JP6790980B2 - ハイブリッド車両及びその制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、ハイブリッド車両及びその制御方法に関し、特に、エンジンと回転電機と出力軸とが遊星歯車装置を介して接続されるハイブリッド車両の退避走行に関する。

ハイブリッド車両のパワートレーン構成の一態様として、エンジンと第１及び第２の電動機とを遊星歯車装置によって連結する構成が特開２０１３−２０３１１６号公報（特許文献１）等に開示されている。このハイブリッド車両は、第１及び第２の電動機を駆動するインバータと、インバータの入力電圧をバッテリの出力電圧以上に昇圧するコンバータとを含んで構成される。

このハイブリッド車両では、インバータの異常が生じると、インバータをゲート遮断状態に維持した退避走行が実行される（以下、このような退避走行を「インバータレス走行」と称し、そのための制御を「インバータレス走行制御」とも称する。）。具体的には、インバータの各スイッチング素子をオフに維持した状態（ゲート遮断状態）で、エンジンの出力により第１の電動機を機械的（力学的）に回転させることによって、第１の電動機に逆起電力を発生させる。この際に第１の電動機から発生されるトルク（逆起トルク）を、遊星歯車装置を経由させて出力軸（遊星歯車装置のリングギヤ）に正方向（前進）に作用させることによって、走行トルクが確保される（特許文献１参照）。

特開２０１３−２０３１１６号公報

インバータレス走行制御中において、たとえば停車時にシフトレンジが前進レンジ（Ｄレンジ等）から非前進レンジ（ＮレンジやＰレンジ等）に切替えられた場合、出力軸にトルクが出ないようにエンジンを停止することが考えられる。しかしながら、インバータレス走行制御中は、インバータがゲート遮断状態であるため、エンジンを一旦停止すると、インバータ及び電動機を用いてエンジンを始動できなくなり、その後のインバータレス走行ができなくなるという問題がある。

そこで、インバータレス走行制御中においてシフトレンジが非前進レンジに切替えられた場合に、たとえば、蓄電装置とインバータとの間に設けられるコンバータをゲート遮断状態にして第１の電動機から蓄電装置への電流の流れを遮断することにより、第１の電動機における逆起トルク及びそれに伴なう駆動トルクの発生を抑止することが考えられる。しかしながら、シフトレンジが非前進レンジに切替えられたときに、直ちに第１の電動機から蓄電装置への電流の流れを遮断することによって第１の電動機が発生するトルク（逆起トルク）をカットすると、以下の問題が生じる可能性がある。すなわち、シフトレンジの切替えに応じて下がりきっていないエンジンのトルクを受けて第１の電動機の回転数が急上昇し、それに伴なう逆起電圧の急上昇によりシステム電圧（コンバータとインバータとの間の電圧）が過電圧となる可能性がある。

本開示は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、インバータレス走行制御中においてシフトレンジが前進レンジから非前進レンジに切替えられた場合に、インバータレス走行を継続可能とし、かつ、システム電圧の過電圧を抑制可能なハイブリッド車両及びその制御方法を提供することである。

本開示のハイブリッド車両は、エンジンと、回転電機と、出力軸と、遊星歯車装置と、再充電可能な蓄電装置と、コンバータと、インバータと、制御装置とを備える。回転電機は、ロータに永久磁石を有する。出力軸は、駆動輪に接続される。遊星歯車装置は、エンジン、回転電機のロータ及び出力軸を機械的に連結し、回転電機、エンジン及び出力軸の間でトルクを伝達可能に構成される。コンバータは、蓄電装置と電力線との間に設けられ、電力線の電圧（システム電圧）を蓄電装置の電圧以上に調整するように構成される。インバータは、上記電力線と回転電機との間に接続され、上記電力線と回転電機との間で電力変換するように構成される。制御装置は、エンジン、コンバータ及びインバータを制御する。制御装置は、インバータをゲート遮断状態として、エンジンの出力によって回転させられる回転電機が発電する際に出力するトルク（逆起トルク）の反力が出力軸に作用することによって走行するインバータレス走行を実行するように、エンジン及びインバータを制御する。そして、制御装置は、インバータレス走行中において、ハイブリッド車両のシフトレンジが前進レンジから非前進レンジに切替えられると、システム電圧が所定の最大電圧又はその近傍に調整されるようにコンバータを制御する。

また、本開示の制御方法は、ハイブリッド車両の制御方法である。ハイブリッド車両は、エンジンと、回転電機と、出力軸と、遊星歯車装置と、再充電可能な蓄電装置と、コンバータと、インバータとを備える。回転電機は、ロータに永久磁石を有する。出力軸は、駆動輪に接続される。遊星歯車装置は、エンジン、回転電機のロータ及び出力軸を機械的に連結し、回転電機、エンジン及び出力軸の間でトルクを伝達可能に構成される。コンバータは、蓄電装置と電力線との間に設けられ、電力線の電圧（システム電圧）を蓄電装置の電圧以上に調整するように構成される。インバータは、上記電力線と回転電機との間に接続され、上記電力線と回転電機との間で電力変換するように構成される。制御方法は、インバータをゲート遮断状態として、エンジンの出力によって回転させられる回転電機が発電する際に出力するトルク（逆起トルク）の反力が出力軸に作用することによって走行するためのインバータレス走行制御を実行するステップと、インバータレス走行制御の実行中において、ハイブリッド車両のシフトレンジが前進レンジから非前進レンジに切替えられると、システム電圧が所定の最大電圧又はその近傍に調整されるようにコンバータを制御するステップとを含む。

上記のハイブリッド車両及びその制御方法においては、インバータレス走行中にシフトレンジが前進レンジから非前進レンジに切替えられると、システム電圧が所定の最大電圧又はその近傍に調整されるようにコンバータが制御される。これにより、回転電機の回転数が、回転電機の逆起電圧が上記最大電圧レベルとなる回転数のレベルに抑制される。したがって、上記のハイブリッド車両及びその制御方法によれば、インバータレス走行制御中においてシフトレンジが前進レンジから非前進レンジに切替えられた場合に、インバータレス走行を継続可能とし、かつ、システム電圧の過電圧を抑制することができる。

制御装置は、システム電圧が最大電圧又はその近傍に調整された後、回転電機の回転数が所定値を下回ると、コンバータをゲート遮断状態としてもよい。

上記の構成によれば、コンバータをゲート遮断状態とすることによって、回転電機のトルクを０にすることができる。また、回転電機の回転数が所定値を下回った後にコンバータをゲート遮断状態としているので、システム電圧の過電圧も生じない。

なお、所定値は、たとえば、シフトレンジが前進レンジから非前進レンジに切替えられることによりエンジンのトルクが低下した後の回転電機の回転数に基づいて設定され得る。

制御装置は、システム電圧が最大電圧又はその近傍に調整された後、所定時間が経過すると、コンバータをゲート遮断状態としてもよい。

上記の構成によれば、回転電機の回転数を取得することなく、より簡易な構成でシステム電圧の過電圧を抑制することができる。

ハイブリッド車両は、蓄電装置とコンバータとの間に設けられるリレーをさらに備えてもよい。そして、制御装置は、システム電圧が最大電圧又はその近傍に調整された後、回転電機の回転数が所定値を下回ると、リレーを開放状態に制御してもよい。

