ハイブリッド車両およびその制御方法
【課題】高地での走行性能の低下をできる限り抑制可能なハイブリッド車両およびその制御方法を提供する。
【解決手段】ハイブリッド車両１００は、大気圧Ｐを検出する気圧センサ３２を備える。ＥＣＵ３０は、コンバータ１２を制御することによって、気圧センサ３２により検出される大気圧Ｐの低下に応じてシステム電圧ＶＨを低下させる。ＥＣＵ３０は、気圧センサ３２の検出結果に基づいて、エンジン２２が出力可能な最大トルクに対する第１ＭＧ１８の反力トルクＴＲ２を算出し、その算出された反力トルクＴＲ２に基づいて第１ＭＧ１８の回転数を制御する。
【解決手段】ハイブリッド車両１００は、大気圧Ｐを検出する気圧センサ３２を備える。ＥＣＵ３０は、コンバータ１２を制御することによって、気圧センサ３２により検出される大気圧Ｐの低下に応じてシステム電圧ＶＨを低下させる。ＥＣＵ３０は、気圧センサ３２の検出結果に基づいて、エンジン２２が出力可能な最大トルクに対する第１ＭＧ１８の反力トルクＴＲ２を算出し、その算出された反力トルクＴＲ２に基づいて第１ＭＧ１８の回転数を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関を搭載するハイブリッド車両およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００９−２２７０７４号公報（特許文献１）は、エンジンと、エンジンに連結されて発電するモータＭＧ１と、車両の駆動力を発生するモータＭＧ２とを備えるハイブリッド車両を開示する。このハイブリッド車両においては、大気圧センサが設けられ、大気圧がしきい値未満のときには、大気圧がしきい値以上のときに比べてバッテリに充電される電力が大きくなる傾向に充放電電力が設定される。そして、その設定された充放電電力と運転者によって要求される要求トルクとに基づいて、エンジンに要求される要求パワーが設定される。これにより、高地などの大気圧が低い地域を走行するときでも、バッテリの蓄電量が低下するのを抑制することができるとされる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２７０７４号公報
【特許文献２】特開２００９−２２７０７３号公報
【特許文献３】特開２００９−１７３２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高地においては、空気密度が低いためにエンジンのトルクおよびパワーが低下する。ハイブリッド車両においては、さらに、モータを駆動するインバータの絶縁性能が低下するので、インバータの入力電圧（システム電圧）を低下させる必要がある。これにより、エンジンに連結されて発電するモータ（発電機）のパワーが制限され、それによってモータの回転数が制限される。そうすると、その回転数が律則となって、モータに連結されたエンジンの回転数が制限され、それによってエンジンの出力がさらに制限される。その結果、ハイブリッド車両においては、高地での走行性能の低下が顕著となり得るという問題がある。
【０００５】
このようなハイブリッド車両の問題点およびその解決手法について、上記の公報では特に検討されていない。
【０００６】
そこで、この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、高地での走行性能の低下をできる限り抑制可能なハイブリッド車両を提供することである。
【０００７】
また、この発明の別の目的は、高地での走行性能の低下をできる限り抑制可能なハイブリッド車両の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明によれば、ハイブリッド車両は、内燃機関と、回転電機と、駆動制御装置と、直流電源と、電圧調整装置と、電子制御装置と、気圧検出装置とを備える。回転電機は、内燃機関に機械的に連結され、内燃機関によって駆動される。駆動制御装置は、回転電機の駆動を制御する。電圧調整装置は、直流電源と駆動制御装置との間に設けられ、駆動制御装置に与えられるシステム電圧を調整する。電子制御装置は、駆動制御装置および電圧調整装置を制御する。気圧検出装置は、大気圧を検出する。電子制御装置は、電圧制御部と、回転数制御部とを含む。電圧制御部は、電圧調整装置を制御することによって、気圧検出装置により検出される大気圧の低下に応じてシステム電圧を低下させる。回転数制御部は、気圧検出装置の検出結果に基づいて、内燃機関が出力可能な最大トルクに対する回転電機の反力トルクを算出し、その算出された反力トルクに基づいて回転電機の回転数を制御する。
【０００９】
好ましくは、回転数制御部は、気圧検出装置により検出される大気圧の低下に応じて回転電機の反力トルクを低下させ、その反力トルクの低下に応じて回転電機の回転数を増加させる。
【００１０】
好ましくは、ハイブリッド車両は、電動機と、動力分割装置とをさらに備える。電動機は、車両の駆動力を発生する。動力分割装置は、内燃機関の出力を回転電機および車両の駆動軸へ分割する。
【００１１】
好ましくは、回転数制御部は、気圧検出装置の測定誤差を考慮して、回転電機の過回転が発生しないように回転電機の反力トルクを算出する。
【００１２】
また、この発明によれば、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、内燃機関と、回転電機と、駆動制御装置と、直流電源と、電圧調整装置と、気圧検出装置とを備える。回転電機は、内燃機関に機械的に連結され、内燃機関によって駆動される。駆動制御装置は、回転電機の駆動を制御する。電圧調整装置は、直流電源と駆動制御装置との間に設けられ、駆動制御装置に与えられるシステム電圧を調整する。気圧検出装置は、大気圧を検出する。そして、制御方法は、電圧調整装置を制御することによって、気圧検出装置により検出される大気圧の低下に応じてシステム電圧を低下させるステップと、気圧検出装置の検出結果に基づいて、内燃機関が出力可能な最大トルクに対する回転電機の反力トルクを算出するステップと、その算出された反力トルクに基づいて回転電機の回転数を制御するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１３】
この発明においては、大気圧を検出する気圧検出装置が設けられ、大気圧の低下に応じてシステム電圧を低下させる。このシステム電圧の低下により回転電機のパワーは制限されるところ、この発明においては、気圧検出装置の検出結果に基づいて、内燃機関が出力可能な最大トルクに対する回転電機の反力トルクが算出され、その算出された反力トルクに基づいて回転電機の回転数が制御される。これにより、大気圧の低下による内燃機関の出力低下が回転電機の反力トルクの算出に反映され、その結果、回転電機の回転数制限およびそれに伴なう内燃機関の出力制限が緩和される。したがって、この発明によれば、高地での走行性能の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態によるハイブリッド車両の全体ブロック図である。
【図２】第１ＭＧ、第２ＭＧ、およびエンジンの回転数の関係を示した図である。
【図３】エンジンの回転数とトルクとの関係を示した図である。
【図４】第１ＭＧの回転数と最大トルクとの関係を示した図である。
【図５】第１ＭＧの回転数制限緩和の考え方を説明した図である。
【図６】図１に示すＥＣＵの機能ブロック図である。
【図７】第１ＭＧの回転数制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図８】変形例における第１ＭＧの回転数制限緩和の考え方を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明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、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１６】
