JP5842875B2 - 車両および車両の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両および車両の制御方法に関し、特に、回転電機を備える車両および車両の制御方法に関する。

特開２００７−１６１２４９号公報（特許文献１）は、ハイブリッド自動車を開示している。このハイブリッド自動車は、駆動輪を駆動する電動機と、電源の直流電力を交流電力に変換して電動機に供給するインバータと、インバータを制御する制御部とを備える。制御部は、電動機による駆動力が必要ではない場合に、インバータをシャットダウン制御することによって電動機の損失を低減する。制御部は、電動機の回転数が上昇して電動機の逆起電圧が電源の電圧を超える場合は、シャットダウン制御を解除して弱め界磁制御を行うようにインバータを制御する（特許文献１参照）。

特開２００７−１６１２４９号公報 特開２００６−６３８１９号公報

シャットダウン制御の実行中に電動機の回転数が上昇して電動機の逆起電圧が電源の電圧を超えると、電動機が発電状態となってしまう。上記のハイブリッド自動車では、電動機が発電状態となることを抑制するためにインバータのシャットダウン制御が解除されて弱め界磁制御が実行される。このように、電動機の回転数が上昇するとインバータのシャットダウン制御を継続することができないため、電動機において損失が増大してしまう場合がある。

それゆえに、この発明の目的は、回転電機を備える車両において、回転電機の駆動力が必要ではないときに発生する損失を抑制することである。

この発明によれば、車両は、回転電機と、変速機と、インバータと、インバータ制御部と、変速機制御部とを備える。変速機は、回転電機と駆動輪との間に設けられる。インバータは、入力される直流電力を交流電力に電力変換して回転電機に供給する。インバータ制御部は、回転電機の運転が要求されない場合に、インバータの電力変換を停止するシャットダウン制御を実行する。変速機制御部は、変速機を制御する。シャットダウン制御の実行中に回転電機の回転数に関連する状態量が所定量まで上昇した場合に、インバータ制御部は、シャットダウン制御を継続し、変速機制御部は、回転電機の回転数を抑制するように変速機を制御する変速制御を実行する。

好ましくは、変速機制御部は、車両が走行している場合にシャットダウン制御が非実行中であるときは、回転電機の駆動力を用いて変速するように変速機を制御する。

好ましくは、車両は、内燃機関と、３軸式の動力分割装置と、もう１つの回転電機とをさらに備える。３軸式の動力分割装置は、内燃機関の出力軸、回転電機の回転軸および駆動軸に機械的に連結される。もう１つの回転電機は、駆動軸に連結される。変速機は、駆動軸と駆動輪との間に連結される。シャットダウン制御の実行中に内燃機関を停止しもう１つの回転電機の駆動力を用いて車両が走行している場合に、上記状態量が上記所定量まで上昇したときは、インバータ制御部は、シャットダウン制御を継続し、変速機制御部は、もう１つの回転電機の駆動力を用いて変速制御を実行する。

好ましくは、車両は、内燃機関をさらに備える。内燃機関は、回転電機の回転軸に連結される。変速機は、回転電機の回転軸と駆動輪との間に連結される。シャットダウン制御の実行中に内燃機関の駆動力を用いて車両が走行している場合に、上記状態量が上記所定量まで上昇したときは、インバータ制御部は、シャットダウン制御を継続し、変速機制御部は、変速制御を実行する。

好ましくは、インバータ制御部は、直流電力の電圧から回転電機の逆起電圧を差し引いた値が第１の所定値を下回ったときに、シャットダウン制御を解除する。変速機制御部は、直流電力の電圧から回転電機の逆起電圧を差し引いた値が第２の所定値を下回ったときに、変速制御を実行する。第１の所定値は、第２の所定値よりも小さい。

また、この発明によれば、車両は、回転電機と、変速機と、インバータとを含む。変速機は、回転電機と駆動輪との間に設けられる。インバータは、入力される直流電力を交流電力に電力変換して回転電機に供給する。車両の制御方法は、回転電機の運転が要求されない場合に、インバータの電力変換を停止するシャットダウン制御を実行するステップと、シャットダウン制御の実行中に回転電機の回転数に関連する状態量が所定量まで上昇した場合に、シャットダウン制御を継続しながら回転電機の回転数を抑制するように変速機を制御する変速制御を実行するステップとを含む。

