(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、該エンジンの出力軸にトルクを出力すれば該トルクに比例したトルクが車軸にも出力される状態で設けられた第１の電動機と、車軸に機械的に結合された第２の電動機とを有するハイブリッド車両であって、
前記エンジンの始動および停止を指示する指示手段と、
該指示を受けて前記第１の電動機を制御して前記エンジンを始動または停止するための所定のトルクを出力するトルク付加手段と、
車両が停車状態であるか否かを判定する判定手段と、
前記車軸の回転数を検出する回転数検出手段と、
停車状態において前記エンジンの始動または停止が指示された場合には、値０を前記車軸の回転数の目標値とするフィードバック制御により前記第２の電動機の目標トルクを設定するフィードバック設定手段と、
前記第２の電動機を制御して該設定された目標トルクを出力する運転手段とを備えるハイブリッド車両。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド車両であって、
前記車軸に出力すべき要求トルクを入力する入力手段と、
前記エンジンおよび第１の電動機から出力されるトルクを補償して前記要求トルクを出力し得る値を前記第２の電動機の目標トルクに設定する開ループ設定手段とを備え、
停車状態において前記エンジンの始動または停止が指示された場合には、前記前記フィードバック設定手段を選択し、その他の場合には前記開ループ設定手段を選択して第２の電動機の目標トルクを設定する選択手段とを備えるハイブリッド車両。
【請求項３】
請求項１記載のハイブリッド車両であって、
前記車軸に出力すべき要求トルクを入力する入力手段と、
前記エンジンおよび第１の電動機から出力されるトルクを補償して前記要求トルクを出力し得る値を前記第２の電動機の目標トルクに設定する開ループ設定手段とを備え、
前記フィードバック制御手段は、停車状態において前記エンジンの始動または停止が指示された場合には、値０を前記車軸の回転数の目標値とするフィードバック制御により前記開ループ設定手段により設定された目標トルクを修正して第２の電動機の目標トルクを設定する手段であるハイブリッド車両。
【請求項４】
請求項２または請求項３記載のハイブリッド車両であって、
前記開ループ設定手段は、前記エンジンおよび第１の電動機の慣性によるトルクの損失をも考慮して前記目標トルクを設定する手段であるハイブリッド車両。
【請求項５】
請求項１記載のハイブリッド車両であって、
３つの回転軸を有するプラネタリギヤを備え、
該プラネタリギヤのそれぞれの回転軸に、前記エンジン、第１の電動機、および車軸が結合されたハイブリッド車両。
【請求項６】
請求項１記載のハイブリッド車両であって、
前記第１の電動機は、相対的に回転可能な対ロータ電動機であり、
該対ロータ電動機の一方のロータには前記エンジンが結合され、他方のロータには前記車軸が結合されたハイブリッド車両。
【請求項７】
前記第１の電動機が設けられた車軸と、前記第２の電動機が結合された車軸とは異なる車軸であり、それぞれの車軸に結合された車輪から動力を出力することにより４輪駆動可能な請求項１記載のハイブリッド車両。
【請求項８】
エンジンと、該エンジンの出力軸にトルクを出力すれば該トルクに比例したトルクが車軸にも出力される状態で設けられた第１の電動機と、車軸に機械的に結合された第２の電動機とを有するハイブリッド車両の制御方法であって、
（ａ）前記エンジンの始動および停止を指示を受けて前記第１の電動機を制御して前記エンジンを始動または停止するための所定のトルクを出力する工程と、
（ｂ）車両が停車状態であるか否かを判定する工程と、
（ｃ）前記車軸の回転数を検出する工程と、
（ｄ）停車状態において前記エンジンの始動または停止が指示された場合には、値０を前記車軸の回転数の目標値とするフィードバック制御により前記第２の電動機の目標トルクを設定する工程と、
（ｅ）前記第２の電動機を制御して該設定された目標トルクを出力する工程とを備えるハイブリッド車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンと、該エンジンの出力軸にトルクを出力すれば該トルクに比例したトルクが車軸にも出力される状態で設けられた第１の電動機と、車軸に機械的に結合された第２の電動機とを有するハイブリッド車両およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンと電動機とを備えるハイブリッド車両が提案されている。かかるハイブリッド車両としては種々の構成が提案されており、その一つにパラレル・ハイブリッド車両がある。パラレル・ハイブリッド車両では、エンジンの動力および電動機の動力の双方を車軸に伝達可能である。パラレル・ハイブリッド車両の構成例を図１に示す。
【０００３】
図１のハイブリッド車両では、エンジン１５０と、電動機ＭＧ１，ＭＧ２とが備えられている。三者は、プラネタリギヤ１２０を介して機械的に結合されている。プラネタリギヤ１２０は、遊星歯車とも呼ばれ以下に示すそれぞれのギヤに結合された３つの回転軸を有している。プラネタリギヤ１２０を構成するギヤは、中心で回転するサンギヤ１２１、サンギヤの周辺を自転しながら公転するプラネタリピニオンギヤ１２３、さらにその外周で回転するリングギヤ１２２である。プラネタリピニオンギヤ１２３はプラネタリキャリア１２４に軸支されている。図１のハイブリッド車両では、エンジン１５０はプラネタリキャリア１２４に結合されている。電動機ＭＧ１はサンギヤ１２１に結合されている。電動機ＭＧ２はリングギヤ１２２に結合されている。リングギヤ１２２はチェーンベルト１２９により車軸１１２に結合されている。
【０００４】
かかる構成を有するハイブリッド車両では、エンジンから出力された動力がプラネタリギヤ１２０で２つに分配される。その一部は機械的な動力として車軸１１２に伝達される。残余の部分は電動機ＭＧ１で電力として回生される。両者の分配比率は、プラネタリギヤ１２０のギヤ比に基づいて定まる。上記ハイブリッド車両では、車軸１１２の回転数が要求された回転数に一致するような割合で動力を分配する。かかる分配の結果、車軸１１２に伝達されたトルクが要求値に満たない場合には、電動機ＭＧ２から不足分のトルクを出力する。電動機ＭＧ２の駆動には、電動機ＭＧ１で回生された電力が用いられる。
【０００５】
かかる作用により、ハイブリッド車両はエンジンから出力された動力を、車軸１１２に要求されたトルクおよび回転数からなる動力に変換して走行することができる。また、ハイブリッド車両では、電動機ＭＧ２の動力を利用してエンジンを停止したまま走行することもできる。
【０００６】
さらに、車両が停止中および走行中のいずれの状態においても、電動機ＭＧ１からトルクを出力してエンジンをモータリングし、始動することもできる。電動機ＭＧ１を駆動してエンジンをモータリングすれば、その反力トルクがプラネタリギヤ１２０を通じて車軸１１２に伝達される。ハイブリッド車両は、電動機ＭＧ２からこの反力を相殺するトルクを出力する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のハイブリッド車両では、エンジンをモータリングする際に、電動機ＭＧ２で、上述の反力トルクを完全には相殺できなかった。これには種々の原因が考えられる。例えば、電動機ＭＧ１へのトルク指令値と、実際に出力されるトルクとの誤差である。また、電動機ＭＧ１やエンジンの慣性によるトルク損失も影響する。さらに、電動機ＭＧ１の制御と電動機ＭＧ２の制御との間の遅れも大きく影響する。
