ハイブリッド車両およびその制御方法
【課題】登降坂路におけるドライバビリティのより一層の向上を図る。
【解決手段】アクセルオフ状態でハイブリッド自動車が比較的急な降坂路を走行しているときに、回転数Ｎｍ２の算出に関連したエイリアシングが発生していないと判断された場合、実加速度と推定加速度とに基づく路面勾配θに対応した勾配起因シフトレンジＳＲｇが制御用シフトレンジＳＲ＊として設定され（Ｓ２３０）、当該エイリアシングが発生していると判断された場合には、制御用シフトレンジＳＲ＊が前回値に保持される（Ｓ２４０）。これにより、上記エイリアシングが発生していると判断されたときには、エイリアシングが発生していると判断される直前に求められた路面勾配θに対応した勾配起因シフトレンジＳＲｇに基づいてエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される。
【解決手段】アクセルオフ状態でハイブリッド自動車が比較的急な降坂路を走行しているときに、回転数Ｎｍ２の算出に関連したエイリアシングが発生していないと判断された場合、実加速度と推定加速度とに基づく路面勾配θに対応した勾配起因シフトレンジＳＲｇが制御用シフトレンジＳＲ＊として設定され（Ｓ２３０）、当該エイリアシングが発生していると判断された場合には、制御用シフトレンジＳＲ＊が前回値に保持される（Ｓ２４０）。これにより、上記エイリアシングが発生していると判断されたときには、エイリアシングが発生していると判断される直前に求められた路面勾配θに対応した勾配起因シフトレンジＳＲｇに基づいてエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動変速機のギヤ段がエンジンブレーキ作用状態とエンジンブレーキ非作用状態とを有すると共に、車両加速度に基づいて道路勾配を判定する車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、自動変速機のギヤ段がエンジンブレーキ非作用状態であると判定されたときに車両加速度に基づく道路勾配判定を禁止し、精度の低い道路勾配判定に基づく登降坂制御により運転性が損なわれることを抑制している。また、従来から、エンジンと複数の動力伝達部材とが複数の動力伝達用クラッチを介して連結され、複数の動力伝達部材と出力軸間で変速比の異なる複数の歯車対によってトルクが伝達可能なように構成され、複数の歯車対の何れかを選択して噛合させる複数の変速用クラッチによって変速制御を行うと共に動力伝達用クラッチの係合具合を変化させることが可能な車両変速機が知られている（例えば、特許文献２参照）。この変速機では、道路勾配に応じた最適なエンジンブレーキが得られるように、加速度検出手段により検出された加速度に応じて動力伝達用クラッチの係合具合が変化させられる。更に、従来から、エンジンと、エンジンのクランクシャフトに接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤに接続された発電可能なモータと、プラネタリギヤに接続されると共にデファレンシャルギヤを介して駆動輪に接続された無段変速機とを備えた車両が知られている（例えば、特許文献３参照）。この車両では、車両の走行状態がクリープトルク出力許可領域内のときに、車速とブレーキ油圧とに基づいてクリープ補正係数を算出すると共に車両の加速度と無段変速機の変速比とに基づいてクリープ補正係数下限値を算出し、算出したクリープ補正係数下限値でクリープ補正係数Ｋｃｒの下限を制限した上で、ドライバ要求トルクにクリープ補正係数を乗じた値であるクリープトルクが出力されるようモータを駆動制御している。これにより、車両の加速度に基づいて判断される登り勾配の大きさと無段変速機の変速比に応じたクリープトルクを出力することができる。
【特許文献１】特開平１０−２３８６１５号公報
【特許文献２】特開２００６−３０８０６１号公報
【特許文献３】特開２００３−１８９４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述のように、車両の実加速度を用いて路面勾配を把握すれば、路面勾配に応じた車両制御を実行可能となり、それにより登降坂路におけるドライバビリティを良好なものとすることができる。ただし、車両の走行中に実加速度を常に精度よく取得（検出）し得るとは限らず、車両の実加速度を精度よく取得し得ないときに当該実加速度から求められる路面勾配を用いて車両を制御したのでは、却ってドライバビリティの改善を図ることができなくなるおそれもある。
【０００４】
そこで、本発明によるハイブリッド車両およびその制御方法は、登降坂路におけるドライバビリティのより一層の向上を図ることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるハイブリッド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ている。
【０００６】
本発明によるハイブリッド車両は、
内燃機関と、
動力を入出力可能な第１電動機と、
前記内燃機関の機関軸と前記第１電動機の回転軸と駆動輪に動力を伝達する駆動軸との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動力分配手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第２電動機と、
前記第１および第２電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
前記駆動軸または該駆動軸に接続された所定の軸の回転速度を取得する回転速度取得手段と、
前記回転速度取得手段により取得された回転速度を用いて車両進行方向の実加速度を取得する実加速度取得手段と、
前記駆動軸に出力すべきトルクから車両進行方向の推定加速度を取得する推定加速度取得手段と、
前記実加速度取得手段により取得された実加速度と前記推定加速度取得手段により取得された推定加速度との差に基づいて路面勾配を算出する路面勾配算出手段と、
複数の仮想シフトレンジの中から前記路面勾配算出手段により算出された路面勾配に対応した仮想シフトレンジを勾配起因シフトレンジとして設定する勾配起因シフトレンジ設定手段と、
前記駆動軸または前記所定の軸の回転数と前記回転速度取得手段のサンプリング間隔とに基づくエイリアシングが発生しているか否かを判定する判定手段と、
前記路面勾配算出手段により算出された路面勾配が所定範囲内にあると共に前記判定手段により前記エイリアシングが発生していないと判断されたときには、前記勾配起因シフトレンジを制御用シフトレンジとして設定し、前記路面勾配算出手段により算出された路面勾配が前記所定範囲内にあると共に前記判定手段により前記エイリアシングが発生していると判断されたときには、前記制御用シフトレンジを保持する制御用シフトレンジ設定手段と、
前記路面勾配算出手段により算出された路面勾配が前記所定範囲内にあるときに、前記制御用シフトレンジ設定手段により設定された制御用シフトレンジと所定の制約とを用いて運転者によるアクセル操作状態に応じた走行が実現されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御する登降坂路走行制御手段と、
を備えるものである。
【０００７】
このハイブリッド車両では、駆動軸または当該駆動軸に接続された所定の軸の回転速度を取得する回転速度取得手段により取得された回転速度を用いて車両進行方向の実加速度が取得されると共に、駆動軸に出力すべきトルクから車両進行方向の推定加速度が取得され、実加速度と推定加速度との差に基づいて路面勾配が算出される。更に、このハイブリッド車両では、複数の仮想シフトレンジが予め定められており、実加速度と推定加速度との差から算出された路面勾配に対応する仮想シフトレンジが勾配起因シフトレンジとして設定される。そして、算出された路面勾配が所定範囲内にあるときには、基本的に勾配起因シフトレンジが制御用シフトレンジとされ、当該制御用シフトレンジと所定の制約とを用いて運転者によるアクセル操作状態に応じた走行が実現されるように内燃機関と第１および第２電動機とが制御される。このように、実加速度と推定加速度との差から算出される路面勾配に対応した勾配起因シフトレンジを制御用シフトレンジとし、当該制御用シフトレンジと所定の制約とを用いて内燃機関と第１および第２電動機とを制御すれば、路面勾配に応じた車両制御により登降坂路におけるドライバビリティを向上させることができる。ただし、駆動軸または所定の軸の回転数と回転速度取得手段のサンプリング間隔との関係によっては、エイリアシングにより回転速度取得手段により取得された回転速度から車両進行方向の実加速度を精度よく取得し得なくなることがある。これを踏まえて、このハイブリッド車両では、路面勾配算出手段により算出された路面勾配が所定範囲内にあると共に判定手段によりエイリアシングが発生していないと判断されたときには、勾配起因シフトレンジが制御用シフトレンジとして設定され、路面勾配算出手段により算出された路面勾配が所定範囲内にあると共に判定手段によりエイリアシングが発生していると判断されたときには、制御用シフトレンジが保持される。これにより、判定手段によりエイリアシングが発生していると判断されたときには、エイリアシングに起因して精度よく取得されていない可能性がある実加速度から求められる路面勾配ではなく、エイリアシングが発生していると判断される直前に求められた路面勾配に対応した勾配起因シフトレンジに基づいて内燃機関と第１および第２電動機とが制御されることになる。従って、このハイブリッド車両では、不正確な路面勾配に基づく車両制御の実行を抑制することができるので、登降坂路におけるドライバビリティをより一層向上させることが可能となる。
【０００８】
また、前記ハイブリッド車両は、運転者によるアクセル操作量に基づいて前記駆動軸に出力すべきトルクである要求トルクを設定する要求トルク設定手段を更に備えてもよく、前記制御用シフトレンジ設定手段は、前記路面勾配が第１閾値以下の下り勾配であると共に前記エイリアシングが発生していないと判断されたときには、前記勾配起因シフトレンジを制御用シフトレンジとして設定し、前記路面勾配が前記第１閾値以下の下り勾配であると共に前記エイリアシングが発生していると判断されたときには、前記制御用シフトレンジを保持するものであってもよく、前記要求トルク設定手段は、前記アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあると共に前記路面勾配が前記第１閾値以下の下り勾配であるときに、前記複数の仮想シフトレンジおよび車速と前記要求トルクとの関係を規定する要求トルク設定制約を用いて前記制御用シフトレンジと車速とに対応した要求トルクを設定するものであってもよく、前記登降坂路走行制御手段は、前記アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあると共に前記路面勾配が前記第１閾値以下の下り勾配であるときに、前記複数の仮想シフトレンジおよび車速と前記内燃機関の目標回転数との関係を規定する目標回転数設定制約を用いて前記制御用シフトレンジと車速とに対応した目標回転数を設定し、燃料カット状態にある前記内燃機関の機関軸が前記目標回転数で回転すると共に前記要求トルク設定手段により設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御するものであってもよい。これにより、アクセルオフ状態でハイブリッド車両が比較的急な降坂路を走行している最中に上記エイリアシングが発生していないと判断された場合には、制御用シフトレンジ（勾配起因シフトレンジ）と車速とに基づいて路面勾配に対応した要求トルクや内燃機関の目標回転数が設定されると共に、内燃機関から駆動軸に路面勾配に応じたより適正なフリクショントルク（エンジンブレーキによる制動トルク）が出力されることになる。また、アクセルオフ状態でハイブリッド車両が比較的急な降坂路を走行している最中に上記エイリアシングが発生していると判断された場合には、制御用シフトレンジが保持されることから、不正確な路面勾配に基づく要求トルクおよび内燃機関の目標回転数の設定や内燃機関からのフリクショントルクの出力が抑制され、より実態に近い路面勾配に対応したより適正なトルクを駆動軸に出力することが可能となる。従って、このハイブリッド車両では、降坂路におけるドライバビリティをより一層向上させることができる。
【０００９】
この場合、前記要求トルク設定制約は、前記複数の仮想シフトレンジごとに車速と前記要求トルクとの関係を規定するものであって、当該車速と前記要求トルクとの関係は、車速が高いほど前記要求トルクが制動トルクとして大きくなる傾向を有してもよく、前記目標回転数設定制約は、前記複数の仮想シフトレンジごとに車速と前記目標回転数との関係を規定するものであって、当該車速と前記目標回転数との関係は、車速が高いほど前記目標回転数が高くなる傾向を有してもよい。
【００１０】
また、前記ハイブリッド車両は、運転者によるアクセル操作量に基づいて前記駆動軸に出力すべきトルクである要求トルクを設定する要求トルク設定手段を更に備えてもよく、前記制御用シフトレンジ設定手段は、前記路面勾配が第２閾値以上の上り勾配であると共に前記エイリアシングが発生していないと判断されたときには、前記勾配起因シフトレンジを制御用シフトレンジとして設定し、前記路面勾配が前記第２閾値以上の上り勾配であると共に前記エイリアシングが発生していると判断されたときには、前記制御用シフトレンジを保持するものであってもよく、前記登降坂路走行制御手段は、前記アクセル操作状態がアクセルオン状態にあると共に前記路面勾配が前記第２閾値以上の上り勾配であるときに、前記複数の仮想シフトレンジおよび車速と前記内燃機関の下限回転数との関係を規定する下限回転数設定制約を用いて前記制御用シフトレンジと車速とに対応した下限回転数を設定し、前記内燃機関の回転数が前記下限回転数以上に保たれると共に前記要求トルク設定手段により設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御するものであってもよい。このように、アクセルオン状態でハイブリッド車両が比較的急な登坂路を走行している最中に上記エイリアシングが発生していないと判断された場合には、勾配起因シフトレンジが制御用シフトレンジとして設定されると共に、制御用シフトレンジ（勾配起因シフトレンジ）に基づいて内燃機関の下限回転数が設定されるので、内燃機関の回転数を路面勾配に応じた下限回転数以上に保つことで内燃機関からの動力を取り出し易くし、それにより加速性能を向上させることが可能となる。また、アクセルオン状態でハイブリッド車両が比較的急な登坂路を走行している最中に上記エイリアシングが発生していると判断された場合には、制御用シフトレンジが保持され、不正確な路面勾配ではなく、より実態に近い路面勾配に応じた内燃機関の下限回転数が設定されるので、それにより加速性能を良好に保つことが可能となる。従って、このハイブリッド車両では、登坂路におけるドライバビリティをより一層向上させることが可能となる。
【００１１】
この場合、前記下限回転数設定制約は、前記複数の仮想シフトレンジごとに車速と前記下限回転数との関係を規定するものであって、当該車速と前記下限回転数との関係は、車速が高いほど前記下限回転数が高くなる傾向を有するものであってもよい。
【００１２】
更に、前記ハイブリッド車両は、通常走行用のドライブレンジおよび複数の仮想シフトレンジの何れかの選択を運転者に許容するシフトレンジ選択手段を更に備えてもよく、前記複数の仮想シフトレンジのそれぞれには、アクセルオフ状態における車速と前記駆動軸に出力すべきトルクである要求トルクとの関係と、アクセルオフ状態における車速と前記内燃機関の目標回転数との関係と、アクセルオン状態における車速と前記内燃機関の下限回転数との関係とが対応付けられており、前記登降坂路走行制御手段は、前記ドライブレンジが選択されると共に前記路面勾配算出手段により算出された路面勾配が前記所定範囲内にあるときに、前記制御用シフトレンジと前記所定の制約とを用いて運転者によるアクセル操作状態に応じた走行が実現されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御するものであってもよい。このようなシフトレンジ選択手段を備えたハイブリッド車両では、シフトレンジ選択手段を操作して仮想シフトレンジを選択することにより、アクセルオフ状態でのトルク特性を複数段階に設定したり、アクセルオン状態でのエンジンの出力応答性を良好に確保したりすることが可能となる。そして、ドライブレンジが選択されているときに、路面勾配に対応した何れかの仮想シフトレンジを制御用シフトレンジとして車両制御を実行することにより登降坂路におけるドライバビリティをより一層向上させることが可能となる。
【００１３】
そして、前記動力分配手段は、前記内燃機関の機関軸に接続される第１要素と、前記第１電動機の回転軸に接続される第２要素と、前記駆動軸に接続される第３要素とを有すると共にこれら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された遊星歯車機構であってもよい。
【００１４】
本発明によるハイブリッド車両の制御方法は、
内燃機関と、動力を入出力可能な第１電動機と、前記内燃機関の機関軸と前記第１電動機の回転軸と駆動輪に動力を伝達する駆動軸との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動力分配手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な第２電動機と、前記第１および第２電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、前記駆動軸または該駆動軸に接続された所定の軸の回転速度を取得する回転速度取得手段とを備えたハイブリッド車両の制御方法であって、
（ａ）前記回転速度取得手段により取得された回転速度を用いて導出される車両進行方向の実加速度と、前記駆動軸に出力すべきトルクから推定される車両進行方向の推定加速度との差に基づいて路面勾配を算出するステップと、
（ｂ）複数の仮想シフトレンジの中からステップ（ａ）にて算出された路面勾配に対応した仮想シフトレンジを勾配起因シフトレンジとして設定するステップと、
（ｃ）前記駆動軸または前記所定の軸の回転数と前記回転速度取得手段のサンプリング間隔とに基づくエイリアシングが発生しているか否かを判定するステップと、
（ｄ）ステップ（ａ）にて算出された路面勾配が所定範囲内にあると共にステップ（ｃ）にて前記エイリアシングが発生していないと判断されたときには、前記勾配起因シフトレンジを制御用シフトレンジとして設定し、ステップ（ａ）にて算出された路面勾配が前記所定範囲内にあると共にステップ（ｃ）にて前記エイリアシングが発生していると判断されたときには、前記制御用シフトレンジを保持するステップと、
（ｅ）ステップ（ａ）にて算出された路面勾配が前記所定範囲内にあるときに、ステップ（ｄ）にて設定された制御用シフトレンジと所定の制約とを用いて運転者によるアクセル操作状態に応じた走行が実現されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御するステップと、
を含むものである。
【００１５】
