ハイブリッド車
【課題】走行中にモータのインバータの出力の１相が制御不能になった場合であっても長時間走行することのできるハイブリッド車を提供する。
【解決手段】ハイブリッド車１００の第１モータ６ａは、ギアセットを介してエンジン４と連動するとともに、セルモータと発電機を兼ねている。第２モータ６ｂは、ギアセットを介してエンジンと連動するとともに、車輪にトルクを伝達するギアセット出力軸に係合している。コントローラ８は、ＨＶモードで走行中に、第１インバータの３相出力のうちの１相が制御不能の場合、第１インバータの３相出力を用いたモータ制御を停止するとともにエンジンを停止して第２モータだけで走行するＥＶモードへ移行する。次いでコントローラ８は、２相出力で第１モータを駆動するための駆動信号を第１インバータの制御可能な２相のスイッチング回路に与えて第１モータを駆動してエンジンを始動して再びＨＶモードに移行する。
【解決手段】ハイブリッド車１００の第１モータ６ａは、ギアセットを介してエンジン４と連動するとともに、セルモータと発電機を兼ねている。第２モータ６ｂは、ギアセットを介してエンジンと連動するとともに、車輪にトルクを伝達するギアセット出力軸に係合している。コントローラ８は、ＨＶモードで走行中に、第１インバータの３相出力のうちの１相が制御不能の場合、第１インバータの３相出力を用いたモータ制御を停止するとともにエンジンを停止して第２モータだけで走行するＥＶモードへ移行する。次いでコントローラ８は、２相出力で第１モータを駆動するための駆動信号を第１インバータの制御可能な２相のスイッチング回路に与えて第１モータを駆動してエンジンを始動して再びＨＶモードに移行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪駆動用のモータとエンジンを備えるハイブリッド車に関する。
【背景技術】
【０００２】
車輪駆動用のモータとエンジンを備えるハイブリッド車は、モータに電力を供給するインバータを備える。ハイブリッド車のインバータは、大電流を扱う電子デバイスであるため、直流から交流を生成する多数のスイッチング回路の一つあるいは幾つかが故障し、ＵＶＷ３相の交流出力のうちの１相が制御不能となることがある。
【０００３】
インバータの技術においては、３相出力のうちの１相が制御不能の場合、残りの２相でモータを駆動する技術が知られている（例えば特許文献１）。そのような技術をハイブリッド車に適用することで、車両を走行できる状態に維持することが可能となる（例えば特許文献２）。以下、本来はＵＶＷ３相交流電流で駆動するモータを２相で駆動することを２相制御と称することにする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０６７４２９号公報
【特許文献２】特開２００９−２０１１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
走行中にインバータに不具合が発生した場合、そのインバータを用いて制御しているモータを停止することが好ましい。また、モータとエンジンが連動して回転する機構を有するハイブリッド車の多くは、エンジンを使わずにモータだけで走行するＥＶモードと、エンジンを使って走行するＨＶモードを走行中に切り換えることが可能であるが、特許文献２の技術では、ＨＶモードで走行中にインバータに不具合が発生した場合、そのインバータ用いて制御しているモータを停止させるとともにエンジンを停止させ、別のモータのみで走行する。しかしながら、ハイブリッド車は、エンジンの駆動力と回生エネルギにより走行中にバッテリを充電することを前提としており、バッテリの容量が小さいため、モータのみでは長時間走行することができない。本明細書は、モータに不具合が生じ、一旦エンジンを停止させた後でも、長時間走行が可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書が開示する技術は、エンジンを使わずにモータだけで走行するＥＶモードと、エンジンとモータを使って走行するＨＶモードを走行中に切り換えることが可能なハイブリッド車を対象とする。そのハイブリッド車は、エンジン、複数のモータ（第１モータと第２モータ）、それらモータを制御するインバータ（第１インバータと第２インバータ）、及び、コントローラを備えている。第１モータは、ギアセットを介してエンジンと連動するとともに、セルモータと発電機を兼ねている。第１インバータは、第１モータに電力を供給する３相出力のインバータである。第２モータは、前述のギアセットを介してエンジンと連動するとともに、車輪にトルクを伝達するギアセット出力軸に係合している。第２インバータは、第２モータに電力を供給する３相出力のインバータである。本明細書が開示する技術の一態様のコントローラは、ＨＶモードで走行中に、第１インバータの３相出力のうちの１相が制御不能の場合、第１インバータの３相出力を用いたモータ制御を停止するとともにエンジンを停止して第２モータだけで走行するＥＶモードへ移行する。次いでコントローラは、ＥＶモードで走行中に、２相出力で第１モータを駆動するための駆動信号を第１インバータの制御可能な２相のスイッチング回路に与えて第１モータを駆動してエンジンを始動して再びＨＶモードに移行する。
【０００７】
本明細書が開示するハイブリッド車では、ＨＶモードで走行中に第１モータに不具合が生じた場合、第１モータのインバータ（第１インバータ）とエンジンを一旦停止する。エンジンを一旦停止するが、第１モータが２相制御可能の場合は、２相制御でエンジンを再び始動する。エンジンが始動したらエンジンの駆動力を車輪と第１モータに分配し、第１モータで発電する。第１モータが発電した電力でバッテリを充電することが可能となる。本明細書が開示するハイブリッド車は、第１モータの１相が制御不能になった場合でも長時間走行することが可能となる。また、ＨＶモードで走行中に第１モータのインバータに不具合が生じた際、第１モータのインバータとエンジンを停止し、健全な第２モータのみで走行し、その間にエンジンを再始動することで、故障時の走行モードに安全に移行することができる。
【０００８】
ところで、一般にモータは回転数の増加に伴って出力が小さくなる特性を有しており、エンジンを停止させモータだけで走行しているときにインバータに不具合が生じた場合、さらに出力が小さくなってしまう２相制御でモータを駆動しても出力不足でエンジンを再始動できない虞がある。そのため、ＨＶモードで走行中にインバータに不具合が生じてエンジンを停止した場合、エンジンを再始動できなくなる可能性がある。
【０００９】
