(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力軸と第１電動機の回転軸と第２電動機の回転軸と駆動輪に動力を伝達可能な駆動軸とが連結された動力伝達機構を備え、前記動力伝達機構が前記内燃機関の動力と前記第１電動機の動力と前記第２電動機の動力とを合成して前記駆動輪に出力するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
前記第１電動機の最小トルク及び前記第１電動機の回転軸に接続されるギアと前記駆動軸に接続されるギアとのギア比と、前記第２電動機の最大トルク及び前記内燃機関の回転軸に接続されるギアと前記第２電動機の回転軸に接続されるギアとのギア比とに基づいて前記内燃機関の上限トルクを算出し、前記第１電動機の最大トルク及び前記第１電動機の回転軸に接続されるギアと前記駆動軸に接続されるギアとのギア比と、前記第２電動機の最小トルク及び前記内燃機関の回転軸に接続されるギアと前記第２電動機の回転軸に接続されるギアとのギア比とに基づいて前記内燃機関の下限トルクを算出し、
前記内燃機関の目標トルクが前記上限トルクより大きい場合、前記上限トルクに基づいて前記内燃機関の駆動を制御し、前記内燃機関の目標トルクが前記下限トルクより小さい場合、前記下限トルクに基づいて前記内燃機関の駆動を制御する制御部を備えるハイブリッド車両の駆動制御装置。
【請求項２】
前記動力伝達機構は、第１遊星歯車機構と第２遊星歯車機構とで構成され、
前記内燃機関の回転軸は、前記第１遊星歯車機構のプラネタリキャリアと前記第２遊星歯車機構のサンギアに接続され、
前記第１電動機の回転軸は、前記第１遊星歯車機構のサンギアに接続され、
前記第２電動機の回転軸は、前記第２遊星歯車機構のリングギアに接続され、
前記駆動軸は、前記第１遊星歯車機構のリングギアと前記第２遊星歯車機構のプラネタリキャリアに接続され、
前記制御部は、前記第１電動機の最小トルク及び前記第１遊星歯車機構のサンギアとリングギアとのギア比と、前記第２電動機の最大トルク及び前記第２遊星歯車機構のサンギアとリングギアとのギア比とに基づいて前記内燃機関の上限トルクを算出し、前記第１電動機の最大トルク及び前記第１遊星歯車機構のサンギアとリングギアとのギア比と、前記第２電動機の最小トルク及び前記第２遊星歯車機構のサンギアとリングギアとのギア比とに基づいて前記内燃機関の下限トルクを算出する請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記内燃機関の目標トルクが前記上限トルク以下、かつ、前記下限トルク以上の場合、前記目標トルクに基づいて前記内燃機関の駆動を制御する請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンとモータを組み合わせたハイブリッド車両として、エンジンと、発電機と、駆動用モータと、駆動輪と、の間で相互に動力を伝達可能な遊星歯車機構を有するものが知られている。
【０００３】
特許文献１には、発電機の温度が所定の温度より高くなるとエンジントルクを小さくすることによって発電機の温度の上昇を抑えるハイブリッド車両において、発電機の過回転を防止するため、発電機の回転速度に応じてエンジントルクを制限する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１１１２０６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、このようなハイブリッド車両の駆動制御装置にあっては、高速走行中などにアクセルを開放して減速しているときは、エンジンに要求されるパワーは小さくなり、更に燃料カットが行なわれるとエンジントルクは、エンジンの出力軸の回転方向を正としたとき負の値となる。このとき、エンジン回転速度の目標値は低下していく。このエンジン回転速度の低下にともなって発電機の回転速度も負の回転方向で高い回転速度となっていく。このような状態が過度に生じると電動機に過回転の発生が懸念される。
【０００６】
これに対し、発電機に正のトルクを発生させることによってエンジン回転速度の低下を防いでエンジン回転速度を維持することが可能であるが、発電機にトルク制限がかけられているとトルクが不足し、エンジン回転速度の低下を防ぐことはできず、発電機に過回転が生じてしまう。
【０００７】
また、特許文献１に記載されているように、発電機の回転速度が高くなってからエンジントルクを小さくするよう制限すると、エンジントルク制限の制御の応答性の悪さから、エンジントルクを過剰に制限することになり、駆動力の過度な低下を招いてしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、発電機がトルク制限されている場合であっても、駆動力の過度な低下を招くことなく、発電機の過回転を防止することができるハイブリッド車両の駆動制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するハイブリッド車両の駆動制御装置の発明の一態様は、内燃機関の出力軸と第１電動機の回転軸と第２電動機の回転軸と駆動輪に動力を伝達可能な駆動軸とが連結された動力伝達機構を備え、前記動力伝達機構が前記内燃