(57)【要約】【課題】ＥＶ走行時に加速性能が大きく損なわれるのを抑制可能なハイブリッド車両を提供する。【解決手段】ＥＶ優先スイッチがオンされているとき、走行モード制御部は、アクセル開度の増加に応じて駆動トルクがＥＶ走行可能最大トルクＴｅｖ＿ｍａｘに達すると、アクセル開度が所定量ΔＡＣＣさらに増加するまで駆動トルクをＥＶ走行可能最大トルクＴｅｖ＿ｍａｘに維持し、ＥＶ走行を維持する。そして、走行モード制御部は、アクセル開度が所定量ΔＡＣＣを超えてさらに増加すると、駆動トルクの維持を解除し、駆動トルクの増加に応じてＥＶ走行からＨＶ走行へ走行モードを切替える。【選択図】図４
2008230409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
車両走行用の動力源としての電動機と、
前記内燃機関を停止させて走行する第１のモードと前記内燃機関および前記電動機の双方を動作させて走行する第２のモードとを含む走行モードの切替を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１のモードで走行中にアクセル開度の増加に応じて駆動トルクが規定値に達すると、前記アクセル開度が所定量さらに増加するまで前記駆動トルクを前記規定値に維持し、前記アクセル開度が前記所定量を超えてさらに増加すると、前記第１のモードから前記第２のモードへ前記走行モードを切替える、ハイブリッド車両。
【請求項２】
前記規定値は、前記第１のモードで走行可能な最大駆動トルクである、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記第１のモードから前記第２のモードへの移行を制限するための入力装置をさらに備え、
前記入力装置からの入力により前記走行モードの移行が制限されているとき、前記制御部は、前記第１のモードで走行中に前記アクセル開度の増加に応じて前記駆動トルクが前記規定値に達すると、前記アクセル開度が前記所定量さらに増加するまで前記駆動トルクを前記規定値に維持し、前記アクセル開度が前記所定量を超えてさらに増加すると、前記第１のモードから前記第２のモードへ前記走行モードを切替え、
前記入力装置からの入力により前記走行モードの移行が制限されていないとき、前記制御部は、前記第１のモードで走行中に前記アクセル開度の増加に応じて前記駆動トルクが前記規定値に達すると、前記第１のモードから前記第２のモードへ前記走行モードを切替える、請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記制御部は、前記アクセル開度の増加速度が大きいほど、前記所定量を小さくする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
前記電動機へ電力を供給する蓄電装置をさらに備え、
前記制御部は、前記蓄電装置の充電状態を示す状態量が少ないほど、前記所定量を小さくする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
【請求項６】
前記電動機へ電力を供給する蓄電装置をさらに備え、
前記制御部は、前記蓄電装置の温度に応じて前記所定量を可変設定する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
【請求項７】
車両外部から与えられる電力を受けて前記蓄電装置を充電可能に構成された充電装置をさらに備える、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
【請求項８】
前記充電装置は、
もう１つの電動機と、
前記電動機および前記もう１つの電動機にそれぞれ対応して設けられる第１および第２のインバータと、
前記第１および第２のインバータを制御するインバータ制御部と、
車両外部から与えられる電力を受電する受電部とを含み、
前記電動機は、星形結線された第１の多相巻線を固定子巻線として含み、
前記もう１つの電動機は、星形結線された第２の多相巻線を固定子巻線として含み、
前記受電部は、前記第１の多相巻線の第１の中性点と前記第２の多相巻線の第２の中性点とに接続され、車両外部から受電した電力を前記第１および第２の中性点へ出力し、
前記インバータ制御部は、前記受電部によって車両外部から前記第１および第２の中性点に与えられる交流電力を直流電力に変換して前記蓄電装置へ出力するように前記第１および第２のインバータを制御する、請求項７に記載のハイブリッド車両。
【請求項９】
内燃機関と車両走行用の動力源としての電動機とを搭載し、前記内燃機関を停止させて走行する第１のモードならびに前記内燃機関および前記電動機の双方を動作させて走行する第２のモードのいずれかの走行モードで走行可能なハイブリッド車両の制御方法であって、
前記第１のモードで走行中にアクセル開度の増加に応じて駆動トルクが規定値に達したか否かを判定する第１のステップと、
前記駆動トルクが前記規定値に達したと判定されると、前記アクセル開度が所定量さらに増加するまで前記駆動トルクを前記規定値に維持する第２のステップと、
前記アクセル開度が前記所定量を超えてさらに増加したか否かを判定する第３のステップと、
前記アクセル開度が前記所定量を超えてさらに増加したと判定されると、前記第１のモードから前記第２のモードへ前記走行モードを切替える第４のステップとを備える、ハイブリッド車両の制御方法。
【請求項１０】
前記規定値は、前記第１のモードで走行可能な最大駆動トルクである、請求項９に記載のハイブリッド車両の制御方法。
【請求項１１】
前記第１のモードから前記第２のモードへの移行を制限するための入力装置によって前記走行モードの移行が制限されているか否かを判定する第５のステップと、
前記走行モードの移行が制限されていないと判定されているときに、前記第１のモードで走行中に前記アクセル開度の増加に応じて前記駆動トルクが前記規定値に達すると、前記第１のモードから前記第２のモードへ前記走行モードを切替える第６のステップとをさらに備え、
前記第５のステップにおいて前記走行モードの移行が制限されていると判定されているとき、前記第１から第４のステップが実行される、請求項９または請求項１０に記載のハイブリッド車両の制御方法。
【請求項１２】
