(57)【要約】【課題】エンジンおよび、エンジンと動力分割機構を介して接続された第１および第２の電動機を備えるハイブリッド車両においてインバータ故障発生時の退避走行を実現する。【解決手段】ハイブリッド車両は、エンジンと、第１の電動機と、出力部材と、出力部材、エンジンの出力軸、および第１の電動機の出力軸の三要素の各々を機械的に連結し、かつ、三要素のうちのいずれか一つを反力要素とすることによって、他の２つの要素間で動力伝達を可能とする動力分割機構と、出力部材に連結される第２の電動機とを備える。制御装置は、第１および第２の電動機に接続されるインバータの故障発生時にエンジンが運転中である場合には、インバータをゲート遮断するとともに、インバータの直流側電圧、出力部材の回転数およびアクセルの状態に応じてエンジン回転数を制御することにより、出力部材に発生させる駆動トルクを調整する。【選択図】図７
2013203116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
第１の電動機と、
動力を出力するための出力部材と、
前記出力部材、前記エンジンの出力軸、および前記第１の電動機の出力軸の三要素の各々を機械的に連結し、かつ、前記三要素のうちのいずれか一つを反力要素とすることによって、他の２つの要素間で動力伝達を可能とする動力分割機構と、
前記出力部材に連結される第２の電動機と、
蓄電装置と、
前記蓄電装置と前記第１および第２の電動機との間で双方向の電力変換を実行するためのインバータと、
前記エンジン、前記第１の電動機、および前記第２の電動機の出力を制御するための制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記インバータの故障が検知されたときに、前記エンジンが運転中である場合には、前記インバータをゲート遮断するとともに、前記インバータの直流側電圧、前記出力部材の回転数、およびアクセルの状態に応じて、前記エンジンの回転数を制御することにより、前記出力部材に発生させる駆動トルクを調整する、ハイブリッド車両。
【請求項２】
前記制御装置は、前記アクセルがオンであるときに、前記出力部材からの回転力を受けて前記第２の電動機に発生した逆起電圧が前記インバータの直流側電圧以下である場合には、前記エンジンからの回転力を受けて前記第１の電動機に発生した逆起電圧が前記インバータの直流側電圧より高くなるように、前記エンジンの回転数を制御する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記出力部材は、前記インバータのゲート遮断時において、前記エンジンからの回転力を受けて前記第１の電動機から発生する第１の制動トルクの反力としての反力トルク、および、前記出力部材からの回転力を受けて前記第２の電動機から発生する第２の制動トルクが作用するように構成され、
前記制御装置は、前記アクセルがオンであるときに、前記第２の電動機に発生した逆起電圧が前記インバータの直流側電圧以下である場合には、アクセル開度に応じて前記エンジンの回転数を制御することにより、前記反力トルクを調整する、請求項２に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記出力部材は、前記インバータのゲート遮断時において、前記エンジンからの回転力を受けて前記第１の電動機から発生する第１の制動トルクの反力としての反力トルク、および、前記出力部材からの回転力を受けて前記第２の電動機から発生する第２の制動トルクが作用するように構成され、
前記制御装置は、前記アクセルがオンであるときに、前記出力部材からの回転力を受けて前記第２の電動機に発生した逆起電圧が前記インバータの直流側電圧より高い場合には、前記反力トルクが前記第２の制動トルクより大きくなるように、前記エンジンの回転数を制御する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
前記制御装置は、前記アクセルがオンであるときに、前記第２の電動機に発生した逆起電圧が前記インバータの直流側電圧より高い場合には、アクセル開度に応じて、前記エンジンの回転数を制御することにより、前記反力トルクから前記第２の制動トルクを減じたトルクを調整する、請求項４に記載のハイブリッド車両。
【請求項６】
前記制御装置は、前記アクセルがオフであるときには、前記エンジンからの前記エンジンからの回転力を受けて前記第１の電動機に発生した逆起電圧が前記インバータの直流側電圧以下となるように、前記エンジンの回転数を制御する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項７】
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、
エンジンと、
第１の電動機と、
動力を出力するための出力部材と、
前記出力部材、前記エンジンの出力軸、および前記第１の電動機の出力軸の三要素の各々を機械的に連結し、かつ、前記三要素のうちのいずれか一つを反力要素とすることによって、他の２つの要素間で動力伝達を可能とする動力分割機構と、
前記出力部材に連結される第２の電動機と、
蓄電装置と、
前記蓄電装置と前記第１および第２の電動機との間で双方向の電力変換を実行するためのインバータとを含み、
前記制御方法は、
前記インバータの故障が検知されたときに、前記エンジンが運転中である場合には、前記インバータをゲート遮断するステップと、
前記インバータの直流側電圧、前記出力部材の回転数、およびアクセルの状態に応じて、前記エンジンの回転数を制御することにより、前記出力部材に発生させる駆動トルクを調整するステップとを備える、ハイブリッド車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハイブリッド車両およびその制御方法に関し、より特定的には、内燃機関（エンジン）および、エンジンと動力分割機構を介して接続された電動機（モータ）を備え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】
この種のハイブリッド車両としては、たとえば特開２００９−１９５０２６号公報（特許文献１）には、エンジンと、第１の電動機と、エンジンの出力軸、第１の電動機の回転軸および車軸を相互に連結する動力分割機構と、車軸に接続された第２の電動機とを備えたハイブリッド車両が開示される。この特許文献１に記載されるハイブリッド車両では、第１の電動機に接続されるインバータに短絡故障が生じたときには、第２の電動機を用いた退避運転を実行する。この退避運転時において、ハイブリッド車両の制御装置は、第１の電動機に発生する誘起電圧によってインバータに過大な短絡電流が流れるのを防止するように、インバータのスイッチング動作を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９５０２６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７２３４３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１２８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の特許文献１に記載されるハイブリッド車両では、第１の電動機に接続されるインバータおよび第２の電動機に接続されるインバータの両方に故障が生じたときには、いずれの電動機の回転駆動制御も正常に行なえない状態となるため、もはや車軸に駆動力を出力することが不可能となる。その結果、ハイブリッド車両の走行継続が不能となる虞がある。
【０００５】
それゆえ、この発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、エンジンおよび、エンジンと動力分割機構を介して接続された第１および第２の電動機を備えるハイブリッド車両において、第１および第２の電動機に接続されるインバータの故障発生時においても退避走行を実行可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のある局面では、ハイブリッド車両は、エンジンと、第１の電動機と、動力を出力するための出力部材と、出力部材、エンジンの出力軸、および第１の電動機の出力軸の三要素の各々を機械的に連結し、かつ、三要素のうちのいずれか一つを反力要素とすることによって、他の２つの要素間で動力伝達を可能とする動力分割機構と、出力部材に連結される第２の電動機と、蓄電装置と、蓄電装置と第１および第２の電動機との間で双方向の電力変換を実行するためのインバータと、エンジン、第１の電動機、および第２の電動機の出力を制御するための制御装置とを備える。制御装置は、インバータの故障が検知されたときに、エンジンが運転中である場合には、インバータをゲート遮断するとともに、インバータの直流側電圧、出力部材の回転数、およびアクセルの状態に応じて、エンジンの回転数を制御することにより、出力部材に発生させる駆動トルクを調整する。
