JP3981621B2 - ハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主動力源（例えば、エンジン）と２つのモータ（例えば、モータジェネレータ）を持つハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のハイブリッド車は、エンジンと、２つの遊星歯車と、２つの遊星歯車のサンギヤを制御する２つのモータジェネレータとを備え、遊星歯車のキャリヤをエンジンに接続し、遊星歯車のリングギヤを車輪に接続するものが記載されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１０２１０６号公報（図１）
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のハイブリッド車にあっては、エンジンの効率を高くするための最適燃費線付近で動作させようとする場合、エンジン回転数とエンジントルクとの関係が最適燃費線にて拘束されるため、これにより低速走行や高速走行が制限される場合が生じていた。つまり、燃費を向上させるためにエンジンの動作点をエンジンの最適燃費線上に拘束すると、エンジンパワーに応じて変速比が一意に決まり、これで決まる２つのモータジェネレータ回転速度のうち、一方のモータジェネレータ回転速度が過回転する場合に、エンジンの動作点を最適燃費線に拘束しながらモータの過回転を防止するようにモータ動作点を決め、或いはエンジンの動作点を最適燃費線から完全に外してモータの過回転を防止するようにエンジン動作点を決めると、車速・駆動トルク目標・燃費最適を両立できないことが生じていた。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、２つのモータ回転速度のうち、一方のモータ回転速度が過回転すると予測される場合、主動力源の回転数補正により、車速・駆動トルク目標・燃費最適を両立しながら、モータの過回転を未然に防止することができるハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、主動力源と第１モータと第２モータと出力部材との４要素が、共線図上で第１モータ、主動力源、出力部材、第２モータの回転速度順になるように連結された歯車機構を有するハイブリッド駆動系を搭載したハイブリッド車において、
前記出力部材の回転数を検出する出力回転数検出手段と、前記主動力源の動作点が最適エネルギ効率線上にくるように主動力源回転数と主動力源トルクによる主動力源の動作点を算出する主動力源動作点算出手段と、主動力源回転数と出力回転数により設定された変速比に基づいて、第１モータと第２モータの回転速度を算出するモータ回転速度算出手段と、前記モータ回転速度算出手段にて算出されたモータ回転速度が上限値以下か否かを判断するモータ回転速度上限値判断手段と、前記モータ回転速度上限値判断手段によりモータ回転速度が上限値を超えると判断された場合、モータ回転速度を低下させるように主動力源回転数を補正し、前記モータ回転速度算出手段に入力する主動力源回転数を書き換える主動力源動作点補正手段と、前記モータ回転速度上限値判断手段によりモータ回転速度が上限値以下と判断された場合、その判断時の主動力源回転数と主動力源トルクにより主動力源の動作点を決定する主動力源動作点決定手段と、前記主動力源動作点決定手段により決定された主動力源の動作点に基づいて、モータ回転速度とモータトルクによるモータ動作点を決定するモータ動作点決定手段と、を有するモータ過回転防止制御手段を設けた。
【０００６】
ここで、「主動力源」とは、複数の動力源のうち主となる動力源をいい、例えば、エンジンやメインモータをいう。そして、主動力源がエンジンの場合、「最適エネルギ効率線」とは、最適燃費線のことをいう。
【０００７】
「第１モータ」と「第２モータ」としては、２つの独立したモータでも良いし、また、共通ステータと２つのロータにより外観上は１つのモータであるが、機能上は２つのモータを達成するものでも良い。また、モータとジェネレータを兼用するモータジェネレータを用いても良い。
【０００８】
「歯車機構」とは、主動力源と第１モータと第２モータと出力部材との４要素を、共線図上で第１モータ、主動力源、出力部材、第２モータの回転速度順になるように連結できる歯車により構成される機構で、例えば、ラビニョウ型複合遊星歯車列等をいう。
【０００９】
【発明の効果】
よって、本発明のハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置にあっては、２つのモータ回転速度のうち、一方のモータ回転速度が上限値を超えると予測される場合、主動力源の回転数補正により、車速・駆動トルク目標・最適エネルギ消費を両立しながら、モータの過回転を未然に防止することができる。
また、主動力源の最適燃費線からの主動力源の動作点の修正を最小に抑えることができ、この結果、燃費の悪化を最小限としつつ、車両の動作範囲を広げて高車速・低車速領域で動作することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置を実現する実施の形態を、第１実施例と、第２実施例と、第３実施例に基づいて説明する。
【００１１】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例のハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置が適用されたハイブリッドシステムを示す全体図、図２は第１実施例装置が適用されたハイブリッドシステムを示す概略ブロック図である。
【００１２】
図１及び図２において、１はエンジン（主動力源）、２は同軸多層モータ（第１モータと第２モータ）、３はラビニョウ型複合遊星歯車列（歯車機構）、４は出力ギヤ（出力部材）、５はカウンターギヤ、６はドライブギヤ、７はディファレンシャル、８，８はドライブシャフト、９はモータ＆ギヤケース、１０はエンジン出力軸、１１は第１モータジェネレータ出力軸（第１モータ出力軸）、１２は第２モータジェネレータ出力軸（第２モータ出力軸）、１３はモータ室、１４はギヤ室、１５はクラッチ、１６はブレーキである。
【００１３】
前記同軸多層モータ２は、モータ＆ギヤケース９に固定され、コイルを巻いた固定電機子としてのステータＳと、前記ステータＳの外側に配置し、図外の永久磁石を埋設したアウターロータORと、前記ステータＳの内側に配置し、図外の永久磁石を埋設したインナーロータIRと、を同軸上に配置することで構成されている。以下、ステータＳ＋インナーロータIRを、第１モータジェネレータMG1といい、ステータＳ＋アウターロータORを、第２モータジェネレータMG2という。
【００１４】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列３は、互いに噛み合う第１ピニオンP1と第２ピニオンP2を支持する共通キャリヤＣと、第１ピニオンP1に噛み合う第１サンギヤS1と、第２ピニオンP2に噛み合う第２サンギヤS2と、第１ピニオンP1に噛み合う第１リングギヤR1と、第２ピニオンP2に噛み合う第２リングギヤR2と、の５つの回転要素を有する。
【００１５】
そして、ハイブリッド駆動系は、前記第２リングギヤR2とエンジン出力軸１０とをクラッチ１５を介して連結し、前記第１サンギヤS1と第１モータジェネレータ出力軸１１とを連結し、前記第２サンギヤS2と第２モータジェネレータ出力軸１２とを連結し、前記共通キャリヤＣに出力ギヤ４を連結することにより構成されている。
【００１６】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列３は、第１サンギヤS1と第１ピニオンP1と第２ピニオンP2と第２リングギヤR2によりダブルピニオン型遊星歯車が構成され、このダブルピニオン型遊星歯車は、共線図上で（Ｓ−Ｒ−ＣまたはＣ−Ｒ−Ｓ）配列となる。また、前記ラビニョウ型複合遊星歯車列３は、第２サンギヤS2と第２ピニオンP2と第２リングギヤR2によりシングルピニオン型遊星歯車が構成され、このシングルピニオン型遊星歯車は、共線図上で（Ｓ−Ｃ−ＲまたはＲ−Ｃ−Ｓ）配列となる。
【００１７】
このため、ラビニョウ型複合遊星歯車列３に連結されるエンジン１と第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2と出力ギヤ４との４つの回転要素は、図３に示すように、共線図上において、第１モータジェネレータMG1、エンジン１、出力ギヤ４、第２モータジェネレータMG2の回転速度順になるように連結される。
【００１８】
ここで、共線図（速度線図）とは、遊星歯車のギヤ比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数（回転速度）をとり、横軸にリングギヤ、キャリヤ、サンギヤを、間隔がサンギヤとリングギヤの歯数比になるように配置したものである。なお、シングルピニオン型遊星歯車の場合は、サンギヤとリングギヤとが逆回転するため、キャリヤの回転速度軸が真ん中になるように配置し、ダブルピニオン型遊星歯車の場合は、サンギヤとリングギヤとが同回転するため、キャリヤの回転速度軸が外になるように配置する。
【００１９】
前記ブレーキ１６は、共線図上で出力ギヤ４の回転速度軸と第２モータジェネレータMG2の回転速度軸との間の位置に配置され、転結により変速比をアンダードライブ側のロー変速比に固定する。
【００２０】
前記出力ギヤ４からの出力回転及び出力トルクは、カウンターギヤ５→ドライブギヤ６→ディファレンシャル７を経過し、ドライブシャフト８，８から図外の駆動輪へ伝達される。
【００２１】
ハイブリッドシステムの制御系の構成を図１により説明すると、２１はエンジンコントローラ、２２はスロットルバルブアクチュエータ、２３はモーターコントローラ、２４はインバータ、２５はバッテリ、２６はハイブリッドコントローラ、２７はアクセル開度センサ、２８は車速センサ（出力回転数検出手段）、２９はモータ温度センサ、３０はエンジン回転数センサである。
【００２２】
前記エンジンコントローラ２１は、ハイブリッドコントローラ２６からの指令に応じて、エンジン回転数NeとエンジントルクTeによるエンジン動作点を得る指令をスロットルバルブアクチュエータ２２へ出力する。すなわち、エンジン回転数センサ３０からのエンジン回転数検出値をフィードバック情報としてスロットルバルブを開閉制御する。
【００２３】
前記モータコントローラ２３は、第１モータジェネレータMG1の回転数N1とトルクT1によるモータ動作点と、第２モータジェネレータMG2の回転数N2とトルクT2によるモータ動作点と、をそれぞれ独立に得る指令をインバータ２４へ出力する。
【００２４】
前記インバータ２４は、前記同軸多層モータ３のステータＳのコイルに接続され、モータコントローラ２３からの指令により、インナーロータIRへの駆動電流（三相電流）とアウターロータORへの駆動電流（三相電流）とを複合させた複合電流を作り出す。このインバータ２４には、直流電圧を得るバッテリ２５が接続されている。
【００２５】
前記ハイブリッドコントローラ２６は、アクセル開度センサ２７，車速センサ２８，モータ温度センサ２９，エンジン回転数センサ３０等からのセンサ信号を入力して所定の演算処理を行う。このハイブリッドコントローラ２６からは、前記エンジンコントローラ２１に対しエンジン動作点（Ne,Te）を得る指令を出力すると共に、前記モータコントローラ２３に対しモータ動作点（N1,T1,N2,T2）を得る指令を出力する。
【００２６】
なお、ハイブリッドコントローラ２６とエンジンコントローラ２１、および、ハイブリッドコントローラ２６とモータコントローラ２３とは、それぞれ双方向通信線により接続されている。
【００２７】
次に、第１実施例装置に適用されたハイブリッドシステムの特徴点について述べる。
(1)同軸多層モータの採用
モータジェネレータとして２ロータ・１ステータの同軸多層モータ２を採用したことで、アウターロータ磁力線とインナーロータ磁力線とに２つの磁力線が作られ、コイル及びインバータ２４を２つのインナーロータIRとアウターロータORに対し共用できる。そして、インナーロータIRに対する電流とアウターロータORに対する電流を重ね合わせた複合電流を１つのコイルに印加することにより、２つのロータIR，ORをそれぞれ独立に制御することができる。つまり、外観的には、１つの同軸多層モータ２であるが、モータ機能とジェネレータ機能の異種または同種の機能を組み合わせたものとして使える。
【００２８】
よって、例えば、それぞれにロータとステータを持つ２個の独立したモータジェネレータを設ける場合に比べ、コスト（部品点数低減、インバータ電流定格低減、磁石低減）・サイズ（同軸構造による小型化、インバータサイズ低減）・効率（鉄損低減・インバータ損失低減）の面で有利にすることができる。
【００２９】
また、複合電流制御のみで（モータ＋ジェネレータ）の使い方に限らず、（モータ＋モータ）や（ジェネレータ＋ジェネレータ）の使い方も可能であるというように、高い選択自由度を持つため、例えば、第１実施例のように、ハイブリッド車の駆動源に同軸多層モータ２を採用した場合、これら多数の選択肢の中から車両状態に応じて最も効果的、或いは、効率的な組み合わせを選択することができる。
【００３０】
(2)ラビニョウ型複合遊星歯車列の採用
第１実施例装置のように、エンジンと第１モータジェネレータと第２モータジェネレータと出力部材との４要素を有するハイブリッド駆動系には、４要素を連結するために少なくとも４つの回転要素を有するものであれば様々な遊星歯車機構を採用することができる。
【００３１】
しかし、多数の遊星歯車機構が考えられる中で、遊星歯車機構の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデルを導入でき、かつ、軸方向寸法が短くなりコンパクトな遊星歯車機構とすることができるという理由により、ラビニョウ型複合遊星歯車列３を採用した。
【００３２】
すなわち、ラビニョウ型複合遊星歯車列３は、２列の遊星歯車の幅寸法でありながら、４つの遊星歯車（２つの平行な縦方向遊星歯車と２つのクロスする前後方向遊星歯車）の組み合わせを実現しているため、例えば、４つの遊星歯車を軸方向に配列するのに比べて大幅に軸方向寸法が短縮される。
【００３３】
(3)ハイブリッド駆動系への適用
ハイブリッド駆動系に対し同軸多層モータ２とラビニョウ型複合遊星歯車列３を適用した場合、下記に列挙するメリットがある。
【００３４】
