(57)【要約】【課題】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に接続された遊星歯車機構などの３軸式動力出力器を有する車両において、発電機を駆動するためのインバータのゲート遮断を解除する際における発電機のトルク制限をより適正に行なう。【解決手段】モータ走行を解除して充放電運転モードに移行するときには、モータＭＧ１のトルクを制限するゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍａｘ１のレート値Ｔｒｔにエンジン２２の始動時のトルクマップにおけるレート処理のレート値より大きな値Ｔ１を設定し（Ｓ１１０）、ＮポジションからＤポジションに変更されたときには、ゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ１，Ｔｍ１ｍａｘ１のレート値Ｔｒｔにモータ走行を解除したときの値Ｔ１より小さな値Ｔ２を設定する（Ｓ１２０）。これにより、ゲート遮断復帰時のモータＭＧ１のトルク制限をより適正に行なうことができる。【選択図】図２
2008265564.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軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、
車軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記発電機を駆動する発電機用インバータと、
前記電動機を駆動する電動機用インバータと、
前記発電機用インバータおよび前記電動機用インバータを介して前記発電機および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、
シフト位置を検出するシフト位置検出手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記検出されたシフト位置が走行用ポジションのときに前記内燃機関の運転を停止して前記電動機からの動力を用いて走行する電動走行が指示されているときには前記発電機用インバータがゲート遮断された状態として前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機用インバータと前記電動機用インバータとを制御し、前記検出されたシフト位置が走行用ポジションのときに前記電動走行が解除されたときには第１のトルク上昇率で増加するトルク制限内の前記発電機の駆動を用いて前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機用インバータと前記電動機用インバータとを制御し、前記検出されたシフト位置が少なくとも前記発電機用インバータがゲート遮断された状態とするニュートラルポジションから走行用ポジションに変更されたときには前記第１のトルク上昇率より小さな第２のトルク上昇率で増加するトルク制限内の前記発電機の駆動を用いて前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機用インバータと前記電動機用インバータとを制御する制御手段と、
を備える車両。
【請求項２】
請求項１記載の車両であって、
前記第１のトルクの上昇率は、前記検出されたシフト位置が走行用ポジションのときに前記内燃機関を始動するときのトルクの上昇率より大きく設定されてなり、
前記第２のトルクの上昇率は、前記検出されたシフト位置が走行用ポジションのときに前記内燃機関を始動するときのトルクの上昇率より小さく設定されてなる、
車両。
【請求項３】
請求項１または２記載の車両であって、
前記第１のトルク上昇率で増加するトルク制限は、第１のトルクをレート値として制御時間間隔毎に大きくなるトルクとして設定されてなり、
前記第２のトルク上昇率で増加するトルク制限は、前記第１のトルクより小さい第２のトルクをレート値として制御時間間隔毎に大きくなるトルクとして設定されてなる、
車両。
【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軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、車軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機を駆動する発電機用インバータと、前記電動機を駆動する電動機用インバータと、前記発電機用インバータおよび前記電動機用インバータを介して前記発電機および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
シフト位置が走行用ポジションのときに前記内燃機関の運転を停止して前記電動機からの動力を用いて走行する電動走行が指示されているときには前記発電機用インバータがゲート遮断された状態として走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機用インバータと前記電動機用インバータとを制御し、シフト位置が走行用ポジションのときに前記電動走行が解除されたときには第１のトルク上昇率で増加するトルク制限内の前記発電機の駆動を用いて前記要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機用インバータと前記電動機用インバータとを制御し、シフト位置が少なくとも前記発電機用インバータがゲート遮断された状態とするニュートラルポジションから走行用ポジションに変更されたときには前記第１のトルク上昇率より小さな第２のトルク上昇率で増加するトルク制限内の前記発電機の駆動を用いて前記要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機用インバータと前記電動機用インバータとを制御する、
ことを特徴とする車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両としては、エンジンと、エンジンのクランクシャフトにキャリアが接続されると共に車軸側の駆動軸にリングギヤが接続されたプラネタリギヤにより構成された動力分配統合機構と、動力分配統合機構のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、駆動軸に変速機を介して接続されたモータＭＧ２と、を備える車両において、シフトレバーがＮレンジのときには、二つのモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータをシャットダウンするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、シフトレバーがＮレンジのときにインバータをシャットダウンすることにより、予期しないトルクが駆動軸に出力されるのを防止している。
【特許文献１】特開２００５−３０６２３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の構成の車両では、シフトレバーをＮレンジから走行レンジに操作したときに駆動軸に予期しないトルクが出力されないようにモータＭＧ１に対してトルク制限を課す場合がある。一方、エンジンの運転を停止した状態でモータＭＧ２からの動力だけで走行する電動走行のときにも予期しないトルクが駆動軸に出力されるのを防止するためにモータＭＧ１を駆動するためのインバータをシャットダウンすることも考えられるが、電動走行が解除されたときにＮレンジから走行レンジに操作したときと同様にモータＭＧ１に対してトルク制限を課すと、モータＭＧ１からの出力トルクが不足してエンジンを迅速に始動することができない場合が生じる。
【０００４】
本発明の車両およびその制御方法は、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に接続された遊星歯車機構などの３軸式動力出力器を有する車両において、発電機を駆動するためのインバータのゲート遮断を解除する際における発電機のトルク制限をより適正に行なうことを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の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た。
【０００６】
本発明の車両は、
