(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両のインバータレス走行モードにおいて、第１の制御装置と第２の制御装置との間の通信に異常が生じた場合に、コンバータのゲート遮断をシフトレンジに応じて適切に行なう。【解決手段】ＨＶ−ＥＣＵ３１０とＭＧ−ＥＣＵ３２０との間の通信に異常が発生すると、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、インバータ２２１，２２２のゲート遮断を行なう。インバータ２２１，２２２をゲート遮断状態としたインバータレス走行モード時において、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、シフトレンジが非走行レンジの場合には、エンジン回転速度Ｎｅが所定の基準値Ｎｃを下回るようにエンジン１００を制御する。ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１およびＭＧ２回転速度Ｎｍ２からエンジン回転速度Ｎｅを算出し、算出されたエンジン回転速度Ｎｅが基準値Ｎｃを下回る場合には、コンバータ２１０についてゲート遮断をさらに行なう。【選択図】図７
2017039404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン、第１および第２の回転電機、ならびに蓄電装置を備えたハイブリッド車両であって、
前記第１の回転電機に連結されたサンギヤ、前記第２の回転電機に連結されたリングギヤ、および前記エンジンに連結されたキャリアを含む遊星歯車機構と、
前記蓄電装置の電圧を昇圧可能に構成されたコンバータと、
前記コンバータと前記第１の回転電機との間に電気的に接続され、前記蓄電装置と前記第１の回転電機との間で双方向の電力変換を実行可能に構成された第１のインバータと、
前記コンバータと前記第２の回転電機との間に電気的に接続され、前記蓄電装置と前記第２の回転電機との間で双方向の電力変換を実行可能に構成された第２のインバータと、
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、前記シフトレンジに応じて前記エンジンを制御する第１の制御装置と、
前記第１および第２の回転電機の各々の回転速度を検出可能に構成され、前記コンバータならびに前記第１および第２のインバータを制御する第２の制御装置とをさらに備え、
前記第１の制御装置と前記第２の制御装置との間の通信に異常が発生すると、前記第２の制御装置は、前記第１および第２のインバータのゲート遮断を行ない、
前記エンジンを駆動し、かつ、前記第１および第２のインバータをゲート遮断状態とした退避走行モードにおいて、
前記第１の制御装置は、前記シフトレンジが非走行レンジの場合には、前記エンジンの回転速度が所定の基準値を下回るように前記エンジンを制御し、
前記第２の制御装置は、前記第１および第２の回転電機の各々の回転速度から前記エンジンの回転速度を算出し、算出された回転速度が前記基準値を下回る場合には、前記コンバータについてゲート遮断をさらに行なう、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、および、エンジンと遊星歯車機構を介して連結された第１および第２のモータジェネレータを備える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。
【０００３】
このハイリッド車両の電気システムは、バッテリと、コンバータと、第１および第２のインバータとを備える。コンバータは、バッテリの電圧を昇圧可能に構成される。第１のインバータは、コンバータと第１の回転電機との間に電気的に接続され、バッテリと第１のモータジェネレータとの間で双方向の電力変換を実行可能に構成される。第２のインバータについても同様である。
【０００４】
このような構成を有するハイブリッド車両において、第１および第２のモータジェネレータの回転駆動制御に支障を来たすような第１および第２のインバータの異常が生じた場合、機器の損傷を防止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、インバータの異常が検出された場合に、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】
【０００５】
【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】
【０００６】
上述のように第１および第２のインバータの両方をゲート遮断した状態にて行なわれる退避走行モードを、本明細書では「インバータレス走行モード」とも称する。インバータレス走行モードにおいては、エンジンは駆動されているため、エンジントルクが出力される。第１のモータジェネレータは、エンジンからの回転力を受けて逆起電力を発生させることによって発電する。このとき、第１のモータジェネレータには、その発電電力に応じて第１のモータジェネレータの回転を止める方向（負方向）にトルクが発生する。このトルクは「引きずりトルク」とも称される。一方、リングギヤには、引きずりトルクの反力として正方向に作用するトルク（直達トルク）が発生する。この直達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モード時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モードにおいてハイブリッド車両がたとえば一時停止した場合に、シフトレンジがＮ（ニュートラル）レンジ等の非走行レンジに切り替えられる場合がある。この場合であっても、エンジンが駆動されている限り直達トルクは正方向に作用し、直達トルクを０にしたり負方向に作用させたりすることはできない。つまり、非走行レンジが選択された場合であっても、ハイブリッド車両を前進させる方向のトルクが発生してしまう可能性がある。
