(57)【要約】【課題】ジェネレータの発電制御回路の故障時においてもバッテリを充電可能とし、これにより通常の走行性能を維持できるハイブリッド車両の充電制御装置を提供する。【解決手段】モータジェネレータ１１を制御するフロントモータＥＣＵ２４やインバータ１７が故障している状態で、モータジェネレータ１１に対する発電要求がなされた場合にアイドル運転中のエンジン３を回転上昇させ、エンジン３に直結されているモータジェネレータ１１に誘起電圧を発生させる。誘起電圧が電池電圧（走行バッテリ２０の電圧）或いは昇圧コンバータ１８による昇圧後電圧を超えると、充電電流が発生して走行バッテリ２０が充電される。充電完了後にエンジン３と共にモータジェネレータ１１を回転低下させると、誘起電圧が低下して電池電圧または昇圧後電圧以下になった時点で充電が中止される。【選択図】図３
2018027733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動される永久磁石式の発電機を発電制御手段により制御し、該発電機で発電された電力により走行モータの駆動及び走行バッテリへの充電を行うハイブリッド車両において、
前記発電制御手段の故障を判定する故障判定手段と、
前記故障判定手段により前記発電制御手段に故障発生と判定されたときに、該発電制御手段による制御無しの状態で前記エンジンにより前記発電機を駆動することで、該発電機に誘起電圧を発生させて前記走行バッテリを充電する誘起電圧充電制御手段と
を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の充電制御装置。
【請求項２】
前記誘起電圧充電制御手段は、前記発電制御手段に故障発生と判定され且つ前記発電機への発電要求有りのときに、前記エンジンと共に前記発電機を回転上昇させて該発電機が発生する前記誘起電圧が前記走行バッテリの電圧を超えるように制御することにより前記走行バッテリを充電する 
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充電制御装置。
【請求項３】
前記走行バッテリの電圧を任意に昇圧して前記走行モータに供給する昇圧手段をさらに備え、
前記誘起電圧充電制御手段は、前記発電制御手段に故障発生と判定されたときに、前記エンジンと共に前記発電機を回転上昇させて該発電機が発生する誘起電圧が前記走行バッテリの電圧を超えるように制御すると共に、前記発電機への発電要求無しのときには、前記昇圧手段の昇圧後電圧を前記誘起電圧以上に制御することにより前記走行バッテリの充電を中止し、前記発電要求有りのときには、前記誘起電圧を下回るように前記昇圧後電圧を制御することにより前記走行バッテリを充電する
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充電制御装置。
【請求項４】
前記走行バッテリの放電電力を昇圧して前記走行モータに供給する昇圧手段をさらに備え、
前記誘起電圧充電制御手段は、前記発電制御手段に故障発生と判定されたときに、少なくともエンジンを使用するエンジン使用走行に車両の走行モードを切り換えると共に、車速に応じた前記エンジンの回転上昇により前記発電機が発生する誘起電圧が前記走行バッテリの電圧を超えている運転領域において、前記発電機への発電要求無しのときには、前記昇圧手段の昇圧後電圧を前記誘起電圧以上に制御することにより前記走行バッテリの充電を中止し、前記発電要求有りのときには、前記誘起電圧を下回るように前記昇圧後電圧を制御することにより前記走行バッテリを充電する
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充電制御装置。
【請求項５】
前記エンジンにより駆動される前記発電機の誘起電圧が予め設定された通常範囲外である場合に前記発電機自体の故障と見なし、前記誘起電圧充電制御手段による前記走行バッテリの充電を禁止する第１の充電制御禁止手段をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のハイブリッド車両の充電制御装置。
【請求項６】
前記走行バッテリの充電率が予め設定された充電禁止判定値以上の場合に、前記誘起電圧充電制御手段による前記走行バッテリの充電を禁止する第２の充電制御禁止手段をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のハイブリッド車両の充電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の充電制御装置に係り、詳しくはジェネレータの発電制御装置の故障時に走行バッテリを充電可能とする充電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のハイブリッド車両は、電気系統が故障した場合に備えて種々の対策が講じられている。例えばジェネレータの発電制御回路が故障するとジェネレータを制御して発電できなくなるため、ジェネレータからの発電電力を利用した走行モータの駆動によるシリーズ走行、或いは走行モータに加えてエンジンの駆動力も利用したパラレル走行等を実行できなくなる。このため、車両の走行モードは走行バッテリからの放電電力のみで走行するＥＶ走行のみに限られてしまい、その航続距離は故障発生時の走行バッテリのＳＯＣ（充電率：State Of Charge）に依存し、走行バッテリが放電し尽くした時点で走行不能になってしまう。
