JP2021020631A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】第１ＭＧまたはピニオンギヤが上限回転速度を超えないようにすること。【解決手段】車両は、エンジンと、第１ＭＧと、エンジンの出力軸に接続されるキャリヤと、第１ＭＧのロータ軸に接続されるサンギヤと、駆動輪に動力を伝達する駆動軸に接続されるリングギヤとから構成され、ピニオンギヤを含む遊星歯車機構と、エンジンおよび第１ＭＧを制御するＨＶ−ＥＣＵとを備える。ＨＶ−ＥＣＵは、第１ＭＧまたはピニオンギヤが上限回転速度を超えると予想される所定条件が成立したと判断される場合（ステップＳ１１１，ステップＳ１１２でＹＥＳ）、上限回転速度を超えないようにエンジンおよび第１ＭＧを制御する特定制御を実行する（ステップＳ１１３〜ステップＳ１１５）。【選択図】図９

Description

この開示は、ハイブリッド車両に関し、特に、遊星歯車機構を備えるハイブリッド車両に関する。

特開２０１３−２３０７９４号公報（以下「特許文献１」という）には、走行の駆動力を発生するために、内燃機関に加えて回転電機をさらに備えるハイブリッド車両が開示されている。

特開２０１３−２３０７９４号公報

特許文献１のハイブリッドシステムは、パラレル方式であり、内燃機関と回転電機との駆動力を合わせて出力することはできる。しかし、特許文献１のハイブリッドシステムでは、内燃機関の駆動力を発電に用い、発電された電力による回転電機のみの駆動力を出力するシリーズ方式のような動作はできない。

遊星歯車機構を備えたハイブリッドシステムのようなスプリット方式のハイブリッドシステムであれば、パラレル方式およびシリーズ方式の両方の方式を切替えながら動作することができる。この遊星歯車機構は、内燃機関の出力軸に接続される第１要素（たとえば、キャリヤ）と、回転電機の回転軸に接続される第２要素（たとえば、サンギヤ）と、駆動輪に動力を伝達する駆動軸に接続される第３要素（たとえば、リングギヤ）とから構成され、特定歯車（たとえばピニオンギヤ）を含む。

しかし、遊星歯車機構を備えたハイブリッドシステムにおいては、内燃機関の回転速度が高い状態からブレーキペダルが操作されることで駆動軸が急減速されると、回転電機または特定歯車が異常に高回転となってしまう可能性がある。

この開示は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、回転電機または特定歯車が上限回転速度を超えないようにすることが可能なハイブリッド車両を提供することである。

この開示に係るハイブリッド車両は、内燃機関と、第１回転電機と、内燃機関の出力軸に接続される第１要素と、第１回転電機の回転軸に接続される第２要素と、駆動輪に動力を伝達する駆動軸に接続される第３要素とから構成され、特定歯車を含む遊星歯車機構と、内燃機関および第１回転電機を制御する制御装置とを備える。制御装置は、第１回転電機または特定歯車が上限回転速度を超えると予想される所定条件が成立した場合、上限回転速度を超えないように内燃機関および第１回転電機を制御する特定制御を実行する。

このような構成によれば、第１回転電機または特定歯車が上限回転速度を超えると予想される場合に、上限回転速度を超えないようにできる。その結果、第１回転電機または特定歯車が上限回転速度を超えないようにすることが可能なハイブリッド車両を提供できる。

好ましくは、制御装置は、特定制御として、所定条件が成立した場合、所定条件が成立していない場合と比較して、上限回転速度を小さくする制御を実行する。

このような構成によれば、所定条件が成立した場合に、上限回転速度を小さくして、内燃機関および第１回転電機が制御される。その結果、第１回転電機または特定歯車が上限回転速度を超えにくくすることができる。

好ましくは、遊星歯車機構は、第１要素としてのキャリヤと、第２要素としてのサンギヤと、第３要素としてのリングギヤと、特定歯車としての複数のピニオンギヤとを含む。

このような構成によれば、キャリヤとサンギヤとリングギヤとピニオンギヤとを含む遊星歯車機構を備えるハイブリッド車両において、第１回転電機または特定歯車が上限回転速度を超えないようにすることができる。

好ましくは、所定条件は、内燃機関の回転速度が駆動軸の回転速度に対応して予め定められた回転速度を超えており、かつ、駆動軸が所定加速度以上で減速されているとの条件である。

このような構成によれば、内燃機関の回転速度が駆動軸の回転速度に対応して予め定められた回転速度を超えており、かつ、駆動軸が所定加速度以上で減速されている場合に、第１回転電機または特定歯車が上限回転速度を超えないようにすることができる。

好ましくは、ハイブリッド車両は、駆動軸を制動する制動装置を動作させる操作部をさらに備える。所定条件は、内燃機関の回転速度が駆動軸の回転速度に対応して予め定められた回転速度を超えており、かつ、操作部が操作されているとの条件である。

このような構成によれば、内燃機関の回転速度が駆動軸の回転速度に対応して予め定められた回転速度を超えており、かつ、制動装置の操作部が操作されている場合に、第１回転電機または特定歯車が上限回転速度を超えないようにすることができる。

好ましくは、制御装置は、特定制御として、所定条件が成立した場合、所定条件が成立していない場合と比較して、第１回転電機の回転速度制御のフィードバックゲインを大きくする制御を実行する。

このような構成によれば、所定条件が成立した場合に、第１回転電機の回転速度制御のフィードバックゲインを大きくして、内燃機関および第１回転電気が制御される。その結果、第１回転電機または特定歯車が上限回転速度を超えにくくすることができる。

好ましくは、制御装置は、特定制御として、内燃機関への燃料の供給を停止する制御を実行する。

このような構成によれば、所定条件が成立した場合に、内燃機関への燃料の供給が停止される。その結果、第１回転電機または特定歯車が上限回転速度を超えにくくすることができる。

好ましくは、ハイブリッド車両は、第１回転電機によって発電される電力を蓄電可能であるとともに、蓄電された電力を第１回転電機に供給可能な蓄電装置をさらに備える。制御装置は、蓄電装置へ充電される電力値が、充電電力制限値を超えないことを目標に内燃機関および第１回転電機を制御し、蓄電装置へ充電される電力値が、充電電力制限値に第１所定値を加算した値から充電電力制限値に第１所定値より大きい第２所定値を加算した値までの範囲内であるときは、アイドリング回転速度で内燃機関を運転させるよう制御し、蓄電装置へ充電される電力値が、充電電力制限値に第２所定値を加算した値を超えるときは、内燃機関への燃料の供給を停止する。

このような構成によれば、蓄電装置へ充電される電力値が充電電力制限値を超えにくくすることができる。

好ましくは、ハイブリッド車両は、駆動軸に接続される第２回転電機をさらに備える。制御装置は、シフトレンジがリバースレンジであるときに、第１回転電機または特定歯車が上限回転速度を超えると予想される負車速において、正車速側の駆動トルクを発生するように内燃機関、第１回転電機および第２回転電機を制御する。

このような構成によれば、負車速において第１回転電機または特定歯車が上限回転速度を超えないようにすることができる。

この開示によれば、回転電機または特定歯車が上限回転速度を超えないようにすることが可能なハイブリッド車両を提供できる。

この開示の実施の形態に従うハイブリッド車両の駆動システムの構成の一例を示す図である。 制御部の構成の一例を示すブロック図である。 エンジン、第１ＭＧ、および出力要素の回転速度およびトルクの関係を示す第１の共線図である。 エンジン、第１ＭＧ、および出力要素の回転速度およびトルクの関係を示す第２の共線図である。 エンジン、第１ＭＧ、および出力要素の回転速度およびトルクの関係を示す第３の共線図である。 エンジン、第１ＭＧ、および第２ＭＧの動作点を決定する基本算出処理の一例を示すフローチャートである。 リングギヤ回転速度とエンジン回転速度との関係を示す図である。 過回転防止処理を実行しない場合のエンジン、第１ＭＧおよび出力要素の回転速度の関係を示す共線図である。 過回転防止処理の流れを示すフローチャートである。 過回転防止処理を実行した場合のエンジン、第１ＭＧおよび出力要素の回転速度の関係を示す共線図である。 変更前の後退時の駆動力マップを示す図である。 変更後の後退時の駆動力マップを示す図である。 Ｗin超過時処理の流れを示すフローチャートである。 Ｗin超過時処理による制御を説明するための図である。

