(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）内燃機関と、（ｉｉ）該内燃機関の動力が入力される入力軸及び駆動軸へ変速後の動力を出力する出力軸を含む変速機構と、（ｉｉｉ）前記内燃機関又は前記駆動軸からのトルクを受けて逆起電圧により発電可能であると共に、前記駆動軸に駆動トルクを付与可能な電動発電機と、（ｉｖ）前記電動発電機との間で充放電可能である蓄電手段とを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記電動発電機の回転軸を、前記入力軸に接続するイン接続と前記変速機構を介することなく前記出力軸に接続するアウト接続との間で、前記回転軸の接続状態を切り替え可能な切替手段と、
前記逆起電圧により発電可能であり且つ前記駆動トルクが制御不能である所定種類の異常があるか否かを判定する異常判定手段と、
前記接続状態が前記アウト接続である場合に、前記電動発電機が回転され前記蓄電手段が充電されるか否かを判定する充電判定手段と、
前記異常判定手段によって前記所定種類の異常があると判定され、且つ前記充電判定手段によって前記アウト接続である場合に前記蓄電手段が充電されないと判定された場合に、前記接続状態が前記イン接続に切り替わるように前記切替手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
アクセルのオン操作を検出するアクセル操作検出手段を更に備え、
前記充電判定手段は、前記接続状態が前記イン接続である場合に、前記電動発電機が回転され前記蓄電手段が充電されるか否かを更に判定し、
前記制御手段は、前記異常判定手段によって前記所定種類の異常があると判定され、且つ前記充電判定手段によって前記イン接続である場合に前記蓄電手段が充電されないと判定され、且つ前記アクセル操作検出手段によって前記オン操作が検出されないと判定された場合に、前記変速機構を前記入力軸及び前記出力軸間が切り離されるニュートラルにした後、前記接続状態が前記イン接続に切り替わるように前記切替手段を制御すると共に、前記電動発電機へ供給すべき供給電圧に応じて前記内燃機関の回転数を上げる
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば動力源として内燃機関及び電動発電機を備えるハイブリッド車両において、逆起電圧により発電し蓄電手段を充電するための電動発電機の制御に係る制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、モータジェネレータの出力軸を変速機の入力軸に接続する「ＩＮ接続状態」、及びモータジェネレータの出力軸を変速機の出力軸に接続する「ＯＵＴ接続状態」、並びにモータジェネレータと変速機との接続が切り離される「ニュートラル状態」のうちのいずれかに、モータジェネレータの接続状態を切り替える切替機構が備えられたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１によれば、モータジェネレータに異常が発生した場合、「ニュートラル状態」に切り替えられることで、エンジンを動力源として使用しながら、車両走行中にモータジェネレータの出力軸の回転を停止するとされる。
【０００３】
また、内燃機関の回転に応じて逆起電力を発生する第１モータと、車軸に動力を入出力可能な第２モータと、第１モータ駆動用インバータへの印加電圧を昇圧する昇圧回路とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２によれば、第１モータ駆動用インバータのゲート遮断が可能な範囲内で、第１モータを正常に駆動できなくなる所定の異常が生じた時に、該ゲート遮断を行った状態でエンジンを駆動し、第１モータで発生可能な最大の発電電力が生じるように昇圧回路を制御することで、第２モータのみによる走行をより長く継続するとされる。
【０００４】
また、故障等の発生時に、発電機の回転に応じて逆起電圧が発生し発電すると共に、発電された電力がモータで消費されることで、発電量と消費電力量とが釣り合い、バッテリを用いない走行を可能とするものが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
更には、モータジェネレータがインバータの短絡故障で制御不能になり、制動トルクを発生する時、クラッチを締結させ、モータ駆動車輪をエンジンにも結合させることで、制動トルクが減殺され、駆動力低下を緩和するものが提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２４７６８９号公報
【特許文献２】特開２０１０−０１２８２７号公報
【特許文献３】特開２００１−３２９８８４号公報