【０００８】
直達トルクの発生を防止するための対策として、インバータレス走行モードにおいて非走行レンジが選択された場合には、コンバータについてもゲート遮断をさらに行なうことが考えられる。コンバータのゲート遮断を行なうと、第１のモータジェネレータからコンバータを介してバッテリに向かう電流（回生電流）の経路が遮断される。これにより、引きずりトルクの発生が抑制されるので、引きずりトルクの反力として作用する直達トルクの発生を防止することができる。
【０００９】
このように、インバータレス走行モード時にコンバータのゲート遮断をさらに実行可能に構成されたハイブリッド車両において、シフトレンジを示す信号を受ける第１の制御装置と、コンバータならびに第１および第２のインバータを制御する第２の制御装置とが別々に設けられた構成が採用される場合がある。シフトレンジに応じた走行制御を車両全体として実現するために、第１の制御装置と第２の制御装置との間で通信が行なわれる。
【００１０】
この通信が正常に行なわれている場合、第２の制御装置は、現在のシフトレンジを取得した第１の制御装置から、コンバータのゲート遮断の実行指令（ゲート遮断指令）を適時に受けることが可能である。そのため、たとえば、第２の制御装置は、シフトレンジが走行レンジの場合にはコンバータのゲート遮断を行なわない一方で、シフトレンジが非走行レンジに切り替えられると、コンバータのゲート遮断を行なうことができる。このように、第２の制御装置は、通信が正常に行なわれている場合には、コンバータのゲート遮断をシフトレンジに応じて適切に行なうことができる。
【００１１】
その一方で、通信に異常が生じた場合、第２の制御装置は、第１の制御装置からコンバータのゲート遮断指令をシフトレンジに応じて適時に受けることはできなくなる。その結果、コンバータのゲート遮断をシフトレンジに応じて適切に行なうことができなくなる可能性がある。
【００１２】
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、ハイブリッド車両のインバータレス走行モードにおいて、第１の制御装置と第２の制御装置との間の通信に異常が生じた場合に、コンバータのゲート遮断をシフトレンジに応じて適切に実行可能な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のある局面に従うハイブリッド車両は、エンジン、第１および第２の回転電機、ならびに蓄電装置を備える。ハイブリッド車両は、遊星歯車機構と、コンバータと、第１および第２のインバータと、第１および第２の制御装置とをさらに備える。遊星歯車機構は、記第１の回転電機が連結されたサンギヤ、前記第２の回転電機が連結されたリングギヤ、およびエンジンが連結されたキャリアを含む。コンバータは、蓄電装置の電圧を昇圧可能に構成される。第１のインバータは、コンバータと第１の回転電機との間に電気的に接続され、蓄電装置と第１の回転電機との間で双方向の電力変換を実行可能に構成される。第２のインバータは、コンバータと第２の回転電機との間に電気的に接続され、蓄電装置と第２の回転電機との間で双方向の電力変換を実行可能に構成される。第１の制御装置は、ハイブリッド車両のシフトレンジを示す信号を受信可能に構成され、シフトレンジに応じてエンジンを制御する。第２の制御装置は、第１および第２の回転電機の各々の回転速度を示す信号を受信可能に構成され、コンバータならびに第１および第２のインバータを制御する。第２の制御装置は、第１の制御装置と第２の制御装置との間の通信異常が発生すると、第１の制御装置と第２の制御装置との間の通信に異常が発生すると、第２の制御装置は、第１および第２のインバータのゲート遮断を行なう。エンジンを駆動し、かつ、第１および第２のインバータをゲート遮断状態とした退避走行モードにおいて、第１の制御装置は、シフトレンジが非走行レンジの場合には、エンジンの回転速度が所定の基準値を下回るようにエンジンを制御する。第２の制御装置は、第１および第２の回転電機の各々の回転速度からエンジンの回転速度を算出し、算出された回転速度が上記基準値を下回る場合には、コンバータについてゲート遮断をさらに行なう。
【００１４】
一般に、シフトレンジが走行レンジの場合のエンジンの回転速度は相対的に高く、シフトレンジが非走行レンジの場合のエンジンの回転速度は相対的に低い。そのため、上記構成によれば、第１の制御装置と第２の制御装置との間の通信に異常が生じた場合には、シフトレンジに関する情報を、エンジンの回転速度を用いて第１の制御装置から第２の制御装置へと伝達する。すなわち、第１の制御装置は、シフトレンジが非走行レンジの場合には、エンジンの回転速度が所定の基準値を下回るようにエンジンを制御する。一方、第２の制御装置は、エンジンの回転速度を直接的には検出できないものの、第１および第２の回転電機の各々の回転速度からエンジンの回転速度を算出することができる。よって、第２の制御装置は、算出されたエンジンの回転速度が上記基準値を下回る場合には、非走行レンジが選択されているものと推定して、コンバータについてもゲート遮断をさらに行なう。これにより、非走行レンジが選択された場合には、ハイブリッド車両を前進させる方向に作用するトルクの発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ハイブリッド車両のインバータレス走行モードにおいて、第１の制御装置と第２の制御装置との間の通信に異常が生じた場合に、コンバータのゲート遮断をシフトレンジに応じて適切に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実行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。
