制限Win,WoutとモータMG1の回転数Nm1とに基づいてモータMG1から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tm1min,Tm1maxを計算し(ステップS460)、計算した仮トルクTm1tmpを式(2)によりトルク制限Tm1min,Tm1maxで制限してモータMG1のトルク指令Tm1*を設定する(ステップS470)。トルク制限Tm1min,Tm1maxの計算は、モータMG1の回転数Nm1が正の値であるときにはバッテリ50の入力制限Winと出力制限WoutとをそれぞれモータMG1の回転数Nm1で割ったものをトルク制限Tm1minとトルク制限Tm1maxとすることにより行なわれ、モータMG1の回転数Nm1が負の値であるときにはバッテリ50の出力制限Woutと入力制限WinとをそれぞれモータMG1の回転数Nm1で割ったものをトルク制限Tm1minとトルク制限Tm1maxとすることにより行なわれる。直行走行モードで走行しているときのプラネタリギヤ30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図7に示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤの回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリアの回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2である駆動軸32の回転数Nrを示す。また、図中、R軸上の太線矢印は、モータMG1から出力されたトルクTm1が駆動軸32に作用するトルクを示す。なお、モータMG1の仮トルクTm1tmpを計算する式(1)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。
Next, a temporary torque Tm1tmp, which is a temporary value of torque to be output from the motor MG1, is calculated by the following equation (1) obtained by multiplying the required torque Tr * by the product of the gear ratio ρ of the
Tm1tmp = -ρ・Tr* (1)
Tm1* = max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min) (2)
Tm1tmp = -ρ ・ Tr * (1)
Tm1 * = max (min (Tm1tmp, Tm1max), Tm1min) (2)
こうしてエンジン22の目標回転数Ne*とモータMG1のトルク指令Tm1*とを設定すると、設定したエンジン22の目標回転数Ne*をエンジンECU24に送信すると共に設定したモータMG1のトルク指令Tm1*とモータMG2を駆動するインバータ42のゲート遮断指令とをモータECU40に送信して(ステップS480)、絶縁抵抗低下部位特定用駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ne*を受信したエンジンECU24は、エンジン22の回転数Neが目標回転数Ne*となるようにエンジン22のスロットル開度をフィードバック制御によって調整する吸入吸気量制御や燃料噴射制御,点火制御などの運転制御を行なう。インバータ42のゲート遮断指令とモータMG1のトルク指令Tm1*とを受信したモータECU40は、インバータ42をゲート遮断した状態としてトルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されるようインバータ41のトランジスタT11〜T16のスイッチング制御を行なう。なお、エンジン22の運転を停止しているときに目標回転数Ne*を受信したエンジンECU24は、予め定められたトルクマップを用いて設定されるモータMG1からのモータリングトルクによってエンジン22をクランキングすると共にエンジン22の回転数Neが予め定められた点火開始回転数に至ったときに燃料噴射や点火を開始することによりエンジン22を始動し、エンジン22の始動後に回転数Neが目標回転数Ne*となるように吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などの運転制御を開始する。こうした制御により、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内でモータMG1からのトルクをエンジン22で受け止めることにより駆動軸32に要求トルクTr*を出力して走行することができる。
When the target rotational speed Ne * of the
ステップS420で電動走行モードが設定されていると判定されたときには、システムメインリレー56をオンとした状態を保持し(ステップS490)、要求トルクTr*をモータMG2から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクTm2tmpに設定すると共に(ステップS500)、バッテリ50の入出力制限Win,WoutをモータMG2の回転数Nm2で割ることによりモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tm2min,Tm2maxを計算し(ステップS510)、計算した仮トルクTm2tmpを次式(3)によりトルク制限Tm2min,Tm2maxで制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS520)。
When it is determined in step S420 that the electric travel mode is set, the system
Tm2* = max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (3) Tm2 * = max (min (Tm2tmp, Tm2max), Tm2min) (3)
こうしてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定すると、エンジン22の運転停止指令をエンジンECU24に送信すると共にモータMG1を駆動するためのインバータ41のゲート遮断指令と設定したモータMG2のトルク指令Tm2*とをモータECU40に送信して(ステップS530)、絶縁抵抗低下部位特定用駆動制御ルーチンを終了する。エンジン22の運転停止指令を受信したエンジンECU24は、エンジン22を運転しているときにはエンジン22の吸入吸気量制御や燃料噴射制御,点火制御などの運転制御を停止する。インバータ41のゲート遮断指令とモータMG2のトルク指令Tm2*とを受信したモータECU40は、インバータ41をゲート遮断した状態としてトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ42のトランジスタT21〜T26のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内でモータMG2から駆動軸32に要求トルクTr*を出力して走行することができる。電動走行モードで走行しているときのプラネタリギヤ30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図8に示す。図中、R軸上の太線矢印は、モータMG2から駆動軸32に出力されるトルクTm2を示す。
When the torque command Tm2 * of the motor MG2 is set in this way, the operation stop command of the