図１は、この発明の実施の形態によるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、蓄電装置１０と、コンバータ１２と、電圧センサ１３と、インバータ１４，１６と、第１モータジェネレータ（ＭＧ）１８と、第２ＭＧ２０と、エンジン２２とを備える。また、ハイブリッド車両１００は、動力分割装置２４と、伝達ギヤ２６と、駆動輪２８と、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ（Electronic Control Unit）」と称する。）３０と、気圧センサ３２とをさらに備える。
【００１７】
蓄電装置１０は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池によって構成される。蓄電装置１０は、コンバータ１２へ電力を出力する。また、蓄電装置１０は、第１ＭＧ１８および／または第２ＭＧ２０の発電時、発電された電力をコンバータ１２から受けて充電される。なお、蓄電装置１０として、大容量のキャパシタも採用可能であり、第１ＭＧ１８および／または第２ＭＧ２０により発電された電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力をコンバータ１２へ出力可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。
【００１８】
コンバータ１２は、ＥＣＵ３０からの制御信号ＰＷＣに基づいて、正極線ＰＬと負極線ＮＬとの間の電圧（以下「システム電圧ＶＨ」とも称する。）を調整する。一例として、コンバータ１２は、電流可逆型の昇圧チョッパ回路によって構成され、システム電圧ＶＨを蓄電装置１０の電圧以上に昇圧する。電圧センサ１３は、システム電圧ＶＨを検出し、その検出値をＥＣＵ３０へ出力する。
【００１９】
インバータ１４は、正極線ＰＬからシステム電圧ＶＨを受け、ＥＣＵ３０からの制御信号ＰＷＩ１に基づいて第１ＭＧ１８の駆動を制御する。インバータ１４は、第１ＭＧ１８が発電した電力を直流電力に変換して正極線ＰＬへ出力する。また、インバータ１４は、エンジン２２の始動時、正極線ＰＬから供給される直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ１８へ出力する。
【００２０】
インバータ１６は、正極線ＰＬからシステム電圧ＶＨを受け、ＥＣＵ３０からの制御信号ＰＷＩ２に基づいて第２ＭＧ２０の駆動を制御する。インバータ１６は、正極線ＰＬから供給される直流電力を交流電力に変換して第２ＭＧ２０へ出力する。また、インバータ１６は、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時、第２ＭＧ２０により発電される電力を直流電力に変換して正極線ＰＬへ出力する。
【００２１】
第１ＭＧ１８および第２ＭＧ２０の各々は、交流電動機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機によって構成される。第１ＭＧ１８は、動力分割装置２４（後述）を介してエンジン２２に機械的に連結される。そして、第１ＭＧ１８は、エンジン２２によって駆動され、発電した電力をインバータ１４へ出力する。また、第１ＭＧ１８は、エンジン２２の始動時、エンジン２２のクランキングを行なうためのトルクを発生する。第２ＭＧ２０は、車両の駆動力を発生して伝達ギヤ２６へ出力する。また、第２ＭＧ２０は、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時、伝達ギヤ２６を介して駆動輪２８から回転トルクを受けて発電し、インバータ１６へ出力する。
【００２２】
エンジン２２は、燃料の燃焼による熱エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換し、その変換された運動エネルギーを動力分割装置２４へ出力する。たとえば、運動子がピストンであり、その運動が往復運動であれば、いわゆるクランク機構を介して往復運動が回転運動に変換され、ピストンの運動エネルギーが動力分割装置２４に伝達される。
【００２３】
動力分割装置２４は、エンジン２２、第１ＭＧ１８および伝達ギヤ２６に結合されてこれらの間で動力を分割する。たとえば、サンギヤ、プラネタリキャリアおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車を動力分割装置２４として用いることができ、この３つの回転軸が第１ＭＧ１８、エンジン２２および伝達ギヤ２６の回転軸にそれぞれ接続される。なお、第２ＭＧ２０の回転軸は、伝達ギヤ２６の回転軸に連結される。すなわち、第２ＭＧ２０と伝達ギヤ２６とは、同一の回転軸を有し、その回転軸が動力分割装置２４のリングギヤに接続される。
【００２４】
そして、エンジン２２が発生する動力は、動力分割装置２４によって第１ＭＧ１８と伝達ギヤ２６とに分割される。すなわち、エンジン２２は、駆動輪２８へ動力を伝達する伝達ギヤ２６を駆動するとともに第１ＭＧ１８を駆動する動力源としてハイブリッド車両１００に組込まれる。そして、第１ＭＧ１８は、エンジン２２から動力を受けて発電する発電機として動作し、かつ、エンジン２２の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド車両１００に組込まれる。また、第２ＭＧ２０は、駆動輪２８を駆動する動力源としてハイブリッド車両１００に組込まれる。
【００２５】
気圧センサ３２は、ハイブリッド車両１００の周囲の大気圧Ｐを検出し、その検出値をＥＣＵ３０へ出力する。気圧センサ３２は、たとえば、ブルドン管気圧計や、電気式気圧計等によって構成することができるが、これらに限定されるものではない。
【００２６】
ＥＣＵ３０は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行することによるソフトウェア処理および／または専用の電子回路によるハードウェア処理により、コンバータ１２およびインバータ１４，１６を制御する。具体的には、ＥＣＵ３０は、電圧センサ１３からシステム電圧ＶＨの検出値を受け、システム電圧ＶＨが目標に一致するようにコンバータ１２を制御する。ここで、ＥＣＵ３０は、気圧センサ３２から大気圧Ｐの検出値を受け、大気圧Ｐの低下に応じてシステム電圧ＶＨを低下させる。大気圧Ｐの低下に応じてシステム電圧ＶＨを低下させるのは、大気圧Ｐが低下すると空気密度が低くなり、システム電圧ＶＨを受けるインバータ１４，１６の絶縁性能が低下するからである。
【００２７】
また、ＥＣＵ３０は、大気圧Ｐの検出値に基づいて、エンジン２２が出力可能な最大トルクを算出し、その算出されたエンジントルクに対する第１ＭＧ１８の反力トルクを算出する。そして、ＥＣＵ３０は、大気圧Ｐを反映して算出された上記反力トルクに基づいて第１ＭＧ１８の回転数を設定し、上記反力トルクおよび設定回転数に基づいてインバータ１４を制御する。これにより、高地でのシステム電圧ＶＨの低下による第１ＭＧ１８の回転数制限が緩和され、その結果、エンジン２２の出力制限が緩和される。この点について、以下に詳しく説明する。
【００２８】
