JP7013885B2

JP7013885B2 - 自動車

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Publication number: JP7013885B2
Application number: JP2018010302A
Authority: JP
Inventors: 光明比嘉
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-01-25
Filing date: 2018-01-25
Publication date: 2022-02-01
Anticipated expiration: 2038-01-25
Also published as: JP2019129617A

Description

本発明は、自動車に関し、詳しくは、モータとインバータと蓄電装置とを備える自動車に関する。

従来、この種の自動車としては、走行用のモータと、モータを駆動するインバータと、インバータに電力ラインを介して接続されたバッテリと、を備える自動車において、アクセルオフ時には、モータの回生駆動により制動を行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平３－２６１３０６号公報

こうした自動車では、アクセルオフ時にバッテリの蓄電割合が大きいときには、バッテリを保護するために、モータの回生駆動が制限される。このため、そのときに蓄電装置の蓄電割合の増加を抑制しつつどのようにして車両に制動トルクを作用させるかが課題となる。

本発明の自動車は、アクセルオフ時に蓄電装置の蓄電割合が大きいときに、蓄電装置の蓄電割合の増加を抑制しつつ車両に制動トルクを作用させることを主目的とする。

本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の自動車は、
走行用のモータと、
前記モータを駆動するインバータと、
前記インバータに電力ラインを介して接続された蓄電装置と、
アクセルオフ時には、前記モータが回生駆動されるように前記インバータを制御する制御装置と、
を備える自動車であって、
前記制御装置は、アクセルオフ時に前記蓄電装置の蓄電割合が前記所定割合以上のときには、前記インバータを三相オンする、
ことを要旨とする。

この本発明の自動車では、アクセルオフ時には、モータが回生駆動されるようにインバータを制御する。そして、アクセルオフ時に蓄電装置の蓄電割合が所定割合以上のときには、インバータを三相オンする。ここで、「三相オン」は、インバータの上アームのスイッチング素子の全てまたは下アームのスイッチング素子の全てをオンにすることをいう。インバータを三相オンすると、モータから車両に制動トルクが作用する。したがって、アクセルオフ時に蓄電装置の蓄電割合が所定割合以上のときに、インバータを三相オンすることにより、蓄電装置の蓄電割合の増加を抑制しつつ車両に制動トルクを作用させることができる。

こうした本発明の自動車において、走行用の第２モータと、前記第２モータを駆動すると共に前記電力ラインに接続された第２インバータとを更に備え、前記制御装置は、アクセルオフ時において、アクセルオフ時に前記蓄電割合が前記所定割合以上のときには、前記インバータおよび前記第２インバータのうちの少なくとも１つを三相オンするものとしてもよい。

また、本発明の自動車において、走行用の第２，第３モータと、前記第２，第３モータを駆動すると共に前記電力ラインに接続された第２，第３インバータとを更に備えるものとしてもよい。この場合、前記制御装置は、アクセルオフ時において、前記蓄電割合が第１割合未満のときには、前記モータが要求制動トルクで回生駆動されるように前記インバータを制御するものとしてもよい。前記制御装置は、アクセルオフ時において、前記蓄電割合が前記第１割合以上のときに、前記蓄電割合が前記第１割合よりも大きい第２割合未満であるか前記要求制動トルクの絶対値が前記第２インバータを三相オンしたときに車両に作用する第１制動トルクの絶対値以下のときには、前記第２インバータを三相オンすると共に前記モータが前記要求制動トルクと前記第１制動トルクとの差分に基づくトルクで回生駆動されるように前記インバータを制御するものとしてもよい。前記制御装置は、アクセルオフ時において、前記蓄電割合が前記第２割合以上で且つ前記要求制動トルクの絶対値が前記第１制動トルクの絶対値よりも大きいときに、前記蓄電割合が前記第２割合よりも大きい第３割合未満であるか前記要求制動トルクの絶対値が前記第２，第３インバータを三相オンしたときに車両に作用する第２制動トルクの絶対値以下のときには、前記第２，第３インバータを三相オンすると共に前記モータが前記要求制動トルクと前記第２制動トルクとの差分に基づくトルクで回生駆動されるように前記インバータを制御するものとしてもよい。加えて、前記制御装置は、アクセルオフ時において、前記蓄電割合が前記第３割合以上で且つ前記要求制動トルクの絶対値が前記第２制動トルクの絶対値よりも大きいときに、前記要求制動トルクの絶対値が前記第１，第２，第３インバータを三相オンしたときに車両に作用する第３制動トルクの絶対値以下のときには、前記第２，第３インバータを三相オンすると共に前記モータのトルクが値０となるように前記インバータを制御するものとしてもよい。また、前記制御装置は、アクセルオフ時において、前記蓄電割合が前記第３割合以上で且つ前記要求制動トルクの絶対値が前記第２制動トルクの絶対値よりも大きいときに、前記要求制動トルクの絶対値が前記第３制動トルクの絶対値よりも大きいときには、前記第１，第２，第３インバータを三相オンするものとしてもよい。こうすれば、蓄電装置の蓄電割合と要求制動トルクとに応じた制御により、蓄電装置の蓄電割合の増加をより抑制しつつ車両に制動トルクを作用させることができる。