以下、この開示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、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜ハイブリッド車両の駆動システムについて＞
図１は、この開示の実施の形態に従うハイブリッド車両（以下、単に「車両」と記載する）１０の駆動システムの構成の一例を示す図である。図１に示すように、車両１０は、制御部１１と、走行用の動力源となる、エンジン１３と、第１モータジェネレータ（以下、「第１ＭＧ」と記載する）１４と、第２モータジェネレータ（以下、「第２ＭＧ」と記載する）１５とを駆動システムとして備えている。

第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５は、いずれも駆動電力が供給されることによりトルクを出力するモータとしての機能と、トルクが与えられることにより発電電力を発生する発電機としての機能とを備える。第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５としては、交流回転電機が用いられる。交流回転電機は、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型などの同期電動機または誘導電動機である。

第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５は、いずれもＰＣＵ（Power Control Unit）８１を介してバッテリ１８に電気的に接続されている。ＰＣＵ８１は、第１ＭＧ１４と電力を授受する第１インバータ１６と、第２ＭＧ１５と電力を授受する第２インバータ１７と、バッテリ１８と、第１インバータ１６および第２インバータ１７との間で電力を授受するコンバータ８３とを含む。

コンバータ８３は、たとえば、バッテリ１８の電力を昇圧して第１インバータ１６または第２インバータ１７に供給可能に構成される。あるいは、コンバータ８３は、第１インバータ１６または第２インバータ１７から供給される電力を降圧してバッテリ１８に供給可能に構成される。

第１インバータ１６は、コンバータ８３からの直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ１４に供給可能に構成される。あるいは、第１インバータ１６は、第１ＭＧ１４からの交流電力を直流電力に変換してコンバータ８３に供給可能に構成される。

第２インバータ１７は、コンバータ８３からの直流電力を交流電力に変換して第２ＭＧ１５に供給可能に構成される。あるいは、第２インバータ１７は、第２ＭＧ１５からの交流電力を直流電力に変換してコンバータ８３に供給可能に構成される。

バッテリ１８は、再充電可能に構成された電力貯蔵要素である。バッテリ１８は、たとえば、リチウムイオン電池もしくはニッケル水素電池等の二次電池、または、電気二重層キャパシタ等の蓄電素子を含んで構成される。なお、リチウムイオン二次電池は、リチウムを電荷担体とする二次電池であり、電解質が液体の一般的なリチウムイオン二次電池のほか、固体の電解質を用いた所謂全固体電池も含み得る。

バッテリ１８は、第１ＭＧ１４が発電した電力を、第１インバータ１６を通じて受けて蓄えることができ、蓄えられた電力を、第２インバータ１７を通じて第２ＭＧ１５へ供給することができる。また、バッテリ１８は、車両の減速時等に第２ＭＧ１５が発電した電力を、第２インバータ１７を通じて受けて蓄えることもでき、蓄えられた電力を、エンジン１３の始動時等に第１インバータ１６を通じて第１ＭＧ１４へ供給することもできる。

すなわち、ＰＣＵ８１は、第１ＭＧ１４あるいは第２ＭＧ１５において発電された電力を用いてバッテリ１８を充電したり、バッテリ１８の電力を用いて第１ＭＧ１４あるいは第２ＭＧ１５を駆動したりする。

バッテリ１８に対しては、バッテリ１８に充電される電力の許容値である充電電力制限値Ｗin、および、バッテリ１８から放電される電力の許容値である放電電力制限値Ｗoutが定められる。ＷinおよびＷoutは、バッテリ１８の満充電容量に対する残存充電量の比率である充電率（ＳＯＣ：State of Charge）が低くなるに従って小さくされたり、バッテリ１８が低温になるに従って小さくされたり、急速な充放電（ハイレート充放電）によるバッテリ１８の劣化であるハイレート劣化を抑制するために小さくされたりする。制御部１１は、バッテリ１８の充電電力および放電電力が、それぞれＷinおよびＷoutを超えないように充放電を制御する。

エンジン１３および第１ＭＧ１４は、遊星歯車機構２０に連結されている。遊星歯車機構２０は、エンジン１３が出力する駆動トルクを第１ＭＧ１４と出力ギヤ２１とに分割して伝達するものである。遊星歯車機構２０は、シングルピニオン型の遊星歯車機構を有し、エンジン１３の出力軸２２と同一の軸線Ｃｎｔ上に配置されている。

遊星歯車機構２０は、サンギヤＳと、サンギヤＳと同軸に配置されたリングギヤＲと、サンギヤＳおよびリングギヤＲに噛み合うピニオンギヤＰと、ピニオンギヤＰを自転および公転可能に保持するキャリヤＣとを含む。エンジン１３の出力軸２２は、キャリヤＣに連結されている。第１ＭＧ１４のロータ軸２３は、サンギヤＳに連結されている。リングギヤＲは、出力ギヤ２１に連結されている。

エンジン１３の出力トルクが伝達されるキャリヤＣが入力要素に、出力ギヤ２１にトルクを出力するリングギヤＲが出力要素に、ロータ軸２３が連結されるサンギヤＳが反力要素として機能する。つまり、遊星歯車機構２０は、エンジン１３の出力を第１ＭＧ１４側と出力ギヤ２１側とに分割する。第１ＭＧ１４は、エンジン１３の出力トルクに応じたトルクを出力するように制御される。

カウンタシャフト２５は、軸線Ｃｎｔと平行に配置されている。カウンタシャフト２５は、出力ギヤ２１に噛み合っているドリブンギヤ２６に取り付けられている。また、カウンタシャフト２５には、ドライブギヤ２７が取り付けられており、このドライブギヤ２７が終減速機であるデファレンシャルギヤ２８におけるリングギヤ２９に噛み合っている。さらに、ドリブンギヤ２６には、第２ＭＧ１５におけるロータ軸３０に取り付けられたドライブギヤ３１が噛み合っている。したがって、第２ＭＧ１５の出力トルクが、ドリブンギヤ２６において、出力ギヤ２１から出力されるトルクに加えられる。このようにして合成されたトルクは、デファレンシャルギヤ２８から左右に延びたドライブシャフト３２，３３を介して駆動輪２４に伝達される。駆動輪２４にトルクが伝達されることにより、車両１０に駆動力が発生する。

＜制御部の構成について＞
図２は、制御部１１の構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、制御部１１は、ＨＶ（Hybrid Vehicle）−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６２と、ＭＧ−ＥＣＵ６３と、エンジンＥＣＵ６４とを備える。

ＨＶ−ＥＣＵ６２は、エンジン１３、第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５を協調制御するための制御装置である。ＭＧ−ＥＣＵ６３は、ＰＣＵ８１の動作を制御するための制御装置である。エンジンＥＣＵ６４は、エンジン１３の動作を制御するための制御装置である。

ＨＶ−ＥＣＵ６２、ＭＧ−ＥＣＵ６３およびエンジンＥＣＵ６４は、いずれも接続された各種センサや他のＥＣＵとの信号の授受をする入出力装置、各種の制御プログラムやマップなどの記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを含む）、制御プログラムを実行する中央処理装置（ＣＰＵ（Central Processing Unit））、および計時するためのカウンタなどを備えて構成されている。

ＨＶ−ＥＣＵ６２には、車速センサ６６と、アクセル開度センサ６７と、第１ＭＧ回転速度センサ６８と、第２ＭＧ回転速度センサ６９と、エンジン回転速度センサ７０と、バッテリ監視ユニット７３と、第１ＭＧ温度センサ７４と、第２ＭＧ温度センサ７５と、第１ＩＮＶ温度センサ７６と、第２ＩＮＶ温度センサ７７と、シフトポジションセンサ７８と、ブレーキペダルセンサ７１がそれぞれ接続されている。