上記の構成によれば、リレーを開放状態とすることによって、回転電機のトルクを０にすることができる。また、回転電機の回転数が所定値を下回った後にリレーを開放状態としているので、システム電圧の過電圧も生じない。

ハイブリッド車両は、蓄電装置とコンバータとの間に設けられるリレーをさらに備えてもよい。そして、制御装置は、システム電圧が最大電圧又はその近傍に調整された後、所定時間が経過すると、リレーを開放状態に制御してもよい。

上記の構成によれば、回転電機の回転数を取得することなく、より簡易な構成でシステム電圧の過電圧を抑制することができる。

本開示によれば、インバータレス走行制御中においてシフトレンジが前進レンジから非前進レンジに切替えられた場合に、インバータレス走行を継続可能とし、かつ、システム電圧の過電圧を抑制することができる。

本開示の実施の形態１に従うハイブリッド車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。 図１に示す車両の電気システムの構成を説明する回路ブロック図である。 インバータレス走行中における電気システムの構成を概略的に示す図である。 インバータレス走行中における各回転要素の挙動を説明するための共線図である。 モータジェネレータの回転数と、システム電圧と、逆起電圧と、モータジェネレータを流れる電流と、逆起トルクとの間の関係を説明するための図である。 インバータレス走行制御中に電流経路を流れる電流が遮断された場合の電気システムの構成を概略的に示す図である。 参考例として、インバータレス走行制御中にシフトレンジが非前進レンジに切替えられた場合に、コンバータを直ちにゲート遮断した場合のモータジェネレータの挙動等を説明するタイムチャートである。 実施の形態１において、インバータレス走行制御中にシフトレンジが前進レンジから非前進レンジに切替えられた場合のモータジェネレータの挙動等を説明するタイムチャートである。 実施の形態１に従うハイブリッド車両における走行制御を説明するためのフローチャートである。 インバータの三相オン制御を説明するための図である。 変形例のハイブリッド車両における走行制御を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２において、インバータレス走行制御中に電流経路を流れる電流が遮断された場合の電気システムの構成を概略的に示す図である。 実施の形態２に従うハイブリッド車両における走行制御を説明するためのフローチャートである。 遊星歯車装置の他の構成例を示す図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［実施の形態１］
＜ハイブリッド車両の全体構成＞
図１は、本開示の実施の形態１に従うハイブリッド車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。図１を参照して、車両１は、エンジン１００と、モータジェネレータ１０，２０と、遊星歯車装置３０と、駆動輪５０と、駆動輪５０に接続される出力軸６０と、バッテリ１５０と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System Main Relay）１６０と、電力制御ユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）２００と、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３００とを備える。

車両１は、エンジン１００とモータジェネレータ２０との少なくとも一方の動力を用いて走行する。車両１は、後述する通常走行中において、エンジン１００の動力を用いずにモータジェネレータ２０の動力を用いる電気自動車走行（ＥＶ走行）と、エンジン１００及びモータジェネレータ２０の双方の動力を用いるハイブリッド自動車走行（ＨＶ走行）との間で車両１の走行態様を切替えることができる。

エンジン１００は、ガソリンエンジン又はディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン１００は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて車両１が走行するための動力を発生する。エンジン１００により発生した動力は、遊星歯車装置３０に出力される。

エンジン１００には、エンジン回転数センサ４１０が設けられている。エンジン回転数センサ４１０は、エンジン１００の回転数Ｎｅを検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。

モータジェネレータ１０，２０は、たとえば三相交流永久磁石型同期モータである。モータジェネレータ１０（回転電機：ＭＧ１）は、エンジン１００を始動させる際には、バッテリ１５０の電力を用いてエンジン１００のクランクシャフト１１０を回転させる。また、モータジェネレータ１０は、エンジン１００の動力を用いて発電することも可能である。モータジェネレータ１０によって発電された交流電力は、ＰＣＵ２００により直流電力に変換されてバッテリ１５０に充電される。また、モータジェネレータ１０によって発電された交流電力がモータジェネレータ２０に供給される場合もある。

モータジェネレータ２０（ＭＧ２）のロータは、出力軸６０に機械的に接続される。モータジェネレータ２０は、バッテリ１５０からの供給電力及びモータジェネレータ１０による発電電力のうちの少なくとも一方を用いて出力軸６０を回転させる。また、モータジェネレータ２０は、回生制動によって発電することも可能である。モータジェネレータ２０によって発電された交流電力は、ＰＣＵ２００により直流電力に変換されてバッテリ１５０に充電される。なお、図１の例では、モータジェネレータ２０のロータが出力軸６０と直接連結されているが、当該ロータは、変速機（減速機）を経由して出力軸６０と機械的に接続されてもよい。

モータジェネレータ１０には、レゾルバ４２１が設けられている。レゾルバ４２１は、モータジェネレータ１０の回転数Ｎｍ１を検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。同様に、モータジェネレータ２０には、レゾルバ４２２が設けられている。レゾルバ４２２は、モータジェネレータ２０の回転数Ｎｍ２を検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。

遊星歯車装置３０は、エンジン１００、モータジェネレータ１０及び出力軸６０を機械的に連結し、エンジン１００、モータジェネレータ１０及び出力軸６０の間でトルクを伝達可能に構成される。具体的には、遊星歯車装置３０は、回転要素としてサンギヤＳと、リングギヤＲと、キャリアＣＡと、ピニオンギヤＰとを含む。サンギヤＳは、モータジェネレータ１０のロータに連結される。リングギヤＲは、出力軸６０に連結される。ピニオンギヤＰは、サンギヤＳとリングギヤＲとに噛合する。キャリアＣＡは、エンジン１００のクランクシャフト１１０に連結されるとともに、ピニオンギヤＰが自転かつ公転できるようにピニオンギヤＰを保持する。

バッテリ１５０は、再充電可能に構成された蓄電装置の代表例として示される。バッテリ１５０は、代表的にはニッケル水素二次電池或いはリチウムイオン二次電池等の二次電池によって構成される。蓄電装置としては、電気二重層キャパシタ等のキャパシタを用いることも可能である。

ＳＭＲ１６０は、バッテリ１５０とＰＣＵ２００との間の電力線に介挿接続されている。ＳＭＲ１６０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥに応じて、バッテリ１５０とＰＣＵ２００との導通状態（オン）及び遮断状態（オフ）を切替える。

ＰＣＵ２００は、バッテリ１５０から出力される直流電力を昇圧し、昇圧された電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ１０，２０に供給する。また、ＰＣＵ２００は、モータジェネレータ１０，２０により発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１５０に供給する。ＰＣＵ２００の構成については、図２にて詳しく説明する。

車両１は、シフトレバー５００と、ポジションセンサ５１０とをさらに備える。シフトレバー５００は、車両１のシフトレンジをユーザが選択するための機器である。ユーザがシフトレバー５００を操作すると、ポジションセンサ５１０は、シフトレバー５００の位置（シフトポジション）ＳＦＴを検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。ＥＣＵ３００は、シフトポジションＳＦＴに対応するシフトレンジを設定する。シフトレンジは、Ｄ（ドライブ）レンジ及びＢ（ブレーキ）レンジ等の前進レンジと、Ｐ（パーキング）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ及びＮ（ニュートラル）レンジ等の非前進レンジとを含む。

ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、入出力バッファ等とを含んで構成される（いずれも図示せず）。ＥＣＵ３００は、各センサ及び機器からの信号、並びにメモリに格納されたマップ及びプログラムに基づいて、車両１が所望の走行状態となるように各機器を制御する。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）により処理することも可能である。なお、図１では、ＥＣＵ３００は単一の要素として表記されているが、ＥＣＵ３００は、纏まりのある機能毎に複数個に分割配置されてもよい。

ＥＣＵ３００は、エンジン１００の停止中（燃料供給の停止中）にエンジン１００の始動要求がある場合、エンジン１００をクランキングするためのトルクをモータジェネレータ１０が発生するようにＰＣＵ２００（より詳細には後述のインバータ２２１）を制御する。そして、クランキングによりエンジン１００の回転数Ｎｅが所定値に達すると、エンジン１００の燃料噴射制御及び点火制御を開始する。これにより、エンジン１００が始動する。

＜電気システムの構成＞
図２は、車両１の電気システムの構成を説明する回路ブロック図である。図２を参照して、バッテリ１５０には、監視ユニット４４０が設けられている。監視ユニット４４０は、バッテリ１５０の電圧（バッテリ電圧）ＶＢ、バッテリ１５０に対する入出力電流ＩＢ、及びバッテリ１５０の温度ＴＢを検出して、それらの検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。

ＰＣＵ２００は、コンデンサＣ１と、コンバータ２１０と、コンデンサＣ２と、インバータ２２１，２２２と、電圧センサ２３０と、電流センサ２４１，２４２とを含む。コンデンサＣ１は、バッテリ１５０に並列に接続される。コンデンサＣ１は、コンバータ２１０の低圧側（バッテリ１５０側）の電圧変動を平滑化する。

コンバータ２１０は、電流可逆型の昇圧チョッパ回路によって構成され、リアクトルＬ１と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２及び後述するインバータ２２１，２２２のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ１４の各々は、たとえばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、電力線ＰＬと電力線ＮＬとの間に直列に接続される。ダイオードＤ１，Ｄ２は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２にそれぞれ逆並列に接続される。リアクトルＬ１の一方端は、バッテリ１５０の高電位側に接続され、他方端は、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との接続点に接続される。

コンバータ２１０は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の各々をスイッチング動作させるためのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）方式の制御信号ＰＷＭＣに応じて、電力線ＰＬ，ＮＬ間の電圧（以下「システム電圧」とも称する。）ＶＨをバッテリ電圧ＶＢ以上に昇圧する。コンバータ２１０は、システム電圧ＶＨがその目標電圧ＶＨ＊よりも低い場合には、バッテリ１５０からの電力を昇圧して電力線ＰＬに供給する。一方、システム電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊よりも高い場合には、コンバータ２１０は、電力線ＰＬからバッテリ１５０へ電流を流す。また、コンバータ２１０は、ＥＣＵ３００からゲート遮断信号ＳＤＮＣを受けると、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の各々を非導通状態にする。これにより、コンバータ２１０はゲート遮断状態になる。

コンデンサＣ２は、電力線ＰＬと電力線ＮＬとの間に接続される。コンデンサＣ２は、電力線ＰＬと電力線ＮＬとの間の電圧すなわちシステム電圧ＶＨの変動を平滑化する。電圧センサ２３０は、コンデンサＣ２の両端の電圧すなわちシステム電圧ＶＨを検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。

インバータ２２１は、Ｕ相アーム１Ｕと、Ｖ相アーム１Ｖと、Ｗ相アーム１Ｗとを含む。各相アームは、電力線ＰＬ，ＮＬ間に互いに並列に接続される。Ｕ相アーム１Ｕは、直列接続されたスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を有し、Ｖ相アーム１Ｖは、直列接続されたスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６を有し、Ｗ相アーム１Ｗは、直列接続されたスイッチング素子Ｑ７，Ｑ８を有する。スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８に対して、それぞれダイオードＤ３〜Ｄ８が逆並列に接続されている。

各相アームの中間点は、モータジェネレータ１０の対応するコイルに接続される。すなわち、Ｕ相コイルの一方端は、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の中間点に接続され、Ｖ相コイルの一方端は、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の中間点に接続され、Ｗ相コイルの一方端は、スイッチング素子Ｑ７，Ｑ８の中間点に接続される。そして、各相コイルの他方端は、互いに接続されて中性点を構成する。

インバータ２２１は、システム電圧ＶＨが供給されると、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８の各々をスイッチング動作させるためのＰＷＭ方式の制御信号ＰＷＭＩに応じて、直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ１０を駆動する。これにより、モータジェネレータ１０は、トルク指令値により指定されたトルクを発生するように駆動される。一方、インバータ２２１は、ＥＣＵ３００からゲート遮断信号ＳＤＮ１を受けると、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８の各々を非導通状態にする。これにより、インバータ２２１はゲート遮断状態になる。なお、インバータ２２２の構成はインバータ２２１の構成と同等であるため、説明は繰り返さない。

電流センサ２４１は、モータジェネレータ１０を流れる電流（以下「モータ電流」と称する。）ＩＭ１を検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。なお、以下では、モータジェネレータ１０からバッテリ１５０へと向かう方向をモータ電流ＩＭ１の正方向とする。電流センサ２４２は、電流センサ２４１と同様に、モータジェネレータ２０を流れる電流ＩＭ２を検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。

＜通常走行及びインバータレス走行＞
ＥＣＵ３００は、通常モードと退避モードとのいずれかの制御モードで車両１を走行させることができる。通常モードは、ＥＶ走行とＨＶ走行とを必要に応じて切替えながら車両１を走行させるモードである。言い換えれば、通常モードは、インバータ２２１，２２２によるモータジェネレータ１０，２０の電気的な駆動が許容されるモードである。以下では、通常モードによる走行を「通常走行」と称する。

退避モードは、インバータ２２１，２２２によるモータジェネレータ１０，２０の電気的な駆動を正常に行なうことができないような異常が生じた場合に適用される。退避モードでは、特許文献１と同様のインバータレス走行によって車両１が走行する。代表的には、電流センサ２４１，２４２のような、インバータ２２１，２２２による制御に必要な部品に故障が発生すると、インバータ２２１，２２２をゲート遮断状態にしつつエンジン１００を駆動して車両１が走行する。言い換えれば、退避モードは、インバータ２２１，２２２によるモータジェネレータ１０，２０の電気的な駆動が禁止されるモードである。

図３は、インバータレス走行中における電気システムの構成を概略的に示す図である。図３を参照して、インバータレス走行中においては、ゲート遮断信号ＳＤＮ１に応答して、インバータ２２１に含まれるすべてのスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８が非導通状態にされる。そのため、インバータ２２１に含まれるダイオードＤ３〜Ｄ８によって三相全波整流回路が構成される。同様に、図示しないが、ゲート遮断信号ＳＤＮ２に応答して、インバータ２２２に含まれるすべてのスイッチング素子Ｑ９〜Ｑ１４（図２）が非導通状態にされる。そのため、インバータ２２２に含まれるダイオードＤ９〜Ｄ１４によって三相全波整流回路が構成される。一方、コンバータ２１０では、制御信号ＰＷＭＣに応じたスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング動作（ＰＷＭ動作）が継続される。

