JP2010195312A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車両において、速度が急減した場合に、蓄電装置の過充電を防止した上で、回転電機の過回転を防止する。
【解決手段】速度急変検出部５３５で速度急変が検出されたときに、充電電力許容値設定部５４０において、モータジェネレータＭＧ１の回転速度に応じて、充電電力演算部５５０により演算される充電電力Ｐｂを制限する充電電力許容値Ｐｉｎを過変に設定する。そして、充電電力Ｐｂが充電電力許容値Ｐｉｎに達したときに、トルク指令修正部５６０にて、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１をモータジェネレータＭＧ１による回生発電が減少するように修正する。
【選択図】図５

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関し、より特定的には、ハイブリッド車両の回転電機の過回転防止制御に関する。

従来、ハイブリッド車両の一態様としては、遊星歯車機構の回転要素にエンジン，第１モータジェネレータ，第２モータジェネレータ，出力軸が接続されるとともに、２つのモータジェネレータにインバータを介してバッテリが接続されたものが提案されている。

たとえば、特開２００４−１５３９４６号公報（特許文献１）では、このようなハイブリッド車両において、２つのモータジェネレータのいずれかの回転速度が過回転と判断された場合に、過回転と判断されたモータジェネレータの回転速度が低下するようエンジンの目標回転速度を増減してエンジン動作点を決定し、決定した動作点でエンジンが運転されるようエンジンと２つのモータジェネレータを制御する構成が開示されている。

特開２００４−１５３９４６号公報 特開２００５−３１３８６５号公報 特開２００５−３１８７８０号公報 特開２００７−１７６２９５号公報

上述のように、特許文献１に記載された駆動系を有するハイブリッド車両においては、急ブレーキ等により第２モータジェネレータの回転速度が急激に減少する場合に、エンジンのイナーシャにより、エンジン回転速度の減少が追従できないため、第１モータジェネレータの回転速度が増加してしまい過回転となってしまう場合がある。またこの過回転を抑制するために、第１モータジェネレータに対して回転速度を低下させる方向のトルクを増加させると、回生発電による蓄電装置への充電電力が増加し、蓄電装置の過充電となってしまう場合がある。そのため、第１モータジェネレータの過回転および蓄電装置の過充電のバランスをとりつつ、両者を抑制することが必要となる。

特に、近年、蓄電装置にリチウムイオン電池が採用される場合が増加しつつあるが、リチウムイオン電池の場合、過充電が電池の故障や劣化の原因となりやすいため、さらに厳格な過充電防止が必要とされる。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、ハイブリッド車両において、速度が急減した場合に、蓄電装置の過充電を防止した上で回転電機の過回転を防止することである。

本発明によるハイブリッド車両は、車輪と、エンジンと、第１の回転電機と、第２の回転電機と、動力分割機構と、蓄電装置と、制御装置とを備える。エンジンは、車両に与える駆動力を発生する。第１の回転電機は、トルク指令値に従った回生発電を行なう。第２の回転電機は、車輪を駆動するための駆動軸に接続され、力行動作時に車両に与える駆動力を発生するとともに、回生動作時に回生発電を行なうように構成されている。動力分割機構は、第１の回転電機の回転軸に連動する第１の回転要素、エンジンの回転軸に連動する第２の回転要素および駆動軸に連動する第３の回転要素を有する。蓄電装置は、回生発電によって発生した回生電力によって充電される。制御装置は、トルク指令値を生成するとともに、エンジン、第１および第２の回転電機を制御する。また、制御装置は、第１および第２の回転電機の回転速度を検出するように構成された速度検出部と、第２の回転電機の減速度を演算するように構成された減速度演算部と、第１および第２の回転電機の動作状態に基づいて蓄電装置の充電電力を演算するように構成された充電電力演算部と、減速度が所定の値を超える急減速が発生し、かつ第１の回転電機の回転速度が所定の基準値よりも大きくなった速度急変状態を検出するように構成された速度急変検出部と、速度急変状態が検出された場合に、少なくとも第１の回転電機の回転速度に応じて、充電電力許容値を可変に設定するように構成された充電電力許容値設定部と、速度急変状態が検出された場合に、充電電力が充電電力許容値に達すると、第１の回転電機の回転上昇を抑制するように設定されたトルク指令値について、第１の回転電機の回生電力を減少させるようなトルク指令値の修正を開始するトルク指令修正部とを含む。

上記のハイブリッド車両によれば、車輪の回転速度（すなわちモータジェネレータＭＧ２の回転速度）が急減速した際に、第１の回転電機であるモータジェネレータＭＧ１の回生トルクによってモータジェネレータＭＧ１の回転速度の上昇が抑制される一方で、モータジェネレータＭＧ１の回転速度に応じて、充電電力を制限する充電電力許容値を過変に設定することができる。そして、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２により発電される充電電力がこの充電電力許容値に達したときに、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値をモータジェネレータＭＧ１による回生発電が減少するように修正することで、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値の修正を開始するタイミングを可変に設定することができる。この結果、急減速発生時のモータジェネレータＭＧ１の回転速度に応じて、モータジェネレータＭＧ１の発電電力および回転速度の増減を制御することができるので、蓄電装置の過充電防止を考慮した上で、モータジェネレータＭＧ１の過回転を抑制することができる。

好ましくは、充電電力許容値設定部は、速度急変状態が検出された時点における第１の回転電機の回転速度が低いほど、相対的に早くトルク指令修正部によるトルク指令値の修正が開始されるように、充電電力許容値を設定する。

このような構成とすることで、速度急変が発生した時点でのモータジェネレータＭＧ１の回転速度が低い場合には、モータジェネレータＭＧ１の回転速度上限までの余裕代が大きいので、モータジェネレータＭＧ１の回転速度の上昇を伴ったトルク指令値の修正を、相対的に早く開始することにより回生発電を減少させることができ、蓄電装置の過充電防止を優先することができる。一方、モータジェネレータＭＧ１の回転速度が高い場合には、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値の修正を相対的に遅く開始することにより、モータジェネレータＭＧ１の回転速度の上昇を抑制する回生トルクを確保して、モータジェネレータＭＧ１の過回転防止を優先することができる。

また好ましくは、トルク指令修正部は、速度急変状態が検出された場合に、充電電力が充電電力許容値に達したときには、第１の回転電機の回転速度が所定の回転速度上限値以下となる範囲で回生電力を減少させるようにトルク指令値を修正する。

このような構成とすることで、速度急変が発生した場合に、充電電力が充電電力許容値に達したときには、モータジェネレータＭＧ１の速度上限値以下で運転するので、過回転が防止できる。また、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値の修正（減少）により回生発電を減少することができるので、蓄電装置の過充電が抑制できる。

あるいは好ましくは、トルク指令修正部は、減速中の第２の回転電機が停止する時点における第１の回転電機の到達回転速度を予測するとともに、この到達回転速度が回転速度上限値以下となる場合には、回生発電を停止するようにトルク指令値を修正する。

このような構成とすることで、モータジェネレータＭＧ１の回生トルクをゼロとしてもモータジェネレータＭＧ１の過回転が発生しないと予測される場合には、モータジェネレータＭＧ１の回生発電を停止することで、蓄電装置の過充電を確実に防止することができる。

