JP2013193523A

JP2013193523A - ハイブリッド車

Info

Publication number: JP2013193523A
Application number: JP2012060951A
Authority: JP
Inventors: Fumiyoshi Kurihara; 史好栗原
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-03-16
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2013-09-30

Abstract

【課題】昇圧コンバータに異常が生じているときの退避走行の走行距離を長くする。
【解決手段】昇圧コンバータ５５に異常が生じているときには、昇圧コンバータ５５をゲート遮断すると共にモータＭＧ１の駆動用のインバータ４１をゲート遮断し、その状態で、モータＭＧ２については力行制御のみを許可すると共にモータＭＧ３については力行制御と回生制御とを許可して、アクセルペダル８３の踏み込み量やブレーキペダル８５の踏み込み量に応じて退避走行の駆動制御を行なう。これにより、ブレーキペダル８５が踏み込まれて車両に制動トルクを作用させるときには、モータＭＧ３を回生制御して回生電力をバッテリ５０に充電するから、その分だけ退避走行における走行距離を長くすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車に関し、詳しくは、内燃機関と、動力を入出力する第１電動機と、車輪に連結された駆動軸と内燃機関の出力軸と第１電動機の回転軸の３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、駆動軸に動力を入出力する第２電動機と、二次電池と、二次電池からの電力を昇圧して第１電動機および第２電動機に供給する昇圧コンバータと、を備えるハイブリッド車に関する。

従来、この種のハイブリッド車としては、バッテリからの電力を昇圧して走行用のモータのインバータに供給する昇圧コンバータを備えるものにおいて、昇圧コンバータの故障時には、モータの回生発電を禁止するようにインバータを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車では、昇圧コンバータの故障時にモータの回生発電を禁止することにより、昇圧コンバータに過電圧や亜電流が作用することによって生じる昇圧コンバータの破損を防止している。

また、永久磁石を有する２つのモータと、２つのモータの駆動用の２のインバータと、バッテリと、バッテリからの電力を昇圧して２つのインバータに供給する昇圧コンバータと、リラクタンスモータと、バッテリと昇圧コンバータとの間の電力ラインに接続されたリラクタンスモータの駆動用のインバータと、を備えるものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−２２２３６２号公報特開２００７−３２５３５２号公報

エンジンと、第１モータと、車輪に連結された駆動軸とエンジンの出力軸と第１モータの回転軸の３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、駆動軸に動力を入出力する第２モータと、二次電池と、二次電池からの電力を昇圧して第１モータのインバータや第２モータのインバータに供給する昇圧コンバータと、を備えるハイブリッド車では、昇圧コンバータに異常が生じたときには、昇圧コンバータに過電圧や過電流が作用しないように、昇圧コンバータと第１モータのインバータについては遮断し、第２モータについては回生制御を禁止し、第２モータの力行制御のみで退避走行を可能としている。この場合、バッテリの充電は行なわれないため、退避走行における走行距離を長くすることができない。

