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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5765596
(24)【登録日】2015年6月26日
(45)【発行日】2015年8月19日
(54)【発明の名称】ハイブリッド車両の駆動制御装置
(51)【国際特許分類】
B60W 10/06 20060101AFI20150730BHJP
B60W 20/00 20060101ALI20150730BHJP
B60W 10/08 20060101ALI20150730BHJP
B60W 10/26 20060101ALI20150730BHJP
B60K 6/445 20071001ALI20150730BHJP
B60L 11/14 20060101ALI20150730BHJP
B60L 15/20 20060101ALI20150730BHJP
B60L 3/00 20060101ALI20150730BHJP
【ＦＩ】
B60K6/20 310
B60K6/20 320
B60K6/20 330
B60K6/20 400
B60K6/445ZHV
B60L11/14
B60L15/20 S
B60L3/00 S
【請求項の数】2
【全頁数】22
(21)【出願番号】特願2013-500728(P2013-500728)
(86)(22)【出願日】2011年2月21日
(86)【国際出願番号】JP2011053689
(87)【国際公開番号】WO2012114429
(87)【国際公開日】20120830
【審査請求日】2013年12月4日
(73)【特許権者】
【識別番号】000002082
【氏名又は名称】スズキ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100080056
【弁理士】
【氏名又は名称】西郷 義美
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 正和
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 芳輝
(72)【発明者】
【氏名】田川 雅章
(72)【発明者】
【氏名】大熊 仁
(72)【発明者】
【氏名】細江 幸弘
【審査官】
山村 秀政
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００４−１４４０４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００７−２９６９３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００７−２８３８１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１０−０９５１９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００８−０１２９９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００４−２６２２７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００７−２３０４７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１２／１１４４２９（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ６０Ｗ １０／０６
Ｂ６０Ｋ ６／４４５
Ｂ６０Ｌ ３／００
Ｂ６０Ｌ １１／１４
Ｂ６０Ｌ １５／２０
Ｂ６０Ｗ １０／０８
Ｂ６０Ｗ １０／２６
Ｂ６０Ｗ ２０／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内燃機関の回転軸と、第一のモータジェネレータの回転軸と、第二のモータジェネレータの回転軸と、駆動輪に接続される駆動軸とを有し、前記内燃機関の動力と、前記第一のモータジェネレータの動力と、前記第二のモータジェネレータの動力とを合成して前記駆動輪に出力する動力伝達機構を搭載するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
バッテリの充電状態を検出するバッテリ充電状態検出手段と、
前記アクセル開度と前記車速とに基づいて目標駆動パワーを設定する目標駆動パワー設定手段と、
少なくとも前記バッテリの充電状態に基づいて目標充放電パワーを設定する目標充放電パワー設定手段と、
少なくとも前記アクセル開度に基づいて目標エンジンパワー下限値を算出する目標エンジンパワー下限値算出手段と、
前記目標駆動パワーと前記目標充放電パワーとに基づいて目標エンジンパワーを算出し、当該目標エンジンパワーと前記目標エンジンパワー下限値とを比較し、当該目標エンジンパワー及び当該目標エンジンパワー下限値のうち、大きい方を目標エンジンパワーとして設定する目標エンジンパワー算出手段と、
前記設定された目標エンジンパワーに基づいて算出される目標エンジントルク、および、前記設定された目標エンジンパワーと前記目標駆動パワーとに基づいて算出される目標電力によって、前記第一のモータジェネレータ及び前記第二のモータジェネレータのそれぞれのトルク指令値を算出するモータトルク指令値演算手段と、
前記バッテリの充電状態に基づいて、少なくとも当該バッテリに対する入出力電力を制限する電力下限値を設定する電力上下限値算出手段とを有し、
前記目標エンジンパワー下限値算出手段は、前記電力下限値に基づいて前記目標エンジンパワー下限値を補正する、ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
バッテリの充電状態を検出するバッテリ充電状態検出手段と、
前記アクセル開度と前記車速とに基づいて目標駆動パワーを設定する目標駆動パワー設定手段と、
少なくとも前記バッテリの充電状態に基づいて目標充放電パワーを設定する目標充放電パワー設定手段と、
少なくとも前記アクセル開度に基づいて目標エンジンパワー下限値を算出する目標エンジンパワー下限値算出手段と、
前記目標駆動パワーと前記目標充放電パワーとに基づいて目標エンジンパワーを算出し、当該目標エンジンパワーと前記目標エンジンパワー下限値とを比較し、当該目標エンジンパワー及び当該目標エンジンパワー下限値のうち、大きい方を目標エンジンパワーとして設定する目標エンジンパワー算出手段と、
前記設定された目標エンジンパワーに基づいて算出される目標エンジントルク、および、前記設定された目標エンジンパワーと前記目標駆動パワーとに基づいて算出される目標電力によって、前記第一のモータジェネレータ及び前記第二のモータジェネレータのそれぞれのトルク指令値を算出するモータトルク指令値演算手段と、
前記バッテリの充電状態に基づいて、少なくとも当該バッテリに対する入出力電力を制限する電力下限値を設定する電力上下限値算出手段とを有し、
前記目標エンジンパワー下限値算出手段は、前記電力下限値に基づいて前記目標エンジンパワー下限値を補正する、ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
【請求項2】
少なくとも前記車速に基づいて電力損失となる推定パワーを算出する電力損失推測手段を有し、
前記目標エンジンパワー下限値算出手段は、前記電力損失となる推定パワーに基づいて前記電力下限値を補正し、当該補正した電力下限値に基づいて前記目標エンジンパワー下限値を補正する、ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
前記目標エンジンパワー下限値算出手段は、前記電力損失となる推定パワーに基づいて前記電力下限値を補正し、当該補正した電力下限値に基づいて前記目標エンジンパワー下限値を補正する、ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