また好ましくは、上記の回転速度上限値は、回転電機の部品保護から機械的に定まる所定の上限回転速度に基づいて設定される。

このような構成とすることで、モータジェネレータＭＧ１の各部品に塑性変形が発生しないような所定の上限回転速度以下で、モータジェネレータＭＧ１を運転することができるので、モータジェネレータＭＧ１が過回転となって、機械的な故障を発生させることが防止できる。

好ましくは、制御装置は、速度急変が検出された場合に、エンジンへの燃料供給を遮断するように構成された燃料遮断制御部をさらに含む。

このような構成とすることで、速度急変が発生した場合に、いわゆるフューエルカット制御を行うことができるので、エンジンが出力するトルクを早く減少させることができる。

また好ましくは、ハイブリッド車両は、エンジンの回転軸と動力分割機構との間に設けられ、エンジンから動力分割機構への駆動力の伝達および非伝達を切替可能とするように構成された係合装置をさらに備えている。また、制御装置は、係合装置を制御するように構成された係合装置制御部をさらに含んでいる。そして、係合装置制御部は、燃料遮断制御部によって燃料供給が遮断されているときには、駆動力が非伝達とされるように係合装置を制御する。

このような構成とすることで、エンジンと動力分割機構との間に係合装置（クラッチ）を備えるハイブリッド車両において、フューエルカット制御が行われる場合に、クラッチを切離して、エンジンと動力分割機構との間での動力伝達を遮断することができる。これにより、エンジンのイナーシャの影響を除去して、エンジンの回転軸に連動する動力分割機構の第２の回転要素（すなわちキャリア）の回転速度を速やかに低下させることができるので、速度急変発生時にモータジェネレータＭＧ１の速度上昇を確実に防止できる。

あるいは好ましくは、速度検出部はエンジンの回転速度をさらに検出し、制御装置は、エンジンの回転速度に基づいてエンジンへの点火を制御するように構成された点火制御部をさらに含む。そして、係合装置制御部は、駆動力が非伝達とされている場合に、点火制御部において点火が停止され、かつエンジンの回転速度が所定のエンジン速度基準値より小さくなったときは、駆動力の伝達が復帰されるように係合装置を制御する。

このような構成とすることで、クラッチを切離し後、モータジェネレータＭＧ１が過回転とならない状態となったときに、クラッチの再係合をすることができる。これにより、蓄電装置の過充電およびモータジェネレータＭＧ１の過回転をしない範囲で、減速時にエンジンブレーキによる制動力を確保することができる。

この発明によれば、ハイブリッド車両において、速度が急減した場合に、蓄電装置の過充電を防止した上で、回転電機の過回転防止をすることができる。

本実施の形態１に従う、ハイブリッド車両の全体ブロック図である。 本実施の形態１において、速度急変が発生した場合の共線図の変化を説明するための概念図である。 本実施の形態１における、トルク修正制御の時間的過程を説明するためのタイムチャートである。 本実施の形態１における、充電電力許容値Ｐｉｎを設定するためのマップの一例を示す図である。 本実施の形態１における、トルク修正制御の詳細を説明するための機能ブロック図である。 本実施の形態１における、トルク修正制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。 本実施の形態２に従う、ハイブリッド車両の全体ブロック図である。 本実施の形態２における過回転防止制御を適用した場合の、共線図の変化を示す説明する図である。 本実施の形態２における過回転防止制御を適用した場合の、共線図の変化を示す説明する図である。 本実施の形態２における、過回転防止制御の時間的過程を説明するためのタイムチャートである。 本実施の形態２において、クラッチを再係合する場合の条件を説明するための共線図の例である。 本実施の形態２における、過回転防止制御の詳細を説明するための機能ブロック図である。 本実施の形態２における、過回転防止制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。

以下において、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態に従う、ハイブリッド車両１００の全体ブロック図である。

図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、蓄電装置２２０と、コンバータ２４２と、インバータ２４０と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、エンジン１２０と、動力分割機構２００と、出力部材２０２と、減速機１８０と、ドライブシャフト４００と、車輪１６０と、回転センサ２５０，２５１，２５２と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１０とを備える。

蓄電装置２２０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置２２０は、たとえば、リチウムイオン電池あるいはニッケル水素電池などの二次電池、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子により構成される。蓄電装置２２０は、コンバータ２４２に接続され、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するインバータ２４０に対し直流電力を供給するとともに、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２で発電された電力を蓄電する。

また、蓄電装置２２０は、図示しない電圧センサ、電流センサおよび温度センサにより検出される蓄電装置２２０の電圧Ｖｂ，電流Ｉｂおよび温度ＴｂをＥＣＵ１１０に出力する。

コンバータ２４２は、蓄電装置２２０から出力される直流電力を、ＥＣＵ１１０から出力される駆動指令ＰＷＣ１に従って、インバータ２４０が必要とする電圧まで昇圧する。また、コンバータ２４２は、ＥＣＵ１１０から出力される駆動指令ＰＷＣ１に従って、インバータ２４０からの回生電力を蓄電装置２２０が充電可能な電圧まで降圧する。

インバータ２４０は、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を包括的に同一ブロックで記載したものであり、コンバータ２４２により昇圧された直流電力を、ＥＣＵ１１０から出力される駆動指令ＰＷＩ１に従って交流電力に変換し、モータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ２４０は、ＥＣＵ１１０から出力される駆動指令ＰＷＩ２に従って交流電力に変換し、モータジェネレータＭＧ２を駆動する。さらに、インバータ２４０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が発電する交流電力を直流電力に変換して回生電力としてコンバータ２４２に出力する。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、インバータ２４０から供給される交流電力を受けて回転駆動力を発生する。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、外部から回転力を受けて交流電力を発生するとともに、ＥＣＵ１１０からの回生トルク指令によって回生制動力を車両に発生する。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、たとえば、永久磁石が埋設されたロータとＹ結線された三相コイルを有するステータとを備える三相交流電動発電機から成る。

また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、動力分割機構２００を介してエンジン１２０にも連結される。そして、ＥＣＵ１１０によって、エンジン１２０の発生する駆動力とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の発生する駆動力とが最適な比率となるように制御が実行される。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のいずれか一方を専ら電動機として機能させ、他方のモータジェネレータを専ら発電機として機能させてもよい。なお、本実施の形態においては、モータジェネレータＭＧ１をエンジン１２０により駆動される発電機として機能させ、モータジェネレータＭＧ２を車輪１６０を駆動する電動機として機能させるものとする。

動力分割機構２００には、エンジン１２０の駆動力を、出力部材２０２を介して車輪１６０とモータジェネレータＭＧ１との両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。プラネタリーキャリア（Ｃ）がエンジン１２０に、サンギヤ（Ｓ）がモータジェネレータＭＧ１に、リングギヤ（Ｒ）が出力部材２０２を介してモータジェネレータＭＧ２に連結される。これにより、エンジン１２０、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２のうちのいずれか２つの回転方向および回転速度が決まると、残りの回転方向および回転速度も強制的に決まる。

