特許 7622440 ハイブリッド車両の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-20

(45)【発行日】2025-01-28

(54)【発明の名称】ハイブリッド車両の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 20/50 20160101AFI20250121BHJP

   B60K 6/445 20071001ALI20250121BHJP

   B60K 6/48 20071001ALI20250121BHJP

   B60K 6/54 20071001ALI20250121BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20250121BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20250121BHJP

   B60W 20/10 20160101ALI20250121BHJP

   B60L 3/00 20190101ALI20250121BHJP

   B60L 50/16 20190101ALI20250121BHJP

   H02P 21/22 20160101ALI20250121BHJP

【ＦＩ】

B60W20/50

B60K6/445 ZHV

B60K6/48

B60K6/54

B60W10/08 900

B60W10/06 900

B60W20/10

B60L3/00 J

B60L50/16

H02P21/22

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2021003136

(22)【出願日】2021-01-12

(65)【公開番号】P2022108223

(43)【公開日】2022-07-25

【審査請求日】2023-12-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085361

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 治幸

(74)【代理人】

【識別番号】100147669

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 光治郎

(72)【発明者】

【氏名】西村 幸将

【審査官】渡邊 義之

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－２１４５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２３３１０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１６２９９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第９０４１３２９（ＵＳ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ ６／２０－ ６／５４７

Ｂ６０Ｗ １０／００

Ｂ６０Ｗ １０／０２

Ｂ６０Ｗ １０／０６

Ｂ６０Ｗ １０／０８

Ｂ６０Ｗ １０／１０

Ｂ６０Ｗ １０／１８

Ｂ６０Ｗ １０／２６

Ｂ６０Ｗ １０／２８

Ｂ６０Ｗ １０／３０－ ２０／５０

Ｂ６０Ｌ ３／００

Ｂ６０Ｌ ５０／１６

Ｈ０２Ｐ ２１／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンと、前記エンジンに連結された発電機と、一対の駆動輪に動力伝達可能に連結された電動機と、を備えるハイブリッド車両の、制御装置であって、
前記エンジンを作動させたバッテリレス走行中において前記発電機の発電により過電圧が生じると判定した場合には、前記電動機に供給するｄ軸電流の増加を前記エンジンの出力トルクの低下よりも優先して実行し、
前記発電機の発電により過電圧が生じるとの判定は、前記発電機の発電電力と前記発電電力を消費する装置での消費電力との電力差が所定電力値を超過したこと及び前記発電電力がインバータにより直流に変換されて出力される電力線対の電圧が所定電圧値を超過したことの少なくとも一方により行われ、
前記発電機及び前記電動機は同一の回転電機である
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、エンジンと、そのエンジンに連結された発電機と、一対の駆動輪に動力伝達可能に連結された電動機と、を備えるハイブリッド車両の、制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

エンジンと、そのエンジンにより駆動される発電機と、一対の駆動輪に動力伝達可能に連結された電動機と、を備えるハイブリッド車両において、走行中に発電機及び電動機に接続されたバッテリが異常状態（例えば故障）となった場合に、（ａ）電動機の回転に伴って発生する逆起電力に起因する正の界磁電流を打ち消すように負のｄ軸電流の絶対値を増加させた後に、（ｂ）バッテリを発電機及び電動機から切り離して、切り離しの際に過電圧が発生しないようにするハイブリッド車両の制御装置が知られている。例えば、特許文献１に記載されたハイブリッド車両の制御装置がそれである。特許文献１に記載のハイブリッド車両の制御装置は、バッテリを発電機及び電動機から切り離した後は、例えば発電機での発電電力と電動機での消費電力とをバランスさせることでバッテリの電力を用いない走行すなわちバッテリレス走行を可能としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－２３３１０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、バッテリレス走行において発電機での発電電力は、電動機の他に補機等でも消費されるが、補機等での消費電力は一定とは限らず急変する場合がある。例えば、補機等での消費電力が急減した場合には、発電機での発電電力とその発電電力を消費する消費電力とをバランスさせるために電動機での消費電力を増加させることが考えられる。しかし、電動機での消費電力を増加させると、これに起因して電動機から出力される走行用駆動力が増加してしまい、この増加した走行用駆動力が一対の駆動輪に伝達されてしまうおそれがある。この走行用駆動力の増加はドライバーが意図しないものであるため、ドライバーに違和感を与えてしまうおそれがある。一方、電動機の消費電力を増加させない場合には、発電機での発電電力とその発電電力を消費する消費電力とのバランスが崩れることにより過電圧が発生してしまうおそれがある。

【0005】

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、バッテリレス走行において過電圧の発生を抑制しつつドライバーに与える違和感を抑制できるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１発明の要旨とするところは、（ａ）エンジンと、前記エンジンに連結された発電機と、一対の駆動輪に動力伝達可能に連結された電動機と、を備えるハイブリッド車両の、制御装置であって、（ｂ）前記エンジンを作動させたバッテリレス走行中において前記発電機の発電により過電圧が生じると判定した場合には、前記電動機に供給するｄ軸電流の増加を前記エンジンの出力トルクの低下よりも優先して実行し、（ｃ）前記発電機の発電により過電圧が生じるとの判定は、前記発電機の発電電力と前記発電電力を消費する装置での消費電力との電力差が所定電力値を超過したこと及び前記発電電力がインバータにより直流に変換されて出力される電力線対の電圧が所定電圧値を超過したことの少なくとも一方により行われ、（ｄ）前記発電機及び前記電動機は同一の回転電機であることにある。