機関の動力と前記第１電動機の動力と前記第２電動機の動力とを合成して前記駆動輪に出力するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、前記第１電動機の最小トルク及び前記第１電動機の回転軸に接続されるギアと前記駆動軸に接続されるギアとのギア比と、前記第２電動機の最大トルク及び前記内燃機関の回転軸に接続されるギアと前記第２電動機の回転軸に接続されるギアとのギア比とに基づいて前記内燃機関の上限トルクを算出し、前記第１電動機の最大トルク及び前記第１電動機の回転軸に接続されるギアと前記駆動軸に接続されるギアとのギア比と、前記第２電動機の最小トルク及び前記内燃機関の回転軸に接続されるギアと前記第２電動機の回転軸に接続されるギアとのギア比とに基づいて前記内燃機関の下限トルクを算出し、前記内燃機関の目標トルクが前記上限トルクより大きい場合、前記上限トルクに基づいて前記内燃機関の駆動を制御し、前記内燃機関の目標トルクが前記下限トルクより小さい場合、前記下限トルクに基づいて前記内燃機関の駆動を制御する制御部を備えるものである。
【発明の効果】
【００１０】
このように本発明の一態様によれば、発電機がトルク制限されている場合であっても、駆動力の過度な低下を招くことなく、発電機の過回転を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を示す図であり、その概念ブロック図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を示す図であり、そのエンジン、駆動軸、第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータの各回転速度の関係を示す共線図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を示す図であり、そのエンジントルク指令値算出手順を示す制御ブロック図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を示す図であり、そのエンジントルク制御処理を説明するフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を示す図であり、その概念ブロック図である。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を示す図であり、そのエンジン、駆動軸、第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータの各回転速度の関係を示す共線図である。
【図７】図７は、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を示す図であり、そのエンジントルク指令値算出手順を示す制御ブロック図である。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を示す図であり、そのエンジントルク制御処理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】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１において、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を搭載した車両１００は、駆動機構１と、制御部としてのハイブリッドＥＣＵ（Electronic Control Unit）３２と、エンジンＥＣＵ３３と、バッテリＥＣＵ３４とを含んで構成される。
【００１３】
駆動機構１は、内燃機関としてのエンジン２と、エンジン２の出力軸３と、電力から駆動力を生成するとともに駆動されることにより電力を生成する第１電動機としての第１モータジェネレータ４及び第２電動機としての第２モータジェネレータ５と、車両１００の駆動輪６に動力を伝達可能に接続された駆動軸７と、動力伝達機構としての遊星歯車機構８とを含んで構成される。
【００１４】
エンジン２は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行なうとともに、圧縮行程及び膨張行程の間に図示しない点火装置によって点火を行なう４サイクルのエンジンによって構成されている。エンジン２の出力軸３は、遊星歯車機構８に連結されている。
【００１５】
第１モータジェネレータ４は、遊星歯車機構８に連結された回転軸としてのロータ軸１３と、ロータ１４と、ステータ１５とを有している。ロータ１４には、複数の永久磁石が埋め込まれている。ステータ１５は、ステータコア及びステータコアに巻き掛けられた三相コイルを有している。ステータ１５の三相コイルは、第１インバータ１９に接続されている。
【００１６】
このように構成された第１モータジェネレータ４において、ステータ１５の三相コイルに三相交流電力が供給されると、ステータ１５によって回転磁界が形成され、この回転磁界にロータ１４に埋め込まれた永久磁石が引かれることにより、ロータ１４がロータ軸１３周りに回転駆動される。すなわち、第１モータジェネレータ４は、電動機として機能し、車両１００を駆動する駆動力を生成する。
【００１７】
