CN107031378B - 混合动力车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种混合动力车辆，在构成为能够执行无变换器行驶控制的混合动力车辆中，在档位为非前进档的情况下，不使发动机停止而防止不必要的转矩的产生且使退避行驶继续。无变换器行驶控制是通过使变换器(221、222)成为门切断状态且驱动发动机(100)来使车辆(1)行驶的控制。ECU(300)在无变换器行驶控制期间，在档位是非前进档的情况下，切断在电动发电机(10)与蓄电池(150)之间流动的电动机电流(IM1)。

Description

混合动力车辆

技术领域

本发明涉及混合动力车辆，更特定地涉及能够使用发动机和旋转电机的至少一方的动力来进行行驶的混合动力车辆。

背景技术

在混合动力车辆中，已知有具备发动机、第一及第二电动发电机和行星齿轮机构的结构。行星齿轮机构包括连结于第一电动发电机的太阳轮、连结于第二电动发电机的齿圈和连结于发动机的齿轮架。该混合动力车辆的电气系统具备蓄电池和变换器。变换器构成为能够对蓄电池、第一电动发电机以及第二电动发电机之间的电力进行变换。在该混合动力车辆中，在存在发动机的启动要求的情况下，使用变换器使第一电动发电机电旋转，从而使发动机起转。当发动机的转速通过起转而达到预定值时，开始进行发动机的燃料点火而启动发动机。

另外，在具有这样的结构的混合动力车辆中，在无法正常由变换器进行第一及第二电动发电机的电驱动的情况下，为了保护设备而需要采取合适的措施。例如，日本特开2013-203116号公报（专利文献1）公开了一种如下的控制：在无法正常进行第一及第二电动发电机的电驱动的情况下，进行变换器的门切断。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-203116号公报

发明内容

发明所要解决的课题

通常，车辆的档位（行驶档）例如有D（前进）档、B（制动）档等前进档和P（停车）档、R（后退）档、N（空）档等非前进档。

在本说明书中，将在如上述那样无法由变换器正常进行第一及第二电动发电机的电驱动的情况下使变换器成为门切断状态并驱动发动机来使车辆进行退避行驶的控制称作“无变换器行驶控制”。在无变换器行驶控制中，使变换器成为门切断状态，并利用发动机的旋转力使第一电动发电机机械地旋转，由此在第一电动发电机中产生反向电压（日文：逆起電圧）。此时，第一电动发电机产生向妨碍第一电动发电机的旋转的方向发挥作用的制动转矩（反向转矩）。通过该反向转矩从第一电动发电机作用于太阳轮，在齿圈中会作为反向转矩的反力而产生向正向发挥作用的驱动转矩。通过使用该驱动转矩来实现退避行驶。

本申请的发明人着眼于：在无变换器行驶控制中，有可能产生以下那样的问题。即，在无变换器行驶控制中的混合动力车辆例如暂时停止的状态下，有时档位会被切换为N档等非前进档。在这样的情况下，作为防止反向转矩以及由此引起的驱动转矩的产生，可考虑停止发动机。然而，在无变换器行驶控制中，由于变换器处于门切断状态，所以一旦使发动机停止，就有可能无法使用第一电动发电机使发动机起转而再启动。其结果，有可能变得无法继续进行退避行驶。

这样，在无变换器行驶控制中档位为非前进档的情况下，要求既防止作为不必要的转矩的由反向转矩引起的驱动转矩的产生，又通过将发动机维持为驱动状态来继续进行退避行驶。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，在构成为能够执行无变换器行驶控制的混合动力车辆中，在档位为非前进档的情况下，不使发动机停止地防止不必要的转矩的产生，并继续进行退避行驶。

用于解决课题的技术方案

按照本发明的某方面的混合动力车辆具备：发动机；第一旋转电机，在转子中具有永磁体；输出轴，与驱动轮连接；行星齿轮机构；连接于输出轴的第二旋转电机；蓄电池；变换器；以及控制装置。行星齿轮以在发动机的驱动状态下第一旋转电机的输出转矩的反力作用于输出轴的方式将发动机、第一旋转电机以及输出轴机械地连结。变换器构成为能够在蓄电池、第一旋转电机以及第二旋转电机之间变换电力。控制装置构成为能够执行无变换器行驶控制。无变换器行驶控制是使变换器成为门切断状态且通过驱动发动机来使混合动力车辆行驶的控制。在无变换器行驶控制期间，控制装置在混合动力车辆的档位为非前进档的情况下，切断在第一旋转电机与蓄电池之间流动的电流。

根据上述结构，在无变换器行驶控制期间档位被操作成了非前进档的情况下，切断在第一旋转电机与蓄电池之间流动的电流。由此，电流不再在第一旋转电机中流动，可防止由第一旋转电机产生制动转矩（反向转矩）。由此，能够不使发动机停止地防止在档位为非前进档的情况下成为不必要的转矩的驱动转矩的产生，且继续进行退避行驶。

优选，混合动力车辆还具备构成为能够将从蓄电池输入的电压升压并向变换器输出的转换器。控制装置通过使转换器成为门切断状态来切断上述电流。

根据上述结构，能够将用于将从蓄电池输入的电压升压并向变换器输出的转换器也用于上述电流的切断。

优选，混合动力车辆还具备设置于在第一旋转电机与蓄电池之间流动的电流的路径上的继电器。控制装置通过使继电器断开来切断电流。

根据上述结构，若具备继电器，则即使在不具备上述转换器的情况下也能切断上述电流。

优选，混合动力车辆还具备构成为能够将从蓄电池输入的电压升压并向变换器输出的转换器和设置于在第一旋转电机与蓄电池之间流动的电流的路径上的继电器。控制装置包括构成为能够检测档位且控制继电器的第一控制部和控制转换器的第二控制部。在无变换器行驶控制期间，控制装置在第一控制部与第二控制部之间的通信未出现异常且档位为非前进档的情况下，通过使转换器成为门切断状态来切断电流，另一方面，在上述通信未出现异常且档位为非前进档的情况下，通过使继电器断开来切断上述电流。

