JP6458667B2 - ハイブリッド車両の駆動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両の駆動制御装置に関する。

エンジンとモータを組み合わせたハイブリッド車両として、エンジンと、発電機と、駆動用モータと、駆動輪と、の間で相互に動力を伝達可能な遊星歯車機構を有するものが知られている。

特許文献１には、エンジンと発電機が機械的に連結されたハイブリッド車両において、バッテリの過電圧を防止するため、バッテリ電圧が閾値より高い場合、エンジンの出力トルクを制限する技術が記載されている。

また、特許文献２には、バッテリの温度に応じてバッテリの充放電に許容される許容電力を算出し、この許容電力から発電機の発電電力や補機類の電力を差し引いた電力に基づいて駆動用モータに入力可能な電力を算出することで、バッテリの温度が上昇しないように駆動用モータのトルクを制限する技術が記載されている。

特開２００３−０６１２０３号公報 特開２００１−１１２１１０号公報

しかしながら、特許文献１に記載のようなハイブリッド車両では、発電機の回転がエンジンの回転と同方向の正回転の場合には、エンジンの出力トルクを制限することにより発電機の発電電力が減少しバッテリの過電圧を防止することができるが、発電機の回転が負回転でエンジンが正回転の方向にトルクを出力している場合、発電機の出力トルクは負回転の方向であるため、発電機は電力を消費する側となり、エンジンの出力トルクを制限すると発電機での消費電力が減少し、バッテリの過電圧を防止できないだけでなく、過電圧を助長させてしまうという問題があった。

また、特許文献２に記載のようなハイブリッド車両では、駆動用モータの出力トルクを制限することによりバッテリの許容電力を超えることを防止できるが、駆動用モータで発電する電力が発電機で放電する電力より小さくなりバッテリの放電側の許容電力を超えてしまう場合や、駆動用モータで消費する電力が発電機で発電する電力より小さくなりバッテリの充電側の許容電力を超えてしまう場合がある。

さらに、エンジンの出力軸と、発電機の回転軸と、駆動用モータの回転軸と、駆動輪に動力を伝達可能な駆動軸と、の４つの回転軸を連結した四軸式の動力分割合成機構を用いたハイブリッド車両においては、発電機と駆動用モータの両方でエンジンの出力トルクの反力を受けるため、駆動用モータが正回転の時にバッテリの放電側の許容電力を守るために駆動用モータの出力トルクを減少させると、エンジンの回転速度を維持するために発電機の出力トルクを負回転の方向に増加させる必要がある。この時に、発電機の過熱等により発電機の最大トルクが制限されると、エンジンの回転速度を維持することができず、エンジンの回転速度が上昇し、その結果、発電機が過回転となる問題があった。

また、駆動用モータが負回転となるような車速が低い場合、バッテリの充電側の許容電力を守るために、駆動用モータの出力トルクを減少させると、エンジンの回転速度を維持するために発電機の出力トルクを負回転の方向に増加させる必要がある。この時に、発電機の過熱等により発電機の最大トルクが制限されていると、エンジンの回転速度を維持することができず、エンジンの回転速度が上昇し、その結果、発電機が過回転となる問題があった。

そこで、本発明は、駆動用モータや発電機のトルクが制限された場合でも、バッテリの許容電力を守ることができるハイブリッド車両の駆動制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するハイブリッド車両の駆動制御装置の発明の一態様は、内燃機関の出力軸と第１電動機の回転軸と第２電動機の回転軸と駆動輪に動力を伝達可能な駆動軸とが連結され、駆動軸と第２電動機の回転軸とが接続された動力伝達機構と、第１電動機及び第２電動機へ電力を供給するバッテリと、を有するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、第２電動機及び第１電動機の回転方向と、第２電動機の最大トルク及び最小トルクと、バッテリの放電側許容電力及び充電側許容電力と、に基づき内燃機関の上限トルク及び下限トルクを算出し、内燃機関の目標トルクが上限トルクより大きい場合、上限トルクに基づいて内燃機関の駆動を制御し、内燃機関の目標トルクが下限トルクより小さい場合、下限トルクに基づいて内燃機関の駆動を制御する制御部を備えるものである。

このように本発明の一態様によれば、駆動用モータや発電機のトルクが制限された場合でも、バッテリの許容電力を守ることができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を示す図であり、その概念ブロック図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を示す図であり、そのエンジン、駆動軸、第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータの各回転速度の関係を示す共線図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を示す図であり、そのエンジントルク指令値算出手順を示す制御ブロック図である。 図４は、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を示す図であり、そのエンジントルク制御処理を説明するフローチャートである。 図５は、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を示す図であり、その概念ブロック図である。 図６は、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を示す図であり、そのエンジン、駆動軸、第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータの各回転速度の関係を示す共線図である。 図７は、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を示す図であり、そのエンジントルク指令値算出手順を示す制御ブロック図である。 図８は、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を示す図であり、そのエンジントルク制御処理を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１において、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を搭載した車両１００は、駆動機構１と、制御部としてのハイブリッドＥＣＵ（Electronic Control Unit）３２と、エンジンＥＣＵ３３と、バッテリＥＣＵ３４とを含んで構成される。

駆動機構１は、内燃機関としてのエンジン２と、エンジン２の出力軸３と、電力から駆動力を生成するとともに駆動されることにより電力を生成する第１電動機としての第１モータジェネレータ４及び第２電動機としての第２モータジェネレータ５と、車両１００の駆動輪６に動力を伝達可能に接続された駆動軸７と、動力伝達機構としての第１遊星歯車機構８とを含んで構成される。

エンジン２は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行なうとともに、圧縮行程及び膨張行程の間に図示しない点火装置によって点火を行なう４サイクルのエンジンによって構成されている。エンジン２の出力軸３は、第１遊星歯車機構８に連結されている。

第１モータジェネレータ４は、第１遊星歯車機構８に連結された回転軸としてのロータ軸１３と、ロータ１４と、ステータ１５とを有している。ロータ１４には、複数の永久磁石が埋め込まれている。ステータ１５は、ステータコア及びステータコアに巻き掛けられた三相コイルを有している。ステータ１５の三相コイルは、第１インバータ１９に接続されている。

このように構成された第１モータジェネレータ４において、ステータ１５の三相コイルに三相交流電力が供給されると、ステータ１５によって回転磁界が形成され、この回転磁界にロータ１４に埋め込まれた永久磁石が引かれることにより、ロータ１４がロータ軸１３周りに回転駆動される。すなわち、第１モータジェネレータ４は、電動機として機能し、車両１００を駆動する駆動力を生成する。

また、ロータ１４がロータ軸１３周りに回転すると、ロータ１４に埋め込まれた永久磁石によって回転磁界が形成され、この回転磁界によりステータ１５の三相コイルに誘導電流が流れることにより、三相コイルの両端に電力が発生する。すなわち、第１モータジェネレータ４は、発電機としても機能し、バッテリ２１を充電する電力を生成する。

第１インバータ１９は、バッテリ２１から供給される直流電力を三相交流電力に変換して第１モータジェネレータ４に供給する。第１インバータ１９は、ハイブリッドＥＣＵ３２からのトルク指令信号により、第１モータジェネレータ４の出力トルクがトルク指令信号に設定されたトルク指令値になるように第１モータジェネレータ４に供給する三相交流電力を制御するようになっている。また、第１インバータ１９は、第１モータジェネレータ４が発電した三相交流電力を直流電力に変換してバッテリ２１を充電する。