この方法のように、実加速度と推定加速度との差から算出される路面勾配が所定範囲内にあると共にエイリアシングが発生していないと判断されたときに、当該路面勾配に対応した勾配起因シフトレンジを制御用シフトレンジとして内燃機関と第１および第２電動機とを制御すれば、路面勾配に応じた車両制御により登降坂路におけるドライバビリティを向上させることができる。また、実加速度と推定加速度との差から算出される路面勾配が所定範囲内にあると共に上記エイリアシングが発生していると判断されたときに、制御用シフトレンジを保持すれば、エイリアシングに起因して精度よく取得されていない可能性がある実加速度から求められる路面勾配ではなく、エイリアシングが発生していると判断される直前に求められた路面勾配に対応した勾配起因シフトレンジに基づいて内燃機関と第１および第２電動機とを制御することができる。これにより、不正確な路面勾配に基づく車両制御の実行を抑制することができるので、登降坂路におけるドライバビリティをより一層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】
【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のクランクシャフト（機関軸）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に連結された減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、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。
【００１８】
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による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に送信する。
【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と噛合すると共にリングギヤ３２と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。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いる。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。
【００２０】
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。また、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。実施例において、回転位置検出センサ４３，４４としては、１相励磁２相出力方式のレゾルバが採用されており、モータＥＣＵ４０は、所定時間（所定のサンプリング間隔）おきに図示しない回転数算出ルーチンを実行し、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の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を算出している。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に送信する。
【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からのバッテリ温度Ｔｂ等が入力されている。また、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に送信する。実施例のバッテリ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を算出したり、当該残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を算出したり、残容量ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の充電に許容される電力である充電許容電力としての入力制限Ｗｉｎとバッテリ５０の放電に許容される電力である放電許容電力としての出力制限Ｗｏｕｔとを算出したりする。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定すると共に、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可能である。
【００２２】
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等を記憶するＲＯＭ７４、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６、図示しない入出力ポートおよび通信ポート等を備える。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（シフトポジション）に対応したシフトレンジＳＲを検出するシフトレンジセンサ８２からのシフトレンジＳＲ、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルストロークセンサ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、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。
【００２３】
上述のように構成された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とに基づいて駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂ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＊が計算され、この要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される。エンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２の運転制御モードとしては、要求トルクＴｒ＊に見合うパワーがエンジン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から出力されるパワーのすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１および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ＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求トルクＴｒ＊とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合うパワーがエンジン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から出力されるパワー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およびＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止して要求トルクＴｒ＊に基づくトルクをリングギヤ軸３２ａに出力するようにモータＭＧ２を駆動制御するモータ運転モード等がある。
【００２４】
ここで、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１のシフトポジションとして、駐車時に選択される駐車レンジに対応したＰポジション、後進走行用のリバースレンジに対応したＲポジション、中立のニュートラルレンジに対応したＮポジション、通常の前進走行用のドライブレンジ（Ｄレンジ）に対応したＤポジションに加えて、複数の仮想シフトレンジＳＲ１，ＳＲ２，ＳＲ３，ＳＲ４，ＳＲ５およびＳＲ６からの任意の仮想シフトレンジの選択を可能とするシーケンシャルシフトポジション（Ｓポジション）、アップシフト指示ポジションおよびダウンシフト指示ポジションが用意されている。運転者によりシフトレバー８１がＳポジションにセットされると、その際の車速Ｖ等に応じて仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の中の何れかが初期レンジとして設定され、以後、シフトレバー８１がアップシフト指示ポジションにセットされると仮想シフトレンジが１段階ずつ上げられる（アップシフトされる）一方、シフトレバー８１がダウンシフト指示ポジションにセットされると仮想シフトレンジが１段階ずつ下げられる（ダウンシフトされる）。また、シフトレンジセンサ８２は、シフトレバー８１の操作に応じて現在の仮想シフトレンジ（ＳＲ１〜ＳＲ６の何れか）をシフトレンジＳＲとして出力する。
【００２５】
そして、実施例のハイブリッド自動車２０では、複数の仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６ごとにアクセルオフ状態（Ａｃｃ＝０％）における車速Ｖとリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊との関係を規定するアクセルオフ時要求トルク設定用マップ（要求トルク設定制約）が用意されている。図２にアクセルオフ時要求トルク設定用マップの一例を示す。同図からわかるように、各仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れが選択されても、車速Ｖが高いほど要求トルクＴｒ＊が小さくすなわち制動トルクとして大きく設定される。また、実施例のアクセルオフ時要求トルク設定用マップは、仮想シフトレンジＳＲ６からＳＲ１へと段階が小さくなるほど同一の車速Ｖに対する要求トルクを小さく（制動力として大きく）設定するものとして作成されている。なお、実施例では、Ｄレンジに仮想シフトレンジＳＲ６と同一の車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係が対応付けられている。更に、実施例のハイブリッド自動車２０では、複数の仮想シフトレンジＳＲ１〜Ｒ６ごとにアクセルオフ状態における車速Ｖとエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊との関係を規定するエンジン目標回転数設定用マップ（目標回転数設定制約）が用意されている。図３にエンジン目標回転数設定用マップの一例を示す。同図からわかるように、各仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れが選択されても、車速Ｖが高いほどエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が高く設定される。また、実施例のエンジン目標回転数設定用マップは、仮想シフトレンジＳＲ６からＳＲ１へと段階が小さくなるほど同一の車速Ｖに対する目標回転数Ｎｅ＊高く設定するものとして作成されている。なお、実施例では、Ｄレンジに仮想シフトレンジＳＲ６と同一の車速Ｖと目標回転数Ｎｅ＊との関係が対応付けられている。加えて、実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセルオン状態での走行中に仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れかが選択されていると、図３のエンジン目標回転数設定用マップから選択されている仮想シフトレンジに対応した回転数が導出され、当該回転数がエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎとして設定される。すなわち、エンジン目標回転数設定用マップは下限回転数設定制約としても用いられ、複数の仮想シフトレンジＳＲ１〜Ｒ６のそれぞれには、アクセルオン状態における車速Ｖとエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎとの関係が対応付けられることになる。なお、下限回転数設定制約として、図３のエンジン目標回転数設定用マップとは異なる専用のものを用意してもよいことはいうまでもない。
【００２６】
これにより、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１を操作して仮想シフトレンジＳＲ１〜Ｒ６の何れか選択することにより、アクセルオフ状態でのトルク特性（制動トルク特性）を複数段階（実施例では６段階）に設定したり、アクセルオン状態でのエンジンの出力応答性を良好に確保したりすることが可能となる。なお、実施例において、シフトレバー８１がＤポジションがセットされているときには、エンジン２２が停止されていなければ当該エンジン２２が効率よく運転されるように制御される。そして、シフトレバー８１がＤポジションがセットされているときに、シフトレンジセンサ８２はシフトレンジＳＲがＤレンジである旨の信号を出力する。
【００２７】
次に、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。ここでは、まず図４等を参照しながら運転者によるアクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときの動作について説明する。
【００２８】
図４は、エンジン２２が運転された状態で運転者によるアクセル操作状態がアクセルオフ状態（Ａｃｃ＝０）になったときに、ハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間（例えば数ｍｓｅｃ）ごとに繰り返し実行されるアクセルオフ時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。なお、運転者によりアクセルペダル８３の踏み込みが解除されてアクセルオン状態からアクセルオフ状態へと移行すると、ハイブリッドＥＣＵ７０は、エンジン２２における燃料噴射制御（燃料供給）や点火時期制御を停止させるための指令信号（燃料カット指令）をエンジンＥＣＵ２４に送信し、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０からの指令信号に応じて燃料噴射制御等を停止させる。
【００２９】
図４のアクセルオフ時制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、シフトレンジセンサ８２からのシフトレンジＳＲ、車速センサ８７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、路面勾配θ、勾配起因シフトレンジＳＰｇ、登降坂制御許否フラグＦａｄ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）。ただし、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０により回転数算出ルーチンを経て算出されるものであってモータＥＣＵ４０から通信により入力される。また、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリＥＣＵ５２から通信により入力される。路面勾配θと勾配起因シフトレンジＳＲｇとは、それぞれハイブリッドＥＣＵ７０により別途実行される図５の登降坂制御ルーチンを経て算出・設定されるものである。更に、登降坂制御許否フラグＦａｄは、ハイブリッドＥＣＵ７０により、エンジン２２の冷却水温度が所定温度（例えば６０〜７０℃）以上であること、車速Ｖが所定範囲内（例えば１０〜１４０ｋｍ／ｈの範囲）にあること、ハイブリッド自動車２０において何らかの異常が発生している診断されていないこと等の条件（勾配起因シフトレンジＳＲｇの使用の前提条件）が成立しているときに値１に設定されると共に、それ以外のときに値０に設定され、所定の記憶領域に保持されているものである。
【００３０】
ここで、図４のアクセルオフ時制御ルーチンの説明を中断して、図５の登降坂制御ルーチンについて説明する。かかる登降坂制御ルーチンは、登降坂路におけるドライバビリティの向上を図るべく、ハイブリッド自動車２０の走行中にハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間ごとに繰り返し実行されるものである。図５の登降坂制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、車速センサ８７からの車速Ｖや、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２、当該回転数Ｎｍ２の算出直前に設定された要求トルク（前回要求トルク）Ｔｒ＊といった必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ３００）。ステップＳ３００のデータ入力処理の後、入力した回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除して得られるリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒに基づいてハイブリッド自動車２０の進行方向における実加速度αを算出する（ステップＳ３１０）。ステップＳ３１０では、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒの単位時間あたりの変化量を求めることにより容易に実加速度αを算出することができる。更に、前回要求トルクＴｒ＊を用いて次式（１）に従い車両進行方向の推定加速度αｅｓｔを算出する（ステップＳ３２０）。ただし、式（１）において、“ｋ”は、リングギヤ軸３２ａに出力されたトルクを走行用の駆動力に換算するための換算係数であり、“Ｒｄ”は、車速Ｖ等に応じて定まる走行抵抗であり、“ｍ”は車重（例えば１名または乗車時や２名乗車時等の車重）である。そして、実加速度α、推定加速度αｅｓｔおよび重力加速度ｇとを用いて次式（２）に従い路面勾配θを算出する（ステップＳ３３０）。こうして路面勾配θを算出したならば、予め用意された勾配起因シフトレンジ設定用マップから当該路面勾配θに対応した勾配起因シフトレンジＳＲｇを導出・設定し（ステップＳ３４０）、本ルーチンを一旦終了させる。図６に勾配起因シフトレンジ設定用マップの一例（下り勾配の前進時用の領域のみ）を例示する。同図に示す勾配起因シフトレンジ設定用マップは、上述の仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６に対応したアクセルオフ状態での要求トルクＴｒ＊やアクセルオン状態での下限回転数Ｎｅｍｉｎ等を踏まえて、車速Ｖおよび路面勾配θと仮想シフトレンジとの関係、すなわち、ある路面勾配θの走行路をある車速Ｖで走行しているときに選択されると好適な仮想シフトレンジを規定するものであり、予め実験・解析を経て作成される。
【００３１】
αest=(k・前回Tr*-Rd)/m …（１）
θ=arcsin([α−αest]/ｇ) …（２）
【００３２】
さて、再度図４のアクセルオフ時制御ルーチンの説明に戻ると、ステップＳ１００のデータ入力処理の後、入力したシフトレンジＳＲがＤレンジと仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６との何れであるかを調べる（ステップＳ１１０）。シフトレンジＳＲが仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６である場合、すなわち運転者によりシフトレバー８１がＳポジションやアップまたはダウンシフト指示ポジションにセットされている場合には、ステップＳ１００にて入力したシフトレンジＳＲを以後の制御に供される制御用シフトレジンＳＲ＊として設定する（ステップＳ１２０）。次いで、上述の図２のアクセルオフ時要求トルク設定用マップから制御用シフトレンジＳＲ＊とステップＳ１００にて入力した車速Ｖとに対応した要求トルクＴｒ＊を導出・設定すると共に(ステップＳ１３０）、上述の図３のエンジン目標回転数設定用マップから制御用シフトレンジＳＲ＊とステップＳ１００にて入力した車速Ｖとに対応したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ１４０）。
