(57)【要約】【課題】アクセルオンの後のオフ時の要求駆動力をバッテリの放電制限を考慮しながら円滑に駆動軸に出力すると共にエンジンの回転数を円滑に変更する。【解決手段】アクセルオンの後のオフ時の要求駆動力を円滑に変更するための制限とバッテリの放電制限Ｗｏｕｔとを両立させるための回転数として仮エンジン回転数Ｎｅｔｍｐ１を計算すると共に（Ｓ１１０）、エンジンの回転数を円滑に変更するための回転数としてなましエンジン回転数Ｔｅｔｍｐ３を計算し（Ｓ１１４）、これらのうちの小さい方の回転数をエンジンの目標回転数Ｎｅ＊として設定して（Ｓ１１６）、エンジンや二つのモータを制御する（Ｓ１２６）。これにより、運転者によるアクセルオンからオフの操作に対してバッテリの放電制限の範囲内で対応するトルクを円滑に駆動軸に出力でき、同時にエンジンの回転数も円滑に変更できる。【選択図】        図２
2004350363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪に接続された駆動軸に動力を出力可能なハイブリッド車であって、
内燃機関と、
電力と動力の入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に伝達する電力動力入出力手段と、
前記駆動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のやり取りが可能な蓄電手段と、
アクセルオンされた後のアクセルオフによる駆動力が前記駆動軸に要求されたとき、該要求された駆動力と前記蓄電手段の放電制限とに基づいて該要求された駆動力に応じた駆動力を出力するための前記内燃機関の運転ポイントを設定する運転ポイント設定手段と、
該設定された運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記要求された駆動力に対応する駆動力が前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と
を備えるハイブリッド車。
【請求項２】
前記運転ポイント設定手段は、前記要求された駆動力になまし処理を施して得られる駆動力と前記蓄電手段の放電制限とから前記内燃機関の回転数として計算される第１回転数を前記内燃機関の運転ポイントにおける目標回転数として設定する手段である請求項１記載のハイブリッド車。
【請求項３】
前記運転ポイント設定手段は、前記要求された駆動力から計算される前記内燃機関の回転数になまし処理を施して得られる第２回転数と前記第１回転数とのうち小さな回転数を前記内燃機関の運転ポイントにおける目標回転数として設定する手段である請求項２記載のハイブリッド車。
【請求項４】
前記運転ポイント設定手段は、前記電力動力入出力手段から入出力する動力に基づいて前記駆動軸に伝達される第１駆動力と前記電動機から該駆動軸に入出力される第２駆動力との和が前記要求された駆動力になまし処理を施して得られる駆動力に等しくなる関係と、前記電力動力入出力手段により入出力される第１電力と前記電動機に入出力される第２電力との和が前記蓄電手段の放電制限に等しくなる関係とから求められる前記第１駆動力に基づいて計算される前記第１の回転数を前記運転ポイントにおける目標回転数として設定する手段である請求項２または３記載のハイブリッド車。
【請求項５】
前記運転ポイント設定手段は、前記内燃機関の目標回転数が設定されたときに前記電力動力入出力手段を該設定された目標回転数を用いてフィードバック制御する際の該電力動力入出力手段から入出力すべき目標動力の関係式に対して前記第１の駆動力から計算される前記電力動力入出力手段から入出力する動力を前記目標動力として用いて逆算により得られる前記目標回転数を前記第１の回転数として計算する手段である請求項４記載のハイブリッド車。
【請求項６】
前記制御手段は、前記設定された運転ポイントで前記内燃機関を運転するために設定される駆動条件で前記電力動力入出力手段を駆動制御し、該駆動制御により前記駆動軸に作用する駆動力と前記要求されたアクセルオフによる駆動力になまし処理を施して得られる駆動力との差分に対応する駆動力が該駆動軸に出力されるよう前記電動機を駆動制御する手段である請求項２ないし５いずれか記載のハイブリッド車。
【請求項７】
前記制御手段は、前記蓄電手段の放電制限の範囲内で前記電動機を駆動制御する手段である請求項６記載のハイブリッド車。
【請求項８】
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力した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する発電機とを備える請求項１ないし７いずれか記載のハイブリッド車。
【請求項９】
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを有し該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子電動機である請求項１ないし７いずれか記載のハイブリッド車。
【請求項１０】
内燃機関と、電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動輪に接続された駆動軸に伝達する電力動力入出力手段と、該駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、該電力動力入出力手段および該電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段とを備えるハイブリッド車の制御方法であって、
（ａ）アクセルオンされた後のアクセルオフによる駆動力が前記駆動軸に要求されたとき、該要求された駆動力と前記蓄電手段の放電制限とに基づいて該要求された駆動力に応じた駆動力を出力するための前記内燃機関の運転ポイントを設定し、
（ｂ）該設定された運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記要求された駆動力に対応する駆動力が前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
