(57)【要約】【課題】電動機の出力トルクが当該電動機の回転数に応じて制限される際に、電動機の制御モードが頻繁に切り替えられるのを抑制する。【解決手段】ハイブリッド車両のモータＥＣＵは、モータＭＧ２の動作点（目標動作点）に応じてＰＷＭ制御モードおよび矩形波制御モードの何れかによりインバータを制御し、ハイブリッド車両のハイブリッドＥＣＵは、ＰＷＭ制御モードおよび矩形波制御モードの切替点を含むように予め定められた制限回転域（Ｎ１〜Ｎ２）にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が含まれる際に、モータＭＧ２が回転数Ｎｍ２に応じて変更される上限トルクＴｍ２ｌｉｍの範囲内のトルクを出力するようにモータＥＣＵに複数の制御モードの何れかによりインバータを制御させると共に、トルク指令Ｔｍ２＊すなわちモータＭＧ２により出力されるトルクの変化量を制限する（ステップＳ１５０〜Ｓ１９０）。【選択図】図２
2014217112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と、前記電動機を駆動するインバータと、前記インバータを介して前記電動機と電力をやり取り可能なバッテリとを備えた車両の制御装置において、
予め定められた制限回転域に前記電動機の回転数が含まれる際に、前記電動機が前記回転数に応じて変更される上限トルクの範囲内のトルクを出力するようにＰＷＭ制御モードおよび矩形波制御モードを含む複数の制御モードの何れかにより前記インバータを制御すると共に、前記制限回転域に前記複数の制御モードの切替点が含まれる場合には、前記電動機により出力されるトルクの変化量を制限することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の制御装置において、
前記制限回転域に前記電動機の回転数が含まれる際に、前記回転数が高いほど前記上限トルクを小さく設定すると共に、前記電動機により出力されるトルクが低下する場合には、前記トルクの変化量を制限しないことを特徴とする車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機と、電動機を駆動するインバータと、インバータを介して電動機と電力をやり取り可能なバッテリとを備えた車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハイブリッド車両の制御装置として、バッテリに異常が生じた際に、システムメインリレーをオフしてバッテリを電力ラインから切り離すと共にエンジンにより駆動される発電機により発電された電力を用いて電動機を駆動すると共に、発電機および電動機が接続された電力線の電圧（システム電圧ＶＨ）を電圧指令値ＶＨｒに近づける電力制御を実行するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この制御装置は、このようなバッテリからの電力を用いることなくハイブリッド車両を走行させるバッテリレス走行の実行に際して、発電機および電動機の上下限トルクに基づいて上記電力制御の実行可否を判定し、電力制御を実行不能であると判定した場合には、バッテリレス走行の実行を停止させてシステム電圧ＶＨが過電圧となるのを抑制している。また、従来、ハイブリッド車両や電気自動車のモータ駆動装置として、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御モードや矩形波制御モードといった電動機（インバータ）の複数の制御モードを当該電動機のトルクと回転数とからなる電動機の動作点（目標動作点）に応じて切り替えるものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１５３２２０号公報
【特許文献２】特開２００６−１３６１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の車両では、システム電圧が一定である場合、回転数が高いほど上限トルクが小さく設定される。このため、上限トルクが設定されている際に、運転者のトルク要求に応じて電動機の出力トルクが増加することで電動機の回転数が上昇すると、回転数の上昇に応じて上限トルクが小さく設定され、それに伴って電動機の出力トルクが抑えられる。また、出力トルクが抑えられたことにより電動機の回転数が低下すると、回転数の低下に応じて上限トルクが増加側に変更され、電動機の出力トルクの制限が緩和（解除）される。従って、特許文献１に記載の車両では、上限トルクが設定されている際に、電動機の出力トルクが上限トルクにより制限される状態と、電動機の出力トルクが上限トルクにより制限されない状態とが繰り返され、トルクと回転数とからなる電動機の動作点が頻繁に変動（ハンチング）することがある。そして、電動機の動作点（目標動作点）が特許文献２に記載されたような制御モードの切替点を跨いで頻繁に変動すると、電動機の制御モードが頻繁に切り替えられてしまい、制御モードの切り替えに伴う電動機の出力トルクの変動に起因して車両振動の発生を招いてしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、電動機の出力トルクが当該電動機の回転数に応じて制限される際に、電動機の制御モードが頻繁に切り替えられるのを抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による車両の制御装置は、
