JP5133609B2 - 車両及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両及びその制御方法に関する。

従来より、昇降圧コンバータと電動機とを備えた車両が提案されている。ここで、昇降圧コンバータは、上アームと下アームと称されるスイッチング素子を有するチョッパ回路からなり、下アームをオンしてバッテリの低電圧の電力を入力し高電圧の電力に昇圧して電動機に出力したり、上アームをオンして電動機の回生運転により生じる高電圧の電力を入力し低電圧の電力に降圧してバッテリに出力したりするものである。例えば、特許文献１の車両では、昇降圧コンバータのバッテリ側の低電圧ＶＬと電動機側の高電圧ＶＨとを検出し低電圧ＶＬと高電圧ＶＨの差分の絶対値が定数Ａ未満でありかつ高電圧ＶＨが定数Ｂ未満であるときに、昇降圧コンバータの昇圧動作に支障が生じているとして昇降圧コンバータの上アームのオン故障を検知することができるとしている。
特開２００７−６８３０５号公報

しかしながら、上述した車両では、昇降圧コンバータの上アームのオン故障を検知できるもののオフ故障については考慮されていない。電動機の回生運転中に昇降圧コンバータの上アームがオフ故障したときには、高電圧の電力を入力し低電圧の電力に降圧してバッテリに供給することができず昇降圧コンバータの電動機側の電圧が所定のしきい値を超えて過電圧となる。ここで、過電圧となる度にインバータや昇降圧コンバータの各スイッチング素子をゲート遮断して電圧が正常値に下がったときにゲート許可することも考えられるが、そのような動作を繰り返すことは車載機器にとって好ましくない。また過電圧となったときにすぐに車両の走行を禁止して車載機器を保護することも考えられるが、最低限の退避走行ができることが好ましい。

本発明の車両及びその制御方法は、昇降圧コンバータの上アームのオフ故障が発生した場合に車載機器を保護しつつ退避走行を可能とすることを主目的とする。

本発明の車両及びその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明の車両は、
車軸に動力を入出力可能な高電圧系の電動機と、
充放電を伴って前記電動機と電力をやり取り可能な低電圧系の蓄電手段と、
前記電動機と前記蓄電手段との間に設けられ、前記蓄電手段側の低電圧の電力を入力し高電圧の電力に昇圧して前記電動機側へ出力したり、前記電動機の回生運転により生じる高電圧の電力を入力し低電圧の電力に降圧して前記蓄電手段側に出力したりする昇降圧コンバータと、
前記昇降圧コンバータの前記電動機側の電圧が所定のしきい値を超えたときには該電圧が該しきい値以下に回復するよう前記昇降圧コンバータと前記電動機とを制御する一方、前記昇降圧コンバータの前記電動機側の電圧が所定期間内に前記しきい値を超えた回数が所定の基準回数未満のときには該電圧が該しきい値以下に回復したあと前記電動機と前記蓄電手段との間で電力がやり取りされるよう前記昇降圧コンバータと前記電動機とを制御し、前記昇降圧コンバータの前記電動機側の電圧が所定期間内に前記しきい値を超えた回数が所定の基準回数以上のときには前記電動機による前記蓄電手段の充電を禁止した状態で前記蓄電手段の放電を伴って該蓄電手段の電力により前記電動機が運転されるよう前記昇降圧コンバータと前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の車両では、昇降圧コンバータの電動機側の電圧が所定のしきい値を超えたときには該電圧が該しきい値以下に回復するよう昇降圧コンバータと電動機とを制御する。一方、昇降圧コンバータの電動機側の電圧が所定期間内にしきい値を超えた回数が所定の基準回数未満のときには、昇降圧コンバータは正常であるとみなして、その電圧がしきい値以下に回復したあと電動機と蓄電手段との間で電力がやり取りされるよう昇降圧コンバータと電動機とを制御する。これにより、蓄電手段の電力により電動機を駆動して走行することが可能となるし、電動機の回生電力を蓄電手段に蓄えることもできる。これに対して、昇降圧コンバータの電動機側の電圧が所定期間内にしきい値を超えた回数が所定の基準回数以上のときには、昇降圧コンバータの降圧動作に支障が生じているとみなして、電動機による前記蓄電手段の充電を禁止した状態で蓄電手段の放電を伴って該蓄電手段の電力により電動機が運転されるよう昇降圧コンバータと電動機とを制御する。ここで、昇降圧コンバータの降圧動作に支障が生じたときには、電動機の回生電流を蓄電手段に流すことができず、行き場のない回生電力により昇降圧コンバータの電動機側は過電圧になりやすいが、ここでは電動機による蓄電手段の充電を禁止した状態で蓄電手段の電力により電動機が運転されるようにする。これにより、昇降圧コンバータの電動機側の過電圧が解消され、蓄電手段の電力により電動機を駆動して自走可能となる。したがって、昇降圧コンバータの降圧動作に支障が生じたときでも過電圧から車載機器を保護しつつ退避走行を確保することができる。

