(57)【要約】【課題】４軸式の動力伝達機構を備えたハイブリッド車両において、トルクバランスを維持しつつ、駆動軸回生トルクを適切に制限するハイブリッド車制御装置を提供する。【解決手段】バッテリ入力電力制限値Ｐｂａｔｔ＿ＬＩＭ及びエンジン最小トルクＴｅ＿ＭＩＮから、第１ＭＧ基本トルクＴｍｇ１＿ｂａｓを算出する（Ｓ２）。第１ＭＧ最小トルクＴｍｇ１＿ＭＩＮより小さい場合に第１ＭＧ基本トルクＴｍｇ１＿ｂａｓを補正した（Ｓ４）後、第１ＭＧ基本トルクＴｍｇ１＿ｂａｓ及びエンジン最小トルクＴｅ＿ＭＩＮから、第２ＭＧ暫定トルクＴｍｇ２＿ｔｅｍｐを算出する（Ｓ５）。第２ＭＧ暫定トルクＴｍｇ２＿ｔｅｍｐを第２ＭＧ最小トルクＴｍｇ２＿ＭＩＮと比較し（Ｓ６）、大小関係に応じて第１ＭＧ決定トルクＴｍｇ１＿ｄｅｔ及び第２ＭＧ決定トルクＴｍｇ２＿ｄｅｔを算出し、駆動軸最大回生トルクＴｏｕｔ＿ｒｇ＿ＭＡＸを算出する（Ｓ７〜Ｓ１１）。【選択図】図４
2017140867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（１３）の出力軸（１３０）、第１ＭＧ（１１）の出力軸（１１０）、第２ＭＧ（１２）の出力軸（１２０）、及び、駆動輪（９４）に接続される駆動軸（１４）の動力伝達に関し、前記第１ＭＧの出力軸、前記エンジンの出力軸、前記駆動軸がそれぞれ第１サンギア（２１）、第１プラネタリキャリア（２２）、第１リングギア（２３）に連結された第１遊星歯車機構（２０）と、前記エンジンの出力軸、前記駆動軸、前記第２ＭＧの出力軸がそれぞれ第２サンギア（３１）、第２プラネタリキャリア（３２）、第２リングギア（３３）に連結された第２遊星歯車機構（３０）とが互いに接続されてなり、前記エンジンの動力と、前記第１ＭＧの動力と、前記第２ＭＧの動力とを合成して前記駆動軸に出力する４軸式の動力伝達機構（１００）を備えたハイブリッド車両（９０）に適用され、
バッテリ（４１）への回生電力を発生させる回生トルクを負の値として定義し、
前記動力伝達機構の共線図におけるトルクバランス式と、バッテリ入力電力制限値（Ｐｂａｔｔ＿ＬＩＭ）を含む電力収支式とを用いて、車両の減速時に前記バッテリへ回生可能な前記駆動軸の最大トルクである駆動軸最大回生トルク（Ｔｏｕｔ＿ｒｇ＿ＭＡＸ）を算出するハイブリッド車制御装置であって、
前記バッテリ入力電力制限値、現在の運転状態に応じて前記エンジンが出力可能な最小トルクであるエンジン最小トルク（Ｔｅ＿ＭＩＮ）、並びに、現在の運転状態に応じて前記第１ＭＧ及び前記第２ＭＧが出力可能な最小トルクである第１ＭＧ最小トルク（Ｔｍｇ１＿ＭＩＮ）及び第２ＭＧ最小トルク（Ｔｍｇ２＿ＭＩＮ）を取得又は算出し、
前記バッテリ入力電力制限値及び前記エンジン最小トルクから第１ＭＧ基本トルク（Ｔｍｇ１＿ｂａｓ）を算出し、算出された前記第１ＭＧ基本トルクが前記第１ＭＧ最小トルクより小さい場合、前記第１ＭＧ基本トルクを前記第１ＭＧ最小トルクに補正し、
前記第１ＭＧ基本トルク及び前記エンジン最小トルクから第２ＭＧ暫定トルク（Ｔｍｇ２＿ｔｅｍｐ）を算出し、
算出された前記第２ＭＧ暫定トルクが前記第２ＭＧ最小トルクより小さい場合、前記第２ＭＧ最小トルクを第２ＭＧ決定トルク（Ｔｍｇ２＿ｄｅｔ）とし、且つ、前記第２ＭＧ決定トルク及び前記エンジン最小トルクから第１ＭＧ決定トルク（Ｔｍｇ１＿ｄｅｔ）を算出し、
一方、前記第２ＭＧ暫定トルクが前記第２ＭＧ最小トルク以上の場合、前記第２ＭＧ暫定トルクを第２ＭＧ決定トルクとし、且つ、前記第１ＭＧ基本トルクを第１ＭＧ決定トルクとし、
前記第１ＭＧ決定トルク及び前記第２ＭＧ決定トルクから前記駆動軸最大回生トルクを算出するハイブリッド車制御装置。
【請求項２】
エンジン（１３）の出力軸（１３０）、第１ＭＧ（１１）の出力軸（１１０）、第２ＭＧ（１２）の出力軸（１２０）、及び、駆動輪（９４）に接続される駆動軸（１４）の動力伝達に関し、前記第１ＭＧの出力軸、前記エンジンの出力軸、前記駆動軸がそれぞれ第１サンギア（２１）、第１プラネタリキャリア（２２）、第１リングギア（２３）に連結された第１遊星歯車機構（２０）と、前記エンジンの出力軸、前記駆動軸、前記第２ＭＧの出力軸がそれぞれ第２サンギア（３１）、第２プラネタリキャリア（３２）、第２リングギア（３３）に連結された第２遊星歯車機構（３０）とが互いに接続されてなり、前記エンジンの動力と、前記第１ＭＧの動力と、前記第２ＭＧの動力とを合成して前記駆動軸に出力する４軸式の動力伝達機構（１００）を備えたハイブリッド車両（９０）に適用され、
バッテリ（４１）への回生電力を発生させる回生トルクを負の値として定義し、
前記動力伝達機構の共線図におけるトルクバランス式と、バッテリ入力電力制限値（Ｐｂａｔｔ＿ＬＩＭ）を含む電力収支式とを用いて、車両の減速時に前記バッテリへ回生可能な前記駆動軸の最大トルクである駆動軸最大回生トルク（Ｔｏｕｔ＿ｒｇ＿ＭＡＸ）を算出するハイブリッド車制御装置であって、
