(57)【要約】【課題】スリップ中にバッテリへの過大な電力の入力を防止しつつ必要な駆動力を出力する。【解決手段】トラクションコントロール（ＴＲＣ）および姿勢保持制御（ＶＳＣ）がいずれもオフとされており（Ｓ１１０）、且つ、駆動輪の空転によるスリップ中の場合（Ｓ１３０）、スリップ時の過充電抑制用の駆動力制限を解除すると共に（Ｓ１６０）、エンジン始動を禁止して（Ｓ１７０）、モータＭＧ１とモータＭＧ２とから駆動力を出力する両駆動モードにより走行可能とする。エンジン始動を禁止することにより、駆動輪のスリップが解消してグリップしたときに駆動輪の回転数が急速に低下しても、共線図よりモータＭＧ１の回転数は値０に近付くだけであるからバッテリに過大な電力が入力されるのを防止することができる。また、過充電抑制用の駆動力制限の解除により、両駆動モードにおいて必要な駆動力を確保することができる。【選択図】図３
2017088029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
第１モータと、
前記第１モータの回転軸と駆動輪に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸との３軸にこの順にサンギヤとリングギヤとキャリヤとが接続されたプラネタリギヤと、
前記駆動軸に接続された第２モータと、
前記第１モータおよび前記第２モータと電力のやりとりを行なうバッテリと、
前記キャリヤの回転を規制可能な回転規制機構と、
前記駆動輪の空転によるスリップが生じたときに該スリップを抑制するスリップ抑制装置と、
前記スリップ抑制装置の作動のオフを指示するためのオフスイッチと、
前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記オフスイッチにより前記スリップ抑制装置の作動のオフが指示されており、且つ、前記駆動輪の空転によるスリップが生じている場合には、前記キャリアを回転停止状態として前記第１モータと前記第２モータとからの動力により走行するモータ両駆動モードによる制御を行なう
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する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハイブリッド自動車として、前輪に動力を出力するエンジンと、エンジンの動力を用いて発電する発電機と、発電機からの電力を用いて後輪に動力を出力するモータ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）。このハイブリッド自動車では、前輪がスリップしてスタック状態から脱出できない場合には、意図的にトラクションコントロール機能の効きを弱めて目標スリップ量を増大させることにより、エンジン回転数の低下を抑制して発電機の発電量を増大させる。これにより、モータから後輪に出力される動力を増加させて、スタック状態からの脱出を容易に行なうことができるものとしている。
【０００３】
また、ハイブリッド自動車として、プラネタリギヤのキャリアをエンジンの出力軸に、サンギヤを第１モータの回転軸に、リングギヤを車軸に連結されて第２モータが取り付けられた駆動軸に接続し、キャリアにエンジンの負回転方向の回転を規制する一方向クラッチを取り付け、第１モータおよび第２モータにバッテリを接続した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、エンジンを運転停止した状態とし、第１モータからの動力を一方向クラッチによる回転規制によりピニオンギヤおよびリングギヤを介して駆動軸に出力すると共に第２モータからの動力を駆動軸に出力することによるモータ両駆動モードを用いて走行することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４７０５５号公報
【特許文献２】特開２０１２−２２４１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２のハイブリッド自動車において、駆動輪のスリップによりスタック状態から脱出できない場合に、特許文献１のハイブリッド自動車のように目標スリップ量を増大させてエンジン回転数の低下を抑制するものを考える。そのようにすると、駆動輪がグリップしてスタック状態から脱出した場合に、スリップしていた駆動輪のグリップが急激に回復するため、駆動輪の回転数が急速に低下することになる。第１モータの慣性モーメントはエンジンの慣性モーメントに比べて非常に小さいため、駆動輪の回転数が急速に低下すると、第１モータの回転数が急速に上昇する。このとき、第１モータが過剰な回転数とならないよう回転を抑えるトルクを第１モータから出力すると、バッテリに過大な電力が入力されるおそれがある。
【０００６】
本発明のハイブリッド自動車は、スリップ中にバッテリへの過大な電力の入力を防止しつつ必要な駆動力を出力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、
エンジンと、
第１モータと、
前記第１モータの回転軸と駆動輪に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸との３軸にこの順にサンギヤとリングギヤとキャリヤとが接続されたプラネタリギヤと、
前記駆動軸に接続された第２モータと、
前記第１モータおよび前記第２モータと電力のやりとりを行なうバッテリと、
前記キャリヤの回転を規制可能な回転規制機構と、
前記駆動輪の空転によるスリップが生じたときに該スリップを抑制するスリップ抑制装置と、
前記スリップ抑制装置の作動のオフを指示するためのオフスイッチと、
前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記オフスイッチにより前記スリップ抑制装置の作動のオフが指示されており、且つ、前記駆動輪の空転によるスリップが生じている場合には、前記キャリアを回転停止状態として前記第１モータと前記第２モータとからの動力により走行するモータ両駆動モードによる制御を行なう
ことを要旨とする。
【０００９】
