(57)【要約】【課題】インバータレス走行中にレゾルバ異常が生じている場合であっても、第１回転電機の回転速度を精度よく算出する。【解決手段】ＥＣＵは、インバータレス走行中にレゾルバ異常が生じている場合、まず、共線図の関係を利用して、エンジン回転速度センサの出力値と車輪速センサの出力値とを用いて、駆動輪が前進方向に回転していると仮定したときのＭＧ１回転速度の第１推定値Ｎｍ１（ＶＳ＋）と、駆動輪が後進方向に回転していると仮定したときのＭＧ１回転速度の第２推定値Ｎｍ１（ＶＳ−）とを算出する。さらに、ＥＣＵは、監視ユニットからのバッテリ電流ＩＢを用いてＭＧ１回転速度の第３推定値Ｎｍ１（ＩＢ）を算出する。そして、ＥＣＵは、第１推定値Ｎｍ１（ＶＳ＋）および第２推定値Ｎｍ１（ＶＳ−）のうち、第３推定値Ｎｍ１（ＩＢ）に近い方をＭＧ１回転速度Ｎｍ１とする。【選択図】図８
2017056790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
ロータに永久磁石を有する第１回転電機と、
車輪に接続された出力軸と、
前記エンジンに連結されたキャリアと、前記第１回転電機に連結されたサンギヤと、前記出力軸に連結されたリングギヤとを有する遊星歯車機構と、
前記出力軸に接続された第２回転電機と、
バッテリと、
前記バッテリと前記第１回転電機と前記第２回転電機との間で電力変換可能なインバータと、
前記第１回転電機の回転速度および回転方向を検出可能な第１センサと、
前記第２回転電機の回転速度および回転方向を検出可能な第２センサと、
前記エンジンの回転速度を検出可能なエンジン回転速度センサと、
前記車輪の回転速度を検出可能かつ前記車輪の回転方向を検出不能な車輪速センサと、
前記バッテリを流れる電流を検出可能な電流センサと、
インバータレス走行制御を実行可能な制御装置とを備え、
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して前記第１回転電機に逆起電圧に起因する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前記第１センサおよび前記第２センサの出力値を取得できない場合、
前記エンジン回転速度センサの出力値と前記車輪速センサの出力値とを用いて、前記車輪が前進方向に回転していると仮定したときの前記第１回転電機の回転速度の第１推定値と、前記車輪が後進方向に回転していると仮定したときの前記第１回転電機の回転速度の第２推定値とを算出し、
前記電流センサの出力値を用いて前記第１回転電機の回転速度の第３推定値を算出し、
前記第１推定値および前記第２推定値のうち前記第３推定値に近い方を前記第１回転電機の回転速度とする、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、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】
特開２０１３−２０３１１６号公報（特許文献１）には、エンジンと、ロータに永久磁石を有する第１回転電機と、車輪（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回転電機と、バッテリと、バッテリと第１回転電機と第２回転電機との間で電力変換を行なうインバータと、制御装置とを備えるハイブリッド車両が開示されている。遊星歯車機構は、第１回転電機に連結されたサンギヤと、出力軸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。制御装置は、第１回転電機および第２回転電機をインバータによって正常に制御できない異常が生じた場合、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「インバータレス走行制御」を実行する。
【０００３】
インバータレス走行制御中においては、エンジンの回転力によって第１回転電機を力学的（機械的）に回転させることによって第１回転電機に逆起電圧を発生させる。この逆起電圧によって第１回転電機からバッテリに電流が流れると、第１回転電機には、第１回転電機の回転を妨げる方向に作用する逆起トルク（制動トルク）が発生する。この逆起トルクが第１回転電機からサンギヤに作用することによって、リングギヤには、第１回転電機の逆起トルクの反力として、正方向（前進方向）に作用する駆動トルクが発生する。この駆動トルクによって退避走行が実現される。
【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】
第１回転電機が発生する逆起電圧は、第１回転電機の回転速度に応じて変化する。そのため、上述のインバータレス走行制御中においては、第１回転電機の回転速度に応じて第１回転電機の逆起トルク（すなわち駆動トルク）が変化する。したがって、インバータレス走行制御中においては、エンジンの出力を制御することによって、第１回転電機の逆起トルクが要求トルクとなるように第１回転電機の回転速度を調整することが望ましい。そのための前提として、第１回転電機の回転速度を精度よく把握する必要がある。
【０００６】
