(57)【要約】【課題】モータの過熱を防止することにより、車両の走行性能を低下させることなく、燃費の向上が可能なハイブリッド車両の制御装置および制御方法を提供する。【解決手段】ハイブリッドＥＣＵ１５は、燃費優先モードが選択された場合には、モータ動作電圧Ｖｍの上限値を、通常走行モード実行時のモータ動作電圧上限値よりも低い電圧に設定する。燃費優先モードの実行中にモータジェネレータＭＧ２のモータ温度が所定の基準温度を超えた場合には、ハイブリッドＥＣＵ１５は、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値を、各種センサ出力１７に基づいて算出したトルク指令値よりも低減するように補正するとともに、トルク指令値の減少分を、エンジンから動力分割機構ＰＳＤを介して駆動軸に機械的に直接伝達される直達トルクで補償する。これによりモータの過熱を防止しつつ、車両全体での駆動力不足を回避する。【選択図】図２
2009196415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関とモータと動力源として駆動軸に動力を出力するハイブリッド車両の制御装置であって、
前記ハイブリッド車両は、
電源と、
前記電源からの直流電圧を電圧指令値に従った電圧に昇圧して出力するコンバータと、
前記コンバータの出力電圧を、駆動力指令値に従って前記モータの駆動電圧に変換するモータ駆動回路とを含み、
前記制御装置は、
前記駆動軸に車両の要求駆動力が出力されるように、前記内燃機関および前記モータの発生する駆動力の分担比率を決定し、その決定した前記分担比率に従って前記駆動力指令値を設定する分担比率制御手段と、
第１の電圧を上限値として前記駆動力指令値に応じて前記電圧指令値を設定するとともに、前記駆動力指令値および前記コンバータの出力電圧に基づいて前記モータに流れる電流を制御する第１のモータ制御手段と、
前記第１の電圧よりも低い第２の電圧を上限値として前記駆動力指令値に応じて前記電圧指令値を設定するとともに、前記駆動力指令値および前記電圧変換器の出力電圧に基づいて前記モータに流れる電流を制御する第２のモータ制御手段と、
前記車両の運転状態に応じて、前記第１および第２のモータ制御手段を選択的に実行するための選択手段とを備え、
前記分担比率制御手段は、
前記モータの温度を取得するモータ温度取得手段と、
前記第２のモータ制御手段の実行中に、前記モータの温度が所定の基準温度を超えた場合には、前記モータの発生する駆動力が小さくなるように、決定した前記分担比率を変更する分担比率変更手段とを含む、ハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記分担比率変更手段は、前記第１の電圧に対する前記第２の電圧の割合を所定の補正係数として予め有し、前記駆動力指令値に前記所定の補正係数を乗算することによって前記駆動力指令値を補正する補正手段を含む、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記ハイブリッド車両は、
前記内燃機関からの動力を受ける入力軸、前記モータの回転軸および前記駆動軸を機械的に結合するとともに、前記内燃機関からの動力を前記モータおよび前記駆動軸に機械的に分配するように構成された動力分割機構をさらに含み、
前記分担比率変更手段は、
補正後の前記駆動力指令値に従って前記モータが発生する駆動力と、前記内燃機関から前記動力分割機構を介して前記駆動軸に伝達される駆動力である直達駆動力とにより、前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に作用するように前記内燃機関を制御する分担比率変更時制御手段をさらに含む、請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記分担比率変更時制御手段は、前記内燃機関の運転ポイントの変更を伴なって前記直達駆動力を増加させる、請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
前記分担比率変更手段は、前記第２のモータ制御手段の実行中に、前記駆動軸に作用する前記直達駆動力および前記モータの発生する駆動力の和が、前記要求駆動力に満たない場合には、前記電圧指令値の上限値を前記第１の電圧に変更する、請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
内燃機関とモータと動力源として駆動軸に動力を出力するハイブリッド車両の制御方法であって、
前記ハイブリッド車両は、
電源と、
前記電源からの直流電圧を電圧指令値に従った電圧に昇圧して出力するコンバータと、
前記コンバータの出力電圧を、駆動力指令値に従って前記モータの駆動電圧に変換するモータ駆動回路とを含み、
前記制御方法は、
前記駆動軸に車両の要求駆動力が出力されるように、前記内燃機関および前記モータの発生する駆動力の分担比率を決定し、その決定した前記分担比率に従って前記駆動力指令値を設定するステップと、
前記車両の運転状態に応じて、第１の電圧および前記第１の電圧よりも低い第２の電圧のいずれか一方を上限値として前記駆動力指令値に応じて前記電圧指令値を設定するとともに、前記駆動力指令値および前記コンバータの出力電圧に基づいて前記モータに流れる電流を制御するステップとを備え、
前記分担比率に従って前記駆動力指令値を設定するステップは、
前記モータの温度を取得するステップと、
前記第２の電圧を上限値として前記電圧指令値を設定するとともに、前記駆動力指令値および前記コンバータの出力電圧に基づいて前記モータに流れる電流を制御しているときに、前記モータの温度が所定の基準温度を超えた場合には、前記モータの発生する駆動力が小さくなるように、決定した前記分担比率を変更するステップとを含む、ハイブリッド車両の制御方法。
【請求項７】
前記分担比率を変更するステップは、前記第１の電圧に対する前記第２の電圧の割合を所定の補正係数として予め有し、前記駆動力指令値に前記所定の補正係数を乗算することによって前記駆動力指令値を補正するステップを含む、請求項６に記載のハイブリッド車両の制御方法。
【請求項８】
前記ハイブリッド車両は、
前記内燃機関からの動力を受ける入力軸、前記モータの回転軸および前記駆動軸を機械的に結合するとともに、前記内燃機関からの動力を前記モータおよび前記駆動軸に機械的に分配するように構成された動力分割機構をさらに含み、
前記分担比率を変更するステップは、
補正後の前記駆動力指令値に従って前記モータが発生する駆動力と、前記内燃機関から前記動力分割機構を介して前記駆動軸に伝達される駆動力である直達駆動力とにより、前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に作用するように前記内燃機関を制御するステップをさらに含む、請求項７に記載のハイブリッド車両の制御方法。
【請求項９】
前記内燃機関を制御するステップは、前記内燃機関の運転ポイントの変更を伴なって前記直達駆動力を増加させる、請求項８に記載のハイブリッド車両の制御方法。
【請求項１０】
前記分担比率を変更するステップは、前記駆動軸に作用する前記直達駆動力および前記モータの発生する駆動力の和が、前記要求駆動力に満たない場合には、前記電圧指令値の上限値を前記第１の電圧に変更する、請求項８に記載のハイブリッド車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハイブリッド車両の制御装置および制御方法に関し、より特定的には、入力直流電圧のレベル変換を伴なってモータを駆動制御する電源装置を搭載したハイブリッド車両の制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、環境に配慮した自動車として、電動機（モータ）を駆動装置に組み込んだハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）が大きな注目を集めており、一部実用化されている。ハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、インバータを介して直流電源により駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧とによりモータを回転することによって動力源を得るものである。
【０００３】
このようなハイブリッド自動車および電気自動車においては、モータを高効率で駆動するために、モータを駆動制御する電源装置に入力された直流電圧のレベル変換機能を持たせて、モータ駆動のための印加電圧（以下、「モータ動作電圧」とも称する）をモータの動作状態（回転数・トルク等）に応じて調整可能とした構成が検討されている。特に、昇圧機能を持たせて、モータ動作電圧を入力直流電圧よりも高くすることにより、直流電源としてのバッテリの小型化および、高圧化に伴なう電力損失低減によって、モータの高効率化が可能となる。
【０００４】
たとえば特開２００７−１５９２１４号公報（特許文献１）には、走行用モータの電源電圧を昇圧する昇圧コンバータを有する電気自動車が開示される。
【０００５】
