JP4692207B2

JP4692207B2 - 駆動装置およびこれを搭載する車両並びに駆動装置の制御方法

Info

Publication number: JP4692207B2
Application number: JP2005303000A
Authority: JP
Inventors: 英明合田; 和良神谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-10-18
Filing date: 2005-10-18
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2025-10-18
Also published as: JP2007116773A

Description

本発明は、駆動装置およびこれを搭載する車両並びに駆動装置の制御方法に関する。

従来、この種の駆動装置としては、駆動輪に連結された駆動軸に動力を出力するモータと、モータを駆動するインバータを介してモータと電力をやりとりするバッテリとを備え、車両に搭載されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、登坂路で停車している状態からブレーキオフされたときには、登坂路面における車両の釣り合いに基づくトルクをモータから出力することにより、登坂路におけるずり下がりを穏やかな感じにしている。
特開２００５−５１８８６号公報

ところで、こうした駆動装置では、スイッチング素子のスイッチングを用いてバッテリからの電力を昇圧してインバータに供給すると共にスイッチング素子のオン状態を用いてモータにより発電された電力をバッテリに供給する昇圧回路を備える場合がある。この場合、昇圧回路の異常などによりスイッチング素子がゲート遮断されたときでも駆動軸にある程度の動力の入出力が要求されることがあり、このときには、モータにより電力が発電されないときには可能な範囲内でモータを駆動し、モータにより電力が発電されるときには装置の保護を図ることができる範囲内でモータを駆動することが望ましい。

本発明の駆動装置およびこれを搭載する車両並びに駆動装置の制御方法は、蓄電装置からの電力を昇圧して電動機を駆動する駆動回路に供給する昇圧回路のスイッチング素子がゲート遮断されたときでも装置を保護することを目的とする。

本発明の駆動装置およびこれを搭載する車両並びに駆動装置の制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の駆動装置は、
駆動軸を駆動する駆動装置であって、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
該電動機を駆動する駆動回路と、
電力を充放電可能な蓄電手段と、
スイッチング素子を有し、該スイッチング素子のスイッチングを用いて前記蓄電手段からの電力を昇圧して前記駆動回路に供給すると共に該スイッチング素子のオン状態を用いて前記電動機により発電された電力を前記蓄電手段に供給する昇圧供給手段と、
前記スイッチング素子のゲート遮断が行なわれたとき、前記電動機の発電を伴う駆動が制限されるよう前記駆動回路を制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この駆動装置では、スイッチング素子のスイッチングを用いて蓄電手段からの電力を昇圧して電動機を駆動する駆動回路に供給すると共にスイッチング素子のオン状態を用いて電動機により発電された電力を蓄電手段に供給する昇圧供給手段におけるスイッチング素子のゲート遮断が行なわれたときには、電動機の発電を伴う駆動が制限されるよう駆動回路を制御する。したがって、スイッチング素子のゲート遮断が行なわれたときには、電動機により電力が発電されるのを制限するから、装置の保護を図ることができる。

こうした駆動装置において、前記電動機の回転方向を検出する回転方向検出手段と、前記電動機から入出力すべき目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、を備え、前記制御手段は、前記スイッチング素子のゲート遮断が行なわれたとき、前記検出された電動機の回転方向と前記設定された目標駆動力とに基づいて前記電動機により発電を伴う駆動が行なわれるときには該電動機の発電を伴う駆動が制限されるよう制御し、前記検出された電動機の回転方向と前記設定された目標駆動力とに基づいて前記電動機により発電を伴わない駆動が行なわれるときには前記設定された目標駆動力が該電動機から入出力されるよう制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機の回転方向と目標駆動力とに基づいて電動機の発電を伴う駆動を制限することができる。ここで、回転方向検出手段には、電動機の回転数を検出するものも含まれる。

また、本発明の駆動装置において、前記駆動回路および前記昇圧供給手段の電力母線間に取り付けられた所定耐圧のコンデンサを備え、前記制御手段は、前記コンデンサの電圧が所定耐圧未満となるよう制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、コンデンサが過電圧となるのを抑制することができ、コンデンサを保護することができる。ここで、「コンデンサ」には、通常の平行板コンデンサだけでなく、電気二重層キャパシタなども含まれる。