また、インバータレス走行中においては、エンジン１００が駆動されるため、エンジン１００からエンジントルクＴｅが出力される。このエンジントルクＴｅによってモータジェネレータ１０が機械的（力学的）に回転させられる。モータジェネレータ１０のロータには、永久磁石１２が設けられているので、エンジントルクＴｅにより永久磁石１２が回転させられることによって逆起電圧Ｖｃが生じる。この逆起電圧Ｖｃがシステム電圧ＶＨよりも高くなると、ダイオードＤ３，Ｄ５，Ｄ７が導通状態となる。これにより、モータジェネレータ１０とバッテリ１５０との間の電流経路ＣＰをモータ電流ＩＭ１が流れ、モータジェネレータ１０による発電が行なわれる。この際に、モータジェネレータ１０では、モータジェネレータ１０の回転を妨げる方向に作用するトルク（逆起トルクＴｃ）が発生する。

図４は、インバータレス走行中における各回転要素の挙動を説明するための共線図である。図４を参照して、遊星歯車装置３０が図１にて説明したように構成されることによって、サンギヤＳの回転数（＝回転数Ｎｍ１）と、キャリアＣＡの回転数（＝エンジン回転数Ｎｅ）と、リングギヤＲの回転数（＝回転数Ｎｍ２）とは、共線図上において直線で結ばれる関係を有する。

上述のように、インバータレス走行中にエンジントルクＴｅによってモータジェネレータ１０が機械的に回転させられると、モータジェネレータ１０は、モータジェネレータ１０の回転を妨げる方向（負方向）に逆起トルクＴｃを発生する。逆起トルクＴｃがモータジェネレータ１０からサンギヤＳに作用することによって、リングギヤＲには、逆起トルクＴｃの反力として正方向（前進方向）に作用する駆動トルクＴｅｐが発生する。この駆動トルクＴｅｐにより、車両１のインバータレス走行が実現される。

ここで、モータジェネレータ１０の回転数Ｎｍ１と、システム電圧ＶＨと、逆起電圧Ｖｃと、モータ電流ＩＭ１と、逆起トルクＴｃとの間には、以下に説明するような関係が存在する。

図５は、モータジェネレータ１０の回転数Ｎｍ１と、システム電圧ＶＨと、逆起電圧Ｖｃと、モータ電流ＩＭ１と、逆起トルクＴｃとの間の関係を説明するための図である。図５において、横軸は、モータジェネレータ１０の回転数Ｎｍ１を示し、縦軸は、上から順に、モータジェネレータ１０の逆起電圧Ｖｃ、モータ電流ＩＭ１、及び逆起トルクＴｃを示す。

図５を参照して、モータジェネレータ１０に生じる逆起電圧Ｖｃは、回転数Ｎｍ１が高いほど高い値となる特性を有する。回転数Ｎｍ１がＮｔｈよりも低い領域では、逆起電圧Ｖｃがシステム電圧ＶＨ未満である。すなわち、逆起電圧Ｖｃとシステム電圧ＶＨとの電圧差をΔＶ（＝Ｖｃ−ＶＨ）と表すと、電圧差ΔＶは負である。この場合、ダイオードＤ３，Ｄ５，Ｄ７が非導通状態となるので、モータ電流ＩＭ１は、モータジェネレータ１０からバッテリ１５０へと電流経路ＣＰを流れず、モータジェネレータ１０による発電は行なわれない。よって、逆起トルクＴｃも発生しない。

一方、回転数Ｎｍ１がＮｔｈよりも高い領域では、逆起電圧Ｖｃがシステム電圧ＶＨよりも高いので、電圧差ΔＶは正となる。このため、ダイオードＤ３，Ｄ５，Ｄ７が導通状態となり、モータ電流ＩＭ１が電流経路ＣＰを流れる。電圧差ΔＶが大きいほどモータ電流ＩＭ１は大きくなる。そして、モータジェネレータ１０にて逆起トルクＴｃが発生するとともに、逆起トルクＴｃの反力として駆動トルクＴｅｐ（図４）が発生する。

ここで、インバータレス走行制御中において、車両１がたとえば一時停止した場合に、車両１のシフトレンジが非前進レンジ（Ｐレンジ、Ｒレンジ又はＮレンジ）に操作されると、以下のような問題が生じ得る。

インバータレス走行制御中の車両１がたとえば一時停止した状態でシフトレンジが非前進レンジに切替えられた場合に、エンジン１００を停止することによって、逆起トルクＴｃ及びそれに伴なう駆動トルクＴｅｐの発生を抑止することができる。しかしながら、インバータレス走行制御中は、インバータ２２１がゲート遮断状態にあるため、エンジン１００を一旦停止すると、モータジェネレータ１０を用いてエンジン１００をクランキングして再始動することができなくなる。その結果、その後のインバータレス走行を継続することができなくなる。

このように、インバータレス走行制御中においてシフトレンジが非前進レンジに切替えられた場合には、不要なトルクとなる逆起トルクＴｃによる駆動トルクＴｅｐの発生を抑止しつつ、エンジン１００を駆動状態に維持することで、インバータレス走行を継続可能とすることが求められる。

そこで、インバータレス走行制御中にシフトレンジが非前進レンジに切替えられた場合に、エンジン１００を駆動状態に維持しつつ、モータジェネレータ１０とバッテリ１５０との間を流れるモータ電流ＩＭ１を遮断することによって、モータジェネレータ１０による逆起トルクＴｃの発生を抑止することが考えられる。これにより、エンジン１００を停止することなく、逆起トルクＴｃ及び駆動トルクＴｅｐの発生を抑止しつつインバータレス走行を継続することができる。

図６は、インバータレス走行制御中に電流経路ＣＰを流れるモータ電流ＩＭ１が遮断された場合の電気システムの構成を概略的に示す図である。図６を参照して、ゲート遮断信号ＳＤＮＣによりコンバータ２１０をゲート遮断状態にすることによって、モータ電流ＩＭ１を遮断することができる。なお、インバータ２２１（２２２）及びコンバータ２１０はいずれもゲート遮断状態であるため、モータジェネレータ１０（２０）からバッテリ１５０へと向かう方向、及びバッテリ１５０からモータジェネレータ１０（２０）へと向かう方向のいずれの方向にも電流は流れない。

しかしながら、シフトレンジが非前進レンジに切替えられたときに、直ちにモータジェネレータ１０からバッテリ１５０への電流の流れを遮断することによってモータジェネレータ１０が発生する逆起トルクＴｃをカットすると、以下の問題が生じる可能性がある。すなわち、シフトレンジの切替えに応じて下がりきっていないエンジン１００のトルクＴｅを受けてモータジェネレータ１０の回転数Ｎｍ１が急上昇し、それに伴なう逆起電圧Ｖｃの急上昇によりシステム電圧ＶＨが過電圧となる可能性がある。

