(57)【要約】【課題】走行用の電動機に異常が生じたときの待避走行における走行距離を長くする。【解決手段】モータＭＧ２に異常が生じたときの待避走行時には、リヤウインドウのデフォッガーやミラーヒータ，シートヒータなどの低電圧系機器を作動すると共に（Ｓ１００）、高電圧系の電力を降圧して低電圧系機器に電力を供給する降圧回路を作動した状態で、エンジンから遊星歯車機構を介して駆動軸としてのリングギヤ軸に作用するトルクにより走行するようエンジンとモータＭＧ１とを制御する（Ｓ１１０〜Ｓ１９０）。これにより、モータＭＧ１の発電電力を高圧バッテリに貯えるだけでなく低電圧系機器で消費したり低圧バッテリに貯え、高圧バッテリが満充電の状態となってモータＭＧ１を駆動することができなくなるのを遅くして、待避走行における走行距離を長くすることができる。【選択図】図２
2010241268.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高電圧系二次電池と、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記高電圧系二次電池が接続された高電圧系より電圧の低い低電圧系に接続された低電圧系二次電池と、
前記高電圧系の電力を降圧して前記低電圧系に供給する降圧回路と、
前記低電圧系の電力を消費する低電圧系補器と、
走行に要求され要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記電動機に異常が生じているときには、前記設定された要求駆動力の範囲内の駆動力が前記内燃機関から出力されて前記遊星歯車機構を介して前記駆動軸に作用するよう前記内燃機関と前記発電機とを制御すると共に前記低電圧系補器が作動するよう該低電圧系補器を制御し、且つ、前記高電圧系の電力が降圧されて前記低電圧系に要求されるよう前記降圧回路を制御する異常時駆動制御手段と、
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、
前記低電圧系補器は、視界を確保するためにフロントウインドウ，リヤウインドウのデフォッガーまたはサイドミラーのヒータである、
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、
前記低電圧系補器は、乗員席を加温するシートヒータである、
ハイブリッド自動車。
【請求項４】
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高電圧系二次電池と、前記高電圧系二次電池が接続された高電圧系より電圧の低い低電圧系に接続された低電圧系二次電池と、前記高電圧系の電力を降圧して前記低電圧系に供給する降圧回路と、前記低電圧系の電力を消費する低電圧系補器と、を備えるハイブリッド自動車の制御方法であって、
前記電動機に異常が生じているときには、走行に要求される要求駆動力の範囲内の駆動力が前記内燃機関から出力されて前記遊星歯車機構を介して前記駆動軸に作用するよう前記内燃機関と前記発電機とを制御すると共に前記低電圧系補器が作動するよう該低電圧系補器を制御し、且つ、前記高電圧系の電力が降圧されて前記低電圧系に要求されるよう前記降圧回路を制御する、
ことを特徴とするハイブリッド自動車の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車およびその制御方法に関し、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高電圧系二次電池と、を備えるハイブリッド自動車およびこうしたハイブリッド自動車の制御方法に関する。
【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、エンジンの出力軸にキャリアが接続されると共に車軸に連結された駆動軸にリングギヤが接続された遊星歯車機構と、遊星歯車機構のサンギヤに接続されたモータジェネレータＭＧ１と、駆動軸に取り付けられたモータジェネレータＭＧ２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に電力を供給可能なバッテリと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車では、バッテリの電圧を昇圧してモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動回路に供給する昇圧回路が設けられており、昇圧回路に異常が生じたときにはモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２で平滑コンデンサの電力を消費するようモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のハイブリッド自動車では、モータジェネレータＭＧ２に異常が生じたときには、待避走行としてエンジンからの動力の一部をモータジェネレータＭＧ１を駆動することによって駆動軸に出力して走行することができるが、モータジェネレータＭＧ１の駆動には電力の入出力、特に発進時や低車速時には発電が伴うことからバッテリが満充電されるまでしか走行することができない。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車およびその制御方法は、駆動軸に動力を出力する電動機に異常が生じたときの待避走行における走行距離を長くすることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハイブリッド自動車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た。
【０００７】
本発明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高電圧系二次電池と、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記高電圧系二次電池が接続された高電圧系より電圧の低い低電圧系に接続された低電圧系二次電池と、
前記高電圧系の電力を降圧して前記低電圧系に供給する降圧回路と、
前記低電圧系の電力を消費する低電圧系補器と、
走行に要求され要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記電動機に異常が生じているときには、前記設定された要求駆動力の範囲内の駆動力が前記内燃機関から出力されて前記遊星歯車機構を介して前記駆動軸に作用するよう前記内燃機関と前記発電機とを制御すると共に前記低電圧系補器が作動するよう該低電圧系補器を制御し、且つ、前記高電圧系の電力が降圧されて前記低電圧系に要求されるよう前記降圧回路を制御する異常時駆動制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明のハイブリッド自動車では、電動機に異常が生じているときには、走行に要求される要求駆動力の範囲内の駆動力が内燃機関から出力されて遊星歯車機構を介して駆動軸に作用するよう内燃機関と発電機とを制御すると共に低電圧系補器が作動するよう低電圧系補器を制御し、且つ、高電圧系の電力が降圧されて低電圧系に要求されるよう降圧回路を制御する。これにより、降圧回路により低電圧系に供給される電力の分だけ高電圧系二次電池が満充電されるのを遅くすることができ、その分だけ待避走行における走行距離を長くすることができる。
【０００９】
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記低電圧系補器は視界を確保するためにフロントウインドウ，リヤウインドウのデフォッガーまたはサイドミラーのヒータであるものとすることもできるし、前記低電圧系補器は乗員席を加温するシートヒータであるものとすることもできる。デフォッガーやヒータなどの機器は電力消費量が大きいため、電力消費には好適である。
【００１０】
本発明のハイブリッド自動車の制御方法は、