ステップS420でバッテリレス走行モードが設定されていると判定されたときには、システムメインリレー56をオンとした状態を保持し(ステップS440)、設定した要求パワーPe*に基づいてエンジン22を運転すべき目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する(ステップS450)。この設定は、エンジン22を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーPe*とに基づいて行われる。エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する様子を図9に示す。図示するように、目標回転数Ne*と目標トルクTe*は、動作ラインと要求パワーPe*(Ne*×Te*)が一定の曲線との交点により求めることができる。
When it is determined in step S420 that the battery-less travel mode is set, the system
続いて、プラネタリギヤ30のギヤ比ρを用いてエンジン22からのトルクをモータMG1により受け止めるために出力すべきトルクを次式(4)によりモータMG1のトルク指令Tm1*として設定すると共に(ステップS460)、設定したトルク指令Tm1*にモータMG1の回転数Nm1を乗じてモータMG1により発電または消費される電力Pm1を計算し(ステップS470)、計算した電力Pm1をモータMG2の回転数Nm2で除したものに補正トルクTvcを加えたトルクをモータMG2のトルク指令Tm2*として設定する(ステップS480)。ここで、補正トルクTvcは、高電圧系電力ライン54aの電圧VH、即ちコンデンサ57の電圧がその耐圧以下となるように調整するトルクであり、例えば、コンデンサ57の電圧とその耐圧より小さい基準電圧との差に比例ゲインを乗じることにより求めることができる。
Subsequently, the torque to be output for receiving the torque from the
Tm1* = -ρ・Te*/(1+ρ) (4) Tm1 * = -ρ ・ Te * / (1 + ρ) (4)
こうしてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、目標回転数Ne*や目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、トルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40に送信して(ステップS490)、絶縁抵抗低下部位特定用駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ne*や目標トルクTe*を受信したエンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによる運転ポイントで運転されるよう燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量制御などの運転制御を行ない、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、バッテリ50を充放電することなく、基本的にはエンジン22からの動力の電力への変換と再び動力への変換とを伴って要求トルクTr*を駆動軸32に出力して走行し、要求トルクTr*の変化に対してはコンデンサ57の容量の範囲内でコンデンサ57の充放電を伴って要求トルクTr*に応じたトルクを駆動軸32に出力して走行することができる。バッテリレス走行モードで走行しているときのプラネタリギヤ30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図10に示す。
When the target rotational speed Ne * and target torque Te * of the
なお、こうした絶縁抵抗低下部位特定用駆動制御ルーチンを実行している最中の昇圧コンバータ55の制御としては、後述する絶縁抵抗低下部位の特定処理により特に制御されない限り、ハイブリッド用電子制御ユニット70によって、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*と回転数Nm1,Nm2とに基づいて高電圧系電力ライン54aの目標電圧VHtagを設定し、電圧センサ57aからの高電圧系電力ライン54aの電圧VHが目標電圧VHtagとなるよう昇圧コンバータ55のトランジスタT31,T32のスイッチング制御を行なう。ここで、高電圧系電力ライン54aの目標電圧VHtagは、実施例では、モータMG1の目標動作点(トルク指令Tm1*,回転数Nm1)でモータMG1を駆動できる電圧とモータMG2の目標動作点(トルク指令Tm2*,回転数Nm2)でモータMG2を駆動できる電圧とのうち大きい方の電圧を最大許容電圧VHmaxの範囲内で設定するものとし、一方のモータのみが駆動されているときにはその一方のモータの目標動作点で駆動できる電圧を最大許容電圧VHmaxの範囲内で設定するものとした。高電圧系電力ライン54aの最大許容電圧VHmaxは、実施例では、昇圧コンバータ55により昇圧してもよい高電圧系電力ライン54aの最大電圧であり、コンデンサ57の耐圧やその耐圧よりも若干小さい値として予め定められたものを用いることができる。以上、絶縁抵抗低下部位特定用の駆動制御について説明した。次に、絶縁抵抗低下の検出処理について説明する。この絶縁抵抗低下の検出処理は、イグニッションオンにより車両がシステム起動されたときに実行されるから、この検出処理で実行する絶縁判定は、通常走行用のモード(エンジン運転モード,モータ運転モード)で走行している最中に行なわれる。
Note that the control of the step-up
図3の絶縁抵抗低下検出処理ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、電圧波形出力回路90からの電圧波形を用いて電気系のうち接続点Cnから見た現在の接続部位である現在接続部位の絶縁判定を行なう(ステップS100)。ここで、現在接続部位の絶縁判定は、実施例では、電圧波形出力回路90からの電圧波形の振幅と判定用閾値とを比較することにより行なうものとした。
When the insulation resistance lowering detection processing routine of FIG. 3 is executed, the
絶縁判定の結果として絶縁抵抗が正常であるときには(ステップS110)、ステップS100の処理に戻り、絶縁判定の結果として絶縁抵抗が異常であるときには(ステップS110)、警告灯89を点灯し(ステップS120)、フラッシュメモリ78に記憶され初期値として値0が設定された異常検出フラグFに値1を設定して(ステップS130)、絶縁抵抗低下検出処理ルーチンを終了する。以上、絶縁抵抗低下の検出処理について説明した。次に、絶縁抵抗低下部位の特定処理について説明する。
When the insulation resistance is normal as a result of the insulation determination (step S110), the process returns to step S100. When the insulation resistance is abnormal as the result of the insulation determination (step S110), the warning
図4の絶縁抵抗低下部位特定処理ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、フラッシュメモリ78に記憶された異常検出フラグFを入力し(ステップS200)、入力した異常検出フラグFが値1か否かを判定する処理を実行する(ステップS210)。異常検出フラグFが値0のときには、絶縁抵抗の低下は検出されていないと判断し、そのまま絶縁抵抗低下部位特定処理ルーチンを終了する。この場合、通常走行用のモードでの走行が継続される。
4 is executed, the
