(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と三相のモータジェネレータ（以下「ＭＧ」と表記する）と車輪の駆動軸とを動力分割機構を介して連結したハイブリッド電気自動車の制御装置において、
前記ＭＧの一相又は二相が短絡故障したときに残りの相も短絡させて三相短絡状態にする三相短絡制御を実行する三相短絡制御手段と、
前記短絡故障時に前記ＭＧの回転速度が一相短絡状態又は二相短絡状態よりもブレーキトルクが大きくなる範囲に滞留しないように前記内燃機関の回転速度を制御する短絡故障時回転速度制御手段と
を備えていることを特徴とするハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項２】
前記短絡故障時に前記内燃機関が停止している場合には車速が所定値以上のときに前記三相短絡制御を停止して前記内燃機関を始動させる内燃機関始動制御手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項３】
前記短絡故障時回転速度制御手段は、前記ＭＧの回転速度が一相短絡状態又は二相短絡状態よりもブレーキトルクが大きくなる範囲に滞留するとき又はその滞留が予測されるときに前記内燃機関の出力又はトルクを増加させ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電気自動車の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関とモータジェネレータと車輪の駆動軸とを動力分割機構を介して連結したハイブリッド電気自動車の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、低燃費、低排気エミッションの社会的要請からハイブリッド電気自動車の需要が急速に拡大している。現在、市販されているハイブリッド電気自動車は、特許文献１（特開２００５−５１８３０号公報）に記載されているように、内燃機関と、主に発電機として使用される第１のＭＧ（モータジェネレータ）と、主に車輪を駆動する第２のＭＧとを備え、内燃機関のクランク軸を動力分割機構である遊星ギヤ機構のプラネタリギヤのキャリアに連結し、この遊星ギヤ機構のサンギヤに第１のＭＧを連結すると共に、リングギヤに第２のＭＧと車輪の駆動軸を連結した方式のものが多い。
【特許文献１】特開２００５−５１８３０号公報（第６頁等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したように、内燃機関と第１のＭＧと車輪の駆動軸（第２のＭＧ）とを遊星ギヤ機構（動力分割機構）を介して連結した方式のハイブリッド電気自動車においては、第１のＭＧ又は該ＭＧを駆動するインバータ等の短絡故障によって第１のＭＧの一相が短絡故障すると、第１のＭＧが回転駆動されたときの逆起電力によって第１のＭＧの回転を止める方向にトルク（いわゆるブレーキトルク）が発生する。図２に示すように、第１のＭＧが一相短絡故障した場合には、第１のＭＧの回転速度が高くなるほど第１のＭＧのブレーキトルクが大きくなるという特性があるため、次のような問題が発生する可能性がある。
【０００４】
ここで、図３の（ａ）と（ｂ）は、遊星ギヤ機構（動力分割機構）のサンギヤに連結された第１のＭＧの回転速度と、プラネタリギヤのキャリアに連結されたエンジン（内燃機関）の回転速度と、リングギヤに連結された駆動軸の回転速度との関係を示す共線図であり、各回転速度が一直線で結ばれる関係となる。
【０００５】
図３（ａ）に破線で示すように、エンジン停止中に第２のＭＧで車両を前進走行させた場合、第１のＭＧの正常時（短絡故障していないとき）には、エンジンの回転が停止した状態（回転速度が０の状態）に維持されたまま、駆動軸（第２のＭＧ）の正回転方向の回転速度が高くなるのに伴って第１のＭＧの逆回転方向の回転速度が高くなる現象が発生する。
【０００６】
