(57)【要約】【課題】一つのモータ２５に接続される２つのインバータ２３、２４を設けて、当該モータ２５によるバッテリの回生や、インバータ２３、２４の有効利用、並びに給電系の高効率運転を図るに当たり、耐久性の高いスイッチング動作を行うこと。【解決手段】回生電流Ｉｒｅが所定の基準電流Ｉｍｒに比べて少ないときは第１、第２のインバータ２３、２４の何れか一方を稼動し、回生電流Ｉｒｅが基準電流Ｉｍｒに比べて多いときは双方を稼動する。モータ２５の回生動作時に第２のインバータ２４がＯＦＦされた場合であって、経路電圧Ｖｄｃがモータ電圧Ｖｍよりも低いときには、経路電圧Ｖｄｃがモータ電圧Ｖｍ以上になるまでＤＣバスライン２２を昇圧する昇圧手段としてのＤＣ−ＤＣコンバータ３１と、第２のインバータ２４がＯＦＦにされたときに、経路電圧Ｖｄｃがモータ電圧Ｖｍ以上のときにリレースイッチ２９を切り換えるリレー制御部１１１とを設ける。【選択図】図６
2009012508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに駆動されて交流電流を発電するジェネレータと、
車両を駆動するとともに、車両の減速時に回生用の発電機としても機能するモータと、
前記ジェネレータが発電した交流電流を整流する整流器と、
前記整流器と前記モータとの間の給電経路に接続され、該給電経路の直流電流を交流電流に変換する第１のインバータと、
前記第１のインバータと並列に前記給電経路に接続された第２のインバータと、
前記第２のインバータと前記モータとの間に設けられ、前記第２のインバータを前記モータに対して接続遮断可能なリレースイッチと、
前記給電経路に接続されるバッテリと
を備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記給電経路の電圧を経路電圧として検出する給電経路電圧検出手段と、
前記モータの電圧をモータ電圧として検出するモータ電圧検出手段と、
両インバータに通電されるべき電流を演算する電流演算手段と、
前記電流演算手段に演算された電流が所定の基準電流に比べて少ないときは前記第１、第２のインバータの何れか一方を稼動し、前記電流演算手段に演算された電流が前記基準電流に比べて多いときは双方を稼動するインバータ制御部と、
前記モータの回生動作時に前記第２のインバータがＯＦＦされた場合であって前記経路電圧が前記モータ電圧よりも低いときには、前記経路電圧が前記モータ電圧以上になるまで前記給電経路を昇圧する昇圧手段と、
前記モータの回生動作時に前記第２のインバータがＯＦＦにされた場合には、前記経路電圧が前記モータ電圧以上のときに前記リレースイッチをＯＦＦにするリレー制御部と
を備えていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記車両は、前記バッテリと前記給電経路の間に介設され、直流電流のレベルを調整するスイッチング回路を備え、
前記昇圧手段は、前記スイッチング回路を降圧動作させることによって前記バッテリの回生動作を前記モータに行わせるとともに、前記モータの回生動作時に前記第２のインバータがＯＦＦされた場合であって前記経路電圧が前記モータ電圧よりも低いときに、前記スイッチング回路の降圧動作を停止するスイッチング回路制御部を含んでいる
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
請求項２記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記スイッチング回路制御部は、前記モータの回生動作時に前記第２のインバータがＯＦＦされた場合であって前記経路電圧が前記モータ電圧よりも低いときにおいて、前記経路電圧と前記モータ電圧との差が所定の判定電圧未満のときは、降圧動作を停止する一方、前記経路電圧と前記モータ電圧との差が前記判定電圧以上のときは、前記スイッチング回路を昇圧動作させるものである
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
請求項３記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記給電経路には、コンデンサが接続されている
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【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制御装置に関し、特にシリーズハイブリッド車両に好適なハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリーズハイブリッド車両とは、例えば特許文献１に開示されているように、エンジンによってジェネレータを駆動し、該ジェネレータからモータに電力を供給し、該モータで駆動輪を駆動する車両である。パラレルハイブリッド車両とは異なり、シリーズハイブリッド車両では、エンジンは発電専用に使用され、エンジンが発生した動力は機械的には駆動輪に伝達されない。
【０００３】