【発明の効果】

【0007】

第１発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、前記エンジンを作動させたバッテリレス走行中において前記発電機の発電により過電圧が生じると判定した場合には、前記電動機に供給するｄ軸電流の増加が前記エンジンの出力トルクの低下よりも優先して実行される。これにより、バッテリレス走行中において、補機等での消費電力を発電機で発電し、補機等での消費電力が急減しても電動機に供給するｄ軸電流の増加により過電圧の発生を抑制することができる。また、ｄ軸電流の増加ではドライバーの意図しない走行用駆動力が一対の駆動輪に伝達されることが抑制されるので、ドライバーに与える違和感が抑制される。
また、発電機の発電電力とその発電電力を消費する補機等の装置での消費電力との電力差が所定電力値を超過したり、発電機の発電電力がインバータにより直流に変換されて出力される電力線対の電圧が所定電圧値を超過したりした場合には、過電圧が生じると判定することができる。
さらに、単一の回転電機が発電機及び電動機として機能する場合であっても、過電圧の発生が抑制されるとともに、ドライバーの意図しない走行用駆動力が一対の駆動輪に伝達されることが抑制されてドライバーに与える違和感が抑制される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施例１に係る電子制御装置を備えるハイブリッド車両の概略構成図であるとともに、ハイブリッド車両における各種制御のための制御機能の要部を表す機能ブロック図である。

【図2】図１に示す電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートの一例である。

【図3】本発明の実施例２に係る電子制御装置を備えるハイブリッド車両の概略構成図であるとともに、ハイブリッド車両における各種制御のための制御機能の要部を表す機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の各実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の各実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。

【実施例1】

【0012】

図１は、本発明の実施例１に係る電子制御装置８０を備えるハイブリッド車両１０の概略構成図であるとともに、ハイブリッド車両１０における各種制御のための制御機能の要部を表す機能ブロック図である。

【0013】

ハイブリッド車両１０（以下、単に「車両１０」と記す。）は、エンジン１２、連結軸２２、機械式オイルポンプＭＯＰ、動力分割機構３４、発電機ＭＧ１、電動機ＭＧ２、ＡＴ入力軸２６、自動変速機１８、ＡＴ出力軸２８、ディファレンシャルギヤ４０、及び一対の車軸３０などを備える。機械式オイルポンプＭＯＰ、動力分割機構３４、発電機ＭＧ１、電動機ＭＧ２、及び自動変速機１８は、ケース２０内に収容されている。また、車両１０は、電動オイルポンプＥＯＰ、油圧制御回路４４、インバータ６０、エアコン６６、メインバッテリ７０、システムメインリレー７２、電力線対７４、補機バッテリ７６、ＤＣ／ＤＣコンバータ７８、及び電子制御装置８０を備える。なお、エンジン１２及び電動機ＭＧ２は車両１０の走行用駆動力源であって、その走行用駆動力源から一対の駆動輪３２に走行用駆動力が伝達される経路が動力伝達経路ＰＴである。

【0014】

エンジン１２は、周知の内燃機関である。エンジン１２は、電子制御装置８０によって車両１０に備えられたスロットルアクチュエータや燃料噴射装置や点火装置等のエンジン制御装置６８が制御されることによりエンジン１２の出力トルクであるエンジントルクＴe［Nm］が制御される。なお、本明細書では、特に区別しない場合には、トルク及び駆動力は同義である。

【0015】

発電機ＭＧ１及び電動機ＭＧ２は、所謂モータジェネレータであって、例えば三相同期モータジェネレータである。後述するバッテリレス走行では、発電機ＭＧ１は発電機として用いられ、電動機ＭＧ２は電動機として用いられる。

【0016】

発電機ＭＧ１、電動機ＭＧ２、及び電動オイルポンプＥＯＰは、各々、インバータ６０を介してメインバッテリ７０に接続されている。インバータ６０は、発電機ＭＧ１と電力線対７４との間、電動機ＭＧ２と電力線対７４との間、且つ、電動オイルポンプＥＯＰと電力線対７４との間、に設けられ、電子制御装置８０によって制御されることにより直流を交流に変換したり交流を直流に変換したりする電源回路である。例えば、インバータ６０は、メインバッテリ７０から電力線対７４に供給されている直流を三相交流に変換して発電機ＭＧ１や電動機ＭＧ２に出力したり、発電機ＭＧ１や電動機ＭＧ２で発電された三相交流の発電電力を直流に変換して電力線対７４に出力したりする。また、インバータ６０は、メインバッテリ７０から電力線対７４に供給されている直流を三相交流に変換して電動オイルポンプＥＯＰに出力して駆動する。例えば、電動オイルポンプＥＯＰは、ＥＯＰ駆動用モータ例えば三相同期モータの回転により駆動可能な周知のオイルポンプである。

【0017】

電子制御装置８０によってインバータ６０が制御されることにより、発電機ＭＧ１から出力されるトルクであるＭＧ１出力トルクＴmg1［Nm］及び電動機ＭＧ２から出力されるトルクであるＭＧ２出力トルクＴmg2［Nm］がそれぞれ制御される。ＭＧ１出力トルクＴmg1及びＭＧ２出力トルクＴmg2は、例えば正回転の場合、加速側となる正トルクでは力行トルクであり、減速側となる負トルクでは回生トルクである。ＭＧ２出力トルクＴmg2が力行トルクである場合には、電動機ＭＧ２から走行用駆動力が出力されているということになる。