この本発明のハイブリッド自動車では、オフスイッチによりスリップ抑制装置の作動のオフが指示されており、且つ、駆動輪の空転によるスリップが生じている場合には、キャリアを回転停止状態として第１モータと第２モータとからの動力により走行するモータ両駆動モードによる制御を行なう。キャリアを回転停止状態としてエンジンを運転しないため、スリップが解消して駆動輪（駆動軸）の回転数が急速に低下した場合に、共線図から第１モータの回転数は値０に近付くことになるため、バッテリに過大な電力が入力されるのを防止することができる。また、第１モータと前記第２モータとからの動力により走行するモータ両駆動モードを用いるから、エンジンを運転しなくてもスタック状態から脱出するのに十分な駆動力を出力することができる。したがって、駆動輪のスリップが発生してスタック状態となったときに、バッテリへの過大な電力の入力を防止しつつ、スタック状態から脱出するのに必要な駆動力を確保することができる。
【００１０】
ここで、「回転規制機構」としては、キャリヤがエンジンの正回転方向に回転するのを許容すると共にキャリヤがエンジンの負回転方向に回転するのを規制（禁止）するワンウェイクラッチを用いるものとしてもよいし、キャリヤを回転不能に固定したり回転自在に解放したりするブレーキを用いるものとしてもよい。制御手段は、オフスイッチによりスリップ抑制装置の作動のオフが指示されており、且つ、駆動輪の空転によるスリップが生じている場合には、走行用に駆動軸に要求される要求トルクが所定トルク以下であればキャリアを回転停止状態として（エンジンを運転せずに）第２モータからの出力だけによって走行する単駆動モードによる制御を行ない、走行用に駆動軸に要求される要求トルクが所定トルクを超えていれば両駆動モードによる制御を行なうものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】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】ＥＶ走行における両駆動のときのプラネタリギヤ３０の共線図の一例を示す説明図である。
【図３】エンジン始動禁止要求設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】スリップ時のプラネタリギヤ３０の共線図の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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】
【００１３】
図１は、本発明の一実施例として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。実施例のハイブリッド自動車２０は、図１に示すように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、ワンウェイクラッチＣ１と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、油圧ブレーキ装置９０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。
【００１４】
エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン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によって運転制御されている。
【００１５】
エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、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、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。
【００１６】
エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートから入力されている。エンジンＥＣＵ２４に入力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒ
・スロットルバルブ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からのスロットル開度ＴＨ
【００１７】
エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４から出力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・スロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動制御信号
・燃料噴射弁への駆動制御信号
・イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの駆動制御信号
【００１８】
エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってエンジン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ＨＶＥＣＵ７０に出力する。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒに基づいて、クランクシャフト２６の角速度および回転数、即ち、エンジン２２の角速度ωｅおよび回転数Ｎｅを演算している。
【００１９】
プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されており、外歯歯車のサンギヤ３１と、内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１およびリングギヤ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ヤ３４と、を有する。サンギヤ３１には、モータＭＧ１の回転子が接続されている。リングギヤ３２には、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８およびギヤ機構３７を介して連結された駆動軸３６が接続されている。キャリヤ３４には、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。