前記バッテリ入力電力制限値、現在の運転状態に応じて前記エンジンが出力可能な最小トルクであるエンジン最小トルク（Ｔｅ＿ＭＩＮ）、並びに、現在の運転状態に応じて前記第１ＭＧ及び前記第２ＭＧが出力可能な最小トルクである第１ＭＧ最小トルク（Ｔｍｇ１＿ＭＩＮ）及び第２ＭＧ最小トルク（Ｔｍｇ２＿ＭＩＮ）を取得又は算出し、
前記バッテリ入力電力制限値及び前記エンジン最小トルクから第２ＭＧ基本トルク（Ｔｍｇ２＿ｂａｓ）を算出し、算出された前記第２ＭＧ基本トルクが前記第２ＭＧ最小トルクより小さい場合、前記第２ＭＧ基本トルクを前記第２ＭＧ最小トルクに補正し、
前記第２ＭＧ基本トルク及び前記エンジン最小トルクから第１ＭＧ暫定トルク（Ｔｍｇ１＿ｔｅｍｐ）を算出し、
算出された前記第１ＭＧ暫定トルクが前記第１ＭＧ最小トルクより小さい場合、前記第１ＭＧ最小トルクを第１ＭＧ決定トルク（Ｔｍｇ１＿ｄｅｔ）とし、且つ、前記第１ＭＧ決定トルク及び前記エンジン最小トルクから第２ＭＧ決定トルク（Ｔｍｇ２＿ｄｅｔ）を算出し、
一方、前記第１ＭＧ暫定トルクが前記第１ＭＧ最小トルク以上の場合、前記第１ＭＧ暫定トルクを第１ＭＧ決定トルクとし、且つ、前記第２ＭＧ基本トルクを第２ＭＧ決定トルクとし、
前記第１ＭＧ決定トルク及び前記第２ＭＧ決定トルクから前記駆動軸最大回生トルクを算出するハイブリッド車制御装置。
【請求項３】
前記ハイブリッド車両の制動を制御するブレーキ制御装置（６０）に対し、算出した前記駆動軸最大回生トルクを送信する請求項１または２に記載のハイブリッド車制御装置。
【請求項４】
前記エンジン最小トルクは、エンジン回転数及びエンジン温度に基づいて決定される請求項１〜３のいずれか一項に記載のハイブリッド車制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン及びモータジェネレータの動力が動力伝達機構で合成されて駆動軸に伝達されるハイブリッド車両において、回転要素のトルクを制御するハイブリッド車制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン及びモータジェネレータの動力が動力伝達機構で合成されて駆動軸に伝達されるハイブリッド車両において、モータジェネレータ（以下、適宜「ＭＧ」と記す）の過熱の抑制等を目的として力行トルク及び回生トルクを制限する技術が知られている。例えば特許文献１に開示された技術では、３軸式の動力伝達機構を搭載するハイブリッド車両において、減速時におけるＭＧ１、ＭＧ２の回生トルクが制限されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２６０４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本明細書では、ハイブリッド車両に搭載される２台のモータジェネレータのうち、主に発電機として機能するモータジェネレータを「第１ＭＧ」と表し、主に電動機として機能するモータジェネレータを「第２ＭＧ」と表す。
ところで、エンジンの出力軸、第１ＭＧの出力軸、第２ＭＧの出力軸、及び、駆動輪に接続される駆動軸を有するハイブリッド車両において、エンジンの動力と、第１ＭＧの動力と、第２ＭＧの動力とを合成して駆動軸に出力する４軸式の動力伝達機構が知られている（特許第３８５２５６２号公報等）。４軸式の動力伝達機構では、共線図上において、内側の回転要素にエンジンの出力軸と駆動軸とが配置される。また、エンジン側の外側の回転要素に第１ＭＧが配置され、駆動軸側の外側の回転要素に第２ＭＧが配置される。この構成により、駆動装置としての動力伝達効率が改善される。
【０００５】
３軸式の動力伝達機構では、共線図上でのバランス確保が比較的単純であるのに対し、４軸式の動力伝達機構では、駆動軸を中心として、他の３つの回転要素の出力特性を調整しなければならないため、バランス確保が難しくなる。したがって、ハイブリッド車両の減速時に、特許文献１の従来技術のように単純にＭＧのトルク制限値のみで回生トルクを制限すると、トルクバランスが崩れ、ＭＧ過回転等の不都合を引き起こすおそれがある。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、４軸式の動力伝達機構を備えたハイブリッド車両において、トルクバランスを維持しつつ、駆動軸回生トルクを適切に制限するハイブリッド車制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のハイブリッド車制御装置は、エンジン（１３）の出力軸（１３０）、第１ＭＧ（１１）の出力軸（１１０）、第２ＭＧ（１２）の出力軸（１２０）、及び、駆動輪（９４）に接続される駆動軸（１４）の動力伝達に関し、４軸式の動力伝達機構（１００）を備えたハイブリッド車両（９０）に適用される。
