(57)【要約】【課題】いわゆるストール発進時により大きな駆動力を車軸側に出力すると共にバッテリなどの蓄電装置が過大な電力によって充電されるのを抑制する。【解決手段】ストール発進するときに、空調用コンプレッサを最大駆動し（Ｓ１２０）、エンジンの許容パワーＰｅ＊として空調用コンプレッサを最大駆動したときの消費電力Ｗａｕｘとバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値との和のパワーを設定し（Ｓ１３０）、許容パワーＰｅ＊を出力するのにトルク優先動作ラインを用いてエンジンの目標トルクＴｅ＊を設定する（Ｓ１４０）。また、モータの定格最大トルクＴｍ２ｍａｘをトルク指令Ｔｍ２＊に設定する（Ｓ１１０）。これにより、いわゆるストール発進時により大きな駆動力を車軸側に出力すると共にバッテリが過大な電力によって充電されるのを抑制する。【選択図】図２
2008049775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸と車軸に接続された駆動軸とに接続され、前記出力軸に作用しているトルクに応じたトルクの前記駆動軸への出力を伴って前記内燃機関からの動力を用いて発電する発電手段と、
前記車軸に動力を出力可能な電動機と、
前記発電手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段からの電力系から電力の供給を受けて駆動する補機と、
前記蓄電手段を充電可能な許容電力である入力制限を設定する入力制限設定手段と、
アクセル開度が所定開度以上およびブレーキオンの状態から発進する際には、前記補機により電力消費がなされるよう該補機を制御すると共に前記設定された入力制限の範囲内で所定の制約に基づく前記内燃機関の運転を伴って前記駆動軸に出力可能な最大駆動力が該駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備える車両。
【請求項２】
前記制御手段は、前記補機ができるだけ多くの電力を消費して駆動するよう該補機を制御する手段である請求項１記載の車両。
【請求項３】
前記補機は、少なくとも空調装置のコンプレッサを含む補機である請求項１または２記載の車両。
【請求項４】
前記所定の制約は、前記内燃機関から同一のパワーを出力するときに該内燃機関が効率よく運転される運転ポイントで該内燃機関を運転する制約である請求項１ないし３いずれか記載の車両。
【請求項５】
前記所定の制約は、前記内燃機関から同一のパワーを出力するときに該内燃機関を運転可能な範囲内で該内燃機関から最大のトルクが出力される運転ポイントで該内燃機関を運転する制約である請求項１ないし３いずれか記載の車両。
【請求項６】
前記発電手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちいずれか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、前記回転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ないし５いずれか記載の車両。
【請求項７】
前記発電手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の回転子と前記駆動軸に接続された第２の回転子とを有し、該第１の回転子と該第２の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機である請求項１ないし５いずれか記載の車両。
【請求項８】
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と車軸に接続された駆動軸とに接続され前記出力軸に作用しているトルクに応じたトルクの前記駆動軸への出力を伴って前記内燃機関からの動力を用いて発電する発電手段と、前記車軸に動力を出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記蓄電手段からの電力系から電力の供給を受けて駆動する補機と、を備える車両の制御方法であって、
アクセル開度が所定開度以上およびブレーキオンの状態から発進する際には、前記補機により電力消費がなされるよう該補機を制御すると共に前記蓄電手段を充電可能な許容電力である入力制限の範囲内で所定の制約に基づく前記内燃機関の運転を伴って前記駆動軸に出力可能な最大駆動力が該駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する、
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と車軸側とにキャリアとリングギヤと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モータＭＧ１と、車軸側に減速機を介して接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１やモータＭＧ２と電力のやりとりを行なうバッテリと、エアコンディショナのコンプレッサなどの補機とを搭載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、モータＭＧ２やインバータに異常が生じたときには、エンジンの回転数を目標回転数に保持してモータＭＧ１から発電トルクを出力することにより車軸側に駆動力が出力されるようエンジンとモータＭＧ１とを駆動制御し、モータＭＧ１の発電電力をモータＭＧ２に代えてエアコンディショナのコンプレッサなどの補機で消費されるよう制御することにより、バッテリの過充電を抑制して、待避走行を確保している。
【特許文献１】特開２００６−１４３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に、ブレーキペダルを強く踏み込むと共にアクセルペダルを大きく踏み込んだ状態からブレーキペダルの踏み込みを解除することによって発進するストール発進では、大きな駆動力が車軸に作用するよう制御される。上述の構成の車両では、エンジンとモータＭＧ１とを駆動制御することによって車軸側に出力される駆動力とモータＭＧ２を駆動制御することによって車軸側に出力される駆動力との和が最大となるように制御すればよいが、車両が停止しているか停止していなくても低速であるときにはモータＭＧ２による電力消費は小さく、エンジンとモータＭＧ１とを駆動制御することによって車軸側に大きな駆動力を出力しようとすると過大な電力によってバッテリを充電してしまう場合が生じる。
