(57)【要約】【課題】運転者の操作により電動運転を優先可能であって同じアクセル開度に対して複数の駆動力特性を有する車両において、ドライバビリティの向上を図る。【解決手段】運転者がＥＶスイッチをオンしたときには、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ１よりも小さいときに要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ１以下か否かを判定する（Ｓ１４０）。そして、要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ１以下のときには他の条件が成立していることを条件にモータ走行を許可し（Ｓ１７０）、閾値Ｔｒｅｆ１よりも大きいときにはモータ走行を禁止する（Ｓ２１０）。したがって、同じアクセル開度に対して複数の駆動力特性を有する場合であっても、モータ運転優先モードでの走行時にモータＭＧ２からの出力不足に起因したもたつきやショックの発生を抑止することができるし、運転者がモータ走行を指示したときにできるだけ運転者の意思に叶った応答性を発揮することができる。【選択図】図３
2007210414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記電動機と電力のやりとりを行なう蓄電手段と、
前記内燃機関を停止して前記電動機からの動力だけで走行する電動運転を優先して行なわせる電動運転優先モードを運転者の操作により設定可能なモード設定手段と、
アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
同じアクセル開度に対して複数の駆動力の特性を有し前記アクセル開度検出手段によって検出されたアクセル開度に対応する駆動力の特性に応じて運転者により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、
運転者の操作により前記電動運転優先モードが設定された場合、前記要求駆動力設定手段によって設定された要求駆動力に基づいて前記電動運転優先モードでの電動運転の許否を決定し該決定により前記電動運転優先モードでの電動運転が許可されたときに該電動運転で走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する駆動制御手段と、
を備える車両。
【請求項２】
請求項１に記載の車両であって、
シフトポジションを検出するシフトポジション検出手段、
を備え、
前記要求駆動力設定手段は、同じアクセル開度に対してシフトポジションごとに複数の駆動力の特性を有し前記シフトポジション検出手段によって検出されたシフトポジションと前記アクセル開度検出手段によって検出されたアクセル開度とに応じて前記要求駆動力を設定する、
車両。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両であって、
前記蓄電手段と電力のやりとりを行なうことにより前記内燃機関をクランキングするクランキング手段、
を備え、
前記駆動制御手段は、前記電動運転優先モードでの電動運転の許否を決定する際、前記内燃機関をクランキングするのに必要な電力と前記蓄電手段の出力制限とに基づいて設定される第１の低駆動力域に前記要求駆動力が入るときには前記電動運転優先モードでの電動運転を許可し、前記第１の低駆動力域に前記要求駆動力が入らないときには前記電動運転優先モードでの電動運転を禁止する、
車両。
【請求項４】
前記第１の低駆動力域の上限値は、前記電動運転優先モードでの電動運転が許可される所定の低車速域では、前記電動運転優先モードに設定されていない状態での電動運転を許可する第２の低駆動力域の上限値よりも高く設定されている、
請求項３に記載の車両。
【請求項５】
前記クランキング手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、
前記駆動制御手段は、前記電動運転優先モードでの電動運転中に該電動運転が禁止されたときに前記クランキング手段によって前記内燃機関のクランキングを行なうことにより該内燃機関を始動するよう前記クランキング手段と前記内燃機関とを制御すると共に、前記クランキング手段による前記内燃機関のクランキングに伴って前記駆動軸へ出力される動力を前記電動機からの動力により打ち消すよう前記電動機を制御する、
請求項３又は４に記載の車両。
【請求項６】
前記クランキング手段は、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３〜５のいずれかに記載の車両。
【請求項７】
駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりを行なう蓄電手段と、前記内燃機関を停止して前記電動機からの動力だけで走行する電動運転を優先して行なわせる電動運転優先モードを運転者の操作により設定可能なモード設定手段と、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、を備えた車両の制御方法であって、
（ａ）同じアクセル開度に対して複数の駆動力の特性を有し前記アクセル開度検出手段によって検出されたアクセル開度に対応する駆動力の特性に応じて運転者により要求される要求駆動力を設定し、
（ｂ）運転者の操作により前記電動運転優先モードが設定された場合、設定された要求駆動力に基づいて前記電動運転優先モードでの電動運転の許否を決定し該決定により前記電動運転優先モードでの電動運転が許可されたときに該電動運転で走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する、
車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関と電動機と蓄電手段とを備え、内燃機関を停止して電動機からの動力だけで走行可能なハイブリッド車が知られている。例えば、特許文献１記載されたハイブリッド車では、内燃機関を運転状態にして走行するハイブリッド・モードを選択するための「Ｈ」ボタンと内燃機関を停止状態にして走行する電気自動車モード（以下、ＥＶモードという）を選択するための「Ｅ」ボタンとが設けられており、運転者が「Ｅ」ボタンを選択したときには、蓄電手段の充電状態が良好であることなどを条件に、内燃機関を停止して電気自動車として走行する。
【特許文献１】特開平１１−７５３０２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、運転者がＥＶモードを選択可能な車両においては、例えば運転者がアクセルペダルを踏み込んで加速を要求したときなどには、ＥＶモードが選択されているときであってもＥＶモードでの走行が制限される。つまり、車両に対する要求駆動力が大きいときには、電動機からの動力だけでは運転者による加速要求を満たすことができないため、ＥＶモードでの走行を許可せずに内燃機関を運転状態にして内燃機関からの動力を駆動軸に出力する。ここで、ＥＶモードでの走行の許否の決定を仮にアクセル開度に基づいて行なうとすると、同じアクセル開度に対して複数の駆動力特性を有する場合には、同じアクセル開度であっても設定される要求駆動力が異なるため、要求駆動力によっては電動機からの動力のみでは賄いきれず、ＥＶモードでの走行時に電動機からの出力不足に起因してもたつきやショックが発生するおそれがある。また、要求駆動力に対応する動力が電動機から出力可能であるにもかかわらずＥＶモードでの走行が禁止されてしまい、運転者の意思にそぐわない走行状態になることも考えられる。このように、ＥＶモードでの走行の許否の決定が適切に行なわれなければ、ドライバビリティが低下してしまう。