こうした本発明の車両において、前記昇降圧コンバータは、前記蓄電手段の正極端子と前記電動機との間に接続され前記電動機から前記正極端子への電流の流れをオンオフする第１スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子と前記正極端子との中間点と前記蓄電手段の負極端子との間に接続され前記中間点から前記負極端子への電流の流れをオンオフする第２スイッチング素子と、前記中間点と前記正極端子との間に接続されたリアクトルと、前記第１スイッチング素子と並列に接続され前記中間点から前記電動機への電流の流れのみを許容する第１ダイオードと、前記第２スイッチング素子と並列に接続され前記負極端子から前記中間点への電流の流れのみを許容する第２ダイオードとを有し、所定の周期で両スイッチング素子のオン時間を調整することにより、前記蓄電手段側の低電圧の電力を入力し高電圧の電力に昇圧して前記電動機側へ出力したり、前記電動機の回生運転により生じる高電圧の電力を入力し低電圧の電力に降圧して前記蓄電手段側に出力したりするものであり、前記制御手段は、前記電動機側へ出力された高電圧が所定期間内に前記しきい値を超えた回数が所定の基準回数以上のときには、前記昇降圧コンバータの前記両スイッチング素子の電流の流れをオフにするものとしてもよい。こうすれば、蓄電手段側の低電圧の電力を昇降圧コンバータに入力して、そのまま昇圧せずに第1ダイオードを介して電動機側へ出力することができる。

また、本発明の車両において、前記昇降圧コンバータからみて前記電動機に並列接続されて前記昇降圧コンバータの前記電動機側の高電圧を平滑する平滑コンデンサを備え、前記制御手段は、前記平滑コンデンサの端子間電圧を前記電動機側へ出力された高電圧として入力するものとしてもよい。また、前記電動機は、前記昇降圧コンバータから出力された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路を介して電力の供給を受けるものであるとしてもよい。

さらに、本発明の車両において、前記車軸に動力を入出力可能な内燃機関と、前記蓄電手段からみて前記電動機と並列接続され、前記蓄電手段と電力のやり取りが可能であると共に前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な高電圧系の発電機と、を備え、前記制御手段は、前記昇降圧コンバータの前記電動機側の電圧が所定のしきい値を超えたときには該電圧が該しきい値以下に回復するよう前記昇降圧コンバータと前記電動機と前記発電機と前記内燃機関とを制御する一方、前記昇降圧コンバータの前記電動機側の電圧が所定期間内に前記しきい値を超えた回数が所定の基準回数未満のときには該電圧が該しきい値以下に回復したあと前記電動機と前記蓄電手段との間で電力がやり取りされるよう前記昇降圧コンバータと前記電動機と前記発電機と前記内燃機関とを制御し、前記昇降圧コンバータの前記電動機側の電圧が所定期間内に前記しきい値を超えた回数が所定の基準回数以上のときには前記発電機及び前記電動機による前記蓄電手段の充電を禁止した状態で前記蓄電手段の放電を伴って該蓄電手段の電力により前記電動機が運転されるよう前記昇降圧コンバータと前記電動機と前記発電機と前記内燃機関とを制御するものとしてもよい。

本発明の車両の制御方法は、車軸に動力を入出力可能な高電圧系の電動機と、充放電を伴って前記電動機と電力をやり取り可能な低電圧系の蓄電手段と、前記電動機と前記蓄電手段との間に設けられ、前記蓄電手段側の低電圧の電力を入力し高電圧の電力に昇圧して前記電動機側へ出力したり、前記電動機の回生運転により生じる高電圧の電力を入力し低電圧の電力に降圧して前記蓄電手段側に出力したりする昇降圧コンバータと、を備える車両の制御方法であって、
前記昇降圧コンバータの前記電動機側の電圧が所定のしきい値を超えたときには該電圧が該しきい値以下に回復するよう前記昇降圧コンバータと前記電動機とを制御する一方、前記昇降圧コンバータの前記電動機側の電圧が所定期間内に前記しきい値を超えた回数が所定の基準回数未満のときには該電圧が該しきい値以下に回復したあと前記電動機と前記蓄電手段との間で電力がやり取りされるよう前記昇降圧コンバータと前記電動機とを制御し、前記昇降圧コンバータの前記電動機側の電圧が所定期間内に前記しきい値を超えた回数が所定の基準回数以上のときには前記電動機による前記蓄電手段の充電を禁止した状態で前記蓄電手段の放電を伴って該蓄電手段の電力により前記電動機が運転されるよう前記昇降圧コンバータと前記電動機とを制御する、
ことを要旨とする。

