JP5104262B2 - ハイブリッド車両の制御方法およびハイブリッド車両 - Google Patents

Description

本発明はハイブリッド車両の制御方法およびハイブリッド車両に関し、特にシリーズハイブリッド車両に好適なハイブリッド車両の制御方法およびハイブリッド車両に関する。

シリーズハイブリッド車両とは、例えば特許文献１に開示されているように、内燃機関によってジェネレータを駆動し、該ジェネレータからモータに電力を供給し、該モータで駆動輪を駆動する車両である。ジェネレータによって生成される交流の一次電流とモータに供給されるべき電流の波形が異なるため、特許文献１の構成では、ジェネレータとモータとの間にコンバータとインバータとを直列に接続し、ジェネレータが生成した一次電流をコンバータで一旦、直流電流に変換し、変換された直流電流をインバータで交流の二次電流に戻してモータに供給するようにしている。

また、特許文献２では、コンバータとして、ダイオード整流器を採用する方法が開示されている。
特開平１１−２２０８０６号公報 特開２００５−２０４３７０号公報

特許文献１の構成では、モータに供給される電流を常にコンバータとインバータで変換していたので、二度にわたる変換による損失が少なからず生じ、電源装置から電力持ち出しが大きくなるという問題を回避することができなかった。

一方、特許文献２のように、ジェネレータの発電電流をダイオード整流器によって整流する構成では、発電系の損失を大幅に低減することができるが、電源装置の電流をダイオード整流器からジェネレータに流すことはできなくなる。

そこで、これらの問題を解決するため、一次電流の波形を変換してモータに導通可能なバイパス経路をコンバータやインバータを含む給電経路と並列に設け、このバイパス経路を経由してジェネレータからモータに一次電流を供給したり、電源装置からジェネレータに電流を供給したりすることが好ましい。

しかし、インバータの下流側とジェネレータとの間にバイパス経路を設け、電源装置の電流をインバータで制御してジェネレータに給電することになるので、インバータの下流側に接続されているモータにも電流が流れてしまい、モータが不随意に作動して、車両が走行することも懸念される。

本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、ジェネレータの発電電流をダイオード整流器によって整流するシリーズハイブリッド車両において、比較的簡素で廉価な構成でジェネレータによるクランキングを可能とすることのできるハイブリッド車両の制御方法およびハイブリッド車両を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために本発明は、内燃機関に駆動されて交流の一次電流を発電可能であるとともに、交流電流の供給によってトルクを出力可能な多相交流器からなるモータジェネレータと、前記一次電流を直流電流に変換するダイオード整流器と、前記ダイオード整流器が整流した直流電流を交流の二次電流に変換可能なインバータと、前記ダイオード整流器と前記インバータとの間に接続される電源装置と、前記ダイオード整流器と前記インバータとを直列に経由して電流を車両駆動用のモータに供給する第１の給電経路と、前記一次電流を前記モータに導通可能に前記第１の給電経路と並列に設けられた第２の給電経路と、前記第２の給電経路に設けられた交流変換器とを備えたハイブリッド車両の制御方法であって、前記車両の運転状態を判定する運転状態判定ステップと、前記内燃機関の前記モータジェネレータによるクランキングの要否を判定するクランキング要否判定ステップと、前記車両が停止中において、前記クランキングが必要であると判定された場合に、前記インバータから前記モータへの駆動電流を規制しつつ、前記電源装置の電力を前記インバータから前記第２の給電経路を介して前記モータジェネレータに供給するクランキング制御ステップとを備え、前記クランキング制御ステップは、前記電源装置から出力される直流電流を前記インバータによって高周波の単相交流電流に変換した後、前記交流変換器で、当該モータジェネレータの相数に対応する多相交流電流に変換し、前記モータジェネレータに給電するステップであることを特徴とするハイブリッド車両の制御方法である。この態様では、ダイオード整流器を用いてモータジェネレータからの一次電流を直流電流に変換しているので、発電系の損失を大幅に低減することができる。加えて、ダイオード整流器やモータジェネレータ等からなる第１の給電経路と並列に第２の給電経路を設け、この第２の給電経路からモータジェネレータの一次電流を二次電流に波形変換してモータに供給できるようにしているので、この点からも発電系の損失を大幅に低減することができる。そして、車両の停止中にモータジェネレータによるクランキング要請が生じた場合には、電源装置からの電力をインバータから第２の給電経路を経由してモータジェネレータに供給することができる。しかも、クランキング制御ステップでは、インバータからモータへの通電が規制されているので、停止時の車両が不随意に走行し始めるおそれはない。特に、本発明では、多相交流器からなるモータジェネレータに電源装置から電流を供給するに当たり、インバータによって高周波の単相交流電流が生成されるので、この電流がモータに流れても、モータが不随意に作動することがない。その上で、交流変換器でモータジェネレータを作動させることができるので、車両の停止時において、安全にモータジェネレータによる内燃機関の始動（クランキング）を図ることができる。

