(57)【要約】電動走行優先モードでエンジンを始動するときには、第１のモータと第２のモータとについては、バッテリの入出力制限の範囲内で、モータリング用のトルクが第１のモータから出力されると共に第１のモータから出力されて駆動軸に作用するトルクをキャンセルするためのトルクと要求トルクとの和のトルクが第２のモータから出力されるよう制御する。そして、このときに、エンジンについては、ハイブリッド走行優先モードでエンジンを始動するときよりも多くの燃料供給を伴って始動されるよう制御する（Ｓ７４０，Ｓ７６０）。
2012063299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備え、前記内燃機関から出力される動力と前記電動機から入出力される動力とを用いて走行するハイブリッド走行と前記電動機から入出力される動力だけを用いて走行する電動走行とが可能なハイブリッド自動車であって、
走行に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記二次電池の状態に応じて該二次電池から出力してもよい最大許容電力である出力制限を設定する出力制限設定手段と、
前記ハイブリッド走行よりも前記電動走行を優先して走行する電動走行優先モードと前記電動走行よりも前記ハイブリッド走行を優先して走行するハイブリッド走行優先モードとのうち一方を走行モードに設定する走行モード設定手段と、
前記走行モード設定手段により前記電動走行優先モードが前記走行モードに設定されているときに前記発電機によって前記内燃機関をモータリングして始動する電動走行優先モード始動時には、前記発電機と前記電動機とについては、前記設定された出力制限の範囲内で、前記発電機から前記内燃機関をモータリングするためのトルクが出力されると共に前記発電機から出力されて前記駆動軸に作用するトルクをキャンセルするためのトルクと前記設定された要求トルクとの和のトルクが前記電動機から出力されるよう制御し、前記内燃機関については、前記走行モード設定手段により前記ハイブリッド走行優先モードが前記走行モードに設定されているときに前記発電機によって前記内燃機関をモータリングして始動するハイブリッド走行優先モード始動時よりも多くの燃料供給を伴って始動されるよう制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記電動走行優先モード始動時に、前記内燃機関については、前記ハイブリッド走行優先モード始動時よりも早い点火時期での点火を伴って始動されるよう制御する手段である、
ハイブリッド自動車。
【請求項３】
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備え、前記内燃機関から出力される動力と前記電動機から入出力される動力とを用いて走行するハイブリッド走行と前記電動機から入出力される動力だけを用いて走行する電動走行とが可能なハイブリッド自動車であって、
走行に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記二次電池の状態に応じて該二次電池から出力してもよい最大許容電力である出力制限を設定する出力制限設定手段と、
前記ハイブリッド走行よりも前記電動走行を優先して走行する電動走行優先モードと前記電動走行よりも前記ハイブリッド走行を優先して走行するハイブリッド走行優先モードとのうち一方を走行モードに設定する走行モード設定手段と、
前記走行モード設定手段により前記電動走行優先モードが前記走行モードに設定されているときに前記発電機によって前記内燃機関をモータリングして始動する電動走行優先モード始動時には、前記発電機と前記電動機とについては、前記設定された出力制限の範囲内で、前記発電機から前記内燃機関をモータリングするためのトルクが出力されると共に前記発電機から出力されて前記駆動軸に作用するトルクをキャンセルするためのトルクと前記設定された要求トルクとの和のトルクが前記電動機から出力されるよう制御し、前記内燃機関については、前記走行モード設定手段により前記ハイブリッド走行優先モードが前記走行モードに設定されているときに前記発電機によって前記内燃機関をモータリングして始動するハイブリッド走行優先モード始動時よりも早い点火時期での点火を伴って始動されるよう制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記走行モード設定手段により前記電動走行優先モードが前記走行モードに設定されているときに前記電動走行によって走行しているときには、走行のために車両に要求される走行用パワーが前記二次電池の出力制限に相当するパワーである出力制限相当パワーより大きくなったときに前記発電機によって前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう制御し、前記走行モード設定手段により前記ハイブリッド走行優先モードが前記走行モードに設定されているときに前記電動走行によって走行しているときには、前記内燃機関から出力すべき機関要求パワーが前記走行モード設定手段により前記電動走行優先モードが前記走行モードに設定されているときの前記出力制限相当パワーの下限値よりも小さな値として定められた閾値パワーより大きくなったときに前記発電機によって前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう制御する手段である、
ハイブリッド自動車。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
システム停止の状態で外部電源に接続されて該外部電源からの電力を用いて前記二次電池を充電する充電器と、
前記二次電池の状態に基づいて該二次電池に蓄えられている蓄電量の全容量に対する割合である蓄電割合を演算する蓄電割合演算手段と、
を備え、
前記走行モード設定手段は、システム起動時に前記演算された蓄電割合が第１の所定割合以上のときには走行に伴って前記演算される蓄電割合が前記第１の所定割合より小さい第２の所定割合未満に至るまでは前記電動走行優先モードを前記走行モードに設定し、前記電動走行優先モードを前記走行モードに設定しないときには前記ハイブリッド走行優先モードを前記走行モードに設定する手段である、
ハイブリッド自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、車軸に連結された駆動軸と内燃機関の出力軸と発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、発電機および電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備え、内燃機関から出力される動力と電動機から入出力される動力とを用いて走行するハイブリッド走行と電動機から入出力される動力だけを用いて走行する電動走行とが可能なハイブリッド自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと、第１の電動発電機と、エンジンの出力軸と第１の電動発電機の回転軸と駆動輪に連結された駆動軸とに３軸が接続されたプラネタリギヤ機構と、駆動軸に接続された第２の電動発電機と、第１の電動発電機および第２の電動発電機と電力をやりとりするバッテリとを備え、停車中にエンジンを始動するときには、バッテリが最大出力可能な最大電力とクランキング時におけるエネルギロスとに応じて設定した最大のクランキングトルクで第１の電動発電機を駆動することによってエンジンをクランキングして始動するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、このようにエンジンを始動することにより、エンジンをスムーズに始動できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１８０２３０号公報
【発明の概要】
【０００４】
近年のハイブリッド自動車としては、システム停止の状態で外部電源に接続して外部電源からの電力によりバッテリを充電することができるいわゆるプラグインハイブリッド自動車も提案されている。このプラグインハイブリッド自動車では、システム停止時にバッテリを充電することが可能であるため、システム停止までにバッテリの蓄電割合を低くするために、エンジンからのパワーと第２の電動発電機からのパワーとを用いて走行するハイブリッド走行よりもエンジンを運転停止した状態で第２の電動発電機からのパワーだけで走行する電動走行を優先して走行する電動走行優先モードで走行する。そして、この走行モードで電動走行によって走行している最中に、運転者が大きくアクセルペダルを踏み込んで大きな駆動力による走行が要求されると、第２の電動発電機からのパワーだけでは要求される駆動力を出力することができないため、エンジンを始動し、ハイブリッド走行によって走行する。その後、電動走行優先モードで電動走行によって走行するなどしてバッテリの蓄電割合がある程度小さくなると、電動走行よりもハイブリッド走行を優先するハイブリッド走行優先モードに走行モードを切り替える。こうしたハイブリッド自動車では、電動走行優先モードで走行しながら第１の電動発電機によってエンジンをモータリングして始動するときには、要求される駆動力が比較的大きいために第１の電動発電機から出力されてプラネタリギヤ機構を介して駆動軸に作用するトルクを第２の電動発電機で十分にキャンセルできずにショックを生じる場合があると共に、エンジンの燃料噴射と点火とが開始されて初爆に至りプラネタリギヤ機構にエンジンの回転数を増加させる方向のトルク（機関正トルク）が作用し始めるときにもショックを生じる場合がある。したがって、運転者は、エンジンのモータリングによるショックとプラネタリギヤ機構に機関正トルクが作用し始めるときのショックとをそれぞれ感じてしまうことがある。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車は、電動走行優先モードで走行している最中に発電機によって内燃機関をモータリングして始動するときに、運転者に複数回に亘ってショックを感じさせるのを抑制することを主目的とする。
【０００６】
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の第１のハイブリッド自動車は、
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備え、前記内燃機関から出力される動力と前記電動機から入出力される動力とを用いて走行するハイブリッド走行と前記電動機から入出力される動力だけを用いて走行する電動走行とが可能なハイブリッド自動車であって、
走行に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記二次電池の状態に応じて該二次電池から出力してもよい最大許容電力である出力制限を設定する出力制限設定手段と、
