JP6915501B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、駆動力源として少なくともモータを備えた車両の制御装置に関するものである。

特許文献１には、駆動力源としてモータを備えた電動車両の駆動力制御装置が記載されている。この特許文献１に記載された駆動力制御装置では、モータトルクが付与されているにも拘わらず、そのモータの回転がほぼ停止しているストール状態（例えば、登坂路で車両がずり下がらない程度のトルクを出力している状態）において、モータやインバータ等の電力装置の過熱を抑制し、ならびに、モータの出力が低下することを抑制するように構成されている。より具体的に説明すると、この特許文献１に記載された駆動力制御装置は、モータと、そのモータのトルクを駆動輪に伝達するクラッチとを備えており、モータに継続して通電する連続通電時間が所定時間以上に達した際に、上記のクラッチの締結力を一時的に緩めるように構成されている。また、そのようにクラッチの締結力を緩めることによりモータを回転させ、そのモータの通電相を切り替えるように構成されている。つまり、特定の相に過剰な電流が流れ続け、モータやインバータが過熱するおそれがあると判断された場合には、その通電相を切り替えるように構成されている。そして、通電相を切り替えた後に、締結力を緩めたクラッチを再度締結するように構成されている。なお、上述した特定の相（あるいは素子）のみに過剰な電流が流れることによりモータが過熱し、そのモータやインバータの耐久性が低下する状態は、単相ロックとも称される。

特許第３９６４４４６号公報

上述したように、登坂路で停車中に車両のずり下がりを防止するためには、例えば特許文献１に記載されているように、その車両のずり下がりに対する反力をモータで出力する。また、そのような状態で、上述したモータにおける特定の相のみに熱負荷が集中していわゆる単相ロック（あるいはストール状態）になるおそれがある場合には、モータの通電相を切り替えることが有効である。それにより、通電量（電流指令値）を低減させることなく、上記の単相ロックを回避することができる。

しかしながら、特許文献１に記載された構成では、上記の通電相を切り替える際に、モータを連結しているクラッチの締結力を一時的に緩めるため、そのクラッチの締結を緩めた際に、駆動輪に伝達されるモータトルクも一時的に低下する。つまり、その通電相を切り替えている間は、車両がずり下がる（車両が後退する）おそれがある。また、そのようにクラッチの締結力を一時的に緩めた場合には、クラッチを滑らせる、いわゆる半クラッチの状態を維持することになるから、そのクラッチの制御は煩雑になる。さらに、併せて車両のずり下がりをも防止するとなれば、クラッチを一時的に緩めるとともに、モータの出力トルクを増大させることになる。つまり、クラッチの制御とモータの制御とを協調して制御しなければならず、その制御はより煩雑になり、ひいては停車状態を維持できず、車両が前進あるいは後退するおそれがある。したがって、このような状況下で、単相ロック（モータやインバータの過熱）を回避しつつ、車両のずり下がりに対する反力を制御するには未だ改善の余地があった。

この発明は上記の技術的課題に着目して成されたものであり、単相ロックを回避しつつ、車両のずり下がりに対する反力を出力することが可能な車両の制御装置を提供することを目的とするものである。

この発明は、上記の目的を達成するために、複数の通電相を有し、回転角に応じて前記複数の通電相のそれぞれの通電相に通電する電流値を制御することによりトルクを発生させる第１電動機と、車両の停車状態を維持するトルクを出力可能なアクチュエータと、前記第１電動機が出力したトルクを駆動輪に伝達する伝達経路内で前記トルクを伝達する係合状態と前記トルクを遮断する解放状態とを切り替え可能な切替機構とを備えた車両の制御装置において、前記アクチュエータおよび前記切替機構を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記第１電動機の回転が停止した状態で所定のトルクを出力して停車状態を維持することにより、前記複数の通電相のうちのいずれか一つの所定の通電相の熱負荷が所定値以上になると判断された場合に、前記第１電動機の前記回転角を変更して前記所定の通電相の熱負荷を低下させる通電相変更制御を実行するように構成され、前記通電相変更制御は、前記切替機構を前記解放状態に切り替えるとともに、前記アクチュエータにより前記車両の停車状態を維持するトルクを出力している間に実行するように構成され、前記所定の通電相の熱負荷が前記所定値以上になると判断する判定値は、予め定められた前記第１電動機の積算電流値であって、かつ前記判定値は前記回転角に応じて定められていることを特徴とするものである。
また、この発明では、前記コントローラは、前記第１電動機の現在の積算電流値と前記判定値とを比較して、前記第１電動機の現在の積算電流値の方が前記判定値より大きい場合に、前記熱負荷が前記所定値以上になると判断してよい。

また、この発明では、前記アクチュエータは、電動機能を有する第２電動機であって、前記車両の停車状態を維持するトルクを前記第２電動機で出力するように構成されていてよい。

また、この発明では、前記切替機構は、前記第１電動機と前記駆動輪との間でトルク伝達を行う第１クラッチ機構であって、前記第２電動機と前記駆動輪との間でトルク伝達を行う第２クラッチ機構を更に備え、前記通電相変更制御は、前記第２クラッチ機構を係合状態にし、かつ前記第１クラッチ機構を解放状態にして実行してよい。
また、この発明では、複数の通電相を有し、回転角に応じて前記複数の通電相のそれぞれの通電相に通電する電流値を制御することによりトルクを発生させる第１電動機と、車両の停車状態を維持するトルクを出力可能なアクチュエータと、前記第１電動機が出力したトルクを駆動輪に伝達する伝達経路内で前記トルクを伝達する係合状態と前記トルクを遮断する解放状態とを切り替え可能な切替機構とを備えた車両の制御装置において、前記アクチュエータおよび前記切替機構を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記第１電動機の回転が停止した状態で所定のトルクを出力して停車状態を維持することにより、前記複数の通電相のうちのいずれか一つの所定の通電相の熱負荷が所定値以上になると判断された場合に、前記第１電動機の前記回転角を変更して前記所定の通電相の熱負荷を低下させる通電相変更制御を実行するように構成され、前記通電相変更制御は、前記切替機構を前記解放状態に切り替えるとともに、前記アクチュエータにより前記車両の停車状態を維持するトルクを出力している間に実行するように構成され、前記アクチュエータは、電動機能を有する第２電動機であって、前記車両の停車状態を維持するトルクを前記第２電動機で出力するように構成され、前記切替機構は、前記第１電動機と前記駆動輪との間でトルク伝達を行う第１クラッチ機構であって、前記第２電動機と前記駆動輪との間でトルク伝達を行う第２クラッチ機構を更に備え、前記通電相変更制御は、前記第２クラッチ機構を係合状態にし、かつ前記第１クラッチ機構を解放状態にして実行するように構成されてよい。

また、この発明では、前記第２電動機に直結されたエンジンを更に備え、前記第２電動機が出力するトルクは、前記エンジンのフリクショントルク分のトルクを減じたトルクであってよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記通電相変更制御を実行中に、前記エンジンに対する燃料の供給を停止するように構成されていてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記通電相変更制御を実行後に、前記第１電動機のトルクを前記駆動輪に再度伝達可能なように前記切替機構を制御してよい。

また、この発明では、前記複数の通電相のうちのそれぞれの通電相は、一方に電流を流す際にその電流値を制御する第１スイッチング素子と、他方に電流を流す際にその電流値を制御する第２スイッチング素子とを備え、前記熱負荷の前記所定値は、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子とのいずれか一方で許容される熱負荷に基づいて定められていてよい。

そして、この発明では、前記通電相変更制御は、前記所定の通電相における前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子とのうちの通電するスイッチング素子が切り替わる前記回転角に制御するように構成されていてよい。

この発明によれば、第１電動機における所定の通電相の熱負荷が所定値以上になると判断された場合には、第１電動機の回転角を変更して、その通電相の熱負荷を低下させる通電相変更制御を実行するように構成されている。具体的には、この発明の車両の制御装置は、第１電動機と、車両の停車状態を維持するトルクを出力可能なアクチュエータと、前記第１電動機の出力したトルクを伝達経路内でトルク伝達可能（係合状態）かつそのトルク伝達を遮断（解放状態）できる切替機構とを備えている。そして、上記の通電相変更制御を実行する際に、上記の切替機構を解放状態に切り替えるとともに、上記のアクチュエータで、車両の停車状態を維持するトルクを出力するように構成されている。