さらに、本発明の自動車において、走行用の第２モータと、前記第２モータを駆動すると共に前記電力ラインに接続された第２インバータとを備え、前記第１，第２モータは、前記第１，第２インバータを三相オンしたときに前記第１，第２モータから車両に作用する第１，第２制動トルクが互いに異なり、前記制御装置は、アクセルオフ時に前記蓄電装置の蓄電割合が前記所定割合以上のときには、運転者の操作に基づく仮想的な変速段に基づいて、前記第１インバータを三相オンする第１状態、前記第２インバータを三相オンする第２状態、前記第１，第２インバータを三相オンする第３状態を変更するものとしてもよい。こうすれば、車両に作用させる制動トルクを仮想的な変速段に応じて変更することができる。

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を有する電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。ＨＶＥＣＵ７０により実行されるアクセルオフ時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。トルクＴｏｎ１、トルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ３の和、トルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ２，Ｔｏｎ３の和と車速Ｖとの関係の一例を示す説明図である。変形例のアクセルオフ時制御ルーチンの一例を示す説明図である。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。変形例の電気自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。

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を有する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、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３と、インバータ４１，４２，４３と、蓄電装置としてのバッテリ５０と、メイン電子制御ユニット（以下、「メインＥＣＵ」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おり、ダンパ２８を介してプラネタリギヤ３０のキャリヤに接続されている。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により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、前輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８Ｆを介して連結された駆動軸３６Ｆが接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、上述したように、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備え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３６Ｆに接続されている。モータＭＧ３は、モータＭＧ１，ＭＧ２と同様に同期発電電動機として構成されており、回転子が後輪３９ｃ，３９ｄにデファレンシャルギヤ３８Ｒを介して連結された駆動軸３６Ｒに接続されている。

インバータ４１，４２，４３は、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の駆動に用いられる。図２に示すように、インバータ４１は、電力ライン５４に接続されており、６つのスイッチング素子としてのトランジスタ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、電力ライン５４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、「モータ用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、モータＭＧ１の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４２，４３は、それぞれ、インバータ４１と同様に、電力ライン５４に接続されており、６つのトランジスタＴ２１～Ｔ２６，Ｔ３１～Ｔ３６と６つのダイオードＤ２１～Ｄ２６，Ｄ３１～Ｄ３６とを有する。そして、インバータ４２，４３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，Ｔ３１～Ｔ３６のオン時間の割合が調節されることにより、モータＭＧ２，ＭＧ３の三相コイルに回転磁界が形成され、モータＭＧ２，ＭＧ３が回転駆動される。以下、インバータ４１，４２，４３のトランジスタＴ１１～Ｔ１３，Ｔ２１～Ｔ２３，Ｔ３１～Ｔ３３を「上アーム」といい、トランジスタＴ１４～Ｔ１６，Ｔ２４～Ｔ２６，Ｔ３１～Ｔ３６を「下アーム」という。

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，ＭＧ３の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４４，４５，４６からの回転位置θｍ１，θｍ２，θｍ３や、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の各相に流れる相電流を検出する図示しない電流センサからの相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｕ３，Ｉｖ３を挙げることができる。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２，４３の複数のスイッチング素子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。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４４，４５，４６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の電気角θｅ１，θｅ２，θｅ３や角速度ωｍ１，ωｍ２，ωｍ３、回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，Ｎｍ３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、上述したように、電力ライン５４を介してインバータ４１，４２，４３に接続されている。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により管理されている。