前記第３のステップにおいて、前記アクセル開度の増加速度が大きいほど、前記所定量は小さい値に設定される、請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御方法。
【請求項１３】
前記第３のステップにおいて、前記蓄電装置の充電状態を示す状態量が少ないほど、前記所定量は小さい値に設定される、請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御方法。
【請求項１４】
前記第３のステップにおいて、前記蓄電装置の温度に応じて前記所定量が可変設定される、請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関と車両走行用の動力源としての電動機とを搭載したハイブリッド車両およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した車両としてハイブリッド車両（Hybrid Vehicle）が注目されている。ハイブリッド車両は、従来のエンジンに加え、蓄電装置とインバータとインバータによって駆動されるモータとを車両走行用の動力源として搭載した車両である。
【０００３】
このようなハイブリッド車両において、エンジンを停止してモータのみで走行する走行モード（以下「ＥＶモード」とも称し、ＥＶモードでの走行を「ＥＶ走行」とも称する。）と、エンジンおよびモータの双方を用いて走行する走行モード（以下「ＨＶモード」とも称し、ＨＶモードでの走行を「ＨＶ走行」とも称する。）とを切替えて走行可能な車両が知られている。
【０００４】
特開２００３−３３３７０５号公報（特許文献１）は、このようなハイブリッド車両を開示する。そして、このハイブリッド車両では、ＥＶ走行を優先するＥＶ走行スイッチがオンされているときにエンジンを駆動させて発電を行なう場合、ＥＶ走行スイッチがオンされていないときに比べて発電目標値を低下させてエンジンの駆動が行なわれる。これにより、エンジンの出力が抑制され、エンジンの駆動を制限してＥＶ走行を優先するという運転者の意思に応じた車両走行が可能となる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３３３７０５号公報
【特許文献２】特開平６−４８１９０号公報
【特許文献３】特開２００５−２７１６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＥＶ走行スイッチをオン操作する利用者は、燃費向上や排ガス出力低減のためにできるだけＥＶ走行を希望する。一方、ＥＶ走行中であっても、アクセル開度が増加するとエンジンが始動し、アクセル開度に応じた出力トルクが確保される。したがって、ＥＶ走行を希望する利用者は、エンジンが始動するアクセル開度のしきい値よりも低めにアクセル開度を調整する必要があり、その結果、加速性能が損なわれる可能性がある。
【０００６】
特に、車両外部の電源（系統電源など）から蓄電装置を充電可能なハイブリッド車両では、このような問題は顕著になるものと想定される。すなわち、外部充電機能を有するハイブリッド車両では、従来のハイブリッド車両（外部充電機能を有しないハイブリッド車両）よりも容量の大きい蓄電装置が搭載されるとともにＥＶ走行可能な走行パワーの上限も引き上げられ、ＥＶモードでの走行が前提となる。そして、利用者の多くもＥＶ走行を希望するものと想定される。したがって、上述したようにアクセル開度が低く抑えられ、その結果、加速性能が大きく損なわれ得る。
【０００７】
そこで、この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ＥＶ走行時に加速性能が大きく損なわれるのを抑制可能なハイブリッド車両を提供することである。
【０００８】
また、この発明の別の目的は、ＥＶ走行時に加速性能が大きく損なわれるのを抑制可能なハイブリッド車両の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によれば、ハイブリッド車両は、内燃機関と、車両走行用の動力源としての電動機と、内燃機関を停止させて走行する第１のモード（ＥＶモード）と内燃機関および電動機の双方を動作させて走行する第２のモード（ＨＶモード）とを含む走行モードの切替を制御する制御部とを備える。制御部は、第１のモードで走行中にアクセル開度の増加に応じて駆動トルクが規定値に達すると、アクセル開度が所定量さらに増加するまで駆動トルクを規定値に維持し、アクセル開度が所定量を超えてさらに増加すると、第１のモードから第２のモードへ走行モードを切替える。
【００１０】
好ましくは、規定値は、第１のモードで走行可能な最大駆動トルクである。
好ましくは、ハイブリッド車両は、第１のモードから第２のモードへの移行を制限するための入力装置をさらに備える。入力装置からの入力により走行モードの移行が制限されているとき、制御部は、第１のモードで走行中にアクセル開度の増加に応じて駆動トルクが規定値に達すると、アクセル開度が所定量さらに増加するまで駆動トルクを規定値に維持し、アクセル開度が所定量を超えてさらに増加すると、第１のモードから第２のモードへ走行モードを切替える。一方、入力装置からの入力により走行モードの移行が制限されていないとき、制御部は、第１のモードで走行中にアクセル開度の増加に応じて駆動トルクが規定値に達すると、第１のモードから第２のモードへ走行モードを切替える。
【００１１】
好ましくは、制御部は、アクセル開度の増加速度が大きいほど、所定量を小さくする。
好ましくは、ハイブリッド車両は、電動機へ電力を供給する蓄電装置をさらに備える。制御部は、蓄電装置の充電状態を示す状態量が少ないほど、所定量を小さくする。
【００１２】
好ましくは、ハイブリッド車両は、電動機へ電力を供給する蓄電装置をさらに備える。制御部は、蓄電装置の温度に応じて所定量を可変設定する。
【００１３】
好ましくは、ハイブリッド車両は、車両外部から与えられる電力を受けて蓄電装置を充電可能に構成された充電装置をさらに備える。
【００１４】