好ましい態様において、前記クランキング制御ステップに先立って、前記第１の給電経路と前記モータとの経路を遮断する通電遮断ステップをさらに備えている。この態様では、通電遮断ステップによってモータへの給電が阻止されるので、車両の停止時において、安全にモータジェネレータによる内燃機関の始動（クランキング）を図ることができる。

本発明の別の態様は、内燃機関と、前記内燃機関に駆動されて交流の一次電流を発電可能であるとともに、交流電流の供給によってトルクを出力可能な多相交流器からなるモータジェネレータと、前記一次電流を直流電流に変換するダイオード整流器と、前記ダイオード整流器が整流した直流電流を交流の二次電流に変換可能なインバータと、前記ダイオード整流器と前記インバータとの間に接続される電源装置とを備えたハイブリッド車両であって、前記ダイオード整流器と前記インバータとを直列に経由して電流を車両駆動用のモータに供給する第１の給電経路と、前記一次電流を前記モータに導通可能に前記第１の給電経路と並列に設けられた第２の給電経路と、前記第２の給電経路に設けられた交流変換器と、各給電経路の通電を制御する制御装置とを設け、前記制御装置は、前記内燃機関の前記モータジェネレータによるクランキングの要否を判定する機能を含み、前記車両の運転状態を判定する運転状態判定部と、前記車両が停止中において、前記クランキングが必要であると判定された場合に、前記インバータから前記モータへの駆動電流を規制しつつ、前記電源装置の電力を前記インバータから前記第２の給電経路を介して前記モータジェネレータに供給するクランキング制御部とを備え、前記クランキング制御部は、前記電源装置から出力される直流電流を前記インバータによって高周波の単相交流電流に変換した後、前記交流変換器で、当該モータジェネレータの相数に対応する多相交流電流に変換し、前記モータジェネレータに給電するものであることを特徴とするハイブリッド車両である。この態様では、ダイオード整流器を用いてモータジェネレータからの一次電流を直流電流に変換しているので、発電系の損失を大幅に低減することができる。加えて、ダイオード整流器やモータジェネレータ等からなる第１の給電経路と並列に第２の給電経路を設け、この第２の給電経路からモータジェネレータの一次電流を二次電流に波形変換してモータに供給できるようにしているので、この点からも発電系の損失を大幅に低減することができる。そして、車両の停止中にモータジェネレータによるクランキング要請が生じた場合には、電源装置からの電力をインバータから第２の給電経路を経由してモータジェネレータに供給することができる。しかも、クランキング制御部は、インバータからモータへの電流を規制するので、停止時の車両が不随意に走行し始めるおそれはない。特に、本発明では、多相交流器からなるモータジェネレータに電源装置から電流を供給するに当たり、インバータによって高周波の単相交流電流が生成されるので、この電流がモータに流れても、モータが不随意に作動することがない。その上で、交流変換器でモータジェネレータを作動させることができるので、車両の停止時において、安全にモータジェネレータによる内燃機関の始動（クランキング）を図ることができる。

本発明のハイブリッド車両において、前記インバータと前記モータとの間に設けられたスイッチを備え、前記クランキング制御部は、前記車両が停止中において、前記クランキングが必要であると判定された場合に、前記電源装置から前記モータジェネレータへの給電に先立って、前記スイッチを遮断制御するものであることが好ましい。

以上説明したように、本発明は、ダイオード整流器を用いてモータジェネレータからの一次電流を直流電流に変換しているので、発電系の損失を大幅に低減することができる。加えて、ダイオード整流器やモータジェネレータ等からなる第１の給電経路と並列に第２の給電経路を設け、この第２の給電経路からモータジェネレータの一次電流を二次電流に波形変換してモータに供給できるようにしているので、この点からも発電系の損失を大幅に低減することができる。そして、車両の停止中にモータジェネレータによるクランキング要請が生じた場合には、電源装置からの電力をインバータから第２の給電経路を経由してモータジェネレータに供給することができる。しかも、クランキング制御ステップでは、インバータからモータへの通電が規制されているので、停止時の車両が不随意に走行し始めるおそれはない。従って本発明によれば、ジェネレータの発電電流をダイオード整流器によって整流するシリーズハイブリッド車両において、比較的簡素で廉価な構成でジェネレータによるクランキングを可能とすることができるという顕著な効果を奏する。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。