【０００４】
本発明の車両及びその制御方法は、運転者の操作により電動運転を優先可能であって同じアクセル開度に対して複数の駆動力特性を有する車両において、ドライバビリティの向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の車両及びその制御方法は、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、
駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記電動機と電力のやりとりを行なう蓄電手段と、
前記内燃機関を停止して前記電動機からの動力だけで走行する電動運転を優先して行なわせる電動運転優先モードを運転者の操作により設定可能なモード設定手段と、
アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
同じアクセル開度に対して複数の駆動力の特性を有し前記アクセル開度検出手段によって検出されたアクセル開度に対応する駆動力の特性に応じて運転者により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、
運転者の操作により前記電動運転優先モードが設定された場合、前記要求駆動力設定手段によって設定された要求駆動力に基づいて前記電動運転優先モードでの電動運転の許否を決定し該決定により前記電動運転優先モードでの電動運転が許可されたときに該電動運転で走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する駆動制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
本発明の車両では、運転者から電動運転を優先させるよう指示があったときには、その指示に対する許否の決定は要求駆動力に基づいて行なう。すなわち、電動運転により電動機で消費される電力は要求駆動力により異なるため、要求駆動力に基づいて電動運転優先モードでの電動運転の許否を決定することにより、蓄電手段から電動機への電力の供給の状態を考慮する。したがって、同じアクセル開度に対して複数の駆動力特性を有する場合であっても、電動運転優先モードでの電動運転時に電動機からの出力不足に起因したもたつきやショックの発生を抑止することができるし、また運転者が電動運転優先モードでの電動運転を指示したときにできるだけ電動運転を行なうことにより運転者の意思に叶った応答性を発揮することができる。これにより、ドライバビリティの向上を図ることができる。
【０００８】
こうした本発明の車両において、シフトポジションを検出するシフトポジション検出手段、を備え、前記要求駆動力設定手段は、同じアクセル開度に対してシフトポジションごとに複数の駆動力の特性を有し前記シフトポジション検出手段によって検出されたシフトポジションと前記アクセル開度検出手段によって検出されたアクセル開度とに応じて前記要求駆動力を設定する手段であるものとすることもできる。シフトポジションが異なると同じアクセル開度に対する要求駆動力も異なることが多いため、電動運転優先モードでの電動運転の許否の決定を要求駆動力に基づいて行なうことにより、その拒否の決定を適切に行なうことができ、本発明を適用する意義が高い。
【０００９】
また、本発明の車両において、前記蓄電手段と電力のやりとりを行なうことにより前記内燃機関をクランキングするクランキング手段、を備え、前記駆動制御手段は、前記電動運転優先モードでの電動運転の許否を決定する際、前記内燃機関をクランキングするのに必要な電力と前記蓄電手段の出力制限とに基づいて設定される第１の低駆動力域に前記要求駆動力が入るときには前記電動運転優先モードでの電動運転を許可し、前記第１の低駆動力域に前記要求駆動力が入らないときには前記電動運転優先モードでの電動運転を禁止する手段であるものとすることもできる。電動運転優先モードでの電動運転時には、要求駆動力が大きいほど蓄電手段から電動機への出力も大きくなる傾向にある。また、蓄電手段からの出力には制限がある。このため、要求駆動力が比較的大きいときに電動運転優先モードでの電動運転が許可されると、電動運転中に内燃機関を始動することが必要になったときに蓄電手段からの電力が内燃機関のクランキングに使われることにより、要求駆動力に見合う動力を電動機から出力できないおそれがある。また、要求駆動力が比較的小さいときに電動運転優先モードでの電動運転が禁止されると、クランキングに用いる電力を考慮したとしても蓄電手段の残容量にまだ余裕があるにもかかわらず電動運転が制限されてしまうおそれがある。したがって、内燃機関のクランキングに必要な電力と蓄電手段の出力制限とに基づいて設定された第１の低駆動力域に入るときに電動運転優先モードでの電動運転を許可するのが好ましい。このとき、前記第１の低駆動力域の上限値は、前記電動運転優先モードでの電動運転が許可される所定の低車速域では、前記電動運転優先モードに設定されていない状態での電動運転を許可する第２の低駆動力域の上限値よりも高く設定されているものとすることもできる。こうすれば、運転者が電動運転を指示したときにはできるだけ広い駆動力域で電動運転が行なわれるため、運転者の意思に叶った走行を行なうことができる。ここで、所定の低車速域は、例えば内燃機関の効率や排気などの条件を考慮して適宜設定すればよい。
【００１０】
さらに、クランキング手段を備えた本発明の車両において、前記クランキング手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、前記駆動制御手段は、前記電動運転優先モードでの電動運転中に該電動運転が禁止されたときに前記クランキング手段によって前記内燃機関のクランキングを行なうことにより該内燃機関を始動するよう前記クランキング手段と前記内燃機関とを制御すると共に、前記クランキング手段による前記内燃機関のクランキングに伴って前記駆動軸へ出力される動力を前記電動機からの動力により打ち消すよう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。電動運転により電動機で消費される電力は要求駆動力によって異なるため、内燃機関のクランキングに伴ってクランキング手段から駆動軸へ出力される反力を電動機からの動力により打ち消すよう制御する車両においては、要求駆動力によってはその反力を打ち消すだけの動力を電動機から出力することができない場合が考えられる。したがって、要求駆動力に基づいて電動運転優先モードでの電動運転の許否を決定することにより、同じアクセル開度に対して複数の駆動力特性を有する場合であっても、電力不足によってクランキング手段から駆動軸に出力される反力に見合う動力が電動機から出力できないという事態を回避することができ、内燃機関の始動時のショックの発生を防ぐことができる。また、前記クランキング手段は、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。