(i)互いに同軸構造であるため、同軸多層モータ２の出力軸１１，１２と、ラビニョウ型複合遊星歯車列３の両サンギヤＳ１，Ｓ２とを、例えば、スプライン嵌合にて簡単に連結できるというように、組み合わせ相性が非常に良く、スペース・コスト・重量の面で極めて有利である。
【００３５】
(ii)同軸多層モータ２の一方を放電（モータ）として用い、他方を発電（ジェネレータ）として用いた場合、１つのインバータ２４を介してモータ電流を制御することも可能であり、バッテリ２５からの持ち出しを少なくすることができる。例えば、ダイレクト配電制御モードの場合、理論上、バッテリ２５からの持ち出しをゼロにすることができる。
【００３６】
(iii)同軸多層モータ２の両方を放電（モータ）として用いた場合、駆動範囲を広くとることができる。すなわち、２つのモータパワーを掛け合わせた値がパワー最大値（一定値）以下の全ての領域を駆動可能範囲とし、一方のモータが小パワーで、他方のモータが大パワーという組み合わせで用いることもできる。
【００３７】
次に、作用を説明する。
【００３８】
［ハイブリッド駆動系の設計］
主たる動力源であるエンジンと、複数の補助動力源であるモータとを併用して走行し、バッテリの直流出力をインバータにより交流に変換してモータを駆動し、それに接続されている歯車変速機構が変速動作を行う、いわゆる、ハイブリッド車の変速機構においては、複数の補助動力源であるモータの間で電力を融通し、一方のモータが発電しているときには他方のモータが電力を消費するように、電力の総和の絶対値が小さく、または、ゼロとなるようなパワーの流れ作り出すように制御することで、主たる動力源から車軸出力に至る変速機構自体のパワーの消費あるいはパワーの発生が小さく、または、ゼロになるような制御を行っている。
【００３９】
このとき、モータの特性とエンジンの特性との相違から、モータの回転数がエンジンの回転数より大きくなるように歯車変速機構を設計するのが望ましい。このような状態を、変速機構の各軸速度の相互関係をあらわす共線図と呼ばれる図によってあらわすと、図３に示すようになる。
【００４０】
このとき、出力軸の速度は既知であるとすると、エンジン・２つのモータの合わせて３つの速度のうち１つを決定することにより全ての速度関係が決まり、変速比も決まることになる。この意味で、エンジン・２つのモータのうち１つの速度を一定とするように速度制御することは変速比を制御することと等価である。
【００４１】
一方、共線図上で４つのトルクの関係については、２つのトルクを決めることにより、速度関係によらず残る２つのトルクの値が決まることが知られている。例えば、図３に示す２自由度４要素の作動歯車機構では、図４に示すように、２つのトルクバランス式が常に成立する。
【００４２】
また、モータ１のパワーとモータ２のパワーの総計のパワーは、バッテリからの放電パワー（負の場合は充電パワー）となることから、これの絶対値をゼロまたは小さく設定することにより、搭載すべきバッテリの容量を小さくしてコストを低減することもできる。また、減速機あるいは増速機として定常状態にあるとき、モータ１とモータ２の一方が発電機としてパワーを出力し、他方がモータとしてパワーを消費し、この二つのパワーがバランスしている状態では、モータ１とモータ２の動作点に応じたモータおよびモータ駆動装置のパワー損失が発生するので、これを小さくするべく、モータの動作点を高回転・低トルクとなるように、図４のα，βを正値に設計する、すなわち、共線図上でモータ１、モータ２をエンジン及び出力軸の外側に配置することが行われる。
【００４３】
［ハイブリッド制御系の基本設計］
上記理由によりハイブリッド駆動系を、共線図上でモータ１，エンジン、出力軸、モータ２の回転速度順になるように設計した場合、エンジンの回転数及び出力軸の回転数がそれぞれ安全動作範囲であったとしても、モータ１又はモータ２の回転速度が大きくなり過ぎるため、動作を禁止される領域が発生することがあった。
【００４４】
図３及び図４において、エンジン回転数Neと出力軸回転数Noが等しい場合は、モータ１とモータ２の回転速度N1,N2もNe,Noと全て等しいが、Ne＞Noの場合、すなわちローギヤの場合はモータ１の回転速度N1が大きくなり、逆に、Ne＜Noの場合、すなわちハイギヤの場合はモータ２の回転速度N2が大きくなるため、変速比を極端にローギヤあるいはハイギヤにすると、モータ１あるいはモータ２の過回転（以下、オーバレブという。）が発生するため、変速範囲に制限が生じる。なお、Ne＞Noに限らずNe＜Noの場合であってもモータ１がオーバーレブすることがあるし、逆に、Ne＜Noに限らずNe＞Noの場合であってもモータ１がオーバーレブすることがある。
【００４５】
特に、エンジンの効率を高くするための最適燃費線付近で動作させようとする場合、エンジン回転数とエンジントルクとの関係が最適燃費線にて拘束されるため、これにより低速走行や高速走行が制限される場合が生じていた。図５に動作点決定の基本フローを示すが、燃費を向上させるためにエンジンの動作点をエンジンの最適燃費線上に拘束すると、エンジンパワーに応じて変速比が一意に決まり、これで決まるモータ１とモータ２の回転速度のうち、一方の回転速度がオーバーレブする場合は、その車速・駆動トルク目標・燃費最適を両立できないことが生じていた。
【００４６】
［動作点決定の基本フロー］
図５は動作点決定の基本フローであり、目標駆動トルク決定部５０において、アクセル開度検出値APSと車速検出値Vspと目標駆動トルクマップに基づいて、目標駆動トルクTo〜を決定する。出力軸回転数算出部５１において、車速検出値Vspと変換係数K1とを用いて出力軸回転数Noを算出する。目標パワー算出部５２において、目標駆動トルク決定部５０からの目標駆動トルクTo〜と、出力軸回転数算出部５１からの出力軸回転数Noと、変換係数K2とを用いて目標パワーPo〜を算出し、次の目標エンジンパワー算出部５３において、目標パワーPo〜と、メカ効率ηmとを用いて、目標エンジンパワーPe〜を算出する。
【００４７】
次に、最適燃費エンジン回転数決定部５４において、目標エンジンパワーPe〜と、最適燃費線によるエンジン出力マップを用いて、最適燃費エンジン回転数Neαを決定する。エンジン動作点算出部５５において、最適燃費エンジン回転数Neαをエンジン回転数Neとし、目標エンジンパワーPe〜とエンジン回転数NeによりエンジントルクTeを算出する。
【００４８】
次に、モータ動作点算出部５６において、エンジン回転数Ne、出力軸回転数No、エンジントルクTeを入力し、（変速比ｉ＝Ne/No）
N1＝Ne＋α（Ne−No） ...(1)
N2＝No−β（Ne−No） ...(2)
To＝T1＋T2＋Te ...(3)
N1・T1＋N2・T2＝Pb ...(4)
αT1＋To＝（１＋β）T2 ...(5)
であらわされる(1)〜(5)の式（Ｅ−ＩＶＴバランス式）において、(4)式のバッテリパワーPbを、Pb＝０として、連立運動方程式を解くと、
T1＝｛N2×Te｝／｛βN1＋(α＋１)N2｝ ...(6)
T2＝｛N1×Te｝／｛βN1＋(α＋１)N2｝ ...(7)
となり、上記(1),(2)式によりモータ動作点(N1,N2)を算出し、上記(6),(7)式によりモータ動作点(T1,T2)を算出する。
【００４９】
よって、動作点決定の基本フローによる共線図は、図６に示すようになり、最適燃費線に沿ったエンジン動作点（Ne,Te）とモータ動作点(N1,T1,N2,T2)とを得る制御により、バッテリ負荷を最小に抑えながら、車速・駆動トルク目標・燃費最適を高レベルにて両立することができる。
【００５０】
しかしながら、モータ１とモータ２とには回転速度上限値が存在し、例えば、エンジン動作点を変えずにモータ回転速度を上限値に規定する制御方法では車速が変わってしまうし、また、最適燃費線による拘束を外し、車速を保ちながらモータ回転速度が上限値以下になるようにエンジン動作点を決める制御方法では、駆動トルク目標・燃費最適とが成立しない。
【００５１】
［エンジン動作点とモータ動作点の決定処理］
図７は第１実施例のハイブリッドコントローラ２６にて実行されるエンジン動作点とモータ動作点の決定処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（モータ過回転防止制御手段）。
【００５２】
ステップＳ７０では、目標エンジンパワーPe〜を算出し、ステップＳ７１へ移行する。ここで、目標エンジンパワーPe〜は、図５と同様に、目標駆動トルク決定部５０と出力軸回転数算出部５１と目標パワー算出部５２と目標エンジンパワー算出部５３により算出される。
【００５３】
ステップＳ７１では、目標エンジンパワーPe〜と、最適燃費線と等パワー線によるエンジン出力マップを用い、最適燃費線と等パワー線との交点からエンジン動作点（エンジン回転数NeとエンジントルクTe）を算出し、ステップＳ７２へ移行する（主動力源動作点算出手段）。このエンジン動作点の算出処理は、図５の最適燃費エンジン回転数決定部５４及びエンジン動作点算出部５５での処理と実質的に同様である。
【００５４】
ステップＳ７２では、ステップＳ７１またはステップＳ７４またはステップＳ７６からのエンジン回転数Neと、車速Vspにより算出された出力軸回転数Noと、上記(1),(2)式とを用い、第１モータジェネレータMG1のモータ回転速度N1と、第２モータジェネレータMG2のモータ回転速度N2が算出され、ステップＳ７３へ移行する（モータ回転速度算出手段）。
【００５５】
ステップＳ７３では、ステップＳ７２にて算出された第２モータジェネレータMG2のモータ回転速度N2が上限値Nlimit以下か否かが判断され、N2≦Nlimitの場合はステップＳ７５へ移行し、N2>Nlimitの場合はステップＳ７４へ移行する（モータ回転速度上限値判断手段）。
【００５６】
ステップＳ７４では、その時のエンジン回転数Neの設定を、エンジン回転数補正量△Neだけ大きくし（Ne＋△Ne）、ステップＳ７２へ移行してエンジン回転数Neを書き換える（主動力源動作点補正手段）。
【００５７】
ステップＳ７５では、ステップＳ７２にて算出された第１モータジェネレータMG1のモータ回転速度N1が上限値Nlimit以下か否かが判断され、N1≦Nlimitの場合はステップＳ７７へ移行し、N1>Nlimitの場合はステップＳ７６へ移行する（モータ回転速度上限値判断手段）。
【００５８】
ステップＳ７６では、その時のエンジン回転数Neの設定を、エンジン回転数補正量△Neだけ小さくし（Ne−△Ne）、ステップＳ７２へ移行してエンジン回転数Neを書き換える（主動力源動作点補正手段）。
【００５９】
ステップＳ７７では、ステップＳ７３とステップＳ７５により２つのモータ回転速度条件を満足すると、その判断時のエンジン回転数NeとエンジントルクTeをエンジン動作点として決定し、ステップＳ７８へ移行する（主動力源動作点決定手段）。
【００６０】
ステップＳ７８では、ステップＳ７７で決定されたエンジン回転数Neと、車速Vspにより算出された出力軸回転数Noと、上記(1),(2)式とを用い、第１モータジェネレータMG1のモータ回転速度N1と、第２モータジェネレータMG2のモータ回転速度N2が算出され、ステップＳ７９へ移行する（モータ動作点決定手段）。
【００６１】
ステップＳ７９では、ステップＳ７７で決定されたエンジントルクTeと、ステップＳ７８で決定されたモータ回転速度N1,N2と、上記(6),(7)式を用い、第１モータジェネレータMG1のモータトルクT1と、第２モータジェネレータMG2のモータトルクT2が算出される（モータ動作点決定手段）。
【００６２】
［モータ回転速度上限値以下のときの動作点決定作用］
モータ動作点のうちステップＳ７２にて算出された第１モータジェネレータMG1のモータ回転速度N1が上限値Nlimit以下で、かつ、第２モータジェネレータMG2のモータ回転速度N2が上限値Nlimit以下である場合、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ７０→ステップＳ７１→ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ７５→ステップＳ７７→ステップＳ７８→ステップＳ７９へと進む流れとなり、ステップＳ７７では、ステップＳ７１にて算出されたエンジン動作点（Ne,Te）が、そのまま最終的なエンジン動作点としてステップＳ７７にて決定される。
【００６３】
よって、最適燃費線と等パワー線との交点によりエンジン動作点（Ne,Te）を決め、かつ、エンジン動作点（Ne,Te）のうちエンジン回転数Neを用いた変速比に基づいて、モータ動作点（N1,T1,N2,T2）を決めるように制御することで、車速・駆動トルク目標・燃費最適を高レベルで両立させることができる。しかも、バッテリパワーPbは、理論上ゼロであるため、ラビニョウ型複合遊星歯車列３は、内部の両モータージェネレータMG1,MG2間のパワーの流れが小さく、エンジン１から出力ギヤ４へのパワーの流れが大きい、いわゆる、電気変速機として動作する。
【００６４】
［モータ回転速度N2が上限値Nlimitを超えるときの動作点決定作用］
一方、モータ動作点のうちステップＳ７２にて算出された第２モータジェネレータMG2のモータ回転速度N2が上限値Nlimitを超える場合には、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ７０→ステップＳ７１→ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ７４へと進む流れとなり、ステップＳ７４では、エンジン回転数Neの設定がエンジン回転数補正量△Neだけ大きくされる。そして、再びステップＳ７２へ進んで、書き換えられたエンジン回転数Neと車速Vspとからモータ回転速度N2が算出され、ステップＳ７３にて第２モータジェネレータMG2のモータ回転速度N2が上限値Nlimit以下になったかどうかが判断される。
【００６５】
そして、ステップＳ７３のN2≦Nlimitが成立するまでは、ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ７４の流れが繰り返され、ステップＳ７３のN2≦Nlimitが成立すると、ステップＳ７５→ステップＳ７７→ステップＳ７８→ステップＳ７９へと進む流れとなり、ステップＳ７７では、ステップＳ７１にて算出されたエンジン動作点（Ne,Te）のうち、エンジン回転数NeのみがステップＳ７２にて使用された最新のエンジン回転数Neに書き換えられ、最終的なエンジン動作点として決定される。
【００６６】
