(57)【要約】【課題】走行時に意図しないエンジン出力の低下による違和感を与えることなく、モータジェネレータの耐久信頼性を確保しながらも、モータジェネレータの低容量化と、広い変速範囲の確保との両立を図ることができるハイブリッド車両の制御装置を提供すること。【解決手段】第１モータジェネレータＭＧ１、エンジン１、出力ギヤ４、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度順になるように４要素が連結されたラビニョウ型複合遊星歯車列３を有するハイブリッド駆動系と、エンジンコントローラ２１と、モータコントローラ２３と、ハイブリッドコントローラ２６と、を備えたハイブリッド車両の制御装置において、目標エンジンパワーＰｅ〜を算出する目標エンジンパワー算出部５３と、目標エンジンパワーＰｅ〜が大きくなるほどオーバードライブ変速比上限値ｉＨｉをロー側に移動させるモータ制御を行うオーバードライブ変速比上限値決定部５４と、を有する構成とした。【選択図】　　　　図２
2004067011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと第１モータジェネレータと第２モータジェネレータと出力部材との４要素が、第１モータジェネレータ、エンジン、出力部材、第２モータジェネレータの回転速度順になるように連結された遊星歯車機構を有するハイブリッド駆動系と、
前記エンジンの回転数を制御するエンジンコントローラと、
前記第１モータジェネレータと第２モータジェネレータの回転数とトルクをそれぞれ独立に制御するモータコントローラと、
前記エンジンコントローラに対し制御指令を出力するエンジン制御手段と、前記モータコントローラに対し制御指令を出力するモータ制御手段を有するハイブリッドコントローラと、
を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
エンジンパワーを検出するエンジンパワー検出手段を設け、
前記モータ制御手段は、検出されるエンジンパワーが大きくなるほどオーバードライブ変速比上限値ｉＨｉをロー側に移動させるモータ制御を行うオーバードライブ変速比制限部を有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記モータ制御手段のオーバードライブ変速比制限部は、車両最高車速時の最大オーバードライブ変速比をｉ２とし、エンジン全開時の最大オーバードライブ変速比をｉ０としたとき、変速比ｉ０から変速比ｉ２までの変速比範囲をオーバードライブ変速比上限値ｉＨｉの可変領域として設定することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２の何れか１項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記第１モータジェネレータと第２モータジェネレータの一方を放電とし他方を発電として用い、両者の収支がゼロとなるようにそれぞれの回転数とトルクを決めて制御することをダイレクト配電制御モードと定義したとき、
前記オーバードライブ変速比制限部は、エンジンパワーが中間値までの領域でのオーバードライブ変速比上限値ｉＨｉを、車両最高車速時の最大オーバードライブ変速比ｉ２とし、エンジンパワーが最大値でのオーバードライブ変速比上限値ｉＨｉを、ダイレクト配電制御モード時のモータ通過パワーが変速比１．０と等しいパワーになる等価オーバードライブ変速比ｉ１とし、エンジンパワーが中間値から最大値の領域では、変速比ｉ２から変速比ｉ１まで徐々にロー側に低下する特性によりオーバードライブ変速比上限値ｉＨｉを与えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
アクセル開度検出手段と車速検出手段とを設け、
前記エンジンパワー検出手段を、アクセル開度検出値ＡＰＳと車速検出値Ｖｓｐに基づいて目標エンジンパワーＰｅ〜を算出する目標エンジンパワー算出部とし、
前記オーバードライブ変速比制限部は、目標エンジンパワーＰｅ〜とオーバードライブ変速比上限値ｉＨｉとの関係をマップにて設定し、算出された目標エンジンパワーＰｅ〜とマップによりオーバードライブ変速比上限値ｉＨｉを決めることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記モータ制御手段は、
エンジン出力特性の最適燃費線により目標エンジンパワーＰｅ〜から最適燃費エンジン回転数Ｎｅαを求める最適燃費エンジン回転数決定部と、
最適燃費エンジン回転数Ｎｅαをエンジン回転数Ｎｅとし、目標エンジンパワーＰｅ〜とエンジン回転数ＮｅによりエンジントルクＴｅを求めるエンジントルク算出部と、
エンジン回転数Ｎｅ、変速比ｉ（＝Ｎｅ／Ｎｏ）を既知とした場合、
Ｎ１＝Ｎｅ＋α（Ｎｅ−Ｎｏ）　　　　　　　　　　　．．．（１）
Ｎ２＝Ｎｏ−β（Ｎｅ−Ｎｏ）　　　　　　　　　　　．．．（２）
Ｔｏ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔｅ　　　　　　　　　　　　　　．．．（３）
Ｎ１・Ｔ１＋Ｎ２・Ｔ２＝０　　　　　　　　　　　　．．．（４）
αＴ１＋Ｔｏ＝（１＋β）Ｔ２　　　　　　　　　　．．．（５）
但し、Ｎ１，Ｔ１：第１モータジェネレータの回転数とトルク
Ｎ２，Ｔ２：第２モータジェネレータの回転数とトルク
α，β：遊星歯車の歯数比
であらわされる（１）〜（５）の式によりモータ動作点（Ｎ１，Ｔ１，Ｎ２，Ｔ２）を算出するモータ動作点算出部と、
を有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記モータ制御手段は、
変速比の逆数（＝Ｎｏ／Ｎｅ）がオーバードライブ変速比制限部で決められたオーバードライブ変速比上限値の逆数（１／ｉＨｉ）　以下であるか否かを判断する動作点確認部と、
前記動作点確認部にて（１／ｉＨｉ）＜（Ｎｏ／Ｎｅ）と判断された場合、判断される毎に最適燃費エンジン回転数Ｎｅαを所定回転数△Ｎｅだけ増加させて新たなエンジン回転数Ｎｅαとするエンジン回転数設定変更部と、
前記動作点確認部にて（１／ｉＨｉ）≧（Ｎｏ／Ｎｅ）と判断された場合、モータ動作点算出部にて算出されたモータ動作点（Ｎ１，Ｔ１，Ｎ２，Ｔ２）をモータ制御に用いるモータ動作点として決定し、動作点確認部にて（１／ｉＨｉ）＜（Ｎｏ／Ｎｅ）と判断された場合、変更された最適燃費エンジン回転数Ｎｅαを用いたモータ動作点の算出を（１／ｉＨｉ）≧（Ｎｏ／Ｎｅ）と判断されるまで繰り返すモータ動作点決定部と、
を有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記第１モータジェネレータと第２モータジェネレータは、コイルを巻いた固定電機子としてのステータと、ステータの外側に配置し、永久磁石を埋設したアウターロータと、ステータの内側に配置し、永久磁石を埋設したインナーロータと、ステータのコイルに接続され、インナーロータへの駆動電流とアウターロータへの駆動電流とを複合させた複合電流を作り出すインバータと、該インバータに接続されたバッテリと、を備えた同軸多層モータであることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記ハイブリッド駆動系の遊星歯車機構を、互いに噛み合う第１ピニオンと第２ピニオンを支持する共通キャリヤと、第１ピニオンに噛み合う第１サンギヤと、第２ピニオンに噛み合う第２サンギヤと、第２ピニオンに噛み合うリングギヤとの４つの回転要素を有するラビニョウ型複合遊星歯車列とし、