【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駆動制御装置に係り、特に複数の動力源を備えて動力を動力伝達機構により合成して駆動軸に入出力するハイブリッド車両において低車速で高駆動力を必要とする場合の内燃機関の動作点（エンジン動作点）とモータトルクとを制御するハイブリッド車両の駆動制御装置に関する。【背景技術】
【0002】
車両には、駆動源として、内燃機関と複数のモータジェネレータ（電動機）とからの出力を用いて車両を駆動制御するハイブリッド車両がある。このハイブリッド車両には、シリーズ方式（内燃機関は発電機を回すためのみに用いられ、駆動は全てモータジェネレータで行う方式：直列方式）やパラレル方式（内燃機関とモータジェネレータとが並列に配置され、夫々の動力が駆動に用いられる方式：並列方式）がある。
また、ハイブリッド車両には、これらシリーズ方式やパラレル方式の他の方式で、３軸式の動力伝達機構として、１つの遊星歯車機構（３つの回転要素を有する差動歯車機構）と、モータジェネレータとしての２つのモータジェネレータ（第一のモータジェネレータ：ＭＧ１、第二のモータジェネレータ：ＭＧ２）とを用いて内燃機関の動力を発電機と駆動軸とに分割し、発電機で発電した電力を用いて駆動軸に設けたモータジェネレータを駆動することにより、内燃機関の動力をトルク変換する方式のものがある（特許第３０５０１２５号公報、特許第３０５０１３８号公報、特許第３０５０１４１号公報、特許第３０９７５７２号公報）。
これにより、ハイブリッド車両では、内燃機関の動作点（エンジン動作点）を、停止が含められた任意の点に設定することができ、燃費を向上している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００８−１２９９２号公報
【0004】
特許文献１に係るハイブリッド車両の駆動制御装置は、同じエンジンパワーでは、車速が高くなる程、目標エンジン動作点のエンジン回転速度を高くするものである。【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、従来、ハイブリッド車両において、シリーズ方式ほどではないが、十分な駆動軸のトルクを得るためには、比較的大きなトルクを有するモータジェネレータが必要になるため、及び、ＬＯＷギア比域では発電機とモータジェネレータとの間での電力の受け渡し量が増加するために、電気的損失が大きくなり、未だ改善の余地があった。この点を解決する方法としては、４軸式の動力伝達機構として、４つの回転要素を有する動力伝達機構（差動歯車機構）の各回転要素に、内燃機関の出力軸、第一のモータジェネレータ、第二のモータジェネレータ、及び駆動輪に接続される駆動軸を接続し、内燃機関の動力と第一のモータジェネレータ・第二のモータジェネレータの動力とを合成して駆動軸に出力する構造がある。そして、共線図上において内側の回転要素に内燃機関の出力軸と駆動軸とを配置し、共線図上において外側の回転要素には内燃機関側の第一のモータジェネレータと駆動軸側の第二のモータジェネレータとを配置することにより、内燃機関から駆動軸へ伝達される動力のうち第一のモータジェネレータ及び第二のモータジェネレータが受け持つ割合を少なくし、第一のモータジェネレータ及び第二のモータジェネレータを小型化するとともに、駆動装置としての伝達効率を改善しているものがある（特開２００４−１５９８２号公報、特開２００２−２８１６０７号公報）。
また、４軸式の動力伝達機構には、上記の構造と同様の方法であり、さらに、５つ目の回転要素を加え、この５つ目の回転要素の回転を停止させるブレーキ機構を設けた構造がある（特許第３５７８４５１号公報）。
上記の特許第３０５０１２５号公報に記載の３軸式の動力伝達機構においては、車両に要求される駆動力とバッテリの充電に要求される電力を加算して内燃機関が出力すべきパワーを算出し、そのパワーとなるトルクとエンジン回転速度との組み合わせの中からできるだけ効率が良いポイントを算出して目標エンジン動作点としている。そして、エンジン動作点が目標エンジン動作点となるように、第一のモータジェネレータを駆動制御してエンジン回転速度を制御している。
【0006】
しかしながら、３軸式の動力伝達機構の場合には、第二のモータジェネレータのトルクがトルクバランスに影響を与えないので、エンジン回転速度が目標値に近づくように第一のモータジェネレータのトルクをフィードバック制御した第一のモータジェネレータのトルクから、内燃機関と第一のモータジェネレータとにより駆動軸に出力されるトルクを計算し、目標駆動力からその値を減算した値となるように第二のモータジェネレータのトルクを制御すれば、エンジントルクが変動しても目標とする駆動力を駆動軸から出力することができる。しかし、４軸式の動力伝達機構の場合には、駆動軸と第二のモータジェネレータとが別々の軸となり、第二のモータジェネレータのトルクもトルクバランスに影響してエンジン回転速度の制御に影響するため、上記の３軸式の動力伝達機構の制御方法を使用することができなかった。
また、上記の特開２００４−１５９８２号公報に記載の４軸式の動力伝達機構の場合には、バッテリヘの充放電の無い状態で走行する場合の第一のモータジェネレータ、第二のモータジェネレータのトルクをトルクバランス式から算出し、エンジン回転速度をフィードバック制御して、エンジン回転速度と駆動力とを制御しているが、バッテリヘの充放電がある場合、例えば、バッテリの電力によるパワーアシストを行う場合の制御については言及していない。
更に、内燃機関の出力、第一のモータジェネレータ、第二のモータジェネレータの動力を合成して駆動輪に接続される駆動軸を駆動するハイブリッド車両において、電力によるパワーアシスト分を加算した駆動力の値を目標駆動力の最大値として予め設定しておき、アクセル開度と車速とをパラメータとする目標駆動力と、車速とから目標駆動パワーを求め、バッテリの充電状態（ＳＯＣ）に基づいて目標充放電パワーを求め、目標駆動パワーに加算した値とエンジンが出力可能な最大出力とを比較して小さい方の値を目標エンジンパワーとして求め、この目標エンジンパワーから目標エンジン動作点を求め、目標駆動パワーと目標エンジンパワーとの差からバッテリからの入出力電力の目標値である目標電力を求め、目標エンジントルクを含むトルクバランス式と目標電力を含む電力バランス式とから第一のモータジェネレータと第二のモータジェネレータとのトルク指令値を演算する方法が考えられている。
しかし、この方法では、車両に要求される駆動力が大きく、且つ車速が低い場合、車両に要求される駆動力と車速とから目標駆動パワーを算出するため、目標駆動パワーが小さい値となり目標エンジンパワーも小さくなってしまう。このため、目標エンジントルクも小さな値となり、駆動力がその分小さくなってしまい、本来出力可能な駆動力を出力できないため、未だ改善の余地があった。
【0007】
そこで、この発明の目的は、エンジン動作点に制限を加えた内燃機関の保護と、バッテリの電力を用いたパワーアシストにより運転者の要求する駆動力を満足させることとの両立を図りながら、大きな駆動力が要求される場合にその要求に応えられるようにすること、バッテリ状態を考慮して目標エンジンパワーを補正して、バッテリに対する充電過多を防止すること、また、複数のモータジェネレータの電力損失を考慮して、バッテリの充電状態（ＳＯＣ）の制御精度を向上させ、バッテリを保護するハイブリッド車両の駆動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】
【0008】
