JP5334678B2 - 車両駆動システムの制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関と第１のモータジェネレータと車輪の駆動軸とを遊星ギヤ機構を介して連結すると共に該駆動軸に第２のモータジェネレータを連結した車両駆動システムの制御装置に関する発明である。
近年、低燃費、低排気エミッションの社会的要請からハイブリッド車の需要が増大している。現在、市販されているハイブリッド車においては、例えば、特許文献１（特開２００１−３２９８８４号公報）に記載されているように、エンジン（内燃機関）と、主に発電機として使用される第１のＭＧ（モータジェネレータ）と、主に車輪を駆動する第２のＭＧとを備え、内燃機関のクランク軸を動力分割機構である遊星ギヤ機構のピニオンギヤのキャリアに連結し、この遊星ギヤ機構のサンギヤに第１のＭＧを連結すると共に、リングギヤに車輪の駆動軸と第２のＭＧを連結した方式のものがある。
この方式のハイブリッド車では、所定の異常（例えばエンジン系の異常や第１のＭＧ系の異常等）が発生したときに、フェールセーフとして、エンジンの運転を停止すると共に、第１のＭＧの運転を停止して、第２のＭＧの動力のみで車両を走行させる退避走行モード（モータ走行モード）に移行するようにしたものがある。
特開２００１−３２９８８４号公報
しかし、高速走行中にエンジン系の異常や第１のＭＧ系の異常が発生して退避走行モードに移行する際に、直ちにエンジンの運転を停止すると、車速が比較的高い状態でエンジン回転速度が低下してエンジン回転が停止するため、遊星ギヤ機構では、車輪側に連結されたリングギヤとエンジン側に連結されたキャリアとの回転速度差が大きくなって、ピニオンギヤの回転速度が許容上限値を越える可能性があり、ピニオンギヤの回転速度が許容上限値を越えると、ピニオンギヤが焼き付いて遊星ギヤ機構が故障する二次故障が発生する可能性がある。
例えば、第１のＭＧ系（例えば第１のＭＧや第１のＭＧ用のインバータ等）の異常が発生して退避走行モードに移行したときに、ピニオンギヤの回転速度が許容上限値を越えて遊星ギヤ機構が故障する二次故障が発生すると、修理の際に、本来の異常原因である第１のＭＧ系（例えば第１のＭＧや第１のＭＧ用のインバータ等）の交換に加えて、更に遊星ギヤ機構も交換する必要が生じて、修理費が大幅に増加するという問題がある。
また、組付部品点数削減（組付工数削減）、小型化、低コスト化の要求を満たすために、第１のＭＧや遊星ギヤ機構等の動力伝達系部品をユニット化したトランスアッシユニットを搭載した車両では、第１のＭＧ系のうち第１のＭＧ用のインバータの異常が発生して退避走行モードに移行したときに、ピニオンギヤの回転速度が許容上限値を越えて遊星ギヤ機構が故障する二次故障が発生すると、修理の際に、本来の異常原因である第１のＭＧ用のインバータの交換に加えて、更にトランスアッシユニット（第１のＭＧ、遊星ギヤ機構等）も交換する必要が生じて、修理費が大幅に増加するという問題がある。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、異常が発生して退避走行モードに移行したときに、遊星ギヤ機構が故障する二次故障の発生を未然に防止することができる車両駆動システムの制御装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、内燃機関と第１のモータジェネレータ（以下「第１のＭＧ」と表記する）と車輪の駆動軸とを遊星ギヤ機構を介して連結すると共に該駆動軸に第２のモータジェネレータ（以下「第２のＭＧ」と表記する）を連結した車両駆動システムの制御装置において、所定の異常（例えば内燃機関系の異常や第１のＭＧ系の異常等）が発生したときに第２のＭＧの動力で車両を走行させる退避走行モードに移行する退避走行制御手段と、第１のＭＧ系の異常が発生して退避走行モードに移行したときに遊星ギヤ機構のピニオンギヤの回転速度が所定の制限値を越えないように内燃機関の回転速度を制御する過回転防止制御を実行する過回転防止制御手段とを備え、前記過回転防止制御手段は、前記退避走行モードに移行したときに車速が所定値以上であるか否かを判定して、車速が前記所定値以上の場合に前記過回転防止制御を実行し、車速が前記所定値よりも低い場合に前記過回転防止制御を実行することなく前記内燃機関の運転を停止するようにしたものである。