前記ハイブリッド駆動系は、前記リングギヤとエンジン出力軸を連結し、前記第１サンギヤと第１モータジェネレータ出力軸とを連結し、前記第２サンギヤと第２モータジェネレータ出力軸とを連結し、前記共通キャリヤに出力部材を連結することにより構成したことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８の何れか１項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記第１モータジェネレータと第２モータジェネレータの温度を検出するモータ温度検出手段を設け、
前記オーバードライブ変速比制限部は、少なくとも一方のモータ温度が設定温度を超える高温状態になると、エンジンパワーに対するオーバードライブ変速比上限値を、モータ温度の上昇に応じて変速比ロー側に移行させることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンと２つのモータジェネレータを駆動源とするハイブリッド車両の制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ハイブリッド車両の制御装置としては、例えば、特開２０００−１０２１０６号公報に記載のものが知られている。
【０００３】
この従来公報には、小容量のモータにより無段変速機能を実現し、変速装置の電気エネルギー損失低減、小型軽量化、低コスト化を図ることを課題とし、エンジンと、２つの遊星歯車と、２つの遊星歯車のサンギヤを制御する２つのモータジェネレータと、を備え、遊星歯車のキャリヤをエンジンに接続し、遊星歯車のリングギヤを車輪に接続したハイブリッド駆動系が記載されている。
【０００４】
そして、２つのモータジェネレータの速度制御あるいはトルク制御により、車両速度に対するエンジン速度、及びエンジントルクに対する車両トルクを定め、変速比を任意に変えることができるようにし、変速機能に必要なモータ出力がモータ容量を超える場合には、エンジン出力を低下させるようにした制御系が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のハイブリッド車両の制御装置にあっては、変速機能に必要なモータ出力がモータ容量を超える場合、エンジン出力を低下させるというエンジン制御により対応するものであるため、モータ容量限界域での走行時には、アクセル操作等にあらわれるドライバーの意図とは無関係に、モータ容量を超える毎にエンジン出力を低下させる制御が行われ、これに伴って駆動力や車速の変化を招くことで、ドライバーを含む乗員に違和感を与える。特に、小型軽量化を目指して低容量のモータを使用した場合には、モータ定格容量を超える頻度、つまり、エンジン出力低下制御が行われる頻度がより高くなる。
【０００６】
また、モータ出力がモータ容量を超えた場合の事後制御により、応答遅れを持つエンジン出力低下制御を実行するものであるため、モータ容量限界を超える高負荷でのモータ作動を避けることができず、モータ過熱等によりモータ寿命が短くなったり、モータの基本性能が低下したりする。
【０００７】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、走行時に意図しないエンジン出力の低下による違和感を与えることなく、モータジェネレータの耐久信頼性を確保しながらも、モータジェネレータの低容量化と、広い変速範囲の確保との両立を図ることができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、エンジンと第１モータジェネレータと第２モータジェネレータと出力部材との４要素が、第１モータジェネレータ、エンジン、出力部材、第２モータジェネレータの回転速度順になるように連結された遊星歯車機構を有するハイブリッド駆動系を備えたハイブリッド車両の制御装置において、エンジンパワー検出手段を設け、モータ制御手段は、検出されるエンジンパワーが大きくなるほどオーバードライブ変速比上限値ｉＨｉをロー側に移動させるモータ制御を行うオーバードライブ変速比制限部を有する。
【０００９】
ここで、「第１モータジェネレータと第２モータジェネレータ」としては、２つの独立したモータジェネレータでも良いし、また、共通ステータと２つのロータにより外観上は１つのモータジェネレータであるが、機能上は２つのモータジェネレータを達成するものでも良い。
【００１０】
「遊星歯車機構」とは、エンジンと第１モータジェネレータと第２モータジェネレータと出力部材との４要素を連結するため、少なくとも４つの回転メンバを有する遊星歯車により構成される機構で、例えば、ラビニョウ型複合遊星歯車列等をいう。
【００１１】
「エンジンパワー検出手段」とは、エンジンパワーを直接的または間接的に検出する手段をいい、例えば、トルクセンサによりエンジンパワーを検出する手段や、推定算出によりエンジンパワーを推定する手段や、車両状態に基づく算出により目標エンジンパワーを算出する手段をいう。
【００１２】
「オーバードライブ変速比制限部」は、第１モータジェネレータと第２モータジェネレータの回転数とトルクをそれぞれ独立に制御するモータ制御により、オーバードライブ変速比上限値をエンジンパワーの大きさに応じて規定する制御部をいう。
【００１３】
【発明の効果】
よって、本発明のハイブリッド車両の制御装置にあっては、第１モータジェネレータと第２モータジェネレータの回転数とトルクをそれぞれ独立に制御するモータ制御により、オーバードライブ変速比上限値をエンジンパワーの大きさに応じて規定するようにしたため、走行時に意図しないエンジン出力の低下による違和感を与えることなく、モータジェネレータの耐久信頼性を確保しながらも、モータジェネレータの低容量化と、広い変速範囲の確保との両立を図ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実現する実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００１５】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例のハイブリッド車両の制御装置を示す全体システム図である。ハイブリッド駆動系の構成を図１により説明すると、１はエンジン、２は同軸多層モータ（第１モータジェネレータと第２モータジェネレータ）、３はラビニョウ型複合遊星歯車列（遊星歯車機構）、４は出力ギヤ（出力部材）、５はカウンターギヤ、６はドライブギヤ、７はディファレンシャル、８，８はドライブシャフト、９はモータ＆ギヤケース、１０はエンジン出力軸、１１は第１モータジェネレータ出力軸、１２は第２モータジェネレータ出力軸、１３はモータ室、１４はギヤ室である。
【００１６】