これによれば、昇圧コンバータは、インバータの電源ラインおよびアースラインの間に直列接続される２つのスイッチング素子とリアクトルとを含むチョッパ回路で構成される。制御装置は、走行用モータの回転数や目標トルクに応じて直流電源の電圧を昇圧する昇圧制御を行なう。具体的には、制御装置は、昇圧コンバータの上アームのスイッチング素子をオフ状態として、下アームのスイッチング素子をスイッチングすることにより、直流電源の出力電圧を昇圧してインバータに供給する。このようにして走行用モータの出力を高めることができる。
【０００６】
その一方で、制御装置は、ユーザから低燃費走行指示を受け付けた場合には、昇圧コンバータによる昇圧動作を停止させる。これにより、ユーザからの低燃費走行指示が入力された後は、昇圧コンバータでのスイッチング損失がなくなるため、燃費を向上することができる。
【特許文献１】特開２００７−１５９２１４号公報
【特許文献２】特開２００７−８９２６２号公報
【特許文献３】特開２００６−３２１４６６号公報
【特許文献４】特開２００４−５２８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載の電気自動車では、ユーザからの低燃費走行指示が入力された後には、直流電源の電圧がそのままモータ動作電圧としてインバータに印加されることになる。そのため、低燃費走行指示が入力される前と比較して、モータ動作電圧が制限される分、要求トルクを出力するのに走行用モータの各相コイルを流れる電流が増大することになる。
【０００８】
これにより、走行用モータは、発熱量の増加によりモータ温度が相対的に高くなっているため、運転者による急加減速操作によって負荷が急激に変動した場合には、さらに発熱量が過大となり、走行用モータが過熱される可能性が生じる。その結果、走行用モータの出力トルクが低下してしまい、車両の走行性能を低下させることになる。
【０００９】
それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、モータの過熱を防止することにより、車両の走行性能を低下させることなく、燃費の向上が可能なハイブリッド車両の制御装置および制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明のある局面に従うハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関とモータと動力源として駆動軸に動力を出力するハイブリッド車両の制御装置である。ハイブリッド車両は、電源と、電源からの直流電圧を電圧指令値に従った電圧に昇圧して出力するコンバータと、コンバータの出力電圧を、駆動力指令値に従ってモータの駆動電圧に変換するモータ駆動回路とを含む。制御装置は、駆動軸に車両の要求駆動力が出力されるように、内燃機関およびモータの発生する駆動力の分担比率を決定し、その決定した分担比率に従って駆動力指令値を設定する分担比率制御手段と、第１の電圧を上限値として駆動力指令値に応じて電圧指令値を設定するとともに、駆動力指令値およびコンバータの出力電圧に基づいてモータに流れる電流を制御する第１のモータ制御手段と、第１の電圧よりも低い第２の電圧を上限値として駆動力指令値に応じて電圧指令値を設定するとともに、駆動力指令値および電圧変換器の出力電圧に基づいてモータに流れる電流を制御する第２のモータ制御手段と、車両の運転状態に応じて、第１および第２のモータ制御手段を選択的に実行するための選択手段とを備える。分担比率制御手段は、モータの温度を取得するモータ温度取得手段と、第２のモータ制御手段の実行中に、モータの温度が所定の基準温度を超えた場合には、モータの発生する駆動力が小さくなるように、決定した分担比率を変更する分担比率変更手段とを含む。
【００１１】
好ましくは、分担比率変更手段は、第１の電圧に対する第２の電圧の割合を所定の補正係数として予め有し、駆動力指令値に所定の補正係数を乗算することによって駆動力指令値を補正する補正手段を含む。
【００１２】
好ましくは、ハイブリッド車両は、内燃機関からの動力を受ける入力軸、モータの回転軸および駆動軸を機械的に結合するとともに、内燃機関からの動力をモータおよび駆動軸に機械的に分配するように構成された動力分割機構をさらに含む。分担比率変更手段は、補正後の駆動力指令値に従ってモータが発生する駆動力と、内燃機関から動力分割機構を介して駆動軸に伝達される駆動力である直達駆動力とにより、要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に作用するように内燃機関を制御する分担比率変更時制御手段をさらに含む。
【００１３】
好ましくは、分担比率変更時制御手段は、内燃機関の運転ポイントの変更を伴なって直達駆動力を増加させる。
【００１４】
好ましくは、分担比率変更手段は、第２のモータ制御手段の実行中に、駆動軸に作用する直達駆動力およびモータの発生する駆動力の和が、要求駆動力に満たない場合には、電圧指令値の上限値を第１の電圧に変更する。
【００１５】
この発明の別の局面に従えば、内燃機関とモータと動力源として駆動軸に動力を出力するハイブリッド車両の制御方法であって、ハイブリッド車両は、電源と、電源からの直流電圧を電圧指令値に従った電圧に昇圧して出力するコンバータと、コンバータの出力電圧を、駆動力指令値に従ってモータの駆動電圧に変換するモータ駆動回路とを含む。制御方法は、駆動軸に車両の要求駆動力が出力されるように、内燃機関およびモータの発生する駆動力の分担比率を決定し、その決定した分担比率に従って駆動力指令値を設定するステップと、車両の運転状態に応じて、第１の電圧および第１の電圧よりも低い第２の電圧のいずれか一方を上限値として駆動力指令値に応じて電圧指令値を設定するとともに、駆動力指令値およびコンバータの出力電圧に基づいてモータに流れる電流を制御するステップとを備える。分担比率に従って駆動力指令値を設定するステップは、モータの温度を取得するステップと、第２の電圧を上限値として電圧指令値を設定するとともに、駆動力指令値およびコンバータの出力電圧に基づいてモータに流れる電流を制御しているときに、モータの温度が所定の基準温度を超えた場合には、モータの発生する駆動力が小さくなるように、決定した分担比率を変更するステップとを含む。
【００１６】
好ましくは、分担比率を変更するステップは、第１の電圧に対する第２の電圧の割合を所定の補正係数として予め有し、駆動力指令値に所定の補正係数を乗算することによって駆動力指令値を補正するステップを含む。
【００１７】
好ましくは、ハイブリッド車両は、内燃機関からの動力を受ける入力軸、モータの回転軸および駆動軸を機械的に結合するとともに、内燃機関からの動力をモータおよび駆動軸に機械的に分配するように構成された動力分割機構をさらに含む。分担比率を変更するステップは、補正後の駆動力指令値に従ってモータが発生する駆動力と、内燃機関から動力分割機構を介して駆動軸に伝達される駆動力である直達駆動力とにより、要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に作用するように内燃機関を制御するステップをさらに含む。
【００１８】
好ましくは、内燃機関を制御するステップは、内燃機関の運転ポイントの変更を伴なって直達駆動力を増加させる。
【００１９】
好ましくは、分担比率を変更するステップは、駆動軸に作用する直達駆動力およびモータの発生する駆動力の和が、要求駆動力に満たない場合には、電圧指令値の上限値を第１の電圧に変更する。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、昇圧可能なコンバータを配置して、車輪駆動用のモータを駆動制御するモータ駆動回路の入力電圧を可変とする構成において、電力損失の低減に伴なうモータの過熱を防止することができる。その結果、車両の走行性能を低下させることなく、燃費の向上が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００２２】
（車両の概略構成）
図１は、この発明の実施の形態に従うハイブリッド車両の構成を説明するブロック図である。
【００２３】
図１を参照して、本発明によるハイブリッド車両１００は、バッテリ１０と、ハイブリッドＥＣＵ（Electronic Control Unit）１５と、ＰＣＵ（Power Control Unit）２０と、動力出力装置３０と、ディファレンシャルギヤ（Differential Gear）４０と、前輪５０Ｌ，５０Ｒと、後輪６０Ｌ，６０Ｒと、フロントシート７０Ｌ，７０Ｒと、リアシート８０とを備える。
【００２４】
バッテリ１０は、たとえばニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池からなり、直流電圧をＰＣＵ２０へ供給するとともに、ＰＣＵ２０からの直流電圧によって充電される。バッテリ１０は、たとえばリアシート８０の後方部に配置されて、ＰＣＵ２０と電気的に接続される。ＰＣＵ２０は、ハイブリッド車両１００内で必要となる電力変換器を統括的に示すものである。
【００２５】
ハイブリッドＥＣＵ１５へは、運転状況・車両状況を示す各種センサからの各種センサ出力１７が入力される。各種センサ出力１７には、アクセルペダル３５に配置された位置センサによって検出されるアクセル踏込み量に応じたアクセル開度や車輪速度センサ出力等が含まれる。ハイブリッドＥＣＵ１５は、入力されたこれらのセンサ出力に基づき、ハイブリッド車両１００に関する種々の制御を統括的に行なう。