第１インバータ１９は、第１モータジェネレータ４の回転速度や温度などから第１モータジェネレータ４の出力可能な最大トルクと最小トルクを算出し、ハイブリッドＥＣＵ３２に通知するようになっている。ハイブリッドＥＣＵ３２は、通知された最大トルクと最小トルクで第１モータジェネレータ４の出力トルクを制限するようになっている。すなわち、第１モータジェネレータ４は、過熱等により出力トルクが制限されるようになっている。

第２モータジェネレータ５は、第１遊星歯車機構８に連結された回転軸としてのロータ軸１６と、ロータ１７と、ステータ１８とを有している。ロータ１７には、複数の永久磁石が埋め込まれている。ステータ１８は、ステータコア及びステータコアに巻き掛けられた三相コイルを有している。ステータ１８の三相コイルは、第２インバータ２０に接続されている。

このように構成された第２モータジェネレータ５において、ステータ１８の三相コイルに三相交流電力が供給されると、ステータ１８によって回転磁界が形成され、この回転磁界にロータ１７に埋め込まれた永久磁石が引かれることにより、ロータ１７がロータ軸１６周りに回転駆動される。すなわち、第２モータジェネレータ５は、電動機として機能し、車両１００を駆動する駆動力を生成する。

また、ロータ１７がロータ軸１６周りに回転すると、ロータ１７に埋め込まれた永久磁石によって回転磁界が形成され、この回転磁界によりステータ１８の三相コイルに誘導電流が流れることにより、三相コイルの両端に電力が発生する。すなわち、第２モータジェネレータ５は、発電機としても機能し、バッテリ２１を充電する電力を生成する。

第２インバータ２０は、バッテリ２１から供給される直流電力を三相交流電力に変換して第２モータジェネレータ５に供給する。第２インバータ２０は、ハイブリッドＥＣＵ３２からのトルク指令信号により、第２モータジェネレータ５の出力トルクがトルク指令信号に設定されたトルク指令値になるように第２モータジェネレータ５に供給する三相交流電力を制御するようになっている。また、第２インバータ２０は、第２モータジェネレータ５が発電した三相交流電力を直流電力に変換してバッテリ２１を充電する。

第２インバータ２０は、第２モータジェネレータ５の回転速度や温度などから第２モータジェネレータ５の出力可能な最大トルクと最小トルクを算出し、ハイブリッドＥＣＵ３２に通知するようになっている。ハイブリッドＥＣＵ３２は、通知された最大トルクと最小トルクで第２モータジェネレータ５の出力トルクを制限するようになっている。すなわち、第２モータジェネレータ５は、過熱等により出力トルクが制限されるようになっている。

第１遊星歯車機構８は、サンギア２２と、サンギア２２に噛み合う複数のプラネタリギア２３と、複数のプラネタリギア２３に噛み合うリングギア２５とを有し、プラネタリギア２３を自転可能に支持するプラネタリキャリア２４が設けられている。

第１遊星歯車機構８のサンギア２２は、第１モータジェネレータ４のロータ１４と一体に回転するように、ロータ軸１３に連結されている。第１遊星歯車機構８のプラネタリキャリア２４は、エンジン２の出力軸３に一体回転可能に連結されている。

第１遊星歯車機構８のリングギア２５は、第２モータジェネレータ５のロータ１７と一体に回転するようにロータ軸１６に連結されている。また、第１遊星歯車機構８のリングギア２５は、デファレンシャルギア及びその他のギアを含む出力伝達機構３１を介して駆動軸７を回転させるように形成されている。

このように、動力伝達機構としての第１遊星歯車機構８は、エンジン２の出力軸３と、第１モータジェネレータ４のロータ軸１３と、第２モータジェネレータ５のロータ軸１６と、駆動軸７とが連結された歯車機構を構成する。

したがって、第１遊星歯車機構８は、エンジン２と、第１モータジェネレータ４と、第２モータジェネレータ５と、駆動軸７との間で駆動力を授受させるようになっている。例えば、第１遊星歯車機構８は、エンジン２と、第１モータジェネレータ４と、第２モータジェネレータ５とによって生成された動力を駆動軸７に伝達するようになっている。

ハイブリッドＥＣＵ３２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

ハイブリッドＥＣＵ３２のＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをハイブリッドＥＣＵ３２として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、ハイブリッドＥＣＵ３２として機能する。ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジンＥＣＵ３３及びバッテリＥＣＵ３４に接続され、これら各ＥＣＵと相互にデータのやりとりを行なう。

ハイブリッドＥＣＵ３２の入力ポートには、アクセル開度センサ４１、シフトポジションセンサ４２、ブレーキストロークセンサ４３、車速センサ４４、駆動部状態検出センサ４５を含む各種センサ類が接続されている。

アクセル開度センサ４１は、運転者による図示しないアクセルペダルの踏み込み量をアクセル開度として検出する。シフトポジションセンサ４２は、運転者によるシフトレバーの操作により選択されたシフト位置を検出する。シフト位置は、例えば、前進、後進、停車のいずれかが選択される。

ブレーキストロークセンサ４３は、運転者による図示しないブレーキペダルの踏み込み量を検出する。車速センサ４４は、例えば、駆動軸７の回転速度から車速を検出する。車速センサ４４は、車両１００が前進方向に進んでいる場合は正の車速を出力し、車両が後進方向に進んでいる場合は負の車速を出力する。

駆動部状態検出センサ４５は、エンジン２や第１モータジェネレータ４、第２モータジェネレータ５の回転速度や出力トルクや温度を検出する。

また、ハイブリッドＥＣＵ３２の出力ポートには、第１インバータ１９と第２インバータ２０とが接続されている。第１インバータ１９及び第２インバータ２０には、バッテリ２１が接続されている。

ハイブリッドＥＣＵ３２は、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５のそれぞれの出力トルクが所定のトルクになるように第１インバータ１９及び第２インバータ２０にトルク指令信号を送信する。第１インバータ１９及び第２インバータ２０は、トルク指令信号に設定されたトルク指令値を第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５が出力するように、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５へ供給される三相交流電力を制御し、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５の出力トルクを制御する。

エンジンＥＣＵ３３は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

エンジンＥＣＵ３３のＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをエンジンＥＣＵ３３として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、エンジンＥＣＵ３３として機能する。また、エンジンＥＣＵ３３は、ハイブリッドＥＣＵ３２に接続され、相互にデータのやりとりを行う。

エンジンＥＣＵ３３は、ハイブリッドＥＣＵ３２からのトルク指令信号により、エンジン２の出力トルクがトルク指令信号に設定されたトルク指令値になるようにエンジン２を制御する。エンジンＥＣＵ３３は、不図示のインジェクタやスロットルバルブを制御することにより燃料噴射量や吸入空気量を制御させて、エンジン２の出力トルクを制御する。

バッテリＥＣＵ３４は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

バッテリＥＣＵ３４のＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをバッテリＥＣＵ３４として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、バッテリＥＣＵ３４として機能する。

バッテリＥＣＵ３４の入力ポートには、バッテリ状態検出センサ４６が接続されている。バッテリ状態検出センサ４６は、バッテリ２１の充放電電流、電圧及びバッテリ温度を検出する。バッテリＥＣＵ３４は、バッテリ状態検出センサ４６から入力される充放電電流の値、電圧の値及びバッテリ温度の値に基づき、バッテリ２１の残容量などを検出する。

