(57)【要約】【課題】内燃機関と２体の電動機を備えたハイブリッド車両において、内燃機関をより適正に制御することでエミッションを悪化させることなく駆動輪の急減速に起因した一方の電動機の過回転を抑制する。【解決手段】エンジンとモータＭＧ１およびＭＧ２を備えたハイブリッド自動車では、モータＭＧ１の過回転が発生するおそれがあると判断されたのに伴って燃焼室の各々に対する燃料噴射を停止させるべきときに複数の燃焼室のうち少なくとも何れか一つに燃料が噴射されている場合には、混合気を点火させるのに必要な量の燃料が供給されたことを条件として当該少なくとも一つの燃焼室に対する燃料噴射が停止される（ステップＳ３３０〜Ｓ３９０）。【選択図】図８
2010116032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の燃焼室内で燃料と空気との混合気を燃焼させて動力を出力可能な内燃機関と、
動力を入出力可能な第１電動機と、
前記第１電動機の回転軸に接続される第１要素と、前記内燃機関の出力軸に接続される第２要素と、駆動輪に動力を伝達する駆動軸に接続される第３要素とを有し、前記第２要素が共線図上で前記第１要素と前記第３要素との間に位置すると共に、これら３つの要素が互いに差動回転できるように構成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第２電動機と、
前記第１および第２電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段の充電に許容される許容充電電力を設定をする許容充電電力設定手段と、
前記遊星歯車機構の前記第１から第３要素の何れか２つに関連した回転数に基づいて前記駆動輪の急減速により前記第１要素に接続された前記第１電動機の過回転が発生するおそれがあるか否かを判定する過回転判定手段と、
前記過回転判定手段により前記第１電動機の過回転が発生するおそれがあると判断されたときに、前記燃焼室の各々に対する燃料供給が停止されると共に前記第１および第２電動機により入出力される電力が前記許容充電電力設定手段により設定された許容充電電力の範囲内に収まるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御し、前記過回転判定手段による判定結果に応じて前記燃焼室の各々に対する燃料供給を停止させるべきときに前記複数の燃焼室のうち少なくとも何れか一つに前記燃料が供給されている場合には、前記混合気を点火させるのに必要な量の燃料が供給されたことを条件として前記少なくとも一つの燃焼室に対する燃料供給を停止させる制御手段と、
を備えるハイブリッド車両。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両において、
前記制御手段は、前記混合気を点火させるのに必要な量を前記内燃機関の吸入空気量が多いほど多く、かつ該内燃機関の回転数が高いほど小さくなるように設定するハイブリッド車両。
【請求項３】
請求項１または２に記載のハイブリッド車両において、
前記過回転判定手段は、前記第３要素の回転数の減少量が所定値以上であると共に前記第１要素の回転数が所定回転数以上であるときに前記第１電動機の過回転が発生するおそれがあると判断するハイブリッド車両。
【請求項４】
前記蓄電手段は、リチウムイオン二次電池である請求項１から３の何れか一項に記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載のハイブリッド車両において、
前記遊星歯車機構は、前記第１電動機の回転軸に接続されるサンギヤと、前記駆動軸に接続されるリングギヤと、該サンギヤおよび該リングギヤの双方と噛合する複数のピニオンギヤを保持すると共に前記内燃機関の出力軸に接続されるキャリアとを含むシングルピニオン式遊星歯車機構であるハイブリッド車両。
【請求項６】
複数の燃焼室内で燃料と空気との混合気を燃焼させて動力を出力可能な内燃機関と、動力を入出力可能な第１電動機と、前記第１電動機の回転軸に接続される第１要素と、前記内燃機関の出力軸に接続される第２要素と、駆動輪に動力を伝達する駆動軸に接続される第３要素とを有し、前記第２要素が共線図上で前記第１要素と前記第３要素との間に位置すると共に、これら３つの要素が互いに差動回転できるように構成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第２電動機と、前記第１および第２電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段とを備えるハイブリッド車両の制御方法であって、
（ａ）前記遊星歯車機構の前記第１から第３要素の何れか２つに関連した回転数に基づいて前記駆動輪の急減速により前記第１要素に接続された前記第１電動機の過回転が発生するおそれがあるか否かを判定するステップと、
（ｂ）前記過回転判定手段により前記第１電動機の過回転が発生するおそれがあると判断されたときに、前記燃焼室の各々に対する燃料供給が停止されると共に前記第１および第２電動機により入出力される電力が前記許容充電電力設定手段により設定された許容充電電力の範囲内に収まるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御し、前記過回転判定手段による判定結果に応じて前記燃焼室の各々に対する燃料供給を停止させるべきときに前記複数の燃焼室のうち少なくとも何れか一つに前記燃料が供給されている場合には、前記混合気を点火させるのに必要な量の燃料が供給されたことを条件として前記少なくとも一つの燃焼室に対する燃料供給を停止させるステップと、
を含むハイブリッド車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関と、当該内燃機関のクランクシャフトに接続されたプラネタリキャリアを含む遊星歯車機構と、当該遊星歯車機構のサンギヤに接続された発電可能な第１の電動機と、遊星歯車機構のリングギヤに接続されると共に駆動輪に連結された駆動軸としてのリングギヤ軸に動力を出力可能な第２の電動機と、第１および第２の電動機と電力をやり取り可能なバッテリとを備えたハイブリッド車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種のハイブリッド車両では、駆動輪の空転によるスリップが生じた後に当該駆動輪のグリップ力が回復すると、駆動輪の回転数が急速に低下することになるが、この際、内燃機関の慣性モーメントが第１の電動機の慣性モーメントに比べて非常に大きいことに起因して、内燃機関の回転数がさほど低下しない一方で第１の電動機の回転数が急上昇し、内燃機関の回転数が比較的高い場合には、第１の電動機の回転数が許容最大回転数を超えてしまうおそれがある。このため、特許文献１に記載のハイブリッド車両では、駆動輪にスリップが生じたときには第１の電動機の制御上の許容最大回転数を通常に比べて小さい値に設定すると共に、第１の電動機の回転数が許容最大回転数を超えないよう第１の電動機から回生トルクを出力し、駆動輪のグリップ力が回復したときに第１の電動機が過回転しないようにしている。また、従来から、内燃機関と、第１および第２の回転電機を含む動力伝達手段と、第１および第２の回転電機を駆動するインバータ装置と、蓄電装置と、内燃機関の燃料噴射制御を実施する内燃機関制御装置と、内燃機関制御装置に対してトルク制御量を指令すると共にインバータ装置の駆動を制御するハイブリッド制御装置とを備えるハイブリッド車両が知られている（例えば、特許文献２参照）。このハイブリッド車両では、内燃機関のトルク制御量が負の値であるときに車両が制動状態にあるものとして内燃機関の燃料カットが実施される。
【特許文献１】特開２００７−２０３９９３号公報
【特許文献２】特開平１０−２３８３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、駆動輪のスリップが生じた後のグリップ力の回復や車両の急制動に伴って駆動輪が急減速したりロックしたりしたときに、内燃機関の燃焼室への燃料供給を停止すれば、内燃機関の回転数が比較的高い場合であっても、当該内燃機関の回転数を低下させると共に内燃機関からの出力トルクを低下させて、第１の電動機の過回転を抑制し得ると考えられる。ただし、何れかの燃焼室に燃料が供給されている最中に本来供給されるべき量の燃料が当該燃焼室に供給される前に燃料供給を中断すると、混合気を点火し得なくなって未燃燃料が少なからず触媒に導入されてしまうおそれがある。また、何れかの燃焼室に燃料が供給されているときに本来供給されるべき量の燃料が当該燃焼室に供給された時点で燃料供給を停止すると、当該燃焼室に供給された量に応じた分だけ内燃機関からトルクが出力されることになるので、内燃機関の回転数を速やかに低下させることが困難となる。
【０００４】
