JP2013099977A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】走行中に車両システムの停止操作がされた場合に、ピニオンギヤの過回転が発生するのを抑制することが可能なハイブリッド車両を提供する。
【解決手段】ハイブリッド車両１００は、エンジン１およびモータＭＧ２と、エンジン１の動力により発電可能なジェネレータＭＧ１と、エンジン１の動力を分割する動力分割機構２と、インバータ１４２と、ＨＶＥＣＵ１１とを備える。そして、動力分割機構２は、サンギヤ２Ｓとリングギヤ２Ｒとピニオンギヤ２Ｐとプラネタリキャリア２Ｃとを含む。インバータ１４２は、上アームに設けられたＩＧＢＴ２０１ａ〜２０３ａと、下アームに設けられたＩＧＢＴ２０１ｂ〜２０３ｂとを含む。ＨＶＥＣＵ１１は、走行中にハイブリッドシステムの停止操作がされた場合に、ＩＧＢＴ２０１ｂ〜２０３ｂをオン状態にするとともに、ＩＧＢＴ２０１ａ〜２０３ａをオフ状態にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンおよび電動機を備えたハイブリッド車両に関する。

従来、駆動輪を駆動するためのエンジンおよびモータ（電動機）と、エンジンの動力により発電可能なジェネレータ（発電機）と、エンジンの動力を駆動輪およびジェネレータに分割して伝達する動力分割機構とを備えたハイブリッド車両が知られている。

このハイブリッド車両の動力分割機構は、ジェネレータに連結されたサンギヤと、モータおよび駆動輪に連結されたリングギヤと、サンギヤおよびリングギヤと噛合するピニオンギヤと、ピニオンギヤを支持するとともに、エンジンに連結されたキャリアとを含んでいる。

そして、このハイブリッド車両では、エンジンの動力がキャリアおよびサンギヤを介してジェネレータに伝達されることにより、ジェネレータで発電が行われる。また、エンジンの動力がキャリアおよびリングギヤを介して駆動輪に伝達されることにより、駆動輪が駆動される。さらに、モータの動力をリングギヤに出力することにより、エンジンの出力を補助（アシスト）することが可能である。

また、このハイブリッド車両には、ドライバがハイブリッドシステム（車両システム）を起動および停止させるためのパワースイッチが設けられている。

ここで、上記したハイブリッド車両において、ジェネレータに異常が発生した場合に、ジェネレータおよびエンジンの運転を停止して、モータの動力のみで走行する退避走行モードに移行するように構成されたハイブリッド車両があった。

しかしながら、このようなハイブリッド車両では、高速走行中にエンジンの運転が停止された場合には、キャリアの回転が停止されることにより、リングギヤの回転数とキャリアの回転数との差が大きくなるので、ピニオンギヤの過回転が発生するという不都合があった。

そこで、従来では、退避走行モードに移行する際に、ピニオンギヤが過回転しないようにエンジンの運転を制御するハイブリッド車両が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１０−２６４８５２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された従来のハイブリッド車両では、エンジンの運転を継続することにより、ピニオンギヤが過回転しないようにすることが可能であるが、たとえば、走行中にハイブリッドシステムの停止操作がされることにより、エンジンの運転が停止された場合には、ピニオンギヤの過回転が発生してしまうという問題点がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、走行中に車両システムの停止操作がされた場合に、ピニオンギヤの過回転が発生するのを抑制することが可能なハイブリッド車両を提供することである。

本発明によるハイブリッド車両は、駆動輪を駆動するためのエンジンおよび電動機と、エンジンの動力により発電可能な発電機と、エンジンの動力を駆動輪および発電機に分割して伝達する動力分割機構と、発電機に接続され、複数のアームを含むインバータと、車両システムを実行して走行を制御する制御装置とを備える。そして、動力分割機構は、発電機に連結されたサンギヤと、電動機および駆動輪に連結されたリングギヤと、サンギヤおよびリングギヤと噛合するピニオンギヤと、ピニオンギヤを支持するとともに、エンジンに連結されたキャリアとを含む。インバータの各アームは、上アームに設けられた第１スイッチング素子と、下アームに設けられた第２スイッチング素子とを含む。制御装置は、走行中に車両システムの停止操作がされた場合に、第１スイッチング素子および第２スイッチング素子のうちのいずれか一方をオン状態にするとともに、他方をオフ状態にするように構成されている。

このように構成することによって、走行中に車両システムの停止操作がされることにより、エンジンの運転が停止された場合に、惰性で回転するエンジン（キャリア）に連れてサンギヤが回転されることにより発電機で発生する逆起電力を上アームまたは下アームにおいて還流させることができるので、キャリア（エンジン）の回転を維持する方向のトルク（エンジンの回転数を持ち上げるトルク）を発電機から出力することができる。これにより、リングギヤの回転数とキャリアの回転数との差が大きくなるのを抑制することができるので、ピニオンギヤの過回転が発生するのを抑制することができる。

上記ハイブリッド車両において、制御装置は、ピニオンギヤの過回転が発生するか否かを判定するための過回転判定フラグを有しており、過回転判定フラグがオンである場合に、第１スイッチング素子および第２スイッチング素子のうちのいずれか一方をオン状態にするとともに、他方をオフ状態にするように構成されていてもよい。

このように構成すれば、ピニオンギヤの過回転が発生するおそれがある場合に、キャリアの回転を維持する方向のトルクを発電機から出力することにより、ピニオンギヤの過回転が発生するのを抑制することができる。

上記制御装置が過回転判定フラグを有するハイブリッド車両において、制御装置は、エンジンの回転数が共振帯に滞留するか否かを判定するための共振帯滞留判定フラグを有しており、過回転判定フラグがオンであるとともに、共振帯滞留判定フラグがオフである場合に、第１スイッチング素子および第２スイッチング素子のうちのいずれか一方をオン状態にするとともに、他方をオフ状態にするように構成されていてもよい。

このように構成すれば、エンジンの回転数が共振帯に滞留していない場合に、キャリアの回転を維持する方向のトルクを発電機から出力するとともに、エンジンの回転数が共振帯に滞留している場合に、発電機からトルクを出力しないようにすることにより、エンジンの回転数が共振帯を抜けやすくすることができる。

上記制御装置が共振帯滞留判定フラグを有するハイブリッド車両において、走行用の電力を蓄電する蓄電装置を備え、制御装置は、蓄電装置に対する充電が禁止されるか否かを示す充電禁止フラグを有しており、過回転判定フラグがオンであるとともに、共振帯滞留判定フラグがオフであり、かつ、充電禁止フラグがオンである場合に、第１スイッチング素子および第２スイッチング素子のうちのいずれか一方をオン状態にするとともに、他方をオフ状態にするように構成されていてもよい。

このように構成すれば、充電が禁止される場合に、逆起電力を還流させることにより、充電することなく、キャリアの回転を維持する方向のトルクを発電機から出力することができる。

上記制御装置が充電禁止フラグを有するハイブリッド車両において、インバータと蓄電装置との間に設けられた昇降圧コンバータを備え、インバータの各アームは、第１スイッチング素子と並列に設けられた第１整流素子と、第２スイッチング素子と並列に設けられた第２整流素子とを含み、制御装置は、過回転判定フラグがオンであるとともに、共振帯滞留判定フラグがオフであり、かつ、充電禁止フラグがオフである場合に、第１スイッチング素子および第２スイッチング素子をオフ状態にするとともに、発電機により発電して蓄電装置を充電するように昇降圧コンバータを制御するように構成されていてもよい。