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軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、
車軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記発電機を駆動する発電機用インバータと、
前記電動機を駆動する電動機用インバータと、
前記発電機用インバータおよび前記電動機用インバータを介して前記発電機および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、
シフト位置を検出するシフト位置検出手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記検出されたシフト位置が走行用ポジションのときに前記内燃機関の運転を停止して前記電動機からの動力を用いて走行する電動走行が指示されているときには前記発電機用インバータがゲート遮断された状態として前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機用インバータと前記電動機用インバータとを制御し、前記検出されたシフト位置が走行用ポジションのときに前記電動走行が解除されたときには第１のトルク上昇率で増加するトルク制限内の前記発電機の駆動を用いて前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機用インバータと前記電動機用インバータとを制御し、前記検出されたシフト位置が少なくとも前記発電機用インバータがゲート遮断された状態とするニュートラルポジションから走行用ポジションに変更されたときには前記第１のトルク上昇率より小さな第２のトルク上昇率で増加するトルク制限内の前記発電機の駆動を用いて前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機用インバータと前記電動機用インバータとを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の車両では、シフト位置が走行用ポジションのときに内燃機関の運転を停止して電動機からの動力を用いて走行する電動走行が指示されているときには発電機用インバータがゲート遮断された状態として走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と発電機用インバータと電動機用インバータとを制御する。これにより、予期しないトルクが発電機から出力されることなく電動走行することができる。シフト位置が走行用ポジションのときに電動走行が解除されたときには第１のトルク上昇率で増加するトルク制限内の発電機の駆動を用いて要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と発電機用インバータと電動機用インバータとを制御し、シフト位置が少なくとも発電機用インバータがゲート遮断された状態とするニュートラルポジションから走行用ポジションに変更されたときには第１のトルク上昇率より小さな第２のトルク上昇率で増加するトルク制限内の発電機の駆動を用いて要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と発電機用インバータと電動機用インバータとを制御する。即ち、ニュートラルポジションから走行用ポジションに変更されたときにはゆっくりと大きくなるトルク制限を用いて発電機を駆動することができるようにし、電動走行の解除されたときには迅速に大きくなるトルク制限を用いて発電機を駆動することができるのである。これにより、ニュートラルポジションから走行用ポジションに変更されたときに予期しないトルクが発電機から出力されることによる違和感を抑制することができると共に電動走行が解除されたときに発電機から迅速に大きなトルクを出力して迅速に内燃機関を始動することができる。
【０００８】
こうした本発明の車両において、前記第１のトルクの上昇率は前記検出されたシフト位置が走行用ポジションのときに前記内燃機関を始動するときのトルクの上昇率より大きく設定されてなり、前記第２のトルクの上昇率は前記検出されたシフト位置が走行用ポジションのときに前記内燃機関を始動するときのトルクの上昇率より小さく設定されてなる、ものとすることもできる。また、前記第１のトルク上昇率で増加するトルク制限は第１のトルクをレート値として制御時間間隔毎に大きくなるトルクとして設定されてなり、前記第２のトルク上昇率で増加するトルク制限は前記第１のトルクより小さい第２のトルクをレート値として制御時間間隔毎に大きくなるトルクとして設定されてなる、ものとすることもできる。
【０００９】
本発明の車両の制御方法は、
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軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、車軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機を駆動する発電機用インバータと、前記電動機を駆動する電動機用インバータと、前記発電機用インバータおよび前記電動機用インバータを介して前記発電機および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
シフト位置が走行用ポジションのときに前記内燃機関の運転を停止して前記電動機からの動力を用いて走行する電動走行が指示されているときには前記発電機用インバータがゲート遮断された状態として走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機用インバータと前記電動機用インバータとを制御し、シフト位置が走行用ポジションのときに前記電動走行が解除されたときには第１のトルク上昇率で増加するトルク制限内の前記発電機の駆動を用いて前記要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機用インバータと前記電動機用インバータとを制御し、シフト位置が少なくとも前記発電機用インバータがゲート遮断された状態とするニュートラルポジションから走行用ポジションに変更されたときには前記第１のトルク上昇率より小さな第２のトルク上昇率で増加するトルク制限内の前記発電機の駆動を用いて前記要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機用インバータと前記電動機用インバータとを制御する、
ことを特徴とする。
【００１０】
この本発明の車両の制御方法では、シフト位置が走行用ポジションのときに内燃機関の運転を停止して電動機からの動力を用いて走行する電動走行が指示されているときには発電機用インバータがゲート遮断された状態として走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と発電機用インバータと電動機用インバータとを制御する。これにより、予期しないトルクが発電機から出力されることなく電動走行することができる。シフト位置が走行用ポジションのときに電動走行が解除されたときには第１のトルク上昇率で増加するトルク制限内の発電機の駆動を用いて要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と発電機用インバータと電動機用インバータとを制御し、シフト位置が少なくとも発電機用インバータがゲート遮断された状態とするニュートラルポジションから走行用ポジションに変更されたときには第１のトルク上昇率より小さな第２のトルク上昇率で増加するトルク制限内の発電機の駆動を用いて要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と発電機用インバータと電動機用インバータとを制御する。即ち、ニュートラルポジションから走行用ポジションに変更されたときにはゆっくりと大きくなるトルク制限を用いて発電機を駆動することができるようにし、電動走行の解除されたときには迅速に大きくなるトルク制限を用いて発電機を駆動することができるするのである。これにより、ニュートラルポジションから走行用ポジションに変更されたときに予期しないトルクが発電機から出力されることによる違和感を抑制することができると共に電動走行が解除されたときに発電機から迅速に大きなトルクを出力して迅速に内燃機関を始動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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】
