JP2011156984A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】発電機、あるいはインバータの少なくとも一方の温度上昇を抑制することができるハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】駆動輪９１に動力を出力する内燃機関１０と、内燃機関１０から出力される動力により発電するＭＧ１と内燃機関１０と、ＭＧ１と、駆動輪９１とを連結し、内燃機関１０の動力を、ＭＧ１と駆動輪９１とに分割する動力分割機構４０と、ＭＧ１の回転を機械的に停止するブレーキ機構５０と、バッテリ２２からの直流電力を交流電力に変換してＭＧ１に供給可能であり、且つＭＧ１からの交流電力を直流電力に変換してバッテリ２２に回収可能なインバータ２１と、を備えるハイブリッド車両１において、ＭＧ１の回転を停止させる際に、ＭＧ１あるいはインバータ２１の少なくともいずれか一方の温度が所定温度以上か否かを判定し、所定温度以上である場合は、ＭＧ１の回転数を停止させない。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関と電気モータとを動力源として走行可能なハイブリッド車両に関するものである。

近年、燃料の燃焼によりトルクを出力する内燃機関と、電力の供給によりトルクを出力する電気モータとを搭載し、この内燃機関と電気モータのトルクを車輪に伝達することで走行可能とするハイブリッド車両が知られている。このようなハイブリッド車両では、車両の走行状況に応じて、発電機の回転数をゼロとすることで、変速比を固定して、内燃機関から駆動輪へ動力伝達を行う固定変速モードと、発電機の回転数を可変制御することで、変速比を無段に変更して、内燃機関から駆動輪へ動力伝達を行う無段変速モードを備えたハイブリッド車両が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特許文献１には、発電機の回転を機械的に停止するブレーキ機構を設けたハイブリッド車両が開示されており、発電機の温度に応じて、ブレーキ機構により発電機の回転を機械的に停止し、かつ発電機をシャットダウンするハイブリッド車両の制御装置が開示されている。

特許文献１では、発電機の温度が所定の温度より高くなると、発電機の回転数をゼロに制御し、ブレーキ機構により発電機の回転を機械的に停止し、かつ発電機のスイッチングを停止し、シャットダウンすることで、発電機の温度を低減する技術が開示されている。

特開２００２−２７１９１１号公報 特開２０００−１８４５０６号公報

ここで、発電機の回転数をゼロに制御すると、発電機を駆動制御するインバータ回路におけるインバータ素子への通電が周期的に変化しなくなるため、特定の相に通電量の違いが発生する。従って、特許文献１のように、ブレーキ機構により発電機の回転を機械的に停止する前に、発電機の回転数をゼロに制御する場合は、発電機の回転数をゼロに制御しない、すなわち発電機が回転しているときと比較して、特定の相に過大な電流が流れ、特定のインバータ素子の温度が大幅に上昇するので、インバータの温度が大幅に上昇する虞がある。同様に、発電機の温度が大幅に上昇するので、発電機の温度が大幅に上昇する虞がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、発電機、あるいはインバータの少なくとも一方の温度上昇を抑制することができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。

本発明のハイブリッド車両は、駆動輪に動力を出力する内燃機関と、内燃機関から出力される動力により発電する第一モータジェネレータと内燃機関と、第一モータジェネレータと、駆動輪とを連結し、内燃機関の動力を、第一モータジェネレータと駆動輪とに分割する動力分割機構と、第一モータジェネレータの回転を機械的に停止するブレーキ機構と、バッテリからの直流電力を交流電力に変換して第一モータジェネレータに供給可能であり、且つ第一モータジェネレータからの交流電力を直流電力に変換してバッテリに回収可能なインバータと、を備えるハイブリッド車両において、第一モータジェネレータの回転を停止させる際に、第一モータジェネレータあるいはインバータの少なくともいずれか一方（以下、「温度上昇対象」と記す）の温度が所定温度以上か否かを判定し、所定温度以上である場合は、第一モータジェネレータの回転を停止させないことを特徴とするハイブリッド車両。

上記のハイブリッド車両において、内燃機関の出力する出力トルクが大きいほど、所定温度を小さくすることが好ましい。

上記のハイブリッド車両において、第一モータジェネレータの回転数が大きいほど小さくすることが好ましい。

上記のハイブリッド車両において、さらに、温度上昇対象を冷却する冷却手段を備え、第一モータジェネレータの回転数をゼロに収束させる場合は、冷却手段の冷却能力を上げることが好ましい。

本発明によれば、温度上昇対象の温度が所定温度未満のとき、温度上昇が起こるが、第一モータジェネレータの回転数をゼロに収束することによる温度上昇対象の発熱が温度上昇対象の許容できる発熱である場合、制御装置により第一モータジェネレータの回転数をゼロに収束し、第一モータジェネレータの回転を機械的に停止させる。また、第一モータジェネレータの回転数をゼロに収束することによる温度上昇対象の発熱が温度上昇対象の許容できない発熱である場合、制御装置により第一モータジェネレータの回転数をゼロに収束させず、第一モータジェネレータの回転を機械的に停止しない。これにより、第一モータジェネレータの回転数をゼロに収束することによる温度上昇対象の発熱が、温度上昇対象の許容できない発熱である場合に、第一モータジェネレータの回転数をゼロに収束させることで流れる過大な電流によって、発生する温度上昇対象の温度上昇を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る車両の概略構成を示す模式図である。 図２は、エンジントルクと所定温度に関する図である。 図３は、ＨＶＥＣＵが実行する制御のフローチャートである。 図４は、他の実施形態におけるＨＶＥＣＵが実行する制御のフローチャートである。 図５は、エンジントルクと要求冷却能力に関する図である。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態（以下、「実施形態」と記す）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

