(57)【要約】【課題】  バッテリを遮断した状態でモータを駆動するインバータをシャットダウンしたときでもインバータ等の電圧を適正値に保持する。【解決手段】  バッテリが遮断された状態でインバータをシャットダウンしたときには、エンジンを自立運転することにより連れ回されるモータの起電力を用いてインバータの電力母線に生じる電圧Ｖｈがインバータの保護回路としてのコンデンサの耐圧未満となると共に高圧系補機に電力を供給することができる電圧範囲としての目標電圧Ｖｈ＊を中心とする所定の範囲Ｖαになるようエンジンの目標回転数Ｎｅ＊を設定し（Ｓ１００〜Ｓ１３０）、エンジンが目標回転数Ｎｅ＊が自立運転するよう制御する。【選択図】        図３
2006063819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段を駆動する第１駆動回路と、
該第１駆動回路と電力母線を共通にして前記電動機を駆動する第２駆動回路と、
前記電力母線の電圧を検出する電圧検出手段と、
充放電可能な蓄電手段と、
前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線に前記蓄電手段を遮断可能に接続する遮断接続手段と、
前記遮断接続手段により前記第１駆動回路および前記第２駆動回路が前記蓄電手段から遮断されると共に前記第１駆動回路および前記第２駆動回路がシャットダウンされた遮断シャットダウン時には、前記電圧検出手段により検出される電圧が所定電圧に近づくよう前記内燃機関を運転制御する制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
請求項１記載の動力出力装置であって、
前記電力母線間に取り付けられた蓄電回路を備え、
前記制御手段は、前記蓄電回路の耐圧未満の電圧を前記所定電圧として制御する手段である
動力出力装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記電圧検出手段により検出された電圧と前記所定電圧との偏差に基づいて前記内燃機関の目標回転数を設定し、該目標回転数で運転されるよう前記内燃機関を制御する手段である請求項１または２記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記電圧検出手段により検出された電圧が前記所定電圧より低いときには前記内燃機関の回転数が大きくなる傾向に前記目標回転数を設定する手段である請求項３記載の動力出力装置。
【請求項５】
前記第１駆動回路および前記第２駆動回路は、前記電力動力入出力手段および前記電動機に入出力される交流電力と前記電力母線側に入出力される直流電力との変換を伴って該電力動力入出力手段および前記電動機を駆動する回路である請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機とを備える手段である請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置。
【請求項７】
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の回転子と前記駆動軸に接続された第２の回転子とを有し、該第１の回転子と該第２の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機である請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置。
【請求項８】
請求項１ないし７いずれか記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に接続されてなる自動車。
【請求項９】
前記制御手段は、前記蓄電手段の異常が検出され、且つ、シフト位置がニュートラルにされたときに前記遮断シャットダウン時として前記内燃機関を運転制御する手段である請求項８記載の自動車。
【請求項１０】
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段を駆動する第１駆動回路と、該第１駆動回路と電力母線を共通にして前記電動機を駆動する第２駆動回路と、充放電可能な蓄電手段と、前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線に前記蓄電手段を遮断可能に接続する遮断接続手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記遮断接続手段により前記第１駆動回路および前記第２駆動回路が前記蓄電手段から遮断されると共に前記第１駆動回路および前記第２駆動回路がシャットダウンされたときには、前記電力母線間の電圧が所定電圧に近づくよう前記内燃機関を運転制御する
動力出力装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、エンジンと、エンジンのクランクシャフトにキャリアが接続されると共に駆動軸にリングギヤが連結されたプラネタリギヤと、このプラネタリギヤのサンギヤに連結された第１モータと、駆動軸に動力を出力する第２モータと、第１モータや第２モータと電力のやりとりが可能なバッテリとを備え、車両に搭載されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、アクセル操作に基づいて設定される要求動力を効率よく出力することができる運転ポイントでエンジンを運転すると共にこのエンジンから出力された動力をプラネタリギヤと二つのモータとによりトルク変換して出力したり、エンジンからの動力では過不足する動力についてはバッテリの充放電による電力を用いて駆動軸に要求動力を出力している。
【特許文献１】特開平１０−９８８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の動力出力装置では、エンジンからの動力をプラネタリギヤと二つのモータとにより完全にトルク変換して出力することができるから、バッテリに異常が生じたときにはバッテリの充放電なしに駆動軸に動力を出力することができるものの、シフト位置をニュートラルにしたときのように第１モータや第２モータの駆動回路をシャットダウンしたときには第１モータや第２モータの回転に伴って生じる起電力によりバッテリが充放電される場合が生じる。この場合、バッテリを遮断することによりバッテリの保護を図ることができるが、バッテリを遮断すれば、第１モータや第２モータの駆動回路に取り付けられているコンデンサなどの電圧保持回路に高電圧が作用して破損する場合も生じる。