バッテリ状態検出センサ４６は、例えば、バッテリ２１の充放電電流を検出する電流センサに、電圧を検出する電圧センサ及びバッテリ温度を検出するバッテリ温度センサを付設した構成を用いることができる。なお、電流センサと電圧センサとバッテリ温度センサとを別に設けてもよい。

このような車両１００において、ハイブリッドＥＣＵ３２は、アクセル開度センサ４１により検出されたアクセル開度と、シフトポジションセンサ４２により検出されたシフト位置と、車速センサ４４により検出された車速などに基づいて目標駆動トルクを算出し、目標駆動トルクを駆動軸７に出力させるようにエンジン２、第１モータジェネレータ４、第２モータジェネレータ５を制御する。

ハイブリッドＥＣＵ３２は、図２に示す共線図に基づき、エンジン２、第１モータジェネレータ４、第２モータジェネレータ５の回転速度のバランスを保ちながら、目標駆動トルクを駆動軸７に出力させるように制御する。

図２の共線図において、各縦軸は、図中、左から第１モータジェネレータ４のロータ軸１３の回転速度Nmg1、エンジン２の出力軸３の回転速度すなわちエンジン回転速度Ne、駆動軸７の回転速度No及び第２モータジェネレータ５のロータ軸１６の回転速度Nmg2をそれぞれ表している。

なお、共線図上では、第１モータジェネレータ４や第２モータジェネレータ５、駆動軸７の回転速度は、エンジン２の回転方向と同じ向きの回転を正としている。また、トルクは、第１遊星歯車機構８の回転要素を正の回転方向へ回転させる向きを正のトルクとしている。

また、図２の共線図において、横軸における各軸間の距離比は、第１遊星歯車機構８の各ギアの歯数の比により定まる。ここで、図２の共線図においては、第１モータジェネレータ４、エンジン２、駆動軸７及び第２モータジェネレータ５の３軸のうち２軸の回転速度を調整することで、他の１軸の回転速度を制御することができる。

具体的には、共線図は、回転速度Nmg1、エンジン回転速度Ne、駆動軸回転速度No及び回転速度Nmg2のうち、２つの回転速度が決まれば、他の１つの回転速度が決まる関係にある。

ハイブリッドＥＣＵ３２は、目標駆動トルクやバッテリ２１の充電状態などに基づいて、エンジン２に出力させるトルクである目標エンジントルクを算出する。

ハイブリッドＥＣＵ３２は、バッテリ２１の放電側及び充電側の許容電力と第２モータジェネレータ５の最大トルク及び最小トルクに基づいて、エンジン２に許容される上限トルクと下限トルクを算出し、目標エンジントルクを上限トルクと下限トルクで制限し、エンジン２へのトルク指令値とする。放電側許容電力とは、バッテリ２１の過放電を防止するための放電する電力の上限値である。充電側許容電力とは、バッテリ２１の過充電を防止するための充電する電力の上限値である。

ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジン２の上限トルクを以下の式（１）〜（３）により算出する。

前進（Nmg2≧0）かつNmg1＜0の場合。
Tet max=((1+K1)×Nmg2/Nmg1)×Tmg2min-(1+K1)×60/(2πNmg1)×Pbatt max...（１）
前進（Nmg2≧0）かつNmg1＞0の場合。
Tet max=((1+K1)×Nmg2/Nmg1)×Tmg2max-(1+K1)×60/(2πNmg1)×Pbatt min...（２）
後進（Nmg2＜0）の場合。
Tet max=((1+K1)×Nmg2/Nmg1)×Tmg2min-(1+K1)×60/(2πNmg1)×Pbatt min...（３）
それぞれの場合の回転速度の関係を、図２の共線図に示す。

ここで、Tet maxは、エンジン２の上限トルク[Nm]である。Tmg2maxは、第２モータジェネレータ５の最大トルク[Nm]であり、正の値をとる。Tmg2minは、第２モータジェネレータ５の最小トルク[Nm]であり、負の値をとる。Nmg1は、第１モータジェネレータ４のロータ軸１３の回転速度[rpm]である。Nmg2は、第２モータジェネレータ５のロータ軸１６の回転速度[rpm]である。Pbatt maxは、バッテリ２１の放電側許容電力[W]である。Pbatt minは、バッテリ２１の充電側許容電力[W]である。K1は、共線図のレバー比で、第１遊星歯車機構８のリングギア歯数Zrとサンギア歯数Zsの比、Zr/Zsである。

また、バッテリ２１の放電側許容電力Pbatt max、充電側許容電力Pbatt minは、バッテリ状態検出センサ４６が検出するバッテリ２１の電圧、バッテリ２１の温度、及び、バッテリＥＣＵ３４が算出したバッテリ２１の残容量（ＳＯＣ：State Of Charge）などからハイブリッドＥＣＵ３２が算出する。

また、Nmg1=0近傍の場合、式（１）〜（３）の値は大きな値となり無限大に近づく。これは、エンジン２の出力トルクを制限する必要がないことを意味しているため、Nmg1=0の場合については特に言及しない。

これらの計算式について説明する。
図２の共線図上で駆動軸７を支点としたトルクのバランス式は式（４）のようになる。
(1+K1)×Tmg1+Te=0...（４）
ここで、Tmg1は、第１モータジェネレータ４のトルク[Nm]、Teは、エンジン２のトルク[Nm]を表す。

また、第１モータジェネレータ４と第２モータジェネレータ５の電力の合計が、バッテリ２１の入出力に等しいことから式（５）が成り立つ。
(Nmg1×Tmg1+Nmg2×Tmg2)×2π/60=Pbatt...（５）
ここで、Tmg2は、第２モータジェネレータ５のトルク[Nm]、Pbattは、バッテリ２１の電力を表す。

式（４）と（５）から以下の式（６）が導き出せる。
Te=((1+K1)×Nmg2/Nmg1)×Tmg2-(1+K1)×60/(2πNmg1)×Pbatt...（６）
なお、バッテリ２１の電力Pbattについては、放電を正の値、充電を負の値としている。

式（６）の右辺の第１項は、駆動軸７の回転速度（第２モータジェネレータ５の回転速度Nmg2）の正負と、第１モータジェネレータ４の回転速度Nmg1の正負と、第２モータジェネレータ５のトルクTmg2の正負と、によって正負が決まり、第２項は、第１モータジェネレータ４の回転速度Nmg1の正負と、バッテリ２１の電力Pbattの正負と、により正負が決まる。

すなわち、エンジントルクを表す式（６）の値が最大となるのは、右辺の第１項と第２項が共に正となった場合となるので、以下のようにして式（１）〜（３）が求められる。

前進（Nmg2≧0）かつNmg1＜0の場合には、右辺の第１項が正となるには、第２モータジェネレータ５のトルクTmg2が負にならなければならない。また、右辺の第２項が正となるには、バッテリ２１の電力Pbattが正にならなければならない。したがって、この場合には、第２モータジェネレータ５の最小トルクTmg2minと、バッテリ２１の放電側の許容電力Pbatt maxを式（６）に代入し、式（１）となる。

前進（Nmg2≧0）かつNmg1＞0の場合には、右辺の第１項が正となるには、第２モータジェネレータ５のトルクTmg2が正にならなければならない。また、右辺の第２項が正となるには、バッテリ２１の電力Pbattが負にならなければならない。したがって、この場合には、第２モータジェネレータ５の最大トルクTmg2maxと、バッテリ２１の充電側の許容電力Pbatt minを式（６）に代入し、式（２）となる。