また、ロータ１４がロータ軸１３周りに回転すると、ロータ１４に埋め込まれた永久磁石によって回転磁界が形成され、この回転磁界によりステータ１５の三相コイルに誘導電流が流れることにより、三相コイルの両端に電力が発生する。すなわち、第１モータジェネレータ４は、発電機としても機能し、バッテリ２１を充電する電力を生成する。
【００１８】
第１インバータ１９は、バッテリ２１から供給される直流電力を三相交流電力に変換して第１モータジェネレータ４に供給する。第１インバータ１９は、ハイブリッドＥＣＵ３２からのトルク指令信号により、第１モータジェネレータ４の出力トルクがトルク指令信号に設定されたトルク指令値になるように第１モータジェネレータ４に供給する三相交流電力を制御するようになっている。また、第１インバータ１９は、第１モータジェネレータ４が発電した三相交流電力を直流電力に変換してバッテリ２１を充電する。
【００１９】
第１インバータ１９は、第１モータジェネレータ４の回転速度や温度などから第１モータジェネレータ４の出力可能な最大トルクと最小トルクを算出し、ハイブリッドＥＣＵ３２に通知するようになっている。ハイブリッドＥＣＵ３２は、通知された最大トルクと最小トルクで第１モータジェネレータ４の出力トルクを制限するようになっている。すなわち、第１モータジェネレータ４は、過熱等により出力トルクが制限されるようになっている。
【００２０】
第２モータジェネレータ５は、遊星歯車機構８に連結された回転軸としてのロータ軸１６と、ロータ１７と、ステータ１８とを有している。ロータ１７には、複数の永久磁石が埋め込まれている。ステータ１８は、ステータコア及びステータコアに巻き掛けられた三相コイルを有している。ステータ１８の三相コイルは、第２インバータ２０に接続されている。
【００２１】
このように構成された第２モータジェネレータ５において、ステータ１８の三相コイルに三相交流電力が供給されると、ステータ１８によって回転磁界が形成され、この回転磁界にロータ１７に埋め込まれた永久磁石が引かれることにより、ロータ１７がロータ軸１６周りに回転駆動される。すなわち、第２モータジェネレータ５は、電動機として機能し、車両１００を駆動する駆動力を生成する。
【００２２】
また、ロータ１７がロータ軸１６周りに回転すると、ロータ１７に埋め込まれた永久磁石によって回転磁界が形成され、この回転磁界によりステータ１８の三相コイルに誘導電流が流れることにより、三相コイルの両端に電力が発生する。すなわち、第２モータジェネレータ５は、発電機としても機能し、バッテリ２１を充電する電力を生成する。
【００２３】
第２インバータ２０は、バッテリ２１から供給される直流電力を三相交流電力に変換して第２モータジェネレータ５に供給する。第２インバータ２０は、ハイブリッドＥＣＵ３２からのトルク指令信号により、第２モータジェネレータ５の出力トルクがトルク指令信号に設定されたトルク指令値になるように第２モータジェネレータ５に供給する三相交流電力を制御するようになっている。また、第２インバータ２０は、第２モータジェネレータ５が発電した三相交流電力を直流電力に変換してバッテリ２１を充電する。
【００２４】
第２インバータ２０は、第２モータジェネレータ５の回転速度や温度などから第２モータジェネレータ５の出力可能な最大トルクと最小トルクを算出し、ハイブリッドＥＣＵ３２に通知するようになっている。ハイブリッドＥＣＵ３２は、通知された最大トルクと最小トルクで第２モータジェネレータ５の出力トルクを制限するようになっている。すなわち、第２モータジェネレータ５は、過熱等により出力トルクが制限されるようになっている。
【００２５】
遊星歯車機構８は、サンギア２２と、サンギア２２に噛み合う複数のプラネタリギア２３と、複数のプラネタリギア２３に噛み合うリングギア２５とを有し、プラネタリギア２３を自転可能に支持するプラネタリキャリア２４が設けられている。
【００２６】
遊星歯車機構８のサンギア２２は、第１モータジェネレータ４のロータ１４と一体に回転するように、ロータ軸１３に連結されている。遊星歯車機構８のプラネタリキャリア２４は、エンジン２の出力軸３に一体回転可能に連結されている。
【００２７】
遊星歯車機構８のリングギア２５は、第２モータジェネレータ５のロータ１７と一体に回転するようにロータ軸１６に連結されている。また、遊星歯車機構８のリングギア２５は、デファレンシャルギア及びその他のギアを含む出力伝達機構３１を介して駆動軸７を回転させるように形成されている。
【００２８】
このように、動力伝達機構としての遊星歯車機構８は、エンジン２の出力軸３と、第１モータジェネレータ４のロータ軸１３と、第２モータジェネレータ５のロータ軸１６と、駆動軸７とが連結された歯車機構を構成する。
【００２９】
したがって、遊星歯車機構８は、エンジン２と、第１モータジェネレータ４と、第２モータジェネレータ５と、駆動軸７との間で駆動力を授受させるようになっている。例えば、遊星歯車機構８は、エンジン２と、第１モータジェネレータ４と、第２モータジェネレータ５とによって生成された動力を駆動軸７に伝達するようになっている。
【００３０】
ハイブリッドＥＣＵ３２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
【００３１】
