WO2012104922A1 - ハイブリッド車両の駆動制御装置及びハイブリッド車両 - Google Patents

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雅章 田川
伊藤　芳輝
正和 齋藤
仁 大熊
幸弘 細江
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スズキ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a drive control apparatus and a hybrid vehicle for a hybrid vehicle including an engine and a motor as power sources, and is particularly suitable for controlling a plurality of power sources in order to output a target drive torque. .
  • Patent Document 1 As a hybrid vehicle equipped with a motor as a power source in addition to the engine, there is one described in Patent Document 1 below, for example.
  • the target engine rotational speed and the target engine torque which are target values of the engine rotational speed and the engine torque
  • the efficient target engine operating points are continuously displayed.
  • the target operation line is mapped, and the engine is operated at the target engine rotational speed and the target engine torque on the target operation line to improve fuel efficiency.
  • the present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and provides an efficient hybrid vehicle drive control device and hybrid vehicle while preventing and suppressing rapid or frequent changes in engine speed. It is for the purpose.
  • an embodiment of the present invention provides a drive control device for a hybrid vehicle that drives a vehicle using an output of an engine and an output of a motor supplied with electric power from a battery.
  • a drive control unit that controls the state, and the drive control unit limits a change amount of the target engine rotation speed by a predetermined change amount when changing the target engine rotation speed, and then sets the target operation line to a preset target operation line.
  • An engine control unit configured to set a target engine torque in accordance with a target engine rotation speed based on the change amount based on the target engine speed;
  • the drive control unit includes a target engine power setting unit that calculates a target engine power from a target drive power required for the vehicle, and the engine control unit is on the target operation line according to the target engine power.
  • the target engine operating point consisting of the target engine rotational speed and the target engine torque
  • the target engine operating point is different from the previously obtained target engine operating point
  • the amount of change in the target engine rotational speed is limited by a predetermined amount of change.
  • the target engine torque is reset according to the target engine speed that limits the amount of change from the target operation line.
  • a power split and synthesis mechanism having four shafts by connecting the respective rotating elements of the two planetary gear mechanisms is connected, and the motor and the other motor are connected to a battery, and in order from one to the other on the alignment chart
  • the other motor, the engine, a drive shaft connected to a drive wheel, and each of the four shafts of the power split and synthesis mechanism to be the motor are the another motor, the engine, the drive shaft, Connected to each of the motors, the drive control unit controls the operating state of the engine according to the target engine power, and the motor according to a target charge / discharge power obtained by subtracting the target engine power from the target drive power. Controls the operating state of another motor.
  • the change amount of the target engine rotation speed is limited by a predetermined change amount and set in advance.
  • a target engine torque is set in accordance with the target engine speed with the amount of change limited based on the target operation line. Therefore, it is possible to ensure good efficiency while suppressing and preventing sudden or frequent changes in the engine speed.
  • the target engine power is calculated from the target drive power required for the vehicle, and the target engine operating point consisting of the target engine rotational speed and the target engine torque is determined on the target operating line corresponding to the target engine power. Then, when the calculated target engine operating point is different from the previously determined target engine operating point, the target engine rotational speed is limited by a predetermined amount of change, and the target engine rotational speed is limited from the same target operating line. Reset the target engine torque according to. Accordingly, it is possible to secure the target engine power and thus the target drive power while preventing and suppressing a rapid or frequent change in the engine speed and ensuring good efficiency.
  • the rotating elements of the two planetary gear mechanisms are connected to form a power split and synthesis mechanism having four axes.
  • the motor and another motor are connected to the battery.
  • another motor, engine, drive shaft connected to the motor, the drive shaft connected to the drive wheel, and the four shafts of the power split and synthesis mechanism so that it becomes another motor, engine, drive Connect to shaft and motor.
  • the operating state of the engine is controlled according to the target engine power
  • the operating states of the motor and another motor are controlled according to the target charge / discharge power obtained by subtracting the target engine power from the target drive power. Therefore, it is possible to provide a hybrid system that has a simple configuration, is compact, has little loss, and has high fuel efficiency.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of a drive control apparatus for a hybrid vehicle of the present invention.
  • FIG. 2 is a collinear diagram in the power split and synthesis mechanism of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a collinear diagram in the power split and synthesis mechanism of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a collinear diagram in the power split and synthesis mechanism of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a collinear diagram in the power split and synthesis mechanism of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a collinear diagram in the power split and synthesis mechanism of FIG. 1. It is an engine characteristic view for explaining an operating point and an operating line.
  • FIG. 2 is a collinear diagram in the power split and synthesis mechanism of FIG. 1. It is explanatory drawing which shows the relationship between an engine speed and efficiency.
  • FIG. 2 is a collinear diagram in the power split and synthesis mechanism of FIG. 1. It is an engine characteristic diagram as a control map for operation line search. It is a flowchart of the arithmetic processing performed with the drive control controller of FIG. 13 is a control map used in the arithmetic processing of FIG. 13 is a control map used in the arithmetic processing of FIG. It is a flowchart of the arithmetic processing performed with the drive control controller of FIG. It is a flowchart of the arithmetic processing performed with the drive control controller of FIG.
  • FIG. 16 is an engine characteristic diagram for explaining the operation of the arithmetic processing of FIG. 15.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram of a drive control apparatus for a hybrid vehicle according to the present embodiment.
  • the hybrid vehicle according to the present embodiment can generate a driving force (powering) by electric energy, and can generate electric energy by regeneration, in the driving system.
  • a first planetary gear mechanism 8 and a second planetary gear mechanism 9 as a power splitting and synthesizing mechanism that synthesizes and divides the force and road surface reaction force input from the drive wheel 6; And an output transmission mechanism 31 to be coupled.
  • the engine 2 includes an air amount adjusting unit 10 such as a throttle valve that adjusts an air intake state in accordance with a depression amount of an accelerator pedal (not shown), and a combustion injection valve that adjusts a fuel supply state in accordance with the air intake state.
  • a fuel supply unit 11 and an ignition unit 12 such as an ignition device for adjusting the ignition state of the fuel are provided. Therefore, the combustion state of the fuel in the engine 2 is controlled by controlling the air intake state by the air amount adjustment unit 10, the fuel supply state by the fuel supply unit 11, and the ignition state by the ignition unit 12.
  • the driving force specifically, the rotational speed and the driving torque (hereinafter also referred to as engine rotational speed and engine torque) can be controlled.
  • the engine output shaft 3 of the engine 2 is provided with a one-way clutch 1 as an engine rotation restricting mechanism that allows only rotation in one direction and restricts rotation in the opposite direction.
  • the first motor generator 4 includes a first rotor shaft 13, a first rotor 14, and a first stator 15.
  • the second motor generator 5 includes a second rotor shaft 16, a second rotor 17, and a second stator 18.
  • the first stator 15 of the first motor generator 4 is connected to the first inverter 19, and the second stator 18 of the second motor generator 5 is connected to the second inverter 20.
  • the first inverter 19 and the second inverter 20 are connected to the battery 21. Therefore, the first and second inverters 19 and 20 control the electric energy from the battery 21 to the first and second stators 15 and 18, specifically, for example, by controlling the field current, the first motor generator.
  • each of the first motor generator 4 and the second motor generator 5 can be controlled, specifically the rotational speed and the driving torque (hereinafter also referred to as the motor generator rotational speed and the motor generator torque, respectively). Further, each of the first motor generator 4 and the second motor generator 5 can generate electric power by regeneration when the rotation direction and the torque direction are opposite to each other, and can also charge the battery 21 with the generated energy. .
  • the first planetary gear mechanism 8 includes a first sun gear 22, a first carrier 24 that supports the first planetary gear 23, and a first ring gear 25.
  • the second planetary gear mechanism 9 includes a second sun gear 26, a second carrier 28 that supports the second planetary gear 27, and a second ring gear 29.
  • the engine 2, the first motor generator 4, the second motor generator 5, the first planetary gear mechanism 8, and the second planetary gear mechanism 9 are all arranged on the same axis. Then, the first carrier 24 of the first planetary gear mechanism 8 and the second sun gear 26 of the second planetary gear mechanism 9 are coupled and connected to the engine output shaft 3 of the engine 2.
  • first sun gear 22 of the first planetary gear mechanism 8 is connected to the first rotor shaft 13 of the first motor generator 4.
  • the second ring gear 29 of the second planetary gear mechanism 9 is connected to the second rotor shaft 16 of the second motor generator 5.
  • the first ring gear 25 of the first planetary gear mechanism 8 and the second carrier 28 of the second planetary gear mechanism 9 are coupled and connected to the drive shaft 7 of the drive wheel 6.
  • the connection to the drive shaft 7 is performed by connecting the output shaft 30 such as a gear provided on the outer periphery of the first ring gear 25 of the first planetary gear mechanism 8 and the drive shaft 7 by the output transmission mechanism 31.
  • the rotation elements of the first planetary gear mechanism 8 and the second planetary gear mechanism 9 are directly connected without any transmission gears or transmission gears, and each rotation element and the first motor generator are connected.
  • the connection between the second motor generator 5 and the engine 2 is the same.
  • An air amount adjusting unit 10 that adjusts an air intake state to the engine 2, a fuel supply unit 11 that adjusts a fuel supply state, an ignition unit 12 that adjusts an ignition state of fuel, and a first stator 15 of the first motor generator 4.
  • the first inverter 19 that controls the electrical energy to the second inverter 20 and the second inverter 20 that controls the electrical energy to the second stator 18 of the second motor generator 5 are connected to a drive controller (drive controller) 32.
  • the drive controller 32 includes a target drive torque setting unit 37 for setting a drive torque necessary for the vehicle, a target drive power setting unit 38 for setting a target drive power necessary for obtaining the drive torque while maintaining the traveling speed, and a battery.
  • the drive control controller 32 is configured by an arithmetic processing device such as a microcomputer, and the setting unit and the control unit are constructed by arithmetic processing performed by the drive control controller 32.
  • the vehicle includes an accelerator opening sensor 33 that detects an accelerator pedal operation amount as an accelerator opening Acc, a traveling speed sensor 34 that detects a traveling speed Vc of the vehicle, and an engine that detects the rotational speed of the engine 2 as an engine rotational speed Neng.
  • a rotation speed sensor 35 and a battery charge state sensor 36 for detecting a charge state amount SOC of the battery 21 are provided.
  • the drive controller 32 reads detection signals from these sensors, and controls the air amount adjusting unit 10, the fuel supply unit 11, the ignition unit 12, the first inverter 19, and the second inverter 20 according to arithmetic processing described later. Thus, the operating states of the engine 2, the first motor generator 4, and the second motor generator 5 are controlled.