そのため、例えば上述したような登坂路で第１電動機のトルクを出力しつつ停車しているような場合に、所定の通電相の熱負荷が所定値以上になると判断された場合であっても、上記の通電相変更制御を実行することにより、その熱負荷を低減することができるから、いわゆる単相ロックを回避することができる。

また、この発明では、上記の通電相変更制御を実行する際に、上記のアクチュエータで車両の停車状態を維持するように構成されている。そのため、通電相を切り換える際に、その停車状態を維持するトルクが低下しない。したがって、トルク不足を要因として車両がずり下がることを回避できる。

また、この発明では、上記のようにアクチュエータでトルクを出力するなどの簡単な構成で車両の停車状態を維持でき、言い換えれば、前掲した特許文献１の構成のようにクラッチ機構を滑らせつつ、モータのトルクを維持するなどの煩雑な制御を要しない。したがって、この発明によれば、簡単な構成で上記の単相ロックを回避しつつ、車両のずり下がりに対する反力を出力することができる。

また、この発明では、上記のように、アクチュエータでトルクを出力できるから、第１電動機の熱負荷を低減できるとともに第１電動機を冷却できる。

また、この発明では、前記アクチュエータとして発電機能を備えた第２電動機を備えている。そのため、車両の停車状態を維持している状態から、アクセルペダルが踏み増された場合であってもそのまま発進でき、言い換えれば加速の応答性を向上させることができる。

そして、この発明によれば、第１電動機に直結されたエンジンを更に備え、上記の通電相変更制御を実行中は、前記エンジンに対する燃料の供給を停止するように構成されている。そのため、そのエンジンの始動を要因とした振動が発生することを回避できる。また併せて、そのように燃料の供給を停止することにより、燃費を向上させるとともに、排気ガスの発生をも回避することができる。

この発明の実施形態におけるハイブリッド車両のパワートレーンを示す模式図である。 図１の車両における制御系統の一例を説明するためのブロック図である。 インバータの構成を説明する図である。 単相ロックの原理を説明する図である。 この発明の実施形態における制御例を示す図であって、特に単相ロックを回避するための制御例を説明する図である。 この発明の実施形態における制御例を示す図であって、特に単相ロックの状態になるおそれがあるか否かを判断する制御例を説明する図である。 この発明の実施形態における制御例を示す図であって、特に通電相を変更する制御例を説明する図である。 この発明の実施形態における制御例を示す図であって、特にＥＶ走行を可能にするための制御例を説明する図である。 図６において単相ロックになるおそれを判定する判定値を説明する図である。 図５から図８の制御例を実行した場合における通電相変更制御の実行判定、クラッチ機構Ｃ１のトルク容量、第１モータのトルク、第２モータのトルク、クラッチ機構Ｃ２の係合状態、車速、および、第２モータの回転数の変化の一例を説明するタイムチャートである。 この発明の実施形態における他の制御例を説明する図である。 この発明の実施形態で対象とする他の車両のパワートレーンを示す模式図である。 図１１の車両において、図５から図８の制御例を実行した場合のタイムチャートを説明する図である。

この発明の実施形態を、図を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。

この発明で対象とすることができる車両は、エンジンとモータとを駆動力源としたハイブリッド車両や、モータのみを駆動力源とした電気自動車などの駆動モータ（以下、単にモータと記す）を備えた車両である。図１に、その一例として、エンジンと二つのモータ（第１モータおよび第２モータ）とを備えた四輪駆動車（４ＷＤあるいはＡＷＤと称す）の例を示してある。

ここに示す例は、エンジン１を車両（車体）Ｖｅの前側に配置し、エンジン１の動力を後輪２に伝達するいわゆるＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）車をベースとした四輪駆動車の例である。また、エンジン１は前輪３側で左右の前輪３の間（車体の幅方向でのほぼ中央部）に、後輪２側に向けて配置されている。

エンジン１の出力側に変速機４が配置され、エンジン１の出力軸（図示せず）が変速機４の入力軸（図示せず）に連結されている。エンジン１は、ガソリンなどの燃料と空気との混合気を燃焼させて機械的な動力を発生する熱機関であって、複数の気筒を備えるとともに、その複数の気筒が直線上に並んだ直列エンジンである。なお、エンジン１と変速機４との間には、エンジン１から出力されたトルクの変動を低減して伝達するためのダンパ機構５が設けられている。

変速機４は、図１に示すようにエンジン１と同一の軸線上に配置されており、エンジン１および第１モータ（ＭＧ１）６と駆動輪２（３）との間でトルクを伝達する。この変速機４は、要は、入力回転数の出力回転数に対する比率を適宜に変更できる機構であって、有段変速機や変速比を連続的に変化させることのできる無段変速機などによって構成することができる。変速機４は、より好ましくは、係合することによりトルクを伝達し、解放することによりトルクの伝達を遮断してニュートラル状態を設定することのできるクラッチ機構Ｃ１を備えている。

そのクラッチ機構Ｃ１は、エンジン１（および第１モータ６）と駆動輪との間で、選択的に動力の伝達および遮断を行う。図１に示す例では、クラッチ機構Ｃ１は、上記のような変速機４に設けられている。具体的には、クラッチ機構Ｃ１は、エンジン１側の回転部材（図示せず）に連結された摩擦板７、ならびに、後輪２側の回転部材（図示せず）に連結された摩擦板８を有している。また図１では、図示していないものの、そのクラッチ機構Ｃ１は、例えば、複数の摩擦板および複数の摩擦板を有し、それら複数の摩擦板と複数の摩擦板とを交互に配置した多板クラッチによって構成することもできる。なお、このクラッチ機構Ｃ１がこの発明の実施形態における「第２クラッチ機構」に相当する。また、この発明の実施形態における車両Ｖｅでは、クラッチ機構Ｃ１は、図１に示すような変速機４の内部に組み込まれたクラッチ機構に限られず、例えば、第１モータ６と変速機４との間に、発進クラッチとして設けられる摩擦クラッチであってもよい。いずれにしても、クラッチ機構Ｃ１を解放することにより、エンジン１および第１モータ６が車両Ｖｅの駆動系統から切り離される。また、クラッチ機構Ｃ１を係合することにより、エンジン１および第１モータ６が車両Ｖｅの駆動系統に連結される。

エンジン１と変速機４とは、同一の軸線上に配置されており、そのエンジン１と変速機４との間に、第１モータ６が配置されている。第１モータ６は、エンジン１が出力するエンジントルクを受けて駆動されることにより電気を発生する発電機としての機能（発電機能）を有し、また電力が供給されることにより駆動されてモータトルクを出力する電動機としての機能（電動機能）も有している。すなわち、第１モータ６は、発電機能を有するモータ（いわゆる、モータ・ジェネレータ）であり、例えば、三相型の永久磁石式同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。なお、この第１モータが、この発明の実施形態における「アクチュエータおよび第２電動機」に相当する。そして、第１モータ６は、エンジン１の出力軸もしくは変速機４の入力軸に直接連結されていてもよく、あるいは適宜の伝動機構を介してエンジン１の出力軸あるいは変速機４の入力軸に連結されていてよい。

変速機４の出力側に四輪駆動用のトランスファ９が配置されている。トランスファ９は、エンジン１が出力した動力もしくは変速機４から出力されるトルクを後輪２側と前輪３側とに分配する機構であり、後輪２側にトルクを出力する部材（図示せず）に、リヤプロペラシャフト１０が連結され、前輪３側にトルクを出力する部材（図示せず）に、フロントプロペラシャフト１１が連結されている。

トランスファ９は、チェーンやベルトを使用した巻き掛け伝動機構や歯車機構によって構成することができる。また、トランスファ９は、前輪３と後輪２との差動回転を可能にする差動機構や、その差動回転を摩擦クラッチなどによって制限する差動制限機構を備えた差動機構からなるフルタイム四輪駆動機構、もしくは前輪３側へのトルクの伝達を選択的に遮断するパートタイム四輪駆動機構などによって構成することができる。

リヤプロペラシャフト１０は、変速機４またはトランスファ９から車両Ｖｅの後方に延びていて、リヤデファレンシャルギヤ１２に連結されている。リヤデファレンシャルギヤ１２は、左右の後輪２にトルクを伝達する終減速機である。また、フロントプロペラシャフト１１は、車両Ｖｅの前方に延びていて、フロントデファレンシャルギヤ１３に連結されている。なお、上記のフロントデファレンシャルギヤ１３は、左右の前輪３にトルクを伝達する終減速機である。

