JP2017056850A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】インバータレス走行制御による退避走行距離を延ばす。【解決手段】車両は、エンジンと、ＭＧ（モータジェネレータ）１と、ＭＧ２と、これらを機械的に連結する遊星歯車機構と、複数のバッテリと、複数のバッテリとＭＧ１およびＭＧ２との間で電力変換を行なうインバータと、制御装置とを備える。ＭＧ１は、エンジンによって回転させられることによって逆起トルクを発生する。制御装置は、インバータが異常である場合に複数のバッテリのうちの１つをインバータに接続した状態でインバータをゲート遮断状態にし、かつＭＧ１が逆起トルクを発生するようにエンジンを駆動するインバータレス走行制御を実行する。制御装置は、インバータレス走行制御中において、インバータに接続されるバッテリのＳＯＣがしきい値を超えると、インバータに接続されるバッテリを他のバッテリに切り替える。【選択図】図５

Description

本発明は、エンジンと回転電機との少なくとも一方の動力を用いて走行可能なハイブリッド車両に関する。

特開２０１３−２０３１１６号公報（特許文献１）には、エンジンと、ロータに永久磁石を有する第１回転電機と、第２回転電機と、遊星歯車機構と、バッテリと、バッテリと第１回転電機および第２回転電機との間で電力変換を実行可能に構成されるインバータとを備えるハイブリッド車両が開示されている。遊星歯車機構は、第１回転電機に連結されたサンギヤと、第２回転電機に連結されたリングギヤと、エンジンに連結されたキャリアとを含む。このハイブリッド車両においては、インバータによる第１回転電機および第２回転電機の電気的な駆動を正常に行なうことができない異常（以下「インバータ異常」ともいう）が生じている場合、インバータをゲート遮断状態にしつつエンジンを駆動して車両を退避走行させる制御が行なわれる。

特開２０１３−２０３１１６号公報

特許文献１に開示されているように、インバータ異常が生じた場合にインバータをゲート遮断状態にしつつエンジンを駆動して車両を退避走行させる制御を、本明細書では「インバータレス走行制御」とも記載する。

インバータレス走行制御中においては、インバータをゲート遮断状態としつつ、エンジンの回転力によって第１回転電機を力学的（機械的）に回転させることによって第１回転電機から制動トルクを発生させる。具体的には、第１回転電機は、エンジンからの回転力を受けて回転することによって逆起電圧を発生する。この逆起電圧に起因して、第１回転電機からバッテリに向かって電流が流れる。すなわち、第１回転電機は逆起電力を発生し、この逆起電力でバッテリが充電される。この際、第１回転電機には逆起電力に応じたトルク（以下「逆起トルク」ともいう）が発生する。この逆起トルクは、第１回転電機の回転を妨げる方向に作用する制動トルクである。制動トルク（逆起トルク）が第１回転電機からサンギヤに作用することによって、リングギヤには、第１回転電機の制動トルク（逆起トルク）の反力として、正方向に作用する駆動トルクが発生する。この駆動トルクを用いることにより退避走行が実現される。

しかしながら、インバータレス走行制御中においては、第１回転電機が発生する逆起電力がバッテリに充電され続ける。これによりバッテリが満充電状態になると、第１回転電機が発生する逆起電力をバッテリで受け入れることができなくなるため、インバータレス走行制御を継続できなくなることが懸念される。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、インバータレス走行制御による退避走行距離を延ばすことである。

この発明に係るハイブリッド車両は、エンジンと、ロータに永久磁石を有する第１回転電機と、駆動輪に接続された出力軸と、エンジン、第１回転電機および出力軸を機械的に連結し、第１回転電機、エンジンおよび出力軸の間でトルクを伝達可能な遊星歯車装置と、出力軸に接続された第２回転電機と、複数のバッテリと、複数のバッテリと第１回転電機と第２回転電機との間で電力変換を実行可能に構成されたインバータと、複数のバッテリにそれぞれ対応して設けられ、各々が対応するバッテリとインバータとの電気的な接続および遮断を切替可能に構成された複数の切替装置と、インバータによる第１回転電機および第２回転電機の駆動を正常に行なうことができない場合にインバータレス走行制御を実行する制御装置とを備える。インバータレス走行制御は、複数のバッテリのうちの１つをインバータに接続した状態でインバータをゲート遮断状態にし、かつエンジンを駆動して第１回転電機に逆起電圧に起因する制動トルクを発生させ、第１回転電機の制動トルクの反力として出力軸に作用するトルクで車両を走行させる制御である。制御装置は、インバータレス走行制御中において、インバータに接続されるバッテリの蓄電量が所定値を超えた場合、インバータに接続されるバッテリを他のバッテリに切り替えてインバータレス走行制御を継続する。

