JP2013082265A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動発電機のトルク制御が不可能な状態であっても、変速時の減速ショックを低減すると共に、バッテリの劣化を防止する。
【解決手段】ハイブリッド車両は、内燃機関と、車軸に繋がる駆動軸の回転を変速可能な変速機構と、変速機構が変速する際に駆動軸側への内燃機関の動力伝達を遮断可能なクラッチと、駆動軸からの回生トルクを受けて逆起電圧により発電可能であると共に、少なくとも変速機構が変速する際に駆動軸に駆動トルクを付与可能な電動発電機と、電動発電機との間で充放電可能であるバッテリとを備える。ハイブリッド車両の制御装置は、逆起電圧により発電可能であり且つ駆動トルクが制御不能である所定種類の異常がある場合に、変速機構が変速する際に、逆起電圧の発生を抑制する抑制手段を備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、例えば動力源として内燃機関及び電動発電機を備えるハイブリッド車両において、変速時に駆動トルクが変動することにより発生するショックを低減するための電動発電機の制御に係る制御装置の技術分野に関する。

この種の装置として、駆動輪を駆動すると共に、駆動輪による回生発電を行うモータを備え、クラッチの接離動作を伴う有段変速機の変速動作時に、モータによるトルクアシストタイミングやトルクアシスト量を適宜変更することで、変速時のトルク変動による減速ショックを低減するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、内燃機関の回転に対応して逆起電力を発生する第１モータと、車軸に動力を入出力可能な第２モータと、第１モータ駆動用インバータに供給する電力の電圧を昇圧する昇圧回路とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２によれば、第１モータ駆動用インバータのゲート遮断が可能な範囲内で、第１モータを正常に駆動できなくなる所定の異常が生じた時に、該ゲート遮断を行った状態でエンジンを駆動し、第１モータにより発生可能な最大の発電電力が生じるように昇圧回路を制御することで、第２モータのみによる走行をより長く継続する。

また、モータ制御に係る部品の故障発生時に、モータとバッテリとの間に接続されるコンタクタをオフすると共に、モータの回生発電による電圧が、モータとコンタクタとの間に設けられるインバータの耐電圧以下となるようにエンジンを制御するものが提案されている（例えば、特許文献３参照）。

更には、モータ系が故障した場合に、高電圧バッテリの残存容量が所定下限値に達するまで、車両状態に応じてコンバータを作動し、高電圧バッテリの電力を低電圧バッテリに充電するものが提案されている（例えば、特許文献４参照）。

特開２００１−３１５５５２号公報 特開２０１０−０１２８２７号公報 特開２００１−０６９６０７号公報 特開２００８−１６８７５４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の装置において、回生発電可能であるものの、トルク制御が不可能となるモータの故障が発生した場合、トルクアシストが不可能となる。このため、変速時のトルク変動による減速ショックが低減されず、ドライバビリティーが悪化するといった技術的問題点がある。また、この場合、仮にフェイルセーフが作動され、回生発電が停止されてしまうと、結果としてバッテリの充電状態が制御下限を下回り、バッテリの劣化を招き兼ねないといった技術的問題点もある。

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、モータ等の電動発電機のトルク制御が不可能な状態であっても、変速時の減速ショックを低減すると共に、バッテリの劣化を防止し得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する。

上述した課題を解決するために、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関と、車軸に繋がる駆動軸の回転を変速可能な変速機構と、前記変速機構が変速する際に前記駆動軸側への前記内燃機関の動力伝達を遮断可能なクラッチと、前記駆動軸からの回生トルクを受けて逆起電圧により発電可能であると共に、少なくとも前記変速機構が変速する際に前記駆動軸に駆動トルクを付与可能な電動発電機と、前記電動発電機との間で充放電可能であるバッテリとを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、前記逆起電圧により発電可能であり且つ前記駆動トルクが制御不能である所定種類の異常がある場合に、前記変速機構が変速する際に、前記逆起電圧の発生を抑制する抑制手段を備える。

本発明に係るハイブリッド車両は、駆動軸に対し動力供給可能な動力要素として、（ｉ）燃料の種別、供給態様、燃焼態様、吸排気系の構成及び気筒配列等、その物理的、機械的又は電気的構成を問わない各種の態様を採り得る内燃機関と、（ｉｉ）例えばモータジェネレータ等として構成され得る電動発電機とを少なくとも備えた車両である。特に、本発明に係る電動発電機は、駆動軸に直接的又は間接的に固定されており、電動発電機の回転数に比例する逆起電圧により発電する一方で、少なくとも変速が行われる際に、通電電流に比例する駆動トルクを駆動軸に付与する。本発明に係るバッテリは、電動発電機が駆動軸からの回生トルクを受けて発生する、逆起電圧により充電されると共に、電動発電機に対して放電される。