４軸式の動力伝達機構は、第１ＭＧの出力軸、エンジンの出力軸、駆動軸がそれぞれ第１サンギア（２１）、第１プラネタリキャリア（２２）、第１リングギア（２３）に連結された第１遊星歯車機構（２０）と、エンジンの出力軸、駆動軸、第２ＭＧの出力軸がそれぞれ第２サンギア（３１）、第２プラネタリキャリア（３２）、第２リングギア（３３）に連結された第２遊星歯車機構（３０）とが互いに接続されてなり、エンジンの動力と、第１ＭＧの動力と、第２ＭＧの動力とを合成して駆動軸に出力する。
【０００８】
ここで、バッテリ（４１）への回生電力を発生させる回生トルクを負の値として定義する。ハイブリッド車制御装置は、動力伝達機構の共線図における４つの回転要素についてのトルクバランス式と、バッテリ入力電力制限値（Ｐｂａｔｔ＿ＬＩＭ）を含む電力収支式とを用いて、車両の減速時にバッテリへ回生可能な駆動軸の最大トルクである駆動軸最大回生トルク（Ｔｏｕｔ＿ｒｇ＿ＭＡＸ）を算出する。
【０００９】
駆動軸最大回生トルクの具体的な算出方法は、次の通りである。以下の算出ステップにおいて、各種の第１ＭＧトルクと各種の第２ＭＧトルクとをそっくり入れ替えてもよい。
まず、ハイブリッド車制御装置は、「バッテリ入力電力制限値」、現在の運転状態に応じてエンジンが出力可能な最小トルクである「エンジン最小トルク（Ｔｅ＿ＭＩＮ）」、並びに、現在の運転状態に応じて第１ＭＧ及び第２ＭＧが出力可能な最小トルクである「第１ＭＧ最小トルク（Ｔｍｇ１＿ＭＩＮ）」及び「第２ＭＧ最小トルク（Ｔｍｇ２＿ＭＩＮ）」を取得又は算出する。
【００１０】
次に、バッテリ入力電力制限値及びエンジン最小トルクから、第１ＭＧ基本トルク（Ｔｍｇ１＿ｂａｓ）を算出する。算出された第１ＭＧ基本トルクが第１ＭＧ最小トルクより小さい場合、第１ＭＧ基本トルクを第１ＭＧ最小トルクに補正する。
そして、第１ＭＧ基本トルク及びエンジン最小トルクから第２ＭＧ暫定トルク（Ｔｍｇ２＿ｔｅｍｐ）を算出する。
【００１１】
次に、算出された第２ＭＧ暫定トルクが第２ＭＧ最小トルクより小さい場合、第２ＭＧ最小トルクを第２ＭＧ決定トルク（Ｔｍｇ２＿ｄｅｔ）とし、且つ、第２ＭＧ決定トルク及びエンジン最小トルクから第１ＭＧ決定トルク（Ｔｍｇ１＿ｄｅｔ）を算出する。
一方、第２ＭＧ暫定トルクが第２ＭＧ最小トルク以上の場合、第２ＭＧ暫定トルクを第２ＭＧ決定トルクとし、且つ、第１ＭＧ基本トルクを第１ＭＧ決定トルクとする。
【００１２】
最後に、ハイブリッド車制御装置は、第１ＭＧ決定トルク及び第２ＭＧ決定トルクから駆動軸最大回生トルクを算出する。
好ましくは、ハイブリッド車制御装置は、ハイブリッド車両の制動を制御するブレーキ制御装置（６０）に対し、上記処理により算出した駆動軸最大回生トルクを送信する。これにより、ブレーキ制御装置は、第１ＭＧ及び第２ＭＧによる回生エネルギーを有効に利用し、車両の制動を適正に制御することができる。
【００１３】
本発明では、動力伝達機構の共線図におけるトルクバランス式と、バッテリ入力電力制限値を含む電力収支式とを基本とし、バッテリへの過充電を適切に防止しつつ、第１ＭＧ、第２ＭＧ、及びエンジンのトルクバランスを考慮して駆動軸最大回生トルクを算出することができる。また、駆動軸最大回生トルクの算出過程で各ＭＧトルクの下限値を繰り返し制限することにより、第１ＭＧ及び第２ＭＧの過回転による過剰な回生電力の生成を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】各実施形態のハイブリッド車制御装置が適用されるハイブリッド車両の全体構成図。
【図２】図１の４軸式動力伝達機構の概略構成図。
【図３】減速時の４軸式動力伝達機構の共線図。
【図４】第１実施形態の駆動軸最大回生トルク算出処理のフローチャート。
【図５】駆動軸最大回生トルク算出処理で扱われる各トルク値及び電力値の関係を示す演算スキーム。
【図６】エンジン回転数、温度とエンジン最小トルクとの関係を示す特性マップ。
【図７】ＭＧ回転数とＭＧ最小／最大トルクとの関係を示す特性マップ。
【図８】ＭＧ温度とＭＧ最小／最大トルクとの関係を示すマップ。
【図９】図４のフローチャートの（ａ）Ｓ３、Ｓ４、（ｂ）Ｓ６、Ｓ７、Ｓ９の処理を説明する図。
【図１０】第２実施形態の駆動軸最大回生トルク算出処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（一実施形態）
以下、ハイブリッド車制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態のハイブリッド車制御装置は、動力源としてのエンジン及び二つのモータジェネレータ（以下、「ＭＧ」）、並びに、動力を合成して駆動軸に出力する動力伝達機構を備えたハイブリッド車両に適用される。
【００１６】
最初に、本実施形態のハイブリッド車制御装置が適用されるハイブリッド車両の全体構成について、図１を参照して説明する。