このように構成すれば、充電が許容される場合に、逆起電力を整流して蓄電装置に充電しながら、キャリアの回転を維持する方向のトルクを発電機から出力することができる。

本発明のハイブリッド車両によれば、走行中に車両システムの停止操作がされた場合に、ピニオンギヤの過回転が発生するのを抑制することができる。

本発明の一実施形態によるハイブリッド車両の全体構成を示した図である。 図１のハイブリッド車両の動力分割機構を説明するために走行状態の一例を示した共線図である。 図１のハイブリッド車両のＨＶバッテリを示したブロック図である。 図１のハイブリッド車両のＰＣＵを示したブロック図である。 図１のハイブリッド車両のＰＣＵのインバータを示した回路図である。 図１のハイブリッド車両のＨＶＥＣＵを示したブロック図である。 図１のハイブリッド車両おける走行中のハイブリッドシステムの停止処理を説明するためのフローチャートである。 図７のピニオン過回転判定処理を説明するためのフローチャートである。 図７の共振帯滞留判定処理を説明するためのフローチャートである。 図７の充電禁止判定処理を説明するためのフローチャートである。 図１のハイブリッド車両おける走行中のハイブリッドシステムの停止処理時の動力分割機構の動作を説明するための共線図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

−機械的構成−
まず、図１および図２を参照して、本発明の一実施形態によるハイブリッド車両１００の機械的構成（駆動機構）について説明する。

ハイブリッド車両１００は、たとえば、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式であり、左右の前輪（駆動輪）９を駆動する。このハイブリッド車両１００は、図１に示すように、エンジン（内燃機関）１と、ジェネレータＭＧ１と、モータＭＧ２と、動力分割機構２と、リダクション機構３と、減速装置４と、デファレンシャル装置５と、ドライブシャフト６とを備えている。

エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置である。エンジン１は、たとえば、吸気通路に設けられたスロットルバルブのスロットル開度（吸気空気量）、燃料噴射量、点火時期などの運転状態を制御可能に構成されている。

エンジン１の出力は、クランクシャフト１ａおよびダンパ７を介して動力分割機構２のインプットシャフト２ａに伝達される。ダンパ７は、たとえば、コイルスプリング式トランスアクスルダンパであってエンジン１のトルク変動を吸収する。

ジェネレータＭＧ１は、主に発電機として機能し、状況によっては電動機としても機能する。ジェネレータＭＧ１は、たとえば、交流同期発電機であり、インプットシャフト２ａに対して回転自在に支持された永久磁石からなるロータＭＧ１Ｒと、３相巻線が巻回されたステータＭＧ１Ｓとを有する。なお、ジェネレータＭＧ１は、本発明の「発電機」の一例である。

モータＭＧ２は、主に電動機として機能し、状況によっては発電機としても機能する。モータＭＧ２は、たとえば、交流同期電動機であり、永久磁石からなるロータＭＧ２Ｒと、３相巻線が巻回されたステータＭＧ２Ｓとを有する。なお、モータＭＧ２は、本発明の「電動機」の一例である。

動力分割機構２は、エンジン１の出力を、左右の前輪９を駆動する動力と、発電のためにジェネレータＭＧ１を駆動する動力とに分割する機構であり、たとえば、遊星歯車機構である。

具体的には、動力分割機構２は、複数の歯車要素の中心で自転する外歯歯車のサンギヤ２Ｓと、サンギヤ２Ｓに外接（噛合）しながらその周辺を自転しつつ公転する外歯歯車のピニオンギヤ２Ｐと、ピニオンギヤ２Ｐと噛み合うように中空環状に形成された内歯歯車のリングギヤ２Ｒと、ピニオンギヤ２Ｐを支持するとともに、このピニオンギヤ２Ｐの公転を通じて自転するプラネタリキャリア２Ｃとを有する。

プラネタリキャリア２Ｃは、エンジン１側のインプットシャフト２ａに回転一体に連結されている。サンギヤ２Ｓは、ジェネレータＭＧ１のロータＭＧ１Ｒに回転一体に連結されている。

また、リングギヤ２Ｒの外周部にはカウンタドライブギヤ４ａが一体に設けられている。このカウンタドライブギヤ４ａは、カウンタドリブンギヤ４ｂに噛み合っている。カウンタドリブンギヤ４ｂには、ファイナルドライブギヤ４ｃが一体に設けられており、ファイナルドライブギヤ４ｃは、デファレンシャル装置５のデフドリブンギヤ５ａに噛み合っている。なお、カウンタドライブギヤ４ａ、カウンタドリブンギヤ４ｂ、ファイナルドライブギヤ４ｃ、および、デフドリブンギヤ５ａなどにより、減速装置４が構成されている。

この動力分割機構２を設けることにより、エンジン１から出力された動力が、プラネタリキャリア２Ｃから、サンギヤ２Ｓに伝達される動力と、リングギヤ２Ｒに伝達される動力とに分割される。

これらの分割された動力のうち、サンギヤ２Ｓに伝達された動力は、ジェネレータＭＧ１のロータＭＧ１Ｒに伝達され、その動力によりロータＭＧ１Ｒが駆動されることにより、ジェネレータＭＧ１で発電が行われる。なお、エンジン１の始動時には、ＨＶバッテリ１３から供給される電力によりジェネレータＭＧ１が駆動されることによって、エンジン１がクランキングされる。すなわち、ジェネレータＭＧ１はエンジン１の始動時にはスタータモータとしても機能する。

一方、エンジン１からリングギヤ２Ｒに伝達された動力は、モータＭＧ２が出力した動力と統合されて、リングギヤ２Ｒ（カウンタドライブギヤ４ａ）から、減速装置４、デファレンシャル装置５およびドライブシャフト６を介して前輪９に伝達され、その伝達された動力により前輪９が駆動される。

ここで、動力分割機構２のサンギヤ２Ｓ、プラネタリキャリア２Ｃおよびリングギヤ２Ｒの関係を示す共線図を図２に示した。なお、図２では、ハイブリッド車両１００が走行しているときの一例を示している。

この共線図の三本の縦軸は、左から順にサンギヤ２Ｓ、プラネタリキャリア２Ｃ、リングギヤ２Ｒの回転数を示す軸である。すなわち、Ｎｓがサンギヤ２Ｓの回転数であり、Ｎｃがプラネタリキャリア２Ｃの回転数であり、Ｎｒがリングギヤ２Ｒの回転数である。

そして、プラネタリキャリア２Ｃの回転数を示す軸は、サンギヤ２Ｓの回転数を示す軸とリングギヤ２Ｒの回転数を示す軸との間を１：ρに内分する位置に配置されている。なお、ρは、サンギヤ２Ｓの歯数をＴＮｓ、リングギヤ２Ｒの歯数をＴＮｒとすると以下の式で表される。

ρ＝ＴＮｓ／ＴＮｒ
また、ジェネレータＭＧ１の回転数をＮｇ、エンジン１の回転数をＮｅ、モータＭＧ２の回転数をＮｍ、後述するリダクション機構３の減速比をｋとすると以下の関係が成り立つ。

Ｎｓ＝Ｎｇ
Ｎｃ＝Ｎｅ
Ｎｒ＝ｋ×Ｎｍ
そして、動力分割機構２の共線図上では、サンギヤ２Ｓの回転数Ｎｓと、プラネタリキャリア２Ｃの回転数Ｎｃと、リングギヤ２Ｒの回転数Ｎｒとを結ぶと直線で表される。すなわち、サンギヤ２Ｓの回転数Ｎｓ、プラネタリキャリア２Ｃの回転数Ｎｃおよびリングギヤ２Ｒの回転数Ｎｒのうち、いずれか２つの回転数が決定されると、残りの１つの回転数が決定される。具体的には、以下の関係が成り立つ。

Ｎｃ＝｛ρ／（１＋ρ）｝×Ｎｓ＋｛１／（１＋ρ）｝×Ｎｒ
リダクション機構３は、モータＭＧ２の回転を減速し、駆動トルクの増幅を行う機構であり、たとえば、遊星歯車機構である。