本発明に係る変速機構は、例えばクラッチ操作のみが自動化された従来のマニュアル・トランスミッションたるオートメイティッド・マニュアル・トランスミッション（Automated Manual Transmission）等のトランスミッションであり、広義にクラッチ機構を含む有段変速機構として構成され、歯車の組み合わせを切り替えることで段階的に変速比を変化させる。

ここで、本発明では、変速機構が変速する際に、内燃機関の動力伝達が遮断され、内燃機関からの駆動トルクが「０」（所謂、トルク抜け）に陥るが、電動発電機のトルクアシスト機能によって電動発電機から適宜に駆動トルクが付与されることで、駆動軸にかかる駆動トルクの変動幅が減少され、減速ショックが大幅に抑制される。即ち、変速時に、モータ等の電動発電機によるトルクアシストが行われる。しかしながら、変速機構が変速する際に、電動発電機の駆動を制御するシステムに異常がある場合、トルクアシスト機能が喪失され、減速ショックの低減が不可能になる。特に、本発明において、減速ショックを生むトルク変動の一部を、逆起電圧による負トルク（負荷トルク）が構成しており、この負トルクを解消することが減速ショックの低減に繋がる。

そこで、本発明に係る抑制手段は、所定種類の異常がある場合に、変速機構が変速する際に、逆起電圧の発生を抑制する。ここで、「所定種類の異常」とは、逆起電圧により発電可能であり且つ駆動トルク（言い換えれば、電動発電機の駆動）が制御不能であるところの異常を意味する。「所定種類の異常」は、電動発電機では依然として発電可能であるものの、例えば、駆動トルクの制御に必要とされる情報（例えば、モータ回転数やモータ出力トルク等）を検出、算出、推定又は特定するためのセンサや回路等において、情報の取得が不可能となる故障或いは不良や、電動発電機を制御するための電子回路における一部のスイッチング素子の「ＯＦＦ」から「ＯＮ」への切り替えが不可能になる故障或いは不良等を意味する。また、「変速する際」とは、クラッチにおける変速動作に相前後して又は並行しての意味であり、例えば、クラッチが動力伝達を遮断するための遮断動作が開始されてから終了するまでの期間、又はその期間のうちの一部の期間、例えば内燃機関からの駆動トルクが「０」になる期間等を意味する。

このように、所定種類の異常がある場合に、変速機構が変速する際に、逆起電圧の発生が抑制され、電動発電機にかかる負トルクが解消されることで、解消される負トルク分、トルク変動を軽減し、変速ショックを低減することが可能である。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の一の態様では、前記所定種類の異常がある場合に、前記変速機構が変速することなく、前記内燃機関により前記車両が走行する際には、前記抑制手段は前記逆起電圧の発生を抑制せず且つ前記電動発電機は発電する。

この態様によれば、所定種類の異常がある場合に、変速機構が変速することなく、内燃機関により車両が走行する際には、逆起電圧の発生が抑制されないので、走行状況やバッテリ残量に応じて、電動発電機により適宜発電が行われる。これにより、バッテリの充電状態が制御下限を下回るといったことがないから、バッテリの劣化を防止することが可能である。

尚、所定種類の異常がない場合には、抑制手段による制御は不要であり、異常時ではない通常時の制御が行われ得る。即ち、（Ｉ）変速機構が変速する際に、電動発電機によるトルクアシストが行われ、（ＩＩ）変速機構が変速することなく、内燃機関により車両が走行する際には、走行状況やバッテリ残量に応じて、電動発電機により適宜発電が行われたり、適宜トルクアシストが行われる。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記抑制手段は、前記電動発電機に印加される、前記駆動トルクを発生させるための電圧を上昇させることで、前記逆起電圧の発生を抑制する。

ここで、「駆動トルクを発生させるための電圧」とは、電動発電機を電動機として機能させるために電動発電機に対して直接或いはインバータを介して印加される電圧（以下、適宜「印加電圧」と称する）を意味し、例えば、電動発電機のステータ或いは固定子に対して印加される電圧をインバータで生成するためにインバータに印加されるコンデンサ電圧或いはその目標電圧、又はコンデンサ電圧を上昇させるためにコンデンサに印加される電圧等を指す。この態様によれば、抑制手段により、印加電圧が上昇され、上昇された印加電圧が逆起電圧（例えば、回生時におけるインバータから出力される直流電圧）よりも大きくなるために、逆起電圧の発生が抑制される。即ち、電動発電機における回生動作が抑制される、言い換えれば、発電機としての機能が抑制される結果、電動発電機にかかる負トルクが解消され、変速ショックを低減することが可能となる。

