JP2015199411A - ハイブリッド車 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンと２つのモータとを備えるタイプのハイブリッド車において、２つのモータの各相電流を検出するセンサに異常が生じたときでも退避走行を可能とする。【解決手段】エンジンを運転しながら走行している最中に２つのモータＭＧ１，ＭＧ２の各相電流を検出する電流センサに何らかの異常が生じたことによってモータＭＧ１，ＭＧ２の各相電流を検出することができない異常が生じたときには、モータＭＧ１を３相短絡し、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が引き摺りトルクが比較的大きな所定回転数領域（０＜Ｎｍ１≰Ｎｌｉｍ）内で保持されるようエンジンの出力を制御する。これにより、モータＭＧ１の引き摺りトルクを走行用の駆動力として用いることができ、退避走行を可能とすることができる。【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド車に関し、詳しくは、エンジンと、第１モータと、３つの回転要素がエンジンと第１モータと車軸とに連結された遊星歯車機構と、走行用の駆動力を出力する第２モータと、を備えるハイブリッド車に関する。

従来、この種のハイブリッド車としては、エンジンと、第１のモータジェネレータと、エンジンと第１のモータジェネレータとフロント車輪とにキャリアとサンギヤとリングギヤとが連結されたプラネタリギヤと、フロント車輪に駆動力を出力する第２のモータジェネレータと、を備えるハイブリッド自動車において、第１のモータジェネレータの各相電流を検出する複数の電流センサの異常と第１のモータジェネレータを駆動するインバータの一相短絡とを検出したときには、インバータの三相をオンするのを許可するものが提案されている（特許文献１参照）。このハイブリッド車では、インバータの三相をオンとすることにより、第１のモータジェネレータの引き摺りトルクであるブレーキトルクを抑えて退避走行を可能としている。

特開２０１０−０４７０８３号公報

上述したエンジンと２つのモータジェネレータとを備えるタイプのハイブリッド車では、第１のモータジェネレータの各相電流を検出するセンサと第２のモータジェネレータの各相電流を検出するセンサとに異常を生じたときには、通常は両モータジェネレータのインバータをシャットダウンするため、フロント車輪に駆動力を出力することができない。上述のハイブリッド車では、リア車輪用の第３のモータジェネレータを備えるため、フロント車輪に駆動力を出力することができないときでも、第３のモータジェネレータからの駆動力により退避走行することができるが、第３のモータジェネレータを備えないタイプのハイブリッド車では、退避走行が困難となる。

本発明のハイブリッド車は、エンジンと２つのモータとを備えるタイプのハイブリッド車において、２つのモータの各相電流を検出するセンサに異常が生じたときでも退避走行を可能とすることを主目的とする。

本発明のハイブリッド車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド車は、
エンジンと、三相交流発電電動機として構成された第１モータと、３つの回転要素がエンジンと第１モータと車軸とに連結された遊星歯車機構と、走行用の駆動力を出力するよう三相交流発電電動機として構成された第２モータと、前記第１モータを駆動する第１インバータと、前記第２モータを駆動する第２インバータと、前記第１モータの各相電流を検出する第１電流検出手段と、前記第２モータの各相電流を検出する第２電流検出手段と、を備えるハイブリッド車において、
前記第１電流検出手段および前記第２電流検出手段に異常が生じたときには、前記第１インバータを構成するスイッチング素子のうち上アームの全て又は下アームの全てをオンとして３相短絡するよう前記第１インバータを制御すると共に前記第１モータの回転数が所定回転数領域内となるようエンジンを駆動制御する異常時制御手段、
を備えることを特徴とする。