図１は本発明の実施の一形態に係るハイブリッド車両の概略構成図である。

図１を参照して、本実施形態に係るハイブリッド車両は、内燃機関１０と、この内燃機関１０によって駆動されるモータジェネレータとしてのモータジェネレータ２０とを有しているシリーズハイブリッド車両である。

内燃機関１０は、例えば多気筒４サイクルガソリン内燃機関であり、シリンダヘッドとシリンダブロックとによって要部が構成される本体１１と、この本体１１に形成される複数列の気筒１２と、各気筒１２に新気を導入するインテークマニホールド１４と、各気筒１２の既燃ガスを排出するエキゾーストマニホールド１５とを備えている。本体１１には、各気筒１２に対応して設けられた燃料噴射弁１６および点火プラグ１７が取り付けられている。そして、各気筒１２に設けられたピストンを昇降させることにより、当該ピストンに接続されたクランク軸１０ａを駆動するように構成されている。また、インテークマニホールド１４には、新気の量を調整するためのスロットル弁１８が設けられており、スロットルボディのアクチュエータ１９によって駆動されるようになっている。

モータジェネレータ２０は、内燃機関１０のクランク軸１０ａに連結された例えば３相の多相発電機であり、内燃機関１０に駆動されることによって交流電流を出力するとともに、交流電流が供給されることによって内燃機関１０を始動するモータとしても機能するように構成されている。モータジェネレータ２０には、図略のトルクコントローラが設けられており、このトルクコントローラを介して後述する制御ユニット１００に制御されるように構成されている。

モータジェネレータ２０は、ダイオード整流器２１に接続されている。ダイオード整流器２１は、モータジェネレータ２０の相数ｎに対応した複数組のダイオードを有している。ダイオード整流器２１の出力端子は、ＤＣバスライン２２に接続されている。ＤＣバスライン２２には、コンデンサＣ１が接続されている。

本実施形態においては、このＤＣバスライン２２にインバータ２３が接続されており、これらモータジェネレータ２０、ＤＣバスライン２２、並びにインバータ２３が３相の第１の給電経路を構成している。

インバータ２３は、負荷となる多相モータ２５の相数に応じた複数組の素子を有している。各素子は、それぞれトランジスタやダイオード等で構成されている。また、インバータ２３は、モータ２５に接続されている。そして、ダイオード整流器２１から出力された直流電流を二次電流Ｄｉとしての交流電流に変換し、モータ２５に通電するように構成されている。

モータ２５は、ハイブリッド車両のディファレンシャル機構２６に接続され、このディファレンシャル機構２６を介してハイブリッド車両の後輪２７側の車軸２８を駆動するものである。モータ２５には、図略のモータトルクコントローラが設けられており、このモータトルクコントローラを介して後述する制御ユニット１００に制御されるように構成されている。

さらに、ＤＣバスライン２２には、電源装置３０が接続されている。

次に、モータジェネレータ２０とモータ２５との間には、第１の給電経路と並列に第２の給電経路を構成するバイパス回路４０が設けられている。

バイパス回路４０は、モータジェネレータ２０等の各相（ｕ相、ｖ相、ｗ相）に対応して相毎に設けられたＡＣバイパススイッチ４１〜４３で構成されている。

図２は、図１のバイパス回路４０のＡＣバイパススイッチ４１〜４３の詳細を示す回路図である。

図２も参照して、各ＡＣバイパススイッチ４１〜４３は、モータジェネレータ２０からモータ２５へ流れる方向の電流を制御する順方向用トランジスタ４１ａ〜４３ａと、モータ２５からモータジェネレータ２０へ流れる方向の電流を制御する逆方向用トランジスタ４１ｂ〜４３ｂと二つ一組で構成した半導体スイッチで具体化されている。各トランジスタ４１ａ〜４３ａ、４１ｂ〜４３ｂは、詳しくは後述する制御ユニット１００によってＯＮ／ＯＦＦ動作が制御されるように構成されている。

図１を参照して、同図に示したハイブリッド車両は、制御ユニット（ＰＣＭ：Ｐｏｗｅｒｔｒａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）１００によって制御される。

制御ユニット１００は、ＣＰＵ、メモリ等を備えたマイクロプロセッサであり、プログラムモジュールによって、入力要素からの検出信号を読み取り、所定の演算処理を実行して制御信号を出力要素に出力するものである。なお、図示の例では、一つのユニットとして制御ユニット１００を表しているが、具体的な態様としては、複数のユニットを組み合わせたモジュールアッセンブリであってもよい。