異常検出フラグFが値1のときには、絶縁抵抗の低下が検出されたと判断し、空調用コンプレッサ61を駆動するためのインバータ62の作動とゲート遮断との切り換えを行なって電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づいてインバータ62より空調用コンプレッサ61側のエアコンエリアに絶縁抵抗の低下が生じているか否かを判定する(ステップS220)。この判定では、具体的には、インバータ62を作動して空調用コンプレッサ61に通電したときの電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づいて絶縁判定を行なうと絶縁抵抗が異常と判定され、インバータ62をゲート遮断して空調用コンプレッサ61に通電しないときの電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づいて絶縁判定を行なうと絶縁抵抗が正常と判定されたときに、エアコンエリアに絶縁抵抗の低下が生じていると判定するものとした。
When the abnormality detection flag F is a value of 1, it is determined that a decrease in insulation resistance has been detected, and the operation of the
続いて、高電圧系電力ライン54aの電圧VHが最大許容電圧VHmaxとなるように昇圧コンバータ55のスイッチング制御を行ない(ステップS230)、直行走行モードでの走行が開始されるように退避走行用のモードのうち直行走行モードを設定する(ステップS240)。高電圧系電力ライン54aの電圧VHを最大許容電圧VHmaxまで昇圧する理由については後述する。直行走行モードが設定されると、図5の絶縁抵抗低下部位特定用駆動制御ルーチンによって直行走行モードでの走行が開始される。
Subsequently, switching control of the step-up
こうして直行走行モードでの走行を開始すると、モータMG2を駆動するためのインバータ42の作動とゲート遮断との切り換えを行なって電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づいてインバータ42よりモータMG2側の第2モータエリアに絶縁抵抗の低下が生じているか否かを判定する(ステップS250)。この判定では、具体的には、モータMG2からトルクが出力されないように(モータMG2にd軸電流が流れるように)一時的にインバータ42をスイッチング制御してモータMG2に通電したときの電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づいて絶縁判定を行なうと絶縁抵抗が異常と判定され、インバータ42をゲート遮断してモータMG2に通電しないときの電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づいて絶縁判定を行なうと絶縁抵抗が正常と判定されたときに、第2モータエリアに絶縁抵抗の低下が生じていると判定するものとした。ここで、直行走行モードで走行している最中は、インバータ42はゲート遮断されているため、モータMG2に通電しないときの電圧波形出力回路90からの電圧波形を入力することができる。したがって、モータMG2に通電しないときの電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づく絶縁判定は、モータMG2に通電したときの電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づく絶縁判定の前に行なってもよいし、モータMG2に通電したときの電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づく絶縁判定の後に行なってもよい。このように、第2モータエリアに絶縁抵抗の低下が生じているか否かの判定は、直行走行モードでの走行状態を利用して行なうことができる。
When traveling in the straight traveling mode is started in this manner, the operation of the
続いて、電動走行モードでの走行が開始されるように退避走行用のモードのうち電動走行モードを設定する(ステップS260)。電動走行モードが設定されると、図5の絶縁抵抗低下部位特定用駆動制御ルーチンによって電動走行モードでの走行が開始される。 Subsequently, the electric travel mode is set in the retreat travel mode so that travel in the electric travel mode is started (step S260). When the electric travel mode is set, the travel in the electric travel mode is started by the drive control routine for specifying the insulation resistance lowering portion in FIG.
こうして電動走行モードでの走行を開始すると、モータMG1を駆動するためのインバータ41の作動とゲート遮断との切り換えを行なって電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づいてインバータ41よりモータMG1側の第1モータエリアに絶縁抵抗の低下が生じているか否かを判定する(ステップS270)。この判定では、具体的には、モータMG1からトルクが出力されないように(モータMG1にd軸電流が流れれるように)一時的にインバータ41をスイッチング制御してモータMG1に通電したときの電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づいて絶縁判定を行なうと絶縁抵抗が異常と判定され、インバータ41をゲート遮断してモータMG1に通電しないときの電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づいて絶縁判定を行なうと絶縁抵抗が正常と判定されたときに、第1モータエリアに絶縁抵抗の低下が生じていると判定するものとした。ここで、電動走行モードで走行している最中は、インバータ41はゲート遮断されているため、モータMG1に通電しないときの電圧波形出力回路90からの電圧波形を入力することができる。したがって、モータMG1に通電しないときの電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づく絶縁判定は、モータMG1に通電したときの電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づく絶縁判定の前に行なってもよいし、モータMG2に通電したときの電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づく絶縁判定の後に行なってもよい。このように、第1モータエリアに絶縁抵抗の低下が生じているか否かの判定は、電動走行モードでの走行状態を利用して行なうことができる。
When running in the electric running mode is started in this way, the operation of the