内燃機関系（例えば燃料系や空気系や点火系等）の異常が発生して退避走行モードに移行したときには、内燃機関の回転速度を正常に制御できない可能性があるが、第１のＭＧ系（例えば第１のＭＧや第１のＭＧ用のインバータ等）の異常が発生して退避走行モードに移行したときには、内燃機関の回転速度を制御可能である。更に、内燃機関の回転速度を制御することで、内燃機関側に連結されたキャリアの回転速度を制御することができるため、車輪側に連結されたリングギヤと内燃機関側に連結されたキャリアとの回転速度差を制御して、ピニオンギヤの回転速度を制御することができる。
これらの点に着目して、請求項１に係る発明は、第１のＭＧ系の異常が発生して退避走行モードに移行したときに、ピニオンギヤの回転速度が制限値を越えないように内燃機関の回転速度を制御する過回転防止制御を実行することで、車輪側に連結されたリングギヤと内燃機関側に連結されたキャリアとの回転速度差を許容範囲内に維持して、ピニオンギヤの回転速度を制限値以下に維持することができる。これにより、第１のＭＧ系（例えば第１のＭＧや第１のＭＧ用のインバータ等）の異常が発生して退避走行モードに移行したときに、ピニオンギヤが焼き付いて遊星ギヤ機構が故障する二次故障の発生を未然に防止することができる。その結果、修理の際に、本来の異常原因である第１のＭＧ系（例えば第１のＭＧや第１のＭＧ用のインバータ等）を交換するだけで済み、修理費の増加を抑えてユーザーに与える不利益を軽減することができる。
ところで、退避走行モードに移行したときに、車速が比較的高い領域では、内燃機関の運転を停止すると、車輪側に連結されたリングギヤと内燃機関側に連結されたキャリアとの回転速度差が大きくなって、ピニオンギヤの回転速度が制限値を越える可能性があるが、車速が比較的低い領域では、内燃機関の運転を停止しても、車輪側に連結されたリングギヤと内燃機関側に連結されたキャリアとの回転速度差があまり大きくならず、ピニオンギヤの回転速度が制限値を越えない。
この特性を考慮して、請求項１に係る発明では、退避走行モードに移行したときに車速が所定値以上であるか否かを判定して、車速が所定値以上の場合に過回転防止制御を実行するようにしたものである。これにより、退避走行モードに移行したときに、車速が所定値以上の場合には、ピニオンギヤの回転速度が制限値を越える可能性があると判断して、過回転防止制御を実行することができ、一方、車速が所定値よりも低い場合には、ピニオンギヤの回転速度が制限値を越えないと判断して、過回転防止制御を実行することなく内燃機関の運転を停止することができ、必要以上に過回転防止制御を実行することを回避できる。
この場合、過回転防止制御の際に内燃機関の目標回転速度を所定値（全車速領域においてピニオンギヤの回転速度を制限値以下に維持できる内燃機関の回転速度）に固定するようにしても良いが、請求項２のように、過回転防止制御の際に車速に応じて内燃機関の目標回転速度を設定するようにしても良い。このようにすれば、車速に応じて、ピニオンギヤの回転速度を制限値以下に維持できる内燃機関の回転速度が変化するのに対応して、内燃機関の目標回転速度を変化させることができる。これにより、ピニオンギヤの回転速度を制限値以下に維持しながら、内燃機関の回転速度が必要以上に高くなることを回避できる。
また、請求項３のように、少なくとも第１のＭＧと遊星ギヤ機構とがユニット化されたトランスアッシユニットを備えたシステムの場合には、第１のＭＧ系のうち該第１のＭＧ用のインバータの異常が発生して退避走行モードに移行したときに過回転防止制御を実行するようにしても良い。このようにすれば、第１のＭＧ用のインバータの異常が発生して退避走行モードに移行したときに、ピニオンギヤが焼き付いて遊星ギヤ機構が故障する二次故障の発生を未然に防止することができる。その結果、修理の際に、本来の異常原因である第１のＭＧ用のインバータ等を交換するだけで済み、トランスアッシユニットを交換する必要がなく、修理費の増加を抑えて、ユーザーに与える不利益を軽減することができる。
図１は本発明の実施例１におけるハイブリッド車の駆動システム全体の概略構成図である。 図２は運転制約領域を説明する図である。 図３は退避走行モードに移行したときに直ちにエンジンの運転を停止する場合のピニオンギヤの回転速度等の挙動を説明するタイムチャートである。 図４の（ａ）と（ｂ）は退避走行モードに移行したときに直ちにエンジンの運転を停止する場合の不具合を説明する図である。 図５は実施例１の退避走行制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図６は実施例１の過回転防止制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図７は目標エンジン回転速度のマップの一例を概念的に示す図である。 図８の（ａ）と（ｂ）は実施例１の効果を説明する図である。 図９は本発明に関連する参考例としての実施例２の退避走行制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図１０は実施例２の過回転防止制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図１１の（ａ）と（ｂ）は実施例２の効果を説明する図である。