【0018】

インバータ６０に接続された電力線対７４の正極線及び負極線の間には、コンデンサＣが接続され、正極線と負極線との間の直流電圧ＶＨ［V］の平滑化が図られる。直流電圧ＶＨは、電力線対７４の直流電圧である。インバータ６０は、発電機ＭＧ１、電動機ＭＧ２、及び電動オイルポンプＥＯＰを駆動制御するパワーコントロールユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）として機能する。

【0019】

動力分割機構３４は、エンジン１２と自動変速機１８との間に設けられ、例えば遊星歯車装置で構成されている。動力分割機構３４は、エンジン１２から出力される駆動力を発電機ＭＧ１及び中間伝達部材３６に機械的に分割する。中間伝達部材３６には、電動機ＭＧ２が動力伝達可能に接続されている。中間伝達部材３６は、自動変速機１８の入力軸であるＡＴ入力軸２６に連結されている。動力分割機構３４は、発電機ＭＧ１の運転状態が制御されることにより動力分割機構３４を構成する遊星歯車装置の差動状態が制御される電気式の無段変速機として機能する。

【0020】

動力分割機構３４において発電機ＭＧ１に分割されたエンジン１２の駆動力により発電機ＭＧ１は発電する。発電機ＭＧ１での発電電力Ｗg1がインバータ６０を介して電力線対７４に接続されたコンデンサＣに蓄えられ更にシステムメインリレー７２を介してメインバッテリ７０に充電されたり、その発電電力Ｗg1で電動機ＭＧ２が回転駆動されたりする。動力分割機構３４において中間伝達部材３６に分割されたエンジン１２の駆動力は、走行用駆動力としてＡＴ入力軸２６を介して自動変速機１８に入力される。

【0021】

自動変速機１８は、周知の自動変速機であり、電子制御装置８０により制御される油圧制御回路４４によって異なる変速比γのうちから所望の変速比が形成される。例えば、油圧制御回路４４内には、自動変速機１８の変速制御用である複数の電磁弁が設けられ、その複数の電磁弁の各駆動電流のオン／オフの組み合わせが切り替えられることにより自動変速機１８に設けられたクラッチやブレーキの油圧式係合装置の断接状態が切り替えられて、自動変速機１８の変速比γが所望の変速比とされる。自動変速機１８の出力軸であるＡＴ出力軸２８は、ディファレンシャルギヤ４０及び一対の車軸３０を介して一対の駆動輪３２に連結されている。

【0022】

メインバッテリ７０は、充放電可能な二次電池であって、主に発電機ＭＧ１、電動機ＭＧ２、及び電動オイルポンプＥＯＰを駆動するための電力を放電（供給）したり、回生による発電機ＭＧ１での発電電力Ｗg1や電動機ＭＧ２での発電電力Ｗg2を充電したりするのに用いられる。メインバッテリ７０は、システムメインリレー７２を介して電力線対７４に接続されている。システムメインリレー７２は、電子制御装置８０によって接続状態と開放状態とが切り替えられる例えばメカニカルリレーであって、メインバッテリ７０と電力線対７４との間において正極線及び負極線の各々に設けられている。

【0023】

補機バッテリ７６は、充放電可能な二次電池であって、主に補機（エンジン制御装置６８や各種センサ、スイッチなど）へ電力を供給するために用いられる。用途の相違から、補機バッテリ７６は、メインバッテリ７０に比較して最大限蓄電可能な電池の容量である充電容量［mAh］が小さい。また、メインバッテリ７０は、補機バッテリ７６に比較してバッテリ電圧Ｖbat［V］が高くされている。例えば、補機バッテリ７６が１２［V］であるのに対して、メインバッテリ７０はそれよりも高電圧である。

【0024】

ＤＣ／ＤＣコンバータ７８は、電力線対７４と補機バッテリ７６との間に設けられ、直流を昇圧したり降圧したりする電源回路である。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ７８は、電力線対７４の直流電圧ＶＨを降圧してその直流電圧ＶＨよりも低電圧の直流を補機バッテリ７６に充電したり、補機バッテリ７６から供給されている直流を昇圧して補機バッテリ７６よりも高電圧の直流を電力線対７４に出力したりする。

【0025】

エアコン６６は、車室内の空気の温度・湿度を調節する装置であって、電力線対７４に接続されている。例えば、エアコン６６が作動状態にある場合には、電力線対７４に接続されたコンデンサＣに蓄えられた電力がエアコン６６で消費される。

【0026】

車両１０においては、例えば走行用駆動力源のうち少なくともエンジン１２を作動させて走行するエンジン走行モード及びエンジン１２を作動停止（運転停止）させた状態で走行するＥＶ走行モードが選択可能である。エンジン走行モードは、一般に高要求駆動力すなわち高負荷の領域で選択される。ＥＶ走行モードは、一般に低要求駆動力すなわち低負荷の領域で選択される。

【0027】

機械式オイルポンプＭＯＰは、連結軸２２に配設されている。機械式オイルポンプＭＯＰは、エンジン１２により回転駆動される周知のオイルポンプである。電動オイルポンプＥＯＰ及び機械式オイルポンプＭＯＰの少なくとも一方が駆動されることで、油圧制御回路４４にオイルが圧送される。このオイルは、例えばＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）等である。