この発明は、内燃機関の回転軸と、第一のモータジェネレータの回転軸と、第二のモータジェネレータの回転軸と、駆動輪に接続される駆動軸とを有し、前記内燃機関の動力と、前記第一のモータジェネレータの動力と、前記第二のモータジェネレータの動力とを合成して前記駆動輪に出力する動力伝達機構を搭載するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、バッテリの充電状態を検出するバッテリ充電状態検出手段と、前記アクセル開度と前記車速とに基づいて目標駆動パワーを設定する目標駆動パワー設定手段と、少なくとも前記バッテリの充電状態に基づいて目標充放電パワーを設定する目標充放電パワー設定手段と、少なくとも前記アクセル開度に基づいて目標エンジンパワー下限値を算出する目標エンジンパワー下限値算出手段と、前記目標駆動パワーと前記目標充放電パワーとに基づいて目標エンジンパワーを算出し、当該目標エンジンパワーと前記目標エンジンパワー下限値とを比較し、当該目標エンジンパワー及び当該目標エンジンパワー下限値のうち、大きい方を目標エンジンパワーとして設定する目標エンジンパワー算出手段と、前記設定された目標エンジンパワーに基づいて算出される目標エンジントルク、および、前記設定された目標エンジンパワーと前記目標駆動パワーとに基づいて算出される目標電力によって、前記第一のモータジェネレータ及び前記第二のモータジェネレータのそれぞれのトルク指令値を算出するモータトルク指令値演算手段と、前記バッテリの充電状態に基づいて、少なくとも当該バッテリに対する入出力電力を制限する電力下限値を設定する電力上下限値算出手段とを有し、前記目標エンジンパワー下限値算出手段は、前記電力下限値に基づいて前記目標エンジンパワー下限値を補正する、ことを特徴とする。【発明の効果】
【0009】
この発明のハイブリッド車両の駆動制御装置は、エンジン動作点に制限を加えた内燃機関の保護と、バッテリの電力を用いたパワーアシストにより運転者の要求する駆動力を満足させることとの両立を図りながら、大きな駆動力が要求される場合にその要求に応えられるようにすること、バッテリ状態を考慮して目標エンジンパワーを補正して、バッテリに対する充電過多を防止すること、また、複数のモータジェネレータの電力損失を考慮して、バッテリの充電状態（ＳＯＣ）の制御精度を向上させ、バッテリを保護できる。【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
この発明は、エンジン動作点に制限を加えた内燃機関の保護と、バッテリの電力を用いたパワーアシストにより運転者の要求する駆動力を満足させることとの両立を図りながら、大きな駆動力が要求される場合にその要求に応えられるようにすること、バッテリ状態を考慮して目標エンジンパワーを補正して、バッテリに対する充電過多を防止すること、また、複数のモータジェネレークの電力損失を考慮して、バッテリの充電状態（ＳＯＣ）の制御精度を向上させ、バッテリを保護する目的を、目標エンジンパワーの下限の制限をして複数のモータジェネレータを制御し、また、バッテリの入出力制限に基づいて目標電力を補正して下限の制限を補正し、更に、電力損失に基づいて目標電力を補正して下限の制限を補正することで実現するものである。【実施例】
【0012】
図１〜図２３は、この発明の実施例を示すものである。 図１において、１は電動車両としてのハイブリッド車両の駆動制御装置である。
駆動制御装置１は、トルクを出力する駆動源である内燃機関（図面上では「ＥＮＧ」と記す）２の出力軸３と、複数のモータジェネレータ（電動機）としての第一のモータジェネレータ（図面上では「ＭＧ１」と記す）４及び第二のモータジェネレータ（図面上では「ＭＧ２」と記す）５と、駆動輪６に出力伝達機構７を介して接続される駆動軸（図面上では「ＯＵＴ」と記す）８と、内燃機関２の出力軸３と第一のモータジェネレータ４と第二のモータジェネレータ５と駆動軸８とに夫々連結された動力伝達機構（差動歯車機構）９とを備えている。
内燃機関２の出力軸３の途中には、内燃機関２側で、ワンウェイクラッチ１０が備えられている。このワンウェイクラッチ１０は、内燃機関２が逆回転しないようにするものであり、また、ＥＶ（電気車両）走行時には第二のモータジェネレータ５のトルク反力を受けるものである。
第一のモータジェネレータ４は、第一のロータ１１と第一のステータ１２とからなる。第二のモータジェネレータ５は、第二のロータ１３と第二のステータ１４とからなる。
また、駆動制御装置１は、第一のモータジェネレータ４を作動制御する第一のインバータ１５と、第二のモータジェネレータ５を作動制御する第二のインバータ１６と、第一のインバータ１５と第二のインバータ１６とに連絡した制御手段（駆動制御部：ＥＣＵ）１７とを備えている。
第一のインバータ１５は、第一のモータジェネレータ４の第一のステータ１２に接続している。第二のインバータ１６は、第二のモータジェネレータ５の第二のステータ１４に接続している。
第一のインバータ１５と第二のインバータ１６の各電源端子は、バッテリ（駆動用高電圧バッテリ）１８に接続している。このバッテリ１８は、第一のモータジェネレータ４及び第二のモータジェネレータ５と電力のやり取りが可能なものである。
この駆動制御装置１においては、内燃機関２と第一のモータジェネレータ４・第二のモータジェネレータ５とからの出力を用いて、ハイブリッド車両を駆動制御する。
【0013】
動力伝達機構９は、いわゆる４軸式の動力入出力装置であり、内燃機関２の出力軸３と駆動軸８とを配置し、また、内燃機関２側の第一のモータジェネレータ４と駆動軸８側の第二のモータジェネレータ５とを配置し、内燃機関２の動力と第一のモータジェネレータ４の動力と第二のモータジェネレータ５の動力とを合成して駆動軸８に出力し、内燃機関２と第一のモータジェネレータ４と第二のモータジェネレータ５と駆動軸８との間で動力の授受を行う。この動力伝達機構９の４つの回転要素は、図７に示すように、第一のモータジェネレータ（ＭＧ１）４に連結された回転要素、内燃機関（ＥＮＧ）２に連結された回転要素、駆動軸（ＯＵＴ）８に連結された回転要素、第二のモータジェネレータ（ＭＧ２）５に連結された回転要素の順序で並ぶとともに、それらの要素間の相互のレバー比を、同順に、ｋ１：１：ｋ２として設け、第一のモータジェネレータ４のトルク補正値と第二のモータジェネレータ５のトルク補正値とを、第一のモータジェネレータ４のトルク補正値にｋ１を乗じた値と、第二のモータジェネレータ５のトルク補正値に（１＋ｋ２）を乗じた値とが等しくなる関係を維持するように設定する。これにより、トルクバランス式において、同様の４つの回転要素を持つレバー比が異なる動力伝達機構９（差動歯車機構）を構成する場合、好適に用いることができる。
ここで、
ｋ１：内燃機関（ＥＮＧ）−駆動軸（ＯＵＴ）間を「１」とした場合の第一のモータジェネレータ（ＭＧ１）−内燃機関（ＥＮＧ）間のレバー比
ｋ２：内燃機関（ＥＮＧ）−駆動軸（ＯＵＴ）間を「１」とした場合の駆動軸（ＯＵＴ）−第二のモータジェネレータ（ＭＧ２）間のレバー比
である。
【0014】
動力伝達機構９は、互いの２つの回転要素が連結された第一の遊星歯車機構１９と第二の遊星歯車機構２０とを並設して構成される。第一の遊星歯車機構１９は、第一のサンギア２１と、この第一のサンギア２１に噛み合った第一のピニオンギア２２と、この第一のピニオンギア２２に噛み合った第一のリングギア２３と、第一のピニオンギア２２に連結した第一のキャリア２４と、第一のリングギア２３に連結した出力ギア２５とを備えている。
第二の遊星歯車機構２０は、第二のサンギア２６と、この第二のサンギア２６に噛み合った第二のピニオンギア２７と、この第二のピニオンギア２７に噛み合った第二のリングギア２８と、第二のピニオンギア２７に連結した第二のキャリア２９とを備えている。
【0015】
動力伝達機構９において、第一の遊星歯車機構１９の第一のキャリア２４は、内燃機関２の出力軸３に連結している。また、第二の遊星歯車機構２０の第二のキャリア２９は、第一の遊星歯車機構１９の第一のリングギア２３及び出力ギア２５に連結している。第一のサンギア２１には、第一のモータ出力軸３０を介して第一のモータジェネレータ４の第一のロータ１１が接続する。第一のキャリア２４・第二のサンギア２６には、内燃機関２の出力軸３が接続する。第一のリングギア２３・第二のキャリア２９には、出力ギア２５及び出力伝達機構７を介して駆動軸８が接続する。第二のリングギア２８には、第二のモータ出力軸３１を介して第二のモータジェネレータ５の第二のロータ１３が接続する。