【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、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に取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２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。
【００１３】
エンジン２２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であり、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する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ハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。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も演算している。
【００１４】
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に噛合すると共にリングギヤ３２に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とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、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６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００１５】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる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を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。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のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいず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る。なお、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。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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、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。なお、シフトポジションセンサ８２により検出されるポジションとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）、ニュートラルポジション（Ｎポジション）、前進走行用のドライブポジション（Ｄポジション）、後進走行用のリバースポジション（Ｒポジション）などがある。
【００１８】
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。ここで、トルク変換運転モードは、充放電運転モードのうちバッテリ５０の充放電が行なわれない形態であるから、充放電運転モードとして取り扱うことができる。実施例のハイブリッド自動車２０では、モータ運転モードで走行するモータ走行中は、モータＭＧ１から予期しないトルクが出力されるのを抑止するためにインバータ４１をゲート遮断しており、モータ運転モードが解除されて充放電運転モードに移行するときにインバータ４１のゲート遮断は解除される。また、インバータ４１のゲート遮断は、モータ走行中のときだけでなく、シフトレバー８１をニュートラルポジション（Ｎポジション）としているときにも行なわれる。
【００１９】
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、特にモータ走行中にモータ運転モードが解除されて充放電運転モードに移行するときの動作やシフトレバー８１がニュートラルポジション（Ｎポジション）からドライブポジション（Ｄポジション）に変更されたときの動作について説明する。上述の二つの動作は、何れもインバータ４１のゲート遮断を解除する動作を伴う。このインバータ４１のゲート遮断を解除（復帰）すると、モータＭＧ１にトルク指令Ｔｍ１＊が設定されてモータＭＧ１の駆動制御が開始されるが、このとき、急にモータＭＧ１から大きなトルクが出力されるのを抑制するために、モータＭＧ１の出力トルクに対してトルク制限が行なわれる。図２は、インバータ４１のゲート遮断を解除（復帰）する際にトルク制限に用いるレート値を設定するためにハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるゲート遮断復帰時レート値設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。また、図３は、シフトポジションＳＰがＤポジションとされてエンジン２２の運転を停止してモータ走行しているときにハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるモータ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り、図４はモータ運転モードが解除されて充放電運転モードに移行するために図２のゲート遮断復帰時レート値設定ルーチンにより設定されたレート値を用いてエンジン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制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図５はエンジン２２を運転している最中にシフトレバー８１がＮポジションからＤポジションに操作されたために図２のゲート遮断復帰時レート値設定ルーチンにより設定されたレート値を用いて車両を駆動制御するときにハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるシフト変更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。以下、順に説明する。
【００２０】
ゲート遮断復帰時レート値設定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、インバータ４１のゲート遮断の解除がモータ走行の解除によるものかシフトポジションＳＰのＮポジションからＰポジションへの変更によるものかを判定し（ステップＳ１００）、モータ走行の解除によるもの、即ち、モータ運転モードから充放電運転モードへの移行によるものであるときには比較的大きな値Ｔ１をモータＭＧ１のトルク制限の上昇用のレート値Ｔｒｔとして設定し（ステップＳ１１０）、シフトポジションＳＰのＮポジションからＤポジションへの変更によるものであるときには値Ｔ１より小さな値Ｔ２をモータＭＧ１のトルク制限の上昇用のレート値Ｔｒｔとして設定して（ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了する。ここで、モータ走行の解除によってインバータ４１のゲート遮断が解除されたときに大きな値Ｔ１をレート値Ｔｒｔに設定するのは、エンジン２２を迅速に始動するためにモータＭＧ１から大きなトルクが迅速に出力されるようにする必要があるからであり、ＮポジションからＤポジションに変更されたときに小さな値Ｔ２をレート値Ｔｒｔに設定するのは、シフト操作に伴ってモータＭＧ１から予期しないトルクが出力されるのを抑制するためである。値Ｔ１については図４の始動時制御ルーチンを用いてエンジン２２を始動する動作を説明するときに更に説明し、値Ｔ２については図５のシフト変更時駆動制御ルーチンを用いてＮポジションからＤポジションに操作されたときの動作を説明するときに更に説明する。
【００２１】