この本発明のハイブリッド車では、第１モータの各相電流を検出する第１電流検出手段と第２モータの各相電流を検出する第２電流検出手段とに共に異常が生じたときには、第１モータを駆動する第１インバータを構成するスイッチング素子のうち上アームの全て又は下アームの全てをオンとして３相短絡し、第１モータの回転数が所定回転数領域内となるようエンジンを駆動制御する。三相交流発電電動機は、３相短絡して回転させると、回転数を減少させる方向のトルク（引き摺りトルク）を発生する。この引き摺りトルクは、比較的低い回転数で大きく、回転数が大きくなると小さくなる。したがって、引き摺りトルクが比較的大きな回転数範囲を所定回転数領域として予め定めておき、３相短絡した状態で第１モータを所定回転数領域内で回転させれば、第１モータは引き摺りトルクを発生するから、このトルクを車軸に出力することにより、走行用の駆動力を得ることができる。この結果、退避走行を行なうことができる。

こうした本発明のハイブリッド車において、前記異常時制御手段は、前記第１電流検出手段および前記第２電流検出手段に異常が生じたときには、前記第１インバータおよび前記第２インバータをゲート遮断すると共に前記第１モータの回転数が前記所定回転数領域内となるようエンジンを駆動制御し、前記第１モータの回転数が前記所定回転数領域内となったときに前記第１インバータを３相短絡するよう前記第１インバータを制御し、その後、前記第１モータの回転数が前記所定回転数領域内となるようエンジンを駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、走行中に第１電流検出手段および第２電流検出手段に異常が生じたときでも、停車することなく、退避走行することができる。

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。 ＨＶＥＣＵ７０により実行される異常時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 ３相短絡したときのモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とモータＭＧ１から出力されるトルク（引き摺りトルク）との関係の一例を示す説明図である。 インバータ４１，４２がゲート遮断されたときのプラネタリギヤ３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 モータＭＧ１からの引き摺りトルクを駆動力として駆動軸３６に出力しているときのプラネタリギヤ３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２はモータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図１に示すように、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０と、インバータ４１，４２が接続された電力ライン（以下、駆動電圧系電力ライン５４ａという）とバッテリ５０が接続された電力ライン（以下、電池電圧系電力ライン５４ｂという）とに接続されて駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨを電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬ以上の範囲で調節すると共に駆動電圧系電力ライン５４ａと電池電圧系電力ライン５４ｂとの間で電力のやりとりを行なう昇圧コンバータ５５と、インバータ４１，４２を制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に昇圧コンバータ５５を制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサからのクランクポジションθｃｒやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサからの冷却水温Ｔｗ，燃焼室内に取り付けられた圧力センサからの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブや排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサからのカムポジションθｃａ，スロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットルポジションＴＰ，吸気管に取り付けられたエアフローメータからの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサからの吸気温Ｔａ，排気系に取り付けられた空燃比センサからの空燃比ＡＦ，同じく排気系に取り付けられた酸素センサからの酸素信号Ｏ２などが入力ポートを介して入力されており、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁への駆動信号やスロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号，吸気バルブの開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれも、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを備える周知の同期発電電動機として構成されている。インバータ４１，４２は、図２に示すように、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６と、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６と、により構成されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６は、それぞれ駆動電圧系電力ライン５４ａの正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側になるよう２個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、インバータ４１，４２に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のオン時間の割合を調節することにより、三相コイルに回転磁界を形成でき、モータＭＧ１，ＭＧ２を回転駆動することができる。インバータ４１，４２は、駆動電圧系電力ライン５４ａの正極母線と負極母線とを共用しているから、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータに供給することができる。駆動電圧系電力ライン５４ａの正極母線と負極母線とには平滑用のコンデンサ５７が接続されている。

