ハイブリッド車両およびその制御方法
【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モータを備えるハイブリッド車両において、モータ異常発生時に、エンジン始動に伴なう反力による駆動力の変動を抑制してエンジンを用いた退避走行を可能とする。
【解決手段】第２の電動機の異常発生時には、第２の電動機の運転を停止させるとともに、エンジンおよび第１の電動機を用いた退避走行を実行させる。制御装置は、第２の電動機の異常発生が検知された場合に、第１の電動機からの動力により動力分割機構を介してエンジンを回転駆動することにより、エンジンを始動させる。また、制御装置は、第２の電動機に接続されるインバータのスイッチング素子を所定のスイッチングパターンに従ってオン・オフさせることによって運転停止中の第２の電動機から電磁気的な作用に基づく引きずりトルクを発生させることによりエンジン始動時に出力部材に生じる反力を相殺する。
【解決手段】第２の電動機の異常発生時には、第２の電動機の運転を停止させるとともに、エンジンおよび第１の電動機を用いた退避走行を実行させる。制御装置は、第２の電動機の異常発生が検知された場合に、第１の電動機からの動力により動力分割機構を介してエンジンを回転駆動することにより、エンジンを始動させる。また、制御装置は、第２の電動機に接続されるインバータのスイッチング素子を所定のスイッチングパターンに従ってオン・オフさせることによって運転停止中の第２の電動機から電磁気的な作用に基づく引きずりトルクを発生させることによりエンジン始動時に出力部材に生じる反力を相殺する。
【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２００９−２８００３６号公報（特許文献１）には、動力分割機構を介して駆動軸に動力を出力するエンジンと、動力分割機構に接続された発電可能な第１モータと、駆動軸に接続された第２モータと、第１モータを駆動する発電機用インバータ回路と、第２モータを駆動する電動機用インバータ回路とを備えたハイブリッド車両が開示される。このようなハイブリッド車両では、第１モータにより動力分割機構を介してエンジンを回転駆動することによってエンジンを始動する。これにより、始動専用のスタータが不要となるため、部品点数が少なくなってハイブリッド車両に搭載される駆動装置を小型化することができる。
【０００３】
特許文献１に記載されるハイブリッド車両では、電動機用インバータ回路の一部のスイッチング素子がオフ故障しているときにエンジンを始動するときには、第１モータによりエンジンがクランキングされるように発電機用インバータ回路を制御するとともに、第１モータによるエンジンのクランキングにより駆動軸に作用する反力を相殺するトルク（反力相殺トルク）を第２モータが出力するように電動機用インバータ回路を制御する。このとき、電動機用インバータ回路は、第２モータを正常に駆動できる電気角の範囲である正常電気角範囲内において第２モータが反力相殺トルクを出力するように制御される。これにより、電動機用インバータ回路にオフ故障が生じたときであっても、エンジンを始動することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８００３６号公報
【特許文献２】特開２００８−１０５４７５号公報
【特許文献３】特開２００９−１９５０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１に記載の車両では、反力相殺トルクを発生させる第２モータが故障によって正常運転不能である場合には、電動機用インバータ回路の制御によって第２モータから反力相殺トルクを発生させることができない。そのため、第１モータによるエンジン始動に伴なう反力によって車両に運転外乱となる駆動力変動が生じ、運転性を損なうおそれがある。
【０００６】
特に、車速が低車速領域にある場合には、車両前方に押す慣性力が小さいため反力を相殺することができず、車両を後退させてしまう可能性がある。そのため、エンジンを始動させてエンジンおよび第１モータを用いた退避走行を行なうことができないという問題があった。
【０００７】
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モータを備えるハイブリッド車両において、モータの異常発生時に、エンジン始動に伴なう反力による駆動力の変動を抑制してエンジンを用いた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】
【０００８】
この発明のある局面では、ハイブリッド車両は、燃料の燃焼によって作動するエンジンと、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の電動機の出力軸とそれぞれ結合された複数の回転要素を互いに相対回転可能に連結し、かつ、第１の電動機による電力および動力の入出力を伴なってエンジンからの出力の少なくとも一部を出力部材へ出力する動力分割機構と、出力部材から駆動輪までの間で動力を加える第２の電動機と、第２の電動機に接続され、複数のスイッチング素子により構成されたインバータと、第１および第２の電動機、ならびにエンジンの運転を制御する制御装置とを備える。制御装置は、第２の電動機の異常を検知するための異常検知手段と、第２の電動機の異常が検知された場合に、第２の電動機の運転を停止させるとともに、エンジンおよび第１の電動機を用いた異常時運転を実行させるための異常制御手段とを含む。異常制御手段は、第２の電動機の異常が検知された場合に、第１の電動機からの動力により動力分割機構を介してエンジンを回転駆動することにより、エンジンを始動させるための始動手段と、複数のスイッチング素子を所定のスイッチングパターンに従ってオン・オフさせることによって、運転停止中の第２の電動機から電磁気的な作用に基づく引きずりトルクを発生させることにより、始動手段によるエンジンの始動に起因して出力部材に生じる反力を相殺するための反力相殺手段とを含む。
【０００９】
好ましくは、第２の電動機は、多相モータであり、インバータは、電源線および接地線の間に互いに並列に接続され、多相モータの多相コイルに流れる電流をそれぞれ制御するための多相アームを含む。多相アームの各々は、正母線および負母線の間に、各相コイルとの接続点を介して直列接続された第１および第２のスイッチング素子を含む。反力相殺手段は、多相アームを通じて第１および第２のスイッチング素子の一方を同時にオン状態に制御する多相オン制御を実行することにより、第２の電動機から引きずりトルクを発生させる。
【００１０】
好ましくは、反力相殺手段は、引きずりトルクが最大となるときの第２の電動機の回転数を、多相オン制御の実行可否を判定するための判定値に設定するとともに、第２の電動機の運転停止中に第２の電動機の回転数が判定値以下となったときに、多相オン制御を実行する。
【００１１】
好ましくは、始動手段は、エンジンの始動に起因して出力部材に生じる反力が引きずりトルクの最大値を超えないように、第１の電動機の運転を制御する。
【００１２】
好ましくは、始動手段は、エンジンの始動が完了するまでに第２の電動機の回転数が判定値を超えたときには、エンジンの始動を中止する。
【００１３】
好ましくは、始動手段は、エンジンの始動処理の継続時間が所定時間を超えたときには、エンジンの始動を中止する。
【００１４】
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、燃料の燃焼によって作動するエンジンと、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の電動機の出力軸とそれぞれ結合された複数の回転要素を互いに相対回転可能に連結し、かつ、第１の電動機による電力および動力の入出力を伴なってエンジンからの出力の少なくとも一部を出力部材へ出力する動力分割機構と、出力部材から駆動輪までの間で動力を加える第２の電動機とを含む。制御方法は、第２の電動機の異常を検知するステップと、第２の電動機の異常が検知された場合に、第２の電動機の運転を停止させるとともに、エンジンおよび第１の電動機を用いた異常時運転を実行させるステップとを備える。異常時運転を実行させるステップは、第２の電動機の異常が検知された場合に、第１の電動機により動力分割機構を介してエンジンを回転駆動することにより、エンジンを始動させるステップと、第２の電動機の回転数に応じた引きずりトルクを出力部材に発生させることにより、始動手段によるエンジンの始動に起因して出力部材に生じる反力を相殺するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１５】
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モータを備えるハイブリッド車両において、モータの異常発生時に、エンジン始動に伴なう反力による駆動力の変動を抑制してエンジンを用いた退避走行を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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共線図である。
【図５】モータジェネレータＭＧ２の異常発生時における回転数挙動を説明する共線図である。
【図６】引きずりトルクを発生させるためのインバータの制御を説明する図である。
【図７】三相オン制御の実行時におけるモータジェネレータＭＧ２の電流（三相電流）およびトルクと回転数との関係を示す図である。
【図８】本実施の形態に従うＥＣＵにおける制御構造を示すブロック図である。
【図９】本実施の形態に従うモータジェネレータＭＧ２の異常発生時のエンジン始動制御を説明するタイミングチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態に従うモータジェネレータＭＧ２の異常発生時の退避走行を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態の変更例に従うモータジェネレータＭＧ２の異常発生時の退避走行を説明する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が繰返さない。
【００１８】
（ハイブリッド車両の構成）
図１は、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両５の概略構成図である。
【００１９】
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（Electrical Control Unit：ＥＣＵ）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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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、電力変換ユニット２０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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、電力変換ユニット２０を介してバッテリ１０に蓄えられる。
【００２６】
バッテリ１０は、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、直流電圧を電力変換ユニット２０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。
【００２７】
電力変換ユニット２０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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
ＥＣＵ３０は、エンジンＥＮＧ、電力変換ユニット２０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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
電力変換ユニット２０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。
【００４５】
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。
【００４６】
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、電力変換ユニット２０は、コンデンサＣ１，Ｃ２と、コンバータ１２と、インバータ１４，２２と、電流センサ２４，２８とを含む。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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の入力電圧に相当する。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。
【００５５】
インバータ１４は、コンデンサＣ２から直流電圧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。
【００５６】
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。
【００５７】
インバータ２２は、コンデンサＣ２から直流電圧が供給されると、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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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からコンバータ１２の出力電圧（すなわち、インバータ１４，２２の入力電圧）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。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。
【００６１】
そして、ＭＧ−ＥＣＵ３５は、出力電圧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、出力電圧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。
【００６２】