根据上述结构，在第一控制部与第二控制部之间的通信正常的情况下，在档位为非前进档时，通过使转换器成为门切断状态来切断电流。在使用继电器来切断电流的情况下，电流会集中于继电器的接点从而接点可能会熔敷，但通过使用转换器来切断电流，既能避免继电器的接点熔敷，又能防止不必要的转矩的产生。另一方面，若上述通信出现了异常，则无法再从第一控制部向第二控制部传递与档位相关的信息。因而，即使档位被操作成了非前进档，在第二控制部中也无法通过使转换器成为门切断状态来切断上述电流。然而，根据上述结构，即使在出现了这样的通信异常地情况下，也能通过第一控制部使继电器断开来切断上述电流。即，虽然存在接点熔敷的可能性，但因为使转矩的产生防止优先，能够更可靠地防止不必要的转矩的产生。

按照本发明的其他方面的混合动力车辆具备：发动机；第一旋转电机，在转子中具有永磁体；输出轴，与驱动轮连接；行星齿轮机构；连接于输出轴的第二旋转电机；蓄电池；变换器；以及控制装置。行星齿轮以在发动机的驱动状态下第一旋转电机的输出转矩的反力作用于输出轴的方式将发动机、第一旋转电机以及输出轴机械地连结。变换器构成为能够在蓄电池、第一旋转电机以及第二旋转电机之间变换电力。控制装置构成为能够执行无变换器行驶控制。无变换器行驶控制是使变换器成为门切断状态且通过驱动发动机来使混合动力车辆行驶的控制。在无变换器行驶控制期间，控制装置在混合动力车辆的档位为非前进档的情况下，切断在第一旋转电机与第二旋转电机之间流动的电流。

按照本发明的其他方面的混合动力车辆具备：发动机；第一旋转电机，在转子中具有永磁体；输出轴，与驱动轮连接；行星齿轮机构；连接于输出轴的第二旋转电机；蓄电池；变换器；以及控制装置。行星齿轮以在发动机的驱动状态下第一旋转电机的输出转矩的反力作用于输出轴的方式将发动机、第一旋转电机以及输出轴机械地连结。变换器构成为能够在蓄电池、第一旋转电机以及第二旋转电机之间变换电力。控制装置构成为能够执行无变换器行驶控制。无变换器行驶控制是使变换器成为门切断状态且通过驱动发动机来使混合动力车辆行驶的控制。在无变换器行驶控制期间，控制装置在混合动力车辆的档位为非前进档的情况下，切断在第一旋转电机中流动的电流。

发明效果

根据本发明，在构成为能够执行无变换器行驶控制的混合动力车辆中，既能使退避行驶继续，又能防止不必要的转矩的产生。

附图说明

图1是概略地示出实施方式1的混合动力车辆的整体结构的框图。

图2是用于说明混合动力车辆的电气系统的结构的电路框图。

图3是概略地示出无变换器行驶控制期间的电气系统的结构的图。

图4是用于说明无变换器行驶控制期间的各旋转要素的行为的列线图。

图5是用于说明第一电动发电机的转速、系统电压、反向电压、在第一电动发电机中流动的电流以及反向转矩之间的关系的图。

图6是概略地示出无在变换器行驶控制期间切断了在电流路径中流动的电流的情况下的电气系统的结构的图。

图7是用于说明在实施方式1中使转换器成为了门切断状态的情况下的反向转矩的行为的时间图。

图8是用于说明实施方式1的混合动力车辆中的行驶控制的流程图。

图9是用于说明变换器的三相接通控制的图。

图10是概略地示出在实施方式2中切断了在电流路径中流动的电流的情况下的电气系统的结构的图。

图11是用于说明实施方式2的混合动力车辆中的行驶控制的流程图。

图12是示出实施方式3中的ECU的结构例的图。

图13是用于说明实施方式3的混合动力车辆中的行驶控制的流程图。

图14是示出行星齿轮机构的其他结构例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外，对图中同一或相当部分标注同一标号，不反复对其进行说明。

[实施方式1]

<混合动力车辆的整体结构>

图1是概略地示出本实施方式的混合动力车辆的整体结构的框图。车辆1具备发动机100，电动发电机10、20，行星齿轮机构30，驱动轮50，连接于驱动轮50的输出轴60，蓄电池150，系统主继电器（SMR：System Main Relay）160，电力控制单元（PCU：Power ControlUnit）200，以及电子控制单元（ECU：Electronic Control Unit）300。

车辆1使用发动机100和电动发电机20的至少一方的动力进行行驶。车辆1在后述的通常行驶期间，能够在不使用发动机100的动力而是使用电动发电机20的动力的电动汽车行驶（EV行驶）与使用发动机100以及电动发电机20双方的动力的混合动力汽车行驶（HV行驶）之间切换车辆1的行驶形态。

发动机100是汽油发动机或柴油发动机等内燃机。发动机100根据来自ECU300的控制信号而产生用于使车辆1行驶的动力。由发动机100产生的动力被输出到行星齿轮机构30。

在发动机100设置有发动机转速传感器410。发动机转速传感器410检测发动机100的转速Ne，并将表示该检测结果的信号向ECU300输出。

电动发电机10、20分别例如是三相交流永磁体型同步电动机。电动发电机10（第一旋转电机）在使发动机100启动时，使用蓄电池150的电力使发动机100的曲轴110旋转。此外，车辆1不具备使用辅机蓄电池（未图示）的电力来产生用于使发动机100起转的转矩的启动器。

另外，电动发电机10也能够使用发动机100的动力进行发电。由电动发电机10发电产生的交流电力被PCU200变换成直流电力并被充入蓄电池150。另外，由电动发电机10发电产生的交流电力有时也被供给到电动发电机20。

电动发电机20（第二旋转电机）的转子与输出轴60连结。电动发电机20使用来自蓄电池150的供给电力以及电动发电机10的发电电力中的至少一方来使输出轴60旋转。另外，电动发电机20也能够通过再生制动进行发电。由电动发电机20发电产生的交流电力被PCU200变换为直流电力并被充入蓄电池150。

在电动发电机10设置有解析器421。解析器421检测电动发电机10的转速Nm1，并将表示该检测结果的信号向ECU300输出。同样，在电动发电机20设置有解析器422。解析器422检测电动发电机20的转速Nm2，并将表示该检测结果的信号向ECU300输出。