【０００３】
このような故障を想定した対策として、例えば特許文献１の技術を挙げることができる。当該特許文献１の技術では、走行バッテリやインバータ等の故障発生により発電機を制御不能となったときに、エンジンを目標回転数でフィードバック制御しながら発電機を駆動し、発電機に発生した逆起電力を利用して走行モータを駆動することにより、リンプホームで最寄りのサービスステーション等までの走行を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２０４６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術はリンプホームを前提とした急場しのぎの対策であるため、シリーズ走行とは言っても走行性能が限られて長時間の走行には向かない。結果として故障発生後には通常の走行性能を維持できないという問題があった。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ジェネレータの発電制御回路の故障時においてもバッテリを充電可能とし、これにより通常の走行性能を維持することができるハイブリッド車両の充電制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明のハイブリッド車両の充電制御装置は、エンジンにより駆動される永久磁石式の発電機を発電制御手段により制御し、該発電機で発電された電力により走行モータの駆動及び走行バッテリへの充電を行うハイブリッド車両において、前記発電制御手段の故障を判定する故障判定手段と、前記故障判定手段により前記発電制御手段に故障発生と判定されたときに、該発電制御手段による制御無しの状態で前記エンジンにより前記発電機を駆動することにより、該発電機に誘起電圧を発生させて前記走行バッテリを充電する誘起電圧充電制御手段とを備えたことを特徴とする（請求項１）。
【０００７】
このように構成したハイブリッド車両の充電制御装置によれば、発電制御手段の故障発生時にエンジンにより発電機が駆動され、発電機に発生した誘起電圧を利用して走行バッテリが充電される。このとき走行モータの駆動により車両が走行していれば実質的なシリーズ走行と見なせることから、通常の走行性能を維持しつつシリーズ走行が可能になり、さらにパラレル走行やＥＶ走行等への切換後にも通常の走行性能を維持可能となる。
【０００８】
その他の態様として、前記誘起電圧充電制御手段が、前記発電制御手段に故障発生と判定され且つ前記発電機への発電要求有りのときに、前記エンジンと共に前記発電機を回転上昇させて該発電機が発生する前記誘起電圧が前記走行バッテリの電圧を超えるように制御することにより前記走行バッテリを充電する ことが好ましい（請求項２）。
この態様によれば、発電制御手段の故障発生時で且つ発電要求有りのときに、エンジンと共に発電機が回転上昇して誘起電圧が発生する。そして、誘起電圧が走行バッテリの電圧を超えた時点、或いは走行バッテリの電圧を昇圧する昇圧手段を備えている場合には誘起電圧が昇圧後電圧を超えた時点で、走行バッテリへの充電電流が発生して充電がなされる。
【０００９】
その他の態様として、前記走行バッテリの電圧を任意に昇圧して前記走行モータに供給する昇圧手段をさらに備え、前記誘起電圧充電制御手段が、前記発電制御手段に故障発生と判定されたときに、前記エンジンと共に前記発電機を回転上昇させて該発電機が発生する誘起電圧が前記走行バッテリの電圧を超えるように制御すると共に、前記発電機への発電要求無しのときには、前記昇圧手段の昇圧後電圧を前記誘起電圧以上に制御することにより前記走行バッテリの充電を中止し、前記発電要求有りのときには、前記誘起電圧を下回るように前記昇圧後電圧を制御することにより前記走行バッテリを充電することが好ましい（請求項３）。
【００１０】
この態様によれば、発電制御手段の故障発生時に、エンジンと共に発電機が回転上昇して走行バッテリの電圧を超える誘起電圧が発生する。そして、発電要求無しのときには、昇圧後電圧が誘起電圧以上に制御されて走行バッテリの充電が中止され、発電要求有りのときには、誘起電圧を下回るように昇圧後電圧が制御されて走行バッテリが充電される。
その他の態様として、前記走行バッテリの放電電力を昇圧して前記走行モータに供給する昇圧手段をさらに備え、前記誘起電圧充電制御手段が、前記発電制御手段に故障発生と判定されたときに、少なくともエンジンを使用するエンジン使用走行に車両の走行モードを切り換えると共に、車速に応じた前記エンジンの回転上昇により前記発電機が発生する誘起電圧が前記走行バッテリの電圧を超えている運転領域において、前記発電機への発電要求無しのときには、前記昇圧手段の昇圧後電圧を前記誘起電圧以上に制御することにより前記走行バッテリの充電を中止し、前記発電要求有りのときには、前記誘起電圧を下回るように前記昇圧後電圧を制御することにより前記走行バッテリを充電することが好ましい（請求項４）。
【００１１】
この態様によれば、発電制御手段の故障発生時に、車両の走行モードがエンジン使用走行に切り換えられ、発電機の誘起電圧が走行バッテリの電圧を超えている運転領域において、発電要求無しのときには、昇圧後電圧が誘起電圧以上に制御されて走行バッテリの充電が中止され、発電要求有りのときには、誘起電圧を下回るように昇圧後電圧が制御されて走行バッテリが充電される。
