(57)【要約】【課題】エンジンと第１モータと第２モータが連結された駆動軸とが遊星歯車機構の３つの回転要素に接続されたハイブリッド自動車において、リバース走行時でも要求トルクにより走行する。【解決手段】正回転駆動と逆回転駆動とが可能なエンジンを備え、リバース走行時に走行に要求される要求トルクが第２モータの許容最大トルクを上回ったときには、エンジンを逆回転駆動してエンジンからの逆回転トルクを用いてリバース走行するようにエンジンと第１モータと第２モータとを制御する。これにより、第２モータでは要求トルクを賄うことができないとようなリバース走行時でも要求トルクにより走行することができる。【選択図】図２
2018030488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正回転駆動と逆回転駆動とが可能なエンジンと、
第１モータと、
共線図において順に並ぶ３つの回転要素に順に前記第１モータの回転軸と前記エンジンの出力軸と駆動輪が連結された駆動軸とが接続された遊星歯車機構と、
前記駆動軸に動力を出力可能に回転軸が接続された第２モータと、
前記第１モータおよび前記第２モータと電力のやりとりを行なうバッテリと、
前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとを駆動制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、リバース走行時に走行に要求される要求トルクが前記第２モータの許容最大トルクを上回ったときには、前記エンジンを逆回転駆動して前記エンジンからの逆回転トルクを用いてリバース走行するように前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとを制御する、
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、エンジンと第１モータと第２モータが連結された駆動軸とが遊星歯車機構の３つの回転要素に接続された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モータと第２モータが連結された駆動軸とが遊星歯車機構の３つの回転要素に接続されたハイブリッド自動車において、シフトポジションがリバース用ポジションであり、エンジンが始動していないときに段差が検出されたときにはエンジンを始動しておく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、リバース走行する際に段差を乗り越えようとする前にエンジンを予め始動させておくことにより、エンジン始動による飛び出し感等の違和感をドライバーに与えないようにしている。
【０００３】
また、クランク軸を正転方向と逆転方向に駆動可能な正逆転切換装置が取り付けられたエンジンが提案されている（例えば、特許文献２参照）。正逆転切換装置は、シリンダヘッドに回転自在に装着されたカムシャフトに、吸気弁用の動弁カムと排気弁用の動弁カムとをカムシャフトに対して正転位置と逆転位置とに切換移動自在に嵌合する構成となっており、動弁カムの位相がクランク軸の正転時と逆転時とで切り換えられる。これにより、正転側のトルクと逆転側のトルクとを自在に出力することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１６６４１５号公報
【特許文献２】特開２００５−２８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エンジンと第１モータと第２モータが連結された駆動軸とが遊星歯車機構の３つの回転要素に接続されたハイブリッド自動車では、エンジンからのトルクは前進方向に作用するため、リバース走行はエンジンを停止した状態で第２モータからトルクにより行なわれる。このため、リバース走行に要求される要求トルクが第２モータの許容最大トルクを超えたときには、要求トルクを出力することができない。
【０００６】
本発明のハイブリッド自動車は、エンジンと第１モータと第２モータが連結された駆動軸とが遊星歯車機構の３つの回転要素に接続されたハイブリッド自動車において、リバース走行時でも要求トルクにより走行することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
本発明のハイブリッド自動車は、
正回転駆動と逆回転駆動とが可能なエンジンと、
第１モータと、
共線図において順に並ぶ３つの回転要素に順に前記第１モータの回転軸と前記エンジンの出力軸と駆動輪が連結された駆動軸とが接続された遊星歯車機構と、
前記駆動軸に動力を出力可能に回転軸が接続された第２モータと、
前記第１モータおよび前記第２モータと電力のやりとりを行なうバッテリと、
前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとを駆動制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、リバース走行時に走行に要求される要求トルクが前記第２モータの許容最大トルクを上回ったときには、前記エンジンを逆回転駆動して前記エンジンからの逆回転トルクを用いてリバース走行するように前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとを制御する、
ことを特徴とする。
【０００９】
この本発明のハイブリッド自動車では、正回転駆動と逆回転駆動とが可能なエンジンを備え、リバース走行時に走行に要求される要求トルクが第２モータの許容最大トルクを上回ったときには、エンジンを逆回転駆動してエンジンからの逆回転トルクを用いてリバース走行するようにエンジンと第１モータと第２モータとを制御する。これにより、リバース走行でも要求トルクにより走行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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】正回転方向に動力を出力する場合のエンジン２２の動作の様子と逆回転方向に動力を出力する場合のエンジン２２の動作の様子とを示す説明図である。
【図４】実施例のＨＶＥＣＵ７０によって実行される制御ルーチンの一例を示す説明図である。
【図５】エンジン２２を逆回転駆動させながらリバース走行する際のプラネタリギヤ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】実施例のハイブリッド自動車２０のリバース走行時の時間変化の様子の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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】