【０００４】
本発明の車両およびその制御方法は、いわゆるストール発進時により大きな駆動力を車軸側に出力することを目的の一つとする。また、本発明の車両およびその制御方法は、いわゆるストール発進時にバッテリなどの蓄電装置が過大な電力によって充電されるのを抑制することを目的の一つとする。
【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、上述の目的の少なくとも一部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、
前記内燃機関の出力軸と車軸に接続された駆動軸とに接続され、前記出力軸に作用しているトルクに応じたトルクの前記駆動軸への出力を伴って前記内燃機関からの動力を用いて発電する発電手段と、
前記車軸に動力を出力可能な電動機と、
前記発電手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段からの電力系から電力の供給を受けて駆動する補機と、
前記蓄電手段を充電可能な許容電力である入力制限を設定する入力制限設定手段と、
アクセル開度が所定開度以上およびブレーキオンの状態から発進する際には、前記補機により電力消費がなされるよう該補機を制御すると共に前記設定された入力制限の範囲内で所定の制約に基づく前記内燃機関の運転を伴って前記駆動軸に出力可能な最大駆動力が該駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の車両は、アクセル開度が所定開度以上およびブレーキオンの状態から発進する際には、補機により電力消費がなされるよう補機を制御すると共に蓄電手段を充電可能な許容電力である入力制限の範囲内で所定の制約に基づく内燃機関の運転を伴って駆動軸に出力可能な最大駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する。即ち、蓄電手段の入力制限より補機による電力消費分だけ大きなパワーを内燃機関から出力して内燃機関の出力軸に作用しているトルクに応じたトルクを駆動軸に出力すると共に電動機から駆動軸に出力可能な最大のトルクを出力するのである。これにより、いわゆるストール発進時により大きな駆動力を車軸側に出力することができる。また、蓄電手段の入力制限の範囲内で内燃機関を運転するから、バッテリなどの蓄電装置が過大な電力によって充電されるのを抑制することができる。ここで、前記補機は、少なくとも空調装置のコンプレッサを含む補機であるものとすることもできる。また、「補機」には、ライト類なども含まれる。
【０００８】
こうした本発明の車両において、前記制御手段は、前記補機ができるだけ多くの電力を消費して駆動するよう該補機を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、車軸側により大きな駆動力を出力することができる。
【０００９】
さらに、本発明の車両において、前記所定の制約は、前記内燃機関から同一のパワーを出力するときに該内燃機関が効率よく運転される運転ポイントで該内燃機関を運転する制約であるものとすることもできる。こうすれば、車両の燃費を向上させることができる。また、前記所定の制約は、前記内燃機関から同一のパワーを出力するときに該内燃機関を運転可能な範囲内で該内燃機関から最大のトルクが出力される運転ポイントで該内燃機関を運転する制約であるものとすることもできる。こうすれば、車軸側により大きな駆動力を出力することができる。
【００１０】
あるいは、本発明の車両において、前記発電手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちいずれか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、前記回転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。また、前記発電手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の回転子と前記駆動軸に接続された第２の回転子とを有し、該第１の回転子と該第２の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機であるものとすることもできる。
【００１１】
本発明の車両の制御方法は、
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と車軸に接続された駆動軸とに接続され前記出力軸に作用しているトルクに応じたトルクの前記駆動軸への出力を伴って前記内燃機関からの動力を用いて発電する発電手段と、前記車軸に動力を出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記蓄電手段からの電力系から電力の供給を受けて駆動する補機と、を備える車両の制御方法であって、
アクセル開度が所定開度以上およびブレーキオンの状態から発進する際には、前記補機により電力消費がなされるよう該補機を制御すると共に前記蓄電手段を充電可能な許容電力である入力制限の範囲内で所定の制約に基づく前記内燃機関の運転を伴って前記駆動軸に出力可能な最大駆動力が該駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする。
【００１２】
