ハイブリッド自動車およびその制御方法
【課題】内燃機関と電動機との双方からの動力を用いて走行可能なハイブリッド自動車において効率優先モードが選択された際に内燃機関と電動機とをより適正に制御してエネルギ効率を向上させる。
【解決手段】ハイブリッド自動車２０では、エンジン２２とモータＭＧ２との双方からの動力を用いる走行時にＥＣＯスイッチ８８がオンされている場合には、要求トルクＴｒ＊に基づいてステップＳ１２０にて設定された目標運転ポイントでエンジン２２が運転されると共にモータＭＧ２により出力される動力がＥＣＯスイッチ８８のオフ時に比べて低下するようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とが制御される（ステップＳ１３０〜Ｓ１５０，Ｓ１７０〜Ｓ２００）。
【解決手段】ハイブリッド自動車２０では、エンジン２２とモータＭＧ２との双方からの動力を用いる走行時にＥＣＯスイッチ８８がオンされている場合には、要求トルクＴｒ＊に基づいてステップＳ１２０にて設定された目標運転ポイントでエンジン２２が運転されると共にモータＭＧ２により出力される動力がＥＣＯスイッチ８８のオフ時に比べて低下するようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とが制御される（ステップＳ１３０〜Ｓ１５０，Ｓ１７０〜Ｓ２００）。
【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およびその制御方法に関し、特に、内燃機関と電動機との双方からの動力を用いて走行可能なハイブリッド自動車およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、モード選択スイッチの操作により高出力モードと低出力モードとを切り換え可能な電気自動車が知られている（例えば、特許文献１参照）。この電気自動車では、低出力モードでの走行中に走行モータの出力不足により実加速度が要求加速度を所定の比率で下回ると、高出力モードにおける出力を越えない程度に走行モータの出力が増加される。また、従来から、内燃機関を走行駆動源とすると共に通常モードと省エネルギモードとを運転モードとして有する車両も知られている（例えば、特許文献２参照）。この車両では、アクセルポジションセンサの所定の同一の出力に対し、内燃機関に対する燃料供給量が通常モードの選択時よりも省エネルギモードの選択時において減少させられる。
【特許文献１】特開平１０−２４８１０６号公報
【特許文献２】特開２００６−１５１３０９号公報（図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、近年では、内燃機関と電動機との双方からの動力を用いて走行可能なハイブリッド自動車が広く普及しているが、このようなハイブリッド自動車に対してモード選択スイッチを設け、運転モードを通常モードと低出力モードや省エネルギモードといった効率を優先したモードとの何れかに切り換えることができるようにすれば、更なるエネルギ効率の改善を図ることが可能となる。ただし、上記各特許文献は、ハイブリッド自動車において効率を優先したモードが選択された際に、どのような制御を行うかを何ら開示していない。
【０００４】
そこで、本発明は、内燃機関と電動機との双方からの動力を用いて走行可能なハイブリッド自動車において効率優先モードが選択された際に、内燃機関と電動機とをより適正に制御してエネルギ効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるハイブリッド自動車およびその制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採っている。
【０００６】
本発明によるハイブリッド自動車は、
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、
前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
エネルギ効率を優先する効率優先モードを選択するための効率優先モード選択スイッチと、
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、
前記内燃機関と前記電動機との双方からの動力を用いる走行時に前記効率優先モード選択スイッチがオフされている場合には、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動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記内燃機関と前記電動機との双方からの動力を用いる走行時に前記効率優先モード選択スイッチがオンされている場合には、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電動機により出力される動力が前記効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて低下するように前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるものである。
【０００７】
このハイブリッド自動車では、内燃機関と電動機との双方からの動力を用いる走行時に効率優先モード選択スイッチがオフされている場合には、走行に要求される要求駆動力に基づいて設定され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動力が得られるように内燃機関と電動機とが制御される。また、内燃機関と電動機との双方からの動力を用いる走行時に効率優先モード選択スイッチがオンされている場合には、要求駆動力に基づいて設定された目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に電動機により出力される動力が効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて低下するように内燃機関と電動機とが制御される。このように、内燃機関と電動機との双方からの動力を用いる走行時に効率優先モードが選択されている場合に、電動機により出力される動力を効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて低下させれば、走行用の動力が効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて若干低下することになるが、電動機による電力消費量や電動機等における損失を低減させて車両のエネルギ効率を向上させることが可能となる。また、内燃機関と電動機との双方からの動力を用いる走行時に効率優先モード選択スイッチがオンされている場合に、内燃機関の出力を低下させるとすると却って内燃機関の効率を低下させてしまうおそれがあるが、このハイブリッド自動車では、ある要求駆動力に対する内燃機関の目標運転ポイントが効率優先モード選択スイッチの操作状態に拘わらず同一に設定されることになるので、このような内燃機関の効率の低下を抑制することができる。従って、このハイブリッド自動車では、内燃機関と電動機との双方からの動力を用いる走行時に効率優先モードが選択されている場合に、内燃機関と電動機とをより適正に制御してエネルギ効率を向上させることが可能となる。
【０００８】
また、前記制御手段は、前記内燃機関と前記電動機との双方からの動力を用いる走行時に前記効率優先モード選択スイッチがオンされている場合、前記電動機に対するトルク指令値を前記効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて所定量だけ小さくするものであってもよい。
【０００９】
更に、上記ハイブリッド自動車は、所定の車軸に接続される車軸側回転要素と前記内燃機関の機関軸に接続されると共に前記車軸側回転要素に対して差回転可能な機関側回転要素とを有し、前記機関軸からの動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能な動力伝達手段を更に備えるものであってもよい。この場合、前記動力伝達手段は、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力すると共に前記蓄電手段と電力をやり取り可能な電力動力入出力手段であってもよい。
【００１０】
そして、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電用電動機と、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸と前記発電用電動機の回転軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力するものであってもよい。この場合、前記制御手段は、前記内燃機関と前記電動機との双方からの動力を用いる走行時に前記効率優先モード選択スイッチがオンされている場合、前記蓄電手段から前記電動機に供給される電力を前記効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて所定割合だけ低下させるものとして前記電動機に対するトルク指令を設定するものであってもよい。すなわち、電動機と発電用電動機との間で電力の収支を調整することができるハイブリッド自動車においては、蓄電手段からの放電電力による電動機の駆動時に効率優先モード選択スイッチがオンされている場合に、蓄電手段から電動機に供給される電力を効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて所定割合だけ低下させるものとして電動機に対するトルク指令を設定すれば、電動機による電力消費量や電動機や蓄電手段等における損失を低減させて車両のエネルギ効率を向上させることが可能となる。
【００１１】
また、前記動力伝達手段は、無段変速機であってもよい。
【００１２】
本発明によるハイブリッド自動車の制御方法は、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、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、エネルギ効率を優先する効率優先モードを選択するための効率優先モード選択スイッチとを備えたハイブリッド自動車の制御方法であって、
（ａ）走行に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定するステップと、
（ｂ）前記内燃機関と前記電動機との双方からの動力を用いる走行時に前記効率優先モード選択スイッチがオフされている場合には、ステップ（ａ）にて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要求駆動力に基づく動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記内燃機関と前記電動機との双方からの動力を用いる走行時に前記効率優先モード選択スイッチがオンされている場合には、ステップ（ａ）にて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電動機により出力される動力が前記効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて低下するように前記内燃機関と前記電動機とを制御するステップと、
を含むものである。
【００１３】
この方法のように、内燃機関と電動機との双方からの動力を用いる走行時に効率優先モードが選択されている場合に電動機により出力される動力を効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて低下させれば、走行用の動力が効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて若干低下することになるが、電動機による電力消費量や電動機等における損失を低減させて車両のエネルギ効率を向上させることが可能となる。また、内燃機関と電動機との双方からの動力を用いる走行時に効率優先モード選択スイッチがオンされている場合に、内燃機関の出力を低下させるとすると却って内燃機関の効率を低下させてしまうことがあるが、この方法のもとでは、ある要求駆動力に対する内燃機関の目標運転ポイントが効率優先モード選択スイッチの操作状態に拘わらず同一に設定されることになるので、このような内燃機関の効率の低下を抑制することができる。従って、この方法によれば、内燃機関と電動機との双方からの動力を用いる走行時に効率優先モードが選択されている場合に、内燃機関と電動機とをより適正に制御してエネルギ効率を向上させることが可能となる。
【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１】
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸であるクランクシャフト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に接続された車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を介してリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、ハイブリッド自動車２０の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（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０等とを備えるものである。
【００１６】
エンジン２２は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４により燃料噴射量や点火時期、吸入空気量等の制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２に対して設けられて当該エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。そして、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン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ハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【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う遊星歯車機構として構成されている。機関側回転要素としてのキャリア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、車軸側回転要素としてのリングギヤ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、動力分配統合機構３０は、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側と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３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して最終的に駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力される。