そのようなハイブリッド車両では、特許文献１に示されるように、エンジンに駆動されるジェネレータの発電電流を整流器によって整流した後、車両の駆動系に接続される一つのモータに対して一つのインバータを接続した構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２０４３７０号公報
【発明の開示】
【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、通常のハイブリッド車両では、一つのモータに対し、一つのインバータを備えることが一般的である。これに対して本件発明者は、一つのモータを駆動するために２つのインバータを設け、一方のインバータを常時、モータに接続するとともに、他方のインバータについては、スイッチング手段を介在させ、運転状況に応じて、モータに対し接続遮断することによって、モータによるバッテリの回生や、インバータの有効利用、並びに給電系の高効率運転を図ることを検討している。
【０００５】
ところが、そのようなスイッチング手段として、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：  Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いた場合、損失が大きいため、給電系の効率が下がるという問題がある。
【０００６】
そこで、給電系の効率維持のためには、リレースイッチを用いることが好ましいが、リレースイッチを用いる場合、通電時にスイッチング動作を行うと劣化を来しやすくなるという問題があった。また、インバータには絶縁ゲートバイポーラトランジスタにダイオードを組み合わせた素子が広く採用されているため、インバータがＯＦＦになっていても、回生時ではリレースイッチの電流が０にならない場合があり、リレースイッチの切り換え動作に支障を来すという問題があった。
【０００７】
本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、一つのモータに接続される２つのインバータを設けて、当該モータによるバッテリの回生や、インバータの有効利用、並びに給電系の高効率運転を図るに当たり、耐久性の高いスイッチング動作を行うことのできるハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、エンジンに駆動されて交流電流を発電するジェネレータと、車両を駆動するとともに、車両の減速時に回生用の発電機としても機能するモータと、前記ジェネレータが発電した交流電流を整流する整流器と、前記整流器と前記モータとの間の給電経路に接続され、該給電経路の直流電流を交流電流に変換する第１のインバータと、前記第１のインバータと並列に前記給電経路に接続された第２のインバータと、前記第２のインバータと前記モータとの間に設けられ、前記第２のインバータを前記モータに対して接続遮断可能なリレースイッチと、前記給電経路に接続されるバッテリとを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記給電経路の電圧を経路電圧として検出する給電経路電圧検出手段と、前記モータの電圧をモータ電圧として検出するモータ電圧検出手段と、両インバータに通電されるべき電流を演算する電流演算手段と、前記電流演算手段に演算された電流が所定の基準電流に比べて少ないときは前記第１、第２のインバータの何れか一方を稼動し、前記電流演算手段に演算された電流が前記基準電流に比べて多いときは双方を稼動するインバータ制御部と、前記モータの回生動作時に前記第２のインバータがＯＦＦされた場合であって前記経路電圧が前記モータ電圧よりも低いときには、前記経路電圧が前記モータ電圧以上になるまで前記給電経路を昇圧する昇圧手段と、前記モータの回生動作時に前記第２のインバータがＯＦＦにされた場合には、前記経路電圧が前記モータ電圧以上のときに前記リレースイッチをＯＦＦにするリレー制御部とを備えていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。この態様では、モータの回生動作時において、両インバータを稼動させている運転状況から第２のインバータが遮断された場合において、モータから第２のインバータに流れる電流を可及的に低減し、リレースイッチを安全に切り換えることができる。すなわち、回生時において、経路電圧の方がモータ電圧よりも低い運転状況では、第２のインバータをＯＦＦにしても、第２のインバータに設けられたダイオードの作用によりモータから第２のインバータに電流が流れ続けてしまうため、スイッチング回路による降圧動作を停止することによって、経路電圧を上昇させ、経路電圧がモータ電圧以上のときにリレースイッチをＯＦＦにすることとしているのである。
【０００９】