【０００４】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、内燃機関からの動力を電動機などを用いてトルク変換して出力可能な装置において、二次電池などの蓄電装置を遮断した状態で電動機などの駆動回路をシャットダウンしたときでも駆動回路等の電圧をより適正に保持することを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、電動機などの駆動回路等の電圧をより適正に保持することにより駆動回路等に取り付けられた機器や回路などが破損するのを抑止することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段を駆動する第１駆動回路と、
該第１駆動回路と電力母線を共通にして前記電動機を駆動する第２駆動回路と、
前記電力母線の電圧を検出する電圧検出手段と、
充放電可能な蓄電手段と、
前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線に前記蓄電手段を遮断可能に接続する遮断接続手段と、
前記遮断接続手段により前記第１駆動回路および前記第２駆動回路が前記蓄電手段から遮断されると共に前記第１駆動回路および前記第２駆動回路がシャットダウンされた遮断シャットダウン時には、前記電圧検出手段により検出される電圧が所定電圧に近づくよう前記内燃機関を運転制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の動力出力装置では、電力動力入出力手段を駆動する第１駆動回路やこの第１駆動回路と電力母線を共通にして電動機を駆動する第２駆動回路の電力母線に蓄電手段を遮断可能に接続する遮断接続手段により第１駆動回路と第２駆動回路が蓄電手段から遮断されると共に第１駆動回路と第２駆動回路とがシャットダウンされたときには、電力母線間の電圧が所定電圧に近づくよう内燃機関を運転制御する。内燃機関の出力軸は電力と動力との入出力を伴って内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段に接続されているから、内燃機関の出力軸の回転数を変化させることにより電力動力入出力手段の駆動状態を変更することができる。電力動力入出力手段を駆動する第１駆動回路はシャットダウンされた状態では電力動力入出力手段の駆動により起電力を生じる。したがって、内燃機関の運転状態を変化させることにより、電力動力入出力手段の駆動状態を変化させて第１駆動回路に生じる起電力を変化させ、これにより第１駆動回路や第２駆動回路の電力母線の電圧を調整することができる。即ち、第１駆動回路や第２駆動回路の電力母線の電圧が所定電圧に近づくよう内燃機関の運転を制御すればよい。以上の結果、第１駆動回路や第２駆動回路の電力母線の電圧を所定電圧に近づけることができ、電圧母線の電圧が過大な電圧になったり過小な電圧になるのを抑制することができる。
【０００８】
こうした本発明の動力出力装置において、前記電力母線間に取り付けられた蓄電回路を備え、前記制御手段は前記蓄電回路の耐圧未満の電圧を前記所定電圧として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、蓄電回路の破損を抑制することができる。
【０００９】
また、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記電圧検出手段により検出された電圧と前記所定電圧との偏差に基づいて前記内燃機関の目標回転数を設定し、該目標回転数で運転されるよう前記内燃機関を制御する手段であるものとすることもできる。この場合、前記制御手段は、前記電圧検出手段により検出された電圧が前記所定電圧より低いときには前記内燃機関の回転数が大きくなる傾向に前記目標回転数を設定する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
さらに、本発明の動力出力装置において、前記第１駆動回路および前記第２駆動回路は、前記電力動力入出力手段および前記電動機に入出力される交流電力と前記電力母線側に入出力される直流電力との変換を伴って該電力動力入出力手段および前記電動機を駆動する回路であるものとすることもできる。
【００１１】
本発明の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と前記回転軸に動力を入出力可能な発電機とを備える手段であるものとすることもできるし、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の回転子と前記駆動軸に接続された第２の回転子とを有し該第１の回転子と該第２の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機であるものとすることもできる。
【００１２】
本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段を駆動する第１駆動回路と、該第１駆動回路と電力母線を共通にして前記電動機を駆動する第２駆動回路と、前記電力母線の電圧を検出する電圧検出手段と、充放電可能な蓄電手段と、前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線に前記蓄電手段を遮断可能に接続する遮断接続手段と、前記遮断接続手段により前記第１駆動回路および前記第２駆動回路が前記蓄電手段から遮断されると共に前記第１駆動回路および前記第２駆動回路がシャットダウンされた遮断シャットダウン時には前記電圧検出手段により検出される電圧が所定電圧に近づくよう前記内燃機関を運転制御する制御手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に接続されてなることを要旨とする。
【００１３】
この本発明の自動車では、上述したいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置の奏する効果、例えば、第１駆動回路や第２駆動回路の電力母線の電圧を所定電圧に近づけることができる効果や電圧母線の電圧が過大な電圧になったり過小な電圧になるのを抑制することができる効果などと同様な効果を奏することができる。
【００１４】
こうした本発明の自動車において、前記制御手段は、前記蓄電手段の異常が検出され、且つ、シフト位置がニュートラルにされたときに前記遮断シャットダウン時として前記内燃機関を運転制御する手段であるものとすることもできる。
