(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド車両であって、
エンジンと、
ロータに永久磁石を有する第１の回転電機と、
駆動輪に接続された出力軸と、
前記エンジンの駆動状態において、前記第１の回転電機の出力トルクの反力が前記出力軸に作用するように、前記エンジン、前記第１の回転電機、および前記出力軸を機械的に連結する遊星歯車機構と、
前記出力軸に接続された第２の回転電機と、
バッテリと、
前記バッテリと前記第１の回転電機との間で電力を変換可能に構成された第１のインバータと、
前記バッテリと前記第２の回転電機との間で電力を変換可能に構成された第２のインバータと、
インバータレス走行制御を実行可能に構成された制御装置とを備え、
前記インバータレス走行制御は、前記第１および第２のインバータをゲート遮断状態にし、かつ前記エンジンを駆動することで前記ハイブリッド車両を走行させる制御であり、
前記制御装置は、前記インバータレス走行制御中において、前記ハイブリッド車両のシフトレンジが非前進レンジである場合には、前記第１の回転電機と前記バッテリとの間を流れる電流を遮断する、ハイブリッド車両。
【請求項２】
前記インバータレス走行制御は、前記第１および第２のインバータをゲート遮断状態にし、かつ前記エンジンを駆動して、前記第１の回転電機の逆起電圧に起因する電流を前記第１の回転電機から前記バッテリに流すことによって、前記第１の回転電機に制動トルクを発生させ、前記制動トルクの反力として前記出力軸に作用するトルクで前記ハイブリッド車両を走行させる制御である、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記バッテリから入力される電圧を昇圧して前記第１および第２のインバータに出力可能に構成されたコンバータをさらに備え、
前記制御装置は、前記コンバータをゲート遮断状態にすることによって前記電流を遮断する、請求項１または２に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記第１の回転電機と前記バッテリとの間を流れる電流の経路上に設けられたリレーをさらに備え、
前記制御装置は、前記リレーを開放することによって前記電流を遮断する、請求項１または２に記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
ハイブリッド車両であって、
エンジンと、
ロータに永久磁石を有する第１の回転電機と、
駆動輪に接続された出力軸と、
前記エンジンの駆動状態において、前記第１の回転電機の出力トルクの反力が前記出力軸に作用するように、前記エンジン、前記第１の回転電機、および前記出力軸を機械的に連結する遊星歯車機構と、
前記出力軸に接続された第２の回転電機と、
バッテリと、
前記バッテリ、前記第１の回転電機および前記第２の回転電機の間で電力を変換可能に構成されたインバータと、
前記バッテリから入力される電圧を昇圧して前記インバータに出力可能に構成されたコンバータと、
前記第１の回転電機および前記バッテリの間を流れる電流の経路上に設けられたリレーと、
インバータレス走行制御を実行可能に構成された制御装置とを備え、
前記インバータレス走行制御は、前記インバータをゲート遮断状態にし、かつ前記エンジンを駆動することで前記ハイブリッド車両を走行させる制御であり、
前記制御装置は、
前記ハイブリッド車両のシフトレンジを検出可能に構成され、かつ前記リレーを制御する第１の制御部と、
前記コンバータを制御する第２の制御部とを含み、
前記第１の制御部は、前記インバータレス走行制御中において、
前記第１の制御部と前記第２の制御部との間の通信に異常が生じておらず、前記シフトレンジが非前進レンジである場合には、前記コンバータをゲート遮断状態にすることによって前記第１の回転電機と前記バッテリとの間を流れる電流を遮断する一方で、
前記通信に異常が生じており、かつ前記シフトレンジが前記非前進レンジである場合には、前記リレーを開放することによって前記電流を遮断する、ハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッド車両に関し、より特定的には、エンジンと回転電機との少なくとも一方の動力を用いて走行可能なハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両において、エンジンと、第１および第２のモータジェネレータと、遊星歯車機構とを備える構成が知られている。遊星歯車機構は、第１のモータジェネレータに連結されたサンギヤと、第２のモータジェネレータに連結されたリングギヤと、エンジンに連結されたキャリアとを含む。このハイリッド車両の電気システムは、バッテリと、インバータとを備える。インバータは、バッテリと、第１のモータジェネレータと、第２のモータジェネレータとの間の電力を変換可能に構成される。このハイブリッド車両においては、エンジンの始動要求がある場合、インバータを用いて第１のモータジェネレータを電気的に回転させることによってエンジンがクランキングされる。クランキングによってエンジンの回転速度が所定値に達すると、エンジンの燃料点火が開始されてエンジンが始動される。
【０００３】
また、このような構成を有するハイブリッド車両において、インバータによる第１および第２のモータジェネレータの電気的な駆動を正常に行なうことができない場合には、機器を保護するために適切な処置を講ずることが必要となる。たとえば特開２０１３−２０３１１６号公報（特許文献１）は、第１および第２のモータジェネレータの電気的な駆動を正常に行なうことができない場合に、インバータのゲート遮断を行なう制御を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２０３１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、車両のシフトレンジ（走行レンジ）には、たとえばＤ（ドライブ）レンジおよび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、およびＮ（ニュートラル）レンジ等の非前進レンジとがある。
【０００６】
上述のようにインバータによる第１および第２のモータジェネレータの電気的な駆動を正常に行なうことができない場合に、インバータをゲート遮断状態にしつつエンジンを駆動して車両を退避走行させる制御を、本明細書では「インバータレス走行制御」と称する。インバータレス走行制御中においては、インバータをゲート遮断状態にしつつ、エンジンの回転力により第１のモータジェネレータを機械的に回転させることによって、第１のモータジェネレータに逆起電圧を発生させる。この際、第１のモータジェネレータは、第１のモータジェネレータの回転を妨げる方向に作用する制動トルク（逆起トルク）を発生する。この逆起トルクが第１のモータジェネレータからサンギヤに作用することによって、リングギヤには、逆起トルクの反力として正方向に作用する駆動トルクが発生する。この駆動トルクを用いることにより、退避走行が実現される。
【０００７】