前記ハイブリッド走行よりも前記電動走行を優先して走行する電動走行優先モードと前記電動走行よりも前記ハイブリッド走行を優先して走行するハイブリッド走行優先モードとのうち一方を走行モードに設定する走行モード設定手段と、
前記走行モード設定手段により前記電動走行優先モードが前記走行モードに設定されているときに前記発電機によって前記内燃機関をモータリングして始動する電動走行優先モード始動時には、前記発電機と前記電動機とについては、前記設定された出力制限の範囲内で、前記発電機から前記内燃機関をモータリングするためのトルクが出力されると共に前記発電機から出力されて前記駆動軸に作用するトルクをキャンセルするためのトルクと前記設定された要求トルクとの和のトルクが前記電動機から出力されるよう制御し、前記内燃機関については、前記走行モード設定手段により前記ハイブリッド走行優先モードが前記走行モードに設定されているときに前記発電機によって前記内燃機関をモータリングして始動するハイブリッド走行優先モード始動時よりも多くの燃料供給を伴って始動されるよう制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の第１のハイブリッド自動車では、電動走行優先モードが走行モードに設定されているときに発電機によって内燃機関をモータリングして始動する電動走行優先モード始動時には、発電機と電動機とについては、二次電池の状態に応じて設定される二次電池から出力してもよい最大許容電力である出力制限の範囲内で、発電機から内燃機関をモータリングするためのトルクが出力されると共に発電機から出力されて駆動軸に作用するトルクをキャンセルするためのトルクと走行に要求される要求トルクとの和のトルクが電動機から出力されるよう制御し、内燃機関については、ハイブリッド走行優先モードが走行モードに設定されているときに発電機によって内燃機関をモータリングして始動するハイブリッド走行優先モード始動時よりも多くの燃料供給を伴って始動されるよう制御する。これにより、ハイブリッド走行優先モード始動時よりも所定回数（例えば、１回や２回など）以内の点火で初爆に至る可能性を高くすることができ、内燃機関の始動の複数回の平均で考えれば点火の開始から初爆に至るまでの点火回数（時間）を短くすることができる。この結果、内燃機関のモータリングによるショックと、初爆に至って遊星歯車機構に内燃機関の回転数を増加させる方向のトルクが作用し始めるときのショックと、が生じる場合に両者がより重複するようにすることができる。即ち、運転者に複数回に亘ってショックを感じさせるのを抑制することができる。
【０００９】
こうした本発明の第１のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記電動走行優先モード始動時に、前記内燃機関については、前記ハイブリッド走行優先モード始動時よりも早い点火時期での点火を伴って始動されるよう制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、初爆に至るタイミングをより早くすることができる。
【００１０】
本発明の第２のハイブリッド自動車は、
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備え、前記内燃機関から出力される動力と前記電動機から入出力される動力とを用いて走行するハイブリッド走行と前記電動機から入出力される動力だけを用いて走行する電動走行とが可能なハイブリッド自動車であって、
走行に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記二次電池の状態に応じて該二次電池から出力してもよい最大許容電力である出力制限を設定する出力制限設定手段と、
前記ハイブリッド走行よりも前記電動走行を優先して走行する電動走行優先モードと前記電動走行よりも前記ハイブリッド走行を優先して走行するハイブリッド走行優先モードとのうち一方を走行モードに設定する走行モード設定手段と、
前記走行モード設定手段により前記電動走行優先モードが前記走行モードに設定されているときに前記発電機によって前記内燃機関をモータリングして始動する電動走行優先モード始動時には、前記発電機と前記電動機とについては、前記設定された出力制限の範囲内で、前記発電機から前記内燃機関をモータリングするためのトルクが出力されると共に前記発電機から出力されて前記駆動軸に作用するトルクをキャンセルするためのトルクと前記設定された要求トルクとの和のトルクが前記電動機から出力されるよう制御し、前記内燃機関については、前記走行モード設定手段により前記ハイブリッド走行優先モードが前記走行モードに設定されているときに前記発電機によって前記内燃機関をモータリングして始動するハイブリッド走行優先モード始動時よりも早い点火時期での点火を伴って始動されるよう制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１１】
この本発明の第２のハイブリッド自動車では、電動走行優先モードが走行モードに設定されているときに発電機によって内燃機関をモータリングして始動する電動走行優先モード始動時には、発電機と電動機とについては、二次電池の状態に応じて設定される二次電池から出力してもよい最大許容電力である出力制限の範囲内で、発電機から内燃機関をモータリングするためのトルクが出力されると共に発電機から出力されて駆動軸に作用するトルクをキャンセルするためのトルクと走行に要求される要求トルクとの和のトルクが電動機から出力されるよう制御し、内燃機関については、ハイブリッド走行優先モードが走行モードに設定されているときに発電機によって内燃機関をモータリングして始動するハイブリッド走行優先モード始動時よりも早い点火時期での点火を伴って始動されるよう制御する。これにより、初爆に至るタイミングを早くすることができる。この結果、内燃機関のモータリングによるショックと、初爆に至って遊星歯車機構に内燃機関の回転数を増加させる方向のトルクが作用し始めるときのショックと、が生じる場合に両者がより重複するようにすることができる。即ち、運転者に複数回に亘ってショックを感じさせるのを抑制することができる。
【００１２】
また、本発明の第１または第２のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記走行モード設定手段により前記電動走行優先モードが前記走行モードに設定されているときに前記電動走行によって走行しているときには、走行のために車両に要求される走行用パワーが前記二次電池の出力制限に相当するパワーである出力制限相当パワーより大きくなったときに前記発電機によって前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう制御し、前記走行モード設定手段により前記ハイブリッド走行優先モードが前記走行モードに設定されているときに前記電動走行によって走行しているときには、前記内燃機関から出力すべき機関要求パワーが前記走行モード設定手段により前記電動走行優先モードが前記走行モードに設定されているときの前記出力制限相当パワーの下限値よりも小さな値として定められた閾値パワーより大きくなったときに前記発電機によって前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう制御する手段である、ものとすることもできる。
【００１３】
さらに、本発明の第１または第２のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記電動走行優先モード始動時に、前記内燃機関については、前記発電機による前記内燃機関のモータリングによって該内燃機関の回転数が増加している最中に燃料噴射および点火が開始されるよう制御する手段である、ものとすることもできる。
【００１４】
加えて、本発明の第１または第２のハイブリッド自動車において、システム停止の状態で外部電源に接続されて該外部電源からの電力を用いて前記二次電池を充電する充電器と、前記二次電池の状態に基づいて該二次電池に蓄えられている蓄電量の全容量に対する割合である蓄電割合を演算する蓄電割合演算手段と、を備え、前記走行モード設定手段は、システム起動時に前記演算された蓄電割合が第１の所定割合以上のときには走行に伴って前記演算される蓄電割合が前記第１の所定割合より小さい第２の所定割合未満に至るまでは前記電動走行優先モードを前記走行モードに設定し、前記電動走行優先モードを前記走行モードに設定しないときには前記ハイブリッド走行優先モードを前記走行モードに設定する手段である、ものとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。
【図４】バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。
【図５】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される走行モード設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図６】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される電動走行優先モード駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図７】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるハイブリッド走行優先モード駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図８】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される始動時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図９】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１０】エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。
