JP2018167614A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１インバータをシャットダウンした状態で走行する所定走行時において、エネルギ効率の低下を抑制する。【解決手段】第１インバータをシャットダウンした状態で走行する所定走行時において、逆起電圧定数を用いて算出された第１モータの逆起電圧が第１電力ラインの電圧以上となったときには、第１インバータのシャットダウンを解除し、システムを起動する場合において、ソーク時間が所定時間以上であるときには、第１モータの回転数が学習許可回転数となるようにエンジンを制御し、その後、第１モータの回転数が学習許可回転数以上となったときには、逆起電圧定数を学習し、学習により得られた逆起電圧定数の学習値と参照値とを用いて逆起電圧定数を補正する。【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関し、詳しくは、エンジンと、第１，第２モータと、プラネタリギヤと、第１，第２インバータと、蓄電装置と、昇降圧コンバータと、を備えるハイブリッド車両に搭載される制御装置に関する。

従来、この種のハイブリッド車両の制御装置としては、エンジンと、第１，第２モータと、プラネタリギヤ（遊星歯車）と、第１，第２インバータと、蓄電装置と、昇降圧コンバータ（昇圧コンバータ）と、を備えるハイブリッド車両に搭載され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両では、プラネタリギヤは、サンギヤとキャリア（プラネタリキャリア）とリングギヤの３つの回転軸にエンジンと第１，第２モータとが接続されている。昇降圧コンバータは、インバータが接続される第１電力ライン（正極線ＰＬ２と負極線ＮＬ）と蓄電装置が接続される第２電力ライン（正極線ＰＬ１と負極線ＮＬ）とに接続されている。こうしたハイブリッド車両に搭載される制御装置では、第１インバータをシャットダウン（ゲート遮断）しているときに、第１モータの回転数が所定の閾値を超えたとき、すなわち、第１モータの逆起電圧が第１電力ラインの電圧を超えるときには、第１インバータのシャットダウン（ゲート遮断）を解除して第１モータの弱め界磁制御（零トルク制御）を実行している。これにより、第１モータの回生トルクによって意図しない制動トルクが車両に作用することを抑制している。

特開２００８−２５９２７０号公報

上述のハイブリッド車両の制御装置では、第１モータは、個体毎に温度特性などが異なることから、第１モータの逆起電圧を精度良く推定することができない。そのため、第１インバータのシャットダウンの解除を適正なタイミングで実行できない場合がある。例えば、第１モータの逆起電圧を実際より高く推定すると、早めのタイミングで第１インバータのシャットダウンを解除して第１モータのスイッチング制御を開始してしまう。第１モータのスイッチング制御が開始されると、第１インバータで電力が消費されて、エネルギ効率が低下してしまう。

本発明のハイブリッド車両の制御装置では、エネルギ効率の低下を抑制することを主目的とする。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、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両の制御装置は、
エンジンと、第１モータと、前記第１モータと前記エンジンと駆動輪に連結された駆動軸との３軸に３つの回転要素が共線図において前記第１モータ，前記エンジン，前記駆動軸の順に並ぶように接続されたプラネタリギヤと、前記駆動軸に接続された第２モータと、前記第１モータを駆動する第１インバータと、前記第２モータを駆動する第２インバータと、蓄電装置と、前記第１，第２インバータが接続された第１電力ラインと前記蓄電装置が接続された第２電力ラインとに接続され前記第１電力ラインと前記第２電力ラインとの間で電圧の変更を伴って電力のやりとりを行なう昇降圧コンバータと、を備えるハイブリッド車両に搭載され、前記エンジンと前記第１，第２インバータと前記昇降圧コンバータとを制御する、ハイブリッド車両の制御装置であって、
前記第１インバータをシャットダウンした状態で走行する所定走行時において、逆起電圧定数を用いて算出された前記第１モータの逆起電圧が前記第１電力ラインの電圧以上となったときには、前記第１インバータのシャットダウンを解除し、
システムを起動する場合において、ソーク時間が所定時間以上であるときには、前記第１モータの回転数が学習許可回転数となるように前記エンジンを制御し、その後、前記第１モータの回転数が前記学習許可回転数以上となったときには、前記逆起電圧定数を学習し、
前記学習により得られた前記逆起電圧定数の学習値と参照値とを用いて前記逆起電圧定数を補正する、
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車両の制御装置では、第１インバータをシャットダウンした状態で走行する所定走行時において、逆起電圧定数を用いて算出された第１モータの逆起電圧が前記第１電力ラインの電圧以上となったときには、第１インバータのシャットダウンを解除する。そして、システムを起動する場合において、ソーク時間が所定時間以上であるときには、第１モータの回転数が学習許可回転数となるようにエンジンを制御する。ここで、「ソーク時間」は、前回車両をシステム停止してから今回システムを起動するまでの時間である。「所定時間」は、車両をシステムを停止してから第１モータの温度（磁石の温度）が外気温まで下がる時間として予め定めた時間である。その後、第１モータの回転数が学習許可回転数以上となったときには、逆起電圧定数を学習し、学習により得られた逆起電圧定数の学習値と参照値とを用いて逆起電圧定数を補正する。「学習許可回転数」は、逆起電圧定数の学習精度が目標精度以内となる回転数である。したがって、当該ハイブリッド車両に適合した逆起電圧定数を用いて第１モータの逆起電圧を算出することができる。これにより、第１インバータのシャットダウンを適正なタイミングで解除することができ、エネルギ効率の低下を抑制することができる。