【特許文献４】特開２０１１−０３７３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の装置では、モータジェネレータに異常が発生した場合、モータジェネレータと変速機との接続が切り離され、逆起電圧による発電が物理的に不可能になる。このため、異常状況によっては発電が可能であるにも関わらず、異常が解消されない限り充電し得ないといった技術的問題点がある。一方、モータジェネレータに異常が発生していない場合に、例えば、モータジェネレータの接続状態がＯＵＴ接続状態で、低車速で走行すると、モータジェネレータへの供給電圧よりも逆起電圧が低くなるために充電し得ないといった技術的問題点もある。
【０００８】
仮に充電がなされずに走行を継続し、蓄電手段の蓄電状態が制御下限を下回ると、例えば各種補機類への電力供給が滞り、走行が不可能になり兼ねない。加えて、蓄電状態が制御下限を下回ると、蓄電手段の劣化を招き兼ねない。
【０００９】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、電動発電機に異常が発生しても、車速に関わらず、蓄電手段を充電し得るハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、（ｉ）内燃機関と、（ｉｉ）該内燃機関の動力が入力される入力軸及び駆動軸へ変速後の動力を出力する出力軸を含む変速機構と、（ｉｉｉ）前記内燃機関又は前記駆動軸からのトルクを受けて逆起電圧により発電可能であると共に、前記駆動軸に駆動トルクを付与可能な電動発電機と、（ｉｖ）前記電動発電機との間で充放電可能である蓄電手段とを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、前記電動発電機の回転軸を、前記入力軸に接続するイン接続と前記変速機構を介することなく前記出力軸に接続するアウト接続との間で、前記回転軸の接続状態を切り替え可能な切替手段と、前記逆起電圧により発電可能であり且つ前記駆動トルクが制御不能である所定種類の異常があるか否かを判定する異常判定手段と、前記接続状態が前記アウト接続である場合に、前記電動発電機が回転され前記蓄電手段が充電されるか否かを判定する充電判定手段と、前記異常判定手段によって前記所定種類の異常があると判定され、且つ前記充電判定手段によって前記アウト接続である場合に前記蓄電手段が充電されないと判定された場合に、前記接続状態が前記イン接続に切り替わるように前記切替手段を制御する制御手段とを備える。
【００１１】
本発明に係るハイブリッド車両は、駆動軸に対し動力供給可能な動力要素として、（ａ）燃料の種別、供給態様、燃焼態様、吸排気系の構成及び気筒配列等、その物理的、機械的又は電気的構成を問わない各種の態様を採り得る内燃機関と、（ｂ）例えばモータジェネレータ等として構成され得る電動発電機とを少なくとも備えた車両である。本発明に係る電動発電機は、特に、その回転軸が変速機構の入力軸又は出力軸に接続され、電動発電機の回転数に比例する逆起電圧により発電する一方で、その回転軸が変速機構の出力軸に接続される場合に通電電流に比例する駆動トルクを駆動軸に付与する（所謂、トルクアシスト機能）。本発明に係る蓄電手段は、電動発電機の電源とされる高圧電池等であり、電動発電機が入力軸又は出力軸からの回生トルクを受けて発生する逆起電圧により充電されると共に、電動発電機等に対して放電される。
【００１２】
本発明に係る変速機構は、変速段を切り替えることで変速比を変化させる。本発明に係る変速機構は、具体的には、入力軸及び出力軸の２軸の他、例えば各軸に固定された複数の歯車から成る歯車機構を含んでおり、２軸を平行に配置して、一変速段を構成する歯車の組み合わせ（即ち、入力軸の一歯車及び出力軸の一歯車）が噛み合うように構成されている。２軸の回転数（言い換えれば、組み合わされる２つの歯車の回転数）の差異について、典型的には、比較的低車速時に、出力軸の回転数よりも入力軸の回転数が大きくなり、比較的高車速時に、出力軸の回転数よりも入力軸の回転数が小さくなる。或いは、本発明に係る変速機構は、入力軸及び出力軸を有する限りにおいて、ベルト、流体等を用いたＣＶＴ（無段変速機）、流体トランスミッション等の、歯車以外の部材を含んで構成されたものであってもよい。
【００１３】
