(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１モータジェネレータおよび第２モータジェネレータと、
前記第１モータジェネレータおよび前記第２モータジェネレータとの間で電力を入出力可能な蓄電装置と、
前記第１モータジェネレータおよび前記第２モータジェネレータを制御する制御装置とを備える車両であって、
前記制御装置は、走行中に車両システムの停止操作がされた場合に、前記第１モータジェネレータおよび前記第２モータジェネレータのいずれか一方のモータジェネレータに対して、回転により発生する逆起電力を抑制する弱め界磁制御を行うとともに、前記第１モータジェネレータおよび前記第２モータジェネレータの他方のモータジェネレータに対して、回転により発生する逆起電力を回収する回生制御を行うように構成されており、かつ、前記一方のモータジェネレータに対する弱め界磁制御を行うことにより、前記蓄電装置の出力が設定値を超える場合に、その超過分を補うように前記他方のモータジェネレータに対する回生制御を行うように構成されていることを特徴とする車両。
【請求項２】
請求項１に記載の車両において、
前記一方のモータジェネレータに対する弱め界磁制御は、前記一方のモータジェネレータからトルクが出力されるのを抑制するために行われていることを特徴とする車両。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両において、
動力を出力するエンジンと、
前記エンジン、前記第１モータジェネレータおよび前記第２モータジェネレータにそれぞれ連結される３つの回転要素を含み、前記３つの回転要素が相互に差動可能に構成された動力分割機構とを備えることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータジェネレータを備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、走行用の駆動力を出力するモータジェネレータと、モータジェネレータを駆動するインバータと、モータジェネレータとの間でインバータを介して電力を入出力可能なバッテリとを備えた電動車両が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような電動車両では、走行時には、インバータによりバッテリの直流電力が交流電力に変換され、その交流電力によりモータジェネレータが駆動される。また、回生制動時には、回転するモータジェネレータにおいて発生する逆起電力（発電電力）がインバータにより直流電力に変換され、その直流電力がバッテリに充電される。なお、バッテリでは、充電および放電する際の許容電力である入力制限および出力制限が設定されている。
【０００４】
ここで、このような電動車両では、高車速で走行しているとき（モータジェネレータが高速回転しているとき）に、メインスイッチが開成され、インバータの駆動が停止された場合には、モータジェネレータにおいて高い逆起電圧が発生することにより、インバータに悪影響をおよぼすとともに、バッテリへの入力電力が入力制限を超過してバッテリが過充電となるおそれがあった。
【０００５】
そこで、特許文献１の電動車両では、高車速で走行しているときに、メインスイッチが開成された場合には、モータジェネレータの回転により発生する逆起電力を抑制する弱め界磁制御を行うようにインバータが駆動される。これにより、インバータが悪影響を受けるのを抑制していた。
【０００６】
なお、弱め界磁制御は、モータのベクトル制御において、負の励磁成分（ｄ軸成分）電流を流すことにより、モータの回転数に応じて大きくなる界磁を弱める制御であり、逆起電力を抑制するために行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−３０８００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示された従来の電動車両では、高車速であることに起因して逆起電力が大きい場合には、弱め界磁制御で必要とされる電力が大きいことにより、バッテリからの出力電力が出力制限を超過してバッテリが過放電する可能性があるという問題点がある。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、走行中に車両システムの停止操作がされた場合に、蓄電装置が過放電するのを抑制することが可能な車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による車両は、第１モータジェネレータおよび第２モータジェネレータと、第１モータジェネレータおよび第２モータジェネレータとの間で電力を入出力可能な蓄電装置と、第１モータジェネレータおよび第２モータジェネレータを制御する制御装置とを備える。制御装置は、走行中に車両システムの停止操作がされた場合に、第１モータジェネレータおよび第２モータジェネレータのいずれか一方のモータジェネレータに対して、回転により発生する逆起電力を抑制する弱め界磁制御を行うとともに、第１モータジェネレータおよび第２モータジェネレータの他方のモータジェネレータに対して、回転により発生する逆起電力を回収する回生制御を行うように構成されており、かつ、一方のモータジェネレータに対する弱め界磁制御を行うことにより、蓄電装置の出力が設定値を超える場合に、その超過分を補うように他方のモータジェネレータに対する回生制御を行うように構成されている。
【００１１】