【００１２】
その他の態様として、前記エンジンにより駆動される前記発電機の誘起電圧が予め設定された通常範囲外である場合に前記発電機自体の故障と見なし、前記誘起電圧充電制御手段による前記走行バッテリの充電を禁止する第１の充電制御禁止手段をさらに備えることが好ましい（請求項５）。
この態様によれば、発電機自体の故障発生時には走行バッテリを充電不能であるが、このような場合に走行バッテリの充電が禁止されるため、エンジンの回転上昇に起因する無用な燃料消費を抑制可能となる。
【００１３】
その他の態様として、前記走行バッテリの充電率が予め設定された充電禁止判定値以上の場合に、前記誘起電圧充電制御手段による前記走行バッテリの充電を禁止する第２の充電制御禁止手段をさらに備えることが好ましい（請求項６）。
この態様によれば、走行バッテリの満充電付近で発電機の誘起電圧を利用した充電を行うと過充電に至る可能性があるが、このような事態が防止される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のハイブリッド車両の充電制御装置によれば、ジェネレータの発電制御回路の故障時においてもバッテリを充電可能とし、これにより通常の走行性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態の充電制御装置が適用されたプラグインハイブリッド車両を示す全体構成図である。
【図２】第１実施形態の車両ＥＣＵが実行する誘起電圧充電ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】モータジェネレータの回転変化により誘起電圧を増減させたときの充電ON・充電OFFの切換状態を示す特性図である。
【図４】第１実施形態の車両ＥＣＵによる誘起電圧充電制御の実行状況を示すタイムチャートである。
【図５】昇圧コンバータにより昇圧後電圧を増減させたときの充電ON・充電OFFの切換状態を示す特性図である。
【図６】第１実施形態の変形例の車両ＥＣＵが実行する誘起電圧充電ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態の車両ＥＣＵが実行する誘起電圧充電ルーチン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】
【００１６】
以下、本発明をプラグインハイブリッド車両（以下、車両１という）の充電制御装置に具体化した一実施形態を説明する。
図１は本実施形態の充電制御装置が適用されたプラグインハイブリッド車両を示す全体構成図である。
本実施形態の車両１は、フロントモータ２の出力またはフロントモータ２及びエンジン３の出力により前輪４を駆動し、リヤモータ５の出力により後輪６を駆動するように構成された４輪駆動車である。
【００１７】
前輪４の駆動軸７にはフロントモータ２の出力軸が連結されると共に、クラッチ８を介してエンジン３が連結され、この駆動軸７にはフロントデフ９及び左右の駆動軸１０を介して前輪４が連結されている。フロントモータ２の駆動力、及びクラッチ８を接続したときのエンジン３の駆動力は、駆動軸７、フロントデフ９及び左右の駆動軸１０を経て前輪４に伝達され、前輪４に車両走行のための駆動力を発生させる。エンジン３の出力軸には永久磁石式のモータジェネレータ１１（発電機）が連結され、モータジェネレータ１１はクラッチ８の断接状態に関係なくエンジン３の駆動により任意に発電可能であると共に、クラッチ８の切断時には停止中のエンジン３を始動するスタータとしても機能する。
【００１８】
一方、後輪６の駆動軸１２にはリヤモータ５の出力軸が連結され、この駆動軸１２にはリアデフ１３及び左右の駆動軸１４を介して後輪６が連結されている。リヤモータ５の駆動力は、駆動軸１２、リアデフ１３及び左右の駆動軸１４を経て後輪６に伝達され、後輪６に車両走行のための駆動力を発生させる。
フロントモータ２及びモータジェネレータ１１にはそれぞれインバータ１６，１７が接続され、これらのインバータ１６，１７は昇圧コンバータ１８（昇圧手段）に接続されている。リヤモータ５にはインバータ１９が接続され、このインバータ１９と走行バッテリ２０とが昇圧コンバータ１８に接続されている。走行バッテリ２０はリチウムイオン電池等の二次電池から構成され、そのＳＯＣ（充電率）の算出や温度ＴBATの検出を行うバッテリモニタリングユニット２０ａを内蔵している。
【００１９】
昇圧コンバータ１８を境界としてリア側とフロント側では作動電圧が相違し、リヤモータ５及びインバータ１９は、走行バッテリ２０の電圧（例えば、300V）により作動する仕様に製作されて、走行バッテリ２０と共に低圧回路２１を構成し、フロントモータ２、モータジェネレータ１１及びそれらのインバータ１６，１７は、効率向上を目的としてより高い電圧（例えば、600V）により作動する仕様に製作されて、高圧回路２２を構成している。
【００２０】
昇圧コンバータ１８は、双方の回路２１，２２間で電力が遣り取りされる際に昇圧及び降圧する機能を果たす。例えば、走行バッテリ２０から放電される低圧側の直流電力を昇圧してインバータ１６に供給し、インバータ１６で変換された三相交流電力によりフロントモータ２が駆動されると共に、同じくインバータ１７で変換された三相交流電力によりモータジェネレータ１１がスタータとして機能する。また、モータジェネレータ１１で発電された三相交流電力はインバータ１７により高圧側の直流電力に変換され、その直流電力を昇圧コンバータ１８は降圧して走行バッテリ２０に充電すると共に、昇圧コンバータ１８で降圧された直流電力がインバータ１９により三相交流電力に変換され、その供給を受けてリヤモータ５が駆動される。