【0028】

電子制御装置８０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。なお、電子制御装置８０は、本発明における「制御装置」に相当する。

【0029】

電子制御装置８０には、車両１０に備えられた各種センサ等（例えば、アクセル開度センサ９０、エンジン回転速度センサ９２、出力軸回転速度センサ９４、バッテリセンサ９６、ＭＧ１回転速度センサ９８ａ、ＭＧ２回転速度センサ９８ｂなど）による検出値に基づく各種信号等（例えば、ドライバーによる加速操作の大きさを表す加速操作量としてのアクセル開度θacc［%］、エンジン回転速度Ｎe［rpm］、車速Ｖ［km/h］に対応するＡＴ出力軸２８の回転速度である出力軸回転速度Ｎout［rpm］、メインバッテリ７０のバッテリ温度ＴＨbat［℃］やバッテリ電流Ｉbat［A］やバッテリ電圧Ｖbat［V］、発電機ＭＧ１の回転速度であるＭＧ１回転速度Ｎmg1［rpm］、電動機ＭＧ２の回転速度であるＭＧ２回転速度Ｎmg2［rpm］など）が、それぞれ入力される。

【0030】

電子制御装置８０からは、車両１０に備えられた各装置（例えば、エンジン制御装置６８、インバータ６０、油圧制御回路４４、ＤＣ／ＤＣコンバータ７８、システムメインリレー７２など）に各種指令信号（例えば、エンジン１２を制御するためのエンジン制御信号Ｓe、インバータ６０を介して発電機ＭＧ１の回転制御，電動機ＭＧ２の回転制御，電動オイルポンプＥＯＰの回転制御をそれぞれ実行するためのＭＧ１制御信号Ｓmg1，ＭＧ２制御信号Ｓmg2，ＥＯＰ制御信号Ｓeop、自動変速機１８の変速制御を実行するための油圧制御信号Ｓp、ＤＣ／ＤＣコンバータ７８の電圧変換を制御するためのコンバータ制御信号Ｓcon、システムメインリレー７２の開閉を制御するためのリレー制御信号Ｓsmrなど）が、それぞれ出力される。

【0031】

電子制御装置８０は、例えばアクセル開度θaccと車速Ｖとに基づいて、一対の駆動輪３２に出力すべき駆動力の目標値（すなわち、ＡＴ出力軸２８に出力すべき駆動力の目標値）である要求駆動力を計算する。この要求駆動力がＡＴ出力軸２８に出力されるように、エンジン１２、発電機ＭＧ１、電動機ＭＧ２、及び自動変速機１８がそれぞれ制御される。

【0032】

ところで、メインバッテリ７０が異常又は機能制限により使用できない使用不可状態である場合には、車両１０は退避走行のためにバッテリレス走行を可能とすることが望まれる。退避走行とは、走行中に何らかの不具合が発生しても車両１０を安全な場所に停止させるために走行を継続させることであり、バッテリレス走行とは、バッテリ（本実施例では、メインバッテリ７０）を使用せずに行われる走行である。

【0033】

図１に戻り、電子制御装置８０は、バッテリ状態判定部８２、ＳＭＲ制御部８４、及び走行制御部８６を機能的に備える。

【0034】

バッテリ状態判定部８２は、車両走行中においてメインバッテリ７０が使用不可状態であるか否かを判定する。例えば、バッテリセンサ９６で検出されたメインバッテリ７０のバッテリ温度ＴＨbatやバッテリ電流Ｉbatやバッテリ電圧Ｖbatがそれらに対する所定の判定値と比較されることにより、メインバッテリ７０に異常が発生してメインバッテリ７０が使用不可状態となっているか否かが判定される。なお、所定の判定値は、メインバッテリ７０を使用不可とするほどの異常がメインバッテリ７０で発生したことを判定するための予め定められた判定値であって、例えばバッテリ温度ＴＨbat、バッテリ電流Ｉbat、及びバッテリ電圧Ｖbatのそれぞれに対して実験的に或いは設計的に予め定められた値である。また、例えばメインバッテリ７０が一時的な機能制限により使用できない場合には、メインバッテリ７０が使用不可状態であると判定される。

【0035】

バッテリ状態判定部８２により車両走行中においてメインバッテリ７０が使用不可状態であると判定されると、ＳＭＲ制御部８４は、システムメインリレー７２を開放してメインバッテリ７０から発電機ＭＧ１、電動機ＭＧ２、及び電動オイルポンプＥＯＰへの電力供給を遮断する。なお、ＥＶ走行モードで走行中であった場合には、例えば一対の駆動輪３２から入力される被駆動力によるクランキングでエンジン１２の始動が行われてエンジン走行モードによる走行（バッテリレス走行）とされる。

【0036】

バッテリ状態判定部８２により車両走行中においてメインバッテリ７０が使用不可状態であると判定されると、走行制御部８６は、バッテリレス走行により走行を継続させる。本実施例では、このバッテリレス走行において電動機ＭＧ２のＭＧ２出力トルクＴmg2を零とする。

【0037】

走行制御部８６は、一対の駆動輪３２に要求駆動力が中間伝達部材３６を介して伝達されるようにエンジン１２を作動させ、且つ、エアコン６６を含む補機等での消費電力Ｗc［W］分を発電機ＭＧ１で発電させることで走行を継続させる。本明細書において、「補機等」は、補機バッテリ７６を介して電力を消費する補機（エンジン制御装置６８や各種センサ、スイッチなど）の他、エアコン６６のように発電機ＭＧ１の発電電力Ｗg1を消費する装置を含むが、電動機ＭＧ２は含まない。