【００２６】
動力出力装置３０は、車輪駆動力源として設けられ、エンジンおよび／またはモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を含む。これらは動力分割機構ＰＳＤ（図２）を介して機械的に連結される。そして、ハイブリッド車両１００の走行状況に応じて、動力分割機構ＰＳＤを介して上記３者の間で駆動力の配分および結合が行なわれ、その結果として前輪５０Ｌ，５０Ｒが駆動される。ＤＧ４０は、動力出力装置３０からの動力を前輪５０Ｌ，５０Ｒに伝達するとともに、前輪５０Ｌ，５０Ｒの回転力を動力出力装置３０に伝達する。
【００２７】
これにより、動力出力装置３０は、エンジンおよび／またはモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２による動力を、ＤＧ４０を介して前輪５０Ｌ，５０Ｒに伝達して前輪５０Ｌ，５０Ｒを駆動する。また、動力出力装置３０は、前輪５０Ｌ，５０ＲによるモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転力によって発電し、その発電した電力をＰＣＵ２０へ供給する。
【００２８】
なお、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、発電機としても電動機としても機能し得るが、モータジェネレータＭＧ１が、主として発電機として動作し、モータジェネレータＭＧ２が、主として電動機として動作する。
【００２９】
詳細には、モータジェネレータＭＧ１は、加速時において、エンジンを始動する始動機として用いられる。このとき、モータジェネレータＭＧ１は、バッテリ１０からの電力の供給を受けて電動機として駆動し、エンジンをクランキングして始動する。
【００３０】
さらに、エンジンの始動後において、モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構を介して伝達されたエンジンの駆動力によって回転されて発電する。
【００３１】
モータジェネレータＭＧ２は、バッテリ１０に蓄えられた電力およびモータジェネレータＭＧ１の発電した電力の少なくともいずれか一方によって駆動される。モータジェネレータＭＧ２の駆動力は、ＤＧ４０を介して前輪５０Ｌ，５０Ｒの駆動軸に伝達される。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、エンジンをアシストして車両を走行させたり、自己の駆動力のみによって車両を走行させたりする。
【００３２】
また、車両の回生制動時には、モータジェネレータＭＧ２は、前輪５０Ｌ，５０Ｒにより駆動されて発電機として動作する。このとき、モータジェネレータＭＧ２により発電された回生電力は、ＰＣＵ２０を介してバッテリ１０に充電される。
【００３３】
ＰＣＵ２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の力行動作時には、ハイブリッドＥＣＵ１５からの制御指示に従って、バッテリ１０からの直流電圧を昇圧するとともに、その昇圧した直流電圧を交流電圧に変換して、動力出力装置３０に含まれるモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する。
【００３４】
また、ＰＣＵ２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回生制動時には、ハイブリッドＥＣＵ１５からの制御指示に従って、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の発電した交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ１０を充電する。
【００３５】
このように、ハイブリッド車両１００では、バッテリ１０と、ＰＣＵ２０と、ハイブリッドＥＣＵ１５のうちのＰＣＵ２０を制御する部分とによって、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する「電源装置」が構成される。
【００３６】
次に、この発明による電源装置の構成について説明する。
図２は、この発明による電源装置の構成を示すブロック図である。
【００３７】
図２を参照して、この発明による電源装置は、「電源」に相当するバッテリ１０と、ＰＣＵ２０のうちのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御に関する部分（以下、当該部分についても単に「ＰＣＵ２０」と称する）と、ハイブリッドＥＣＵ１５のうちのＰＣＵ２０を制御する部分とを備える。
【００３８】
ＰＣＵ２０は、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２と、コンバータ１１０と、平滑コンデンサＣ２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２にそれぞれ対応するインバータ１１４，１１２と、温度センサ１２４と、ＭＧＥＣＵ１４０とを含む。
【００３９】
システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２は、バッテリ１０からインバータ１１２，１１４に対する電力供給経路を導通／遮断する。具体的には、システムメインリレーＳＭＲ１は、バッテリ１０の正極と電源ライン１０１との間に接続される。システムメインリレーＳＭＲ２は、バッテリ１０の負極とアースライン１０２との間に接続される。システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２は、それぞれ、ＭＧＥＣＵ１４０からの信号ＳＥにより導通／非導通（オン／オフ）される。
【００４０】
コンバータ１１０は、一例として、昇降圧チョッパ回路により構成され、リアクトルＬ１と、電力用半導体スイッチング素子（以下、単にスイッチング素子とも称する）Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。
【００４１】
スイッチング素子Ｑ１およびＱ２は、電源ライン１０３とアースライン１０２との間に直列接続される。リアクトルＬ１は、電源ライン１０１とスイッチング素子Ｑ１およびＱ２の接続ノードとの間に接続される。各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のエミッタ／コレクタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すように、逆並列ダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ接続されている。
【００４２】
スイッチング素子Ｑ１およびＱ２のゲートには、スイッチング制御信号ＰＷＭＣに相当するゲート制御信号がそれぞれ与えられ、当該ゲート制御信号に応答して、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２にオン・オフが制御される。この実施の形態におけるスイッチング素子としては、たとえばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が適用される。
【００４３】
コンバータ１１０は、電源ライン１０１およびアースライン１０２の間にバッテリ１０からの入力電圧Ｖｂを受けて、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング制御によって、入力電圧Ｖｂを昇圧してモータ駆動のための印加電圧（以下、「モータ動作電圧」とも称する）を生成し、電源ライン１０３およびアースライン１０２間に出力する。コンバータ１１０での昇圧比（Ｖｍ／Ｖｂ）は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間比(デューティ比）に応じて決まる。
【００４４】
したがって、ＭＧＥＣＵ１４０は、ハイブリッドＥＣＵ１５からのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータ動作電圧Ｖｍの電圧指令値Ｖｍ＊を生成し、その生成した電圧指令値Ｖｍ＊に基づいてコンバータ１１０での昇圧比を決定する。そして、ＭＧＥＣＵ１４０は、この昇圧比が実現されるように、スイッチング制御信号ＰＷＭＣを生成する。
【００４５】
平滑コンデンサＣ２は、電源ライン１０３およびアースライン１０２の間に接続され、コンバータ１１０から出力されたモータ動作電圧Ｖｍを平滑化してインバータ１１２，１１４へ供給する。電圧センサ１２２は、平滑コンデンサＣ２の両端の電圧（モータ動作電圧）Ｖｍを検出し、その検出した電圧ＶｍをＭＧＥＣＵ１４０へ出力する。
【００４６】
インバータ１１２は車輪を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対してコンバータ１１０の出力するモータ動作電圧Ｖｍを三相交流に変換して出力する。またインバータ１１２は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された電力をコンバータ１１０に戻す。このときコンバータ１１０は降圧回路として動作するようにＭＧＥＣＵ１４０によって制御される。