しかしながら、インバータレス走行制御中に、たとえば第１回転電機の回転速度を検出するレゾルバ（以下「第１センサ」ともいう）および第２回転電機の回転速度を検出するレゾルバ（以下「第２センサ」ともいう）の出力値を制御装置が取得できない異常が生じた場合には、制御装置が第１回転電機の回転速度を把握することができなくなることが懸念される。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、インバータレス走行制御中に第１センサおよび第２センサの出力値を制御装置が取得できない場合であっても、第１回転電機の回転速度を精度よく算出することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る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回転電機と、車輪に接続された出力軸と、エンジンに連結されたキャリアと、第１回転電機に連結されたサンギヤと、出力軸に連結されたリングギヤとを有する遊星歯車機構と、出力軸に接続された第２回転電機と、バッテリと、バッテリと第１回転電機と第２回転電機との間で電力変換可能なインバータと、第１回転電機の回転速度および回転方向を検出可能な第１センサと、第２回転電機の回転速度および回転方向を検出可能な第２センサと、エンジンの回転速度を検出可能なエンジン回転速度センサと、車輪の回転速度を検出可能かつ車輪の回転方向を検出不能な車輪速センサと、バッテリを流れる電流を検出可能な電流センサと、インバータレス走行制御を実行可能な制御装置とを備える。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して第１回転電機に逆起電圧に起因する制動トルクを発生させ、制動トルクの反力として出力軸に作用するトルクで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第１センサおよび第２センサの出力値を取得できない場合、エンジン回転速度センサの出力値と車輪速センサの出力値とを用いて、車輪が前進方向に回転していると仮定したときの第１回転電機の回転速度の第１推定値と、車輪が後進方向に回転していると仮定したときの第１回転電機の回転速度の第２推定値とを算出する。制御装置は、電流センサの出力値を用いて第１回転電機の回転速度の第３推定値を算出する。制御装置は、第１推定値および第２推定値のうち第３推定値に近い方を第１回転電機の回転速度とする。
【０００９】
上記構成によれば、エンジンと第１回転電機と出力軸（車輪および第２回転電機）とが、遊星歯車機構によって機械的に連結される。したがって、第１センサおよび第２センサの出力値を取得できない場合であっても、遊星歯車機構の共線図の関係（エンジン、第１回転電機、出力軸のうちのいずれか２つの回転速度が決まれば残り１つの回転速度も決まる関係）を利用して、エンジンの回転速度および車輪（出力軸）の回転速度から、第１回転電機の回転速度を精度よく算出可能である。しかしながら、車輪の回転速度を検出する車輪速センサは、回転速度の大きさ（絶対値）を検出できるが、回転方向までは検出できない。そのため、共線図の関係を利用する手法では、第１回転電機の回転速度として、車輪が前進方向に回転していると仮定したときの値と、車輪が後進方向に回転していると仮定したときの値との２通りの値が想定され、どちらの値が実際の第１回転電機の回転速度であるのかを判定できない。
【００１０】
一方、インバータレス走行制御中においては、第１回転電機は、第１回転電機の回転速度に応じた逆起電圧を発生し、この逆起電圧によって第１回転電機からバッテリに電流が流れることによって制動トルク（逆起トルク）を発生する。したがって、バッテリに流れる電流は、第１回転電機の逆起電圧、すなわち第１回転電機の回転速度に応じた値となる。この点を利用すれば、バッテリに流れる電流を用いて第１回転電機の回転速度をある程度の精度で推定することは可能である。
【００１１】
以上の点の鑑み、制御装置は、インバータレス走行制御中に第１センサおよび第２センサの出力値を取得できない場合、まず、共線図の関係を利用して、エンジン回転速度センサの出力値と車輪速センサの出力値とを用いて、車輪が前進方向に回転していると仮定したときの第１回転電機の回転速度の第１推定値と、車輪が後進方向に回転していると仮定したときの第１回転電機の回転速度の第２推定値とを算出する。さらに、制御装置は、電流センサの出力値を用いて第１回転電機の回転速度の第３推定値を算出する。そして、制御装置は、第１推定値および第２推定値のうち第３推定値に近い方を第１回転電機の回転速度とする。すなわち、制御装置は、速度センサ（エンジン回転速度センサおよび車輪速センサ）の出力値を用いて算出された第１推定値および第２推定値のうち、どちらが実際の第１回転電機の回転速度であるのかを、電流センサの出力値を用いて算出された第３推定値を用いて判定する。これにより、インバータレス走行制御中に第１センサおよび第２センサの出力値を制御装置が取得できない場合であっても、第１回転電機の回転速度を精度よく算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】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中における電気システムの状態を概略的に示す図である。
【図４】ＭＧ１回転速度Ｎｍ１と逆起電圧Ｖｃと逆起トルクＴｃとの対応関係を概略的に示す図である。
【図５】インバータレス走行中における制御状態の一例を共線図上に示す図である。
【図６】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その１）である。
