JP2005061299A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ハイブリッド車両の制動性能を向上するハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】 燃料を消費して駆動力を発揮するエンジン１と、第１モータ２と、第２モータ３と、前記エンジンの回転軸に接続される回転軸１ａと前記第１モータの回転軸に接続される回転軸と前記第２モータの回転軸３ａおよび車両の駆動輪に接続される回転軸とを有する差動歯車機構１０と、前記第１モータおよび第２モータとの間で電力の授受を行う蓄電装置４とを備え、車両の目標駆動力が正のしきい値より小さいときに前記エンジンへの燃料供給を停止し、前記目標駆動力が前記しきい値より大きいときに前記エンジンへ燃料を供給するハイブリッド車両の制御装置において、前記目標駆動力が前記しきい値より小さく、前記蓄電装置の蓄電量が前記蓄電装置の最大蓄電量に達し、前記目標駆動力が正であるときに、前記エンジンへの燃料供給を停止したまま前記第１モータの回転速度をゼロ以上に制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関するものである。

近年、ガソリンエンジンなどのエンジンの燃費や排ガス浄化性能の向上を目的として駆動源としてエンジンとモータとを備えた、いわゆるハイブリッド車両が注目されている。ハイブリッド車両を大別すると、エンジンを発電機の駆動にのみ用いて発電した電力により運転するモータを駆動源として走行するシリーズハイブリッド方式と、車両の駆動源としてエンジンとモータとを備えたパラレルハイブリッド方式とに分けられる。

いずれの方式でも、エンジンから出力された動力を駆動軸に任意の回転速度及びトルクで出力することができることから、エンジンは運転効率の高い動作点を選択して運転することができる（特許文献１参照）。

この従来技術について説明すると、動力出力装置は、エンジンと２つのモータの各出力軸の連結に遊星歯車機構を用い、エンジンの出力軸を遊星歯車機構のキャリアに、一方のモータの出力軸をサンギヤに、他方のモータの出力軸をリングギヤに接続することによってエンジンを停止させてモータのみによる走行を可能としたものである。

この動力出力装置は、エンジンと２つのモータの各出力軸を機械的に連結させることで、アクセル開度で定まる運転者の要求動力を取り込み、この要求動力に基づいて原動機の目標動力を運転効率の高い動作点上に決め、この目標動力で原動機の運転を制御するとともに、電動機を制御することにより原動機から出力される動力で要求動力に対して不足する分をモータから出力される動力によって補うように構成されている。

なお、この動力出力装置の例としてエンジンとモータの各出力軸の連結にプラネタリギヤを用い、エンジンの出力軸をプラネタリギヤのキャリアに、一方のモータの出力軸をサンギヤに、他方のモータの出力軸をリングギヤに接続することによってエンジンを停止させてモータのみによる走行を可能とした動力出力装置が特許文献１に開示されている。

この動力出力装置の例では車両の発進時やモータを用いた回生制動等、エンジンが燃費の悪い状態でしか運転できない場合や、燃料をカットしたときにエンジン出力軸の摩擦が不要となる場合にはエンジンを停止させ、燃費の向上代を拡大させている。

なお、これはプラネタリギヤの一般的な性質を利用したもので、プラネタリギヤは、サンギヤ、キャリア及びリングギヤのそれぞれに結合された回転軸の回転速度に以下の式（１）〜式（３）の関係が成立することが機構学上よく知られている。

また、各回転軸の回転速度に変化のない、即ち各回転軸のトルクが釣り合った状態では式（４）及び式（５）の関係が成立する。即ち、遊星ギヤの３要素のうち、２つの要素の動力状態が決定されると、式（１）〜式（６）の関係式に基づいて残余の要素の動力状態が決定される。

ここで、Ｎｓはサンギヤの回転速度、Ｔｓはサンギヤのトルク、Ｎｃはキャリアの回転速度、Ｔｃはキャリアのトルク、Ｎｒはリングギヤの回転速度、Ｔｒはリングギヤのトルクである。

ここで、Ｎｓ、Ｎｃ、Ｎｒの関係は、遊星歯車機構の各要素の回転速度が一直線上に並ぶように表した、一般に共線図と呼ばれる表記法を用いると図１５の通りに表すことができる。なお、この図１５の関係は式（１）〜式（３）からも明らかである。ここで図１６のようにＮｒ＝−ρＮｓとすると式（２）からも明らかなようにＮｃ＝０となり、車両はリングギヤの回転速度Ｎｒに応じた車速で走行しているが、キャリヤ、即ちエンジンは停止した状態とすることが可能であることが分かる。
特開平１０−９８８０５号公報

今、エンジンを停止して坂道を下りながら、走行速度の上昇をモータによる回生によって抑えながら一定速で走行している状態を考える。なお、以降図１５においてサンギアに出力軸が結合されているモータを第１モータ、リングギアに出力軸が結合されているモータを第２モータと呼ぶ。この状態におけるＮｓ、Ｎｃ、Ｎｒの関係は図１６に示す通りである。この図１６の状態でバッテリの蓄電状態がこれ以上蓄電できない、即ち満充電の状態となった場合にはモータによる回生は行えなくなる。

この状態において、制動をかける手段は車両の機械式のブレーキを利用する方法と、停止したエンジンのフリクションを利用するエンジンブレーキを用いる方法がある。ここで、機械式ブレーキを坂道等で連続使用することはヴェーパーロック等が発生して機械式ブレーキの制動力が低下する恐れがあることから、危険回避等を目的とした急制動等を考慮すると望ましくない。そこでエンジンブレーキを用いることを考えると、エンジンの回転速度を上げてエンジンのフリクショントルクを得るためには、図１６からも明らかな通り第１モータの回転速度であるＮｓを正方向にする必要がある。しかしこの時図１６の状態から第１モータの回転速度Ｎｓを正値にするためには、まず第１モータは正のトルクを出さなくてはならず、（負の回転速度）×（正のトルク）となることから回転速度が正になるまで発電しなければならなくなる。しかし今、バッテリにはこれ以上蓄電できないため、第１モータの駆動によりエンジンの回転速度を上昇させることができず、エンジンブレーキを利用することができない。

本発明はこのような問題点を鑑みてなされたもので、バッテリが満充電となったときでもエンジンブレーキを使用す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。

本発明は、燃料を消費して駆動力を発揮するエンジンと、第１モータと、第２モータと、前記エンジンの回転軸に接続される回転軸と前記第１モータの回転軸に接続される回転軸と前記第２モータの回転軸および車両の駆動輪に接続される回転軸とを有する差動歯車機構と、前記第１モータおよび第２モータとの間で電力の授受を行う蓄電装置とを備え、車両の目標駆動力が正のしきい値より小さいときに前記エンジンへの燃料供給を停止し、前記目標駆動力が前記しきい値より大きいときに前記エンジンへ燃料を供給するハイブリッド車両の制御装置において、前記目標駆動力が前記しきい値より小さく、前記蓄電装置の蓄電量が前記蓄電装置の最大蓄電量に達し、前記目標駆動力が正であるときに、前記エンジンへの燃料供給を停止したまま前記第１モータの回転速度をゼロ以上に制御する。

