(57)【要約】【課題】  本発明は、充分なトルクが得られ、かつ、電動機の制御が開放された際、特にシフトポジションがニュートラルポジションにある状態であっても電動機が発生する誘起電圧の値が電池の電圧より高くなることを抑制できるハイブリッド車を提供する。【解決手段】  ハイブリッド自動車１０は、電動モータ２０と、電池５０と、発電機６５と、電池５０の電圧値を検出するＣＭＵ５２と電池ＥＣＵ６０と、電動モータ２０の誘起電圧値が電池５０の電圧値以下となるように電動モータ２０を制御するモータＥＣＵ７３とを備える。ハイブリッド自動車１０は、モータＥＣＵ７３による電動モータ２０の制御が開放された際に、発電機６５により電池５０を充電して電池５０の電圧値を電動モータ２０の誘起電圧値より高くする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動する電動機と、
前記電動機に電力を供給する電池と、
前記車両に搭載されたエンジンにより駆動されて、前記電池を充電する発電機と、
前記電池の電圧値を検出する電池電圧値検出手段と、
前記電動機の誘起電圧値が前記電池の電圧値以下となるように前記電動機を制御する電動機制御手段と、を備えるハイブリッド車において、
前記電動機制御手段による前記電動機の前記制御が開放された際に、前記発電機により前記電池を充電して前記電池の電圧値を前記誘起電圧値より高くする
ことを特徴とするハイブリッド車。
【請求項２】
前記車両のシフトポジションの位置を検出するシフトポジション検出手段を更に備え、
前記シフトポジション検出手段がニュートラルポジションであることを検出した際に、前記電動機制御手段による前記制御が開放される
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車。
【請求項３】
前記電圧値と前記誘起電圧値との差を算出する電圧差算出手段を更に備え、
前記誘起電圧値と前記電圧値との差である電圧不足分を前記発電機により充電する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車。
【請求項４】
前記電動機の回転数を検出する回転数検出手段を更に備え、
前記誘起電圧値は、前記電動機の回転数に基づいて算出される
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載のハイブリッド車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動輪を駆動する電動機と、電池を充電する発電機とを備えるハイブリッド車に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動輪を駆動する電動モータを備える電気自動車やハイブリッド自動車などの車両では、電動モータは、誘起電圧を発生する。電動モータが発生する誘起電圧の値は、電動モータの出力軸の回転数に比例して大きくなる。この種の車両では、電動モータに電力を供給するインバータは、車両の走行中に電動モータが発生する誘起電圧値が電池の電圧値より大きくなることを防止する制御を行っている。
【０００３】
一方、シフトポジションがニュートラルポジションある状態では、インバータから電動モータへの電力供給が遮断される。このことによって、シフトポジションがニュートラルポジションにある状態では、電動モータが発生する誘起電圧の値を制御することができなくなる。このため、例えば車両が高速走行中にシフトポジションをニュートラルポジションにすることによって、電動モータの発生する誘起電圧の値が電池の電圧値をこえてしまうことがある。
【０００４】
シフトポジションがニュートラルポジションにあってかつ電動モータの発生する誘起電圧の値が電池の電圧値をこえている状態で、シフトポジションがニュートラルポジションからドライブポジションに変更されると、インバータから電動モータへ電力が供給可能な状態で、電動モータの発生する誘起電圧の値が電池電圧値よりも大きい状態が生じる。
【０００５】
このため、シフトポジションがニュートラルにある状態であっても、インバータから電動モータへ電力が供給される状態を維持してインバータによって電動モータが発生する誘起電圧の値が電池電圧より大きくなることがないようにする制御が行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
しかしながら、シフトポジションがニュートラルポジションにある状態では、電動モータに対する電力の供給を遮断したいという要求がある。
【０００７】
このため、電動モータの設計を工夫することが提案されている。具体的には、車両の走行時に電動モータが発生する誘起電圧の値がインバータの制御なしに電池の電圧値をこえないように、電動モータを設計する。ここで言う車両の走行時に電動モータが発生する誘起電圧の値とは、車両の予想最高速度で走行しているときの誘起電圧の値である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−２２５４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、車両が予想最高速度で走行しているときに電動モータが発生する誘起電圧の値がインバータの制御なしに電池電圧値よりも小さくなるように設計された電動モータは、トルクが小さい。
