(57)【要約】【課題】遊星歯車装置を介して連結されるエンジン、第１モータおよび第２モータを備えた車両において、燃費を悪化させることなく動力循環状態を回避する。【解決手段】遊星歯車装置を介して連結されるエンジン、第１ＭＧおよび第２ＭＧを備えた車両において、ＥＣＵは、第２ＭＧが発電した電力の一部が第１ＭＧで消費される動力循環が生じる可能性がある場合（Ｓ１３にてＹＥＳ）、走行要求パワーＰａと充電要求パワーＰｃｈｇとの合計パワーを出力するようにエンジンを燃費最良状態で運転させるエンジン充電走行モードで車両を走行させたときの第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１を予測する（Ｓ１４〜Ｓ１６）。ＥＣＵは、Ｎｍ１予測値が負の場合（Ｓ１７にてＹＥＳ）、モータ走行モードで車両を走行させ（Ｓ１８）、Ｎｍ１予測値が正の場合（Ｓ１７にてＮＯ）、エンジン充電走行モードで車両を走行させる（Ｓ２０）。【選択図】図５
2013193587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
バッテリと、
前記バッテリとの間で電力を授受する第１モータおよび第２モータと、
前記エンジン、前記第１モータおよび前記第２モータを連結する遊星歯車装置と、
前記エンジン、前記第１モータおよび前記第２モータを制御する制御装置とを備え、
前記第２モータは、車両の駆動輪に結合され、
前記制御装置は、前記第２モータが発電した電力の一部が前記第１モータで消費される動力循環が生じる可能性がある場合、ユーザが要求する走行要求パワーと前記バッテリに充電すべき充電要求パワーとの合計パワーを前記エンジンが出力するように前記エンジンを燃費最良状態で運転したときの前記第１モータの予測回転速度を算出し、前記第１モータの予測回転速度が非動力循環領域に含まれる場合は前記合計パワーを前記エンジンが出力するように前記エンジンを前記燃費最良状態で運転させて前記バッテリを充電しながら車両を走行させる充電走行を行ない、前記第１モータの予測回転速度が動力循環領域に含まれる場合は前記エンジンを停止して前記第２モータの動力で車両を走行させるモータ走行を行なう、車両。
【請求項２】
前記遊星歯車装置は、前記第１モータに連結されたサンギヤと、前記第２モータに連結されたリングギヤと、前記サンギヤと前記リングギヤとに係合するピニオンギヤと、前記ピニオンギヤを自転可能に支持し前記エンジンに連結されたキャリアとを有し、
前記非動力循環領域は、前記第１モータが前記エンジンの回転方向と同じ方向に回転する正回転領域であり、
前記動力循環領域は、前記第１モータが前記エンジンの回転方向と反対の方向に回転する負回転領域である、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記制御装置は、前記合計パワーを前記エンジンが出力するように前記エンジンを前記燃費最良状態で運転したときの前記エンジンの予測回転速度と実際の前記第２モータの回転速度とを用いて、前記遊星歯車装置の共線図の関係から、前記第１モータの予測回転速度を算出する、請求項２に記載の車両。
【請求項４】
前記制御装置は、前記走行要求パワーを前記エンジンが出力するように前記エンジンを前記燃費最良状態で運転したときの前記第１モータの回転速度が前記動力循環領域に含まれる場合に、前記動力循環が生じる可能性があると判定する、請求項２に記載の車両。
【請求項５】
前記制御装置は、前記バッテリの目標残容量と実残容量との差が大きいほど、前記充電要求パワーを大きい値にする、請求項１に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊星歯車装置を介して連結されるエンジン、第１モータおよび第２モータを備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００７−９９１５５号公報（特許文献１）には、エンジンと、第１モータと、第２モータと、エンジンに連結されたキャリアと第１モータに連結されたサンギヤと第２モータに連結されたリングギヤとを有する遊星歯車装置とを備えたハイブリッド車両において、車速を所定速度以上に上げて走行する場合、エンジンの運転状態を熱効率最良状態よりも高回転かつ低トルク側へ移動させることによって、第２モータが発電した電力の一部が第１モータで消費される動力循環が生じることを回避することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−９９１５５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６７８４３号公報
【特許文献３】特開２００７−７６６４５号公報