ハイブリッド車の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車およびその制御方法に関し、詳しくは、駆動輪に接続された駆動軸に動力を出力可能なハイブリッド車およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のハイブリッド車としては、エンジンと、この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に機械的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動力を入出力する第１モータと、駆動軸に動力を入出力する第２モータと、第１モータおよび第２モータと電力をやり取りする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）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１９７２０８号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
こうしたハイブリッド車では、アクセルペダルがオン操作からオフ操作へ変更されたとき、このオフ操作に対応する要求駆動力になまし処理を施した駆動力が駆動軸に出力されるよう第２モータを回生制御すれば、アクセルペダルのオン操作からオフ操作への変更に対する駆動軸へのトルクのショックを抑えることができる。しかしながら、アクセルペダルのオフ操作に対応する要求駆動力になまし処理を施すと、第２モータは直ぐには回生状態とはならずに一時的に駆動状態が維持される場合があるから、第１モータの駆動状態によってはバッテリの放電制限を超えて放電する場合が考えられる。
【０００５】
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、バッテリなどの蓄電装置の放電制限を考慮しながらアクセルオンされた後のアクセルオフに対応する要求駆動力を駆動軸に円滑に出力することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明のハイブリッド車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。
【０００７】
本発明のハイブリッド車は、
駆動輪に接続された駆動軸に動力を出力可能なハイブリッド車であって、
内燃機関と、
電力と動力の入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に伝達する電力動力入出力手段と、
前記駆動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のやり取りが可能な蓄電手段と、
アクセルオンされた後のアクセルオフによる駆動力が前記駆動軸に要求されたとき、該要求された駆動力と前記蓄電手段の放電制限とに基づいて該要求された駆動力に応じた駆動力を出力するための前記内燃機関の運転ポイントを設定する運転ポイント設定手段と、
該設定された運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記要求された駆動力に対応する駆動力が前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力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。
【０００８】
この本発明のハイブリッド車では、アクセルオンされた後のアクセルオフによる駆動力が駆動軸に要求されたとき、この要求された駆動力と蓄電手段の放電制限とに基づいて要求された駆動力に応じた駆動力を出力するための内燃機関の運転ポイントを設定し、この設定した運転ポイントで内燃機関が運転されると共に要求された駆動力に対応する駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力する電力動力入出力手段と駆動軸に動力を入出力する電動機とを運転制御する。したがって、蓄電手段の放電制限を考慮しつつ要求された駆動力に対応する駆動力を円滑に駆動軸に出力することも可能となる。ここで、「アクセルオンされた後のアクセルオフによる駆動力が駆動軸に要求」とは、正の駆動力が要求された後に負の駆動力が要求されたことを意味する。
【０００９】
こうした本発明のハイブリッド車において、前記運転ポイント設定手段は、前記要求された駆動力になまし処理を施して得られる駆動力と前記蓄電手段の放電制限とから前記内燃機関の回転数として計算される第１回転数を前記内燃機関の運転ポイントにおける目標回転数として設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段の放電制限を考慮しながら要求された駆動力に対応する駆動力をより円滑に駆動軸に出力することができる。この態様の本発明のハイブリッド車において、前記運転ポイント設定手段は、前記要求された駆動力から計算される前記内燃機関の回転数になまし処理を施して得られる第２回転数と前記第１回転数とのうち小さな回転数を前記内燃機関の運転ポイントにおける目標回転数として設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段の放電制限を考慮しながら内燃機関の回転数が滑らかに変更されるように調整することができる。
【００１０】
この第１回転数を計算する態様の本発明のハイブリッド車において、記運転ポイント設定手段は、前記電力動力入出力手段から入出力する動力に基づいて前記駆動軸に伝達される第１駆動力と前記電動機から該駆動軸に入出力される第２駆動力との和が前記要求された駆動力になまし処理を施して得られる駆動力に等しくなる関係と、前記電力動力入出力手段により入出力される第１電力と前記電動機に入出力される第２電力との和が前記蓄電手段の放電制限に等しくなる関係とから求められる前記第１駆動力に基づいて計算される前記第１の回転数を前記運転ポイントにおける目標回転数として設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第１回転数を要求された駆動力になまし処理を施して得られる駆動力から計算される回転数か蓄電手段の放電制限の範囲内の回転数かのいずれかとして計算することができるから、内燃機関をより適切な運転ポイントで運転制御することができる。この態様の本発明のハイブリッド車において、前記運転ポイント設定手段は、前記内燃機関の目標回転数が設定されたときに前記電力動力入出力手段を該設定された目標回転数を用いてフィードバック制御する際の該電力動力入出力手段から入出力すべき目標動力の関係式に対して前記第１の駆動力から計算される前記電力動力入出力手段から入出力する動力を前記目標動力として用いて逆算により得られる前記目標回転数を前記第１の回転数として計算する手段であるものとすることもできる。