【００４７】
インバータ１１２は、電源ライン１０３およびアースライン１０２の間に並列に接続される、Ｕ相アーム１１５、Ｖ相アーム１１６およびＷ相アーム１１７を構成するスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８からなる三相インバータである。各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のコレクタ／エミッタ間には、逆並列ダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。
【００４８】
インバータ１１２の各相アームの中間点は、三相の永久磁石モータであるモータジェネレータＭＧ２の各相コイルの各相端に接続されている。各相コイルの一端は、中性点に共通接続されている。なお、図示は省略するが、三相のうちの少なくとも二相において、電流センサが設けられ、各相電流が検出可能である。
【００４９】
温度センサ１２４は、モータジェネレータＭＧ２のモータ温度ＴＥｍ２を検出し、その検出したモータ温度ＴＥｍ２をハイブリッドＥＣＵ１５へ出力する。
【００５０】
インバータ１１４は、コンバータ１１０に対してインバータ１１２と並列的に接続される。インバータ１１４は、モータジェネレータＭＧ１に対してコンバータ１１０の出力するモータ動作電圧Ｖｍを三相交流に変換して出力する。インバータ１１４は、コンバータ１１０から昇圧されたモータ動作電圧Ｖｍを受けてたとえばエンジンを始動させるためにモータジェネレータＭＧ１を駆動する。
【００５１】
また、インバータ１１４は、エンジンのクランクシャフト５０から伝達される回転トルクによってモータジェネレータＭＧ１で発電された電力をコンバータ１１０に戻す。このときコンバータ１１０は降圧回路として動作するようにＭＧＥＣＵ１４０によって制御される。インバータ１１４の内部の構成は、図示しないがインバータ１１２と同様であり、詳細な説明は繰返さない。
【００５２】
ハイブリッドＥＣＵ１５は、各種センサ出力１７に基づき、所望の駆動力発生や発電が行なわれるように、各モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の運転指令を生成して、ＭＧＥＣＵ１４０へ出力する。この運転指令には、各モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の運転許可／禁止指示や、トルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊、回転数指令等が含まれる。
【００５３】
ＭＧＥＣＵ１４０は、モータジェネレータＭＧ１に配置された電流センサおよび位置センサ（ともに図示せず）からの各相のモータ電流および回転子の回転角の検出値に基づくフィードバック制御により、ハイブリッドＥＣＵ１５からの運転指令に従ってモータジェネレータＭＧ１が動作するように、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のスイッチング動作を制御するスイッチング制御信号ＰＷＭＩ１を発生する。
【００５４】
また、ＭＧＥＣＵ１４０は、モータジェネレータＭＧ２に配置された電流センサおよび位置センサ（ともに図示せず）からの各相のモータ電流および回転子の回転角の検出値に基づくフィードバック制御により、ハイブリッドＥＣＵ１５からの運転指令に従ってモータジェネレータＭＧ２が動作するように、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のスイッチング動作を制御するスイッチング制御信号ＰＷＭＩ２を発生する。
【００５５】
さらに、ＭＧＥＣＵ１４０は、ハイブリッドＥＣＵ１５からの運転指令に基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の高効率化のためのモータ動作電圧Ｖｍの電圧指令値Ｖｍ＊を算出する。そして、ＭＧＥＣＵ１４０は、その算出した電圧指令値Ｖｍ＊に基づいてコンバータ１１０での昇圧比を決定し、この昇圧比が実現されるように、スイッチング制御信号ＰＷＭＣを発生する。
【００５６】
また、ＭＧＥＣＵ１４０は、ハイブリッド車両１００の回生制動時には、インバータ１１２，１１４から供給された直流電圧（モータ動作電圧Ｖｍ）を降圧するように、スイッチング制御信号ＰＷＭＣを発生する。すなわち回生制動時には、コンバータ１１０は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がスイッチング制御信号ＰＷＭＣに応答してオン・オフすることにより、モータ動作電圧Ｖｍを降圧して直流電圧を電源ライン１０１およびアースライン１０２の間に出力する。バッテリ１０は、コンバータ１１０からの直流電圧によって充電される。このように、コンバータ１１０は、モータ動作電圧Ｖｍを直流電圧へ降圧することもできるので、双方向コンバータの機能を有している。
【００５７】
図３は、図２における動力分割機構ＰＳＤおよび減速機ＲＤの詳細を説明するための模式図である。
【００５８】
図３を参照して、ハイブリッド車両１００は、モータジェネレータＭＧ２と、モータジェネレータＭＧ２の回転軸に接続される減速機ＲＤと、減速機ＲＤで減速された回転軸の回転に応じて回転する車軸と、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１と、減速機ＲＤとエンジン４とモータジェネレータＭＧ１との間で動力分配を行なう動力分割機構ＰＳＤとを備える。減速機ＲＤは、モータジェネレータＭＧ２から動力分割機構ＰＳＤへの減速比が、たとえば２倍以上である。
【００５９】
エンジン４のクランクシャフト５０とモータジェネレータＭＧ１のロータ３２とモータジェネレータＭＧ２のロータ３７とは同じ軸を中心に回転する。
【００６０】
動力分割機構ＰＳＤは、図３に示す例ではプラネタリギヤであり、クランクシャフト５０に軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸に結合されたサンギヤ５１と、クランクシャフト５０と同軸上を回転可能に支持されているリングギヤ５２と、サンギヤ５１とリングギヤ５２との間に配置され、サンギヤ５１の外周を自転しながら公転するピニオンギヤ５３と、クランクシャフト５０の端部に結合され各ピニオンギヤ５３の回転軸を支持するプラネタリキャリヤ５４とを含む。
【００６１】
動力分割機構ＰＳＤは、サンギヤ５１に結合されたサンギヤ軸と、リングギヤ５２に結合されたリングギヤケースおよびプラネタリキャリヤ５４に結合されたクランクシャフト５０の３軸が動力の入出力軸とされる。そしてこの３軸のうちいずれか２軸へ入出力される動力が決定されると、残りの１軸に入出力される動力は他の２軸へ入出力される動力に基づいて定まる。
【００６２】
動力の取出用のカウンタドライブギヤ７０がリングギヤケースの外側に設けられ、リングギヤ５２と一体的に回転する。カウンタドライブギヤ７０は、動力伝達減速ギヤＲＧに接続されている。そしてカウンタドライブギヤ７０と動力伝達減速ギヤＲＧとの間で動力の伝達がなされる。動力伝達減速ギヤＲＧはディファレンシャルギヤＤＧを駆動する。また、下り坂等では車輪の回転がディファレンシャルギヤＤＧに伝達され、動力伝達減速ギヤＲＧはディファレンシャルギヤＤＧによって駆動される。
【００６３】
モータジェネレータＭＧ１は、回転磁界を形成するステータ３１と、ステータ３１内部に配置され複数個の永久磁石が埋め込まれているロータ３２とを含む。ステータ３１は、ステータコア３３と、ステータコア３３に巻回される三相コイル３４とを含む。ロータ３２は、動力分割機構ＰＳＤのサンギヤ５１と一体的に回転するサンギヤ軸に結合されている。ステータコア３３は、電磁鋼板の薄板を積層して形成される。
【００６４】
モータジェネレータＭＧ１は、ロータ３２に埋め込まれた永久磁石による磁界と三相コイル３４によって形成される磁界との相互作用によりロータ３２を回転駆動する電動機として動作する。またモータジェネレータＭＧ１は、永久磁石による磁界とロータ３２の回転との相互作用により三相コイル３４の両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。
【００６５】
モータジェネレータＭＧ２は、回転磁界を形成するステータ３６と、ステータ３６内部に配置され複数個の永久磁石が埋め込まれたロータ３７とを含む。ステータ３６は、ステータコア３８と、ステータコア３８に巻回される三相コイル３９とを含む。
【００６６】
ロータ３７は、動力分割機構ＰＳＤのリングギヤ５２と一体的に回転するリングギヤケースに減速機ＲＤによって結合されている。ステータコア３８は、たとえば電磁鋼板の薄板を積層して形成される。
【００６７】
モータジェネレータＭＧ２は、永久磁石による磁界とロータ３７の回転との相互作用により三相コイル３９の両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。またモータジェネレータＭＧ２は、永久磁石による磁界と三相コイル３９によって形成される磁界との相互作用によりロータ３７を回転駆動する電動機として動作する。