さらに好ましくは、充電装置は、もう１つの電動機と、第１および第２のインバータと、インバータ制御部と、受電部とを含む。第１および第２のインバータは、電動機およびもう１つの電動機にそれぞれ対応して設けられる。インバータ制御部は、第１および第２のインバータを制御する。受電部は、車両外部から与えられる電力を受電する。電動機は、星形結線された第１の多相巻線を固定子巻線として含む。もう１つの電動機は、星形結線された第２の多相巻線を固定子巻線として含む。受電部は、第１の多相巻線の第１の中性点と第２の多相巻線の第２の中性点とに接続され、車両外部から受電した電力を第１および第２の中性点へ出力する。インバータ制御部は、受電部によって車両外部から第１および第２の中性点に与えられる交流電力を直流電力に変換して蓄電装置へ出力するように第１および第２のインバータを制御する。
【００１５】
また、この発明によれば、ハイブリッド車両の制御方法は、内燃機関と車両走行用の動力源としての電動機とを搭載し、かつ、内燃機関を停止させて走行する第１のモード（ＥＶモード）ならびに内燃機関および電動機の双方を動作させて走行する第２のモード（ＨＶモード）のいずれかの走行モードで走行可能なハイブリッド車両の制御方法であって、第１から第４のステップを備える。第１のステップでは、第１のモードで走行中にアクセル開度の増加に応じて駆動トルクが規定値に達したか否かが判定される。第２のステップでは、駆動トルクが規定値に達したと判定されると、アクセル開度が所定量さらに増加するまで駆動トルクが規定値に維持される。第３のステップでは、アクセル開度が所定量を超えてさらに増加したか否かが判定される。第４のステップでは、アクセル開度が所定量を超えてさらに増加したと判定されると、第１のモードから第２のモードへ走行モードが切替えられる。
【００１６】
好ましくは、規定値は、第１のモードで走行可能な最大駆動トルクである。
好ましくは、ハイブリッド車両の制御方法は、第５および第６のステップをさらに備える。第５のステップでは、第１のモードから第２のモードへの移行を制限するための入力装置によって走行モードの移行が制限されているか否かが判定される。第６のステップでは、走行モードの移行が制限されていないと判定されているときに、第１のモードで走行中にアクセル開度の増加に応じて駆動トルクが規定値に達すると、第１のモードから第２のモードへ走行モードが切替えられる。そして、第５のステップにおいて走行モードの移行が制限されていると判定されているとき、第１から第４のステップが実行される。
【００１７】
好ましくは、第３のステップにおいて、アクセル開度の増加速度が大きいほど、所定量は小さい値に設定される。
【００１８】
好ましくは、第３のステップにおいて、蓄電装置の充電状態を示す状態量が少ないほど、所定量は小さい値に設定される。
【００１９】
好ましくは、第３のステップにおいて、蓄電装置の温度に応じて所定量が可変設定される。
【発明の効果】
【００２０】
この発明においては、アクセル開度が増加しても駆動トルクが規定値に維持されるアクセル開度領域が設けられ、その領域を超えてアクセル開度がさらに増加した場合に第１のモード（ＥＶモード）から第２のモード（ＨＶモード）へ走行モードが切替えられるので、駆動トルクが規定値に達するアクセル開度を超えても直ちに第１のモードから第２のモードへ走行モードが切替わることはない。
【００２１】
したがって、この発明によれば、アクセル開度を低く抑えることなく第１のモードでの走行を維持することが容易となる。その結果、第１のモードでの走行時（ＥＶ走行時）に加速性能が大きく損なわれ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】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２３】
図１は、この発明の実施の形態によるハイブリッド車両のパワートレーンを示す全体ブロック図である。図１を参照して、このハイブリッド車両１００は、車輪２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割装置３と、エンジン４とを備える。また、ハイブリッド車両１００は、蓄電装置Ｂと、昇圧コンバータ１０と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、インバータ２０，３０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０と、アクセル開度センサ５５と、ＥＶ優先スイッチ６０と、表示部６５とをさらに備える。さらに、ハイブリッド車両１００は、受電部４０と、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２とをさらに備える。
【００２４】
動力分割装置３は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とエンジン４とに結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、動力分割装置３として、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車を用いることができる。この３つの回転軸がエンジン４およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続される。たとえば、モータジェネレータＭＧ１のロータを中空としてその中心にエンジン４のクランク軸を通すことで動力分割装置３にエンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを機械的に接続することができる。
【００２５】
エンジン４が発生する動力は、動力分割装置３によって車輪２とモータジェネレータＭＧ１とに分配される。すなわち、エンジン４は、車輪２を駆動するとともにモータジェネレータＭＧ１を駆動する動力源としてハイブリッド車両１００に組込まれる。また、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン４によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン４の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド車両１００に組込まれ、モータジェネレータＭＧ２は、車輪２を駆動する動力源としてハイブリッド車両１００に組込まれる。
【００２６】