しかし、図３（ａ）に実線で示すように、第１のＭＧが一相短絡故障したときには、駆動軸（第２のＭＧ）の正回転方向の回転速度が高くなるのに伴って第１のＭＧの逆回転方向の回転速度が高くなると、それに応じて第１のＭＧの正回転方向のブレーキトルクが大きくなるため、この第１のＭＧのブレーキトルクによってエンジンが正回転方向に回転駆動されてエンジン回転速度が高くなる現象が発生する。このため、エンジン回転速度が共振周波数帯（例えば３００ｒｐｍ付近）に滞留して、エンジンのクランク軸等に過大な負荷がかかり、損傷する可能性がある。
【０００７】
また、図３（ｂ）に破線で示すように、エンジン停止中に第２のＭＧで車両を後進走行させた場合、第１のＭＧの正常時（短絡故障していないとき）には、エンジンの回転が停止した状態（回転速度が０の状態）に維持されたまま、駆動軸（第２のＭＧ）の逆回転方向の回転速度が高くなるのに伴って第１のＭＧの正回転方向の回転速度が高くなる現象が発生する。
【０００８】
しかし、図３（ｂ）に実線で示すように、第１のＭＧが一相短絡故障したときには、駆動軸（第２のＭＧ）の逆回転方向の回転速度が高くなるのに伴って第１のＭＧの正回転方向の回転速度が高くなると、それに応じて第１のＭＧの逆回転方向のブレーキトルクが大きくなるため、この第１のＭＧのブレーキトルクによってエンジンが逆回転方向に回転駆動されてしまう可能性がある。
【０００９】
更に、第１のＭＧが一相短絡故障した場合には、第１のＭＧの周期的に大きく増減するブレーキトルクによって不快なトルク変動が発生してドライバビリティが低下する可能性もある。
【００１０】
本発明は、これらの事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、ＭＧ（モータジェネレータ）の短絡故障時のブレーキトルクに起因する問題を解決することができるハイブリッド電気自動車の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関と三相のモータジェネレータ（以下「ＭＧ」と表記する）と車輪の駆動軸とを動力分割機構を介して連結したハイブリッド電気自動車の制御装置において、三相短絡制御手段によってＭＧの一相又は二相が短絡故障したときに残りの相も短絡させて三相短絡状態にする三相短絡制御を実行すると共に、短絡故障時制御手段によって短絡故障時にＭＧの回転速度が一相短絡状態又は二相短絡状態よりもブレーキトルクが大きくなる範囲（以下「所定範囲」という）に滞留しないように内燃機関の回転速度を制御するようにしたものである。
【００１２】
図２に示すように、ＭＧを三相短絡状態にした場合には、ＭＧの回転速度が所定値よりも高い領域で、ＭＧのブレーキトルクが一相短絡状態（又は二相短絡状態）の場合よりも低くなり、且つ、ＭＧの回転速度が高くなるほどＭＧのブレーキトルクが小さくなるという特性がある。この特性に着目して、ＭＧの一相短絡故障時（又は二相短絡故障時）に、三相短絡制御を実行してＭＧを三相短絡状態にすると共に、ＭＧの回転速度が所定範囲（ブレーキトルクが大きくなる範囲）に滞留しないように内燃機関の回転速度を制御してＭＧの回転速度を所定範囲よりも高い状態に維持することで、ＭＧのブレーキトルクを常に小さい状態に維持することができる。これにより、ＭＧの短絡故障時にブレーキトルクによって内燃機関の回転速度が共振周波数帯に滞留することや内燃機関が逆回転方向に回転駆動されることを防止できる。しかも、ＭＧのブレーキトルクを小さい状態に維持できる上に、ＭＧを三相短絡状態にすることでブレーキトルクの発生周期を一相短絡状態（又は二相短絡状態）よりも短くすることができるため、ＭＧのブレーキトルクによって不快なトルク変動が発生することを防止してドライバビリティを向上させることができる。
【００１３】
また、本出願人は、ＭＧが一相短絡故障したときに、ＭＧの回転速度が所定値よりも高い高回転領域ではＭＧを三相短絡状態にする三相短絡制御を実行し、ＭＧの回転速度が所定値よりも低い低回転領域では三相短絡制御を停止してＭＧを一相短絡状態に戻すことで、ＭＧのブレーキトルクを常に小さい状態に維持するシステムを研究しているが、このシステムでは、ＭＧの回転速度が所定値を越える毎にＭＧを一相短絡状態と三相短絡状態との間で切り換える必要があり、ＭＧを一相短絡状態と三相短絡状態との間で切り換える毎に切り換えショックが発生するという問題が判明している。