こうした本発明のハイブリッド車両の制御装置において、システムを起動する場合において、前記ソーク時間が前記所定時間以上であるときには、前記第１モータの回転数が前記学習許可回転数となるように前記エンジンを制御し、その後、前記第１モータの回転数が前記学習許可回転数以上となったときには、前記第１モータに流れる電流が値０となるように前記第１インバータを制御してもよい。

また、本発明のハイブリッド車両の制御装置において、前記所定走行時において、逆起電圧定数を用いて算出された前記第１モータの逆起電圧が前記第１電力ラインの電圧以上となって前記第１インバータのシャットダウンを解除した後は、前記第１モータに流れる電流が値０となるように前記第１インバータを制御してもよい。

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ＨＶＥＣＵ７０により実行されるシステム起動後処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 モータＭＧ１回転数制御を実行しているときのプラネタリギヤ３０の共線図の一例を示す説明図である。 外気温Ｔａｔと参照値Ｋｒｅｆとの関係を定めた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、図示するように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、昇降圧コンバータ５５と、バッテリ５０と、システムメインリレー５６と、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２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４によって運転制御されている。

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を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒなどが入力ポートから入力されている。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリアには、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、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有する同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、モータＭＧ１と同様に同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。

インバータ４１，４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に用いられる。図２に示すように、インバータ４１は、高電圧側電力ライン５４ａに接続されており、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のそれぞれに並列に接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、を有する。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６は、それぞれ、高電圧側電力ライン５４ａの正極側ラインと負極側ラインとに対してソース側とシンク側になるように２個ずつペアで配置されている。また、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータＭＧ１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に電圧が作用しているときに、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、対となるトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータＭＧ１が回転駆動される。インバータ４２は、インバータ４１と同様に、高電圧側電力ライン５４ａに接続されており、６つのトランジスタＴ２１〜Ｔ２６と６つのダイオードＤ２１〜Ｄ２６とを有する。そして、インバータ４２に電圧が作用しているときに、モータＥＣＵ４０によって、対となるトランジスタＴ２１〜Ｔ２６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータＭＧ２が回転駆動される。

昇降圧コンバータ５５は、高電圧側電力ライン５４ａと低電圧側電力ライン５４ｂとに接続されており、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２と、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２のそれぞれに並列に接続された２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２と、リアクトルＬと、を有する。トランジスタＴ３１は、高電圧側電力ライン５４ａの正極側ラインに接続されている。トランジスタＴ３２は、トランジスタＴ３１と、高電圧側電力ライン５４ａおよび低電圧側電力ライン５４ｂの負極側ラインと、に接続されている。リアクトルＬは、トランジスタＴ３１，Ｔ３２同士の接続点と、低電圧側電力ライン５４ｂの正極側ラインと、に接続されている。昇降圧コンバータ５５は、モータＥＣＵ４０によってトランジスタＴ３１，Ｔ３２のオン時間の割合が調節されることにより、低電圧側電力ライン５４ｂの電力を昇圧して高電圧側電力ライン５４ａに供給したり、高電圧側電力ライン５４ａの電力を降圧して低電圧側電力ライン５４ｂに供給したりする。高電圧側電力ライン５４ａの正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ５７が取り付けられており、低電圧側電力ライン５４ｂの正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ５８が取り付けられている。

