(57)【要約】【課題】インバータのゲート遮断とエンジンの運転とを伴って走行する際にアクセルオフされたときに、車両の制動力を確保する。【解決手段】駆動輪に動力を出力可能なエンジンと、駆動輪に動力を出力可能であると共に回転に伴って逆起電圧を発生するモータと、モータを駆動するインバータと、インバータを介して電力ラインに接続された蓄電装置と、を備えるハイブリッド自動車において、インバータのゲート遮断とエンジンの運転とを伴って走行している際にアクセルオフされたときには、インバータを三相オンする。【選択図】図４
2018144601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪に動力を出力可能なエンジンと、
前記駆動輪に動力を出力可能であると共に回転に伴って逆起電圧を発生するモータと、
前記モータを駆動するインバータと、
前記インバータを介して電力ラインに接続された蓄電装置と、
前記エンジンおよび前記インバータを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記インバータのゲート遮断と前記エンジンの運転とを伴って走行している際にアクセルオフされたときには、前記インバータを三相オンする、
ハイブリッド自動車。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記インバータのゲート遮断と前記エンジンの運転とを伴って走行している際にアクセルオフされたときにおいて、前記モータの逆起電圧が前記インバータの直流側電圧以下のときには、前記インバータを三相オンし、前記モータの逆起電圧が前記インバータの直流側電圧よりも高いときには、前記インバータを三相オンしない、
ハイブリッド自動車。
【請求項３】
請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記インバータのゲート遮断と前記エンジンの運転とを伴って走行している際にアクセルオフされたときにおいて、車速が所定範囲内のときには、前記インバータを三相オンし、車速が前記所定範囲外のときには、前記インバータを三相オンしない、
ハイブリッド自動車。
【請求項４】
請求項１ないし３のうちの何れか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
発電機と、
前記発電機と前記エンジンと前記駆動輪に連結された駆動軸との３軸に３つの回転要素が共線図において前記発電機，前記エンジン，前記駆動軸の順に並ぶように接続されたプラネタリギヤと、
前記発電機を駆動すると共に前記蓄電装置に前記電力ラインを介して接続された発電機用インバータと、
を備え、
前記モータは、前記駆動軸に接続され、
前記制御装置は、
前記インバータおよび前記発電機用インバータのゲート遮断と前記エンジンの運転とを伴って走行する際にアクセルオンのときには、前記発電機の逆起電圧が前記インバータおよび前記発電機用インバータの直流側電圧よりも高くなって前記発電機から前記プラネタリギヤを介して前記駆動軸にトルクが出力されるように前記エンジンを制御し、
前記インバータおよび前記発電機用インバータのゲート遮断と前記エンジンの運転とを伴って走行している際にアクセルオフされたときには、前記発電機の逆起電圧が前記インバータおよび前記発電機用インバータの直流側電圧以下になるように前記エンジンを制御する、
ハイブリッド自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと、第１モータと、エンジンと第１モータと駆動輪に連結された出力部材とがキャリヤとサンギヤとリングギヤとに接続された遊星歯車機構と、出力部材に接続された第２モータと、第１モータおよび第２モータを駆動するインバータと、インバータに電力ラインを介して接続されたバッテリと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、インバータのゲート遮断とエンジンの運転とを伴って走行する際にアクセルオンのときには、インバータの直流側電圧と出力部材の回転数とアクセル操作量とに基づいて、第１モータの回転に伴って発生する逆起電圧がインバータの直流側電圧よりも高くなるようにエンジンを制御する。こうした制御により、第１モータの逆起電圧に基づく制動トルクを調節し、この制動トルクの反力トルク（出力部材に発生させる駆動トルク）を調節している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２０３１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のハイブリッド自動車では、インバータのゲート遮断とエンジンの運転とを伴って走行している際にアクセルオフされたときに、インバータのゲート遮断を継続することになり、第２モータの逆起電圧がインバータの直流側電圧以下のときなどに、車両の制動力を十分に確保できない場合が生じる。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車は、インバータのゲート遮断とエンジンの運転とを伴って走行している際にアクセルオフされたときに、車両の制動力を確保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。
【０００７】
本発明のハイブリッド自動車は、
駆動輪に動力を出力可能なエンジンと、
前記駆動輪に動力を出力可能であると共に回転に伴って逆起電圧を発生するモータと、
前記モータを駆動するインバータと、
前記インバータを介して電力ラインに接続された蓄電装置と、
前記エンジンおよび前記インバータを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記インバータのゲート遮断と前記エンジンの運転とを伴って走行している際にアクセルオフされたときには、前記インバータを三相オンする、
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明のハイブリッド自動車では、インバータのゲート遮断とエンジンの運転とを伴って走行している際にアクセルオフされたときには、インバータを三相オンする。ここで、「三相オン」は、インバータの複数のスイッチング素子のうちの上アームの全てまたは下アームの全てをオンすることをいう。インバータを三相オンすると、モータで引き摺りトルクが生じるから、車両の制動力を確保することができる。