図３は、図１に示したハイブリッド車両の制御装置としての制御ユニット１００を示すブロック図である。

図１および図３を参照して、制御ユニット１００の入力要素としては、ハイブリッド車両の運転状態を判定するための車速センサＳＮ１、アクセル開度センサＳＮ２、並びにブレーキセンサＳＮ３が含まれている。また、モータジェネレータ２０からモータ２５への給電を制御するために、種々のセンサが設けられている。

まず、モータジェネレータ２０の状態を検出するために、モータジェネレータ２０には、その出力電流を検出するＭＧ電流センサＳＮ４と、回転速度を検出するＭＧ回転角センサＳＮ５とが設けられ、制御ユニット１００に接続されている。

次に、給電方向や電源装置３０による給電／回生等を制御するために、ＤＣバスライン２２には、当該ＤＣバスライン２２の電圧を検出するＤＣバスライン電圧センサＳＮ６が設けられ、電源装置３０には、バッテリ電圧（蓄電量検出）センサＳＮ７が設けられ、それぞれ制御ユニット１００に接続されている。

さらに、モータ２５自身の運転状態や給電方法等を制御するために、モータ２５には、モータ電流センサＳＮ８と、モータ回転角センサＳＮ９とが設けられ、制御ユニット１００に接続されている。

また、制御ユニット１００の出力要素としては、燃料噴射弁１６、点火プラグ１７、スロットル弁アクチュエータ１９、モータジェネレータ２０、ダイオード整流器２１、インバータ２３、ＡＣバイパススイッチ４１〜４３が含まれる。

図示の例において、制御ユニット１００は、運転状態判定部１０１、一次電流判定部１０２、駆動電流判定部１０３、差分値判定部１０４、給電制御部１１０、電流調整部１１１、クランキング制御部１１２、回生運転制御部１１３、並びに内燃機関制御部１１４を論理的に構成している。

運転状態判定部１０１は、ハイブリッド車両の運転状態を各センサＳＮ１〜ＳＮ９の検出に基づいて判定する論理的なモジュールである。本実施形態において、運転状態判定部１０１は、ハイブリッド車両の走行時において、回転速度と出力電流とで決まるモータジェネレータ２０の動作点を判定する機能も備えている。本実施形態においては、モータジェネレータ２０による内燃機関１０のクランキングの要否をも、この運転状態判定部１０１で判定するように構成されている。制御ユニット１００のメモリには、予め、実験等によって得られたクランキングの要否を判定するデータマップが記憶されており、車速センサＳＮ１、アクセル開度センサＳＮ２、ブレーキセンサＳＮ３、バッテリ電圧センサＳＮ７の出力値に基づいて、クランキングの要否を判定することができるようになっている。

一次電流判定部１０２は、モータジェネレータ２０が作動することによって生成される交流電流の位相や振幅、周波数をＭＧ電流センサＳＮ４の検出値に基づいて判定する論理的なモジュールである。

駆動電流判定部１０３は、モータ２５が作動するために必要な交流電流の位相や振幅、周波数を、運転状態判定部１０１の判定やモータ２５の仕様に基づく制御パラメータ等によって判定する論理的なモジュールである。

差分値判定部１０４は、一次電流判定部１０２によって判定された一次電流Ｇｉの振幅の絶対値から駆動電流判定部１０３によって判定された駆動電流Ｄｉの振幅の絶対値の差分値を制御パラメータとして演算し、判定する論理的なモジュールである。

給電制御部１１０は、モータ２５を作動させるための給電制御、具体的には、供給源をモータジェネレータ２０にするか、電源装置３０にするか、双方にするかを選択的に判定する制御を司る論理的なモジュールである。

電流調整部１１１は、給電制御部１１０によってモータジェネレータ２０からモータ２５に電力を供給する際、差分値を演算して、過剰電流が生じている場合には電源装置３０に流すとともに、不足電流が生じている場合には、電源装置３０から不足分をモータ２５に補填するように電流を制御する論理的なモジュールである。

クランキング制御部１１２は、モータジェネレータ２０を用いて内燃機関１０を始動する制御を司る論理的なモジュールである。本実施形態において、クランキング制御部１１２は、モータジェネレータ２０による内燃機関１０のクランキング動作の際、モータジェネレータ２０に給電する際の電流値や、インバータ２３並びにＡＣバイパススイッチ４１〜４３によるスイッチング制御をも司り、これによって、電源装置３０から出力された直流電流をインバータ２３によって単相の交流電流に変換したり、直流のままＡＣバイパススイッチ４１〜４３に流したり、バイパス回路４０を流れる電流をＡＣバイパススイッチ４１〜４３で三相交流電流に変換したりすることができるように構成されている。