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高電圧系二次電池と、前記高電圧系二次電池が接続された高電圧系より電圧の低い低電圧系に接続された低電圧系二次電池と、前記高電圧系の電力を降圧して前記低電圧系に供給する降圧回路と、前記低電圧系の電力を消費する低電圧系補器と、を備えるハイブリッド自動車の制御方法であって、
前記電動機に異常が生じているときには、走行に要求される要求駆動力の範囲内の駆動力が前記内燃機関から出力されて前記遊星歯車機構を介して前記駆動軸に作用するよう前記内燃機関と前記発電機とを制御すると共に前記低電圧系補器が作動するよう該低電圧系補器を制御し、且つ、前記高電圧系の電力が降圧されて前記低電圧系に要求されるよう前記降圧回路を制御する、
ことを特徴とする。
【００１１】
この本発明のハイブリッド自動車の制御方法では、電動機に異常が生じているときには、走行に要求される要求駆動力の範囲内の駆動力が内燃機関から出力されて遊星歯車機構を介して駆動軸に作用するよう内燃機関と発電機とを制御すると共に低電圧系補器が作動するよう低電圧系補器を制御し、且つ、高電圧系の電力が降圧されて低電圧系に要求されるよう降圧回路を制御する。これにより、降圧回路により低電圧系に供給される電力の分だけ高電圧系二次電池が満充電されるのを遅くすることができ、その分だけ待避走行における走行距離を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例である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】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される待避走行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３】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】最大トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】待避走行時駆動制御ルーチンにより待避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６】待避走行でモータＭＧ１により電力消費している状態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。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【実施例】
【００１４】
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、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の運転状態を検出する各種センサから信号を入力してエンジン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運転制御を行なう。エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４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を介してピニオンギヤ３３を連結するキャリア３４が接続されると共にギヤ機構６０とデファレンシャルギヤ６２とを介して駆動輪６３ａ，６３ｂに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が接続された遊星歯車機構３０と、周知の同期発電電動機として構成されて遊星歯車機構３０のサンギヤ３１に取り付けられたモータＭＧ１と、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を介して取り付けられたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動回路としてのインバータ４１，４２と、モータＭＧ１，ＭＧ２に取り付けられた回転位置検出センサ４３，４４からの信号を入力してインバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによりモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、リチウムイオン二次電池として構成された充放電可能な高圧バッテリ５０と、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やバッテリ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などを入力してバッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、高圧バッテリ５０が接続された高電圧系の電力を昇圧してモータＭＧ１，ＭＧ２のインバータ４１，４２に供給する昇圧回路５５と、高圧バッテリ５０より電圧が低い例えば鉛蓄電池として構成された低圧バッテリ９０と、この低圧バッテリ９０の低電圧系に接続されたリヤウインドウのデフォッガー９４，ミラーヒータ９６，シートヒータ９８などの低電圧系機器と、高圧バッテリ５０が接続された高電圧系の電力を降圧して低電圧系に供給する降圧回路９２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。
【００１５】
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、温度センサ５５ａからの昇圧回路５５の温度Ｔｕｐ（例えば、リアクトルＬの温度）や、電圧センサ５７ａからのコンデンサ５７の電圧（以下、高電圧系の電圧ＶＨという），電圧センサ５８ａからのコンデンサ５８の電圧，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の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号や降圧回路９２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号，リヤウインドウのデフォッガー９４やミラーヒータ９６，シートヒータ９８などの低電圧系機器への作動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、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。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２６に取り付けられた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を演算しており、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を演算しており、バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（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を演算している。
【００１６】
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遊星歯車機構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遊星歯車機構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り、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。
【００１７】