第二のモータジェネレータ５は、第二のモータ出力軸３１と第二のリングギア２８と第二のキャリア２９と第一のリングギア２３と出力ギア２５と出力伝達機構７と駆動軸８とを介して駆動輪６に直接連結可能となり、単独出力のみで車両を走行させることができる性能を備えている。
つまり、動力伝達機構９においては、第一の遊星歯車機構１９の第一のキャリア２４と第二の遊星歯車機構２０の第二のサンギア２６とを結合して内燃機関２の出力軸３に接続し、第一の遊星歯車機構１９の第一のリングギア２３と第二の遊星歯車機構２０の第二のキャリア２９とを結合して駆動軸８に接続し、第一の遊星歯車機構１９の第一のサンギア２１に第一のモータジェネレータ４を接続し、第二の遊星歯車機構２０の第二のリングギア２８に第二のモータジェネレータ５を接続し、内燃機関２、第一のモータジェネレータ４、第二のモータジェネレータ５、及び駆動軸８との間で動力の授受を行っている。
制御手段１７には、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アクセル開度検出手段３２と、車速を検出する車速検出手段３３と、バッテリ１８の充電状態（ＳＯＣ）を検出するバッテリ充電状態検出手段３４と、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段３５とが連絡している。
また、制御手段１７には、内燃機関２を制御するように、空気量調整機構３６と、燃料供給機構３７と、点火時期調整機構３８とが連絡している。
更に、制御手段１７には、バッテリ状態（バッテリ温度、バッテリ電圧等のパラメータ）を検出するバッテリ状態検出手段３９が連絡している。
【0016】
制御手段１７は、図１、図２に示すように、目標駆動力設定手段１７Ａと、目標駆動パワー設定手段１７Ｂと、目標充放電パワー設定手段１７Ｃと、暫定目標エンジンパワー算出手段１７Ｄと、暫定目標エンジン動作点設定手段１７Ｅ、目標エンジン動作点設定手段１７Ｆと、目標エンジンパワー設定手段１７Ｇと、目標エンジンパワー下限値算出手段１７Ｈと、電力上下限値算出手段１７Ｉと、電力損失推測手段１７Ｊと、目標電力算出手段１７Ｋと、モータトルク指令値演算手段１７Ｌとを備える。また、図２に示すように、暫定目標エンジンパワー算出手段１７Ｄには、加減演算手段１７Ｍを介して目標充放電パワー設定手段１７Ｃ及び電力損失推測手段１７Ｊが接続している。目標駆動力設定手段１７Ａは、アクセル開度検出手段３２により検出されたアクセル開度と車速検出手段３３により検出された車速とに基づいて目標駆動力を設定する。
目標駆動パワー設定手段１７Ｂは、アクセル開度検出手段３２により検出されたアクセル開度と車速検出手段３３により検出された車速とに基づいて目標駆動パワーを設定する。
目標充放電パワー設定手段１７Ｃは、少なくともバッテリ充電状態検出手段３４により検出されたバッテリの充電状態に基づいて目標充放電パワーを設定する。
暫定目標エンジンパワー算出手段１７Ｄは、目標駆動パワー設定手段１７Ｂにより設定された目標駆動パワーと目標充放電パワー設定手段１７Ｃにより設定された目標充放電パワーとから暫定目標エンジンパワーを算出する。
暫定目標エンジン動作点設定手段１７Ｅは、暫定目標エンジンパワー算出手段１７Ｄにより算出された暫定目標エンジンパワーと検索マップＭとから暫定目標エンジン回転速度及び暫定目標エンジントルクを決める暫定目標エンジン動作点を設定する。
目標エンジン動作点設定手段１７Ｆは、車速検出手段３３により検出された車速と前記暫定目標エンジン動作点設定手段１７Ｅにより算出された暫定目標エンジン回転速度及び暫定目標エンジントルクとに基づいて目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクを決める目標エンジン動作点を設定する。
目標エンジンパワー設定手段１７Ｇは、目標エンジン動作点設定手段１７Ｆにより設定された目標エンジン動作点から目標エンジンパワーを算出する。
目標エンジンパワー下限値算出手段１７Ｈは、前記アクセル開度又はこのアクセル開度から算出される目標駆動力に基づいて目標エンジンパワー下限値を算出する。
電力上下限値算出手段１７Ｉは、バッテリ状態検出手段３９により検出されたバッテリ状態に基づいてバッテリ１８に対する入出力電力を制限する電力上限値と電力下限値とを設定する。
電力損失推測手段１７Ｊは、前記車速と前記目標駆動力とに基づいて電力損失となる推定パワーを算出する。
目標電力算出手段１７Ｋは、暫定目標エンジン動作点に基づいて算出する目標エンジンパワーと目標駆動パワーとの差から目標電力を算出する。
モータトルク指令値演算手段１７Ｌは、暫定目標エンジン動作点設定手段１７Ｅにより設定された暫定目標エンジン動作点に基づいて複数のモータジェネレータ４、５のそれぞれのトルク指令値を設定するものであって、また、目標エンジン動作点から求められる目標エンジントルクを含むトルクバランス式と目標電力を含む電力バランス式とを用いて複数のモータジェネレータ４、５のそれぞれのトルク指令値を算出する。
【0017】
制御手段１７における上記の各手段は、具体的には以下のような機能を備える。 暫定目標エンジンパワー算出手段１７Ｄは、目標駆動パワー設定手段１７Ｂにより設定された目標駆動パワーと目標充放電パワー設定手段１７Ｃにより設定された目標充放電パワーとから算出する前記暫定目標エンジンパワーを目標エンジンパワー下限値と比較するとともに、暫定目標エンジンパワーが目標エンジンパワー下限値よりも小さくなる場合には目標エンジンパワー下限値を暫定目標エンジンパワーとし、かつ暫定目標エンジンパワーを出力する。
また、この暫定目標エンジンパワー算出手段１７Ｄは、アクセル開度に基づいて最終的に暫定目標エンジンパワーを算出するものであって、目標エンジンパワー下限値算出手段１７Ｈから目標エンジンパワー下限値を入力し、暫定目標エンジンパワーと目標エンジンパワー下限値とを大小比較し、暫定目標エンジンパワーが目標エンジンパワー下限値と同等以上の場合には暫定目標エンジンパワーを保持する一方、暫定目標エンジンパワーが目標エンジンパワー下限値よりも小さい場合には目標エンジンパワー下限値を暫定目標エンジンパワーとすることにより、電力下限値に基づいて制限するよう目標エンジンパワー下限値を補正する。
更に、この暫定目標エンジンパワー算出手段１７Ｄは、基本的に、目標駆動パワーと目標充放電パワーと電力損失となる推定パワーとに基づいて暫定目標エンジンパワーを算出し、目標エンジンパワー下限値算出手段１７Ｈからの目標エンジンパワー下限値で制限する。なお、暫定目標エンジンパワーは電力損失を考慮して決定され、目標エンジンパワー下限値も電力損失を考慮しているが、目標エンジンパワー下限値は、バッテリ状態を反映した制限値であるため、無駄な二重計算とはならない。
更にまた、この暫定目標エンジンパワー算出手段１７Ｄは、目標駆動パワーがバッテリ１８の電力に依るパワーアシストを受けている状態に相当する目標エンジンパワー最大値を予め設定して備えるとともに、目標駆動パワー設定手段１７Ｂにより設定された目標駆動パワーと目標充放電パワー設定手段１７Ｃにより設定された目標充放電パワーとから算出した暫定目標エンジンパワーと目標エンジンパワー最大値とを比較し、そのうち小さい方の値を暫定目標エンジンパワーとして更新する。これにより、エンジン動作点を目標値に合わせるよう制御しつつ、バッテリ１８の充電状態（ＳＯＣ）を所定範囲内とすることができるとともに、バッテリ１８の電力を使ったパワーアシスト領域を設けることができる。また、運転者の要求に応じてパワーアシスト領域を利用して、バッテリ１８の電力を使った駆動を行うことができる。また、バッテリ１８ヘの充放電がある場合の複数のモータジェネレータ４、５の制御を行うことができる。