【図１１】エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図１２】エンジンＥＣＵ２４により実行される始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１３】電動走行優先モードやハイブリッド走行優先モードで走行しながらエンジン２２を始動するときのエンジン２２の回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆと点火時期Ｔｆと動力分配統合機構３０のキャリア３４に作用するトルクとしてのキャリアトルクＴｃとの時間変化の様子を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関として構成されたエンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して複数のピニオンギヤ３３を連結したキャリア３４が接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂにギヤ機構３７とデファレンシャルギヤ３８とを介して連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにリングギヤ３２が接続されて遊星歯車機構として構成された３軸式の動力分配統合機構３０と、例えば周知の同期発電電動機として構成されて動力分配統合機構３０のサンギヤ３１にロータが接続されたモータＭＧ１と、例えば周知の同期発電電動機として構成されて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介してロータが接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０と、バッテリ５０からの電力を昇圧してインバータ４１，４２に供給する周知の昇圧コンバータとして構成された昇圧回路５５と、バッテリ５０と昇圧回路５５との接続や接続の解除を行なうシステムメインリレー５６と、昇圧回路５５よりシステムメインリレー５６側の低電圧系電力ライン５９に取り付けられて外部電源１００からの交流電力を直流電力に変換してバッテリ５０を充電する充電器９０と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００１８】
エンジン２２は、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。
【００１９】
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションθｃｒやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗ，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジションθｃａ，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，空燃比センサ１３５ａからの空燃比，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００２０】
モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００２１】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの端子間電圧Ｖｂ，バッテリ５０の正極側の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ５０に蓄えられている蓄電量の全容量（蓄電容量）に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。図３に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図４にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。
【００２２】
充電器９０は、車両側コネクタ９２を外部電源１００の外部電源側コネクタ１０２に接続することにより、外部電源１００からの電力を用いてバッテリ５０を充電する。充電器９０は、図示しないが低電圧系電力ライン５９と車両側コネクタ９２との接続や接続の解除を行なう充電用リレーや、外部電源１００からの交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ，ＡＣ／ＤＣコンバータにより変換した直流電力の電圧を変換して低電圧系電力ライン５９側に供給するＤＣ／ＤＣコンバータなどを備える。
【００２３】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、昇圧回路５５よりインバータ４１，４２側の高電圧系電力ライン５４に取り付けられたコンデンサ５７の端子間に取り付けられた電圧センサ５７ａからの電圧（高電圧系の電圧）ＶＨや、低電圧系電力ライン５９に取り付けられたコンデンサ５８の端子間に取り付けられた電圧センサ５８ａからの電圧（低電圧系の電圧）ＶＬ，イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、昇圧回路５５のスイッチング素子へのスイッチング制御信号やシステムメインリレー５６への駆動信号，充電器９０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２４】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであるから、以下、両者を合わせてエンジン運転モードとして考えることができる。
【００２５】
また、実施例のハイブリッド自動車２０では、自宅や予め設定した充電ポイントに到達するときにエンジン２２の始動については十分に行なうことができる程度にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが低くなるように走行中にバッテリ５０の充放電の制御を行ない、自宅や予め設定した充電ポイントで車両をシステム停止した後に充電器９０の車両側コネクタ９２を外部電源１００の外部電源側コネクタ１０２に接続し、充電器９０の図示しないＤＣ／ＤＣコンバータとＡＣ／ＤＣコンバータとを制御することによって外部電源１００からの電力によりバッテリ５０を満充電や満充電より低い所定の充電状態とする。そして、バッテリ５０の充電後にシステム起動したときには、図５に例示する走行モード設定ルーチンに示すように、システム起動したときのバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがある程度のモータ運転モードによる走行（電動走行）が可能な蓄電割合ＳＯＣとして予め設定された閾値Ｓｒｅｆ１（例えば４０％や５０％など）以上のときには（ステップＳ１００，Ｓ１１０）、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがエンジン２２の始動を行なうことができる程度に設定された閾値Ｓｒｅｆ２（例えば２０％や３０％など）未満に至るまでエンジン運転モードによる走行（ハイブリッド走行）よりも電動走行を優先して走行する電動走行優先モードを走行モードに設定して走行し（ステップＳ１２０〜Ｓ１４０）、システム起動したときのバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ１未満のときやシステム起動したときのバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ１以上であってもその後にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ２未満に至った以降は（ステップＳ１００〜Ｓ１３０）、電動走行よりもハイブリッド走行を優先して走行するハイブリッド走行優先モードを走行モードに設定して走行する（ステップＳ１５０）。
【００２６】
次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、電動走行優先モードやハイブリッド走行優先モードで走行しながらモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動する際の動作について説明する。まず、前提として、電動走行優先モードやハイブリッド走行優先モードで走行するときの駆動制御について説明し、その後、これらのモードで走行しながらモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動するときの駆動制御について説明する。図６は、電動走行優先モードが走行モードに設定されているときにハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される電動走行優先モード駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図７は、ハイブリッド走行優先モードが走行モードに設定されているときにハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるハイブリッド走行優先モード駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図８は、エンジン２２を始動するときにハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される始動時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。図６および図７のルーチンは、エンジン２２を始動しているときを除いて所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２７】
図６の電動走行優先モード駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ２００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣとに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。
【００２８】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊と走行のために車両に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊とを設定し（ステップＳ２１０）、電力を駆動系のパワーに換算する換算係数ｋｗをバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに乗じて得られる出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）をエンジン２２を始動するための閾値Ｐｓｔａｒｔに設定する（ステップＳ２２０）。ここで、要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図９に要求トルク設定用マップの一例を示す。また、走行用パワーＰｄｒｖ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものと損失としてのロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じること（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）によって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ること（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めたりすることができる。