後進（Nmg2＜０）の場合には、Nmg1＞0なので、右辺の第１項が正となるには、第２モータジェネレータ５のトルクTmg2が負にならなければならない。また、右辺の第２項が正となるには、バッテリ２１の電力Pbattが負にならなければならない。したがって、この場合には、第２モータジェネレータ５の最小トルクTmg2minと、バッテリ２１の充電側の許容電力Pbatt minを式（６）に代入し、式（３）となる。

ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジン２の下限トルクを以下の式（７）〜（９）により算出する。

前進（Nmg2≧0）かつNmg1＜0の場合。
Tet min=((1+K1)×Nmg2/Nmg1)×Tmg2max-(1+K1)×60/(2πNmg1)×Pbatt min...（７）
前進（Nmg2≧0）かつNmg1＞0の場合。
Tet min=((1+K1)×Nmg2/Nmg1)×Tmg2min-(1+K1)×60/(2πNmg1)×Pbatt max...（８）
後進（Nmg2＜0）の場合。
Tet min=((1+K1)×Nmg2/Nmg1)×Tmg2max-(1+K1)×60/(2πNmg1)×Pbatt max...（９）
ここで、Tet minは、エンジン２の下限トルク[Nm]である。

エンジントルクを表す式（６）の値が最小となるのは、右辺の第１項と第２項が共に負となった場合となるので、以下のようにして式（７）〜（９）が求められる。

前進（Nmg2≧0）かつNmg1＜0の場合には、右辺の第１項が負となるには、第２モータジェネレータ５のトルクTmg2が正にならなければならない。また、右辺の第２項が負となるには、バッテリ２１の電力Pbattが負にならなければならない。したがって、この場合には、第２モータジェネレータ５の最大トルクTmg2maxと、バッテリ２１の充電側の許容電力Pbatt minを式（６）に代入し、式（７）となる。

前進（Nmg2≧0）かつNmg1＞0の場合には、右辺の第１項が負となるには、第２モータジェネレータ５のトルクTmg2が負にならなければならない。また、右辺の第２項が負となるには、バッテリ２１の電力Pbattが正にならなければならない。したがって、この場合には、第２モータジェネレータ５の最小トルクTmg2minと、バッテリ２１の放電側の許容電力Pbatt maxを式（６）に代入し、式（８）となる。

後進（Nmg2＜０）の場合には、Nmg1＞0なので、右辺の第１項が負となるには、第２モータジェネレータ５のトルクTmg2が正にならなければならない。また、右辺の第２項が負となるには、バッテリ２１の電力Pbattが正にならなければならない。したがって、この場合には、第２モータジェネレータ５の最大トルクTmg2maxと、バッテリ２１の放電側の許容電力Pbatt maxを式（６）に代入し、式（９）となる。

ハイブリッドＥＣＵ３２は、図３に示すように、まず、式（１）〜（３）により算出したエンジン２の上限トルクTet maxと、目標エンジントルクと、のいずれか小さい値を選択する。そして、選択した値と、式（７）〜（９）により算出したエンジン２の下限トルクTet minと、のいずれか大きい値を選択し、エンジン２へのトルク指令値とする。

以上のように構成された本実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置によるエンジントルク制御処理について、図４を参照して説明する。なお、以下に説明するエンジントルク制御処理は、ハイブリッドＥＣＵ３２が動作を開始すると開始され、予め設定された時間間隔で実行される。

まず、ハイブリッドＥＣＵ３２は、第１インバータ１９、第２インバータ２０、アクセル開度センサ４１、シフトポジションセンサ４２、車速センサ４４、駆動部状態検出センサ４５、バッテリ状態検出センサ４６などからエンジントルク制御に用いる各種信号の取り込みを行なう（ステップＳ１０１）。

次いで、ハイブリッドＥＣＵ３２は、各種信号に基づいて、エンジン２で出力すべき目標エンジントルクを算出する（ステップＳ１０２）。

次いで、ハイブリッドＥＣＵ３２は、第２モータジェネレータ５の最大トルクTmg2max及び最小トルクTmg2min、第１モータジェネレータ４の回転速度Nmg1、第２モータジェネレータ５の回転速度Nmg2、バッテリ２１の放電側許容電力Pbatt max及び充電側許容電力Pbatt minに基づき、エンジン２の上限トルクTet maxを上述の式（１）〜（３）により算出する（ステップＳ１０３）。

次いで、ハイブリッドＥＣＵ３２は、第２モータジェネレータ５の最大トルクTmg2max及び最小トルクTmg2min、第１モータジェネレータ４の回転速度Nmg1、第２モータジェネレータ５の回転速度Nmg2、バッテリ２１の放電側許容電力Pbatt max及び充電側許容電力Pbatt minに基づき、エンジン２の下限トルクTet minを上述の式（７）〜（９）により算出する（ステップＳ１０４）。

そして、ハイブリッドＥＣＵ３２は、目標エンジントルクを上限トルクTet max及び下限トルクTet minで制限して、エンジンＥＣＵ３３にトルク指令信号を送信する。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ３２は、目標エンジントルクが上限トルクTet maxより大きい場合は上限トルクTet maxをエンジントルク指令値とし、また、目標エンジントルクが下限トルクTet minより小さい場合は下限トルクTet minをエンジントルク指令値として、エンジントルク指令値を求め、エンジンＥＣＵ３３にトルク指令信号を送信する（ステップＳ１０５）。

このように、上述の第１実施形態では、バッテリ２１の放電側及び充電側の許容電力と第２モータジェネレータ５の最大トルク及び最小トルクに基づいて、上述の式（１）〜（３）によりエンジン２の上限トルクを算出し、上述の式（７）〜（９）によりエンジン２の下限トルクを算出し、目標エンジントルクを上限トルクと下限トルクで制限し、エンジン２のトルクを制御するハイブリッドＥＣＵ３２を備える。

これにより、バッテリ２１の放電側及び充電側の許容電力と第２モータジェネレータ５の最大トルク及び最小トルクに基づいて、エンジン２のトルクが制限される。このため、第２モータジェネレータ５のトルクが制限された場合でも、バッテリ２１の許容電力を守ることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。ここで、第２実施形態は上述の第１実施形態と略同様に構成されているので、同様な構成には同一の符号を付して特徴部分を説明する。

図５において、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を搭載した車両１０１は、第２遊星歯車機構９及び第３遊星歯車機構１０を有する動力伝達機構１１を備えている。

第２遊星歯車機構９は、サンギア５１と、サンギア５１に噛み合う複数のプラネタリギア５２と、複数のプラネタリギア５２に噛み合うリングギア５４とを有し、プラネタリギア５２を自転可能に支持するプラネタリキャリア５３が設けられている。

第３遊星歯車機構１０は、サンギア５５と、サンギア５５に噛み合う複数のプラネタリギア５６と、複数のプラネタリギア５６に噛み合うリングギア５８とを有し、プラネタリギア５６を自転可能に支持するプラネタリキャリア５７が設けられている。

第２遊星歯車機構９のサンギア５１は、第１モータジェネレータ４のロータ１４と一体に回転するように、ロータ軸１３に連結されている。第２遊星歯車機構９のプラネタリキャリア５３と、第３遊星歯車機構１０のサンギア５５とは、エンジン２の出力軸３に一体回転可能に連結されている。

