WO2012111124A1

WO2012111124A1 - ハイブリッド車両の駆動制御装置

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Publication number: WO2012111124A1
Application number: PCT/JP2011/053366
Authority: WO
Inventors: 伊藤　芳輝; 雅章田川; 正和齋藤; 仁大熊; 幸弘細江
Original assignee: スズキ株式会社
Priority date: 2011-02-17
Filing date: 2011-02-17
Publication date: 2012-08-23
Also published as: CN103380046A; DE112011104904T5; JPWO2012111124A1; CN103380046B; US20140081499A1; US9340198B2

Abstract

　この発明は、複数のモータジェネレータの電力損失を考慮して、バッテリのＳＯＣの制御精度を向上させること、また、それにより、バッテリの保護性能を確保すること、回生によるエネルギ回収効率を高めることを目的とする。　モータトルク指令値演算手段を備えるハイブリッド車両の駆動制御装置において、電力損失推測手段と電力上下限値算出手段と目標電力算出手段とを設け、モータトルク指令値演算手段は、目標エンジン動作点から求められる目標エンジントルクを含むトルクバランス式と目標電力を含む電力バランス式とを用いて複数のモータジェネレータのそれぞれのトルク指令値を算出する。

Description

ハイブリッド車両の駆動制御装置

　この発明は、複数の動力源を備えそれらの動力を差動歯車機構により合成して駆動軸に入出力するハイブリッド自動車の制御装置に関し、特にモータの電力損失を考慮してエンジンの動作点とモータトルクを制御することによりＳＯＣの制御精度を向上させたり、バッテリを過負荷から保護するハイブリッド車両の駆動制御装置に関する。

　従来、電動機と内燃機関を備えたハイブリッド車の方式としてはシリーズ方式やパラレル方式の他に、特許第３０５０１２５号公報、特許第３０５０１３８号公報、特許第３０５０１４１号公報、特許第３０９７５７２号公報等に開示されるように、１つのプラネタリギア（３つの回転要素を有する差動歯車機構）と２つの電動機を用いて内燃機関の動力を発電機と駆動軸に分割し、発電機で発電した電力を用いて駆動軸に設けた電動機を駆動することにより、内燃機関の動力をトルク変換する方式がある。
　これを「３軸式」と呼ぶこととする。
　この従来技術では前記内燃機関の動作点を停止を含めた点に設定できるため燃費を向上することができる。
　しかし、シリーズ方式ほどではないが、十分な駆動軸トルクを得るためには比較的大きなトルクを有する電動機が必要となるため、及び、ＬＯＷギア比域で発電機と電動機との間での電力の受け渡し量が増加するため電気的損失が大きくなり、未だ改善の余地がある。
　この点を解決する方法としては、特許第３５７８４５１号公報、特開２００４一１５９８２号公報に開示されるものや、本出願人による特開２００２－２８１６０７号公報がある。
　特開２００２－２８１６０７号公報の方法は、４つの回転要素を有する差動歯車機構の各回転要素に、内燃機関の出力軸、第一のモータジェネレータ（以後「ＭＧ１」ともいう。）、第２のモータジェネレータ（以後「ＭＧ２」ともいう。）、及び、駆動輪に接続される駆動軸を接続し、内燃機関の動力とＭＧ１、ＭＧ２の動力を合成して駆動軸に出力するものである。
　そして、共線図上で内側の回転要素に内燃機関の出力軸と駆動軸を配置し、共線図上で外側の回転要素にＭＧ１（内燃機関側）とＭＧ２（駆動軸側）を配置することにより、内燃機関から駆動軸へ伝達される動力のうちＭＧ１及びＭＧ２が受け持つ割合を少なくすることができるので、ＭＧ１、ＭＧ２を小型化できると共に駆動装置としての伝達効率を改善できる。
　これを「４軸式」と呼ぶこととする。
　また、特許第３５７８４５１号公報も上記した方法と同様のものであるが、さらに５つ目の回転要素を有し、この回転要素の回転を停止させるブレーキを設ける方法も提案している。
　上記の従来技術では、特許第３０５０１２５号公報に開示されるように、車両に要求される駆動力と蓄電池の充電に要求される電力を加算して内燃機関が出力すべきパワーを算出し、そのパワーとなるトルクと回転速度の組み合わせの中からできるだけ効率が良いポイントを算出して目標エンジン動作点としている。
　そして、内燃機関の動作点が目標動作点となるようにＭＧ１を制御してエンジン回転速度を制御している。

特開２００８－１２９９２号公報

　ところで、従来のハイブリッド車両の駆動制御装置において、「３軸式」の場合、ＭＧ２のトルクはトルクバランスに影響を与えないので、エンジン回転速度が目標値に近づくようにＭＧ１のトルクをフィードバック制御したＭＧ１のトルクから、内燃機関とＭＧ１により駆動軸に出力されるトルクを算出し、目標駆動力からその値を減算した値となるようにＭＧ２のトルクを制御すればエンジントルクが変動しても目標とする駆動力を駆動軸から出力することができる。
　しかし、「４軸式」の場合には、駆動軸とＭＧ２とが別の軸となり、ＭＧ２のトルクもトルクバランスに影響してエンジン回転速度制御に影響するため、上記「３軸式」の制御方法は使えないという不都合がある。
　また、「４軸式」である上記特開２００４－１５９８２では、バッテリヘの充放電の無い状態で走行する場合のＭＧ１、ＭＧ２のトルクをトルクバランス式から算出し、回転速度をフィードバック制御してエンジン回転速度と駆動力を制御する方法が開示されている。
　しかし、バッテリヘの充放電がある場合、例えばバッテリの電力によるパワーアシストを行なう場合の制御については言及していない。
　更に、上記の特許文献１のものは、内燃機関と複数のモータジェネレータを備えたハイブリッドシステムにおいて、内燃機関の動作点に関してエンジン回転速度を高く設定するものであり、内燃機関の制御技術が開示されている。
　このとき、上記の特許文献１における複数のモータジェネレータの制御は不明であり、さらに、バッテリとの充放電を行う場合の複数のモータジェネレータの制御は不明である。
　なお、制御に際しては、内燃機関と複数のモータジェネレータを機械的に作動連結して、内燃機関の動作点を目標値に維持しながら複数のモータジェネレータを互いに関連させてトルクバランスをとって制御する必要があり、さらに、バッテリとの充放電を行う場合には、電力収支もバランスさせる必要がある。
　そして、それらを両立するように制御する必要がある。
　また、複数のモータジェネレータを互いに関連させてトルクバランスをとって制御する際に、フィードバック制御を行っても、その制御内容によっては、内燃機関のトルク変動が駆動トルクに影響を及ぼしてしまうという不都合がある。