図２は、第１ＭＧ１８、第２ＭＧ２０、およびエンジン２２の回転数の関係を示した図である。図２を参照して、第１ＭＧ１８、第２ＭＧ２０、およびエンジン２２の各回転軸は、動力分割装置２４（図１）に結合され、第１ＭＧ１８、第２ＭＧ２０、およびエンジン２２の回転数は、図に示されるように直線で結ばれる関係となる。第２ＭＧ２０の回転数は、走行速度によって制約されるので、第１ＭＧ１８の回転数が制限されると、エンジン２２の回転数が制限される。したがって、第１ＭＧ１８の回転数が不必要に制限されると、エンジン２２の回転数およびパワーが不必要に制限されることとなる。
【００２９】
図３は、エンジン２２の回転数とトルクとの関係を示した図である。図３を参照して、曲線ｋ２は、空気密度が低下する高地を走行するときのエンジン２２のトルク曲線を示し、曲線ｋ１は、高地ではない低地を走行するときのトルク曲線を示す。高地では、低地に比べて空気密度が低く、燃焼に必要な吸入酸素量が減少する。したがって、図に示されるように、高地走行時は、低地走行時に比べてエンジントルクが低下し、その結果、エンジンパワーは低下する。
【００３０】
図３に示すエンジンパワーの低下は、ハイブリッド車両に限らず、エンジンのみを動力源として搭載する従来の車両においても発生する。しかしながら、このハイブリッド車両１００においては、さらに、大気圧Ｐの低下に応じたシステム電圧ＶＨの低減によって第１ＭＧ１８の回転数が制限され、これによってもエンジン２２のパワーが制約を受ける。
【００３１】
図４は、第１ＭＧ１８の回転数と最大トルクとの関係を示した図である。なお、この図４では、発電時のトルクが負として示されている。図４を参照して、曲線ｋ３は、システム電圧ＶＨが最大定格（たとえば６５０Ｖ）のときの第１ＭＧ１８の最大トルク曲線を示す。曲線ｋ４は、大気圧Ｐの低下に応じてシステム電圧ＶＨを低下させたとき（たとえば５００Ｖ）の第１ＭＧ１８の最大トルク曲線を示す。
【００３２】
第１ＭＧ１８の出力は、システム電圧ＶＨに依存し、システム電圧ＶＨが低下すると、最大トルク曲線はｋ３からｋ４に遷移する。ここで、仮に、第１ＭＧ１８がエンジン２２から受ける反力トルク（第１ＭＧ１８の駆動トルク）を、エンジン２２の最大定格トルクから算出されるトルクＴＲ１とすると、そのトルクＴＲ１を担保するための第１ＭＧ１８の回転数は、Ｎ１からＮ２に大きく制限される。すなわち、第１ＭＧ１８がエンジン２２から受ける反力トルクをトルクＴＲ１と想定した場合、大気圧Ｐの低下に応じてシステム電圧ＶＨを曲線ｋ４のレベルに低下させると、第１ＭＧ１８の回転数はＮ２に大きく制限される。そうすると、この第１ＭＧ１８の回転数が律則となって、第１ＭＧ１８に連結されるエンジン２２の回転数およびパワーも大きく制限されてしまう。
【００３３】
図５は、この実施の形態による第１ＭＧ１８の回転数制限緩和の考え方を説明した図である。図５を参照して、この実施の形態では、気圧センサ３２が設けられ、気圧センサ３２によって検出される大気圧Ｐに基づいて、エンジン２２が出力可能な最大トルクが算出される。そして、その算出されたエンジン２２の最大トルクに対する第１ＭＧ１８の反力トルクＴＲ２が算出される。
【００３４】
すなわち、大気圧Ｐが低下すると、図３に示したようにエンジン２２が出力可能な最大トルクが低下し、エンジン２２の最大トルクに対する第１ＭＧ１８の反力トルクも小さくなる。たとえば、図５に示されるように、大気圧Ｐの低下によって第１ＭＧ１８の反力トルクがＴＲ１からＴＲ２に低下する。つまり、大気圧Ｐが低下すると、第１ＭＧ１８は、反力トルクＴＲ１を受けることはなく、最大でもトルクＴＲ２しか受けない。したがって、第１ＭＧ１８の回転数は、Ｎ２よりも高いＮ３まで出力可能となり、システム電圧ＶＨの低下に伴なう第１ＭＧ１８の回転数の制限が緩和される。
【００３５】
このように、この実施の形態においては、気圧センサ３２が設けられ、気圧センサ３２の検出値を用いてエンジン２２の出力の低下が推定される（図３）。そして、低下したエンジン最大トルクに対する第１ＭＧ１８の反力トルクが算出され（トルクＴＲ２）、その反力トルクに基づいて第１ＭＧ１８の回転数が決定される（回転数Ｎ３）。これにより、第１ＭＧ１８の回転数制限が緩和され、その結果、システム電圧ＶＨの低減によるエンジン２２の出力制限が緩和される。
【００３６】
図６は、図１に示したＥＣＵ３０の機能ブロック図である。図６を参照して、ＥＣＵ３０は、システム電圧制御部５２と、コンバータ制御部５４と、反力トルク算出部５６と、回転数制御部５８と、インバータ制御部６０，６２とを含む。
【００３７】
システム電圧制御部５２は、システム電圧ＶＨの目標を示す目標システム電圧ＶＳを設定する。システム電圧制御部５２は、気圧センサ３２（図１）から大気圧Ｐの検出値を受け、大気圧Ｐの低下に応じて目標システム電圧ＶＳを低下させる。一例として、システム電圧制御部５２は、大気圧Ｐが低地における基準気圧のときの目標システム電圧ＶＳを最大定格電圧として、基準気圧からの気圧低下量に応じて目標システム電圧ＶＳを低下させる。
【００３８】
コンバータ制御部５４は、システム電圧ＶＨが目標システム電圧ＶＳに一致するようにコンバータ１２を駆動するための制御信号ＰＷＣを生成し、その生成した制御信号ＰＷＣをコンバータ１２へ出力する。
【００３９】
反力トルク算出部５６は、第１ＭＧ１８がエンジン２２から受ける反力トルクを算出する。詳しくは、反力トルク算出部５６は、気圧センサ３２から大気圧Ｐの検出値を受け、大気圧Ｐに基づいてエンジン２２の最大トルクを算出する。一例として、低地における基準気圧からの気圧低下量とエンジン２２のトルク低下量との関係、ならびに基準気圧におけるエンジン２２の最大トルク特性が予め求められ、大気圧Ｐの検出値に基づいて基準気圧からの気圧低下量が算出される。そして、その気圧低下量からエンジン２２のトルク低下量を求めることによって、エンジン２２の最大トルクが算出される。
【００４０】
次いで、反力トルク算出部５６は、その算出されたエンジン２２の最大トルクに対する第１ＭＧ１８の反力トルクを算出する。エンジン２２の出力トルクと、エンジン２２から第１ＭＧ１８が受ける反力トルクとの関係は、動力分割装置２４の機構（ギヤ比）によって決まり、エンジン２２の最大トルクから第１ＭＧ１８の反力トルクを算出することができる。
【００４１】
回転数制御部５８は、反力トルク算出部５６により算出された第１ＭＧ１８の反力トルクに基づいて、第１ＭＧ１８の回転数を制御する。具体的には、回転数制御部５８は、目標システム電圧ＶＳ（システム電圧ＶＨの検出値でもよい。）を受け、その目標システム電圧ＶＳに応じた第１ＭＧ１８の最大トルク曲線（図５の曲線ｋ４）と、反力トルク算出部５６により算出された第１ＭＧ１８の反力トルク（図５のトルクＴＲ２）とに基づいて、第１ＭＧ１８の回転数を設定する（図５の回転数Ｎ３）。
【００４２】
インバータ制御部６０は、回転数制御部５８により算出された第１ＭＧ１８の回転数や目標システム電圧ＶＳ等に基づいて、第１ＭＧ１８を駆動するための制御信号ＰＷＩ１を生成し、その生成された制御信号ＰＷＩ１をインバータ１４へ出力する。
【００４３】
インバータ制御部６２は、アクセルペダルの踏込量を示すアクセル開度信号ＡＣＣや車両速度を示す車速信号ＳＶ等に基づいて、第２ＭＧ２０を駆動するための制御信号ＰＷＩ２を生成し、その生成された制御信号ＰＷＩ２をインバータ１６へ出力する。
【００４４】
図７は、この実施の形態における第１ＭＧ１８の回転数制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、一定時間毎または所定の条件の成立時にメインルーチンから呼出されて実行される。
【００４５】
図７を参照して、気圧センサ３２によって大気圧Ｐが検出される（ステップＳ１０）。次いで、ＥＣＵ３０は、コンバータ１２を制御することによって、ステップＳ１０において検出された大気圧Ｐの低下に応じてシステム電圧ＶＨを低下させる（ステップＳ２０）。たとえば、ＥＣＵ３０は、低地における基準気圧からの気圧低下量とシステム電圧ＶＨの低減量との関係、あるいは大気圧Ｐとシステム電圧ＶＨとの関係を予め求めておく等して、大気圧Ｐの低下に応じて目標システム電圧ＶＳを低下させ、その目標システム電圧ＶＳにシステム電圧ＶＨが一致するようにコンバータ１２を制御する。