行星齿轮机构30构成为将发动机100、电动发电机10以及输出轴60机械连结，能够在发动机100、电动发电机10以及输出轴60之间传递转矩。具体而言，行星齿轮机构30包括太阳轮S、齿圈R、齿轮架CA和小齿轮P作为旋转要素。太阳轮S与电动发电机10的转子连结。齿圈R与输出轴60连结。小齿轮P与太阳轮S和齿圈R啮合。齿轮架CA与发动机100的曲轴110连结，并且将小齿轮保持为能够自转且公转。

蓄电池150是构成为能够再充电的蓄电装置。蓄电池150构成为代表性地包含镍氢二次蓄电池或锂离子二次蓄电池等二次蓄电池、或者双电层电容器等。

SMR160连接于将蓄电池150和PCU200连结的电力线。SMR160根据来自ECU300的控制信号SE而断开或闭合。由此，对蓄电池150与PCU200的电连接状态以及切断状态进行切换。

PCU200对蓄积于蓄电池150的直流电力进行升压，将升压后的电压变换为交流电压并向电动发电机10及电动发电机20供给。另外，PCU200将由电动发电机10及电动发电机20发电产生的交流电力变换为直流电力并向蓄电池150供给。关于PCU200的结构，将参照图2进行详细说明。

车辆1还具备换档杆500和位置传感器510。换档杆500是用户用来设定车辆1的档位的设备。当用户操作了换档杆500时，位置传感器510检测换档杆500的位置（换档位置）SFT，并将表示该检测结果的信号向ECU300输出。ECU300设定与换档位置SFT对应的档位。档位例如包括D（前进）档及B（制动）档等前进档和P（停车）档、R（后退）档、N（空）档等非前进档。

ECU300构成为包括均未图示的CPU（Central Processing Unit）、存储器以及输入输出缓冲器等。ECU300基于来自各传感器及设备的信号以及在存储器中保存的映射及程序，以使车辆1成为期望的行驶状态的方式对各设备进行控制。此外，各种控制不限于由软件实现的处理，也可以利用专用的硬件（电子电路）进行处理。

ECU300在发动机100的停止期间（燃料供给的停止期间）存在发动机100的启动要求的情况下，对PCU200（更详细而言是后述的变换器221）进行控制以使电动发电机10产生用于使发动机100起转的转矩。并且，当发动机100的转速Ne通过起转而达到预定值后，开始进行发动机100的燃料喷射控制以及点火控制。由此，使发动机100启动。

<电气系统的结构>

图2是用于说明车辆1的电气系统的结构的电路框图。在蓄电池150设置有监视单元440。监视单元440检测蓄电池150的电压（蓄电池电压）VB、蓄电池150的输入输出电流IB以及蓄电池150的温度TB，并将表示这些检测结果的信号向ECU300输出。

PCU200包括电容器C1，转换器210，电容器C2，变换器221、222，电压传感器230，以及电流传感器241、242。

电容器C1与蓄电池150并联连接。电容器C1使蓄电池电压VB平滑化并向转换器210供给。

转换器210包括电抗器L1，开关元件Q1、Q2，以及二极管D1、D2。开关元件Q1、Q2以及后述的开关元件Q3～Q14分别例如是IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管）。开关元件Q1、Q2在连结转换器210和变换器221的电力线PL与电力线NL之间并联连接。二极管D1、D2分别逆并联地连接在开关元件Q1、Q2的集电极-发射极之间。电抗器L1的一端连接于蓄电池150的高电位侧。电抗器L1的另一端连接于开关元件Q1与开关元件Q2的中间点（开关元件Q1的发射极与开关元件Q2的集电极的连接点）。

转换器210根据用于使开关元件Q1、Q2各自进行开关动作的PWM（Pulse WidthModulation）方式的控制信号PWMC来对蓄电池电压VB进行升压，将升压后的电压向电力线PL、NL供给。另外，转换器210根据控制信号PWMC对从变换器221及变换器222的一方或双方供给的电力线PL、NL的直流电压进行降压，对蓄电池150进行充电。另一方面，转换器210在从ECU300接收到门切断信号SDNC时，使开关元件Q1、Q2各自成为非导通状态。由此，转换器210成为门切断状态。

电容器C2并联连接于转换器210。电容器C2使从转换器210供给的直流电压平滑化并向变换器221、222供给。

电压传感器230检测电容器C2两端的电压即电力线PL与电力线NL之间的电压（以下也记为“系统电压”）VH，将表示该检测结果的信号向ECU300输出。

变换器221包括U相臂1U、V相臂1V和W相臂1W。各相臂彼此并联地连接在电力线PL与电力线NL之间。U相臂1U具有彼此串联连接的开关元件Q3、Q4。V相臂1V具有彼此串联连接的开关元件Q5、Q6。W相臂1W具有彼此串联连接的开关元件Q7、Q8。在各开关元件Q3～Q8的集电极-发射极之间分别逆并联地连接有二极管D3～D8。各相臂的中间点连接于电动发电机10的各相线圈。即，电动发电机10的U相、V相以及W相的三个线圈的一端共同连接于中性点。U相线圈的另一端连接于开关元件Q3、Q4的中间点。V相线圈的另一端连接于开关元件Q5、Q6的中间点。W相线圈的另一端连接于开关元件Q7、Q8的中间点。

变换器221在接受了系统电压VH的供给时，根据用于使开关元件Q3～Q8各自进行开关动作的PWM方式的控制信号PWMI，将直流电压变换为交流电压来驱动电动发电机10。由此，电动发电机10以产生由转矩指令值指定的转矩的方式进行驱动。另一方面，变换器221在从ECU300接收到门切断信号SDN1时，使开关元件Q3～Q8各自成为非导通状态。由此，变换器221成为门切断状态。此外，变换器222的结构与变换器221的结构是相同的，所以不反复说明。

电流传感器241检测在电动发电机10中流动的电流（以下也记为“电动机电流”）IM1，并将表示该检测结果的信号向ECU300输出。此外，以下，将从电动发电机10朝向蓄电池150的方向设为电动机电流IM1的正方向。电流传感器242与电流传感器241同样，检测在电动发电机20中流动的电流IM2，并将表示该检测结果的信号向ECU300输出。