すなわち、図８の剛体レバーａに示すように、第２モータジェネレータMG2のモータ回転速度N2の算出値が上限値Nlimitを超える場合、エンジン回転数Neを高回転数側に補正して設定することで、出力軸回転数Noを中心として剛体レバーが時計回りに回転し、図８の剛体レバーｂに示すように、モータ回転速度N2の算出値を上限値Nlimit以下に抑えることができる。
【００６７】
よって、車速を維持したままで、第２モータジェネレータMG2のモータ回転速度N2が上限値Nlimitを超えることがない走行を確保することができる。また、エンジン回転数Neのみを変更し、エンジントルクTeを変更しないようにしているため、トルク変更に伴うトルクリミッタを考慮する必要が無く、簡便にエンジン動作点(Ne,Te)とモータ動作点(N1,T1,N2,T2)を決めることができる。さらに、エンジン回転数補正量△Neの幅できめ細かくエンジン回転数Neを変更するようにしているため、エンジン１の最適燃費線からのエンジン動作点(Ne,Te)の修正が最小限に抑えられ、この結果、燃費の悪化を最小にしつつ、高車速領域で動作することができる。
【００６８】
［モータ回転速度N1が上限値Nlimitを超えるときの動作点決定作用］
一方、モータ動作点のうちステップＳ７２にて算出された第１モータジェネレータMG1のモータ回転速度N1が上限値Nlimitを超える場合には、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ７０→ステップＳ７１→ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ７５→ステップＳ７６へと進む流れとなり、ステップＳ７６では、エンジン回転数Neの設定がエンジン回転数補正量△Neだけ小さくされる。そして、再びステップＳ７２へ進んで、書き換えられたエンジン回転数Neと車速Vspとからモータ回転速度N1が算出され、ステップＳ７５にて第１モータジェネレータMG1のモータ回転速度N1が上限値Nlimit以下になったかどうかが判断される。
【００６９】
そして、ステップＳ７５のN1≦Nlimitが成立するまでは、ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ７５→ステップＳ７６の流れが繰り返され、ステップＳ７５のN1≦Nlimitが成立すると、ステップＳ７７→ステップＳ７８→ステップＳ７９へと進む流れとなり、ステップＳ７７では、ステップＳ７１にて算出されたエンジン動作点（Ne,Te）のうち、エンジン回転数NeのみがステップＳ７２にて使用された最新のエンジン回転数Neに書き換えられ、最終的なエンジン動作点として決定される。
【００７０】
すなわち、図８の剛体レバーｃに示すように、第１モータジェネレータMG1のモータ回転速度N1の算出値が上限値Nlimitを超える場合、エンジン回転数Neを低回転数側に補正して設定することで、出力軸回転数Noを中心として剛体レバーが反時計回りに回転し、図８の剛体レバーｄに示すように、モータ回転速度N1の算出値を上限値Nlimit以下に抑えることができる。
【００７１】
よって、車速を維持したままで、第１モータジェネレータMG1のモータ回転速度N1が上限値Nlimitを超えることがない走行を確保することができる。また、エンジン回転数Neのみを変更し、エンジントルクTeを変更しないようにしているため、トルク変更に伴うトルクリミッタを考慮する必要が無く、簡便にエンジン動作点(Ne,Te)とモータ動作点(N1,T1,N2,T2)を決めることができる。さらに、エンジン回転数補正量△Neの幅できめ細かくエンジン回転数Neを変更するようにしているため、エンジン１の最適燃費線からのエンジン動作点(Ne,Te)の修正が最小限に抑えられ、この結果、燃費の悪化を最小にしつつ、低車速領域で動作することができる。
【００７２】
次に、効果を説明する。
第１実施例のハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００７３】
(1) エンジン１と第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2と出力ギヤ４との４要素が、共線図上で第１モータジェネレータMG1、エンジン１、出力ギヤ４、第２モータジェネレータMG2の回転速度順になるように連結されたラビニョウ型複合遊星歯車列３を有するハイブリッド駆動系を搭載したハイブリッド車において、エンジン１の動作点が最適燃費線上にくるように変速比を設定し、この変速比設定に基づいて算出されたモータ回転速度N1,N2のうち一方の回転速度が過回転と判断された場合、エンジン回転数Neを補正することでモータ回転速度N1またはN2を下げるモータ過回転防止制御手段を設けたため、２つのモータ回転速度N1,N2のうち、一方のモータ回転速度が過回転すると予測される場合、エンジン１の回転数補正により、車速・駆動トルク目標・燃費最適を両立しながら、モータの過回転を未然に防止することができる。
【００７４】
(2) 前記モータ過回転防止制御手段は、車速を検出する車速センサ２８と、エンジン１の動作点が最適燃費線にくるようにエンジン回転数NeとエンジントルクTeによるエンジン動作点を算出するエンジン動作点算出ステップＳ７１と、エンジン回転数Neと出力回転数Noにより設定された変速比に基づいて、第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2の回転速度N1,N2を算出するモータ回転速度算出ステップＳ７２と、モータ回転速度算出ステップＳ７２にて算出されたモータ回転速度N1またはN2が上限値Nlimit以下か否かを判断するモータ回転速度上限値判断ステップＳ７３及びステップＳ７５と、モータ回転速度N1,N2が上限値Nlimitを超えると判断された場合、モータ回転速度N1またはN2を低下させるようにエンジン回転数Neを補正し、前記モータ回転速度算出ステップＳ７２に入力するエンジン回転数Neを書き換えるエンジン動作点補正ステップＳ７４及びステップＳ７６と、前記モータ回転速度上限値判断ステップＳ７３及びステップＳ７５によりモータ回転速度N1,N2が上限値Nlimit以下と判断された場合、その判断時のエンジン回転数NeとエンジントルクTeによりエンジンの動作点を決定するエンジン動作点決定ステップＳ７７と、前記エンジン動作点決定ステップＳ７７により決定されたエンジン１の動作点に基づいて、モータ回転速度N1,N2とモータトルクT1,T2によるモータ動作点を決定するモータ動作点決定ステップＳ７８及びステップＳ７９と、を有するため、エンジン１の最適燃費線からのエンジン動作点の修正を最小に抑えることができ、この結果、燃費の悪化を最小限としつつ、車両の動作範囲を広げて高車速・低車速領域で動作することができる。
【００７５】
(3) エンジン動作点補正ステップＳ７４は、モータ回転速度上限値判断ステップＳ７３により第２モータ回転速度N2が上限値Nlimitを超えると判断された場合、エンジントルクTeはそのままで、エンジン回転数Neのみを高回転数側に補正し、モータ回転速度算出ステップＳ７２に入力するエンジン回転数Neを書き換えるようにしたため、トルク変更に伴うトルクリミッタの考慮をせず簡便に新たなエンジン動作点(Ne,Te)を決めることができる。
【００７６】
(4) エンジン動作点補正ステップＳ７４は、モータ回転速度上限値判断ステップＳ７５により第１モータ回転速度N1が上限値Nlimitを超えると判断された場合、エンジントルクTeはそのままで、エンジン回転数Neのみを低回転数側に補正し、モータ回転速度算出ステップＳ７２に入力するエンジン回転数Neを書き換えるようにしたため、トルク変更に伴うトルクリミッタの考慮をせず簡便に新たなエンジン動作点(Ne,Te)を決めることができる。
【００７７】
(5) 第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2を、コイルを巻いた固定電機子としてのステータＳと、ステータＳの外側に配置し、永久磁石を埋設したアウターロータORと、ステータＳの内側に配置し、永久磁石を埋設したインナーロータIRと、ステータＳのコイルに接続され、インナーロータIRへの駆動電流とアウターロータORへの駆動電流とを複合させた複合電流を作り出すインバータ２４と、該インバータ２４に接続されたバッテリ２５と、を備えた同軸多層モータ２としたため、それぞれロータとステータを持つ２個の独立したモータジェネレータを設ける場合に比べ、コスト（部品点数低減、インバータ電流定格低減、磁石低減）・サイズ（同軸構造による小型化、インバータサイズの低減）・効率（鉄損低減、インバータ損失低減）の面で有利とすることができる。
【００７８】
(6) 歯車機構を、互いに噛み合う第１ピニオンP1と第２ピニオンP2を支持する共通キャリヤＣと、第１ピニオンP1に噛み合う第１サンギヤS1と、第２ピニオンP2に噛み合う第２サンギヤS2と、第２ピニオンP2に噛み合う第２リングギヤR2との４つの回転要素を有するラビニョウ型複合遊星歯車列３とし、第２リングギヤR2とエンジン出力軸１０とをクラッチ１５を介して連結し、第１サンギヤS1と第１モータジェネレータ出力軸１１とを連結し、第２サンギヤS2と第２モータジェネレータ出力軸１２とを連結し、共通キャリヤＣに出力ギヤ４を連結することにより、共線図上で第１モータジェネレータMG1、エンジン１、出力ギヤ４、第２モータジェネレータMG2の回転速度順になるように連結したため、遊星歯車機構の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデルを導入でき、かつ、軸方向寸法が短くなりコンパクトな遊星歯車機構とすることができる。
【００７９】
（第２実施例）
この第２実施例は、モータ回転速度N1またはN2が上限値Nlimitを超えると判断された場合、エンジン回転数Neを補正すると共に、等パワー線に沿ってエンジントルクTeを補正するエンジン動作点補正を行うようにした例である。なお、構成的には第１実施例と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００８０】
次に、作用を説明する。
【００８１】
［エンジン動作点とモータ動作点の決定処理］
図９は第２実施例のハイブリッドコントローラ２６にて実行されるエンジン動作点とモータ動作点の決定処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（モータ過回転防止制御手段）。
【００８２】
なお、ステップＳ８０及びステップＳ８１を除く、ステップＳ７０〜ステップＳ７９は、図７のステップＳ７０〜ステップＳ７９と同じであるので、説明を省略する。
【００８３】
ステップＳ８０では、その時のエンジン回転数Neの設定を、エンジン回転数補正量△Neだけ大きくし（Ne＋△Ne）、等パワー線に沿ってエンジントルクTeを△Teだけ小さくし、ステップＳ７２へ移行してエンジン回転数Neを書き換える（主動力源動作点補正手段）。
【００８４】
ステップＳ８１では、その時のエンジン回転数Neの設定を、エンジン回転数補正量△Neだけ小さくし（Ne−△Ne）、等パワー線に沿ってエンジントルクTeを△Teだけ大きくし、ステップＳ７２へ移行してエンジン回転数Neを書き換える（主動力源動作点補正手段）。
【００８５】
［モータ回転速度N2が上限値Nlimitを超えるときの動作点決定作用］
モータ動作点のうちステップＳ７２にて算出された第２モータジェネレータMG2のモータ回転速度N2が上限値Nlimitを超える場合には、図９のフローチャートにおいて、ステップＳ７０→ステップＳ７１→ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ８０へと進む流れとなり、ステップＳ８０では、エンジン回転数Neの設定がエンジン回転数補正量△Neだけ大きくされ、等パワー線に沿ってエンジントルクTeが△Teだけ小さくされる。そして、再びステップＳ７２へ進んで、書き換えられたエンジン回転数Neと車速Vspとからモータ回転速度N2が算出され、ステップＳ７３にて第２モータジェネレータMG2のモータ回転速度N2が上限値Nlimit以下になったかどうかが判断される。
【００８６】
そして、ステップＳ７３のN2≦Nlimitが成立するまでは、ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ８０の流れが繰り返され、ステップＳ７３のN2≦Nlimitが成立すると、ステップＳ７５→ステップＳ７７→ステップＳ７８→ステップＳ７９へと進む流れとなり、ステップＳ７７では、ステップＳ７１にて算出されたエンジン動作点（Ne,Te）が最新のエンジン回転数NeとエンジントルクTeに書き換えられ、最終的なエンジン動作点として決定される。
【００８７】
［モータ回転速度N1が上限値Nlimitを超えるときの動作点決定作用］
モータ動作点のうちステップＳ７２にて算出された第１モータジェネレータMG1のモータ回転速度N1が上限値Nlimitを超える場合には、図９のフローチャートにおいて、ステップＳ７０→ステップＳ７１→ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ７５→ステップＳ８１へと進む流れとなり、ステップＳ８１では、エンジン回転数Neの設定がエンジン回転数補正量△Neだけ小さくされ、等パワー線に沿ってエンジントルクTeが△Teだけ大きくされる。そして、再びステップＳ７２へ進んで、書き換えられたエンジン回転数Neと車速Vspとからモータ回転速度N1が算出され、ステップＳ７５にて第１モータジェネレータMG1のモータ回転速度N1が上限値Nlimit以下になったかどうかが判断される。
【００８８】
そして、ステップＳ７５のN1≦Nlimitが成立するまでは、ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ７５→ステップＳ８１の流れが繰り返され、ステップＳ７５のN1≦Nlimitが成立すると、ステップＳ７７→ステップＳ７８→ステップＳ７９へと進む流れとなり、ステップＳ７７では、ステップＳ７１にて算出されたエンジン動作点（Ne,Te）が最新のエンジン回転数NeとエンジントルクTeに書き換えられ、最終的なエンジン動作点として決定される。
【００８９】
次に、効果を説明する。
第２実施例のハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置にあっては、第１実施例の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００９０】