本発明によれば、インバータレス走行制御による退避走行中に、インバータに接続されるバッテリに第１回転電機が発生する逆起電力が充電されることによって当該バッテリの蓄電量が所定値を超えた場合、インバータに接続されるバッテリを他のバッテリに切り替えてインバータレス走行制御を継続する。これにより、バッテリの切替を行なわない場合に比べてインバータレス走行制御をより長く継続することができる。その結果、インバータレス走行制御による退避走行距離を延ばすことができる。

車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。 車両の電気システムの構成を説明するための回路ブロック図である。 インバータレス走行中における電気システムの状態を概略的に示す図である。 インバータレス走行中における制御状態の一例を共線図上に示す図である。 ＥＣＵの処理手順を示すフローチャートである。 インバータレス走行制御中にインバータに接続されるバッテリの切替態様を概略的に示す図である。

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り返さない。

＜車両の全体構成＞
図１は、本実施の形態に係る車両１の全体構成を概略的に示すブロック図である。車両１は、エンジン１００と、モータジェネレータ（第１回転電機）１０と、モータジェネレータ（第２回転電機）２０と、遊星歯車機構３０と、駆動輪５０と、駆動輪５０に接続された出力軸６０と、バッテリＢ１〜Ｂ３と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System Main Relay）１６１〜１６３と、電力制御ユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）２００と、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３００とを備える。

車両１は、エンジン１００とモータジェネレータ２０との少なくとも一方の動力を用いて走行するハイブリッド車両である。車両１は、後述する通常走行中において、エンジン１００の動力を用いずにモータジェネレータ２０の動力を用いる電気自動車走行（以下「ＥＶ走行」という）と、エンジン１００およびモータジェネレータ２０の双方の動力を用いるハイブリッド自動車走行（以下「ＨＶ走行」という）との間で走行態様を切り替えることができる。

エンジン１００は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン１００は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて車両１が走行するための動力を発生する。エンジン１００により発生した動力は遊星歯車機構３０に出力される。

エンジン１００にはエンジン回転速度センサ４１０が設けられている。エンジン回転速度センサ４１０は、エンジン１００の回転速度（エンジン回転速度）Ｎｅを検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。

モータジェネレータ１０，２０の各々は、三相交流永久磁石型同期モータである。モータジェネレータ１０は、エンジン１００を始動させる際にはバッテリＢ１〜Ｂ３の少なくともいずれかから供給される電力を用いてエンジン１００のクランクシャフト１１０を回転させる（クランキングする）。また、モータジェネレータ１０は、エンジン１００の動力を用いて発電することも可能である。モータジェネレータ１０によって発電された交流電力は、ＰＣＵ２００により直流電力に変換されてバッテリＢ１〜Ｂ３の少なくともいずれかに充電される。また、モータジェネレータ１０によって発電された交流電力がモータジェネレータ２０に供給される場合もある。

モータジェネレータ２０のロータは、出力軸６０に連結される。モータジェネレータ２０は、バッテリＢ１〜Ｂ３およびモータジェネレータ１０の少なくともいずれかから供給される電力を用いて出力軸６０を回転させる。また、モータジェネレータ２０は、回生制動によって発電することも可能である。モータジェネレータ２０によって発電された交流電力は、ＰＣＵ２００により直流電力に変換されてバッテリＢ１〜Ｂ３の少なくともいずれかに充電される。

モータジェネレータ１０にはレゾルバ４２１が設けられている。レゾルバ４２１は、モータジェネレータ１０の回転速度（ＭＧ１回転速度）Ｎｍ１を検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。同様に、モータジェネレータ２０にはレゾルバ４２２が設けられている。レゾルバ４２２は、モータジェネレータ２０の回転速度（ＭＧ２回転速度）Ｎｍ２を検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。