【００１０】
本発明は、充分なトルクが得られ、かつ、電動機の制御が開放された際、特にシフトポジションがニュートラルポジションにある状態であっても電動機が発生する誘起電圧の値が電池の電圧より高くなることを抑制できるハイブリッド車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載のハイブリッド車は、車両を駆動する電動機と、前記電動機に電力を供給する電池と、前記車両に搭載されたエンジンにより駆動されて、前記電池を充電する発電機と、前記電池の電圧値を検出する電池電圧値検出手段と、前記電動機の誘起電圧値が前記電池の電圧値以下となるように前記電動機を制御する電動機制御手段と、を備えるハイブリッド車において、前記電動機制御手段による前記電動機の前記制御が開放された際に、前記発電機により前記電池を充電して前記電池の電圧値を前記誘起電圧値より高くすることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載ハイブリッド車は、請求項１の記載において、前記車両のシフトポジションの位置を検出するシフトポジション検出手段を更に備え、前記シフトポジション検出手段がニュートラルポジションであることを検出した際に、前記電動機制御手段による前記制御が開放されることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載のハイブリッド車は、請求項１又は２の記載において、前記電圧値と前記誘起電圧値との差を算出する電圧差算出手段を更に備え、前記誘起電圧値と前記電圧値との差である電圧不足分を前記発電機により充電することを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載のハイブリッド車は、請求項１から請求項３のうちのいずれか１項の記載において、前記電動機の回転数を検出する回転数検出手段を更に備え、前記誘起電圧値は、前記電動機の回転数に基づいて算出されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、充分なトルクが得られ、かつ、電動機の制御が開放された際、特にシフトポジションがニュートラルポジションにある状態であっても電動機が発生する誘起電圧の値が電池の電圧より高くなることを抑制できるハイブリッド車を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド自動車を示す概略図。
【図２】図１に示されたメインＥＣＵの構成の一部を示すブロック図。
【図３】図２に示されたモータ誘起電圧値演算部の動作を示すフローチャート。
【図４】図１に示された電池の電圧値と電動モータが発生する誘起電圧値との関係を示すグラフ。
【図５】図１に示されたハイブリッド自動車の走行の一例に伴う、電動モータが発生する誘起電圧の値と電池の電圧値とを示すグラフ。
【図６】図２に示された発電機出力値演算部の動作を示すフローチャート。
【図７】図１に示されたメインＥＣＵの動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施形態に係るハイブリッド車を、図１〜７を用いて説明する。図１は、ハイブリッド車の一例であるハイブリッド自動車１０を示す概略図である。図１に示すように、ハイブリッド自動車１０は、電動モータ２０と、エンジン２５と、エンジンＥＣＵ３０と、伝達装置４０と、電池５０と、電池ＥＣＵ６０と、発電機６５と、インバータ７０と、シフトポジションセンサ７５と、アクセルセンサ８５と、メインＥＣＵ９０とを備えている。ＥＣＵは、Electric Control Unitを示している。
【００１８】
電動モータ２０は、一例として、三相交流電動モータである。電動モータ２０は、本発明で言う電動機の一例である。電動モータ２０は、後述されるインバータ７０から供給される三相交流電力によって駆動する。電動モータ２０が駆動することによって、電動モータ２０の出力軸２１が回転する。
【００１９】
電動モータ２０には、モータ回転数検出センサ(回転数検出手段)２２が設けられている。モータ回転数検出センサ２２は、電動モータ２０の出力軸２１の回転数を検出する。回転数の単位は、本実施形態では、一例として、ｒｐｍ（revolutionｓ per minute）である。
【００２０】
エンジン２５は、エンジンＥＣＵ３０によって駆動が制御される。エンジン２５は、一例として、ガソリンを燃料として駆動するレシプロエンジンである。エンジン２５が駆動すると、出力軸２６が回転する。
【００２１】
伝達装置４０は、電動モータ２０の出力軸２１の回転と、エンジン２５の出力軸２６の回転とを、駆動輪である前輪１１に伝達する。ハイブリッド自動車１０は、一対の前輪１１と、一対の後輪１２とを備えている。