電動機と、前記電動機を駆動するインバータと、前記インバータを介して前記電動機と電力をやり取り可能なバッテリとを備えた車両の制御装置において、
予め定められた制限回転域に前記電動機の回転数が含まれる際に、前記電動機が前記回転数に応じて変更される上限トルクの範囲内のトルクを出力するようにＰＷＭ制御モードおよび矩形波制御モードを含む複数の制御モードの何れかにより前記インバータを制御すると共に、前記制限回転域に前記複数の制御モードの切替点が含まれる場合には、前記電動機により出力されるトルクの変化量を制限することを特徴とする。
【０００７】
この車両の制御装置は、予め定められた制限回転域に電動機の回転数が含まれる際に、当該電動機が回転数に応じて変更される上限トルクの範囲内のトルクを出力するようにＰＷＭ制御モードおよび矩形波制御モードを含む複数の制御モードの何れかによりインバータを制御する。そして、この制御装置は、制限回転域に複数の制御モードの切替点が含まれる場合、電動機により出力されるトルクの変化量を制限する。このように、電動機の上限トルクが回転数に応じて変更される際に、電動機により出力されるトルクの変化量を制限すれば、電動機の出力トルクが上限トルクにより制限される状態と、電動機の出力トルクが上限トルクにより制限されない状態とが繰り返されて電動機の回転数が変動することで、トルクと回転数とからなる電動機の動作点が制御モードの切替点を跨いで頻繁に変動するのを抑制することができる。従って、この制御装置によれば、予め定められた制限回転域に複数の制御モードの切替点が含まれていても、電動機の出力トルクを回転数に応じて変更される上限トルクにより制限する際に、電動機の制御モードが頻繁に切り替えられるのを良好に抑制することが可能となる。
【０００８】
また、前記制御装置は、前記制限回転域に前記電動機の回転数が含まれる際に、前記回転数が高いほど前記上限トルクを小さく設定すると共に、前記電動機により出力されるトルクが低下する場合には、前記トルクの変化量を制限しないものであってもよい。すなわち、制限回転域に電動機の回転数が含まれる際に回転数が高いほど上限トルクが小さく設定されたとしても、電動機の出力トルクが低下する場合には、出力トルクが上限トルクにより制限されにくくなり、電動機の動作点が制御モードの切替点を跨いで頻繁に変動するおそれは極めて低い。従って、例えば電動機の出力トルクが増加する場合にのみトルクの変化量を制限し、出力トルクが低下する場合にはトルクの変化量を制限しないことにすれば、車両の運転者の要求に応じたトルクを電動機から出力させることが可能となる。
【０００９】
そして、前記車両は、前記バッテリからの電力を昇圧して前記インバータに供給可能な昇圧コンバータを更に備えてもよく、前記制御装置は、前記昇圧コンバータによる昇圧が禁止されており、かつ前記制限回転域に前記電動機の回転数が含まれる際に、前記昇圧コンバータで共振が発生しないように前記電動機の前記回転数に応じて前記上限トルクを設定するものであってもよい。これにより、予め定められた制限回転域に複数の制御モードの切替点が含まれていても、昇圧コンバータによる昇圧が禁止されたのに伴って電動機の出力トルクを回転数に応じて変更される上限トルクにより制限する際に、昇圧コンバータでの共振の発生を抑制して部品保護を図りつつ、電動機の制御モードが頻繁に切り替えられるのを良好に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による制御装置を備えた車両としてのハイブリッド車両を示す概略構成図である。
【図２】昇圧コンバータによる昇圧が禁止されている際に実行される昇圧禁止時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】上限トルク設定マップの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１２】
図１は、本発明によるハイブリッド車両２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド車両２０は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料と空気との混合気の爆発燃焼により動力を発生するエンジン（内燃機関）２２と、シングルピニオン式のプラネタリギヤ３０と、それぞれ同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１およびＭＧ２とを含む。更に、ハイブリッド車両２０は、エンジン２２を制御するエンジン電子制御ユニット２４と、モータＭＧ１およびＭＧ２を駆動するためのインバータ４１および４２と、インバータ４１および４２に電気的に接続されたバッテリ５０と、インバータ４１，４２とバッテリ５０との間に介設された昇圧コンバータ６０と、インバータ４１および４２を介してモータＭＧ１およびＭＧ２を制御するモータ電子制御ユニット４０と、バッテリ５０を管理するバッテリ電子制御ユニット５５と、これらの電子制御ユニット２４，４０および５５等と通信しながら車両全体を制御するハイブリッド電子制御ユニット７０とを含む。電子制御ユニット２４，４０，５５および７０は、いずれも図示しないＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成される。なお、以下、「電子制御ユニット」を「ＥＣＵ」という。
【００１３】