エンジン運転モードでは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０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と車速センサ８８からの車速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＊を設定し、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比で除して得られる回転数や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｒ＊を計算すると共に計算した走行用パワーＰｒ＊からバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて得られるバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２から出力すべきパワーとしての要求パワーＰｅ＊を設定し、要求パワーＰｅ＊を効率よくエンジン２２から出力することができるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとの関係としての動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにするための回転数フィードバック制御によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときに遊星歯車機構３０を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクを要求トルクＴｒ＊から減じてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについてエンジンＥＣＵ２４に送信し、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。そして、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、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で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。
【００１８】
モータ運転モードでは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する。そして、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で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。
【００１９】
次に、実施例のハイブリッド自動車２０において、何らかの異常によりモータＭＧ２を駆動することができない状態で車両を走行させる際の動作について説明する。図２は、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される待避走行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。このルーチンは待避走行の際には所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２０】
待避走行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、リヤウインドウのデフォッガー９４やミラーヒータ９６，シートヒータ９８などの低電圧系機器を作動すると共に降圧回路９２を作動する処理を実行する（ステップＳ１００）。低電圧系機器や降圧回路９２を作動する理由については後述する。続いて、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，エンジン２２の回転数Ｎｅ，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（ステップＳ１１０）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅはクランクシャフト２６に取り付けられた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。また、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。さらに、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の残容量（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。
【００２１】
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６３ａ，６３ｂ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＊を設定し（ステップＳ１２０）、設定した要求トルクＴｒ＊が遊星歯車機構３０を介してリングギヤ軸３２ａに出力されるよう遊星歯車機構３０のギヤ比ρ（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）を用いて次式（１）によりエンジン２２から出力すべきトルクの仮の値として仮トルクＴｅｔｍｐを計算すると共に（ステップＳ１３０）、エンジン２２の回転数Ｎｅからエンジン２２から出力可能な最大トルクＴｅｍａｘを設定し（ステップＳ１４０）、仮トルクＴｅｔｍｐと最大トルクＴｅｍａｘとのうち小さい方をエンジン２２の目標トルクＴｅ＊として設定する（ステップＳ１５０）。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。要求トルク設定用マップの一例を図３に示す。最大トルクＴｅｍａｘは、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅと最大トルクＴｅｍａｘとの関係を予め定めて最大トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、回転数Ｎｅが与えられるとマップから対応する最大トルクＴｅｍａｘを導出して設定するものとした。最大トルク設定用マップの一例を図４に示す。
【００２２】
Tetmp=(1+ρ)・Tr*  (1)
【００２３】
次に、エンジン２２から目標トルクＴｅ＊を出力することができるエンジン２２の最低回転数を目標回転数Ｎｅ＊として設定し（ステップＳ１６０）、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（２）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＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（３）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算し（ステップＳ１７０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊には値０を設定する（ステップＳ１８０）。ここで、式（２）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。式（３）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（３）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。
【００２４】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ)    (2)
Tm1*=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  (3)
【００２５】