【００２２】
ハイブリッド自動車１０は、シリーズパラレル式ハイブリッド自動車である。このため、ハイブリッド自動車１０は、後述される電池５０から供給される電力によって駆動される電動モータ２０の駆動力のみによって走行するＥＶ（Electric Vehicle ）走行モードと、後述される発電機６５で発電された電力によって駆動される電動モータ２０の駆動力のみによって走行するシリーズ走行モードと、電動モータ２０とエンジン２５との両方の駆動力によって走行するパラレル走行モードとを有している。
【００２３】
伝達装置４０は、ＥＶ走行モードと、シリーズ走行モードと、パラレル走行モードとを可能とするための構成を有している。一例として、伝達装置４０は、エンジン２５の出力軸２６に設けられて出力軸２６と一体に回転する第１のギヤ４１と、電動モータ２０の出力軸２１に設けられて出力軸２１と一体に回転する第２のギヤ４２と、第１のギヤ４１と噛み合う第３のギヤ４３と、第３のギヤ４３と第２のギヤ４２とを一体に連結する軸部４４と、軸部４４に設けられるクラッチ装置４５と、第２のギヤ４２に噛み合って一体に回転するとともに左右の前輪を連結する車軸１３に設けられて車軸１３と一体に回転する第４のギヤ４６とを備えている。
【００２４】
クラッチ装置４５がオン状態になると、クラッチ装置４５の一対のクラッチ板４５ａ，４５ｂどうしが互いに押圧される状態である。クラッチ装置４５がオン状態であると、第３のギヤ４３の回転が第２のギヤ４２に伝達される。クラッチ装置４５がオフ状態とは、一対のクラッチ板４５ａ，４６ｂが互いに離れる状態である。
【００２５】
なお、伝達装置４０の構造は、上記に限定されない。伝達装置４０は、ハイブリッド自動車１０に設定される走行モードを可能とする構成を有していればよい。
【００２６】
電池５０は、充電可能な二次電池である。電池５０は、本発明で言う電池の一例である。電池５０は、複数の電池セル５１を備えている。複数の電池セル５１は、直列に電気的に接続されている。各電池セル５１には、ＣＭＵ（Cell Monitor Unit）５２が設けられている。ＣＭＵ５２は、電池セル５１の電池の状態を検出する。電池セル５１の電池の状態とは、電池セル５１の電圧値を含んでいる。図１中では、複数の電池５０の一部を示している。
【００２７】
電池ＥＣＵ６０は、各ＣＭＵ５２が検出した情報を受信する。電池ＥＣＵ６０は、各ＣＭＵ５２から送信される情報に基づいて、電池５０の状態を検出する。電池５０の状態とは、電池５０の電圧値と、電池５０の充電率とを含んでいる。このように、本実施形態では、電池５０の電圧値は、各ＣＵＭ５２と電池ＥＣＵ６０とによって検出される。
【００２８】
発電機６５は、回転軸６６が回転されることによって、交流電力を発電する。発電機６５は、本発明で言う発電機の一例である。伝達装置４０は、エンジン２５の出力軸２６の回転を発電機６５の回転軸６６に伝達する機能を有している。具体的には、伝達装置４０は、エンジン２５の出力軸２６に設けられる第１のギヤ４１と噛み合う第５のギヤ４７を備えている。第５のギヤ４７は、発電機６５の回転軸６６に設けられており、回転軸６６と一体に回転する。第１，５のギヤ４１，４７によって、エンジン２５の出力軸２６の回転が発電機６５の回転軸６６に伝達される。
【００２９】
インバータ７０は、モータ用変換回路７１と、発電機用変換回路７２と、モータＥＣＵ７３と、発電機ＥＣＵ７４とを備えている。
【００３０】
モータ用変換回路７１は、一例としてＩＧＢＴなどのスイッチング素子とダイオードとを備えている。モータ用変換回路によって、電池５０から供給される直流電力が交流電力に変換されて電動モータ２０に供給される。モータＥＣＵ７３は、モータ用変換回路７１の動作を制御して、電動モータ２０に供給される電力を制御する。具体的には、モータＥＣＵ７３は、モータ用変換回路７１のスイッチング素子の動作を制御する。
【００３１】
発電機用変換回路７２は、一例としてＩＧＢＴなどのスイッチング素子とダイオードとを備えている。発電機用変換回路７２は、発電機６５が発電した交流電力を直流電力に変換して電池５０に供給して電池５０を充電する。発電機ＥＣＵ７４は、発電機用変換回路７２の動作を制御して、電池５０に供給される電力を制御する。具体的には、発電機ＥＣＵ７４は、発電機用変換回路７２のスイッチング素子の動作を制御する。
【００３２】
シフトポジションセンサ(シフトポジション検出手段)７５は、シフトレバー７６のポジションを検出する。図１中に範囲Ｆ１を拡大して示している。範囲Ｆ１は、シフトレバー７６とシフトレバー７６の近傍である。範囲Ｆ１に示すように、本実施形態では、シフトレバー７６は、一例として、パーキングポジションＰ１と、リバースポジションＰ２と、ニュートラルポジションＰ３と、ドライブポジションＰ４とのいずれかのポジションに位置する。図１中、パーキングポジションＰ１には、Ｐの文字が記載されている。リバースポジションＰ２には、Ｒの文字が記載されている。ニュートラルポジションＰ３には、Ｎの文字が記載されている。ドライブポジションＰ４には、Ｄの文字が記載されている。