前記同軸多層モータ２は、モータ＆ギヤケース９に固定され、コイルを巻いた固定電機子としてのステータＳと、前記ステータＳの外側に配置し、図外の永久磁石を埋設したアウターロータＯＲと、前記ステータＳの内側に配置し、図外の永久磁石を埋設したインナーロータＩＲと、を同軸上に配置することで構成されている。以下、ステータＳ＋アウターロータＯＲを第１モータジェネレータＭＧ１といい、ステータＳ＋インナーロータＩＲを、第２モータジェネレータＭＧ２という。
【００１７】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列３は、互いに噛み合う第１ピニオンＰ１と第２ピニオンＰ２を支持する共通キャリヤＣと、第１ピニオンＰ１に噛み合う第１サンギヤＳ１と、第２ピニオンＰ２に噛み合う第２サンギヤＳ２と、第２ピニオンＰ２に噛み合うリングギヤＲとの４つの回転要素を有する。なお、第１サンギヤＳ１と第１ピニオンＰ１と第２ピニオンＰ２とリングギヤＲによりダブルピニオン型遊星歯車が構成され、第２サンギヤＳ２と第２ピニオンＰ２とリングギヤＲによりシングルピニオン型遊星歯車が構成される。
【００１８】
そして、ハイブリッド駆動系は、前記リングギヤＲとエンジン出力軸１０を連結し、前記第１サンギヤＳ１と第１モータジェネレータ出力軸１１とを連結し、前記第２サンギヤＳ２と第２モータジェネレータ出力軸１２とを連結し、前記共通キャリヤＣに出力ギヤ４（Ｏｕｔ）を連結することにより構成されている。
【００１９】
前記出力ギヤ４からの出力回転及び出力トルクは、カウンターギヤ５→ドライブギヤ６→ディファレンシャル７を経過し、ドライブシャフト８，８から図外の駆動輪へ伝達される。
【００２０】
ハイブリッド車の制御系の構成を図１により説明すると、２１はエンジンコントローラ、２２はスロットルバルブアクチュエータ、２３はモーターコントローラ、２４はインバータ、２５はバッテリ、２６はハイブリッドコントローラ、２７はアクセル開度センサ（アクセル開度検出手段）、２８は車速センサ（車速検出手段）、２９はモータ温度センサ（モータ温度検出手段）、３０はエンジン回転数センサである。
【００２１】
前記エンジンコントローラ２１は、ハイブリッドコントローラ２６からの指令に応じてエンジン１の回転数を制御する指令をスロットルバルブアクチュエータ２２へ出力する。すなわち、エンジン回転数センサ３０からのエンジン回転数検出値をフィードバック情報としてスロットルバルブを開閉制御する。
【００２２】
前記モータコントローラ２３は、第１モータジェネレータＭＧ１の回転数Ｎ１とトルクＴ１と第２モータジェネレータＭＧ２の回転数Ｎ２とトルクＴ２をそれぞれ独立に制御する指令をインバータ２４へ出力する。
【００２３】
前記インバータ２４は、前記同軸多層モータ３のステータＳのコイルに接続され、モータコントローラ２３からの指令により、インナーロータＩＲへの駆動電流とアウターロータＯＲへの駆動電流とを複合させた複合電流を作り出す。このインバータ２４にはバッテリ２５が接続されている。
【００２４】
前記ハイブリッドコントローラ２６は、アクセル開度センサ２７，車速センサ２８，モータ温度センサ２９，エンジン回転数センサ３０等からのセンサ信号を入力して所定の演算処理を行う。このハイブリッドコントローラ２６には、前記エンジンコントローラ２１に対し演算処理結果にしたがって制御指令を出力するエンジン制御プログラム（エンジン制御手段）と、前記モータコントローラ２３に対し演算処理結果にしたがって制御指令を出力するモータ制御プログラム（モータ制御手段）とが組み込まれている。
【００２５】
なお、ハイブリッドコントローラ２６とエンジンコントローラ２１、および、ハイブリッドコントローラ２６とモータコントローラ２３とは、それぞれ双方向通信線により接続されている。
【００２６】
図２はハイブリッドコントローラ２６において、第１モータジェネレータＭＧ１と第２モータジェネレータＭＧ２の一方を放電とし他方を発電として用い、両者ＭＧ１，ＭＧ２の収支がゼロとなるようにそれぞれの回転数Ｎ１，Ｎ２とトルクＴ１，Ｔ２を決めてモータ制御するダイレクト配電制御モードでのブロック図を示す。
【００２７】
図２において、５０は目標駆動トルク決定部、５１は出力軸回転数算出部、５２は目標パワー算出部、５３は目標エンジンパワー算出部（エンジンパワー検出手段）、５４はオーバードライブ変速比上限値決定部（オーバードライブ変速比制限部）、５５は最適燃費エンジン回転数決定部、５６はエンジントルク算出部、５７はモータ動作点算出部、５８は動作点確認部、５９はエンジン回転数設定変更部、６０はモータ動作点決定部である。
【００２８】
前記目標駆動トルク決定部５０は、アクセル開度検出値ＡＰＳと車速検出値Ｖｓｐと目標駆動トルクマップ（図４）に基づいて、目標駆動トルクＴｏ〜を決定する。
【００２９】
前記出力軸回転数算出部５１は、車速検出値Ｖｓｐと変換係数Ｋ１とを用いて出力軸回転数Ｎｏを算出する。
【００３０】
前記目標パワー算出部５２は、目標駆動トルク決定部５０からの目標駆動トルクＴｏ〜と、出力軸回転数算出部５１からの出力軸回転数Ｎｏと、変換係数Ｋ２とを用いて目標パワーＰｏ〜を算出する。
【００３１】
前記目標エンジンパワー算出部５３は、目標パワーＰｏ〜と、メカ効率ηｍとを用いて、目標エンジンパワーＰｅ〜を算出する。
【００３２】
前記オーバードライブ変速比上限値決定部５４は、目標エンジンパワーＰｅ〜と、Ｐｅ〜−ｉＨｉマップ（図５）を用いて、オーバードライブ変速比上限値ｉＨｉを決定する。
【００３３】
前記最適燃費エンジン回転数決定部５５は、目標エンジンパワーＰｅ〜と、最適燃費線によるエンジン出力マップ（図６）を用いて、最適燃費エンジン回転数Ｎｅαを決定する。
【００３４】
前記エンジントルク算出部５６は、最適燃費エンジン回転数Ｎｅαをエンジン回転数Ｎｅとし、目標エンジンパワーＰｅ〜とエンジン回転数ＮｅによりエンジントルクＴｅを算出する。
【００３５】
前記モータ動作点算出部５７は、エンジン回転数Ｎｅ、変速比ｉ（＝Ｎｅ／Ｎｏ）を既知とした場合、
Ｎ１＝Ｎｅ＋α（Ｎｅ−Ｎｏ）　　　　　　　　　　　．．．（１）
Ｎ２＝Ｎｏ＋β（Ｎｅ−Ｎｏ）　　　　　　　　　　　．．．（２）
Ｔｏ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔｅ　　　　　　　　　　　　　　．．．（３）
Ｎ１・Ｔ１＋Ｎ２・Ｔ２＝０　　　　　　　　　　　　．．．（４）
αＴ１＋Ｔｏ＝（１＋β）Ｔ２　　　　　　　　　　．．．（５）
但し、Ｎ１，Ｔ１：第１モータジェネレータの回転数とトルク
Ｎ２，Ｔ２：第２モータジェネレータの回転数とトルク
α，β：遊星歯車の歯数比
であらわされる（１）〜（５）の式（Ｅ−ＩＶＴバランス式）によりモータ動作点（Ｎ１，Ｔ１，Ｎ２，Ｔ２）を算出する。
【００３６】
前記動作点確認部５８は、エンジントルク算出部５６からのエンジン回転数Ｎｅ（＝Ｎｅα）と、出力軸回転数算出部５１からの出力軸回転数Ｎｏとを用いて変速比の逆数（＝Ｎｏ／Ｎｅ）を算出し、この変速比の逆数がオーバードライブ変速比上限値決定部５４で決められたオーバードライブ変速比上限値の逆数（１／ｉＨｉ）　以下であるか否かを判断する。
【００３７】
前記エンジン回転数設定変更部５９は、動作点確認部５８にて（１／ｉＨｉ）＜（Ｎｏ／Ｎｅ）と判断された場合、判断される毎に最適燃費エンジン回転数Ｎｅαを所定回転数△Ｎｅだけ増加させて新たなエンジン回転数Ｎｅαとする。
