(57)【要約】【課題】内燃機関を負荷運転するタイミングをより適正なものとする。【解決手段】車速Ｖに基づいて閾値Ｐｒｅｆ１を設定すると共に閾値Ｐｒｅｆ１よりエンジン始動パワーＰｓだけ大きい閾値Ｐｒｅｆ２を設定し（Ｓ１２０）、エンジンを停止して走行しているときに車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ１を超えたときにはエンジンを始動すると共にエンジンの負荷運転を伴って設定した要求トルクＴｒ＊を出力して走行するようエンジンとモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御し（Ｓ１３０〜Ｓ１５０，Ｓ２１０〜Ｓ２７０）、エンジンを自立運転して走行しているときに車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ２を超えたときにはエンジンの負荷運転を伴って設定した要求トルクＴｒ＊を出力して走行するようエンジンとモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御する（Ｓ１３０，Ｓ１４０，Ｓ２８０，Ｓ２２０〜Ｓ２７０）。【選択図】図２
2009220789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、を備え、前記内燃機関の運転を停止した状態で走行可能なハイブリッド車であって、
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、
前記設定された要求駆動力に基づいて車両に要求される要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
前記内燃機関の運転を停止して走行している最中に前記設定された要求パワーが第１の所定パワー以上に至ったときには前記内燃機関を始動すると共に該内燃機関の負荷運転を伴って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し、前記内燃機関を自立運転して走行している最中に前記設定された要求パワーが前記第１の所定パワーより大きい第２の所定パワー以上に至ったときには前記内燃機関の負荷運転を伴って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制御手段と、
を備えるハイブリッド車。
【請求項２】
前記第２の所定パワーは、前記内燃機関の始動に必要なパワーに相当するパワー分だけ前記第１の所定パワーより大きく設定されてなる請求項１記載のハイブリッド車。
【請求項３】
請求項１または２記載のハイブリッド車であって、
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する電力動力入出力手段を備え、
前記第２の所定パワーは、車速が大きいほど前記第１の所定パワーとの差分が小さくなるよう設定されてなる、
ハイブリッド車。
【請求項４】
前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、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３記載のハイブリッド車。
【請求項５】
走行用の動力を出力可能な内燃機関と共に車両に搭載される駆動装置であって、
走行用の動力を出力可能な電動機と、
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、
前記設定された要求駆動力に基づいて車両に要求される要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
前記内燃機関の運転を停止して走行している最中に前記設定された要求パワーが第１の所定パワー以上に至ったときには前記内燃機関を始動すると共に該内燃機関の負荷運転を伴って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し、前記内燃機関を自立運転して走行している最中に前記設定された要求パワーが前記第１の所定パワーより大きい第２の所定パワー以上に至ったときには前記内燃機関の負荷運転を伴って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制御手段と、
を備える駆動装置。
【請求項６】
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
前記内燃機関の運転を停止して走行している最中に車両に要求される要求パワーが第１の所定パワー以上に至ったときには前記内燃機関を始動すると共に該内燃機関の負荷運転を伴って前記要求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し、前記内燃機関を自立運転して走行している最中に前記要求パワーが前記第１の所定パワーより大きい第２の所定パワー以上に至ったときには前記内燃機関の負荷運転を伴って前記要求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、
ことを特徴とするハイブリッド車の制御方法。
【請求項７】
走行用の動力を出力可能な内燃機関と共に車両に搭載され、走行用の動力を出力可能な電動機を備える駆動装置の制御方法であって、
前記内燃機関の運転を停止して走行している最中に車両に要求される要求パワーが第１の所定パワー以上に至ったときには前記内燃機関を始動すると共に該内燃機関の負荷運転を伴って前記要求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し、前記内燃機関を自立運転して走行している最中に前記要求パワーが前記第１の所定パワーより大きい第２の所定パワー以上に至ったときには前記内燃機関の負荷運転を伴って前記要求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、
駆動装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車およびその制御方法並びに駆動装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド車としては、エンジンの熱を用いて暖房を行なう空調装置を備え、車両に要求される要求パワーがエンジンを比較的効率よく運転することができる下限値近傍の値として設定された閾値Ｐｒｅｆより小さいときに暖房性能の確保からエンジンの運転要求があるときには、エンジンから閾値Ｐｒｅｆのパワーが出力されるよう負荷運転すると共に過剰なパワーを用いてバッテリを充電するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車では、走行に必要なパワーが小さくても暖房要求があるときには、エンジンを負荷運転すると共にバッテリを充電することにより、暖房要求があるときにエンジンを単に自立運転するものに比して車両の燃費向上を図っている。