【００２１】
なお、同一回路２１，２２内の電力の遣り取りは、昇圧コンバータ１８を介することなく行われる。例えば低圧回路２１側において、走行バッテリ２０から放電された直流電力はインバータ１９により三相交流電力に変換後にリヤモータ５に供給され、逆に回生制御によりリヤモータ５で発電された三相交流電力は、インバータ１９で直流電力に変換されて走行バッテリ２０に充電される。また高圧回路２２側において、モータジェネレータ１１により発電された三相交流電力はインバータ１７で直流電力に変換され、その後にインバータ１６で再び三相交流電力に変換されてフロントモータ２に供給される。
【００２２】
高圧回路２２側の各インバータ１６，１７にはフロントモータＥＣＵ２４が接続され、このフロントモータＥＣＵ２４により各インバータ１６，１７がスイッチングされて、上記のようにフロントモータ２及びモータジェネレータ１１の運転状態が制御される。本実施形態では、モータジェネレータ１１を制御するフロントモータＥＣＵ２４及びインバータ１７が本発明の発電制御手段として機能する。
【００２３】
また、低圧回路２１側のインバータ１９にはリヤモータＥＣＵ２５が接続され、このリヤモータＥＣＵ２５によりインバータ１９がスイッチングされて、上記のようにリヤモータ５の運転状態が制御される。
また、エンジン３にはエンジンＥＣＵ２６が接続され、このエンジンＥＣＵ２６によりエンジン３のスロットル開度、燃料噴射量、点火時期等が制御されてエンジン３が運転される。
【００２４】
なお、図示はしないが走行バッテリ２０には充電器が備えられ、この充電器を用いて外部電源から供給される電力を任意に走行バッテリ２０に充電可能となっている。
以上のフロントモータＥＣＵ２４、リヤモータＥＣＵ２５及びエンジンＥＣＵ２６は、上位ユニットに相当する車両ＥＣＵ２７に接続されており、各ＥＣＵ２４〜２７は、それぞれ入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）等から構成されている。
【００２５】
車両ＥＣＵ２７は、車両１の総合的な制御を行うための制御ユニットであり、この車両ＥＣＵ２７からの指令を受けた下位の各ＥＣＵ２４〜２６により、上記のようなフロントモータ２、モータジェネレータ１１、リヤモータ５、エンジン３の各運転状態が制御される。そのために、車両ＥＣＵ２７の入力側には、走行バッテリ２０のバッテリモニタリングユニット２０ａ、及び図示しないアクセル開度を検出するアクセル開度センサや車速Ｖを検出する車速センサ等のセンサ類が接続されると共に、フロントモータ２、モータジェネレータ１１、リヤモータ５及びエンジン３の各作動状態が各ＥＣＵ２４〜２６を介して入力される。
【００２６】
車両ＥＣＵ２７の出力側には、上記したフロントモータＥＣＵ２４、リヤモータＥＣＵ２５及びエンジンＥＣＵ２６に加えてクラッチ８及び昇圧コンバータ１８が接続されている。
そして、車両ＥＣＵ２７は、アクセル開度センサ等の上記各種検出量及び作動情報に基づき、車両１の走行モードをＥＶ走行、シリーズ走行、パラレル走行の間で切り換える。例えば、高速領域のようにエンジン３の効率が高い領域では、走行モードをパラレル走行とする。また、中低速領域では、走行バッテリ２０のＳＯＣ等に基づきＥＶ走行とシリーズ走行との間で切り換える。
【００２７】
ＥＶ走行では、クラッチ８を切断すると共にエンジン３を停止し、走行バッテリ２０からの電力によりフロントモータ２で前輪４を駆動し、リヤモータ５で後輪６を駆動して車両１を走行させる。シリーズ走行では、クラッチ８を切断してエンジン３を前輪４側から切り離した上で、エンジン３を運転してモータジェネレータ１１を駆動し、フロントモータＥＣＵ２４及びインバータ１７により発電制御して、その発電電力によりフロントモータ２で前輪４を駆動し、リヤモータ５で後輪６を駆動して車両１を走行させると共に、余剰電力を走行バッテリ２０に充電する。
【００２８】
またパラレル走行では、クラッチ８を接続した上で、エンジン３を運転して駆動力を前輪４に伝達し、エンジン駆動力の不足時には、バッテリ電力を使ってフロントモータ２やリヤモータ５を駆動する。また走行バッテリ２０のＳＯＣの低下するなどにより充電が必要なときには、エンジン３の駆動力により駆動しているモータジェネレータ１１をフロントモータＥＣＵ２４及びインバータ１７により発電制御することで発電し、その発電電力を走行バッテリ２０に充電する。
【００２９】
勿論、これらの高圧及び低圧回路２１，２２間での電力の遣り取りの際には、上記のような昇圧コンバータ１８による昇圧及び降圧が行われる。
また、車両ＥＣＵ２７は、上記各種検出量及び作動情報に基づき車両１の走行に必要な総要求出力を算出し、その総要求出力を、ＥＶ走行及びシリーズ走行ではフロントモータ２側とリヤモータ５側とに配分し、パラレル走行ではフロントモータ２側とエンジン３側とリヤモータ５側とに配分する。そして、それぞれに配分した要求出力等に基づき、フロントモータ２、リヤモータ５及びエンジン３の各要求トルクを設定し、それぞれの要求トルクを達成するようにフロントモータＥＣＵ２４、リヤモータＥＣＵ２５及びエンジンＥＣＵ２６に指令信号を出力する。