【００３３】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊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（３）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とに基づく次式（４）に従ってモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１５０）。ここで、式（３）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。図７にエンジン２２に対する燃料供給が停止され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。また、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１にトルクＴｍ１を出力させ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にトルクＴｍ２を出力させたときに減速ギヤ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（３）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（３）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（３）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。
【００３４】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) …（３）
Tm1*=k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt …（４）
【００３５】
続いて、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とを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（５）に従い計算する（ステップＳ１６０）。更に、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔとモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ１，ＭＧ２の現在の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とを用いてモータ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（６）および式（７）に従い計算する（ステップＳ１７０）。そして、モータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊をトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘ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Ｓ１８０）。このようにしてモータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、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の範囲内に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７の共線図から容易に導出することができる。こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定したならば、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ１９０）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊に従ってモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊に従ってモータ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。これにより、燃料カットされた状態のエンジン２２のクランクシャフト２６がモータＭＧ１のモータリングによって選択されている仮想シフトレンジに対応した目標回転数Ｎｅ＊で回転すると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルク（制動トルク）がリングギヤ軸３２ａに出力されるようにモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される。そして、この際には、モータＭＧ１によりモータリングされるエンジン２２からフリクショントルク（いわゆるエンジンブレーキによる制動トルク、図７の−１／ρ・Ｔｍ１）がリングギヤ軸３２ａに出力されることになる。従って、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１をＳポジションやアップまたはダウンシフト指示ポジションにセットして仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６を選択することにより、アクセルオフ状態での制動トルク特性を複数段階に設定することが可能となる。
【００３６】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …（５）
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（６）
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（７）
【００３７】
一方、ステップＳ１１０にてシフトレンジＳＲがＤレンジである判断された場合、すなわち運転者によりシフトレバー８１がＤポジションにセットされている場合には、登降坂制御許否フラグＦａｄが値１であるか否かを判定する（ステップＳ２００）。登降坂制御許否フラグＦａｄが値０であるときには、仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６のうちのＤレンジに対応した仮想シフトレンジＳＲ６を制御用シフトレジンＳＲ＊として設定し（ステップＳ１２０）、上述のステップＳ１３０〜Ｓ１９０の処理を実行する。このように、運転者によりＤレンジが選択されているときに、エンジン２２の暖機が完了していなかったり、ハイブリッド自動車２０の走行状態が極低速走行状態または高速走行状態にあったりするような場合には、選択されているＤレンジ（ＳＲ６）をそのまま制御用シフトレンジＳＲ＊として用いてモータＭＧ１およびＭＧ２が制御される。また、ステップＳ２００にて登降坂制御許否フラグＦａｄが値１であると判断された場合には、更にステップＳ１００にて入力した路面勾配θが予め定められた閾値（第１閾値）−θｒｅｆ（ただし、θｒｅｆは正の所定値である。）以下であるか否か（閾値−θｒｅｆ以下の下り勾配であるか否か）を判定する（ステップＳ２１０）。路面勾配θが閾値−θｒｅｆを上回っている場合には、仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６のうちのＤレンジに対応した仮想シフトレンジＳＲ６を制御用シフトレジンＳＲ＊として設定し（ステップＳ１２０）、上述のステップＳ１３０〜Ｓ１９０の処理を実行する。このように、運転者によりＤレンジが選択されているときに、走行路の下り勾配が緩やかであったり、走行路が平坦路あるいは登坂路であったりする場合には、選択されているＤレンジ（ＳＲ６）をそのまま制御用シフトレンジＳＲ＊として用いてモータＭＧ１およびＭＧ２が制御される。
【００３８】
これに対して、ステップＳ２１０にて路面勾配θが閾値−θｒｅｆ以下であってハイブリッド自動車２０が比較的急な降坂路を走行していると判断された場合には、更に、ステップＳ１００にて入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に基づいてモータＥＣＵ４０によるモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の算出に際してエイリアシングが発生しているか否かを判定する（ステップＳ２２０）。ここで、リングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２の実際の回転数と、回転位置検出センサ（レゾルバ）４４からの信号を用いた回転数Ｎｍ２の算出間隔（サンプリング間隔）との関係によっては、回転位置検出センサ４４により出力される信号から回転数Ｎｍ２を正確に再現できなくなるエイリアシングが発生することがある。このようなエイリアシングが発生すると、図５の登降坂制御ルーチンの実行に際して回転数Ｎｍ２から車両進行方向の実加速度αひいては路面勾配θを精度よく取得し得なくなることがあり、路面勾配θが不正確なものであると、図５の登降坂制御ルーチンにより設定される勾配起因シフトレンジＳＲｇが実態にそぐわないものとなってしまうおそれがある。これを踏まえて、実施例のハイブリッド自動車２０では、エイリアシングが発生するモータＭＧ２の回転数域を計算と実験とから予め特定することにより、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２からエイリアシングの有無を判定可能とする図示しないエイリアシング発生判定用マップが予め用意されている。そして、ステップＳ２２０では、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とエイリアシング発生判定用マップとを用いて上記エイリアシングが発生しているか否かを判定する。
【００３９】
ステップＳ２２０にてエイリアシングが発生していないと判断された場合には、ステップＳ１００にて入力した勾配起因シフトレンジＳＲｇを制御用シフトレンジＳＲ＊として設定した上で（ステップＳ２３０）、上述のステップＳ１３０〜Ｓ１９０の処理を実行する。これにより、Ｄレンジが選択されると共にアクセルオフ状態でハイブリッド自動車２０が比較的急な降坂路を走行している最中に回転数Ｎｍ２の算出に関連したエイリアシングが発生していないと判断された場合には、制御用シフトレンジＳＲ＊（勾配起因シフトレンジＳＲｇ）と車速Ｖとに基づいて路面勾配θに対応した要求トルクＴｒ＊やエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が設定されると共に（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）、エンジン２２からリングギヤ軸３２ａに路面勾配θに応じたより適正なフリクショントルク（エンジンブレーキによる制動トルク）が出力されることになる。また、ステップＳ２２０にてエイリアシングが発生していると判断された場合には、本ルーチンの前回実行時に設定された制御用シフトレンジＳＲ＊を今回の制御用シフトレンジＳＲ＊として設定（保持）した上で（ステップＳ２４０）、上述のステップＳ１３０〜Ｓ１９０の処理を実行する。これにより、Ｄレンジが選択されると共にアクセルオフ状態でハイブリッド自動車２０が比較的急な降坂路を走行している最中に回転数Ｎｍ２の算出に関連したエイリアシングが発生していると判断された場合には、エイリアシングに起因して精度よく取得されていない可能性がある実加速度αから求められる路面勾配θではなく、エイリアシングが発生していると判断される直前に求められた路面勾配θに対応した勾配起因シフトレンジＳＲｇに基づいて要求トルクＴｒ＊やエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が設定されることになる（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）。この結果、回転数Ｎｍ２の算出に関連したエイリアシングが発生していると判断された場合には、不正確な路面勾配θに基づく要求トルクＴｒ＊および目標回転数Ｎｅ＊の設定やエンジン２２からのフリクショントルクの出力を抑制し、より実態に近い路面勾配に対応したより適正なトルク（制動トルク）をリングギヤ軸３２ａに出力することが可能となる。
【００４０】
引き続き、図８等を参照しながら運転者によるアクセル操作状態がアクセルオン状態であるときのハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図８は、エンジン２２が運転されると共に運転者によるアクセル操作状態がアクセルオン状態（Ａｃｃ＞０）にあるときに、ハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間（例えば数ｍｓｅｃ）ごとに繰り返し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
【００４１】
図８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、シフトレンジセンサ８２からのシフトレンジＳＲ、車速センサ８７からの車速Ｖ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊や入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ、路面勾配θ、勾配起因シフトレンジＳＰｇ、登降坂制御許否フラグＦａｄ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Ｓ５００）。なお、バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリＥＣＵ５２から通信により入力される。ステップＳ５００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Ｓ５１０）。実施例では、アクセルオン状態でのアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係が図９に例示する要求トルク設定用マップとして予め定められており、このマップからアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに対応した要求トルクＴｒ＊が導出・設定される。また、実施例において、要求パワーＰｅ＊は、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＊とロスＬｏｓｓとの総和として計算される。次いで、要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の仮の目標運転ポイントである仮目標回転数Ｎｅｔｍｐと仮目標トルクＴｅｔｍｐとを設定する（ステップＳ５２０）。実施例では、エンジン２２を効率よく動作させるために予め定められた動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいてエンジン２２の仮目標回転数Ｎｅｔｍｐと仮目標トルクＴｅｔｍｐとが設定される。図１０に、エンジン２２の動作ラインと回転数ＮｅとトルクＴｅとの相関曲線とを例示する。同図に示すように、仮目標回転数Ｎｅｔｍｐと仮目標トルクＴｅｔｍｐとは、上記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。
【００４２】
エンジン２２の仮目標回転数Ｎｅｔｍｐと仮目標トルクＴｅｔｍｐとを設定したならば、ステップＳ５００にて入力したシフトレンジＳＲがＤレンジと仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６との何れであるかを調べ（ステップＳ５３０）、シフトレンジＳＲが仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れかである場合には、ステップＳ１００にて入力したシフトレンジＳＲを制御用シフトレジンＳＲ＊として設定する（ステップＳ５７０）。また、ステップＳ５３０にてシフトレンジＳＲがＤレンジである判断された場合には、登降坂制御許否フラグＦａｄが値１であるか否かを判定し（ステップＳ５４０）。登降坂制御許否フラグＦａｄが値０であるときには、ステップＳ５００にて入力したシフトレンジＳＲであるＤレンジを制御用シフトレジンＳＲ＊として設定する（ステップＳ５７０）。更に、ステップＳ５４０にて登降坂制御許否フラグＦａｄが値１であると判断された場合には、ステップＳ５００にて入力した路面勾配θが予め定められた閾値（第２閾値）θｒｅｆ以上であるか否か（閾値θｒｅｆ以上の上り勾配であるか否か）を判定し（ステップＳ５５０）。路面勾配θが閾値θｒｅｆを下回っている場合には、ステップＳ５００にて入力したシフトレンジＳＲであるＤレンジを制御用シフトレジンＳＲ＊として設定する（ステップＳ５７０）。ステップＳ５５０にて路面勾配θが閾値θｒｅｆ以上であってハイブリッド自動車２０が比較的急な登坂路を走行していると判断された場合には、ステップＳ５００にて入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に基づいてモータＥＣＵ４０による回転数Ｎｍ２の算出に際してエイリアシングが発生しているか否かを判定する（ステップＳ５６０）。そして、ステップＳ５６０にてエイリアシングが発生していないと判断された場合には、ステップＳ１００にて入力した勾配起因シフトレンジＳＲｇを制御用シフトレンジＳＲ＊として設定し（ステップＳ５８０）、ステップＳ５５０にてエイリアシングが発生していると判断された場合には、本ルーチンの前回実行時に設定された制御用シフトレンジＳＲ＊を今回の制御用シフトレンジＳＲ＊として設定（保持）する（ステップＳ５９０）。
【００４３】
ステップＳ５７０，Ｓ５８０またはＳ５９０の処理の後、制御用シフトレンジＳＲ＊がＤレンジと仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６との何れかであるかを調べ（ステップＳ６００）、制御用シフトレンジＳＲ＊がＤレンジである場合には、仮目標回転数Ｎｅｔｍｐをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊として設定すると共に仮目標トルクＴｅｔｍｐをエンジン２２の目標トルクＴｅ＊として設定する（ステップＳ６１０）。また、ステップＳ６００にて制御用シフトレンジＳＲ＊が仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れかであると判断された場合には、図３のエンジン目標回転数設定用マップから制御用シフトレンジＳＲ＊とステップＳ５００にて入力した車速Ｖとに対応した回転数を導出してエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎとして設定する（ステップＳ６２０）。更に、仮目標回転数Ｎｅｔｍｐと下限回転数Ｎｅｍｉｎとの大きい方をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊として設定すると共に、ステップＳ５２０にて設定した要求パワーＰｅ＊を目標回転数Ｎｅ＊で除することによりエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ６３０）。