【００４６】
続いて、ＥＣＵ３０は、大気圧Ｐの検出値に基づいてエンジン２２の最大トルクを算出する（ステップＳ３０）。一例として、ＥＣＵ３０は、基準気圧からの気圧低下量からエンジン２２のトルク低下量を求めることによって、大気圧Ｐに応じたエンジン２２の最大トルクを算出する。
【００４７】
そして、ＥＣＵ３０は、ステップＳ３０において算出されたエンジン２２の最大トルクに対する第１ＭＧ１８の反力トルクを算出する（ステップＳ４０）。この反力トルクは、動力分割装置２４の機構（ギヤ比）によって決まる、エンジン２２の出力トルクとエンジン２２から第１ＭＧ１８が受ける反力トルクとの関係に基づいて算出される。
【００４８】
次いで、ＥＣＵ３０は、ステップＳ４０において算出された反力トルクに基づいて、第１ＭＧ１８の回転数を制御する（ステップＳ５０）。詳しくは、ＥＣＵ３０は、低下したシステム電圧ＶＨに応じた第１ＭＧ１８の最大トルク曲線（図５の曲線ｋ４に相当）と、ステップＳ４０において算出された第１ＭＧ１８の反力トルク（図５のトルクＴＲ２に相当）とに基づいて、第１ＭＧ１８の回転数を設定する（図５の回転数Ｎ３に相当）。
【００４９】
以上のように、この実施の形態においては、大気圧Ｐを検出する気圧センサ３２が設けられ、大気圧Ｐの低下に応じてシステム電圧ＶＨを低下させる。このシステム電圧ＶＨの低下により第１ＭＧ１８のパワーが制限されるところ、この実施の形態においては、気圧センサ３２の検出値に基づいて、エンジン２２が出力可能な最大トルクに対する第１ＭＧ１８の反力トルクが算出され、その算出された反力トルクに基づいて第１ＭＧ１８の回転数が制御される。これにより、大気圧Ｐの低下によるエンジン２２の出力低下が第１ＭＧ１８の反力トルクの算出に反映され、その結果、第１ＭＧ１８の回転数制限およびそれに伴なうエンジン２２の出力制限が緩和される。したがって、この実施の形態によれば、高地での走行性能の低下を抑制することができる。
【００５０】
［変形例］
上記においては、図５で説明したように、システム電圧ＶＨを低下させたときの第１ＭＧ１８の最大トルク曲線（曲線ｋ４）と反力トルク（トルクＴＲ２）とに基づいて、第１ＭＧ１８の回転数（Ｎ３）を設定するものとしたが、気圧センサ３２の公差（誤差許容範囲）を考慮して第１ＭＧ１８の回転数を設定してもよい。
【００５１】
図８は、変形例における第１ＭＧ１８の回転数制限緩和の考え方を説明するための図である。なお、この図８は、図５に対応している。図８を参照して、この変形例では、気圧センサ３２の公差に対応する第１ＭＧ１８の反力トルクＴＲ２の範囲が算出される。そして、その気圧センサ３２の公差を考慮したときの反力トルクＴＲ２の最大値（線ｋ６）に基づいて、第１ＭＧ１８の回転数Ｎ４が設定される。
【００５２】
この変形例によれば、気圧センサ３２の公差による第１ＭＧ１８の過回転を防止することができる。
【００５３】
なお、上記の実施の形態およびその変形例においては、第１ＭＧ１８および第２ＭＧ２０が設けられる２モータタイプのハイブリッド車両を例に説明したが、第２ＭＧ２０およびインバータ１６を備えず、第１ＭＧ１８を発電機としてだけでなく走行駆動力をアシストするモータとしても用いる１モータタイプのハイブリッド車両にも、この発明は適用可能である。
【００５４】
なお、上記において、エンジン２２は、この発明における「内燃機関」の一実施例に対応し、第１ＭＧ１８は、この発明における「回転電機」の一実施例に対応する。また、インバータ１４は、この発明における「駆動制御装置」の一実施例に対応し、蓄電装置１０は、この発明における「直流電源」の一実施例に対応する。さらに、コンバータ１２は、この発明における「電圧調整装置」の一実施例に対応し、ＥＣＵ３０は、この発明における「電子制御装置」の一実施例に対応する。
【００５５】
また、さらに、気圧センサ３２は、この発明における「気圧検出装置」の一実施例に対応し、システム電圧制御部５２は、この発明における「電圧制御部」の一実施例に対応する。そして、第２ＭＧ２０は、この発明における「電動機」の一実施例に対応する。
【００５６】
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。本発明の範囲は、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およ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。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 蓄電装置、１２ コンバータ、１４，１６ インバータ、１８，２０ ＭＧ、２２ エンジン、２４ 動力分割装置、２６ 伝達ギヤ、２８ 駆動輪、３０ ＥＣＵ、３２ 気圧センサ、５２ システム電圧制御部、５４ コンバータ制御部、５６ 反力トルク算出部、５８ 回転数制御部、６０，６２ インバータ制御部、１００ ハイブリッド車両。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関を搭載するハイブリッド車両およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００９−２２７０７４号公報（特許文献１）は、エンジンと、エンジンに連結されて発電するモータＭＧ１と、車両の駆動力を発生するモータＭＧ２とを備えるハイブリッド車両を開示する。このハイブリッド車両においては、大気圧センサが設けられ、大気圧がしきい値未満のときには、大気圧がしきい値以上のときに比べてバッテリに充電される電力が大きくなる傾向に充放電電力が設定される。そして、その設定された充放電電力と運転者によって要求される要求トルクとに基づいて、エンジンに要求される要求パワーが設定される。これにより、高地などの大気圧が低い地域を走行するときでも、バッテリの蓄電量が低下するのを抑制することができるとされる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２７０７４号公報
【特許文献２】特開２００９−２２７０７３号公報
【特許文献３】特開２００９−１７３２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高地においては、空気密度が低いためにエンジンのトルクおよびパワーが低下する。ハイブリッド車両においては、さらに、モータを駆動するインバータの絶縁性能が低下するので、インバータの入力電圧（システム電圧）を低下させる必要がある。これにより、エンジンに連結されて発電するモータ（発電機）のパワーが制限され、それによってモータの回転数が制限される。そうすると、その回転数が律則となって、モータに連結されたエンジンの回転数が制限され、それによってエンジンの出力がさらに制限される。その結果、ハイブリッド車両においては、高地での走行性能の低下が顕著となり得るという問題がある。
【０００５】
このようなハイブリッド車両の問題点およびその解決手法について、上記の公報では特に検討されていない。
【０００６】
そこで、この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、高地での走行性能の低下をできる限り抑制可能なハイブリッド車両を提供することである。
【０００７】