【００１１】
本発明の車両の制御方法は、
駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりを行なう蓄電手段と、前記内燃機関を停止して前記電動機からの動力だけで走行する電動運転を優先して行なわせる電動運転優先モードを運転者の操作により設定可能なモード設定手段と、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、を備えた車両の制御方法であって、
（ａ）同じアクセル開度に対して複数の駆動力の特性を有し前記アクセル開度検出手段によって検出されたアクセル開度に対応する駆動力の特性に応じて運転者により要求される要求駆動力を設定し、
（ｂ）運転者の操作により前記電動運転優先モードが設定された場合、設定された要求駆動力に基づいて前記電動運転優先モードでの電動運転の許否を決定し該決定により前記電動運転優先モードでの電動運転が許可されたときに前記内燃機関を停止して該電動運転で走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する、
ことを要旨とする。
【００１２】
本発明の車両の制御方法では、運転者から電動運転を優先させるよう指示があったときには、その指示に対する許否の決定は要求駆動力に基づいて行なう。すなわち、電動運転により電動機で消費される電力は要求駆動力により異なるため、要求駆動力に基づいて電動運転優先モードでの電動運転の許否を決定することにより、蓄電手段から電動機への電力の供給の状態を考慮する。したがって、同じアクセル開度に対して複数の駆動力特性を有する場合であっても、電動運転優先モードでの電動運転時に電動機からの出力不足に起因したもたつきやショックの発生を抑止することができるし、また運転者が電動運転優先モードでの電動運転を指示したときにできるだけ電動運転を行なうことにより運転者の意思に叶った応答性を発揮することができる。これにより、ドライバビリティの向上を図ることができる。
【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。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を介してピニオンギヤ３３を回転させるキャリア３４が接続された動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０のサンギヤ３１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のリングギヤ３２に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して接続されたモータＭＧ２と、ハイブリッド自動車２０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。なお、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａは、ギヤ機構６０とデファレンシャルギヤ６２とを介して駆動輪６３ａ，６３ｂが取り付けられた車軸６４に接続されており、リングギヤ軸３２ａに出力された動力は走行用の動力として用いられる。
【００１５】
エンジン２２は、例えばガソリン又は軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、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１６０へ吸入すると共に燃料噴射弁１２６から吸気ポート１２５に燃料を噴射して吸入された空気と燃料とを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室１４３に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、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、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装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。
【００１６】
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、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と、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポート及び通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、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からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からのエンジン水温Ｔｗ，燃焼室１４３へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブ１２９を開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，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バルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，吸気管１６０に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号ＡＦ，同じく吸気管１６０に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、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、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、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及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及びモータ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。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、バッテリ５０を管理するための残容量（ＳＯＣ）を計算すると共に計算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂやその入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，バッテリ５０を充放電するための要求値である充放電要求パワーＰｂ＊などを計算し、必要に応じて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。