本発明のハイブリッド車は、昇圧コンバータに異常が生じているときの退避走行の走行距離を長くすることを主目的とする。

本発明のハイブリッド車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド車は、
内燃機関と、動力を入出力する第１電動機と、前輪または後輪の一方の車輪に連結された第１駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第１電動機の回転軸の３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記第１駆動軸に動力を入出力する第２電動機と、前記第１電動機の駆動用の第１インバータと、前記第２電動機の駆動用の第２インバータと、二次電池と、前記二次電池からの電力を昇圧して前記第１インバータおよび前記第２インバータに供給する昇圧コンバータと、を備えるハイブリッド車であって、
前記第１駆動軸または前記一方の車輪とは異なる車輪に連結された第２駆動軸に動力を入出力する第３電動機と、
前記二次電池と前記昇圧コンバータとの間の電力ラインに接続された前記第３電動機の駆動用の第３インバータと、
前記昇圧コンバータに異常が生じているときには、前記昇圧コンバータと前記第１インバータとを遮断した状態で、前記第２電動機について力行制御だけを許可すると共に前記第３電動機については力行制御および回生制御を許可して走行するよう前記昇圧コンバータ，前記第１インバータ，前記第２インバータ，前記第３インバータを制御する異常時制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車では、昇圧コンバータに異常が生じているときには、昇圧コンバータと第１インバータとについては遮断し、この状態で第２電動機について力行制御だけを許可すると共に第３電動機については力行制御および回生制御を許可して走行するよう昇圧コンバータ，第１インバータ，第２インバータ，第３インバータを制御する。即ち、昇圧コンバータに異常が生じているときには、第２電動機および第３電動機の力行と第３電動機の回生とによって退避走行するのである。第３電動機の駆動用の第３インバータは、二次電池と昇圧コンバータとの間の電力ラインに接続されているから、第３電動機を回生制御することによって生じる電力を昇圧コンバータを介さずに二次電池に充電することができる。このため、第３電動機を回生制御して得られる電力に応じた分だけ、昇圧コンバータに異常が生じているときの退避走行の走行距離を長くすることができる。

こうした本発明のハイブリッド車において、前記異常時制御手段は、車両の制動時には前記第３電動機を積極的に回生制御する手段である、ものとすることもできる。即ち、車両の制動時には、できる限り第３電動機を回生制御するのである。これにより、第３電動機による回生電力を大きくし、その分だけ退避走行の走行距離を長くすることができる。

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。ＨＶＥＣＵ７０により実行される昇圧コンバータ異常時退避走行制御ルーチンの一例を示す。要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２はモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図１に示すように、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に前輪３８ａ，３８ｂにフロント用のデファレンシャルギヤ３７Ｆを介して連結された駆動軸３６Ｆにリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６Ｆに接続されたモータＭＧ２と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が後輪３９ａ，３９ｂにリヤ用のデファレンシャルギヤ３７Ｒを介して連結された駆動軸３６Ｒに接続されたモータＭＧ３と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０と、インバータ４１，４２が接続された電力ライン（以下、駆動電圧系電力ライン５４ａという）とバッテリ５０が接続された電力ライン（以下、電池電圧系電力ライン５４ｂという）とに接続されて駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨを電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬ以上の範囲で調節すると共に駆動電圧系電力ライン５４ａと電池電圧系電力ライン５４ｂとの間で電力のやりとりを行なう昇圧コンバータ５５と、電池電圧系電力ライン５４ｂに接続されてモータＭＧ３を駆動するためのインバータ４３と、インバータ４１，４２，４３を制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に昇圧コンバータ５５を制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、前輪３８ａ，３８ｂや後輪３９ａ，３９ｂのブレーキを制御するためのブレーキアクチュエータ９２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサからのクランクポジションθｃｒやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサからの冷却水温Ｔｗ，燃焼室内に取り付けられた圧力センサからの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブや排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサからのカムポジションθｃａ，スロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットルポジションＴＰ，吸気管に取り付けられたエアフローメータからの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサからの吸気温Ｔａ，排気系に取り付けられた空燃比センサからの空燃比ＡＦ，同じく排気系に取り付けられた酸素センサからの酸素信号Ｏ２などが入力ポートを介して入力されており、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁への駆動信号やスロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号，吸気バルブの開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３は、いずれも、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを備える周知の同期発電電動機として構成されている。インバータ４１，４２は、図２に示すように、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６，Ｔ３１〜３６と、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６，Ｔ３１〜Ｔ３６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ３１〜Ｄ３６と、により構成されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６は、それぞれ駆動電圧系電力ライン５４ａの正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側になるよう２個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、インバータ４１，４２に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のオン時間の割合を調節することにより、三相コイルに回転磁界を形成でき、モータＭＧ１，ＭＧ２を回転駆動することができる。インバータ４１，４２は、駆動電圧系電力ライン５４ａの正極母線と負極母線とを共用しているから、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータに供給することができる。トランジスタＴ３１〜Ｔ２６は、電池電圧系電力ライン５４ｂの正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側になるよう２個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータＭＧ３の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、インバータ４３に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタＴ３１〜Ｔ３６のオン時間の割合を調節することにより、三相コイルに回転磁界を形成でき、モータＭＧ３を回転駆動することができる。なお、駆動電圧系電力ライン５４ａの正極母線と負極母線とには平滑用のコンデンサ５７が接続されている。