【０００８】
相殺されなかった反力トルクは車軸に出力される。車両が停車状態にある場合にかかるトルクが車軸に出力されれば、車軸を前進方向または後進方向に回転させる。従来のハイブリッド車両において、停車中にエンジンを始動した場合の車軸の回転を図１２に示す。図１２は、上段にエンジンの回転数の時間的な変化を示し、下段に車軸の回転数の時間的な変化を示している。図示する通り、時間ｔ１において、エンジンの始動が開始されるとエンジンの回転数は電動機ＭＧ１から出力されるトルクによって増加する。エンジンの始動に適した所定の回転数ｒｓに達すると、燃料の噴射および点火が行われ、エンジンの回転数はやがて値ｒｓで安定する。車軸の回転数は時間ｔ１でエンジンのモータリングが開始されると、相殺されなかった反力トルクによって図１２中の領域Ａ１に示す通り回転する。図示する通り、回転数は激しく変化するが、ほとんどの時刻で前進方向の回転を生じている。従って、エンジンが自立運転を開始するまでの期間で平均をとれば、車軸の回転数は前進方向に偏った値となる。
【０００９】
停車中にブレーキの踏み込みが浅い場合には、かかる現象に基づき、車両が前進する可能性がある。場合によっては後進する可能性もある。また、シフトレバーをパーキングポジションに入れた場合であっても、車軸がロックされるまでの期間には、車両が移動する可能性がある。その他、運転者の誤操作によって、シフトレバーがパーキングポジションに入っていない状態で、ブレーキを解放した場合にも、車両が移動する可能性がある。いずれにしても、停車中には運転者が予期しないトルクによって車両が移動する可能性を回避しておくことが望ましい。
【００１０】
上述の課題は、電動機ＭＧ１によりエンジンを停止する場合にも生じる。例えば車両が停車中にエンジンを運転してバッテリの充電を行っている場合を考える。ハイブリッド車両はバッテリが十分に充電されればエンジンの運転を停止する。エンジンの停止は、燃料の噴射および点火を中止するとともに、電動機ＭＧ１から制動トルクを出して回転数を低下させる。この制動トルクの反力が車軸に出力されるため、モータＭＧ２で反力を相殺する必要がある。従来は、エンジンの始動時と同様、かかる反力を完全に相殺できていなかった。
【００１１】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、いわゆるパラレルハイブリッド車両において、停車中にエンジンの始動または停止が行われた場合に、その反力トルクを相殺し、車両の移動を未然に防ぐハイブリッド車両およびその制御方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題を解決するために、本発明では以下の構成を採った。
本発明のハイブリッド車両は、
エンジンと、該エンジンの出力軸にトルクを出力すれば該トルクに比例したトルクが車軸にも出力される状態で設けられた第１の電動機と、車軸に機械的に結合された第２の電動機とを有するハイブリッド車両であって、
前記エンジンの始動および停止を指示する指示手段と、
該指示を受けて前記第１の電動機を制御して前記エンジンを始動または停止するための所定のトルクを出力するトルク付加手段と、
車両が停車状態であるか否かを判定する判定手段と、
前記車軸の回転数を検出する回転数検出手段と、
停車状態において前記エンジンの始動または停止が指示された場合には、値０を前記車軸の回転数の目標値とするフィードバック制御により前記第２の電動機の目標トルクを設定するフィードバック設定手段と、
前記第２の電動機を制御して該設定された目標トルクを出力する運転手段とを備えることを要旨とする。
【００１３】
かかるハイブリッド車両では、停車状態においてエンジンの始動または停止が行われる場合には、車軸の回転数が値０となるように第２の電動機をフィードバック制御する。従って、停車状態において、車軸が回転を始めても、それを制動するトルクを第２の電動機から出力することができる。この結果、本発明のハイブリッド車両によれば、停車状態においてエンジンの始動または停止が行われる際に、車両が運転者の意図に反して前進または後進をすることを抑制することができる。
【００１４】
通常、ハイブリッド車両では、第２の電動機は車軸に出力されるトルクを要求トルクに一致させるための役割を担っている。従って、第２の電動機はエンジンおよび第１の電動機から車軸に出力されるトルクと要求トルクとの差分を出力するように制御される。ハイブリッド車両の運転者はアクセルの踏み込み量を調節することにより、要求トルクを調節し、結果として所望の車速で車両を運転する。運転者は車速を要求値として入力する手段を持たないのが通常である。このため、従来では、車軸の回転数に基づくフィードバック制御を第２の電動機に適用することは全く考慮されていなかった。
【００１５】
ところが、エンジンおよび第１の電動機から車軸に出力されるトルクを厳密に求め、相殺することは困難である。停車状態において車軸に出力される反力トルクを厳密に相殺しようとすれば、数多くのセンサを設け、複雑な制御を実行することが要求される。
【００１６】
本発明者は、停車状態であれば車速の要求値が値０であるとみなすことができる点に気付き、上記ハイブリッド車両を発明するに至った。車速の目標値、即ち車軸の目標回転数が与えられることによって、従来では考慮すらされていなかったフィードバック制御を第２の電動機に適用する点に想到したのである。この結果、本発明のハイブリッド車両では、エンジンおよび第１の電動機から車軸に出力されるトルクに基づいて第２の電動機のトルクを設定するよりも簡易な手段により確実に車両の移動を抑制することができる。
【００１７】
もちろん、フィードバック制御を適用する以上、車軸の回転を厳密に値０にすることはできない。但し、フィードバック制御におけるゲインの設定によっては、車軸の回転数を非常に小さく抑制することが可能である。また、所定の期間内の車軸の回転数の平均値を値０にすることが可能である。この結果、運転者の予期しないトルクによって車両が移動することを回避することができる。
【００１８】
なお、停車状態とは車両を停車しておくべき状態をいう。車両が厳密に停止している場合のみには限られない。例えば、上記ハイブリッド車両において、第２の電動機をフィードバック制御しているときは、車軸の回転が生じているため、厳密には停車中とは言えない。本明細書では、かかる状態も含めて停車状態と呼ぶものとする。
【００１９】
本発明のハイブリッド車両においては、
前記車軸に出力すべき要求トルクを入力する入力手段と、
前記エンジンおよび第１の電動機から出力されるトルクを補償して前記要求トルクを出力し得る値を前記第２の電動機の目標トルクに設定する開ループ設定手段とを備え、