【００１２】
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り、図２は、エンジン２２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、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。
【００１３】
エンジン２２は、吸気，圧縮，爆発（燃焼），排気の各行程を有する４サイクル機関として構成されており、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受けている。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を介して吸気管１２５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１２８ａを介して燃焼室１２９に吸入する。吸入した混合気は、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼され、エンジン２２は、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、排気バルブ１２８ｂを介して排気管１３３へ送り出された後、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触媒（三元触媒）を有する浄化装置１３４を介して外気へ排出される。
【００１４】
吸気バルブ１２８ａおよび排気バルブ１２８ｂは、動弁機構１３７によって開閉駆動される。動弁機構１３７は、吸気カム１３８ａと、排気カム１３８ｂと、吸気側可変バルブタイミング機構１３９ａと、排気側可変バルブタイミング機構１３９ｂと、を備える。
【００１５】
吸気カム１３８ａは、吸気カムシャフトに取り付けられ、吸気カムシャフトの回転により回転して吸気バルブ１２８ａ（吸気ポート）を開閉する。排気カム１３８ｂは、排気カムシャフトに取り付けられ、排気カムシャフトの回転により回転して排気バルブ１２８ｂ（排気ポート）を開閉する。吸気カムシャフトおよび排気カムシャフトは、クランクシャフト２６の回転が図示しないタイミングチェーンまたはタイミングベルトを介して伝達され、クランクシャフト２６が２回転する間、１回転する。
【００１６】
吸気側可変バルブタイミング機構１３９ａは、吸気カム１３８ａの吸気カムシャフトに対する位相を変更したり、位相が異なる２種類のカムを切り替えたりすることにより、吸気バルブ１２８ａの開閉タイミングを変更する。また、排気側可変バルブタイミング機構１３９ｂは、同様に、排気カム１３８ｂの排気カムシャフトに対する位相を変更したり、位相が異なる２種類のカムを切り替えたりすることにより、排気バルブ１２８ｂの開閉タイミングを変更する。なお、吸気側可変バルブタイミング機構１３９ａおよび排気側可変バルブタイミング機構１３９ｂは、例えば、特開２００５−２８１２号公報に記載された構成を採用することができる。
【００１７】
点火プラグ１３０は、イグナイタと一体化されたイグニッションコイルに駆動信号が出力されることにより、電気火花を発生させる。
【００１８】
本実施例のエンジン２２は、吸気カム１３８ａおよび排気カム１３８ｂの位相と点火プラグ１３０の点火時期とを変更することにより、正逆両回転方向に動力を出力することができるようになっている。図３は、正回転方向に動力を出力する場合のエンジン２２の動作の様子と逆回転方向に動力を出力する場合のエンジン２２の動作の様子とを示す説明図である。エンジン２２は４サイクルエンジンであり、エンジン２２が正回転する場合、図示するように、ピストン１３２は、吸気行程において下降し、圧縮行程において上昇し、爆発行程において下降し、排気行程において上昇する。そして、吸気バルブ１２８ａは、吸気行程の直前に開弁するよう開閉タイミングが設定され、排気バルブ１２８ｂは、排気工程の直前に開弁するよう開閉タイミングが設定され、点火プラグ１３０は、爆発行程の直前に点火するよう点火タイミングが設定される。一方、エンジン２２が逆回転すると、図示するように、ピストン１３２は、エンジン２２が正回転する場合とは逆に上下動する。このため、エンジン２２が逆回転する場合には、エンジン２２が正回転する場合の排気行程，爆発行程，圧縮行程，吸気行程がそれぞれ吸気行程，圧縮行程，爆発行程，排気行程となるように、吸気バルブ１２８ａの開閉タイミング，排気バルブ１２８ｂの開閉タイミングおよび点火プラグ１３０の点火タイミングを変更する。これにより、エンジン２２が正回転方向および逆回転方向のいずれの方向に回転する場合でも、最適な開閉タイミングおよび点火タイミングでエンジン２２を負荷運転することができる。
【００１９】
エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、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，データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランク角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からの冷却水温を挙げることができる。また、吸気カム１３８ａ（吸気カムシャフト）および排気カム１３８ｂ（排気カムシャフト）の回転位置をそれぞれ検出するカムポジションセンサ１４４ａ，１４４ｂからのカムポジションや、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ポジションセンサ１４６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バキュームセンサ１４８からの吸入空気量なども挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。各種制御信号としては、例えば、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への駆動信号や、燃料噴射弁１２６への駆動信号を挙げることができる。また、点火プラグ１３０（イグニッションコイル）への制御信号や、吸気側可変バルブタイミング機構１３９ａおよび排気側可変バルブタイミング機構１３９ｂへの制御信号なども挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。
【００２０】
プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３８ａ、３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。
【００２１】
モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が減速ギヤ３５を介して駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２と接続されると共に電力ライン５４を介してバッテリ５０と接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。
【００２２】
モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、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からの回転位置θｍ１，θｍ２，モータＭＧ２の温度を検出する温度センサ４５からのモータＭＧ２の温度ｔｍ２などが入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。
【００２３】
バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン５４を介してインバータ４１，４２と接続されている。このバッテリ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。
【００２４】
バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの電池電流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を挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このバッテリＥＣＵ５２は、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。バッテリＥＣＵ５２は、電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂと電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂとの積として充放電電力Ｐｂを演算している。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。また、バッテリＥＣＵ５２は、演算した蓄電割合ＳＯＣと、温度センサからの電池温度Ｔｂと、に基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０を充放電してもよい許容最大電力である。
【００２５】
ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、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を挙げることができる。また、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や、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も挙げることができる。ここで、シフトポジションＳＰとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）、後進ポジション（Ｒポジション）、ニュートラルポジション（Ｎポジション）、前進ポジション（Ｄポジション）などがある。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。
【００２６】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードや電動走行（ＥＶ走行）モードで走行する。ここで、ＨＶ走行モードは、エンジン２２の運転を伴って走行するモードであり、ＥＶ走行モードは、エンジン２２の運転を伴わずに走行するモードである。
【００２７】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、シフトポジションＳＰがＲポジションのときの動作について説明する。図４は、実施例のＨＶＥＣＵ７０によって実行される制御ルーチンの一例を示す説明図である。このルーチンは、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２８】
図４の制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、アクセ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，バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，シフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰなどの走行制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、バッテリＥＣＵ５２により演算されたものを通信により入力するものとした。エンジン２２の回転数Ｎｅは、エンジンＥＣＵ２４により演算されたものを通信により入力するものとした。モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０により演算されたものを通信により入力するものとした。
【００２９】
こうしてデータを入力すると、入力したシフトポジションＳＰがＲポジションであるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。シフトポジションＳＰがＲポジションではないと判定したときには、エンジン２２が逆回転駆動している（逆回転オン）か否かを判定し（ステップＳ１２０）、エンジン２２が逆回転駆動していると判定したときには、エンジン２２をオフして（ステップＳ１３０）、通常制御を実行し（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。エンジン２２のオフは、エンジン２２の停止を指示する制御信号がエンジンＥＣＵ２４に送信され、エンジンＥＣＵ２４によりエンジン２２の燃料噴射制御，点火制御などが停止されることにより行なわれる。エンジン２２の逆回転駆動については後述する。通常制御とは、シフトポジションＳＰがＤポジションのときには前進走行するための駆動制御である。この通常制御は、本発明の中核をなさないから、これ以上の説明は省略する。ステップＳ１２０で、エンジン２２が逆回転駆動していないと判定したときには、通常制御を実行し（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。