図３のモータ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、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ＭＧ２の回転数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ＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４４により検出されたモータ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。
【００２２】
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Ｓ２１０）、モータＭＧ１を駆動するインバータ４１をゲート遮断するようその制御信号をモータＥＣＵ４０に送信する（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６に要求トルク設定用マップの一例を示す。インバータ４１をゲート遮断する制御信号を受信したモータＥＣＵ４０は、既にインバータ４１をゲート遮断しているときにはその状態を保持し、インバータ４１をゲート遮断していないときにはインバータ４１をゲート遮断する。なお、モータ走行のときにモータＭＧ１を駆動するインバータ４１をゲート遮断する理由としてモータＭＧ１から予期しないトルクが出力されるのを抑止するためであることは前述した。
【００２３】
次に、次式（１）により設定した要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ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としての仮トルクＴｍ２ｔｍｐを計算すると共に（ステップＳ２３０）、式（２）および式（３）によりバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ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を計算し（ステップＳ２４０）、式（４）により計算した仮トルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２５０）。
【００２４】
Tm2tmp=Tr*/Gr      (1)
Tm2min=Win/Nm2    (2)
Tm2max=Wout/Nm2  (3)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min)  (4)
【００２５】
そして、設定したモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２６０）、モータ走行時駆動制御ルーチンを終了する。トルク指令Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ２からトルク指令Ｔｍ２＊に相当するトルクが出力されるようインバータ４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。こうした制御により、エンジン２２の運転を停止した状態でモータＭＧ２からの動力だけで走行するモータ走行を行なうことができる。モータ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を図７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。
【００２６】
こうしたモータ走行しているときにアクセルペダル８３が大きく踏み込まれることにより車両に要求されるパワー（要求パワー）が閾値を超えてエンジン２２の始動要請がなされたときやモータ走行によりバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が低下してバッテリ５０の充電要求によりエンジン２２の始動要請がなされたときには、モータ運転モードから充放電運転モードに移行するために図４の始動時駆動制御ルーチンが実行される。このとき、インバータ４１のゲート遮断も解除され、上述した図２のゲート遮断復帰時レート値設定ルーチンが実行され、レート値Ｔｒｔには比較的大きな値Ｔ１が設定される。始動時駆動制御ルーチンが実行されると、エンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎｒｅｆ以上に至るまでレート値Ｔｒｔにより設定されるトルク制限Ｔｍ１ｍａｘの範囲内でモータＭＧ１にエンジン２２をモータリングするトルクをトルク指令Ｔｍ１＊として設定すると共にモータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングにより駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクをキャンセルしながら要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力するようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するステップＳ３００〜Ｓ３９０の処理を繰り返す。この処理は以下の通りである。
【００２７】
まず、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、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Ｓ３００）、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと図６の要求トルク設定用マップとを用いて要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ３１０）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは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。
【００２８】
続いて、モータＭＧ１から出力するトルクに対する制限としてゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍａｘ１に前回値にレート値Ｔｒｔを加えて新たなトルク制限Ｔｍ１ｍａｘ１を設定すると共に（ステップＳ３２０）、エンジン２２の始動時のトルクマップとエンジン２２の始動開始からの経過時間ｔとに基づいてモータＭＧ１から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ１ｔｍｐを設定し（ステップＳ３３０）、仮トルクＴｍ１ｔｍｐをゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍａｘ１により制限してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ３４０）。ここで、実施例では、ゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍａｘ１の初期値には値０を用いた。エンジン２２の始動時にモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐに設定するトルクマップの一例とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを図８に示す。実施例のトルクマップは、エンジン２２の始動指示がなされた時間ｔ１１の直後からレート処理を用いて比較的大きなトルクを仮トルクＴｍ１ｔｍｐに設定してエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させる。エンジン２２の回転数Ｎｅが共振回転数帯を通過したか共振回転数帯を通過するのに必要な時間以降の時間ｔ１２にエンジン２２を安定して回転数Ｎｒｅｆ以上でモータリングすることができるトルクを仮トルクＴｍ１ｔｍｐに設定し、電力消費や駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにおける反力を小さくする。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎｒｅｆに至った時間ｔ１３からレート処理を用いて仮トルクＴｍ１ｔｍｐを値０とし、エンジン２２の完爆が判定された時間ｔ１５から発電用のトルクを仮トルクＴｍ１ｔｍｐに設定する。ここで、回転数Ｎｒｅｆは、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数である。実施例では、ゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍａｘ１を設定する際のレート値Ｔｒｔに設定されている値Ｔ１は、始動時のトルクマップにおける時間ｔ１１の直後からレート処理を用いて比較的大きなトルクを仮トルクＴｍ１ｔｍｐに設定する際のレート値より大きな値に設定されている。このため、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊には始動時のトルクマップにより設定される仮トルクＴｍ１ｔｍｐが設定されることになる。