【００２０】
ワンウェイクラッチＣ１は、キャリヤ３４と車体に固定されたケース２１とに取り付けられている。このワンウェイクラッチＣ１は、ケース２１に対してキャリヤ３４がエンジン２２の正回転方向に回転するのを許容すると共にケース２１に対してキャリヤ３４がエンジン２２の負回転方向に回転するのを規制（禁止）する。
【００２１】
モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤ３１に接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、電力ライン５４に接続されている。電力ライン５４には、平滑用のコンデンサ５７が取り付けられている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。
【００２２】
モータＥＣＵ４０は、図示しないが、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、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。
【００２３】
モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０に入力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・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からの回転位置θｍ１，θｍ２
・モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流
・モータＭＧ１，ＭＧ２の温度を検出する温度センサ４５，４６からの温度ｔｍ１，ｔｍ２
・駆動輪３９ａ，３９ｂに取り付けられた車輪速センサからの車輪速
【００２４】
モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００２５】
モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されており、ＨＶＥＣＵ７０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の駆動状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。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θｍ１，θｍ２に基づいて、モータＭＧ１，ＭＧ２の角速度ωｍ１，ωｍ２，回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。また、モータＥＣＵ４０は、車輪速センサからの駆動輪３９ａ，３９ｂの車輪速に基づいて、駆動輪３９ａ，３９ｂの角速度をモータＭＧ２の回転軸に換算した値としての駆動輪角速度ωｄｗを演算している。
【００２６】
バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン５４に接続されている。このバッテリ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。
【００２７】
バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、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、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。
【００２８】
バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂ
・バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂ（バッテリ５０から放電するときが正の値）
・バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂ
【００２９】
バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。
【００３０】
油圧ブレーキ装置９０は、駆動輪３９ａ，３９ｂや図示しない従動輪に取り付けられたブレーキホイールシリンダ９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄと、ブレーキアクチュエータ９２と、を備える。ブレーキアクチュエータ９２は、駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪に制動力を付与するためのアクチュエータとして構成されている。このブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキペダル８５の踏み込みに応じて生じるマスタシリンダ９１の圧力（ブレーキ圧）と、車速Ｖと、に基づいて定められる車両に作用させる制動力のうち、油圧ブレーキ装置９０の分担分に応じた制動力が、駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪に作用するように、ブレーキホイールシリンダ９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄの油圧を調整する。また、ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキペダル８５の踏み込みとは無関係に、制動力が駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪に作用するように、ブレーキホイールシリンダ９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄの油圧を調整する。以下、ブレーキアクチュエータ９２の作動によって駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪に作用させる制動力を「油圧ブレーキ」という。このブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、「ブレーキＥＣＵ」という）９４によって駆動制御されている。