遊星歯車機構３０は、エンジン１００、モータジェネレータ１０および出力軸６０を機械的に連結し、エンジン１００、モータジェネレータ１０および出力軸６０の間でトルクを伝達するように構成される。具体的には、遊星歯車機構３０は、回転要素として、モータジェネレータ１０のロータに連結されるサンギヤＳと、出力軸６０に連結されるリングギヤＲと、エンジン１００のクランクシャフト１１０に連結されるキャリアＣＡと、サンギヤＳとリングギヤＲとに噛合するピニオンギヤＰとを含む。キャリアＣＡは、ピニオンギヤＰが自転かつ公転できるようにピニオンギヤＰを保持する。

バッテリＢ１〜Ｂ３は、再充電が可能に構成された蓄電装置である。バッテリＢ１〜Ｂ３は、代表的にはニッケル水素二次電池もしくはリチウムイオン二次電池などの二次電池である。バッテリＢ１〜Ｂ３は、それぞれＳＭＲ１６１〜１６３を介してＰＣＵ２００に接続される。

ＳＭＲ１６１〜１６３は、バッテリＢ１〜Ｂ３にそれぞれ対応して設けられ、各々が対応するバッテリとＰＣＵ２００との電気的な接続および遮断を切替可能に構成される。ＳＭＲ１６１〜１６３は、それぞれＥＣＵ３００からの制御信号に応じて制御（開閉）される。以下では、バッテリＢ１用のＳＭＲ１６１を「ＳＭＲ１」とも記載し、バッテリＢ２用のＳＭＲ１６２を「ＳＭＲ２」とも記載し、バッテリＢ３用のＳＭＲ１６３を「ＳＭＲ３」とも記載する。

ＰＣＵ２００は、バッテリＢ１〜Ｂ３の出力電圧を昇圧し、昇圧された電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ１０，２０に供給する。また、ＰＣＵ２００は、モータジェネレータ１０，２０により発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリＢ１〜Ｂ３に供給する。ＰＣＵ２００の構成については図２にて詳細に説明する。

ＥＣＵ３００は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、入出力バッファ等とを含んで構成される。ＥＣＵ３００は、各センサおよび機器からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、車両１が所望の走行状態となるように各種機器（エンジン１００、モータジェネレータ１０，２０等）を制御する。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）により処理することも可能である。

＜電気システムの構成＞
図２は、車両１の電気システムの構成を説明するための回路ブロック図である。ＰＣＵ２００は、第１コンバータ２１０と、第２コンバータ２１１と、コンデンサＣ２と、インバータ２２１，２２２と、電圧センサ２３０と、電流センサ２４１，２４２とを含む。

バッテリＢ１〜Ｂ３には、それぞれ監視ユニット４４１〜４４３が設けられている。監視ユニット４４１は、バッテリＢ１の電圧（バッテリ電圧）ＶＢ１、バッテリＢ１を流れる電流（バッテリ電流）ＩＢ１、バッテリＢ１の温度（バッテリ温度）ＴＢ１をそれぞれ検出する。監視ユニット４４２は、バッテリＢ２の電圧（バッテリ電圧）ＶＢ２、バッテリＢ２を流れる電流（バッテリ電流）ＩＢ２、バッテリＢ２の温度（バッテリ温度）ＴＢ２をそれぞれ検出する。監視ユニット４４３は、バッテリＢ３の電圧（バッテリ電圧）ＶＢ３、バッテリＢ３を流れる電流（バッテリ電流）ＩＢ３、バッテリＢ３の温度（バッテリ温度）ＴＢ３をそれぞれ検出する。監視ユニット４４１〜４４３は、検出結果を示す信号をＥＣＵ３００にそれぞれ出力する。

第１コンバータ２１０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて、バッテリ電圧ＶＢ１を昇圧し、昇圧された電圧を電力線ＰＬ，ＮＬに供給する。また、第１コンバータ２１０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて、インバータ２２１およびインバータ２２２の一方または両方から供給された電力線ＰＬ，ＮＬの直流電圧を降圧してバッテリＢ１を充電する。