【００２９】
続いて、エンジン２２が運転中であるか或いは運転停止中であるかを判定し（ステップＳ２３０）、エンジン２２が運転停止中であるときには、設定した走行用パワーＰｄｒｖ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ以下であるか否かを判定し（ステップＳ２４０）、走行用パワーＰｄｒｖ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ以下であるときには、電動走行を継続可能と判断し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に（ステップＳ２５０）、要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したものをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定し（ステップＳ２６０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２７０）、本ルーチンを終了する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、モータＭＧ２から駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。
【００３０】
ステップＳ２４０で走行用パワーＰｄｒｖ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔより大きいと判定されると、エンジン２２を始動すべきと判断し、走行しながらモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動するために、図８の始動時駆動制御ルーチンを実行する。
【００３１】
エンジン２２の始動が完了すると、ステップＳ２３０でエンジン２２は運転中であると判定されるから、走行用パワーＰｄｒｖ＊を閾値Ｐｓｔａｒｔからマージンとしての所定パワーαを減じて得られる値と比較する（ステップＳ２９０）。ここで、所定パワーαは、走行用パワーＰｄｒｖ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ近傍のときにエンジン２２の始動と停止とが頻繁に生じないようにヒステリシスを持たせるためのものであり、適宜設定することができる。
【００３２】
走行用パワーＰｄｒｖ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔから所定パワーαを減じた値以上のときには、エンジン２２の運転を継続すべきと判断し、走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０を充放電すべき充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じた値をエンジン２２から出力すべきエンジン要求パワーＰｅ＊として設定すると共に（ステップＳ３００）、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとに基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ３１０）。ここで、充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがエンジン２２の始動要請時の蓄電割合ＳＯＣである始動要請時蓄電割合ＳＯＣｓｔを中心とする目標管理範囲（例えば、プラスマイナス５％や１０％の範囲など）内のときには値０が設定され、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが目標管理範囲の上限よりも大きいときには放電用の正の値が設定され、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが目標管理範囲の下限よりも小さいときには充電用の負の値が設定されるものとした。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図１０に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインとエンジン要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。
【００３３】
続いて、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ３２０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図１１に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００３４】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ)                                (1)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
【００３５】
そして、要求トルクＴｒ＊にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えて更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐとして次式（３）により計算し（ステップＳ３３０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との差分をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを式（４）および式（５）により計算し（ステップＳ３４０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ３５０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ３６０）、本ルーチンを終了する。式（３）は、図１１の共線図から容易に導くことができる。また、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる運転ポイント（目標運転ポイント）で運転されるようエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの制御を行なう。さらに、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン２２からエンジン要求パワーＰｅ＊を出力すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動することによって、要求トルクＴｒ＊に基づくトルクを駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力して走行することができる。
【００３６】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr                           (3)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2                       (4)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2                    (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min)            (6)
【００３７】
ステップＳ２９０で走行用パワーＰｄｒｖ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔから所定パワーαを減じて得られる値未満であると判定されたときには、エンジン２２の運転を停止し（ステップＳ３７０）、電動走行によって走行するよう、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したものをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定し、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２５０〜Ｓ２７０）、本ルーチンを終了する。
【００３８】
こうした電動走行優先モード駆動制御ルーチンを実行することにより、電動走行優先モードが走行モードに設定されているときには、基本的には、走行用パワーＰｄｒｖ＊が出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）以下のときには電動走行によって走行し、走行用パワーＰｄｒｖ＊が出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）より大きいときにはハイブリッド走行によって走行することになる。こうしてシステム停止までにバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを小さくする。
【００３９】