【特許文献１】特開２００６−１５２８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述のハイブリッド車のようにエンジンを自立運転に代えて負荷運転すると共にバッテリを充電する制御は、暖房要求のためにエンジンを自立運転する際には有効に機能するが、触媒暖機のためにエンジンを自立運転する際には有効に機能しない。触媒暖機のためにエンジンを自立運転するときには、触媒暖機を促進するためにエンジンの点火時期を最遅角（最も遅い時期）とするが、エンジンを負荷運転すると点火時期を最遅角することができないと共に排気を十分に浄化することができずエミッションを悪化させてしまう。このため、触媒暖機のためにはエンジンを自立運転する方が好ましい。一方、運転者がアクセルペダルを踏み込んだときには、若干のエミッションの悪化を生じても運転者が要求するパワーを出力するためにエンジンを負荷運転する。このとき、エンジンの運転を停止してモータ走行しているときにはエンジンを始動してエンジンを負荷運転するが、エンジンを自立運転しているときには既にエンジンは始動されているから単に負荷運転に移行すれば足りるため、エンジンの運転を停止した状態からエンジンを負荷運転する場合とエンジンを自立運転している状態からエンジンを負荷運転する場合とを考慮して制御する必要がある。
【０００４】
本発明のハイブリッド車およびその制御方法並びに駆動装置およびその制御方法は、内燃機関を負荷運転するタイミングをより適正なものとすることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のハイブリッド車およびその制御方法並びに駆動装置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】
本発明のハイブリッド車は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、を備え、前記内燃機関の運転を停止した状態で走行可能なハイブリッド車であって、
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、
前記設定された要求駆動力に基づいて車両に要求される要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
前記内燃機関の運転を停止して走行している最中に前記設定された要求パワーが第１の所定パワー以上に至ったときには前記内燃機関を始動すると共に該内燃機関の負荷運転を伴って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し、前記内燃機関を自立運転して走行している最中に前記設定された要求パワーが前記第１の所定パワーより大きい第２の所定パワー以上に至ったときには前記内燃機関の負荷運転を伴って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制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明のハイブリッド車では、内燃機関の運転を停止して走行している最中に車両に要求される要求駆動力に基づいて設定される車両に要求される要求パワーが第１の所定パワー以上に至ったときには内燃機関を始動すると共に内燃機関の負荷運転を伴って要求駆動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御し、内燃機関を自立運転して走行している最中に要求パワーが第１の所定パワーより大きい第２の所定パワー以上に至ったときには内燃機関の負荷運転を伴って要求駆動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。即ち、内燃機関を自立運転しているときには内燃機関の運転を停止しているときに比して大きな要求パワーが要求されたときに内燃機関を負荷運転するのである。これにより、触媒暖機などのために内燃機関を自立運転している状態をより長く保つことができ、より適正なタイミングで内燃機関を負荷運転することができる。
【０００８】
こうした本発明のハイブリッド車において、前記第２の所定パワーは、前記内燃機関の始動に必要なパワーに相当するパワー分だけ前記第１の所定パワーより大きく設定されてなるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関を自立運転しているときから内燃機関を負荷運転するときに必要なパワーを内燃機関の運転を停止しているときから負荷運転するときの始動後に必要なパワーと同様なものとすることができる。
【０００９】
また、本発明のハイブリッド車において、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する電力動力入出力手段を備え、前記第２の所定パワーは車速が大きいほど前記第１の所定パワーとの差分が小さくなるよう設定されてなるものとすることもできる。これは、車速が大きくなるほど内燃機関を始動する際に電力動力入出力手段により消費される電力が小さくなることに基づく。この場合、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、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。
【００１０】
本発明の駆動装置は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と共に車両に搭載される駆動装置であって、
走行用の動力を出力可能な電動機と、
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、
前記設定された要求駆動力に基づいて車両に要求される要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
前記内燃機関の運転を停止して走行している最中に前記設定された要求パワーが第１の所定パワー以上に至ったときには前記内燃機関を始動すると共に該内燃機関の負荷運転を伴って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し、前記内燃機関を自立運転して走行している最中に前記設定された要求パワーが前記第１の所定パワーより大きい第２の所定パワー以上に至ったときには前記内燃機関の負荷運転を伴って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制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１１】
この本発明の駆動装置では、内燃機関の運転を停止して走行している最中に車両に要求される要求駆動力に基づいて設定される車両に要求される要求パワーが第１の所定パワー以上に至ったときには内燃機関を始動すると共に内燃機関の負荷運転を伴って要求駆動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御し、内燃機関を自立運転して走行している最中に要求パワーが第１の所定パワーより大きい第２の所定パワー以上に至ったときには内燃機関の負荷運転を伴って要求駆動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。即ち、内燃機関を自立運転しているときには内燃機関の運転を停止しているときに比して大きな要求パワーが要求されたときに内燃機関を負荷運転するのである。これにより、触媒暖機などのために内燃機関を自立運転している状態をより長く保つことができ、より適正なタイミングで内燃機関を負荷運転することができる。
【００１２】
本発明のハイブリッド車の制御方法は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
