(57)【要約】【課題】車両の効率の低下を抑制することや電動機に接続されたギヤ機構における異音の発生を抑制する。【解決手段】要求トルクＴｒ＊とエンジンを効率よく運転する制約とを用いてエンジンの目標回転数Ｎｅ１や目標トルクＴｅ１，二つのモータの仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１を設定したときにその仮トルクＴｍ２１が値０近傍となるときには（Ｓ１６０）、要求トルクＴｒ＊とその制約とを用いて目標回転数Ｎｅ１とは回転方向が異なるようエンジンの目標回転数Ｎｅ２や目標トルクＴｅ２，二つのモータの仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２を設定してエンジンや二つのモータを制御する（Ｓ１９０〜Ｓ２１０，２５０〜Ｓ２７０）。これにより、モータに接続されたギヤ機構における異音の発生を抑制することができ、しかも、エンジンを比較的効率のよい運転ポイントで運転することができる。【選択図】図２
2009149154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両方向に回転可能で、該回転を増加させる方向の動力を出力可能な内燃機関と、
車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
ギヤ機構を介して前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
シフトポジションを検出するシフトポジション検出手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記検出されたシフトポジションと前記設定された要求駆動力と所定の制約とに基づいて回転方向を含む前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する通常制御を実行すると前記電動機から出力される駆動力が値０を含む所定駆動力範囲外となる通常時には前記通常制御を実行し、前記通常制御を実行すると前記電動機から出力される駆動力が前記所定駆動力範囲内となる非通常時には、前記設定された目標運転ポイントとは回転方向が異なる範囲で前記設定された要求駆動力と前記所定の制約とに基づいて目標運転ポイントを再設定し、該再設定した目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する非通常制御を実行する制御手段と、
を備える車両。
【請求項２】
前記制御手段は、前記非通常時には、前記通常制御を実行したときの前記車両のエネルギ効率である第１効率を演算し、前記再設定した目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する非通常制御を実行したときの前記車両のエネルギ効率である第２効率を演算し、前記演算した第１効率が前記演算した第２効率未満のときには前記非通常制御を実行し、前記演算した第１効率が前記演算した第２効率以上のときには前記通常制御を実行する手段である請求項１記載の車両。
【請求項３】
前記制御手段は、前記設定された要求駆動力が所定駆動力より大きいときには、前記電動機から出力される駆動力に拘わらず前記通常制御を実行する手段である請求項１または２記載の車両。
【請求項４】
前記所定の制約は、前記内燃機関を効率よく運転する制約である請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の車両。
【請求項５】
前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備える手段である請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の車両。
【請求項６】
両方向に回転可能で該回転を増加させる方向の動力を出力可能な内燃機関と、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、ギヤ機構を介して前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、を備える車両の制御方法であって、
（ａ）シフトポジションと走行に要求される要求駆動力と所定の制約とに基づいて回転方向を含む前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、
（ｂ）前記設定した目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する通常制御を実行すると前記電動機から出力される駆動力が値０を含む所定駆動力範囲外となる通常時には前記通常制御を実行し、前記通常制御を実行すると前記電動機から出力される駆動力が前記所定駆動力範囲内となる非通常時には、前記設定した目標運転ポイントとは回転方向が異なる範囲で前記要求駆動力と前記所定の制約とに基づいて目標運転ポイントを再設定し、該再設定した目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する非通常制御を実行する、
車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両としては、エンジンと、エンジン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、遊星歯車機構に接続された第１のモータ（ＭＧ１）と、駆動軸に減速機を介して接続された第２のモータ（ＭＧ２）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）。この車両では、エンジンを効率よく運転する制約に基づく運転ポイントでエンジンを運転するとモータＭＧ２から出力されるトルクが値０近傍となるときには、値０近傍から若干離れたトルクがモータＭＧ２から出力されると共に要求トルクが駆動軸に出力されるようエンジンとモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御することにより、ギヤ機構における異音の発生を抑制している。なお、この種の車両に搭載されるエンジンとしては、吸気タイミングや排気タイミング，点火時期を切り替えることによりエンジンのクランク軸を正逆両方向に回転させることができるものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００６−２６２５８５号公報
【特許文献２】特開２００５−２８１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に、こうした車両では、エンジンをより適正な運転ポイントで運転して車両の効率の向上を図ることが重要な課題の一つとされている。また、モータＭＧ２がギヤ機構を介して駆動軸に接続されている車両では、ギヤ機構における異音の発生を抑制することも望まれている。特許文献１に記載された車両では、ギヤ機構における異音の発生を抑制することはできるものの、このときには、効率よく運転する制約に基づく運転ポイントとは異なる運転ポイントでエンジンが運転されるため、車両の効率が低下してしまう。