ハイブリッドＥＣＵ３２のＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをハイブリッドＥＣＵ３２として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、ハイブリッドＥＣＵ３２として機能する。ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジンＥＣＵ３３及びバッテリＥＣＵ３４に接続され、これら各ＥＣＵと相互にデータのやりとりを行なう。
【００３２】
ハイブリッドＥＣＵ３２の入力ポートには、アクセル開度センサ４１、シフトポジションセンサ４２、ブレーキストロークセンサ４３、車速センサ４４、駆動部状態検出センサ４５を含む各種センサ類が接続されている。
【００３３】
アクセル開度センサ４１は、運転者による図示しないアクセルペダルの踏み込み量をアクセル開度として検出する。シフトポジションセンサ４２は、運転者によるシフトレバーの操作により選択されたシフト位置を検出する。シフト位置は、例えば、前進、後進、停車のいずれかが選択される。
【００３４】
ブレーキストロークセンサ４３は、運転者による図示しないブレーキペダルの踏み込み量を検出する。車速センサ４４は、例えば、駆動軸７の回転速度から車速を検出する。車速センサ４４は、車両１００が前進方向に進んでいる場合は正の車速を出力し、車両が後進方向に進んでいる場合は負の車速を出力する。
【００３５】
駆動部状態検出センサ４５は、エンジン２や第１モータジェネレータ４、第２モータジェネレータ５の回転速度や出力トルクや温度を検出する。
【００３６】
また、ハイブリッドＥＣＵ３２の出力ポートには、第１インバータ１９と第２インバータ２０とが接続されている。第１インバータ１９及び第２インバータ２０には、バッテリ２１が接続されている。
【００３７】
ハイブリッドＥＣＵ３２は、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５のそれぞれの出力トルクが所定のトルクになるように第１インバータ１９及び第２インバータ２０にトルク指令信号を送信する。第１インバータ１９及び第２インバータ２０は、トルク指令信号に設定されたトルク指令値を第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５が出力するように、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５へ供給される三相交流電力を制御し、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５の出力トルクを制御する。
【００３８】
エンジンＥＣＵ３３は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
【００３９】
エンジンＥＣＵ３３のＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをエンジンＥＣＵ３３として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、エンジンＥＣＵ３３として機能する。また、エンジンＥＣＵ３３は、ハイブリッドＥＣＵ３２に接続され、相互にデータのやりとりを行う。
【００４０】
エンジンＥＣＵ３３は、ハイブリッドＥＣＵ３２からのトルク指令信号により、エンジン２の出力トルクがトルク指令信号に設定されたトルク指令値になるようにエンジン２を制御する。エンジンＥＣＵ３３は、不図示のインジェクタやスロットルバルブを制御することにより燃料噴射量や吸入空気量を制御させて、エンジン２の出力トルクを制御する。
【００４１】
バッテリＥＣＵ３４は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
【００４２】
バッテリＥＣＵ３４のＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをバッテリＥＣＵ３４として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、バッテリＥＣＵ３４として機能する。
【００４３】
バッテリＥＣＵ３４の入力ポートには、バッテリ状態検出センサ４６が接続されている。バッテリ状態検出センサ４６は、バッテリ２１の充放電電流、電圧及びバッテリ温度を検出する。バッテリＥＣＵ３４は、バッテリ状態検出センサ４６から入力される充放電電流の値、電圧の値及びバッテリ温度の値に基づき、バッテリ２１の残容量などを検出する。
【００４４】
バッテリ状態検出センサ４６は、例えば、バッテリ２１の充放電電流を検出する電流センサに、電圧を検出する電圧センサ及びバッテリ温度を検出するバッテリ温度センサを付設した構成を用いることができる。なお、電流センサと電圧センサとバッテリ温度センサとを別に設けてもよい。
【００４５】
このような車両１００において、ハイブリッドＥＣＵ３２は、アクセル開度センサ４１により検出されたアクセル開度と、シフトポジションセンサ４２により検出されたシフト位置と、車速センサ４４により検出された車速などに基づいて目標駆動トルクを算出し、目標駆動トルクを駆動軸７に出力させるようにエンジン２、第１モータジェネレータ４、第２モータジェネレータ５を制御する。