【0038】

バッテリレス走行中においては、補機等での消費電力Ｗcが急変する場合がある。例えば、エアコン６６が作動状態から非作動状態へ変化した場合には、補機等での消費電力Ｗcが急減する。補機等での消費電力Ｗcが急減すると、発電機ＭＧ１での発電電力Ｗg1が消費電力Ｗcを超過することで車両１０内（例えば電力線対７４の直流電圧ＶＨ）で過電圧が発生してしまうおそれがある。電力線対７４の直流電圧ＶＨが過電圧となると、コンデンサＣの耐久性が低下するおそれがある。

【0039】

なお、この車両１０内で過電圧の発生を回避するために、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ７８を介して補機バッテリ７６に充電することが考えられるが、補機バッテリ７６はメインバッテリ７０に比較して充電容量が小さいため、過電圧の発生の抑制効果も限定的である。

【0040】

走行制御部８６は、エンジン制御部８６ａ、ＭＧ制御部８６ｂ、油圧制御部８６ｃ、及び過電圧判定部８６ｄを機能的に備える。なお、ＭＧ制御部８６ｂは、過電圧を抑制する過電圧抑制制御部としての機能を有する。

【0041】

エンジン制御部８６ａは、バッテリレス走行を継続するため、一対の駆動輪３２に要求駆動力が伝達され、且つ、補機等での消費電力Ｗc分が発電機ＭＧ１で発電されるようにエンジン１２を制御する。ＭＧ制御部８６ｂは、発電機ＭＧ１が消費電力Ｗc分を発電するように、エンジントルクＴeに対する反力トルクとしてＭＧ１出力トルクＴmg1を制御する。油圧制御部８６ｃは、自動変速機１８で所望の変速比を形成するように、油圧制御回路４４を制御する。これらエンジン制御部８６ａ、ＭＧ制御部８６ｂ、及び油圧制御部８６ｃの制御により、動力分割機構３４において中間伝達部材３６に分割されたエンジン１２の駆動力が要求駆動力として一対の駆動輪３２に伝達される。

【0042】

ここで、電動機ＭＧ２のロータの軸線を中心に回転する回転座標系において、電動機ＭＧ２のロータの磁極がつくる磁束の向きに沿った軸（例えば埋込磁石型の同期モータジェネレータでは、永久磁石の中心軸）をｄ軸とし、そのｄ軸に対して電気的に９０°だけ位相が進んだ軸をｑ軸とする。電動機ＭＧ２のステータに巻回されたコイルに供給する供給電流のうち、その供給電流がつくる鎖交磁束がｄ軸となる電流成分をｄ軸電流といい、その供給電流がつくる鎖交磁束がｑ軸となる電流成分をｑ軸電流ということとする。電動機ＭＧ２に供給されるｄ軸電流は、ロータの磁極がつくる磁束と同じ方向の鎖交磁束をつくるため、ｄ軸電流は発電機ＭＧ１での発電電力Ｗg1を消費するが電動機ＭＧ２に駆動トルクを出力させない。一方、電動機ＭＧ２に供給されるｑ軸電流は、ロータの磁極がつくる磁束と直交する方向の鎖交磁束をつくるため、電動機ＭＧ２に駆動トルクを出力させる。すなわち、電動機ＭＧ２に供給されるｑ軸電流によって出力される駆動トルクが電動機ＭＧ２のＭＧ２出力トルクＴmg2である。

【0043】

過電圧判定部８６ｄは、電力線対７４の直流電圧ＶＨが制御可能範囲内すなわち過電圧が生じない範囲内であるか否かを判定する。例えば、過電圧判定部８６ｄは、発電機ＭＧ１の発電電力Ｗg1がインバータ６０により直流に変換されて出力される電力線対７４の直流電圧ＶＨが所定電圧値ＶＨ_jdg［V］以下であるか否かを判定する。所定電圧値ＶＨ_jdgは、発電機ＭＧ１での発電により過電圧が生じないことを判定するために実験的に或いは設計的に予め定められた判定値であって、例えばインバータ６０に電気的に接続された部品（例えばコンデンサＣ）に過負荷を与えず耐久性の低下が実用上許容できる範囲の上限値として定められたものである。直流電圧ＶＨが所定電圧値ＶＨ_jdgを超過した状態が継続した場合には、発電機ＭＧ１での発電による過電圧によりインバータ６０に電気的に接続された部品の耐久性が低下するおそれがある。

【0044】

過電圧判定部８６ｄにより電力線対７４の直流電圧ＶＨが制御可能範囲外すなわち過電圧が生じると判定された場合には、エンジン制御部８６ａとＭＧ制御部８６ｂとは、連携して補機等での消費電力Ｗcの急変に応じてエンジントルクＴeを変化させるとともに、電動機ＭＧ２に供給するｄ軸電流を変化させる。

【0045】

具体的には、補機等での消費電力Ｗcが急減した場合には、エンジン制御部８６ａはエンジントルクＴeもそれに応じて減少させ（低下させ）、補機等での消費電力Ｗcが急増した場合には、エンジン制御部８６ａはエンジントルクＴeもそれに応じて増加させる。また、補機等での消費電力Ｗcが急減した場合には、ＭＧ制御部８６ｂは、電動機ＭＧ２のｄ軸電流をそれに応じて増加させ、補機等での消費電力Ｗcが急増した場合には、ＭＧ制御部８６ｂは、電動機ＭＧ２のｄ軸電流をそれに応じて減少させる。