ここで、高電圧系電力ライン54aの電圧VHを最大許容電圧VHmaxまで昇圧する理由について説明する。直行走行モードで走行するとモータMG2はその回転数Nm2に応じて逆起電圧を発生し、電動走行モードで走行するとモータMG1はその回転数Nm1に応じて逆起電圧を発生する。また、モータMG2の逆起電圧やモータMG1の逆起電圧は、高電圧系電力ライン54aの電圧VHよりも大きくなると、電圧波形出力回路90からの電圧波形に影響し、判定用閾値が絶縁判定に適したものではなくなるなどのために、電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づいて絶縁判定を正常に行なうことができない場合が生じる。このため、実施例では、高電圧系電力ライン54aの電圧VHを最大許容電圧VHmaxまで昇圧することにより、直行走行モードや電動走行モードでの走行中に、モータMG2の逆起電圧やモータMG1の逆起電圧が高電圧系電力ライン54aの電圧VH以上とならないようにするものとした。これにより、直行走行モードでの走行状態や電動走行モードでの走行状態を利用して、電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づく絶縁判定をより適正に行なうことができる。
Here, the reason why the voltage VH of the high voltage
次に、昇圧コンバータ55を駆動停止すると共にバッテリレス走行モードでの走行が開始されるように退避走行用のモードのうちバッテリレス走行モードを設定する(ステップS480)。バッテリレス走行モードが設定されると、図5の絶縁抵抗低下部位特定用駆動制御ルーチンによってバッテリレス走行モードでの走行が開始される。
Next, the battery-less travel mode is set in the retreat travel mode so that the
こうしてバッテリレス走行モードでの走行を開始すると、システムメインリレー56をオンからオフとして電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づいてシステムメインリレー56よりバッテリ50側の電池エリアに絶縁抵抗の低下が生じているか否かを判定する(ステップS290)。この判定では、具体的には、バッテリレス走行モードでの走行開始後でシステムメインリレー56がオンのときに電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づいて絶縁判定を行なったときに絶縁抵抗が異常と判定され、その判定後にシステムメインリレー56をオフとした状態で電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づいて絶縁判定を行なったときに再び絶縁抵抗が異常と判定されたときには、電池エリアに絶縁抵抗の低下が生じていると判定するものとした。このように、電池エリアに絶縁抵抗の低下が生じているか否かの判定は、バッテリレス走行モードでの走行状態を利用して行なうことができる。なお、実施例では、バッテリレス走行モードでの走行開始の直後はシステムメインリレー56はオンとされているが、ステップS490による電池エリアの判定後にはシステムメインリレー56はオフとされている。
When traveling in the battery-less traveling mode is started in this way, the system
こうしてシステムメインリレー56をオフとしてバッテリレス走行モードが設定された状態でイグニッションスイッチ80によりイグニッションオフされるのを待ち(ステップS300)、イグニッションオフされたときには、エアコンエリアと第1モータエリアと第2モータエリアと電池エリアとの各エリアの判定結果に基づいて電気系のうち絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定し(ステップS310)、車両をシステム停止するための処理を実行して(ステップS320)、絶縁抵抗低下部位特定処理ルーチンを終了する。絶縁抵抗の低下が生じた部位の特定は、実施例では、各エリアのうち1つのエリアに絶縁抵抗の低下が生じていると判定されているときに、その1つのエリアが絶縁抵抗の低下が生じた部位であると特定することにより行なうものとし、特定されたエリアを示す情報をフラッシュメモリ78に記憶するものとした。なお、各エリアのいずれにも絶縁抵抗の低下が生じているとは判定されていないときや、各エリアのうち2つ以上のエリアに絶縁抵抗の低下が生じていると判定されているときには、実施例では、次にイグニッションオンされて本ルーチンが実行されたときに絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定するものとした。また、実施例では、異常検出フラグFに値1が設定されてから直行走行モードでの走行と電動走行モードでの走行との後にバッテリレス走行モードでの走行を行なってイグニッションオフされるのを待つから、バッテリレス走行モードで走行中に電池エリアが絶縁抵抗低下が生じた部位であるか否かを判定するためにシステムメインリレー56をオンからオフとした後に、システムメインリレー56を再びオフからオンとしないようにすることができる。これにより、システムメインリレー56を再びオフからオンとすることによりシステムメインリレー56に大電流が流れるなどの不都合が生じるのを抑制することができる。
In this way, the system
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、インバータ41,42やインバータ62,システムメインリレー56の各状態に応じてモータMG1,MG2や空調用コンプレッサ61,バッテリ50を含む複数の部位の一部又は全部からなる電気系(現在接続部位)の絶縁抵抗に応じた電圧波形に基づいて電気系(現在接続部位)の絶縁抵抗の低下が検出されてから、複数の部位のうち絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定する際に、システムメインリレー56がオンとされインバータ42がゲート遮断された状態でエンジン22を運転し且つモータMG1を駆動してバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で走行に要求される要求トルクTr*により走行する直行走行モードでの走行と、システムメインリレー56がオンとされエンジン22の運転が停止されると共にインバータ41がゲート遮断された状態でモータMG2を駆動してバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*により走行する電動走行モードでの走行と、エンジン22を運転し且つモータMG1とモータMG2とを駆動してバッテリ50を充放電せずにコンデンサ57の耐圧の範囲内で要求トルクTr*により走行するバッテリレス走行モードでの走行と、がそれぞれ行なわれるようエンジン22とインバータ41とインバータ42とシステムメインリレー56とを制御し、直行走行モードでの走行と電動走行モードでの走行とバッテリレス走行モードでの走行とがそれぞれ行なわれているときの電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づいて複数の部位のうち絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定するから、走行中に絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定するための処理を行なうことができる。この結果、通常走行モードでの走行中に電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づいて電気系の絶縁抵抗の低下が検出された後により迅速に絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定するための処理を行なうことができる。したがって、イグニッションオフされたときに絶縁抵抗低下部位の特定処理を行なうものに比して、絶縁抵抗低下の検出後に絶縁抵抗低下部位の特定処理を行なうまでの走行の間に電圧波形出力回路90からの電圧波形が一時的に正常に戻るのを抑制することができ、絶縁抵抗の低下が生じた部位の特定をより確実に行なうことができる。
According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, one of a plurality of parts including the motors MG1, MG2, the