このように構成することによって、走行中に車両システムの停止操作がされた場合に、弱め界磁制御により大きな電力が必要とされるときに、他方のモータジェネレータに対する回生制御によりその必要とされる電力を補うことにより、蓄電装置からの出力が設定値を超過するのを抑制することができるので、蓄電装置が過放電するのを抑制することができる。
【００１４】
上記車両において、一方のモータジェネレータに対する弱め界磁制御は、一方のモータジェネレータからトルクが出力されるのを抑制するために行われていてもよい。
【００１５】
このように構成すれば、走行中に車両システムの停止操作がされた場合に、トルクが出力されるのを抑制することができる。
【００１６】
上記車両において、動力を出力するエンジンと、エンジン、第１モータジェネレータおよび第２モータジェネレータにそれぞれ連結される３つの回転要素を含み、３つの回転要素が相互に差動可能に構成された動力分割機構とを備えていてもよい。
【００１７】
このように構成すれば、ハイブリッド車両であっても、走行中に車両システムの停止操作がされた場合に、蓄電装置が過放電するのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の車両によれば、走行中に車両システムの停止操作がされた場合に、蓄電装置が過放電するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態によるハイブリッド車両の全体構成を示した図である。
【図２】図１のハイブリッド車両のＨＶＥＣＵを示したブロック図である。
【図３】図１のハイブリッド車両のＨＶバッテリを示したブロック図である。
【図４】図１のハイブリッド車両のＰＣＵを示したブロック図である。
【図５】図４のＰＣＵのインバータを示した回路図である。
【図６】図１のハイブリッド車両おいてハイブリッドシステムの停止操作がされた際の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】図６の走行中システム停止時処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】図７の通常処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
−機械的構成−
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態によるハイブリッド車両１００の機械的構成（駆動機構）について説明する。
【００２２】
ハイブリッド車両１００は、たとえば、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式であり、左右の前輪（駆動輪）９を駆動する。このハイブリッド車両１００は、図１に示すように、エンジン（内燃機関）１と、第１モータジェネレータ（以下、「ジェネレータ」という）ＭＧ１と、第２モータジェネレータ（以下、「モータ」という）ＭＧ２と、動力分割機構２と、リダクション機構３と、減速装置４と、デファレンシャル装置５と、ドライブシャフト６とを備えている。
【００２３】
エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置である。エンジン１は、たとえば、吸気通路に設けられたスロットルバルブのスロットル開度（吸気空気量）、燃料噴射量、点火時期などの運転状態を制御可能に構成されている。
【００２４】
エンジン１の出力は、クランクシャフト１ａおよびダンパ７を介して動力分割機構２のインプットシャフト２ａに伝達される。ダンパ７は、たとえば、コイルスプリング式トランスアクスルダンパであってエンジン１のトルク変動を吸収する。
【００２５】
ジェネレータＭＧ１は、主に発電機として機能し、状況によっては電動機としても機能する。ジェネレータＭＧ１は、たとえば、交流同期発電機であり、インプットシャフト２ａに対して回転自在に支持された永久磁石からなるロータＭＧ１Ｒと、３相巻線が巻回されたステータＭＧ１Ｓとを有する。
【００２６】
モータＭＧ２は、主に電動機として機能し、状況によっては発電機としても機能する。モータＭＧ２は、たとえば、交流同期電動機であり、永久磁石からなるロータＭＧ２Ｒと、３相巻線が巻回されたステータＭＧ２Ｓとを有する。
【００２７】
動力分割機構２は、エンジン１の出力を、左右の前輪９を駆動する動力と、発電のためにジェネレータＭＧ１を駆動する動力とに分割する機構であり、たとえば、遊星歯車機構である。
【００２８】
具体的には、動力分割機構２は、複数の歯車要素の中心で自転する外歯歯車のサンギヤ２Ｓと、サンギヤ２Ｓに外接（噛合）しながらその周辺を自転しつつ公転する外歯歯車のピニオンギヤ２Ｐと、ピニオンギヤ２Ｐと噛み合うように中空環状に形成された内歯歯車のリングギヤ２Ｒと、ピニオンギヤ２Ｐを支持するとともに、このピニオンギヤ２Ｐの公転を通じて自転するプラネタリキャリア２Ｃとを有する。サンギヤ２Ｓ、リングギヤ２Ｒおよびプラネタリキャリア２Ｃは、相互に差動可能に構成されており、本発明の「回転要素」の一例である。
【００２９】
プラネタリキャリア２Ｃは、エンジン１側のインプットシャフト２ａに回転一体に連結されている。サンギヤ２Ｓは、ジェネレータＭＧ１のロータＭＧ１Ｒに回転一体に連結されている。
【００３０】
また、リングギヤ２Ｒの外周部にはカウンタドライブギヤ４ａが一体に設けられている。このカウンタドライブギヤ４ａは、カウンタドリブンギヤ４ｂに噛み合っている。カウンタドリブンギヤ４ｂには、ファイナルドライブギヤ４ｃが一体に設けられており、ファイナルドライブギヤ４ｃは、デファレンシャル装置５のデフドリブンギヤ５ａに噛み合っている。なお、カウンタドライブギヤ４ａ、カウンタドリブンギヤ４ｂ、ファイナルドライブギヤ４ｃ、および、デフドリブンギヤ５ａなどにより、減速装置４が構成されている。