【特許文献４】特開２０１１−１４８４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の方法では、動力循環状態が生じることを回避するためにエンジンの運転状態を熱効率最良状態よりも高回転かつ低トルク側へ移動させているため、動力の伝達効率は改善される一方でエンジンの熱効率（エンジンの燃費）は悪化してしまう。そのため、トータルのエネルギ効率（＝エンジンの熱効率×動力の伝達効率）の向上代は比較的小さいものとなるおそれがあり、更なる改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、遊星歯車装置を介して連結されるエンジン、第１モータおよび第２モータを備えた車両において、燃費を悪化させることなく動力循環状態を回避することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る車両は、エンジンと、バッテリと、バッテリとの間で電力を授受する第１モータおよび第２モータと、エンジン、第１モータおよび第２モータを連結する遊星歯車装置と、エンジン、第１モータおよび第２モータを制御する制御装置とを備える。第２モータは、車両の駆動輪に結合される。制御装置は、第２モータが発電した電力の一部が第１モータで消費される動力循環が生じる可能性がある場合、ユーザが要求する走行要求パワーとバッテリに充電すべき充電要求パワーとの合計パワーをエンジンが出力するようにエンジンを燃費最良状態で運転したときの第１モータの予測回転速度を算出する。制御装置は、第１モータの予測回転速度が非動力循環領域に含まれる場合は合計パワーをエンジンが出力するようにエンジンを燃費最良状態で運転させてバッテリを充電しながら車両を走行させる充電走行を行ない、第１モータの予測回転速度が動力循環領域に含まれる場合はエンジンを停止して第２モータの動力で車両を走行させるモータ走行を行なう。
【０００７】
好ましくは、遊星歯車装置は、第１モータに連結されたサンギヤと、第２モータに連結されたリングギヤと、サンギヤとリングギヤとに係合するピニオンギヤと、ピニオンギヤを自転可能に支持しエンジンに連結されたキャリアとを有する。非動力循環領域は、第１モータがエンジンの回転方向と同じ方向に回転する正回転（零回転を含む）領域である。動力循環領域は、第１モータがエンジンの回転方向と反対の方向に回転する負回転領域である。
【０００８】
好ましくは、制御装置は、合計パワーをエンジンが出力するようにエンジンを燃費最良状態で運転したときのエンジンの予測回転速度と実際の第２モータの回転速度とを用いて、遊星歯車装置の共線図の関係から、第１モータの予測回転速度を算出する。
【０００９】
好ましくは、制御装置は、走行要求パワーをエンジンが出力するようにエンジンを燃費最良状態で運転したときの第１モータの回転速度が動力循環領域に含まれる場合に、動力循環が生じる可能性があると判定する。
【００１０】
好ましくは、制御装置は、バッテリの目標残容量と実残容量との差が大きいほど、充電要求パワーを大きい値にする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、遊星歯車装置を介して連結されるエンジン、第１モータおよび第２モータを備えた車両において、燃費を悪化させることなく動力循環状態を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】車両の全体ブロック図である。
【図２】高速巡航走行時のエンジン、第１ＭＧ、第２ＭＧの状態を動力分割装置の共線図上に示した図である。
【図３】検討例による動力循環回避手法を説明するための図である。
【図４】本実施の形態による動力循環回避手法を説明するための図である。
【図５】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図６】高速巡航走行時に本実施の形態による動力循環回避手法を適用した場合の実ＳＯＣとエンジン回転速度Ｎｅとの変化の様子を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態による車両１の全体ブロック図である。図１を参照して、この車両１は、エンジン１０と、第１ＭＧ（Ｍｏｔｏｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）２０と、第２ＭＧ３０と、動力分割装置４０と、減速機５０と、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）６０と、バッテリ７０と、駆動輪８０と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２００とを備える。
【００１５】
エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、動力分割装置４０を介して連結される。そして、この車両１は、エンジン１０および第２ＭＧ３０の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行する。エンジン１０が発生する動力は、動力分割装置４０によって２経路に分割される。すなわち、一方は減速機５０を介して駆動輪８０へ伝達される経路であり、もう一方は第１ＭＧ２０へ伝達される経路である。
【００１６】
エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、ＥＣＵ２００からの制御信号によって制御される。第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、交流の回転電機であり、たとえば、三相交流同期モータである。
【００１７】
なお、図１には第２ＭＧ３０の回転速度を減速するリダクションギヤを備えない構成が例示されているが、そのようなリダクションギヤを備える構成にも本発明は適用可能である。
【００１８】
動力分割装置４０は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から成る。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１０のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、第１ＭＧ２０の回転軸に連結される。リングギヤは駆動軸４１を介して第２ＭＧ３０の回転軸および減速機５０に連結される。このように、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０が遊星歯車からなる動力分割装置４０を介して連結されることで、エンジン回転速度Ｎｅ、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１および第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２は、動力分割装置４０の共線図において直線で結ばれる関係（２つの値が決まれば残りのもう１つの値も決まる関係）になる。
【００１９】
なお、本実施の形態では、第１ＭＧ２０がエンジン１０の回転方向と同じ方向に回転している正回転状態のときに第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１が正の値となり、第１ＭＧ２０がエンジン１０の回転方向と反対の方向に回転している負回転状態のときに第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１が負の値となるものとする。
【００２０】
ＰＣＵ６０は、バッテリ７０に蓄えられた直流電力を第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を駆動可能な交流電力に変換して第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０に出力する。これにより、バッテリ７０に蓄えられた電力で第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０が駆動される。また、ＰＣＵ６０は、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０によって発電された交流電力をバッテリ７０を充電可能な直流電力に変換してバッテリ７０へ出力する。これにより、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０が発電した電力でバッテリ７０が充電される。
【００２１】
バッテリ７０は、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等を含む二次電池から成る。なお、バッテリ７０として、大容量のキャパシタも採用可能である。
【００２２】
さらに、車両１は、回転速度センサ１１、レゾルバ１２，１３、車速センサ１４、アクセルポジションセンサ１５、監視センサ１６を備える。回転速度センサ１１は、エンジン回転速度Ｎｅを検出する。レゾルバ１２は、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１を検出する。レゾルバ１３は、第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２を検出する。車速センサ１４は、車速Ｖを検出する。アクセルポジションセンサ１５は、ユーザによるアクセルペダル操作量Ａを検出する。監視センサ１６は、バッテリ７０の状態（バッテリ７０の電圧、電流、温度など）を検出する。これらの各センサは、検出結果を表わす信号をＥＣＵ２００に送信する。
【００２３】
ＥＣＵ２００は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報や各センサからの情報に基づいて、所定の演算処理を実行するように構成される。
【００２４】
ＥＣＵ２００は、アクセルペダル操作量Ａおよび車速Ｖなどに基づいてユーザが要求する走行パワー（以下「走行要求パワーＰａ」という）を算出し、この走行要求パワーＰａに相当するパワーが駆動軸４１に出力されるようにエンジン１０、第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０を制御する。
【００２５】
車両１は、走行モードとして、通常走行モード、エンジン充電走行モード、モータ走行モードを有する。
【００２６】