<通常模式以及退避模式>

ECU300能够以通常模式和退避模式中的任一控制模式使车辆1进行行驶。通常模式是根据需要一边切换EV行驶和HV行驶一边使车辆1行驶的模式。换言之，通常模式是允许由变换器221、222对电动发电机10、20进行电驱动的模式。将通常模式下的行驶称作“通常行驶”。

退避模式例如是在由于解析器421、422或电流传感器241、242等部件的故障而无法由变换器221、222正常进行电动发电机10、20的电驱动的情况下，一边使变换器221、222成为门切断状态，一边驱动发动机100来使车辆1进行退避行驶的模式。换言之，退避模式是禁止由变换器221、222对电动发电机10、20进行电驱动的模式。将该退避模式下的行驶称作“无变换器行驶”，将用于进行无变换器行驶的控制称作“无变换器行驶控制”。

图3是概略地示出无变换器行驶控制期间的电气系统的结构的图。在无变换器行驶控制期间，响应门切断信号SDN1而使变换器221所包含的所有开关元件Q3～Q8成为非导通状态。因此，由变换器221所包含的二极管D3～D8构成三相全波整流电路。同样，虽然未图示，但响应门切断信号SDN2而使变换器222所包含的所有开关元件Q9～Q14（参照图2）成为非导通状态。因此，由变换器222所包含的二极管D9～D14构成三相全波整流电路。另一方面，在转换器210中，使与控制信号PWMC相应的开关元件Q1、Q2的开关动作（PWM动作）继续。

另外，在无变换器行驶控制期间，由于驱动发动机100，所以从发动机100输出发动机转矩Te。通过该发动机转矩Te使电动发电机10机械地（力学地）旋转。电动发电机10是永磁体型同步电动机，所以在电动发电机10的转子设置有永磁体12。因此，通过利用发动机转矩Te使永磁体12旋转，会产生反向电压Vc。若该反向电压Vc比系统电压VH高，则二极管D3、D5、D7会成为导通状态。因而，会在电动发电机10与蓄电池150之间的电流路径CP中流动电动机电流IM1，会由电动发电机10进行发电。此时，在电动发电机10中，会产生向妨碍电动发电机10的旋转的方向发挥作用的反向转矩Tc。

图4是用于说明无变换器行驶控制期间的各旋转要素的行为的列线图。通过如图1所说明那样构成行星齿轮机构30，太阳轮S的转速（=转速Nm1）、齿轮架CA的转速（=转速Ne）以及齿圈R的转速（=转速Nm2）在列线图上具有由直线连结的关系。

如上所述，若在无变换器行驶控制期间通过发动机转矩Te使电动发电机10机械地旋转，则电动发电机10会向妨碍电动发电机10的旋转的方向（负方向）产生反向转矩Tc。通过反向转矩Tc从电动发电机10作用于太阳轮S，在齿圈R上会产生作为反向转矩Tc的反力而向正方向发挥作用的驱动转矩Tep。通过该驱动转矩Tep来实现车辆1的无变换器行驶。

在转速Nm1、系统电压VH、反向电压Vc、电动机电流IM1以及反向转矩Tc之间存在如以下所说明的关系。

图5是用于说明转速Nm1、系统电压VH、反向电压Vc、电动机电流IM1以及反向转矩Tc之间的关系的图。在图5和后述的图8中，横轴表示转速Nm1。纵轴从上向下依次表示反向电压Vc、电动机电流IM1以及反向转矩Tc。

如图5所示，反向电压Vc具有转速Nm1越高则成为越高的值的特性。在转速Nm1比Nth低的区域中，反向电压Vc小于系统电压VH。即，若将反向电压Vc与系统电压VH的电压差表示为ΔV（=Vc-VH），则电压差ΔV为负。在该情况下，二极管D3、D5、D7成为非导通状态，所以电动机电流IM1不会从电动发电机10向蓄电池150在电流路径CP中流动，不会由电动发电机10进行发电。因而，也不会产生反向转矩Tc。

另一方面，在转速Nm1比Nth高的区域中，反向电压Vc比系统电压VH高，所以电压差ΔV为正。因此，二极管D3、D5、D7成为导通状态，电动机电流IM1在电流路径CP中流动。电压差ΔV越大，电动机电流IM1越大。另外，由电动发电机10产生反向转矩Tc，并且作为反向转矩Tc的反力而产生驱动转矩Tep。

在此，本发明人着眼于以下方面：在无变换器行驶控制期间车辆1例如暂时停止了的情况下，若车辆1的档位被操作到非前进档（P档、R档或N档），则可能会产生以下那样的问题。

即，在无变换器行驶控制期间的车辆1例如暂时停止了的状态下档位被切换成了非前进档的情况下，通过使发动机100停止，能够防止反向转矩Tc以及由此引起的驱动转矩Tep的产生。然而，在无变换器行驶控制期间，由于变换器221处于门切断状态，所以若使发动机100暂且停止，则有可能无法使用电动发电机10使发动机100起转而再启动。其结果，有可能无法再继续进行退避行驶。

这样，在无变换器行驶控制期间档位为非前进档的情况下，渴求既防止由作为不必要的转矩的反向转矩Tc引起的驱动转矩Tep的产生，又通过将发动机100维持为驱动状态来使退避行驶继续。

于是，在本实施方式中，在无变换器行驶控制期间档位为非前进档的情况下，采用将在电动发电机10与蓄电池150之间流动的电动机电流IM1切断的结构。由此，如以下的图6以及图7所说明那样，可防止由电动发电机10引起的反向转矩Tc的产生，所以能够不停止发动机100而既防止驱动转矩Tep的产生又使退避行驶继续。

图6是概略地示出在实施方式1中切断了在电流路径CP中流动的电动机电流IM1的情况下的电气系统的结构的图。在实施方式1中，通过利用门切断信号SDNC使转换器210成为门切断状态，来切断电动机电流IM1。即，由于变换器221、222以及转换器210均为门切断状态，所以在从电动发电机10朝向蓄电池150的方向以及从蓄电池150朝向电动发电机10的方向中均不会流动电流。此外，SMR160被维持为闭合状态。