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。図１に示すように、モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２や昇降圧コンバータ５５を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０に入力される信号としては、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４３ａ，４４ａからの回転位置θｍ１，θｍ２や、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサ４５ｕ，４５ｖ，４６ｕ，４６ｖからの相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２，モータＭＧ１を流れる電流を検出する電流センサ４１ａから電流Ｉｍｇ１を挙げることができる。また、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（高電圧側電力ライン５４ａ）の電圧（高電圧側電圧）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（低電圧側電力ライン５４ｂ）の電圧（低電圧側電圧）ＶＬも挙げることができる。モータＥＣＵ４０からは、モータＭＧ１，ＭＧ２や昇降圧コンバータ５５を駆動制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０から出力される信号としては、例えば、インバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６へのスイッチング制御信号や昇降圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２へのスイッチング制御信号を挙げることができる。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３ａ，４４ａからのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の電気角θｅ１，θｅ２や角速度ωｍ１，ωｍ２，回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えば定格電圧が２５０Ｖや２８０Ｖ，３００Ｖなどのリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、低電圧側電力ライン５４ｂに接続されている。このバッテリ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各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に取り付けられた電圧センサ５１ａからのバッテリ５０の電圧Ｖｂや、バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからのバッテリ５０の温度Ｔｂを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。また、バッテリＥＣＵ５２は、蓄電割合ＳＯＣや電池温度Ｔｂに基づいてバッテリ５０から放電可能な電力の許容最大値としての出力制限Ｗｏｕｔや、バッテリ５０を充電可能な許容最大値（絶対値）としての入力制限Ｗｉｎを設定している。

システムメインリレー５６は、低電圧側電力ライン５４ｂにおけるコンデンサ５８よりもバッテリ５０側に設けられている。このシステムメインリレー５６は、ＨＶＥＣＵ７０によってオンオフ制御されることにより、バッテリ５０と昇降圧コンバータ５５側との接続および接続の解除を行なう。

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，タイマを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、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を挙げることができる。また、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や、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，外気温を検出する温度センサ９０からの外気温Ｔａｔも挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０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いる。ＨＶＥＣＵ７０は、車両がシステム停止（レディオフ）してから、次にシステム起動（レディオン）されるまでの時間であるソーク時間ｔｓを、タイマにより計測している。

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、エンジン２２を運転しながら走行するハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードや、エンジン２２を運転せずに走行する電動走行（ＥＶ走行）モードなどで走行する。

ＨＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に要求される要求トルクＴｄ＊を設定し、設定した要求トルクＴｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄ（モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２）を乗じて駆動軸３６に要求される要求パワーＰｄ＊を計算する。続いて、要求パワーＰｄ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づく充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する。次に、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるように、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。続いて、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊の絶対値や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２の絶対値が大きいほど大きくなるように高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊を設定する。そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊をモータＥＣＵ４０に送信する。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＊とに基づいて運転されるように、エンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のスイッチング制御を行なうと共に、高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊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を行なう。

ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｄ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。続いて、ＨＶ走行モードと同様に、高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊を設定する。そして、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０によるインバータ４１，４２や昇降圧コンバータ５５の制御については上述した。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ＨＶ走行モードでの走行中に、モータＭＧ１に異常が生じたときには、エンジン２２を運転しながらモータＭＧ２からの動力で走行する退避走行モードで走行する。退避走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｄ＊を設定し、要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。続いて、外気温Ｔａｔが低いときには高いときに比して大きくなるようにモータＭＧ１の逆起電圧定数Ｋを設定し、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１に設定した逆起電圧定数Ｋを乗じてモータＭＧ１の逆起電圧Ｖｃｅｆを設定し、ＨＶ走行モードと同様に、高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊を設定する。そして、エンジンＥＣＵ２４にアイドル運転指令を送信すると共に、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊や高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊をモータＥＣＵ４０に送信する。また、逆起電圧Ｖｃｅｆが高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨ以下であるときには、インバータ４１のシャットダウン指令をモータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２がアイドル回転数（例えば、８００ｒｐｍ，１０００ｒｐｍ，１２００ｒｐｍなど）でアイドル運転（無負荷運転）されるようにエンジン２２を制御する。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ２がトルク指令Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４２のトランジスタＴ２１〜Ｔ２６のスイッチング制御を行なうと共に、高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊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を行なう。モータＥＣＵ４０は、インバータ４１のシャットダウン指令を受信しているときには、インバータ４１をシャットダウン（トランジスタＴ１１〜Ｔ１６を全てオフ）し、インバータ４１のシャットダウン指令を受信していないとき、すなわち、逆起電圧Ｖｃｅｆが高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨを超えているときには、インバータ４１をシャットダウンせずに（インバータ４１がシャットダウンされていたときにはシャットダウンを解除して）電流センサ４１ａにより検出されるモータＭＧ１に流れる電流Ｉｍｇ１が値０となるようにインバータ４１のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング制御を行なう。