【００３３】
シフトポジションセンサ７５は、シフトレバー７６のポジションを検出する。図１では、シフトレバー７６は、パーキングポジションＰ１にある。アクセルセンサ８５は、アクセルペダル１５の踏み込み量を検出する。
【００３４】
メインＥＣＵ９０は、ハイブリッド自動車１０の様々な制御を行う。その制御の一例として、メインＥＣＵ９０は、ハイブリッド自動車１０の走行の制御と、発電機６５の動作の制御とを行う。このため、メインＥＣＵ９０は、アクセルセンサ８５と、モータ回転数検出センサ(回転数検出手段)２２と、シフトポジションセンサ７５と、電池ＥＣＵ６０と、モータＥＣＵ７３と、エンジンＥＣＵ３０と、発電機ＥＣＵ７４とに接続されている。
【００３５】
アクセルセンサ８５は、検出結果をメインＥＣＵ９０に送信する。モータ回転数検出センサ２２は、検出結果をメインＥＣＵ９０に送信する。シフトポジションセンサ７５は、検出結果をメインＥＣＵ９０に送信する。電池ＥＣＵ６０は、電池５０の情報をメインＥＣＵ９０に送信する。電池５０の情報は、電池５０の電圧値と充電率の情報を含んでいる。
【００３６】
モータＥＣＵ７３は、メインＥＣＵ９０によって制御される。具体的には、メインＥＣＵ９０は、モータ回転数検出センサ２２からの情報に基づいてハイブリッド自動車１０の車速を算出する。また、メインＥＣＵ９０は、アクセルセンサ８５から受信した情報に基づいて、アクセルペダル１５の踏み込み量を得る。そして、メインＥＣＵ９０は、シフトレバー７６の位置とアクセルペダル１５の踏み込み量と車速とに応じてハイブリッド自動車１０の走行モードを選択し、選択された走行モードに合わせてモータＥＣＵ７３を制御して電動モータ２０とエンジン２５を駆動するべく、モータＥＣＵ７３とエンジンＥＣＵ３０とを制御する。なお、ハイブリッド自動車１０の車速を検出する手段としては、モータ回転数検出センサ２２を用いる手段以外の手段が用いられてもよい。
【００３７】
発電機ＥＣＵ７４は、メインＥＣＵ９０によって制御される。メインＥＣＵ９０は、電池５０の充電率が予め設定されている所定値以下になると、電池５０を充電するために発電機ＥＣＵ７４とエンジンＥＣＵ３０と電池ＥＣＵ６０とを制御する。このことによって、電池５０が充電される。
【００３８】
また、メインＥＣＵ９０の動作として、電動モータ２０が発生する誘起電圧の値が第１の所定電圧値Ｖ４以上にならないように、各種ＥＣＵを制御している。この制御について具体的に説明する。なお、第１の所定電圧値Ｖ４は、電池５０の電圧値Ｖ２からΔＶ１を引いた値である。第１の所定電圧値以上とは、第１の所定電圧値も含む。
【００３９】
まず、シフトレバー７６の位置がドライブポジションＰ４にある状態での制御について説明する。図２は、メインＥＣＵ９０の構成の一部を示すブロック図である。図２に示すように、メインＥＣＵ９０は、電動モータ２０が発生する誘起電圧の値が第１の所定電圧値以上にならないようにするために、シフトポジション判定部９１と、モータ誘起電圧値演算部９２と、不足電圧値演算部(電圧差算出手段)９３と、発電機出力値演算部９４と、発電制御部９５とを備えている。
【００４０】
シフトポジション判定部９１は、シフトポジションセンサ７５から送信される情報に基づいて、シフトレバー７６のポジションを判定するとともに、シフトポジションがニュートラルポジションＰ３であるか否かを判定する。モータ誘起電圧値演算部９２は、電動モータ２０の出力軸２１の回転数情報に基づいて、電動モータ２０が発生している誘起電圧値を演算する。電動モータ２０の出力軸２１の回転数情報は、モータ回転数検出センサ２２から得られる。
【００４１】
モータ誘起電圧値演算部９２は、マップＭ１を有している。図３は、モータ誘起電圧値演算部９２の動作を示すフローチャートである。フローチャート中にマップＭ１が示されている。図３に示されるように、マップＭ１は、電動モータ２０の回転数に対する誘起電圧の値を示す。マップＭ１の横軸は、電動モータ２０の出力軸２１の回転数を示す。横軸は、矢印ｘ１に沿って進むにつれて値が大きくなる。縦軸は、誘起電圧の値を示す。縦軸は、矢印ｙ１に沿って進むにつれて値が大きくなる。
【００４２】
不足電圧値演算部９３と、発電機出力値演算部９４と、発電制御部９５とについては、後で説明する。なお、図２に示されるメインＥＣＵ９０の構成は、メインＥＣＵ９０の構成の一部である。メインＥＣＵ９０は、図２に示す構成要素以外の構成要素を有しており、メインＥＣＵ９０が行う様々な制御をできるようになっている。一例としては、上記したように、ハイブリッド自動車１０の走行の制御である。
【００４３】
シフトポジションがドライブポジションＰ４である状態では、メインＥＣＵ９０は、モータ回転数検出センサ２２の検出結果に基づいてモータ誘起電圧値演算部９２がマップＭ１を用いて演算した誘起電圧の値と、電池電圧値とを比較して、電動モータ２０が発生する誘起電圧の値が第１の所定電圧値Ｖ４以上にならないようにモータＥＣＵ７３を制御する。モータＥＣＵ７３は、メインＥＣＵ９０の制御に基づいて動作してモータ用変換回路７１の動作を制御する。このことによって、電動モータ２０が発生する誘起電圧の値が電池５０の電圧値より大きくなることがない。このように、本実施形態では、モータＥＣＵ７３とメインＥＣＵ９０とは、本発明で言う電動機制御手段の一例を構成している。