実施例のハイブリッド自動車20では、異常検出フラグFに値1が設定されてから直行走行モードでの走行と電動走行モードでの走行とバッテリレス走行モードでの走行とをこの順に行ない、各走行モードでの走行中の電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づいて絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定するものとしたが、異常検出フラグFに値1が設定されてからの直行走行モード,電動走行モード,バッテリレス走行モードの設定順は、如何なるものとしてもよい。例えば、バッテリレス走行モードを1番目や2番目に設定して走行する場合、バッテリレス走行モードでの走行中にシステムメインリレー56をオフからオンとしてから直行走行モードや電動走行モードを設定して走行を開始するものとしてもよい。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, after the
実施例のハイブリッド自動車20では、異常検出フラグFに値1が設定されてから直行走行モード,電動走行モード,バッテリレス走行モードの各走行モードでの走行中の電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づいて第1モータエリア,第2モータエリア,電池エリアなどの各エリアが絶縁抵抗の低下が生じた部位であるか否かを判定し、イグニッションオフされたときに各エリアの判定結果に基づいて絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定するものとしたが、各エリアの判定結果が全て得られたときに、イグニッションオフされる前のタイミングで、各エリアの判定結果に基づいて絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定するものとしてもよい。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, after the
実施例のハイブリッド自動車20では、異常検出フラグFに値1が設定されてから直行走行モード,電動走行モード,バッテリレス走行モードの各走行モードで走行中の電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づいて第1モータエリア,第2モータエリア,電池エリアなどの各エリアが絶縁抵抗の低下が生じた部位であるか否かを判定し、バッテリレス走行モードでの走行中にイグニッションオフされたときに各エリアの判定結果に基づいて絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定するものとしたが、バッテリレス走行モードでの走行中に電池エリアの判定を行なった後に通常走行用のモードで走行を開始し、通常走行用のモードで走行しながらイグニッションオフを待つものとしてもよい。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, after the
実施例のハイブリッド自動車20では、異常検出フラグFに値1が設定されてから高電圧系電力ライン54aの電圧VHを最大許容電圧VHmaxに昇圧して直行走行モードでの走行と電動走行モードでの走行とを行なうものとしたが、高電圧系電力ライン54aの電圧VHを、電動走行モードのときにモータMG1の回転により発生するモータMG1の回転数Nm1に応じた逆起電圧である第1逆起電圧と直行走行モードのときにモータMG2の回転により発生するモータMG2の回転数Nm2に応じた逆起電圧である第2逆起電圧とのうち大きい方以上の電圧として予め定められた所定電圧まで昇圧して、直行走行モードでの走行と電動走行モードでの走行とを行なうものとしてもよい。また、電動走行モードのときには高電圧系電力ライン54aの電圧VHを第1逆起電圧以上に昇圧し、直行走行モードのときには高電圧系電力ライン54aの電圧VHを第2逆起電圧以上に昇圧するものとしてもよい。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, after the
実施例のハイブリッド自動車20では、通常走行用のモード(エンジン運転モード,モータ運転モード)で走行中に異常検出フラグFが値1に設定されてから直行走行モードでの走行を開始したときに、モータMG2を駆動するためのインバータ42の作動とゲート遮断との切り換えを行なって電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づいてインバータ42よりモータMG2側の第2モータエリアが絶縁抵抗の低下が生じている部位であるか否かを判定するものとしたが、インバータ42が作動している通常走行用のモードからインバータ42がゲート遮断される直行走行モードに切り換えて走行を開始することにより電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づいて現在接続部位の絶縁抵抗が異常から正常に変化したと判定されたときに、第2モータエリアが絶縁抵抗の低下が生じている部位であると判定するものとしてもよい。同様に、インバータ41が作動している直行走行モードからインバータ41がゲート遮断される電動走行モードに切り換えて走行を開始することにより電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づいて現在接続部位の絶縁抵抗が異常から正常に変化したと判定されたときに、第1モータエリアが絶縁抵抗の低下が生じている部位であると判定するものとしてもよい。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when traveling in the straight traveling mode is started after the abnormality detection flag F is set to the
実施例のハイブリッド自動車20では、高電圧系電力ライン54aの電圧VHを電池電圧系電力ライン54bの電圧VLから最大許容電圧VHmaxの範囲内で調節すると共に高電圧系電力ライン54aと低電圧系電力ライン54bとの間で電力のやりとりを行なう昇圧コンバータ55を備えるものとしたが、昇圧コンバータ55は備えないものとしてもよい。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the voltage VH of the high voltage
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2からの動力を駆動輪39a,39bに連結された駆動軸32に出力するものとしたが、図11の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2からの動力を駆動軸32が接続された車軸(駆動輪39a,39bに接続された車軸)とは異なる車軸(図11における車輪39c,39dに接続された車軸)に出力するものとしてもよい。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power from the motor MG2 is output to the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22からの動力をモータMG1の駆動を伴ってプラネタリギヤ30を介して駆動輪39a,39bに連結された駆動軸32に出力すると共にモータMG2からの動力を駆動軸32に出力する構成としたが、この構成に加えて、図12の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22やモータMG2からの動力が出力される駆動軸32が接続された車軸(駆動輪39a,39bに接続された車軸)とは異なる車軸(図12における車輪39c,39dに接続された車軸)に動力を出力するモータMG3を備えるものとしてもよい。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power from the