【図２】ハイブリッド車両の電気システムおよびＥＣＵ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モード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モード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】インバータレス走行モードにおいて非走行レンジが選択された場合の各回転要素の挙動を説明するための共線図である。
【図６】インバータレス走行モードにおいてコンバータのゲート遮断をさらに行なっ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】本実行の形態に係るハイブリッド車両における通信異常発生時の走行制御を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実行の形態について、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。
【００１８】
＜ハイブリッド車両の全体構成＞
図１は、本実行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。図１を参照して、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、車輪５０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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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（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。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。
【００２２】
モータジェネレータ（第２の回転電機）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プロペラシャフト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。
【００２３】
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（ＭＧ１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（ＭＧ２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。
【００２４】
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に連結される。リングギヤＲは、モータジェネレータ２０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、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を保持するとともに、エンジン１００のクランクシャフト１１０に連結される。遊星歯車機構３０は、エンジン１００から受けた動力を、モータジェネレータ１０に伝達される動力と、モータジェネレータ２０および自動変速機４０を介して車輪５０に伝達される動力とに分割する。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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には、Ｄ（ドライブ）レンジおよびＢ（ブレーキ）レンジ等の走行レンジと、Ｐ（パーキング）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ、Ｎ（ニュートラル）レンジ等の非走行レンジとが設けられている。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の位置を検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。
【００２９】
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種機器を制御する。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。
【００３０】
＜電気システムおよびＥＣＵの構成＞
図２は、車両１の電気システムおよびＥＣＵ３００の構成を説明するための回路ブロック図である。図１および図２を参照して、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。ＥＣＵ３００は、ＨＶ−ＥＣＵ３１０と、ＭＧ−ＥＣＵ３２０と、エンジンＥＣＵ３３０とを含む。
【００３１】
バッテリ１５０には電圧センサ４４０が設けられている。電圧センサ４４０は、バッテリ１５０の電圧（バッテリ電圧）ＶＢを検出して、その検出結果を示す信号をＭＧ−ＥＣＵ３２０に出力する。
【００３２】
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。
【００３３】
コンバータ２１０は、ＭＧ−ＥＣＵ３２０からの制御信号に応じて、バッテリ電圧ＶＢを昇圧してインバータ２２１，２２２に供給する。また、コンバータ２１０は、ＭＧ−ＥＣＵ３２０からの制御信号に応じて、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コンデンサＣ２を介して供給された直流電圧を降圧してバッテリ１５０を充電する。