【００１４】
その点、本発明は、ＭＧの回転速度が所定値を越える毎にＭＧを一相短絡状態と三相短絡状態との間で切り換えるといった必要がないため、切り換えショックが発生しないという利点もある。
【００１５】
ところで、ＭＧの短絡故障時に内燃機関が停止している場合には、ＭＧの回転速度が所定範囲に滞留しないように内燃機関の回転速度を制御する短絡故障時回転速度制御を実行することができないため、請求項２のように、短絡故障時に内燃機関が停止している場合には車速が所定値以上のときに三相短絡制御を停止して内燃機関を始動させるようにすると良い。つまり、内燃機関が停止している場合に車速が所定値以上（駆動軸の回転速度が所定値以上）のときには、ＭＧの回転速度がある程度高いため、三相短絡制御を停止してＭＧを一相短絡状態（又は二相短絡状態）に戻すと、ＭＧのブレーキトルクが大きくなり、このＭＧのブレーキトルクによって内燃機関を回転駆動させて内燃機関を始動させることができる。これにより、ＭＧの回転速度が所定範囲に滞留しないように内燃機関の回転速度を制御する短絡故障時回転速度制御を実行することが可能となる。
【００１６】
また、請求項３のように、短絡故障時回転速度制御の際には、ＭＧの回転速度が所定範囲に滞留するとき又はその滞留が予測されるときに内燃機関の出力又はトルクを増加させるようにすると良い。つまり、ＭＧの回転速度が所定範囲（ブレーキトルクが大きくなる範囲）に滞留するとき又はその滞留が予測されるときに、内燃機関の出力又はトルクを増加させて内燃機関の回転速度を高くすることで、ＭＧの回転速度を押し上げて所定範囲よりも高い状態に維持することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてハイブリッド電気自動車の駆動システムの概略構成を説明する。ハイブリッド電気自動車には、内燃機関であるエンジン１１と第１のモータジェネレータ（以下「第１のＭＧ」と表記する）１２と第２のモータジェネレータ（以下「第２のＭＧ」と表記する）１３が搭載され、エンジン１１と第２のＭＧ１３が車輪１４を駆動する動力源となる。エンジン１１のクランク軸１５の動力は、動力分割機構である遊星ギヤ機構１６で二系統に分割される。この遊星ギヤ機構１６は、中心で回転するサンギヤ１７と、このサンギヤ１７の外周を自転しながら公転するプラネタリギヤ１８と、このプラネタリギヤ１８の外周を回転するリングギヤ１９とから構成され、プラネタリギヤ１８には図示しないキャリアを介してエンジン１１のクランク軸１５が連結され、リングギヤ１９には第２のＭＧ１３の回転軸と車輪１４の駆動軸２０が連結され、サンギヤ１７には、主に発電機として使用する第１のＭＧ１２の回転軸が連結されている。
【００１８】
第１のＭＧ１２と第２のＭＧ１３は、それぞれインバータ２７，２８を介してバッテリ２９と電力を授受するようになっている。また、エンジン１１には、クランク軸１５が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ３１が取り付けられ、このクランク角センサ３１の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。更に、第１のＭＧ１２と第２のＭＧ１３には、それぞれロータの回転位置を検出する回転位置センサ３２，３３が取り付けられ、これらの回転位置センサ３２，３３の出力信号に基づいて第１のＭＧ１２の回転速度と第２のＭＧ１３の回転速度が検出される。
【００１９】
ハイブリッドＥＣＵ３０は、ハイブリッド電気自動車全体を総合的に制御するコンピュータであり、アクセル開度を検出するアクセルセンサ２１、自動変速機のシフトレンジを検出するシフトスイッチ２２、ブレーキ操作を検出するブレーキスイッチ２３等の各種のセンサやスイッチの出力信号を読み込んで、車両の運転状態を検出し、要求走行モードを判定する。このハイブリッドＥＣＵ３０は、エンジン１１の運転を制御するエンジンＥＣＵ２４と、第１のＭＧ１２の運転を制御する第１のＭＧ−ＥＣＵ２５と、第２のＭＧ１３の運転を制御する第２のＭＧ−ＥＣＵ２６との間で制御信号を送受信し、各ＥＣＵ２４〜２６によって要求走行モードに応じてエンジン１１と第１のＭＧ１２と第２のＭＧ１３の運転を制御する。