この本発明の車両の制御方法では、昇降圧コンバータの電動機側の電圧が所定のしきい値を超えたときには該電圧が該しきい値以下に回復するよう昇降圧コンバータと電動機とを制御する。一方、昇降圧コンバータの電動機側の電圧が所定期間内にしきい値を超えた回数が所定の基準回数未満のときには、昇降圧コンバータは正常であるとみなして、その電圧がしきい値以下に回復したあと電動機と蓄電手段との間で電力がやり取りされるよう昇降圧コンバータと電動機とを制御する。これにより、蓄電手段の電力により電動機を駆動して走行することが可能となるし、電動機の回生電力を蓄電手段に蓄えることもできる。これに対して、昇降圧コンバータの電動機側の電圧が所定期間内にしきい値を超えた回数が所定の基準回数以上のときには、昇降圧コンバータの降圧動作に支障が生じているとみなして、電動機による前記蓄電手段の充電を禁止した状態で蓄電手段の放電を伴って該蓄電手段の電力により電動機が運転されるよう昇降圧コンバータと電動機とを制御する。ここで、昇降圧コンバータの降圧動作に支障が生じたときには、電動機の回生電流を蓄電手段に流すことができず、行き場のない回生電力により昇降圧コンバータの電動機側は過電圧になりやすいが、ここでは電動機による蓄電手段の充電を禁止した状態で蓄電手段の電力により電動機が運転されるようにする。これにより、昇降圧コンバータの電動機側の過電圧が解消され、蓄電手段の電力により電動機を駆動して自走可能となる。したがって、昇降圧コンバータの降圧動作に支障が生じたときでも過電圧から車載機器を保護しつつ退避走行を確保することができる。なお、この車両の制御方法において、上述したいずれかの車両の機能を実現するためのステップを追加してもよい。

次に、本発明を実施するための最良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である電源装置を搭載した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、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して接続されたモータＭＧ２と、直流電流を交流電流に変換してモータＭＧ１，ＭＧ２に供給可能なインバータ４１，４２と、バッテリ５０からの電力をその電圧を変換してインバータ４１，４２に供給可能な昇降圧コンバータ５５と、車両の駆動系全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン２２は、ガソリン又は軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力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により燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０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ハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０及びデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。

モータＭＧ１及びモータＭＧ２は、いずれも内部に永久磁石が埋め込まれたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備え、発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。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（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６とトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６とにより構成されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６は、それぞれインバータ４１，４２が電力ライン５４として共用する正極母線５４ａと負極母線５４ｂ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、正極母線５４ａと負極母線５４ｂとの間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制御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、正極母線５４ａと負極母線５４ｂ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ようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４（図１参照）からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流、ＶＬ電圧センサ９２からの電圧ＶＬ（コンデンサ５９の端子間電圧）やＶＨ電圧センサ９３からの電圧ＶＨ（コンデンサ５７の端子間電圧）などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号や昇降圧コンバータ５５へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０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の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。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バッテリセンサからのバッテリ電圧、バッテリ５０の入出力端子に接続された電力ライン５４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、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０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ハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。このうち、バッテリ電圧は、バッテリ５０からの電力を昇降圧コンバータ５５を介してモータＭＧ１，ＭＧ２に供給する際や昇降圧コンバータ５５から降圧された電力をバッテリ５０に充電する際などに用いられる。なお、バッテリＥＣＵ５２では、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の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。