本発明によれば、目標駆動力が負のときに、蓄電装置の蓄電量が許容蓄電範囲を超える場合は、エンジン運転状態を無負荷状態に制御すると共に、前記第１モータの力行制御に基づいて無負荷状態のエンジンの回転速度を上昇させてエンジンブレーキを効かせるにあたり、第１モータの回転速度が負の状態からゼロになるまでは、少なくとも第１モータを発電状態とならないように制御するため、蓄電装置の蓄電量が所定の蓄電量以上のときでも、モータ制限手段が、第１モータを力行制御することによって、エンジンの回転速度が上昇する運転状態としてエンジンブレーキが利用できるようにし、下り坂走行時等の制動性能を向上することができる。

本発明によれば、蓄電装置の蓄電量が最大蓄電量に達する状況では目標駆動力が正であるうちに第１モータの回転速度を負の状態からゼロまで上昇させておくので、目標駆動力が負になってエンジンブレーキを効かせる必要が生じたときに第１モータを力行させることでエンジン回転速度を上昇させることができ、蓄電装置の過充電を回避しつつエンジンブレーキを利用することが可能となる。

図１は、本発明のハイブリッド車両の駆動システムを説明する構成図である。

この駆動システムは、駆動源としてのエンジン１と２つの第１、第２モータ２、３とを備え、エンジン１と第１モータ２との間に遊星歯車機構１０が設置される。駆動源としてのエンジン１は通常のガソリンエンジンであり、またモータ２、３は三相同期電動機や三相誘導電動機等の力行運転及び回生運転可能な交流電動機である。またこれらモータ２、３の電力供給源としてバッテリ４が設置され、バッテリ４はニッケル水素電池あるいはリチウムイオン電池が用いられる。またバッテリ４は第１、第２モータ２、３が発電した電力を蓄電することもできる。なお、第１、第２モータ２、３は一方が発電し、他方がその発電した電力により駆動することもできる。この場合にはバッテリ４の電力を使用する必要はない。第１、第２モータ２、３とバッテリ４との間にはインバータ６が設置され、第１、第２モータ２、３が発電した交流電流を直流電流に変換してバッテリ４に蓄電し、また逆にバッテリ４の直流電流を交流電流に変換して第１、第２モータ２、３に供給してモータを運転する。

この駆動システムの変速機構を構成する差動歯車機構としての遊星歯車機構１０は、３つの入出力軸部を有し、中心に配置されるサンギア１１と、サンギア１１の周辺を自転しながら公転するピニオンギア１２と、ピニオンギア１２の周囲で回転するリングギア１３の３種類のギアと、ピニオンギア１２を軸支するキャリア１４とから構成される。サンギア１１と第１モータ２の回転軸２ａとが同軸に連結され、またリングギア１３には第２モータ３の回転軸３ａが接続され、さらにキャリア１４にエンジン１の出力軸１ａが接続される。さらにリングギア１３は差動装置（デファレンシャルギア）１５を介して駆動輪１６に接続している。第２モータ３は駆動輪１６と連結しているため、第２モータ４の回転速度を容易に変化させることはできない。したがって、変速制御は、エンジン１の回転速度を変化させる第１モータ２を制御することによって実施される。

この駆動システムを統合制御するためのコントローラ５が設置される。コントローラ５は、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロコンピュータであり、ストロークセンサ２１により検出した運転者によるアクセルペダル踏み込み量や、回転数センサ２２により検出した従動輪１７の回転速度等を入力してエンジン１の燃料噴射量や第１、第２モータ２、３への電力供給制御、第１、第２モータ２、３に供給された電力量に基づく駆動トルクの演算、バッテリ４に設置された電流センサ２３の出力値を積算してバッテリ４の蓄電量の演算等を行う。さらにコントローラ５にはエンジン１の回転速度を検出する回転数センサ２４、第１、第２モータ２、３の回転速度を検出する回転数センサ２５、２６、駆動輪１６の回転速度を検出する回転数センサ２７の出力が入力される。さらに第１、第２モータ２、３に流れる電流を検出する電流センサ２８、２９の出力が入力される。コントローラ５はこれらの入力値に基づいて、駆動システムを統合制御する。

本発明は、バッテリ４が満充電状態（あるいは充電が許可されない状態）にあるときに、第１モータ２がエンジン１の回転速度を上昇させるためには必ず力行制御の状態になるように第１モータ２の運転状態を制御する。このようにして第１モータ２を力行制御することによって、上記のような場合においてもエンジン１の回転速度を上昇させ、エンジンブレーキを使用することができ、車両の制動性能、特に下り坂走行時の制動性能を高めることができるものである。

以下、本発明の制御内容をフローチャートに沿って説明する。

図２に示すフローチャートは、コントローラ５が実施する駆動トルク配分制御を説明するフローチャートである。

ステップＳ１０では、ストロークセンサ２１で検出するアクセルペダルの踏み込み量Ａｐと回転数センサ２２で検出する従動輪１７の車輪速に基づき検出した車体速Ｖｓｐから車両の要求駆動トルクｔＴｄを図３に示すマップに従い設定する。なお車体速Ｖｓｐは従動輪１７の回転速度に従動輪１７の半径を乗じた値とする。

ステップＳ１２では、車両の目標駆動仕事率ｔＰｄを駆動輪の半径Ｒｗを用いて式（７）から演算する。

ステップＳ１４では、電流センサ２３の出力値に基づいて算出したバッテリ４の蓄電量Ｂｓｏｃからエンジン始動仕事率閾値Ｐｔｈを図４に示すマップに従い設定する。

なお、図４に示すマップ中のＢｍｘはバッテリ４の最大蓄電量で、Ｂｍｎはバッテリ４の最小蓄電量で、Ｐｔｈ＿ｍａｘは車両がバッテリ４の電力を用いて第１モータ２及び第２モータ３のみで実現できる最大の駆動仕事率である。また、Ｂｍｘ、Ｂｍｎ及びＰｔｈ＿ｍａｘはコントローラ５を製造する段階でＲＯＭに記憶させておく。車両の目標駆動仕事率ｔＰｄがエンジン始動仕事率閾値Ｐｔｈより小さい場合、第１モータ２及び第２モータ３のみで車両を駆動することができるので、エンジン１への燃料供給を停止する。また、車両の目標駆動仕事率ｔＰｄがエンジン始動仕事率閾値Ｐｔｈより大きい場合、エンジン１の駆動力が必要となるので、エンジン１へ燃料を供給する。

ステップＳ１６では、車両の目標駆動仕事率ｔＰｄが、エンジン始動仕事率の閾値Ｐｔｈより大きいかどうかを判定し、大きければステップＳ１８に進む。一方、ステップＳ１６でｔＰｄがＰｔｈ以下ならば、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ１８では、バッテリ４の蓄電量Ｂｓｏｃとバッテリ４の目標蓄電量Ｂｍｅａｎから、比例ゲインＰｅｄ、積分ゲインＩｅｄ、微分ゲインＤｅｄを設定し、ＢｓｏｃをＢｍｅａｎに収束させるようなバッテリ４の充放電要求電力ｔＰｂを式（８）より求める。なお、バッテリ４の目標蓄電量Ｂｍｅａｎはバッテリ４の最大蓄電量Ｂｍｘと最小蓄電量Ｂｍｎとの間に設定される値であり、コントローラ５を製造する段階でＲＯＭに記憶させておく。

ステップＳ１９では、バッテリ４の蓄電量Ｂｓｏｃをバッテリ４の最大蓄電量Ｂｍｘと比較し、バッテリ４の蓄電量Ｂｓｏｃが、バッテリ４の最大蓄電量Ｂｍｘより小さいならばバッテリ４に充電可能であり、ステップＳ２０に進む。一方、ステップＳ１９でＢｓｏｃがＢｍｘ以上ならば、ステップＳ２２に進む。

