(57)【要約】【課題】モータ両駆動モードからエンジン運転モードへ移行する際に運転者に違和感を与えないようにする。【解決手段】モータ両駆動モードからエンジンを始動してエンジン運転モードへ移行する場合、要求トルクＴｒ＊に駆動軸に実際に出力されている実トルクＴｒを設定し（Ｓ１７０）、エンジンからトルクが出力されたときに（Ｓ１８０）、要求トルクＴｒ＊を緩変化させる緩変化処理を実行する（Ｓ２００）。これにより、要求トルクＴｒ＊と実トルクＴｒとが乖離している状態で要求トルクＴｒ＊が緩変化処理されるのを回避して、実トルクの急変による違和感を運転者に与えないようにすることができる。【選択図】図４
2017206081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
発電可能な第１モータと、
共線図上で第１回転要素，第２回転要素，第３回転要素の順に並び前記第１回転要素に前記第１モータの回転軸が接続され前記第２回転要素に前記エンジンの出力軸が接続され前記第３回転要素に車軸に連結された駆動軸に接続された遊星歯車機構と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第２モータと、
前記第１モータおよび前記第２モータと電力をやり取り可能な二次電池と、
前記第２回転要素の回転を規制する回転規制手段と、
前記第２回転要素の回転停止状態として前記第１モータからの出力される負のトルクと前記第２モータから出力される正のトルクとにより走行可能なモータ両駆動モードと、前記第２回転要素を回転状態として前記第１モータから出力される正のトルクにより前記エンジンをモータリングすることにより該エンジンを始動して走行可能なエンジン運転モードとを含む複数の運転モードのいずれかにより、要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう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、前記モータ両駆動モードから前記エンジン運転モードへ移行するとき、前記駆動軸に実際に出力されている実トルクが前記要求トルクに対して不足している場合には、前記実トルクと前記要求トルクとの乖離が小さくなるよう前記要求トルクを設定した後、前記要求トルクに対して緩変化処理を実行する
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、より詳しくは、エンジンと第１モータと遊星歯車機構と第２モータと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、発電可能な第１モータと、サンギヤに第１モータの回転軸が接続されキャリアにエンジンの出力軸が接続されリングギヤに駆動軸が接続されたプラネタリギヤと、駆動軸に動力を出力可能な第２モータと、両モータと電力をやり取り可能なバッテリ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、エンジンの逆方向の回転を禁止するワンウェイクラッチを備え、エンジンの運転を停止させた状態で、第１モータからの負のトルクを出力し、第２モータから正のトルクを出力することにより、第２モータからのトルクに第１モータからのトルクを付加した動力により走行することができる（モータ両駆動モード）。また、第１モータから正のトルクを出力することにより、エンジンをモータリングして始動し、エンジンからの動力によって走行することができる（エンジン運転モード）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２０１８８０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、モータ両駆動モード中に駆動軸に出力されているトルクが要求トルクに対して不足している状態で、エンジン運転モードへの移行が要求されると、エンジン始動直後に発生するエンジントルクによって駆動軸に出力されるトルクが急激に立ち上がり、運転者に違和感を与える場合が生じる。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車は、モータ両駆動モードからエンジン運転モードへ移行する際に運転者に違和感を与えないようにすることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンと、
発電可能な第１モータと、
共線図上で第１回転要素，第２回転要素，第３回転要素の順に並び前記第１回転要素に前記第１モータの回転軸が接続され前記第２回転要素に前記エンジンの出力軸が接続され前記第３回転要素に車軸に連結された駆動軸に接続された遊星歯車機構と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第２モータと、
前記第１モータおよび前記第２モータと電力をやり取り可能な二次電池と、
前記第２回転要素の回転を規制する回転規制手段と、
前記第２回転要素の回転停止状態として前記第１モータからの出力される負のトルクと前記第２モータから出力される正のトルクとにより走行可能なモータ両駆動モードと、前記第２回転要素を回転状態として前記第１モータから出力される正のトルクにより前記エンジンをモータリングすることにより該エンジンを始動して走行可能なエンジン運転モードとを含む複数の運転モードのいずれかにより、要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう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、前記モータ両駆動モードから前記エンジン運転モードへ移行するとき、前記駆動軸に実際に出力されている実トルクが前記要求トルクに対して不足している場合には、前記実トルクと前記要求トルクとの乖離が小さくなるよう前記要求トルクを設定した後、前記要求トルクに対して緩変化処理を実行する
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明のハイブリッド自動車では、モータ両駆動モードからエンジン運転モードへ移行するとき、駆動軸に実際に出力されている実トルクが要求トルクに対して不足している場合には、実トルクと要求トルクとの乖離が小さくなるよう要求トルクを設定した後、要求トルクに対して緩変化処理を実行する。実トルクと要求トルクとの乖離が大きい場合には、要求トルクを緩変化させても、要求トルクに実トルクが追従する際に、実トルクが急変する。これに対して、本発明では、実トルクと要求トルクとの乖離が小さい状態で要求トルクに対して緩変化処理を実行するから、実トルクの急変を抑制することができ、実トルクの急変による違和感を運転者に与えないようにすることができる。ここで、「前記実トルクと前記要求トルクとの乖離が小さくなるよう前記要求トルクを設定」とは、要求トルクに実トルクを設定するものが含まれる他、要求トルクと実トルクとの差分に応じたトルクを要求トルクから差し引くものも含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】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。