【００３１】
この動力分割機構２を設けることにより、エンジン１から出力された動力が、プラネタリキャリア２Ｃから、サンギヤ２Ｓに伝達される動力と、リングギヤ２Ｒに伝達される動力とに分割される。
【００３２】
これらの分割された動力のうち、サンギヤ２Ｓに伝達された動力は、ジェネレータＭＧ１のロータＭＧ１Ｒに伝達され、その動力によりロータＭＧ１Ｒが駆動されることにより、ジェネレータＭＧ１で発電が行われる。なお、エンジン１の始動時には、ＨＶバッテリ１３から供給される電力によりジェネレータＭＧ１が駆動されることによって、エンジン１がクランキングされる。すなわち、ジェネレータＭＧ１はエンジン１の始動時にはスタータモータとしても機能する。
【００３３】
一方、エンジン１からリングギヤ２Ｒに伝達された動力は、モータＭＧ２が出力した動力と統合されて、リングギヤ２Ｒ（カウンタドライブギヤ４ａ）から、減速装置４、デファレンシャル装置５およびドライブシャフト６を介して前輪９に伝達され、その伝達された動力により前輪９が駆動される。
【００３４】
リダクション機構３は、モータＭＧ２の回転を減速し、駆動トルクの増幅を行う機構であり、たとえば、遊星歯車機構である。
【００３５】
具体的には、リダクション機構３は、複数の歯車要素の中心で自転する外歯歯車のサンギヤ３Ｓと、サンギヤ３Ｓに外接しながら自転する外歯歯車のピニオンギヤ３Ｐと、ピニオンギヤ３Ｐと噛み合うように中空環状に形成された内歯歯車のリングギヤ３Ｒとを有する。
【００３６】
リダクション機構３のリングギヤ３Ｒと、動力分割機構２のリングギヤ２Ｒと、カウンタドライブギヤ４ａとは互いに一体となっている。また、サンギヤ３ＳはモータＭＧ２のロータＭＧ２Ｒと回転一体に連結されている。
【００３７】
このリダクション機構３を設けることにより、モータＭＧ２が駆動したときには、このモータＭＧ２の出力（動力）が、エンジン１から動力分割機構２のリングギヤ２Ｒに伝達された動力に統合される。これにより、エンジン１の出力を補助（アシスト）することができ、前輪９の駆動力を高めることができる。なお、低速の軽負荷走行時などには、エンジン１を停止させたまま、モータＭＧ２の動力のみで走行（ＥＶ走行）を行うことができる。また、回生制動時には、モータＭＧ２が運動エネルギを電気エネルギに変換することにより発電を行うことができる。
【００３８】
なお、ジェネレータＭＧ１、モータＭＧ２、動力分割機構２、リダクション機構３、減速装置４、デファレンシャル装置５およびダンパ７などによりトランスアクスル８が構成されている。このトランスアクスル８には、クランクシャフト１ａを介してエンジン１が連結されるとともに、駆動シャフト６を介して前輪９が連結されている。
【００３９】
−電気的構成−
次に、図１〜図５を参照して、本発明の一実施形態によるハイブリッド車両１００の電気的構成について説明する。
【００４０】
ハイブリッド車両１００は、図１に示すように、ＨＶＥＣＵ１１と、エンジンＥＣＵ１２と、ＨＶバッテリ１３と、ＰＣＵ（パワーコントロールユニット）１４とを備えている。
【００４１】
［ＨＶＥＣＵ］
ＨＶＥＣＵ１１は、ハイブリッド車両１００を統括的に制御するように構成されている。たとえば、ＨＶＥＣＵ１１は、ハイブリッドシステム（車両システム）を実行してハイブリッド車両１００の走行を制御する。なお、ＨＶＥＣＵ１１は、本発明の「制御装置」の一例である。
【００４２】
ここで、ハイブリッドシステムとは、エンジン１の運転制御、ジェネレータＭＧ１およびモータＭＧ２の駆動制御、エンジン１、ジェネレータＭＧ１およびモータＭＧ２の協調制御などを含む各種制御を実行することにより、ハイブリッド車両１００の走行を制御するシステムである。
【００４３】
このＨＶＥＣＵ１１は、図２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１３と、バックアップＲＡＭ１１４と、入出力インターフェース１１５と、通信インターフェース１１６とを含んでいる。
【００４４】
ＣＰＵ１１１は、ＲＯＭ１１２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。ＲＯＭ１１２には、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。ＲＡＭ１１３は、ＣＰＵ１１１による演算結果や各センサの検出結果などを一時的に記憶するメモリである。バックアップＲＡＭ１１４は、イグニッションをオフする際に保存すべきデータなどを記憶する不揮発性のメモリである。
【００４５】
入出力インターフェース１１５は、各センサの検出結果などが入力されるとともに、各部に制御信号などを出力する機能を有する。たとえば、入出力インターフェース１１５には、ハイブリッド車両１００の車速を検出する車速センサ２１、アクセルペダル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２２、クランクシャフト１ａの回転を検出するクランクポジションセンサ２３、ジェネレータＭＧ１のロータＭＧ１Ｒの回転を検出するレゾルバ２４、モータＭＧ２のロータＭＧ２Ｒの回転を検出するレゾルバ２５、および、ハイブリッドシステムを起動および停止させるためのパワースイッチ２６が接続されている。通信インターフェース１１６は、各ＥＣＵ（たとえば、エンジンＥＣＵ１２）と通信するために設けられている。
【００４６】
［エンジンＥＣＵ］