本発明者らは、インバータレス走行制御中には以下のような課題が生じ得る点に着目した。すなわち、インバータレス走行制御中のハイブリッド車両がたとえば一時停止した状態で、シフトレンジがＮレンジ等の非前進レンジに切り替えられる場合がある。このような場合には、逆起トルクおよびそれによる駆動トルクの発生を防止するための対策として、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において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、第１のモータジェネレータを用いてエンジンをクランキングして再始動することができない可能性がある。その結果、退避走行を継続することができなくなり得る。
【０００８】
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である場合には、不要なトルクとなる逆起トルクによる駆動トルクの発生を防止しつつ、エンジンを駆動状態に維持することで退避走行を継続することが求められる。
【０００９】
本発明は上記課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を実行可能に構成されたハイブリッド車両において、シフトレンジが非前進レンジである場合に、エンジンを停止することなく不要なトルクの発生を防止しつつ、退避走行を継続することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のある局面に従う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第１の回転電機と、駆動輪に接続された出力軸と、遊星歯車機構と、出力軸に接続された第２の回転電機と、バッテリと、インバータと、制御装置とを備える。遊星歯車機構は、エンジンの駆動状態において、第１の回転電機の出力トルクの反力が出力軸に作用するように、エンジン、第１の回転電機、および出力軸を機械的に連結する。インバータは、バッテリ、第１の回転電機および第２の回転電機の間で電力を変換可能に構成される。制御装置は、インバータレス走行制御を実行可能に構成される。インバータレス走行制御は、インバータをゲート遮断状態にし、かつエンジンを駆動することでハイブリッド車両を走行させる制御である。制御装置は、インバータレス走行制御中において、ハイブリッド車両のシフトレンジが非前進レンジである場合には、第１の回転電機とバッテリとの間を流れる電流を遮断する。
【００１１】
上記構成によれば、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操作された場合には、第１の回転電機とバッテリとの間を流れる電流が遮断される。これにより、電流が第１の回転電機を流れなくなるので、第１の回転電機による制動トルク（逆起トルク）の発生が防止される。よって、エンジンを停止することなく、シフトレンジが非前進レンジである場合には不要なトルクとなる駆動トルクの発生を防止しつつ、退避走行を継続することができる。
【００１２】
好ましくは、ハイブリッド車両は、バッテリから入力される電圧を昇圧してインバータに出力可能に構成されたコンバータをさらに備える。制御装置は、コンバータをゲート遮断状態にすることによって、上記電流を遮断する。
【００１３】
上記構成によれば、バッテリから入力される電圧を昇圧してインバータに出力するためのコンバータを、上記電流の遮断にも用いることができる。
【００１４】
好ましくは、ハイブリッド車両は、第１の回転電機およびバッテリの間を流れる電流の経路上に設けられたリレーをさらに備える。制御装置は、リレーを開放することによって電流を遮断する。
【００１５】
上記構成によれば、リレーを備えているのであれば、上記コンバータを備えない場合であっても上記電流を遮断することができる。
【００１６】
好ましくは、ハイブリッド車両は、バッテリから入力される電圧を昇圧してインバータに出力可能に構成されたコンバータと、第１の回転電機およびバッテリの間を流れる電流の経路上に設けられたリレーとをさらに備える。制御装置は、シフトレンジを検出可能に構成され、かつリレーを制御する第１の制御部と、コンバータを制御する第２の制御部とを含む。第１の制御部は、インバータレス走行制御中において、第１の制御部と第２の制御部との間の通信に異常が生じておらず、かつシフトレンジが非前進レンジである場合には、コンバータをゲート遮断状態にすることによって電流を遮断する一方で、上記通信に異常が生じており、かつシフトレンジが非前進レンジである場合には、リレーを開放することによって、上記電流を遮断する。
【００１７】
上記構成によれば、第１の制御部と第２の制御部との間の通信が正常な場合に、シフトレンジが非前進レンジであるときには、コンバータをゲート遮断状態にすることによって電流が遮断される。リレーを用いて電流を遮断する場合には、リレーの接点に電流が集中することで接点が溶着するおそれがあるが、コンバータを用いて電流を遮断することで、リレーの接点溶着を回避しつつ、不要なトルクの発生を防止することができる。一方、上記通信に異常が生じると、第１の制御部から第２の制御部へシフトレンジに関する情報を伝達することができなくなる。そのため、シフトレンジが非前進レンジに操作されたとしても、第２の制御部では、コンバータをゲート遮断状態にすることによって上記電流を遮断することはできない。しかしながら、上記構成によれば、そのような通信異常が生じた場合であっても、第１の制御部がリレーを開放することによって上記電流を遮断することができる。つまり、接点溶着の可能性はあるものの不要なトルクの発生防止が優先されるので、より確実に不要なトルクの発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、インバータレス走行制御を実行可能に構成されたハイブリッド車両において、退避走行を継続しつつ、不要なトルクの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態１に係る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２】ハイブリッド車両の電気システムの構成を説明するための回路ブロック図である。
【図３】インバータレス走行制御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４】インバータレス走行制御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５】第１のモータジェネレータの回転速度と、システム電圧と、逆起電圧と、第１の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。
【図６】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。
【図７】実施の形態１においてコンバータをゲート遮断状態にした場合の逆起トルクの挙動を説明するためのタイムチャートである。
【図８】実施の形態１に係る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。
【図９】インバータの三相オン制御を説明するための図である。
【図１０】実施の形態２において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。
【図１１】実施の形態２に係る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。
【図１２】実施の形態３におけるＥＣＵの構成例を示す図である。
【図１３】実施の形態３に係る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。
