JP6634888B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンおよび回転電機の少なくとも一方の動力を用いて走行可能なハイブリッド車両に関する。

特開２００７−２６７４４５号公報（特許文献１）には、エンジンと、第１回転電機（以下「ＭＧ１」ともいう）と、駆動輪に接続される出力軸と、エンジン、ＭＧ１および出力軸を機械的に連結する遊星歯車機構と、出力軸に接続された第２回転電機（以下「ＭＧ２」ともいう）と、バッテリに接続される電力線対と、電力線対間に接続される平滑コンデンサと、電力線対に接続されＭＧ１を駆動する第１インバータと、電力線対に接続されＭＧ２を駆動する第２インバータと、ＭＧ１を流れる相電流を検出するＭＧ１電流センサと、ＭＧ２を流れる相電流を検出するＭＧ２電流センサと、ＭＧ１電流センサの出力およびＭＧ２電流センサの出力を用いてＭＧ１の出力およびＭＧ２の出力をそれぞれフィードバック制御する制御装置と、を備えるハイブリッド車両が開示されている。このハイブリッド車両は、エンジンおよびＭＧ２の少なくとも一方の動力を用いて走行可能である。エンジンのトルクは、エンジントルクの反力として作用するトルクを第１回転電機から発生させることによって、出力軸に伝達される。

さらに、特許文献１には、上記のハイブリッド車両の走行中にＭＧ１電流センサが異常値（閾値を超える値）を出力した場合、ＭＧ１電流センサが異常であると判定し、エンジンおよびＭＧ１を停止してＭＧ２を用いた退避走行（以下「ＭＤ（Motor Drive）走行」ともいう）を行なうことが開示されている。

また、上記のハイブリッド車両の走行中にＭＧ２電流センサが異常値を出力した場合には、ＭＧ２電流センサが異常であると判定し、ＭＧ２を停止してエンジンおよびＭＧ１を用いた退避走行（以下「ＧＤ（Generator Drive）走行」ともいう）を行なうことが知られている。

また、上記のハイブリッド車両の走行中にＭＧ１電流センサおよびＭＧ２電流センサの双方が異常であると判定された場合、エンジン、ＭＧ１およびＭＧ２を停止して車両システムを停止状態（以下「Ｒｅａｄｙ−ＯＦＦ状態」ともいう）にすることが知られている。

特開２００７−２６７４４５号公報

しかしながら、上記のハイブリッド車両の走行中において、ＭＧ１電流センサが正常であっても、ＭＧ２電流センサの異常に起因してＭＧ１電流センサが異常値を出力することがあり得る。たとえば、ＭＧ２電流センサの異常によってＭＧ２の電流フィードバック制御が正常に機能せずに平滑コンデンサに蓄えられた電力が急変し、この影響でＭＧ１を流れる電流が乱れてＭＧ１電流センサが異常値を出力することがあり得る。このような場合、本来はＭＧ２電流センサが異常かつＭＧ１電流センサが正常であるためＧＤ走行による退避走行が可能な状況であるが、何らかの要因によってＭＧ２電流センサ異常が検出されるのよりも先にＭＧ１電流センサが異常値を出力したことが検出されてしまうと、ＭＧ１電流センサ異常と誤判定されてＭＤ走行が選択され、ＭＤ走行の選択後にＭＧ２電流センサ異常が検出されてＲｅａｄｙ−ＯＦＦ状態となり、ＧＤ走行による退避走行ができなくなることが懸念される。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ＭＧ１電流センサが異常値を出力した場合に、ＧＤ走行およびＭＤ走行のどちらを選択するのかを適切に決定することである。

この発明に係るハイブリッド車両は、エンジンと、第１回転電機と、駆動輪に接続される出力軸と、エンジン、第１回転電機および出力軸を機械的に連結する遊星歯車機構と、出力軸に接続された第２回転電機と、電力線対と、電力線対間に接続される平滑コンデンサと、電力線対に接続され、第１回転電機を駆動する第１インバータと、電力線対に接続され、第２回転電機を駆動する第２インバータと、第１回転電機を流れる電流を検出する第１電流センサと、第２回転電機を流れる相電流を検出する第２電流センサと、第１電流センサの出力および第２電流センサの出力を用いて第１回転電機の出力および第２回転電機の出力をそれぞれフィードバック制御する制御装置とを備える。制御装置は、第１電流センサが異常値を出力した場合、第２電流センサの出力を用いて第２回転電機をフィードバック制御することを所定期間停止して第２回転電機をフィードフォワード制御する。制御装置は、第２電流センサによって検出される各相の電流の合計が所定値を超える相電流異常が所定期間中に生じた場合、第２電流センサが異常であると判定し、第２回転電機を停止してエンジンおよび第１回転電機を用いて走行する第１走行制御を実行する。制御装置は、相電流異常が所定期間中に生じない場合、第２電流センサが正常であると判定し、エンジンおよび第１回転電機を停止して第２回転電機を用いて走行する第２走行制御を実行する。