図１に示すように、ハイブリッド車両９０は、動力源として、エンジン１３、第１ＭＧ１１（図中「ＭＧ１」）、及び、第２ＭＧ１２（図中「ＭＧ２」）を備えている。
【００１７】
ハイブリッド車両９０において、エンジン１３の動力と、第１ＭＧ１１の動力と、第２ＭＧ１２の動力とは、動力伝達機構１００で合成され、駆動軸１４に出力される。駆動軸１４の動力は、ディファレンシャル装置９２を介して車軸９３に伝達され、駆動輪９４を回転駆動する。ブレーキ装置９５は、ブレーキ制御装置６０からの指令により駆動輪９４の回転を抑制し、ハイブリッド車両９０を制動する。
【００１８】
第１ＭＧ１１及び第２ＭＧ１２は、例えば永久磁石式同期型の三相交流電動機である。第１ＭＧ１１及び第２ＭＧ１２は、それぞれ、直流電力と三相交流電力とを変換する第１インバータ４２及び第２インバータ４３を介して、充放電可能なバッテリ４１と電気的に接続されている。
【００１９】
車両走行中等の通常駆動時、第１ＭＧ１１は、主に回生動作により発電する発電機として機能し、第２ＭＧ１２は、主に力行動作により動力を生成する電動機として機能する。本実施形態で注目する車両の減速時には、第１ＭＧ１１及び第２ＭＧ１２のいずれも、主に回生動作により発電する。第１ＭＧ１１及び第２ＭＧ１２が発電した電力は、第１インバータ４２及び第２インバータ４３を介して、バッテリ４１に充電される。
以下、バッテリ４１への回生電力を発生させる回生トルクを負の値として定義する。
【００２０】
ハイブリッド車制御装置５０は、バッテリ制御装置５１、ＭＧ制御装置５２、エンジン制御装置５３、ハイブリッド制御装置５４等を含む。図１では、これらの制御装置の入出力信号等について、本実施形態の特徴的な動作と関連のあるもののみを図示し、それ以外を省略する。
バッテリ制御装置５１は、バッテリ４１の温度、電圧、充電状態（いわゆるＳＯＣ）等の情報を取得し、それらの情報に基づいて、バッテリ４１の過充電、過放電を防止するための入出力電力制限値を算出する。特に本実施形態のバッテリ制御装置５１は、車両減速時の過充電を防止するためのバッテリ入力電力制限値Ｐｂａｔｔ＿ＬＩＭを算出し、ハイブリッド制御装置５４に通知する。以下、「算出」には、マップ参照等を含むものと解釈する。
【００２１】
ハイブリッド制御装置５４は、車速やアクセル開度，バッテリの充電状態等から目標エンジントルクを算出し、エンジン制御装置５３に指令する。エンジン制御装置５３は、指令された目標エンジントルクに基づきエンジン１３の運転を制御する。特に本実施形態のエンジン制御装置５３は、エンジン回転数、及び、例えばエンジン冷却水温に反映されるエンジン温度を取得する。そして、取得した情報に基づいて、後述のエンジン最小トルクＴｅ＿ＭＩＮを算出し、ハイブリッド制御装置５４に通知する。
【００２２】
ＭＧ制御装置５２は、第１ＭＧ１１及び第２ＭＧ１２の駆動を制御する。
第１インバータ４２と第１ＭＧ１１との間に流れる相電流、第２インバータ４３と第２ＭＧ１２との間に流れる相電流は、電流センサにより検出される。図１では、電流センサ及び電流信号の図示を省略する。また、第１ＭＧ１１及び第２ＭＧ１２の電気角は、図示しないレゾルバ等の回転角センサによって検出される。さらに電気角の時間微分に基づき第１ＭＧ１１及び第２ＭＧ１２の回転数（後述のＮｍｇ１、Ｎｍｇ２）が算出される。
ＭＧ制御装置５２は、こうして検出された情報を取得し、フィードバック制御により駆動信号を演算して各インバータ４２、４３に出力する。フィードバック制御やＰＷＭ制御等の一般的なＭＧ制御に関する技術は周知技術であるため、詳細な説明を省略する。
【００２３】
また、本実施形態のＭＧ制御装置５２は、第１ＭＧ１１及び第２ＭＧ１２の温度を取得する。ＭＧ温度は、ステータに巻回された巻線温度を温度センサで直接検出してもよい。或いは、インバータ４２、４３の基板上でパワー電流による発熱を検出し、第１ＭＧ１１及び第２ＭＧ１２の巻線温度を推定してもよい。
ＭＧ制御装置５２は、ＭＧ回転数及びＭＧ温度に基づいて、後述の第１ＭＧ最小トルクＴｍｇ１＿ＭＩＮ及び第２ＭＧ最小トルクＴｍｇ２＿ＭＩＮを算出し、ハイブリッド制御装置５４に通知する。
【００２４】
さらに本実施形態のハイブリッド制御装置５４は、通常走行時のＭＧ駆動に加え、車両の減速時に、「バッテリ４１へ回生可能な駆動軸１４の最大トルク」である駆動軸最大回生トルクＴｏｕｔ＿ｒｇ＿ＭＡＸを算出する。負の値である駆動軸最大回生トルクＴｏｕｔ＿ｒｇ＿ＭＡＸは、言い換えれば絶対値が最小のトルクである。
ハイブリッド制御装置５４が算出した駆動軸最大回生トルクＴｏｕｔ＿ｒｇ＿ＭＡＸは、車両の制動を制御するブレーキ制御装置６０に送信される。これにより、ブレーキ制御装置６０は、ハイブリッド車両９０の制動時に、第１ＭＧ１１及び第２ＭＧ１２により生成された回生エネルギーを効率的に利用しつつ、例えばマスタシリンダのブレーキ油圧等を適正に制御することができる。
【００２５】
次に、動力伝達機構１００の構成について、図１、図２を参照して説明する。