前記内燃機関の運転を停止して走行している最中に車両に要求される要求パワーが第１の所定パワー以上に至ったときには前記内燃機関を始動すると共に該内燃機関の負荷運転を伴って前記要求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し、前記内燃機関を自立運転して走行している最中に前記要求パワーが前記第１の所定パワーより大きい第２の所定パワー以上に至ったときには前記内燃機関の負荷運転を伴って前記要求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、
ことを特徴とする。
【００１３】
この本発明のハイブリッド車の制御方法では、内燃機関の運転を停止して走行している最中に車両に要求される要求パワーが第１の所定パワー以上に至ったときには内燃機関を始動すると共に内燃機関の負荷運転を伴って要求駆動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御し、内燃機関を自立運転して走行している最中に要求パワーが第１の所定パワーより大きい第２の所定パワー以上に至ったときには内燃機関の負荷運転を伴って要求駆動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。即ち、内燃機関を自立運転しているときには内燃機関の運転を停止しているときに比して大きな要求パワーが要求されたときに内燃機関を負荷運転するのである。これにより、触媒暖機などのために内燃機関を自立運転している状態をより長く保つことができ、より適正なタイミングで内燃機関を負荷運転することができる。
【００１４】
本発明の駆動装置の制御方法は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と共に車両に搭載され、走行用の動力を出力可能な電動機を備える駆動装置の制御方法であって、
前記内燃機関の運転を停止して走行している最中に車両に要求される要求パワーが第１の所定パワー以上に至ったときには前記内燃機関を始動すると共に該内燃機関の負荷運転を伴って前記要求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し、前記内燃機関を自立運転して走行している最中に前記要求パワーが前記第１の所定パワーより大きい第２の所定パワー以上に至ったときには前記内燃機関の負荷運転を伴って前記要求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、
ことを特徴とする。
【００１５】
この本発明の駆動装置の制御方法では、内燃機関の運転を停止して走行している最中に車両に要求される要求パワーが第１の所定パワー以上に至ったときには内燃機関を始動すると共に内燃機関の負荷運転を伴って要求駆動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御し、内燃機関を自立運転して走行している最中に要求パワーが第１の所定パワーより大きい第２の所定パワー以上に至ったときには内燃機関の負荷運転を伴って要求駆動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。即ち、内燃機関を自立運転しているときには内燃機関の運転を停止しているときに比して大きな要求パワーが要求されたときに内燃機関を負荷運転するのである。これにより、触媒暖機などのために内燃機関を自立運転している状態をより長く保つことができ、より適正なタイミングで内燃機関を負荷運転することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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】
【００１７】
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、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、車両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。
【００１８】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力する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。このエンジンＥＣＵ２４には、クランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサなど図示しない各種センサなどから信号が入力されている。また、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２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する図示しない浄化装置（三元触媒）を介して外気へ排出される。また、エンジンＥＣＵ２４は、図示しない触媒暖機要求ルーチンを実行して、浄化装置に取り付けられた図示しない温度センサからの浄化装置の温度に基づいて浄化装置を暖機するためにエンジン２２の間欠運転を禁止して自立運転を要求するエンジン自立運転要求ＥＧ＊を出力する。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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２２を運転停止または自立運転して走行している状態からエンジン２２を負荷運転に切り換えて走行する際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。
【００２５】
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、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，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊，エンジン自立運転要求ＥＧ＊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、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと充放電要求パワーＰｂ＊とは、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量ＳＯＣとに基づいて設定されたものとバッテリ５０の残容量ＳＯＣに基づいて設定されたものとを、それぞれバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。さらに、エンジン自立運転要求ＥＧ＊は、前述した触媒暖機要求ルーチンにより出力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。
【００２６】