【００１８】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、何れも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な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を介して二次電池であるバッテリ５０と電力のやり取りを行う。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の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２の何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り、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は充放電されないことになる。モータＭＧ１，ＭＧ２は、何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等が入力されており、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等が出力される。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。また、モータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号等に基づいてモータ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ＥＣＵ７０に出力する。
【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からのバッテリ温度Ｔｂ等が入力されている。バッテリＥＣＵ５２は、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ＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４に出力する。更に、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も算出している。
【００２０】
ハイブリッドＥＣＵ７０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ＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ（スタートスイッチ）８０からのイグニッション信号、シフトレバー８１の操作位置であるシフトポジションＳＰ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ストロークセンサ８６からのブレーキペダルストロークＢＳ、車速センサ８７からの車速Ｖ等が入力ポートを介して入力される。また、本実施例のハイブリッド自動車２０の運転席近傍には、走行時の制御モードとして、ドライバビリティよりも燃費等のエネルギ効率を優先するＥＣＯモード（効率優先モード）を選択するためのＥＣＯスイッチ（効率優先モード選択スイッチ）８８が設けられており、このＥＣＯスイッチ８８もハイブリッドＥＣＵ７０に接続されている。ＥＣＯスイッチ８８が運転者等によりオンされると、通常時（スイッチオフ時）には値０に設定される所定のＥＣＯフラグＦｅｃｏが値１に設定されると共に、予め定められた効率優先時用の各種制御手順に従ってハイブリッド自動車２０が制御されることになる。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２等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等と各種制御信号やデータのやり取りを行っている。
【００２１】
上述のように構成された第１の実施例のハイブリッド自動車２０では、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とに基づいて車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクが計算され、この要求トルクに対応する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の運転制御モードとしては、要求トルク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に出力するように運転制御するモータ運転モード等がある。
【００２２】
次に、上述のように構成された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ＥＣＵ７０により所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に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。
【００２３】
図２の駆動制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、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８７からの車速Ｖ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、充放電要求パワーＰｂ＊、バッテリ５０の充放電に許容される電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ、ＥＣＯスイッチフラグＦｅｃｏの値といった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣ等に基づいてバッテリＥＣＵ５２によってバッテリ５０を充放電すべき電力として設定されるものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。同様に、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の温度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をバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。ステップＳ１００のデータ入力処理の後、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動輪たる車輪３９ａ，３９ｂに連結された車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定した上で、エンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１１０）。本実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係が予め定められて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶されており、要求トルクＴｒ＊としては、与えられたアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに対応したものが当該マップから導出・設定される。図３に要求トルク設定用マップの一例を示す。また、本実施例において、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を乗じたものと充放電要求パワーＰｂ＊（ただし放電要求側を正とする）とロスＬｏｓｓとの総和として計算される。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、図示するようにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除するか、あるいは車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めることができる。続いて、ステップＳ１１０にて設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２が効率よく運転されるようにエンジン２２の目標運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１２０）。本実施例では、予め定められたエンジン２２を効率よく動作させるための動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定するものとした。図４に、エンジン２２の動作ラインと目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との相関曲線とを例示する。同図に示すように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とは、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定となることを示す相関曲線との交点として求めることができる。
【００２４】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定したならば、目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρ（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）とを用いて次式（１）に従いモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算した上で、計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づく式（２）の計算を実行してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１３０）。ここで、式（１）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。また、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５に例示する。図中、左側のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１に一致するサンギヤ３１の回転数を示し、中央のＣ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅに一致するキャリア３４の回転数を示し、右側のＲ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を変速機６０の現在のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。また、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１からトルクＴｍ１を出力したときにこのトルク出力によりリングギヤ軸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。モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を求めるための式（１）は、この共線図における回転数の関係を用いれば容易に導出することができる。そして、式（２）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（２）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。ステップＳ１３０にてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定したならば、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと、トルク指令Ｔｍ１＊と現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１との積として得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除す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Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）を用いて計算する（ステップＳ１４０）。
【００２５】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) …（１）
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt …（２）
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（３）
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（４）
【００２６】
次いで、ステップＳ１００にて入力したＥＣＯフラグＦｅｃｏが値１であるか否か、すなわち運転者等によりＥＣＯスイッチ８８がオンされているか否かを判定する（ステップＳ１５０）。ＥＣＯスイッチ８８がオフされており、ＥＣＯフラグＦｅｃｏが値０である場合には、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊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とに基づいてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（５）を用いて計算し（ステップＳ１６０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊をステップＳ１４０にて計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値として設定する（ステップＳ１９０）。このようにしてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するトルクをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、式（５）は、図５の共線図から容易に導出することができる。こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２００）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。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＊とを得るための制御を実行する。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＊を用いてモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊を用いてモータＭＧ２が駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００２７】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …（５）
