(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
ロータに永久磁石を有する第１回転電機と、
駆動輪に接続された出力軸と、
前記エンジン、前記第１回転電機および前記出力軸を機械的に連結し、前記第１回転電機、前記エンジンおよび前記出力軸の間でトルクを伝達可能な遊星歯車装置と、
前記出力軸に接続された第２回転電機と、
バッテリと、
前記バッテリと前記第１回転電機と前記第２回転電機との間で電力変換を実行可能に構成されたインバータと、
前記インバータによる前記第１回転電機および前記第２回転電機の駆動を正常に行なうことができない場合にインバータレス走行制御を実行する制御装置とを備え、
前記インバータレス走行制御は、前記インバータをゲート遮断状態にし、かつ、前記エンジンを駆動して前記第１回転電機に逆起電圧に起因する制動トルクを発生させ、前記制動トルクの反力として前記出力軸に作用するトルクで車両を走行させる制御であり、
前記制御装置は、前記インバータレス走行制御中において、前記バッテリの充電電流の積算値が所定値を超える場合、前記バッテリの充電電流の積算値が前記所定値以下である場合に比べて前記エンジンの回転速度を低下させ、
前記所定値は、前記バッテリの通電時間の経過に伴なって増加される値に設定される、ハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンと回転電機との少なくとも一方の動力を用いて走行可能なハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１３−２０３１１６号公報（特許文献１）には、エンジンと、ロータに永久磁石を有する第１回転電機と、第２回転電機と、遊星歯車機構と、バッテリと、バッテリと第１回転電機および第２回転電機との間で電力変換を実行可能に構成されるインバータとを備えるハイブリッド車両が開示されている。遊星歯車機構は、第１回転電機に連結されたサンギヤと、第２回転電機に連結されたリングギヤと、エンジンに連結されたキャリアとを含む。このハイブリッド車両においては、インバータによる第１回転電機および第２回転電機の電気的な駆動を正常に行なうことができない異常（以下「インバータ異常」ともいう）が生じている場合、インバータをゲート遮断状態にしつつエンジンを駆動して車両を退避走行させる制御が行なわれる。
【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】
特許文献１に開示されているように、インバータ異常が生じた場合にインバータをゲート遮断状態にしつつエンジンを駆動して車両を退避走行させる制御を、本明細書では「インバータレス走行制御」とも記載する。
【０００５】
インバータレス走行制御中においては、インバータをゲート遮断状態としつつ、エンジンの回転力によって第１回転電機を力学的（機械的）に回転させることによって第１回転電機から逆起電力を発生させる。この際、第１回転電機は、第１回転電機の回転を妨げる方向に作用する逆起トルク（制動トルク）を発生する。この逆起トルクは、第１回転電機の回転速度が高いほど、大きい値となる。逆起トルクが第１回転電機からサンギヤに作用することによって、リングギヤには、第１回転電機の逆起トルクの反力として、正方向に作用する駆動トルクが発生する。この駆動トルクを用いることにより退避走行が実現される。
【０００６】
しかしながら、インバータレス走行制御中においては、バッテリが連続的に充電されることによって劣化するおそれがある。すなわち、インバータレス走行制御中においては、第１回転電機が発生する逆起電力によってバッテリが連続的に充電される。このような状況でバッテリの充電電流が大きくなると、大きな電流での充電（ハイレート充電）が連続的に行われることによってバッテリが不可逆的に劣化してしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、インバータレス走行制御中においてバッテリが劣化することを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るハイブリッド車両は、エンジンと、第１回転電機と、ロータに永久磁石を有する駆動輪に接続された出力軸と、エンジン、第１回転電機および出力軸を機械的に連結し、第１回転電機、エンジンおよび出力軸の間でトルクを伝達可能な遊星歯車装置と、出力軸に接続された第２回転電機と、バッテリと、バッテリと第１回転電機と第２回転電機との間で電力変換を実行可能に構成されたインバータと、インバータによる第１回転電機および第２回転電機の駆動を正常に行なうことができない場合にインバータレス走行制御を実行する制御装置とを備える。