車速センサ６６は、車両１０の速度（車速）を検出する。アクセル開度センサ６７は、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出する。第１ＭＧ回転速度センサ６８は、第１ＭＧ１４の回転速度を検出する。第２ＭＧ回転速度センサ６９は、第２ＭＧ１５の回転速度を検出する。エンジン回転速度センサ７０は、エンジン１３の出力軸２２の回転速度（エンジン回転速度）を検出する。第１ＭＧ温度センサ７４は、第１ＭＧ１４の内部温度、たとえば、コイルや磁石に関連する温度を検出する。第２ＭＧ温度センサ７５は、第２ＭＧ１５の内部温度、たとえば、コイルや磁石に関連する温度を検出する。第１ＩＮＶ温度センサ７６は、第１インバータ１６の温度、たとえば、スイッチング素子に関連する温度を検出する。第２ＩＮＶ温度センサ７７は、第２インバータ１７の温度、たとえば、スイッチング素子に関連する温度を検出する。シフトポジションセンサ７８は、車両１０のシフトレバーの操作位置（シフトポジション）を検出し、その検出結果をＨＶ−ＥＣＵ６２に出力する。ブレーキペダルセンサ７１は、車両１０のドライバによるブレーキペダル７２の操作量を検出し、その検出結果をＨＶ−ＥＣＵ６２に出力する。各種センサは、検出結果を示す信号をＨＶ−ＥＣＵ６２に出力する。

バッテリ監視ユニット７３は、バッテリ１８のＳＯＣを取得し、取得したＳＯＣを示す信号をＨＶ−ＥＣＵ６２に出力する。バッテリ監視ユニット７３は、たとえば、バッテリ１８の電流、電圧および温度を検出するセンサを含む。バッテリ監視ユニット７３は、検出されたバッテリ１８の電流、電圧および温度を用いてＳＯＣを算出することによってＳＯＣを取得する。なお、ＳＯＣの算出方法としては、たとえば、電流値積算（クーロンカウント）による手法、または、開放電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）の推定による手法など、種々の公知の手法を採用できる。

＜車両の走行制御について＞
以上のような構成を有する車両１０は、エンジン１３および第２ＭＧ１５を動力源としたハイブリッド（ＨＶ）走行モードやエンジン１３を停止状態にするとともに第２ＭＧ１５をバッテリ１８に蓄積した電力で駆動して走行する電気（ＥＶ）走行モードなどの走行モードに設定または切り替えが可能である。各モードの設定や切り替えは、ＨＶ−ＥＣＵ６２により実行される。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、設定または切り替えられた走行モードに基づいてエンジン１３、第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５を制御する。

ＥＶ走行モードは、たとえば、低車速かつ要求駆動力が小さい低負荷の運転領域の際に選択されるモードであり、エンジン１３の運転を停止して第２ＭＧ１５が駆動力を出力する走行モードである。

ＨＶ走行モードは、高車速かつ要求駆動力が大きい高負荷の運転領域の際に選択されるモードであり、エンジン１３の駆動トルクと第２ＭＧ１５の駆動トルクとを合算したトルクを出力する走行モードである。

ＨＶ走行モードでは、エンジン１３から出力された駆動トルクを駆動輪２４に伝達する際に、第１ＭＧ１４により反力を遊星歯車機構２０に作用させる。そのため、サンギヤＳが反力要素として機能する。つまり、エンジントルクを駆動輪２４に作用させるために、エンジントルクに対する反力トルクを第１ＭＧ１４に出力させるように制御する。この場合には、第１ＭＧ１４を発電機として機能させる回生制御を実行することができる。

以下、車両１０の運転時におけるエンジン１３、第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５の協調制御について説明する。

ＨＶ−ＥＣＵ６２は、アクセルペダルの踏み込み量によって決まるアクセル開度などに基づいて要求駆動力を算出する。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、算出された要求駆動力と車速などに基づいて車両１０の要求走行パワーを算出する。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、要求走行パワーにバッテリ１８の充放電要求パワーを加算した値を要求システムパワーとして算出する。

ＨＶ−ＥＣＵ６２は、算出された要求システムパワーに応じてエンジン１３の作動が要求されるか否かを判定する。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、たとえば、要求システムパワーがしきい値を超える場合にはエンジン１３の作動が要求されると判定する。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、エンジン１３の作動が要求される場合には、ＨＶ走行モードを走行モードとして設定する。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、エンジン１３の作動が要求されない場合には、ＥＶ走行モードを走行モードとして設定する。

ＨＶ−ＥＣＵ６２は、エンジン１３の作動が要求される場合には（すなわち、ＨＶ走行モードが設定される場合には）、エンジン１３に対する要求パワー（以下、要求エンジンパワーと記載する）を算出する。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、たとえば、要求システムパワーを要求エンジンパワーとして算出する。なお、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、たとえば、要求システムパワーが要求エンジンパワーの上限値を超える場合には、要求エンジンパワーの上限値を要求エンジンパワーとして算出する。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、算出された要求エンジンパワーをエンジン運転状態指令としてエンジンＥＣＵ６４に出力する。

エンジンＥＣＵ６４は、ＨＶ−ＥＣＵ６２から入力されたエンジン運転状態指令に基づき、吸気絞り弁４９、点火プラグ４５およびＶＶＴ（Variable Valve Timing）機構４６など、エンジン１３の各部に対して各種の制御を行う。

ＶＶＴ機構４６は、エンジンＥＣＵ６４からの指令に応じて、エンジン１３の吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方の、開弁機関、開閉タイミングおよびリフト量の少なくとも１つを、エンジン１３の動作状況に応じて変化させることを可能とする機構であり、この実施の形態では、吸気バルブの開閉タイミングを少なくとも変化させることを可能とする。

また、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、算出された要求エンジンパワーを用いてエンジン回転速度とエンジントルクとによって規定される座標系におけるエンジン１３の動作点を設定する。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、たとえば、当該座標系において要求エンジンパワーと等出力の等パワー線と、予め定められた動作線との交点をエンジン１３の動作点として設定する。

予め定められた動作線は、当該座標系における、エンジン回転速度の変化に対するエンジントルクの変化軌跡を示し、たとえば、燃費効率のよいエンジントルクの変化軌跡が実験等によって適合されて設定される。

ＨＶ−ＥＣＵ６２は、設定された動作点に対応するエンジン回転速度を目標エンジン回転速度として設定する。

ＨＶ−ＥＣＵ６２は、目標エンジン回転速度が設定されると、現在のエンジン回転速度を目標エンジン回転速度にするための第１ＭＧ１４のトルク指令値を設定する。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、たとえば、現在のエンジン回転速度と目標エンジン回転速度との差分に基づくフィードバック制御によって第１ＭＧ１４のトルク指令値を設定する。

ＨＶ−ＥＣＵ６２は、設定された第１ＭＧ１４のトルク指令値からエンジントルクの駆動輪２４への伝達分を算出し、要求駆動力を満足するように第２ＭＧ１５のトルク指令値を設定する。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、設定された第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５のトルク指令値をそれぞれ第１ＭＧトルク指令および第２ＭＧトルク指令としてＭＧ−ＥＣＵ６３に出力する。

ＭＧ−ＥＣＵ６３は、ＨＶ−ＥＣＵ６２から入力された第１ＭＧトルク指令および第２ＭＧトルク指令に基づき、第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５に発生させるトルクに対応した電流値およびその周波数を算出し、算出した電流値およびその周波数を含む信号をＰＣＵ８１に出力する。

なお、図２では、ＨＶ−ＥＣＵ６２、ＭＧ−ＥＣＵ６３およびエンジンＥＣＵ６４を分けた構成を一例として説明しているが、これらを集約した１つのＥＣＵによって構成されてもよい。

図３から図５は、それぞれ、エンジン１３、第１ＭＧ１４、および出力要素の回転速度およびトルクの関係を示す第１から第３の共線図である。図３は、エンジン１３の動作点を変更する前の各要素の回転速度およびトルクの関係を示す共線図である。図４は、図３に示す状態からエンジン１３の回転速度Ｎｅを上昇させたときの各要素の回転速度およびトルクの関係を示す共線図である。図５は、図３に示す状態からエンジン１３のトルクＴｅを上昇させたときの各要素の回転速度およびトルクの関係を示す共線図である。

図３〜図５の各々において、出力要素は、カウンタシャフト２５（図１）に連結されるリングギヤＲである。縦軸における位置は、各要素（エンジン１３、第１ＭＧ１４、および第２ＭＧ１５）の回転速度を示し、縦軸の間隔は、遊星歯車機構２０のギヤ比を示す。「Ｔｅ」は、エンジン１３のトルクを示し、「Ｔｇ」は、第１ＭＧ１４のトルクを示す。「Ｔｅｐ」は、エンジン１３の直行トルクを示し、「Ｔｍ１」は、第２ＭＧ１５のトルクＴｍを出力要素上に換算したトルクである。ＴｅｐとＴｍ１との和は、駆動軸（カウンタシャフト２５）へ出力されるトルクに相当する。上向き矢印は、正方向のトルクを示し、下向き矢印は、負方向のトルクを示し、矢印の長さは、トルクの大きさを示している。