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。
【００６３】
さらに、ＭＧ−ＥＣＵ３５は、電圧指令値ＶＨｒｅｆと、直流電圧Ｖｂおよび出力電圧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。
【００６４】
また、ＭＧ−ＥＣＵ３５によって検知されたモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２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。
【００６５】
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。
【００６６】
再び図２を参照して、モータジェネレータＭＧ２に異常が発生した場合には、モータジェネレータＭＧ２の運転を停止して、エンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ１を用いた異常時運転によってハイブリッド車両５の退避走行が実行可能である。
【００６７】
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Ｌ１，Ｌ２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。
【００６８】
図４は、通常の走行時における回転数挙動を説明する共線図である。
図４を参照して、通常の走行時においては、エンジンＥＮＧを始動する場合には、ＥＣＵ３０（ＨＶ−ＥＣＵ３２）からのトルク指令ＴＲ１に応じてモータジェネレータＭＧ１が電動機として駆動する。すると、動力分割機構ＰＳＤのリングギヤ１５２が反力要素となりモータジェネレータＭＧ１のトルクは、プラネタリキャリヤ１５４およびクランクシャフト１５０を介してエンジンＥＮＧに伝達され、エンジンＥＮＧがクランキング（回転駆動）される。エンジンＥＮＧのクランキングに伴ない、ＨＶ−ＥＣＵ３２の指令に応じて、燃料の噴射および点火が行なわれ、エンジンＥＮＧの自立運転が確立される。エンジンＥＮＧの自立運転が確立されると、クランクシャフト１５０、プラネタリキャリヤ１５４およびリングギヤ１５２を介して、出力部材１５５にエンジンＥＮＧからのトルクが伝達される。出力部材１５５のトルクは、カウンタドライブギヤ１７０、動力伝達減速ギヤＲＧおよびディファレンシャルギヤＤＥＦを介して、駆動輪である前輪７０Ｌ，７０Ｒに動力が伝達されて駆動力が発生する。
【００６９】
このように、ハイブリッド車両５では、モータジェネレータＭＧ１によってエンジンＥＮＧを始動する構成とすることで、始動専用のスタータが不要となり、部品点数が少なくなってパワートレインを小型化できる。
【００７０】
一方で、モータジェネレータＭＧ１によって動力分割機構ＰＳＤを介してエンジンＥＮＧを回転駆動すると、エンジンＥＮＧの回転抵抗（フリクションなど）によって出力部材１５５に反力が生じたり、エンジンＥＮＧの始動に伴なってモータジェネレータＭＧ１の出力トルクが出力部材１５５に作用する可能性がある。
【００７１】
具体的には、図４において、共線図Ｌ１の状態からモータジェネレータＭＧ１がエンジンＥＮＧのクランキング用のトルクＴｇを出力すると、共線図Ｌ２に示すような状態となり、モータジェネレータＭＧ１の出力トルク（クランキングトルク）ＴｇによりエンジンＥＮＧの回転数が上昇する。これに伴ない、出力部材１５５には、エンジンＥＮＧからの反力トルクＴｅｐが発生する。モータジェネレータＭＧ２が発生する車両駆動トルクＴｍの方向を「正」と規定すると、「負」の方向に反力トルクＴｅｐが生じる。この反力トルクＴｅｐは、動力分割機構ＰＳＤのギヤ比をρとして、式（１）により表わされる。
Ｔｅｐ＝−（１／ρ）×Ｔｇ×（１−Ｋｔｅｐｎｇ） （１）
ただし、Ｋｔｅｐｎｇは慣性率である。
【００７２】
これにより、モータジェネレータＭＧ２の発生するトルクＴｍから反力トルクＴｅｐを減じたトルクが車両の駆動トルクとして、動力分割機構ＰＳＤから出力部材１５５に出力される。このような現象が発生すると、車両の駆動トルクが実質的に減少することにより、車両に運転外乱となる駆動力変動が生じ、運転性を損なうおそれがある。
【００７３】
そこで、エンジンＥＮＧの始動時には、運転外乱となる駆動力変動が生じることがないように、モータジェネレータＭＧ１に加えてモータジェネレータＭＧ２のトルク制御を行なうことが知られている。具体的には、モータジェネレータＭＧ１によりエンジンＥＮＧを回転駆動するとともに、その反力で発生する駆動力変動を相殺するように、モータジェネレータＭＧ２から反力相殺トルクを発生させる。
【００７４】
しかしながら、モータジェネレータＭＧ２の異常発生によりモータジェネレータＭＧ２が正常運転不能である場合には、上記のようなモータジェネレータＭＧ２のトルク制御を行なうことができない。そのため、モータジェネレータＭＧ２から反力相殺トルクを発生させることができない。
【００７５】
ここで、モータジェネレータＭＧ２が正常運転不能であっても、出力部材１５５の回転数が高い状態では、車両前方に押す慣性力が出力部材１５５に働くことによって反力トルクＴｅｐによる駆動力の変動を相殺することができる。したがって、出力部材１５５の回転数が高回転数領域であれば、エンジンＥＮＧを始動させてエンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ１を用いた退避走行を行なうことができる。
【００７６】
これに対して、図５の共線図Ｌ３に示されるように、出力部材１５５の回転数が低い状態では、モータジェネレータＭＧ１がクランキングトルクＴｇを出力することによって共線図Ｌ４の状態となると、車両前方に押す慣性力が小さいため、出力部材１５５に発生した反力トルクＴｅｐを相殺することができない。その結果、出力部材１５５に伝わるトルクが、回転数を正転領域から逆転領域に遷移させる方向に増大することにより、車両を後退させてしまう可能性がある。このような不具合から、出力部材１５５の回転数が低回転数領域では、エンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ１を用いた退避走行を行なうことができないという問題があった。
【００７７】
そこで、本実施の形態に係るハイブリッド車両５においては、モータジェネレータＭＧ２の異常発生時には、出力部材１５５の回転に伴なって回転されるモータジェネレータＭＧ２から電磁気的な作用に基づいた引きずりトルクＴｄｒを発生させる。図５の共線図Ｌ４に示されるように、この引きずりトルクＴｄｒが、出力部材１５５に発生した反力トルクＴｅｐを相殺するトルク（反力相殺トルク）となる。これにより、エンジンＥＮＧの始動時に生じる駆動力の変動を相殺することができ、エンジンＥＮＧの始動時に車両が後退するのを防止することができる。
【００７８】
ここで、図５に示される引きずりトルクＴｄｒとは、運転停止中のモータジェネレータＭＧ２に接続されるインバータ１４を所定のスイッチングパターンに従ってオン・オフさせることによって、モータジェネレータＭＧ２から電磁気的な作用により発生するトルクである。
【００７９】
図６は、引きずりトルクを発生させるためのインバータ１４の制御を説明する図である。図６では、モータジェネレータＭＧ２の異常発生の一例として、オン状態を維持して制御不能となる短絡故障がインバータ１４のＵ相上アームを構成するＩＧＢＴ素子Ｑ３に発生したケースが示されている。
【００８０】
図６に示すように、出力部材１５５の回転に伴なってモータジェネレータＭＧ２が回転すると、その回転子（図示せず）に装着された磁石ＰＭが回転する。これにより、モータジェネレータＭＧ２の三相コイル巻線に誘起電圧が発生する。
【００８１】
したがって、ゲート遮断信号ＳＤＮによりインバータ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）するように制御しても、短絡故障したＩＧＢＴ素子Ｑ３を介した短絡経路が形成される。具体的には、電源ラインＰＬ〜ＩＧＢＴ素子Ｑ３（短絡故障）〜Ｕ相コイル巻線〜中性点〜Ｖ相コイル巻線〜ダイオードＤ３（またはＷ相コイル巻線〜ダイオードＤ５）を経由する、短絡経路（図中のＲｔ１）が形成される。このため、誘起電圧および当該短絡経路の電気抵抗に応じた異常電流が発生する。
【００８２】
なお、コイル巻線に発生する誘起電圧は、モータジェネレータＭＧ２の回転数に比例するため、モータジェネレータＭＧ２の回転数が上昇すれば、モータジェネレータＭＧ２に発生する誘起電圧も高くなり、インバータ１４中の異常電流も増大してしまう。異常電流が過大になると、インバータの構成部品を超える高温の発生によって、さらなる素子損傷を発生してしまう可能性がある。
【００８３】
このようなインバータ１４の１相の上アームまたは下アームのＩＧＢＴ素子に短絡故障が発生した場合（１相短絡）には、強制的に他の２相の対応するアームをオン状態に制御する。図６の例では、Ｕ相上アームのＩＧＢＴ素子Ｑ３が短絡故障したことに応じて、Ｖ相上アームのＩＧＢＴ素子Ｑ５およびＷ相上アームのＩＧＢＴ素子Ｑ７を同時にオン状態に制御する。以下では、インバータの多相アームを通じて上アームおよび下アームの一方のＩＧＢＴ素子を同時にオン状態に制御することを「多相オン制御」といい、本実施の形態のように、インバータの三相アーム（Ｕ相アーム１５，Ｖ相アーム１６，Ｗ相アーム１７）を通じて上アームおよび下アームのＩＧＢＴ素子を同時にオン状態に制御することを「三相オン制御」と呼ぶこととする。また、この三相オン制御によって各ＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８がオン・オフされている状態を「三相オン状態」と呼ぶこととする。
【００８４】
図６に示すようにインバータ１４の三相オン制御を実行することにより、モータジェネレータＭＧ２の磁石ＰＭが回転すると、ＩＧＢＴ素子Ｑ３を介した短絡経路に加えて、ＩＧＢＴ素子Ｑ５を介した経路および、ＩＧＢＴ素子Ｑ７を介した経路が形成されることとなる。これにより、モータジェネレータＭＧ２のＵ相コイル巻線、Ｖ相コイル巻線、Ｗ相コイル巻線には、互いに略同じ振幅の交流波形を示すモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが誘起される。そして、この誘起されたモータ電流によって回転磁界が形成されることにより、モータジェネレータＭＧ２には引きずりトルク（制動トルク）が発生する。この引きずりトルクは出力部材１５５に伝達される。
【００８５】
図７は、三相オン制御の実行時におけるモータジェネレータＭＧ２の電流（三相電流）およびトルクと回転数との関係を示す図である。
【００８６】
図７に示されるように、三相オン制御時には、モータジェネレータＭＧ２から引きずりトルク（負トルク）が出力される。この引きずりトルクは、モータジェネレータＭＧ２の回転数（以下、単にＭＧ２回転数とも称する）Ｎｍ２が低下するに従って増大し、低回転域内の所定の回転数Ｎｔｈで最大となる。一方、三相電流は、ＭＧ２回転数Ｎｍ２が低下するに従って減少している。
【００８７】
本実施の形態によるインバータ１４の制御においては、この所定の回転数Ｎｔｈを三相オン制御の実行可否を判定するための判定値に設定する。そして、ＭＧ２回転数Ｎｍ２が判定値Ｎｔｈ以下となったときに、三相オン制御を実行する。
【００８８】
このような構成としたことにより、ＭＧ２回転数Ｎｍ２が判定値Ｎｔｈ以下となる低回転数領域（図中の領域ＲＧＮ１）において、インバータ１４の三相オン制御が実行される。上述したようにＭＧ２回転数Ｎｍ２が低回転数領域では、エンジンＥＮＧの始動による反力トルクＴｅｐを車両の慣性力では相殺することができないところ、この低回転数領域で高トルクとなる引きずりトルクＴｄｒを発生させることによって、反力トルクＴｅｐを効果的に相殺することができる。この結果、エンジン始動に伴なう車両の駆動力の変動を抑制でき、車両が後退するのを防止することが可能となる。
【００８９】
なお、図６では、モータジェネレータＭＧ２の異常発生の一例として、インバータ１４中の短絡故障を示したが、モータジェネレータＭＧ２に設けられた回転角センサ５２（図３）の故障や、インバータ１４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においても、上記の三相オン制御を行なうことができる。なお、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。これらの異常が発生した場合には、通常のＰＷＭ制御に基づいたスイッチング制御はできないものの、インバータ１４のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８をオン状態またはオフ状態とすることが可能であるため、ゲート遮断されたインバータ１４を三相オン制御に切換えることによりモータジェネレータＭＧ２に引きずりトルクを発生させることができる。
【００９０】
（制御構造）
次に、図８を参照して、本実施の形態による車両の走行モードの切換え動作を実現するための制御構造について説明する。について、図面を参照して説明する。
【００９１】
図８は、本実施の形態に従うＥＣＵ３０における制御構造を示すブロック図である。図８に示す各機能ブロックは、代表的にＥＣＵ３０が予め格納されたプログラムを実行することで実現されるが、その機能の一部または全部を専用のハードウェアとして実装してもよい。
【００９２】
図３および図８を参照して、ＥＣＵ３０は、ＨＶ−ＥＣＵ３２と、ＭＧ−ＥＣＵ３５と、エンジンＥＮＧの運転を制御するエンジンＥＣＵ３７とを含む。なお、ＭＧＥＣＵ３５は、モータジェネレータＭＧ１の運転を制御するＭＧ１−ＥＣＵ３５２と、モータジェネレータＭＧ２の運転を制御するＭＧ２−ＥＣＵ３５０とを含む。
【００９３】
ＭＧ２−ＥＣＵ３５０は、モータ制御用相電圧演算部３２０と、インバータ用駆動信号変換部３４０と、ＭＧ２異常検出部３６０とを含む。
【００９４】
モータ制御用相電圧演算部３２０は、ＨＶ−ＥＣＵ３２から運転指令としてのトルク指令ＴＲを受け、回転数センサ５２からモータジェネレータＭＧ２のロータ回転角θ２を受け、電流センサ２８からモータ電流ＭＣＲＴ２を受け、電圧センサ１３からコンバータ１２の出力電圧（すなわち、インバータ１４，２２の入力電圧）ＶＨを受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部３２は、これらの入力信号に基づいて、モータジェネレータＭＧ１の各相コイルに印加する電圧の操作量（以下、電圧指令とも称する）Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を演算し、その演算結果をインバータ用駆動信号変換部３４０へ出力する。