この本発明の車両の制御方法では、アクセル開度が所定開度以上およびブレーキオンの状態から発進する際には、補機により電力消費がなされるよう補機を制御すると共に蓄電手段を充電可能な許容電力である入力制限の範囲内で所定の制約に基づく内燃機関の運転を伴って駆動軸に出力可能な最大駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電手段と前記電動機とを制御する。即ち、蓄電手段の入力制限より補機による電力消費分だけ大きなパワーを内燃機関から出力して内燃機関の出力軸に作用しているトルクに応じたトルクを駆動軸に出力すると共に電動機から駆動軸に出力可能な最大のトルクを出力するのである。これにより、いわゆるストール発進時により大きな駆動力を車軸側に出力することができる。また、蓄電手段の入力制限の範囲内で内燃機関を運転するから、バッテリなどの蓄電装置が過大な電力によって充電されるのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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】
【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、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、モータＭＧ１，ＭＧ２に接続されたインバータ４１，４２に電力ライン５４を介して接続されたバッテリ５０と、
電力ライン５４にインバータ５７を介して接続された空調用コンプレッサ５８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】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。なお、バッテリＥＣＵ５２では、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、電池温度Ｔｂに基づいて設定した基本値に残容量（ＳＯＣ）に基づいて設定した補正係数を乗じることにより入力制限Ｗｉｎを演算している。
【００１９】
空調用コンプレッサ５８は、乗員室内の温度や湿度を調節して冷暖房する空調装置の冷媒ガスを圧縮するものであり、インバータ５７を介してバッテリ５０から電力を供給されて駆動する。空調用コンプレッサ５８が接続された電力ライン５４には、図示しないＤＣ／ＤＣコンバータを介してヘッドライトやルームライト等の補機に電力を供給する図示しない低圧系電源が接続されている。
【００２０】
ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキペダル８５の踏み込みに応じて生じるブレーキマスタシリンダ９０の圧力（ブレーキ圧）に応じた制動トルクが駆動輪６３ａ，６３ｂや図示しない従動輪に作用するよう、ブレーキ圧を駆動輪６３ａ，６３ｂのブレーキホイールシリンダ９６ａ，９６ｂや図示しない従動輪のブレーキホイールシリンダに供給する。
【００２１】
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の入力ポートには、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，インバータ５７から空調用コンプレッサ５８への電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの相電流などが入力されており、出力ポートからはインバータ５７へのスイッチング制御信号などが出力されている。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。
【００２２】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、通常は、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に出力されると共にエンジン２２が効率よく運転されるように且つエンジン２２の間欠運転やバッテリ５０の充放電を伴って、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される（以下、通常制御という）。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。
【００２３】
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、特にブレーキペダル８５を強く踏み込むと共にアクセルペダル８３を大きく踏み込んだ状態からブレーキペダル８５の踏み込みを解除することによって発進するいわゆるストール発進の動作について説明する。図２は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるストール発進時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、停車中にブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキポジションＢＰがオンの状態で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が所定開度以上（例えば、９０％以上など）となったときに実行される。なお、このルーチンは、アクセル開度Ａｃｃが所定開度未満となったときや車速Ｖが所定車速（例えば、時速３ｋｍや時速５ｋｍなど）以上となったとき終了し、通常制御に移行する。
【００２４】
ストール発進時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ＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎ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、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の回転子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。また、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎは、バッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。
【００２５】