次に、ハイブリッド走行優先モードで走行するときの駆動制御について説明する。図７のハイブリッド走行優先モード駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、図６のルーチンのステップＳ２００，Ｓ２１０，Ｓ３００の処理と同様に、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力し、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊と走行のために車両に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊とを設定し、エンジン要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ４００，Ｓ４１０，Ｓ４１２）。この場合、エンジン要求パワーＰｅ＊の設定に用いる充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが電動走行優先モードからハイブリッド走行優先モードへの移行判定に用いられる閾値Ｓｒｅｆ２（例えば２０％や３０％など）やこれよりも若干大きな値を中心とする目標管理範囲（例えば、プラスマイナス５％や１０％の範囲など）内のときには値０が設定され、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが目標管理範囲の上限よりも大きいときには放電用の正の値が設定され、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが目標管理範囲の下限よりも小さいときには充電用の負の値が設定されるものとした。
【００４０】
続いて、エンジン２２を効率よく運転することができるパワー領域の下限値として予め設定されたＨＶ優先時判定パワーＰｈｖをエンジン２２を始動するための閾値Ｐｓｔａｒｔに設定する（ステップＳ４２０）。ここで、ＨＶ優先時判定パワーＰｈｖは、実施例では、電動走行優先モードが走行モードに設定されていて電池温度Ｔｂが常温（例えば２０℃や２５℃など）のときの出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）の下限値（電池温度Ｔｂが常温でバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ２のときの出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）、以下、ＥＶ優先時判定下限パワーＰｅｖという）よりも小さな値が設定されるものとした。
【００４１】
そして、エンジン２２が運転中であるか或いは運転停止中であるかを判定し（ステップＳ４３０）、エンジン２２が運転停止中であるときには、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ以下であるか否かを判定し（ステップＳ４４０）、エンジン要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ以下であるときには、電動走行を継続可能と判断し、図６のルーチンのステップＳ２５０〜Ｓ２７０の処理と同様に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ４５０〜Ｓ４７０）、本ルーチンを終了する。
【００４２】
ステップＳ４４０でエンジン要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔより大きいと判定されると、エンジン２２を始動すべきと判断し、走行しながらモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動するために、図８の始動時駆動制御ルーチンを実行する（ステップＳ４８０）。
【００４３】
エンジン２２の始動が完了すると、ステップＳ４３０でエンジン２２は運転中であると判定されるから、エンジン要求パワーＰｅ＊を閾値Ｐｓｔａｒｔからマージンとしての所定パワーβを減じて得られる値と比較する（ステップＳ４９０）。ここで、所定パワーβは、エンジン要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ近傍のときにエンジン２２の始動と停止とが頻繁に生じないようにヒステリシスを持たせるためのものであり、適宜設定することができ、前述した所定パワーαと同一の値を用いても構わない。エンジン要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔから所定パワーβを減じて得られる値以上のときには、エンジン２２の運転を継続すべきと判断し、図６のルーチンのステップＳ３１０〜Ｓ３６０の処理と同様に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ５１０〜Ｓ５６０）、本ルーチンを終了する。
【００４４】
ステップＳ４９０でエンジン要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔから所定パワーβを減じて得られる値未満であると判定されたときには、エンジン２２の運転を停止し（ステップＳ５７０）、電動走行によって走行するよう、ステップＳ４５０〜Ｓ４７０の処理により、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信して、本ルーチンを終了する。
【００４５】
こうしたハイブリッド走行優先モード駆動制御ルーチンを実行することにより、ハイブリッド走行優先モードが走行モードに設定されているときには、基本的には、エンジン要求パワーＰｅ＊がＨＶ優先時判定パワーＰｈｖ以下のときには電動走行によって走行し、エンジン要求パワーＰｅ＊がＨＶ優先時判定パワーＰｈｖより大きいときにはハイブリッド走行によって走行することになる。
【００４６】
次に、電動走行優先モードやハイブリッド走行優先モードで走行しながらエンジン２２を始動するときの駆動制御について説明する。図８の始動時駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力し（ステップＳ６００）、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊と走行のために車両に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊とを設定する（ステップＳ６１０）。これらの処理は、ステップＳ６００でエンジン２２の回転数Ｎｅを入力する点を除いて、図６のルーチンのステップＳ２００，Ｓ２１０の処理と同様の処理である。エンジン２２の回転数Ｎｅは、図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいて演算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。
【００４７】
続いて、エンジン２２の回転数Ｎｅをエンジン２２を安定して運転可能な回転数の下限値として定められた所定回転数Ｎｒｅｆ（例えば、１０００ｒｐｍや１２００ｒｐｍなど）以上に増加させるためのトルクとして定められたモータリングトルクＴｓｔをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定すると共に（ステップＳ６２０）、図６のルーチンのステップＳ３３０〜Ｓ３５０の処理と同様にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ６３０〜Ｓ６５０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ６６０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが上述の所定回転数Ｎｒｅｆ以下で燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数として定められた所定回転数Ｎｓｔ（例えば、６００ｒｐｍや７００ｒｐｍなど）以上か否かを判定し（ステップＳ６７０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｓｔ未満であると判定されたときには、ステップＳ６００に戻り、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｓｔ以上に至るまでステップＳ６００〜Ｓ６７０の処理を繰り返し実行する。即ち、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｓｔ以上に至るまで、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、モータリングトルクＴｓｔがモータＭＧ１から出力されると共にモータＭＧ１から出力されてリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするためのトルクと要求トルクＴｒ＊との和のトルクがモータＭＧ２から出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより、走行しながらエンジン２２をモータリングするのである。
【００４８】
そして、ステップＳ６００〜Ｓ６７０の処理を繰り返し実行している最中にエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｓｔ以上に至ると、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始する旨の制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ６８０）。この制御信号を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の燃料噴射制御と点火制御とを開始する。そして、エンジン２２が完爆に至ったか否かを判定し（ステップＳ６９０）、完爆に至っていないときにはステップＳ６００に戻り、完爆に至ったときに、本ルーチンを終了する。
【００４９】
次に、エンジン２２を始動する際のエンジン２２の制御について説明する。図１２は、エンジンＥＣＵ２４により実行される始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、燃料噴射制御や点火制御を開始する旨の制御信号をハイブリッド用電子制御ユニット７０から受信したときに実行される。
【００５０】
始動制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、走行モードを入力すると共に（ステップＳ７００）、入力した走行モードが電動走行優先モードであるかハイブリッド走行優先モードであるかを判定する（ステップＳ７１０）。以下、説明の都合上、まず、走行モードがハイブリッド走行優先モードのときについて説明し、その後、走行モードが電動走行優先モードのときについて説明する。
【００５１】