【００４４】
図４は、電池５０の電圧値と、電動モータ２０が発生する誘起電圧の値との関係を示しグラフである。図４の横軸は、電動モータ２０の出力軸２１の回転数を示している。横軸は、矢印ｘ２に沿って進むにつれて、値が大きくなる。縦軸は、電圧値を示している。縦軸は、矢印ｙ２に沿って進むにつれて値が大きくなる。図４中では、電池５０の電圧値Ｖ２を１点鎖線で示し、電動モータ２０が発生する誘起電圧の値Ｖ３を実線で示している。なお、図４に示すグラフは、電池５０の電圧値の変化によって変化する。
【００４５】
モータＥＣＵ７３による制御がない場合、つまりモータＥＣＵ７３による制御が開放されている場合、電動モータ２０が発生する誘起電圧の値は、電動モータ２０の出力軸２１の回転数に正比例して大きくなる。このため、誘起電圧の値が電池５０の第１の所定電圧値Ｖ４以上になると、誘起電圧の値が第１の所定電圧値Ｖ４未満になるようにモータ用変換回路７１が制御される。
【００４６】
なお、上記したように、電動モータ２０の誘起電圧の値Ｖ３は、電池５０の電圧値Ｖ２から所定値ΔＶ１をひいた値未満となるように制御される。所定値ΔＶ１は、予め設定される所定値であり、一定の値である。所定値ΔＶ１は、任意に設定できる
図４中に、誘起電圧の値が電池５０の電圧値をこえないようにする制御をメインＥＣＵ９０が行わなかった場合の、電動モータ２０の出力軸２１の回転数に対する誘起電圧値を、２点鎖線で示している。２点鎖線で示すように、電動モータ２０が発生する誘起電圧の値は、出力軸２１の回転数に正比例して、直線状に増加する。
【００４７】
つぎに、シフトポジションがニュートラルである状態でのメインＥＣＵ９０の動作を、運転開始後時間ｔ１が経過したときに、高速走行中にシフトポジションをドライブポジションＰ４からニュートラルポジションＰ３に変更したときのメインＥＣＵ９０の動作を一例に、説明する。
【００４８】
図５は、ハイブリッド自動車１０の上記された走行例に伴う、電動モータ２０が発生する誘起電圧の値と電池５０の電圧値とを示すグラフである。図５の横軸は、ハイブリッド自動車１０の走行時間を示す。横軸は、矢印ｘ３に沿って進むにつれて、走行時間が増加することを示す。横軸において矢印ｘ３に沿って進む方向とは反対側の一端は、ハイブリッド自動車１０が走行を開始したときを示す。図５の縦軸は、電圧値を示す。縦軸は、矢印ｙ３に沿って進むにつれて値が大きくなることを示す。
【００４９】
まず、不足電圧値演算部９３と、発電機出力値演算部９４と、発電制御部９５とについて説明する。不足電圧値演算部９３は、電動モータ２０が発生する誘起電圧値Ｖ３に所定値ΔＶ１を加えた値である第２の所定電圧値Ｖ５に対する電池５０の電圧値Ｖ２の不足値を演算する。具体的には、Ｖ５−Ｖ２を演算する。
【００５０】
発電機出力値演算部９４は、不足電圧値演算部９３の演算結果に対応する、発電機６５が発電すべき出力値を演算する。具体的には、発電機出力値演算部９４は、不足電圧値演算部９３の演算結果に対応する出力値を示すマップＭ２を備えている。図６は、発電機出力値演算部９４の動作を示すフローチャートである。図６中にマップＭ２が示されている。マップＭ２の横軸は、電動モータ２０が発生する誘起電圧の値に対する電池５０の電圧値の不足値を示す。横軸は、矢印ｘ４に沿って進むにつれて値が大きくなることを示す。縦軸は、出力を示す。単位は、ＫＷ（キロワット）である。縦軸は、矢印ｙ４に沿って進むにつれて値が大きくなることを示す。
【００５１】
つぎに、動作を示す。図７は、メインＥＣＵ９０の動作を示すフローチャートである。図７に示すように、メインＥＣＵ９０は、ステップＳＴ１で、シフトポジションがニュートラルポジションＰ３であるか否かを判定する。具体的には、シフトポジション判定部９１が、シフトポジションセンサ７５から送信される情報に基づいてシフトポジションを判定するとともに、シフトポジションがニュートラルポジションＰ３であるか否かを判定する。
【００５２】
この説明では、走行開始後時間ｔ１が経過するまでは、シフトポジションは、ドライブポジションＰ４にある。このため、時間ｔ１が経過するまでは、ステップＳＴ１の動作が繰り返される。
【００５３】
走行開始後、時間ｔ１が経過すると、運転者は、シフトレバー７６をドライブポジションＰ４からニュートラルポジションＰ３に変更する。このため、シフトポジション判定部９１は、シフトポジションがニュートラルポジションＰ３であると判定し、シフトポジションがニュートラルポジションＰ３であるという情報をモータ誘起電圧値演算部９２に送信する。ついで、ステップＳＴ２に進む。
【００５４】