【００３８】
前記モータ動作点決定部６０は、動作点確認部５８にて（１／ｉＨｉ）≧（Ｎｏ／Ｎｅ）と判断された場合、モータ動作点算出部５７にて算出されたモータ動作点（Ｎ１，Ｔ１，Ｎ２，Ｔ２）をモータ制御に用いるモータ動作点として決定し、動作点確認部にて（１／ｉＨｉ）＜（Ｎｏ／Ｎｅ）と判断された場合、変更されたエンジン回転数Ｎｅαを用いたモータ動作点の算出を（１／ｉＨｉ）≧（Ｎｏ／Ｎｅ）と判断されるまで繰り返し、モータ動作点（Ｎ１，Ｔ１，Ｎ２，Ｔ２）を決定する。
【００３９】
次に、作用を説明する。
【００４０】
［同軸多層モータの採用］
２ロータ・１ステータの同軸多層モータ２を採用したことで、アウターロータ磁力線とインナーロータ磁力線とに２つの磁力線が作られ、コイル及びインバータ２４を２つのインナーロータＩＲとアウターロータＯＲに対し共用できる。そして、インナーロータＩＲに対する電流とアウターロータＯＲに対する電流を重ね合わせた複合電流を１つのコイルに印加することにより、２つのロータＩＲ，ＯＲをそれぞれ独立に制御することができる。つまり、外観的には、１つの同軸多層モータ２であるが、モータ機能とジェネレータ機能の異種または同種の機能を組み合わせたものとして使える。
【００４１】
よって、例えば、それぞれにロータとステータを持つ２個の独立したモータジェネレータを設ける場合に比べ、コスト（部品点数低減、インバータ電流定格低減、磁石低減）・サイズ（同軸構造による小型化、インバータサイズ低減）・効率（鉄損低減・インバータ損失低減）の面で有利にすることができる。
【００４２】
また、複合電流制御のみで（モータ＋ジェネレータ）の使い方に限らず、（モータ＋モータ）や（ジェネレータ＋ジェネレータ）の使い方も可能であるというように、高い選択自由度を持つため、例えば、第１実施例のように、ハイブリッド車の駆動源に同軸多層モータ２を採用した場合、これら多数の選択肢の中から車両状態に応じて最も効果的、或いは、効率的な組み合わせを選択することができる。
【００４３】
［ラビニョウ型複合遊星歯車列の採用］
第１実施例装置のように、エンジンと第１モータジェネレータと第２モータジェネレータと出力部材との４要素を有するハイブリッド駆動系には、４要素を連結するための４つの回転メンバを有するものであれば様々な遊星歯車機構を採用することができる。
【００４４】
しかし、多数の遊星歯車機構が考えられる中で、遊星歯車機構の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデルを導入でき、かつ、軸方向寸法が短くなりコンパクトな遊星歯車機構とすることができるという理由により、ラビニョウ型複合遊星歯車列３を採用した。
【００４５】
すなわち、ラビニョウ型複合遊星歯車列３は、２列の遊星歯車の幅寸法でありながら、４つの遊星歯車（２つの平行な縦方向遊星歯車と２つのクロスする前後方向遊星歯車）の組み合わせを実現しているため、例えば、４つの遊星歯車を軸方向に配列するのに比べて大幅に軸方向寸法が短縮される。
【００４６】
［ハイブリッド駆動系への適用］
ハイブリッド駆動系に対し同軸多層モータ２とラビニョウ型複合遊星歯車列３を適用した場合、下記に列挙するメリットがある。
【００４７】
▲１▼互いに同軸構造であるため、同軸多層モータ２の出力軸１１，１２と、ラビニョウ型複合遊星歯車列３の両サンギヤＳ１，Ｓ２とを、例えば、スプライン嵌合にて簡単に連結できるというように、組み合わせ相性が非常に良く、スペース・コスト・重量の面で極めて有利である。
【００４８】
▲２▼同軸多層モータ２の一方を放電（モータ）として用い、他方を発電（ジェネレータ）として用いた場合、１つのインバータ２４を介してモータ電流を制御することも可能であり、バッテリ２５からの持ち出しを少なくすることができる。例えば、ダイレクト配電制御モードの場合、理論上、バッテリ２５からの持ち出しをゼロにすることができる。
【００４９】
▲３▼同軸多層モータ２の両方を放電（モータ）として用いた場合、駆動範囲を広くとることができる。すなわち、２つのモータパワーを掛け合わせた値がパワー最大値（一定値）以下の全ての領域を駆動可能範囲とし、一方のモータが小パワーで、他方のモータが大パワーという組み合わせで用いることもできる。
【００５０】
［モータ制御による無段変速の特徴］
ラビニョウ型複合遊星歯車列３のリングギヤＲにエンジン１を連結し、両サンギヤＳ１，Ｓ２に第１モータジェネレータＭＧ１と第２モータジェネレータＭＧ２を連結し、共通キャリヤＣに出力ギヤ４を連結したハイブリッド駆動系のモータ制御による無段変速を考えた場合に、下記に列挙する特徴を持つ。
【００５１】
▲１▼モータ動作点（第１モータジェネレータＭＧ１と第２モータジェネレータＭＧ２の回転数Ｎ１，Ｎ２とトルクＴ１，Ｔ２）をバランス式により簡単に計算できる。
すなわち、上記のように、バッテリ負荷を最小にしてハイブリッド駆動系を構成することができるので、第１モータジェネレータＭＧ１と第２モータジェネレータＭＧ２のパワーの正負を釣り合わせることになる。また、ハイブリッド駆動系を共線図により表すと、図７に示すようになり、この共線図のレバーをある変速比を維持するために中立とすることが必要である。
よって、図７の共線図を用いることで、上記（１）〜（５）のバランス式が得られ、このバランス式を解くことによりモータ動作点（Ｎ１，Ｔ１，Ｎ２，Ｔ２）を算出することができる。
【００５２】
▲２▼モータパワー（＝モータ通過パワー）が「ゼロ」となる変速比が２点ある。図９は変速比の逆数（１／ｉ）を横軸にとり、縦軸にモータトルク、モータ回転数、モータパワーをとった場合のモータトルクＴ１，Ｔ２と、モータ回転数Ｎ１，Ｎ２と、モータパワーＰＭＧ１，ＰＭＧ２の各特性を示す。このモータパワーＰＭＧ１，ＰＭＧ２特性をみると、一方が放電側であると他方が発電側であるというようにモータパワーのゼロ線を境に折り返した対象特性となり、モータパワーのゼロ線とは変速比の逆数で約０．６の位置と約１．５の位置とで交わる。
つまり、ローから変速比がハイ側にシフトすることにより、１／変速比＝約０．６の近傍と、１／変速比＝約１．５の近傍とでモータパワーがゼロとなる。
【００５３】
▲３▼ロー側ほどモータトルクが大きくなる。
【００５４】
電気的な最ロー側変速比は、モータトルクＴ１，Ｔ２によって決定される。このため、高トルク発進時には、変速比をモータトルクの制限で決定される電気的なロー変速比を用いる。
【００５５】
▲４▼エンジン１が低出力時には、モータトルクＴ１，Ｔ２及び回転数Ｎ１，Ｎ２の両面で制限を受けることがなく、変速レンジを非常にワイドにとることができる。
例えば、エンジン回転数Ｎｅ：１６００ｒｐｍ、エンジントルクＴｅ：８３．９Ｎｍの場合、変速レンジ５．７を得ることができる。
【００５６】
［モータ動作点演算処理］
図３は第１実施例装置のハイブリッドコントローラ２６で実行されるモータ動作点演算処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００５７】