【００３１】
ブレーキＥＣＵ９４は、図示しないが、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、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ブレーキＥＣＵ９４には、ブレーキアクチュエータ９２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ブレーキＥＣＵ９４に入力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・マスタシリンダ９１に取り付けられた図示しない圧力センサからのマスタシリンダ圧（ブレーキ踏力Ｆｂ）
・駆動輪３９ａ，３９ｂに取り付けられた車輪速センサ８７ａ，８７ｂからの車輪速Ｖｌ，Ｖｒや従動輪に取り付けられた図示しない車輪速センサからの車輪速
・図示しない操舵角センサからの操舵角
【００３２】
ブレーキＥＣＵ９４からは、ブレーキアクチュエータ９２への駆動制御信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００３３】
ブレーキＥＣＵ９４は、運転者がブレーキペダル８５を踏み込んだときに駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪のいずれかがロックによりスリップするのを防止するアンチロックブレーキシステム機能（ＡＢＳ）や運転者がアクセルペダル８３を踏み込んだときに駆動輪３９ａ，３９ｂのいずれかが空転によりスリップするのを防止するトラクションコントロール（ＴＲＣ），車両が旋回走行しているときに姿勢を保持する姿勢保持制御（ＶＳＣ）なども行なう。したがって、油圧ブレーキ装置９０とブレーキＥＣＵ９４は、運転者からのブレーキペダル８５の踏み込みによって制動力を作用させる通常のブレーキ装置として機能する他、駆動輪３９ａ，３９ｂが空転してスリップが生じたときにはそのスリップを抑制するスリップ抑制装置としても機能する。なお、ブレーキＥＣＵ９４によるトラクションコントロール（ＴＲＣ）は、スリップが生じた駆動輪にスリップ速度が大きいほど大きな制動トルクが付与されるようブレーキアクチュエータ９２を制御することなどにより行なわれる。運転席近傍には、ＴＲＣオフスイッチ８９ａとＶＳＣオフスイッチ８９ｂとが設けられている。トラクションコントロール（ＴＲＣ）は、ＴＲＣオフスイッチ８９ａを押下することによりオフとされ、姿勢保持制御（ＶＳＣ）は、ＶＳＣオフスイッチ８９ｂを押下することによりオフとされる。ここで、運転者によりトラクションコントロール（ＴＲＣ）や姿勢保持制御（ＶＳＣ）をオフにする指示がなされる場合としては、例えば、スタックしている車両を脱出させるときや運転者が駆動輪を空転させて俊敏な加速を要求しているときや運転者が駆動輪を空転させることにより車両の姿勢をコントロールしたいときなどがある。
【００３４】
ブレーキＥＣＵ９４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってブレーキアクチュエータ９２を駆動制御すると共に必要に応じてブレーキアクチュエータ９２の状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。
【００３５】
ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、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、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。
【００３６】
ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・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
・ＴＲＣオフスイッチ８９ａからのＴＲＣオフ信号
・ＶＳＣオフスイッチ８９ｂからのＶＳＣオフ信号
・駆動輪３９ａ，３９ｂに取り付けられた車輪速センサ８７ａ，８７ｂからの車輪速Ｖｌ，Ｖｒ
【００３７】
ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２，ブレーキＥＣＵ９４と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２，ブレーキＥＣＵ９４と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００３８】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）または電動走行モード（ＥＶ走行モード）によって走行する。ＨＶ走行モードは、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とからの動力を用いて走行する走行モードである。ＥＶ走行モードは、エンジン２２を運転停止すると共に少なくともモータＭＧ２からの動力を用いて走行する走行モードである。なお、ＥＶ走行モードでは、モータＭＧ１からトルクを出力せずにモータＭＧ２からのトルクだけによって走行する単駆動モードと、モータＭＧ１およびモータＭＧ２からのトルクによって走行する両駆動モード（ＭＧ両軸駆動）と、がある。
【００３９】
ＨＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行に要求される要求トルクＴｒ＊を設定する。続いて、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算し、計算した走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づくバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する。そして、要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく運転するための動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）とを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにするための回転数フィードバック制御によってモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。そして、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。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、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で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。
【００４０】
ＥＶ走行モードにおける単駆動モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、トルク指令Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。トルク指令Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ２がトルク指令Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ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、ＥＶ走行モードにおける両駆動モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊とを設定し、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１がトルク指令Ｔｍ１＊で駆動されると共にモータＭＧ２がトルク指令Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００４１】
ここで、ＨＶ走行モードは、要求パワーＰｅ＊が所定パワー以上の場合に選択される。ＥＶ走行モードは、要求パワーＰｅ＊が所定パワー未満の場合に選択される他、エンジン２２の始動を禁止するエンジン始動禁止要求が設定されている場合に選択される。このエンジン始動禁止要求の設定については後述する。ＥＶ走行モードでは、要求トルクＴｒ＊が所定トルク（モータＭＧ２の最大トルク）以下である場合に単駆動モードが選択され、所定トルクを超える場合に両駆動モードが選択される。
【００４２】
図２は、両駆動モードのときのプラネタリギヤ３０の共線図である。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であるキャリヤ３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２であるリングギヤ３２（駆動軸３６）の回転数を示す。また、図中の「ρ」は、プラネタリギヤ３０のギヤ比（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）である。Ｒ軸における２つの太線矢印は、モータＭＧ１からトルクＴｍ１を出力したときにプラネタリギヤ３０を介してリングギヤ３２（駆動軸３６）に出力されるトルク（−Ｔｍ１／ρ）と、モータＭＧ２からトルクＴｍ２を出力したときにリングギヤ３２に出力されるトルクＴｍ２とを示す。両駆動モードでは、図示するように、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を負側に大きくする向き（図中下向き）のトルクＴｍ１を出力すると、クランクシャフト２６に接続されたワンウェイクラッチＣ１がそのトルクの反力を受け持つことで、モータＭＧ１からのトルクＴｍ１をリングギヤ３２（駆動軸３６）に出力する。また、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を正側に大きくする向き（図中上向き）のトルクＴｍ２をモータＭＧ２からリングギヤ３２に出力する。これにより、モータＭＧ２のトルクにモータＭＧ１のトルクを付加することができるから、モータＭＧ２の最大トルクを超えるトルクをリングギヤ３２（駆動軸３６）に出力することができる。
【００４３】
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、エンジン始動禁止要求を設定する際の動作について説明する。図３は、ＨＶＥＣＵ７０により実行されるエンジン始動禁止要求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、所定時間毎に繰り返し実行される。
【００４４】
エンジン始動禁止要求設定ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、ＴＲＣオフスイッチ８９ａからのＴＲＣオフ信号，ＶＳＣオフスイッチ８９ｂからのＶＳＣオフ信号，車輪速センサ８７ａ，８７ｂからの車輪速Ｖｌ，Ｖｒなど制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１００）。そして、入力したＴＲＣオフ信号およびＶＳＣオフ信号に基づいて、トラクションコントロール（ＴＲＣ）および姿勢保持制御（ＶＳＣ）のいずれもがオフとされているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。また、入力した車輪速Ｖｌ，Ｖｒに基づいて、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップ中であるか否かを判定する（ステップＳ１２０，Ｓ１３０）。ここで、スリップ中であるか否かの判定は、例えば、各車輪速Ｖｌ，Ｖｒの時間変化（加速度）を閾値と比較することなどにより行なうことができる。なお、車輪速Ｖｌ，Ｖｒに基づく車速と車速センサ８８からの車速Ｖとを比較して、その差分が所定値以上のときにスリップ中と判定するものなどとしてもよい。