【００４６】
ハイブリッドＥＣＵ３２は、図２に示す共線図に基づき、エンジン２、第１モータジェネレータ４、第２モータジェネレータ５の回転速度のバランスを保ちながら、目標駆動トルクを駆動軸７に出力させるように制御する。
【００４７】
図２の共線図において、各縦軸は、図中、左から第１モータジェネレータ４のロータ軸１３の回転速度Nmg1、エンジン２の出力軸３の回転速度すなわちエンジン回転速度Ne、駆動軸７の回転速度No及び第２モータジェネレータ５のロータ軸１６の回転速度Nmg2をそれぞれ表している。
【００４８】
なお、共線図上では、第１モータジェネレータ４や第２モータジェネレータ５、駆動軸７の回転速度は、エンジン２の回転方向と同じ向きの回転を正としている。また、トルクの方向と大きさを矢印で示している。実線の矢印は、エンジン２、第１モータジェネレータ４、第２モータジェネレータ５の出力するトルクを示している。点線の矢印は、遊星歯車機構８から他の回転要素へのトルクを示している。トルクは、遊星歯車機構８の回転要素を正の回転方向へ回転させる向きを正のトルクとしている。
【００４９】
また、図２の共線図において、横軸における各軸間の距離比は、遊星歯車機構８の各ギアの歯数の比により定まる。ここで、図２の共線図においては、第１モータジェネレータ４、エンジン２、駆動軸７及び第２モータジェネレータ５の３軸のうち２軸の回転速度を調整することで、他の１軸の回転速度を制御することができる。
【００５０】
具体的には、共線図は、回転速度Nmg1、エンジン回転速度Ne、駆動軸回転速度No及び回転速度Nmg2のうち、２つの回転速度が決まれば、他の１つの回転速度が決まる関係にある。
【００５１】
ハイブリッドＥＣＵ３２は、目標駆動トルクやバッテリ２１の充電状態などに基づいて、エンジン２に出力させるトルクである目標エンジントルクを算出する。
【００５２】
ハイブリッドＥＣＵ３２は、第１モータジェネレータ４の最大トルク及び最小トルクに基づいて、エンジン２に許容される上限トルクと下限トルクを算出し、目標エンジントルクを上限トルクと下限トルクで制限し、エンジン２へのトルク指令値とする。
【００５３】
図２の共線図上で駆動軸７を支点としたトルクのバランス式は式（１）のようになる。
(1+k1)×Tmg1+Te=0...（１）
ここで、Tmg1は、第１モータジェネレータ４のトルク[Nm]、Teは、エンジン２のトルク[Nm]を表す。k1は、共線図のレバー比で、遊星歯車機構８のリングギア歯数Zrとサンギア歯数Zsの比、Zr/Zsである。
【００５４】
式（１）から以下の式（２）が導き出せる。
Te=-(1+k1)×Tmg1...（２）
【００５５】
エンジン２の上限トルクは、式（２）の右辺が最大となる場合なので、ハイブリッドＥＣＵ３２は、第１モータジェネレータ４のトルクに負の最小値をとる最小トルクを代入して、エンジン２の上限トルクを以下の式（３）により算出する。
Te max=-(1+k1)×Tmg1min...（３）
ここで、Te maxは、エンジン２の上限トルク[Nm]である。Tmg1minは、第１モータジェネレータ４の最小トルク[Nm]であり、負の値をとる。
【００５６】
また、エンジン２の下限トルクは、式（２）の右辺が最小となる場合なので、ハイブリッドＥＣＵ３２は、第１モータジェネレータ４のトルクに正の最大値をとる最大トルクを代入して、エンジン２の下限トルクを以下の式（４）により算出する。
Te min=-(1+k1)×Tmg1max...（４）
ここで、Te minは、エンジン２の下限トルク[Nm]である。Tmg1maxは、第１モータジェネレータ４の最大トルク[Nm]であり、正の値をとる。
【００５７】
ハイブリッドＥＣＵ３２は、図３に示すように、まず、式（３）により算出したエンジン２の上限トルクTe maxと、目標エンジントルクと、のいずれか小さい値を選択する。そして、選択した値と、式（４）により算出したエンジン２の下限トルクTe minと、のいずれか大きい値を選択し、エンジン２へのトルク指令値とする。
【００５８】
以上のように構成された本実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置によるエンジントルク制御処理について、図４を参照して説明する。なお、以下に説明するエンジントルク制御処理は、ハイブリッドＥＣＵ３２が動作を開始すると開始され、予め設定された時間間隔で実行される。
【００５９】
まず、ハイブリッドＥＣＵ３２は、第１インバータ１９、第２インバータ２０、アクセル開度センサ４１、シフトポジションセンサ４２、車速センサ４４、駆動部状態検出センサ４５、バッテリ状態検出センサ４６などからエンジントルク制御に用いる各種信号の取り込みを行なう（ステップＳ１０１）。
【００６０】
次いで、ハイブリッドＥＣＵ３２は、各種信号に基づいて、エンジン２で出力すべき目標エンジントルクを算出する（ステップＳ１０２）。
【００６１】
次いで、ハイブリッドＥＣＵ３２は、第１モータジェネレータ４の最小トルクTmg1minに基づき、エンジン２の上限トルクTe maxを上述の式（３）により算出する（ステップＳ１０３）。
【００６２】