走行モードがハイブリッド走行優先モードのときには、燃料噴射量を基本燃料噴射量（空燃比が所定空燃比（例えば、理論空燃比など）となるようエンジン２２の吸入空気量Ｑａに基づいて設定される噴射量）Ｑｆｂに対して増量するための補正量としての増量補正量Ｑｆｕｐに値Ｑｆｕｐ１を設定し（ステップＳ７２０）、点火時期をエンジン２２を効率よく運転するための点火時期（燃費用点火時期）よりも遅くするための補正量としての点火遅角量Ｔｆｄに値Ｔｆｄ１を設定し（ステップＳ７３０）、設定した増量補正量Ｑｆｕｐに基づく目標燃料噴射量Ｑｆ＊を用いた燃料噴射制御と設定した点火遅角量Ｔｆｄに基づく目標点火時期Ｔｆ＊を用いた点火制御とを開始してエンジン２２を始動して完爆に至ったときに（ステップＳ７６０）、本ルーチンを終了する。ここで、値Ｑｆｕｐ１や値Ｔｆｄ１は、初爆時に動力分配統合機構３０のキャリア３４にエンジン２２の回転数Ｎｅを増加させる方向のトルク（以下、機関正トルクという）が作用しない程度（例えば、エンジン２２の初爆時のトルクがエンジン２２のフリクションに略釣り合う程度など）の補正値として予め実験や解析などによって定められた値を用いることができる。値Ｑｆｕｐ１は、固定値を用いるものとしてもよいし、時間の経過に伴って小さくなる（目標燃料噴射量Ｑｆ＊が小さくなる）傾向の値を用いるものとしてもよい。また、値Ｔｆｄ１は、固定値を用いるものとしてもよいし、時間の経過に伴って小さくなる（目標点火時期Ｔｆ＊が早くなる）傾向の値を用いるものとしてもよい。このようにエンジン２２を始動することにより、初爆時にショックが発生するのを抑制することができる。
【００５２】
ステップＳ７１０で走行モードが電動走行優先モードのときには、値Ｑｆｕｐ１よりも大きな値Ｑｆｕｐ２を増量補正量Ｑｆｕｐに設定すると共に（ステップＳ７４０）、値Ｔｆｄ１よりも小さな値Ｔｆｄ２を点火遅角量Ｔｆｄに設定し（ステップＳ７５０）、設定した増量補正量Ｑｆｕｐに基づく目標燃料噴射量Ｑｆ＊を用いた燃料噴射制御や設定した点火遅角量Ｔｆｄに基づく目標点火時期Ｔｆ＊を用いた点火制御を開始してエンジン２２を始動して完爆に至ったときに（ステップＳ７６０）、本ルーチンを終了する。ここで、値Ｑｆｕｐ２は、固定値を用いるものとしてもよいし、時間の経過に伴って小さくなる（目標燃料噴射量Ｑｆ＊が小さくなる）傾向の値を用いるものとしてもよい。また、値Ｔｆｄ２は、固定値を用いるものとしてもよいし、時間の経過に伴って小さくなる（目標点火時期Ｔｆ＊が早くなる）傾向の値を用いるものとしてもよい。この場合、走行モードがハイブリッド走行優先モードのときよりも燃料噴射量を多くすることにより、点火制御の開始後の所定回数（例えば、１回や２回など）以内の点火で初爆に至る可能性を高くすることができ、エンジン２２の始動の複数回の平均で考えれば、初爆に至るまでの点火回数（時間）を少なくすることができると言える。また、この場合、走行モードがハイブリッド走行優先モードのときよりも点火時期を早くすることより、初爆に至るタイミングを早くすることができる。さらに、この場合、走行モードがハイブリッド走行優先モードのときよりも燃料噴射量を多くすると共に点火時期を早くすることにより、初爆に至ると、エンジン２２からの出力トルクがエンジン２２のフリクションに打ち勝って動力分配統合機構３０のキャリア３４に機関正トルクが作用し、そのトルクが動力分配統合機構３０を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに伝達されると考えられる。以上より、走行モードが電動走行優先モードのときには、走行モードがハイブリッド走行優先モードのときよりも、モータＭＧ１によってエンジン２２のモータリングを開始してからエンジン２２が初爆に至ってキャリア３４に機関正トルクが作用し始めるまでの時間（以下、機関正トルク所要時間という）を短くすることができると言える。
【００５３】
前述したように、電動走行優先モードで電動走行によって走行しているときには、走行用パワーＰｄｒｖ＊が出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）よりも大きくなったときにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動し、ハイブリッド走行優先モードで電動走行によって走行しているときには、エンジン要求パワーＰｅ＊が比較的小さなＨＶ優先時判定パワーＰｈｖよりも大きくなったときにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動する。したがって、通常、前者の場合の方が、後者の場合よりも要求トルクＴｒ＊が大きい状態でモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングすることになり、モータＭＧ２のトルクがバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに基づくトルク制限Ｔｍ２ｍａｘによって制限されやすく、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの変動（要求トルクＴｒ＊に対する不足）によるショックが生じやすい。こうした場合に機関正トルク所要時間が長いと、運転者は、エンジン２２のモータリングによるショックと動力分配統合機構３０のキャリア３４に正トルクが作用し始めるときのショックとをそれぞれ感じてしまうことがある。これに対して、実施例では、電動走行優先モードでモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動するときには、ハイブリッド走行優先モードでモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動するときよりも燃料噴射量を多くしたり点火時期を早くしたりして機関正トルク所要時間を短くするから、エンジン２２のモータリングによるショックと動力分配統合機構３０のキャリア３４に正トルクが作用し始めるときのショックとが生じる場合に、両者がより重複するようにすることができ、運転者が複数回に亘ってショックを感じるのを抑制することができる。
【００５４】
図１３は、電動走行優先モードやハイブリッド走行優先モードで走行しながらエンジン２２を始動するときのエンジン２２の回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆと点火時期Ｔｆと動力分配統合機構３０のキャリア３４に作用するトルクとしてのキャリアトルクＴｃとの時間変化の様子を模式的に示す説明図である。なお、図中、キャリアトルクＴｃが負の部分については、初爆前または初爆後で爆発燃焼によるトルクがフリクション（回転抵抗）よりも小さいことを示す。図示するように、モータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングを開始してエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｓｔ以上に至ったときに（時刻ｔ１）、電動走行優先モードのときには、ハイブリッド走行優先モードのときよりも燃料噴射量Ｑｆを多くすると共に点火時期Ｔｆを早くしてエンジン２２を始動することにより、機関正トルク所要時間を短くすることができる。
【００５５】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、電動走行優先モードが走行モードに設定されているときにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動するときには、モータＭＧ１とモータＭＧ２とについては、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、モータリングトルクＴｓｔがモータＭＧ１から出力されると共にモータＭＧ１から出力されてリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするためのトルクと要求トルクＴｒ＊との和のトルクがモータＭＧ２から出力されるよう制御し、エンジン２２については、ハイブリッド走行優先モードが走行モードに設定されているときにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動するときよりも多くの燃料供給と早い点火時期での点火とを伴って始動されるよう制御するから、エンジン２２のモータリングによるショックと動力分配統合機構３０のキャリア３４に正トルクが作用し始めるときのショックとが生じる場合に、両者がより重複するようにすることができ、運転者が複数回に亘ってショックを感じるのを抑制することができる。
【００５６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、電動走行優先モードが走行モードに設定されているときにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動するときには、ハイブリッド走行優先モードが走行モードに設定されているときにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動するときよりも燃料噴射量を多くすると共に点火時期を早くするものとしたが、燃料噴射量については多くするものの点火時期については同一にするものとしてもよいし、点火時期については早くするものの燃料噴射量については同一にするものとしてもよい。
【００５７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド走行優先モードが走行モードに設定されているときにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動するときには、増量補正量Ｑｆｕｐに値Ｑｆｕｐ１を設定すると共に点火遅角量Ｔｆｄに値Ｔｆｄ１を設定し、設定した増量補正量Ｑｆｕｐに基づく目標燃料噴射量Ｑｆ＊を用いた燃料噴射制御と点火遅角量Ｔｆｄに基づく目標点火時期Ｔｆ＊を用いた点火制御とを伴ってエンジン２２を始動し、電動走行優先モードが走行モードに設定されているときにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動するときには、増量補正量Ｑｆｕｐに値Ｑｆｕｐ１より大きな値Ｑｆｕｐ２を設定すると共に点火遅角量Ｔｆｄに値Ｔｆｄ１より小さなＴｆｄ２を設定し、設定した増量補正量Ｑｆｕｐに基づく目標燃料噴射量Ｑｆ＊を用いた燃料噴射制御と点火遅角量Ｔｆｄに基づく目標点火時期Ｔｆ＊を用いた点火制御とを伴ってエンジン２２を始動するものとしたが、増量補正量Ｑｆｕｐは、走行モードと燃料噴射制御を開始してからの経過時間と増量補正量Ｑｆｕｐとの関係を予め定めて増量補正量設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、走行モードと燃料噴射制御を開始してからの時間とをこのマップに適用して得られる値を用いるものとしてもよく、点火遅角量Ｔｆｄは、走行モードと点火制御を開始してからの経過時間と点火遅角量Ｔｆｄとの関係を予め定めて点火遅角量設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、走行モードと点火制御を開始してからの時間とをこのマップに適用して得られる値を用いるものとしてもよい。