通常走行モードでは、ＥＣＵ２００は、たとえば、走行要求パワーＰａに相当するパワーがエンジン１０から出力されるようにエンジン１０を制御するとともに、エンジン１０から出力されるパワーのほぼすべてが駆動軸４１に出力されるように第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を制御する。
【００２７】
エンジン充電走行モードでは、ＥＣＵ２００は、バッテリ７０に充電すべきパワー（以下「充電要求パワーＰｃｈｇ」という）を走行要求パワーＰａに上乗せした合計パワーをエンジン１０が出力するようにエンジン１０を制御する。そして、ＥＣＵ２００は、エンジン１０が出力するパワーのうち、充電要求パワーＰｃｈｇに相当するパワーが第１ＭＧ２０で電気エネルギに変換されてバッテリ７０に充電され、残りの走行要求パワーＰａに相当するパワーが駆動軸４１に出力されるように、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を制御する。
【００２８】
モータ走行モードでは、ＥＣＵ２００は、エンジン１０を停止するとともに、走行要求パワーＰａに相当するパワーが駆動軸４１に出力されるように第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を制御する。なお、モータ走行モードでは、第１ＭＧ２０は引き摺り状態（トルクを出力しない状態）に制御される。
【００２９】
以上のような構成を有する車両１において、車速Ｖが所定値よりも高い状態での走行（以下「高速巡航走行」ともいう）を行なう場合、第２ＭＧ３０が発電した電力の一部が第１ＭＧ２０によって消費されることによって一部のエネルギが動力（回転エネルギ）と電力（電気エネルギ）との間で循環する「動力循環」が生じる可能性がある。
【００３０】
図２は、高速巡航走行時のエンジン１０、第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０の状態を動力分割装置４０の共線図上に示した図である。
【００３１】
動力分割装置４０の共線図の関係により、エンジン回転速度Ｎｅが一定である場合は、第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２（すなわち車速Ｖ）が高いほど第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１は低い値となる。したがって、車速Ｖが高い高速巡航走行時には、図２に示すように、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１を負の値に制御しなければならない場合がある。このような場合、第１ＭＧ２０は負回転力行状態（負回転領域でモータとして機能して負方向のトルクを出力する状態）に制御される。この際、エンジン１０が出力するパワーと第１ＭＧ２０が出力するパワーとの合計が駆動軸４１に出力されるため、過剰なパワー出力を抑えるために第２ＭＧ３０は正回転回生状態（正回転領域でジェネレータとして機能して負方向のトルクを出力する状態）に制御されることになる。このとき、エンジン１０と第１ＭＧ２０とから出力された回転エネルギの一部を第２ＭＧ３０により電気エネルギとして回生し、この回生した電気エネルギを第１ＭＧ２０により消費して回転エネルギとして出力することになり、上述の動力循環が生じる。こうした動力循環は、第１ＭＧ２０や第２ＭＧ３０の効率が何度も掛けられることになるから、車両１としてのエネルギ効率は低下してしまう。そのため、動力循環を回避することが望ましい。
【００３２】
動力循環を回避するための１つの検討例として、エンジンパワーＰｅを維持しつつエンジン１０の運転状態（エンジン動作点）を燃費最良状態（熱効率最良状態）よりも高回転かつ低トルク側へ移動させることで、第１ＭＧ２０を正回転状態にすることが考えられる。
【００３３】
図３は、この検討例による動力循環回避手法を説明するための図である。図３（Ａ）は検討例による第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１の変化を共線図上に示したものであり、図３（Ｂ）は検討例によるエンジン動作点の変化を示したものである。
【００３４】
図３（Ｂ）の矢印に示すように、この検討例では、エンジン動作点を燃費最良線上の点からＰｅ一定曲線（Ｎｅ×Ｔｅが一定となる曲線）に沿って高回転かつ低トルク側の点に移動させる。
【００３５】
このようにすると、図３（Ａ）に示すように、エンジンパワーＰｅを維持しつつ、エンジン回転速度Ｎｅを上昇させて第１ＭＧ２０を正回転状態にすることができる。そのため、第１ＭＧ２０を正回転回生状態（正回転領域でジェネレータとして機能して負方向のトルクを出力する状態）あるいは正回転引き摺り状態（正回転領域でトルクを出力しない状態）に制御することが可能となる。これにより、第１ＭＧ２０が力行状態ではなくなるため、動力循環を回避することができる。
【００３６】
しかしながら、この検討例では、エンジン動作点を燃費最良線よりも高回転かつ低トルク側に移動させているため、動力の伝達効率が改善される一方でエンジンの燃費が低下してしまう。そのため、トータルのエネルギ効率（＝エンジンの熱効率×動力の伝達効率）の向上幅はわずかな値となってしまう。