上記構成によれば、制御装置は、第１電流センサが異常値を出力した場合、第２電流センサの出力を用いるフィードバック制御を一時的に停止し、第２電流センサの出力には関係しないフィードフォワード制御によって第２回転電機を制御する。そして、制御装置は、フィードフォワード制御中に第２電流センサの相電流異常が生じたか否かに応じて第１走行制御および第２走行制御のどちらを選択するのかを決定する。具体的には、制御装置は、フィードフォワード制御中に第２電流センサの相電流異常が生じた場合は、第２電流センサが異常であると判定して第１走行制御（ＧＤ走行）を実行する。一方、フィードフォワード制御中に第２電流センサの相電流異常が生じない場合、制御装置は、第２電流センサが正常であると判定して第２走行制御（ＭＤ走行）を実行する。このように、上記構成によれば、第１電流センサが異常値を出力した場合、その要因が第２電流センサの異常であるのか否かをフィードフォワード制御中の第２電流センサの相電流異常の有無によって適切に切り分け、その結果に応じて第１走行制御および第２走行制御のどちらを選択するのかを適切に決定することができる。

車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。 車両の電気システムの構成を説明するための回路ブロック図である。 ＭＧ２電流フィードバック制御の機能ブロック図である。 ＭＤ走行中における状態の一例を遊星歯車機構の共線図上に示す図である。 ＧＤ走行中における状態の一例を遊星歯車機構の共線図上に示す図である。 ＭＧ２電流センサの異常に起因してＭＧ１電流センサが異常値を出力する原理の一例を模式的に示す図である。 ＭＧ２フィードフォワード制御を実行する場合の機能ブロック図である。 ＥＣＵの処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜車両の全体構成＞
図１は、本実施の形態に係る車両１の全体構成を概略的に示す図である。車両１は、エンジン１００と、モータジェネレータ１０（第１回転電機、以下「第１ＭＧ１０」ともいう）と、モータジェネレータ２０（第２回転電機、以下「第２ＭＧ２０」ともいう）と、遊星歯車機構３０と、駆動輪５０と、駆動輪５０に接続された出力軸６０と、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。

車両１は、エンジン１００と第２ＭＧ２０との少なくとも一方の動力を用いて走行するハイブリッド車両である。車両１は、後述する通常走行中において、エンジン１００の動力を用いずに第２ＭＧ２０の動力を用いて走行する電気自動車走行（以下「ＥＶ走行」という）と、エンジン１００および第２ＭＧ２０の双方の動力を用いて走行するハイブリッド自動車走行（以下「ＨＶ走行」という）との間で走行態様を切り替えることができる。

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。

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。

第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０は、どちらも三相交流永久磁石型同期モータである。第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０の各々のロータには、永久磁石が装着される。第１ＭＧ１０は、エンジン１００の始動要求がある場合に、バッテリ１５０の電力を用いてエンジン１００のクランキングを行なうためのトルクを発生可能である。

第１ＭＧ１０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。第１ＭＧ１０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、第１ＭＧ１０によって発電された交流電力が第２ＭＧ２０に供給される場合もある。

第２ＭＧ２０のロータは、出力軸６０に連結される。第２ＭＧ２０は、バッテリ１５０および第１ＭＧ１０の少なくとも一方から供給される電力を用いて出力軸６０を回転させる。また、第２ＭＧ２０は、回生制動によって発電することも可能である。第２ＭＧ２０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。

遊星歯車機構３０は、シングルピニオン型の遊星歯車機構である。なお、遊星歯車機構３０は、必ずしもシングルピニオン型であることに限定されず、たとえばダブルピニオン型であってもよい。