【００１５】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段を駆動する第１駆動回路と、該第１駆動回路と電力母線を共通にして前記電動機を駆動する第２駆動回路と、充放電可能な蓄電手段と、前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線に前記蓄電手段を遮断可能に接続する遮断接続手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記遮断接続手段により前記第１駆動回路および前記第２駆動回路が前記蓄電手段から遮断されると共に前記第１駆動回路および前記第２駆動回路がシャットダウンされたときには、前記電力母線間の電圧が所定電圧に近づくよう前記内燃機関を運転制御する
ことを要旨とする。
【００１６】
この本発明の動力出力装置の制御方法は、電力動力入出力手段を駆動する第１駆動回路やこの第１駆動回路と電力母線を共通にして電動機を駆動する第２駆動回路の電力母線に蓄電手段を遮断可能に接続する遮断接続手段により第１駆動回路と第２駆動回路が蓄電手段から遮断されると共に第１駆動回路と第２駆動回路とがシャットダウンされたときには、電力母線間の電圧が所定電圧に近づくよう内燃機関を運転制御するから、第１駆動回路や第２駆動回路の電力母線の電圧を所定電圧に近づけることができると共に電圧母線の電圧が過大な電圧になったり過小な電圧になるのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１８】
図１は、本発明の一実施例としての動力出力装置を搭載した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に搭載されるインバータ４１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、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、動力出力装置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。
【００１９】
エンジン２２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であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力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により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４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りエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２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。
【００２０】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００２１】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。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回転位置検出センサ４３，４４からの信号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ｉｕ，ｉｖなどが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２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。
【００２２】
インバータ４１，４２は、電力ライン５４ａ，５４ｂによりバッテリ５０の出力端子に接続されている。電力ライン５４ａ，５４ｂは、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。また、電力ライン５４ａ，５４ｂには、電圧保持回路としてのコンデンサ５５が並列接続されていると共に乗員室の空調機器に用いるエアコンプレッサなどの高圧系補機３６も接続されている。電力ライン５４ａ，５４ｂとバッテリ５０の出力端子との間にはシステムメインリレー（ＳＭＲ）５３が接続されており、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りバッテリ５０に異常が発生したときなどにはバッテリ５０からインバータ４１，４２への電力供給が遮断されるようになっている。インバータ４１は、図２に示すように、モータＥＣＵ４０からの制御信号を受けてスイッチングするトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４，Ｔｒ５，Ｔｒ６と、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４，Ｔｒ５，Ｔｒ６に並列に接続されたダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６とから構成される通常のトランジスタインバータ回路として構成されており、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４，Ｔｒ５，Ｔｒ６のスイッチングにより、バッテリ５０からの直流電流を三相交流電流に変換してモータＭＧ１に供給してモータＭＧ１を駆動したり、モータＭＧ１からの三相交流電流を整流してバッテリ５０やインバータ４２に供給したりする。インバータ４２は、インバータ４１と同様に６個のトランジスタと各トランジスタに並列に接続されたダイオードとを備える回路として構成されており、バッテリ５０やインバータ４１からの直流電流を三相交流電流に変換してモータＭＧ２に供給しモータＭＧ２を駆動したり、モータＭＧ２からの三相交流電流を整流してバッテリ５０に供給したりする。