モータＭＧ１は、主に、エンジン２２により駆動されて電力を生成する発電機として動作し、モータＭＧ２は、主に、バッテリ５０からの電力により駆動されて動力を発生する電動機として動作する。モータＭＧ１およびＭＧ２は、それぞれインバータ４１または４２を介してバッテリ５０と電力をやり取りする。プラネタリギヤ３０は、モータＭＧ１のロータ（回転軸）に接続されるサンギヤ（第１要素）３１と、駆動軸３５に接続されると共に変速機３６を介してモータＭＧ２のロータ（回転軸）に接続されるリングギヤ（第２要素）３２と、複数のピニオンギヤ３３を支持すると共にダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト（出力軸）２６に連結されるプラネタリキャリア（第３要素）３４とを有する。リングギヤ３２に接続される駆動軸３５は、図示しないギヤ機構、デファレンシャルギヤ３８を介して左右の車輪（駆動輪）ＤＷに連結される。変速機３６は、モータＭＧ２のロータと駆動軸３５との接続および当該接続の解除を実行すると共に、当該ロータと駆動軸３５との間の変速比を複数段階に設定可能なものであり、ハイブリッドＥＣＵ７０により制御される。
【００１４】
インバータ４１，４２は、例えば６つのトランジスタと、当該６つのトランジスタに対して逆方向かつ並列に接続された６つのダイオードとにより構成される。また、昇圧コンバータ６０は、２つのトランジスタと、当該２つのトランジスタに逆方向かつ並列に接続された２つのダイオードと、リアクトルとにより構成される。そして、昇圧コンバータ６０の２つのトランジスタをオンオフすることにより、バッテリ５０からの電力を昇圧してインバータ４１，４２に供給したり、インバータ４１，４２からの電力を降圧してバッテリ５０等に供給したりすることができる。更に、バッテリ５０と昇圧コンバータ６０との間には、両者間の電圧を平滑化する平滑コンデンサ６１が配置されており、インバータ４１，４２と昇圧コンバータ６０との間には、両者間の電圧を平滑化する平滑コンデンサ６２が配置されている。
【００１５】
インバータ４１，４２は、モータＥＣＵ４０により制御される。モータＥＣＵ４０には、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２のロータの回転位置を検出する回転位置検出センサからの信号やモータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイルのＵ相、Ｖ相に流れる相電流を検出する図示しない電流センサからの相電流、図示しない電圧センサにより検出される平滑コンデンサ６１の端子間電圧ＶＬ（以下、「昇圧前電圧ＶＬ」という）や、図示しない他の電圧センサにより検出される平滑コンデンサ６２の端子間電圧ＶＨ（以下、「昇圧後電圧ＶＨ」という）といったモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御に必要な信号が入力される。そして、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサからの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２等を演算し、インバータ４１，４２のトランジスタへのスイッチング制御信号等を出力する。また、本実施形態において、昇圧コンバータ６０（２つのトランジスタ）は、ハイブリッドＥＣＵ７０により制御（スイッチング制御）される。
【００１６】
バッテリ５０は、リチウムイオン二次電池またはニッケル水素二次電池として構成される。当該バッテリ５０を管理するバッテリＥＣＵ５５には、図示しない電圧センサにより検出されるバッテリ５０の充放電電圧（端子間電圧）Ｖｂ、図示しない電流センサにより検出されるバッテリ５０の充放電電流Ｉｂ、図示しない温度センサにより検出されるバッテリ温度Ｔｂ等が入力される。バッテリＥＣＵ５５は、充放電電流Ｉｂの積算値∫Ｉｂに基づいてバッテリ５０の充電割合（残容量）ＳＯＣを算出する。また、バッテリＥＣＵ５５は、予め定められた図示しない充放電要求電力設定マップに従い、バッテリ５０の充電割合ＳＯＣが予め定められた上限値ＳＨと下限値ＳＬとの間の範囲内に収まるように当該充電割合ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の目標充放電電力としての充放電要求電力Ｐｂ＊（放電側を正とし、充電側を負とする）を設定する。更に、バッテリＥＣＵ５５は、充電割合ＳＯＣとバッテリ温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の充電に許容される電力である許容充電電力としての入力制限Ｗｉｎとバッテリ５０の放電に許容される電力である許容放電電力としての出力制限Ｗｏｕｔとを設定する。
【００１７】
ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述のようにＥＣＵ２４，４０および５５から各種信号を入力すると共に、様々なセンサからの信号を入力する。例えば、ハイブリッドＥＣＵ７０は、図示しないイグニッションスイッチ（スタートスイッチ）からのイグニッション信号や、アクセルペダル７１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７２からのアクセル開度（アクセル操作量）Ａｃｃ、シフトレバー７３の操作位置に対応したシフトポジションＳＰを検出するシフトポジションセンサ７４からのシフトポジションＳＰ、ブレーキペダル７５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７６からのブレーキペダルポジションＢＰ，図示しない車速センサからの車速Ｖ等を入力する。