昇圧コンバータ５５は、図２に示すように、２つのトランジスタＴ５１，Ｔ５２とトランジスタＴ５１，Ｔ５２に逆方向に並列接続された２つのダイオードＤ５１，Ｄ５２とリアクトルＬとからなる昇圧コンバータとして構成されている。２つのトランジスタＴ５１，Ｔ５２は、それぞれ駆動電圧系電力ライン５４ａの正極母線，駆動電圧系電力ライン５４ａおよび電池電圧系電力ライン５４ｂの負極母線に接続されており、トランジスタＴ５１，Ｔ５２の接続点と電池電圧系電力ライン５４ｂの正極母線とにリアクトルＬが接続されている。したがって、トランジスタＴ５１，Ｔ５２をオンオフすることにより、電池電圧系電力ライン５４ｂの電力を昇圧して駆動電圧系電力ライン５４ａに供給したり、駆動電圧系電力ライン５４ａの電力を降圧して電池電圧系電力ライン５４ｂに供給したりすることができる。電池電圧系電力ライン５４ｂの正極母線と負極母線とには平滑用のコンデンサ５８が接続されている。以下、昇圧コンバータ５５によって駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨを電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬに対して昇圧する（高くする）ことを昇圧コンバータ５５による昇圧を行なうと称することがある。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２や電流センサ４５Ｕ，４５Ｖ，４６Ｕ，４６Ｖにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流，コンデンサ５７の端子間に取り付けられた電圧センサ５７ａからのコンデンサ５７の電圧（駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧）ＶＨやコンデンサ５８の端子間に取り付けられた電圧センサ５８ａからのコンデンサ５８の電圧（電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧）ＶＬ，電池電圧系電力ライン５４ｂに取り付けられた電流センサ５９からの充放電電流Ｉｂなどが入力ポートを介して入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６へのスイッチング制御信号や昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ５１，Ｔ５２へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の電気角θｅ１，θｅ２やモータＭＧ１，ＭＧ２の回転角速度ωｍ１，ωｍ２，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算したり、モータＭＧ２の回転角速度ωｍ２に基づいてモータＭＧ２の回転軸に換算した駆動輪３８ａ，３８ｂの回転角速度としての駆動輪回転角速度ωｂを演算したりしている。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相電流のうち、ｕ相電流Ｉｕ１，Ｉｕ２は電流センサ４５Ｕ，４６Ｕにより検出され、ｖ相電流Ｉｖ１，Ｉｖ２は電流センサ４５Ｖ，４６Ｖにより検出され、ｗ相電流Ｉｗ１，Ｉｗ２はｕ相電流Ｉｕ１，Ｉｕ２とｖ相電流Ｉｖ１，Ｉｖ２との和が値０とする関係式から計算により求められる。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に接続された電池電圧系電力ライン５４ｂに取り付けられた電流センサ５９からの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりＨＶＥＣＵ７０に送信する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１の操作位置（シフトポジションセンサ８２により検出されるシフトポジションＳＰ）としては、駐車時に用いる駐車ポジション（Ｐレンジ），後進走行用のリバースポジション（Ｒレンジ），中立のニュートラルポジション（Ｎレンジ），前進走行用のドライブポジション（Ｄレンジ）などがある。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、前進走行時には、エンジン２２の運転を伴って走行するハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）や、エンジン２２の運転（燃料噴射制御など）を停止して走行する電動走行モード（ＥＶ走行モード）で走行し、後進走行時には、基本的には、ＥＶ走行モードで走行する。

ＨＶ走行モードでの走行時には、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行に要求される要求トルクＴｒ＊（前進走行するときが正の値）を設定する。続いて、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒ（例えばモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（前進走行するときが正の値））を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算し、計算した走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づくバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じて車両に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する。そして、要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく運転するための動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）とを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにするための回転数フィードバック制御によってモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する。そして、モータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにモータＭＧ１から出力されてプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に伝達されるトルクを要求トルクＴｒ＊から減じてモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐを計算し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）をバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔから減じて更にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除してモータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算し、仮トルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘおよび正側，負側の定格トルクＴｍ２ｒａｔ１，Ｔｍ２ｒａｔ２で制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を計算する。ここで、定格トルクＴｍ２ｒａｔ１，Ｔｍ２ｒａｔ２は、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と定格トルクＴｍ２ｒａｔ１，Ｔｍ２ｒａｔ２との関係を予め定めたマップに回転数Ｎｍ２を適用して設定するものとした。そして、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについてはエンジンＥＣＵ２４に送信し、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊でモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