【００９５】
インバータ用駆動信号変換部３４０は、モータ制御用相電圧演算部３２０からの各相コイルの電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に基づいて、実際にインバータ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へ送出する。
【００９６】
ＭＧ２異常検出部３６０は、モータジェネレータＭＧ２の運転時においてモータジェネレータＭＧ２に発生した異常を検知する。具体的には、ＭＧ２異常検出部３６０は、回転数センサ５２からのロータ回転角θ２、電流センサ２８からのモータ電流ＭＣＲＴ２およびインバータ１４のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８に内蔵される自己保護回路からの異常検知信号ＦＩＮＶなどに基づいて、モータジェネレータＭＧ２に発生した異常を検知する。たとえば、図６に示したようなインバータ１４中の短絡故障については、公知の様々な検出方法を採用すれば良いが、例えば、インバータ１４の各相のＩＧＢＴ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、１相短絡や２相短絡を検知するようにすれば良い。ＭＧ２異常検出部３６０によって検知されたモータジェネレータＭＧ２の異常に関する情報は、ＨＶ−ＥＣＵ３２およびインバータ用駆動信号変換部３４０に対して送出される。この異常に関する情報には、モータジェネレータＭＧ２の異常発生時にオンに設定されるＭＧ２異常判定フラグが含まれている。
【００９７】
ＨＶ−ＥＣＵ３２は、ＭＧ２異常検出部３６０からモータジェネレータＭＧ２の異常に関する情報を受けると、モータジェネレータＭＧ２のゲート遮断指令を発生する。インバータ用駆動信号変換部３４０は、モータジェネレータＭＧ２のゲート遮断指令に従って、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。
【００９８】
ＨＶ−ＥＣＵ３２は、さらに、ＭＧ２異常検出部３６から受けたモータジェネレータＭＧ２の異常に関する情報に基づいて、インバータ１４を三相オン制御することが可能であるか否かを判定する。たとえば、図６に示したインバータ１４中の短絡故障、回転数センサ５２の故障およびインバータ１４の過電流のいずれかが発生している場合には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、インバータ１４の三相オン制御が実行可能であると判定する。
【００９９】
三相オン制御が実行可能であると判定された場合には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、回転数センサ５２により検出されたロータ回転角θ２に基づいてＭＧ２回転数Ｎｍ２を検出し、検出されたＭＧ２回転数Ｎｍ２に基づいて三相オン制御指令を生成して、インバータ用駆動信号変換部３４０へ送出する。具体的には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、検出されたＭＧ２回転数Ｎｍ２が、所定の判定値Ｎｔｈ以下の低回転数領域（図中の領域ＲＧＮ１に相当）の範囲内に入っていると判定されたときには、三相オン制御指令を発生する。
【０１００】
インバータ用駆動信号変換部３４０は、三相オン制御指令が発せられている場合には、インバータ１４の三相アームを通じて上アームおよび下アームの一方のＩＧＢＴ素子をオン状態（三相オン状態）に制御するための信号Ｔｏｎを発生する。信号Ｔｏｎは、ＭＧ２異常検出部３６０によって検知されたモータジェネレータＭＧ２の異常に関する情報に基づいて生成される。
【０１０１】
さらに、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、ＭＧ１−ＥＣＵ３５２およびエンジンＥＣＵ３７に対しては、エンジン始動指令を発生する。このとき、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、モータジェネレータＭＧ１がエンジンＥＮＧのクランキングに必要なトルク（クランキングトルク）を出力するためのトルク指令ＴＲ１を生成し、その生成したトルク指令ＴＲ１をＭＧ１−ＥＣＵ３５２に与える。
【０１０２】
このとき、モータジェネレータＭＧ１に対するトルク指令ＴＲ１は、エンジンＥＮＧの始動に伴ない出力部材１５５に生じ得る反力トルクＴｅｐが、絶対値が最大となる引きずりトルク（最大引きずりトルク）を超えないように制限される。一例として、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、図７に示すような関係に従って、ＭＧ２回転数Ｎｍ２が判定値Ｎｔｈとなるときの引きずりトルクＴｄｒの絶対値を最大引きずりトルクに設定し、反力トルクＴｅｐが最大引きずりトルクを超えないように、上記の式（１）を用いてトルク指令ＴＲ１を算出する。
【０１０３】
ＭＧ１−ＥＣＵ３５２は、ＨＶ−ＥＣＵ３２から出力されるトルク指令ＴＲ１、回転角センサ５１からのロータ回転角θ１および電流センサ２４からのモータ電流ＭＣＲＴ１を受ける。そして、ＭＧ１−ＥＣＵ３５２は、回転角センサ５１および電流センサ２４からの検出値に基づくフィードバック制御により、トルク指令ＴＲ１に従ってモータジェネレータＭＧ１が動作するように、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を発生する。
【０１０４】
モータジェネレータＭＧ１の回転駆動によりエンジンＥＮＧの始動が開始されると、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、エンジンＥＣＵ３７により検出されるエンジンＥＮＧの回転数（以下、エンジン回転数ともいう）Ｎｅを監視することにより、エンジン始動が完了したか否かを判定する。具体的には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ以上に至ったときには、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、燃料噴射制御および点火制御が開始されるように制御信号を生成して、エンジンＥＣＵ３７へ送出する。そして、エンジン回転数Ｎｅの変化に基づいて、エンジンＥＮＧが完爆状態になったと判断されると、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、エンジンＥＮＧの始動が完了したと判定して始動処理を終了する。
【０１０５】
エンジンＥＮＧの始動が完了すると、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、三相オン制御指令をオフ（無効化）するとともに、ゲート遮断指令をオン（有効化）する。これにより、インバータ用駆動信号変換部３４０は、インバータ１４を三相オン状態に制御するための信号Ｔｏｎの生成を停止して、ゲート遮断信号ＳＤＮを生成してインバータ１４へ出力する。すなわち、エンジンＥＮＧの始動が完了したことにより、インバータ１４を構成するＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８のスイッチング動作が再び停止（すべてオフ）される。エンジンＥＮＧの始動完了により、始動に伴ない発生する反力トルクを相殺する必要がなくなるためである。これにより、モータジェネレータＭＧ２の回転に伴なう引きずりトルクを生じさせることなく、エンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ１を用いた退避走行が実行可能となる。
【０１０６】
図９は、本実施の形態に従うモータジェネレータＭＧ２の異常発生時のエンジン始動制御を説明するタイミングチャートである。
【０１０７】
図９を参照して、時刻ｔ１において、モータジェネレータＭＧ２の異常発生が検知されると、ＭＧ２−ＥＣＵ３５０内のＭＧ２異常検出部３６０は、ＭＧ２異常判定フラグをオンに設定する。このＭＧ２異常判定フラグを含むモータジェネレータＭＧ２の異常に関する情報を受けると、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、モータジェネレータＭＧ２のゲート遮断指令を有効化（オン）する。ＭＧ２−ＥＣＵ３５０内のインバータ用駆動信号変換部３４０は、このゲート遮断指令に従ってゲート遮断信号ＳＤＮを生成することにより、インバータ１４のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８の各々のスイッチング動作を停止（すべてオフ）するように制御する。
【０１０８】
ゲート遮断指令に従ってモータジェネレータＭＧ２の動作を停止させたことにより、ＭＧ２回転数Ｎｍ２は次第に低下する。ＨＶ−ＥＣＵ３２は、時刻ｔ２において、ＭＧ２回転数Ｎｍ２が所定の判定値Ｎｔｈ以下となると、三相オン制御指令をオン（有効化）する。三相オン制御指令に従って、ＭＧ１−ＥＣＵ３５０内のインバータ用駆動信号変換部３４０が信号Ｔｏｎによりインバータ１４のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８を三相オン状態に制御すると、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、エンジン始動指令をオン（有効化）する。
【０１０９】
ＭＧ１−ＥＣＵ３５２は、エンジン始動指令に従ってモータジェネレータＭＧ１を回転駆動させ、エンジンＥＮＧを始動する。エンジンＥＮＧにおけるクランキングの開始後、モータジェネレータＭＧ１によるエンジン回転数の増大に伴ない、出力部材１５５に「負」の方向に反力トルクＴｅｐが生じる。同時に、出力部材１５５には、インバータ１４の三相オン制御により、モータジェネレータＭＧ２の回転数に応じた引きずりトルクＴｄｒが「正」の方向に生じる。この引きずりトルクが反力相殺トルクとして働くことにより、車両の駆動力の変動が抑制される。
【０１１０】
そして、時刻ｔ３において、エンジンＥＮＧの始動が完了したと判定されると、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、エンジン始動指令および三相オン制御指令をオフ（無効化）するとともに、モータジェネレータＭＧ２のゲート遮断指令をオン（有効化）する。これにより、エンジンＥＮＧの始動が完了すると、モータジェネレータＭＧ２の動作が停止され、エンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ１を用いたハイブリッド車両５の退避走行が実行される。この際、ゲート遮断信号ＳＤＮにより、インバータ１４の各ＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８のスイッチング動作を停止するように制御しているため、退避走行時のモータジェネレータＭＧ２の回転に伴ないモータジェネレータＭＧ２から引きずりトルクが発生することはない。
【０１１１】
以上の処理は、図１０に示すような処理フローにまとめることができる。
（処理フロー）
図１０は、本発明の実施の形態に従うモータジェネレータＭＧ２の異常発生時の退避走行を説明するフローチャートである。図１０に示したフローチャートは、図１および図２に示したＥＣＵ３０が図８に示す各制御ブロックとして機能することで実現される。
【０１１２】
図１０を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、ＭＧ２−ＥＣＵ３５０から送出されるモータジェネレータＭＧ２の異常に関する情報（たとえばＭＧ２異常判定フラグ）に基づいて、モータジェネレータＭＧ２に異常が発生しているか否かを判定する（ステップＳ０１）。
【０１１３】
モータジェネレータＭＧ２に異常が発生していない場合（ステップＳ０１でのＮＯ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は異常時運転（退避走行）を指示することなく、退避走行に係る制御処理を終了する。
【０１１４】
一方、モータジェネレータＭＧ２に異常が発生している場合（ステップＳ０１でのＹＥＳ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、退避走行を指示する。このとき、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、ＭＧ２−ＥＣＵ３５０に対してモータジェネレータＭＧ２のゲート遮断指令を発生する（ステップＳ０２）。これに応答して、ＭＧ２−ＥＣＵ３５０からゲート遮断信号ＳＤＮが出力されることにより、インバータ１４のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８はすべてオフ状態とされる。
【０１１５】
次に、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、ハイブリッド車両５の車速が低車速領域の範囲内に入っているか否かを判定する（ステップＳ０３）。具体的には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、車速に対応して決定される出力部材１５５の回転数が所定の低回転数領域の範囲内に入っているか否かを判定する。この所定の低回転数領域は、出力部材１５５に働く車両の進行方向の慣性力を考慮して、該車両の慣性力がエンジンＥＮＧに始動に伴ない出力部材１５５に生じる反力を相殺できない場合を想定して設定される。
【０１１６】
ハイブリッド車両５が低車速領域の範囲内に入っていない場合（ステップＳ０３でのＮＯ判定時）、すなわち、反力を相殺できるだけの車両の慣性力が出力部材１５５に働いている場合には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、インバータ１４の三相オン制御を指示することなく、エンジンＥＮＧの始動指令を発生する。これに応答して、ＭＧ１−ＥＣＵ３５２は、モータジェネレータＭＧ１の回転駆動によりエンジンＥＮＧをクランキングする（ステップＳ０７）。
【０１１７】