昇降圧コンバータ５５は、図２に示すように、バッテリ５０の正極端子とモータＭＧ１，ＭＧ２との間に接続されモータＭＧ１，ＭＧ２からバッテリ５０の正極端子への電流の流れをオンオフする第１のトランジスタ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）Ｔ３１と、第１のトランジスタＴ３１とバッテリ５０の正極端子との中間点Ｍとバッテリ５０の負極端子との間に接続され中間点Ｍから負極端子への電流の流れをオンオフする第２のトランジスタ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）Ｔ３２と、中間点Ｍと正極端子との間に接続されたリアクトルＬと、第１のトランジスタＴ３１と並列に接続され中間点ＭからモータＭＧ１，ＭＧ２への電流の流れのみを許容する第１のダイオードＤ３１と、第２のトランジスタＴ３２と並列に接続されバッテリ５０の負極端子から中間点Ｍへの電流の流れのみを許容する第２のダイオードＤ３２とを有している。したがって、トランジスタＴ３１，Ｔ３２をスイッチング制御することによりバッテリ５０の直流電力をその電圧を昇圧してインバータ４１，４２に供給したり、正極母線５４ａと負極母線５４ｂとに作用している直流電圧を降圧してバッテリ５０を充電したりすることができる。なお、トランジスタＴ３１，Ｔ３２をゲート遮断した状態であっても、ダイオードＤ３１を介してバッテリ５０の直流電力をその電圧のまま昇圧せずにインバータ４１，４２に供給することもできる。リアクトルＬと負極母線５４ｂとの間には平滑用のコンデンサ５９が接続されている。このコンデンサ５９の端子間にはＶＬ電圧センサ９２が設置されており、昇降圧コンバータ５５の昇圧前（降圧後）の電圧ＶＬを検出する。また、正極母線５４ａと負極母線５４ｂとの間には平滑用のコンデンサ５７が接続されている。このコンデンサ５７の端子間にはＶＨセンサ９３が設置されており、昇降圧コンバータ５５の昇圧後（降圧前）の電圧ＶＨを検出する。つまり、昇降圧コンバータ５５では、ＶＬ電圧センサ９２とＶＨ電圧センサ９３とにより検出された電圧値を用いることにより、基本的には、バッテリ５０と２つのモータＭＧ１，ＭＧ２との間で電力のやりとりを円滑に行なうために昇圧後の電圧ＶＨが電圧指令ＶＨ＊となるように、又は降圧後の電圧ＶＬが電圧指令ＶＬ＊となるように昇降圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御が行なわれる。また、コンデンサ５７に並列接続された図示しない抵抗によりコンデンサ５７に蓄電された電力を放電することができる。なお、以下の説明では、トランジスタＴ３１のことを「上アーム」、トランジスタＴ３２のことを「下アーム」と称することがある。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、図１に示すように、ＣＰＵ７２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、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、ハイブリッド自動車２０が搭載する各種機器の情報を保存する書き換え可能なフラッシュメモリ７８と、計時指令に応じて計時処理を実行するタイマ７９と、図示しない入出力ポート及び通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０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、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。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、システムメインリレー５６への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、上述したように、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は、運転者によるアクセルペダル８３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としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２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動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１及びモータＭＧ２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又はその一部が動力分配統合機構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リングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１及びモータＭＧ２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からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａ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。

次に、こうして構成された本実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、ＶＨ電圧センサ９３により検出された電圧ＶＨが過電圧である場合の動作について説明する。図３は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定の時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２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や車速センサ８８からの車速Ｖ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、エンジン２２の回転数Ｎｅ、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ、電圧ＶＨ、タイマ７９が時間計測をしていることを示すタイマフラグＦなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅ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計算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとし、電圧ＶＨは、ＶＨ電圧センサ９３により検出されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。さらに、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。また、タイマフラグＦは、後述するようにタイマ７９が時間計測をしているときに値１が設定され、タイマ７９がリセットされたときに値０が設定され、本ルーチンを最初に実行するときには値０に設定されているものである。

こうしてデータを入力すると、ＣＰＵ７２は、入力したタイマフラグＦが値０か否かを判定し（ステップＳ１１０）、電圧ＶＨが過電圧しきい値以上か否かを判定する（ステップＳ１２０）。ここで、過電圧しきい値は、車載機器に好ましくない影響を与える恐れがある電圧値として定められている。いま、電圧ＶＨが過電圧しきい値を超えていない場合を考えると、タイマフラグＦは値０に設定されているので、ステップＳ１１０で肯定判定され、続くステップＳ１２０で否定判定される。次に、インバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６及び昇降圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のすべてをゲート許可するゲート許可指令をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ１３０）。これにより、モータＥＣＵ４０によるインバータ４１，４２や昇降圧コンバータ５５のスイッチング制御が可能となる。なお、この駆動制御ルーチンが開始された当初に電圧ＶＨが過電圧しきい値を超えていなければ、トランジスタがゲート遮断されることはないが、念のためすべてのトランジスタのゲート許可を送信することとした。

こうして、モータＥＣＵ４０へすべてのトランジスタのゲート許可を送信したあと、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１４０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃ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ＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図４に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。

続いて、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１５０）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて行われる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図５に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。

次に、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１６０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図６に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)

こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと計算したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）により計算すると共に（ステップＳ１７０）、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（５）により計算し（ステップＳ１８０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１９０）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊を、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、式（５）は、前述した図６の共線図から容易に導き出すことができる。

Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (5)

こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによる運転ポイントで運転されるよう燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量制御などを実行する。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２や昇降圧コンバータ５５のスイッチング制御を行なう。これにより、モータＭＧ１，ＭＧ２からトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に見合う動力が出力されると共に、エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とから要求トルクＴｒ＊に見合う動力が出力されることになる。

