(57)【要約】【課題】シフトレバー８１が駐車ポジションの状態でエンジン２２が運転されているときに変速機６０の入力軸３２ａが回転しないようにする。【解決手段】シフトポジションＳＰが駐車ポジションにある状態でエンジン２２が下限回転数近傍で運転されているときには、モータＭＧ１のトルク指令とエンジン２２の下限回転数とに基づいて設定される回転制限制御用トルク以下のトルクに対してリングギヤ３２の回転を制限できる程度をもってモータＭＧ２のステータ４６ｂに固定磁界が形成されるようモータＭＧ２を制御する。これにより、エンジン２２の下限回転数に応じた回転制限制御用トルクを用いてモータＭＧ２に固定磁界を形成させることができ、より適正に変速機６０の入力軸３２ａが回転しないようにすることができる。【選択図】図１
2008207583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
入力軸と車軸側との間の変速段の変更を伴う動力の伝達および伝達の解除が可能な変速手段と、
前記入力軸に接続されると共に該入力軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力の入出力と前記入力軸および前記出力軸への駆動力の入出力とを伴って前記入力軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な電力動力入出力手段と、
前記入力軸に回転子が接続され、固定子の回転磁界により該回転子を回転駆動させて該入力軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の冷却媒体の温度を検出する温度検出手段と、
前記検出された内燃機関の冷却媒体の温度に基づいて前記内燃機関の下限回転数を設定する下限回転数設定手段と、
シフトポジションが駐車ポジションにある状態で前記内燃機関を運転する際、前記内燃機関が前記設定された下限回転数以上の回転数で運転されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段とを制御すると共に前記内燃機関の運転状態および／または前記電力動力入出力手段の駆動状態と前記設定された下限回転数とに基づく駆動力範囲内で前記入力軸に作用する駆動力に対して前記駆動軸の回転を制限できる程度をもって前記固定子の磁界の向きが固定されるよう前記電動機を制御する制御手段と、
を備える車両。
【請求項２】
前記電力動力入出力手段は、前記変速手段の入力軸と前記内燃機関の出力軸と第３の軸との３軸を有し該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、前記第３の軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段である請求項１記載の車両。
【請求項３】
前記制御手段は、前記内燃機関が前記設定された下限回転数を含む所定の回転数範囲内で運転されているときであって前記内燃機関の回転数を小さくする方向の駆動力が前記発電機から出力されているときには、前記設定された下限回転数が小さいほど広くなる傾向に設定される前記駆動力範囲を用いて前記電動機を制御する手段である請求項２記載の車両。
【請求項４】
前記制御手段は、前記内燃機関が前記設定された下限回転数を含む所定の回転数範囲内で運転されているときであって前記内燃機関の回転数を小さくする方向の駆動力の前記発電機からの出力を伴って前記内燃機関からの動力の出力により該内燃機関の回転数が増加するときには、前記設定された下限回転数が小さいほど広くなる傾向に設定される前記駆動力範囲を用いて前記電動機を制御する手段である請求項２記載の車両。
【請求項５】
請求項２ないし４いずれか記載の車両であって、
前記内燃機関の目標回転数を設定する目標回転数設定手段を備え、
前記制御手段は、前記内燃機関の回転数を変更する際、前記内燃機関の現在の回転数と前記内燃機関の目標回転数との偏差に基づく駆動力が前記発電機から出力されるよう前記発電機を制御する手段である
を備える車両。
【請求項６】
前記下限回転数設定手段は、前記検出された内燃機関の冷却媒体の温度が低いほど大きくなる傾向に前記下限回転数を設定する手段である請求項１ないし５いずれか記載の車両。
【請求項７】
内燃機関と、入力軸と車軸側との間の変速段の変更を伴う動力の伝達および伝達の解除が可能な変速手段と、前記入力軸に接続されると共に該入力軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力の入出力と前記入力軸および前記出力軸への駆動力の入出力とを伴って前記入力軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な電力動力入出力手段と、前記入力軸に回転子が接続され固定子の回転磁界により該回転子を回転駆動させて該入力軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記内燃機関の冷却媒体の温度に基づいて前記内燃機関の下限回転数を設定し、
シフトポジションが駐車ポジションにある状態で前記内燃機関を運転する際、前記内燃機関が前記設定された下限回転数以上の回転数で運転されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段とを制御すると共に前記内燃機関の運転状態および／または前記電力動力入出力手段の駆動状態と前記設定された下限回転数とに基づく駆動力範囲内で前記入力軸に作用する駆動力に対して前記駆動軸の回転を制限できる程度をもって前記固定子の磁界の向きが固定されるよう前記電動機を制御する、
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、エンジンにキャリアが接続されると共に車軸にリングギヤが接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤのサンギヤに接続された第１モータと、リングギヤに接続された第２モータと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、停車中に第１モータによりエンジンをモータリングして始動または停止する際に、エンジンの回転が安定しない低回転領域ではエンジントルクに基づく反力トルクを第２モータから出力し、高回転領域ではエンジンの回転数の変化率に基づく反力トルクを第２モータから出力することにより、それぞれの回転領域で反力トルクをより適正に設定してトルクショックを低減している。
【特許文献１】特開２０００−１２５４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述のハード構成に加えてリングギヤと車軸との間に有段の変速機を備える車両では、シフトポジションが駐車ポジションにあるときには、通常、車軸がロックされると共に有段の変速機によってリングギヤが車軸から切り離される。この状態でエンジンを運転する際には、シフトポジションが駐車ポジションから走行用ポジションにシフト変更されて変速機によってリングギヤと車軸とを接続する際のショックを抑制するためなどの理由により、リングギヤができるだけ回転しないようにすることが望まれる。
【０００４】
本発明の車両およびその制御方法は、内燃機関に接続された電力動力入出力装置と電動機とが接続された入力軸と車軸側との間の変速段の変更を伴う動力の伝達およびその解除を行なう変速機を備えるものにおいて、シフトポジションが駐車ポジションにある状態でエンジンを運転する際に、入力軸が回転しないようにすることを目的とする。
【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、
入力軸と車軸側との間の変速段の変更を伴う動力の伝達および伝達の解除が可能な変速手段と、
前記入力軸に接続されると共に該入力軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力の入出力と前記入力軸および前記出力軸への駆動力の入出力とを伴って前記入力軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な電力動力入出力手段と、