これに対して、ハイブリッド車両５が低車速領域の範囲内に入っている場合（ステップＳ０３でのＹＥＳ判定時）、すなわち、反力を相殺できるだけの車両の慣性力が出力部材１５５に働いていない場合には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、ＭＧ２−ＥＣＵ３５０により検知されたモータジェネレータＭＧ２の異常に関する情報に基づいて、インバータ１４の三相オン制御が実行可能か否かを判定する（ステップＳ０４）。一例として、モータジェネレータＭＧ２の異常が、インバータ１４の短絡故障、回転数センサ５２の故障、およびインバータ１４の過電流のいずれかに該当する場合には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、インバータ１４の三相オン制御が実行可能であると判定する。
【０１１８】
インバータ１４が三相オン制御を実行不能である場合（ステップＳ０４でのＮＯ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、インバータ１４の三相オン制御およびエンジンＥＮＧの始動を指示することなく。退避走行に係る制御処理を終了する。
【０１１９】
これに対して、インバータ１４が三相オン制御を実行可能である場合（ステップＳ０４でのＹＥＳ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、ＭＧ２回転数Ｎｍ２が所定の判定値Ｎｔｈ以下であるか否かを判定する（ステップＳ０５）。ＭＧ２回転数Ｎｍ２が所定の判定値Ｎｔｈ以下である場合（ステップＳ０５でのＹＥＳ判定時）、すなわち、ＭＧ２回転数Ｎｍ２が所定の判定値Ｎｔｈ以下の低回転数領域（図７の領域ＲＧＮ１）の範囲内に入っている場合には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、モータジェネレータＭＧ２のゲート遮断指令をオフ（無効化）するとともに、ＭＧ２−ＥＣＵ３５０に対して三相オン制御指令を発生する。これに応答して、ＭＧ２−ＥＣＵ３５０は、インバータ１４のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８を三相オン状態に制御するように信号Ｔｏｎを発生する（ステップＳ０６）。
【０１２０】
次いで、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、ＭＧ１−ＥＣＵ３５２およびエンジンＥＣＵ３７に対してエンジン始動指令を発生する。これに応答して、ＭＧ１−ＥＣＵ３５２は、モータジェネレータＭＧ１の回転駆動によりエンジンＥＮＧをクランキングする（ステップＳ０７）。
【０１２１】
ＨＶ−ＥＣＵ３２は、エンジン回転数Ｎｅを監視することにより、エンジンＥＮＧの始動が完了したか否かを判定する（ステップＳ０８）。エンジンＥＮＧの始動が完了していない場合（ステップＳ０８でのＮＯ判定時）には、処理はステップＳ０７に戻される。
【０１２２】
一方、エンジンＥＮＧの始動が完了した場合（ステップＳ０８でのＹＥＳ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、三相オン制御指令およびエンジン始動指令をオフするとともに、モータジェネレータＭＧ２のゲート遮断指令を再びオンする（ステップＳ０９）。これに応答して、ＭＧ２−ＥＣＵ３５２からゲート遮断信号ＳＤＮが出力されることにより、インバータ１４のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８はすべてオフ状態とされる。したがって、ハイブリッド車両５では、モータジェネレータＭＧ２の動作を停止して、エンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ１を用いた退避走行が行なわれる。
【０１２３】
（変更例）
上述した実施の形態においては、エンジンＥＮＧの始動に際しては、エンジン始動時に出力部材１５５に生じる反力トルクＴｅｐが三相オン制御の実行により発生する最大引きずりトルクを超えないように、モータジェネレータＭＧ１が出力するクランキングトルクＴｇを制限する構成について説明したが、このようにクランキングトルクＴｇを制限したことによって、エンジンＥＮＧを始動させることができないという問題が生じる場合がある。
【０１２４】
本発明の実施の形態の変更例では、このようなクランキングトルクの制限に伴ない上記の実施の形態によるエンジン始動処理を行なっても、エンジンＥＮＧを始動できない場合の制御について説明する。
【０１２５】
図１１は、本発明の実施の形態の変更例に従うモータジェネレータＭＧ２の異常発生時の退避走行を説明するフローチャートである。図１０に示したフローチャートは、図１および図２に示したＥＣＵ３０が図８に示す各制御ブロックとして機能することで実現される。
【０１２６】
図１１を参照して、ＥＣＵ３０（ＨＶ−ＥＣＵ３２）は、図１０のステップＳ０１〜Ｓ０５により上述の実施の形態と同様の三相オン制御を行なう（ステップＳ０６）。
【０１２７】
さらに、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、ＭＧ１−ＥＣＵ３５２およびエンジンＥＣＵ３７に対してエンジン始動指令を発生する。これに応答して、ＭＧ１−ＥＣＵ３５２は、モータジェネレータＭＧ１の回転駆動によりエンジンＥＮＧをクランキングする（ステップＳ０７）。
【０１２８】
ＨＶ−ＥＣＵ３２は、エンジン回転数Ｎｅを監視することにより、エンジンＥＮＧの始動が完了したか否かを判定する（ステップＳ０８）。エンジンＥＮＧの始動が完了していない場合（ステップＳ０８でのＮＯ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、回転数センサ５２からのロータ回転角θ２に基づいて、ＭＧ２回転数Ｎｍ２が所定の判定値Ｎｔｈを超えるか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【０１２９】
ＭＧ２回転数Ｎｍ２が所定の判定値Ｎｔｈを超えている場合（ステップＳ１１でのＹＥＳ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、引きずりトルクがエンジン始動に伴なう反力を相殺できないと判断して、エンジンＥＮＧの始動処理を中止する（ステップＳ１３）。ＭＧ２回転数Ｎｍ２が低回転数領域（図中のＲＧＮ１）を超えて増加することによって引きずりトルクが低下してしまい、エンジン始動時に車両を後退させるおそれがあるためである。
【０１３０】
一方、ＭＧ２回転数Ｎｍ２が所定の判定値Ｎｔｈ以下となる場合（ステップＳ１１でのＮＯ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、ステップＳ０７によるエンジン始動処理の開始からの経過時間である始動処理時間が所定時間を超えたか否かを判定する（ステップＳ１２）。始動処理時間が所定時間を超えていない場合（ステップＳ１２でのＮＯ判定時）には、ステップＳ０７の処理が繰り返し実行される。一方、始動処理時間が所定時間を超えている場合（ステップＳ１２でのＹＥＳ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、エンジンＥＮＧの始動処理を中止する（ステップＳ１３）。
【０１３１】
エンジンＥＮＧの始動が完了した場合（ステップＳ０８でのＹＥＳ判定時）あるいは、エンジンＥＮＧの始動処理を中止した場合（ステップＳ１３）には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、三相オン制御指令およびエンジン始動指令をオフするとともに、モータジェネレータＭＧ２のゲート遮断指令を再びオンする（ステップＳ０９）。これに応答して、ＭＧ２−ＥＣＵ３５２からゲート遮断信号ＳＤＮが出力されることにより、インバータ１４のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８はすべてオフ状態とされる。なお、エンジンＥＮＧの始動処理を中止した場合には、エンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ１を用いた退避走行が禁止される。
【０１３２】
なお、上述の説明においては、モータジェネレータＭＧ２に接続されるインバータ１４のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８を、三相を通じて上アームおよび下アームの一方が同時にオン状態（三相オン状態）とすることによって、運転停止中のモータジェネレータＭＧ２から電磁気的な作用に基づく引きずりトルクを発生させる構成について例示したが、インバータ１４の制御は、この三相オン制御に限定されるものではなく、出力部材１５５の回転に伴ないモータジェネレータＭＧ２に発生する誘起電圧から三相コイルに回転磁界を形成することができる限りにおいて、これ以外のスイッチングパターンを適用することも可能である。
【０１３３】
以上説明したように、この発明の実施の形態によれば、モータジェネレータＭＧ２の異常発生時においてエンジンＥＮＧを始動させる際には、モータジェネレータＭＧ２に接続されるインバータ１４のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８を所定のスイッチングパターンに従ってオン・オフすることによってモータジェネレータＭＧ２から電磁気的な作用による引きずりトルクを発生させる。これにより、エンジン始動に伴なう反力を相殺することができるため、エンジン始動時の駆動力の変動を抑制することができる。この結果、モータジェネレータＭＧ２の異常発生時には、エンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ１を用いた退避走行を実行する。
【０１３４】
また、この発明の実施の形態によれば、出力部材１５５が低回転数領域に入る場合には、エンジンＥＮＧの始動に伴なう反力の影響を受けやすいところ、該低回転数領域で増大するように引きずりトルクを発生させることができるため、エンジン始動時の駆動力の変動を効果的に抑制することができる。これにより、車速が低い状態でもエンジン始動に伴ない車両が後退するのを抑制できるため、エンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ１を用いた退避走行を行なうことができる。
【０１３５】
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】
【０１３６】
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。
【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２００９−２８００３６号公報（特許文献１）には、動力分割機構を介して駆動軸に動力を出力するエンジンと、動力分割機構に接続された発電可能な第１モータと、駆動軸に接続された第２モータと、第１モータを駆動する発電機用インバータ回路と、第２モータを駆動する電動機用インバータ回路とを備えたハイブリッド車両が開示される。このようなハイブリッド車両では、第１モータにより動力分割機構を介してエンジンを回転駆動することによってエンジンを始動する。これにより、始動専用のスタータが不要となるため、部品点数が少なくなってハイブリッド車両に搭載される駆動装置を小型化することができる。
【０００３】
特許文献１に記載されるハイブリッド車両では、電動機用インバータ回路の一部のスイッチング素子がオフ故障しているときにエンジンを始動するときには、第１モータによりエンジンがクランキングされるように発電機用インバータ回路を制御するとともに、第１モータによるエンジンのクランキングにより駆動軸に作用する反力を相殺するトルク（反力相殺トルク）を第２モータが出力するように電動機用インバータ回路を制御する。このとき、電動機用インバータ回路は、第２モータを正常に駆動できる電気角の範囲である正常電気角範囲内において第２モータが反力相殺トルクを出力するように制御される。これにより、電動機用インバータ回路にオフ故障が生じたときであっても、エンジンを始動することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８００３６号公報
【特許文献２】特開２００８−１０５４７５号公報
【特許文献３】特開２００９−１９５０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１に記載の車両では、反力相殺トルクを発生させる第２モータが故障によって正常運転不能である場合には、電動機用インバータ回路の制御によって第２モータから反力相殺トルクを発生させることができない。そのため、第１モータによるエンジン始動に伴なう反力によって車両に運転外乱となる駆動力変動が生じ、運転性を損なうおそれがある。
【０００６】
特に、車速が低車速領域にある場合には、車両前方に押す慣性力が小さいため反力を相殺することができず、車両を後退させてしまう可能性がある。そのため、エンジンを始動させてエンジンおよび第１モータを用いた退避走行を行なうことができないという問題があった。
【０００７】
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モータを備えるハイブリッド車両において、モータの異常発生時に、エンジン始動に伴なう反力による駆動力の変動を抑制してエンジンを用いた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】
【０００８】
この発明のある局面では、ハイブリッド車両は、燃料の燃焼によって作動するエンジンと、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の電動機の出力軸とそれぞれ結合された複数の回転要素を互いに相対回転可能に連結し、かつ、第１の電動機による電力および動力の入出力を伴なってエンジンからの出力の少なくとも一部を出力部材へ出力する動力分割機構と、出力部材から駆動輪までの間で動力を加える第２の電動機と、第２の電動機に接続され、複数のスイッチング素子により構成されたインバータと、第１および第２の電動機、ならびにエンジンの運転を制御する制御装置とを備える。制御装置は、第２の電動機の異常を検知するための異常検知手段と、第２の電動機の異常が検知された場合に、第２の電動機の運転を停止させるとともに、エンジンおよび第１の電動機を用いた異常時運転を実行させるための異常制御手段とを含む。異常制御手段は、第２の電動機の異常が検知された場合に、第１の電動機からの動力により動力分割機構を介してエンジンを回転駆動することにより、エンジンを始動させるための始動手段と、複数のスイッチング素子を所定のスイッチングパターンに従ってオン・オフさせることによって、運転停止中の第２の電動機から電磁気的な作用に基づく引きずりトルクを発生させることにより、始動手段によるエンジンの始動に起因して出力部材に生じる反力を相殺するための反力相殺手段とを含む。