この発明においては、シャットダウン制御の実行中に回転電機の回転数に関連する状態量が所定量まで上昇したとき、シャットダウン制御が継続されながら回転電機の回転数を抑制するように変速機が制御される。よって、変速により回転電機の回転数が低下するためシャットダウン制御を継続することができる。また、変速中においても回転電機に発生する損失の抑制を優先してシャットダウン制御が継続される。したがって、この発明によれば、回転電機を備える車両において、回転電機の駆動力が必要ではないときに発生する損失を抑制することができる。

実施の形態１に従う車両の全体ブロック図である。 図１に示すインバータを示す回路図である。 図１に示す動力分割装置の共線図を示す図である。 図１に示すＥＣＵが実行する変速制御に関する機能ブロック図である。 図１に示すＥＣＵが実行する変速制御の制御構造を示すフローチャートである。 実施の形態２に従う車両の全体ブロック図である。 図６に示すＥＣＵが実行する変速制御の制御構造を示すフローチャートである。

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返さない。
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に従う車両の全体ブロック図である。図１を参照して、車両１は、エンジン（Ｅ／Ｇ）１００と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割装置３００と、自動変速機（Ａ／Ｔ）５００と、インバータ６１０，６２０と、バッテリ７００と、電子制御装置（Electronic Control Unit、以下「ＥＣＵ」という）１０００とを含む。

エンジン１００は、ＥＣＵ１０００からの制御信号ＣＳＥに基づいて、駆動輪８２を回転させるためのパワーを発生する。エンジン１００が発生したパワーは動力分割装置３００に入力される。

動力分割装置３００は、エンジン１００から入力されたパワーを、自動変速機５００を介して駆動輪８２に伝達されるパワーと、モータジェネレータＭＧ１に伝達されるパワーとに分割する。動力分割装置３００は、サンギヤ（Ｓ）３１０、リングギヤ（Ｒ）３２０、キャリア（Ｃ）３３０、およびピニオンギヤ（Ｐ）３４０を含む遊星歯車機構（差動機構）である。サンギヤ（Ｓ）３１０は、モータジェネレータＭＧ１のロータに連結される。リングギヤ（Ｒ）３２０は、自動変速機５００を介して駆動輪８２に連結される。ピニオンギヤ（Ｐ）３４０は、サンギヤ（Ｓ）３１０とリングギヤ（Ｒ）３２０とに噛合する。キャリア（Ｃ）３３０は、ピニオンギヤ（Ｐ）３４０を自転かつ公転自在に保持する。キャリア（Ｃ）３３０は、エンジン１００のクランクシャフトに連結される。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、交流の回転電機であって、モータとしてもジェネレータとしても機能する。モータジェネレータＭＧ２は、動力分割装置３００と自動変速機５００との間に設けられる。より具体的には、動力分割装置３００のリングギヤ（Ｒ）３２０と自動変速機５００の入力軸とを連結する駆動軸３５０にモータジェネレータＭＧ２のロータが接続される。

自動変速機５００は、駆動軸３５０と駆動軸５６０との間に設けられる。すなわち、自動変速機５００は、モータジェネレータＭＧ１と駆動輪８２との間に設けられる。自動変速機５００は、複数の油圧式の摩擦係合要素（クラッチおよびブレーキなど）を含むギヤユニットと、ＥＣＵ１０００からの制御信号ＣＳＡに応じた油圧を各摩擦係合要素に供給する油圧回路とを備える。複数の摩擦係合要素の係合状態が変更されることによって、自動変速機５００は、係合状態、スリップ状態および解放状態のいずれかの状態に切り替えられる。係合状態では、自動変速機５００の入力軸の回転パワーの全部が自動変速機５００の出力軸に伝達される。スリップ状態では、自動変速機５００の入力軸の回転パワーの一部が自動変速機５００の出力軸に伝達される。解放状態では、自動変速機５００の入力軸と出力軸との間の動力伝達が遮断される。

また、自動変速機５００は、ＥＣＵ１０００からの制御信号ＣＳＡに基づいて、係合状態における変速比（出力軸回転速度に対する入力軸回転速度の比）を予め定められた複数の変速段（変速比）のうちのいずれかに切替可能に形成される。なお、自動変速機５００は、通常は係合状態に制御されるが、変速中は一時的にスリップ状態または解放状態となり、変速終了後に再び係合状態に戻される。