好ましい態様において、前記車両は、前記バッテリと前記給電経路の間に介設され、直流電流のレベルを調整するスイッチング回路を備え、前記昇圧手段は、前記スイッチング回路を降圧動作させることによって前記バッテリの回生動作を前記モータに行わせるとともに、前記モータの回生動作時に前記第２のインバータがＯＦＦされた場合であって前記経路電圧が前記モータ電圧よりも低いときに、前記スイッチング回路の降圧動作を停止するスイッチング回路制御部を含んでいる。この態様では、ハイブリッド車両の回生動作を司るスイッチング回路制御部によって給電経路の昇圧動作が実行されるので、給電経路の昇圧時には、回生動作も中止される結果、より効率よく給電経路を昇圧し、リレースイッチの切り換えを速やかに行うことができる。
【００１０】
好ましい態様において、前記スイッチング回路制御部は、前記モータの回生動作時に前記第２のインバータがＯＦＦされた場合であって前記経路電圧が前記モータ電圧よりも低いときにおいて、前記経路電圧と前記モータ電圧との差が所定の判定電圧未満のときは、降圧動作を停止する一方、前記経路電圧と前記モータ電圧との差が前記判定電圧以上のときは、前記スイッチング回路を昇圧動作させるものである。この態様では、運転状態に応じて好適な電圧制御を実行し、リレースイッチを切り換えることができる。すなわち、単に降圧動作を停止して給電経路の昇圧を図った場合には、リレースイッチを切り換えるまでの時間がかかる傾向がある一方、スイッチング回路を昇圧動作させた場合には、バッテリから給電経路への給電による損失が生じる傾向にあるが、経路電圧とモータ電圧との差を所定の判定電圧と比較することによって、給電経路を昇圧する態様を最適化することが可能になる。
【００１１】
好ましい態様において、前記給電経路には、コンデンサが接続されている。この態様では、昇圧手段としてのスイッチング回路制御部が昇圧動作によって給電経路を昇圧する際に、バッテリから給電経路への電力がコンデンサに貯留されるので、昇圧動作による損失を可及的に低減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明は、モータの回生動作時において、両インバータを稼動させている運転状況から第２のインバータが遮断された場合において、モータから第２のインバータに流れる電流を可及的に低減し、リレースイッチを安全に切り換えることができるので、一つのモータに接続される２つのインバータを設けて、当該モータによるバッテリの回生や、インバータの有効利用、並びに給電系の高効率運転を図るに当たり、耐久性の高いスイッチング動作を行うことができるという顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。
【００１４】
なお、以下の各実施形態において、同等の部材には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１は本発明の実施の一形態に係るハイブリッド車両の概略構成図であり、図２は同ハイブリッド車両の要部を示す配線図である。
【００１６】
図１を参照して、本実施形態に係るハイブリッド車両は、エンジン１０と、このエンジン１０によって駆動されるジェネレータ２０とを有しているシリーズハイブリッド車両である。
【００１７】
エンジン１０は、例えば多気筒４サイクルガソリンエンジンであり、シリンダヘッドとシリンダブロックとによって要部が構成される本体１１と、この本体１１に形成される複数列の気筒１２と、各気筒１２に新気を導入するインテークマニホールド１４と、各気筒１２の既燃ガスを排出するエキゾーストマニホールド１５とを備えている。本体１１には、各気筒１２に対応して設けられた燃料噴射弁１６および点火プラグ１７が取り付けられている。そして、各気筒１２に設けられたピストンを昇降させることにより、当該ピストンに接続されたクランク軸１０ａを駆動するように構成されている。また、インテークマニホールド１４には、新気の量を調整するためのスロットル弁１８が設けられており、スロットルボディのアクチュエータ１９によって駆動されるようになっている。
【００１８】
図２も参照して、ジェネレータ２０は、エンジン１０のクランク軸１０ａに連結された例えば３相の多相電動発電機であり、エンジン１０に駆動されることによって交流電流を出力するとともに、交流電流を供給されることによってエンジン１０を始動するモータとしても機能するように構成されている。ジェネレータ２０には、その出力電流を検出するジェネレータ出力電流センサＳＷ１と、回転速度を検出するジェネレータ回転速度センサＳＷ２とが設けられている。
【００１９】
ジェネレータ２０は、ダイオード整流器２１に接続されている。ダイオード整流器２１は、ジェネレータ２０の相数ｎに対応した複数組のダイオードＤ１〜Ｄ６を有している。ダイオード整流器２１の出力端子は、給電経路としてのＤＣバスライン２２に接続されている。
【００２０】
ＤＣバスライン２２には、コンデンサＣ１が接続されている。また、ＤＣバスライン２２には、当該ＤＣバスライン２２の電圧を経路電圧Ｖｄｃとして検出するＤＣバスライン電圧センサＳＷ３が接続されている。
【００２１】
本実施形態においては、このＤＣバスライン２２に第１、第２のインバータ２３、２４が並列に接続されている。各インバータ２３、２４は、それぞれ負荷となる多相モータ２５の相数に応じた複数組の素子Ｑ１１〜Ｑ１６、Ｑ２１〜Ｑ２６を有している。各素子Ｑ１１〜Ｑ１６、Ｑ２１〜Ｑ２６は、それぞれトランジスタやダイオード等で構成されている。本実施形態において、各インバータ２３、２４の定格電流Ｉｒは、モータ２５の最大出力に必要な電流の半分よりも僅かに大きく設定されている。