【０００９】
好ましくは、第２の電動機は、多相モータであり、インバータは、電源線および接地線の間に互いに並列に接続され、多相モータの多相コイルに流れる電流をそれぞれ制御するための多相アームを含む。多相アームの各々は、正母線および負母線の間に、各相コイルとの接続点を介して直列接続された第１および第２のスイッチング素子を含む。反力相殺手段は、多相アームを通じて第１および第２のスイッチング素子の一方を同時にオン状態に制御する多相オン制御を実行することにより、第２の電動機から引きずりトルクを発生させる。
【００１０】
好ましくは、反力相殺手段は、引きずりトルクが最大となるときの第２の電動機の回転数を、多相オン制御の実行可否を判定するための判定値に設定するとともに、第２の電動機の運転停止中に第２の電動機の回転数が判定値以下となったときに、多相オン制御を実行する。
【００１１】
好ましくは、始動手段は、エンジンの始動に起因して出力部材に生じる反力が引きずりトルクの最大値を超えないように、第１の電動機の運転を制御する。
【００１２】
好ましくは、始動手段は、エンジンの始動が完了するまでに第２の電動機の回転数が判定値を超えたときには、エンジンの始動を中止する。
【００１３】
好ましくは、始動手段は、エンジンの始動処理の継続時間が所定時間を超えたときには、エンジンの始動を中止する。
【００１４】
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、燃料の燃焼によって作動するエンジンと、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の電動機の出力軸とそれぞれ結合された複数の回転要素を互いに相対回転可能に連結し、かつ、第１の電動機による電力および動力の入出力を伴なってエンジンからの出力の少なくとも一部を出力部材へ出力する動力分割機構と、出力部材から駆動輪までの間で動力を加える第２の電動機とを含む。制御方法は、第２の電動機の異常を検知するステップと、第２の電動機の異常が検知された場合に、第２の電動機の運転を停止させるとともに、エンジンおよび第１の電動機を用いた異常時運転を実行させるステップとを備える。異常時運転を実行させるステップは、第２の電動機の異常が検知された場合に、第１の電動機により動力分割機構を介してエンジンを回転駆動することにより、エンジンを始動させるステップと、第２の電動機の回転数に応じた引きずりトルクを出力部材に発生させることにより、始動手段によるエンジンの始動に起因して出力部材に生じる反力を相殺するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１５】
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モータを備えるハイブリッド車両において、モータの異常発生時に、エンジン始動に伴なう反力による駆動力の変動を抑制してエンジンを用いた退避走行を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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共線図である。
【図５】モータジェネレータＭＧ２の異常発生時における回転数挙動を説明する共線図である。
【図６】引きずりトルクを発生させるためのインバータの制御を説明する図である。
【図７】三相オン制御の実行時におけるモータジェネレータＭＧ２の電流（三相電流）およびトルクと回転数との関係を示す図である。
【図８】本実施の形態に従うＥＣＵにおける制御構造を示すブロック図である。
【図９】本実施の形態に従うモータジェネレータＭＧ２の異常発生時のエンジン始動制御を説明するタイミングチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態に従うモータジェネレータＭＧ２の異常発生時の退避走行を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態の変更例に従うモータジェネレータＭＧ２の異常発生時の退避走行を説明する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が繰返さない。
【００１８】
（ハイブリッド車両の構成）
図１は、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両５の概略構成図である。
【００１９】
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（Electrical Control Unit：ＥＣＵ）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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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、電力変換ユニット２０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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、電力変換ユニット２０を介してバッテリ１０に蓄えられる。
【００２６】
バッテリ１０は、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、直流電圧を電力変換ユニット２０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。
【００２７】
電力変換ユニット２０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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
ＥＣＵ３０は、エンジンＥＮＧ、電力変換ユニット２０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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
電力変換ユニット２０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。
【００４５】
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。
【００４６】
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、電力変換ユニット２０は、コンデンサＣ１，Ｃ２と、コンバータ１２と、インバータ１４，２２と、電流センサ２４，２８とを含む。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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の入力電圧に相当する。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。
【００５５】
インバータ１４は、コンデンサＣ２から直流電圧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。
【００５６】
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。
【００５７】
インバータ２２は、コンデンサＣ２から直流電圧が供給されると、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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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からコンバータ１２の出力電圧（すなわち、インバータ１４，２２の入力電圧）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。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。
【００６１】
そして、ＭＧ−ＥＣＵ３５は、出力電圧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、出力電圧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。
【００６２】
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。
【００６３】
さらに、ＭＧ−ＥＣＵ３５は、電圧指令値ＶＨｒｅｆと、直流電圧Ｖｂおよび出力電圧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。
【００６４】
また、ＭＧ−ＥＣＵ３５によって検知されたモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２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。
【００６５】
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。
【００６６】
再び図２を参照して、モータジェネレータＭＧ２に異常が発生した場合には、モータジェネレータＭＧ２の運転を停止して、エンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ１を用いた異常時運転によってハイブリッド車両５の退避走行が実行可能である。
【００６７】
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Ｌ１，Ｌ２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。
【００６８】
図４は、通常の走行時における回転数挙動を説明する共線図である。
図４を参照して、通常の走行時においては、エンジンＥＮＧを始動する場合には、ＥＣＵ３０（ＨＶ−ＥＣＵ３２）からのトルク指令ＴＲ１に応じてモータジェネレータＭＧ１が電動機として駆動する。すると、動力分割機構ＰＳＤのリングギヤ１５２が反力要素となりモータジェネレータＭＧ１のトルクは、プラネタリキャリヤ１５４およびクランクシャフト１５０を介してエンジンＥＮＧに伝達され、エンジンＥＮＧがクランキング（回転駆動）される。エンジンＥＮＧのクランキングに伴ない、ＨＶ−ＥＣＵ３２の指令に応じて、燃料の噴射および点火が行なわれ、エンジンＥＮＧの自立運転が確立される。エンジンＥＮＧの自立運転が確立されると、クランクシャフト１５０、プラネタリキャリヤ１５４およびリングギヤ１５２を介して、出力部材１５５にエンジンＥＮＧからのトルクが伝達される。出力部材１５５のトルクは、カウンタドライブギヤ１７０、動力伝達減速ギヤＲＧおよびディファレンシャルギヤＤＥＦを介して、駆動輪である前輪７０Ｌ，７０Ｒに動力が伝達されて駆動力が発生する。
【００６９】
このように、ハイブリッド車両５では、モータジェネレータＭＧ１によってエンジンＥＮＧを始動する構成とすることで、始動専用のスタータが不要となり、部品点数が少なくなってパワートレインを小型化できる。
【００７０】
一方で、モータジェネレータＭＧ１によって動力分割機構ＰＳＤを介してエンジンＥＮＧを回転駆動すると、エンジンＥＮＧの回転抵抗（フリクションなど）によって出力部材１５５に反力が生じたり、エンジンＥＮＧの始動に伴なってモータジェネレータＭＧ１の出力トルクが出力部材１５５に作用する可能性がある。
【００７１】
具体的には、図４において、共線図Ｌ１の状態からモータジェネレータＭＧ１がエンジンＥＮＧのクランキング用のトルクＴｇを出力すると、共線図Ｌ２に示すような状態となり、モータジェネレータＭＧ１の出力トルク（クランキングトルク）ＴｇによりエンジンＥＮＧの回転数が上昇する。これに伴ない、出力部材１５５には、エンジンＥＮＧからの反力トルクＴｅｐが発生する。モータジェネレータＭＧ２が発生する車両駆動トルクＴｍの方向を「正」と規定すると、「負」の方向に反力トルクＴｅｐが生じる。この反力トルクＴｅｐは、動力分割機構ＰＳＤのギヤ比をρとして、式（１）により表わされる。
Ｔｅｐ＝−（１／ρ）×Ｔｇ×（１−Ｋｔｅｐｎｇ） （１）
ただし、Ｋｔｅｐｎｇは慣性率である。
【００７２】
これにより、モータジェネレータＭＧ２の発生するトルクＴｍから反力トルクＴｅｐを減じたトルクが車両の駆動トルクとして、動力分割機構ＰＳＤから出力部材１５５に出力される。このような現象が発生すると、車両の駆動トルクが実質的に減少することにより、車両に運転外乱となる駆動力変動が生じ、運転性を損なうおそれがある。
【００７３】
そこで、エンジンＥＮＧの始動時には、運転外乱となる駆動力変動が生じることがないように、モータジェネレータＭＧ１に加えてモータジェネレータＭＧ２のトルク制御を行なうことが知られている。具体的には、モータジェネレータＭＧ１によりエンジンＥＮＧを回転駆動するとともに、その反力で発生する駆動力変動を相殺するように、モータジェネレータＭＧ２から反力相殺トルクを発生させる。
【００７４】
しかしながら、モータジェネレータＭＧ２の異常発生によりモータジェネレータＭＧ２が正常運転不能である場合には、上記のようなモータジェネレータＭＧ２のトルク制御を行なうことができない。そのため、モータジェネレータＭＧ２から反力相殺トルクを発生させることができない。
【００７５】
ここで、モータジェネレータＭＧ２が正常運転不能であっても、出力部材１５５の回転数が高い状態では、車両前方に押す慣性力が出力部材１５５に働くことによって反力トルクＴｅｐによる駆動力の変動を相殺することができる。したがって、出力部材１５５の回転数が高回転数領域であれば、エンジンＥＮＧを始動させてエンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ１を用いた退避走行を行なうことができる。
【００７６】