エンジンＥＣＵ１２（図１参照）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ、入出力インターフェースおよび通信インターフェースなどを含んでいる。エンジンＥＣＵ１２は、ＨＶＥＣＵ１１からの出力要求に応じて、吸入空気量制御、燃料噴射量制御および点火時期制御などを含むエンジン１の各種制御を実行する。
【００４７】
［ＨＶバッテリ］
ＨＶバッテリ１３は、図３に示すように、走行用の高電圧電源であるバッテリモジュール１３１と、バッテリモジュール１３１を監視する電池監視ユニット１３２と、電気部品が収納されたジャンクションブロック１３３とを含んでいる。
【００４８】
バッテリモジュール１３１は、ジェネレータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動する電力を供給するとともに、ジェネレータＭＧ１およびモータＭＧ２により発電された電力を蓄電するように構成されている。このバッテリモジュール１３１は、たとえば、充放電可能なニッケル水素電池またはリチウムイオン電池である。バッテリモジュール１３１は、ジャンクションブロック１３３を介してＰＣＵ１４に接続されている。なお、バッテリモジュール１３１は、本発明の「蓄電装置」の一例である。
【００４９】
電池監視ユニット１３２には、バッテリモジュール１３１の充放電電流を検出する電流センサ１３ａ、バッテリモジュール１３１の電圧を検出する電圧センサ１３ｂ、および、バッテリモジュール１３１の温度（電池温度）を検出する温度センサ１３ｃが接続されている。そして、電池監視ユニット１３２は、バッテリモジュール１３１に関する情報（充放電電流、電圧および電池温度）をＨＶＥＣＵ１１に送信する。これにより、ＨＶＥＣＵ１１は、たとえば、充放電電流の積算値に基づいてバッテリモジュール１３１のＳＯＣ（State of Charge：充電状態）を演算するとともに、ＳＯＣおよび電池温度に基づいて入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔを演算する。なお、入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔは、バッテリモジュール１３１に対して充電および放電する際の許容電力であり、放電方向を正とし、充電方向を負とした場合に、出力制限Ｗｏｕｔが正の値になり、入力制限Ｗｉｎが負の値になる。
【００５０】
ジャンクションブロック１３３は、システムメインリレー１３３ａ〜１３３ｃを含んでいる。
【００５１】
システムメインリレー１３３ａ〜１３３ｃは、バッテリモジュール１３１とＰＣＵ１４とを接続または遮断するために、バッテリモジュール１３１とＰＣＵ１４との間に設けられている。システムメインリレー１３３ａ〜１３３ｃは、ＨＶＥＣＵ１１からの制御信号に基づいてオン／オフ状態が切り替えられる。
【００５２】
具体的には、システムメインリレー１３３ａは、オン状態のときに電源ラインＰＬ１およびＰＬ２を接続するとともに、オフ状態のときに電源ラインＰＬ１およびＰＬ２を遮断する。システムメインリレー１３３ｂは、オン状態のときに接地ラインＮＬ１およびＮＬ２を接続するとともに、オフ状態のときに接地ラインＮＬ１およびＮＬ２を遮断する。
【００５３】
なお、システムメインリレー１３３ｃは、突入電流の発生を抑制するために設けられている。システムメインリレー１３３ｃには抵抗器１３３ｄが直列に接続され、システムメインリレー１３３ｃおよび抵抗器１３３ｄは、システムメインリレー１３３ｂに並列に接続されている。そして、バッテリモジュール１３１がＰＣＵ１４に接続される際には、システムメインリレー１３３ａおよび１３３ｃがオン状態にされた後、システムメインリレー１３３ｂがオン状態にされるとともに、システムメインリレー１３３ｃがオフ状態にされる。
【００５４】
すなわち、システムメインリレー１３３ａおよび１３３ｂがオン状態の場合には、バッテリモジュール１３１の電力をＰＣＵ１４に供給可能であり、かつ、ＰＣＵ１４から供給される電力によりバッテリモジュール１３１を充電可能である。また、システムメインリレー１３３ａ〜１３３ｃがオフ状態の場合には、バッテリモジュール１３１をＰＣＵ１４と電気的に分離することが可能である。
【００５５】
［ＰＣＵ（パワーコントロールユニット）］
ＰＣＵ１４は、図４に示すように、昇降圧コンバータ１４１と、インバータ１４２および１４３と、ＭＧＥＣＵ１４４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４５とを含んでいる。
【００５６】
昇降圧コンバータ１４１は、ＨＶバッテリ１３の直流電圧を昇圧してインバータ１４２および１４３に供給するために設けられている。また、昇降圧コンバータ１４１は、ジェネレータＭＧ１により発電され、インバータ１４２により直流に変換された電圧を降圧してＨＶバッテリ１３に供給するとともに、モータＭＧ２により発電され、インバータ１４３により直流に変換された電圧を降圧してＨＶバッテリ１３に供給する機能も有する。
【００５７】
具体的には、昇降圧コンバータ１４１は、接地ラインＮＬ２および電源ラインＰＬ２間の電圧ＶＬを昇圧して接地ラインＮＬ３および電源ラインＰＬ３間に出力可能に構成されるとともに、接地ラインＮＬ３および電源ラインＰＬ３間の電圧ＶＨを降圧して接地ラインＮＬ２および電源ラインＰＬ２間に出力可能に構成されている。
【００５８】