【００３０】
フロントモータＥＣＵ２４及びリヤモータＥＣＵ２５では車両ＥＣＵ２７からの指令信号に基づき、要求トルクを達成するためにフロントモータ２やリヤモータ５の各相のコイルに流すべき目標電流値を算出する。そして、それらの目標電流値に基づき各インバータ１６，１９をスイッチングして要求トルクを達成する。なお、モータジェネレータ１１の発電時も同様であり、フロントモータＥＣＵ２４は負側の要求トルクから求めた目標電流値に基づき、インバータ１７をスイッチングして要求トルクを達成する。
【００３１】
エンジンＥＣＵ２６では車両ＥＣＵ２７からの指令信号に基づき、要求トルクを達成するためのスロットル開度、燃料噴射量、点火時期等の目標値を算出し、それらの目標値に基づく制御によりエンジン３を運転して要求トルクを達成する。
一方、車両ＥＣＵ２７は昇圧コンバータ１８を制御し、高圧及び低圧回路２１，２２間で遣り取りされる電力を昇圧及び降圧させる。
【００３２】
ところで、［発明が解決しようとする課題］で述べたように、モータジェネレータ１１を制御するフロントモータＥＣＵ２４からインバータ１７への接続部（ハーネス等）やインバータ１７が故障すると、走行モードがＥＶ走行のみに限られ、また、フロントモータＥＣＵ２４が故障すると、フロントモータ２の駆動制御ができなくなるため、リヤモータ５のみの駆動によるＥＶ走行に限られ て航続距離が減少するという問題がある。なお、モータジェネレータ１１がフロントモータＥＣＵ２４とは別のＥＣＵにより制御されている場合には、その別のＥＣＵが故障したとしても、フロントモータＥＣＵ２４によるフロントモータ２の駆動制御に支障は生じない。
【００３３】
そして、エンジンで発電機を駆動して得られた逆起電力により走行モータを駆動する特許文献１の技術では、リンプホーム故に走行性能が限られることから、通常の走行を維持できないという問題があった。
その対策として、本実施形態ではモータジェネレータ１１の誘起電圧を利用して走行バッテリを充電する制御（以下、誘起電圧充電制御という）を実行しており、以下、車両ＥＣＵ２７によって実行される誘起電圧充電制御を第１及び第２実施形態として説明する。
［第１実施形態］
図２は第１実施形態の車両ＥＣＵ２７が実行する誘起電圧充電ルーチンを示すフローチャートである。
【００３４】
フロントモータＥＣＵ２４は自己の故障及びインバータ１７の故障を常に監視しており、何れかに故障発生と判定したときに車両ＥＣＵ２７に故障情報を出力する（故障判定手段）。このような故障情報を入力したときに車両ＥＣＵ２７は、誘起電圧充電制御として図２のルーチンを所定の制御インターバルで実行する。当該ルーチンを実行するときの車両ＥＣＵ２７が、本発明の誘起電圧充電制御手段として機能する。
【００３５】
なお、誘起電圧充電制御では、エンジン３の駆動によりモータジェネレータ１１を回転上昇させるため、故障判定の時点でエンジン３が運転している必要がある。故障後はモータジェネレータ１１をスタータとして機能させてエンジン始動できないためである。よって、図２のルーチンはエンジン運転中を条件として実行される。但し、本実施形態とは異なりエンジン３が専用のスタータ装置を備えている場合には、エンジン停止中であっても当該ルーチンを実行するようにしてもよい。
【００３６】
車両ＥＣＵ２７は図２のルーチンを開始すると、まずステップＳ１でモータジェネレータ１１に対する発電要求が有るか否かを判定する。走行バッテリ２０の充電が不要な場合には発電要求無しと見なし、ステップＳ１でＮo（否定）の判定を下して一旦ルーチンを終了する。また、走行バッテリ２０の充電を要する場合には発電要求有りとし、ステップＳ１でＹes（肯定）の判定を下してステップＳ２に移行する。ステップＳ２では、走行バッテリ２０のＳＯＣが予め設定された充電禁止判定値未満であるか否かを判定し、Ｎoのときにはルーチンを終了する。
【００３７】
正常時のフロントモータＥＣＵ２４は、モータジェネレータ１１に発生した誘起電圧に起因する走行バッテリ２０の過充電を防止すべく誘起電圧を緻密に制御している。誘起電圧充電制御では、フロントモータＥＣＵ２４及びインバータ１７による制御無しの状態で、モータジェネレータ１１の回転上昇により誘起電圧を発生させるため、正常時に比較すると大雑把な制御と言わざるを得ない。このため走行バッテリ２０の満充電付近で誘起電圧充電制御を実行すると過充電に至る可能性があり、このような事態を防止するため、ＳＯＣが充電禁止判定値以上の場合に誘起電圧充電制御を禁止しているのである（第２の充電制御禁止手段）。
【００３８】
ステップＳ３の判定がＹesのときには、誘起電圧充電制御を実行可能であるとしてステップＳ３に移行する。ステップＳ３ではエンジンＥＣＵ２６に指令信号を出力し、アイドル運転中のエンジン回転速度Ｎeを上昇させる。
図３はモータジェネレータ１１の回転変化により誘起電圧を増減させたときの充電の有無（以下、充電ON・充電OFFと表現する場合もある）の切換状態を示す特性図である。エンジン３に直結されたモータジェネレータ１１の回転速度Ｎgはエンジン回転速度Ｎeと共に上昇し、永久磁石式のモータジェネレータ１１は回転速度Ｎgに略比例した誘起電圧を発生する。従って、モータジェネレータ１１の回転上昇に伴って誘起電圧は次第に増加する。
【００３９】