具体的には、リダクション機構３は、図１に示すように、複数の歯車要素の中心で自転する外歯歯車のサンギヤ３Ｓと、サンギヤ３Ｓに外接しながら自転する外歯歯車のピニオンギヤ３Ｐと、ピニオンギヤ３Ｐと噛み合うように中空環状に形成された内歯歯車のリングギヤ３Ｒとを有する。

リダクション機構３のリングギヤ３Ｒと、動力分割機構２のリングギヤ２Ｒと、カウンタドライブギヤ４ａとは互いに一体となっている。また、サンギヤ３ＳはモータＭＧ２のロータＭＧ２Ｒと回転一体に連結されている。

このリダクション機構３を設けることにより、モータＭＧ２が駆動したときには、このモータＭＧ２の出力（動力）が、エンジン１から動力分割機構２のリングギヤ２Ｒに伝達された動力に統合される。これにより、エンジン１の出力を補助（アシスト）することができ、前輪９の駆動力を高めることができる。なお、低速の軽負荷走行時などには、エンジン１を停止させたまま、モータＭＧ２の動力のみで走行（ＥＶ走行）を行うことができる。また、回生制動時には、モータＭＧ２が運動エネルギを電気エネルギに変換することにより発電を行うことができる。

なお、ジェネレータＭＧ１、モータＭＧ２、動力分割機構２、リダクション機構３、減速装置４、デファレンシャル装置５およびダンパ７などによりトランスアクスル８が構成されている。このトランスアクスル８には、クランクシャフト１ａを介してエンジン１が連結されるとともに、駆動シャフト６を介して前輪９が連結されている。

−電気的構成−
次に、図１〜図６を参照して、本発明の一実施形態によるハイブリッド車両１００の電気的構成（電気系統）について説明する。

ハイブリッド車両１００は、図１に示すように、ＨＶＥＣＵ１１と、エンジンＥＣＵ１２と、ＨＶバッテリ１３と、ＰＣＵ（パワーコントロールユニット）１４とを備えている。

［ＨＶＥＣＵ］
ＨＶＥＣＵ１１は、ハイブリッド車両１００を統括的に制御するように構成されている。たとえば、ＨＶＥＣＵ１１は、ハイブリッドシステム（車両システム）を実行してハイブリッド車両１００の走行を制御する。なお、ＨＶＥＣＵ１１は、本発明の「制御装置」の一例である。

ここで、ハイブリッドシステムとは、エンジン１の運転制御、ジェネレータＭＧ１およびモータＭＧ２の駆動制御、エンジン１、ジェネレータＭＧ１およびモータＭＧ２の協調制御などを含む各種制御を実行することにより、ハイブリッド車両１００の走行を制御するシステムである。

このＨＶＥＣＵ１１は、図６に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１３と、バックアップＲＡＭ１１４と、入出力インターフェース１１５と、通信インターフェース１１６とを含んでいる。

ＣＰＵ１１１は、ＲＯＭ１１２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。ＲＯＭ１１２には、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。ＲＡＭ１１３は、ＣＰＵ１１１による演算結果や各センサの検出結果などを一時的に記憶するメモリである。

バックアップＲＡＭ１１４は、イグニッションをオフする際に保存すべきデータなどを記憶する不揮発性のメモリである。具体的には、バックアップＲＡＭ１１４には、過回転判定フラグ１１４ａ、共振帯滞留判定フラグ１１４ｂおよび充電禁止フラグ１１４ｃが記憶されている。

過回転判定フラグ１１４ａは、動力分割機構２のピニオンギヤ２Ｐの過回転が発生するか否かを判定するためのフラグである。共振帯滞留判定フラグ１１４ｂは、エンジン１の回転数が共振帯に滞留するか否かを判定するためのフラグである。充電禁止フラグ１１４ｃは、後述するバッテリモジュール１３１に対する充電が禁止されるか否かを示すフラグである。なお、過回転判定フラグ１１４ａ、共振帯滞留判定フラグ１１４ｂおよび充電禁止フラグ１１４ｃについては、後で詳細に説明する。

入出力インターフェース１１５は、各センサの検出結果などが入力されるとともに、各部に制御信号などを出力する機能を有する。たとえば、入出力インターフェース１１５には、ハイブリッド車両１００の車速を検出する車速センサ２１、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ２２、クランクシャフト１ａの回転を検出するクランクポジションセンサ２３、ジェネレータＭＧ１のロータＭＧ１Ｒの回転を検出するレゾルバ２４、モータＭＧ２のロータＭＧ２Ｒの回転を検出するレゾルバ２５、および、ハイブリッドシステムを起動および停止させるためのパワースイッチ２６が接続されている。通信インターフェース１１６は、各ＥＣＵ（たとえば、エンジンＥＣＵ１２）と通信するために設けられている。

ＨＶＥＣＵ１１は、車速センサ２１およびアクセルペダルポジションセンサ２２の検出結果などに基づいてトータル出力を算出するとともに、そのトータル出力が前輪９に出力されるようにエンジン１、ジェネレータＭＧ１およびモータＭＧ２を制御する。

［エンジンＥＣＵ］
エンジンＥＣＵ１２（図１参照）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ、入出力インターフェースおよび通信インターフェースなどを含んでいる。エンジンＥＣＵ１２は、ＨＶＥＣＵ１１からの出力要求に応じて、吸入空気量制御、燃料噴射量制御および点火時期制御などを含むエンジン１の各種制御を実行する。

［ＨＶバッテリ］
ＨＶバッテリ１３は、図３に示すように、走行用の高電圧電源であるバッテリモジュール１３１と、バッテリモジュール１３１を監視する電池監視ユニット１３２と、電気部品が収納されたジャンクションブロック１３３とを含んでいる。

バッテリモジュール１３１は、ジェネレータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動する電力を供給するとともに、ジェネレータＭＧ１およびモータＭＧ２により発電された電力を蓄電するように構成されている。このバッテリモジュール１３１は、たとえば、充放電可能なニッケル水素電池またはリチウムイオン電池である。バッテリモジュール１３１は、ジャンクションブロック１３３を介してＰＣＵ１４に接続されている。なお、バッテリモジュール１３１は、本発明の「蓄電装置」の一例である。

電池監視ユニット１３２には、バッテリモジュール１３１の充放電電流を検出する電流センサ１３ａ、バッテリモジュール１３１の電圧を検出する電圧センサ１３ｂ、および、バッテリモジュール１３１の温度（電池温度）を検出する温度センサ１３ｃが接続されている。そして、電池監視ユニット１３２は、バッテリモジュール１３１に関する情報（充放電電流、電圧および電池温度）をＨＶＥＣＵ１１に送信する。これにより、ＨＶＥＣＵ１１は、たとえば、充放電電流の積算値に基づいてバッテリモジュール１３１のＳＯＣ（State of Charge：充電状態）を演算するとともに、ＳＯＣおよび電池温度に基づいて入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔを演算する。

ジャンクションブロック１３３は、システムメインリレー１３３ａ〜１３３ｃを含んでいる。

システムメインリレー１３３ａ〜１３３ｃは、バッテリモジュール１３１とＰＣＵ１４とを接続または遮断するために、バッテリモジュール１３１とＰＣＵ１４との間に設けられている。システムメインリレー１３３ａ〜１３３ｃは、ＨＶＥＣＵ１１からの制御信号に基づいてオン／オフ状態が切り替えられる。

具体的には、システムメインリレー１３３ａは、オン状態のときに電源ラインＰＬ１およびＰＬ２を接続するとともに、オフ状態のときに電源ラインＰＬ１およびＰＬ２を遮断する。システムメインリレー１３３ｂは、オン状態のときに接地ラインＮＬ１およびＮＬ２を接続するとともに、オフ状態のときに接地ラインＮＬ１およびＮＬ２を遮断する。