  • the first carrier 24 of the first planetary gear mechanism 8 and the second sun gear 26 of the second planetary gear mechanism 9 are directly connected to each other.
  • the first ring gear 25 and the second carrier 28 of the second planetary gear mechanism 9 are directly connected. Therefore, the first carrier 24 and the second sun gear 26 on the collinear diagram of the two planetary gear mechanisms 8 and 9 rotate at the same speed, and the first ring gear 25 and the second carrier 28 also rotate at the same speed. Therefore, when the collinear charts of the two planetary gear mechanisms 8 and 9 are superimposed, as shown in FIG.
  • the value is obtained by dividing the number by the number of teeth of the first sun gear 22, and the value obtained by dividing the number of teeth of the second sun gear 26 of the second planetary gear mechanism 9 by the number of teeth of the second ring gear 29 between the OUT shaft and the MG2 shaft. k2.
  • the collinear diagram by this power split and synthesis mechanism is equivalent to that described in Japanese Patent No. 3852562 previously proposed by the present applicant.
  • the power splitting and synthesizing mechanism is characterized in that the first motor generator 4 and the second motor generator 5 are located on the left and right shafts of the four shafts. Then, by positioning the motor generators 4 and 5 at both ends of the four shafts in this way, as described in the above-mentioned patent gazette, there are problems such as an increase in the number of parts, an increase in the size of the device, an increase in mechanical loss, and the like. As will be described later, it is possible to reduce the amount of power transferred in a normal use range with a high gear ratio without incurring profits, thereby improving fuel efficiency.
  • the rotational speed and torque of the engine 2 the traveling speed of the vehicle, the rotational speed and torque of the first motor generator 4 and the second motor generator 5 will be described with reference to several nomographs.
  • the first motor generator torque on the first rotor shaft 13 of the first motor generator 4 is Tmg1
  • the second motor generator torque on the second rotor shaft 16 of the second motor generator 5 is Tmg2
  • the engine output of the engine 2 is shown.
  • the engine torque in the shaft 3 is Teng
  • the driving torque in the output unit 30, that is, the driving torque to the driving shaft 7 is Tout.
  • the rotational speed is defined as the positive direction of the rotation direction of the engine 2
  • the torque input to the four axes is defined as the positive direction in which the torque having the same direction as the engine torque Teng is input. Accordingly, when the driving torque Tout in the output unit 30 is positive, the torque for driving the vehicle rearward is output, and when the driving torque Tout is negative, the torque for driving the vehicle forward is present. The status is being output. In the following description, it is assumed that there is no mechanical, electrical, or physical loss.
  • FIG. 2 shows a low-speed traveling state where the traveling speed Vc of the vehicle is relatively low, and the engine 2 rotates forward and outputs a positive engine torque Teng.
  • the first motor generator 4 is rotating forward at high speed, but the first motor generator torque Tmg1 is zero.
  • Second motor generator 5 generates positive first motor generator torque Tmg2, but does not consume power (does not perform power running) because second motor generator rotational speed Nmg2 is zero.
  • the ratio between the engine rotational speed Neng of the engine 2 and the rotational speed of the output unit 30, that is, the traveling speed Vc, that is, the so-called gear ratio is (1 + k2) / k2, and since the gear ratio is greater than 1, the low gear ratio state It can be said that there is.
  • FIG. 3 shows a high-speed traveling state in which the traveling speed Vc of the vehicle is relatively high, and the engine 2 rotates forward and outputs a positive engine torque Teng.
  • the first motor generator 4 generates a negative first motor generator torque Tmg1, but does not generate power (does not regenerate) because the first motor generator rotational speed Nmg1 is zero.
  • the second motor generator 5 is rotating forward at high speed, but the second motor generator torque Tmg2 is zero.
  • the ratio between the engine rotational speed Neng of the engine 2 and the rotational speed of the output unit 30, that is, the traveling speed Vc, that is, the so-called gear ratio is k1 / (1 + k1). It can be said that there is.
  • the vehicle traveling speed Vc is a medium speed traveling state
  • the engine 2 Is rotating forward and outputting positive engine torque Teng.
  • the first motor generator 4 rotates in the positive direction but generates a negative first motor generator torque Tmg1. That is, the first motor generator 4 generates (regenerates) electric power.
  • second motor generator 5 rotates forward and generates positive second motor generator torque Tmg2. That is, the second motor generator 5 consumes power (powering).
  • the battery 21 is not charged / discharged, if the second motor generator 5 is driven by the power generated by the first motor generator 4, the power transfer balance is excellent.
  • the driving states of the first motor generator 4 and the second motor generator 5 are controlled with respect to various engine operating states in a wide traveling speed range from low speed to high speed.
  • an appropriate driving torque Tout can be obtained. That is, the hybrid vehicle of this embodiment does not require a transmission in principle.
  • FIG. 5 is a collinear diagram when the vehicle is moving forward by the operation of only one or both of the first motor generator 4 and the second motor generator 5 with the engine 2 stopped.
  • the rotational speed of the engine 2 should be zero, and when a torque in the negative direction acts on the engine output shaft 3, the torque is the one-way clutch 1.
  • FIG. 6 is a collinear diagram at the time of reverse traveling of the vehicle with the engine 2 stopped and only one or both of the first motor generator 4 and the second motor generator 5 actuated. Since the engine speed Neng is 0 when the vehicle moves forward and backward by the operation of only one or both of the first motor generator 4 and the second motor generator 5, in principle, only the second motor generator 5 is used.
  • the vehicle By moving the vehicle, the vehicle can be moved forward or backward.
  • the torque becomes small during high-speed traveling, and a predetermined torque may not be obtained due to the counter electromotive force.
  • vehicle resonance may occur due to cogging torque. Therefore, as will be described later, the first motor generator distribution ratio cf is set according to the running state of the vehicle and the rotation speed of the second motor generator 5 (target second motor generator rotation speed Nmg2t). Accordingly, the torque of the first motor generator 4 and the torque of the second motor generator 5 are set and controlled.
  • the first motor generator rotational speed Nmg1 is obtained from the following formula 1
  • the second motor generator rotational speed Nmg2 is obtained from the following two formulas.
  • Neng is the engine rotation speed
  • Nout is the output section rotation speed of the output section 30
  • the output section rotation speed Nout is obtained from the vehicle traveling speed Vc, the final reduction ratio, and the reduction ratio of the output transmission mechanism 31. It is done.
  • Nmg1 (Neng-Nout) ⁇ k1 + Neng .
  • Nmg2 (Nout-Neng) ⁇ k2 + Nout ......... (2)
  • each rotation speed Nmg1 and Nmg2 is represented by rpm (revolution per minute or rotation per minute).
  • Teng + (1 + k1) ⁇ Tmg1 k2 ⁇ Tmg2 .
  • Teng + (1 + k1) ⁇ Tmg1 k2 ⁇ Tmg2 .
  • Nmg1 ⁇ Tmg1 ⁇ 2 ⁇ / 60 + Nmg2 ⁇ Tmg2 ⁇ 2 ⁇ / 60 Pbat ......... (4)
  • the target engine rotational speed Nengt is increased as the vehicle traveling speed is larger than the required engine power.
  • the target engine torque Tengt is set to a small value.
  • the engine power is the product of the engine speed and the engine torque.
  • the engine characteristic diagram there is an equiefficiency line connecting equal efficiency of the engine alone.
  • the target engine power to be set is set, if the most efficient engine speed and engine torque in the target engine power line are set to the target engine speed Nengt and the target engine torque Tengt, at least the engine alone Then, it is possible to drive efficiently, that is, with low fuel consumption.
  • the connection of these points is the best engine efficiency operating line shown in FIG.
  • the target engine speed Nengt and the target engine torque Tengt set in this way are set as the operating point C.
  • the target engine rotational speed Nengt and the target engine torque Tengt are set in this way, and these are fixed and the vehicle traveling speed Vc, that is, the output part rotational speed Nout is changed as shown in FIG.
  • the first motor generator rotational speed Nmg1 and the second motor generator rotational speed Nmg2 are positive as shown in the collinear diagram A of FIG.
  • the first motor generator torque Tmg1 is a negative value
  • the second motor generator torque Tmg2 is a positive value.
  • the first motor generator 4 is regenerated and the second motor generator 5 is powered, but there is no circulation of power (power) because the rotation direction is the positive direction.
  • the traveling speed Vc is slightly increased (for example, 40 km / h) and the output rotation speed Nout is also slightly increased, for example, as shown in the collinear diagram B of FIG. Nmg1 is 0, the first motor generator torque Tmg1 is a negative value, the second motor generator rotational speed Nmg2 is positive, and the second motor generator torque Tmg2 is 0 (same as the high gear ratio state in FIG. 3). Again, there is no power circulation.
  • the traveling speed Vc is further increased (for example, 80 km / h) and the output rotational speed Nout is also increased
  • the first motor generator rotational speed Nmg1 is negative as shown in the collinear chart C of FIG.
  • the first motor generator torque Tmg1 has a negative value
  • the second motor generator rotational speed Nmg2 has a positive value
  • the second motor generator torque Tmg2 has a negative value.
  • the first motor generator 4 is powered in the negative direction and the second motor generator 5 is regenerating, so that power (power) is circulated and the efficiency of the power transmission system is reduced. If the efficiency of the power transmission system is low in this way, as shown in FIG. 9, even if the efficiency of the engine is high, the overall efficiency is lowered, and the operating point C is lower in efficiency than the point D.
  • the rotational speed of the engine at this high speed (for example, 80 km / h) is set to be a point D between points C and E in FIG. 9 (see the collinear diagram D in FIG. 10).
  • the engine rotational speed at the operating point D is set as the target engine rotational speed Nengt
  • the engine torque on the equal power line of the target engine power at the target engine rotational speed Nengt is set as the target engine torque Nengt.
  • the target operation line when the target engine power is set changes according to the traveling speed, as shown in FIG. 11, and as a whole, the larger the traveling speed Vc, the more the target engine rotation. Increase the speed Nengt and decrease the target engine torque Tengt.
  • the control output from the fluctuation of the control input read every sampling time, that is, the target engine speed Nengt, the target It is conceivable that the engine torque Tengt changes abruptly or frequently. If this is actually achieved by the engine 2, for example, the rotational speed or torque changes abruptly or frequently.
  • the target engine rotational speed Nengt when the target engine operating point changes, the target engine rotational speed Nengt is subjected to a first-order lag filtering process, and the amount of change in the target engine rotational speed Nengt is regulated by a predetermined amount of change, so that the target engine rotational speed Suppresses sudden or frequent changes in speed Nengt.