【００３４】
より具体的に、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、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。
【００３５】
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。
【００３６】
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（システム電圧）ＶＨを検出し、その検出結果を示す信号をＭＧ−ＥＣＵ３２０に出力する。
【００３７】
インバータ（第１のインバータ）２２１は、システム電圧ＶＨが供給されると、ＭＧ−ＥＣＵ３２０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。これにより、モータジェネレータ１０は、トルク指令値ＴＲ１により指定されたトルクを発生するように駆動される。
【００３８】
より具体的に、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。
【００３９】
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。なお、インバータ（第２のインバータ）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。
【００４０】
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）ＭＣＲＴ１を検出し、その検出結果を示す信号をＭＧ−ＥＣＵ３２０に出力する。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）ＭＣＲＴ２を検出し、その検出結果を示す信号をＭＧ−ＥＣＵ３２０に出力する。
【００４１】
ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、モータジェネレータ１０，２０の運転指令およびコンバータ２１０の電圧指令値を生成し、ＭＧ−ＥＣＵ３２０に出力する。ＨＶ−ＥＣＵ３１０から出力される運転指令には、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（インバータ２２１，２２２へのゲート遮断指令）、モータジェネレータ１０のトルク指令値ＴＲ１、モータジェネレータ２０のトルク指令値ＴＲ２、ならびに、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１およびＭＧ２回転速度Ｎｍ２の指令値等が含まれる。また、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。
【００４２】
ＭＧ−ＥＣＵ（第２の制御装置）３２０は、ＨＶ−ＥＣＵ３１０からモータジェネレータ１０，２０の運転指令およびコンバータ２１０の電圧指令値を受ける。また、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、各センサからの信号を受ける。
【００４３】
ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、上記運転指令および電圧指令値ならびに各種信号に基づいて、システム電圧ＶＨがコンバータ２１０の電圧指令値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、電圧指令値とバッテリ電圧ＶＢおよびシステム電圧ＶＨとに基づいて、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、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の各々をゲート遮断するためのゲート遮断信号ＳＤＮＣを生成してコンバータ２１０に出力する。
【００４４】
また、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、モータジェネレータ１０，２０がＨＶ−ＥＣＵ３１０から受けた運転指令に従って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ＭＣＲＴ１およびトルク指令値ＴＲ１に基づいて、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、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８の各々をゲート遮断するためのゲート遮断信号ＳＤＮ１を生成してインバータ２２１に出力する。
【００４５】
さらに、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、モータジェネレータ１０，２０に関する異常を検出する。ＭＧ−ＥＣＵ３２０により検出された異常に関する情報は、ＨＶ−ＥＣＵ３１０に出力される。ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、これらの異常情報をモータジェネレータ１０，２０の運転指令へ反映することが可能に構成されている。
【００４６】
エンジンＥＣＵ３３０は、エンジン回転速度センサ４１０からエンジン回転速度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（エンジン回転速度ＮｅおよびエンジントルクＴｅ）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。なお、ＨＶ−ＥＣＵ３１０およびエンジンＥＣＵ３３０は、本発明に係る「第１の制御装置」に相当する。