仮に、ここで印加電圧が上昇されないとすれば、逆起電圧よりも印加電圧が小さくなるために、逆起電圧が発生する。即ち、電動発電機は発電機として機能し、電動発電機により発電が行われる。この結果、電動発電機にかかる負トルクが発生し、変速ショックが顕著に発生し得る。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記抑制手段は、前記電動発電機から前記バッテリへの電力経路を遮断することで、前記逆起電圧の発生を抑制する。

この態様によれば、抑制手段により電力経路が遮断され、行き場をなくした逆起電圧により、電動発電機の電源回路に電気エネルギーが蓄えられることで、印加電圧が上昇される。すると、上昇された印加電圧が逆起電圧よりも大きくなるために、逆起電圧の発生が抑制される。これにより、電動発電機にかかる負トルクが解消され、変速ショックを低減することが可能である。

仮に、ここで電気経路が遮断されないとすれば、逆起電圧よりも印加電圧が小さくなるために、逆起電圧が発生する。この結果、電動発電機にかかる負トルクが発生し、変速ショックが顕著に発生し得る。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記所定種類の異常があるか否かを判定する異常判定手段を更に備え、前記抑制手段は、前記異常判定手段により前記所定種類の異常があると判定された場合に、前記変速機構が変速する際に、前記逆起電圧の発生を抑制する。

この態様によれば、異常判定手段により、前記所定種類の異常があること、即ち、変速時にトルク変動が大きくなることが判定された場合に、変速機構が変速する際に、抑制手段により、逆起電圧の発生を抑制するための制御が実行される。これにより、比較的簡単な装置構成を採用しつつ確実に、トルク変動を軽減し変速ショックを低減することが可能である。

この態様では、前記変速機構が変速するか否かを判定する変速判定手段を更に備え、前記異常判定手段による判定と前記変速判定手段による判定とを相前後して又は並行して行って、これらの判定の結果として、前記所定種類の異常がある場合であって且つ前記変速機構が変速する場合に、前記抑制手段が前記逆起電圧の発生を抑制してもよい。

このように構成すれば、異常判定手段による判定と変速判定手段による判定とを行うことで、トルク変動が確実に大きくなる場合に、抑制機構により、逆起電圧の発生を抑制するための制御が実行される。これにより、比較的簡単な装置構成を採用しつつより確実に、トルク変動を軽減し変速ショックを低減することが可能である。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。

本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表すブロック図である。 図１のハイブリッド駆動装置の電動発電機における回転数及び逆起電圧の関係を示すグラフである。 第１実施形態に係る抑制手段による昇圧制御の作用として、図１の電動発電機におけるコンデンサ電圧及びモータトルクの関係を示すグラフである。 図３のグラフに示されるコンデンサ電圧の変速時の推移を示すグラフである。 図３のグラフに示されるモータトルクの変速時の推移を示すグラフである。 第１実施形態に係る抑制手段による昇圧制御の効果として、図１のクラッチの状態及び車両前後重力加速度の関係を示すグラフである。 第１実施形態における第１モータ電圧制御処理を示すフローチャートである。 第２実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表すブロック図である。 第２実施形態における第２モータ電圧制御処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
＜第１実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、第１実施形態に係るハイブリッド車両１の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１の構成を概念的に表すブロック図である。

図１において、ハイブリッド車両１は、主として、車速センサ２、アクセル開度センサ３、ＭＧ回転数センサ４、ハイブリッド駆動装置１０及びＥＣＵ３０を備える。

車速センサ２は、ハイブリッド車両１の車速を検出することが可能に構成されたセンサである。車速センサ２は、ＥＣＵ３０と電気的に接続されており、検出された車速は、ＥＣＵ３０によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。

アクセル開度センサ３は、ハイブリッド車両１の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度を検出することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ３は、ＥＣＵ３０と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度は、ＥＣＵ３０によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。

ＭＧ回転数センサ４は、モータジェネレータ２０における単位時間の回転数（以下、単に「モータ回転数」と称する）を検出することが可能に構成されたセンサである。ＭＧ回転数センサ４は、ＥＣＵ３０と電気的に接続されており、検出されたモータ回転数は、ＥＣＵ３０によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。

＜ハイブリッド駆動装置の構成＞
ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１のパワートレインとして機能する動力ユニットである。ハイブリッド駆動装置１０は、主として、エンジン１１、クラッチ１２、トランスミッション１３、差動ギア１６、モータジェネレータ２０、インバータ２１、コンデンサ２２、昇圧コンバータ２３、高圧バッテリ２４、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５及び補機バッテリ２６を備える。