また、この発明の別の目的は、高地での走行性能の低下をできる限り抑制可能なハイブリッド車両の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明によれば、ハイブリッド車両は、内燃機関と、回転電機と、駆動制御装置と、直流電源と、電圧調整装置と、電子制御装置と、気圧検出装置とを備える。回転電機は、内燃機関に機械的に連結され、内燃機関によって駆動される。駆動制御装置は、回転電機の駆動を制御する。電圧調整装置は、直流電源と駆動制御装置との間に設けられ、駆動制御装置に与えられるシステム電圧を調整する。電子制御装置は、駆動制御装置および電圧調整装置を制御する。気圧検出装置は、大気圧を検出する。電子制御装置は、電圧制御部と、回転数制御部とを含む。電圧制御部は、電圧調整装置を制御することによって、気圧検出装置により検出される大気圧の低下に応じてシステム電圧を低下させる。回転数制御部は、気圧検出装置の検出結果に基づいて、内燃機関が出力可能な最大トルクに対する回転電機の反力トルクを算出し、その算出された反力トルクに基づいて回転電機の回転数を制御する。
【０００９】
好ましくは、回転数制御部は、気圧検出装置により検出される大気圧の低下に応じて回転電機の反力トルクを低下させ、その反力トルクの低下に応じて回転電機の回転数を増加させる。
【００１０】
好ましくは、ハイブリッド車両は、電動機と、動力分割装置とをさらに備える。電動機は、車両の駆動力を発生する。動力分割装置は、内燃機関の出力を回転電機および車両の駆動軸へ分割する。
【００１１】
好ましくは、回転数制御部は、気圧検出装置の測定誤差を考慮して、回転電機の過回転が発生しないように回転電機の反力トルクを算出する。
【００１２】
また、この発明によれば、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、内燃機関と、回転電機と、駆動制御装置と、直流電源と、電圧調整装置と、気圧検出装置とを備える。回転電機は、内燃機関に機械的に連結され、内燃機関によって駆動される。駆動制御装置は、回転電機の駆動を制御する。電圧調整装置は、直流電源と駆動制御装置との間に設けられ、駆動制御装置に与えられるシステム電圧を調整する。気圧検出装置は、大気圧を検出する。そして、制御方法は、電圧調整装置を制御することによって、気圧検出装置により検出される大気圧の低下に応じてシステム電圧を低下させるステップと、気圧検出装置の検出結果に基づいて、内燃機関が出力可能な最大トルクに対する回転電機の反力トルクを算出するステップと、その算出された反力トルクに基づいて回転電機の回転数を制御するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１３】
この発明においては、大気圧を検出する気圧検出装置が設けられ、大気圧の低下に応じてシステム電圧を低下させる。このシステム電圧の低下により回転電機のパワーは制限されるところ、この発明においては、気圧検出装置の検出結果に基づいて、内燃機関が出力可能な最大トルクに対する回転電機の反力トルクが算出され、その算出された反力トルクに基づいて回転電機の回転数が制御される。これにより、大気圧の低下による内燃機関の出力低下が回転電機の反力トルクの算出に反映され、その結果、回転電機の回転数制限およびそれに伴なう内燃機関の出力制限が緩和される。したがって、この発明によれば、高地での走行性能の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態によるハイブリッド車両の全体ブロック図である。
【図２】第１ＭＧ、第２ＭＧ、およびエンジンの回転数の関係を示した図である。
【図３】エンジンの回転数とトルクとの関係を示した図である。
【図４】第１ＭＧの回転数と最大トルクとの関係を示した図である。
【図５】第１ＭＧの回転数制限緩和の考え方を説明した図である。
【図６】図１に示すＥＣＵの機能ブロック図である。
【図７】第１ＭＧの回転数制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図８】変形例における第１ＭＧの回転数制限緩和の考え方を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明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、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１６】
図１は、この発明の実施の形態によるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、蓄電装置１０と、コンバータ１２と、電圧センサ１３と、インバータ１４，１６と、第１モータジェネレータ（ＭＧ）１８と、第２ＭＧ２０と、エンジン２２とを備える。また、ハイブリッド車両１００は、動力分割装置２４と、伝達ギヤ２６と、駆動輪２８と、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ（Electronic Control Unit）」と称する。）３０と、気圧センサ３２とをさらに備える。
【００１７】
蓄電装置１０は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池によって構成される。蓄電装置１０は、コンバータ１２へ電力を出力する。また、蓄電装置１０は、第１ＭＧ１８および／または第２ＭＧ２０の発電時、発電された電力をコンバータ１２から受けて充電される。なお、蓄電装置１０として、大容量のキャパシタも採用可能であり、第１ＭＧ１８および／または第２ＭＧ２０により発電された電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力をコンバータ１２へ出力可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。
【００１８】
コンバータ１２は、ＥＣＵ３０からの制御信号ＰＷＣに基づいて、正極線ＰＬと負極線ＮＬとの間の電圧（以下「システム電圧ＶＨ」とも称する。）を調整する。一例として、コンバータ１２は、電流可逆型の昇圧チョッパ回路によって構成され、システム電圧ＶＨを蓄電装置１０の電圧以上に昇圧する。電圧センサ１３は、システム電圧ＶＨを検出し、その検出値をＥＣＵ３０へ出力する。
【００１９】
インバータ１４は、正極線ＰＬからシステム電圧ＶＨを受け、ＥＣＵ３０からの制御信号ＰＷＩ１に基づいて第１ＭＧ１８の駆動を制御する。インバータ１４は、第１ＭＧ１８が発電した電力を直流電力に変換して正極線ＰＬへ出力する。また、インバータ１４は、エンジン２２の始動時、正極線ＰＬから供給される直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ１８へ出力する。
【００２０】
インバータ１６は、正極線ＰＬからシステム電圧ＶＨを受け、ＥＣＵ３０からの制御信号ＰＷＩ２に基づいて第２ＭＧ２０の駆動を制御する。インバータ１６は、正極線ＰＬから供給される直流電力を交流電力に変換して第２ＭＧ２０へ出力する。また、インバータ１６は、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時、第２ＭＧ２０により発電される電力を直流電力に変換して正極線ＰＬへ出力する。
【００２１】
第１ＭＧ１８および第２ＭＧ２０の各々は、交流電動機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機によって構成される。第１ＭＧ１８は、動力分割装置２４（後述）を介してエンジン２２に機械的に連結される。そして、第１ＭＧ１８は、エンジン２２によって駆動され、発電した電力をインバータ１４へ出力する。また、第１ＭＧ１８は、エンジン２２の始動時、エンジン２２のクランキングを行なうためのトルクを発生する。第２ＭＧ２０は、車両の駆動力を発生して伝達ギヤ２６へ出力する。また、第２ＭＧ２０は、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時、伝達ギヤ２６を介して駆動輪２８から回転トルクを受けて発電し、インバータ１６へ出力する。