【図７】ＥＣＵによるＭＧ１回転速度の第１推定値Ｎｍ１（ＶＳ＋）および第２推定値Ｎｍ１（ＶＳ−）の算出手法を説明するための図である。
【図８】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
＜車両の全体構成＞
図１は、本実施の形態に係る車両１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（第１回転電機）１０と、モータジェネレータ（第２回転電機）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、車輪速センサ７３と、バッテリ１５０と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System  Main  Relay）１６０と、高圧負荷１７０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。
【００１５】
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ハイブリッド車両である。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の動力を用いて走行する電気自動車走行（以下「ＥＶ走行」という）と、エンジン１００およびモータジェネレータ２０の双方の動力を用いて走行するハイブリッド自動車走行（以下「ＨＶ走行」という）との間で走行態様を切り替えることができる。
【００１６】
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。
【００１７】
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（エンジン回転速度）Ｎｅを検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。
【００１８】
モータジェネレータ１０，２０の各々は、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。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。
【００１９】
モータジェネレータ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およびモータジェネレータ１０の少なくとも一方から供給される電力を用いて出力軸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。
【００２０】
出力軸６０は、デファレンシャルギヤを介して左右の駆動輪５０に接続される。
駆動輪５０には、車輪速センサ７３が設けられている。車輪速センサ７３は、駆動輪５０の回転速度を車輪速ＶＳとして検出し、検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。車輪速センサ７３は、駆動輪５０の回転速度の大きさ（絶対値）を検出可能であるが、駆動輪５０の回転方向は検出不能である。すなわち、ＥＣＵ３００は、車輪速センサ７３の出力値からは、駆動輪５０の回転速度の大きさ（絶対値）を把握することができるが、駆動輪５０の回転方向を把握することはできない。なお、図１には１つの車輪速センサ７３が示されているが、車輪速センサ７３の数は１つに限定されない。たとえば、車両１の４つの車輪（左右の駆動輪５０、および図示しない左右の従動輪）にそれぞれ車輪速センサ７３を設けるようにしてもよい。
【００２１】
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するように構成される。具体的には、遊星歯車機構３０は、回転要素として、モータジェネレータ１０のロータに連結されるサンギヤＳと、出力軸６０に連結されるリングギヤＲと、エンジン１００のクランクシャフト１１０に連結されるキャリアＣＡと、サンギヤＳとリングギヤＲとに噛合するピニオンギヤＰとを含む。キャリアＣＡは、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。
【００２２】
遊星歯車機構３０が上記のように構成されることによって、サンギヤＳの回転速度（＝ＭＧ１回転速度Ｎｍ１）と、キャリアＣＡの回転速度（＝エンジン回転速度Ｎｅ）と、リングギヤＲの回転速度（＝ＭＧ２回転速度Ｎｍ２）とは、共線図上において直線で結ばれる関係（いずれか２つの回転速度が決まれば残り１つの回転速度も決まる関係、以下「共線図の関係」ともいう）を有する。なお、リングギヤＲは出力軸６０を介して駆動輪５０に接続されるため、リングギヤＲの回転速度（＝ＭＧ２回転速度Ｎｍ２）の大きさ（絶対値）は車輪速ＶＳの大きさ（絶対値）に比例する関係にある。
【００２３】
バッテリ１５０は、再充電が可能に構成されたリチウムイオン二次電池である。なお、バッテリ１５０は、ニッケル水素二次電池などの他の二次電池であってもよい。
【００２４】
ＳＭＲ１６０は、バッテリ１５０とＰＣＵ２００との間の電力線に直列に接続されている。ＳＭＲ１６０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて、バッテリ１５０とＰＣＵ２００との導通状態および遮断状態を切り替える。
【００２５】