実施形態に係る車両の概略構成について、図１を用いて説明する。図１は、車両の概略構成を示す模式図である。

図１に示すように、車両１は、駆動輪９１を回転駆動して推進するために、原動機として、内燃機関１０と、発電可能な電動機である第一モータジェネレータ（以下、「ＭＧ１」と称する），第二モータジェネレータ（以下、「ＭＧ２」と称する）とを備えた、いわゆる「ハイブリッド車両」である。ＭＧ１，ＭＧ２は、後述する動力分割機構４０と共に、駆動装置２０（いわゆるハイブリッド・トランスアクスル）を構成している。駆動装置２０は、内燃機関１０と結合されて動力出力装置（パワープラント）を構成し、車両１に搭載されている。

車両１には、内燃機関１０及びＭＧ１，ＭＧ２を協調して制御する制御手段として、車両用の電子制御装置（以下、「ＨＶＥＣＵ」と記す）３０が設けられている。ＨＶＥＣＵ３０には、各種制御装置に入力信号や、出力信号の入出力を行う入出力ポート（Ｉ／Ｏ）（図示せず）や、各種マップなどが記憶されているＲＯＭ（図示せず）が設けられている。ＨＶＥＣＵ３０により制御されて、車両１は、内燃機関１０とＭＧ１，ＭＧ２を原動機として併用又は選択使用することが可能に構成されている。

内燃機関１０は、燃料を燃焼させることにより燃料のエネルギを機械的仕事に変換して出力する熱機関であり、ピストン往復動機関である。内燃機関１０は、図示しない燃料噴射装置、スロットル弁装置、及び各種センサ等を有しており、これら装置は、後述する内燃機関制御装置（以下、「エンジンＥＣＵ」と記す）３１により制御される。内燃機関１０の出力軸（以下、「出力軸」と記す）１１には、後述する係合機構５０が結合されている。内燃機関１０は、出力軸１１から駆動輪９１に向けて機械的動力を出力する。内燃機関１０が出力軸１１から出力する機械的動力（以下、「エンジントルク」と記す）は、後述するエンジンＥＣＵ３１により制御可能となっている。内燃機関１０には、出力軸１１の回転角位置（以下、「クランク角」と記す）を検出するクランク角センサ１２が設けられており、クランク角に係る信号をエンジンＥＣＵ３１に送出している。

エンジンＥＣＵ３１は、ＨＶＥＣＵ３０から出力された要求出力に基づいて内燃機関１０の運転制御を行うものである。具体的には、エンジンＥＣＵ３１は、この要求出力に基づいて、噴射信号、点火信号、開度信号などを内燃機関１０に出力し、これらの出力信号によりこの内燃機関１０に供給される燃料の燃料供給量や噴射タイミングなどの燃料噴射制御、図示しない点火プラグの点火制御、内燃機関１０の図示しない吸気系統に設けられたスロットル弁の開度制御などが行われる。なお、エンジンＥＣＵ３１に入力された内燃機関１０の運転状態に基づく情報、例えばクランク角センサにより検出された機関回転数などは、ＨＶＥＣＵ３０に出力される。

駆動装置２０には、原動機としてＭＧ１，ＭＧ２が設けられている。ＭＧ１及びＭＧ２は、供給された電力を機械的動力に変換する電動機としての機能と、入力された機械的動力を電力に変換する発電機としての機能とを兼ね備えた、いわゆるモータジェネレータである。ＭＧ１は、主に発電機として用いられ、一方、ＭＧ２は、主に電動機として用いられる。

ＭＧ１およびＭＧ２は、同期モータであり、それぞれ回転軸６１，６５と、ロータ６２，６６と、ステータ６３，６７とにより構成されている。回転軸６１，６５には、永久磁石であるロータ６２，６６が複数個それぞれ固定されている。ステータ６３，６７は、それぞれロータ６２，６６と対向する位置に配置され、図示しないハウジングに固定されている。ＭＧ１，ＭＧ２には、それぞれロータ６２，６６の回転角位置を検出するレゾルバ６４，６８が設けられており、ロータ６２，６６の回転角位置に係る信号を、後述するモータ制御装置（以下、「モータＥＣＵ」と記す）３２に送出している。さらに、ＭＧ１には、ＭＧ１の温度を測定するために温度センサ（図示しない）が設けられており、ＭＧ１の温度に係る信号を後述するモータＥＣＵ３２に送出している。