【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及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８７からの車速Ｖ，運転者が後述するモータ運転優先モードを設定したいときに押下するＥＶスイッチ８８からのオンオフ信号などが入力ポートを介して入力されており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、運転席前方の図示しない操作パネルに設けられＥＶスイッチ８８からのオン信号を入力したときに点灯するＥＶランプ８９への制御信号が出力されている。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。ここで、シフトレバー８１のシフトポジションＳＰとしては、本実施例では、駐車時に用いる駐車ポジション、後進走行用のリバースポジション、中立のニュートラルポジション、通常の前進走行用のドライブポジション（以下、「Ｄポジション」という）、の他に、主として例えば下り坂を比較的高速で走行しているような場合に選択されるブレーキポジション（以下、「Ｂポジション」という）や、燃費よりも加速を重視するスポーツモード（以下、「ＳＤポジション」という）が設けられている。
【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及びモータ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又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及びモータ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がある。また、この他に、ＥＶスイッチ８８がオンされていることや車速が所定の低車速以下であることなどといった複数の条件（以下、「モータ運転優先モード許可条件」という）が成立したときにできるだけエンジン２２の作動を制限してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力のみを走行用の動力としてリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転優先モードなどがある。
【００２２】
次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にイグニッションスイッチ８０がオンされているときに運転者がＥＶスイッチ８８をオンしてモータ運転優先モードでの走行を要求したときの動作について説明する。図３は、ＥＶスイッチ８８がオフからオンになったときにハイブリッド用電子制御ユニット７０によって実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【００２３】
この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８７からの車速Ｖ，シフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の温度センサ５１からの電池温度Ｔｂ，バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ），バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，バッテリ５０の充放電要求Ｐｂ＊など制御に必要なデータを入力する（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の残容量（ＳＯＣ）は、電流センサにより検出された充放電電流の積算値などに基づいて計算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。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。さらに、バッテリ５０の充放電要求Ｐｂ＊は、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とその目標値である目標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。
【００２４】
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とシフトポジションＳＰ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＊を設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速ＶとシフトポジションＳＰ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とシフトポジションＳＰ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４に要求トルク設定用マップの一例を示す。図４に示すように、各シフトポジションＳＰでの要求トルクＴｒ＊は、例えばアクセル開度Ａｃｃが１００％のときには車速Ｖが同じであればシフトポジションＳＰにかかわらず同じ値に設定され、アクセル開度Ａｃｃが２０％のときにはＢポジション及びＳＤポジションでＤポジションよりも高い値に設定され、アクセル開度Ａｃｃが０％（アクセルオフ）のときにはＤポジション、ＳＤポジション、Ｂポジションの順に高い値に設定される。このように、アクセル開度０％や２０％のときには、同じアクセル開度に対して複数の駆動力特性を有している。
【００２５】
次に、入力した車速Ｖを閾値Ｖｒｅｆと比較する（ステップＳ１２０）。この閾値Ｖｒｅｆは、モータ運転優先モードでの走行を許可するか否かを判定する車速の閾値であり、実施例ではエンジン２２からの排気ガスが車両周辺に漂いにくく且つエンジン２２を比較的効率よく運転することができる車速の下限値近傍の値（例えば、時速５０キロや５５キロ）を用いた。車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満のときには、第１の閾値Ｔｒｅｆ１を設定し（ステップＳ１３０）、設定した要求トルクＴｒ＊が第１の閾値Ｔｒｅｆ１以下か否かを判定する（ステップＳ１４０）。ここで、第１の閾値Ｔｒｅｆ１は、要求トルクＴｒ＊に基づいてモータ運転優先モードでの走行を許可するか否かを判定する要求トルクＴｒ＊の閾値であり、実施例では車速Ｖと第１の閾値Ｖｒｅｆ１との関係を予め定めて閾値設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する第１の閾値Ｔｒｅｆ１を導出して設定するものとした。図５に閾値設定用マップの一例を示す。