停車状態において前記エンジンの始動または停止が指示された場合には、前記前記フィードバック設定手段を選択し、その他の場合には前記開ループ設定手段を選択して第２の電動機の目標トルクを設定する選択手段とを備えるものとすることが望ましい。
【００２０】
こうすれば、停車状態において車両の移動が生じる可能性がある場合には、第２の電動機をフィードバック制御することによって、適切にその移動を回避することができる。その他の場合には、第２の電動機を従来と同様の手法によって制御することにより、要求されたトルクを車軸から出力して走行することができる。
【００２１】
また、本発明のハイブリッド車両において、
前記車軸に出力すべき要求トルクを入力する入力手段と、
前記エンジンおよび第１の電動機から出力されるトルクを補償して前記要求トルクを出力し得る値を前記第２の電動機の目標トルクに設定する開ループ設定手段とを備え、
前記フィードバック制御手段は、停車状態において前記エンジンの始動または停止が指示された場合には、値０を前記車軸の回転数の目標値とするフィードバック制御により前記開ループ設定手段により設定された目標トルクを修正して第２の電動機の目標トルクを設定する手段であるものとすることもできる。
【００２２】
かかるハイブリッド車両では、エンジンおよび第１の電動機から出力されるトルクに基づいて第２の電動機の目標トルクを設定した上で、フィードバック制御による修正を施す。フィードバック制御では、反力トルクを相殺するための誤差に当たる部分を修正する。反力トルクを相殺可能となる第２電動機の出力トルクは前記開ループ設定手段により設定される値に近い。上記ハイブリッド車両では、この値に近い範囲で誤差に相当するトルクをフィードバック制御により修正することができるため、より適切にハイブリッド車両が移動することを回避することができる。
【００２３】
なお、前記開ループ設定手段は、前記エンジンおよび第１の電動機の慣性によるトルクの損失をも考慮して前記目標トルクを設定する手段であるものとすることが望ましい。
【００２４】
エンジンの始動または停止のためのトルクを第１の電動機から出力している状態では、エンジンおよび第１の電動機の回転数は急激に変化する。一般に、回転数が変化する場合には、回転数の変化率と慣性能率の積に相当するトルクの損失が生じる。上記手段では、エンジンおよび第１の電動機の慣性によるトルクの損失をも考慮することにより、より適切に第２電動機の目標トルクを設定することができる。この結果、より適切にハイブリッド車両が移動することを回避できる。
【００２５】
本発明のハイブリッド車両の構成としては、
例えば、
３つの回転軸を有するプラネタリギヤを備え、
該プラネタリギヤのそれぞれの回転軸に、前記エンジン、第１の電動機、および車軸が結合された構成とすることができる。
また、
前記第１の電動機は、相対的に回転可能な対ロータ電動機であり、
該対ロータ電動機の一方のロータには前記エンジンが結合され、他方のロータには前記車軸が結合された構成とすることもできる。
【００２６】
さらに、いずれか単一の車軸からのみ動力を出力する構成ではなく、
前記第１の電動機が設けられた車軸と、前記第２の電動機が結合された車軸とは異なる車軸であり、それぞれの車軸に結合された車輪から動力を出力することにより４輪駆動可能な構成とすることもできる。
当然、動力調整装置および電動発電機を一方の車軸に結合された構成とした上で、更に他の車軸に電動発電機を結合して４輪駆動可能な構成を採るものとしても構わない。
【００２７】
前者では、第１の電動機によりエンジンを始動または停止するためのトルクを出力すると、プラネタリギヤを介して一部のトルクが車軸に出力される。後者では、対ロータ電動機としての構成を有する第１の電動機からエンジンにトルクを出力すれば、対ロータ電動機を構成するロータ間の作用反作用の原理に基づいて車軸に反力トルクが出力される。従って、これらの構成に、本発明を適用すれば、かかる場合における車両の移動を適切に回避することができる。
【００２８】
また、本発明は以下に示すハイブリッド車両の制御方法の発明として構成することもできる。
即ち、エンジンと、該エンジンの出力軸にトルクを出力すれば該トルクに比例したトルクが車軸にも出力される状態で設けられた第１の電動機と、車軸に機械的に結合された第２の電動機とを有するハイブリッド車両の制御方法であって、
（ａ）前記エンジンの始動および停止を指示を受けて前記第１の電動機を制御して前記エンジンを始動または停止するための所定のトルクを出力する工程と、
（ｂ）車両が停車状態であるか否かを判定する工程と、
（ｃ）前記車軸の回転数を検出する工程と、
（ｄ）停車状態において前記エンジンの始動または停止が指示された場合には、値０を前記車軸の回転数の目標値とするフィードバック制御により前記第２の電動機の目標トルクを設定する工程と、
（ｅ）前記第２の電動機を制御して該設定された目標トルクを出力する工程とを備えるハイブリッド車両の制御方法である。
【００２９】
かかる制御方法によれば、先にハイブリッド車両の発明で説明した作用に基づき、停車状態において車両が移動することを適切に回避することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
（１）実施例の構成：
はじめに、本発明の実施例としてのハイブリッド車両の構成を説明する。図１はこのハイブリッド車両の動力を出力する動力系統の構成を示す説明図である。動力系統に備えられたエンジン１５０は通常のガソリンエンジンであり、クランクシャフト１５６を回転させる。エンジン１５０の運転はＥＦＩＥＣＵ１７０により制御されている。ＥＦＩＥＣＵ１７０は内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するワンチップ・マイクロコンピュータであり、ＣＰＵがＲＯＭに記録されたプログラムに従い、エンジン１５０の燃料噴射量その他の制御を実行する。
【００３１】
動力系統には、他にモータＭＧ１，ＭＧ２が備えられている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、同期電動機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータ１３２，１４２と、回転磁界を形成する三相コイル１３１，１４１が巻回されたステータ１３３，１４３とを備える。ステータ１３３，１４３はケース１１９に固定されている。モータＭＧ１，ＭＧ２のステータ１３３，１４３に巻回された三相コイル１３１，１４１は、それぞれ駆動回路１９１，１９２を介してバッテリ１９４に接続されている。駆動回路１９１，１９２は、各相ごとにスイッチング素子としてのトランジスタを２つ１組で備えたトランジスタインバータである。駆動回路１９１，１９２は制御ユニット１９０に接続されている。制御ユニット１９０からの制御信号によって駆動回路１９１，１９２のトランジスタがスイッチングされるとバッテリ１９４とモータＭＧ１，ＭＧ２との間に電流が流れる。モータＭＧ１，ＭＧ２はバッテリ１９４からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし（以下、この走行状態を力行と呼ぶ）、ロータ１３２，１４２が外力により回転している場合には三相コイル１３１，１４１の両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ１９４を充電することもできる（以下、この走行状態を回生と呼ぶ）。