【００６８】
減速機ＲＤは、プラネタリギヤの回転要素の一つであるプラネタリキャリヤ６６が車両駆動装置のケースに固定された構造により減速を行なう。すなわち、減速機ＲＤは、ロータ３７のシャフトに結合されたサンギヤ６２と、リングギヤ５２と一体的に回転するリングギヤ６８と、リングギヤ６８およびサンギヤ６２に噛み合いサンギヤ６２の回転をリングギヤ６８に伝達するピニオンギヤ６４とを含む。
【００６９】
たとえば、サンギヤ６２の歯数に対しリングギヤ６８の歯数を２倍以上にすることにより、減速比を２倍以上にすることができる。
【００７０】
（制御構造）
こうして構成されたハイブリッド車両１００において、ハイブリッドＥＣＵ１５は、運転者によるアクセルペダル３５の踏込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ５２に出力すべき要求トルクＴｒ＊を演算する。そして、この要求トルクＴｒ＊に対応する駆動力がリングギヤ５２に出力されるように、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを運転制御する。
【００７１】
さらに、本実施の形態では、このような運転制御において、ハイブリッドＥＣＵ１５は、車両の運転状態に応じて、通常走行をする「通常走行モード」と、該通常走行モードよりも燃費を優先する「燃費優先モード」とを選択する。
【００７２】
詳細には、通常走行モードは、車両の運転状態（アクセル開度Ａｃｃ、車速Ｖ等）に応じて、負荷が急激に変動した場合においても、車両を駆動させるために十分な駆動力を速やかに発生させることによって、車両の走行性能を確保するものである。したがって、たとえば車両を発進するときや坂路を走行するときのように、大きな駆動力が要求される場合に好適である。
【００７３】
これに対して、燃費優先モードは、負荷変動が相対的に小さい場合において、車両のスムーズな走行を維持しながら燃費の向上を図るものである。したがって、燃費優先モードは、たとえば車両が市街地を低速走行するときのように、要求される駆動力が相対的に小さい場合に好適である。
【００７４】
なお、車両の運転状態には、一例として、運転者からの低燃費走行指示を受け付けるためのエコスイッチ（図示せず）からの入力信号が含まれる。なお、エコスイッチは、たとえば、車室内の運転席の近傍に設置された押しボタン式のスイッチからなり、運転者が操作（プッシュ）することにより、通常走行モードと燃費優先モードとを切り替え可能に構成される。
【００７５】
また、他の例としては、図４に示すように、ハイブリッドＥＣＵ１５は、各種センサ出力１７に基づいて運転者の運転操作を監視し、急加減速操作の有無に応じて通常走行モードと燃費優先モードとを切り替える。
【００７６】
図４は、ハイブリッドＥＣＵ１５により実行される走行制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。
【００７７】
図４を参照して、走行制御ルーチンが実行されると、ハイブリッドＥＣＵ１５は、まず、入力される各種センサ出力１７に基づいて、運転者による急加減速操作の有無を判定する（ステップＳ０１）。このとき、たとえば、アクセル開度Ａｃｃが所定閾値以上であること、ハンドル操舵角が所定閾値以上であること、またはブレーキ踏力が所定閾値以上であることが検知された場合には、ハイブリッドＥＣＵ１５は、急加減速操作が有りと判定する。この場合、ハイブリッドＥＣＵ１５は、車両の走行モードとして通常走行モードを選択する（ステップＳ０４）。
【００７８】
これに対して、アクセル開度Ａｃｃ、ハンドル操舵角およびブレーキ踏力が各々の所定閾値を下回る場合には、ハイブリッドＥＣＵ１５は、急加減速操作が無しと判定する。この場合、ハイブリッドＥＣＵ１５は、車両の走行モードとして燃費優先モードを選択する（ステップＳ０２）。
【００７９】
そして、ハイブリッドＥＣＵ１５は、ステップＳ０２，Ｓ０４において走行モードが選択されると、その選択された走行モードに適応したコンバータ１１０の昇圧制御を実行する。
【００８０】
具体的には、ハイブリッドＥＣＵ１５は、選択された走行モードに応じて、コンバータ１１０の出力電圧（モータ動作電圧）Ｖｍの上限値（以下、モータ動作電圧上限値とも称す）Ｖｍｍａｘを可変に設定する。
【００８１】
詳細には、通常走行モードが選択された場合には、ハイブリッドＥＣＵ１５は、モータ動作電圧上限値Ｖｍｍａｘを、所定値Ｖ１に設定する（ステップＳ０５）。なお、この所定値Ｖ１は、たとえば電源装置の最大電圧に設定される。これにより、ＭＧＥＣＵ１４０は、モータ動作電圧上限値Ｖｍｍａｘ（＝Ｖ１）を上限値として、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊およびモータ回転数に基づいて、モータ動作電圧Ｖｍの電圧指令値Ｖｍ＊を生成する。そして、その生成した電圧指令値Ｖｍ＊に基づいてコンバータ１１０での昇圧比を決定し、この昇圧比が実現されるようにスイッチング制御信号ＰＷＭＣを生成する。
【００８２】
これに対して、燃費優先モードが選択された場合には、ハイブリッドＥＣＵ１５は、モータ動作電圧上限値Ｖｍｍａｘを、上記所定値Ｖ１よりも低い電圧Ｖ２に設定する（ステップＳ０３）。なお、この所定値Ｖ２は、たとえばバッテリ１０からの入力電圧（バッテリ電圧）Ｖｂを下限として、電源装置の最大電圧よりも低い電圧に設定される。これにより、ＭＧＥＣＵ１４０は、モータ動作電圧上限値Ｖｍｍａｘ（＝Ｖ２）を上限値として、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊およびモータ回転数に基づいて、モータ動作電圧Ｖｍの電圧指令値Ｖｍ＊を生成する。そして、その生成した電圧指令値Ｖｍ＊に基づいてコンバータ１１０での昇圧比を決定し、この昇圧比が実現されるようにスイッチング制御信号ＰＷＭＣを生成する。
【００８３】
このように、燃費優先モードにおいては、コンバータ１１０から出力されるモータ動作電圧Ｖｍの上限値Ｖｍｍａｘを制限することにより、コンバータ１１０で発生する損失を低減することができる。その結果、ハイブリッド車両１００のエネルギー効率を向上することが可能となる。
【００８４】
詳細には、コンバータ１１０での損失は、主に、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２での損失と、リアクトルＬ１での損失との和となる。いずれも、コンバータ通過電流（すなわちバッテリ電流）が小さいほど、かつモータ動作電圧Ｖｍが低いほど損失が小さくなる。また、リップル電流が増大すると、電流の二乗に依存する損失が増加するので、電圧差｜Ｖｍ−Ｖｂ｜がコンバータ１１０での損失を決めるファクタの１つとなる。すなわち、コンバータ１１０での損失は、バッテリ電流の二乗に比例した値となり、電圧差｜Ｖｍ−Ｖｂ｜の上昇に従って増大する。すなわち、燃費優先モードでは、通常走行モードと比較して、この電圧差が小さくなるため、損失を低減することができる。
【００８５】
しかしながら、この燃費優先モードにおいては、通常走行モードと比較して、モータ動作電圧Ｖｍが制限される分、同じ要求トルクを出力するのにモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各相コイルを流れる電流が増大することになる。そのため、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２においては、発熱量の増加によりモータ温度が相対的に高くなる。特に、燃費優先モードの実行中に、運転者による急加減速操作によって負荷が急激に変動した場合には、以下に述べるように、発熱量が過大となるため、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が過熱される可能性が生じる。
【００８６】
図５は、モータジェネレータＭＧ２のモータ温度ＴＥｍ２の時間的変化を示す図である。以下では、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のうち、モータジェネレータＭＧ２が過熱されるケースについて説明する。モータジェネレータＭＧ２が、モータジェネレータＭＧ１よりも相対的に発熱量が大きいことによる。
【００８７】
図５を参照して、ラインＬＮ１は通常走行モードを実行しているときのモータジェネレータＭＧ２のモータ温度ＴＥｍ２を示し、ラインＬＮ２は燃費優先モードを実行しているときのモータ温度ＴＥｍ２を示す。
【００８８】
まず、ハイブリッド車両１００は、市街地を低速走行しているものとする。このとき、モータジェネレータＭＧ２の各相コイルには、上述したインバータ１１２によるフィードバック制御により、トルク指令値Ｔｍ２＊に応じたモータ電流が通過する。市街地走行では負荷変動が相対的に小さいことから、モータ温度ＴＥｍ２は、次第に上昇し、時刻ｔ０以降において略一定レベルに収束する。以下では、市街地走行でのモータ温度ＴＥｍ２の収束値を、市街地飽和温度とも称する。
【００８９】