【００２６】
図５の閾値設定用マップについて詳細に説明する。図５における第１の閾値Ｔｒｅｆ１は、実施例ではバッテリ５０の出力制限ＷｏｕｔとモータＭＧ１によりエンジン２２をクランキングするのに必要な電力との差分を用いてモータＭＧ２から出力可能なトルクの上限値に設定されている。すなわち、モータ運転優先モードでの走行時にモータ運転優先モード許可条件が成立しなくなったときには、エンジン２２を始動してトルク変換運転モードや充放電運転モードに移行する必要がある。このとき、車両の走行を継続するにはモータＭＧ２から要求トルクＴｒ＊に見合う動力を出力したままエンジン２２のクランキングを行なう必要があるため、モータＭＧ２で消費される走行用の電力とモータＭＧ１で消費されるクランキング用の電力とが必要になる。ここで、仮に、要求トルクＴｒ＊が比較的高く設定されている場合にモータ運転優先モードでの走行を継続するとすれば、モータＭＧ２で必要とされる走行用の電力とモータＭＧ１で必要とされるクランキング用の電力との和がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを超えてしまい、バッテリ５０から供給可能な電力では走行用の電力とクランキング用の電力との全てを賄うことはできないおそれがある。その場合には、モータＭＧ１，ＭＧ２からの出力を制限する必要があるが、エンジン２２を確実に始動するにはクランキング用の電力の確保を優先させる必要があるため、両者の和が出力制限Ｗｏｕｔの範囲内に収まるようにモータＭＧ２から出力されるトルクを制限することになる。その結果、走行時にもたつきやショックが発生してしまう。また、要求トルクＴｒ＊が比較的低く設定されている場合にモータ運転優先モードでの走行を禁止するとすれば、モータＭＧ１で消費されるクランキング用の電力を考慮したとしても出力制限Ｗｏｕｔに十分に余裕があるにもかかわらずエンジン２２が運転状態になってしまい、運転者の意思にそぐわない運転モードになってしまう。このようなことから、要求トルクＴｒ＊が、クランキング用の電力とバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔとを考慮して設定されたモータＭＧ２から出力可能なトルクの上限値以下のときにモータ運転優先モードでの走行を許可することにより、走行時のもたつきやショックの発生を抑制すると共に、できるだけ運転者の意思に叶った運転モードで走行するようにする。また、第１の閾値Ｔｒｅｆ１は、図５に示すように、運転者によりモータ運転優先モードが設定されたときにはできるだけモータＭＧ２からの動力のみで走行するように、ＥＶスイッチ８８がオフされたときの運転者の要求によらないモータ走行（モータ運転モードでの走行）が許可されるトルクの上限値（第２の閾値Ｔｒｅｆ２）よりも高く設定される。
【００２７】
ステップＳ１４０で要求トルクＴｒ＊が第１の閾値Ｔｒｅｆ１以下のときには、車速Ｖや要求トルクＴｒ＊以外の他のモータ運転優先モード許可条件（例えば、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）やバッテリ５０の電池温度Ｔｂに関する条件など）が成立しているか否かを判定し（ステップＳ１５０）、他のモータ運転優先モード許可条件が成立しているときには、ＥＶ許可フラグＦｅｖの値を調べる（ステップＳ１６０）。ここで、ＥＶ許可フラグＦｅｖとは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０がモータ運転優先モードでの走行を許可したか否かを示すフラグであり、値０のときにはモータ運転優先モードでの走行を許可していないことを示し、値１のときにはモータ運転優先モードでの走行を許可したことを示す。なお、ＥＶ許可フラグＦｅｖは、運転者がＥＶスイッチ８８をオフしたときには値０にリセットされる。そして、ＥＶ許可フラグＦｅｖが値０のときには、ＥＶランプ８９を点灯させてモータ運転優先モードでの走行が許可されていることを運転者に報知し、ＥＶ許可フラグＦｅｖに値１をセットする（ステップＳ１７０）。
【００２８】
ステップＳ１６０でＥＶ許可フラグＦｅｖが値１のとき、又はステップＳ１７０でＥＶ許可フラグＦｅｖに値１をセットした後は、モータ運転優先モードでの走行を許可しておりエンジン２２を運転させる必要はないことから、エンジン２２を停止状態にしておくために目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに値０を設定すると共に（ステップ１８０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ１９０）。そして、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎ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下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎを次式（１）により計算すると共に、要求トルクＴｒ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρ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を式（２）により計算し、計算したトルク制限Ｔｍｉｎで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２００）。なお、設定された仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐは、要求トルクＴｒ＊を設定する際にバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを考慮しているため、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの範囲内で制限した値になる。
【００２９】
Tmin＝Win/Nm2    (1)
Tm2tmp＝Tr*/Gr    (2)
【００３０】
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にそれぞれ送信する（ステップＳ３００）。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊（＝値０）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。また、値０の目標回転数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が運転されているときにはエンジン２２を停止するようエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を中止し、エンジン２２が運転停止中のときにはその状態を保持する。これにより、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊には基本的には要求トルクＴｒ＊が設定され、ハイブリッド自動車２０はモータＭＧ２からの動力のみで走行することになる。モータ走行時の動力分配統合機構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図６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に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じたリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。