図３および図４を参照して、図４中の破線は、回転速度Ｎｅを上昇させる前の関係を示しており、図３に示される線に相当する。エンジン１３のトルクＴｅと第１ＭＧ１４のトルクＴｇとの関係は、遊星歯車機構２０のギヤ比によって一意に決まるので、第１ＭＧ１４のトルクＴｇを維持しつつ第１ＭＧ１４の回転速度が上昇するように第１ＭＧ１４を制御することによって、駆動トルクを維持しつつエンジン１３の回転速度Ｎｅを上昇させることができる。

また、図３および図５を参照して、エンジン１３の出力（パワー）が上昇するようにエンジン１３を制御することによって、エンジン１３のトルクＴｅを上昇させることができる。このとき、第１ＭＧ１４の回転速度が上昇しないように第１ＭＧ１４のトルクＴｇを上昇させることによって、エンジン１３の回転速度Ｎｅを維持しつつエンジン１３のトルクＴｅを上昇させることができる。なお、トルクＴｅが上昇することによりエンジン直行トルクＴｅｐが増加するので、トルクＴｍ１が低下するように第２ＭＧ１５を制御することによって、駆動軸のトルクを維持することができる。

なお、エンジン１３のトルクＴｅを上昇させると、第１ＭＧ１４のトルクＴｇが上昇するので、第１ＭＧ１４の発電電力が増加する。このとき、バッテリ１８の充電が制限されていなければ、増加した発電電力をバッテリ１８に充電することができる。

一方、特に図示していないが、エンジン１３の出力（パワー）が低下するようにエンジン１３を制御することによって、エンジン１３のトルクＴｅを低下させることができる。このとき、第１ＭＧ１４の回転速度が低下しないように第１ＭＧ１４のトルクＴｇを低下させることによって、エンジン１３の回転速度Ｎｅを維持しつつエンジン１３のトルクＴｅを低下させることができる。そして、この場合は、第１ＭＧ１４のトルクＴｇが低下するので、第１ＭＧ１４の発電電力が減少する。このとき、バッテリ１８の放電が制限されていなければ、バッテリ１８の放電を増加させることによって、第１ＭＧ１４の発電低下分を補うことができる。

＜動作点の基本算出処理の説明＞
図６は、エンジン１３、第１ＭＧ１４、および第２ＭＧ１５の動作点を決定する基本算出処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、ＨＶ−ＥＣＵ６２において所定周期ごとに繰り返し実行される。

図６を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、アクセル開度、選択中のシフトレンジ、車速等の情報を取得する（ステップＳ１０）。アクセル開度は、アクセル開度センサ６７によって検出される。シフトレンジは、シフトポジションセンサ７８によって検出される。車速は、車速センサ６６によって検出される。車速に代えて、駆動軸やリングギヤＲの回転速度を用いてもよい。

次いで、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、シフトレンジごとに予め準備された、要求駆動力とアクセル開度と車速との関係を示す駆動力マップを用いて、ステップＳ１０において取得された情報から要求駆動力（トルク）を算出する（ステップＳ１５）。そして、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、算出された要求駆動力に車速を乗算し、所定の損失パワーを上乗せして、車両の走行パワーを算出する（ステップＳ２０）。

続いて、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、バッテリ１８の充放電要求（パワー）がある場合には、算出された走行パワーに充放電要求（充電を正値とする）を加算した値をシステムパワーとして算出する（ステップＳ２５）。なお、充放電要求は、たとえば、バッテリ１８のＳＯＣが低い程、大きな正値とし、ＳＯＣが高い場合には、負値とすることができる。

次いで、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、算出されたシステムパワーおよび走行パワーにより、エンジン１３の運転／停止を判断する（ステップＳ３０）。たとえば、システムパワーが第１のしきい値よりも大きい場合、あるいは走行パワーが第２のしきい値よりも大きい場合に、エンジン１３を運転するものと判断される。

そして、エンジン１３を運転するものと判断されると、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、ステップＳ３５以降の処理を実行する（ＨＶ走行モード）。なお、特に図示しないが、エンジン１３の停止が判断されたときは（ＥＶ走行モード）、要求駆動力に基づいて第２ＭＧ１５のトルクＴｍが算出される。

エンジン１３の運転中（ＨＶ走行モード中）、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、ステップＳ２５において算出されたシステムパワーからエンジン１３のパワーＰｅを算出する（ステップＳ３５）。このパワーＰｅは、システムパワーに対して各種補正や制限等を行なうことによって算出される。ここで算出されたエンジン１３のパワーＰｅは、エンジン１３のパワー指令としてエンジンＥＣＵ６４へ出力される。

次いで、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、エンジン１３の回転速度Ｎｅ（目標エンジン回転速度）を算出する（ステップＳ４０）。この実施の形態では、上述のように、エンジン１３の動作点が推奨動作ライン上に乗るように回転速度Ｎｅが算出される。具体的には、エンジン１３の動作点が推奨動作ライン上となるパワーＰｅと回転速度Ｎｅとの関係が予めマップ等として準備され、当該マップを用いて、ステップＳ３５で算出されたパワーＰｅから回転速度Ｎｅが算出される。なお、回転速度Ｎｅが決定されると、エンジン１３のトルクＴｅ（目標エンジントルク）も決定される。これにより、エンジン１３の動作点が決定される。

次に、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、第１ＭＧ１４のトルクＴｇを算出する（ステップＳ４５）。エンジン１３の回転速度Ｎｅからエンジン１３のトルクＴｅを推定することができ、トルクＴｅとトルクＴｇとの関係は、遊星歯車機構２０のギヤ比によって一意に決まるので、回転速度ＮｅからトルクＴｇを算出することができる。ここで算出されたトルクＴｇは、第１ＭＧ１４のトルク指令としてＭＧ−ＥＣＵ６３へ出力される。

さらに、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、エンジン直行トルクＴｅｐを算出する（ステップＳ５０）。エンジン直行トルクＴｅｐとトルクＴｅ（またはトルクＴｇ）との関係は、遊星歯車機構２０のギヤ比によって一意に決まるので、算出されたトルクＴｅまたはトルクＴｇからエンジン直行トルクＴｅｐを算出することができる。

そして、最後に、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、第２ＭＧ１５のトルクＴｍを算出する（ステップＳ５０）。トルクＴｍは、ステップＳ１５において算出された要求駆動力（トルク）を実現できるように決定され、出力軸上に換算された要求駆動力からエンジン直行トルクＴｅｐを差し引くことによって算出することができる。ここで算出されたトルクＴｍは、第２ＭＧ１５のトルク指令としてＭＧ−ＥＣＵ６３へ出力される。

以上のようにして、エンジン１３の動作点、ならびに第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５の動作点が算出される。

［第１ＭＧ１４またはピニオンギヤＰの過回転の防止］
上述したような、遊星歯車機構２０を備えたハイブリッド車両の駆動システムにおいては、エンジン１３の回転速度が高い状態からブレーキペダル７２が操作されることで、駆動輪２４に動力を伝達する遊星歯車機構２０の駆動軸である出力ギヤ２１が急減速されると、第１ＭＧ１４またはピニオンギヤＰが異常に高回転となってしまう可能性がある。

そこで、この開示に係る車両１０のＨＶ−ＥＣＵ６２は、第１ＭＧ１４またはピニオンギヤＰが上限回転速度を超えると予想される所定条件が成立した場合、上限回転速度を超えないようにエンジン１３および第１ＭＧ１４を制御する。これにより、第１ＭＧ１４またはピニオンギヤＰが上限回転速度を超えると予想される場合に、上限回転速度を超えないようにできる。その結果、第１ＭＧ１４またはピニオンギヤＰが上限回転速度を超えないようにすることができる。

以下、この実施の形態での制御について説明する。図７は、リングギヤ回転速度とエンジン回転速度との関係を示す図である。図７を参照して、リングギヤ回転速度は、遊星歯車機構２０のリングギヤＲの回転速度である。エンジン１３の回転速度は、遊星歯車機構２０のキャリヤＣの回転速度と等しい。