なお、システムメインリレー１３３ｃは、始動電流（突入電流）の発生を抑制するために設けられている。システムメインリレー１３３ｃには抵抗器１３３ｄが直列に接続され、システムメインリレー１３３ｃおよび抵抗器１３３ｄは、システムメインリレー１３３ｂに並列に接続されている。そして、バッテリモジュール１３１がＰＣＵ１４に接続される際には、システムメインリレー１３３ａおよび１３３ｃがオン状態にされた後、システムメインリレー１３３ｂがオン状態にされるとともに、システムメインリレー１３３ｃがオフ状態にされる。

すなわち、システムメインリレー１３３ａおよび１３３ｂがオン状態の場合には、バッテリモジュール１３１の電力をＰＣＵ１４に供給可能であり、かつ、ＰＣＵ１４から供給される電力によりバッテリモジュール１３１を充電可能である。また、システムメインリレー１３３ａ〜１３３ｃがオフ状態の場合には、バッテリモジュール１３１をＰＣＵ１４と電気的に分離することが可能である。

［ＰＣＵ（パワーコントロールユニット）］
ＰＣＵ１４は、図４に示すように、昇降圧コンバータ１４１と、インバータ１４２および１４３と、ＭＧＥＣＵ１４４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４５とを含んでいる。

昇降圧コンバータ１４１は、ＨＶバッテリ１３の直流電圧を昇圧してインバータ１４２および１４３に供給するために設けられている。また、昇降圧コンバータ１４１は、ジェネレータＭＧ１により発電され、インバータ１４２により直流に変換された電圧を降圧してＨＶバッテリ１３に供給するとともに、モータＭＧ２により発電され、インバータ１４３により直流に変換された電圧を降圧してＨＶバッテリ１３に供給する機能も有する。

具体的には、昇降圧コンバータ１４１は、接地ラインＮＬ２および電源ラインＰＬ２間の電圧ＶＬを昇圧して接地ラインＮＬ３および電源ラインＰＬ３間に出力可能に構成されるとともに、接地ラインＮＬ３および電源ラインＰＬ３間の電圧ＶＨを降圧して接地ラインＮＬ２および電源ラインＰＬ２間に出力可能に構成されている。

この昇降圧コンバータ１４１は、たとえば、チョッパ型の昇降圧コンバータであり、リアクトルと、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）と、ダイオードとを有する。そして、昇降圧コンバータ１４１は、ＭＧＥＣＵ１４４から供給される駆動信号により、ＩＧＢＴのオン／オフ状態が制御されることによって、昇圧または降圧を行うように構成されている。

インバータ１４２は、エンジン１の動力によりジェネレータＭＧ１で発電された交流電流を直流電流に変換して接地ラインＮＬ３および電源ラインＰＬ３間に出力する（回生制御）とともに、昇降圧コンバータ１４１から供給される直流電流を交流電流に変換してジェネレータＭＧ１を駆動する（力行制御）。また、インバータ１４３は、昇降圧コンバータ１４１から供給される直流電流を交流電流に変換してモータＭＧ２を駆動する（力行制御）とともに、回生制動時にモータＭＧ２で発電された交流電流を直流電流に変換して接地ラインＮＬ３および電源ラインＰＬ３間に出力する（回生制御）。

具体的には、インバータ１４２は、たとえば、図５に示すように、三相ブリッジ回路であり、Ｕ相アーム２０１と、Ｖ相アーム２０２と、Ｗ相アーム２０３とを含んでいる。Ｕ相アーム２０１、Ｖ相アーム２０２およびＷ相アーム２０３は、接地ラインＮＬ３および電源ラインＰＬ３の間に並列に接続されている。

Ｕ相アーム２０１は、上アームに設けられたＩＧＢＴ２０１ａおよびダイオード２０１ｃと、下アームに設けられたＩＧＢＴ２０１ｂおよびダイオード２０１ｄとを有する。Ｖ相アーム２０２は、上アームに設けられたＩＧＢＴ２０２ａおよびダイオード２０２ｃと、下アームに設けられたＩＧＢＴ２０２ｂおよびダイオード２０２ｄとを有する。Ｗ相アーム２０３は、上アームに設けられたＩＧＢＴ２０３ａおよびダイオード２０３ｃと、下アームに設けられたＩＧＢＴ２０３ｂおよびダイオード２０３ｄとを有する。

なお、ＩＧＢＴ２０１ａ、２０２ａおよび２０３ａは、本発明の「第１スイッチング素子」の一例であり、ＩＧＢＴ２０１ｂ、２０２ｂおよび２０３ｂは、本発明の「第２スイッチング素子」の一例である。また、ダイオード２０１ｃ、２０２ｃおよび２０３ｃは、本発明の「第１整流素子」の一例であり、ダイオード２０１ｄ、２０２ｄおよび２０３ｄは、本発明の「第２整流素子」の一例である。

ＩＧＢＴ２０１ａ、２０１ｂ、２０２ａ、２０２ｂ、２０３ａおよび２０３ｂは、ＭＧＥＣＵ１４４から出力される駆動信号（ＰＷＭ信号）がゲートに入力されており、その駆動信号に応じてオン／オフ状態が制御される。

ＩＧＢＴ２０１ａ、２０２ａおよび２０３ａは、コレクタが電源ラインＰＬ３に接続されるとともに、エミッタが各相アームの中間点２０１ｅ、２０２ｅおよび２０３ｅに接続されている。また、ＩＧＢＴ２０１ｂ、２０２ｂおよび２０３ｂは、コレクタが各相アームの中間点２０１ｅ、２０２ｅおよび２０３ｅに接続されるとともに、エミッタが接地ラインＮＬ３に接続されている。

ダイオード２０１ｃ、２０２ｃおよび２０３ｃは、カソードが電源ラインＰＬ３に接続されるとともに、アノードが各相アームの中間点２０１ｅ、２０２ｅおよび２０３ｅに接続されている。すなわち、ダイオード２０１ｃ、２０２ｃおよび２０３ｃは、それぞれ、ＩＧＢＴ２０１ａ、２０２ａおよび２０３ａと並列に設けられている。

また、ダイオード２０１ｄ、２０２ｄおよび２０３ｄは、カソードが各相アームの中間点２０１ｅ、２０２ｅおよび２０３ｅに接続されるとともに、アノードが接地ラインＮＬ３に接続されている。すなわち、ダイオード２０１ｄ、２０２ｄおよび２０３ｄは、それぞれ、ＩＧＢＴ２０１ｂ、２０２ｂおよび２０３ｂと並列に設けられている。

また、各相アームの中間点２０１ｅ、２０２ｅおよび２０３ｅは、ジェネレータＭＧ１のステータＭＧ１Ｓの各相コイルの一端に接続されている。なお、各相コイルの他端は、中性点に接続されている。

同様に、インバータ１４３は、三相ブリッジ回路であり、Ｕ相アーム２１１と、Ｖ相アーム２１２と、Ｗ相アーム２１３とを含んでいる。Ｕ相アーム２１１、Ｖ相アーム２１２およびＷ相アーム２１３は、接地ラインＮＬ３および電源ラインＰＬ３の間に並列に接続されている。

Ｕ相アーム２１１は、上アームに設けられたＩＧＢＴ２１１ａおよびダイオード２１１ｃと、下アームに設けられたＩＧＢＴ２１１ｂおよびダイオード２１１ｄとを有する。Ｖ相アーム２１２は、上アームに設けられたＩＧＢＴ２１２ａおよびダイオード２１２ｃと、下アームに設けられたＩＧＢＴ２１２ｂおよびダイオード２１２ｄとを有する。Ｗ相アーム２１３は、上アームに設けられたＩＧＢＴ２１３ａおよびダイオード２１３ｃと、下アームに設けられたＩＧＢＴ２１３ｂおよびダイオード２１３ｄとを有する。