【００３７】
そこで、本実施の形態によるＥＣＵ２００は、動力循環が生じる可能性のある場合に、走行要求パワーＰａと充電要求パワーＰｃｈｇとの合計パワーをエンジン１０が出力するようにエンジン１０を燃費最良状態で運転させたときの第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１の予測値を算出する。そして、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１の予測値が零回転を含む正回転領域（非動力循環領域）に含まれる場合、ＥＣＵ２００は、上述の「エンジン充電走行モード」で車両１を走行させる。すなわち、ＥＣＵ２００は、走行要求パワーＰａと充電要求パワーＰｃｈｇとの合計パワーをエンジン１０が出力するようにエンジン１０を燃費最良線上で運転させてバッテリ７０を充電しながら車両１を走行させる。一方、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１の予測値が負回転領域（動力循環領域）に含まれる場合、ＥＣＵ２００は、上述の「モータ走行モード」で車両１を走行させる。すなわち、ＥＣＵ２００は、エンジン１０を停止し、かつ走行要求パワーＰａに相当するパワーが駆動軸４１に出力されるように第２ＭＧ３０を制御し、かつ第１ＭＧ２０を引き摺り状態（トルクを出力しない状態）に制御する。このような手法で動力循環回避を回避する点が本実施の形態の最も特徴的な点である。
【００３８】
図４は、本実施の形態による動力循環回避手法を説明するための図である。図４（Ａ）は、本実施の形態による動力循環回避手法で「エンジン充電走行モード」が選択された場合の第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１の変化を共線図上に示したものである。図４（Ｂ）は、本実施の形態による動力循環回避手法で「エンジン充電走行モード」が選択された場合のエンジン動作点の変化を示したものである。
【００３９】
ＥＣＵ２００は、動力循環が生じる可能性のある場合に、エンジンパワーＰｅが走行要求パワーＰａと充電要求パワーＰｃｈｇとの合計パワーとなるようにエンジン１０を燃費最良線上で運転させたときの第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１の予測値を算出する。具体的には、ＥＣＵ２００は、Ｐｅ＝Ｐａ＋Ｐｃｈｇで一定となる曲線と燃費最良線との交点Ｐ２（図４（Ｂ）参照）で定まるエンジン回転速度Ｎｅを算出し、算出されたエンジン回転速度Ｎｅと現在の第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２（車速Ｖ）とに対応する第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１を動力分割装置４０の共線図の関係を用いて算出する。そして、ＥＣＵ２００は、図４（Ａ）に示すように、算出された第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１が正回転（零回転を含む）領域に含まれる場合（Ｎｍ１≧０の場合）、「エンジン充電走行モード」を選択し、実際にＰｅ＝Ｐａ＋Ｐｃｈｇとなるようにエンジン１０を燃費最良線上で運転させてバッテリ７０を充電しながら車両１を走行させる。これにより、第１ＭＧ２０が正回転状態となり動力循環状態が回避されるだけでなく、エンジン１０を燃費最良状態で運転しているため燃費悪化を回避できる。なお、上乗せされた充電要求パワーＰｃｈｇは第１ＭＧ２０で電気エネルギに変換してバッテリ７０に充電しておくことが可能（第２ＭＧ３０で走行パワーとして消費することが可能）である。そのため、エンジン１０が出力するパワーを無駄なく有効に利用することができる。
【００４０】
一方、算出された第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１が負回転領域に含まれる場合（Ｎｍ１＜０の場合）、ＥＣＵ２００は、「モータ走行モード」を選択して、エンジン１０を停止するとともに第１ＭＧ２０を引き摺り状態に制御する。これにより、第１ＭＧ２０は負回転状態となるが力行状態ではなくなるため動力循環状態は回避される。さらに、エンジン１０を停止するためエンジン１０の燃費悪化も回避できる。
【００４１】
図５は、本実施の形態による動力循環回避手法を実現するためのＥＣＵ２００の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは所定周期で繰り返し実行される。
【００４２】
ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０にて、ＥＣＵ２００は、アクセルペダル操作量Ａ、車速Ｖなどの車両情報を取得する。
【００４３】