そこで、本発明は、内燃機関と２体の電動機を備えたハイブリッド車両において、内燃機関をより適正に制御することで、エミッションを悪化させることなく駆動輪の急減速に起因した一方の電動機の過回転を抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるハイブリッド車両およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採っている。
【０００６】
本発明によるハイブリッド車両は、
複数の燃焼室内で燃料と空気との混合気を燃焼させて動力を出力可能な内燃機関と、
動力を入出力可能な第１電動機と、
前記第１電動機の回転軸に接続される第１要素と、前記内燃機関の出力軸に接続される第２要素と、駆動輪に動力を伝達する駆動軸に接続される第３要素とを有し、前記第２要素が共線図上で前記第１要素と前記第３要素との間に位置すると共に、これら３つの要素が互いに差動回転できるように構成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第２電動機と、
前記第１および第２電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段の充電に許容される許容充電電力を設定をする許容充電電力設定手段と、
前記遊星歯車機構の前記第１から第３要素の何れか２つに関連した回転数に基づいて前記駆動輪の急減速により前記第１要素に接続された前記第１電動機の過回転が発生するおそれがあるか否かを判定する過回転判定手段と、
前記過回転判定手段により前記第１電動機の過回転が発生するおそれがあると判断されたときに、前記燃焼室の各々に対する燃料供給が停止されると共に前記第１および第２電動機により入出力される電力が前記許容充電電力設定手段により設定された許容充電電力の範囲内に収まるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御し、前記過回転判定手段による判定結果に応じて前記燃焼室の各々に対する燃料供給を停止させるべきときに前記複数の燃焼室のうち少なくとも何れか一つに前記燃料が供給されている場合には、前記混合気を点火させるのに必要な量の燃料が供給されたことを条件として前記少なくとも一つの燃焼室に対する燃料供給を停止させる制御手段と、
を備えるものである。
【０００７】
このハイブリッド車両では、過回転判定手段により第１要素に接続された第１電動機の過回転が発生するおそれがあると判断されたときに、燃焼室の各々に対する燃料供給が停止されると共に第１および第２電動機により入出力される電力が蓄電手段の充電に許容される許容充電電力の範囲内に収まるように内燃機関と第１および第２電動機とが制御される。そして、このように過回転判定手段による判定結果に応じて燃焼室の各々に対する燃料供給を停止させるべきときに複数の燃焼室のうち少なくとも何れか一つに燃料が供給されている場合には、混合気を点火させるのに必要な量の燃料が供給されたことを条件として当該少なくとも一つの燃焼室に対する燃料供給が停止される。これにより、燃料が供給されている燃焼室に対して本来供給されるべき量の燃料が供給される前に燃料供給を中断しても、当該燃焼室内で混合気を点火・燃焼させることができるので、未燃燃料の排出によるエミッションの悪化を抑制することができる。また、燃料が供給されている燃焼室への燃料供給量を混合気の点火に必要な量とすることで、内燃機関からできるだけトルクが出力されないようにすることが可能となり、内燃機関の回転数を速やかに低下させると共に内燃機関からの出力トルクを速やかに低下させることができる。従って、このハイブリッド車両では、蓄電手段を過充電しないように第１および第２電動機のトルク出力を制限しても、内燃機関をより適正に制御することで、エミッションを悪化させることなく駆動輪の急減速に起因した第１電動機の過回転を抑制することが可能となる。
【０００８】
また、前記制御手段は、前記混合気を点火させるのに必要な量を前記内燃機関の吸入空気量が多いほど多く、かつ該内燃機関の回転数が高いほど小さくなるように設定するものであってもよい。これにより、過回転判定手段による判定結果に応じて燃焼室の各々に対する燃料供給を停止させるべきときに燃料が供給されている燃焼室への燃料供給量をより適正に設定することが可能となる。
【０００９】
更に、前記過回転判定手段は、前記第３要素の回転数の減少量が所定値以上であると共に前記第１要素の回転数が所定回転数以上であるときに前記第１電動機の過回転が発生するおそれがあると判断するものであってもよい。これにより、第１要素に接続された第１電動機の過回転が発生するおそれの有無をより適正に判定することが可能となる。
【００１０】
また、前記蓄電手段は、リチウムイオン二次電池であってもよい。すなわち、内燃機関をより適正に制御することでエミッションを悪化させることなく駆動輪の急減速に起因した第１電動機の過回転を抑制可能とする本発明は、過充電に対する耐性が比較的低いリチウムイオン二次電池を蓄電手段として備えたハイブリッド車両に極めて好適である。
【００１１】
更に、前記遊星歯車機構は、前記第１電動機の回転軸に接続されるサンギヤと、前記駆動軸に接続されるリングギヤと、該サンギヤおよび該リングギヤの双方と噛合する複数のピニオンギヤを保持すると共に前記内燃機関の出力軸に接続されるキャリアとを含むシングルピニオン式遊星歯車機構であってもよい。
【００１２】
本発明によるハイブリッド車両の制御方法は、
複数の燃焼室内で燃料と空気との混合気を燃焼させて動力を出力可能な内燃機関と、動力を入出力可能な第１電動機と、前記第１電動機の回転軸に接続される第１要素と、前記内燃機関の出力軸に接続される第２要素と、駆動輪に動力を伝達する駆動軸に接続される第３要素とを有し、前記第２要素が共線図上で前記第１要素と前記第３要素との間に位置すると共に、これら３つの要素が互いに差動回転できるように構成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第２電動機と、前記第１および第２電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段とを備えるハイブリッド車両の制御方法であって、
（ａ）前記遊星歯車機構の前記第１から第３要素の何れか２つに関連した回転数に基づいて前記駆動輪の急減速により前記第１要素に接続された前記第１電動機の過回転が発生するおそれがあるか否かを判定するステップと、
（ｂ）前記過回転判定手段により前記第１電動機の過回転が発生するおそれがあると判断されたときに、前記燃焼室の各々に対する燃料供給が停止されると共に前記第１および第２電動機により入出力される電力が前記許容充電電力設定手段により設定された許容充電電力の範囲内に収まるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御し、前記過回転判定手段による判定結果に応じて前記燃焼室の各々に対する燃料供給を停止させるべきときに前記複数の燃焼室のうち少なくとも何れか一つに前記燃料が供給されている場合には、前記混合気を点火させるのに必要な量の燃料が供給されたことを条件として前記少なくとも一つの燃焼室に対する燃料供給を停止させるステップと、
を含むものである。
【００１３】
この方法によれば、過回転判定手段による判定結果に応じて燃焼室の各々に対する燃料供給を停止させるべきときに燃料が供給されている燃焼室に対して本来供給されるべき量の燃料が供給される前に燃料供給を中断しても、当該燃焼室内で混合気を点火・燃焼させることができるので、未燃燃料の排出によるエミッションの悪化を抑制することができる。また、燃料が供給されている燃焼室への燃料供給量を混合気の点火に必要な量とすることで、内燃機関からできるだけトルクが出力されないようにすることが可能となり、内燃機関の回転数を速やかに低下させると共に内燃機関からの出力トルクを速やかに低下させることができる。従って、この方法を採用すれば、蓄電手段を過充電しないように第１および第２電動機のトルク出力を制限しても、内燃機関をより適正に制御することで、エミッションを悪化させることなく駆動輪の急減速に起因した第１電動機の過回転を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は、本発明の実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は、エンジン２２を含む内燃機関装置２１と、エンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに連結された減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、ハイブリッド自動車２０の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（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０等とを備えるものである。