本発明に係る切替手段は、イン接続とアウト接続との間で、電動発電機の回転軸の接続状態を切り替える。ここで、「イン接続」では、電動変速機の回転軸を入力軸に接続するが、該回転軸が変速機構を介して出力軸にも接続される。一方、「アウト接続」では、電動発電機の回転軸を変速機構を介することなく出力軸に接続する。このため、接続状態に応じて、駆動軸からの回生トルクが入力軸又は出力軸に伝達し得る。本発明に係る切替手段は、具体的には、例えばアクチュエータや電動機等の駆動手段の動力によって、スリーブ等の結合手段を電動発電機の回転軸の軸線方向で変位させる。この変位によって、結合手段が所定位置に配置され、入力軸又は出力軸に対し該回転軸を選択的に連結することで、イン接続とアウト接続との間で接続状態の切り替えが可能になる。また、本発明に係る切替手段は、電動発電機の回転軸に固定された歯車を軸線方向で変位させることで、入力軸に固定された歯車、又は出力軸に固定された歯車に対し、該回転軸に固定された歯車を選択的に噛合することで、接続状態の切り替えを行ってもよい。或いは、本発明に係る切替手段は、所望時にイン接続からアウト接続へ切り替えられる限りにおいて、上述したようなスリーブ等の結合手段を回転軸に対して変位させる以外の、各回転軸や各歯車間の接続を維持又は切断可能な機械的機構を有してもよい。
【００１４】
本発明に係る異常判定手段は、所定種類の異常があるか否かを判定する。ここで、「所定種類の異常」とは、逆起電圧により発電可能であり且つ駆動トルク（言い換えれば、電動発電機の駆動）が制御不能（即ち、トルクアシスト機能の喪失）であるところの異常を意味する。「所定種類の異常」とは、具体的には、電動発電機では依然として発電可能であるものの、例えば、駆動トルクの制御に必要とされる情報（例えば、モータ回転数（或いはモータ回転角）やモータ出力トルク等）を検出、算出又は推定するためのセンサや回路等において、情報の取得が不可能となる故障或いは不良や、電動発電機を制御するための電子回路における一部のスイッチング素子の「ＯＦＦ」から「ＯＮ」への切り替えが不可能になる故障或いは不良等を意味する。
【００１５】
本発明に係る充電判定手段は、接続状態がアウト接続である場合に、電動発電機が回転され蓄電手段が充電されるか否かを判定する。本発明に係る充電判定手段は、具体的には、出力軸の回転数に基づく逆起電圧、及び電動発電機に供給すべき供給電圧を検出、算出又は推定し、これら逆起電圧と供給電圧とを比較することで、逆起電圧により発電し充電される可能性を判定する。ここで、「接続状態がアウト接続である場合に」とは、「判定する」なる動詞にかかるのではなく、「充電される」なる動詞にかかっており、「アウト接続にする前に、アウト接続であると仮定した場合」を包含する意味である。この場合、充電判定手段は、実際にアウト接続になる以前に、蓄電手段が充電されるか否かを推定する。即ち、接続状態が現在イン接続である、又はいずれにも接続されていない場合に、アウト接続である場合における充電の可否を判定してもよい。また、アウト接続である場合に「充電される」とは、例えば比較的高車速で走行中に、出力軸の回転に応じて電動発電機が発生する逆起電圧が供給電圧よりも高い状態を示す。一方、アウト接続である場合に「充電されない」とは、例えば比較的低車速で走行中に、出力軸の回転に応じて電動発電機が発生する逆起電圧が供給電圧よりも低い状態を示す。
【００１６】
ここで、例えば、電動発電機において、発電可能であるものの、トルクアシスト機能が喪失される異常がある場合に、安全装置の作用によっては発電機能が停止し、異常が解消されない限り蓄電手段が充電されない事態が生じ得る。
【００１７】
そこで、本発明に係る制御手段は、異常判定手段によって所定種類の異常があると判定され、且つ充電判定手段によってアウト接続である場合において蓄電手段が充電されないと判定された場合に、切替手段によって接続状態をイン接続に切り替える。この切り替えにより、電動発電機の回転軸が入力軸に接続され、電動発電機の回転数が上昇することで、逆起電圧が供給電圧よりも高められる。
【００１８】
このように、所定種類の異常があり、且つアウト接続において充電されないと判定された場合に、車速をそのままに電動発電機の回転数を上昇させるべく、接続状態をイン接続に切り替えることで、入力軸の回転に応じて電動発電機が発生する逆起電圧が供給電圧よりも高められ、蓄電手段が充電される。従って、電動発電機において、トルクアシスト機能が喪失される異常がある場合に、車速に関わらず、蓄電手段を充電することが可能である。
【００１９】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の一の態様では、アクセルのオン操作を検出するアクセル操作検出手段を更に備え、前記充電判定手段は、前記接続状態が前記イン接続である場合に、前記電動発電機が回転され前記蓄電手段が充電されるか否かを更に判定し、前記制御手段は、前記異常判定手段によって前記所定種類の異常があると判定され、且つ前記充電判定手段によって前記イン接続である場合に前記蓄電手段が充電されないと判定され、且つ前記アクセル操作検出手段によって前記オン操作が検出されないと判定された場合に、前記変速機構を前記入力軸及び前記出力軸間が切り離されるニュートラルにした後、前記接続状態が前記イン接続に切り替わるように前記切替手段を制御すると共に、前記電動発電機へ供給すべき供給電圧に応じて前記内燃機関の回転数を上げる。
【００２０】