この昇降圧コンバータ１４１は、たとえば、チョッパ型の昇降圧コンバータであり、リアクトルと、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）と、ダイオードとを有する。そして、昇降圧コンバータ１４１は、ＭＧＥＣＵ１４４から供給される駆動信号により、ＩＧＢＴのオン／オフ状態が制御されることによって、昇圧または降圧を行うように構成されている。
【００５９】
インバータ１４２は、エンジン１の動力によりジェネレータＭＧ１で発電された交流電流を直流電流に変換して接地ラインＮＬ３および電源ラインＰＬ３間に出力する（発電制御）とともに、昇降圧コンバータ１４１から供給される直流電流を交流電流に変換してジェネレータＭＧ１を駆動する（力行制御）。また、インバータ１４３は、昇降圧コンバータ１４１から供給される直流電流を交流電流に変換してモータＭＧ２を駆動する（力行制御）とともに、回生制動時にモータＭＧ２で発電された交流電流を直流電流に変換して接地ラインＮＬ３および電源ラインＰＬ３間に出力する（発電制御）。
【００６０】
具体的には、インバータ１４２は、たとえば、図５に示すように、三相ブリッジ回路であり、Ｕ相アーム２０１と、Ｖ相アーム２０２と、Ｗ相アーム２０３とを含んでいる。Ｕ相アーム２０１、Ｖ相アーム２０２およびＷ相アーム２０３は、接地ラインＮＬ３および電源ラインＰＬ３の間に並列に接続されている。
【００６１】
Ｕ相アーム２０１は、上アームに設けられたＩＧＢＴ２０１ａおよびダイオード２０１ｃと、下アームに設けられたＩＧＢＴ２０１ｂおよびダイオード２０１ｄとを有する。Ｖ相アーム２０２は、上アームに設けられたＩＧＢＴ２０２ａおよびダイオード２０２ｃと、下アームに設けられたＩＧＢＴ２０２ｂおよびダイオード２０２ｄとを有する。Ｗ相アーム２０３は、上アームに設けられたＩＧＢＴ２０３ａおよびダイオード２０３ｃと、下アームに設けられたＩＧＢＴ２０３ｂおよびダイオード２０３ｄとを有する。
【００６２】
ＩＧＢＴ２０１ａ、２０１ｂ、２０２ａ、２０２ｂ、２０３ａおよび２０３ｂは、ＭＧＥＣＵ１４４から出力される駆動信号（ＰＷＭ信号）がゲートに入力されており、その駆動信号に応じてオン／オフ状態が制御される。
【００６３】
ＩＧＢＴ２０１ａ、２０２ａおよび２０３ａは、コレクタが電源ラインＰＬ３に接続されるとともに、エミッタが各相アームの中間点２０１ｅ、２０２ｅおよび２０３ｅに接続されている。また、ＩＧＢＴ２０１ｂ、２０２ｂおよび２０３ｂは、コレクタが各相アームの中間点２０１ｅ、２０２ｅおよび２０３ｅに接続されるとともに、エミッタが接地ラインＮＬ３に接続されている。
【００６４】
ダイオード２０１ｃ、２０２ｃおよび２０３ｃは、カソードが電源ラインＰＬ３に接続されるとともに、アノードが各相アームの中間点２０１ｅ、２０２ｅおよび２０３ｅに接続されている。すなわち、ダイオード２０１ｃ、２０２ｃおよび２０３ｃは、それぞれ、ＩＧＢＴ２０１ａ、２０２ａおよび２０３ａと並列に設けられている。
【００６５】
また、ダイオード２０１ｄ、２０２ｄおよび２０３ｄは、カソードが各相アームの中間点２０１ｅ、２０２ｅおよび２０３ｅに接続されるとともに、アノードが接地ラインＮＬ３に接続されている。すなわち、ダイオード２０１ｄ、２０２ｄおよび２０３ｄは、それぞれ、ＩＧＢＴ２０１ｂ、２０２ｂおよび２０３ｂと並列に設けられている。
【００６６】
また、各相アームの中間点２０１ｅ、２０２ｅおよび２０３ｅは、ジェネレータＭＧ１のステータＭＧ１Ｓの各相コイルの一端に接続されている。なお、各相コイルの他端は、中性点に接続されている。
【００６７】
同様に、インバータ１４３は、三相ブリッジ回路であり、Ｕ相アーム２１１と、Ｖ相アーム２１２と、Ｗ相アーム２１３とを含んでいる。Ｕ相アーム２１１、Ｖ相アーム２１２およびＷ相アーム２１３は、接地ラインＮＬ３および電源ラインＰＬ３の間に並列に接続されている。
【００６８】
Ｕ相アーム２１１は、上アームに設けられたＩＧＢＴ２１１ａおよびダイオード２１１ｃと、下アームに設けられたＩＧＢＴ２１１ｂおよびダイオード２１１ｄとを有する。Ｖ相アーム２１２は、上アームに設けられたＩＧＢＴ２１２ａおよびダイオード２１２ｃと、下アームに設けられたＩＧＢＴ２１２ｂおよびダイオード２１２ｄとを有する。Ｗ相アーム２１３は、上アームに設けられたＩＧＢＴ２１３ａおよびダイオード２１３ｃと、下アームに設けられたＩＧＢＴ２１３ｂおよびダイオード２１３ｄとを有する。
【００６９】
Ｕ相アーム２１１、Ｖ相アーム２１２およびＷ相アーム２１３は、各相アームの中間点２１１ｅ、２１２ｅおよび２１３ｅがモータＭＧ２のステータＭＧ２Ｓの各相コイルの一端に接続されている。なお、Ｕ相アーム２１１、Ｖ相アーム２１２およびＷ相アーム２１３のその他の構成は、上記したＵ相アーム２０１、Ｖ相アーム２０２およびＷ相アーム２０３と同様である。
【００７０】
図４に示すように、ＭＧＥＣＵ１４４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ、入出力インターフェースおよび通信インターフェースなどを含んでいる。ＭＧＥＣＵ１４４は、ＨＶＥＣＵ１１から送信される出力要求を受信するとともに、その出力要求などに基づいて昇降圧コンバータ１４１、インバータ１４２および１４３の駆動信号を生成し、その駆動信号を昇降圧コンバータ１４１、インバータ１４２および１４３に出力する。
【００７１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１４５は、接地ラインＮＬ２および電源ラインＰＬ２間の電圧ＶＬを降圧して補機バッテリ１５を充電するために設けられている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４５は、降圧した電圧を補機類（たとえば、ランプなど）および各ＥＣＵ（たとえば、ＨＶＥＣＵ１１など）に供給する機能を有する。このＤＣ／ＤＣコンバータ１４５は、ＨＶＥＣＵ１１の要求に応じて駆動されるように構成されている。