【００１６】
内燃機関装置２１を構成するエンジン２２は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料と空気との混合気を複数（実施例では、４気筒）の燃焼室１２０内で爆発燃焼させ、混合気の爆発燃焼に伴うピストン１２１の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動へと変換することにより動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２では、図２からわかるように、エアクリーナ１２２により清浄された空気がスロットルバルブ１２３を介して吸気管１２６内に取り入れられ、吸入空気には燃料噴射弁１２７からガソリン等の燃料が噴射される。こうして得られる空気と燃料との混合気は、可変バルブタイミング機構として構成された動弁機構１３０により駆動される吸気バルブ１３１を介して燃焼室１２０に吸入されると共に点火プラグ１２８による電気火花によって爆発燃焼させられる。エンジン２２からの排気ガスは、排気バルブ１３２や排気マニホールド１４０を介して一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）といった有害成分を浄化する排ガス浄化触媒（三元触媒）を備える浄化装置１４１へと送出され、浄化装置１４１にて浄化された後、外部へと排出される。また、内燃機関装置２１は、浄化装置１４１の後段の排気管に接続されて排ガスをサージタンク（吸気系）へと還流させるＥＧＲ管１４２と、このＥＧＲ管１４２の中途に設けられて排気系から吸気系へと還流される排ガス（ＥＧＲガス）の還流量（ＥＧＲ量）を調節するＥＧＲ弁１４３と、ＥＧＲ管１４２内のＥＧＲガスの温度を検出する温度センサ１４４等を含む。
【００１７】
このように構成されるエンジン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により制御される。エンジンＥＣＵ２４は、図２に示すように、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の他に各種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等とを含む。そして、エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態等を検出する各種センサからの信号が図示しない入力ポートを介して入力される。例えば、エンジンＥＣＵ２４には、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１８０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１８１からの冷却水温Ｔｗ、燃焼室１２０内の圧力を検出する筒内圧センサ１８２からの筒内圧力、吸気バルブ１３１や排気バルブ１３２を駆動する動弁機構１３０に含まれ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１３３からのカムポジション、スロットルバルブ１２３の位置を検出するスロットルバルブポジションセンサ１２４からのスロットルポジション、エンジン２２の負荷としての吸入空気量を検出するエアフローメータ１８３からの吸入空気量ＧＡ、吸気管１２６に取り付けられた吸気温度センサ１８４からの吸気温度Ｔａｉｒ、吸気管１２６内の負圧を検出する吸気圧センサ１８５からの吸気負圧Ｐｉ、排気マニホールド１４０の浄化装置１４１の上流側に配置された空燃比センサ１８６からの空燃比ＡＦ、ＥＧＲ管１４２の温度センサ１４４からのＥＧＲガス温度等が入力ポートを介して入力される。そして、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２を駆動するための様々な制御信号を図示しない出力ポートを介して出力する。例えば、エンジンＥＣＵ２４は、燃料噴射弁１２７への駆動信号やスロットルバルブ１２３の位置を調節するスロットルモータ１２５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１２９への制御信号、動弁機構１３０への制御信号、ＥＧＲ弁１４３への駆動信号等を出力ポートを介して出力する。更に、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０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ハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【００１８】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１と噛合すると共にリングギヤ３２と噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを有し、キャリア３４が共線図上でサンギヤ３１とリングギヤ３２との間に位置すると共に、これら３つの要素が互いに差動回転できるように構成されたシングルピニオン式遊星歯車機構である。かかる動力分配統合機構３０の第１要素であるサンギヤ３１にはモータＭＧ１の回転軸が、第２要素であるキャリアにはエンジン２２のクランクシャフト２６が、第３要素であるリングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａと減速ギヤ３５とを介してモータＭＧ２の回転軸がそれぞれ連結されている。動力分配統合機構３０は、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側とにそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して最終的に駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力される。
【００１９】
モータＭＧ１およびＭＧ２は、何れも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介して二次電池であるバッテリ５０と電力のやり取りを行う。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２の何れかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになり、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されないことになる。モータＭＧ１，ＭＧ２は、何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等が入力されており、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等が出力される。また、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。また、モータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号等に基づいてモータ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ＥＣＵ７０に出力する。
【００２０】
バッテリ５０は、リチウムイオン二次電池あるいはニッケル水素二次電池として構成されており、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図示しない電圧センサからの端子間電圧、バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流、バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からのバッテリ温度Ｔｂ等が入力されている。バッテリＥＣＵ５２は、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ＥＣＵ７０に出力する。更に、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量ＳＯＣを算出したり、当該残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を算出したり、残容量ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の充電に許容される電力である許容充電電力としての入力制限Ｗｉｎとバッテリ５０の放電に許容される電力である許容放電電力としての出力制限Ｗｏｕｔとを算出したりする。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定すると共に、バッテリ５０の残容量（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可能である。