【００１１】
また、第１回転数を計算する態様の本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記設定された運転ポイントで前記内燃機関を運転するために設定される駆動条件で前記電力動力入出力手段を駆動制御し、該駆動制御により前記駆動軸に作用する駆動力と前記要求されたアクセルオフによる駆動力になまし処理を施して得られる駆動力との差分に対応する駆動力が該駆動軸に出力されるよう前記電動機を駆動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、要求された駆動力になまし処理を施して得られる駆動力を駆動軸に出力することができる。この態様の本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記蓄電手段の放電制限の範囲内で前記電動機を駆動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、蓄電手段の放電制限の範囲内で要求された駆動力になまし処理を施した駆動力を駆動軸に出力することができる。
【００１２】
本発明のハイブリッド車において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力した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する発電機とを備えるものとすることもできるし、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを有し該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子電動機であるものとすることもできる。
【００１３】
本発明のハイブリッド車の制御方法は、
内燃機関と、電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動輪に接続された駆動軸に伝達する電力動力入出力手段と、該駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、該電力動力入出力手段および該電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段とを備えるハイブリッド車の制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸にアクセルオフによる駆動力が要求されたとき、該要求された駆動力と前記蓄電手段の放電制限とに基づいて該要求された駆動力に応じた駆動力を出力するための前記内燃機関の運転ポイントを設定し、
（ｂ）該設定された運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記要求された駆動力に対応する駆動力が前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
ことを要旨とする。
【００１４】
この本発明のハイブリッド車の制御方法によれば、アクセルオンされた後のアクセルオフによる駆動力が駆動軸に要求されたとき、この要求された駆動力と蓄電手段の放電制限とに基づいて要求された駆動力に応じた駆動力を出力するための内燃機関の運転ポイントを設定し、この設定した運転ポイントで内燃機関が運転されると共に要求された駆動力に対応する駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力する電力動力入出力手段と駆動軸に動力を入出力する電動機とを運転制御するから、蓄電手段の放電制限を考慮しつつ要求された駆動力に対応する駆動力を円滑に駆動軸に出力することも可能となる。ここで、「アクセルオンされた後のアクセルオフによる駆動力が駆動軸に要求」とは、正の駆動力が要求された後に負の駆動力が要求されたことを意味する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載した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、動力出力装置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。
【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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。このバッテリ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）を演算している。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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、特に運転者がアクセルペダル８３を踏み込んでハイブリッド自動車２０を走行させているときにアクセルペダル８３を離したときの動作について説明する。図２は、実施例のハイブリッド自動車２０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、運転者が踏み込んでいたアクセルペダル８３を離したときから所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。なお、踏み込んでいたアクセルペダル８３を離したときの判定は、例えば、前回と今回のアクセル開度Ａｃｃに基づいて行なうことができる。
【００２３】