　そこで、本出願人は、内燃機関の出力と、第１のモータジェネレータ（ＭＧ１）及び第２のモータジェネレータ（ＭＧ２）の動力とを合成して駆動輪に接続される駆動軸を駆動するハイブリッド自動車において、アクセル操作量と車速をパラメータとする目標駆動力と、車速とから目標駆動パワーを求め、ＳＯＣに基づいて目標充放電パワーを求め、車速と目標駆動力に基づいて電力損失を予測し、目標駆動パワーに目標電力と電力損失を加算して目標エンジンパワーを算出し、目標エンジンパワーから目標エンジン動作点を求め、目標駆動パワーと目標エンジンパワーの差からバッテリからの入出力電力の目標値である目標電力を求め、目標エンジントルクを含むトルクバランス式と、目標電力を含む電力バランス式からＭＧ１トルクとＭＧ２トルクの制御指令値を演算する制御装置を発明した。
　この方法によれば電力損失を考慮して目標エンジンパワーを算出するので、目標とする駆動力を出力しながらＳＯＣをより正確に所定範囲に制御するための発電を行うことができる。
　しかし、目標エンジンパワーより目標駆動パワーの方が大きくなる場合、すなわちエンジンのパワー上限により目標エンジンパワーが制限される場合、バッテリ電力によるパワーアシストが行なわれることになるが、この場合には電力損失を考慮して目標エンジンパワーを算出しても、結局エンジンの上限パワーで制限されてしまうため、目標電力に電力損失が反映されないということになる。
　従って、上記のような場合には、電力損失の分、電力が余計に消費されることになり、バッテリが過放電したり、バッテリの放電電力の制限を越えてしまうという不都合がある。
　また、減速時に回生制動によりバッテリの充電を行う場合、バッテリの入力制限のみによりモータジェネレータのトルクを制限すると、実際に充電に用いられる電力は入力制限値より電力損失の分だけ少ない電力となる。
　この結果、減速による電力回生を十分に利用できていないという不都合がある。

　この発明は、複数のモータジェネレータの電力損失を考慮して、バッテリのＳＯＣの制御精度を向上させること、また、それにより、バッテリの保護性能を確保すること、回生によるエネルギ回収効率を高めることを目的とする。

　そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、出力軸を有する内燃機関と、駆動輪に接続される駆動軸と、第一と第二のモータジェネレータと、それら複数のモータジェネレータと駆動軸と内燃機関とにそれぞれ連結された４つの回転要素を有する差動歯車機構と、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、車両速度を検出する車両速度検出手段と、バッテリの充電状態を検出するバッテリ充電状態検出手段と、前記アクセル開度検出手段により検出されたアクセル開度と前記車両速度検出手段により検出された車両速度とに基づいて目標駆動パワーを設定する目標駆動パワー設定手段と、少なくとも前記バッテリ充電状態検出手段により検出されたバッテリの充電状態に基づいて目標充放電パワーを設定する目標充放電パワー設定手段と、前記目標駆動パワー設定手段の前記目標駆動パワーと前記目標充放電パワー設定手段の前記目標充放電パワーと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算出手段と、目標エンジンパワーとシステム全体効率とから目標エンジン動作点を設定する目標エンジン動作点設定手段と、前記複数のモータジェネレータのそれぞれのトルク指令値を設定するモータトルク指令値演算手段とを備えるハイブリッド車両の駆動制御装置において、前記車両速度と前記目標駆動力に基づいて電力損失となる推定パワーを算出する電力損失推測手段と、この電力損失となる推定パワーと前記バッテリの状態パラメータに基づいてバッテリに対する入出電力を制限する電力上限値と電力下限値を設定する電力上下限値算出手段と、前記目標エンジン動作点から算出する目標エンジンパワーと前記目標駆動パワーとの差から目標電力を算出するとともに、この目標電力が前記電力上限値および前記電力下限値によって設定される範囲から外れる際には前記電力上限値又は前記電力下限値に制限する目標電力算出手段を設け、前記モータトルク指令値演算手段は、前記目標エンジン動作点から求められる目標エンジントルクを含むトルクバランス式と前記目標電力を含む電力バランス式とを用いて前記複数のモータジェネレータのそれぞれのトルク指令値を算出することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。

　以上詳細に説明した如くこの発明によれば、出力軸を有する内燃機関と、駆動輪に接続される駆動軸と、第一と第二のモータジェネレータと、それら複数のモータジェネレータと駆動軸と内燃機関とにそれぞれ連結された４つの回転要素を有する差動歯車機構と、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、車両速度を検出する車両速度検出手段と、バッテリの充電状態を検出するバッテリ充電状態検出手段と、アクセル開度検出手段により検出されたアクセル開度と車両速度検出手段により検出された車両速度とに基づいて目標駆動パワーを設定する目標駆動パワー設定手段と、少なくともバッテリ充電状態検出手段により検出されたバッテリの充電状態に基づいて目標充放電パワーを設定する目標充放電パワー設定手段と、目標駆動パワー設定手段の目標駆動パワーと目標充放電パワー設定手段の目標充放電パワーと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算出手段と、目標エンジンパワーとシステム全体効率とから目標エンジン動作点を設定する目標エンジン動作点設定手段と、複数のモータジェネレータのそれぞれのトルク指令値を設定するモータトルク指令値演算手段とを備えるハイブリッド車両の駆動制御装置において、車両速度と目標駆動力に基づいて電力損失となる推定パワーを算出する電力損失推測手段と、電力損失となる推定パワーとバッテリの状態パラメータに基づいてバッテリに対する入出電力を制限する電力上限値と電力下限値を設定する電力上下限値算出手段と、目標エンジン動作点から算出する目標エンジンパワーと目標駆動パワーとの差から目標電力を算出するとともに、目標電力が電力上限値および電力下限値によって設定される範囲から外れる際には電力上限値又は電力下限値に制限する目標電力算出手段を設け、モータトルク指令値演算手段は、目標エンジン動作点から求められる目標エンジントルクを含むトルクバランス式と目標電力を含む電力バランス式とを用いて複数のモータジェネレータのそれぞれのトルク指令値を算出することを特徴とする。
　従って、複数のモータジェネレータの電力損失を考慮し、バッテリの状態に応じた入出力パワーに制限することによって、バッテリの電力を使って駆動アシストを行った場合の充放電電力を適切に制限することができるので、バッテリに対する過放電や過負荷を防止することができる。
　また、複数のモータジェネレータの電力損失を考慮して、バッテリのＳＯＣの制御精度を向上させることができる。
　更に、制御精度が高いので、バッテリの制限値近傍の範囲を使用でき、減速時に回生量を増加することができる。
　更にまた、内燃機関の動作点に配慮し、モータジェネレータにおける目標とする駆動力確保と、バッテリに対する過充放電を防止した目標近傍の充放電の確保とを両立することができる。
　また、目標エンジン回転速度を、それが目標エンジン回転速度上限値を超えないように再設定した後、それに基づいて目標充放電パワーとは異なる目標電力を設定することになり、その最適化した目標エンジン動作点と、過充放電を防止した最適な目標電力とに基づいての複数のモータジェネレータの駆動力を設定することになるので、エンジン回転速度を制限して内燃機関を保護するとともに、バッテリの電力を用いたパワーアシストによりドライバの要求する駆動力を満足させることができる。

図１は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。図２は目標動作点演算のための制御ブロック図である。図３はモータトルク指令値演算のための制御ブロック図である。図４はエンジン目標動作点及び目標電力算出制御用のフローチャートである。図５はモータトルク指令値算出用のフローチャートである。図６は目標駆動力と車速とからなる目標駆動力検索マップである。図７は目標充放電パワーとバッテリ充電状態検出手段とからなる目標充放電パワー検索テーブルである。図８はエンジントルクとエンジン回転速度とからなる目標エンジン動作点検索マップである。図９は同一エンジン動作点で車速を変化させた場合の共線図である。図１０はエンジントルクとエンジン回転速度とからなるエンジン効率の最良ラインと全体効率の最良ラインとを示す図である。図１１は効率とエンジン回転速度とからなる等パワーライン上の各効率を示す図である。図１２は等パワー線上の各点（Ｄ、Ｅ、Ｆ）の共線図である。図１３はＬＯＷギヤ比状態の共線図である。図１４は中間ギヤ比状態の共線図である。図１５はＨＩＧＨギヤ比状態の共線図である。図１６は動力循環が発生している状態の共線図である。図１７は電力損失検索マップを示す図である。図１８はバッテリ温度による電力上下限制限値検索テーブルを示す図である。図１９はバッテリ電圧による電力上下限制限値検索テーブルを示す図である。図２０はＳＯＣによる電力上下限制限値検索テーブルを示す図である。