【００２０】
例えば、発進時や低中速走行時（エンジン１１の燃費効率が悪い領域）は、エンジン１１を停止させた状態に維持して第２のＭＧ１３の動力のみで走行するモータ走行モードを選択する。このモータ走行モードでは、第２のＭＧ１３の動力のみで駆動軸２０を駆動して車輪１１を駆動する。この際、第２のＭＧ１３の回転力の一部が遊星ギヤ機構１６のリングギヤ１９に伝達され、それによってリングギヤ１９が回転してプラネタリギヤ１８が自転し、サンギヤ１７が回転することで、第１のＭＧ１２が駆動されて回転する。
【００２１】
また、モータ走行モード中にエンジン１１を始動する場合には、第１のＭＧ１２にトルクを発生して、遊星ギヤ機構１６のサンギヤ１７にトルクを作用させ、それによってサンギヤ１７の外周に沿ってプラネタリギヤ１８の公転速度を変化させることで、エンジン１のクランク軸１５を回転駆動してエンジン１１を始動する。
【００２２】
通常走行時は、エンジン１１の燃費効率が最大となるように、エンジン１のクランク軸１５の動力を遊星ギヤ機構１６によって第１のＭＧ１２側と駆動軸２０側（第２のＭＧ１３の回転軸側）の二系統に分割し、その一方の系統の出力で駆動軸２０を駆動して車輪１４を駆動し、他方の系統の出力で第１のＭＧ１２を駆動し、それによって発電した電力を第２のＭＧ１３に供給して第２のＭＧ１３の動力でも車輪１４を駆動する。
【００２３】
急加速時は、最もトルクが要求されるため、通常走行時の発電電力の他にバッテリ２９の直流電力も加えてインバータ２８で交流電力に変換して第２のＭＧ１３に供給し、第２のＭＧ１３を運転する。これより、エンジン１１と第２のＭＧ１３の両方の動力で駆動軸２０を駆動して車輪１４を駆動することで、加速性能を向上させる。
【００２４】
減速時や制動時には、車輪１４が第２のＭＧ１３を駆動して発電機として作動させ、車両の減速エネルギや制動エネルギを電力に変換してバッテリ２９に充電する。
【００２５】
ところで、第１のＭＧ１２又は該ＭＧ１２を駆動するインバータ２７等の短絡故障によって第１のＭＧ１２の一相が短絡故障すると、第１のＭＧ１２が回転駆動されたときの逆起電力によって第１のＭＧ１２の回転を止める方向にトルク（いわゆるブレーキトルク）が発生する。図２に示すように、第１のＭＧ１２が一相短絡故障した場合には、第１のＭＧ１２の回転速度が高くなるほど第１のＭＧ１２のブレーキトルクが大きくなるという特性があるため、次のような問題が発生する可能性がある。
【００２６】
ここで、図３の（ａ）と（ｂ）は、遊星ギヤ機構１６のサンギヤ１７に連結された第１のＭＧ１２の回転速度と、プラネタリギヤ１８のキャリアに連結されたエンジン１１の回転速度と、リングギヤ１９に連結された駆動軸２０の回転速度との関係を示す共線図であり、各回転速度が一直線で結ばれる関係となる。
【００２７】
図３（ａ）に破線で示すように、エンジン停止中に第２のＭＧ１３で車両を前進走行させた場合、第１のＭＧ１２の正常時（短絡故障していないとき）には、エンジン１１の回転が停止した状態（回転速度が０の状態）に維持されたまま、駆動軸２０（第２のＭＧ１３）の正回転方向の回転速度が高くなるのに伴って第１のＭＧ１２の逆回転方向の回転速度が高くなる現象が発生する。
【００２８】
しかし、図３（ａ）に実線で示すように、第１のＭＧ１２が一相短絡故障したときには、駆動軸２０（第２のＭＧ１３）の正回転方向の回転速度が高くなるのに伴って第１のＭＧ１２の逆回転方向の回転速度が高くなると、それに応じて第１のＭＧ１２の正回転方向のブレーキトルクが大きくなるため、この第１のＭＧ１２のブレーキトルクによってエンジン１１が正回転方向に回転駆動されてエンジン回転速度が高くなる現象が発生する。このため、エンジン回転速度が共振周波数帯（例えば３００ｒｐｍ付近）に滞留して、エンジン１１のクランク軸１５等に過大な負荷がかかり、損傷してしまう可能性がある。
【００２９】
また、図３（ｂ）に破線で示すように、エンジン停止中に第２のＭＧ１３で車両を後進走行させた場合、第１のＭＧ１２の正常時（短絡故障していないとき）には、エンジン１１の回転が停止した状態（回転速度が０の状態）に維持されたまま、駆動軸２０（第２のＭＧ１３）の逆回転方向の回転速度が高くなるのに伴って第１のＭＧ１２の正回転方向の回転速度が高くなる現象が発生する。