ステップＳ２０では、車両の目標駆動仕事率ｔＰｄと、バッテリ４の充放電要求電力ｔＰｂとの和をシステム要求仕事率ｔＰとして、第１モータ２の発電を許可し、発電された電力はバッテリ４に充電される。このバッテリ４に充電可能な場合には、システム要求仕事率ｔＰを達成するようにエンジン１、第１モータ２や第２モータ３を制御することができる。

続くステップＳ２１では、システム要求仕事率ｔＰを、エンジン１の効率の高い運転ポイントで実現できるよう、コントローラ５のＲＯＭにマップとして記憶してある図５のような動作曲線αを基に設定する。

なお、図５はエンジンの運転ポイントと運転効率との関係について示す説明図であり、回転速度Ｎｅを横軸に、トルクＴｅを縦軸にとりエンジン１の運転状態を示している。図中の曲線Ｔｅ＿ｍａｘはエンジン１の運転が可能な限界範囲を示している。曲線Ｅｆ１からＥｆ６まではエンジン１の運転効率が一定となる等効率運転ポイントを示している。Ｅｆ１からＥｆ６の順に運転効率は低くなっていく。また、曲線Ｐｅ＿ｅｑ１からＰｅ＿ｅｑ３はそれぞれエンジン１から出力される動力（回転速度×トルク）が一定となる等出力ラインを示している。エンジン１は図示する通り、回転速度およびトルクに応じて、運転効率が大きく相違する。エンジン１から曲線Ｐｅ＿ｅｑ１に相当する動力を出力する場合には、図中のα１点に相当する運転ポイント（回転速度およびトルク）が最も高効率となる。同様に曲線Ｐｅ＿ｅｑ２およびＰｅ＿ｅｑ３に相当する動力を出力する場合には図中のα２点およびα３点で運転する場合が最も高効率となる。出力すべき動力ごとに最も運転効率が高くなる運転ポイントを選択すると、図中の曲線αが得られる。これを動作曲線と呼ぶ。

ステップＳ２１における運転ポイントの設定では、予め実験的に求められた動作曲線αをコントローラ５のＲＯＭにマップとして記憶しておき、かかるマップから目標駆動仕事率ｔＰｄに応じた運転ポイントを読み込むことで、エンジン１の目標回転速度ｔＮｅおよび目標トルクｔＴｅを設定する。このようにして、エンジン１について効率の高い運転ポイントを設定することができる。

このステップ１９からステップ２１に進む、車両の目標駆動仕事率ｔＰｄがエンジン始動仕事率の閾値Ｐｔｈより大きい値でバッテリ４に蓄電量の余裕があり、充電可能な場合には、車両の目標駆動仕事率ｔＰｄを達成するように第１、第２モータ２、３とエンジン１を制御する。このとき、バッテリ４に蓄電量の余裕があるため、各モータの制御状態、つまり回生、力行状態に制限はない。

一方、ステップＳ１９からステップＳ２２に進む、つまりバッテリ４に充電できない場合には、ステップＳ２２で、バッテリ４の充放電要求電力ｔＰｂと０の内、小さい方の値を充放電要求電力ｔＰｂに再設定する。バッテリ４の充放電要求電力ｔＰｂが０より小さい負値である場合にはそのまま放電を行う。即ち、バッテリ４の蓄電量ＢｓｏｃがＢｍｘ以上ならば、これ以上バッテリ４への充電を禁止するように制御を行う。

続くステップＳ２３では、車両の目標駆動仕事率ｔＰｄと、バッテリ４の充放電要求電力ｔＰｂとの和をシステム要求仕事率ｔＰとする。

ステップＳ２４では、システム要求仕事率ｔＰを、エンジン１の効率の高い運転ポイントで実現できるよう、コントローラ５のＲＯＭにマップとして記憶してある図５の動作曲線αを基に目標トルクｔＴｅと目標回転速度ｔＮｅを設定する。

続くステップＳ２５では、エンジン１の目標回転速度ｔＮｅを第１モータ２の回転速度Ｎｇが０以上、すなわち負にならないように再設定する。具体的には第１モータ２の回転速度Ｎｇが０となるようなエンジン１の回転速度ｔＮｅｄを式（９）から求め、このｔＮｅｄと設定済のｔＮｅの内、大きい方の値を目標回転速度ｔＮｅに再設定する。

ここで、ステップＳ２５で第１モータ２の回転速度が０になるようにエンジン１の目標回転速度ｔＮｅを設定するが、第１モータ２の回転速度が負の回転速度から０になるまで第１モータ２は発電を伴う回生状態となる。しかしながら、この状態では車両の目標駆動仕事率ｔＰｄがエンジン始動仕事率閾値Ｐｔｈより大きく、目標駆動仕事率ｔＰｄを達成するため第２モータ３が力行制御されており、第１モータ２で回生発電分の発電量は第２モータ３の力行制御に消費されてバッテリ４に充電されることはなく、よってバッテリ４が過充電になることはない。そして第１モータ２の回転速度が０になり、第１モータ２が力行可能状態になると、エンジン１の回転速度が上昇してエンジンブレーキが使用できる状態となる。

ステップＳ２６では、エンジン１がシステム要求仕事率ｔＰを目標回転速度ｔＮｅで実現できる目標トルクｔＴｅを再設定する。具体的には、図５の曲線Ｐｅ＿ｅｑ１からＰｅ＿ｅｑ３のようにエンジン１から出力される動力が一定となるラインの内、図１３の通りシステム要求仕事率ｔＰを実現するラインＰｅ＿ｅｑ＿ｔＰを選択し、このラインＰｅ＿ｅｑ＿ｔＰ上でｔＮｅを実現する目標トルクｔＴｅを求める。

なお、エンジン１から出力される動力が一定となるラインは、ステップＳ２６における目標トルクｔＴｅの再設定によって本車両の運転性能を低下させないような間隔で出力動力毎に予め実験的に求めておき、コントローラ５のＲＯＭにマップとして記憶しておく。

ステップＳ１６に戻り、車両の目標駆動仕事率ｔＰｄが、エンジン始動仕事率閾値Ｐｔｈ以下の場合にはステップＳ３０に進み、ステップＳ３０ではエンジン１の目標トルクｔＴｅをｔＴｅ＝０に設定する。即ちエンジン１への燃料供給を停止するように制御を行う。

続くステップＳ３２では、バッテリ４の蓄電量Ｂｓｏｃをバッテリ４の最大蓄電量Ｂｍｘと比較し、バッテリ４の蓄電量Ｂｓｏｃが、バッテリ４の最大蓄電量Ｂｍｘより小さいならば、ステップＳ３４に進む。一方、ステップＳ３２でＢｓｏｃがＢｍｘ以上ならば、ステップＳ３６に進む。

ステップＳ３４では、エンジン１の目標回転速度ｔＮｅをｔＮｅ＝０に設定する。この場合には、車両の目標駆動仕事率ｔＰｄが正か負かで制御内容が変わる。つまり目標駆動仕事率ｔＰｄが０より大きい場合を考えると、第２モータ３の回転速度が正の値で目標駆動仕事率（トルク）ｔＰｄも正の値であり、目標駆動仕事率ｔＰｄは第２モータ３により達成されて発電は行われず、一方、第１モータ２では、回転速度が負の値で、目標駆動仕事率（トルク）ｔＰｄも負の値であり、発電は行われない。