【図１４】遊星歯車機構の他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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り返さない。
【００２１】
［実施の形態１］
＜ハイブリッド車両の全体構成＞
図１は、本実施の形態に係る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。車両１は、エンジン１００と、モータジェネレータ１０，２０と、遊星歯車機構３０と、駆動輪５０と、駆動輪５０に接続された出力軸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。
【００２２】
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およびモータジェネレータ２０の両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の走行態様を切り替えることができる。
【００２３】
エンジン１００は、ガソリンエンジンまた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機構３０に出力される。
【００２４】
エンジン１００にはエンジン回転速度センサ４１０が設けられている。エンジン回転速度センサ４１０は、エンジン１００の回転速度Ｎｅを検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。
【００２５】
モータジェネレータ１０，２０の各々は、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（第１の回転電機）１０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。なお、車両１は、補機バッテリ（図示せず）の電力を用いてエンジン１００をクランキングするためのトルクを発生するスタータは備えていない。
【００２６】
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。
【００２７】
モータジェネレータ（第２の回転電機）２０のロータは、出力軸６０に連結される。モータジェネレータ２０は、バッテリ１５０からの供給電力およ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。
【００２８】
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の回転速度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の回転速度Ｎｍ２を検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。
【００２９】
遊星歯車機構３０は、エンジン１００、モータジェネレータ１０および出力軸６０を機械的に連結し、エンジン１００、モータジェネレータ１０および出力軸６０の間でトルクを伝達可能に構成されている。具体的には、遊星歯車機構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。
【００３０】
バッテリ１５０は、再充電が可能に構成された蓄電装置である。バッテリ１５０は、代表的にはニッケル水素二次電池もしくはリチウムイオン二次電池などの二次電池、または電気二重層キャパシタなどのキャパシタを含んで構成される。
【００３１】
ＳＭＲ１６０は、バッテリ１５０とＰＣＵ２００とを結ぶ電力線に接続されている。ＳＭＲ１６０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥに応じて開放または閉成される。これにより、バッテリ１５０とＰＣＵ２００との電気的な接続状態および遮断状態が切り替えられる。
【００３２】
ＰＣＵ２００は、バッテリ１５０に蓄えられた直流電力を昇圧し、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およびモータジェネレータ２０に供給する。また、ＰＣＵ２００は、モータジェネレータ１０およびモータジェネレータ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にて詳細に説明する。
【００３３】
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、ユーザが車両１のシフトレンジを設定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、たとえばＤ（ドライブ）レンジおよび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）レンジおよびＮ（ニュートラル）レンジ等の非前進レンジとを含む。
【００３４】
ＥＣＵ３００は、いずれも図示しないが、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。ＥＣＵ３００は、各センサおよび機器からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよ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。
【００３５】
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の回転速度Ｎｅが所定値に達すると、エンジン１００の燃料噴射制御および点火制御を開始する。これにより、エンジン１００が始動される。
【００３６】
＜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ための回路ブロック図である。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の入出力電流ＩＢ、およびバッテリ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。
【００３７】
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。
【００３８】
コンデンサＣ１は、バッテリ１５０に並列に接続されている。コンデンサＣ１は、バッテリ電圧ＶＢを平滑化してコンバータ２１０に供給する。
【００３９】
コンバータ２１０は、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および後述するスイッチング素子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、コンバータ２１０とインバータ２２１とを結ぶ電力線ＰＬと電力線ＮＬとの間に互いに直列に接続されている。ダイオードＤ１，Ｄ２は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間に逆並列にそれぞれ接続されている。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ている。リアクトルＬ１の他方端は、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との中間点（スイッチング素子Ｑ１のエミッタとスイッチング素子Ｑ２のコレクタとの接続点）に接続されている。