上述したフロントプロペラシャフト１１に、クラッチ機構Ｃ２（ドグクラッチ）および減速機構１５を介して第２モータ（ＭＧ２）１４が連結されている。具体的に説明すると、第２モータ１４は、変速機４の出力側に配置されており、モータトルクを駆動輪２（３）に伝達して駆動力を発生することが可能なように、車両Ｖｅの伝達経路に連結されている。図１に示す例では、第２モータ１４が、減速機構１５およびクラッチ機構Ｃ２を介して、フロントプロペラシャフト１１に連結されている。そのため、第２モータ１４が出力するモータトルクは、減速機構１５で増幅されて、駆動輪２（３）に伝達される。また、上記のクラッチ機構Ｃ２を係合することにより第２モータ１４とフロントプロペラシャフト１１とをトルク伝達可能にし、クラッチ機構Ｃ２の係合状態を解除（すなわち解放）することによりそのトルク伝達を遮断するように構成されている。

なお、第２モータ１４は、第１モータ６と同様に発電機能を有するモータ（いわゆる、モータ・ジェネレータ）であり、例えば、三相型の永久磁石式同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。また、この第２モータ１４が、この発明の実施形態における「第１電動機」に相当する。さらに、上記のクラッチ機構Ｃ２が、この発明の実施形態における「切替機構および第１クラッチ機構」に相当し、図１に示す例では、そのクラッチ機構Ｃ２は、係合して走行するのが通常であるから、係合力や耐久性に優れたドグクラッチ（噛み合いクラッチ）を用いており、その構成は従来知られている構成と同様であってよい。

なお、図１に示す例では、上述したように車両Ｖｅは四輪駆動車であるから、前輪３および後輪２が、駆動力源が出力する駆動トルクが伝達されることにより、車両Ｖｅの駆動力を発生する「駆動輪」に相当する。また、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、四輪駆動車に限られず、駆動トルクを前輪３に伝達して駆動力を発生させる前輪駆動車であってもよい。あるいは、駆動トルクを後輪２に伝達して駆動力を発生させる後輪駆動車であってもよい。

この発明の実施形態における車両Ｖｅは、上述したように、エンジン１と二つのモータ６，１４とを備えているので、多様な駆動状態（動作状態）を設定することができる。そのための制御系統の一例を図２を参照して説明する。図２に示す例は、図１に示す四輪駆動車における制御系統を示している。エンジン１は、スロットル開度や点火時期などを電気的に制御できるように構成されている。また、変速機４は前進や後進などの走行レンジや変速段などを電気的に制御できる自動変速機である。さらに、クラッチは前述したクラッチ機構Ｃ１、Ｃ２の係合・解放の制御を電気的に行うことができるように構成されている。そして、各モータ６，１４は、インバータＩに接続されており、インバータＩを介して制御され、つまり各モータ６，１４を電動機として機能させ、あるいは発電機として機能させるように構成されている。

そして、これらエンジン１および変速機４、クラッチ機構Ｃ１，Ｃ２、インバータＩ、ならびに、各モータ６，１４を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）１６が設けられている。このＥＣＵ１６は、この発明の実施形態における「コントローラ」に相当し、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータや予め記憶しているデータならびにプログラムを使用して演算を行い、その演算結果を制御指令信号として出力するように構成されている。その入力されるデータは、例えば車速、前輪３および後輪２の車輪速、駆動要求量であるアクセル開度、バッテリ（蓄電装置）の充電残量（ＳＯＣ）、エンジン回転数ならびに出力トルク、各モータ６，１４の回転数ならびにトルク、制動要求であるブレーキ踏力もしくはブレーキペダルの踏み込み量などであり、また予め記憶しているデータは、各走行モードを決めてあるマップなどである。そして、ＥＣＵ１６は、制御指令信号として、エンジン１の始動や停止の指令信号、第１モータ６のトルク指令信号、第２モータ１４のトルク指令信号、エンジン１のトルク指令信号、各クラッチ機構Ｃ１，Ｃ２のトルク指令信号などを出力する。なお、図１および図２では一つのＥＣＵが設けられた例を示しているものの、ＥＣＵは、例えば制御する装置ごと、あるいは制御内容ごとに複数設けられていてもよい。

また、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、上記のようにエンジン１、第１モータ６、第２モータ１４、変速機４、および、クラッチ機構Ｃ１，Ｃ２などを、それぞれＥＣＵ１６で制御することにより、複数の走行モードで走行することが可能である。すなわち、車両Ｖｅは、エンジン１を停止した状態で、第２モータ１４が出力するモータトルクを駆動輪２（３）に伝達して駆動力を発生させるＥＶ走行モード、および、クラッチ機構Ｃ１を解放し、かつクラッチ機構Ｃ２を係合した状態でエンジン１を運転し、エンジントルクで第１モータ６を駆動して発電させるとともに、第２モータ１４のモータトルクを駆動輪２（３）に伝達して駆動力を発生させるシリーズＨＶ走行モード、ならびに、クラッチ機構Ｃ１およびクラッチ機構Ｃ２を係合した状態でエンジン１を運転し、エンジントルクおよび第２モータ１４のモータトルクを駆動輪２（３）に伝達して駆動力を発生させるパラレルＨＶ走行モードのいずれかの走行モードを設定して走行する。そして、このような各走行モードの切り替えは、例えば要求駆動力および車速をパラメータとするモードの切り替えマップ等を用いて設定される。なお、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、四輪駆動モード（４ＷＤ）と二輪駆動モード（２ＷＤ）とを切り替えることもでき、そのような走行モードの切り替えは、例えば運転者によるモード切替スイッチが操作されたことにより選択される。

このように構成された車両Ｖｅは、上述したように、例えば登坂路で、運転者のアクセル操作により車両Ｖｅの停車状態を維持する場合には、車両Ｖｅがずり下がるおそれがある。具体的には、車両Ｖｅのずり下がりに対する反力をモータ６（１４）で出力している場合には、所定時間以上、その停車状態をモータ６（１４）の出力で維持していると、そのモータ６（１４）における特定の相（あるいはいずれかのスイッチング素子）のみに電流が流れることにより熱負荷が増大して、単相ロックの状態になるおそれがある。なお、図１に示す例では、上記の車両Ｖｅのずり下がりに対する反力を通常、第２モータ１４で出力している。また、ここでいう単相ロックの状態とは、上述したようにモータ６（１４）の特定の相あるいはスイッチング素子のみに電流が流れることにより所定期間内にモータ６（１４）で発生する熱負荷が予め定めた所定値以上になって、モータ６（１４）やその制御機器であるインバータＩなどの電気回路あるいは電子回路の性能や耐久性が熱負荷によって低下する状態である。なお、上記の「熱負荷の所定値」は、各相や各スイッチングで許容される熱負荷に基づいて定められ、例えば電気回路が損傷しない範囲あるいは耐久性が低下しない範囲での最大値、あるいは、制御の応答性の遅れや安全率などを見込んで上記の最大値よりやや小さい値に設定される。

図３および図４は、その単相ロックの原理を説明するための図であって、先ず図３は、モータ６（１４）に電力を供給する電気回路図の一部を示している。単相ロックは、上述したように、特定の相やスイッチング素子のみに電流が流れることで熱負荷が増大することで生じる。先ず、インバータＩについて説明すると、このインバータＩは、バッテリから出力された直流電流を交流電流に変換し、またはモータ６（１４）により発電された交流電流を直流電流に変換するものであって、三つの並列回路により構成されている。具体的には、インバータＩは、正極ラインと負極ラインの間に互いに並列に接続されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各アームから構成される。Ｕ相のアーム１７はスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列接続からなり、Ｖ相のアーム１８はスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の直列接続からなり、Ｗ相のアーム１９はスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の直列接続からなる。また、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のコレクタ・エミッタ間にはそれぞれエミッタ側からコレクタ側に電流を流すようにダイオードＤ１〜Ｄ６が接続される。この発明の実施形態における各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６としては、例えばＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ：Insulated Gate Bipolar Transistor）が適用される。

そして、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、ＥＣＵ１６からの制御信号に対応してオン・オフ制御、すなわちスイッチング制御される。なお、複数のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のうち、バッテリの高電圧側（プラス端子側）に接続されているスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５が、インバータＩの上アーム（高電圧側アーム）を構成し、バッテリの低電圧側（マイナス端子側）に接続されているスイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６が下アーム（低電圧側アーム）を構成する。