実施例のハイブリッド自動車20,20Bでは、エンジン22からの動力をモータMG1の駆動を伴ってプラネタリギヤ30を介して駆動輪39a,39bに接続された駆動軸32に出力すると共にモータMG2からの動力を駆動軸32に出力するものとしたが、図13の変形例のハイブリッド自動車320に例示するように、駆動輪39a,39bに接続された第1駆動軸に変速機330を介してモータMG1を取り付けてモータMG1の回転軸にクラッチ329を介してエンジン22を接続する構成として、エンジン22からの動力をモータMG1の回転軸と変速機330とを介して第1駆動軸に出力すると共にモータMG1からの動力を変速機330を介して第1駆動軸に出力し、この構成に加えて駆動輪39a,39bに接続された第1駆動軸とは異なる第2駆動軸(図13における車輪39c,39dに接続された駆動軸)にモータMG2を接続してモータMG2からの動力を第2駆動軸に出力するものとしてもよい。
In the hybrid vehicles 20 and 20B of the embodiment, the power from the
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「内燃機関」に相当し、モータMG1が「第1電動機」に相当し、インバータ41が「第1インバータ」に相当し、モータMG2が「第2電動機」に相当し、インバータ42が「第2インバータ」に相当し、バッテリ50が「二次電池」に相当し、システムメインリレー56が「リレー」に相当し、電圧波形出力回路90が「絶縁抵抗信号検出手段」に相当し、システム起動されてからの通常走行モードでの走行中に電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づいて異常検出フラグFに値1を設定する図3の絶縁抵抗低下検出処理ルーチンを実行したり、異常検出フラグFに値1が設定されたときに直行走行モード,電動走行モード,バッテリレス走行モードの各モードでの走行中の電圧波形出力回路90からの電圧波形に基づいて第2モータエリア,第1モータエリア,電池エリアを含む複数の部位のうち絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定する図4の絶縁抵抗低下部位特定処理ルーチンを実行したり、図4のルーチンで設定された退避走行用の各モードで走行するようエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,エンジン運転停止指令,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*,インバータ41,42のゲート遮断指令をエンジンECU24やモータECU40に送信したりシステムメインリレー56をオンに保持したりする図5の退避走行用駆動制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット70と、目標回転数Ne*や目標トルクTe*,エンジン運転停止指令を受けてエンジン22を制御するエンジンECU24と、トルク指令Tm1*,Tm2*,インバータ41,42のゲート遮断指令を受けてインバータ41,42を制御するモータECU40とが「絶縁抵抗低下部位特定手段」に相当する。また、昇圧コンバータ55が「昇圧コンバータ」に相当し、プラネタリギヤ30が「遊星歯車機構」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関としてのエンジン22に限定されるものではなく、走行用の動力を出力可能なものであれば、水素エンジンなど、如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「第1電動機」としては同期発電電動機としてのモータMG1に限定されるものではなく、内燃機関からの動力を用いて発電可能なものであれば、誘導電動機など、他のタイプの電動機であっても構わない。「第1インバータ」としては、インバータ41に限定されるものではなく、第1電動機を駆動するものであれば如何なるものとしても構わない。「第2電動機」としては同期発電電動機としてのモータMG2に限定されるものではなく、走行用の動力を出力可能なものであれば、誘導電動機など、他のタイプの電動機であっても構わない。「第2インバータ」としては、インバータ42に限定されるものではなく、第2電動機を駆動するものであれば如何なるものとしても構わない。「二次電池」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ50に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池,鉛蓄電池など、第1インバータおよび第2インバータが接続された駆動系にリレーを介して接続されたものであれば如何なるタイプの二次電池であっても構わない。「リレー」としては、システムメインリレー56に限定されるものではなく、第1インバータおよび第2インバータを介して二次電池を第1電動機および第2電動機に接続するものであれば如何なるものとしても構わない。「絶縁抵抗信号検出手段」としては、電圧波形出力回路90に限定されるものではなく、第1インバータと第2インバータとリレーとの各状態に応じて第1電動機と第2電動機と二次電池とを含む複数の部位の一部又は全部からなる電気系の絶縁抵抗に応じた絶縁抵抗信号を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「絶縁抵抗低下部位特定手段」としては、図3の絶縁抵抗低下検出処理ルーチンを実行したり図45の絶縁抵抗低下部位特定処理ルーチンを実行したり図5の退避走行用駆動制御ルーチンを実行してエンジン22やモータMG1,MG2,システムメインリレー56などを制御して絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定するものに限定されるものではなく、検出された絶縁抵抗信号に基づいて電気系の絶縁抵抗の低下が検出されてから複数の部位のうち絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定する際、リレーがオンとされ第2インバータがゲート遮断された状態で内燃機関を運転し且つ第1電動機を駆動して走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行する第1電動機走行と、リレーがオンとされ内燃機関の運転が停止されると共に第1インバータがゲート遮断された状態で第2電動機を駆動して要求駆動力に基づく駆動力により走行する電動機走行と、内燃機関を運転し且つ第1電動機と第2電動機とを駆動して二次電池を充放電せずに要求駆動力に基づく駆動力により走行する無充放電走行と、がそれぞれ行なわれるよう内燃機関と第1インバータと第2インバータとリレーとを制御し、第1電動機走行と第2電動機走行と無充放電走行とがそれぞれ行なわれているときに絶縁抵抗信号検出手段により検出される絶縁抵抗信号に基づいて複数の部位のうち絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定するものであれば如何なるものとしても構わない。また、「昇圧コンバータ」としては、昇圧コンバータ55に限定されるものではなく、二次電池が接続された電池系からリレーを介して供給される電力を昇圧して駆動系に供給するものであれば如何なるものとしても構わない。「遊星歯車機構」としては、プラネタリギヤ30に限定されるものではなく、内燃機関の出力軸と第1電動機の回転軸と車軸に連結された駆動軸との3軸に3つの回転要素が接続されたものであれば如何なるものとしても構わない。
Here, the “internal combustion engine” is not limited to the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of hybrid vehicles.