より具体的に、第１コンバータ２１０は、コンデンサＣ１と、リアクトルＬ１と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。コンデンサＣ１は、バッテリ電圧ＶＢを平滑化する。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２および後述するスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ１４の各々は、たとえばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、電力線ＰＬと電力線ＮＬとの間に互いに直列に接続されている。ダイオードＤ１，Ｄ２は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間に逆並列にそれぞれ接続されている。リアクトルＬ１の一方端は、バッテリＢ１の高電位側に接続されている。リアクトルＬ１の他方端は、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との中間点（スイッチング素子Ｑ１のエミッタとスイッチング素子Ｑ２のコレクタとの接続点）に接続されている。

第２コンバータ２１１は、電力線ＰＬ，ＮＬに対して第１コンバータ２１０とは並列に接続される。第２コンバータ２１１は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて、バッテリ電圧ＶＢ２またはバッテリ電圧ＶＢ３を昇圧し、昇圧された電圧を電力線ＰＬ，ＮＬに供給する。また、第２コンバータ２１１は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて、インバータ２２１およびインバータ２２２の一方または両方から供給された電力線ＰＬ，ＮＬの直流電圧を降圧してバッテリＢ２またはバッテリＢ３を充電する。なお、第２コンバータ２１１の構成については、上述の第１コンバータ２１０と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰り返さない。

コンデンサＣ２は、電力線ＰＬと電力線ＮＬとの間に接続されている。コンデンサＣ２は、第１コンバータ２１０または第２コンバータ２１１から供給された直流電圧を平滑化してインバータ２２１，２２２に供給する。

電圧センサ２３０は、コンデンサＣ２の両端の電圧、すなわち第１コンバータ２１０または第２コンバータ２１１の出力電圧（以下「システム電圧」ともいう）ＶＨを検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。

インバータ２２１は、システム電圧ＶＨが供給されると、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて、直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ１０を駆動する。インバータ２２１は、Ｕ相アーム１Ｕと、Ｖ相アーム１Ｖと、Ｗ相アーム１Ｗとを含む。各相アームは、電力線ＰＬと電力線ＮＬとの間に互いに並列に接続されている。Ｕ相アーム１Ｕは、互いに直列に接続されたスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を有する。Ｖ相アーム１Ｖは、互いに直列に接続されたスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６を有する。Ｗ相アーム１Ｗは、互いに直列に接続されたスイッチング素子Ｑ７，Ｑ８を有する。各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、ダイオードＤ３〜Ｄ８が逆並列にそれぞれ接続されている。

インバータ２２２は、各相アーム２Ｕ〜２Ｗと、スイッチング素子Ｑ９〜Ｑ１４と、ダイオードＤ９〜Ｄ１４とを含む。なお、インバータ２２２の構成は、基本的にはインバータ２２１の構成と同等であるため、説明は繰り返さない。

電流センサ２４１は、モータジェネレータ１０を流れる電流（モータ電流）ＩＭ１を検出する。電流センサ２４２は、モータジェネレータ２０を流れる電流（モータ電流）ＩＭ２を検出する。電流センサ２４１，２４２は、検出結果を示す信号をＥＣＵ３００にそれぞれ出力する。

ＥＣＵ３００は、各センサからの情報等に基づいて、モータジェネレータ１０，２０の出力が所望の出力となるように、第１コンバータ２１０、第２コンバータ２１１、およびインバータ２２１，２２２を制御する。なお、図２に示す例では、ＥＣＵ３００が１つのユニットとして構成されているが、ＥＣＵ３００は、複数のユニットに分割されていてもよい。

ＥＣＵ３００は、バッテリＢ１〜Ｂ３の蓄電量を示すＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）をそれぞれ算出する。一般的に、ＳＯＣは、満充電容量に対する実蓄電量の比で表される。ＳＯＣの算出方法としては、バッテリ電圧とＳＯＣとの関係を用いて算出する方法や、バッテリ電流の積算値を用いて算出する方法等、種々の公知の手法を用いることができる。以下、バッテリＢ１のＳＯＣを単に「ＳＯＣ１」とも記載し、バッテリＢ２のＳＯＣを単に「ＳＯＣ２」とも記載し、バッテリＢ３のＳＯＣを単に「ＳＯＣ３」とも記載する。

＜通常走行およびインバータレス走行＞
ＥＣＵ３００は、通常モードと退避モードとのどちらかの制御モードで車両１を走行させることができる。

通常モードは、上述のＥＶ走行とＨＶ走行とを必要に応じて切り替えながら車両１を走行させるモードである。言い換えれば、通常モードは、インバータ２２１，２２２によるモータジェネレータ１０，２０の電気的な駆動が許容されるモードである。以下では、通常モードによる走行を「通常走行」と記載する。