(7) エンジン動作点補正ステップＳ８０は、モータ回転速度上限値判断ステップＳ７３により第２モータ回転速度N2が上限値Nlimitを超えると判断された場合、その時のエンジン回転数Neの設定を、エンジン回転数補正量△Neだけ大きく補正し、等パワー線に沿ってエンジントルクTeを△Teだけ小さく補正し、モータ回転速度算出ステップＳ７２に入力するエンジン回転数Neを書き換えるようにしたため、エンジン動作点(Ne,Te)が等パワー線上に存在し、バッテリ２５の充放電電力を変更することなくモータ動作点(N1,T1,N2,T2)を決めることができる。
【００９１】
(8) エンジン動作点補正ステップＳ８１は、モータ回転速度上限値判断ステップＳ７５により第１モータ回転速度N1が上限値Nlimitを超えると判断された場合、その時のエンジン回転数Neの設定を、エンジン回転数補正量△Neだけ小さく補正し、等パワー線に沿ってエンジントルクTeを△Teだけ大きく補正し、モータ回転速度算出ステップＳ７２に入力するエンジン回転数Neを書き換えるようにしたため、エンジン動作点(Ne,Te)が等パワー線上に存在し、バッテリ２５の充放電電力を変更することなくモータ動作点(N1,T1,N2,T2)を決めることができる。
【００９２】
（第３実施例）
この第３実施例は、モータ回転速度N1またはN2が上限値Nlimitを超えると判断された場合、エンジン回転数Neを補正すると共に、最適燃費線に沿ってエンジントルクTeを補正するエンジン動作点補正を行うようにした例である。なお、構成的には第１実施例と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００９３】
次に、作用を説明する。
【００９４】
［エンジン動作点とモータ動作点の決定処理］
図１０は第３実施例のハイブリッドコントローラ２６にて実行されるエンジン動作点とモータ動作点の決定処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（モータ過回転防止制御手段）。
【００９５】
なお、ステップＳ９０及びステップＳ９１を除く、ステップＳ７０〜ステップＳ７９は、図７のステップＳ７０〜ステップＳ７９と同じであるので、説明を省略する。
【００９６】
ステップＳ９０では、その時のエンジン回転数Neの設定を、エンジン回転数補正量△Neだけ大きくし（Ne＋△Ne）、最適燃費線に沿ってエンジントルクTeを△Teだけ補正し、ステップＳ７２へ移行してエンジン回転数Neを書き換える（主動力源動作点補正手段）。
【００９７】
ステップＳ８１では、その時のエンジン回転数Neの設定を、エンジン回転数補正量△Neだけ小さくし（Ne−△Ne）、最適燃費線に沿ってエンジントルクTeを△Teだけ補正し、ステップＳ７２へ移行してエンジン回転数Neを書き換える（主動力源動作点補正手段）。
【００９８】
［モータ回転速度N2が上限値Nlimitを超えるときの動作点決定作用］
モータ動作点のうちステップＳ７２にて算出された第２モータジェネレータMG2のモータ回転速度N2が上限値Nlimitを超える場合には、図１０のフローチャートにおいて、ステップＳ７０→ステップＳ７１→ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ９０へと進む流れとなり、ステップＳ９０では、エンジン回転数Neの設定がエンジン回転数補正量△Neだけ大きくされ、最適燃費線に沿ってエンジントルクTeが△Teだけ補正される。そして、再びステップＳ７２へ進んで、書き換えられたエンジン回転数Neと車速Vspとからモータ回転速度N2が算出され、ステップＳ７３にて第２モータジェネレータMG2のモータ回転速度N2が上限値Nlimit以下になったかどうかが判断される。
【００９９】
そして、ステップＳ７３のN2≦Nlimitが成立するまでは、ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ９０の流れが繰り返され、ステップＳ７３のN2≦Nlimitが成立すると、ステップＳ７５→ステップＳ７７→ステップＳ７８→ステップＳ７９へと進む流れとなり、ステップＳ７７では、ステップＳ７１にて算出されたエンジン動作点（Ne,Te）が最新のエンジン回転数NeとエンジントルクTeに書き換えられ、最終的なエンジン動作点として決定される。
【０１００】
［モータ回転速度N1が上限値Nlimitを超えるときの動作点決定作用］
モータ動作点のうちステップＳ７２にて算出された第１モータジェネレータMG1のモータ回転速度N1が上限値Nlimitを超える場合には、図１０のフローチャートにおいて、ステップＳ７０→ステップＳ７１→ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ７５→ステップＳ９１へと進む流れとなり、ステップＳ９１では、エンジン回転数Neの設定がエンジン回転数補正量△Neだけ小さくされ、最適燃費線に沿ってエンジントルクTeが△Teだけ補正される。そして、再びステップＳ７２へ進んで、書き換えられたエンジン回転数Neと車速Vspとからモータ回転速度N1が算出され、ステップＳ７５にて第１モータジェネレータMG1のモータ回転速度N1が上限値Nlimit以下になったかどうかが判断される。
【０１０１】
そして、ステップＳ７５のN1≦Nlimitが成立するまでは、ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ７５→ステップＳ８１の流れが繰り返され、ステップＳ７５のN1≦Nlimitが成立すると、ステップＳ７７→ステップＳ７８→ステップＳ７９へと進む流れとなり、ステップＳ７７では、ステップＳ７１にて算出されたエンジン動作点（Ne,Te）が最新のエンジン回転数NeとエンジントルクTeに書き換えられ、最終的なエンジン動作点として決定される。
【０１０２】
次に、効果を説明する。
第３実施例のハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置にあっては、第１実施例の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【０１０３】
(9) エンジン動作点補正ステップＳ９０は、モータ回転速度上限値判断ステップＳ７３により第２モータ回転速度N2が上限値Nlimitを超えると判断された場合、その時のエンジン回転数Neの設定を、エンジン回転数補正量△Neだけ大きく補正し、最適燃費線に沿ってエンジントルクTeを△Teだけ補正し、モータ回転速度算出ステップＳ７２に入力するエンジン回転数Neを書き換えるようにしたため、エンジン動作点(Ne,Te)が最適燃費線上に存在し、燃費性能を低下させることなくモータ動作点(N1,T1,N2,T2)を決めることができる。
【０１０４】
(10) エンジン動作点補正ステップＳ８１は、モータ回転速度上限値判断ステップＳ７５により第１モータ回転速度N1が上限値Nlimitを超えると判断された場合、その時のエンジン回転数Neの設定を、エンジン回転数補正量△Neだけ小さく補正し、最適燃費線に沿ってエンジントルクTeを△Teだけ補正し、モータ回転速度算出ステップＳ７２に入力するエンジン回転数Neを書き換えるようにしたため、エンジン動作点(Ne,Te)が最適燃費線上に存在し、燃費性能を低下させることなくモータ動作点(N1,T1,N2,T2)を決めることができる。
【０１０５】
以上、本発明のハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置を第１実施例〜第３実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この第１実施例〜第３実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【０１０６】
第１実施例〜第３実施例では、第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとして、共通ステータと２つのロータにより外観上は１つのモータジェネレータであるが、機能上は２つのモータジェネレータを達成する同軸多層モータ２の適用例を示したが、２つの独立したモータまたはモータジェネレータを用いたものであっても良い。
【０１０７】
第１実施例〜第３実施例では、歯車機構として、ラビニョウ型複合遊星歯車列３の適用例を示したが、エンジンと第１モータと第２モータと出力部材との４要素を、共線図上で第１モータ、エンジン、出力部材、第２モータの回転速度順になるように連結できる歯車機構であれば、ラビニョウ型複合遊星歯車列３に限られることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置が適用されたハイブリッドシステムの全体図である。
【図２】第１実施例装置が適用されたハイブリッドシステムの概略ブロック図である。
【図３】共線図上でモータ１、エンジン、出力軸、モータ２の回転速度順となる２自由度４要素の歯車機構を示す剛体レバー図である。
【図４】共線図上でモータ１、エンジン、出力軸、モータ２の回転速度順となる２自由度４要素の歯車機構のトルクバランスを示す図である。
【図５】エンジン動作点とモータ動作点を決定する基本フローを示す図である。
【図６】基本フローによるエンジン動作点とモータ動作点を示す共線図である。
【図７】第１実施例装置のハイブリッドコントローラにて実行されるエンジン動作点とモータ動作点の決定処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】第１実施例装置でモータ回転速度が過回転になるときの過回転防止制御作用を説明する共線図である。
【図９】第２実施例装置のハイブリッドコントローラにて実行されるエンジン動作点とモータ動作点の決定処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】第３実施例装置のハイブリッドコントローラにて実行されるエンジン動作点とモータ動作点の決定処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン（主動力源）
２ 同軸多層モータ（第１モータと第２モータ）
３ ラビニョウ型複合遊星歯車列（歯車機構）
４ 出力ギヤ（出力部材）
５ カウンターギヤ
６ ドライブギヤ
７ ディファレンシャル
８，８ ドライブシャフト
９ モータ＆ギヤケース
１０ エンジン出力軸
１１ 第１モータジェネレータ出力軸（第１モータ出力軸）
１２ 第２モータジェネレータ出力軸（第２モータ出力軸）
１３ モータ室
１４ ギヤ室
１５ クラッチ
１６ ブレーキ
２１ エンジンコントローラ
２２ スロットルバルブアクチュエータ
２３ モーターコントローラ
２４ インバータ
２５ バッテリ
２６ ハイブリッドコントローラ
２７ アクセル開度センサ
２８ 車速センサ（出力回転数検出手段）
２９ モータ温度センサ
３０ エンジン回転数センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、主動力源（例えば、エンジン）と２つのモータ（例えば、モータジェネレータ）を持つハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のハイブリッド車は、エンジンと、２つの遊星歯車と、２つの遊星歯車のサンギヤを制御する２つのモータジェネレータとを備え、遊星歯車のキャリヤをエンジンに接続し、遊星歯車のリングギヤを車輪に接続するものが記載されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１０２１０６号公報（図１）
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のハイブリッド車にあっては、エンジンの効率を高くするための最適燃費線付近で動作させようとする場合、エンジン回転数とエンジントルクとの関係が最適燃費線にて拘束されるため、これにより低速走行や高速走行が制限される場合が生じていた。つまり、燃費を向上させるためにエンジンの動作点をエンジンの最適燃費線上に拘束すると、エンジンパワーに応じて変速比が一意に決まり、これで決まる２つのモータジェネレータ回転速度のうち、一方のモータジェネレータ回転速度が過回転する場合に、エンジンの動作点を最適燃費線に拘束しながらモータの過回転を防止するようにモータ動作点を決め、或いはエンジンの動作点を最適燃費線から完全に外してモータの過回転を防止するようにエンジン動作点を決めると、車速・駆動トルク目標・燃費最適を両立できないことが生じていた。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、２つのモータ回転速度のうち、一方のモータ回転速度が過回転すると予測される場合、主動力源の回転数補正により、車速・駆動トルク目標・燃費最適を両立しながら、モータの過回転を未然に防止することができるハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、主動力源と第１モータと第２モータと出力部材との４要素が、共線図上で第１モータ、主動力源、出力部材、第２モータの回転速度順になるように連結された歯車機構を有するハイブリッド駆動系を搭載したハイブリッド車において、
前記出力部材の回転数を検出する出力回転数検出手段と、前記主動力源の動作点が最適エネルギ効率線上にくるように主動力源回転数と主動力源トルクによる主動力源の動作点を算出する主動力源動作点算出手段と、主動力源回転数と出力回転数により設定された変速比に基づいて、第１モータと第２モータの回転速度を算出するモータ回転速度算出手段と、前記モータ回転速度算出手段にて算出されたモータ回転速度が上限値以下か否かを判断するモータ回転速度上限値判断手段と、前記モータ回転速度上限値判断手段によりモータ回転速度が上限値を超えると判断された場合、モータ回転速度を低下させるように主動力源回転数を補正し、前記モータ回転速度算出手段に入力する主動力源回転数を書き換える主動力源動作点補正手段と、前記モータ回転速度上限値判断手段によりモータ回転速度が上限値以下と判断された場合、その判断時の主動力源回転数と主動力源トルクにより主動力源の動作点を決定する主動力源動作点決定手段と、前記主動力源動作点決定手段により決定された主動力源の動作点に基づいて、モータ回転速度とモータトルクによるモータ動作点を決定するモータ動作点決定手段と、を有するモータ過回転防止制御手段を設けた。
【０００６】