【００１８】
そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、ハイブリッド車両２０の走行に際して、アクセルペダルポジションセンサ７２からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサからの車速Ｖに基づいて駆動軸３５に要求される要求トルクＴｒ＊を設定すると共に、要求トルクＴｒ＊や駆動軸３５の回転数Ｎｒ（＝Ｎｍ２／γ）、充放電要求電力Ｐｂ＊等に基づいて次式（１）に従い車両全体に要求される要求パワーＰ＊を設定する。ただし、式（１）において、“Ｎｍ２”は、図示しない回転数センサにより検出されるモータＭＧ２の回転数であり、“γ”は、変速機３６の現変速比であり、“Ｌｏｓｓ”は、損失を示す。また、ハイブリッドＥＣＵ７０は、エンジン２２が運転されている場合、予め定められた動作ラインから要求パワーＰ＊に対応したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定してエンジンＥＣＵ２４に送信する。そして、エンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいて吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火時期制御等を実行する。これにより、当該エンジン２２は、要求トルクＴｒ＊に対応した要求走行パワー（Ｔｒ＊×Ｎｒ）とバッテリ５０の充放電に要求される充放電要求電力Ｐｂ＊との和に見合うパワーを出力するように制御される。
【００１９】
P*=Tr*×Nm2/γ-Pb*+Loss  …（１）
【００２０】
また、ハイブリッドＥＣＵ７０は、目標回転数Ｎｅ＊や図示しない回転数センサにより検出されるモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２、プラネタリギヤ３０のギヤ比ρ、現変速比γに基づいて次式（２）に従いモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を算出する。更に、ハイブリッドＥＣＵ７０は、次式（３）および（４）に従ってモータＭＧ１のトルク指令（目標トルク）Ｔｍ１＊とモータＭＧ２のトルク指令（目標トルク）Ｔｍ２＊とをバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔ範囲内に設定し、設定したトルク指令Ｔｍ１＊およびＴｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。なお、式（３）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させてエンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、同式中の“Ｎｍ１”は、図示しない回転数センサにより検出されるモータＭＧ１の回転数であり、“ｋ１”は比例項のゲインであり、“ｋ２”は積分項のゲインである。そして、モータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。これにより、エンジン２２が運転されている場合、充放電要求電力Ｐｂ＊に応じてバッテリ５０が充放電されると共に、エンジン２２から出力されるパワーのすべてまたはその一部がモータＭＧ１，ＭＧ２およびプラネタリギヤ３０によりトルク変換されることで、要求トルクＴｒ＊に応じたトルクが駆動軸３５に出力されることになる。
【００２１】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(γ・ρ)  …（２）
Tm1*=-ρ/(1+ρ)・Te*+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt  …（３）
Tm2*=(Tr*+Tm1*/ρ)/γ  …（４）
【００２２】
更に、ハイブリッドＥＣＵ７０は、トルク指令Ｔｍ１＊および現在の回転数Ｎｍ１からなるモータＭＧ１の目標動作点や、トルク指令Ｔｍ２＊および現在の回転数Ｎｍ２からなるモータＭＧ２の目標動作点に応じて、バッテリ５０の定格電圧がそれよりも高い予め定められた電圧まで昇圧されるように昇圧コンバータ６０を制御する。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ７０は、モータＭＧ１，ＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊と、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２と、モータＭＧ１およびＭＧ２のそれぞれについて予め定められて当該ハイブリッドＥＣＵ７０のＲＯＭに記憶されている図示しない目標昇圧後電圧設定マップとを用いてハイブリッド車両２０の走行状態に応じた昇圧後電圧ＶＨの目標値である目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇを設定し、昇圧後電圧ＶＨが目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇとなるように昇圧コンバータ６０のトランジスタのスイッチング制御を実行する。