【００４７】
＜インバータレス走行モード＞
以上のように構成された車両１では、電流センサ２４１，２４２等の部品の故障によりモータジェネレータ１０，２０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は、インバータ２２１，２２２のゲート遮断を行なうことによって、バッテリ１５０からモータジェネレータ１０，２０への給電を停止させる。エンジン１００を駆動し、かつ、インバータ２２１，２２２をゲート遮断状態として行なわれる退避走行モードを「インバータレス走行モード」とも称する。
【００４８】
図３は、インバータレス走行モード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３を参照して、ＭＧ−ＥＣＵ３２０から出力されたゲート遮断信号ＳＤＮ１に応答して、インバータ２２１を構成するすべてのスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８が非導通状態とされると、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、ＭＧ−ＥＣＵ３２０から出力されたゲート遮断信号ＳＤＮ２に応答して、インバータ２２２を構成するすべてのスイッチング素子Ｑ９〜Ｑ１４（図２参照）が非導通状態とされると、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。
【００４９】
一方、コンバータ２２０では、ＭＧ−ＥＣＵ３２０から出力された制御信号ＰＷＭＣ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。
【００５０】
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、モータジェネレータ１０がエンジン１００（図１参照）からの回転力を受けると、永久磁石１２が回転することによって逆起電力ωφが生じ得る。
【００５１】
図４は、インバータレス走行モード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１および図４を参照して、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（＝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を有する。
【００５２】
インバータレス走行モード時には、エンジン１００からエンジントルクＴｅが出力される。上述のように、モータジェネレータ１０は、エンジン１００からの回転力を受けて逆起電力ωφ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１０には、その発電電力に応じてモータジェネレータ１０の回転を止める方向（負方向）に引きずりトルクＴｄｒが発生する。一方、リングギヤＲには、引きずりトルクＴｄｒの反力として正方向に作用するトルク（直達トルク）Ｔｅｐが発生する。
【００５３】
ここで、本発明者らは、インバータレス走行モードにおいて車両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走行レンジに切り替えられると、以下のような課題が生じ得る点に着目した。
【００５４】
図５は、インバータレス走行モードにおいて非走行レンジが選択された場合の各回転要素の挙動を説明するための共線図である。非走行レンジが選択されているにもかかわらず、エンジン１００が駆動されている限り、リングギヤＲには正方向の直達トルクＴｅｐが作用する。直達トルクＴｅｐを０にしたり、負方向に作用させたりすることはできない。つまり、シフト操作により非走行レンジが選択された場合であっても、車両１を前進させる方向のトルクが発生してしまう可能性がある。
【００５５】
＜コンバータのゲート遮断＞
直達トルクＴｅｐの発生を防止するための対策として、インバータレス走行モードにおいて非走行レンジが選択された場合には、コンバータ２１０についてもゲート遮断を行なうことが考えられる。
【００５６】
図６は、インバータレス走行モード時にコンバータ２１０のゲート遮断をさらに行なっ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６を参照して、インバータ２２１がゲート遮断された状態の場合、モータジェネレータ１０にて発生した逆起電力ωφがバッテリ電圧ＶＢ未満（ωφ＜ＶＢ）のときには、バッテリ１５０からインバータ２２１を介してモータジェネレータ１０へと向かう駆動電流の経路が遮断される。
【００５７】
一方、逆起電力ωφがバッテリ電圧ＶＢよりも高いとき（ωφ＞ＶＢ）には、インバータ２２１がゲート遮断状態であったとしてもコンバータ２１０のゲートが遮断されていないと、モータジェネレータ１０からの回生電流が、インバータ２２１に含まれるダイオードＤ３〜Ｄ８と、コンバータ２１０に含まれるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２（図３参照）とを介して流れ得る（矢印ＡＲ参照）。しかし、コンバータ２１０のゲート遮断を行なうことにより、上記回生電流の経路が遮断される。
【００５８】
このように、インバータ２２１，２２２のゲート遮断、およびコンバータ２２０のゲート遮断の両方を行なうことにより、逆起電力ωφとバッテリ電圧ＶＢとの大小関係にかかわらず、車両１の電気システムには電流が流れなくなる。そのため、モータジェネレータ１０における引きずりトルクＴｄｒ（図５参照）の発生が抑制される。その結果、引きずりトルクＴｄｒを反力として作用する直達トルクＴｅｐの発生も抑制することができるので、車両１を前進させる方向のトルクの発生を防止することができる。