【００２２】
第１のインバータ２３は、モータ２５に接続されている。モータ２５は、ハイブリッド車両のディファレンシャル機構２６に接続され、このディファレンシャル機構２６を介してハイブリッド車両の後輪２７側の車軸２８を駆動するものである。また、本実施形態におけるモータ２５は、バッテリ回生用の発電機としても機能するように構成されている。
【００２３】
第２のインバータ２４は、リレースイッチ２９に接続されている。このリレースイッチ２９は、第２のインバータ２４をジェネレータ２０に接続する通常運転用給電経路２９ａと、第２のインバータ２４をモータ２５に接続するスタータ運転用給電経路２９ｂとの接点になっており、第２のインバータ２４を何れかの経路２９ａ、２９ｂに択一的に接続できるとともに、第２のインバータ２４をジェネレータ２０、モータ２５の何れにも接続しないＯＦＦの状態にできるように構成されている。この結果、第２のインバータ２４は、運転状態に応じて、第１のインバータ２３とともにモータ２５に交流電流を流したり、ジェネレータ２０に通電して始動時のエンジン１０を駆動したり、或いは、完全に給電系から遮断されたりするようになっている。
【００２４】
さらに、ＤＣバスライン２２には、電源装置３０が接続されている。電源装置３０は、スイッチング回路としてのＤＣ−ＤＣコンバータ３１と、このＤＣ−ＤＣコンバータ３１に接続されるバッテリ３２とを備えている。
【００２５】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３１は、昇圧用素子Ｑ１と、降圧用素子Ｑ２と、リアクトルＬとを備えている。各素子Ｑ１、Ｑ２は、トランジスタを含んでおり、所定タイミングで昇圧用素子Ｑ１のトランジスタをＯＮ／ＯＦＦし、降圧用素子Ｑ２のトランジスタをＯＦＦに維持することにより、リアクトルＬに蓄電してバッテリ３２側を高電圧にし、バッテリ３２からＤＣバスライン２２に電流を流すことができるとともに、所定タイミングで降圧用素子Ｑ２のトランジスタをＯＮ／ＯＦＦし、昇圧用素子Ｑ１のトランジスタをＯＦＦに維持することにより、ＤＣバスライン２２側を高電圧にし、ＤＣバスライン２２からバッテリ３２に電流が流れるように構成されている。
【００２６】
電源装置３０には、バッテリ３２を流れる電流をバッテリ電流Ｉｂとして検出するバッテリ電流センサＳＷ４と、バッテリ３２の電圧をバッテリ電圧Ｖｂとして検出するバッテリ電圧センサＳＷ５が設けられている。
【００２７】
さらに、ハイブリッド車両には、当該車両の運転状態を検出するために、車速センサＳＷ６、アクセル開度センサＳＷ７、ブレーキセンサＳＷ８が設けられている。また、モータ２５の運転状態を検出するために、モータ２５の回転速度Ｎｍを検出するモータ回転速度センサＳＷ１１と、モータ２５の電圧をモータ電圧Ｖｍとして検出するモータ電圧センサＳＷ１２とがモータ２５に設けられている。
【００２８】
図３は、図１に示したハイブリッド車両の制御装置を示すブロック図である。
【００２９】
図３を参照して、図１に示したハイブリッド車両は、制御手段としての制御ユニット（ＰＣＭ：Ｐｏｗｅｒｔｒａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｍｏｄｕｌｅ）１００によって制御される。
【００３０】
制御ユニット１００は、ＣＰＵ、メモリ等を備えたマイクロプロセッサであり、プログラムモジュールによって、入力要素からの検出信号を読み取り、所定の演算処理を実行して制御信号を出力要素に出力するものである。なお、図示の例では、一つのユニットとして制御ユニット１００を表しているが、具体的な態様としては、複数のユニットを組み合わせたモジュールアッセンブリであってもよい。
【００３１】
制御ユニット１００の入力要素としては、ジェネレータ出力電流センサＳＷ１、ジェネレータ回転速度センサＳＷ２、ＤＣバスライン電圧センサＳＷ３、バッテリ電流センサＳＷ４、バッテリ電圧センサＳＷ５、車速センサＳＷ６、アクセル開度センサＳＷ７、ブレーキセンサＳＷ８、モータ回転速度センサＳＷ１１、並びにモータ電圧センサＳＷ１２が含まれている。また、具体的には図示していないが、エンジン１０の燃焼制御のために、エンジン１０に装備されている種々のセンサ（水温センサ、回転角度センサ、スロットル開度センサ等）も接続されている。
【００３２】
また、制御ユニット１００の出力要素としては、燃料噴射弁１６、点火プラグ１７、スロットル弁アクチュエータ１９、第１、第２インバータ２３、２４、リレースイッチ２９、並びにＤＣ−ＤＣコンバータ３１が含まれる。
【００３３】
図示の例において、制御ユニット１００は、運転状態判定部１０１と、エンジン１０の運転制御を実行する燃焼制御部１１０と、リレースイッチ２９の制御による給電制御を実行するリレー制御部１１１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１を制御するスイッチング回路制御部としてのバッテリ制御部１１２と、インバータ制御部１１３とを論理的に備えている。