線Ｌ１は、エンジン１３の設計上の上限回転速度を示す線である。線Ｌ２は、第１ＭＧ１４が設計上の上限回転速度となる場合のリングギヤ回転速度とエンジン回転速度との関係を示す線である。線Ｌ３は、ピニオンギヤＰが設計上の上限回転速度となる場合のリングギヤ回転速度とエンジン回転速度との関係を示す線である。線Ｌ４は、第１ＭＧ１４が設計上の下限回転速度となる場合のリングギヤ回転速度とエンジン回転速度との関係を示す線である。線Ｌ５は、ピニオンギヤＰが設計上の下限回転速度となる場合のリングギヤ回転速度とエンジン回転速度との関係を示す線である。線Ｌ６は、リングギヤＲの設計上の上限回転速度を示す線である。

ハッチング部は、過回転注意領域を示す。過回転注意領域とは、動作点がこの領域に含まれているときにリングギヤＲが急減速された場合に第１ＭＧ１４またはピニオンギヤＰが過回転となる虞がある領域である。線Ｌ７は、過回転注意領域の下限を示す線である。たとえば、動作点Ｐ１の状態において、ブレーキペダル７２が操作されたりすることでリングギヤＲの回転速度が急減速され、動作点Ｐ２に移動することが考えられる。このような場合に、動作点Ｐ２が線Ｌ２および線Ｌ３を超えてしまうため、第１ＭＧ１４およびピニオンギヤＰの回転速度が上限回転速度を超えてしまう。

図８は、過回転防止処理を実行しない場合のエンジン１３、第１ＭＧ１４および出力要素（リングギヤＲ）の回転速度の関係を示す共線図である。図８を参照して、破線はリングギヤＲの回転速度の急減速前を示す。実線は、リングギヤＲの回転速度の急減速後を示す。リングギヤＲの回転速度が、ブレーキペダル７２の操作等による急ブレーキにより急降下すると、キャリヤＣは接続されるエンジン１３の慣性が大きいため、キャリヤＣの回転速度はすぐには変化しにくく、第１ＭＧ１４が接続されたサンギヤＳの回転速度が急激に上昇する。

図９は、過回転防止処理の流れを示すフローチャートである。この過回転防止処理は、ＨＶ−ＥＣＵ６２によって所定周期ごとに繰返し実行される。図９を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、エンジン１３の回転速度Ｎｅが図７の線Ｌ７で示される過回転注意領域の下限のライン以上であるか否かを判断する（ステップＳ１１１）。回転速度Ｎｅが過回転注意ライン以上でない（ステップＳ１１１でＮＯ）と判断した場合、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、実行する処理をステップＳ１２１に進める。

一方、回転速度Ｎｅが過回転注意ライン以上である（ステップＳ１１１でＹＥＳ）と判断した場合、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、ブレーキペダルセンサ７１から検出信号を受信しているか否かによって、ブレーキペダル７２が操作されたか否かを判断する（ステップＳ１１２）。ブレーキペダル７２が操作されていない（ステップＳ１１２でＮＯ）と判断した場合、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、実行する処理をステップＳ１２１に進める。

一方、ブレーキペダル７２が操作された（ステップＳ１１２でＹＥＳ）と判断した場合、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、エンジン１３での燃料噴射を停止させるフューエルカット制御の実行を開始する（ステップＳ１１３）。これにより、エンジンブレーキによりエンジン１３の回転速度が急激に下がる。

図１０は、過回転防止処理を実行した場合のエンジン１３、第１ＭＧ１４および出力要素（リングギヤＲ）の回転速度の関係を示す共線図である。図１０を参照して、破線は、図８の実線で示した、過回転防止処理を実行しない場合のリングギヤＲの回転速度の急減速後を示す。実線は、過回転防止処理を実行した場合のリングギヤＲの回転速度の急減速後を示す。リングギヤＲの回転速度が、ブレーキペダル７２の操作等による急ブレーキにより急降下したとしても、フューエルカット制御によるエンジン１３の回転速度も急激に下がるため、キャリヤＣの回転速度も下がり、第１ＭＧ１４が接続されたサンギヤＳの回転速度も下がる。

また、過回転防止処理を実行した場合は、実行しない場合と比較して、サンギヤＳとキャリヤＣとの回転速度の差は小さくなるため、ピニオンギヤＰの回転速度が下がる。

図９に戻って、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、第１ＭＧ１４およびピニオンギヤＰの回転速度の制御に用いる上限回転速度を下げる（ステップＳ１１４）。これにより、第１ＭＧ１４およびピニオンギヤＰの下げられた上限回転速度にしたがってエンジン１３および第１ＭＧ１４が制御されるため、第１ＭＧ１４およびピニオンギヤＰの元の設計上の上限回転速度を超えにくくすることができる。

また、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、第１ＭＧ１４のフィードバック制御のフィードバックゲインを元の値から大きくする（ステップＳ１１５）。

ハイブリッド車両では、エンジン１３が第１ＭＧ１４の発生トルクで制御される。エンジン１３は、回転速度と要求エンジンパワーとから算出された目標トルクを出力する。このため、パワーと回転速度とから一意に第１ＭＧ１４の制御トルクが決定される。この第１ＭＧ１４の制御トルクをフィードフォワード項とする。しかし、環境、燃料、ハードウェアのバラツキが存在するため、同じ要求エンジンパワーと回転速度とから、エンジン１３が同じトルクを実際に出力するとは限られない。

エンジン１３の出力トルクのバラツキに対し、上述のフィードフォワード項のみで対応したのでは、エンジン１３の逆回転および過回転といった現象を引き起こしてしまう。そのため、エンジン１３の目標回転速度に対する実際の回転速度との偏差を用いて、第１ＭＧ１４の発生トルクによる回転速度のフィードバック制御が行われる。

たとえば、フィードバック項は、比例項と積分項とを加算することで算出される。エンジン１３の目標回転速度から、第１ＭＧ１４の目標回転速度が算出される。比例項は、第１ＭＧ１４の目標回転速度と実回転速度との偏差にフィードバックゲインの比例ゲインを掛けることで算出される。積分項は、前回の偏差と今回の偏差とを加算したものにフィードバックゲインの積分ゲインを掛けることで算出される。

上述したステップＳ１１５において、このフィードバックゲインの比例ゲインＫp1および積分ゲインＫi1を、それぞれ大きい値Ｋp2，Ｋi2に変更する。比例ゲインＫp1および積分ゲインＫi1は、第１ＭＧ１４の回転速度が目標回転速度に早く安定して収束する値に設計時に定められる。また、比例ゲインＫp2および積分ゲインＫi2は、回転速度Ｎｅが過回転注意ライン以上であり、かつ、ブレーキペダル７２が操作された場合に、第１ＭＧ１４の回転速度が目標回転速度に早く安定して収束するだけでなく、第１ＭＧ１４およびピニオンギヤＰの回転速度が上限回転速度を超えないような値に、設計時に定められる。

エンジン１３の回転速度Ｎｅが過回転注意ライン以上でない（ステップＳ１１１でＮＯ）と判断した場合、ブレーキペダル７２が操作されていない（ステップＳ１１２でＮＯ）と判断した場合、および、ステップＳ１１５の後、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、エンジン１３の回転速度Ｎｅが図７の線Ｌ７で示される過回転注意領域の下限のライン以上であるか否かを判断する（ステップＳ１２１）。回転速度Ｎｅが過回転注意ライン以上である（ステップＳ１２１でＹＥＳ）と判断した場合、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、ブレーキペダル７２が操作されたか否かを判断する（ステップＳ１２２）。ブレーキペダル７２が操作されている（ステップＳ１２２でＹＥＳ）と判断した場合、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、実行する処理をこの過回転防止処理の呼出元の処理に戻す。

一方、回転速度Ｎｅが過回転注意ライン以上でない（ステップＳ１２１でＮＯ）と判断した場合、および、ブレーキペダル７２が操作されていない（ステップＳ１２２でＮＯ）と判断した場合、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、ステップＳ１１３で開始したフューエルカット制御を終了し（ステップＳ１２３）、ステップＳ１１４で下げた、第１ＭＧ１４およびピニオンギヤＰの上限回転速度を元に戻し（ステップＳ１２４）、ステップＳ１１５で大きくした第１ＭＧ１４のフィードバック制御のフィードバックゲインを元の値に戻す（ステップＳ１２５）。その後、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、実行する処理をこの過回転防止処理の呼出元の処理に戻す。