インバータ６１０，６２０は、バッテリ７００に対して互いに並列に接続される。インバータ６１０，６２０は、ＥＣＵ１０００からの信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２によってそれぞれ制御される。インバータ６１０，６２０は、バッテリ７００から供給される直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２をそれぞれ駆動する。

図２は、図１に示すインバータ６１０を示す回路図である。図２を参照して、インバータ６１０の正極端子は、正極線ＰＬを介してバッテリ７００の正極端子に接続される。インバータ６１０の負極端子は、負極線ＮＬを介してバッテリ７００の負極端子に接続される。インバータ６１０は、Ｕ相アーム１２、Ｖ相アーム１４およびＷ相アーム１６を含む。Ｕ相アーム１２、Ｖ相アーム１４およびＷ相アーム１６は、正極線ＰＬと負極線ＮＬとの間に並列に接続される。Ｕ相アーム１２は、直列に接続されたトランジスタＱ１，Ｑ２から成り、Ｖ相アーム１４は、直列に接続されたトランジスタＱ３，Ｑ４から成り、Ｗ相アーム１６は、直列に接続されたトランジスタＱ５，Ｑ６から成る。トランジスタＱ１〜Ｑ６には、それぞれダイオードＤ１〜Ｄ６が逆並列に接続される。

なお、上記のトランジスタとして、たとえばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いることができる。また、上記のトランジスタとして、パワーＭＯＳＦＥＴ
（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）等のスイッチング素子を用い
てもよい。

インバータ６１０のＵ相アーム１２、Ｖ相アーム１４およびＷ相アーム１６における上下アームの接続ノードは、モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ、Ｖ相コイルＶおよびＷ相コイルＷにそれぞれ接続される。

インバータ６１０は、インバータ６１０へ入力される直流電力の電圧Ｖｉｎを検出する電圧センサ９６をさらに含む。電圧センサ９６は、正極線ＰＬと負極線ＮＬとの間に設けられる。電圧センサ９６は、電圧Ｖｉｎを示す信号をＥＣＵ１０００へ出力する。

インバータ６１０は、トランジスタＱ１〜Ｑ６のスイッチングを停止するようにＥＣＵ１０００によって制御される場合がある。以下、この制御を「シャットダウン制御」と称する。

なお、インバータ６２０の構成は、インバータ６１０の構成と同様であるので説明は繰り返さない。

再び図１を参照して、バッテリ７００は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の少なくとも一方を駆動するための高電圧（たとえば２００Ｖ程度）の直流電力を蓄える。バッテリ７００は、代表的にはニッケル水素やリチウムイオンを含んで構成される。なお、バッテリ７００に代えて、大容量のキャパシタも採用可能である。

車両１は、レゾルバ９１，９２と、エンジン回転速度センサ９３と、車速センサ９４と、監視センサ９５とをさらに含む。レゾルバ９１は、モータジェネレータＭＧ１の回転速度（以下「ＭＧ１回転速度ωｇ」という）を検出する。レゾルバ９２は、モータジェネレータＭＧ２の回転速度（以下「ＭＧ２回転速度ωｍ」という）を検出する。エンジン回転速度センサ９３は、エンジン１００の回転速度（以下「エンジン回転速度ωｅ」という）を検出する。車速センサ９４は、駆動軸５６０の回転速度を車速Ｖとして検出する。監視センサ９５は、バッテリ７００の状態（バッテリ電圧Ｖｂ、バッテリ電流Ｉｂ、バッテリ温度Ｔｂなど）を検出する。これらの各センサは、検出結果をＥＣＵ１０００に出力する。

ＥＣＵ１０００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報や各センサからの情報に基づいて所定の演算処理を実行する。ＥＣＵ１０００は、演算処理の結果に基づいて車両１に搭載される各機器を制御する。

ＥＣＵ１０００は、予め定められた変速マップを参照して駆動力および車速Ｖに対応する目標変速段を決定し、実際の変速段が目標変速段となるように自動変速機５００を制御する。なお、上述したように、自動変速機５００は、通常は係合状態に制御されるが、変速中（アップシフト中またはダウンシフト中）は一時的にスリップ状態または解放状態となり、変速終了後に再び係合状態に戻される。