【０００７】
好ましくは、制御装置は、アクセルがオンであるときに、出力部材からの回転力を受けて第２の電動機に発生した逆起電圧がインバータの直流側電圧以下である場合には、エンジンからの回転力を受けて第１の電動機に発生した逆起電圧がインバータの直流側電圧より高くなるように、エンジンの回転数を制御する。
【０００８】
好ましくは、出力部材は、インバータのゲート遮断時において、エンジンからの回転力を受けて第１の電動機から発生する第１の制動トルクの反力としての反力トルク、および、出力部材からの回転力を受けて第２の電動機から発生する第２の制動トルクが作用するように構成される。制御装置は、アクセルがオンであるときに、第２の電動機に発生した逆起電圧がインバータの直流側電圧以下である場合には、アクセル開度に応じてエンジンの回転数を制御することにより、反力トルクを調整する。
【０００９】
好ましくは、出力部材は、インバータのゲート遮断時において、エンジンからの回転力を受けて第１の電動機から発生する第１の制動トルクの反力としての反力トルク、および、出力部材からの回転力を受けて第２の電動機から発生する第２の制動トルクが作用するように構成される。制御装置は、アクセルがオンであるときに、出力部材からの回転力を受けて第２の電動機に発生した逆起電圧がインバータの直流側電圧より高い場合には、反力トルクが第２の制動トルクより大きくなるように、エンジンの回転数を制御する。
【００１０】
好ましくは、制御装置は、アクセルがオンであるときに、第２の電動機に発生した逆起電圧がインバータの直流側電圧より高い場合には、アクセル開度に応じて、エンジンの回転数を制御することにより、反力トルクから第２の制動トルクを減じたトルクを調整する。
【００１１】
好ましくは、制御装置は、アクセルがオフであるときには、エンジンからのエンジンからの回転力を受けて第１の電動機に発生した逆起電圧がインバータの直流側電圧以下となるように、エンジンの回転数を制御する。
【００１２】
この発明の別の局面では、ハイブリッド車両の制御方法であって、ハイブリッド車両は、エンジンと、第１の電動機と、動力を出力するための出力部材と、出力部材、エンジンの出力軸、および第１の電動機の出力軸の三要素の各々を機械的に連結し、かつ、三要素のうちのいずれか一つを反力要素とすることによって、他の２つの要素間で動力伝達を可能とする動力分割機構と、出力部材に連結される第２の電動機と、蓄電装置と、蓄電装置と第１および第２の電動機との間で双方向の電力変換を実行するためのインバータとを含む。制御方法は、インバータの故障が検知されたときに、エンジンが運転中である場合には、インバータをゲート遮断するステップと、インバータの直流側電圧、出力部材の回転数、およびアクセルの状態に応じて、エンジンの回転数を制御することにより、出力部材に発生させる駆動トルクを調整するステップとを備える。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、エンジンおよび、エンジンと動力分割機構を介して接続された第１および第２の電動機を備えるハイブリッド車両において、第１および第２の電動機に接続されるインバータの故障発生時においても退避走行を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の概略構成図である。
【図２】図１のハイブリッド車両におけるパワートレインの詳細を説明するための模式図である。
【図３】モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の制御構成を示す概略ブロック図である。
【図４】通常の走行時における回転数挙動を説明する図である。
【図５】インバータをゲート遮断したときのパワートレインの構成を概略的に示す図である。
【図６】モータジェネレータの回転数と逆起電圧との関係を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態によるハイブリッド車両におけるインバータ故障発生時の走行制御の制御処理手順を示すフローチャートである。
【図８】アクセルオフ時におけるエンジン回転数制御を説明する図である。
【図９】アクセルオン時におけるエンジン回転数制御を説明する図である（その１）。
【図１０】アクセルオン時におけるエンジン回転数制御を説明する図である（その２）。
【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を繰返さない。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の概略構成図である。
図１を参照して、ハイブリッド車両５は、エンジンＥＮＧと、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、バッテリ１０と、電力変換ユニット（ＰＣＵ：Power  Control  Unit）２０と、動力分割機構ＰＳＤと、減速機ＲＤと、前輪７０Ｌ，７０Ｒと、後輪８０Ｌ，８０Ｒと、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic  Control  Unit）３０とを備える。本実施の形態に係る制御装置は、たとえばＥＣＵ３０が実行するプログラムにより実現される。なお、図１には、前輪７０Ｌ，７０Ｒを駆動輪とするハイブリッド車両５が例示されるが、前輪７０Ｌ，７０Ｒに代えて後輪８０Ｌ，８０Ｒを駆動輪としてもよい。あるいは、図１に構成に加えて後輪８０Ｌ，８０Ｒ駆動用のモータジェネレータをさらに設けて、４ＷＤ構成とすることも可能である。
【００１７】
エンジンＥＮＧが発生する駆動力は、動力分割機構ＰＳＤにより、２経路に分割される。一方は、減速機ＲＤを介して前輪７０Ｌ，７０Ｒを駆動する経路である。もう一方は、モータジェネレータＭＧ１を駆動させて発電する経路である。
【００１８】
モータジェネレータＭＧ１は、代表的には三相交流同期電動発電機により構成される。モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構ＰＳＤにより分割されたエンジンＥＮＧの駆動力により、発電機として発電する。また、モータジェネレータＭＧ１は、発電機としての機能だけでなく、エンジンＥＮＧの回転数を制御するアクチュエータとしても機能をも有する。
【００１９】
なお、モータジェネレータＭＧ１により発電された電力は、車両の運転状態やバッテリ１０のＳＯＣ（State  Of  Charge）の状態に応じて使い分けられる。たとえば、通常走行時や急加速時では、モータジェネレータＭＧ１により発電された電力はそのままモータジェネレータＭＧ２をモータとして駆動させる動力となる。一方、バッテリ１０のＳＯＣが予め定められた値よりも低い場合には、モータジェネレータＭＧ１により発電された電力は、ＰＣＵ２０により交流電力から直流電力に変換されてバッテリ１０に蓄えられる。
【００２０】
このモータジェネレータＭＧ１は、エンジンＥＮＧを始動する際の始動機としても利用される。エンジンＥＮＧを始動する際、モータジェネレータＭＧ１は、バッテリ１０から電力の供給を受けて、電動機として駆動する。そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジンＥＮＧをクランキングして始動する。
【００２１】
モータジェネレータＭＧ２は、代表的には三相交流同期電動発電機により構成される。モータジェネレータＭＧ２が電動機として駆動される場合には、バッテリ１０に蓄えられた電力およびモータジェネレータＭＧ１により発電された電力の少なくともいずれか一方により駆動される。モータジェネレータＭＧ２の駆動力は、減速機ＲＤを介して前輪７０Ｌ，７０Ｒに伝えられる。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、エンジンＥＮＧをアシストして車両を走行させたり、モータジェネレータＭＧ２の駆動力のみにより車両を走行させたりする。
【００２２】
車両の回生制動時には、減速機ＲＤを介して前輪７０Ｌ，７０ＲによりモータジェネレータＭＧ２が駆動され、モータジェネレータＭＧ２が発電機として作動させられる。これによりモータジェネレータＭＧ２は、制動エネルギを電気エネルギに変換する回生ブレーキとして作用する。モータジェネレータＭＧ２により発電された電力は、ＰＣＵ２０を介してバッテリ１０に蓄えられる。
【００２３】