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の全容量に対する放電可能な電力量の割合である。

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、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、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を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。

実施例のハイブリッド自動車２０では、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）、ブレーキポジション（Ｂポジション）が用意されている。Ｂポジションは、アクセルオン時の駆動力をＤポジションと同様にすると共にアクセルオフ時の制動力をＤポジションよりも大きくするポジションである。

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の運転を伴わずに（回転停止させて）走行する電動走行（ＥＶ走行）モードやエンジン２２の運転（回転）を伴って走行するハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードを含む複数の走行モードで走行する。

ＥＶ走行モードでは、基本的には、以下のように走行する。ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行に要求される要求トルクＴｄ＊を設定する。続いて、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に要求トルクＴｄ＊がトルク配分比ｋｔに基づいて前輪３９ａ，３９ｂと後輪３９ｃ，３９ｄとに出力されるようにモータＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊を設定する。ここで、トルク配分比ｋｔは、前輪３９ａ，３９ｂに出力するトルクと後輪３９ｃ，３９ｄに出力するトルクとの和に対する後輪３９ｃ，３９ｄに出力するトルクの割合であり、走行状態（発進時や加速時、定速時、減速時、スリップ時など）に基づいて設定される。そして、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊で駆動されるようにインバータ４１，４２，４３の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

ＨＶ走行モードでは、基本的には、以下のように走行する。ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行に要求される要求トルクＴｄ＊を設定すると共に、設定した要求トルクＴｄ＊と車速Ｖとに基づいて走行に要求される要求パワーＰｄ＊を設定する。続いて、要求パワーＰｄ＊からバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を減じて車両に要求される（エンジン２２に要求される）要求パワーＰｅ＊を計算する。そして、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊が出力されると共に要求トルクＴｄ＊がトルク配分比ｋｔに基づいて前輪３９ａ，３９ｂと後輪３９ｃ，３９ｄと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，ＭＧ３のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊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，ＭＧ３のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊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＊および目標トルクＴｅ＊で運転されるようにエンジン２２の吸入空気量制御，燃料噴射制御，点火制御などを行なう。モータＥＣＵ４０によるインバータ４１，４２，４３の制御については上述した。

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、ＥＶ走行モードでアクセルオフのときの動作について説明する。図３は、ＨＶＥＣＵ７０により実行されるアクセルオフ時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、モータ運転モードでアクセルオフのときに繰り返し実行される。

図３のアクセルオフ時制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、シフトポジションＳＰや車速Ｖ、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、シフトポジションＳＰは、シフトポジションセンサ８２により検出されたものが入力される。車速Ｖは、車速センサ８８により検出されたものが入力される。バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣは、電流センサ５１ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂに基づいて演算されたものがバッテリＥＣＵ５２から通信により入力される。

こうしてデータを入力すると、入力したシフトポジションＳＰおよび車速Ｖに基づいて要求トルクＴｄ＊を設定すると共に（ステップＳ１１０）、車速Ｖに基づいてインバータ４１，４２，４３をそれぞれ三相オンしたときにモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３から車両に作用するトルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ２，Ｔｏｎ３を推定する（ステップＳ１２０）。

アクセルオフ時を考えているから、要求トルクＴｄ＊には、負の値（制動トルク）が設定される。実施例では、シフトポジションＳＰがＢポジションのときにはＤポジションのときに比して小さい（絶対値としては大きい）トルクを要求トルクＴｄ＊に設定するものとした。また、インバータ４１の三相オンは、トランジスタＴ１１～Ｔ１６のうちの上アーム（トランジスタＴ１１～Ｔ１３）の全てまたは下アーム（トランジスタＴ１４～Ｔ１６）の全てをオンにすることをいう。インバータ４２，４３の三相オンも同様である。ＥＶ走行モードではモータＭＧ１が負回転（駆動軸３６Ｆとは逆回転）しているから、インバータ４１を三相オンすると、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の絶対値を低下させるトルクが生じ、このトルクがプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６Ｆひいては前輪３９ａ，３９ｂに制動トルク（トルクＴｏｎ１）として作用する。また、インバータ４２を三相オンすると、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の絶対値を低下させるトルクが生じ、このトルクが駆動軸３６Ｆひいては前輪３９ａ，３９ｂに制動トルク（トルクＴｏｎ２）として作用する。さらに、インバータ４３を三相オンすると、モータＭＧ３の回転数Ｎｍ３の絶対値を低下させるトルクが生じ、このトルクが駆動軸３６Ｒひいては後輪３９ｃ，３９ｄに制動トルク（トルクＴｏｎ３）として作用する。したがって、トルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ２，Ｔｏｎ３は、何れも負のトルク（制動トルク）であり、実施例では、大きい側（絶対値としては小さい側）からトルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ３，Ｔｏｎ２の順となるものとした。