また、メインＥＣＵ９０は、シフトポジションがニュートラルポジションになると、ニュートラル状態にする。ニュートラル状態とは、インバータ７０から電動モータ２０に対する電力の供給を遮断する状態、つまり電動モータ２０がインバータ７０に対して開放された状態である。ニュートラル状態では、運転者がアクセルペダル１５を踏み込んでも、インバータ７０から電動モータ２０に電力が供給されないので、電動モータ２０が電力を受けて駆動することはない。
【００５５】
ステップＳＴ２では、モータ誘起電圧値演算部９２は、シフトポジションがニュートラルポジションＰ３であるという情報を受けると、電動モータ２０の出力軸２１の回転数に基づいて、電動モータ２０が発する誘起電圧の値を演算する。
【００５６】
具体的には、モータ誘起電圧値演算部９２は、図３に示される動作を行う。モータ誘起電圧値演算部９２は、シフトポジションがニュートラルポジションＰ３であるとの情報を受けると、ステップＳＴ２１において、電動モータ２０の出力軸２１の回転数情報に基づいて、マップＭ１を用いて電動モータ２０が発生する誘起電圧の値を演算する。誘起電圧の値が演算されると、モータ誘起電圧値演算部９２は、演算結果を不足電圧値演算部９３に送信する。ついで、ステップＳＴ３に進む。
【００５７】
ステップＳＴ３では、不足電圧値演算部９３は、ステップＳＴ２で演算された誘起電圧の値に基づいて第２の所定電圧値Ｖ５を算出するとともに、第２の所定電圧値Ｖ５に対する電池５０の電圧値の不足値を演算する。この電圧値の不足値は、単に電池５０の電圧値と誘起電圧との差としてもよい。不足電圧値演算部９３は、演算結果を発電機出力値演算部９４に送信する。ついで、ステップＳＴ４に進む。
【００５８】
ステップＳＴ４では、発電機出力値演算部９４は、発電機６５が発電すべき出力値を演算する。具体的には、図６に示すように、発電機出力値演算部９４は、ステップＳＴ３１で、不足電圧値演算部９３の演算結果に基づいて、マップＭ２を用いて発電機６５が発電すべき出力値を演算する。
【００５９】
マップＭ２について、具体的に説明する。マップＭ２は、上記したように、横軸はステップＳＴ３で算出された不足電圧値を示す。不足電圧値が正であることは、第２の所定電圧値Ｖ５が電池５０の電圧値より大きいことを示す。不足電圧値が負であるということは、電池５０の電圧値が、第２の所定電圧値Ｖ５より大きいことを示す。
【００６０】
発電機出力値演算部９４が、発電機６５が発電機すべき出力値を演算すると、演算結果を、発電制御部９５に送信する。ついで、ステップＳＴ５に進む。
【００６１】
ステップＳＴ５では、発電制御部９５は、ステップＳＴ４で演算された出力値を発電する際に、エンジン２５に求められるエンジン２５の出力軸２６の回転数とトルクとを演算する。上記したように、発電機６５は、エンジン２５によって駆動される。
【００６２】
このため、発電機６５がステップＳＴ４での演算結果の出力を発電するために、エンジン２５は、ステップＳＴ４での演算結果の出力値を発生しなければならない。なお、エンジン２５が発生する出力は、発電機６５まで伝達される際のロス分を考慮して若干大きい値に設定される。また、発電制御部９５は、発電機６５までの伝達ロスを考慮しない場合のエンジン２５のトルクを出すように、発電機ＥＣＵ７４を制御する。このことによって、エンジン２５から発電機６５に伝達されるトルクと、発電機６５に対して支持されるトルクとが同じとなる。
【００６３】
上記の制御によって発電機６５が発電する出力は、ステップＳＴ４で演算された出力と同じとなる。発電機６５によって発電された電力は、発電機用変換回路７２を介して直流電力に変換された後、電池５０に充電される。発電機による発電よって、電池５０の電圧値が上昇する。また、ステップＳＴ１〜ＳＴ５の動作を繰り返すことによって、電池５０の電圧値を上昇させても良い。
【００６４】
マップＭ２は、不足電圧値が−ΔＶ１以上であるときに発電機６５が発電すべき出力を零より大きい値であることを示している。言い換えると、シフトポジションがニュートラルポジションＰ３にある状態であっても、第２の所定電圧値Ｖ５−（電池５０の電圧値Ｖ２）が、ΔＶ１未満である場合は、発電制御部９５によって電池５０が充電(電池電圧上昇)される。この結果、シフトポジションがニュートラルポジションＰ３にある状態であっても、電池５０の電圧値は、電動モータ２０が発生する誘起電圧の値よりもΔＶ１大きい状態が維持される。言い換えると、第２の所定電圧値Ｖ５より大きい値が維持される。
【００６５】
なお、本実施形態では、マップＭ２は、不足電圧値が−ΔＶ１未満である場合は、発電機６５が発電すべき出力を零としている。発電制御部９５は、ステップＳＴ４で演算された出力の値が、零である場合には、エンジンＥＣＵ３０と発電機ＥＣＵ７４とを制御しない。言い換えると、電池５０の充電（電池電圧上昇）がなされて、電池５０の電圧値が第２の所定電圧値Ｖ５より大きくなると、電池５０の充電動作が停止される。
【００６６】
この結果、図５に示すように、ハイブリッド自動車１０では、シフトポジションがニュートラルポジションＰ３にある状態においても、電池５０の電圧値は、第２の所定電圧値Ｖ５より大きい状態が維持される。
【００６７】