バッテリ１０は、再充電可能な電力貯蔵要素であり、たとえば、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池により構成される。本発明の実施の形態において、バッテリ１０は「蓄電装置」の代表例として示される。すなわち、電気二重層キャパシタ等の他の蓄電装置をバッテリ１０に代えて用いることも可能である。バッテリ１０は、直流電圧をＰＣＵ２０へ供給するとともに、電力変換ユニット２０からの直流電圧によって充電される。
【００２４】
ＰＣＵ２０は、バッテリ１０よって供給される直流電力と、モータを駆動制御する交流電力およびジェネレータによって発電される交流電力との間で双方向の電力変換を行なう。
【００２５】
ハイブリッド車両５は、さらに、ハンドル４０と、アクセルペダルポジションＡＰを検出するアクセルポジションセンサ４４と、ブレーキペダルポジションＢＰを検出するブレーキペダルポジションセンサ４６と、シフトポジションＳＰを検出するシフトポジションセンサ４８とを備える。
【００２６】
また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２には、ロータ回転角を検出する回転角センサ５１，５２がさらに設けられる。回転角センサ５１によって検出されたモータジェネレータＭＧ１のロータ回転角θ１および回転角センサ５２によって検出されたモータジェネレータＭＧ２のロータ回転角θ２は、ＥＣＵ３０へ伝達される。なお、回転角センサ５１，５２は、ＥＣＵ３０においてモータジェネレータＭＧ１の電流、電圧等からロータ回転角θ１を推定し、また、モータジェネレータＭＧ２の電流、電圧等からロータ回転角θ２を推定することによって、配置を省略してもよい。
【００２７】
ＥＣＵ３０は、エンジンＥＮＧ、ＰＣＵ２０およびバッテリ１０と電気的に接続されている。ＥＣＵ３０は、各種センサからの検出信号に基づいて、ハイブリッド車両５が所望の走行状態となるように、エンジンＥＮＧの運転状態と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態と、バッテリ１０の充電状態とを統合的に制御する。
【００２８】
図２は、図１のハイブリッド車両５におけるパワートレインの詳細を説明するための模式図である。
【００２９】
図２を参照して、ハイブリッド車両５のパワートレイン（ハイブリッドシステム）は、モータジェネレータＭＧ２と、モータジェネレータＭＧ２の出力軸１６０に接続される減速機ＲＤと、エンジンＥＮＧと、モータジェネレータＭＧ１と、動力分割機構ＰＳＤとを備える。
【００３０】
動力分割機構ＰＳＤは、図２に示す例では遊星歯車機構により構成され、クランクシャフト１５０に軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸に結合されたサンギヤ１５１と、クランクシャフト１５０と同軸上を回転可能に支持されているリングギヤ１５２と、サンギヤ１５１とリングギヤ１５２との間に配置され、サンギヤ１５１の外周を自転しながら公転するピニオンギヤ１５３と、クランクシャフト１５０の端部に結合され各ピニオンギヤ１５３の回転軸を支持するプラネタリキャリヤ１５４とを含む。
【００３１】
動力分割機構ＰＳＤは、サンギヤ１５１に結合されたサンギヤ軸と、リングギヤ１５２に結合されたリングギヤケース１５５およびプラネタリキャリヤ１５４に結合されたクランクシャフト１５０の３軸が動力の入出力軸とされる。そしてこの３軸のうちいずれか２軸へ入出力される動力が決定されると、残りの１軸に入出力される動力は他の２軸へ入出力される動力に基づいて定まる。
【００３２】
動力の取出用のカウンタドライブギヤ１７０がリングギヤケース１５５の外側に設けられ、リングギヤ１５２と一体的に回転する。カウンタドライブギヤ１７０は、動力伝達減速ギヤＲＧに接続されている。リングギヤケース１５５は、本発明での「出力部材」に対応する。このようにして、動力分割機構ＰＳＤは、モータジェネレータＭＧ１による電力および動力の入出力を伴って、エンジンＥＮＧからの出力の少なくとも一部を出力部材へ出力するように動作する。
【００３３】
さらに、カウンタドライブギヤ１７０と動力伝達減速ギヤＲＧとの間で動力の伝達がなされる。そして、動力伝達減速ギヤＲＧは、駆動輪である前輪７０Ｌ、７０Ｒと連結されたディファレンシャルギヤＤＥＦを駆動する。また、下り坂等では駆動輪の回転がディファレンシャルギヤＤＥＦに伝達され、動力伝達減速ギヤＲＧはディファレンシャルギヤＤＥＦによって駆動される。
【００３４】
モータジェネレータＭＧ１は、回転磁界を形成するステータ１３１と、ステータ１３１内部に配置され複数個の永久磁石が埋め込まれているロータ１３２とを含む。ステータ１３１は、ステータコア１３３と、ステータコア１３３に巻回される三相コイル１３４とを含む。ロータ１３２は、動力分割機構ＰＳＤのサンギヤ１５１と一体的に回転するサンギヤ軸に結合されている。ステータコア１３３は、電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、図示しないケースに固定されている。
【００３５】
モータジェネレータＭＧ１は、ロータ１３２に埋め込まれた永久磁石による磁界と三相コイル１３４によって形成される磁界との相互作用によりロータ１３２を回転駆動する電動機として動作する。またモータジェネレータＭＧ１は、永久磁石による磁界とロータ１３２の回転との相互作用により三相コイル１３４の両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。
【００３６】
モータジェネレータＭＧ２は、回転磁界を形成するステータ１３６と、ステータ１３６内部に配置され複数個の永久磁石が埋め込まれたロータ１３７とを含む。ステータ１３６は、ステータコア１３８と、ステータコア１３８に巻回される三相コイル１３９とを含む。
【００３７】
ロータ１３７は、動力分割機構ＰＳＤのリングギヤ１５２と一体的に回転するリングギヤケース１５５に減速機ＲＤを介して結合されている。ステータコア１３８は、たとえば電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、図示しないケースに固定されている。
【００３８】
モータジェネレータＭＧ２は、永久磁石による磁界とロータ１３７の回転との相互作用により三相コイル１３９の両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。またモータジェネレータＭＧ２は、永久磁石による磁界と三相コイル１３９によって形成される磁界との相互作用によりロータ１３７を回転駆動する電動機として動作する。
【００３９】
減速機ＲＤは、プラネタリギヤの回転要素の一つであるプラネタリキャリヤ１６６がケースに固定された構造により減速を行なう。すなわち、減速機ＲＤは、ロータ１３７の出力軸１６０に結合されたサンギヤ１６２と、リングギヤ１５２と一体的に回転するリングギヤ１６８と、リングギヤ１６８およびサンギヤ１６２に噛み合いサンギヤ１６２の回転をリングギヤ１６８に伝達するピニオンギヤ１６４とを含む。たとえば、サンギヤ１６２の歯数に対しリングギヤ１６８の歯数を２倍以上にすることにより、減速比を２倍以上にすることができる。
【００４０】
このようにモータジェネレータＭＧ２の回転力は、減速機ＲＤを介して、リングギヤ１５２，１６８と一体的に回転する出力部材（リングギヤケース）１５５に伝達される。すなわち、モータジェネレータＭＧ２は、出力部材１５５から駆動輪までの間で動力を加えるように構成される。なお、減速機ＲＤの配置を省略して、すなわち減速比を設けることなく、モータジェネレータＭＧ２の出力軸１６０および出力部材１５５の間を連結してもよい。
【００４１】
ＰＣＵ２０は、コンバータ１２と、インバータ１４，２２とを含む。コンバータ１２は、バッテリ１０からの直流電圧Ｖｂを電圧変換して電源ラインＰＬおよび接地ラインＧＬ間に直流電圧ＶＨを出力する。また、コンバータ１２は、双方向に電圧変換可能に構成されて、電源ラインＰＬおよび接地ラインＧＬ間の直流電圧ＶＨをバッテリ１０の充電電圧Ｖｂに変換する。
【００４２】
インバータ１４，２２は、一般的な三相インバータで構成されて、電源ラインＰＬおよび接地ラインＧＬ間の直流電圧ＶＨを交流電圧に変換してそれぞれモータジェネレータＭＧ２，ＭＧ１へ出力する。また、インバータ１４，２２は、モータジェネレータＭＧ２，ＭＧ１によって発電された交流電圧を直流電圧ＶＨに変換して、電源ラインＰＬおよび接地ラインＧＬ間に出力する。
【００４３】
図３は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の制御構成を示す概略ブロック図である。
図３を参照して、ＰＣＵ２０は、コンデンサＣ１，Ｃ２と、コンバータ１２と、インバータ１４，２２と、電圧センサ１１，１３と、電流センサ２４，２８とを含む。
【００４４】