【００２１】
ハイブリッドＥＣＵ７０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や、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６、図示しない入出力ポートおよび通信ポート等を備える。ハイブリッドＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ（スタートスイッチ）８０からのイグニッション信号、シフトレバー８１の操作位置であるシフトポジションＳＰ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ストロークセンサ８６からのブレーキペダルストロークＢＳ、車速センサ８７からの車速Ｖ等が入力ポートを介して入力される。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２等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等と各種制御信号やデータのやり取りを行っている。
【００２２】
上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッドＥＣＵ７０によって運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動輪である車輪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＊が計算され、この要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジンＥＣＵ２４によりエンジン２２が、モータＥＣＵ４０によりモータＭＧ１およびＭＧ２がそれぞれ制御される。エンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２の運転制御モードとしては、要求トルクＴｒ＊に見合うパワーがエンジン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から出力されるパワーのすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１および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ＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求トルクＴｒ＊とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合うパワーがエンジン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から出力されるパワー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およびＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止して要求トルクＴｒ＊に基づくトルクをリングギヤ軸３２ａに出力するようにモータＭＧ２を駆動制御するモータ運転モード等がある。
【００２３】
次に、上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車２０が走行しているときの動作について説明する。図３は、エンジン２２の運転を伴ってハイブリッド自動車２０が走行しているときに、実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【００２４】
図３に示す駆動制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、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８７からの車速Ｖ、エンジン２２の回転数Ｎｅ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、充放電要求パワーＰｂ＊、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ、過回転予測フラグＦｅｒの値といった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、エンジンＥＣＵ２４によりクランクポジションセンサ１８０からのクランクポジションに基づいて計算されるものであって当該エンジンＥＣＵ２４から通信により入力される。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０から通信により入力されるものであり、充放電要求パワーＰｂ＊や入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリＥＣＵ５２から通信により入力されるものである。更に、過回転予測フラグＦｅｒは、通常時には値０に設定されると共に、例えば駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂのスリップが生じた後にグリップ力が回復したこと等による車輪３９ａ，３９ｂやリングギヤ３２およびモータＭＧ２の急減速に起因して動力分配統合機構３０のサンギヤ３１に接続されたモータＭＧ１が過回転するおそれがあるときに後述のようにハイブリッドＥＣＵ７０により値１に設定されるものである。
【００２５】
ステップＳ１００のデータ入力処理の後、過回転予測フラグＦｅｒが値０であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。過回転予測フラグＦｅｒが値０である場合には、ステップＳ１００にて入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２から本ルーチンの前回実行時に入力した回転数Ｎｍ２（前回Ｎｍ２）を減じることにより回転数変化量ΔＮｍ２を計算し（ステップＳ１２０）、回転数変化量ΔＮｍ２が予め定められた負の閾値ΔＮｒｅｆ未満であるか否か、すなわちモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の減少量が値｜ΔＮｒｅｆ｜以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。なお、閾値ΔＮｒｅｆは、固定値とされてもよく、例えば車速Ｖが高いほど小さく（絶対値が大きく）設定される可変値とされてもよい。ステップＳ１３０にて回転数変化量ΔＮｍ２が閾値ΔＮｒｅｆ以上であると判断された場合には、モータＭＧ１が過回転するおそれがないとみなして過回転予測フラグＦｅｒを値０に設定すると共に（ステップＳ１５０）、エンジンＥＣＵ２４に対して各燃焼室１２０への燃料噴射の停止（以下、適宜「燃料カット」という）を要求するときに値１に設定される燃料カット要求フラグＦｆｃｄを値０に設定する（ステップＳ１６０）。また、ステップＳ１３０にて回転数変化量ΔＮｍ２が閾値ΔＮｒｅｆ未満であると判断された場合には、更にステップＳ１００にて入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が予め定められた正の値である判定用回転数Ｎｍ１ｒｅｆ未満であるか否かを判定し（ステップＳ１４０）、回転数Ｎｍ１が判定用回転数Ｎｍ１ｒｅｆ未満である場合には、回転フラグＦｅｒを値０に設定すると共に（ステップＳ１５０）、燃料カット要求フラグＦｆｃｄを値０に設定する（ステップＳ１６０）。なお、判定用回転数Ｎｍ１ｒｅｆは、モータＭＧ１の常用最大回転数よりも低い比較的大きい値とされる。
【００２６】