【００５９】
ここで、図２にて説明したように、ＨＶ−ＥＣＵ３１０からＭＧ−ＥＣＵ３２０へと、シフトレンジに応じて、コンバータ２２０の運転指令およびゲート遮断指令の通信が行なわれる。
【００６０】
この通信が正常に行なわれている場合、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、シフトレンジに関する情報を取得したＨＶ−ＥＣＵ３１０から、コンバータ２１０のゲート遮断指令を適時に受けることが可能である。そのため、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、シフトレンジが走行レンジの場合には、コンバータ２２０のゲート遮断を行なわない（制御信号ＰＷＭＣを出力してスイッチング動作を継続させる）一方で、シフトレンジが非走行レンジに切り替えられると、ゲート遮断信号ＳＤＮＣを出力してコンバータ２１０のゲート遮断を行なうことができる。このように、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、通信が正常に行なわれている場合には、コンバータ２１０のゲート遮断をシフトレンジに応じて適切に行なうことができる。
【００６１】
その一方で、通信に異常が生じた場合、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、ＨＶ−ＥＣＵ３１０からコンバータ２１０のゲート遮断指令をシフトレンジに応じて適時に受けることはできなくなる。その結果、コンバータ２１０のゲート遮断をシフトレンジに応じて適切に行なうことができなくなる可能性がある。
【００６２】
そこで、本実施の形態によれば、通信に異常が生じた場合には、シフトレンジに関する情報を、エンジン回転速度Ｎｅを用いてＨＶ−ＥＣＵ３１０からＭＧ−ＥＣＵ３２０へと伝達する構成を採用する。
【００６３】
一般に、シフトレンジが走行レンジの場合のエンジン回転速度Ｎｅは相対的に高く、シフトレンジが非走行レンジの場合のエンジン回転速度Ｎｅは相対的に低い。そのため、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、シフトレンジが非走行レンジの場合には、エンジン回転速度Ｎｅが所定の基準値Ｎｃ（たとえば１０００ｒｐｍ）を下回るようにエンジン１００を制御する。
【００６４】
一方、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、通信異常が生じると、エンジン回転速度センサ４１０により検出されたエンジン回転速度ＮｅをＨＶ−ＥＣＵ３１０を介して取得することはできなくなる。しかし、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、レゾルバ４２１，４２２からの検出信号に基づいて、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１およびＭＧ２回転速度Ｎｍ２を取得することは可能である。したがって、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、共線図における直線の関係を用いて、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１およびＭＧ２回転速度Ｎｍ２からエンジン回転速度Ｎｅを算出し、算出されたエンジン回転速度Ｎｅに基づいて車両１のシフトレンジを推定する。すなわち、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、算出されたエンジン回転速度Ｎｅが基準値Ｎｃを下回る場合には、現在のシフトレンジは非走行レンジであると推定して、コンバータ２１０についてもゲート遮断をさらに行なう。これにより、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、通信異常が生じた場合であっても、コンバータ２１０のゲート遮断を現在のシフトレンジに応じて適切に実行することができる。
【００６５】
図７は、本実行の形態に係る車両１における通信異常発生時の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】
図７では、図中左側にＨＶ−ＥＣＵ３１０により実行される一連の処理を示し、図中右側にＭＧ−ＥＣＵ３２０により実行される一連の処理を示す。
【００６７】
図１、図２および図７を参照して、Ｓ１１０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。通信に異常が生じていない場合（Ｓ１１０においてＮＯ）、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、以降の処理をスキップして処理をメインルーチンへと戻す。一方、通信異常が生じている場合（Ｓ１１０においてＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は処理をＳ１２０に進める。
【００６８】
同様に、Ｓ２１０において、ＭＧ−ＥＣＵ３２０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。通信に異常が生じていない場合（Ｓ２１０においてＮＯ）、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、以降の処理をスキップして処理をメインルーチンへと戻す。
【００６９】