このときの市街地飽和温度を通常走行モードと燃費優先モードとの間で比較すると、通常走行モード実行時（温度ＴＥ１に相当）よりも燃費優先モード実行時（温度ＴＥ２に相当）の方が高いことが分かる。これは、上述したようにモータ動作電圧Ｖｍを制限したことによってモータ電流が増大したことによる。
【００９０】
ここで、時刻ｔ２において、運転者により急加減速操作が行なわれたものとする。図５では、運転者によりアクセル開度Ａｃｃが全開位置ＷＯＴ（Wide Open Throttle）に操作されたものとする。
【００９１】
この場合、ハイブリッドＥＣＵ１５は、図４の走行制御ルーチンに従って、車両の走行モードを燃費優先モードから通常走行モードに切り替える。さらに、ハイブリッドＥＣＵ１５は、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖ等に基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２へのトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を生成してＭＧＥＣＵ１４０へ出力する。
【００９２】
ＭＧＥＣＵ１４０は、トルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊およびモータ回転数に基づいて電圧指令値Ｖｍ＊を生成し、出力電圧Ｖｍが電圧指令値Ｖｍ＊に一致するように入力電圧Ｖｂをモータ動作電圧Ｖｍに昇圧するためのスイッチング制御信号ＰＷＭＣを生成する。また、ＭＧＥＣＵ１４０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が指定されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流すモータ電流を制御する。
【００９３】
このときモータジェネレータＭＧ２では、モータ電流の増大に伴なって発熱量が増加する。そのため、図５の例では、モータ温度ＴＥｍ２が、最終的に、市街地飽和温度ＴＥ２に対してΔＴだけ上昇し、モータジェネレータＭＧ２のモータ性能が保証される所定の許容温度ＴＥｍ＿ｌｉｍを超えてしまう場合が起こり得る。モータ温度ＴＥｍ２が所定の許容温度ＴＥｍ＿ｌｉｍを超えることによって、モータジェネレータＭＧ２の出力トルクが低下する。その結果、動力出力装置３０（図１）は、車両を駆動するために十分な駆動力を発生させることができず、車両の走行性能を確保することが困難となる。
【００９４】
これに対して、通常走行モードでは、時刻ｔ２以降において、モータ温度ＴＥｍ２が上昇し、最終的に市街地飽和温度ＴＥ１に対してΔＴだけ高くなる。しかしながら、市街地飽和温度ＴＥ１自体が低いために、モータ温度ＴＥｍ２は所定の許容温度ＴＥｍ＿ｌｉｍよりも低い温度に抑えられている。
【００９５】
したがって、燃費走行モード実行時の市街地飽和温度ＴＥ２を、通常走行モード実行時の市街地飽和温度ＴＥ１と同等レベルにまで下げることができれば、急激な負荷変動が生じた場合においても、モータ温度ＴＥｍ２が許容温度ＴＥｍ＿ｌｉｍに達するのを抑制することができる。
【００９６】
そこで、本実施の形態は、燃費優先モードの実行時には、モータ温度ＴＥｍ２が所定の基準温度ＴＥｍ＿ｓｔｄを超えたことに応じて、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊を、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいて算出したトルク指令値よりも低減するように補正する構成とする。
【００９７】
具体的には、補正後のトルク指令値Ｔｍ２＊ｄは、式（１）に従って、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいて算出したトルク指令値Ｔｍ２＊に対して、所定の補正係数ｋを乗算することにより導出される。なお、所定の補正係数ｋは、通常走行モードおよび燃費優先モードの間でのモータ動作電圧上限値Ｖｍｍａｘの比（＝Ｖ２／Ｖ１）に設定されている。
【００９８】
Ｔｍ２＊ｄ＝Ｔｍ２＊×ｋ＝Ｔｍ２＊×（Ｖ２／Ｖ１）      （１）
これにより、燃費優先モードの実行中にモータジェネレータＭＧ２の各相に流れるモータ電流は、補正係数ｋに従って減少し、通常走行モードの実行中のモータ電流と略等しい値となる。その結果、燃費走行モード実行時におけるモータジェネレータＭＧ２の発熱量は、実質的に、通常走行モード実行時の発熱量と略同じレベルに維持される。
【００９９】
その一方で、単にトルク指令値Ｔｍ２＊を低減するのみでは、車両に要求される駆動力を確保できない可能性がある。そのため、本実施の形態では、要求トルクに対するトルク指令値Ｔｍ２＊の減少分を、エンジン４から動力分割機構ＰＳＤを介してリングギヤ５２に機械的に直接伝達されるトルクである、直達トルクで補償することによって、車両全体での駆動力不足を回避する構成とする。
【０１００】
すなわち、本実施の形態に従うエンジンおよびモータジェネレータの運転制御は、燃費優先モードの実行時に、モータジェネレータＭＧ２のモータ温度ＴＥｍ２が所定の基準温度ＴＥｍ＿ｓｔｄに超えたことに応じて、モータジェネレータＭＧ２およびエンジン４がそれぞれ出力するトルクの分担比率を、モータジェネレータＭＧ２の出力トルクが小さくなるように変更するものである。以下では、このような制御を「ＭＧ２トルク分担比率低減制御」とも称する。
【０１０１】
図６は、ＭＧ２トルク分担比率低減制御を行なった場合のモータ温度ＴＥｍ２の時間的変化を示す図である。
【０１０２】
図６を参照して、ハイブリッド車両１００が市街地走行を行なっているときには、モータ温度ＴＥｍ２は、次第に上昇する。このモータ温度ＴＥｍ２は、温度センサ１２４（図２）により検出されてハイブリッドＥＣＵ１５へ入力される。
【０１０３】
ハイブリッドＥＣＵ１５は、温度センサ１２４からのモータ温度ＴＥｍ２が所定の基準温度ＴＥｍ＿ｓｔｄを超えているか否かを判定する。なお、所定の基準温度ＴＥｍ＿ｓｔｄは、たとえば、通常走行モード実行時の市街地飽和温度ＴＥ１に設定される。そして、時刻ｔ１において、モータ温度ＴＥｍ２が所定の基準温度ＴＥｍ＿ｓｔｄを超えると、ハイブリッドＥＣＵ１５は、上述したＭＧ２トルク分担比率低減制御を開始する。このとき、ハイブリッドＥＣＵ１５は、上記式（１）に従い、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊を補正する。
【０１０４】
その結果、時刻ｔ１以降においては、モータジェネレータＭＧ２の発熱量が、通常走行モード時の発熱量と略同じとなることから、モータ温度ＴＥｍ２は、通常走行モード実行時の市街地飽和温度ＴＥ１に収束する。したがって、時刻ｔ２において、運転者によりアクセル開度Ａｃｃが全開位置ＷＯＴに操作された場合においても、モータ温度ＴＥｍ２は、所定の許容温度ＴＥｍ＿ｌｉｍを超えるのを防止することが可能となる。
【０１０５】
（ＭＧ２トルク分担比率低減制御）
以下に、本実施の形態に従うＭＧ２トルク分担比率低減制御について詳細に説明する。
【０１０６】
図７は、動力分割機構ＰＳＤの各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図である。縦軸は各回転軸の回転数を示し、横軸は各ギヤのギヤ比を距離的な関係で示している。
【０１０７】
図７を参照して、Ｓ軸はサンギヤ５１の回転数を示し、Ｃ軸はクランクシャフト５０の回転数を示し、Ｒ軸はリングギヤ５２の回転数Ｎｒを示す。
【０１０８】
Ｒ軸上には、駆動軸に連結されたリングギヤ５２に出力すべき要求トルクＴｒ＊が示される。要求トルクＴｒ＊は、ハイブリッドＥＣＵ１５により、入力されたアクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいて設定される。
【０１０９】
詳細には、ハイブリッドＥＣＵ１５は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖが与えられると、記憶しているマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定する。
【０１１０】
さらに、ハイブリッドＥＣＵ１５は、要求トルクＴｒ＊に基づいてエンジン４から出力すべき要求パワーＰｅ＊を設定すると、その設定した要求パワーＰｅ＊とエンジン４を効率良く運転させる動作ライン（最適燃費ライン）とに基づいてエンジン４の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する。
【０１１１】
ここで、上述したように、サンギヤ５１の回転数はモータジェネレータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であり、クランクシャフト５０の回転数はエンジンの回転数Ｎｅであることから、モータジェネレータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊は、リングギヤの回転数Ｎｒとエンジンの目標回転数Ｎｅ＊と動力分割機構ＰＳＤのギヤ比ρとに基づいて、式（２）により計算することができる。
【０１１２】
Ｎｍ１＊＝（Ｎｅ＊・（１＋ρ）−Ｎｒ)／ρ      （２）
