(57)【要約】【課題】第１の電動機が値０を含む所定回転数範囲を脱出する制御としての保護制御が作動したときに生じ得るショックを低減する。【解決手段】モータ回転数Ｎｍ１の絶対値が所定回転数以下の状態となるロック状態に至ったときには、モータを所定回転数Ｎｒｅｆ２または所定回転数Ｎｒｅｆ２を負の値にした回転数で回転させるようにエンジンの目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊とモータの目標回転数Ｎｍ１＊とを設定すると共に（Ｓ１７０〜Ｓ２００）、モータがロック状態に至ってからの経過時間が長いほど大きくなるカウンタＣに応じた値ｋｃをモータの回転数フィードバック制御における積分項のゲインｋ２として用いる（Ｓ２２０）。これにより、ロック状態からの脱出を滑らかに行なうことができ、ロック状態からの脱出の際に生じ得るショックを抑制することができる。【選択図】図２
2012171593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、動力を入出力する第１の電動機と、前記内燃機関の出力軸と前記第１の電動機の回転軸と車軸に連結された駆動軸とに３つの回転要素がそれぞれ接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力する第２の電動機と、前記第１の電動機および前記第２の電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、走行のために駆動軸に要求される要求トルクに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標回転数と目標トルクとが設定されたときに前記内燃機関が前記目標回転数で回転するように回転数フィードバック制御により前記第１の電動機を制御すると共に前記内燃機関から前記目標トルクが出力されるよう該内燃機関を制御し、更に、前記内燃機関および前記第１の電動機の駆動により前記遊星歯車機構を介して前記駆動軸に出力されるトルクと前記第２の電動機から前記駆動軸に出力されるトルクとの和が前記要求トルクとなるよう前記第２の電動機を制御する制御手段と、を備えるハイブリッド自動車において、
前記制御手段は、前記内燃機関が前記目標回転数で回転するように前記第１の電動機を制御すると前記第１の電動機の回転数が値０を含む所定回転数範囲内となるときには、前記第１の電動機が前記所定回転数範囲の境界における回転数で駆動するよう前記第１の電動を駆動制御する保護制御を実行すると共に前記保護制御を実行している最中に前記第１の電動機の回転数が前記所定回転数範囲内となるときには前記回転数フィードバック制御におけるゲインとして前記第１の電動機の回転数が前記所定回転数範囲内で継続している時間が長いほど大きくなる傾向のゲインを用いて前記第１の電動機を制御する手段である、
ことを特徴とするハイブリッド自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、内燃機関と、第１の電動機と、内燃機関の出力軸と第１の電動機の回転軸と車軸に連結された駆動軸とに接続された遊星歯車機構と、駆動軸に動力を入出力する第２の電動機と、第１の電動機および第２の電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備えるハイブリッド自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと、第１のモータと、エンジンの出力軸と第１のモータの回転軸と車軸に連結された駆動軸とに接続された遊星歯車機構と、駆動軸に動力を入出力する第２のモータと、第１のモータおよび第２のモータと電力のやりとりが可能なバッテリと、を備えるハイブリッド自動車において、第１のモータの回転数がロック領域に入り、かつ、第１のモータのトルクの増加によっては第１のモータの回転数を正転領域から逆転領域へ遷移させてロック領域を脱出することが困難なときには、エンジンの出力トルクを低下させるエンジン制御を行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、エンジンおよび第１のモータの回転数を全体的に低下させることにより、第１のモータをロック状態から脱出させている。
【０００３】
また、上述のハイブリッド自動車と同一のハード構成において、第１のモータの回転数が零近傍となる回転数領域では、第１のモータのトルクの上限値を最大トルクよりも小さく、かつ、インバータの通過電流が所定の許容値以下となる許容トルクに制限するものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。このハイブリッド自動車では、第１のモータのトルクの上限値を小さくしたり、インバータの通過電流の許容値を小さくすることにより、第１のモータのロック異常の発生が判断されるまでの間にインバータの熱負荷が増大し、インバータの劣化が無駄に進行するのを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２４７２７１号公報
【特許文献２】特開２００７−３３１６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のハード構成のハイブリッド自動車のように、第１のモータの回転数が値０付近に停滞することによる不都合を回避するために、ロック領域を脱出するなどの保護制御を作動させると、この保護制御の作動の際に制御の急変のためにショックが発生する場合がある。このショックは運転者や乗員に違和感を与えるため、ショックを抑制することが望ましい。
【０００６】
本発明のハイブリッド自動車は、第１の電動機が値０を含む所定回転数範囲を脱出する制御としての保護制御が作動したときに生じ得るショックを低減することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００８】
本発明のハイブリッド自動車は、
内燃機関と、動力を入出力する第１の電動機と、前記内燃機関の出力軸と前記第１の電動機の回転軸と車軸に連結された駆動軸とに３つの回転要素がそれぞれ接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力する第２の電動機と、前記第１の電動機および前記第２の電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、走行のために駆動軸に要求される要求トルクに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標回転数と目標トルクとが設定されたときに前記内燃機関が前記目標回転数で回転するように回転数フィードバック制御により前記第１の電動機を制御すると共に前記内燃機関から前記目標トルクが出力されるよう該内燃機関を制御し、更に、前記内燃機関および前記第１の電動機の駆動により前記遊星歯車機構を介して前記駆動軸に出力されるトルクと前記第２の電動機から前記駆動軸に出力されるトルクとの和が前記要求トルクとなるよう前記第２の電動機を制御する制御手段と、を備えるハイブリッド自動車において、