【００２２】
エンジン２２は、燃料の燃焼による熱エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換し、その変換された運動エネルギーを動力分割装置２４へ出力する。たとえば、運動子がピストンであり、その運動が往復運動であれば、いわゆるクランク機構を介して往復運動が回転運動に変換され、ピストンの運動エネルギーが動力分割装置２４に伝達される。
【００２３】
動力分割装置２４は、エンジン２２、第１ＭＧ１８および伝達ギヤ２６に結合されてこれらの間で動力を分割する。たとえば、サンギヤ、プラネタリキャリアおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車を動力分割装置２４として用いることができ、この３つの回転軸が第１ＭＧ１８、エンジン２２および伝達ギヤ２６の回転軸にそれぞれ接続される。なお、第２ＭＧ２０の回転軸は、伝達ギヤ２６の回転軸に連結される。すなわち、第２ＭＧ２０と伝達ギヤ２６とは、同一の回転軸を有し、その回転軸が動力分割装置２４のリングギヤに接続される。
【００２４】
そして、エンジン２２が発生する動力は、動力分割装置２４によって第１ＭＧ１８と伝達ギヤ２６とに分割される。すなわち、エンジン２２は、駆動輪２８へ動力を伝達する伝達ギヤ２６を駆動するとともに第１ＭＧ１８を駆動する動力源としてハイブリッド車両１００に組込まれる。そして、第１ＭＧ１８は、エンジン２２から動力を受けて発電する発電機として動作し、かつ、エンジン２２の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド車両１００に組込まれる。また、第２ＭＧ２０は、駆動輪２８を駆動する動力源としてハイブリッド車両１００に組込まれる。
【００２５】
気圧センサ３２は、ハイブリッド車両１００の周囲の大気圧Ｐを検出し、その検出値をＥＣＵ３０へ出力する。気圧センサ３２は、たとえば、ブルドン管気圧計や、電気式気圧計等によって構成することができるが、これらに限定されるものではない。
【００２６】
ＥＣＵ３０は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行することによるソフトウェア処理および／または専用の電子回路によるハードウェア処理により、コンバータ１２およびインバータ１４，１６を制御する。具体的には、ＥＣＵ３０は、電圧センサ１３からシステム電圧ＶＨの検出値を受け、システム電圧ＶＨが目標に一致するようにコンバータ１２を制御する。ここで、ＥＣＵ３０は、気圧センサ３２から大気圧Ｐの検出値を受け、大気圧Ｐの低下に応じてシステム電圧ＶＨを低下させる。大気圧Ｐの低下に応じてシステム電圧ＶＨを低下させるのは、大気圧Ｐが低下すると空気密度が低くなり、システム電圧ＶＨを受けるインバータ１４，１６の絶縁性能が低下するからである。
【００２７】
また、ＥＣＵ３０は、大気圧Ｐの検出値に基づいて、エンジン２２が出力可能な最大トルクを算出し、その算出されたエンジントルクに対する第１ＭＧ１８の反力トルクを算出する。そして、ＥＣＵ３０は、大気圧Ｐを反映して算出された上記反力トルクに基づいて第１ＭＧ１８の回転数を設定し、上記反力トルクおよび設定回転数に基づいてインバータ１４を制御する。これにより、高地でのシステム電圧ＶＨの低下による第１ＭＧ１８の回転数制限が緩和され、その結果、エンジン２２の出力制限が緩和される。この点について、以下に詳しく説明する。
【００２８】
図２は、第１ＭＧ１８、第２ＭＧ２０、およびエンジン２２の回転数の関係を示した図である。図２を参照して、第１ＭＧ１８、第２ＭＧ２０、およびエンジン２２の各回転軸は、動力分割装置２４（図１）に結合され、第１ＭＧ１８、第２ＭＧ２０、およびエンジン２２の回転数は、図に示されるように直線で結ばれる関係となる。第２ＭＧ２０の回転数は、走行速度によって制約されるので、第１ＭＧ１８の回転数が制限されると、エンジン２２の回転数が制限される。したがって、第１ＭＧ１８の回転数が不必要に制限されると、エンジン２２の回転数およびパワーが不必要に制限されることとなる。
【００２９】
図３は、エンジン２２の回転数とトルクとの関係を示した図である。図３を参照して、曲線ｋ２は、空気密度が低下する高地を走行するときのエンジン２２のトルク曲線を示し、曲線ｋ１は、高地ではない低地を走行するときのトルク曲線を示す。高地では、低地に比べて空気密度が低く、燃焼に必要な吸入酸素量が減少する。したがって、図に示されるように、高地走行時は、低地走行時に比べてエンジントルクが低下し、その結果、エンジンパワーは低下する。
【００３０】
図３に示すエンジンパワーの低下は、ハイブリッド車両に限らず、エンジンのみを動力源として搭載する従来の車両においても発生する。しかしながら、このハイブリッド車両１００においては、さらに、大気圧Ｐの低下に応じたシステム電圧ＶＨの低減によって第１ＭＧ１８の回転数が制限され、これによってもエンジン２２のパワーが制約を受ける。
【００３１】
図４は、第１ＭＧ１８の回転数と最大トルクとの関係を示した図である。なお、この図４では、発電時のトルクが負として示されている。図４を参照して、曲線ｋ３は、システム電圧ＶＨが最大定格（たとえば６５０Ｖ）のときの第１ＭＧ１８の最大トルク曲線を示す。曲線ｋ４は、大気圧Ｐの低下に応じてシステム電圧ＶＨを低下させたとき（たとえば５００Ｖ）の第１ＭＧ１８の最大トルク曲線を示す。
【００３２】
第１ＭＧ１８の出力は、システム電圧ＶＨに依存し、システム電圧ＶＨが低下すると、最大トルク曲線はｋ３からｋ４に遷移する。ここで、仮に、第１ＭＧ１８がエンジン２２から受ける反力トルク（第１ＭＧ１８の駆動トルク）を、エンジン２２の最大定格トルクから算出されるトルクＴＲ１とすると、そのトルクＴＲ１を担保するための第１ＭＧ１８の回転数は、Ｎ１からＮ２に大きく制限される。すなわち、第１ＭＧ１８がエンジン２２から受ける反力トルクをトルクＴＲ１と想定した場合、大気圧Ｐの低下に応じてシステム電圧ＶＨを曲線ｋ４のレベルに低下させると、第１ＭＧ１８の回転数はＮ２に大きく制限される。そうすると、この第１ＭＧ１８の回転数が律則となって、第１ＭＧ１８に連結されるエンジン２２の回転数およびパワーも大きく制限されてしまう。
【００３３】
図５は、この実施の形態による第１ＭＧ１８の回転数制限緩和の考え方を説明した図である。図５を参照して、この実施の形態では、気圧センサ３２が設けられ、気圧センサ３２によって検出される大気圧Ｐに基づいて、エンジン２２が出力可能な最大トルクが算出される。そして、その算出されたエンジン２２の最大トルクに対する第１ＭＧ１８の反力トルクＴＲ２が算出される。
【００３４】
すなわち、大気圧Ｐが低下すると、図３に示したようにエンジン２２が出力可能な最大トルクが低下し、エンジン２２の最大トルクに対する第１ＭＧ１８の反力トルクも小さくなる。たとえば、図５に示されるように、大気圧Ｐの低下によって第１ＭＧ１８の反力トルクがＴＲ１からＴＲ２に低下する。つまり、大気圧Ｐが低下すると、第１ＭＧ１８は、反力トルクＴＲ１を受けることはなく、最大でもトルクＴＲ２しか受けない。したがって、第１ＭＧ１８の回転数は、Ｎ２よりも高いＮ３まで出力可能となり、システム電圧ＶＨの低下に伴なう第１ＭＧ１８の回転数の制限が緩和される。
【００３５】