【００３４】
運転状態判定部１０１は、ハイブリッド車両の運転状態を各センサＳＷ１〜ＳＷ７の検出に基づいて判定するものである。本実施形態において、運転状態判定部１０１は、ハイブリッド車両のエンジン運転要求の有無を判定する機能や、所定の回生条件（例えば、車両が減速時であってバッテリ３２の蓄電量が所定値以下の場合等）、並びに回生条件が終了したことを判定する回生終了条件の成否を判定する機能も備えている。
【００３５】
燃焼制御部１１０は、燃料噴射弁１６、点火プラグ１７、スロットル弁アクチュエータ１９等を制御することにより、エンジン１０の回転速度を制御して、ジェネレータ２０の回転速度を制御できるように構成されている。
【００３６】
リレー制御部１１１は、運転状態判定部１０１の判定結果に基づいて、リレースイッチ２９を切り換えることにより、第２のインバータ２４を通常運転用給電経路２９ａからモータ２５に接続するモータ給電モードと、第２のインバータ２４をスタータ運転用給電経路２９ｂからジェネレータ２０に接続して、ジェネレータ２０をモータとして駆動し、エンジン１０を始動するスタータ給電モードと、第２のインバータ２４がジェネレータ２０にもモータ２５にも接続していないＯＦＦモードとに切り換えるものである。制御ユニット１００のメモリには、リレースイッチ２９の切換動作を制御するための切換制御用フラグＦを記憶する領域が設けられており、この切換制御用フラグＦの値に基づいて、リレー制御部１１１がリレースイッチ２９の切換動作を制御するように構成されている。本実施形態では、切換制御用フラグＦの値が０の場合がＯＦＦモード、１の場合がモータ給電モード、２のときがスタータ給電モードとなるように設定されている。
【００３７】
バッテリ制御部１１２は、バッテリ電流センサＳＷ４およびバッテリ電圧センサＳＷ５の出力に基づいて、通常は、電源装置３０の使用時におけるバッテリ３２からの出力電流を一定に維持したり、バッテリ回生時の過電流を防止したりする機能を果たしている。これとともに、詳しくは後述するフローチャートにより、運転状況に応じてＤＣ−ＤＣコンバータ３１に降圧動作や昇圧動作をさせる機能を有する。
【００３８】
インバータ制御部１１３は、運転状態判定部１０１の判定結果に基づき、第１、第２のインバータ２３、２４のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御して、各インバータ２３、２４の給電対象に対する負荷状態を最適に制御するものである。
【００３９】
制御ユニット１００は、運転状態判定部１０１の判定結果に基づき、エンジン１０、ジェネレータ２０、第１、第２のインバータ２３、２４、モータ２５、リレースイッチ２９、並びにＤＣ−ＤＣコンバータ３１等を制御する。その制御により、車両の始動時や低トルク時の運転領域には、リレースイッチ２９を切り換えて第２のインバータ２３をモータ２５に接続し、バッテリ３２の電力を第１、第２のインバータ２３、２４からモータ２５に供給し、車両をバッテリ３２の給電に基づいて駆動する。また、要求負荷が中高トルクの運転領域では、リレー制御部１１１が後述するフローチャートに基づいてリレースイッチ２９をスタータ給電モードに切り換えることにより、エンジン１０を始動してジェネレータ２０を発電機として利用し、エンジン１０を始動した後は、ジェネレータ２０から供給される電流で、主として第１のインバータ２３からモータ２５を駆動するようにしている。
【００４０】
ここで本実施形態では、第１、第２のインバータ２３、２４を高効率領域で運転するために、電流量に応じて各インバータ２３、２４の稼働率を変更するようにしている。
【００４１】
図４は、インバータの特性図である。
【００４２】
図４を参照して、第１、第２のインバータ２３、２４は、図２に示した素子Ｑ１１〜Ｑ１６、Ｑ２１〜Ｑ２６のようにダイオードを有している。そのため、負荷率（出力電流）が低い稼動領域では、効率が著しく低下する特性を持つ。そこで、本実施形態においては、給電に要する電流が小さい場合には、一方のインバータ（主として第２のインバータ２４）をＯＦＦにして運転することにより、稼動しているインバータの負荷率を高め、インバータ自身の効率を高めて給電系全体の効率を向上するようにしている。
【００４３】
ところで、稼動されるインバータ２３、２４を切り換える際に、リレースイッチ２９を動作させることが必要となる。他方、電流があるときにリレースイッチ２９の切り換え動作をすると、リレースイッチ２９の劣化が激しくなり、寿命が短くなる。そこで、本実施形態では、通電中にリレースイッチ２９を切り換える必要がある場合には、一旦、リレースイッチ２９の電流を０にしてスイッチング動作をさせるようにしている。
【００４４】
次に、本実施形態の回生動作の制御例について説明する。
【００４５】
図５および図６は、本実施形態に係る回生動作の制御例を示すフローチャートである。
【００４６】