続いて、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを閾値Ｓｒｅｆ１や閾値Ｓｒｅｆ１よりも大きい閾値Ｓｒｅｆ２、閾値Ｓｒｅｆ２よりも大きい閾値Ｓｒｅｆ３と比較すると共に要求トルクＴｄ＊をトルクＴｏｎ１やトルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ３の和、トルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ２，Ｔｏｎ３の和と比較する（ステップＳ１３０～Ｓ１８０）。ここで、閾値Ｓｒｅｆ１としては、例えば、６０％や６５％、７０％などが用いられ、閾値Ｓｒｅｆ２としては、例えば、閾値Ｓｒｅｆ１よりも８％や１０％、１２％など大きい値が用いられ、閾値Ｓｒｅｆ３としては、例えば、閾値Ｓｒｅｆ２よりも８％や１０％、１２％など大きい値が用いられる。また、トルクＴｏｎ１、トルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ３の和、トルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ２，Ｔｏｎ３の和と車速Ｖとの関係の一例を図４に示す。

最初に、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを閾値Ｓｒｅｆ１と比較し（ステップＳ１３０）、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ１未満のときには、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に要求トルクＴｄ＊を設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ３のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ３＊に値０を設定してこれらをモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。この場合、モータＭＧ２はトルク指令Ｔｍ２＊（＝Ｔｄ＊）で回生駆動され、モータＭＧ１，ＭＧ３はトルクが値０となるように駆動される（ｄ軸電流が供給される）。こうした制御により、要求トルクＴｄ＊を車両に作用させることができる。

ステップＳ１３０でバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ１以上のときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを閾値Ｓｒｅｆ２と比較し（ステップＳ１４０）、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ２未満のときには、インバータ４１の三相オン指令をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２００）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に要求トルクＴｄ＊からトルクＴｏｎ１を減じた値を設定すると共にモータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３＊に値０設定してこれらをモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２１０）、本ルーチンを終了する。この場合、インバータ４１は三相オンされる。インバータ４１が三相オンされると、モータＭＧ１とインバータ４１とで電流が循環するから、インバータ４１からバッテリ５０には電力が供給されない。モータＭＧ２は、要求トルクＴｄ＊がトルクＴｏｎ１よりも小さい（絶対値としては大きい）ときにはトルク指令Ｔｍ２＊（＝Ｔｄ＊－Ｔｏｎ１）で回生駆動され、要求トルクＴｄ＊がトルクＴｏｎ１よりも大きいときにはトルク指令Ｔｍ２＊（＝Ｔｄ＊－Ｔｏｎ１）で力行駆動され、要求トルクＴｄ＊とトルクＴｏｎ１とが等しいときにはトルクが値０となるように駆動される。モータＭＧ３はトルクが値０となるように駆動される。こうした制御により、インバータ４１，４２，４３の何れも三相オンせずにモータＭＧ２を要求トルクＴｄ＊で回生駆動する場合に比して、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの増加を抑制しつつ、要求トルクＴｄ＊を車両に作用させることができる。

ステップＳ１４０でバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ２以上のときには、要求トルクＴｄ＊をトルクＴｏｎ１と比較し（ステップＳ１５０）、要求トルクＴｄ＊がトルクＴｏｎ１以上（絶対値としては以下）のときには、上述のステップＳ２００，Ｓ２１０の処理を実行して、本ルーチンを終了する。この場合、インバータ４１は三相オンされ、モータＭＧ２はトルク指令Ｔｍ２＊（＝Ｔｄ＊－Ｔｏｎ１）で力行駆動されるかトルクが値０となるように駆動され、モータＭＧ３はトルクが値０となるように駆動される。こうした制御により、インバータ４１，４２，４３の何れも三相オンせずにモータＭＧ２を要求トルクＴｄ＊で回生駆動する場合に比して、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの増加を抑制しつつ、要求トルクＴｄ＊を車両に作用させることができる。