こうしてデータを入力すると、モータＭＧ２の定格最大トルクＴｍ２ｍａｘをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定し（ステップＳ１１０）、空調用コンプレッサ５８ができるだけ多くの電力を消費して駆動するよう空調用コンプレッサ５８を最大駆動する（ステップＳ１２０）。ここで、モータＭＧ２の定格最大トルクＴｍ２ｍａｘは、車両の発進時であるからモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が値０のときの定格値として予めＲＯＭ７４に記憶された値を用いるものとした。なお、ステップＳ１２０の処理は、既に空調用コンプレッサ５８が最大駆動されているときには駆動状態を維持するものとなる。
【００２６】
続いて、次式（１）に示すように、設定したモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２との積からバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎ（負の値）を減じると共に空調用コンプレッサ５８を最大駆動したときの消費電力Ｗａｕｘ（正の値）とロスＬｏｓｓとを加えたものをエンジン２２に許容される許容パワーＰｅ＊として設定する（ステップＳ１３０）。ここで、消費電力Ｗａｕｘは、空調用コンプレッサ５８を最大駆動したときに消費される電力として予め定められＲＯＭ７４に記憶された値を用いるものとした。なお、この設定は、車両が停止しているときには、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は値０であるから、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値より消費電力Ｗａｕｘだけ大きなパワーをエンジン２２の許容パワーＰｅ＊として設定するものとなり、車両が発進した以降は、停車時に比してモータＭＧ２による電力消費分のパワー（Ｔｍ２＊・Ｎｍ２）だけ大きなパワーを許容パワーＰｅ＊として設定するものとなる。
【００２７】
Pe*=Tm2*・Nm2-Win+Waux+Loss   (1)
【００２８】
次に、設定した許容パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とをトルク優先動作ラインを用いて設定する（ステップＳ１４０）。この設定は、トルク優先動作ラインと許容パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の燃費優先動作ラインとトルク優先動作ラインとの一例および目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図３に示す。燃費優先動作ラインは、通常制御に用いられる動作ラインであり、トルク優先動作ラインは、エンジン２２から同一のパワーを出力するときに運転可能な範囲内でエンジン２２から最大のトルクが出力されるようエンジン２２を動作させる動作ラインである。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、トルク優先動作ラインと許容パワー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。
【００２９】
さらに、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とに基づいて次式（３）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１５０）。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。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４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。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２つの太線矢印は、モータＭＧ１からトルクＴｍ１を作用させることによりエンジン２２から出力される動力の一部がトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるトルク（−Ｔｍ１／ρ＝Ｔｅ／（１＋ρ））と、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２ｍａｘ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（Ｔｍ２ｍａｘ・Ｇｒ）とを示す。また、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。
【００３０】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ)    (2)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  (3)
【００３１】
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（ステップＳ１６０）、アクセル開度Ａｃｃが所定開度未満であるか車速Ｖが所定車速以上であるかを判定し（ステップＳ１７０）、アクセル開度Ａｃｃが所定開度以上かつ車速Ｖが所定車速未満のときにはステップＳ１００に戻り、アクセル開度Ａｃｃが所定開度未満または車速Ｖが所定車速以上のときには、本ルーチンを終了する。なお、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。
【００３２】