【００７２】
補機バッテリ１５は、たとえば、充放電可能な鉛蓄電池であり、補機類および各ＥＣＵを駆動する電力の供給源として機能する。なお、ＨＶＥＣＵ１１には、補機バッテリ１５の電圧を検出する電圧センサ１５ａおよび補機バッテリ１５の温度を検出する温度センサ１５ｂが接続されている。
【００７３】
また、ＰＣＵ１４には、電源ラインＰＬ２と接地ラインＮＬ２との間に電圧変動を平滑化するためのコンデンサ１４６が設けられ、電源ラインＰＬ３と接地ラインＮＬ３との間に電圧変動を平滑化するためのコンデンサ１４７が設けられている。電源ラインＰＬ３と接地ラインＮＬ３との間には、ハイブリッドシステムの停止後に電源ラインＰＬ３の電圧を落とすための抵抗器１４８が設けられている。
【００７４】
また、ＰＣＵ１４には、電源ラインＰＬ２と接地ラインＮＬ２との間の電圧ＶＬを検出する電圧センサ１４ａと、電源ラインＰＬ３と接地ラインＮＬ３との間の電圧ＶＨを検出する電圧センサ１４ｂとが設けられている。電圧センサ１４ａおよび１４ｂの検出結果は、ＨＶＥＣＵ１１に出力されている。
【００７５】
−走行状態−
次に、本発明の一実施形態によるハイブリッド車両１００の走行状態の一例について説明する。
【００７６】
たとえば、ハイブリッド車両１００は、発進時および低車速の軽負荷走行時などにおいて、エンジン１の運転を停止し、モータＭＧ２を力行制御して走行（ＥＶ走行）を行う。
【００７７】
また、ハイブリッド車両１００は、定常走行時などにおいて、エンジン１を主動力源として走行を行い、ジェネレータＭＧ１を発電制御するとともに、その発電制御で得られた電気エネルギでモータＭＧ２を補助的に力行制御する。
【００７８】
また、ハイブリッド車両１００は、加速時などにおいて、エンジン１を駆動するとともに、ジェネレータＭＧ１を発電制御して得られた電気エネルギおよびＨＶバッテリ１３の電気エネルギでモータＭＧ２を力行制御して走行を行う。
【００７９】
また、ハイブリッド車両１００は、減速時（アクセルをオフ時）などにおいて、モータＭＧ２を発電制御することにより、制動トルクを付与するとともに、エネルギ回収を行ってＨＶバッテリ１３の充電を行う。
【００８０】
また、ハイブリッド車両１００は、後進時には、モータＭＧ２を前進時に対して逆回転方向に力行制御する。
【００８１】
−ハイブリッドシステムの停止操作がされた際の動作−
次に、図６〜図８を参照して、本発明の一実施形態によるハイブリッド車両１００においてハイブリッドシステムの停止操作がされた際の動作について説明する。なお、以下の動作は、ハイブリッドシステムが起動しているときに行われる。また、以下の各ステップはＨＶＥＣＵ１１により実行される。
【００８２】
まず、図６のステップＳ１において、パワースイッチ２６からの信号に基づいてハイブリッドシステムの停止操作がされたか否かが判断される。そして、ハイブリッドシステムの停止操作がされたと判断された場合には、ステップＳ２に移る。その一方、ハイブリッドシステムの停止操作がされていないと判断された場合には、ステップＳ１が繰り返し行われる。
【００８３】
次に、ステップＳ２において、車速センサ２１の検出結果に基づいてハイブリッド車両１００が走行中であるか否かが判断される。そして、ハイブリッド車両１００が走行中であると判断された場合には、ステップＳ３に移る。その一方、ハイブリッド車両１００が走行中ではない（停車中である）と判断された場合には、通常の停止処理（イグニッションのオフなど）が行われ、システム停止時の一連の動作が終了される。
【００８４】
次に、ステップＳ３において、エンジン１が運転中であるか否かが判断される。そして、エンジン１の運転が停止されていると判断された場合には、ステップＳ５に移る。その一方、エンジン１が運転中であると判断された場合には、ステップＳ４において、エンジン１への燃料供給が停止（フューエルカット）されることにより、エンジン１の自立運転が停止され、ステップＳ５に移る。
【００８５】
次に、ステップＳ５において、走行中システム停止時処理が行われる。この走行中システム停止時処理については後で詳細に説明する。
【００８６】
次に、ステップＳ６において、車速センサ２１の検出結果に基づいてハイブリッド車両１００の惰性走行が停止されたか否かが判断される。そして、ハイブリッド車両１００の惰性走行が停止されたと判断された場合には、イグニッションのオフなどが行われ、システム停止時の一連の動作が終了される。その一方、ハイブリッド車両１００の惰性走行が停止されていないと判断された場合には、ステップＳ５に戻る。したがって、ハイブリッド車両１００の惰性走行が停止されるまで、ステップＳ５の走行中システム停止時処理が繰り返し行われる。
【００８７】
［走行中システム停止時処理］
次に、図７を参照して、図６の走行中システム停止時処理（ステップＳ５）について説明する。なお、この走行中システム停止時処理は、上記したように、走行中にハイブリッドシステムの停止操作がされた場合に、その走行が停止されるまで繰り返し行われる。
【００８８】
走行中システム停止時処理では、まず、ステップＳ１１において、電圧センサ１４ｂにより検出される、電源ラインＰＬ３と接地ラインＮＬ３との間の電圧ＶＨが取得される。次に、ステップＳ１２において、レゾルバ２４により検出されるジェネレータＭＧ１の回転数に基づいて、ジェネレータＭＧ１の逆起電圧Ｖｇが算出される。次に、ステップＳ１３において、レゾルバ２５により検出されるモータＭＧ２の回転数に基づいて、モータＭＧ２の逆起電圧Ｖｍが算出される。