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、逆起電圧定数Ｋを学習するときの動作について説明する。図３は、実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行されるシステム起動後処理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、車両のシステムが起動するための一連の処理の実行が終了した直後に実行される。

本ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、ソーク時間ｔｓと外気温Ｔａｔを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ソーク時間ｔｓは、図示しないタイマにより計測されたものを入力している。外気温Ｔａｔは、温度センサ９０により検出された値を入力している。

続いて、ソーク時間ｔｓが所定時間ｔｓｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。所定時間ｔｓｒｅｆは、車両をシステムを停止してからモータＭＧ１の温度（磁石の温度）が外気温まで下がる時間として予め定めた時間であり、例えば、１時間，２時間，３時間などである。したがって、ステップＳ１１０は、モータＭＧ１の温度が外気温まで下がっているか否かを判定する処理となっている。

ステップＳ１１０でソーク時間ｔｓが所定時間ｔｓｒｅｆ未満であると判定されたときには、モータＭＧ１の温度が外気温まで下がっていないと判断して、本ルーチンを終了する。こうした処理により、逆起電圧定数Ｋは補正されない。退避走行モードで走行する際には、前回車両をシステム停止する際に設定されている逆起電圧定数Ｋを用いて、モータＭＧ１の逆起電圧Ｖｃｅｆを設定し、こうして設定された逆起電圧Ｖｃｅｆが高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨ以下であるときには、インバータ４１のシャットダウン指令をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０は、インバータ４１のシャットダウン指令を受信しているときには、インバータ４１をシャットダウンし、インバータ４１のシャットダウン指令を受信していないとき、すなわち、逆起電圧Ｖｃｅｆが高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨを超えているときには、インバータ４１をシャットダウンせずに、電流センサ４１ａにより検出されるモータＭＧ１に流れる電流Ｉｍｇ１が値０となるようにインバータ４１のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング制御を行なう。

ステップＳ１１０でソーク時間ｔｓが所定時間ｔｓｒｅｆ以上であると判定されたときには、モータＭＧ１の温度が外気温まで下がっていると判断して、続いてモータＭＧ１回転数制御を実行する（ステップＳ１２０）。モータＭＧ１回転数制御では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｄ＊を設定し、要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。そして、学習許可回転数ＮｌｐをモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊に設定して、設定したモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（駆動軸３６の回転数Ｎｄ）とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρとを用いて式（１）によりエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を計算し、計算したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を受信すると、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御を行なう。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ２がトルク指令Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４２のトランジスタＴ２１〜Ｔ２６のスイッチング制御を行なうと共に、電流センサ４１ａにより検出されるモータＭＧ１に流れる電流Ｉｍｇ１が値０となるようにインバータ４１のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング制御を行なってモータＭＧ１の印加電圧Ｖｍｇ１を調整する。図４は、モータＭＧ１回転数制御を実行しているときのプラネタリギヤ３０の共線図の一例を示す説明図である。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤの回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリアの回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（リングギヤの回転数Ｎｒ）を示す。実線は、車両が停車しているとき、破線は、システム起動後にアクセルペダル８３が踏み込まれて車両が走行を開始しているときの共線図の一例を示している。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軸上の太線矢印は、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２がリングギヤ軸に作用するトルクを示す。

Ne*=(Nm1*・ρ+Nm2)/(1+ρ) (1)