前記入力軸に回転子が接続され、固定子の回転磁界により該回転子を回転駆動させて該入力軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の冷却媒体の温度を検出する温度検出手段と、
前記検出された内燃機関の冷却媒体の温度に基づいて前記内燃機関の下限回転数を設定する下限回転数設定手段と、
シフトポジションが駐車ポジションにある状態で前記内燃機関を運転する際、前記内燃機関が前記設定された下限回転数以上の回転数で運転されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段とを制御すると共に前記内燃機関の運転状態および／または前記電力動力入出力手段の駆動状態と前記設定された下限回転数とに基づく駆動力範囲内で前記入力軸に作用する駆動力に対して前記駆動軸の回転を制限できる程度をもって前記固定子の磁界の向きが固定されるよう前記電動機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、シフトポジションが駐車ポジションにある状態で内燃機関を運転する際、内燃機関の冷却媒体の温度に基づいて設定された下限回転数以上の回転数で内燃機関が運転されるよう内燃機関と電力動力入出力手段とを制御すると共に内燃機関の運転状態および／または電力動力入出力手段の駆動状態と下限回転数とに基づく駆動力範囲内で変速手段の入力軸に作用する駆動力に対して駆動軸の回転を制限できる程度をもって固定子の磁界の向きが固定されるよう電動機を制御する。内燃機関の下限回転数に応じて内燃機関の回転数の取り得る範囲が異なるため、内燃機関の回転数が変更される際には、その下限回転数に応じて内燃機関の回転数の単位時間あたりの変化量である回転数変化率が異なる場合がある。また、内燃機関の回転数が変更される際には、内燃機関や電力動力入出力手段を含む慣性系のイナーシャに基づく駆動力が作用するが、この駆動力は、内燃機関の回転数変化率によって異なる。したがって、内燃機関の運転状態や電力動力入出力手段の駆動状態に加えて内燃機関の下限回転数を加味した駆動力範囲を用いて電動機を制御することにより、内燃機関の下限回転数に応じて変速手段の入力軸が回転しないようにすることができる。ここで、「内燃機関の運転状態」には、内燃機関の現在の運転状態に限られず、内燃機関の運転状態の目標としての目標運転状態も含まれる。また、「電力動力入出力手段の駆動状態」には、電力動力入出力手段の現在の駆動状態に限られず、電力動力入出力手段の駆動状態の目標としての目標駆動状態も含まれる。
【０００８】
こうした本発明の車両において、前記電力動力入出力手段は、前記変速手段の入力軸と前記内燃機関の出力軸と第３の軸との３軸を有し該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、前記第３の軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段であるものとすることもできる。
【０００９】
この電力動力入出力手段が３軸式動力入出力手段と発電機とを備える態様の本発明の車両において、前記制御手段は、前記内燃機関が前記設定された下限回転数を含む所定の回転数範囲内で運転されているときであって前記内燃機関の回転数を小さくする方向の駆動力が前記発電機から出力されているときには、前記設定された下限回転数が小さいほど広くなる傾向に設定される前記駆動力範囲を用いて前記電動機を制御する手段であるものとすることもできるし、前記内燃機関が前記設定された下限回転数を含む所定の回転数範囲内で運転されているときであって前記内燃機関の回転数を小さくする方向の駆動力の前記発電機からの出力を伴って前記内燃機関からの動力の出力により該内燃機関の回転数が増加するときには、前記設定された下限回転数が小さいほど広くなる傾向に設定される前記駆動力範囲を用いて前記電動機を制御する手段であるものとすることもできる。これは、発電機から内燃機関の回転数を小さくする方向の駆動力を出力しながら内燃機関の回転数を下限回転数近傍からそれよりも大きいある回転数まで増加させる際には、発電機から出力されて変速手段の入力軸に作用する駆動力と慣性系のイナーシャに基づいて入力軸に作用する駆動力とが同じ向きの駆動力であり、且つ、下限回転数が小さいほど下限回転数とある回転数との偏差が大きく内燃機関の回転数変化率が大きくなりやすく慣性系のイナーシャに基づいて入力軸に作用する駆動力の大きさが大きくなりやすいため、下限回転数が小さいほど入力軸に作用する駆動力が大きくなりやすいと考えられるという理由に基づく。
【００１０】
また、電力動力入出力手段が３軸式動力入出力手段と発電機とを備える態様の本発明の車両において、前記内燃機関の目標回転数を設定する目標回転数設定手段を備え、前記制御手段は、前記内燃機関の回転数を変更する際、前記内燃機関の現在の回転数と前記内燃機関の目標回転数との偏差に基づく駆動力が前記発電機から出力されるよう前記発電機を制御する手段であるものとすることもできる。
【００１１】
本発明の車両において、前記下限回転数設定手段は、前記検出された内燃機関の冷却媒体の温度が低いほど大きくなる傾向に前記下限回転数を設定する手段であるものとすることもできる。これは、冷間時に、内燃機関の暖気や乗員室内の暖房などを促進させるためである。
【００１２】
本発明の車両の制御方法は、
内燃機関と、入力軸と車軸側との間の変速段の変更を伴う動力の伝達および伝達の解除が可能な変速手段と、前記入力軸に接続されると共に該入力軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力の入出力と前記入力軸および前記出力軸への駆動力の入出力とを伴って前記入力軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な電力動力入出力手段と、前記入力軸に回転子が接続され固定子の回転磁界により該回転子を回転駆動させて該入力軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記内燃機関の冷却媒体の温度に基づいて前記内燃機関の下限回転数を設定し、
シフトポジションが駐車ポジションにある状態で前記内燃機関を運転する際、前記内燃機関が前記設定された下限回転数以上の回転数で運転されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段とを制御すると共に前記内燃機関の運転状態および／または前記電力動力入出力手段の駆動状態と前記設定された下限回転数とに基づく駆動力範囲内で前記入力軸に作用する駆動力に対して前記駆動軸の回転を制限できる程度をもって前記固定子の磁界の向きが固定されるよう前記電動機を制御する、
ことを要旨とする。
【００１３】
この本発明の車両の制御方法では、シフトポジションが駐車ポジションにある状態で内燃機関を運転する際、内燃機関が内燃機関の状態に基づいて設定された下限回転数以上の回転数で運転されるよう内燃機関と電力動力入出力手段とを制御すると共に内燃機関の運転状態および／または電力動力入出力手段の駆動状態と下限回転数とに基づく駆動力範囲内で変速手段の入力軸に作用する駆動力に対して駆動軸の回転を制限できる程度をもって固定子の磁界の向きが固定されるよう電動機を制御する。内燃機関の下限回転数に応じて内燃機関の回転数の取り得る範囲が異なるため、内燃機関の回転数が変更される際には、その下限回転数に応じて内燃機関の回転数の単位時間あたりの変化量である回転数変化率が異なる場合がある。また、内燃機関の回転数が変更される際には、内燃機関や電力動力入出力手段を含む慣性系のイナーシャに基づく駆動力が作用するが、この駆動力は、内燃機関の回転数変化率によって異なる。したがって、内燃機関の運転状態や電力動力入出力手段の駆動状態に加えて内燃機関の下限回転数を加味した駆動力範囲を用いて電動機を制御することにより、内燃機関の下限回転数に応じて変速手段の入力軸が回転しないようにすることができる。ここで、「内燃機関の運転状態」には、内燃機関の現在の運転状態に限られず、内燃機関の運転状態の目標としての目標運転状態も含まれる。また、「電力動力入出力手段の駆動状態」には、電力動力入出力手段の現在の駆動状態に限られず、電力動力入出力手段の駆動状態の目標としての目標駆動状態も含まれる。