モータ６（１４）は、上述したように例えば三相の永久磁石式同期モータであり、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三つのコイルの一端が中点で共通に接続される。Ｕ相のコイルの他端は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の中点Ｍ１に接続され、Ｖ相のコイルの他端は、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の中点Ｍ２に接続され、Ｗ相のコイルの他端は、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の中点Ｍ３に接続される。なお、モータ６（１４）には、回転子の回転角を検出する位置センサ（図示せず）が設けられ、その位置センサによって検出された回転角は、ＥＣＵ１６へ出力される。

そして、ＥＣＵ１６は、インバータＩにおける各相のコイルを流れる相電流が、例えば図４に示すように１２０度ずつ位相がずれた関係の正弦波の波形となるように、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をオン・オフ（制御）する。したがって、単相ロックの状態でない通常時には、その正弦波の波形は、図４の左側のようにサインカーブが描かれるものの、単相ロック状態になると、そのサインカーブの波形は乱れて、図４の右側のようになる。したがって、この発明の実施形態では、その単相ロックを回避するように構成されている。

また、上述した単相ロックを回避する場合、従来、モータの出力を低減させる制御が知られている。一方、そのような制御は、モータ６（１４）の出力を低減させるから、そのモータ６（１４）の出力を低減している間は車両Ｖｅがずり下がるおそれがある。したがって、この発明の実施形態では、上記のような単相ロックを回避しつつ、かつ車両Ｖｅのずり下がりを防止するように構成されている。以下に、ＥＣＵ１６によって実行される制御例の一例について説明する。

図５から図８は、その制御の一例を示すフローチャートであって、特に登坂路などで車両Ｖｅがずり下がることを防止するための制御の一例である。また、この制御例が実行される状況あるいは状態としては、例えば上述したように、運転者のアクセル操作によって、車両Ｖｅの停車状態を維持しており、その状態でモータ６（１４）の熱負荷が増大することで単相ロックになるおそれがある場合である。なお、この図５の制御例では、上記の車両Ｖｅの停車状態を維持するための出力を、第２モータ１４で出力している。したがって、これ以降の説明では、特に説明する場合を除いて、単相ロックするおそれがあるモータを第２モータ１４として説明する。

これらフローチャートについて説明すると、図５は、主に単相ロックを回避するためのフローチャートであり、図６は、その単相ロックの状態になるおそれがあるか否かを判断するフローチャートであり、図７は、主に第２モータ１４の出力の低下を回避するために、通電相を変更する通電相変更制御のフローチャートであり、図８は、主に、通電相を変更した後に第２モータ１４での走行（ＥＶ走行）を可能にするフローチャートである。以下に、この制御について具体的に説明する。

先ず、どの相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）あるいはスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ６）に負荷が集中しているかを判断する（ステップＳ１）。これは、上述したように、特定の相（あるいはスイッチング素子）に熱負荷が集中して単相ロック状態になるおそれがあるか否かを判断するステップである。その単相ロック状態になるおそれがあるか否かの判断は、例えば電力の積算値から判断することができる。図６は、その単相ロックの状態になるおそれがあるか否かを判断するフローチャートである。

これを具体的に説明すると、先ず、どの相やスイッチング素子が単相ロック状態になるおそれがあるかを判断するために、判断すべき相やスイッチング素子を選択あるいは読み込む（ステップＳ１００）。上述したように、各モータは三相交流モータであって、またインバータＩは、スイッチング素子ＱをＵ相、Ｖ相、Ｗ相に二組ずつ備えている。つまり、このインバータＩには、スイッチング素子が６つ（Ｑ１〜Ｑ６）設けられている。したがって、先ず、その６つのスイッチング素子のいずれかを選択する、あるいは読み込む。なお、上記の二組のうちの一方のスイッチング素子が、この発明の実施形態における「第１スイッチング素子（Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５）」に相当し、他方のスイッチング素子が、この発明の実施形態における「第２スイッチング素子に（Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６）」に相当する

ついで、ステップＳ１００で選択したスイッチング素子Ｑに電流が通電しているか否かを判断する（ステップＳ１０１）。上述したようにインバータＩには、６つのスイッチング素子が設けられているから、任意のスイッチング素子Ｑを選択して、その選択したスイッチング素子Ｑが通電中か否かを判断する。なお、このフローチャートにおいて、ステップＳ１０１以降に示すｎは６つのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のうち、選択したいずれかの素子を示す。

したがって、このステップＳ１０１で肯定的に判断された場合、すなわち所定のスイッチング素子Ｑに通電中であると判断された場合には、電力の積算値を更新する（ステップＳ１０２）。つまり、通電中であるスイッチング素子Ｑの電力値を更新する。また、併せてモータの回転角から単相ロック状態を判定する判定値αを算出する（ステップＳ１０３）。これは、例えば図９に示すようなマップからその判定値αを算出することができる。

この判定値αを算出するマップについて説明すると、先ず、判定値αは、単相ロックになるおそれがある所定の熱負荷（すなわち熱量）を積算電流値から推定して予め定めた閾値である。また図９に示す波形は、上述した図４と同様に、インバータＩの各相のコイルを流れる相電流が、例えば１２０度ずつ位相がずれた関係の正弦波の波形となるように、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６が制御された例であり、縦軸は相電流および判定値を示し、横軸は回転角を示している。そして、この図９に示すように、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６における判定値αは、回転角に応じて判定値αが変動しており、例えばθ１地点であれば、スイッチング素子Ｑ１は、短期間のうちに（少ない回転角で）０になるから比較的高めの判定値とされている。一方、このθ１地点でのスイッチング素子Ｑ３やスイッチング素子Ｑ６は、サインカーブが頂点に向けて上昇中（Ｑ３）、あるいは、最大値（Ｑ６）であり、０になるまでにはスイッチング素子Ｑ１より回転角を要する。そのため、スイッチング素子Ｑ１よりその判定値が低く設定されている。つまり、０に戻るまでの回転角が大きければその判定値を低く設定し、０に戻るまでの判定値が小さければその判定値は高く設定される。言い換えれば、０に戻るまでの時間が長ければその判定値を低く設定し、これとは反対に、０に戻るまでの時間が短ければその判定値を高く設定する。なお、図９に示す正弦波の一周期は、第２モータ１４の一回転（すなわち３６０度）を第２モータ１４の極数で割った角度に相当する。つまり、第２モータ１４が６極モータであれば、一周期で６０度回転する。

一方、モータの回転角や電流値は、所定のセンサによって検出できる。したがって、図９に示す予め用意されているデータ（マップ）と、センサによって得られるデータとに基づいて、単相ロックが生じる可能性、すなわちその時点の第２モータ１４の状態により単相ロックの状態になること、あるいは単相ロックの状態にならないことを判定することができる。すなわち、判定値αは、モータの回転角と積算電流値とから定められ、検出された回転角における電流値がその判定値α以上であることにより、単相ロック状態になることの判定を行う。なお、このステップＳ１０３は、上述したステップＳ１０２と同時に実行されてもよく、あるいは、ステップＳ１０３とステップＳ１０２との順序は反対であってもよい。

したがって、そのようにステップＳ１０３で算出した判定値αとステップＳ１０２で更新した電力積算値とを比較して、電力積算値が上記の判定値αより大きいか否かを判断する（ステップＳ１０４）。つまり、選択した特定のスイッチング素子が単相ロックの状態あるいは、単相ロックの状態になるおそれがあるか否かを判断する（電力積算値＞α）。そして、このステップＳ１０４にて肯定的に判断された場合、すなわち電力積算値が判定値αより大きい場合には、単相ロックの仮フラグをＯＮにする（ステップＳ１０５）。なお、この仮フラグは、上述したように各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６ごとに単相ロックになるおそれがあるか否かを判定するから、一旦単相ロックになるおそれがある素子が存在すると判断された場合には、仮りとして、単相ロックのフラグをＯＮにする。したがって、一つの素子についての判断が終了したら、その他の各スイッチング素子についても上記の制御を実行する。

そして、そのように所定のスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ６）について、ステップＳ１００からステップＳ１０５を実行したら、そのスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ６）のナンバーを確認して（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０５での仮フラグがＯＮされているか否かを判断する（ステップＳ１０７）。なお、ステップＳ１０６のナンバーを確認するステップは、ステップＳ１０７でどのスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ６）が単相ロック状態になるおそれがあるか否かを把握できれば、スキップしてもよい。