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、アクセルペダル８３からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，エンジン２２のクランクシャフト２６の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１およびモータＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２など制御に必要なデータを入力する処理を行なう（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、エンジン２２の回転数Ｎｅは、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１と、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒ（モータＭＧ２の回転数／リングギヤ軸３２ａの回転数）で割って得られるリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒと、動力分配統合機構３０のギヤ比ρ（サンギヤ歯数／リングギヤ歯数）とに基づいて計算されたものを入力するものとした。勿論、エンジン２２のクランクシャフト２６に回転数センサを取り付けて、直接検出されたものを用いるものとしても構わない。
【００２４】
続いて、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に要求される要求トルクＴｒ＊を設定すると共にエンジン２２が出力すべき目標動力Ｐｅ＊を設定する（ステップＳ１０２）。要求トルクＴｒ＊の設定は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め求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、要求トルク設定用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３に要求トルク設定用マップの一例を示す。エンジン２２の目標動力Ｐｅ＊の設定は、実施例では、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものにバッテリ５０の残容量ＳＯＣに応じて設定されるバッテリ５０の充放電要求量Ｐｂ＊とロスとを加算したものをエンジン２２の目標動力Ｐｅ＊として設定するものとした。
【００２５】
そして、設定されたリングギヤ軸３２ａへの要求トルクＴｒ＊に対して次式（１）を用いてなまし処理を施したなまし要求トルクＴｒ１＊を計算する（ステップＳ１０４）。ここで、式（１）中、「Ｋ１」は定数であり、リングギヤ軸３２ａに作用するトルクを円滑に変更するために値０〜値１の範囲内で設定されている。また、「前回Ｔｒ１＊」は前回の運転制御ルーチンのステップＳ１０４で設定されたなまし要求トルクである。
【００２６】
Ｔｒ１＊＝前回Ｔｒ１＊＋（Ｔｒ＊−前回Ｔｒ１＊）・Ｋ１      （１）
【００２７】
なまし要求トルクＴｒ１＊が計算されると、計算したなまし要求トルクＴｒ１＊やバッテリ５０の放電制限Ｗｏｕｔを用いて次式（２）および式（３）からモータＭＧ１の仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐを計算する（ステップＳ１０６）。ここで、式（２）はモータＭＧ１やモータＭＧ２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の総和がなまし要求トルクＴｒ１＊に等しくなる関係であり、式（３）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にロスを加えたものがバッテリ５０の放電制限Ｗｏｕｔに等しくなる関係である。なお、バッテリ５０の放電制限Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の温度Ｔｂや残容量ＳＯＣなどから求めることができる。図４に動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図を示す。図中、Ｒ上の２つの太線矢印は、エンジン２２を目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊の運転ポイントで定常運転しているときにエンジン２２から出力されるトルクＴｅ＊がリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクが減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。したがって、式（２）の左辺はモータＭＧ２からトルクＴｍ２ｔｍｐを出力したときに減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクとモータＭＧ１からトルクＴｍ１ｔｍｐを出力したときにエンジン２２からリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクとの和のトルクとなることが解る。
【００２８】
Ｔｍ２ｔｍｐ・Ｇｒ−Ｔｍ１ｔｍｐ／ρ＝Ｔｒ１＊              （２）
Ｎｍ２・Ｔｍ２ｔｍｐ＋Ｎｍ１・Ｔｍ１ｔｍｐ＋Ｌｏｓｓ＝Ｗｏｕｔ        （３）
【００２９】
そして、目標回転数Ｎｍ１＊が設定されたときにモータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１との偏差に基づいてモータ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モータＭＧ１から出力すべきトルク（目標トルクＴｍ１＊）を求めるための次式（４）に示す関係式を、目標トルクＴｍ１＊に代えて仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐを用いて逆算することにより仮モータ回転数Ｎｍ１ｔｍｐを計算する（ステップＳ１０８）。仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐと仮モータ回転数Ｎｍ１ｔｍｐとを用いた関係式を式（５）として示す。ここで、式（４）および式（５）中の関数ＰＩＤはフィードバック制御における比例項や積分項あるいは微分項によって構成されている。また、「前回Ｔｍ１＊」は前回の運転制御ルーチンで後述するステップＳ１１８で設定されたモータＭＧ１の目標トルクである。