このため、運転開始後、時間ｔ２が経過したときにシフトポジションをニュートラルポジションＰ３からドライブポジションＰ４に変更しても、電動モータ２０の動作に不具合は発生しない。
【００６８】
本実施形態のハイブリッド自動車１０では、シフトポジションがニュートラルポジションＰ３にある状態になると、電池５０の電圧値が、第２の所定電圧値Ｖ５以下になると、発電機６５が駆動されて電池５０が充電される。このことによって、電池５０の電圧値が上昇する。
【００６９】
このように、シフトポジションがニュートラルポジションＰ３にある状態では、電動モータ２０が発生する誘起電圧の値を変更するのではなく、電池５０を充電することによって電池５０の電圧値を変更する。このことによって、インバータ７０から電動モータ２０に対する電力供給を遮断した状態を保ちながら、かつ、シフトポジションがニュートラルポジションＰ３からドライブポジションＰ４に変更されたときに電動モータ２０の動作に不具合が発生することを抑制できる。
【００７０】
さらに、電池５０の電圧値を上昇することによって電動モータ２０の動作に不具合が発生することを抑制するので、電動モータ２０が発生する誘起電圧の電圧値がインバータ７０による制御がなくても第２の所定電圧値Ｖ５をこえないように電動モータ２０を設計する必要がないので、電動モータ２０のトルクを小さくする必要がない。このため、電動モータ２０は、ハイブリッド自動車１０の走行のために充分なトルクが得られるように設計することができる。
【００７１】
また、電池５０の充電は、シフトポジションがニュートラルポジションＰ３にある状態では、電池５０の電圧値が第２の所定電圧値Ｖ５をこえるまで続けられる。このため、シフトポジションがニュートラルポジションＰ３からドライブポジションＰ４に変更されたときに電動モータ２０の動作に不具合が生じることがより一層抑制される。
【００７２】
なお、本実施形態では、シフトポジションがニュートラルポジションＰ３にある状態において、電池５０の電圧値が第２の所定電圧値Ｖ５以下になると、電池５０の充電が開始された。
【００７３】
しかしながら、シフトポジションがニュートラルポジションにあるとき、電池５０の電圧値が電動モータ２０の誘起電圧値より高くなればよい。このため、シフトポジションがニュートラルポジションＰ３にある状態おいて、電動モータ２０が発生する誘起電圧の値が、電池５０の電圧値以上となると発電機６５が駆動されて電池５０が充電（電池電圧上昇）されてもよい。
【００７４】
そして、この充電は、電池５０の電圧値が、電動モータ２０が発生する誘起電圧の値より大きくなるように続けられる。このことによって、シフトポジションがニュートラルポジションＰ３にある状態において、電池５０の電圧値が、電動モータ２０が発生する誘起電圧の値よりも大きい状態が維持されるので、シフトポジションがニュートラルポジションＰ３からドライブポジションＰ４に変更されても、電動モータ２０の動作に不具合が生じることがない。
【００７５】
なお、本実施形態では、シフトポジションがドライブポジションにあるとき、一例として、電動モータ２０の誘起電圧値が第１の所定電圧値Ｖ４未満となるように制御されている。このため、電動モータ２０の誘起電圧値は、電池５０の電圧値未満となる。しかしながら、シフトポジションがドライブポジションにあるとき、電動モータ２０の誘起電圧値が電池５０の電圧値以下であればよい。このため、シフトポジションがドライブポジションにあるとき、電動モータ２０の誘起電圧値の比較対象として第１の所定電圧値Ｖ４のかわりに電池５０の電圧値を用いて、電動モータ２０の誘起電圧値が電池５０の電圧値以下となるように電動モータ２０が制御されればよい。
【００７６】
また、本実施形態では、ハイブリッド電気自動車１０の走行モードとして、電動モータ２０とエンジン２５とを併用して走行する走行モードがあってもよい。
【００７７】
なお、本実施形態で用いられる、電動モータ２０が発生する誘起電圧値は、モータ回転数検出センサ２２と、メインＥＣＵ９０とによって得られる値である。モータ回転数検出センサ２２とメインＥＣＵ９０とは、電動モータ２０の誘起電圧を検出する誘起電圧値検出手段の一例を構成している。なお、誘起電圧値検出手段は、上記以外であってもよい。本実施形態のように複数の構成要素の組み合わせによって構成されてもよいし、１つの構成要素のみで構成されてもよい。要するに、誘起電圧値検出手段は、電動機の発生する誘起電圧値を得る機能を有していればよい。
【００７８】
シフトポジションセンサ７５は、本発明で言うシフトポジション検出手段の一例である。シフトポジション検出手段は、上記以外であってもよい。本実施形態のように１つの構成要素のみで構成されてもよいし、複数の構成要素が組み合わされて構成されてもよい。要するに、シフトポジションを検出する機能を有すればよい。
【００７９】
モータ回転数検出センサ２２は、本発明で言う回転数検出手段の一例である。回転数検出手段は、上記以外であってもよい。本実施形態のように１つの構成要素のみで構成されてもよいし、複数の構成要素が組み合わされて構成されてもよい。要するに、電動機の回転数を検出する機能を有すればよい。