次に、ＶＨ電圧センサの検出した電圧ＶＨが初めて過電圧しきい値以上となったときを考えると、ステップＳ１１０で肯定判定され、続くステップＳ１２０で肯定判定される。ここで、電圧ＶＨは、例えば、モータＭＧ１が回生運転しているときに上アームがオフ故障すると、昇降圧コンバータ５５のスイッチング制御により高電圧の電力を降圧してバッテリ５０へ供給することができず、行き場のない回生電力がコンデンサ５７に蓄電され続けて過電圧しきい値以上となる。そして、ＣＰＵ７２は、タイマ７９による時間計測を開始すると共にタイマフラグＦにタイマ７９が時間計測をしていることを示す値１を設定し、過電圧履歴カウンタ値（以下、カウンタ値）を１つインクリメントする（ステップＳ２１０）。ここで、カウンタ値は、最初に電圧ＶＨが過電圧しきい値を超えたときや、電圧ＶＨが過電圧しきい値を超えた後に後述のゲート許可電圧しきい値を下回り再び過電圧しきい値を超えたときに１つずつインクリメントされるカウントアップ式のカウンタであり、初期値は値０に設定され、イグニッションスイッチ８０をオフすることにより値０にリセットされる。

続いて、ＣＰＵ７２は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に値０を設定して、このトルク指令とインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６及び昇降圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のすべてをゲート遮断するゲート遮断指令をモータＥＣＵ４０に送信すると共にエンジンＥＣＵ２４にエンジン２２の自立運転指令を送信する（ステップＳ２２０）。自立運転指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が自立運転するように、すなわち、エンジン２２が停止中であれば停止したまま、運転中であれば徐々にアイドル回転数になるようエンジン２２における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。ゲート遮断指令及びトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２によりトルクが出力されないようインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６及び昇降圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のすべてをゲート遮断する。こうすることにより、コンデンサ５７に蓄電された電力は、車載機器に好ましくない影響を与えることなくコンデンサ５７に並列接続された図示しない抵抗により放電され、コンデンサ５７の放電に伴って電圧ＶＨは低下しゲート許可しきい値未満に回復する。

次に、タイマ７９の計時値Ｔが所定時間未満か否かの判定を行う（ステップＳ２３０）。ここで、所定時間は、例えば５ｓｅｃとして定められている。ステップＳ２２０でゲート遮断した直後では、タイマ７９の計時値Ｔは所定時間未満であるためステップＳ２３０で肯定判定され、電圧ＶＨがゲート許可しきい値未満か否かの判定を行う（ステップＳ２４０）。ここで、ゲート許可しきい値は、車載機器が安全に駆動できる電圧として定められている。ゲート遮断した直後では、電圧ＶＨがゲート許可電圧以上であるため、ステップＳ２４０で否定判定され、本ルーチンを終了する。

再び本ルーチンが実行されたときは、タイマ７９が時間計測をしているのでタイマフラグＦには値１が設定されており、ステップＳ１１０で否定判定される。そして、タイマ７９の計時値Ｔが所定時間（５ｓｅｃ）未満であれば、ステップＳ２３０で肯定判定され、電圧ＶＨがゲート許可しきい値未満か否かの判定を行う（ステップＳ２４０）。このように、本ルーチンを繰り返し、タイマ７９の計時値Ｔが所定時間未満のうちに電圧ＶＨがゲート許可しきい値未満に下がれば、ステップＳ２４０で肯定判定され、タイマ７９を値０にリセットすると共にタイマフラグＦに値０を設定し（ステップＳ２５０）、カウンタ値が所定値（ここでは値２とする）以上か否かを判定する（ステップＳ２６０）。いま、電圧ＶＨが初めて過電圧しきい値以上となったときを考えているからカウンタ値は値１であるので、ステップＳ２６０で否定判定され、インバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６及び昇降圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のすべてをゲート許可するゲート許可指令をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ１３０）。その後は、上述のステップＳ１４０〜Ｓ２００の処理を実行して、本ルーチンを終了する。すなわち、通常の走行が可能となる。

次に、カウンタ値が値１に設定されたまま再び電圧ＶＨが過電圧しきい値を超えた場合を考える。この場合、タイマフラグＦは値０なのでステップＳ１１０で肯定判定され、続くステップＳ１２０で肯定判定される。次に、カウンタ値を１つインクリメントするので（ステップＳ２１０）、カウンタ値は値２に設定される。その後、上述と同様の処理を繰り返すうちに、ステップＳ２６０でカウンタ値が所定値以上であると肯定判定される。この場合、所定期間（ここでは、いわゆる１トリップ、すなわちイグニッションスイッチ８０がオンされてからオフされるまでの期間）内にカウンタ値が所定値（値２）以上となっているので、昇降圧コンバータ５５の上アームのオフ故障により降圧動作に支障が生じているとみなし、このままでは過電圧により車載機器に好ましくない影響を与える恐れがあるとして退避走行に移行する。そして、インバータ４２のトランジスタＴ２１〜２６のみをゲート許可するゲート許可指令をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ２７０）。続いて、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と要求パワーＰｅ＊とに値０を設定すると共にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ２８０）、モータＭＧ２が回生運転しないようにモータＭＧ２から出力してもよいトルクの下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎに値０を設定し、トルクの上限としてのトルク制限Ｔｍａｘを計算する（ステップＳ２９０）。そして、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊（値０）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを計算する（ステップＳ１８０）。このときのＴｒ＊は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて図４に従って求めてもよいし、図４に示す要求トルクよりも小さなトルクが設定されている退避走行用のトルク設定マップから求めてもよい。次に、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ（値０），Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１９０）。こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。こうすることにより、昇降圧コンバータ５５のスイッチング制御による電圧の昇降圧を行なうことはできないがバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）がダイオードＤ３１を介してインバータ４２へ供給され、モータＭＧ２の動力で退避走行を行うことが可能になる。なお、このときコンデンサ５７の残容量もインバータ４２へ供給される。