【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に接続されたリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、リングギヤ軸３２ａの動力を変速して駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に出力する変速機６０と、駆動輪３９ａ，３９ｂをロックするパーキングロック機構９０と、自動車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。
【００１６】
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には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン２２を冷却する冷却水の温度を検出する温度センサ２２ａからの冷却水温αｗ，エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。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、クランクポジションセンサ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。
【００１７】
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には変速機６０の入力軸としてのリングギヤ軸３２ａ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から変速機６０，駆動軸３６，デファレンシャルギヤ３８を介して、最終的には車両の駆動輪３９ａ，３９ｂに出力される。
【００１８】
図２は、モータＭＧ１，ＭＧ２やバッテリ５０を中心とした電気駆動系の構成の概略を示す構成図である。モータＭＧ１，ＭＧ２は、図１および図２に示すように、いずれも永久磁石が貼り付けられたロータ４５ａ，４６ａと三相コイルが巻回されたステータ４５ｂ，４６ｂとを有し、発電機として駆動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は、いずれも６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６，Ｔ７〜Ｔ１２とトランジスタＴ１〜Ｔ６，Ｔ７〜Ｔ１２に逆並列接続された６個のダイオードＤ１〜Ｄ６，Ｄ７〜Ｄ１２とにより構成されている。各６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６，Ｔ７〜Ｔ１２は、バッテリ５０の正極が接続された正極母線とバッテリ５０の負極が接続された負極母線とに対してソース側とシンク側とになるよう２個ずつペアで配置され、その接続点にモータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、対をなすトランジスタＴ１〜Ｔ６，Ｔ７〜Ｔ１２のオン時間の割合を調節することにより三相コイルに回転磁界を形成でき、モータＭＧ１，ＭＧ２を回転駆動することができる。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から構成されており、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は、ＣＰＵ４０ａ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、ＣＰＵ４０ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ４０ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ４０ｃ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。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のロータ４５ａ，４６ａの回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２のロータ４５ａ，４６ａの回転位置θｍ１，θｍ２や、モータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイルのＵ相，Ｖ相に流れる相電流を検出する電流センサ４５Ｕ，４５Ｖ，４６Ｕ，４６Ｖからの相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２のトランジスタＴ１〜Ｔ６，Ｔ７〜Ｔ１２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からのロ��タ４５ａ，４６ａの回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００１９】
変速機６０は、図示しないブレーキやクラッチを有し、入力軸としてのリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をリングギヤ軸３２ａの回転数を４段に変速して駆動軸３６に伝達できるよう構成されている。
【００２０】
パーキングロック機構９０は、駆動軸３６に取り付けられたパーキングギヤ９２と、パーキングギヤ９２と噛み合ってその回転駆動を停止した状態でロックするパーキングロックポール９４と、から構成されている。パーキングロックポール９４は、他のポジションから駐車ポジション（Ｐポジション）への操作信号または駐車ポジションから他のポジションへの操作信号を入力したハイブリッド用電子制御ユニット７０により図示しないアクチュエータが駆動制御されることによって作動し、パーキングギヤ９２との噛合およびその解除によりパーキングロックおよびその解除を行なう。駆動軸３６は機械的に駆動輪３９ａ，３９ｂに接続されているから、パーキングロック機構９０は間接的に駆動輪３９ａ，３９ｂをロックしていることになる。
【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図示しない電圧センサからのバッテリ電圧，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。
【００２２】
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からは、変速機６０の図示しないブレーキやクラッチのアクチュエータへの駆動信号やパーキングロック機構９０の図示しないアクチュエータへの駆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、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。
【００２３】
なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションセンサ８２により検出するシフトレバー８１のポジションとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や中立ポジション（Ｎポジション），ドライブポジション（Ｄポジション），リバースポジション（Ｒポジション）などがある。シフトレバー８１が駐車ポジションの状態のときには、通常、変速機６０の図示しないブレーキやクラッチが開放されてリングギヤ軸３２ａが駆動軸３６から切り離される。
【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。
【００２５】
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、特にシフトレバー８１が駐車ポジションにあるときの動作について説明する。図３は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駐車状態運転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、シフトレバー８１が駐車ポジションにある状態でエンジン２２が運転されているときに所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２６】