こうしてエンジン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＊を設定すると、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Ｓ１９０）、駆動制御ルーチンを終了する。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＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。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＊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。なお、上述の制御では、モータＭＧ２については何らかの異常により駆動することができない状態であるから、便宜上、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に値０を設定するだけでモータＭＧ２については駆動制御することができない。
【００２６】
図５は、待避走行時駆動制御ルーチンにより待避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。式（２）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の太線矢印は、エンジン２２から出力されたトルクＴｅが駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクであり、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクである。図示するように、エンジン２２からトルクＴｅを出力するには、モータＭＧ１から図中下向きのＴｅ・ρ／（１＋ρ）のトルクを作用させる必要がある。このとき、トルクの作用方向はモータＭＧ１の回転数を減少させる方向であるから、モータＭＧ１は発電機として機能して発電する。この発電電力は、基本的には、高圧バッテリ５０に貯えられるため、高圧バッテリ５０が満充電となると、モータＭＧ１を駆動することができなくなる。車速Ｖが大きくなってリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが大きくなると、図６の共線図に例示するように、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が負の値となり、モータＭＧ１で電力消費するようになる。このように、ある程度の車速Ｖがあるときには、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を正の値や負の値とすることにより、高圧バッテリ５０の充放電を調整することができるが、発進時や低速走行時は、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を負の値とすることができないため、基本的にモータＭＧ１は発電することになる。実施例では、リヤウインドウのデフォッガー９４やミラーヒータ９６，シートヒータ９８などの低電圧系機器を作動すると共に降圧回路９２を作動するから、モータＭＧ１により発電された電力は、高圧バッテリ５０に貯えられるだけでなく、リヤウインドウのデフォッガー９４やミラーヒータ９６，シートヒータ９８などで消費されたり、低圧バッテリ９０に貯えられる。この結果、高圧バッテリ５０が満充電の状態となってモータＭＧ１を駆動することができなくなるのを遅くして、待避走行における走行距離を長くすることができる。
【００２７】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、何らかの異常によりモータＭＧ２を駆動することができない状態で車両を走行させる待避走行を行なうときには、リヤウインドウのデフォッガー９４やミラーヒータ９６，シートヒータ９８などの低電圧系機器を作動すると共に降圧回路９２を作動した状態で、エンジン２２とモータＭＧ１とを駆動制御することによりエンジン２２から遊星歯車機構３０を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクにより走行することにより、車両を駆動するときにモータＭＧ１により発電される電力については、高圧バッテリ５０に貯えるだけでなく、リヤウインドウのデフォッガー９４やミラーヒータ９６，シートヒータ９８などで消費したり低圧バッテリ９０に貯えることができる。この結果、高圧バッテリ５０が満充電の状態となってモータＭＧ１を駆動することができなくなるのを遅くして、待避走行における走行距離を長くすることができる。
【００２８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、待避走行時には、リヤウインドウのデフォッガー９４やミラーヒータ９６，シートヒータ９８などの低電圧系機器を作動すると共に降圧回路９２を作動し、要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するためにエンジン２２から出力する仮トルクＴｅｔｍｐとエンジン２２の回転数Ｎｅでエンジン２２から出力可能な最大トルクＴｅｍａｘとのうち小さい方をエンジン２２ｍの目標トルクＴｅ＊として設定すると共に目標トルクＴｅ＊を出力可能な最小の回転数を目標回転数Ｎｅ＊として設定し、目標トルクＴｅ＊に基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に値０を設定し、設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊の運転ポイントでエンジン２２が運転されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御するものとしたが、要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するためにエンジン２２から出力するトルクを目標トルクＴｅ＊に設定するものとしてもよく、目標トルクＴｅ＊を出力可能な最小の回転数より大きな回転数を目標回転数Ｎｅ＊として設定するものとしてもよい。また、アクセル開度Ａｃｃに拘わらず、アクセルオンのときには予め定めた所定のトルクをエンジン２２から出力するよう目標トルクＴｅ＊に設定するものとしてもよいし、その場合、予め定めた所定の回転数をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定するものとしてもよい。
【００２９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、待避走行時には、リヤウインドウのデフォッガー９４やミラーヒータ９６，シートヒータ９８などの低電圧系機器を作動すると共に降圧回路９２を作動するものとしたが、待避走行時には、リヤウインドウのデフォッガー９４やミラーヒータ９６，シートヒータ９８のうちの一部の低電圧系機器を作動すると共に降圧回路９２を作動するものとしてもよく、リヤウインドウのデフォッガー９４やミラーヒータ９６，シートヒータ９８以外の低電圧系機器例えば灯火系やオーディオ・ナビゲーションシステム等を作動すると共に降圧回路９２を作動するものとしてもよい。
【００３０】
実施例では、実施の形態としてハイブリッド自動車２０を用いて説明したが、こうしたハイブリッド自動車の制御方法の形態としても構わない。
【００３１】