【図２】モータ両駆動モード時のプラネタリギヤ３０の各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である。
【図３】エンジン運転モード時のプラネタリギヤ３０の各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である。
【図４】要求トルク設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】モータ両駆動モードからエンジン運転モードへ移行するときに比較例において設定される要求トルクの変化の様子を示す説明図である。
【図６】モータ両駆動モードからエンジン運転モードへ移行するときに実施例において設定される要求トルクの時間変化の様子を示す説明図である。
【図７】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。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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】
【００１１】
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、図示するように、エンジン２２と、ワンウェイクラッチＣ１と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１と、モータＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０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。
【００１２】
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おり、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４により運転制御される。
【００１３】
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や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。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を運転制御するための種々の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は、エンジン２２のクランクシャフト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エンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。
【００１４】
プラネタリギヤ３０は、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ア３４と、を有するシングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。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を介して連結された駆動軸３６が接続されている。キャリア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。
【００１５】
ワンウェイクラッチＣ１は、キャリア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。ワンウェイクラッチＣ１は、ケース２１に対してキャリア３４のエンジン２２の正回転方向への回転だけを許容している。
【００１６】
モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されている。このモータＭＧ１は、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されている。このモータＭＧ２は、回転子が減速ギヤ３５を介して駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、バッテリ５０と共に電力ライン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。
【００１７】
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や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。
【００１８】
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が入力ポートを介して入力されている。例えば、モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置検出センサからの回転位置θｍ１，θｍ２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ポートを介して入力されている。また、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。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、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の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に送信する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサからのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００１９】
バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりをする。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によって管理される。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や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。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号が入力ポートを介して入力されている。例えば、バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサからの端子間電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた電流センサからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサからの電池温度Ｔｂなどが入力されている。また、バッテリＥＣＵ５２は、電流センサにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算している。バッテリＥＣＵ５２は、演算した蓄電割合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も演算している。また、バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に送信する。