【００２８】
一方、ステップＳ１５０にてＥＣＯフラグＦｅｃｏが値１であると判断した場合、すなわち運転者等によりＥＣＯスイッチ８８がオンされている場合には、更にステップＳ１００にて入力した充放電要求パワーＰｂ＊が所定値Ｐｒｅｆ（正の比較的小さな値または値０）以上であるか、つまり、充放電要求パワーＰｂ＊が放電電力として値Ｐｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１７０）。充放電要求パワーＰｂ＊が所定値Ｐｒｅｆ未満であり、主にモータＭＧ１により発電された電力を用いてモータＭＧ２を駆動することになる場合には、上記式（５）を用いて仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを設定し（ステップＳ１６０）、更にステップＳ１９０およびＳ２００の処理を実行する。これに対して、ステップＳ１７０にて充放電要求パワーＰｂ＊が所定値Ｐｒｅｆ以上であると判断した場合、すなわち、ＥＣＯスイッチ８８がオンされていると共に主にバッテリ５０からの放電電力によりモータＭＧ２を駆動する場合には、次式（６）を用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを計算する（ステップＳ１８０）。ここで、式（６）は、バッテリ５０からモータＭＧ２に供給される電力をＥＣＯスイッチ８８のオフ時に比べて所定割合ｒだけ低下させることによるトルクの減少分を図５の共線図よりモータＭＧ２に本来要求されるものとして導出されるトルクから差し引いた値を仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとするものである。こうしてステップＳ１８０にて仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを設定したならば、ＥＣＯスイッチ８８がオフされている場合と同様に、ステップＳ１９０およびＳ２００の処理を実行した上で、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。これにより、ハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０からの放電電力によりモータＭＧ２を駆動すると共にＥＣＯスイッチ８８がオンされている場合、モータＭＧ２により出力されるトルクがＥＣＯスイッチ８８のオフ時に比べて低下することになり、車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクは要求トルクＴｒ＊よりも小さくなる。このように、本実施例のハイブリッド自動車２０では、ＥＣＯスイッチ８８がオンされている際に運転者により要求されているトルク（要求トルクＴｒ＊）よりも小さい走行用のトルクが出力される可能性があるが、運転者は基本的にＥＣＯモードを選択した際に比較的穏やかな運転を実行するであろうから、このように走行用のトルクが要求トルクＴｒ＊よりも小さくなったとしても、運転者等が違和感を感じることは少ないと考えられる。そして、上記割合ｒは、このような走行用のトルクの減少に伴う違和感を感じさせない程度の値として実験等を経て設定されるとよい。
【００２９】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ-r・Pb*/Nm2)/Gr …（６）
【００３０】
以上説明したように、第１の実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２とモータＭＧ２との双方からの動力を用いる走行時にＥＣＯスイッチ８８がオフされている場合には、要求トルクＴｒ＊（要求パワーＰｅ＊）に基づいてステップＳ１２０にて設定された目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊）でエンジン２２が運転されると共に要求トルクＴｒ＊に基づく動力が得られるようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とが制御される（ステップＳ１３０〜Ｓ１６０，Ｓ１９０，Ｓ２００）。また、エンジン２２とモータＭＧ２との双方からの動力を用いる走行時にＥＣＯスイッチ８８がオンされている場合には、要求トルクＴｒ＊に基づいてステップＳ１２０にて設定された目標運転ポイントでエンジン２２が運転されると共にモータＭＧ２により出力される動力がＥＣＯスイッチ８８のオフ時に比べて低下するようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とが制御される（ステップＳ１３０〜Ｓ１５０，Ｓ１７０〜Ｓ２００）。このように、エンジン２２とモータＭＧ２との双方からの動力を用いる走行時にＥＣＯモードが選択されている場合に、モータＭＧ２の出力トルクをＥＣＯスイッチ８８のオフ時に比べて低下させれば、車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力される走行用のトルクがＥＣＯスイッチ８８のオフ時に比べて低下してドライバビリティが若干低下することになるが、モータＭＧ２による電力消費量やモータＭＧ２、インバータ４２、バッテリ５０における損失を低減させて車両のエネルギ効率を向上させることが可能となる。また、エンジン２２とモータＭＧ２との双方からの動力を用いる走行時にＥＣＯスイッチ８８がオンされている場合に、エンジン２２の出力を低下させるとすると却ってエンジン２２の効率を低下させてしまうおそれがあるが、ハイブリッド自動車２０では、ある要求トルクＴｒ＊に対するエンジン２２の目標運転ポイントがＥＣＯスイッチ８８の操作状態に拘わらず同一に設定されることになるので、エンジン２２の効率の低下を抑制することができる。従って、本実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２とモータＭＧ２との双方からの動力を用いる走行時にＥＣＯモードが選択されている場合に、エンジン２２とモータＭＧ２とをより適正に制御してエネルギ効率を向上させることが可能となる。
【００３１】
なお、第１の実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに接続された車軸に出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図６に示す変形例としてのハイブリッド自動車２０Ａのように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに接続された車軸（車輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図６における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に出力するものに適用されてもよい。また、上記実施例のハイブリッド自動車２０は、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して車輪３９ａ，３９ｂに接続される車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図７に示す変形例としてのハイブリッド自動車２０Ｂのように、エンジン２２のクランクシャフトに接続されたインナーロータ２３２と車輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する車軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を車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を備えたものに適用されてもよい。
【００３２】
更に、上記ハイブリッド自動車２０は、車軸側回転要素としてのリングギヤ３２および機関側回転要素としてのキャリア３４を有する動力分配統合機構３０を有するものであるが、本発明は、動力分配統合機構３０の代わりに、エンジン２２の動力を車軸側に伝達する動力伝達手段として無段変速機（以下「ＣＶＴ」という）を備えた車両に適用されてもよい。このような車両の一例であるハイブリッド自動車２０Ｃを図８に示す。同図に示す変形例のハイブリッド自動車２０Ｃは、エンジン２２からの動力をトルクコンバータ１３０や前後進切換機構１３５、ベルト式のＣＶＴ１４０、ギヤ機構３７、デファレンシャルギヤ３８等を介して例えば前輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力する前輪駆動系と、同期発電電動機であるモータＭＧからの動力をギヤ機構３７′、デファレンシャルギヤ３８′等を介して例えば後輪である車輪３９ｃ，３９ｄに出力する後輪駆動系と、車両全体を制御するハイブリッドＥＣＵ７０とを備える。この場合、トルクコンバータ１３０は、ロックアップ機構を有する流体式トルクコンバータとして構成される。また、前後進切換機構１３５は、例えばダブルピニオンの遊星歯車機構とブレーキとクラッチとを含み、前後進の切り換えやトルクコンバータ１３０とＣＶＴ１４０との接続・切離を実行する。ＣＶＴ１４０は、機関側回転要素としてのインプットシャフト１４１に接続された溝幅を変更可能なプライマリプーリ１４３と、同様に溝幅を変更可能であって車軸側回転要素としてのアウトプットシャフト１４２に接続されたセカンダリプーリ１４４と、プライマリプーリ１４３およびセカンダリプーリ１４４の溝に巻き掛けられたベルト１４５とを有する。そして、ＣＶＴ１４０は、ＣＶＴ用電子制御ユニット１４６により駆動制御される油圧回路１４７からの作動油によりプライマリプーリ１４３およびセカンダリプーリ１４４の溝幅を変更することにより、インプットシャフト１４１に入力した動力を無段階に変速してアウトプットシャフト１４２に出力する。なお、ＣＶＴ１４０は、トロイダル式のＣＶＴとして構成されてもよい。そして、モータＭＧは、インバータ４５を介してエンジン２２により駆動されるオルタネータ２９や、当該オルタネータ２９からの電力ラインに出力端子が接続されたバッテリ（高圧バッテリ）５０に接続されている。これにより、モータＭＧは、オルタネータ２９やバッテリ５０からの電力により駆動されたり、回生を行って発電した電力によりバッテリ５０を充電したりする。このように構成されたハイブリッド自動車２０Ｃは、運転者のアクセルペダル８３の操作に応じて主としてエンジン２２からの動力を例えば前輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力して走行し、必要に応じて車輪３９ａ，３９ｂへの動力の出力に加えてモータＭＧからの動力を例えば後輪である車輪３９ｃ，３９ｄに出力して４輪駆動により走行する。
【実施例２】
【００３３】
引き続き、図９および図１０等を参照しながら、本発明の第２の実施例に係るハイブリッド自動車２０Ｄについて説明する。なお、第２の実施例のハイブリッド自動車２０Ｄを構成する要素のうち、第１の実施例のハイブリッド自動車２０と共通する要素については、重複した説明を回避するために第１実施例と同一の符号を用いるものとし、詳細な説明を省略する。図９は、第２の実施例に係るハイブリッド自動車２０Ｄの概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０Ｄでは、クラッチＣ１を介してエンジン２２のクランクシャフト２６と同期発電電動機であるモータＭＧ（ロータ）とが接続されると共に、モータＭＧ（ロータ）が例えば無段式の自動変速機９０のインプットシャフト９１に接続される。そして、自動変速機９０のアウトプットシャフト９２からの動力は、デファレンシャルギヤ３８を介して最終的に駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力される。また、ハイブリッド自動車２０Ｄも第１の実施例のハイブリッド自動車２０と同様に図示しないＥＣＯスイッチを有しており、ＥＣＯスイッチをオンすることによりドライバビリティよりも燃費等のエネルギ効率を優先するＥＣＯモードを選択することができる。このようなハイブリッド自動車２０Ｄは、基本的にエンジン２２からの動力を車輪３９ａ，３９ｂに出力して走行し、例えば加速時等の所定条件下でバッテリ５０からの電力を用いてモータＭＧにアシストトルクを出力させ、エンジン２２とモータＭＧとの双方からの動力により走行する。そして、第２の実施例に係るハイブリッド自動車２０Ｄでは、車両全体を制御する図示しないハイブリッドＥＣＵにより、図１０に例示する駆動制御ルーチンが所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に実行される。
【００３４】
図１０の駆動制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッド自動車２０ＤのハイブリッドＥＣＵに含まれるＣＰＵ（図示省略）は、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ、自動変速機９０のインプットシャフト９１の回転数Ｎｉ、自動変速機９０のアウトプットシャフト９２の回転数Ｎｏ、バッテリ５０の残容量ＳＯＣ、ＥＣＯフラグＦｅｃｏの値といった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ３００）。ここで、回転数ＮｉおよびＮｏは、インプットシャフト９１およびアウトプットシャフト９２に設けられた図示しない回転位置検出センサにより検出されるものであり、残容量ＳＯＣは、バッテリ５０を管理する図示しないバッテリＥＣＵから送信されるものである。ステップＳ３００のデータ入力処理の後、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車輪３９ａ，３９ｂに連結された車軸としてのアウトプットシャフト９２に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定した上で、車両全体に要求される車両要求パワーＰ＊を設定する（ステップＳ３１０）。本実施例においても、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係が予め定められて要求トルク設定用マップとしてハイブリッドＥＣＵのＲＯＭに記憶されており、要求トルクＴｒ＊としては、与えられたアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに対応したものが当該マップから導出・設定される。また、本実施例において、車両要求パワーＰ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊とステップＳ３００にて入力したアウトプットシャフト９２の回転数Ｎｏとの積として計算される。
【００３５】