これに対して、図５の共線図Ｌ３に示されるように、出力部材１５５の回転数が低い状態では、モータジェネレータＭＧ１がクランキングトルクＴｇを出力することによって共線図Ｌ４の状態となると、車両前方に押す慣性力が小さいため、出力部材１５５に発生した反力トルクＴｅｐを相殺することができない。その結果、出力部材１５５に伝わるトルクが、回転数を正転領域から逆転領域に遷移させる方向に増大することにより、車両を後退させてしまう可能性がある。このような不具合から、出力部材１５５の回転数が低回転数領域では、エンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ１を用いた退避走行を行なうことができないという問題があった。
【００７７】
そこで、本実施の形態に係るハイブリッド車両５においては、モータジェネレータＭＧ２の異常発生時には、出力部材１５５の回転に伴なって回転されるモータジェネレータＭＧ２から電磁気的な作用に基づいた引きずりトルクＴｄｒを発生させる。図５の共線図Ｌ４に示されるように、この引きずりトルクＴｄｒが、出力部材１５５に発生した反力トルクＴｅｐを相殺するトルク（反力相殺トルク）となる。これにより、エンジンＥＮＧの始動時に生じる駆動力の変動を相殺することができ、エンジンＥＮＧの始動時に車両が後退するのを防止することができる。
【００７８】
ここで、図５に示される引きずりトルクＴｄｒとは、運転停止中のモータジェネレータＭＧ２に接続されるインバータ１４を所定のスイッチングパターンに従ってオン・オフさせることによって、モータジェネレータＭＧ２から電磁気的な作用により発生するトルクである。
【００７９】
図６は、引きずりトルクを発生させるためのインバータ１４の制御を説明する図である。図６では、モータジェネレータＭＧ２の異常発生の一例として、オン状態を維持して制御不能となる短絡故障がインバータ１４のＵ相上アームを構成するＩＧＢＴ素子Ｑ３に発生したケースが示されている。
【００８０】
図６に示すように、出力部材１５５の回転に伴なってモータジェネレータＭＧ２が回転すると、その回転子（図示せず）に装着された磁石ＰＭが回転する。これにより、モータジェネレータＭＧ２の三相コイル巻線に誘起電圧が発生する。
【００８１】
したがって、ゲート遮断信号ＳＤＮによりインバータ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）するように制御しても、短絡故障したＩＧＢＴ素子Ｑ３を介した短絡経路が形成される。具体的には、電源ラインＰＬ〜ＩＧＢＴ素子Ｑ３（短絡故障）〜Ｕ相コイル巻線〜中性点〜Ｖ相コイル巻線〜ダイオードＤ３（またはＷ相コイル巻線〜ダイオードＤ５）を経由する、短絡経路（図中のＲｔ１）が形成される。このため、誘起電圧および当該短絡経路の電気抵抗に応じた異常電流が発生する。
【００８２】
なお、コイル巻線に発生する誘起電圧は、モータジェネレータＭＧ２の回転数に比例するため、モータジェネレータＭＧ２の回転数が上昇すれば、モータジェネレータＭＧ２に発生する誘起電圧も高くなり、インバータ１４中の異常電流も増大してしまう。異常電流が過大になると、インバータの構成部品を超える高温の発生によって、さらなる素子損傷を発生してしまう可能性がある。
【００８３】
このようなインバータ１４の１相の上アームまたは下アームのＩＧＢＴ素子に短絡故障が発生した場合（１相短絡）には、強制的に他の２相の対応するアームをオン状態に制御する。図６の例では、Ｕ相上アームのＩＧＢＴ素子Ｑ３が短絡故障したことに応じて、Ｖ相上アームのＩＧＢＴ素子Ｑ５およびＷ相上アームのＩＧＢＴ素子Ｑ７を同時にオン状態に制御する。以下では、インバータの多相アームを通じて上アームおよび下アームの一方のＩＧＢＴ素子を同時にオン状態に制御することを「多相オン制御」といい、本実施の形態のように、インバータの三相アーム（Ｕ相アーム１５，Ｖ相アーム１６，Ｗ相アーム１７）を通じて上アームおよび下アームのＩＧＢＴ素子を同時にオン状態に制御することを「三相オン制御」と呼ぶこととする。また、この三相オン制御によって各ＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８がオン・オフされている状態を「三相オン状態」と呼ぶこととする。
【００８４】
図６に示すようにインバータ１４の三相オン制御を実行することにより、モータジェネレータＭＧ２の磁石ＰＭが回転すると、ＩＧＢＴ素子Ｑ３を介した短絡経路に加えて、ＩＧＢＴ素子Ｑ５を介した経路および、ＩＧＢＴ素子Ｑ７を介した経路が形成されることとなる。これにより、モータジェネレータＭＧ２のＵ相コイル巻線、Ｖ相コイル巻線、Ｗ相コイル巻線には、互いに略同じ振幅の交流波形を示すモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが誘起される。そして、この誘起されたモータ電流によって回転磁界が形成されることにより、モータジェネレータＭＧ２には引きずりトルク（制動トルク）が発生する。この引きずりトルクは出力部材１５５に伝達される。
【００８５】
図７は、三相オン制御の実行時におけるモータジェネレータＭＧ２の電流（三相電流）およびトルクと回転数との関係を示す図である。
【００８６】
図７に示されるように、三相オン制御時には、モータジェネレータＭＧ２から引きずりトルク（負トルク）が出力される。この引きずりトルクは、モータジェネレータＭＧ２の回転数（以下、単にＭＧ２回転数とも称する）Ｎｍ２が低下するに従って増大し、低回転域内の所定の回転数Ｎｔｈで最大となる。一方、三相電流は、ＭＧ２回転数Ｎｍ２が低下するに従って減少している。
【００８７】
本実施の形態によるインバータ１４の制御においては、この所定の回転数Ｎｔｈを三相オン制御の実行可否を判定するための判定値に設定する。そして、ＭＧ２回転数Ｎｍ２が判定値Ｎｔｈ以下となったときに、三相オン制御を実行する。
【００８８】
このような構成としたことにより、ＭＧ２回転数Ｎｍ２が判定値Ｎｔｈ以下となる低回転数領域（図中の領域ＲＧＮ１）において、インバータ１４の三相オン制御が実行される。上述したようにＭＧ２回転数Ｎｍ２が低回転数領域では、エンジンＥＮＧの始動による反力トルクＴｅｐを車両の慣性力では相殺することができないところ、この低回転数領域で高トルクとなる引きずりトルクＴｄｒを発生させることによって、反力トルクＴｅｐを効果的に相殺することができる。この結果、エンジン始動に伴なう車両の駆動力の変動を抑制でき、車両が後退するのを防止することが可能となる。
【００８９】
なお、図６では、モータジェネレータＭＧ２の異常発生の一例として、インバータ１４中の短絡故障を示したが、モータジェネレータＭＧ２に設けられた回転角センサ５２（図３）の故障や、インバータ１４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においても、上記の三相オン制御を行なうことができる。なお、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。これらの異常が発生した場合には、通常のＰＷＭ制御に基づいたスイッチング制御はできないものの、インバータ１４のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８をオン状態またはオフ状態とすることが可能であるため、ゲート遮断されたインバータ１４を三相オン制御に切換えることによりモータジェネレータＭＧ２に引きずりトルクを発生させることができる。
【００９０】
（制御構造）
次に、図８を参照して、本実施の形態による車両の走行モードの切換え動作を実現するための制御構造について説明する。について、図面を参照して説明する。
【００９１】
図８は、本実施の形態に従うＥＣＵ３０における制御構造を示すブロック図である。図８に示す各機能ブロックは、代表的にＥＣＵ３０が予め格納されたプログラムを実行することで実現されるが、その機能の一部または全部を専用のハードウェアとして実装してもよい。
【００９２】
図３および図８を参照して、ＥＣＵ３０は、ＨＶ−ＥＣＵ３２と、ＭＧ−ＥＣＵ３５と、エンジンＥＮＧの運転を制御するエンジンＥＣＵ３７とを含む。なお、ＭＧＥＣＵ３５は、モータジェネレータＭＧ１の運転を制御するＭＧ１−ＥＣＵ３５２と、モータジェネレータＭＧ２の運転を制御するＭＧ２−ＥＣＵ３５０とを含む。
【００９３】
ＭＧ２−ＥＣＵ３５０は、モータ制御用相電圧演算部３２０と、インバータ用駆動信号変換部３４０と、ＭＧ２異常検出部３６０とを含む。
【００９４】
モータ制御用相電圧演算部３２０は、ＨＶ−ＥＣＵ３２から運転指令としてのトルク指令ＴＲを受け、回転数センサ５２からモータジェネレータＭＧ２のロータ回転角θ２を受け、電流センサ２８からモータ電流ＭＣＲＴ２を受け、電圧センサ１３からコンバータ１２の出力電圧（すなわち、インバータ１４，２２の入力電圧）ＶＨを受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部３２は、これらの入力信号に基づいて、モータジェネレータＭＧ１の各相コイルに印加する電圧の操作量（以下、電圧指令とも称する）Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を演算し、その演算結果をインバータ用駆動信号変換部３４０へ出力する。
【００９５】
インバータ用駆動信号変換部３４０は、モータ制御用相電圧演算部３２０からの各相コイルの電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に基づいて、実際にインバータ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へ送出する。
【００９６】
ＭＧ２異常検出部３６０は、モータジェネレータＭＧ２の運転時においてモータジェネレータＭＧ２に発生した異常を検知する。具体的には、ＭＧ２異常検出部３６０は、回転数センサ５２からのロータ回転角θ２、電流センサ２８からのモータ電流ＭＣＲＴ２およびインバータ１４のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８に内蔵される自己保護回路からの異常検知信号ＦＩＮＶなどに基づいて、モータジェネレータＭＧ２に発生した異常を検知する。たとえば、図６に示したようなインバータ１４中の短絡故障については、公知の様々な検出方法を採用すれば良いが、例えば、インバータ１４の各相のＩＧＢＴ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、１相短絡や２相短絡を検知するようにすれば良い。ＭＧ２異常検出部３６０によって検知されたモータジェネレータＭＧ２の異常に関する情報は、ＨＶ−ＥＣＵ３２およびインバータ用駆動信号変換部３４０に対して送出される。この異常に関する情報には、モータジェネレータＭＧ２の異常発生時にオンに設定されるＭＧ２異常判定フラグが含まれている。
【００９７】
ＨＶ−ＥＣＵ３２は、ＭＧ２異常検出部３６０からモータジェネレータＭＧ２の異常に関する情報を受けると、モータジェネレータＭＧ２のゲート遮断指令を発生する。インバータ用駆動信号変換部３４０は、モータジェネレータＭＧ２のゲート遮断指令に従って、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。
【００９８】
ＨＶ−ＥＣＵ３２は、さらに、ＭＧ２異常検出部３６から受けたモータジェネレータＭＧ２の異常に関する情報に基づいて、インバータ１４を三相オン制御することが可能であるか否かを判定する。たとえば、図６に示したインバータ１４中の短絡故障、回転数センサ５２の故障およびインバータ１４の過電流のいずれかが発生している場合には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、インバータ１４の三相オン制御が実行可能であると判定する。
【００９９】
三相オン制御が実行可能であると判定された場合には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、回転数センサ５２により検出されたロータ回転角θ２に基づいてＭＧ２回転数Ｎｍ２を検出し、検出されたＭＧ２回転数Ｎｍ２に基づいて三相オン制御指令を生成して、インバータ用駆動信号変換部３４０へ送出する。具体的には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、検出されたＭＧ２回転数Ｎｍ２が、所定の判定値Ｎｔｈ以下の低回転数領域（図中の領域ＲＧＮ１に相当）の範囲内に入っていると判定されたときには、三相オン制御指令を発生する。
【０１００】
インバータ用駆動信号変換部３４０は、三相オン制御指令が発せられている場合には、インバータ１４の三相アームを通じて上アームおよび下アームの一方のＩＧＢＴ素子をオン状態（三相オン状態）に制御するための信号Ｔｏｎを発生する。信号Ｔｏｎは、ＭＧ２異常検出部３６０によって検知されたモータジェネレータＭＧ２の異常に関する情報に基づいて生成される。
【０１０１】
さらに、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、ＭＧ１−ＥＣＵ３５２およびエンジンＥＣＵ３７に対しては、エンジン始動指令を発生する。このとき、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、モータジェネレータＭＧ１がエンジンＥＮＧのクランキングに必要なトルク（クランキングトルク）を出力するためのトルク指令ＴＲ１を生成し、その生成したトルク指令ＴＲ１をＭＧ１−ＥＣＵ３５２に与える。
【０１０２】
このとき、モータジェネレータＭＧ１に対するトルク指令ＴＲ１は、エンジンＥＮＧの始動に伴ない出力部材１５５に生じ得る反力トルクＴｅｐが、絶対値が最大となる引きずりトルク（最大引きずりトルク）を超えないように制限される。一例として、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、図７に示すような関係に従って、ＭＧ２回転数Ｎｍ２が判定値Ｎｔｈとなるときの引きずりトルクＴｄｒの絶対値を最大引きずりトルクに設定し、反力トルクＴｅｐが最大引きずりトルクを超えないように、上記の式（１）を用いてトルク指令ＴＲ１を算出する。
【０１０３】
ＭＧ１−ＥＣＵ３５２は、ＨＶ−ＥＣＵ３２から出力されるトルク指令ＴＲ１、回転角センサ５１からのロータ回転角θ１および電流センサ２４からのモータ電流ＭＣＲＴ１を受ける。そして、ＭＧ１−ＥＣＵ３５２は、回転角センサ５１および電流センサ２４からの検出値に基づくフィードバック制御により、トルク指令ＴＲ１に従ってモータジェネレータＭＧ１が動作するように、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を発生する。
【０１０４】