　以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。

　図１～図２０はこの発明の実施例を示すものである。
　図１において、１は図示しないハイブリッド車両の駆動制御装置、つまり、本発明が適用される４軸式の動力入出力装置である。
　前記ハイブリッド車両の駆動制御装置（「動力入出力装置」ともいう。）１は、図１に示す如く、内燃機関（「Ｅ／Ｇ」、「ＥＮＧ」とも記載する。）２と電動機からの出力を用いて車両を駆動制御するために、駆動系として、燃料の燃焼により駆動力を発生させる内燃機関２の出力軸３と、ワンウェイクラッチ４を介して接続され、かつ、電気により駆動力を発生するとともに駆動により電気エネルギを発生する第一のモータジェネレータ（「ＭＧ１」、「第１電動機」ともいう。）５及び第二のモータジェネレータ（「ＭＧ２」、「第２電動機」ともいう。）６と、ハイブリッド車両の駆動輪７に接続される駆動軸８と、出力軸３と、第一のモータジェネレータ５と、第二のモータジェネレータ６と、駆動軸８にそれぞれ連結された第１プラネタリギヤ（「ＰＧ１」とも記載する。）９及び第２プラネタリギヤ（「ＰＧ２」とも記載する。）１０とを備えている。

　前記内燃機関２は、アクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量）に対応して吸入する空気量を調整するスロットルバルブ等の空気量調整手段１１と、吸入する空気量に対応する燃料を供給する燃料噴射弁等の燃料供給手段１２と、燃料に着火する点火装置等の着火手段１３とを備えている。
　前記内燃機関２は、空気量調整手段１１と燃料供給手段１２と着火手段１３とにより燃料の燃焼状態を制御され、燃料の燃焼により駆動力を発生する。

　このとき、前記第１プラネタリギヤ９は、図１に示す如く、第１プラネタリキャリア（「Ｃ１」とも記載する。）９－１と、第１リングギヤ９－２と、第１サンギヤ９－３と、第１ピニオンギヤ９－４とを有するとともに、前記駆動輪７の駆動軸８に連絡する出力ギヤ１４と、この出力ギヤ１４を駆動軸８に接続する歯車やチェーン等からなる出力伝達機構（「歯車機構」または後述する「差動歯車機構１５」ともいう。）１５を有している。
　また、前記第２プラネタリギヤ１０は、図１に示す如く、第２プラネタリキャリア（「Ｃ２」とも記載する。）１０－１と、第２リングギヤ１０－２と、第２サンギヤ１０－３と、第２ピニオンギヤ１０－４とを有している。
　そして、図１に示す如く、前記第１プラネタリギヤ９の第１プラネタリキャリア９－１と前記第２プラネタリギヤ１０の第２サンギヤ１０－３とを結合して内燃機関２の出力軸３に接続する。
　また、図１に示す如く、前記第１プラネタリギヤ９の第１リングギヤ９－２と前記第２プラネタリギヤ１０の第２プラネタリキャリア１０－１とを結合して前記駆動軸８に連絡する出力部材である出力ギヤ１４に接続する。

　また、前記第一のモータジェネレータ５は、第１モータロータ５－１と第１モータステータ５－２と第１モータロータ軸５－３とからなるとともに、前記第二のモータジェネレータ６は、第２モータロータ６－１と第２モータステータ６－２と第２モータロータ軸６－３とからなる。
　そして、図１に示す如く、前記第１プラネタリギヤ９の第１サンギヤ９－３に前記第一のモータジェネレータ５の第１モータロータ５－１を接続し、前記第２プラネタリギヤ１０の第２リングギヤ１０－２に前記第二のモータジェネレータ６の第２モータロータ６－１を接続する。
　つまり、前記ハイブリッド車両は、前記内燃機関２と前記第一のモータジェネレータ５と前記第二のモータジェネレータ６と前記出力ギヤ１４とから構成される４つの要素を、共線図（図９及び図１０参照。）上で、前記第一のモータジェネレータ５、前記出力ギヤ１４、前記第二のモータジェネレータ６の順になるように連結した歯車機構である前記差動歯車機構１５を備えている。
　従って、前記内燃機関２と前記第一のモータジェネレータ５と前記第二のモータジェネレータ６と前記駆動軸８との間で動力の授受が行われる。

　更に、前記第一のモータジェネレータ５の第１モータステータ５－２に第１インバータ１６を接続するとともに、前記第二のモータジェネレータ６の第２モータステータ６－２に第２インバータ１７を接続する。
　そして、これらの第１、第２インバータ１６、１７により前記第一及び第二のモータジェネレータ５、６を夫々制御する。
　また、前記第１、第２インバータ１６、１７の電源端子は蓄電装置であるバッテリ１８に夫々接続する。

　前記ハイブリッド車両の駆動制御装置１は、前記内燃機関２と前記第一及び第二のモータジェネレータ５、６とからの出力を用いて車両を駆動制御するものである。

　そして、前記ハイブリッド車両の駆動制御装置１は、前記出力軸３を有する前記内燃機関２と、前記駆動輪７に接続される前記駆動軸８と、前記第一及び第２モータジェネレータ５、６と、それら複数のモータジェネレータである前記第一及び第二のモータジェネレータ５、６と前記駆動軸８と前記内燃機関２とにそれぞれ連結された４つの回転要素を有する前記差動歯車機構１５と、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段１９と、車両速度を検出する車両速度検出手段２０と、前記バッテリ１８の充電状態を検出するバッテリ充電状態検出手段２１と、前記アクセル開度検出手段１９により検出されたアクセル開度と前記車両速度検出手段２０により検出された車両速度とに基づいて目標駆動パワーを設定する目標駆動パワー設定手段２２と、少なくとも前記バッテリ充電状態検出手段２１により検出されたバッテリ１８の充電状態に基づいて目標充放電パワーを設定する目標充放電パワー設定手段２３と、前記目標駆動パワー設定手段２２と目標充放電パワー設定手段２３と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算出手段２４と、目標エンジンパワーとシステム全体効率とから目標エンジン動作点を設定する目標エンジン動作点設定手段２５と、前記複数のモータジェネレータである前記第一及び第二のモータジェネレータ５、６のそれぞれのトルク指令値Ｔｍｇ１、Ｔｍｇ２を設定するモータトルク指令値演算手段２６とを備える。
　このとき、前記内燃機関２の空気量調整手段１１や燃料供給手段１２、着火手段１３と、前記第一のモータジェネレータ５の第１モータステータ５－２と、前記第二のモータジェネレータ６の第２モータステータ６－２とは、前記ハイブリッド車両の駆動制御装置１の制御系である駆動制御部２７に接続されている。
　このハイブリッド車両の駆動制御装置１の駆動制御部２７は、図１に示す如く、アクセル開度検出手段１９と、車両速度検出手段２０と、バッテリ充電状態検出手段２１と、エンジン回転速度検出手段２８とを備えている。
　前記アクセル開度検出手段１９は、アクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度を検出する。
　前記車両速度検出手段２０は、ハイブリッド車両の車両速度（車速）を検出する。
　前記バッテリ充電状態検出手段２１は、前記バッテリ１８の充電状態ＳＯＣを検出する。

　また、目標動作点演算のための前記駆動制御部２７は、図１に示す如く、前記目標駆動パワー設定手段２２と、前記目標充放電パワー設定手段２３と、前記目標エンジンパワー算出手段２４と、前記目標エンジン動作点設定手段２５と、前記モータトルク指令値演算手段２６とを備えている。