Ｕ相アーム２１１、Ｖ相アーム２１２およびＷ相アーム２１３は、各相アームの中間点２１１ｅ、２１２ｅおよび２１３ｅがモータＭＧ２のステータＭＧ２Ｓの各相コイルの一端に接続されている。なお、Ｕ相アーム２１１、Ｖ相アーム２１２およびＷ相アーム２１３のその他の構成は、上記したＵ相アーム２０１、Ｖ相アーム２０２およびＷ相アーム２０３と同様である。

図４に示すＭＧＥＣＵ１４４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ、入出力インターフェースおよび通信インターフェースなどを含んでいる。ＭＧＥＣＵ１４４は、ＨＶＥＣＵ１１から送信される出力要求を受信するとともに、その出力要求などに基づいて昇降圧コンバータ１４１、インバータ１４２および１４３の駆動信号を生成し、その駆動信号を昇降圧コンバータ１４１、インバータ１４２および１４３に出力する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１４５は、接地ラインＮＬ２および電源ラインＰＬ２間の電圧ＶＬを降圧して補機バッテリ１５を充電するために設けられている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４５は、降圧した電圧を補機類（たとえば、ランプなど）および各ＥＣＵ（たとえば、ＨＶＥＣＵ１１など）に供給する機能を有する。このＤＣ／ＤＣコンバータ１４５は、ＨＶＥＣＵ１１の要求に応じて駆動されるように構成されている。

補機バッテリ１５は、たとえば、充放電可能な鉛蓄電池であり、補機類および各ＥＣＵを駆動する電力の供給源として機能する。なお、ＨＶＥＣＵ１１には、補機バッテリ１５の電圧を検出する電圧センサ１５ａおよび補機バッテリ１５の温度を検出する温度センサ１５ｂが接続されている。

また、ＰＣＵ１４には、電源ラインＰＬ２と接地ラインＮＬ２との間に電圧変動を平滑化するためのコンデンサ１４６が設けられ、電源ラインＰＬ３と接地ラインＮＬ３との間に電圧変動を平滑化するためのコンデンサ１４７が設けられている。電源ラインＰＬ３と接地ラインＮＬ３との間には、ハイブリッドシステムの停止後に電源ラインＰＬ３の電圧を落とすための抵抗器１４８が設けられている。

また、ＰＣＵ１４には、電源ラインＰＬ２と接地ラインＮＬ２との間の電圧ＶＬを検出する電圧センサ１４ａと、電源ラインＰＬ３と接地ラインＮＬ３との間の電圧ＶＨを検出する電圧センサ１４ｂとが設けられている。電圧センサ１４ａおよび１４ｂの検出結果は、ＨＶＥＣＵ１１に出力されている。

−走行状態−
次に、本発明の一実施形態によるハイブリッド車両１００の走行状態の一例について説明する。

たとえば、ハイブリッド車両１００は、発進時および低車速の軽負荷走行時などにおいて、エンジン１の運転を停止し、モータＭＧ２を力行制御して走行（ＥＶ走行）を行う。

また、ハイブリッド車両１００は、定常走行時などにおいて、エンジン１を主動力源として走行を行い、ジェネレータＭＧ１を回生制御するとともに、その回生制御で得られた電気エネルギでモータＭＧ２を補助的に力行制御する。

また、ハイブリッド車両１００は、加速時などにおいて、エンジン１を駆動するとともに、ジェネレータＭＧ１を回生制御して得られた電気エネルギおよびＨＶバッテリ１３の電気エネルギでモータＭＧ２を力行制御して走行を行う。

また、ハイブリッド車両１００は、減速時（アクセルをオフ時）などにおいて、モータＭＧ２を回生制御することにより、制動トルクを付与するとともに、エネルギ回収を行ってＨＶバッテリ１３の充電を行う。

また、ハイブリッド車両１００は、後進時には、モータＭＧ２を前進時に対して逆回転方向に力行制御する。

−走行中のハイブリッドシステムの停止処理−
次に、図７〜図１１を参照して、本発明の一実施形態によるハイブリッド車両１００における走行中のハイブリッドシステムの停止処理について説明する。なお、以下の各ステップはＨＶＥＣＵ１１のＣＰＵ１１１（図６参照）により実行される。

まず、図７のステップＳ１において、走行中にハイブリッドシステムの停止操作がされたか否かが判断される。具体的には、車速センサ２１の検出結果に基づいてハイブリッド車両１００が走行中であるか否かが判断されるとともに、パワースイッチ２６からの信号に基づいて停止操作がされたか否かが判断される。そして、走行中に停止操作がされたと判断された場合には、ハイブリッドシステムが起動中である旨を示すインジケータランプ（Ｒｅａｄｙ−Ｏｎ）が消灯され、ステップＳ２に移る。その一方、走行中に停止操作がされていないと判断された場合には、ステップＳ１が繰り返し行われる。すなわち、ハイブリッド車両１００は走行中に停止操作がされるまで待機する。

次に、ステップＳ２において、フューエルカットなどによりエンジン１（図１参照）の運転が停止される。ここで、エンジン１の運転が停止されると、エンジン１（クランクシャフト１ａ）の回転数Ｎｅがゼロになるように低下することにより、動力分割機構２のプラネタリキャリア２Ｃの回転数Ｎｃが低下する。たとえば、図２に示す走行状態であったハイブリッド車両１００のエンジン１の運転が停止された場合には、図１１に示すように、プラネタリキャリア２Ｃの回転数Ｎｃが低下することにより、サンギヤ２Ｓの回転数Ｎｓが低下して正回転領域から負回転領域に移っていく。

次に、ステップＳ３において、動力分割機構２のピニオンギヤ２Ｐの過回転判定処理が行われる。この過回転判定処理は、バックアップＲＡＭ１１４に記憶された過回転判定フラグ１１４ａ（図６参照）のオン／オフを設定（更新）するための処理である。

この過回転判定処理では、まず、図８のステップＳ２１において、現在のリングギヤ２Ｒの回転数Ｎｒが算出される。このリングギヤ２Ｒの回転数Ｎｒの算出は、たとえば、レゾルバ２５の検出結果に基づいて算出されるモータＭＧ２の回転数Ｎｍを用いて行われる。なお、リングギヤ２Ｒの回転数Ｎｒは、ハイブリッド車両１００の車速（車速センサ２１の検出結果）に基づいて算出されていてもよい。

次に、ステップＳ２２において、エンジン１の回転の停止時におけるピニオンギヤ２Ｐの推定回転数Ｎｐａが算出される。

ここで、ピニオンギヤ２Ｐの回転数Ｎｐは、リングギヤ２Ｒの回転数Ｎｒとプラネタリキャリア２Ｃの回転数Ｎｃとの差に比例し、エンジン１の回転の停止時にはプラネタリキャリア２Ｃの回転数Ｎｃがゼロであることから、ピニオンギヤ２Ｐの推定回転数Ｎｐａは、ステップＳ２１で算出したリングギヤ２Ｒの回転数Ｎｒを用いて以下の式により求められる。

Ｎｐａ＝Ｎｒ−（−Ｎｒ／ρ）
次に、ステップＳ２３において、ピニオンギヤ２Ｐの推定回転数Ｎｐａが第１閾値Ｎｐ₁以上であるか否かが判断される。この第１閾値Ｎｐ₁は、予め設定された値（回転数）であって、たとえば、１００００ｒｐｍである。そして、推定回転数Ｎｐａが第１閾値Ｎｐ₁以上であると判断された場合には、ステップＳ２４において、過回転判定フラグ１１４ａがオンに設定され、ステップＳ２５に移る。その一方、推定回転数Ｎｐａが第１閾値Ｎｐ₁以上ではない（推定回転数Ｎｐａが第１閾値Ｎｐ₁未満である）と判断された場合には、ステップＳ２５に移る。