【０００４】
本発明の車両およびその制御方法は、車両の効率の低下を抑制することや電動機に接続されたギヤ機構における異音の発生を抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の車両およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の車両は、
両方向に回転可能で、該回転を増加させる方向の動力を出力可能な内燃機関と、
車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
ギヤ機構を介して前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
シフトポジションを検出するシフトポジション検出手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記検出されたシフトポジションと前記設定された要求駆動力と所定の制約とに基づいて回転方向を含む前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する通常制御を実行すると前記電動機から出力される駆動力が値０を含む所定駆動力範囲外となる通常時には前記通常制御を実行し、前記通常制御を実行すると前記電動機から出力される駆動力が前記所定駆動力範囲内となる非通常時には、前記設定された目標運転ポイントとは回転方向が異なる範囲で前記設定された要求駆動力と前記所定の制約とに基づいて目標運転ポイントを再設定し、該再設定した目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する非通常制御を実行する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の車両では、シフトポジションと走行に要求される要求駆動力と所定の制約とに基づいて回転方向を含む内燃機関の目標運転ポイントを設定し、設定した目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する通常制御を実行すると電動機から出力される駆動力が値０を含む所定駆動力範囲外となる通常時には、通常制御を実行する。これにより、シフトポジションと要求駆動力と所定の制約とに基づく運転ポイントで内燃機関を運転することができる。一方、通常制御を実行すると電動機から出力される駆動力が所定駆動力範囲内となる非通常時には、設定した目標運転ポイントとは回転方向が異なる範囲で要求駆動力と所定の制約とに基づいて目標運転ポイントを再設定し、再設定した目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する非通常制御を実行する。これにより、通常制御を実行するときの運転ポイントとは異なる回転方向の運転ポイントで内燃機関が運転されるため、内燃機関から電力動力入出力手段を介して駆動軸に出力される駆動力が変化して電動機から出力される駆動力が所定駆動力範囲外となり、ギヤ機構における異音の発生を抑制することができる。また、この場合、シフトポジションに基づく回転方向とは異なる回転方向ではあるが要求駆動力と所定の制約とに基づく運転ポイントで内燃機関を運転することができる。これらのように、通常時か非通常時かに拘わらず所定の制約に基づく運転ポイントで内燃機関を運転することにより、所定の制約を内燃機関を効率よく運転する制約とすれば、通常時か非通常時かに拘わらず内燃機関を比較的効率のよい運転ポイントで運転することができて車両の効率の向上を図ることができる。
【０００８】
こうした本発明の車両において、前記制御手段は、前記非通常時には、前記通常制御を実行したときの前記車両のエネルギ効率である第１効率を演算し、前記再設定した目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する非通常制御を実行したときの前記車両のエネルギ効率である第２効率を演算し、前記演算した第１効率が前記演算した第２効率未満のときには前記非通常制御を実行し、前記演算した第１効率が前記演算した第２効率以上のときには前記通常制御を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第１効率が第２効率未満のときに、車両の効率の向上を図ると共にギヤ機構における異音の発生を抑制することができる。また、第１効率が第２効率以上のときには、再設定した目標運転ポイントで内燃機関を運転することによる車両の効率の低下を回避することができる。
【０００９】
また、本発明の車両において、前記制御手段は、前記設定された要求駆動力が所定駆動力より大きいときには、前記電動機から出力される駆動力に拘わらず前記通常制御を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、要求駆動力が比較的大きいときに内燃機関からの動力を十分に用いて走行することができる。
【００１０】
さらに、本発明の車両において、前記所定の制約は、前記内燃機関を効率よく運転する制約であるものとすることもできる。こうすれば、車両の効率の向上を図ることができる。
【００１１】
あるいは、本発明の車両において、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備える手段であるものとすることもできる。
【００１２】
本発明の車両の制御方法は、
両方向に回転可能で該回転を増加させる方向の動力を出力可能な内燃機関と、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、ギヤ機構を介して前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、を備える車両の制御方法であって、
（ａ）シフトポジションと走行に要求される要求駆動力と所定の制約とに基づいて回転方向を含む前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、
（ｂ）前記設定した目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する通常制御を実行すると前記電動機から出力される駆動力が値０を含む所定駆動力範囲外となる通常時には前記通常制御を実行し、前記通常制御を実行すると前記電動機から出力される駆動力が前記所定駆動力範囲内となる非通常時には、前記設定した目標運転ポイントとは回転方向が異なる範囲で前記要求駆動力と前記所定の制約とに基づいて目標運転ポイントを再設定し、該再設定した目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する非通常制御を実行する、
ことを要旨とする。
【００１３】