【００３１】
ステップＳ３００でエンジン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＊を送信すると、ＥＶ許可フラグＦｅｖが値１か否かを調べる（ステップＳ３１０）。いま、すべてのモータ運転優先モードが成立している、つまりステップＳ１２０，Ｓ１４０及びＳ１５０で肯定判定されたときを考えると、ステップＳ３１０で肯定判定がなされ、ステップＳ１００に戻り、ステップＳ１００以降の処理を実行する。
【００３２】
さて、ステップＳ１２０で車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上のときやステップＳ１４０で要求トルクＴｒ＊が第１の閾値Ｔｒｅｆ１よりも大きいとき、ステップＳ１５０で車速Ｖや要求トルクＴｒ＊以外の他のモータ運転優先モード許可条件が成立していないとき、つまりいずれかのモータ運転優先モード許可条件が成立していないときには、モータ運転優先モードでの走行を禁止し、ＥＶランプ８９が点灯しているときにはＥＶランプ８９を消灯すると共に、ＥＶ許可フラグＦｅｖを値０にリセットする（ステップＳ２１０）。続いて、閾値設定用マップ（図５参照）から現在の車速Ｖに対応する第２の閾値Ｔｒｅｆ２を読み出し（ステップＳ２２０）、要求トルクＴｒ＊と第２の閾値Ｔｒｅｆ２とを比較する（ステップＳ２３０）。この第２の閾値Ｔｒｅｆ２は、要求トルクＴｒ＊に基づいてエンジン２２を運転するか否かを判定する閾値であり、実施例ではエンジン２２を比較的効率よく運転することができる下限値近傍の値を用いた。要求トルクＴｒ＊が第２の閾値Ｔｒｅｆ２よりも小さいときには、エンジン２２を停止させてモータＭＧ２からの動力のみで走行するために、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊に値０をセットすると共に（ステップＳ１８０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０をセットし（ステップＳ１９０）、モータトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２００）。
【００３３】
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、設定したエンジン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＊をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信する（ステップＳ３００）。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊（＝値０）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。また、値０の目標回転数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が運転されているときにはエンジン２２を停止するようエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を中止し、エンジン２２が運転停止中のときにはその状態を保持する。その後、ＥＶ許可フラグＦｅｖが値１か否かを調べる（ステップＳ３１０）。いま、いずれかのモータ運転優先モード許可条件が成立していないときを考えているから、ステップＳ３１０で否定判定がなされ、そのまま本ルーチンを終了する。本ルーチンを終了した後は、モータＭＧ２を駆動するモータ運転モードにより走行するための図示しないモータ走行時駆動制御ルーチンが実行されるが、その詳細な説明については省略する。
【００３４】
ステップＳ２３０で要求トルクＴｒ＊が第２の閾値Ｔｒｅｆ２以上のときには、エンジン２２を運転状態にするためにエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ２４０）。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求Ｐｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、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で割ることによって求めることができる。
【００３５】
こうして要求パワーＰｅ＊を設定すると、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊を出力するためのエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ２５０）。この設定は、実施例では、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＊とに基づいて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する。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７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。
【００３６】
ステップＳ２５０でエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると、エンジン２２が稼働中か否かを判定し（ステップＳ２６０）、エンジン２２が停止状態のときには、始動時制御ルーチンを実行することによりエンジン２２を始動するようエンジンＥＣＵ２４に指令する（ステップＳ２７０）。一方、ステップＳ２６０で既にエンジン２２が稼働しているときには、そのままステップＳ２８０に進む。
【００３７】
ここで、始動時制御ルーチンについて説明する。まず、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、モータＭＧ１がエンジン２２のクランキングするようエンジン２２の回転数Ｎｅに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、モータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動させるようモータＥＣＵ４０に指令する。すると、モータＥＣＵ４０は、バッテリ５０から電力の供給を受けたモータＭＧ１がクランクシャフト２６をモータリングするよう制御する。そして、このモータリングによりエンジン２２の回転数Ｎｅが次第に上昇して点火開始回転数Ｎｓｔａｒｔ（例えば８００ｒｐｍや１０００ｒｐｍ）に到達すると、エンジン２２を始動するようエンジンＥＣＵ２４に指令する。これにより、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御といった始動時燃焼制御を開始する。その後、エンジン２２が完爆したときに初めて超える完爆回転数Ｎｃｏｍｂ（＞点火開始回転数Ｎｓｔａｒｔ）を超えるまでこの始動時燃焼制御を継続し、完爆したあと始動時制御ルーチンを終了する。