そこで、本明細書が開示するハイブリッド車のコントローラは、好ましくは、第１インバータによる２相出力で第１モータを駆動してエンジンを始動する条件を、第１モータの回転数が予め定められた回転数閾値以下のときに制限する。前述したように、モータは、回転数の増加に伴って出力が低下する。上記の回転数閾値は、第１モータが２相制御であってもエンジンを始動するのに十分な出力を出せる回転数の上限値に設定される。上記のハイブリッド車は、第１モータを２相制御しなければならない場合、エンジンを始動するのに十分な出力を出せる回転数以下で第１モータを駆動するので、走行中であってもエンジンを確実に再始動することができる。第１モータのインバータが故障した際、第２モータによるＥＶモードだけでは短距離しか走行できないが、エンジンを再始動させることによって、長い距離を走行することが可能となる。
【００１０】
なお、「エンジンを使って走行する」とは、エンジンで直接車輪を駆動することと、エンジンで発電機を駆動して発電し、その電力を使ってモータで車輪を駆動することの双方を含む。
【００１１】
ギアセットの典型例は、次の構成を有するプラネタリギアである。即ち、プラネタリキャリアがエンジンに連結している。リングギアとサンギアの一方が第１モータに連結している。リングギアとサンギアの他方が第２モータに連結しているとともに車軸にトルクを伝える出力軸に係合している。上記構成のプラネタリギアでは、第１モータを駆動しなければエンジンを始動することができない。第１モータを駆動しなければ、第２モータの回転数を変えてもエンジン回転はゼロのままだからである。なお、上記構成のプラネタリギアを有するハイブリッド車では、第１モータが故障した場合に第２モータを使ってエンジンを始動させるという技術は適用することはできないことに留意されたい。本明細書が開示する技術は、上記構成のプラネタリギアを有するハイブリッド車に特に有用である。
【００１２】
本明細書は、さらに、好適な２相制御が可能なハイブリッド車も提供する。そのハイブリッド車では、第１モータのインバータが、ＵＶＷ３相の交流電流を生成するスイッチング回路群の入力側（直流側）にて正極線と負極線の間に直列に接続されている第１及び第２コンデンサと、第１モータから出ているＵＶＷ３相の各モータ線（モータの巻き線に繋がる電力供給線）の接続先を切り換えるリレーであり、各モータの接続先を、個別に、インバータの対応する出力端から第１及び第２コンデンサの間の接続点へ切り換えるリレーと、を備えている。なお、「第１及び第２コンデンサの間の接続点」は「中性点」と呼ばれる。上記の構成を備えた上で、コントローラは、第１モータのＵＶＷ３相の各モータ線のうち制御不能の１相に接続されているモータ線の接続先をスイッチング回路の出力端から中性点へ切り換えるようにリレーを制御するとともに、２相で第１モータを駆動するための駆動信号を制御可能な２相のスイッチング回路に与えて第１モータを駆動してエンジンを始動させる。そしてコントローラは、エンジン始動後に第１モータの発電によりバッテリを充電させる。バッテリが充電されればエンジンと第２モータを使ったハイブリッド走行を長時間続けることができる。なお、モータを駆動するための駆動信号の一例は、スイッチング回路のＯＮ／ＯＦＦを規定するＰＷＭ信号である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例のハイブリッド車の模式的ブロック図である。
【図２】動力分配機構（プラネタリギア）のスケルトン図である。
【図３】動力分配機構（プラネタリギア）の共線図である。
【図４】インバータとその周辺のデバイスの回路図である。
【図５】インバータに不具合が発生したときの処理のフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に、実施例のハイブリッド車１００の模式的ブロック図を示す。ハイブリッド車１００は、車輪駆動用のエンジン４と２個のモータ（第１モータ６ａ、第２モータ６ｂ）を有する。ハイブリッド車１００は、第１モータ６ａ（ＭＧ１）と第２モータ６ｂ（ＭＧ２）のそれぞれに対して第１インバータ３ａ、第２インバータ３ｂを備える。いずれのインバータも、バッテリ２から電力の供給を受ける。いずれのインバータも、ＰＷＭ駆動型であり、そのＰＷＭ信号は、コントローラ８が供給する。コントローラ８は、車速、アクセル開度、バッテリ２の残量（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｇｅ）などから、夫々のモータとエンジンが出力すべき出力の大きさを算出し、モータへは出力分担に応じたＰＷＭ信号を与え、エンジンには出力分担に応じた燃料噴射量を指令する。なお、ハイブリッド車を含む電気自動車の場合、モータやエンジンの出力は電力換算値（単位は［ｋW］）で表されることが多い。モータの駆動エネルギが電力だからである。
【００１５】
第１モータ６ａは主にセルモータ及び発電機として機能する。第２モータ６ｂが主として駆動力を発生する。ただし、高い駆動力が必要とされる場合は第１モータ６ａも駆動力を供給し、また、回生時は第２モータ６ｂが発電機として機能する。
【００１６】
第１モータ６ａの出力と第２モータ６ｂの出力とエンジン４の出力は、動力分配機構９で合成／分配され、車軸７に伝えられる。車軸７は、デファレンシャルギア１２を介して車輪１３に繋がっている。第１モータ６ａと第２モータ６ｂは車軸７及びエンジン４と連動して回転する。
【００１７】
動力分配機構９について説明する。動力分配機構９は、主としてプラネタリギアで構成されている。図２に、動力分配機構９を構成するプラネタリギア５０のスケルトン図を示す。プラネタリギア５０は、サンギア５１、プラネタリキャリア５２、及び、リングギア５３が組み合わさったギアセットである。プラネタリキャリア５２は、エンジン４の出力軸に連結している。サンギア５１は、第１モータ６ａの出力軸に連結している。リングギア５３は、第２モータ６ｂに連結している。なお、リングギア５３の一部が第２モータ６ｂのロータを構成している。また、リングギア５３は、リングギア５３に同軸に固定されているアウトプットギア５４とアイドルギア５５を介して車軸７と係合している。なお、図３の符号５６は、車軸７に固定された伝達ギアである。上記構成の動力分配機構９により、エンジン４と第１モータ６ａ、及び、第２モータ６ｂの出力の割合によって車軸７の出力が定まる。場合によって、エンジン４と第２モータ６ｂの出力で車軸を駆動するとともに第１モータ６ａを駆動して電力得る。プラネタリギア５０の構造と機能は良く知られているので詳しい説明は省略する。図２から明らかなとおり、第１モータ６ａ、第２モータ６ｂともに、エンジン４と車輪７に連動して回転する。即ち、走行中にアクセルがＯＦＦされてもモータは回転し続ける。このとき、モータ６ａ、６ｂが発生する逆起電力は、夫々のインバータ３ａ、３ｂを介して直流電力に変換され、バッテリ２に蓄えられる。即ち、ハイブリッド車１００は車両の運動エネルギを電気エネルギに回生してバッテリ２に蓄えることもできる。
【００１８】