以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。
本発明の実施例１を図１乃至図８に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてハイブリッド車の駆動システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１と第１のモータジェネレータ（以下「第１のＭＧ」と表記する）１２と第２のモータジェネレータ（以下「第２のＭＧ」と表記する）１３が搭載され、エンジン１１と第２のＭＧ１３が車輪１４を駆動する動力源となる。エンジン１１のクランク軸１５の動力は、動力分割機構である遊星ギヤ機構１６で二系統に分割される。
この遊星ギヤ機構１６は、サンギヤとピニオンギヤとリングギヤ（いずれも図示せず）とから構成されている。ピニオンギヤには、キャリア（図示せず）を介してエンジン１１のクランク軸１５が連結され、サンギヤには、主に発電機として使用する第１のＭＧ１２の回転軸が連結されている。
また、リングギヤには、ペラ軸１７（駆動軸）が連結され、このペラ軸１７の動力がデファレンシャルギヤや車軸等（いずれも図示せず）を介して車輪１４に伝達される。第２のＭＧ１３の回転軸は、リダクションギヤ機構１８を介してペラ軸１７に連結されている。本実施例１では、第１のＭＧ１２と第２のＭＧ１３と遊星ギヤ機構１６とペラ軸１７とリダクションギヤ機構１８等の動力伝達系部品がユニット化された１つのトランスアッシユニット１９が搭載されている。
第１のＭＧ１２と第２のＭＧ１３は、パワーコントロールユニット２０を介してバッテリ２１に接続されている。このパワーコントロールユニット２０には、第１のＭＧ１２を駆動する第１のインバータ２２と、第２のＭＧ１３を駆動する第２のインバータ２３が設けられ、各ＭＧ１２，１３は、それぞれインバータ２２，２３を介してバッテリ２１と電力を授受するようになっている。エンジン１１には、クランク軸１５が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ２４が取り付けられ、このクランク角センサ２４の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。
ハイブリッドＥＣＵ２５は、ハイブリッド車全体を総合的に制御するコンピュータであり、アクセル開度を検出するアクセルセンサ２６、シフトレバーの操作位置を検出するシフトスイッチ２７、ブレーキ操作を検出するブレーキスイッチ２８、車速を検出する車速センサ２９等の各種のセンサやスイッチの出力信号を読み込んで車両の運転状態を検出する。このハイブリッドＥＣＵ２５は、エンジン１１の運転を制御するエンジンＥＣＵ３０と、第１及び第２のインバータ２２，２３を制御して第１及び第２のＭＧ１２，１３の運転を制御するＭＧＥＣＵ３１との間で制御信号やデータ信号を送受信し、各ＥＣＵ３０，３１によって車両の運転状態に応じてエンジン１１と第１のＭＧ１２と第２のＭＧ１３の運転を制御する。
例えば、発進時や低負荷時（エンジン１１の燃費効率が悪い領域）は、エンジン１１を停止状態に維持して、バッテリ２１の電力で第２のＭＧ１３を駆動し、この第２のＭＧ１３の動力のみで車輪１４を駆動して走行するモータ走行を行う。
エンジン１１を始動する場合には、バッテリ２１の電力で第１のＭＧ１２を駆動し、この第１のＭＧ１２の動力を遊星ギヤ機構１６を介してエンジン１１のクランク軸１５に伝達することで、クランク軸１５を回転駆動してエンジン１１を始動する。
通常走行時には、エンジン１１の燃費効率が最大となるように、エンジン１１のクランク軸１５の動力を遊星ギヤ機構１６によって第１のＭＧ１２側とペラ軸１７側の二系統に分割し、その一方の系統の出力でペラ軸１７を駆動して車輪１４を駆動し、他方の系統の出力で第１のＭＧ１２を駆動して第１のＭＧ１２で発電し、その発電電力で第２のＭＧ１３を駆動して第２のＭＧ１３の動力でも車輪１４を駆動する。更に、急加速時には、第１のＭＧ１２の発電電力の他にバッテリ２１の電力も第２のＭＧ１３に供給して、第２のＭＧ１３の駆動分を増加させる。