エンジン１１は、本発明に係る「内燃機関」の一例たる直列４気筒ガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両１の主たる動力源として機能するように構成されている。

クラッチ１２は、エンジン１１とトランスミッション１３との間に配置されており、エンジン１１の出力軸とトランスミッション１３の入力軸１４とを接続又は分離することで、エンジン１１の動力をトランスミッション１３に伝達又は遮断するように構成されている。

トランスミッション１３は、本発明に係る「変速機構」の一例であり、複数のギア、入力軸１４及び出力軸（即ち、本発明に係る「駆動軸」の一例）１５から成っており、入出力軸１４と出力軸１５とを接続する複数のギアの組み合わせを変更することで、入力軸１４に入力されたエンジン１１の動力による回転を変速し出力軸１５に出力するように構成されている。出力軸１５には、一の歯車を介して差動ギア１６が連結されている。

モータジェネレータ２０は、本発明に係る「電動発電機」の一例たる同期電動発電機であり、外周面に複数個の永久磁石を有するロータ２０ａ、及び三相コイルが巻回されたステータ２０ｂから成る。ロータ２０ａは、出力軸１５の一端に直接に固定されている。モータジェネレータ２０は、出力軸１５の回転に応じてロータ２０ａが回転することでステータ２０ｂに発生する逆起電圧により発電する発電機能と、ステータ２０ｂへの通電により回転トルクを発生し、出力軸１５に駆動トルクを付与する力行機能とを備えるように構成されている。

ここで、図２は、モータジェネレータ２０の回転数及び逆起電圧（但し、インバータ２１のコンデンサ２２側の端子におけるＤＣ（直流）の逆起電圧）の関係を示すグラフである。図２には、横軸にモータ回転数がとられ、縦軸に逆起電圧がとられている。図２に示すように、車両走行中、モータ回転数が高まるに連れ、逆起電圧もまた高くなる。

高圧バッテリ２４は、本発明に係る「蓄電手段」の一例として、モータジェネレータ２０で発生する逆起電圧により充放電するように構成されている。尚、高圧バッテリ２４は、例えば１００Ｖ〜４００Ｖといった高電圧のバッテリであり、モータジェネレータ２０の駆動用バッテリとして機能する。

昇圧コンバータ２３は、本実施形態に係る「抑制手段」の一部として機能し、高圧バッテリ２４の放電電圧を昇圧する昇圧制御を実行可能に構成されている。

コンデンサ２２は、昇圧コンバータ２３から入力される電圧により電気エネルギーを蓄えるように構成されている。コンデンサ２２の電圧（以下、単に「コンデンサ電圧」と称する）は、電気エネルギーの蓄電量に比例する。

インバータ２１は、モータジェネレータ２０がモータとして機能する際には、即ち、力行動作が行われる際には、ＤＣのコンデンサ電圧からＡＣ（交流）の電圧を生成し、これをモータジェネレータ２０に印加するように構成されている。或いは、インバータ２１は、モータジェネレータ２０がジェネレータとして機能する際には、即ち、回生動作が行われる際には、モータジェネレータ２０からのＡＣの出力電圧からＤＣの電圧（即ち、逆起電圧）を生成し、これをコンデンサ２２に印加する（即ち、コンデンサ電圧を高める）ように構成されている。

ＤＣ−ＤＣコンバータ２５は、高圧バッテリ２４と並列に接続されており、高圧バッテリ２４の端子電圧を降圧するように構成されている。尚、補機バッテリ２６は、エンジン補機やシステム始動用の、例えば１０Ｖ〜１５Ｖ程度の低電圧のバッテリとして機能し、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５の降圧電圧により充放電するように構成されている。

ＥＣＵ３０は、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」の一例として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びバッファメモリ等を備える電子制御ユニット（Electronic Control Unit）であり、ハイブリッド車両１０の各部の動作を制御可能に構成されている。ＥＣＵ３０は、本発明に係る「変速判定手段」の一例として、車速及びアクセル開度に基づいて、トランスミッション１３が変速するか否かを判定するように構成されている。ＥＣＵ３０は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述の第１モータ電圧制御処理を実行可能に構成されている。

本実施形態のＥＣＵ３０は、異常判定部３１及びＭＧ電圧制御部３２を有し、これら各部に係る動作は、全てＥＣＵ３０によって実行されるように構成されている。但し、これら各部の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各部は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等の各種コンピュータシステムとして構成されていてもよい。