したがって、このステップＳ１０７で否定的に判断された場合、すなわちどの相あるいはスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ６）についても、単相ロックの状態になるおそれがないと判断された場合には、単相ロックのフラグをＯＦＦにして（ステップＳ１０８）、この制御例を一旦終了する。これとは反対に、このステップＳ１０７で肯定的に判断された場合、すなわち６つのスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ６）のうち少なくともいずれかのスイッチング素子が単相ロックの状態になるおそれがあると判断された場合には、単相ロックのフラグをＯＮにする(ステップＳ１０９）。

なお、上述したステップＳ１０１で否定的に判断された場合、すなわち選択したスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ６）に通電していないと判断された場合には、電力積算値をクリアにし（ステップＳ１１０）、上記のステップＳ１０６からステップＳ１０９のステップを実行する。つまり、いずれかのスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ６）の仮フラグがＯＮにされているか否かを判断して（ステップＳ１０７）、その判断が否定的である場合には、単相ロックのフラグをＯＦＦにし（ステップＳ１０８）、一方、仮フラグがＯＮの場合には、単相ロックのフラグをＯＮにする（ステップＳ１０９）。なお、ステップＳ１０１で否定的に判断された場合、すなわち選択したスイッチング素子（例えばＱ１）が通電中でないと判断される場合の例としては、図９のθ２地点のように相電流が０の場合である。

また、ステップＳ１０４で否定的に判断された場合、すなわち、電力積算値が判定値αより小さい場合（電力積算値＜α）についても、ステップＳ１０１で否定的に判断された場合と同様にステップＳ１０６からステップＳ１０９のステップを実行する。なお、このステップＳ１０６からステップＳ１０９のステップの説明は、上述した通りであるのでここでは省略する。

したがって、図５のステップＳ１で否定的に判断された場合、すなわち上述した図６のフローチャートで単相ロックのフラグがＯＦＦされている場合には、これ以降の制御を実行することなくリターンする。

一方、このステップＳ１で肯定的に判断された場合、すなわち上述した図５のフローチャートで単相ロックのフラグがＯＮされた場合には、ついで、通電相を変更する通電相変更制御の実行フラグをＯＮにする（ステップＳ２）。これは、上述したように、単相ロックのフラグがＯＮされた場合には、特定の相やスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ６）が単相ロックするおそれがあり、車両Ｖｅのずり下がりに対する反力を出力している第２モータ１４の出力が低下するおそれがある。そこで、通電相を切り替える制御を実行するためにそのフラグをＯＮにする。なお、通電相変更制御とは、通電相に限られず、上述した通電するスイッチング素子の変更も含まれる。したがって、これ以降に説明する制御は、その通電相変更制御の実行するための前段階（準備）、および、その通電相制御の内容について説明する。

先ず、クラッチ機構Ｃ１の係合指示を行う（ステップＳ３）。これは、ステップＳ１で単相ロックの状態になるおそれがあると判断されているから、このまま第２モータ１４に通電を継続すると、単相ロックするとともに、第２モータ１４の出力が低下するおそれがある。つまり、車両Ｖｅがずり下がるおそれがある。そのため、その車両Ｖｅのずり下がりを回避するために、クラッチ機構Ｃ１を係合して、第１モータ６の出力を駆動輪に伝達する。

ついで、その係合指示によりクラッチ機構Ｃ１が係合完了したか否かを判断する（ステップ４）。このステップＳ４で否定的に判断された場合、すなわち未だクラッチ機構Ｃ１が係合されていない場合には、係合完了するまでこのステップＳ４を繰り返し実行する。つまり、クラッチ機構Ｃ１が係合完了するまでそのクラッチの伝達トルク容量を増大させる。一方、このステップＳ４で肯定的に判断された場合、すなわちクラッチ機構Ｃ１が係合完了と判断された場合には、ついで第２モータ１４のトルクを低減させ、かつ第１モータ６のトルクを増大させる（ステップＳ５）。

上述したように、クラッチ機構Ｃ１の係合が完了したら、第１モータ６により車両Ｖｅのずり下がりに対する反力を出力させる。また、第２モータ１４は、単相ロックの状態を回避するために、第２モータ１４の出力を低減させる。したがって、第２モータ１４のトルクを低減させると同時に第１モータ６のトルクを増大させる。これにより、車両Ｖｅのずり下がりを回避するとともに、車両Ｖｅの停車状態を維持することができる。なお、第１モータ６のトルクを増大させる制御、および、第２モータ１４のトルクを低減させる制御は、トルク変動に伴うショックを抑制するために漸次的に制御する。そして、第２モータ１４のトルクは０まで低減させる。

なお、この際に、クラッチ機構Ｃ１が係合されているから、第１モータ６に加えてエンジン１も連結されている。したがって、エンジン１のイナーシャ、ポンピングロスなどのフリクショントルクにより車両Ｖｅのずり下がりに対する反力の一部を負担できるから、第１モータ６のトルクの増大は、それらを考慮して増大される。つまり、第２モータ１４の低減させるトルクの方がそのフリクショントルク分、第１モータ６の増大させるトルクより大きくなる。また、上記のエンジン１のフリクションの大きさは、例えばエンジン１が停止しているクランク角（ピストン位置）や、エンジン１の油温から決定される。例えばエンジン１の油温が低い場合には、フリクションは大きくなり、反対にエンジン１の油温が高ければそのフリクションは小さくなる。

ついで、その第２モータ１４のトルクが０になったか否かを判断する（ステップＳ６）。これは、後述する通電相変更制御を実行するにあたり、クラッチ機構Ｃ２を解放するためであって、また、このように第２モータ１４への通電を０にすることにより第２モータ１４を冷却することができる。したがって、このステップＳ６で否定的に判断された場合、すなわち第２モータ１４のトルクが未だ０より大きい場合には、ステップＳ５に戻り、第２モータ１４のトルクを低減させ、かつ第２モータ１４と協調させて第１モータ６のトルクを増大させる。一方、このステップＳ６で肯定的に判断された場合、すなわち第２モータ１４のトルクが０になった場合には、クラッチ機構Ｃ２の解放指示を行う（ステップＳ７）。

ついで、そのクラッチ機構Ｃ２が解放完了したか否かを判断する（ステップＳ８）。そして、このステップＳ８で否定的に判断された場合、すなわちクラッチ機構Ｃ２が未だ解放されていないと判断された場合には、解放完了になるまでこのステップＳ８を繰り返し実行する。一方、このステップＳ８で肯定的に判断された場合、すなわちクラッチ機構Ｃ２の解放が完了した場合には、このフローチャートを終了する。

つぎに、図７を参照しつつ通電相変更制御について説明する。これは、上述したように、単相ロックの状態になるおそれがある場合には、第２モータ１４の通電する相やスイッチング素子を変更する制御であって、クラッチ機構Ｃ２が解放されている状態で実行される。先ず、通電相が変更されているか否かを判断する（ステップＳ９）。これは、上述した図６で単相ロックの状態になるおそれがあると判断された相（やスイッチング素子Ｑ）から、通電する相やスイッチング素子Ｑが変更されているか否かを判断するステップである。したがって、このステップＳ９で否定的に判断された場合、すなわち、通電相が変更されていない場合には、第２モータ１４のトルクを徐々に増大させる（ステップＳ１０）。つまり、第２モータ１４を回転させて（回転角を変えて）通電相を変更する。より具体的には、例えば上述した図９のマップに示すように、スイッチング素子Ｑ１の積算電流値が増大して判定値αに達した場合に、通電する素子をスイッチング素子Ｑ１からスイッチング素子Ｑ２に切り換えるように第２モータ１４の回転角を制御する。なお、この際に第２モータ１４を回転させる方向は正回転側、もしくは、負回転側のどちらでもよい。また、この際に増大させるトルクの大きさは、通電相が変更される程度のトルク（例えばゴギングトルクを少し上回る程度）である。