インバータレス走行制御は、インバータをゲート遮断状態にし、かつ、エンジンを駆動を駆動して第１回転電機に逆起電圧に起因する制動トルクを発生させ、制動トルクの反力として出力軸に作用するトルクで車両を走行させる制御である。制御装置は、インバータレス走行制御中において、バッテリの充電電流の積算値が所定値を超える場合、バッテリの充電電流の積算値が所定値以下である場合に比べてエンジンの回転速度を低下させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、インバータレス走行制御中において、バッテリの充電電流の積算値が所定値を超える場合には、バッテリが連続的に充電されている状態であり大きな電流での充電（ハイレート充電）によってバッテリが劣化するおそれがあるため、エンジンの回転速度が低下される。これにより、第１回転電機の回転速度が低下し、第１回転電機が発生する逆起電力、すなわちバッテリの充電電力が低減される。その結果、インバータレス走行制御中においてバッテリが劣化することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】車両の電気システムおよびＥＣＵの構成を説明するための回路ブロック図である。
【図３】インバータレス走行中における電気システムの状態を概略的に示す図である。
【図４】ＭＧ１回転速度Ｎｍ１と逆起電圧Ｖｃと逆起トルクＴｃとの対応関係を概略的に示す図である。
【図５】インバータレス走行中における制御状態の一例を遊星歯車機構の共線図上に示す図である。
【図６】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図７】劣化評価値Ｄと目標エンジン回転速度Ｎｅｔａｇとの対応関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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り返さない。
【００１２】
＜車両の全体構成＞
図１は、本実施の形態に係る車両１の全体構成を概略的に示すブロック図である。車両１は、エンジン１００と、モータジェネレータ（第１回転電機）１０と、モータジェネレータ（第２回転電機）２０と、遊星歯車機構３０と、駆動輪５０と、駆動輪５０に接続された出力軸６０と、バッテリ１５０と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System  Main  Relay）１６０と、電力制御ユニット（ＰＣＵ：Power Control  Unit）２００と、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic  Control  Unit）３００とを備える。
【００１３】
車両１は、エンジン１００とモータジェネレータ２０との少なくとも一方の動力を用いて走行するハイブリッド車両である。車両１は、後述する通常走行中において、エンジン１００の動力を用いずにモータジェネレータ２０の動力を用いる電気自動車走行（以下「ＥＶ走行」という）と、エンジン１００およびモータジェネレータ２０の双方の動力を用いるハイブリッド自動車走行（以下「ＨＶ走行」という）との間で走行態様を切り替えることができる。
【００１４】
エンジン１００は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン１００は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて車両１が走行するための動力を発生する。エンジン１００により発生した動力は遊星歯車機構３０に出力される。
【００１５】
エンジン１００にはエンジン回転速度センサ４１０が設けられている。エンジン回転速度センサ４１０は、エンジン１００の回転速度（エンジン回転速度）Ｎｅを検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。
【００１６】
モータジェネレータ１０，２０の各々は、三相交流永久磁石型同期モータである。モータジェネレータ１０は、エンジン１００を始動させる際にはバッテリ１５０の電力を用いてエンジン１００のクランクシャフト１１０を回転させる。また、モータジェネレータ１０は、エンジン１００の動力を用いて発電することも可能である。モータジェネレータ１０によって発電された交流電力は、ＰＣＵ２００により直流電力に変換されてバッテリ１５０に充電される。また、モータジェネレータ１０によって発電された交流電力がモータジェネレータ２０に供給される場合もある。
【００１７】