エンジン１２０およびモータジェネレータＭＧ２により発生された駆動力は、出力部材２０２、減速機１８０およびドライブシャフト４００を介して、車輪１６０に伝達される。

回転センサ２５０，２５１は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のそれぞれの回転角度θ１，θ２を検出して、ＥＣＵ１１０に出力する。また、回転センサ２５２は、エンジン１２０のクランクシャフト（図示しない）の回転速度ＮＥを検出し、ＥＣＵ１１０に出力する。

ＥＣＵ１１０は、蓄電装置２２０より電圧Ｖｂ、電流Ｉｂおよび温度Ｔｂの入力を受け、蓄電装置の充電状態を示す状態量、たとえば残存容量（ＳＯＣ（State of Charge）とも称する。）および充電電力制限値Ｗｉｎなどを算出する。ここで、充電電力制限値Ｗｉｎは、過充電を防止するために蓄電装置の充電状態に応じて変化する。

特にリチウムイオン電池では、一般的に過充電を継続すると、正極の分解による酸素放出や負極側での金属リチウムの析出が発生する場合があり、電池の故障や劣化の原因につながるおそれがある。そのため、リチウムイオン電池においては、より厳格な過充電防止が必要とされる。

ＥＣＵ１１０は、コンバータ２４２を制御するための信号ＰＷＣ１を生成し、コンバータ２４２へ出力する。また、ＥＣＵ１１０は、インバータ２４０を駆動するための信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれインバータ２４０へ出力する。

また、ＥＣＵ１１０は、いずれも図示しないブレーキペダルの操作量ＢＰ、車速センサにより検知される車速ＶＳおよびアクセルペダルの操作量ＡＣＣの入力を受ける。さらに、ＥＣＵ１１０は、回転センサ２５０，２５２，２５２から、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転角θ１，θ２およびエンジン１２０の回転速度ＮＥの入力を受ける。ＥＣＵ１１０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転角θ１，θ２から、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度ＭＲＮ１，ＭＲＮ２および角速度ω１，ω２を算出する。

なお、ＥＣＵ１１０は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、記憶装置と、入出力バッファとを含み、各センサの入力や各機器への制御指令の出力を行い、ハイブリッド車両１００および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、一部を専用のハードウエア（電子回路）で構築して処理することも可能である。

また、図１においては、制御装置としてＥＣＵ１１０を１つとする構成としているが、ＥＣＵの構成はこれに限定されず、ＥＣＵ１１０のうちの一部の機能を、別個の制御装置に分割することとしてもよい。

図２は、ハイブリッド車両において速度急変が発生した場合の、動力分割機構２００の各ギヤ回転速度の変化を説明するための共線図の一例である。

図２を参照して、速度急変前の動力分割機構２００の状態は図中の直線Ｗ１０で示される状態であり、サンギヤ，キャリア，リングギヤの各回転速度が、それぞれＳ１，Ｃ１，Ｒ１の状態であるとする。

この状態から、急ブレーキ等により、車輪１６０と連動するモータジェネレータＭＧ２、すなわちリングギヤの回転速度が急減し、Ｒ１からＲ２（≒０）に変化したとする。このとき、キャリアに接続されているエンジン１２０の回転速度も低下するが、エンジン１２０のイナーシャが大きく、回転速度の低下が遅れてしまうため、仮にエンジン１２０のトルク出力を停止させても、キャリアの回転速度は図２中のＣ２までしか低下しない。そうすると、サンギヤ，キャリア，リングギヤの回転速度の関係から、図２中の破線Ｗ２０で示される状態となる。その結果、サンギヤに接続されたモータジェネレータＭＧ１の回転速度がＳ２まで上昇してしまい、通常の制御管理上のシステム上限回転速度ＭＲＮ１ｍａｘを超過し、過回転となってしまう場合がある。

一方、この過回転を防止するために、モータジェネレータＭＧ１に対する回生トルクを増加させた場合、モータジェネレータＭＧ１による発電電力が増加するため、蓄電装置２２０の充電状態によっては過充電が発生してしまうおそれがある。

そこで、本実施の形態１においては、車両の速度急変が発生した場合に、モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１が部品保護から機械的に定まる上限回転速度以下となる範囲で、回生発電が減少するようにモータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１を修正することで、蓄電装置２２０の過充電を防止しつつ、モータジェネレータＭＧ１の過回転を抑制するトルク修正制御を行なう。

なお、ここで、「部品保護から機械的に定まる」上限回転速度とは、たとえばモータジェネレータＭＧ１の各部品に塑性変形が生じない回転速度の上限値に基づいて設定することができる。

図３には、上記のトルク修正制御を説明するための、タイムチャートが示される。
図３では、速度急変が発生した場合の、車輪回転速度（∝モータジェネレータＭＧ２の回転速度ＭＲＮ２）、エンジントルクＴＲｅ、エンジン回転速度ＮＥ、モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１、速度急変フラグＦＬＧ、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１、充電電力Ｐｂおよび過充電フラグＯＣＨが示されている。なお、各タイムチャートにおいて、本実施の形態１でのトルク修正制御を適用した場合を実線で示し、比較例として修正開始タイミングを固定としたトルク修正を行なう場合を一点鎖線で示す。なお、図３は、時刻ｔ１より前の状態においては、モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１がシステム上限回転速度ＭＲＮ１ｍａｘで運転されていた場合の例を示している。

図３を参照して、時刻ｔ１で車輪１６０のロックが発生し、モータジェネレータＭＧ２の回転速度ＭＲＮ２が低下する。これに伴って、エンジントルクＴＲｅを減少するために、フューエルカット制御により燃料遮断が行なわれたとしても、既に噴射した燃料に対しては、燃料浄化の目的のために点火が行なわれてしまう。そのため、速度急変が発生してもこの噴射済み燃料の燃焼が完了するまでは、エンジントルクＴＲｅが出力される。さらに、エンジン１２０はイナーシャが大きいため、モータジェネレータＭＧ２の回転速度ＭＲＮ２の低下に追従できず、エンジン１２０の回転速度ＮＥは緩やかに低下する。

このため、図２で説明したように、プラネタリーギヤの特性により、モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１が上昇することになる。

このモータジェネレータＭＧ１の回転速度上昇に伴うモータジェネレータＭＧ１により発電される回生発電の増加と、モータジェネレータＭＧ２の速度低下による回生発電の増加により、速度急変が発生する時刻ｔ１から蓄電装置２２０への充電電力Ｐｂが増加し始める。

そして、本実施の形態１のトルク修正制御を適用しない比較例の場合、この充電電力Ｐｂが充電電力制限値Ｗｉｎを超過したタイミングで、過充電防止のために過充電フラグＯＣＨをオンさせて、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１を減少させる（時刻ｔ２）。

しかしながら、時刻ｔ２の時点では、モータジェネレータＭＧ２もまだ減速中であるので、充電電力ＰｂはモータジェネレータＭＧ２が停止する時刻ｔ３までは増加し続けてしまい、蓄電装置２２０の過充電が発生してしまう。

その後、モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１に対し、充電電力Ｐｂが充電電力制限値Ｗｉｎより小さくなるようなトルク指令値ＴＲ１となる時刻ｔ４において、過充電フラグＯＣＨをオフとし、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１の修正を停止する。