次に、入力したアクセル開度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＊を設定すると共に設定した要求トルクＴｒ＊に基づいて車両に要求される車両要求パワーＰ＊を設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、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、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖ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。車両要求パワーＰ＊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。
【００２７】
続いて、入力した車速Ｖに基づいてエンジン２２の運転停止または自立運転の各状態から負荷運転に切り替えるパワーとしての閾値Ｐｒｅｆ１，Ｐｒｅｆ２をそれぞれ設定する（ステップＳ１２０）。ここで、閾値Ｐｒｅｆ１は、エンジン２２を運転停止ながら走行しているときにエンジン２２をモータＭＧ１でモータリングすることにより始動して負荷運転に切り替えるパワーとして設定されるものであり、実施例では、エンジン２２を比較的効率よく運転することができるパワーの下限値近傍の値からエンジン２２を始動する際にモータＭＧ１が消費するパワーとしてのエンジン始動パワーＰｓを減じたものを用いるものとした。図４に閾値Ｐｒｅｆ１設定用マップの一例を示す。図中、破線はエンジン始動パワーＰｓを示す。ここで、エンジン始動パワーＰｓについて説明する。エンジン２２の始動はモータＭＧ１から始動トルクＴｓｔａｒｔを出力してエンジン２２をモータリングすることにより行なわれる。図５は発進直後など車速Ｖが値０に近い状態で走行しているときにエンジン２２を始動する際の動力分配統合機構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の一例であり、図６は図５に示す車速よりも大きい車速Ｖで走行しているときにエンジン２２を始動する際の動力分配統合機構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の一例である。図５および図６において、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、エンジン２２を始動するときにモータＭＧ１から出力された始動トルクＴｓｔａｒｔ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。始動トルクＴｓｔａｒｔは、エンジン２２の始動が開始されてからエンジン２２の回転数Ｎｅがエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御などの運転制御を開始する始動回転数Ｎｓｔａｒｔ（例えば、８００ｒｐｍや９００ｒｐｍ，１０００ｒｐｍ）に至るまで出力される。また、Ｔｓｔａｒｔはエンジン２２の回転数Ｎｅを上昇させるよう出力するから図中上向きのトルクとなり、モータＭＧ１では、始動開始時のようにモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が負の値のときには発電を伴い、始動完了直前のように回転数Ｎｍ１が正の値のときには電力消費を伴うこととなる。さらに、エンジン２２の始動時のモータＭＧ１における発電と電力消費との関係は、車速Ｖが大きくなるほど発電の割合が増加すると共に電力消費の割合が減少する関係がある。こうしたことから、図４に示すようにエンジン始動パワーＰｓは、車速Ｖが値０のときに最も大きく、車速Ｖの増加と共に小さくなる特性がある。また、閾値Ｐｒｅｆ１がエンジン２２を比較的効率よく運転することができるパワーの下限値近傍の値からエンジン始動パワーＰｓを減じたものを用いることとしたのは、エンジン始動時には走行に用いるパワーの他にエンジン２２を始動するパワーが車両に要求されることに基づく。一方、閾値Ｐｒｅｆ２は、エンジン２２を自立運転しながら走行しているときにエンジン２２を負荷運転に切り替えるパワーとして設定されるものであり、実施例では、閾値Ｐｒｅｆ１にエンジン始動パワーＰｓを足した値を用いるものとした。即ち、閾値Ｐｒｅｆ２は、エンジン２２を比較的効率よく運転することができるパワーの下限値近傍の値に設定されている。図７に閾値Ｐｒｅｆ２設定用マップの一例を示す。図７におけるの一点鎖線は閾値Ｐｒｅｆ１を示し、破線はエンジン始動パワーＰｓを示す。このように閾値Ｐｒｅｆ２を設定するのは、エンジン２２を自立運転しながら走行しているときには、エンジン２２が既に始動を完了している状態を考えればよいからエンジン始動パワーＰｓを考慮する必要が無いことに基づく。
【００２８】
こうして要求トルクＴｒ＊と車両要求パワーＰ＊，閾値Ｐｒｅｆ１，Ｐｒｅｆ２とを設定すると、エンジン２２が負荷運転しているか否かとエンジン自立運転要求ＥＧ＊の出力とを調べる（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）。エンジン２２が負荷運転していないと共にエンジン自立運転要求ＥＧ＊が出力されていないとき、即ち、エンジン２２が運転停止しているときには、設定した車両要求パワーＰ＊を設定した閾値Ｐｒｅｆ１と比較する（ステップＳ１５０）。車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ１より小さいときには（ステップＳ１５０）、エンジン２２の運転停止を継続してモータＭＧ２の動力のみで走行すべきと判断し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ１６０）、要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したものをモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐとして次式（１）により計算し（ステップＳ１７０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（２）および次式（３）により計算し（ステップＳ１８０）、計算した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（４）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１９０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２００）、駆動制御ルーチンを終了する。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が運転停止しているときに車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ１より小さいときには、エンジン２２を運転停止した状態でバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ２から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。
【００２９】
Tm2tmp=Tr*/Gr    (1)
Tm2min=Win/Nm2    (2)
Tm2max=Wout/Nm2    (3)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min)    (4)
【００３０】