ステップＳ１では、アクセル開度検出値ＡＰＳと車速検出値Ｖｓｐと目標駆動トルクマップに基づいて、目標駆動トルクＴｏ〜を決定し、ステップＳ２へ移行する。ここで、目標駆動トルクマップは、図４に示すように、所定の車速Ｖｓｐまでは一定であるが、所定の車速Ｖｓｐを超えると車速Ｖｓｐが高くなるほど低下する特性で目標駆動トルクＴｏ〜が与えられ、かつ、アクセル開度ＡＰＳが大きいほど大きな目標駆動トルクＴｏ〜が与えられる。
【００５８】
ステップＳ２では、車速検出値Ｖｓｐと変換係数Ｋ１とを用いた下記の式にて出力軸回転数Ｎｏを算出し、ステップＳ３へ移行する。
Ｎｏ＝Ｖｓｐ・Ｋ１
ステップＳ３では、ステップＳ１で決定された目標駆動トルクＴｏ〜と、ステップＳ２で算出された出力軸回転数Ｎｏと、変換係数Ｋ２とを用いた下記の式にて目標パワーＰｏ〜を算出し、ステップＳ４へ移行する。なお、目標パワーＰｏ〜は、メカ効率１００％でのエンジンパワー目標値である。
Ｐｏ〜＝Ｔｏ〜×Ｎｏ・Ｋ２
ステップＳ４では、目標パワーＰｏ〜と、メカ効率ηｍとを用いた下記の式にて目標エンジンパワーＰｅ〜を算出し、ステップＳ５へ移行する。
Ｐｅ〜＝Ｐｏ〜×１／ηｍ
ステップＳ５では、目標エンジンパワーＰｅ〜と、Ｐｅ〜−ｉＨｉマップを用いて、オーバードライブ変速比上限値ｉＨｉを決定し、ステップＳ６へ移行する。
【００５９】
ここで、オーバードライブ変速比上限値ｉＨｉは、図８に示すように、車両最高車速時の最大オーバードライブ変速比をｉ２とし、エンジン全開時の最大オーバードライブ変速比をｉ０としたとき、変速比ｉ０から変速比ｉ２までの変速比範囲をオーバードライブ変速比上限値ｉＨｉの可変領域として設定する。
【００６０】
これは、エンジンパワーの大きさにかかわらず、少なくともエンジン全開時の最大オーバードライブ変速比ｉ０を確保することを最低条件として設定する。また、エンジンパワーの大きさに依存して制限されることになるが、オーバードライブ変速比上限値ｉＨｉをできる限り車両最高車速時の最大オーバードライブ変速比ｉ２まで拡大しようという考えに基づく。
【００６１】
そして、目標エンジンパワーＰｅ〜が大きくなるほどオーバードライブ変速比上限値ｉＨｉをロー側（変速比ｉ０側）に移動させることで決定される。例えば、図５に示すように、目標エンジンパワーＰｅ〜が５０％までの領域でのオーバードライブ変速比上限値ｉＨｉを、車両最高車速時の最大オーバードライブ変速比ｉ２とし、目標エンジンパワーＰｅ〜が１００％でのオーバードライブ変速比上限値ｉＨｉを、ダイレクト配電制御モード時のモータ通過パワーが変速比１．０と等しいパワーになる等価オーバードライブ変速比ｉ１とし、目標エンジンパワーＰｅ〜が５０％から１００％の領域では、変速比ｉ２から変速比ｉ１まで徐々にロー側に低下する特性によりオーバードライブ変速比上限値ｉＨｉを与える。
【００６２】
図５のオーバードライブ変速比上限値特性は、目標エンジンパワーＰｅ〜が５０％までの領域では、オーバードライブ変速比上限値の逆数（１／ｉＨｉ）を２．２（＝１／ｉ２）で与え、目標エンジンパワーＰｅ〜が５０％から１００％の領域では、オーバードライブ変速比上限値の逆数（１／ｉＨｉ）を２．２（＝１／ｉ２）から１．８（１／ｉ１）まで徐々にロー側に低下する特性により与えている。
【００６３】
ステップＳ６では、目標エンジンパワーＰｅ〜と、最適燃費線によるエンジン出力マップを用いて、最適燃費エンジン回転数Ｎｅαを決定し、ステップＳ７へ移行する。ここで、最適燃費線によるエンジン出力マップは、図６に示すように、採用するエンジンを用いた燃費データに基づいて作成される。
【００６４】
ステップＳ７では、最適燃費エンジン回転数Ｎｅαをエンジン回転数Ｎｅとし、目標エンジンパワーＰｅ〜とエンジン回転数Ｎｅの比によりエンジントルクＴｅを算出し、ステップＳ８へ移行する。
【００６５】
ステップＳ８では、エンジン回転数Ｎｅ、変速比ｉ（＝Ｎｅ／Ｎｏ）を既知とした場合の下記のバランス式（１）〜（５）を用いて、モータ動作点（Ｎ１，Ｔ１，Ｎ２，Ｔ２）を算出し、ステップＳ９へ移行する。
【００６６】
各モータ回転数Ｎ１，Ｎ２は、
Ｎ１＝Ｎｅ＋α（Ｎｅ−Ｎｏ）　　　　　　　　　　　．．．（１）
Ｎ２＝Ｎｏ−β（Ｎｅ−Ｎｏ）　　　　　　　　　　　．．．（２）
により求まる。但し、Ｎｏ＝　Ｎｅ×（１／ｉ）
また、図７に示す共線図上のバランスを、下記の３式にて表すことができる。
トルク上下方向のバランス
Ｔｏ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔｅ　　　　　　　　　　　　　　．．．（３）
モーターパワーのバランス
Ｎ１・Ｔ１＋Ｎ２・Ｔ２＝Ｐｂ　　　　　　　　　　　　．．．（４）
レバー回転方向のバランス
αＴ１＋Ｔｏ＝（１＋β）Ｔ２　　　　　　　　　　．．．（５）
上記（４）式のバッテリパワーＰｂを、Ｐｂ＝０として、連立運動方程式を解くと、
Ｔ１＝−｛Ｎ２／（βＮ１＋（α＋１）Ｎ２）｝・Ｔｅ　　　　　　．．．（６）
Ｔ２＝｛Ｎ１／（βＮ１＋（α＋１）Ｎ２）｝・Ｔｅ　　　　　　　．．．（７）
となり、（１），（２）式により各モータ回転数Ｎ１，Ｎ２を算出でき、（６），（７）式により各モータトルクＴ１，Ｔ２を算出できる。
【００６７】
ステップＳ９では、ステップＳ７で算出されたエンジン回転数Ｎｅ（＝Ｎｅα）と、ステップＳ２で算出された出力軸回転数Ｎｏとを用いて変速比の逆数（＝Ｎｏ／Ｎｅ）を算出する。この変速比の逆数がオーバードライブ変速比上限値決定部５４で決められたオーバードライブ変速比上限値の逆数（１／ｉＨｉ）　以下であるか否かを判断する。そして、（１／ｉＨｉ）≧（Ｎｏ／Ｎｅ）である場合、つまり、図５のハッチング領域であると判断されるとステップＳ１１へ移行する。また、（１／ｉＨｉ）＜（Ｎｏ／Ｎｅ）　である場合、つまり、図５のハッチング領域を超えた領域であると判断されるとステップＳ１０へ移行する。
【００６８】
ステップＳ１０では、ステップＳ９にて（１／ｉＨｉ）＜（Ｎｏ／Ｎｅ）と判断された場合、判断される毎に最適燃費エンジン回転数Ｎｅαを所定回転数△Ｎｅ（例えば、５０ｒｐｍ程度）だけ増加させて新たなエンジン回転数Ｎｅαとし、ステップＳ７へ移行する。
【００６９】
ステップＳ１１では、ステップＳ９にて（１／ｉＨｉ）≧（Ｎｏ／Ｎｅ）と判断された場合、ステップＳ８にて算出されたモータ動作点（Ｎ１，Ｔ１，Ｎ２，Ｔ２）をモータ制御に用いるモータ動作点として決定し、ステップＳ９にて（１／ｉＨｉ）＜（Ｎｏ／Ｎｅ）と判断された場合、変更されたエンジン回転数Ｎｅαを用いたモータ動作点の算出をステップＳ９にて（１／ｉＨｉ）≧（Ｎｏ／Ｎｅ）と判断されるまで繰り返し、モータ動作点（Ｎ１，Ｔ１，Ｎ２，Ｔ２）を決定する。
【００７０】
［モータ制御作用］
オーバードライブ変速比上限値ｉＨｉよりロー側領域での変速時には、図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ８→ステップＳ９へと進む流れとなり、ステップＳ９において、（１／ｉＨｉ）≧（Ｎｏ／Ｎｅ）という条件を満足することでステップＳ１１へ進み、ステップＳ８にて算出されたモータ動作点（Ｎ１，Ｔ１，Ｎ２，Ｔ２）を得る制御指令がモータコントローラ２３へ出力される。
【００７１】