このように、この実施の形態においては、気圧センサ３２が設けられ、気圧センサ３２の検出値を用いてエンジン２２の出力の低下が推定される（図３）。そして、低下したエンジン最大トルクに対する第１ＭＧ１８の反力トルクが算出され（トルクＴＲ２）、その反力トルクに基づいて第１ＭＧ１８の回転数が決定される（回転数Ｎ３）。これにより、第１ＭＧ１８の回転数制限が緩和され、その結果、システム電圧ＶＨの低減によるエンジン２２の出力制限が緩和される。
【００３６】
図６は、図１に示したＥＣＵ３０の機能ブロック図である。図６を参照して、ＥＣＵ３０は、システム電圧制御部５２と、コンバータ制御部５４と、反力トルク算出部５６と、回転数制御部５８と、インバータ制御部６０，６２とを含む。
【００３７】
システム電圧制御部５２は、システム電圧ＶＨの目標を示す目標システム電圧ＶＳを設定する。システム電圧制御部５２は、気圧センサ３２（図１）から大気圧Ｐの検出値を受け、大気圧Ｐの低下に応じて目標システム電圧ＶＳを低下させる。一例として、システム電圧制御部５２は、大気圧Ｐが低地における基準気圧のときの目標システム電圧ＶＳを最大定格電圧として、基準気圧からの気圧低下量に応じて目標システム電圧ＶＳを低下させる。
【００３８】
コンバータ制御部５４は、システム電圧ＶＨが目標システム電圧ＶＳに一致するようにコンバータ１２を駆動するための制御信号ＰＷＣを生成し、その生成した制御信号ＰＷＣをコンバータ１２へ出力する。
【００３９】
反力トルク算出部５６は、第１ＭＧ１８がエンジン２２から受ける反力トルクを算出する。詳しくは、反力トルク算出部５６は、気圧センサ３２から大気圧Ｐの検出値を受け、大気圧Ｐに基づいてエンジン２２の最大トルクを算出する。一例として、低地における基準気圧からの気圧低下量とエンジン２２のトルク低下量との関係、ならびに基準気圧におけるエンジン２２の最大トルク特性が予め求められ、大気圧Ｐの検出値に基づいて基準気圧からの気圧低下量が算出される。そして、その気圧低下量からエンジン２２のトルク低下量を求めることによって、エンジン２２の最大トルクが算出される。
【００４０】
次いで、反力トルク算出部５６は、その算出されたエンジン２２の最大トルクに対する第１ＭＧ１８の反力トルクを算出する。エンジン２２の出力トルクと、エンジン２２から第１ＭＧ１８が受ける反力トルクとの関係は、動力分割装置２４の機構（ギヤ比）によって決まり、エンジン２２の最大トルクから第１ＭＧ１８の反力トルクを算出することができる。
【００４１】
回転数制御部５８は、反力トルク算出部５６により算出された第１ＭＧ１８の反力トルクに基づいて、第１ＭＧ１８の回転数を制御する。具体的には、回転数制御部５８は、目標システム電圧ＶＳ（システム電圧ＶＨの検出値でもよい。）を受け、その目標システム電圧ＶＳに応じた第１ＭＧ１８の最大トルク曲線（図５の曲線ｋ４）と、反力トルク算出部５６により算出された第１ＭＧ１８の反力トルク（図５のトルクＴＲ２）とに基づいて、第１ＭＧ１８の回転数を設定する（図５の回転数Ｎ３）。
【００４２】
インバータ制御部６０は、回転数制御部５８により算出された第１ＭＧ１８の回転数や目標システム電圧ＶＳ等に基づいて、第１ＭＧ１８を駆動するための制御信号ＰＷＩ１を生成し、その生成された制御信号ＰＷＩ１をインバータ１４へ出力する。
【００４３】
インバータ制御部６２は、アクセルペダルの踏込量を示すアクセル開度信号ＡＣＣや車両速度を示す車速信号ＳＶ等に基づいて、第２ＭＧ２０を駆動するための制御信号ＰＷＩ２を生成し、その生成された制御信号ＰＷＩ２をインバータ１６へ出力する。
【００４４】
図７は、この実施の形態における第１ＭＧ１８の回転数制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、一定時間毎または所定の条件の成立時にメインルーチンから呼出されて実行される。
【００４５】
図７を参照して、気圧センサ３２によって大気圧Ｐが検出される（ステップＳ１０）。次いで、ＥＣＵ３０は、コンバータ１２を制御することによって、ステップＳ１０において検出された大気圧Ｐの低下に応じてシステム電圧ＶＨを低下させる（ステップＳ２０）。たとえば、ＥＣＵ３０は、低地における基準気圧からの気圧低下量とシステム電圧ＶＨの低減量との関係、あるいは大気圧Ｐとシステム電圧ＶＨとの関係を予め求めておく等して、大気圧Ｐの低下に応じて目標システム電圧ＶＳを低下させ、その目標システム電圧ＶＳにシステム電圧ＶＨが一致するようにコンバータ１２を制御する。
【００４６】
続いて、ＥＣＵ３０は、大気圧Ｐの検出値に基づいてエンジン２２の最大トルクを算出する（ステップＳ３０）。一例として、ＥＣＵ３０は、基準気圧からの気圧低下量からエンジン２２のトルク低下量を求めることによって、大気圧Ｐに応じたエンジン２２の最大トルクを算出する。
【００４７】
そして、ＥＣＵ３０は、ステップＳ３０において算出されたエンジン２２の最大トルクに対する第１ＭＧ１８の反力トルクを算出する（ステップＳ４０）。この反力トルクは、動力分割装置２４の機構（ギヤ比）によって決まる、エンジン２２の出力トルクとエンジン２２から第１ＭＧ１８が受ける反力トルクとの関係に基づいて算出される。
【００４８】
次いで、ＥＣＵ３０は、ステップＳ４０において算出された反力トルクに基づいて、第１ＭＧ１８の回転数を制御する（ステップＳ５０）。詳しくは、ＥＣＵ３０は、低下したシステム電圧ＶＨに応じた第１ＭＧ１８の最大トルク曲線（図５の曲線ｋ４に相当）と、ステップＳ４０において算出された第１ＭＧ１８の反力トルク（図５のトルクＴＲ２に相当）とに基づいて、第１ＭＧ１８の回転数を設定する（図５の回転数Ｎ３に相当）。
【００４９】
以上のように、この実施の形態においては、大気圧Ｐを検出する気圧センサ３２が設けられ、大気圧Ｐの低下に応じてシステム電圧ＶＨを低下させる。このシステム電圧ＶＨの低下により第１ＭＧ１８のパワーが制限されるところ、この実施の形態においては、気圧センサ３２の検出値に基づいて、エンジン２２が出力可能な最大トルクに対する第１ＭＧ１８の反力トルクが算出され、その算出された反力トルクに基づいて第１ＭＧ１８の回転数が制御される。これにより、大気圧Ｐの低下によるエンジン２２の出力低下が第１ＭＧ１８の反力トルクの算出に反映され、その結果、第１ＭＧ１８の回転数制限およびそれに伴なうエンジン２２の出力制限が緩和される。したがって、この実施の形態によれば、高地での走行性能の低下を抑制することができる。
【００５０】
［変形例］
上記においては、図５で説明したように、システム電圧ＶＨを低下させたときの第１ＭＧ１８の最大トルク曲線（曲線ｋ４）と反力トルク（トルクＴＲ２）とに基づいて、第１ＭＧ１８の回転数（Ｎ３）を設定するものとしたが、気圧センサ３２の公差（誤差許容範囲）を考慮して第１ＭＧ１８の回転数を設定してもよい。
【００５１】
図８は、変形例における第１ＭＧ１８の回転数制限緩和の考え方を説明するための図である。なお、この図８は、図５に対応している。図８を参照して、この変形例では、気圧センサ３２の公差に対応する第１ＭＧ１８の反力トルクＴＲ２の範囲が算出される。そして、その気圧センサ３２の公差を考慮したときの反力トルクＴＲ２の最大値（線ｋ６）に基づいて、第１ＭＧ１８の回転数Ｎ４が設定される。
【００５２】
この変形例によれば、気圧センサ３２の公差による第１ＭＧ１８の過回転を防止することができる。
【００５３】
なお、上記の実施の形態およびその変形例においては、第１ＭＧ１８および第２ＭＧ２０が設けられる２モータタイプのハイブリッド車両を例に説明したが、第２ＭＧ２０およびインバータ１６を備えず、第１ＭＧ１８を発電機としてだけでなく走行駆動力をアシストするモータとしても用いる１モータタイプのハイブリッド車両にも、この発明は適用可能である。
【００５４】