こうしてエンジン２２を運転停止して走行しているときに運転者がアクセルペダル８３を踏み込むなどで車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ１を超えたときには（ステップＳ１３０〜Ｓ１５０）、エンジン２２の負荷運転を伴って走行すべきと判断し、エンジン２２を始動するためのエンジン始動指令をエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２１０）、エンジン２２を車両要求パワーＰ＊で運転するため車両要求パワーＰ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ２２０）。エンジン２２の始動は、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０にエンジン始動指令を送信することにより行なわれる。エンジン始動指令を受信したモータＥＣＵ４０は、上述のように、エンジン２２の回転数Ｎｅが始動回転数Ｎｓｔａｒｔに至るまでモータＭＧ１から始動トルクＴｓｔａｒｔを出力してエンジン２２をモータリングする。また、エンジン始動指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、モータＭＧ１によるモータリングによりエンジン２２の回転数Ｎｅが始動回転数Ｎｓｔａｒｔに至ったときに燃料噴射制御や点火制御などの制御を開始する。エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊の設定は、実施例では、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと車両要求パワーＰ＊とに基づいて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する。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図８に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと車両要求パワーＰ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。
【００３１】
続いて、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いて次式（５）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づいて次式（６）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２３０）。式（５）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン２２からパワーを出力している状態で走行してい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を図９に示す。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。式（５）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。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。また、式（６）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊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（６）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。
【００３２】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ)    (5)
Tm1*=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt    (6)
【００３３】
続いて、要求トルクＴｒ＊に設定したトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを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Ｔｍ２ｔｍｐを次式（７）により計算し（ステップＳ２４０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（８）および次式（９）により計算し（ステップＳ２５０）、この計算した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（１０）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定すると共に（ステップＳ２６０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルク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。ここで、式（７）は、図９の共線図から容易に導くことができる。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、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルク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を運転停止しながら走行しているときに車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ１を超えたときには、エンジン２２を始動して負荷運転に切り替えることができると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を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。
【００３４】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr    (7)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2    (8)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2    (9)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min)    (10)
【００３５】