【００３２】
エンジン１５０とモータＭＧ１，ＭＧ２はそれぞれプラネタリギヤ１２０を介して機械的に結合されている。プラネタリギヤ１２０は、サンギヤ１２１，リングギヤ１２２，プラネタリピニオンギヤ１２３を有するプラネタリキャリア１２４から構成されている。本実施例のハイブリッド車両では、エンジン１５０のクランクシャフト１５６はダンパ１３０を介してプラネタリキャリア軸１２７に結合されている。ダンパ１３０はクランクシャフト１５６に生じる捻り振動を吸収するために設けられている。モータＭＧ１のロータ１３２は、サンギヤ軸１２５に結合されている。モータＭＧ２のロータ１４２は、リングギヤ軸１２６に結合されている。リングギヤ１２２の回転は、チェーンベルト１２９を介して車軸１１２および車輪１１６Ｒ，１１６Ｌに伝達される。
【００３３】
ハイブリッド車両の運転全体は制御ユニット１９０により制御されている。制御ユニット１９０は、ＥＦＩＥＣＵ１７０と同様、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するワンチップ・マイクロコンピュータである。制御ユニット１９０はＥＦＩＥＣＵ１７０と接続されており、両者は種々の情報を伝達し合うことが可能である。制御ユニット１９０は、エンジン１５０の制御に必要となるトルク指令値や回転数の指令値などの情報をＥＦＩＥＣＵ１７０に送信することにより、エンジン１５０の運転を間接的に制御することができる。また、駆動回路１９１，１９２のスイッチングを制御することにより、モータＭＧ１，ＭＧ２の運転を直接制御することができる。制御ユニット１９０はこうして、動力出力装置全体の運転を制御している。かかる制御を実現するために制御ユニット１９０には、種々のセンサ、例えば、運転者によるアクセルの踏み込み量を検出するためのアクセルペダルポジションセンサ１６５、シフトレバーの位置を検出するシフトポジションセンサ１６７、バッテリ１９４の充電状態を検出するためのバッテリセンサ１９６、および車軸１１２の回転数を知るためのセンサ１４４などが設けられている。リングギヤ軸１２６と車軸１１２は機械的に結合されているため、本実施例では、車軸１１２の回転数を知るためのセンサ１４４をリングギヤ軸１２６に設け、モータＭＧ２の回転を制御するためのセンサと共通にしている。
【００３４】
（２）基本的動作：
かかるハイブリッド車両の基本的な動作を説明するために、まずプラネタリギヤ１２０の動作について説明する。プラネタリギヤ１２０は、上述した３つの回転軸のうち、２つの回転軸の回転数およびトルク（以下、両者をまとめて回転状態とよぶ）が決定されると残余の回転軸の回転状態が決まるという性質を有している。各回転軸の回転状態の関係を次式（１）に示す。
【００３５】
Ｎｒ＝（１＋ρ）Ｎｃ−ρＮｓ；
Ｎｃ＝（Ｎｒ＋ρＮｓ）／（１＋ρ）；
Ｎｓ＝（Ｎｃ−Ｎｒ）／ρ＋Ｎｃ；
Ｔｓ＝ρ／（１＋ρ）×Ｔｃ；
Ｔｒ＝１／（１＋ρ）×Ｔｃ                      …（１）
【００３６】
ここで、Ｎｓ，Ｔｓはサンギヤ軸１２５の回転数およびトルク、Ｎｒ，Ｔｒはリングギヤ軸１２６の回転数およびトルク、Ｎｃ，Ｔｃはプラネタリキャリア軸１２７の回転数およびトルクである。また、ρは次式で表される通り、サンギヤ１２１とリングギヤ１２２のギヤ比である。
ρ＝サンギヤ１２１の歯数／リングギヤ１２２の歯数
【００３７】
本実施例のハイブリッド車両は、プラネタリギヤ１２０の作用に基づいて、種々の状態で走行することができる。例えば、ハイブリッド車両が走行を始めた比較的低速な状態では、エンジン１５０を停止したまま、モータＭＧ２を力行することにより車軸１１２に動力を伝達して走行する。同様にエンジン１５０をアイドル運転したまま走行することもある。
【００３８】
ハイブリッド車両が所定の速度に達すると、制御ユニット１９０はモータＭＧ１を力行して出力されるトルクによってエンジン１５０をモータリングして始動する。このとき、モータＭＧ１の反力トルクがプラネタリギヤ１２０を介してリングギヤ１２２にも出力される。制御ユニット１９０はこの反力トルクを相殺しつつ要求動力を車軸１１２から出力するようにモータＭＧ２の運転を制御する。
【００３９】
エンジン１５０が運転している状態では、その動力を種々の回転数およびトルクの回転状態に変換して車軸１１２から出力し、走行する。エンジン１５０を運転してプラネタリキャリア軸１２７を回転させると、上式（１）を満足する条件下で、サンギヤ軸１２５およびリングギヤ軸１２６が回転する。リングギヤ軸１２６の回転による動力はそのまま車輪１１６Ｒ，１１６Ｌに伝達される。サンギヤ軸１２５の回転による動力はモータＭＧ１で電力として回生することができる。一方、モータＭＧ２を力行すれば、リングギヤ軸１２６を介して車輪１１６Ｒ，１１６Ｌに動力を出力することができる。エンジン１５０からリングギヤ軸１２６に伝達されるトルクが不足する場合にはモータＭＧ２を力行することによりトルクをアシストする。モータＭＧ２を力行するための電力にはモータＭＧ１で回生した電力およびバッテリ１４９に蓄えられた電力を用いる。制御ユニット１９０は車軸１１２から出力すべき要求動力に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転を制御する。
【００４０】
本実施例のハイブリッド車両は、エンジン１５０を運転したまま後進することもできる。エンジン１５０を運転すると、プラネタリキャリア軸１２７は前進時と同方向に回転する。このとき、モータＭＧ１を制御してプラネタリキャリア軸１２７の回転数よりも高い回転数でサンギヤ軸１２５を回転させると、上式（１）から明らかな通り、リングギヤ軸１２６は後進方向に反転する。制御ユニット１９０は、モータＭＧ２を後進方向に回転させつつ、その出力トルクを制御して、ハイブリッド車両を後進させる。
【００４１】
プラネタリギヤ１２０は、リングギヤ１２２が停止した状態で、プラネタリキャリア１２４およびサンギヤ１２１を回転させることが可能である。従って、車両が停止した状態でもエンジン１５０を運転することができる。例えば、バッテリ１９４の残容量が少なくなれば、エンジン１５０を運転し、モータＭＧ１を回生運転することにより、バッテリ１９４を充電することができる。車両が停止しているときにモータＭＧ１を力行すれば、そのトルクによってエンジン１５０をモータリングし、始動することができる。このとき、制御ユニット１９０はモータＭＧ２を制御して、モータＭＧ１の反力トルクを相殺する。
【００４２】
（３）トルク制御処理：
次に、本実施例におけるトルク制御処理について説明する。トルク制御処理とは、エンジン１５０およびモータＭＧ１、ＭＧ２を制御して、要求されたトルクおよび回転数からなる動力を車軸１１２から出力する処理をいう。本実施例におけるトルク制御処理のフローチャートを図２に示す。このルーチンは制御ユニット１９０内のＣＰＵ（以下、単にＣＰＵという）によって、タイマ割り込みにより所定時間毎に繰り返し実行される。