ステップＳ１５０で要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔｏｎ１よりも小さい（絶対値としては大きい）ときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを閾値Ｓｒｅｆ３と比較し（ステップＳ１６０）、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ３未満のときには、インバータ４１，４３の三相オン指令をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２２０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に要求トルクＴｄ＊からトルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ３の和を減じた値を設定してこれをモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。この場合、インバータ４１，４３は三相オンされる。モータＭＧ２は、要求トルクＴｄ＊がトルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ３の和よりも小さい（絶対値としては大きい）ときにはトルク指令Ｔｍ２＊（＝Ｔｄ＊－Ｔｏｎ１－Ｔｏｎ３）で回生駆動され、要求トルクＴｄ＊がトルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ３の和よりも大きいときにはトルク指令Ｔｍ２＊（＝Ｔｄ＊－Ｔｏｎ１－Ｔｏｎ３）で力行駆動され、要求トルクＴｄ＊とトルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ３の和とが等しいときにはトルクが値０となるように駆動される。こうした制御により、インバータ４１，４２，４３の何れも三相オンせずにモータＭＧ２を要求トルクＴｄ＊で回生駆動する場合に比して、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの増加を抑制しつつ、要求トルクＴｄ＊を車両に作用させることができる。

ステップＳ１６０でバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ３以上のときには、要求トルクＴｄ＊をトルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ３の和と比較し（ステップＳ１７０）、要求トルクＴｄ＊がトルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ３の和以上（絶対値としては以下）のときには、上述のステップＳ２２０，Ｓ２３０の処理を実行して、本ルーチンを終了する。この場合、インバータ４１，４３は三相オンされ、モータＭＧ２は、トルク指令Ｔｍ２＊（＝Ｔｄ＊－Ｔｏｎ１－Ｔｏｎ３）で力行駆動されるかトルクが値０となるように駆動される。こうした制御により、インバータ４１，４２，４３の何れも三相オンせずにモータＭＧ２を要求トルクＴｄ＊で回生駆動する場合に比して、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの増加を抑制しつつ、要求トルクＴｄ＊を車両に作用させることができる。

ステップＳ１７０で要求トルクＴｄ＊がトルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ３の和よりも小さい（絶対値としては大きい）ときには、要求トルクＴｄ＊をトルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ２，Ｔｏｎ３の和と比較し（ステップＳ１８０）、要求トルクＴｄ＊がトルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ２，Ｔｏｎ３の和以上（絶対値としては以下）のときには、インバータ４１，４３の三相オン指令をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２４０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に値０を設定して（ステップＳ２５０）、本ルーチンを終了する。この場合、インバータ４１，４３は三相オンされ、モータＭＧ２はトルクが値０となるように駆動される。こうした制御により、インバータ４１，４２，４３の何れも三相オンせずにモータＭＧ２を要求トルクＴｄ＊で回生駆動する場合に比して、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの増加を抑制しつつ、トルクＴｏ１，Ｔｏｎ３の和のトルクを車両に作用させることができる。