続いて、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を入力して（ステップＳ１３０）、入力した回転数Ｎｍ１が学習許可回転数Ｎｌｐ以上であるか否かを判定し（ステップＳ１４０）、回転数Ｎｍ１が学習許可回転数Ｎｌｐ未満であるときには、ステップＳ１２０の処理へ戻り、回転数Ｎｍ１が学習許可回転数Ｎｌｐ以上であるときには、ステップＳ１５０の処理へ進む。学習許可回転数Ｎｌｐは、逆起電圧定数の学習精度が目標精度以内となる回転数であり、例えば、１５００ｒｐｍ，２０００ｒｐｍ，２５００ｒｐｍなどに設定される。本ルーチンの実行を開始した直後は、車両が停車していて、エンジン２２の回転数ＮｅやモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２が値０となっている。したがって、ステップＳ１２０〜Ｓ１４０の処理は、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を学習許可回転数Ｎｌｐまで上昇させる制御となる。

ステップＳ１４０で回転数Ｎｍ１が学習許可回転数Ｎｌｐ以上であると判定されたときには、続いて、モータＭＧ１回転数制御を継続しながら、逆起電圧係数Ｋの学習値Ｋｌを求める逆起電圧学習を実行する（ステップＳ１５０）。逆起電圧学習では、モータＭＧ１の印加電圧Ｖｍｇ１をモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１で除して逆起電圧係数Ｋの学習値Ｋｌを求める。学習値Ｋｌは、次式（２）により計算される。

K1=Vmg1/Nm1 ・・・(2)

続いて、逆起電圧学習が完了したか否かを判定する（ステップＳ１６０）。この判定では、逆起電圧学習を開始してからの経過時間が学習完了時間ｔｌ（例えば、２秒，４秒，６秒など）を超えていたら逆起電圧学習を完了したと判定する。逆起電圧学習が未完了であるときには、ステップＳ１５０の処理へ戻り、逆起電圧学習が完了したときには、ステップＳ１７０の処理へ進む。したがって、ステップＳ１５０，Ｓ１６０の処理は、学習完了時間ｔｌの間、逆起電圧学習を実行する処理となる。逆起電圧係数Ｋの学習値Ｋｌは、ステップＳ１５０の処理が実行される度に更新されてもよいし、ステップＳ１５０を複数回実行したときの学習値Ｋｌの平均値を後述するステップＳ１７０の処理に用いる学習値Ｋｌとしてもよい。