動力伝達機構１００は、特許第３８５２５６２号公報、特許第５７６５５９６号公報等に開示された、いわゆる「４軸式」の動力入出力装置である。動力伝達機構１００は、互いの二つの回転要素が連結された第１遊星歯車機構２０と第２遊星歯車機構３０とが並設されて構成される。
図１には、各遊星歯車機構のサンギアを「Ｓ」、プラネタリキャリアを「Ｃ」、リングギアを「Ｒ」と記し、模式的に図示する。図２は、特許第３８５２５６２号公報の図１に準じた図であり、各回転要素の機械的な接続関係を表している。
【００２６】
第１遊星歯車機構２０は、第１サンギア２１、第１プラネタリキャリア２２、及び、第１リングギア２３を含む。第１プラネタリキャリア２２は、第１サンギア２１と第１リングギア２３との間に噛み合った図示しないピニオンギアに連結されている。
第２遊星歯車機構３０は、第２サンギア３１、第２プラネタリキャリア３２、及び、第２リングギア３３を含む。第２プラネタリキャリア３２は、第２サンギア３１と第２リングギア３３との間に噛み合った図示しないピニオンギアに連結されている。
【００２７】
動力伝達機構１００において、第１サンギア２１には、第１ＭＧ１１の出力軸１１０が接続する。互いに連結された第１プラネタリキャリア２２と第２サンギア３１には、エンジン１３の出力軸１３０が接続する。連結軸１５を介して互いに連結された第１リングギア２３と第２プラネタリキャリア３２には、駆動軸１４が接続する。第２リングギア３３には、第２ＭＧ１２の出力軸１２０が接続する。なお、図２に示すように、エンジン１３の出力軸１３０は、中空に形成された第１ＭＧ１１の出力軸１１０、及び、中空に形成された連結軸１５の内部に挿通されている。
このように４軸式の動力伝達機構１００は、二つの遊星歯車機構２０、３０の互いの二つの回転要素が連結されて構成され、エンジン１３、第１ＭＧ１１、第２ＭＧ１２、及び駆動軸１４の間で動力の授受が行われる。
【００２８】
４軸式の動力伝達機構１００は、３軸式の動力伝達機構に比べ、駆動装置としての動力伝達効率が改善される。その反面、３軸式の動力伝達機構では、共線図上でのバランス確保が比較的単純であるのに対し、４軸式の動力伝達機構１００では、駆動軸１４を中心として他の３つの回転要素の出力特性を調整しなければならないため、バランス確保が難しくなる。したがって、ハイブリッド車両９０の減速時において、従来技術のように単純にＭＧのトルク制限値のみで回生トルクを制限すると、トルクバランスが崩れ、ＭＧ過回転等の不都合を引き起こすおそれがある。
そこで本実施形態のハイブリッド車制御装置５０は、４軸式の動力伝達機構１００を備えたハイブリッド車両９０において、減速時にトルクバランスを維持しつつ、駆動軸回生トルクを適切に制限するものである。具体的には、駆動軸最大回生トルクＴｏｕｔ＿ｒｇ＿ＭＡＸの算出方法に特徴を有する。
【００２９】
次に、車両の減速時における動力伝達機構１００の回転要素の動作について、図３を参照して説明する。図３は、各回転要素間の回転数の関係を示す共線図である。
共線図において、「ＭＧ１」は第１ＭＧ１１の出力軸１１０、「ＭＧ２」は第２ＭＧ１２の出力軸１１０、「ＥＮＧ」はエンジン１３の出力軸１３０、「ＯＵＴ」は駆動軸１４を意味する。以下の説明中、「の出力軸」の部分を適宜省略して記載する。
【００３０】
４軸式の動力伝達機構１００の共線図において、内側の二つの回転要素にエンジン１３と駆動軸１４とが配置される。また、エンジン１３側の外側の回転要素に第１ＭＧ１１が配置され、駆動軸１４側の外側の回転要素に第２ＭＧ１２が配置される。
ここで、第１サンギア２１、第１リングギア２３、第２サンギア３１、第２リングギア３３の歯数をそれぞれＺＳ１、ＺＲ１、ＺＳ２、ＺＲ２とすると、ギア比ｋ１、ｋ２は、式（１．１）、（１．２）により定義される。
ｋ１＝ＺＲ１／ＺＳ１  ・・・（１．１）
ｋ２＝ＺＳ２／ＺＲ２  ・・・（１．２）
【００３１】
共線図の回転数は、エンジン１３の出力軸１３０の回転方向を正方向として定義する。
第１ＭＧ１１、第２ＭＧ１２、エンジン１３、及び駆動軸１４の各回転数をＮｍｇ１、Ｎｍｇ２、Ｎｅ、及びＮｏｕｔと記す。また、第１ＭＧ１１、第２ＭＧ１２、及びエンジン１３の各トルクをＴｍｇ１、Ｔｍｇ２、及びＴｅと記す。
【００３２】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、車両の前進時、駆動軸１４の回転数Ｎｏｕｔは正である。この状態から共線図の駆動軸１４の両側に負方向のトルクが加わると、駆動軸１４の回転数Ｎｏｕｔは減少し、車両は減速する。したがって、車両が減速するとき、第２ＭＧトルクＴｍｇ２は負である必要がある。また、第１ＭＧトルクＴｍｇ１の（１＋ｋ１）倍とエンジントルクＴｅとの和が負である必要がある。