图7是用于说明在无变换器行驶控制期间使转换器210成为了门切断状态的情况下的反向转矩Tc的行为的时间图。在图7中，横轴表示经过时间，纵轴表示系统电压VH。此外，在图7中示出了反向电压Vc比蓄电池电压VB高的情况。

设想系统电压VH位于蓄电池电压VB与反向电压Vc之间的情况。在比时刻t1靠前的时刻，反向电压Vc与系统电压VH的电压差ΔV为正。即，系统电压VH比反向电压Vc低，所以电动机电流IM1可能从电动发电机10经由电容器C2、转换器210以及SMR160而向蓄电池150流动。由此，由电动发电机10产生反向转矩Tc。

若在时刻t1对转换器210进行门切断，则电动机电流IM1从电动发电机10向电容器C2流动，另一方面，不再产生从电容器C2向电容器C1的电荷移动。因此，与比时刻t1靠前的时刻相比，系统电压VH增加。然后，当系统电压VH达到反向电压Vc时，即，当电容器C2的充电完成而电压差ΔV成为0时，不再流动电动机电流IM1。由此，由电动发电机10产生的反向转矩Tc（绝对值）也成为0。

这样，根据实施方式1，通过使转换器210成为门切断状态，来切断在电流路径CP中流动的电动机电流IM1。由此，反向转矩Tc也不再产生。作为其结果，不使发动机100就能防止以反向转矩Tc为反力的驱动转矩Tep的产生。

图8是用于说明实施方式1的车辆1中的行驶控制的流程图。图8和后述的图11或图13所示的流程图在预定的条件成立时或者每经过预定的期间时从主例程调出而执行。此外，该流程图的各步骤（以下，略记为S）基本上由ECU300的软件处理来实现，但也可以由使用了在ECU300内制作的电子电路的硬件处理来实现。

在S110中，ECU300判定是否能够由变换器221、222正常进行电动发电机10、20的电驱动。在能够正常驱动电动发电机10、20的情况下（在S110中为是），ECU300使处理进入S120，将控制模式设定为通常模式来进行车辆1的通常行驶。之后，ECU300使处理返回主例程。

另一方面，在无法正常驱动电动发电机10、20的情况下（在S110中为否），ECU300通过S130～S180将控制模式设定为退避模式来进行车辆1的无变换器行驶。以下，对车辆1的无变换器行驶控制进行详细说明。

在S130中，ECU300通过输出门切断信号SDN1、SDN2来使变换器221、222成为门切断状态。由此，能够保护变换器221、222。而且，ECU300通过输出控制信号PWMC来使转换器210进行PWM动作（S140）。

在S150中，ECU300判定发动机100是否处于驱动状态。在发动机100已在驱动的情况下（在S150中为是），ECU300将发动机100维持为驱动状态（S151）。由此，产生驱动转矩Tep，实现无变换器行驶。更详细而言，通过转换器210进行PWM动作，电流路径CP被维持为电连接状态（导通状态），所以来自电动发电机10的电动机电流IM1可向蓄电池150流动。ECU300通过控制发动机100而调整转速Ne，来将转速Nm1维持在反向电压Vc比系统电压VH高的区域（在图5中是转速Nm1比Nth高的区域）。由此，电动机电流IM1在电流路径CP中继续流动，所以能够产生反向转矩Tc以及驱动转矩Tep。

与此相对，在发动机100处于停止的情况下（在S150中为否），ECU300判定车速V是否为预定值以上（S152）。如以下所说明那样，该处理是用于判定是否能够通过变换器221的三相接通控制来使发动机100起转的处理。上述预定值是作为用于判定是否能够进行发动机100的起转的阈值而预先设定的值。

在车速V为预定值以上的情况下，即，在车辆1正在以比预定值高的车速V进行EV行驶的情况下（在S152中为是），ECU300通过执行变换器221的三相接通控制来使发动机100起转（S153）。

图9是用于说明变换器221的三相接通控制的图。如图9所示，在三相接通控制中，构成变换器221的上臂的所有开关元件Q3、Q5、Q7被切换为导通状态。或者，虽然未图示，但也可以将构成下臂的所有开关元件Q4、Q6、Q8切换为导通状态。通过执行三相接通控制，当例如如箭头AR1、AR2那样流动电流时，在电动发电机10中会产生向妨碍自身的旋转的方向发挥作用的转矩（拖拽转矩）。能够使用该拖拽转矩使发动机100起转。

返回图8，在S154中，当发动机100的转速Ne通过由三相接通控制实现的起转而达到基准值时，ECU300通过进行燃料的喷射以及点火来使发动机100启动。之后，ECU300再次使变换器221成为门切断状态（S155）。

此外，电动发电机10的转速Nm1越小，则通过三相接通控制而产生的拖拽转矩越小。例如在发动机100为停止状态且，车辆1处于停止的情况下（即，在电动发电机20的转速Nm2为0的情况下），根据列线图上的关系，转速Nm1也为0，所以即使执行了三相接通控制，也不会有电流流动，也不会产生拖拽转矩。因此，无法使发动机100起转，所以无法使发动机100启动。因而，在S152中车速V小于预定值的情况下，即，在发动机100停止了的状态下车辆1处于停车的情况下，或者在车辆1正在以低速进行EV行驶的情况下（在S152中为否），ECU300使车辆1的电气系统停止而使车辆1转变为不能行驶的状态（Ready-OFF状态）（S190）。

在S160中，ECU300基于来自位置传感器510的信号，检测与换档位置SFT对应的档位。而且，ECU300判定所检测到的档位是否是非前进档（S170）。

在档位是非前进档的情况下，即，在档位是P档、N档或R档的情况下（在S170中为是），ECU300使处理进入S180，使转换器210成为门切断状态。关于该处理，由于在图6以及图7中进行了详细说明，所以不再反复说明。当S180的处理结束后，ECU300使处理返回主例程。

与此相对，在档位是前进档的情况下，即，在档位是D档或B档的情况下（在S170中为否），ECU300跳过S180的处理而使处理返回主例程。在该情况下，维持产生了反向转矩Tc的状态，所以车辆1能够通过以反向转矩Tc为反力的驱动转矩Tep来得到前进方向的驱动力。