このような制御においては、モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１が、上述のシステム上限回転速度ＭＲＮ１ｍａｘよりも大きい、部品保護から機械的に定まる上限回転速度ＭＲＮ１ｍａｘ＃に対してはまだ余裕があるにもかかわらず、モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１の増加を過度に抑制するために、蓄電装置２２０への充電電力Ｐｂが増加してしまうこととなる。

このような速度急変状態が発生する頻度は比較的少ないため、本実施の形態１においては、上記のような速度急変発生時に、モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１を、システム上限回転速度ＭＲＮ１ｍａｘよりも大きい部品保護から機械的に定まる上限回転速度ＭＲＮ１ｍａｘ＃まで過回転を許容するとともに、モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１に応じて、過充電フラグＯＣＨをオンとするタイミング、すなわちモータジェネレータＭＧ１のトルク指令値の修正を開始するタイミングを可変とする。これにより、蓄電装置２２０への充電電力とモータジェネレータＭＧ１の回転速度のバランスを考慮しながら、蓄電装置２２０の過充電およびモータジェネレータＭＧ１の過回転を抑制することが図られる。

具体的には、図３の時刻ｔ１において、速度急変が発生したときのモータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１に応じて、たとえば図４に示されるようなマップに基づいて充電電力許容値Ｐｉｎが設定される。なお、充電電力Ｐｂについては負値で表わされており、充電電力許容値Ｐｉｎは、充電電力制限値Ｗｉｎよりも大きい（絶対値では小さい）値であり、充電電力制限値Ｗｉｎよりも充電電力Ｐｂが制限される値である。

この充電電力許容値Ｐｉｎについては、図４に示されるように、速度急変が発生した時点でのモータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１が低いほど、充電電力許容値Ｐｉｎが大きく（絶対値では小さく）なるように設定される。すなわち、モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１が低い場合には、モータジェネレータＭＧ１の回転速度上限までの余裕代が多いので、モータジェネレータＭＧ１の回転速度の上昇を伴ったトルク指令値の修正（回生トルクの減少）を相対的に早く開始することにより発電電力を低下させる。これにより、蓄電装置２２０の過充電防止を優先することができる。

一方、モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１が高い場合、すなわちモータジェネレータＭＧ１の回転速度上限までの余裕代が少ない場合には、トルク指令値の修正を相対的に遅く開始することにより回生トルクを確保して、モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１の上昇を抑制する。これにより、モータジェネレータＭＧ１の過回転防止を優先することができる。

再び図３を参照して、図３のタイムチャートに示される充電電力Ｐｂが、充電電力許容値Ｐｉｎとなった時点（時刻ｔ２’）で、過充電フラグＯＣＨがオンに設定され、比較例に比べて早期にモータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１の修正が開始される。

そして、モータジェネレータＭＧ２が停止する時刻ｔ３において、モータジェネレータＭＧ１の到達回転速度が、部品保護から機械的に定まる上限回転速度ＭＲＮ１ｍａｘ＃以下となる範囲となるように、回生発電を減少させる方向にモータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１が修正される。

そして、モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１に対して、修正前のモータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１によって発生される充電電力Ｐｂが、充電電力制限値Ｗｉｎより大きく（絶対値では小さく）なるトルク指令値になったときに、過充電フラグＯＣＨがオフに設定されてトルク指令値ＴＲ１の修正が停止される。なお、時刻ｔ４では、トルク指令値ＴＲ１の修正を停止することに伴って、充電電力Ｐｂは充電電力制限値Ｗｉｎを超えない範囲で一旦上昇するが、その後モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１の低下とともに減少する。

このような制御を行うことにより、蓄電装置２２０の過充電を防止した上で、モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１が、部品保護から機械的に定まる上限回転速度ＭＲＮ１ｍａｘ＃を超過するような過回転を防止することができる。

次に、上記のトルク修正制御の詳細について説明する。
図５には、上記のトルク修正制御を説明するための、ＥＣＵ１１０の制御構成を説明する機能ブロック図が示される。図５を始めとして、以下で説明されるブロック図に記載された各機能ブロックは、ＥＣＵ１１０によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。

図５を参照して、ＥＣＵ１１０は、充電電力制限値演算部５００と、減速度演算部５１０と、速度検出部５２０と、トルク指令生成部５３０と、速度急変検出部５３５と、充電電力許容値設定部５４０と、充電電力演算部５５０と、トルク指令修正部５６０と、インバータ指令生成部５９０とを含む。さらに、トルク指令修正部５６０は、過充電判定部５７０と、トルク指令設定部５８０とを含む。

充電電力制限値演算部５００は、蓄電装置２２０の電圧Ｖｂ、電流Ｉｂおよび温度Ｔｂの入力を受ける。そして、充電電力制限値演算部５００は、これらの情報に基づいて充電電力制限値Ｗｉｎを演算し過充電判定部５７０へ出力する。

速度検出部５２０は、回転センサ２５０，２５１より、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転角θ１，θ２の入力を受ける。さらに速度検出部５２０は、回転センサ２５２よりエンジン１２０の回転速度ＮＥの入力を受ける。そして速度検出部５２０はモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転角θ１，θ２よりモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度ＭＲＮ１，ＭＲＮ２をそれぞれ算出し、減速度演算部５１０、速度急変検出部５３５、充電電力許容値設定部５４０、充電電力演算部５５０およびトルク指令設定部５８０へ出力する。

減速度演算部５１０は、一定期間内のモータジェネレータＭＧ２の回転速度ＭＲＮ２の減少量に基づいて減速度βを演算し、速度急変検出部５３５へ出力する。なお、減速度βについては、ドライブシャフト４００の回転速度によって車速ＶＳが検出される場合には、車速ＶＳの減少量に基づいて演算してもよい。

トルク指令生成部５３０は、車速ＶＳおよび図示しないアクセルペダルの操作量ＡＣＣの入力を受けて、ハイブリッド車両１００のトータル要求パワーを演算するとともに、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に対するトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２を生成して、充電電力演算部５５０およびトルク指令設定部５８０へ出力する。

速度急変検出部５３５は、減速度演算部５１０から入力される減速度βと速度検出部５２０から入力されるモータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１に基づいて、減速度が所定値を超える急減速が発生したことに伴って、モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１が極端に上昇したか否かを検出し速度急変フラグＦＬＧを設定する。そして、速度急変検出部５３５は、この速度急変フラグＦＬＧを充電電力許容値設定部５４０および過充電判定部５７０に出力する。

充電電力許容値設定部５４０は速度急変フラグＦＬＧとモータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１の入力を受け、たとえば上述のような図４に示すマップに基づいて充電電力許容値Ｐｉｎを可変に設定する。そして、充電電力許容値設定部５４０は、設定した充電電力許容値Ｐｉｎを過充電判定部５７０に出力する。

充電電力演算部５５０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度ＭＲＮ１，ＭＲＮ２と、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２の入力を受ける。そして、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度ＭＲＮ１，ＭＲＮ２から各速度ω１，ω２を算出するとともに、これらの情報に基づいて充電電力Ｐｂを演算する。そして演算された充電電力Ｐｂを、過充電判定部５７０に出力する。