【００５８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、電動走行優先モードで電動走行によって走行しているときには、走行用パワーＰｄｒｖ＊が出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）よりも大きくなったときにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動し、ハイブリッド走行優先モードで電動走行によって走行しているときには、エンジン要求パワーＰｅ＊がＨＶ優先時判定パワーＰｈｖよりも大きくなったときにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動するものとしたが、電動走行優先モードのときに、ハイブリッド走行優先モードのときよりも電動走行を優先するものであればよいから、例えば、電動走行優先モードで電動走行によって走行しているときには、要求トルクＴｒ＊が予め定められた閾値Ｔｒｅｆ１よりも大きくなったときにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動し、ハイブリッド走行優先モードで電動走行によって走行しているときには、要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｅｒｆ１未満の値として予め定められた閾値Ｔｒｅｆ２よりも大きくなったときにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動するものとしてもよい。
【００５９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、電動走行優先モードやハイブリッド走行優先モードで走行しながらモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動するときの動作について説明したが、停車中に、エンジン２２からの熱エネルギを用いて車室内の暖房を行なう図示しない暖房装置による暖房要求などによってモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動するときには、モータＭＧ２のトルクがバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔによって制限される可能性は低いため、走行モードが電動走行優先モードであるかハイブリッド走行優先モードであるかに拘わらず、ハイブリッド走行優先モードで走行しながらモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動するときと同様に、増量補正量Ｑｆｕｐに値Ｑｆｕｐ１を設定すると共に点火遅角量Ｔｆｄに値Ｔｆｄ１を設定し、設定した増量補正量Ｑｆｕｐに基づく目標燃料噴射量Ｑｆ＊を用いた燃料噴射制御と点火遅角量Ｔｆｄに基づく目標点火時期Ｔｆ＊を用いた点火制御とを伴ってエンジン２２を始動するものとしてもよい。
【００６０】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「遊星歯車機構」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「二次電池」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する図６の電動走行優先モード駆動制御ルーチンのステップＳ２１０の処理や図７のハイブリッド走行優先モード駆動制御ルーチンのステップＳ４１０の処理，図８の始動時駆動制御ルーチンのステップＳ６１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求トルク設定手段」に相当し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを設定するバッテリＥＣＵ５２が「出力制限設定手段」に相当し、システム起動したときのバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ１（例えば４０％や５０％など）以上のときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ１より小さな閾値Ｓｒｅｆ２（例えば２０％や３０％など）未満に至るまで電動走行優先モードを走行モードに設定し、システム起動したときのバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ１未満のときやシステム起動したときのバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ１以上であってもその後にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ２未満に至った以降はハイブリッド走行優先モードを走行モードに設定する図５の走行モード設定ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「走行モード設定手段」に相当する
【００６１】
実施例と本発明の第１のハイブリッド自動車との関係では、モータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動するときに、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、モータリングトルクＴｓｔがモータＭＧ１から出力されると共にモータＭＧ１から出力されてリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするためのトルクと要求トルクＴｒ＊との和のトルクがモータＭＧ２から出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信し、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｓｔ以上に至ったときにエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始する旨の制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信する図８の始動時駆動制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０と、燃料噴射制御や点火制御を開始する旨の制御信号をハイブリッド用電子制御ユニット７０から受信したときに、走行モードが電動走行優先モードのときには、走行モードがハイブリッド走行優先モードのときよりも多くの燃料供給を伴って始動されるようエンジン２２を制御する図１２の始動制御ルーチンを実行するエンジンＥＣＵ２４と、が「制御手段」に相当する。
【００６２】
実施例と本発明の第２のハイブリッド自動車との関係では、モータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動するときに、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、モータリングトルクＴｓｔがモータＭＧ１から出力されると共にモータＭＧ１から出力されてリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするためのトルクと要求トルクＴｒ＊との和のトルクがモータＭＧ２から出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信し、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｓｔ以上に至ったときにエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始する旨の制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信する図８の始動時駆動制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０と、燃料噴射制御や点火制御を開始する旨の制御信号をハイブリッド用電子制御ユニット７０から受信したときに、走行モードが電動走行優先モードのときには、走行モードがハイブリッド走行優先モードのときよりも早い点火時期での点火を伴って始動されるようエンジン２２を制御する図１２の始動制御ルーチンを実行するエンジンＥＣＵ２４と、が「制御手段」に相当する。
【００６３】
ここで、本発明の第１のハイブリッド自動車や第２のハイブリッド自動車における「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機であっても構わない。「遊星歯車機構」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものなど、車軸に連結された駆動軸と内燃機関の出力軸と発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続されたものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「二次電池」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、発電機や電動機と電力のやりとりが可能なものであれば如何なるタイプの二次電池であっても構わない。「要求トルク設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃだけに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するものなど、走行に要求される要求トルクを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「出力制限設定手段」としては、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを設定するものに限定されるものではなく、蓄電割合ＳＯＣや電池温度Ｔｂの他に例えばバッテリ５０の内部抵抗などに基づいてバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを設定するものなど、二次電池の状態に応じて二次電池から出力してもよい最大許容電力である出力制限を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「走行モード設定手段」としては、システム起動したときのバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ１（例えば４０％や５０％など）以上のときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ１より小さな閾値Ｓｒｅｆ２（例えば２０％や３０％など）未満に至るまで電動走行優先モードを走行モードに設定し、システム起動したときのバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ１未満のときやシステム起動したときのバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ１以上であってもその後にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ２未満に至った以降はハイブリッド走行優先モードを走行モードに設定するものに限定されるものではなく、ハイブリッド走行よりも電動走行を優先して走行する電動走行優先モードと電動走行よりもハイブリッド走行を優先して走行するハイブリッド走行優先モードとのうち一方を走行モードに設定するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００６４】