続くステップＳ４では、誘起電圧が予め設定された通常範囲内であるか否かを判定する。より具体的には、モータジェネレータ１１の回転域毎にモータジェネレータ１１の正常時の誘起電圧が通常範囲として予め設定されており、現在の回転速度Ｎgに対応する通常範囲内に誘起電圧が入っているか否かを判定する。
上記のようにフロントモータＥＣＵ２４やインバータ１７の故障発生に基づき誘起電圧充電制御は開始されるが、実際の故障がモータジェネレータ１１自体に生じている場合もあり得る。例えばモータジェネレータ１１の巻き線の全相が断線した時には誘起電圧が発生せずに走行バッテリ２０を充電不能なため、誘起電圧充電制御を実行するメリットがない。  モータジェネレータ１１の回転速度Ｎgと誘起電圧とは所定の相関が存在することから、その相関関係が認められない場合（誘起電圧が通常範囲外）にはモータジェネレータ１１自体の故障と見なし、ステップＳ４でＮoの判定を下してステップＳ８に移行する。ステップＳ８ではエンジン回転速度Ｎeを低下させてエンジン３をアイドル運転に戻し、その後にルーチンを終了する。従って、この場合には実質的に誘起電圧充電制御は実行されず、通常制御により走行モードとしてＥＶモードが継続される（第１の充電制御禁止手段）。これにより、誘起電圧充電制御の際のエンジン３の回転上昇に起因する無用な燃料消費を抑制することができる。
【００４０】
また、誘起電圧が通常範囲内であるとしてステップＳ４でＹesの判定を下したときには、ステップＳ５で走行バッテリ２０への充電電流が目標電流に達したか否かを判定し、ＮoのときにはステップＳ３に戻る。目標電流は、走行バッテリ２０のＳＯＣ、電圧、温度等に基づき逐次設定され、例えば充電によるＳＯＣの増加に伴って次第に低下側に変更される。
【００４１】
走行バッテリ２０への充電電流は、基本的にモータジェネレータ１１の誘起電圧が走行バッテリ２０の電圧（以下、電池電圧という）を超えたときに発生し、誘起電圧の増加に伴い充電電流も増加する。充電電流が発生した時点から走行バッテリ２０の充電が開始され、図３の例では、誘起電圧＝電池電圧のときのモータジェネレータ１１の回転速度Ｎg0を境界として、回転速度Ｎg0以下の回転速度Ｎg（例えばＮgLo）では充電されず、回転速度Ｎg0を超えた回転速度Ｎg（例えばＮg Hi）では充電されると共に、回転上昇に伴って充電電流が次第に増加する。
【００４２】
但し、本実施形態では電池電圧が昇圧コンバータ１８により昇圧されるため（以下、昇圧後電圧という）、誘起電圧が昇圧後電圧を超えた時点から充電電流が発生する。以下の説明では便宜上、昇圧コンバータ１８の機能停止により走行バッテリ２０の放電電力が電圧変換されることなくフロントモータ２に供給されるものとするが（昇圧後電圧＝電池電圧）、当然ながら、昇圧コンバータ１８が昇圧機能を奏している場合には電池電圧に代えて昇圧後電圧が指標となる。
【００４３】
ステップＳ３の処理が繰り返される度にモータジェネレータ１１の回転速度Ｎgと共に誘起電圧が増加し、それに伴って充電電流も増加して何れかの時点で目標電流に達する。車両ＥＣＵ２７はステップＳ５でＹesの判定を下してステップＳ６に移行し、前回値（直前の制御インターバル時）のエンジン回転速度Ｎeを保持する。続くステップＳ７では走行バッテリ２０のＳＯＣが目標ＳＯＣに達したか否かを判定し、Ｎoの間はステップＳ６の処理を繰り返してエンジン回転速度Ｎeを保つ。そしてステップＳ７の判定がＹesになると、ステップＳ８に移行してエンジン３をアイドル運転に戻した後にルーチンを終了する。
【００４４】
次に、以上の車両ＥＣＵ２７による誘起電圧充電制御の実行状況について、図４のタイムチャートに従って説明する。
フロントモータＥＣＵ２４から故障情報が入力され、その後に発電要求がなされると、過充電の虞がないこと及びモータジェネレータ１１自体の故障でないことを条件として、エンジン３と共にモータジェネレータ１１の回転上昇が開始される（図４のポイントａ）。回転上昇に伴いモータジェネレータ１１の誘起電圧は増加し、誘起電圧が電池電圧に達した時点で（ポイントｂ）、充電電流が発生して走行バッテリ２０に充電され始める。このときの車両１は、モータジェネレータ１１の発電電力を走行バッテリ２０に充電しながらフロント及びリヤモータ２，５の駆動により走行しており、実質的にシリーズ走行中と見なせる。無論、誘起電圧充電制御は車両１の走行状態に関わらず実行可能なため、停車中の充電も可能である。
【００４５】
そして、充電電流が次第に増加して目標電流に達すると（ポイントｃ）、その時点のエンジン３及びモータジェネレータ１１の回転速度Ｎgが保持される。この状態が継続されることにより走行バッテリ２０のＳＯＣは次第に増加し、ＳＯＣが目標ＳＯＣに達するとエンジン３及びモータジェネレータ１１が回転低下し始める（ポイントｄ）。このため誘起電圧と共に充電電流が低下し、エンジン３がアイドル運転に、誘起電圧及び充電電流が発電要求以前の状態に戻される。
【００４６】
以上のように本実施形態のハイブリッド車両１の充電制御装置では、フロントモータＥＣＵ２４やインバータ１７の故障発生時にエンジン３によりモータジェネレータ１１を駆動して、モータジェネレータ１１に電池電圧（または昇圧後電圧）を超える誘起電圧を発生させて走行バッテリ２０を充電している。このときの走行バッテリ２０の充電は、正常時の充電制御に比較すれば効率的ではないものの、モータジェネレータ１１の回転上昇に伴い誘起電圧と共に充電電流も増加することから、走行バッテリ２０の充電に適した目標電流での充電が可能となり、これにより走行バッテリ２０のＳＯＣを目標ＳＯＣまで回復できる。