前記制御手段は、前記内燃機関が前記目標回転数で回転するように前記第１の電動機を制御すると前記第１の電動機の回転数が値０を含む所定回転数範囲内となるときには、前記第１の電動機が前記所定回転数範囲の境界における回転数で駆動するよう前記第１の電動を駆動制御する保護制御を実行すると共に前記保護制御を実行している最中に前記第１の電動機の回転数が前記所定回転数範囲内となるときには前記回転数フィードバック制御におけるゲインとして前記第１の電動機の回転数が前記所定回転数範囲内で継続している時間が長いほど大きくなる傾向のゲインを用いて前記第１の電動機を制御する手段である、
ことを特徴とする。
【０００９】
この本発明のハイブリッド自動車では、内燃機関が目標回転数で回転するように第１の電動機を制御すると第１の電動機の回転数が値０を含む所定回転数範囲内となるときには、第１の電動機が所定回転数範囲の境界における回転数で駆動するよう第１の電動を駆動制御する保護制御を実行する。これにより、第１の電動機の回転数が所定回転数範囲内に停滞するのを抑制することができる。そして、保護制御を実行している最中に第１の電動機の回転数が所定回転数範囲内となるときには回転数フィードバック制御におけるゲインとして第１の電動機の回転数が所定回転数範囲内で継続している時間が長いほど大きくなる傾向のゲインを用いて第１の電動機を制御する。回転数フィードバック制御におけるゲインが時間経過に伴って大きく変化するから、第１の電動機の回転数を所定回転数範囲からより確実に且つ滑らかに脱出させることができる。この結果、保護制御の作動に伴って生じ得るショックを抑制することができる。なお、回転数フィードバック制御のゲインとしては比例項のゲインと積分項のゲインとを挙げることができるが、第１の電動機の回転数が所定回転数範囲内で継続している時間が長いほど大きくなる傾向のゲインとしては、比例項のゲインと積分項のゲインの双方としてもよいし、比例項のゲインだけとしてもよいし、積分項のゲインだけとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により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。
【図３】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】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説明する説明図である。
【図５】モータＥＣＵ４０により実行されるフラグ設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図６】カウンタＣと値ｋｃとの関係を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明を実施するため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、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御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と、エンジン２２のクランクシャフト２６に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が接続されると共に駆動輪６３ａ，６３ｂにデファレンシャルギヤ６２とギヤ機構６０を介して連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにリングギヤ３２が接続され遊星歯車機構として構成された動力分配統合機構３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が動力分配統合機構３０のサンギヤ３１に接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、車両全体を制御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ＥＣＵ２４は、図示しないＣＰＵ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、ＣＰＵの他にＲＯＭやＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の状態を検出する図示しない種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置やエンジン２２の冷却水温Ｔｗ，スロットル開度θ，外気温Ｔｏｕｔ，吸入空気量Ｑａ，吸気温Ｔａなどを入力ポートを介して入力し、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、図示しない燃料噴射弁への駆動信号や、図示しないスロットルバルブへの駆動信号、イグナイタと一体化された図示しないイグニッションコイルへの制御信号などを出力ポートを介して出力している。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】
モータＥＣＵ４０は、図示しないＣＰＵ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、ＣＰＵの他にＲＯＭやＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。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からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置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，インバータ４１，４２に取り付けられた図示しない温度センサからのインバータ温度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Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６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からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００１５】
バッテリＥＣＵ５２は、図示しないＣＰＵ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、ＣＰＵの他にＲＯＭやＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２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。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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ＭＧ１の回転数が値０近傍の回転数となるロック状態となったとき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により実行される駆動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、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００１９】