図７は、参考例として、インバータレス走行制御中にシフトレンジが非前進レンジに切替えられた場合に、コンバータ２１０を直ちにゲート遮断した場合のモータジェネレータ１０の挙動等を説明するタイムチャートである。図７において、横軸は、経過時間を示し、縦軸は、上から順に、シフトレンジ、コンバータ２１０の動作、エンジントルクＴｅ、並びにモータジェネレータ１０の逆起トルクＴｃ及び回転数Ｎｍ１を示す。

図７を参照して、時刻ｔ１以前からインバータレス走行が実行されているものとする。時刻ｔ１以前においては、シフトレンジについては、Ｄレンジが選択されており、コンバータ２１０は、通常の制御が行なわれている。通常の制御とは、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＭＣに従ってスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をスイッチング動作させて、電力線ＰＬ，ＮＬ間の電圧をバッテリ電圧ＶＢ以上に昇圧する制御である。なお、インバータレス走行においては、システム電圧ＶＨが低い方が逆起トルクＴｃの確保には有利である。したがって、インバータレス走行中のシステム電圧ＶＨは、たとえばバッテリ１５０の出力電圧（定格）よりもやや高い電圧Ｖ０に調整するのが好ましい。

また、時刻ｔ１以前においては、エンジン１００からは、インバータレス走行を行なうためのトルクＴｅが出力され、モータジェネレータ１０（ＭＧ１）においては、逆起トルクＴｃが発生している。

時刻ｔ１において、車両１がたとえば一時停止する等してシフトレンジがＤレンジから非前進レンジのＮレンジに切替えられ、シフトレンジの切替えに応じてコンバータ２１０が直ちにシャットダウン（ゲート遮断状態）されたものとする。コンバータ２１０がシャットダウンされることにより、モータジェネレータ１０とバッテリ１５０との間を流れるモータ電流ＩＭ１が遮断され、モータジェネレータ１０の逆起トルクＴｃは直ちに０となる。

シフトレンジがＮレンジに切替えられることにより、エンジン１００のトルクＴｅも低下するところ、エンジン１００のトルク応答性は、モータジェネレータ１０のトルク応答性よりも低い。そのため、コンバータ２１０のシャットダウンに応じてモータジェネレータ１０の逆起トルクＴｃは直ちに０になるけれども、エンジン１００のトルクＴｅはまだ低下していない状態となるためにモータジェネレータ１０の回転数Ｎｍ１が急上昇する。そうすると、回転数Ｎｍ１の急上昇に伴なってモータジェネレータ１０の逆起電圧Ｖｃも急上昇し、システム電圧ＶＨが過電圧となり得る。

そこで、この実施の形態１に従うハイブリッド車両においては、インバータレス走行制御中において、シフトレンジが前進レンジから非前進レンジに切替えられると、コンバータ２１０を直ちにゲート遮断状態にするのではなく、システム電圧ＶＨが最大電圧に調整されるようにコンバータ２１０が制御される。最大電圧とは、たとえば、コンバータ２１０により調整し得るシステム電圧ＶＨの仕様上の最大値である。これにより、モータジェネレータ１０の回転数Ｎｍ１が、モータジェネレータ１０の逆起電圧Ｖｃがシステム電圧ＶＨの上記最大電圧レベルとなる回転数のレベルに抑制され、その結果、システム電圧ＶＨの過電圧が抑制される。そして、エンジン１００のトルクＴｅが低下して回転数Ｎｍ１も低下した後、コンバータ２１０をゲート遮断状態にする。

したがって、この実施の形態１に従うハイブリッド車両によれば、インバータレス走行制御中においてシフトレンジが前進レンジから非前進レンジに切替えられた場合に、インバータレス走行を継続可能とし、かつ、システム電圧ＶＨの過電圧を抑制することができる。なお、シフトレンジが前進レンジから非前進レンジに切替えられた直後のシステム電圧ＶＨは、厳密に最大電圧とする必要はなく、最大電圧の近傍でもよい。

図８は、この実施の形態１において、インバータレス走行制御中にシフトレンジが前進レンジから非前進レンジに切替えられた場合のモータジェネレータ１０の挙動等を説明するタイムチャートである。なお、この図８は、上記の図７に対応するものである。

図８を参照して、この例でも、時刻ｔ１以前からインバータレス走行が実行されているものとする。時刻ｔ１以前については、図７に示した参考例と同じである。

時刻ｔ１において、車両１がたとえば一時停止する等してシフトレンジがＤレンジから非前進レンジのＮレンジに切替えられた場合、この実施の形態１では、上述のように、コンバータ２１０を直ちにシャットダウンするのではなく、システム電圧ＶＨが最大電圧に調整される。これにより、モータジェネレータ１０の回転数Ｎｍ１は、モータジェネレータ１０の逆起電圧Ｖｃがシステム電圧ＶＨの最大電圧レベルとなる回転数Ｎｈのレベルに抑えられる。逆起電圧Ｖｃがシステム電圧ＶＨの最大電圧を超えると、コンバータ２１０を通じてバッテリ１５０に電流が流れるので、モータジェネレータ１０に逆起トルクが発生し、回転数Ｎｍ１が抑えられるからである。

そして、エンジン１００のトルクＴｅ及び回転数Ｎｅの低下に応じてモータジェネレータ１０の回転数Ｎｍ１も低下すると、コンバータ２１０をシャットダウンしても逆起電圧Ｖｃが急上昇することはないので（エンジン１００のトルクＴｅが低下しているため）、コンバータ２１０がシャットダウン（ゲート遮断状態）される。

図９は、実施の形態１に従うハイブリッド車両における走行制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートに従う制御処理は、ＥＣＵ３００により繰り返し実行される。

図９を参照して、ＥＣＵ３００は、インバータ２２１，２２２によるモータジェネレータ１０，２０の電気的な駆動を正常に行なうことができるか否かを判定する（ステップＳ１０）。モータジェネレータ１０，２０を正常に駆動できる場合（Ｓ１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、制御モードを通常モードに設定して車両１の通常走行を行なう（ステップＳ２０）。その後、ＥＣＵ３００は、リターンへと処理を移行する。

モータジェネレータ１０，２０を正常に駆動できない場合（Ｓ１０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、ゲート遮断信号ＳＤＮ１，ＳＤＮ２を出力することにより、インバータ２２１，２２２をゲート遮断状態にする（ステップＳ３０）。これにより、インバータ２２１，２２２を保護することができる。

次いで、ＥＣＵ３００は、エンジン１００が作動状態であるか否かを判定する（ステップＳ４０）。エンジン１００が既に作動状態である場合（ステップＳ４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、エンジン１００の作動状態を維持して、インバータレス走行制御を実行する（ステップＳ９５）。

具体的には、コンバータ２１０がＰＷＭ動作することにより電流経路ＣＰは電気的な接続状態（導通状態）に維持され、モータジェネレータ１０からのモータ電流ＩＭ１はバッテリ１５０へと流れ得る。ＥＣＵ３００は、エンジン１００を制御して回転数Ｎｅを調整することによって、逆起電圧Ｖｃがシステム電圧ＶＨよりも高い領域（図５において回転数Ｎｍ１がＮｔｈよりも高い領域）に回転数Ｎｍ１を維持する。これにより、モータ電流ＩＭ１が電流経路ＣＰを継続的に流れるので、逆起トルクＴｃ及び駆動トルクＴｅｐを発生させることができる。