次に、ステップＳ２５において、ピニオンギヤ２Ｐの推定回転数Ｎｐａが第２閾値Ｎｐ₂未満であるか否かが判断される。この第２閾値Ｎｐ₂は、予め設定された値（回転数）であって、たとえば、８０００ｒｐｍである。そして、推定回転数Ｎｐａが第２閾値Ｎｐ₂未満であると判断された場合には、ステップＳ２６において、過回転判定フラグ１１４ａがオフに設定され、ピニオンギヤ２Ｐの過回転判定処理が終了されることにより、図７のステップＳ４に移る。その一方、推定回転数Ｎｐａが第２閾値Ｎｐ₂未満ではない（推定回転数Ｎｐａが第２閾値Ｎｐ₂以上である）と判断された場合には、ピニオンギヤ２Ｐの過回転判定処理が終了され、図７のステップＳ４に移る。

すなわち、ステップＳ３のピニオンギヤ２Ｐの過回転判定処理では、ピニオンギヤ２Ｐの推定回転数Ｎｐａが第１閾値Ｎｐ₁以上である場合に、過回転判定フラグ１１４ａをオンに設定し、ピニオンギヤ２Ｐの推定回転数Ｎｐａが第２閾値Ｎｐ₂未満である場合に、過回転判定フラグ１１４ａをオフに設定する。なお、ピニオンギヤ２Ｐの推定回転数Ｎｐａが、第２閾値Ｎｐ₂以上であり、かつ、第１閾値Ｎｐ₁未満である場合には、過回転判定フラグ１１４ａは、更新されることなく、過回転判定処理が開始される前の状態が引き継がれる。

次に、ステップＳ４において、バックアップＲＡＭ１１４に記憶された過回転判定フラグ１１４ａがオンであるか否かが判断される。そして、過回転判定フラグ１１４ａがオンであると判断された場合には、ピニオンギヤ２Ｐの過回転が発生するおそれがあるため、ステップＳ５に移る。その一方、過回転判定フラグ１１４ａがオフであると判断された場合には、ピニオンギヤ２Ｐの過回転が発生するおそれがないため、ステップＳ１１に移る。

次に、ステップＳ５において、共振帯滞留判定処理が行われる。この共振帯滞留判定処理は、バックアップＲＡＭ１１４に記憶された共振帯滞留判定フラグ１１４ｂのオン／オフを設定（更新）するための処理である。

この共振帯滞留判定処理では、まず、図９のステップＳ３１において、クランクポジションセンサ２３の検出結果に基づいてエンジン１の回転数Ｎｅが算出される。

次に、ステップＳ３２において、エンジン１の回転数Ｎｅが、第１閾値Ｎｅ₁以上であり、かつ、第２閾値Ｎｅ₂以下であるか否かが判断される。なお、第１閾値Ｎｅ₁および第２閾値Ｎｅ₂は予め設定された値（回転数）であって、たとえば、第１閾値Ｎｅ₁が２００ｒｐｍであり、第２閾値Ｎｅ₂が５００ｒｐｍである。そして、エンジン１の回転数Ｎｅが、第１閾値Ｎｅ₁以上であり、かつ、第２閾値Ｎｅ₂以下であると判断された場合には、ステップＳ３３に移る。その一方、エンジン１の回転数Ｎｅが第１閾値Ｎｅ₁未満であると判断された場合、および、エンジン１の回転数Ｎｅが第２閾値Ｎｅ₂を超えると判断された場合には、ステップＳ３５において、共振帯滞留判定フラグ１１４ｂがオフに設定され、共振帯滞留判定処理が終了されることにより、図７のステップＳ６に移る。

次に、ステップＳ３３において、エンジン１の回転数Ｎｅが、第１閾値Ｎｅ₁以上であり、かつ、第２閾値Ｎｅ₂以下である状態が所定の時間継続しているか否かが判断される。この所定の時間は、予め設定された時間であって、たとえば、５秒である。そして、所定の時間継続していると判断された場合には、ステップＳ３４において、共振帯滞留判定フラグ１１４ｂがオンに設定され、共振帯滞留判定処理が終了されることにより、図７のステップＳ６に移る。その一方、所定の時間継続していないと判断された場合には、ステップＳ３５において、共振帯滞留判定フラグ１１４ｂがオフに設定され、共振帯滞留判定処理が終了されることにより、図７のステップＳ６に移る。

次に、ステップＳ６において、バックアップＲＡＭ１１４に記憶された共振帯滞留判定フラグ１１４ｂがオンであるか否かが判断される。そして、共振帯滞留判定フラグ１１４ｂがオンであると判断された場合には、エンジン１の回転数Ｎｅが共振帯に滞留しているため、ステップＳ１１に移る。その一方、共振帯滞留判定フラグ１１４ｂがオフであると判断された場合には、エンジン１の回転数Ｎｅが共振帯に滞留していないため、ステップＳ７に移る。

次に、ステップＳ７において、充電禁止判定処理が行われる。この充電禁止判定処理は、バックアップＲＡＭ１１４に記憶された充電禁止フラグ１１４ｃのオン／オフを設定（更新）するための処理である。

この充電禁止判定処理では、まず、図１０のステップＳ４１において、バッテリモジュール１３１（図３参照）のＳＯＣが算出される。ＳＯＣは、たとえば、電流センサ１３ａにより検出される充放電電流の積算値に基づいて算出される。

次に、ステップＳ４２において、バッテリモジュール１３１のＳＯＣが閾値Ｔ₁以上であるか否かが判断される。この閾値Ｔ₁は、予め設定された値であって、たとえば、８０％である。そして、ＳＯＣが閾値Ｔ₁以上であると判断された場合には、ステップＳ４７において、充電禁止フラグ１１４ｃがオンに設定され、充電禁止判定処理が終了されることにより、図７のステップＳ８に移る。その一方、ＳＯＣが閾値Ｔ₁以上ではない（ＳＯＣが閾値Ｔ₁未満である）と判断された場合には、ステップＳ４３に移る。

次に、ステップＳ４３において、バッテリモジュール１３１の入力制限Ｗｉｎが算出される。入力制限Ｗｉｎは、たとえば、温度センサ１３ｃにより検出される電池温度とＳＯＣとに基づいて算出される。

次に、ステップＳ４４において、バッテリモジュール１３１に入力されるエネルギが入力制限Ｗｉｎを超えているか否かが判断される。なお、バッテリモジュール１３１に入力されるエネルギは、電流センサ１３ａにより検出される電流と、電圧センサ１３ｂにより検出される電圧とを乗算することにより算出される。ここで、電流の充電方向を負とした場合には、入力されるエネルギが入力制限Ｗｉｎよりも小さい場合に、入力制限Ｗｉｎを超えていると判断される。そして、入力されるエネルギが入力制限Ｗｉｎを超えていると判断された場合には、ステップＳ４５に移る。その一方、入力されるエネルギが入力制限Ｗｉｎを超えていないと判断された場合には、ステップＳ４６において、充電禁止フラグ１１４ｃがオフに設定され、充電禁止判定処理が終了されることにより、図７のステップＳ８に移る。

次に、ステップＳ４５において、入力制限Ｗｉｎを超えた状態が所定の時間継続しているか否かが判断される。この所定の時間は、予め設定された時間であって、たとえば、３秒である。そして、所定の時間継続していると判断された場合には、ステップＳ４７において、充電禁止フラグ１１４ｃがオンに設定され、充電禁止判定処理が終了されることにより、図７のステップＳ８に移る。その一方、所定の時間継続していないと判断された場合には、ステップＳ４６において、充電禁止フラグ１１４ｃがオフに設定され、充電禁止判定処理が終了されることにより、図７のステップＳ８に移る。