対して目標駆動仕事率ｔＰｄが０より小さい、負の場合を考えると、第２モータ３の回転速度が正の値で目標駆動仕事率（トルク）ｔＰｄが負の値であり、回生発電が行われ、一方、第１モータ２では、回転速度が負の値で、目標駆動仕事率（トルク）ｔＰｄは正の値であり、回生発電が行われる。そして第１、第２モータ２、３の回生トルクにより、目標駆動仕事率（トルク）ｔＰｄが達成され、車両の制動性能が確保される。

この時の第１、第２モータ２、３の回生発電量は、蓄電量に余裕のあるバッテリ４に蓄電される。

一方、ステップＳ３６では、車両の目標駆動仕事率ｔＰｄが０以上かどうかを判定し、ステップＳ１２において設定された車両の目標駆動仕事率ｔＰｄが０以上である場合には、ステップＳ３８に進む。一方、ステップＳ３６でｔＰｄが０より小さい場合には、ステップＳ４０に進む。

ステップＳ３８では、エンジン１の目標回転速度ｔＮｅを第１モータ２の回転速度Ｎｇが０以上となるように設定する。具体的には第１モータ２の回転速度Ｎｇが０となるようなエンジン１の目標回転速度ｔＮｅを式（１０）から求める。

ここで、ステップＳ２５と同様に第１モータ２の回転速度が０になるようにエンジン１の目標回転速度ｔＮｅを設定するが、第１モータ２の回転速度が負の回転速度から０になるまで第１モータ２は発電を伴う回生状態となる。しかしながら、ステップ３６で判定したように、この状態では車両の目標駆動仕事率ｔＰｄが０より大きく、目標駆動仕事率ｔＰｄを達成するため第２モータ３が力行制御されており、第１モータ２に回生発電分の発電量は第２モータ３の力行制御に消費されてバッテリ４に充電されることはなく、よってバッテリ４が過充電になることはない。そして第１モータ２の回転速度が０になり、第１モータ２を力行可能状態として、エンジン１の回転速度が上昇してエンジンブレーキが使用できる状態となる。

一方、ステップＳ４０では、車両の目標駆動仕事率ｔＰｄが０未満であり、図６より目標駆動仕事率ｔＰｄを実現するようなエンジン１の回転速度を目標回転速度ｔＮｅに設定する。なお、図６はエンジン１が燃料を燃焼させない状態で回転したときの摩擦抵抗による仕事率Ｐｆ＿ｅを実験、或いはシミュレーションによって求め、エンジン１の回転速度Ｎｅを横軸に、Ｐｆ＿ｅを縦軸にとって図示したものである。図６はコントローラ５を製造する段階でＲＯＭに記憶させておく。即ち、ステップＳ４０では負値となっている目標駆動仕事率ｔＰｄをエンジン１のフリクションで実現する制御とする。

このステップは、バッテリ４が満充電状態にあって、かつ車両の目標駆動仕事率ｔＰｄが０以上から０未満に切り換わった時の制御内容であり、目標駆動仕事率ｔＰｄが０以上の時には、ステップＳ３８での制御で第１モータ２の回転速度Ｎｇは０になるようにエンジン１の回転速度に制御されている。したがって、このステップＳ４０での制御は、第１モータ２の回転速度が０になっているため、第１モータ２は力行制御となる。そしてエンジン１の回転速度が目標回転速度ｔＮｅに達すると、エンジン１の摩擦トルクだけで目標駆動仕事率ｔＰｄを達成することができる。エンジン１の回転速度が目標回転速度ｔＮｅに達するまでの間、第２モータ３の回生トルクにより負の目標駆動仕事率（駆動力）ｔＰｄを補うことになるが、第１モータ２が力行状態にあるため、バッテリ４が過充電状態となることはない。

なお、ステップＳ３８で、第１モータ２の回転速度Ｎｇが０になるように制御を行わないと、目標駆動仕事率ｔＰｄが０以上（正の値）から０未満（負の値）に切り換わった時に第１モータ２と第２モータ３とが同時に回生状態となり、バッテリ４が過充電状態となる。

ステップＳ４１では、ステップＳ２５と同様に、エンジン１の目標回転速度ｔＮｅを第１モータ２の回転速度Ｎｇが０以上となるように再設定する。具体的には第１モータ２の回転速度Ｎｇが０となるようなエンジン１の回転速度ｔＮｅｄを式（９）から求め、このｔＮｅｄと設定済のｔＮｅの内、大きい方の値をｔＮｅに再設定する。即ち、バッテリ４が満充電の状態で、かつ車両の目標駆動仕事率ｔＰｄが負の状態の場合には第１モータ２を力行制御することによって、エンジン１の回転速度が上昇する運転状態としてエンジンブレーキが利用できる。第２モータ３の回生発電電力は、第１モータ２の力行制御により消費され、バッテリ４が過充電となることはない。

ステップＳ４２では式（１）と、エンジン１の目標回転速度ｔＮｅと、第２モータ３の回転速度Ｎｍから第１モータ２の目標回転速度ｔＮｇを式（１１）を用いて設定する。

続くステップＳ４４では、第１モータ２の回転速度Ｎｇと目標回転速度ｔＮｇとの差ｓＴｇに応じてＮｇをｔＮｇに収束させるためのＰＩＤフィードバック制御に用いるフィードバック制御値（第１モータ２の目標トルク）ｔＴｇを演算する。この目標トルクｔＴｇは、比例ゲインＰｅ、積分ゲインＩｅ、微分ゲインＤｅを設定して式（１２）により演算される。

ステップＳ４６では、式（４）と第１モータ２の目標トルクｔＴｇから第２モータ３の目標トルクｔＴｍを式（１３）の通り設定する。

ステップＳ４８では、エンジン１の目標トルクｔＴｅに応じてエンジン１を制御し、第１モータ２の目標トルクｔＴｇに応じて第１モータ２を制御し、第２モータ３の目標トルクｔＴｍに応じて第１モータ２を制御する。

したがって、本発明では、バッテリ４が満充電の状態で、かつ車両の目標駆動率ｔＰｄが負の状態の場合でも、コントローラ５が第１モータ２を力行制御することによって、エンジン１の回転速度が上昇する運転状態としてエンジンブレーキが利用できるようにし、下り坂走行時等の制動性能を向上することができる。

図７のフローチャートは、ハイブリッド車両のコントローラ５による駆動トルク配分制御の他の実施形態を示すものである。

まず、ステップＳ５０では、ストロークセンサ２１で検出したアクセルペダルの踏み込み量Ａｐと回転数センサ２２で検出した車体速Ｖｓｐから車両の要求駆動トルクｔＴｄを図３に示すマップに従い設定する。なお車体速Ｖｓｐは従動輪１７の回転速度に従動輪１７の半径を乗じた値とする。

ステップＳ５２では、車両の目標駆動仕事率ｔＰｄを駆動輪の半径Ｒｗを用いて式（１４）の通り演算する。

ステップＳ５４では、バッテリ４の蓄電量Ｂｓｏｃからエンジン始動仕事率閾値Ｐｔｈを図８に示すマップに従い設定する。

図８に示すマップ中のＢｍｘはバッテリ４の最大蓄電量で、Ｂｍｎはバッテリ４の最小蓄電量で、Ｐｔｈ＿ｍａｘは車両がバッテリ４の電力を用いて第１モータ２及び第２モータ３のみで実現できる最大の駆動仕事率である。