減速時や制動時には、車輪１４の動力で第２のＭＧ１３を駆動して第２のＭＧ１３を発電機として作動させることで、車両の運動エネルギを第２のＭＧ１３で電力に変換してバッテリ２１に回収して充電する。
このようにして車両の運転を制御する際に、ハイブリッドＥＣＵ２５は、車速とエンジン回転速度が、図２に示す所定の運転制約領域内になるように、エンジン１１と第１のＭＧ１２と第２のＭＧ１３の運転を制御するようにしている。ここで、運転制約領域は、次の(1) 〜(3) の条件を全て満たす領域である。
(1) エンジン回転速度Ｎe が許容下限値Ｎe(min)と許容上限値Ｎe(max)との間の範囲内 (2) 第１のＭＧ１２の回転速度Ｎmg1 が許容下限値Ｎmg1(min)と許容上限値Ｎmg1(max)との間の範囲内
(3) 遊星ギヤ機構１６のピニオンギヤの回転速度Ｎpin が許容下限値Ｎpin(min)と許容上限値Ｎpin(max)との間の範囲内
また、ハイブリッドＥＣＵ２５は、後述する図５の退避走行制御ルーチンを実行することで、エンジン１１系（例えば燃料系や空気系や点火系等）の異常や第１のＭＧ１２系（例えば第１のＭＧ１２や第１のインバータ２２等）の異常が発生したときに、フェールセーフとして、エンジン１１の運転を停止すると共に、第１のＭＧ１２の運転を停止して、第２のＭＧ１３の動力で車両を走行させる退避走行モード（モータ走行モード）に移行する。
しかし、図３に示すように、もし、高速走行中にエンジン１１系の異常や第１のＭＧ１２系の異常が発生して退避走行モードに移行する際に、直ちにエンジン１１の運転を停止すると、車速が比較的高い状態でエンジン回転速度Ｎe が低下してエンジン回転が停止するため、遊星ギヤ機構１６では、車輪１４側に連結されたリングギヤとエンジン１１側に連結されたキャリアとの回転速度差が大きくなって、ピニオンギヤの回転速度Ｎpin （絶対値）が上昇する（図３ではピニオンギヤの正方向の回転速度をプラス値とし、ピニオンギヤの逆方向の回転速度をマイナス値としてしている）。その結果、図４（ａ）に示すように、ピニオンギヤの回転速度Ｎpin が所定の制限値［例えば許容下限値Ｎpin(min)］を越える可能性があり、図４（ｂ）に示すように、ピニオンギヤの回転速度Ｎpin が制限値を越えて寿命域や破壊域に至ると、ピニオンギヤが焼き付いて遊星ギヤ機構１６が故障する二次故障が発生する可能性がある。
本実施例１では、第１のＭＧ１２や遊星ギヤ機構１６等の動力伝達系部品をユニット化したトランスアッシユニット１９を搭載しているため、第１のインバータ２２（第１のＭＧ１２用のインバータ）の異常が発生して退避走行モードに移行したときに、ピニオンギヤの回転速度が制限値を越えて遊星ギヤ機構１６が故障する二次故障が発生すると、修理の際に、本来の異常原因である第１のインバータ１２の交換に加えて、更にトランスアッシユニット１９（第１のＭＧ１２、遊星ギヤ機構１６等）も交換する必要が生じて、修理費が大幅に増加してユーザーに与える不利益が増大するという問題がある。
この対策として、本実施例１では、ハイブリッドＥＣＵ２５（及び／又はエンジンＥＣＵ３０）により後述する図６の過回転防止制御ルーチンを実行することで、第１のインバータ２２の異常が発生して退避走行モードに移行したときに、車速が所定値以上の場合には、ピニオンギヤの回転速度が所定の制限値を越えないようにエンジン回転速度を制御する過回転防止制御を実行する。
エンジン１１系（例えば燃料系や空気系や点火系等）の異常が発生して退避走行モードに移行したときには、エンジン回転速度を正常に制御できない可能性があるが、第１のＭＧ１２系（例えば第１のＭＧ１２や第１のインバータ２２等）の異常が発生して退避走行モードに移行したときには、エンジン回転速度を制御可能である。更に、エンジン回転速度を制御することで、エンジン１１側に連結されたキャリアの回転速度を制御することができるため、車輪１４側に連結されたリングギヤとエンジン１１側に連結されたキャリアとの回転速度差を制御して、ピニオンギヤの回転速度を制御することができる。
これらの点に着目して、本実施例１では、第１のインバータ２２の異常が発生して退避走行モードに移行したときに、ピニオンギヤの回転速度が制限値を越えないようにエンジン回転速度を制御する過回転防止制御を実行することで、車輪１４側に連結されたリングギヤとエンジン１１側に連結されたキャリアとの回転速度差を許容範囲内に維持して、ピニオンギヤの回転速度を制限値以下に維持することが可能となる。