遊星歯車機構３０は、エンジン１００、第１ＭＧ１０および出力軸６０を機械的に連結する。具体的には、遊星歯車機構３０は、回転要素として、第１ＭＧ１０のロータに連結されるサンギヤＳと、出力軸６０に連結されるリングギヤＲと、エンジン１００のクランクシャフト１１０に連結されるキャリアＣＡと、サンギヤＳとリングギヤＲとに噛合するピニオンギヤＰとを含む。キャリアＣＡは、ピニオンギヤＰが自転かつ公転できるようにピニオンギヤＰを保持する。出力軸６０は、デファレンシャルギヤを介して左右の駆動輪５０に接続されるとともに、上述のように第２ＭＧ２０に直結される。したがって、リングギヤＲと第２ＭＧ２０と出力軸６０と駆動輪５０とは同期して回転する。

以下では、エンジン１００の回転速度を「エンジン回転速度Ｎｅ」、第１ＭＧ１０の回転速度を「第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１」、第２ＭＧ２０の回転速度を「第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２」と記載する場合がある。また、エンジン１００の出力トルクを「エンジントルクＴｅ」、第１ＭＧ１０の出力トルクを「第１ＭＧトルクＴｍ１」、第２ＭＧ２０の出力トルクを「第２ＭＧトルクＴｍ２」と記載する場合がある。

バッテリ１５０は、再充電が可能に構成されたリチウムイオン二次電池である。なお、バッテリ１５０は、ニッケル水素二次電池などの他の二次電池であってもよい。

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。

ＰＣＵ２００は、バッテリ１５０から入力された直流電圧を昇圧し、昇圧された電圧を交流電圧に変換して第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０に供給する。また、ＰＣＵ２００は、第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０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。

ＥＣＵ３００は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、入出力バッファ等とを含んで構成される。ＥＣＵ３００は、各センサおよび機器からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、車両１が所望の走行状態となるようにエンジン１００、第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０の出力を制御する。

＜電気システムおよびＥＣＵの構成＞
図２は、車両１の電気システムの構成を説明するための回路ブロック図である。車両１の電気システムは、バッテリ１５０と、ＰＣＵ２００と、第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０と、ＥＣＵ３００とを含む。ＰＣＵ２００は、コンバータ２１０と、電力線対ＰＬ，ＮＬと、コンデンサＣ２と、インバータ２２０と、電圧センサ２３０とを含む。インバータ２２０は、第１インバータ２２１と、第２インバータ２２２とを含む。

コンバータ２１０は、コンデンサＣ１と、リアクトルＬ１と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。コンデンサＣ１は、バッテリ１５０から入力される電圧を平滑化する。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２および後述するスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ１４の各々は、たとえばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、電力線対ＰＬ，ＮＬ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。

コンバータ２１０は、ＥＣＵ３００からの昇圧制御信号に応じたスイッチング動作によって、バッテリ１５０から入力される電圧を昇圧して電力線対ＰＬ，ＮＬに出力する。また、コンバータ２１０は、ＥＣＵ３００からの降圧制御信号に応じたスイッチング動作によって、電力線対ＰＬ，ＮＬの直流電圧を降圧してバッテリ１５０に出力する。

コンデンサＣ２は、電力線対ＰＬ，ＮＬ間に接続され、電力線対ＰＬ，ＮＬ間の電圧を平滑化する。電圧センサ２３０は、コンデンサＣ２の両端の電圧、すなわち電力線対ＰＬ，ＮＬ間の電圧（以下「システム電圧」ともいう）ＶＨを検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。

第１インバータ２２１は、システム電圧ＶＨが供給されると、直流電圧を交流電圧に変換して第１ＭＧ１０を駆動する。第１インバータ２２１は、６つのスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８と、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間にそれぞれ逆並列に接続されたダイオードＤ３〜Ｄ８とを含む。

６つのスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８は、各々が上側アームおよび下側アームを有する三相の駆動アームを構成するように、コンバータ２１０および第１ＭＧ１０の間に電気的に接続される。具体的には、第１インバータ２２１は、三相の駆動アーム、すなわちＵ相アーム１Ｕ、Ｖ相アーム１Ｖ、Ｗ相アーム１Ｗとを含む。各相アーム１Ｕ，１Ｖ，１Ｗ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（上側アーム）およびスイッチング素子Ｑ４（下側アーム）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（上側アーム）およびスイッチング素子Ｑ６（下側アーム）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（上側アーム）およびスイッチング素子Ｑ８（下側アーム）を有する。

第２インバータ２２２は、各相アーム２Ｕ〜２Ｗと、スイッチング素子Ｑ９〜Ｑ１４と、ダイオードＤ９〜Ｄ１４とを含む。なお、第２インバータ２２２の構成は、基本的には第１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。