  • the limit change amount of the target engine rotation speed Nengt may be changed depending on circumstances.
  • step S1 the accelerator opening sensor 33, the traveling speed sensor 34, the engine rotation speed sensor 35, and the battery charge are performed. Each detection signal from the state sensor 36 is read.
  • step S2 the process proceeds to step S2, and the target drive torque Tdvt corresponding to the travel speed Vc and the accelerator opening Acc is calculated by, for example, a map search shown in FIG. 13 (the target drive torque setting unit 37 is configured).
  • step S3 the target drive power Pdvt is calculated by multiplying the target drive torque Tdvt calculated in step S2 by the traveling speed Vc (the target drive power setting unit 38 is configured).
  • step S4 the temporary charge / discharge power Pcdbt is calculated from the battery charge state quantity SOC by, for example, the map search of FIG.
  • step S11 the running state of the vehicle is changed to the first motor generator.
  • a traveling state only in the figure, EV state, hereinafter referred to as a motor generator traveling mode
  • the traveling state of only one or both of the first motor generator 4 and the second motor generator 5, that is, the motor generator traveling mode is a state where the target engine power Pengt is 0, for example, the battery 21 is fully charged.
  • the temporary charging / discharging power Pcdbt obtained from the battery charge state amount SOC is equal to or higher than the target driving power Pdvt, the creep driving state where the accelerator pedal is not depressed, the coast driving state where the accelerator pedal is not depressed, There are slow running conditions.
  • step S12 since the motor generator running mode is set, the target engine power Peng is set to 0, the target charge / discharge power Pbatt is set to the target drive power Pdvt, the target engine torque Tengt is set to 0, and the target engine speed Nengt is set to 0.
  • the engine rotational speed Neng may be filtered by limiting the amount of change in the target engine rotational speed Nengt.
  • step S13 the target engine power Pengt is calculated by subtracting the temporary charge / discharge power Pcdbt calculated in step S4 from the target drive power Pdvt calculated in step S3 (the target engine power setting unit 40 is configured).
  • step S14 the upper limit cut processing of the target engine power Pengt is performed (the target engine power setting unit 40 is configured).
  • This upper limit value is the maximum value of engine power that the engine 2 can output.
  • step S15 the target engine operating point, that is, the target engine speed Nengt, the target engine torque, is obtained from the target engine power Pengt that has been subjected to the upper limit cut process in step S14 by the map search of FIG. Tengt is calculated (hereinafter, the engine control unit 41 is configured).
  • step S16 it is determined whether or not the target engine operating point obtained in step S15 is different from the target operating point in the previous calculation process.
  • step S17 and if not, the process proceeds to step S18.
  • step S18 it is determined whether or not the target engine operating point obtained in step S15 is the same as in the previous calculation process, and the target engine operating point has been reached.
  • the process proceeds to step S26, and if not, the process proceeds to step S17.
  • step S17 the target engine speed Nengt calculated in step S15 is subjected to first-order lag filtering processing according to the following equation 7 to calculate the filtering target engine speed Nengf, and then the process proceeds to step S19.
  • ⁇ in the equation is a preset coefficient.
  • Nengf (Nengt-Neng) ⁇ ⁇ + Neng ......... (7)
  • step S19 it is determined whether or not the filtering target engine speed Nengf calculated in step S17 is in an increasing direction with respect to the current engine speed Neng, and the filtering target engine speed Nengf is determined to be the current engine speed Neng. However, if it is an increasing direction, the process proceeds to step S20, and if not, the process proceeds to step S21. In step S20, the smaller one of the value obtained by adding the predetermined engine speed change amount Neng0 to the current engine speed Neng and the filtering target engine speed Nengf calculated in step S17 is set as the target engine speed Nengt. Then, the process proceeds to step S25.
  • the filtering target engine speed Nengf calculated in step S17 increases when the difference between the target engine speed Nengt and the current engine speed Neng is large. Therefore, in step S20, when the value obtained by adding the predetermined engine speed change amount Neng0 to the current engine speed Neng is smaller than the filtering target engine speed Nengf, this value is set as the target engine speed Nengt. Thus, the amount of change is set to a predetermined amount or less. On the other hand, if the value obtained by adding the predetermined engine speed change amount Neng0 to the current engine speed Neng is greater than the filtering target engine speed Nengf, the filtering target engine speed Nengf is set as the target engine speed Nengt. In the region where the current engine speed Neng is close to the target engine speed Nengt, the current engine speed Neng is gradually made closer to the target engine speed Nengt. As a result, it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable.
  • step S21 the value obtained by subtracting the predetermined engine rotational speed change amount Neng0 from the current engine rotational speed Neng or the filtering target engine rotational speed Nengf calculated in step S17 is calculated as the smaller target engine rotational speed Nengt. Then, the process proceeds to step S25.
  • the filtering target engine speed Nengf calculated in step S17 becomes large when the difference between the target engine speed Nengt and the current engine speed Neng is large. Therefore, in step S21, when the value obtained by subtracting the predetermined engine speed change amount Neng0 from the current engine speed Neng is smaller than the filtering target engine speed Nengf, this value is set as the target engine speed Nengt.
  • the amount of change is set to a predetermined amount or less.
  • the filtering target engine speed Nengf is set as the target engine speed Nengt. In the region where the current engine speed Neng is close to the target engine speed Nengt, the current engine speed Neng is gradually made closer to the target engine speed Nengt. As a result, it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable.
  • step S25 the control map of FIG. 11 is searched again from the target engine speed Nengt reset in step S20 or step S21, and the target engine torque Tengt that matches the target engine power Pengt is re-established. Set.
  • step S26 the target engine power Pengt is subtracted from the target drive power Pdvt to calculate the target charge / discharge power Pbatt, and then the process returns to the main program.
  • the engine control unit 41 performs the air intake state by the air amount adjustment unit 10, the fuel supply state by the fuel supply unit 11, and the ignition unit 12 so that the set target engine rotation speed Nengt and target engine torque Tengt are achieved. Control ignition status.
  • step S42 it is determined whether or not the traveling state of the vehicle is the motor generator traveling mode (EV state in the figure). If it is the motor generator traveling mode, the routine proceeds to step S43. If not, the process proceeds to step S46.
  • the determination of the motor generator travel mode is performed in the same manner as in step S11 of the arithmetic processing in FIG.
  • step S43 as described above, the first motor generator sharing ratio cf is calculated according to the running state of the vehicle and the target second motor generator rotational speed Nmg2t, and then the process proceeds to step S44.
  • step S44 the target first motor generator torque Tmg1t is calculated from the target drive power Pdvt, the first motor generator sharing ratio cf, and the target first motor generator rotation speed Nmg1t according to the following equation 9, and the process proceeds to step S45.
  • Tmg1t (Pdvt ⁇ cf) / (3600 ⁇ Nmg1t) .
  • step S45 the target second motor generator torque Tmg2t is calculated from the target drive power Pdvt, the first motor generator sharing ratio cf, and the target second motor generator rotation speed Nmg2t according to the following equation 10, and the process returns to the main program.
  • Tmg2t (Pdvt ⁇ (1-cf)) / (3600 ⁇ Nmg2t) ......... (10)
  • step S46 the target first motor generator torque Tmg1t is obtained from the target first motor generator rotational speed Nmg1t, the target second motor generator rotational speed Nmg2t, the target charge / discharge power Pbatt, and the target engine torque Tengt according to the following equation (11).
  • the process proceeds to step S47.
  • the following 11 equations are modified from the simultaneous equations of the above 3 and 4 equations.
  • Tmg1t (Pbatt ⁇ 60 / 2 ⁇ Nmg2t ⁇ Tengt / k2) / (Nmg1t + Nmg2t ⁇ (1 + k1) / k2) .
  • step S47 the target second motor generator torque Tmg2t is calculated from the target first motor generator torque Tmg1t and the target engine torque Tengt according to the following equation (12), and then the process returns to the main program.
  • the following 12 equations are derived from the above 3 equations.
  • Tmg2t (Tengt + (1 + k1) ⁇ Tmg1t) / k2 ......... (12)
  • the target driving torque Tdvt reflecting the driving condition of the vehicle and reflecting the driving state of the vehicle is set from the driving speed Vc and the accelerator opening Acc, and the driving speed Vc is set to the target driving torque Tdvt.
  • the target drive power Pdvt while setting the temporary charge / discharge power Pcdbt according to the state of charge SOC of the battery 21.
  • the target engine power Pengt is calculated by subtracting the temporary charge / discharge power Pcdbt from the target drive power Pdvt, and the target engine power Pengt that has been subjected to the upper limit cut process
  • the target engine speed Nengt and the target engine torque Tengt are calculated by map search in FIG.
  • the target engine power Pengt that has been subjected to the upper limit cut processing is subtracted from the target drive power Pdvt to achieve target charging / discharging. Calculate power Pbatt.
  • the engine control unit 41 controls the air intake state by the air amount adjustment unit 10, the fuel supply state by the fuel supply unit 11, and the ignition state by the ignition unit 12, thereby achieving the target engine rotation speed Nengt and the target engine torque Tengt. As a result, it is possible to achieve an engine operating state with a high overall vehicle efficiency.
  • step S41 the process proceeds from step S41 to step S46, and the target first motor generator rotational speed Nmg1 and the target according to the traveling speed Vc and the target engine rotational speed Nengt.
  • Second motor generator rotational speed Nmg2t is set.
  • step S46 and step S47 the target first motor generator torque Tmg1t and the target second motor generator torque Tmg2t that satisfy the torque balance equation expressed by the above equation 3 and the power balance equation expressed by the above equation 4 are set.
  • the motor generator control unit 42 controls the first inverter 19 and the second inverter 20 to rotate the first motor generator 4 at the target first motor generator rotational speed Nmg1 to generate the target first motor generator torque Tmg1t. Then, the second motor generator 5 is rotated at the target second motor generator rotational speed Nmg2 to generate the target second motor generator torque Tmg2t. As a result, the motor generator operating state with good overall vehicle efficiency and good torque balance and power balance can be achieved.
  • the traveling state of the vehicle in which the engine 2 is stopped it is a motor generator traveling mode, and it is necessary to drive the vehicle by only one or both of the first motor generator 4 and the second motor generator 5. is there. Since the target engine power Pengt at this time is 0, the target drive power Pdvt must be supplemented by one or both of the first motor generator 4 and the second motor generator 5.