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１０，２０に供給する。また、ＰＣＵ２００は、モータジェネレータ１０，２０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。
【００２６】
高圧負荷１７０は、ＳＭＲ１６０とＰＣＵ２００とを接続する電力線に接続され、バッテリ１５０あるいはＰＣＵ２００から供給される高電圧（たとえば２００ボルト）の直流電力を消費する電気機器である。なお、図１には高圧負荷１７０が１つの機器として示されているが、実際には複数の機器を含む。たとえば、高圧負荷１７０は、空調装置（エアコンディショナ）、直流電力を家電製品を使用可能な交流１００ボルトに変換する車載交流電源（インバータ）、高電圧の直流電力を補機用電圧（たとえば１２ボルト）に変換して補機系に出力するＤＣ／ＤＣコンバータ、電動パワーステアリング装置などを含む。
【００２７】
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エンジン１００の出力（燃料噴射、点火時期、バルブタイミング等）およびモータジェネレータ１０，２０の出力（通電量）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。
【００２８】
＜電気システムおよびＥＣＵ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。車両１の電気システムは、バッテリ１５０と、ＳＭＲ１６０と、高圧負荷１７０と、ＰＣＵ２００と、モータジェネレータ１０，２０と、ＥＣＵ３００とを含む。ＰＣＵ２００は、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とを含む。
【００２９】
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に供給される電流（バッテリ電流）ＩＢ、バッテリ１５０の温度（バッテリ温度）ＴＢをそれぞれ検出して、それらの検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。
【００３０】
高圧負荷１７０は、ＳＭＲ１６０とＰＣＵ２００のコンバータ２１０とを接続する電力線に接続され、バッテリ１５０あるいはコンバータ２１０から電力が供給される。電流センサ１７１は、バッテリ１５０あるいはコンバータ２１０から高圧負荷１７０に供給される電流（負荷電流）Ｉｌｏａｄを検出し、検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。
【００３１】
コンバータ２１０は、コンデンサＣ１と、リアクトルＬ１と、スイッチング素子Ｑ１（上アーム）およびスイッチング素子Ｑ２（下アーム）と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。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。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、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、上アームと下アームとの中間点（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。
【００３２】
コンバータ２１０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じた上アームおよび下アームのスイッチング動作によって、バッテリ１５０から入力されるバッテリ電圧ＶＢを昇圧して電力線ＰＬ，ＮＬに出力する。また、コンバータ２１０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じた上アームおよび下アームのスイッチング動作によって、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る電力線ＰＬ，ＮＬの直流電圧を降圧してバッテリ１５０に出力する。
【００３３】
コンデンサＣ２は、電力線ＰＬと電力線ＮＬとの間に接続されている。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。
【００３４】
電圧センサ２３０は、コンデンサＣ２の両端の電圧、すなわちコンバータ２１０の出力電圧（以下「システム電圧」ともいう）ＶＨを検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。
【００３５】
インバータ２２１は、システム電圧ＶＨが供給されると、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて、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。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。
【００３６】
インバータ２２２は、各相アーム２Ｕ〜２Ｗと、スイッチング素子Ｑ９〜Ｑ１４と、ダイオードＤ９〜Ｄ１４とを含む。なお、インバータ２２２の構成は、基本的にはインバータ２２１の構成と同等であるため、説明は繰り返さない。
【００３７】