【００４０】
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、バッテリ電圧ＶＢを昇圧し、昇圧された電圧を電力線ＰＬ，ＮＬに供給する。また、コンバータ２１０は、制御信号ＰＷＭＣに応じて、インバータ２２１およびインバータ２２２の一方または両方から供給された電力線ＰＬ，ＮＬの直流電圧を降圧してバッテリ１５０を充電する。一方、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。
【００４１】
コンデンサＣ２は、コンバータ２１０に並列に接続されている。コンデンサＣ２は、コンバータ２１０から供給された直流電圧を平滑化してインバータ２２１，２２２に供給する。
【００４２】
電圧センサ２３０は、コンデンサＣ２の両端の電圧、すなわち電力線ＰＬと電力線ＮＬと間の電圧（以下「システム電圧」とも記載する）ＶＨを検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。
【００４３】
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と電力線ＮＬとの間に互いに並列に接続されている。Ｕ相アーム１Ｕは、互いに直列に接続されたスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を有する。Ｖ相アーム１Ｖは、互いに直列に接続されたスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６を有する。Ｗ相アーム１Ｗは、互いに直列に接続されたスイッチング素子Ｑ７，Ｑ８を有する。各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、ダイオードＤ３〜Ｄ８が逆並列にそれぞれ接続されている。各相アームの中間点は、モータジェネレータ１０の各相コイルに接続されている。すなわち、モータジェネレータ１０のＵ相、Ｖ相およびＷ相の３つのコイルの一方端は、中性点に共通接続されている。Ｕ相コイルの他方端は、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の中間点に接続されている。Ｖ相コイルの他端は、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の中間点に接続されている。Ｗ相コイルの他方端は、スイッチング素子Ｑ７，Ｑ８の中間点に接続されている。
【００４４】
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。
【００４５】
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」とも記載する）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。
【００４６】
＜通常モードおよび退避モード＞
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り替えながら車両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。通常モードによる走行を「通常走行」と称する。
【００４７】
退避モードは、たとえば、レゾルバ４２１，４２２または電流センサ２４１，２４２等の部品の故障によりインバータ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場合に、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を退避走行させるモードである。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。この退避モードによる走行を「インバータレス走行」と称し、インバータレス走行を行なうための制御を「インバータレス走行制御」と称する。
【００４８】
図３は、インバータレス走行制御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制御中においては、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２参照）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。
【００４９】
また、インバータレス走行制御中においてはエンジン１００が駆動されるため、エンジン１００からのエンジントルク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は永久磁石型同期モータであるので、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。このため、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。よって、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逆起トルクＴｃが発生する。
【００５０】
図４は、インバータレス走行制御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。遊星歯車機構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の回転速度（＝回転速度Ｎｍ１）と、キャリアＣＡの回転速度（＝回転速度Ｎｅ）と、リングギヤＲの回転速度（＝回転速度Ｎｍ２）とは、共線図上において直線で結ばれる関係を有する。
【００５１】
上述のように、インバータレス走行制御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。
【００５２】
回転速度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。
【００５３】
図５は、回転速度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ならびに後述する図８において、横軸は回転速度Ｎｍ１を表わす。縦軸は、上から順に逆起電圧Ｖｃ、モータ電流ＩＭ１および逆起トルクＴｃを表す。
【００５４】
図５に示されるように、逆起電圧Ｖｃは、回転速度Ｎｍ１が高いほど高い値となる特性を有する。回転速度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。
【００５５】
一方、回転速度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。また、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が発生する。
【００５６】
ここで、本発明者らは、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レンジまたはＮレンジ）に操作されると、以下のような課題が生じ得る点に着目した。
【００５７】
すなわち、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り替えられた場合には、エンジン１００を停止することにより、逆起トルクＴｃおよびそれによる駆動トルクＴｅｐの発生を防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においてはインバータ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い可能性がある。その結果、退避走行を継続することができなくなり得る。