一方、オーバードライブ変速比上限値ｉＨｉよりハイ側領域での変速時には、図３のフローチャートのステップＳ９において、（１／ｉＨｉ）＜（Ｎｏ／Ｎｅ）と判断されることで、ステップＳ１０へ進み、最適燃費エンジン回転数Ｎｅαを所定回転数△Ｎｅだけ増加させて新たなエンジン回転数Ｎｅαとし、ステップＳ７→ステップＳ８→ステップＳ９へと進む。そして、ステップＳ９において、（１／ｉＨｉ）≧（Ｎｏ／Ｎｅ）という条件を満足するまでこの流れが繰り返され、（１／ｉＨｉ）≧（Ｎｏ／Ｎｅ）という条件を満足することでステップＳ１１へ進み、ステップＳ８にて算出された最新のモータ動作点（Ｎ１，Ｔ１，Ｎ２，Ｔ２）を得る制御指令がモータコントローラ２３へ出力される。
【００７２】
なお、このモータ制御時には、同時にステップＳ７にて決められたエンジン回転数Ｎｅを得る制御指令がエンジンコントローラ２１に出力される。
【００７３】
［モータパワー抑制作用］
上記「モータ制御による無段変速の特徴」の▲４▼にて説明したように、変速レンジをワイドにとることができる本ハイブリッド駆動系において、オーバードライブ変速比領域で、何らオーバードライブ変速比の上限を決めることなく、モータの出力をエンジン最大出力とバランスできるように設定すると、モータの必要パワーが大きくなってしまうという問題がある。
【００７４】
例えば、オーバードライブ変速比の上限値制限を無くした場合には、オーバードライブ変速比（１／ｉＨｉ）を３．０とすることも可能であり、例えば、（１／ｉＨｉ）＝３．０の場合には、図８に示すように、エンジンパワー１．０に対し約１．３倍のパワーのモータを適用する必要がある。
【００７５】
また、オーバードライブ変速比の上限値を、例えば、ｉ２＝２．２（一定値）に制限したとしても、図８に示すように、エンジンパワー１．０に対し約１／２のパワーのモータを適用する必要があり、何れの場合もモータの大型化を招く。
【００７６】
これに対し、第１実施例では、オーバードライブ変速比上限値特性として、図５に示すように、目標エンジンパワーＰｅ〜が５０％までの領域では、オーバードライブ変速比上限値の逆数（１／ｉＨｉ）を２．２（＝１／ｉ２）で与え、目標エンジンパワーＰｅ〜が５０％から１００％の領域では、オーバードライブ変速比上限値の逆数（１／ｉＨｉ）を２．２（＝１／ｉ２）から１．８（１／ｉ１）まで徐々にロー側に低下する特性を与えているため、第１モータジェネレータＭＧ１と第２モータジェネレータＭＧ２のモータ必要パワーを小さく抑えながら、変速範囲を広くとることができる。
【００７７】
この点について、図８のモータパワー特性とエンジンパワー特性に基づき説明する。まず、変速比（１／ｉ）＝１．０のときのモータパワーＰ１．０は、変速比（１／ｉ）＝１．８のときのモータパワーＰ１．８と同じになる。最高車速の時のオーバードライブ変速比ｉ２＝２．２でのモータパワーＰ２．２は、モータパワーＰ１．０の約２倍になっている。
【００７８】
つまり、オーバードライブ変速比の上限値をｉ１＝１．８（一定値）に制限すると、エンジンパワー１．０に対し約１／４のパワー（Ｐ１．０，Ｐ１．８）のモータを適用することができる。しかし、この場合、変速範囲のハイ側が、エンジンパワーの大きさにかかわらず、ｉ１＝１．８に制限されることになり、エンジンパワーが０．５以下の領域であっても、燃費の面で好適な最高車速の時のオーバードライブ変速比ｉ２＝２．２を使うことができない。
【００７９】
しかし、オーバードライブ変速比上限値特性として、図５に示すように、目標エンジンパワーＰｅ〜の上昇に応じ、オーバードライブ変速比の上限値をｉ２＝２．２からｉ１＝１．８まで低下させる特性で与えると、エンジンパワー１．０に対し約１／４のパワー（Ｐ１．０，Ｐ１．８）である小型サイズのままのモータを適用してもモータパワーに対応することができると共に、変速範囲を広くとることができる。
【００８０】
したがって、オーバードライブ変速比上限値ｉＨｉをエンジンパワーに応じて可変にすれば、通常時は低燃費走行となるオーバードライブ走行頻度が高まり、アクセル開度が大きくなってもモータパワーでバランスできるため、エンジン１が過回転することがない。
【００８１】
［対比作用］
変速機能に必要なモータ出力がモータ容量を超える場合、エンジン出力を低下させるというエンジン制御により対応する従来のハイブリッド車両の制御装置との対比作用を説明する。
【００８２】
従来装置を搭載したハイブリッド車両による走行時には、アクセル操作等にあらわれるドライバーの意図とは無関係に、モータ容量を超える毎にエンジン出力を低下させる制御が行われ、これに伴って駆動力や車速の変化を招くことで、ドライバーを含む乗員に違和感を与える。つまり、ドライバーは加速を意図してアクセル踏み込み操作を行った場合にモータ容量を超えると、アクセル踏み込み操作時であるにもかかわらずエンジン出力が低下し、ドライバーの加速意図が全く反映されない。特に、小型軽量化を目指して低容量のモータを使用した場合には、モータ定格容量を超える頻度、つまり、エンジン出力低下制御が行われる頻度がより高くなる。
【００８３】
これに対し、第１実施例装置は、オーバードライブ変速比上限値ｉＨｉをエンジンパワーに応じて可変にするモータ制御（変速比制御）によりモータ容量を低く抑えようとするものであるため、オーバードライブ域の走行時には、変速比がハイ側に変速され、オーバードライブ変速比上限値ｉＨｉに達すると、オーバードライブ変速比上限値ｉＨｉを維持したままの走行となり、従来技術のようにエンジン出力を急に低下するようなことがないため、ドライバーを含む乗員に違和感を与えることがない。
【００８４】
また、従来技術は、モータ出力がモータ容量を超えた場合の事後制御により、応答遅れを持つエンジン出力低下制御を実行するものであるため、モータ容量限界を超える高負荷でのモータ作動を避けることができず、モータ過熱等によりモータ寿命が短くなったり、モータの基本性能が低下したりする。
【００８５】
これに対し、第１実施例装置は、モータ出力がモータ定格容量を超えないように、オーバードライブ変速比上限値ｉＨｉを制限する、つまり、モータ定格容量を超える前の事前制御によりモータ定格容量を低く抑えるものであるため、モータ容量限界を超える高負荷でのモータ作動を避けることができ、両モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の耐久信頼性を確保することができる。
【００８６】
次に、効果を説明する。
第１実施例のハイブリッド車両の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００８７】
（１）　エンジン１と第１モータジェネレータＭＧ１と第２モータジェネレータＭＧ２と出力ギヤ４との４要素が、第１モータジェネレータＭＧ１、エンジン１、出力ギヤ４、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度順になるように連結されたラビニョウ型複合遊星歯車列３を有するハイブリッド駆動系と、エンジンコントローラ２１と、モータコントローラ２３と、ハイブリッドコントローラ２６と、を備えたハイブリッド車両の制御装置において、目標エンジンパワーＰｅ〜を算出する目標エンジンパワー算出部５３と、目標エンジンパワーＰｅ〜が大きくなるほどオーバードライブ変速比上限値ｉＨｉをロー側に移動させるモータ制御を行うオーバードライブ変速比上限値決定部５４と、を有する構成としたため、走行時に意図しないエンジン出力の低下による違和感を与えることなく、両モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の耐久信頼性を確保しながらも、両モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の低容量化と、広い変速範囲の確保との両立を図ることができる。