【００２３】
目標昇圧後電圧設定マップは、モータＭＧ１，ＭＧ２の動作領域をバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬが昇圧コンバータ６０により昇圧されない非昇圧領域と昇圧される昇圧領域とに区分けするように作成され、基本的には、モータ回転数の絶対値が低い側を非昇圧領域として規定すると共にモータ回転数の絶対値が高い側を昇圧領域と規定する。また、本実施形態では、昇圧コンバータ６０のリアクトルと平滑コンデンサ６１，６２により共振回路が構成されることでモータＭＧ１，ＭＧ２の動作点が所定の領域に含まれるときに昇圧コンバータ６０で電圧や電流の共振が発生することを踏まえて、目標昇圧後電圧設定マップは、昇圧コンバータ６０で共振が発生するときのモータＭＧ１，ＭＧ２の動作点を含む領域である共振域を昇圧領域に含むように作成される。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、モータＭＧ１用の目標昇圧後電圧設定マップから導出されるモータＭＧ１の目標動作点に対応した値と、モータＭＧ２用の目標昇圧後電圧設定マップから導出されるモータＭＧ２の目標動作点に対応した値との大きい方を目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇとして設定する。
【００２４】
また、モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２の目標動作点に応じて、正弦波ＰＷＭ電圧を用いる正弦波ＰＷＭ制御モード、過変調ＰＷＭ電圧を用いる過変調ＰＷＭ制御モードおよび矩形波電圧を用いる矩形波制御モードという３つの制御モードの何れかによりインバータ４１および４２をスイッチング制御する。正弦波ＰＷＭ制御モードは、正弦波状の電圧指令値と三角波等の搬送波との電圧差に応じてインバータ４１，４２のトランジスタをオン／オフ制御することにより、正弦波状の基本波成分をもった出力電圧（ＰＷＭ電圧）を得るモードである。正弦波ＰＷＭ制御モードを用いた場合、昇圧後電圧ＶＨに対する出力電圧（基本波成分の振幅）の割合である変調率Ｋｍｄをおおよそ値０〜値０．６１の範囲内に設定することができる。また、過変調ＰＷＭ制御モードは、搬送波の振幅を縮小するように歪ませた上で上述の正弦波ＰＷＭ制御モードと同様の制御を行なうものであり、変調率Ｋｍｄをおおよそ値０．６１〜０．７８の範囲内に設定可能とするものである。更に、矩形波制御モードは、理論上、最大の振幅（変調率Ｋｍｄ≒０．７８）をもった基本波成分を発生させることができるものであって、振幅一定の矩形電圧の位相をトルク指令に応じて変化させることでモータトルクを制御可能とするものである。
【００２５】
本実施形態において、モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊と、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２と、モータＭＧ１およびＭＧ２のそれぞれについて予め定められて当該モータＥＣＵ４０のＲＯＭに記憶されている図示しない制御モード設定マップとを用いてモータＭＧ１に対応したインバータ４１とモータＭＧ２に対応したインバータ４２との制御に用いられる制御モードを決定する。制御モード設定マップは、上述の非昇圧領域と昇圧領域との双方を、基本的にモータ回転数が低い側から順番に、正弦波ＰＷＭ制御モードが用いられる正弦波ＰＷＭ制御領域と、過変調ＰＷＭ制御モードが用いられる過変調ＰＷＭ制御領域と、矩形波制御モードが用いられる矩形波制御領域とにそれぞれ区分けするように作成される。また、本実施形態において、制御モード設定マップは、昇圧コンバータ６０で共振が発生するときのモータＭＧ１またはＭＧ２の動作点を含む領域である共振域での制御モードが正弦波ＰＷＭ制御モードとなると共に、モータＭＧ１およびＭＧ２の一方の目標動作点が共振域に含まれるときのモータＭＧ１およびＭＧ２の他方の目標動作点が含まれる領域での制御モードが正弦波ＰＷＭ制御モードとなるように作成される。このように、モータＭＧ１またはＭＧ２の目標動作点が共振域に含まれるときに過変調ＰＷＭ制御モードや矩形波制御モードに比べて制御精度に優れる正弦波ＰＷＭ制御モードを用いることにより、昇圧コンバータ６０や平滑コンデンサ６１，６２に過大な電圧が作用したり過大な電流が流れてしまったりしないようにして部品保護を図りつつ、インバータ４１，４２を適正に制御することが可能となる。
【００２６】
次に、昇圧コンバータ６０の故障等に起因して当該昇圧コンバータ６０による昇圧が禁止されている際のハイブリッド車両２０の動作について説明する。図２は、昇圧コンバータ６０による昇圧が禁止されている際にハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間おきに繰り返し実行される昇圧禁止時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【００２７】