【００４４】
ステップＳ６１０またはＳ６３０の処理の後、上記式（３）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とに基づく次式（８）に従ってモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ６４０）。更に、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを上記式（５）に従い計算すると共に（ステップＳ６５０）、上記式（６）および（７）に従いトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを計算する（ステップＳ６６０）。そして、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘとからモータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ６７０）、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に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ６８０）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。
【００４５】
Tm1*=-ρ/(1+ρ)・Te*+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt …（８）
【００４６】
これにより、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１の操作により仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れかが選択されると、選択された仮想シフトレンジに基づいてエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎが設定され（ステップＳ６２０）、アクセル操作状態がアクセルオン状態にあるときにエンジン２２の回転数Ｎｅをある程度高く保ってエンジン２２の出力応答性を良好に確保し、それにより加速性能を向上させることが可能となる。また、Ｄレンジが選択されると共にアクセルオン状態でハイブリッド自動車２０が比較的急な登坂路を走行している最中に回転数Ｎｍ２の算出に関連したエイリアシングが発生していないと判断された場合には、勾配起因シフトレンジＳＲｇが制御用シフトレンジＳＲ＊として設定され（ステップＳ５８０）、制御用シフトレンジＳＲ＊（勾配起因シフトレンジＳＲｇ）に基づいてエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎが設定される（ステップＳ６２０）。これにより、エンジン２２の回転数Ｎｅを路面勾配θに応じた下限回転数Ｎｅｍｉｎ以上に保ってエンジン２２からの動力を取り出し易くし、それにより加速性能を向上させることが可能となる。更に、Ｄレンジが選択されると共にアクセルオン状態でハイブリッド自動車２０が比較的急な登坂路を走行している最中に上記エイリアシングが発生していると判断された場合には、制御用シフトレンジＳＲ＊が前回値に保持されるので（ステップＳ５９０）、不正確な路面勾配θではなく、より実態に近い路面勾配に応じたエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎが設定されるので（ステップＳ６２０）、それにより加速性能を良好に保つことが可能となる。
【００４７】
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０では、図５の登降坂制御ルーチンを経て算出された路面勾配θが閾値−θｒｅｆ以下であるか、あるいは閾値θｒｅｆ以上であると共に回転数Ｎｍ２の算出に関連したエイリアシングが発生していないと判断されたときには、図５の登降坂制御ルーチンを経て設定された勾配起因シフトレンジＳＲｇが制御用シフトレンジＳＲ＊として設定される（ステップＳ２３０またはＳ５８０）。これに対して、路面勾配θが閾値−θｒｅｆ以下であるか、あるいは閾値θｒｅｆ以上であると共に上記エイリアシングが発生していると判断されたときには、制御用シフトレンジＳＲ＊が前回値に保持される（ステップＳ２４０またはＳ５９０）。これにより、回転数Ｎｍ２の算出に関連したエイリアシングが発生していると判断されたときには、エイリアシングに起因して精度よく取得されていない可能性がある実加速度αから求められる路面勾配θではなく、エイリアシングが発生していると判断される直前に求められた路面勾配θに対応した勾配起因シフトレンジＳＲｇに基づいてエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御されることになる。従って、ハイブリッド自動車２０では、不正確な路面勾配θに基づく車両制御の実行を抑制することができるので、登降坂路におけるドライバビリティをより一層向上させることが可能となる。
【００４８】
すなわち、アクセルオフ状態でハイブリッド自動車２０が比較的急な降坂路（θ≦−θｒｅｆ）を走行している最中に上記エイリアシングが発生していないと判断された場合には、制御用シフトレンジＳＲ＊（勾配起因シフトレンジＳＲｇ）と車速Ｖとに基づいて路面勾配θに対応した要求トルクＴｒ＊やエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が設定されると共に、エンジン２２からリングギヤ軸３２ａに路面勾配θに応じたより適正なフリクショントルク（エンジンブレーキによる制動トルク）が出力されることになる。また、アクセルオフ状態でハイブリッド自動車２０が比較的急な降坂路（θ≦−θｒｅｆ）を走行している最中に上記エイリアシングが発生していると判断された場合には、制御シフトレンジＳＲ＊が前回値に保持されることから、不正確な路面勾配θに基づく要求トルクＴｒ＊およびエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊の設定やエンジン２２からのフリクショントルクの出力が抑制され、より実態に近い路面勾配に対応したより適正なトルクをリングギヤ軸３２ａに出力することが可能となる。従って、このハイブリッド自動車２０では、降坂路におけるドライバビリティをより一層向上させることができる。
【００４９】
更に、アクセルオン状態でハイブリッド自動車２０が比較的急な登坂路（θ≧θｒｅｆ）を走行している最中に上記エイリアシングが発生していないと判断された場合には、勾配起因シフトレンジＳＲＧが制御用シフトレンジＳｒ＊として設定されると共に、制御用シフトレンジＳＲ＊（勾配起因シフトレンジＳＲｇ）に基づいてエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎが設定されるので、エンジン２２の回転数Ｎｅを路面勾配θに応じた下限回転数Ｎｅｍｉｎ以上に保つことでエンジン２２からの動力を取り出し易くし、それにより加速性能を向上させることが可能となる。また、アクセルオン状態でハイブリッド自動車２０が比較的急な登坂路（θ≧θｒｅｆ）を走行している最中に上記エイリアシングが発生していると判断された場合には、制御用シフトレンジＳＲ＊が前回値に保持され、不正確な路面勾配θではなく、より実態に近い路面勾配に応じたエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎが設定されるので、それにより加速性能を良好に保つことが可能となる。従って、このハイブリッド自動車２０では、登坂路におけるドライバビリティをより一層向上させることが可能となる。
【００５０】
そして、実施例のハイブリッド自動車２０には、通常走行用のＤレンジおよび複数の仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れかの選択を運転者に許容するシフトレバー８１が設けられているので、シフトレバー８１をＳポジションやアップまたはダウンシフト指示ポジションにセットして仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れかを選択することにより、アクセルオフ状態でのトルク特性を複数段階に設定したり、アクセルオン状態でのエンジンの出力応答性を良好に確保したりすることが可能となる。このように、シフトレバー８１のシフトポジションとしてシーケンシャルシフトポジション（Ｓポジション）が用意されている車両では、Ｓポジション用の仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６をそのまま登降坂路のドライバビリティの改善に利用することができる。ただし、本発明によるハイブリッド自動車は、上述のような仮想シフトレンジが予め定められたものであれば、当該仮想シフトレンジの任意の選択を運転者に許容しない形式のものであってもよいことはいうまでもない。
【００５１】
なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２とが減速ギヤ３５を介して連結されているが、減速ギヤ３５の代わりに、例えばＨｉ，Ｌｏの２段の変速段あるいは３段以上の変速段を有したモータＭＧ２の回転数を変速してリングギヤ軸３２ａに伝達する変速機を採用してもよい。更に、実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により減速してリングギヤ軸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はない。すなわち、本発明は、図１１に示す変形例としてのハイブリッド自動車１２０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１１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。
【００５２】
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、上記実施例および変形例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「第１電動機」に相当し、動力分配統合機構３０が「動力分配手段」に相当し、モータＭＧ２が「第２電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、回転位置検出センサ４４とハイブリッドＥＣＵ７０との組み合わせが「回転速度取得手段」に相当し、図５のステップＳ３１０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「実加速度取得手段」に相当し、図５のステップＳ３２０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「推定加速度取得手段」に相当し、図５のステップＳ３３０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「路面勾配算出手段」に相当し、図５のステップＳ３４０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「勾配起因シフトレンジ設定手段」に相当し、図４のステップＳ２２０および図８のステップＳ５６０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「判定手段」に相当し、図４のステップＳ２３０およびＳ２４０ならびに図８のステップＳ５８０およびＳ５９０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「制御用シフトレンジ設定手段」に相当し、図４のステップＳ１３０〜Ｓ１９０および図８のステップＳ６００〜Ｓ６８０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０との組み合わせが「登降坂路走行制御手段」に相当する。また、図４のステップＳ１３０や図８のステップＳ５１０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「要求トルク設定手段」に相当し、シフトレバー８１が「シフトレンジ選択手段」に相当する。
【００５３】
ただし、「内燃機関」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エンジン２２に限られず、水素エンジンといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「第１電動機」や「第２電動機」は、モータＭＧ１，ＭＧ２のような同期発電電動機に限られず、誘導電動機といったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「動力分配手段」は、内燃機関の機関軸と第１電動機の回転軸と駆動輪に動力を伝達する駆動軸との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れば、動力分配統合機構３０以外のダブルピニオン式遊星歯車機構やデファレンシャルギヤといった他の如何なる形式のものであっても構わない。「蓄電手段」は、バッテリ５０のような二次電池に限られず、キャパシタといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「回転速度取得手段」は、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を取得する回転位置検出センサ（レゾルバ）４４とハイブリッドＥＣＵ７０との組み合わせに限られるものではなく、リングギヤ軸３２ａの回転速度Ｎｒを直接取得するもののような他の如何なる形式のものであっても構わない。「実加速度取得手段」、「推定加速度取得手段」、「路面勾配算出手段」および「勾配起因シフトレンジ設定手段」は、図５の登降坂制御ルーチンに類した処理を実行可能なものであれば、ハイブリッドＥＣＵ７０以外の独立の電子制御ユニットといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「判定手段」は、駆動軸または所定の軸の回転数と回転速度取得手段のサンプリング間隔とに基づくエイリアシングが発生しているか否かを判定可能なものであれば、如何なる形式のものであっても構わない。「制御用シフトレンジ設定手段」は、算出された路面勾配が所定範囲内にあると共にエイリアシングが発生していないと判断されたときに勾配起因シフトレンジを制御用シフトレンジとして設定し、算出された路面勾配が所定範囲内にあると共にエイリアシングが発生していると判断されたときに制御用シフトレンジを保持するものであれば、如何なる形式のものであっても構わない。「登降坂路走行制御手段」は、算出された路面勾配が所定範囲内にあるときに、制御用シフトレンジと所定の制約とを用いて運転者によるアクセル操作状態に応じた走行が実現されるように内燃機関と第１および第２電動機とを制御するものであれば、単一の電子制御ユニットといったようなハイブリッドＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０との組み合わせ以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「要求トルク設定手段」は、運転者によるアクセル操作量に基づいて要求トルクを設定可能なものであれば、車速Ｖを用いることなく要求トルクを設定するもののような他の如何なる形式のものであっても構わない。「シフトレンジ選択手段」は、ボタン操作によりシフトポジションの選択を可能とするもののようなシフトレバー８１以外の如何なる形式のものであっても構わない。何れにしても、これら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なわれるべきものである。
【００５４】
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】
【００５５】
本発明は、ハイブリッド車両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】
【００５６】
【図１】本発明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】アクセルオフ時要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図３】エンジン目標回転数設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるアクセルオフ時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行される登降坂制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図６】勾配起因シフトレンジ設定用マップの一例を示す説明図である。
【図７】エンジン２２に対する燃料供給が停止され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８】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９】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１０】エンジン２２の動作ラインと回転数ＮｅとトルクＴｅとの相関曲線とを例示する説明図である。
【図１１】変形例に係るハイブリッド自動車１２０の概略構成図である。
【符号の説明】
【００５７】
２０，１２０ 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、３７ ギヤ機構、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 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 シフトレンジセンサ、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、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動変速機のギヤ段がエンジンブレーキ作用状態とエンジンブレーキ非作用状態とを有すると共に、車両加速度に基づいて道路勾配を判定する車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、自動変速機のギヤ段がエンジンブレーキ非作用状態であると判定されたときに車両加速度に基づく道路勾配判定を禁止し、精度の低い道路勾配判定に基づく登降坂制御により運転性が損なわれることを抑制している。また、従来から、エンジンと複数の動力伝達部材とが複数の動力伝達用クラッチを介して連結され、複数の動力伝達部材と出力軸間で変速比の異なる複数の歯車対によってトルクが伝達可能なように構成され、複数の歯車対の何れかを選択して噛合させる複数の変速用クラッチによって変速制御を行うと共に動力伝達用クラッチの係合具合を変化させることが可能な車両変速機が知られている（例えば、特許文献２参照）。この変速機では、道路勾配に応じた最適なエンジンブレーキが得られるように、加速度検出手段により検出された加速度に応じて動力伝達用クラッチの係合具合が変化させられる。更に、従来から、エンジンと、エンジンのクランクシャフトに接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤに接続された発電可能なモータと、プラネタリギヤに接続されると共にデファレンシャルギヤを介して駆動輪に接続された無段変速機とを備えた車両が知られている（例えば、特許文献３参照）。この車両では、車両の走行状態がクリープトルク出力許可領域内のときに、車速とブレーキ油圧とに基づいてクリープ補正係数を算出すると共に車両の加速度と無段変速機の変速比とに基づいてクリープ補正係数下限値を算出し、算出したクリープ補正係数下限値でクリープ補正係数Ｋｃｒの下限を制限した上で、ドライバ要求トルクにクリープ補正係数を乗じた値であるクリープトルクが出力されるようモータを駆動制御している。これにより、車両の加速度に基づいて判断される登り勾配の大きさと無段変速機の変速比に応じたクリープトルクを出力することができる。