【００３０】
しかし、図３（ｂ）に実線で示すように、第１のＭＧ１２が一相短絡故障したときには、駆動軸２０（第２のＭＧ１３）の逆回転方向の回転速度が高くなるのに伴って第１のＭＧ１２の正回転方向の回転速度が高くなると、それに応じて第１のＭＧ１２の逆回転方向のブレーキトルクが大きくなるため、この第１のＭＧ１２のブレーキトルクによってエンジン１１が逆回転方向に回転駆動されてしまう可能性がある。
【００３１】
更に、第１のＭＧ１２が一相短絡故障した場合には、第１のＭＧ１２の周期的に大きく増減するブレーキトルクによって不快なトルク変動が発生してドライバビリティが低下する可能性もある。
【００３２】
そこで、ハイブリッドＥＣＵ３０は、後述する図５の短絡故障時制御プログラムを実行することで、第１のＭＧ１２の一相が短絡故障したときに残りの相も短絡させて三相短絡状態にする三相短絡制御を実行すると共に、この第１のＭＧ１２の短絡故障時に第１のＭＧ１２の回転速度が所定範囲に滞留しないようにエンジン回転速度を制御する短絡故障時回転速度制御を実行する。
【００３３】
この三相短絡制御では、例えば、第１のＭＧ１２を駆動するインバータ２７の６つのスイッチング素子（上アームの各相の３つのスイッチング素子と下アームの各相の３つのスイッチング素子）の中で、上アームのいずれか１つのスイッチング素子が短絡した場合には、上アームの全てのスイッチング素子をオン制御する。一方、インバータ２７の下アームのいずれか１つのスイッチング素子が短絡した場合には、下アームの全てのスイッチング素子をオン制御する。また、第１のＭＧ１２の二相の巻線が短絡した場合には、上アーム又は下アームの全てのスイッチング素子をオン制御する。
【００３４】
つまり、図２に示すように、第１のＭＧ１２を三相短絡状態にした場合には、第１のＭＧ１２の回転速度が所定値Ｋよりも高い領域で、第１のＭＧ１２のブレーキトルクが一相短絡状態の場合よりも低くなり、且つ、第１のＭＧ１２の回転速度が高くなるほど第１のＭＧ１２のブレーキトルクが小さくなるという特性がある。この特性に着目して、図４の（ａ）と（ｂ）に実線で示すように、第１のＭＧ１２の一相短絡故障時に、三相短絡制御を実行して第１のＭＧ１２を三相短絡状態にすると共に、短絡故障時回転速度制御を実行して第１のＭＧ１２の回転速度が所定範囲（例えば一相短絡状態よりもブレーキトルクが大きくなる範囲）に滞留しないようにエンジン回転速度を制御して第１のＭＧ１２の回転速度を所定範囲よりも高い状態に維持することで、第１のＭＧ１２のブレーキトルクを常に小さい状態に維持する。
【００３５】
尚、第１のＭＧ１２の短絡故障の検出方法は、公知の様々な検出方法を採用すれば良いが、例えば、第１のＭＧ１２を駆動するインバータ２７の各相のスイッチング素子のオン／オフの制御パターンと、各相に流れる電流の検出パターンとに基づいて、第１のＭＧ１２の一相短絡や二相短絡を検出するようにすれば良い。
【００３６】
以下、ハイブリッドＥＣＵ３０が実行する図５の短絡故障時制御プログラムの処理内容を説明する。
【００３７】
図５に示す短絡故障時制御プログラムは、ハイブリッドＥＣＵ３０のオン後に所定周期で実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、初期化処理を実行して、目標エンジン回転速度Ｎetの下限ガード値Ｎet(min) を０にリセットすると共に、エンジントルクアップ要求フラグＦteupとエンジン始動要求フラグＦegstと三相短絡制御停止要求フラグＦsht1を全てＯＦＦにリセットする。
【００３８】
この後、ステップ１０２に進み、今回の制御に必要な情報やパラメータ、例えば、第１及び第２のＭＧ１２，１３及びインバータ２７，２８のダイアグ情報、エンジン回転速度Ｎe 、第１のＭＧ１２の回転速度Ｎmg1 、第２のＭＧ１３の回転速度Ｎmg2 、車速等を読み込む。
【００３９】