【００２０】
ＨＶＥＣＵ７０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やデータを一時的に記憶するＲＡＭ７６，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０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からのシフトレンジＳＲ，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。ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信可能に接続されており、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。
【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３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を計算し、この要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力が駆動軸３６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以下の（１）〜（４）のものがある。（１）のトルク変換運転モードと（２）の充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って走行するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モード（ハイブリッドモード）という。また、（３）のモータ単駆動モードと（４）のモータ両駆動モードは、いずれも、エンジン２２を運転停止させてモータからの動力だけで走行するモードであるため、両者を合わせてモータ運転モードともいう場合がある。
（１）トルク変換運転モード：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プラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する運転モード。
（２）充放電運転モード：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プラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによりトルク変換されて要求動力が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する運転モード。
（３）モータ単駆動モード：エンジン２２の運転を停止してモータ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り要求動力に見合う動力を駆動軸３６に出力するよう駆動制御する運転モード。
（４）モータ両駆動モード：エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ１からのトルクとモータＭＧ２からのトルクとにより要求動力に見合う動力を駆動軸３６に出力するよう駆動制御する運転モード。
【００２２】
エンジン運転モード（ハイブリッドモード）の制御は、具体的には、以下のようにして行なわれる。即ち、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、駆動軸３６に要求される要求トルクＴｒ＊を設定し、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＊を計算する。続いて、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に要求されるエンジン要求パワーＰｅ＊を設定する。そして、エンジン要求パワーＰｅ＊に基づいて目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊により定まるエンジン２２の目標運転ポイント（動作点）を設定する。ここで、エンジン２２の目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊）は、エンジン要求パワーＰｅ＊を効率よくエンジン２２から出力することができるエンジン２２の動作ライン（燃費用動作ライン）と、エンジン要求パワーＰｅ＊と、の交点として求めることができる。次に、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。
【００２３】
また、モータ単駆動モードの制御は、以下のようにして行われる。即ち、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。
【００２４】
さらに、モータ両駆動モードの制御は、以下のようにして行われる。即ち、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。
【００２５】
ここで、エンジン運転モード（ハイブリッドモード）は、走行用パワーＰｄｒに充放電要求パワーＰｂ＊を減じて得られるエンジン要求パワーＰｅ＊が所定パワー以上の場合に選択され、モータ運転モードは、エンジン要求パワーＰｅ＊が所定パワー未満の場合に選択される。モータ運転モードが選択されると、要求トルクＴｒ＊がモータＭＧ２の上限トルクＴｍ２ｌｉｍ以下である場合に、モータ単駆動モードが選択され、要求トルクＴｒ＊がモータＭＧ２の上限トルクＴｍ２ｌｉｍを超える場合に、モータ両駆動モードが選択される。なお、上限トルクＴｍ２ｌｉｍは、モータＭＧ２の定格最大トルクであり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が高くなるほど小さくなる傾向を示す。
【００２６】
図２は、モータ両駆動モード時のプラネタリギヤ３０の各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である。なお、図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数であるサンギヤの回転数を示し、中央のＣ軸はエンジン２２の回転数であるキャリアの回転数を示し、右のＲ軸は駆動軸３６の回転数であるリングギヤの回転数を示す。また、図中の「ρ」は、プラネタリギヤ３０のギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）である。Ｒ軸上の太線矢印は、モータ両駆動モードにおいてモータＭＧ１から出力されるトルクにより駆動軸３６に作用するトルク（−Ｔｍ１／ρ）とモータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２とを示す。図示するように、プラネタリギヤ３０は、３つの回転要素が共線図上でモータＭＧ１の回転軸，エンジン２２のクランクシャフト２６，駆動軸３６の順に並ぶように接続されている。このため、モータＭＧ１から負のトルクを出力すると、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がモータトルクの反力を受け持つことで、モータＭＧ１からのトルクを駆動軸３６に伝達する。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の上限トルクＴｍ２ｌｉｍを超えるトルクを駆動軸３６に出力することができる。