  • the first motor generator sharing ratio cf is set in accordance with the running state of the vehicle and the target second motor generator rotational speed Nmg2t, and is used to set the target first motor generator torque Tmg1t and the target first motor torque in steps S44 and S45. 2 Motor generator torque Tmg2t is calculated and set.
  • the motor generator control unit 42 controls the first inverter 19 and the second inverter 20 to rotate the first motor generator 4 at the target first motor generator rotational speed Nmg1 to generate the target first motor generator torque Tmg1t. Then, the second motor generator 5 is rotated at the target second motor generator rotational speed Nmg2 to generate the target second motor generator torque Tmg2t.
  • an efficient motor generator operation state can be achieved in the motor generator travel mode.
  • the target engine operating point on the efficient target operating line obtained from the control map is different from the previous calculation processing, or the target engine operating point is the same as the previous calculation processing
  • the amount of change in the target engine speed Nengt is limited by a predetermined engine speed change amount Neng0 set in advance.
  • the target engine torque Tengt is reset from the target operation line of the same target engine power Pengt using the reset target engine speed Nengt. Therefore, for example, as shown in FIG. 17, the current engine operating point is the point P on the target operating line, and the target engine operating point obtained from the target engine power Pengt is the S point.
  • the target engine rotational speed Nengt is limited by the predetermined engine rotational speed change amount Neng0, and the engine operating point passes through, for example, the Q point and the R point in FIG.
  • the point S that is the target engine operating point is reached.
  • the engine operating points that are achieved every time the arithmetic processing is performed are all on the target operation line, so that the efficiency is high and the fuel consumption is excellent.
  • the engine rotational speed Nengt is simply limited by the predetermined engine change amount Neng0.
  • the engine torque Teng can be limited as indicated by the points Q ′ and R ′ shown in FIG. 17, the target engine torque Tengt at the point S, which is the target operating point, is achieved.
  • the engine operating point deviates from an efficient target operating line, such as the Q ′ point and the R ′ point in FIG. 17, and as a result, fuel consumption deteriorates.
  • the target engine speed is changed when the target engine speed Nengt is changed in controlling the drive state of the engine 2, the second motor generator 4, and the second motor generator 5.
  • a change amount of the speed Nengt is limited by a predetermined engine rotation speed change amount Neng0, and a target engine torque Tengt corresponding to the target engine rotation speed Nengt in which the change amount is limited based on a preset target operation line is set. Therefore, it is possible to ensure good efficiency while preventing and suppressing a rapid or frequent change in the engine speed Neng.
  • a target engine power Pengt is calculated from a target drive power Pdvt required for the vehicle, and a target engine operating point consisting of a target engine rotational speed Nengt and a target engine torque Tengt on a target operating line corresponding to the target engine power Pengt. Ask for. Then, when the obtained target engine operating point is different from the previously obtained target engine operating point, the change amount of the target engine rotation speed Nengt is limited by the predetermined engine rotation speed change amount Neng0, and the change amount is limited from the same target operation line. The target engine torque Tengt corresponding to the target engine speed Nengt is reset. Accordingly, it is possible to secure the target engine power Pengt, and hence the target drive power Pdvt, while preventing and preventing a rapid or frequent change in the engine rotational speed Neng and ensuring good efficiency.
  • connection form of the four rotating elements (shafts) of the power split and synthesis mechanism is not limited to the above.
  • a connection form is mentioned.
  • the hybrid vehicle drive control device of the present invention the same operation and effect can be obtained even in a hybrid vehicle of these connected forms.
  • the drive control modes of the engine and the first and second motor generators are not limited to those described above, and various hybrid control modes can be adopted, and even those hybrid vehicles can be used in the present invention.
  • this drive control device With this drive control device, the same operation and effect can be obtained in the traveling mode in which the engine and the motor generator are operated simultaneously.
  • the hybrid vehicle drive control device of the present invention can achieve the same operation and effect even in a hybrid vehicle equipped with a motor and an engine that do not function as a generator. In that case, the number of motors may be one or more.
  • the inverter 20 is the second inverter 21 is the battery 32 is the drive control controller (drive control unit) 37 is a target drive torque setting unit 38 is a target drive power setting unit 39 is a target charge / discharge power setting unit 40 is a target engine power setting unit 41 is an engine control unit 42 is a motor generator control unit

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Abstract