【００８８】
（２）　オーバードライブ変速比上限値決定部５４は、車両最高車速時の最大オーバードライブ変速比をｉ２とし、エンジン全開時の最大オーバードライブ変速比をｉ０としたとき、変速比ｉ０から変速比ｉ２までの変速比範囲をオーバードライブ変速比上限値ｉＨｉの可変領域として設定するようにしたため、エンジンパワーの大きさにかかわらず、オーバードライブ変速比上限値ｉＨｉとして少なくともエンジン全開時の最大オーバードライブ変速比ｉ０を確保することができると共に、オーバードライブ変速比上限値ｉＨｉをエンジンパワーの許す限り車両最高車速時の最大オーバードライブ変速比ｉ２まで拡大することができる。
【００８９】
（３）　オーバードライブ変速比上限値決定部５４は、エンジンパワーが中間値までの領域でのオーバードライブ変速比上限値ｉＨｉを、車両最高車速時の最大オーバードライブ変速比ｉ２とし、エンジンパワーが最大値でのオーバードライブ変速比上限値ｉＨｉを、ダイレクト配電制御モード時のモータ通過パワーが変速比１．０と等しいパワーになる等価オーバードライブ変速比ｉ１とし、エンジンパワーが中間値から最大値の領域では、変速比ｉ２から変速比ｉ１まで徐々にロー側に低下する特性によりオーバードライブ変速比上限値ｉＨｉを与えるようにしたため、良好な燃費性能を示すオーバードライブ走行頻度を高めることができると共に、エンジンパワーに対し約１／４のパワーのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を適用することができる。
【００９０】
（４）　アクセル開度検出値ＡＰＳと車速検出値Ｖｓｐに基づいて目標エンジンパワーＰｅ〜を算出する目標エンジンパワー算出部５３を設け、オーバードライブ変速比上限値決定部５４は、目標エンジンパワーＰｅ〜とオーバードライブ変速比上限値ｉＨｉとの関係をマップにて設定し、算出された目標エンジンパワーＰｅ〜とマップによりオーバードライブ変速比上限値ｉＨｉを決めるようにしたため、ハイブリッドコントローラ２６の演算負担を軽減することができる。
【００９１】
（５）　モータ制御プログラムは、エンジン出力特性の最適燃費線により目標エンジンパワーＰｅ〜から最適燃費エンジン回転数Ｎｅαを求める最適燃費エンジン回転数決定部５５と、最適燃費エンジン回転数Ｎｅαをエンジン回転数Ｎｅとし、目標エンジンパワーＰｅ〜とエンジン回転数ＮｅによりエンジントルクＴｅを求めるエンジントルク算出部５６と、上記（１）〜（５）のバランス式によりモータ動作点（Ｎ１，Ｔ１，Ｎ２，Ｔ２）を算出するモータ動作点算出部５７と、を有するため、エンジン出力特性の最適燃費線により最適燃費エンジン回転数Ｎｅαが求められてモータ動作点（Ｎ１，Ｔ１，Ｎ２，Ｔ２）が算出される走行時には、燃料消費の少ない低燃費走行を達成することができる。
【００９２】
（６）　モータ制御プログラムは、変速比の逆数（Ｎｏ／Ｎｅ）がオーバードライブ変速比上限値の逆数（１／ｉＨｉ）　以下であるか否かを判断する動作点確認部５８と、動作点確認部５８にて（１／ｉＨｉ）＜（Ｎｏ／Ｎｅ）と判断された場合、判断される毎に最適燃費エンジン回転数Ｎｅαを所定回転数△Ｎｅだけ増加させて新たなエンジン回転数Ｎｅαとするエンジン回転数設定変更部５９と、動作点確認部５８にて（１／ｉＨｉ）≧（Ｎｏ／Ｎｅ）と判断された場合、モータ動作点算出部５７にて算出されたモータ動作点（Ｎ１，Ｔ１，Ｎ２，Ｔ２）をモータ制御に用いるモータ動作点として決定し、動作点確認部５８にて（１／ｉＨｉ）＜（Ｎｏ／Ｎｅ）と判断された場合、変更されたエンジン回転数Ｎｅαを用いたモータ動作点の算出を（１／ｉＨｉ）≧（Ｎｏ／Ｎｅ）と判断されるまで繰り返すモータ動作点決定部６０と、を有するため、オーバードライブ変速比上限値ｉＨｉを超えるような走行時には、エンジン回転数の更新により、速やかにオーバードライブ変速比上限値ｉＨｉ以下で、オーバードライブ変速比上限値ｉＨｉ近傍の変速比による走行を確保することができる。
【００９３】
（７）　第１モータジェネレータＭＧ１と第２モータジェネレータＭＧ２を、コイルを巻いた固定電機子としてのステータＳと、ステータＳの外側に配置し、永久磁石を埋設したアウターロータＯＲと、ステータＳの内側に配置し、永久磁石を埋設したインナーロータＩＲと、ステータＳのコイルに接続され、インナーロータＩＲへの駆動電流とアウターロータＯＲへの駆動電流とを複合させた複合電流を作り出すインバータ２４と、該インバータ２４に接続されたバッテリ２５と、を備えた同軸多層モータ２としたため、それぞれにロータとステータを持つ２個の独立したモータジェネレータを設ける場合に比べ、コスト（部品点数低減、インバータ電流定格低減、磁石低減）・サイズ（同軸構造による小型化、インバータサイズ低減）・効率（鉄損低減・インバータ損失低減）の面で有利にすることができる。
【００９４】
（８）　遊星歯車機構を、互いに噛み合う第１ピニオンＰ１と第２ピニオンＰ２を支持する共通キャリヤＣと、第１ピニオンＰ１に噛み合う第１サンギヤＳ１と、第２ピニオンＰ２に噛み合う第２サンギヤＳ２と、第２ピニオンＰ２に噛み合うリングギヤＲとの４つの回転要素を有するするラビニョウ型複合遊星歯車列３とし、リングギヤＲとエンジン出力軸１０を連結し、第１サンギヤＳ１と第１モータジェネレータ出力軸１１とを連結し、第２サンギヤＳ２と第２モータジェネレータ出力軸１２とを連結し、共通キャリヤＣに出力ギヤ４（Ｏｕｔ）を連結することによりハイブリッド駆動系を構成したため、遊星歯車機構の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデルを導入でき、かつ、軸方向寸法が短くなりコンパクトな遊星歯車機構とすることができる。
【００９５】
（第２実施例）
この第２実施例は、第１モータジェネレータＭＧ１と第２モータジェネレータＭＧ２の温度を検出するモータ温度センサ２９を設け、オーバードライブ変速比上限値決定部５４は、少なくとも一方のモータ温度ＴＭが設定温度ＴＭＯを超える高温状態になると、目標エンジンパワーＰｅ〜に対するオーバードライブ変速比上限値特性を、モータ温度ＴＭの上昇に応じて変速比ロー側に移行させるようにした例である。
【００９６】
すなわち、図１０に示すように、オーバードライブ変速比上限値決定部５４には、第１実施例の図５に示したオーバードライブ変速比上限値特性を、モータ温度ＴＭが設定温度ＴＭＯに達するまで用いる基本特性とし、モータ温度ＴＭが設定温度ＴＭＯを超える高温状態になると、目標エンジンパワーＰｅ〜に対するオーバードライブ変速比上限値特性を、モータ温度ＴＭの上昇に応じて変速比ロー側に段階的、あるいは、無段階に移行させてオーバードライブ変速比上限値ｉＨｉの制限を強める可変特性を得るＰｅ〜−ｉＨｉマップが設定されている。なお、他の構成は第１実施例と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００９７】