図３は、図１に示す動力分割装置３００の共線図を示す図である。図３に示すように、サンギヤ（Ｓ）３１０の回転速度（すなわちＭＧ１回転速度ωｇ）、キャリア（Ｃ）３３０の回転速度（すなわちエンジン回転速度ωｅ）、リングギヤ（Ｒ）３２０の回転速度（すなわちＭＧ２回転速度ωｍ）は、動力分割装置３００の共線図上で直線で結ばれる関係（いずれか２つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係）になる。リングギヤ（Ｒ）３２０と駆動軸５６０との間に自動変速機（Ａ／Ｔ）５００が設けられている。そのため、ＭＧ２回転速度ωｍと車速Ｖとの比は、自動変速機５００で形成される変速段（変速比）によって決まる。

図３においては、自動変速機５００での変速時の回転変化の様子が模式的に共線図上に示される。変速時には、車速Ｖはほとんど変化せず固定される。そのため、アップシフト時（変速比を下げる時）には、一点鎖線に示すように、自動変速機５００の入力軸回転速度を低下させる必要がある。

以上のような構成において、車両１は、エンジン１００を停止させてモータジェネレータＭＧ２の駆動力のみで走行することができる。以下、エンジン１００を停止させる走行を「ＥＶ走行」とも称し、これに対してエンジン１００を動作させる走行を「ＨＶ走行」とも称する。

車両１がＥＶ走行している場合には、モータジェネレータＭＧ１の駆動力は必要とされないため、モータジェネレータＭＧ１を駆動するためのインバータ６１０をシャットダウン制御することによってモータジェネレータＭＧ１に発生する鉄損等の損失およびインバータ６１０に発生するスイッチング損失等の損失を低減することができる。

ここで、車両１の車速Ｖが上昇すると、モータジェネレータＭＧ２の回転数が高くなる。このとき、エンジン１００が停止しているので、モータジェネレータＭＧ１の回転数も高くなる。モータジェネレータＭＧ１の回転数が上昇してモータジェネレータＭＧ１の逆起電圧がインバータ６１０に入力される電圧Ｖｉｎを超えると、ダイオードＤ１〜Ｄ６を通してモータジェネレータＭＧ１からバッテリ７００へ電流が流れる。その結果、モータジェネレータＭＧ１が発電状態となってしまう。モータジェネレータＭＧ１が発電状態となるとモータジェネレータＭＧ１が負荷となって燃費が悪化し、あるいは蓄電可能電力を超えてバッテリ７００が充電されるおそれがある。

これに対し、インバータ６１０のシャットダウン制御を解除してモータジェネレータＭＧ１に流れる電流をゼロに制御することによってモータジェネレータＭＧ１が発電状態となることを抑制することが考えられる。しかしながら、インバータ６１０のシャットダウン制御が解除されるとモータジェネレータＭＧ１およびインバータ６１０に発生する損失が増大してしまうという問題がある。

本実施の形態１においては、シャットダウン制御の実行中にモータジェネレータＭＧ１の逆起電圧がインバータ６１０へ入力される直流電圧の近傍まで上昇したとき、シャットダウン制御が継続されながらモータジェネレータＭＧ１の回転数を抑制するような変速制御が実行される。これにより、変速によりモータジェネレータＭＧ１の回転数が低下するためシャットダウン制御を継続することができる。また、変速中においてもモータジェネレータＭＧ１に発生する損失の抑制を優先してシャットダウン制御が継続される。以下、この変速制御の内容について詳しく説明する。

図４は、図１に示すＥＣＵ１０００が実行する変速制御に関する機能ブロック図である。図４の機能ブロック図に記載された各機能ブロックは、ＥＣＵ１０００によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。

図４とともに図１を参照して、ＥＣＵ１０００は、変速機制御部１００１と、インバータ制御部１００２とを含む。

変速機制御部１００１は、レゾルバ９１からモータジェネレータＭＧ１の回転数ωｇを示す信号を受ける。変速機制御部１００１は、予め定められた変速マップを参照して駆動力および車速Ｖに対応する目標変速段を決定し、実際の変速段が目標変速段となるように自動変速機５００を制御する。

変速機制御部１００１は、ＥＶ走行中において、次式から算出される電圧ΔＶが所定値Ｙを下回ったときに、モータジェネレータＭＧ１の回転数を抑制する（シフトアップする）ように自動変速機５００を制御する。