【特許文献１】特開平１０−２３８６１５号公報
【特許文献２】特開２００６−３０８０６１号公報
【特許文献３】特開２００３−１８９４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述のように、車両の実加速度を用いて路面勾配を把握すれば、路面勾配に応じた車両制御を実行可能となり、それにより登降坂路におけるドライバビリティを良好なものとすることができる。ただし、車両の走行中に実加速度を常に精度よく取得（検出）し得るとは限らず、車両の実加速度を精度よく取得し得ないときに当該実加速度から求められる路面勾配を用いて車両を制御したのでは、却ってドライバビリティの改善を図ることができなくなるおそれもある。
【０００４】
そこで、本発明によるハイブリッド車両およびその制御方法は、登降坂路におけるドライバビリティのより一層の向上を図ることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるハイブリッド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ている。
【０００６】
本発明によるハイブリッド車両は、
内燃機関と、
動力を入出力可能な第１電動機と、
前記内燃機関の機関軸と前記第１電動機の回転軸と駆動輪に動力を伝達する駆動軸との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動力分配手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第２電動機と、
前記第１および第２電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
前記駆動軸または該駆動軸に接続された所定の軸の回転速度を取得する回転速度取得手段と、
前記回転速度取得手段により取得された回転速度を用いて車両進行方向の実加速度を取得する実加速度取得手段と、
前記駆動軸に出力すべきトルクから車両進行方向の推定加速度を取得する推定加速度取得手段と、
前記実加速度取得手段により取得された実加速度と前記推定加速度取得手段により取得された推定加速度との差に基づいて路面勾配を算出する路面勾配算出手段と、
複数の仮想シフトレンジの中から前記路面勾配算出手段により算出された路面勾配に対応した仮想シフトレンジを勾配起因シフトレンジとして設定する勾配起因シフトレンジ設定手段と、
前記駆動軸または前記所定の軸の回転数と前記回転速度取得手段のサンプリング間隔とに基づくエイリアシングが発生しているか否かを判定する判定手段と、
前記路面勾配算出手段により算出された路面勾配が所定範囲内にあると共に前記判定手段により前記エイリアシングが発生していないと判断されたときには、前記勾配起因シフトレンジを制御用シフトレンジとして設定し、前記路面勾配算出手段により算出された路面勾配が前記所定範囲内にあると共に前記判定手段により前記エイリアシングが発生していると判断されたときには、前記制御用シフトレンジを保持する制御用シフトレンジ設定手段と、
前記路面勾配算出手段により算出された路面勾配が前記所定範囲内にあるときに、前記制御用シフトレンジ設定手段により設定された制御用シフトレンジと所定の制約とを用いて運転者によるアクセル操作状態に応じた走行が実現されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御する登降坂路走行制御手段と、
を備えるものである。
【０００７】
このハイブリッド車両では、駆動軸または当該駆動軸に接続された所定の軸の回転速度を取得する回転速度取得手段により取得された回転速度を用いて車両進行方向の実加速度が取得されると共に、駆動軸に出力すべきトルクから車両進行方向の推定加速度が取得され、実加速度と推定加速度との差に基づいて路面勾配が算出される。更に、このハイブリッド車両では、複数の仮想シフトレンジが予め定められており、実加速度と推定加速度との差から算出された路面勾配に対応する仮想シフトレンジが勾配起因シフトレンジとして設定される。そして、算出された路面勾配が所定範囲内にあるときには、基本的に勾配起因シフトレンジが制御用シフトレンジとされ、当該制御用シフトレンジと所定の制約とを用いて運転者によるアクセル操作状態に応じた走行が実現されるように内燃機関と第１および第２電動機とが制御される。このように、実加速度と推定加速度との差から算出される路面勾配に対応した勾配起因シフトレンジを制御用シフトレンジとし、当該制御用シフトレンジと所定の制約とを用いて内燃機関と第１および第２電動機とを制御すれば、路面勾配に応じた車両制御により登降坂路におけるドライバビリティを向上させることができる。ただし、駆動軸または所定の軸の回転数と回転速度取得手段のサンプリング間隔との関係によっては、エイリアシングにより回転速度取得手段により取得された回転速度から車両進行方向の実加速度を精度よく取得し得なくなることがある。これを踏まえて、このハイブリッド車両では、路面勾配算出手段により算出された路面勾配が所定範囲内にあると共に判定手段によりエイリアシングが発生していないと判断されたときには、勾配起因シフトレンジが制御用シフトレンジとして設定され、路面勾配算出手段により算出された路面勾配が所定範囲内にあると共に判定手段によりエイリアシングが発生していると判断されたときには、制御用シフトレンジが保持される。これにより、判定手段によりエイリアシングが発生していると判断されたときには、エイリアシングに起因して精度よく取得されていない可能性がある実加速度から求められる路面勾配ではなく、エイリアシングが発生していると判断される直前に求められた路面勾配に対応した勾配起因シフトレンジに基づいて内燃機関と第１および第２電動機とが制御されることになる。従って、このハイブリッド車両では、不正確な路面勾配に基づく車両制御の実行を抑制することができるので、登降坂路におけるドライバビリティをより一層向上させることが可能となる。
【０００８】
また、前記ハイブリッド車両は、運転者によるアクセル操作量に基づいて前記駆動軸に出力すべきトルクである要求トルクを設定する要求トルク設定手段を更に備えてもよく、前記制御用シフトレンジ設定手段は、前記路面勾配が第１閾値以下の下り勾配であると共に前記エイリアシングが発生していないと判断されたときには、前記勾配起因シフトレンジを制御用シフトレンジとして設定し、前記路面勾配が前記第１閾値以下の下り勾配であると共に前記エイリアシングが発生していると判断されたときには、前記制御用シフトレンジを保持するものであってもよく、前記要求トルク設定手段は、前記アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあると共に前記路面勾配が前記第１閾値以下の下り勾配であるときに、前記複数の仮想シフトレンジおよび車速と前記要求トルクとの関係を規定する要求トルク設定制約を用いて前記制御用シフトレンジと車速とに対応した要求トルクを設定するものであってもよく、前記登降坂路走行制御手段は、前記アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあると共に前記路面勾配が前記第１閾値以下の下り勾配であるときに、前記複数の仮想シフトレンジおよび車速と前記内燃機関の目標回転数との関係を規定する目標回転数設定制約を用いて前記制御用シフトレンジと車速とに対応した目標回転数を設定し、燃料カット状態にある前記内燃機関の機関軸が前記目標回転数で回転すると共に前記要求トルク設定手段により設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御するものであってもよい。これにより、アクセルオフ状態でハイブリッド車両が比較的急な降坂路を走行している最中に上記エイリアシングが発生していないと判断された場合には、制御用シフトレンジ（勾配起因シフトレンジ）と車速とに基づいて路面勾配に対応した要求トルクや内燃機関の目標回転数が設定されると共に、内燃機関から駆動軸に路面勾配に応じたより適正なフリクショントルク（エンジンブレーキによる制動トルク）が出力されることになる。また、アクセルオフ状態でハイブリッド車両が比較的急な降坂路を走行している最中に上記エイリアシングが発生していると判断された場合には、制御用シフトレンジが保持されることから、不正確な路面勾配に基づく要求トルクおよび内燃機関の目標回転数の設定や内燃機関からのフリクショントルクの出力が抑制され、より実態に近い路面勾配に対応したより適正なトルクを駆動軸に出力することが可能となる。従って、このハイブリッド車両では、降坂路におけるドライバビリティをより一層向上させることができる。
【０００９】
この場合、前記要求トルク設定制約は、前記複数の仮想シフトレンジごとに車速と前記要求トルクとの関係を規定するものであって、当該車速と前記要求トルクとの関係は、車速が高いほど前記要求トルクが制動トルクとして大きくなる傾向を有してもよく、前記目標回転数設定制約は、前記複数の仮想シフトレンジごとに車速と前記目標回転数との関係を規定するものであって、当該車速と前記目標回転数との関係は、車速が高いほど前記目標回転数が高くなる傾向を有してもよい。
【００１０】
また、前記ハイブリッド車両は、運転者によるアクセル操作量に基づいて前記駆動軸に出力すべきトルクである要求トルクを設定する要求トルク設定手段を更に備えてもよく、前記制御用シフトレンジ設定手段は、前記路面勾配が第２閾値以上の上り勾配であると共に前記エイリアシングが発生していないと判断されたときには、前記勾配起因シフトレンジを制御用シフトレンジとして設定し、前記路面勾配が前記第２閾値以上の上り勾配であると共に前記エイリアシングが発生していると判断されたときには、前記制御用シフトレンジを保持するものであってもよく、前記登降坂路走行制御手段は、前記アクセル操作状態がアクセルオン状態にあると共に前記路面勾配が前記第２閾値以上の上り勾配であるときに、前記複数の仮想シフトレンジおよび車速と前記内燃機関の下限回転数との関係を規定する下限回転数設定制約を用いて前記制御用シフトレンジと車速とに対応した下限回転数を設定し、前記内燃機関の回転数が前記下限回転数以上に保たれると共に前記要求トルク設定手段により設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御するものであってもよい。このように、アクセルオン状態でハイブリッド車両が比較的急な登坂路を走行している最中に上記エイリアシングが発生していないと判断された場合には、勾配起因シフトレンジが制御用シフトレンジとして設定されると共に、制御用シフトレンジ（勾配起因シフトレンジ）に基づいて内燃機関の下限回転数が設定されるので、内燃機関の回転数を路面勾配に応じた下限回転数以上に保つことで内燃機関からの動力を取り出し易くし、それにより加速性能を向上させることが可能となる。また、アクセルオン状態でハイブリッド車両が比較的急な登坂路を走行している最中に上記エイリアシングが発生していると判断された場合には、制御用シフトレンジが保持され、不正確な路面勾配ではなく、より実態に近い路面勾配に応じた内燃機関の下限回転数が設定されるので、それにより加速性能を良好に保つことが可能となる。従って、このハイブリッド車両では、登坂路におけるドライバビリティをより一層向上させることが可能となる。
【００１１】
この場合、前記下限回転数設定制約は、前記複数の仮想シフトレンジごとに車速と前記下限回転数との関係を規定するものであって、当該車速と前記下限回転数との関係は、車速が高いほど前記下限回転数が高くなる傾向を有するものであってもよい。
【００１２】
更に、前記ハイブリッド車両は、通常走行用のドライブレンジおよび複数の仮想シフトレンジの何れかの選択を運転者に許容するシフトレンジ選択手段を更に備えてもよく、前記複数の仮想シフトレンジのそれぞれには、アクセルオフ状態における車速と前記駆動軸に出力すべきトルクである要求トルクとの関係と、アクセルオフ状態における車速と前記内燃機関の目標回転数との関係と、アクセルオン状態における車速と前記内燃機関の下限回転数との関係とが対応付けられており、前記登降坂路走行制御手段は、前記ドライブレンジが選択されると共に前記路面勾配算出手段により算出された路面勾配が前記所定範囲内にあるときに、前記制御用シフトレンジと前記所定の制約とを用いて運転者によるアクセル操作状態に応じた走行が実現されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御するものであってもよい。このようなシフトレンジ選択手段を備えたハイブリッド車両では、シフトレンジ選択手段を操作して仮想シフトレンジを選択することにより、アクセルオフ状態でのトルク特性を複数段階に設定したり、アクセルオン状態でのエンジンの出力応答性を良好に確保したりすることが可能となる。そして、ドライブレンジが選択されているときに、路面勾配に対応した何れかの仮想シフトレンジを制御用シフトレンジとして車両制御を実行することにより登降坂路におけるドライバビリティをより一層向上させることが可能となる。
【００１３】
そして、前記動力分配手段は、前記内燃機関の機関軸に接続される第１要素と、前記第１電動機の回転軸に接続される第２要素と、前記駆動軸に接続される第３要素とを有すると共にこれら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された遊星歯車機構であってもよい。
【００１４】
本発明によるハイブリッド車両の制御方法は、
内燃機関と、動力を入出力可能な第１電動機と、前記内燃機関の機関軸と前記第１電動機の回転軸と駆動輪に動力を伝達する駆動軸との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動力分配手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な第２電動機と、前記第１および第２電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、前記駆動軸または該駆動軸に接続された所定の軸の回転速度を取得する回転速度取得手段とを備えたハイブリッド車両の制御方法であって、
（ａ）前記回転速度取得手段により取得された回転速度を用いて導出される車両進行方向の実加速度と、前記駆動軸に出力すべきトルクから推定される車両進行方向の推定加速度との差に基づいて路面勾配を算出するステップと、
（ｂ）複数の仮想シフトレンジの中からステップ（ａ）にて算出された路面勾配に対応した仮想シフトレンジを勾配起因シフトレンジとして設定するステップと、
（ｃ）前記駆動軸または前記所定の軸の回転数と前記回転速度取得手段のサンプリング間隔とに基づくエイリアシングが発生しているか否かを判定するステップと、
（ｄ）ステップ（ａ）にて算出された路面勾配が所定範囲内にあると共にステップ（ｃ）にて前記エイリアシングが発生していないと判断されたときには、前記勾配起因シフトレンジを制御用シフトレンジとして設定し、ステップ（ａ）にて算出された路面勾配が前記所定範囲内にあると共にステップ（ｃ）にて前記エイリアシングが発生していると判断されたときには、前記制御用シフトレンジを保持するステップと、
（ｅ）ステップ（ａ）にて算出された路面勾配が前記所定範囲内にあるときに、ステップ（ｄ）にて設定された制御用シフトレンジと所定の制約とを用いて運転者によるアクセル操作状態に応じた走行が実現されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御するステップと、
を含むものである。
【００１５】
この方法のように、実加速度と推定加速度との差から算出される路面勾配が所定範囲内にあると共にエイリアシングが発生していないと判断されたときに、当該路面勾配に対応した勾配起因シフトレンジを制御用シフトレンジとして内燃機関と第１および第２電動機とを制御すれば、路面勾配に応じた車両制御により登降坂路におけるドライバビリティを向上させることができる。また、実加速度と推定加速度との差から算出される路面勾配が所定範囲内にあると共に上記エイリアシングが発生していると判断されたときに、制御用シフトレンジを保持すれば、エイリアシングに起因して精度よく取得されていない可能性がある実加速度から求められる路面勾配ではなく、エイリアシングが発生していると判断される直前に求められた路面勾配に対応した勾配起因シフトレンジに基づいて内燃機関と第１および第２電動機とを制御することができる。これにより、不正確な路面勾配に基づく車両制御の実行を抑制することができるので、登降坂路におけるドライバビリティをより一層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】
【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のクランクシャフト（機関軸）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に連結された減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、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。
【００１８】
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による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に送信する。
【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と噛合すると共にリングギヤ３２と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。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いる。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。
【００２０】
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。また、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。実施例において、回転位置検出センサ４３，４４としては、１相励磁２相出力方式のレゾルバが採用されており、モータＥＣＵ４０は、所定時間（所定のサンプリング間隔）おきに図示しない回転数算出ルーチンを実行し、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の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を算出している。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に送信する。