第２遊星歯車機構９のリングギア５４は、第３遊星歯車機構１０のプラネタリギア５６にプラネタリキャリア５７を介してロータ軸１３周りに公転可能に連結されている。また、第２遊星歯車機構９のリングギア５４は、デファレンシャルギア及びその他のギアを含む出力伝達機構３１を介して駆動軸７を回転させるように形成されている。

第３遊星歯車機構１０のリングギア５８は、第２モータジェネレータ５のロータ１７と一体に回転するようにロータ軸１６に連結されている。このように、動力伝達機構１１は、エンジン２の出力軸３と、第１モータジェネレータ４のロータ軸１３と、第２モータジェネレータ５のロータ軸１６と、駆動軸７とが連結された歯車機構を構成する。

したがって、動力伝達機構１１は、エンジン２と、第１モータジェネレータ４と、第２モータジェネレータ５と、駆動軸７との間で駆動力を授受させるようになっている。例えば、動力伝達機構１１は、エンジン２と、第１モータジェネレータ４と、第２モータジェネレータ５とによって生成された動力を駆動軸７に伝達するようになっている。

このような車両１０１において、ハイブリッドＥＣＵ３２は、アクセル開度センサ４１により検出されたアクセル開度と、シフトポジションセンサ４２により検出されたシフト位置と、車速センサ４４により検出された車速などに基づいて目標駆動トルクを算出し、目標駆動トルクを駆動軸７に出力させるようにエンジン２、第１モータジェネレータ４、第２モータジェネレータ５を制御する。

ハイブリッドＥＣＵ３２は、図６に示す共線図に基づき、エンジン２、第１モータジェネレータ４、第２モータジェネレータ５の回転速度のバランスを保ちながら、目標駆動トルクを駆動軸７に出力させるように制御する。

図６の共線図において、各縦軸は、図中、左から第１モータジェネレータ４のロータ軸１３の回転速度Nmg1、エンジン２の出力軸３の回転速度すなわちエンジン回転速度Ne、駆動軸７の回転速度No、第２モータジェネレータ５のロータ軸１６の回転速度Nmg2をそれぞれ表している。

なお、共線図上では、第１モータジェネレータ４や第２モータジェネレータ５、駆動軸７の回転速度は、エンジン２の回転方向と同じ向きの回転を正としている。また、トルクは、第２遊星歯車機構９及び第３遊星歯車機構１０の回転要素を正の回転方向へ回転させる向きを正のトルクとしている。

また、図６の共線図において、横軸における各軸間の距離比は、第２遊星歯車機構９及び第３遊星歯車機構１０の各ギアの歯数の比により定まる。ここで、図６の共線図においては、第１モータジェネレータ４、エンジン２、駆動軸７、第２モータジェネレータ５の４軸のうち２軸の回転速度を調整することで、他の２軸の回転速度を制御することができる。

具体的には、共線図は、回転速度Nmg1、エンジン回転速度Ne、駆動軸回転速度No、回転速度Nmg2のうち、２つの回転速度が決まれば、他の２つの回転速度が決まる関係にある。

ハイブリッドＥＣＵ３２は、目標駆動トルクやバッテリ２１の充電状態などに基づいて、エンジン２に出力させるトルクである目標エンジントルクを算出する。

ハイブリッドＥＣＵ３２は、バッテリ２１の放電側及び充電側の許容電力と、第１モータジェネレータ４の最大トルク及び最小トルクと、第２モータジェネレータ５の最大トルク及び最小トルクと、に基づいて、エンジン２に許容される上限トルクと下限トルクを算出し、目標エンジントルクを上限トルクと下限トルクで制限し、エンジン２へのトルク指令値とする。

ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジン２の上限トルクを以下の式（１０）〜（１３）により算出する。

前進（No≧0）かつNmg1＜0の場合。
Tet max=MIN(((1+K2)×Nmg2/Nmg1+K3)×Tmg2min-(1+K2)×60/(2πNmg1)×Pbatt max, -(1+K2+K3×Nmg1/Nmg2)×Tmg1min+K3×60/(2πNmg2)×Pbatt max)...（１０）
前進（No≧0）かつNmg2＞0かつNmg1＞0の場合。
Tet max=MIN(((1+K2)×Nmg2/Nmg1+K3)×Tmg2max-(1+K2)×60/(2πNmg1)×Pbatt min, -(1+K2+K3×Nmg1/Nmg2)×Tmg1min+K3×60/(2πNmg2)×Pbatt max)...（１１）
前進（No≧0）かつNmg2＜0かつNmg1＞0の場合。
Tet max=MIN(((1+K2)×Nmg2/Nmg1+K3)×Tmg2max-(1+K2)×60/(2πNmg1)×Pbatt min, -(1+K2+K3×Nmg1/Nmg2)×Tmg1max+K3×60/(2πNmg2)×Pbatt min)...（１２）
後進（No＜0）の場合。
Tet max=MIN(((1+K2)×Nmg2/Nmg1+K3)×Tmg2min-(1+K2)×60/(2πNmg1)×Pbatt min, -(1+K2+K3×Nmg1/Nmg2)×Tmg1min+K3×60/(2πNmg2)×Pbatt min)...（１３）
それぞれの場合の回転速度の関係を、図６の共線図に示す。

ここで、Tet maxは、エンジン２の上限トルク[Nm]である。Tmg1maxは、第１モータジェネレータ４の最大トルク[Nm]であり、正の値をとる。Tmg1minは、第１モータジェネレータ４の最小トルク[Nm]であり、負の値をとる。Tmg2maxは、第２モータジェネレータ５の最大トルク[Nm]であり、正の値をとる。Tmg2minは、第２モータジェネレータ５の最小トルク[Nm]であり、負の値をとる。Nmg1は、第１モータジェネレータ４のロータ軸１３の回転速度[rpm]である。Nmg2は、第２モータジェネレータ５のロータ軸１６の回転速度[rpm]である。Pbatt maxは、バッテリ２１の放電側許容電力[W]である。Pbatt minは、バッテリ２１の充電側許容電力[W]である。K2は、共線図のレバー比で、第２遊星歯車機構９のリングギア歯数Zr1とサンギア歯数Zs1の比、Zr1/Zs1である。K3は、共線図のレバー比で、第３遊星歯車機構１０のサンギア歯数Zs2とリングギア歯数Zr2の比、Zs2/Zr2である。MIN(X,Y)は、XとYのいずれか小さい方を選択するという意味である。

また、Nmg1=0近傍の場合、式（１０）〜（１３）の前半部分((1+K2)×Nmg2/Nmg1+K3)×Tmg2***-(1+K2)×60/(2πNmg1)×Pbatt ***は大きな値となり無限大に近づく。これは、エンジン２の出力トルクを制限する必要がないことを意味しているため、Nmg1=0の場合については特に言及しない。

また、Nmg2=0近傍の場合、式（１０）〜（１３）の後半部分-(1+K2+K3×Nmg1/Nmg2)×Tmg1***+K3×60/(2πNmg2)×Pbatt ***は大きな値となり無限大に近づく。これは、エンジン２の出力トルクを制限する必要がないことを意味しているため、Nmg2=0の場合についても特に言及しない。