【００３８】
図３の駆動制御ルーチンに戻り、ステップＳ２６０でエンジン２２が稼働中であるとき、又はステップＳ２７０で始動時制御ルーチンを実行したあとは、ステップＳ２５０で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（３）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とに基づいて式（４）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２８０）。ここで、式（３）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８に示す。式（３）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、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊の運転ポイントで定常運転したときにエンジン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。また、式（４）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（２）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。
【００３９】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ−Nm2/(Gr・ρ)  (3)
Tm1*=前回Tm1*＋k1(Nm1*−Nm1)＋k2∫(Nm1*−Nm1)dt  (4)
【００４０】
こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと計算したモータＭＧ１のトルク指令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Ｔｍａｘ，Ｔｍｉｎを次式（５）及び式（６）により計算すると共に、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρ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を式（７）により計算し、計算したトルク制限Ｔｍａｘ，Ｔｍｉｎで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２９０）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊を、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，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。なお、式（７）は、前述した図８の共線図から容易に導き出すことができる。
【００４１】
Tmax＝(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2    (5)
Tmin＝(Win−Tm1*・Nm1)/Nm2    (6)
Tm2tmp＝(Tr*＋Tm1*/ρ)/Gr        (7)
【００４２】
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、設定したエンジン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＊をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信する（ステップＳ３００）。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。その後、ステップＳ３１０でＥＶ許可フラグＦｅｖに値１がセットされているか否かを調べるが、このときにはＥＶ許可フラグＦｅｖが値０にリセットされていることから、ステップＳ３１０で否定判定がなされ、そのまま本ルーチンを終了する。本ルーチンを終了した後は、エンジン２２及びモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するトルク変換運転モードや充放電運転モードなどにより走行するための図示しない通常時駆動制御ルーチンが実行されるが、その詳細な説明は省略する。
【００４３】
ここで、実施例のハイブリッド自動車２０のエンジン２２が本発明の内燃機関に相当し、モータＭＧ２が電動機に相当し、バッテリ５０が蓄電手段に相当する。また、ＥＶスイッチ８８がモード設定手段に相当し、アクセルペダルポジションセンサ８４がアクセル開度検出手段に相当し、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や駆動制御手段に相当する。また、シフトポジションセンサ８２がシフトポジション検出手段に相当し、モータＭＧ１がクランキング手段に相当する。なお、本実施例ではハイブリッド自動車２０の構成、作用及び効果の説明をすることにより、本発明の車両を説明すると同時に車両の制御方法についても併せて説明した。
【００４４】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、運転者がＥＶスイッチ８８をオンしたときには、要求トルクＴｒ＊に基づいてモータ運転優先モードによる走行の許否を決定する。したがって、この許否の決定にあたり、バッテリ５０からモータＭＧ２に供給される電力を考慮することが可能になるため、アクセル開度０％や２０％のときのように、同じアクセル開度に対してシフトポジションに応じた複数の駆動力特性を有する場合であっても、モータ運転優先モードでの走行時にモータＭＧ２からの出力不足に起因したもたつきやショックの発生を抑止することができるし、また運転者がモータ運転優先モードでの走行を指示したときにできるだけモータ走行を行なうことにより運転者の意思に叶った応答性を発揮することができる。これにより、ドライバビリティの向上を図ることができる。
【００４５】
また、エンジン２２のクランキングに必要な電力とバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔとに基づいて設定された第１の閾値Ｔｒｅｆ１以下のときにモータ運転優先モードでの走行を許可するため、モータ運転優先モードでの走行中にエンジン２２を始動することが必要になったとしても、クランキングで電力を消費したことに起因して要求トルクＴｒ＊に見合う動力をモータＭＧ２から出力できないという事態や、クランキングに用いる電力を考慮したとしてもバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）にまだ余裕があるにもかかわらずモータ走行が制限されるという事態を防ぐことができる。