図１および図２に示したＥＣＵ３０は、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の運転指令および、コンバータ１２の電圧指令値ＶＨｒｅｆを生成するＨＶ−ＥＣＵ３２と、コンバータ１２の出力電圧ＶＨが電圧指令値ＶＨｒｅｆに追従し、かつ、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が運転指令に従って動作するように、コンバータ１２およびインバータ１４，２２を制御するＭＧ−ＥＣＵ３５とを含む。
【００４５】
コンバータ１２は、リアクトルＬ１と、ＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。リアクトルＬ１の一方端は、バッテリ１０の電源ラインに接続され、他方端はＩＧＢＴ素子Ｑ１とＩＧＢＴ素子Ｑ２との中間点、すなわち、ＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタとＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタとの間に接続される。ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２は、電源ラインＰＬと接地ラインＧＬの間に直列に接続される。ＩＧＢＴ素子Ｑ１のコレクタは電源ラインＰＬに接続され、ＩＧＢＴ素子Ｑ２のエミッタは接地ラインＧＬに接続される。また、各ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタからコレクタ側へ電流を流すためのダイオードＤ１，Ｄ２はそれぞれ接続されている。
【００４６】
インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とからなる。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６、Ｗ相アーム１７は、電源ラインＰＬおよび接地ラインＧＬの間に並列に設けられる。Ｕ相アーム１５は、直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４から成り、Ｖ相アーム１６は、直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６からなり、Ｗ相アーム１７は、直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８から成る。また、各ＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。
【００４７】
各相アームの中間点は、モータジェネレータＭＧ２の各相コイルの各相端に接続される。すなわち、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中性点に共通接続されるとともに、Ｕ相コイルの他端がＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６の中間点に、Ｗ相コイルの他端はＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８の中間点にそれぞれ接続されている。
【００４８】
インバータ２２は、インバータ１４と同じ構成からなる。
電圧センサ１１は、バッテリ１０から出力される直流電圧Ｖｂを検出し、その検出した直流電圧ＶｂをＭＧ−ＥＣＵ３５へ出力する。コンデンサＣ１は、バッテリ１０から供給された直流電圧Ｖｂを平滑化し、その平滑化した直流電圧Ｖｂをコンバータ１２へ供給する。
【００４９】
コンバータ１２は、コンデンサＣ１から供給された直流電圧Ｖｂを昇圧してコンデンサＣ２へ供給する。具体的には、コンバータ１２は、ＭＧ−ＥＣＵ３５から信号ＰＷＭＣを受けると、信号ＰＷＭＣによってＩＧＢＴ素子Ｑ２がオンされた期間に応じて直流電圧Ｖｂを昇圧してコンデンサＣ２に供給する。
【００５０】
また、コンバータ１２は、ＭＧ−ＥＣＵ３５から信号ＰＷＭＣを受けると、コンデンサＣ２を介してインバータ１４および／またはインバータ２２から供給された直流電圧を降圧してバッテリ１０を充電する。
【００５１】
コンデンサＣ２は、コンバータ１２からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧を、電源ラインＰＬおよび接地ラインＧＬを介してインバータ１４，２２へ供給する。電圧センサ１３は、コンデンサＣ２の両端の電圧、すなわち、コンバータ１２の出力電圧ＶＨ（インバータ１４，２２の直流側電圧に相当する。以下同じ。）を検出し、その検出した出力電圧ＶＨをＭＧ−ＥＣＵ３５へ出力する。以下では、インバータ１４，２２の直流側電圧ＶＨを、「システム電圧ＶＨ」とも称する。
【００５２】
インバータ１４は、コンデンサＣ２から直流電圧（システム電圧）ＶＨが供給されると、ＭＧ−ＥＣＵ３５からの信号ＰＷＭＩ２に基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２を駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、トルク指令値ＴＲ２によって指定されたトルクを発生するように駆動される。
【００５３】
また、インバータ１４は、ハイブリッド車両５の回生制動時、モータジェネレータＭＧ２が発電した交流電圧をＭＧ−ＥＣＵ３５からの信号ＰＷＭＩ２に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介してコンバータ１２へ供給する。なお、ここにいう回生制動とは、ハイブリッド車両５を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生制動を伴なう制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。
【００５４】
インバータ２２は、コンデンサＣ２から直流電圧（システム電圧）ＶＨが供給されると、ＭＧ−ＥＣＵ３５からの信号ＰＷＭＩ１に基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１を駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧ１は、トルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルクを発生するように駆動される。
【００５５】
電流センサ２４は、モータジェネレータＭＧ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ１をＭＧ−ＥＣＵ３５へ出力する。電流センサ２８は、モータジェネレータＭＧ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ２をＭＧ−ＥＣＵ３５へ出力する。
【００５６】
さらに、回転角センサ５１によって検出されたモータジェネレータＭＧ１のロータ回転角θ１および回転角センサ５２によって検出されたモータジェネレータＭＧ２のロータ回転角θ２は、ＭＧ−ＥＣＵ３５およびＨＶ−ＥＣＵ３２へ伝達される。
【００５７】
ＭＧ−ＥＣＵ３５は、電圧センサ１１から直流電圧Ｖｂを受け、電流センサ２４，２８からモータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２をそれぞれ受け、電圧センサ１３からシステム電圧ＶＨを受け、回転角センサ５１，５２からロータ回転角θ１，θ２をそれぞれ受ける。さらに、ＭＧ−ＥＣＵ３５は、ＨＶ−ＥＣＵ３２より、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の運転指令および、コンバータ１２の電圧指令値ＶＨｒｅｆを受ける。
【００５８】
なお、ＨＶ−ＥＣＵ３２から送出される運転指令には、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の運転許可指令／運転禁止指令（ゲート遮断指令）や、トルク指令ＴＲ１，ＴＲ２、回転数指令等が含まれる。ＨＶ−ＥＣＵ３２から送出される運転指令には、さらに、エンジンＥＮＧへの出力要求（エンジンパワーおよび目標エンジン回転数）を示すエンジン制御指示が含まれる。このエンジン制御指示に従って、エンジンＥＮＧの燃料噴射、点火時期、バルブタイミング等が制御される。
【００５９】