ここで、「主動力源」とは、複数の動力源のうち主となる動力源をいい、例えば、エンジンやメインモータをいう。そして、主動力源がエンジンの場合、「最適エネルギ効率線」とは、最適燃費線のことをいう。
【０００７】
「第１モータ」と「第２モータ」としては、２つの独立したモータでも良いし、また、共通ステータと２つのロータにより外観上は１つのモータであるが、機能上は２つのモータを達成するものでも良い。また、モータとジェネレータを兼用するモータジェネレータを用いても良い。
【０００８】
「歯車機構」とは、主動力源と第１モータと第２モータと出力部材との４要素を、共線図上で第１モータ、主動力源、出力部材、第２モータの回転速度順になるように連結できる歯車により構成される機構で、例えば、ラビニョウ型複合遊星歯車列等をいう。
【０００９】
【発明の効果】
よって、本発明のハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置にあっては、２つのモータ回転速度のうち、一方のモータ回転速度が上限値を超えると予測される場合、主動力源の回転数補正により、車速・駆動トルク目標・最適エネルギ消費を両立しながら、モータの過回転を未然に防止することができる。
また、主動力源の最適燃費線からの主動力源の動作点の修正を最小に抑えることができ、この結果、燃費の悪化を最小限としつつ、車両の動作範囲を広げて高車速・低車速領域で動作することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置を実現する実施の形態を、第１実施例と、第２実施例と、第３実施例に基づいて説明する。
【００１１】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例のハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置が適用されたハイブリッドシステムを示す全体図、図２は第１実施例装置が適用されたハイブリッドシステムを示す概略ブロック図である。
【００１２】
図１及び図２において、１はエンジン（主動力源）、２は同軸多層モータ（第１モータと第２モータ）、３はラビニョウ型複合遊星歯車列（歯車機構）、４は出力ギヤ（出力部材）、５はカウンターギヤ、６はドライブギヤ、７はディファレンシャル、８，８はドライブシャフト、９はモータ＆ギヤケース、１０はエンジン出力軸、１１は第１モータジェネレータ出力軸（第１モータ出力軸）、１２は第２モータジェネレータ出力軸（第２モータ出力軸）、１３はモータ室、１４はギヤ室、１５はクラッチ、１６はブレーキである。
【００１３】
前記同軸多層モータ２は、モータ＆ギヤケース９に固定され、コイルを巻いた固定電機子としてのステータＳと、前記ステータＳの外側に配置し、図外の永久磁石を埋設したアウターロータORと、前記ステータＳの内側に配置し、図外の永久磁石を埋設したインナーロータIRと、を同軸上に配置することで構成されている。以下、ステータＳ＋インナーロータIRを、第１モータジェネレータMG1といい、ステータＳ＋アウターロータORを、第２モータジェネレータMG2という。
【００１４】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列３は、互いに噛み合う第１ピニオンP1と第２ピニオンP2を支持する共通キャリヤＣと、第１ピニオンP1に噛み合う第１サンギヤS1と、第２ピニオンP2に噛み合う第２サンギヤS2と、第１ピニオンP1に噛み合う第１リングギヤR1と、第２ピニオンP2に噛み合う第２リングギヤR2と、の５つの回転要素を有する。
【００１５】
そして、ハイブリッド駆動系は、前記第２リングギヤR2とエンジン出力軸１０とをクラッチ１５を介して連結し、前記第１サンギヤS1と第１モータジェネレータ出力軸１１とを連結し、前記第２サンギヤS2と第２モータジェネレータ出力軸１２とを連結し、前記共通キャリヤＣに出力ギヤ４を連結することにより構成されている。
【００１６】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列３は、第１サンギヤS1と第１ピニオンP1と第２ピニオンP2と第２リングギヤR2によりダブルピニオン型遊星歯車が構成され、このダブルピニオン型遊星歯車は、共線図上で（Ｓ−Ｒ−ＣまたはＣ−Ｒ−Ｓ）配列となる。また、前記ラビニョウ型複合遊星歯車列３は、第２サンギヤS2と第２ピニオンP2と第２リングギヤR2によりシングルピニオン型遊星歯車が構成され、このシングルピニオン型遊星歯車は、共線図上で（Ｓ−Ｃ−ＲまたはＲ−Ｃ−Ｓ）配列となる。
【００１７】
このため、ラビニョウ型複合遊星歯車列３に連結されるエンジン１と第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2と出力ギヤ４との４つの回転要素は、図３に示すように、共線図上において、第１モータジェネレータMG1、エンジン１、出力ギヤ４、第２モータジェネレータMG2の回転速度順になるように連結される。
【００１８】
ここで、共線図（速度線図）とは、遊星歯車のギヤ比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数（回転速度）をとり、横軸にリングギヤ、キャリヤ、サンギヤを、間隔がサンギヤとリングギヤの歯数比になるように配置したものである。なお、シングルピニオン型遊星歯車の場合は、サンギヤとリングギヤとが逆回転するため、キャリヤの回転速度軸が真ん中になるように配置し、ダブルピニオン型遊星歯車の場合は、サンギヤとリングギヤとが同回転するため、キャリヤの回転速度軸が外になるように配置する。
【００１９】
前記ブレーキ１６は、共線図上で出力ギヤ４の回転速度軸と第２モータジェネレータMG2の回転速度軸との間の位置に配置され、転結により変速比をアンダードライブ側のロー変速比に固定する。
【００２０】
前記出力ギヤ４からの出力回転及び出力トルクは、カウンターギヤ５→ドライブギヤ６→ディファレンシャル７を経過し、ドライブシャフト８，８から図外の駆動輪へ伝達される。
【００２１】
ハイブリッドシステムの制御系の構成を図１により説明すると、２１はエンジンコントローラ、２２はスロットルバルブアクチュエータ、２３はモーターコントローラ、２４はインバータ、２５はバッテリ、２６はハイブリッドコントローラ、２７はアクセル開度センサ、２８は車速センサ（出力回転数検出手段）、２９はモータ温度センサ、３０はエンジン回転数センサである。
【００２２】
前記エンジンコントローラ２１は、ハイブリッドコントローラ２６からの指令に応じて、エンジン回転数NeとエンジントルクTeによるエンジン動作点を得る指令をスロットルバルブアクチュエータ２２へ出力する。すなわち、エンジン回転数センサ３０からのエンジン回転数検出値をフィードバック情報としてスロットルバルブを開閉制御する。
【００２３】
前記モータコントローラ２３は、第１モータジェネレータMG1の回転数N1とトルクT1によるモータ動作点と、第２モータジェネレータMG2の回転数N2とトルクT2によるモータ動作点と、をそれぞれ独立に得る指令をインバータ２４へ出力する。
【００２４】
前記インバータ２４は、前記同軸多層モータ３のステータＳのコイルに接続され、モータコントローラ２３からの指令により、インナーロータIRへの駆動電流（三相電流）とアウターロータORへの駆動電流（三相電流）とを複合させた複合電流を作り出す。このインバータ２４には、直流電圧を得るバッテリ２５が接続されている。
【００２５】
前記ハイブリッドコントローラ２６は、アクセル開度センサ２７，車速センサ２８，モータ温度センサ２９，エンジン回転数センサ３０等からのセンサ信号を入力して所定の演算処理を行う。このハイブリッドコントローラ２６からは、前記エンジンコントローラ２１に対しエンジン動作点（Ne,Te）を得る指令を出力すると共に、前記モータコントローラ２３に対しモータ動作点（N1,T1,N2,T2）を得る指令を出力する。
【００２６】
なお、ハイブリッドコントローラ２６とエンジンコントローラ２１、および、ハイブリッドコントローラ２６とモータコントローラ２３とは、それぞれ双方向通信線により接続されている。
【００２７】
次に、第１実施例装置に適用されたハイブリッドシステムの特徴点について述べる。
(1)同軸多層モータの採用
モータジェネレータとして２ロータ・１ステータの同軸多層モータ２を採用したことで、アウターロータ磁力線とインナーロータ磁力線とに２つの磁力線が作られ、コイル及びインバータ２４を２つのインナーロータIRとアウターロータORに対し共用できる。そして、インナーロータIRに対する電流とアウターロータORに対する電流を重ね合わせた複合電流を１つのコイルに印加することにより、２つのロータIR，ORをそれぞれ独立に制御することができる。つまり、外観的には、１つの同軸多層モータ２であるが、モータ機能とジェネレータ機能の異種または同種の機能を組み合わせたものとして使える。
【００２８】
よって、例えば、それぞれにロータとステータを持つ２個の独立したモータジェネレータを設ける場合に比べ、コスト（部品点数低減、インバータ電流定格低減、磁石低減）・サイズ（同軸構造による小型化、インバータサイズ低減）・効率（鉄損低減・インバータ損失低減）の面で有利にすることができる。
【００２９】
また、複合電流制御のみで（モータ＋ジェネレータ）の使い方に限らず、（モータ＋モータ）や（ジェネレータ＋ジェネレータ）の使い方も可能であるというように、高い選択自由度を持つため、例えば、第１実施例のように、ハイブリッド車の駆動源に同軸多層モータ２を採用した場合、これら多数の選択肢の中から車両状態に応じて最も効果的、或いは、効率的な組み合わせを選択することができる。
【００３０】
(2)ラビニョウ型複合遊星歯車列の採用
第１実施例装置のように、エンジンと第１モータジェネレータと第２モータジェネレータと出力部材との４要素を有するハイブリッド駆動系には、４要素を連結するために少なくとも４つの回転要素を有するものであれば様々な遊星歯車機構を採用することができる。
【００３１】
しかし、多数の遊星歯車機構が考えられる中で、遊星歯車機構の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデルを導入でき、かつ、軸方向寸法が短くなりコンパクトな遊星歯車機構とすることができるという理由により、ラビニョウ型複合遊星歯車列３を採用した。
【００３２】
すなわち、ラビニョウ型複合遊星歯車列３は、２列の遊星歯車の幅寸法でありながら、４つの遊星歯車（２つの平行な縦方向遊星歯車と２つのクロスする前後方向遊星歯車）の組み合わせを実現しているため、例えば、４つの遊星歯車を軸方向に配列するのに比べて大幅に軸方向寸法が短縮される。
【００３３】
(3)ハイブリッド駆動系への適用
ハイブリッド駆動系に対し同軸多層モータ２とラビニョウ型複合遊星歯車列３を適用した場合、下記に列挙するメリットがある。
【００３４】
(i)互いに同軸構造であるため、同軸多層モータ２の出力軸１１，１２と、ラビニョウ型複合遊星歯車列３の両サンギヤＳ１，Ｓ２とを、例えば、スプライン嵌合にて簡単に連結できるというように、組み合わせ相性が非常に良く、スペース・コスト・重量の面で極めて有利である。
【００３５】
(ii)同軸多層モータ２の一方を放電（モータ）として用い、他方を発電（ジェネレータ）として用いた場合、１つのインバータ２４を介してモータ電流を制御することも可能であり、バッテリ２５からの持ち出しを少なくすることができる。例えば、ダイレクト配電制御モードの場合、理論上、バッテリ２５からの持ち出しをゼロにすることができる。
【００３６】
(iii)同軸多層モータ２の両方を放電（モータ）として用いた場合、駆動範囲を広くとることができる。すなわち、２つのモータパワーを掛け合わせた値がパワー最大値（一定値）以下の全ての領域を駆動可能範囲とし、一方のモータが小パワーで、他方のモータが大パワーという組み合わせで用いることもできる。
【００３７】
次に、作用を説明する。
【００３８】
［ハイブリッド駆動系の設計］
主たる動力源であるエンジンと、複数の補助動力源であるモータとを併用して走行し、バッテリの直流出力をインバータにより交流に変換してモータを駆動し、それに接続されている歯車変速機構が変速動作を行う、いわゆる、ハイブリッド車の変速機構においては、複数の補助動力源であるモータの間で電力を融通し、一方のモータが発電しているときには他方のモータが電力を消費するように、電力の総和の絶対値が小さく、または、ゼロとなるようなパワーの流れ作り出すように制御することで、主たる動力源から車軸出力に至る変速機構自体のパワーの消費あるいはパワーの発生が小さく、または、ゼロになるような制御を行っている。
【００３９】
このとき、モータの特性とエンジンの特性との相違から、モータの回転数がエンジンの回転数より大きくなるように歯車変速機構を設計するのが望ましい。このような状態を、変速機構の各軸速度の相互関係をあらわす共線図と呼ばれる図によってあらわすと、図３に示すようになる。
【００４０】
このとき、出力軸の速度は既知であるとすると、エンジン・２つのモータの合わせて３つの速度のうち１つを決定することにより全ての速度関係が決まり、変速比も決まることになる。この意味で、エンジン・２つのモータのうち１つの速度を一定とするように速度制御することは変速比を制御することと等価である。
【００４１】
一方、共線図上で４つのトルクの関係については、２つのトルクを決めることにより、速度関係によらず残る２つのトルクの値が決まることが知られている。例えば、図３に示す２自由度４要素の作動歯車機構では、図４に示すように、２つのトルクバランス式が常に成立する。
【００４２】
また、モータ１のパワーとモータ２のパワーの総計のパワーは、バッテリからの放電パワー（負の場合は充電パワー）となることから、これの絶対値をゼロまたは小さく設定することにより、搭載すべきバッテリの容量を小さくしてコストを低減することもできる。また、減速機あるいは増速機として定常状態にあるとき、モータ１とモータ２の一方が発電機としてパワーを出力し、他方がモータとしてパワーを消費し、この二つのパワーがバランスしている状態では、モータ１とモータ２の動作点に応じたモータおよびモータ駆動装置のパワー損失が発生するので、これを小さくするべく、モータの動作点を高回転・低トルクとなるように、図４のα，βを正値に設計する、すなわち、共線図上でモータ１、モータ２をエンジン及び出力軸の外側に配置することが行われる。
【００４３】
［ハイブリッド制御系の基本設計］
上記理由によりハイブリッド駆動系を、共線図上でモータ１，エンジン、出力軸、モータ２の回転速度順になるように設計した場合、エンジンの回転数及び出力軸の回転数がそれぞれ安全動作範囲であったとしても、モータ１又はモータ２の回転速度が大きくなり過ぎるため、動作を禁止される領域が発生することがあった。