第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０には、レゾルバ４２１，レゾルバ４２２がそれぞれ設けられる。レゾルバ４２１は、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１（より具体的には第１ＭＧ１０のロータ回転角θ１）を検出する。レゾルバ４２２は、ＭＧ２回転速度Ｎｍ２（より具体的には第２ＭＧ２０のロータ回転角θ２）を検出する。

第１ＭＧ１０には、ＭＧ１電流センサ２４１が設けられる。ＭＧ１電流センサ２４１は、第１ＭＧ１０のＶ相電流ｉｖ１、Ｗ相電流ｉｗ１を検出する。なお、第１ＭＧ１０のＵ相電流ｉｕ１は、第１ＭＧ１０の各相電流の合計（＝ｉｕ１＋ｉｖ１＋ｉｗ１）が０であることを利用して、Ｖ相電流ｉｖ１およびＷ相電流ｉｗ１から算出される。

第２ＭＧ２０には、ＭＧ２電流センサ２４２が設けられる。ＭＧ２電流センサ２４２は、第２ＭＧ２０のＶ相電流ｉｖ２、Ｗ相電流ｉｗ２を検出する。なお、第２ＭＧ２０のＵ相電流ｉｕ２は、第２ＭＧ２０の各相電流の合計（＝ｉｕ２＋ｉｖ２＋ｉｗ２）が０であることを利用して、Ｖ相電流ｉｖ２およびＷ相電流ｉｗ２から算出される。

ＥＣＵ３００は、各センサからの情報等に基づいて、第１ＭＧ１０，２０の出力が所望の出力となるようにＰＣＵ２００（コンバータ２１０、第１インバータ２２１および第２インバータ２２２）を制御する。

＜第１ＭＧおよび第２ＭＧの電流フィードバック制御＞
ＥＣＵ３００は、第１ＭＧ１０を作動させる場合、第１ＭＧ１０を流れる電流の目標値を設定し、ＭＧ１電流センサ２４１の検出値が目標値となるように第１インバータ２２１を制御する「ＭＧ１電流フィードバック制御」を行なう。また、ＥＣＵ３００は、第２ＭＧ２０を作動させる場合、第２ＭＧ２０を流れる電流の目標値を設定し、ＭＧ２電流センサ２４２の検出値が目標値となるように第２インバータ２２２を制御する「ＭＧ２電流フィードバック制御」を行なう。なお、ＭＧ１電流フィードバック制御の内容は、ＭＧ２電流フィードバック制御の内容と基本的に同じであるため、以下では、代表的にＭＧ２電流フィードバック制御について説明する。

図３は、ＭＧ２電流フィードバック制御の機能ブロック図である。図３に示した各機能ブロックは、ハードウェアによって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

ＭＧ２電流フィードバック制御は、ＥＣＵ３００に含まれるＭＧ制御部３１０によって行なわれる。ＭＧ制御部３１０は、座標変換部３３０と、電圧指令生成部（電流制御部）３４０と、座標変換部３５０とを含む。

座標変換部３３０は、レゾルバ４２２によって検出される第２ＭＧ２０のロータ回転角θ２を用いて、電流センサ２４によって検出された三相電流（ｉｕ２、ｉｖ２、ｉｗ２）をｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑに変換（Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３相からｄ，ｑ軸の２相に変換）する。なお、ｄ軸およびｑ軸は回転系の座標軸であり、ｄ軸は第２ＭＧ２０のロータの永久磁極がつくる磁束の方向の軸であり、ｑ軸はｄ軸と電気的、磁気的に直交する方向の軸である。

電圧指令生成部３４０には、ｄ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍとｄ軸電流Ｉｄとの偏差ΔＩｄ（ΔＩｄ＝Ｉｄｃｏｍ−Ｉｄ）と、ｑ軸電流指令値Ｉｑｃｏｍとｑ軸電流Ｉｑとの偏差ΔＩｑ（ΔＩｑ＝Ｉｑｃｏｍ−Ｉｑ）とが入力される。なお、ｄ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍおよびｑ軸電流指令値Ｉｑｃｏｍは、ユーザ要求パワーに基づいて決められる。

電圧指令生成部３４０は、偏差ΔＩｄ，ΔＩｑの各々を０に近づける（（すなわちｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑをそれぞれｄ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍおよびｑ軸電流指令値Ｉｑｃｏｍに近づける）ための電圧指令値として、ｄ軸フィードバック電圧指令値Ｖｄｆｂおよびｑ軸フィードバック電圧指令値Ｖｑｆｂを算出する。具体的には、電圧指令生成部３４０は、偏差ΔＩｄ，ΔＩｑの各々についてＰＩ（比例積分）制御などを行なって制御偏差を求め、この制御偏差に応じてｄ軸フィードバック電圧指令値Ｖｄｆｂおよびｑ軸フィードバック電圧指令値Ｖｑｆｂを生成する。