【００４３】
トルク制御ルーチンが開始されると、ＣＰＵは最初に走行状態判定処理を実行する（ステップＳ１０）。先に説明した通り、本実施例のハイブリッド車両は、エンジン１５０、モータＭＧ１，ＭＧ２を種々の状態で運転して、走行することができる。三者の運転状態は、ハイブリッド車両の走行状態に応じて使い分けられる。かかる使い分けをするために、ＣＰＵはトルク制御ルーチンが開始されると、車両の走行状態を判定する。
【００４４】
図３に走行状態判定処理ルーチンのフローチャートを示す。この処理では、ＣＰＵは、シフトポジションを入力する（ステップＳ２０）。シフトポジションは図１に示したシフトポジションセンサ１６７で検出することができる。本実施例では、シフトポジションとして、駐車時に使用するＰレンジ、前進走行時に使用するＤレンジ、Ｂレンジ、後進時に使用するＲレンジ、およびニュートラルが用意されている。同時にＣＰＵは車速、アクセルペダルポジションおよびバッテリ１９４の残容量Ｓｃｈを入力する（ステップＳ２０）。
【００４５】
次に、ＣＰＵは以下の手順で車両の走行状態を判断する。まず、シフトポジションがＰレンジであるか否かを判定する（ステップＳ３０）。また、アクセル全閉であり、かつ車速が所定の速度Ｖ１よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ３５）。ステップＳ３０およびＳ３５の条件のうち一方を満たしていれば、停車状態であると判定する（ステップＳ４０）。判定結果は走行状態を示す所定のフラグに停車状態であることを意味するコードを入力することにより記憶される。
【００４６】
所定の速度Ｖ１は車両が停車していると見て差し支えない程度の微速に予め設定されている。シフトポジションのみならず、アクセルペダルポジションおよび車速をも用いて停車中であるか否かを判定することにより、Ｄレンジ、Ｂレンジなどのシフトポジションでブレーキを踏んで停車している場合も含めて停車状態か否かの判定を行うことができる。
【００４７】
次にＣＰＵはバッテリ１９４の残容量Ｓｃｈが所定の容量ＣＨ１よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ４５）。所定の容量ＣＨ１はバッテリ１９４の充電状態の適正な範囲を表す最小値である。容量ＣＨ１はバッテリ１９４に充電可能な容量や電動機ＭＧ１，ＭＧ２による発電能力及び電力の消費量を考慮して設定可能である。残容量Ｓｃｈが所定の容量ＣＨ１よりも小さい場合には、バッテリ１９４を充電する必要があることを意味している。従って、ＣＰＵはエンジン１５０が運転中であるか否かを判定し（ステップＳ５０）、エンジン１５０が運転していない場合には、その始動を指示する（ステップＳ５５）。エンジン始動の指示は所定のフラグに記憶される。
【００４８】
一方、残容量Ｓｃｈが所定の容量ＣＨ１以上である場合には、ＣＰＵは残容量Ｓｃｈが所定の容量ＣＨ２よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ６０）。所定の容量ＣＨ２はバッテリ１９４の充電状態の適正な範囲を表す最大値である。容量ＣＨ２も容量ＣＨ１と同様の事項を考慮して設定可能である。残容量ＣＨ２が所定の容量ＣＨ２よりも大きい場合には、満充電の状態にあると判定して、充電を中止する。このため、ＣＰＵはエンジン１５０が停止中であるか否かを判定し（ステップＳ６５）、エンジン１５０が停止していない場合には、その停止を指示する（ステップＳ７０）。エンジン停止の指示は所定のフラグに記憶される。以上の処理によって車両の走行状態を特定すると、ＣＰＵは走行状態判定処理ルーチンを終了し、トルク制御ルーチンに戻る。
【００４９】
実際には、走行状態判定処理ルーチンでは、他にも種々の走行状態を判定している。例えば、エンジン１５０を運転せずに走行するＥＶ走行や後進モードでの走行などの判定も行っている。かかる判定処理の詳細については説明を省略する。なお、エンジン１５０の始動及び停止についてもバッテリ１９４の残容量Ｓｃｈのみならず、エンジン１５０の水温に基づき、暖機を行うか否かの判定をも行うものとしてもよい。
【００５０】
走行状態が判定されると、ＣＰＵは車軸１１２の目標回転数Ｎｄ＊、目標トルクＴｄ＊を設定する（ステップＳ１００）。目標回転数Ｎｄ＊およびトルクＴｄ＊は、現在の車速やアクセルの踏み込み量などに応じて設定される。車両が停車状態であると判定された場合には、目標回転数Ｎｄ＊は値０となる。その他の場合には、目標回転数Ｎｄ＊は現在の車速に応じた回転数となる。こうして設定された目標回転数Ｎｄ＊およびトルクＴｄ＊に基づいて、ＣＰＵはエンジン１５０の要求動力Ｐｅ＊を設定する（ステップＳ１１０）。エンジン１５０の要求動力Ｐｅ＊は、車両の走行状態に応じて異なる。走行状態は、走行状態判定処理で設定されたフラグに記憶されたコードによって検出することができる。車両が停車中やＥＶ走行中の場合は、車軸１１２の目標回転数Ｎｄ＊およびトルクＴｄ＊に関わらずエンジン１５０の要求動力Ｐｅ＊は基本的には値０となる。但し、かかる場合であってもバッテリ１９４を充電する必要が生じた場合には、エンジン１５０の要求動力Ｐｅ＊として充電に要する動力が設定される。
【００５１】
ハイブリッド車両が通常走行している場合には、エンジン１５０の要求動力Ｐｅ＊は、車軸１１２の目標回転数Ｎｄ＊、トルクＴｄ＊の積で求められる走行動力と、バッテリ１９４から充放電される電力と、補機の駆動に要する電力との総和により求められる。例えば、バッテリ１９４から余剰の電力を放電する必要がある場合には、エンジン１５０への要求動力Ｐｅ＊をその分減少させることができる。また、エアコンなどの補機を動作させる場合には、走行動力の他に補機用の電力に相当する動力をエンジン１５０から余分に出力する必要がある。
【００５２】
こうしてエンジン１５０への要求動力Ｐｅ＊が設定されるとＣＰＵはエンジン１５０の運転ポイント、即ち目標回転数Ｎｅ＊、目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ１２０）。エンジン１５０の運転ポイントは、基本的には運転効率が最もよくなる運転ポイントをマップから選択することにより設定される。
【００５３】
図４にエンジン１５０の運転ポイントと運転効率の関係を示す。図中の曲線Ｂは、エンジン１５０が運転可能な回転数およびトルクの限界値を示している。図４においてα１％、α２％等で示される曲線は、それぞれエンジン１５０の効率が一定となる等効率線であり、α１％、α２％の順に効率が低くなっていくことを示している。図４に示す通り、エンジン１５０は比較的限定された運転ポイントで効率が高く、その周囲の運転ポイントでは徐々に効率が低下していく。
【００５４】