そして、ＭＧ−ＥＣＵ３５は、システム電圧ＶＨ、モータ電流ＭＣＲＴ２およびトルク指令ＴＲ２に基づいて、インバータ１４がモータジェネレータＭＧ２を駆動するときに、インバータ１４のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ１４へ出力する。また、ＭＧ−ＥＣＵ３５は、システム電圧ＶＨ、モータ電流ＭＣＲＴ１およびトルク指令ＴＲ１に基づいて、インバータ２２がモータジェネレータＭＧ１を駆動するときに、インバータ２２のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をインバータ２２へ出力する。これらの際に、信号ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＩ２は、たとえば周知のＰＷＭ制御方式に従う、センサ検出値を用いたフィードバック制御により生成される。
【００６０】
一方、ＨＶ−ＥＣＵ３２によりモータジェネレータＭＧ２のゲート遮断指令が発せられている場合には、ＭＧ−ＥＣＵ３５は、インバータ１４を構成するＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８の各々がスイッチング動作を停止（すべてオフ）するように、ゲート遮断信号ＳＤＮを生成する。また、ＨＶ−ＥＣＵ３２によりモータジェネレータＭＧ１のゲート遮断指令が発せられている場合には、ＭＧ−ＥＣＵ３５は、インバータ２２を構成するＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８の各々がスイッチング動作を停止（すべてオフ）するように、ゲート遮断信号ＳＤＮを生成する。
【００６１】
さらに、ＭＧ−ＥＣＵ３５は、電圧指令値ＶＨｒｅｆと、直流電圧Ｖｂおよびシステム電圧ＶＨとに基づいて、コンバータ１２のＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＣを生成してコンバータ１２へ出力する。
【００６２】
また、ＭＧ−ＥＣＵ３５によって検知されたインバータ１４，２２の異常に関する情報は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の運転指令とは反対方向に、ＨＶ−ＥＣＵ３２に対して送出される。ＨＶ−ＥＣＵ３２は、これらの異常情報をモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の運転指令へ反映することが可能に構成されている。
【００６３】
図１から図３に示した構成において、モータジェネレータＭＧ１は本発明における「第１の電動機」に対応し、モータジェネレータＭＧ２は本発明における「第２の電動機」に対応する。ＨＶ−ＥＣＵ３２およびＭＧ−ＥＣＵ３５は、本発明における「制御装置」を構成する。
【００６４】
ここで、上述のように構成されたハイブリッド車両５では、動力分割機構ＰＳＤによる差動動作により、モータジェネレータＭＧ１の回転数、エンジンＥＮＧの回転数および出力部材（リングギヤケース）１５５の回転数は、図４の共線図に示されるように、出力部材１５５に対するモータジェネレータＭＧ１およびエンジンＥＮＧの回転数差が、一定比率を維持するように、それぞれの回転数が変化する。以下では、モータジェネレータＭＧ２のトルクおよび回転数をＴｍおよびＮｍとも表記し、モータジェネレータＭＧ１のトルクおよび回転数をＴｇおよびＮｇとも表記する。また、ハイブリッド車両５を駆動させる方向に作用するモータジェネレータＭＧ２のトルクＴｍの方向を「正」とする。
【００６５】
図４を参照して、共線図Ｌ１は、モータジェネレータＭＧ１のトルクＴｇにより、エンジンＥＮＧが起動されて、ハイブリッド車両５が所定の車速で走行している状態を示している。エンジンＥＮＧは、ＨＶ−ＥＣＵ３２によって決定されたエンジン要求パワーに基づいて定められた動作点（エンジン回転数ＮｅおよびエンジントルクＴｅ）で動作するように、エンジンＥＣＵ（図示せず）によって制御される。
【００６６】
このようにインバータ１４，２２に故障が生じていない通常の走行状態では、モータジェネレータＭＧ１は、負トルク（Ｔｇ＜０）を出力し、発電する状態となる。
【００６７】
このとき、エンジントルクＴｅの反力を受け持つように出力されたトルクＴｇによって、出力部材１５５に機械的に伝達される駆動トルク（直達トルク）Ｔｅｐは、Ｔｅｐ＝−Ｔｇ×（１／ρ）で示される。なおρは、動力分割機構ＰＳＤにおけるギヤ比である。
【００６８】
一方、減速機ＲＤのギヤ比（Ｇｒ）を用いて、モータジェネレータＭＧ２のトルクＴｍによって出力部材１５５に発生するトルクは、Ｔｍ×Ｇｒで示される。したがって、出力部材１５５に作用する駆動トルクＴｐは、Ｔｐ＝Ｔｍ×Ｇｒ−Ｔｇ×（１／ρ）で示される。
【００６９】
これに対して、ハイブリッド車両５では、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の回転駆動制御に支障を来たすような故障が生じた場合には、インバータ１４および２２をゲート遮断してモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２への給電を停止させる。この状態は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２にそれぞれ設けられた回転角センサ５１，５２および電流センサ２４，２８等の部品の故障により、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転駆動制御を正常に行なえない状態である。また、この状態は、インバータ１４，２２が、ゲート遮断が可能な程度の故障の範囲内で、回転駆動制御を正常に行なえない状態も含まれる。たとえば、インバータ１４，２２の各ＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８に内蔵された自己保護回路から異常検知信号ＦＩＮＶが出力された場合などである。この異常検知信号ＦＩＮＶは、自己保護回路に含まれる電流センサ（または温度センサ）の出力に過電流（または過熱）が検出されたことに応じて、自己保護回路から出力される信号である。
【００７０】
しかしながら、上記のように、インバータ１４および２２をゲート遮断すると、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２のトルクを制御できなくなる。これにより、エンジントルクＴｅの反力を受け持つようにモータジェネレータＭＧ１からトルクＴｇを発生させることができないため、共線図Ｌ２で示されるように、エンジントルクＴｅによってエンジン回転数ＮｅおよびモータジェネレータＭＧ１の回転数Ｎｇが上昇するのみで、出力部材１５５に直達トルクＴｅｐを伝達することができない。さらに、モータジェネレータＭＧ２からトルクＴｍを発生させることができないため、出力部材１５５に作用する駆動トルクＴｐは、Ｔｐ＝０となる。これにより、ハイブリッド車両５の走行継続が不能となる虞がある。
【００７１】
そこで、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両では、インバータ１４および２２の故障発生が検知されたときに、エンジンＥＮＧが運転中である場合には、インバータ１４および２２をゲート遮断させた状態で、エンジンＥＮＧからの回転力を受けてモータジェネレータＭＧ１から制動トルク（負トルク）を発生させる。このモータジェネレータＭＧ１に発生した制動トルクの反力としての反力トルク（正トルク）が出力部材１５５に作用することにより、反力トルクを車両の駆動トルクとして、ハイブリッド車両５の走行継続が可能となる。
【００７２】
以下に、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両における、インバータ１４および２２に故障が生じた場合の走行制御について説明する。
【００７３】
図５は、インバータ２２をゲート遮断したときのパワートレインの構成を概略的に示す図である。
【００７４】
上述のように、ＭＧ−ＥＣＵ３５から発せされたゲート遮断信号ＳＤＮに応答して、インバータ２２を構成するＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８の全てがオフされると、インバータ２２では、逆並列ダイオードＤ３〜Ｄ８によって三相全波整流回路が構成される。
【００７５】
モータジェネレータＭＧ１には、図示しないエンジンＥＮＧからの回転力を受けて回転することによって、逆起電圧が発生する。図６には、モータジェネレータの回転数と逆起電圧との関係が示される。図６において、直線ｋ１はモータジェネレータＭＧ１の回転数と逆起電圧との関係を示し、直線ｋ２はモータジェネレータＭＧ２の回転数と逆起電圧との関係を示す。以下では、モータジェネレータＭＧ１に発生する逆起電圧をＶｇとも表記し、モータジェネレータＭＧ２に発生する逆起電圧をＶｍとも表記する。
【００７６】