一方、エンジン２２を負荷運転していないと共にエンジン自立運転要求ＥＧ＊が出力されているとき（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）、即ち、エンジン２２を自立運転して走行しているときには、車両要求パワーＰ＊を設定した閾値Ｐｒｅｆ２と比較する（ステップＳ２８０）。車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ２より小さいときには、エンジン２２を自立運転しながらモータＭＧ２の動力で走行すべきと判断し、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に自立運転回転数Ｎｓｅｔを設定すると共にエンジン２２の目標トルクＴｅ＊には値０を設定しこれら設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とをエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ２９０）、上述のステップＳ１６０〜Ｓ２００の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が自立運転回転数Ｎｓｅｔでトルクを出力せずに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。こうした制御により、エンジン２２を自立運転して走行しているときに車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ２より小さいときには、エンジン２２を自立運転した状態でバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ２から駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊に基づくトルクを出力して走行することができる。
【００３６】
こうしてエンジン２２を自立運転して走行しているときに車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ２以上に至ったときには（ステップＳ１３０，Ｓ１４０，Ｓ２８０）、エンジン２２を負荷運転しながら走行すべきと判断し、上述のステップＳ２２０〜Ｓ２７０の処理を実行して、駆動制御ルーチンを終了する。こうした制御により、エンジン２２を自立運転して走行しているときに車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ２を超えたときには、エンジン２２を負荷運転に切り替えることができると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を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。さらに、閾値Ｐｒｅｆ２に代えて閾値Ｐｒｅｆ１をエンジン２２の負荷運転への切り替えに用いるものに比べてエンジン２２の自立運転が継続されやすいものとすることができ、触媒暖機のための自立運転をより長く保つことができる。
【００３７】
なお、エンジン２２を負荷運転しているときに車両要求パワーＰ＊がエンジン２２を運転停止するか否かを判定する閾値Ｐｓｔｏｐ以上のときには（ステップＳ１３０，Ｓ３００）、エンジン２２の負荷運転を継続して走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御し（ステップＳ２２０〜Ｓ２７０）、エンジン２２を負荷運転しているときに車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｓｔｏｐより小さくエンジン自立運転要求ＥＧ＊が出力されていないときには（ステップＳ１３０，Ｓ３００，Ｓ３１０）、エンジン２２を運転停止しながらモータＭＧ２の動力のみで走行するようモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御し（ステップＳ１６０〜Ｓ２００）、エンジン２２を負荷運転しているときに車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｓｔｏｐより小さくエンジン自立運転要求ＥＧ＊が出力されているときには（ステップＳ１３０，Ｓ３００，Ｓ３１０）、エンジン２２を自立運転しながらモータＭＧ２の動力のみで走行するよう２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御して（ステップＳ２９０，Ｓ１６０〜Ｓ２００）、、駆動制御ルーチンを終了する。ここで、閾値Ｐｓｔｏｐとしては、エンジン２２を比較的効率よく運転することができるパワー領域の下限値近傍の値を用いることができるが、頻繁なエンジン２２の運転停止と始動とが生じないように上述したエンジン２２を負荷運転するための閾値Ｐｒｅｆ１，Ｐｒｅｆ２より小さな値を用いるのが好ましい。
【００３８】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２が自立運転しているときには、エンジン２２が運転停止しているときにエンジン２２を負荷運転に切り替えるパワーとしての閾値Ｐｒｅｆ１よりもエンジン始動パワーＰｓに相当するパワー分だけ大きい閾値Ｐｒｅｆ２を用いるから、エンジン２２を負荷運転するタイミングをより適正なものとすることができる。さらに、閾値Ｐｒｅｆ１をエンジン２２の負荷運転への切り替えに用いるものに比べて車速Ｖが低いほどエンジン２２の自立運転が継続されやすいものとすることができ、触媒暖機のための自立運転をより長く保つことができる。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動制御として、閾値Ｐｒｅｆ１よりエンジン始動パワーＰｓに相当するパワーの分だけ大きい閾値Ｐｒｅｆ２を用いるものとしたが、閾値Ｐｒｅｆ２はエンジン始動パワーＰｓに相当するパワー分だけ大きいものに限定されるものではなく、Ｐｒｅｆ１より大きい値を用いるものであれば如何なる値を用いても構わない。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、図示しない触媒暖機要求ルーチンを実行して浄化装置に取り付けられた図示しない温度センサからの浄化装置の温度に基づいて浄化装置を暖機するためにエンジン２２の間欠運転を禁止して自立運転を要求するエンジン自立運転要求ＥＧ＊を出力するものとしたが、図示しない空調装置による暖房のためにエンジン２２の自立運転を要求するものなど、浄化装置の暖機以外の自立運転の要求でも構わない。
【００４１】
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１０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１０における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続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、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１１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。
【００４３】
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、内燃機関と電動機とを備えるものであれば自動車以外の車両の形態としても構わないし、内燃機関と共に車両に搭載される駆動装置の形態としても構わない。また、こうした車両の制御方法の形態としてもよいし、こうした駆動装置の制御方法の形態としてもよい。
【００４４】