蓄電装置Ｂの正電極は、正極線ＰＬ１に接続され、蓄電装置Ｂの負電極は、負極線ＮＬ１に接続される。コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬ１との間に接続される。昇圧コンバータ１０は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１と正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２との間に接続される。コンデンサＣ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬ２との間に接続される。インバータ２０は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２とモータジェネレータＭＧ１との間に接続される。インバータ３０は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２とモータジェネレータＭＧ２との間に接続される。
【００２７】
また、モータジェネレータＭＧ１は、Ｙ結線された三相コイル７をステータコイルとして含み、三相ケーブルを介してインバータ２０に接続される。モータジェネレータＭＧ２も、Ｙ結線された三相コイル８をステータコイルとして含み、三相ケーブルを介してインバータ３０に接続される。そして、三相コイル７の中性点Ｎ１に電力線ＡＣＬ１が接続され、三相コイル８の中性点Ｎ２に電力線ＡＣＬ２が接続される。
【００２８】
蓄電装置Ｂは、充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。蓄電装置Ｂは、直流電力を昇圧コンバータ１０へ出力する。また、蓄電装置Ｂは、昇圧コンバータ１０から出力される電力を受けて充電される。なお、蓄電装置Ｂとして、大容量のキャパシタを用いてもよい。コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬ１との間の電圧変動成分を平滑化する。
【００２９】
昇圧コンバータ１０は、ＥＣＵ５０からの信号ＰＷＣに基づいて、蓄電装置Ｂから出力される直流電圧を昇圧して正極線ＰＬ２へ出力する。また、昇圧コンバータ１０は、信号ＰＷＣに基づいて、インバータ２０，３０から出力される直流電圧を蓄電装置Ｂの電圧レベルに降圧して蓄電装置Ｂを充電する。昇圧コンバータ１０は、たとえば、昇降圧型のチョッパ回路によって構成される。
【００３０】
コンデンサＣ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬ２との間の電圧変動成分を平滑化する。インバータ２０，３０は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２から供給される直流電力を交流電力に変換してそれぞれモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２へ出力する。また、インバータ２０，３０は、それぞれモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が発電する交流電力を直流電力に変換して回生電力として正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２へ出力する。
【００３１】
なお、インバータ２０，３０の各々は、たとえば、三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路から成る。そして、インバータ２０，３０は、それぞれＥＣＵ５０からの信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２に応じてスイッチング動作を行なうことにより、対応のモータジェネレータを駆動する。
【００３２】
また、インバータ２０，３０は、車両外部の電源７０から蓄電装置Ｂの充電が行なわれるとき、電源７０から受電部４０および電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる電力をＥＣＵ５０からの信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２に基づいて直流電力に変換し、その変換した直流電力を正極線ＰＬ２へ出力する。
【００３３】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、三相交流電動機であり、たとえば三相交流同期電動機から成る。モータジェネレータＭＧ１は、エンジン４の動力を用いて三相交流電力を発生し、その発生した三相交流電力をインバータ２０へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１は、インバータ２０から受ける三相交流電力によって駆動力を発生し、エンジン４の始動を行なう。モータジェネレータＭＧ２は、インバータ３０から受ける三相交流電力によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータＭＧ２は、車両の回生制動時、三相交流電力を発生してインバータ３０へ出力する。
【００３４】
受電部４０は、車両外部の電源７０から供給される電力を入力するための入力端子であり、たとえば充電プラグやコネクタなどから成る。
【００３５】
アクセル開度センサ５５は、アクセルペダルの操作量に対応するアクセル開度ＡＣＣを検出し、その検出値をＥＣＵ５０へ出力する。ＥＶ優先スイッチ６０は、ＥＶモードからＨＶモードへの移行を制限するための操作スイッチであり、利用者によりオン操作されると、ＥＣＵ５０へ出力される信号ＥＶを活性化する。表示部６５は、ＥＣＵ５０から表示信号ＤＩＳＰを受けて運転者に対してアクセル開度を表示する。
【００３６】
ＥＣＵ５０は、昇圧コンバータ１０を駆動するための信号ＰＷＣおよびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれ昇圧コンバータ１０およびインバータ２０，３０へ出力する。
【００３７】