【００３０】
ステップＳ１１０で、シフトポジションＳＰがＲポジションであると判定したときには、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に要求されるリバース走行方向の要求トルクＴｐ＊（負の値）を設定する（ステップＳ１５０）。ここで、要求トルクＴｐ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｐ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとして図示しないＲＯＭ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Ｔｐ＊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では、要求トルクＴｐ＊は、アクセル開度Ａｃｃが大きいほど負の値としてその絶対値が大きくなる傾向に、かつ、車速Ｖが大きいほど絶対値が小さくなる傾向に設定するものとした。続いて、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に基づくリバース走行方向の定格トルクＴｍ２ｒｔとバッテリ５０の出力制限ＷｏｕｔをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割った値とのうち負の値としてその絶対値が小さい方をモータＭＧ２の許容トルクＴｍ２ｌｉｍとして設定する（ステップＳ１６０）。そして、モータＭＧ２の許容トルクＴｍ２ｌｉｍに減速ギヤ３５の減速比Ｇｒを乗じたものの絶対値が要求トルクＴｐ＊の絶対値より小さいか否かを判定する（ステップＳ１７０）。この判定は、モータＭＧ２から駆動軸３６に出力されるトルクで要求トルクＴｐ＊を賄うことができるか否かの判定ということができる。モータＭＧ２から駆動軸３６に出力されるトルクで要求トルクＴｐ＊を賄うことができると判定したときには、エンジン２２を運転しているときにはエンジン２２をオフする（ステップＳ１８０）。ここで、エンジン２２のオフは、ステップＳ１３０と同様にエンジン２２の燃料噴射制御，点火制御などを停止することにより行なわれる。そして、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に要求トルクＴｐ＊を減速比Ｇｒで除したものを設定し（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊が設定されると、設定と同時にトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊がモータＥＣＵ４０に送信され、モータＥＣＵ４０によりモータＭＧ１，ＭＧ２からトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に相当するトルクが出力されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子が制御される。
【００３１】
ステップＳ１７０で、モータＭＧ２から駆動軸３６に出力されるトルクで要求トルクＴｐ＊を賄うことができないと判定したときには、エンジン２２を逆回転方向に始動して逆回転駆動をオンとする（ステップＳ２００）。ここで、エンジン２２の逆回転方向の始動は、ＨＶＥＣＵ７０から動弁機構１３７が正回転用から逆回転用へ切り換わるよう切換指令をエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とに送信することにより行なわれる。この切換指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、動弁機構１３７を正回転用から逆回転用へ切り換え、同様に切換指令を受信したモータＥＣＵ４０により駆動されるモータＭＧ１による逆回転方向へのクランキングによりエンジン２２の回転数Ｎｅの絶対値が閾値以上に至ったときに燃料噴射制御や点火制御などを開始することにより、エンジン２２を逆回転方向に始動する。なお、モータＭＧ１によるエンジン２２の逆回転方向のクランキングの際に駆動軸３６に前進方向のトルクが出力されるが、このトルクはモータＭＧ２によりキャンセルされるようにモータＭＧ２が制御される。
【００３２】
こうしてエンジン２２の逆回転駆動をオンとすると、次式（１），（２）を用いて、要求トルクＴｐ＊に不足するトルクをエンジン２２から駆動軸３６に出力されるトルクで賄うようにエンジン２２の目標トルクＴｅ＊，目標回転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ２１０）。式（１）中、「ρ」はプラネタリギヤ３０の減速比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）である。式（２）中、「Ｎｐ」は駆動軸３６の回転数（負の値）であり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（負の値）を減速比Ｇｒで除して計算したり、車速Ｖ（負の値）に換算係数を乗じて計算したりするものとした。エンジン２２の目標トルクＴｅ＊，目標回転数Ｎｅ＊が設定されると、設定と同時にエンジン２２の目標トルクＴｅ＊，目標回転数Ｎｅ＊がエンジンＥＣＵ２４に送信され、エンジンＥＣＵ２４によりエンジン２２が目標トルクＴｅ＊，目標回転数Ｎｅ＊で駆動するように吸入空気量制御などが実行される。そして、モータＭＧ２の許容トルクＴｍ２ｌｉｍをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定すると共に、式（３）を用いて、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。図５は、エンジン２２を逆回転駆動させながらリバース走行しているときのプラネタリギヤ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で除して得られるリングギヤ（駆動軸３６）の回転数Ｎｐを示す。また、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されてプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルク（エンジン２２から駆動軸３６に出力されるトルク）と、モータＭＧ２から出力されて減速ギヤ３５を介して駆動軸３６に作用するトルクとを示す。