本発明の自動車は、前述のいずれかの態様の本発明の駆動装置、即ち、基本的には、駆動軸を駆動する駆動装置であって、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、該電動機を駆動する駆動回路と、電力を充放電可能な蓄電手段と、スイッチング素子を有し該スイッチング素子のスイッチングを用いて前記蓄電手段からの電力を昇圧して前記駆動回路に供給すると共に該スイッチング素子のオン状態を用いて前記電動機により発電された電力を前記蓄電手段に供給する昇圧供給手段と、前記スイッチング素子のゲート遮断が行なわれたとき前記電動機の発電を伴う駆動が制限されるよう前記駆動回路を制御する制御手段と、を備える駆動装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に接続されてなることを要旨とする。

この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明の駆動装置を搭載するから、本発明の駆動装置が奏する効果、例えば、スイッチング素子のゲート遮断が行なわれたときでも装置の保護を図ることができる効果などと同様の効果を奏することができる。

コンデンサを備える態様の本発明の車両において、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、前記電力動力入出力手段を駆動する電力動力入出力手段用駆動回路と、を備え、前記制御手段は前記コンデンサの電圧が所定耐圧未満となるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段用駆動回路と前記駆動回路とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、コンデンサが過電圧となるのを抑制することができ、コンデンサを保護することができる。この場合、前記制御手段は、前記ゲート遮断が行なわれた状態で運転者の操作に基づいて前記車両の走行を開始する際には、前記コンデンサの電圧が前記所定耐圧を含む所定範囲内に至るまで前記コンデンサが充電されるよう制御すると共に該コンデンサの電圧が前記所定範囲内に至った以降には前記電動機の放電を伴う駆動を用いて前記車両の走行が開始されるよう制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、コンデンサに蓄えられたエネルギを用いて電動機から駆動力を出力することにより走行を開始することができる。また、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段であるものとすることもできる。

本発明の駆動装置の制御方法は、
駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、該電動機を駆動する駆動回路と、電力を充放電可能な蓄電手段と、スイッチング素子を有し該スイッチング素子のスイッチングを用いて前記蓄電手段からの電力を昇圧して前記駆動回路に供給すると共に該スイッチング素子のオン状態を用いて前記電動機により発電された電力を前記蓄電手段に供給する昇圧供給手段と、を備える駆動装置の制御方法であって、
前記スイッチング素子のゲート遮断が行なわれたとき、前記電動機の発電を伴う駆動が制限されるよう前記駆動回路を制御する
ことを要旨とする。

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はハイブリッド自動車２０に搭載される昇圧回路４５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、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に取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するインバータ４１，４２と昇圧回路４５を介して電力をやりとりするバッテリ５０と、車両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、ガソリンまた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およ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およびモータＭＧ２は、いずれも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および昇圧回路４５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および昇圧回路４５を接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線５４ａおよび負極母線５４ｂとして構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。また、電力ライン５４には、平滑用のコンデンサ４６が接続されている。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，コンデンサ４６の端子間に設置された電圧センサ４７からのコンデンサ電圧Ｖｃ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圧回路４５への駆動信号などが出力されている。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。

昇圧回路４５は、図２に示すように、２個のトランジスタＴＡ，ＴＢと２個のダイオードＤＡ，ＤＢとリアクトルＬとにより構成されている。２個のトランジスタＴＡ，ＴＢは、それぞれ正極母線５４ａと負極母線５４ｂとに接続され、その接続点にリアクトルＬが接続されている。リアクトルＬと負極母線５４ｂとにはバッテリ５０の正極端子と負極端子とが接続されており、このバッテリ５０の端子間には平滑用のコンデンサ４８が接続されている。また、２個のトランジスタＴＡ，ＴＢは、それぞれ２個のダイオードＤＡ，ＤＢが並列接続されている。したがって、トランジスタＴＡのオンオフの割合やトランジスタＴＢのオンオフの割合を制御することにより、バッテリ５０の直流電圧を昇圧してインバータ４１，４２に出力したり、インバータ４１，４２の正極母線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。

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電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の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，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度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。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。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、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、図示しない入出力ポートおよ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，車両の前後方向の車速を検出可能な車速センサ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。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、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。なお、実施例では、シフトポジションＳＰとしては、駐車ポジション、前進方向に走行する通常のポジションとしての走行ポジション（Ｄポジション）、アクセルオフ時の制動力が大きな前進方向の走行するためのブレーキポジション（Ｂポジション）、走行を行なわない中立ポジション（Ｎポジション）、後進方向に走行する後進ポジション（Ｒポジション）などが用意されている。

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およびモータ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また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およびモータ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実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に停車しているハイブリッド自動車２０が走行を開始する際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により実行される停車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、シフトポジションＳＰがＤポジションやＢポジション，Ｒポジションにあるときであってブレーキペダル８５が踏み込まれて車速Ｖが値０となったとき、即ち車両が停車したときに実行される。