　前記目標駆動パワー設定手段２２は、前記アクセル開度検出手段１９により検出されたアクセル開度と、前記車両速度検出手段２０により検出された車両速度とに基づいてハイブリッド車両を駆動するための目標駆動パワーを設定する機能を有している。
　つまり、前記目標駆動パワー設定手段２２は、図２に示す如く、目標駆動力算出部２９と目標駆動パワー算出部３０とを有し、前記目標駆動力算出部２９は、前記アクセル開度検出手段１９により検出されたアクセル開度と前記車両速度検出手段２０により検出された車両速度とに応じて、図６に示す目標駆動力検索マップにより目標駆動力を設定する。
　このとき、「アクセル開度＝０」での高車速域は、エンジンブレーキ相当の減速方向の駆動力となるように負の値に設定し、車速が低い領域では、クリープ走行ができるように正の値としている。
　また、前記目標駆動パワー算出部３０は、前記目標駆動力算出部２９にて設定された目標駆動力と前記車両速度検出手段２０により検出された車両速度とを乗算して、目標駆動力で車両を駆動するのに必要な目標駆動パワーを算出する。

　前記目標充放電パワー設定手段２３は、少なくとも前記バッテリ充電状態検出手段２１により検出された前記バッテリ１８の充電状態ＳＯＣに基づいて、目標充放電パワーを設定する。
　この実施例においては、バッテリ充電状態ＳＯＣと車両速度に応じて、目標充放電パワーを、図示しない目標充放電パワー検索マップにより検索して設定する。

　前記目標エンジンパワー算出手段２４は、前記目標駆動パワー設定手段２２により設定された目標駆動パワーと前記目標充放電パワー設定手段２３により設定された目標充放電パワーとから、目標エンジンパワーを算出する。
　この実施例においては、目標駆動パワーから目標充放電パワーを減算することにより、目標エンジンパワーを得る。

　前記目標エンジン動作点設定手段２５は、目標エンジンパワーとシステム全体効率とから目標エンジン動作点を設定する。

　前記モータトルク指令値演算手段２６は、前記複数のモータジェネレータである前記第一及び第二のモータジェネレータ５、６のそれぞれのトルク指令値Ｔｍｇ１、Ｔｍｇ２を設定する。

　前記目標充放電パワー設定手段２３は、車両速度が低くなるほど、目標充放電パワーの絶対値が小さくなるように設定する。

　トルク指令値演算のための前記駆動制御部２７は、図３に示す如く、第１～第７算出部３１～３７を備えている。
　前記第１算出部３１は、前記目標エンジン動作点設定手段２５により演算された目標エンジン回転速度（図２参照。）と前記車両速度検出手段２０からの車両速度（車速）とによって、エンジン回転速度が目標エンジン回転速度Ｎｅｔとなった場合の前記第一のモータジェネレータ５のＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１と前記第二のモータジェネレータ６のＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２を算出する。
　前記第２算出部３２は、前記第１算出部３１によって算出されたＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１及びＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２と前記目標エンジン動作点設定手段２５により演算された目標エンジントルク（図２参照。）とによって、前記第一のモータジェネレータ５の基本トルクＴｍｇ１ｉを算出する。
　前記第３算出部３３は、前記エンジン回転速度検出手段２８からのエンジン回転速度と前記目標エンジン動作点設定手段２５により演算された目標エンジントルク（図２参照。）とによって、前記第一のモータジェネレータ５のフィードバック補正トルクＴｍｇ１ｆｂを算出する。
　前記第４算出部３４は、前記エンジン回転速度検出手段２８からのエンジン回転速度と前記目標エンジン動作点設定手段２５により演算された目標エンジントルク（図２参照。）とによって、前記第二のモータジェネレータ６のフィードバック補正トルクＴｍｇ２ｆｂを算出する。
　前記第５算出部３５は、前記第２算出部３２からの前記第一のモータジェネレータ５の基本トルクＴｍｇ１ｉと前記目標エンジン動作点設定手段２５により演算された目標エンジントルク（図２参照。）とによって、前記第二のモータジェネレータ６の基本トルクＴｍｇ２ｉを算出する。
　前記第６算出部３６は、前記第２算出部３２からの前記第一のモータジェネレータ５の基本トルクＴｍｇ１ｉと前記第３算出部３３からの前記第一のモータジェネレータ５のフィードバック補正トルクＴｍｇ１ｆｂとによって、前記第一のモータジェネレータ５のトルク指令値Ｔｍｇ１を算出する。
　前記第７算出部３７は、前記第４算出部３４からの前記第二のモータジェネレータ６のフィードバック補正トルクＴｍｇ２ｆｂと前記第５算出部３５からの前記第二のモータジェネレータ６の基本トルクＴｍｇ２ｉとによって、前記第二のモータジェネレータ６のトルク指令値Ｔｍｇ２を算出する。

　このため、この発明の前提項の効果としては、以下のようなものがある。
（１）前記バッテリ１８ヘの充放電がある場合の複数のモータジェネレーダ５、６の制御を行うことができる。
　　　また、前記内燃機関２の動作点に配慮し、目標とする駆動力確保と目標とする充放電の確保とを両立することができる。
　　　更に、複数のモータジェネレータ５、６のトルク指令値をそれぞれ細かく補正することによって、速やかに、エンジン回転速度を目標値に紋束させることができる。
　　　更にまた、エンジン動作点を目標とする動作点に併せることができるので、適切な運転状態とすることができる。
（２）前記内燃機関２と複数のモータジェネレータ５、６を備えたハイブリッドシステムにおけるバッテリ１８ヘの充放電がある場合の複数のモータジェネレータ５、６の制御として、内燃機関２の動作点に配慮し、目標とする駆動力確保と目標とする充放電の確保を両立する制御を行う場合に、内燃機関２のトルク変動を駆動トルクに影響させないように最適にして、ドラビリや走行フィーリングを向上することができる。

　また、前記ハイブリッド車両の駆動制御装置１は、前記車両速度と前記目標駆動力に基づいて電力損失となる推定パワーを算出する電力損失推測手段３８と、この電力損失となる推定パワーと前記バッテリの状態パラメータに基づいてバッテリに対する入出電力を制限する電力上限値と電力下限値を設定する電力上下限値算出手段３９と、前記目標エンジン動作点から算出する目標エンジンパワーと前記目標駆動パワーとの差から目標電力を算出するとともに、この目標電力が前記電力上限値および前記電力下限値によって設定される範囲から外れる際には前記電力上限値又は前記電力下限値に制限する目標電力算出手段４０を設け、前記モータトルク指令値演算手段２６は、前記目標エンジン動作点から求められる目標エンジントルクを含むトルクバランス式と前記目標電力を含む電力バランス式とを用いて前記複数のモータジェネレータ５、６のそれぞれのトルク指令値を算出する構成を備えている。
　従って、複数のモータジェネレータ５、６の電力損失を考慮し、バッテリ１８の状態に応じた入出力パワーに制限することによって、バッテリ１８の電力を使って駆動アシストを行った場合の充放電電力を適切に制限することができるので、バッテリ１８に対する過放電や過負荷を防止することができる。
　また、複数のモータジェネレータ５、６の電力損失を考慮して、バッテリ１８のＳＯＣの制御精度を向上させることができる。
　更に、制御精度が高いので、バッテリ１８の制限値近傍の範囲を使用でき、減速時に回生量を増加することができる。
　更にまた、前記内燃機関２の動作点に配慮し、複数のモータジェネレータ５、６における目標とする駆動力確保と、バッテリ１８に対する過充放電を防止した目標近傍の充放電の確保とを両立することができる。
　また、目標エンジン回転速度を、それが目標エンジン回転速度上限値を超えないように再設定した後、それに基づいて目標充放電パワーとは異なる目標電力を設定することになり、その最適化した目標エンジン動作点と、過充放電を防止した最適な目標電力とに基づいての複数のモータジェネレータ５、６の駆動力を設定することになるので、エンジン回転速度を制限して内燃機関２を保護するとともに、バッテリ１８の電力を用いたパワーアシストによりドライバの要求する駆動力を満足させることができる。