また、駆動装置２０には、ＭＧ１，ＭＧ２に電力を供給する電力供給装置として、インバータ２１が設けられている。インバータ２１は、ステータ６３，６７に接続されている。インバータ２１は、バッテリ２２から供給される直流電力を交流電力に変換して、それぞれ対応するＭＧ１，ＭＧ２に供給することが可能に構成されている。また、ＭＧ１，ＭＧ２からの交流電力を直流電力に変換して後述するバッテリ２２に回収可能に構成されている。インバータ２１の電力供給及び電力回収は、後述するモータＥＣＵ３２により制御される。さらに、インバータ２１には、インバータ２１の温度を測定するために温度センサ（図示しない）が設けられており、インバータ２１の温度に係る信号を後述するモータＥＣＵ３２に送出している。

ＭＧ１、ＭＧ２、インバータには、高回転域において、発熱するため、予め、冷却システム（図示しない）が備えられており、例えば、ＭＧ１，ＭＧ２のステータ６３，６４を覆うようにして、ウォータジャケット（図示しない）を設ける。冷却システムは、ウォータジャケット（図示しない）に、ウォータポンプ（図示しない）により冷却媒体であるＬＬＣ（Long-Life-Coolant）を供給することで、ＭＧ１、ＭＧ２、インバータ２１を冷却する。この冷却システムのウォータポンプは、流量を調節できるようになっており、後述するモータＥＣＵ３２により制御される。つまり、冷却システムは、冷却能力を変更とすることができ、モータＥＣＵ３２により冷却能力を制御することができる。さらに、冷却システムには、冷却媒体であるＬＬＣの温度を測定するために温度センサ（図示しない）が設けられており、冷却媒体であるＬＬＣの温度に係る信号を後述するモータＥＣＵ３２に送出している。

また、駆動装置２０には、ＭＧ１，ＭＧ２を制御するためのモータＥＣＵ３２が設けられている。モータＥＣＵ３２は、ＨＶＥＣＵ３０から要求トルク、及び要求回転速度に係る信号を受け、インバータ２１を制御することで、ＭＧ１，ＭＧ２のそれぞれについて、ロータ６２，６６の回転速度（以下、「モータ回転速度」と記す）と、ロータ６２，６６から出力する機械的動力（以下、「モータ出力」と記す）とを調整することが可能となっている。また、モータＥＣＵ３２に入力されたＭＧ１，ＭＧ２、インバータ２１、冷却システムの運転状態に基づく情報、例えばＭＧ１，ＭＧ２、インバータ２１、冷却システムの温度などは、ＨＶＥＣＵ３０に出力される。

内燃機関１０とＭＧ１とＭＧ２と駆動輪９１とは、動力分割機構４０によって連結されている。この動力分割機構４０は、内燃機関１０から出力される出力トルク（以下、「エンジントルク」と記す）をＭＧ１と駆動輪９１とに分割すると共に、ＭＧ２からの出力を駆動輪９１に伝達する。

動力分割機構４０は、プラネタリギヤユニットを含んで構成されている。即ち、この動力分割機構４０は、サンギヤ４１と、このサンギヤ４１の周囲に配置された複数のプラネタリアギヤ４２と、この各プラネタリアギヤ４２を保持するキャリア４３と、プラネタリアギヤ４２のさらに外周に配置されたリングギヤ４４とを含んで構成されている。そして、出力軸１１が中心軸４５を介してキャリア４３に結合されており、エンジントルクが動力分割機構４０のキャリア４３に入力される。また、ＭＧ２のロータ６６は、回転軸６５を介してリングギヤ４４に結合され、ロータ６６及びリングギヤ４４は、図示しないギヤユニットを介して減速機８８に結合されている。この減速機８８は、ＭＧ２から動力分割機構４０のリングギヤ４４に入力された出力をドライブシャフト９０に伝達するものであり、ＭＧ２はドライブシャフト９０と常時若しくは変速機を介して接続された状態となっている。

また、ＭＧ１のロータ６２は、回転軸６１及び図示しないギヤユニットを介してサンギヤ４１に結合されている。つまり、内燃機関１０の動力は、動力分割機構４０で分割され、サンギヤ４１を介してＭＧ１のロータ６２に伝達可能である。また、内燃機関１０の動力は、動力分割機構４０で分割され、リングギヤ４４、ドライブシャフト９０などを介して駆動輪９１にも伝達可能となっている。

そして、ＭＧ１には、ＭＧ１の回転を機械的に停止するブレーキ機構５０が設けられている。ブレーキ機構５０は、ＭＧ１のロータ６２に連結されている回転軸６１の回転を停止する、すなわち、ＭＧ１の回転軸６１の回転を機械的に停止し、ＭＧ１のステータ６３に対し、ロータ６２を回転させないことで、ＭＧ１に接続されているサンギヤ４１の回転を停止する。このブレーキ機構５０は、モータＥＣＵ３２により制御される。ＨＶＥＣＵ３０は、後述する無段変速モードから固定変速モードに切り替える際に、モータＥＣＵ３２を介して、ブレーキ機構５０がＭＧ１と係合し、固定変速モードから無段変速モードに切り替える際に、ＭＧ１からブレーキ機構５０を解放させる。これによって、動力分割機構４０をロック状態とすることができる。なお、このブレーキ機構５０は、摩擦式、爪またはピン結合式などのいずれのブレーキ機構であって良い。