【０００９】
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記インバータのゲート遮断と前記エンジンの運転とを伴って走行している際にアクセルオフされたときにおいて、前記モータの逆起電圧が前記インバータの直流側電圧以下のときには、前記インバータを三相オンし、前記モータの逆起電圧が前記インバータの直流側電圧よりも高いときには、前記インバータを三相オンしないものとしてもよい。モータの逆起電圧がインバータの直流側電圧以下のときには、インバータを三相オンすることにより、モータの引き摺りトルクによって車両の制動力を確保することができる。また、モータの逆起電圧がインバータの直流側電圧よりも高いときには、インバータを三相オンしなければ（ゲート遮断すれば）、モータの逆起電圧に基づく回生トルクによって車両の制動力を確保することができる。
【００１０】
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記インバータのゲート遮断と前記エンジンの運転とを伴って走行している際にアクセルオフされたときにおいて、車速が所定範囲内のときには、前記インバータを三相オンし、車速が前記所定範囲外のときには、前記インバータを三相オンしないものとしてもよい。こうすれば、車速に応じてインバータを三相オンするか三相オンしない（ゲート遮断する）かを選択することができる。ここで、「所定範囲」の上限は、モータの逆起電圧とインバータの直流側電圧との大小関係をモータの逆起電圧やインバータの直流側電圧を用いずに推定するのに用いられる閾値（境界）であるものとしてもよい。「所定範囲」の下限は、車両にある程度大きい制動力の確保が要求されているか否かを判定するのに用いられる閾値（境界）であるものとしてもよい。
【００１１】
さらに、本発明のハイブリッド自動車において、発電機と、前記発電機と前記エンジンと前記駆動輪に連結された駆動軸との３軸に３つの回転要素が共線図において前記発電機，前記エンジン，前記駆動軸の順に並ぶように接続されたプラネタリギヤと、前記発電機を駆動すると共に前記蓄電装置に前記電力ラインを介して接続された発電機用インバータと、を備え、前記モータは、前記駆動軸に接続され、前記制御装置は、前記インバータおよび前記発電機用インバータのゲート遮断と前記エンジンの運転とを伴って走行する際にアクセルオンのときには、前記発電機の逆起電圧が前記インバータおよび前記発電機用インバータの直流側電圧よりも高くなって前記発電機から前記プラネタリギヤを介して前記駆動軸にトルクが出力されるように前記エンジンを制御し、前記インバータおよび前記発電機用インバータのゲート遮断と前記エンジンの運転とを伴って走行している際にアクセルオフされたときには、前記発電機の逆起電圧が前記インバータおよび前記発電機用インバータの直流側電圧以下になるように前記エンジンを制御するものとしてもよい。こうすれば、アクセルオフされたときに、発電機で逆起電圧に基づく回生トルクが生じないようにし、回生トルクに基づくトルク（駆動トルク）が駆動軸に出力されないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】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る。
【図２】モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。
【図３】インバータ４１，４２をゲート遮断している状態でモータＭＧ１の逆起電圧Ｖｃｅｆ１が高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨよりも高いときのプラネタリギヤ３０の共線図の一例を示す説明図である。
【図４】ＨＶＥＣＵ７０により実行される制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【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。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【実施例】
【００１４】
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、モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動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、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、昇降圧コンバータ５５と、蓄電装置としてのバッテリ５０と、システムメインリレー５６と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。
【００１５】
エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４によって運転制御されている。
【００１６】
エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒなどが入力ポートから入力されている。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。
【００１７】
プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、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３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。
【００１８】
モータＭＧ１は、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、モータＭＧ１と同様に同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。
【００１９】