以下、ハイブリッドＥＣＵ２５（及び／又はエンジンＥＣＵ３０）が実行する図５の退避走行制御ルーチン及び図６の過回転防止制御ルーチンの処理内容を説明する。
［退避走行制御ルーチン］
図５に示す退避走行制御ルーチンは、ハイブリッドＥＣＵ２５（及び／又はエンジンＥＣＵ３０）の電源オン中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう退避走行制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、エンジン１１系の異常フラグ（例えば燃料系の異常フラグ、空気系の異常フラグ、点火系の異常フラグ等）や第１のＭＧ１２系の異常フラグ（例えば第１のＭＧ１２の異常フラグ、第１のインバータ２２の異常フラグ等）が異常有りを意味する「１」にセットされているか否かを判定する。これらの異常フラグは、図示しない異常診断ルーチンによってセットされる。
このステップ１０１で、エンジン１１系の異常フラグと第１のＭＧ１２系の異常フラグが全て「０」であると判定された場合には、エンジン１１系と第１のＭＧ１２系が両方とも正常であると判断して、ステップ１０２以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。
一方、上記ステップ１０１で、エンジン１１系の異常フラグと第１のＭＧ１２系の異常フラグのうちの少なくとも１つが「１」にセットされていると判定された場合には、エンジン１１系の異常又は第１のＭＧ１２系の異常が発生したと判断して、ステップ１０２に進み、過回転防止制御フラグが過回転防止制御の実行を意味する「１」にセットされているか否かを判定する。この過回転防止制御フラグは、後述する図６の過回転防止制御ルーチンによってセットされる。
このステップ１０２で、過回転防止制御フラグが「０」であると判定された場合には、過回転防止制御を実行しないと判断して、ステップ１０３に進み、エンジン１１の運転を停止した後、ステップ１０４に進み、第１のＭＧ１２の運転を停止する。この後、ステップ１０５に進み、第２のＭＧ１３の動力で車両を走行させる退避走行モード（モータ走行モード）に移行する。
一方、上記ステップ１０２で、過回転防止制御フラグが「１」にセットされていると判定された場合には、過回転防止制御を実行すると判断して、ステップ１０３の処理を飛ばして、ステップ１０４に進み、第１のＭＧ１２の運転を停止した後、ステップ１０５に進み、第２のＭＧ１３の動力で車両を走行させる退避走行モード（モータ走行モード）に移行する。
［過回転防止制御ルーチン］
図６に示す過回転防止制御ルーチンは、ハイブリッドＥＣＵ２５（及び／又はエンジンＥＣＵ３０）の電源オン中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう過回転防止制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、退避走行モードであるか否かを判定し、退避走行モードであると判定されれば、ステップ２０２に進み、第１のインバータ２２（第１のＭＧ１２用のインバータ）の異常であるか否かを、第１のインバータ２２の異常フラグが「１」であるか否かによって判定する。
上記ステップ２０１で退避走行モードではないと判定された場合、又は、上記ステップ２０２で第１のインバータ２２の異常ではないと判定された場合には、ステップ２０７に進み、過回転防止制御フラグを「０」にリセットした後、本ルーチンを終了する。
一方、上記ステップ２０１で退避走行モードであると判定され、且つ、上記ステップ２０２で第１のインバータ２２の異常であると判定された場合には、第１のインバータ２２の異常が発生して退避走行モードに移行したと判断して、ステップ２０３に進み、車速が所定値（例えば１００ｋｍ／ｈ）以上であるか否かを判定する。
このステップ２０３で、車速が所定値以上であると判定された場合には、エンジン１１の運転を停止すると、車輪１４側に連結されたリングギヤとエンジン１１側に連結されたキャリアとの回転速度差が大きくなって、ピニオンギヤの回転速度が制限値を越える可能性があると判断して、ステップ２０４に進み、過回転防止制御フラグを「１」にセットした後、ステップ２０５以降の過回転防止制御に関する処理を次のようにして実行する。