これらの計算式について説明する。
図６の共線図上で駆動軸７を支点としたトルクのバランス式は式（１４）のようになる。
(1+K2)×Tmg1+Te=K3×Tmg2...（１４）
ここで、Tmg1は、第１モータジェネレータ４のトルク[Nm]、Tmg2は、第２モータジェネレータ５のトルク[Nm]、Teは、エンジン２のトルク[Nm]を表す。

また、第１モータジェネレータ４と第２モータジェネレータ５の電力の合計が、バッテリ２１の入出力に等しいことから式（１５）が成り立つ。
(Nmg1×Tmg1+Nmg2×Tmg2)×2π/60=Pbatt...（１５）
ここで、Pbattは、バッテリ２１の電力を表す。

式（１４）と（１５）から、エンジントルクTeを第２モータジェネレータ５のトルクTmg2とバッテリ２１の電力Pbattで表すように変形すると以下の式（１６）が導き出せる。
Te=((1+K2)×Nmg2/Nmg1+K3)×Tmg2-(1+K2)×60/(2πNmg1)×Pbatt...（１６）
一方、駆動軸７の回転速度Noを第１モータジェネレータ４の回転速度Nmg1と第２モータジェネレータ５の回転速度Nmg2で表すと、式（１７）のようになる。
No=((1+K2)×Nmg2+K3×Nmg1)/(1+K2+K3)...（１７）
また、式（１６）を変形すると、式（１８）のようになる。
Te=((1+K2)×Nmg2+K3×Nmg1)/Nmg1×Tmg2-(1+K2)×60/(2πNmg1)×Pbatt...（１８）

したがって、式（１８）の((1+K2)×Nmg2+K3×Nmg1)の部分は、式（１７）から、駆動軸７の回転速度Noと正負が同じなので、式（１６）の右辺第１項は、駆動軸７の回転速度Noの正負と第１モータジェネレータ４の回転速度Nmg1の正負と第２モータジェネレータ５のトルクTmg2の正負によって正負が定まる。式（１６）の右辺第２項は、第１モータジェネレータ４の回転速度Nmg1の正負とバッテリ２１の電力Pbattの正負により正負が定まる。すなわち、エンジン２のトルクTeを表す式（１６）の値が最大となるのは、式（１６）の右辺の第１項と第２項が共に正の場合となる。

このため、前進(No≧0)かつNmg1＜0の場合には、式（１６）の右辺の第１項が正となるには、第２モータジェネレータ５のトルクTmg2が負にならなければならない。また、式（１６）の右辺の第２項が正となるには、バッテリ２１の電力Pbattが正とならなければならない。したがって、この場合には、第２モータジェネレータ５の最小トルクTmg2minとバッテリ２１の放電側の許容電力Pbatt maxを式（１６）に代入し、式（１０）の前半部分となる。

前進(No≧0)かつNmg1＞0の場合には、式（１６）の右辺の第１項が正となるには、第２モータジェネレータ５のトルクTmg2が正にならなければならない。また、式（１６）の右辺の第２項が正となるには、バッテリ２１の電力Pbattが負とならなければならない。したがって、この場合には、第２モータジェネレータ５の最大トルクTmg2maxとバッテリ２１の充電側の許容電力Pbatt minを式（１６）に代入し、式（１１）及び式（１２）の前半部分となる。

後進（No＜0）の場合には、Nmg1＞0なので、式（１６）の右辺の第１項が正となるには、第２モータジェネレータ５のトルクTmg2が負にならなければならない。また、式（１６）の右辺の第２項が正となるには、バッテリ２１の電力Pbattが負とならなければならない。したがって、この場合には、第２モータジェネレータ５の最小トルクTmg2minとバッテリ２１の充電側の許容電力Pbatt minを式（１６）に代入し、式（１３）の前半部分となる。

また、式（１４）と（１５）から、エンジントルクTeを第１モータジェネレータ４のトルクTmg1とバッテリ２１の電力Pbattで表すように変形すると以下の式（１９）が導き出せる。
Te=-(1+K2+K3×Nmg1/Nmg2)×Tmg1+K3×60/(2πNmg2)×Pbatt...（１９）
さらに変形すると、式（２０）のようになる。
Te=-((1+K2)×Nmg2+K3×Nmg1)/Nmg2×Tmg1+K3×60/(2πNmg2)×Pbatt...（２０）

したがって、式（２０）の((1+K2)×Nmg2+K3×Nmg1) の部分は、式（１７）から、駆動軸７の回転速度Noと正負が同じなので、式（１９）の右辺第１項は、駆動軸７の回転速度Noの正負と第２モータジェネレータ５の回転速度Nmg2の正負と第１モータジェネレータ４のトルクTmg1の正負によって正負が定まる。式（１９）の右辺第２項は、第２モータジェネレータ５の回転速度Nmg2の正負とバッテリ２１の電力Pbattの正負により正負が定まる。すなわち、エンジン２のトルクTeを表す式（１９）の値が最大となるのは、式（１９）の右辺の第１項と第２項が共に正の場合となる。

このため、前進(No≧0)かつNmg2＞0の場合には、式（１９）の右辺の第１項が正となるには、第１モータジェネレータ４のトルクTmg1が負にならなければならない。また、式（１９）の右辺の第２項が正となるには、バッテリ２１の電力Pbattが正とならなければならない。したがって、この場合には、第１モータジェネレータ４の最小トルクTmg1minとバッテリ２１の放電側の許容電力Pbatt maxを式（１９）に代入し、式（１０）及び式（１１）の後半部分となる。

前進(No≧0)かつNmg2＜0の場合には、式（１９）の右辺の第１項が正となるには、第１モータジェネレータ４のトルクTmg1が正にならなければならない。また、式（１９）の右辺の第２項が正となるには、バッテリ２１の電力Pbattが負とならなければならない。したがって、この場合には、第１モータジェネレータ４の最大トルクTmg1maxとバッテリ２１の充電側の許容電力Pbatt minを式（１９）に代入し、式（１２）の後半部分となる。

後進（No＜0）の場合には、Nmg2＜0なので、式（１９）の右辺の第１項が正となるには、第１モータジェネレータ４のトルクTmg1が負にならなければならない。また、式（１９）の右辺の第２項が正となるには、バッテリ２１の電力Pbattが負とならなければならない。したがって、この場合には、第１モータジェネレータ４の最小トルクTmg1minとバッテリ２１の充電側の許容電力Pbatt minを式（１９）に代入し、式（１３）の後半部分となる。

そして、ハイブリッドＥＣＵ３２は、第２モータジェネレータ５のトルク制限値とバッテリ２１の許容電力により定まる値（式（１０）〜（１３）の前半部分）と、第１モータジェネレータ４のトルク制限値とバッテリ２１の許容電力により定まる値（式（１０）〜（１３）の後半部分）のうち小さい方をエンジン２の上限トルクとする。