ＥＶ走行モードでの走行時には、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にＨＶモードでの走行時と同様にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する。そして、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

次に、こうして構成されたハイブリッド自動車２０の動作、特に電流センサ４５Ｕ，４５Ｖ，４６Ｕ，４６Ｖに生じた何らかの異常によりモータＭＧ１の各相電流とモータＭＧ２の各相電流とを共に検出することができないときに退避走行する際の動作について説明する。図３は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される異常時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

異常時制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、電流センサ４５Ｕ，４５Ｖ，４６Ｕ，４６Ｖに何らかの異常が生じたことによってモータＭＧ１に印加される各相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｗ１とモータＭＧ２に印加される各相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２とを共に検出することができない異常が生じているか否かを判定する（ステップＳ１００）。こうした異常が生じていないときには、本ルーチンによる処理は不要と判断し、本ルーチンを終了する。一方、異常が生じているときには、モータＭＧ１を駆動するインバータ４１をゲート遮断すると共にモータＭＧ２を駆動するインバータ４２をゲート遮断し（ステップＳ１１０）、エンジン２２を起動中（運転中）であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。エンジン２２を起動中（運転中）ではないときには、本ルーチンによる処理の対象外と判断し、本ルーチンを終了する。

エンジン２２が起動中（運転中）であるときには、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が値０より大きく閾値Ｎｌｉｍ以下の所定回転数領域（０＜Ｎｍ１≦Ｎｌｉｍ）内となるまでエンジン２２の出力を制御する（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）。ここで、閾値Ｎｌｉｍは、３相短絡したときにモータＭＧ１の回転に伴って出力されるトルク（引き摺りトルク）が駆動力として用いることができる程度の大きさを有する上限回転数として予め定められるものである。図４に、モータＭＧ１のインバータ４１のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のうち上アーム（Ｔ１１〜Ｔ１３）をオン又は下アーム（Ｔ１４〜Ｔ１６）をオンとして３相短絡したときのモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とモータＭＧ１から出力するトルク（引き摺りトルク）との関係の一例を示す。図示するように、三相交流同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１は、３相短絡すると、回転数の値０からの上昇に対して、引き摺りトルクは一旦大きくなった後に小さくなる。このため、引き摺りトルクを駆動力として用いることができる程度の大きさを有する回転数範囲としては、値０より大きく閾値Ｎｌｉｍ以下の範囲となる。引き摺りトルクをどのように駆動力として用いるかについては後述する。エンジン２２の出力制御は、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が所定回転数領域（０＜Ｎｍ１≦Ｎｌｉｍ）を上回るときにはエンジン２２から出力するトルクＴｅが小さくなるように吸入空気量を減少するようスロットル開度を制御し、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が所定回転数領域（０＜Ｎｍ１≦Ｎｌｉｍ）を下回るときにはエンジン２２から出力するトルクＴｅが大きくなるように吸入空気量を増加するようスロットル開度を制御するなどにより行なうことができる。

モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が所定回転数領域（０＜Ｎｍ１≦Ｎｌｉｍ）内になると、モータＭＧ１のインバータ４１のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のうち下アーム（Ｔ１４〜Ｔ１６）を全てオンとして３相短絡し（ステップＳ１５０）、シフトポジションＳＰが駐車レンジ（Ｐレンジ）とされるまで、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が所定回転数領域（０＜Ｎｍ１≦Ｎｌｉｍ）内で保持されるようエンジン２２の出力を制御し（ステップＳ１６０，Ｓ１７０）、シフトポジションＳＰが駐車レンジ（Ｐレンジ）とされたときに、本ルーチンを終了する。ここで、エンジン２２の出力制御は、例えば、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が所定回転数領域（０＜Ｎｍ１≦Ｎｌｉｍ）内のときにはそのときのエンジン２２の運転を維持するように制御し、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が所定回転数領域（０＜Ｎｍ１≦Ｎｌｉｍ）を上回るときにはエンジン２２から出力するトルクＴｅが小さくなるように吸入空気量を減少するようスロットル開度を制御し、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が所定回転数領域（０＜Ｎｍ１≦Ｎｌｉｍ）を下回るときにはエンジン２２から出力するトルクＴｅが大きくなるように吸入空気量を増加するようスロットル開度を制御するなどにより行なうことができる。