ステップＳ４０においてエンジン１００が停止していると判定されると（ステップＳ４０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、車速Ｖが所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ５０）。この処理は、以下に説明するように、インバータ２２１の三相オン制御によりエンジン１００をクランキングすることが可能か否かを判定するためのものである。車速Ｖの所定値は、エンジン１００のクランキングが可能か否かを判定するためのしきい値として予め定められた値である。

車速Ｖが所定値以上の場合、すなわち車両１が所定値よりも高い車速ＶでＥＶ走行を行なっている場合（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、インバータ２２１の三相オン制御を実行することにより、エンジン１００をクランキングする（ステップＳ６０）。

図１０は、インバータ２２１の三相オン制御を説明するための図である。図１０を参照して、三相オン制御では、インバータ２２１の上アームを構成するすべてのスイッチング素子Ｑ３，Ｑ５，Ｑ７が導通状態に切替えられる。或いは、図示しないが、下アームを構成するすべてのスイッチング素子Ｑ４，Ｑ６，Ｑ８を導通状態に切替えてもよい。三相オン制御を実行することにより、たとえば矢印ＡＲ１，ＡＲ２に示すように電流が流れると、モータジェネレータ１０には、自らの回転を妨げる方向に作用するトルク（引きずりトルク）が発生する。この引きずりトルクを用いてエンジン１００をクランキングすることができる。

再び図９を参照して、三相オン制御によるクランキングによってエンジン１００の回転数Ｎｅが基準値に到達すると、ＥＣＵ３００は、燃料の噴射及び点火を行なうことによりエンジン１００を始動する（ステップＳ７０）。その後、ＥＣＵ３００は、インバータ２２１を再びゲート遮断状態にし（ステップＳ８０）、ステップＳ９５へと処理を移行してインバータレス走行制御を実行する。

なお、モータジェネレータ１０の回転数Ｎｍ１が低いほど、三相オン制御により発生する引きずりトルクは小さくなる。たとえば、エンジン１００が停止状態であり、かつ、車両１が停止している場合（すなわちモータジェネレータ２０の回転数Ｎｍ２が０の場合）には、共線図上の関係から回転数Ｎｍ１も０であるので、三相オン制御を実行したとしても電流が流れず、引きずりトルクも発生しない。そのため、エンジン１００をクランキングすることができないので、エンジン１００を始動することができない。したがって、車速Ｖが所定値未満の場合（ステップＳ５０においてＮＯ）、すなわちエンジン１００が停止した状態で車両１が停車している場合、或いは車両１が低速でＥＶ走行を行なっている場合には、ＥＣＵ３００は、車両１の電気システムが停止されて走行不能な状態（Ｒｅａｄｙ−ＯＦＦ状態）へと車両１を移行させる（ステップＳ９０）。

インバータレス走行制御の実行中、ＥＣＵ３００は、ポジションセンサ５１０からの信号に基づいて、シフトポジションＳＦＴに対応するシフトレンジを検出する（ステップＳ１００）。さらに、ＥＣＵ３００は、検出されたシフトレンジが非前進レンジであるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。

シフトレンジが前進レンジすなわちＤレンジ又はＢレンジであると判定されると（ステップＳ１１０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、システム電圧ＶＨの目標電圧ＶＨ＊を所定電圧Ｖ０に設定し、システム電圧ＶＨが所定電圧Ｖ０に調整されるようにコンバータ２１０を制御する（ステップＳ１２０）。なお、所定電圧Ｖ０は、逆起電圧Ｖｃよりも低い電圧であって、バッテリ１５０の出力電圧ＶＢよりは高い電圧である。これにより、逆起トルクＴｃが発生した状態が維持され、車両１は、逆起トルクＴｃを反力とする駆動トルクＴｅｐにより前進方向の駆動力を得ることができる（インバータレス走行）。

一方、ステップＳ１１０においてシフトレンジが非前進レンジすなわちＰレンジ、Ｎレンジ又はＲレンジであると判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、すなわちシフトレンジが前進レンジから非前進レンジに切替えられると、ＥＣＵ３００は、システム電圧ＶＨの目標電圧ＶＨ＊を最大電圧ＶＨｍａｘ（その近傍でもよい。）に設定し、システム電圧ＶＨが最大電圧ＶＨｍａｘに調整されるようにコンバータ２１０を制御する（ステップＳ１３０）。これにより、上述のように、システム電圧ＶＨが過電圧となるのを抑制することができる。

次いで、ＥＣＵ３００は、モータジェネレータ１０の回転数Ｎｍ１がしきい値以下に低下したか否かを判定する（ステップＳ１４０）。このしきい値には、たとえば、エンジン１００のトルクＴｅが低下したと判断できる回転数を設定することができる。そして、回転数Ｎｍ１がしきい値以下に低下したものと判定されると（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、コンバータ２１０をゲート遮断状態にする（ステップＳ１５０）。これにより、モータジェネレータ１０とバッテリ１５０との間の電流経路ＣＰを流れるモータ電流ＩＭ１が完全に遮断される。

なお、ステップＳ１４０において回転数Ｎｍ１がしきい値よりも高いと判定されると（ステップＳ１４０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１５０の処理を実行することなくリターンへと処理を移行する。

以上のように、この実施の形態１においては、インバータレス走行中にシフトレンジが前進レンジから非前進レンジに切替えられると、コンバータ２１０を直ちにゲート遮断状態にするのではなく、システム電圧ＶＨが最大電圧ＶＨｍａｘ（その近傍でもよい。）に調整されるようにコンバータ２１０が制御される。これにより、モータジェネレータ１０の回転数Ｎｍ１が、モータジェネレータ１０の逆起電圧Ｖｃが上記最大電圧レベルとなる回転数のレベルに抑制され、その結果、システム電圧ＶＨの過電圧が抑制される。そして、エンジン１００のトルクＴｅが低下して回転数Ｎｍ１も低下した後、コンバータ２１０がゲート遮断状態にされる。したがって、この実施の形態１によれば、インバータレス走行制御中においてシフトレンジが前進レンジから非前進レンジに切替えられた場合に、インバータレス走行を継続可能とし、かつ、システム電圧ＶＨの過電圧を抑制することができる。

［変形例］
上記の実施の形態１では、インバータレス走行制御中にシフトレンジが前進レンジから非前進レンジに切替えられると、システム電圧ＶＨが最大電圧ＶＨｍａｘに調整され、その後、モータジェネレータ１０の回転数Ｎｍ１がしきい値以下に低下すると、コンバータ２１０をゲート遮断するものとしたが、コンバータ２１０をゲート遮断する条件は、これに限定されるものではない。たとえば、シフトレンジが非前進レンジに切替えられてシステム電圧ＶＨが最大電圧ＶＨｍａｘに制御されてから所定時間経過した場合に、コンバータ２１０をゲート遮断するようにしてもよい。所定時間には、たとえば、エンジン１００のトルクＴｅが低下したと判断できる時間を設定することができる。

図１１は、この変形例のハイブリッド車両における走行制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートに従う制御処理も、ＥＣＵ３００により繰り返し実行される。