モータジェネレータ２０のロータは、出力軸６０に連結される。モータジェネレータ２０は、バッテリ１５０およびモータジェネレータ１０の少なくとも一方から供給される電力を用いて出力軸６０を回転させる。また、モータジェネレータ２０は、回生制動によって発電することも可能である。モータジェネレータ２０によって発電された交流電力は、ＰＣＵ２００により直流電力に変換されてバッテリ１５０に充電される。
【００１８】
モータジェネレータ１０にはレゾルバ４２１が設けられている。レゾルバ４２１は、モータジェネレータ１０の回転速度（ＭＧ１回転速度）Ｎｍ１を検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。同様に、モータジェネレータ２０にはレゾルバ４２２が設けられている。レゾルバ４２２は、モータジェネレータ２０の回転速度（ＭＧ２回転速度）Ｎｍ２を検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。
【００１９】
遊星歯車機構３０は、エンジン１００、モータジェネレータ１０および出力軸６０を機械的に連結し、エンジン１００、モータジェネレータ１０および出力軸６０の間でトルクを伝達するように構成される。具体的には、遊星歯車機構３０は、回転要素として、モータジェネレータ１０のロータに連結されるサンギヤＳと、出力軸６０に連結されるリングギヤＲと、エンジン１００のクランクシャフト１１０に連結されるキャリアＣＡと、サンギヤＳとリングギヤＲとに噛合するピニオンギヤＰとを含む。キャリアＣＡは、ピニオンギヤＰが自転かつ公転できるようにピニオンギヤＰを保持する。
【００２０】
バッテリ１５０は、再充電が可能に構成されたリチウムイオン二次電池である。なお、バッテリ１５０は、ニッケル水素二次電池などの他の二次電池であってもよい。
【００２１】
ＳＭＲ１６０は、バッテリ１５０とＰＣＵ２００との間の電力線に直列に接続されている。ＳＭＲ１６０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて、バッテリ１５０とＰＣＵ２００との導通状態および遮断状態を切り替える。
【００２２】
ＰＣＵ２００は、バッテリ１５０に蓄えられた直流電力を昇圧し、昇圧された電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ１０およびモータジェネレータ２０に供給する。また、ＰＣＵ２００は、モータジェネレータ１０およびモータジェネレータ２０により発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１５０に供給する。ＰＣＵ２００の構成については図２にて詳細に説明する。
【００２３】
ＥＣＵ３００は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、メモリと、入出力バッファ等とを含んで構成される。ＥＣＵ３００は、各センサおよび機器からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、車両１が所望の走行状態となるように各種機器を制御する。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）により処理することも可能である。
【００２４】
＜電気システムおよびＥＣＵの構成＞
図２は、車両１の電気システムおよびＥＣＵ３００の構成を説明するための回路ブロック図である。ＰＣＵ２００は、コンデンサＣ１と、コンバータ２１０と、コンデンサＣ２と、インバータ２２１，２２２と、電圧センサ２３０と、電流センサ２４１，２４２とを含む。ＥＣＵ３００は、ＨＶ−ＥＣＵ３１０と、ＭＧ−ＥＣＵ３２０と、エンジンＥＣＵ３３０とを含む。
【００２５】
バッテリ１５０には監視ユニット４４０が設けられている。監視ユニット４４０は、バッテリ１５０の電圧（バッテリ電圧）ＶＢ、バッテリ１５０に供給される電流（バッテリ充電電流）ＩＢ、バッテリ１５０の温度（バッテリ温度）ＴＢをそれぞれ検出して、それらの検出結果を示す信号をＭＧ−ＥＣＵ３２０に出力する。コンデンサＣ１は、バッテリ電圧ＶＢを平滑化してコンバータ２１０に供給する。
【００２６】
コンバータ２１０は、ＭＧ−ＥＣＵ３２０からの制御信号に応じて、バッテリ電圧ＶＢを昇圧し、昇圧された電圧を電力線ＰＬ，ＮＬに供給する。また、コンバータ２１０は、ＭＧ−ＥＣＵ３２０からの制御信号に応じて、インバータ２２１およびインバータ２２２の一方または両方から供給された電力線ＰＬ，ＮＬの直流電圧を降圧してバッテリ１５０を充電する。
【００２７】