　詳述すれば、前記電力損失推測手段３８は、図２に示す如く、前記車両速度検出手段２０からの車両速度（車速）と前記目標駆動力算出部２９にて設定された目標駆動力とを入力するとともに、電力損失としての推定パワーを設定した検索マップを備える。
　このとき、電力損失としての推定パワーは、図１７に示す如く、目標駆動力が増大するに連れて増加し、その増加率は、目標駆動力が増大するにつれて増加する。
　また、電力損失としての推定パワーは、車両速度が高くなるほど増加するとともに、その最大値をとる目標駆動力は、車両速度が高くなるほど小さくなる。

　また、前記電力上下限値算出手段３９は、図１８に示すバッテリ温度に対する電力上限値および電力下限値を規定するテーブルと、図１９に示すバッテリ電圧に対する電力上限値および電力下脚直を規定するテーブルと、図２０に示す前記バッテリ１８のＳＯＣに対する電力上限値および電力下限値を規定するテーブルとを備える。
　このとき、前記電力上下限値算出手段３９は、図２に示す如く、前記目標充放電パワー設定手段２３からの目標充放電パワーと前記バッテリ充電状態検出手段２１からの前記バッテリ１８の充電状態ＳＯＣとバッテリ状態としてバッテリ温度（「電池温度」ともいう。）とバッテリ電圧（「電池電圧」ともいう。）とを入力し、入力したバッテリ温度に基づいて規定された電力上限値および電力下限値と、入力したバッテリ電圧に基づいて規定された電力上限直および電力下限値と、入力したＳＯＣに基づいて規定された電力上限直および電力下限値とを求め、推定パワー減算して、それぞれの電力上限値および電力下限値同士を比較し、制限の最も大きな電力上限値および電力下限値を前記目標電力算出手段４０に出力する。
　この結果、バッテリ状態に応じた入出力パワーに制限することによって、充放電におけるバッテリ１８の過電圧保護と、ＳＯＣを考慮した過放電防止・過充電防止とを行うことができる。

　更に、前記差動歯車機構１５の４つの回転要素を、共線図において順に前記第一のモータジェネレータ５に連結された回転要素、前記内燃機関２に連結された回転要素、前記駆動軸８に連結された回転要素、前記第二のモータジェネレータ６に連結された回転要素の順に並ぶとともに、それらの要素間の相互のレバー比を同順にｋ１：１：ｋ２として設け、第一のモータジェネレータ５のトルク補正値と第二のモータジェネレータ６のトルク補正値とを、第一のモータジェネレータ５のトルク補正値にｋ１を乗じた値と第二のモータジェネレータ６のトルク補正値に１＋ｋ２を乗じた値とが等しくなる関係を維持するように設定する。
　従って、バランス式を、同様の４つの回転要素を持つレバー比が異なる差動歯車機構１５を構成する場合、好適に用いることができる。
　このとき、複数のモータジェネレータ５、６のトルク指令値にそれぞれ設定するフィードバック補正量を、複数のモータジェネレータ５、６と駆動軸８と内燃機関２とにそれぞれ連結された４つの回転要素を有する差動歯車機構１５のギヤ比ないしレバー比に基づいて関連付けて設定する。
　また、トルクバランス式では、後述の数式（４）に示すように、複数のモータジェネレータ５、６のそれぞれの目標トルクと目標エンジントルクとを、複数のモータジェネレータ５、６と内燃機関２とを機械的に作動連結する動力入出力装置である前記駆動制御装置１のギヤ比に基づくレバー比に基づいて、バランスしている。

　前記ハイブリッド車両の駆動制御装置１において、前記モータトルク指令値演算手段２６は、前記目標エンジン動作点から求められる目標エンジントルクを含むトルクバランス式と前記目標充放電パワーを含む電力バランス式とを用いて前記複数のモータジェネレータである前記第一及び第二のモータジェネレータ５、６のそれぞれのトルク指令値Ｔｍｇ１、Ｔｍｇ２を算出するとともに、前記目標エンジン動作点から求められる目標エンジン回転速度に実際のエンジン回転速度を収束させるように前記複数のモータジェネレータである前記第一及び第二のモータジェネレータ５、６の前記トルク指令値Ｔｍｇ１、Ｔｍｇ２にそれぞれのフィードバック補正を行うことを可能とする。
　そして、前記モータトルク指令値演算手段２６は、フィードバック補正を行う際、複数のモータジェネレータ５、６の第一のモータジェネレータ５のトルク補正値（「フィードバック補正トルクＴｍｇ１ｆｂ」ともいう。）と第二のモータジェネレータ６のトルク補正値（「フィードバック補正トルクＴｍｇ２ｆｂ」ともいう。）とを、実際のエンジン回転速度と目標エンジン回転速度との偏差に基づいて算出するとともに、これら前記第一のモータジェネレータ５のトルク補正値であるフィードバック補正トルクＴｍｇ１ｆｂと前記第二のモータジェネレータ６のトルク補正値であるフィードバック補正トルクＴｍｇ２ｆｂとの比を、前記ハイブリッド車両の駆動制御装置１のレバー比に基づく所定の比となるよう設定する。
　これにより、前記駆動軸８を支点としてトルクの変化に注目したトルクバランス式を用いて、前記内燃機関２のトルク変動を打ち消しているので、内燃機関２にトルク変動が生じてもそれを駆動軸トルクに影響を与えないようにできる。
　前記目標エンジンパワー算出手段２４は、前記目標駆動パワーと前記目標充放電パワーとこの電力損失となる推定パワーとに基づいて前記目標エンジンパワーを算出し、前記電力上下限値算出手段３９は、前記バッテリ１８の状態パラメータとして温度と電圧とＳＯＣに基づいて検索テーブルから求めた検索値から前記推定パワーを減算して前記電力上限値又は前記電力下限値を決定する。
　従って、電力損失を考慮して算出した目標エンジンパワーに基づいて、目標エンジン動作点および目標電力を算出し、複数のモータジェネレ一夕５、６のそれぞれのトルク指令値を算出することになるので、車両速度や目標駆動力の違いによる電力損失のばらつきによる誤差が少なくなり、バッテリ１８のＳＯＣの制御精度を向上させて目標とする充放電を確保しつつ、目標とする駆動力確保との両立を可能とすることができる。

　次に作用を説明する。
　図４のエンジン目標動作点及び目標電力算出制御用のフローチャートでは運転者のアクセル操作量と車速から目標エンジン動作点（目標エンジン回転速度、目標エンジントルク）を演算し、図５のモータトルク指令値算出用のフローチャートでは目標エンジン動作点に基づいて前記第一のモータジェネレータ５と前記第二のモータジェネレータ６との目標トルクを演算する。

　先ず、図４のエンジン目標動作点及び目標電力算出制御用のプログラムがスタート（１０１）すると、アクセル開度センサからなる前記アクセル開度検出手段１９からのアクセル開度の検出信号や車速センサからなる前記車両速度検出手段２０からの車両速度の検出信号、前記バッテリ充電状態検出手段２１からの前記バッテリ１８の充電状態ＳＯＣの検出信号、電池温度であるバッテリ温度、電池電圧であるバッテリ電圧、つまり制御に用いる各種信号の取り込みを行うステップ（１０２）に移行する。
　そして、図６に示す目標駆動力検出マップから目標駆動力を検出するステップ（１０３）に移行する。
　このステップ（１０３）は、図６に示す目標駆動力検出マップから車速とアクセル開度に応じた目標駆動力を算出するものである。
　このとき、「アクセル開度＝０」の場合、高車速域ではエンジンブレーキ相当の減速方向の駆動力となるように負の値に設定し、車速が低い領域では、クリープ走行ができるように正の値とする。