【００３０】
Ｔｍ１＊＝前回Ｔｍ１＊＋ＰＩＤ（Ｎｍ１，Ｎｍ１＊）                  （４）
Ｔｍ１ｔｍｐ＝前回Ｔｍ１＊＋ＰＩＤ（Ｎｍ１，Ｎｍ１ｔｍｐ）              （５）
【００３１】
こうして仮モータ回転数Ｎｍ１ｔｍｐを計算すると、計算した仮モータ回転数Ｎｍ１ｔｍｐと現在のリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρを用いて次式（６）により仮エンジン回転数Ｎｅｔｍｐ１を計算する（ステップＳ１１０）。こうしたステップＳ１０４〜Ｓ１１０の処理は、要求トルクＴｒ＊に対して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用させるトルクを円滑に変更するための制限（ステップＳ１０４での要求トルクＴｒ１＊に対するなまし処理が相当）とバッテリ５０の放電制限Ｗｏｕｔとを両立させるエンジン２２の回転数として仮エンジン回転数Ｎｅｔｍｐ１を計算する処理といえる。
【００３２】
Ｎｅｔｍｐ１＝Ｎｍ１ｔｍｐ・ρ／（１＋ρ）＋（Ｎｍ２／Ｇｒ）／（１＋ρ）    （６）
【００３３】
次に、ステップＳ１０２で設定されたエンジン２２の目標動力Ｐｅ＊を出力可能なエンジン２２の運転ポイント（トルクと回転数とから定まるポイント）のうち例えばエンジン２２を効率よく運転できる運転ポイントにおける回転数を仮エンジン回転数Ｎｅｔｍｐ２として設定し（ステップＳ１１２）、設定された仮エンジン回転数Ｎｅｔｍｐ２に対して次式（７）を用いてなまし処理を施したなましエンジン回転数Ｎｅｔｍｐ３を計算する（ステップＳ１１４）。式（７）中、「Ｋ２」は、定数であり、エンジン２２の回転数を円滑に変更するため値０〜値１の範囲で設定されている。また、「前回Ｎｅ＊」は、前回の運転制御ルーチンにおいて後述するステップＳ１１６で設定されたエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊である。
【００３４】
Ｎｍｔｍｐ３＝前回Ｎｅ＊＋（Ｎｅｔｍｐ２−前回Ｎｅ＊）・Ｋ２      （７）
【００３５】
そして、ステップＳ１１０で計算された仮エンジン回転数Ｎｅｔｍｐ１とステップＳ１１４で計算されたなましエンジン回転数Ｎｅｔｍｐ３とのうち小さい方の回転数をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊として設定すると共にステップＳ１０２で設定された要求動力Ｐｅ＊を設定した目標回転数Ｎｅ＊で割ってエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を計算する（ステップＳ１１６）。仮エンジン回転数Ｎｅｔｍｐ１となましエンジン回転数Ｎｅｔｍｐ３は、前述したように、それぞれ要求トルクＴｒ＊に対してリングギヤ軸３２ａに作用させるトルクの円滑な変更とバッテリ５０の放電制限Ｗｏｕｔとを両立するための回転数と、エンジン２２の回転数を円滑に変更するための回転数とに相当するから、そのうちの小さい方の回転数をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊として設定することによりバッテリ５０の放電制限Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸へ作用するトルクの変更を円滑にしながら比較的円滑にエンジン２２の回転数を変更することができる。
【００３６】
エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が設定されると、設定したエンジン２２の目標回転数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（８）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＊を用いて上述の式（４）によりモータＭＧ１の目標トルクＴｍ１＊を計算する（ステップＳ１１８）。
【００３７】
Ｎｍ１＊＝Ｎｅ＊・（１＋ρ）／ρ−（Ｎｍ２／Ｇｒ）／ρ        （８）
【００３８】
その後、バッテリ５０の放電制限Ｗｏｕｔと、計算したモータＭＧ１の目標トルク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限としてのトルク制限Ｔｍａｘを次式（９）により計算すると共に（ステップＳ１２０）、ステップＳ１０４でリングギヤ軸３２ａへの要求トルクＴｒ＊になまし処理を施したなまし要求トルクＴｒ１＊とモータＭＧ１の目標トルクＴｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（１０）により計算し（ステップＳ１２２）、計算したトルク制限Ｔｍａｘと仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとを比較して小さい方のトルクをモータＭＧ２の目標トルクＴｍ２＊として設定する（ステップＳ１２４）。これにより、モータＭＧ２の目標トルクＴｍ２＊を、運転者の要求する要求トルクＴｒ＊を円滑に変更できるなまし要求トルクＴｒ１＊をリングギヤ軸３２ａに出力するために必要なトルクをバッテリ５０の放電制限Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。
【００３９】
Ｔｍａｘ＝（Ｗｏｕｔ−Ｔｍ１＊・Ｎｍ１）／Ｎｍ２                （９）
Ｔｍ２ｔｍｐ＝（Ｔｒ１＊＋Ｔｍ１＊／ρ）／Ｇｒ              （１０）