【００４５】
ステップＳ１１０でトラクションコントロール（ＴＲＣ）および姿勢保持制御（ＶＳＣ）のいずれもがオフとされておらず、且つ、ステップＳ１２０でスリップ中でないと判定すると、エンジン２２の始動を禁止するエンジン始動禁止要求を解除して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。これにより、エンジン２２を始動してＨＶ走行モードで走行することが可能となる。一方、ステップＳ１２０でスリップ中であると判定すると、スリップ時の過充電抑制用の駆動力制限を設定すると共に（ステップＳ１４０）、エンジン始動禁止要求を解除して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。このように、トラクションコントロール（ＴＲＣ）および姿勢保持制御（ＶＳＣ）のいずれかもがオフとされてない状態でのスリップ中には、エンジン２２の始動を許可して、過充電抑制用の駆動力制限をかけることになる。この駆動力制限については後述する。
【００４６】
また、ステップＳ１１０でトラクションコントロール（ＴＲＣ）および姿勢保持制御（ＶＳＣ）のいずれもがオフ（ＴＲＣ／ＶＳＣオフ）とされており、且つ、ステップＳ１３０でスリップ中であると判定すると、スリップ時の過充電抑制用の駆動力制限を解除すると共に（ステップＳ１６０）、エンジン始動禁止要求を設定して（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。エンジン始動禁止要求が設定されると、ＨＶ走行モードは選択されず、ＥＶ走行モードが選択される。また、ＥＶ走行モードでは、前述したように両駆動モードで走行することが可能となる。なお、ステップＳ１３０でスリップ中であると判定したにも拘わらず、ステップＳ１６０でスリップ時の過充電抑制用の駆動力制限を解除する理由は後述する。また、ステップＳ１３０でスリップ中でないと判定すると、エンジン始動禁止要求を解除して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。このため、ＴＲＣ／ＶＳＣオフであっても、スリップ中でなければ、エンジン２２を始動してＨＶ走行モードで走行することが可能となる。
【００４７】
ここで、ぬかるんだ路面や新雪の路面などで、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが発生してスタック状態となった場合を考える。図４は、スリップ時のプラネタリギヤ３０の共線図の一例を示す説明図である。図４では、ＨＶ走行モードにおけるスリップ時を例示する。このため、図２の共線図と異なり、エンジン２２が値０でない所定の回転数Ｎｅで運転されている。図示するように、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によりスリップが発生している状態（図中実線）から、駆動輪３９ａ，３９ｂのスリップが解消してグリップが急激に回復するとリングギヤ３２（駆動軸３６）の回転数が急降下する（図中点線）。このとき、サンギヤ３１に接続されたモータＭＧ１の慣性モーメントはキャリア３４に接続されたエンジン２２の慣性モーメントに比べて非常に小さいため、サンギヤ３１の回転数が急上昇してモータＭＧ１の回転数が高回転となる。このため、モータＭＧ１から下向きのトルクを出力して、モータＭＧ１の回転数を抑える必要がある。モータＭＧ１が高回転で回転している状態で下向きのトルクを出力すると、バッテリ５０に過大な電力が入力されるおそれがある。そこで、エンジン始動禁止要求設定ルーチンでは、ＨＶ走行モードが許容される場合（ステップＳ１５０でエンジン始動禁止要求を解除する場合）、ステップＳ１２０でスリップ中と判定したときに、Ｓ１４０でスリップ時の過充電抑制用の駆動力制限を設定するのである。スリップ中にこの駆動力制限が設定されていると、例えば、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求されるトルクに駆動力制限係数（例えば８０％など）を乗じたものを要求トルクＴｒ＊とするなどの制限がかけられる。これにより、エンジン２２の回転数を抑えることができるから、駆動輪３９ａ，３９ｂのスリップが解消してグリップが急激に回復した際にモータＭＧ１の回転数が高回転となるのを抑えて、バッテリ５０に過大な電力が入力されるのを防止することができる。しかしながら、このようなスリップ時の過充電抑制用の駆動力制限によって、運転者から要求される駆動力に一律に制限をかけるものとすると、スタック状態から脱出するのに必要な駆動力を出力できない可能性がある。
【００４８】
そこで、本実施例では、トラクションコントロール（ＴＲＣ）および姿勢保持制御（ＶＳＣ）がいずれもオフとされている場合にスリップが発生したときには、ステップＳ１７０でＴＲＣ／ＶＳＣオフによるエンジン始動禁止要求を設定してエンジン２２を始動禁止とする。即ち、ＨＶ走行モードでなくＥＶ走行モードとするから、エンジン２２の回転数Ｎｅは値０となる。この場合、駆動輪３９ａ，３９ｂのスリップが解消してグリップが急激に回復（リングギヤ３２（駆動軸３６）の回転数が急降下）しても、図２の共線図から明らかなように、サンギヤ３１（モータＭＧ１）の回転数は値０に近付くだけであるから、バッテリ５０に過大な電力が入力されることはない。このため、バッテリ５０の過充電を防止することができるから、グリップが急激に回復することによる過充電を防止するために、スリップ時の過充電抑制用の駆動力制限を設定する必要がない。したがって、ステップＳ１６０でスリップ時の過充電抑制用の駆動力制限を解除することにより、ＴＲＣ／ＶＳＣオフによるエンジン始動禁止中は駆動力制限を行わないのである。これにより、スリップ中のＥＶ走行モードにおいて運転者からの要求に応じた駆動力を設定することが可能となる。また、本実施例のハイブリッド車２０は、ＥＶ走行モードにおいて両駆動モードを選択することができる。このため、運転者からの要求に応じた駆動力がモータＭＧ２のみから出力可能な範囲を超える場合には、両駆動モードを選択して、運転者の要求に適切に対応することが可能となる。したがって、エンジン２２の運転を禁止するものとしても、スタック状態からの脱出に必要な駆動力を出力することが可能となる。なお、ＴＲＣ／ＶＳＣオフによるエンジン始動禁止要求を一旦設定した後でも、ステップＳ１３０でスリップ中でないと判定したときには、ステップＳ１５０でエンジン始動禁止要求を解除してＨＶ走行モードへの移行を可能とする。このため、運転者からの要求に応じた駆動力を両駆動モードによっても出力できない場合、スリップ中でなければ、エンジン２２の始動を許可して運転者の要求を満足させることができる。