本発明に係るアクセル操作検出手段は、例えばアクセル開度センサ等であって、運転者のアクセルペダルの踏み込み量たるアクセル開度に基づいて、アクセルペダルのオン操作を検出する。ここで、「オン操作を検出する」とは、例えばアクセル開度が所定開度以上変移することで、加速等のために駆動力が要求されていることを示す。
【００２１】
本発明に係る充電判定手段は、接続状態がイン接続である場合に、電動発電機が回転され蓄電手段が充電されるか否かを判定する。ここで、「接続状態がイン接続である場合に」とは、「判定する」にかかるのではなく、「充電される」にかかっており、「イン接続にする前に、イン接続であると仮定した場合」を包含する意味である。この場合、充電判定手段は、実際にイン接続になる以前に、蓄電手段が充電されるか否かを推定する。即ち、接続状態が現在アウト接続である、又はいずれにも接続されていない場合に、イン接続である場合における充電の可否を判定してもよい。また、イン接続である場合に「充電される」とは、入力軸の回転に応じて電動発電機が発生する逆起電圧が供給電圧よりも高い状態を示す。一方、イン接続である場合に「充電されない」とは、入力軸の回転に応じて電動発電機が発生する逆起電圧が供給電圧よりも低い状態を示す。
【００２２】
この態様によれば、本発明に係る制御手段は、異常判定手段によって所定種類の異常があると判定され、且つ充電判定手段によってイン接続である場合において充電手段が充電されないと判定され、且つアクセル操作検出手段によってオン操作が検出されない（即ち、駆動力が要求されない）と判定された場合に、変速機構をニュートラルにする。ここで、「ニュートラルにする」とは、例えば変速機構において変速段が選択されず、入力軸及び出力軸間が切り離されることで、入力軸の回転（言い換えれば、内燃機関の動力）を駆動軸に伝達しない趣旨の状態である。変速機構がニュートラルにされた後、制御手段は、接続状態をイン状態に切り替えることで、電動発電機の回転軸を入力軸に接続する。加えて、制御手段は、供給電圧に応じて内燃機関の回転数を上げることで、入力軸を介し電動発電機の回転数を大幅に上げる。ここで、電動発電機への「供給すべき供給電圧」とは、電動発電機に対し供給すべき電力の電圧、言い換えれば、電動発電機に印加される電圧を意味し、広義にはこうした電圧と同等になり得る、蓄電手段の電源電圧を意図する。「供給電圧に応じて」とは、具体的には、逆起電圧が供給電圧よりも高まるように、供給電圧に基づいて内燃機関の回転数を制御することを意味する。こうした制御により、逆起電圧が確実に供給電圧よりも高められる。
【００２３】
このように、所定種類の異常があり、且つイン接続において充電されず、且つアクセルのオン操作が検出されないと判定された場合に、車速をそのままに電動発電機の回転数を上昇させるべく、変速機構をニュートラルにし、内燃機関の動力が駆動軸に伝達されない状態にした後に、接続状態をイン接続に切り替えると共に内燃機関の回転数を上げる。これにより、内燃機関の回転に応じて電動発電機が発生する逆起電圧が供給電圧よりも高められ、充電手段が充電される。従って、電動発電機において、トルクアシスト機能が喪失される異常が発生した場合に、車速に関わらず、蓄電手段を確実に充電することが可能である。
【００２４】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表すブロック図である。
【図２】実施形態における各接続状態に対応する、図１の切替機構の一例を示すブロック図である。
【図３】図１の電動発電機における回転数及び逆起電力の関係を示すグラフである。
【図４】実施形態における第１発電制御処理を示すフローチャートである。
【図５】実施形態における第２発電制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
＜実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、実施形態に係るハイブリッド車両１の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１の構成を概念的に表すブロック図である。
【００２７】
図１において、ハイブリッド車両１は、主として、車速センサ２、アクセル開度センサ３、ＭＧ回転角センサ４、ハイブリッド駆動装置１０及びＥＣＵ１００を備える。
【００２８】
車速センサ２は、ハイブリッド車両１の車速を検出することが可能に構成されたセンサである。車速センサ２は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速は、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００２９】