【００４０】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊やモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊および目標トルクＴｍ１＊，モータＭＧ２の目標トルクＴｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊および目標トルクＴｍ１＊とモータＭＧ２の目標トルクＴｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に出力して（ステップＳ１２６）、本ルーチンを終了する。これにより、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を受け取ったエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊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、目標回転数Ｎｍ１＊および目標トルクＴｍ１＊と目標トルクＴｍ２＊とを受け取ったモータＥＣＵ４０は、目標トルクＴｍ１＊でモータＭＧ１が運転されると共に目標トルクＴｍ２＊でモータＭＧ２が運転されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００４１】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、踏み込まれていたアクセルペダル８３が離されて要求トルクＴｒ＊が正から負へ変更されたときに、この要求トルクＴｒ＊に対してリングギヤ軸３２ａに作用させるトルクの円滑な変更とバッテリ５０の放電制限Ｗｏｕｔとを両立させるための回転数（仮エンジン回転数Ｎｅｔｍｐ１）と、エンジン２２の回転数Ｎｅを円滑に変更するための回転数（仮エンジン回転数Ｎｅｔｍｐ３）とのうち小さい方の回転数をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊として設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、運転者により踏み込まれていたアクセルペダル８３を離す動作に対してバッテリ５０の放電制限Ｗｏｕｔの範囲内でリングギヤ軸３２ａへ作用するトルクを円滑に変更しながらエンジン２２の回転数を比較的円滑に変更することができる。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、仮エンジン回転数Ｎｅｔｍｐ１となましエンジン回転数Ｎｅｔｍｐ３とのうち小さい方の回転数をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊として設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものとしたが、運転者によりアクセルペダル８３がオン操作からオフ操作されたときに、エンジン２２の回転数Ｎｅの円滑な変更よりも要求トルクＴｒ＊への対応に重点をおくものとすれば、要求トルクＴｒ＊に対してリングギヤ軸３２ａに作用させるトルクの円滑な変更とバッテリ５０の放電制限Ｗｏｕｔとを両立させるための回転数をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊として設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものとしてもよい。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、仮エンジン回転数Ｎｅｔｍｐ１を計算する過程でＰＩＤ制御によるフィードバック制御の関係式に仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐを用いて逆算することにより仮モータ回転数Ｎｍ１ｔｍｐを計算するものとしたが、フィードバック制御はＰＩＤ制御に限定されるものではなく、例えば、微分項のないＰＩ制御によるフィードバック制御としてもよく、さらに積分項のない比例制御によるフィードバック制御としてもよい。
【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５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５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】
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６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。
【００４６】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例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】実施例のハイブリッド自動車２０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３】アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を示すマップである。
【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である。
【図５】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。
【図６】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】
２０，１２０，２２０  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、３５，１３５  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，６４ａ，６４ｂ  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、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】
2004350363.tif 000003
【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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