停車時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、ゲート遮断判定フラグＦの値を入力すると共に（ステップＳ１００）、入力したゲート遮断判定フラグＦの値を調べる（ステップＳ１１０）。ここで、ゲート遮断判定フラグＦは、初期として値０が設定されると共に昇圧回路４５の異常などにより昇圧回路４５のトランジスタＴＡ，ＴＢが共にゲート遮断されたときに値１が設定されるフラグである。いま、トランジスタＴＡ，ＴＢが共にゲート遮断されたときを考える。このときには、バッテリ５０からの電力を昇圧回路４５により昇圧してインバータ４１，４２に供給することができないと共にモータＭＧ１，ＭＧ２により発電された電力を昇圧回路４５を介してバッテリ５０に充電することができないため、昇圧回路４５は、バッテリ５０からの電力を昇圧することなくインバータ４１，４２に供給することのみできる状態となる。ゲート遮断判定フラグＦは、昇圧回路４５がこの状態であるか否かを判定するために用いられるフラグである。

ゲート遮断判定フラグＦが値０のときには、ブレーキペダルポジションセンサ８６からブレーキペダルポジションＢＰを入力すると共に（ステップＳ１６０）、入力したブレーキペダルポジションＢＰに基づいてブレーキオフされたか否かを判定し（ステップＳ１７０）、ブレーキオフされていないと判定されたときにはステップＳ１００に戻り、ブレーキオフされたと判定されたときには停車時制御ルーチンを終了する。

ゲート遮断判定フラグＦが値１のときには、コンデンサ電圧Ｖｃを入力すると共に（ステップＳ１２０）、入力したコンデンサ電圧Ｖｃを閾値Ｖｒｅｆと比較する（ステップＳ１３０）。ここで、コンデンサ電圧Ｖｃは、電圧センサ４７により検出されるコンデンサ４６の電圧をモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、閾値Ｖｒｅｆは、コンデンサ電圧Ｖｃがコンデンサ４６の耐圧Ｖｍａｘを上限とする所定範囲内であるか否かを判定するために用いられるものであり、コンデンサ４６の耐圧Ｖｍａｘより若干低い電圧に設定される。コンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ未満のときにはコンデンサ４６が充電されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御し（ステップＳ１４０）、前述したステップＳ１６０以降の処理を実行する。コンデンサ４６の充電は、具体的には、エンジン２２が停止されているときにはエンジン２２を始動し、エンジン２２からの動力を用いてモータＭＧ１により電力を発電することにより行なうことができる。一方、ステップＳ１３０でコンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ以上のときには、エンジン２２をアイドル運転すると共にモータＭＧ１による電力の発電を終了することにより、コンデンサ４６の充電を終了し（ステップＳ１５０）、ステップＳ１６０以降の処理を実行する。このように、昇圧回路４５のトランジスタＴＡ，ＴＢが共にゲート遮断されているときに車両が停車しているときには、ブレーキオフされるまで又はコンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ以上となるまでコンデンサ４５を充電することにより、コンデンサ４６にエネルギを蓄えておくのである。この理由については後述する。

こうして車両が停車している状態からブレーキオフされると、図４に例示する走行開始時制御ルーチンが実行される。このルーチンは、図３の停車時制御ルーチンが終了したときから所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に実行される。

走行開始時制御ルーチンが実行されると、シフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰや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，コンデンサ電圧Ｖｃ，ゲート遮断判定フラグＦなど制御に必要なデータを入力し（ステップＳ２００）、入力したシフトポジションＳＰとアクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求される要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ２１０）。ここで、コンデンサ電圧Ｖｃおよびゲート遮断判定フラグＦは、図３の停車時制御ルーチンと同様に入力するものとした。要求トルクＴｒ＊の設定は、実施例では、シフトポジションＳＰ毎にアクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖ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、シフトポジションＳＰとアクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰ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。