　エンジン（２）、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）の駆動状態を制御するにあたり、例えば車両に要求される目標駆動パワーPdvtから目標エンジンパワーPengtを算出し、その目標エンジンパワーPengtに応じた目標動作ライン上に目標エンジン回転速度Nengtと目標エンジントルクTengtとからなる目標エンジン動作点を求める。そして、求めた目標エンジン動作点が前回求めた目標エンジン動作点と異なる場合に目標エンジン回転速度Nengtの変化量を所定エンジン回転速度変化量Neng0で制限し、同じ目標動作ラインに基づいて変化量を制限した目標エンジン回転速度Nengtに応じた目標エンジントルクTengtを再設定する。従って、急激な或いは頻繁なエンジン回転速度Nengの変化を抑制防止し且つよい効率を確保しながら目標エンジンパワーPengt、ひいては目標駆動パワーPdvtを確保することができる。

Description

ハイブリッド車両の駆動制御装置及びハイブリッド車両
　本発明は、エンジンとモータとを動力源として備えたハイブリッド車両の駆動制御装置及びハイブリッド車両に関し、特に目標とする駆動トルクを出力するために複数の動力源を制御するのに好適なものである。
　エンジンの他にモータを動力源として搭載するハイブリッド車両としては、例えば下記特許文献１に記載されるようなものがある。この特許文献１に記載されるハイブリッド車両では、エンジン回転速度及びエンジントルクの目標値となる目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクを目標エンジン動作点としたとき、効率のよい目標エンジン動作点を連続して目標動作ラインをマップ化し、この目標動作ライン上の目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクでエンジンを作動させることで燃費の向上を図っている。
特開２００８－１２９９２号公報
　しかしながら、目標エンジン動作点が変化する場合には、急激な或いは頻繁なエンジン回転速度の変化が生じ、煩わしい。この急激な或いは頻繁なエンジン回転速度の変化を抑制防止するためには、例えば目標動作ライン上の目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクが設定された後、目標エンジン回転速度の変化量を制限することが考えられるが、そのようにしたのではエンジン回転速度の急激な或いは頻繁な変化は抑制できても、達成されるエンジントルクは前記効率のよい目標動作ラインから外れてしまい、燃費が悪化する恐れがある。
　本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、急激な或いは頻繁なエンジン回転速度の変化を抑制防止しながら効率のよいハイブリッド車両の駆動制御装置及びハイブリッド車両を提供することを目的とするものである。
　上記課題を解決するために、発明の実施態様は、エンジンの出力とバッテリから電力が供給されるモータの出力とを用いて車両を駆動するハイブリッド車両の駆動制御装置において、前記エンジン及びモータの駆動状態を制御する駆動制御部を備え、前記駆動制御部は、目標エンジン回転速度を変化させるときに目標エンジン回転速度の変化量を所定の変化量で制限してから予め設定された目標動作ラインに基づいて前記変化量を制限した目標エンジン回転速度に応じた目標エンジントルクを設定するエンジン制御部を備える。
　また、前記駆動制御部は、車両に要求される目標駆動パワーから目標エンジンパワーを算出する目標エンジンパワー設定部を備え、前記エンジン制御部は、前記目標エンジンパワーに応じた前記目標動作ライン上に目標エンジン回転速度と目標エンジントルクとからなる目標エンジン動作点を求めて前記目標エンジン動作点が前回求めた目標エンジン動作点と異なる場合に前記目標エンジン回転速度の変化量を所定の変化量で制限してから前記目標動作ラインから前記変化量を制限した目標エンジン回転速度に応じた目標エンジントルクを再設定する。
　また、２つの遊星歯車機構の夫々の回転要素を連結して４つの軸を有する動力分割合成機構を備え、前記モータともう一つのモータとをバッテリに接続し、共線図上で一方から順に前記もう一つのモータ、前記エンジン、駆動輪に接続された駆動軸、前記モータとなるように前記動力分割合成機構の４つの軸の夫々を前記もう一つのモータ、前記エンジン、前記駆動軸、前記モータの夫々に接続し、前記駆動制御部は、前記目標エンジンパワーに応じて前記エンジンの作動状態を制御し、前記目標駆動パワーから目標エンジンパワーを減じた目標充放電パワーに応じて前記モータともう一つのモータの作動状態を制御する。
　而して、発明の実施態様によれば、エンジン及びモータの駆動状態を制御するにあたり、目標エンジン回転速度を変化させるときに目標エンジン回転速度の変化量を所定の変化量で制限し、予め設定された目標動作ラインに基づいて変化量を制限した目標エンジン回転速度に応じた目標エンジントルクを設定する。従って、急激な或いは頻繁なエンジン回転速度の変化を抑制防止しながらよい効率を確保することができる。
　また、車両に要求される目標駆動パワーから目標エンジンパワーを算出し、その目標エンジンパワーに応じた目標動作ライン上に目標エンジン回転速度と目標エンジントルクとからなる目標エンジン動作点を求める。そして、求めた目標エンジン動作点が前回求めた目標エンジン動作点と異なる場合に目標エンジン回転速度の変化量を所定の変化量で制限し、同じ目標動作ラインから変化量を制限した目標エンジン回転速度に応じた目標エンジントルクを再設定する。従って、急激な或いは頻繁なエンジン回転速度の変化を抑制防止し且つよい効率を確保しながら目標エンジンパワー、ひいては目標駆動パワーを確保することができる。
　また、２つの遊星歯車機構の夫々の回転要素を連結して４つの軸を有する動力分割合成機構とする。また、モータともう一つのモータとをバッテリに接続する。また、共線図上で一方から順にもう一つのモータ、エンジン、駆動輪に接続された駆動軸、モータとなるように動力分割合成機構の４つの軸の夫々をもう一つのモータ、エンジン、駆動軸、モータの夫々に接続する。そして、目標エンジンパワーに応じてエンジンの作動状態を制御すると共に、目標駆動パワーから目標エンジンパワーを減じた目標充放電パワーに応じてモータともう一つのモータの作動状態を制御する。従って、構成が簡潔でコンパクト、損失が少なく、燃費のよいハイブリッドシステムとすることができる。
本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置の一実施形態を示すシステム構成図である。 図１の動力分割合成機構における共線図である。 図１の動力分割合成機構における共線図である。 図１の動力分割合成機構における共線図である。 図１の動力分割合成機構における共線図である。 図１の動力分割合成機構における共線図である。 動作点及び動作ラインを説明するためのエンジン特性図である。 図１の動力分割合成機構における共線図である。 エンジン回転速度と効率の関係を示す説明図である。 図１の動力分割合成機構における共線図である。 動作ライン検索用の制御マップとしてのエンジン特性図である。 図１の駆動制御コントローラで行われる演算処理のフローチャートである。 図１２の演算処理で用いられる制御マップである。 図１２の演算処理で用いられる制御マップである。 図１の駆動制御コントローラで行われる演算処理のフローチャートである。 図１の駆動制御コントローラで行われる演算処理のフローチャートである。 図１５の演算処理の作用を説明するためのエンジン特性図である。
　次に、本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
　図１は、本実施形態のハイブリッド車両の駆動制御装置のシステム構成図である。本実施形態のハイブリッド車両は、駆動系に、燃料の燃焼によって駆動力を発生するエンジン２と、電気エネルギによって駆動力を発生（力行）したり、回生によって電気エネルギを発生したりすることができる第１モータジェネレータ（モータ）４及び第２モータジェネレータ（モータ）５と、車両の駆動輪６に接続された駆動軸７と、前記エンジン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の駆動力や駆動輪６から入力される路面反力を合成したり分割したりする動力分割合成機構としての第１遊星歯車機構８及び第２遊星歯車機構９と、動力分割合成機構と駆動軸７と連結する出力伝達機構３１とを備えている。
　エンジン２は、図示しないアクセルペダルの踏込み量に対応して空気吸入状態を調整するスロットルバルブなどの空気量調整部１０と、空気吸入状態に対応して燃料供給状態を調整する燃焼噴射弁などの燃料供給部１１と、燃料への着火状態を調整する点火装置などの着火部１２とを備えている。従って、空気量調整部１０による空気吸入状態、燃料供給部１１による燃料供給状態、着火部１２による着火状態を制御することによってエンジン２内の燃料の燃焼状態が制御され、その結果、エンジン２の駆動力、具体的には回転速度と駆動トルク（以下、夫々、エンジン回転速度、エンジントルクとも記す）を制御することができる。なお、エンジン２のエンジン出力軸３には、一方向への回転のみを許容し、逆方向への回転を規制するエンジン回転規制機構としてのワンウェイクラッチ１が設けられている。
　第１モータジェネレータ４は、第１ロータ軸１３、第１ロータ１４、第１ステータ１５を備えている。また、第２モータジェネレータ５は、第２ロータ軸１６、第２ロータ１７、第２ステータ１８を備えている。第１モータジェネレータ４の第１ステータ１５は第１インバータ１９に接続され、第２モータジェネレータ５の第２ステータ１８は第２インバータ２０に接続されている。そして、第１インバータ１９、第２インバータ２０はバッテリ２１に接続されている。従って、第１、第２インバータ１９、２０によって第１、第２ステータ１５、１８へのバッテリ２１からの電気エネルギを制御する、具体的には例えば界磁電流を制御することによって第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の駆動力、具体的には回転速度と駆動トルク（以下、夫々、モータジェネレータ回転速度、モータジェネレータトルクとも記す）を制御することができる。また、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の夫々では、回転方向とトルクの方向が逆向きであるとき、回生によって発電することができ、その発電エネルギでバッテリ２１を充電することもできる。
　第１遊星歯車機構８は、周知のように、第１サンギヤ２２と、第１プラネタリギヤ２３を支持する第１キャリヤ２４と、第１リングギヤ２５とを備えている。また、第２遊星歯車機構９は、第２サンギヤ２６と、第２プラネタリギヤ２７を支持する第２キャリヤ２８と、第２リングギヤ２９とを備えている。本実施形態では、前記エンジン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、第１遊星歯車機構８、第２遊星歯車機構９を全て同一軸線上に配置している。そして、第１遊星歯車機構８の第１キャリヤ２４と第２遊星歯車機構９の第２サンギヤ２６を連結してエンジン２のエンジン出力軸３に接続する。また、第１遊星歯車機構８の第１サンギヤ２２を第１モータジェネレータ４の第１ロータ軸１３に接続する。また、第２遊星歯車機構９の第２リングギヤ２９を第２モータジェネレータ５の第２ロータ軸１６に接続する。また、第１遊星歯車機構８の第１リングギヤ２５と第２遊星歯車機構９の第２キャリヤ２８を連結して駆動輪６の駆動軸７に接続している。駆動軸７への接続は、例えば第１遊星歯車機構８の第１リングギヤ２５の外周に設けられた歯車などの出力部３０と駆動軸７を出力伝達機構３１で接続することで行われている。なお、第１遊星歯車機構８と第２遊星歯車機構９の各回転要素の連結は、変速歯車や伝達歯車を介装することなく直接的に行われており、各回転要素と第１モータジェネレータ４、第２モータジェネレータ５、エンジン２との接続も同様である。
　前記エンジン２への空気吸入状態を調整する空気量調整部１０、燃料供給状態を調整する燃料供給部１１、燃料への着火状態を調整する着火部１２、第１モータジェネレータ４の第１ステータ１５への電気エネルギを制御する第１インバータ１９、第２モータジェネレータ５の第２ステータ１８への電気エネルギを制御する第２インバータ２０は駆動制御コントローラ（駆動制御部）３２に接続されている。駆動制御コントローラ３２は、車両として必要な駆動トルクを設定する目標駆動トルク設定部３７、走行速度を維持して駆動トルクを得るために必要な目標駆動パワーを設定する目標駆動パワー設定部３８、バッテリ２１の充電状態から当該バッテリ２１への充放電パワーを設定する目標充放電パワー設定部３９、目標充放電パワーを達成しながら目標駆動パワーを得るために必要な目標エンジンパワーを設定する目標エンジンパワー設定部４０、目標エンジンパワーに応じて効率のよいエンジン回転速度及びエンジントルクを設定し制御するエンジン制御部４１、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の合計電力が目標充放電パワーになるように第１インバータ１９及び第２インバータ２０を制御するモータジェネレータ制御部４２を備えている。なお、駆動制御コントローラ３２は例えばマイクロコンピュータなどの演算処理装置で構成され、前記の設定部や制御部は、当該駆動制御コントローラ３２で行われる演算処理によって構築されている。