【００２７】
図３は、エンジン２２を始動するときのプラネタリギヤ３０の各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である。図示するように、エンジン２２のクランキングは、モータＭＧ１から正のトルクを出力することにより行うことができる。モータＭＧ１から出力されるトルクにより駆動軸３６に作用するトルク（−Ｔｍ１／ρ）は、負のトルク（制動トルク）となる。このため、駆動軸３６に要求トルクＴｒ＊を出力するためには、モータＭＧ２からは、モータＭＧ１から駆動軸３６に作用する負のトルクをキャンセルするためのトルク（駆動トルク）と要求トルクＴｒ＊との和に基づくトルクを出力する必要がある。このとき、モータＭＧ２から出力するトルクが上限トルクＴｍ２ｌｉｍによって制限されると、要求トルクＴｒ＊に対して実際に駆動軸３６に出力されるトルク（実トルク）が不足する。上述したように、モータ両駆動モードは要求トルクＴｒ＊がモータＭＧ２のトルク上限Ｔｍ２ｌｉｍを超える場合に選択されから、モータ両駆動モードからエンジン運転モードへ移行する際に駆動軸３６に出力されるトルクに不足が生じやすい。
【００２８】
次に、こうして構成された本実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、駆動軸３６に要求される要求トルクＴｒ＊を設定する動作について説明する。図４は、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２により実行される要求トルク設定処理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。
【００２９】
要求トルク設定処理ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０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などのデータを入力する（ステップＳ１００）。
【００３０】
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とに基づいて駆動軸３６に要求される要求トルクの仮の値としての仮要求トルクＴｒｔｍｐを設定する（ステップＳ１１０）。
【００３１】
そして、運転者による加速要求がなされているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。この判定は、アクセル開度Ａｃｃが所定開度（例えば、８０％や９０％）以上であるか否かを判定したり、アクセル開度Ａｃｃの増加量（アクセルペダル８３の踏み増し量）が所定量（例えば、６０％や７０％）以上であるか否かを判定したりすることにより行うことができる。加速要求がなされていると判定すると、要求トルクＴｒ＊にステップＳ１１０で設定した仮要求トルクＴｒｔｍｐを設定して（ステップＳ１３０）、要求トルク設定処理ルーチンを終了する。
【００３２】
一方、加速要求がなされていないと判定すると、現在の運転モードがモータ両駆動モードからエンジン運転モードへ移行中であるか否か（ステップＳ１４０）、エンジン運転モードであるか否か（ステップＳ１５０）、をそれぞれ判定する。モータ両駆動モードからエンジン運転モードへ移行中でないと判定したり、エンジン運転モードでないと判定したりすると、要求トルクＴｒ＊にステップＳ１１０で設定した仮要求トルクＴｒｔｍｐを設定して（ステップＳ１３０）、要求トルク設定処理ルーチンを終了する。
【００３３】
一方、モータ両駆動モードからエンジン運転モードへ移行中であると判定すると、エンジン始動開始時であるか否かを判定し（ステップＳ１６０）、エンジン始動開始時であると判定すると、要求トルクＴｒ＊に実トルクＴｒを設定して（ステップＳ１７０）、要求トルク設定処理ルーチンを終了する。ここで、実トルクＴｒは、エンジン始動開始時に駆動軸３６に実際に出力されているトルクである。いま、モータ両駆動モードからエンジン２２を始動することを考えているから、実トルクＴｒは、モータＭＧ１のモータトルクＴｍ１とモータＭＧ２のモータトルクＴｍ２とに基づいて次式（１）により演算することができる。なお、「Ｇｒ」は、減速ギヤ３５のギヤ比である。
【００３４】
Tr=-Tm1/ρ＋Tm2・Gr    …（１）
【００３５】
ステップＳ１６０でエンジン始動開始時ではない、即ちエンジン２２がクランキング中であると判定すると、エンジントルクが出力されているか否か（エンジン２２が完爆したか否か）を判定する（ステップＳ１８０）。エンジントルクが未だ出力されていないと判定すると、要求トルクＴｒ＊に前回このルーチンで設定した要求トルク（前回Ｔｒ＊）を設定して（ステップＳ１９０）、要求トルク設定処理ルーチンを終了する。このように、モータ両駆動モードからエンジン運転モードへ移行する場合、エンジン始動開始時に要求トルクＴｒ＊に実トルクＴｒを設定し、その後、エンジン２２からトルクが出力されるまでの間、要求トルクＴｒ＊を一定の値に保持するのである。
【００３６】
ステップＳ１８０でエンジントルクが出力されていると判定すると、緩変化処理（レート処理）を用いて要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ２００）。ここで、緩変化処理は、式（２）に示すように、仮要求トルクＴｒｔｍｐと、前回の要求トルク（前回Ｔｒ＊）にレートΔＴを加えたものとのうち小さい方を要求トルクＴｒ＊に設定することにより行われる。これにより、要求トルクＴｒ＊は、仮要求トルクＴｒｔｍｐに向かってレートΔＴずつ変化することとなる。上述したように、エンジントルクが出力されるまでは、要求トルクＴｒ＊は始動開始時の実トルクＴｒとなっているから、実トルクは、要求トルクＴｒ＊の変化に追従して緩やかに変化する。
【００３７】
Tr*=min（Trtmp,前回Tr*+ΔT）    …（２）
【００３８】
そして、要求トルクＴｒ＊が仮要求トルクＴｒｔｍｐと略一致しているか否かを判定する（ステップＳ２１０）。上述したように、緩変化処理は要求トルクＴｒ＊を目標値（仮要求トルクＴｒｔｍｐ）に向かってレートΔＴずつ変化させるものであるから、ステップＳ２１０の判定は、要求トルクＴｒ＊が目標値（仮要求トルクＴｒｔｍｐ）に到達したか否かを判定するものとなる。要求トルクＴｒ＊が仮要求トルクＴｒｔｍｐと略一致していないと判定すると、緩変化処理を続行して、要求トルク設定処理ルーチンを終了し、要求トルクＴｒ＊が仮要求トルクＴｒｔｍｐと略一致していると判定すると、緩変化処理を終了して（ステップＳ２２０）、要求トルク設定処理ルーチンを終了する。
【００３９】