また、ＥＣＵ５０は、アクセル開度ＡＣＣおよび車両状態ならびにＥＶ優先スイッチ６０からの信号ＥＶに基づいて、後述の方法により、エンジン４を作動させて走行するか（ＨＶモード）、それともエンジン４を停止してモータジェネレータＭＧ２のみを用いて走行するか（ＥＶモード）の切替を制御する。また、ＥＣＵ５０は、表示部６５にアクセル開度を表示するための表示信号ＤＩＳＰを生成して表示部６５へ出力する。
【００３８】
また、ＥＣＵ５０は、車両外部の電源７０から蓄電装置Ｂの充電が行なわれるとき、中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる電源７０からの電力を直流電力に変換して正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２へ出力するように、インバータ２０，３０を制御するための信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成する。
【００３９】
図２は、図１に示したＥＣＵ５０の機能ブロック図である。図２を参照して、ＥＣＵ５０は、コンバータ制御部８２と、第１および第２のインバータ制御部８４，８６と、充電制御部８８と、走行モード制御部９０とを含む。
【００４０】
コンバータ制御部８２は、蓄電装置Ｂの電圧ＶＢ、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２間の電圧ＶＤＣ、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２、ならびに走行モード制御部９０から受けるモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２に基づいて、昇圧コンバータ１０を駆動するための信号ＰＷＣを生成し、その生成した信号ＰＷＣを昇圧コンバータ１０へ出力する。なお、電圧ＶＢ，ＶＤＣおよび回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２の各々については、図示されないセンサによって検出される。
【００４１】
第１のインバータ制御部８４は、電圧ＶＤＣ、モータジェネレータＭＧ１のモータ電流ＭＣＲＴ１およびロータ回転位置θ１、ならびにトルク指令値ＴＲ１に基づいて、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための信号ＰＷＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＩ１をインバータ２０へ出力する。なお、モータ電流ＭＣＲＴ１およびロータ回転位置θ１の各々については、図示されないセンサによって検出される。
【００４２】
第２のインバータ制御部８６は、電圧ＶＤＣ、モータジェネレータＭＧ２のモータ電流ＭＣＲＴ２およびロータ回転位置θ２、ならびにトルク指令値ＴＲ２に基づいて、モータジェネレータＭＧ２を駆動するための信号ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＩ２をインバータ３０へ出力する。なお、モータ電流ＭＣＲＴ２およびロータ回転位置θ２の各々については、図示されないセンサによって検出される。
【００４３】
ここで、第１および第２のインバータ制御部８４，８６は、車両外部の電源７０から蓄電装置Ｂの充電が行なわれるとき、充電制御部８８からの零相電圧指令値ＡＣ１，ＡＣ２に基づいて信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれ生成し、その生成した信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれインバータ２０，３０へ出力する。
【００４４】
充電制御部８８は、電源７０から蓄電装置Ｂへの充電を指示する信号ＣＨＲＧが活性化されているとき、電源７０から中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる交流電力の電圧ＶＡＣおよび電流ＩＡＣに基づいて、後述のようにモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびインバータ２０，３０を単相ＰＷＭコンバータとして動作させるための零相電圧指令値ＡＣ１，ＡＣ２を生成し、その生成した零相電圧指令値ＡＣ１，ＡＣ２をそれぞれ第１および第２のインバータ制御部８４，８６へ出力する。
【００４５】
なお、信号ＣＨＲＧは、たとえば、受電部４０が電源７０から受電しているときに利用者により充電開始が指示されると活性化される。また、零相電圧指令値ＡＣ１，ＡＣ２は、インバータ２０，３０の零電圧ベクトル（後述）を制御するための指令値である。なお、電圧ＶＡＣおよび電流ＩＡＣは、それぞれ図示されない電圧センサおよび電流センサによって検出される。
【００４６】
走行モード制御部９０は、アクセル開度ＡＣＣ、車両速度ＳＰＤ、シフト位置ＳＰ、蓄電装置Ｂの充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を示す状態量ＳＯＣ、およびＥＶ優先スイッチ６０からの信号ＥＶを受ける。そして、走行モード制御部９０は、後述の方法により、これらの信号に基づいて走行モードを決定し、その決定した走行モードに基づきトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２を生成してコンバータ制御部８２ならびに第１および第２のインバータ制御部８４，８６へ出力する。また、走行モード制御部９０は、表示部６５にアクセル開度を表示するための表示信号ＤＩＳＰを生成して表示部６５へ出力する。
【００４７】
なお、車両速度ＳＰＤおよびシフト位置ＳＰは、それぞれ図示されない車速センサおよびシフト位置センサによって検出される。また、状態量ＳＯＣは、図示されない電池ＥＣＵによって蓄電装置Ｂの電圧ＶＢおよび充放電電流に基づいて算出される。
【００４８】
図３は、走行モードの選択範囲を概略的に説明するための図である。図３を参照して、横軸は車両の走行パワーを示し、縦軸は蓄電装置のＳＯＣを示す。領域Ａ１は、従来のハイブリッド車両（外部充電機能を有しないハイブリッド車両）のＥＶ走行領域を示し、領域Ａ２は、従来のハイブリッド車両においてＥＶ走行スイッチがオンされたときに拡大されるＥＶ走行領域を示す。領域Ａ１，Ａ２を含む領域Ａ３は、この実施の形態によるハイブリッド車両１００のＥＶ走行領域を示し、領域Ａ３以外の領域Ａ４は、ＨＶ走行領域を示す。
