JP2019199191A - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】第１モータの逆起電流が蓄電装置へ流入することを抑制する。【解決手段】システムメインリレーをオンとして第１モータでエンジンをクランキングしてエンジンを始動し、その後、システムメインリレーをオフとして退避走行が開始されるように、エンジンと駆動回路と昇圧コンバータとシステムメインリレーとを制御し、更に、システムメインリレーをオンとしてエンジンを始動した後であって、システムメインリレーをオフする前において、駆動回路による第１，第２モータの駆動を停止しているときには、高電圧電力ライン側の電圧が第１モータの逆起電圧より高くなるように昇圧コンバータを制御する。【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、エンジンと、第１，第２モータと、駆動回路と、蓄電装置と、昇圧コンバータと、システムメインリレーと、制御装置と、を備えるハイブリッド自動車に関する。

従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと、第１，第２モータと、駆動回路と、蓄電装置と、昇圧コンバータと、システムメインリレーと、を備えるもの提案されている（例えば、特許文献１参照）。第１モータは、エンジンをクランキング可能で且つエンジンからの動力を用いて発電することができる。第２モータは、車軸に連結された駆動軸に動力を入出力する。駆動回路は、第１，第２モータを駆動する。昇圧コンバータは、蓄電装置側の低電圧電力ラインと駆動回路側の高電圧電力ラインとに接続されて低電圧電力ラインの電力を昇圧して高電圧電力ラインへ供給する。システムメインリレーは、オンオフにより蓄電装置を低電圧電力ラインに接続したり接続を解除したりする。このハイブリッド自動車では、第２モータを回生制御している場合において、蓄電装置の端子間電圧が過電圧となる異常が生じたときには、昇圧コンバータを遮断して、システムメインリレーをオフとする。そして、エンジンが運転停止中のときには、第１モータでエンジンをクランキングしてエンジンを始動することにより、退避走行を開始することができる。

特開２０１７−１６５３７７号公報

上述のハイブリッド自動車では、一般に、システムメインリレーをオンとして、昇圧コンバータでバッテリからの電力を昇圧して第１モータへ供給しながら、第１モータでエンジンをクランキングしてエンジンを始動し、その後、システムメインリレーをオフとして退避走行を開始する制御が行なわれている。この制御では、エンジンを始動した後であってシステムメインリレーをオフする前に、システムメインリレーのオン固着を抑制するために、駆動回路を停止してシステムメインリレーを無電弧状態とする。このとき、第１モータはエンジンにより連れ回されていることから、第１モータで逆起電力が発生し、逆起電流が蓄電装置へ流入する場合がある。蓄電装置保護の観点からは、こうした逆起電流の蓄電装置への流入を抑制されることが望ましい。

本発明のハイブリッド自動車は、第１モータの逆起電流が蓄電装置へ流入することを抑制することを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、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自動車は、
エンジンと、
前記エンジンをクランキング可能で且つ前記エンジンからの動力を用いて発電可能な第１モータと、
車軸に連結された駆動軸に動力を入出力する第２モータと、
前記第１，第２モータを駆動する駆動回路と、
蓄電装置と、
前記蓄電装置側の低電圧電力ラインと前記駆動回路側の高電圧電力ラインとに接続されて前記低電圧電力ラインの電圧を昇圧して前記高電圧電力ラインへ供給する昇圧コンバータと、
オンオフにより前記蓄電装置を前記低電圧電力ラインに接続したり接続を解除したりするシステムメインリレーと、
前記システムメインリレーをオフとして要求パワーを前記エンジンから出力すると共に前記エンジンから出力されるパワーの一部を用いて前記第１モータで発電した電力を前記第２モータで消費しながら走行する退避走行で走行するように、前記エンジンと前記駆動回路と前記昇圧コンバータと前記システムメインリレーとを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、
前記システムメインリレーをオンとして前記第１モータで前記エンジンをクランキングして前記エンジンを始動し、その後、前記システムメインリレーをオフとして前記退避走行が開始されるように、前記エンジンと前記駆動回路と前記昇圧コンバータと前記システムメインリレーとを制御し、
更に、
前記システムメインリレーをオンとして前記エンジンを始動した後であって、前記システムメインリレーをオフする前において、前記駆動回路による前記第１，第２モータの駆動を停止しているときには、前記高電圧電力ライン側の電圧が前記第１モータの逆起電圧より高くなるように前記昇圧コンバータを制御する、
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、システムメインリレーをオンとして第１モータでエンジンをクランキングしてエンジンを始動し、その後、システムメインリレーをオフとして退避走行が開始されるように、エンジンと駆動回路と昇圧コンバータとシステムメインリレーとを制御する。そして、システムメインリレーをオンとしてエンジンを始動した後であって、システムメインリレーをオフする前において、駆動回路による第１，第２モータの駆動を停止しているときには、高電圧電力ライン側の電圧が第１モータの逆起電圧より高くなるように昇圧コンバータを制御する。エンジンを始動すると第１モータがエンジンに連れ回されて、第１モータに逆起電力が生じるが、高電圧電力ライン側の電圧が第１モータの逆起電圧より高くなるように昇圧コンバータを制御することにより、第１モータの逆起電流が蓄電装置へ流入することを抑制できる。

こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、システムを起動する場合であり、前記システムメインリレーをオンとして前記エンジンを始動した後であって、前記システムメインリレーをオフする前において、前記駆動回路による前記第１，第２モータの駆動を停止しているときには、前記高電圧電力ライン側の電圧が前記第１モータの逆起電圧より高くなるように前記昇圧コンバータを制御してもよい。

また、本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置と通信が可能であり、前記蓄電装置の状態を管理する蓄電管理装置、を備え、前記制御装置は、前記蓄電管理装置との通信に異常が生じている状態で前記システムを起動する場合において、前記システムメインリレーをオンとして前記第１モータで前記エンジンをクランキングして前記エンジンを始動し、その後、前記システムメインリレーをオフとして前記退避走行が開始されるように、前記エンジンと前記駆動回路と前記昇圧コンバータと前記システムメインリレーとを制御し、更に、前記システムメインリレーをオンとして前記エンジンを始動した後であって、前記システムメインリレーをオフする前において、前記駆動回路による前記第１，第２モータの駆動を停止しているときには、前記高電圧電力ライン側の電圧が前記第１モータの逆起電圧より高くなるように前記昇圧コンバータを制御してもよい。こうすれば、制御装置と蓄電管理装置との間の通信に異常が生じた状態でシステムを起動する場合において、第１モータの逆起電流が蓄電装置へ流入することを抑制できる。

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により実行される所定時起動処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。

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、蓄電装置としてのバッテリ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のキャリヤには、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４３，４４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４３，４４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、温度センサ５１ｃからのバッテリ５０の温度Ｔｂや蓄電割合ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔや入力制限Ｗｉｎも演算している。出力制限Ｗｏｕｔは、バッテリ５０から放電してもよい許容最大電力（正の値の電力）である。入力制限Ｗｉｎは、バッテリ５０を充電してもよい許容最大電力（負の値の電力）である。

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も挙げることができる。なお、シフトポジションＳＰとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や後進ポジション（Ｒポジション），ニュートラルポジション（Ｎポジション），前進ポジション（Ｄポジション）などがある。

ＨＶＥＣＵ７０からは、システムメインリレー５６への駆動信号などの各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。

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、ハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードと電動走行（ＥＶ走行）モードとを含む複数の走行モードの何れかで走行する。ここで、ＨＶ走行モードは、エンジン２２を運転しながら、エンジン２２からの動力とモータＭＧ１，ＭＧ２からの動力とを用いて走行するモードである。ＥＶ走行モードは、エンジン２２を運転せずに、モータＭＧ２からの動力によって走行するモードである。

ＨＶ走行モードでは、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と車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて、走行に要求される（駆動軸３６に出力すべき）要求トルクＴｒ＊を設定する。続いて、要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｐを乗じて、走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算する。ここで、駆動軸３６の回転数Ｎｐとしては、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数などを用いることができる。そして、走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じて、車両に要求される要求パワーＰｅ＊を計算する。次に、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に、バッテリＥＣＵ５２から入力したバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊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＊および目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルク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＊をモータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信すると、受信した目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２が運転されるように、エンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御，開閉タイミング制御などを行なう。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信すると、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（スイッチング素子）Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のスイッチング制御を行なう。モータＥＣＵ４０は、こうしたインバータ４１，４２のスイッチング制御と共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とに基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するのに必要な目標電圧ＶＨ＊を設定して、高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるために必要なリアクトルＬの目標電流ＩＬ＊を設定し、リアクトルＬに流れる電流ＩＬが目標電流ＩＬ＊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。このＨＶ走行モードでは、要求パワーＰｅ＊が停止用閾値Ｐｓｔｏｐ以下に至ったときなどに、エンジン２２の停止条件が成立したと判断し、エンジン２２の運転を停止して、ＥＶ走行モードに移行する。

ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、ＨＶ走行モードと同様に、要求トルクＴｒ＊を設定する。続いて、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する。そして、バッテリＥＣＵ５２から入力したバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊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、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。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（スイッチング素子）Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のスイッチング制御を行なう。モータＥＣＵ４０は、ＨＶ走行モードと同様に、インバータ４１，４２のスイッチング制御と共に、高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるために必要なリアクトルＬの目標電流ＩＬ＊を設定し、リアクトルＬに流れる電流ＩＬが目標電流ＩＬ＊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。このＥＶ走行モードでは、ＨＶ走行モードと同様に計算した要求パワーＰｅ＊が停止用閾値Ｐｓｔｏｐよりも大きい始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上に至ったときなどに、エンジン２２の始動条件が成立したと判断し、エンジン２２を始動して、ＨＶ走行モードに移行する。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ＨＶＥＣＵ７０とバッテリＥＣＵ５２との通信に異常が生じているときには、ＨＶＥＣＵ７０でバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなどバッテリ５０の状態を認識することができず、適正な制御を実行することができない。そのため、バッテリレス走行モード（退避走行モード）で走行するようエンジン２２やインバータ４１，４２，昇降圧コンバータ５５，システムメインリレー５６を制御する。バッテリレス走行モードは、システムメインリレー５６をオフとして走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊をエンジン２２から出力すると共にエンジン２２から出力されるパワーの一部を用いてモータＭＧ１で発電した電力をモータＭＧ２で消費しながら走行するモードである。

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、ＨＶＥＣＵ７０とバッテリＥＣＵ５２との通信に異常が生じた状態でシステム起動する際の動作について説明する。図３は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される所定時起動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、ＨＶＥＣＵ７０とバッテリＥＣＵ５２との通信に異常が生じた状態でシステムの起動指示がなされたときに実行される。ＨＶＥＣＵ７０とバッテリＥＣＵ５２との通信の異常としては、ＨＶＥＣＵ７０とバッテリＥＣＵ５２との通信が途絶する異常などを挙げることができる。また、システムの起動指示がなされたときとしては、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号がオンとなったときを挙げることができる。なお、ハイブリッド自動車２０は、本ルーチンの実行前は、シフトポジションＳＰがＰポジションに操作されており、システムメインリレー５６がオフでシステム停止した状態で駐車しているものとする。したがって、エンジン２２は運転されておらず、インバータ４１，４２，昇降圧コンバータ５５はゲート遮断（全てのトランジスタのゲートがオフ）されている。そして、本ルーチンの実行中は、インバータ４２はゲート遮断（トランジスタＴ２１〜Ｔ２６のゲートがオフ）されておりモータＭＧ２の駆動を停止している。

本ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０の図示しないＣＰＵは、システムメインリレー５６がオンとなるようにシステムメインリレー５６へオンの駆動信号を出力する（ステップＳ１００）。これにより、システムメインリレー５６がオンとなり、バッテリ５０と低電圧側電力ライン５４ｂとが接続される。

続いて、モータＭＧ１でエンジン２２をクランキングしてエンジン２２を始動する始動制御を実行すると共に昇降圧コンバータ５５の最大昇圧制御を行なう（ステップＳ１１０）。

エンジン２２の始動制御は、以下のように行なわれる。モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にクランキングトルクＴｃｒを設定して、設定したトルク指令Ｔｍ１＊をモータＥＣＵ４０に送信する。クランキングトルクＴｃｒは、エンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に上昇させるトルクとして予め定めたものである。トルク指令Ｔｍ１＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１からトルク指令Ｔｍ１＊に相当するトルクが出力されるようにトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチング制御する。これにより、モータＭＧ１からのクランキングトルクＴｃｒでエンジン２２をクランキングして、エンジン２２の回転数Ｎｅを上昇させる。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｓｔ以上に至ったときに、エンジンＥＣＵ２４に運転開始指令を送信する。閾値Ｎｓｔとしては、６００ｒｐｍや７００ｒｐｍ、８００ｒｐｍなどが用いられる。運転開始指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御などエンジン２２の運転に必要な制御を開始する。このとき、モータＭＧ１からのクランキングトルクＴｃｒの出力によりプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６にトルクが作用するが、駆動輪３９ａ，３９ｂは図示しないパーキングロック機構によりロックされているため、車両が動き出すことはない。こうしてエンジン２２を始動した後は、エンジン２２が自律回転数（６００ｒｐｍや７００ｒｐｍ、８００ｒｐｍなど）で自律運転されるように燃料噴射制御や点火制御などのエンジン２２の運転制御が行なわれる。