回生運転制御部１１３は、電源装置３０のバッテリ回生時の運転を制御する論理的なモジュールである。

内燃機関制御部１１４は、燃料噴射弁１６、点火プラグ１７、スロットル弁アクチュエータ１９等を制御することにより、内燃機関１０の回転速度を制御して、モータジェネレータ２０の回転速度を制御する論理的なモジュールである。

図４は、本実施形態に係る制御ユニット１００の各モジュールによる制御例を示すフローチャートである。

図４を参照して、本実施形態における制御ユニット１００は、車両の停止中も各入力要素からの信号をモニタしている。この状態で、車速センサＳＮ１、アクセル開度センサＳＮ２、ブレーキセンサＳＮ３、バッテリ電圧センサＳＮ７の出力値を読み取り（ステップＳ１）、これらの出力結果と予めマッピングされているクランキング条件とを照合して、モータジェネレータ２０によるクランキングの要否を判定する（ステップＳ２）。

仮に、クランキング動作が不要であると判定された場合には、モータ２５への給電制御サブルーチンを実行し（ステップＳ７）、その後、ステップＳ１に移行する。モータ２５への給電制御サブルーチンＳ７は、第１の給電経路としてのダイオード整流器２１やインバータ２３による一次電流Ｇｉの変換を経てモータ２５の駆動に好適な二次電流Ｄｉを生成し、モータ２５に供給する方法で周知の構成と同様に行われるが、本実施形態においては、第２の給電経路としてのバイパス回路４０が設けられていることから、運転状況に応じて、バイパス回路４０を用いてモータジェネレータ２０からの一次電流ＧｉをＡＣバイパススイッチ４１〜４３で二次電流Ｄｉに変換し、モータ２５に供給するようにしてもよい。

他方、ステップＳ２において、クランキング動作が必要であると判定した場合、制御ユニット１００は、さらに車両が停止中であるか否かを判定する（ステップＳ４）。

仮に、車両が停止中である場合、詳しくは後述するモータジェネレータ２０への給電制御サブルーチン（クランキング制御ステップの一例）を実行し（ステップＳ５）、このサブルーチンによって内燃機関１０のクランキングを実行する。次いでクランキングが終了したか否かが判定され（ステップＳ６）、終了していない場合には、ステップＳ４に移行するとともに、終了している場合には、ステップＳ７のサブルーチンを実行する。本実施形態において、ステップＳ４やステップＳ６における判定は、内燃機関１０の回転速度を検出し、この回転速度が所定の値以下であるか否かによって判定されるようになっている。

他方、ステップＳ４において、車両が走行中であった場合、制御ユニット１００は、モータジェネレータ２０とモータ２５の双方に給電する制御を実行する。具体的には、モータジェネレータ２０の駆動に必要な３相交流電流と、モータ２５の駆動に必要な３相交流電流の合成波を演算し（ステップＳ８）、演算された合成波が出力されるように電源装置３０から出力される直流電流をインバータ２３で変換させる（ステップＳ９）。これにより、モータ２５は、合成波のうち、当該モータ２５を駆動するための交流成分によって、駆動される。さらに、制御ユニット１００は、モータジェネレータ２０が駆動されるのに好適な３相交流電流に合成波が変換されるようにＡＣバイパススイッチ４１〜４３を制御する。この結果、モータジェネレータ２０も好適な電流によって駆動され、内燃機関１０をクランキングすることになる（ステップＳ１０）。その後、ステップＳ６に移行し、上述した処理が繰り返される。

図５および図６は、図４のフローチャートにおけるモータジェネレータ２０への給電制御サブルーチンの具体例をそれぞれ示し、（Ａ）は当該サブルーチンのフローチャート、（Ｂ）は、（Ａ）のサブルーチンを実行した場合の通電特性図である。

まず、図５（Ａ）（Ｂ）に示す例では、電源装置３０から出力された直流電流をそのままインバータ２３からバイパス回路４０のＡＣバイパススイッチ４１〜４３に流し（ステップＳ５１）、ＡＣバイパススイッチ４１〜４３で直流電流を交流電流に変換して、モータジェネレータ２０で駆動トルクが出力されるようにしている（ステップＳ５２）。

具体的には、図５（Ｂ）に示すように、３相のうちの一つのライン（図示の例ではｕ相）に正の電圧を供給し、他のライン（ｖ相、ｗ相）については、負の電圧を供給して、全体として、直流が流れるように電源装置３０が制御されている。図示の例では、負の電圧が印加されるラインの電圧ｎ（Ｖ）の絶対値に対して、正の電圧が印加されるラインの電圧の絶対値を２倍に設定している。なお、図５（Ｂ）の態様は、一例であって、例えば、正の電圧が複数のラインであってもよい。