図３に、プラネタリギア５０の共線図を示す。グラフＬ１とＬ２は、いずれも車両が所定の車速で走行しているときのギア比を表すが、グラフＬ１はエンジン４が回転数Ｃ１で回転しているときのグラフを示しており、グラフＬ２はエンジン回転数がゼロのときのグラフを示している。リングギア５３の回転数は、車軸の回転数に比例するため、エンジン４が回転していても停止していても回転数Ｒ１である。車両が定常走行している場合は、エンジン４が駆動しており、グラフＬ１が示す回転数となる。このとき、第１モータ６ａに連結しているサンギア５１の回転数はＳ１である。この場合、第１モータ６ａは発電している。
【００１９】
走行中にエンジン４が停止すると、エンジン回転数（プラネタリキャリア回転数）はゼロ（Ｃ２）となる。今、車両は一定車速で走行していると仮定すると、リングギア５３の回転数は、Ｒ１のままである。リングギア５３の回転数がＲ１のままエンジン回転数がＣ１からＣ２（ゼロ）に低下すると、サンギア５１の回転数はＳ１からＳ２に低下する。即ち、各ギアの回転数の関係がグラフＬ１からグラフＬ２に変化する。図４の共線図から明らかなとおり、サンギア５１の回転方向は反転する。
【００２０】
図３から理解されるように、エンジン４と第１モータ６ａがともに停止している場合は、第２モータ６ｂによってエンジン回転数を上げることはできない。即ち、上記の動力分配機構を有するハイブリッド車は、第２モータをセルモータとして利用することができない。走行中にエンジン４を再始動するためには第１モータ６ａを使わなければならない。
【００２１】
エンジン４が停止した状態（プラネタリキャリア５２が回転していない状態）で、第１モータ６ａを駆動することによって、エンジン４をその出力軸側から回転させ、同時に燃料を供給し、エンジンを始動させる。エンジンを始動させるためには第１モータ６ａは、図３においてサンギア５１の回転数をＳ２からＳ１まで引き上げるだけの出力を出さねばならない。回転数Ｓ２からＳ１まで引き上げるには、回転方向の反転を含むため、相応の出力が要求される。即ち、車速が高くなるほど、エンジンを始動させるのに第１モータ６ａに要求される出力は大きくなる。逆に、車速が低くなれば、即ち、リングギア５３の回転数が低下すると、サンギア５１の回転数はゼロに近づくので、エンジンを再始動させるのに第１モータ６ａに要求される出力は小さくなる。
【００２２】
２相制御ではモータの出力は顕著に低下する。他方、図３を参照して先に述べたように、走行中、エンジン４が停止している場合、車速が高いほどエンジンの再始動に要するモータ出力は大きくなる。従って、２相制御によって第１モータ６ａを駆動しエンジンを再始動する場合、エンジンを始動することのできる第１モータ６ａの回転数には制限があることに留意されたい。以下、本実施例では、エンジンを始動することのできる第１モータ回転数の上限値を回転数制限値Ｎｍａｘとする。
【００２３】
次に、第１インバータ３ａの電気回路を説明する。図４に、第１インバータ３ａとそれに関係するデバイスの回路図を示す。インバータ３ａは、多数のスイッチング回路Ｓｗ１〜Ｓｗ６を含むインバータ主回路２１、リレー回路２２、２個のコンデンサ（第１コンデンサＣｐ、第２コンデンサＣｎ）、及び、電流センサ２４を主たる構成要素として備える。なお、図示を省略しているが、インバータ３ａは、上記のほか、インバータ主回路２１の入力側（直流側）と出力側（交流側）の電圧を計測する電圧センサ等も備える。
【００２４】
インバータ主回路２１は、６個のスイッチング回路Ｓｗ１〜Ｓｗ６で構成される。即ち、ここでは、バッテリ２の直流電力から３相の交流電力を発生する６個のスイッチング回路群をインバータ主回路２１と称している。各スイッチング回路Ｓｗ１〜Ｓｗ６は、ＩＧＢＴとダイオード（還流ダイオード）が逆並列に接続された回路構成を有している。なお、電流許容値の小さいＩＧＢＴで大電流を許容するスイッチング回路を構成するために、複数のＩＧＢＴを並列につないで一つのスイッチング回路を構成することもある。
【００２５】
インバータ主回路２１では、２個のスイッチング回路が直列に接続された組が３組並列に接続されており、直列の２個のスイッチング回路の接続点からモータへインバータ出力線が伸びている。直列の２個のスイッチング回路の接続点が、インバータ主回路２１の出力端に相当する。インバータ主回路２１の出力は、ＵＶＷの３本であり、その３本の出力線は、リレー回路２２を通じてモータのＵＶＷ各線（モータ線１４）に接続されている。モータ線１４は、モータ６ａの巻き線に繋がる線であり、「電力供給線」と別称することもできる。３本の出力線の夫々と、その出力線に対応するスイッチング回路の組は「アーム」と呼ばれる。
【００２６】
リレー回路２２は、モータから出ているＵＶＷ３相の各モータ線１４の接続先を、インバータの対応するスイッチング回路から中性点Ｎｐ（後述）へ切り換えるためのスイッチである。リレー回路２２は、３個のリレー２２ａ、２２ｂ、及び、２２ｃで構成され、モータ線１４の各線の接続先を個別に、インバータの出力線から中性点へ切り換えることができる。どのリレーを切り換えるかは、コントローラ８が指令する。各リレーは電力が供給されていない状態ではモータ線１４をインバータの出力線に接続しており、リレーのコイルに所定の電圧を加えるとモータ線の接続先を中性点Ｎｐに切り換える。なお、「リレー回路２２」とは、３個のリレー２２ａ、２２ｂ、及び、２２ｃの総称である。
【００２７】
その他、センサとして、モータの回転数を計測する回転数センサ２６がモータ６ａに備えられている。
【００２８】
インバータ主回路２１の入力端２１ａ、２１ｂは、バッテリ２に接続されている。図４では、バッテリ２の上側の線が正極線１０ａであり、下側の線が負極線１０ｂである。インバータ主回路２１の入力側（スイッチング回路群の入力側であり、直流側でもある）において正極線１０ａと負極線１０ｂの間に２個の平滑化コンデンサＣｐとＣｎが直列に接続されている。２個の平滑化コンデンサＣｐとＣｎの容量は等しい。平滑化コンデンサＣｐ、Ｃｎは、スイッチング回路群（インバータ主回路２１）のスイッチング動作の影響による入力電流の脈動を抑制するために挿入されている。
【００２９】
２個の平滑化コンデンサＣｐ、Ｃｎの接続点が中性点Ｎｐに相当する。２個のコンデンサＣｐ、Ｃｎの容量は等しいため、インバータ主回路２１が動作していない状態では、中性点Ｎｐの電位は、バッテリ２の電圧の半分である。他方、インバータ主回路２１の出力側からみると、中性点Ｎｐの電位は、インバータ主回路２１が出力する交流電圧における平均電圧に相当する。
【００３０】