図３（ａ）に示すように、第１ＭＧトルクＴｍｇ１、エンジントルクＴｅがいずれも負の場合、この条件を満たす。また、図３（ｂ）に示すように、第１ＭＧトルクＴｍｇ１が０又は正であっても、エンジントルクＴｅの絶対値が比較的大きい場合、条件を満たす。
【００３３】
次に、本実施形態の駆動軸最大回生トルク算出処理について、図４のフローチャート、及び、このフローチャートを補足する図５〜図９を参照して説明する。以下のフローチャートの説明で、記号「Ｓ」はステップを意味する。
図５は、駆動軸最大回生トルク算出処理で扱われる各トルク値及び電力値の関係を示す演算スキームであり、各演算を示す矢印にフローチャートのステップ番号を対応させている。二点鎖線矢印は、値同士の比較を意味し、破線矢印は、Ｓ６の判断ステップでＹＥＳの場合のフローを示す。図５は、図４の補助図として参照されることを目的とするものであり、図５自体の説明は省略する。
【００３４】
この駆動軸最大回生トルク算出処理は、ハイブリッド制御装置５４を主体として実行されるものとして説明する。Ｓ１で、ハイブリッド制御装置５４は、バッテリ制御装置５１からバッテリ入力電力制限値Ｐｂａｔｔ＿ＬＩＭを取得し、エンジン制御装置５３からエンジン最小トルクＴｅ＿ＭＩＮを取得する。
バッテリ入力電力制限値Ｐｂａｔｔ＿ＬＩＭは、回生電力によるバッテリ４１の過充電を防止するための制限値であり、バッテリ制御装置５１により、バッテリ温度、バッテリ電圧、充電状態（いわゆるＳＯＣ）等に応じて算出される。その特性マップは、例えば特許第５７６５５９６号公報の図９、図１０、図１１に開示されている通りである。
【００３５】
エンジン最小トルクＴｅ＿ＭＩＮは、現在の運転状態に応じてエンジン１３が出力可能な負の最小トルクである。エンジン最小トルクＴｅ＿ＭＩＮは、エンジン制御装置５３により、エンジン回転数及びエンジン温度等に応じて算出される。負の値であるエンジン最小トルクＴｅ＿ＭＩＮは、値が小さい（言い換えれば絶対値が大きい）ほど回生ブレーキが強く働くこととなる。
図６に示すように、エンジン温度は、例えばエンジン冷却水温に反映される。エンジン最小トルクＴｅ＿ＭＩＮは、エンジン温度一定の条件では、エンジン回転数が大きいほど小さくなり、エンジン回転数一定の条件では、エンジン温度が高いほど大きくなる。
【００３６】
また、Ｓ１で、ハイブリッド制御装置５４は、各ＭＧの回転数及び温度に応じて、ＭＧ制御装置５２が算出した第１ＭＧ最小トルクＴｍｇ１＿ＭＩＮ及び第２ＭＧ最小トルクＴｍｇ２＿ＭＩＮを取得する。
図７、図８には、回生動作時におけるＭＧ最小トルクと共に、参考として、力行動作時におけるＭＧ最大トルクを示す。以下の説明では、回生動作時におけるＭＧ最小トルクについて述べる。
【００３７】
図７に示すように、ＭＧ最小トルクは、ＭＧ回転数Ｎａ以下の低回転領域では一定の下限値を取り、ＭＧ回転数Ｎａから限界ＭＧ回転数Ｎｂまでの領域で、ＭＧ回転数の増加に伴い、略反比例特性で大きく（言い換えれば絶対値が小さく）なる。
また、図８に示すように、ＭＧ最小トルクは、ＭＧ温度Ｈａ以下の低温領域では一定の下限値を取り、ＭＧ温度ＨａからＭＧ温度Ｈｂまでの領域で、ＭＧ温度の上昇に伴い、略線形特性で大きく（言い換えれば絶対値が小さく）なる。なお、特許文献１に開示されたように、回生側での境界温度Ｈａを力行側よりも低温側にずらして設定してもよい。
【００３８】
Ｓ２以下は、ハイブリッド制御装置５４がＳ１で取得又、は算出した情報を用いて実行される。
以下のステップでは、動力伝達機構１００の共線図におけるトルクバランス式と、バッテリ入力電力制限値Ｐｂａｔｔ＿ＬＩＭを含む電力収支式とを用いて、最終的に駆動軸最大回生トルクＴｏｕｔ＿ｒｇ＿ＭＡＸを算出する。まず、トルクバランス式及び電力収支式の基本的な考え方について説明する。
【００３９】
動力伝達機構１００において、第１遊星歯車機構２０及び第２遊星歯車機構３０に入力されるトルクのバランスは、式（２）で表される。
【数１】
2017140867.tif 000003
【００４０】
また、電力収支式（３）は、バッテリ４１への入出力電力と、第１ＭＧ１１及び第２ＭＧ１２で発電又は消費される電力の合計とが等しいことを示す。ここで、回転数Ｎｍｇ１、Ｎｍｇ２の単位を［ｒｐｍ］、トルクＴｍｇ１、Ｔｍｇ２の単位を［Ｎ・ｍ］、入出力電力Ｐｂａｔｔの単位を［Ｗ（＝Ｎ・ｍ／ｓ）］とすると、式（３）中の換算係数Ｃは、式（４）で表される。
【数２】
2017140867.tif 000004
【００４１】
式（２）、式（３）をまとめると式（５）が得られる。さらに、式（５）を第１ＭＧトルクＴｍｇ１について整理すると、式（６）が得られる。
【数３】
2017140867.tif 000005
【００４２】
Ｓ２では、バッテリ入力電力制限値Ｐｂａｔｔ＿ＬＩＭ及びエンジン最小トルクＴｅ＿ＭＩＮから、上記の式（６）に基づく式（７）を用いて、第１ＭＧ基本トルクＴｍｇ１＿ｂａｓを算出する。
【数４】
2017140867.tif 000006
【００４３】