［第１ＭＧ１４またはピニオンギヤＰの負側の過回転の防止］
上述したような、遊星歯車機構２０を備えた車両１０の駆動システムにおいては、ピニオンギヤＰ、第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５には、ハードウェア的な用件で上下限回転速度が設定されている。第２ＭＧ１５の回転速度は車速に比例しているため、過回転を防止するためには上限車速で規制することができる。しかし、第１ＭＧ１４およびピニオンギヤＰの回転速度に関しては、そのときのエンジン１３の回転速度と車速（第２ＭＧ１５の回転速度）により変化するため、過回転には十分な注意が必要である。

特に、高車速、つまり、リングギヤＲの回転速度が大きい場合に、エンジン１３が停止状態となると、リングギヤＲとキャリヤＣ（エンジン１３）との回転速度の差が大きくなり、ピニオンギヤＰの回転速度が負側の過回転となってしまう。

そこで、この開示に係る車両１０のＨＶ−ＥＣＵ６２は、第１ＭＧ１４またはピニオンギヤＰが下限回転速度となるエンジン１３の回転速度が０を超える車速である場合、エンジン１３を始動させるようにエンジン１３を制御する。好ましくは、エンジン１３の目標回転速度を、第１ＭＧ１４またはピニオンギヤＰが下限回転速度となるエンジン１３の回転速度以上とするようにエンジン１３および第１ＭＧ１４を制御する。これにより、第１ＭＧ１４またはピニオンギヤＰが下限回転速度を超える可能性がある場合に、エンジン１３を始動させて、第１ＭＧ１４またはピニオンギヤＰが下限回転速度を超えないようにすることができる。

［車両後退時の第１ＭＧ１４またはピニオンギヤＰの過回転の防止］
上述したような、遊星歯車機構２０を備えた車両１０の駆動システムにおいては、ピニオンギヤＰ、第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５には、ハードウェア的な用件で上下限回転速度が設定されている。第２ＭＧ１５の回転速度は車速に比例しているため、過回転を防止するためには上限車速で規制することができる。しかし、第１ＭＧ１４およびピニオンギヤＰの回転速度に関しては、そのときのエンジン１３の回転速度と車速（第２ＭＧ１５の回転速度）により変化するため、過回転には十分な注意が必要である。

特に、車両１０の後退時には、エンジン１３がトルクを発生しており、かつ、第２ＭＧ１５が負回転となる（負車速となる）場合には、第１ＭＧ１４またはピニオンギヤＰの回転速度が高回転となりやすくなる。

そこで、この開示に係る車両１０のＨＶ−ＥＣＵ６２は、或る車速における第１ＭＧ１４またはピニオンギヤＰが過回転となるようなエンジン１３の回転速度である場合、強制的にエンジン１３を停止させるようにエンジン１３を制御する。これにより、第１ＭＧ１４またはピニオンギヤＰが上限回転速度を超える可能性がある場合に、エンジン１３を停止させて、第１ＭＧ１４またはピニオンギヤＰが上限回転速度を超えないようにすることができる。

さらに車速が負側に増加すると、エンジン１３がトルクを発生していない場合であっても、第１ＭＧ１４またはピニオンギヤＰが過回転となってしまう。

そこで、この開示に係る車両１０のＨＶ−ＥＣＵ６２は、シフトポジションセンサ７８によってシフトレンジがリバースレンジであることが検出されているときに、第１ＭＧ１４またはピニオンギヤＰが上限回転速度を超えると予想される負車速において、正車速側の駆動トルクを発生するようにエンジン１３、第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５を制御する。これにより、負側への車速の増加を抑制することができる。その結果、第１ＭＧ１４またはピニオンギヤＰの回転速度が過回転とならないようにすることができる。

図１１は、変更前の後退時の駆動力マップを示す図である。図１２は、変更後の後退時の駆動力マップを示す図である。図１１および図１２を参照して、駆動力マップにおいて、変更前と比較して、変更後は、リングギヤＲの回転速度Ｎpが最も低い場合の要求トルクＴpaが、アクセル開度に関わらず、正の値となっている。これにより、リングギヤＲの回転速度Ｎpが最低となる程、後退時の車速が増加した場合に、要求トルクＴpaが正の値となり、車両１０が前進する方向のトルクがリングギヤＲに掛かる。このため、それ以上、後退方向の車速が増加しないようにすることができる。

［エンジンブレーキ時の充電電力制限値Ｗinの超過の防止］
ハイブリッド車両でない車両においては、走行中のアクセルオフでは、エンジンブレーキにより減速する。上述したような、ハイブリッド車両である車両１０においても、同様の操作性を得るため、アクセルオフで負の駆動力を発生するよう、エンジン１３、第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５を制御している。この場合、基本的に第２ＭＧ１５を発電機として動作させることで車両１０を減速させるトルクを発生させる。その際に第２ＭＧ１５による回生電力が発生し、バッテリ１８に充電される。

このため、バッテリ１８の充電電力制限値Ｗinにより回生電力が制限される場合、車両１０を減速させるトルクが発生できないこととなる。充電電力制限値Ｗinの状況により、アクセルオフでの減速トルクが異なることは好ましくないため、何らかの対応が必要となる。この対応として、ハイブリッド車両である車両１０では、エンジン１３で燃料を燃焼させずに外力によりエンジン１３を回転させるモータリングにより車両１０の運動エネルギを消費する。このように、ハイブリッド車両である車両１０においては、エンジンブレーキによる減速と充電電力制限値Ｗinの超過の防止とを両立させている。

充電電力制限値Ｗinが小さくなると、エンジン１３の回転速度を上昇させ、モータリングにより消費するエネルギを増加させるが、エンジン１３、第１ＭＧ１４およびピニオンギヤＰの回転速度には上限がある。このため、上昇させることができるエンジン１３の回転速度には限界がある。また、エンジン１３の回転速度を上昇させることにより、通常とは異なったエンジンノイズが発生し、ＮＶ（Noise,Vibration）の観点での違和感を引き起こす可能性がある。

そこで、この開示に係る車両１０のＨＶ−ＥＣＵ６２は、エンジン１３の回転速度が第１所定回転速度以上となったことで、所定フラグをオン状態とし、所定フラグがオン状態であり、かつ、所定トルク以上のエンジンブレーキが必要となったときに、エンジンＥＣＵ６４に、エンジンブレーキ増加要求を出力する。エンジンＥＣＵ６４は、ＨＶ−ＥＣＵ６２からのエンジンブレーキ増加要求に応じて、ＶＶＴ機構４６を制御して、吸気バルブの開閉タイミングを進角させる。

エンジンブレーキの大きさ、つまり、エンジン１３で消費されるエネルギは、単位サイクル当り（または単位回転当り）の損失とエンジン１３の回転速度によって決まる。このため、大きなエンジンブレーキを必要とする場合、サイクル当りの損失を増やすか、エンジン１３の回転速度を増やすことになる。しかし、エンジン１３の回転速度を増加させると、ＮＶに影響がある。また、エンジン１３の回転速度には許容上限回転速度がある。このため、この実施の形態では、サイクル当りの損失を増やすように、ＶＶＴ機構４６を制御して、吸気バルブの開閉タイミングを進角させる。これにより、進角させない場合と比較して、エンジン１３のポンピングロスが増加し、圧縮仕事が増大することで、エンジンブレーキを強くすることができる。その結果、第２ＭＧ１５（または第１ＭＧ）による回生電力を小さくすることができるので、回生電力が充電電力制限値Ｗinを超過しにくくすることができる。

［急減速時の充電電力制限値Ｗinの超過の防止］
ハイブリッド車両である車両１０においては、エンジン１３の出力の一部が第１ＭＧ１４により電力に変換され、この電力が第２ＭＧ１５で消費されることを前提に、バッテリ１８の充電電力制限値Ｗinおよび放電電力制限値Ｗoutを超過しないように、第１ＭＧ１４、第２ＭＧ１５、および、エンジン１３の出力の指令値が決定される。