このように、クランキング制御ステップ（ステップＳ５）として、電源装置３０から供給された直流電流をＡＣバイパススイッチ４１〜４３で交流電流に変換してモータジェネレータ２０に供給するステップを採用している場合には、電源装置３０からインバータ２３を経由してバイパス回路４０に送電する際、インバータ２３から一部の電流がモータ２５に流れることになる。しかし、インバータ２３から出力される電流は直流であるため、この電流がモータ２５に流れてもモータ２５が不随意に作動することがない。従って、特別な手段を講じることなく、モータジェネレータ２０に給電し、安全にモータジェネレータ２０による内燃機関１０の始動（クランキング）を図ることができる。また、インバータ２３での複雑な変換制御が不要になるので、制御が簡素化し、信頼性も高くなる。

他方、図６（Ａ）（Ｂ）の具体例では、電源装置３０から電力をインバータ２３に供給し（ステップＳ５０１）、インバータ２３によって、図６（Ｂ）に示すように、例えばｕ相、ｖ相、ｗ相の順に流れる単相交流電流に変換し（ステップＳ５０２）、この単相交流電流をＡＣバイパススイッチ４１〜４３でモータジェネレータ２０の駆動に好適な交流電流に変換し、モータジェネレータ２０に供給するようにしている（ステップＳ５０３）。図６（Ａ）（Ｂ）の具体例では、インバータ２３から出力された単相交流電流がモータ２５にも供給されることになるが、多相電動機であるモータ２５は、図６（Ｂ）に示すような単相交流電流では駆動されないので、モータ２５が不随意に作動することはない。

このように、モータジェネレータ２０が、多相交流器２０であり、クランキング制御ステップ（ステップＳ５）が、電源装置３０から出力される直流電流をインバータ２３によって高周波の単相交流電流に変換した後、ＡＣバイパススイッチ４１〜４３で、当該モータジェネレータ２０の相数に対応する多相交流電流に変換し、モータジェネレータ２０に給電するステップである場合、多相交流器２０に電源装置３０から電流を供給するに当たり、インバータ２３によって高周波の単相交流電流が生成されるので、この電流がモータ２５に流れても、モータ２５が不随意に作動することがない。その上で、ＡＣバイパススイッチ４１〜４３でモータジェネレータ２０を作動させることができるので、車両の停止時において、安全にモータジェネレータ２０による内燃機関１０の始動（クランキング）を図ることができる。

以上説明したように、本実施形態は、内燃機関１０と、内燃機関１０に駆動されて交流の一次電流Ｇｉを発電可能であるとともに、交流電流の供給によってトルクを出力可能なモータジェネレータ２０と、一次電流Ｇｉを直流電流に変換するダイオード整流器２１と、ダイオード整流器２１が整流した直流電流を交流の二次電流Ｄｉに変換可能なインバータ２３と、ダイオード整流器２１とインバータ２３との間に接続される電源装置３０とを備えたハイブリッド車両であって、ダイオード整流器２１とインバータ２３とを直列に経由して電流を車両駆動用のモータ２５に供給する第１の給電経路と、一次電流Ｇｉをモータ２５に導通可能に第１の給電経路と並列に設けられた第２の給電経路と、第２の給電経路に設けられ、一次電流Ｇｉの波形を変換可能なＡＣバイパススイッチ４１〜４３と、各給電経路の通電を制御する制御ユニット１００とを設け、制御ユニット１００は、内燃機関１０のモータジェネレータ２０によるクランキングの要否を判定する機能を含み、車両の運転状態を判定する運転状態判定部１０１と、車両が停止中において、クランキングが必要であると判定された場合に、インバータ２３からモータ２５への駆動電流を規制しつつ、電源装置３０の電力をインバータ２３から第２の給電経路を介してモータジェネレータ２０に供給するクランキング制御部１１２とを備えているハイブリッド車両である。