一方、このステップＳ９で肯定的に判断された場合、すなわち通電相が変更されていると判断された場合には、既にステップＳ１０を実行済みと判断できるから、そのステップＳ１０で増大させた第２モータ１４のトルクを徐々に低減させる（ステップＳ１１）。これは、解放されているクラッチ機構Ｃ２を再度係合するためであって、したがって、第２モータ１４のトルクを０まで低減させる。なお、ステップＳ１０で通電相を変更するために増大させたトルクの大きさは、上述したように通電相を変更させる程度のトルクであるから、このステップＳ１１でその回転を停止させるためのトルク（負トルク）は要しなくてもよく、この制御例では、特に制御しない。

そして、その低減させた第２モータ１４のトルクが０になったか否かを判断し（ステップＳ１２）、このステップＳ１２で否定的に判断された場合には、第２モータ１４のトルクが０になるまで低減させる。これとは反対に、このステップＳ１２で肯定的に判断された場合、すなわち第２モータ１４のトルクが０になったら、第２モータ１４でＥＶ走行可能とする制御に移行する。

図８はその第２モータ１４でのＥＶ走行に移行するためのフローチャートである。上述したように、この発明の実施形態では、例えば坂路で運転者のアクセル操作によって停車中であるから、その後発進することが通常であり、発進時は第２モータ１４でのＥＶ走行が望ましい。したがって、上記の通電相変更制御を実行後に、第１モータ６でずり下がりに対する反力を出力していたのを、再度クラッチ機構Ｃ２を係合して第２モータ１４で出力する。

具体的には、先ず、クラッチ機構Ｃ２の係合指示を行い（ステップＳ１３）、そのクラッチ機構Ｃ２の係合が完了したか否かを判断する（ステップＳ１４）。このステップＳ１４で否定的に判断された場合、すなわち未だクラッチ機構Ｃ２が係合完了していない場合には、係合完了までこのステップＳ１４を繰り返し実行する。一方、このステップＳ１４で肯定的に判断された場合、すなわちクラッチ機構Ｃ２が係合完了と判断された場合には、ついで、ずり下がりに対する反力を第１モータ６に替えて第２モータ１４で出力させる。つまり、第２モータ１４のトルクを漸次的に増大させ、かつ第１モータ６のトルクを漸次的に低減させる（ステップＳ１５）。なお、第１モータ６のトルクは、０になるまで低減され、またその低減させる第１モータ６のトルクと増大させる第２モータ１４のトルクとの関係は、図５のステップＳ５と同様に、エンジン１がずり下がりに対する反力の一部を受け持つことができるから、第２モータ１４のトルクの増大分の方が、第１モータ６のトルクの低減分より大きい。

ついで、上記の低減された第１モータ６のトルクが０になったか否かを判断する（ステップＳ１６）。これはクラッチ機構Ｃ１を解放するためのステップであって、したがって、このステップＳ１６で否定的に判断された場合、すなわち第１モータ６のトルクが未だ０でない場合には、ステップＳ１５に戻る。一方、このステップＳ１６で肯定的に判断された場合、すなわち第１モータ６のトルクが０になった場合には、ついでクラッチ機構Ｃ１の解放指示を行い（ステップＳ１７）、クラッチ機構Ｃ１が解放完了したか否かを判断する（ステップＳ１８）。そして、このステップＳ１５で否定的に判断された場合、すなわちクラッチ機構Ｃ１が未だ解放されていない場合には、解放完了になるまでこのステップ１８を繰り返し実行する。一方、このステップＳ１８で肯定的に判断された場合、すなわちクラッチ機構Ｃ１が解放完了と判断された場合には、上述した通電相変更制御のフラグをＯＦＦする（ステップＳ１９）。つまり、通電相変更制御を終了する。

図１０は、上述した図５から図８の制御例を実行したときのタイムチャートを説明する図であって、特に、坂路などで車両Ｖｅのずり下がりに対する反力をモータにより出力して停車している場合において、単相ロックするおそれがあると判断された状態の例である。具体的には、通電相変更制御の実行判定、クラッチ機構Ｃ１のトルク容量、第２モータ１４のトルク、第１モータ６のトルク、クラッチ機構Ｃ２の係合動作、車速、ならびに、第２モータ１４の回転数の変化の一例を示している。

これを具体的に説明すると、先ず通電相変更制御の実行判定がＯＮされる（ｔ１時点）。つまりｔ１時点で、いずれかの相やスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ６）が単相ロックの状態になるおそれがあり、通電相を変更するフラグがＯＮされる。また、それと同時に、第２モータ１４に替えて第１モータ６でずり下がりに対する反力を出力させるために、クラッチ機構Ｃ１の係合指示を行う。したがって、このｔ１時点でクラッチ機構Ｃ１のトルク容量が増大する。

ついで、係合指示されたクラッチ機構Ｃ１のトルク容量が所定値に達して、そのクラッチＣ１が係合される（ｔ２時点）。また、それと同時に第２モータ１４のトルクが漸次的に低減され、かつ第１モータ６のトルクが漸次的に増大される。なお、この際の第１モータ６のトルクと第２モータ１４のトルクとの関係は、上述したようにクラッチ機構Ｃ１を連結していることにより、エンジン１のフリクション等により車両Ｖｅのずり下がりに対する反力の一部を受け持つことができるから、第１モータ６の増大されるトルクの方が、第２モータ１４の低減されるトルクより小さい。なお、そのようにエンジン１のフリクション等によりエンジン１が反力の一部を受け持つ場合の例を実線で示し、一方、エンジン１が上記の反力を受け持つ場合であっても、その大きさが実線の例より少ない場合（例えばスロットルバルブが開いている場合）の例を破線で示してある。したがって、実線で示すように第１モータ６のトルクを出力できれば、破線のように出力した場合に比べて電力消費量を低減でき、言い換えれば電費を向上させることができる。

ついで、低減された第２モータ１４のトルクが０になったら、クラッチ機構Ｃ２の解放指示がされる（ｔ３時点）。なお、このｔ３時点では、クラッチ機構Ｃ２の解放指示であって、実際にクラッチ機構Ｃ２の解放が完了するのはｔ４時点である。したがって、そのｔ４時点で、第２モータ１４のトルクが増大される。これは、図７のステップＳ１０で説明したように通電相を変更するために実行される制御であり、そのトルクの大きさは、上述したように例えば通電相が変更される程度のトルクである。また、そのように第２モータ１４のトルクが増大されることにより第２モータ１４の回転数も増大される。

そして、そのように第２モータ１４を駆動させることにより、通電相（や通電するスイッチング素子）が切り替わり、その通電相の切り替わりによって、通電相変更制御の実行判定がＯＦＦにされる（ｔ５時点）。また、それと同時にｔ４時点で増大された第２モータ１４のトルクが０に向けて低減される。そして、第２モータ１４のトルクが０になるとともに、第２モータ１４の回転数も０になり（ｔ６時点）、またそれと同時に、クラッチ機構Ｃ２の係合指示がされる。

そして、そのクラッチ機構Ｃ２が実際に係合したら、それと同時に第１モータ６のトルクを低減させ、かつ第２モータ１４のトルクを増大させる（ｔ７時点）。これは、再度第２モータ１４でずり下がりに対する反力を出力させ、第２モータ１４でＥＶ走行を可能にするためである。

そして、低減させた第１モータ６のトルクが０になったら、クラッチ機構Ｃ１のトルク容量を０に向けて低減させる（ｔ８時点）。つまり、クラッチ機構Ｃ１を解放させる。なお、このタイムチャートは、上述したように、車両Ｖｅは停車中であるから、車速の変化はなく、常に一定である。また、第２モータ１４の回転数についても、ｔ４時点からｔ５時点では通電相変更制御を実行するから第２モータ１４の回転数は一時的に増大されるものの、それ以外の各時点での第２モータ１４の回転数は０である。

このように、この発明の実施形態では、第２モータ１４のいずれかの相やスイッチング素子が単相ロック状態になるおそれがある場合には、通電相を切り替えるように構成されている。したがって、その単相ロックを回避でき、第２モータ１４やインバータＩの熱負荷が増大すること、ならびに、それら電力装置の耐久性が低下することを抑制できる。また、その通電相を切り替える際に、クラッチ機構Ｃ２の係合状態とクラッチ機構Ｃ１の解放状態とを切り替えて、車両Ｖｅのずり下がりに対する反力を、第２モータ１４に替えて第１モータ６で出力するように構成されている。そのため上述した単相ロック状態となるおそれがある場合であっても、上記反力を第１モータ６で出力することができるから、坂路等で車両Ｖｅがずり下がることを回避できる。