アクセル開度センサ３は、本発明に係る「アクセル操作検出手段」の一例であり、不図示のアクセルペダルの踏み込み量たるアクセル開度を検出することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度は、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００３０】
ＭＧ回転角センサ４は、モータジェネレータ２０の回転軸の角度（以下、単に「モータ回転角」と称する）を検出することが可能に構成された、例えばレゾルバ等のセンサである。ＭＧ回転角センサ４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたモータ回転角は、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００３１】
＜ハイブリッド駆動装置の構成＞
ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１のパワートレインとして機能する動力ユニットである。ハイブリッド駆動装置１０は、主として、エンジン１１、クラッチ１２、トランスミッション１３、差動ギア１６、切替機構１７、モータジェネレータ２０、高圧回路２３、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５、及び低圧回路２８を備える。
【００３２】
エンジン１１は、本発明に係る「内燃機関」の一例たる直列４気筒ガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両１の主たる動力源として機能するように構成されている。
【００３３】
クラッチ１２は、エンジン１１とトランスミッション１３との間に配置されており、エンジン１１のクランク軸とトランスミッション１３の入力軸１４とを接続又は分離することで、エンジン１１の動力をトランスミッション１３に伝達又は遮断するように構成されている。
【００３４】
トランスミッション１３は、例えばクラッチ操作のみが自動化された従来のマニュアル・トランスミッションたるオートメイティッド・マニュアル・トランスミッション（Automated Manual Transmission）等のトランスミッションであり、本発明に係る「変速機構」の一例である。トランスミッション１３は、入力軸１４及び出力軸１５、並びにこれら入力軸１４と出力軸１５とを接続する複数のギアを有する歯車機構を含んでおり、複数のギアの組み合わせを変更することで、クラッチ１２を介して入力軸１４に入力されるエンジン１１の回転を変速し、出力軸１５から駆動軸に出力するように構成されている。出力軸１５には、一のギアを介して差動ギア１６が連結されている。トランスミッション１３は、後述する第１及び第２発電制御処理において、クラッチ１２を介して入力軸１４に入力されたエンジン１１の動力が駆動軸に伝達されないように、出力軸１４及び出力軸１５間を切り離すニュートラルをとり得る。
【００３５】
モータジェネレータ２０は、本発明に係る「電動発電機」の一例たる同期電動発電機であり、外周面に複数個の永久磁石を有する不図示のロータ、及び三相コイルが巻回された不図示のステータから成る。本実施形態では、モータジェネレータ２０は、後述する切替機構１７によって、イン接続、アウト接続及び非接続の間でロータ軸２１の接続状態が切り替えられる。モータジェネレータ２０は、こうした接続状態に応じてロータが回転することでステータに発生する逆起電圧により発電する発電機能と、ステータへの通電により回転トルクを発生し出力軸１５に駆動トルクを付与する力行機能とを備えるように構成されている。
【００３６】
切替機構１７は、本発明に係る「切替手段」の一例として、モータジェネレータ２０（具体的には、ロータ軸２１）の接続状態を、イン接続、アウト接続及び非接続の間で切り替え可能に構成されている。切替機構１７は、連結部Ｃ１４、Ｃ１５及びＣ２１、並びにスリーブＣ１７を含んでいる。連結部Ｃ１４、Ｃ１５及びＣ２１は夫々、入力軸１４、出力軸１５、及びモータジェネレータ２０のロータ軸（即ち、本発明に係る「回転軸」の一例）２１に固定されている。スリーブＣ１７は、不図示のアクチュエータの動力によりロータ軸２１の軸線方向で変位し、所定の３位置のいずれかに配置されることで、連結部Ｃ１４、Ｃ１５及びＣ２１をスプライン結合可能に構成されている。
【００３７】
次に、図２を参照し、本実施形態における、モータジェネレータ２０の接続状態について、具体的な例を用いて説明する。ここに、図２（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、イン接続、アウト接続及び非接続の各々に対応する切替機構１７の一例を示すブロック図である。
【００３８】
図２（ａ）に示すように、本例において、イン接続では、スリーブＣ１７は、連結部Ｃ１４及びＣ２１に対応する位置に配置される。これにより、連結部Ｃ１４及びＣ２１がスプライン結合され、入力軸１４とモータジェネレータ２０との間で動力伝達が可能になる。イン接続では、入力軸１４の回転に応じてロータが回転する。