コントローラ８は、インバータ主回路２１のいずれかのスイッチング回路に不具合が生じ、ＵＶＷ３相の交流出力のうちいずれか１相が制御不能となった場合、残りの２相で第１モータ６ａを駆動する。コントローラ８は、２相制御を開始するのに先立ち、リレー回路２２を制御し、制御不能となった相のモータ線１４の接続先を第１インバータ３ａの出力線から中性点Ｎｐに切り換える。その後、制御可能な残りの２相にモータを駆動するためのＰＷＭ信号を与える。そのような２相制御の一例が特開２００４−１２０８８３号に開示されているので、詳しくはそちらを参照されたい。なお、スイッチング回路の不具合は、例えば、電流センサ２４のセンサデータをモニタすることで検知できる。
【００３１】
図５に、ＨＶモードで走行中に第１インバータ３ａのいずれかのスイッチング回路に不具合が発生した際のコントローラ８の処理のフローチャートを示す。図５の処理は、スイッチング回路に不具合が検知されると起動される。スイッチング回路の不具合が検知されると、コントローラ８はまず、第１インバータ３ａを停止するとともに、エンジンを停止する（Ｓ２、Ｓ３）。具体的には、コントローラ８は、第３インバータ３ａに対して、出力ゼロに相当するＰＷＭ信号を出力するとともに、エンジン４への燃料供給を停止する。即ち、この時点で、ハイブリッド車１００は、第２モータ６ｂのみで走行するＥＶモードになっている。
【００３２】
次にコントローラ８は、リレー回路２２を制御し、ＵＶＷ３相のモータ線１４のうち、制御不能の相に対応するモータ線１４（不具合が検知されたスイッチング回路に対応するモータ線１４）の接続先をインバータ主回路２１（スイッチング回路）の出力端から中性点Ｎｐへ切り換える（Ｓ４）。
【００３３】
次にコントローラ８は、回転数センサ２６のセンサデータをモニタし、第１モータ６ａの回転数が前述した回転数閾値Ｎｍａｘ以下となるまで待機する（Ｓ５）。第１モータ６ａの回転数が回転数閾値Ｎｍａｘ以下に低下したら、コントローラ８は、第１モータ６ａを２相制御により駆動する。第１モータ６ａの回転に伴ってエンジン４も回転する。同時にコントローラ８は、エンジンに燃料を供給し、再始動させる（Ｓ６）。ここで、ハイブリッド車１００は、再びＨＶモードに移行することになる。エンジン４が再始動した後は、第１インバータ３ａから第１モータ６ａへの電力供給は停止する。第１モータ６ａはエンジン４によって回転させられ、発電する（Ｓ７）。コントローラ８は、第１モータ６ａが発電した電力によってバッテリ２を充電するように第１インバータ３ａを制御する。バッテリ２が充電されるので、ハイブリッド車１００はエンジン４と第２モータ６ｂを使って走行を続けることができる。
【００３４】
コントローラ８の処理を簡潔に述べると次の通りである。コントローラ８は、インバータ主回路２１内のスイッチング回路群のいずれかが故障した場合に、ＨＶモードであれば、第１インバータ３ａを停止するとともに、エンジン４を停止する。次いで、コントローラ８は、第１モータ６ａのＵＶＷ３相の各モータ線１４のうち故障したスイッチング回路の出力端に接続されているモータ線の接続先を中性点Ｎｐへ切り換えるようにリレー回路２２を制御するとともに、２相で第１モータ６ａを駆動するためのＰＷＭ信号を故障していないスイッチング回路に与えて第１モータ６ａを駆動し、エンジンを始動させる。
【００３５】
上記したハイブリッド車１００は、エンジンと２個のモータを備え、セルモータを兼ねているモータのインバータに不具合が生じ、ＵＶＷ３相のうちの１相が制御不能となってもそのモータでエンジンを再始動することができる。
【００３６】
実施例の技術に関する留意点を述べる。実施例のハイブリッド車では、モータはＰＷＭ駆動型であった。モータは、ＰＷＭ駆動型以外であってもよい。モータは、例えば、ＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）駆動型であってもよい。
【００３７】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００３８】
２：バッテリ
３ａ：第１インバータ
３ｂ：第２インバータ
４：エンジン
６ａ：第１モータ
６ｂ：第２モータ
７：車軸
８：コントローラ
９：動力分配機構
１０ａ：正極線
１０ｂ：負極線
１２：デファレンシャルギア
１３：車輪
１４：モータ線
２１：インバータ主回路
２２：リレー回路
２４：電流センサ
２６：回転数センサ
５０：プラネタリギア
５１：サンギア
５２：プラネタリキャリア
５３：リングギア
５４：アウトプットギア
５５：アイドルギア
１００：ハイブリッド車
Ｃｐ：第１コンデンサ
Ｃｎ：第２コンデンサ
Ｎｐ：中性点
Ｓｗ：スイッチング回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪駆動用のモータとエンジンを備えるハイブリッド車に関する。
【背景技術】
【０００２】
車輪駆動用のモータとエンジンを備えるハイブリッド車は、モータに電力を供給するインバータを備える。ハイブリッド車のインバータは、大電流を扱う電子デバイスであるため、直流から交流を生成する多数のスイッチング回路の一つあるいは幾つかが故障し、ＵＶＷ３相の交流出力のうちの１相が制御不能となることがある。
【０００３】
インバータの技術においては、３相出力のうちの１相が制御不能の場合、残りの２相でモータを駆動する技術が知られている（例えば特許文献１）。そのような技術をハイブリッド車に適用することで、車両を走行できる状態に維持することが可能となる（例えば特許文献２）。以下、本来はＵＶＷ３相交流電流で駆動するモータを２相で駆動することを２相制御と称することにする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０６７４２９号公報
【特許文献２】特開２００９−２０１１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
走行中にインバータに不具合が発生した場合、そのインバータを用いて制御しているモータを停止することが好ましい。また、モータとエンジンが連動して回転する機構を有するハイブリッド車の多くは、エンジンを使わずにモータだけで走行するＥＶモードと、エンジンを使って走行するＨＶモードを走行中に切り換えることが可能であるが、特許文献２の技術では、ＨＶモードで走行中にインバータに不具合が発生した場合、そのインバータ用いて制御しているモータを停止させるとともにエンジンを停止させ、別のモータのみで走行する。しかしながら、ハイブリッド車は、エンジンの駆動力と回生エネルギにより走行中にバッテリを充電することを前提としており、バッテリの容量が小さいため、モータのみでは長時間走行することができない。本明細書は、モータに不具合が生じ、一旦エンジンを停止させた後でも、長時間走行が可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書が開示する技術は、エンジンを使わずにモータだけで走行するＥＶモードと、エンジンとモータを使って走行するＨＶモードを走行中に切り換えることが可能なハイブリッド車を対象とする。