退避モードは、インバータ２２１，２２２によるモータジェネレータ１０，２０の電気的な駆動を正常に行なうことができないような異常（以下「インバータ異常」ともいう）が生じた場合に、バッテリＢ１〜Ｂ３のうちのいずれか１つがインバータ２２１，２２２に接続された状態でインバータ２２１，２２２をゲート遮断状態（非導通状態）とし、かつエンジン１００を駆動して車両１を退避走行させるモードである。言い換えれば、退避モードは、インバータ２２１，２２２によるモータジェネレータ１０，２０の電気的な駆動が許容されないモードである。インバータ異常には、たとえばレゾルバ４２１，４２２、電流センサ２４１，２４２等のセンサ類の故障などが含まれる。以下では、この退避モードによる走行を「インバータレス走行」と記載し、インバータレス走行を行なうための制御を「インバータレス走行制御」と記載する。

図３は、インバータレス走行中における電気システムの状態を概略的に示す図である。なお、図３には、バッテリＢ１がインバータ２２１に接続され、他のバッテリＢ２，Ｂ３がインバータ２２１から切り離された状態で、インバータレス走行が行なわれる状態が例示されている。

インバータレス走行中においては、ＥＣＵ３００からの制御信号によって、インバータ２２１に含まれるすべてのスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８がゲート遮断状態（非導通状態）とされる。そのため、インバータ２２１に含まれるダイオードＤ３〜Ｄ８によって三相全波整流回路が構成される。なお、図３には示されていないが、インバータ２２２に含まれるすべてのスイッチング素子Ｑ９〜Ｑ１４（図２参照）も同様にゲート遮断状態とされる。一方、第１コンバータ２１０では、ＥＣＵ３００からの制御信号によって、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング動作が継続される。

また、インバータレス走行中においては、エンジン１００は、ＥＣＵ３００からの制御信号によって駆動されてエンジントルクＴｅを出力する。このエンジントルクＴｅによってモータジェネレータ１０が力学的（機械的）に回転させられる。モータジェネレータ１０は同期モータであるので、モータジェネレータ１０のロータには永久磁石１２が設けられている。このため、エンジントルクＴｅによってモータジェネレータ１０のロータに設けられた永久磁石１２が回転させられることによって逆起電圧Ｖｃが生じる。この逆起電圧Ｖｃがシステム電圧ＶＨを超えると、モータジェネレータ１０からバッテリＢ１に向かって電流が流れる。この際、モータジェネレータ１０には、モータジェネレータ１０の回転を妨げる方向に作用する逆起トルクＴｃが発生する。

図４は、インバータレス走行中におけるエンジン１００およびモータジェネレータ１０，２０の制御状態の一例を遊星歯車機構３０の共線図上に示す図である。遊星歯車機構３０が図１にて説明したように構成されることによって、サンギヤＳの回転速度（＝ＭＧ１回転速度Ｎｍ１）と、キャリアＣＡの回転速度（＝エンジン回転速度Ｎｅ）と、リングギヤＲの回転速度（＝ＭＧ２回転速度Ｎｍ２）とは、共線図上において直線で結ばれる関係（以下「共線図の関係」ともいう）を有する。

上述のように、インバータレス走行中には、エンジントルクＴｅによってモータジェネレータ１０が力学的に回転させられることによって、モータジェネレータ１０は、モータジェネレータ１０の回転を妨げる方向（負方向）に作用する逆起トルクＴｃを発生する。

逆起トルクＴｃがモータジェネレータ１０から遊星歯車機構３０のサンギヤＳに作用することによって、遊星歯車機構３０のリングギヤＲには、逆起トルクＴｃの反力として、正方向に作用する駆動トルクＴｅｐが発生する。この駆動トルクＴｅｐによって車両１が退避走行される。

なお、駆動トルクＴｅｐによってモータジェネレータ２０が回転させられるためモータジェネレータ２０にも逆起電圧が生じるが、図４に示す例では、モータジェネレータ２０の逆起電圧がシステム電圧ＶＨを超えない回転速度までＭＧ２回転速度Ｎｍ２が低下しているため、モータジェネレータ２０には逆起トルクは生じていない。