また、蓄電余裕Ｂｅｘは次の手順で求める。まず、図９に示す回転速度でエンジン１、第１モータ２及び第２モータ３が運転され、かつ車両の駆動トルクＴｄがＴｄ＝０で走行している状態から、アクセルペダルの踏み込み量Ａｐを可能な限り早く０にするシミュレーション或いは実験を行う。但し、図９においてＮｇ＿ｍｎは第１モータ２の最低回転速度である。

この時のエンジン１、第１モータ２及び第２モータ３の回転速度と第１モータ２の消費電力Ｐｇｅｎの遷移は図１０のようになるので、この時のＰｇｅｎの最小値、即ち第１モータ２の最大発電電力Ｐｇｅｎ＿ｍｉｎ（単位：Ｗ（ワット））を蓄電可能なバッテリ４の最大蓄電量Ｂｇｅｎ＿ｍｘを図１１から設定する。

但し図１１はバッテリ４の蓄電量Ｂｓｏｃを横軸に取り、各Ｂｓｏｃにおける最大充電可能電力Ｐｊ＿ｍｉｎ（単位：Ｗ（ワット））を縦軸に取ったものである。そしてＢｍｘからこのＢｇｅｎ＿ｍｘを差し引いたＢｍｘ−Ｂｇｅｎ＿ｍｘをＢｅｘに設定する。

また、蓄電余裕Ｂｅｘは次の手順で求めても良い。まず図９の運転状態で、かつＴｄ＝０で走行している状態から、アクセルペダルの踏み込み量を可能な限り早く０にした時、第１モータ２の回転速度Ｎｇを０に上昇させるまでに第１モータ２が発電する総発電電力量Ｗｇｅｎ（単位：Ｗｈ（ワット×時間））を求める。そしてこのＷｇｅｎを蓄電することが可能なバッテリ４の最大蓄電量Ｂｇｅｎ＿ｍｘ＿ｗを図１４から設定する。

但し図１４はバッテリ４の蓄電量Ｂｓｏｃを横軸に取り、各Ｂｓｏｃにおいてバッテリ４の蓄電量ＢｓｏｃをＢｍｘとするまでに必要な充電電力量Ｗｂ（単位：Ｗｈ）を縦軸に取ったものである。そしてＢｍｘからこのＢｇｅｎ＿ｍｘ＿ｗを差し引いたＢｍｘ−Ｂｇｅｎ＿ｍｘ＿ｗをＢｅｘに設定する。

また、蓄電余裕ＢｅｘにはＢｍｘ−Ｂｇｅｎ＿ｍｘとＢｍｘ−Ｂｇｅｎ＿ｍｘ＿ｗの内、大きい方の値を設定するとしても良い。

なお、図８のマップ、Ｂｍｘ、Ｂｍｎ、Ｂｅｘ及びＰｔｈ＿ｍａｘはコントローラ５を製造する段階でＲＯＭに記憶させておく。

ステップＳ５４に続くステップＳ５６では、車両の目標駆動仕事率ｔＰｄがエンジン始動仕事率閾値Ｐｔｈより大きいかどうかを判定し、車両の目標駆動仕事率ｔＰｄがエンジン始動仕事率閾値Ｐｔｈより大きいならば、ステップＳ５７に進む。一方、ステップＳ５６でｔＰｄがＰｔｈ以下ならば、ステップＳ６４に進む。

ステップＳ５７では、バッテリ４の蓄電量Ｂｓｏｃとバッテリ４の目標蓄電量Ｂｍｅａｎから、比例ゲインＰｅｄ、積分ゲインＩｅｄ、微分ゲインＤｅｄを設定し、ＢｓｏｃをＢｍｅａｎに収束させるようなバッテリ４の充放電要求電力ｔＰｂを式（１５）より求める。なお、Ｂｍｅａｎはバッテリ４の最大蓄電量Ｂｍｘと最小蓄電量Ｂｍｎとの間に設定される値であり、コントローラ５を製造する段階でＲＯＭに記憶させておく。

ステップＳ５８では、バッテリ４の蓄電量Ｂｓｏｃが最大蓄電量Ｂｍｘ−蓄電余裕Ｂｅｘより小さいかどうかを判定し、バッテリ４の蓄電量ＢｓｏｃがＢｍｘ−Ｂｅｘより小さいならば、ステップＳ６０に進む。一方、ステップＳ５８でＢｓｏｃがＢｍｘ−Ｂｅｘ以上ならば、ステップＳ５９に進む。

ステップＳ５９では、バッテリ４の充放電要求電力ｔＰｂと０の内、小さい方の値をｔＰｂに再設定する。即ち、バッテリ４の蓄電量ＢｓｏｃがＢｍｘ−Ｂｅｘ以上ならば、バッテリ４への充電を禁止するように制御を行う。

ステップＳ６０では、車両の目標駆動仕事率ｔＰｄと、バッテリ４の充放電要求電力ｔＰｂとの和をシステム要求仕事率ｔＰとする。バッテリ４の蓄電量ＢｓｏｃがＢｍｘ−Ｂｅｘより小さい場合には、バッテリ４に電力を充電可能であり、第１モータ２の回生発電電力をバッテリ４に充電することができる。また、バッテリ４の蓄電量ＢｓｏｃがＢｍｘ−Ｂｅｘ以上の場合には、ステップＳ５９で示すようにバッテリ４への充電を禁止する。

ステップＳ６２では、システム要求仕事率ｔＰを、エンジン１が効率の高い運転ポイントで実現できるよう、コントローラ５のＲＯＭにマップとして記憶してある図５の動作曲線αを基に設定する。

ステップＳ５６で車両の目標駆動仕事率ｔＰｄが、エンジン始動仕事率閾値Ｐｔｈ以下の場合にはステップＳ６４に進む。ステップＳ６４ではエンジン１の目標トルクｔＴｅをｔＴｅ＝０に設定する。

ステップＳ６６では、ステップＳ５２において設定された車両の目標駆動仕事率ｔＰｄが０以上であるかどうかを判定し、０以上である場合には、ステップＳ７０に進む。一方、ｔＰｄが０より小さい場合には、ステップＳ６８に進む。

ステップＳ６８では、バッテリ４の蓄電量ＢｓｏｃがＢｍｘ−Ｂｅｘより小さいかどうかを判定し、Ｂｍｘ−Ｂｅｘより小さいならば、ステップＳ７０に進む。一方、ステップＳ６８でＢｓｏｃがＢｍｘ−Ｂｅｘ以上ならば、ステップＳ７２に進む。

ステップＳ７０では、エンジン１の目標回転速度ｔＮｅをｔＮｅ＝０に設定し、ステップＳ７４に進む。目標回転速度ｔＮｅをｔＮｅ＝０に設定することで、バッテリ４の蓄電量ＢｓｏｃがＢｍｘ−Ｂｅｘより小さく蓄電量Ｂｓｏｃに余裕があり、かつ目標駆動仕事率ｔＰｄが負の値である間は、第２モータ３は回生状態となって、目標駆動仕事率ｔＰｄを実現する。第２モータ３が発電する電力はバッテリ４に充電される。また、目標駆動仕事率ｔＰｄが正の値である場合には、第２モータ３が力行制御されてｔＰｄを達成する。