しかし、ＴＲＣ（TRaction Control）の作動または急減速などで、第２ＭＧ１５での電力の消費が急減すると、バッテリ１８への充電電力が充電電力制限値Ｗinを超えて過充電となる虞がある。ここで、ＴＲＣは、滑りやすい路面での発進時および加速時に、駆動輪の空転をセンサが感知すると、各輪のブレーキ油圧および車両の目標駆動力などの最適値を自動的に設定し、最適な駆動力を確保する制御である。

そこで、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、著しい過充電時（たとえば、実充電電力が充電電力制限値Ｗinに第１所定電力値を加算した値を超えるとき）に、エンジン１３で噴射される燃料を強制的にカットするようエンジン１３を制御する。これにより、第１ＭＧ１４による発電電力が減少するので、充電電力制限値Ｗinを超えにくくすることができる。

この場合、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、実充電電力が充電電力制限値Ｗinに第２所定電力値（＜第１所定電力値）を加算した値を下回ったときに、エンジン１３で噴射される燃料の強制的なカットを終了するようエンジン１３を制御する。

また、以下で示すように制御してもよい。図１３は、Ｗin超過時処理の流れを示すフローチャートである。このＷin超過時処理は、ＨＶ−ＥＣＵ６２によって所定周期ごとに繰返し実行される。

図１３を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、実充電電力が、充電電力制限値Ｗinに第３所定電力値Ａを加算した値以上であり、かつ、充電電力制限値Ｗinに第４所定電力値Ｂを加算した値未満であるか否かを判断する（ステップＳ１３１）。実充電電力が充電電力制限値ＷinにＡを加算した値以上であり、かつ、充電電力制限値ＷinにＢを加算した値未満である（ステップＳ１３１でＹＥＳ）と判断した場合、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、エンジン１３を自立運転に切替えるよう制御する（ステップＳ１３２）。自立運転とは、アイドリング回転速度でのエンジン１３の運転をいう。アイドリング回転速度は、エンジン１３が燃料の燃焼により自ら発生する動力が摩擦などの回転の抵抗力を上回ることによって安定して回転を継続することができる回転速度であり、通常は安定して回転を継続することができる最小限の回転速度に調整される。

実充電電力が充電電力制限値ＷinにＡを加算した値以上でない、または、充電電力制限値ＷinにＢを加算した値未満でない（ステップＳ１３１でＮＯ）と判断した場合、および、ステップＳ１３２の後、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、実充電電力が充電電力制限値Ｗinに第４所定電力値Ｂを加算した値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１３３）。実充電電力が充電電力制限値ＷinにＢを加算した値以上である（ステップＳ１３３でＹＥＳ）と判断した場合、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、エンジン１３で噴射される燃料を強制的にカットするエンジン１３の制御を開始する（ステップＳ１３４）。

実充電電力が充電電力制限値ＷinにＢを加算した値以上でない（ステップＳ１３３でＮＯ）と判断した場合、および、ステップＳ１３４の後、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、実充電電力が充電電力制限値Ｗinに第３所定電力値Ａを加算した値未満になったか否かを判断する（ステップＳ１３５）。実充電電力が充電電力制限値ＷinにＡを加算した値未満になった（ステップＳ１３５でＹＥＳ）と判断した場合、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、エンジン１３の制御を、ステップＳ１３２で切替えた自立運転の制御、または、ステップＳ１３４で開始したフューエルカット制御の前の、通常の制御に戻す（ステップＳ１３６）。

実充電電力が充電電力制限値ＷinにＡを加算した値未満となっていない（ステップＳ１３５でＮＯ）と判断した場合、および、ステップＳ１３６の後、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、実行する処理をこのＷin超過時処理の呼出元の処理に戻す。

図１４は、Ｗin超過時処理による制御を説明するための図である。図１４を参照して、図１３で示したＷin超過時処理によって、ステップＳ１３３およびステップＳ１３４で示したように、実充電電力が充電電力制限値Ｗinに第４所定電力値Ｂを加算した値を上回る場合、エンジン１３のフューエルカット制御が実行される。ステップＳ１３１およびステップＳ１３２で示したように、実充電電力が充電電力制限値Ｗinに第３所定電力値Ａを加算した値を上回り、かつ、実充電電力が充電電力制限値Ｗinに第４所定電力値Ｂを加算した値を下回る場合、エンジン１３を自立運転に切替える制御が実行される。ステップＳ１３５およびステップＳ１３６で示すように、実充電電力が充電電力制限値Ｗinに第３所定電力値Ａを加算した値を下回った場合、エンジン１３の制御が通常制御に戻される。

［変形例］
（１） 前述した実施の形態においては、第１ＭＧ１４またはピニオンギヤＰの回転速度が上限回転速度を超えると予想される所定条件が、図９のステップＳ１１１およびステップＳ１１２で示したように、エンジン１３の回転速度Ｎｅが過回転注意ライン以上であり、かつ、ブレーキペダル７２が操作されているとの条件であることとした。

しかし、これに限定されず、第１ＭＧ１４またはピニオンギヤＰの回転速度が上限回転速度を超えると予想される所定条件は、第１ＭＧ１４またはピニオンギヤＰの回転速度が上限回転速度を超えると予想されることを検出可能な条件であれば、他の条件であってもよい。

たとえば、所定条件は、エンジン１３の回転速度Ｎｅが過回転注意ライン以上であり、かつ、駆動輪２４と遊星歯車機構２０との間の所定要素（たとえば、出力ギヤ２１、ドリブンギヤ２６、カウンタシャフト２５、ドライブギヤ２７，３１、リングギヤ２９，デファレンシャルギヤ２８、ドライブシャフト３２，３３、ロータ軸３０など）の回転速度が所定加速度以上で減速されているとの条件であってもよい。所定加速度は、ブレーキペダル７２が操作されていることが示される加速度であればよく、検出可能な最小の値であってもよい。所定要素の回転速度は、回転速度センサによって検出される。

（２） 前述した実施の形態においては、遊星歯車機構２０のキャリヤＣがエンジン１３に接続され、サンギヤＳが第１ＭＧ１４に接続され、リングギヤＲが駆動軸に接続されるようにした。しかし、これに限定されず、遊星歯車機構２０のそれぞれの要素に接続される装置が異なるようにしてもよい。

［まとめ］
（１） 図１および図２で示したように、車両１０は、エンジン１３と、第１ＭＧ１４と、エンジン１３の出力軸に接続される第１要素（たとえば、キャリヤＣ）と、第１ＭＧ１４のロータ軸２３に接続される第２要素（たとえば、サンギヤＳ）と、駆動輪２４に動力を伝達する駆動軸（たとえば、出力ギヤ２１、ドリブンギヤ２６、カウンタシャフト２５など）に接続される第３要素（たとえば、リングギヤＲ）とから構成され、特定歯車（たとえば、ピニオンギヤＰ）を含む遊星歯車機構２０と、エンジン１３および第１ＭＧ１４を制御するＨＶ−ＥＣＵ６２とを備える。図９で示したように、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、ステップＳ１１１およびステップＳ１１２で、第１ＭＧ１４または特定歯車が上限回転速度を超えると予想される所定条件が成立したと判断される場合、ステップＳ１１３からステップＳ１１５で、上限回転速度を超えないようにエンジン１３および第１ＭＧ１４を制御する特定制御を実行する。

これにより、第１ＭＧ１４または特定歯車が上限回転速度を超えると予想される場合に、上限回転速度を超えないようにできる。その結果、第１ＭＧ１４または特定歯車が上限回転速度を超えないようにすることができる。

（２） 図９のステップＳ１１４で示したように、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、特定制御として、所定条件が成立した場合、所定条件が成立していない場合と比較して、上限回転速度を小さくする制御を実行する。

これにより、所定条件が成立した場合に、上限回転速度を小さくして、エンジン１３および第１ＭＧ１４が制御される。その結果、第１ＭＧ１４または特定歯車が上限回転速度を超えにくくすることができる。

（３） 図１で示したように、遊星歯車機構２０は、第１要素としてのキャリヤＣと、第２要素としてのサンギヤＳと、第３要素としてのリングギヤＲと、特定歯車としての複数のピニオンギヤＰとを含む。

これにより、キャリヤＣとサンギヤＳとリングギヤＲとピニオンギヤＰとを含む遊星歯車機構２０を備える車両１０において、第１ＭＧ１４またはピニオンギヤＰが上限回転速度を超えないようにすることができる。