かかるハイブリッド車両の制御方法においては、図４〜図６に示したように、車両の運転状態を判定する運転状態判定ステップ（ステップＳ１）と、内燃機関１０のクランキング要否を判定するクランキング要否判定ステップ（ステップＳ２）と、車両が停止中において、内燃機関１０のクランキングが必要であると判定された場合（ステップＳ２、Ｓ４における判定が何れもＹＥＳの場合）に、インバータ２３からモータ２５への駆動電流を規制しつつ、電源装置３０の電力をインバータ２３から第２の給電経路を介してモータジェネレータ２０に供給するクランキング制御ステップ（ステップＳ５の通電制御サブルーチン）とを備えている。このため本実施形態では、ダイオード整流器２１を用いてモータジェネレータ２０からの一次電流Ｇｉを直流電流に変換しているので、発電系の損失を大幅に低減することができる。加えて、ダイオード整流器２１やモータジェネレータ２０等からなる第１の給電経路と並列に第２の給電経路としてのバイパス回路４０を設け、このバイパス回路４０からモータジェネレータ２０の一次電流Ｇｉを波形変換してモータ２５に供給できるようにしているので、この点からも発電系の損失を大幅に低減することができる。そして、車両の停止中にモータジェネレータ２０によるクランキング要請が生じた場合には、電源装置３０からの電力をインバータ２３からバイパス回路４０を経由してモータジェネレータ２０に供給することができる。しかも、クランキング制御ステップ（ステップＳ５の通電制御サブルーチン）では、インバータ２３からモータ２５への通電が規制されているので、停止時の車両が不随意に走行し始めるおそれはない。

上述した実施形態は、本発明の好ましい具体例を示したものに過ぎず、本発明は上述した実施形態に限定されない。

図７は、本発明の別の実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成図である。

図７を参照して、同図に示す実施形態では、インバータ２３とモータ２５との間に、３相の給電スイッチ５０を設け、この給電スイッチ５０を制御ユニット１００で開閉制御可能に構成している点のみが図１の構成と異なっている。

図８は、図７の実施形態に係る制御ユニット１００の各モジュールによる制御例を示すフローチャートである。

図８を参照して、図７のハイブリッド車両を採用した場合には、ステップＳ４において車両停止中であると判定された場合には、給電スイッチ５０が遮断され、車両が走行中であると判定された場合には、給電スイッチ５０が接続される点が図４のフローチャートと異なっている。

車両停止中においては、給電スイッチ５０が遮断されるため、電源装置３０からインバータ２３に給電されても、モータ２５に電流が流れることはない。

従って、ステップＳ５の給電制御サブルーチンにおいても、簡素な制御を実行することができる。

図９は、図８のフローチャートにおける給電制御サブルーチンの具体例を示すフローチャートである。

図９を参照して、この制御例においては、電源装置３０から電力がインバータ２３に供給され（ステップＳ５１１）、インバータ２３が供給された直流電流をモータジェネレータ２０の駆動に好適な３相の交流電流に変換する（ステップＳ５１２）。他方、バイパス回路４０のＡＣバイパススイッチ４１〜４３は、供給された交流電流をそのままモータジェネレータに供給するようにＯＮになっているので、インバータ２３に変換された交流電流は、バイパス回路４０からモータジェネレータ２０に供給される。

このように、図７〜図８に示した実施形態では、クランキング制御ステップ（ステップＳ５の通電制御サブルーチン）に先立って、第１の給電経路とモータ２５との経路を遮断する通電遮断ステップ（ステップＳ２０）をさらに備えている。このため、通電遮断ステップ（ステップＳ２０）によってモータ２５への給電が阻止されるので、車両の停止時において、安全にモータジェネレータ２０による内燃機関１０の始動（クランキング）を図ることができる。

また、バイパス回路４０は、一次電流Ｇｉの波形を変換可能な各種の変換回路を採用することが可能であり、例えば、双方向のＯＮ／ＯＦＦスイッチを有し、入力側にフィルタ回路を備えたマトリックスコンバータで構成されていてもよい。

さらに、図４、図８のフローチャートにおいて、ステップＳ１０を省略し、モータジェネレータ２０とモータ２５の合成波をそのままモータジェネレータ２０に通電してもよい。

その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。

本発明の実施の一形態に係るハイブリッド車両の概略構成図である。 図１のバイパス回路の半導体スイッチの詳細を示す回路図である。 図１に示したハイブリッド車両の制御装置としての制御ユニットを示すブロック図である。 本実施形態に係る制御例を示すフローチャートである。 図４のフローチャートにおけるモータジェネレータへの給電制御サブルーチンの具体例をそれぞれ示し、（Ａ）は当該サブルーチンのフローチャート、（Ｂ）は、（Ａ）のサブルーチンを実行した場合の通電特性図である。 図４のフローチャートにおけるモータジェネレータへの給電制御サブルーチンの具体例をそれぞれ示し、（Ａ）は当該サブルーチンのフローチャート、（Ｂ）は、（Ａ）のサブルーチンを実行した場合の通電特性図である。 本発明の別の実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成図である。 図７の実施形態に係る制御ユニットの各モジュールによる制御例を示すフローチャートである。 図８のフローチャートにおける給電制御サブルーチンの具体例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 内燃機関
２０ モータジェネレータ
２１ ダイオード整流器（第１の給電経路の要部）
２３ インバータ（第１の給電経路の要部）
２５ 多相モータ
３０ 電源装置
４０ バイパス回路（第２の給電経路の一例）
４１-４３ ＡＣバイパススイッチ
１００ 制御ユニット（制御装置の一例）
１０１ 運転状態判定部
１１２ クランキング制御部
１１４ 内燃機関制御部
Ｇｉ 一次電流
Ｄｉ 二次電流
ＳＮ１ 車速センサ
ＳＮ２ アクセル開度センサ
ＳＮ３ ブレーキセンサ
ＳＮ４ ＭＧ電流センサ
ＳＮ５ ＭＧ回転角センサ
ＳＮ６ バスライン電圧センサ
ＳＮ７ バッテリ電圧センサ
ＳＮ８ モータ電流センサ
ＳＮ９ モータ回転角センサ