ΔＶ＝電圧Ｖｉｎ−ＭＧ１逆起電圧Ｖｅ…（１）
ＭＧ１逆起電圧Ｖｅ＝ＭＧ１回転数ωｇ×ＭＧ１逆起電力定数Ｋｅ…（２）
変速機制御部１００１は、自動変速機５００を制御するための制御信号ＣＳＡを自動変速機５００へ出力する。変速機制御部１００１は、変速動作の実行中であることを示す信号ＣＨＧをインバータ制御部１００２へ出力する。

インバータ制御部１００２は、レゾルバ９１からモータジェネレータＭＧ１の回転数ωｇを示す信号を受ける。インバータ制御部１００２は、変速機制御部１００１から信号ＣＨＧを受ける。インバータ制御部１００２は、上記式（１）、（２）から算出される電圧ΔＶが所定値Ｘを上回ったときには、インバータ６１０のシャットダウン制御を実行する。なお、所定値Ｘは、所定値Ｙよりも小さい値である。

一方、インバータ制御部１００２は、電圧ΔＶが所定値Ｘを下回ったときには、インバータ６１０のシャットダウン制御を解除してモータジェネレータＭＧ１を駆動するためのトランジスタＱ１〜Ｑ６のゲート駆動を許可してモータジェネレータＭＧ１が発生するトルクをゼロに制御する。以下、この制御を「ゼロトルク制御」とも称する。これにより、モータジェネレータＭＧ１に流れる電流が略ゼロとなり、モータジェネレータＭＧ１の発電が抑制される。

また、インバータ制御部１００２は、インバータ６１０のシャットダウン制御の実行中に変速動作が実行されたときには、インバータ６１０のシャットダウン制御を継続する。インバータ制御部１００２は、インバータ６１０，６２０をそれぞれ制御するための信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をインバータ６１０，６２０へ出力する。

一方、インバータ６１０のシャットダウン制御の非実行中に変速動作が実行されるときには、変速機制御部１００１は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動力を用いて変速するように変速機５００を制御する。

また、車両１がＥＶ走行している場合において、インバータ６１０のシャットダウン制御が実行されているときは、インバータ制御部１００２は、シャットダウン制御を継続し、変速機制御部１００１は、モータジェネレータＭＧ２の駆動力を用いて変速を実行するように変速機５００を制御する。

図５は、図１に示すＥＣＵ１０００が実行する変速制御の制御構造を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートは、ＥＣＵ１０００に予め格納されたプログラムを所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である（以下に説明する図７に示されるフローチャートについても同様である。）。

図５とともに図１を参照して、ＥＣＵ１０００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、ＥＶ走行中であるか否かを判定する。ＥＶ走行中でないと判定された場合は(Ｓ１００にてＮＯ)、以降の処理はスキップされて処理がメインルーチンに戻される。

ＥＶ走行中であると判定された場合は(Ｓ１００にてＹＥＳ)、ＥＣＵ１０００は、上記式（１）、（２）に基づいて電圧ΔＶを算出する（Ｓ１１０）。

続いてＳ１２０にて、ＥＣＵ１０００は、電圧ΔＶが所定値Ｘよりも小さいか否かを判定する。電圧ΔＶが所定値Ｘよりも小さいと判定された場合は(Ｓ１２０にてＹＥＳ)、ＥＣＵ１０００は、インバータ６１０のシャットダウン制御を解除してモータジェネレータＭＧ１を駆動するためのトランジスタＱ１〜Ｑ６のゲート駆動を許可する（Ｓ１３０）。このとき、ＥＣＵ１０００は、モータジェネレータＭＧ１のトルクをゼロにするゼロトルク制御を実行する。

一方、Ｓ１２０にて電圧ΔＶが所定値Ｘ以上であると判定された場合は(Ｓ１２０にてＮＯ)、ＥＣＵ１０００は、電圧ΔＶが所定値Ｙよりも小さいか否かを判定する（Ｓ１４０）。電圧ΔＶが所定値Ｙよりも小さいと判定された場合は(Ｓ１４０にてＹＥＳ)、ＥＣＵ１０００は、自動変速機５００の変速段が最高段であるか否かを判定する（Ｓ１５０）。なお、最高段とは、自動変速機５００が最もアップシフトされた変速段である。