　車両には、アクセルペダルの操作量をアクセル開度Accとして検出するアクセル開度センサ３３、車両の走行速度Vcを検出する走行速度センサ３４、エンジン２の回転速度をエンジン回転速度Nengとして検出するエンジン回転速度センサ３５、バッテリ２１の充電状態量SOCを検出するバッテリ充電状態センサ３６が備えられている。駆動制御コントローラ３２では、これらのセンサからの検出信号を読込み、後述する演算処理に従って、空気量調整部１０、燃料供給部１１、着火部１２、第１インバータ１９、第２インバータ２０を制御することにより、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の運転状態を制御する。
　本実施形態では、前述のように、第１遊星歯車機構８の第１キャリヤ２４と第２遊星歯車機構９の第２サンギヤ２６とが直接的に連結されており、第１遊星歯車機構８の第１リングギヤ２５と第２遊星歯車機構９の第２キャリヤ２８とが直接的に連結されている。このため、２つの遊星歯車機構８、９の共線図上の第１キャリヤ２４と第２サンギヤ２６は同じ速度で回転し、第１リングギヤ２５と第２キャリヤ２８も同じ速度で回転する。そこで、２つの遊星歯車機構８、９の共線図を重ね合わせると、図２のように、例えば左から第１遊星歯車機構８の第１サンギヤ２２の軸（図のＭＧ１軸：第１モータジェネレータ４の第１ロータ軸１３に相当）、第１遊星歯車機構８の第１キャリヤ２４及び第２遊星歯車機構９の第２サンギヤ２６の軸（図のＥＮＧ軸：エンジン２のエンジン出力軸３に相当）、第１遊星歯車機構８の第１リングギヤ２５及び第２遊星歯車機構９の第２キャリヤ２８の軸（図のＯＵＴ軸：第１リングギヤ２５の出力部３０、即ち駆動輪６の駆動軸７に相当）、第２遊星歯車機構９の第２リングギヤ２９の軸（図のＭＧ２軸：第２モータジェネレータ５の第２ロータ軸１６に相当）の計４つの軸、つまり４つの回転要素が設定される。そして、これらの軸間距離のレバー比を求めると、例えば図のＥＮＧ軸－ＯＵＴ軸間を１としたとき、ＥＮＧ軸－ＭＧ１軸間は、第１遊星歯車機構８の第１リングギヤ２５の歯数を第１サンギヤ２２の歯数で除した値k1となり、ＯＵＴ軸－ＭＧ２軸間は、第２遊星歯車機構９の第２サンギヤ２６の歯数を第２リングギヤ２９の歯数で除した値k2となる。
　この動力分割合成機構による共線図は、本出願人が先に提案した特許第３８５２５６２号公報に記載されるものと同等である。この動力分割合成機構の特徴は、４つの軸の左右両端の軸に第１モータジェネレータ４と第２モータジェネレータ５が位置している点にある。そして、このように４つの軸の両端にモータジェネレータ４、５を位置させることにより、上記特許公報に記載されるように、部品点数の増加、装置の大型化、機械損失の増加、などの不利益を被ることなく、後述するように、ギヤ比の高い通常使用域での電力授受量を低減することができ、もって燃費向上を図ることが可能となる。
　以下、幾つかの共線図を用いて、エンジン２の回転速度やトルク、車両の走行速度、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の回転速度やトルクについて説明する。共線図では、第１モータジェネレータ４の第１ロータ軸１３における第１モータジェネレータトルクをTmg1、第２モータジェネレータ５の第２ロータ軸１６における第２モータジェネレータトルクをTmg2、エンジン２のエンジン出力軸３におけるエンジントルクをTeng、出力部３０における駆動トルク、即ち駆動軸７への駆動トルクをToutとする。そして、各共線図において、回転速度はエンジン２の回転方向を正方向とし、４つの軸に入力されるトルクはエンジントルクTengと同じ向きのトルクが入力される方向を正と定義する。従って、出力部３０における駆動トルクToutが正の場合は車両を後方へ駆動しようとするトルクが出力されている状態であり、駆動トルクToutが負の場合は車両を前方へ駆動しようとするトルクが出力されている状態である。なお、以下の説明では、機械的、電気的、物理的な損失がないものとする。
　図２は、車両の走行速度Vcが比較的小さい低速走行状態であって、エンジン２が正回転し、正のエンジントルクTengを出力している。第１モータジェネレータ４は高速で正回転しているが、第１モータジェネレータトルクTmg1は０である。また、第２モータジェネレータ５は正の第１モータジェネレータトルクTmg2を発生するが、第２モータジェネレータ回転速度Nmg2は０であるから電力を消費しない（力行しない）。この場合のエンジン２のエンジン回転速度Nengと出力部３０の回転速度、即ち走行速度Vcとの比、所謂変速比は（１＋k2）／k2であり、変速比が１より大きいことからローギヤ比状態であるといえる。
　図３は、車両の走行速度Vcが比較的大きい高速走行状態であって、エンジン２は正回転し、正のエンジントルクTengを出力している。第１モータジェネレータ４は負の第１モータジェネレータトルクTmg1を発生するが、第１モータジェネレータ回転速度Nmg1は０であるから電力を発生しない（回生しない）。また、第２モータジェネレータ５は高速で正回転しているが、第２モータジェネレータトルクTmg2は０である。この場合のエンジン２のエンジン回転速度Nengと出力部３０の回転速度、即ち走行速度Vcとの比、所謂変速比はk1／（１＋k1）であり、変速比が１より小さいことからハイギヤ比状態であるといえる。
　図４は、前記図２のローギヤ比状態と図３のハイギヤ比状態の中間のギヤ比状態に相当し、例えば図の状態では、車両の走行速度Vcは中速走行状態であって、エンジン２は正回転し、正のエンジントルクTengを出力している。そして、第１モータジェネレータ４は正回転しているが、負の第１モータジェネレータトルクTmg1を発生している。つまり、第１モータジェネレータ４は電力を発生（回生）している。一方、第２モータジェネレータ５は正回転し、正の第２モータジェネレータトルクTmg2を発生している。つまり、第２モータジェネレータ５は電力を消費（力行）している。バッテリ２１への充放電がない場合、第１モータジェネレータ４で発生した電力で第２モータジェネレータ５を駆動すれば、電力授受バランスに優れる。
　このように本実施形態の動力分割合成機構では、低速から高速までの幅広い走行速度レンジにおいて、種々のエンジン運転状態に対し、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の駆動状態を制御することで、適切な駆動トルクToutを得ることができる。即ち、本実施形態のハイブリッド車両では、原則的に変速装置を必要としない。なお、これら以外にも、エンジン２を運転した状態での車両の後進も可能である。また、エンジン２を停止した状態、即ち第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の何れか一方のみ又は双方のみによる車両の前進及び後進も可能である。
　図５は、エンジン２を停止し、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の何れか一方のみ又は双方のみの作動による車両前進時の共線図である。この場合、前記特許第３８５２５６２号公報に記載されるように、エンジン２の回転速度は０とすべきであり、エンジン出力軸３に負方向へのトルクが作用する場合、そのトルクはワンウェイクラッチ１が受けることになる。また、図６は、エンジン２を停止し、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の何れか一方のみ又は双方のみの作動による車両後進時の共線図である。これら第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の何れか一方のみ又は双方のみの作動による車両の前後進時では、エンジン回転速度Nengが０であることから、原則的に第２モータジェネレータ５のみの作動によって車両を前進させたり後進させたりすることができる。但し、モータの特性として、回転速度が大きいとき、この場合、高速走行時にはトルクが小さくなると共に、逆起電力によって所定のトルクが得られない場合もある。また、車両停止直前のような極低速時にモータジェネレータのみによって車両を駆動すると、コギングトルクによって車両共振が生じる場合もある。そこで、後述するように車両の走行状態や第２モータジェネレータ５の回転速度（目標第２モータジェネレータ回転速度Nmg2t）に応じて第１モータジェネレータ分配率cfを設定し、この第１モータジェネレータcfに応じて第１モータジェネレータ４のトルク及び第２モータジェネレータ５のトルクを設定・制御する。
　これらの共線図からも明らかなように、例えば第１モータジェネレータ回転速度Nmg1は下記１式から、第２モータジェネレータ回転速度Nmg2は下記２式から得られる。なお、式中のNengはエンジン回転速度、Noutは出力部３０の出力部回転速度であり、出力部回転速度Noutは、車両の走行速度Vc、最終減速比、出力伝達機構３１の減速比から得られる。
　Nmg1＝（Neng－Nout）×k1＋Neng　　　　　　　　　　　 　……… (1)
　Nmg2＝（Nout－Neng）×k2＋Nout　　　　　　　　　　　 　……… (2)
　また、遊星歯車機構に入力されるトルクバランスから下記３式が成立する。また、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で発電又は消費される電力とバッテリ２１への入出力電力（充放電パワー）Pbatとが等しいことから下記４式が成立する。なお、各回転数Nmg1、Nmg2はｒｐｍ（revolution per minute又はrotation per minute）で表される。
　Teng＋（１＋k1）×Tmg1＝k2×Tmg2　　　　　　　　　　 　……… (3)
　Nmg1×Tmg1×２π／６０＋Nmg2×Tmg2×２π／６０＝Pbat 　……… (4)
　次に、後述する演算処理で、効率のよい目標エンジン回転速度Nengt、目標エンジントルクTengtを設定する手法について説明する。本実施形態では、本出願人が先に提案した特開２００８－１２９９２号公報に記載されるように、要求されるエンジンパワーに対し、車両の走行速度が大きいほど、目標エンジン回転速度Nengtを大きめに、目標エンジントルクTengtを小さめに設定する。
　例えば、図７のように横軸にエンジン回転速度、縦軸にエンジントルクをとると、エンジンパワーはエンジン回転速度とエンジントルクの積値であるから、エンジンパワーの等パワーラインは図に反比例曲線で表れる。また、このエンジン特性図には、エンジン単体での等しい効率を結んだ等効率ラインが存在する。例えば、目標とする目標エンジンパワーが設定されると、その目標エンジンパワーラインのうち、最も効率のよいエンジン回転速度とエンジントルクを目標エンジン回転速度Nengt、目標エンジントルクTengtとすれば、少なくともエンジン単体では効率のよい、つまり低燃費な運転が可能となる。これらの点を連結したのが図７に示すエンジン効率の最良動作ラインとなる。なお、このようにして設定された目標エンジン回転速度Nengt、目標エンジントルクTengtを動作点Ｃとする。
　仮に、このようにして目標エンジン回転速度Nengt、目標エンジントルクTengtを設定し、それらを固定して車両の走行速度Vc、即ち出力部回転速度Noutを図８のように変化させてみる。その場合、走行速度Vcが小さく、出力部回転速度Noutが小さい場合には、図８の共線図Ａに示すように、第１モータジェネレータ回転速度Nmg1も第２モータジェネレータ回転速度Nmg2も正となり、第１モータジェネレータトルクTmg1は負値、第２モータジェネレータトルクTmg2は正値となる。この場合、第１モータジェネレータ４は回生し、第２モータジェネレータ５は力行するが、共に回転方向が正方向であるからパワー（動力）の循環はない。
　同様に、走行速度Vcが少し大きく（例えば時速４０ｋｍ／ｈ）なり、出力回転速度Noutも少し大きくなった場合には、図８の共線図Ｂに示すように、例えば第１モータジェネレータ回転速度Nmg1が０、第１モータジェネレータトルクTmg1は負値、第２モータジェネレータ回転速度Nmg2は正、第２モータジェネレータトルクTmg2は０となる（前記図３のハイギヤ比状態と同じ）。この場合もパワー（動力）の循環はない。