図６を参照して、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２には、その回転数に比例した逆起電圧Ｖｇ，Ｖｍがそれぞれ発生する。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２における比例係数をそれぞれ、Ｋｇ，Ｋｍとすると、モータジェネレータＭＧ１の逆起電圧Ｖｇは、Ｖｇ＝Ｋｇ・｜Ｎｇ｜で表される。また、モータジェネレータＭＧ２の逆起電圧Ｖｍは、Ｖｍ＝Ｋｍ・｜Ｎｍ｜で表される。
【００７７】
なお、比例係数Ｋｇ，Ｋｍは、モータジェネレータの逆起電圧特性に従って定められる。図６では、一例として、モータジェネレータＭＧ２における比例係数ＫｍがモータジェネレータＭＧ１における比例係数Ｋｇより大きい場合を示す。これらの比例係数を予め取得しておくことにより、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｒ，Ｎｇに基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に発生する逆起電圧Ｖｇ，Ｖｍをそれぞれ演算することができる。
【００７８】
図６に示されるように、モータジェネレータＭＧ１においては、回転数Ｎｇ＝判定値Ｎ２のときに、逆起電圧Ｖｇがインバータ２２の直流側電圧（システム電圧）ＶＨと等しくなる。一方、モータジェネレータＭＧ２においては、回転数Ｎｍ＝判定値Ｎ１のときに、逆起電圧Ｖｍがシステム電圧ＶＨと等しくなる。なお、後述するように、判定値Ｎ２は、エンジンＥＮＧからの回転力を受けてモータジェネレータＭＧ１が制動トルクＴｇを発生するか否かを判別するための閾値である。また、判定値Ｎ１は、出力部材１５５からの回転力を受けてモータジェネレータＭＧ２が制動トルクＴｍを発生するか否かを判別するための閾値である。
【００７９】
再び、図５を参照して、エンジン回転数Ｎｅの上昇に伴なってモータジェネレータＭＧ１の回転数Ｎｇが高くなると、モータジェネレータＭＧ１に発生する逆起電圧Ｖｇが増加する。そして、モータジェネレータＭＧ１の回転数Ｎｇが判定値Ｎ２（図６参照）を超えると、逆起電圧Ｖｇがシステム電圧ＶＨより大きくなる（Ｖｇ＞ＶＨ）。逆起電圧Ｖｇがシステム電圧ＶＨを超えることによって、モータジェネレータＭＧ１から平滑コンデンサＣ２に向かって、その電圧差に応じた電流が流れる。このとき、インバータ２２では、モータジェネレータＭＧ１で発生した逆起電圧Ｖｇが、三相全波整流回路で全波整流されることによって直流電圧に変換されて、平滑コンデンサＣ２へ供給される。
【００８０】
このようにして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジンＥＮＧからの回転力を受けて逆起電圧Ｖｇを発生させることによって発電する。このとき、モータジェネレータＭＧ１には、その発電電力に応じた制動トルクＴｇが発生する。なお、モータジェネレータＭＧ１の発電電力をＰｇとすると、発電電力Ｐｇと、モータジェネレータＭＧ１に発生する制動トルクＴｇおよび回転数Ｎｇとの間には、Ｐｇ＝Ｔｇ・Ｎｇという関係が成立する。モータジェネレータＭＧ１の発電電力Ｐｇは、システム電圧ＶＨに対する逆起電圧Ｖｇの電圧差に依存するため、最終的に、制動トルクＴｇは、モータジェネレータＭＧ１の回転数Ｎｇおよびシステム電圧ＶＨを変数とする関数で表すことができる。
【００８１】
この制動トルクＴｇは、モータジェネレータＭＧ１の回転を抑え込む方向（負の方向）に作用するトルクである。モータジェネレータＭＧ１が制動トルクＴｇを発生することによって、出力部材１５５には、この制動トルクＴｇの反力としての反力トルクＴｅｐが発生する。この反力トルクは、正の方向に作用するトルクであり、Ｔｅｐ＝−Ｔｇ×（１／ρ）で示される。
【００８２】
一方、モータジェネレータＭＧ２においては、出力部材１５５からの回転力を受けて回転することにより、その回転数Ｎｍに比例した逆起電圧Ｖｍが発生する（Ｖｍ＝Ｋｍ・｜Ｎｍ｜）。逆起電圧Ｖｍは、出力部材１５５の回転数が高くなるに従って、大きくなる。なお、出力部材１５５の回転数は、モータジェネレータＭＧ２の回転数Ｎｍおよび減速機ＲＤのギヤ比Ｇｒを用いて、Ｎｍ／Ｇｒで示される。
【００８３】
そして、モータジェネレータＭＧ２の回転数Ｎｍが判定値Ｎ１（図６参照）を超えると、逆起電圧Ｖｍがシステム電圧ＶＨより大きくなる（Ｖｍ＞ＶＨ）。逆起電圧Ｖｍがシステム電圧ＶＨを超えると、モータジェネレータＭＧ２から平滑コンデンサＣ２に向かって、その電圧差に応じた電流が流れる。逆起電圧Ｖｍは、インバータ１４内の三相全波整流回路で全波整流されることによって直流電圧に変換される。このようにして、モータジェネレータＭＧ２による回生発電によって生じた回生電力は、平滑コンデンサＣ２へ供給される。
【００８４】
このとき、モータジェネレータＭＧ２には、制動トルク（負トルク）Ｔｍが発生する。この制動トルクＴｍは、出力部材５５の回転を抑え込む方向（負の方向）に作用する。なお、モータジェネレータＭＧ２のトルクＴｍによって出力部材１５５に発生するトルクは、減速機ＲＤのギヤ比（Ｇｒ）を用いて、Ｔｍ×Ｇｒで示される。
【００８５】
このように、インバータ１４および２２をゲート遮断することによって、モータジェネレータＭＧ１にはエンジン回転数Ｎｅに応じた制動トルクＴｇが発生する。その一方で、モータジェネレータＭＧ２には出力部材１５５の回転数（すなわち、ハイブリッド車両５の車速）に応じた制動トルクＴｍが発生する。そして、出力部材１５５には、制動トルクＴｇの反力としての反力トルクＴｅｐ（正トルク）と、制動トルクＴｍ×Ｇｒ（負トルク）とが作用する。これにより、反力トルクＴｅｐから制動トルクＴｍ×Ｇｒを減じたトルクが、車両の駆動トルクとして出力部材１５５に出力される。
【００８６】
本実施の形態では、システム電圧ＶＨ、出力部材１５５の回転数（ハイブリッド車両５の車速）およびアクセルの状態に応じて、以下のように、エンジン回転数Ｎｅを制御することにより、モータジェネレータＭＧ１に発生させる制動トルクＴｇの大きさを調整する。これにより、アクセルの状態に応じた駆動トルクＴｐを出力部材１５５に発生させる。
【００８７】
図７は、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両におけるインバータ故障発生時の走行制御の制御処理手順を示すフローチャートである。図７のフローチャートの各ステップは、基本的にはＥＣＵ３０によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ内に作製された電子回路によるハードウェア処理によって実現されてもよい。
【００８８】
図７を参照して、ＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両５の走行中において、ステップＳ０１により、インバータ１４，２２の故障の有無を診断する。具体的には、ＥＣＵ３０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２にそれぞれ設けられた回転角センサ５１，５２および電流センサ２４，２８等の部品の故障により、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転駆動制御を正常に行なえない状態となった場合に、インバータ１４，２２の故障と診断する。また、この状態は、インバータ１４，２２が、ゲート遮断が可能な程度の故障の範囲内で、回転駆動制御を正常に行なえない状態も含まれる。
【００８９】
ステップＳ０２では、ＥＣＵ３０は、上記の故障診断において、インバータ１４，２２の故障と診断されたか否かを判定する。インバータ１４，２２の故障と診断されなかった場合（ステップＳ０２のＮＯ判定時）には、以降の処理がスキップされ、ＥＣＵ３０は処理をメインルーチンに戻す。
【００９０】
一方、インバータ１４，２２の故障と診断された場合（ステップＳ０２のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ３０は、ステップＳ０３により、インバータ１４および２２をゲート遮断してモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２への給電を停止させる。
【００９１】
次に、ＥＣＵ３０は、ステップＳ０４により、エンジンＥＮＧが運転中であるか否かを判定する。なお、エンジンＥＮＧが運転中であるか否かは、周知の技術を利用して判定すればよいため、ここでは詳細な説明を省略する。エンジンＥＮＧが運転中でない場合（ステップＳ０４のＮＯ判定時）には、以降の処理がスキップされ、ＥＣＵ３０は処理をメインルーチンに戻す。
【００９２】
これに対して、エンジンＥＮＧが運転中である場合（ステップＳ０４のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ３０は、システム電圧ＶＨ、出力部材１５５の回転数、およびアクセルの状態に応じて、エンジン回転数Ｎｅの制御を、以下のように切替える。