自動変速機５００の変速段が最高段であると判定された場合は(Ｓ１５０にてＹＥＳ)、ＥＣＵ１０００は、インバータ６１０をシャットダウン制御してトランジスタＱ１〜Ｑ６のゲートを遮断する。自動変速機５００の変速段が最高段ではないと判定された場合は(Ｓ１５０にてＮＯ)、ＥＣＵ１０００は、アップシフトを実行するように自動変速機５００を制御する（Ｓ１７０）。Ｓ１７０にてアップシフトが実行されると、Ｓ１６０へ処理が進められる。また、Ｓ１４０にて電圧ΔＶが所定値Ｙ以上であると判定された場合も(Ｓ１４０にてＮＯ)、Ｓ１６０へ処理が進められる。

以上のように、この実施の形態１においては、シャットダウン制御の実行中にモータジェネレータＭＧ１の回転数に関連する状態量が所定量まで上昇したとき、シャットダウン制御が継続されながらモータジェネレータＭＧ１の回転数を抑制するように自動変速機５００が制御される。よって、変速によりモータジェネレータＭＧ１の回転数が低下するためシャットダウン制御を継続することができる。また、変速中においてもモータジェネレータＭＧ１に発生する損失の抑制を優先してシャットダウン制御が継続される。したがって、この実施の形態１によれば、モータジェネレータＭＧ１の駆動力が必要ではないときに発生する損失を抑制することができる。

なお、モータジェネレータＭＧ１の回転数に関連する状態量は、たとえば、モータジェネレータＭＧ１の回転数や逆起電圧などであり、モータジェネレータＭＧ１の回転数に応じて変化する量である。また、上記所定量は、モータジェネレータＭＧ１の逆起電圧がインバータ６１０へ入力される直流電圧の近傍まで近づいたことを判定するための量である。

また、この実施の形態１においては、車両１が走行している場合にインバータ６１０のシャットダウン制御が非実行中であるときは、モータジェネレータＭＧ１の駆動力を用いて変速が実行される。よって、インバータ６１０がシャットダウン制御されていない場合には、モータジェネレータＭＧ１の駆動力を制御することによってスムーズに変速を実行することができる。したがって、インバータ６１０のシャットダウン制御の実行／非実行に応じて燃費の向上と変速ショックの低減を図ることができる。

また、この実施の形態１においては、モータジェネレータＭＧ１のシャットダウン制御の実行中にＥＶ走行している場合に、モータジェネレータＭＧ１の回転数に関連する状態量が所定量まで上昇したときは、モータジェネレータＭＧ１のシャットダウン制御が継続されながらモータジェネレータＭＧ２の駆動力を用いてモータジェネレータＭＧ１の回転数を抑制するように変速機５００が制御される。よって、インバータ６１０がシャットダウン制御されている場合であっても、モータジェネレータＭＧ２の駆動力によって変速をスムーズに実行することができる。
［実施の形態２］
実施の形態１では、動力分割装置によりエンジンの動力を駆動輪とモータジェネレータとに分割して伝達可能なシリーズ／パラレル型のハイブリッド車両について説明した。実施の形態２では、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車両について説明する。

図６は、実施の形態２に従う車両の全体ブロック図である。図６を参照して、車両１Ａは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２、動力分割装置３００、およびＥＣＵ１０００に代えて、モータジェネレータＭＧ、インバータ６００およびＥＣＵ１０００Ａを含む。

モータジェネレータＭＧは、交流の回転電機であって、モータとしてもジェネレータとしても機能する。モータジェネレータＭＧの回転軸は、自動変速機５００を介して駆動軸５６０へ接続される。モータジェネレータＭＧの回転軸は、駆動軸３５０を介してエンジン１００の回転軸へも接続される。モータジェネレータＭＧは、インバータ６００によって駆動される。インバータ６００の構成は、インバータ６１０と同様である。レゾルバ９７は、モータジェネレータＭＧの回転速度（以下「ＭＧ回転速度ω」という）を検出する。レゾルバ９７は、ＭＧ回転速度ωの検出値をＥＣＵ１０００Ａへ出力する。

エンジン１００が発生した駆動力は、自動変速機５００を介して駆動輪８２へ伝達される。このとき、モータジェネレータＭＧが駆動力を発生することによって車両１の走行をアシストすることができる。また、車両の減速時には、モータジェネレータＭＧが発電することによって車両１の制動力を発生するとともにバッテリ７００を充電することができる。

ここで、エンジン１００が発生する駆動力が十分である場合には、モータジェネレータＭＧの駆動力は必要とされない。このとき、インバータ６００をシャットダウン制御することによって、モータジェネレータＭＧおよびインバータ６００に発生する損失を抑制することができる。