図２の昇圧禁止時駆動制御ルーチンの実行に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０は、まず、アクセルペダルポジションセンサ７２からのアクセル開度Ａｃｃや図示しない車速センサからの車速Ｖ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、バッテリ５０の充放電要求電力Ｐｂ＊、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの値など制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１００）。モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０から通信により入力され、バッテリ５０の充放電要求電力Ｐｂ＊および入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリＥＣＵ５５から通信により入力される。
【００２８】
ステップＳ１００のデータ入力処理の後、ハイブリッドＥＣＵ７０は、ステップＳ１００にて入力したアクセル開度Ａｃｃや車速センサからの車速Ｖに基づいて駆動軸３５に要求される要求トルクＴｒ＊を設定すると共に、上記式（１）に従って車両全体に要求される要求パワーＰ＊を設定し（ステップＳ１１０）、設定した要求パワーＰ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ１２０）。更に、ハイブリッドＥＣＵ７０は、ステップＳ１００にて入力したモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２やエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊等を用いて、上記式（２）および（３）に従ってモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊をバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔの範囲内に設定すると共に、要求トルクＴｒ＊やトルク指令Ｔｍ１＊等を用いて、上記式（４）に従ってモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊をバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔの範囲内に設定する（ステップＳ１３０）。
【００２９】
次に、ハイブリッドＥＣＵ７０は、ステップＳ１００にて入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と予め定められて当該ハイブリッドＥＣＵ７０のＲＯＭに記憶されている上限トルク設定マップとを用いて、モータＭＧ２の上限トルクＴｍ２ｌｉｍを設定する（ステップＳ１４０）。図３に上限トルク設定マップの一例を実線で示す。図示するように、昇圧動作の禁止時に用いられる上限トルク設定マップは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に応じて上限トルクＴｍ２ｌｉｍを変更するように作成される。すなわち、上限トルク設定マップは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が予め定められた回転数Ｎ１（例えば８００ｒｐｍ）よりも低いとき、および予め定められた回転数Ｎ２（＞Ｎ１、例えば１０００ｒｐｍ）よりも高いときに、上限トルクＴｍ２ｌｉｍをモータＭＧ２にバッテリ５０の定格電圧（＝非昇圧時の昇圧後電圧ＶＨ）に基づく電圧が印加されるときの回転数Ｎｍ２に応じたモータＭＧ２の最大出力トルク（非昇圧時の最大出力トルク）に設定するように作成される。そして、本実施形態において、上限トルク設定マップは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が回転数Ｎ１からＮ２までの制限回転域に含まれるときに、上限トルクＴｍ２ｌｉｍを当該最大出力トルクよりも小さく、かつ回転数Ｎｍ２が高いほど小さく設定するように作成される。
【００３０】
図３に示すように、制限回転域を規定する回転数Ｎ１およびＮ２、並びに当該制限回転域における上限トルクＴｍ２ｌｉｍは、上述の共振域（図３における点線参照）に含まれる動作点でモータＭＧ２が駆動されないように定められる。更に、制限回転域（回転数Ｎ１およびＮ２）は、上限トルクＴｍ２ｌｉｍを急峻に変化させることでモータＭＧ２の出力トルクが過剰に変動しないように、上記共振域を規定する回転数域に対してある程度のマージンを有するように定められる。そして、本実施形態において、非昇圧時におけるモータＭＧ２の正弦波ＰＷＭ制御領域と過変調ＰＷＭ制御領域との境界を規定する第１切替ライン（図３における一点鎖線参照）と、非昇圧時におけるモータＭＧ２の過変調ＰＷＭ制御領域と矩形波制御領域との境界を規定する第２切替ライン（図３における二点鎖線参照）とは、制限回転域内に含まれる。すなわち、制限回転域内で上限トルクＴｍ２ｌｉｍにより規定されるトルクラインは、第１および第２切替ラインの双方と交差する。
【００３１】
こうして上限トルクＴｍ２ｌｉｍを設定した後、ハイブリッドＥＣＵ７０は、ステップＳ１００にて入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が上述の制限回転域（Ｎ１〜Ｎ２）の範囲内に含まれるか否かを判定する（ステップＳ１５０）。モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が制限回転域内に含まれると判定した場合、ハイブリッドＥＣＵ７０は、本ルーチンの前回実行時にステップＳ１００にて入力されたモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（前回Ｎｍ２）がステップＳ１００にて入力された現在のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（今回Ｎｍ２）よりも大きいか否か、すなわち、モータＭＧ２が減速しているか否かを判定する（ステップＳ１６０）。