如以上那样，根据实施方式1，在无变换器行驶控制期间档位被操作成了非前进档的情况下，通过使转换器210成为门切断状态来切断在电动发电机10与蓄电池150之间的电流路径CP中流动的电动机电流IM1。由此，可防止由电动发电机10产生反向转矩Tc，既能通过将发动机100维持为驱动状态来使退避行驶继续，又能防止以反向转矩Tc为反力的驱动转矩Tep的产生。

[实施方式2]

在实施方式1中，说明了通过使转换器210成为门切断状态来切断电动机电流IM1的方法。在实施方式2中，在无变换器行驶控制期间档位为非前进档的情况下，通过使SMR160断开来断开电流路径CP，切断电动机电流IM1。此外，实施方式2的混合动力车辆的整体结构以及电气系统的结构分别与实施方式1的车辆1的整体结构（参照图1）以及电气系统的结构（参照图2）相同，所以不反复进行说明。

图10是概略地示出在实施方式2中切断了在电流路径CP中流动的电动机电流IM1的情况下的电气系统的结构的图。若使SMR160断开，则与实施方式1（参照图7）同样，随着电容器C2的充电的进行而系统电压VH增加。并且，当系统电压VH达到反向电压Vc后，不再流动电动机电流IM1，所以不再产生反向转矩Tc。这样，在实施方式2中，也能够通过防止反向转矩Tc的产生来防止驱动转矩Tep的产生。

此外，在之后档位被切换成了前进档时，通过使SMR160闭合，能够使反向转矩Tc以及由此引起的驱动转矩Tep再次产生而重新开始退避行驶。

图11是用于说明实施方式2的混合动力车辆中的行驶控制的流程图。在该流程图所示的处理开始时，SMR160处于闭合状态。该流程图在取代S180的处理而包括S280的处理这一点上与实施方式1中的流程图（参照图8）不同。

在档位为非前进档的情况下（在S270中为是），ECU300使处理进入S280，通过使SMR160断开来使电流路径CP成为开路，切断电动机电流IM1。由此，可防止反向转矩Tc的产生，所以能够防止驱动转矩Tep的产生。此外，图11所示的流程图中的其他处理与实施方式1中的流程图中的对应的处理相同（即S210～S270、S290的处理分别与S110～S170、S190的处理相同），所以不反复进行详细的说明。

如以上那样，根据实施方式2，在无变换器行驶控制期间档位被操作成了非前进档的情况下，通过SMR160将在电流路径CP中流动的电动机电流IM1切断。由此，与实施方式1同样，可防止由电动发电机10产生反向转矩Tc，所以既能使发动机100的驱动继续，又能防止驱动转矩Tep的产生。另外，通过使用SMR160，即使在车辆1不具备转换器210的情况下（未图示），也能切断电动机电流IM1而防止驱动转矩Tep的产生。其结果，能够使退避行驶继续。

此外，SMR160相当于本发明的“继电器”。在实施方式2中，虽然说明了SMR160在蓄电池150与转换器210之间电连接的结构例，但本发明的“继电器”也可以设置在电动发电机10与蓄电池150之间的电流路径CP上。因此，也可以是取代SMR160而例如在蓄电池150或PCU200的内部包含其他继电器的结构。

[实施方式3]

在实施方式3中，对分开使用通过使转换器210成为门切断状态而实现的电动机电流IM1的切断和通过使SMR160断开而实现的电动机电流IM1的切断的结构进行说明。

通常，在继电器的断开过程中，与继电器处于闭合状态的情况相比，继电器的接点的接触面积较小。因而，若尽管在继电器中流动的电流大至一定程度却使继电器断开，则电流会集中于接点的微小的接触面，有可能引起接点的熔敷。因此，从防止接点的熔敷的观点来看，优选在电流足够小时使继电器断开。

另一方面，无变换器行驶控制期间的电动发电机10基本上始终都在发电，所以在SMR160中始终有电流流动。因此，在能够控制转换器210的情况下，优选如实施方式1中说明那样，通过使转换器210成为门切断状态来切断电动机电流IM1。这样一来，既能避免SMR160的接点熔敷，又能防止不必要的驱动转矩Tep的产生。

然而，如以下说明那样，根据ECU300的结构的不同，可能会出现无法检测档位，结果无法根据档位来控制转换器210的状况。

图12是示出实施方式3中的ECU300的结构例的图。ECU300包含HV-ECU310、MG-ECU320和发动机ECU330。

HV-ECU（第一控制部）310生成电动发电机10、20的运转指令，并向MG-ECU320输出。该运转指令包括电动发电机10、20各自的运转许可指令及运转禁止指令（即变换器221、222的门切断指令）。电动发电机10、20各自的转矩指令值、转速Nm1、Nm2的各指令值等。

另外，HV-ECU310设定转换器210的输出电压的目标值（以下也称作“目标系统电压”）VHtag，并将表示该值的信号向MG-ECU320输出。HV-ECU310生成转换器210的门切断指令，并向MG-ECU320输出。

而且，HV-ECU310决定发动机要求功率Pe*，并将表示该值的信号向发动机ECU330输出。HV-ECU310生成用于切断SMR160的断开及闭合的控制信号SE，并向SMR160输出。

MG-ECU（第二控制部）320从HV-ECU310接收电动发电机10、20的运转指令、目标系统电压VHtag以及转换器210的门切断指令。另外，MG-ECU320接收来自电压传感器230、电流传感器241、242以及解析器421、422的信号（由VH、IM1、IM2、Nm1、Nm2表示）。

MG-ECU320基于上述的各指令值、目标系统电压VHtag以及各信号，控制转换器210以使系统电压VH跟随目标系统电压VHtag。更具体而言，MG-ECU320基于系统电压VH和目标系统电压VHtag，生成控制信号PWMC并向转换器210输出。另一方面，MG-ECU320在从HV-ECU310接收到了转换器210的门切断指令的情况下，生成门切断信号SDNC并向转换器210输出。

另外，MG-ECU320控制变换器221、222，以使电动发电机10、20按照从HV-ECU310接收的运转指令而动作。变换器221、222的控制是相同的，所以代表性地对变换器221的控制进行说明。MG-ECU320在从HV-ECU310接收到了电动发电机10的运转许可指令的情况下，基于系统电压VH，电动机电流IM1以及转矩指令值，生成控制信号PWM1并向变换器221输出。另一方面，MG-ECU320在从HV-ECU310接收到了变换器221的门切断指令的情况下，生成门切断信号SDN1并向变换器221输出。