過充電判定部５７０は充電電力Ｐｂ、充電電力許容値Ｐｉｎ、速度急変フラグＦＬＧおよび充電電力制限値Ｗｉｎの入力を受ける。そして、速度急変フラグＦＬＧの状態に基づいて、充電電力Ｐｂと充電電力許容値Ｐｉｎおよび充電電力制限値Ｗｉｎとを比較することにより過充電が発生するか否かを判定して過充電フラグＯＣＨを設定する。具体的には、充電電力Ｐｂが充電電力許容値Ｐｉｎを超えた時点で過充電フラグＯＣＨをオンに設定するとともに、過充電フラグＯＣＨをオンに設定した後に、充電電力Ｐｂが充電電力制限値Ｗｉｎを超えなくなった時点で過充電フラグＯＣＨをオフに設定する。そして、この過充電フラグＯＣＨを、トルク指令設定部５８０へ出力する。

トルク指令設定部５８０は過充電フラグＯＣＨ、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度ＭＲＮ１，ＭＲＮ２およびトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２の入力を受ける。そして、トルク指令設定部５８０は、過充電フラグＯＣＨがオフ、すなわち過充電が発生していない場合には、入力されたトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２を、インバータ２４０の最終トルク指令値ＴＲ１＃，ＴＲ２＃として設定し、インバータ指令生成部５９０へ出力する。

また、トルク指令設定部５８０は、過充電フラグＯＣＨがオン、すなわち過充電が発生すると判定された場合には、減速中のモータジェネレータＭＧ２が停止すると予測される時点でのモータジェネレータＭＧ１の到達回転速度を予測し、その到達回転速度が部品保護から機械的に定まる上限回転速度ＭＲＮ１ｍａｘ＃を超過しない範囲で、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１を現在値よりも低下させるように修正する。そして、トルク指令値ＴＲ１の修正後の値およびモータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＲ２を、インバータ２４０への最終トルク指令値ＴＲ１＃，ＴＲ２＃にそれぞれ設定し、インバータ指令生成部５９０へ出力する。

インバータ指令生成部５９０は、トルク指令設定部５８０からのトルク指令値ＴＲ１＃，ＴＲ２＃に基づいて、インバータ２４０を駆動するＰＷＭ信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、インバータ２４０へ出力する。

図６には、ＥＣＵ１１０による、トルク修正制御の処理の詳細を説明するためのフローチャートが示される。図６および以降に説明する図１３に示すフローチャートは、ＥＣＵ１１０に予め格納されたプログラムを所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。

図６を参照して、ＥＣＵ１１０は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）７００にて、回転センサ２５０，２５１，２５２から入力される情報に基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジンの回転速度ＭＲＮ１，ＭＲＮ２およびＮＥを検出する。そして、ＥＣＵ１１０は、次にＳ７１０にて、モータジェネレータＭＧ２の回転速度ＭＲＮ２に基づいて、一定期間内の減速量を検出することにより減速度βを演算する。

そして、ＥＣＵ１１０は、Ｓ７２０にて、蓄電装置２２０から入力される蓄電装置２２０の電圧Ｖｂ、電流Ｉｂおよび温度Ｔｂに基づいて、充電電力制限値Ｗｉｎを演算する。

次にＥＣＵ１１０は、Ｓ７３０にて、車速ＶＳ、図示しないアクセルペダルの操作量ＡＣＣに基づいて、ハイブリッド車両１００のトータル要求パワーを演算するとともに、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン１２０の各回転速度に基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に対するトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２を生成する。

そして、ＥＣＵ１１０は、Ｓ７４０にて、上記で生成したトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度ＭＲＮ１，ＭＲＮ２から求められる角速度ω１，ω２に基づいて、各トルク指令値と角速度との積の総和により蓄電装置２２０への充電電力Ｐｂを演算する。

そして、Ｓ７５０にて、ＥＣＵ１１０は、減速度βとモータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１に基づいて、速度急変が発生しているか否かを検出して、速度急変フラグＦＬＧを設定する。具体的には、減速度βが予め定められた所定の基準値を超えており、かつモータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１が所定の管理上限値ＭＲＮ１ｍａｘより大きくなった場合に、速度急変が発生したと判断して速度急変フラグＦＬＧをオンに設定する。また、上記条件が不成立となった場合に、速度急変フラグＦＬＧをオフに設定する。

Ｓ７６０以降の説明については、図３のタイムチャートとともに、時刻（Ｔ）の経過に沿って説明を行なう。

（ｉ）時刻ｔ１より前（Ｔ＜ｔ１）
図３および図６を参照して、速度急変が発生する前である時刻ｔ１より前においては、速度急変が発生していない（速度急変フラグＦＬＧがオフ）ので、Ｓ７６０がＮＯと判定されて、処理がＳ８２０に進められる。

そして、ＥＣＵ１１０は、Ｓ８２０にて、充電電力Ｐｂが充電電力制限値Ｗｉｎ以上か（絶対値としては以下か）否か、すなわち充電電力Ｐｂが充電電力制限値Ｗｉｎに達しているか否かを判定する。

時刻ｔ１より前においては、充電電力Ｐｂは充電電力制限値Ｗｉｎには達していないので、Ｓ８２０がＹＥＳと判定されて、処理がＳ８４０に進められる。

そして、ＥＣＵ１１０は、Ｓ８４０にて過充電フラグＯＣＨをオフに設定する（すでにオフの場合はオフの状態を継続する）とともに、Ｓ８５０にてＳ７３０で生成されたトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２を、インバータ２４０への最終トルク指令値ＴＲ１＃，ＴＲ２＃に設定する。その後、ＥＣＵ１１０は、Ｓ８１０でインバータ２４０の駆動指令ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成して出力する。

（ｉｉ）時刻ｔ１〜時刻ｔ２’まで（ｔ１≦Ｔ＜ｔ２’）
この場合は、速度急変が開始されているため、Ｓ７６０がＹＥＳと判定されて、処理がＳ７７０に進められる。

Ｓ７７０では、ＥＣＵ１１０は、速度急変が最初に検出された時点（時刻ｔ１）でのモータジェネレータＭＧ１の回転速度に応じて、たとえば図４に示されるマップにより充電電力許容値Ｐｉｎを可変に設定する。なお、充電電力許容値Ｐｉｎについては、予め定められた所定の演算式によって設定することとしてもよい。

次に、ＥＣＵ１１０は、Ｓ７８０にて、充電電力Ｐｂが充電電力許容値Ｐｉｎよりも小さい（絶対値では大きい）か否か、すなわち充電電力Ｐｂが充電電力許容値Ｐｉｎを超過しているか否かを判定する。

時刻ｔ１〜時刻ｔ２’までの間は、まだ充電電力Ｐｂは充電電力許容値Ｐｉｎに達していないので、Ｓ７８０がＮＯと判定されて、処理がＳ８４０に進められる。以降は、（ｉ）の場合と同様である。

（ｉｉｉ）時刻ｔ２’〜時刻ｔ３まで（ｔ２’≦Ｔ＜ｔ３）
この状態においても、速度急変が検出されているため、Ｓ７６０がＹＥＳと判定される。そして、処理がＳ７７０に進められて、（ｉｉ）同様に充電電力許容値Ｐｉｎが設定される。