まず、ステップ２０５で、図５に示す目標エンジン回転速度のマップを参照して、車速に応じた目標エンジン回転速度を算出する。この目標エンジン回転速度のマップは、車速が低下するのに従って目標エンジン回転速度が低下するように設定されている。これにより、車速が低下するのに応じて、ピニオンギヤの回転速度を制限値以下に維持できるエンジン回転速度が低下するのに対応して、目標エンジン回転速度を低下させるようにしている。目標エンジン回転速度のマップは、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ハイブリッドＥＣＵ２５（又はエンジンＥＣＵ３０）のＲＯＭに記憶されている。
この後、ステップ２０６に進み、クランク角センサ２４で検出した実エンジン回転速度を目標エンジン回転速度に一致させるようにＰＩ制御又はＰＩＤ制御等によりエンジン１１の吸気通路に配置された電子スロットル装置のスロットル開度（スロットルバルブの開度）をフィードバック制御する。
これらのステップ２０５、２０６の処理により、車輪１４側に連結されたリングギヤとエンジン１１側に連結されたキャリアとの回転速度差を許容範囲内に維持してピニオンギヤの回転速度を制限値以下に維持するようにエンジン回転速度を制御する過回転防止制御を実行する。
これに対して、上記ステップ２０３で、車速が所定値よりも低いと判定された場合には、エンジン１１の運転を停止しても、車輪１４側に連結されたリングギヤとエンジン１１側に連結されたキャリアとの回転速度差があまり大きくならず、ピニオンギヤの回転速度が制限値を越えないと判断して、ステップ２０７に進み、過回転防止制御フラグを「０」にリセットした後、ステップ２０５以降の過回転防止制御に関する処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。この場合は、前述した図５の退避走行制御ルーチンのステップ１０２で、過回転防止制御フラグが過回転防止制御の実行を意味する「１」にセットされていないと判定されて、ステップ１０３に進み、過回転防止制御を実行することなくエンジン１１の運転を停止する。
以上説明した本実施例１では、図８（ａ）に示すように、第１のインバータ２２の異常が発生して退避走行モードに移行したときに、ピニオンギヤの回転速度Ｎpin が制限値を越えないようにエンジン回転速度Ｎe を制御する過回転防止制御を実行するようにしたので、車輪１４側に連結されたリングギヤとエンジン１１側に連結されたキャリアとの回転速度差を許容範囲内に維持して、ピニオンギヤの回転速度Ｎpin を制限値以下に維持することができる。これにより、図８（ｂ）に示すように、第１のインバータ２２の異常が発生して退避走行モードに移行したときに、ピニオンギヤの回転速度Ｎpin が制限値を越えて寿命域や破壊域に至ることを回避することができるため、ピニオンギヤが焼き付いて遊星ギヤ機構１６が故障する二次故障の発生を未然に防止することができる。その結果、修理の際に、本来の異常原因である第１のインバータ２２を交換するだけで済み、トランスアッシユニット１９を交換する必要がなく、修理費の増加を抑えて、ユーザーに与える不利益を軽減することができる。
また、本実施例１では、過回転防止制御の際に車速に応じて目標エンジン回転速度を設定するようにしたので、車速に応じて、ピニオンギヤの回転速度を制限値以下に維持できるエンジン回転速度が変化するのに対応して、目標エンジン回転速度を変化させることができ、これにより、ピニオンギヤの回転速度を制限値以下に維持しながら、エンジン回転速度が必要以上に高くなることを回避できる。
尚、図８（ａ）に点線で示すように、過回転防止制御の際に目標エンジン回転速度を所定値［全車速領域においてピニオンギヤの回転速度を制限値以下に維持できるエンジン回転速度（例えば３０００ｒｐｍ）］に固定して、ハイブリッドＥＣＵ２５の演算負荷を低減するようにしても良い。
また、上記実施例１では、第１のインバータ２２の異常が発生して退避走行モードに移行したときに、ピニオンギヤの回転速度が制限値を越えないようにエンジン回転速度を制御する過回転防止制御を実行するようにしたが、これに限定されず、例えば、第１のＭＧ１２と遊星ギヤ機構１６を個別に交換可能なシステムの場合には、第１のＭＧ１２系（例えば第１のＭＧ１２や第１のインバータ２２等）の異常が発生して退避走行モードに移行したときに、ピニオンギヤの回転速度が制限値を越えないようにエンジン回転速度を制御する過回転防止制御を実行するようにしても良い。このようにすれば、第１のＭＧ１２系の異常が発生して退避走行モードに移行したときに、ピニオンギヤが焼き付いて遊星ギヤ機構１６が故障する二次故障の発生を未然に防止することができ、その結果、修理の際に、本来の異常原因である第１のＭＧ１２系（例えば第１のＭＧ１２や第１のインバータ２２等）を交換するだけで済み、遊星ギヤ機構１６を交換する必要がなく、修理費の増加を抑えて、ユーザーに与える不利益を軽減することができる。