（４） 図９のステップＳ１１１およびステップＳ１１２、ならびに、変形例で示したように、所定条件は、エンジン１３の回転速度が駆動軸の回転速度に対応して予め定められた回転速度を超えており、かつ、駆動軸が所定加速度以上で減速されているとの条件である。

これにより、エンジン１３の回転速度が駆動軸の回転速度に対応して予め定められた回転速度を超えており、かつ、駆動軸が所定加速度以上で減速されている場合に、第１ＭＧ１４または特定歯車が上限回転速度を超えないようにすることができる。

（５） 図２で示したように、車両１０は、駆動軸を制動するブレーキを動作させるブレーキペダル７２をさらに備える。図９のステップＳ１１１およびステップＳ１１２で示したように、所定条件は、エンジン１３の回転速度が駆動軸の回転速度に対応して予め定められた回転速度を超えており、かつ、ブレーキペダル７２が操作されているとの条件である。

これにより、エンジン１３の回転速度が駆動軸の回転速度に対応して予め定められた回転速度を超えており、かつ、ブレーキペダル７２が操作されている場合に、第１ＭＧ１４または特定歯車が上限回転速度を超えないようにすることができる。

（６） 図９のステップＳ１１５で示したように、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、特定制御として、所定条件が成立した場合、所定条件が成立していない場合と比較して、第１ＭＧ１４の回転速度制御のフィードバックゲインを大きくする制御を実行する。

これにより、所定条件が成立した場合に、第１ＭＧ１４の回転速度制御のフィードバックゲインを大きくして、エンジン１３および第１ＭＧ１４が制御される。その結果、第１ＭＧ１４または特定歯車が上限回転速度を超えにくくすることができる。

（７） 図９のステップＳ１１３で示したように、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、特定制御として、エンジン１３への燃料の供給を停止する制御を実行する。

これにより、所定条件が成立した場合に、エンジン１３への燃料の供給が停止される。その結果、第１ＭＧ１４または特定歯車が上限回転速度を超えにくくすることができる。

（８） 図１および図２で示したように、車両１０は、第１ＭＧ１４によって発電される電力を蓄電可能であるとともに、蓄電された電力を第１ＭＧ１４に供給可能なバッテリ１８をさらに備える。図１３および図１４で示したように、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、バッテリ１８へ充電される電力値が、充電電力制限値Ｗinを超えないことを目標にエンジン１３および第１ＭＧ１４を制御し、ステップＳ１３１で、バッテリ１８へ充電される電力値が、充電電力制限値Ｗinに第３所定電力値Ａを加算した値から充電電力制限値Ｗinに第３所定電力値Ａより大きい第４所定電力値Ｂを加算した値までの範囲内であると判断されたときは、ステップＳ１３２で、アイドリング回転速度でエンジン１３を運転させるよう制御し、ステップＳ１３３で、バッテリ１８へ充電される電力値が、充電電力制限値Ｗinに第４所定電力値Ｂを加算した値を超えると判断されたときは、ステップＳ１３４で、エンジン１３への燃料の供給を停止する。

これにより、バッテリ１８へ充電される電力値が充電電力制限値Ｗinを超えにくくすることができる。

（９） 図１および図２で示したように、車両１０は、駆動軸に接続される第２ＭＧ１５をさらに備える。図１２で示したように、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、シフトレンジがリバースレンジであるときに、第１ＭＧ１４または特定歯車が上限回転速度を超えると予想される負車速において、正車速側の駆動トルクを発生するように、エンジン１３、第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５を制御する。

これにより、負車速において第１ＭＧ１４または特定歯車が上限回転速度を超えないようにすることができる。

今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、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。本開示の範囲は、上記した実施の形態の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。

１０ 車両、１１ 制御部、１３ エンジン、１４ 第１ＭＧ、１５ 第２ＭＧ、１６ 第１インバータ、１７ 第２インバータ、１８ バッテリ、２０ 遊星歯車機構、２１ 出力ギヤ、２２ 出力軸、２３，３０ ロータ軸、２４ 駆動輪、２５ カウンタシャフト、２６ ドリブンギヤ、２７，３１ ドライブギヤ、２８ デファレンシャルギヤ、２９，Ｒ リングギヤ、３２，３３ ドライブシャフト、４５ 点火プラグ、４６ ＶＶＴ機構、４９ 吸気絞り弁、６２ ＨＶ−ＥＣＵ、６３ ＭＧ−ＥＣＵ、６４ エンジンＥＣＵ、６６ 車速センサ、６７ アクセル開度センサ、６８ 第１ＭＧ回転速度センサ、６９ 第２ＭＧ回転速度センサ、７０ エンジン回転速度センサ、７１ ブレーキペダルセンサ、７２ ブレーキペダル、７３ バッテリ監視ユニット、７４ 第１ＭＧ温度センサ、７５ 第２ＭＧ温度センサ、７６ 第１ＩＮＶ温度センサ、７７ 第２ＩＮＶ温度センサ、７８ シフトポジションセンサ、８１ ＰＣＵ、８３ コンバータ、Ｃ キャリヤ、Ｐ ピニオンギヤ、Ｓ サンギヤ。

Claims (9)

1. 内燃機関と、
   第１回転電機と、
   前記内燃機関の出力軸に接続される第１要素と、前記第１回転電機の回転軸に接続される第２要素と、駆動輪に動力を伝達する駆動軸に接続される第３要素とから構成され、特定歯車を含む遊星歯車機構と、
   前記内燃機関および前記第１回転電機を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記第１回転電機または前記特定歯車が上限回転速度を超えると予想される所定条件が成立した場合、前記上限回転速度を超えないように前記内燃機関および前記第１回転電機を制御する特定制御を実行する、ハイブリッド車両。
2. 前記制御装置は、前記特定制御として、前記所定条件が成立した場合、前記所定条件が成立していない場合と比較して、前記上限回転速度を小さくする制御を実行する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記遊星歯車機構は、前記第１要素としてのキャリヤと、前記第２要素としてのサンギヤと、前記第３要素としてのリングギヤと、前記特定歯車としての複数のピニオンギヤとを含む、請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両。
4. 前記所定条件は、前記内燃機関の回転速度が前記駆動軸の回転速度に対応して予め定められた回転速度を超えており、かつ、前記駆動軸が所定加速度以上で減速されているとの条件である、請求項１から請求項３のいずれかに記載のハイブリッド車両。
5. 前記駆動軸を制動する制動装置を動作させる操作部をさらに備え、
   前記所定条件は、前記内燃機関の回転速度が前記駆動軸の回転速度に対応して予め定められた回転速度を超えており、かつ、前記操作部が操作されているとの条件である、請求項１から請求項４のいずれかに記載のハイブリッド車両。
6. 前記制御装置は、前記特定制御として、前記所定条件が成立した場合、前記所定条件が成立していない場合と比較して、前記第１回転電機の回転速度制御のフィードバックゲインを大きくする制御を実行する、請求項１から請求項５のいずれかに記載のハイブリッド車両。
7. 前記制御装置は、前記特定制御として、前記内燃機関への燃料の供給を停止する制御を実行する、請求項１から請求項５のいずれかに記載のハイブリッド車両。
8. 前記第１回転電機によって発電される電力を蓄電可能であるとともに、蓄電された電力を前記第１回転電機に供給可能な蓄電装置をさらに備え、
   前記制御装置は、
   前記蓄電装置へ充電される電力値が、充電電力制限値を超えないことを目標に前記内燃機関および前記第１回転電機を制御し、
   前記蓄電装置へ充電される電力値が、前記充電電力制限値に第１所定値を加算した値から前記充電電力制限値に前記第１所定値より大きい第２所定値を加算した値までの範囲内であるときは、アイドリング回転速度で前記内燃機関を運転させるよう制御し、
   前記蓄電装置へ充電される電力値が、前記充電電力制限値に前記第２所定値を加算した値を超えるときは、前記内燃機関への燃料の供給を停止する、請求項１から請求項７のいずれかに記載のハイブリッド車両。
9. 前記駆動軸に接続される第２回転電機をさらに備え、
   前記制御装置は、シフトレンジがリバースレンジであるときに、前記第１回転電機または前記特定歯車が前記上限回転速度を超えると予想される負車速において、正車速側の駆動トルクを発生するように前記内燃機関、前記第１回転電機および前記第２回転電機を制御する、請求項１から請求項８のいずれかに記載のハイブリッド車両。

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