【００４９】
以上説明した本実施例のハイブリッド自動車２０によれば、ＴＲＣオフスイッチ８９ａおよびＶＳＣオフスイッチ８９ｂからオフ要求がなされており、且つ、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが生じている場合には、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ１とモータＭＧ２とから駆動力を出力する両駆動モードにより走行する。エンジン２２を運転しないため、スタック状態において駆動輪３９ａ，３９ｂのスリップが解消してグリップが回復したときに駆動輪３９ａ，３９ｂの回転数が急降下しても、バッテリ５０に過大な電力が入力されるのを防止することができる。また、モータＭＧ１とモータＭＧ２とから駆動力を出力する両駆動モードにより走行するから、モータＭＧ２のみから駆動力を出力する単駆動モードに比して、大きな駆動力を確保することができる。したがって、駆動輪３９ａ，３９ｂのスリップが発生してスタック状態となったときに、バッテリ５０に過大な電力が入力されるのを防止しつつ、スタック状態から脱出するのに必要な駆動力を出力することができる。
【００５０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ＴＲＣオフスイッチ８９ａとＶＳＣオフスイッチ８９ｂとを別々に備えるものとし、エンジン始動禁止要求設定処理のステップＳ１１０では各スイッチがいずれもオフであるか否かを判定するものとしたが、これに限られるものではない。例えば、トラクションコントロール（ＴＲＣ）と姿勢保持制御（ＶＳＣ）とのオフを指示するための共通のスイッチを備え、そのスイッチがオフとされているか否かを判定するものとしてもよい。また、トラクションコントロール（ＴＲＣ）と姿勢保持制御（ＶＳＣ）とをいずれも実行するものとしたが、これに限られず、姿勢保持制御（ＶＳＣ）を実行しないものとしてもよい。その場合、エンジン始動禁止要求設定ルーチンのステップＳ１１０でトラクションコントロール（ＴＲＣ）および姿勢保持制御（ＶＳＣ）のいずれもがオフであるか否かの判定に代えて、トラクションコントロール（ＴＲＣ）がオフであるか否かを判定するものとすればよい。
【００５１】
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「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「第１モータ」に相当し、プラネタリギヤ３０が「プラネタリギヤ」に相当し、モータＭＧ２が「第２モータ」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、ワンウェイクラッチＣ１が「回転規制機構」に相当し、油圧ブレーキ装置９０とブレーキＥＣＵ９４とが「スリップ抑制装置」に相当し、ＴＲＣオフスイッチ８９ａとＶＳＣオフスイッチ８９ｂとが「オフスイッチ」に相当し、エンジン始動禁止要求設定処理を実行するＨＶＥＣＵ７０が「制御手段」に相当する。
【００５２】
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。
【００５３】
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】
【００５４】
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業に利用可能である。
【符号の説明】
【００５５】
２０  ハイブリッド自動車、２１  ケース、２２  エンジン、２３  クランクポジションセンサ、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  プラネタリギヤ、３１  サンギヤ、３２  リングギヤ、３３  ピニオンギヤ、３４  キャリヤ、３６  駆動軸、３７  ギヤ機構、３８  デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ  駆動輪、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、４５，４６  温度センサ、５０  バッテリ、５１ａ  電圧センサ、５１ｂ  電流センサ、５１ｃ  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、５７  コンデンサ、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、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、８７ａ，８７ｂ  車輪速センサ、８８  車速センサ、８９ａ  ＴＲＣオフスイッチ、８９ｂ  ＶＳＣオフスイッチ、９０  油圧ブレーキ装置、９１  マスタシリンダ、９２  ブレーキアクチュエータ、９４  ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、９６ａ〜９６ｄ  ブレーキホイールシリンダ、Ｃ１  ワンウェイクラッチ、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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