なお、上記において、エンジン２２は、この発明における「内燃機関」の一実施例に対応し、第１ＭＧ１８は、この発明における「回転電機」の一実施例に対応する。また、インバータ１４は、この発明における「駆動制御装置」の一実施例に対応し、蓄電装置１０は、この発明における「直流電源」の一実施例に対応する。さらに、コンバータ１２は、この発明における「電圧調整装置」の一実施例に対応し、ＥＣＵ３０は、この発明における「電子制御装置」の一実施例に対応する。
【００５５】
また、さらに、気圧センサ３２は、この発明における「気圧検出装置」の一実施例に対応し、システム電圧制御部５２は、この発明における「電圧制御部」の一実施例に対応する。そして、第２ＭＧ２０は、この発明における「電動機」の一実施例に対応する。
【００５６】
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。本発明の範囲は、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およ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。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 蓄電装置、１２ コンバータ、１４，１６ インバータ、１８，２０ ＭＧ、２２ エンジン、２４ 動力分割装置、２６ 伝達ギヤ、２８ 駆動輪、３０ ＥＣＵ、３２ 気圧センサ、５２ システム電圧制御部、５４ コンバータ制御部、５６ 反力トルク算出部、５８ 回転数制御部、６０，６２ インバータ制御部、１００ ハイブリッド車両。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関に機械的に連結され、前記内燃機関によって駆動される回転電機と、
前記回転電機の駆動を制御する駆動制御装置と、
直流電源と、
前記直流電源と前記駆動制御装置との間に設けられ、前記駆動制御装置に与えられるシステム電圧を調整する電圧調整装置と、
前記駆動制御装置および前記電圧調整装置を制御する電子制御装置と、
大気圧を検出する気圧検出装置とを備え、
前記電子制御装置は、
前記電圧調整装置を制御することによって、前記気圧検出装置により検出される大気圧の低下に応じて前記システム電圧を低下させる電圧制御部と、
前記気圧検出装置の検出結果に基づいて、前記内燃機関が出力可能な最大トルクに対する前記回転電機の反力トルクを算出し、その算出された反力トルクに基づいて前記回転電機の回転数を制御する回転数制御部とを含む、ハイブリッド車両。
【請求項２】
前記回転数制御部は、前記気圧検出装置により検出される大気圧の低下に応じて前記反力トルクを低下させ、前記反力トルクの低下に応じて前記回転数を増加させる、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
車両の駆動力を発生する電動機と、
前記内燃機関の出力を前記回転電機および車両の駆動軸へ分割する動力分割装置とをさらに備える、請求項１または２に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記回転数制御部は、前記気圧検出装置の測定誤差を考慮して、前記回転電機の過回転が発生しないように前記反力トルクを算出する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項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、
内燃機関と、
前記内燃機関に機械的に連結され、前記内燃機関によって駆動される回転電機と、
前記回転電機の駆動を制御する駆動制御装置と、
直流電源と、
前記直流電源と前記駆動制御装置との間に設けられ、前記駆動制御装置に与えられるシステム電圧を調整する電圧調整装置と、
大気圧を検出する気圧検出装置とを備え、
前記制御方法は、
前記電圧調整装置を制御することによって、前記気圧検出装置により検出される大気圧の低下に応じて前記システム電圧を低下させるステップと、
前記気圧検出装置の検出結果に基づいて、前記内燃機関が出力可能な最大トルクに対する前記回転電機の反力トルクを算出するステップと、
その算出された反力トルクに基づいて前記回転電機の回転数を制御するステップとを含む、ハイブリッド車両の制御方法。
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関に機械的に連結され、前記内燃機関によって駆動される回転電機と、
前記回転電機の駆動を制御する駆動制御装置と、
直流電源と、
前記直流電源と前記駆動制御装置との間に設けられ、前記駆動制御装置に与えられるシステム電圧を調整する電圧調整装置と、
前記駆動制御装置および前記電圧調整装置を制御する電子制御装置と、
大気圧を検出する気圧検出装置とを備え、
前記電子制御装置は、
前記電圧調整装置を制御することによって、前記気圧検出装置により検出される大気圧の低下に応じて前記システム電圧を低下させる電圧制御部と、
前記気圧検出装置の検出結果に基づいて、前記内燃機関が出力可能な最大トルクに対する前記回転電機の反力トルクを算出し、その算出された反力トルクに基づいて前記回転電機の回転数を制御する回転数制御部とを含む、ハイブリッド車両。
【請求項２】
前記回転数制御部は、前記気圧検出装置により検出される大気圧の低下に応じて前記反力トルクを低下させ、前記反力トルクの低下に応じて前記回転数を増加させる、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
車両の駆動力を発生する電動機と、
前記内燃機関の出力を前記回転電機および車両の駆動軸へ分割する動力分割装置とをさらに備える、請求項１または２に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記回転数制御部は、前記気圧検出装置の測定誤差を考慮して、前記回転電機の過回転が発生しないように前記反力トルクを算出する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項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、
内燃機関と、
前記内燃機関に機械的に連結され、前記内燃機関によって駆動される回転電機と、
前記回転電機の駆動を制御する駆動制御装置と、
直流電源と、
前記直流電源と前記駆動制御装置との間に設けられ、前記駆動制御装置に与えられるシステム電圧を調整する電圧調整装置と、
大気圧を検出する気圧検出装置とを備え、
前記制御方法は、
前記電圧調整装置を制御することによって、前記気圧検出装置により検出される大気圧の低下に応じて前記システム電圧を低下させるステップと、
前記気圧検出装置の検出結果に基づいて、前記内燃機関が出力可能な最大トルクに対する前記回転電機の反力トルクを算出するステップと、
その算出された反力トルクに基づいて前記回転電機の回転数を制御するステップとを含む、ハイブリッド車両の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−２３１８５（Ｐ２０１３−２３１８５Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６３２６４（Ｐ２０１１−１６３２６４）
【出願日】平成２３年７月２６日（２０１１．７．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２６日（２０１１．７．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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