この場合は、充電電力Ｐｂが充電電力許容値Ｐｉｎを超過しており、このままでは過充電が発生するおそれがあるので、Ｓ７８０がＹＥＳと判定され、その後、過充電フラグＯＣＨがオンに設定される（Ｓ７９０）。なお、ここでの充電電力ＰｂはＳ７３０で算出したトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２により演算される計算上の電力であり、図３の充電電力のタイムチャートにおいては、一点鎖線で示される値となる。

そして、ＥＣＵ１１０は、Ｓ８００にて、モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１が、部品保護から機械的に定まる所定の上限回転速度ＭＲＮ１ｍａｘ＃以下となる範囲において、実際の充電電力が充電電力許容値Ｐｉｎを超えないように、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１を修正する。

具体的には、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２により発電される電力の総和から、本制御を行わない場合（比較例）に比べてモータジェネレータＭＧ１およびエンジン１２０の回転速度を上昇させるために必要とされる電力を差し引いた電力が、充電電力許容値Ｐｉｎより小さくなるように、トルク指令値ＴＲ１が修正される。このとき、減速中のモータジェネレータＭＧ２が停止する時点でのモータジェネレータＭＧ１の到達回転速度が、速度急変が発生した時点でのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン１２０の回転速度より予測され、その到達回転速度が上記の上限回転速度ＭＲＮ１ｍａｘ＃を超えないようにトルク指令値が設定される。なお、上記のトルク指令値については、制御周期毎に逐次計算を行ってもよいし、モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１および充電電力許容値Ｐｉｎなどからマップにより設定してもよい。

また、たとえば、比較的低速走行時に急ブレーキにより急減速したような場合では、速度急変が発生したときのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン１２０の回転速度の状態によっては、モータジェネレータＭＧ１の到達回転速度が上限回転速度ＭＲＮ１ｍａｘ＃を超過するおそれがない場合がある。そのような場合には、モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１を最大限上昇させて蓄電装置２２０の過充電を優先して防止すべく、モータジェネレータＭＧ１による回生発電を停止させるようにトルク指令値ＴＲ１を修正してもよい。

その後、ＥＣＵ１１０は、モータジェネレータＭＧ１の修正後のトルク指令値とモータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＲ２をインバータ２４０への最終トルク指令値ＴＲ１＃，ＴＲ２＃に設定する。そして、Ｓ８１０にてインバータ２４０への駆動指令ＰＷＩ１、ＰＷＩ２が生成されて、インバータ２４０に出力される。

（ｉｖ）時刻ｔ３〜時刻ｔ４まで（ｔ３≦Ｔ＜ｔ４）
時刻ｔ３において、車輪１６０が停止し、回転速度（すなわち、モータジェネレータＭＧ２の回転速度ＭＲＮ２）がゼロとなるため、時刻ｔ３以降では、Ｓ７５０において速度急変は検出されず、Ｓ７６０がＮＯと判定される。

しかしながら、モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１が、上限回転速度ＭＲＮ１ｍａｘ＃付近まで上昇しており、トルク指令値の修正を停止してしまうと、充電電力Ｐｂが充電電力制限値Ｗｉｎを超過して過充電となってしまう可能性がある。そのため、ＥＣＵ１１０は、Ｓ８２０にて、充電電力Ｐｂと充電電力制限値Ｗｉｎとを比較し、充電電力Ｐｂが充電電力制限値Ｗｉｎを超過しないか否かを判定する。

時刻ｔ３〜時刻ｔ４までの間では、充電電力Ｐｂが充電電力制限値Ｗｉｎを超過しているため、Ｓ８２０ではＮＯと判定されて処理がＳ８３０に進められる。

Ｓ８３０では、過充電フラグＯＣＨがオン継続中であるか否か、すなわち現在トルク指令修正実行中であるか否かが判定される。時刻ｔ３〜時刻ｔ４までの状態では、まだ過充電フラグＯＣＨがオンのままであるので、Ｓ８３０がＹＥＳと判定され、処理がＳ７９０に進められる。以降は、（ｉｉｉ）での説明と同様である。

（ｖ）時刻ｔ４以降（ｔ４≦Ｔ）
時刻ｔ４においても、モータジェネレータＭＧ２はすでに停止中であるので、Ｓ７６０がＮＯと判定される。そして、時刻ｔ４の時点で充電電力Ｐｂが充電電力制限値Ｗｉｎ以上（絶対値では以下）となっているため、Ｓ８２０がＹＥＳと判定されて、処理がＳ８４０に進められる。

Ｓ８４０では過充電フラグＯＣＨがオフに設定され、トルク指令値ＴＲ１の修正が停止される。そして、ＥＣＵ１１０は、Ｓ７３０で生成したトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２を最終トルク指令値ＴＲ１＃，ＴＲ２＃に設定して（Ｓ８５０）、インバータ２４０への駆動指令ＰＷＩ１，ＰＷＩ１を出力する（Ｓ８１０）。

なお、Ｓ８３０がＮＯと判定される場合は、速度急変フラグＦＬＧおよび過充電フラグＯＣＨがともにオフ状態で、充電電力Ｐｂが充電電力制限値Ｗｉｎを超過する場合である。この場合は、減速の度合いが緩やかなのでモータジェネレータＭＧ１の回転速度ＭＲＮ１の上昇度合いも小さく、さらに充電電力Ｐｂの超過量も少なく継続時間も短いと考えられる。そのため、上記のトルク修正制御は適用せず、通常の制御通りにＳ７３０で生成したトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２を用いて制御を行う。

上記のような処理を行なうことで、急減速が発生した際のモータジェネレータＭＧ１の回転速度に応じて、モータジェネレータＭＧ１の発電電力および回転速度の増減を制御することができるので、蓄電装置２２０の過充電を防止した上で、モータジェネレータＭＧ１の過回転を抑制することができる。

［実施の形態２］
実施の形態２においては、実施の形態１の構成に加えて、エンジン１２０と動力分割機構２００との間に動力の伝達／非伝達を切替可能な係合装置が設けられているハイブリッド車両における、モータジェネレータＭＧ１の過回転防止制御について説明する。

図７には、実施の形態２に従う、ハイブリッド車両１００の全体ブロック図が示される。図７は、図１で示した全体ブロック図のエンジン１２０と動力分割機構２００との間にクラッチ２３０が追加されている構成となっている。以下の説明においては、図１と重複する部分についての説明は繰り返さない。

図７を参照して、エンジン１２０の出力軸はクラッチ２３０を介して、動力分割機構２００のキャリアに接続される。そして、クラッチ２３０は、ＥＣＵ１１０からのクラッチ切離しフラグＣＬに従って係合または切離しが制御される。これにより、エンジン１２０と動力分割機構２００との間で、動力の伝達／非伝達を切替えることが可能となる。

次に、図８および図９の共線図を用いて、本実施の形態２による過回転防止制御の概要を示す。

図８には、急減速前の状態の共線図が示されており、エンジン１２０はクラッチ２３０を介して動力分割機構２００のキャリアと接続されている。図８においては、クラッチ２３０は係合状態であり、エンジン１２０とキャリアの回転速度は同じである。