続いて、ゲート遮断判定フラグＦの値を調べ（ステップＳ２２０）、ゲート遮断判定フラグＦが値０のときには、要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御して（ステップＳ２７０）、走行開始時制御ルーチンを終了する。エンジン２２およびモータＭＧ１，ＭＧ２の制御は、具体的には、以下のように行なうことができる。まず、車速Ｖに換算計数ｋを乗じて得られるリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを要求トルクＴｒ＊に乗じることにより駆動軸に要求されるパワー（Ｔｒ＊・Ｎｒ）を計算すると共にこのパワー（Ｔｒ＊・Ｎｒ）とバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊との和として車両に要求される車両要求パワーＰｅ＊を計算し、計算した車両要求パワーＰｅ＊をエンジン２２を効率よく運転可能なパワーの下限値などに設定される閾値Ｐｒｅｆと比較する。そして、車両要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときには、車両要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を効率よく運転できる運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊）を設定し、設定した目標回転数Ｎｅ＊でエンジン２２が運転されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、要求トルクＴｒ＊とエンジン２２から動力分配統合機構３０を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルク（以下、このトルクをエンジン２２からの直達トルクＴｅｒという）との偏差を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべき仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐ（＝（Ｔｒ＊−Ｔｅｒ）／Ｇｒ）を設定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔとモータＭＧ１の消費電力とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とに基づいてモータ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を設定し、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、エンジン２２を運転制御すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより行なうことができる。ここで、エンジン２２の運転制御は、設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とをエンジンＥＣＵ２４に送信し、これを受信したエンジンＥＣＵ２４が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントでエンジン２２が運転されるよう燃料噴射制御や点火制御などを行なうことによって行なわれる。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御は、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ３４に送信し、これを受信したモータＥＣＵ３４がトルク指令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のスイッチング素子のスイッチング制御を行なうことによって行なわれる。なお、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４４により検出されたモータ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して用いることができる。また、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、図示しない温度センサにより検出されるバッテリ５０の電池温度とバッテリ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して用いることができる。一方、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満のときには、要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除して得られるモータＭＧ２の仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐ（＝Ｔｒ＊／Ｇｒ）をバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とに基づくトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで制限したトルクをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定し、モータＭＧ２を制御することにより行なうことができる。なお、これらのように昇圧回路４５のトランジスタＴＡ，ＴＢがゲート遮断されていないときには、モータＭＧ１，ＭＧ２の消費電力（発電電力）に応じてバッテリ５０は充放電され、コンデンサ４６の電圧が耐圧Ｖｍａｘを超えない範囲でエンジン２２およびモータＭＧ１，ＭＧ２は制御される。

ステップＳ２２０でゲート遮断判定フラグＦが値１のときには、シフトポジションＳＰと車速Ｖとに基づいて車両がずり下がりを生じているか否かを判定すると共に（ステップＳ２３０，２４０）、車両がずり下がりを生じていると判定されたときには、コンデンサ電圧Ｖｃを前述した閾値Ｖｒｅｆと比較する（ステップＳ２５０）。いま、シフトポジションＳＰがＤポジションにあるときに登坂路で車両が停車している状態を考える。この状態では、車重Ｍと路面勾配θと重力加速度ｇとに基づいて、車両には、車重Ｍに対する車両後進方向の分力である車重分力ＦＭ（＝Ｍ・ｇ・ｓｉｎθ）が作用している。この状態からブレーキオフされたときに、車重分力ＦＭより大きい車両前進方向の駆動力を駆動輪６３ａ，６３ｂに作用させた場合には車両がずり下がることなく前進方向に走行することができるが、駆動輪６３ａ，６３ｂに作用させる車両前進方向の駆動力が車重分力ＦＭより小さい場合には車両はずり下がりを生じる。ステップＳ２４０では、こうした車両のずり下がりを生じたか否かをシフトポジションＳＰと車速Ｖとに基づいて判定するのである。次に、昇圧回路４５のトランジスタＴＡ，ＴＢが共にゲート遮断されているときに、シフトポジションＳＰがＤポジションにあるときに車両が停車している状態から運転者によりブレーキオフされたときを考える。ブレーキオフされて車両が移動し始めたときの動力分配統合機構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５および図６に示す。図５は車両がずり下がりを生じていないとき、即ち車両が前進方向に移動し始めたときの共線図を示し、図６は車両がずり下がりを生じているとき、即ち車両が後進方向に移動し始めたときの共線図を示す。図５および図６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。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、エンジン２２からの直達トルクＴｅｒ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。平坦路でブレーキオフされたときのように車両がずり下がりを生じていない図５の状態では、エンジン２２から出力される動力の一部をモータＭＧ１により電力に変換すると共に変換した電力およびコンデンサ４６に蓄えられているエネルギを用いてモータＭＧ２から動力を出力して走行することができる。一方、登坂路でブレーキオフされたときのように車両がずり下がりを生じる図６の状態では、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が負の値となるため、車両が前進する方向にモータＭＧ２からトルクを出力しようとすると、モータＭＧ２は発電機として機能することになる。いま、昇圧回路４５のトランジスタＴＡ，ＴＢが共にゲート遮断されているときを考えているから、モータＭＧ１，ＭＧ２により発電された電力をバッテリ５０に充電することはできない。したがって、この電力はコンデンサ４６に充電されることになるが、このときには、コンデンサ４６が耐圧Ｖｍａｘを超えて過電圧となってしまうおそれがある。ステップＳ２５０では、こうしたおそれがあるか否かをコンデンサ電圧Ｖｃを閾値Ｖｒｅｆと比較することにより判定するのである。