続いて、外気温Ｔａｔと学習値Ｋｌを用いて退避走行モードでの走行時に用いられる逆起電圧定数Ｋを補正して（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。逆起電圧定数Ｋの補正は、外気温Ｔａｔと逆起電圧定数Ｋの参照値Ｋｒｅｆとの関係を予めマップとしてＲＯＭに記憶しておき、外気温Ｔａｔから参照値Ｋｒｅｆを導出して、学習値Ｋｌを参照値Ｋｒｅｆで除した値（＝Ｋｌ／Ｋｒｅｆ）を補正前の逆起電圧定数Ｋ（補正前Ｋ）に乗じたものを補正後の逆起電圧定数Ｋ（＝補正前Ｋ・Ｋｌ／Ｋｒｅｆ）に設定することで行なわれる。図５は、外気温Ｔａｔと参照値Ｋｒｅｆとの関係を定めたマップの一例を示す説明図である。実線は、外気温Ｔａｔと参照値Ｋｒｅｆとの関係の一例を示している。破線は、外気温Ｔａｔと学習値Ｋｌから外挿した補正後の逆起電圧定数Ｋとの関係を示している。モータＭＧ１は、個体毎に温度特性などが異なることから、予めモータＭＧ１の逆起電圧係数Ｋ１を精度良く設定することは困難である。実施例では、逆起電圧学習でえられた学習値Ｋｌを用いて逆起電圧係数Ｋ１を補正し、退避走行モードでの走行では、当該ハイブリッド車両２０に適合した補正後の逆起電圧定数Ｋを用いてモータＭＧ１の逆起電圧Ｖｃｅｆを算出する。これにより、算出したモータＭＧ１の逆起電圧Ｖｃｅｆは、実際のモータＭＧ１の逆起電圧と等しいか近い値となる。モータＭＧ１の逆起電圧Ｖｃｅｆを実際の逆起電圧より低めに算出すると、インバータ４１のシャットダウンを解除するタイミングが早くなってしまう。インバータ４１のシャットダウンを解除するタイミングが早くなると、インバータ４１の電力消費によるエネルギ効率が低下するから、インバータ４１のシャットダウンを解除は適正なタイミングで行なわれることが望ましい。実施例では、逆起電圧学習での学習値Ｋｌを用いて逆起電圧係数Ｋを補正することにより、モータＭＧ１の逆起電圧Ｖｃｅｆを実際の逆起電圧に近い値することができるから、より適正なタイミングでインバータ４１のシャットダウンを解除することができる。これにより、エネルギ効率の低下を抑制することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、システムを起動した場合において、ソーク時間ｔｓが所定時間ｔｓｒｅｆ以上であるときには、モータＭＧ１の回転数Ｎｍが学習許可回転数Ｎｌｐとなるようにエンジン２２を制御し、その後、モータＭＧ１の回転数Ｎｌｐが学習許可回転数Ｎｌｐ以上となったときには、逆起電圧定数Ｋを学習し、逆起電圧定数Ｋの学習値Ｋｌと参照値Ｋｒｅｆとを用いて逆起電圧定数Ｋを補正することにより、退避走行モードでの走行において、インバータ４１のシャットダウンを適正なタイミングで解除することができ、エネルギ効率の低下を抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、図３に例示した処理ルーチンを、車両のシステムが起動するための一連の処理の実行が終了した直後に実行しているが、図３に例示した処理ルーチンを車両のシステムが起動するための一連の処理に含めても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、蓄電装置として、バッテリ５０を用いるものとしたが、キャパシタなどの蓄電可能な装置であれば如何なる装置を用い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ＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とＨＶＥＣＵ７０とを備えるものとしたが、これらのうちの少なくとも２つを単一の電子制御ユニットとして構成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「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「第１モータ」に相当し、プラネタリギヤ３０が「プラネタリギヤ」に相当し、モータＭＧ２が「第２モータ」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、バッテリ５０が「蓄電装置」に相当し、昇降圧コンバータ５５が「昇降圧コンバータ」に相当し、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５０とＨＶＥＣＵ７０とが「制御装置」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、ハイブリッド車両の制御装置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、２３ クランクポジションセンサ、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 プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４１ａ，４５ｕ，４５ｖ，４６ｕ，４６ｖ 電流センサ、４３ａ，４４ａ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ａ，５７ａ，５８ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ａ 高電圧側電力ライン、５４ｂ 低電圧側電力ライン、５５ 昇降圧コンバータ、５６ システムメインリレー、５７，５８ コンデンサ、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 温度センサ、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ３１，Ｄ３２ ダイオード、Ｌ リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６，Ｔ３１，Ｔ３２ トランジスタ。

Claims (1)

1. エンジンと、第１モータと、前記第１モータと前記エンジンと駆動輪に連結された駆動軸との３軸に３つの回転要素が共線図において前記第１モータ，前記エンジン，前記駆動軸の順に並ぶように接続されたプラネタリギヤと、前記駆動軸に接続された第２モータと、前記第１モータを駆動する第１インバータと、前記第２モータを駆動する第２インバータと、蓄電装置と、前記第１，第２インバータが接続された第１電力ラインと前記蓄電装置が接続された第２電力ラインとに接続され前記第１電力ラインと前記第２電力ラインとの間で電圧の変更を伴って電力のやりとりを行なう昇降圧コンバータと、を備えるハイブリッド車両に搭載され、前記エンジンと前記第１，第２インバータと前記昇降圧コンバータとを制御する、ハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記第１インバータをシャットダウンした状態で走行する所定走行時において、逆起電圧定数を用いて算出された前記第１モータの逆起電圧が前記第１電力ラインの電圧以上となったときには、前記第１インバータのシャットダウンを解除し、
   システムを起動する場合において、ソーク時間が所定時間以上であるときには、前記第１モータの回転数が学習許可回転数となるように前記エンジンを制御し、その後、前記第１モータの回転数が前記学習許可回転数以上となったときには、前記逆起電圧定数を学習し、前記学習により得られた前記逆起電圧定数の学習値と参照値とを用いて前記逆起電圧定数を補正する、
   ハイブリッド車両の制御装置。

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