また、上述した例では、クラッチ機構Ｃ２およびクラッチ機構Ｃ１の各クラッチの制御は、その各クラッチ機構Ｃ１，Ｃ２を解放状態あるいは係合状態にする制御であるから、そのクラッチ機構Ｃ１，Ｃ２の制御は比較的容易である。具体的には、例えば前掲の特許文献１に記載されていた制御のように、通電相を切り替えるために、クラッチ機構の締結力を緩め（半クラッチ）、かつずり下がりに対する反力を維持するような制御に比べて容易である。言い換えれば、この発明の実施形態では、車両Ｖｅのずり下がりに対する制御を、より簡単な構成により実行することができる。

さらに、上述した例では、通電相を切り替える際に、第２モータ１４の出力を０にして、一時的に第１モータ６で上記の反力トルクを出力するように構成されているため、その間は、第２モータ１４を冷却することができる。

そして、このように車両Ｖｅのずり下がりに対する反力を第１モータ６もしくは第２モータ１４で出力して停車状態を維持できるから、その状態でアクセルペダルが踏み増されて発進する場合には、そのまま発進でき、言い換えれば加速の応答性を向上させることができる。

つぎに、この発明の実施形態における他の例について説明する。上述した例では、車両Ｖｅが停車状態の場合に通電相を変更する制御について説明した。一方、通電相を切り替えている際、あるいは、通電相変更制御がＯＮされている場合に、運転者のアクセル操作により、アクセルペダルが踏み増されて車両Ｖｅを発進させる場合がある。そのような場合、第１モータ６でトルクを出力するものの、エンジン１が始動し、そのエンジン１の始動を要因とした振動（例えばエンジン１の爆発）が発生するおそれがある。したがって、図１１に示す制御例では、エンジン１の始動を回避すべく、エンジン１への燃料の供給をＯＦＦにするように構成されている。つまりフューエルカット制御を実行するように構成されている。なお、ここでいうエンジン１の始動とは、エンジン１の点火やエンジン１へ燃料が供給されることによりそのエンジン１が始動することをいい、したがって、クラッチ機構Ｃ１が係合していることにより単にエンジン１が連れ回ることは、ここではエンジン１の始動には含まれない。以下に、その制御例について説明する。

先ず、通電相変更制御の実行フラグがＯＮか否かを判断する（ステップＳ２００）。これは、上述した図５から図８のフローチャート、ならびに、図１０のタイムチャートで説明したように、単相ロックの状態になるおそれがある場合には、熱負荷の増大を抑制するために、通電相やスイッチング素子を変更する。したがって、このステップＳ２００で否定的に判断された場合、すなわち通電相変更制御を実行中でないと判断された場合（あるいは、その通電相変更制御の実行フラグがＯＦＦの場合）には、フューエルカットフラグをＯＦＦにする（ステップＳ２１０）。つまりフューエルカット制御を実行しない。一方、このステップＳ２００で肯定的に判断された場合、すなわち通電相変更制御を実行中、あるいは、その通電相変更制御の実行フラグがＯＮの場合には、フューエルカットフラグをＯＮにする（ステップＳ２２０）。つまり、クラッチ機構Ｃ２を再度係合して、クラッチ機構Ｃ１を切り離すまでの間、フューエルカット制御を実行する。これにより、通電相変更制御を実行中は、エンジン１に燃料が供給されることがないので、そのエンジン１の始動を要因とした振動が発生することを回避できる。また、そのようにフューエルカット制御することにより、燃費を向上させることができ、かつ排気ガスの発生をも回避することができる。

なお、通電相変更制御中に、車両Ｖｅを発進させる場合には、第１モータ６の出力をより増大させるものの、より大きな駆動力が要求される場合には、通電相変更制御の終了後、すなわちクラッチ機構Ｃ２を再度係合した後に、クラッチ機構Ｃ１を切り離してからエンジン１を始動させる。また、第１モータ６の出力は、エンジン１を連れ回すから、エンジン１の油温などを考慮してその分大きなトルクを出力させる。

つぎに、この発明の実施形態における更に他の例について説明する。上述した各実施形態では、エンジン１と二つのモータとを備えた車両Ｖｅを対象として説明した。一方、この発明の実施形態では、少なくとも一つのモータを備えた車両Ｖｅを対象としてもよい。図１２は、その車両Ｖｅを模式的に示した図である。具体的には、図１２に示す車両Ｖｅは、駆動力源として一つのモータ２２と、そのモータ２２が単相ロックするおそれがある場合に、車両Ｖｅのずり下がりに対する反力を出力するアクチュエータとして機能する電子制御ブレーキシステム（ＥＣＢ：Electronically Controlled Brake System）２０とを備えている。また、Ｈｉ（ハイ）ギヤとＬｏ（ロー）ギヤとニュートラルギヤとを設定可能なＨｉ／Ｌｏ切替機構２１を備えている。つまり、この車両Ｖｅは、モータ２２が出力したトルクが、駆動軸２３およびＨｉ／Ｌｏ切替機構２１を介して後輪２側に伝達されるとともに、トランスファ９を介して前輪３側に伝達される。なお、その他の構成は、図１に示した車両Ｖｅと同様であるため、省略する。また、図２に示す例では、上記のモータ２２が、この発明の実施形態における「第１電動機」に相当し、上記のＨｉ／Ｌｏ切替機構が「切替機構」に相当する。

そして、このように駆動力源として一つの駆動用モータ２２を備えた車両Ｖｅであっても、単相ロックを回避しつつ、車両Ｖｅのずり下がりに対する反力を出力することが可能である。基本的な制御は、上述した図１の車両Ｖｅにおける制御例（図５から図８）と同様であって、通電相変更制御を実行中に、図１の車両Ｖｅでは第１モータ６で上記の反力を出力するのに対して、図１２に示す車両Ｖｅでは、ＥＣＢ２０でその反力を発生させる。

図１３は、図１２の車両Ｖｅを対象とした場合の制御例におけるタイムチャートを説明する図であって、特に登坂路などで車両Ｖｅのずり下がりに対する反力をモータ２２により出力して停車している場合の例である。具体的には、通電相変更制御の実行判定、ＥＣＢ２０の制動トルク、モータ２２のトルク、Ｈｉ／Ｌｏ切替機構の切替位置、車速、ならびに、モータの回転数の変化の一例を示している。

これを具体的に説明すると、先ず通電相変更制御の実行判定がＯＮされる（ｔ１時点）。つまりｔ１時点で、モータ２２のいずれかのスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ６）が単相ロックの状態になるおそれがあり、通電相を変更するフラグがＯＮされる。また、それと同時に、モータ２２に替えてＥＣＢ２０でずり下がりに対する反力を出力させるために、そのＥＣＢ２０の制動トルクを増大させる。

ついで、増大させたＥＣＢ２０の制動トルクが所定値（車両Ｖｅの停車状態を維持する値）に達したら、モータ２２のモータトルクを０に向けて徐々に低減させる（ｔ２時点）。これは、モータ２２の単相ロックを回避するためである。そして、モータトルクが０に達したら、ＨｉギヤあるいはＬｏギヤを設定しているギヤをニュートラルに変更する（ｔ３時点）。なお、Ｈｉ／Ｌｏ切替機構２１の切替位置の変化で、実線はＨｉギヤの変化を示し、破線はＬｏギヤの変化を示している。そして、そのギヤの切替位置がニュートラルになると同時に、モータトルクを徐々に増大させる（ｔ４時点）。つまり、モータ２２を回転させて（例えば通電相が切り替わる程度）、通電相の切り替えを行う。そして、通電相が切り替わったら、通電相変更制御の実行判定のフラグをＯＦＦにし、それと同時に増大させたモータトルクを徐々に低減させて０にする（ｔ５時点）。

ついで、そのようにモータトルクが０に達したら、ｔ３時点でニュートラルに変更したＨｉ／Ｌｏ切替機構２１を元の位置に戻す（ｔ６時点）。そして、実際にギヤの位置が元に戻ると同時に、モータトルクを増大させる（ｔ７時点）。つまり、モータトルクで再度ずり下がりに対する反力を出力するとともに、車両Ｖｅが発進可能な状態とする。