Ｓ１１にて、ＥＣＵ２００は、走行要求パワーＰａを算出する。たとえば、ＥＣＵ２００は、アクセルペダル操作量Ａおよび車速Ｖと走行要求パワーＰａとの対応関係を定めたマップを予め記憶しておき、このマップを用いて実際のアクセルペダル操作量Ａおよび車速Ｖに対応する走行要求パワーＰａを算出する。
【００４４】
Ｓ１２にて、ＥＣＵ２００は、充電要求パワーＰｃｈｇを算出する。ＥＣＵ２００は、バッテリ７０の目標残容量（以下「目標ＳＯＣ」という）とバッテリ７０の実残容量（以下「実ＳＯＣ」という）との差が大きいほど、充電要求パワーＰｃｈｇを大きい値にする。たとえば、ＥＣＵ２００は、下記の式（１）で充電要求パワーＰｃｈｇを算出する。
【００４５】
Ｐｃｈｇ＝Ｋ１×（目標ＳＯＣ−実ＳＯＣ）  …（１）
ここで、「Ｋ１」は予め定められた係数（Ｋ１＞０）である。「目標ＳＯＣ」は、固定値としてもよいし可変値としてもよい。「実ＳＯＣ」は、監視センサ１６の検出結果を用いて算出できる。具体的な実ＳＯＣの算出方法としては、バッテリ７０の開回路電圧（ＯＣＶ）とＳＯＣとの関係を用いて算出する方法や、バッテリ７０の電流を積算して算出する方法等、種々の公知の手法を用いることができる。
【００４６】
Ｓ１３にて、ＥＣＵ２００は、動力循環が生じる可能性があるか否かを判定する。たとえば、ＥＣＵ２００は、Ｐｅ＝Ｐａとなる曲線と燃費最良線との交点Ｐ１（図４（Ｂ）参照）で定まるエンジン回転速度Ｎｅを算出し、算出されたエンジン回転速度Ｎｅと現在の第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２（車速Ｖ）とに対応する第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１を動力分割装置４０の共線図の関係を用いて算出する。そして、ＥＣＵ２００は、算出された第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１が負回転領域に含まれる場合（Ｎｍ１＜０の場合）に動力循環が生じる可能性があると判定し、そうでない場合に動力循環が生じる可能性がないと判定する。
【００４７】
動力循環が生じる可能性がない場合（Ｓ１３にてＮＯ）、この処理は終了される。なお、この場合には、たとえば通常走行モードが選択される。すなわち、Ｐｅ＝Ｐａとなるようにエンジン１０が燃費最適線上で運転されるとともに、Ｐａが駆動軸４１に出力されるように第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０が制御される。
【００４８】
一方、動力循環が生じる可能性がある場合（Ｓ１３にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、Ｓ１４〜Ｓ１６にて、エンジン充電走行モードで車両１を走行させたと仮定した場合（エンジン動作点を図４（Ｂ）に示す交点Ｐ２にした場合）の第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１を予測する。具体的には、ＥＣＵ２００は、Ｓ１４にて、要求されるエンジンパワーＰｅをＰａ＋Ｐｃｈｇに設定し、Ｓ１５にて、Ｐｅ＝Ｐａ＋Ｐｃｈｇで一定となる曲線と燃費最良線との交点Ｐ２（図４（Ｂ）参照）で定まるエンジン回転速度Ｎｅを算出し、Ｓ１６にて、算出されたエンジン回転速度Ｎｅと現在の第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２（車速Ｖ）とに対応する第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１を動力分割装置４０の共線図の関係を用いて算出する。Ｓ１６の処理で算出された第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１が、エンジン充電走行モードで車両１を走行させたと仮定した場合の第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１の予測値である。
【００４９】
そして、Ｓ１７にて、ＥＣＵ２００は、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１の予測値が負回転領域に含まれるか否か（Ｎｍ１＜０であるか否か）を判定する。
【００５０】
第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１の予測値が負回転領域に含まれる場合（Ｓ１７にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、処理をＳ１８に移し、モータ走行モードで車両１を走行させる。これにより、第１ＭＧ２０が引き摺り状態となる（力行状態ではなくなる）るため、動力循環状態が回避される。また、エンジン１０を停止するためエンジン１０の燃費悪化も回避できる。
【００５１】
一方、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１の予測値が正回転（零回転を含む）領域に含まれる場合（Ｓ１７にてＮＯ）、ＥＣＵ２００は、Ｓ１９にて、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１の予測値が所定値α（α＞０）よりも高いか否かを判定する。