次いで、ステップＳ３００にて入力したアクセル開度Ａｃｃと図１０のルーチンの前回実行時におけるアクセル開度Ａｃｃとの偏差であるアクセル開度偏差ΔＡｃｃが所定値α以上であるか否かを判定する（ステップＳ３２０）。そして、アクセル開度偏差ΔＡｃｃが所定値α未満である場合には、走行用の動力をエンジン２２のみによりまかなうものとして、ステップＳ３１０にて設定した車両要求パワーＰ＊をエンジン２２に出力させるべきエンジン要求パワーＰｅ＊として設定する（ステップＳ３３０）。また、アクセル開度偏差ΔＡｃｃが所定値α以上であり、運転者による加速要求がある程度大きいものである場合には、更にステップＳ３００にて入力したバッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定値Ｓｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３４０）。ステップＳ３４０にてバッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定値Ｓｒｅｆ未満であると判断した場合には、走行用の動力をエンジン２２のみによりまかなうものとして、ステップＳ３１０にて設定した車両要求パワーＰ＊をエンジン２２に要求されているエンジン要求パワーＰｅ＊として設定する（ステップＳ３３０）。これに対して、ステップＳ３４０にてバッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定値Ｓｒｅｆ以上であると判断した場合には、ステップＳ３１０にて設定した車両要求パワーＰ＊や車両要求パワーＰ＊の前回値に基づくなまし処理あるいはレート処理を実行してエンジン２２に出力させるべきエンジン要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ３５０）。すなわち、ハイブリッド自動車２０Ｄでは、加速要求がなされた場合、運転者による加速要求に対する応答性を考慮して、モータＭＧに比べてトルク指令に対する応答性が低いエンジン２２に対するエンジン要求パワーＰｅ＊を急峻に変化させず、不足する動力をより高い応答性を有するモータＭＧに出力させることとしている。
【００３６】
ステップＳ３３０またはＳ３５０にてエンジン要求パワーＰｅ＊を設定したならば、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊に基づいて図４と同様のマップを用いてエンジン２２が効率よく運転されるようにエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と自動変速機９０のインプットシャフト９１の目標回転数Ｎｉ＊とを設定する（ステップＳ３６０）。ここで、本実施例のハイブリッド自動車２０Ｄでは、エンジン２２（クランクシャフト２６）の回転数とインプットシャフト９１の回転数とが同一となるから、目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｉ＊とはエンジン２２の目標運転ポイントを示すことになる。ステップＳ３６０の処理の後、インプットシャフト９１の目標回転数Ｎｉ＊をステップＳ３００にて入力したアウトプットシャフト９２の回転数で除した値を自動変速機９０の目標変速比γ＊として設定する（ステップＳ３７０）。次いで、車両要求パワーＰ＊とエンジン要求パワーＰｅ＊との偏差が値０を上回っているか否か判定し（ステップＳ３８０）、車両要求パワーＰ＊とエンジン要求パワーＰｅ＊とが一致していればモータＭＧに動力を出力させる必要がないことから、モータＭＧに対するトルク指令Ｔｍ＊を値０に設定する（ステップＳ３９０）。そして、上述のようにして設定した目標トルクＴｅ＊、目標回転数Ｎｉ＊、目標変速比γ＊、トルク指令Ｔｍ＊を何れも図示しないエンジン用電子制御ユニット、変速機用電子制御ユニット、モータ用電子制御ユニットに適宜送信し（ステップＳ４３０）、再度ステップＳ３００以降の処理を実行する。
【００３７】
一方、ステップＳ３８０にて車両要求パワーＰ＊とエンジン要求パワーＰｅ＊との偏差が値０を上回っていると判断した場合には、エンジン２２とモータＭＧとの双方から動力を出力させることになるが、この場合には、まずステップＳ３００にて入力したＥＣＯフラグＦｅｃｏが値０であるか否か、すなわち運転者等によりＥＣＯスイッチがオフされているか否かを判定する（ステップＳ４００）。そして、ＥＣＯスイッチがオフされており、ＥＣＯフラグＦｅｃｏが値０である場合には、車両要求パワーＰ＊に対するエンジン要求パワーＰｅ＊の不足分をモータＭＧからの動力によりまかなうべく、次式（７）に従い車両要求パワーＰ＊とエンジン要求パワーＰｅ＊との偏差を目標回転数Ｎｉ＊で除した値をモータＭＧに対するトルク指令Ｔｍ＊として設定する（ステップＳ４１０）。これに対して、ＥＣＯスイッチがオンされており、ＥＣＯフラグＦｅｃｏが値１である場合には、次式（８）を用いてモータＭＧに対するトルク指令Ｔｍ＊を設定する（ステップＳ４２０）。ここで、式（８）は、モータＭＧに対するトルク指令値をＥＣＯスイッチのオフ時に比べて所定割合ｒだけ小さく設定するものである。こうしてステップＳ４１０またはＳ４２０にてトルク指令Ｔｍ＊を設定したならば、設定した目標トルクＴｅ＊、目標回転数Ｎｉ＊、目標変速比γ＊、トルク指令Ｔｍ＊をエンジン用電子制御ユニット、変速機用電子制御ユニット、モータ用電子制御ユニットに適宜送信し（ステップＳ４３０）、再度ステップＳ３００以降の処理を実行する。
【００３８】
Tm*=(P*-Pe*)/Ni* …（７）
Tm*=(1-r)・(P*-Pe*)/Ni* …（８）
【００３９】
このように、本発明は、エンジン２２と専らバッテリ５０からの電力により駆動されるモータＭＧとを備え、エンジン２２とモータＭＧとの双方からの動力を用いて走行可能なハイブリッド自動車２０Ｄに適用されもよい。すなわち、ハイブリッド自動車２０Ｄにおいても、エンジン２２とモータＭＧとの双方からの動力を用いる走行時にＥＣＯモードが選択されている場合、モータＭＧの出力トルクをＥＣＯスイッチのオフ時に比べて低下させれば、車軸としてのアウトプットシャフト９２に出力される走行用のトルクがＥＣＯスイッチのオフ時に比べて低下してドライバビリティが若干低下することになるが、モータＭＧによる電力消費量やモータＭＧ、インバータ４５、バッテリ５０等における損失を低減させると共にエンジン２２の効率の低下を抑制して車両のエネルギ効率を向上させることが可能となる。なお、図１０に示すルーチンを応用した処理は、図８に例示したＣＶＴ１４０を備えたハイブリッド自動車２０Ｃをエンジン２２からの動力とバッテリ５０からの電力により駆動されるモータＭＧからの動力とを用いて加速させる際に利用されてもよい。
【００４０】
ここで、上記実施例および変形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しておく。すなわち、リングギヤ軸３２ａ等に動力を出力可能なエンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ，ＭＧ２、あるいは対ロータ電動機２３０が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、ＥＣＯモードを選択するためのＥＣＯスイッチ８８が「効率優先モード選択スイッチ」に相当し、図２あるいは図１０の駆動制御ルーチンを実行するハイブリッドＥＣＵ７０等が「要求駆動力設定手段」、「目標運転ポイント設定手段」および「制御手段」に相当する。また、車軸側回転要素としてのリングギヤ３２と機関軸側回転要素としてのキャリア３４とを有する動力分配統合機構３０や車軸側回転要素としてのインプットシャフト１４１と機関軸側回転要素としてのアウトプットシャフト１４２とを有するＣＶＴ１４０が「動力伝達手段」に相当し、モータＭＧ１および動力分配統合機構３０や対ロータ電動機２３０が「電力動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ１、オルタネータ２９あるいは対ロータ電動機２３０が「発電用電動機」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。なお、これら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。すなわち、実施例はあくまで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ず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行われるべきものである。
【００４１】
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、自動車の製造産業等において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。
【図２】第１の実施例のハイブリッドＥＣＵ７０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の動作ラインと目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との相関曲線とを例示する説明図である。
【図５】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例示する説明図である。
【図６】第１の実施例の変形例に係るハイブリッド自動車２０Ａの概略構成図である。
【図７】第１の実施例の他の変形例に係るハイブリッド自動車２０Ｂの概略構成図である。
【図８】第１の実施例の更に他の変形例に係るハイブリッド自動車２０Ｃの概略構成図である。
【図９】本発明の第２の実施例に係るハイブリッド自動車２０Ｄの概略構成図である。
【図１０】第２の実施例のハイブリッドＥＣＵ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。
【符号の説明】
【００４４】
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ 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、２９ オルタネータ、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、３７，３７′ ギヤ機構、３８，３８′ デファレンシャルギヤ、３９ａ〜３９ｄ 車輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２，４５ 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、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、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 ブレーキペダルストロークセンサ、８７ 車速センサ、８８ ＥＣＯスイッチ、９０自動変速機、９１，１４１ インプットシャフト、９２，１４２ アウトプットシャフト、１３０ トルクコンバータ、１３５ 前後進切換機構、１４０ ＣＶＴ、１４３ プライマリプーリ、１４４ セカンダリプーリ、１４５ ベルト、１４６ ＣＶＴ用電子制御ユニット、１４７ 油圧回路、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ、２３４ アウターロータ、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車およびその制御方法に関し、特に、内燃機関と電動機との双方からの動力を用いて走行可能なハイブリッド自動車およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、モード選択スイッチの操作により高出力モードと低出力モードとを切り換え可能な電気自動車が知られている（例えば、特許文献１参照）。この電気自動車では、低出力モードでの走行中に走行モータの出力不足により実加速度が要求加速度を所定の比率で下回ると、高出力モードにおける出力を越えない程度に走行モータの出力が増加される。また、従来から、内燃機関を走行駆動源とすると共に通常モードと省エネルギモードとを運転モードとして有する車両も知られている（例えば、特許文献２参照）。この車両では、アクセルポジションセンサの所定の同一の出力に対し、内燃機関に対する燃料供給量が通常モードの選択時よりも省エネルギモードの選択時において減少させられる。
【特許文献１】特開平１０−２４８１０６号公報
【特許文献２】特開２００６−１５１３０９号公報（図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、近年では、内燃機関と電動機との双方からの動力を用いて走行可能なハイブリッド自動車が広く普及しているが、このようなハイブリッド自動車に対してモード選択スイッチを設け、運転モードを通常モードと低出力モードや省エネルギモードといった効率を優先したモードとの何れかに切り換えることができるようにすれば、更なるエネルギ効率の改善を図ることが可能となる。ただし、上記各特許文献は、ハイブリッド自動車において効率を優先したモードが選択された際に、どのような制御を行うかを何ら開示していない。
【０００４】
そこで、本発明は、内燃機関と電動機との双方からの動力を用いて走行可能なハイブリッド自動車において効率優先モードが選択された際に、内燃機関と電動機とをより適正に制御してエネルギ効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるハイブリッド自動車およびその制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採っている。
【０００６】
本発明によるハイブリッド自動車は、
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、
前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
エネルギ効率を優先する効率優先モードを選択するための効率優先モード選択スイッチと、
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、
前記内燃機関と前記電動機との双方からの動力を用いる走行時に前記効率優先モード選択スイッチがオフされている場合には、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動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記内燃機関と前記電動機との双方からの動力を用いる走行時に前記効率優先モード選択スイッチがオンされている場合には、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電動機により出力される動力が前記効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて低下するように前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるものである。
【０００７】