【0046】

エンジン制御部８６ａによるエンジントルクＴeの制御は、電動機ＭＧ２によるｄ軸電流の制御に比較して応答性が劣る。そのため、例えば補機等での消費電力Ｗcが急減した場合には、エンジン制御部８６ａによるエンジントルクＴeの減少よりもＭＧ制御部８６ｂによる電動機ＭＧ２のｄ軸電流の増加の方が優先して実行される。ここにいう「優先」とは、車両１０内（例えば電力線対７４の直流電圧ＶＨ）で過電圧が生じると判定された場合において速やかに過電圧が生じない状態にするために、エンジントルクＴeの減少よりも先に電動機ＭＧ２のｄ軸電流を増加させることである。したがって、消費電力Ｗcの急減に応じてエンジントルクＴeが減少した場合には、増加させられた電動機ＭＧ２のｄ軸電流は減少させられる。

【0047】

図２は、図１に示す電子制御装置８０の制御作動の要部を説明するフローチャートの一例である。図２のフローチャートは、車両走行中に繰り返し実行される。

【0048】

まず、バッテリ状態判定部８２の機能に対応するステップＳ１０において、車両走行中にメインバッテリ７０に異常が発生しメインバッテリ７０が使用不可状態であるか否かが判定される。ステップＳ１０の判定が肯定された場合は、ステップＳ２０が実行される。ステップＳ１０の判定が否定された場合は、リターンとなる。

【0049】

ＳＭＲ制御部８４の機能に対応するステップＳ２０において、システムメインリレー７２が開放されてメインバッテリ７０から発電機ＭＧ１及び電動機ＭＧ２への電力供給が遮断される。そして、ＭＧ制御部８６ｂの機能に対応するステップＳ３０において、エアコン６６を含む補機等での消費電力Ｗc分が発電機ＭＧ１で発電されるようにＭＧ１出力トルクＴmg1が制御される。そして、過電圧判定部８６ｄの機能に対応するステップＳ４０において、電力線対７４の直流電圧ＶＨが制御可能範囲内（例えば所定電圧値ＶＨ_jdg以下）であるか否かが判定される。ステップＳ４０の判定が肯定された場合は、リターンとなる。ステップＳ４０の判定が否定された場合は、ステップＳ５０が実行される。

【0050】

エンジン制御部８６ａ及びＭＧ制御部８６ｂの機能に対応するステップＳ５０において、補機等での消費電力Ｗcの急減に応じてエンジントルクＴeが減少させられるとともに、電動機ＭＧ２のｄ軸電流が増加させられる。なお、補機等での消費電力Ｗcの急減に対しては、エンジントルクＴeの減少よりも電動機ＭＧ２のｄ軸電流の増加の実行が優先される。そしてリターンとなる。

【0051】

本実施例によれば、エンジン１２を作動させたバッテリレス走行中において発電機ＭＧ１の発電により過電圧が生じると判定した場合には、電動機ＭＧ２に供給するｄ軸電流の増加がエンジントルクＴeの低下よりも優先して実行される。これにより、バッテリレス走行中において、補機等での消費電力Ｗc分を発電機ＭＧ１で発電し、補機等での消費電力Ｗcが急減しても電動機ＭＧ２に供給するｄ軸電流の増加により過電圧の発生を抑制することができる。また、電動機ＭＧ２のｄ軸電流の増加ではドライバーの意図しない走行用駆動力が一対の駆動輪３２に伝達されることが抑制されるので、ドライバーに与える違和感が抑制される。なお、過電圧の発生が抑制されることにより部品（例えばコンデンサＣ）の耐久性の低下を抑制することができる。

【0052】

本実施例によれば、発電機ＭＧ１の発電により過電圧が生じるとの判定は、発電機ＭＧ１の発電電力Ｗg1がインバータ６０により直流に変換されて出力される電力線対７４の直流電圧ＶＨが所定電圧値ＶＨ_jdgを超過したことにより行われる。このように、発電機ＭＧ１の発電電力Ｗg1がインバータ６０により直流に変換されて出力される電力線対７４の直流電圧ＶＨが所定電圧値ＶＨ_jdgを超過した場合には、過電圧が生じると判定することができる。

【実施例2】

【0053】

図３は、本発明の実施例２に係る電子制御装置１８０を備えるハイブリッド車両１１０の概略構成図であるとともに、ハイブリッド車両１１０における各種制御のための制御機能の要部を表す機能ブロック図である。

【0054】

ハイブリッド車両１１０（以下、単に「車両１１０」と記す。）の構成は、前述の実施例１における車両１０の構成と略同じであるが、エンジン１２と自動変速機１８との間において動力分割機構３４の替わりに別の構成となっている点と、電子制御装置８０の替わりに電子制御装置１８０となっている点と、が主に異なる。そのため、実施例１と異なる部分を中心に説明することとし、実施例１と実質的に共通する部分には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