図１１を参照して、このフローチャートは、図９に示したフローチャートにおいて、ステップＳ１４０に代えてステップＳ１４５を含む。すなわち、シフトレンジが非前進レンジに切替えられ（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、ステップＳ１３０においてシステム電圧ＶＨが最大電圧ＶＨｍａｘに調整されると、ＥＣＵ３００は、その後所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１４５）。そして、所定時間が経過したものと判定されると（ステップＳ１４５においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１５０へ処理を移行し、コンバータ２１０のゲート遮断を実行する。

この変形例によっても、上記の実施の形態１と同様の効果が得られる。そして、この変形例によれば、コンバータ２１０をゲート遮断する条件を判断する際に、モータジェネレータ１０の回転数Ｎｍ１を取得する必要がなく、簡易な構成とすることができる。

［実施の形態２］
上記の実施の形態１及びその変形例では、インバータレス走行制御中においてシフトレンジが非前進レンジである場合に、コンバータ２１０をゲート遮断状態にすることによってモータ電流ＩＭ１を遮断するものとしたが、この実施の形態２では、ＳＭＲ１６０を開放することによってモータ電流ＩＭ１を遮断する。

この実施の形態２に従うハイブリッド車両の全体構成及び電気システムの構成は、実施の形態１に従う車両１の全体構成（図１）及び電気システムの構成（図２）とそれぞれ同等であるので、説明は繰り返さない。

図１２は、実施の形態２において、インバータレス走行制御中に電流経路ＣＰを流れるモータ電流ＩＭ１が遮断された場合の電気システムの構成を概略的に示す図である。図１２を参照して、ＳＭＲ１６０を開放することによって、モータ電流ＩＭ１を遮断することができる。

そして、この実施の形態２においても、インバータレス走行中において、シフトレンジが前進レンジから非前進レンジに切替えられると、ＳＭＲ１６０を直ちに開放するのではなく、システム電圧ＶＨが最大電圧（その近傍でもよい。）に調整されるようにコンバータ２１０が制御される。そして、エンジン１００のトルクＴｅが低下して回転数Ｎｍ１も低下した後、ＳＭＲ１６０が開放される。このような構成によっても、インバータレス走行制御中においてシフトレンジが前進レンジから非前進レンジに切替えられた場合に、インバータレス走行を継続可能とし、かつ、システム電圧ＶＨの過電圧を抑制することができる。

なお、その後にシフトレンジが非前進レンジから前進レンジに切替えられた際には、ＳＭＲ１６０を閉成することにより、逆起トルクＴｃ及びそれによる駆動トルクＴｅｐを再び発生させてインバータレス走行を再開することができる。

図１３は、実施の形態２に従うハイブリッド車両における走行制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートに従う制御処理も、ＥＣＵ３００により繰り返し実行される。

図１３を参照して、このフローチャートは、図９に示したフローチャートにおいて、ステップＳ１５０に代えてステップＳ１５５を含む。すなわち、シフトレンジが非前進レンジに切替えられ（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、システム電圧ＶＨが最大電圧ＶＨｍａｘに調整され（ステップＳ１３０）、さらにモータジェネレータ１０の回転数Ｎｍ１がしきい値以下に低下すると（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、ＳＭＲ１６０を開放させる（ステップＳ１５５）。これにより、モータジェネレータ１０とバッテリ１５０との間の電流経路ＣＰを流れるモータ電流ＩＭ１が完全に遮断される。

なお、特に図示しないが、実施の形態１に対する上記変形例と同様に、この実施の形態２についても、ステップＳ１４０に代えて図１１に示したステップＳ１４５を含んでもよい。すなわち、シフトレンジが非前進レンジに切替えられ、システム電圧ＶＨが最大電圧ＶＨｍａｘに調整されると、ＥＣＵ３００は、その後所定時間が経過したか否かを判定する。そして、所定時間が経過したものと判定されると、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１５５へ処理を移行し、ＳＭＲ１６０を開放させる。

この実施の形態２によっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
なお、上記の実施の形態１，２及びそれらの変形例では、遊星歯車装置３０の構成として、モータジェネレータ１０のロータに連結されたサンギヤＳと、エンジン１００のクランクシャフト１１０に連結されたキャリアＣＡと、出力軸６０に連結されたリングギヤＲとを含む例について説明した。しかし、本開示に係る「遊星歯車装置」は、モータジェネレータ１０のトルクの反力が出力軸に作用する構成であれば、これに限定されるものではない。「遊星歯車装置」は、遊星歯車装置３０に代えて図１４に示す遊星歯車装置３０Ａであってもよい。遊星歯車装置３０Ａは、たとえば、サンギヤＳが出力軸６０に連結され、キャリアＣＡがエンジン１００のクランクシャフト１１０に連結され、リングギヤＲがモータジェネレータ１０のロータに連結された構成を有する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 車両、１Ｕ，１Ｖ，１Ｗ，２Ｕ，２Ｖ，２Ｗ アーム、１０，２０ モータジェネレータ、１２ 永久磁石、３０ 遊星歯車装置、Ｓ サンギヤ、Ｒ リングギヤ、ＣＡ キャリア、Ｐ ピニオンギヤ、５０ 駆動輪、６０ 出力軸、１００ エンジン、１１０ クランクシャフト、１５０ バッテリ、１６０ ＳＭＲ、２００ ＰＣＵ、２１０ コンバータ、２２１，２２２ インバータ、２３０ 電圧センサ、２４１，２４２ 電流センサ、３００ ＥＣＵ、４１０ エンジン回転数センサ、４２１，４２２ レゾルバ、４４０ 監視ユニット、５００ シフトレバー、５１０ ポジションセンサ、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、Ｑ１〜Ｑ１４ スイッチング素子、Ｄ１〜Ｄ１４ ダイオード、Ｌ１ リアクトル、ＰＬ，ＮＬ 電力線。

Claims (6)