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ＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，モータＭＧ１がロック状態であるか否かを判定するロック判定の結果を示すロック判定フラグＦ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の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ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。ロック判定フラグＦは、モータＥＵＣ４０で設定したものを通信により入力するものとした。ロック判定フラグＦについての詳細は後述する。
【００２０】
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＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（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３に要求トルク設定用マップの一例を示す。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パワー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。
【００２１】
続いて、設定した要求パワー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＊とを設定する（ステップＳ１２０）。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４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。
【００２２】
次に、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（１）により目標回転数Ｎｅ＊でエンジン２２を回転させると共にモータＭＧ２を回転数Ｎｍ２で回転させたときに推定されるモータＭＧ１の推定回転数としての目標回転数Ｎｍ１＊を計算する（ステップＳ１３０）。ここで、式（１）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。ここで、「ρ」は、動力分配統合機構３０のギヤ比（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）であり、「Ｇｒ」は、減速ギヤ３５のギヤ比である。
【００２３】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ)    (1)
【００２４】
こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定したら、続いて、ロック判定フラグＦの値を調べる（ステップＳ１４０）。ここで、駆動制御ルーチンの説明を中断して、ロック判定フラグＦの値を設定するフラグ設定ルーチンについて説明する。図５は、モータＥＣＵ４０により実行されるフラグ設定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、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２５】
フラグ設定ルーチンが実行されると、モータＥＣＵ４０の図示しないＣＰＵは、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１やモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊などロック判定フラグＦの設定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、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１は、回転位置検出センサ４３により検出されるモータＭＧ１の回転子の回転位置に基づいて計算されたものを用いるものとした。また、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊は、図２に例示した駆動制御ルーチンのステップＳ１３０の処理で設定し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。
【００２６】
こうしてデータを入力すると、ロック判定フラグＦの値を調べる（ステップＳ３１０）。ロック判定フラグＦは、後述する処理で、モータＭＧ１がロック状態に至ったと判定されたときには値１に設定され、ロック状態に至っていないと判定されたときには値０に設定されるフラグであり、初期値として値０が設定されているものとした。
【００２７】
ロック判定フラグＦが値０のときには（ステップＳ３１０）、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の絶対値と所定回転数Ｎｒｅｆ１とを比較する（ステップＳ３２０）。ここで、所定回転数Ｎｒｅｆ１は、モータＭＧ１がロック状態に至ったか否かを判定するために用いられるものであり、値０近傍の回転数（例えば、５０ｒｐｍや６０ｒｐｍ，７０ｒｐｍなど）に設定することができる。
【００２８】
モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の絶対値が所定回転数Ｎｒｅｆ１以下であるときには（ステップＳ３２０）、この状態が継続している時間としての継続時間ｔの計測が開始されていなければ計測を開始して（ステップＳ３３０）、継続時間ｔと許容時間ｔｒｅｆとを比較する（ステップＳ３４０）。ここで、許容時間ｔｅｒｆは、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の絶対値が所定回転数Ｎｒｅｆ１以下の状態で駆動したときにモータＭＧ１が高温に至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、５０ｍｓｅｃや６０ｍｓｅｃ，７０ｍｓｅｃなどでモータＭＧ１の特性に基づいて設定することができる。
【００２９】
モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の絶対値が所定回転数Ｎｒｅｆ１を超えているときや（ステップＳ３２０），モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の絶対値が所定回転数Ｎｒｅｆ１以下であっても継続時間ｔが許容時間ｔｒｅｆを超えていないときには（ステップＳ３２０〜Ｓ３４０）、モータＭＧ１をそのまま駆動してもモータＭＧ１が高温に至る可能性が低くモータＭＧ１がロック状態に至っていないと判断して、ロック判定フラグＦに値０を設定して（ステップＳ３７０）、本ルーチンを終了する。これにより、モータＭＧ１がロック状態に至っていないときにはロック判定フラグＦに値０が設定されることになる。