車両がずり下がりを生じていないと判定されたとき、例えば、ブレーキオフされた直後で車速Ｖが値０のときや平坦路でブレーキオフされたときなどには、要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御して（ステップＳ２７０）、走行開始時制御ルーチンを終了する。いま、昇圧回路４５のトランジスタＴＡ，ＴＢが共にゲート遮断されているときを考えているから、バッテリ５０からの電力を昇圧回路４５により昇圧してインバータ４１，４２に供給することができないと共にモータＭＧ１，ＭＧ２により発電された電力を昇圧回路４５を介してバッテリ５０に充電することができない。したがって、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ５０の電圧より高いときには、バッテリ５０から昇圧回路４５を介してインバータ４１，４２に電力は供給されない。この場合、エンジン２２およびモータＭＧ１，ＭＧ２の制御は、例えば、要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じて得られる駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求されるパワー（Ｔｒ＊・Ｎｒ）に基づいてエンジン２２の運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊）を設定すると共にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、モータＭＧ２の仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを設定し、車両の停車中にコンデンサ４５に蓄えられたエネルギとモータＭＧ１により発電された電力とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とに基づいてモータＭＧ２のトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを設定し、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、エンジン２２およびモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより行なうことができる。ここで、トルク制限Ｔｍｉｎは、コンデンサ電圧Ｖｃが耐圧Ｖｍａｘを超えないような値に設定される。このようにエンジン２２およびモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより、コンデンサ電圧Ｖｃが耐圧Ｖｍａｘ以上となるのを抑制しつつ、エンジン２２からの直達トルクＴｅｒとモータＭＧ２から駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力される動力とにより走行することができる。しかも、車両の停車中にコンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ以上となるようコンデンサ４６の充電を行なっておくことにより、充電を行なわないものに比して車両が走行を開始する際にモータＭＧ２から大きな動力を出力することができる。さらに、車両の停車中にコンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ以上になってもエンジン２２を停止しないことにより、車両が走行を開始する際には、エンジン２２を停止しているものに比してエンジン２２からの直達トルクＴｅｒを速やかに出力することができると共にモータＭＧ１により発電された電力を用いてモータＭＧ２からより大きな動力を速やかに出力することができる。

ステップＳ２３０〜Ｓ２５０で車両がずり下がりを生じているもののコンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ未満のとき、例えば、シフトポジションＳＰがＤポジションにあるときであって登坂路でブレーキオフされたときに駆動輪６３ａ，６３ｂに作用させる車両前進方向の駆動力が車重分力ＦＭよりも小さいもののコンデンサ４６にはまだ充電してもよいときなどには、モータＭＧ２により電力が多少発電されても未だ車両前進方向に走行できる可能性があると判断し、要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御して（ステップＳ２７０）、走行開始時制御ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ２３０〜Ｓ２５０で車両がずり下がりを生じていてコンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ以上のときには、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力を発電するとコンデンサ４６が耐圧Ｖｍａｘを超えて過電圧になってしまうおそれがあると判断し、エンジン２２を停止すると共に値０のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊でモータＭＧ１，ＭＧ２を制御して（ステップＳ２６０）、走行開始時制御ルーチンを終了する。これにより、モータＭＧ１，ＭＧ２の発電を伴う駆動は制限されるから、コンデンサ４６が耐圧Ｖｍａｘを超えて過電圧となるのを抑制することができ、コンデンサ４６を保護することができる。なお、この場合、駆動輪６３ａ，６３ｂには動力が出力されないため、運転者によりブレーキオンされるまで車両はずり下がりを生じる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、昇圧回路４５のトランジスタＴＡ，ＴＢが共にゲート遮断されているときであって車両がずり下がりを生じるときにコンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ以上のときには、モータＭＧ２の発電を伴う駆動を制限するから、コンデンサ４６が耐圧Ｖｍａｘを超えて過電圧となるのを抑制することができる。この結果、車両を保護することができる。また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、昇圧回路４５のトランジスタＴＡ，ＴＢが共にゲート遮断されているときでも、車両がずり下がりを生じていないときや車両がずり下がりを生じていてもコンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ未満のときには、要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するから、コンデンサ４６に蓄えられているエネルギとモータＭＧ１により発電された電力とを用いて可能な範囲内でモータＭＧ２から駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに動力を出力することができる。