一方、ステップＳ７２では、図６より目標駆動仕事率ｔＰｄを実現するようなエンジン１の回転速度を目標回転速度ｔＮｅに設定する。即ち、ステップＳ７２では負値となっている目標駆動仕事率ｔＰｄをエンジン１のフリクションで実現するように制御し、バッテリ４への充電せずに目標駆動仕事率ｔＰｄを実現する。

このステップでは、第１モータ２の回転速度は、エンジン１の回転速度により制御され、第１モータ２の回転速度を０となるように制御するが、第１モータ２は回転速度が０になるまでの間、回生状態となる。このステップでエンジン１の目標回転速度ｔＮｅ（＞０）が設定されると、これを実現するように第１モータ２が制御されることになるが、目標回転速度ｔＮｅが０であったときの第１モータ２の回転速度は負だったので、これを目標回転速度ｔＮｅに対応する正の回転速度まで引き上げる必要がある。第１モータ２の回転速度が負から０になるまでの間、第１モータ２は回生状態となるが、このときのバッテリ４の蓄電量Ｂｓｏｃは、Ｂｍｘ−Ｂｅｘ以上であるが、満状態ではないため、回生発電分を充電することができる。そしてバッテリ４が満状態となる前に第１モータ２の回転速度が０となり、その後第１モータ２の力行制御によってエンジン１の回転速度を上昇させる。

この実施形態の制御内容は、車両の下り坂走行を想定しており、この走行状態で、バッテリ４の蓄電量Ｂｓｏｃに余裕がある場合には、第２モータ３の回生トルクで負の目標駆動仕事率ｔＰｄを達成するように制御し（ステップＳ６８、Ｓ７０）、バッテリ４の蓄電量に余裕が少ない満充電状態に近い状態になった場合には、満状態となる前に第１モータ２を力行制御に移行してエンジンブレーキ使用可能状態とする（ステップＳ６８、Ｓ７２）。

この制御内容を遊星歯車機構１０の構成の作動状態で説明すると、負の目標駆動仕事率ｔＰｄを目標とし、かつバッテリ４の蓄電量ＢｓｏｃがＢｍｘ−Ｂｅｘ以上の場合には、第１モータ２に連結されたサンギア１１は、その回転方向がエンジン１に連結されたキャリア１４の回転方向と同じになるように制御する。

ステップＳ７４では式（１）と、エンジン１の目標回転速度ｔＮｅと、第２モータ３の回転速度Ｎｍから第１モータ２の目標回転速度ｔＮｇを式（１６）により設定する。

ステップＳ７６では、第１モータ２の回転速度Ｎｇと目標回転速度ｔＮｇとの差ｓＴｇに応じてＮｇをｔＮｇに収束させるためのＰＩＤフィードバック制御に用いるフィードバック制御値（第１モータ２の目標トルク）ｔＴｇを演算する。この第１モータ２の目標トルクｔＴｇは、比例ゲインＰｅ、積分ゲインＩｅ、微分ゲインＤｅを設定して下記式（１７）により演算される。

ステップＳ７８では、式（４）と第１モータ２の目標トルクｔＴｇから第２モータ３の目標トルクｔＴｍを式（１８）の通り設定する。

ステップＳ８０では、エンジン１の目標トルクｔＴｅに応じてエンジン１を制御し、モータ２の目標トルクｔＴｇに応じて第１モータ２を制御し、第２モータ３の目標トルクｔＴｍに応じて第２モータ３を制御する。

したがって、この実施形態では、バッテリ４に蓄電余裕Ｂｅｘを確保しておくため、エンジンの回転速度を上昇するためにモータを発電させる必要があるとき、発電された電力をこの蓄電余裕分を有するバッテリ４に充電できる。つまり、エンジンの回転速度を上昇させてエンジンブレーキを使用することができ、車両の下り坂走行時等の制動性能を向上できる。

また図７の実施形態では、バッテリ４に蓄電余裕分を備え、蓄電余裕分に蓄電するようにしたが、ステップＳ５６及びステップＳ６８における演算で使用されているバッテリ４の蓄電余裕Ｂｅｘを０として、バッテリ４が満充電の状態で、かつエンジンブレーキ等を利用するためにエンジン１の回転速度を上昇させるに、第１モータ２が発電しなくてはならない場合には、車両に搭載されたエアコンやオイルポンプ等の補機類の負荷を走行に支障のない範囲で上昇させることによって、第１モータ２で発電した回生電力を消費するようにしてしても良い。

図１２のフローチャートは、ハイブリッド車両のコントローラ５による駆動トルク配分制御の他の実施形態を示すものである。

まず、ステップＳ９０では、アクセルペダル７の踏み込み量Ａｐと従動輪１７の回転数センサ２２で検出した車体速Ｖｓｐから車両の要求駆動トルクｔＴｄを図３に示すマップに従い設定する。なお車体速Ｖｓｐは従動輪１７の回転速度に従動輪１７の半径を乗じた値とする。

ステップＳ９２では、車両の目標駆動仕事率ｔＰｄを駆動輪の半径Ｒｗを用いて式（１９）の通り演算する。

ステップＳ９４では、バッテリ４の蓄電量Ｂｓｏｃからエンジン始動仕事率閾値Ｐｔｈを図４に示すマップに従い設定する。

ステップＳ９６では、車両の目標駆動仕事率ｔＰｄがエンジン始動仕事率閾値Ｐｔｈより大きいかどうかを判定し、目標駆動仕事率ｔＰｄがエンジン始動仕事率閾値Ｐｔｈより大きいならばステップＳ９８に進む。一方、ステップＳ９６でｔＰｄがＰｔｈ以下ならば、ステップＳ１１４に進む。

ステップＳ９８では、バッテリ４の蓄電量Ｂｓｏｃとバッテリ４の目標蓄電量Ｂｍｅａｎから、比例ゲインＰｅｄ、積分ゲインＩｅｄ、微分ゲインＤｅｄを設定し、ＢｓｏｃをＢｍｅａｎに収束させるようなバッテリ４の充放電要求電力ｔＰｂを式（２０）より求める。なお、Ｂｍｅａｎはバッテリ４の最大蓄電量Ｂｍｘと最小蓄電量Ｂｍｎとの間に設定される値であり、コントローラ５を製造する段階でＲＯＭに記憶させておく。

ステップＳ９９では、バッテリ４の蓄電量Ｂｓｏｃが、バッテリ４の最大蓄電量Ｂｍｘからバッテリ４の蓄電余裕Ｂｅｘを差し引いたバッテリ４の蓄電量閾値Ｂｔｈ（＝Ｂｍｘ−Ｂｅｘ）より小さいかどうかを判定し、蓄電量閾値Ｂｔｈより小さいならばステップＳ１００に進む。一方、ステップＳ９９でＢｓｏｃがＢｔｈ以上ならばステップＳ１０４に進む。なおバッテリ４の蓄電余裕Ｂｅｘは第２の実施形態と同様の手順で求める。

ステップＳ１００では、車両の目標駆動仕事率ｔＰｄと、バッテリ４の充放電要求電力ｔＰｂとの和をシステム要求仕事率ｔＰとする。この場合にはバッテリ４に蓄電可能量が残っているので、システム要求仕事率ｔＰを達成するようにエンジン１、第１モータ２や第２モータ３制御することができる。

ステップＳ１０２では、システム要求仕事率ｔＰを、エンジン１が効率の高い運転ポイントで実現できるよう、コントローラ５のＲＯＭにマップとして記憶してある図５の動作曲線αを基に設定する。