式（３）は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊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１項はフィードフォワード項であり、右辺第２項，第３項はフィードバックの比例項，積分項である。右辺第１項は、共線図を用いれば容易に導くことができる。また、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。このように、シフトポジションＳＰがＲポジションであるときに、モータＭＧ２から駆動軸３６に出力されるトルクで要求トルクＴｐ＊を賄うことができないと判定したときには、許容トルクＴｍ２ｌｉｍをモータＭＧ２から出力すると共に要求トルクＴｐ＊に不足するトルクをエンジン２２から駆動軸３６に出力されるトルクで賄うようにエンジン２２を逆回転駆動することで、リバース走行時でも要求トルクＴｐ＊により走行することができる。
【００３３】
Te*=(Tp*-Tm2lim・Gr)・(1+ρ)(1)
Ne*=(Tp*・Np-Tm2lim・Nm2)/Te*(2)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1・(Ne*-Ne)+k2・∫(Ne*-Ne)dt (3)
【００３４】
図６は、実施例のハイブリッド自動車２０のリバース走行時の時間変化の様子の一例を示す説明図である。時間ｔ１にシフトポジションＳＰがＲポジションとされると、要求トルクＴｐ＊にクリープトルクが設定され、モータＭＧ２からリバース走行方向にクリープトルクが出力される。時間ｔ２にアクセルペダル８３が踏まれることによりアクセル開度Ａｃｃが大きくなると、アクセル開度Ａｃｃに応じて要求トルクＴｐ＊の絶対値が大きくなり、モータＭＧ２のトルクＴｍ２の絶対値が大きくなり、車速Ｖの絶対値が大きくなる。アクセル開度Ａｃｃが大きくなることで絶対値が大きくなった要求トルクＴｐ＊をモータＭＧ２から駆動軸３６に出力されるトルクで賄うことができなくなる時間ｔ３に、エンジン２２が逆回転方向に始動して、許容トルクＴｍ２ｌｉｍをモータＭＧ２から出力すると共に要求トルクＴｐ＊に不足するトルクをエンジン２２から駆動軸３６に出力されるトルクで賄うようにエンジン２２を逆回転駆動する。この結果、リバース走行時でも要求トルクＴｐ＊により走行することができる。
【００３５】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションＳＰがＲポジションのときに、モータＭＧ２から駆動軸３６に出力されるトルクで要求トルクＴｐ＊を賄うことができないと判定したときには、許容トルクＴｍ２ｌｉｍをモータＭＧ２から出力すると共に要求トルクＴｐ＊に不足するトルクをエンジン２２から駆動軸３６に出力されるトルクで賄うようにエンジン２２を逆回転駆動する。この結果、リバース走行時でも要求トルクＴｐ＊により走行することができる。
【００３６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２は、減速ギヤ３５を介して駆動軸３６に接続されるものとしたが、駆動軸３６に直接接続されるものとしてもよいし、変速機を介して接続されるものとしてもよい。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とＨＶＥＣＵ７０とを備えるものとした。しかし、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とＨＶＥＣＵ７０とを単一の電子制御ユニットとして構成するものとしてもよい。
【００３８】
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「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「第１モータ」に相当し、プラネタリギヤ３０が「遊星歯車機構」に相当し、モータＭＧ２が「第２モータ」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とＨＶＥＣＵ７０とが「制御装置」に相当する。
【００３９】
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。
【００４０】
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】
【００４１】
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】
【００４２】
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）、２４ａ  ＣＰＵ、２４ｂ  ＲＯＭ、２４ｃ  ＲＡＭ、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  プラネタリギヤ、３５  減速ギヤ、３６  駆動軸、３７  デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ  駆動輪、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  回転位置センサ、４５  温度センサ、５０  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、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、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、１２２  エアクリーナ、１２４  スロットルバルブ、１２５  吸気管、１２６  燃料噴射弁、１２８ａ  吸気バルブ、１２８ｂ  排気バルブ、１２９  燃焼室、１３０  点火プラグ、１３２  ピストン、１３３  排気管、１３４  浄化装置、１３６  スロットルモータ、１３７  動弁機構、１３８ａ  吸気カム、１３８ｂ  排気カム、１３９ａ  吸気側可変バルブタイミング機構、１３９ｂ  排気側可変バルブタイミング機構、１４０  クランクポジションセンサ、１４２  水温センサ、１４４ａ，１４４ｂ  カムポジションセンサ、１４６  スロットルポジションセンサ、１４８  バキュームセンサ、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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