【００９３】
ＥＣＵ３０は、最初に、ステップＳ０５により、運転者によってアクセルペダルが踏み込まれたか否か（アクセルオンされたか否か）を判定する。アクセルがオフされている場合（ステップＳ０５のＮＯ判定時）には、ＥＣＵ３０は、ステップＳ０７に進み、モータジェネレータＭＧ１に制動トルクＴｇを発生させないように、エンジン回転数Ｎｅを制御する。
【００９４】
図８は、アクセルオフ時におけるエンジン回転数制御を説明する図である。図８には、アクセルオフ時における共線図Ｌ３が示されるとともに、図６で説明したモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数と逆起電圧との関係が示されている。
【００９５】
図８を参照して、運転中のエンジンＥＮＧが正回転することにより、モータジェネレータＭＧ１が正回転する。一方、出力部材１５５の回転数Ｎｍ／Ｇｒ＝０、すなわち、ハイブリッド車両５の車速Ｖ＝０であるとする。
【００９６】
運転者によるアクセルオフ（アクセル開度ＡＣＣ＝０）の状態では、ＥＣＵ３０は、モータジェネレータＭＧ１に発生する逆起電圧Ｖｇがシステム電圧ＶＨを超えないように（Ｖｇ≦ＶＨ）、エンジン回転数Ｎｅを制御する。具体的には、ＥＣＵ３０は、モータジェネレータＭＧ１の回転数Ｎｇが、逆起電圧Ｖｇがシステム電圧ＶＨと等しくなるときの回転数（判定値Ｎ２）を超えないように、エンジン回転数Ｎｅを制御する。
【００９７】
上記のように、モータジェネレータＭＧ１に発生する逆起電圧Ｖｇは、モータジェネレータＭＧ１の回転数Ｎｇを用いて、下記式（１）で示される。
【００９８】
Ｖｇ＝Ｋｇ・｜Ｎｇ｜  ・・・（１）
したがって、逆起電圧Ｖｇがシステム電圧ＶＨを超えないためには（Ｖｇ≦ＶＨ）、下記式（２）の関係を満たすように、モータジェネレータＭＧ１の回転数Ｎｇを制御する必要がある。
【００９９】
−ＶＨ／Ｋｇ≦Ｎｇ≦ＶＨ／Ｋｇ  ・・・（２）
一方、共線図Ｌ３に示されるように、エンジン回転数Ｎｅと、モータジェネレータＭＧ１の回転数ＮｇおよびモータジェネレータＭＧ２の回転数Ｎｍとの間には、下記式（３）に示す関係が成立する。
【０１００】
Ｎｅ＝Ｎｇ・ρ／（１＋ρ）＋（Ｎｍ／Ｇｒ）／（１＋ρ）  ・・・（３）
この式（３）の関係を用いることにより、上記式（２）は、下記式（４）に示されるように、エンジン回転数Ｎｅの制御範囲を規定するように、変形することができる。
【０１０１】
−Ｎｅ１≦Ｎｅ≦Ｎｅ１  ・・・（４）
ただし、Ｎｅ１＝（ＶＨ／Ｋｇ）・ρ／（１＋ρ）＋（Ｎｍ／Ｇｒ）／（１＋ρ）
ＥＣＵ３０は、上記式（４）で規定される制御範囲内（−Ｎｅ１〜Ｎｅ１）に収まるように、目標エンジン回転数Ｎｅ＊を設定する。なお、エンジン回転数Ｎｅの制御範囲の下限値については、−Ｎｅ１に代えて、エンジンＥＮＧのストールを防止するために予め定められた許容最低回転数に設定することができる。また、エンジン回転数Ｎｅが急変すると、ハイブリッド車両５に運転外乱となる駆動力変動が発生して運転性を損なう虞がある。そのため、駆動力の変動を生じさせないように、上述した制御範囲内で目標エンジン回転数Ｎｅ＊を設定する構成としてもよい。
【０１０２】
目標エンジン回転数Ｎｅ＊を示すエンジン制御指示に従って、エンジンＥＮＧの燃料噴射、点火時期、バルブタイミング等が制御されることにより、エンジン回転数Ｎｅが目標エンジン回転数Ｎｅ＊に一致すると、モータジェネレータＭＧ１の逆起電圧Ｖｇはシステム電圧ＶＨよりも低電圧に制御される。この場合、モータジェネレータＭＧ１は逆起電圧Ｖｇにより発電しないため、モータジェネレータＭＧ１からは制動トルクＴｇが発生しない。したがって、出力部材１５５には、制動トルクＴｇの反力トルクＴｅｐが作用しない（Ｔｅｐ＝０）。
【０１０３】
なお、モータジェネレータＭＧ２の回転数Ｎｍは、モータジェネレータＭＧ２の逆起電圧Ｖｍがシステム電圧ＶＨと等しくなるときの回転数（判定値Ｎ１）より低いことから、モータジェネレータＭＧ２においても制動トルクＴｍが発生していない。そのため、出力部材１５５には、モータジェネレータＭＧ２からの制動トルクＴｍ×Ｇｒも作用していない。この結果、運転者によるアクセルオフ（アクセル開度ＡＣＣ＝０）の状態では、出力部材１５５には駆動トルクＴｐが発生しない。
【０１０４】
再び、図７を参照して、アクセルがオンされている場合（ステップＳ０５のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ３０は、ステップＳ０５により、モータジェネレータＭＧ２に発生している逆起電圧Ｖｍとシステム電圧ＶＨとを比較する。そして、その比較結果に応じて、以下のように、エンジン回転数Ｎｅの制御を切替える。
【０１０５】
具体的には、モータジェネレータＭＧ２の逆起電圧Ｖｍがシステム電圧ＶＨ以下である場合（ステップＳ０６のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ３０は、ステップＳ０８に進み、モータジェネレータＭＧ１が、アクセル開度ＡＣＣに応じた反力トルクＴｅｐを出力部材１５５に発生するように、エンジン回転数Ｎｅを制御する。
【０１０６】
図９は、アクセルオン時におけるエンジン回転数制御を説明する図である。図９には、アクセルオン時における共線図Ｌ４が示されるとともに、図６で説明したモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数と逆起電圧との関係が示されている。
【０１０７】
図９を参照して、運転中のエンジンＥＮＧが正回転することにより、モータジェネレータＭＧ１が正回転する。共線図Ｌ３に示した状態において運転者によりアクセルがオンされると、共線図Ｌ４に示されるように、エンジン回転数Ｎｅが上昇する。
【０１０８】
アクセルオン（アクセル開度ＡＣＣ＞０）の状態では、ＥＣＵ３０は、モータジェネレータＭＧ１に発生する逆起電圧Ｖｇがシステム電圧ＶＨより大きくなるように（Ｖｇ＞ＶＨ）、エンジン回転数Ｎｅを制御する。具体的には、ＥＣＵ３０は、モータジェネレータＭＧ１の回転数Ｎｇが、逆起電圧Ｖｇがシステム電圧ＶＨと等しくなるときの回転数（判定値Ｎ２）より高くなるように、エンジン回転数Ｎｅを制御する。すなわち、ＥＣＵ３０は、上記式（４）により規定される制御範囲を超えるように、エンジン回転数Ｎｅを制御する。
【０１０９】
Ｎｅ＞Ｎｅ１  ・・・（５）
ただし、Ｎｅ１＝（ＶＨ／Ｋｇ）・ρ／（１＋ρ）＋（Ｎｍ／Ｇｒ）／（１＋ρ）
エンジン回転数Ｎｅが制御範囲の上限値Ｎｅ１を超えると、モータジェネレータＭＧ１に発生する逆起電圧Ｖｇがシステム電圧ＶＨより大きくなるため、モータジェネレータＭＧ１には制動トルクＴｇ（負トルク）が発生する。そして、この制動トルクＴｇの反力としての反力トルクＴｅｐが出力部材１５５に作用する。
【０１１０】
その一方で、モータジェネレータＭＧ２の回転数Ｎｍは未だ判定値Ｎ１より低いことから、モータジェネレータＭＧ２は、逆起電圧Ｖｍがシステム電圧ＶＨ以下である状態が保たれており、制動トルクＴｍを発生していない。そのため、出力部材１５５には、制動トルクＴｇの反力トルクＴｅｐのみが作用する。したがって、この反力トルクＴｅｐを車両の駆動トルクＴｐとして、ハイブリッド車両５の走行継続が可能となる。
【０１１１】
ＥＣＵ３０は、さらに、出力部材１５５に作用する反力トルクＴｅｐの大きさを、アクセル開度ＡＣＣに応じて可変とするために、回転数制御における目標エンジン回転数Ｎｅ＊を、アクセル開度ＡＣＣに応じて可変に設定する。具体的には、ＥＣＵ３０は、下記式（６）に従って、上述した制御範囲の上限値Ｎｅ１に対して、アクセル開度ＡＣＣに応じた回転数アップ量ΔＮｅを加算した値を、目標エンジン回転数Ｎｅ＊に設定する。なお、回転数アップ量ΔＮｅは、アクセル開度ＡＣＣに所定の係数α（α＞０）を乗じた値とする（ΔＮｅ＝α・ＡＣＣ）。
【０１１２】
Ｎｅ＊＝Ｎｅ１＋ΔＮｅ  ・・・（６）
このようにして、アクセルオン時には、反力トルクＴｅｐの大きさを、アクセル開度ＡＣＣに応じて可変に制御することができる。これにより、アクセル開度ＡＣＣに応じた駆動トルクを出力部材１５５に発生させることができるため、インバータ故障発生時の退避走行中においても、アクセル操作に応じた走行制御が実現される。
【０１１３】
なお、図７のステップＳ０７および図８で説明した、アクセルオフ時におけるエンジン回転数制御において、運転者による加速要求がないときであっても微速で車両を推進させるトルク（いわゆるクリープトルク）を発生させたい場合には、上記式（６）における回転数アップ量ΔＮｅを、アクセル開度ＡＣＣに所定の係数αを乗じた値に、車速を変数とする所定量β（β＞０）を加算した値とすればよい（ΔＮｅ＝α・ＡＣＣ＋β）。