【0018】
暫定目標エンジン動作点算出手段１７Ｅは、暫定目標エンジン動作点が上限回転速度等で制限されない場合には、そのまま目標エンジン動作点となる。このため、暫定目標エンジン動作点算出手段１７Ｅを、目標エンジン動作点算出手段１７Ｆとして構成することも可能である。すなわち、便宜上、暫定目標エンジン動作点算出手段１７Ｅは、目標エンジン動作点算出手段１７Ｆと別々にして説明してあるが、暫定目標エンジン動作点算出手段１７Ｅを目標エンジン動作点算出手段１７Ｆとしても良い。【0019】
目標エンジンパワー下限値算出手段１７Ｈは、目標エンジンパワー下限値を電力下限値に基づいて制限するよう補正し、かつ暫定目標エンジンパワー算出手段１７Ｄにその目標エンジンパワー下限値を出力する。また、この目標エンジンパワー下限値算出手段１７Ｈは、電力損失となる推定パワーを用いて前記電力下限値を補正するとともに、この補正した電力下限値に基づいて制限するよう目標エンジンパワー下限値を補正し、かつ暫定目標エンジンパワー算出手段１７Ｄに目標エンジンパワー下限値を出力する。
更に、この目標エンジンパワー下限値算出手段１７Ｈは、バッテリ状態に依存した電力下限値等の補正が必要ない基本的な場合において、運転者の意図を反映するアクセル開度に基づいて目標エンジンパワー下限値を算出する（図８参照）。
更にまた、この目標エンジンパワー下限値算出手段１７Ｈは、電力上下限値算出手段１７Ｉからの出力であってバッテリ１８の入出力制限を与えるように算出された電力下限値を入力し、この電力下限値の絶対値（逆符号化）と目標エンジンパワー下限値とを大小比較し、目標エンジンパワー下限値が電力下限値の絶対値と同等以上の場合には目標エンジンパワー下限値を保持する一方、目標エンジンパワー下限値が電力下限値の絶対値より小さい場合には電力下限値の絶対値を目標エンジンパワー下限値とし、最終的な目標エンジンパワー下限値を暫定目標エンジンパワー算出手段１７Ｄに出力する。この場合、目標エンジンパワー下限値算出手段１７Ｈは、電力下限値に基づいて制限するよう目標エンジンパワー下限値を補正することになる。電力損失を計算に含めず、別処理で演算することによって、このように構成することも可能である（図９〜図１１参照）。
また、この目標エンジンパワー下限値算出手段１７Ｈは、電力損失となる推定パワーを入力し、電力下限値からこの推定パワーを除くように補正した電力下限値の絶対値（逆符号化）と目標エンジンパワー下限値とを大小比較し、目標エンジンパワー下限値が電力下限値の絶対値と同等以上の場合には目標エンジンパワー下限値を保持する一方、目標エンジンパワー下限値が電力下限値の絶対値よりも小さい場合には電力下限値の絶対値を目標エンジンパワー下限値とし、最終的な目標エンジンパワー下限値を暫定目標エンジンパワー算出手段１７Ｄに出力する。この場合、目標エンジンパワー下限値算出手段１７Ｈは、電力損失となる推定パワーを用いて前記電力下限値を補正するとともに、この補正した電力下限値に基づいて制限するよう目標エンジンパワー下限値を補正することになる（図１２参照）。
更に、この目標エンジンパワー下限値算出手段１７Ｈは、アクセル開度に基づいて目標エンジンパワー下限値を算出する構成としているが、アクセル開度に基づいて算出する目標駆動力に基づいて、目標エンジンパワー下限値を算出する構成としても良い。このいずれの場合でも、アクセル開度に基づいて運転者の要求駆動力を反映する点で共通する。
【0020】
電力上下限値算出手段１７Ｉは、バッテリ温度に対する電力上限値及び電力下限値を規定するテーブル（図９参照）と、バッテリ電圧に対する電力上限値及び電力下限値を規定するテーブル（図１０参照）と、バッテリ１８の充電状態（ＳＯＣ）に対する電力上限値及び電力下限値を規定するテーブル（図１１参照）とを備える。バッテリ状態としてのバッテリ温度及びバッテリ電圧と、充電状態（ＳＯＣ）とを入力し、入力したバッテリ温度に基づいて規定された電力上限値及び電力下限値と、入力したバッテリ電圧に基づいて規定された電力上限値及び電力下限値と、入力した充電状態（ＳＯＣ）に基づいて規定された電力上限値及び電力下限値とを求め、電力損失となる推定パワー減算して、それぞれの電力上限値及び電力下限値同士を比較し、制限の最も大きな電力上限値及び電力下限値を目標電力算出手段１７Ｋに出力する。これにより、バッテリ状態に応じた入出力パワーに制限することによって、充放電におけるバッテリ１８の過電圧保護と、充電状態（ＳＯＣ）を考慮した過放電防止・過充電防止とを行うことができる。【0021】
電力損失推定手段１７Ｊは、電力損失としての推定パワーを設定した検索マップ（図１２参照）を備える。電力損失としての推定パワーは、図１２に示すように、目標駆動力が増大するにつれて増加し、その増加率は、目標駆動力が増大するにつれて増加する。また、電力損失としての推定パワーは、車速が高くなる程増加するとともに、その最大値をとる目標駆動力は、車両速度が高くなるほど小さくなる。【0022】
目標電力算出手段１７Ｋは、目標電力が電力上限値及び電力下限値によって設定される範囲から外れる際には電力上限値又は電力下限値に制限するように構成できる。【0023】
モータトルク指令値演算手段１７Ｌは、トルクのフィードバック補正を行う際、複数のモータジェネレータ中の第一のモータジェネレータ４のトルク補正値と第二のモータジェネレータ５のトルク補正値とを、実際のエンジン回転速度と目標エンジン回転速度との偏差に基づいて算出するとともに、これら第一のモータジェネレータ４のトルク補正値と第二のモータジェネレータ５のトルク補正値との比を、動力伝達機構９のレバー比に基づく所定の比となるよう設定する。これにより、駆動軸８を支点としてトルクの変化に注目したトルクバランス式を用いて、内燃機関２のトルク変動を打ち消しているので、内燃機関２にトルク変動が生じてもそれを駆動軸８のトルクに影響を与えないようにできる。また、モータトルク指令値演算手段１７Ｌは、目標エンジン動作点から求められる目標エンジントルクを含むトルクバランス式と目標充放電パワーを含む電力バランス式とを用いて第一のモータジェネレータ４、第二のモータジェネレータ５のそれぞれのトルク指令値を算出するとともに、目標エンジン動作点から求められる目標エンジン回転速度に実際のエンジン回転速度を収束させるように第一のモータジェネレータ４、第二のモータジェネレータ５のトルク指令値にそれぞれのフィードバック補正を行うことを可能とする。
【0024】
即ち、この実施例では、内燃機関２の出力、第一のモータジェネレータ４、第二のモータジェネレータ５の動力を合成して駆動輪６に接続される駆動軸８を駆動するハイブリッド車両において、電力によるパワーアシスト分を加算した駆動力の値を目標駆動力の最大値として予め設定しておき、アクセル開度と車速とをパラメータとする目標駆動力と、車速とから目標駆動パワーを求め、目標駆動力又はアクセル開度に応じて目標エンジンパワーの下限を制限し、バッテリ１８の入力制限及び第一のモータジェネレータ４・第二のモータジェネレータ５の電力損失に応じて下限値を制限し、バッテリ１８の充電状態（ＳＯＣ）に基づいて目標充放電パワーを求めて目標駆動パワーに加算した値を暫定目標エンジンパワーとして求め、暫定目標エンジンパワーから暫定目標エンジン動作点を求め、暫定目標エンジン動作点におけるエンジン回転速度が車速に基づいて算出されるエンジン回転速度の上限を超える場合には、エンジン動作点のエンジン回転速度を上限値に変更するとともに、エンジン動作点のトルクを変更後のエンジン回転速に対応した値に変更して目標エンジン動作点とし、目標エンジン動作点から目標エンジンパワーを計算し、目標駆動パワーと目標エンジンパワーとの差により、バッテリ１８からの入出力電力の目標値である目標電力を求め、目標エンジントルクを含むトルクバランス式と目標電力を含む電力バランス式とにより、第一のモータジェネレータ４、第二のモータジェネレータ５のトルク指令値を演算する。これにより、バッテリ１８ヘの充放電がある場合の複数のモータジェネレータ４、５の制御を行うことができる。また、内燃機関２の動作点（エンジン動作点）に配慮し、目標とする駆動力確保と目標とする充放電の確保とを両立することができる。更に、複数のモータジェネレータ４、５のトルク指令値をそれぞれ細かく補正することによって、速やかに、エンジン回転速度を目標値に収束させることができる。さらに、エンジン動作点を目標とする動作点に併せることができるので、適切な運転状態とすることができる。