【００３９】
図２（ｂ）に示すように、本例において、アウト接続では、スリーブＣ１７は、連結部Ｃ１５及びＣ２１に対応する位置に配置される。これにより、連結部Ｃ１５及びＣ２１がスプライン結合され、出力軸１５とモータジェネレータ２０との間で動力伝達が可能になる。アウト接続では、出力軸１５の回転に応じてロータが回転する。
【００４０】
図２（ｃ）に示すように、本例において、非接続では、スリーブＣ１７は、連結部Ｃ２１のみ対応する位置に配置される。このため、連結部Ｃ２１は、いずれの連結部ともスプライン結合されることなく、モータジェネレータ２０における動力伝達は不可能になる。
【００４１】
次に、図３を参照し、モータジェネレータ２０が発電し高圧電池２４が充電されるための、逆起電圧の要件について説明する。ここで、図３は、モータジェネレータ２０の回転数及び逆起電力の関係を示すグラフである。逆起電力Ｅは、逆起電力定数を「Ｋ」、磁束密度を「Φ」、モータ回転数（角速度）を「ω」とする場合、例えば下記の式によって求められる。
Ｅ  ＝  Ｋ・Φ・ω
【００４２】
図３には、縦軸に、高圧電池２４の電位Ｖｈがとられ、横軸に、該電位Ｖｈを表すラインと逆起電力Ｅの比例グラフとが交わる時のモータ回転数の値ω０がとられている。図３に示すように、車両走行中、モータ回転数ωが上昇するに連れ、逆起電力Ｅもまた上昇する。ここで、モータジェネレータ２０が逆起電圧により発電するには、モータ回転数を値ω０より上げることで、高圧電池２４の電位Ｖｈを上回る逆起電力Ｅを発生させる。言い換えれば、高圧電池２４の電源電圧よりも高い逆起電圧が発生する場合に、逆起電圧によりモータジェネレータ２０が発電し、高圧電池２４が充電される。
【００４３】
高圧回路２３は、モータジェネレータ２０の回転数及び出力トルクを制御可能なインバータ回路として機能し、高圧電池２４を含んでいる。高圧回路２３には、トランジスタＴ２３と、該トランジスタＴ２３の設置方向と逆方向に並列に接続されたダイオードＤ２３との組み合わせが６つ配置されており、各組み合わせの一端子は、高圧電池２４に接続され、他端子は、モータジェネレータ２０の三相コイルに接続されている。
【００４４】
高圧電池２４は、本発明に係る「蓄電手段」の一例として、モータジェネレータ２０が発生する逆起電圧により充放電するように構成されている。尚、高圧電池２４は、例えば１００Ｖ〜４００Ｖといった高圧電源であり、主として、モータジェネレータ２０の駆動用電池として機能する。
【００４５】
高圧回路２３は、モータジェネレータ２０がモータとして機能する際には、即ち、力行動作が行われる際には、高圧電池２４におけるＤＣ（直流）の電圧からＡＣ（交流）の電圧を生成し、これをモータジェネレータ２０に印加するように構成されている。或いは、高圧回路２３は、モータジェネレータ２０がジェネレータとして機能する際には、即ち、回生動作が行われる際には、モータジェネレータ２０からのＡＣの電圧からＤＣの電圧（即ち、逆起電圧）を生成し、これを高圧電池２４に供給するように構成されている。
【００４６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２５は、高圧電池２４及び低圧電池２６と並列に接続されており、高圧電池２４の端子電圧を降圧し、これを補機電池２６又は各種補機２７に供給するように構成されている。
【００４７】
低圧回路２８は、各種補機２７に電力を供給するための回路として機能し、補機電池２６を含んでいる。補機電池２６は、エンジン補機やシステム始動用の、例えば１０Ｖ〜１５Ｖ程度の低圧電源であり、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５の降圧電圧により充放電するように構成されている。
【００４８】
ＥＣＵ１００は、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」の一例として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びバッファメモリ等を備える電子制御ユニット（Electronic Control Unit）であり、ハイブリッド車両１の各部の動作を制御可能に構成されている。
【００４９】
ＥＣＵ１００は、異常判定部１０１、及び充電判定部１０２を含んでおり、これら各部に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、これら各部の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各部は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等の各種コンピュータシステムとして構成されていてもよい。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する第１及び第２発電制御処理を実行可能に構成されている。