この本発明の車両の制御方法では、シフトポジションと走行に要求される要求駆動力と所定の制約とに基づいて回転方向を含む内燃機関の目標運転ポイントを設定し、設定した目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する通常制御を実行すると電動機から出力される駆動力が値０を含む所定駆動力範囲外となる通常時には、通常制御を実行する。これにより、シフトポジションと要求駆動力と所定の制約とに基づく運転ポイントで内燃機関を運転することができる。一方、通常制御を実行すると電動機から出力される駆動力が所定駆動力範囲内となる非通常時には、設定した目標運転ポイントとは回転方向が異なる範囲で要求駆動力と所定の制約とに基づいて目標運転ポイントを再設定し、再設定した目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する非通常制御を実行する。これにより、通常制御を実行するときの運転ポイントとは異なる回転方向の運転ポイントで内燃機関が運転されるため、内燃機関から電力動力入出力手段を介して駆動軸に出力される駆動力が変化して電動機から出力される駆動力が所定駆動力範囲外となり、ギヤ機構における異音の発生を抑制することができる。また、この場合、シフトポジションに基づく回転方向とは異なる回転方向ではあるが要求駆動力と所定の制約とに基づく運転ポイントで内燃機関を運転することができる。これらのように、通常時か非通常時かに拘わらず所定の制約に基づく運転ポイントで内燃機関を運転することにより、所定の制約を内燃機関を効率よく運転する制約とすれば、通常時か非通常時かに拘わらず内燃機関を比較的効率のよい運転ポイントで運転することができて車両の効率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１５】
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、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００１６】
エンジン２２は、両方向に回転可能であって例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により回転を増加させる方向の動力を出力する内燃機関であり、実施例では、吸気タイミングや排気タイミング，点火時期を切り替えることによりクランクシャフト２６を正転方向または逆転方向に回転させることができるものを用いるものとした。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により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。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、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジション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。
【００１７】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ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とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００１８】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。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からの信号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されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２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からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００１９】
バッテリ５０は、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。バッテリＥＣＵ５２には、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。
【００２０】
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。なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションセンサ８２により検出するシフトレバー８１のポジションとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や中立ポジション（Ｎポジション），ドライブポジション（Ｄポジション），リバースポジション（Ｒポジション）などがある。
【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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、シフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰや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，車速センサ８８からの車速Ｖ，エンジン２２の回転数Ｎｅ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、エンジン２２の回転数Ｎｅは、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演算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。
【００２４】
こうしてデータを入力すると、入力したシフトポジションＳＰとアクセル開度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、シフトポジションＳＰとアクセル開度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、シフトポジションＳＰとアクセル開度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（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）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（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めることができる。ここで、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４４により検出されたモータＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力して用いることができる。