また、内燃機関２と複数のモータジェネレータ４、５を備えたハイブリッド車両におけるバッテリ１８ヘの充放電がある場合の複数のモータジェネレータ４、５の制御として、内燃機関２の動作点（エンジン動作点）に配慮し、目標とする駆動力確保と目標とする充放電の確保を両立する制御を行う場合に、内燃機関２のトルク変動を駆動トルクに影響させないように最適にして、ドライバビリティや走行フィーリングを向上することができる。
更に、内燃機関２の動作点（エンジン動作点）に配慮し、複数のモータジェネレータ４、５における目標とする駆動力の確保と、バッテリ１８に対する過充放電を防止した目標近傍の充放電の確保とを両立することができる。また、目標エンジン回転速度が目標エンジン回転速度上限値を超えないように再設定した後、それに基づいて目標充放電パワーとは異なる目標電力を設定することになり、その最適化した目標エンジン動作点と過充放電を防止した最適な目標電力とに基づいて、複数のモータジェネレータ４、５の駆動力を設定することになるので、エンジン回転速度を制限して内燃機関２を保護するとともに、バッテリ１８の電力を用いたパワーアシストによって運転者の要求する駆動力を満足させることができる。
【0025】
この実施例に係る制御手段１７においては、図７に示すように、第一のモータジェネレータ４の上限回転時のエンジン回転速度が車速毎によって設定される。【0026】
次に、この実施例においてアクセル開度と車速とから目標エンジン動作点（目標エンジン回転速度、目標エンジントルク）及び目標電力の演算を、図２の制御ブロック図及び図４・図５のフローチャートに基づいて説明する。図４に示すように、制御手段１７のプログラムがスタートすると（ステップ１０１）、先ず、制御に用いる各種信号（アクセル開度、車速、充電状態（ＳＯＣ）、バッテリ状態（バッテリ温度、バッテリ電圧等のパラメータ）を取り込み（ステップ１０２）、図１３に示す目標駆動力検索マップから、アクセル開度と車速とに応じた目標駆動力を算出する（ステップ１０３）。この場合、アクセル開度が零（０）での高車速域は、エンジンブレーキ相当の減速方向の駆動力となるよう負の値に設定し、一方、車速が低い領域では、クリープ走行ができるよう正の値としている。
そして、目標駆動力と車速とを乗算して、目標駆動力で車両を駆動するのに必要な目標駆動パワーを設定する（ステップ１０４）。
さらに、バッテリ１８の充電状態（ＳＯＣ）を通常使用範囲内に制御するために、目標とする充放電パワーを、図１４に示す目標充放電量検索テーブルから算出する（ステップ１０５）。この場合、バッテリ１８の充電状態（ＳＯＣ）が低い場合には、充電パワーを大きくしてバッテリ１８の過放電を防止するようにし、バッテリ１８の充電状態（ＳＯＣ）が高い場合は、放電パワーを大きくして過充電を防止するようにしている。便宜上、放電側を正の値、充電側を負の値として取り扱う。
そして、図１２に示す電力損失検索マップから第一のモータジェネレータ４、第二のモータジェネレータ５での電力損失となる推定パワーを検索する（ステップ１０６）。この時点では、第一のモータジェネレータ４、第二のモータジェネレータ５の動作点を決める前であるため、第一のモータジェネレータ４、第二のモータジェネレータ５の図１２の電力損失検索マップから電力損失を算出することはできない。そのため、車速と目標駆動力とをパラメータとして予め電力損失の概算値を設定しておき、検索により算出するようにしている。
そして、目標駆動パワーと目標充放電パワーと電力損失となる推定パワーから内燃機関２が出力すべきパワーである暫定目標エンジンパワーを計算する（ステップ１０７）。この内燃機関が出力すべき暫定目標エンジンパワーは、車両の駆動に必要なパワーにバッテリ１３を充電するパワーを加算（放電の場合は減算）した値となる。ここでは、充電側を負の値として取り扱っているので、目標駆動パワーから目標充放電パワーを減算して、暫定目標エンジンパワーを算出する。
その後、目標駆動力、又はアクセル開度に応じて、図８に示すように、アクセル開度と目標エンジンパワーとの関係から、予め設定した目標エンジンパワー下限値を算出する（ステップ１０８）。例として、目標エンジンパワー下限値とアクセル開度との関係を、図８の実線で示す。
【0027】
そして、図９〜図１１に示す各電力上下限制限値検索テーブルから、電力上限値と電力下限値とを計算する（ステップ１０９）。この図９〜図１１の各検索テーブルにおいては、放電側を正の値、充電側を負の値として取り扱っており、各検索テーブルから算出された値のうち放電側の最小値を電力上限値とし、充電側の絶対値が最小となる値を電力下限値として算出する。図１０は、バッテリ温度による制限の例を示す。バッテリ温度が低い場合には、バッテリ１８の反応速度が低下するため充放電可能な電力が少なくなる。また、バッテリ温度が高い場合には、温度上昇を防ぐため充放電電力を制限する必要がある。
図１１は、バッテリ電圧による制限の例を示す。バッテリ１８には保護のため上限電圧と下限電圧があり、その範囲を超えて使用するとバッテリ１８の劣化が進んでしまう。そのため、電圧が高い場合には充電を制限し、電圧が低い場合には放電を制限する必要がある。
図１２は、バッテリ１８の充電状態（ＳＯＣ）による制限の例を示す。バッテリ１８の充電状態（ＳＯＣ）は過放電や過充電とならないようにする必要があり、充電状態（ＳＯＣ）が低い場合には放電を制限し、充電状態（ＳＯＣ）が高い場合には充電を制限する必要がある。
そして、暫定目標エンジンパワー下限値が電力下限値未満であるかどうかを判断する（ステップ１１０）。
このステップ１１０がＹＥＳで、暫定目標エンジンパワー下限値が電力下限値未満の場合には、暫定目標エンジンパワー下限値が電力下限値に制限される（ステップ１１１）（図８の「最終的な下限値」を参照）。
前記ステップ１１０がＮＯの場合、又は、前記ステップ１１１の処理後は、暫定目標エンジンパワーが暫定目標エンジンパワー下限値未満かどうかを判断する（ステップ１１２）。
このステップ１１２がＹＥＳの場合には、暫定目標エンジンパワーを暫定目標エンジンパワー下限値に制限する（ステップ１１３）。
【0028】
次いで、この目標エンジン動作点及び目標電力の演算を、図５のフローチャートに移行して説明する。 図５に示すように、図４のフローチャートにおける前記ステップ１１２がＮＯの場合又は前記ステップ１１３の処理後は、暫定目標エンジンパワーが上限パワーよりも大きいかどうかを判断する（ステップ１１４）。この上限パワーとは、内燃機関２が出力可能な最大値である。
このステップ１１４がＹＥＳの場合には、暫定目標エンジンパワーを上限パワーに制限して上限ガードを施す（ステップ１１５）。
このステップ１１４がＮＯの場合、又は、前記ステップ１１５の処理後は、図１５に示す目標エンジン動作点検索マップから、暫定目標エンジンパワーと車速とに応じた暫定目標エンジン動作点を算出する（ステップ１１６）。
上記の目標エンジン動作点検索マップは、図１５に示すように、等パワーライン上で内燃機関２の効率に動力伝達機構９と第一のモータジェネレータ４と第二のモータジェネレータ５とにより構成される動力伝達系の効率を加味した全体の効率が良くなるポイントを各パワー毎に選定して結んだラインを目標動作点ラインとして設定する。そして、この目標動作点ラインは、各車速毎に設定する。この設定値は、実験的に求めてもよいし、内燃機関２、第一のモータジェネレータ４、第二のモータジェネレータ５の効率から計算して求めてもよい。