【００５０】
異常判定部１０１は、本発明に係る「異常判定手段」の一例であり、モータジェネレータ２０が逆起電圧により発電可能であり且つモータジェネレータ２０の駆動トルクが制御不能である、所定種類の異常がある（即ち、トルクアシスト機能が喪失される）か否かを判定するように構成されている。ここで、「所定種類の異常」として、モータジェネレータ２０のジェネレータとしての回生動作が可能である状況下にて、ＭＧ回転角センサ４の検出値（モータ回転角）が得られない、或いはモータ回転角の検出値と要求値との間に非常な差異があるといったＭＧ回転角センサ４の故障や、高圧回路２３に含まれるスイッチング素子の「ＯＮ」への切り替えが不可能になる故障等が予め設定されている。
【００５１】
充電判定部１０２は、本発明に係る「充電判定手段」の一例であり、仮にイン接続又はアウト接続である場合に、モータジェネレータ２０が、発生すると推定される逆起電圧により発電し、高圧電池２４を充電することが可能か否か、言い換えれば、逆起電圧が高圧電池２４の電源電圧よりも高いか否かを判定する。
【００５２】
ＥＣＵ１００は、本発明に係る「制御手段」の一例であり、異常判定部１０１によって所定種類の異常があると判定された場合に、車速に関わらず、モータジェネレータ２０が回転され（即ち、逆起電圧により発電し）、高圧電池２４が充電されるように、充電判定部１０２の判定に基づいて、切替機構１７及びエンジン１１を適宜制御し、後述する第１及び第２発電制御処理を実行する。
【００５３】
＜実施形態の動作＞
＜第１発電制御処理＞
次に、図４を参照し、本実施形態における第１発電制御処理について説明する。ここに、図４は、第１発電制御処理を示すフローチャートである。
【００５４】
図４において、異常判定部１０１により、所定種類の異常（即ち、ここでは、逆起発電が可能であり且つトルク制御が不可能であるといった異常）があるか否か判定する（ステップＳ１０１）。この判定の結果、所定種類の異常がないと判定された場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、ステップＳ１０１からの処理が繰り返し行われる。
【００５５】
一方、ステップＳ１０１の判定の結果、所定種類の異常があると判定された場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、充電判定部１０２により、仮にアウト接続である場合に逆起電圧により発電し、高圧電池２４を充電可能か否かが判定される（ステップＳ１０２）。この判定の結果、仮にアウト接続である場合に充電可能と判定された場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００により、切替機構１７が制御され、モータジェネレータ２０の接続状態がアウト接続に切り替えられる（ステップＳ１０３）。これにより、逆起電圧が高圧電池２４の電源電圧よりも高くなることで、逆起電圧により発電し、高圧電池２４が充電される。これに併せて、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５を介して補機電池２６が充電される。これにより、各種補機２７への電力供給が停止されることがなく、所定種類の異常があっても、各種補機２７を駆動して走行を継続することが可能である。
【００５６】
一方、ステップＳ１０２の判定の結果、仮にアウト接続である場合に高圧電池２４を充電できないと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、ＥＣＵ１００により、アクセル開度センサ３の検出値に基づいて、アクセル操作（即ち、オン操作）がなされたか否かが判定される（ステップＳ１０４）。この判定の結果、アクセル操作が行われないと判定された場合（ステップＳ１０４：ＯＦＦ）、ＥＣＵ１００により、トランスミッション１３がニュートラルにされた後（ステップＳ１０５）、切替機構１７が制御され、モータジェネレータ２０の接続状態がイン接続に切り替えられると共に、エンジン１１が制御され、機関回転数が上昇される（ステップＳ１０６）。これにより、逆起電圧が高圧電池２４の電源電圧よりも高くなることで、逆起電圧により発電し、高圧電池２４が充電される。
【００５７】
一方、ステップＳ１０４の判定の結果、アクセル操作が行われたと判定された場合（ステップＳ１０４：ＯＮ）、ＥＣＵ１００により、駆動力が要求されていると断定され、モータジェネレータ２０の接続状態が非接続に切り替えられる（ステップＳ１０７）。これにより、一連の第１発電制御処理が終了する。
【００５８】