【００４４】
図３及び図４において、エンジン回転数Neと出力軸回転数Noが等しい場合は、モータ１とモータ２の回転速度N1,N2もNe,Noと全て等しいが、Ne＞Noの場合、すなわちローギヤの場合はモータ１の回転速度N1が大きくなり、逆に、Ne＜Noの場合、すなわちハイギヤの場合はモータ２の回転速度N2が大きくなるため、変速比を極端にローギヤあるいはハイギヤにすると、モータ１あるいはモータ２の過回転（以下、オーバレブという。）が発生するため、変速範囲に制限が生じる。なお、Ne＞Noに限らずNe＜Noの場合であってもモータ１がオーバーレブすることがあるし、逆に、Ne＜Noに限らずNe＞Noの場合であってもモータ１がオーバーレブすることがある。
【００４５】
特に、エンジンの効率を高くするための最適燃費線付近で動作させようとする場合、エンジン回転数とエンジントルクとの関係が最適燃費線にて拘束されるため、これにより低速走行や高速走行が制限される場合が生じていた。図５に動作点決定の基本フローを示すが、燃費を向上させるためにエンジンの動作点をエンジンの最適燃費線上に拘束すると、エンジンパワーに応じて変速比が一意に決まり、これで決まるモータ１とモータ２の回転速度のうち、一方の回転速度がオーバーレブする場合は、その車速・駆動トルク目標・燃費最適を両立できないことが生じていた。
【００４６】
［動作点決定の基本フロー］
図５は動作点決定の基本フローであり、目標駆動トルク決定部５０において、アクセル開度検出値APSと車速検出値Vspと目標駆動トルクマップに基づいて、目標駆動トルクTo〜を決定する。出力軸回転数算出部５１において、車速検出値Vspと変換係数K1とを用いて出力軸回転数Noを算出する。目標パワー算出部５２において、目標駆動トルク決定部５０からの目標駆動トルクTo〜と、出力軸回転数算出部５１からの出力軸回転数Noと、変換係数K2とを用いて目標パワーPo〜を算出し、次の目標エンジンパワー算出部５３において、目標パワーPo〜と、メカ効率ηmとを用いて、目標エンジンパワーPe〜を算出する。
【００４７】
次に、最適燃費エンジン回転数決定部５４において、目標エンジンパワーPe〜と、最適燃費線によるエンジン出力マップを用いて、最適燃費エンジン回転数Neαを決定する。エンジン動作点算出部５５において、最適燃費エンジン回転数Neαをエンジン回転数Neとし、目標エンジンパワーPe〜とエンジン回転数NeによりエンジントルクTeを算出する。
【００４８】
次に、モータ動作点算出部５６において、エンジン回転数Ne、出力軸回転数No、エンジントルクTeを入力し、（変速比ｉ＝Ne/No）
N1＝Ne＋α（Ne−No） ...(1)
N2＝No−β（Ne−No） ...(2)
To＝T1＋T2＋Te ...(3)
N1・T1＋N2・T2＝Pb ...(4)
αT1＋To＝（１＋β）T2 ...(5)
であらわされる(1)〜(5)の式（Ｅ−ＩＶＴバランス式）において、(4)式のバッテリパワーPbを、Pb＝０として、連立運動方程式を解くと、
T1＝｛N2×Te｝／｛βN1＋(α＋１)N2｝ ...(6)
T2＝｛N1×Te｝／｛βN1＋(α＋１)N2｝ ...(7)
となり、上記(1),(2)式によりモータ動作点(N1,N2)を算出し、上記(6),(7)式によりモータ動作点(T1,T2)を算出する。
【００４９】
よって、動作点決定の基本フローによる共線図は、図６に示すようになり、最適燃費線に沿ったエンジン動作点（Ne,Te）とモータ動作点(N1,T1,N2,T2)とを得る制御により、バッテリ負荷を最小に抑えながら、車速・駆動トルク目標・燃費最適を高レベルにて両立することができる。
【００５０】
しかしながら、モータ１とモータ２とには回転速度上限値が存在し、例えば、エンジン動作点を変えずにモータ回転速度を上限値に規定する制御方法では車速が変わってしまうし、また、最適燃費線による拘束を外し、車速を保ちながらモータ回転速度が上限値以下になるようにエンジン動作点を決める制御方法では、駆動トルク目標・燃費最適とが成立しない。
【００５１】
［エンジン動作点とモータ動作点の決定処理］
図７は第１実施例のハイブリッドコントローラ２６にて実行されるエンジン動作点とモータ動作点の決定処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（モータ過回転防止制御手段）。
【００５２】
ステップＳ７０では、目標エンジンパワーPe〜を算出し、ステップＳ７１へ移行する。ここで、目標エンジンパワーPe〜は、図５と同様に、目標駆動トルク決定部５０と出力軸回転数算出部５１と目標パワー算出部５２と目標エンジンパワー算出部５３により算出される。
【００５３】
ステップＳ７１では、目標エンジンパワーPe〜と、最適燃費線と等パワー線によるエンジン出力マップを用い、最適燃費線と等パワー線との交点からエンジン動作点（エンジン回転数NeとエンジントルクTe）を算出し、ステップＳ７２へ移行する（主動力源動作点算出手段）。このエンジン動作点の算出処理は、図５の最適燃費エンジン回転数決定部５４及びエンジン動作点算出部５５での処理と実質的に同様である。
【００５４】
ステップＳ７２では、ステップＳ７１またはステップＳ７４またはステップＳ７６からのエンジン回転数Neと、車速Vspにより算出された出力軸回転数Noと、上記(1),(2)式とを用い、第１モータジェネレータMG1のモータ回転速度N1と、第２モータジェネレータMG2のモータ回転速度N2が算出され、ステップＳ７３へ移行する（モータ回転速度算出手段）。
【００５５】
ステップＳ７３では、ステップＳ７２にて算出された第２モータジェネレータMG2のモータ回転速度N2が上限値Nlimit以下か否かが判断され、N2≦Nlimitの場合はステップＳ７５へ移行し、N2>Nlimitの場合はステップＳ７４へ移行する（モータ回転速度上限値判断手段）。
【００５６】
ステップＳ７４では、その時のエンジン回転数Neの設定を、エンジン回転数補正量△Neだけ大きくし（Ne＋△Ne）、ステップＳ７２へ移行してエンジン回転数Neを書き換える（主動力源動作点補正手段）。
【００５７】
ステップＳ７５では、ステップＳ７２にて算出された第１モータジェネレータMG1のモータ回転速度N1が上限値Nlimit以下か否かが判断され、N1≦Nlimitの場合はステップＳ７７へ移行し、N1>Nlimitの場合はステップＳ７６へ移行する（モータ回転速度上限値判断手段）。
【００５８】
ステップＳ７６では、その時のエンジン回転数Neの設定を、エンジン回転数補正量△Neだけ小さくし（Ne−△Ne）、ステップＳ７２へ移行してエンジン回転数Neを書き換える（主動力源動作点補正手段）。
【００５９】
ステップＳ７７では、ステップＳ７３とステップＳ７５により２つのモータ回転速度条件を満足すると、その判断時のエンジン回転数NeとエンジントルクTeをエンジン動作点として決定し、ステップＳ７８へ移行する（主動力源動作点決定手段）。
【００６０】
ステップＳ７８では、ステップＳ７７で決定されたエンジン回転数Neと、車速Vspにより算出された出力軸回転数Noと、上記(1),(2)式とを用い、第１モータジェネレータMG1のモータ回転速度N1と、第２モータジェネレータMG2のモータ回転速度N2が算出され、ステップＳ７９へ移行する（モータ動作点決定手段）。
【００６１】
ステップＳ７９では、ステップＳ７７で決定されたエンジントルクTeと、ステップＳ７８で決定されたモータ回転速度N1,N2と、上記(6),(7)式を用い、第１モータジェネレータMG1のモータトルクT1と、第２モータジェネレータMG2のモータトルクT2が算出される（モータ動作点決定手段）。
【００６２】
［モータ回転速度上限値以下のときの動作点決定作用］
モータ動作点のうちステップＳ７２にて算出された第１モータジェネレータMG1のモータ回転速度N1が上限値Nlimit以下で、かつ、第２モータジェネレータMG2のモータ回転速度N2が上限値Nlimit以下である場合、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ７０→ステップＳ７１→ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ７５→ステップＳ７７→ステップＳ７８→ステップＳ７９へと進む流れとなり、ステップＳ７７では、ステップＳ７１にて算出されたエンジン動作点（Ne,Te）が、そのまま最終的なエンジン動作点としてステップＳ７７にて決定される。
【００６３】
よって、最適燃費線と等パワー線との交点によりエンジン動作点（Ne,Te）を決め、かつ、エンジン動作点（Ne,Te）のうちエンジン回転数Neを用いた変速比に基づいて、モータ動作点（N1,T1,N2,T2）を決めるように制御することで、車速・駆動トルク目標・燃費最適を高レベルで両立させることができる。しかも、バッテリパワーPbは、理論上ゼロであるため、ラビニョウ型複合遊星歯車列３は、内部の両モータージェネレータMG1,MG2間のパワーの流れが小さく、エンジン１から出力ギヤ４へのパワーの流れが大きい、いわゆる、電気変速機として動作する。
【００６４】
［モータ回転速度N2が上限値Nlimitを超えるときの動作点決定作用］
一方、モータ動作点のうちステップＳ７２にて算出された第２モータジェネレータMG2のモータ回転速度N2が上限値Nlimitを超える場合には、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ７０→ステップＳ７１→ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ７４へと進む流れとなり、ステップＳ７４では、エンジン回転数Neの設定がエンジン回転数補正量△Neだけ大きくされる。そして、再びステップＳ７２へ進んで、書き換えられたエンジン回転数Neと車速Vspとからモータ回転速度N2が算出され、ステップＳ７３にて第２モータジェネレータMG2のモータ回転速度N2が上限値Nlimit以下になったかどうかが判断される。
【００６５】
そして、ステップＳ７３のN2≦Nlimitが成立するまでは、ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ７４の流れが繰り返され、ステップＳ７３のN2≦Nlimitが成立すると、ステップＳ７５→ステップＳ７７→ステップＳ７８→ステップＳ７９へと進む流れとなり、ステップＳ７７では、ステップＳ７１にて算出されたエンジン動作点（Ne,Te）のうち、エンジン回転数NeのみがステップＳ７２にて使用された最新のエンジン回転数Neに書き換えられ、最終的なエンジン動作点として決定される。
【００６６】
すなわち、図８の剛体レバーａに示すように、第２モータジェネレータMG2のモータ回転速度N2の算出値が上限値Nlimitを超える場合、エンジン回転数Neを高回転数側に補正して設定することで、出力軸回転数Noを中心として剛体レバーが時計回りに回転し、図８の剛体レバーｂに示すように、モータ回転速度N2の算出値を上限値Nlimit以下に抑えることができる。
【００６７】
よって、車速を維持したままで、第２モータジェネレータMG2のモータ回転速度N2が上限値Nlimitを超えることがない走行を確保することができる。また、エンジン回転数Neのみを変更し、エンジントルクTeを変更しないようにしているため、トルク変更に伴うトルクリミッタを考慮する必要が無く、簡便にエンジン動作点(Ne,Te)とモータ動作点(N1,T1,N2,T2)を決めることができる。さらに、エンジン回転数補正量△Neの幅できめ細かくエンジン回転数Neを変更するようにしているため、エンジン１の最適燃費線からのエンジン動作点(Ne,Te)の修正が最小限に抑えられ、この結果、燃費の悪化を最小にしつつ、高車速領域で動作することができる。
【００６８】
［モータ回転速度N1が上限値Nlimitを超えるときの動作点決定作用］
一方、モータ動作点のうちステップＳ７２にて算出された第１モータジェネレータMG1のモータ回転速度N1が上限値Nlimitを超える場合には、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ７０→ステップＳ７１→ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ７５→ステップＳ７６へと進む流れとなり、ステップＳ７６では、エンジン回転数Neの設定がエンジン回転数補正量△Neだけ小さくされる。そして、再びステップＳ７２へ進んで、書き換えられたエンジン回転数Neと車速Vspとからモータ回転速度N1が算出され、ステップＳ７５にて第１モータジェネレータMG1のモータ回転速度N1が上限値Nlimit以下になったかどうかが判断される。
【００６９】
そして、ステップＳ７５のN1≦Nlimitが成立するまでは、ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ７５→ステップＳ７６の流れが繰り返され、ステップＳ７５のN1≦Nlimitが成立すると、ステップＳ７７→ステップＳ７８→ステップＳ７９へと進む流れとなり、ステップＳ７７では、ステップＳ７１にて算出されたエンジン動作点（Ne,Te）のうち、エンジン回転数NeのみがステップＳ７２にて使用された最新のエンジン回転数Neに書き換えられ、最終的なエンジン動作点として決定される。
【００７０】
すなわち、図８の剛体レバーｃに示すように、第１モータジェネレータMG1のモータ回転速度N1の算出値が上限値Nlimitを超える場合、エンジン回転数Neを低回転数側に補正して設定することで、出力軸回転数Noを中心として剛体レバーが反時計回りに回転し、図８の剛体レバーｄに示すように、モータ回転速度N1の算出値を上限値Nlimit以下に抑えることができる。
【００７１】
よって、車速を維持したままで、第１モータジェネレータMG1のモータ回転速度N1が上限値Nlimitを超えることがない走行を確保することができる。また、エンジン回転数Neのみを変更し、エンジントルクTeを変更しないようにしているため、トルク変更に伴うトルクリミッタを考慮する必要が無く、簡便にエンジン動作点(Ne,Te)とモータ動作点(N1,T1,N2,T2)を決めることができる。さらに、エンジン回転数補正量△Neの幅できめ細かくエンジン回転数Neを変更するようにしているため、エンジン１の最適燃費線からのエンジン動作点(Ne,Te)の修正が最小限に抑えられ、この結果、燃費の悪化を最小にしつつ、低車速領域で動作することができる。