　しかしながら、これよりも走行速度Vcが更に大きく（例えば時速８０ｋｍ／ｈ）なり、出力回転速度Noutも大きくなると、図８の共線図Ｃに示すように、第１モータジェネレータ回転速度Nmg1が負、第１モータジェネレータトルクTmg1は負値、第２モータジェネレータ回転速度Nmg2は正、第２モータジェネレータトルクTmg2は負値となる。この状態は、第１モータジェネレータ４が負の方向に力行し、第２モータジェネレータ５は回生しているので、パワー（動力）の循環が生じ、動力伝達系の効率が低下する。このように動力伝達系の効率が低いと、図９に示すように、エンジンの効率は高くても、全体の効率としては低下し、動作点Ｃは点Ｄよりも効率が低い。
　この高速（例えば時速８０ｋｍ／ｈ）走行時のパワー（動力）の循環をなくすためには、例えば図１０の共線図Ｅに示すように、第１モータジェネレータ回転速度Nmg1を０以上にすればよいが、そのようにしたのでは、エンジン回転速度が高くなる。エンジン回転速度が高くなると、図９に点Ｅで示すように、動力伝達系の効率は高くても、やはり全体の効率としては低くなってしまう。
　そこで、この高速（例えば８０ｋｍ／ｈ）走行時のエンジンの回転速度は、図９の点Ｃと点Ｅの間の点Ｄとなるように設定し（図１０の共線図Ｄ参照）、図７に示すように、この動作点Ｄのエンジン回転速度を目標エンジン回転速度Nengtとし、当該目標エンジン回転速度Nengtにおける目標エンジンパワーの等パワーライン上のエンジントルクを目標エンジントルクNengtに設定する。このような理由から、例えば目標エンジンパワーが設定されたときの目標動作ラインは、図１１に示すように、走行速度に応じて変化し、全体的に、走行速度Vcが大きいほど、目標エンジン回転速度Nengtを大きく、目標エンジントルクTengtを小さく設定する。
　なお、このような目標エンジン回転速度Nengt、目標エンジントルクTengtの設定を離散化したコンピュータシステムで行う場合、サンプリング時間毎に読込まれる制御入力の変動から制御出力、即ち目標エンジン回転速度Nengt、目標エンジントルクTengtが急激に或いは頻繁に変化することが考えられ、それを実際にエンジン２で達成すると、例えば回転速度やトルクが急激に或いは頻繁に変化してしまう。そこで、本実施形態では、前記目標エンジン動作点が変化するときに目標エンジン回転速度Nengtに一次遅れフィルタリング処理を施し、更に目標エンジン回転速度Nengtの変化量を所定変化量で規制し、目標エンジン回転速度Nengtが急激に或いは頻繁に変化してしまうのを抑制する。なお、目標エンジン回転速度Nengtの制限変化量は、場合によって変更できるようにしてもよい。
　次に、前記駆動制御コントローラ３２内で行われ、前記目標駆動トルク設定部３７、目標駆動パワー設定部３８、目標充放電パワー設定部３９の一部を構築する演算処理を図１２のフローチャートに従って説明する。
　この演算処理は、例えば所定サンプリング時間（例えば１０ｍｓｅｃ．）毎に行われるタイマ割込処理で実行され、まずステップＳ１で前記アクセル開度センサ３３、走行速度センサ３４、エンジン回転速度センサ３５、バッテリ充電状態センサ３６からの各検出信号を読込む。
　次にステップＳ２に移行して、走行速度Vc、アクセル開度Accに応じた目標駆動トルクTdvtを、例えば図１３に示すマップ検索などによって算出する（目標駆動トルク設定部３７を構成）。
　次にステップＳ３に移行して、前記ステップＳ２で算出された目標駆動トルクTdvtに走行速度Vcを乗じて目標駆動パワーPdvtを算出する（目標駆動パワー設定部３８を構成）。
　次にステップＳ４に移行して、バッテリ充電状態量SOCから、例えば図１４のマップ検索などによって暫定充放電パワーPcdbtを算出してからメインプログラムに復帰する。
　次に、前記駆動制御コントローラ３２内で行われ、前記目標充放電パワー設定部３９、目標エンジンパワー設定部４０、エンジン制御部４１を構築する演算処理を図１５のフローチャートに従って説明する。この演算処理は、前記図１２の演算処理の直後に、例えば所定サンプリング時間（例えば１０ｍｓｅｃ．）毎に行われるタイマ割込処理で実行され、まずステップＳ１１で、車両の走行状態が第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の何れか一方のみ又は双方のみによる走行状態（図ではＥＶ状態、以下、モータジェネレータ走行モードと定義する）であるか否かを判定し、モータジェネレータ走行モードである場合にはステップＳ１２に移行し、そうでない場合にはステップＳ１３に移行する。なお、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の何れか一方のみ又は双方のみによる走行状態、即ちモータジェネレータ走行モードは、目標エンジンパワーPengtが０の状態であり、例えばバッテリ２１が満充電状態に近く、バッテリ充電状態量SOCから求めた暫定充放電パワーPcdbtが目標駆動パワーPdvt以上である場合の他に、アクセルペダルの踏込みがないクリープ走行状態や、アクセルペダルの踏込みのないコースト走行状態や減速走行状態などがある。
　前記ステップＳ１２では、モータジェネレータ走行モードであることから、目標エンジンパワーPengを０に、目標充放電パワーPbattを目標駆動パワーPdvtに、目標エンジントルクTengtを０に、目標エンジン回転速度Nengtを０に夫々設定してからメインプログラムに復帰する。なお、このような場合にも、前述のように目標エンジン回転速度Nengtの変化量に制限を設けてエンジン回転速度Nengにフィルタリング処理を施してもよい。
　一方、前記ステップＳ１３では、前記ステップＳ３で算出した目標駆動パワーPdvtから前記ステップＳ４で算出した暫定充放電パワーPcdbtを減じて目標エンジンパワーPengtを算出する（目標エンジンパワー設定部４０を構成）。
　次にステップＳ１４に移行して、目標エンジンパワーPengtの上限値カット処理を行う（目標エンジンパワー設定部４０を構成）。この上限値は、エンジン２が出力可能なエンジンパワーの最大値である。
　次にステップＳ１５に移行して、前記ステップＳ１４で上限カット処理が行われた目標エンジンパワーPengtから、前記図１１のマップ検索などにより、目標エンジン動作点、即ち目標エンジン回転速度Nengt、目標エンジントルクTengtを算出する（以下、エンジン制御部４１を構成）。
　次にステップＳ１６に移行して、前記ステップＳ１５で求めた目標エンジン動作点が前回の演算処理時の目標動作点と異なるか否かを判定し、目標エンジン動作点が前回と異なる場合にはステップＳ１７に移行し、そうでない場合にはステップＳ１８に移行する。
　ステップＳ１８では、前記ステップＳ１５で求めた目標エンジン動作点が前回演算処理時と同じであって、その目標エンジン動作点に到達したか否かを判定し、目標エンジン動作点に到達した場合にはステップＳ２６に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１７に移行する。
　前記ステップＳ１７では、前記ステップＳ１５で算出された目標エンジン回転速度Nengtに対し、下記７式による一次遅れフィルタリング処理を施してフィルタリング目標エンジン回転速度Nengfを算出してからステップＳ１９に移行する。なお、式中のαは、予め設定された係数である。
　Nengf＝（Nengt－Neng）×α＋Neng　　　　　　　　　　　　……… (7)
　前記ステップＳ１９では、前記ステップＳ１７で算出されたフィルタリング目標エンジン回転速度Nengfが現在のエンジン回転速度Nengに対して増加方向か否かを判定し、フィルタリング目標エンジン回転速度Nengfが現在のエンジン回転速度Nengに対して増加方向である場合にはステップＳ２０に移行し、そうでない場合にはステップＳ２１に移行する。
　前記ステップＳ２０では、現在のエンジン回転速度Nengに所定エンジン回転速度変化量Neng0を加えた値と前記ステップＳ１７で算出されたフィルタリング目標エンジン回転速度Nengfの何れか小さい方を目標エンジン回転速度Nengtに設定してからステップＳ２５に移行する。
　前記ステップＳ１７で算出したフィルタリング目標エンジン回転速度Nengfは、目標エンジン回転速度Nengtと現在のエンジン回転速度Nengとの差が大きい場合には大きくなってしまう。そこで、このステップＳ２０では、現在のエンジン回転速度Nengに所定エンジン回転速度変化量Neng0を加えた値が、フィルタリング目標エンジン回転速度Nengfより小さい場合には、この値を目標エンジン回転速度Nengtとすることにより、変化量を所定量以下にしている。一方、現在のエンジン回転速度Nengに所定エンジン回転速度変化量Neng0を加えた値が、フィルタリング目標エンジン回転速度Nengfより大きい場合には、フィルタリング目標エンジン回転速度Nengfを目標エンジン回転速度Nengtとすることにより、現在のエンジン回転速度Nengが目標エンジン回転速度Nengtに近い領域では現在のエンジン回転速度Nengを目標エンジン回転速度Nengtに徐々に近づけるようにしている。この結果、運転者へ違和感を与えないようにすることができる。
　一方、前記ステップＳ２１では、現在のエンジン回転速度Nengから所定エンジン回転速度変化量Neng0を減じた値と前記ステップＳ１７で算出されたフィルタリング目標エンジン回転速度Nengfの何れか小さい方を目標エンジン回転速度Nengtに設定してからステップＳ２５に移行する。
　前記ステップＳ１７で算出したフィルタリング目標エンジン回転速度Nengfは、目標エンジン回転速度Nengtと現在のエンジン回転速度Nengとの差が大きい場合には大きくなってしまう。そこで、このステップＳ２１では、現在のエンジン回転速度Nengから所定エンジン回転速度変化量Neng0を減じた値が、フィルタリング目標エンジン回転速度Nengfより小さい場合には、この値を目標エンジン回転速度Nengtとすることにより、変化量を所定量以下にしている。一方、現在のエンジン回転速度Nengから所定エンジン回転速度変化量Neng0を減じた値が、フィルタリング目標エンジン回転速度Nengfより大きい場合には、フィルタリング目標エンジン回転速度Nengfを目標エンジン回転速度Nengtとすることにより、現在のエンジン回転速度Nengが目標エンジン回転速度Nengtに近い領域では現在のエンジン回転速度Nengを目標エンジン回転速度Nengtに徐々に近づけるようにしている。この結果、運転者へ違和感を与えないようにすることができる。
　そして、前記ステップＳ２５では、前記ステップＳ２０又はステップＳ２１で再設定された目標エンジン回転速度Nengtから、前記図１１の制御マップを再検索して、目標エンジンパワーPengtに適合する目標エンジントルクTengtを再設定する。
　次に前記ステップＳ２６に移行して、目標駆動パワーPdvtから目標エンジンパワーPengtを減じて目標充放電パワーPbattを算出してからメインプログラムに復帰する。
　なお、エンジン制御部４１は、設定された目標エンジン回転速度Nengt、目標エンジントルクTengtが達成されるように空気量調整部１０による空気吸入状態、燃料供給部１１による燃料供給状態、着火部１２による着火状態を制御する。
　次に、前記駆動制御コントローラ３２内で行われ、前記モータジェネレータ制御部４２を構築する演算処理を図１６のフローチャートに従って説明する。この演算処理は、前記図１５の演算処理の直後に、例えば所定サンプリング時間（例えば１０ｍｓｅｃ．）毎に行われるタイマ割込処理で実行され、まずステップＳ４１で、走行速度Vc、目標エンジン回転速度Nengtから目標第１モータジェネレータ回転速度Nmg1t、目標第２モータジェネレータ回転速度Nmg2tを算出する。算出には、前記１式及び２式から導出した下記１’式及び２’式を用いる。また、前述したように、式中の出力部回転速度Noutは走行速度Vc、最終減速比、出力伝達機構３１の減速比から得られる。
　Nmg1t＝（Nengt－Nout）×k1＋Nengt                     ……… (1')
　Nmg2t＝（Nout－Nengt）×k2＋Nout　　　　　　　　　　　……… (2')
　次にステップＳ４２に移行して、車両の走行状態が前記モータジェネレータ走行モード（図ではＥＶ状態）であるか否かを判定し、モータジェネレータ走行モードである場合にはステップＳ４３に移行し、そうでない場合にはステップＳ４６に移行する。なお、モータジェネレータ走行モードの判定は、前記図１５の演算処理のステップＳ１１と同様に行う。
　ステップＳ４３では、前述したように、車両の走行状態や目標第２モータジェネレータ回転速度Nmg2tに応じて第１モータジェネレータ分担率cfを算出し、次いでステップＳ４４に移行する。