【００４９】
この実施の形態によるハイブリッド車両１００は、車両外部の電源７０から蓄電装置Ｂを充電可能であり、ＥＶ走行領域の大幅な拡大が図られている。具体的には、蓄電装置Ｂが大容量化されるとともに、図３に示すように、ＥＶ走行可能な走行パワーの上限引上げ（Ｐ３）およびＳＯＣの下限引下げ（Ｓ３）が図られる。
【００５０】
このハイブリッド車両１００においては、ＥＶ走行が前提であり、また、利用者の多くもＥＶ走行を希望するものと想定される。従来のハイブリッド車両においては、図３に示されるように、ＥＶ走行スイッチがオンされた場合であってもＥＶ走行領域は限定的であり、ＨＶ走行がメインであったため、利用者はＥＶモードからＨＶモードへの切替わりをそれ程意識しない。一方、ＥＶ走行を前提とするハイブリッド車両１００においては、利用者はＥＶモードからＨＶモードへの切替わりを大きく意識するものと想定され、走行パワーがＰ３を超えないように利用者はアクセル開度を調整する。しかしながら、走行モードの切替ポイント近傍にアクセル開度を調整することは困難であり、ＥＶ走行を希望する利用者は、アクセル開度を低く抑えざるを得ず、加速性能が阻害されるおそれがある。
【００５１】
そこで、この発明による実施の形態においては、ＥＶ走行中にアクセル開度の増加に応じて駆動トルクがＥＶ走行可能最大トルクに達すると、アクセル開度が所定量さらに増加するまで駆動トルクを維持し、アクセル開度が所定量を超えてさらに増加すると、ＥＶモードからＨＶモードへ走行モードを切替えることとしたものである。これにより、利用者は、アクセル開度を低く抑えることなくＥＶ走行を維持することが容易となる。
【００５２】
図４は、アクセル開度と駆動トルクとの関係を示した図である。図４を参照して、アクセルオフ（アクセル開度０％）の状態からアクセル開度を増加すると、実線ｋ１に沿って駆動トルクが増大する。そして、アクセル開度がＡＣＣ１のとき、駆動トルクがＥＶ走行可能最大トルクＴｅｖ＿ｍａｘに達する。
【００５３】
ここで、ＥＶ優先スイッチ６０（図１）がオフされているとき、アクセル開度がＡＣＣ１からさらに増加すると、点線ｋ３に沿って駆動トルクもＥＶ走行可能最大トルクＴｅｖ＿ｍａｘを超えて増加し、ＥＶ走行からＨＶ走行に切替わる。
【００５４】
一方、ＥＶ優先スイッチ６０がオンされていると、アクセル開度がＡＣＣ１からＡＣＣ１よりも所定量ΔＡＣＣ大きいＡＣＣ２までの間、駆動トルクがＥＶ走行可能最大トルクＴｅｖ＿ｍａｘに維持され、ＥＶ走行が維持される。そして、アクセル開度がＡＣＣ２を超えると、実線ｋ２に沿って駆動トルクがＥＶ走行可能最大トルクＴｅｖ＿ｍａｘから増加し、ＥＶ走行からＨＶ走行に切替わる。
【００５５】
したがって、駆動トルクがＥＶ走行可能最大トルクＴｅｖ＿ｍａｘに達するアクセル開度（ＡＣＣ１）を仮に超えても、アクセル開度がさらに所定量ΔＡＣＣ増加しない限り、ＥＶ走行が維持されるので、運転者は、ＥＶ走行を維持するためにアクセル開度をＡＣＣ１よりも低く抑える必要はない。そして、アクセル開度がＡＣＣ１からＡＣＣ２の区間は、駆動トルクはＥＶ走行可能最大トルクＴｅｖ＿ｍａｘであるので、ＥＶ走行を維持しつつ加速性能も確保できる。
【００５６】
なお、ＥＶ走行の維持を希望しない利用者は、ＥＶ優先スイッチ６０をオフすることにより、アクセル開度の全範囲でリニアに変化する駆動トルクを得ることが可能である。
【００５７】
図５は、図２に示した走行モード制御部９０の制御構造を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートは、一定時間ごとまたは所定の条件成立時にメインルーチンから呼出されて実行される。
【００５８】
図５を参照して、走行モード制御部９０は、アクセル開度ＡＣＣおよび車両状態（車両速度およびシフト位置）に基づいて、車両の駆動トルクを算出する（ステップＳ１０）。次いで、走行モード制御部９０は、ＥＶ優先スイッチ６０からの信号ＥＶに基づいて、ＥＶ優先スイッチ６０がオンされているか否かを判定する（ステップＳ２０）。
【００５９】
ＥＶ優先スイッチ６０がオンされていると判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、走行モード制御部９０は、ステップＳ１０において算出された駆動トルクが規定値に達したか否かを判定する（ステップＳ３０）。なお、この規定値は、ＥＶ走行可能最大トルクＴｅｖ＿ｍａｘである。
【００６０】
駆動トルクが規定値に達したと判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、走行モード制御部９０は、駆動トルクが規定値に達したときからのアクセル開度ＡＣＣの増加量が所定量ΔＡＣＣを超えたか否かを判定する（ステップＳ４０）。
【００６１】
アクセル開度ＡＣＣの増加量が所定量ΔＡＣＣ以下であると判定されると（ステップＳ４０においてＮＯ）、走行モード制御部９０は、駆動トルクを規定値すなわちＥＶ走行可能最大トルクＴｅｖ＿ｍａｘに維持する（ステップＳ５０）。すなわち、走行モードはＥＶモードに維持される。そして、走行モード制御部９０は、駆動トルクが規定値に達したときのアクセル開度（すなわち図４のＡＣＣ１）を表示するための表示信号ＤＩＳＰを生成して表示部６５へ出力する（ステップＳ６０）。
【００６２】
一方、ステップＳ４０において、アクセル開度ＡＣＣの増加量が所定量ΔＡＣＣを超えたと判定されると（ステップＳ４０においてＹＥＳ）、走行モード制御部９０は、駆動トルクの維持を解除する（ステップＳ７０）。したがって、駆動トルクは規定値すなわちＥＶ走行可能最大トルクＴｅｖ＿ｍａｘよりも大きくなり、走行モードはＥＶモードからＨＶモードに切替わる。そして、走行モード制御部９０は、現在のアクセル開度に対応する表示信号ＤＩＳＰを表示部６５へ出力し、現在のアクセル開度が表示部６５に表示される（ステップＳ８０）。
【００６３】
ステップＳ３０において、駆動トルクが規定値よりも低いと判定されると（ステップＳ３０においてＮＯ）、走行モード制御部９０は、走行モードをＥＶモードとし（ステップＳ９０）、その後ステップＳ８０へ処理を移行する。
【００６４】