図４中、Ｃ１−Ｃ１、Ｃ２−Ｃ２、およびＣ３−Ｃ３で示されている曲線は、エンジン１５０から出力される動力が一定の曲線であり、エンジン１５０の運転ポイントは要求動力に応じてこれらの曲線上で選択することになる。Ｃ１−Ｃ１、Ｃ２−Ｃ２、Ｃ３−Ｃ３の順に要求動力が低い状態を示している。例えば、エンジン１５０への要求動力Ｐｅ＊が曲線Ｃ１−Ｃ１で表される動力に相当する場合、エンジン１５０の運転ポイントは、曲線Ｃ１−Ｃ１上で運転効率が最も高くなるＡ１点に設定される。同様にＣ２−Ｃ２曲線上ではＡ２点に、Ｃ３−Ｃ３曲線上ではＡ３点で運転ポイントを選択する。曲線Ｃ１−Ｃ１，Ｃ２−Ｃ２，Ｃ３−Ｃ３上における、エンジン１５０の回転数と運転効率の関係を図５に示す。なお、図５中の曲線は、説明の便宜上、図４中の３本を例示しているが、要求出力に応じて無数に引くことができる曲線であり、エンジン１５０の運転ポイントＡ１点等も無数に選択することができるものである。このようにエンジン１５０の運転効率の高い点をつなぐことにより描いた曲線が図４中の曲線Ａであり、これを動作曲線と呼ぶ。
【００５５】
エンジン１５０の要求動力Ｐｅ＊が値０である場合、エンジン１５０は停止またはアイドル走行状態となる。例えばハイブリッド車両が停車状態である場合、モータＭＧ２からの動力のみで走行する場合、降坂時などがかかる走行状態に該当する。エンジン１５０が停止するかアイドル運転となるかについては、種々の条件に基づいて設定される。例えば、エンジン１５０の暖機が必要と判断された場合には、エンジン１５０はアイドル運転される。
【００５６】
以上の処理により設定されたエンジン１５０の運転ポイントに基づいて、ＣＰＵはモータＭＧ１の目標回転数Ｎ１＊，トルクＴ１＊を設定する（ステップＳ１３０）。エンジン１５０、即ちプラネタリキャリア軸１２７の目標回転数Ｎ１＊と、車軸１１２つまりリングギヤ軸１２６の目標回転数Ｎｄ＊が設定されているため、上式（１）によって、サンギヤ軸１２５つまりモータＭＧ１の目標回転数Ｎ１＊を設定することができる。
【００５７】
モータＭＧ１の目標トルクＴ１＊の設定は、ハイブリッド車両の走行状態に応じて異なる。ハイブリッド車両が停車中である場合やＥＶ走行している場合には、モータＭＧ１の目標トルクＴ１＊は値０となる。エンジン始動時、つまりモータＭＧ１でエンジン１５０をモータリングするとき、エンジン１５０の回転数が自立運転に適した所定の回転数に達するまでは、モータＭＧ１の目標トルクＴ１＊は開ループ制御によって予め定められた値に設定される。
【００５８】
エンジン１５０が自立運転している状態では、モータＭＧ１の目標トルクＴ１＊は基本的にはいわゆる比例積分制御によって設定される。モータＭＧ１の現在の回転数と、上述の目標回転数Ｎ１＊との偏差に基づいて目標トルクＴ１＊を設定するのである。現在の回転数が目標回転数Ｎ１＊よりも低い場合には目標トルクＴ１＊は正のトルクとなるし、逆の場合には負のトルクとなる。トルクＴ１＊を設定する際に用いられるゲインは、実験などにより設定可能である。
【００５９】
ＣＰＵは以上の処理で設定されたエンジン１５０の運転ポイントおよびモータＭＧ１の運転ポイントに基づいてモータＭＧ２の運転ポイント、つまり目標回転数Ｎ２＊、目標トルクＴ２＊を設定する（ステップＳ２００）。ハイブリッド車両が停車状態であると判定された場合には、モータＭＧ２の目標回転数Ｎ２＊は値０となる。その他の場合には、モータＭＧ２の目標回転数Ｎ２＊はリングギヤ軸１２６の目標回転数Ｎｄ＊と等しい。
【００６０】
目標トルクＴ２＊は車軸１１２への目標トルクＴｄ＊およびモータＭＧ１からの反力トルクなどに基づいて、ＭＧ２目標トルク設定処理ルーチンにより設定される。この設定処理ルーチンのフローチャートを図６に示した。この処理では、ＣＰＵは車両が停車状態であるか否かを判定する（ステップＳ５０５）。車両が停車状態である場合には、さらにエンジン１５０の始動または停止が指示されているか否かを判定する（ステップＳ５１０）。後述する通り、これらの判定結果に応じてモータＭＧ２の制御方法が大きく相違するからである。
【００６１】
車両が停車状態であるという条件と、エンジン１５０の始動または停止が指示されているという条件の両者が満たされている場合には、モータＭＧ２の目標トルクＮ２＊をフィードバック制御により設定する。その他の場合、即ち上述の２つの条件のうち少なくとも一方が満たされていない場合には、いわゆる開ループ制御により目標トルクＮ２＊を設定する。
【００６２】
最初にモータＭＧ２の目標トルクＮ２＊を開ループ制御により設定する場合について説明する。この場合には、ＣＰＵは車軸に出力すべき目標トルクＴｄ＊を入力する（ステップＳ５１５）。このトルクはトルク制御ルーチンのステップＳ１００において、アクセルの踏み込み量に基づいて設定された値に等しい。次に、ＭＧ１の反力トルクとしてリングギヤ軸１２６に出力されるトルクｓｔｅｐを求める（ステップＳ２１０）。エンジン１５０が運転している場合、トルクｓｔｅｐはエンジン１５０からリングギヤ軸１２６に出力されるトルクと言い換えることもできる。トルクｓｔｅｐは、先に示した式（１）において、サンギヤ軸１２５のトルクＴｓにモータＭＧ１の出力トルクＴ１＊を代入、またはプラネタリキャリア軸１２７のトルクＴｃにエンジン１５０の出力トルクＴｅ＊を代入することによって算出することができる。
【００６３】
次に、ＣＰＵはこれらのトルクＴｄ＊、ｓｔｅｐの差分、つまり「Ｔｄ＊−ｓｔｅｐ」によってモータＭＧ２の目標トルクＴ２＊を設定する（ステップＳ２１５）。エンジン１５０およびモータＭＧ１が停止している場合、即ちＥＶ走行に相当する場合には、モータＭＧ２の目標トルクＴ２＊は車軸の目標トルクＴｄ＊と等しくなる。さらに、車両が停止している場合には、当然ながら、モータＭＧ２の目標トルクＴ２＊は値０となる。
【００６４】
次に、モータＭＧ２の目標トルクをフィードバック制御によって設定する場合について説明する。ステップＳ２０５およびＳ２１０での判定条件を双方ともに満足している場合に適用される方法である。フィードバック制御によって目標トルクＴ２＊を設定する場合には、ＣＰＵは車軸の回転数Ｎｄ＊を入力する（ステップＳ２３０）。そして、この回転数Ｎｄ＊に基づいて目標トルクＴ２＊を設定する（ステップＳ２３５）。本実施例では、いわゆる比例積分制御によって目標トルクＴ２＊を設定している。つまり、回転数Ｎｄ＊にゲインｋ１を乗じた項と、回転数Ｎｄ＊を時間積分して結果値にゲインｋ２を乗じた項との和によって目標トルクＴ２＊を設定する。本来、比例積分制御では、車軸の回転数Ｎｄ＊とその目標値との偏差に基づいて目標トルクＴ２＊を設定する。ここでは、停車状態であり、回転数の目標値が値０であるから、回転数Ｎｄ＊を直接用いて目標トルクを設定しているのである。
【００６５】
車軸の回転数Ｎｄ＊が正の値、つまり前進方向の値である場合には、モータＭＧ２の目標トルクはその回転を制動すべく負の値となる。逆に車軸の回転数Ｎｄ＊が負の値、つまり後進方向の値である場合には、モータＭＧ２のトルクはその回転を制動すべく正の値となる。それぞれの符号で出力されるトルクの大きさは、回転数Ｎｄ＊の絶対値等に応じて異なる値となる。このように、本実施例では、フィードバック制御で目標トルクＴ２＊を設定する際には、車軸の回転数Ｎｄ＊のみを参照して設定しており、モータＭＧ１およびエンジン１５０から出力されているトルクは参照していない。
【００６６】
上述のゲインｋ１，ｋ２は車軸の回転数Ｎｄ＊を目標値０に収束させるために適切な値を実験または解析によって種々、設定することができる。また、回転数Ｎｄ＊に基づくフィードバック制御により上記目標トルクＴ２＊を設定する方法として、本実施例で提示した方法に回転数Ｎｄ＊の微分項を加えるものとしてもよいし、本実施例で提示した方法からいずれかの項を省略しても構わない。回転数Ｎｄ＊に基づくフィードバック制御で目標トルクＴ２＊を設定するものであれば、当然、比例積分制御以外の種々の方法を適用することもできる。