昇降圧コンバータ５５の最大昇圧制御は、以下のように行なわれる。高電圧側電力ライン５４ａに許容される電圧の最大値として予め定められた最大電圧ＶＨｍａｘを高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊に設定して、目標電圧ＶＨ＊をモータＥＣＵ４０に送信する。目標電圧ＶＨ＊を受信したモータＥＣＵ４０は、高電圧側電圧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をスイッチング制御する。最大電圧ＶＨｍａｘは、後述するように、エンジン２２が始動してモータＭＧ１が連れ回されたときに、モータＭＧ１に生じる逆起電圧より高い値として設定されている。

エンジン２２が始動すると、昇降圧コンバータ５５の最大昇圧制御を継続しながらインバータ４１をゲート遮断（トランジスタＴ１１〜Ｔ１６のゲートをオフ）する（ステップＳ１２０）。インバータ４１のゲート遮断は、モータＥＣＵ４０にインバータ４１のゲート遮断指令を送信し、ゲート遮断指令を受信したモータＥＣＵ４０がインバータ４１のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のゲートをオフとすることで行なわれる。エンジン２２が始動した状態でインバータ４１をゲート遮断すると、モータＭＧ１がエンジン２２に連れ回されて、モータＭＧ１に逆起電力が発生する。そして、モータＭＧ１の逆起電圧が高電圧側電力ライン５４ａの電圧より高くなると、モータＭＧ１からダイオードＤ１１〜Ｄ１６を介してバッテリ５０へ電流が流れる。今、ＨＶＥＣＵ７０とバッテリＥＣＵ５２との間の通信に異常が発生している場合を考えているから、ＨＶＥＣＵ７０は、実際にバッテリ５０へ流れ込む電流を認識することができない。実施例では、昇降圧コンバータ５５の最大昇圧制御を継続しながらインバータ４１をゲート遮断することにより、高電圧側電力ライン５４ａの電圧をモータＭＧ１の逆起電圧より高くすることができ、モータＭＧ１からバッテリ５０へ電流が流れ込むことを抑制できる。これにより、ＨＶＥＣＵ７０とバッテリＥＣＵ５２との間の通信に異常が発生している場合において、バッテリ５０の保護を図ることができる。

こうしてインバータ４１をゲート遮断すると、昇降圧コンバータ５５をゲート遮断（トランジスタＴ３１，３２のゲートをオフ）して昇降圧コンバータ５５を停止する（ステップＳ１３０）。昇降圧コンバータ５５のゲート遮断は、モータＥＣＵ４０に昇降圧コンバータ５５のゲート遮断指令を送信し、ゲート遮断指令を受信したモータＥＣＵ４０が昇降圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，３２のゲートをオフとすることで行なわれる。

そして、システムメインリレー５６をオフとして（ステップＳ１４０）、車両をレディオン（走行可能な状態）として（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。このように、インバータ４１，４２，昇降圧コンバータ５５をゲート遮断した状態で、即ち、システムメインリレー５６を無電弧状態（システムメインリレー５６に電流が流れていない状態）としてシステムメインリレー５６をオフとするから、システムメインリレー５６のオン固着による異常の発生を抑制することができる。