　ステップＳ４４では、下記９式に従って、目標駆動パワーPdvt、第１モータジェネレータ分担率cf、目標第１モータジェネレータ回転速度Nmg1tから目標第１モータジェネレータトルクTmg1tを算出し、ステップＳ４５に移行する。
　Tmg1t＝（Pdvt×cf）／（3600×Nmg1t）　　　　　　　　　……… (9)
　ステップＳ４５では、下記１０式に従って、目標駆動パワーPdvt、第１モータジェネレータ分担率cf、目標第２モータジェネレータ回転速度Nmg2tから目標第２モータジェネレータトルクTmg2tを算出し、メインプログラムに復帰する。
　Tmg2t＝（Pdvt×（１－cf ））／（3600×Nmg2t）　　　 　………(10)
　一方、前記ステップＳ４６では、目標第１モータジェネレータ回転速度Nmg1t、目標第２モータジェネレータ回転速度Nmg2t、目標充放電パワーPbatt、目標エンジントルクTengtから、下記１１式に従って、目標第１モータジェネレータトルクTmg1tを算出してからステップＳ４７に移行する。なお、下記１１式は、前記３式及び４式の連立方程式を変形したものである。
　Tmg1t＝(Pbatt×60／2π－Nmg2t×Tengt／k2)／(Nmg1t＋Nmg2t×(1＋k1)／k2)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　………(11)
　ステップＳ４７では、目標第１モータジェネレータトルクTmg1t、目標エンジントルクTengtから、下記１２式に従って、目標第２モータジェネレータトルクTmg2tを算出してからメインプログラムに復帰する。なお、下記１２式は、前記３式から導出したものである。
　Tmg2t＝(Tengt＋(1＋k1)×Tmg1t)／k2　　　　　　　　　　………(12)
　前記図１２の演算処理によれば、走行速度Vcとアクセル開度Accから運転者の要求に応じ且つ車両の走行状態を反映した目標駆動トルクTdvtを設定し、この目標駆動トルクTdvtに走行速度Vcを乗じて目標駆動パワーPdvtを算出する一方、バッテリ２１の充電状態量SOCに応じて暫定充放電パワーPcdbtを設定する。
　そして、前記図１５の演算処理によれば、モータジェネレータ走行モードでない場合、目標駆動パワーPdvtから暫定充放電パワーPcdbtを減じて目標エンジンパワーPengtを算出し、上限カット処理した目標エンジンパワーPengtから前記図１１のマップ検索などにより目標エンジン回転速度Nengt、目標エンジントルクTengtを算出する。この目標エンジン動作点が前回演算処理時と同じ場合や前回演算処理時の目標エンジン動作点に到達した場合には、目標駆動パワーPdvtから上限カット処理された目標エンジンパワーPengtを減じて目標充放電パワーPbattを算出する。エンジン制御部４１が、空気量調整部１０による空気吸入状態、燃料供給部１１による燃料供給状態、着火部１２による着火状態を制御することにより、目標エンジン回転速度Nengt、目標エンジントルクTengtが達成されれば車両全体効率のよいエンジン運転状態を達成することができる。
　この状態はエンジン２が運転している状態なので、図１６の演算処理ではステップＳ４１からステップＳ４６に移行し、走行速度Vc及び目標エンジン回転速度Nengtに応じた目標第１モータジェネレータ回転速度Nmg1及び目標第２モータジェネレータ回転速度Nmg2tが設定される。また、ステップＳ４６及びステップＳ４７では、前記３式で表れるトルクバランス式及び前記４式で表れる電力バランス式を満たす目標第１モータジェネレータトルクTmg1t及び目標第２モータジェネレータトルクTmg2tが設定される。従って、モータジェネレータ制御部４２は、第１インバータ１９及び第２インバータ２０を制御して、第１モータジェネレータ４を目標第１モータジェネレータ回転速度Nmg1で回転させて目標第１モータジェネレータトルクTmg1tを発生させ、第２モータジェネレータ５を目標第２モータジェネレータ回転速度Nmg2で回転させて目標第２モータジェネレータトルクTmg2tを発生させる。これにより、車両全体効率がよく、トルクバランス並びに電力バランスのよいモータジェネレータ運転状態を達成することができる。
　これに対し、エンジン２が停止している車両の走行状態では、モータジェネレータ走行モードであり、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の何れか一方のみ又は双方のみによって車両を駆動する必要がある。このときの目標エンジンパワーPengtは０であるから、目標駆動パワーPdvt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の何れか一方又は双方で補わなければならない。この場合、車両の走行状態、目標第２モータジェネレータ回転速度Nmg2tに応じた第１モータジェネレータ分担率cfを設定し、それを用いてステップＳ４４、ステップＳ４５で目標第１モータジェネレータトルクTmg1t、目標第２モータジェネレータトルクTmg2tが算出設定される。従って、モータジェネレータ制御部４２は、第１インバータ１９及び第２インバータ２０を制御して、第１モータジェネレータ４を目標第１モータジェネレータ回転速度Nmg1で回転させて目標第１モータジェネレータトルクTmg1tを発生させ、第２モータジェネレータ５を目標第２モータジェネレータ回転速度Nmg2で回転させて目標第２モータジェネレータトルクTmg2tを発生させる。これにより、モータジェネレータ走行モードで効率のよいモータジェネレータ運転状態を達成することができる。
　一方、エンジン２が作動している状態で、制御マップから求めた効率のよい目標動作ライン上の目標エンジン動作点が前回演算処理時と異なる場合や、目標エンジン動作点が前回演算処理時と同じであっても当該目標エンジン動作点に到達していない場合には、目標エンジン回転速度Nengtの変化量が予め設定された所定エンジン回転速度変化量Neng0で制限される。そして、目標エンジン回転速度Nengtが再設定されたら、その再設定された目標エンジン回転速度Nengtを用いて、同じ目標エンジンパワーPengtの目標動作ラインから目標エンジントルクTengtを再設定する。従って、例えば図１７に示すように、現在のエンジン動作点が目標動作ライン上のＰ点であり、目標エンジンパワーPengtから求めた目標エンジン動作点がＳ点である場合であって、両者の間のエンジン回転速度Nengが前記所定エンジン回転速度変化量Neng0より大きい場合、目標エンジン回転速度Nengtが所定エンジン回転速度変化量Neng0で制限され、エンジン動作点は例えば図１７のＱ点、Ｒ点を経て目標エンジン動作点であるＳ点に到達する。この場合、演算処理の度に達成されるエンジン動作点は、全て目標動作ライン上にあることから、効率がよく、燃費に優れる。
　これに対し、目標エンジン動作点としてＳ点の目標エンジン回転速度Nengt、目標エンジントルクTengtを求めた後、単に目標エンジン回転速度Nengtのみを所定エンジン変化量Neng0で制限したのでは、エンジン回転速度Nengは図１７に示すＱ’点、Ｒ’点のように制限できてもエンジントルクTengは目標動作点であるＳ点の目標エンジントルクTengtが達成されてしまう。その結果、エンジン動作点は図１７のＱ’点、Ｒ’点のように効率のよい目標動作ラインから外れ、その結果、燃費が悪化する。
　このように本実施形態のハイブリッド車両の駆動制御装置では、エンジン２、第２モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５の駆動状態を制御するにあたり、目標エンジン回転速度Nengtを変化させるときに目標エンジン回転速度Nengtの変化量を所定エンジン回転速度変化量Neng0で制限し、予め設定された目標動作ラインに基づいて変化量を制限した目標エンジン回転速度Nengtに応じた目標エンジントルクTengtを設定する。従って、急激な或いは頻繁なエンジン回転速度Nengの変化を抑制防止しながらよい効率を確保することができる。
　また、車両に要求される目標駆動パワーPdvtから目標エンジンパワーPengtを算出し、その目標エンジンパワーPengtに応じた目標動作ライン上に目標エンジン回転速度Nengtと目標エンジントルクTengtとからなる目標エンジン動作点を求める。そして、求めた目標エンジン動作点が前回求めた目標エンジン動作点と異なる場合に目標エンジン回転速度Nengtの変化量を所定エンジン回転速度変化量Neng0で制限し、同じ目標動作ラインから変化量を制限した目標エンジン回転速度Nengtに応じた目標エンジントルクTengtを再設定する。従って、急激な或いは頻繁なエンジン回転速度Nengの変化を抑制防止し且つよい効率を確保しながら目標エンジンパワーPengt、ひいては目標駆動パワーPdvtを確保することができる。
　なお、動力分割合成機構の４つの回転要素（軸）の連結形態は前記に限定されるものではなく、例えば本出願人が先に提案した前記特許第３８５２５６２号公報に記載されるように種々の連結形態が挙げられる。本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置では、それらの連結形態のハイブリッド車両でも同等の作用・効果が得られる。
　また、エンジンや第１及び第２モータジェネレータの駆動制御形態は前記に限定されるものではなく、種々のハイブリッド制御形態を採用することも可能であり、それらのハイブリッド車両であっても、本発明の駆動制御装置では、エンジンとモータジェネレータを同時に作動する走行モードで同等の作用・効果が得られる。
　また、本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置は、発電機として機能させないモータとエンジンを搭載したハイブリッド車両でも同等の作用・効果が得られる。その場合、モータの搭載数は１つ以上であればよい。
　１はワンウェイクラッチ
　２はエンジン
　３はエンジン出力軸
　４は第１モータジェネレータ
　５は第２モータジェネレータ
　６は駆動輪
　７は駆動軸
　８は第１遊星歯車機構
　９は第２遊星歯車機構
　１９は第１インバータ
　２０は第２インバータ
　２１はバッテリ
　３２は駆動制御コントローラ（駆動制御部）
　３７は目標駆動トルク設定部
　３８は目標駆動パワー設定部
　３９は目標充放電パワー設定部
　４０は目標エンジンパワー設定部
　４１はエンジン制御部
　４２はモータジェネレータ制御部

Claims (4)

  1. 　エンジンの出力とバッテリから電力が供給されるモータの出力とを用いて車両を駆動するハイブリッド車両の駆動制御装置において、
    　前記エンジン及びモータの駆動状態を制御する駆動制御部を備え、
    　前記駆動制御部は、目標エンジン回転速度を変化させるときに目標エンジン回転速度の変化量を所定の変化量で制限してから予め設定された目標動作ラインに基づいて前記変化量を制限した目標エンジン回転速度に応じた目標エンジントルクを設定するエンジン制御部を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
  2. 　前記駆動制御部は、車両に要求される目標駆動パワーから目標エンジンパワーを算出する目標エンジンパワー設定部を備え、
    　前記エンジン制御部は、前記目標エンジンパワーに応じた前記目標動作ライン上に目標エンジン回転速度と目標エンジントルクとからなる目標エンジン動作点を求めて前記目標エンジン動作点が前回求めた目標エンジン動作点と異なる場合に前記目標エンジン回転速度の変化量を所定の変化量で制限してから前記目標動作ラインから前記変化量を制限した目標エンジン回転速度に応じた目標エンジントルクを再設定することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
  3. 　２つの遊星歯車機構の夫々の回転要素を連結して４つの軸を有する動力分割合成機構を備え、
    　前記モータともう一つのモータとをバッテリに接続し、
    　共線図上で一方から順に前記もう一つのモータ、前記エンジン、駆動輪に接続された駆動軸、前記モータとなるように前記動力分割合成機構の４つの軸の夫々を前記もう一つのモータ、前記エンジン、前記駆動軸、前記モータの夫々に接続し、
    　前記駆動制御部は、前記目標エンジンパワーに応じて前記エンジンの作動状態を制御し、前記目標駆動パワーから目標エンジンパワーを減じた目標充放電パワーに応じて前記モータともう一つのモータの作動状態を制御することを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
  4. 　前記請求項１乃至３の何れか一項に記載の駆動制御装置を備えたハイブリッド車両。
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