モータジェネレータＭＧ１の回転駆動によりエンジンＥＮＧの始動が開始されると、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、エンジンＥＣＵ３７により検出されるエンジンＥＮＧの回転数（以下、エンジン回転数ともいう）Ｎｅを監視することにより、エンジン始動が完了したか否かを判定する。具体的には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ以上に至ったときには、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、燃料噴射制御および点火制御が開始されるように制御信号を生成して、エンジンＥＣＵ３７へ送出する。そして、エンジン回転数Ｎｅの変化に基づいて、エンジンＥＮＧが完爆状態になったと判断されると、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、エンジンＥＮＧの始動が完了したと判定して始動処理を終了する。
【０１０５】
エンジンＥＮＧの始動が完了すると、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、三相オン制御指令をオフ（無効化）するとともに、ゲート遮断指令をオン（有効化）する。これにより、インバータ用駆動信号変換部３４０は、インバータ１４を三相オン状態に制御するための信号Ｔｏｎの生成を停止して、ゲート遮断信号ＳＤＮを生成してインバータ１４へ出力する。すなわち、エンジンＥＮＧの始動が完了したことにより、インバータ１４を構成するＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８のスイッチング動作が再び停止（すべてオフ）される。エンジンＥＮＧの始動完了により、始動に伴ない発生する反力トルクを相殺する必要がなくなるためである。これにより、モータジェネレータＭＧ２の回転に伴なう引きずりトルクを生じさせることなく、エンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ１を用いた退避走行が実行可能となる。
【０１０６】
図９は、本実施の形態に従うモータジェネレータＭＧ２の異常発生時のエンジン始動制御を説明するタイミングチャートである。
【０１０７】
図９を参照して、時刻ｔ１において、モータジェネレータＭＧ２の異常発生が検知されると、ＭＧ２−ＥＣＵ３５０内のＭＧ２異常検出部３６０は、ＭＧ２異常判定フラグをオンに設定する。このＭＧ２異常判定フラグを含むモータジェネレータＭＧ２の異常に関する情報を受けると、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、モータジェネレータＭＧ２のゲート遮断指令を有効化（オン）する。ＭＧ２−ＥＣＵ３５０内のインバータ用駆動信号変換部３４０は、このゲート遮断指令に従ってゲート遮断信号ＳＤＮを生成することにより、インバータ１４のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８の各々のスイッチング動作を停止（すべてオフ）するように制御する。
【０１０８】
ゲート遮断指令に従ってモータジェネレータＭＧ２の動作を停止させたことにより、ＭＧ２回転数Ｎｍ２は次第に低下する。ＨＶ−ＥＣＵ３２は、時刻ｔ２において、ＭＧ２回転数Ｎｍ２が所定の判定値Ｎｔｈ以下となると、三相オン制御指令をオン（有効化）する。三相オン制御指令に従って、ＭＧ１−ＥＣＵ３５０内のインバータ用駆動信号変換部３４０が信号Ｔｏｎによりインバータ１４のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８を三相オン状態に制御すると、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、エンジン始動指令をオン（有効化）する。
【０１０９】
ＭＧ１−ＥＣＵ３５２は、エンジン始動指令に従ってモータジェネレータＭＧ１を回転駆動させ、エンジンＥＮＧを始動する。エンジンＥＮＧにおけるクランキングの開始後、モータジェネレータＭＧ１によるエンジン回転数の増大に伴ない、出力部材１５５に「負」の方向に反力トルクＴｅｐが生じる。同時に、出力部材１５５には、インバータ１４の三相オン制御により、モータジェネレータＭＧ２の回転数に応じた引きずりトルクＴｄｒが「正」の方向に生じる。この引きずりトルクが反力相殺トルクとして働くことにより、車両の駆動力の変動が抑制される。
【０１１０】
そして、時刻ｔ３において、エンジンＥＮＧの始動が完了したと判定されると、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、エンジン始動指令および三相オン制御指令をオフ（無効化）するとともに、モータジェネレータＭＧ２のゲート遮断指令をオン（有効化）する。これにより、エンジンＥＮＧの始動が完了すると、モータジェネレータＭＧ２の動作が停止され、エンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ１を用いたハイブリッド車両５の退避走行が実行される。この際、ゲート遮断信号ＳＤＮにより、インバータ１４の各ＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８のスイッチング動作を停止するように制御しているため、退避走行時のモータジェネレータＭＧ２の回転に伴ないモータジェネレータＭＧ２から引きずりトルクが発生することはない。
【０１１１】
以上の処理は、図１０に示すような処理フローにまとめることができる。
（処理フロー）
図１０は、本発明の実施の形態に従うモータジェネレータＭＧ２の異常発生時の退避走行を説明するフローチャートである。図１０に示したフローチャートは、図１および図２に示したＥＣＵ３０が図８に示す各制御ブロックとして機能することで実現される。
【０１１２】
図１０を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、ＭＧ２−ＥＣＵ３５０から送出されるモータジェネレータＭＧ２の異常に関する情報（たとえばＭＧ２異常判定フラグ）に基づいて、モータジェネレータＭＧ２に異常が発生しているか否かを判定する（ステップＳ０１）。
【０１１３】
モータジェネレータＭＧ２に異常が発生していない場合（ステップＳ０１でのＮＯ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は異常時運転（退避走行）を指示することなく、退避走行に係る制御処理を終了する。
【０１１４】
一方、モータジェネレータＭＧ２に異常が発生している場合（ステップＳ０１でのＹＥＳ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、退避走行を指示する。このとき、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、ＭＧ２−ＥＣＵ３５０に対してモータジェネレータＭＧ２のゲート遮断指令を発生する（ステップＳ０２）。これに応答して、ＭＧ２−ＥＣＵ３５０からゲート遮断信号ＳＤＮが出力されることにより、インバータ１４のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８はすべてオフ状態とされる。
【０１１５】
次に、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、ハイブリッド車両５の車速が低車速領域の範囲内に入っているか否かを判定する（ステップＳ０３）。具体的には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、車速に対応して決定される出力部材１５５の回転数が所定の低回転数領域の範囲内に入っているか否かを判定する。この所定の低回転数領域は、出力部材１５５に働く車両の進行方向の慣性力を考慮して、該車両の慣性力がエンジンＥＮＧに始動に伴ない出力部材１５５に生じる反力を相殺できない場合を想定して設定される。
【０１１６】
ハイブリッド車両５が低車速領域の範囲内に入っていない場合（ステップＳ０３でのＮＯ判定時）、すなわち、反力を相殺できるだけの車両の慣性力が出力部材１５５に働いている場合には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、インバータ１４の三相オン制御を指示することなく、エンジンＥＮＧの始動指令を発生する。これに応答して、ＭＧ１−ＥＣＵ３５２は、モータジェネレータＭＧ１の回転駆動によりエンジンＥＮＧをクランキングする（ステップＳ０７）。
【０１１７】
これに対して、ハイブリッド車両５が低車速領域の範囲内に入っている場合（ステップＳ０３でのＹＥＳ判定時）、すなわち、反力を相殺できるだけの車両の慣性力が出力部材１５５に働いていない場合には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、ＭＧ２−ＥＣＵ３５０により検知されたモータジェネレータＭＧ２の異常に関する情報に基づいて、インバータ１４の三相オン制御が実行可能か否かを判定する（ステップＳ０４）。一例として、モータジェネレータＭＧ２の異常が、インバータ１４の短絡故障、回転数センサ５２の故障、およびインバータ１４の過電流のいずれかに該当する場合には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、インバータ１４の三相オン制御が実行可能であると判定する。
【０１１８】
インバータ１４が三相オン制御を実行不能である場合（ステップＳ０４でのＮＯ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、インバータ１４の三相オン制御およびエンジンＥＮＧの始動を指示することなく。退避走行に係る制御処理を終了する。
【０１１９】
これに対して、インバータ１４が三相オン制御を実行可能である場合（ステップＳ０４でのＹＥＳ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、ＭＧ２回転数Ｎｍ２が所定の判定値Ｎｔｈ以下であるか否かを判定する（ステップＳ０５）。ＭＧ２回転数Ｎｍ２が所定の判定値Ｎｔｈ以下である場合（ステップＳ０５でのＹＥＳ判定時）、すなわち、ＭＧ２回転数Ｎｍ２が所定の判定値Ｎｔｈ以下の低回転数領域（図７の領域ＲＧＮ１）の範囲内に入っている場合には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、モータジェネレータＭＧ２のゲート遮断指令をオフ（無効化）するとともに、ＭＧ２−ＥＣＵ３５０に対して三相オン制御指令を発生する。これに応答して、ＭＧ２−ＥＣＵ３５０は、インバータ１４のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８を三相オン状態に制御するように信号Ｔｏｎを発生する（ステップＳ０６）。
【０１２０】
次いで、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、ＭＧ１−ＥＣＵ３５２およびエンジンＥＣＵ３７に対してエンジン始動指令を発生する。これに応答して、ＭＧ１−ＥＣＵ３５２は、モータジェネレータＭＧ１の回転駆動によりエンジンＥＮＧをクランキングする（ステップＳ０７）。
【０１２１】
ＨＶ−ＥＣＵ３２は、エンジン回転数Ｎｅを監視することにより、エンジンＥＮＧの始動が完了したか否かを判定する（ステップＳ０８）。エンジンＥＮＧの始動が完了していない場合（ステップＳ０８でのＮＯ判定時）には、処理はステップＳ０７に戻される。
【０１２２】
一方、エンジンＥＮＧの始動が完了した場合（ステップＳ０８でのＹＥＳ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、三相オン制御指令およびエンジン始動指令をオフするとともに、モータジェネレータＭＧ２のゲート遮断指令を再びオンする（ステップＳ０９）。これに応答して、ＭＧ２−ＥＣＵ３５２からゲート遮断信号ＳＤＮが出力されることにより、インバータ１４のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８はすべてオフ状態とされる。したがって、ハイブリッド車両５では、モータジェネレータＭＧ２の動作を停止して、エンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ１を用いた退避走行が行なわれる。
【０１２３】
（変更例）
上述した実施の形態においては、エンジンＥＮＧの始動に際しては、エンジン始動時に出力部材１５５に生じる反力トルクＴｅｐが三相オン制御の実行により発生する最大引きずりトルクを超えないように、モータジェネレータＭＧ１が出力するクランキングトルクＴｇを制限する構成について説明したが、このようにクランキングトルクＴｇを制限したことによって、エンジンＥＮＧを始動させることができないという問題が生じる場合がある。
【０１２４】
本発明の実施の形態の変更例では、このようなクランキングトルクの制限に伴ない上記の実施の形態によるエンジン始動処理を行なっても、エンジンＥＮＧを始動できない場合の制御について説明する。
【０１２５】
図１１は、本発明の実施の形態の変更例に従うモータジェネレータＭＧ２の異常発生時の退避走行を説明するフローチャートである。図１０に示したフローチャートは、図１および図２に示したＥＣＵ３０が図８に示す各制御ブロックとして機能することで実現される。
【０１２６】
図１１を参照して、ＥＣＵ３０（ＨＶ−ＥＣＵ３２）は、図１０のステップＳ０１〜Ｓ０５により上述の実施の形態と同様の三相オン制御を行なう（ステップＳ０６）。
【０１２７】
さらに、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、ＭＧ１−ＥＣＵ３５２およびエンジンＥＣＵ３７に対してエンジン始動指令を発生する。これに応答して、ＭＧ１−ＥＣＵ３５２は、モータジェネレータＭＧ１の回転駆動によりエンジンＥＮＧをクランキングする（ステップＳ０７）。
【０１２８】
ＨＶ−ＥＣＵ３２は、エンジン回転数Ｎｅを監視することにより、エンジンＥＮＧの始動が完了したか否かを判定する（ステップＳ０８）。エンジンＥＮＧの始動が完了していない場合（ステップＳ０８でのＮＯ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、回転数センサ５２からのロータ回転角θ２に基づいて、ＭＧ２回転数Ｎｍ２が所定の判定値Ｎｔｈを超えるか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【０１２９】