図５を参照して、このフローチャートにおいて、運転状態判定部１０１は、回生条件が成立するのを待機する（ステップＳ１）。回生条件が成立した場合、運転状態判定部１０１は、バッテリ電圧センサＳＷ５、モータ回転速度センサＳＷ１１からそれぞれバッテリ電圧Ｖｂとモータ回転速度Ｎｍとを読み取る（ステップＳ２）。次いで、運転状態判定部１０１は、読み取ったバッテリ電圧Ｖｂとモータ回転速度Ｎｍから、モータ２５が発電するであろう回生電流Ｉｒｅを演算する（ステップＳ３）。次いで、運転状態判定部１０１は、演算された回生電流Ｉｒｅと所定の基準電流Ｉｍｒとを比較し、回生電流Ｉｒｅが基準電流Ｉｍｒを越えているか否かを判定する（ステップＳ４）。ここで基準電流Ｉｍｒは、各インバータ２３、２４の定格電流Ｉｒと等しく設定されている。
【００４７】
回生電流Ｉｒｅが基準電流Ｉｍｒを越えている場合、運転状態判定部１０１は、第１、第２のインバータ２３、２４が何れも稼動しているか否かを判定する（ステップＳ５）。この判定では、両インバータ２３、２４が何れも稼働中であり、且つリレースイッチ２９が第２のインバータ２４を通常運転用給電経路２９ａに接続している場合に両インバータ２３、２４が稼働中であると判定される。
【００４８】
仮に両インバータ２３、２４が何れも稼動していると判定された場合には、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１の降圧制御がバッテリ制御部１１２の制御によって実行される（ステップＳ６）。この降圧制御では、バッテリ電圧Ｖｂと経路電圧Ｖｄｃとが比較され、経路電圧Ｖｄｃの方がバッテリ電圧Ｖｂよりも低い場合に、降圧動作を実行して、電流がＤＣバスラインからバッテリ３２に流れるように制御される。この降圧制御により、ＤＣバスライン２２の経路電圧Ｖｄｃが下がり、モータ２５の発電によって電流がモータ２５から各インバータ２３、２４を介してＤＣバスライン２２に流れ、さらにバッテリ３２に給電されることになる。次いで、運転状態判定部１０１は、所定の回生終了条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ７）。例えば、アクセルが踏み込まれ、車両が加速した場合等、回生終了条件が成立した場合には、処理を終了する。他方、回生終了条件が成立しない場合には、ステップＳ２に戻って処理を繰り返す。
【００４９】
ステップＳ４において、演算された回生電流Ｉｒｅが基準電流Ｉｍｒ以下である場合、上述したインバータの効率特性に鑑み、第１のインバータ２３のみが稼動されるように、第１のインバータ２３をＯＮにする一方、第２のインバータ２４をＯＦＦにする（ステップＳ８）。このとき、リレースイッチ２９についても、ＯＦＦモードにする必要があるが、回生時に第２のインバータ２４をＯＦＦにしただけでは、リレースイッチ２９の電流が０にならない場合があるので、この段階では、リレースイッチ２９の切換制御用フラグＦの値を０に設定し（ステップＳ９）、その後は、後述する処理を経てリレースイッチ２９を切り換えるようにしている。
【００５０】
また、ステップＳ５において、片方のインバータのみが稼動している場合、または何れのインバータも稼動していない場合、運転状態判定部１０１は、リレースイッチ２９がモータ側に接続されているか否かを判定する（ステップＳ１０）。仮にモータ側にリレースイッチ２９が接続されている場合には、リレースイッチ２９の切り換え動作を必要としないので、そのまま両インバータ２３、２４を稼動し（ステップＳ１１）、ステップＳ６以降の制御に移行する。
【００５１】
他方、ステップＳ１０において、リレースイッチ２９がモータ側に接続されていない場合、モータ２５と第２のインバータ２４との間で通電し得る状態でのリレースイッチ２９の切り換えを避けるために、一旦、第２のインバータ２４がＯＦＦにされる（ステップＳ１２）。このタイミングにおいても、リレースイッチ２９をＯＦＦモードにする必要があるが、回生時に第２のインバータ２４をＯＦＦにしただけでは、リレースイッチ２９の電流が０にならない場合があるので、この段階では、リレースイッチ２９の切換制御用フラグＦの値を１に設定し（ステップＳ１４）、その後は、後述する処理を経てリレースイッチ２９を切り換えるようにしている。
【００５２】
次に、図５を参照して、ステップＳ９またはステップＳ１４が実行された後、運転状態判定部１０１は、モータ電圧Ｖｍ、経路電圧Ｖｄｃをそれぞれモータ電圧センサＳＷ１２とＤＣバスライン電圧センサＳＷ３とから読み取る（ステップＳ２１）。
【００５３】
次いで、モータ電圧Ｖｍと経路電圧Ｖｄｃとを比較し、モータ電圧Ｖｍが経路電圧Ｖｄｃよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２２）。仮にモータ電圧Ｖｍが経路電圧Ｖｄｃよりも大きい場合、モータ２５の発電による電流は、第２のインバータ２４がＯＦＦであっても、第２のインバータ２４に含まれるダイオードを通ってＤＣバスライン２２に流れることになる。そこで、本実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１による降圧動作を停止することにより、ＤＣバスライン２２を昇圧することとしている（ステップＳ２３）。次いで、運転状態判定部１０１は、モータ電圧Ｖｍと経路電圧Ｖｄｃの差が、所定の判定電圧Ｖｓｔよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２４）。