【００２５】
続いて、設定した要求パワーＰｅ＊とシフトポジションＳＰとに基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ１と目標トルクＴｅ１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Ｎｅ１と目標トルクＴｅ１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Ｎｅ１と目標トルクＴｅ１は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ１×Ｔｅ１）が一定の曲線との交点により求めることができる。実施例では、シフトポジションＳＰがＤポジションのときには目標回転数Ｎｅ１および目標トルクＴｅ１が共に正の値となる範囲で設定し、シフトポジションＳＰがＲポジションのときには目標回転数Ｎｅ１および目標トルクＴｅ１が共に負の値となる範囲で設定される。以下、この目標回転数Ｎｅ１および目標トルクＴｅ１からなる運転ポイントを通常運転ポイントという。
【００２６】
次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ１と現在の回転数Ｎｅと目標トルクＴｅ１と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて次式（１）によりモータＭＧ１から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ１１を計算すると共に（ステップＳ１３０）、計算した仮トルクＴｍ１１を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを要求トルクＴｒ＊に加えて更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２１を式（２）により計算する（ステップＳ１４０）。エンジン２２を通常運転ポイントで運転するときの動力分配統合機構３０の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の一例を図５および図６に示す。図５はシフトポジションＳＰがＤポジションのときの共線図であり、図６はシフトポジションＳＰがＲポジションのときの共線図である。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であるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。式（１）は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ１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（１）中、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。また、式（２）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。
【００２７】
Tm11=-ρ・Te1/(1+ρ)+k1(Ne1-Ne)+k2∫(Ne1-Ne)dt         (1)
Tm21=(Tr*+Tm11/ρ)/Gr                           (2)
【００２８】
次に、要求トルクＴｒ＊の絶対値を閾値Ｔｒｒｅｆと比較する（ステップＳ１５０）。ここで、閾値Ｔｒｒｅｆは、走行用に比較的大きなトルクが要求されているか否かを判定するために用いられるものであり、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の特性などに基づいて定めることができる。要求トルクＴｒ＊の絶対値が閾値Ｔｒｒｅｆより大きいときには、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ１および目標トルクＴｅ１を実行用回転数Ｎｅ＊および実行用トルクＴｅ＊にそれぞれ設定し（ステップＳ１７０）、モータＭＧ１，ＭＧ２の仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１をトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に設定し（ステップＳ１８０）、エンジン２２の実行用回転数Ｎｅ＊と実行用トルク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（ステップＳ２７０）、駆動制御ルーチンを終了する。実行用回転数Ｎｅ＊と実行用トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が実行用回転数Ｎｅ＊と実行用トルク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における吸入空気量制御や燃料噴射制御，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、エンジン２２をシフトポジションＳＰに応じた回転方向（シフトポジションＳＰがＤポジションのときには正回転，シフトポジションＳＰがＲポジションのときには負回転）の通常運転ポイントで効率よく運転して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。このようにシフトポジションＳＰに応じた回転方向でエンジン２２を運転することにより、エンジン２２から動力分配統合機構３０を介して出力されるトルクが進行方向のトルクとなるため、シフトポジションＳＰに拘わらず駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに大きなトルクが要求されたときに十分に対応することができる。
【００２９】
一方、要求トルクＴｒ＊の絶対値が閾値Ｔｒｒｅｆ以下のときには、モータＭＧ２の仮トルクＴｍ２１の絶対値を閾値Ｔｍｒｅｆと比較する（ステップＳ１６０）。ここで、閾値Ｔｍｒｅｆは、仮トルクＴｍ２１が値０近傍の所定範囲内にあるか否かを判定するために用いられるものであり、モータＭＧ２の特性などにより定めることができる。モータＭＧ２から出力されるトルクが値０近傍で推移したときには、若干のアクセル開度Ａｃｃの変化や路面勾配，路面抵抗などの外乱によってモータＭＧ２から出力されるトルクが値０を跨いで反転するため、減速ギヤ３５などのギヤ機構で歯打ちなどの異音を生じることがある。仮トルクＴｍ２１と閾値Ｔｍｒｅｆとの比較は、エンジン２２を通常運転ポイントで運転すると共に仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１を用いてモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動する通常制御を実行したときにギヤ機構で異音を生じ得るか否かを判定するものである。