次に、ステップＳ８において、バックアップＲＡＭ１１４に記憶された充電禁止フラグ１１４ｃがオンであるか否かが判断される。そして、充電禁止フラグ１１４ｃがオンであると判断された場合には、バッテリモジュール１３１に対する充電が禁止されるため、ステップＳ９に移る。その一方、充電禁止フラグ１１４ｃがオフであると判断された場合には、バッテリモジュール１３１に対する充電が許容されるため、ステップＳ１０に移る。

そして、過回転判定フラグ１１４ａがオンであり、共振帯滞留判定フラグ１１４ｂがオフであり、充電禁止フラグ１１４ｃがオンである場合には、ステップＳ９において、ジェネレータＭＧ１を制御するインバータ１４２（図５参照）が三相オン制御される。なお、この三相オン制御は、予め設定された時間行われ、ステップＳ１２に移る。

ここで、三相オン制御とは、インバータ１４２において、各相アーム２０１〜２０３の下アームのＩＧＢＴ２０１ｂ、２０２ｂおよび２０３ｂをオン状態にするとともに、各相アーム２０１〜２０３の上アームのＩＧＢＴ２０１ａ、２０２ａおよび２０３ａをオフ状態にすることをいう。

そして、三相オン制御を行うことにより、惰性で回転するプラネタリキャリア２Ｃ（エンジン１）に連れてサンギヤ２Ｓ（ジェネレータＭＧ１）が回転されることによりジェネレータＭＧ１において発生する逆起電力が各相アーム２０１〜２０３の下アームにおいて還流する。これにより、サンギヤ２Ｓの回転数Ｎｓを減少させる方向にトルクが発生するので、図１１に示すように、サンギヤ２Ｓが負回転領域であれば、エンジン１の回転数Ｎｅを持ち上げる方向のトルクＴｇが発生する。

また、過回転判定フラグ１１４ａがオンであり、共振帯滞留判定フラグ１１４ｂがオフであり、充電禁止フラグ１１４ｃがオフである場合には、ステップＳ１０において、ジェネレータＭＧ１による発電制御が行われる。なお、この発電制御は、予め設定された時間行われ、ステップＳ１２に移る。

具体的には、この発電制御では、接地ラインＮＬ３と電源ラインＰＬ３との間の電圧ＶＨが、惰性で回転するプラネタリキャリア２Ｃに連れてサンギヤ２Ｓが回転されることによりジェネレータＭＧ１において発生する逆起電圧Ｖｇよりも低くなるように昇降圧コンバータ１４１（図４参照）を制御するとともに、インバータ１４２をゲート遮断することにより、インバータ１４２を全波整流回路として機能させる。なお、電圧ＶＨは、電圧センサ１４ｂにより検出され、逆起電圧Ｖｇは、レゾルバ２４により検出されるジェネレータＭＧ１の回転数に基づいて算出される。また、インバータ１４２のゲート遮断とは、インバータ１４２の全てのＩＧＢＴ（ＩＧＢＴ２０１ａ、２０１ｂ、２０２ａ、２０２ｂ、２０３ａおよび２０３ｂ）をオフ状態にすることをいう。

これにより、ジェネレータＭＧ１で発電された電力がインバータ１４２で整流されてバッテリモジュール１３１に充電されるとともに、三相オン制御と同様に、サンギヤ２Ｓの回転数Ｎｓを減少させる方向にトルクが発生するので、図１１に示すように、サンギヤ２Ｓが負回転領域であれば、エンジン１の回転数Ｎｅを持ち上げる方向のトルクＴｇが発生する。

また、過回転判定フラグ１１４ａがオフである場合、および、共振帯滞留判定フラグ１１４ｂがオンである場合には、ステップＳ１１において、通常制御が行われる。なお、この通常制御は、予め設定された時間行われ、ステップＳ１２に移る。

ここで、通常制御とは、ジェネレータＭＧ１から出力されるトルクがゼロになるように制御することをいう。具体的には、接地ラインＮＬ３と電源ラインＰＬ３との間の電圧ＶＨが、惰性で回転するプラネタリキャリア２Ｃに連れてサンギヤ２Ｓが回転されることによりジェネレータＭＧ１において発生する逆起電圧Ｖｇよりも高い場合には、インバータ１４２をゲート遮断する。また、電圧ＶＨが逆起電圧Ｖｇよりも低い場合には、ジェネレータＭＧ１から出力されるトルクがゼロになるようにインバータ１４２を駆動制御（弱め界磁制御）する。

その後、ステップＳ１２において、車速センサ２１の検出結果に基づいて、ハイブリッド車両１００の惰性走行が停止されたか否かが判断される。そして、ハイブリッド車両１００の惰性走行が停止されたと判断された場合には、電圧ＶＨが落ちたことを確認してイグニッションをオフにし、走行中のハイブリッドシステムの停止処理が終了される。その一方、ハイブリッド車両１００の惰性走行が停止されていないと判断された場合には、ステップＳ３に戻る。

−効果−
本実施形態では、上記のように、ピニオンギヤ２Ｐの過回転が発生するおそれがある場合に三相オン制御を行うことによって、ハイブリッド車両１００の走行中にハイブリッドシステムの停止操作がされることにより、エンジン１の運転が停止された場合に、惰性で回転するプラネタリキャリア２Ｃ（エンジン１）に連れてサンギヤ２Ｓ（ジェネレータＭＧ１）が回転されることによりジェネレータＭＧ１で発生する逆起電力をインバータ１４２の下アームにおいて還流させることができる。これにより、サンギヤ２Ｓが負回転領域であれば、プラネタリキャリア２Ｃの回転を維持する方向のトルク（エンジン１の回転数Ｎｅを持ち上げるトルク）をジェネレータＭＧ１から出力することができる。これにより、リングギヤ２Ｒの回転数Ｎｒとプラネタリキャリア２Ｃの回転数Ｎｃとの差が大きくなるのを抑制することができるので、ピニオンギヤ２Ｐの過回転が発生するのを抑制することができる。したがって、動力分割機構２の部品保護を図ることができる。

さらに、走行中にハイブリッドシステムの停止操作がされた後であって、ハイブリッド車両１００の惰性走行が停止する前に、ハイブリッドシステムの再起動がされた場合に、エンジン１の回転が停止していると、クランキングに伴う発電量が多くなり、クランキングすることが困難になる可能性があるが、本実施形態では、エンジン１の回転数Ｎｅを持ち上げることにより、クランキングに伴う発電量を少なくすることができるので、エンジン１をクランキングしやすくすることができる。つまり、本実施形態のハイブリッド車両１００では、走行中のハイブリッドシステムの再起動の際に、エンジン１を始動させやすくすることができる。

また、本実施形態では、過回転判定フラグ１１４ａがオンであり、充電禁止フラグ１１４ｃがオフである場合にジェネレータＭＧ１による発電制御を行うことによって、ジェネレータＭＧ１で発生する逆起電力をインバータ１４２で整流してバッテリモジュール１３１に充電しながら、プラネタリキャリア２Ｃの回転を維持する方向のトルクをジェネレータＭＧ１から出力することができる。

また、本実施形態では、共振帯滞留判定フラグ１１４ｂがオンの場合に通常制御を行うことによって、エンジン１の回転数Ｎｅが共振帯に滞留する場合に、ジェネレータＭＧ１からトルクを出力しないようにすることにより、エンジン１の回転数Ｎｅが共振帯を抜けやすくすることができる。

−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、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。