駐車状態運転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、エンジン２２の冷却水温αｗや、エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，発電要求パワーＰ＊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Ｓ１００）。ここで、エンジン２２の冷却水温αｗは、温度センサ２２ａにより検出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、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。さらに、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２のロータ４５ａ，４６ａの回転位置に基づいて計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。発電要求パワーＰ＊は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣや電池温度Ｔｂ，図示しない補機の目標消費電力などに基づいて設定されてＲＡＭ７６の所定アドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。
【００２７】
こうしてデータを入力すると、発電要求パワーＰ＊に基づいてエンジン２２が効率よく運転されるようエンジン２２の仮の運転ポイントとしての仮回転数Ｎｅｔｍｐおよび仮トルクＴｅｔｍｐを設定すると共に（ステップＳ１１０）、エンジン２２の冷却水温αｗに基づいてエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎを設定する（ステップＳ１２０）。エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎは、実施例では、エンジン２２の冷却水温αｗとエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎとの関係を予め定めて下限回転数設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、エンジン２２の冷却水温αｗが与えられると記憶したマップから対応するエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎを導出して設定するものとした。下限回転数設定用マップの一例を図４に示す。エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎは、図示するように、実施例では、エンジン２２の冷却水温αｗが低いほど大きくなる傾向に設定するものとした。これは、冷間時に、エンジン２２の暖機や乗員室内の暖房などを促進させるためである。
【００２８】
こうしてエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎを設定すると、エンジン２２の仮回転数Ｎｅｔｍｐをエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎと比較し（ステップＳ１３０）、仮回転数Ｎｅｔｍｐが下限回転数Ｎｅｍｉｎ以上のときには、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に仮回転数Ｎｅｔｍｐを設定すると共に目標回転数Ｔｅ＊に仮トルクＴｅｔｍｐを設定し（ステップＳ１４０）、仮回転数Ｎｅｔｍｐが下限回転数Ｎｅｍｉｎより小さいときには、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に下限回転数Ｎｅｍｉｎを設定すると共に発電要求パワーＰ＊を目標回転数Ｎｅ＊で除したものを目標トルクＴｅ＊に設定する（ステップＳ１５０）。このステップＳ１３０〜Ｓ１５０の処理は、エンジン２２を下限回転数Ｎｅｍｉｎ以上の回転数で運転するために、エンジン２２の運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する処理である。
【００２９】
続いて、動力分配統合機構３０のギヤ比ρとエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとに基づいて次式（１）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１６０）。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５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であるリングギヤ３２（リングギヤ軸３２ａ）の回転数Ｎｒを示す。また、図中、Ｒ軸上の太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクを示す。式（１）は、エンジン２２から出力されてサンギヤ３１に作用するトルクに対して釣り合いを取るためのトルクと、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と回転数Ｎｅとの差を打ち消すためのトルクと、の和としてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する式である。式（１）中、右辺第１項は図５の共線図から容易に導き出すことができる。また、式（１）中、右辺第２項および第３項はモータ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の項であり、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。
【００３０】
【数１】
2008207583.tif 000003
【００３１】
こうしてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると、トルク指令Ｔｍ１＊に対応するトルクがモータＭＧ１から出力されたときにリングギヤ軸３２ａに作用すると推定されるトルクとしての推定軸トルクＴｒｅｓｔをトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（２）により計算する（ステップＳ１７０）。ここで、式（２）は、図５の共線図により容易に導き出すことができる。
【００３２】
【数２】
2008207583.tif 000004
【００３３】
続いて、エンジン２２の回転数Ｎｅを下限回転数Ｎｅｍｉｎに所定回転数ΔＮｅを加えた閾値（Ｎｅｍｉｎ＋ΔＮｅ）と比較する（ステップＳ１８０）。ここで、所定回転数ΔＮｅは、エンジン２２の回転数Ｎｅが下限回転数Ｎｅｍｉｎを含む所定範囲内にあるか否かを判定するために用いられるものであり、例えば、５０ｒｐｍや１００ｒｐｍなどを用いることができる。エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値（Ｎｅｍｉｎ＋ΔＮｅ）以下のときには、エンジン２２の回転数Ｎｅが下限回転数Ｎｅｍｉｎを含む所定範囲内にあると判断し、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎに基づいて補正トルクΔＴを設定し（ステップＳ１９０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値（Ｎｅｍｉｎ＋ΔＮｅ）より大きいときには、補正トルクΔＴに値０を設定し（ステップＳ２００）、推定軸トルクＴｒｅｓｔの絶対値に補正トルクΔＴを加えることにより回転制限制御用トルクＴｍ２を設定する（ステップＳ２１０）。まず、回転制限制御用トルクＴｍ２について説明し、その後に補正トルクΔＴについて説明する。
【００３４】