【００８９】
次に、ステップＳ１４において、ジェネレータＭＧ１の逆起電圧Ｖｇが電圧ＶＨよりも高く、かつ、モータＭＧ２の逆起電圧Ｖｍが電圧ＶＨよりも高いか否かが判断される。そして、逆起電圧ＶｇおよびＶｍが電圧ＶＨよりも高いと判断された場合には、ステップＳ１５に移る。その一方、逆起電圧ＶｇおよびＶｍのうち少なくとも一方が電圧ＶＨ以下であると判断された場合には、ステップＳ１８において、通常処理が行われ、走行中システム停止時処理が終了される。なお、この通常処理については後で詳細に説明する。
【００９０】
次に、ステップＳ１５において、ジェネレータＭＧ１およびモータＭＧ２に対してゼロトルク制御（弱め界磁制御）が行われる。具体的には、ジェネレータＭＧ１から出力されるトルクがゼロになるようにインバータ１４２を駆動制御するとともに、モータＭＧ２から出力されるトルクがゼロになるようにインバータ１４３を駆動制御する。
【００９１】
なお、ジェネレータＭＧ１およびモータＭＧ２はベクトル制御されており、このゼロトルク制御では、回転により発生する逆起電力を抑制するために、負の励磁成分（ｄ軸成分）電流を流すとともに、フリクションロス（機械的摩擦損失）を打ち消すために、正のトルク成分（ｑ軸成分）電流を流すようにインバータ１４２および１４３が駆動される。
【００９２】
これにより、走行中にハイブリッドシステムの停止操作がされた際に、ジェネレータＭＧ１およびモータＭＧ２が高速回転しており、逆起電圧ＶｇおよびＶｍが高い場合に、ジェネレータＭＧ１およびモータＭＧ２からトルクが出力されるのを抑制しながら、逆起電力によりバッテリモジュール１３１が過充電されるのを抑制することができる。
【００９３】
次に、ステップＳ１６において、バッテリモジュール１３１からの出力電力が出力制限Ｗｏｕｔを超えたか否かが判断される。そして、バッテリモジュール１３１からの出力電力が出力制限Ｗｏｕｔを超えていると判断された場合には、ステップＳ１７に移る。その一方、バッテリモジュール１３１からの出力電力が出力制限Ｗｏｕｔを超えていないと判断された場合には、走行中システム停止時処理が終了される。
【００９４】
なお、バッテリモジュール１３１の出力電力は、電流センサ１３ａにより検出されるバッテリモジュール１３１の放電電流と、電圧センサ１３ｂにより検出されるバッテリモジュール１３１の電圧とに基づいて算出される。また、出力制限Ｗｏｕｔは、たとえば、バッテリモジュール１３１のＳＯＣおよび電池温度に基づいて算出される。また、出力制限Ｗｏｕｔは、本発明の「設定値」の一例である。
【００９５】
次に、ステップＳ１７において、ジェネレータＭＧ１に対するゼロトルク制御が継続された状態で、モータＭＧ２に対するゼロトルク制御が中止され、モータＭＧ２に対して発電制御（回生制御）が行われる。これにより、モータＭＧ２で回収された電力により出力制限Ｗｏｕｔの超過分を補うことができるので、バッテリモジュール１３１からの出力電力が出力制限Ｗｏｕｔを超過した状態が継続されるのを抑制することができる。なお、モータＭＧ２に対して回生制御が行われることにより、モータＭＧ２から制動トルクが出力される。以上により、走行中システム停止時処理が終了される。
【００９６】
［通常処理］
次に、図８を参照して、図７の通常処理（ステップＳ１８）について説明する。なお、この通常処理は、上記したように、ジェネレータＭＧ１の逆起電圧ＶｇおよびモータＭＧ２の逆起電圧Ｖｍのうち少なくとも一方が電圧ＶＨ以下である場合に行われる。
【００９７】
通常処理では、まず、ステップＳ２１において、ジェネレータＭＧ１の逆起電圧Ｖｇが電圧ＶＨ以下であり、かつ、モータＭＧ２の逆起電圧Ｖｍが電圧ＶＨよりも高いか否かが判断される。そして、この条件を満たすと判断された場合には、ステップＳ２２に移る。その一方、この条件を満たさないと判断された場合には、ステップＳ２３に移る。
【００９８】
次に、ステップＳ２２において、モータＭＧ２に対してゼロトルク制御が行われるとともに、ジェネレータＭＧ１を駆動するインバータ１４２のゲート遮断が行われる。その後、通常処理が終了される。なお、インバータ１４２のゲート遮断とは、インバータ１４２の全てのＩＧＢＴ（ＩＧＢＴ２０１ａ、２０１ｂ、２０２ａ、２０２ｂ、２０３ａおよび２０３ｂ）をオフ状態にすることをいう。
【００９９】
これにより、走行中にハイブリッドシステムの停止操作がされた際に、モータＭＧ２が高速回転しており、逆起電圧Ｖｍが高い場合に、ジェネレータＭＧ１およびモータＭＧ２からトルクが出力されるのを抑制しながら、モータＭＧ２の逆起電力によりバッテリモジュール１３１が過充電されるのを抑制することができる。
【０１００】
次に、ステップＳ２３において、ジェネレータＭＧ１の逆起電圧Ｖｇが電圧ＶＨよりも高く、かつ、モータＭＧ２の逆起電圧Ｖｍが電圧ＶＨ以下であるか否かが判断される。そして、この条件を満たすと判断された場合には、ステップＳ２４に移る。その一方、この条件を満たさないと判断された場合には、逆起電圧ＶｇおよびＶｍが電圧ＶＨ以下であり、ステップＳ２５に移る。
【０１０１】
そして、ステップＳ２４において、ジェネレータＭＧ１に対してゼロトルク制御が行われるとともに、モータＭＧ２を駆動するインバータ１４３のゲート遮断が行われる。その後、通常処理が終了される。なお、インバータ１４３のゲート遮断とは、インバータ１４３の全てのＩＧＢＴ（ＩＧＢＴ２１１ａ、２１１ｂ、２１２ａ、２１２ｂ、２１３ａおよび２１３ｂ）をオフ状態にすることをいう。
【０１０２】