【００５２】
第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１の予測値が所定値αよりも高い場合（Ｓ１９にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、処理をＳ２０に移し、エンジン充電走行モードで車両１を走行させる。これにより、エンジン１０を最適燃費線上で運転しつつ、第１ＭＧ２０を正回転状態にして動力循環状態を回避することができる。また、エンジン１０が出力するパワーのうち、走行要求パワーＰａに相当するパワーは駆動軸４１に出力されるとともに、充電要求パワーＰｃｈｇに相当するパワーはバッテリ７０に充電される。そのため、エンジン１０が出力するパワーを無駄なく有効に利用することができる。
【００５３】
一方、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１の予測値が所定値αよりも低い場合（Ｓ１９にてＮＯ）、ＥＣＵ２００は、Ｓ２１にて、現在の走行モードを保持する。なお、Ｓ１９、Ｓ２１の処理は、モータ走行モードとエンジン充電走行モードとの切替にヒステリシスを持たせるための処理である。したがって、ヒステリシスを持たせない場合には、Ｓ１９、Ｓ２１の処理を省略してもよい。
【００５４】
図６は、高速巡航走行時に本実施の形態による動力循環回避手法を適用した場合の実ＳＯＣとエンジン回転速度Ｎｅとの変化の様子を模式的に示した図である。
【００５５】
時刻ｔ１にてエンジン充電走行モードが選択されると、充電要求パワーＰｃｈｇ（＝Ｋ１×（目標ＳＯＣ−実ＳＯＣ））に相当するパワーがバッテリ７０に充電されるため、実ＳＯＣが増加して実ＳＯＣと目標ＳＯＣとの差が徐々に小さくなる。そのため、充電要求パワーＰｃｈｇが低下し、Ｐｅ＝Ｐａ＋Ｐｃｈｇも低下する。これに伴い、Ｐｅ＝Ｐａ＋Ｐｃｈｇで一定となる曲線と燃費最良線との交点Ｐ２（図４（Ｂ）参照）で定まるエンジン回転速度Ｎｅが低下するため、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１の予測値も低下していく。そして、時刻ｔ２で第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１の予測値が負の値に変化すると、エンジン１０が停止されてモータ走行モードに切り替えられる。
【００５６】
モータ走行モードに切り替えられると、第２ＭＧ３０の動力（バッテリ７０の電力）で車両１が走行されるため、実ＳＯＣが比較的速く低下し、実ＳＯＣと目標ＳＯＣとの差が大きくなる。これに伴い、充電要求パワーＰｃｈｇが増加し、Ｐｅ＝Ｐａ＋Ｐｃｈｇも増加するため、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１の予測値も増加していく。そして、時刻ｔ３で第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１の予測値が再び正の値に変化すると、エンジン充電走行モードが再開される。
【００５７】
時刻ｔ３以降も同様に、エンジン充電走行モードとモータ走行モードとが交互に繰り返される。これにより、動力循環状態を回避しつつ、実ＳＯＣを維持して燃費向上を図ることができる。
【００５８】
以上のように、本実施の形態によるＥＣＵ２００は、動力循環が生じる可能性のある場合に、走行要求パワーＰａと充電要求パワーＰｃｈｇとの合計パワーをエンジン１０が出力するようにエンジン１０を燃費最良状態で運転させたときの第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１の予測値を算出する。そして、ＥＣＵ２００は、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１の予測値が正回転（零回転を含む）領域に含まれる場合はエンジン充電走行モードで車両１を走行させ、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１の予測値が負回転領域に含まれる場合はモータ走行モードで車両１を走行させる。そのため、燃費を悪化させることなく動力循環状態を回避することができる。
【００５９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６０】
１  車両、１０  エンジン、１１  回転速度センサ、１２，１３  レゾルバ、１４  車速センサ、１５  アクセルポジションセンサ、１６  監視センサ、２０  第１ＭＧ、３０  第２ＭＧ、４０  動力分割装置、４１  駆動軸、５０  減速機、７０  バッテリ、８０  駆動輪、２００  ＥＣＵ。
【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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