いま、エンジン２２を運転しながら走行している最中に電流センサ４５Ｕ，４５Ｖ，４６Ｕ，４６Ｖに何らかの異常が生じたことによってモータＭＧ１に印加される各相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｗ１とモータＭＧ２に印加される各相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２とを共に検出することができない異常が生じたときを考える。このとき、上述の異常時制御ルーチンによりインバータ４１，４２は共にゲート遮断されるから（ステップＳ１１０）、モータＭＧ１，ＭＧ２からはトルクは出力されない。このときのプラネタリギヤ３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図５に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤの回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリアの回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２であるリングギヤの回転数Ｎｒを示す。状態Ａは、比較的低車速で走行しているときを示し、状態Ｂは比較的高車速で走行しているときを示す。また、Ｃ軸上の太線矢印はエンジン２２のトルクＴｅを示す。

インバータ４１，４２をゲート遮断すると、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が所定回転数領域（０＜Ｎｍ１≦Ｎｌｉｍ）内となるまでエンジン２２の出力が制御され（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が所定回転数領域（０＜Ｎｍ１≦Ｎｌｉｍ）内になると、モータＭＧ１を３相短絡し（ステップＳ１５０）、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が所定回転数領域（０＜Ｎｍ１≦Ｎｌｉｍ）内で保持されるようエンジン２２の出力が制御される（ステップＳ１６０，Ｓ１７０）。このときのプラネタリギヤ３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図６に示す。図中、Ｓ軸上の太線矢印はモータＭＧ１の引き摺りトルクを示し、Ｒ軸上の太線矢印はモータＭＧ１の引き摺りトルクにより駆動軸３６に出力されるトルクを示す。図６に示すように、モータＭＧ１を３相短絡して所定回転数領域（０＜Ｎｍ１≦Ｎｌｉｍ）内で回転させると回転数を減少させる方向に引き摺りトルクが生じる。この引き摺りトルクは、駆動軸３６（Ｒ軸上）には前進方向に走行するためのトルクとして作用する。実施例のハイブリッド自動車２０では、このトルクを用いて退避走行するのである。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２を運転しながら走行している最中に電流センサ４５Ｕ，４５Ｖ，４６Ｕ，４６Ｖに何らかの異常が生じたことによってモータＭＧ１に印加される各相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｗ１とモータＭＧ２に印加される各相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２とを共に検出することができない異常が生じたときには、モータＭＧ１を３相短絡し、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が引き摺りトルクが比較的大きな所定回転数領域（０＜Ｎｍ１≦Ｎｌｉｍ）内で保持されるようエンジン２２の出力を制御することにより、モータＭＧ１の引き摺りトルクを走行用の駆動力として用いることができ、退避走行を可能とすることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、インバータ４１のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のうち下アーム（Ｔ１４〜Ｔ１６）を全てオンとして３相短絡するものとしたが、インバータ４１のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のうち上アーム（Ｔ１１〜Ｔ１３）を全てオンとして３相短絡するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を所定回転数領域（０＜Ｎｍ１≦Ｎｌｉｍ）内で保持するエンジン２２の出力制御として、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が所定回転数領域（０＜Ｎｍ１≦Ｎｌｉｍ）内のときにはそのときのエンジン２２の運転を維持するように制御し、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が所定回転数領域（０＜Ｎｍ１≦Ｎｌｉｍ）を上回るときにはエンジン２２から出力するトルクＴｅが小さくなるように吸入空気量を減少するようスロットル開度を制御し、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が所定回転数領域（０＜Ｎｍ１≦Ｎｌｉｍ）を下回るときにはエンジン２２から出力するトルクＴｅが大きくなるように吸入空気量を増加するようスロットル開度を制御するものとしたが、０＜Ｎｒｅｆ１＜Ｎｒｅｆ２＜Ｎｌｉｍを満たす閾値Ｎｒｅｆ１と閾値Ｎｒｅｆ２とからなる制御回転数領域を用いて、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が制御回転数領域（Ｎｒｅｆ１＜Ｎｍ１≦Ｎｒｅｆ２）内のときにはそのときのエンジン２２の運転を維持するように制御し、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が制御回転数領域（Ｎｒｅｆ１＜Ｎｍ１≦Ｎれｆ２）を上回るときにはエンジン２２から出力するトルクＴｅが小さくなるように吸入空気量を減少するようスロットル開度を制御し、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が制御回転数領域（Ｎｒｅｆ１＜Ｎｍ１≦Ｎｒｅｆ２）を下回るときにはエンジン２２から出力するトルクＴｅが大きくなるように吸入空気量を増加するようスロットル開度を制御するものとしたり、所定回転数領域（０＜Ｎｍ１≦Ｎｌｉｍ）内の制御回転数Ｎｓｅｔを用いて、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が制御回転数Ｎｓｅｔとなるようにエンジン２２の出力をフィードバック制御するものとしたりしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、３相短絡した後は、シフトポジションＳＰが駐車レンジ（Ｐレンジ）とされるまで、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が所定回転数領域（０＜Ｎｍ１≦Ｎｌｉｍ）内で保持されるようエンジン２２の出力を制御するものとしたが、３相短絡した後は、停車するまでモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が所定回転数領域（０＜Ｎｍ１≦Ｎｌｉｍ）内で保持されるようエンジン２２の出力を制御するものとしたり、３相短絡した後は、所定時間経過するまでモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が所定回転数領域（０＜Ｎｍ１≦Ｎｌｉｍ）内で保持されるようエンジン２２の出力を制御するものとしたりしてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「第１モータ」に相当し、プラネタリギヤ３０が「遊星歯車機構」に相当し、モータＭＧ２が「第２モータ」に相当し、インバータ４１が「第１インバータ」に相当し、インバータ４２が「第２インバータ」に相当し、電流センサ４５Ｕ，４５Ｖが「第１電流検出手段」に相当し、電流センサ４６Ｕ，４６Ｖが「第２電流検出手段」に相当し、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とＨＶＥＣＵ７０とが「異常時制御手段」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。