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。ハイブリッド車としては、実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、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、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求される要求トルクＴｒ＊に基づいて車両に要求される車両要求パワーＰ＊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「要求パワー設定手段」に相当し、入力した車速Ｖに基づいてエンジン２２を運転停止の状態から負荷運転への切り替えを判定するパワーとしての閾値Ｐｒｅｆ１を設定すると共にエンジン２２を運転停止して走行しているときに設定した車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ１以上に至ったときにはエンジン２２を始動すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で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ようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン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〜Ｓ１５０，Ｓ２１０〜Ｓ２７０の処理を実行したり入力した車速Ｖに基づいてエンジン２２を自立運転の状態から負荷運転への切り替えを判定するパワーとして閾値Ｐｒｅｆ１より大きい閾値Ｐｒｅｆ２を設定すると共にエンジン２２を自立運転して走行しているときに設定した車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ２以上に至ったときにはバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で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ようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定しエンジン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，Ｓ１４０，Ｓ２８０，Ｓ２２０〜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と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルク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、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。駆動装置としては、実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、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、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求される要求トルクＴｒ＊に基づいて車両に要求される車両要求パワーＰ＊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「要求パワー設定手段」に相当し、入力した車速Ｖに基づいてエンジン２２を運転停止の状態から負荷運転への切り替えを判定するパワーとしての閾値Ｐｒｅｆ１を設定すると共にエンジン２２を運転停止して走行しているときに設定した車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ１以上に至ったときにはエンジン２２を始動すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で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ようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン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〜Ｓ１５０，Ｓ２１０〜Ｓ２７０の処理を実行したり入力した車速Ｖに基づいてエンジン２２を自立運転の状態から負荷運転への切り替えを判定するパワーとして閾値Ｐｒｅｆ１より大きい閾値Ｐｒｅｆ２を設定すると共にエンジン２２を自立運転して走行しているときに設定した車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ２以上に至ったときにはバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で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ようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定しエンジン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，Ｓ１４０，Ｓ２８０，Ｓ２２０〜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と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルク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。
【００４５】
ここで、ハイブリッド車における「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動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、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。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を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。「要求駆動力設定手段」としては、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、アクセル開度Ａｃｃだけに基づいて要求トルクを設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置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。