回転制限制御用トルクＴｍ２は、モータＭＧ２のステータ４６ｂに形成される磁界の向きを固定することによりモータＭＧ２のロータ４６ａ（変速機６０の入力軸としてのリングギヤ軸３２ａ）が回転しないようにする制御（以下、回転制限制御という）を実行する際にモータＭＧ２の三相コイルに通電させる電流値を設定するために用いるトルクである。この回転制限制御用トルク制限Ｔｍ２は、実施例では、値０以上の値が設定されるものとした。図６は、回転制限制御の様子を示す説明図である。モータＭＧ２を制御する際には、図６に示すように、モータＭＧ２のステータ４６ｂには、電流が通電されたＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各々で形成される磁界を合成した合成磁界（図中、実線太線矢印参照）が形成される。回転制限制御では、この合成磁界が回転しないようにモータＭＧ２を制御する。以下、こうした回転しない合成磁界を固定磁界と呼ぶ。固定磁界の向きがモータＭＧ２のロータ４６ａの永久磁石により形成される磁界の向き（ｄ−ｑ座標系におけるｄ軸の向き）と一致するときには、モータＭＧ２から駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにはトルクは出力されない。しかしながら、リングギヤ軸３２ａにトルクが作用することによってロータ４６ａが回転してステータ４６ｂに形成される固定磁界の向きとロータ４６ａの現在の磁界の向き（ｄ軸の向き）とがズレると、ステータ４６ｂに形成される固定磁界の向きとロータ４６ａの現在の磁界の向きとが一致する方向にズレに応じてロータ４６ａにトルクが作用し（以下、このトルクを吸引トルクという）、リングギヤ軸３２ａに作用するトルクと吸引トルクとが釣り合う位置でロータ４６ａは停止する。ここで、吸引トルクは、固定磁界の向きとロータ４６ａの現在の磁界の向きとのズレが電気角でπ／２以下の範囲内のときにはそのズレが大きいほど大きくなり、且つ、固定磁界を形成させるためにステータ４６ｂの三相コイルに通電させる電流値が大きいほど大きくなる。前述の回転制限制御用トルクＴｍ２は、この三相コイルに通電させる電流値を定めるために用いられるものである。実施例では、回転制限制御用トルクＴｍ２が大きいほど大きくなる傾向で、且つ、回転制限制御用トルクＴｍ２以下の大きさ（−Ｔｍ２〜Ｔｍ２の範囲内）でリングギヤ軸３２ａに作用するトルクに対してリングギヤ軸３２ａが回転しないようにすることができる電流値を設定するものとした。こうしたモータＭＧ２の制御の詳細については後述する。なお、ｄ−ｑ座標系において、ｄ軸はロータ４６ａに貼り付けられた永久磁石により形成される磁界の方向であり、ｑ軸はｄ軸に対して電気角でπ／２だけ進角させた方向である。
【００３５】
次に、補正トルクΔＴについて説明する。補正トルクΔＴは、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値（Ｎｅｍｉｎ＋ΔＮｅ）以下のときには、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎと補正トルクΔＴとの関係を予め定めて補正トルク設定用マップとして記憶しておき、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎが与えられると記憶したマップから対応する補正トルクΔＴを導出して設定するものとした。補正トルク設定用マップの一例を図７に示す。補正トルク設定用マップは、図示するように、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎが大きいほど小さくなる傾向に設定される。これは、以下の理由による。いま、モータＭＧ１からエンジン２２の回転数Ｎｅを小さくする方向のトルクＴｍ１（以下、発電トルクという）が出力されながらエンジン２２からのトルクによりエンジン２２の回転数Ｎｅが下限回転数Ｎｅｍｉｎ近傍からある回転数Ｎ１（エンジン２２の任意の冷却水温αｗの下限回転数Ｎｅｍｉｎよりも大きい回転数、例えば、２０００ｒｐｍなど）まで増加させるときを考える。なお、エンジン２２の回転数Ｎｅを下限回転数Ｎｅｍｉｎ近傍からある回転数Ｎ１まで増加させるときとしては、例えば、図示しない補機による電力消費を賄うためにエンジン２２からの出力パワーを増加させたいときなどがある。このとき、モータＭＧ１の発電トルクＴｍ１の大きさを一旦小さくしてエンジン２２の回転数Ｎｅを増加させると、エンジン２２やモータＭＧ１からなる慣性系のイナーシャに基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに作用し、このイナーシャに基づくトルクはモータＭＧ１から出力されてリングギヤ軸３２ａに作用するトルク（以下、モータＭＧ１の発電トルクＴｍ１に応じたトルク（−Ｔｍ１＊／ρ）という）と同じ向きのトルクとなるため、モータＭＧ１の発電トルクＴｍ１に応じたトルク（−Ｔｍ１＊／ρ）よりも大きさが大きいトルクがリングギヤ軸３２ａに作用することになる。エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎが比較的大きいときには、エンジン２２の現在の回転数Ｎｅとある回転数Ｎ１との回転数差が比較的小さく、式（１）を用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊が設定されるため、エンジン２２やモータＭＧ１の回転数変化率もそれほど大きくならず、慣性系のイナーシャに応じてリングギヤ軸３２ａに作用するトルクもそれほど大きくならない。したがって、リングギヤ軸３２ａに作用するトルクはモータＭＧ１の発電トルクＴｍ１に応じたトルク（−Ｔｍ１＊／ρ）に比してそれほど大きくならないと考えられる。しかしながら、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎが比較的小さいときには、エンジン２２の現在の回転数Ｎｅとある回転数Ｎ１との回転数差が比較的大きく、式（１）により、モータＭＧ１の発電トルクＴｍ１の大きさが小さくなり、エンジン２２やモータＭＧ１の回転数変化率が比較的大きくなりやすく、慣性系のイナーシャに応じてリングギヤ軸３２ａに作用するトルクも比較的大きくなるため、リングギヤ軸３２ａに作用するトルクはモータＭＧ１の発電トルクＴｍ１に応じたトルク（−Ｔｍ１＊／ρ）に比して比較的大きくなると考えられる。実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅが下限回転数Ｎｅｍｉｎ近傍のときに、こうしたエンジン２２の回転変���（回転数の増加）に備えて、下限回転数Ｎｅｍｉｎが小さいほど大きくなるように補正トルクΔＴを設定するのである。これにより、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎが小さいほど、即ち、エンジン２２の回転数変化率が大きくなりやすく慣性系のイナーシャに応じてリングギヤ軸３２ａに大きなトルクが作用する可能性が高いほど、大きくなる傾向に回転制限制御用トルクＴｍ２が設定されることになる。
【００３６】
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のトルク指令Ｔｍ１＊，回転制限制御用トルクＴｍ２を設定すると、設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と回転制限制御用トルクＴｍ２とについてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２２０）、駐車状態運転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＊と回転制限制御用トルクＴｍ２とを受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されるようインバータ４１のスイッチング素子のスイッチング制御を行なうと共に図８に例示する回転制限制御用トルク受信時第２モータ制御ルーチンを実行する。このように、モータＭＧ１のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に加えてエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎを考慮した回転制限制御用トルクＴｍ２を用いてモータＭＧ２を制御することにより、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎが比較的小さく、エンジン２２の回転数Ｎｅが変更される際にその回転数変化率が大きくなる可能性が高いときでも、リングギヤ軸３２ａが回転するのを抑制することができる。