このハイブリッド自動車では、内燃機関と電動機との双方からの動力を用いる走行時に効率優先モード選択スイッチがオフされている場合には、走行に要求される要求駆動力に基づいて設定され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動力が得られるように内燃機関と電動機とが制御される。また、内燃機関と電動機との双方からの動力を用いる走行時に効率優先モード選択スイッチがオンされている場合には、要求駆動力に基づいて設定された目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に電動機により出力される動力が効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて低下するように内燃機関と電動機とが制御される。このように、内燃機関と電動機との双方からの動力を用いる走行時に効率優先モードが選択されている場合に、電動機により出力される動力を効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて低下させれば、走行用の動力が効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて若干低下することになるが、電動機による電力消費量や電動機等における損失を低減させて車両のエネルギ効率を向上させることが可能となる。また、内燃機関と電動機との双方からの動力を用いる走行時に効率優先モード選択スイッチがオンされている場合に、内燃機関の出力を低下させるとすると却って内燃機関の効率を低下させてしまうおそれがあるが、このハイブリッド自動車では、ある要求駆動力に対する内燃機関の目標運転ポイントが効率優先モード選択スイッチの操作状態に拘わらず同一に設定されることになるので、このような内燃機関の効率の低下を抑制することができる。従って、このハイブリッド自動車では、内燃機関と電動機との双方からの動力を用いる走行時に効率優先モードが選択されている場合に、内燃機関と電動機とをより適正に制御してエネルギ効率を向上させることが可能となる。
【０００８】
また、前記制御手段は、前記内燃機関と前記電動機との双方からの動力を用いる走行時に前記効率優先モード選択スイッチがオンされている場合、前記電動機に対するトルク指令値を前記効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて所定量だけ小さくするものであってもよい。
【０００９】
更に、上記ハイブリッド自動車は、所定の車軸に接続される車軸側回転要素と前記内燃機関の機関軸に接続されると共に前記車軸側回転要素に対して差回転可能な機関側回転要素とを有し、前記機関軸からの動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能な動力伝達手段を更に備えるものであってもよい。この場合、前記動力伝達手段は、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力すると共に前記蓄電手段と電力をやり取り可能な電力動力入出力手段であってもよい。
【００１０】
そして、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電用電動機と、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸と前記発電用電動機の回転軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力するものであってもよい。この場合、前記制御手段は、前記内燃機関と前記電動機との双方からの動力を用いる走行時に前記効率優先モード選択スイッチがオンされている場合、前記蓄電手段から前記電動機に供給される電力を前記効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて所定割合だけ低下させるものとして前記電動機に対するトルク指令を設定するものであってもよい。すなわち、電動機と発電用電動機との間で電力の収支を調整することができるハイブリッド自動車においては、蓄電手段からの放電電力による電動機の駆動時に効率優先モード選択スイッチがオンされている場合に、蓄電手段から電動機に供給される電力を効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて所定割合だけ低下させるものとして電動機に対するトルク指令を設定すれば、電動機による電力消費量や電動機や蓄電手段等における損失を低減させて車両のエネルギ効率を向上させることが可能となる。
【００１１】
また、前記動力伝達手段は、無段変速機であってもよい。
【００１２】
本発明によるハイブリッド自動車の制御方法は、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、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、エネルギ効率を優先する効率優先モードを選択するための効率優先モード選択スイッチとを備えたハイブリッド自動車の制御方法であって、
（ａ）走行に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定するステップと、
（ｂ）前記内燃機関と前記電動機との双方からの動力を用いる走行時に前記効率優先モード選択スイッチがオフされている場合には、ステップ（ａ）にて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要求駆動力に基づく動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記内燃機関と前記電動機との双方からの動力を用いる走行時に前記効率優先モード選択スイッチがオンされている場合には、ステップ（ａ）にて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電動機により出力される動力が前記効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて低下するように前記内燃機関と前記電動機とを制御するステップと、
を含むものである。
【００１３】
この方法のように、内燃機関と電動機との双方からの動力を用いる走行時に効率優先モードが選択されている場合に電動機により出力される動力を効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて低下させれば、走行用の動力が効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて若干低下することになるが、電動機による電力消費量や電動機等における損失を低減させて車両のエネルギ効率を向上させることが可能となる。また、内燃機関と電動機との双方からの動力を用いる走行時に効率優先モード選択スイッチがオンされている場合に、内燃機関の出力を低下させるとすると却って内燃機関の効率を低下させてしまうことがあるが、この方法のもとでは、ある要求駆動力に対する内燃機関の目標運転ポイントが効率優先モード選択スイッチの操作状態に拘わらず同一に設定されることになるので、このような内燃機関の効率の低下を抑制することができる。従って、この方法によれば、内燃機関と電動機との双方からの動力を用いる走行時に効率優先モードが選択されている場合に、内燃機関と電動機とをより適正に制御してエネルギ効率を向上させることが可能となる。
【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１】
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸であるクランクシャフト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に接続された車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を介してリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、ハイブリッド自動車２０の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（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０等とを備えるものである。
【００１６】
エンジン２２は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４により燃料噴射量や点火時期、吸入空気量等の制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２に対して設けられて当該エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。そして、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン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ハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【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う遊星歯車機構として構成されている。機関側回転要素としてのキャリア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、車軸側回転要素としてのリングギヤ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、動力分配統合機構３０は、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側と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３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して最終的に駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力される。
【００１８】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、何れも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な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を介して二次電池であるバッテリ５０と電力のやり取りを行う。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の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２の何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り、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は充放電されないことになる。モータＭＧ１，ＭＧ２は、何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等が入力されており、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等が出力される。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。また、モータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号等に基づいてモータ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ＥＣＵ７０に出力する。
【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からのバッテリ温度Ｔｂ等が入力されている。バッテリＥＣＵ５２は、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ＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４に出力する。更に、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も算出している。
【００２０】
ハイブリッドＥＣＵ７０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ＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ（スタートスイッチ）８０からのイグニッション信号、シフトレバー８１の操作位置であるシフトポジションＳＰ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ストロークセンサ８６からのブレーキペダルストロークＢＳ、車速センサ８７からの車速Ｖ等が入力ポートを介して入力される。また、本実施例のハイブリッド自動車２０の運転席近傍には、走行時の制御モードとして、ドライバビリティよりも燃費等のエネルギ効率を優先するＥＣＯモード（効率優先モード）を選択するためのＥＣＯスイッチ（効率優先モード選択スイッチ）８８が設けられており、このＥＣＯスイッチ８８もハイブリッドＥＣＵ７０に接続されている。ＥＣＯスイッチ８８が運転者等によりオンされると、通常時（スイッチオフ時）には値０に設定される所定のＥＣＯフラグＦｅｃｏが値１に設定されると共に、予め定められた効率優先時用の各種制御手順に従ってハイブリッド自動車２０が制御されることになる。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２等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等と各種制御信号やデータのやり取りを行っている。
【００２１】
上述のように構成された第１の実施例のハイブリッド自動車２０では、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とに基づいて車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクが計算され、この要求トルクに対応する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の運転制御モードとしては、要求トルク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に出力するように運転制御するモータ運転モード等がある。
【００２２】
次に、上述のように構成された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ＥＣＵ７０により所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に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。
【００２３】