したがって、モータジェネレータＭＧ１が目標回転数Ｎｍ１＊で回転するようにトルク指令値Ｔｍ１＊を設定してモータジェネレータＭＧ１を駆動制御することにより、エンジン４を目標回転数Ｎｅ＊で回転させることができる。
【０１１３】
このとき、図６のＲ軸上には、モータジェネレータＭＧ２から出力すべきトルクであるトルク指令値Ｔｍ２＊がリングギヤ５２に作用するトルクに加えて、モータジェネレータＭＧ１で反力を受け持ちながらエンジン４を目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊で運転ポイントで運転させたときにエンジン４から出力されるトルクＴｅ＊がリングギヤ５２に伝達されるトルクＴｅｒ（＝−Ｔｍ１＊／ρ）が示される。以下、これを直達トルクＴｅｒとも称する。
【０１１４】
本実施の形態に従うＭＧ２トルク分担比率低減制御は、図７で示した力学的な関係において、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊を低減させる一方で、その減少分を直達トルクＴｅｒで補償するものである。
【０１１５】
ここで、トルク指令値Ｔｍ２＊の減少分を直達トルクＴｅｒで補償しようとすると、エンジン４の目標運転ポイントを再設定する必要が生じる場合がある。図８は、エンジン４の動作ラインの一例および目標運転ポイントを設定する様子を示す図である。
【０１１６】
図８を参照して、目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊は、図示するように、エンジン４を効率良く動作させるための動作ライン（最適燃費ライン）と要求パワーＰｅ＊（＝Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点（図中点Ｐ１に相当）により求めることができる。
【０１１７】
これに対して、ＭＧ２トルク分担比率低減制御においては、補正後のトルク指令値Ｔｍ２＊ｄとエンジン４からの直達トルクＴｅｒとの和が要求トルクＴｒ＊に等しくなるように、目標運転ポイント（点Ｐ１）における目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊とは異なる回転数およびトルク（図中点Ｐ２に相当）を目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊として再設定する。これにより、エンジン４は、目標運転ポイントから回転数およびトルクを変更した変更運転ポイントで運転されることになる。
【０１１８】
なお、エンジン４の運転ポイントを目標運転ポイントから変更することによってモータジェネレータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊の減少分を補償することができても、エンジン４の効率が低下することで、却ってハイブリッド車両１００の燃費を悪化させてしまう可能性がある。したがって、変更運転ポイントは、エンジン４の効率低下分と燃費優先モードによる効率上昇分とを比較考量した上で、燃費向上が見込める範囲内で設定する必要がある。
【０１１９】
以上の処理は、図９および図１０に示すような処理フローにまとめることができる。
（フローチャート）
図９および図１０は、この発明の実施の形態に従うハイブリッドＥＣＵ１５により実行される駆動制御ルーチンを説明するフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。
【０１２０】
図９を参照して、駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッドＥＣＵ１５は、各種センサ出力１７としてのアクセルペダル３５（図１）の踏込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃ、車速Ｖ、エンジン４の回転数ＮｅおよびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２と、図４の走行制御ルーチンで設定されたモータ動作電圧上限値Ｖｍｍａｘとを含む制御に必要なデータを入力する処理を行なう（ステップＳ１１）。なお、エンジン４の回転数Ｎｅは、クランクシャフト５０（図３）に取り付けられた回転数センサにより検出されたものが入力される。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置センサからの入力信号に基づいて計算されたものが、ＭＧＥＣＵ１４０により入力される。
【０１２１】
こうしてデータを入力すると、ハイブリッドＥＣＵ１５は、入力したアクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖとに基づいて、駆動軸としてのリングギヤ５２に出力すべき要求トルクＴｒ＊とエンジン４から出力すべき要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１２）。このとき、要求トルクＴｒ＊は、上述したようにＲＯＭに記憶している要求トルク設定用マップからアクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定される。また、要求パワーＰｅ＊は、要求トルクＴｒ＊にリングギヤ５２の回転数Ｎｒを乗じたものと損失Ｌｏｓｓとの和により演算されたものが設定される。
【０１２２】
次に、要求パワーＰｅ＊を設定すると、ハイブリッドＥＣＵ１５は、設定した要求パワーＰｅ＊とエンジン４を効率良く動作させるための動作ライン（図８）とに基づいて、エンジン４の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１３）。
【０１２３】
さらに、ハイブリッドＥＣＵ１５は、ステップＳ１３で設定した目標回転数Ｎｅ＊と、リングギヤ５２の回転数Ｎｒおよび動力分割機構ＰＳＤのギヤ比ρとを用いて、上記式（２）により、モータジェネレータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定する。また、ハイブリッドＥＣＵ１５は、その設定した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて、次式（３）により、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１４）。ここで、式（３）は、モータジェネレータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式である。
【０１２４】
Ｔｍ１＊＝前回Ｔｍ１＊＋ＰＩＤ（Ｎｍ１＊，Ｎｍ１）      （３）
次に、ハイブリッドＥＣＵ１５は、モータジェネレータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊およびトルク指令値Ｔｍ１＊と、要求トルクＴｒ＊と、動力分割機構ＰＳＤのギヤ比ρと、減速機ＲＤのギヤ比Ｇｒとに基づいて、次式（４）により、要求トルクＴｒ＊をリングギヤ５２に作用させるためにモータジェネレータＭＧ２から出力すべきトルクとしてのトルク指令値Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１５）。
【０１２５】
Ｔｍ２＊＝（Ｔｒ＊＋Ｔｍ１＊／ρ）Ｇｒ      （４）
こうしてエンジン４の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ１＊とを設定すると、ハイブリッドＥＣＵ１５は、モータジェネレータＭＧ２に取り付けられた温度センサ１２４（図２）により検出されたモータ温度ＴＥｍ２を入力する（ステップＳ１６）。
【０１２６】
次に、ハイブリッドＥＣＵ１５は、モータ動作電圧上限値Ｖｍｍａｘが所定値Ｖ２であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。モータ動作電圧上限値Ｖｍｍａｘが所定値Ｖ２でない場合（ステップＳ１７においてＮＯの場合）には、ハイブリッドＥＣＵ１５は、車両の走行モードが通常走行モードであると判断する。この場合、ハイブリッドＥＣＵ１５は、後述するＭＧ２トルク分担比率低減制御の実行が不要であると判断し、設定したエンジン４の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵに送信する。さらに、ハイブリッドＥＣＵ１５は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をＭＧＥＣＵ１４に送信して、駆動制御ルーチンを終了する（ステップＳ２０）。
【０１２７】
これにより、目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信したエンジンＥＣＵは、エンジン４が目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊によって示される運転ポイントで運転されるように、エンジン４における燃料噴射制御および点火制御などを行なう。
【０１２８】