一方、ステップＳ９９でバッテリ４の蓄電量Ｂｓｏｃが蓄電量閾値Ｂｔｈ以上の場合に進むステップＳ１０４では、バッテリ４の充放電要求電力ｔＰｂと０の内、小さい方の値をｔＰｂに再設定する。即ち、バッテリ４の蓄電量Ｂｓｏｃがバッテリ４の蓄電量閾値Ｂｔｈ以上ならば、これ以上バッテリ４への充電を禁止するように制御を行う。

ステップＳ１０６では、車両の目標駆動仕事率ｔＰｄと、バッテリ４の充放電要求電力ｔＰｂとの和をシステム要求仕事率ｔＰとする。

ステップＳ１０８では、システム要求仕事率ｔＰを、エンジン１が効率の高い運転ポイントで実現できるよう、コントローラ５のＲＯＭにマップとして記憶してある図５の動作曲線αを基に設定する。

ステップＳ１１０では、エンジン１の目標回転速度ｔＮｅをモータ２の回転速度Ｎｇが０以上となるように再設定する。具体的には第１モータ２の回転速度Ｎｇが０となるようなエンジン１の回転速度ｔＮｅｄを式（２１）から求め、このｔＮｅｄと設定済みのｔＮｅの内、大きい方の値を目標回転速度ｔＮｅとして再設定する。

ここで、ステップＳ２５と同様に第１モータ２の回転速度が０になるようにエンジン１の目標回転速度ｔＮｅを設定するが、第１モータ２の回転速度が負の回転速度から０になるまで第１モータ２は発電を伴う回生状態となる。しかしながら、この制御はバッテリ４が満充電になる前（蓄電量ＢｓｏｃがＢｔｈを越えたとき）に開始されるので、回生発電分を充電することができる。そして第１モータ２の回転速度が０で、第１モータ２が力行可能状態になり、第１モータ２の力行によりエンジン１の回転速度が上昇してエンジンブレーキが使用できる状態となる。

ステップＳ１１２では、エンジン１がシステム要求仕事率ｔＰを目標回転速度ｔＮｅで実現できる目標トルクｔＴｅを再設定する。具体的には、図５の曲線Ｐｅ＿ｅｑ１からＰｅ＿ｅｑ３のようにエンジン１から出力される動力が一定となるラインの内、図１３の通りｔＰを実現するラインＰｅ＿ｅｑ＿ｔＰを選択し、このラインＰｅ＿ｅｑ＿ｔＰ上でｔＮｅを実現するｔＴｅを求める。

なお、エンジン１から出力される動力が一定となるラインは、ステップＳ２６におけるｔＴｅの再設定によって本車両の運転性能を低下させないような間隔で出力動力毎に予め実験的に求めておき、コントローラ５のＲＯＭにマップとして記憶しておく。

ステップＳ９６で車両の目標駆動仕事率ｔＰｄがエンジン始動仕事率閾値Ｐｔｈ以下の場合に進むステップＳ１１４では、エンジン１の目標トルクｔＴｅをｔＴｅ＝０に設定する、即ちエンジン１への燃料供給を停止するように制御を行う。

ステップＳ１１６では、バッテリ４の蓄電量Ｂｓｏｃがバッテリ４の蓄電量閾値Ｂｔｈ（＝Ｂｍｘ−Ｂｅｘ）より小さいかどうかを判定し、蓄電量閾値Ｂｔｈより小さいならばステップＳ１１８に進む。一方、ＢｓｏｃがＢｔｈ以上ならばステップＳ１２０に進む。

ステップＳ１１８では、エンジン１の目標回転速度ｔＮｅをｔＮｅ＝０に設定する。このステップでは、バッテリ４の蓄電量にまだ余裕があると判断し、第２モータ３の回生トルクで負の値である目標駆動仕事率ｔＰｄを達成する。第２モータの回生発電分の電力は、蓄電量に余裕のあるバッテリ４に充電される。このようにして回生制動により車両の制動性能を確保することができる。また、目標駆動仕事率ｔＰｄが正の値である場合には、第１モータ２で回生発電が行われるが、この発電電力をバッテリ４に充電または第２モータ３に供給してもよい。

ステップＳ１２０では、バッテリ４の蓄電量Ｂｓｏｃがバッテリ４の最大蓄電量Ｂｍｘより小さいかどうかを判定し、最大蓄電量Ｂｍｘより小さいならばステップＳ１２２に進む。一方、ステップＳ１２０でＢｓｏｃがＢｍｘ以上ならばステップＳ１２４に進む。

ステップＳ１２２では、エンジン１の目標回転速度ｔＮｅを第１モータ２の回転速度Ｎｇが０以上となるように再設定する。具体的には第１モータ２の回転速度Ｎｇが０となるようなエンジン１の目標回転速度ｔＮｅを式（２２）の通り求める。

ここで、ステップＳ１１０と同様に第１モータ２の回転速度が０になるようにエンジン１の目標回転速度ｔＮｅを設定するが、第１モータ２の回転速度が負の回転速度から０になるまでは、第１モータ２は発電を伴う回生状態となる。しかしながら、この制御はバッテリ４が満充電になる前（蓄電量ＢｓｏｃがＢｔｈを越えたとき）に開始されるので、回生発電分を充電することができる。そして第１モータ２の回転速度が０で、第１モータ２が力行可能状態になり、第１モータの力行によりエンジン１の回転速度が上昇してエンジンブレーキが使用できる状態となる。

ステップＳ１２４では、図６より目標駆動仕事率ｔＰｄを実現するようなエンジン１の回転速度をｔＮｅに設定する。即ち、ステップＳ１２４では負値となっている目標駆動仕事率ｔＰｄをエンジン１のフリクションで実現するように制御する。

このステップではバッテリ４の蓄電量が満充電量に達し、第１モータ２の回転速度がエンジン１の目標回転速度ｔＮｅに制御される。ここで、ステップＳ１２２では第１モータ２の回転速度は０になるように制御されているため、このステップでの第１モータ２は力行制御となる。エンジン１の回転速度が目標回転速度ｔＮｅに達すると、エンジンの摩擦トルクのみで目標駆動仕事率ｔＰｄを達成することができる。

この実施形態の制御内容は、車両の下り坂走行を想定しており、この走行状態で、バッテリ４の蓄電量に余裕がある場合（ステップＳ１１８）には、第２モータ３の回生トルクで負の目標駆動仕事率ｔＰｄを達成するように制御し、バッテリ４の蓄電量に余裕が少ない満充電状態に近い状態になった場合（ステップＳ１２２）には、満状態となる前に第１モータ２を０に制御し、力行制御に移行してエンジンブレーキ使用可能状態とする。そして、バッテリ４の蓄電量が満充電状態となった場合（ステップＳ１２４）には第１モータ２の力行制御によりエンジン１の回転速度を上昇してエンジンブレーキを使用して目標駆動仕事率ｔＰｄを達成する。

ステップＳ１２６では、エンジン１の目標回転速度ｔＮｅを第１モータ２の回転速度Ｎｇが０以上となるように再設定する。具体的には第１モータ２の回転速度Ｎｇが０となるようなエンジン１の回転速度ｔＮｅｄを式（２３）から求め、このｔＮｅｄと設定済みのｔＮｅの内、大きい方の値を目標回転速度ｔＮｅとして再設定する。