　また、図６の目標駆動力検出マップから目標駆動力を検出するステップ（１０３）の後には、このステップ（１０３）にて算出した目標駆動力と車速とを乗算して目標駆動パワーを算出するステップ（１０４）に移行する。
　このステップ（１０４）は、ステップ（１０３）にて算出した目標駆動力と車速とを乗算し、目標駆動力で車両を駆動するのに必要なパワーである目標駆動パワーを算出するものである。

　更に、上述の目標駆動力と車速とを乗算して目標駆動パワーを算出するステップ（１０４）の後には、図７の目標充放電パワー検索テーブルから目標充放電パワーを算出するステップ（１０５）に移行する。
　このステップ（１０５）は、前記バッテリ１８の充電状態ＳＯＣを通常使用範囲内に制御するために、目標とする充放電量を図７に開示する目標充放電パワー検索テーブルから算出するものである。
　このとき、ステップ（１０５）において、前記バッテリ１８の充電状態ＳＯＣが低い場合には、充電パワーを大きくして前記バッテリ１８の過放電を防止し、前記バッテリ１８の充電状態ＳＯＣが高い場合には、放電パワーを大きくして過充電を防止する。
　便宜上、放電側を正の値、充電側を負の値として取り扱う。

　更にまた、目標充放電パワー検索テーブルから目標充放電パワーを算出するステップ（１０５）の後には、図１７に示す電力損失検索マップから前記第一のモータジェネレータ５と前記第二のモータジェネレータ６とでの電力損失の推定値を検索するステップ（１０６）に移行する。
　このステップ（１０６）の時点ではモータの動作点を決める前であるため、モータの電力損失検索マップから電力損失を算出することはできない。
　このため、車速と目標駆動力とをパラメータとして予め電力損失の概算値を設定しておき、検索により算出するようにしている。

　そして、電力損失検索マップから電力損失の推定値を検索するステップ（１０６）の後には、目標駆動パワーと目標充放電パワーと電力損失とから内燃機関２が出力すべき目標エンジンパワーを計算するステップ（１０７）に移行する。
　このステップ（１０７）において、内燃機関２が出力すべきパワーである目標エンジンパワーは、車両の駆動に必要なパワーに蓄電池を充電するパワーを加算（放電の場合は減算）した値となる。
　このステップ（１０７）においては、充電側を負の値として取り扱っているので、目標駆動パワーから目標充放電パワーを減算して、目標エンジンパワーを算出している。

　また、目標エンジンパワーを計算するステップ（１０７）の後には、このステップ（１０７）で計算した目標エンジンパワーが上限パワーを超えているか否かを判断するステップ（１０８）に移行する。
　このステップ（１０８）において、判断がＹＥＳの場合には、上下値を目標エンジンパワーを行うステップ（１０９）に移行した後に、次のステップ（１１０）に移行し、判断がＮＯの場合には、そのまま次のステップ（１１０）に移行する。
　つまり、上述のステップ（１０８）及びステップ（１０９）では、目標エンジンパワーの上限ガードを行なっている。
　なお、上限値は内燃機関２が出力可能な出力の最大値である。

　更に、ステップ（１１０）は、電力上下限制限値検索テーブル検索値から電力損失推定値を減算し、電力上限値及び電力下限値を計算する。
　つまり、ステップ（１１０）では、図１８～図２０に示すバッテリ温度やバッテリ電圧、前記バッテリ１８の充電状態ＳＯＣによる各電力上下限制限値検索テーブルから電力上限値と電力下限値を計算する。
　このとき、放電側を正の値、充電側を負の値として取り扱っており、各電力上下限制限値検索テーブルから算出された値のうち放電側の最小値を電力上限値とし、充電側の絶対値が最小となる値を電力下限値として算出している。
　図１８は、バッテリ温度による制限の例を示す。温度が低い場合には電池の反応速度が低下するため充放電可能な電力が少なくなる。また、電池温度が高い場合には温度上昇を防ぐため充放電電力を制限する必要がある。
　また、図１９は、バッテリ電圧による制限の例を示す。電池にはその保護のため上限電圧と下限電圧があり、その範囲を超えて使用すると電池の劣化が進んでしまう。そのため、電圧が高い場合には充電を制限し、電圧が低い場合には放電を制限する必要がある。
　更に、図２０は、前記バッテリ１８の充電状態ＳＯＣによる制限の例を示す。このバッテリ１８の充電状態ＳＯＣは、過放電や過充電とならないようにする必要があり、充電状態ＳＯＣが低い場合には放電を制限し、充電状態ＳＯＣが高い場合には充電を制限する必要がある。
　なお、図７に示す目標充放電パワー検索テーブルにおいても、過充電とならないようにバッテリ１８の充電状態ＳＯＣが高い場合は充電パワーを小さくするようにしているが、この値はエンジン動力を用いた発電パワーを設定するものであり、下り坂での回生発電による充電のような場合には、図２０に示す充電側の制限値により制限される。
　また、ドライバの要求駆動力がバッテリによるパワーアシストを必要とする場合には、後述するようにパワーアシストが実行されるが、この場合消費電力に応じてバッテリ１８の充電状態ＳＯＣが低下する。そして、パワーアシストを頻繁に行なうと、バッテリ１８の充電状態ＳＯＣが回復する前に再度パワーアシストが実行されるため、バッテリ１８の充電状態ＳＯＣが徐々に低下してしまう。このような場合に放電側が制限される。
　そして、算出した上下限値から電力損失推定値を減算し、最終的な電力上下限値としている。

　上述の限制限値検索テーブル検索値から電力損失推定値を減算し、電力上限値及び電力下限値を計算するステップ（１１０）の後には、目標駆動パワーから目標エンジンパワーを減算し、電力上下限値で制限して目標電力を算出するステップ（１１１）に移行する。
　このステップ（１１１）において、目標駆動パワーの方が目標エンジンパワーより大きい場合、目標電力はバッテリ電力によるアシストパワーを意味する値となる。
　また、目標エンジンパワーの方が目標駆動パワーより大きい場合には、目標電力はバッテリヘの充電電力を意味する値となる。

　そして、目標駆動パワーから目標エンジンパワーを減算し、電力上下限値で制限して目標電力を算出するステップ（１１１）の後には、目標エンジン動作点検索マップから目標エンジン動作点を算出するステップ（１１２）に移行する。
　このステップ（１１２）は、図８に示す目標エンジン動作点検索マップから、目標エンジンパワーと車速に応じた目標エンジン動作点（回転速度、トルク）を算出するものである。
　この目標エンジン動作点検索マップから目標エンジン動作点を算出するステップ（１１２）の後には、エンジン目標動作点及び目標電力算出制御用のプログラムのリターン（１１３）に移行する。

　なお、図８の目標エンジン動作点検索マップは、等パワーライン上で前記内燃機関２の効率に前記差動歯車機構１５と前記第一及び第二のモータジェネレータ５、６とにより構成される動力伝達系の効率を加味した全体の効率が良くなるポイントを各パワー毎に選定して結んだラインを目標動作点ラインとして設定する。
　そして目標動作点ラインは各車速毎に設定する。
　このとき、設定値は実験的に求めてもよいし、前記内燃機関２、前記第一のモータジェネレータ５、前記第二のモータジェネレータ６の効率から計算して求めてもよい。
　なお、目標動作点ラインは車速が高くなるに連れて高回転側に移動する設定としている。