また、ステップＳ２０において、ＥＶ優先スイッチ６０がオフされていると判定されると（ステップＳ２０においてＮＯ）、走行モード制御部９０は、ステップＳ１０において算出された駆動トルクが規定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１００）。
【００６５】
そして、走行モード制御部９０は、駆動トルクが規定値よりも小さいと判定すると（ステップＳ１００においてＮＯ）、走行モードをＥＶモードとし（ステップＳ１１０）、駆動トルクが規定値以上であると判定すると（ステップＳ１００においてＹＥＳ）、走行モードをＨＶモードとする（ステップＳ１２０）。
【００６６】
図６は、図１に示した表示部６５の表示状態を示した図である。図６を参照して、表示部６５は、第１の表示部１１０と、第２の表示部１１２とを含む。第１の表示部１１０は、ＥＣＵ５０からの表示信号ＤＩＳＰに基づいて、アクセル開度を０％（全閉）〜１００％（全開）の範囲で表示する。なお、斜線で示される領域１１１の範囲がアクセル開度を示す。
【００６７】
第２の表示部１１２は、第１の表示部１１０に対応して設けられ、領域１１６，１１８を含む。領域１１６は、ＥＶ走行となるアクセル開度の範囲を示し、領域１１８は、ＨＶ走行となるアクセル開度の範囲を示す。
【００６８】
この表示部６５においては、アクセル開度と走行モードとの関係が表示される。そして、ＥＶ走行の維持を希望する運転者は、第１の表示部１１０に表示されるアクセル開度が第２の表示部１１２の領域１１８の範囲へ入らないようにアクセルを調整することができる。
【００６９】
ここで、駆動トルクがＥＶ走行可能最大トルクに維持されるアクセル開度領域を有さない場合には、ＥＶ走行からＨＶ走行への切替ポイント近傍にアクセル開度を調整することは困難であり、運転者はアクセル開度を低く抑えることでＥＶ走行を維持しようとする。
【００７０】
一方、この実施の形態では、駆動トルクがＥＶ走行可能最大トルクに維持されるアクセル開度領域が設けられ、その領域では、駆動トルクがＥＶ走行可能最大トルクに達したときのアクセル開度が表示されるので（図５のステップＳ６０）、運転者はアクセル開度を低く抑えることなく容易にＥＶ走行を維持可能である。
【００７１】
次に、車両外部の電源７０から蓄電装置Ｂの充電が行なわれるときのインバータ２０，３０の動作について説明する。
【００７２】
図７は、車両外部の電源７０から蓄電装置Ｂの充電が行なわれるときにインバータ２０，３０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって形成される充電装置の構成を概略的に示す回路図である。
【００７３】
図７を参照して、インバータ２０，３０の各々は、上述のように三相ブリッジ回路から成り、各インバータにおける６個のスイッチング素子のオン／オフの組合わせは８パターン存在する。その８つのスイッチングパターンのうち２つは相間電圧が零となり、そのような電圧状態は零電圧ベクトルと称される。零電圧ベクトルについては、上アームの３つのスイッチング素子は互いに同じスイッチング状態（全てオンまたはオフ）とみなすことができ、また、下アームの３つのスイッチング素子も互いに同じスイッチング状態とみなすことができる。
【００７４】
電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、インバータ２０，３０においては、ＥＣＵ５０の充電制御部８８によってそれぞれ生成される零相電圧指令値ＡＣ１，ＡＣ２に基づいて零電圧ベクトルが制御される。したがって、電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、各インバータの上アームの３つのスイッチング素子は互いに同じスイッチング状態とみなすことができ、下アームの３つのスイッチング素子も互いに同じスイッチング状態とみなすことができるので、この図７では、インバータ２０の上アームの３つのスイッチング素子は上アーム２０Ａとしてまとめて示され、インバータ２０の下アームの３つのスイッチング素子は下アーム２０Ｂとしてまとめて示されている。同様に、インバータ３０の上アームの３つのスイッチング素子は上アーム３０Ａとしてまとめて示され、インバータ３０の下アームの３つのスイッチング素子は下アーム３０Ｂとしてまとめて示されている。すなわち、この図７では、インバータ２０，３０の零相等価回路が示されている。
【００７５】
そして、この図７に示される充電装置は、電源７０からの単相交流電力を入力として、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびインバータ２０，３０によって形成される単相ＰＷＭコンバータとみることができる。そこで、零相電圧指令値ＡＣ１，ＡＣ２を制御することによりインバータ２０，３０において零電圧ベクトルを変化させ、インバータ２０，３０を単相ＰＷＭコンバータのアームとして動作するようにスイッチング制御することによって、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して与えられる電源７０からの交流電力を直流電力に変換して正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２へ出力することができる。
【００７６】
以上のように、この実施の形態においては、アクセル開度が増加しても駆動トルクが規定値（ＥＶ走行可能最大トルク）に維持されるアクセル開度領域が設けられ、その領域を超えてアクセル開度がさらに増加した場合にＥＶモードからＨＶモードへ走行モードが切替えられるので、駆動トルクが規定値に達するアクセル開度を超えても直ちにＥＶ走行からＨＶ走行へ切替わることはない。したがって、この実施の形態によれば、アクセル開度を低く抑えることなくＥＶ走行を維持することが容易となる。その結果、ＥＶ走行時に加速性能が大きく損なわれるのを抑制することができる。
【００７７】
なお、上記において、駆動トルクが規定値（ＥＶ走行可能最大トルク）に維持されるアクセル開度領域を規定する所定量ΔＡＣＣは、図８に示すように、アクセル開度の増加速度が大きいほど小さい値に設定してもよい。これにより、アクセル開度の増加速度が大きいほど駆動トルクの維持区間が短くなり、ＥＶ走行からＨＶ走行への移行が早まるので、アクセルペダルを急速に踏込むことで大きな加速力を確保したい運転者の意図を反映することができる。