座標変換部３５０には、ｄ軸フィードバック電圧指令値Ｖｄｆｂにｄ軸フィードフォワード電圧指令値Ｖｄｆｆを加えたｄ軸電圧指令値Ｖｄ（＝Ｖｄｆｂ＋Ｖｄｆｆ）と、ｑ軸フィードバック電圧指令値Ｖｑｆｂにｑ軸フィードフォワード電圧指令値Ｖｑｆｆを加えたｑ軸電圧指令値Ｖｑ（＝Ｖｑｆｂ＋Ｖｑｆｆ）とが入力される。以下、ｄ軸フィードバック電圧指令値Ｖｄｆｂおよびｑ軸フィードバック電圧指令値Ｖｑｆｂを「フィードバック項」あるいは「ＦＢ項」ともいう。ｄ軸フィードフォワード電圧指令値Ｖｄｆｆおよびｑ軸フィードフォワード電圧指令値Ｖｑｆｆを「フィードフォワード項」あるいは「ＦＦ項」ともいう。

座標変換部３５０は、レゾルバ４２２によって検出される第２ＭＧ２０のロータ回転角θ２を用いて、ｄ軸電圧指令値Ｖｄおよびｑ軸電圧指令値Ｖｑを、Ｕ相電圧指令Ｖｕ２、Ｖ相電圧指令Ｖｖ２、Ｗ相電圧指令Ｖｗ２に変換（ｄ，ｑ軸の２相からＵ，Ｖ，Ｗ相の３相に変換）する。

座標変換部３５０は、各相電圧指令Ｖｕ２，Ｖｖ２，Ｖｗ２を第２インバータ２２２に出力する。これにより、第２ＭＧ２０の出力がユーザ要求パワーとなるように第２インバータ２２２の各スイッチング素子が制御される。

図３において、座標変換部３３０および電圧指令生成部３４０が電流フィードバック制御を行なうブロックである。第２ＭＧ２０の出力は、ＭＧ２電流センサ２４２の検出結果を用いた電流フィードバック制御によって生成されるＦＢ項Ｖｄｆｂ，Ｖｑｆｂと、ＭＧ２電流センサ２４２の検出結果には関係しないＦＦ項Ｖｄｆｆ，Ｖｑｆｆとを用いて、制御される。

＜電流センサ異常時の退避走行＞
ＥＣＵ３００は、通常モードで車両１を走行させることができる。通常モードは、上述のＥＶ走行とＨＶ走行とを必要に応じて切り替えながら車両１を走行させるモードである。以下では、通常モードによる走行を「通常走行」とも記載する。

ＥＣＵ３００は、通常走行中にＭＧ１電流センサ２４１およびＭＧ２電流センサ２４２の少なくとも一方の異常が検出された場合、通常モードから退避モードに切り替えて車両１を退避走行させる。退避モードによる走行には、ＭＤ（Motor Drive）走行と、ＧＤ（Generator Drive）走行とが含まれる。

ＭＤ走行は、エンジン１００および第１ＭＧ１０を停止して第２ＭＧ２０を用いる走行である。ＥＣＵ３００は、通常走行中にＭＧ１電流センサ２４１が異常であると判定された場合、ＭＧ１電流フォードバック制御が正常に機能しないことに鑑み、第１ＭＧ１０を停止してＭＤ走行を行なう。

ＧＤ走行は、第２ＭＧ２０を停止してエンジン１００および第１ＭＧ１０を用いる走行である。ＥＣＵ３００は、通常走行中にＭＧ２電流センサ２４２が異常であると判定された場合、ＭＧ２電流フォードバック制御が正常に機能しないことに鑑み、第２ＭＧ２０を停止してＧＤ走行を行なう。

図４は、ＭＤ走行中におけるエンジン１００、第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０の状態の一例を遊星歯車機構３０の共線図上に示す図である。なお、遊星歯車機構３０の共線図とは、遊星歯車機構３０のサンギヤＳ、キャリアＣＡおよびリングギヤＲを縦線で示し、それらの間隔を遊星歯車機構３０のギヤ比に対応する間隔とし、さらにそれぞれの縦線の上下方向を回転方向とし、その上下方向での位置を回転速度としたものである。遊星歯車機構３０は、シングルピニオン型であるため、図４の共線図において、第１ＭＧ１０に接続されるサンギヤＳは左端に位置する線で表され、エンジン１００に接続されるキャリアＣＡは中央に位置する線で表され、第２ＭＧ２０に接続されるリングギヤＲは右端に位置する線で表される。