ステップＳ１２８では、式（１）と、エンジン１の目標回転速度ｔＮｅと、第２モータ３の回転速度Ｎｍからモータ２の目標回転速度ｔＮｇを式（２４）から設定する。

ステップＳ１３０では、第１モータ２の回転速度Ｎｇと目標回転速度ｔＮｇとの差ｓＴｇに応じてＮｇをｔＮｇに収束させるためのＰＩＤフィードバック制御に用いるフィードバック制御値（第１モータ２の目標トルク）ｔＴｇを演算する。この第１モータ２の目標トルクｔＴｇは、比例ゲインＰｅ、積分ゲインＩｅ、微分ゲインＤｅを設定して式（２５）により演算される。

ステップＳ１３２では、式（４）とモータ２目標トルクｔＴｇから第２モータ３の目標トルクｔＴｍを式（２６）から設定する。

ステップＳ１３４では、エンジン１の目標トルクｔＴｅに応じてエンジン１を制御し、第１モータ２の目標トルクｔＴｇに応じて第１モータ２を制御し、第２モータ３の目標トルクｔＴｍに応じて第２モータ３を制御する。

この実施形態においては、バッテリ４の蓄電量Ｂｓｏｃが蓄電量閾値Ｂｔｈ以上の場合で、かつ車両の要求駆動力ｔＴｄが負の状態の場合には、コントローラ５が第１モータ２を力行制御することによって、エンジン１の回転速度が上昇する運転状態としてエンジンブレーキが利用できるようにし、下り坂走行時等の制動性能を向上することができる。

本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内でさまざまな変更がなしうることは明白である。

本発明を適用したハイブリッド車両の駆動トルク配分制御は、バッテリ充電状態が満充電状態での下り坂走行時の制動力を向上したのでハイブリッド車両の安全走行に有効である。

ハイブリッド車両の構成を示す図である。 駆動トルク配分制御のフローチャートを示す図である。 アクセルペダルの踏み込み量と車体速に応じたドライバーの目標駆動トルクを表すマップである。 バッテリの蓄電量に応じて決定される、エンジン始動及び停止を判断する目標駆動仕事率閾値を表すマップである。 エンジンの運転ポイントと運転効率との関係について示す説明図である。 エンジンが燃料を燃焼させない状態における、エンジンの回転速度とエンジンの回転によって発生する摩擦による仕事率との関係について示す説明図である。 他の実施の形態における駆動トルク配分制御のフローチャートを示す図である バッテリの蓄電量に応じて決定される、エンジン始動及び停止を判断する目標駆動仕事率閾値を表すマップである。 エンジン、第１モータ及び第２モータの運転状態を表す図である。 エンジン、第１モータ及び第２モータの運転状態の遷移を表す図である。 バッテリの蓄電量と充電可能最大電力の関係を表す図である。 他の実施の形態における駆動トルク配分制御のフローチャートを示す図である。 エンジンの運転ポイントと運転効率との関係について示す説明図である。 バッテリの蓄電量と蓄電量を最大にするまでに必要な電力量の関係を表す図である。 遊星歯車機構の各要素の回転速度及び、各要素の回転速度に変化がないときのトルクのつりあいを示す図である。 遊星歯車機構のキャリアの回転速度が０となったときの、プラネタリギヤの各要素の回転速度を示す図である。

符号の説明

１ エンジン
２ 第１モータ
３ 第２モータ
４ バッテリ
５ コントローラ
６ インバータ
１０ 遊星歯車機構
１１ サンギア
１２ ピニオンギア
１３ リングギア
１４ キャリア
１５ 差動装置
１６ 駆動輪

Claims (6)

1. 燃料を消費して駆動力を発揮するエンジンと、第１モータと、第２モータと、前記エンジンの回転軸に接続される回転軸と前記第１モータの回転軸に接続される回転軸と前記第２モータの回転軸および車両の駆動輪に接続される回転軸とを有する差動歯車機構と、前記第１モータおよび第２モータとの間で電力の授受を行う蓄電装置とを備え、車両の目標駆動力が正のしきい値より小さいときに前記エンジンへの燃料供給を停止し、前記目標駆動力が前記しきい値より大きいときに前記エンジンへ燃料を供給するハイブリッド車両の制御装置において、
   前記目標駆動力が前記しきい値より小さく、前記蓄電装置の蓄電量が前記蓄電装置の最大蓄電量に達し、前記目標駆動力が正であるときに、前記エンジンへの燃料供給を停止したまま前記第１モータの回転速度をゼロ以上に制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 燃料を消費して駆動力を発揮するエンジンと、第１モータと、第２モータと、前記エンジンの回転軸に接続される回転軸と前記第１モータの回転軸に接続される回転軸と前記第２モータの回転軸および車両の駆動輪に接続される回転軸とを有する差動歯車機構と、前記第１モータおよび第２モータとの間で電力の授受を行う蓄電装置とを備え、車両の目標駆動力が正のしきい値より小さいときに前記エンジンへの燃料供給を停止し、前記目標駆動力が前記しきい値より大きいときに前記エンジンへ燃料を供給するハイブリッド車両の制御装置において、
   前記目標駆動力が負であり、前記蓄電装置の蓄電量が前記蓄電装置の許容蓄電範囲を越えたときに、前記エンジンへの燃料供給を停止したまま前記第１モータの回転速度をゼロ以上に制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記目標駆動力が負であり、前記蓄電量が前記許容蓄電範囲を越えたときに、前記エンジンへの燃料供給を停止したまま前記第１モータの回転速度をゼロに制御するとともに、前記目標駆動力が負であり、前記蓄電量が前記許容蓄電範囲を越えて前記蓄電装置の最大蓄電量に達したときに、前記エンジンへの燃料供給を停止したまま前記第１モータの回転速度をゼロより高い正の回転速度に制御することを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 燃料を消費して駆動力を発揮するエンジンと、第１モータと、第２モータと、前記エンジンの回転軸にキャリアの回転軸が接続され前記第１モータの回転軸にサンギアの回転軸が接続され前記第２モータの回転軸および車両の駆動輪にリングギアの回転軸が接続される遊星歯車機構と、前記第１モータおよび第２モータとの間で電力の授受を行う蓄電装置とを備え、車両の目標駆動力が正のしきい値より小さいときに前記エンジンへの燃料供給を停止し、前記目標駆動力が前記しきい値より大きいときに前記エンジンへ燃料を供給するハイブリッド車両の制御装置において、
   前記目標駆動力が負であり、前記蓄電装置の蓄電量が前記蓄電装置の許容蓄電範囲を越えたときに、前記エンジンへの燃料供給を停止したまま前記サンギアの回転速度がゼロあるいは前記サンギヤの回転方向が前記キャリアの回転方向と同一になるよう前記第１モータの回転速度を制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記目標駆動力が負であり、前記蓄電量が前記許容蓄電範囲を越えたときに、前記エンジンへの燃料供給を停止したまま前記サンギアの回転速度がゼロになるよう前記第１モータの回転速度を制御するとともに、前記目標駆動力が負であり、前記蓄電量が前記許容蓄電範囲を越えて前記蓄電装置の最大蓄電量に達したときに、前記エンジンへの燃料供給を停止したまま前記サンギアが前記キャリアと同一の方向に回転するよう前記第１モータの回転速度を制御することを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置。
6. 前記目標駆動力が負であり、前記蓄電量が前記許容蓄電範囲内であるときに、前記エンジンへの燃料供給を停止したまま前記サンギアの回転速度がゼロになるよう前記第１モータの回転速度を制御する
   ことを特徴とする請求項４または５に記載のハイブリッド車両の制御装置。
   

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