次に、図９乃至図１１を用いて本発明に関連する参考例としての実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。
本実施例２では、車速を低下させることで、車輪１４側に連結されたリングギヤの回転速度を低下させることができる点に着目して、ハイブリッドＥＣＵ２５により後述する図９及び図１０のルーチンを実行することで、第１のインバータ２２の異常が発生して退避走行モードに移行したときに、ピニオンギヤの回転速度が制限値を越えないように車速を低下させる過回転防止制御を実行する。これにより、エンジン回転速度が低下しても、車輪１４側に連結されたリングギヤとエンジン１１側に連結されたキャリアとの回転速度差を許容範囲内に維持して、ピニオンギヤの回転速度を制限値以下に維持する。
図９に示す退避走行制御ルーチンでは、まず、ステップ３０１で、エンジン１１系の異常フラグや第１のＭＧ１２系の異常フラグが「１」にセットされているか否かを判定し、エンジン１１系の異常フラグと第１のＭＧ１２系の異常フラグのうちの少なくとも１つが「１」にセットされていると判定された場合には、エンジン１１系の異常又は第１のＭＧ１２系の異常が発生したと判断して、ステップ３０２に進み、エンジン１１の運転を停止した後、ステップ３０３に進み、第１のＭＧ１２の運転を停止する。この後、ステップ３０４に進み、第２のＭＧ１３の動力で車両を走行させる退避走行モード（モータ走行モード）に移行する。
図１０に示す過回転防止制御ルーチンでは、まず、ステップ４０１で、退避走行モードであるか否かを判定し、退避走行モードであると判定されれば、ステップ４０２に進み、第１のインバータ２２（第１のＭＧ１２用のインバータ）の異常であるか否かを、第１のインバータ２２の異常フラグが「１」であるか否かによって判定する。
上記ステップ４０１で退避走行モードであると判定され、且つ、上記ステップ４０２で第１のインバータ２２の異常であると判定された場合には、第１のインバータ２２の異常が発生して退避走行モードに移行したと判断して、ステップ４０３に進み、車速が所定値（例えば１００ｋｍ／ｈ）以上であるか否かを判定する。
このステップ４０３で、車速が所定値以上であると判定された場合には、ピニオンギヤの回転速度が制限値を越える可能性があると判断して、ステップ４０４以降の過回転防止制御に関する処理を次のようにして実行する。
まず、ステップ４０４で、目標減速度のマップ（図示せず）を参照して、車速に応じた目標減速度を算出する。この目標減速度のマップは、例えば、車速が高いほど目標減速度が大きくなるように設定されている。尚、目標減速度を所定値（全車速領域においてピニオンギヤの回転速度を制限値以下に維持できる減速度）に固定しても良い。
この後、ステップ４０５に進み、目標減速度を実現するように、車両に設けられた油圧式のブレーキ装置（図示せず）を作動させると共に、車両の運動エネルギを第２のＭＧ１３で電力に変換してバッテリ２１に回収する回生ブレーキを作動させて、車速を低下させる。この際、回生ブレーキを優先的に作動させて電力回収量（バッテリ充電量）を増加させ、ブレーキ装置を補助的に作動させるようにしても良い。
これらのステップ４０４、４０５の処理によって、車輪１４側に連結されたリングギヤとエンジン１１側に連結されたキャリアとの回転速度差を許容範囲内に維持してピニオンギヤの回転速度を制限値以下に維持するように車速を低下させる過回転防止制御を実行する。
これに対して、上記ステップ４０３で、車速が所定値よりも低いと判定された場合には、ピニオンギヤの回転速度が制限値を越えないと判断して、ステップ４０４以降の過回転防止制御に関する処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。
以上説明した本実施例２では、図１１に示すように、第１のインバータ２２の異常が発生して退避走行モードに移行したときに、ピニオンギヤの回転速度Ｎpin が制限値を越えないように車速を低下させる過回転防止制御を実行するようにしたので、エンジン回転速度Ｎe が低下しても、車輪１４側に連結されたリングギヤとエンジン１１側に連結されたキャリアとの回転速度差を許容範囲内に維持して、ピニオンギヤの回転速度を制限値以下に維持することができ、前記実施例１とほぼ同じ効果を得ることができる。