【００４７】
このため誘起電圧充電制御の実行中には、通常の走行性能を維持しつつシリーズ走行が可能になり、さらにパラレル走行やＥＶ走行への切換後にも通常の走行性能を維持することができる。
ところで、本実施形態の誘起電圧充電制御を端的に表現すると、電池電圧（または昇圧後電圧）を基準としてモータジェネレータ１１の回転変化により誘起電圧を増減させて、誘起電圧が電池電圧を超えるときには走行バッテリ２０を充電し、電池電圧以下のときには充電中止するものである。しかし、昇圧コンバータ１８を備えた本実施形態では昇圧後電圧を任意に変化できるため、上記の趣旨とは逆に、誘起電圧を基準として昇圧コンバータ１８により昇圧後電圧を増減させて、昇圧後電圧が誘起電圧以下のときには走行バッテリ２０を充電し、昇圧後電圧が誘起電圧を超えるときには充電中止することもできる。
【００４８】
以下、この発想に基づく誘起電圧充電制御を第１実施形態の変形例として説明する。
図５は昇圧コンバータ１８により昇圧後電圧を増減させたときの充電ON・充電OFFの切換状態を示す特性図である。
昇圧コンバータ１８による昇圧後電圧の下限は電池電圧であり、上限は昇圧コンバータ１８の仕様に応じた固有値となり、その範囲内で任意に昇圧後電圧を調整可能である。走行バッテリ２０への充電電流は、昇圧後電圧がモータジェネレータ１１の誘起電圧を下回ったときに発生し、昇圧後電圧の低下に伴い充電電流が増加する。このため昇圧後電圧の低下幅を確保すべく、調整範囲の下限である電池電圧よりも高い誘起電圧が得られる回転速度Ｎgに予めモータジェネレータ１１を制御しておく必要がある。充電電流としては目標電流を確保することが望ましいため、例えば電池電圧に目標電流相当の電圧幅を加算した誘起電圧（以下、基準誘起電圧という）を設定し、この基準誘起電圧が得られる回転速度Ｎg0にモータジェネレータ１１を制御する。
【００４９】
このような基準誘起電圧を境界として、基準誘起電圧以上の昇圧後電圧のときには充電中止され、誘起電圧を下回る昇圧後電圧では充電されると共に、昇圧後電圧が電池電圧まで低下したときに最大の充電電流（＝目標電流）が得られる。無論、余裕分を見込んで基準誘起電圧をより大きな値に設定してもよい。
図６は変形例の車両ＥＣＵ２７が実行する誘起電圧充電ルーチンを示すフローチャートである。
【００５０】
ステップＳ１で発電要求が有り、ステップＳ２でＳＯＣが充電禁止判定値未満であると、ステップＳ３でエンジン３と共にモータジェネレータ１１を回転上昇させる。続くステップＳ４で誘起電圧が通常範囲内にあることを確認した後、ステップＳ１１で誘起電圧が基準誘起電圧に達したか否かを判定する。回転上昇によりステップＳ１１の判定がＹesになると、ステップＳ６で回転保持し、続くステップＳ１２で昇圧後電圧を基準誘起電圧から目標電流相当だけ低下させた値（例えば電池電圧）に制御する。これにより走行バッテリ２０が目標電流で充電され、ステップＳ７で走行バッテリ２０のＳＯＣが目標ＳＯＣに達すると、ステップＳ８でエンジン３をアイドル運転に戻し、続くステップＳ１３で昇圧後電圧を元の値に戻した後にルーチンを終了する。
【００５１】
以上の変形例においても、フロントモータＥＣＵ２４やインバータ１７の故障発生時にモータジェネレータ１１に発生した誘起電圧を利用して走行バッテリ２０を充電できる。よって、重複する説明はしないが、上記実施形態と同様の作用効果が得られる。
一方、この変形例では通常時にエンジン３をアイドル運転させ、発電要求がなされる毎にエンジン３と共にモータジェネレータ１１を回転上昇させて基準誘起電圧を発生させたが、これに限ることはない。例えば故障発生後には、常に基準誘起電圧が得られる回転速度Ｎg0にモータジェネレータ１１を保ってもよい。この場合には走行バッテリ２０の充電ON・充電OFFを昇圧コンバータ１８による昇圧後電圧の切換により実行する。即ち、発電要求無しのときには、昇圧後電圧を基準誘起電圧以上に制御することにより走行バッテリ２０に充電を中止し、発電要求有りのときには、基準誘起電圧を下回るように昇圧後電圧を制御することにより走行バッテリ２０を充電する。
【００５２】
変形例のエンジン３の回転制御は物理的な変化を伴うため、充電ON・充電OFFの制御応答性がそれ程良くないが、昇圧コンバータ１８による昇圧後電圧の制御は電気的な変化のため良好な制御応答性が得られる。よって、発電要求の有無に応じて迅速に充電ON・充電OFFでき、故障発生時であっても走行バッテリ２０をより適切なＳＯＣに保持できるというメリットを有する。
［第２実施形態］
次に、本発明を別の充電制御装置に具体化した第２実施形態を説明する。
【００５３】
本実施形態の誘起電圧充電制御の趣旨は、上記した変形例と同じく、誘起電圧を基準として昇圧コンバータ１８により昇圧後電圧を増減させて充電ON・充電OFFすることにある。この手法では、エンジン回転速度Ｎeの変化に伴ってモータジェネレータ１１の誘起電圧が変化した場合であっても、その時点の誘起電圧を基準誘起電圧と見なして昇圧後電圧を制御すれば任意に充電ON・充電OFFでき、第１実施形態の手法では望めない利点の１つである。このような状況は、車速Ｖに応じたエンジン３の回転変化によりモータジェネレータ１１の誘起電圧が増減するパラレル走行（エンジン使用走行）で生じるため、この手法をパラレル走行に適用したものが本実施形態である。