【００３２】
ステップＳ１６０にてモータＭＧ２が減速していると判定した場合、ハイブリッドＥＣＵ７０は、ステップＳ１３０にて設定したトルク指令Ｔｍ２＊（今回Ｔｍ２＊）が本ルーチンの前回実行時に設定されたモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊（前回Ｔｍ２＊）と予め定められた比較的小さいレート値ΔＴ（例えば、１Ｎ程度の値）との和よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１７０）。そして、今回Ｔｍ２＊が前回Ｔｍ２＊とレート値ΔＴとの和よりも大きいと判定した場合、ハイブリッドＥＣＵ７０は、トルク指令Ｔｍ２＊の変化量が制限されるように、前回Ｔｍ２＊とレート値ΔＴとの和を上限トルクＴｍ２ｌｉｍで制限した値をトルク指令Ｔｍ２＊に再設定し（ステップＳ１８０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ１９０）、再度ステップＳ１００移行の処理を実行する。
【００３３】
このように、ハイブリッド車両２０では、昇圧コンバータ６０による昇圧が禁止されている際に、上限トルクＴｍ２ｌｉｍが回転数Ｎｍ２に応じて変更される制限回転域（Ｎ１〜Ｎ２）にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が含まれると共にモータＭＧ２が減速しており、かつ今回Ｔｍ２＊が前回Ｔｍ２＊とレート値ΔＴとの和よりも大きい場合に、トルク指令Ｔｍ２＊すなわちモータＭＧ２の出力トルクの変化量が制限される（ステップＳ１５０〜Ｓ１８０）。これにより、モータＭＧ２の出力トルクが上限トルクＴｍ２ｌｉｍにより制限される状態と、モータＭＧ２の出力トルクが上限トルクＴｍ２ｌｉｍにより制限されない状態とが繰り返されることで回転数Ｎｍ２が変動するのを抑制することができる。すなわち、ハイブリッド車両２０では、昇圧コンバータ６０による昇圧が禁止されている間に運転者から比較的大きなトルク要求がなされた際等に、運転者のトルク要求に応じてモータＭＧ２の出力トルクが増加することで回転数Ｎｍ２が上昇し、回転数Ｎｍ２の上昇に応じて上限トルクＴｍ２ｌｉｍが小さく設定されてモータＭＧ２の出力トルクが抑えられ、出力トルクが抑えられたことにより回転数Ｎｍ２の低下に応じて上限トルクＴｍ２ｌｉｍが増加側に変更されてモータＭＧ２の出力トルクの制限が解除（緩和）されるということが繰り返されてしまうのを抑制することができる。
【００３４】
この結果、図３において太い実線矢印で示すように、トルク指令Ｔｍ２＊と回転数Ｎｍ２とから定まるモータＭＧ２の動作点（目標動作点）が当該モータＭＧ２（インバータ４２）の制御モードの切替点（第１切替ラインや第２切替ライン）を跨いで頻繁に変動するのを抑制することができる。従って、ハイブリッド車両２０では、予め定められた制限回転域に複数の制御モードの切替点が含まれていても、制限回転域においてモータＭＧ２の出力トルクを回転数Ｎｍ２に応じて変更される上限トルクＴｍ２ｌｉｍにより制限する際に、モータＭＧ２の制御モードが頻繁に切り替えられるのを良好に抑制し、制御モードの切り替えに伴うモータＭＧ２の出力トルクの変動に起因した車両振動の発生を良好に抑えることが可能となる。更に、ハイブリッド車両２０では、予め定められた制限回転域に複数の制御モードの切替点が含まれていても、昇圧コンバータ６０による昇圧が禁止されたのに伴ってモータＭＧ２の出力トルクを回転数Ｎｍ２に応じて変更される上限トルクＴｍ２ｌｉｍにより制限する際に、昇圧コンバータ６０での共振の発生を抑制して当該昇圧コンバータ６０や平滑コンデンサ６１，６２に過大な電圧が作用したり過大な電流が流れてしまったりしないようにして部品保護を図ることができる。
【００３５】
一方、ステップＳ１５０にてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が制限回転域（Ｎ１〜Ｎ２）の範囲内に含まれないと判定した場合、ステップＳ１６０にてモータＭＧ２が減速していないと判定した場合、およびステップＳ１７０にて今回Ｔｍ２＊が前回Ｔｍ２＊とレート値ΔＴとの和以下であると判定した場合、ハイブリッドＥＣＵ７０は、モータＭＧ２の出力トルクが上限トルクＴｍ２ｌｉｍにより制限される状態と上限トルクＴｍ２ｌｉｍにより制限されない状態とが繰り返される可能性が低いとみなし、ステップＳ１３０にて設定したトルク指令（今回トルク指令）Ｔｍ２＊を上限トルクＴｍ２ｌｉｍで制限した値をトルク指令Ｔｍ２＊に再設定する（ステップＳ２００）。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ１９０）、再度ステップＳ１００移行の処理を実行する。
【００３６】