内燃機関１０、あるいはＭＧ２の少なくとも一方から出力される機械的動力は、動力分割機構４０、減速機８８を介してドライブシャフト９０に伝達され、さらにこのドライブシャフト９０のそれぞれに装着された駆動輪９１に伝達される。なお、駆動輪９１の近傍には、駆動輪９１の回転速度を検出する車輪速センサ（図示せず）が設けられており、検出した駆動輪９１の回転速度に係る信号をＨＶＥＣＵ３０に送出している。

また、車両１には、ＭＧ１，ＭＧ２に供給する電力を貯蔵し、充放電が可能なバッテリ（蓄電池）２２と、バッテリ２２の電圧を昇圧してインバータ２１の供給電圧に変換可能な昇圧コンバータ（図示せず）が設けられている。バッテリ２２は、ＭＧ１，ＭＧ２に設けられたインバータ２１に、昇圧コンバータを介して電気的に接続されている。バッテリ２２は、インバータ２１を介して、それぞれＭＧ１，ＭＧ２との間で充放電を行う。

また、車両１には、バッテリ２２を監視するバッテリ監視用の電子制御装置（以下、「バッテリＥＣＵ」と記す）３３が設けられている。バッテリＥＣＵ３３は、バッテリ２２の温度や電圧、充放電電流値等を監視している。これら情報からバッテリＥＣＵ３３は、バッテリ２２の蓄電状態（state-of-charge：ＳＯＣ）、及び充放電電力を算出している。バッテリＥＣＵ３３は、バッテリ２２の蓄電状態、及びバッテリ２２の充放電電力に係る信号等を、ＨＶＥＣＵ３０に送出している。

また、車両１には、運転者によるアクセルペダル（図示せず）の操作量を検出するアクセルペダルポジションセンサ１００が設けられており、検出したアクセルペダルの操作量（以下、「アクセル操作量」と記す）に係る信号を、ＨＶＥＣＵ３０に送出している。

ＨＶＥＣＵ３０は、クランク角センサからのクランク角及び入力軸８１の回転速度に係る信号と、車輪速センサからの駆動輪９１の回転速度に係る信号と、ＭＧ１，ＭＧ２にそれぞれ設けられたレゾルバ６４，６８からのモータ回転速度に係る信号とを検出している。また、ＨＶＥＣＵ３０は、アクセルペダルポジションセンサ１００からのアクセル操作量に係る信号を検出している。また、ＨＶＥＣＵ３０は、バッテリＥＣＵ３３からのバッテリ２２の蓄電状態に係る信号と、加速度センサ（図示せず）からの車両１の前後、上下及び左右方向の加速度に係る信号を検出している。また、ＨＶＥＣＵ３０は、ＭＧ１，ＭＧ２、インバータ２１、冷却システムに設けられた温度センサからのＭＧ１，ＭＧ２、インバータ２１、冷却システムの温度に関わる信号を検出している。

これら信号に基づいて、ＨＶＥＣＵ３０は、内燃機関１０に要求する要求出力、ＭＧ１に要求する要求トルク、ＭＧ２に要求する要求トルクを算出する。そして、エンジンＥＣＵ３１に要求出力、モータＥＣＵ３２に要求トルクを出力する。

このように構成された車両１は、車両走行中において、内燃機関１０及びＭＧ２を原動機として併用又は選択使用し、これら原動機からの機械的動力を、動力分割機構４０により駆動輪９１に伝達することで、車両１を駆動することが可能となっている。また、車両１は、車両減速時においては、駆動輪９１から動力分割機構４０に伝達された機械的動力を、ＭＧ２で電力に変換して、バッテリ２２に回収する、いわゆる回生制動を行うことが可能となっている。

以下に、本発明のブレーキ機構５０を用いた変速モードの切替について、図２を用いて説明する。図２は、エンジントルクと所定温度に関する図である。ＨＶＥＣＵ３０は、運転者の駆動要求や、車両１の状態に応じて、無段変速モード、固定変速モードを選択する。

無段変速モードは、ＨＶＥＣＵ３０が、モータＥＣＵ３２を介してＭＧ１の回転数を可変とすることによって、動力分割機構４０が無段変速機として機能し、動力伝達機構４０の入力側（内燃機関１０側）と出力側（駆動輪９４側）との回転数の比である変速比を無段階に変速させる。これは、ＭＧ１は、動力分割機構４０のサンギヤ４１に連結されており、キャリア４３の回転数に対してリングギヤ４４の回転数をサンギヤ４１の回転数によって変更することができるからである。無段変速モードでは、要求される変速比に基づいて、ＭＧ１は回転している。つまり、無段変速モードでは、ＭＧ１をゼロに収束させず、ブレーキ機構５０により、ＭＧ１を停止しない。