また、トルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したＭＧＥＣＵ１４０は、トルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に従ってモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が駆動されるようにインバータ１１２，１１４の各々を構成するスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のスイッチング制御を行なう。このとき、ＭＧＥＣＵ１４０は、モータ動作電圧上限値Ｖｍｍａｘ（＝Ｖ１）を上限値として、トルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊およびモータ回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２に基づいて、モータ動作電圧Ｖｍの電圧指令値Ｖｍ＊を生成し、その生成した電圧指令値Ｖｍ＊に従ってコンバータ１１０のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング制御を行なう。
【０１２９】
これに対して、ステップＳ１７において、モータ動作電圧上限値Ｖｍｍａｘが所定値Ｖ２である場合（ステップＳ１７においてＹＥＳの場合）には、ハイブリッドＥＣＵ１５は、車両の走行モードが燃費重視モードであると判断し、続けて、モータ温度ＴＥｍ２が所定の基準温度ＴＥｍ＿ｓｔｄよりも高いか否かを判定する（ステップＳ１８）。モータ温度ＴＥｍ２が所定の基準温度ＴＥｍ＿ｓｔｄ以下である場合（ステップＳ１８においてＮＯの場合）には、ハイブリッドＥＣＵ１５は、処理をステップＳ２０へ進める。
【０１３０】
これに対して、モータ温度ＴＥｍ１２が所定の基準温度ＴＥｍ＿ｓｔｄよりも高い場合（ステップＳ１８においてＹＥＳの場合）には、ハイブリッドＥＣＵ１５は、図１０に示す処理フローに従ってＭＧ２トルク分担比率低減制御を実行し（ステップＳ１９）、駆動制御ルーチンを終了する。
【０１３１】
図１０のＭＧ２トルク分担比率低減制御ルーチンでは、ハイブリッドＥＣＵ１５は、図９のステップＳ１５で設定したモータジェネレータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊に、所定の補正係数ｋ（＝Ｖ２／Ｖ１）を乗じることにより、トルク指令値Ｔｍ２＊を補正する（ステップＳ２１）。
【０１３２】
次に、ハイブリッドＥＣＵ１５は、直達トルクＴｅｒが、補正前のトルク指令値Ｔｍ２＊と補正後のトルク指令値Ｔｍ２＊ｄとの差分（＝Ｔｍ２＊×（１−Ｖ２／Ｖ１））に等しいトルクだけ増加するように、エンジン４の運転ポイントおよびモータジェネレータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊を調整する（ステップＳ２２）。このとき、ハイブリッドＥＣＵ１５は、エンジン４の運転ポイントを目標運転ポイントから変更することによって生じる効率低下分と、燃費優先モードの実行による効率上昇分とを比較した上で、燃費向上が見込める範囲内でエンジン４の運転ポイントおよびモータジェネレータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊を調整する。
【０１３３】
そして、ハイブリッドＥＣＵ１５は、調整後のエンジン４の運転ポイントおよびモータジェネレータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊によってリングギヤ５２に伝達される直達トルクＴｅｒと、補正後のトルク指令値Ｔｍ２＊ｄとの和が、要求トルクＴｒ＊を下回るか否かを判定する（ステップＳ２３）。直達トルクＴｅｒと補正後のトルク指令値Ｔｍ２＊ｄとの和が要求トルクＴｒ＊を下回る場合（ステップＳ２３においてＹＥＳの場合）には、ハイブリッドＥＣＵ１５は、燃費優先モードの実行を中断し、モータ動作電圧上限値Ｖｍｍａｘ（＝Ｖ２）を所定値Ｖ１に変更する（ステップＳ２４）。
【０１３４】
これに対して、直達トルクＴｅｒと補正後のトルク指令値Ｔｍ２＊ｄとの和が要求トルクＴｒ＊以上となる場合（ステップＳ２３においてＮＯの場合）には、ハイブリッドＥＣＵ１５は、調整後のエンジン４の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵに送信する。さらに、ハイブリッドＥＣＵ１５は、調整後のモータジェネレータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊および補正後のモータジェネレータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊ｄをＭＧＥＣＵ１４に送信して、駆動制御ルーチンを終了する（ステップＳ２０）。
【０１３５】
なお、ハイブリッドＥＣＵ１５によるエンジンおよびモータジェネレータの駆動制御は、実際には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によって実行され、ＣＰＵは、図９および図１０に示す各ステップを備えるプログラムをＲＯＭから読出し、図９および図１０に示す各ステップを実行してエンジンおよびモータジェネレータを駆動制御する。
【０１３６】
したがって、ＲＯＭは、エンジンおよびモータジェネレータの駆動制御をコンピュータＣＰＵに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０１３７】
以上のように、この発明の実施の形態によれば、燃費優先モードの実行時においては、モータジェネレータの過熱を防止しながら、車両の走行に必要な駆動力を発生させることができる。その結果、車両の走行性能を低下させることなく、燃費を向上させることができる。
【０１３８】
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、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。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
この発明は、ハイブリッド車両に搭載された電源装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】この発明の実施の形態に従うハイブリッド車両の構成を説明するブロック図である。
【図２】この発明による電源装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図２における動力分割機構ＰＳＤおよび減速機ＲＤの詳細を説明するための模式図である。
【図４】ハイブリッドＥＣＵにより実行される走行制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】モータジェネレータＭＧ２のモータ温度ＴＥｍ２の時間的変化を示す図である。
【図６】ＭＧ２トルク分担比率低減制御を行なった場合のモータ温度ＴＥｍ２の時間的変化を示す図である。
【図７】動力分割機構の各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図である。
【図８】エンジンの動作ラインの一例および目標運転ポイントを設定する様子を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態に従うハイブリッドＥＣＵにより実行される駆動制御ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態に従うハイブリッドＥＣＵにより実行されるＭＧ２トルク分担比率低減制御ルーチンを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１４１】
４  エンジン、１０  バッテリ、１５  ハイブリッドＥＣＵ、１７  各種センサ出力、３０  動力出力装置、３１，３６  ステータ、３２，３７  ロータ、３３，３８  ステータコア、３４，３９  三相コイル、３５  アクセルペダル、５０  クランクシャフト、５０Ｌ，５０Ｒ  前輪、５１，６２  サンギヤ、５２，６８  リングギヤ、５３，６４  ピニオンギヤ、５４，６６  プラネタリキャリヤ、６０Ｌ，６０Ｒ  後輪、７０  カウンタドライブギヤ、７０Ｌ，７０Ｒ  フロントシート、８０  リアシート、１００  ハイブリッド車両、１０１，１０３  電源ライン、１０２  アースライン、１１０  コンバータ、１１２，１１４  インバータ、１１５  Ｕ相アーム、１１６  Ｖ相アーム、１１７  Ｗ相アーム、１２２  電圧センサ、１２４  温度センサ、Ｃ２  平滑コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ８  逆並列ダイオード、ＤＧ  ディファレンシャルギヤ、Ｌ１  リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ、Ｑ１〜Ｑ８  スイッチング素子、ＲＤ  減速機、ＲＧ  動力伝達減速ギヤ、ＳＭＲ１，ＳＭＲ２  システムメインリレー。
【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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