【0055】

車両１１０は、エンジン１２と自動変速機１８との間において、クラッチＫ０、回転電機ＭＧ、機械式オイルポンプＭＯＰ、発進クラッチＷＳＣなどをケース２０内に収容して備える。また、車両１１０は、インバータ６０及び電子制御装置８０の替わりに、インバータ１６０及び電子制御装置１８０を備える。なお、エンジン１２は、車両１１０の走行用駆動力源である。回転電機ＭＧは、エンジン１２に連結された発電機であるとともに、一対の駆動輪３２に動力伝達可能に連結された電動機でもある。すなわち、回転電機ＭＧは、バッテリレス走行では発電機としても電動機としても用いられ、本発明における「発電機」及び「電動機」の両者に相当する。エンジン１２から出力された走行用駆動力が伝達される経路が動力伝達経路ＰＴである。

【0056】

回転電機ＭＧは、所謂モータジェネレータであって、例えば三相同期モータジェネレータである。

【0057】

クラッチＫ０は、エンジン１２に連結された連結軸２２と、回転電機ＭＧのロータに連結されたロータ軸２４と、の間に設けられている。クラッチＫ０は、エンジン１２とロータ軸２４との間での動力伝達を断接可能なクラッチであり、例えば湿式多板型の油圧式摩擦係合装置である。

【0058】

回転電機ＭＧは、電子制御装置１８０によって制御されるインバータ１６０によりメインバッテリ７０に蓄えられた電力を用いて回転駆動され、車両１１０の走行用駆動力を出力する。また、回転電機ＭＧは、エンジン１２からクラッチＫ０を介して入力される駆動力により発電したり、一対の駆動輪３２から入力される被駆動力を回生により電力に変換して発電したりする。

【0059】

インバータ１６０は、回転電機ＭＧと電力線対７４との間、且つ、電動オイルポンプＥＯＰと電力線対７４との間、に設けられ、電子制御装置１８０によって制御されることにより直流を交流に変換したり交流を直流に変換したりする電源回路である。

【0060】

発進クラッチＷＳＣは、自動変速機１８の入力軸であるＡＴ入力軸２６とロータ軸２４との間の動力伝達経路ＰＴに設けられ、動力伝達経路ＰＴにおける動力伝達を断接可能な油圧式クラッチであり、例えば湿式多板型の油圧式摩擦係合装置である。

【0061】

機械式オイルポンプＭＯＰは、ロータ軸２４における回転電機ＭＧと発進クラッチＷＳＣとの間に設けられている。機械式オイルポンプＭＯＰは、回転電機ＭＧによる回転駆動が可能であるとともに、クラッチＫ０が係合されることによってエンジン１２による回転駆動も可能である。

【0062】

電子制御装置１８０の構成は、前述の実施例１における電子制御装置８０の構成と略同じであるが、走行制御部８６の替わりに走行制御部１８６（ＭＧ制御部８６ｂの替わりにＭＧ制御部１８６ｂ）となっている点が異なる。なお、電子制御装置１８０は、本発明における「制御装置」に相当する。電子制御装置１８０には、ＭＧ１回転速度Ｎmg1及びＭＧ２回転速度Ｎmg2の替わりに、回転電機ＭＧの回転速度であるＭＧ回転速度Ｎmg［rpm］がＭＧ回転速度センサ９８による検出値に基づく信号として入力される。電子制御装置１８０からは、ＭＧ１制御信号Ｓmg1及びＭＧ２制御信号Ｓmg2の替わりに、回転電機ＭＧを回転制御するためのＭＧ制御信号Ｓmgがインバータ１６０に出力される。また。電子制御装置１８０からは、油圧制御回路４４に自動変速機１８の変速制御に加えてクラッチＫ０の断接制御，発進クラッチＷＳＣの断接制御をそれぞれ実行するための油圧制御信号Ｓpが出力される。

【0063】

電子制御装置１８０は、要求駆動力を計算する。この要求駆動力がＡＴ出力軸２８に出力されるように、エンジン１２、回転電機ＭＧ、及び自動変速機１８がそれぞれ制御される。

【0064】

走行制御部１８６は、エンジン制御部８６ａ、ＭＧ制御部１８６ｂ、油圧制御部８６ｃ、及び過電圧判定部８６ｄを機能的に備える。なお、ＭＧ制御部１８６ｂは、過電圧を抑制する過電圧抑制制御部としての機能を有する。

【0065】

エンジン制御部８６ａは、バッテリレス走行を継続するため、一対の駆動輪３２に要求駆動力が伝達され、且つ、補機等での消費電力Ｗc分が回転電機ＭＧで発電されるようにエンジン１２を制御する。ＭＧ制御部１８６ｂは、回転電機ＭＧが消費電力Ｗc分を発電するように、エンジントルクＴeに対する反力トルクとして回転電機ＭＧの出力トルクであるＭＧ出力トルクＴmg［Nm］を制御する。油圧制御部８６ｃは、クラッチＫ０を係合状態に維持し、発進クラッチＷＳＣを係合状態に維持し、且つ自動変速機１８で所望の変速比を形成するように、油圧制御回路４４を制御する。これらエンジン制御部８６ａ、ＭＧ制御部１８６ｂ、及び油圧制御部８６ｃの制御により、ＡＴ入力軸２６に伝達されたエンジン１２の駆動力が要求駆動力として一対の駆動輪３２に伝達される。

【0066】

ここで、回転電機ＭＧのロータの軸線を中心に回転する回転座標系において、回転電機ＭＧのロータの磁極がつくる磁束の向きに沿った軸をｄ軸とし、そのｄ軸に対して電気的に９０°だけ位相が進んだ軸をｑ軸とする。