【００２９】
次に、要求トルクＴｒ＊に設定したトルク指令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を次式（５）により計算すると共に（ステップＳ３５０）、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）との偏差をモータ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（６）および式（７）により計算し（ステップＳ３６０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（８）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＊を設定する（ステップＳ３７０）。そして、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ３８０）、エンジン２２の回転数Ｎｅを回転数Ｎｒｅｆと比較する（ステップＳ３９０）。ここで、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１からトルク指令Ｔｍ１＊に相当するトルクが出力されると共にモータＭＧ２からトルク指令Ｔｍ２＊に相当するトルクが出力されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。こうした制御により、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２をモータリングしながら要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力することができる。エンジン２２をモータリングしながら要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力して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を図９に示す。図中の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（５）は、図９の共線図から容易に導くことができる。
【００３０】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr            (5)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2           (6)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2          (7)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min)  (8)
【００３１】
こうした処理（ステップＳ３００〜Ｓ３９０）をエンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎｒｅｆ以上に至るまで繰り返すことにより、エンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎｒｅｆ以上に至ると、エンジン２２への燃料噴射と点火とを開始する制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ４００）、エンジン２２が完爆するのを待って（ステップＳ４１０）、始動時駆動制御ルーチンを終了する。ここで、燃料噴射と点火とを開始する制御信号を受信したエンジンＥＣＵ２４は、燃料噴射制御や点火制御を開始する。こうしてエンジン２２を始動すると、充放電運転モードによりエンジン２２からの動力を用いてバッテリ５０の充放電を伴って要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力して走行する。上述したように、実施例では、ゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍａｘ１を設定する際のレート値Ｔｒｔに設定されている値Ｔ１を、始動時のトルクマップにおける時間ｔ１１の直後からレート処理を用いて比較的大きなトルクを仮トルクＴｍ１ｔｍｐに設定する際のレート値より大きな値としているから、始動時のトルクマップにより設定される仮トルクＴｍ１ｔｍｐをそのままモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定してエンジン２２をモータリングして迅速にエンジン２２を始動することができる。
【００３２】
次に、エンジン２２を運転している最中にシフトレバー８１がＮポジションからＤポジションに操作されたときの動作について説明する。シフトポジションＳＰがＮポジションからＤポジションに変更されると、インバータ４１，４２のゲート遮断が解除され、上述した図２のゲート遮断復帰時レート値設定ルーチンによってレート値Ｔｒｔに比較的小さな値Ｔ２が設定される。図５のシフト変更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，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Ｓ５００）、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと図６の要求トルク設定用マップとを用いて要求トルクＴｒ＊を設定すると共に設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和としてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ５１０）。ここで、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）によって求めることができる。
【００３３】
続いて、設定した要求パワーＰｅ＊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Ｓ５２０）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。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。
【００３４】
次に、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ρとを用いて次式（９）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（１０）によりモータＭＧ１から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ１ｔｍｐを計算する（ステップＳ５３０）。ここで、式（９）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を図１１に示す。式（９）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（１０）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（１０）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。
【００３５】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ    (9)