しかしながら、モータジェネレータＭＧの回転数が上昇すると実施の形態１と同様にシャットダウン制御を継続することが困難となる。本実施の形態２においては、車両１Ａがエンジン１００の駆動力のみによって走行している場合には、以下に説明される変速制御を実行する。

図７は、図６に示すＥＣＵ１０００Ａが実行する変速制御の制御構造を示すフローチャートである。図７とともに図１を参照して、ＥＣＵ１０００Ａは、Ｓ２００にて、エンジンの駆動力のみによる走行中であるか否かを判定する。エンジンの駆動力のみによる走行中でないと判定された場合は(Ｓ２００にてＮＯ)、以降の処理はスキップされて処理がメインルーチンに戻される。

エンジンの駆動力のみによる走行中であると判定された場合は(Ｓ２００にてＹＥＳ)、ＥＣＵ１０００Ａは、次式に基づいて電圧ΔＶを算出する（Ｓ２１０）。

ΔＶ＝電圧Ｖｉｎ−ＭＧ逆起電圧Ｖｍ…（３）
ＭＧ逆起電圧Ｖｍ＝ＭＧ回転数ω×ＭＧ逆起電力定数Ｋｍ…（４）
続いてＳ２２０にて、ＥＣＵ１０００Ａは、電圧ΔＶが所定値Ｘよりも小さいか否かを判定する。電圧ΔＶが所定値Ｘよりも小さいと判定された場合は(Ｓ２２０にてＹＥＳ)、ＥＣＵ１０００Ａは、インバータ６００のシャットダウン制御を解除してモータジェネレータＭＧを駆動するためのトランジスタＱ１〜Ｑ６のゲート駆動を許可する（Ｓ２３０）。このとき、ＥＣＵ１０００Ａは、モータジェネレータＭＧのトルクをゼロにするゼロトルク制御を実行する。

一方、Ｓ２２０にて電圧ΔＶが所定値Ｘ以上であると判定された場合は(Ｓ２２０にてＮＯ)、ＥＣＵ１０００Ａは、電圧ΔＶが所定値Ｙよりも小さいか否かを判定する（Ｓ２４０）。電圧ΔＶが所定値Ｙよりも小さいと判定された場合は(Ｓ２４０にてＹＥＳ)、ＥＣＵ１０００Ａは、自動変速機５００の変速段が最高段であるか否かを判定する（Ｓ２５０）。

自動変速機５００の変速段が最高段であると判定された場合は(Ｓ２５０にてＹＥＳ)、ＥＣＵ１０００Ａは、インバータ６００をシャットダウン制御してトランジスタＱ１〜Ｑ６のゲートを遮断する。自動変速機５００の変速段が最高段ではないと判定された場合は(Ｓ２５０にてＮＯ)、ＥＣＵ１０００Ａは、アップシフトを実行するように自動変速機５００を制御する（Ｓ２７０）。Ｓ２７０にてアップシフトが実行されると、Ｓ２６０へ処理が進められる。また、Ｓ２４０にて電圧ΔＶが所定値Ｙ以上であると判定された場合も(Ｓ２４０にてＮＯ)、Ｓ２６０へ処理が進められる。

以上のように、この実施の形態２においては、モータジェネレータＭＧの駆動力が必要とされないときに、インバータ６００のシャットダウン制御をより継続することができる。

なお、上記の実施の形態では、、モータジェネレータＭＧ１の回転数および逆起電力定数から逆起電圧が算出される場合を説明したが、モータジェネレータＭＧ１の端子間の電圧を計測することによって逆起電圧を算出してもよい。

なお、上記の実施の形態では、自動変速機５００が変速比を段階的に変更する有段変速機である場合について説明したが、自動変速機５００は、変速比を無段階に(連続的に)変化させる無段変速機(ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission)であってもよい。

なお、上記において、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧは、この発明における「回転電機」の一実施例に対応し、モータジェネレータＭＧ２は、この発明における「もう１つの回転電機」の一実施例に対応する。また、自動変速機５００は、この発明における「変速機」の一実施例に対応し、エンジン１００は、この発明における「内燃機関」の一実施例に対応する。