また、本実施例２では、過回転防止制御の際に車両に設けられたブレーキ装置によって車速を低下させるようにしたので、ブレーキ装置によって車速を確実に低下させることができる。更に、過回転防止制御の際に車両の運動エネルギを第２のＭＧ１３で電力に変換してバッテリ２１に回収する回生ブレーキによって車速を低下させるようにしたので、退避走行モードに移行したときに、回生ブレーキによってバッテリ２１の充電量を増加させて、バッテリ２１から第２のＭＧ１３に供給可能な電力を増加させることができ、その分、退避走行モード（第２のＭＧ１３の動力で車両を走行させるモード）で走行可能な距離を増加させることができる。
尚、過回転防止制御の際にブレーキ装置と回生ブレーキのうちのいずれか一方のみによって車速を低下させるようにしても良い。
また、上記実施例２では、第１のインバータ２２の異常が発生して退避走行モードに移行したときに、ピニオンギヤの回転速度が制限値を越えないように車速を低下させる過回転防止制御を実行するようにしたが、これに限定されず、例えば、第１のＭＧ１２と遊星ギヤ機構１６を個別に交換可能なシステムの場合には、第１のＭＧ１２系（例えば第１のＭＧ１２や第１のインバータ２２等）の異常が発生して退避走行モードに移行したときに、ピニオンギヤの回転速度が制限値を越えないように車速を低下させる過回転防止制御を実行するようにしても良い。
更に、エンジン１１系（例えば燃料系や空気系や点火系等）の異常が発生して退避走行モードに移行したときに、ピニオンギヤの回転速度が制限値を越えないように車速を低下させる過回転防止制御を実行するようにしても良い。
また、上記実施例１と上記実施例２を組み合わせて、第１のインバータ２２の異常が発生して退避走行モードに移行したときに、ピニオンギヤの回転速度が制限値を越えないようにエンジン回転速度を制御すると共に車速を低下させる過回転防止制御を実行するようにしても良い。
或は、第１のＭＧ１２系（例えば第１のＭＧ１２や第１のインバータ２２等）の異常が発生して退避走行モードに移行したときに、ピニオンギヤの回転速度が制限値を越えないようにエンジン回転速度を制御すると共に車速を低下させる過回転防止制御を実行するようにしても良い。
１１…エンジン（内燃機関）、１２…第１のＭＧ、１３…第２のＭＧ、１４…車輪、１６…遊星ギヤ機構、１７…ペラ軸（駆動軸）、１９…トランスアッシユニット、２１…バッテリ、２２…第１のインバータ、２３…第２のインバータ、２５…ハイブリッドＥＣＵ（退避走行制御手段，過回転防止制御手段）、３０…エンジンＥＣＵ、３１…ＭＧＥＣＵ

Claims (3)

  1. 内燃機関と第１のモータジェネレータ（以下「第１のＭＧ」と表記する）と車輪の駆動軸とを遊星ギヤ機構を介して連結すると共に該駆動軸に第２のモータジェネレータ（以下「第２のＭＧ」と表記する）を連結した車両駆動システムの制御装置において、
    所定の異常が発生したときに前記第２のＭＧの動力で車両を走行させる退避走行モードに移行する退避走行制御手段と、
    前記第１のＭＧ系の異常が発生して前記退避走行モードに移行したときに前記遊星ギヤ機構のピニオンギヤの回転速度が所定の制限値を越えないように前記内燃機関の回転速度を制御する過回転防止制御を実行する過回転防止制御手段と
    を備え、
    前記過回転防止制御手段は、前記退避走行モードに移行したときに車速が所定値以上であるか否かを判定して、車速が前記所定値以上の場合に前記過回転防止制御を実行し、車速が前記所定値よりも低い場合に前記過回転防止制御を実行することなく前記内燃機関の運転を停止することを特徴とする車両駆動システムの制御装置。
  2. 前記過回転防止制御手段は、前記過回転防止制御の際に車速に応じて前記内燃機関の目標回転速度を設定する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の車両駆動システムの制御装置。
  3. 少なくとも前記第１のＭＧと前記遊星ギヤ機構とがユニット化されたトランスアッシユニットを備え、
    前記過回転防止制御手段は、前記第１のＭＧ系のうち該第１のＭＧ用のインバータの異常が発生して前記退避走行モードに移行したときに前記過回転防止制御を実行する手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両駆動システムの制御装置。
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