一方、電圧ＶＨがゲート許可しきい値未満に下がる前に、タイマ７９の計時値Ｔが所定時間（５ｓｅｃ）以上となったときは、ステップＳ２３０で否定判定される。この場合、所定時間内に電圧ＶＨがゲート許可しきい値未満に下がらないので、昇降圧コンバータ５５に上アームのオフ故障以外の故障が生じているとみなし、このままでは過電圧により車載機器に好ましくない影響を与える恐れが大であるとしてレディオフに移行する。すなわち、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動停止してシステムをオフするレディオフを実行して（ステップＳ３００）、本ルーチンを終了する。これにより、その後のエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動による不都合（例えば、車載機器の破損）などを抑制することができる。

続いて、図７を参照しながら、図３の駆動時制御ルーチンが実行されたときのインバータ４１，４２及び昇降圧コンバータ５５等の動作について説明する。図７に示すように、仮に時刻ｔ０において電圧ＶＨが過電圧しきい値を超えたときには、その時点でインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６及び昇降圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のすべてがゲート遮断される（ステップＳ２２０）。これにより、コンデンサ５７に蓄電された電力は、コンデンサ５７に並列接続された図示しない抵抗により放電される。そして、時刻ｔ１においてコンデンサ５７の放電に伴って電圧ＶＨが低下してゲート許可しきい値未満になると、インバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６及び昇降圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のすべてがゲート許可される（ステップＳ１３０）。次に、時刻ｔ２において電圧ＶＨが再び過電圧しきい値を超えたときには、インバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６及び昇降圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のすべてが再びゲート遮断される（ステップＳ２２０）。これにより、コンデンサ５７に蓄電された電力は、再び図示しない抵抗により放電される。そして、時刻ｔ３においてコンデンサ５７の放電に伴って電圧ＶＨが低下しゲート許可しきい値未満になると、インバータ４２のトランジスタＴ２１〜２６のみがゲート許可される（ステップＳ２７０）。

以上説明したハイブリッド自動車２０によれば、電圧ＶＨが１トリップ内に過電圧しきい値を超えた回数が２回以上のときには、昇降圧コンバータ５５の降圧動作に支障が生じているとみなして、モータＭＧ１，ＭＧ２によるバッテリ５０の充電を禁止した状態でバッテリ５０の電力によりモータＭＧ２が運転されるよう昇降圧コンバータ５５とインバータ４１，４２とを制御する。これにより、過電圧が解消され、バッテリ５０の電力によりモータＭＧ２を駆動して自走可能となる。したがって、過電圧から車載機器を保護しつつ退避走行を確保することができる。

なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、電圧ＶＨが２回目に過電圧しきい値を超えたときに退避走行するものとしているが、１回目に超えたときあるいは３回以上の複数回超えたたときに退避走行するものとしてもよい。その場合、過電圧履歴カウンタ値が所定値以上であるか否かを判断する際の所定値に１あるいは３以上の複数値を設定すればよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、１トリップを所定期間としたが、所定の走行時間や走行距離、日数等としてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ＶＨ電圧センサ９３により検出された電圧ＶＨが過電圧しきい値を超えるか否かに基づいて昇降圧コンバータ５５のモータＭＧ１，ＭＧ２側の過電圧を判定しているが、図３のステップＳ１２０において検出された電圧ＶＨを用いる代わりに以下のようにしてもよい。すなわち、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかが回生運転しておりかつバッテリ５０の充電電流が値０であるときには、過電圧が発生すると予測してもよい。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回生運転は、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２及びトルクＴｍ１，Ｔｍ２とから判断し、バッテリ５０の充電電流は、バッテリ５０の電流センサからの充放電電流を入力して判断するものとしてもよい。また、このとき電圧ＶＨがゲート許可電圧を超えていることを条件に加えてもよい。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されないので、この場合は除くものとする。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図８における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図９の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、シリーズ・パラレルハイブリッド式を採用したが、エンジンで発電機を駆動し発電した電力によってモータが車輪を駆動するシリーズハイブリッド式を採用してもよいし、エンジンとモータの双方で車輪を直接駆動するパラレルハイブリッド式を採用してもよい。