ステップＳ１８０で要求トルクＴｄ＊がトルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ２，Ｔｏｎ３の和よりも小さい（絶対値としては大きい）ときには、インバータ４１，４２，４３の三相オン指令をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。この場合、インバータ４１，４２，４３は三相オンされる。こうした制御により、インバータ４１，４２，４３の何れも三相オンせずにモータＭＧ２を要求トルクＴｄ＊で回生駆動する場合に比して、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの増加を抑制しつつ、トルクＴｏ１，Ｔｏｎ２，Ｔｏｎ３の和のトルクを車両に作用させることができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、ＥＶ走行モードでアクセルオフのときに、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ１以上のときには、少なくともインバータ４１を三相オンする。これにより、インバータ４１，４２，４３の何れも三相オンしないものに比して、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの増加を抑制しつつ車両に制動トルクを作用させることができる。しかも、燃料カット中のエンジン２２をモータＭＧ１によりモータリングして駆動軸３６Ｆに制動トルクを作用させるものとは異なり、エンジン２２を回転させずに（エンジン２２の回転音を発生させずに）車両に制動トルクを作用させることができる。即ち、ＥＶ走行モードを継続することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣについての閾値Ｓｒｅｆ１，Ｓｒｅｆ２，Ｓｒｅｆ３として、シフトポジションＳＰに拘わらずに一律の値を用いるものとした。しかし、シフトポジションＳＰがＢポジションのときに、Ｄポジションのときに比して、閾値Ｓｒｅｆ１，Ｓｒｅｆ２，Ｓｒｅｆ３として小さい値を用いるものとしてもよい。アクセルオフ時において、シフトポジションＳＰがＢポジションのときには、Ｄポジションに比して要求トルクＴｄ＊が小さい（絶対値としては大きい）から、モータＭＧ２を回生駆動したときの発電電力が大きくなり、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが増加しやすい。この変形例では、シフトポジションＳＰがＢポジションのときに、Ｄポジションのときに比して閾値Ｓｒｅｆ１，Ｓｒｅｆ２，Ｓｒｅｆ３を小さくすることにより、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが低い状態からインバータ４１などを三相オンさせることができる。これにより、モータＭＧ２の回生駆動による発電電力を小さくし、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの増加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、シフトポジションＳＰとして、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）、ブレーキポジション（Ｂポジション）が用意されているものとした。しかし、これらのポジションに加えてまたはブレーキポジション（Ｂポジション）に代えて、アップシフト指示ポジションおよびダウンシフト指示ポジションを有するシーケンシャルシフトポジション（Ｓポジション）が用意されているものとしてもよい。ここで、Ｓポジションは、アクセルオン時の駆動力やアクセルオフ時の制動力（Ｄポジションよりも大きい制動力）を仮想的な有段変速機の変速段Ｍに応じて変更するポジションである。これにより、Ｓポジションでは、仮想的な有段変速機による変速感を運転者に与えることができる。仮想的な有段変速機としては、例えば、４段変速機や５段変速機、６段変速機、７段変速機、８段変速機などを考えることができる。

シフトポジションＳＰがＳポジションでのアクセルオフ時において、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満のときには、モータＭＧ２の回生駆動により車両の制動トルクを変速段Ｍに応じて変更し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上のときには、インバータ４１，４２，４３のうちの少なくとも１つの三相オンにより車両の制動トルクを変速段Ｍに応じて変更するものとしてもよい。後者の場合、ＨＶＥＣＵ７０は、図５のアクセルオフ時制御ルーチンを実行するものとしてもよい。この変形例では、仮想的な変速機として７段変速機を考えるものとした。また、インバータ４１，４２，４３のうちの少なくとも１つを三相オンしたときに車両に作用するトルク（制動トルク）は、この変形例では、大きい側（絶対値としては小さい側）から、トルクＴｏｎ１、トルクＴｏｎ３、トルクＴｏｎ２、トルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ３の和、トルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ２の和、トルクＴｏｎ２，Ｔｏｎ３の和、トルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ２，Ｔｏｎ３の和の順となるものとした。

図５のアクセルオフ時制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、変速段Ｍを入力し（ステップＳ３００）、入力した変速段Ｍが７速段であるか否かを判定し（ステップＳ３１０）、変速段Ｍが７速段であると判定したときには、インバータ４１の三相オン指令をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ３２０）、本ルーチンを終了する。この場合、インバータ４１が三相オンされ、モータＭＧ１から車両にトルクＴｏｎ１が作用する。

ステップＳ３１０で変速段Ｍが７速段でないと判定したときには、変速段Ｍが６速段であるか否かを判定し（ステップＳ３３０）、変速段Ｍが６速段であると判定したときには、インバータ４３の三相オン指令をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ３４０）、本ルーチンを終了する。この場合、インバータ４３が三相オンされ、モータＭＧ３から車両にトルクＴｏｎ３が作用する。

ステップＳ３３０で変速段Ｍが６速段でないと判定したときには、変速段Ｍが５速段であるか否かを判定し（ステップＳ３５０）、変速段Ｍが５速段であると判定したときには、インバータ４２の三相オン指令をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ３６０）、本ルーチンを終了する。この場合、インバータ４２が三相オンされ、モータＭＧ２から車両にトルクＴｏｎ２が作用する。