遊星歯車機構３０が上記のように構成されることによって、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１（＝サンギヤＳの回転速度）と、エンジン回転速度Ｎｅ（＝キャリアＣＡの回転速度）と、ＭＧ２回転速度Ｎｍ２（＝リングギヤＲの回転速度）とは、共線図上において直線で結ばれる関係（以下「共線図の関係」ともいう）を有する。共線図の関係によれば、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１、エンジン回転速度ＮｅおよびＭＧ２回転速度Ｎｍ２のうち、いずれか２つの回転速度が決まれば残り１つの回転速度も決まる。

ＭＤ走行中においては、エンジン１００および第１ＭＧ１０はトルクを出力せず、第２ＭＧ２０が第２ＭＧトルクＴｍ２をリングギヤＲに出力することによって車両１が退避走行される。これにより、エンジン回転速度Ｎｅは０となり、ＭＧ２回転速度Ｎｍ２は正の値となる。ＭＧ１回転速度Ｎｍ１は、共線図の関係により、図４に示すように負の値となる。

図５は、ＧＤ走行中におけるエンジン１００、第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０の状態の一例を遊星歯車機構３０の共線図上に示す図である。ＧＤ走行中においては、第２ＭＧ２０はトルクを出力せず、エンジン１００は正方向のエンジントルクＴｅをキャリアＣＡに出力し、第１ＭＧ１０は負方向の第１ＭＧトルクＴｍ１をサンギヤＳに出力する。これにより、第１ＭＧトルクＴｍ１を反力としてエンジントルクＴｅがリングギヤＲに伝達される。第１ＭＧトルクＴｍ１を反力としてリングギヤＲに伝達されるエンジントルク（以下「エンジン直達トルクＴｅｐ」ともいう）は、リングギヤＲに対して正方向（前進方向）に作用する。ＧＤ走行中においては、エンジン直達トルクＴｅｐによって車両１が退避走行される。

なお、通常走行中にＭＧ１電流センサ２４１およびＭＧ２電流センサ２４２の双方が異常であると判定された場合、あるいはＭＤ走行中にＭＧ２電流センサ２４２が異常であると判定された場合、あるいはＧＤ走行中にＭＧ１電流センサ２４１が異常であると判定された場合、ＥＣＵ３００は、ＭＧ１電流フォードバック制御およびＭＧ２電流フォードバック制御の双方が正常に機能しないことに鑑み、エンジン１００、第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０を停止して車両システムを停止状態（以下「Ｒｅａｄｙ−ＯＦＦ状態」ともいう）にする。車両システムがＲｅａｄｙ−ＯＦＦ状態となると、車両１は駆動力を発生することができなくなる。

＜ＭＧ１電流センサが異常値を出力した場合の退避走行の選択＞
通常走行中にＭＧ１電流センサ２４１が異常値（閾値を超える値）を出力した場合、ＭＧ１電流センサが異常であることが疑われるため、第１ＭＧ１０を停止してＭＤ走行を行なうことが想定される。しかしながら、通常走行中において、ＭＧ２電流センサ２４２の異常に起因してＭＧ１電流センサ２４１が異常値を出力することがあり得る。

図６は、ＭＧ２電流センサ２４２の異常に起因してＭＧ１電流センサ２４１が異常値を出力する原理の一例を模式的に示す図である。

ＭＧ２電流センサ２４２の故障による異常が生じた場合（図６の（Ａ）参照）、ＭＧ２電流フィードバック制御が正常に機能しなくなり、第２ＭＧ２０とコンデンサＣ２との間のパワー変動が大きくなる（図６の（Ｂ）参照）。これにより、コンデンサＣ２に蓄えられた電力が急変し、システム電圧ＶＨが変動する（図６の（Ｃ）参照）。システム電圧ＶＨの変動によって、第１ＭＧ１０を流れる電流が乱れて異常値となる（図６の（Ｄ）参照）。この異常値をＭＧ１電流センサ２４１が検出した場合、ＭＧ１電流センサ２４１は異常値を出力してしまう。