実施例では、ハイブリッド自動車２０に本発明を適用したが、電気機器と電力のやりとりを行なう電源装置を搭載する自動車、例えば電気自動車などに適用するとしてもよい。

ここで、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、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、電圧ＶＨが過電圧しきい値を超えたときには電圧ＶＨがゲート許可電圧しきい値以下に回復するよう昇降圧コンバータ５５とインバータ４１，４２とエンジン２２とを制御する一方、電圧ＶＨが１トリップ内に過電圧しきい値を超えた回数が２回未満のときには電圧ＶＨがゲート許可電圧しきい値以下に回復したあとモータＭＧ１，ＭＧ２とバッテリ５０との間で電力がやり取りされるよう昇降圧コンバータ５５とインバータ４１，４２とエンジン２２とを制御し、モータＭＧ１，ＭＧ２へ出力された電圧ＶＨが１トリップ内に過電圧しきい値を超えた回数が２回以上のときにはモータＭＧ１及びモータＭＧ２によるバッテリ５０の充電を禁止した状態でバッテリ５０の放電を伴ってバッテリ５０の電力によりモータＭＧ２が運転されるよう昇降圧コンバータ５５とインバータ４１，４２とエンジン２２とを制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０、エンジンＥＣＵ２４およびモータＥＣＵ４０が「制御手段」に相当する。ここで、「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１，ＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、車軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池（例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池、ニッカド電池、鉛蓄電池など）としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、電気二重層キャパシタやハイブリッドキャパシタ、疑似容量キャパシタなど、電動機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「昇降圧コンバータ」としては、二つのゲート式のスイッチング素子（例えば、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）Ｔｒ１，Ｔｒ２と、各スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２に対して並列に電圧を保持するよう取り付けられた二つのダイオードＤ１，Ｄ２と、二つのスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２の中間とバッテリ５０の正極側に取り付けられたリアクトルＬとを備えるものに限定されるものではなく、直流電源の電圧を昇圧して駆動機器に供給可能であると共に直流電源の電圧を昇圧せずに駆動機器に供給可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「内燃機関」としては、揮発性の燃料により動力を出力するものであれば如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０からなる組み合わせに限定されるものではなく、単一の電子制御ユニットにより構成されるとしてもよいし、バッテリＥＣＵ５２などの他の電子制御ユニットを加えて構成されるとしてもよい。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最良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最良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、自動車の製造業等に利用可能である。

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を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。 駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。 動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。 駆動制御ルーチンが実行されたときのインバータ４１，４２や昇降圧コンバータ５５の動作を説明するためのタイムチャートである。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０，１２０，２２０ 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、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、５４ａ 正極母線、５４ｂ 負極母線、５５ 昇降圧コンバータ、５６ システムメインリレー、５７，５９ コンデンサ、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、７８ フラッシュメモリ、７９ タイマ、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、９２ ＶＬ電圧センサ、９３ ＶＨ電圧センサ、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ、２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６，Ｔ３１，Ｔ３２ トランジスタ、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ３１，Ｄ３２ ダイオード、Ｌ リアクトル。

Claims (5)