インバータ４１，４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に用いられる。図２に示すように、インバータ４１は、高電圧側電力ライン５４ａに接続されており、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のそれぞれに並列に接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、を有する。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６は、それぞれ、高電圧側電力ライン５４ａの正極側ラインと負極側ラインとに対してソース側とシンク側になるように２個ずつペアで配置されている。また、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータＭＧ１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、インバータ４１に電圧が作用しているときに、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、対となるトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータＭＧ１が回転駆動される。インバータ４２は、インバータ４１と同様に、高電圧側電力ライン５４ａに接続されており、６つのトランジスタＴ２１〜Ｔ２６と６つのダイオードＤ２１〜Ｄ２６とを有する。そして、インバータ４２に電圧が作用しているときに、モータＥＣＵ４０によって、対となるトランジスタＴ２１〜Ｔ２６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータＭＧ２が回転駆動される。
【００２０】
昇降圧コンバータ５５は、高電圧側電力ライン５４ａと低電圧側電力ライン５４ｂとに接続されており、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２と、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２のそれぞれに並列に接続された２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２と、リアクトルＬと、を有する。トランジスタＴ３１は、高電圧側電力ライン５４ａの正極側ラインに接続されている。トランジスタＴ３２は、トランジスタＴ３１と、高電圧側電力ライン５４ａおよび低電圧側電力ライン５４ｂの負極側ラインと、に接続されている。リアクトルＬは、トランジスタＴ３１，Ｔ３２同士の接続点と、低電圧側電力ライン５４ｂの正極側ラインと、に接続されている。昇降圧コンバータ５５は、モータＥＣＵ４０によってトランジスタＴ３１，Ｔ３２のオン時間の割合が調節されることにより、低電圧側電力ライン５４ｂの電力を昇圧して高電圧側電力ライン５４ａに供給したり、高電圧側電力ライン５４ａの電力を降圧して低電圧側電力ライン５４ｂに供給したりする。高電圧側電力ライン５４ａの正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ５７が取り付けられており、低電圧側電力ライン５４ｂの正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ５８が取り付けられている。
【００２１】
モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。図１に示すように、モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２や昇降圧コンバータ５５を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０に入力される信号としては、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からの回転位置θｍ１，θｍ２や、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサ４５ｕ，４５ｖ，４６ｕ，４６ｖからの相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２を挙げることができる。また、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（高電圧側電力ライン５４ａ）の電圧（高電圧側電圧）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（低電圧側電力ライン５４ｂ）の電圧（低電圧側電圧）ＶＬも挙げることができる。モータＥＣＵ４０からは、モータＭＧ１，ＭＧ２や昇降圧コンバータ５５を駆動制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０から出力される信号としては、例えば、インバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６へのスイッチング制御信号や昇降圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２へのスイッチング制御信号を挙げることができる。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の電気角θｅ１，θｅ２や角速度ωｍ１，ωｍ２，回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。
【００２２】
バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、低電圧側電力ライン５４ｂに接続されている。このバッテリ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。
【００２３】
バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に取り付けられた電圧センサ５１ａからのバッテリ５０の電圧Ｖｂや、バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからのバッテリ５０の温度Ｔｂを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。
【００２４】
システムメインリレー５６は、低電圧側電力ライン５４ｂにおけるコンデンサ５８よりもバッテリ５０側に設けられている。このシステムメインリレー５６は、ＨＶＥＣＵ７０によってオンオフ制御されることにより、バッテリ５０と昇降圧コンバータ５５側との接続および接続の解除を行なう。