式（７）において、右辺の分子の第２項が第１項より大きい場合、第１ＭＧ基本トルクＴｍｇ１＿ｂａｓは負の値となり、減速時の共線図は、図３（ａ）に示す状態となる。
式（７）において、右辺の分子の第２項が第１項より小さい場合、第１ＭＧ基本トルクＴｍｇ１＿ｂａｓは正の値となり、減速時の共線図は、図３（ｂ）に示す状態となる。
【００４４】
Ｓ３では、第１ＭＧ基本トルクＴｍｇ１＿ｂａｓを第１ＭＧ最小トルクＴｍｇ１＿ＭＩＮと比較する。
第１ＭＧ基本トルクＴｍｇ１＿ｂａｓが第１ＭＧ最小トルクＴｍｇ１＿ＭＩＮより小さい場合、Ｓ３でＹＥＳと判断される。この場合、Ｓ４で、第１ＭＧ基本トルクＴｍｇ１＿ｂａｓを第１ＭＧ最小トルクＴｍｇ１＿ＭＩＮに補正した後、Ｓ５に移行する。よって、補正後の第１ＭＧ基本トルクＴｍｇ１＿ｂａｓは、第１ＭＧ最小トルクＴｍｇ１＿ＭＩＮに等しくなる。
第１ＭＧ基本トルクＴｍｇ１＿ｂａｓが第１ＭＧ最小トルクＴｍｇ１＿ＭＩＮ以上の場合、Ｓ３でＮＯと判断される。この場合、Ｓ２で算出した第１ＭＧ基本トルクＴｍｇ１＿ｂａｓを維持し、Ｓ５に移行する。
【００４５】
Ｓ３、Ｓ４の処理は、図９（ａ）のように示される。図９（ａ）に太線で記されたトルク値が第１ＭＧ基本トルクＴｍｇ１＿ｂａｓとして設定され、Ｓ５で用いられる。
Ｓ５では、第１ＭＧ基本トルクＴｍｇ１＿ｂａｓ及びエンジン最小トルクＴｅ＿ＭＩＮから、トルクバランスの式（８）により、第２ＭＧ暫定トルクＴｍｇ２＿ｔｅｍｐを算出する。
【数５】
2017140867.tif 000007
【００４６】
Ｓ６では、第２ＭＧ暫定トルクＴｍｇ２＿ｔｅｍｐを第２ＭＧ最小トルクＴｍｇ２＿ＭＩＮと比較する。
第２ＭＧ暫定トルクＴｍｇ２＿ｔｅｍｐが第２ＭＧ最小トルクＴｍｇ２＿ＭＩＮより小さい場合、Ｓ６でＹＥＳと判断される。この場合、Ｓ７で、第２ＭＧ最小トルクＴｍｇ２＿ＭＩＮを第２ＭＧ決定トルクＴｍｇ２＿ｄｅｔとする。その後、Ｓ８で、第２ＭＧ決定トルクＴｍｇ２＿ｄｅｔ及びエンジン最小トルクＴｅ＿ＭＩＮから、トルクバランスの式（９）により、第１ＭＧ決定トルクＴｍｇ１＿ｄｅｔを算出する。
【数６】
2017140867.tif 000008
【００４７】
第２ＭＧ暫定トルクＴｍｇ２＿ｔｅｍｐが第２ＭＧ最小トルクＴｍｇ２＿ＭＩＮ以上の場合、Ｓ６でＮＯと判断される。この場合、Ｓ９で、第２ＭＧ暫定トルクＴｍｇ２＿ｔｅｍｐを第２ＭＧ決定トルクＴｍｇ２＿ｄｅｔとする。また、Ｓ１０で、第１ＭＧ基本トルクＴｍｇ１＿ｂａｓを第１ＭＧ決定トルクＴｍｇ１＿ｄｅｔとする。
Ｓ６、Ｓ７、Ｓ９の処理は、図９（ｂ）のように示される。図９（ｂ）に太線で記されたトルク値が第２ＭＧ決定トルクＴｍｇ２＿ｄｅｔとして設定される。
【００４８】
Ｓ１１では、第１ＭＧ決定トルクＴｍｇ１＿ｄｅｔ及び第２ＭＧ決定トルクＴｍｇ２＿ｄｅｔから、トルクバランスの式（１０）により、駆動軸最大回生トルクＴｏｕｔ＿ｒｇ＿ＭＡＸを算出する。以上で、駆動軸最大回生トルク算出処理のルーチンを終了する。
【数７】
2017140867.tif 000009
【００４９】
以上のように、本実施形態の駆動軸最大回生トルク算出処理は、動力伝達機構１００の共線図におけるトルクバランス式と、バッテリ入力電力制限値Ｐｂａｔｔ＿ＬＩＭを含む電力収支式とを基本として規定されている。したがって、バッテリ４１への過充電を適切に防止しつつ、第１ＭＧ１１、第２ＭＧ１２及びエンジン１３のトルクバランスを考慮して、駆動軸回生トルクを算出することができる。
【００５０】
また、Ｓ４では、第１ＭＧ基本トルクＴｍｇ１＿ｂａｓの下限値が第１ＭＧ最小トルクＴｍｇ１＿ＭＩＮに制限される。Ｓ７では、第２ＭＧ決定トルクＴｍｇ２＿ｄｅｔの下限値が第２ＭＧ最小トルクＴｍｇ２＿ＭＩＮに制限される。
このように、駆動軸最大回生トルクＴｏｕｔ＿ｒｇ＿ＭＡＸの算出過程で各ＭＧトルクの下限値を繰り返し制限することにより、第１ＭＧ１１及び第２ＭＧ１２の過回転による過剰な回生電力の生成を抑制することができる。
よって、ハイブリッド制御装置５４が上記処理により算出した駆動軸最大回生トルクＴｏｕｔ＿ｒｇ＿ＭＡＸをブレーキ制御装置６０に送信することで、ブレーキ制御装置６０は、回生エネルギーを有効に利用し、車両の制動を適正に制御することができる。
【００５１】
（第２実施形態）
次に第２実施形態の駆動軸最大回生トルク算出処理について、図１０のフローチャートを参照する。図１０のステップのうちＳ１、Ｓ１１は、図４と同一である。また、Ｓ２Ａ〜Ｓ１０Ａは、図４のＳ２〜Ｓ１０における各種の第１ＭＧトルクと各種の第２ＭＧトルクとをそっくり入れ替えたものである。
以下、Ｓ２Ａ〜Ｓ１０Ａの概要を簡単に記載する。各ステップで用いる数式等についての説明は、第１実施形態の説明に基づいて類推可能であるため省略する。
Ｓ２Ａでは、バッテリ入力電力制限値Ｐｂａｔｔ＿ＬＩＭ及びエンジン最小トルクＴｅ＿ＭＩＮから、第２ＭＧ基本トルクＴｍｇ２＿ｂａｓを算出する。