【００４６】
さらに、第１の閾値Ｔｒｅｆ１は、閾値Ｖｒｅｆ未満の車速領域において第２の閾値Ｔｒｅｆ２よりも高く設定されているため、運転者がモータ走行を指示したときにはできるだけ広い駆動力域でモータ走行を行なうことができ、運転者の意思に叶った走行を行なうことができる。
【００４７】
なお、本発明は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００４８】
例えば、上述した実施例において、エンジン２２をモータＭＧ１によりクランキングする際にリングギヤ軸３２ａに出力される反力を打ち消すのに必要なモータＭＧ２の消費電力を考慮して第１の閾値Ｖｒｅｆ１を設定するとしてもよい。エンジン２２の始動時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９に示すように、エンジン２２をクランキングするためにモータＭＧ１から動力を出力すると、その反力が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるため、エンジン始動時にはこの反力に起因したショックを抑制するためにモータＭＧ２から反力に見合う動力を出力する必要がある。このとき、要求トルクＴｒ＊が比較的大きいときにモータ走行を行なうとすると、その反力を打ち消すだけの動力をモータＭＧ２から出力することができない場合がある。したがって、第１の閾値Ｔｒｅｆ１を設定する際にはモータＭＧ１からの反力を打ち消すのに必要なモータＭＧ２の消費電力を考慮することにより、同じアクセル開度に対して複数の駆動力特性を有する場合であっても、電力不足によってモータＭＧ１から駆動軸に出力される反力に見合う動力がモータＭＧ２から出力できないという事態を回避することができ、エンジン２２の始動時のショックの発生を防ぐことができる。
【００４９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションに応じて駆動力特性が異なる場合について説明したが、同じアクセル開度であっても駆動力特性が異なるものであればこれに限定されるものでない。例えば、同じアクセル開度に対する要求トルクＴｒ＊が図４に示すＤポジションでの要求トルクＴｒ＊よりも低く設定されるエコ走行モードを選択可能なスイッチが設けられ、シフトポジションＳＰがＤポジションにあるときに運転者がこのスイッチをオンオフすることにより、同じアクセル開度であっても異なる要求トルクＴｒ＊が設定されるものに本発明を適用するとしてもよい。
【００５０】
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１０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１０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。
【００５１】
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１１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。
【００５２】
実施例では、ハイブリッド自動車２０として説明したが、こうしたハイブリッド自動車２０に限定されるものではなく、自動車以外の車両、例えば列車や船舶などに適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【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】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】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】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】閾値設定用マップの一例を示す説明図である。
【図６】モータ走行時の動力分配統合機構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ための説明図である。
【図７】エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。
【図８】駆動時の動力分配統合機構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ための説明図である。
【図９】エンジン始動時の動力分配統合機構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ための説明図である。
【図１０】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１１】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】
【００５４】
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）、２４ａ  ＣＰＵ、２４ｂ  ＲＯＭ、２４ｃ  ＲＡＭ、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、６４  車軸、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、８７  車速センサ、８８  ＥＶスイッチ、８９  ＥＶランプ、１２２  エアクリーナ、１２４  スロットルバルブ、１２５  吸気ポート、１２６  燃料噴射弁、１２８  吸気バルブ、１２９  排気バルブ、１３０  点火プラグ、１３２  ピストン、１３４  浄化装置、１３６  スロットルモータ、１３８  イグニッションコイル、１４０  クランクポジションセンサ、１４２  水温センサ、１４３  燃焼室、１４４  カムポジションセンサ、１４６  スロットルバルブポジションセンサ、１４８  エアフローメータ、１４９  温度センサ、１５０  可変バルブタイミング機構、１６０  吸気管、２３２  インナーロータ、２３４  アウターロータ、２３０  対ロータ電動機、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
2007210414.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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【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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