【００３７】
次に、モータＥＣＵ４０により実行される図８の回転制限制御用トルク受信時第２モータ制御ルーチンについて説明する。このルーチンは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０から回転制限制御用トルクＴｍ２を受信したときに実行される。回転制限制御用トルク受信時第２モータ制御ルーチンが実行されると、モータＥＣＵ４０のＣＰＵ４０ａは、まず、電流センサ４６Ｕ，４６Ｖからの三相コイルのＵ相，Ｖ相に流れる相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２や回転制限制御用トルクＴｍ２，制御用電気角θｅｓｅｔ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Ｓ３００）。ここで、回転制限制御用トルクＴｍ２は、前述の図３の駐車状態運転制御ルーチンにより設定されたものをハイブリッド用電子制御ユニット７０から通信により入力するものとした。また、制御用電気角θｅｓｅｔは、シフトポジションＳＰが駐車ポジションにある状態でエンジン２２が停止しているときや、エンジン２２が運転されながらシフトポジションＳＰがドライブポジションなどから駐車ポジションにシフト操作されたときなどに回転位置検出センサ４４から入力されたモータＭＧ２のロータ４６ａの回転位置θｍ２に応じた電気角θｅ２を設定するものとした。
【００３８】
続いて、モータＭＧ２の三相コイルのＵ相，Ｖ相，Ｗ相に流れる相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２の総和を値０として制御用電気角θｅｓｅｔを用いて次式（３）により相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２をｄ軸およびｑ軸の電流Ｉｄ２，Ｉｑ２に座標変換（３相−２相変換）し（ステップＳ３１０）、回転制限制御用トルクＴｍ２に基づいて制御用電気角θｅｓｅｔにおけるｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊を設定すると共にｑ軸の電流指令Ｉｑ２＊に値０を設定する（ステップＳ３２０）。ｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊は、実施例では、回転制限制御用トルクＴｍ２が大きいほど大きくなる傾向で、且つ、回転制限制御用トルクＴｍ２以下の大きさ（−Ｔｍ２〜Ｔｍ２の範囲内）でリングギヤ軸３２ａに作用するトルクに対してリングギヤ軸３２ａが回転しないようにすることができる電流値を設定するものとした。
【００３９】
【数３】
2008207583.tif 000005
【００４０】
こうして電流指令Ｉｄ２＊，Ｉｑ２＊を設定すると、設定した電流指令Ｉｄ２＊，Ｉｑ２＊と電流Ｉｄ２，Ｉｑ２とを用いて次式（４）および式（５）によりｄ軸およびｑ軸の電圧指令Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊を計算すると共に（ステップＳ３３０）、計算したｄ軸およびｑ軸の電圧指令Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊を制御用電気角θｅｓｅｔを用いて式（６）および式（７）によりモータＭＧ２の三相コイルのＵ相，Ｖ相，Ｗ相に印加すべき電圧指令Ｖｕ２＊，Ｖｖ２＊，Ｖｗ２＊に座標変換（２相−３相変換）し（ステップＳ３４０）、座標変換した電圧指令Ｖｕ２＊，Ｖｖ２＊，Ｖｗ２＊をインバータ４２のトランジスタＴ７〜Ｔ１２をスイッチングするためのＰＷＭ信号に変換し（ステップＳ３５０）、変換したＰＷＭ信号をインバータ４２のトランジスタＴ７〜Ｔ１２に出力することによりモータＭＧ２を駆動制御して（ステップＳ３６０）、回転制限制御用トルク受信時第２モータ制御ルーチンを終了する。ここで、式（４）および式（５）中、「ｋ３」および「ｋ５」は比例係数であり、「ｋ４」および「ｋ６」は積分係数である。
【００４１】
【数４】
2008207583.tif 000006
【００４２】
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が駐車ポジションにある状態でエンジン２２を運転する際に、エンジン２２が下限回転数Ｎｅｍｉｎ以上の回転数で運転されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とを設定してエンジン２２とモータＭＧ１とを制御すると共にエンジン２２が下限回転数Ｎｅｍｉｎ近傍で運転されているときにはモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎとに基づいて設定される回転制限制御用トルクＴｍ２以下のトルクに対してリングギヤ３２の回転を制限できる程度をもってモータＭＧ２のステータ４６ｂに固定磁界が形成されるようモータＭＧ２を制御するから、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に加えてエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎに応じてリングギヤ軸３２ａが回転しないようにすることができる。しかも、エンジン２２がエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎ近傍で運転されているときに、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎが小さいほど大きくなる傾向に回転制限制御用トルクＴｍ２を設定するから、エンジン２２の回転数Ｎｅが増加する際に回転数Ｎｅの変化率が大きくなる可能性が高いときでも、リングギヤ軸３２ａが回転しないようにすることができる。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値（Ｎｅｍｉｎ＋ΔＮｅ）以下のときに、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎに基づいて補正トルクΔＴを設定するものとしたが、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値（Ｎｅｍｉｎ＋ΔＮｅ）以下であり、且つ、モータＭＧ１からの発電トルクの出力を伴ってエンジン２２の回転数Ｎｅが増加するときに、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎに基づいて補正トルクΔＴを設定するものとしてもよい。この場合、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値（Ｎｅｍｉｎ＋ΔＮｅ）以下であるときでも、モータＭＧ１からの発電トルクの出力を伴ってエンジン２２の回転数Ｎｅが増加するときでないときには、補正トルクΔＴに値０を設定するものとしてもよい。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値（Ｎｅｍｉｎ＋ΔＮｅ）以下のときにはエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎに基づいて補正トルクΔＴを設定し、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値（Ｎｅｍｉｎ＋ΔＮｅ）より大きいときには補正トルクΔＴに値０を設定するものとしたが、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値（Ｎｅｍｉｎ＋ΔＮｅ）より大きいときであってエンジン２２の回転数Ｎｅが減少するときに、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎに基づいて補正トルクΔＴを設定するものとしてもよい。