モータジェネレータ１０にはレゾルバ４２１（第１センサ）が設けられる。レゾルバ４２１は、モータジェネレータ１０の回転速度（ＭＧ１回転速度Ｎｍ１）を検出し、検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。レゾルバ４２１は、回転速度の大きさ（絶対値）および回転方向を検出可能である。すなわち、ＥＣＵ３００は、レゾルバ４２１の出力値から、モータジェネレータ１０の回転速度の大きさ（絶対値）だけでなく回転方向を把握することができる。
【００３８】
モータジェネレータ２０にはレゾルバ４２２（第２センサ）が設けられる。レゾルバ４２２は、モータジェネレータ２０の回転速度（ＭＧ１回転速度Ｎｍ２）を検出し、検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。レゾルバ４２２は、レゾルバ４２１と同様、回転速度の大きさ（絶対値）および回転方向を検出可能である。すなわち、ＥＣＵ３００は、レゾルバ４２２の出力値から、モータジェネレータ２０の回転速度の大きさ（絶対値）だけでなく回転方向を把握することができる。
【００３９】
さらに、モータジェネレータ１０，２０には、電流センサ２４１，２４２がそれぞれ設けられる。電流センサ２４１は、モータジェネレータ１０を流れる電流（モータ電流）ＩＭ１を検出する。電流センサ２４２は、モータジェネレータ２０を流れる電流（モータ電流）ＩＭ２を検出する。これらのセンサは、検出結果を示す信号をＥＣＵ３００にそれぞれ出力する。
【００４０】
ＥＣＵ３００は、各センサからの情報等に基づいて、モータジェネレータ１０，２０の出力が所望の出力となるようにＰＣＵ２００（コンバータ２１０およびインバータ２２１，２２２）を制御する。なお、図２に示す例では、ＥＣＵ３００が１つのユニットとして構成されているが、ＥＣＵ３００は、複数のユニットに分割されていてもよい。
【００４１】
＜通常走行およびインバータレス走行＞
ＥＣＵ３００は、通常モードと退避モードとのどちらかの制御モードで車両１を走行させることができる。
【００４２】
通常モードは、上述の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。以下では、通常モードによる走行を「通常走行」と記載する。
【００４３】
退避モードは、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ような異常（以下「インバータ異常」ともいう）が生じた場合に、インバータ２２１，２２２をゲート遮断状態としつつ、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の電気的な駆動が許容されないモードである。以下では、この退避モードによる走行を「インバータレス走行」と記載し、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」と記載する。
【００４４】
図３は、インバータレス走行中における電気システムの状態を概略的に示す図である。インバータレス走行中においては、ＥＣＵ３００からの制御信号に応答して、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がゲート遮断状態（非導通状態）とされる。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、ＥＣＵ３００からの制御信号に応答して、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）がゲート遮断状態（非導通状態）とされる。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、ＥＣＵ３００からの制御信号に応答して、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング動作が継続される。
【００４５】
また、インバータレス走行中においては、エンジン１００が駆動され、エンジン１００からエンジントルク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が力学的（機械的）に回転させられる。モータジェネレータ１０は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によってモータジェネレータ１０のロータに設けられた永久磁石１２が回転させられることによって、モータジェネレータ１０には逆起電圧Ｖｃが生じる。この逆起電圧Ｖｃがシステム電圧ＶＨを超えると、モータジェネレータ１０からバッテリ１５０に向かって電流が流れる。この際、モータジェネレータ１０には、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（制動トルク）が発生する。
【００４６】
図４は、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１と逆起電圧Ｖｃと逆起トルクＴｃとの対応関係を概略的に示す図である。図４において、横軸はＭＧ１回転速度Ｎｍ１を表わし、縦軸は上から順に逆起電圧Ｖｃ、逆起トルクＴｃを表わす。
【００４７】
図４に示される回転速度領域においては、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１が高いほど逆起電圧Ｖｃは高い値となる特性を有する。ＭＧ１回転速度Ｎｍ１が所定値Ｎｖｈを下回る領域では、逆起電圧Ｖｃがシステム電圧ＶＨ未満であるため、モータジェネレータ１０からバッテリ１５０に向かって電流は流れない。そのため、逆起トルクＴｃも生じない。