【００７８】
また、図９に示すように、蓄電装置ＢのＳＯＣが少ないほど、所定量ΔＡＣＣを小さい値に設定してもよい。これにより、ＳＯＣが少ないほど駆動トルクの維持区間が短くなり、ＥＶ走行からＨＶ走行への移行が早まるので、蓄電装置Ｂへの負担を軽減することが可能となる。
【００７９】
さらに、図１０に示すように、蓄電装置Ｂの温度ＴＢに応じて所定量ΔＡＣＣを可変設定するようにしてもよい。より具体的には、蓄電装置Ｂの低温時および高温時に所定量ΔＡＣＣを小さくしてもよい。これにより、蓄電装置Ｂの低温時および高温時に駆動トルクの維持区間が短くなり、ＥＶ走行からＨＶ走行への移行が早まるので、蓄電装置Ｂの負担を軽減することが可能となる。
【００８０】
また、上記の実施の形態においては、ハイブリッド車両は、動力分割装置３によりエンジン４の動力を車軸とモータジェネレータＭＧ１とに分割して伝達可能なシリーズ／パラレル型とした。しかしながら、この発明は、モータジェネレータＭＧ１を駆動するためにのみエンジン４を用い、モータジェネレータＭＧ２でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両にも適用可能である。
【００８１】
また、上記においては、ハイブリッド車両は、車両外部の電源７０から蓄電装置Ｂを充電可能としたが、この発明の適用範囲は、車両外部の電源から蓄電装置を充電可能なハイブリッド車両に限定されるものではない。しかしながら、上述のように、車両外部の電源から蓄電装置を充電可能なハイブリッド車両では、ＥＶ走行が前提となり、利用者はＥＶモードからＨＶモードへの切替わりを大きく意識するものと想定されるので、容易にＥＶ走行を維持可能な当該発明は、車両外部の電源から蓄電装置を充電可能なハイブリッド車両において特に有用である。
【００８２】
また、上記においては、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２に電源７０からの交流電力を与え、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびインバータ２０，３０を用いて蓄電装置Ｂを充電するものとしたが、電源７０から蓄電装置Ｂを充電するための充電専用インバータを別途設けてもよい。ただし、上記の実施の形態によれば、充電専用のインバータを別途備える必要がないので、低コスト化および車両の軽量化が可能である。
【００８３】
なお、上記において、エンジン４は、この発明における「内燃機関」に対応し、モータジェネレータＭＧ２は、この発明における「電動機」に対応する。また、ＥＣＵ５０の走行モード制御部９０は、この発明における「制御部」に対応し、ＥＶ優先スイッチ６０は、この発明における「入力装置」に対応する。
【００８４】
さらに、モータジェネレータＭＧ１は、この発明における「もう１つの電動機」に対応し、インバータ２０，３０は、それぞれこの発明における「第２のインバータ」および「第１のインバータ」に対応する。また、さらに、ＥＣＵ５０は、この発明における「インバータ制御部」に対応し、三相コイル７，８は、それぞれこの発明における「第２の多相巻線」および「第１の多相巻線」に対応する。
【００８５】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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ことが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】この発明の実施の形態によるハイブリッド車両のパワートレーンを示す全体ブロック図である。
【図２】図１に示すＥＣＵの機能ブロック図である。
【図３】走行モードの選択範囲を概略的に説明するための図である。
【図４】アクセル開度と駆動トルクとの関係を示した図である。
【図５】図２に示す走行モード制御部の制御構造を説明するためのフローチャートである。
【図６】図１に示す表示部の表示状態を示した図である。
【図７】車両外部の電源から蓄電装置の充電が行なわれるときにインバータおよびモータジェネレータによって形成される充電装置の構成を概略的に示す回路図である。
【図８】アクセル開度の増加速度と所定量ΔＡＣＣとの関係を示した図である。
【図９】蓄電装置のＳＯＣと所定量ΔＡＣＣとの関係を示した図である。
【図１０】蓄電装置の温度と所定量ΔＡＣＣとの関係を示した図である。
【符号の説明】
【００８７】
２  車輪、３  動力分割装置、４  エンジン、７，８  三相コイル、１０  昇圧コンバータ、２０，３０  インバータ、２０Ａ，３０Ａ  上アーム、２０Ｂ，３０Ｂ  下アーム、４０  受電部、５０  ＥＣＵ、５５  アクセル開度センサ、６０  ＥＶ優先スイッチ、６５  表示部、７０  電源、８２  コンバータ制御部、８４  第１のインバータ制御部、８６  第２のインバータ制御部、８８  充電制御部、９０  走行モード制御部、１００  ハイブリッド車両、１１０  第１の表示部、１１２  第２の表示部、１１１，１１６，１１８  領域、Ｂ  蓄電装置、Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ、ＰＬ１，ＰＬ２  正極線、ＮＬ１，ＮＬ２  負極線、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ、Ｎ１，Ｎ２  中性点、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２  電力線。
【図１】
2008230409.tif 000003
【図２】
2008230409.tif 000004
【図３】
2008230409.tif 000005
【図４】
2008230409.tif 000006
【図５】
2008230409.tif 000007
【図６】
2008230409.tif 000008
【図７】
2008230409.tif 000009
【図８】
2008230409.tif 000010
【図９】
2008230409.tif 000011
【図１０】
2008230409.tif 000012