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。

１，１Ａ 車両、６００，６１０，６２０ インバータ、１２，１４，１６ アーム、
８２ 駆動輪、９１，９２，９７ レゾルバ、９３ エンジン回転速度センサ、９４ 車速センサ、９５ 監視センサ、９６ 電圧センサ、１００ エンジン、３００ 動力分割装置、３５０，５６０ 駆動軸、５００ 自動変速機、７００ バッテリ、１０００，１０００Ａ ＥＣＵ、１００１ 変速機制御部、１００２ インバータ制御部、Ｄ１〜Ｄ６ ダイオード、Ｑ１〜Ｑ６ トランジスタ、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＮＬ 負極線、ＰＬ 正極線、Ｕ，Ｖ，Ｗ コイル。

Claims (6)

1. 回転電機と、
   前記回転電機と駆動輪との間に設けられる変速機と、
   入力される直流電力を交流電力に電力変換して前記回転電機に供給するインバータと、
   前記回転電機の運転が要求されない場合に、前記インバータの電力変換を停止するシャットダウン制御を実行するインバータ制御部と、
   前記変速機を制御する変速機制御部とを備え、
   前記シャットダウン制御の実行中である場合に、前記回転電機の回転数に関連する状態量が第１の所定量まで上昇したときは、前記インバータ制御部は、前記シャットダウン制御を継続し、併せて、前記変速機制御部は、前記回転電機の回転数を抑制するように前記変速機を制御する変速制御を実行し、前記状態量が前記第１の所定量よりも大きい第２の所定量まで上昇したときは、前記インバータ制御部は、前記シャットダウン制御を解除する、車両。
2. 前記変速機制御部は、前記車両が走行している場合に前記シャットダウン制御が非実行中であるときは、前記回転電機が駆動力を出力することを伴う変速を行うように前記変速機を制御する、請求項１に記載の車両。
3. 内燃機関と、
   前記内燃機関の出力軸、前記回転電機の回転軸および駆動軸に機械的に連結される３軸式の動力分割装置と、
   前記駆動軸に連結されるもう１つの回転電機とをさらに備え、
   前記変速機は、前記駆動軸と前記駆動輪との間に連結され、
   前記シャットダウン制御の実行中に前記内燃機関を停止し前記もう１つの回転電機の駆動力を用いて前記車両が走行している場合に、前記状態量が前記第１の所定量まで上昇したときは、前記インバータ制御部は、前記シャットダウン制御を継続し、前記変速機制御部は、前記もう１つの回転電機が駆動力を出力することを伴う変速を行うように前記変速機を制御する、請求項１に記載の車両。
4. 前記回転電機の回転軸に連結される内燃機関をさらに備え、
   前記変速機は、前記回転電機の回転軸と前記駆動輪との間に連結され、
   前記シャットダウン制御の実行中に前記内燃機関の駆動力を用いて前記車両が走行している場合に、前記状態量が前記第１の所定量まで上昇したときは、前記インバータ制御部は、前記シャットダウン制御を継続し、前記変速機制御部は、前記変速制御を実行する、請求項１に記載の車両。
5. 前記インバータ制御部は、前記回転電機の逆起電圧が前記第２の所定量まで上昇することで、前記直流電力の電圧から前記回転電機の逆起電圧を差し引いた値が第１の所定値を下回ったときに、前記シャットダウン制御を解除し、
   前記変速機制御部は、前記回転電機の逆起電圧が前記第１の所定量まで上昇することで、前記直流電力の電圧から前記回転電機の逆起電圧を差し引いた値が第２の所定値を下回ったときに、前記変速制御を実行し、
   前記第１の所定値は、前記第２の所定値よりも小さい、請求項１に記載の車両。
6. 車両の制御方法であって、
   前記車両は、
   回転電機と、
   前記回転電機と駆動輪との間に設けられる変速機と、
   入力される直流電力を交流電力に電力変換して前記回転電機に供給するインバータとを含み、
   前記制御方法は、
   前記回転電機の運転が要求されない場合に、前記インバータの電力変換を停止するシャットダウン制御を実行するステップと、
   前記シャットダウン制御の実行中である場合に、前記回転電機の回転数に関連する状態量が第１の所定量まで上昇したときは、前記シャットダウン制御を継続しながら前記回転電機の回転数を抑制するように前記変速機を制御する変速制御を実行し、前記状態量が前記第１の所定量よりも大きい第２の所定量まで上昇したときは、前記シャットダウン制御を解除するステップとを含む、車両の制御方法。

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