固定変速モードは、ＭＧ１の回転数をゼロに維持するものである。固定変速モードでは、本実施形態では、ＨＶＥＣＵ３０がモータＥＣＵ３２を介してＭＧ１を回転数がゼロに収束するように制御し、ＭＧ１の回転数がゼロに収束した状態で、ブレーキ機構５０がＭＧ１と係合することによって、ＭＧ１に接続されているサンギヤ４１の回転を停止することができ、動力伝達機構４０の入力側（内燃機関１０側）と出力側（駆動輪９４側）との回転数の比である変速比を固定する。ここで、ブレーキ機構５０は、ＭＧ１のロータ６２に連結されている回転軸６１の回転を停止する。ブレーキ機構５０によりＭＧ１の回転軸６１を機械的に停止させる場合に、ＭＧ１の回転数をゼロに収束させていない状態で行うと、係合する際にショックが発生し、その衝撃が車両に伝達されてドライバビリティの低下を引き起こす。従って、ブレーキ機構５０がＭＧ１と係合する前に、ＨＶＥＣＵ３０によりＭＧ１の回転数をゼロに収束するように制御することで、ブレーキ機構５０がＭＧ１と係合する際に発生するショックを抑制することができる。なお、固定変速モードでは、ブレーキ機構５０によりＭＧ１を回転させないことで変速比を固定するため、ＭＧ１で受け持つエンジントルクを、ブレーキ機構５０で受け持つこととなる。従って、固定変速モード時に、ＭＧ１を作動させる必要がなく、機械的エネルギと電気的エネルギとのエネルギ変換による動力損失を防ぐことができる。

例えば加速走行から定常走行に移行した場合などは、主に内燃機関１０から出力される機械的動力により走行することで効率が向上するので、ＭＧ１の回転を停止し、動力分割機構４０を介して内燃機関１０から出力される機械的動力をすべて駆動輪９１に伝達するために、ＨＶＥＣＵ３０が変速モードを無段変速モードから固定変速モードに切り替える。つまり、ＨＶＥＣＵ３０は、ＭＧ１の回転を停止することで効率が良くなる場合に、無段変速モードで走行している状態から固定変速モードに切り替える。

ここで、無段変速モードから固定変速モードへの切替は、本実施形態では、温度上昇対象であるインバータ２１の温度ｔが所定温度ｔ１未満の場合に行う。なお、インバータ２１の温度ｔが所定温度ｔ１以上の場合は、ＭＧ１の回転数を停止しない。つまり、ＭＧ１の回転を停止できる場合であっても、インバータ２１の温度ｔが所定温度ｔ１以上の場合は、無段変速モードから固定変速モードへの切替は行わず、無段変速モードを維持する。

ＨＶＥＣＵ３０がＭＧ１の回転数をゼロに収束する制御を行うと、インバータ２１が有する複数のインバータ素子のうち、特定のインバータ素子の温度が上昇し、発熱するので、インバータ２１の温度ｔが上昇し、発熱する。所定温度ｔ１は、ＨＶＥＣＵ３０がＭＧ１の回転数をゼロに収束する制御を行うことで発生するインバータ２１の発熱がインバータ２１の許容できる発熱を越えないように決定される。所定温度ｔ１は、実験または計算等により予め算出された値であり、制御変数として、ＨＶＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶されている。所定温度ｔ１は、実施形態では、図２に示すように、エンジントルクに応じて決定されるものであり、エンジントルクが大きいほど、所定温度ｔ１は小さい値となるように、例えばマップなどで決定されている。ここで、ＨＶＥＣＵ３０によりＭＧ１の回転数をゼロに収束する制御を行っている間は、エンジントルクの反力をＭＧ１で受け持つこととなるが、エンジントルクが大きいほどＭＧ１で受け持つ反力が大きくなり、ＭＧ１の回転数をゼロに収束するために大きな電力を必要とする。従って、インバータ２１の温度上昇は、ＨＶＥＣＵ３０によりＭＧ１の回転数をゼロに収束させる際、エンジントルクが大きいと、エンジントルクが小さい場合と比較して大きくなる。ここで、所定温度ｔ１を一定値とする場合は、所定温度ｔ１がＨＶＥＣＵ３０によりＭＧ１の回転数をゼロに収束させる際に発生する最大のエンジントルクに合わせて決定されることとなる。上述のように、エンジントルクが小さい場合は、エンジントルクが大きい場合と比較して、ＨＶＥＣＵ３０によりＭＧ１の回転数をゼロに収束させる際にＭＧ１で受け持つ反力が小さいため、大きな電力を必要としない。つまり、エンジントルクが小さい場合は、エンジントルクが大きい場合と比較してインバータ２１の温度上昇が小さくなるので、エンジントルクが大きいために、ＨＶＥＣＵ３０によりＭＧ１の回転数をゼロに収束させることによるインバータ２１の発熱がインバータ２１の許容できる発熱を越えるインバータ２１の温度ｔでも、インバータ２１の発熱がインバータ２１の許容できる発熱を越えない場合がある。従って、所定温度ｔ１をエンジントルクに応じて決定せずに一定値とする場合は、エンジントルクが小さくインバータ２１の温度ｔが、ＨＶＥＣＵ３０によりＭＧ１の回転数をゼロに収束させることによるインバータ２１の発熱がインバータ２１の許容できる発熱を越えない温度であっても、ＨＶＥＣＵ３０により無段変速モードから固定変速モードに切り替えることができず、すぐに固定変速モードに切り替えることができないため効率がその分低下する。このため、エンジントルクが小さいほど所定温度ｔ１を大きくすることによって、ＨＶＥＣＵ３０により無段変速モードから固定変速モードへの切り替えを容易とし、固定変速モードで走行し易くする。これにより、所定温度ｔ１を一定値にして変速モードを切り替えることと比較すれば、エンジントルクが小さいほど、所定温度ｔ１を大きくすることで、ブレーキ機構５０を使用する割合が増えるため、より効率の良い切り替えを行うことができる。