より具体的に、コンバータ２１０は、リアクトルＬ１と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２および後述するスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ１４の各々は、たとえばＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）である。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、電力線ＰＬと電力線ＮＬとの間に互いに直列に接続されている。ダイオードＤ１，Ｄ２は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間に逆並列にそれぞれ接続されている。リアクトルＬ１の一方端は、バッテリ１５０の高電位側に接続されている。リアクトルＬ１の他方端は、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との中間点（スイッチング素子Ｑ１のエミッタとスイッチング素子Ｑ２のコレクタとの接続点）に接続されている。
【００２８】
コンデンサＣ２は、電力線ＰＬと電力線ＮＬとの間に接続されている。コンデンサＣ２は、コンバータ２１０から供給された直流電圧を平滑化してインバータ２２１，２２２に供給する。
【００２９】
電圧センサ２３０は、コンデンサＣ２の両端の電圧、すなわちコンバータ２１０の出力電圧（以下「システム電圧」ともいう）ＶＨを検出し、その検出結果を示す信号をＭＧ−ＥＣＵ３２０に出力する。
【００３０】
インバータ２２１は、システム電圧ＶＨが供給されると、ＭＧ−ＥＣＵ３２０からの制御信号に応じて、直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ１０を駆動する。これにより、モータジェネレータ１０は、トルク指令値ＴＲ１により指定されたトルクを発生するように駆動される。
【００３１】
より具体的に、インバータ２２１は、Ｕ相アーム１Ｕと、Ｖ相アーム１Ｖと、Ｗ相アーム１Ｗとを含む。各相アームは、電力線ＰＬと電力線ＮＬとの間に互いに並列に接続されている。Ｕ相アーム１Ｕは、互いに直列に接続されたスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を有する。Ｖ相アーム１Ｖは、互いに直列に接続されたスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６を有する。Ｗ相アーム１Ｗは、互いに直列に接続されたスイッチング素子Ｑ７，Ｑ８を有する。各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、ダイオードＤ３〜Ｄ８が逆並列にそれぞれ接続されている。
【００３２】
インバータ２２２は、各相アーム２Ｕ〜２Ｗと、スイッチング素子Ｑ９〜Ｑ１４と、ダイオードＤ９〜Ｄ１４とを含む。なお、インバータ２２２の構成は、基本的にはインバータ２２１の構成と同等であるため、説明は繰り返さない。
【００３３】
電流センサ２４１は、モータジェネレータ１０を流れる電流（モータ電流）ＭＣＲＴ１を検出し、その検出結果を示す信号をＭＧ−ＥＣＵ３２０に出力する。電流センサ２４２は、モータジェネレータ２０を流れる電流（モータ電流）ＭＣＲＴ２を検出し、その検出結果を示す信号をＭＧ−ＥＣＵ３２０に出力する。
【００３４】
ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、モータジェネレータ１０，２０の運転指令を生成し、ＭＧ−ＥＣＵ３２０に出力する。モータジェネレータ１０，２０の運転指令には、モータジェネレータ１０，２０各々の運転許可指令および運転禁止指令（インバータ２２１，２２２へのゲート遮断指令）、モータジェネレータ１０のトルク指令値ＴＲ１、モータジェネレータ２０のトルク指令値ＴＲ２、ならびに、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１およびＭＧ２回転速度Ｎｍ２の指令値等が含まれる。
【００３５】
また、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、コンバータ２１０の出力電圧の目標値（以下「目標システム電圧」という）ＶＨｔａｇを設定し、その値を示す信号をＭＧ−ＥＣＵ３２０に出力する。また、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、エンジン要求パワーＰｅ＊を決定し、その値を示す信号をエンジンＥＣＵ３３０に出力する。
【００３６】
ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、ＨＶ−ＥＣＵ３１０からモータジェネレータ１０，２０の運転指令および目標システム電圧ＶＨｔａｇを受ける。また、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、各センサからの信号を受ける。
【００３７】
ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、上記運転指令および目標システム電圧ＶＨｔａｇならびに各種信号に基づいて、システム電圧ＶＨが目標システム電圧ＶＨｔａｇに追従するようにコンバータ２１０を制御する。より具体的には、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、目標システム電圧ＶＨｔａｇとバッテリ電圧ＶＢおよびシステム電圧ＶＨとに基づいて、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の各々をスイッチング動作させるためのＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation)方式の制御信号ＰＷＭＣを生成してコンバータ２１０に出力する。一方、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、ＨＶ−ＥＣＵ３１０からコンバータ２１０のゲート遮断指令を受けた場合には、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の各々をゲート遮断するためのゲート遮断信号ＳＤＮＣを生成してコンバータ２１０に出力する。
【００３８】
また、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、モータジェネレータ１０，２０がＨＶ−ＥＣＵ３１０から受けた運転指令に従って動作するようにインバータ２２１，２２２を制御する。インバータ２２１，２２２の制御は同等であるため、インバータ２２１の制御について代表的に説明する。ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、ＨＶ−ＥＣＵ３１０からモータジェネレータ１０の運転許可指令を受けた場合には、システム電圧ＶＨ、モータ電流ＭＣＲＴ１およびトルク指令値ＴＲ１に基づいて、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８の各々をスイッチング動作させるためのＰＷＭ方式の制御信号ＰＷＭ１を生成してインバータ２２１に出力する。一方、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、ＨＶ−ＥＣＵ３１０からインバータ２２１のゲート遮断指令を受けた場合には、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８の各々をゲート遮断するためのゲート遮断信号ＳＤＮ１を生成してインバータ２２１に出力する。
【００３９】
さらに、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、モータジェネレータ１０，２０に関する異常を検出する。ＭＧ−ＥＣＵ３２０により検出された異常に関する情報は、ＨＶ−ＥＣＵ３１０に出力される。ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、これらの異常情報をモータジェネレータ１０，２０の運転指令へ反映することが可能に構成されている。
【００４０】
エンジンＥＣＵ３３０は、エンジン回転速度センサ４１０からエンジン回転速度Ｎｅを受けて、その値をＨＶ−ＥＣＵ３３０に出力する。また、エンジンＥＣＵ３３０は、ＨＶ−ＥＣＵ３１０によって決定されたエンジン要求パワーＰｅ＊に基づいて定められた動作点（目標エンジン回転速度Ｎｅｔａｇおよび目標エンジントルクＴｅｔａｇ）でエンジン１００が駆動されるように、エンジン１００の燃料噴射、点火時期、バルブタイミング等を制御する。
【００４１】
なお、図２に示す例では、ＥＣＵ３００が３つのユニット（ＨＶ−ＥＣＵ３１０、ＭＧ−ＥＣＵ３２０、エンジンＥＣＵ３３０）に分割されているが、ＥＣＵ３００は４つ以上のユニットに分割されていてもよい。
【００４２】
また、ＨＶ−ＥＣＵ３１０、ＭＧ−ＥＣＵ３２０、エンジンＥＣＵ３３０を１つのユニットに統合することも可能である。以下では、ＨＶ−ＥＣＵ３１０、ＭＧ−ＥＣＵ３２０、エンジンＥＣＵ３３０を区別することなく、ＥＣＵ３００として説明する。
【００４３】
＜通常走行およびインバータレス走行＞
ＥＣＵ３００は、通常モードと退避モードとのどちらかの制御モードで車両１を走行させることができる。
【００４４】
通常モードは、上述のＥＶ走行とＨＶ走行とを必要に応じて切り替えながら車両１を走行させるモードである。言い換えれば、通常モードは、インバータ２２１，２２２によるモータジェネレータ１０，２０の電気的な駆動が許容されるモードである。以下では、通常モードによる走行を「通常走行」と記載する。
【００４５】