【００６７】
以上の処理により、モータＭＧ２の目標トルクＴ２＊を設定すると、ＣＰＵは設定された目標トルクＴ２＊がモータＭＧ２が出力可能な最大トルクＴｌｉｍよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２４０）。最大トルクＴｌｉｍを超える場合には目標トルクＴ２＊を最大トルクＴｌｉｍに補正する（ステップＳ２４５）。
【００６８】
こうして設定された運転ポイントに従って、ＣＰＵはモータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン１５０の運転を制御する（ステップＳ２１０）。モータＭＧ１，ＭＧ２の制御は設定された目標回転数と目標トルクとに応じて各モータの三相コイル１３１，１４１に印加する電圧が設定され、現時点での印加電圧との偏差に応じて、駆動回路１９１，１９２のトランジスタのスイッチングを行うのである。同期モータを制御する方法については、周知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６９】
エンジン１５０についても、設定された運転ポイントで運転するための制御処理は周知であるため、ここでは説明を省略する。但し、実際にエンジン１５０の制御を行うのはＥＦＩＥＣＵ１７０である。従って、トルク制御ルーチンでのステップＳ７００における処理では、制御ユニット１９０からＥＦＩＥＣＵ１７０にエンジン１５０の運転ポイント等の必要な情報を送信する処理が行われる。かかる情報を送信することにより制御ユニット１９０のＣＰＵは間接的にエンジン１５０の運転を制御する。以上の処理によって本実施例のハイブリッド車両は、走行状態に応じて適切な動力を車軸１１２から出力して走行することができる。
【００７０】
以上で説明した本実施例のハイブリッド車両によれば、停車状態においてエンジン１５０の始動または停止が指示された場合に、車両の移動を抑制することができる。かかる場合の車軸の回転数が変化する様子を図７に示す。図７の上段にはエンジン１５０の回転数の時間的変化を示し、下段には車軸の回転数の時間的変化を示す。図示する通り、時間ｔ１においてエンジン１５０の始動が指示されると、モータＭＧ１から出力されるトルクによってエンジン１５０の回転数が増加する。このとき、図７の下段に示す通り、車軸は振動する。かかる振動は、各時刻においてモータＭＧ１から出力されるトルクを完全には相殺しきれないことにより生じる。
【００７１】
但し、本実施例のハイブリッド車両によれば、図７の領域Ａ２に示す通り、車軸の回転は前後方向に周期的に生じている。図１２に示した従来技術による制御結果と比較すれば、その差異は顕著である。本実施例のハイブリッド車両では、車軸の回転が前後方向に周期的に生じることにより、その平均値はほぼ値０となる。従って、停車状態においてエンジン１５０の始動または停止が開始されても、運転者の予期しないトルクによって車両が前進または後進することを回避できる。
【００７２】
図７から明らかな通り、車軸の回転数に基づく、フィードバック制御でモータＭＧ２の目標トルクＴ２＊を設定する以上、車軸の回転数を厳密に値０に維持することはできない。しかし、車軸の回転数の変動範囲はフィードバック制御におけるゲインの設定次第で調節可能である。
【００７３】
（４）第２実施例：
次に第２実施例としてのハイブリッド車両について説明する。第２実施例としてのハイブリッド車両のハードウェア構成は、第１実施例と同様である（図１参照）。また、トルク制御ルーチンの内容も第１実施例と概ね同じである（図２参照）。第２実施例では、モータＭＧ２の目標トルク設定処理ルーチンにおいて、モータＭＧ２の目標トルクＴ２＊をフィードバック制御により設定する部分の内容が第１実施例と一部相違する。
【００７４】
第２実施例におけるＭＧ２目標トルク設定処理ルーチンの内容を図８に示す。ここでは、フィードバック制御によってモータＭＧ２の目標トルクＴ２＊を設定する部分のみを示す。第１実施例において、図６中のステップＳ２３０、Ｓ２３５に相当する部分である。第１実施例で説明した通り、車両が停車状態であるという条件と、エンジン１５０の始動または停止が指示されている条件の両者を満足している場合に実行される処理である。
【００７５】
第２実施例では、モータＭＧ２の目標トルクＴ２＊を設定するために、まず車軸の回転数Ｎｄ＊およびモータＭＧ１の回転数Ｎ１を入力する（ステップＳ２３０，Ｓ２３１）。この処理は第１実施例の場合と同様である。次に、ＣＰＵはＭＧ１，エンジン１５０からの反力トルクｓｔｅｐの算出を行う（ステップＳ２３２）。トルクｓｔｅｐは、基本的には、先に示した式（１）において、サンギヤ軸１２５のトルクＴｓにモータＭＧ１の出力トルクＴ１＊を代入、またはプラネタリキャリア軸１２７のトルクＴｃにエンジン１５０の出力トルクＴｅ＊を代入することによって算出することができる。
【００７６】
エンジン１５０を始動または停止する指示が出されている場合には、モータＭＧ１の出力トルクは予め定めたテーブルに基づいて開ループ制御により設定されている。かかるテーブルの例を図９に示す。図示する通り、エンジン１５０を始動する場合には、モータＭＧ１のトルクは所定の変化率で始動用の所定値まで増加し、その後該所定値で一定となる。エンジン１５０を停止する場合には、モータＭＧ１のトルクは所定の変化率で負の所定値まで減少し、その後、該所定値で一定となる。本実施例では、上式（１）のサンギヤ軸１２７のトルクＴｓとして、こうして設定された所定値を代入する。
【００７７】
さらに、本実施例では、モータＭＧ１の慣性によるトルク損失も考慮して反力トルクｓｔｅｐを求めている。モータＭＧ１から出力されたトルクは、上式（１）に従って車軸に出力される他、モータＭＧ１の回転数を変化させるのに使われる。モータＭＧ１の回転数の変化に使われるトルクは、回転数の変化率βとモータＭＧ１の慣性能率Ｉ１との積に等しい。モータＭＧ１の慣性能率は既知である。回転数の変化率は、ステップＳ２３１で入力した回転数と、前回に目標トルク設定処理ルーチンが実行された時点でのモータＭＧ１の回転数とに基づいて算出することができる。
【００７８】
本実施例では、以上の２点を考慮して、反力トルクｓｔｅｐを次式（２）に基づいて設定している。
ｓｔｅｐ＝Ｔ１＊／ρ−Ｉ１・β  …（２）
【００７９】
次にＣＰＵはモータＭＧ２の目標トルクＴ２＊を次式（３）の通り設定する。
Ｔ２＊＝−ｓｔｅｐ＋ｋ３・Ｎｄ＋ｋ４・∫（Ｎｄ）ｄｔ  …（３）
右辺の第１項は、モータＭＧ１およびエンジン１５０からの反力トルクを相殺するためのトルクに相当する。右辺第２項、第３項は、このトルクを車軸の回転数Ｎｄに基づくフィードバック制御により修正する部分に相当する。右辺第２項、第３項は比例積分制御の考え方に基づいて設定されている。ｋ３，ｋ４はそれぞれゲインである。これらの値は、上述の反力トルクｓｔｅｐをほぼ相殺して車軸の回転数を概ね値０にすることができるように、実験または解析によって設定することができる。