【００２５】
ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、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を挙げることができる。また、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や、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も挙げることができる。なお、シフトポジションＳＰとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や後進ポジション（Ｒポジション），ニュートラルポジション（Ｎポジション），前進ポジション（Ｄポジション）などがある。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、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いる。
【００２６】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６の要求駆動力を設定し、要求駆動力に見合う要求動力が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを運転制御する。エンジン２２およびモータＭＧ１，ＭＧ２の運転モードとしては、例えば、以下の（１）〜（３）のモードを挙げることができる。なお、（１）のトルク変換運転モードおよび（２）の充放電運転モードは、何れもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないから、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。
（１）トルク変換運転モード：要求動力に対応する動力がエンジン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全てが、プラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とによってトルク変換されて、要求動力が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモード
（２）充放電運転モード：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、エンジン２２から出力される動力の全てまたは一部が、バッテリ５０の充放電を伴ってプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とによってトルク変換されて、要求動力が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモード
（３）モータ運転モード：エンジン２２の運転を停止して、要求動力が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２を駆動制御するモード
【００２７】
また、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の運転中（回転中）にインバータ４１，４２やインバータ４１，４２の制御に用いるセンサ（回転位置検出センサ４３，４４など）に異常が生じたときには、インバータ４１，４２のゲート遮断（トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６の全てをオフ）とエンジン２２の運転とを伴って走行する（退避走行を行なう）。
【００２８】
インバータ４１，４２のゲート遮断とエンジン２２の運転とを伴って走行する際にアクセルオンのときには、ＨＶＥＣＵ７０は、モータＭＧ１の回転に伴って発生する逆起電圧Ｖｃｅｆ１が高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨよりも高くなるように、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊に所定回転数Ｎｍ１ｓｅｔおよび高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊を設定する。ここで、モータＭＧ１の逆起電圧Ｖｃｅｆ１は、モータＭＧ１の角速度ωｍ１と逆起電圧定数Ｋｍ１との積に相当する。所定回転数Ｎｍ１ｓｅｔは、例えば、４０００ｒｐｍや５０００ｒｐｍ，６０００ｒｐｍなどを用いることができる。所定電圧ＶＨｓｅｔは、例えば、３３０Ｖや３５０Ｖ，３７０Ｖなどを用いることができる。
【００２９】
図３は、インバータ４１，４２をゲート遮断している状態でモータＭＧ１の逆起電圧Ｖｃｅｆ１が高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨよりも高いときのプラネタリギヤ３０の共線図の一例を示す説明図である。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるプラネタリギヤ３０のサンギヤの回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるプラネタリギヤ３０のキャリヤの回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（および駆動軸３６の回転数Ｎｄ）であるプラネタリギヤ３０のリングギヤの回転数を示す。また、図中、「ρ」は、プラネタリギヤ３０のギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）を示す。図示するように、モータＭＧ１の逆起電圧Ｖｃｅｆ１が高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨよりも高いときには、モータＭＧ１で逆起電圧Ｖｃｅｆ１に基づく回生トルクＴｃｅｆ１が生じ、この反力トルク（−Ｔｃｅｆ１／ρ）が駆動トルク（前進用のトルク）として駆動軸３６に出力される。モータＭＧ１の回生トルクＴｃｅｆ１は、詳細には、エンジン２２の運転に伴ってモータＭＧ１が連れ回され、モータＭＧ１の逆起電圧Ｖｃｅｆ１に基づく電力がインバータ４１のダイオードＤ１１〜Ｄ１６により整流されて高電圧側電力ライン５４ａ，昇降圧コンバータ５５，低電圧側電力ライン５４ｂを介してバッテリ５０に供給されるのに伴って生じる。また、図３では図示していないが、モータＭＧ２の逆起電圧Ｖｃｅｆ２が高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨよりも高いときには、モータＭＧ２で逆起電圧Ｖｃｅｆ２に基づく回生トルクＴｃｅｆ２が生じて制動トルクとして駆動軸３６に出力される。モータＭＧ２の逆起電圧Ｖｃｅｆ２は、モータＭＧ２の角速度ωｍ２と逆起電圧定数Ｋｍ２との積に相当する。モータＭＧ２の回生トルクＴｃｅｆ２は、詳細には、モータＭＧ２の逆起電圧Ｖｃｅｆ２に基づく電力がインバータ４２のダイオードＤ２１〜Ｄ２６により整流されて高電圧側電力ライン５４ａ，昇降圧コンバータ５５，低電圧側電力ライン５４ｂを介してバッテリ５０に供給されるのに伴って生じる。