また、ハイブリッドＥＣＵ３２は、エンジン２の下限トルクを以下の式（２１）〜（２４）により算出する。

前進（No≧0）かつNmg1＜0の場合。
Tet min=MAX(((1+K2)×Nmg2/Nmg1+K3)×Tmg2max-(1+K2)×60/(2πNmg1)×Pbatt min, -(1+K2+K3×Nmg1/Nmg2)×Tmg1max+K3×60/(2πNmg2)×Pbatt min)...（２１）
前進（No≧0）かつNmg2＞0かつNmg1＞0の場合。
Tet min=MAX(((1+K2)×Nmg2/Nmg1+K3)×Tmg2min-(1+K2)×60/(2πNmg1)×Pbatt max, -(1+K2+K3×Nmg1/Nmg2)×Tmg1max+K3×60/(2πNmg2)×Pbatt min)...（２２）
前進（No≧0）かつNmg2＜0かつNmg1＞0の場合。
Tet min=MAX(((1+K2)×Nmg2/Nmg1+K3)×Tmg2min-(1+K2)×60/(2πNmg1)×Pbatt max, -(1+K2+K3×Nmg1/Nmg2)×Tmg1min+K3×60/(2πNmg2)×Pbatt max)...（２３）
後進（No＜0）の場合。
Tet min=MAX(((1+K2)×Nmg2/Nmg1+K3)×Tmg2max-(1+K2)×60/(2πNmg1)×Pbatt max, -(1+K2+K3×Nmg1/Nmg2)×Tmg1max+K3×60/(2πNmg2)×Pbatt max)...（２４）
ここで、Tet minは、エンジン２の下限トルク[Nm]である。MAX(X,Y)は、XとYのいずれか大きい方を選択するという意味である。

エンジン２のトルクTeを表す式（１６）の値が最小となるのは、式（１６）の右辺の第１項と第２項が共に負の場合となる。

このため、前進(No≧0)かつNmg1＜0の場合には、式（１６）の右辺の第１項が負となるには、第２モータジェネレータ５のトルクTmg2が正にならなければならない。また、式（１６）の右辺の第２項が負となるには、バッテリ２１の電力Pbattが負とならなければならない。したがって、この場合には、第２モータジェネレータ５の最大トルクTmg2maxとバッテリ２１の充電側の許容電力Pbatt minを式（１６）に代入し、式（２１）の前半部分となる。

前進(No≧0)かつNmg1＞0の場合には、式（１６）の右辺の第１項が負となるには、第２モータジェネレータ５のトルクTmg2が負にならなければならない。また、式（１６）の右辺の第２項が負となるには、バッテリ２１の電力Pbattが正とならなければならない。したがって、この場合には、第２モータジェネレータ５の最小トルクTmg2minとバッテリ２１の放電側の許容電力Pbatt maxを式（１６）に代入し、式（２２）及び式（２３）の前半部分となる。

後進（No＜0）の場合には、Nmg1＞0なので、式（１６）の右辺の第１項が負となるには、第２モータジェネレータ５のトルクTmg2が正にならなければならない。また、式（１６）の右辺の第２項が負となるには、バッテリ２１の電力Pbattが正とならなければならない。したがって、この場合には、第２モータジェネレータ５の最大トルクTmg2maxとバッテリ２１の放電側の許容電力Pbatt maxを式（１６）に代入し、式（２４）の前半部分となる。

また、エンジン２のトルクTeを表す式（１９）の値が最小となるのは、式（１９）の右辺の第１項と第２項が共に負の場合となる。

このため、前進(No≧0)かつNmg2＞0の場合には、式（１９）の右辺の第１項が負となるには、第１モータジェネレータ４のトルクTmg1が正にならなければならない。また、式（１９）の右辺の第２項が負となるには、バッテリ２１の電力Pbattが負とならなければならない。したがって、この場合には、第１モータジェネレータ４の最大トルクTmg1maxとバッテリ２１の充電側の許容電力Pbatt minを式（１９）に代入し、式（２１）及び式（２２）の後半部分となる。

前進(No≧0)かつNmg2＜0の場合には、式（１９）の右辺の第１項が負となるには、第１モータジェネレータ４のトルクTmg1が負にならなければならない。また、式（１９）の右辺の第２項が負となるには、バッテリ２１の電力Pbattが正とならなければならない。したがって、この場合には、第１モータジェネレータ４の最小トルクTmg1minとバッテリ２１の放電側の許容電力Pbatt maxを式（１９）に代入し、式（２３）の後半部分となる。このとき、駆動軸７は、正の回転方向へ回転している。

後進（No＜0）の場合には、Nmg2＜0なので、式（１９）の右辺の第１項が負となるには、第１モータジェネレータ４のトルクTmg1が正にならなければならない。また、式（１９）の右辺の第２項が負となるには、バッテリ２１の電力Pbattが正とならなければならない。したがって、この場合には、第１モータジェネレータ４の最大トルクTmg1maxとバッテリ２１の放電側の許容電力Pbatt maxを式（１９）に代入し、式（２４）の後半部分となる。

そして、ハイブリッドＥＣＵ３２は、第２モータジェネレータ５のトルク制限値とバッテリ２１の許容電力により定まる値（式（２１）〜（２４）の前半部分）と、第１モータジェネレータ４のトルク制限値とバッテリ２１の許容電力により定まる値（式（２１）〜（２４）の後半部分）のうち大きい方をエンジン２の下限トルクとする。

ハイブリッドＥＣＵ３２は、図７に示すように、まず、式（１０）〜（１３）により算出したエンジン２の上限トルクTet maxと、目標エンジントルクと、のいずれか小さい値を選択する。そして、選択した値と、式（２１）〜（２４）により算出したエンジン２の下限トルクTet minと、のいずれか大きい値を選択し、エンジン２へのトルク指令値とする。

以上のように構成された第２実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置によるエンジントルク制御処理について、図８を参照して説明する。なお、以下に説明するエンジントルク制御処理は、ハイブリッドＥＣＵ３２が動作を開始すると開始され、予め設定された時間間隔で実行される。

まず、ハイブリッドＥＣＵ３２は、第１インバータ１９、第２インバータ２０、アクセル開度センサ４１、シフトポジションセンサ４２、車速センサ４４、駆動部状態検出センサ４５、バッテリ状態検出センサ４６などからエンジントルク制御に用いる各種信号の取り込みを行なう（ステップＳ２０１）。

次いで、ハイブリッドＥＣＵ３２は、各種信号に基づいて、エンジン２で出力すべき目標エンジントルクを算出する（ステップＳ２０２）。

次いで、ハイブリッドＥＣＵ３２は、第１モータジェネレータ４の最大トルクTmg1max及び最小トルクTmg1min、第２モータジェネレータ５の最大トルクTmg2max及び最小トルクTmg2min、第１モータジェネレータ４の回転速度Nmg1、第２モータジェネレータ５の回転速度Nmg2、バッテリ２１の放電側許容電力Pbatt max及び充電側許容電力Pbatt minに基づき、エンジン２の上限トルクTet maxを上述の式（１０）〜（１３）により算出する（ステップＳ２０３）。

次いで、ハイブリッドＥＣＵ３２は、第１モータジェネレータ４の最大トルクTmg1max及び最小トルクTmg1min、第２モータジェネレータ５の最大トルクTmg2max及び最小トルクTmg2min、第１モータジェネレータ４の回転速度Nmg1、第２モータジェネレータ５の回転速度Nmg2、バッテリ２１の放電側許容電力Pbatt max及び充電側許容電力Pbatt minに基づき、エンジン２の下限トルクTet minを上述の式（２１）〜（２４）により算出する（ステップＳ２０４）。

そして、ハイブリッドＥＣＵ３２は、目標エンジントルクを上限トルクTet max及び下限トルクTet minで制限して、エンジンＥＣＵ３３にトルク指令信号を送信する。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ３２は、目標エンジントルクが上限トルクTet maxより大きい場合は上限トルクTet maxをエンジントルク指令値とし、また、目標エンジントルクが下限トルクTet minより小さい場合は下限トルクTet minをエンジントルク指令値として、エンジントルク指令値を求め、エンジンＥＣＵ３３にトルク指令信号を送信する（ステップＳ２０５）。