次に、本実施形態における車両１の電子制御装置（ＨＶＥＣＵ）が実行する制御について、図１〜図３を用いて説明する。図３は、ＨＶＥＣＵが実行する車両制御のフローチャートである。なお、以下の制御ルーチンは、制御周期ごとに繰り返され、エンジントルク、インバータの温度ｔ、所定温度ｔ１は、制御ルーチンごとに更新される。

図３に示すように、まず、ＨＶＥＣＵ３０は、車両１が現時点において、無断変速モードから固定変速モードに切り替えが可能であるか否かを判断する（ステップＳ１０）。ここでは、ＨＶＥＣＵ３０は、上述のように、例えば無段変速モードから固定変速モードに切り替えることでＭＧ１の回転を停止することにより効率が良くなるか否か、すなわちＭＧ１の回転を停止できる場合であるか否かを判断する。

ＨＶＥＣＵ３０は、無断変速モードから固定変速モードに切り替えが可能であると判断（ステップＳ１０肯定）すると、エンジントルクを取得する（ステップＳ１１）。ここでは、ＨＶＥＣＵ３０は、ＭＧ１の回転を停止できる場合であると判断すると、エンジントルクを取得する。なお、ＨＶＥＣＵ３０は、無断変速モードから固定変速モードに切り替えが可能でないと判断（ステップＳ１０否定）すると、現在の制御ルーチンを終了し、次の制御ルーチンに移行する。

次に、ＨＶＥＣＵ３０は、所定温度ｔ１を決定する（ステップＳ１２）。ここでは、ＨＶＥＣＵ３０は、取得したエンジントルクと、上述したマップ（図２参照）とに基づいて、取得したエンジントルクが大きいほど小さくなるように所定温度ｔ１を決定する。

次に、ＨＶＥＣＵ３０は、インバータ２１の温度ｔを取得する（ステップＳ１３）。

次に、ＨＶＥＣＵ３０は、取得したインバータ２１の温度ｔが所定温度ｔ１よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ１４）。ここでは、ＨＶＥＣＵ３０は、インバータ２１の温度ｔの状態で無段変速モードから固定変速モードに実際に切り替えることが可能か否かを判断する。つまり、ＨＶＥＣＵ３０は、取得したインバータ２１の温度ｔが、ＨＶＥＣＵ３０によりＭＧ１の回転数をゼロに収束させることによるインバータ２１の発熱がインバータ２１の許容できる発熱を越えない温度であるか否かを判断する。

次に、ＨＶＥＣＵ３０は、取得したインバータ２１の温度ｔが所定温度ｔ１より小さいと判断（ステップＳ１４肯定）すると、ＭＧ１の回転数を０ｒｐｍ（ゼロ）に収束する制御を行う（ステップＳ１５）。ここでは、ＨＶＥＣＵ３０は、ＨＶＥＣＵ３０によりＭＧ１の回転数をゼロに収束させることによるインバータ２１の発熱がインバータ２１の許容できる発熱を越えないと判断すると、無段変速モードから固定変速モードに実際に切り替えるため、ＭＧ１の回転数をゼロに収束する制御を行う。なお、ＨＶＥＣＵ３０によるＭＧ１の回転数をゼロに収束する制御により、ＭＧ１の実際の回転数はゼロにするほうがよいが、ゼロ近傍であってもよい。

次に、ＨＶＥＣＵ３０は、ブレーキ機構５０をＭＧ１と係合させる（ステップＳ１６）。ここでは、ＨＶＥＣＵ３０は、ＭＧ１の回転数をゼロに収束させた後、ＭＧ１の回転数をゼロに維持するために、ブレーキ機構５０によりＭＧ１の回転を機械的に停止する。

また、ＨＶＥＣＵ３０は、インバータ２１の温度ｔが所定温度ｔ１以上と判断（ステップＳ１４否定）すると、現在の制御ルーチンを終了し、次の制御ルーチンに移行する。つまり、ＨＶＥＣＵ３０は、ＨＶＥＣＵ３０によりＭＧ１の回転数をゼロに収束させることによるインバータ２１の発熱がインバータ２１の許容できる発熱を越えると判断すると、無段変速モードから固定変速モードに実際に切り替えを行わず、ＭＧ１の回転数をゼロに収束する制御を行わず、ブレーキ機構５０をＭＧ１と係合させず、無段変速モードを維持する。