【００３０】
モータＭＧ２の仮トルクＴｍ２１の絶対値が閾値Ｔｍｒｅｆより大きいときには、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ１および目標トルクＴｅ１を実行用回転数Ｎｅ＊および実行用トルクＴｅ＊にそれぞれ設定し（ステップＳ１７０）、モータＭＧ１，ＭＧ２の仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１をトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に設定し（ステップＳ１８０）、エンジン２２の実行用回転数Ｎｅ＊と実行用トルク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（ステップＳ２７０）、駆動制御ルーチンを終了する。
【００３１】
モータＭＧ２の仮トルクＴｍ２１の絶対値が閾値Ｔｍｒｅｆ以下のときには、ステップＳ１２０で設定した目標回転数Ｎｅ１と回転方向が異なる範囲で要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ２と目標トルクＴｅ２とを再設定する（ステップＳ１９０）。この再設定は、前述の図４のマップを用いて、シフトポジションＳＰがＤポジションのときにはＲポジションとして目標回転数Ｎｅ２および目標トルクＴｅ２を設定し、シフトポジションＳＰがＲポジションのときにはＤポジションとして目標回転数Ｎｅ２および目標トルクＴｅ２を設定することにより行なわれる。即ち、目標回転数Ｎｅ２および目標トルクＴｅ２は、シフトポジションＳＰがＤポジションのときには共に負の値となる範囲で設定され、シフトポジションＳＰがＲポジションのときには共に正の値となる範囲で設定される。以下、この目標回転数Ｎｅ２および目標トルクＴｅ２からなる運転ポイントを回転反転運転ポイントという。
【００３２】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ２と目標トルクＴｅ２とを設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ２と現在の回転数Ｎｅと目標トルクＴｅ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて次式（３）によりモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１２を計算すると共に（ステップＳ２００）、計算した仮トルクＴｍ１２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと要求トルクＴｒ＊と減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとに基づいて式（４）によりモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２２を計算する（ステップＳ２１０）。シフトポジションＳＰがＤポジションであってエンジン２２を回転反転運転ポイントで運転するときの共線図の一例を図７に示す。なお、図７には、シフトポジションＳＰがＤポジションであってエンジン２２を通常運転ポイントで運転するときの共線図の一例についても破線で示した。
【００３３】
Tm12=-ρ・Te2/(1+ρ)+k1(Ne2-Ne)+k2∫(Ne2-Ne)dt         (3)
Tm22=(Tr*+Tm12/ρ)/Gr                           (4)
【００３４】
続いて、エンジン２２を通常運転ポイントで運転するときの車両の効率である第１効率η１を演算すると共に（ステップＳ２２０）、エンジン２２を回転反転運転ポイントで運転するときの車両の効率である第２効率η２を演算する（ステップＳ２３０）。第１効率η１および第２効率η２は、実施例では、それぞれエンジン効率ηｅ１，ηｅ２に伝達効率ηｔ１，ηｔ２を乗じることにより計算するものとした。ここで、エンジン効率ηｅ１，ηｅ２は、エンジン２２の回転数とトルクとエンジン効率ηｅとの関係を実験などにより予め求めてエンジン効率設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、エンジン２２の回転数とトルクとが与えられるとマップから対応するエンジン効率ηｅを導出することにより設定するものとした。なお、エンジン効率設定用マップは、エンジン２２の性能などにより定めることができる。また、伝達効率ηｔ１は、モータＭＧ１の回転数やトルク，モータＭＧ２の回転数やトルク，バッテリ５０の充放電電力と伝達効率ηｔとの関係を予め実験などにより求めて伝達効率設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、モータＭＧ１の回転数やトルク，モータＭＧ２の回転数やトルク，バッテリ５０の充放電電力が与えられるとマップから対応する伝達効率ηｔを導出することにより計算するものとした。なお、伝達効率設定用マップは、モータＭＧ１やモータＭＧ２の性能，バッテリ５０の種類や性能などにより設定することができる。
【００３５】
こうして第１効率η１および第２効率η２を計算すると、計算した第１効率η１と第２効率η２とを比較し（ステップＳ２４０）、第１効率η１が第２効率η２未満のとき即ちエンジン２２を通常運転ポイントではなく回転反転運転ポイントで運転した方が車両の効率がよいときには、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ２および目標トルクＴｅ２を実行用回転数Ｎｅ＊および実行用トルクＴｅ＊にそれぞれ設定すると共に（ステップＳ２５０）、モータＭＧ１，ＭＧ２の仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２をトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に設定し（ステップＳ２６０）、エンジン２２の実行用回転数Ｎｅ＊と実行用トルク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（ステップＳ２７０）、駆動制御ルーチンを終了する。この場合、エンジン２２が通常運転ポイントで運転されていれば、エンジン２２の燃料噴射を停止してエンジン２２が目標回転数Ｎｅ２となるようモータＭＧ１によってモータリングし、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ２近傍に至ったときにエンジン２２の燃料噴射を再開することにより、エンジン２２の運転ポイントを通常運転ポイントから回転反転運転ポイントに変更することができる。このように、エンジン２２の運転ポイントを通常運転ポイントから回転反転運転ポイントに変更することにより、モータＭＧ２から出力されるトルクが値０近傍ではなくなるため、減速ギヤ３５などのギヤ機構で異音を生じるの抑制することができる。しかも、このときには、車両の効率の向上を図ることもできる。
【００３６】