異常判定部３１は、本発明に係る「異常判定手段」の一例であり、モータジェネレータ２０が逆起電圧により発電可能であり（即ち、逆起電圧による負トルクがかかり）且つモータジェネレータ２０の駆動トルクが制御不能である、所定種類の異常がある（即ち、トルクアシスト機能が喪失される）か否かを判定するように構成されている。ここで、「所定種類の異常」として、モータジェネレータ２０における発電機としての動作が可能である状況下にて、ＭＧ回転数センサ４の検出値（モータ回転数）が得られないといったＭＧ回転数センサ４の故障や、インバータ２１におけるスイッチング素子の「ＯＮ」への切り替えが不可能になる故障等が予め設定されている。尚、本実施形態及び第２実施形態において、異常判定部３１は、上述の判定に加えて、補機バッテリ２６の充電状態に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５が正常に駆動されるか否かを判定するように構成されている。

ＭＧ電圧制御部３２は、本発明に係る「抑制手段」の一部として機能し、昇圧コンバータ２３による昇圧制御を実行することで、モータジェネレータ２０に印加される電圧を生成するためのコンデンサ電圧を制御するように構成されている。

ここで、異常判定部３１により、前述の所定種類の異常があると判定される場合であって、且つトランスミッション１３が変速する場合に、ＥＣＵ３０により、昇圧制御の実行を示す「ＯＮ」信号が出力される。すると、ＭＧ電圧制御部３２により、昇圧制御が実行される。

一方、前述の所定種類の異常があると判定される場合であっても、トランスミッション１３が変速しない場合には、昇圧制御の非実行を示す「ＯＦＦ」信号が継続して出力され、昇圧制御が実行されることはない。即ち、変速動作が行われない限り、次に図３から図６を参照して詳述する本実施形態に固有の昇圧制御が行われることはない。

本実施形態では、昇圧制御の実行によって、昇圧コンバータ２３により放電電圧が昇圧されると、昇圧された電圧によりコンデンサ２２に電気エネルギーが蓄えられコンデンサ電圧が高められる。この結果として、モータジェネレータ２０で発生する逆起電圧よりも、コンデンサ電圧が大きくなる（即ち、コンデンサ電圧＞逆起電圧）。一方、昇圧制御が実行されなければ、放電電圧が昇圧されることも、コンデンサ電圧が高められることもなく、結果として、逆起電圧よりもコンデンサ電圧が小さくなる（即ち、コンデンサ電圧＜逆起電圧）。

＜第１実施形態の動作＞
次に、図３から図６を参照し、第１実施形態に係るＭＧ電圧制御部３２による昇圧制御の作用効果について説明する。ここに、図３は、コンデンサ電圧、及びモータジェネレータ２０の出力トルク（以下、単に「モータトルク」と称する）の関係を示すグラフであり、図４は、図３に示されるコンデンサ電圧の変速時の推移を示すグラフであり、図５は、図３に示されるモータトルクの変速時の推移を示すグラフであり、図６は、クラッチ１２の状態、及び車両前後重力加速度の関係を示すグラフである。

図３において、横軸にコンデンサ電圧がとられ、縦軸にモータトルクがとられている。ここで、横軸には、コンデンサ電圧に対する現在の逆起電圧「Ｖｇ」（但し、インバータ２１のコンデンサ２１側の端子におけるＤＣの逆起電圧）が示されている。昇圧制御が実行されない（図中、「昇圧制御ＯＦＦ」として破線で示される）の場合、コンデンサ電圧が「Ｖ１」から「Ｖｇ」までの間の値「ＶＨｏｆｆ」をとると（即ち、Ｖ１＜ＶＨｏｆｆ＜Ｖｇ）、逆起電圧が発生し、モータジェネレータ２０に負トルクがかかる。一方、昇圧制御が実行される（図中、「昇圧制御ＯＮ」として実線で示される）場合、コンデンサ電圧が「Ｖｇ」から「Ｖ２」までの間の値「ＶＨｏｎ」をとると（即ち、Ｖｇ＜ＶＨｏｎ＜Ｖ２）、逆起電圧の発生が抑制され、モータジェネレータ２０にかかるトルクが「０」になる。尚、現在の逆起電圧「Ｖｇ」がモータ回転数に応じて変化すると、この変化量に合わせて、昇圧制御の実行及び非実行を規定するコンデンサ電圧「Ｖ１」及び「Ｖ２」もまた変更される。