退避モードは、インバータ２２１，２２２によるモータジェネレータ１０，２０の電気的な駆動を正常に行なうことができないような異常（以下「インバータ異常」ともいう）が生じている場合に、インバータ２２１，２２２をゲート遮断状態としつつ、エンジン１００を駆動して車両１を退避走行させるモードである。言い換えれば、退避モードは、インバータ２２１，２２２によるモータジェネレータ１０，２０の電気的な駆動が許容されないモードである。インバータ異常には、レゾルバ４２１，４２２、電流センサ２４１，２４２等のセンサ類の故障、およびＭＧ−ＥＣＵ３２０とＨＶ−ＥＣＵ３１０との通信異常などが含まれる。以下では、この退避モードによる走行を「インバータレス走行」と記載し、インバータレス走行を行なうための制御を「インバータレス走行制御」と記載する。
【００４６】
図３は、インバータレス走行中における電気システムの状態を概略的に示す図である。インバータレス走行中においては、ＥＣＵ３００からのゲート遮断信号ＳＤＮ１に応答して、インバータ２２１に含まれるすべてのスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８が非導通状態とされる。そのため、インバータ２２１に含まれるダイオードＤ３〜Ｄ８によって三相全波整流回路が構成される。同様に、ＥＣＵ３００からのゲート遮断信号ＳＤＮ２に応答して、インバータ２２２に含まれるすべてのスイッチング素子Ｑ９〜Ｑ１４（図２参照）が非導通状態とされる。そのため、インバータ２２２に含まれるダイオードＤ９〜Ｄ１４によって三相全波整流回路が構成される。一方、コンバータ２１０では、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＭＣに応答して、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング動作が継続される。
【００４７】
また、インバータレス走行中においては、エンジン１００が駆動されるため、エンジン１００からのエンジントルクＴｅが出力される。このエンジントルクＴｅによってモータジェネレータ１０が力学的（機械的）に回転させられる。モータジェネレータ１０は同期モータであるので、モータジェネレータ１０のロータには永久磁石１２が設けられている。このため、エンジントルクＴｅによってモータジェネレータ１０のロータに設けられた永久磁石１２が回転させられることによって逆起電圧Ｖｃが生じる。この逆起電圧Ｖｃがシステム電圧ＶＨを超えると、モータジェネレータ１０からバッテリ１５０に向かって電流が流れる。この際、モータジェネレータ１０には、モータジェネレータ１０の回転を妨げる方向に作用する逆起トルクＴｃが発生する。
【００４８】
図４は、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１と逆起電圧Ｖｃと逆起トルクＴｃとの対応関係を概略的に示す図である。図４において、横軸はＭＧ１回転速度Ｎｍ１を表わし、縦軸の上側は逆起電圧Ｖｃを表わし、縦軸の下側は逆起トルクＴｃを表わす。
【００４９】
図４に示される回転速度領域においては、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１が高いほど、逆起電圧Ｖｃは高い値となる特性を有する。ＭＧ１回転速度Ｎｍ１が所定値Ｎｖｈを下回る領域では、逆起電圧Ｖｃがシステム電圧ＶＨ未満であるため、モータジェネレータ１０からバッテリ１５０に向かって電流は流れない。そのため、逆起トルクＴｃも生じない。
【００５０】
ＭＧ１回転速度Ｎｍ１が所定値Ｎｖｈを超える領域では、逆起電圧Ｖｃがシステム電圧ＶＨを超えるため、モータジェネレータ１０からバッテリ１５０に向かって、逆起電圧Ｖｃとシステム電圧ＶＨとの差（以下「電圧差ΔＶ」ともいう）に応じた電流が流れる。すなわち、モータジェネレータ１０は逆起電力を発生し、この逆起電力でバッテリ１５０が充電される。この際、モータジェネレータ１０には、電圧差ΔＶに応じた逆起トルクＴｃが発生する。逆起トルクＴｃは、モータジェネレータ１０の回転を妨げる方向に作用する制動トルク（負トルク）である。逆起トルクＴｃが発生する領域（逆起電圧Ｖｃがシステム電圧ＶＨを超える領域）が、インバータレス走行を行なうことが可能な領域である。
【００５１】
図５は、インバータレス走行中におけるエンジン１００およびモータジェネレータ１０，２０の制御状態の一例を遊星歯車機構３０の共線図上に示す図である。遊星歯車機構３０が図１にて説明したように構成されることによって、サンギヤＳの回転速度（＝ＭＧ１回転速度Ｎｍ１）と、キャリアＣＡの回転速度（＝エンジン回転速度Ｎｅ）と、リングギヤＲの回転速度（＝ＭＧ２回転速度Ｎｍ２）とは、共線図上において直線で結ばれる関係（以下「共線図の関係」ともいう）を有する。
【００５２】