发动机ECU330从发动机转速传感器410接收转速Ne，并将该值向HV-ECU330输出。另外，发动机ECU330控制发动机100的燃料喷射、点火正时、阀门正时等，以使得在基于由HV-ECU310决定出的发动机要求功率Pe*而确定的动作点（目标转速以及目标发动机转矩）驱动发动机100。

在以上那样的ECU300的结构中，在HV-ECU310与MG-ECU320之间的通信未出现异常、且档位被操作成了非前进档的情况下，通过使转换器210成为门切断状态来切断电动机电流IM1。由此，能够不使SMR160断开地切断电动机电流IM1，所以能够避免SMR160的接点熔敷。

与此相对，若出现了通信异常，则不再能够从HV-ECU310向MG-ECU320传递转换器210的门切断指令。由于表示换挡位置SFT的信号不向MG-ECU320输入，所以即使档位被操作成了非前进档，在MG-ECU320中也无法使转换器210成为门切断状态。因此，在实施方式3中，即使有可能引起SMR160的接点熔敷，也通过HV-ECU310的控制使SMR160断开，从而使电流路径CP成为开路来切断电动机电流IM1。即，在出现了通信异常的情况下，使驱动转矩Tep的产生防止优先于接点的熔敷避免。

这样，在实施方式3中，根据HV-ECU310与MG-ECU320之间的通信是否出现了异常，分开使用通过使转换器210成为门切断状态而实现的电动机电流IM1的切断和通过使SMR160断开而实现的电动机电流IM1的切断。

图13是用于说明实施方式3的混合动力车辆中的行驶控制的流程图。此外，在该流程图所示的处理开始时，SMR160处于闭合状态。以下，在不区分HV-ECU310、MG-ECU320以及发动机ECU330的情况下，仅记为“ECU300”。

在S310中，ECU300判定是否能够正常由变换器221、222进行电动发电机10、20的电驱动。在无法正常驱动电动发电机10、20的情况下（在S310中为否），ECU300使处理进入S320，将控制模式设定为通常模式来进行车辆1的通常行驶。之后，ECU300使处理返回主例程。

在无法正常驱动电动发电机10、20的情况下（在S310中为是），ECU300在S330、S340、S350、S351～S355中将控制模式设为退避模式来进行车辆1的无变换器行驶。S330、S340、S350、S351～S355的处理分别与实施方式1中的S130、S140、S150、S151～S155的处理（参照图8）相同，所以不反复进行说明。

在S400中，HV-ECU310判定HV-ECU310与MG-ECU320之间的通信是否出现了异常。在未出现通信异常的情况下（在S400中为否），HV-ECU310使处理进入S410，HV-ECU310基于来自位置传感器510的信号来检测与换挡位置SFT对应的档位。然后，HV-ECU310判定所检测到的档位是否是非前进档（S420）。

在档位是非前进档的情况下（在S420中为是），HV-ECU310将转换器210的门切断指令向MG-ECU320输出。MG-ECU320响应门切断指令而使转换器210成为门切断状态，从而切断电动机电流IM1（S430）。另一方面，在档位是前进档的情况下（在S420中为否），HV-ECU310跳过S430的处理而使处理返回主例程。即，转换器210的PWM动作继续，所以驱动转矩Tep持续产生。

与此相对，在S400中判定为出现了通信异常的情况下（在S400中为是），HV-ECU310基于来自位置传感器510的信号检测档位（S510）。然后，HV-ECU310判定所检测到的档位是否是非前进档（S520）。

在档位是非前进档的情况下（在S520中为是），HV-ECU310通过使SMR160断开来使电流路径CP开路，切断电动机电流IM1（S530）。由此，可防止反向转矩Tc的产生，所以能够防止驱动转矩Tep的产生。

另一方面，在档位是前进档的情况下（在S520中为否），HV-ECU310跳过S530的处理而使处理返回主例程。即，SMR160被维持为闭合状态。在该情况下，会产生反向转矩Tc，所以车辆1能够通过驱动转矩Tep得到前进方向的驱动力。

如以上那样，根据实施方式3，在HV-ECU310与MG-ECU320之间的通信未出现异常、且档位为非前进档的情况下，通过使转换器210成为门切断状态来切断电动机电流IM1。由此，既能避免SMR160的接点熔敷，又能使发动机100的驱动继续，还能防止驱动转矩Tep的产生。其结果，能够使退避行驶继续。另一方面，即使在上述通信出现了异常的情况下，也能够通过HV-ECU310的控制使SMR160断开来切断电动机电流IM1。即，由于使驱动转矩Tep的产生防止优先于接点的熔敷避免，所以能够更可靠地防止驱动转矩Tep的产生。

此外，在实施方式3中，使用ECU300被分割成三个单元（HV-ECU310、MG-ECU320以及发动机ECU330）的结构例进行了说明，但也可以将HV-ECU310和发动机ECU330统合成一个单元。或者，也可以将ECU300分割成四个以上的单元。

另外，在实施方式1～3中，作为行星齿轮机构30的结构，对包含与电动发电机10的转子连结的太阳轮S、与发动机100的曲轴110连结的齿轮架CA以及与输出轴60连结的齿圈R的例子进行了说明。但是，本发明的“行星齿轮机构”只要是电动发电机的输出转矩的反力作用于输出轴的结构即可，不限于此。“行星齿轮机构”也可以取代行星齿轮机构30而是图14所示的行星齿轮机构30A。行星齿轮机构30A例如具有太阳轮S与输出轴60连结、齿轮架CA与发动机100的曲轴110连结、齿圈R与电动发电机10的转子连结的结构。

此外，在实施方式1～3中，采用了将在电动发电机10与蓄电池150之间流动的电动机电流IM1切断的结构，但是，在存在由电动发电机10发电产生的交流电力向电动发电机20供给的可能性的情况下，也可以采用将在电动发电机10与电动发电机20之间流动的电动机电流切断的结构。