Tm1tmp=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  (10)
【００３６】
そして、モータＭＧ１から出力するトルクに対する制限としてゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ１，Ｔｍ１ｍａｘ１に前回値にレート値Ｔｒｔを加減して新たなトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ１，Ｔｍ１ｍａｘ１を設定すると共に（ステップＳ５４０）、式（１１）および式（１２）を共に満たすモータＭＧ１から出力してもよいトルクの上下限としての入出力制限起因のトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ２，Ｔｍ１ｍａｘ２を設定し（ステップＳ５５０）、式（１３）および式（１４）によりゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ１，Ｔｍ１ｍａｘ１と入出力制限起因のトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ２，Ｔｍ１ｍａｘ２とに基づいて内側となるようトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定し（ステップＳ５６０）、式（１５）により設定した仮トルクＴｍ１ｔｍｐをトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘにより制限してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップ５７０）。ここで、式（１１）はモータＭＧ１やモータＭＧ２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＊までの範囲内となる関係であり、式（１２）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の範囲内となる関係である。入出力制限起因のトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ２，Ｔｍ１ｍａｘ２の一例を図１２に示す。入出力制限起因のトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ２，Ｔｍ１ｍａｘ２は、図中斜線で示した領域内のトルク指令Ｔｍ１＊の最大値と最小値として求めることができる。上述したように、ＮポジションからＤポジションに変更されたときには比較的小さな値Ｔ２がレート値Ｔｒｔに設定されているから、ＮポジションからＤポジションに変更された直後から少しの間はゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ１，Ｔｍ１ｍａｘ１がトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘとして用いられてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊が設定されることになる。
【００３７】
0≦−Tm1/ρ＋Tm2・Gr≦Tr*  (11)
Win≦Tm1・Nm1＋Tm2・Nm2≦Wout  (12)
Tm1min=max(Tm1min1,Tm1min2)  (13)
Tm1max=min(Tm1max1,Tm1max2)  (14)
Tm1*=max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min)  (15)
【００３８】
そして、上述した図４の始動時駆動制御ルーチンのステップＳ３５０〜Ｓ３７０の処理と同一の処理により、即ち式（５）〜（８）を用いてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ５８０〜Ｓ６００）、設定したエンジン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Ｓ６１０）、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における吸入空気量制御や燃料噴射制御，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。上述したように、実施例では、ゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ１，Ｔｍ１ｍａｘ１を設定する際のレート値Ｔｒｔに設定されている値Ｔ２を、モータ運転モードによるモータ走行を解除して充放電運転モードに移行するときに用いる値Ｔ１より小さな値を用いるから、ＮポジションからＤポジションに変更された直後にモータＭＧ１から予期しないトルクが出力されるのを抑制することができる。
【００３９】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、シフトポジションＳＰがＤポジションのときにモータ運転モードによるモータ走行を解除して充放電運転モードに移行するときには、モータＭＧ１のトルクを制限するゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍａｘ１の上昇率であるレート値Ｔｒｔにエンジン２２の始動時のトルクマップにおける時間ｔ１１の直後からレート処理を用いて比較的大きなトルクを仮トルクＴｍ１ｔｍｐに設定する際のレート値より大きな値Ｔ１を用いることにより、始動時のトルクマップにより設定される仮トルクＴｍ１ｔｍｐをそのままモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定してエンジン２２をモータリングして迅速にエンジン２２を始動することができる。また、シフトポジションＳＰがＮポジションからＤポジションに変更されたときには、ゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ１，Ｔｍ１ｍａｘ１の上昇率および降下率をであるレート値Ｔｒｔにモータ運転モードによるモータ走行を解除して充放電運転モードに移行するときに用いる値Ｔ１より小さな値Ｔ２を用いることにより、ＮポジションからＤポジションに変更された直後にモータＭＧ１から予期しないトルクが出力されるのを抑制することができる。もとより、モータ走行しているときにはインバータ４１をゲート遮断しているから、モータ走行中にモータＭＧ１から予期しないトルクが駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるのを抑止することができる。また、シフトポジションＳＰがＮポジションのときにはインバータ４１，４２をゲート遮断しているから、ＮポジションのときにモータＭＧ１，ＭＧ２から予期しないトルクが駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるのを抑止することができる。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータ運転モードから充放電運転モードに移行するときには、ゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍａｘ１のレート値Ｔｒｔにエンジン２２の始動時のトルクマップにおける時間ｔ１１の直後からレート処理を用いて比較的大きなトルクを仮トルクＴｍ１ｔｍｐに設定する際のレート値より大きな値Ｔ１を用いるものとしたが、ゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍａｘ１のレート値Ｔｒｔとして、始動時のトルクマップにおける時間ｔ１１の直後からレート処理時のレート値と同一の値を用いるものとしたり、始動時のトルクマップにおける時間ｔ１１の直後からレート処理時のレート値より若干小さな値を用いるものとしてもよい。このとき、ＮポジションからＤポジションに変更したときのゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ１，Ｔｍ１ｍａｘ１のレート値Ｔｒｔには、始動時のトルクマップにおける時間ｔ１１の直後からレート処理時のレート値よりずいぶん小さな値（例えば、１／１０程度の値など）を用いるものとすればよい。
【００４１】