この場合、下限回転数Ｎｅｍｉｎに代えて、エンジン２２の回転数Ｎｅと下限回転数Ｎｅｍｉｎとの偏差に基づいて補正トルクΔＴを設定するものとしてもよい。例えば、エンジン２２の回転数Ｎｅと下限回転数Ｎｅｍｉｎとの偏差が比較的大きいときにモータＭＧ１からの発電トルクの出力を伴ってエンジン２２の回転数Ｎｅが減少するときには、エンジン２２の回転数Ｎｅが大きいほど負側で負の値が大きくなる傾向に補正トルクΔＴを設定するものとしてもよい。いま、エンジン２２をある回転数Ｎ２から下限回転数Ｎｅｍｉｎまで減少させるときを考える。このとき、モータＭＧ１からの発電トルクＴｍ１の一部が慣性系のイナーシャによって打ち消されるため、発電トルクＴｍ１に応じたトルク（−Ｔｍ１／ρ）よりも大きさが小さなトルクがリングギヤ軸３２ａに作用する。また、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎが小さいほどエンジン２２の回転数変化率の大きさが大きくなりやすく、リングギヤ軸３２ａに作用するトルクは小さくなると考えられる。したがって、モータＭＧ１から発電トルクを出力しながらエンジン２２の回転数が減少するときには、エンジン２２の回転数Ｎｅが大きいほど負側で負の値が大きくなる傾向に補正トルクΔＴを設定するものとしてもよいのである。これにより、エンジン２２の回転数Ｎｅが減少する際には、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎが小さいほど回転制限制御用トルクＴｍ２が小さくなるから、モータＭＧ２の電力消費を抑制することができる。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、図３の駐車状態運転制御ルーチンにおいて、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２の冷却水温αｗとに基づいて回転制限制御用トルクＴｍ２を設定するものとしたが、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊と冷却水温αｗとに基づいて回転制限制御用トルクＴｍ２を設定するものとしてもよいし、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２の冷却水温αｗとに基づいて回転制限制御用トルクＴｍ２を設定するものとしてもよい。エンジン２２の目標トルクＴｅ＊と冷却水温αｗとに基づいて回転制限制御用トルクＴｍ２を設定する場合、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊に基づいてリングギヤ軸３２ａに作用するトルク（Ｔｅ＊／（１＋ρ））とエンジン２２の冷却水温αｗに基づく補正トルクΔＴとを用いて回転制限制御用トルクＴｍ２を設定するものとしてもよい。また、モータＭＧ１の駆動状態としては、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に代えて、例えば、前回のモータＭＧ１のトルク指令（前回Ｔｍ１＊）や、モータＭＧ１に通電されている電流などに基づいて設定されるモータＭＧ１から現在出力されているトルクなどを用いるものとしてもよい。さらに、エンジン２２の運転状態としては、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊に代えて、例えば、前回のエンジン２２の目標トルク（前回Ｔｅ＊）や、エンジン２２の吸入空気量などから推定されるエンジン２２から現在出力されているトルクなどを用いるものとしてもよい。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２として三相交流電動機を用いるものとしたが、三相以外の多相交流電動機を用いるものとしてもよい。
【００４７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ｄ−ｑ座標系に対して回転制限制御用トルクＴｍ２に基づいて制御用電気角θｅｓｅｔにおけるｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊を設定すると共にｑ軸の電流指令Ｉｑ２＊に値０を設定し、設定したｄ軸およびｑ軸の電流指令Ｉｄ２＊，Ｉｑ２＊に基づいてモータＭＧ２を制御するものとしたが、回転制限制御用トルクＴｍ２に基づく電流をモータＭＧ２に通電させてモータＭＧ２のステータ４６ｂの磁界の向きを固定するものであれば、３相−２相変換することなくモータＭＧ２を制御するものとしてもよい。
【００４８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、４段の変速段をもって変速可能な変速機６０を用いるものとしたが、変速段は４段に限られるものではなく、２段以上の変速段をもって変速可能な変速機であればよい。
【００４９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に変速機６０を介して接続された動力軸としてのリングギヤ軸３２ａにエンジン２２からの動力を動力分配統合機構３０を介して出力するものとしたが、図９の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ１３２と駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する駆動軸３６に変速機６０を介して接続された動力軸３２ｂに接続されたアウターロータ１３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を動力軸３２ｂ，変速機６０，駆動軸３６を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機１３０を備えるものとしてもよい。
【００５０】
実施例では、ハイブリッド自動車の形態として用いるものとしたが、列車など自動車以外の車両の形態としてもよいし、自動車を含めた車両の制御方法の形態としてもよい。
【００５１】
ここで、実施例や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する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、変速機６０が「変速手段」に相当し、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１が「電力動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、温度センサ２２ａが「温度検出手段」に相当し、エンジン２２の冷却水温αｗに基づいてエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎを設定する図３の駐車状態運転制御ルーチンのステップＳ１２０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「下限回転数設定手段」に相当し、シフトポジションＳＰが駐車ポジションにある状態でエンジン２２を運転する際に、エンジン２２が下限回転数Ｎｅｍｉｎ以上で運転されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とを設定してエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とに送信し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎとに基づいて回転制限制御用トルクＴｍ２を設定してモータＥＣＵ４０に送信する図３の駐車状態運転制御ルーチンのステップＳ１３０〜Ｓ２２０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と受信した目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を用いてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４と受信したトルク指令Ｔｍ１＊を用いてモータＭＧ１を制御すると共に回転制限制御用トルクＴｍ２を用いて図８の回転制限制御用トルク受信時第２モータ制御ルーチンを実行してモータＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。