昇圧コンバータ５５は、図２に示すように、２つのトランジスタＴ５１，Ｔ５２とトランジスタＴ５１，Ｔ５２に逆方向に並列接続された２つのダイオードＤ５１，Ｄ５２とリアクトルＬとからなる昇圧コンバータとして構成されている。２つのトランジスタＴ５１，Ｔ５２は、それぞれ駆動電圧系電力ライン５４ａの正極母線，駆動電圧系電力ライン５４ａおよび電池電圧系電力ライン５４ｂの負極母線に接続されており、トランジスタＴ５１，Ｔ５２の接続点と電池電圧系電力ライン５４ｂの正極母線とにリアクトルＬが接続されている。したがって、トランジスタＴ５１，Ｔ５２をオンオフすることにより、電池電圧系電力ライン５４ｂの電力を昇圧して駆動電圧系電力ライン５４ａに供給したり、駆動電圧系電力ライン５４ａの電力を降圧して電池電圧系電力ライン５４ｂに供給したりすることができる。電池電圧系電力ライン５４ｂの正極母線と負極母線とには平滑用のコンデンサ５８が接続されている。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置検出センサからの回転位置θｍ１，θｍ２，θｍ３や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３に印加される相電流，コンデンサ５７の端子間に取り付けられた電圧センサ５７ａからのコンデンサ５７の電圧（駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧）ＶＨやコンデンサ５８の端子間に取り付けられた電圧センサ５８ａからのコンデンサ５８の電圧（電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧）ＶＬなどが入力ポートを介して入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２，４３のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６，Ｔ３１〜Ｔ３６へのスイッチング制御信号や昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ５１，Ｔ５２へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサからのモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２，θｍ３に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，Ｎｍ３も演算している。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりＨＶＥＣＵ７０に送信する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。

ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキペダルの踏み込みに応じて生じるブレーキマスターシリンダ９０の圧力（ブレーキ圧）と車速Ｖとにより車両に作用させる制動力におけるブレーキの分担分に応じた制動力が前輪３８ａ，３８ｂや後輪３９ａ，３９ｂに作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整したり、ブレーキペダルの踏み込みに無関係に、前輪３８ａ，３８ｂや後輪３９ａ，３９ｂに制動力が作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整したりすることができるように構成されている。以下、ブレーキアクチュエータ９２の作動により前輪３８ａ，３８ｂや後輪３９ａ，３９ｂに作用させる制動力を油圧ブレーキと称することがある。ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）９４により制御されている。ブレーキＥＣＵ９４は、前輪３８ａ，３８ｂや後輪３９ａ，３９ｂに取り付けられた車輪速センサ９８ａ〜９８ｄからの車輪速Ｖｄｒ，Ｖｄｌ，Ｖｎｒ，Ｖｎｌや、図示しない操舵角センサからの操舵角などの信号を入力して運転者がブレーキペダルを踏み込んだときに前輪３８ａ，３８ｂや後輪３９ａ，３９ｂのいずれかがロックによりスリップするのを防止するアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）制御や運転者がアクセルペダルを踏み込んだときに前輪３８ａ，３８ｂや後輪３９ａ，３９ｂのいずれかが空転によりスリップするのを防止するトラクションコントロール（ＴＲＣ），車両が旋回走行しているときに姿勢を保持する姿勢保持制御（ＶＳＣ）なども行なう。ブレーキＥＣＵ９４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってブレーキアクチュエータ９２を駆動制御したり、必要に応じてブレーキアクチュエータ９２の状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３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８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６Ｆ，３６Ｒに出力すべき要求トルクＴｒ＊を計算し、この要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力が駆動軸３６Ｆ，３６Ｒに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３が運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３６Ｆに出力されると共にモータＭＧ３から駆動軸３６Ｒに出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸３６Ｆ，３６Ｒに出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３を駆動制御する充放電運転モード，エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２やモータＭＧ３から要求動力に見合う動力を駆動軸３６Ｆ，３６Ｒに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードおよび充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動軸３６Ｆ，３６Ｒに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３を制御するモードであるから、両者を合わせてエンジン運転モードとして考えることができる。なお、要求トルクＴｒ＊の駆動軸３６Ｆ，３６Ｒの分配は、走行状態や図示しないスイッチ操作により予め定められた比率によって行なわれる。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に昇圧コンバータ５５に異常が生じているときに退避走行を行なう際の動作について説明する。、実施例のハイブリッド自動車２０では、昇圧コンバータ５５に異常が生じているときには、昇圧コンバータ５５に過電圧や過電流が作用しないように昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ５１，Ｔ５２のゲートを遮断すると共にモータＭＧ１を駆動するためのインバータ４１のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のゲートを遮断する。そして、モータＭＧ２については力行制御のみを許可すると共にモータＭＧ３については力行制御と回生制御とを許可してアクセルペダル８３の踏み込み量としてのアクセル開度Ａｃｃやブレーキペダル８５の踏み込み量としてのブレーキペダルポジションＢＰに応じて駆動制御することによって退避走行する。図３２に昇圧コンバータ５５に異常が生じたときにＨＶＥＣＵ７０により実行される昇圧コンバータ異常時退避走行制御ルーチンの一例を示す。このルーチンは、昇圧コンバータ５５に異常が生じているために昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ５１，Ｔ５２のゲートが遮断されていると共にインバータ４１のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のゲートが遮断されているときに所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

昇圧コンバータ異常時退避走行制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃやブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどの退避走行制御に必要なデータを入力すると共に（ステップＳ１１０）、アクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６Ｆ，３６Ｒに要求される要求トルクＴｒ＊を設定し（ステップＳ１１０）、要求トルクＴｒ＊が値０以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとして記憶しておき、アクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖが与えられるとマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出することによって設定するものとした。要求トルク設定用マップの一例を図４に示す。図示するように、要求トルクＴｒ＊は、アクセルペダル８３が踏み込まれているときにはアクセルペダル８３の踏み込み量としてのアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動トルクが設定され、ブレーキペダル８５が踏み込まれているときにはブレーキペダル８５の踏み込み量としてブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖとに基づいて制動トルクが設定される。実施例では、要求トルクＴｒ＊は、駆動トルクのときには正の値とし、制動トルクのときには負の値とした。要求トルクＴｒ＊が値０以上であるか否かの判定は、要求トルクＴｒ＊が駆動トルクであるか制動トルクであるかの判定となる。

ステップＳ１２０で要求トルクＴｒ＊が駆動トルクであると判定されたときには、要求トルクＴｒ＊に前後輪への分配比である係数ｋを乗じた値をモータＭＧ２から出力すべき仮のトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとして設定し（ステップＳ１３０）、設定した仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとモータＭＧ２の定格最大トルクＴｍ２ｍａｘとのうち小さい方のトルクをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定する（ステップＳ１４０）。続いて、要求トルクＴｒ＊からモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を減じた値をモータＭＧ３から出力すべき仮のトルクとしての仮モータトルクＴｍ３ｔｍｐとして設定し（ステップＳ１５０）、設定した仮モータトルクＴｍ３ｔｍｐとモータＭＧ３の定格最大トルクＴｍ３ｍａｘとのうち小さい方のトルクをモータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３＊として設定する（ステップＳ１６０）。そして、設定したトルク指令Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２１０）、本ルーチンを終了する。トルク指令Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊を受信したモータＥＣＵ４０は、駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨを用いてモータＭＧ２がトルク指令Ｔｍ２＊で力行制御されるようインバータ４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチング制御し、電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬを用いてモータＭＧ３がトルク指令Ｔｍ３＊で力行制御されるようインバータ４３のトランジスタＴ３１〜Ｔ３６をスイッチング制御する。これにより、モータＭＧ２，ＭＧ３の定格最大トルクＴｍ２ｍａｘ，Ｔｍ３ｍａｘの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸３６Ｆ，３６Ｒに出力して走行することができる。