エンジン２２の始動が完了し、ステップＳ１５０で現在の運転モードがエンジン運転モードであると判定すると、上述した緩変化処理が実行中であるか否かを判定する（ステップＳ２３０）。緩変化処理が実行中であると判定すると、上述したステップＳ２００の緩変化処理により要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ２００）。そして、設定した要求トルクＴｒ＊が仮要求トルクＴｒｔｍｐに到達したときに、緩変化処理の実行を終了して（ステップＳ２１０，Ｓ２２０）、要求トルク設定処理ルーチンを終了する。これにより、ステップＳ２３０で緩変化処理が実行中でないと判定されるため、以降、エンジン運転モードにおいて、要求トルクＴｒ＊に仮要求トルクＴｒｔｍｐが設定されることとなる（ステップＳ１３０）。
【００４０】
図５および図６は、モータ両駆動モードからエンジン運転モードへ移行するときに設定される要求トルクの変化の様子を示す説明図である。なお、図５は、比較例における要求トルクの変化の様子を示し、図６は、実施例における要求トルクの変化の様子を示す。ここで、比較例では、エンジン始動開始時に要求トルクＴｒ＊に実トルクＴｒを設定することなく、仮要求トルクＴｒｔｍｐを設定し、エンジン２２からトルクが出力されたときに要求トルクＴｒ＊に対して緩変化処理を実行するものとした。上述したように、モータ両駆動モードからエンジン運転モードへ移行する場合、モータＭＧ１によりエンジン２２をクランキングすると、駆動軸３６には負のトルク（制動トルク）が作用する。このとき、モータＭＧ２のトルク（駆動トルク）が上限トルクＴｍ２ｌｉｍによって制限されていると、比較例では、図５に示すように、要求トルクＴｒ＊と実トルクとが大きく乖離する。この状態でエンジン２２が始動されると、エンジントルクの出力により要求トルクＴｒ＊に対して駆動力が急峻に立ち上がり、運転者に違和感を与える。これに対して、実施例では、図６に示すように、要求トルクＴｒ＊はエンジン始動開始時の実トルクとなっているから、要求トルクＴｒ＊と実トルクとの大きな乖離は生じない。したがって、要求トルクＴｒ＊に対して緩変化処理を施すことにより、要求トルクＴｒ＊に対して実トルクを緩やかに追従させることができ、実トルクの急変を抑制し、運転者に与える違和感を抑制することができる。
【００４１】
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、モータ両駆動モードからエンジン運転モードへ移行する場合、要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６に実際に出力されている実トルクＴｒを設定し、エンジン２２からトルクが出力されたときに、要求トルクＴｒ＊を緩変化させる緩変化処理を実行する。これにより、要求トルクＴｒ＊と実トルクＴｒとが乖離している状態で要求トルクＴｒ＊が緩変化処理されるのを回避して、実トルクの急変による違和感を運転者に与えないようにすることができる。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータ両駆動モードからエンジン運転モードへ移行する場合に要求トルクＴｒ＊を緩変化させる際の緩変化処理として、レート処理を用いるものとした。しかし、緩変化処理として、なまし処理を用いるものとしてもよい。この場合、例えば、次式（３）により要求トルクＴｒ＊を設定するものとすればよい。なお、式（３）中の「ｎ」は、なまし定数である。
【００４３】
Tr*=前回Tr*+(Trtmp-前回Tr*)/n    …（３）
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータ両駆動モードからエンジン運転モードへ移行する場合に、実トルクＴｒが要求トルクＴｒ＊に対して不足するとして、要求トルクＴｒ＊に実トルクＴｒを設定するものとした。これに対して、モータ単駆動モードからエンジン運転モードへ移行する場合でも、実トルクＴｒが要求トルクＴｒ＊に対して不足している状況であれば、要求トルクＴｒ＊に実トルクＴｒを設定するものとしてもよい。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータ両駆動モードからエンジン運転モードへ移行する場合、要求トルクＴｒ＊に実トルクＴｒを設定するものとした。しかし、要求トルクＴｒ＊と実トルクＴｒとの乖離が小さくなるように要求トルクＴｒ＊を設定するものであればよい。例えば、仮要求トルクＴｒｔｍｐと実トルクＴｒとの差分に係数（例えば、０．５や０．６）を乗じたものを仮要求トルクＴｒｔｍｐから減じることにより要求トルクＴｒ＊を設定するものとしてもよい。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、キャリア３４には、ワンウェイクラッチＣ１が取り付けられているものとしたが、図７の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、キャリア３４をケース２１に対して回転不能に固定（接続）すると共にキャリア３４をケース２１に対して回転自在に解放するブレーキＢ１を取り付けられるものとしてもよい。この場合、モータ両駆動モードでは、基本的に、ブレーキＢ１をオンとしてキャリア３４を固定して走行し、エンジン２２の始動が要求されると、ブレーキＢ１をオフとして、キャリア３４を回転可能とすればよい。
【００４７】
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「遊星歯車機構」に相当し、モータＭＧ２が「第２モータ」に相当し、バッテリ５０が「二次電池」に相当し、ワンウェイクラッチＣ１が「回転規制手段」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２が「制御手段」に相当する。
【００４８】
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。
【００４９】
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】
【００５０】
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】
【００５１】
２０，１２０  ハイブリッド自動車、２１  ケース、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  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  キャリア、３５  減速ギヤ、３６  駆動軸、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、５０  バッテリ、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、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、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、Ｃ１  ワンウェイクラッチ、Ｂ１  ブレーキ。
【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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