【００３０】
こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定すると、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（駆動軸３６の回転数Ｎｄ）とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρとを用いて式（１）によりエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を計算してエンジンＥＣＵ２４に送信する。ここで、式（１）は、図３を用いれば容易に導くことができる。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を受信すると、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の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御を行なう。
【００３１】
Ne*=(Nm1*・ρ+Nm2)/(1+ρ)          (1)
【００３２】
このように、アクセルオンのときにモータＭＧ１の逆起電圧Ｖｃｅｆ１を高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨよりも高くすることにより、モータＭＧ１の回生トルクＴｃｅｆ１に基づく駆動軸３６の駆動トルクにより走行することができる。なお、車速Ｖ（モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２）が比較的高いとき即ちモータＭＧ２の逆起電圧Ｖｃｅｆ２が高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨよりも高いときには、モータＭＧ２の回生トルクＴｃｅｆが制動トルクとして駆動軸３６に出力されるから、車速Ｖが比較的低いとき即ちモータＭＧ２の逆起電圧Ｖｃｅｆ２が高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨ以下のときに比して、駆動軸３６のトータルの駆動トルクが小さくなる。
【００３３】
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、インバータ４１，４２のゲート遮断とエンジン２２の運転とを伴って走行している際にアクセルオフされたときの動作について説明する。図４は、このときにＨＶＥＣＵ７０により実行される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、インバータ４１，４２のゲート遮断とエンジン２２の運転とを伴って走行している際にアクセルオフされた以降に、アクセルオフの間に亘って繰り返し実行される。なお、アクセルオフのときにおいて、昇降圧コンバータ５５やインバータ４１については、ＨＶＥＣＵ７０とモータＥＣＵ４０との協調制御により、アクセルオンのときと同様に制御するものとした。
【００３４】
図４の制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、車速ＶやモータＭＧ２の角速度ωｍ２，高電圧側電力ライン５４ａ（コンデンサ５７）の電圧ＶＨなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、車速Ｖは、車速センサ８８により検出された値を入力するものとした。モータＭＧ２の角速度ωｍ２は、回転位置検出センサ４４により検出されたモータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２に基づいて演算された値をモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨは、電圧センサ５７ａにより検出された値をモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。
【００３５】
こうしてデータを入力すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に所定回転数Ｎｅｓｅｔを設定してエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ１１０）。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を受信すると、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を制御する。ここで、所定回転数Ｎｅｓｅｔは、例えば、エンジン２２を自立運転可能な回転数範囲の下限としての許容下限回転数Ｎｅｍｉｎ（例えば、９００ｒｐｍや１０００ｒｐｍ，１１００ｒｐｍなど）やそれよりも若干大きい回転数を用いることができる。このようにしてエンジン２２を許容下限回転数Ｎｅｍｉｎで回転させることにより、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を上述の所定回転数Ｎｍ１ｓｅｔに対して比較的低くすることができる。これにより、モータＭＧ１の逆起電圧Ｖｃｅｆ１を高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨ以下にし、モータＭＧ１で回生トルクＴｃｅｆ１が生じないようにしてこの回生トルクＴｃｅｆ１に基づくトルク（駆動トルク）が駆動軸３６に出力されないようにすることができる。
【００３６】