次いで、ハイブリッドＥＣＵ３２は、第１モータジェネレータ４の最大トルクTmg1maxに基づき、エンジン２の下限トルクTe minを上述の式（４）により算出する（ステップＳ１０４）。
【００６３】
そして、ハイブリッドＥＣＵ３２は、目標エンジントルクを上限トルクTe max及び下限トルクTe minで制限して、エンジンＥＣＵ３３にトルク指令信号を送信する。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ３２は、目標エンジントルクが上限トルクTe maxより大きい場合は上限トルクTe maxをエンジントルク指令値とし、また、目標エンジントルクが下限トルクTe minより小さい場合は下限トルクTe minをエンジントルク指令値として、エンジントルク指令値を求め、エンジンＥＣＵ３３にトルク指令信号を送信する（ステップＳ１０５）。
【００６４】
このように、上述の第１実施形態では、第１モータジェネレータ４の最小トルクTmg1min及び第１モータジェネレータ４のロータ軸１３に接続されるギアと駆動軸７に接続されるギアとのギア比(k1+1)に基づいて上述の式（３）によりエンジン２の上限トルクを算出し、第１モータジェネレータ４の最大トルクTmg1max及び第１モータジェネレータ４のロータ軸１３に接続されるギアと駆動軸７に接続されるギアとのギア比(k1+1)に基づいて上述の式（４）によりエンジン２の下限トルクを算出し、目標エンジントルクを上限トルクと下限トルクで制限し、エンジン２のトルクを制御するハイブリッドＥＣＵ３２を備える。
【００６５】
これにより、第１モータジェネレータ４の最小トルク及び最大トルクとギア比k1に基づいてエンジン２のトルクが制限される。このため、第１モータジェネレータ４がトルク制限されている場合であっても、駆動力の過度な低下を招くことなく、第１モータジェネレータの過回転を防止することができる。
【００６６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。ここで、第２実施形態は上述の第１実施形態と略同様に構成されているので、同様な構成には同一の符号を付して特徴部分を説明する。
【００６７】
図５において、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を搭載した車両１０１は、第１遊星歯車機構９及び第２遊星歯車機構１０を有する動力伝達機構１１を備えている。
【００６８】
第１遊星歯車機構９は、サンギア５１と、サンギア５１に噛み合う複数のプラネタリギア５２と、複数のプラネタリギア５２に噛み合うリングギア５４とを有し、プラネタリギア５２を自転可能に支持するプラネタリキャリア５３が設けられている。
【００６９】
第２遊星歯車機構１０は、サンギア５５と、サンギア５５に噛み合う複数のプラネタリギア５６と、複数のプラネタリギア５６に噛み合うリングギア５８とを有し、プラネタリギア５６を自転可能に支持するプラネタリキャリア５７が設けられている。
【００７０】
第１遊星歯車機構９のサンギア５１は、第１モータジェネレータ４のロータ１４と一体に回転するように、ロータ軸１３に連結されている。第１遊星歯車機構９のプラネタリキャリア５３と、第２遊星歯車機構１０のサンギア５５とは、エンジン２の出力軸３に一体回転可能に連結されている。
【００７１】
第１遊星歯車機構９のリングギア５４は、第２遊星歯車機構１０のプラネタリギア５６にプラネタリキャリア５７を介してロータ軸１３周りに公転可能に連結されている。また、第１遊星歯車機構９のリングギア５４は、デファレンシャルギア及びその他のギアを含む出力伝達機構３１を介して駆動軸７を回転させるように形成されている。
【００７２】
第２遊星歯車機構１０のリングギア５８は、第２モータジェネレータ５のロータ１７と一体に回転するようにロータ軸１６に連結されている。このように、動力伝達機構１１は、エンジン２の出力軸３と、第１モータジェネレータ４のロータ軸１３と、第２モータジェネレータ５のロータ軸１６と、駆動軸７とが連結された歯車機構を構成する。
【００７３】
したがって、動力伝達機構１１は、エンジン２と、第１モータジェネレータ４と、第２モータジェネレータ５と、駆動軸７との間で駆動力を授受させるようになっている。例えば、動力伝達機構１１は、エンジン２と、第１モータジェネレータ４と、第２モータジェネレータ５とによって生成された動力を駆動軸７に伝達するようになっている。
【００７４】
このような車両１０１において、ハイブリッドＥＣＵ３２は、アクセル開度センサ４１により検出されたアクセル開度と、シフトポジションセンサ４２により検出されたシフト位置と、車速センサ４４により検出された車速などに基づいて目標駆動トルクを算出し、目標駆動トルクを駆動軸７に出力させるようにエンジン２、第１モータジェネレータ４、第２モータジェネレータ５を制御する。
【００７５】
ハイブリッドＥＣＵ３２は、図６に示す共線図に基づき、エンジン２、第１モータジェネレータ４、第２モータジェネレータ５の回転速度のバランスを保ちながら、目標駆動トルクを駆動軸７に出力させるように制御する。
【００７６】
図６の共線図において、各縦軸は、図中、左から第１モータジェネレータ４のロータ軸１３の回転速度Nmg1、エンジン２の出力軸３の回転速度すなわちエンジン回転速度Ne、駆動軸７の回転速度No、第２モータジェネレータ５のロータ軸１６の回転速度Nmg2をそれぞれ表している。