【００５２】
Ｓ３Ａでは、第２ＭＧ基本トルクＴｍｇ２＿ｂａｓを第２ＭＧ最小トルクＴｍｇ２＿ＭＩＮと比較する。
第２ＭＧ基本トルクＴｍｇ２＿ｂａｓが第２ＭＧ最小トルクＴｍｇ２＿ＭＩＮより小さい場合、Ｓ３ＡでＹＥＳと判断される。この場合、Ｓ４Ａで、第２ＭＧ基本トルクＴｍｇ２＿ｂａｓを第２ＭＧ最小トルクＴｍｇ２＿ＭＩＮに補正した後、Ｓ５Ａに移行する。
第２ＭＧ基本トルクＴｍｇ２＿ｂａｓが第２ＭＧ最小トルクＴｍｇ２＿ＭＩＮ以上の場合、Ｓ３ＡでＮＯと判断される。この場合、Ｓ２Ａで算出した第２ＭＧ基本トルクＴｍｇ２＿ｂａｓを維持し、Ｓ５Ａに移行する。
【００５３】
Ｓ５Ａでは、第２ＭＧ基本トルクＴｍｇ２＿ｂａｓ及びエンジン最小トルクＴｅ＿ＭＩＮから、第１ＭＧ暫定トルクＴｍｇ１＿ｔｅｍｐを算出する。
Ｓ６Ａでは、第１ＭＧ暫定トルクＴｍｇ１＿ｔｅｍｐを第１ＭＧ最小トルクＴｍｇ１＿ＭＩＮと比較する。
第１ＭＧ暫定トルクＴｍｇ１＿ｔｅｍｐが第１ＭＧ最小トルクＴｍｇ１＿ＭＩＮより小さい場合、Ｓ６ＡでＹＥＳと判断される。この場合、Ｓ７Ａで、第１ＭＧ最小トルクＴｍｇ１＿ＭＩＮを第１ＭＧ決定トルクＴｍｇ１＿ｄｅｔとする。その後、Ｓ８Ａで、第１ＭＧ決定トルクＴｍｇ１＿ｄｅｔ及びエンジン最小トルクＴｅ＿ＭＩＮから、第２ＭＧ決定トルクＴｍｇ２＿ｄｅｔを算出する。
【００５４】
第１ＭＧ暫定トルクＴｍｇ１＿ｔｅｍｐが第１ＭＧ最小トルクＴｍｇ１＿ＭＩＮ以上の場合、Ｓ６ＡでＮＯと判断される。この場合、Ｓ９Ａで、第１ＭＧ暫定トルクＴｍｇ１＿ｔｅｍｐを第１ＭＧ決定トルクＴｍｇ１＿ｄｅｔとする。また、Ｓ１０Ａで、第２ＭＧ基本トルクＴｍｇ２＿ｂａｓを第２ＭＧ決定トルクＴｍｇ２＿ｄｅｔとする。
第２実施形態によっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００５５】
（その他の実施形態）
上記実施形態では、ハイブリッド車制御装置５０の構成を、ハイブリッド制御装置５４に加え、バッテリ入力電力制限値Ｐｂａｔｔ＿ＬＩＭを算出するバッテリ制御装置５１、エンジン最小トルクＴｅ＿ＭＩＮを算出するエンジン制御装置５３、及び、第１、第２ＭＧ最小トルクＴｍｇ１＿ＭＩＮ、Ｔｍｇ２＿ＭＩＮを算出するＭＧ制御装置５２を含めたものとして解釈している。この解釈では、バッテリ入力電力制限値Ｐｂａｔｔ＿ＬＩＭ、エンジン最小トルクＴｅ＿ＭＩＮ、及び、第１、第２ＭＧ最小トルクＴｍｇ１＿ＭＩＮ、Ｔｍｇ２＿ＭＩＮは、ハイブリッド車制御装置５０の「内部で算出」される。
これに対し、本発明のハイブリッド車制御装置は、ハイブリッド制御装置５４のみで構成されると解釈してもよい。その場合、バッテリ入力電力制限値Ｐｂａｔｔ＿ＬＩＭ、エンジン最小トルクＴｅ＿ＭＩＮ、及び、第１、第２ＭＧ最小トルクＴｍｇ１＿ＭＩＮ、Ｔｍｇ２＿ＭＩＮは、ハイブリッド車制御装置の外部から取得されることとなる。
【００５６】
また、上記実施形態のハイブリッド車制御装置５０において、ハイブリッド制御装置５４が駆動軸最大回生トルクＴｏｕｔ＿ｒｇ＿ＭＡＸを算出する根幹的な技術思想が反映された構成以外の細部の構成は、上記実施形態で例示したものに限らない。例えば、バッテリ入力電力制限値Ｐｂａｔｔ＿ＬＩＭ、エンジン最小トルクＴｅ＿ＭＩＮ、第１ＭＧ最小トルクＴｍｇ１＿ＭＩＮ及び第２ＭＧ最小トルクＴｍｇ２＿ＭＩＮを算出する特性マップとして、上記の例以外のパラメータに基づく特性マップを用いてもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１００・・・動力伝達機構、
１１・・・第１ＭＧ、  １１０・・・（第１ＭＧの）出力軸、
１２・・・第２ＭＧ、  １２０・・・（第２ＭＧの）出力軸、
１３・・・エンジン、  １３０・・・（エンジンの）出力軸、
１４・・・駆動軸、
２０・・・第１遊星歯車機構、  ２１・・・（第１）サンギア、
２２・・・（第１）プラネタリキャリア、  ２３・・・（第１）リングギア、
３０・・・第２遊星歯車機構、  ３１・・・（第２）サンギア、
３２・・・（第２）プラネタリキャリア、  ３３・・・（第２）リングギア、
４１・・・バッテリ、
５０・・・ハイブリッド車制御装置、
９０・・・ハイブリッド車両、  ９４・・・駆動輪。
【図１】
2017140867.tif 000010
【図２】
2017140867.tif 000011
【図３】
2017140867.tif 000012
【図４】
2017140867.tif 000013
【図５】
2017140867.tif 000014
【図６】
2017140867.tif 000015
【図７】
2017140867.tif 000016
【図８】
2017140867.tif 000017
【図９】
2017140867.tif 000018
【図１０】
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