そのハイブリッド車は、エンジン、複数のモータ（第１モータと第２モータ）、それらモータを制御するインバータ（第１インバータと第２インバータ）、及び、コントローラを備えている。第１モータは、ギアセットを介してエンジンと連動するとともに、セルモータと発電機を兼ねている。第１インバータは、第１モータに電力を供給する３相出力のインバータである。第２モータは、前述のギアセットを介してエンジンと連動するとともに、車輪にトルクを伝達するギアセット出力軸に係合している。第２インバータは、第２モータに電力を供給する３相出力のインバータである。本明細書が開示する技術の一態様のコントローラは、ＨＶモードで走行中に、第１インバータの３相出力のうちの１相が制御不能の場合、第１インバータの３相出力を用いたモータ制御を停止するとともにエンジンを停止して第２モータだけで走行するＥＶモードへ移行する。次いでコントローラは、ＥＶモードで走行中に、２相出力で第１モータを駆動するための駆動信号を第１インバータの制御可能な２相のスイッチング回路に与えて第１モータを駆動してエンジンを始動して再びＨＶモードに移行する。
【０００７】
本明細書が開示するハイブリッド車では、ＨＶモードで走行中に第１モータに不具合が生じた場合、第１モータのインバータ（第１インバータ）とエンジンを一旦停止する。エンジンを一旦停止するが、第１モータが２相制御可能の場合は、２相制御でエンジンを再び始動する。エンジンが始動したらエンジンの駆動力を車輪と第１モータに分配し、第１モータで発電する。第１モータが発電した電力でバッテリを充電することが可能となる。本明細書が開示するハイブリッド車は、第１モータの１相が制御不能になった場合でも長時間走行することが可能となる。また、ＨＶモードで走行中に第１モータのインバータに不具合が生じた際、第１モータのインバータとエンジンを停止し、健全な第２モータのみで走行し、その間にエンジンを再始動することで、故障時の走行モードに安全に移行することができる。
【０００８】
ところで、一般にモータは回転数の増加に伴って出力が小さくなる特性を有しており、エンジンを停止させモータだけで走行しているときにインバータに不具合が生じた場合、さらに出力が小さくなってしまう２相制御でモータを駆動しても出力不足でエンジンを再始動できない虞がある。そのため、ＨＶモードで走行中にインバータに不具合が生じてエンジンを停止した場合、エンジンを再始動できなくなる可能性がある。
【０００９】
そこで、本明細書が開示するハイブリッド車のコントローラは、好ましくは、第１インバータによる２相出力で第１モータを駆動してエンジンを始動する条件を、第１モータの回転数が予め定められた回転数閾値以下のときに制限する。前述したように、モータは、回転数の増加に伴って出力が低下する。上記の回転数閾値は、第１モータが２相制御であってもエンジンを始動するのに十分な出力を出せる回転数の上限値に設定される。上記のハイブリッド車は、第１モータを２相制御しなければならない場合、エンジンを始動するのに十分な出力を出せる回転数以下で第１モータを駆動するので、走行中であってもエンジンを確実に再始動することができる。第１モータのインバータが故障した際、第２モータによるＥＶモードだけでは短距離しか走行できないが、エンジンを再始動させることによって、長い距離を走行することが可能となる。
【００１０】
なお、「エンジンを使って走行する」とは、エンジンで直接車輪を駆動することと、エンジンで発電機を駆動して発電し、その電力を使ってモータで車輪を駆動することの双方を含む。
【００１１】
ギアセットの典型例は、次の構成を有するプラネタリギアである。即ち、プラネタリキャリアがエンジンに連結している。リングギアとサンギアの一方が第１モータに連結している。リングギアとサンギアの他方が第２モータに連結しているとともに車軸にトルクを伝える出力軸に係合している。上記構成のプラネタリギアでは、第１モータを駆動しなければエンジンを始動することができない。第１モータを駆動しなければ、第２モータの回転数を変えてもエンジン回転はゼロのままだからである。なお、上記構成のプラネタリギアを有するハイブリッド車では、第１モータが故障した場合に第２モータを使ってエンジンを始動させるという技術は適用することはできないことに留意されたい。本明細書が開示する技術は、上記構成のプラネタリギアを有するハイブリッド車に特に有用である。
【００１２】
本明細書は、さらに、好適な２相制御が可能なハイブリッド車も提供する。そのハイブリッド車では、第１モータのインバータが、ＵＶＷ３相の交流電流を生成するスイッチング回路群の入力側（直流側）にて正極線と負極線の間に直列に接続されている第１及び第２コンデンサと、第１モータから出ているＵＶＷ３相の各モータ線（モータの巻き線に繋がる電力供給線）の接続先を切り換えるリレーであり、各モータの接続先を、個別に、インバータの対応する出力端から第１及び第２コンデンサの間の接続点へ切り換えるリレーと、を備えている。なお、「第１及び第２コンデンサの間の接続点」は「中性点」と呼ばれる。上記の構成を備えた上で、コントローラは、第１モータのＵＶＷ３相の各モータ線のうち制御不能の１相に接続されているモータ線の接続先をスイッチング回路の出力端から中性点へ切り換えるようにリレーを制御するとともに、２相で第１モータを駆動するための駆動信号を制御可能な２相のスイッチング回路に与えて第１モータを駆動してエンジンを始動させる。そしてコントローラは、エンジン始動後に第１モータの発電によりバッテリを充電させる。バッテリが充電されればエンジンと第２モータを使ったハイブリッド走行を長時間続けることができる。なお、モータを駆動するための駆動信号の一例は、スイッチング回路のＯＮ／ＯＦＦを規定するＰＷＭ信号である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例のハイブリッド車の模式的ブロック図である。
【図２】動力分配機構（プラネタリギア）のスケルトン図である。
【図３】動力分配機構（プラネタリギア）の共線図である。
【図４】インバータとその周辺のデバイスの回路図である。
【図５】インバータに不具合が発生したときの処理のフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に、実施例のハイブリッド車１００の模式的ブロック図を示す。ハイブリッド車１００は、車輪駆動用のエンジン４と２個のモータ（第１モータ６ａ、第２モータ６ｂ）を有する。ハイブリッド車１００は、第１モータ６ａ（ＭＧ１）と第２モータ６ｂ（ＭＧ２）のそれぞれに対して第１インバータ３ａ、第２インバータ３ｂを備える。いずれのインバータも、バッテリ２から電力の供給を受ける。いずれのインバータも、ＰＷＭ駆動型であり、そのＰＷＭ信号は、コントローラ８が供給する。コントローラ８は、車速、アクセル開度、バッテリ２の残量（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｇｅ）などから、夫々のモータとエンジンが出力すべき出力の大きさを算出し、モータへは出力分担に応じたＰＷＭ信号を与え、エンジンには出力分担に応じた燃料噴射量を指令する。なお、ハイブリッド車を含む電気自動車の場合、モータやエンジンの出力は電力換算値（単位は［ｋW］）で表されることが多い。モータの駆動エネルギが電力だからである。