【００７７】
なお、共線図上では、第１モータジェネレータ４や第２モータジェネレータ５、駆動軸７の回転速度は、エンジン２の回転方向と同じ向きの回転を正としている。また、トルクの方向と大きさを矢印で示している。実線の矢印は、エンジン２、第１モータジェネレータ４、第２モータジェネレータ５の出力するトルクを示している。点線の矢印は、第１遊星歯車機構９及び第２遊星歯車機構１０から他の回転要素へのトルクを示している。トルクは、第１遊星歯車機構９及び第２遊星歯車機構１０の回転要素を正の回転方向へ回転させる向きを正のトルクとしている。
【００７８】
また、図６の共線図において、横軸における各軸間の距離比は、第１遊星歯車機構９及び第２遊星歯車機構１０の各ギアの歯数の比により定まる。ここで、図６の共線図においては、第１モータジェネレータ４、エンジン２、駆動軸７、第２モータジェネレータ５の４軸のうち２軸の回転速度を調整することで、他の２軸の回転速度を制御することができる。
【００７９】
具体的には、共線図は、回転速度Nmg1、エンジン回転速度Ne、駆動軸回転速度No、回転速度Nmg2のうち、２つの回転速度が決まれば、他の２つの回転速度が決まる関係にある。
【００８０】
ハイブリッドＥＣＵ３２は、目標駆動トルクやバッテリ２１の充電状態などに基づいて、エンジン２に出力させるトルクである目標エンジントルクを算出する。
【００８１】
ハイブリッドＥＣＵ３２は、第１モータジェネレータ４の最大トルク及び最小トルクと第２モータジェネレータ５の最大トルク及び最小トルクに基づいて、エンジン２に許容される上限トルクと下限トルクを算出し、目標エンジントルクを上限トルクと下限トルクで制限し、エンジン２へのトルク指令値とする。
【００８２】
図６の共線図上で駆動軸７を支点としたトルクのバランス式は式（５）のようになる。
(1+k2)×Tmg1+Te=k3×Tmg2...（５）
ここで、Tmg1は、第１モータジェネレータ４のトルク[Nm]、Tmg2は、第２モータジェネレータ５のトルク[Nm]、Teは、エンジン２のトルク[Nm]を表す。k2は、共線図のレバー比で、第１遊星歯車機構９のリングギア歯数Zr1とサンギア歯数Zs1の比、Zr1/Zs1である。k3は、共線図のレバー比で、第２遊星歯車機構１０のサンギア歯数Zs2とリングギア歯数Zr2の比、Zs2/Zr2である。
【００８３】
式（５）から以下の式（６）が導き出せる。
Te=-(1+k2)×Tmg1+k3×Tmg2...（６）
【００８４】
エンジン２の上限トルクは、式（６）の右辺が最大となる場合なので、ハイブリッドＥＣＵ３２は、第１モータジェネレータ４のトルクに負の最小値をとる最小トルクを代入し、第２モータジェネレータ５のトルクに正の最大値をとる最大トルクを代入して、エンジン２の上限トルクを以下の式（７）により算出する。
Te max=-(1+k2)×Tmg1min+k3×Tmg2max...（７）
ここで、Te maxは、エンジン２の上限トルク[Nm]である。Tmg1minは、第１モータジェネレータ４の最小トルク[Nm]であり、負の値をとる。Tmg2maxは、第２モータジェネレータ５の最大トルク[Nm]であり、正の値をとる。
【００８５】
また、エンジン２の下限トルクは、式（６）の右辺が最小となる場合なので、ハイブリッドＥＣＵ３２は、第１モータジェネレータ４のトルクに正の最大値をとる最大トルクを代入し、第２モータジェネレータ５のトルクに負の最小値をとる最小トルクを代入して、エンジン２の下限トルクを以下の式（８）により算出する。
Te min=-(1+k2)×Tmg1max+k3×Tmg2min...（８）
ここで、Te minは、エンジン２の下限トルク[Nm]である。Tmg1maxは、第１モータジェネレータ４の最大トルク[Nm]であり、正の値をとる。Tmg2minは、第２モータジェネレータ５の最小トルク[Nm]であり、負の値をとる。
【００８６】
ハイブリッドＥＣＵ３２は、図７に示すように、まず、式（７）により算出したエンジン２の上限トルクTe maxと、目標エンジントルクと、のいずれか小さい値を選択する。そして、選択した値と、式（８）により算出したエンジン２の下限トルクTe minと、のいずれか大きい値を選択し、エンジン２へのトルク指令値とする。
【００８７】
以上のように構成された第２実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置によるエンジントルク制御処理について、図８を参照して説明する。なお、以下に説明するエンジントルク制御処理は、ハイブリッドＥＣＵ３２が動作を開始すると開始され、予め設定された時間間隔で実行される。
【００８８】
まず、ハイブリッドＥＣＵ３２は、第１インバータ１９、第２インバータ２０、アクセル開度センサ４１、シフトポジションセンサ４２、車速センサ４４、駆動部状態検出センサ４５、バッテリ状態検出センサ４６などからエンジントルク制御に用いる各種信号の取り込みを行なう（ステップＳ２０１）。
【００８９】
次いで、ハイブリッドＥＣＵ３２は、各種信号に基づいて、エンジン２で出力すべき目標エンジントルクを算出する（ステップＳ２０２）。
【００９０】