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ＮポジションからＤポジションに変更されたときの制御としてエンジン２２が運転されているときについて説明したが、エンジン２２の運転が停止されているときも同様に、即ち、ゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ１，Ｔｍ１ｍａｘ１の上昇率および降下率であるレート値Ｔｒｔにモータ運転モードによるモータ走行を解除して充放電運転モードに移行するときに用いる値Ｔ１より小さな値Ｔ２を用いて制御することができる。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータ運転モードから充放電運転モードに移行するときのゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍａｘ１やＮポジションからＤポジションに変更したときのゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ１，Ｔｍ１ｍａｘ１をレート処理により上昇および降下するものとしたが、ゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍａｘ１やＮポジションからＤポジションに変更したときのゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ１，Ｔｍ１ｍａｘ１をレート処理とは異なる処理を用いて上昇および降下するものとしても構わない。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、減速ギヤ３５を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ３５に代えて２段変速や３段変速，４段変速などの変速機を介してリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしても構わない。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１３の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１３における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００４５】
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両の形態や車両の制御方法の形態としてもよい。
【００４６】
ここで、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「３軸式動力入出力手段」に相当する。モータＭＧ２が「電動機」に相当し、インバータ４１が「発電機用インバータ」に相当し、インバータ４２が「電動機用インバータ」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、シフトポジションセンサ８２が「シフト位置検出手段」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３のモータ走行時駆動制御ルーチンのステップＳ２１０の処理や図４の始動時駆動制御ルーチンのステップＳステップＳ３１０の処理，図５のシフト変更時駆動制御ルーチンのステップＳ５１０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、シフトポジションＳＰがＤポジションとされてエンジン２２の運転を停止してモータ走行しているときにはモータＭＧ１を駆動するためのインバータ４１をゲート遮断した状態でバッテリ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に送信する図３のモータ走行時駆動制御ルーチンのステップＳ２２０〜Ｓ２６０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジン２２の運転停止を保持するエンジンＥＣＵ２４とインバータ４１をゲート遮断すると共にトルク指令Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ２を駆動するインバータ４２を制御するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当し、シフトポジションＳＰがＤポジションのときにモータ運転モードによるモータ走行を解除して充放電運転モードに移行するときには、モータＭＧ１のトルクを制限するゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍａｘ１の上昇率であるレート値Ｔｒｔにエンジン２２の始動時のトルクマップにおける時間ｔ１１の直後からレート処理を用いて比較的大きなトルクを仮トルクＴｍ１ｔｍｐに設定する際のレート値より大きな値Ｔ１を設定すると共にゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍａｘ１の範囲内で且つバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２が始動されて要求トルク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ＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する図２のゲート遮断復帰時レート値設定ルーチンを実行すると共に図４の始動時駆動制御ルーチンのステップＳ３２０〜Ｓ４１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を実行するエンジンＥＣＵ２４とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊によりモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するインバータ４１，４２を制御するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当し、シフトポジションＳＰがＮポジションからＤポジションに変更されたときには、ゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ１，Ｔｍ１ｍａｘ１の上昇率および降下率をであるレート値Ｔｒｔにモータ運転モードによるモータ走行を解除して充放電運転モードに移行するときに用いる値Ｔ１より小さな値Ｔ２を設定すると共にゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ１，Ｔｍ１ｍａｘ１の範囲内で且つバッテリ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に送信する図２のゲート遮断復帰時レート値設定ルーチンを実行すると共に図５のシフト変更時駆動制御ルーチンのステップＳ５１０〜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と目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊によりエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を実行するエンジンＥＣＵ２４とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊によりモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するインバータ４１，４２を制御するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。
【００４７】