なお、本ルーチンを終了した後に、シフトポジションＳＰが後進ポジション（Ｒポジション）や前進ポジション（Ｄポジション）などの走行用のポジションに操作されて走行を開始するときには、バッテリレス走行モード（退避走行モード）で走行する。これにより、ＨＶＥＣＵ７０とバッテリＥＣＵ５２との間の通信に異常が発生している場合でも、バッテリ５０の保護を図りながら走行することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、システムメインリレー５６をオンとしてエンジン２２を始動した後であって、システムメインリレー５６をオフする前において、インバータ４１，４２をゲート遮断してインバータ４１，４２によるモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動を停止しているときには、高電圧側電力ライン５４ａの電圧がモータＭＧ１の逆起電圧より高くなるように昇降圧コンバータ５５を最大昇圧制御することにより、モータＭＧ１の逆起電流がバッテリ５０へ流入することを抑制できる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、昇降圧コンバータ５５を最大昇圧制御することにより高電圧側電力ライン５４ａの電圧をモータＭＧ１の逆起電圧より高くしている。しかしながら、高電圧側電力ライン５４ａの電圧をモータＭＧ１の逆起電圧より高くすればよいから、例えば、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１やエンジン２２の回転数Ｎｅに応じて高電圧側電力ライン５４ａの電圧がモータＭＧ１の逆起電圧より高くなるように昇降圧コンバータ５５を制御してもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ＨＶＥＣＵ７０とバッテリＥＣＵ５２との通信に異常が生じた状態でシステムの起動指示がなされた場合において、ＨＶＥＣＵ７０とシステムメインリレー５６をオンとしてエンジン２２を始動した後であって、システムメインリレー５６をオフする前において、インバータ４１，４２をゲート遮断して昇降圧コンバータ５５を最大昇圧制御する。しかしながら、ＨＶＥＣＵ７０とバッテリＥＣＵ５２との通信の状態やシステムの起動指示がなされているか否かに拘わらず、システムメインリレー５６をオンとしてエンジン２２を始動した後であって、システムメインリレー５６をオフする前であれば、インバータ４１，４２をゲート遮断して昇降圧コンバータ５５を最大昇圧制御してもよい。

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を備えているが、バッテリ５０に代えてキャパシタを備えていてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２とモータＭＧ１と車軸に連結された駆動軸３６とに接続されたプラネタリギヤ３０と、駆動軸３６に動力を入出力するモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するインバータ４１，４２と、バッテリ５０の電力を昇圧してインバータ４１，４２に供給する昇降圧コンバータ５５と、バッテリ５０と昇降圧コンバータ５５との間の低電圧側電力ライン５４ｂに取り付けられたシステムメインリレー５６とを備える構成とした。しかし、エンジンと、エンジンをクランキング可能で且つ前記エンジンからの動力を用いて発電可能な第１モータと、エンジンをクランキング可能で且つエンジンからの動力を用いて発電可能な第１モータと、駆動軸に動力を入出力可能な第２モータと、第１，第２モータを駆動する駆動回路と、蓄電装置と、蓄電装置からの電力を昇圧して第１，第２モータに供給する昇圧コンバータと、蓄電装置と昇圧コンバータとの間の電力ラインに取り付けられたシステムメインリレーとを備えるものであれば如何なる構成としてもよい。例えば、いわゆるシリーズハイブリッド自動車の構成としてもよい。

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、モータＭＧ２が「第２モータ」に相当し、インバータ４１，４２が「駆動回路」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「昇圧コンバータ」に相当し、システムメインリレー５６が「システムメインリレー」に相当し、エンジンＥＣＵ２４とモータ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、ハイブリッド自動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、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、４３，４４ 回転位置検出センサ、４５ｕ，４５ｖ，４６ｕ，４６ｖ 電流センサ、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、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、
   前記エンジンをクランキング可能で且つ前記エンジンからの動力を用いて発電可能な第１モータと、
   車軸に連結された駆動軸に動力を入出力する第２モータと、
   前記第１，第２モータを駆動する駆動回路と、
   蓄電装置と、
   前記蓄電装置側の低電圧電力ラインと前記駆動回路側の高電圧電力ラインとに接続されて前記低電圧電力ラインの電圧を昇圧して前記高電圧電力ラインへ供給する昇圧コンバータと、
   オンオフにより前記蓄電装置を前記低電圧電力ラインに接続したり接続を解除したりするシステムメインリレーと、
   前記システムメインリレーをオフとして走行に要求される要求パワーを前記エンジンから出力すると共に前記エンジンから出力されるパワーの一部を用いて前記第１モータで発電した電力を前記第２モータで消費しながら走行する退避走行で走行するように、前記エンジンと前記駆動回路と前記昇圧コンバータと前記システムメインリレーとを制御する制御装置と、
   を備えるハイブリッド自動車であって、
   前記制御装置は、
   前記システムメインリレーをオンとして前記第１モータで前記エンジンをクランキングして前記エンジンを始動し、その後、前記システムメインリレーをオフとして前記退避走行が開始されるように、前記エンジンと前記駆動回路と前記昇圧コンバータと前記システムメインリレーとを制御し、
   更に、
   前記システムメインリレーをオンとして前記エンジンを始動した後であって、前記システムメインリレーをオフする前において、前記駆動回路による前記第１，第２モータの駆動を停止しているときには、前記高電圧電力ライン側の電圧が前記第１モータの逆起電圧より高くなるように前記昇圧コンバータを制御する、
   ハイブリッド自動車。

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