インバータレス走行中には、エンジン１００からエンジントルクＴｅが出力される。エンジントルクＴｅによってモータジェネレータ１０が力学的に回転させられると、モータジェネレータ１０は逆起電圧Ｖｃを発生する。逆起電圧Ｖｃがシステム電圧ＶＨを超えると、モータジェネレータ１０は、モータジェネレータ１０の回転を妨げる方向（負方向）に作用する逆起トルクＴｃを発生する。
【００５３】
逆起トルクＴｃがモータジェネレータ１０からサンギヤＳに作用することによって、リングギヤＲには、逆起トルクＴｃの反力として、正方向に作用する駆動トルクＴｅｐが発生する。この駆動トルクＴｅｐによって車両１が退避走行される。
【００５４】
なお、駆動トルクＴｅｐによってモータジェネレータ２０が回転させられるためモータジェネレータ２０にも逆起電圧が生じるが、図５に示す例では、モータジェネレータ２０の逆起電圧がシステム電圧ＶＨを超えない回転速度までＭＧ２回転速度Ｎｍ２が低下しているため、モータジェネレータ２０には逆起トルクは生じていない。
【００５５】
＜インバータレス走行制御中におけるバッテリの劣化抑制＞
以上のような構成を有する車両１がインバータレス走行を行なう場合には、バッテリ１５０が連続的に充電されることによって劣化するおそれがある。すなわち、インバータレス走行制御中においては、モータジェネレータ１０が発生する逆起電力によってバッテリ１５０が連続的に充電される。このように充電が連続的に行なわれている状況でバッテリ充電電流ＩＢが大きくなると、バッテリ１５０の電解液中のリチウムイオン濃度の偏りが生じることによるバッテリ１５０の不可逆的な劣化（いわゆるハイレート劣化）が生じるおそれがある。
【００５６】
そこで、本実施の形態によるＥＣＵ３００は、インバータレス走行制御中において、バッテリ充電電流ＩＢをバッテリ１５０の通電時間ｔで積分した値（以下「電流積算値」ともいう）∫（ＩＢ）ｄｔを算出し、電流積算値∫（ＩＢ）ｄｔが所定値を超える場合、電流積算値∫（ＩＢ）ｄｔが所定値以下である場合に比べてエンジン回転速度Ｎｅを低下させる。エンジン回転速度Ｎｅの低下に伴なってＭＧ１回転速度Ｎｍ１が低下し、モータジェネレータ１０が発生する逆起電力、すなわちバッテリ１５０の充電電力が低減される。その結果、インバータレス走行制御中においてバッテリが劣化することを抑制することができる。
【００５７】
図６は、ＥＣＵ３００が行なう処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは所定周期で繰り返し実行される。
【００５８】
ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０にて、ＥＣＵ３００は、上述したインバータ異常が生じているか否かを判定する。
【００５９】
インバータ異常が生じていない場合（Ｓ１０にてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ１１にて、制御モードを通常モードに設定して通常走行を行なう。
【００６０】
インバータ異常が生じている場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ１２〜Ｓ１８にて、制御モードを退避モードに設定してインバータレス走行を行なう。
【００６１】
具体的には、ＥＣＵ３００は、Ｓ１２にて、インバータ２２１，２２２をゲート遮断状態にする。その後、ＥＣＵ３００は、Ｓ１３にて、連続的な充電によるバッテリ１５０の劣化の進行状態を示す値（以下「劣化評価値」ともいう）Ｄを算出する。たとえば、ＥＣＵ３００は、劣化評価値Ｄを下記の式（１）を用いて算出する。
【００６２】
Ｄ＝∫（ＩＢ）ｄｔ−Ｃ・ｔ  …（１）
式（１）において、「ｔ」は、上述したようにバッテリ１５０の通電時間である。「∫（ＩＢ）ｄｔ」は、上述したように電流積算値（バッテリ充電電流ＩＢをバッテリ１５０の通電時間ｔで積分した値）である。電流積算値∫（ＩＢ）ｄｔは、連続的な充電に伴なってバッテリ１５０の電解液中のリチウムイオン濃度の偏りが進行している度合いに相当する。「Ｃ」は、リチウムイオンの拡散によって、電解液中のリチウムイオン濃度の偏りが単位時間あたりに緩和される度合いを表わす係数（以下「緩和係数」ともいう）である。したがって、「Ｃ・ｔ」は、通電時間ｔの経過に伴なってリチウムイオン濃度の偏りが緩和される度合いに相当する。
【００６３】
Ｓ１４にて、ＥＣＵ３００は、劣化評価値Ｄがしきい値Ｄ１を超えるか否かを判定する。しきい値Ｄ１は、ハイレート劣化が生じる可能性が高いか否かという観点から設定される。
【００６４】