「要求パワー設定手段」としては、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求される要求トルクＴｒ＊に基づいて車両に要求される車両要求パワーＰ＊を設定する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に限定されるものではなく、要求駆動力に基づいて車両に要求される要求パワー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、入力した車速Ｖに基づいてエンジン２２を運転停止の状態から負荷運転への切り替えを判定するパワーとしての閾値Ｐｒｅｆ１を設定すると共にエンジン２２を運転停止して走行しているときに設定した車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ１以上に至ったときにはエンジン２２を始動すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で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ようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御したり入力した車速Ｖに基づいてエンジン２２を自立運転の状態から負荷運転への切り替えを判定するパワーとして閾値Ｐｒｅｆ１より大きい閾値Ｐｒｅｆ２を設定すると共にエンジン２２を自立運転して走行しているときに設定した車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ２以上に至ったときにはバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で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ようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御したりするものに限定されるものではなく、内燃機関の運転を停止して走行している最中に設定された要求パワーが第１の所定パワー以上に至ったときには内燃機関を始動すると共に内燃機関の負荷運転を伴って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内燃機関と電動機とを制御し、内燃機関を自立運転して走行している最中に前記設定された要求パワーが第１の所定パワーより大きい第２の所定パワー以上に至ったときには内燃機関の負荷運転を伴って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内燃機関と電動機とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「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差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ものであれば如何なるものとしても構わない。駆動装置における「内燃機関」，「電動機」，「要求駆動力設定手段」，「要求パワー設定手段」については、ハイブリッド車における「内燃機関」，「電動機」，「要求駆動力設定手段」，「要求パワー設定手段」と同様である。「制御手段」としては、入力した車速Ｖに基づいてエンジン２２を運転停止の状態から負荷運転への切り替えを判定するパワーとしての閾値Ｐｒｅｆ１を設定すると共にエンジン２２を運転停止して走行しているときに設定した車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ１以上に至ったときにはエンジン２２を始動すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で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ようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御したり入力した車速Ｖに基づいてエンジン２２を自立運転の状態から負荷運転への切り替えを判定するパワーとして閾値Ｐｒｅｆ１より大きい閾値Ｐｒｅｆ２を設定すると共にエンジン２２を自立運転して走行しているときに設定した車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ２以上に至ったときにはバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で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ようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御したりするものに限定されるものではなく、内燃機関の運転を停止して走行している最中に設定された要求パワーが第１の所定パワー以上に至ったときには内燃機関を始動すると共に内燃機関の負荷運転を伴って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内燃機関と電動機とを制御し、内燃機関を自立運転して走行している最中に前記された要求パワーが第１の所定パワーより大きい第２の所定パワー以上に至ったときには内燃機関の負荷運転を伴って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内燃機関と電動機とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００４６】
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。
【００４７】
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】
【００４８】
本発明は、車両や駆動装置の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【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】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】閾値Ｐｒｅｆ１設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】発進直後など車速Ｖが値０に近い状態で走行しているときにエンジン２２を始動する際の動力分配統合機構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の一例を示す説明図である。
【図６】図５に示す車速よりも大きい車速Ｖで走行しているときにエンジン２２を始動する際の動力分配統合機構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の一例を示す説明図である。
【図７】閾値Ｐｒｅｆ２設定用マップの一例を示す説明図である。
【図８】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９】エンジン２２からパワーを出力している状態で走行してい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１０】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１１】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】
【００５０】
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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【図１０】
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【図１１】
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