【００５８】
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である場合には、不要なトルクとなる逆起トルクＴｃによる駆動トルクＴｅｐの発生を防止しつつ、エンジン１００を駆動状態に維持することで退避走行を継続することが求められる。
【００５９】
そこで、本実施の形態においては、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である場合には、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を遮断する構成を採用する。これにより、以下に図６および図７にて説明するように、モータジェネレータ１０による逆起トルクＴｃの発生が防止されるので、エンジン１００を停止することなく駆動トルクＴｅｐの発生を防止しつつ退避走行を継続することができる。
【００６０】
図６は、実施の形態１において電流経路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。実施の形態１においては、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。すなわち、インバータ２２１，２２２およびコンバータ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からバッテリ１５０へと向かう方向、およびバッテリ１５０からモータジェネレータ１０へと向かう方向のいずれの方向にも電流は流れない。なお、ＳＭＲ１６０は閉成状態に維持される。
【００６１】
図７は、インバータレス走行制御中にコンバータ２１０をゲート遮断状態にした場合の逆起トルクＴｃの挙動を説明するためのタイムチャートである。図７において、横軸は経過時間を表し、縦軸はシステム電圧ＶＨを表す。なお、図７には、逆起電圧Ｖｃがバッテリ電圧ＶＢよりも高い場合が示されている。
【００６２】
システム電圧ＶＨがバッテリ電圧ＶＢと逆起電圧Ｖｃとの間に位置する場合を想定する。時刻ｔ１よりも前の時刻においては、逆起電圧Ｖｃとシステム電圧ＶＨとの電圧差ΔＶが正である。すなわち、システム電圧ＶＨが逆起電圧Ｖｃよりも低いので、モータ電流ＩＭ１がモータジェネレータ１０からコンデンサＣ２、コンバータ２１０、およびＳＭＲ１６０を介してバッテリ１５０へと流れ得る。これにより、モータジェネレータ１０にて逆起トルクＴｃが発生する。
【００６３】
時刻ｔ１においてコンバータ２１０をゲート遮断すると、モータ電流ＩＭ１がモータジェネレータ１０からコンデンサＣ２へと流れる一方で、コンデンサＣ２からコンデンサＣ１への電荷の移動が起こらなくなる。そのため、時刻ｔ１よりも前の時刻と比べて、システム電圧ＶＨが増加する。そして、システム電圧ＶＨが逆起電圧Ｖｃに到達すると、すなわちコンデンサＣ２の充電が完了して電圧差ΔＶが０になると、モータ電流ＩＭ１は流れなくなる。よって、モータジェネレータ１０にて発生する逆起トルクＴｃ（絶対値）も０になる。
【００６４】
このように、実施の形態１によれば、コンバータ２１０をゲート遮断状態にすることによって、電流経路ＣＰを流れるモータ電流ＩＭ１が遮断される。これにより、逆起トルクＴｃも発生しなくなる。その結果として、エンジン１００を停止することなく、逆起トルクＴｃを反力とする駆動トルクＴｅｐの発生を防止することができる。
【００６５】
図８は、実施の形態１に係る車両１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。図８ならびに後述する図１１または図１３に示すフローチャートは、所定の条件成立時あるいは所定の期間経過毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。なお、このフローチャートの各ステップ（以下、Ｓと略す）は、基本的にはＥＣＵ３００によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ３００内に作製された電子回路を用いたハードウェア処理によって実現されてもよい。
【００６６】
Ｓ１１０において、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。モータジェネレータ１０，２０を正常に駆動できる場合（Ｓ１１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、処理をＳ１２０に進め、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。その後、ＥＣＵ３００は、処理をメインルーチンへと戻す。
【００６７】
一方、モータジェネレータ１０，２０を正常に駆動できない場合（Ｓ１１０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ１３０〜Ｓ１８０にて、制御モードを退避モードに設定して車両１のインバータレス走行を行なう。以下、車両１のインバータレス走行制御について詳細に説明する。
【００６８】
Ｓ１３０において、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。これにより、インバータ２２１，２２２を保護することができる。さらに、ＥＣＵ３００は、制御信号ＰＷＭＣを出力することにより、コンバータ２１０をＰＷＭ動作させる（Ｓ１４０）。
【００６９】
Ｓ１５０において、ＥＣＵ３００は、エンジン１００が駆動状態にあるか否かを判定する。エンジン１００がすでに駆動されている場合（Ｓ１５０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、エンジン１００を駆動状態に維持する（Ｓ１５１）。これにより、駆動トルクＴｅｐが発生し、インバータレス走行が実現される。より詳細には、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）に維持されるので、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を制御して回転速度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において回転速度Ｎｍ１がＮｔｈよりも高い領域）に回転速度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および駆動トルクＴｅｐを発生させることができる。
【００７０】
これに対し、エンジン１００が停止している場合（Ｓ１５０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（Ｓ１５２）。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処理である。上記所定値は、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。
【００７１】
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（Ｓ１５２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（Ｓ１５３）。