【００２３】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。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力ライン５４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に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂ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。なお、バッテリＥＣＵ５２では、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残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【００２４】
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、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、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８１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８３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８５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、電力ライン５４ａ，５４ｂの電圧を測定する電圧センサ８９からの電圧Ｖｈ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。
【００２５】
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としてのリングギヤ軸３２ａ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リングギヤ軸３２ａ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動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａ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動力分配統合機構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リングギヤ軸３２ａ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リングギヤ軸３２ａ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。
【００２６】
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、特にバッテリ５０に異常が検出されてＳＭＲ５３がオフにされた状態で走行する待避走行時であり、且つ、シフトレバー８１がニュートラルに操作されて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに動力を出力することができないようインバータ４１，４２への電力供給が遮断されてい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により実行される待避走行時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２７】
待避走行時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のＣＰＵ７２は、まず、電圧センサ５３からの電力ライン５４ａ，５４ｂ間の電圧Ｖｈや車速センサ８８からの車速Ｖ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Ｓ１００）。データが入力されると、入力された電圧Ｖｈが目標電圧Ｖｈ＊を中心とした所定値Ｖα内にあるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＳＭＲ５３がオフ状態でインバータ４１，４２への電力供給を遮断されているときには、インバータ４１，４２の各トランジスタが遮断されるため、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御することができないが、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａへの動力の出力ができないだけでエンジン２２を運転することは禁止されていないため、エンジン２２を運転することによりモータＭＧ１を連れ回し、これによりモータＭＧ１に起電力を発生させ、高圧系補機３６に電力を供給することができる。このとき、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１によっては、過剰な電力が生じてコンデンサ５５を破損させたり、高圧系補機３６への電力供給が不足する場合が生じる。実施例の目標電圧Ｖｈ＊を中心とした所定値Ｖα内は、コンデンサ５５を破損させないようその耐圧の範囲であると共に高圧系補機３６に電力供給可能な程度の電圧範囲として設定される。一方、モータＭＧ１が連れ回されると、起電力が生じる際にトルク（逆起トルク）も生じ、これが駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する。このリングギヤ軸３２ａに作用する逆起トルクＴαが走行抵抗より大きくなると、シフトポジションＳＰがニュートラルであるのに車両が加速するなど運転者が意図する走行感とことなるものとなる。したがって、実施例では、目標電圧Ｖｈ＊をコンデンサ５５の耐圧の範囲内とすると共に高圧系補機３６に電力供給するだけでなく、逆起トルクＴαが走行抵抗より小さくなるように設定されている。車速Ｖと駆動軸に作用する逆起トルクＴαと走行抵抗との関係を図４に示す。
【００２８】
入力された電圧Ｖｈが目標電圧Ｖｈ＊を中心とした所定の範囲Ｖα内であれば、コンデンサ５５に破損が生じたり逆起トルクＴαが走行抵抗より大きくならないと判断して、設定されている目標回転数Ｎｅ＊をそのまま再設定し（ステップＳ１２０）、設定した目標回転数Ｎｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ１４０）、本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が目標回転数Ｎｅ＊で自立運転するよう燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。
【００２９】