図４において、横軸に時間がとられ、縦軸にコンデンサ電圧がとられている。ここで、横軸には、クラッチ１２の遮断状態及び接続状態が切り替わる時期が示されている。図４には、図３と同様にして、現在の逆起電圧「Ｖｇ」、並びにコンデンサ電圧の値「ＶＨｏｆｆ」及び「ＶＨｏｎ」が示されている。昇圧制御が実行されない「昇圧制御ＯＦＦ」の場合、クラッチ１２の状態に関わらず、コンデンサ電圧「ＶＨｏｆｆ」が逆起電圧Ｖｇより小さい一定の値をとる。一方、昇圧制御が実行される「昇圧制御ＯＮ」の場合、クラッチ１２が遮断状態に切り替わるまでに、コンデンサ電圧が初期値「ＶＨｏｆｆ」から上昇し、逆起電圧「Ｖｇ」より大きい値「ＶＨｏｎ」に達する。クラッチ１２が遮断状態にある間、コンデンサ電圧が一定の値「ＶＨｏｎ」をとる。その後、クラッチ１２が接続状態に切り替わると、初期値「ＶＨｏｆｆ」に向けて下降する。

図５において、横軸に時間がとられ、縦軸にモータトルクがとられている。図５には、図４と同様にして、横軸には、クラッチ１２の遮断状態及び接続状態が切り替わる時期が示されている。昇圧制御が実行されない「昇圧制御ＯＦＦ」の場合、クラッチ１２の状態に関わらず、モータトルクが一定の負トルクの値「Ｔｒｑｏｆｆ」をとる。一方、昇圧制御が実行される「昇圧制御ＯＮ」の場合、クラッチ１２が遮断状態に切り替わるまでに、モータトルクが初期値「Ｔｒｑｏｆｆ」から上昇し「０」に達する。クラッチ１２が遮断状態にある間、モータトルクが継続して「０」をとる。その後、クラッチ１２が接続状態に切り替わると、初期値「Ｔｒｑｏｆｆ」に向けて下降する。

本実施形態では、図３から図５に示される、昇圧制御が実行される場合の作用により、図６に示すような効果が得られる。

図６において、横軸に時間がとられ、縦軸に車両前後重力加速度がとられている。ここで、横軸には、クラッチ１２の状態が時系列に示されている。ここで、「車両前後重力加速度」とは、車両の前後方向における加速度であって、その絶対値はドライバビリティの指標になり得る。昇圧制御が実行されない「昇圧制御ＯＦＦ」の車両前後重力加速度と、昇圧制御が実行される「昇圧制御ＯＮ」の車両前後重力加速度とは、クラッチ１２の状態に関わらず、並行した値をとる。本実施形態では、例えば、クラッチ１２が接続状態とされる「完全係合」の状態では、車両前後重力加速度が「昇圧制御ＯＦＦ」の値をとるように、昇圧制御は実行されない。その後、クラッチ１２が遮断状態とされる「開放前半クラッチ」、「開放」及び「開放後半クラッチ」の状態では、車両前後重力加速度が「昇圧制御ＯＮ」の値をとるように、昇圧制御が実行される。この時、特に「開放」の状態では、「昇圧制御ＯＦＦ」の値の絶対値よりも「昇圧制御ＯＮ」の値の絶対値が終始小さくなることで、ドライバビリティの向上が図られる。続いて、再びクラッチ１２が接続状態とされる「完全係合」の状態では、車両前後重力加速度が「昇圧制御ＯＦＦ」の値をとるように、昇圧制御が「ＯＦＦ」に設定される。

このように、本実施形態では、図３に示される、現在の逆起電圧「Ｖｇ」とコンデンサ電圧「ＶＨ」との相対的関係に応じて、逆起電圧の発生が制御される。具体的には、図４及び図５に示すように、クラッチ１２が遮断状態にある場合、昇圧制御が実行され、コンデンサ電圧「ＶＨｏｎ」が現在の逆起電圧「Ｖｇ」を上回り、逆起電圧の発生が抑制されることで、モータジェネレータ２０にかかるトルクが「０」になる。一方、クラッチ１２が接続状態にある場合、昇圧制御が実行されることなく、コンデンサ電圧「ＶＨｏｆｆ」が現在の逆起電圧「Ｖｇ」を下回ることで、逆起電圧が発生するために、モータジェネレータ２０に負トルクがかかる。故に、図６に示すように、クラッチ１２が遮断状態にある場合、昇圧制御の実行によって負トルクを解消することで、車両前後重力加速度を減速させることが可能である。

＜第１モータ電圧制御処理＞
次に、図７を参照し、第１実施形態における第１モータ電圧制御処理について説明する。ここに、図７は、第１モータ電圧制御処理を示すフローチャートである。

図７において、ＥＣＵ３０の異常検知部３１により、所定種類の異常（即ち、ここでは、逆起発電が可能であり且つトルク制御が異常（或いは不能）であるという異常）があるか否か判定する（ステップＳ１１０）。この判定の結果、所定種類の異常がないと判定された場合（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、ステップＳ１１０からの処理が繰り返して行われる。