以上のように、温度上昇対象であるインバータ２１の温度ｔが所定温度ｔ１未満、すなわちインバータ２１の温度上昇が起こるが、ＭＧ１の回転数をゼロに収束することによるインバータの発熱がインバータ２１の許容できる発熱である場合に、ＨＶＥＣＵ３０によりＭＧ１の回転数をゼロに収束し、ブレーキ機構５０によりＭＧ１の回転を機械的に停止させ、温度上昇対象であるインバータ２１の温度ｔが所定温度ｔ１以上、すなわちＭＧ１の回転数をゼロに収束することによるインバータの発熱がインバータ２１の許容できない発熱である場合に、ＨＶＥＣＵ３０によりＭＧ１の回転数をゼロに収束させず、ブレーキ機構５０によりＭＧ１の回転を機械的に停止しない。従って、ＭＧ１の回転数をゼロに収束することによるインバータ２１の発熱がインバータ２１の許容できない発熱である場合には、ＨＶＥＣＵ３０によりＭＧ１の回転数をゼロに収束させないので、ＭＧ１の回転数をゼロに収束させることで流れる過大な電流によって発生するインバータ２１の温度上昇を抑制することができ、インバータ２１の耐久性を向上することができる。

なお、本発明の他の実施形態を図４、図５を用いて説明する。図４は、他の実施形態におけるＨＶＥＣＵが実行する制御のフローチャートである。図５は、エンジントルクと要求冷却能力に関する図である。なお、図４において図３と重複する部分の説明は省略する。

ＨＶＥＣＵ３０は、取得したインバータ２１の温度ｔが所定温度ｔ１より小さいと判断（ステップＳ１４肯定）すると、ＨＶＥＣＵ３０により冷却システムの冷却能力を上げ（ステップＳ１７）、ＭＧ１の回転数を０ｒｐｍ（ゼロ）に収束する制御を行う（ステップＳ１５）。ここでは、ＨＶＥＣＵ３０は、ＨＶＥＣＵ３０によりＭＧ１の回転数をゼロに収束させる前に、予め冷却媒体であるＬＬＣの流量をウォータポンプにより調節し、要求される冷却能力（以下、「要求冷却能力」と記す）を上げ、インバータ２１を冷却する。これにより、ＨＶＥＣＵ３０によりＭＧ１の回転数をゼロに収束させる際に冷却能力を上げるので、ＨＶＥＣＵ３０によりＭＧ１の回転数をゼロに収束させることによるインバータ２１の発熱が抑制され、インバータ２１の許容できる発熱を越えることをさらに抑制することができ、インバータ２１の温度上昇を抑制することができる。なお、要求冷却能力は、実験または計算等により予め算出された値であり、制御変数として、ＨＶＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶されている。

ここで、冷却システムの冷却能力は、一定に上昇しても良いし、ＭＧ１の回転数をゼロに収束することによるインバータ２１の発熱に応じて決定しても良い。要求冷却能力は、例えば、図５に示すように、エンジントルクに応じて決定されても良く、エンジントルクが大きいほど、要求冷却能力は大きい値となるように、例えばマップなどで決定されている。なお、要求冷却能力は、エンジントルクのみならず、冷却媒体であるＬＬＣの温度、インバータの温度、ＭＧ１の温度のいずれか１以上に応じて決定されても良い。要求冷却能力は、これらの温度が大きいほど大きい値に決定される。なお、ＨＶＥＣＵ３０は、冷却システムの冷却能力を上げながら、ＭＧ１の回転数をゼロに収束してもよい。また、ＨＶＥＣＵ３０は、インバータ２１の温度ｔが低ければ冷却システムの冷却能力をあげなくても良い。

また、本発明の実施形態および他の実施形態では、所定温度ｔ１をエンジントルクに応じて決定したが、ＭＧ１の回転数に応じて決定しても良い。このとき、ＭＧ１の回転数が大きいほど、小さい値となるように、例えばマップなどで決定されている。ここで、ＭＧ１の回転数が大きいと、ＭＧ１の回転数をゼロに収束させるのに時間がかかる。従って、ＭＧ１の回転数が大きい状態からＭＧ１の回転数をゼロに収束させる場合は、ＭＧ１の回転数が小さい状態からＭＧ１の回転数をゼロに収束させる場合と比較してインバータ２１の温度上昇が大きくなる。ここで、所定温度ｔ１を一定値とする場合は、所定温度ｔ１がＨＶＥＣＵ３０によりＭＧ１の回転数をゼロに収束させる際におけるＭＧ１の最大の回転数に合わせて決定されることとなる。上述のように、ＭＧ１の回転数が小さい場合は、ＭＧ１の回転数が大きい場合と比較してインバータ２１の温度上昇が小さくなるので、インバータ２１の発熱がインバータ２１の許容できる発熱を越えない場合がある。従って、所定温度ｔ１をＭＧ１の回転数に応じて決定せずに一定値とする場合は、ＭＧ１の回転数が小さくインバータ２１の温度ｔが、インバータ２１の発熱が許容できる発熱を越えない温度であっても、ＨＶＥＣＵ３０により無段変速モードから固定変速モードに切り替えることができず、すぐに固定変速モードに切り替えることができないため効率がその分低下する。このため、ＭＧ１の回転数が小さいほど所定温度ｔ１を大きくすることによって、ＨＶＥＣＵ３０により無段変速モードから固定変速モードに切り替える頻度を増加し、固定変速モードで走行できる時間を延ばす。これにより、所定温度ｔ１を一定値にして変速モードを切り替えることと比較すれば、ＭＧ１の回転数が小さいほど、所定温度ｔ１を大きくすることで、ブレーキ機構５０を使用する割合を増やすことができるため、ＭＧ１の回転数に応じて、所定温度ｔ１を可変にすることで効率の良い切り替えを行うことができる。なお、所定温度ｔ１は、エンジントルク及びＭＧ１の回転数の両者に応じて決定しても良い。また、所定温度ｔ１は、一定値であっても良い。