本発明の第１のハイブリッド自動車における「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、電動走行優先モードが走行モードに設定されているときにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動するときには、モータＭＧ１とモータＭＧ２とについては、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、モータリングトルクＴｓｔがモータＭＧ１から出力されると共にモータＭＧ１から出力されてリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするためのトルクと要求トルクＴｒ＊との和のトルクがモータＭＧ２から出力されるよう制御し、エンジン２２については、ハイブリッド走行優先モードが走行モードに設定されているときにエンジン２２を始動するときよりも多くの燃料供給を伴って始動されるよう制御するものに限定されるものではなく、電動走行優先モードが走行モードに設定されているときに発電機によって内燃機関をモータリングして始動する電動走行優先モード始動時には、発電機と電動機とについては、出力制限の範囲内で、発電機から内燃機関をモータリングするためのトルクが出力されると共に発電機から出力されて駆動軸に作用するトルクをキャンセルするためのトルクと要求トルクとの和のトルクが電動機から出力されるよう制御し、内燃機関については、ハイブリッド走行優先モードが走行モードに設定されているときに発電機によって内燃機関をモータリングして始動するハイブリッド走行優先モード始動時よりも多くの燃料供給を伴って始動されるよう制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００６５】
本発明の第２のハイブリッド自動車における「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、電動走行優先モードが走行モードに設定されているときにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動するときには、モータＭＧ１とモータＭＧ２とについては、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、モータリングトルクＴｓｔがモータＭＧ１から出力されると共にモータＭＧ１から出力されてリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするためのトルクと要求トルクＴｒ＊との和のトルクがモータＭＧ２から出力されるよう制御し、エンジン２２については、ハイブリッド走行優先モードが走行モードに設定されているときにエンジン２２を始動するときよりも早い点火時期での点火を伴って始動されるよう制御するものに限定されるものではなく、電動走行優先モードが走行モードに設定されているときに発電機によって内燃機関をモータリングして始動する電動走行優先モード始動時には、発電機と電動機とについては、出力制限の範囲内で、発電機から内燃機関をモータリングするためのトルクが出力されると共に発電機から出力されて駆動軸に作用するトルクをキャンセルするためのトルクと要求トルクとの和のトルクが電動機から出力されるよう制御し、内燃機関については、ハイブリッド走行優先モードが走行モードに設定されているときに発電機によって内燃機関をモータリングして始動するハイブリッド走行優先モード始動時よりも早い点火時期での点火を伴って始動されるよう制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００６６】
なお、実施例の主要な要素と発明の概要の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が発明の概要の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、発明の概要の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、発明の概要の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は発明の概要の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００６７】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。
【図１】
2012063299.tif 000003
【図２】
2012063299.tif 000004
【図３】
2012063299.tif 000005
【図４】
2012063299.tif 000006
【図５】
2012063299.tif 000007
【図６】
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【図７】
2012063299.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年4月26日(2013.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、動力を入  出力可能な発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備え、前記内燃機関から出力される動力と前記電動機から入出力される動力とを用いて走行するハイブリッド走行と前記電動機から入出力される動力だけを用いて走行する電動走行とが可能なハイブリッド自動車であって、
走行に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記二次電池の状態に応じて該二次電池から出力してもよい最大許容電力である出力制限を設定する出力制限設定手段と、
前記ハイブリッド走行よりも前記電動走行を優先して走行する電動走行優先モードと前記電動走行よりも前記ハイブリッド走行を優先して走行するハイブリッド走行優先モードとのうち一方を走行モードに設定する走行モード設定手段と、
前記走行モード設定手段により前記電動走行優先モードが前記走行モードに設定されているときに前記発電機によって前記内燃機関をモータリングして始動する電動走行優先モード始動時には、前記発電機と前記電動機とについては、前記設定された出力制限の範囲内で、前記発電機から前記内燃機関をモータリングするためのトルクが出力されると共に前記発電機から出力されて前記駆動軸に作用するトルクをキャンセルするためのトルクと前記設定された要求トルクとの和のトルクが前記電動機から出力されるよう制御し、前記内燃機関については、前記走行モード設定手段により前記ハイブリッド走行優先モードが前記走行モードに設定されているときに前記発電機によって前記内燃機関をモータリングして始動するハイブリッド走行優先モード始動時よりも早い点火時期での点火を伴って始動されるよう制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記電動走行優先モード始動時には、前記内燃機関については、前記ハイブリッド走行優先モード始動時よりも多くの燃料供給を伴って始動されるよう制御する手段である、
ハイブリッド自動車。
【請求項３】
請求項１または２記載のハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記走行モード設定手段により前記電動走行優先モードが前記走行モードに設定されているときに前記電動走行によって走行しているときには、走行のために車両に要求される走行用パワーが前記二次電池の出力制限に相当するパワーである出力制限相当パワーより大きくなったときに前記発電機によって前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう制御し、前記走行モード設定手段により前記ハイブリッド走行優先モードが前記走行モードに設定されているときに前記電動走行によって走行しているときには、前記内燃機関から出力すべき機関要求パワーが前記走行モード設定手段により前記電動走行優先モードが前記走行モードに設定されているときの前記出力制限相当パワーの下限値よりも小さな値として定められた閾値パワーより大きくなったときに前記発電機によって前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう制御する手段である、
ハイブリッド自動車。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
システム停止の状態で外部電源に接続されて該外部電源からの電力を用いて前記二次電池を充電する充電器と、
前記二次電池の状態に基づいて該二次電池に蓄えられている蓄電量の全容量に対する割合である蓄電割合を演算する蓄電割合演算手段と、
を備え、
前記走行モード設定手段は、システム起動時に前記演算された蓄電割合が第１の所定割合以上のときには走行に伴って前記演算される蓄電割合が前記第１の所定割合より小さい第２の所定割合未満に至るまでは前記電動走行優先モードを前記走行モードに設定し、前記電動走行優先モードを前記走行モードに設定しないときには前記ハイブリッド走行優先モードを前記走行モードに設定する手段である、
ハイブリッド自動車。
【国際調査報告】
2012063299.tif 000016
2012063299.tif 000017