ステップＳ１６０にて燃料カット要求フラグＦｆｃｄを値０に設定した場合には、ステップＳ１００にて入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂに連結されたリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定した上で、エンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１７０）。実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係が予め定められて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶されており、要求トルクＴｒ＊としては、与えられたアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに対応したものが当該マップから導出・設定される。図４に要求トルク設定用マップの一例を示す。また、実施例において、要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものと充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの総和として計算される。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、図示するようにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除するか、あるいは車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めることができる。次いで、要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標運転ポイントである目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定してエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ１８０）。実施例では、エンジン２２を効率よく動作させるために予め定められた動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とが設定される。図５に、エンジン２２の動作ラインと要求パワーＰｅ＊が一定となることを示す回転数ＮｅとトルクＴｅとの相関曲線とを例示する。同図に示すように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、上記動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定となることを示す相関曲線との交点として求めることができる。ハイブリッドＥＣＵ７０から目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいて目標吸入空気量ＧＡ＊を設定すると共に、目標吸入空気量ＧＡ＊に基づいてスロットルバルブ１２３の目標開度Ｔｈ＊を設定し、スロットルバルブポジションセンサ１２４からのスロットルポジションに基づいてスロットルバルブ１２３の開度が目標開度Ｔｈ＊となるようにスロットルモータ１２５を制御する。更に、エンジンＥＣＵ２４は、このようなスロットル開度制御と共に、燃料噴射制御、点火時期制御、バルブタイミング制御、排ガス還流制御等を実行する。
【００２７】
エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定した後、目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρ（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）とを用いて次式（１）に従いモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算した上で、計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づく次式（２）の計算を実行してモータＭＧ１から出力すべきトルクの仮の値である仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐを計算する（ステップＳ１９０）。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。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を図６に例示する。図中、左側のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１に一致するサンギヤ３１の回転数を示し、中央のＣ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅに一致するキャリア３４の回転数を示し、右側の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。また、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１にトルクＴｍ１を出力させたときにこのトルク出力によりリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２にトルクＴｍ２を出力させたときに減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を求めるための式（１）は、この共線図における回転数の関係を用いれば容易に導出することができる。そして、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。
【００２８】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) …（１）
Tm1tmp=-ρ/(1+ρ)・Te*+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt  …（２）
【００２９】
続いて、次式（３）および（４）の双方を満たすようにモータＭＧ１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Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定し（ステップＳ２００）、モータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊をトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐを制限した値に設定する（ステップＳ２１０）。ここで、式（３）は、モータＭＧ１とモータＭＧ２とによりリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの総和が値０から要求トルクＴｒ＊までの範囲内に含まれることを示す関係式であり、式（４）は、モータＭＧ１とモータＭＧ２とにより入出力される電力の総和が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内に含まれることを示す関係式である。これら式（３）および式（４）に示される関係を図７に例示する。同図からわかるように、トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘは、同図中斜線で示した領域におけるトルクＴｍ１の最大／最小値として求めることができる。これにより、トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐを制限した値をモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊とすれば、モータＭＧ１により入出力される電力（発電電力）をバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎの範囲内のものとすることが可能となる。
【００３０】
0≦-Tm1/ρ+Tm2・Gr≦Tr*…（３）
Win≦Tm1・Nm1+Tm2・Nm2≦Wout…（４）
【００３１】
モータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定したならば、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（５）に従い計算する（ステップＳ２２０）。更に、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔとステップＳ２１０にて設定したモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ１，ＭＧ２の現在の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とを用いてモータ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を次式（６）および式（７）に従い計算する（ステップＳ２３０）。そして、モータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊をトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値に設定する（ステップＳ２４０）。このようにしてモータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、リングギヤ軸３２ａに出力するトルクをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、式（５）は、図６の共線図から容易に導出することができる。こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定したならば、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２５０）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊に従ってモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊に従ってモータＭＧ２が駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３２】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr  …（５）