一方、通信異常が生じている場合（Ｓ２１０においてＹＥＳ）、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、インバータ２２１，２２２のゲート遮断を行なう。これにより、車両１は、インバータレス走行モードへと移行する。
【００７０】
Ｓ１２０において、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、車両１がインバータレス走行モードであるか否かを判定する。車両１がインバータレス走行モードである場合（Ｓ１２０においてＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、ポジションセンサ５１０からの検出信号に基づいてシフトレンジを検出する（Ｓ１３０）。
【００７１】
Ｓ１４０において、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、検出されたシフトレンジが非走行レンジであるか否かを判定する。シフトレンジが非走行レンジの場合、すなわちシフトレンジがＰレンジ、ＲレンジまたはＮレンジの場合（Ｓ１４０においてＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、エンジン回転速度Ｎｅを基準値Ｎｃ未満（たとえば数百ｒｐｍ程度）に設定する（Ｓ１５０）。これに対し、シフトレンジが走行レンジの場合、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（Ｓ１４０においてＮＯ）、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、エンジン回転速度Ｎｅを基準値Ｎｃ以上（たとえば２５００ｒｐｍ程度）に設定する（Ｓ１６０）。その後、ＨＶ−ＥＣＵ３１０は、処理をメインルーチンへと戻す。
【００７２】
一方、Ｓ２３０において、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、レゾルバ４２１，４２２からの検出信号に基づいて、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１およびＭＧ２回転速度Ｎｍ２をそれぞれ検出する。
【００７３】
Ｓ２４０において、ＭＧ−ＥＣＵ３２０はエンジン回転速度Ｎｅを算出する。エンジン回転速度Ｎｅは、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１とエンジン回転速度Ｎｍ２とに共線図（たとえば図５および図６参照）における直線の関係を適用することによって算出することができる。
【００７４】
Ｓ２５０において、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、算出されたエンジン回転速度Ｎｅが基準値Ｎｃ未満であるか否かを判定する。エンジン回転速度Ｎｅが基準値Ｎｃ未満の場合（Ｓ２５０においてＹＥＳ）、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、シフトレンジが非走行レンジに設定されているものと推定して、コンバータ２１０についてもゲート遮断を行なう（Ｓ２６０）。これにより、車両１を前進させるトルクの発生を抑制することができる。
【００７５】
一方、エンジン回転速度Ｎｅが基準値Ｎｃ以上の場合（Ｓ２５０においてＮＯ）、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、シフトレンジが走行レンジに設定されているものと推定して、コンバータ２１０のスイッチング動作を継続する。つまり、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、コンバータ２１０のゲート遮断は行なわない（Ｓ２７０）。その後、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、処理をメインルーチンへと戻す。
【００７６】
なお、図示しないが、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、エンジン回転速度Ｎｅの増加速度（単位時間当たりの増加量）が所定値よりも大きい場合には、シフトレンジが不定と判断して、コンバータ２１０のゲート遮断を行なってもよい。
【００７７】
以上のように、本実行の形態によれば、ＭＧ−ＥＣＵ３２０は、エンジン回転速度Ｎｅに基づきシフトレンジを推定して、推定されたシフトレンジに応じてコンバータ２１０のゲート遮断を行なうか否かを適切に判定することができる。これにより、現在のシフトレンジに応じて、車両１を前進させるトルクを発生させるか抑制させるかを制御することが可能になる。
【００７８】
今回開示された実行の形態は、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、上記した実行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】
【００７９】
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  車輪、６０  プロペラシャフト、１００  エンジン、１１０  クランクシャフト、１５０  バッテリ、２１０  コンバータ、２２１，２２２  インバータ、２３０，４４０  電圧センサ、２４１，２４２  電流センサ、４１０  エンジン回転速度センサ、４２１，４２２  レゾルバ、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１】
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