たとえば、本実施形態では、ＦＦ方式のハイブリッド車両１００に本発明を適用する例を示したが、これに限らず、ＦＲ方式または４ＷＤ方式のハイブリッド車両に本発明を適用してもよい。

また、本実施形態では、２個のモータジェネレータ（ジェネレータＭＧ１およびモータＭＧ２）がハイブリッド車両１００に設けられる例を示したが、これに限らず、３個以上のモータジェネレータがハイブリッド車両に設けられていてもよい。たとえば、本実施形態によるハイブリッド車両１００において、ジェネレータＭＧ１およびモータＭＧ２に加えて、後輪車軸を駆動するモータジェネレータが設けられていてもよい。

また、本実施形態では、過回転判定フラグ１１４ａがオンの場合に三相オン制御またはジェネレータＭＧ１による発電制御を行う例を示したが、これに限らず、走行中にハイブリッドシステムの停止操作がされた後であって、惰性走行中にハイブリッドシステムの再起動がされた場合に、エンジン１をクランキング可能な車速になるまで、三相オン制御またはジェネレータＭＧ１による発電制御を行うようにしてもよい。

また、本実施形態では、充電禁止フラグ１１４ｃがオンの場合に、三相オン制御を行い、充電禁止フラグ１１４ｃがオフの場合に、ジェネレータＭＧ１による発電制御を行う例を示したが、これに限らず、上記したステップＳ７およびＳ８を省略して、過回転判定フラグ１１４ａがオンであり、共振帯滞留判定フラグ１１４ｂがオフである場合に、常に三相オン制御を行うようにしてもよい。すなわち、ジェネレータＭＧ１による発電制御を行わないようにしてもよい。

また、本実施形態において、サンギヤ２Ｓが負回転領域の場合にのみ、三相オン制御およびジェネレータＭＧ１による発電制御を行い、サンギヤ２Ｓが正回転領域の場合には、三相オン制御およびジェネレータＭＧ１による発電制御を行わないようにしてもよい。

また、本実施形態では、インバータ１４２の三相オン制御時に、各相アーム２０１〜２０３の下アームのＩＧＢＴ２０１ｂ、２０２ｂおよび２０３ｂをオン状態にするとともに、上アームのＩＧＢＴ２０１ａ、２０２ａおよび２０３ａをオフ状態にする例を示したが、これに限らず、インバータ１４２の三相オン制御時に、各相アーム２０１〜２０３の下アームのＩＧＢＴ２０１ｂ、２０２ｂおよび２０３ｂをオフ状態にするとともに、上アームのＩＧＢＴ２０１ａ、２０２ａおよび２０３ａをオン状態にするようにしてもよい。

また、本実施形態では、過回転判定処理において、第１閾値Ｎｐ₁の値と第２閾値Ｎｐ₂の値とが異なる例を示したが、これに限らず、過回転判定処理において、第１閾値Ｎｐ₁の値と第２閾値Ｎｐ₂の値とが同じであってもよい。すなわち、過回転判定処理において、過回転判定フラグ１１４ａをオンまたはオフに必ず設定するようにしてもよい。

また、本実施形態では、過回転判定フラグ１１４ａ、共振帯滞留判定フラグ１１４ｂおよび充電禁止フラグ１１４ｃがバックアップＲＡＭ１１４に記憶される例を示したが、これに限らず、過回転判定フラグ、共振帯滞留判定フラグおよび充電禁止フラグがＲＡＭ１１３に記憶されていてもよい。

また、本実施形態では、第１スイッチング素子および第２スイッチング素子の一例としてＩＧＢＴを示したが、これに限らず、第１スイッチング素子および第２スイッチング素子としてパワーＭＯＳＦＥＴを用いてもよい。

また、本実施形態において示した閾値などの値は、いずれも例示であって、それらに限定されるものではない。

１ エンジン
２ 動力分割機構
２Ｃ プラネタリキャリア（キャリア）
２Ｐ ピニオンギヤ
２Ｒ リングギヤ
２Ｓ サンギヤ
９ 前輪（駆動輪）
１１ ＨＶＥＣＵ（制御装置）
１００ ハイブリッド車両
１１４ａ 過回転判定フラグ
１１４ｂ 共振帯滞留判定フラグ
１１４ｃ 充電禁止フラグ
１３１ バッテリモジュール（蓄電装置）
１４１ 昇降圧コンバータ
１４２ インバータ
２０１ Ｕ相アーム（アーム）
２０２ Ｖ相アーム（アーム）
２０３ Ｗ相アーム（アーム）
２０１ａ、２０２ａ、２０３ａ ＩＧＢＴ（第１スイッチング素子）
２０１ｂ、２０２ｂ、２０３ｂ ＩＧＢＴ（第２スイッチング素子）
２０１ｃ、２０２ｃ、２０３ｃ ダイオード（第１整流素子）
２０１ｄ、２０２ｄ、２０３ｄ ダイオード（第２整流素子）
ＭＧ１ ジェネレータ（発電機）
ＭＧ２ モータ（電動機）

Claims (5)

1. 駆動輪を駆動するためのエンジンおよび電動機と、
   前記エンジンの動力により発電可能な発電機と、
   前記エンジンの動力を前記駆動輪および前記発電機に分割して伝達する動力分割機構と、
   前記発電機に接続され、複数のアームを含むインバータと、
   車両システムを実行して走行を制御する制御装置とを備え、
   前記動力分割機構は、前記発電機に連結されたサンギヤと、前記電動機および前記駆動輪に連結されたリングギヤと、前記サンギヤおよび前記リングギヤと噛合するピニオンギヤと、前記ピニオンギヤを支持するとともに、前記エンジンに連結されたキャリアとを含み、
   前記インバータの各アームは、上アームに設けられた第１スイッチング素子と、下アームに設けられた第２スイッチング素子とを含み、
   前記制御装置は、走行中に前記車両システムの停止操作がされた場合に、前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子のうちのいずれか一方をオン状態にするとともに、他方をオフ状態にするように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両において、
   前記制御装置は、前記ピニオンギヤの過回転が発生するか否かを判定するための過回転判定フラグを有しており、前記過回転判定フラグがオンである場合に、前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子のうちのいずれか一方をオン状態にするとともに、他方をオフ状態にするように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両。
3. 請求項２に記載のハイブリッド車両において、
   前記制御装置は、前記エンジンの回転数が共振帯に滞留するか否かを判定するための共振帯滞留判定フラグを有しており、前記過回転判定フラグがオンであるとともに、前記共振帯滞留判定フラグがオフである場合に、前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子のうちのいずれか一方をオン状態にするとともに、他方をオフ状態にするように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両。
4. 請求項３に記載のハイブリッド車両において、
   走行用の電力を蓄電する蓄電装置を備え、
   前記制御装置は、前記蓄電装置に対する充電が禁止されるか否かを示す充電禁止フラグを有しており、前記過回転判定フラグがオンであるとともに、前記共振帯滞留判定フラグがオフであり、かつ、前記充電禁止フラグがオンである場合に、前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子のうちのいずれか一方をオン状態にするとともに、他方をオフ状態にするように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両。
5. 請求項４に記載のハイブリッド車両において、
   前記インバータと前記蓄電装置との間に設けられた昇降圧コンバータを備え、
   前記インバータの各アームは、前記第１スイッチング素子と並列に設けられた第１整流素子と、前記第２スイッチング素子と並列に設けられた第２整流素子とを含み、
   前記制御装置は、前記過回転判定フラグがオンであるとともに、前記共振帯滞留判定フラグがオフであり、かつ、前記充電禁止フラグがオフである場合に、前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子をオフ状態にするとともに、前記発電機により発電して前記蓄電装置を充電するように前記昇降圧コンバータを制御するように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両。

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