【0067】

過電圧判定部８６ｄにより電力線対７４の直流電圧ＶＨが制御可能範囲外すなわち過電圧が生じると判定された場合には、エンジン制御部８６ａとＭＧ制御部１８６ｂとは、連携して補機等での消費電力Ｗcの急変に応じてエンジントルクＴeを変化させるとともに、回転電機ＭＧのｄ軸電流を変化させる。具体的には、補機等での消費電力Ｗcが急減した場合には、エンジン制御部８６ａはエンジントルクＴeもそれに応じて減少させ（低下させ）、ＭＧ制御部１８６ｂは、回転電機ＭＧのｄ軸電流をそれに応じて増加させる。なお、このエンジン制御部８６ａによるエンジントルクＴeの減少よりもＭＧ制御部１８６ｂによる回転電機ＭＧのｄ軸電流の増加の方が優先して実行される。

【0068】

本実施例によれば、エンジン１２に連結された発電機と、一対の駆動輪３２に動力伝達可能に連結された電動機と、が同一の回転電機ＭＧで実現されている。単一の回転電機ＭＧが発電機及び電動機として機能する場合であっても、前述の実施例１と同様に、過電圧の発生が抑制されるとともに、ドライバーの意図しない走行用駆動力が一対の駆動輪３２に伝達されることが抑制されてドライバーに与える違和感が抑制される。

【0069】

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

【0070】

前述の実施例１、２における車両１０，１１０には、インバータ６０，１６０と、システムメインリレー７２及びＤＣ／ＤＣコンバータ７８と、の間の電力線対７４上に直流を昇圧したり降圧したりする昇圧コンバータが設けられていなかったが、昇圧コンバータが設けられた態様であっても良い。

【0071】

前述の実施例１、２では、発電機ＭＧ１や回転電機ＭＧの発電により過電圧が生じるとの判定は、電力線対７４の直流電圧ＶＨが所定電圧値ＶＨ_jdgを超過したことにより行われたが、この態様に限らない。例えば、実施例１において発電機ＭＧ１の発電により過電圧が生じるとの判定は、発電機ＭＧ１の発電電力Ｗg1と補機等での消費電力Ｗcとの電力差ΔＷ（＝Ｗg1－Ｗc）が所定電力値Ｗ_jdg［W］を超過したことにより行われても良い。所定電力値Ｗ_jdgは、車両１０，１１０内で過電圧が生じないことを判定するために実験的に或いは設計的に予め定められた判定値であって、例えばインバータ６０に電気的に接続された部品（例えばコンデンサＣ）に過負荷を与えず耐久性の低下が実用上許容できる範囲の上限値として定められたものである。例えば、所定電力値Ｗ_jdgは、コンデンサＣの容量［F］の大きさに応じて予め定められた電力差ΔＷ（＝Ｗg1－Ｗc）の上限値である。電力差ΔＷが所定電力値Ｗ_jdgを超過した状態が継続した場合には、発電機ＭＧ１や回転電機ＭＧの発電による過電圧によりインバータ６０，１６０に電気的に接続された部品の耐久性が低下するおそれがある。

【0072】

前述の実施例１では、バッテリレス走行において電動機ＭＧ２のＭＧ２出力トルクＴmg2が零とされたが、これに限らない。例えば、バッテリレス走行において電動機ＭＧ２のＭＧ２出力トルクＴmg2が所定値とされる態様であっても良い。この態様の場合には、動力分割機構３４において中間伝達部材３６に分割されたエンジン１２の駆動力及び電動機ＭＧ２から中間伝達部材３６に出力された所定値のＭＧ２出力トルクＴmg2を合わせたものが、要求駆動力をＡＴ入力軸２６上に換算したものとされる。バッテリレス走行において、走行制御部８６は、要求駆動力が一対の駆動輪３２に伝達されるようにエンジン１２を作動させ、且つ、エアコン６６を含む補機等での消費電力Ｗc［W］と電動機ＭＧ２に供給する電力（すなわち電動機ＭＧ２での消費電力Ｗm2）との合計電力Ｗsum（＝Ｗc＋Ｗm2）分を発電機ＭＧ１で発電させることで走行を継続させる。そして、補機等での消費電力Ｗcが急減した場合には、前述の実施例１と同様に、エンジン制御部８６ａはエンジントルクＴeもそれに応じて減少させ（低下させ）、ＭＧ制御部８６ｂは電動機ＭＧ２のｄ軸電流をそれに応じて増加させる。

【0073】

前述の実施例１，２では、エンジン１２、インバータ６０，１６０、及び油圧制御回路４４を制御するのは電子制御装置８０，１８０であったが、電子制御装置８０，１８０は、必要に応じてエンジン１２を制御するエンジン制御用ＥＣＵ（Electronic Control Unit）、インバータ６０，１６０を制御するインバータ制御用ＥＣＵ、及び油圧制御回路４４を制御する動力伝達制御用ＥＣＵのそれぞれに分割された構成であっても良い。

【0074】

なお、上述したのはあくまでも本発明の実施例であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

【符号の説明】

【0075】

１０、１１０：ハイブリッド車両
１２：エンジン
３２：一対の駆動輪
８０、１８０：電子制御装置（制御装置）
ＭＧ：回転電機（発電機、電動機）
ＭＧ１：発電機
ＭＧ２：電動機
Ｔe：エンジントルク（エンジンの出力トルク）

【図1】

【図2】

【図3】