また、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当する。さらに、対ロータ電動機１３０も「電力動力入出力手段」に相当する。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。「変速手段」としては、４段変速の変速機６０に限定されるものではなく、回転軸と車軸側との間の変速段の変更を伴う動力の伝達および伝達の解除が可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１との組み合わせによるものや対ロータ電動機１３０に限定されるものではなく、回転軸に接続されると共に回転軸とは独立に回転可能に内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って回転軸と出力軸と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、回転軸に回転子が接続され固定子の回転磁界により回転子を回転駆動させて回転軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「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、電力動力入出力手段および電動機と電力をやりとり可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「温度検出���段」としては、温度センサ２２ａに限定されるものではなく、内燃機関の冷却媒体の温度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。「下限回転数設定手段」としては、エンジン２２の冷却水温αｗに基づいて下限回転数Ｎｅｍｉｎを設定するものに限定されるものではなく、エンジン２２の冷却水温αｗとエンジン２２の暖気運転要求の有無や乗員室内の暖房要求の有無などに基づいて下限回転数Ｎｅｍｉｎを設定するものなど、内燃機関の冷却媒体の温度に基づいて内燃機関の下限回転数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。「制御手段」としては、シフトポジションＳＰが駐車ポジションにある状態でエンジン２２を運転する際に、エンジン２２が下限回転数Ｎｅｍｉｎ以上の回転数で運転されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とを設定してエンジン２２とモータＭＧ１とを制御すると共にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎとに基づいて回転制限制御用トルクＴｍ２を設定してこれを用いて変速機６０の入力軸の回転を制限できる程度をもってステータ４６ｂに固定磁界が形成されるようモータＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、シフトポジションが駐車ポジションにある状態で内燃機関を運転する際、内燃機関が下限回転数以上の回転数で運転されるよう内燃機関と電力動力入出力手段とを制御すると共に内燃機関の運転状態および／または電力動力入出力手段の駆動状態と下限回転数とに基づく駆動力範囲内で入力軸に作用する駆動力に対して駆動軸の回転を制限できる程度をもって固定子の磁界の向きが固定されるよう電動機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。「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、入力軸と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に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。なお、実施例や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。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。
【００５２】
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】
【００５３】
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の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】モータＭＧ１，ＭＧ２やバッテリ５０を中心とした電気駆動系の構成の概略を示す構成図である。
【図３】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駐車状態運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】下限回転数設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】動力分配統合機構３０の各回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。
【図６】回転制限制御の様子を示す説明図である。
【図７】補正トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図８】回転制限制御用トルク受信時第２モータ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図９】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】
【００５５】
２０，１２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２２ａ  温度センサ、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、３２ｂ  動力軸、３
３  ピニオンギヤ、３４  キャリア、３６  駆動軸、３８  デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ  駆動輪、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４０ａ  ＣＰＵ、４０ｂ  ＲＯＭ、４０ｃ  ＲＡＭ、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、４５ａ，４６ａ  ロータ、４５ｂ，４６ｂ  ステータ、４５Ｕ，４５Ｖ，４６Ｕ，４６Ｖ  電流センサ、４７  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、６０  変速機、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  パーキングロック機構、９２  パーキングギヤ、９４  パーキングロックポール、１３０  対ロータ電動機、１３２  インナーロータ、１３４  アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ、Ｄ１〜Ｄ１２  ダイオード、Ｔ１〜Ｔ１２  トランジスタ。
【図１】
2008207583.tif 000007
【図２】
2008207583.tif 000008
【図３】
2008207583.tif 000009
【図４】
2008207583.tif 000010
【図５】
2008207583.tif 000011
【図６】
2008207583.tif 000012
【図７】
2008207583.tif 000013
【図８】
2008207583.tif 000014
【図９】
2008207583.tif 000015