【００８０】
もちろん、上式（３）中のフィードバック制御に基づく修正項には、さらに回転数Ｎｄの微分項を含むものとしてもよいし、これらの項のいずれかを省略するものとしてもよい。さらに比例積分制御とは別の考え方によるフィードバック制御を適用するものとしてもよい。
【００８１】
以上で説明した第２実施例のハイブリッド車両によれば、第１実施例と同様、車両が停車状態においてエンジン１５０の始動または停止がなされた場合に、運転者の予期しないトルクによって車両が移動することを回避することができる。車両の移動を回避するためのトルクは、モータＭＧ１およびエンジン１５０から車軸に出力される反力トルクに近い値であることは確かである。第２実施例のハイブリッド車両では、反力トルクを相殺するためのトルクを一旦求めた上で、フィードバック制御によって、該トルクを修正する。しかも、第２実施例では、上式（２）に示す通り、モータＭＧ１の慣性によって損失するトルクをも考慮した上で、上記反力トルクを算出するため、より適切にモータＭＧ２の目標トルクＴ２＊を設定することができる。こうすることによって、より適切にモータＭＧ２の目標トルクＴ２＊を設定することができ、ハイブリッド車両の移動を回避することができる。
【００８２】
なお、図６のステップＳ２２０においてモータＭＧ１、エンジン１５０からの反力トルクを求める際にも、上式（２）を適用するものとしてもよい。また、モータＭＧ１の慣性によるトルク損失を考慮するのに代えて、先に示した式（１）に基づいて算出されたトルクに所定の比例係数を乗じるなどして修正するものとしてもよい。
【００８３】
本発明を適用するハイブリッド車両の構成としては、図１に示した構成の他、種々の構成が可能である。第１の変形例としての構成を図１０に示す。このハイブリッド車両では、プラネタリギヤ１２０およびモータＭＧ１に代えて、クラッチモータＣＭを備える。クラッチモータとは、相対的に回転可能なインナロータ２０２およびアウタロータ２０４を備える対ロータ電動機である。図１０に示す通り、インナロータ２０２はエンジン１５０のクランクシャフト１５６に結合され、アウタロータ２０４は車軸１１２に結合されている。アウタロータ２０４には、スリップリング２０６を介して電力が供給される。アウタロータ２０４側の軸にはモータＭＧ２も結合されている。その他の構成は、図１で示したハイブリッド車両と同様である。
【００８４】
エンジン１５０から出力された動力は、クラッチモータＣＭを介して車軸１１２に伝達することができる。クラッチモータＣＭは、インナロータ２０２とアウタロータ２０４との間に電磁的な結合を介して動力を伝達する。この際、アウタロータ２０４の回転数がインナロータ２０２の回転数よりも低ければ、両者の滑りに応じた電力をクラッチモータＣＭで回生することができる。逆に、クラッチモータＣＭに電力を供給すれば、インナロータ２０２の回転数を増速して車軸１１２に出力することができる。エンジン１５０からクラッチモータＣＭを介して出力されたトルクが車軸１１２から出力すべき要求トルクと一致しない場合には、モータＭＧ２で補償することができる。また、クラッチモータを力行すれば、エンジン１５０をモータリングして始動することができる。モータリング時には、インナロータ２０２とアウタロータ２０４間での作用・反作用の原理に基づき、反力トルクが車軸側に出力される。この反力トルクはモータＭＧ２で相殺することができる。従って、第２の変形例のハイブリッド車両においても、本発明を適用することができる。
【００８５】
さらに、本実施例のハイブリッド車両ではエンジン１５０，モータＭＧ１，ＭＧ２から構成される動力系統が前車軸１１２に備えられている構成とした。これに対し、モータＭＧ２を後車軸に結合した構成を採用するものとしてもよい。かかる構成の例を図１１に示す。図示する通り、モータＭＧ１およびエンジン１５０はプラネタリギヤ１２０を介して前車軸１１２に結合され、モータＭＧ２は後車軸１１２Ｒに結合されている。かかる構成であっても、エンジン１５０をモータリングする際の反力トルクを後車軸に結合されたモータＭＧ２で相殺することができる。従って、本発明をモータＭＧ２の制御に適用することができる。
【００８６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態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。例えば、上記実施例では、ソフトウェアにより種々の制御を実行しているが、これらをハードウェアによって実現するものとしても構わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例としてのハイブリッド車両の概略構成を示す構成図である。
【図２】トルク制御ルーチンのフローチャートである。
【図３】走行状態判定処理ルーチンのフローチャートである。
【図４】エンジンの運転ポイントと運転効率との関係を示すグラフである。
【図５】要求動力一定の場合の、エンジン回転数と運転効率との関係を示すグラフである。
【図６】ＭＧ２目標トルク設定処理ルーチンのフローチャートである。
【図７】本実施例のハイブリッド車両における回転数の変化の様子を示したグラフである。
【図８】第２実施例としてのモータＭＧ２目標トルク設定処理ルーチンの一部の処理内容を示すフローチャートである。
【図９】エンジン始動および停止時のトルク設定を示す説明図である。
【図１０】本実施例のハイブリッド車両の第１の変形構成例を示す説明図である。
【図１１】本実施例のハイブリッド車両の第２の変形構成例を示す説明図である。
【図１２】従来のハイブリッド車両における回転数の変化の様子を示したグラフである。
【符号の説明】
１１２…車軸
１１６Ｒ，１１６Ｌ…車輪
１１９…ケース
１２０…プラネタリギヤ
１２１…サンギヤ
１２２…リングギヤ
１２３…プラネタリピニオンギヤ
１２４…プラネタリキャリア
１２５…サンギヤ軸
１２６…リングギヤ軸
１２７…プラネタリキャリア軸
１２９…チェーンベルト
１３０…ダンパ
１３１…三相コイル
１３２…ロータ
１３３…ステータ
１４１…三相コイル
１４２…ロータ
１４３…ステータ
１４４…センサ
１４９…バッテリ
１５０…エンジン
１５６…クランクシャフト
１６５…アクセルペダルポジションセンサ
１６７…シフトポジションセンサ
１９０…制御ユニット
１９１，１９２…駆動回路
１９４…バッテリ
２０２…インナロータ
２０４…アウタロータ
２０６…スリップリング
ＭＧ１，ＭＧ２…モータ
ＣＭ…クラッチモータ
【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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【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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【図１２】
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