【００７２】
図９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９に示すように、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が導通状態に切り替えられる。あるいは、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を導通状態に切り替えてもよい。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。
【００７３】
図８に戻り、Ｓ１５４において、三相オン制御によるクランキングによってエンジン１００の回転速度Ｎｅが基準値に到達すると、ＥＣＵ３００は、燃料の噴射および点火を行なうことによりエンジン１００を始動する。その後、ＥＣＵ３００は、インバータ２２１を再びゲート遮断状態にする（Ｓ１５５）。
【００７４】
なお、モータジェネレータ１０の回転速度Ｎｍ１が小さいほど、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の回転速度Ｎｍ２が０の場合）には、共線図上の関係から回転速度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。よって、Ｓ１５２において車速Ｖが所定値未満の場合、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、あるいは車両１が低速でＥＶ走行を行なっている場合（Ｓ１５２においてＮＯ）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（Ｓ１９０）。
【００７５】
Ｓ１６０において、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。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（Ｓ１７０）。
【００７６】
シフトレンジが非前進レンジの場合、すなわちシフトレンジがＰレンジ、ＮレンジまたはＲレンジの場合（Ｓ１７０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、処理をＳ１８０に進め、コンバータ２１０をゲート遮断状態にする。この処理については図６および図７にて詳細な説明したため、説明は繰り返さない。Ｓ１８０の処理が終了すると、ＥＣＵ３００は処理をメインルーチンへと戻す。
【００７７】
これに対し、シフトレンジが前進レンジの場合、すなわちシフトレンジがＤレンジまたはＢレンジの場合（Ｓ１７０においてＮＯ）には、ＥＣＵ３００は、Ｓ１８０の処理をスキップして処理をメインルーチンへと戻す。この場合には逆起トルクＴｃが発生した状態が維持されるので、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。
【００７８】
以上のように、実施の形態１によれば、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操作された場合には、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が遮断される。これにより、モータジェネレータ１０による逆起トルクＴｃの発生が防止されるので、エンジン１００を駆動状態に維持することで退避走行を継続しつつ、逆起トルクＴｃを反力とする駆動トルクＴｅｐの発生を防止することができる。
【００７９】
［実施の形態２］
実施の形態１では、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を遮断する手法を説明した。実施の形態２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非前進レンジである場合には、ＳＭＲ１６０を開放することによって電流経路ＣＰを開路して、モータ電流ＩＭ１を遮断する。なお、実施の形態２に係るハイブリッド車両の全体構成および電気システムの構成は、実施の形態１に係る車両１の全体構成（図１参照）および電気システムの構成（図２参照）とそれぞれ同等であるため、説明は繰り返さない。
【００８０】
図１０は、実施の形態２において電流経路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。ＳＭＲ１６０を開放すると、実施の形態１（図７参照）と同様に、コンデンサＣ２の充電が進むにつれてシステム電圧ＶＨが増加する。そして、システム電圧ＶＨが逆起電圧Ｖｃに到達すると、モータ電流ＩＭ１が流れなくなるので、逆起トルクＴｃは発生しなくなる。このように、実施の形態２においても、逆起トルクＴｃの発生を防止することによって、駆動トルクＴｅｐの発生を防止することができる。
【００８１】
なお、その後シフトレンジが前進レンジに切り替えられた際には、ＳＭＲ１６０を閉成することにより、逆起トルクＴｃおよびそれによる駆動トルクＴｅｐを再び発生させて退避走行を再開することができる。
【００８２】
図１１は、実施の形態２に係る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示す処理の開始時には、ＳＭＲ１６０は閉成されている。このフローチャートは、Ｓ１８０の処理に代えてＳ２８０の処理を含む点において、実施の形態１におけるフローチャート（図８参照）と異なる。
【００８３】
シフトレンジが非前進レンジである場合（Ｓ２７０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、処理をＳ２８０に進め、ＳＭＲ１６０を開放することによって電流経路ＣＰを開路して、モータ電流ＩＭ１を遮断する。これにより、逆起トルクＴｃの発生が防止されるので、駆動トルクＴｅｐの発生を防止することができる。なお、図１１に示すフローチャートにおける他の処理は、実施の形態１におけるフローチャートにおける対応する処理と同等（すなわちＳ２１０〜Ｓ２７０，Ｓ２９０の処理はＳ１１０〜Ｓ１７０，Ｓ１９０の処理とそれぞれ同等）であるため、詳細な説明は繰り返さない。
【００８４】
以上のように、実施の形態２によれば、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操作された場合には、ＳＭＲ１６０によって電流経路ＣＰを流れるモータ電流ＩＭ１が遮断される。これにより、実施の形態１と同様に、モータジェネレータ１０による逆起トルクＴｃの発生が防止されるので、エンジン１００の駆動を継続しつつ、駆動トルクＴｅｐの発生を防止することができる。また、ＳＭＲ１６０を用いることにより、図示しないが車両１がコンバータ２１０を備えない場合であっても、モータ電流ＩＭ１を遮断して駆動トルクＴｅｐの発生を防止することができる。その結果、退避走行を継続することができる。
【００８５】
なお、ＳＭＲ１６０は、本発明に係る「リレー」に相当する。実施の形態２ではＳＭＲ１６０がバッテリ１５０とコンバータ２１０との間に電気的に接続される構成例について説明したが、本発明に係る「リレー」は、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上に設けられればよい。したがって、ＳＭＲ１６０に代えて、たとえばバッテリ１５０またはＰＣＵ２００の内部に他のリレーが含まれる構成としてもよい。
【００８６】
［実施の形態３］