　その理由を以下に記載する。
　車速によらず同一のエンジン動作点を目標エンジン動作点とした場合、図９に示す如く、車速が低い場合には前記第一のモータジェネレータ５の回転速度は正となり、前記第一のモータジェネレータ５が発電機、前記第二のモータジェネレータ６が電動機となる（点Ａ参照。）。
　そして、車速が高くなるに連れて前記第一のモータジェネレータ５の回転速度は０に近づき（点Ｂ参照。）、さらに車遠が高くなると前記第一のモータジェネレータ５の回転速度は負となり、この状態になると前記第一のモータジェネレータ５は電動機として作動するとともに、前記第二のモータジェネレータ６は発電機として作動する（点Ｃ参照。）。
　車速が低い場合（点Ａ、Ｂの状態）にパワーの循環は起きないので、目標動作点は、図８の車速＝４０ｋｍ／ｈの目標動作点ラインのように、概ねエンジン効率の良いポイントに近いものとなる。
　しかし、車速が高い場合（点Ｃの状態）になると、前記第一のモータジェネレータ５は電動機として作動するとともに、前記第二のモータジェネレータ６は発電機として作動し、パワー循環が発生するため動力伝達系の効率が低下する。
　従って、図１１の点Ｃに示すように、前記内燃機関２の効率が良くても動力伝達系の効率が低下するため、全体としての効率が低下してしまう。
　そこで、高車速域でパワー循環が発生しないようにするには、図１２に示す共線図の点Ｅのように前記第一のモータジェネレータ５の回転速度を０以上にすればよいが、そうすると前記内燃機関２の回転速度が高くなる方へ動作点が移動するので、図１１の点Ｅに示すように、動力伝達系の効率が良くなっても前記内燃機関２の効率が大きく低下するので全体としての効率は低下してしまう。
　従って、図１１に示すように全体としての効率が良いポイントは両者の間の点Ｄとなり、このポイントを目標動作点とすれば最も効率のよい運転が可能となる。
　以上、点Ｃ、点Ｄ、点Ｅの３つの動作点を目標動作点検索マップ上に表したのが図１０であり、車速が高い場合には全体効率が最良となる動作点がエンジン効率が最良となる動作点より高回転側に移動することが判る。

　次に、目標とする駆動力を出力しつつ、前記バッテリ１８の充放電量を目標値とするための前記第一のモータジェネレータ５と前記第二のモータジェネレータ６の目標トルク演算について、図５のモータトルク指令値算出用のフローチャートに沿って説明する。

　先ず、図５のモータトルク指令値算出用のプログラムがスタート（２０１）すると、前記第一のモータジェネレータ５のＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１ｔと前記第二のモータジェネレータ６のＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２ｔと算出するステップ（２０２）に移行する。
　このステップ（２０２）においては、車速から遊星ギアの駆動軸回転速度Ｎｏを算出する。
　そして、エンジン回転速度が目標エンジン回転速度Ｎｅｔとなった場合の前記第一のモータジェネレータ５のＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１ｔと前記第二のモータジェネレータ６のＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２ｔを以下の式により算出する。
　この数式は遊星ギアの回転速度の関係から求められる。

　ここで、ｋ１、ｋ２は後述するように遊星ギアのギア比により定まる値である。

　次に、ステップ（２０２）で求めた前記第一のモータジェネレータ５のＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１ｔと前記第二のモータジェネレータ６のＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２ｔ、及び、目標充放電パワーＰｂａｔｔ、目標エンジントルクＴｅｔ、から前記第一のモータジェネレータ５の基本トルクＴｍｇ１ｉを算出するステップ（２０３）に移行する。
　このステップ（２０３）においては、前記第一のモータジェネレータ５の基本トルクＴｍｇ１ｉを以下の数式（３）により算出する。

　この数式（３）は以下に示す遊星ギアに入力されるトルクのバランスを表す数式（４）、及び、前記第一のモータジェネレータ５と前記第二のモータジェネレータ６とで発電又は消費される電力とバッテリ１８ヘの入出力電力（Ｐｂａｔｔ）が等しいことを表す数式（５）から成る連立方程式を解くことにより導き出せる。

　そして、前記第一のモータジェネレータ５の基本トルクＴｍｇ１ｉを算出するステップ（２０３）の後に、前記第一のモータジェネレータ５の基本トルクＴｍｇ１ｉ、目標エンジントルクから前記第二のモータジェネレータ６の基本トルクＴｍｇ２ｉを算出するステップ（２０４）に移行する。
　このステップ（２０４）においては、前記第二のモータジェネレータ６の基本トルクＴｍｇ２ｉを以下の数式（６）により算出する。

　この数式（６）は上記の数式（４）から導き出したものである。

　また、前記第二のモータジェネレータ６の基本トルクＴｍｇ２ｉを算出するステップ（２０４）の後に、前記第一及び第二のモータジェネレータ５、６のフィードバック補正トルクＴｍｇ１ｆｂ、Ｔｍｇ２ｆｂを算出するステップ（２０５）に移行する。
　このステップ（２０５）においては、エンジン回転速度を目標に近づけるために、エンジン回転速度の目標値との偏差に予め設定した所定のフィードバックゲインを乗算し、前記第一及び第二のモータジェネレータ５、６のフィードバック補正トルクＴｍｇ１ｆｂ、Ｔｍｇ２ｆｂを算出するものである。

　この前記第一及び第二のモータジェネレータ５、６のフィードバック補正トルクＴｍｇ１ｆｂ、Ｔｍｇ２ｆｂを算出するステップ（２０５）の後には、前記第一及び第二のモータジェネレータ５、６の制御用トルク指令値Ｔｍｇ１を算出するステップ（２０６）に移行する。
　このステップ（２０６）においては、各フィードバック補正トルクを各基本トルクに加算して、前記第一及び第二のモータジェネレータ５、６の制御用トルク指令値Ｔｍｇ１を算出するものである。
　そして、この制御用トルク指令値Ｔｍｇ１に従って前記第一及び第二のモータジェネレータ５、６を制御することにより、エンジントルクが外乱によって変動しても目標とする駆動力を出力しつつ、前記バッテリ１８ヘの充放電を目標値に近い値とすることができる。