【００１５】
第１モータ６ａは主にセルモータ及び発電機として機能する。第２モータ６ｂが主として駆動力を発生する。ただし、高い駆動力が必要とされる場合は第１モータ６ａも駆動力を供給し、また、回生時は第２モータ６ｂが発電機として機能する。
【００１６】
第１モータ６ａの出力と第２モータ６ｂの出力とエンジン４の出力は、動力分配機構９で合成／分配され、車軸７に伝えられる。車軸７は、デファレンシャルギア１２を介して車輪１３に繋がっている。第１モータ６ａと第２モータ６ｂは車軸７及びエンジン４と連動して回転する。
【００１７】
動力分配機構９について説明する。動力分配機構９は、主としてプラネタリギアで構成されている。図２に、動力分配機構９を構成するプラネタリギア５０のスケルトン図を示す。プラネタリギア５０は、サンギア５１、プラネタリキャリア５２、及び、リングギア５３が組み合わさったギアセットである。プラネタリキャリア５２は、エンジン４の出力軸に連結している。サンギア５１は、第１モータ６ａの出力軸に連結している。リングギア５３は、第２モータ６ｂに連結している。なお、リングギア５３の一部が第２モータ６ｂのロータを構成している。また、リングギア５３は、リングギア５３に同軸に固定されているアウトプットギア５４とアイドルギア５５を介して車軸７と係合している。なお、図３の符号５６は、車軸７に固定された伝達ギアである。上記構成の動力分配機構９により、エンジン４と第１モータ６ａ、及び、第２モータ６ｂの出力の割合によって車軸７の出力が定まる。場合によって、エンジン４と第２モータ６ｂの出力で車軸を駆動するとともに第１モータ６ａを駆動して電力得る。プラネタリギア５０の構造と機能は良く知られているので詳しい説明は省略する。図２から明らかなとおり、第１モータ６ａ、第２モータ６ｂともに、エンジン４と車輪７に連動して回転する。即ち、走行中にアクセルがＯＦＦされてもモータは回転し続ける。このとき、モータ６ａ、６ｂが発生する逆起電力は、夫々のインバータ３ａ、３ｂを介して直流電力に変換され、バッテリ２に蓄えられる。即ち、ハイブリッド車１００は車両の運動エネルギを電気エネルギに回生してバッテリ２に蓄えることもできる。
【００１８】
図３に、プラネタリギア５０の共線図を示す。グラフＬ１とＬ２は、いずれも車両が所定の車速で走行しているときのギア比を表すが、グラフＬ１はエンジン４が回転数Ｃ１で回転しているときのグラフを示しており、グラフＬ２はエンジン回転数がゼロのときのグラフを示している。リングギア５３の回転数は、車軸の回転数に比例するため、エンジン４が回転していても停止していても回転数Ｒ１である。車両が定常走行している場合は、エンジン４が駆動しており、グラフＬ１が示す回転数となる。このとき、第１モータ６ａに連結しているサンギア５１の回転数はＳ１である。この場合、第１モータ６ａは発電している。
【００１９】
走行中にエンジン４が停止すると、エンジン回転数（プラネタリキャリア回転数）はゼロ（Ｃ２）となる。今、車両は一定車速で走行していると仮定すると、リングギア５３の回転数は、Ｒ１のままである。リングギア５３の回転数がＲ１のままエンジン回転数がＣ１からＣ２（ゼロ）に低下すると、サンギア５１の回転数はＳ１からＳ２に低下する。即ち、各ギアの回転数の関係がグラフＬ１からグラフＬ２に変化する。図４の共線図から明らかなとおり、サンギア５１の回転方向は反転する。
【００２０】
図３から理解されるように、エンジン４と第１モータ６ａがともに停止している場合は、第２モータ６ｂによってエンジン回転数を上げることはできない。即ち、上記の動力分配機構を有するハイブリッド車は、第２モータをセルモータとして利用することができない。走行中にエンジン４を再始動するためには第１モータ６ａを使わなければならない。
【００２１】
エンジン４が停止した状態（プラネタリキャリア５２が回転していない状態）で、第１モータ６ａを駆動することによって、エンジン４をその出力軸側から回転させ、同時に燃料を供給し、エンジンを始動させる。エンジンを始動させるためには第１モータ６ａは、図３においてサンギア５１の回転数をＳ２からＳ１まで引き上げるだけの出力を出さねばならない。回転数Ｓ２からＳ１まで引き上げるには、回転方向の反転を含むため、相応の出力が要求される。即ち、車速が高くなるほど、エンジンを始動させるのに第１モータ６ａに要求される出力は大きくなる。逆に、車速が低くなれば、即ち、リングギア５３の回転数が低下すると、サンギア５１の回転数はゼロに近づくので、エンジンを再始動させるのに第１モータ６ａに要求される出力は小さくなる。
【００２２】
２相制御ではモータの出力は顕著に低下する。他方、図３を参照して先に述べたように、走行中、エンジン４が停止している場合、車速が高いほどエンジンの再始動に要するモータ出力は大きくなる。従って、２相制御によって第１モータ６ａを駆動しエンジンを再始動する場合、エンジンを始動することのできる第１モータ６ａの回転数には制限があることに留意されたい。以下、本実施例では、エンジンを始動することのできる第１モータ回転数の上限値を回転数制限値Ｎｍａｘとする。
【００２３】
次に、第１インバータ３ａの電気回路を説明する。図４に、第１インバータ３ａとそれに関係するデバイスの回路図を示す。インバータ３ａは、多数のスイッチング回路Ｓｗ１〜Ｓｗ６を含むインバータ主回路２１、リレー回路２２、２個のコンデンサ（第１コンデンサＣｐ、第２コンデンサＣｎ）、及び、電流センサ２４を主たる構成要素として備える。なお、図示を省略しているが、インバータ３ａは、上記のほか、インバータ主回路２１の入力側（直流側）と出力側（交流側）の電圧を計測する電圧センサ等も備える。
【００２４】
インバータ主回路２１は、６個のスイッチング回路Ｓｗ１〜Ｓｗ６で構成される。即ち、ここでは、バッテリ２の直流電力から３相の交流電力を発生する６個のスイッチング回路群をインバータ主回路２１と称している。各スイッチング回路Ｓｗ１〜Ｓｗ６は、ＩＧＢＴとダイオード（還流ダイオード）が逆並列に接続された回路構成を有している。なお、電流許容値の小さいＩＧＢＴで大電流を許容するスイッチング回路を構成するために、複数のＩＧＢＴを並列につないで一つのスイッチング回路を構成することもある。
【００２５】