次いで、ハイブリッドＥＣＵ３２は、第１モータジェネレータ４の最小トルクTmg1minと第２モータジェネレータ５の最大トルクTmg2maxに基づき、エンジン２の上限トルクTe maxを上述の式（７）により算出する（ステップＳ２０３）。
【００９１】
次いで、ハイブリッドＥＣＵ３２は、第１モータジェネレータ４の最大トルクTmg1maxと第２モータジェネレータ５の最小トルクTmg2minに基づき、エンジン２の下限トルクTe minを上述の式（８）により算出する（ステップＳ２０４）。
【００９２】
そして、ハイブリッドＥＣＵ３２は、目標エンジントルクを上限トルクTe max及び下限トルクTe minで制限して、エンジンＥＣＵ３３にトルク指令信号を送信する。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ３２は、目標エンジントルクが上限トルクTe maxより大きい場合は上限トルクTe maxをエンジントルク指令値とし、また、目標エンジントルクが下限トルクTe minより小さい場合は下限トルクTe minをエンジントルク指令値として、エンジントルク指令値を求め、エンジンＥＣＵ３３にトルク指令信号を送信する（ステップＳ２０５）。
【００９３】
このように、上述の第２実施形態では、第１モータジェネレータ４の最小トルクTmg1min及び第１モータジェネレータ４のロータ軸１３に接続されるギアと駆動軸７に接続されるギアとのギア比(k2+1)と、第２モータジェネレータ５の最大トルクTmg2max及びエンジン２の出力軸３に接続されるギアと第２モータジェネレータ５のロータ軸１６に接続されるギアとのギア比k3とに基づき、上述の式（７）によりエンジン２の上限トルクTe maxを算出し、第１モータジェネレータ４の最大トルクTmg1max及び第１モータジェネレータ４のロータ軸１３に接続されるギアと駆動軸７に接続されるギアとのギア比(k2+1)と、第２モータジェネレータ５の最小トルクTmg2min及びエンジン２の出力軸３に接続されるギアと第２モータジェネレータ５のロータ軸１６に接続されるギアとのギア比k3とに基づき、上述の式（８）によりエンジン２の下限トルクTe minを算出し、目標エンジントルクを上限トルクと下限トルクで制限し、エンジン２のトルクを制御するハイブリッドＥＣＵ３２を備える。
【００９４】
すなわち、動力伝達機構は、４以上の回転要素を有する遊星歯車機構であって、共線図上で、第１モータジェネレータ４の回転軸、エンジン２の回転軸、駆動軸７、第２モータジェネレータ５の回転軸の順に配置され、ハイブリッドＥＣＵ３２は、第１モータジェネレータ４の最小トルクTmg1min及び共線図の第１モータジェネレータ４の回転軸とエンジン２の回転軸との間のレバー長とエンジン２の回転軸と駆動軸７との間のレバー長との比(k2+1)と、第２モータジェネレータ５の最大トルクTmg2max及び共線図のエンジン２の回転軸と駆動軸７との間のレバー長と駆動軸７と第２モータジェネレータ５の回転軸との間のレバー長との比k3に基づいてエンジン２の上限トルクTe maxを算出し、第１モータジェネレータ４の最大トルクTmg1max及び共線図の第１モータジェネレータ４の回転軸とエンジン２の回転軸との間のレバー長とエンジン２の回転軸と駆動軸７との間のレバー長との比(k2+1)と、第２モータジェネレータ５の最小トルクTmg2min及び共線図のエンジン２の回転軸と駆動軸７との間のレバー長と駆動軸７と第２モータジェネレータ５の回転軸との間のレバー長との比k3に基づいてエンジン２の下限トルクTe minを算出し、目標エンジントルクを上限トルクと下限トルクで制限し、エンジン２のトルクを制御する。
【００９５】
これにより、第１モータジェネレータ４の最小トルク及び最大トルクと第２モータジェネレータ５の最大トルク及び最小トルクとギア比(1+k2)、k3に基づいてエンジン２のトルクが制限される。このため、第１モータジェネレータ４や第２モータジェネレータ５のトルクが制限された場合であっても、過度な駆動力の低下を招くことなく、第１モータジェネレータの過回転を防止することができる。
【００９６】
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【００９７】
２  エンジン
３  出力軸
４  第１モータジェネレータ（第１電動機）
５  第２モータジェネレータ（第２電動機）
７  駆動軸
８  遊星歯車機構（動力伝達機構）
９  第１遊星歯車機構
１０  第２遊星歯車機構
１１  動力伝達機構
１３  ロータ軸（回転軸）
１６  ロータ軸（回転軸）
３２  ハイブリッドＥＣＵ（制御部）
３３  エンジンＥＣＵ
４５  駆動部状態検出センサ
【図１】
0006459803.tif 000002
【図２】
0006459803.tif 000003
【図３】
0006459803.tif 000004
【図４】
0006459803.tif 000005
【図５】
0006459803.tif 000006
【図６】
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【図７】
0006459803.tif 000008
【図８】
0006459803.tif 000009