この後、ステップ１０３に進み、第１のＭＧ１２及びインバータ２７のダイアグ情報に基づいて、第１のＭＧ１２又はインバータ２７等の短絡故障によって第１のＭＧ１２の一相が短絡故障しているか否かを判定し、第１のＭＧ１２の短絡故障無しと判定されれば、ステップ１０４以降の短絡故障時の処理を行うことなく、本プログラムを終了する。
【００４０】
一方、上記ステップ１０３で、第１のＭＧ１２の短絡故障有りと判定された場合には、ステップ１０４以降の短絡故障時の処理を次のようにして実行する。まず、ステップ１０４で、第１のＭＧ１２の残りの相も短絡させて三相短絡状態にする三相短絡制御を実行する。このステップ１０４の処理が特許請求の範囲でいう三相短絡制御手段としての役割を果たす。
【００４１】
この後、ステップ１０５に進み、エンジン１１が作動中であるか否かを、例えば、エンジン回転速度Ｎe が所定値（例えば９００〜１０００ｒｐｍ）以上であるか否かによって判定する。
【００４２】
このステップ１０５で、エンジン作動中であると判定された場合には、ステップ１０６に進み、第１のＭＧ１２の回転速度Ｎmg1 が所定値Ｋ以上であるか否かによって、第１のＭＧ１２のブレーキトルクが十分に小さいか否かを判定する。この所定値Ｋは、例えば、図２に示すように、第１のＭＧ１２が三相短絡状態の場合のブレーキトルクと一相短絡状態の場合のブレーキトルクの大小関係が入れ替わる第１のＭＧ１２の回転速度又はそれよりも少し高い回転速度に設定され、第１のＭＧ１２を三相短絡状態にした場合には、第１のＭＧ１２の回転速度Ｎmg1 が所定値Ｋ以上の領域で、第１のＭＧ１２のブレーキトルクが一相短絡状態の場合よりも低くなり、且つ、第１のＭＧ１２の回転速度が高くなるほど第１のＭＧ１２のブレーキトルクが小さくなる。
【００４３】
このステップ１０６で、第１のＭＧ１２の回転速度Ｎmg1 が所定値Ｋよりも低いと判定された場合には、第１のＭＧ１２のブレーキトルクが大きいため、吸入空気量補正等によるエンジン回転速度制御だけでは、エンジン回転速度Ｎe を上昇させることが困難であり、第１のＭＧ１２の回転速度Ｎmg1 が所定範囲（例えば一相短絡状態よりもブレーキトルクが大きくなる範囲）に滞留すると判断して、ステップ１０７に進み、エンジントルクアップ要求フラグＦteupをＯＮにセットして、燃料噴射量補正等によるエンジントルクアップ制御を実行してエンジントルク又は出力を増加させる。このように、エンジントルク又は出力を増加させてエンジン回転速度Ｎe を高くすることで、第１のＭＧ１２の回転速度Ｎmg1 を押し上げて所定範囲よりも高い状態に維持することが可能となる。
【００４４】
尚、第１のＭＧ１２の回転速度Ｎmg1 が所定範囲に滞留することが予測されるときにエンジントルク又は出力を増加させるようにしても良い。
【００４５】
この後、ステップ１０８に進み、目標エンジン回転速度Ｎetの高めの下限ガード値Ｎet(min) のマップを参照して、現在の車速（駆動軸２０の回転速度）に応じた目標エンジン回転速度Ｎetの高めの下限ガード値Ｎet(min) を算出する。この目標エンジン回転速度Ｎetの高めの下限ガード値Ｎet(min) は、現在の車速（駆動軸２０の回転速度）において第１のＭＧ１２の回転速度Ｎmg1 を所定値Ｋ以上に上昇させるのに必要なエンジン回転速度Ｎe の下限値又はそれよりも少し高い値に設定される。
【００４６】
一方、上記ステップ１０６で、第１のＭＧ１２の回転速度Ｎmg1 が所定値Ｋ以上であると判定された場合には、第１のＭＧ１２のブレーキトルクが十分に小さいため、吸入空気量補正等によるエンジン回転速度制御だけで、エンジン回転速度Ｎe を上昇させることができると判断して、ステップ１０９に進み、目標エンジン回転速度Ｎetの下限ガード値Ｎet(min) のマップを参照して、現在の車速（駆動軸２０の回転速度）に応じた目標エンジン回転速度Ｎetの下限ガード値Ｎet(min) を算出する。この目標エンジン回転速度Ｎetの下限ガード値Ｎet(min) は、現在の車速（駆動軸２０の回転速度）において第１のＭＧ１２の回転速度Ｎmg1 を所定値Ｋ以上に維持するのに必要なエンジン回転速度Ｎe の下限値に設定される。
【００４７】