【００５４】
図７は降圧動作停止による経路電圧の上昇特性を示すタイミングチャートである。
【００５５】
図７を参照して、仮にモータ電圧Ｖｍと経路電圧Ｖｄｃの差が判定電圧Ｖｓｔよりも小さい場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１による降圧動作を停止するだけでもＤＣバスライン２２は、比較的速やかに昇圧する。そこで、本実施形態では、モータ電圧Ｖｍと経路電圧Ｖｄｃの差が小さい場合には、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１の降圧動作の停止のみによって両電圧Ｖｍ、Ｖｄｃが等しくなるのを待機し（ステップＳ２５）、両電圧Ｖｍ、Ｖｄｃが等しくなった後にリレースイッチ２９を切換制御用フラグＦの値に基づいて切り換えるようにしている（ステップＳ２６）。この結果、ステップＳ９からステップＳ２１を経てステップＳ２６に至った場合には、リレー制御部１１１によってリレースイッチ２９がＯＦＦモードに切り換えられる一方、ステップＳ１４からステップＳ２１を経てステップＳ２６に至った場合には、リレー制御部１１１によってリレースイッチ２９がモータ側に切り換えられる。その後、運転状態判定部１０１は、切換制御用フラグＦの値を参照し（ステップＳ２７）、値が０の場合（すなわち、リレースイッチ２９がＯＦＦになった場合）には、ステップＳ６の降圧制御に復帰する。この結果、両方のインバータ２３、２４で回生動作をしていた運転状態から、回生電流Ｉｒｅが少なくなってきた場合に第２のインバータ２４の稼動を停止して、第１のインバータ２３のみによる効率的な運転を実行するに際し、リレースイッチ２９の切換動作を電流が流れていない状態で行うことができ、リレースイッチ２９の劣化を抑制することができる。
【００５６】
他方、ステップＳ２７において、切換制御用フラグＦの値が１の場合（すなわち、リレースイッチ２９がモータ２５側に切り換えられた場合）には、第２のインバータ２４をＯＮにしてから（ステップＳ２８）、ステップＳ６の降圧制御に復帰する。この結果、片方のインバータで回生動作をしていた運転状態から、双方のインバータ２３、２４で回生運転を実行するに際しても、リレースイッチ２９の切換動作を電流が流れていない状態で行うことができ、リレースイッチ２９の劣化を抑制することができる。
【００５７】
ステップＳ２４において、モータ電圧Ｖｍと経路電圧Ｖｄｃの差が、判定電圧Ｖｓｔ以上であった場合、バッテリ制御部１１２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１に昇圧動作を実行させる（ステップＳ２９）。
【００５８】
図８は、昇圧動作による経路電圧の上昇特性を示すタイミングチャートである。
【００５９】
図８を参照して、モータ電圧Ｖｍと経路電圧Ｖｄｃの差が判定電圧Ｖｓｔ以上である場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１による降圧動作の停止だけではＤＣバスライン２２の昇圧に時間がかかってしまう。そこで本実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１による昇圧動作によってバッテリ３２から流れる電流と、モータ電圧Ｖｍと経路電圧Ｖｄｃの差によってモータ２５からＤＣバスライン２２に流れる電流とによって、積極的にＤＣバスライン２２を昇圧するようにしているのである。ここで、本実施形態は、ＤＣバスライン２２にコンデンサＣ１が設けられているので、バッテリ３２から放出された電気をコンデンサＣ１に貯留することができる結果、回生動作に復帰した際に、コンデンサＣ１の電力をバッテリ３２に回収することができる。従って、バッテリ３２から放電してＤＣバスライン２２を昇圧しても、バッテリ３２の損失は、可及的に低減されることになる。
【００６０】
以上説明したように本実施形態では、モータ２５の回生動作時において、両インバータ２３、２４を稼動させている運転状況から第２のインバータ２４が遮断された場合において、モータ２５から第２のインバータ２４に流れる電流を可及的に低減し、リレースイッチ２９を安全に切り換えることができる。
【００６１】
また本実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１を降圧動作させることによってバッテリ３２の回生動作をモータ２５に行わせるとともに、モータ２５の回生動作時に第２のインバータ２４がＯＦＦされた場合であって経路電圧Ｖｄｃがモータ電圧Ｖｍよりも低いときに、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１の降圧動作を停止するバッテリ制御部１１２を備え、これらスイッチング回路としてのＤＣ−ＤＣコンバータ３１並びにスイッチング回路制御部としてのバッテリ制御部１１２が昇圧手段として機能している。このため本実施形態では、ハイブリッド車両の回生動作を司るバッテリ制御部１１２によってＤＣバスライン２２の昇圧動作が実行されるので、ＤＣバスライン２２の昇圧時には、回生動作も中止される結果、より効率よくＤＣバスライン２２を昇圧し、リレースイッチ２９の切り換えを速やかに行うことができる。