また、本発明の実施形態および他の実施形態において、インバータ２１を温度上昇対象としたが、これに限定されるものではなく、ＭＧ１であっても良い。また、インバータ２１の温度ｔが所定温度ｔ１未満である場合に、ＨＶＥＣＵ３０によりＭＧ１の回転数をゼロに収束させ、ブレーキ機構５０によりＭＧ１の回転を機械的に停止したが、これに限定されるものではなく、ＭＧ１の温度、冷却媒体であるＬＬＣの温度が所定温度未満である場合に、ＨＶＥＣＵ３０によりＭＧ１の回転数をゼロに収束させ、ブレーキ機構５０によりＭＧ１の回転を機械的に停止しても良い。ＭＧ１の温度に対応する所定温度は、ＨＶＥＣＵ３０がＭＧ１の回転数をゼロに収束する制御を行うことで発生するＭＧ１の発熱がＭＧ１の許容できる発熱を越えないように決定される。また、冷却媒体であるＬＬＣの温度に対応する所定温度は、ＨＶＥＣＵ３０がＭＧ１の回転数をゼロに収束する制御を行うことで発生するインバータ２１あるいはＭＧ１の発熱がインバータ２１あるいはＭＧ１の許容できる発熱を越えないように決定される。なお、ＨＶＥＣＵ３０は、インバータ２１の温度、ＭＧ１の温度、冷却媒体であるＬＬＣの温度の少なくとも２以上が所定温度未満である場合に、ＨＶＥＣＵ３０によりＭＧ１の回転数をゼロに収束させ、ブレーキ機構５０によりＭＧ１の回転を機械的に停止しても良い。

以上のように、本発明は、内燃機関と、電気モータとを動力源として走行可能なハイブリッド車両に有効であり、第一モータジェネレータ、あるいはインバータの少なくとも一方の温度上昇を抑制するのに適している。

１ 車両
１０ 内燃機関
１１ 出力軸
２０ 駆動装置
２１ インバータ
２２ バッテリ
３０ 車両用の電子制御装置（ＨＶＥＣＵ）
３１ 内燃機関制御装置（エンジンＥＣＵ）
３２ モータ制御装置（モータＥＣＵ）
３３ バッテリ監視用の電子制御装置（バッテリＥＣＵ）
４０ 動力分割機構
４１ サンギヤ
４２ プラネタリアギヤ
４３ キャリア
４４ リングギヤ
５０ ブレーキ機構
６１，６５ 回転軸
６２，６６ ロータ
６３，６７ ステータ
６４，６８ レゾルバ
８８ 減速機
９０ ドライブシャフト
９１ 駆動輪

Claims (4)

1. 駆動輪に動力を出力する内燃機関と、
   前記内燃機関から出力される動力により発電する第一モータジェネレータと
   前記内燃機関と、前記第一モータジェネレータと、前記駆動輪とを連結し、前記内燃機関の動力を、前記第一モータジェネレータと前記駆動輪とに分割する動力分割機構と、
   前記第一モータジェネレータの回転を機械的に停止するブレーキ機構と、
   バッテリからの直流電力を交流電力に変換して前記第一モータジェネレータに供給可能であり、且つ前記第一モータジェネレータからの交流電力を直流電力に変換してバッテリに回収可能なインバータと、
   を備えるハイブリッド車両において、
   前記第一モータジェネレータの回転を停止させる際に、
   前記第一モータジェネレータあるいは前記インバータの少なくともいずれか一方の温度が所定温度以上か否かを判定し、所定温度以上である場合は、前記第一モータジェネレータの回転を停止させない
   ことを特徴とするハイブリッド車両。
2. 前記内燃機関の出力する出力トルクが大きいほど、前記所定温度を小さくする
   ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記第一モータジェネレータの回転数が大きいほど、前記所定温度を小さくする
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両。
4. 前記ハイブリッド車両は、さらに、前記第一モータジェネレータあるいは、前記インバータの少なくともいずれか一方を冷却する冷却手段を備え、
   前記第一モータジェネレータの回転数をゼロに収束させる場合は、前記冷却手段の冷却能力を上げる
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。

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