図２の駆動制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、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８７からの車速Ｖ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、充放電要求パワーＰｂ＊、バッテリ５０の充放電に許容される電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ、ＥＣＯスイッチフラグＦｅｃｏの値といった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣ等に基づいてバッテリＥＣＵ５２によってバッテリ５０を充放電すべき電力として設定されるものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。同様に、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の温度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をバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。ステップＳ１００のデータ入力処理の後、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動輪たる車輪３９ａ，３９ｂに連結された車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定した上で、エンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１１０）。本実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係が予め定められて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶されており、要求トルクＴｒ＊としては、与えられたアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに対応したものが当該マップから導出・設定される。図３に要求トルク設定用マップの一例を示す。また、本実施例において、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を乗じたものと充放電要求パワーＰｂ＊（ただし放電要求側を正とする）とロスＬｏｓｓとの総和として計算される。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、図示するようにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除するか、あるいは車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めることができる。続いて、ステップＳ１１０にて設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２が効率よく運転されるようにエンジン２２の目標運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１２０）。本実施例では、予め定められたエンジン２２を効率よく動作させるための動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定するものとした。図４に、エンジン２２の動作ラインと目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との相関曲線とを例示する。同図に示すように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とは、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定となることを示す相関曲線との交点として求めることができる。
【００２４】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定したならば、目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρ（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）とを用いて次式（１）に従いモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算した上で、計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づく式（２）の計算を実行してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１３０）。ここで、式（１）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。また、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５に例示する。図中、左側のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１に一致するサンギヤ３１の回転数を示し、中央のＣ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅに一致するキャリア３４の回転数を示し、右側のＲ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を変速機６０の現在のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。また、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１からトルクＴｍ１を出力したときにこのトルク出力によりリングギヤ軸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。モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を求めるための式（１）は、この共線図における回転数の関係を用いれば容易に導出することができる。そして、式（２）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（２）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。ステップＳ１３０にてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定したならば、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと、トルク指令Ｔｍ１＊と現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１との積として得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除す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Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）を用いて計算する（ステップＳ１４０）。
【００２５】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) …（１）
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt …（２）
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（３）
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（４）
【００２６】
次いで、ステップＳ１００にて入力したＥＣＯフラグＦｅｃｏが値１であるか否か、すなわち運転者等によりＥＣＯスイッチ８８がオンされているか否かを判定する（ステップＳ１５０）。ＥＣＯスイッチ８８がオフされており、ＥＣＯフラグＦｅｃｏが値０である場合には、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊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とに基づいてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（５）を用いて計算し（ステップＳ１６０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊をステップＳ１４０にて計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値として設定する（ステップＳ１９０）。このようにしてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するトルクをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、式（５）は、図５の共線図から容易に導出することができる。こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２００）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。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＊とを得るための制御を実行する。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＊を用いてモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊を用いてモータＭＧ２が駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００２７】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …（５）
【００２８】
一方、ステップＳ１５０にてＥＣＯフラグＦｅｃｏが値１であると判断した場合、すなわち運転者等によりＥＣＯスイッチ８８がオンされている場合には、更にステップＳ１００にて入力した充放電要求パワーＰｂ＊が所定値Ｐｒｅｆ（正の比較的小さな値または値０）以上であるか、つまり、充放電要求パワーＰｂ＊が放電電力として値Ｐｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１７０）。充放電要求パワーＰｂ＊が所定値Ｐｒｅｆ未満であり、主にモータＭＧ１により発電された電力を用いてモータＭＧ２を駆動することになる場合には、上記式（５）を用いて仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを設定し（ステップＳ１６０）、更にステップＳ１９０およびＳ２００の処理を実行する。これに対して、ステップＳ１７０にて充放電要求パワーＰｂ＊が所定値Ｐｒｅｆ以上であると判断した場合、すなわち、ＥＣＯスイッチ８８がオンされていると共に主にバッテリ５０からの放電電力によりモータＭＧ２を駆動する場合には、次式（６）を用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを計算する（ステップＳ１８０）。ここで、式（６）は、バッテリ５０からモータＭＧ２に供給される電力をＥＣＯスイッチ８８のオフ時に比べて所定割合ｒだけ低下させることによるトルクの減少分を図５の共線図よりモータＭＧ２に本来要求されるものとして導出されるトルクから差し引いた値を仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとするものである。こうしてステップＳ１８０にて仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを設定したならば、ＥＣＯスイッチ８８がオフされている場合と同様に、ステップＳ１９０およびＳ２００の処理を実行した上で、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。これにより、ハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０からの放電電力によりモータＭＧ２を駆動すると共にＥＣＯスイッチ８８がオンされている場合、モータＭＧ２により出力されるトルクがＥＣＯスイッチ８８のオフ時に比べて低下することになり、車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクは要求トルクＴｒ＊よりも小さくなる。このように、本実施例のハイブリッド自動車２０では、ＥＣＯスイッチ８８がオンされている際に運転者により要求されているトルク（要求トルクＴｒ＊）よりも小さい走行用のトルクが出力される可能性があるが、運転者は基本的にＥＣＯモードを選択した際に比較的穏やかな運転を実行するであろうから、このように走行用のトルクが要求トルクＴｒ＊よりも小さくなったとしても、運転者等が違和感を感じることは少ないと考えられる。そして、上記割合ｒは、このような走行用のトルクの減少に伴う違和感を感じさせない程度の値として実験等を経て設定されるとよい。
【００２９】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ-r・Pb*/Nm2)/Gr …（６）
【００３０】
以上説明したように、第１の実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２とモータＭＧ２との双方からの動力を用いる走行時にＥＣＯスイッチ８８がオフされている場合には、要求トルクＴｒ＊（要求パワーＰｅ＊）に基づいてステップＳ１２０にて設定された目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊）でエンジン２２が運転されると共に要求トルクＴｒ＊に基づく動力が得られるようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とが制御される（ステップＳ１３０〜Ｓ１６０，Ｓ１９０，Ｓ２００）。また、エンジン２２とモータＭＧ２との双方からの動力を用いる走行時にＥＣＯスイッチ８８がオンされている場合には、要求トルクＴｒ＊に基づいてステップＳ１２０にて設定された目標運転ポイントでエンジン２２が運転されると共にモータＭＧ２により出力される動力がＥＣＯスイッチ８８のオフ時に比べて低下するようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とが制御される（ステップＳ１３０〜Ｓ１５０，Ｓ１７０〜Ｓ２００）。このように、エンジン２２とモータＭＧ２との双方からの動力を用いる走行時にＥＣＯモードが選択されている場合に、モータＭＧ２の出力トルクをＥＣＯスイッチ８８のオフ時に比べて低下させれば、車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力される走行用のトルクがＥＣＯスイッチ８８のオフ時に比べて低下してドライバビリティが若干低下することになるが、モータＭＧ２による電力消費量やモータＭＧ２、インバータ４２、バッテリ５０における損失を低減させて車両のエネルギ効率を向上させることが可能となる。また、エンジン２２とモータＭＧ２との双方からの動力を用いる走行時にＥＣＯスイッチ８８がオンされている場合に、エンジン２２の出力を低下させるとすると却ってエンジン２２の効率を低下させてしまうおそれがあるが、ハイブリッド自動車２０では、ある要求トルクＴｒ＊に対するエンジン２２の目標運転ポイントがＥＣＯスイッチ８８の操作状態に拘わらず同一に設定されることになるので、エンジン２２の効率の低下を抑制することができる。従って、本実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２とモータＭＧ２との双方からの動力を用いる走行時にＥＣＯモードが選択されている場合に、エンジン２２とモータＭＧ２とをより適正に制御してエネルギ効率を向上させることが可能となる。