一方、ステップＳ１１０の判定の結果、所定種類の異常があると判定された場合（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、異常検知部３１により、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５が正常に駆動するか否かが判定される（ステップＳ１２０）。この判定の結果、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５が正常に駆動しないと判定された場合（ステップＳ１２０：Ｎｏ）、ステップＳ１１０からの処理が繰り返して行われる。

一方、ステップＳ１２０の判定の結果、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５が正常に駆動すると判定された場合（ステップＳ１２０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０により、トランスミッション１３が変速するか否かが判定される（ステップＳ１３０）。この判定の結果、変速しないと判定された場合（ステップＳ１３０：Ｎｏ）、ＥＣＵ３０から出力される「ＯＦＦ」信号によって、昇圧制御は実行されない（ステップＳ１５０）。すると、コンデンサ電圧よりも逆起電圧が大きくなり、逆起電圧によりモータジェネレータ２０が発電する。これにより、一連の第１モータ電圧制御処理が終了する。

即ち、この場合には、変速動作が行われないが故に、変速ショックの発生を気にする必要がないので、昇圧制御が実行されることなくモータジェネレータ２０による発電が行われる或いは続けられる。これにより、高圧バッテリ２４及び補機バッテリ２６が充電され、それらの充電状態が制御下限を下回ることがないので、高圧バッテリ２４及び補機バッテリ２６の劣化を防止することが可能である。

一方、ステップＳ１３０の判定の結果、トランスミッション１３が変速すると判定された場合（ステップＳ１３０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０から出力される「ＯＮ」信号によって、モータ電圧制御部３２により昇圧制御が実行される（ステップＳ１４０）。すると、昇圧コンバータ２３により放電電圧が昇圧され、逆起電圧よりもコンデンサ電圧が大きくなり、逆起電圧の発生が抑制され、モータジェネレータ２０にかかる負トルクが「０」になる。これにより、一連の第１モータ電圧制御処理が終了する。

即ち、この場合には、変速動作が行われる際に、モータジェネレータ２０にかかる負トルクが解消され、解消される負トルク分、トルク変動を軽減し、変速ショックを低減することが可能である。

尚、第１実施形態によれば、ステップＳ１５０の処理では、昇圧制御が実行されず、その結果としてコンデンサ電圧よりも逆起電圧が大きくなるが、コンデンサ電圧よりも逆起電圧が大きくなるようにコンバータ２２の目標電圧を設定することで、昇圧制御が実行されても構わない。

＜第２実施形態＞
＜第２実施形態の構成＞
次に、図８を参照し、第２実施形態に係るハイブリッド車両１００の構成について説明する。ここに、図８は、ハイブリッド車両１００の構成を概念的に表すブロック図である。尚、当該ハイブリッド車両１００において、第１実施形態に係る、図１のハイブリッド車両１と同等に構成される要素について同一の符号を付すと共にその説明を省略し、図１のハイブリッド車両１と異なる要素についてのみ説明を行うものとする。

図８において、ハイブリッド車両１００は、特に、図１の昇圧コンバータ２３の代わりにスイッチ１２３を含むハイブリッド駆動装置１１０、及び図１のモータ電圧制御部３２と機能が一部異なるモータ電圧制御部１３２を含むＥＣＵ１３０を備える。

スイッチ１２３は、本発明に係る「遮断手段」の一例であり、コンデンサ２２と高圧バッテリ２４との間の電気経路上に配置されており、コンデンサ２２と高圧バッテリ２４とを電気的に接続又は遮断するように構成されている。

モータ電圧制御部１３２は、本発明に係る「モータ電圧制御手段」の一例であり、変速時に、スイッチ１２３を制御して電気経路を遮断することで、コンデンサ電圧を制御するように構成されている。

ＥＣＵ１３０は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述の第２モータ電圧制御処理を実行可能に構成されている。

＜第２実施形態の動作＞
本実施形態では、異常判定部３１により、所定種類の異常（即ち、ここでは、逆起発電が可能であり且つトルク制御が異常（或いは不能）であるという異常）があると判定された場合であって、且つトランスミッション１３が変速する場合に、スイッチ１２３が制御され、コンデンサ２２と高圧バッテリ２４との間の電気経路が遮断される。すると、コンデンサ２２に対する、高圧バッテリ２４の放電電圧の入力が断たれ、モータジェネレータ２０で発生される逆起電圧がコンデンサ２２に入力される。すると、入力された逆起電圧によりコンデンサ２２に電気エネルギーが蓄えられコンデンサ電圧が高められる。この結果として、モータジェネレータ２０で発生される逆起電圧よりも、コンデンサ電圧が大きくなる（即ち、コンデンサ電圧＞逆起電圧）。一方、所定種類の異常があると判定される場合であっても、トランスミッション１３が変速しない場合には、コンデンサ２２と高圧バッテリ２４との間の電気経路は継続して接続される。このため、放電電圧の入力が断たれることも、コンデンサ電圧が高められることもなく、結果として、逆起電圧よりもコンデンサ電圧が小さくなる（即ち、コンデンサ電圧＜逆起電圧）。