実施の形態３では、コンバータ２１０をゲート遮断状態にすることによるモータ電流ＩＭ１の遮断と、ＳＭＲ１６０を開放することによるモータ電流ＩＭ１の遮断とを使い分ける構成について説明する。
【００８７】
一般に、リレーの開放途中では、リレーが閉成状態の場合と比べて、リレーの接点の接触面積が小さい。そのため、リレーを流れる電流がある程度大きいにもかかわらずリレーを開放すると、接点の微小な接触面に電流が集中し、接点の溶着が起こる可能性がある。よって、接点の溶着を防止する観点からは、電流が十分に小さいときにリレーを開放することが望ましい。
【００８８】
その一方で、インバータレス走行制御中のモータジェネレータ１０は基本的に常時発電しているため、ＳＭＲ１６０には電流が常に流れている。したがって、コンバータ２１０を制御可能な場合には、実施の形態１にて説明したようにコンバータ２１０をゲート遮断状態にすることによってモータ電流ＩＭ１を遮断することが好ましい。そうすれば、ＳＭＲ１６０の接点溶着を回避しつつ、不要な駆動トルクＴｅｐの発生を防止できるためである。
【００８９】
しかしながら、以下に説明するように、ＥＣＵ３００の構成によっては、シフトレンジを検出することができなくなり、その結果、シフトレンジに応じてコンバータ２１０を制御することができない状況が生じ得る。
【００９０】
図１２は、実施の形態３におけるＥＣＵ３００の構成例を示す図である。ＥＣＵ３００は、ＨＶ−ＥＣＵ３１０と、ＭＧ−ＥＣＵ３２０と、エンジンＥＣＵ３３０とを含む。
【００９１】
ＨＶ−ＥＣＵ（第１の制御部）３１０は、モータジェネレータ１０，２０の運転指令を生成し、ＭＧ−ＥＣＵ３２０に出力する。この運転指令は、モータジェネレータ１０，２０各々の運転許可指令および運転禁止指令（すなわちインバータ２２１，２２２のゲート遮断指令）、モータジェネレータ１０，２０各々のトルク指令値、回転速度Ｎｍ１，Ｎｍ２の各指令値等を含む。
【００９２】
また、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、コンバータ２１０の出力電圧の目標値（以下「目標システム電圧」とも称する）ＶＨｔａｇを設定し、その値を示す信号をＭＧ−ＥＣＵ３２０に出力する。ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、コンバータ２１０のゲート遮断指令を生成し、ＭＧ−ＥＣＵ３２０に出力する。
【００９３】
さらに、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、エンジン要求パワーＰｅ＊を決定し、その値を示す信号をエンジンＥＣＵ３３０に出力する。ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、ＳＭＲ１６０の開放および閉成を切り替えるための制御信号ＳＥを生成し、ＳＭＲ１６０に出力する。
【００９４】
ＭＧ−ＥＣＵ（第２の制御部）３２０は、ＨＶ−ＥＣＵ３１０からモータジェネレータ１０，２０の運転指令、目標システム電圧ＶＨｔａｇおよびコンバータ２１０のゲート遮断指令を受ける。また、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、電圧センサ２３０、電流センサ２４１，２４２およびレゾルバ４２１，４２２からの信号（ＶＨ，ＩＭ１，ＩＭ２，Ｎｍ１，Ｎｍ２で示す）を受ける。
【００９５】
ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、上記した各指令値、目標システム電圧ＶＨｔａｇおよび各信号に基づいて、システム電圧ＶＨが目標システム電圧ＶＨｔａｇに追従するようにコンバータ２１０を制御する。より具体的には、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、システム電圧ＶＨと目標システム電圧ＶＨｔａｇとに基づいて、制御信号ＰＷＭＣを生成してコンバータ２１０に出力する。一方、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、ＨＶ−ＥＣＵ３１０からコンバータ２１０のゲート遮断指令を受けた場合には、ゲート遮断信号ＳＤＮＣを生成してコンバータ２１０に出力する。
【００９６】
また、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、ＨＶ−ＥＣＵ３１０から受けた運転指令に従ってモータジェネレータ１０，２０が動作するようにインバータ２２１，２２２を制御する。インバータ２２１，２２２の制御は同等であるため、インバータ２２１の制御について代表的に説明する。ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、ＨＶ−ＥＣＵ３１０からモータジェネレータ１０の運転許可指令を受けた場合には、システム電圧ＶＨ、モータ電流ＩＭ１およびトルク指令値に基づいて、制御信号ＰＷＭ１を生成してインバータ２２１に出力する。一方、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、ＨＶ−ＥＣＵ３１０からインバータ２２１のゲート遮断指令を受けた場合には、ゲート遮断信号ＳＤＮ１を生成してインバータ２２１に出力する。
【００９７】
エンジンＥＣＵ３３０は、エンジン回転速度センサ４１０から回転速度Ｎｅを受けて、その値をＨＶ−ＥＣＵ３３０に出力する。また、エンジンＥＣＵ３３０は、ＨＶ−ＥＣＵ３１０によって決定されたエンジン要求パワーＰｅ＊に基づいて定められた動作点（目標回転速度および目標エンジントルク）でエンジン１００が駆動されるように、エンジン１００の燃料噴射、点火時期、バルブタイミング等を制御する。
【００９８】
以上のようなＥＣＵ３００の構成において、ＨＶ−ＥＣＵ３１０とＭＧ−ＥＣＵ３２０との間の通信に異常が生じておらず、かつシフトレンジが非前進レンジに操作された場合には、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。これにより、ＳＭＲ１６０を開放することなくモータ電流ＩＭ１を遮断することができるので、ＳＭＲ１６０の接点溶着を回避することができる。
【００９９】
これに対し、通信異常が生じると、ＨＶ−ＥＣＵ３１０からＭＧ−ＥＣＵ３２０へとコンバータ２１０のゲート遮断指令を伝達することができなくなる。シフトポジションＳＦＴを示す信号がＭＧ−ＥＣＵ３２０には入力されないので、シフトレンジが非前進レンジに操作されたとしても、ＭＧ−ＥＣＵ３２０ではコンバータ２１０をゲート遮断状態にすることはできない。したがって、実施の形態３では、たとえＳＭＲ１６０の接点溶着が起こる可能性があっても、ＨＶ−ＥＣＵ３１０の制御によりＳＭＲ１６０を開放することによって電流経路ＣＰを開路してモータ電流ＩＭ１を遮断する。つまり、通信異常が生じた場合には、接点の溶着回避よりも駆動トルクＴｅｐの発生防止を優先する。
【０１００】
このように、実施の形態３では、ＨＶ−ＥＣＵ３１０とＭＧ−ＥＣＵ３２０との間の通信に異常が生じたか否かによって、コンバータ２１０をゲート遮断状態にすることによるモータ電流ＩＭ１の遮断と、ＳＭＲ１６０を開放することによるモータ電流ＩＭ１の遮断とを使い分ける。
【０１０１】
図１３は、実施の形態３に係る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。なお、このフローチャートに示す処理の開始時には、ＳＭＲ１６０は閉成されている。以下では、ＨＶ−ＥＣＵ３１０、ＭＧ−ＥＣＵ３２０およびエンジンＥＣＵ３３０を区別しない場合には、単に「ＥＣＵ３００」と記載する。