【００６２】
また本実施形態では、モータ２５の回生動作時に第２のインバータ２４がＯＦＦされた場合であって経路電圧Ｖｄｃがモータ電圧Ｖｍよりも低いときにおいて、経路電圧Ｖｄｃとモータ電圧Ｖｍとの差が所定の判定電圧Ｖｓｔ未満のときは降圧動作を停止する一方、経路電圧Ｖｄｃとモータ電圧Ｖｍとの差が所定の判定電圧Ｖｓｔ以上のときは、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１を昇圧動作させるものである。このため本実施形態では、運転状態に応じて好適な電圧制御を実行し、リレースイッチ２９を切り換えることができる。すなわち、単に降圧動作を停止してＤＣバスライン２２の昇圧を図った場合には、リレースイッチ２９を切り換えるまでの時間がかかる傾向がある一方、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１を昇圧動作させた場合には、バッテリ３２からＤＣバスライン２２への給電による損失が生じる傾向にあるが、経路電圧Ｖｄｃとモータ電圧Ｖｍとの差を所定の判定電圧Ｖｓｔと比較することによって、ＤＣバスライン２２を昇圧する態様を最適化することが可能になる。
【００６３】
また本実施形態では、ＤＣバスライン２２には、コンデンサＣ１が接続されている。このため本実施形態では、昇圧手段としてのバッテリ制御部１１２がＤＣバスライン２２を昇圧する際に、バッテリ３２からＤＣバスライン２２への電力がコンデンサＣ１に貯留されるので、昇圧動作による損失を可及的に低減することができる。
【００６４】
上述した実施形態は、本発明の好ましい具体例に過ぎず、本発明は上述した実施形態に限定されない。
【００６５】
図９は本発明の別の実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成図である。
【００６６】
図９の実施形態では、ダイオード整流器２１に代えてＡＣ／ＤＣコンバータ６０を採用し、第２のインバータ２４をジェネレータ２０に接続するスタータ運転用給電経路２９ｂ（図１参照）が省略されている。
【００６７】
図９の態様では、ジェネレータ２０に給電する際には、ＡＣ／ＤＣコンバータ６０が制御ユニット１００によって駆動される。そして、この実施形態においても、リレースイッチ２９の切換動作を図５、図６に示した制御例で制御することにより、回生時におけるリレースイッチ２９の切換動作の際に、リレースイッチ２９の劣化を可及的に低減することができる。
【００６８】
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施の一形態に係るハイブリッド車両の概略構成図である。
【図２】同ハイブリッド車両の要部を示す配線図である。
【図３】図１に示したハイブリッド車両の制御装置を示すブロック図である。
【図４】インバータの特性図である。
【図５】本実施形態に係る回生動作の制御例を示すフローチャートである。
【図６】本実施形態に係る回生動作の制御例を示すフローチャートである。
【図７】降圧動作停止による経路電圧の上昇特性を示すタイミングチャートである。
【図８】昇圧動作による経路電圧の上昇特性を示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の別の実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０  エンジン
２０  ジェネレータ
２２  ＤＣバスライン（給電経路の一例）
２３  第１のインバータ
２４  第２のインバータ
２５  モータ
２９  リレースイッチ
３０  電源装置
３１  ＤＣ−ＤＣコンバータ（昇圧手段の一例）
３２  バッテリ
１００  制御ユニット
１０１  運転状態判定部
１１０  燃焼制御部
１１１  リレー制御部
１１２  バッテリ制御部（昇圧手段の一例）
１１３  インバータ制御部
Ｃ１  コンデンサ
Ｉｂ  バッテリ電流
Ｉｍｒ  基準電流
Ｉｒｅ  回生電流
Ｎｍ  モータ回転速度
ＳＷ１  ジェネレータ出力電流センサ
ＳＷ２  ジェネレータ回転速度センサ
ＳＷ３  バスライン電圧センサ
ＳＷ４  バッテリ電流センサ
ＳＷ５  バッテリ電圧センサ
ＳＷ６  車速センサ
ＳＷ７  アクセル開度センサ
ＳＷ８  ブレーキセンサ
ＳＷ１１  モータ回転速度センサ
ＳＷ１２  モータ電圧センサ
Ｖｂ  バッテリ電圧
Ｖｄｃ  経路電圧
Ｖｍ  モータ電圧
Ｖｓｔ  判定電圧
【図１】
2009012508.tif 000003
【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】
2009012508.tif 000009
【図８】
2009012508.tif 000010
【図９】
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