続いて、モータＭＧ２の角速度ωｍ２と逆起電圧定数Ｋｍ２との積としてモータＭＧ２の逆起電圧Ｖｃｅｆ２を推定し（ステップＳ１２０）、モータＭＧ２の逆起電圧Ｖｃｅｆ２と高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨとを比較する（ステップＳ１３０）。そして、モータＭＧ２の逆起電圧Ｖｃｅｆ２が高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨよりも高いときには、インバータ４２のゲート遮断指令をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。モータＥＣＵ４０は、インバータ４２のゲート遮断指令を受信すると、インバータ４２をゲート遮断する（ゲート遮断しているときには、それを継続する）。この場合、モータＭＧ２で回生トルクＴｃｅｆ２が生じて制動トルクとして駆動軸３６に出力されるから、車両の制動力を確保することができる。
【００３７】
ステップＳ１３０でモータＭＧ２の逆起電圧Ｖｃｅｆ２が高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨ以下のときには、車速Ｖを比較的低い閾値Ｖｌｏと比較する（ステップＳ１４０）。ここで、閾値Ｖｌｏは、車両にある程度大きい制動力の確保が要求されているか否かを判定するのに用いられる閾値であり、例えば、４０ｋｍ／ｈや５０ｋｍ／ｈ，６０ｋｍ／ｈなどを用いることができる。
【００３８】
ステップＳ１４０で車速Ｖが閾値Ｖｌｏ以上のときには、車両にある程度大きい制動力の確保が要求されていると判断し、インバータ４２の三相オン指令をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。モータＥＣＵ４０は、インバータ４２の三相オン指令を受信すると、インバータ４２を三相オンする（三相オンを行なっているときには、それを継続する）。ここで、インバータ４２の三相オンは、インバータ４２のトランジスタＴ２１〜Ｔ２６のうちトランジスタＴ２１〜Ｔ２３（上アーム）の全てをオンとすると共にトランジスタＴ２４〜Ｔ２６（下アーム）の全てをオフとするか、あるいは、トランジスタＴ２１〜Ｔ２３（上アーム）の全てをオフとすると共にトランジスタＴ２４〜Ｔ２６（下アーム）の全てをオンとすることをいう。モータＭＧ２の逆起電圧Ｖｃｅｆ２が高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨ以下のときには、インバータ４２をゲート遮断しても、モータＭＧ２で回生トルクＴｃｅｆ２が生じない。実施例では、このときに、インバータ４２を三相オンすることにより、モータＭＧ２で引き摺りトルクＴｄｒｇ２が生じて制動トルクとして駆動軸３６に出力されるから、車両の制動力を確保することができる。
【００３９】
ステップＳ１４０で車速Ｖが閾値Ｖｌｏ未満のときには、車両にある程度大きい制動力の確保が要求されていると判断し、インバータ４２のゲート遮断指令をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。これにより、比較的低車速で駆動軸３６に比較的大きい制動力が出力されるのを抑制することができる。
【００４０】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、インバータ４１，４２のゲート遮断とエンジン２２の運転とを伴って走行している際にアクセルオフされたときにおいて、モータＭＧ２の逆起電圧Ｖｃｅｆ２が高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨ以下で且つ車速Ｖが閾値Ｖｌｏ以上のときには、インバータ４２を三相オンする。モータＭＧ２の逆起電圧Ｖｃｅｆ２が高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨ以下のときにインバータ４２を三相オンすることにより、モータＭＧ２で逆起電圧Ｖｃｅｆ２に基づく回生トルクＴｃｅｆ２が生じないときに、モータＭＧ２で引き摺りトルクＴｄｒｇ２が生じて制動トルクとして駆動軸３６に出力されるようにすることができる。この結果、車両の制動力を確保することができる。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、インバータ４１，４２のゲート遮断とエンジン２２の運転とを伴って走行している際にアクセルオフされたときには、モータＭＧ２の逆起電圧Ｖｃｅｆ２と高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨとの大小関係に応じて、インバータ４２をゲート遮断するか三相オンするかを選択するものとした。しかし、モータＭＧ２の逆起電圧Ｖｃｅｆ２と高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨとの大小関係に代えて、車速Ｖと比較的高い閾値Ｖｈｉとの大小関係に応じて、インバータ４２をゲート遮断するか三相オンするかを選択するものとしてもよい。ここで、閾値Ｖｈｉは、モータＭＧ２の逆起電圧Ｖｃｅｆ２と高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨとの大小関係を角速度ωｍ２や電圧ＶＨを用いずに推定するのに用いられる閾値であり、例えば、８０ｋｍ／ｈや９０ｋｍ／ｈ，１００ｋｍ／ｈなどを用いることができる。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、インバータ４１，４２のゲート遮断とエンジン２２の運転とを伴って走行している際にアクセルオフされたときには、モータＭＧ２の逆起電圧Ｖｃｅｆ２と高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨとの大小関係と、車速Ｖと閾値Ｖｌｏとの大小関係と、に応じてインバータ４２をゲート遮断するか三相オンするかを選択するものとした。しかし、モータＭＧ２の逆起電圧Ｖｃｅｆ２と高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨとの大小関係だけに応じてインバータ４２をゲート遮断するか三相オンするかを選択するものとしてもよいし、車速Ｖと閾値Ｖｌｏとの大小関係だけに応じてインバータ４２をゲート遮断するか三相オンするかを選択するものとしてもよい。