【０１１４】
一方、アクセル開度ＡＣＣに応じた反力トルクＴｅｐを受けて出力部材１５５の回転数、すなわち、ハイブリッド車両５の車速が上昇すると、モータジェネレータＭＧ２においては、出力部材１５５の回転数に比例した逆起電圧Ｖｍが発生する。
【０１１５】
そして、モータジェネレータＭＧ２の逆起電圧Ｖｍがシステム電圧ＶＨを超えると、モータジェネレータＭＧ２は制動トルクＴｍを発生する。そのため、出力部材１５５に出力される駆動トルクは、モータジェネレータＭＧに生じる制動トルクＴｍによって実質的に減少する。
【０１１６】
再び、図７を参照して、モータジェネレータＭＧ２の逆起電圧Ｖｍがシステム電圧ＶＨより大きい場合（ステップＳ０６のＮＯ判定時）には、ＥＣＵ３０は、ステップＳ０９により、モータジェネレータＭＧ２の制動トルクＴｍによって出力部材１５５に発生するトルクＴｍ×Ｇｒに打ち勝つ大きな反力トルクＴｅｐが出力部材１５５に作用するように、エンジン回転数Ｎｅを制御する。
【０１１７】
図１０は、アクセルオン時におけるエンジン回転数制御を説明する図である。図１０には、アクセルオン時における共線図Ｌ５が示されるとともに、図６で説明したモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数と逆起電圧との関係が示されている。
【０１１８】
図１０を参照して、アクセル開度ＡＣＣに応じた反力トルクＴｅｐを受けて出力部材１５５の回転数が上昇することにより、共線図Ｌ４の状態から共線図Ｌ５の状態へ移行したものとする。
【０１１９】
モータジェネレータＭＧ２の回転数Ｎｍが判定値Ｎ１を超えると、モータジェネレータＭＧ２に発生する逆起電圧Ｖｍがシステム電圧ＶＨより大きくなるため、モータジェネレータＭＧ２には制動トルクＴｍ（負トルク）が発生する。これにより、出力部材１５５にはＴｍ×Ｇｒで示される負トルクが作用するため、駆動トルクが減少する。したがって、このトルクＴｍ×Ｇｒに打ち勝つ大きな反力トルクＴｅｐを出力部材１５５に発生させる必要がある。
【０１２０】
具体的には、ＥＣＵ３０は、モータジェネレータＭＧ２の制動トルクＴｍによる駆動トルクの減少分Ｔｍ×Ｇｒを補うように、モータジェネレータＭＧ１に発生させる制動トルクＴｇを増加させる。駆動トルクＴｐの減少分を補償するのに必要となる制動トルクをＴｇ♯とすると、この制動トルクＴｇ♯は、下記式（７）によって算出される。
【０１２１】
Ｔｇ♯＝Ｔｇ−Ｔｍ・Ｇｒ・ρ  ・・・（７）
そして、ＥＣＵ３０は、モータジェネレータＭＧ１が制動トルクＴｇ♯を発生するように、目標エンジン回転数Ｎｅ＊を設定する。この目標エンジン回転数Ｎｅ＊を示すエンジン制御指示に従って、エンジンＥＮＧの燃料噴射、点火時期、バルブタイミング等が制御される。
【０１２２】
なお、上記式（７）の制動トルクＴｇ♯を算出するにあたっては、システム電圧ＶＨおよびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｇ，Ｎｍに基づいて、制動トルクＴｇ，Ｔｍがそれぞれ算出される。たとえば、モータジェネレータＭＧ１において、システム電圧ＶＨおよび回転数Ｎｇと制動トルクＴｇとの関係を予め実験等によって取得しておけば、その実験結果に基づくマップを予め作成することができる。なお、モータジェネレータＭＧ１の回転数Ｎｇは、システム電圧ＶＨと、アクセル開度ＡＣＣに応じた回転数アップ量ΔＮｅ（＝ｋ・ＡＣＣ）とに基づいて、式（８）で示される。
【０１２３】
Ｎｇ＝ＶＨ／Ｋｇ＋ΔＮｅ・（１＋ρ）／ρ  ・・・（８）
ＥＣＵ３０は、システム電圧ＶＨおよび上記式（８）の回転数Ｎｇに基づいて、上記のマップを参照することによって、制動トルクＴｇを算出することができる。
【０１２４】
同様に、モータジェネレータＭＧ２においても、システム電圧ＶＨおよび回転数Ｎｍと制動トルクＴｍとの関係を予め実験等によって取得しておけば、その実験結果に基づいてマップを予め作成することができる。これにより、システム電圧ＶＨおよび回転数Ｎｍに基づいて、当該マップを参照することによって、制動トルクＴｍを算出することができる。
【０１２５】
そして、これらの算出された制動トルクＴｇおよびＴｍに基づいて、上記式（７）により制動トルクＴｇ♯が算出されると、目標エンジン回転数Ｎｅ＊は、システム電圧ＶＨおよび制動トルクＴｇをパラメータとして有するマップに従って、算出される。この目標エンジン回転数Ｎｅ＊を算出するためのマップは、実験およびシミュレーションの結果に応じて予め開発者により作成される。目標エンジン回転数Ｎｅ＊の算出方法はこれに限定されない。
【０１２６】
このようにして、ＥＣＵ３０は、エンジンＥＮＧの運転中において、運転者によってアクセルペダルが踏み込まれた（アクセルがオンされた）場合には、モータジェネレータＭＧ１の制動トルクＴｇの反力トルクＴｅｐを出力部材１５５に発生させるように、エンジン回転数Ｎｅを制御する。一方、運転者によってアクセルがオフされると、出力部材１５５に反力トルクＴｅｐを発生させないように、エンジン回転数Ｎｅを制御する。これにより、運転者によるアクセルオンおよびアクセルオフに従うように、車両の駆動トルクを発生させることができる。
【０１２７】
さらに、アクセルがオンされている状態においては、ＥＣＵ３０は、アクセル開度ＡＣＣに応じた駆動トルクが出力部材１５５に発生するように、システム電圧ＶＨおよび出力部材１５５の回転数に応じて、エンジン回転数Ｎｅを制御する。特に、出力部材１５５にモータジェネレータＭＧ２からの制動トルクＴｍ×Ｇｒが生じている状態では、この制動トルクＴｍ×Ｇｒを補うように、エンジン回転数Ｎｅを制御する。これにより、アクセル開度ＡＣＣに応じた駆動トルクを発生させることができる。その結果、退避走行中においても、運転者要求に応じた車両駆動力の制御が可能となる。
【０１２８】
このように、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両によれば、インバータの故障発生時によりモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転駆動制御が正常に行なえない場面においても、運転者のアクセル操作に応じた車両の退避走行制御が実現される。
【０１２９】
なお、本発明の実施の形態では、前輪駆動のハイブリッド車両（図１参照）に本願発明を適用した例について説明したが、前輪を駆動するエンジンおよびモータジェネレータに加えて、後輪を駆動するモータジェネレータをさらに備えた四輪駆動のハイブリッド車両にも本願発明を適用することが可能である。このような四輪駆動のハイブリッド車両では、モータジェネレータＭＧ２からの制動トルクＴｍ×Ｇｒだけでなく、後輪駆動用のモータジェネレータで発生する制動トルクをも考慮して、アクセル開度ＡＣＣに応じた駆動トルクが出力部材１５５に発生するように、エンジン回転数を制御する。
【０１３０】
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】
【０１３１】
５  ハイブリッド車両、１０  バッテリ、１１，１３  電圧センサ、１２  コンバータ、１４，２２  インバータ、１５  Ｕ相アーム、１６  Ｖ相アーム、１７  Ｗ相アーム、２０  電力変換ユニット、２４，２８  電流センサ、３０  ＥＣＵ、３２  ＨＶ−ＥＣＵ、３５  ＭＧ−ＥＣＵ、３７  エンジンＥＣＵ、４０  ハンドル、４４  アクセルポジションセンサ、４６  ブレーキペダルポジションセンサ、４８  シフトポジションセンサ、５１，５２  回転角センサ、７０Ｌ，７０Ｒ  前輪、８０Ｌ，８０Ｒ  後輪、１３１，１３６  ステータ、１３２，１３７  ロータ、１３３，１３８  ステータコア、１３４，１３９  三相コイル、１５０  クランクシャフト、１５１，１６２  サンギヤ、１５２，１６８  リングギヤ、１５３，１６４  ピニオンギヤ、１５４，１６６  プラネタリキャリヤ、１５５  リングギヤケース（出力部材）、１６０  出力軸、１７０  カウンタドライブギヤ、Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ８  ダイオード、ＤＥＦ  ディファレンシャルギヤ、Ｌ１  リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ、ＰＳＤ  動力分割機構、Ｑ１〜Ｑ８  ＩＧＢＴ素子、ＲＤ  減速機、ＲＧ  動力伝達減速ギヤ。
【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】
2013203116.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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