ステップＳ１２０で要求トルクＴｒ＊が制動トルクであると判定されたときには、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に値０を設定し（ステップＳ１７０）、仮モータトルクＴｍ３ｔｍｐに要求トルクＴｒ＊を設定すると共に（ステップＳ１８０）、仮モータトルクＴｍ３ｔｍｐとモータＭＧ３の定格最小トルクＴｍ３ｍｉｎとのうち大きい方をモータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３＊として設定する（ステップＳ１９０）。ここで、要求トルクＴｒ＊は制動トルクであるから負の値であり、モータＭＧ３の定格最小トルクＴｍ３ｍｉｎも負の値であるから、仮モータトルクＴｍ３ｔｍｐとモータＭＧ３の定格最小トルクＴｍ３ｍｉｎとのうち大きい方をモータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３＊として設定することは、絶対値としては小さい方をモータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３＊として設定することになる。次に、要求トルクＴｒ＊から設定したトルク指令Ｔｍ３＊を減じた値を駆動軸３６Ｆ、３６Ｒに油圧ブレーキにより作用させるべきトルクとしてのブレーキトルク指令Ｔｂ＊として設定し（ステップＳ２００）、設定したトルク指令Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊についてはモータＥＣＵ４０に送信すると共にブレーキトルク指令Ｔｂ＊についてはブレーキＥＣＵ９４に送信して（ステップＳ２１０）、本ルーチンを終了する。値０のトルク指令Ｔｍ２＊と制動トルクとしてのトルク指令Ｔｍ３＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ２かからトルクが出力しないようインバータ４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチング制御し、モータＭＧ３については制動トルクとしてのトルク指令Ｔｍ３＊が出力されるようにインバータ４３のトランジスタＴ３１〜Ｔ３６をスイッチング制御する。また、ブレーキトルク指令Ｔｂ＊を受信したブレーキＥＣＵ９４は、駆動軸３６Ｆ，３６Ｒに換算したときにブレーキトルク指令Ｔｂ＊となるブレーキトルクが車両に作用するようにブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整するようブレーキアクチュエータ９２を駆動制御する。こうした制御により、できる限りモータＭＧ３による回生電力を発生させながらブレーキペダル８５の踏み込み量に応じた制動トルク（要求トルクＴｒ＊）を車両に作用させることができる。このように、要求トルクＴｒ＊が制動トルクであるときには、できる限りモータＭＧ３による回生電力を発生させるようにモータＭＧ３を制御することにより、この回生電力によりバッテリ５０を充電し、退避走行の走行距離を長くすることができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、昇圧コンバータ５５に異常が生じているときには、昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ５１，Ｔ５２のゲートを遮断すると共にモータＭＧ１の駆動用のインバータ４１のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のゲートを遮断し、その状態で、モータＭＧ２については力行制御のみを許可すると共にモータＭＧ３については力行制御と回生制御とを許可して、アクセルペダル８３の踏み込み量としてのアクセル開度Ａｃｃやブレーキペダル８５の踏み込み量としてのブレーキペダルポジションＢＰに応じて退避走行の駆動制御を行なうから、モータＭＧ３の回生制御により得られる電力によりバッテリ５０を充電することができ、退避走行における走行距離を長くすることができる。しかも、要求トルクＴｒ＊が制動トルクであるときには、できる限りモータＭＧ３による回生電力を発生させるようにモータＭＧ３を制御することにより、この回生電力によりバッテリ５０を充電し、退避走行の走行距離を長くすることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２やプラネタリギヤ３０，モータＭＧ１，モータＭＧ２を前輪３８ａ，３８ｂに連結された駆動軸３６Ｆに接続し、モータＭＧ３を後輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６Ｒに接続するものとしたが、モータＭＧ１，モータＭＧ２を後輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６Ｒに接続し、モータＭＧ３を前輪３８ａ，３８ｂに連結された駆動軸３６Ｆに接続するものとしてもよいし、モータＭＧ１，モータＭＧ２だけでなくモータＭＧ３も前輪３８ａ，３８ｂに連結された駆動軸３６Ｆに接続するものとしてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「第１電動機」に相当し、プラネタリギヤ３０が「遊星歯車機構」に相当し、モータＭＧ２が「第２電動機」に相当し、インバータ４１が「第１インバータ」に相当し、インバータ４２が「第２インバータ」に相当し、昇圧コンバータ５５が「昇圧コンバータ」に相当し、モータＭＧ３が「第３電動機」に相当し、インバータ４３が「第３インバータ」に相当し、図３章圧コンバータ異常時退避走行制御ルーチンを実行するＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とブレーキＥＣＵ９４とが「異常時制御手段」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。