このような場合、本来はＭＧ２電流センサ２４２が異常かつＭＧ１電流センサ２４１が正常でありＧＤ走行が可能な状況であるが、何らかの要因によってＭＧ２電流センサ２４２の異常が検出されるのよりも先にＭＧ１電流センサ２４１が異常値を出力したことが検出されてしまうと、ＭＧ１電流センサ２４１が異常であると誤判定されてＭＤ走行が選択されてしまう。そして、ＭＤ走行の選択後にＭＧ２電流センサが異常であることが検出されると、Ｒｅａｄｙ−ＯＦＦ状態となり、本来は可能であるＧＤ走行ができなくなることが懸念される。

そこで、本実施の形態によるＥＣＵ３００は、ＭＧ１電流センサ２４１が異常値を出力した場合、ＭＧ２電流センサ２４２の異常の有無を判定するために、ＭＧ２フィードバック制御を所定期間（たとえば数百ｍｓｅｃ）だけ一時的に停止し、ＭＧ２電流センサ２４２の検出結果には関係しないＦＦ項のみを用いて第２ＭＧ２０を制御する「ＭＧ２フィードフォワード制御」を実行する。

図７は、ＭＧ２フィードバック制御を一時的に停止してＭＧ２フィードフォワード制御を実行する場合の機能ブロック図である。図７に示すように、ＭＧ２フィードフォワード制御では、座標変換部３３０および電圧指令生成部３４０による電流フィードバック機能が一時的に停止され、ＦＦ項Ｖｄｆｆ，Ｖｑｆｆのみで第２ＭＧ２０が制御される。ＦＦ項Ｖｄｆｆ，ＶｑｆｆはＭＧ２電流センサ２４２の検出結果には関係しない。そのため、ＭＧ２フィードフォワード制御中に第２ＭＧ２０を流れる相電流は、ＭＧ２電流センサ２４２の検出値の影響を受けず、各相電流の合計は０となるはずである。この点を利用して、ＥＣＵ３００は、ＭＧ２フィードフォワード制御中に、ＭＧ２電流センサ２４２によって検出される第２ＭＧ２０の各相電流の合計が所定値（所定値＞０）を超える異常（以下「ＭＧ２相電流異常」ともいう）が生じたか否かを判定する。

本実施の形態においては、上述のように、ＭＧ２電流センサ２４２によって検出される相電流は実際にはＶ相電流ｉｖ２およびＷ相電流ｉｗ２であるため、ＥＣＵ３００は、Ｖ相電流ｉｖ２およびＷ相電流ｉｗ２から、ＭＧ２相電流異常の有無を判定する。たとえば、ＥＣＵ３００は、Ｖ相電流ｉｖ２およびＷ相電流ｉｗ２からＵ相電流ｉｕ２を算出し、各相電流ｉｕ２，ｉｖ２，ｉｗ２のうちの少なくともいずれかが所定値を超える場合に、ＭＧ２相電流異常であると判定する。また、たとえば、ＥＣＵ３００は、Ｖ相電流ｉｖ２とＷ相電流ｉｗ２との偏差が所定値を超える場合に、ＭＧ２相電流異常であると判定するようにしてもよい。

そして、フィードフォワード制御中に上記のＭＧ２相電流異常であると判定された場合、ＥＣＵ３００は、ＭＧ２電流センサ２４２が異常であると判定し、ＧＤ走行を選択する。一方、フィードフォワード制御中にＭＧ２相電流異常であると判定されない場合、ＥＣＵ３００は、ＭＧ２電流センサ２４２が正常であると判定し、ＭＤ走行を選択する。

図８は、ＭＧ１電流センサ２４１が異常値を出力した場合のＥＣＵ３００の処理手順を示すフローチャートである。

ステップ(以下、ステップを「Ｓ」と略す)１０にて、ＭＧ１電流センサ２４１が異常値を出力したか否かを判定する。たとえば、ＥＣＵ３００は、ＭＧ１電流センサ２４１によって検出されるＶ相電流ｉｖ１およびＷ相電流ｉｗ１のうちの少なくとも一方が閾値を超える場合に、ＭＧ１電流センサ２４１が異常値を出力したと判定する。

ＭＧ１電流センサ２４１が異常値を出力していない場合（Ｓ１０にてＮＯ）、ＥＣＵ３００は処理を終了する。

ＭＧ１電流センサ２４１が異常値を出力した場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ１１にて、ＭＧ２電流フィードバック制御を所定時間だけ一時的に停止して、ＭＧ２フィードフォワード制御を実行する。