【００３０】
モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の絶対値が所定回転数Ｎｒｅｆ１以下あり且つ継続時間ｔが許容時間ｔｒｅｆを超えているときには（ステップＳ３２０〜Ｓ３４０）、モータＭＧ１がロック状態に至っていてモータＭＧ１をそのまま駆動するとモータＭＧ１が高温に至る可能性があると判断し、ロック判定フラグＦに値１を設定して（ステップＳ３８０）、本ルーチンを終了する。こうして、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の絶対値すなわちモータＭＧ１の実際の駆動状態を用いるから、より適正にモータＭＧ１がロック状態に至っていることを判定することができる。
【００３１】
こうしてモータＭＧ１がロック状態に至っていると判定されてロック判定フラグＦに値１が設定されているときには（ステップＳ３１０）、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の絶対値と所定回転数Ｎｒｅｆ２とを比較したり（ステップＳ３５０）、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊の絶対値と所定回転数Ｎｒｅｆ２とを比較する（ステップＳ３６０）。ここで、所定回転数Ｎｒｅｆ２は、モータＭＧ１のロック状態が解除されたと判定するために用いられるものであり、所定回転数Ｎｒｅｆ１より大きい回転数（例えば、１００ｒｐｍ、１１０ｒｐｍ、１２０ｒｐｍなど）に設定することができる。ここで所定回転数Ｎｒｅｆ２を所定回転数Ｎｒｅｆ１より大きい回転数に設定したのは、モータＭＧ１のロック状態が解除されたと判定された直後に再びロック状態が判定されて、ロック状態の判定とロック状態の解除の判定とが繰り返される、いわゆるハンチングを抑制するためである。モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の絶対値が所定回転数Ｎｒｅｆ２以下であるときには（ステップＳ３５０）、モータＭＧ１はまだロック状態であると判断し、また、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の絶対値が所定回転数Ｎｒｅｆ２より大きくても目標回転数Ｎｍ１＊の絶対値が所定回転数Ｎｒｅｆ２以下のときには（ステップＳ３５０，Ｓ３６０）、ロック状態を解除しても再びロック状態に至ることが予測できると判断し、ロック判定フラグＦの値１を継続して（ステップＳ３８０）、本ルーチンを終了する。一方、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の絶対値が所定回転数Ｎｒｅｆ２より大きく且つ目標回転数Ｎｍ１＊の絶対値が所定回転数Ｎｒｅｆ２より大きいときには（ステップＳ３５０，Ｓ３６０）、モータＭＧ１が実際にロック状態ではなく、ロック状態を解除した直後に再びロック状態に至ることもないと判断し、ロック判定フラグＦに値０を設定して（ステップＳ４００）、本ルーチンを終了する。このようにモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊の用いてロック状態が解除されたことを判定することにより、ロック状態の判定とロック状態の解除の判定とがハンチングするのを抑制することができる。以上、フラグ設定ルーチンについて説明した。
【００３２】
図２に例示した駆動制御ルーチンの説明に戻る。ステップＳ１４０でロック判定フラグＦが値０であると判定したときには、モータＭＧ１がロック状態に至っていないか、ロック状態に至ったもののロック状態が解除されたと判断して、カウンタＣを値０にクリアしすると共に（ステップＳ１５０）、後述する式（２）の積分項のゲインｋ２に通常時の値ｋｓｅｔを設定し（ステップＳ１６０）、通常の駆動制御を実行する。通常の駆動制御は、具体的には、以下の通りである。まず、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（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２３０）。ここで、式（２）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１項は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって運転したときにモータＭＧ１から出力すべきトルクであり、右辺第２項および第３項がフィードバック制御量である。なお、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。
【００３３】
Tm1*=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  (2)
【００３４】
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、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（３）により計算し（ステップＳ２４０）、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Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（４）および式（５）により計算すると共に（ステップＳ２５０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２６０）。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。
【００３５】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr    (3)
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2  (4)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2  (5)
【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，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にそれぞれ送信して（ステップＳ２７０）、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。こうした制御により、ロック判定フラグＦが値０のとき、すなわち、モータＭＧ１がロック状態に至っていないか、ロック状態に至ったもののロック状態が解除されたときには、目標回転数Ｎｍ１＊でモータＭＧ１を回転させながら要求トルクＴｒ＊に基づく駆動力を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力して走行することができる。