【００４８】
ＭＧ１回転速度Ｎｍ１が所定値Ｎｖｈを超える領域では、逆起電圧Ｖｃがシステム電圧ＶＨを超えるため、モータジェネレータ１０からバッテリ１５０に向かって、逆起電圧Ｖｃとシステム電圧ＶＨとの差（以下「電圧差ΔＶ」ともいう）に応じた電流が流れる。すなわち、モータジェネレータ１０は逆起電力を発生し、この逆起電力でバッテリ１５０が充電される。この際、モータジェネレータ１０には、電圧差ΔＶに応じた逆起トルクＴｃが発生する。逆起トルクＴｃ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制動トルク（負トルク）である。
【００４９】
図５は、インバータレス走行中におけるエンジン１００およびモータジェネレータ１０，２０の制御状態の一例を遊星歯車機構３０の共線図上に示す図である。上述したように、サンギヤＳの回転速度（＝ＭＧ１回転速度Ｎｍ１）と、キャリアＣＡの回転速度（＝エンジン回転速度Ｎｅ）と、リングギヤＲの回転速度（＝ＭＧ２回転速度Ｎｍ２）とは、共線図上において直線で結ばれる関係（共線図の関係）を有する。
【００５０】
インバータレス走行中には、エンジン１００からエンジントルクＴｅが出力される。エンジントルクＴｅによってモータジェネレータ１０が力学的に回転させられると、モータジェネレータ１０は逆起電圧Ｖｃを発生する。逆起電圧Ｖｃがシステム電圧ＶＨを超えると、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）に作用する逆起トルクＴｃを発生する。
【００５１】
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（前進方向）に作用する駆動トルクＴｅｐが発生する。この駆動トルクＴｅｐによって車両１が退避走行される。
【００５２】
なお、駆動トルクＴｅｐによってモータジェネレータ２０が回転させられるためモータジェネレータ２０にも逆起電圧が生じるが、図５に示す例では、モータジェネレータ２０の逆起電圧がシステム電圧ＶＨを超えない回転速度までＭＧ２回転速度Ｎｍ２が低下しているため、モータジェネレータ２０には逆起トルクは生じていない。
【００５３】
図６は、ＥＣＵ３００がインバータレス走行制御を行なう際の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは所定周期で繰り返し実行される。
【００５４】
ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０にて、ＥＣＵ３００は、上述したインバータ異常が生じているか否かを判定する。インバータ異常が生じていない場合（Ｓ１０にてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ１１にて、制御モードを通常モードに設定して通常走行を行なう。
【００５５】
インバータ異常が生じている場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ１２〜Ｓ１４にて、制御モードを退避モードに設定してインバータレス走行を行なう。
【００５６】
具体的には、ＥＣＵ３００は、Ｓ１２にてインバータ２２１，２２２をゲート遮断状態にする。その後、ＥＣＵ３００は、Ｓ１３にて、システム電圧ＶＨが目標システム電圧ＶＨｔａｇとなるようにコンバータ２１０を制御する。本実施の形態において、目標システム電圧ＶＨｔａｇは、たとえば予め定められた固定値とすることができる。
【００５７】
その後、ＥＣＵ３００は、Ｓ１４にて、エンジン１００を駆動する。すなわち、ＥＣＵ３００は、エンジン１００を駆動してモータジェネレータ１０を機械的に回転させることによって、モータジェネレータ１０から逆起トルクＴｃを発生させる。この際、エンジン１００の出力を制御することによって、モータジェネレータ１０の逆起トルクＴｃがユーザの要求に応じたトルクとなるようにＭＧ１回転速度Ｎｍ１が調整される。これにより、逆起トルクＴｃの反力として出力軸６０に作用する駆動トルクＴｅｐによって車両１が退避走行される。
【００５８】
＜インバータレス走行中のＭＧ１回転速度Ｎｍ１の算出＞
上述のインバータレス走行中においては、エンジン１００の出力を制御することによって、モータジェネレータ１０の逆起トルクＴｃがユーザの要求に応じたトルクとなるようにＭＧ１回転速度Ｎｍ１が調整される。したがって、ＥＣＵ３００は、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１を精度よく把握する必要がある。
【００５９】
しかしながら、インバータレス走行中に、レゾルバ４２１，４２２の故障等によってレゾルバ４２１，４２２の出力値をＥＣＵ３００が取得できない異常（以下「レゾルバ異常」ともいう）が生じている場合、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１を把握することができなくなることが懸念される。
【００６０】
そこで、本実施の形態によるＥＣＵ３００は、インバータレス走行中にレゾルバ異常が生じている場合、以下の手法によってＭＧ１回転速度Ｎｍ１を算出する。
【００６１】