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2  …（６）
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2  …（７）
【００３３】
一方、ステップＳ１３０にて回転数変化量ΔＮｍ２が閾値ΔＮｒｅｆ未満であると判断されると共に、ステップＳ１４０にて回転数Ｎｍ１が判定用回転数Ｎｍ１ｒｅｆ以上であると判断された場合には、図６において破線で示すように、車輪３９ａ，３９ｂやリングギヤ３２およびモータＭＧ２の急減速によりサンギヤ３１に接続されたモータＭＧ１が過回転するおそれがあるとみなし、上述の過回転予測フラグＦｅｒを値１に設定すると共に（ステップＳ２７０）、エンジンＥＣＵ２４に対してエンジン２２に対する燃料噴射の停止を要求すべく燃料カット要求フラグＦｆｃｄを値１に設定する（ステップＳ２８０）。そして、モータＭＧ１の過回転抑制を優先してエンジン２２の回転数Ｎｅと仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐとの関係を規定するように予め作成された図示しないトルク指令設定用マップからステップＳ１００にて入力した回転数Ｎｅに対応した仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐを導出・設定すると共に（ステップＳ２９０）、上述のステップＳ２００〜Ｓ２５０の処理を実行した上で、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。すなわち、車輪３９ａ，３９ｂやリングギヤ３２およびモータＭＧ２の急減速によりモータＭＧ１が過回転するおそれがある場合には、エンジン２２の各燃焼室１２０への燃料噴射を停止することにより（ステップＳ２８０）、図６において二点鎖線で示すように、エンジン２２の回転数Ｎｅを速やかに低下させると共にエンジン２２の出力トルクを速やかに低下させることでモータＭＧ１の回転上昇を抑制すると共に、モータＭＧ１およびＭＧ２により入出力される電力がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内に収まるようにモータＭＧ１およびＭＧ２が制御されるのである（ステップＳ２９０，Ｓ２００〜Ｓ２５０）。なお、ステップＳ２８０にて過回転予測フラグＦが一旦値１に設定された後には、ステップＳ１１０にて否定判断がなされることになり、この場合には、ステップＳ１００にて入力したエンジン２２の回転数ＮｅがモータＭＧ１の過回転を生じさせない程度に低い値として予め定められた判定用回転数Ｎｅｒｅｆ以上であるか否かを判定し（ステップＳ２６０）、回転数Ｎｅが判定用回転数Ｎｅｒｅｆ以上である場合には、ステップＳ２８０，Ｓ２００〜Ｓ２５０の処理を実行する。また、ステップＳ２６０にて回転数Ｎｅが判定用回転数Ｎｅｒｅｆ未満になったと判断されると、再度ステップＳ１５０〜Ｓ２５０の処理が実行されることになる。
【００３４】
引き続き、ハイブリッドＥＣＵ７０によりエンジンＥＣＵ２４に対して燃料カットの要求がなされたときの動作について説明する。図８は、ハイブリッドＥＣＵ７０により燃料カット要求フラグＦｆｃｄが値１に設定されたときにエンジンＥＣＵ２４により実行される燃料カット時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【００３５】
図８の燃料カット時制御ルーチンの開始に際して、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、例えば各燃料噴射弁１２７の燃料噴射終了時期等に基づいて、その時点で燃料を噴射している燃料噴射弁１２７の有無を判定する（ステップＳ３１０）。そして、燃料噴射中の燃料噴射弁１２７が存在していなければ、それ以後、燃料カットを停止すべき旨の指令がなされるまで、すべての燃料噴射弁１２７からの燃料噴射を禁止すべく、燃料カットフラグＦｆｃを値１に設定し（ステップＳ４００）、本ルーチンを終了させる。一方、ステップＳ３１０にて燃料噴射中の燃料噴射弁１２７が存在していると判断された場合には、その時点で燃料を噴射していないすべての燃料噴射弁１２７からの燃料噴射を禁止した上で（ステップＳ３２０）、例えば各燃料噴射弁１２７の燃料噴射終了時期等に基づいて燃料を噴射している燃料噴射弁１２７のうちの最先に（最も早く）燃料噴射が終了するものを特定する（ステップＳ３３０）。次いで、エンジン２２の回転数Ｎｅとエアフローメータ１８３からの吸入空気量ＧＡを入力し（ステップＳ３４０）、燃焼室１２０内で燃料と空気との混合気を点火させるのに必要な最低の燃料の量である最低噴射量Ｑｍｉｎを回転数Ｎｅと吸入空気量ＧＡとに基づいて設定する（ステップＳ３５０）。実施例では、回転数Ｎｅと吸入空気量ＧＡと最低噴射量Ｑｍｉｎとの関係が実験・解析結果に基づいて予め定められて最低噴射量設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶されており、最低噴射量Ｑｍｉｎとしては、与えられた回転数Ｎｅと吸入空気量ＧＡとに対応したものが当該マップから導出・設定される。図９に最低噴射量設定用マップの一例を示す。同図に示すように、実施例の最低噴射量設定用マップは、吸入空気量ＧＡが多いほど最低噴射量Ｑｍｉｎを多くすると共に、エンジン２２の回転数Ｎｅが高いほど最低噴射量Ｑｍｉｎを少なくするように作成されている。
【００３６】
こうして、最低噴射量Ｑｍｉｎを設定したならば、燃焼室１２０内に最低噴射量Ｑｍｉｎだけ燃料を噴射するのに要する時間を最低噴射時間τｍｉｎとして定め（ステップＳ３６０）、対象となる最先に燃料噴射が終了する燃料噴射中の燃料噴射弁１２７について計測されている噴射時間τと最低噴射時間τｍｉｎとを比較する（ステップＳ３７０）。ステップＳ３７０の処理が１回実行された段階で噴射時間τが最低噴射時間τｍｉｎ以上であると判断された場合には、その時点で対象となる燃料噴射弁１２７からの燃料噴射を停止させると共に、当該燃料噴射弁１２７に対応した燃焼室１２０で混合気の点火が実行されるように当該燃焼室１２０に配置されている点火プラグ１２８のイグニッションコイル１２９に制御信号を送信する（ステップＳ３８０）。また、ステップＳ３７０の処理が１回実行された段階で噴射時間τが最低噴射時間τｍｉｎ未満であると判断された場合には、噴射時間τが最低噴射時間τｍｉｎに達するまで燃料噴射を継続させ、噴射時間τが最低噴射時間τｍｉｎ以上になった時点で対象となる燃料噴射弁１２７からの燃料噴射を停止させると共に、当該燃料噴射弁１２７に対応した燃焼室１２０での混合気の点火を実行させる（ステップＳ３８０）。ステップＳ３８０の処理の後、すべての燃焼室１２０に対する燃料噴射が停止されたか否かを判定し（ステップＳ３９０）、燃料噴射中の燃料噴射弁１２７が他に存在すれば、再度ステップＳ３３０〜Ｓ３８０の処理を実行する。そして、すべての燃料噴射弁１２７からの燃料噴射が停止された時点で、それ以後、燃料カットを停止すべき旨の指令がなされるまで、すべての燃料噴射弁１２７からの燃料噴射を禁止すべく、燃料カットフラグＦｆｃを値１に設定し（ステップＳ４００）、本ルーチンを終了させる。
【００３７】