　上述の前記第一及び第二のモータジェネレータ５、６の制御用トルク指令値Ｔｍｇ１を算出するステップ（２０６）の後には、リターン（２０７）に移行する。

　図１３～１６には代表的な動作状態での共線図を示す。
　ここで、遊星ギアのギア比により定まる値ｋ１、ｋ２は下記のように定義される。
　　ｋ１＝ＺＲ１／ＺＳ１
　　ｋ２＝ＺＳ２／ＺＲ２
　　ＺＳ１：ＰＧ１サンギア歯数
　　ＺＲ１：ＰＧ１リングギア歯数
　　ＺＳ２：ＰＧ２サンギア歯数
　　ＺＲ２：ＰＧ２リングギア歯数
　次に各動作状態について共線図を用いて説明する。
　なお、回転速度は前記内燃機関２の回転方向を正方向とし、各軸に入出力されるトルクは前記内燃機関２のトルクと同じ向きのトルクが入力される方向を正として定義する。
　従って駆動軸トルク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（前進時であれば減速、後進時であれば駆動）であり、駆動軸トルク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（前進時であれば駆動、後進時であれば減速）である。
　モータによる発電や力行（「リキコウ」：動力を車輪（駆動輪７）に伝えて加速、または上り勾配で均衡速度を保つこと）を行う場合、インバータやモータでの発熱による損失が発生するため電気エネルギと機械的エネルギとの間で変換を行う場合の効率は１００％ではないが、説明を簡単にするため損失は無いと仮定して説明する。
　現実として損失を考慮する場合には、損失により失われるエネルギの分だけ余分に発電するように制御すればよい。
（１）ＬＯＷギア比状態
　　　内燃機関により走行し、前記第二のモータジェネレータ６の回転速度が０の状態である。
　　　この時の共線図を図１３に示す。
　　　前記第二のモータジェネレータ６の回転速度は０であるため電力は消費しない。
　　　従って、蓄電池への充放電が無い場合には、前記第一のモータジェネレータ５で発電を行う必要はないため、前記第一のモータジェネレータ５のトルク指令値Ｔｍｇ１は０となる。
　　　また、エンジン回転速度と駆動軸回転速度の比は（１＋ｋ２）／ｋ２となる。
（２）中間ギア比状態
　　　前記内燃機関２により走行し、前記第一のモータジェネレータ５及び前記第二のモータジェネレータ６の回転速度が正の状態である。
　　　この時の共線図を図１４に示す。
　　　この場合、蓄電池への充放電が無い場合、前記第一のモータジェネレータ５は回生となり、この回生電力を用いて前記第二のモータジェネレータ６を力行させる。
（３）ＨＩＧＨギア比状態
　　　前記内燃機関２により走行し、前記第一のモータジェネレータ５の回転速度が０の状態である。
　　　この時の共線図を図１５に示す。
　　　前記第一のモータジェネレータ５の回転速度は０であるため回生はしない。
　　　従って、蓄電池への充放電が無い場合には、前記第二のモータジェネレータ６での力行や回生は行わず、前記第二のモータジェネレータ６のトルク指令値Ｔｍｇ２は０となる。
　　　またエンジン回転速度と駆動軸回転速度の比は
　　　　ｋ１／（１＋ｋ１）
となる。
（４）動力循環が発生している状態
　　　ＨＩＧＨギア比状態よりさらに車速が高い状態では、前記第一のモータジェネレータ５が逆回転する状態となる。
　　　この状態では前記第一のモータジェネレータ５は力行となり電力を消費する。
　　　従って蓄電池への充放電がない場合には前記第二のモータジェネレータ６（５）が回生となり発電を行う。

　つまり、この発明の実施例は、主要な構成を、前記内燃機関２の出力と、前記第一のモータジェネレータ５及び前記第二のモータジェネレータ６の動力とを合成して駆動輪７に接続される駆動軸８を駆動するハイブリッド自動車において、アクセル操作量と車速をパラメータとする目標駆動力と、車速とから目標駆動パワーを求め、ＳＯＣに基づいて目標充放電パワーを求め、車速と目標駆動力に基づいて電力損失を予測し、目標駆動パワーに目標充放電パワーと電力損失を加減して目標エンジンパワーを求め、目標エンジンパワーから目標エンジン動作点を求め、目標駆動パワーと目標エンジンパワーの差からバッテリからの入出力電力の目標値である目標電力を求め、目標エンジントルクを含むトルクバランス式と、目標電力を含む電力バランス式からＭＧ１トルクとＭＧ２トルクの制御指令値を演算する制御装置において、上記目標電力をバッテリの入出力制限パワーから上記電力損失を減算した値の範囲内に制限する。
　これにより、前記第一のモータジェネレータ５及び前記第二のモータジェネレータ６の電力損失を考慮してモータートルクを算出することにより、バッテリ１８の電力を使って駆動アシストを行なった場合の、充放電電力を適切に制限することが出来るので、アシストを行なった際の過放電や、電池に対する過負荷を防止することが出来る。
　また、減速時に回生を行なう場合に、電池の制限付近まで回生を行なうことができるので、回生量を増加することができる。

　　１　ハイブリッド車両の駆動制御装置（「動力入出力装置」ともいう。）
　　２　内燃機関（「Ｅ／Ｇ」、「ＥＮＧ」とも記載する。）
　　３　出力軸
　　４　ワンウェイクラッチ
　　５　第一のモータジェネレータ（「ＭＧ１」、「第１電動機」ともいう。）
　　６　第二のモータジェネレータ（「ＭＧ２」、「第２電動機」ともいう。）
　　７　駆動輪
　　８　駆動軸
　　９　第１プラネタリギヤ（「ＰＧ１」とも記載する。）
　１０　第２プラネタリギヤ（「ＰＧ２」とも記載する。）
　１１　空気量調整手段
　１２　燃料供給手段
　１３　着火手段
　１４　出力ギヤ
　１５　差動歯車機構
　１６　第１インバータ
　１７　第２インバータ
　１８　バッテリ
　１９　アクセル開度検出手段
　２０　車両速度検出手段
　２１　バッテリ充電状態検出手段
　２２　目標駆動パワー設定手段
　２３　目標充放電パワー設定手段
　２４　目標エンジンパワー算出手段
　２５　目標エンジン動作点設定手段
　２６　モータトルク指令値演算手段
　２７　駆動制御部
　２８　エンジン回転速度検出手段
　２９　目標駆動力算出部
　３０　目標駆動パワー算出部
　３１～３７　第１～第７算出部
　３８　電力損失推測手段
　３９　電力上下限値算出手段
　４０　目標電力算出手段

Claims

　出力軸を有する内燃機関と、駆動輪に接続される駆動軸と、第一と第二のモータジェネレータと、それら複数のモータジェネレータと駆動軸と内燃機関とにそれぞれ連結された４つの回転要素を有する差動歯車機構と、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、車両速度を検出する車両速度検出手段と、バッテリの充電状態を検出するバッテリ充電状態検出手段と、前記アクセル開度検出手段により検出されたアクセル開度と前記車両速度検出手段により検出された車両速度とに基づいて目標駆動パワーを設定する目標駆動パワー設定手段と、少なくとも前記バッテリ充電状態検出手段により検出されたバッテリの充電状態に基づいて目標充放電パワーを設定する目標充放電パワー設定手段と、前記目標駆動パワー設定手段の前記目標駆動パワーと前記目標充放電パワー設定手段の前記目標充放電パワーと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算出手段と、目標エンジンパワーとシステム全体効率とから目標エンジン動作点を設定する目標エンジン動作点設定手段と、前記複数のモータジェネレータのそれぞれのトルク指令値を設定するモータトルク指令値演算手段とを備えるハイブリッド車両の駆動制御装置において、前記車両速度と前記目標駆動力に基づいて電力損失となる推定パワーを算出する電力損失推測手段と、この電力損失となる推定パワーと前記バッテリの状態パラメータに基づいてバッテリに対する入出電力を制限する電力上限値と電力下限値を設定する電力上下限値算出手段と、前記目標エンジン動作点から算出する目標エンジンパワーと前記目標駆動パワーとの差から目標電力を算出するとともに、この目標電力が前記電力上限値および前記電力下限値によって設定される範囲から外れる際には前記電力上限値又は前記電力下限値に制限する目標電力算出手段を設け、前記モータトルク指令値演算手段は、前記目標エンジン動作点から求められる目標エンジントルクを含むトルクバランス式と前記目標電力を含む電力バランス式とを用いて前記複数のモータジェネレータのそれぞれのトルク指令値を算出することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
　前記目標エンジンパワー算出手段は、前記目標駆動パワーと前記目標充放電パワーとこの電力損失となる推定パワーとに基づいて前記目標エンジンパワーを算出し、前記電力上下限値算出手段は、前記バッテリの状態パラメータとして温度と電圧とＳＯＣに基づいて検索テーブルから求めた検索値から前記推定パワーを減算して前記電力上限値又は前記電力下限値を決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。