【００７２】
次に、効果を説明する。
第１実施例のハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００７３】
(1) エンジン１と第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2と出力ギヤ４との４要素が、共線図上で第１モータジェネレータMG1、エンジン１、出力ギヤ４、第２モータジェネレータMG2の回転速度順になるように連結されたラビニョウ型複合遊星歯車列３を有するハイブリッド駆動系を搭載したハイブリッド車において、エンジン１の動作点が最適燃費線上にくるように変速比を設定し、この変速比設定に基づいて算出されたモータ回転速度N1,N2のうち一方の回転速度が過回転と判断された場合、エンジン回転数Neを補正することでモータ回転速度N1またはN2を下げるモータ過回転防止制御手段を設けたため、２つのモータ回転速度N1,N2のうち、一方のモータ回転速度が過回転すると予測される場合、エンジン１の回転数補正により、車速・駆動トルク目標・燃費最適を両立しながら、モータの過回転を未然に防止することができる。
【００７４】
(2) 前記モータ過回転防止制御手段は、車速を検出する車速センサ２８と、エンジン１の動作点が最適燃費線にくるようにエンジン回転数NeとエンジントルクTeによるエンジン動作点を算出するエンジン動作点算出ステップＳ７１と、エンジン回転数Neと出力回転数Noにより設定された変速比に基づいて、第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2の回転速度N1,N2を算出するモータ回転速度算出ステップＳ７２と、モータ回転速度算出ステップＳ７２にて算出されたモータ回転速度N1またはN2が上限値Nlimit以下か否かを判断するモータ回転速度上限値判断ステップＳ７３及びステップＳ７５と、モータ回転速度N1,N2が上限値Nlimitを超えると判断された場合、モータ回転速度N1またはN2を低下させるようにエンジン回転数Neを補正し、前記モータ回転速度算出ステップＳ７２に入力するエンジン回転数Neを書き換えるエンジン動作点補正ステップＳ７４及びステップＳ７６と、前記モータ回転速度上限値判断ステップＳ７３及びステップＳ７５によりモータ回転速度N1,N2が上限値Nlimit以下と判断された場合、その判断時のエンジン回転数NeとエンジントルクTeによりエンジンの動作点を決定するエンジン動作点決定ステップＳ７７と、前記エンジン動作点決定ステップＳ７７により決定されたエンジン１の動作点に基づいて、モータ回転速度N1,N2とモータトルクT1,T2によるモータ動作点を決定するモータ動作点決定ステップＳ７８及びステップＳ７９と、を有するため、エンジン１の最適燃費線からのエンジン動作点の修正を最小に抑えることができ、この結果、燃費の悪化を最小限としつつ、車両の動作範囲を広げて高車速・低車速領域で動作することができる。
【００７５】
(3) エンジン動作点補正ステップＳ７４は、モータ回転速度上限値判断ステップＳ７３により第２モータ回転速度N2が上限値Nlimitを超えると判断された場合、エンジントルクTeはそのままで、エンジン回転数Neのみを高回転数側に補正し、モータ回転速度算出ステップＳ７２に入力するエンジン回転数Neを書き換えるようにしたため、トルク変更に伴うトルクリミッタの考慮をせず簡便に新たなエンジン動作点(Ne,Te)を決めることができる。
【００７６】
(4) エンジン動作点補正ステップＳ７４は、モータ回転速度上限値判断ステップＳ７５により第１モータ回転速度N1が上限値Nlimitを超えると判断された場合、エンジントルクTeはそのままで、エンジン回転数Neのみを低回転数側に補正し、モータ回転速度算出ステップＳ７２に入力するエンジン回転数Neを書き換えるようにしたため、トルク変更に伴うトルクリミッタの考慮をせず簡便に新たなエンジン動作点(Ne,Te)を決めることができる。
【００７７】
(5) 第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2を、コイルを巻いた固定電機子としてのステータＳと、ステータＳの外側に配置し、永久磁石を埋設したアウターロータORと、ステータＳの内側に配置し、永久磁石を埋設したインナーロータIRと、ステータＳのコイルに接続され、インナーロータIRへの駆動電流とアウターロータORへの駆動電流とを複合させた複合電流を作り出すインバータ２４と、該インバータ２４に接続されたバッテリ２５と、を備えた同軸多層モータ２としたため、それぞれロータとステータを持つ２個の独立したモータジェネレータを設ける場合に比べ、コスト（部品点数低減、インバータ電流定格低減、磁石低減）・サイズ（同軸構造による小型化、インバータサイズの低減）・効率（鉄損低減、インバータ損失低減）の面で有利とすることができる。
【００７８】
(6) 歯車機構を、互いに噛み合う第１ピニオンP1と第２ピニオンP2を支持する共通キャリヤＣと、第１ピニオンP1に噛み合う第１サンギヤS1と、第２ピニオンP2に噛み合う第２サンギヤS2と、第２ピニオンP2に噛み合う第２リングギヤR2との４つの回転要素を有するラビニョウ型複合遊星歯車列３とし、第２リングギヤR2とエンジン出力軸１０とをクラッチ１５を介して連結し、第１サンギヤS1と第１モータジェネレータ出力軸１１とを連結し、第２サンギヤS2と第２モータジェネレータ出力軸１２とを連結し、共通キャリヤＣに出力ギヤ４を連結することにより、共線図上で第１モータジェネレータMG1、エンジン１、出力ギヤ４、第２モータジェネレータMG2の回転速度順になるように連結したため、遊星歯車機構の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデルを導入でき、かつ、軸方向寸法が短くなりコンパクトな遊星歯車機構とすることができる。
【００７９】
（第２実施例）
この第２実施例は、モータ回転速度N1またはN2が上限値Nlimitを超えると判断された場合、エンジン回転数Neを補正すると共に、等パワー線に沿ってエンジントルクTeを補正するエンジン動作点補正を行うようにした例である。なお、構成的には第１実施例と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００８０】
次に、作用を説明する。
【００８１】
［エンジン動作点とモータ動作点の決定処理］
図９は第２実施例のハイブリッドコントローラ２６にて実行されるエンジン動作点とモータ動作点の決定処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（モータ過回転防止制御手段）。
【００８２】
なお、ステップＳ８０及びステップＳ８１を除く、ステップＳ７０〜ステップＳ７９は、図７のステップＳ７０〜ステップＳ７９と同じであるので、説明を省略する。
【００８３】
ステップＳ８０では、その時のエンジン回転数Neの設定を、エンジン回転数補正量△Neだけ大きくし（Ne＋△Ne）、等パワー線に沿ってエンジントルクTeを△Teだけ小さくし、ステップＳ７２へ移行してエンジン回転数Neを書き換える（主動力源動作点補正手段）。
【００８４】
ステップＳ８１では、その時のエンジン回転数Neの設定を、エンジン回転数補正量△Neだけ小さくし（Ne−△Ne）、等パワー線に沿ってエンジントルクTeを△Teだけ大きくし、ステップＳ７２へ移行してエンジン回転数Neを書き換える（主動力源動作点補正手段）。
【００８５】
［モータ回転速度N2が上限値Nlimitを超えるときの動作点決定作用］
モータ動作点のうちステップＳ７２にて算出された第２モータジェネレータMG2のモータ回転速度N2が上限値Nlimitを超える場合には、図９のフローチャートにおいて、ステップＳ７０→ステップＳ７１→ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ８０へと進む流れとなり、ステップＳ８０では、エンジン回転数Neの設定がエンジン回転数補正量△Neだけ大きくされ、等パワー線に沿ってエンジントルクTeが△Teだけ小さくされる。そして、再びステップＳ７２へ進んで、書き換えられたエンジン回転数Neと車速Vspとからモータ回転速度N2が算出され、ステップＳ７３にて第２モータジェネレータMG2のモータ回転速度N2が上限値Nlimit以下になったかどうかが判断される。
【００８６】
そして、ステップＳ７３のN2≦Nlimitが成立するまでは、ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ８０の流れが繰り返され、ステップＳ７３のN2≦Nlimitが成立すると、ステップＳ７５→ステップＳ７７→ステップＳ７８→ステップＳ７９へと進む流れとなり、ステップＳ７７では、ステップＳ７１にて算出されたエンジン動作点（Ne,Te）が最新のエンジン回転数NeとエンジントルクTeに書き換えられ、最終的なエンジン動作点として決定される。
【００８７】
［モータ回転速度N1が上限値Nlimitを超えるときの動作点決定作用］
モータ動作点のうちステップＳ７２にて算出された第１モータジェネレータMG1のモータ回転速度N1が上限値Nlimitを超える場合には、図９のフローチャートにおいて、ステップＳ７０→ステップＳ７１→ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ７５→ステップＳ８１へと進む流れとなり、ステップＳ８１では、エンジン回転数Neの設定がエンジン回転数補正量△Neだけ小さくされ、等パワー線に沿ってエンジントルクTeが△Teだけ大きくされる。そして、再びステップＳ７２へ進んで、書き換えられたエンジン回転数Neと車速Vspとからモータ回転速度N1が算出され、ステップＳ７５にて第１モータジェネレータMG1のモータ回転速度N1が上限値Nlimit以下になったかどうかが判断される。
【００８８】
そして、ステップＳ７５のN1≦Nlimitが成立するまでは、ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ７５→ステップＳ８１の流れが繰り返され、ステップＳ７５のN1≦Nlimitが成立すると、ステップＳ７７→ステップＳ７８→ステップＳ７９へと進む流れとなり、ステップＳ７７では、ステップＳ７１にて算出されたエンジン動作点（Ne,Te）が最新のエンジン回転数NeとエンジントルクTeに書き換えられ、最終的なエンジン動作点として決定される。
【００８９】
次に、効果を説明する。
第２実施例のハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置にあっては、第１実施例の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００９０】
(7) エンジン動作点補正ステップＳ８０は、モータ回転速度上限値判断ステップＳ７３により第２モータ回転速度N2が上限値Nlimitを超えると判断された場合、その時のエンジン回転数Neの設定を、エンジン回転数補正量△Neだけ大きく補正し、等パワー線に沿ってエンジントルクTeを△Teだけ小さく補正し、モータ回転速度算出ステップＳ７２に入力するエンジン回転数Neを書き換えるようにしたため、エンジン動作点(Ne,Te)が等パワー線上に存在し、バッテリ２５の充放電電力を変更することなくモータ動作点(N1,T1,N2,T2)を決めることができる。
【００９１】
(8) エンジン動作点補正ステップＳ８１は、モータ回転速度上限値判断ステップＳ７５により第１モータ回転速度N1が上限値Nlimitを超えると判断された場合、その時のエンジン回転数Neの設定を、エンジン回転数補正量△Neだけ小さく補正し、等パワー線に沿ってエンジントルクTeを△Teだけ大きく補正し、モータ回転速度算出ステップＳ７２に入力するエンジン回転数Neを書き換えるようにしたため、エンジン動作点(Ne,Te)が等パワー線上に存在し、バッテリ２５の充放電電力を変更することなくモータ動作点(N1,T1,N2,T2)を決めることができる。
【００９２】
（第３実施例）
この第３実施例は、モータ回転速度N1またはN2が上限値Nlimitを超えると判断された場合、エンジン回転数Neを補正すると共に、最適燃費線に沿ってエンジントルクTeを補正するエンジン動作点補正を行うようにした例である。なお、構成的には第１実施例と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００９３】
次に、作用を説明する。
【００９４】
［エンジン動作点とモータ動作点の決定処理］
図１０は第３実施例のハイブリッドコントローラ２６にて実行されるエンジン動作点とモータ動作点の決定処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（モータ過回転防止制御手段）。
【００９５】
なお、ステップＳ９０及びステップＳ９１を除く、ステップＳ７０〜ステップＳ７９は、図７のステップＳ７０〜ステップＳ７９と同じであるので、説明を省略する。
【００９６】
ステップＳ９０では、その時のエンジン回転数Neの設定を、エンジン回転数補正量△Neだけ大きくし（Ne＋△Ne）、最適燃費線に沿ってエンジントルクTeを△Teだけ補正し、ステップＳ７２へ移行してエンジン回転数Neを書き換える（主動力源動作点補正手段）。
【００９７】
ステップＳ８１では、その時のエンジン回転数Neの設定を、エンジン回転数補正量△Neだけ小さくし（Ne−△Ne）、最適燃費線に沿ってエンジントルクTeを△Teだけ補正し、ステップＳ７２へ移行してエンジン回転数Neを書き換える（主動力源動作点補正手段）。
【００９８】
［モータ回転速度N2が上限値Nlimitを超えるときの動作点決定作用］
モータ動作点のうちステップＳ７２にて算出された第２モータジェネレータMG2のモータ回転速度N2が上限値Nlimitを超える場合には、図１０のフローチャートにおいて、ステップＳ７０→ステップＳ７１→ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ９０へと進む流れとなり、ステップＳ９０では、エンジン回転数Neの設定がエンジン回転数補正量△Neだけ大きくされ、最適燃費線に沿ってエンジントルクTeが△Teだけ補正される。そして、再びステップＳ７２へ進んで、書き換えられたエンジン回転数Neと車速Vspとからモータ回転速度N2が算出され、ステップＳ７３にて第２モータジェネレータMG2のモータ回転速度N2が上限値Nlimit以下になったかどうかが判断される。