此外，将在电动发电机10与蓄电池150之间流动的电动机电流IM1切断的结构和将在电动发电机10与电动发电机20之间流动的电动机电流切断的结构均只不过是切断在第一旋转电机中流动的电流的一例，在无变换器行驶控制期间所述混合动力车辆的档位是非前进档的情况下，只要能够切断在第一旋转电机中流动的电流即可，也可以采用其他的手段。

应该认为，本次公开的实施方式在所有方面都是例示而不是限制性的内容。本发明的范围不是由上述的实施方式的说明表示，而是由权利要求书表示，意在包含与权利要求书等同的含义以及范围内的所有变更。

标号说明

1：车辆，1U、1V、1W、2U、2V、2W：臂，10、20：电动发电机，12：永磁体，30：行星齿轮机构，S：太阳轮，R：齿圈，CA：齿轮架，P：小齿轮，50：驱动轮，60：输出轴，100：发动机，110：曲轴，150：蓄电池，160：SMR，200：PCU，210：转换器，221、222：变换器，230：电压传感器，241、242：电流传感器，300：ECU，310：HV-ECU，320：MG-ECU，330：发动机ECU，410：发动机转速传感器，421、422：解析器，431、432、431A、432A：温度传感器，440：监视单元，500：换档杆，510：位置传感器，C1、C2：电容器，Q1～Q14：开关元件，D1～D14：二极管，L1：电抗器，PL、NL：电力线。

Claims (9)

1.一种混合动力车辆，其中，具备：

发动机；

第一旋转电机，在转子中具有永磁体；

输出轴，与驱动轮连接；

行星齿轮机构，将所述发动机、所述第一旋转电机以及所述输出轴机械连结；

第二旋转电机，与所述输出轴连接；

蓄电池；

变换器，构成为能够在所述蓄电池、所述第一旋转电机以及所述第二旋转电机之间变换电力；以及

控制装置，构成为能够执行无变换器行驶控制，

所述无变换器行驶控制是使所述变换器成为门切断状态且通过驱动所述发动机来使所述混合动力车辆行驶的控制，

在所述无变换器行驶控制期间，在所述发动机的驱动状态下所产生的所述第一旋转电机的输出转矩作用于所述行星齿轮机构而在该行星齿轮机构上产生所述输出转矩的反力，并且该反力作用于所述输出轴，

在所述无变换器行驶控制期间，所述控制装置在所述混合动力车辆的档位是非前进档的情况下，切断在所述第一旋转电机与所述蓄电池之间流动的电流。

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中，

所述混合动力车辆还具备构成为能够将从所述蓄电池输入的电压升压并向所述变换器输出的转换器，

所述控制装置通过使所述转换器成为门切断状态来切断所述电流。

3.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中，

所述混合动力车辆还具备设置于在所述第一旋转电机与所述蓄电池之间流动的电流的路径上的继电器，

所述控制装置通过使所述继电器断开来切断所述电流。

4.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中，

所述混合动力车辆还具备：

转换器，构成为能够将从所述蓄电池输入的电压升压并向所述变换器输出；和

继电器，设置于在所述第一旋转电机与所述蓄电池之间流动的电流的路径上，

所述控制装置构成为能够检测所述档位且包括控制所述继电器的第一控制部和控制所述转换器的第二控制部，

在所述无变换器行驶控制期间，在所述第一控制部与所述第二控制部之间的通信未出现异常且所述档位是所述非前进档的情况下，所述控制装置通过使所述转换器成为门切断状态来切断所述电流，另一方面，在所述通信出现了异常且所述档位是所述非前进档的情况下，所述第一控制部通过使所述继电器断开来切断所述电流。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的混合动力车辆，其中，

在所述发动机的旋转速度比规定值高的情况下，所述控制装置切断在所述第一旋转电机与所述蓄电池之间流动的电流。

6.一种混合动力车辆，其中，具备：

发动机；

第一旋转电机，在转子中具有永磁体；

输出轴，与驱动轮连接；

行星齿轮机构，将所述发动机、所述第一旋转电机以及所述输出轴机械连结；

第二旋转电机，与所述输出轴连接；

蓄电池；

变换器，构成为能够在所述蓄电池、所述第一旋转电机以及所述第二旋转电机之间变换电力；以及

控制装置，构成为能够执行无变换器行驶控制，

所述无变换器行驶控制是使所述变换器成为门切断状态且通过驱动所述发动机来使所述混合动力车辆行驶的控制，

在所述无变换器行驶控制期间，在所述发动机的驱动状态下所产生的所述第一旋转电机的输出转矩作用于所述行星齿轮机构而在该行星齿轮机构上产生所述输出转矩的反力，并且该反力作用于所述输出轴，

在所述无变换器行驶控制期间，所述控制装置在所述混合动力车辆的档位是非前进档的情况下，切断在所述第一旋转电机与所述第二旋转电机之间流动的电流。

7.根据权利要求6所述的混合动力车辆，其中，

在所述发动机的旋转速度比规定值高的情况下，所述控制装置切断在所述第一旋转电机与所述第二旋转电机之间流动的电流。

8.一种混合动力车辆，其中，具备：

发动机；

第一旋转电机，在转子中具有永磁体；

输出轴，与驱动轮连接；

行星齿轮机构，将所述发动机、所述第一旋转电机以及所述输出轴机械连结；

第二旋转电机，与所述输出轴连接；

蓄电池；

变换器，构成为能够在所述蓄电池、所述第一旋转电机以及所述第二旋转电机之间变换电力；以及

控制装置，构成为能够执行无变换器行驶控制，

所述无变换器行驶控制是使所述变换器成为门切断状态且通过驱动所述发动机来使所述混合动力车辆行驶的控制，

在所述无变换器行驶控制期间，在所述发动机的驱动状态下所产生的所述第一旋转电机的输出转矩作用于所述行星齿轮机构而在该行星齿轮机构上产生所述输出转矩的反力，并且该反力作用于所述输出轴，

在所述无变换器行驶控制期间，所述控制装置在所述混合动力车辆的档位是非前进档的情况下，切断在所述第一旋转电机中流动的电流。

9.根据权利要求8所述的混合动力车辆，其中，

在所述发动机的旋转速度比规定值高的情况下，所述控制装置切断在所述第一旋转电机中流动的电流。