Claims (4)

1. 内燃機関に駆動されて交流の一次電流を発電可能であるとともに、交流電流の供給によってトルクを出力可能な多相交流器からなるモータジェネレータと、前記一次電流を直流電流に変換するダイオード整流器と、前記ダイオード整流器が整流した直流電流を交流の二次電流に変換可能なインバータと、前記ダイオード整流器と前記インバータとの間に接続される電源装置と、前記ダイオード整流器と前記インバータとを直列に経由して電流を車両駆動用のモータに供給する第１の給電経路と、前記一次電流を前記モータに導通可能に前記第１の給電経路と並列に設けられた第２の給電経路と、前記第２の給電経路に設けられた交流変換器とを備えたハイブリッド車両の制御方法であって、
   前記車両の運転状態を判定する運転状態判定ステップと、
   前記内燃機関の前記モータジェネレータによるクランキングの要否を判定するクランキング要否判定ステップと、
   前記車両が停止中において、前記クランキングが必要であると判定された場合に、前記インバータから前記モータへの駆動電流を規制しつつ、前記電源装置の電力を前記インバータから前記第２の給電経路を介して前記モータジェネレータに供給するクランキング制御ステップとを備え、
   前記クランキング制御ステップは、前記電源装置から出力される直流電流を前記インバータによって高周波の単相交流電流に変換した後、前記交流変換器で、当該モータジェネレータの相数に対応する多相交流電流に変換し、前記モータジェネレータに給電するステップである
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
2. 請求項１記載のハイブリッド車両の制御方法において、
   前記クランキング制御ステップに先立って、前記第１の給電経路と前記モータとの経路を遮断する通電遮断ステップをさらに備えている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
3. 内燃機関と、
   前記内燃機関に駆動されて交流の一次電流を発電可能であるとともに、交流電流の供給によってトルクを出力可能な多相交流器からなるモータジェネレータと、
   前記一次電流を直流電流に変換するダイオード整流器と、
   前記ダイオード整流器が整流した直流電流を交流の二次電流に変換可能なインバータと、
   前記ダイオード整流器と前記インバータとの間に接続される電源装置と
   を備えたハイブリッド車両であって、
   前記ダイオード整流器と前記インバータとを直列に経由して電流を車両駆動用のモータに供給する第１の給電経路と、
   前記一次電流を前記モータに導通可能に前記第１の給電経路と並列に設けられた第２の給電経路と、
   前記第２の給電経路に設けられた交流変換器と、
   各給電経路の通電を制御する制御装置と
   を設け、前記制御装置は、
   前記内燃機関の前記モータジェネレータによるクランキングの要否を判定する機能を含み、前記車両の運転状態を判定する運転状態判定部と、
   前記車両が停止中において、前記クランキングが必要であると判定された場合に、前記インバータから前記モータへの駆動電流を規制しつつ、前記電源装置の電力を前記インバータから前記第２の給電経路を介して前記モータジェネレータに供給するクランキング制御部とを備え、
   前記クランキング制御部は、前記電源装置から出力される直流電流を前記インバータによって高周波の単相交流電流に変換した後、前記交流変換器で、当該モータジェネレータの相数に対応する多相交流電流に変換し、前記モータジェネレータに給電するものである
   ことを特徴とするハイブリッド車両。
4. 請求項３記載のハイブリッド車両において、
   前記インバータと前記モータとの間に設けられたスイッチを備え、
   前記クランキング制御部は、前記車両が停止中において、前記クランキングが必要であると判定された場合に、前記電源装置から前記モータジェネレータへの給電に先立って、前記スイッチを遮断制御するものである
   ことを特徴とするハイブリッド車両。
   

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