上述の車両１においては、エンジン１００とモータジェネレータ１０と出力軸６０（駆動輪５０およびモータジェネレータ２０）とが、遊星歯車機構３０によって機械的に連結される。したがって、レゾルバ異常が生じている場合であっても、遊星歯車機構３０の共線図の関係を利用して、エンジン回転速度センサ４１０の出力値（エンジン回転速度Ｎｅ）および車輪速センサ７３の出力値（車輪速ＶＳ）から、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１を精度よく算出可能である。
【００６２】
しかしながら、車輪速センサ７３は、駆動輪５０の回転速度の大きさ（絶対値）を検出できるが、駆動輪５０の回転方向までは検出できない。そのため、共線図の関係を利用する手法では、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１として、駆動輪５０が前進方向（正方向）に回転していると仮定したときの値と、駆動輪５０が後進方向（負方向）に回転していると仮定したときの値との２通りの値が想定され、どちらの値が実際のＭＧ１回転速度Ｎｍ１であるのかを特定できない。
【００６３】
一方、インバータレス走行制御中においては、モータジェネレータ１０は、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１に応じた逆起電圧Ｖｃを発生し、この逆起電圧Ｖｃによってモータジェネレータ１０からバッテリ１５０に電流が流れることによって逆起トルクＴｃを発生する。したがって、バッテリ電流ＩＢは、モータジェネレータ１０の逆起電圧Ｖｃ、すなわちＭＧ１回転速度Ｎｍ１に応じた値となる。この点を利用すれば、監視ユニット４４０からのバッテリ電流ＩＢを用いてＭＧ１回転速度Ｎｍ１をある程度の精度で推定することが可能である。
【００６４】
以上の点の鑑み、ＥＣＵ３００は、インバータレス走行中にレゾルバ異常が生じている場合、まず、共線図の関係を利用して、エンジン回転速度センサ４１０の出力値と車輪速センサ７３の出力値とを用いて、駆動輪５０が前進方向（正方向）に回転していると仮定したときのＭＧ１回転速度の第１推定値Ｎｍ１（ＶＳ＋）と、駆動輪５０が後進方向（負方向）に回転していると仮定したときのＭＧ１回転速度の第２推定値Ｎｍ１（ＶＳ−）とを算出する。
【００６５】
図７は、ＥＣＵ３００による第１推定値Ｎｍ１（ＶＳ＋）および第２推定値Ｎｍ１（ＶＳ−）の算出手法を説明するための図である。ＥＣＵ３００は、まず、車輪速センサ７３の出力値（車輪速ＶＳ）から、駆動輪５０が前進方向に回転していると仮定したときのＭＧ２回転速度の推定値Ｎｍ２（ＶＳ＋）と、駆動輪５０が後進方向に回転していると仮定したときのＭＧ２回転速度の推定値Ｎｍ２（ＶＳ−）とを算出する。ここで、推定値Ｎｍ２（ＶＳ＋）と推定値Ｎｍ２（ＶＳ−）とは、絶対値が同じであって、符号は逆（Ｎｍ２（ＶＳ＋）＞０、Ｎｍ２（ＶＳ−）＜０）である。
【００６６】
さらに、ＥＣＵ３００は、共線図の関係を利用して、エンジン回転速度Ｎｅと推定値Ｎｍ２（ＶＳ＋）とを用いて上述の第１推定値Ｎｍ１（ＶＳ＋）を算出する（図７の一点鎖線参照）。同様に、ＥＣＵ３００は、共線図の関係を利用して、エンジン回転速度Ｎｅと推定値Ｎｍ２（ＶＳ−）とを用いて上述の第２推定値Ｎｍ１（ＶＳ−）を算出する（図７の二点鎖線参照）。図７に例示されているように、第１推定値Ｎｍ１（ＶＳ＋）と第２推定値Ｎｍ１（ＶＳ−）とは異なる値となり、どちらの値が実際のＭＧ１回転速度Ｎｍ１であるのかを特定できない。
【００６７】
そこで、ＥＣＵ３００は、監視ユニット４４０からのバッテリ電流ＩＢを用いてＭＧ１回転速度の第３推定値Ｎｍ１（ＩＢ）を算出する。そして、ＥＣＵ３００は、第１推定値Ｎｍ１（ＶＳ＋）および第２推定値Ｎｍ１（ＶＳ−）のうち、どちらが実際のＭＧ１回転速度Ｎｍ１であるのかを第３推定値Ｎｍ１（ＩＢ）を用いて判定する。具体的には、第１推定値Ｎｍ１（ＶＳ＋）および第２推定値Ｎｍ１（ＶＳ−）のうち、第３推定値Ｎｍ１（ＩＢ）に近い方をＭＧ１回転速度Ｎｍ１とする。これにより、インバータレス走行中にレゾルバ異常が生じている場合であっても、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１を精度よく算出することができる。
【００６８】
図８は、ＥＣＵ３００がＭＧ１回転速度Ｎｍ１を算出する際の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートはインバータレス走行中に所定周期で繰り返し実行される。
【００６９】
Ｓ２０にて、ＥＣＵ３００は、上述のレゾルバ異常（レゾルバ４２１，４２２の故障等によってレゾルバ４２１，４２２の出力値をＥＣＵ３００が取得できない異常）が生じているか否かを判定する。レゾルバ異常が生じていない場合（Ｓ２０にてＮＯ）、ＥＣＵ３００は処理を終了する。
【００７０】
レゾルバ異常が生じている場合（Ｓ２０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ２１にて、車輪速センサ７３の出力値（車輪速ＶＳ）から、駆動輪５０が前進方向に回転していると仮定したときのＭＧ２回転速度の推定値Ｎｍ２（ＶＳ＋）と、駆動輪５０が後進方向に回転していると仮定したときのＭＧ２回転速度の推定値Ｎｍ２（ＶＳ−）とを算出する。上述したように、推定値Ｎｍ２（ＶＳ＋）と推定値Ｎｍ２（ＶＳ−）とは、絶対値が同じで、符号は逆（Ｎｍ２（ＶＳ＋）＞０、Ｎｍ２（ＶＳ−）＜０）である。
【００７１】