＜インバータレス走行中におけるバッテリの切替＞
以上のような構成を有する車両１がインバータレス走行を行なう場合には、以下のような課題が生じ得ることが懸念される。たとえばインバータ２２１にバッテリＢ１を接続してインバータレス走行を行なう場合には、モータジェネレータ１０が発生する逆起電力がバッテリＢ１に充電され続けることになる。これにより、バッテリＢ１が満充電状態になると、逆起電力をバッテリＢ１で受け入れることができなくなるため、インバータレス走行制御を継続できなくなることが懸念される。

そこで、本実施の形態によるＥＣＵ３００は、インバータレス走行制御中において、インバータ２２１に接続されるバッテリのＳＯＣがしきい値Ｓｔｈを超えた場合、インバータ２２１に接続されるバッテリを他のバッテリに切り替える。これにより、モータジェネレータ１０が発生する逆起電力を他のバッテリで受け入れ可能となるため、バッテリの切替を行なわない場合に比べてインバータレス走行制御をより長く継続することができる。その結果、インバータレス走行制御による退避走行距離を延ばすことができる。

図５は、ＥＣＵ３００が行なう処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは所定周期で繰り返し実行される。

ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０にて、ＥＣＵ３００は、上述したインバータ異常が生じているか否かを判定する。

インバータ異常が生じていない場合（Ｓ１０にてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ１１にて、制御モードを通常モードに設定して通常走行を行なう。

インバータ異常が生じている場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ１２〜Ｓ１８にて、制御モードを退避モードに設定してインバータレス走行を行なう。

具体的には、ＥＣＵ３００は、Ｓ１２にて、ＳＯＣ１（バッテリＢ１のＳＯＣ）がしきい値Ｓｔｈを超えているか否かを判定する。ＳＯＣ１がしきい値Ｓｔｈを超えていない場合（Ｓ１２にてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ１３にて、バッテリＢ１をインバータ２２１に接続し（すなわちＳＭＲ１を閉じ）、他のバッテリＢ２，Ｂ３をインバータ２２１から切り離す（すなわちＳＭＲ２およびＳＭＲ３を開く）。

ＳＯＣ１がしきい値Ｓｔｈを超えている場合（Ｓ１２にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ１４にて、ＳＯＣ２（バッテリＢ２のＳＯＣ）がしきい値Ｓｔｈを超えているか否かを判定する。ＳＯＣ２がしきい値Ｓｔｈを超えていない場合（Ｓ１４にてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ１５にて、バッテリＢ２をインバータ２２１に接続し（すなわちＳＭＲ２を閉じ）、他のバッテリＢ１，Ｂ３をインバータ２２１から切り離す（すなわちＳＭＲ１およびＳＭＲ３を開く）。

ＳＯＣ２がしきい値Ｓｔｈを超えている場合（Ｓ１４にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ１６にて、バッテリＢ３をインバータ２２１に接続し（すなわちＳＭＲ３を閉じ）、他のバッテリＢ１，Ｂ２をインバータ２２１から切り離す（すなわちＳＭＲ１およびＳＭＲ２を開く）。

Ｓ１２〜Ｓ１６にてバッテリＢ１〜Ｂ３のいずれか１つがインバータ２２１に接続されると、ＥＣＵ３００は、Ｓ１７にて、システム電圧ＶＨが目標システム電圧となるように、第１コンバータ２１０（バッテリＢ１が接続されている場合）または第２コンバータ２１１（バッテリＢ２またはバッテリＢ３が接続されている場合）を制御する。なお、目標システム電圧は、たとえば予め定められた固定値とすることができる。

Ｓ１８にて、ＥＣＵ３００は、エンジン回転速度Ｎｅが目標エンジン回転速度となるようにエンジン１００を制御する。なお、目標エンジン回転速度は、モータジェネレータ１０が発生する逆起電圧Ｖｃがシステム電圧ＶＨよりも大きくなるように設定される。たとえば、目標エンジン回転速度は、逆起電圧Ｖｃがシステム電圧ＶＨよりも大きくなる範囲内であれば、ユーザのアクセルペダル操作量に応じた変動値とすることができる。