このように、上述の第２実施形態では、バッテリ２１の放電側及び充電側の許容電力と、第１モータジェネレータ４の最大トルク及び最小トルクと、第２モータジェネレータ５の最大トルク及び最小トルクと、に基づいて、上述の式（１０）〜（１３）によりエンジン２の上限トルクを算出し、上述の式（２１）〜（２４）によりエンジン２の下限トルクを算出し、目標エンジントルクを上限トルクと下限トルクで制限し、エンジン２のトルクを制御するハイブリッドＥＣＵ３２を備える。

これにより、バッテリ２１の放電側及び充電側の許容電力と第１モータジェネレータ４の最大トルク及び最小トルクと第２モータジェネレータ５の最大トルク及び最小トルクに基づいて、エンジン２のトルクが制限される。このため、第１モータジェネレータ４や第２モータジェネレータ５のトルクが制限された場合でも、バッテリ２１の許容電力を守ることができる。

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

２ エンジン
３ 出力軸
４ 第１モータジェネレータ（第１電動機）
５ 第２モータジェネレータ（第２電動機）
７ 駆動軸
８ 第１遊星歯車機構（動力伝達機構）
９ 第２遊星歯車機構
１０ 第３遊星歯車機構
１１ 動力伝達機構
１３ ロータ軸（回転軸）
１６ ロータ軸（回転軸）
２１ バッテリ
３２ ハイブリッドＥＣＵ（制御部）
３３ エンジンＥＣＵ
３４ バッテリＥＣＵ
４５ 駆動部状態検出センサ
４６ バッテリ状態検出センサ

Claims (5)

1. 内燃機関の出力軸と第１電動機の回転軸と第２電動機の回転軸と駆動輪に動力を伝達可能な駆動軸とが連結され、前記駆動軸と前記第２電動機の回転軸とが接続された動力伝達機構と、前記第１電動機及び第２電動機へ電力を供給するバッテリと、を有するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
   前記第２電動機及び前記第１電動機の回転方向と、前記第２電動機の最大トルク及び最小トルクと、前記バッテリの放電側許容電力及び充電側許容電力と、に基づき前記内燃機関の上限トルク及び下限トルクを算出し、
   前記内燃機関の目標トルクが前記上限トルクより大きい場合、前記上限トルクに基づいて前記内燃機関の駆動を制御し、前記内燃機関の目標トルクが前記下限トルクより小さい場合、前記下限トルクに基づいて前記内燃機関の駆動を制御する制御部を備えるハイブリッド車両の駆動制御装置。
2. 前記制御部は、前記第２電動機の回転軸が正回転、かつ、前記第１電動機の回転軸が負回転の場合、前記第２電動機の最小トルクと前記バッテリの放電側許容電力とに基づいて前記内燃機関の上限トルクを算出し、前記第２電動機の最大トルクと前記バッテリの充電側許容電力とに基づいて前記内燃機関の下限トルクを算出し、
   前記第２電動機の回転軸が正回転、かつ、前記第１電動機の回転軸が正回転の場合、前記第２電動機の最大トルクと前記バッテリの充電側許容電力とに基づいて前記内燃機関の上限トルクを算出し、前記第２電動機の最小トルクと前記バッテリの放電側許容電力とに基づいて前記内燃機関の下限トルクを算出し、
   前記第２電動機の回転軸が負回転の場合、前記第２電動機の最小トルクと前記バッテリの充電側許容電力とに基づいて前記内燃機関の上限トルクを算出し、前記第２電動機の最大トルクと前記バッテリの放電側許容電力とに基づいて前記内燃機関の下限トルクを算出する請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
3. 内燃機関の出力軸と第１電動機の回転軸と第２電動機の回転軸と駆動輪に動力を伝達可能な駆動軸とが連結された動力伝達機構と、前記第１電動機及び第２電動機へ電力を供給するバッテリと、を有するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
   前記第２電動機及び前記第１電動機の回転方向と、前記第１電動機の最大トルク及び最小トルクと、前記第２電動機の最大トルク及び最小トルクと、前記バッテリの放電側許容電力及び充電側許容電力と、に基づき前記内燃機関の上限トルク及び下限トルクを算出し、
   前記内燃機関の目標トルクが前記上限トルクより大きい場合、前記上限トルクに基づいて前記内燃機関の駆動を制御し、前記内燃機関の目標トルクが前記下限トルクより小さい場合、前記下限トルクに基づいて前記内燃機関の駆動を制御する制御部を備えるハイブリッド車両の駆動制御装置。
4. 前記制御部は、前記第１電動機の回転軸が負回転の場合、前記第２電動機の最小トルクと前記バッテリの放電側許容電力とに基づいて算出されるトルクと、前記第１電動機の最小トルクと前記バッテリの放電側許容電力とに基づいて算出されるトルクとの小さい方を前記内燃機関の上限トルクとして算出し、前記第２電動機の最大トルクと前記バッテリの充電側許容電力とに基づいて算出されるトルクと、前記第１電動機の最大トルクと前記バッテリの充電側許容電力とに基づいて算出されるトルクとの大きい方を前記内燃機関の下限トルクとして算出し、
   前記第１電動機の回転軸が正回転、かつ、前記第２電動機の回転軸が正回転の場合、前記第２電動機の最大トルクと前記バッテリの充電側許容電力とに基づいて算出されるトルクと、前記第１電動機の最小トルクと前記バッテリの放電側許容電力とに基づいて算出されるトルクとの小さい方を前記内燃機関の上限トルクとして算出し、前記第２電動機の最小トルクと前記バッテリの放電側許容電力とに基づいて算出されるトルクと、前記第１電動機の最大トルクと前記バッテリの充電側許容電力とに基づいて算出されるトルクとの大きい方を前記内燃機関の下限トルクとして算出し、
   前記第１電動機の回転軸が正回転、かつ、前記第２電動機の回転軸が負回転の場合、前記第２電動機の最大トルクと前記バッテリの充電側許容電力とに基づいて算出されるトルクと、前記第１電動機の最大トルクと前記バッテリの充電側許容電力とに基づいて算出されるトルクとの小さい方を前記内燃機関の上限トルクとして算出し、前記第２電動機の最小トルクと前記バッテリの放電側許容電力とに基づいて算出されるトルクと、前記第１電動機の最小トルクと前記バッテリの放電側許容電力とに基づいて算出されるトルクとの大きい方を前記内燃機関の下限トルクとして算出し、
   前記駆動軸が負回転の場合、前記第２電動機の最小トルクと前記バッテリの充電側許容電力とに基づいて算出されるトルクと、前記第１電動機の最小トルクと前記バッテリの充電側許容電力とに基づいて算出されるトルクとの小さい方を前記内燃機関の上限トルクとして算出し、前記第２電動機の最大トルクと前記バッテリの放電側許容電力とに基づいて算出されるトルクと、前記第１電動機の最大トルクと前記バッテリの放電側許容電力とに基づいて算出されるトルクとの大きい方を前記内燃機関の下限トルクとして算出する請求項３に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
5. 前記制御部は、前記内燃機関の目標トルクが前記上限トルク以下、かつ、前記下限トルク以上の場合、前記目標トルクに基づいて前記内燃機関の駆動を制御する請求項１から４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。

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