なお、目標動作点ラインは、車速が高くなるにつれて高回転側に移動する設定としている。これは、次の理由による。
車速によらず、同一のエンジン動作点を目標エンジン動作点とした場合、図１６に示すように、車速が低い場合には、第一のモータジェネレータ４の回転速度は正となり、第一のモータジェネレータ４が発電機、第二のモータジェネレータ５が電動機となる（図１６のＡの状態）。そして、車速が高くなるにつれて、第一のモータジェネレータ４の回転速度は零（０）に近づき（図１６のＢの状態）、さらに、車速が高くなると、第一のモータジェネレータ４の回転速度は負となり、この状態になると、第一のモータジェネレータ４は電動機として作動し、第二のモータジェネレータ５は発電機として作動する（図１６のＣの状態）。
車速が低い場合（図１６のＡの状態及びＢの状態）パワーの循環は起きないので、目標動作点は、図１５に示す車速＝４０ｋｍ／ｈの目標動作点ラインのように、概ねエンジン効率の良いポイントに近いものとなる。
しかし、車速が高い場合（図１６のＣの状態）になると、第一のモータジェネレータ４は電動機として作動し、第二のモータジェネレータ５は発電機として作動し、パワー循環が発生するため、動力伝達系の効率が低下する。
従って、図１７のポイントＣに示すように、エンジン効率が良くても、動力伝達系の効率が低下するため、全体としての効率が低下してしまう。
そこで、高車速域でパワー循環が発生しないようにするには、図１８に示す共線図のポイントＥで示すように、第一のモータジェネレータ４の回転速度を零（０）以上にすればよいが、そうすると、エンジン回転速度が高くなる方へエンジン動作点が移動するので、図１７のポイントＥに示すように、動力伝達系の効率が良くなっても、エンジン効率が大きく低下するので、全体としての効率は低下してしまう。
従って、図１７に示すように、全体としてのエンジン効率が良いポイントは、両者の間のポイントＤとなり、このポイントＤを目標エンジン動作点とすれば最も効率のよい運転が可能となる。
上記のポイントＣ、ポイントＤ、ポイントＥの３つの動作点を目標動作点検索マップ上に表したのが、図１９である。この図１９において、車速が高い場合に、全体効率が最良となるエンジン動作点は、エンジン効率が最良となる動作点よりも高回転側に移動することが明白である。
【0029】
そして、車速からエンジン上限回転速度を算出する（ステップ１１７）。図７に示すように、内燃機関２の上限回転速度は第一のモータジェネレータ４の上限回転速度によって制限され、その値は車速（駆動軸８の回転速度）に応じた値となる。そして、暫定目標エンジン回転速度がエンジン上限回転速度よりも大きいかどうかを判断する（ステップ１１８）。
このステップ１１８がＮＯの場合には、暫定目標エンジン動作点（暫定目標エンジン回転速度と暫定目標エンジントルク）をそのまま目標エンジン動作点（目標エンジン回転速度と目標エンジントルク）とする（ステップ１１９）。
一方、このステップ１１８がＹＥＳの場合には、目標エンジン回転速度としてエンジン上限回転速度を用いるとともに（ステップ１２０）、この目標エンジン回転速度における目標エンジントルクを図１５の目標動作点検索マップから算出する（ステップ１２１）。
前記ステップ１１９の処理後、又は、前記ステップ１２１の処理後は、目標エンジン動作点（目標エンジン回転速度と目標エンジントルク）から目標エンジンパワーを計算する（ステップ１２２）。なお、暫定目標エンジン回転速度がエンジン上限回転速度を超えた場合には、前記算出された目標エンジンパワーは、算出された暫定目標エンジンパワーより小さい値、つまり、実際に出力可能な値となる。
そして、目標駆動パワーから目標エンジンパワーを減算し、目標電力を算出する（ステップ１２３）。この場合、目標駆動パワーが目標エンジンパワーよりも大きい場合に、目標電力は、バッテリ電力によるアシストパワーを意味する値となる。一方、目標エンジンパワーが目標駆動パワーよりも大きい場合には、目標電力は、バッテリ１８ヘの充電電力を意味する値となる。ここで、目標エンジンパワーは実際に出力可能な値であるため、ここで算出した目標電力でパワーアシストを行なえば、運転者の要求する駆動力を得ることができる。
そして、プログラムをリターンする（ステップ１２４）。
【0030】
次に、目標とする駆動力を出力しつつ、バッテリ１８の充放電量を目標値とするための第一のモータジェネレータ４と第二のモータジェネレータ５の目標トルクの演算について、図３の制御ブロック図及び図６のフローチャートに基づいて説明する。図６に示すように、制御手段１７のプログラムがスタートすると（ステップ２０１）、先ず、車速から第一の遊星歯車機構１９・第二の遊星歯車機構２０の回転速度Ｎｏを算出し、そして、エンジン回転速度が目標エンジン回転速度Ｎｅｔとなった場合の第一のモータジェネレータ４の目標の回転速度Ｎｍｇｌｔ、第二のモータジェネレータ５の目標の回転速度Ｎｍｇ２ｔを算出する（ステップ２０２）。この第一のモータジェネレータ４の回転速度Ｎｍｇｌｔと第二のモータジェネレータ５の回転速度Ｎｍｇ２ｔとは、以下の（式１）、（式２）により算出される。この演算式は、第一の遊星歯車機構１９・第二の遊星歯車機構２０の回転速度の関係から求められる。
【0031】
Ｎｍｇｌｔ＝（Ｎｅｔ−Ｎｏ）＊ｋ１＋Ｎｅｔ ・・・（式１） 【0032】
Ｎｍｇ２ｔ＝（Ｎｏ−Ｎｅｔ）＊ｋ２＋Ｎｏ ・・・（式２） 【0033】
ここで、上記の（式１）、（式２）においては、図７に示すように、 ｋ１：エンジン（ＥＮＧ）−駆動軸（ＯＵＴ）間を「１」とした場合の第一のモータジェネレータ（ＭＧ１）−エンジン（ＥＮＧ）間のレバー比
ｋ２：エンジン（ＥＮＧ）−駆動軸（ＯＵＴ）間を「１」とした場合の駆動軸（ＯＵＴ）−第二のモータジェネレータ（ＭＧ２）間のレバー比
である。つまり、このｋ１、ｋ２は、第一の遊星歯車機構１９・第二の遊星歯車機構２０のギア比により定まる値である。
そして、第一のモータジェネレータ４の回転速度Ｎｍｇ１ｔ、第二のモータジェネレータ５の回転速度Ｎｍｇ２ｔ、目標充放電パワーＰｂａｔｔ、目標エンジントルクＴｅｔから第一のモータジェネレータ４の基本トルクＴｍｇｌｉを算出する（ステップ２０３）。この基本トルクＴｍｇｌｉは、以下の計算式（３）により算出される。
【0034】
Ｔｍｇｌｉ＝（Ｐｂａｔｔ＊６０／２π−Ｎｍｇ２ｔ＊Ｔｅｔ／ｋ２）／（Ｎｍｇｌｔ＋Ｎｍｇ２ｔ＊（１＋ｋ１）／ｋ２） ・・・（式３）【0035】
この（式３）は、以下に示す第一の遊星歯車機構１９・第二の遊星歯車機構２０に入力されるトルクのバランスを表し（以下の「（式４）」で示す）（トルクバランス式）、及び第一のモータジェネレータ４・第二のモータジェネレータ５で発電又は消費される電力とバッテリ１８ヘの入出力電力（Ｐｂａｔｔ）とが等しいことを表す（以下の「（式５）」で示す）（電力バランス式）からなる連立方程式を解くことにより導き出せる。【0036】
Ｔｅｔ＋（１＋ｋ１）＊Ｔｍｇ１＝ｋ２＊Ｔｍｇ２ ・・・（式４） 【0037】
なお、トルクバランス式では、上記の（式４）に示すように、第一のモータジェネレータ４、第二のモータジェネレータ５のそれぞれの目標トルクと目標エンジントルクとを、第一のモータジェネレータ４、第二のモータジェネレータ５と内燃機関２とを機械的に作動連結する動力伝達機構９のギヤ比に基づくレバー比に基づいて、バランスしている。【0038】
Ｎｍｇ１＊Ｔｍｇ１＊２π／６０＋Ｎｍｇ２＊Ｔｍｇ２＊２π／６０＝Ｐｂａｔｔ ・・・（式５） 【0039】
次いで、基本トルクＴｍｇｌｉと目標エンジントルクとから第二のモータジェネレータ５の基本トルクＴｍｇ２ｉを、以下の（式６）により算出する（ステップ２０４）。【0040】
Ｔｍｇ２ｉ＝（Ｔｅｔ＋（１＋ｋ１）＊Ｔｍｇ１ｉ）／ｋ２ ・・・（式６） 【0041】
この（式６）は、上記の式（４）から導き出したものである。 次に、エンジン回転速度を目標に近づけるために、エンジン回転速度の目標値との偏差に予め設定した所定のフィードバックゲインを乗算し、第一のモータジェネレータ４のフィードバック補正トルクＴｍｇｌｆｂ、第二のモータジェネレータ５のフィードバック補正トルクＴｍｇ２ｆｂを算出する（ステップ２０５）。