20,120,220,320 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、30 プラネタリギヤ、32 駆動軸、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b 駆動輪、39c,39d 車輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、50 バッテリ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54a 高電圧系電力ライン、54b 電池電圧系電力ライン、55 昇圧コンバータ、56 システムメインリレー、57,58 コンデンサ、57a,57b 電圧センサ、60 空調装置、61 空調用コンプレッサ、62 インバータ、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、78 フラッシュメモリ、80 イグニッションスイッチ、82 シフトポジションセンサ、84 アクセルペダルポジションセンサ、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、89 警告灯、90 電圧波形出力回路、92 発振器、94 検出抵抗、95 コンデンサ、96 ローパスフィルタ、329 クラッチ、330 変速機、D11〜D16,D21〜D26,D31,D32,D41〜D46 ダイオード、L リアクトル、MG,MG1,MG2,MG3 モータ、T11〜T16,T21〜T26,T31,T32,T41〜T46 トランジスタ。 20, 120, 220, 320 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 30 planetary gear, 32 drive shaft, 38 differential gear, 39a, 39b drive wheel, 39c, 39d wheel, 40 electronic control unit for motor (motor ECU), 41, 42 inverter, 50 battery, 52 electronic control unit for battery (battery ECU), 54a high voltage system power line, 54b battery voltage system power line, 55 boost converter, 56 system Main relay, 57, 58 capacitor, 57a, 57b Voltage sensor, 60 Air conditioning device, 61 Air conditioning compressor, 62 Inverter, 70 Hybrid electronic control unit, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 78 Flash memory, 80 Ignition switch, 82 Shift position sensor, 84 Accel pedal position sensor, 86 Brake pedal position sensor, 88 Vehicle speed sensor, 89 Warning light, 90 Voltage waveform output circuit, 92 Oscillator, 94 Detection resistance, 95 Capacitor , 96 low pass filter, 329 clutch, 330 transmission, D11 to D16, D21 to D26, D31, D32, D41 to D46 diode, L reactor, MG, MG1, MG2, MG3 motor, T11 to T16, T21 to T26, T31 , T32, T41 to T46 transistors.
Claims (5)
前記第1インバータと前記第2インバータと前記リレーとの各状態に応じて前記第1電動機と前記第2電動機と前記二次電池とを含む複数の部位の一部又は全部からなる電気系の絶縁抵抗に応じた絶縁抵抗信号を検出する絶縁抵抗信号検出手段と、
前記検出された絶縁抵抗信号に基づいて前記電気系の絶縁抵抗の低下が検出されてから前記複数の部位のうち絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定する際、前記リレーがオンとされ前記第2インバータがゲート遮断された状態で前記内燃機関を運転し且つ前記第1電動機を駆動して走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行する第1電動機走行と、前記リレーがオンとされ前記内燃機関の運転が停止されると共に前記第1インバータがゲート遮断された状態で前記第2電動機を駆動して前記要求駆動力に基づく駆動力により走行する第2電動機走行と、前記内燃機関を運転し且つ前記第1電動機と前記第2電動機とを駆動して前記二次電池を充放電せずに前記要求駆動力に基づく駆動力により走行する無充放電走行と、がそれぞれ行なわれるよう前記内燃機関と前記第1インバータと前記第2インバータと前記リレーとを制御し、前記第1電動機走行と前記第2電動機走行と前記無充放電走行とがそれぞれ行なわれているときに前記絶縁抵抗信号検出手段により検出される絶縁抵抗信号に基づいて前記複数の部位のうち絶縁抵抗の低下が生じた部位を特定する絶縁抵抗低下部位特定手段と、
を備えるハイブリッド自動車。 An internal combustion engine capable of outputting traveling power, a first electric motor capable of generating electric power using the power from the internal combustion engine, a first inverter driving the first electric motor, and a first inverter capable of outputting traveling power Two motors, a second inverter that drives the second motor, a secondary battery, and the secondary battery is connected to the first motor and the second motor via the first inverter and the second inverter. A hybrid vehicle comprising a relay,
Insulation of an electric system comprising a part or all of a plurality of parts including the first electric motor, the second electric motor, and the secondary battery according to the states of the first inverter, the second inverter, and the relay. Insulation resistance signal detecting means for detecting an insulation resistance signal according to the resistance;
The relay is turned on when the portion of the plurality of portions where the decrease in insulation resistance has occurred after the decrease in the insulation resistance of the electrical system is detected based on the detected insulation resistance signal. (2) driving the first internal motor with the inverter shut off and driving the first motor to drive with a driving force based on a required driving force required for driving; and turning on the relay. A second motor running that drives the second motor with a driving force based on the required driving force in a state where the operation of the internal combustion engine is stopped and the first inverter is shut off, and the internal combustion engine And driving the first motor and the second motor to drive the secondary battery without charging / discharging and running with a driving force based on the required driving force, respectively, When the internal combustion engine, the first inverter, the second inverter, and the relay are controlled so that the first electric motor traveling, the second electric motor traveling, and the non-charge / discharge traveling are performed, respectively. Insulation resistance lowering part specifying means for specifying a part of the plurality of parts where a decrease in insulation resistance occurs based on an insulation resistance signal detected by the insulation resistance signal detecting means;