また、モータＭＧ２の逆起電圧Ｖｃｅｆ２と高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨとの大小関係や車速Ｖと閾値Ｖｌｏとの大小関係に拘わらずに、インバータ４２を三相オンするものとしてもよい。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、インバータ４１，４２のゲート遮断とエンジン２２の運転とを伴って走行する際にアクセルオンのときには、高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊に所定電圧ＶＨｓｅｔを設定し、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊に所定回転数Ｎｍ１ｓｅｔを設定するものとした。しかし、アクセル開度Ａｃｃが大きいほどモータＭＧ１の回生トルクＴｃｅｆ１の絶対値ひいては駆動軸３６の駆動トルクの絶対値が大きくなるように、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊および高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊を設定するものとしてもよい。この場合、アクセル開度Ａｃｃが大きいほど高くなる傾向にモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定したり、アクセル開度Ａｃｃが大きいほど低くなる傾向に高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊を設定したりすることが考えられる。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、昇降圧コンバータ５５を備えるものとしたが、この昇降圧コンバータ５５を備えないものとしてもよい。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、蓄電装置として、バッテリ５０を用いるものとしたが、キャパシタなどの蓄電可能な装置であれば如何なる装置を用いるものとしてもよい。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とＨＶＥＣＵ７０とを備えるものとしたが、これらのうちの少なくとも２つを単一の電子制御ユニットとして構成するものとしてもよい。
【００４７】
実施例では、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６にプラネタリギヤ３０を介してエンジン２２およびモータＭＧ１を接続すると共に駆動軸３６にモータＭＧ２を接続し、インバータ４１，４２によりモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するハイブリッド自動車２０の構成とした。しかし、図５の変形例のハイブリッド自動車１２０に示すように、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に変速機１３０を介してモータＭＧを接続すると共にモータＭＧにクラッチ１２９を介してエンジン２２を接続し、インバータ１４２によりモータＭＧを駆動するハイブリッド自動車１２０の構成としてもよい。この構成の場合、インバータ１４２のゲート遮断とエンジン２２の運転とを伴って走行する際にアクセルオンのときには、エンジン２２からの動力により走行し、この状態からアクセルオフされたときには、エンジン２２を無負荷運転（自立運転）または燃料カットすると共にインバータ１４２を三相オンすることにより、実施例と同様の効果を奏することがができる。
【００４８】
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「エンジン」に相当し、モータＭＧ２が「モータ」に相当し、インバータ４２が「インバータ」に相当し、バッテリ５０が「蓄電装置」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とが「制御装置」に相当する。また、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、インバータ４１が「発電機用インバータ」に相当する。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
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。
【符号の説明】
【００５２】
２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２３  クランクポジションセンサ、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  プラネタリギヤ、３６  駆動軸、３８  デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ  駆動輪、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、４５ｕ，４５ｖ，４６ｕ，４６ｖ  電流センサ、５０  バッテリ、５１ａ，５７ａ，５８ａ  電圧センサ、５１ｂ  電流センサ、５１ｃ  温度センサ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ａ  高電圧側電力ライン、５４ｂ  低電圧側電力ライン、５５  昇降圧コンバータ、５６  システムメインリレー、５７，５８  コンデンサ、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、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、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ３１，Ｄ３２  ダイオード、Ｌ  リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６，Ｔ３１，Ｔ３２  トランジスタ。
【図１】
2018144601.tif 000003
【図２】
2018144601.tif 000004
【図３】
2018144601.tif 000005
【図４】
2018144601.tif 000006
【図５】
2018144601.tif 000007