一方、入力された電圧Ｖｈが目標電圧Ｖｈ＊を中心とした所定の範囲Ｖα外であるときには、検出された電圧Ｖｈが目標電圧Ｖｈ＊を中心とした所定の範囲Ｖα内となるよう式（１）を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定し（ステップＳ１３０）、設定した目標回転数Ｎｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。ここで、式（１）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。このように、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊で自立運転するよう制御することにより、モータＭＧ１がエンジン２２により連れ回されるときに生じる電圧を目標電圧Ｖｈ＊を中心とする所定の範囲Ｖα内にすることができる。この結果、コンデンサ５５に破損が生じたり逆起トルクＴαにより運転者が走行状態に違和感を感じることを抑制することができると共に高圧系補機３６に電力供給することができる。
【００３０】
Ne*=前回Ne*＋k1(Vh*−Vh)＋k2∫(Vh*−Vh)dt  …（１）
【００３１】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、バッテリ５０に異常が検出されてＳＭＲ５３がオフにされた状態で走行しているときにシフトレバー８１がニュートラルに操作されたことにより駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに動力が出力されないようインバータ４１，４２への電力供給が遮断されているときには、モータＭＧ１の起電力により電力ライン５４ａ，５４ｂに生じる電圧Ｖｈを目標電圧Ｖｈ＊を中心とした所定範囲Ｖα内となるようエンジン２２の運転を制御することにより、コンデンサ５５に破損を生じさせたりモータＭＧ１による逆起トルクＴαにより運転者に走行状態に違和感を感じさせるのを抑制することができると共に高圧系補機３６に電力供給することができる。
【００３２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０に異常が検出され、ＳＭＲ５３がオフにされたときであり、且つ、シフトレバー８１がニュートラルに操作されてインバータ４１，４２への電力供給が遮断されたときに適用するものとしたが、バッテリ５０に異常が検出されなかったりシフトポジションＳＰがニュートラルでないときでも、バッテリ５０が電力ライン５４ａ，５４ｂから切り離され、且つ、インバータ４１，４２への電力供給が遮断される条件が成立するときに適用するものとしてもよい。
【００３３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図５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の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図５における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００３４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図６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のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。
【００３５】
以上、本発明を実施するための最良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。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】ハイブリッド自動車２０に搭載されるインバータ４１の構成の概略を示す構成図である。
【図３】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される待避走行時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】車速Ｖと逆起トルクＴαと走行トルクとの関係を示す説明図である。
【図５】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図６】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３７】
２０，１２０，２２０  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、２８  ダンパ、３０  動力分配統合機構、３１  サンギヤ、３２  リングギヤ、３２ａ  リングギヤ軸、３３  ピニオンギヤ、３４  キャリア、３５，減速ギヤ、３６  高圧系補機、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、５０  バッテリ、５１  温度センサ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５３  システムメインリレー（ＳＭＲ）、５４ａ，５４ｂ  電力ライン、５５  コンデンサ、６０  ギヤ機構、６２  デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂ  駆動輪、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、８９  電圧センサ、２３０  対ロータ電動機、２３２  インナーロータ  ２３４  アウターロータ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６  ダイオード、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ、Ｔｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４，Ｔｒ５，Ｔｒ６  トランジスタ。
【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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【図６】
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