A hybrid car with
前記絶縁抵抗低下部位特定手段は、前記第1電動機走行が行なわれているときに前記絶縁抵抗信号検出手段により検出される絶縁抵抗信号と該第1電動機走行の状態から前記第2インバータのゲート遮断を解除して前記第2電動機からトルクが出力されないよう前記第2インバータを作動させたときに前記絶縁抵抗信号検出手段により検出される絶縁抵抗信号とに基づいて前記第2インバータより前記第2電動機側の部位に絶縁抵抗の低下が生じているか否かを判定し、前記第2電動機走行が行なわれているときに前記絶縁抵抗信号検出手段により検出される絶縁抵抗信号と該第2電動機走行の状態から前記第1インバータのゲート遮断を解除して前記第1電動機からトルクが出力されないよう前記第1インバータを作動させたときに前記絶縁抵抗信号検出手段により検出される絶縁抵抗信号とに基づいて前記第1インバータより前記第1電動機側の部位に絶縁抵抗の低下が生じているか否かを判定し、前記無充放電走行が行なわれているときに前記リレーをオンからオフとしたときに前記絶縁抵抗信号検出手段により検出される絶縁抵抗信号に基づいて前記リレーより前記二次電池側の部位に絶縁抵抗の低下が生じているか否かを判定する手段である、
ハイブリッド自動車。 The hybrid vehicle according to claim 1,
The insulation resistance lowering portion specifying means shuts off the gate of the second inverter from the insulation resistance signal detected by the insulation resistance signal detecting means and the state of the first motor running when the first motor running is being performed. And the second electric motor from the second inverter based on the insulation resistance signal detected by the insulation resistance signal detection means when the second inverter is operated so that torque is not output from the second electric motor. determining whether decrease in insulation resistance at the site of side occurs, is the insulation resistance signal and the second electric motor cars detected by the insulation resistance signal detecting means when said second electric motor driving is being performed the absolute when torque from said first motor to release the gate of interruption of the first inverter from the condition actuates the first inverter so as not to be output Based on the insulation resistance signal detected by the resistance signal detection means, it is determined whether or not the insulation resistance is lowered at the first motor side portion from the first inverter, and the non-charge / discharge running is performed. Whether or not a decrease in insulation resistance occurs in the secondary battery side of the relay based on the insulation resistance signal detected by the insulation resistance signal detection means when the relay is turned off from on It is a means to determine
Hybrid car.
前記二次電池が接続された電池電圧系から前記リレーを介して供給される電力を昇圧して前記第1インバータおよび前記第2インバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータ
を備え、
前記第1電動機および前記第2電動機は、回転したときに逆起電圧を発生する電動機であり、
前記絶縁抵抗低下部位特定手段は、前記駆動電圧系の電圧を、前記第1電動機の回転により発生する逆起電圧と前記第2電動機の回転により発生する逆起電圧とが前記絶縁抵抗信号に影響を与えるのを抑制可能な電圧として定められた所定電圧以上とした状態で、前記第1電動機走行と前記第2電動機走行とが行なわれるよう、前記内燃機関と前記第1インバータと前記第2インバータと前記リレーと前記昇圧コンバータとを制御する手段である、
ハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle according to claim 1 or 2,
A boost converter that boosts power supplied from the battery voltage system to which the secondary battery is connected via the relay and supplies the boosted power to the drive voltage system to which the first inverter and the second inverter are connected;
The first electric motor and the second electric motor are electric motors that generate a counter electromotive voltage when rotated,
In the insulation resistance lowering portion specifying means, the voltage of the drive voltage system is influenced by the back electromotive voltage generated by the rotation of the first motor and the back electromotive voltage generated by the rotation of the second motor on the insulation resistance signal. The internal combustion engine, the first inverter, and the second inverter are performed so that the first electric motor traveling and the second electric motor traveling are performed in a state where the first electric motor traveling and the second electric motor traveling are performed in a state where the voltage is not less than a predetermined voltage determined as a voltage that can be suppressed And means for controlling the relay and the boost converter,
Hybrid car.
前記所定電圧は、前記昇圧コンバータにより昇圧可能な前記駆動電圧系の電圧の最大値である、
ハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle according to claim 3,
The predetermined voltage is a maximum value of the voltage of the drive voltage system that can be boosted by the boost converter.
Hybrid car.
前記内燃機関の出力軸と前記第1電動機の回転軸と車軸に連結された駆動軸との3軸に3つの回転要素が接続された遊星歯車機構
を備え、
前記第2電動機は、前記駆動軸に接続されてなる、
ハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 4,
A planetary gear mechanism in which three rotating elements are connected to three axes of an output shaft of the internal combustion engine, a rotating shaft of the first electric motor, and a driving shaft connected to an axle;
The second electric motor is connected to the drive shaft;
Hybrid car.
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