第一のモータジェネレータ４のフィードバック補正トルクＴｍｇｌｆｂは、
Ｔｍｇｌｆｂ＝−ΔＴｅ／（１＋Ｋ１）
で算出される。
ここで、ΔＴｅは、トルクバランス式に基づき、エンジントルクの目標トルクに対する変化量である。
第二のモータジェネレータ５のフィードバック補正トルクＴｍｇ２ｆｂは、
Ｔｍｇ２ｆｂ＝（Ｋ１／（１＋Ｋ２））＊Ｔｍｇｌｆｂ
で算出される。
また、第一のモータジェネレータ４、第二のモータジェネレータ５のトルク指令値にそれぞれ設定するフィードバック補正量は、第一のモータジェネレータ４、第二のモータジェネレータ５と駆動軸８と内燃機関２とにそれぞれ連結された４つの回転要素を有する動力伝達機構９のギヤ比ないしレバー比に基づいて関連付けて設定される。
そして、各フィードバック補正トルクＴｍｇｌｆｂ、Ｔｍｇ２ｆｂを各基本トルクＴｍｇｌｉ、Ｔｍｇ２ｉに加算して、第一のモータジェネレータ４のトルク指令値Ｔｍｇ１、第二のモータジェネレータ５のトルク指令値Ｔｍｇ２を算出する（ステップ２０６）。
第一のモータジェネレータ４のトルク指令値Ｔｍｇ１は、
Ｔｍｇ１＝Ｔｍｇ１ｉ＋Ｔｍｇｌｆｂ
で算出される。
第二のモータジェネレータ５のトルク指令値Ｔｍｇ２は、
Ｔｍｇ２＝Ｔｍｇ２ｉ＋Ｔｍｇ２ｆｂ
で算出される。
そして、この算出されたトルク指令値Ｔｍｇ１、Ｔｍｇ２により第一のモータジェネレータ４、第二のモータジェネレータ５を駆動制御することにより、目標とする駆動力を出力しつつ、バッテリ１８ヘの充放電を目標値とすることができる。
その後、プログラムをリターンする（ステップ２０７）。
【0042】
図２０〜図２３には、代表的な動作状態での共線図を示す。 ここで、ｋ１、ｋ２は、下記のように定義される。
ｋ１＝ＺＲ１／ＺＳｌ
ｋ２＝ＺＳ２／ＺＲ２
ここで、
ＺＳ１：第一のサンギアの歯数
ＺＲ１：第一のリングギアの歯数
ＺＳ２：第二のサンギアの歯数
ＺＲ２：第二のリングギアの歯数
である。
各動作状態については、図２０〜図２３の共線図を用いて説明する。
なお、この図２０〜図２３の共線図において、回転速度は、内燃機関２の回転方向を正方向とし、各軸に入出力されるトルクは内燃機関２のトルクと同じ向きのトルクが入力される方向を正として定義する。従って、駆動軸トルクが正の場合は、車両を後方へ駆動しようとするトルクが出力されている状態（前進時であれば減速、後進時であれば駆動）であり、一方、駆動軸トルクが負の場合は、車両を前方へ駆動しようとするトルクが出力されている状態（前進時であれば駆動、後進時であれば減速）である。
第一のモータジェネレータ４及び第二のモータジェネレータ５による発電や力行（動力を車輪（駆動輪）に伝えて加速、又は上り勾配で均衡速度を保つこと）を行う場合に、第一のインバータ１５・第二のインバータ１６や第一のモータジェネレータ４・第二のモータジェネレータ５での発熱による損失が発生するため、電気エネルギと機械的エネルギとの間で変換を行う場合の効率は、１００％ではないが、説明を簡単にするため、損失がないと仮定して説明する。
【0043】
現実として損失を考慮する場合には、損失により失われるエネルギの分だけ余分に発電するように制御すればよい。 （１）、ＬＯＷギア比状態（図２０参照）
内燃機関２により走行し、第二のモータジェネレータ５の回転速度が零（０）の状態である。この時の共線図を、図２０に示す。第二のモータジェネレータ５の回転速度は、零（０）であるため、電力は消費しない。従って、バッテリ１８への充放電が無い場合には、第一のモータジェネレータ４で発電を行う必要はないため、第一のモータジェネレータ４のトルク指令値Ｔｍｇ１は、零（０）となる。また、エンジン回転速度と駆動軸８の回転速度との比は、（１＋ｋ２）／ｋ２となる。
（２）、中間ギア比状態（図２１参照）
内燃機関２により走行し、第一のモータジェネレータ４及び第二のモータジェネレータ５の回転速度が正の状態である。この時の共線図を、図２１に示す。この場合、バッテリ１８への充放電が無い場合、第一のモータジェネレータ４が回生となり、この回生電力を用いて第二のモータジェネレータ５を力行させる。
（３）、ＨＩＧＨギア比状態 （図２２参照）
内燃機関２により走行し、第一のモータジェネレータ４の回転速度が零（０）の状態である。この時の共線図を、図２２に示す。第一のモータジェネレータ４の回転速度は零（０）であるため回生はしない。従って、バッテリ１８への充放電が無い場合には、第二のモータジェネレータ５での力行や回生は行わず、第二のモータジェネレータ５のトルク指令値Ｔｍｇ２は、零（０）となる。また、エンジン回転速度と駆動軸８の回転速度との比は、ｋ１／（１＋ｋ１）となる。
（４）、動力循環が発生している状態（図２３参照）
図２２のＨＩＧＨギア比状態よりさらに車速が高い状態では、第一のモータジェネレータ４が逆回転する状態となる。この状態では、第一のモータジェネレータ４は力行となり、電力を消費する。従って、バッテリ１８への充放電がない場合には、第二のモータジェネレータ５が回生となり発電を行う。
【0044】
この結果、この発明において、４軸式の動力伝達機構９を搭載するハイブリッド車両の駆動制御装置１は、バッテリ１８の充電状態に基づいて、少なくともバッテリ１８に対する入出力電力を制限する電力下限値を設定する電力上下限値算出手段１７Ｉを有する。目標エンジンパワー下限値算出手段１７Ｈは、電力下限値に基づいて目標エンジンパワー下限値を補正する。つまり、バッテリ１８の充電状態に基づいて設定される電力下限値により補正可能な目標エンジンパワー下限値と目標エンジンパワーとを比較し、当該目標エンジンパワー下限値及び目標エンジンパワーのうち大きい方を目標エンジンパワーとして設定し、当該設定された目標エンジンパワーに基づいて２つのモータジェネレータ４、５のそれぞれのトルク指令値を算出する。これにより、目標エンジンパワー下限値により、車速に依存して目標エンジンパワーが低く設定されることを低減でき、更には、バッテリ状態に基づいた電力下限値によって目標エンジンパワー下限値を補正することにより、バッテリ１８に対する過放電や過負荷を防止することができる。
また、駆動制御装置１は、少なくとも車速に基づいて電力損失となる推定パワーを算出する電力損失推測手段１７Ｊを有する。目標エンジンパワー下限値算出手段１７Ｈは、電力損失となる推定パワーに基づいて電力下限値を補正し、当該補正した電力下限値に基づいて目標エンジンパワー下限値を補正する。
これにより、２つのモータジェネレータ４、５の電力損失となる推定パワーを考慮し、バッテリ状態に応じた電力下限値を設定することによって、充放電電力の制御精度を高められるので、バッテリ１８に対する過放電や過負荷を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【0045】
この発明に係る駆動制御装置を、ハイブリッド車両に限らず、電気自動車等の他の電動車両に適用可能である。 【符号の説明】
【0046】
１ ハイブリッド車両の駆動制御装置 ２ 内燃機関（ＥＮＧ）
４ 第一のモータジェネレータ（ＭＧ１）
５ 第二のモータジェネレータ（ＭＧ２）
６ 駆動輪
８ 駆動軸（ＯＵＴ）
９ 動力伝達機構
１５ 第一のインバータ
１６ 第二のインバータ
１７ 制御手段
１７Ａ 目標駆動力設定手段
１７Ｂ 目標駆動パワー設定手段
１７Ｃ 目標充放電パワー設定手段
１７Ｄ 暫定目標エンジンパワー算出手段
１７Ｅ 暫定目標エンジン動作点設定手段
１７Ｆ 目標エンジン動作点設定手段
１７Ｇ 目標エンジンパワー設定手段
１７Ｈ 目標エンジンパワー下限値算出手段
１７Ｉ 電力上下限値算出手段
１７Ｊ 電力損失推測手段
１７Ｋ 目標電力算出手段
１７Ｌ モータトルク指令値演算手段
１８ バッテリ
３２ アクセル開度検出手段
３３ 車速検出手段
３４ バッテリ充電状態検出手段
３５ エンジン回転速度検出手段
３９ バッテリ状態検出手段