図６は、インバータレス走行制御中にインバータ２２１に接続されるバッテリの切替態様を概略的に示す図である。図６において、横軸はインバータレス走行による退避走行距離を表わし、縦軸は各バッテリのＳＯＣを表わす。また、図６において、実線はＳＯＣ１を示し、一点鎖線はＳＯＣ２を示し、二点鎖線はＳＯＣ３を示す。

ＳＯＣ１がしきい値Ｓｔｈを超えるまでは、バッテリＢ１がインバータ２２１に接続される。これにより、モータジェネレータ１０が発生する逆起電力はバッテリＢ１に受け入れられるため、ＳＯＣ１が上昇する。

ＳＯＣ１がしきい値Ｓｔｈに達すると、インバータ２２１に接続されるバッテリがバッテリＢ１からバッテリＢ２に切り替えられる。すなわち、モータジェネレータ１０が発生する逆起電力の受入先がバッテリＢ１からバッテリＢ２に切り替えられる。これにより、インバータレス走行制御を継続することができる。

その後、ＳＯＣ２がしきい値Ｓｔｈに達すると、インバータ２２１に接続されるバッテリがバッテリＢ２からバッテリＢ３に切り替えられる。すなわち、モータジェネレータ１０が発生する逆起電力の受入先がバッテリＢ２からバッテリＢ３に切り替えられる。これにより、インバータレス走行制御をさらに継続することができる。

その後、ＳＯＣ３がしきい値Ｓｔｈに達するまでは、インバータレス走行制御を継続することができる。そのため、インバータ２２１に接続されるバッテリをバッテリＢ１に固定する場合に比べて、インバータレス走行による退避走行距離を延ばすことができる。

以上のように、本実施の形態によるＥＣＵ３００は、複数のバッテリＢ１〜Ｂ３を備える車両１がインバータレス走行を行なう場合において、インバータ２２１に接続されるバッテリのＳＯＣがしきい値Ｓｔｈを超えると、インバータ２２１に接続されるバッテリを他のバッテリに切り替える。これにより、モータジェネレータ１０が発生する逆起電力を他のバッテリで受け入れ可能となるため、バッテリの切替を行なわない場合に比べてインバータレス走行制御をより長く継続することができる。その結果、インバータレス走行制御による退避走行距離を延ばすことができる。

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 車両、１０，２０ モータジェネレータ、１２ 永久磁石、３０ 遊星歯車機構、５０ 駆動輪、６０ 出力軸、１００ エンジン、１１０ クランクシャフト、１６１〜１６３ システムメインリレー、２００ ＣＰＵ、２１０ 第１コンバータ、２１１ 第２コンバータ、２２１，２２２ インバータ、２３０ 電圧センサ、２４１，２４２ 電流センサ、３００ ＥＣＵ、４１０ エンジン回転速度センサ、４２１，４２２ レゾルバ、４４１，４４２，４４３ 監視ユニット、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ バッテリ、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ。

Claims (1)

1. エンジンと、
   ロータに永久磁石を有する第１回転電機と、
   駆動輪に接続された出力軸と、
   前記エンジン、前記第１回転電機および前記出力軸を機械的に連結し、前記第１回転電機、前記エンジンおよび前記出力軸の間でトルクを伝達可能な遊星歯車装置と、
   前記出力軸に接続された第２回転電機と、
   複数のバッテリと、
   前記複数のバッテリと前記第１回転電機と前記第２回転電機との間で電力変換を実行可能に構成されたインバータと、
   前記複数のバッテリにそれぞれ対応して設けられ、各々が対応するバッテリと前記インバータとの電気的な接続および遮断を切替可能に構成された複数の切替装置と、
   前記インバータによる前記第１回転電機および前記第２回転電機の駆動を正常に行なうことができない場合にインバータレス走行制御を実行する制御装置とを備え、
   前記インバータレス走行制御は、前記複数のバッテリのうちの１つを前記インバータに接続した状態で前記インバータをゲート遮断状態にし、かつ前記エンジンを駆動して前記第１回転電機に逆起電圧に起因する制動トルクを発生させ、前記第１回転電機の前記制動トルクの反力として前記出力軸に作用するトルクで車両を走行させる制御であり、
   前記制御装置は、前記インバータレス走行制御中において、前記インバータに接続されるバッテリの蓄電量が所定値を超えた場合、前記インバータに接続されるバッテリを他のバッテリに切り替えて前記インバータレス走行制御を継続する、ハイブリッド車両。

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