ここで、ストール発進する際に車両が停止しているときを考える。このとき、エンジン２２から出力されるパワーの全てがモータＭＧ１により電力変換され発電電力として出力される。このモータＭＧ１からの発電電力は消費される電力を除いて全てバッテリ５０に充電されるから、エンジン２２から消費電力分と入力制限分との和を超えるパワーを出力すると入力制限Ｗｉｎを超えてバッテリ５０を充電してしまう。即ち、エンジン２２から出力可能な最大のパワーは、空調用コンプレッサ５８の最大駆動による消費電力Ｗａｕｘとバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値との和のパワーとなるから、ステップＳ１３０ではこの和のパワーを許容パワーＰｅ＊として設定している。そして、許容パワーＰｅ＊を出力するのにトルク優先動作ラインを用いて目標トルクＴｅ＊を設定するから、設定した目標トルクＴｅ＊は、エンジン２２から出力可能な最大のトルクとなる。したがって、エンジン２２から目標トルクＴｅ＊を出力することは、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力可能な最大のいわゆる直達トルクを出力することとなる。また、ステップＳ１１０で設定しているように、モータＭＧ２からは定格最大トルクＴｍ２ｍａｘを出力するから、モータＭＧ２からも駆動軸に出力可能な最大のトルクを出力することとなる。これら駆動軸に出力される両トルクが共に最大となるから、駆動軸には出力可能な最大のトルクが出力されることになるのである。一方、ブレーキオンの状態が解除されストール発進した以降を考えると、モータＭＧ２が回転して電力消費を開始するから、エンジン２２の許容パワーＰｅ＊は、停車中に比してモータＭＧ２による電力消費分だけ大きなパワーとして設定することができるから、その分だけリングギヤ軸３２ａに大きなトルクを出力することができる。なお、ストール発進する際に停車中であっても発進した以降であっても、エンジン２２から電力消費分と入力制限分との和を超えるパワーは出力されないから、入力制限Ｗｉｎを超えてバッテリ５０が充電されることはない。
【００３３】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、いわゆるストール発進時には、空調用コンプレッサ５８を最大駆動するから、より大きな駆動力を車軸側に出力することができる。しかも、トルク優先動作ラインを用いて許容パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を設定するから、より大きな駆動力を車軸側に出力することができる。この結果、ブレーキオンの状態が解除されたときに車両はより大きな駆動力をもって発進することができる。また、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの範囲内でエンジン２２を運転するから、バッテリ５０が過大な電力によって充電されるのを抑制することができる。
【００３４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、トルク優先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＊とを設定してエンジン２２を運転するものとしたが、燃費優先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＊とを設定してエンジン２２を運転するものとしてもよいし、トルク優先動作ラインや燃費優先動作ラインと異なる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＊とを設定してエンジン２２を運転するものとしてもよい。
【００３５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、空調用コンプレッサ５８を最大駆動するものとしたが、最大駆動することなく空調用コンプレッサ５８を駆動するものとしてもよい。また、空調用コンプレッサ５８の駆動に加えて図示しないヘッドライトやルームライトを点灯するものとしても構わない。
【００３６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図５の変形例のハイブリッド自動車２２０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２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸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２３０を備えるものとしてもよい。
【００３７】
実施例では、ハイブリッド自動車２０として説明したが、列車などの自動車以外の車両に適用するものとしてもよいし、自動車や列車を含む車両の制御方法の形態としても構わない。
【００３８】
以上、本発明の実施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】
【００３９】
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】
【００４０】
【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により実行されるストール発進時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】エンジン２２の燃費優先動作ラインとトルク優先動作ラインとの一例および目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子とを示す説明図である。
【図４】動力分配統合機構３０の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５】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４１】
２０，２２０  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、５７  インバータ、５８  空調用コンプレッサ、６０  ギヤ機構、６２  デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ  駆動輪、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  ブレーキマスタシリンダ、９２  ブレーキアクチュエータ、９６ａ，９６ｂ  ブレーキホイールシリンダ、２３０  対ロータ電動機、２３２  インナーロータ  ２３４  アウターロータ、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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