この状態から、図９の直線Ｗ４０のように急減速が発生して、リングギア（モータジェネレータＭＧ２）の回転速度が低下した場合、ＥＣＵ１１０はエンジン１２０の燃料を遮断するフューエルカット制御を行うとともに、クラッチ切離しフラグＣＬをオンに設定して出力することでクラッチの切離しを行なう。

そうすると、急減速発生時にすでに噴射済みであった燃料に点火することによって発生するエンジン１２０の駆動力が、動力分割機構２００に伝達されなくなるとともに、エンジン１２０のイナーシャの影響がなくなるため、モータジェネレータＭＧ２の速度低下に追従してキャリアの回転速度が低下する。これによって、モータジェネレータＭＧ１の回転速度も速やかに低下することになる。

したがって、図２のようなエンジン１２０の回転速度の低下が遅れることによって、モータジェネレータＭＧ１の回転速度が上昇することを確実に防止することができ、モータジェネレータＭＧ１の過回転および蓄電装置２２０の過充電を防止することができる。

図１０は、本実施の形態２の制御の概要を説明するためのタイムチャートである。図１０には、クラッチ切離しフラグＣＬ、フューエルカットフラグＦＣＦＬＧ、燃料噴射信号および点火信号の時間変化が示されている。

図１０を参照して、速度急変が発生した時刻ｔ１０において、ＥＣＵ１１０によりフューエルカットフラグＦＣＦＬＧがオンされ、フューエルカット制御が開始される。しかし、すでに噴射済みの燃料については、未燃焼のまま大気中に放出するとエミッションの悪化という問題が発生するため、燃料浄化のために点火される。これによりフューエルカット制御中であったとしてもエンジンに駆動力が発生してしまう。そうすると、図２同様に、エンジン１２０の回転速度の低下が遅れてしまうために、モータジェネレータＭＧ１の回転速度が増加する。

そのため、フューエルカットフラグＦＣＦＬＧがオンとなるタイミング（時刻ｔ１０）で、クラッチ切離しフラグＣＬをオンに設定してクラッチ２３０の切離しを行なう。これにより、エンジン１２０により出力される駆動力が非伝達となるので、動力分割機構２００のキャリアへの影響がなくなり、モータジェネレータＭＧ２の回転速度低下に追従してキャリアの回転速度も低下する。

そして、噴射済みの燃料への点火が完了し、図１１の共線図に示すように、エンジン１２０の回転速度が、クラッチ２３０を係合してもモータジェネレータＭＧ１の回転速度が所定のシステム上限回転速度ＭＲＮ１ｍａｘを超えない所定のエンジン回転速度基準値ＮＥ＃まで低下した時点（図１０の時刻ｔ２０）で、クラッチ切離しフラグＣＬをオフに設定してクラッチ２３０を再係合する。このようにすることで、モータジェネレータＭＧ１の過回転を防止した上で、減速時のエンジンブレーキによる制動力を得ることが可能となる。

次に、図１２の機能ブロック図を用いて、上記の過回転防止制御の詳細について説明する。図１２は、実施の形態１で示した図３の機能ブロック図に、エンジン点火制御部６００、燃料遮断制御部６１０およびクラッチ制御部６２０が追加されたものとなっている。なお、図３と重複する機能ブロックについての説明は繰り返さない。

燃料遮断制御部６１０は、速度急変検出部５３５から速度急変フラグＦＬＧの入力を受ける。そして、速度急変の発生が検出された（すなわち、速度急変フラグＦＬＧがオンの）場合は、フューエルカット制御を行うとともに、クラッチ制御部６２０にフューエルカットフラグＦＣＦＬＧを出力する。

エンジン点火制御部６００は、エンジン１２０内への燃料噴射の情報とエンジン回転速度ＮＥに基づいて、点火プラグ（図示しない）への点火信号を出力するとともに、点火信号の状態を表わす点火状態信号ＳＰＫをクラッチ制御部６２０へ出力する。

クラッチ制御部６２０は、上記のフューエルカットフラグＦＣＦＬＧ、点火状態信号ＳＰＫおよびエンジン回転速度ＮＥに基づいて、クラッチ切離しフラグＣＬのオン／オフを制御するとともに、クラッチ切離しフラグＣＬをクラッチ２３０およびトルク指令設定部５８０に出力する。クラッチ２３０は、クラッチ切離しフラグＣＬがオフの場合に係合し、クラッチ切離しフラグＣＬがオンの場合に切離しが行なわれる。

トルク指令設定部５８０は、クラッチ２３０のクラッチ切離しフラグＣＬがオフの場合は、実施の形態１と同様に、過充電フラグＯＣＨに基づいてトルク指令値を修正し、修正後のトルク指令値をインバータ指令生成部５９０への最終トルク指令値ＴＲ１＃，ＴＲ２＃に設定して出力する。

一方、クラッチ切離しフラグＣＬがオンの場合には、クラッチ２３０の切離しによりモータジェネレータＭＧ１の過回転が発生しないので、トルク指令設定部５８０は、トルク指令生成部５３０で生成したトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２をインバータ指令生成部５９０への最終トルク指令値ＴＲ１＃，ＴＲ２＃に設定して出力する。

図１３には、ＥＣＵ１１０による上記過回転防止制御の処理を説明するためのフローチャートが示される。図１３は、実施の形態１で説明した図６のフローチャートに、ステップＳ７６１−Ｓ７６５（破線部）が追加されたものとなっている。なお、図６と重複するステップについての説明は繰り返さない。

図１３を参照して、Ｓ７６０にて速度急変フラグＦＬＧがオンの場合（Ｓ７６０にてＹＥＳ）は、Ｓ７６１にて、燃料遮断制御部６１０においてフューエルカット制御が行われているか否か（フューエルカットフラグＦＣＦＬＧがオンか否か）が判定される。

フューエルカット制御実施中でない場合（Ｓ７６１にてＮＯ）は、次にＳ７６４に処理が進められ、クラッチ制御部６２０においてクラッチ２３０が係合状態となるようにクラッチ切離し信号ＣＬがオフの状態とされる。そして、実施の形態１同様にＳ７７０以降の処理が実行される。

フューエルカット制御実施中の場合（Ｓ７６１にてＹＥＳ）は、Ｓ７６２にて、次に噴射済み燃料に対しての点火が完了しているか否かが判定される。

そして、エンジン１２０への点火が完了していない場合（Ｓ７６２にてＮＯ）は、エンジン１２０で発生されるトルクを動力分割機構２００へ伝達しないようにするために、クラッチ制御部６２０においてクラッチ切離し信号ＣＬがオンにされ、Ｓ７６５にて、クラッチ２３０の切離しが行なわれる。

その後、処理がＳ８４０に進められ、過充電フラグＯＣＨをオフにするとともに、Ｓ７３０にて生成したモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２を、インバータ指令生成部５９０への最終トルク指令値ＴＲ１＃，ＴＲ２＃に設定する（Ｓ８５０）。そして、Ｓ８１０にてインバータ駆動指令ＰＷＩ１，ＰＷＩ２が生成されて、インバータ２４０に出力される。