【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からのバッテリ温度Ｔｂ等が入力されている。また、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に送信する。実施例のバッテリ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を算出したり、当該残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を算出したり、残容量ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の充電に許容される電力である充電許容電力としての入力制限Ｗｉｎとバッテリ５０の放電に許容される電力である放電許容電力としての出力制限Ｗｏｕｔとを算出したりする。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定すると共に、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可能である。
【００２２】
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等を記憶するＲＯＭ７４、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６、図示しない入出力ポートおよび通信ポート等を備える。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（シフトポジション）に対応したシフトレンジＳＲを検出するシフトレンジセンサ８２からのシフトレンジＳＲ、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルストロークセンサ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、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。
【００２３】
上述のように構成された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とに基づいて駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂ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＊が計算され、この要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される。エンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２の運転制御モードとしては、要求トルクＴｒ＊に見合うパワーがエンジン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から出力されるパワーのすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１および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ＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求トルクＴｒ＊とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合うパワーがエンジン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から出力されるパワー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およびＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止して要求トルクＴｒ＊に基づくトルクをリングギヤ軸３２ａに出力するようにモータＭＧ２を駆動制御するモータ運転モード等がある。
【００２４】
ここで、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１のシフトポジションとして、駐車時に選択される駐車レンジに対応したＰポジション、後進走行用のリバースレンジに対応したＲポジション、中立のニュートラルレンジに対応したＮポジション、通常の前進走行用のドライブレンジ（Ｄレンジ）に対応したＤポジションに加えて、複数の仮想シフトレンジＳＲ１，ＳＲ２，ＳＲ３，ＳＲ４，ＳＲ５およびＳＲ６からの任意の仮想シフトレンジの選択を可能とするシーケンシャルシフトポジション（Ｓポジション）、アップシフト指示ポジションおよびダウンシフト指示ポジションが用意されている。運転者によりシフトレバー８１がＳポジションにセットされると、その際の車速Ｖ等に応じて仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の中の何れかが初期レンジとして設定され、以後、シフトレバー８１がアップシフト指示ポジションにセットされると仮想シフトレンジが１段階ずつ上げられる（アップシフトされる）一方、シフトレバー８１がダウンシフト指示ポジションにセットされると仮想シフトレンジが１段階ずつ下げられる（ダウンシフトされる）。また、シフトレンジセンサ８２は、シフトレバー８１の操作に応じて現在の仮想シフトレンジ（ＳＲ１〜ＳＲ６の何れか）をシフトレンジＳＲとして出力する。
【００２５】
そして、実施例のハイブリッド自動車２０では、複数の仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６ごとにアクセルオフ状態（Ａｃｃ＝０％）における車速Ｖとリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊との関係を規定するアクセルオフ時要求トルク設定用マップ（要求トルク設定制約）が用意されている。図２にアクセルオフ時要求トルク設定用マップの一例を示す。同図からわかるように、各仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れが選択されても、車速Ｖが高いほど要求トルクＴｒ＊が小さくすなわち制動トルクとして大きく設定される。また、実施例のアクセルオフ時要求トルク設定用マップは、仮想シフトレンジＳＲ６からＳＲ１へと段階が小さくなるほど同一の車速Ｖに対する要求トルクを小さく（制動力として大きく）設定するものとして作成されている。なお、実施例では、Ｄレンジに仮想シフトレンジＳＲ６と同一の車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係が対応付けられている。更に、実施例のハイブリッド自動車２０では、複数の仮想シフトレンジＳＲ１〜Ｒ６ごとにアクセルオフ状態における車速Ｖとエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊との関係を規定するエンジン目標回転数設定用マップ（目標回転数設定制約）が用意されている。図３にエンジン目標回転数設定用マップの一例を示す。同図からわかるように、各仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れが選択されても、車速Ｖが高いほどエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が高く設定される。また、実施例のエンジン目標回転数設定用マップは、仮想シフトレンジＳＲ６からＳＲ１へと段階が小さくなるほど同一の車速Ｖに対する目標回転数Ｎｅ＊高く設定するものとして作成されている。なお、実施例では、Ｄレンジに仮想シフトレンジＳＲ６と同一の車速Ｖと目標回転数Ｎｅ＊との関係が対応付けられている。加えて、実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセルオン状態での走行中に仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れかが選択されていると、図３のエンジン目標回転数設定用マップから選択されている仮想シフトレンジに対応した回転数が導出され、当該回転数がエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎとして設定される。すなわち、エンジン目標回転数設定用マップは下限回転数設定制約としても用いられ、複数の仮想シフトレンジＳＲ１〜Ｒ６のそれぞれには、アクセルオン状態における車速Ｖとエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎとの関係が対応付けられることになる。なお、下限回転数設定制約として、図３のエンジン目標回転数設定用マップとは異なる専用のものを用意してもよいことはいうまでもない。
【００２６】
これにより、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１を操作して仮想シフトレンジＳＲ１〜Ｒ６の何れか選択することにより、アクセルオフ状態でのトルク特性（制動トルク特性）を複数段階（実施例では６段階）に設定したり、アクセルオン状態でのエンジンの出力応答性を良好に確保したりすることが可能となる。なお、実施例において、シフトレバー８１がＤポジションがセットされているときには、エンジン２２が停止されていなければ当該エンジン２２が効率よく運転されるように制御される。そして、シフトレバー８１がＤポジションがセットされているときに、シフトレンジセンサ８２はシフトレンジＳＲがＤレンジである旨の信号を出力する。
【００２７】
次に、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。ここでは、まず図４等を参照しながら運転者によるアクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときの動作について説明する。
【００２８】
図４は、エンジン２２が運転された状態で運転者によるアクセル操作状態がアクセルオフ状態（Ａｃｃ＝０）になったときに、ハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間（例えば数ｍｓｅｃ）ごとに繰り返し実行されるアクセルオフ時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。なお、運転者によりアクセルペダル８３の踏み込みが解除されてアクセルオン状態からアクセルオフ状態へと移行すると、ハイブリッドＥＣＵ７０は、エンジン２２における燃料噴射制御（燃料供給）や点火時期制御を停止させるための指令信号（燃料カット指令）をエンジンＥＣＵ２４に送信し、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０からの指令信号に応じて燃料噴射制御等を停止させる。
【００２９】
図４のアクセルオフ時制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、シフトレンジセンサ８２からのシフトレンジＳＲ、車速センサ８７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、路面勾配θ、勾配起因シフトレンジＳＰｇ、登降坂制御許否フラグＦａｄ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）。ただし、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０により回転数算出ルーチンを経て算出されるものであってモータＥＣＵ４０から通信により入力される。また、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリＥＣＵ５２から通信により入力される。路面勾配θと勾配起因シフトレンジＳＲｇとは、それぞれハイブリッドＥＣＵ７０により別途実行される図５の登降坂制御ルーチンを経て算出・設定されるものである。更に、登降坂制御許否フラグＦａｄは、ハイブリッドＥＣＵ７０により、エンジン２２の冷却水温度が所定温度（例えば６０〜７０℃）以上であること、車速Ｖが所定範囲内（例えば１０〜１４０ｋｍ／ｈの範囲）にあること、ハイブリッド自動車２０において何らかの異常が発生している診断されていないこと等の条件（勾配起因シフトレンジＳＲｇの使用の前提条件）が成立しているときに値１に設定されると共に、それ以外のときに値０に設定され、所定の記憶領域に保持されているものである。
【００３０】
ここで、図４のアクセルオフ時制御ルーチンの説明を中断して、図５の登降坂制御ルーチンについて説明する。かかる登降坂制御ルーチンは、登降坂路におけるドライバビリティの向上を図るべく、ハイブリッド自動車２０の走行中にハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間ごとに繰り返し実行されるものである。図５の登降坂制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、車速センサ８７からの車速Ｖや、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２、当該回転数Ｎｍ２の算出直前に設定された要求トルク（前回要求トルク）Ｔｒ＊といった必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ３００）。ステップＳ３００のデータ入力処理の後、入力した回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除して得られるリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒに基づいてハイブリッド自動車２０の進行方向における実加速度αを算出する（ステップＳ３１０）。ステップＳ３１０では、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒの単位時間あたりの変化量を求めることにより容易に実加速度αを算出することができる。更に、前回要求トルクＴｒ＊を用いて次式（１）に従い車両進行方向の推定加速度αｅｓｔを算出する（ステップＳ３２０）。ただし、式（１）において、“ｋ”は、リングギヤ軸３２ａに出力されたトルクを走行用の駆動力に換算するための換算係数であり、“Ｒｄ”は、車速Ｖ等に応じて定まる走行抵抗であり、“ｍ”は車重（例えば１名または乗車時や２名乗車時等の車重）である。そして、実加速度α、推定加速度αｅｓｔおよび重力加速度ｇとを用いて次式（２）に従い路面勾配θを算出する（ステップＳ３３０）。こうして路面勾配θを算出したならば、予め用意された勾配起因シフトレンジ設定用マップから当該路面勾配θに対応した勾配起因シフトレンジＳＲｇを導出・設定し（ステップＳ３４０）、本ルーチンを一旦終了させる。図６に勾配起因シフトレンジ設定用マップの一例（下り勾配の前進時用の領域のみ）を例示する。同図に示す勾配起因シフトレンジ設定用マップは、上述の仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６に対応したアクセルオフ状態での要求トルクＴｒ＊やアクセルオン状態での下限回転数Ｎｅｍｉｎ等を踏まえて、車速Ｖおよび路面勾配θと仮想シフトレンジとの関係、すなわち、ある路面勾配θの走行路をある車速Ｖで走行しているときに選択されると好適な仮想シフトレンジを規定するものであり、予め実験・解析を経て作成される。
【００３１】
αest=(k・前回Tr*-Rd)/m …（１）
θ=arcsin([α−αest]/ｇ) …（２）
【００３２】
さて、再度図４のアクセルオフ時制御ルーチンの説明に戻ると、ステップＳ１００のデータ入力処理の後、入力したシフトレンジＳＲがＤレンジと仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６との何れであるかを調べる（ステップＳ１１０）。シフトレンジＳＲが仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６である場合、すなわち運転者によりシフトレバー８１がＳポジションやアップまたはダウンシフト指示ポジションにセットされている場合には、ステップＳ１００にて入力したシフトレンジＳＲを以後の制御に供される制御用シフトレジンＳＲ＊として設定する（ステップＳ１２０）。次いで、上述の図２のアクセルオフ時要求トルク設定用マップから制御用シフトレンジＳＲ＊とステップＳ１００にて入力した車速Ｖとに対応した要求トルクＴｒ＊を導出・設定すると共に(ステップＳ１３０）、上述の図３のエンジン目標回転数設定用マップから制御用シフトレンジＳＲ＊とステップＳ１００にて入力した車速Ｖとに対応したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ１４０）。
【００３３】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊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（３）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とに基づく次式（４）に従ってモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１５０）。ここで、式（３）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。図７にエンジン２２に対する燃料供給が停止され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。また、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１にトルクＴｍ１を出力させ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にトルクＴｍ２を出力させたときに減速ギヤ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（３）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（３）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（３）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。
【００３４】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) …（３）
Tm1*=k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt …（４）
【００３５】