1. 車軸に動力を入出力可能な高電圧系の電動機と、
   充放電を伴って前記電動機と電力をやり取り可能な低電圧系の蓄電手段と、
   直流電流を交流電流に変換して前記電動機に供給可能なインバータと、
   前記電動機と前記蓄電手段との間に設けられ、前記蓄電手段側の低電圧の電力を入力し高電圧の電力に昇圧して前記電動機側の前記インバータへ出力したり、前記電動機の回生運転により生じる高電圧の電力を入力し低電圧の電力に降圧して前記蓄電手段側に出力したりする昇降圧コンバータと、
   前記昇降圧コンバータの前記電動機側の電圧が所定のしきい値を超えたときには、前記インバータと前記昇降圧コンバータとをゲート遮断して該電圧が該しきい値以下に回復するよう前記インバータと前記昇降圧コンバータと前記電動機とを制御する一方、前記昇降圧コンバータの前記電動機側の電圧が所定期間内に前記しきい値を超えた回数が所定の基準回数未満のときには該電圧が該しきい値以下に回復したあと、前記インバータと前記昇降圧コンバータとをゲート許可して前記電動機と前記蓄電手段との間で電力がやり取りされるよう前記インバータと前記昇降圧コンバータと前記電動機とを制御し、前記昇降圧コンバータの前記電動機側の電圧が所定期間内に前記しきい値を超えた回数が所定の基準回数以上のときには、前記インバータをゲート許可し前記昇降圧コンバータをゲート遮断して前記電動機による前記蓄電手段の充電を禁止した状態で前記蓄電手段の放電を伴って該蓄電手段の電力により前記電動機が運転されるよう前記インバータと前記昇降圧コンバータと前記電動機とを制御する制御手段と、
   を備える車両。
2. 前記昇降圧コンバータは、前記蓄電手段の正極端子と前記電動機との間に接続され前記電動機から前記正極端子への電流の流れをオンオフする第１スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子と前記正極端子との中間点と前記蓄電手段の負極端子との間に接続され前記中間点から前記負極端子への電流の流れをオンオフする第２スイッチング素子と、前記中間点と前記正極端子との間に接続されたリアクトルと、前記第１スイッチング素子と並列に接続され前記中間点から前記電動機への電流の流れのみを許容する第１ダイオードと、前記第２スイッチング素子と並列に接続され前記負極端子から前記中間点への電流の流れのみを許容する第２ダイオードとを有し、所定の周期で両スイッチング素子のオン時間を調整することにより、前記蓄電手段側の低電圧の電力を入力し高電圧の電力に昇圧して前記電動機側へ出力したり、前記電動機の回生運転により生じる高電圧の電力を入力し低電圧の電力に降圧して前記蓄電手段側に出力したりするものであり、
   前記制御手段は、前記電動機側へ出力された高電圧が所定期間内に前記しきい値を超えた回数が所定の基準回数以上のときには、前記昇降圧コンバータの前記両スイッチング素子の電流の流れをオフにする、
   請求項１に記載の車両。
3. 請求項１又は２に記載の車両であって、
   前記昇降圧コンバータからみて前記電動機に並列接続されて前記昇降圧コンバータの前記電動機側の高電圧を平滑する平滑コンデンサを備え、
   前記制御手段は、前記平滑コンデンサの端子間電圧を前記電動機側へ出力された高電圧として入力する、
   車両。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の車両であって、
   前記車軸に動力を入出力可能な内燃機関と、
   前記蓄電手段からみて前記電動機と並列接続され、前記蓄電手段と電力のやり取りが可能であると共に前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な高電圧系の発電機と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記昇降圧コンバータの前記電動機側の電圧が所定のしきい値を超えたときには、前記インバータと前記昇降圧コンバータとをゲート遮断して該電圧が該しきい値以下に回復するよう前記インバータと前記昇降圧コンバータと前記電動機と前記発電機と前記内燃機関とを制御する一方、前記昇降圧コンバータの前記電動機側の電圧が所定期間内に前記しきい値を超えた回数が所定の基準回数未満のときには該電圧が該しきい値以下に回復したあと、前記インバータと前記昇降圧コンバータとをゲート許可して前記電動機と前記蓄電手段との間で電力がやり取りされるよう前記インバータと前記昇降圧コンバータと前記電動機と前記発電機と前記内燃機関とを制御し、前記昇降圧コンバータの前記電動機側の電圧が所定期間内に前記しきい値を超えた回数が所定の基準回数以上のときには、前記インバータをゲート許可し前記昇降圧コンバータをゲート遮断して前記発電機及び前記電動機による前記蓄電手段の充電を禁止した状態で前記蓄電手段の放電を伴って該蓄電手段の電力により前記電動機が運転されるよう前記インバータと前記昇降圧コンバータと前記電動機と前記発電機と前記内燃機関とを制御する、
   車両。
5. 車軸に動力を入出力可能な高電圧系の電動機と、充放電を伴って前記電動機と電力をやり取り可能な低電圧系の蓄電手段と、直流電流を交流電流に変換して前記電動機に供給可能なインバータと、前記電動機と前記蓄電手段との間に設けられ、前記蓄電手段側の低電圧の電力を入力し高電圧の電力に昇圧して前記電動機側の前記インバータへ出力したり、前記電動機の回生運転により生じる高電圧の電力を入力し低電圧の電力に降圧して前記蓄電手段側に出力したりする昇降圧コンバータと、を備える車両の制御方法であって、
   前記昇降圧コンバータの前記電動機側の電圧が所定のしきい値を超えたときには、前記インバータと前記昇降圧コンバータとをゲート遮断して該電圧が該しきい値以下に回復するよう前記インバータと前記昇降圧コンバータと前記電動機とを制御する一方、前記昇降圧コンバータの前記電動機側の電圧が所定期間内に前記しきい値を超えた回数が所定の基準回数未満のときには該電圧が該しきい値以下に回復したあと、前記インバータと前記昇降圧コンバータとをゲート許可して前記電動機と前記蓄電手段との間で電力がやり取りされるよう前記インバータと前記昇降圧コンバータと前記電動機とを制御し、前記昇降圧コンバータの前記電動機側の電圧が所定期間内に前記しきい値を超えた回数が所定の基準回数以上のときには、前記インバータをゲート許可し前記昇降圧コンバータをゲート遮断して前記電動機による前記蓄電手段の充電を禁止した状態で前記蓄電手段の放電を伴って該蓄電手段の電力により前記電動機が運転されるよう前記インバータと前記昇降圧コンバータと前記電動機とを制御する、
   車両の制御方法。
   

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