【００３１】
なお、第１の実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに接続された車軸に出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図６に示す変形例としてのハイブリッド自動車２０Ａのように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに接続された車軸（車輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図６における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に出力するものに適用されてもよい。また、上記実施例のハイブリッド自動車２０は、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して車輪３９ａ，３９ｂに接続される車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図７に示す変形例としてのハイブリッド自動車２０Ｂのように、エンジン２２のクランクシャフトに接続されたインナーロータ２３２と車輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する車軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を車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を備えたものに適用されてもよい。
【００３２】
更に、上記ハイブリッド自動車２０は、車軸側回転要素としてのリングギヤ３２および機関側回転要素としてのキャリア３４を有する動力分配統合機構３０を有するものであるが、本発明は、動力分配統合機構３０の代わりに、エンジン２２の動力を車軸側に伝達する動力伝達手段として無段変速機（以下「ＣＶＴ」という）を備えた車両に適用されてもよい。このような車両の一例であるハイブリッド自動車２０Ｃを図８に示す。同図に示す変形例のハイブリッド自動車２０Ｃは、エンジン２２からの動力をトルクコンバータ１３０や前後進切換機構１３５、ベルト式のＣＶＴ１４０、ギヤ機構３７、デファレンシャルギヤ３８等を介して例えば前輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力する前輪駆動系と、同期発電電動機であるモータＭＧからの動力をギヤ機構３７′、デファレンシャルギヤ３８′等を介して例えば後輪である車輪３９ｃ，３９ｄに出力する後輪駆動系と、車両全体を制御するハイブリッドＥＣＵ７０とを備える。この場合、トルクコンバータ１３０は、ロックアップ機構を有する流体式トルクコンバータとして構成される。また、前後進切換機構１３５は、例えばダブルピニオンの遊星歯車機構とブレーキとクラッチとを含み、前後進の切り換えやトルクコンバータ１３０とＣＶＴ１４０との接続・切離を実行する。ＣＶＴ１４０は、機関側回転要素としてのインプットシャフト１４１に接続された溝幅を変更可能なプライマリプーリ１４３と、同様に溝幅を変更可能であって車軸側回転要素としてのアウトプットシャフト１４２に接続されたセカンダリプーリ１４４と、プライマリプーリ１４３およびセカンダリプーリ１４４の溝に巻き掛けられたベルト１４５とを有する。そして、ＣＶＴ１４０は、ＣＶＴ用電子制御ユニット１４６により駆動制御される油圧回路１４７からの作動油によりプライマリプーリ１４３およびセカンダリプーリ１４４の溝幅を変更することにより、インプットシャフト１４１に入力した動力を無段階に変速してアウトプットシャフト１４２に出力する。なお、ＣＶＴ１４０は、トロイダル式のＣＶＴとして構成されてもよい。そして、モータＭＧは、インバータ４５を介してエンジン２２により駆動されるオルタネータ２９や、当該オルタネータ２９からの電力ラインに出力端子が接続されたバッテリ（高圧バッテリ）５０に接続されている。これにより、モータＭＧは、オルタネータ２９やバッテリ５０からの電力により駆動されたり、回生を行って発電した電力によりバッテリ５０を充電したりする。このように構成されたハイブリッド自動車２０Ｃは、運転者のアクセルペダル８３の操作に応じて主としてエンジン２２からの動力を例えば前輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力して走行し、必要に応じて車輪３９ａ，３９ｂへの動力の出力に加えてモータＭＧからの動力を例えば後輪である車輪３９ｃ，３９ｄに出力して４輪駆動により走行する。
【実施例２】
【００３３】
引き続き、図９および図１０等を参照しながら、本発明の第２の実施例に係るハイブリッド自動車２０Ｄについて説明する。なお、第２の実施例のハイブリッド自動車２０Ｄを構成する要素のうち、第１の実施例のハイブリッド自動車２０と共通する要素については、重複した説明を回避するために第１実施例と同一の符号を用いるものとし、詳細な説明を省略する。図９は、第２の実施例に係るハイブリッド自動車２０Ｄの概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０Ｄでは、クラッチＣ１を介してエンジン２２のクランクシャフト２６と同期発電電動機であるモータＭＧ（ロータ）とが接続されると共に、モータＭＧ（ロータ）が例えば無段式の自動変速機９０のインプットシャフト９１に接続される。そして、自動変速機９０のアウトプットシャフト９２からの動力は、デファレンシャルギヤ３８を介して最終的に駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力される。また、ハイブリッド自動車２０Ｄも第１の実施例のハイブリッド自動車２０と同様に図示しないＥＣＯスイッチを有しており、ＥＣＯスイッチをオンすることによりドライバビリティよりも燃費等のエネルギ効率を優先するＥＣＯモードを選択することができる。このようなハイブリッド自動車２０Ｄは、基本的にエンジン２２からの動力を車輪３９ａ，３９ｂに出力して走行し、例えば加速時等の所定条件下でバッテリ５０からの電力を用いてモータＭＧにアシストトルクを出力させ、エンジン２２とモータＭＧとの双方からの動力により走行する。そして、第２の実施例に係るハイブリッド自動車２０Ｄでは、車両全体を制御する図示しないハイブリッドＥＣＵにより、図１０に例示する駆動制御ルーチンが所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に実行される。
【００３４】
図１０の駆動制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッド自動車２０ＤのハイブリッドＥＣＵに含まれるＣＰＵ（図示省略）は、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ、自動変速機９０のインプットシャフト９１の回転数Ｎｉ、自動変速機９０のアウトプットシャフト９２の回転数Ｎｏ、バッテリ５０の残容量ＳＯＣ、ＥＣＯフラグＦｅｃｏの値といった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ３００）。ここで、回転数ＮｉおよびＮｏは、インプットシャフト９１およびアウトプットシャフト９２に設けられた図示しない回転位置検出センサにより検出されるものであり、残容量ＳＯＣは、バッテリ５０を管理する図示しないバッテリＥＣＵから送信されるものである。ステップＳ３００のデータ入力処理の後、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車輪３９ａ，３９ｂに連結された車軸としてのアウトプットシャフト９２に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定した上で、車両全体に要求される車両要求パワーＰ＊を設定する（ステップＳ３１０）。本実施例においても、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係が予め定められて要求トルク設定用マップとしてハイブリッドＥＣＵのＲＯＭに記憶されており、要求トルクＴｒ＊としては、与えられたアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに対応したものが当該マップから導出・設定される。また、本実施例において、車両要求パワーＰ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊とステップＳ３００にて入力したアウトプットシャフト９２の回転数Ｎｏとの積として計算される。
【００３５】
次いで、ステップＳ３００にて入力したアクセル開度Ａｃｃと図１０のルーチンの前回実行時におけるアクセル開度Ａｃｃとの偏差であるアクセル開度偏差ΔＡｃｃが所定値α以上であるか否かを判定する（ステップＳ３２０）。そして、アクセル開度偏差ΔＡｃｃが所定値α未満である場合には、走行用の動力をエンジン２２のみによりまかなうものとして、ステップＳ３１０にて設定した車両要求パワーＰ＊をエンジン２２に出力させるべきエンジン要求パワーＰｅ＊として設定する（ステップＳ３３０）。また、アクセル開度偏差ΔＡｃｃが所定値α以上であり、運転者による加速要求がある程度大きいものである場合には、更にステップＳ３００にて入力したバッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定値Ｓｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３４０）。ステップＳ３４０にてバッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定値Ｓｒｅｆ未満であると判断した場合には、走行用の動力をエンジン２２のみによりまかなうものとして、ステップＳ３１０にて設定した車両要求パワーＰ＊をエンジン２２に要求されているエンジン要求パワーＰｅ＊として設定する（ステップＳ３３０）。これに対して、ステップＳ３４０にてバッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定値Ｓｒｅｆ以上であると判断した場合には、ステップＳ３１０にて設定した車両要求パワーＰ＊や車両要求パワーＰ＊の前回値に基づくなまし処理あるいはレート処理を実行してエンジン２２に出力させるべきエンジン要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ３５０）。すなわち、ハイブリッド自動車２０Ｄでは、加速要求がなされた場合、運転者による加速要求に対する応答性を考慮して、モータＭＧに比べてトルク指令に対する応答性が低いエンジン２２に対するエンジン要求パワーＰｅ＊を急峻に変化させず、不足する動力をより高い応答性を有するモータＭＧに出力させることとしている。
【００３６】
ステップＳ３３０またはＳ３５０にてエンジン要求パワーＰｅ＊を設定したならば、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊に基づいて図４と同様のマップを用いてエンジン２２が効率よく運転されるようにエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と自動変速機９０のインプットシャフト９１の目標回転数Ｎｉ＊とを設定する（ステップＳ３６０）。ここで、本実施例のハイブリッド自動車２０Ｄでは、エンジン２２（クランクシャフト２６）の回転数とインプットシャフト９１の回転数とが同一となるから、目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｉ＊とはエンジン２２の目標運転ポイントを示すことになる。ステップＳ３６０の処理の後、インプットシャフト９１の目標回転数Ｎｉ＊をステップＳ３００にて入力したアウトプットシャフト９２の回転数で除した値を自動変速機９０の目標変速比γ＊として設定する（ステップＳ３７０）。次いで、車両要求パワーＰ＊とエンジン要求パワーＰｅ＊との偏差が値０を上回っているか否か判定し（ステップＳ３８０）、車両要求パワーＰ＊とエンジン要求パワーＰｅ＊とが一致していればモータＭＧに動力を出力させる必要がないことから、モータＭＧに対するトルク指令Ｔｍ＊を値０に設定する（ステップＳ３９０）。そして、上述のようにして設定した目標トルクＴｅ＊、目標回転数Ｎｉ＊、目標変速比γ＊、トルク指令Ｔｍ＊を何れも図示しないエンジン用電子制御ユニット、変速機用電子制御ユニット、モータ用電子制御ユニットに適宜送信し（ステップＳ４３０）、再度ステップＳ３００以降の処理を実行する。
【００３７】
一方、ステップＳ３８０にて車両要求パワーＰ＊とエンジン要求パワーＰｅ＊との偏差が値０を上回っていると判断した場合には、エンジン２２とモータＭＧとの双方から動力を出力させることになるが、この場合には、まずステップＳ３００にて入力したＥＣＯフラグＦｅｃｏが値０であるか否か、すなわち運転者等によりＥＣＯスイッチがオフされているか否かを判定する（ステップＳ４００）。そして、ＥＣＯスイッチがオフされており、ＥＣＯフラグＦｅｃｏが値０である場合には、車両要求パワーＰ＊に対するエンジン要求パワーＰｅ＊の不足分をモータＭＧからの動力によりまかなうべく、次式（７）に従い車両要求パワーＰ＊とエンジン要求パワーＰｅ＊との偏差を目標回転数Ｎｉ＊で除した値をモータＭＧに対するトルク指令Ｔｍ＊として設定する（ステップＳ４１０）。これに対して、ＥＣＯスイッチがオンされており、ＥＣＯフラグＦｅｃｏが値１である場合には、次式（８）を用いてモータＭＧに対するトルク指令Ｔｍ＊を設定する（ステップＳ４２０）。ここで、式（８）は、モータＭＧに対するトルク指令値をＥＣＯスイッチのオフ時に比べて所定割合ｒだけ小さく設定するものである。こうしてステップＳ４１０またはＳ４２０にてトルク指令Ｔｍ＊を設定したならば、設定した目標トルクＴｅ＊、目標回転数Ｎｉ＊、目標変速比γ＊、トルク指令Ｔｍ＊をエンジン用電子制御ユニット、変速機用電子制御ユニット、モータ用電子制御ユニットに適宜送信し（ステップＳ４３０）、再度ステップＳ３００以降の処理を実行する。
【００３８】
Tm*=(P*-Pe*)/Ni* …（７）
Tm*=(1-r)・(P*-Pe*)/Ni* …（８）
【００３９】
このように、本発明は、エンジン２２と専らバッテリ５０からの電力により駆動されるモータＭＧとを備え、エンジン２２とモータＭＧとの双方からの動力を用いて走行可能なハイブリッド自動車２０Ｄに適用されもよい。すなわち、ハイブリッド自動車２０Ｄにおいても、エンジン２２とモータＭＧとの双方からの動力を用いる走行時にＥＣＯモードが選択されている場合、モータＭＧの出力トルクをＥＣＯスイッチのオフ時に比べて低下させれば、車軸としてのアウトプットシャフト９２に出力される走行用のトルクがＥＣＯスイッチのオフ時に比べて低下してドライバビリティが若干低下することになるが、モータＭＧによる電力消費量やモータＭＧ、インバータ４５、バッテリ５０等における損失を低減させると共にエンジン２２の効率の低下を抑制して車両のエネルギ効率を向上させることが可能となる。なお、図１０に示すルーチンを応用した処理は、図８に例示したＣＶＴ１４０を備えたハイブリッド自動車２０Ｃをエンジン２２からの動力とバッテリ５０からの電力により駆動されるモータＭＧからの動力とを用いて加速させる際に利用されてもよい。