【００８０】
モータＥＣＵ７３とメインＥＣＵ９０とは、本発明で言う電動機制御手段の一例を構成している。電動機制御手段は、上記以外であってもよい。本実施形態のように複数の構成要素が組み合わされて構成されてもよいし、１つの構成要素のみで構成されてもよい。要するに、電動機の誘起電圧値が電池の電圧値以下となるように電動機を制御する機能を有すればよい。
【００８１】
不足電圧値演算部９３は、本発明で言う電圧差算出手段の一例である。電圧差算手段は、上記以外であってもよい。本実施形態のように１つの構成要素のみで構成されてもよいし、複数の構成要素が組み合わされて構成されてもよい。要するに、電池の電圧値と電動機の誘起電圧値との差を算出する機能を有すればよい。
【００８２】
メインＥＣＵ９０は、モータＥＣＵ７３による電動モータ２０の制御が開放された際に、発電機６５を制御して、電池５０の電圧値を電動モータ２０の誘起電圧値より高くする。このように、ハイブリッド自動車１０は、電動機制御手段による電動機の制御が開放された際に発電機を制御する制御手段を備えている。この制御手段は、メインＥＣＵ９０以外であってもよい。本実施形態のように１つの構成要素のみで構成されてもよいし、複数の構成要素が組み合わされて構成されてもよい。要するに、電動機制御手段による電動機の制御が開放された際に、発電機により電池を充電して電池の電圧値を電動機の誘起電圧値より高くする機能を有すればよい。
【００８３】
メインＥＣＵ９０は、電動モータ２０の誘起電圧値と電池５０の電圧値との差である電圧不足分を発電機６５により充電するよう、発電機６５を制御する。このように、ハイブリッド自動車１０は、誘起電圧値と電池の電圧値との差である電圧不足分を発電機により充電するよう発電機を制御する制御手段を備える。この制御手段は、メインＥＣＵ９０以外であってもよい。本実施形態のように１つの構成要素のみで構成されてもよいし、複数の構成要素が組み合わされて構成されてもよい。またこの制御手段は、上記の、電動機制御手段による電動機の制御が開放された際に発電機を制御する制御手段と同じであってもよい。要するに、電動機の誘起電圧値と電池の電圧値との差である電圧不足分を発電機により充電するよう発電機を制御する機能を有すればよい。
【００８４】
本実施形態では、電池５０の電圧値は、各ＣＭＵ５２と電池ＥＣＵ６０とによって得られる値である。各ＣＭＵ５２と電池ＥＣＵ６０は、本発明で言う電池電圧値検出手段の一例を構成している。なお、電池電圧値検出手段は、上記以外であってもよい。本実施形態のように複数の構成要素を組み合わせて構成されてもよいし、１つの構成要素のみで構成されてもよい。要するに、電池の電圧値を検出する機能を有していればよい。
【００８５】
本実施形態では、ハイブリッド車の一例として、ハイブリッド自動車１０が用いられた。ハイブリッド車としては、ハイブリッド自動車１０以外の車両に本発明が用いられてもよい。例えば、線路上を走行する列車に本発明が用いられてもよい。
【００８６】
なお、本実施形態では、ハイブリッド自動車１０は、電動モータ２０の出力軸２１とエンジン２５の出力軸２６の回転数を変速して前輪１１に伝達する変速機を備えていない。本実施形態で用いられたシフトポジションのニュートラルポジションＰ３は、変速機がニュートラル状態であることを示すのではなく、インバータ７０から電動モータ２０に電力が供給されることが遮断される状態である。言い換えると、ニュートラル状態とは、アクセルペダル１５を踏み込みに起因して電動モータ２０が動作しない状態である。
【００８７】
シフトポジションがドライブポジションＰ４にある状態とは、インバータ７０から電動モータ２０に対する電力供給が遮断されない状態である。言い換えると、アクセルペダル１５を踏み込むと、電動モータ２０が駆動する状態である。
【００８８】
なお、本実施形態ではハイブリッド自動車１０は、エンジン２５のみで走行するパラレル走行モードを有する。このようにエンジンを備える構成においてエンジンで走行する走行モードを有する場合には、シフトポジションがドライブポジションにある状態とは、アクセルペダル１５を踏み込むとエンジン２５が駆動する状態も含む。
【００８９】
この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。
【符号の説明】
【００９０】
１０…ハイブリッド自動車（ハイブリッド車）、２０…電動モータ（電動機）、２２…モータ回転数検出センサ（回転数検出手段）、２５…エンジン、５０…電池、６５…発電機、７３…モータＥＣＵ（電動機制御手段）、７５…シフトポジションセンサ（シフトポジション検出手段）、９３…不足電圧値演算部（電圧差算出手段）。
【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】
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【図７】
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