インバータ主回路２１では、２個のスイッチング回路が直列に接続された組が３組並列に接続されており、直列の２個のスイッチング回路の接続点からモータへインバータ出力線が伸びている。直列の２個のスイッチング回路の接続点が、インバータ主回路２１の出力端に相当する。インバータ主回路２１の出力は、ＵＶＷの３本であり、その３本の出力線は、リレー回路２２を通じてモータのＵＶＷ各線（モータ線１４）に接続されている。モータ線１４は、モータ６ａの巻き線に繋がる線であり、「電力供給線」と別称することもできる。３本の出力線の夫々と、その出力線に対応するスイッチング回路の組は「アーム」と呼ばれる。
【００２６】
リレー回路２２は、モータから出ているＵＶＷ３相の各モータ線１４の接続先を、インバータの対応するスイッチング回路から中性点Ｎｐ（後述）へ切り換えるためのスイッチである。リレー回路２２は、３個のリレー２２ａ、２２ｂ、及び、２２ｃで構成され、モータ線１４の各線の接続先を個別に、インバータの出力線から中性点へ切り換えることができる。どのリレーを切り換えるかは、コントローラ８が指令する。各リレーは電力が供給されていない状態ではモータ線１４をインバータの出力線に接続しており、リレーのコイルに所定の電圧を加えるとモータ線の接続先を中性点Ｎｐに切り換える。なお、「リレー回路２２」とは、３個のリレー２２ａ、２２ｂ、及び、２２ｃの総称である。
【００２７】
その他、センサとして、モータの回転数を計測する回転数センサ２６がモータ６ａに備えられている。
【００２８】
インバータ主回路２１の入力端２１ａ、２１ｂは、バッテリ２に接続されている。図４では、バッテリ２の上側の線が正極線１０ａであり、下側の線が負極線１０ｂである。インバータ主回路２１の入力側（スイッチング回路群の入力側であり、直流側でもある）において正極線１０ａと負極線１０ｂの間に２個の平滑化コンデンサＣｐとＣｎが直列に接続されている。２個の平滑化コンデンサＣｐとＣｎの容量は等しい。平滑化コンデンサＣｐ、Ｃｎは、スイッチング回路群（インバータ主回路２１）のスイッチング動作の影響による入力電流の脈動を抑制するために挿入されている。
【００２９】
２個の平滑化コンデンサＣｐ、Ｃｎの接続点が中性点Ｎｐに相当する。２個のコンデンサＣｐ、Ｃｎの容量は等しいため、インバータ主回路２１が動作していない状態では、中性点Ｎｐの電位は、バッテリ２の電圧の半分である。他方、インバータ主回路２１の出力側からみると、中性点Ｎｐの電位は、インバータ主回路２１が出力する交流電圧における平均電圧に相当する。
【００３０】
コントローラ８は、インバータ主回路２１のいずれかのスイッチング回路に不具合が生じ、ＵＶＷ３相の交流出力のうちいずれか１相が制御不能となった場合、残りの２相で第１モータ６ａを駆動する。コントローラ８は、２相制御を開始するのに先立ち、リレー回路２２を制御し、制御不能となった相のモータ線１４の接続先を第１インバータ３ａの出力線から中性点Ｎｐに切り換える。その後、制御可能な残りの２相にモータを駆動するためのＰＷＭ信号を与える。そのような２相制御の一例が特開２００４−１２０８８３号に開示されているので、詳しくはそちらを参照されたい。なお、スイッチング回路の不具合は、例えば、電流センサ２４のセンサデータをモニタすることで検知できる。
【００３１】
図５に、ＨＶモードで走行中に第１インバータ３ａのいずれかのスイッチング回路に不具合が発生した際のコントローラ８の処理のフローチャートを示す。図５の処理は、スイッチング回路に不具合が検知されると起動される。スイッチング回路の不具合が検知されると、コントローラ８はまず、第１インバータ３ａを停止するとともに、エンジンを停止する（Ｓ２、Ｓ３）。具体的には、コントローラ８は、第３インバータ３ａに対して、出力ゼロに相当するＰＷＭ信号を出力するとともに、エンジン４への燃料供給を停止する。即ち、この時点で、ハイブリッド車１００は、第２モータ６ｂのみで走行するＥＶモードになっている。
【００３２】
次にコントローラ８は、リレー回路２２を制御し、ＵＶＷ３相のモータ線１４のうち、制御不能の相に対応するモータ線１４（不具合が検知されたスイッチング回路に対応するモータ線１４）の接続先をインバータ主回路２１（スイッチング回路）の出力端から中性点Ｎｐへ切り換える（Ｓ４）。
【００３３】
次にコントローラ８は、回転数センサ２６のセンサデータをモニタし、第１モータ６ａの回転数が前述した回転数閾値Ｎｍａｘ以下となるまで待機する（Ｓ５）。第１モータ６ａの回転数が回転数閾値Ｎｍａｘ以下に低下したら、コントローラ８は、第１モータ６ａを２相制御により駆動する。第１モータ６ａの回転に伴ってエンジン４も回転する。同時にコントローラ８は、エンジンに燃料を供給し、再始動させる（Ｓ６）。ここで、ハイブリッド車１００は、再びＨＶモードに移行することになる。エンジン４が再始動した後は、第１インバータ３ａから第１モータ６ａへの電力供給は停止する。第１モータ６ａはエンジン４によって回転させられ、発電する（Ｓ７）。コントローラ８は、第１モータ６ａが発電した電力によってバッテリ２を充電するように第１インバータ３ａを制御する。バッテリ２が充電されるので、ハイブリッド車１００はエンジン４と第２モータ６ｂを使って走行を続けることができる。
【００３４】
コントローラ８の処理を簡潔に述べると次の通りである。コントローラ８は、インバータ主回路２１内のスイッチング回路群のいずれかが故障した場合に、ＨＶモードであれば、第１インバータ３ａを停止するとともに、エンジン４を停止する。次いで、コントローラ８は、第１モータ６ａのＵＶＷ３相の各モータ線１４のうち故障したスイッチング回路の出力端に接続されているモータ線の接続先を中性点Ｎｐへ切り換えるようにリレー回路２２を制御するとともに、２相で第１モータ６ａを駆動するためのＰＷＭ信号を故障していないスイッチング回路に与えて第１モータ６ａを駆動し、エンジンを始動させる。
【００３５】
上記したハイブリッド車１００は、エンジンと２個のモータを備え、セルモータを兼ねているモータのインバータに不具合が生じ、ＵＶＷ３相のうちの１相が制御不能となってもそのモータでエンジンを再始動することができる。
【００３６】
実施例の技術に関する留意点を述べる。実施例のハイブリッド車では、モータはＰＷＭ駆動型であった。モータは、ＰＷＭ駆動型以外であってもよい。モータは、例えば、ＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）駆動型であってもよい。
【００３７】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００３８】
２：バッテリ
３ａ：第１インバータ
３ｂ：第２インバータ
４：エンジン
６ａ：第１モータ
６ｂ：第２モータ
７：車軸
８：コントローラ
９：動力分配機構
１０ａ：正極線
１０ｂ：負極線
１２：デファレンシャルギア
１３：車輪
１４：モータ線
２１：インバータ主回路
２２：リレー回路
２４：電流センサ
２６：回転数センサ
５０：プラネタリギア
５１：サンギア
５２：プラネタリキャリア
５３：リングギア