２０ハイブリッド自動車、２２エンジン、２４エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６クランクシャフト、３０プラネタリギヤ、３２駆動軸、３７デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ前輪、３９ａ，３９ｂ後輪、４０モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２，４３インバータ、５０バッテリ、５２バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ａ高電圧系電力ライン、５４ｂ電池電圧系電力ライン、５５昇圧コンバータ、５７，５８コンデンサ、５７ａ，５８ａ電圧センサ、７０ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０イグニッションスイッチ、８１シフトレバー、８２シフトポジションセンサ、８３アクセルペダル、８４アクセルペダルポジションセンサ、８５ブレーキペダル、８６ブレーキペダルポジションセンサ、８８車速センサ、９０ブレーキマスターシリンダ、９２ブレーキアクチュエータ、９４ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、９６ａ〜９６ｄブレーキホイールシリンダ、９８ａ〜９８ｄ車輪速センサ、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ３１〜Ｄ３６，Ｄ５１，Ｄ５２ダイオード、Ｌリアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３モータ、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６，Ｔ３１〜Ｔ３６，Ｔ５１，Ｔ５２トランジスタ。

Claims

内燃機関と、動力を入出力する第１電動機と、前輪または後輪の一方の車輪に連結された第１駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第１電動機の回転軸の３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記第１駆動軸に動力を入出力する第２電動機と、前記第１電動機の駆動用の第１インバータと、前記第２電動機の駆動用の第２インバータと、二次電池と、前記二次電池からの電力を昇圧して前記第１インバータおよび前記第２インバータに供給する昇圧コンバータと、を備えるハイブリッド車であって、
前記第１駆動軸または前記一方の車輪とは異なる車輪に連結された第２駆動軸に動力を入出力する第３電動機と、
前記二次電池と前記昇圧コンバータとの間の電力ラインに接続された前記第３電動機の駆動用の第３インバータと、
前記昇圧コンバータに異常が生じているときには、前記昇圧コンバータと前記第１インバータとを遮断した状態で、前記第２電動機について力行制御だけを許可すると共に前記第３電動機については力行制御および回生制御を許可して走行するよう前記昇圧コンバータ，前記第１インバータ，前記第２インバータ，前記第３インバータを制御する異常時制御手段と、
を備えるハイブリッド車。
請求項１記載のハイブリッド車であって、
前記異常時制御手段は、車両の制動時には前記第３電動機を積極的に回生制御する手段である、
ハイブリッド車。