【００３７】
ロック判定フラグＦが値１のときには（ステップＳ１４０）、モータＭＧ１がロック状態に至っているので、こうしたロック状態を解消する必要があると判断して、モータＭＧ１のロックを回避するためのロック回避制御を実行する。ロック回避制御は、具体的には、以下のように実行される。まず、計算したモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が正の回転数であるときには所定回転数Ｎｒｅｆ２を、計算したモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が負の回転数であるときには所定回転数Ｎｒｅｆ２に値−１を乗じた負の回転数（−Ｎｒｅｆ２）を目標回転数Ｎｍ１＊に設定し（ステップＳ１７０〜Ｓ１９０）、目標回転数Ｎｍ１＊でモータＭＧ１を回転させたときにエンジン２２から要求パワーＰｅ＊が出力されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを次式（６）および式（７）により再設定する（ステップＳ２００）。そして、カウンタＣを値１だけインクリメントすると共に（ステップＳ２１０）、カウンタＣに基づく値ｋｃを上述した式２の積分項のゲインｋ２に設定し（ステップＳ２２０）、再設定した目標回転数Ｎｍ１＊や目標トルクＴｅ＊，設定したゲインｋ２を用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、設定値を各ＥＣＵに送信して（ステップＳ２３０〜Ｓ２７０）、本ルーチンを終了する。ここで、値ｋｃは、図６に例示するように、カウンタＣが大きいほど大きな値となる。カウンタＣはロック判定フラグＦが値１の状態で駆動制御ルーチンが繰り返し実行される毎に値１ずつインクリメントされるから、モータＭＧ１がロック状態に至ってからの経過時間が長いほどカウンタＣは大きな値となり、式（２）の積分項のゲインｋ２（値ｋｃ）は、モータＭＧ１がロック状態に至ってからの経過時間が長いほど大きな値が設定される。上述したように、モータＭＧ１がロック状態であると判定されたときには、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が正のときにはモータＭＧ１が所定回転数Ｎｒｅｆ２で駆動するよう制御し、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が負のときにはモータＭＧ１が負の値としての所定回転数Ｎｒｅｆ２で駆動するように制御するが、モータＭＧ１がロック状態から脱出するのに時間を要するときには、モータＭＧ１がロック状態に至ってからの経過時間が長いほど大きな値となる値ｋｃが式（２）の積分項のゲインｋ２として用いられるから、モータＭＧ１のロック状態からの脱出をより迅速に行なうことができると共に、モータＭＧ１がロック状態に至ってからの経過時間に無関係に大きな値を式（２）の積分項のゲインｋ２として用いる場合に比して、モータＭＧ１のロック状態からの脱出を滑らかに行なうことができる。即ち、モータＭＧ１のロック状態からの脱出の際に生じ得るショックを抑制することができる。また、モータＭＧ１のロック状態の判定とロック状態の解除の判定とがハンチングするのが抑制されるよう適正に設定されたものを用いているから、通常の制御とロック回避制御とがハンチングするのを抑制することができる。
【００３８】
Ne*=Nm1*・ρ/(1+ρ)+Nm2・Gr/(1+ρ)    (6)
Te*=Pe*/Ne*                      (7)
【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、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の絶対値が所定回転数Ｎｒｅｆ１以下の状態となるロック状態に至ったときに、モータＭＧ１がロック状態に至ってからの経過時間が長いほど大きな値となる値ｋｃを式（２）の積分項のゲインｋ２として用いることにより、モータＭＧ１のロック状態からの脱出を滑らかに行なうことができ、モータＭＧ１のロック状態からの脱出の際に生じ得るショックを抑制することができる。もとより、モータＭＧ１がロック状態であると判定されたときには、モータＭＧ１を所定回転数Ｎｒｅｆ２または所定回転数Ｎｒｅｆ２を負の値にした回転数（−Ｎｒｅｆ２）で回転させることにより、モータＭＧ１をより迅速にロック状態から脱出させることができる。しかも、モータＭＧ１のロック状態の判定とロック状態の解除の判定とがハンチングするのが抑制されるよう適正に設定されたものを用いているから、通常の制御とロック回避制御とがハンチングするのを抑制することができる。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の絶対値が所定回転数Ｎｒｅｆ１以下の状態となるロック状態に至ったときに、モータＭＧ１がロック状態に至ってからの経過時間が長いほど大きな値となる値ｋｃを式（２）の積分項のゲインｋ２として用いるものとしたが、式（２）の積分項のゲインｋ２だけでなく、モータＭＧ１がロック状態に至ってからの経過時間が長いほど大きくなる値を式（２）の比例項のゲインｋ１として用いるものとしてもよいし、式（２）の積分項のゲインｋ２についてはモータＭＧ１がロック状態に至ってからの経過時間に無関係に一定値（例えば、通常時の値ｋｓｅｔ）を用い、式（２）の比例項のゲインｋ１についてはモータＭＧ１がロック状態に至ってからの経過時間が長いほど大きくなる値を用いるものとしてもよい。
【００４１】
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「第１の電動機」に相当し、動力分配統合機構３０が「遊星歯車機構」に相当し、モータＭＧ２が「第２の電動機」に相当し、バッテリ５０が「二次電池」に相当し、図２の駆動制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０や目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４，トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御したり図５のフラグ設定ルーチンを実行するモータＥＣＵ４０が「制御手段」に相当する。
【００４２】
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。
【００４３】
以上、本発明を実施するため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】
【００４４】
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
２０  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、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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