【０１０２】
Ｓ３１０において、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。モータジェネレータ１０，２０を正常に駆動できる場合（Ｓ３１０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、処理をＳ３２０に進め、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。その後、ＥＣＵ３００は、処理をメインルーチンへと戻す。
【０１０３】
モータジェネレータ１０，２０を正常に駆動できない場合（Ｓ３１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ３３０，Ｓ３４０，Ｓ３５０，Ｓ３５１〜Ｓ３５５にて、制御モードを退避モードに設定して車両１のインバータレス走行を行なう。Ｓ３３０，Ｓ３４０，Ｓ３５０，Ｓ３５１〜Ｓ３５５の処理は、実施の形態１におけるＳ１３０，Ｓ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１５１〜Ｓ１５５の処理（図８参照）とそれぞれ同等であるため、説明は繰り返さない。
【０１０４】
Ｓ４００において、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、ＨＶ−ＥＣＵ３１０とＭＧ−ＥＣＵ３２０との間の通信に異常が生じているか否かを判定する。通信異常が生じていない場合（Ｓ４００においてＮＯ）、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、処理をＳ４１０に進め、ＨＶ−ＥＣＵ３１０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。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３１０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（Ｓ４２０）。
【０１０５】
シフトレンジが非前進レンジの場合（Ｓ４２０においてＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、コンバータ２１０のゲート遮断指令をＭＧ−ＥＣＵ３２０に出力する。ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、ゲート遮断指令に応答して、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（Ｓ４３０）。一方、シフトレンジが前進レンジの場合（Ｓ４２０においてＮＯ）には、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、Ｓ４３０の処理をスキップして処理をメインルーチンへと戻す。すなわち、コンバータ２１０のＰＷＭ動作が継続されるので、駆動トルクＴｅｐが継続的に発生する。
【０１０６】
これに対し、Ｓ４００において通信異常が生じている場合（Ｓ４００においてＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、ポジションセンサ５１０からの信号に基づいて、シフトレンジを検出する（Ｓ５１０）。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３１０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（Ｓ５２０）。
【０１０７】
シフトレンジが非前進レンジの場合（Ｓ５２０においてＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、ＳＭＲ１６０を開放することによって電流経路ＣＰを開路して、モータ電流ＩＭ１を遮断する（Ｓ５３０）。これにより、逆起トルクＴｃの発生が防止されるので、駆動トルクＴｅｐの発生を防止することができる。
【０１０８】
一方、シフトレンジが前進レンジの場合（Ｓ５２０においてＮＯ）、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、Ｓ５３０の処理をスキップして処理をメインルーチンへと戻す。すなわち、ＳＭＲ１６０は閉成状態に維持される。この場合には逆起トルクＴｃが発生するので、車両１は、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。
【０１０９】
以上のように、実施の形態３によれば、ＨＶ−ＥＣＵ３１０とＭＧ−ＥＣＵ３２０との間の通信に異常が生じておらず、かつシフトレンジが非前進レンジである場合には、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が遮断される。これにより、ＳＭＲ１６０の接点溶着を回避しつつ、かつエンジン１００の駆動を継続しつつ、駆動トルクＴｅｐの発生を防止することができる。その結果、退避走行を継続することができる。一方、上記通信に異常が生じた場合であっても、ＨＶ−ＥＣＵ３１０の制御によりＳＭＲ１６０を開放することによってモータ電流ＩＭ１が遮断される。つまり、接点の溶着回避よりも駆動トルクＴｅｐの発生防止が優先されるので、より確実に駆動トルクＴｅｐの発生を防止することができる。
【０１１０】
なお、実施の形態３では、ＥＣＵ３００が３つのユニット（ＨＶ−ＥＣＵ３１０、ＭＧ−ＥＣＵ３２０およびエンジンＥＣＵ３３０）に分割された構成例を用いて説明したが、ＨＶ−ＥＣＵ３１０とエンジンＥＣＵ３３０とを１つに統合することも可能である。あるいは、ＥＣＵ３００は４つ以上のユニットに分割されていてもよい。
【０１１１】
また、実施の形態１〜３では、遊星歯車機構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、本発明に係る「遊星歯車機構」は、モータジェネレータの出力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。「遊星歯車機構」は、遊星歯車機構３０に代えて図１４に示す遊星歯車機構３０Ａであってもよい。遊星歯車機構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。
【０１１２】
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】
【０１１３】
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  遊星歯車機構、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、３１０  ＨＶ−ＥＣＵ、３２０  ＭＧ−ＥＣＵ、３３０  エンジンＥＣＵ、４１０  エンジン回転速度センサ、４２１，４２２  レゾルバ、４３１，４３２，４３１Ａ，４３２Ａ  温度センサ、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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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