一方、第１効率η１が第２効率η２以上のときには、エンジン２２の実行用回転数Ｎｅ＊や実行用トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１７０，Ｓ１８０）、エンジン２２の実行用回転数Ｎｅ＊と実行用トルク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（ステップＳ２７０）、駆動制御ルーチンを終了する。これにより、エンジン２２の運転ポイントを通常運転ポイントから回転反転運転ポイントに変更することによる車両の効率の低下を回避することができる。
【００３７】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、要求トルクＴｒ＊とエンジン２２を効率よく運転する制約とを用いてエンジン２２の通常運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ１および目標トルクＴｅ１を設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２の仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１とを設定したときにその仮トルクＴｍ２１の絶対値が閾値Ｔｍｒｅｆ以下となるときには、要求トルクＴｒ＊とエンジン２２を効率よく運転する制約とを用いて通常運転ポイントとは異なる回転方向の回転反転運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ２および目標トルクＴｅ２を設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２の仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２を設定し、この目標回転数Ｎｅ２や目標トルクＴｅ２，仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２を用いてエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するから、減速ギヤ３５などのギヤ機構で異音を生じるのを抑制することができる。しかも、通常運転ポイントおよび回転反転運転ポイントはエンジン２２を効率よく運転する制約を用いて設定されるから、いずれの運転ポイントでエンジン２２を運転するときでも比較的効率よくエンジン２２を運転することができる。
【００３８】
また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータＭＧ２の仮トルクＴｍ２１の絶対値が閾値Ｔｍｒｅｆ以下となるときでもエンジン２２を通常運転ポイントで運転するときの車両の効率である第１効率η１がエンジン２２を回転反転運転ポイントで運転するときの車両の効率である第２効率η２以上のときには、通常運転ポイントでエンジン２２を運転するから、エンジン２２の運転ポイントを通常運転ポイントから回転反転運転ポイントに変更することによる車両の効率の低下を回避することができる。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、要求トルクＴｒ＊とモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２１とに基づいて、エンジン２２の実行用回転数Ｎｅ＊，実行用トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に目標回転数Ｎｅ１，目標トルクＴｅ１，仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１を設定するか目標回転数Ｎｅ２，目標トルクＴｅ２，仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２を設定するかを選択するものとしたが、要求トルクＴｒ＊を用いずにこの選択を行なうものとしてもよい。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、要求トルクＴｒ＊の絶対値が閾値Ｔｒｒｅｆ以下であってモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２１の絶対値が閾値Ｔｍｒｅｆ以下のときには、第１効率η１と第２効率η２との関係に基づいて、エンジン２２の実行用回転数Ｎｅ＊，実行用トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に目標回転数Ｎｅ１，目標トルクＴｅ１，仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１を設定するか目標回転数Ｎｅ２，目標トルクＴｅ２，仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２を設定するかを選択するものとしたが、要求トルクＴｒ＊の絶対値が閾値Ｔｒｒｅｆ以下であって仮トルクＴｍ２１の絶対値が閾値Ｔｍｒｅｆ以下のときには、第１効率η１と第２効率η２との関係に拘わらず、エンジン２２の実行用回転数Ｎｅ＊，実行用トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に目標回転数Ｎｅ２，目標トルクＴｅ２，仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２を設定するものとしてもよい。この場合、第１効率η１と第２効率η２との関係に拘わらず、ギヤ機構で異音を生じるのを抑制することができる。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、説明の容易のために、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを用いずにモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ１２やモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２１，Ｔｍ２２を設定するものとしたが、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ１２やモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２１，Ｔｍ２２を設定するものとしてもよい。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、減速ギヤ３５を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ３５に代えて２段変速や３段変速，４段変速などの変速機を介してリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしても構わない。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図８における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図９の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。