このようにして設定した下限ガード値Ｎet(min) で目標エンジン回転速度Ｎetをガード処理することにより、第１のＭＧ１２の回転速度が所定範囲（例えば一相短絡状態よりもブレーキトルクが大きくなる範囲）に滞留しないようにエンジン回転速度を制御する短絡故障時回転速度制御を実行して、第１のＭＧ１２の回転速度を所定範囲よりも高い状態に維持することで、第１のＭＧ１２のブレーキトルクを常に小さい状態に維持する。この場合、ステップ１０６〜１０９の処理が特許請求の範囲でいう短絡故障時回転速度制御手段としての役割を果たす。
【００４８】
一方、上記ステップ１０５で、エンジン停止中である判定された場合には、ステップ１１０に進み、車速が所定値以上であるか否かを判定する。この所定値は、三相短絡制御を停止して一相短絡状態に戻したときに、エンジン回転速度Ｎe を上昇させるのに必要なブレーキトルクが発生する車速（駆動軸２０の回転速度）に設定されている。
【００４９】
このステップ１１０で、車速が所定値よりも低いと判定された場合には、三相短絡制御を停止して一相短絡状態に戻しても、エンジン回転速度Ｎe が高くなる前に第１のＭＧ１２の回転速度Ｎmg1 が０に近付いてブレーキトルクが小さくなるか又は第１のＭＧ１２の回転速度Ｎmg1 が逆回転方向から正回転方向となりブレーキトルクがエンジン１１の回転を止める方向に作用してエンジン１１を始動できないため、そのまま本プログラムを終了する。
【００５０】
その後、ステップ１１０で、車速が所定値以上であると判定されたときに、ステップ１１１に進み、三相短絡制御停止要求フラグＦsht1をＯＮにセットして、三相短絡制御を停止して一相短絡状態に戻す。エンジン停止中で車速が所定値以上の場合には、第１のＭＧ１２の逆回転方向の回転速度Ｎmg1 が高いため、三相短絡制御を停止して第１のＭＧ１２を一相短絡状態に戻すと、第１のＭＧ１２のブレーキトルクが大きくなり、この第１のＭＧ１２のブレーキトルクによってエンジン１１を回転駆動してエンジン回転速度Ｎe を上昇させる。
【００５１】
この後、ステップ１１２に進み、エンジン始動要求フラグＦegstをＯＮにして、エンジン１１の燃料噴射及び点火を開始することで、エンジン１１を始動させる。これにより、第１のＭＧ１２の回転速度Ｎmg1 が所定範囲に滞留しないようにエンジン回転速度を制御する短絡故障時回転速度制御を実行することが可能となる。この場合、ステップ１１０〜１１２の処理が特許請求の範囲でいう内燃機関始動制御手段としての役割を果たす。
【００５２】
尚、上記ステップ１１２でエンジン始動要求フラグＦegstをＯＮにセットしてエンジン１１を始動させた後に、エンジントルクアップ要求フラグＦteupをＯＮにセットして、燃料噴射量補正等によるエンジントルクアップ制御を実行してエンジントルク又は出力を増加させるようにしても良い。
【００５３】
以上説明した本実施例では、第１のＭＧ１２を三相短絡状態にした場合には、第１のＭＧ１２の回転速度が所定値Ｋよりも高い領域で、第１のＭＧ１２のブレーキトルクが一相短絡状態の場合よりも低くなり、且つ、第１のＭＧ１２の回転速度が高くなるほど第１のＭＧ１２のブレーキトルクが小さくなるという特性に着目して、図４の（ａ）と（ｂ）に実線で示すように、第１のＭＧ１２の一相短絡故障時に、三相短絡制御を実行して第１のＭＧ１２を三相短絡状態にすると共に、短絡故障時回転速度制御を実行して第１のＭＧ１２の回転速度が所定範囲（例えば一相短絡状態よりもブレーキトルクが大きくなる範囲）に滞留しないようにエンジン回転速度を制御して第１のＭＧ１２の回転速度を所定範囲よりも高い状態に維持するようにしたので、第１のＭＧ１２のブレーキトルクを常に小さい状態に維持することができる。
【００５４】
これにより、図４の（ａ）に実線で示すように、第１のＭＧ１２の短絡故障時に前進走行した場合にブレーキトルクによってエンジン回転速度が共振周波数帯に滞留するを防止することができると共に、図４の（ｂ）に実線で示すように、第１のＭＧ１２の短絡故障時に後進走行した場合に、エンジン１１が逆回転方向に回転駆動されることを防止することができる。しかも、第１のＭＧ１２のブレーキトルクを小さい状態に維持できる上に、第１のＭＧ１２を三相短絡状態にすることでブレーキトルクの発生周期を一相短絡状態よりも短くすることができるため、第１のＭＧ１２のブレーキトルクによって不快なトルク変動が発生することを防止してドライバビリティを向上させることができる。また、第１のＭＧ１２の回転速度が所定値を越える毎に第１のＭＧ１２を一相短絡状態と三相短絡状態との間で切り換えるといった必要がないため、切り換えショックが発生しないという利点もある。