図１０は、上述の燃料カット時制御ルーチンが実行されて各燃焼室１２０に対する燃料噴射が停止される様子を例示するタイムチャートである。なお、図１０において、実線の両矢印は燃料噴射が実行されていることを示し、点線の両矢印または矢印は燃料噴射が実行されないことを示す。同図に示す例において、ハイブリッドＥＣＵ７０により燃料カット要求フラグＦｆｃｄが値１に設定されたと判断された時点（時刻ｔ０）では、第３（＃３）および第４（＃４）の燃焼室１２０に対して燃料噴射弁１２７から燃料が噴射されていないので、その時点で第３および第４の燃焼室１２０に対する燃料噴射が禁止される（図８のステップＳ３２０）。また、図１０の例では、時刻ｔ０にて第１（＃１）および第２（＃２）の燃焼室１２０へと燃料噴射弁１２７から燃料が噴射されているが、第２の燃焼室１２０については、噴射時間τが上述の最低噴射時間τｍｉｎを超えていることから、燃料カット要求フラグＦｆｃｄが値１に設定されたと判断された時点（時刻ｔ０）で燃料噴射が停止されると共に混合気の点火が実行される（図８のステップＳ３７０，Ｓ３８０）。また、第１の燃焼室１２０については、燃料カット要求フラグＦｆｃｄが値１に設定されたと判断された時点（時刻ｔ０）で、噴射時間τが上述の最低噴射時間τｍｉｎを下回っていることから、噴射時間τが最低噴射時間τｍｉｎに達するまで燃料噴射が継続される。そして、第１の燃焼室１２０については、噴射時間τが最低噴射時間τｍｉｎに達した時点（時刻ｔ１）で燃料噴射が停止されると共に混合気の点火が実行され（図８のステップＳ３７０，Ｓ３８０）、それと共に燃料カットフラグＦｆｃが値１に設定されることになる（図８のステップＳ４００）。
【００３８】
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッドＥＣＵ７０により車輪３９ａ，３９ｂの急減速に起因してサンギヤ３１に接続されたモータＭＧ１の過回転が発生するおそれがあると判断されたときに（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）、燃焼室１２０の各々に対する燃料噴射が停止されると共にモータＭＧ１およびＭＧ２により入出力される電力がバッテリ５０の充電に許容される許容充電電力としての入力制限Ｗｉｎの範囲内に収まるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される（図３のステップＳ２７０〜２９０，Ｓ２００〜Ｓ２５０）。そして、このようにモータＭＧ１の過回転が発生するおそれがあると判断されたのに伴って燃焼室１２０の各々に対する燃料噴射を停止させるべきときに複数の燃焼室１２０のうち少なくとも何れか一つに燃料が噴射されている場合には、混合気を点火させるのに必要な最低噴射量Ｑｍｉｎの燃料が供給されたことを条件として当該少なくとも一つの燃焼室１２０に対する燃料噴射が停止される（図８のステップＳ３３０〜Ｓ３８０）。
【００３９】
これにより、燃料が噴射されている燃焼室１２０に対して本来供給されるべき量の燃料が噴射される前に燃料噴射を中断しても、当該燃焼室１２０内で混合気を点火・燃焼させることができるので、未燃燃料の排出によるエミッションの悪化を抑制することができる。また、燃料が噴射されている燃焼室１２０への燃料噴射量を混合気の点火に必要な最低噴射量Ｑｍｉｎとすることで、エンジン２２からできるだけトルクが出力されないようにすることが可能となり、エンジン２２の回転数Ｎｅを速やかに低下させると共にエンジン２２からの出力トルクを速やかに低下させることができる。従って、実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０を過充電しないようにモータＭＧ１およびＭＧ２のトルク出力を制限しても（図３のステップＳ２００〜Ｓ２５０）、エンジン２２をより適正に制御することで、エミッションを悪化させることなく駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂの急減速に起因したモータＭＧ１の過回転を抑制することが可能となる。
【００４０】
また、実施例のハイブリッド自動車２０では、混合気を点火させるのに必要な最低噴射量Ｑｍｉｎがエンジン２２の吸入空気量ＧＡが多いほど多く、かつエンジン２２の回転数Ｎｅが高いほど小さくなるように設定される（図９参照）。これにより、モータＭＧ１の過回転が発生するおそれがあると判断されたのに伴って燃焼室１２０の各々に対する燃料噴射を停止させるべきときに燃料が噴射されている燃焼室１２０への燃料噴射量をより適正に設定することが可能となる。更に、上記実施例のように、リングギヤ３２の回転数に比例するモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の回転数変化量ΔＮｍ２が負の閾値ΔＮｒｅｆ未満すなわちモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の減少量が値｜ΔＮｒｅｆ｜以上であると共にサンギヤ３１の回転数に一致するモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が判定用回転数Ｎｍ１ｒｅｆ以上であるときにモータＭＧ１の過回転が発生するおそれがあると判断すれば、モータＭＧ１の過回転が発生するおそれの有無をより適正に判定することが可能となる。そして、上述のようにエンジン２２をより適正に制御することでエミッションを悪化させることなく駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂの急減速に起因したモータＭＧ１の過回転を抑制可能とすることは、エネルギ密度が高く小型・軽量化を図ることができる一方で過充電に対する耐性が比較的低いリチウムイオン二次電池をバッテリ５０として採用するにあたって、バッテリ５０を保護する観点から極めて有利なものとなる。
【００４１】
なお、ここまで主として駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂのスリップが生じた後にグリップ力が回復したことに起因したモータＭＧ１の過回転の抑制について説明したが、このようなモータＭＧ１の過回転は、ハイブリッド自動車２０の走行中の急制動により駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂが急減速（ロック）することに起因して発生することもある。従って、図８の燃料カット時制御ルーチンは、ハイブリッド自動車２０の急制動（およびアクセルオフ）に伴うエンジン２２の燃料カット時に実行されてもよい。これにより、急制動により駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂが急減速したりロックしたりしたときに、エミッションを悪化させることなくエンジン２２の回転数Ｎｅを速やかに低下させると共にエンジン２２からの出力トルクを速やかに低下させ、それによりモータＭＧ１の過回転を良好に抑制することが可能となる。更に、上記実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２とがモータＭＧ２の回転数を減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する減速ギヤ３５を介して連結されているが、減速ギヤ３５の代わりに、例えばＨｉ，Ｌｏの２段の変速段あるいは３段以上の変速段を有したモータＭＧ２の回転数を変速してリングギヤ軸３２ａに伝達する変速機を採用してもよい。また、実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ２の動力を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものであるが、本発明の適用対象はこれに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図１１に示す変形例に係るハイブリッド自動車２０Ａのように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａとは異なる車軸（図１１における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に出力するものに適用されてもよい。
【００４２】