続いて、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とを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（５）に従い計算する（ステップＳ１６０）。更に、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔとモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ１，ＭＧ２の現在の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とを用いてモータ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（６）および式（７）に従い計算する（ステップＳ１７０）。そして、モータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊をトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘ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Ｓ１８０）。このようにしてモータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、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の範囲内に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７の共線図から容易に導出することができる。こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定したならば、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ１９０）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊に従ってモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊に従ってモータ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。これにより、燃料カットされた状態のエンジン２２のクランクシャフト２６がモータＭＧ１のモータリングによって選択されている仮想シフトレンジに対応した目標回転数Ｎｅ＊で回転すると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルク（制動トルク）がリングギヤ軸３２ａに出力されるようにモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される。そして、この際には、モータＭＧ１によりモータリングされるエンジン２２からフリクショントルク（いわゆるエンジンブレーキによる制動トルク、図７の−１／ρ・Ｔｍ１）がリングギヤ軸３２ａに出力されることになる。従って、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１をＳポジションやアップまたはダウンシフト指示ポジションにセットして仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６を選択することにより、アクセルオフ状態での制動トルク特性を複数段階に設定することが可能となる。
【００３６】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …（５）
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（６）
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（７）
【００３７】
一方、ステップＳ１１０にてシフトレンジＳＲがＤレンジである判断された場合、すなわち運転者によりシフトレバー８１がＤポジションにセットされている場合には、登降坂制御許否フラグＦａｄが値１であるか否かを判定する（ステップＳ２００）。登降坂制御許否フラグＦａｄが値０であるときには、仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６のうちのＤレンジに対応した仮想シフトレンジＳＲ６を制御用シフトレジンＳＲ＊として設定し（ステップＳ１２０）、上述のステップＳ１３０〜Ｓ１９０の処理を実行する。このように、運転者によりＤレンジが選択されているときに、エンジン２２の暖機が完了していなかったり、ハイブリッド自動車２０の走行状態が極低速走行状態または高速走行状態にあったりするような場合には、選択されているＤレンジ（ＳＲ６）をそのまま制御用シフトレンジＳＲ＊として用いてモータＭＧ１およびＭＧ２が制御される。また、ステップＳ２００にて登降坂制御許否フラグＦａｄが値１であると判断された場合には、更にステップＳ１００にて入力した路面勾配θが予め定められた閾値（第１閾値）−θｒｅｆ（ただし、θｒｅｆは正の所定値である。）以下であるか否か（閾値−θｒｅｆ以下の下り勾配であるか否か）を判定する（ステップＳ２１０）。路面勾配θが閾値−θｒｅｆを上回っている場合には、仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６のうちのＤレンジに対応した仮想シフトレンジＳＲ６を制御用シフトレジンＳＲ＊として設定し（ステップＳ１２０）、上述のステップＳ１３０〜Ｓ１９０の処理を実行する。このように、運転者によりＤレンジが選択されているときに、走行路の下り勾配が緩やかであったり、走行路が平坦路あるいは登坂路であったりする場合には、選択されているＤレンジ（ＳＲ６）をそのまま制御用シフトレンジＳＲ＊として用いてモータＭＧ１およびＭＧ２が制御される。
【００３８】
これに対して、ステップＳ２１０にて路面勾配θが閾値−θｒｅｆ以下であってハイブリッド自動車２０が比較的急な降坂路を走行していると判断された場合には、更に、ステップＳ１００にて入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に基づいてモータＥＣＵ４０によるモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の算出に際してエイリアシングが発生しているか否かを判定する（ステップＳ２２０）。ここで、リングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２の実際の回転数と、回転位置検出センサ（レゾルバ）４４からの信号を用いた回転数Ｎｍ２の算出間隔（サンプリング間隔）との関係によっては、回転位置検出センサ４４により出力される信号から回転数Ｎｍ２を正確に再現できなくなるエイリアシングが発生することがある。このようなエイリアシングが発生すると、図５の登降坂制御ルーチンの実行に際して回転数Ｎｍ２から車両進行方向の実加速度αひいては路面勾配θを精度よく取得し得なくなることがあり、路面勾配θが不正確なものであると、図５の登降坂制御ルーチンにより設定される勾配起因シフトレンジＳＲｇが実態にそぐわないものとなってしまうおそれがある。これを踏まえて、実施例のハイブリッド自動車２０では、エイリアシングが発生するモータＭＧ２の回転数域を計算と実験とから予め特定することにより、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２からエイリアシングの有無を判定可能とする図示しないエイリアシング発生判定用マップが予め用意されている。そして、ステップＳ２２０では、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とエイリアシング発生判定用マップとを用いて上記エイリアシングが発生しているか否かを判定する。
【００３９】
ステップＳ２２０にてエイリアシングが発生していないと判断された場合には、ステップＳ１００にて入力した勾配起因シフトレンジＳＲｇを制御用シフトレンジＳＲ＊として設定した上で（ステップＳ２３０）、上述のステップＳ１３０〜Ｓ１９０の処理を実行する。これにより、Ｄレンジが選択されると共にアクセルオフ状態でハイブリッド自動車２０が比較的急な降坂路を走行している最中に回転数Ｎｍ２の算出に関連したエイリアシングが発生していないと判断された場合には、制御用シフトレンジＳＲ＊（勾配起因シフトレンジＳＲｇ）と車速Ｖとに基づいて路面勾配θに対応した要求トルクＴｒ＊やエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が設定されると共に（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）、エンジン２２からリングギヤ軸３２ａに路面勾配θに応じたより適正なフリクショントルク（エンジンブレーキによる制動トルク）が出力されることになる。また、ステップＳ２２０にてエイリアシングが発生していると判断された場合には、本ルーチンの前回実行時に設定された制御用シフトレンジＳＲ＊を今回の制御用シフトレンジＳＲ＊として設定（保持）した上で（ステップＳ２４０）、上述のステップＳ１３０〜Ｓ１９０の処理を実行する。これにより、Ｄレンジが選択されると共にアクセルオフ状態でハイブリッド自動車２０が比較的急な降坂路を走行している最中に回転数Ｎｍ２の算出に関連したエイリアシングが発生していると判断された場合には、エイリアシングに起因して精度よく取得されていない可能性がある実加速度αから求められる路面勾配θではなく、エイリアシングが発生していると判断される直前に求められた路面勾配θに対応した勾配起因シフトレンジＳＲｇに基づいて要求トルクＴｒ＊やエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が設定されることになる（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）。この結果、回転数Ｎｍ２の算出に関連したエイリアシングが発生していると判断された場合には、不正確な路面勾配θに基づく要求トルクＴｒ＊および目標回転数Ｎｅ＊の設定やエンジン２２からのフリクショントルクの出力を抑制し、より実態に近い路面勾配に対応したより適正なトルク（制動トルク）をリングギヤ軸３２ａに出力することが可能となる。
【００４０】
引き続き、図８等を参照しながら運転者によるアクセル操作状態がアクセルオン状態であるときのハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図８は、エンジン２２が運転されると共に運転者によるアクセル操作状態がアクセルオン状態（Ａｃｃ＞０）にあるときに、ハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間（例えば数ｍｓｅｃ）ごとに繰り返し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
【００４１】
図８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、シフトレンジセンサ８２からのシフトレンジＳＲ、車速センサ８７からの車速Ｖ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊や入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ、路面勾配θ、勾配起因シフトレンジＳＰｇ、登降坂制御許否フラグＦａｄ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Ｓ５００）。なお、バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリＥＣＵ５２から通信により入力される。ステップＳ５００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Ｓ５１０）。実施例では、アクセルオン状態でのアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係が図９に例示する要求トルク設定用マップとして予め定められており、このマップからアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに対応した要求トルクＴｒ＊が導出・設定される。また、実施例において、要求パワーＰｅ＊は、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＊とロスＬｏｓｓとの総和として計算される。次いで、要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の仮の目標運転ポイントである仮目標回転数Ｎｅｔｍｐと仮目標トルクＴｅｔｍｐとを設定する（ステップＳ５２０）。実施例では、エンジン２２を効率よく動作させるために予め定められた動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいてエンジン２２の仮目標回転数Ｎｅｔｍｐと仮目標トルクＴｅｔｍｐとが設定される。図１０に、エンジン２２の動作ラインと回転数ＮｅとトルクＴｅとの相関曲線とを例示する。同図に示すように、仮目標回転数Ｎｅｔｍｐと仮目標トルクＴｅｔｍｐとは、上記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。
【００４２】
エンジン２２の仮目標回転数Ｎｅｔｍｐと仮目標トルクＴｅｔｍｐとを設定したならば、ステップＳ５００にて入力したシフトレンジＳＲがＤレンジと仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６との何れであるかを調べ（ステップＳ５３０）、シフトレンジＳＲが仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れかである場合には、ステップＳ１００にて入力したシフトレンジＳＲを制御用シフトレジンＳＲ＊として設定する（ステップＳ５７０）。また、ステップＳ５３０にてシフトレンジＳＲがＤレンジである判断された場合には、登降坂制御許否フラグＦａｄが値１であるか否かを判定し（ステップＳ５４０）。登降坂制御許否フラグＦａｄが値０であるときには、ステップＳ５００にて入力したシフトレンジＳＲであるＤレンジを制御用シフトレジンＳＲ＊として設定する（ステップＳ５７０）。更に、ステップＳ５４０にて登降坂制御許否フラグＦａｄが値１であると判断された場合には、ステップＳ５００にて入力した路面勾配θが予め定められた閾値（第２閾値）θｒｅｆ以上であるか否か（閾値θｒｅｆ以上の上り勾配であるか否か）を判定し（ステップＳ５５０）。路面勾配θが閾値θｒｅｆを下回っている場合には、ステップＳ５００にて入力したシフトレンジＳＲであるＤレンジを制御用シフトレジンＳＲ＊として設定する（ステップＳ５７０）。ステップＳ５５０にて路面勾配θが閾値θｒｅｆ以上であってハイブリッド自動車２０が比較的急な登坂路を走行していると判断された場合には、ステップＳ５００にて入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に基づいてモータＥＣＵ４０による回転数Ｎｍ２の算出に際してエイリアシングが発生しているか否かを判定する（ステップＳ５６０）。そして、ステップＳ５６０にてエイリアシングが発生していないと判断された場合には、ステップＳ１００にて入力した勾配起因シフトレンジＳＲｇを制御用シフトレンジＳＲ＊として設定し（ステップＳ５８０）、ステップＳ５５０にてエイリアシングが発生していると判断された場合には、本ルーチンの前回実行時に設定された制御用シフトレンジＳＲ＊を今回の制御用シフトレンジＳＲ＊として設定（保持）する（ステップＳ５９０）。
【００４３】
ステップＳ５７０，Ｓ５８０またはＳ５９０の処理の後、制御用シフトレンジＳＲ＊がＤレンジと仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６との何れかであるかを調べ（ステップＳ６００）、制御用シフトレンジＳＲ＊がＤレンジである場合には、仮目標回転数Ｎｅｔｍｐをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊として設定すると共に仮目標トルクＴｅｔｍｐをエンジン２２の目標トルクＴｅ＊として設定する（ステップＳ６１０）。また、ステップＳ６００にて制御用シフトレンジＳＲ＊が仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れかであると判断された場合には、図３のエンジン目標回転数設定用マップから制御用シフトレンジＳＲ＊とステップＳ５００にて入力した車速Ｖとに対応した回転数を導出してエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎとして設定する（ステップＳ６２０）。更に、仮目標回転数Ｎｅｔｍｐと下限回転数Ｎｅｍｉｎとの大きい方をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊として設定すると共に、ステップＳ５２０にて設定した要求パワーＰｅ＊を目標回転数Ｎｅ＊で除することによりエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ６３０）。
【００４４】
ステップＳ６１０またはＳ６３０の処理の後、上記式（３）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とに基づく次式（８）に従ってモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ６４０）。更に、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを上記式（５）に従い計算すると共に（ステップＳ６５０）、上記式（６）および（７）に従いトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを計算する（ステップＳ６６０）。そして、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘとからモータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ６７０）、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に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ６８０）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。
【００４５】
Tm1*=-ρ/(1+ρ)・Te*+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt …（８）
【００４６】
これにより、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１の操作により仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れかが選択されると、選択された仮想シフトレンジに基づいてエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎが設定され（ステップＳ６２０）、アクセル操作状態がアクセルオン状態にあるときにエンジン２２の回転数Ｎｅをある程度高く保ってエンジン２２の出力応答性を良好に確保し、それにより加速性能を向上させることが可能となる。また、Ｄレンジが選択されると共にアクセルオン状態でハイブリッド自動車２０が比較的急な登坂路を走行している最中に回転数Ｎｍ２の算出に関連したエイリアシングが発生していないと判断された場合には、勾配起因シフトレンジＳＲｇが制御用シフトレンジＳＲ＊として設定され（ステップＳ５８０）、制御用シフトレンジＳＲ＊（勾配起因シフトレンジＳＲｇ）に基づいてエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎが設定される（ステップＳ６２０）。これにより、エンジン２２の回転数Ｎｅを路面勾配θに応じた下限回転数Ｎｅｍｉｎ以上に保ってエンジン２２からの動力を取り出し易くし、それにより加速性能を向上させることが可能となる。更に、Ｄレンジが選択されると共にアクセルオン状態でハイブリッド自動車２０が比較的急な登坂路を走行している最中に上記エイリアシングが発生していると判断された場合には、制御用シフトレンジＳＲ＊が前回値に保持されるので（ステップＳ５９０）、不正確な路面勾配θではなく、より実態に近い路面勾配に応じたエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎが設定されるので（ステップＳ６２０）、それにより加速性能を良好に保つことが可能となる。