【００５５】
また、本実施例では、エンジン１１が停止している場合に車速が所定値以上（駆動軸２０の回転速度が所定値以上）のときには、第１のＭＧ１２の回転速度がある程度高いため、三相短絡制御を停止して第１のＭＧ１２を一相短絡状態に戻すと、第１のＭＧ１２のブレーキトルクが大きくなり、この第１のＭＧ１２のブレーキトルクによってエンジン１１を回転駆動させてエンジン１１を始動させることができること着目して、第１のＭＧ１２の短絡故障時にエンジン１１が停止している場合には車速が所定値以上のときに三相短絡制御を停止してエンジン１１を始動させるようにしたので、第１のＭＧ１２の短絡故障時にエンジン１１が停止している場合でも、エンジン１１を始動させることができ、第１のＭＧ１２の回転速度が所定範囲に滞留しないようにエンジン回転速度を制御する短絡故障時回転速度制御を実行することができる。
【００５６】
また、本実施例では、短絡故障時回転速度制御の際に、第１のＭＧ１２の回転速度が所定範囲に滞留するとき又はその滞留が予測されるときにエンジントルク又は出力を増加させるようにしたので、エンジントルク又は出力の増加によってエンジン回転速度を高くすることで、第１のＭＧ１２の回転速度を速やかに押し上げて所定範囲よりも高い状態に維持することが可能となる。
【００５７】
尚、上記実施例では、第１のＭＧ１２の一相が短絡故障したときに三相短絡制御を実行すると共に短絡故障時回転速度制御を実行するようにしたが、第１のＭＧ１２の二相が短絡故障したときに三相短絡制御を実行すると共に短絡故障時回転速度制御を実行するようにしても良い。また、第１のＭＧ１２の三相が短絡故障したときに短絡故障時回転速度制御を実行するようにしても良い。
【００５８】
また、上記実施例では、遊星ギヤ機構１６のサンギヤ１７に第１のＭＧ１２を連結すると共にリングギヤ１９に第２のＭＧ１３を連結したシステムに本発明を適用したが、リングギヤ１９に第２のＭＧ１３を連結しないシステムに本発明を適用しても良い。また、ＭＧを１つだけ搭載した車両やＭＧを３つ以上搭載した車両に本発明を適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施例におけるハイブリッド電気自動車の駆動システムの概略構成を示す図である。
【図２】第１のＭＧの回転速度とブレーキトルクとの関係を示す特性図である。
【図３】（ａ）は従来例における第１のＭＧの短絡故障時に前進走行した場合の各部の回転速度の関係を示す共線図で、（ｂ）は従来例における第１のＭＧの短絡故障時に後進走行した場合の各部の回転速度の関係を示す共線図である。
【図４】（ａ）は本実施例における第１のＭＧの短絡故障時に前進走行した場合の各部の回転速度の関係を示す共線図で、（ｂ）は本実施例における第１のＭＧの短絡故障時に後進走行した場合の各部の回転速度の関係を示す共線図である。
【図５】短絡故障時制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６０】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…第１のＭＧ、１３…第２のＭＧ、１６…遊星ギヤ機構（動力分割機構）、１７…サンギヤ、１８…プラネタリギヤ、１９…リングギヤ、２０…駆動軸、２４…エンジンＥＣＵ、２５…第１のＭＧ−ＥＣＵ、２６…第２のＭＧ−ＥＣＵ、２７，２８…インバータ、２９…バッテリ、３０…ハイブリッドＥＣＵ（三相短絡制御手段，短絡故障時回転速度制御手段，内燃機関始動制御手段）、３１…クランク角センサ、３２，３３…回転位置センサ
【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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