これにより、走行中にハイブリッドシステムの停止操作がされた際に、ジェネレータＭＧ１が高速回転しており、逆起電圧Ｖｇが高い場合に、ジェネレータＭＧ１およびモータＭＧ２からトルクが出力されるのを抑制しながら、ジェネレータＭＧ１の逆起電力によりバッテリモジュール１３１が過充電されるのを抑制することができる。
【０１０３】
また、ステップＳ２５において、ジェネレータＭＧ１を駆動するインバータ１４２のゲート遮断が行われるとともに、モータＭＧ２を駆動するインバータ１４３のゲート遮断が行われる。その後、通常処理が終了される。これにより、走行中にハイブリッドシステムの停止操作がされた場合に、ジェネレータＭＧ１およびモータＭＧ２からトルクが出力されるのを抑制することができる。なお、逆起電圧ＶｇおよびＶｍが電圧ＶＨ以下であることから、インバータ１４２および１４３のゲート遮断を行っても、バッテリモジュール１３１は充電されない。
【０１０４】
−効果−
本実施形態では、上記のように、ジェネレータＭＧ１およびモータＭＧ２に対してゼロトルク制御を行った場合に、バッテリモジュール１３１からの出力電力が出力制限Ｗｏｕｔを超える場合に、モータＭＧ２に対する弱め界磁制御を中止して、モータＭＧ２に対して発電制御（回生制御）を行うことによって、バッテリモジュール１３１からの出力電力が出力制限Ｗｏｕｔを超過した状態が継続されるのを抑制することができるので、バッテリモジュール１３１が過放電するのを抑制することができる。そして、ジェネレータＭＧ１に対する弱め界磁制御を行うことにより、バッテリモジュール１３１の出力電力が出力制限Ｗｏｕｔを超過する場合には、その超過分を補うようにモータＭＧ２に対する回生制御を行うことができる。したがって、走行中にハイブリッドシステムの停止操作がされた場合に、ジェネレータＭＧ１およびモータＭＧ２からトルクが出力されるのを抑制しながら、バッテリモジュール１３１が過充電および過放電されるのを抑制することができる。その結果、バッテリモジュール１３１の劣化を抑制することができる。
【０１０５】
−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１０６】
たとえば、本実施形態では、走行用の駆動力源としてエンジン１およびモータＭＧ２を備えるハイブリッド車両１００に本発明を適用する例を示したが、これに限らず、エンジンが設けられておらず、走行用の駆動力源としてモータのみが設けられた電動車両に本発明を適用してもよい。
【０１０７】
また、本実施形態では、ＦＦ方式のハイブリッド車両１００に本発明を適用する例を示したが、これに限らず、ＦＲ方式または４ＷＤ方式のハイブリッド車両に本発明を適用してもよい。
【０１０８】
また、本実施形態では、２個のモータジェネレータ（ジェネレータＭＧ１およびモータＭＧ２）がハイブリッド車両１００に設けられる例を示したが、これに限らず、３個以上のモータジェネレータがハイブリッド車両に設けられていてもよい。たとえば、本実施形態によるハイブリッド車両１００において、ジェネレータＭＧ１およびモータＭＧ２に加えて、後輪車軸を駆動するモータジェネレータが設けられていてもよい。
【０１０９】
また、本実施形態では、バッテリモジュール１３１の出力電力が出力制限Ｗｏｕｔを超過した場合に、ジェネレータＭＧ１に対するゼロトルク制御を継続した状態で、モータＭＧ２に対して発電制御（回生制御）を行う例を示したが、これに限らず、バッテリモジュール１３１の出力電力が出力制限Ｗｏｕｔを超過した場合に、モータＭＧ２に対するゼロトルク制御を継続した状態で、ジェネレータＭＧ１に対して発電制御（回生制御）を行うようにしてもよい。このように構成すれば、モータＭＧ２に対して回生制御を行う場合に比べて、ハイブリッド車両１００の減速度を低減することができる。
【０１１０】
また、本実施形態のステップＳ１７において、ジェネレータＭＧ１に対するゼロトルク制御を継続する場合に、フリクションロスを打ち消すためのトルク成分（ｑ軸成分）電流を流さないようにしてもよい。このように構成すれば、ゼロトルク制御に必要な電力を小さくすることができる。
【０１１１】
また、本実施形態のステップＳ１では、ハイブリッドシステムの停止操作がされたか否かを判断する例を示したが、これに限らず、イグニッションのオフ操作がされたか否かを判断するようにしてもよい。
【０１１２】
また、本実施形態において、高車速（たとえば、１８０ｋｍ／ｈ）でハイブリッドシステムの停止操作がされた場合に、走行中システム停止時処理を行うようにしてもよい。また、バッテリモジュール１３１が低温の場合に、走行中システム停止時処理を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１        エンジン
２        動力分割機構
２Ｃ      プラネタリキャリア（回転要素）
２Ｒ      リングギヤ（回転要素）
２Ｓ      サンギヤ（回転要素）
１１      ＨＶＥＣＵ（制御装置）
１００    ハイブリッド車両（車両）
１３１    バッテリモジュール（蓄電装置）
ＭＧ１    ジェネレータ（第１モータジェネレータ）
ＭＧ２    モータ（第２モータジェネレータ）
【図１】
0005757231.tif 000002
【図２】
0005757231.tif 000003
【図３】
0005757231.tif 000004
【図４】
0005757231.tif 000005
【図５】
0005757231.tif 000006
【図６】
0005757231.tif 000007
【図７】
0005757231.tif 000008
【図８】
0005757231.tif 000009