以上説明したように、ハイブリッド車両２０の制御装置としてのモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ２の動作点（目標動作点）に応じてＰＷＭ制御モード（正弦波ＰＷＭ制御モードおよび過変調ＰＷＭ制御モード）並びに矩形波制御モードの何れかによりインバータ４２を制御し、ハイブリッド車両２０の制御装置としてのハイブリッドＥＣＵ７０は、ＰＷＭ制御モードおよび矩形波制御モードの切替点を含むように予め定められた制限回転域（Ｎ１〜Ｎ２）にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が含まれる際に、当該モータＭＧ２が回転数Ｎｍ２に応じて変更される上限トルクＴｍ２ｌｉｍの範囲内のトルクを出力するようにモータＥＣＵ４０に複数の制御モードの何れかによりインバータ４２を制御させると共に、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊すなわちモータＭＧ２により出力されるトルクの変化量を制限する（ステップＳ１５０〜Ｓ１９０）。このように、モータＭＧ２の上限トルクＴｍ２ｌｉｍが回転数Ｎｍ２に応じて変更される際に、モータＭＧ２により出力されるトルクの変化量を制限すれば、モータＭＧ２の出力トルクが上限トルクＴｍ２ｌｉｍにより制限される状態と制限されない状態とが繰り返されて回転数Ｎｍ２が変動することで、トルク指令Ｔｍ２＊と回転数Ｎｍ２とからなるモータＭＧ２の動作点が制御モードの切替点を跨いで頻繁に変動するのを抑制することができる。従って、ハイブリッド車両２０では、予め定められた制限回転域に複数の制御モードの切替点が含まれていても、モータＭＧ２の出力トルクを回転数Ｎｍ２に応じて変更される上限トルクＴｍ２ｌｉｍにより制限する際に、モータＭＧ２（インバータ４２）の制御モードが頻繁に切り替えられるのを良好に抑制することが可能となる。
【００３７】
なお、上記実施形態では、レート値ΔＴを用いてトルク指令Ｔｍ２＊の変化量を制限しているが（ステップＳ１７０，Ｓ１８０）、トルク指令Ｔｍ２＊の変化量は、例えばなまし処理といった緩変化処理により制限されてもよい。また、上記実施形態では、ステップＳ１６０にて今回Ｔｍ２＊が前回Ｔｍ２＊とレート値ΔＴとの和よりも大きいか否かを判定しているが、ステップＳ１６０では、今回Ｔｍ２＊が前回Ｔｍ２＊よりも大きいか否かを判定してもよい。すなわち、上記実施形態のように、制限回転域にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が含まれる際に回転数Ｎｍ２が高いほど上限トルクＴｍ２ｌｉｍが小さく設定されたとしても、モータＭＧ２の出力トルクが低下する場合には、出力トルクが上限トルクＴｍ２ｌｉｍにより制限されにくくなり、モータＭＧ２の動作点（目標動作点）が制御モードの切替点を跨いで頻繁に変動するおそれは極めて低い。従って、例えばモータＭＧ２の出力トルクが増加する場合にのみ当該出力トルク（トルク指令Ｔｍ２＊）の変化量を制限し、出力トルク（トルク指令Ｔｍ２＊）が低下する場合には出力トルクの変化量を制限しないことにすれば、ハイブリッド車両２０の運転者の要求に応じたトルクをモータＭＧ２から出力させることが可能となる。また、図３の昇圧禁止時駆動制御ルーチンにおいて、ステップＳ１６０の処理は省略されてもよい。そして、図３の昇圧禁止時駆動制御ルーチンは、モータＭＧ１に対して適用されてもよく、昇圧コンバータ６０による昇圧が禁止されている際のみならず、例えば、モータＭＧ２やインバータ４２等の過熱の抑制（部品保護）を目的として、予め定められた制限回転域においてモータＭＧ２等の上限トルクを回転数Ｎｍ２等に応じて変更させる際に適用されてもよい。
【００３８】
また、上記ハイブリッド車両２０は、２つのモータＭＧ１およびＭＧ２とプラネタリギヤ３０とを含むものであるが、本発明が適用される車両は、エンジンにより駆動される発電機と、走行用の動力および回生制動力を出力する電動機とを備えるシリーズ方式のハイブリッド車両であってもよく、少なくとも回生制動力を出力可能な発電電動機、あるいは回生制動力に加えて走行用の動力を出力可能な発電電動機を備えるパラレル式（１モータ式）のハイブリッド車両であってもよく、電動機のみを走行用の動力発生源として備える電気自動車であってもよい。更に、上記ハイブリッド車両２０において、変速機３６の代わりに、シンプルな減速ギヤ機構が採用されてもよい。
【００３９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、ハイブリッド車両や電動車両の製造産業等において利用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
２０  ハイブリッド車両、２２  エンジン、２４  エンジン電子制御ユニット、２８  ダンパ、３０  プラネタリギヤ、３２  リングギヤ、３３  ピニオンギヤ、３５  駆動軸、３６  変速機、３８  デファレンシャルギヤ、４０  モータ電子制御ユニット、４１，４２  インバータ、５０  バッテリ、５５  バッテリ電子制御ユニット、６０  昇圧コンバータ、６１，６２  平滑コンデンサ、７０  ハイブリッド電子制御ユニット、７１  アクセルペダル、７２  アクセルペダルポジションセンサ、７３  シフトレバー、７４  シフトポジションセンサ、７５  ブレーキペダル、７６  ブレーキペダルポジションセンサ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
2014217112.tif 000003
【図２】
2014217112.tif 000004
【図３】
2014217112.tif 000005