一方、エンジン１２０への点火が完了している場合（Ｓ７６２にてＹＥＳ）は、次にＳ７６３にて、エンジン１２０の回転速度ＮＥが、所定のエンジン回転速度基準値ＮＥ＃より小さいか否かが判定される。

エンジン１２０の回転速度ＮＥが所定のエンジン回転速度基準値ＮＥ＃以上の場合（Ｓ７６３にてＮＯ）は、この状態でクラッチ２３０を係合すると、モータジェネレータＭＧ１が過回転となってしまうため、処理がＳ７６５に進められ、クラッチ２３０の切離しが行なわれる。なお、すでにクラッチ２３０が切離されている場合は、切離された状態が継続される。

一方、エンジン１２０の回転速度ＮＥが所定のエンジン回転速度基準値ＮＥ＃より小さい場合（Ｓ７６３にてＹＥＳ）は、処理がＳ７６４に進められ、クラッチ制御部６２０においてクラッチ切離し信号ＣＬがオフの状態とされてクラッチ２３０が再度係合される。そして、その後Ｓ７７０以降の処理が実行される。

上記のような処理に従って制御することにより、急減速が発生した際に、エンジン１２０が動力分割機構２００から切離されるため、モータジェネレータＭＧ１の過回転を確実に防止することができる。また、モータジェネレータＭＧ１の回転速度の上昇が抑制されるので、蓄電装置２２０の過充電についても防止することができる。

なお、上記の実施の形態２においては、フューエルカット制御時には、クラッチ２３０の切離しを優先的に実行する処理手順としたが、実施の形態１で説明したトルク修正制御を優先的に実行し、モータジェネレータＭＧ１の回転速度および蓄電装置２２０の充電状態によって、過回転または過充電が避けられない場合の処置としてクラッチ２３０を切離すような制御としてもよい。

なお、本実施の形態において、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、本発明における「第１の回転電機」および「第２の回転電機」にそれぞれ対応する。ＥＣＵ１１０は、本発明における「制御装置」に対応する。さらに、クラッチ２３０およびクラッチ制御部６２０は、本発明における「係合装置」および「係合装置制御部」にそれぞれ対応する。

なお、上述した機能ブロック図およびフローチャートについては、記載したすべての機能ブロックおよびステップを備えることは必須ではなく、必要に応じて一部の機能ブロック、ステップを省略することが可能であることを、確認的に述べておく。

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て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。

１００ ハイブリッド車両、１１０ ＥＣＵ、１２０ エンジン、１６０ 車輪、１８０ 減速機、２００ 動力分割機構、２０２ 出力部材、２２０ 蓄電装置、２３０ クラッチ、２４０ インバータ、２４２ コンバータ、２５０，２５１，２５２ 回転センサ、４００ ドライブシャフト、５００ 充電電力制限値演算部、５１０ 減速度演算部、５２０ 速度検出部、５３０ トルク指令生成部、５３５ 速度急変検出部、５４０ 充電電力許容値設定部、５５０ 充電電力演算部、５６０ トルク指令修正部、５７０ 過充電判定部、５８０ トルク指令設定部、５９０ インバータ指令生成部、６００ エンジン点火制御部、６１０ 燃料遮断制御部、６２０ クラッチ制御部、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ。

Claims (8)

1. 車輪と、
   前記車両に与える駆動力を発生するためのエンジンと、
   トルク指令値に従った回生発電を行なうための第１の回転電機と、
   前記車輪を駆動するための駆動軸に接続され、力行動作時に前記車両に与える駆動力を発生するとともに、回生動作時に回生発電を行なうように構成された第２の回転電機と、
   前記第１の回転電機の回転軸に連動する第１の回転要素、前記エンジンの回転軸に連動する第２の回転要素および前記駆動軸に連動する第３の回転要素を有する動力分割機構と、
   前記回生発電による回生電力によって充電されるように構成された蓄電装置と、
   前記トルク指令値を設定するとともに、前記エンジンおよび前記第１および第２の回転電機を制御するための制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記第１および第２の回転電機の回転速度を検出するように構成された速度検出部と、
   前記第２の回転電機の減速度を演算するように構成された減速度演算部と、
   前記第１および第２の回転電機の動作状態に基づいて、前記蓄電装置の充電電力を演算するように構成された充電電力演算部と、
   前記減速度が所定の値を超える急減速が発生し、かつ前記第１の回転電機の回転速度が所定の基準値よりも大きくなった速度急変状態を検出するように構成された速度急変検出部と、
   前記速度急変状態が検出された場合に、少なくとも前記第１の回転電機の回転速度に応じて、充電電力許容値を可変に設定するように構成された充電電力許容値設定部と、
   前記速度急変状態が検出された場合に、前記充電電力が前記充電電力許容値に達すると、前記第１の回転電機の回転上昇を抑制するように設定された前記トルク指令値について、前記第１の回転電機の前記回生電力を減少させるような前記トルク指令値の修正を開始するトルク指令修正部とを含む、ハイブリッド車両。
2. 前記充電電力許容値設定部は、前記速度急変状態が検出された時点における前記第１の回転電機の回転速度が低いほど、相対的に早く前記トルク指令修正部による前記トルク指令値の修正が開始されるように、前記充電電力許容値を設定する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記トルク指令修正部は、前記速度急変状態が検出された場合に、前記充電電力が前記充電電力許容値に達したときには、前記第１の回転電機の回転速度が所定の回転速度上限値以下となる範囲で前記回生電力を減少させるように前記トルク指令値を修正する、請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両。
4. 前記トルク指令修正部は、減速中の前記第２の回転電機が停止すると予測される時点における前記第１の回転電機の到達回転速度を予測するとともに、予測された前記到達回転速度が前記回転速度上限値以下となる場合には、前記回生発電を停止するように前記トルク指令値を修正する、請求項３に記載のハイブリッド車両。
5. 前記回転速度上限値は、前記回転電機の部品保護から機械的に定まる所定の上限回転速度に基づいて設定される、請求項３または請求項４に記載のハイブリッド車両。
6. 前記制御装置は、
   前記速度急変が検出された場合に、前記エンジンへの燃料供給を遮断するように構成された燃料遮断制御部をさらに含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
7. 前記エンジンの回転軸と前記動力分割機構との間に設けられ、前記エンジンから前記動力分割機構への前記駆動力の伝達および非伝達を切替可能とするように構成された係合装置をさらに備え、
   前記制御装置は、
   前記係合装置を制御するように構成された係合装置制御部をさらに含み、
   前記係合装置制御部は、前記燃料遮断制御部によって前記燃料供給が遮断されているときには、前記駆動力が非伝達とされるように前記係合装置を制御する、請求項６に記載のハイブリッド車両。
8. 前記速度検出部は、前記エンジンの回転速度をさらに検出し、
   前記制御装置は、
   前記エンジンの回転速度に基づいて、前記エンジンへの点火を制御するように構成された点火制御部をさらに含み、
   前記係合装置制御部は、前記駆動力が非伝達とされている場合に、前記点火制御部において前記点火が停止され、かつ前記エンジンの回転速度が所定のエンジン速度基準値より小さくなったときは、前記駆動力の伝達が復帰されるように前記係合装置を制御する、請求項７に記載のハイブリッド車両。

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