＜第２モータ電圧制御処理＞
次に、図９を参照し、第２実施形態における第２モータ電圧制御処理について説明する。ここに、図９は、第２モータ電圧制御処理を示すフローチャートである。図９において、第１実施形態に係る図７と同様のステップには、同様のステップ番号を付し、それらの説明は適宜省略する。

図９において、ステップＳ１１０からステップＳ１３０の処理が、第1実施形態（図７参照）と同様に行われる。

第２実施形態では特に、ステップＳ１３０の判定の結果、変速しないと判定された場合（ステップＳ１３０：Ｎｏ）、コンデンサ２２と高圧バッテリ２４との間の電気経路が継続して接続される（ステップＳ１７０）。すると、コンデンサ電圧よりも逆起電圧が大きくなり、逆起電圧によりモータジェネレータ２０が発電する。これにより、一連の第２モータ電圧制御処理が終了する。

一方、ステップＳ１３０の判定の結果、トランスミッション１３が変速すると判定された場合（ステップＳ１３０：Ｙｅｓ）、モータ電圧制御部１３２により、コンデンサ２２と高圧バッテリ２４との間の電気経路が遮断される（ステップＳ１６０）。すると、コンデンサ２２に入力された逆起電圧によりコンデンサ電圧が高められ、モータジェネレータ２０で発生される逆起電圧よりもコンデンサ電圧が大きくなり、逆起電圧の発生が抑制され、モータジェネレータ２０にかかる負トルクが「０」になる。これにより、一連の第２モータ電圧制御処理が終了する。

第２モータ電圧制御処理によれば、所定種類の異常がある場合であって、且つ変速が行われる場合、モータ電圧制御部１３２により電気経路が遮断されることで、逆起電圧の発生が抑制される。これにより、モータジェネレータ２０にかかる負トルクが解消され、解消される負トルク分、トルク変動を軽減し、変速ショックを低減することが可能である。一方、逆起電圧により発電可能であり且つ所定種類の異常がある場合であっても、変速が行われない場合、電気経路が継続して接続され、発生される逆起電圧によりモータジェネレータ２０が発電する。これにより、高圧バッテリ２４及び補機バッテリ２６が充電され、それらの充電状態が制御下限を下回ることがないので、高圧バッテリ２４及び補機バッテリ２６の劣化を防止することが可能である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１…ハイブリッド車両、１１…エンジン、１２…クラッチ、１３…トランスミッション、２０…モータ、２１…インバータ、２２…コンデンサ、２４…昇圧コンバータ、２４…高圧バッテリ、３０…ＥＣＵ

Claims (6)

1. 内燃機関と、車軸に繋がる駆動軸の回転を変速可能な変速機構と、前記変速機構が変速する際に前記駆動軸側への前記内燃機関の動力伝達を遮断可能なクラッチと、前記駆動軸からの回生トルクを受けて逆起電圧により発電可能であると共に、少なくとも前記変速機構が変速する際に前記駆動軸に駆動トルクを付与可能な電動発電機と、前記電動発電機との間で充放電可能であるバッテリとを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記逆起電圧により発電可能であり且つ前記駆動トルクが制御不能である所定種類の異常がある場合に、前記変速機構が変速する際に、前記逆起電圧の発生を抑制する抑制手段を備える
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記所定種類の異常がある場合に、前記変速機構が変速することなく、前記内燃機関により前記車両が走行する際には、前記抑制手段は前記逆起電圧の発生を抑制せず且つ前記電動発電機は発電する
   ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記抑制手段は、前記電動発電機に印加される、前記駆動トルクを発生させるための電圧を上昇させることで、前記逆起電圧の発生を抑制する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記抑制手段は、前記電動発電機から前記バッテリへの電力経路を遮断することで、前記逆起電圧の発生を抑制する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記所定種類の異常があるか否かを判定する異常判定手段を更に備え、
   前記抑制手段は、前記異常判定手段により前記所定種類の異常があると判定された場合に、前記変速機構が変速する際に、前記逆起電圧の発生を抑制する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
6. 前記変速機構が変速するか否かを判定する変速判定手段を更に備え、
   前記異常判定手段による判定と前記変速判定手段による判定とを相前後して又は並行して行って、これらの判定の結果として、前記所定種類の異常がある場合であって且つ前記変速機構が変速する場合に、前記抑制手段が前記逆起電圧の発生を抑制する
   ことを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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