また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、昇圧回路ＴＡ，ＴＢが共にゲート遮断されているときであって車両が停車しているときには、コンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ以上となるようコンデンサ４６を充電するから、コンデンサ４６を充電しないものに比して車両が走行を開始する際にモータＭＧ２から大きな動力を出力することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、車両が走行を開始する際の動作について説明したが、昇圧回路４５のトランジスタＴＡ，ＴＢが共にゲート遮断されているときであって前進方向に走行している最中に運転者がブレーキペダル８５を踏み込んだときなどのようにモータＭＧ２に対して発電を伴う駆動が要求されるときには、モータＭＧ２により電力を発電する代わりに駆動輪６３ａ，６３ｂに取り付けられた図示しないブレーキにより駆動輪６３ａ，６３ｂに制動力を作用させることにより、コンデンサ４６が耐圧Ｖｍａｘを超えて過電圧となるのを抑制することができる。この結果、車両の保護を図ることができる。なお、モータＭＧ２に対して発電を伴う駆動が要求されたか否かの判定は、例えば、車速ＶまたはモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊とに基づいて行なうことができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、昇圧回路４５のトランジスタＴＡ，ＴＢが共にゲート遮断されているときには、車両の停車中に、ブレーキオフされるまで又はコンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ以上となるまでコンデンサ４６を充電するものとしたが、充電しないものとしてもよい。この場合、車両の走行を開始する際には、バッテリ５０からの電力やコンデンサ４６のエネルギを用いてモータＭＧ２から動力を出力して車両の走行を開始することになる。また、昇圧回路４５のトランジスタＴＡ，ＴＢが共にゲート遮断されたときであって車両が停車しているときには、路面勾配θとシフトポジションＳＰとに基づいて、シフトポジションＳＰがＤポジションまたはＢポジションであって登坂路であるとき及びシフトポジションＳＰがＲポジションであって降坂路であるときにだけブレーキオフされるまで又はコンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ以上となるまでコンデンサ４６を充電するものとしてもよい。この場合、車両がずり下がりを生じるおそれがあるときに、車両の停車中にコンデンサ４６に充電することになる。したがって、車両がずり下がりを生じるおそれがないときには、車両の停車中にコンデンサ４６を充電しないから、コンデンサ４６の充電が行なわれる機会を制限することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、昇圧回路４５のトランジスタＴＡ，ＴＢが共にゲート遮断されているときであって車両の停車中にコンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ以上となるまでコンデンサ４６を充電した後にはエンジン２２をアイドル運転するものとしたが、エンジン２２を停止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、昇圧回路４５のトランジスタＴＡ，ＴＢが共にゲート遮断されているときであって車両がずり下がりを生じているときには、コンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ以上のときにはエンジン２２を停止すると共に値０のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊でモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、コンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ未満のときには要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものとしたが、昇圧回路４５のトランジスタＴＡ，ＴＢが共にゲート遮断されているときであって車両がずり下がりを生じているときには、コンデンサ電圧Ｖｃに拘わらずエンジン２２を停止すると共に値０のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊でモータＭＧ１，ＭＧ２を制御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、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７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７における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力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８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。

実施例では、主としてエンジン２２と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とバッテリ５０と昇圧回路４５とを備える動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０について説明したが、こうした動力出力装置を自動車以外の車両に搭載するものとしてもよいし、動力出力装置の形態や動力出力装置の制御方法の形態として用いるものとしてもよい。

図９は、第２実施例の電気自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。第２実施例の電気自動車３２０は、主として、駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸１３２ａに動力を入出力可能なモータＭＧ２と、モータＭＧ２を駆動するインバータ４２と、バッテリ５０と、バッテリ５０からの電力を昇圧してインバータ４２に供給すると共にモータＭＧ２により発電された電力をバッテリ５０に充電する昇圧回路４５と、車両全体を制御する電子制御ユニット７０Ｂとを備える。なお、第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一の構成について同一の番号を付し、その詳細な説明は省略する。また、電子制御ユニット７０Ｂは、第１実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０に相当する。