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、遊星歯車機構３０が「遊星歯車機構」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、高圧バッテリ５０が「高電圧系二次電池」に相当し、低圧バッテリ９０が「低電圧系二次電池」に相当し、降圧回路９２が「降圧回路」に相当し、リヤウインドウのデフォッガー９４やミラーヒータ９６，シートヒータ９８など「低電圧系補器」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５の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０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「要求駆動力設定手段」に相当し、何らかの異常によりモータＭＧ２を駆動することができない状態で車両を走行させる待避走行のときには、リヤウインドウのデフォッガー９４やミラーヒータ９６，シートヒータ９８などの低電圧系機器を作動すると共に降圧回路９２を作動し、要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するためにエンジン２２から出力する仮トルクＴｅｔｍｐとエンジン２２の回転数Ｎｅでエンジン２２から出力可能な最大トルクＴｅｍａｘとのうち小さい方をエンジン２２ｍの目標トルクＴｅ＊として設定すると共に目標トルクＴｅ＊を出力可能な最小の回転数を目標回転数Ｎｅ＊として設定し、目標トルクＴｅ＊に基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に値０を設定し、設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する図２の退避走行時駆動制御ルーチンのステップＳ１３０〜Ｓ１９０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４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とが「異常時駆動制御手段」に相当する。
【００３２】
ここで、「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としても構わない。「遊星歯車機構」としては、上述の遊星歯車機構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種々の遊星歯車機構を用いることができる。「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。「高電圧系二次電池」としては、リチウムイオン二次電池として構成された高圧バッテリ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、種々の二次電池を用いることができる。「低電圧系二次電池」としては鉛蓄電池として構成された低圧バッテリ９０に限定されるものではなく、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池，ニッケルカドミウム二次電池など種々の二次電池を用いることができる。「降圧回路」としては、降圧回路９２に限定されるものではなく、高電圧系の電力を降圧して前記低電圧系に供給するものであれば如何なるものとしても構わない。「低電圧系補器」としては、リヤウインドウのデフォッガー９４やミラーヒータ９６，シートヒータ９８に限定されるものではなく、フロントウインドウのデフォッガーやライト，音響機器など低電圧系の電力を消費するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求駆動力設定手段」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を設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定するものなど、走行に要求される要求駆動力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。「異常時駆動制御手段」としては、何らかの異常によりモータＭＧ２を駆動することができない状態で車両を走行させる待避走行のときには、リヤウインドウのデフォッガー９４やミラーヒータ９６，シートヒータ９８などの低電圧系機器を作動すると共に降圧回路９２を作動し、要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するためにエンジン２２から出力する仮トルクＴｅｔｍｐとエンジン２２の回転数Ｎｅでエンジン２２から出力可能な最大トルクＴｅｍａｘとのうち小さい方をエンジン２２ｍの目標トルクＴｅ＊として設定すると共に目標トルクＴｅ＊を出力可能な最小の回転数を目標回転数Ｎｅ＊として設定してエンジン２２を制御し、目標トルクＴｅ＊に基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に値０を設定してモータＭＧ１を制御するものに限定されるものではなく、要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するためにエンジン２２から出力するトルクを目標トルクＴｅ＊に設定するものとしたり、目標トルクＴｅ＊を出力可能な最小の回転数より大きな回転数を目標回転数Ｎｅ＊として設定するものとしたり、アクセル開度Ａｃｃに拘わらず、アクセルオンのときには予め定めた所定のトルクをエンジン２２から出力するよう目標トルクＴｅ＊に設定するものとしたり、更にこの場合には予め定めた所定の回転数をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定するものとしたりするなど、電動機に異常が生じているときには、走行に要求される要求駆動力の範囲内の駆動力が内燃機関から出力されて遊星歯車機構を介して駆動軸に作用するよう内燃機関と発電機とを制御すると共に低電圧系補器が作動するよう低電圧系補器を制御し、且つ、高電圧系の電力が降圧されて低電圧系に要求されるよう降圧回路を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００３３】
なお、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。即ち、課題を解決するための手段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ないものである。
【００３４】
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】
【００３５】
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。
【符号の説明】
【００３６】
２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  遊星歯車機構、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、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  高圧バッテリ、５１ａ  電圧センサ、５１ｂ  電流センサ、５１ｃ  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、５５  昇圧回路、５５ａ  温度センサ、５７，５８  コンデンサ、５７ａ，５８ａ  電圧センサ、６０  ギヤ機構、６２  デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ  駆動輪、６４ａ，６４ｂ  車輪、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、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  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、９０  低圧バッテリ、９２  降圧回路、９４  デフォッガー、９６  ミラーヒータ、９８  シートヒータ、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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