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。「３軸式動力入出力手段」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やデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、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軸に接続され３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する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、車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。「発電機用インバータ」としては、インバータ４１に限定されるものではなく、発電機を駆動するインバータであれば如何なる構成としても構わない。「電動機用インバータ」としては、インバータ４２に限定されるものではなく、電動機を駆動するインバータであれば如何なる構成としても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、発電機用インバータおよび電動機用インバータを介して発電機および電動機と電力のやり取りを行なうものであれば如何なるものとしても構わない。「シフト位置検出手段」としては、シフトポジションセンサ８２に限定されるものではなく、シフト位置を検出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。「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、シフトポジションＳＰがＤポジションとされてエンジン２２の運転を停止してモータ走行しているときにはモータＭＧ１を駆動するためのインバータ４１をゲート遮断した状態でバッテリ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に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２のインバータ４１，４２を制御し、シフトポジションＳＰがＤポジションのときにモータ運転モードによるモータ走行を解除して充放電運転モードに移行するときには、モータＭＧ１のトルクを制限するゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍａｘ１の上昇率であるレート値Ｔｒｔにエンジン２２の始動時のトルクマップにおける時間ｔ１１の直後からレート処理を用いて比較的大きなトルクを仮トルクＴｍ１ｔｍｐに設定する際のレート値より大きな値Ｔ１を設定すると共にゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍａｘ１の範囲内で且つバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２が始動されて要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２のインバータ４１，４２を制御し、シフトポジションＳＰがＮポジションからＤポジションに変更されたときには、ゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ１，Ｔｍ１ｍａｘ１の上昇率および降下率をであるレート値Ｔｒｔにモータ運転モードによるモータ走行を解除して充放電運転モードに移行するときに用いる値Ｔ１より小さな値Ｔ２を設定すると共にゲート遮断によるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ１，Ｔｍ１ｍａｘ１の範囲内で且つバッテリ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に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２のインバータ４１，４２を制御するものに限定されるものではなく、シフト位置が走行用ポジションのときに内燃機関の運転を停止して電動機からの動力を用いて走行する電動走行が指示されているときには発電機用インバータがゲート遮断された状態として要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と発電機用インバータと電動機用インバータとを制御し、シフト位置が走行用ポジションのときに電動走行が解除されたときには第１のトルク上昇率で増加するトルク制限内の発電機の駆動を用いて要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と発電機用インバータと電動機用インバータとを制御し、シフト位置が少なくとも発電機用インバータがゲート遮断された状態とするニュートラルポジションから走行用ポジションに変更されたときには第１のトルク上昇率より小さな第２のトルク上昇率で増加するトルク制限内の発電機の駆動を用いて要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と発電機用インバータと電動機用インバータと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。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。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。
【００４８】
以上、本発明を実施するための最良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】
【００４９】
本発明は、車両の製造産業に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【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】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるゲート遮断復帰時レート値設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるモータ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４】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により実行されるシフト変更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】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図７】モータ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８】エンジン２２の始動時にモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐに設定するトルクマップの一例とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを示す説明図である。
【図９】エンジン２２をモータリングしながら要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力して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】入出力制限起因のトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ２，Ｔｍ１ｍａｘ２の一例を示す説明図である。
【図１３】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５１】
２０，１２０  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  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、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、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、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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【図１２】
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【図１３】
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