次に、こうして構成された第２実施例の電気自動車３２０の動作について説明する。図１０は、電子制御ユニット７０Ｂにより実行される駆動制御ルーチンである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に実行される。この駆動制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、、シフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰや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，モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，ゲート遮断判定フラグＦなど制御に必要なデータを入力し（ステップＳ３００）、入力したシフトポジションＳＰとアクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖとに基づいて駆動軸１３２ａに要求される要求トルクＴｄ＊を設定する（ステップＳ３１０）。ここで、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４４により検出されるモータ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た。また、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、図示しない温度センサにより検出されたバッテリ５０の電池温度とバッテリ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。さらに、ゲート遮断判定フラグＦは、図３の停車時制御ルーチンと同様に入力するものとした。また、

続いて、要求トルクＴｄ＊をモータＭＧ２の仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐに設定すると共に（ステップＳ３２０）、ゲート遮断判定フラグＦの値を調べ（ステップＳ３３０）、ゲート遮断判定フラグＦが値０のとき、即ち昇圧回路４５のトランジスタＴＡ，ＴＢがゲート遮断されていないときには、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除することによりモータＭＧ２のトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを計算し（ステップＳ３４０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ＊を設定し（ステップＳ３５０）、設定したトルク指令Ｔｍ＊でモータＭＧ２を制御して（ステップＳ３６０）、駆動制御ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ３３０でゲート遮断判定フラグＦが値１のとき、即ち昇圧回路４５のトランジスタＴＡ，ＴＢが共にゲート遮断されているときには、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を乗じたものが負の値となるか否かを調べることによりモータＭＧ２により電力の発電が行なわれるか否かを判定する（ステップＳ３７０）。いま、昇圧回路４５のトランジスタＴＡ，ＴＢが共にゲート遮断されているときに、シフトポジションＳＰがＤポジションにあるときであって登坂路で運転者がアクセルペダル８３を踏み込んでいるにも拘わらず車両がずり下がりを生じているときを考える。このときには、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐに正の値が設定されると共にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は負の値となるため、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を乗じたものは負の値となる。したがって、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐに基づいてモータＭＧ２を駆動すると、モータＭＧ２は電力を発電することになり、この発電電力によりコンデンサ４６が耐圧Ｖｃを超えて過電圧となってしまうおそれがある。ステップＳ３７０の処理は、こうしたおそれがあるか否かを判定するものである。仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を乗じたものが負の値とならないとき、即ちモータＭＧ２により発電が行なわれないと判定されたときには、バッテリ５０の出力制限ＷｏｕｔをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除して得られるトルク制限ＴｍａｘでモータＭＧ２の仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限してトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ３８０，Ｓ３９０）、設定したトルク指令Ｔｍ＊でモータＭＧ２を制御して（ステップＳ３６０）、駆動制御ルーチンを終了する。この場合、バッテリ５０からの電力やコンデンサ４６に蓄えられているエネルギを用いてモータＭＧ２から駆動軸１３２ａに動力を出力することができる。一方、ステップＳ３７０で仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を乗じたものが負の値であると判定されたとき、即ちモータＭＧ２により発電が行なわれると判定されたときには、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ＊に値０を設定し（ステップＳ４００）、設定したトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２を制御して（ステップＳ３６０）、駆動制御ルーチンを終了する。これにより、モータＭＧ２の発電を伴う駆動は制限されるから、コンデンサ４６が耐圧Ｖｍａｘを超えて過電圧となるのを抑制することができる。

第２実施例の電気自動車３２０によれば、昇圧回路４５のトランジスタＴＡ，ＴＢが共にゲート遮断されたときには、モータＭＧ２の発電を伴う駆動を制限するから、コンデンサ電圧Ｖｃが耐圧Ｖｍａｘを超えるのを抑制することができる。この結果、車両を保護することができる。また、第２実施例の電気自動車３２０によれば、昇圧回路４５のトランジスタＴＡ，ＴＢが共にゲート遮断されているときでもモータＭＧ２が発電を伴う駆動をしないときには、要求トルクＴｄ＊に基づいてモータＭＧ２を制御するから、バッテリ５０からの電力やコンデンサ４６に蓄えられているエネルギを用いて可能な範囲内でモータＭＧ２から駆動軸１３２ａに動力を出力することができる。

第２実施例の電気自動車３２０では、昇圧回路４５のトランジスタＴＡ，ＴＢが共にゲート遮断されたときには、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とモータＭＧ２の仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとに基づいてモータＭＧ２により発電が行なわれるか否かを判定するものとしたが、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に代えて、モータＭＧ２の回転方向や車速Ｖなどを用いるものとしてもよい。