【００９９】
そして、ステップＳ７３のN2≦Nlimitが成立するまでは、ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ９０の流れが繰り返され、ステップＳ７３のN2≦Nlimitが成立すると、ステップＳ７５→ステップＳ７７→ステップＳ７８→ステップＳ７９へと進む流れとなり、ステップＳ７７では、ステップＳ７１にて算出されたエンジン動作点（Ne,Te）が最新のエンジン回転数NeとエンジントルクTeに書き換えられ、最終的なエンジン動作点として決定される。
【０１００】
［モータ回転速度N1が上限値Nlimitを超えるときの動作点決定作用］
モータ動作点のうちステップＳ７２にて算出された第１モータジェネレータMG1のモータ回転速度N1が上限値Nlimitを超える場合には、図１０のフローチャートにおいて、ステップＳ７０→ステップＳ７１→ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ７５→ステップＳ９１へと進む流れとなり、ステップＳ９１では、エンジン回転数Neの設定がエンジン回転数補正量△Neだけ小さくされ、最適燃費線に沿ってエンジントルクTeが△Teだけ補正される。そして、再びステップＳ７２へ進んで、書き換えられたエンジン回転数Neと車速Vspとからモータ回転速度N1が算出され、ステップＳ７５にて第１モータジェネレータMG1のモータ回転速度N1が上限値Nlimit以下になったかどうかが判断される。
【０１０１】
そして、ステップＳ７５のN1≦Nlimitが成立するまでは、ステップＳ７２→ステップＳ７３→ステップＳ７５→ステップＳ８１の流れが繰り返され、ステップＳ７５のN1≦Nlimitが成立すると、ステップＳ７７→ステップＳ７８→ステップＳ７９へと進む流れとなり、ステップＳ７７では、ステップＳ７１にて算出されたエンジン動作点（Ne,Te）が最新のエンジン回転数NeとエンジントルクTeに書き換えられ、最終的なエンジン動作点として決定される。
【０１０２】
次に、効果を説明する。
第３実施例のハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置にあっては、第１実施例の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【０１０３】
(9) エンジン動作点補正ステップＳ９０は、モータ回転速度上限値判断ステップＳ７３により第２モータ回転速度N2が上限値Nlimitを超えると判断された場合、その時のエンジン回転数Neの設定を、エンジン回転数補正量△Neだけ大きく補正し、最適燃費線に沿ってエンジントルクTeを△Teだけ補正し、モータ回転速度算出ステップＳ７２に入力するエンジン回転数Neを書き換えるようにしたため、エンジン動作点(Ne,Te)が最適燃費線上に存在し、燃費性能を低下させることなくモータ動作点(N1,T1,N2,T2)を決めることができる。
【０１０４】
(10) エンジン動作点補正ステップＳ８１は、モータ回転速度上限値判断ステップＳ７５により第１モータ回転速度N1が上限値Nlimitを超えると判断された場合、その時のエンジン回転数Neの設定を、エンジン回転数補正量△Neだけ小さく補正し、最適燃費線に沿ってエンジントルクTeを△Teだけ補正し、モータ回転速度算出ステップＳ７２に入力するエンジン回転数Neを書き換えるようにしたため、エンジン動作点(Ne,Te)が最適燃費線上に存在し、燃費性能を低下させることなくモータ動作点(N1,T1,N2,T2)を決めることができる。
【０１０５】
以上、本発明のハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置を第１実施例〜第３実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この第１実施例〜第３実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【０１０６】
第１実施例〜第３実施例では、第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとして、共通ステータと２つのロータにより外観上は１つのモータジェネレータであるが、機能上は２つのモータジェネレータを達成する同軸多層モータ２の適用例を示したが、２つの独立したモータまたはモータジェネレータを用いたものであっても良い。
【０１０７】
第１実施例〜第３実施例では、歯車機構として、ラビニョウ型複合遊星歯車列３の適用例を示したが、エンジンと第１モータと第２モータと出力部材との４要素を、共線図上で第１モータ、エンジン、出力部材、第２モータの回転速度順になるように連結できる歯車機構であれば、ラビニョウ型複合遊星歯車列３に限られることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置が適用されたハイブリッドシステムの全体図である。
【図２】第１実施例装置が適用されたハイブリッドシステムの概略ブロック図である。
【図３】共線図上でモータ１、エンジン、出力軸、モータ２の回転速度順となる２自由度４要素の歯車機構を示す剛体レバー図である。
【図４】共線図上でモータ１、エンジン、出力軸、モータ２の回転速度順となる２自由度４要素の歯車機構のトルクバランスを示す図である。
【図５】エンジン動作点とモータ動作点を決定する基本フローを示す図である。
【図６】基本フローによるエンジン動作点とモータ動作点を示す共線図である。
【図７】第１実施例装置のハイブリッドコントローラにて実行されるエンジン動作点とモータ動作点の決定処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】第１実施例装置でモータ回転速度が過回転になるときの過回転防止制御作用を説明する共線図である。
【図９】第２実施例装置のハイブリッドコントローラにて実行されるエンジン動作点とモータ動作点の決定処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】第３実施例装置のハイブリッドコントローラにて実行されるエンジン動作点とモータ動作点の決定処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン（主動力源）
２ 同軸多層モータ（第１モータと第２モータ）
３ ラビニョウ型複合遊星歯車列（歯車機構）
４ 出力ギヤ（出力部材）
５ カウンターギヤ
６ ドライブギヤ
７ ディファレンシャル
８，８ ドライブシャフト
９ モータ＆ギヤケース
１０ エンジン出力軸
１１ 第１モータジェネレータ出力軸（第１モータ出力軸）
１２ 第２モータジェネレータ出力軸（第２モータ出力軸）
１３ モータ室
１４ ギヤ室
１５ クラッチ
１６ ブレーキ
２１ エンジンコントローラ
２２ スロットルバルブアクチュエータ
２３ モーターコントローラ
２４ インバータ
２５ バッテリ
２６ ハイブリッドコントローラ
２７ アクセル開度センサ
２８ 車速センサ（出力回転数検出手段）
２９ モータ温度センサ
３０ エンジン回転数センサ
Claims (9)
- 主動力源と第１モータと第２モータと出力部材との４要素が、共線図上で第１モータ、主動力源、出力部材、第２モータの回転速度順になるように連結された歯車機構を有するハイブリッド駆動系を搭載したハイブリッド車において、
前記出力部材の回転数を検出する出力回転数検出手段と、
前記主動力源の動作点が最適エネルギ効率線上にくるように主動力源回転数と主動力源トルクによる主動力源の動作点を算出する主動力源動作点算出手段と、
主動力源回転数と出力回転数により設定された変速比に基づいて、第１モータと第２モータの回転速度を算出するモータ回転速度算出手段と、
前記モータ回転速度算出手段にて算出されたモータ回転速度が上限値以下か否かを判断するモータ回転速度上限値判断手段と、
前記モータ回転速度上限値判断手段によりモータ回転速度が上限値を超えると判断された場合、モータ回転速度を低下させるように主動力源回転数を補正し、前記モータ回転速度算出手段に入力する主動力源回転数を書き換える主動力源動作点補正手段と、
前記モータ回転速度上限値判断手段によりモータ回転速度が上限値以下と判断された場合、その判断時の主動力源回転数と主動力源トルクにより主動力源の動作点を決定する主動力源動作点決定手段と、
前記主動力源動作点決定手段により決定された主動力源の動作点に基づいて、モータ回転速度とモータトルクによるモータ動作点を決定するモータ動作点決定手段と、
を有するモータ過回転防止制御手段を設けたことを特徴とするハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置。 - 請求項１に記載されたハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置において、
前記主動力源動作点補正手段は、モータ回転速度上限値判断手段により第２モータ回転速度が上限値を超えると判断された場合、主動力源トルクはそのままで、主動力源回転数のみを高回転数側に補正し、モータ回転速度算出手段に入力する主動力源回転数を書き換えることを特徴とするハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置。 - 請求項１または請求項２に記載されたハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置において、
前記主動力源動作点補正手段は、モータ回転速度上限値判断手段により第１モータ回転速度が上限値を超えると判断された場合、主動力源トルクはそのままで、主動力源回転数のみを低回転数側に補正し、モータ回転速度算出手段に入力する主動力源回転数を書き換えることを特徴とするハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置。 - 請求項１に記載されたハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置において、
前記主動力源動作点補正手段は、モータ回転速度算出手段により算出された第２モータ回転速度が上限値を超えると判断された場合、主動力源回転数を高回転数側に補正すると共に、等パワー線に沿って主動力源トルクを低トルク側に補正し、モータ回転速度算出手段に入力する主動力源回転数を書き換えることを特徴とするハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置。 - 請求項１または請求項２に記載されたハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置において、
前記主動力源動作点補正手段は、モータ回転速度算出手段により算出された第１モータ回転速度が上限値を超えると判断された場合、主動力源回転数を低回転数側に補正すると共に、等パワー線に沿って主動力源トルクを高トルク側に補正し、モータ回転速度算出手段に入力する主動力源回転数を書き換えることを特徴とするハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置。 - 請求項１に記載されたハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置において、
前記主動力源動作点補正手段は、モータ回転速度算出手段により算出された第２モータ回転速度が上限値を超えると判断された場合、主動力源回転数を高回転数側に補正すると共に、最適エネルギ効率線に沿って主動力源トルクを補正し、モータ回転速度算出手段に入力する主動力源回転数を書き換えることを特徴とするハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置。 - 請求項１または請求項２に記載されたハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置において、
前記主動力源動作点補正手段は、モータ回転速度算出手段により算出された第１モータ回転速度が上限値を超えると判断された場合、主動力源トルクを高トルク側に補正すると共に、最適エネルギ効率線に沿って主動力源回転数を補正し、モータ回転速度算出手段に入力する主動力源回転数を書き換えることを特徴とするハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置。 - 請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載されたハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置において、
前記主動力源はエンジンであり、前記第１モータは第１モータジェネレータであり、前記第２モータは第２モータジェネレータであり、
前記第１モータジェネレータと第２モータジェネレータは、コイルを巻いた固定電機子としてのステータと、ステータの外側に配置し、永久磁石を埋設したアウターロータと、ステータの内側に配置し、永久磁石を埋設したインナーロータと、ステータのコイルに接続され、インナーロータへの駆動電流とアウターロータへの駆動電流とを複合させた複合電流を作り出すインバータと、該インバータに接続されたバッテリと、を備えた同軸多層モータであることを特徴とするハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置。 - 請求項１ないし請求項８の何れか１項に記載されたハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置において、
前記歯車機構を、互いに噛み合う第１ピニオンと第２ピニオンを支持する共通キャリヤと、第１ピニオンに噛み合う第１サンギヤと、第２ピニオンに噛み合う第２サンギヤと、第２ピニオンに噛み合う第２リングギヤとの４つの回転要素を有するラビニョウ型複合遊星歯車列とし、
前記第２リングギヤと主動力源出力軸とをクラッチを介して連結し、前記第１サンギヤと第１モータ出力軸とを連結し、前記第２サンギヤと第２モータ出力軸とを連結し、前記共通キャリヤに出力部材を連結することにより、共線図上で第１モータ、主動力源、出力部材、第２モータの回転速度順になるように連結したことを特徴とするハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置。
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