【００４５】
また、こうした自動車に適用するものに限定されるものではなく、列車など自動車以外の車両の形態としても構わない。さらに、こうした車両の制御方法の形態としてもよい。
【００４６】
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、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とが「電力動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、シフトポジションセンサ８２が「シフトポジション検出手段」に相当し、シフトポジションＳＰとアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求駆動力設定手段」に相当し、シフトポジションＳＰと要求トルクＴｒ＊に基づく要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとに基づいてエンジン２２の通常運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ１と目標トルクＴｅ１とを設定する図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「目標運転ポイント設定手段」に相当し、エンジン２２の通常運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ１および目標トルクＴｅ１と要求トルクＴｒ＊とに基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１を設定し、設定した仮トルクＴｍ２１の絶対値が閾値Ｔｍｒｅｆより大きいときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ１，目標トルクＴｅ１を実行用回転数Ｎｅ＊，実行用トルクＴｅ＊に設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２の仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１をトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に設定してこれらをエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信し、モータＭＧ２の仮トルクＴｍ２１の絶対値が閾値Ｔｍｒｅｆ以下のときには要求トルクＴｒ＊とエンジン２２を効率よく運転する制約とを用いて通常運転ポイントとは異なる回転方向の回転反転運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ２および目標トルクＴｅ２を設定すると共に設定した目標回転数Ｎｅ２および目標トルクＴｅ２と要求トルクＴｒ＊とに基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２を設定し、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ２，目標トルクＴｅ２を実行用回転数Ｎｅ＊，実行用トルクＴｅ＊に設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２の仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２をトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に設定してこれらをエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１３０〜Ｓ２７０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、実行用回転数Ｎｅ＊と実行用トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４と、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。また、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当する。さらに、対ロータ電動機２３０も「電力動力入出力手段」に相当する。
【００４７】
ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により回転を増加させる方向の動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、両方向に回転可能で回転を増加させる方向の動力を出力可能なものであれば水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とを組み合わせたものや対ロータ電動機２３０に限定されるものではなく、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に駆動軸とは独立に回転可能に内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って駆動軸と出力軸とに動力を入出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成され、減速ギヤ３５を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに動力を出力可能なモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、ギヤ機構を介して駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「シフトポジション検出手段」としては、シフトポジションセンサ８２に限定されるものではなく、シフトポジションを検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求駆動力設定手段」としては、シフトポジションＳＰとアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するものに限定されるものではなく、車速Ｖに拘わらずシフトポジションＳＰとアクセル開度Ａｃｃに基づいて要求トルクを設定するものなど、走行に要求される要求駆動力を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「目標運転ポイント設定手段」としては、シフトポジションＳＰと要求トルクＴｒ＊に基づく要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとに基づいてエンジン２２の通常運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ１と目標トルクＴｅ１とを設定するものに限定されるものではなく、シフトポジションと要求駆動力と所定の制約とに基づいて回転方向を含む内燃機関の目標運転ポイントを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、エンジン２２の通常運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ１および目標トルクＴｅ１と要求トルクＴｒ＊とに基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１を設定し、設定した仮トルクＴｍ２１の絶対値が閾値Ｔｍｒｅｆより大きいときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ１，目標トルクＴｅ１を実行用回転数Ｎｅ＊，実行用トルクＴｅ＊に設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２の仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１をトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、モータＭＧ２の仮トルクＴｍ２１の絶対値が閾値Ｔｍｒｅｆ以下のときには要求トルクＴｒ＊とエンジン２２を効率よく運転する制約とを用いて通常運転ポイントとは異なる回転方向の回転反転運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ２および目標トルクＴｅ２を設定すると共に設定した目標回転数Ｎｅ２および目標トルクＴｅ２と要求トルクＴｒ＊とに基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２を設定し、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ２，目標トルクＴｅ２を実行用回転数Ｎｅ＊，実行用トルクＴｅ＊に設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２の仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２をトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、モータＭＧ２の仮トルクＴｍ２１の絶対値が閾値Ｔｍｒｅｆ以下のときにエンジン２２を通常運転ポイントで運転したときの第１効率η１とエンジン２２を回転反転運転ポイントで運転したときの第２効率η２とを比較して第１効率η１が第２効率η２以上のときにはエンジン２２を通常運転ポイントで運転し第１効率η１が第２効率η２未満のときにはエンジン２２を回転反転運転ポイントで運転するものとしたり、要求トルクＴｒ＊の絶対値が閾値Ｔｒｒｅｆより大きいときにはモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２１の絶対値に拘わらずエンジン２２を通常運転ポイントで運転するものとしたりするなど、目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する通常制御を実行すると電動機から出力される駆動力が値０を含む所定駆動力範囲外となる通常時には通常制御を実行し、通常制御を実行すると電動機から出力される駆動力が所定駆動力範囲内となる非通常時には、目標運転ポイントとは回転方向が異なる範囲で要求駆動力と所定の制約とに基づいて目標運転ポイントを再設定し、再設定した目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する非通常制御を実行するものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、駆動軸と出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され３軸のうちのいずれかに軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。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最良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。
【００４８】
以上、本発明を実施するための最良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】
【００４９】
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【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】実施例の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示す説明図である。
【図５】シフトポジションＳＰがＤポジションであってエンジン２２を通常運転ポイントで運転するときの動力分配統合機構３０の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の一例を示す説明図である。
【図６】シフトポジションＳＰがＲポジションであってエンジン２２を通常運転ポイントで運転するときの動力分配統合機構３０の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の一例を示す説明図である。
【図７】シフトポジションＳＰがＤポジションであってエンジン２２を回転反転運転ポイントで運転するときの動力分配統合機構３０の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の一例を示す説明図である。
【図８】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。
【図９】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５１】
２０，１２０，２２０  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、６４ａ，６４ｂ  車輪、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、２３０  対ロータ電動機、２３２  インナーロータ、２３４  アウターロータ、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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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