ＭＧ２回転数Ｎｍ２が所定の判定値Ｎｔｈを超えている場合（ステップＳ１１でのＹＥＳ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、引きずりトルクがエンジン始動に伴なう反力を相殺できないと判断して、エンジンＥＮＧの始動処理を中止する（ステップＳ１３）。ＭＧ２回転数Ｎｍ２が低回転数領域（図中のＲＧＮ１）を超えて増加することによって引きずりトルクが低下してしまい、エンジン始動時に車両を後退させるおそれがあるためである。
【０１３０】
一方、ＭＧ２回転数Ｎｍ２が所定の判定値Ｎｔｈ以下となる場合（ステップＳ１１でのＮＯ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、ステップＳ０７によるエンジン始動処理の開始からの経過時間である始動処理時間が所定時間を超えたか否かを判定する（ステップＳ１２）。始動処理時間が所定時間を超えていない場合（ステップＳ１２でのＮＯ判定時）には、ステップＳ０７の処理が繰り返し実行される。一方、始動処理時間が所定時間を超えている場合（ステップＳ１２でのＹＥＳ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、エンジンＥＮＧの始動処理を中止する（ステップＳ１３）。
【０１３１】
エンジンＥＮＧの始動が完了した場合（ステップＳ０８でのＹＥＳ判定時）あるいは、エンジンＥＮＧの始動処理を中止した場合（ステップＳ１３）には、ＨＶ−ＥＣＵ３２は、三相オン制御指令およびエンジン始動指令をオフするとともに、モータジェネレータＭＧ２のゲート遮断指令を再びオンする（ステップＳ０９）。これに応答して、ＭＧ２−ＥＣＵ３５２からゲート遮断信号ＳＤＮが出力されることにより、インバータ１４のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８はすべてオフ状態とされる。なお、エンジンＥＮＧの始動処理を中止した場合には、エンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ１を用いた退避走行が禁止される。
【０１３２】
なお、上述の説明においては、モータジェネレータＭＧ２に接続されるインバータ１４のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８を、三相を通じて上アームおよび下アームの一方が同時にオン状態（三相オン状態）とすることによって、運転停止中のモータジェネレータＭＧ２から電磁気的な作用に基づく引きずりトルクを発生させる構成について例示したが、インバータ１４の制御は、この三相オン制御に限定されるものではなく、出力部材１５５の回転に伴ないモータジェネレータＭＧ２に発生する誘起電圧から三相コイルに回転磁界を形成することができる限りにおいて、これ以外のスイッチングパターンを適用することも可能である。
【０１３３】
以上説明したように、この発明の実施の形態によれば、モータジェネレータＭＧ２の異常発生時においてエンジンＥＮＧを始動させる際には、モータジェネレータＭＧ２に接続されるインバータ１４のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８を所定のスイッチングパターンに従ってオン・オフすることによってモータジェネレータＭＧ２から電磁気的な作用による引きずりトルクを発生させる。これにより、エンジン始動に伴なう反力を相殺することができるため、エンジン始動時の駆動力の変動を抑制することができる。この結果、モータジェネレータＭＧ２の異常発生時には、エンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ１を用いた退避走行を実行する。
【０１３４】
また、この発明の実施の形態によれば、出力部材１５５が低回転数領域に入る場合には、エンジンＥＮＧの始動に伴なう反力の影響を受けやすいところ、該低回転数領域で増大するように引きずりトルクを発生させることができるため、エンジン始動時の駆動力の変動を効果的に抑制することができる。これにより、車速が低い状態でもエンジン始動に伴ない車両が後退するのを抑制できるため、エンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ１を用いた退避走行を行なうことができる。
【０１３５】
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】
【０１３６】
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。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の燃焼によって作動するエンジンと、
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の電動機の出力軸とそれぞれ結合された複数の回転要素を互いに相対回転可能に連結し、かつ、前記第１の電動機による電力および動力の入出力を伴なって前記エンジンからの出力の少なくとも一部を前記出力部材へ出力する動力分割機構と、
前記出力部材から駆動輪までの間で動力を加える第２の電動機と、
前記第２の電動機に接続され、複数のスイッチング素子により構成されたインバータと、
前記第１および第２の電動機、ならびに前記エンジンの運転を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記第２の電動機の異常を検知するための異常検知手段と、
前記第２の電動機の異常が検知された場合に、前記第２の電動機の運転を停止させるとともに、前記エンジンおよび前記第１の電動機を用いた異常時運転を実行させるための異常制御手段とを含み、
前記異常制御手段は、
前記第２の電動機の異常が検知された場合に、前記第１の電動機からの動力により前記動力分割機構を介して前記エンジンを回転駆動することにより、前記エンジンを始動させるための始動手段と、
前記複数のスイッチング素子を所定のスイッチングパターンに従ってオン・オフさせることによって、運転停止中の前記第２の電動機から電磁気的な作用に基づく引きずりトルクを発生させることにより、前記始動手段による前記エンジンの始動に起因して前記出力部材に生じる反力を相殺するための反力相殺手段とを含む、ハイブリッド車両。
【請求項２】
前記第２の電動機は、多相モータであり、
前記インバータは、電源線および接地線の間に互いに並列に接続され、前記多相モータの多相コイルに流れる電流をそれぞれ制御するための多相アームを含み、
前記多相アームの各々は、前記正母線および前記負母線の間に、各相コイルとの接続点を介して直列接続された第１および第２のスイッチング素子を含み、
前記反力相殺手段は、前記多相アームを通じて前記第１および第２のスイッチング素子の一方を同時にオン状態に制御する多相オン制御を実行することにより、前記第２の電動機から前記引きずりトルクを発生させる、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記反力相殺手段は、前記引きずりトルクが最大となるときの前記第２の電動機の回転数を、前記多相オン制御の実行可否を判定するための判定値に設定するとともに、前記第２の電動機の運転停止中に前記第２の電動機の回転数が前記判定値以下となったときに、前記多相オン制御を実行する、請求項２に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記始動手段は、前記エンジンの始動に起因して前記出力部材に生じる反力が前記引きずりトルクの最大値を超えないように、前記第１の電動機の運転を制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
前記始動手段は、前記エンジンの始動が完了するまでに前記第２の電動機の回転数が前記判定値を超えたときには、前記エンジンの始動を中止する、請求項４に記載のハイブリッド車両。
【請求項６】
前記始動手段は、前記エンジンの始動処理の継続時間が所定時間を超えたときには、前記エンジンの始動を中止する、請求項４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、
燃料の燃焼によって作動するエンジンと、
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の電動機の出力軸とそれぞれ結合された複数の回転要素を互いに相対回転可能に連結し、かつ、前記第１の電動機による電力および動力の入出力を伴なって前記エンジンからの出力の少なくとも一部を前記出力部材へ出力する動力分割機構と、
前記出力部材から駆動輪までの間で動力を加える第２の電動機とを含み、
前記制御方法は、
前記第２の電動機の異常を検知するステップと、
前記第２の電動機の異常が検知された場合に、前記第２の電動機の運転を停止させるとともに、前記エンジンおよび前記第１の電動機を用いた異常時運転を実行させるステップとを備え、
前記異常時運転を実行させるステップは、
前記第２の電動機の異常が検知された場合に、前記第１の電動機により前記動力分割機構を介して前記エンジンを回転駆動することにより、前記エンジンを始動させるステップと、
前記第２の電動機の回転数に応じた引きずりトルクを前記出力部材に発生させることにより、前記始動手段による前記エンジンの始動に起因して前記出力部材に生じる反力を相殺するステップとを含む、ハイブリッド車両の制御方法。
【請求項１】
燃料の燃焼によって作動するエンジンと、
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の電動機の出力軸とそれぞれ結合された複数の回転要素を互いに相対回転可能に連結し、かつ、前記第１の電動機による電力および動力の入出力を伴なって前記エンジンからの出力の少なくとも一部を前記出力部材へ出力する動力分割機構と、
前記出力部材から駆動輪までの間で動力を加える第２の電動機と、
前記第２の電動機に接続され、複数のスイッチング素子により構成されたインバータと、
前記第１および第２の電動機、ならびに前記エンジンの運転を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記第２の電動機の異常を検知するための異常検知手段と、
前記第２の電動機の異常が検知された場合に、前記第２の電動機の運転を停止させるとともに、前記エンジンおよび前記第１の電動機を用いた異常時運転を実行させるための異常制御手段とを含み、
前記異常制御手段は、
前記第２の電動機の異常が検知された場合に、前記第１の電動機からの動力により前記動力分割機構を介して前記エンジンを回転駆動することにより、前記エンジンを始動させるための始動手段と、
前記複数のスイッチング素子を所定のスイッチングパターンに従ってオン・オフさせることによって、運転停止中の前記第２の電動機から電磁気的な作用に基づく引きずりトルクを発生させることにより、前記始動手段による前記エンジンの始動に起因して前記出力部材に生じる反力を相殺するための反力相殺手段とを含む、ハイブリッド車両。
【請求項２】
前記第２の電動機は、多相モータであり、
前記インバータは、電源線および接地線の間に互いに並列に接続され、前記多相モータの多相コイルに流れる電流をそれぞれ制御するための多相アームを含み、
前記多相アームの各々は、前記正母線および前記負母線の間に、各相コイルとの接続点を介して直列接続された第１および第２のスイッチング素子を含み、
前記反力相殺手段は、前記多相アームを通じて前記第１および第２のスイッチング素子の一方を同時にオン状態に制御する多相オン制御を実行することにより、前記第２の電動機から前記引きずりトルクを発生させる、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記反力相殺手段は、前記引きずりトルクが最大となるときの前記第２の電動機の回転数を、前記多相オン制御の実行可否を判定するための判定値に設定するとともに、前記第２の電動機の運転停止中に前記第２の電動機の回転数が前記判定値以下となったときに、前記多相オン制御を実行する、請求項２に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記始動手段は、前記エンジンの始動に起因して前記出力部材に生じる反力が前記引きずりトルクの最大値を超えないように、前記第１の電動機の運転を制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
前記始動手段は、前記エンジンの始動が完了するまでに前記第２の電動機の回転数が前記判定値を超えたときには、前記エンジンの始動を中止する、請求項４に記載のハイブリッド車両。
【請求項６】
前記始動手段は、前記エンジンの始動処理の継続時間が所定時間を超えたときには、前記エンジンの始動を中止する、請求項４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、
燃料の燃焼によって作動するエンジンと、
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の電動機の出力軸とそれぞれ結合された複数の回転要素を互いに相対回転可能に連結し、かつ、前記第１の電動機による電力および動力の入出力を伴なって前記エンジンからの出力の少なくとも一部を前記出力部材へ出力する動力分割機構と、
前記出力部材から駆動輪までの間で動力を加える第２の電動機とを含み、
前記制御方法は、
前記第２の電動機の異常を検知するステップと、
前記第２の電動機の異常が検知された場合に、前記第２の電動機の運転を停止させるとともに、前記エンジンおよび前記第１の電動機を用いた異常時運転を実行させるステップとを備え、
前記異常時運転を実行させるステップは、
前記第２の電動機の異常が検知された場合に、前記第１の電動機により前記動力分割機構を介して前記エンジンを回転駆動することにより、前記エンジンを始動させるステップと、
前記第２の電動機の回転数に応じた引きずりトルクを前記出力部材に発生させることにより、前記始動手段による前記エンジンの始動に起因して前記出力部材に生じる反力を相殺するステップとを含む、ハイブリッド車両の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１３６０６４（Ｐ２０１２−１３６０６４Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８７９４６（Ｐ２０１０−２８７９４６）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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