そして、増大させたモータトルクが所定値に達すると同時に、ＥＣＢ２０の制動力を徐々に低減させ０にする（ｔ８時点）。なお、このタイムチャートは、上述したように、車両Ｖｅは停車中であるから、車速の変化はなく、常に一定である。また、モータ２２の回転数についても、ｔ４時点からｔ５時点では通電相変更制御を実行するからモータ２２の回転数は一時的に増大されるものの、それ以外の各時点でのモータ２２の回転数は０である。

したがって、この図１２に示す車両Ｖｅにおいても、単相ロックの状態になるおそれがある場合には、通電相変更制御を実行することにより、熱負荷が増大して単相ロックすることを回避できる。また、通電相変更制御を実行中に、モータトルクを０にして、ＥＣＢ２０により車両Ｖｅのずり下がりに対する反力を出力することにより、車両Ｖｅがずり下がることを回避することができ、それと同時に、モータ２２を冷却することができる。

なお、この図１２に示す車両Ｖｅにおいて、通電相変更制御を実行中に、例えば運転者によりアクセルペダルが踏み増しされて車両Ｖｅを発進させる場合には、Ｈｉ／Ｌｏ切替機構２１の再係合を待って、発進させる。そのため、通電相変更制御の実行中は、それを運転者に知らせるように例えばメータ等にインジケータを表示する。

以上、この発明の複数の実施形態について説明したが、この発明は上述した例に限定されないのであって、この発明の目的を達成する範囲で適宜変更してもよい。上述した各実施形態では、クラッチ機構Ｃ２はドグクラッチを用いて説明したものの、従来知られている摩擦クラッチであってもよい。また、図１の車両Ｖｅを対象とした例では、クラッチ機構Ｃ１を切り離した状態で制御を開始させたものの、クラッチ機構Ｃ１，Ｃ２の両方を係合した状態でこの制御を開始してもよい。そのような場合には例えば、単相ロックになるおそれがある一方のモータ６（１４）について通電相変更制御を実行するように構成すればよい。

また、この発明で対象とする車両Ｖｅは、図１の構成に図１２で説明したＥＣＢ２０を追加した車両であってもよい。その場合には、第２モータ１４が単相ロックするおそれがあると判断された場合には、例えばＥＣＢ２０と第１モータ６とを協調制御させて、ずり下がりに対する反力を出力する。つまり、図１０のタイムチャートで説明した第１モータのトルクは、ＥＣＢ２０で受け持つ分低減される。

さらに、図６の制御例のステップＳ１０３で説明した単相ロックになるおそれがあるか否かを判定する判定値αは、上述した例では、熱負荷（すなわち熱量）を電流積算値により定めたものの、これに替えて、例えば電力量や単に熱量を検出するセンサを設けてもよい。

１…エンジン（ＥＮＧ）、 ２…後輪、 ３…前輪、 ４…変速機、 ５…ダンパ機構、 ６…第１モータ（ＭＧ１）、 ７，８…摩擦板、 ９…トランスファ、 １０…リヤプロペラシャフト、 １１…フロントプロペラシャフト、 １２…リヤデファレンシャルギヤ、 １３…フロントデファレンシャルギヤ、 １４…第２モータ（ＭＧ２）、 １５…減速機構、 １６…電子制御装置（ＥＣＵ）、 １７，１８，１９…アーム、 ２０…電子制御ブレーキシステム（ＥＣＢ）、 ２１…Ｈｉ／Ｌｏ切替機構、 ２２…駆動用モータ、 ２３…駆動軸、 Ｃ１，Ｃ２…クラッチ機構、 Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６…ダイオード、 Ｉ…インバータ、 Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３…中点、 Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６…スイッチング素子。

Claims (10)

1. 複数の通電相を有し、回転角に応じて前記複数の通電相のそれぞれの通電相に通電する電流値を制御することによりトルクを発生させる第１電動機と、車両の停車状態を維持するトルクを出力可能なアクチュエータと、前記第１電動機が出力したトルクを駆動輪に伝達する伝達経路内で前記トルクを伝達する係合状態と前記トルクを遮断する解放状態とを切り替え可能な切替機構とを備えた車両の制御装置において、
   前記アクチュエータおよび前記切替機構を制御するコントローラを備え、
   前記コントローラは、
   前記第１電動機の回転が停止した状態で所定のトルクを出力して停車状態を維持することにより、前記複数の通電相のうちのいずれか一つの所定の通電相の熱負荷が所定値以上になると判断された場合に、前記第１電動機の前記回転角を変更して前記所定の通電相の熱負荷を低下させる通電相変更制御を実行するように構成され、
   前記通電相変更制御は、前記切替機構を前記解放状態に切り替えるとともに、前記アクチュエータにより前記車両の停車状態を維持するトルクを出力している間に実行するように構成され、
   前記所定の通電相の熱負荷が前記所定値以上になると判断する判定値は、予め定められた前記第１電動機の積算電流値であって、かつ前記判定値は前記回転角に応じて定められている
   ことを特徴とする車両の制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記第１電動機の現在の積算電流値と前記判定値とを比較して、
   前記第１電動機の現在の積算電流値の方が前記判定値より大きい場合に、前記熱負荷が前記所定値以上になると判断する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両の制御装置において、
   前記アクチュエータは、電動機能を有する第２電動機であって、
   前記車両の停車状態を維持するトルクを前記第２電動機で出力するように構成されている
   ことを特徴とする車両の制御装置。
4. 請求項３に記載の車両の制御装置において、
   前記切替機構は、前記第１電動機と前記駆動輪との間でトルク伝達を行う第１クラッチ機構であって、
   前記第２電動機と前記駆動輪との間でトルク伝達を行う第２クラッチ機構を更に備え、
   前記通電相変更制御は、前記第２クラッチ機構を係合状態にし、かつ前記第１クラッチ機構を解放状態にして実行する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
5. 複数の通電相を有し、回転角に応じて前記複数の通電相のそれぞれの通電相に通電する電流値を制御することによりトルクを発生させる第１電動機と、車両の停車状態を維持するトルクを出力可能なアクチュエータと、前記第１電動機が出力したトルクを駆動輪に伝達する伝達経路内で前記トルクを伝達する係合状態と前記トルクを遮断する解放状態とを切り替え可能な切替機構とを備えた車両の制御装置において、
   前記アクチュエータおよび前記切替機構を制御するコントローラを備え、
   前記コントローラは、
   前記第１電動機の回転が停止した状態で所定のトルクを出力して停車状態を維持することにより、前記複数の通電相のうちのいずれか一つの所定の通電相の熱負荷が所定値以上になると判断された場合に、前記第１電動機の前記回転角を変更して前記所定の通電相の熱負荷を低下させる通電相変更制御を実行するように構成され、
   前記通電相変更制御は、前記切替機構を前記解放状態に切り替えるとともに、前記アクチュエータにより前記車両の停車状態を維持するトルクを出力している間に実行するように構成され、
   前記アクチュエータは、電動機能を有する第２電動機であって、
   前記車両の停車状態を維持するトルクを前記第２電動機で出力するように構成され、
   前記切替機構は、前記第１電動機と前記駆動輪との間でトルク伝達を行う第１クラッチ機構であって、
   前記第２電動機と前記駆動輪との間でトルク伝達を行う第２クラッチ機構を更に備え、
   前記通電相変更制御は、前記第２クラッチ機構を係合状態にし、かつ前記第１クラッチ機構を解放状態にして実行する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
6. 請求項３から５のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
   前記第２電動機に直結されたエンジンを更に備え、
   前記第２電動機が出力するトルクは、前記エンジンのフリクショントルク分のトルクを減じたトルクである
   ことを特徴とする車両の制御装置。
7. 請求項６に記載の車両の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記通電相変更制御を実行中に、前記エンジンに対する燃料の供給を停止するように構成されている
   ことを特徴とする車両の制御装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記通電相変更制御を実行後に、前記第１電動機のトルクを前記駆動輪に再度伝達可能なように前記切替機構を制御する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
   前記複数の通電相のうちのそれぞれの通電相は、一方に電流を流す際にその電流値を制御する第１スイッチング素子と、他方に電流を流す際にその電流値を制御する第２スイッチング素子とを備え、
   前記熱負荷の前記所定値は、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子とのいずれか一方で許容される熱負荷に基づいて定められている
   ことを特徴とする車両の制御装置。
10. 請求項９に記載の車両の制御装置において、
    前記通電相変更制御は、前記所定の通電相における前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子とのうちの通電するスイッチング素子が切り替わる前記回転角に制御するように構成されている
    ことを特徴とする車両の制御装置。

Images