Ｓ２２にて、ＥＣＵ３００は、共線図の関係を利用して、エンジン回転速度センサ４１０の出力値（エンジン回転速度Ｎｅ）と、Ｓ２１で算出された推定値Ｎｍ２（ＶＳ＋）とを用いて、駆動輪５０が前進方向に回転していると仮定したときのＭＧ１回転速度の第１推定値Ｎｍ１（ＶＳ＋）を算出する。
【００７２】
Ｓ２３にて、ＥＣＵ３００は、共線図の関係を利用して、エンジン回転速度センサ４１０の出力値（エンジン回転速度Ｎｅ）と、Ｓ２１で算出された推定値Ｎｍ２（ＶＳ−）とを用いて、駆動輪５０が後進方向に回転していると仮定したときのＭＧ１回転速度の第２推定値Ｎｍ１（ＶＳ−）を算出する。
【００７３】
Ｓ２４にて、ＥＣＵ３００は、監視ユニット４４０からのバッテリ電流ＩＢを用いてＭＧ１回転速度の第３推定値Ｎｍ１（ＩＢ）を算出する。たとえば、ＥＣＵ３００は、以下の手法によって第３推定値Ｎｍ１（ＩＢ）を算出する。
【００７４】
インバータレス走行中には、モータジェネレータ１０の発電電力によって生じる電流がバッテリ１５０および高圧負荷１７０に供給されることから、下記の式（１）に示す電気的な関係が成立する。
【００７５】
ＩＢ＋Ｉｌｏａｄ＝２π×Ｎｍ１×Ｔｃ／（６０×ＶＢ）  …（１）
式（１）において、バッテリ電流ＩＢおよびバッテリ電圧ＶＢは監視ユニット４４０から取得可能である。負荷電流Ｉｌｏａｄは電流センサ１７１から取得可能である。また、負荷電流Ｉｌｏａｄは、高圧負荷１７０の各機器の状態から推定することも可能である。したがって、式（１）には、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１（単位：ｒｐｍ）と逆起トルクＴｃとの２つの未知数が含まれる。ところが、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１と逆起トルクＴｃとの間には上述の図４に示される関係が成立している。そこで、ＥＣＵ３００は、式（１）の関係と図４に示される関係とを利用することによって、バッテリ電流ＩＢに基づくＭＧ１回転速度の第３推定値Ｎｍ１（ＩＢ）を算出する。
【００７６】
Ｓ２５にて、ＥＣＵ３００は、第１推定値Ｎｍ１（ＶＳ＋）と第３推定値Ｎｍ１（ＩＢ）との差の絶対値（＝｜Ｎｍ１（ＶＳ＋）−Ｎｍ１（ＩＢ）｜）が、第２推定値Ｎｍ１（ＶＳ−）と第３推定値Ｎｍ１（ＩＢ）との差の絶対値（＝｜Ｎｍ１（ＶＳ−）−Ｎｍ１（ＩＢ）｜）よりも小さいか否かを判定する。この判定は、第１推定値Ｎｍ１（ＶＳ＋）が第２推定値Ｎｍ１（ＶＳ−）よりも第３推定値Ｎｍ１（ＩＢ）に近いか否かを判定する処理である。
【００７７】
｜Ｎｍ１（ＶＳ＋）−Ｎｍ１（ＩＢ）｜が｜Ｎｍ１（ＶＳ−）−Ｎｍ１（ＩＢ）｜よりも小さい場合（Ｓ２５にてＹＥＳ）、すなわち第１推定値Ｎｍ１（ＶＳ＋）が第２推定値Ｎｍ１（ＶＳ−）よりも第３推定値Ｎｍ１（ＩＢ）に近い場合、ＥＣＵ３００は、第１推定値Ｎｍ１（ＶＳ＋）をＭＧ１回転速度Ｎｍ１として扱う。
【００７８】
｜Ｎｍ１（ＶＳ＋）−Ｎｍ１（ＩＢ）｜が｜Ｎｍ１（ＶＳ−）−Ｎｍ１（ＩＢ）｜よりも大きい場合（Ｓ２５にてＮＯ）、すなわち第２推定値Ｎｍ１（ＶＳ−）が第１推定値Ｎｍ１（ＶＳ＋）よりも第３推定値Ｎｍ１（ＩＢ）に近い場合、ＥＣＵ３００は、第２推定値Ｎｍ１（ＶＳ−）をＭＧ１回転速度Ｎｍ１として扱う。
【００７９】
以上のように、本実施の形態によるＥＣＵ３００は、インバータレス走行中にレゾルバ異常が生じている場合、まず、共線図の関係を利用して、エンジン回転速度センサ４１０の出力値と車輪速センサ７３の出力値とを用いて、駆動輪５０が前進方向に回転していると仮定したときのＭＧ１回転速度の第１推定値Ｎｍ１（ＶＳ＋）と、駆動輪５０が後進方向に回転していると仮定したときのＭＧ１回転速度の第２推定値Ｎｍ１（ＶＳ−）とを算出する。さらに、ＥＣＵ３００は、監視ユニット４４０からのバッテリ電流ＩＢを用いてＭＧ１回転速度の第３推定値Ｎｍ１（ＩＢ）を算出する。そして、ＥＣＵ３００は、第１推定値Ｎｍ１（ＶＳ＋）および第２推定値Ｎｍ１（ＶＳ−）のうち、第３推定値Ｎｍ１（ＩＢ）に近い方をＭＧ１回転速度Ｎｍ１とする。これにより、インバータレス走行中にレゾルバ異常が生じている場合であっても、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１を精度よく算出することができる。
【００８０】
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】
【００８１】
１  車両、１０，２０  モータジェネレータ、１２  永久磁石、３０  遊星歯車機構、５０  駆動輪、６０  出力軸、７３  車輪速センサ、１００  エンジン、１１０  クランクシャフト、１５０  バッテリ、１７０  高圧負荷、１７１，２４１，２４２  電流センサ、２００  ＰＣＵ、２１０  コンバータ、２２１，２２２  インバータ、２３０  電圧センサ、３００  ＥＣＵ、４１０  エンジン回転速度センサ、４２１，４２２  レゾルバ、４４０  監視ユニット。
【図１】
2017056790.tif 000003
【図２】
2017056790.tif 000004
【図３】
2017056790.tif 000005
【図４】
2017056790.tif 000006
【図５】
2017056790.tif 000007
【図６】
2017056790.tif 000008
【図７】
2017056790.tif 000009
【図８】
2017056790.tif 000010