Ｓ１２にて、ＥＣＵ３００は、ＭＧ２フィードフォワード制御中において、ＭＧ２電流センサ２４２の検出結果に基づいてＭＧ２相電流異常であるか否かを判定する。なお、ＭＧ２相電流異常であるか否かの具体的な判定手法については既に説明したため、詳細な説明はここでは繰り返さない。

ＭＧ２相電流異常である場合（Ｓ１２にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ１３にてＭＧ２電流センサ２４２が異常であると判定し、Ｓ１４にて上述のＧＤ走行を行なう。一方、ＭＧ２相電流異常でない場合（Ｓ１２にてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ１５にてＭＧ２電流センサ２４２が正常であると判定し、Ｓ１６にて上述のＭＤ走行を行なう。

以上のように、本実施の形態によるＥＣＵ３００は、ＭＧ１電流センサ２４１が異常値を出力した場合、ＭＧ２電流センサ２４２の検出結果を用いるＭＧ２フィードバック制御を一時的に停止し、ＭＧ２電流センサ２４２の検出結果には関係しないＦＦ項のみを用いるＭＧ２フィードフォワード制御を実行し、ＭＧ２フィードフォワード制御中にＭＧ２相電流異常の有無を判定する。そのため、ＭＧ１電流センサ２４１が異常値を出力した要因がＭＧ２電流センサ２４２の異常であるのか否かを適切に切り分けることができる。

そして、ＥＣＵ３００は、ＭＧ２フィードフォワード制御中にＭＧ２相電流異常であると判定された場合は、ＭＧ２電流センサ２４２が異常である（すなわちＭＧ１電流センサ２４１が異常値を出力した要因がＭＧ２電流センサ２４２の異常である）と判定してＧＤ走行を選択する。一方、ＭＧ２フィードフォワード制御中にＭＧ２相電流異常であると判定されない場合、ＥＣＵ３００は、ＭＧ２電流センサ２４２が正常である（すなわちＭＧ１電流センサ２４１が異常値を出力した要因がＭＧ１電流センサ２４１の異常である）と判定してＭＤ走行を選択する。そのため、ＭＧ１電流センサ２４１が異常値を出力した場合、その要因がＭＧ２電流センサ２４１の異常であるのか否かを適切に切り分け、その結果に応じてＧＤ走行およびＭＤ走行のどちらを選択するのかを適切に決定することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 車両、１０ 第１ＭＧ、２０ 第１ＭＧ、３０ 遊星歯車機構、５０ 駆動輪、６０ 出力軸、１００ エンジン、１１０ クランクシャフト、１５０ バッテリ、１６０ ＳＭＲ、２００ ＰＣＵ、２１０ コンバータ、２２０ インバータ、２２１ 第１インバータ、２２２ 第２インバータ、２３０ 電圧センサ、２４１，２４２ 電流センサ、３００ ＥＣＵ、３１０ ＭＧ制御部、３３０，３５０ 座標変換部、３４０ 電圧指令生成部、４１０ エンジン回転速度センサ、４２１，４２２ レゾルバ、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ。

Claims (1)

1. エンジンと、
   第１回転電機と、
   駆動輪に接続される出力軸と、
   前記エンジン、前記第１回転電機および前記出力軸を機械的に連結する遊星歯車機構と、
   前記出力軸に接続された第２回転電機と、
   電力線対と、
   前記電力線対間に接続される平滑コンデンサと、
   前記電力線対に接続され、前記第１回転電機を駆動する第１インバータと、
   前記電力線対に接続され、前記第２回転電機を駆動する第２インバータと、
   前記第１回転電機を流れる電流を検出する第１電流センサと、
   前記第２回転電機を流れる相電流を検出する第２電流センサと、
   前記第１電流センサの出力および前記第２電流センサの出力を用いて前記第１回転電機の出力および前記第２回転電機の出力をそれぞれフィードバック制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記第１電流センサが異常値を出力した場合、前記第２電流センサの出力を用いて前記第２回転電機をフィードバック制御することを所定期間停止して前記第２回転電機をフィードフォワード制御し、
   前記第２電流センサによって検出される各相の電流の合計が所定値を超える相電流異常が前記所定期間中に生じた場合、前記第２電流センサが異常であると判定し、前記第２回転電機を停止して前記エンジンおよび前記第１回転電機を用いて走行する第１走行制御を実行し、
   前記相電流異常が前記所定期間中に生じない場合、前記第２電流センサが正常であると判定し、前記エンジンおよび前記第１回転電機を停止して前記第２回転電機を用いて走行する第２走行制御を実行する、ハイブリッド車両。

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