ここで、上記実施例および変形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しておく。すなわち、上記実施例等では、複数の燃焼室１２０内で燃料と空気との混合気を燃焼させて動力を出力可能なエンジン２２が「内燃機関」に相当し、動力を入出力可能なモータＭＧ１が第１電動機に相当し、モータＭＧ１に接続されるサンギヤ３１と、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されるキャリア３４と、駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂに動力を伝達するリングギヤ軸３２ａに接続されるリングギヤ３２とを有し、キャリア３４が共線図上でサンギヤ３１とリングギヤ３２との間に位置すると共に、これら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された動力分配統合機構３０が「遊星歯車機構」に相当し、リングギヤ軸３２ａに動力を入出力可能なモータＭＧ２が「電動機」に相当し、モータＭＧ１およびモータＭＧ２と電力をやり取り可能なバッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを設定するバッテリＥＣＵ５２が「許容充電電力設定手段」に相当し、動力分配統合機構３０のサンギヤ３１の回転数に一致するモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とリングギヤ３２の回転数に比例するモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とに基づいて駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂの急減速によりサンギヤ３１に接続されたモータＭＧ１の過回転が発生するおそれがあるか否かを判定するハイブリッドＥＣＵ７０が「過回転判定手段」に相当し、図３の駆動制御ルーチンを実行するハイブリッドＥＣＵ７０と、ハイブリッドＥＣＵ７０からの目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に従ってエンジン２２を制御すると共に図８の燃料カット時制御ルーチンを実行するエンジンＥＣＵ２４と、ハイブリッドＥＣＵ７０からのトルク指令Ｔｍ１＊およびＴｍ２＊に従ってモータＭＧ１およびＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０との組み合わせが「制御手段」に相当する。
【００４３】
ただし、「内燃機関」は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力するエンジン２２に限られず、水素エンジンといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「第１電動機」や「第２電動機」は、モータＭＧ１，ＭＧ２のような同期発電電動機に限られず、誘導電動機といったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「遊星歯車機構」は、第１電動機の回転軸に接続される第１要素と、内燃機関の出力軸に接続される第２要素と、駆動輪に動力を伝達する駆動軸に接続される第３要素とを有し、第２要素が共線図上で第１要素と第３要素との間に位置すると共に、これら３つの要素が互いに差動回転できるように構成されたものであれば、如何なる形式のものであっても構わない。「蓄電手段」は、バッテリ５０のような二次電池に限られず、第１および第２電動機と電力をやり取り可能なものであればキャパシタといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「許容充電電力設定手段」は、蓄電手段の状態に基づいて当該蓄電手段の充電に許容される許容充電電力を設定をするものであれば、バッテリＥＣＵ５２以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「過回転判定手段」は、遊星歯車機構の第１から第３要素の何れか２つに関連した回転数に基づいて駆動輪の急減速により第１電動機の過回転が発生するおそれがあるか否かを判定するものであれば、ハイブリッドＥＣＵ７０以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「制御手段」は、第１電動機の過回転が発生するおそれがあると判断されたときに、燃焼室の各々に対する燃料供給が停止されると共に第１および第２電動機により入出力される電力が蓄電手段の許容充電電力の範囲内に収まるように内燃機関と第１および第２電動機とを制御し、第１電動機の過回転が発生するおそれがあると判断されたのに伴って燃焼室の各々に対する燃料供給を停止させるべきときに複数の燃焼室のうち少なくとも何れか一つに燃料が供給されている場合には、混合気を点火させるのに必要な量の燃料が供給されたことを条件として少なくとも一つの燃焼室に対する燃料供給を停止させるものであれば、単一の電子制御ユニット等のように、ハイブリッドＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０との組み合わせ以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。何れにしても、これら実施例および変形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は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施例はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。
【００４４】
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、ハイブリッド車両の製造産業等において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施例のハイブリッド自動車２０の概略構成図である。
【図２】内燃機関装置２１の概略構成図である。
【図３】実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行される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４】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】エンジン２２の動作ラインと要求パワーＰｅ＊が一定となることを示す回転数ＮｅとトルクＴｅとの相関曲線とを例示する説明図である。
【図６】エンジン２２が運転された状態でハイブリッド自動車２０が走行しているときの動力分配統合機構３０における回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を例示する説明図である。
【図７】トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの設定手順を説明するための説明図である。
【図８】燃料カット時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図９】最低噴射量設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１０】図８の燃料カット時制御ルーチンが実行されて各燃焼室１２０に対する燃料噴射が停止される様子を例示するタイムチャートである。
【図１１】変形例に係るハイブリッド自動車２０Ａの概略構成図である。
【符号の説明】
【００４７】
２０，２０Ａ  ハイブリッド自動車、２１  内燃機関装置、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ，７２  ＣＰＵ、２４ｂ，７４  ＲＯＭ、２４ｃ，７６  ＲＡＭ、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  動力分配統合機構、３１  サンギヤ、３２  リングギヤ、３２ａ  リングギヤ軸、３３  ピニオンギヤ、３４  キャリア、３５  減速ギヤ、３７  ギヤ機構、３８  デファレンシャルギヤ、３９ａ〜３９ｄ  車輪、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、５０  バッテリ、５１  温度センサ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４  電力ライン、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルストロークセンサ、８７  車速センサ、１２０  燃焼室、１２１  ピストン、１２２  エアクリーナ、１２３  スロットルバルブ、１２４  スロットルバルブポジションセンサ、１２５  スロットルモータ、１２６  吸気管、１２７  燃料噴射弁、１２８  点火プラグ、１２９  イグニッションコイル、１３０  動弁機構、１３１  吸気バルブ、１３２  排気バルブ、１３３  カムポジションセンサ、１４０  排気マニホールド、１４１  浄化装置、１４２  ＥＧＲ管、１４３  ＥＧＲ弁、１４４  温度センサ、１８０  クランクポジションセンサ、１８１  水温センサ、１８２  筒内圧センサ、１８３  エアフローメータ、１８４  吸気温度センサ、１８５  吸気圧センサ、１８６  空燃比センサ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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