次に、作用を説明する。
【００９８】
例えば、第１モータジェネレータＭＧ１または第２モータジェネレータＭＧ２の容量限界域のオーバードライブ走行状態が長時間連続し、第１モータジェネレータＭＧ１または第２モータジェネレータＭＧ２の温度が上昇するような場合、オーバードライブ変速比上限値ｉＨｉがロー側に移行し、第１モータジェネレータＭＧ１または第２モータジェネレータＭＧ２は、限界域を外れて余裕のある作動状態となり、温度が下降する。
【００９９】
すなわち、目標エンジンパワーＰｅ〜に対するオーバードライブ変速比上限値特性を、モータ温度ＴＭの上昇に応じて変速比ロー側に移行させることで、第１モータジェネレータＭＧ１または第２モータジェネレータＭＧ２の温度上昇を防止することができる。これによって、両モータジェネレータＭＧ１，　ＭＧ２の過熱による耐久性劣化を防ぎ、モータ寿命を長く確保することができる。なお、第２実施例装置の他の作用は、第１実施例と同様である。
【０１００】
次に、効果を説明する。
第２実施例のハイブリッド車両の制御装置にあっては、第１実施例効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【０１０１】
（９）　第１モータジェネレータＭＧ１と第２モータジェネレータＭＧ２の温度を検出するモータ温度センサ２９を設け、オーバードライブ変速比上限値決定部５４は、少なくとも一方のモータ温度ＴＭが設定温度ＴＭＯを超える高温状態になると、目標エンジンパワーＰｅ〜に対するオーバードライブ変速比上限値特性を、モータ温度ＴＭの上昇に応じて変速比ロー側に移行させるようにしたため、第１モータジェネレータＭＧ１または第２モータジェネレータＭＧ２の温度上昇を防止し、モータ寿命を長く確保することができる。
【０１０２】
以上、本発明のハイブリッド車両の制御装置を第１実施例及び第２実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この第１実施例及び第２実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【０１０３】
第１実施例及び第２実施例では、第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとして、共通ステータと２つのロータにより外観上は１つのモータジェネレータであるが、機能上は２つのモータジェネレータを達成する同軸多層モータ２の適用例を示したが、２つの独立したモータジェネレータを用いたものであっても良い。
【０１０４】
第１実施例及び第２実施例では、遊星歯車機構として、ラビニョウ型複合遊星歯車列３の適用例を示したが、エンジンと第１モータジェネレータと第２モータジェネレータと出力部材との４要素を連結するため、少なくとも４つの回転メンバを有する遊星歯車により構成される機構であれば、ラビニョウ型複合遊星歯車列３に限られることはない。
【０１０５】
第１実施例及び第２実施例では、エンジンパワー検出手段として、アクセル開度と車速に基づく算出により目標エンジンパワーを算出する目標エンジンパワー算出部５３とする例を示したが、例えば、トルクセンサによりエンジンパワーを直接検出する手段や、スロットルバルブ開度やエンジン回転数を用いた推定算出によりエンジンパワーを推定する手段としても良い。
【０１０６】
第１実施例及び第２実施例では、オーバードライブ変速比制限部として、オーバードライブ変速比上限値特性をマップにより与え、マップ検索によりオーバードライブ変速比上限値を決める例を示したが、オーバードライブ変速比上限値特性に相当する演算式を用いた演算処理により決めても良い。
【０１０７】
第１実施例及び第２実施例では、変速比算出値がオーバードライブ変速比上限値を超える場合、エンジン回転数を変更することで、変速比算出値をオーバードライブ変速比上限値以下にする例を示したが、変速比算出値がオーバードライブ変速比上限値を超える場合、変速比をオーバードライブ変速比上限値とするリミッタ処理を施し、その後、モータ動作点を決定するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のハイブリッド車両の制御装置を示す全体システム図である。
【図２】第１実施例装置のハイブリッドコントローラにおけるダイレクト配電制御モードでのモータ制御ブロック図である。
【図３】第１実施例装置のハイブリッドコントローラで実行されるモータ動作点演算処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】第１実施例装置で用いられる目標駆動トルクマップ図である。
【図５】第１実施例装置で用いられる目標エンジンパワーに対するオーバードライブ変速比上限値マップ図である。
【図６】第１実施例装置で用いられる最適燃費線によるエンジン出力マップ図である。
【図７】第１実施例装置のハイブリッド駆動系の共線図である。
【図８】変速比の逆数（１／ｉ）を横軸にとり、縦軸にモータトルクをとり、エンジン回転数とエンジントルクを「１」に正規化した場合のモータパワーＰＭＧ１，ＰＭＧ２の各特性を示す図である。
【図９】変速比の逆数（１／ｉ）を横軸にとり、縦軸にモータトルク、モータ回転数、モータパワーをとり、エンジン回転数とエンジントルクを「１」に正規化した場合のモータトルクＴ１，Ｔ２と、モータ回転数Ｎ１，Ｎ２と、モータパワーＰＭＧ１，ＰＭＧ２の各特性を示す図である。
【図１０】第２実施例装置で用いられる目標エンジンパワーとモータ温度に対するオーバードライブ変速比上限値マップ図である。
【符号の説明】
１　エンジン
２　同軸多層モータ（第１モータジェネレータと第２モータジェネレータ）
３　ラビニョウ型複合遊星歯車列（遊星歯車機構）
４　出力ギヤ（出力部材）
５　カウンターギヤ
６　ドライブギヤ
７　ディファレンシャル
８，８　ドライブシャフト
９　モータ＆ギヤケース
１０　エンジン出力軸
１１　第１モータジェネレータ出力軸
１２　第２モータジェネレータ出力軸
１３　モータ室
１４　ギヤ室
２１　エンジンコントローラ
２２　スロットルバルブアクチュエータ
２３　モーターコントローラ
２４　インバータ
２５　バッテリ
２６　ハイブリッドコントローラ
２７　アクセル開度センサ（アクセル開度検出手段）
２８　車速センサ（車速検出手段）
２９　モータ温度センサ（モータ温度検出手段）
３０　エンジン回転数センサ
５０　目標駆動トルク決定部
５１　出力軸回転数算出部
５２　目標パワー算出部
５３　目標エンジンパワー算出部（エンジンパワー検出手段）
５４　オーバードライブ変速比上限値決定部（オーバードライブ変速比制限部）
５５　最適燃費エンジン回転数決定部
５６　エンジントルク算出部
５７　モータ動作点算出部
５８　動作点確認部
５９　エンジン回転数設定変更部
６０　モータ動作点決定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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