【００４０】
ここで、上記実施例および変形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しておく。すなわち、リングギヤ軸３２ａ等に動力を出力可能なエンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ，ＭＧ２、あるいは対ロータ電動機２３０が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、ＥＣＯモードを選択するためのＥＣＯスイッチ８８が「効率優先モード選択スイッチ」に相当し、図２あるいは図１０の駆動制御ルーチンを実行するハイブリッドＥＣＵ７０等が「要求駆動力設定手段」、「目標運転ポイント設定手段」および「制御手段」に相当する。また、車軸側回転要素としてのリングギヤ３２と機関軸側回転要素としてのキャリア３４とを有する動力分配統合機構３０や車軸側回転要素としてのインプットシャフト１４１と機関軸側回転要素としてのアウトプットシャフト１４２とを有するＣＶＴ１４０が「動力伝達手段」に相当し、モータＭＧ１および動力分配統合機構３０や対ロータ電動機２３０が「電力動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ１、オルタネータ２９あるいは対ロータ電動機２３０が「発電用電動機」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。なお、これら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。すなわち、実施例はあくまで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ず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行われるべきものである。
【００４１】
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、自動車の製造産業等において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。
【図２】第１の実施例のハイブリッドＥＣＵ７０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の動作ラインと目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との相関曲線とを例示する説明図である。
【図５】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例示する説明図である。
【図６】第１の実施例の変形例に係るハイブリッド自動車２０Ａの概略構成図である。
【図７】第１の実施例の他の変形例に係るハイブリッド自動車２０Ｂの概略構成図である。
【図８】第１の実施例の更に他の変形例に係るハイブリッド自動車２０Ｃの概略構成図である。
【図９】本発明の第２の実施例に係るハイブリッド自動車２０Ｄの概略構成図である。
【図１０】第２の実施例のハイブリッドＥＣＵ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。
【符号の説明】
【００４４】
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ 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、２９ オルタネータ、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、３７，３７′ ギヤ機構、３８，３８′ デファレンシャルギヤ、３９ａ〜３９ｄ 車輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２，４５ 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、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、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 ブレーキペダルストロークセンサ、８７ 車速センサ、８８ ＥＣＯスイッチ、９０自動変速機、９１，１４１ インプットシャフト、９２，１４２ アウトプットシャフト、１３０ トルクコンバータ、１３５ 前後進切換機構、１４０ ＣＶＴ、１４３ プライマリプーリ、１４４ セカンダリプーリ、１４５ ベルト、１４６ ＣＶＴ用電子制御ユニット、１４７ 油圧回路、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ、２３４ アウターロータ、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【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、
前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
エネルギ効率を優先する効率優先モードを選択するための効率優先モード選択スイッチと、
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、
前記内燃機関と前記電動機との双方からの動力を用いる走行時に前記効率優先モード選択スイッチがオフされている場合には、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動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記内燃機関と前記電動機との双方からの動力を用いる走行時に前記効率優先モード選択スイッチがオンされている場合には、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電動機により出力される動力が前記効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて低下するように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自動車。
【請求項２】
前記制御手段は、前記内燃機関と前記電動機との双方からの動力を用いる走行時に前記効率優先モード選択スイッチがオンされている場合、前記電動機に対するトルク指令値を前記効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて所定量だけ小さくする請求項１に記載のハイブリッド自動車。
【請求項３】
所定の車軸に接続される車軸側回転要素と前記内燃機関の機関軸に接続されると共に前記車軸側回転要素に対して差回転可能な機関側回転要素とを有し、前記機関軸からの動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能な動力伝達手段を更に備える請求項１または２に記載のハイブリッド自動車。
【請求項４】
前記動力伝達手段は、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力すると共に前記蓄電手段と電力をやり取り可能な電力動力入出力手段である請求項３に記載のハイブリッド自動車。
【請求項５】
前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電用電動機と、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸と前記発電用電動機の回転軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段とを含む請求項４に記載のハイブリッド自動車。
【請求項６】
前記制御手段は、前記内燃機関と前記電動機との双方からの動力を用いる走行時に前記効率優先モード選択スイッチがオンされている場合、前記蓄電手段から前記電動機に供給される電力を前記効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて所定割合だけ低下させるものとして前記電動機に対するトルク指令を設定する請求項５に記載のハイブリッド自動車。
【請求項７】
前記動力伝達手段は、無段変速機である請求項３に記載のハイブリッド自動車。
【請求項８】
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、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、エネルギ効率を優先する効率優先モードを選択するための効率優先モード選択スイッチとを備えたハイブリッド自動車の制御方法であって、
（ａ）走行に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定するステップと、
（ｂ）前記内燃機関と前記電動機との双方からの動力を用いる走行時に前記効率優先モード選択スイッチがオフされている場合には、ステップ（ａ）にて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要求駆動力に基づく動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記内燃機関と前記電動機との双方からの動力を用いる走行時に前記効率優先モード選択スイッチがオンされている場合には、ステップ（ａ）にて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電動機により出力される動力が前記効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて低下するように前記内燃機関と前記電動機とを制御するステップと、
を含むハイブリッド自動車の制御方法。
【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、
前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
エネルギ効率を優先する効率優先モードを選択するための効率優先モード選択スイッチと、
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、
前記内燃機関と前記電動機との双方からの動力を用いる走行時に前記効率優先モード選択スイッチがオフされている場合には、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動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記内燃機関と前記電動機との双方からの動力を用いる走行時に前記効率優先モード選択スイッチがオンされている場合には、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電動機により出力される動力が前記効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて低下するように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自動車。
【請求項２】
前記制御手段は、前記内燃機関と前記電動機との双方からの動力を用いる走行時に前記効率優先モード選択スイッチがオンされている場合、前記電動機に対するトルク指令値を前記効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて所定量だけ小さくする請求項１に記載のハイブリッド自動車。
【請求項３】
所定の車軸に接続される車軸側回転要素と前記内燃機関の機関軸に接続されると共に前記車軸側回転要素に対して差回転可能な機関側回転要素とを有し、前記機関軸からの動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能な動力伝達手段を更に備える請求項１または２に記載のハイブリッド自動車。
【請求項４】
前記動力伝達手段は、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力すると共に前記蓄電手段と電力をやり取り可能な電力動力入出力手段である請求項３に記載のハイブリッド自動車。
【請求項５】
前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電用電動機と、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸と前記発電用電動機の回転軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段とを含む請求項４に記載のハイブリッド自動車。
【請求項６】
前記制御手段は、前記内燃機関と前記電動機との双方からの動力を用いる走行時に前記効率優先モード選択スイッチがオンされている場合、前記蓄電手段から前記電動機に供給される電力を前記効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて所定割合だけ低下させるものとして前記電動機に対するトルク指令を設定する請求項５に記載のハイブリッド自動車。
【請求項７】
前記動力伝達手段は、無段変速機である請求項３に記載のハイブリッド自動車。
【請求項８】
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、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、エネルギ効率を優先する効率優先モードを選択するための効率優先モード選択スイッチとを備えたハイブリッド自動車の制御方法であって、
（ａ）走行に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定するステップと、
（ｂ）前記内燃機関と前記電動機との双方からの動力を用いる走行時に前記効率優先モード選択スイッチがオフされている場合には、ステップ（ａ）にて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要求駆動力に基づく動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記内燃機関と前記電動機との双方からの動力を用いる走行時に前記効率優先モード選択スイッチがオンされている場合には、ステップ（ａ）にて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電動機により出力される動力が前記効率優先モード選択スイッチのオフ時に比べて低下するように前記内燃機関と前記電動機とを制御するステップと、
を含むハイブリッド自動車の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１６２４９０（Ｐ２００８−１６２４９０Ａ）
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５６２５９（Ｐ２００６−３５６２５９）
【出願日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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