【００５４】
従って、本実施形態では、車速Ｖに応じて絶えず増減するモータジェネレータ１１の誘起電圧を基準誘起電圧と見なして昇圧後電圧を制御することになる。昇圧後電圧の下限は電池電圧であるため、モータジェネレータ１１の誘起電圧が電池電圧を超えている領域では、目標電流に達しないとしても充電電流が発生して走行バッテリ２０を充電可能である。このため本実施形態では、電池電圧を超えた領域で充電要求に応じた昇圧後電圧の制御を行っている。但し、これに限るものではなく、例えば電池電圧に目標電流相当を加算した値以上の領域で昇圧後電圧を制御してもよい。
【００５５】
図７は本実施形態の車両ＥＣＵ２７が実行する誘起電圧充電ルーチンを示すフローチャートであり、フロントモータＥＣＵ２４から故障情報を入力したときに、車両ＥＣＵ２７は走行モードをパラレル走行に切り換えると共に、誘起電圧充電制御として図７のルーチンを所定の制御インターバルで実行する。当該ルーチンを実行するときの車両ＥＣＵ２７が、本発明の誘起電圧充電制御手段として機能する。
【００５６】
まずステップＳ２１でモータジェネレータ１１の回転速度Ｎgが下限回転速度Ｎg0を超えているか否かを判定し、Ｎoのときには一旦ルーチンを終了する。下限回転速度Ｎg0は、モータジェネレータ１１の誘起電圧が電池電圧に達したときの回転速度Ｎgであるため、ステップＳ２１の条件の成立時の運転領域では、エンジン３の回転上昇によりモータジェネレータ１１の誘起電圧が電池電圧を超えており、モータジェネレータ１１に充電電流が発生している状況と見なせる。
【００５７】
ステップＳ２１の判定がＹesになると、ステップＳ２２で発電要求が有るか否かを判定し、発電要求無しとしてＮoの判定を下したときにはステップＳ２３に移行する。ステップＳ２３では現在の誘起電圧を基準誘起電圧と見なし、その基準誘起電圧以上に昇圧後電圧を制御した後にルーチンを終了する。従って、走行バッテリ２０への充電電流は発生せず、充電OFFの状態となる。
【００５８】
また、ステップＳ２２で発電要求有りとしてＹesの判定を下したときには、ステップＳ２４に移行する。ステップＳ２４では現在の誘起電圧を基準誘起電圧と見なし、その基準誘起電圧から目標電流相当だけ低下させた値に昇圧後電圧を制御する。但し、電池電圧を下回る昇圧後電圧には制御できないため、例えば誘起電圧が電池電圧を僅かに超える程度の場合には、電池電圧を昇圧後電圧の制御下限とする。目標電流には達しないものの、この場合でも充電電流は発生するため走行バッテリ２０は充電される。
【００５９】
なお当該ルーチンでは、第１実施形態の図２に基づく走行バッテリ２０の過充電を想定したステップＳ２の処理、及びモータジェネレータ１１自体の故障を想定したステップＳ４の処理を省略しているが、無論、これらの処理を加えてもよい。
以上のようにモータジェネレータ１１の回転速度Ｎgが下限回転速度Ｎg0以上であり且つ発電要求がなされている限り、ステップＳ２４の処理により走行バッテリ２０の充電が継続され、そのＳＯＣが目標ＳＯＣに達すると発電要求が無くなることを受けてステップＳ２３の処理により充電中止される。またステップＳ２３，２４の何れの実行中においても、モータジェネレータ１１の回転速度Ｎgが下限回転速度Ｎg0未満まで低下すると、誘起電圧充電制御が一時的に中止され、その後に再び回転速度Ｎgが下限回転速度Ｎg0以上になると誘起電圧充電制御が再開され、発電要求に応じてステップＳ２３，２４の処理が選択的に実行される。
【００６０】
結果として、パラレル走行中には通常の走行性能を維持しつつ走行バッテリ２０を充電でき、さらにシリーズ走行やＥＶ走行への切換後にも通常の走行性能を維持することができる。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば第１及び第２実施形態ではそれぞれ誘起電圧充電制御を個別に実行したが、両実施形態を組み合わせ、シリーズ走行では第１実施形態の誘起電圧充電制御を実行し、パラレル走行では第２実施形態の誘起電圧充電制御を実行するようにしてもよい。
【００６１】
また本実施形態のハイブリッド車両１は、エンジン３のみの駆動で走行する所謂エンジン走行を走行モードとして備えていないが、当該エンジン走行が可能な車両で、且つエンジン３でモータジェネレータ１１も駆動できる構成であれば、第２実施形態のパラレル走行に代えて、エンジン走行（エンジン使用走行）中に図７の誘起電圧充電制御を実行してもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１    ハイブリッド車両
２    フロントモータ（走行モータ）
３    エンジン
５    リヤモータ（走行モータ）
１１  モータジェネレータ（発電機）
１７  インバータ（発電制御手段）
１８  昇圧コンバータ（昇圧手段）
２０  走行バッテリ
２４  フロントモータＥＣＵ（発電制御手段、故障判定手段）
２７  車両ＥＣＵ（誘起電圧充電制御手段、第１の充電制御禁止手段、第２の充電制御禁止手段）
【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】
2018027733.tif 000008
【図７】
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