ステップＳ３５０で変速段Ｍが５速段でないと判定したときには、変速段Ｍが４速段であるか否かを判定し（ステップＳ３７０）、変速段Ｍが４速段であると判定したときには、インバータ４１，４３の三相オン指令をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ３８０）、本ルーチンを終了する。この場合、インバータ４１，４３が三相オンされ、モータＭＧ１，ＭＧ３から車両にトルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ３の和のトルクが作用する。

ステップＳ３７０で変速段Ｍが４速段でないと判定したときには、変速段Ｍが３速段であるか否かを判定し（ステップＳ３９０）、変速段Ｍが３速段であると判定したときには、インバータ４１，４２の三相オン指令をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ４００）、本ルーチンを終了する。この場合、インバータ４１，４２が三相オンされ、モータＭＧ１，ＭＧ２から車両にトルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ２の和のトルクが作用する。

ステップＳ３９０で変速段Ｍが３速段でないと判定したときには、変速段Ｍが２速段であるか否かを判定し（ステップＳ４１０）、変速段Ｍが２速段であると判定したときには、インバータ４２，４３の三相オン指令をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ４２０）、本ルーチンを終了する。この場合、インバータ４２，４３が三相オンされ、モータＭＧ２，ＭＧ３から車両にトルクＴｏｎ２，Ｔｏｎ３の和のトルクが作用する。

ステップＳ４１０で変速段Ｍが２速段でないと判定したときには、変速段Ｍが１速段であると判定し、インバータ４１，４２，４３の三相オン指令をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ４３０）、本ルーチンを終了する。この場合、インバータ４１，４２，４３が三相オンされ、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３から車両にトルクＴｏｎ１，Ｔｏｎ２，Ｔｏｎ３の和のトルクが作用する。

こうした制御により、車両に作用させる制動トルクを変速段Ｍに応じて変更する、具体的には、変速段Ｍが低速段になるにつれて大き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、蓄電装置として、バッテリ５０を用いるものとしたが、バッテリ５０に代えて、キャパシタ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とメインＥＣＵ７０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。

実施例では、図１に示したように、前輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６Ｆにプラネタリギヤ３０を介してエンジン２２およびモータＭＧ１を接続すると共に駆動軸３６ＦにモータＭＧ２を接続し、後輪３９ｃ，３９ｄに連結された駆動軸３６ＲにモータＭＧ３を接続し、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３に電力ライン５４を介してバッテリ５０を接続するハイブリッド自動車２０の構成とした。しかし、図６に示すように、前輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６Ｆに変速機１３０を介してモータＭＧ２を接続すると共にモータＭＧ２にクラッチ１２９を介してエンジン２２を接続し、後輪３９ｃ，３９ｄに連結された駆動軸３６ＲにモータＭＧ３を接続し、モータＭＧ２，ＭＧ３に電力ライン５４を介してバッテリ５０を接続するハイブリッド自動車１２０の構成としてもよい。また、図７に示すように、前輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６ＦにモータＭＧ２を接続すると共に後輪３９ｃ，３９ｄに連結された駆動軸３６ＲにモータＭＧ３を接続し、モータＭＧ２，ＭＧ３に電力ライン５４を介してバッテリ５０を接続する電気自動車３２０の構成としてもよい。加えて、図１や図６のハイブリッド自動車２０，１２０や図７の電気自動車３２０からモータＭＧ３やインバータ４３を除いた構成としてもよい。

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、モータＭＧ２が「モータ」に相当し、インバータ４２が「インバータ」に相当し、バッテリ５０が「蓄電装置」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０とモータＥＣＵ４０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、自動車の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０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、３６Ｆ，３６Ｒ駆動軸、３８Ｆ，３８Ｒデファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ前輪、３９ｃ，３９ｄ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、４４，４５，４６回転位置検出センサ、５０バッテリ、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、５７コンデンサ、７０メイン電子制御ユニット（メインＥＣＵ）、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、１２９クラッチ、１３０変速機、２２０電気自動車、ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３モータ。

Claims

走行用のモータと、
前記モータを駆動するインバータと、
前記インバータに電力ラインを介して接続された蓄電装置と、
アクセルオフ時には、前記モータが回生駆動されるように前記インバータを制御する制御装置と、
を備える自動車であって、
前記制御装置は、アクセルオフ時に前記蓄電装置の蓄電割合が所定割合以上のときには、前記インバータを三相オンする、
自動車。