劣化評価値Ｄがしきい値Ｄ１以下である場合（Ｓ１４にてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、目標エンジン回転速度Ｎｅｔａｇを所定回転速度Ｎ１に設定する。劣化評価値Ｄがしきい値Ｄ１を超える場合（Ｓ１４にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、目標エンジン回転速度Ｎｅｔａｇを所定回転速度Ｎ１よりも低い値Ｎ２に設定する。
【００６５】
図７は、劣化評価値Ｄと目標エンジン回転速度Ｎｅｔａｇとの対応関係を示す図である。図７に示すように、劣化評価値Ｄ（＝∫（ＩＢ）ｄｔ−Ｃ・ｔ）がしきい値Ｄ１以下である場合、すなわち電流積算値∫（ＩＢ）ｄｔが所定値（＝Ｄ１＋Ｃ・ｔ）以下である場合は、ハイレート劣化が生じる可能性が低いと考えられるため、目標エンジン回転速度Ｎｅｔａｇは所定回転速度Ｎ１に設定される。
【００６６】
一方、劣化評価値Ｄがしきい値Ｄ１を超えている場合、すなわち電流積算値∫（ＩＢ）ｄｔが所定値（＝Ｄ１＋Ｃ・ｔ）を超えている場合、ハイレート劣化が生じる可能性が高いと考えられるため、目標エンジン回転速度Ｎｅｔａｇは所定回転速度Ｎ１よりも低い値に設定される。
【００６７】
さらに、本実施の形態においては、劣化評価値Ｄがしきい値Ｄ１よりも大きい領域では、劣化評価値Ｄが大きいほど、目標エンジン回転速度Ｎｅｔａｇは小さい値に設定される。ＥＣＵ３００は、たとえば、図７に示すような対応関係をマップとして予め記憶しておき、このマップを参照して現在の劣化評価値Ｄに対応する目標エンジン回転速度Ｎｅｔａｇを算出する。
【００６８】
図６に戻って、Ｓ１７にて、ＥＣＵ３００は、エンジン回転速度ＮｅがＳ１５またはＳ１６で算出された目標エンジン回転速度Ｎｅｔａｇとなるようにエンジン１００を制御する。
【００６９】
Ｓ１８にて、ＥＣＵ３００は、システム電圧ＶＨが目標システム電圧ＶＨｔａｇとなるようにコンバータ２１０を制御する。本実施の形態においては、目標システム電圧ＶＨｔａｇは予め定められた一定値である。すなわち、システム電圧ＶＨは一定となる。
【００７０】
したがって、劣化評価値Ｄがしきい値Ｄ１を超えた場合、すなわち電流積算値∫（ＩＢ）ｄｔが所定値（＝Ｄ１＋Ｃ・ｔ）を超えた場合において、システム電圧ＶＨは一定となる一方、エンジン回転速度Ｎｅは低下され、共線図の関係によりＭＧ１回転速度Ｎｍ１が低下するため、モータジェネレータ１０が発生する逆起電圧Ｖｃは低下される（図４参照）。これにより、逆起電圧Ｖｃとシステム電圧ＶＨとの電圧差ΔＶ（＝Ｖｃ−ＶＨ）が小さくなり、モータジェネレータ１０が発生する逆起電力、すなわちバッテリ１５０の充電電力が低減される。これにより、大きな電流での充電（ハイレート充電）が抑制されるため、バッテリ１５０のハイレート劣化を抑制することができる。
【００７１】
以上のように、本実施の形態によるＥＣＵ３００は、インバータレス走行制御中において、電流積算値∫（ＩＢ）ｄｔが所定値（＝Ｄ１＋Ｃ・ｔ）を超える場合、電流積算値∫（ＩＢ）ｄｔが所定値（＝Ｄ１＋Ｃ・ｔ）以下である場合に比べて、エンジン回転速度Ｎｅを低下させる。エンジン回転速度Ｎｅの低下に伴なってＭＧ１回転速度Ｎｍ１が低下し、モータジェネレータ１０が発生する逆起電力、すなわちバッテリ１５０の充電電力が低減される。その結果、インバータレス走行制御中においてバッテリ１５０が劣化することを抑制することができる。
【００７２】
また、バッテリ１５０の充電電力を低減しつつもインバータレス走行制御を継続することができるため、インバータレス走行制御による退避走行距離を延ばすことができる。
【００７３】
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。
【符号の説明】
【００７４】
１  車両、１０，２０  モータジェネレータ、１２  永久磁石、３０  遊星歯車機構、５０  駆動輪、６０  出力軸、１００  エンジン、１１０  クランクシャフト、１５０  バッテリ、２１０  コンバータ、２２１，２２２  インバータ、２３０  電圧センサ、２４１，２４２  電流センサ、３００  ＥＣＵ、４１０  エンジン回転速度センサ、４２１，４２２  レゾルバ、４４０  監視ユニット、Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ１４  ダイオード、Ｌ１  リアクトル、ＮＬ，ＰＬ  電力線、Ｑ１〜Ｑ１４  スイッチング素子、Ｐ  ピニオンギヤ、Ｒ  リングギヤ、Ｓ  サンギヤ、ＣＡ  キャリア。
【図１】
0006354723.tif 000002
【図２】
0006354723.tif 000003
【図３】
0006354723.tif 000004
【図４】
0006354723.tif 000005
【図５】
0006354723.tif 000006
【図６】
0006354723.tif 000007
【図７】
0006354723.tif 000008