上述した第１発電制御処理によれば、アウト接続である場合に充電可能であるか否かの判定（ステップＳ１０２）が行われるが、これに加えて、アウト接続での充電が不可能である場合に（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、イン接続である場合に充電可能であるか否かの判定を行っても構わない。これにより、高圧電池２４を充電するために、トランスミッション１３をニュートラルにしたり、機関回転数を制御する機会を減らすことが可能である。
【００５９】
＜第２発電制御処理＞
次に、図５を参照し、本実施形態における第２発電制御処理について説明する。ここに、図５は、第２発電制御処理を示すフローチャートである。当該第２発電制御処理では、図４の第１発電制御処理との差異として、アウト接続である場合に充電可能であるか否かの判定に加えて、イン接続である場合にも充電可能であるか否かの判定が行われる。尚、図４の第１発電制御処理と同一の処理（即ち、ステップＳ１０１からＳ１０７）については、説明を省略する又は簡略にし、該第１発電制御処理と異なる処理について、主として説明を行うこととする。
【００６０】
図５において、異常判定手段１０１によって所定種類の異常があると判定され（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、且つ充電判定部１０２によって仮にアウト接続である場合に高圧電池２４を充電できないと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、更に、充電判定部１０２により、仮にイン接続である場合に逆起電圧により発電し、高圧電池２４を充電可能か否かが判定される（ステップＳ２０１）。この判定の結果、仮にイン接続である場合に充電可能と判定された場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００により、切替機構１７が制御され、モータジェネレータ２０の接続状態がイン接続に切り替えられる（ステップＳ２０２）。これにより、逆起電圧が高圧電池２４の電源電圧よりも高くなりことで、逆起電圧により発電し、高圧電池２４が充電される。
【００６１】
一方、ステップＳ２０１の判定の結果、仮にイン接続である場合に高圧電池２４を充電できないと判定された場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、ＥＣＵ１００によってアクセル操作がなされたか否かが判定され（ステップＳ１０４）、アクセル操作が行われないと判定された場合（ステップＳ１０４：ＯＦＦ）、ＥＣＵ１００により、トランスミッション１３がニュートラルにされた後（ステップＳ１０５）、接続状態がイン接続に切り替えられると共に、機関回転数が上昇される（ステップＳ１０６）。これにより、逆起電圧が高圧電池２４の電源電圧よりも高くなることで、逆起電圧により発電し、高圧電池２４が充電される。これにより、一連の第２発電制御処理が終了する。
【００６２】
上述した第１及び第２発電制御処理によれば、所定種類の異常があり、且つアウト接続である場合において高圧電池２４が充電されないと判定された場合に、車速をそのままにモータジェネレータ２０の回転数を上昇させるべく、接続状態をイン接続に切り替えることで、入力軸１４の回転に応じてモータジェネレータ２０が発生する逆起電圧が高圧電池２４の電源電圧よりも高められ、高圧電池２４が充電される。従って、モータジェネレータ２０において、トルクアシスト機能が喪失される異常がある場合に、車速に関わらず、高圧電池２４を充電することが可能である。
【００６３】
また、所定種類の異常があり、且つイン接続である場合において充電されず、且つアクセル操作が行われないと判定された場合に、車速をそのままにモータジェネレータ２０の回転数を上昇させるべく、トランスミッション１３をニュートラルにした後に、接続状態をイン接続に切り替えると共にエンジン１１の回転数を上げる。これにより、エンジン１１の回転に応じてモータジェネレータ２０が発生する逆起電圧が高圧電池２４の電源電圧よりも高められ、高圧電池２４が充電される。従って、モータジェネレータ２０において、トルクアシスト機能が喪失される異常がある場合に、車速に関わらず、高圧電池２４を確実に充電することが可能である。
【００６４】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６５】
１…ハイブリッド車両、１１…エンジン、１３…トランスミッション、１４…入力軸、１５…出力軸、１７…切替機構、２０…モータジェネレータ、２４…高圧電池、１００…ＥＣＵ、１０１…異常判定部、１０２…充電判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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