1. エンジンと、
   ロータに永久磁石を有する回転電機と、
   駆動輪に接続される出力軸と、
   前記エンジン、前記回転電機のロータ及び前記出力軸を機械的に連結し、前記回転電機、前記エンジン及び前記出力軸の間でトルクを伝達可能に構成された遊星歯車装置と、
   再充電可能な蓄電装置と、
   前記蓄電装置と電力線との間に設けられ、前記電力線の電圧を前記蓄電装置の電圧以上に調整するように構成されたコンバータと、
   前記電力線と前記回転電機との間に接続され、前記電力線と前記回転電機との間で電力変換するように構成されたインバータと、
   前記エンジン、前記コンバータ及び前記インバータを制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記インバータをゲート遮断状態として、前記エンジンの出力によって回転させられる前記回転電機が発電する際に出力するトルクの反力が前記出力軸に作用することによって走行するインバータレス走行を実行するように、前記エンジン及び前記インバータを制御し、
   前記インバータレス走行中において、車両のシフトレンジが前進レンジから非前進レンジに切替えられると、前記電力線の電圧が所定の最大電圧又はその近傍に調整されるように前記コンバータを制御し、
   前記電力線の電圧が前記最大電圧又はその近傍に調整された後、前記回転電機の回転数が所定値を下回ると、前記コンバータをゲート遮断状態とする、ハイブリッド車両。
2. エンジンと、
   ロータに永久磁石を有する回転電機と、
   駆動輪に接続される出力軸と、
   前記エンジン、前記回転電機のロータ及び前記出力軸を機械的に連結し、前記回転電機、前記エンジン及び前記出力軸の間でトルクを伝達可能に構成された遊星歯車装置と、
   再充電可能な蓄電装置と、
   前記蓄電装置と電力線との間に設けられ、前記電力線の電圧を前記蓄電装置の電圧以上に調整するように構成されたコンバータと、
   前記電力線と前記回転電機との間に接続され、前記電力線と前記回転電機との間で電力変換するように構成されたインバータと、
   前記エンジン、前記コンバータ及び前記インバータを制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記インバータをゲート遮断状態として、前記エンジンの出力によって回転させられる前記回転電機が発電する際に出力するトルクの反力が前記出力軸に作用することによって走行するインバータレス走行を実行するように、前記エンジン及び前記インバータを制御し、
   前記インバータレス走行中において、車両のシフトレンジが前進レンジから非前進レンジに切替えられると、前記電力線の電圧が所定の最大電圧又はその近傍に調整されるように前記コンバータを制御し、
   前記電力線の電圧が前記最大電圧又はその近傍に調整された後、所定時間が経過すると、前記コンバータをゲート遮断状態とする、ハイブリッド車両。
3. エンジンと、
   ロータに永久磁石を有する回転電機と、
   駆動輪に接続される出力軸と、
   前記エンジン、前記回転電機のロータ及び前記出力軸を機械的に連結し、前記回転電機、前記エンジン及び前記出力軸の間でトルクを伝達可能に構成された遊星歯車装置と、
   再充電可能な蓄電装置と、
   前記蓄電装置と電力線との間に設けられ、前記電力線の電圧を前記蓄電装置の電圧以上に調整するように構成されたコンバータと、
   前記電力線と前記回転電機との間に接続され、前記電力線と前記回転電機との間で電力変換するように構成されたインバータと、
   前記エンジン、前記コンバータ及び前記インバータを制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記インバータをゲート遮断状態として、前記エンジンの出力によって回転させられる前記回転電機が発電する際に出力するトルクの反力が前記出力軸に作用することによって走行するインバータレス走行を実行するように、前記エンジン及び前記インバータを制御し、
   前記インバータレス走行中において、車両のシフトレンジが前進レンジから非前進レンジに切替えられると、前記電力線の電圧が所定の最大電圧又はその近傍に調整されるように前記コンバータを制御し、さらに、
   前記蓄電装置と前記コンバータとの間に設けられるリレーを備え、
   前記制御装置は、前記電力線の電圧が前記最大電圧又はその近傍に調整された後、前記回転電機の回転数が所定値を下回ると、前記リレーを開放状態に制御する、ハイブリッド車両。
4. エンジンと、
   ロータに永久磁石を有する回転電機と、
   駆動輪に接続される出力軸と、
   前記エンジン、前記回転電機のロータ及び前記出力軸を機械的に連結し、前記回転電機、前記エンジン及び前記出力軸の間でトルクを伝達可能に構成された遊星歯車装置と、
   再充電可能な蓄電装置と、
   前記蓄電装置と電力線との間に設けられ、前記電力線の電圧を前記蓄電装置の電圧以上に調整するように構成されたコンバータと、
   前記電力線と前記回転電機との間に接続され、前記電力線と前記回転電機との間で電力変換するように構成されたインバータと、
   前記エンジン、前記コンバータ及び前記インバータを制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記インバータをゲート遮断状態として、前記エンジンの出力によって回転させられる前記回転電機が発電する際に出力するトルクの反力が前記出力軸に作用することによって走行するインバータレス走行を実行するように、前記エンジン及び前記インバータを制御し、
   前記インバータレス走行中において、車両のシフトレンジが前進レンジから非前進レンジに切替えられると、前記電力線の電圧が所定の最大電圧又はその近傍に調整されるように前記コンバータを制御し、さらに、
   前記蓄電装置と前記コンバータとの間に設けられるリレーを備え、
   前記制御装置は、前記電力線の電圧が前記最大電圧又はその近傍に調整された後、所定時間が経過すると、前記リレーを開放状態に制御する、ハイブリッド車両。
5. ハイブリッド車両の制御方法であって、
   前記ハイブリッド車両は、
   エンジンと、
   ロータに永久磁石を有する回転電機と、
   駆動輪に接続される出力軸と、
   前記エンジン、前記回転電機のロータ及び前記出力軸を機械的に連結し、前記回転電機、前記エンジン及び前記出力軸の間でトルクを伝達可能に構成された遊星歯車装置と、
   再充電可能な蓄電装置と、
   前記蓄電装置と電力線との間に設けられ、前記電力線の電圧を前記蓄電装置の電圧以上に調整するように構成されたコンバータと、
   前記電力線と前記回転電機との間に接続され、前記電力線と前記回転電機との間で電力変換するように構成されたインバータとを備え、
   前記制御方法は、
   前記インバータをゲート遮断状態として、前記エンジンの出力によって回転させられる前記回転電機が発電する際に出力するトルクの反力が前記出力軸に作用することによって走行するためのインバータレス走行制御を実行するステップと、
   前記インバータレス走行制御の実行中において、前記ハイブリッド車両のシフトレンジが前進レンジから非前進レンジに切替えられると、前記電力線の電圧が所定の最大電圧又はその近傍に調整されるように前記コンバータを制御するステップと、
   前記電力線の電圧が前記最大電圧又はその近傍に調整された後、前記回転電機の回転数が所定値を下回ると、前記コンバータをゲート遮断状態とするステップとを含む、ハイブリッド車両の制御方法。
6. ハイブリッド車両の制御方法であって、
   前記ハイブリッド車両は、
   エンジンと、
   ロータに永久磁石を有する回転電機と、
   駆動輪に接続される出力軸と、
   前記エンジン、前記回転電機のロータ及び前記出力軸を機械的に連結し、前記回転電機、前記エンジン及び前記出力軸の間でトルクを伝達可能に構成された遊星歯車装置と、
   再充電可能な蓄電装置と、
   前記蓄電装置と電力線との間に設けられ、前記電力線の電圧を前記蓄電装置の電圧以上に調整するように構成されたコンバータと、
   前記電力線と前記回転電機との間に接続され、前記電力線と前記回転電機との間で電力変換するように構成されたインバータとを備え、
   前記制御方法は、
   前記インバータをゲート遮断状態として、前記エンジンの出力によって回転させられる前記回転電機が発電する際に出力するトルクの反力が前記出力軸に作用することによって走行するためのインバータレス走行制御を実行するステップと、
   前記インバータレス走行制御の実行中において、前記ハイブリッド車両のシフトレンジが前進レンジから非前進レンジに切替えられると、前記電力線の電圧が所定の最大電圧又はその近傍に調整されるように前記コンバータを制御するステップと、
   前記電力線の電圧が前記最大電圧又はその近傍に調整された後、所定時間が経過すると、前記コンバータをゲート遮断状態とするステップとを含む、ハイブリッド車両の制御方法。

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