５４：アウトプットギア
５５：アイドルギア
１００：ハイブリッド車
Ｃｐ：第１コンデンサ
Ｃｎ：第２コンデンサ
Ｎｐ：中性点
Ｓｗ：スイッチング回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを使わずにモータだけで走行するＥＶモードと、エンジンとモータを使って走行するＨＶモードを走行中に切り換えることが可能なハイブリッド車であって、
エンジンと、
ギアセットを介してエンジンと連動するとともに、セルモータと発電機を兼ねている第１モータと、
第１モータに電力を供給する３相出力の第１インバータと、
前記ギアセットを介してエンジンと連動するとともに、車輪にトルクを伝達するギアセット出力軸に係合している第２モータと、
第２モータに電力を供給する３相出力の第２インバータと、
コントローラと、を備えており、
コントローラは、ＨＶモードで走行中に、第１インバータの３相出力のうちの１相が制御不能の場合、
第１インバータの３相出力を用いたモータ制御を停止するとともにエンジンを停止して第２モータだけで走行するＥＶモードへ移行し、
ＥＶモードで走行中に、２相出力で第１モータを駆動するための駆動信号を第１インバータの制御可能な２相のスイッチング回路に与えて第１モータを駆動してエンジンを始動して再びＨＶモードに移行する、
ことを特徴とするハイブリッド車。
【請求項２】
前記コントローラは、第１インバータによる２相出力で第１モータを駆動してエンジンを始動する条件を、第１モータの回転数が予め定められた回転数閾値以下のときに制限することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車。
【請求項３】
前記インバータは、
３相の交流電流を生成するスイッチング回路群の入力側にて正極線と負極線の間に直列に接続されている第１及び第２コンデンサと、
第１モータから出ている３相の各モータ線の接続先を切り換えるリレーであり、各モータの接続先を、個別に、インバータの対応する出力端から第１及び第２コンデンサの間の接続点（中性点）へ切り換えるリレーと、を備えており、
前記コントローラは、
第１モータの３相の各モータ線のうち制御不能の１相に接続されているモータ線の接続先を前記中性点へ切り換えるように前記リレーを制御するとともに、２相で第１モータを駆動するための駆動信号を制御可能な２相のスイッチング回路に与えて第１モータを駆動してエンジンを始動させ、
エンジン始動後に第１モータの発電力によってバッテリを充電する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車。
【請求項４】
前記ギアセットはプラネタリギアであり、
プラネタリキャリアがエンジンに連結しており、
リングギアとサンギアの一方が第１モータに連結しており、
リングギアとサンギアの他方が、第２モータに連結しているとともに車軸にトルクを伝える出力軸に係合していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のハイブリッド車。
【請求項１】
エンジンを使わずにモータだけで走行するＥＶモードと、エンジンとモータを使って走行するＨＶモードを走行中に切り換えることが可能なハイブリッド車であって、
エンジンと、
ギアセットを介してエンジンと連動するとともに、セルモータと発電機を兼ねている第１モータと、
第１モータに電力を供給する３相出力の第１インバータと、
前記ギアセットを介してエンジンと連動するとともに、車輪にトルクを伝達するギアセット出力軸に係合している第２モータと、
第２モータに電力を供給する３相出力の第２インバータと、
コントローラと、を備えており、
コントローラは、ＨＶモードで走行中に、第１インバータの３相出力のうちの１相が制御不能の場合、
第１インバータの３相出力を用いたモータ制御を停止するとともにエンジンを停止して第２モータだけで走行するＥＶモードへ移行し、
ＥＶモードで走行中に、２相出力で第１モータを駆動するための駆動信号を第１インバータの制御可能な２相のスイッチング回路に与えて第１モータを駆動してエンジンを始動して再びＨＶモードに移行する、
ことを特徴とするハイブリッド車。
【請求項２】
前記コントローラは、第１インバータによる２相出力で第１モータを駆動してエンジンを始動する条件を、第１モータの回転数が予め定められた回転数閾値以下のときに制限することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車。
【請求項３】
前記インバータは、
３相の交流電流を生成するスイッチング回路群の入力側にて正極線と負極線の間に直列に接続されている第１及び第２コンデンサと、
第１モータから出ている３相の各モータ線の接続先を切り換えるリレーであり、各モータの接続先を、個別に、インバータの対応する出力端から第１及び第２コンデンサの間の接続点（中性点）へ切り換えるリレーと、を備えており、
前記コントローラは、
第１モータの３相の各モータ線のうち制御不能の１相に接続されているモータ線の接続先を前記中性点へ切り換えるように前記リレーを制御するとともに、２相で第１モータを駆動するための駆動信号を制御可能な２相のスイッチング回路に与えて第１モータを駆動してエンジンを始動させ、
エンジン始動後に第１モータの発電力によってバッテリを充電する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車。
【請求項４】
前記ギアセットはプラネタリギアであり、
プラネタリキャリアがエンジンに連結しており、
リングギアとサンギアの一方が第１モータに連結しており、
リングギアとサンギアの他方が、第２モータに連結しているとともに車軸にトルクを伝える出力軸に係合していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のハイブリッド車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１０７５２５（Ｐ２０１３−１０７５２５Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５４８４０（Ｐ２０１１−２５４８４０）
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【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６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【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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