２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、４５Ｕ，４５Ｖ，４６Ｕ，４６Ｖ 電流センサ、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ａ 駆動電圧系電力ライン、５４ｂ 電池電圧系電力ライン、５５ 昇圧コンバータ、５７，５８ コンデンサ、５７ａ，５８ａ 電圧センサ、５９ 電流センサ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ５１，Ｄ５２ ダイオード、Ｌ リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６，Ｔ５１，Ｔ５２ トランジスタ。

Claims (1)

1. エンジンと、三相交流発電電動機として構成された第１モータと、３つの回転要素がエンジンと第１モータと車軸とに連結された遊星歯車機構と、走行用の駆動力を出力するよう三相交流発電電動機として構成された第２モータと、前記第１モータを駆動する第１インバータと、前記第２モータを駆動する第２インバータと、前記第１モータの各相電流を検出する第１電流検出手段と、前記第２モータの各相電流を検出する第２電流検出手段と、を備えるハイブリッド車において、
   前記第１電流検出手段および前記第２電流検出手段に異常が生じたときには、前記第１インバータを構成するスイッチング素子のうち上アームの全て又は下アームの全てをオンとして３相短絡するよう前記第１インバータを制御すると共に前記第１モータの回転数が所定回転数領域内となるようエンジンを駆動制御する異常時制御手段、
   を備えることを特徴とするハイブリッド車。

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