第２実施例の電気自動車３２０では、昇圧回路４５のトランジスタＴＡ，ＴＢが共にゲート遮断されたときに仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を乗じたものが負の値であると判定されたとき、即ちモータＭＧ２により発電が行なわれると判定されたときには、値０のトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２を制御するものとしたが、コンデンサ電圧Ｖｃが耐圧Ｖｍａｘを超えない範囲内でモータＭＧ２により発電を行なうものとしてもよい。

第２実施例では、主としてモータＭＧ２とバッテリ５０と昇圧回路４５とを備える駆動装置を搭載する電気自動車３２０について説明したが、こうした駆動装置を自動車以外の車両や船舶、航空機などに搭載するものとしてもよいし、駆動装置の形態や駆動装置の制御方法の形態として用いるものとしてもよい。

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。

本発明の一実施例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。昇圧回路４５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用電子制御ユニット７０により実行される停車時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される走行開始時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。動力分配統合機構３０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。動力分配統合機構３０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。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。第２実施例の電気自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。第２実施例の電子制御ユニット７０Ｂ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。

符号の説明

２０，１２０，２２０ハイブリッド自動車、３２０電気自動車、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、４５昇圧回路、４６，４８コンデンサ、４７電圧センサ、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、６０ギヤ機構、６２デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂ駆動輪、７０ハイブリッド用電子制御ユニット、７０Ｂ電子制御ユニット、７２ＣＰＵ、７４ＲＯＭ、７６ＲＡＭ、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、２３０対ロータ電動機、２３２インナーロータ２３４アウターロータ、Ｄ１，Ｄ２ダイオード、Ｌリアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２モータ、ＴＡ，ＴＢトランジスタ。

Claims

車両に搭載され、車軸に連結された駆動軸を駆動する駆動装置であって、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
該電動機を駆動する駆動回路と、
電力を充放電可能な蓄電手段と、
スイッチング素子を有し、該スイッチング素子のスイッチングを用いて前記蓄電手段からの電力を昇圧して前記駆動回路に供給すると共に該スイッチング素子のオン状態を用いて前記電動機により発電された電力を前記蓄電手段に供給する昇圧供給手段と、
前記スイッチング素子のゲート遮断が行なわれたとき、シフトポジションと車速とに基づいて前記車両がずり下がりを生じているか否かを判定し、前記車両がずり下がりを生じていないときには前記電動機から入出力すべき目標駆動力が該電動機から入出力されるよう前記駆動回路を制御し、前記車両がずり下がりを生じているときには前記電動機の発電を伴う駆動が制限されるよう前記駆動回路を制御する制御手段と、
を備える駆動装置。
請求項１記載の駆動装置であって、
前記駆動回路および前記昇圧供給手段の電力母線間に取り付けられた所定耐圧のコンデンサを備え、
前記制御手段は、前記コンデンサの電圧が所定耐圧未満となるよう制御する手段である
駆動装置。
請求項１または２記載の駆動装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に接続されてなる車両。
請求項２に係る請求項３記載の車両であって、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、
前記電力動力入出力手段を駆動する電力動力入出力手段用駆動回路と、
を備え、
前記制御手段は、前記コンデンサの電圧が所定耐圧未満となるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段用駆動回路と前記駆動回路とを制御する手段である
車両。
前記制御手段は、前記ゲート遮断が行なわれた状態で運転者の操作に基づいて前記車両の走行を開始する際には、前記コンデンサの電圧が前記所定耐圧を含む所定範囲内に至るまで前記コンデンサが充電されるよう制御すると共に該コンデンサの電圧が前記所定範囲内に至った以降には前記電動機の放電を伴う駆動を用いて前記車両の走行が開始されるよう制御する手段である請求項４記載の車両。
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段である請求項４または５記載の車両。
車両に搭載され、車軸に連結された駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、該電動機を駆動する駆動回路と、電力を充放電可能な蓄電手段と、スイッチング素子を有し該スイッチング素子のスイッチングを用いて前記蓄電手段からの電力を昇圧して前記駆動回路に供給すると共に該スイッチング素子のオン状態を用いて前記電動機により発電された電力を前記蓄電手段に供給する昇圧供給手段と、を備える駆動装置の制御方法であって、
前記スイッチング素子のゲート遮断が行なわれたとき、シフトポジションと車速とに基づいて前記車両がずり下がりを生じているか否かを判定し、前記車両がずり下がりを生じていないときには前記電動機から入出力すべき目標駆動力が該電動機から入出力されるよう前記駆動回路を制御し、前記車両がずり下がりを生じているときには前記電動機の発電を伴う駆動が制限されるよう前記駆動回路を制御する
駆動装置の制御方法。