【００４７】
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０では、図５の登降坂制御ルーチンを経て算出された路面勾配θが閾値−θｒｅｆ以下であるか、あるいは閾値θｒｅｆ以上であると共に回転数Ｎｍ２の算出に関連したエイリアシングが発生していないと判断されたときには、図５の登降坂制御ルーチンを経て設定された勾配起因シフトレンジＳＲｇが制御用シフトレンジＳＲ＊として設定される（ステップＳ２３０またはＳ５８０）。これに対して、路面勾配θが閾値−θｒｅｆ以下であるか、あるいは閾値θｒｅｆ以上であると共に上記エイリアシングが発生していると判断されたときには、制御用シフトレンジＳＲ＊が前回値に保持される（ステップＳ２４０またはＳ５９０）。これにより、回転数Ｎｍ２の算出に関連したエイリアシングが発生していると判断されたときには、エイリアシングに起因して精度よく取得されていない可能性がある実加速度αから求められる路面勾配θではなく、エイリアシングが発生していると判断される直前に求められた路面勾配θに対応した勾配起因シフトレンジＳＲｇに基づいてエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御されることになる。従って、ハイブリッド自動車２０では、不正確な路面勾配θに基づく車両制御の実行を抑制することができるので、登降坂路におけるドライバビリティをより一層向上させることが可能となる。
【００４８】
すなわち、アクセルオフ状態でハイブリッド自動車２０が比較的急な降坂路（θ≦−θｒｅｆ）を走行している最中に上記エイリアシングが発生していないと判断された場合には、制御用シフトレンジＳＲ＊（勾配起因シフトレンジＳＲｇ）と車速Ｖとに基づいて路面勾配θに対応した要求トルクＴｒ＊やエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が設定されると共に、エンジン２２からリングギヤ軸３２ａに路面勾配θに応じたより適正なフリクショントルク（エンジンブレーキによる制動トルク）が出力されることになる。また、アクセルオフ状態でハイブリッド自動車２０が比較的急な降坂路（θ≦−θｒｅｆ）を走行している最中に上記エイリアシングが発生していると判断された場合には、制御シフトレンジＳＲ＊が前回値に保持されることから、不正確な路面勾配θに基づく要求トルクＴｒ＊およびエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊の設定やエンジン２２からのフリクショントルクの出力が抑制され、より実態に近い路面勾配に対応したより適正なトルクをリングギヤ軸３２ａに出力することが可能となる。従って、このハイブリッド自動車２０では、降坂路におけるドライバビリティをより一層向上させることができる。
【００４９】
更に、アクセルオン状態でハイブリッド自動車２０が比較的急な登坂路（θ≧θｒｅｆ）を走行している最中に上記エイリアシングが発生していないと判断された場合には、勾配起因シフトレンジＳＲＧが制御用シフトレンジＳｒ＊として設定されると共に、制御用シフトレンジＳＲ＊（勾配起因シフトレンジＳＲｇ）に基づいてエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎが設定されるので、エンジン２２の回転数Ｎｅを路面勾配θに応じた下限回転数Ｎｅｍｉｎ以上に保つことでエンジン２２からの動力を取り出し易くし、それにより加速性能を向上させることが可能となる。また、アクセルオン状態でハイブリッド自動車２０が比較的急な登坂路（θ≧θｒｅｆ）を走行している最中に上記エイリアシングが発生していると判断された場合には、制御用シフトレンジＳＲ＊が前回値に保持され、不正確な路面勾配θではなく、より実態に近い路面勾配に応じたエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎが設定されるので、それにより加速性能を良好に保つことが可能となる。従って、このハイブリッド自動車２０では、登坂路におけるドライバビリティをより一層向上させることが可能となる。
【００５０】
そして、実施例のハイブリッド自動車２０には、通常走行用のＤレンジおよび複数の仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れかの選択を運転者に許容するシフトレバー８１が設けられているので、シフトレバー８１をＳポジションやアップまたはダウンシフト指示ポジションにセットして仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れかを選択することにより、アクセルオフ状態でのトルク特性を複数段階に設定したり、アクセルオン状態でのエンジンの出力応答性を良好に確保したりすることが可能となる。このように、シフトレバー８１のシフトポジションとしてシーケンシャルシフトポジション（Ｓポジション）が用意されている車両では、Ｓポジション用の仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６をそのまま登降坂路のドライバビリティの改善に利用することができる。ただし、本発明によるハイブリッド自動車は、上述のような仮想シフトレンジが予め定められたものであれば、当該仮想シフトレンジの任意の選択を運転者に許容しない形式のものであってもよいことはいうまでもない。
【００５１】
なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２とが減速ギヤ３５を介して連結されているが、減速ギヤ３５の代わりに、例えばＨｉ，Ｌｏの２段の変速段あるいは３段以上の変速段を有したモータＭＧ２の回転数を変速してリングギヤ軸３２ａに伝達する変速機を採用してもよい。更に、実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により減速してリングギヤ軸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はない。すなわち、本発明は、図１１に示す変形例としてのハイブリッド自動車１２０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１１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。
【００５２】
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、上記実施例および変形例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「第１電動機」に相当し、動力分配統合機構３０が「動力分配手段」に相当し、モータＭＧ２が「第２電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、回転位置検出センサ４４とハイブリッドＥＣＵ７０との組み合わせが「回転速度取得手段」に相当し、図５のステップＳ３１０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「実加速度取得手段」に相当し、図５のステップＳ３２０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「推定加速度取得手段」に相当し、図５のステップＳ３３０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「路面勾配算出手段」に相当し、図５のステップＳ３４０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「勾配起因シフトレンジ設定手段」に相当し、図４のステップＳ２２０および図８のステップＳ５６０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「判定手段」に相当し、図４のステップＳ２３０およびＳ２４０ならびに図８のステップＳ５８０およびＳ５９０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「制御用シフトレンジ設定手段」に相当し、図４のステップＳ１３０〜Ｓ１９０および図８のステップＳ６００〜Ｓ６８０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０との組み合わせが「登降坂路走行制御手段」に相当する。また、図４のステップＳ１３０や図８のステップＳ５１０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「要求トルク設定手段」に相当し、シフトレバー８１が「シフトレンジ選択手段」に相当する。
【００５３】
ただし、「内燃機関」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エンジン２２に限られず、水素エンジンといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「第１電動機」や「第２電動機」は、モータＭＧ１，ＭＧ２のような同期発電電動機に限られず、誘導電動機といったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「動力分配手段」は、内燃機関の機関軸と第１電動機の回転軸と駆動輪に動力を伝達する駆動軸との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れば、動力分配統合機構３０以外のダブルピニオン式遊星歯車機構やデファレンシャルギヤといった他の如何なる形式のものであっても構わない。「蓄電手段」は、バッテリ５０のような二次電池に限られず、キャパシタといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「回転速度取得手段」は、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を取得する回転位置検出センサ（レゾルバ）４４とハイブリッドＥＣＵ７０との組み合わせに限られるものではなく、リングギヤ軸３２ａの回転速度Ｎｒを直接取得するもののような他の如何なる形式のものであっても構わない。「実加速度取得手段」、「推定加速度取得手段」、「路面勾配算出手段」および「勾配起因シフトレンジ設定手段」は、図５の登降坂制御ルーチンに類した処理を実行可能なものであれば、ハイブリッドＥＣＵ７０以外の独立の電子制御ユニットといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「判定手段」は、駆動軸または所定の軸の回転数と回転速度取得手段のサンプリング間隔とに基づくエイリアシングが発生しているか否かを判定可能なものであれば、如何なる形式のものであっても構わない。「制御用シフトレンジ設定手段」は、算出された路面勾配が所定範囲内にあると共にエイリアシングが発生していないと判断されたときに勾配起因シフトレンジを制御用シフトレンジとして設定し、算出された路面勾配が所定範囲内にあると共にエイリアシングが発生していると判断されたときに制御用シフトレンジを保持するものであれば、如何なる形式のものであっても構わない。「登降坂路走行制御手段」は、算出された路面勾配が所定範囲内にあるときに、制御用シフトレンジと所定の制約とを用いて運転者によるアクセル操作状態に応じた走行が実現されるように内燃機関と第１および第２電動機とを制御するものであれば、単一の電子制御ユニットといったようなハイブリッドＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０との組み合わせ以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「要求トルク設定手段」は、運転者によるアクセル操作量に基づいて要求トルクを設定可能なものであれば、車速Ｖを用いることなく要求トルクを設定するもののような他の如何なる形式のものであっても構わない。「シフトレンジ選択手段」は、ボタン操作によりシフトポジションの選択を可能とするもののようなシフトレバー８１以外の如何なる形式のものであっても構わない。何れにしても、これら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なわれるべきものである。
【００５４】
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】
【００５５】
本発明は、ハイブリッド車両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】
【００５６】
【図１】本発明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】アクセルオフ時要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図３】エンジン目標回転数設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるアクセルオフ時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行される登降坂制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図６】勾配起因シフトレンジ設定用マップの一例を示す説明図である。
【図７】エンジン２２に対する燃料供給が停止され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８】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９】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１０】エンジン２２の動作ラインと回転数ＮｅとトルクＴｅとの相関曲線とを例示する説明図である。
【図１１】変形例に係るハイブリッド自動車１２０の概略構成図である。
【符号の説明】
【００５７】
２０，１２０ 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、３７ ギヤ機構、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 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 シフトレンジセンサ、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、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
動力を入出力可能な第１電動機と、
前記内燃機関の機関軸と前記第１電動機の回転軸と駆動輪に動力を伝達する駆動軸との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動力分配手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第２電動機と、
前記第１および第２電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
前記駆動軸または該駆動軸に接続された所定の軸の回転速度を取得する回転速度取得手段と、
前記回転速度取得手段により取得された回転速度を用いて車両進行方向の実加速度を取得する実加速度取得手段と、
前記駆動軸に出力すべきトルクから車両進行方向の推定加速度を取得する推定加速度取得手段と、
前記実加速度取得手段により取得された実加速度と前記推定加速度取得手段により取得された推定加速度との差に基づいて路面勾配を算出する路面勾配算出手段と、
複数の仮想シフトレンジの中から前記路面勾配算出手段により算出された路面勾配に対応した仮想シフトレンジを勾配起因シフトレンジとして設定する勾配起因シフトレンジ設定手段と、
前記駆動軸または前記所定の軸の回転数と前記回転速度取得手段のサンプリング間隔とに基づくエイリアシングが発生しているか否かを判定する判定手段と、
前記路面勾配算出手段により算出された路面勾配が所定範囲内にあると共に前記判定手段により前記エイリアシングが発生していないと判断されたときには、前記勾配起因シフトレンジを制御用シフトレンジとして設定し、前記路面勾配算出手段により算出された路面勾配が前記所定範囲内にあると共に前記判定手段により前記エイリアシングが発生していると判断されたときには、前記制御用シフトレンジを保持する制御用シフトレンジ設定手段と、
前記路面勾配算出手段により算出された路面勾配が前記所定範囲内にあるときに、前記制御用シフトレンジ設定手段により設定された制御用シフトレンジと所定の制約とを用いて運転者によるアクセル操作状態に応じた走行が実現されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御する登降坂路走行制御手段と、
を備えるハイブリッド車両。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両において、
運転者によるアクセル操作量に基づいて前記駆動軸に出力すべきトルクである要求トルクを設定する要求トルク設定手段を更に備え、
前記制御用シフトレンジ設定手段は、前記路面勾配が第１閾値以下の下り勾配であると共に前記エイリアシングが発生していないと判断されたときには、前記勾配起因シフトレンジを制御用シフトレンジとして設定し、前記路面勾配が前記第１閾値以下の下り勾配であると共に前記エイリアシングが発生していると判断されたときには、前記制御用シフトレンジを保持するものであり、
前記要求トルク設定手段は、前記アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあると共に前記路面勾配が前記第１閾値以下の下り勾配であるときに、前記複数の仮想シフトレンジおよび車速と前記要求トルクとの関係を規定する要求トルク設定制約を用いて前記制御用シフトレンジと車速とに対応した要求トルクを設定するものであり、
前記登降坂路走行制御手段は、前記アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあると共に前記路面勾配が前記第１閾値以下の下り勾配であるときに、前記複数の仮想シフトレンジおよび車速と前記内燃機関の目標回転数との関係を規定する目標回転数設定制約を用いて前記制御用シフトレンジと車速とに対応した目標回転数を設定し、燃料カット状態にある前記内燃機関の機関軸が前記目標回転数で回転すると共に前記要求トルク設定手段により設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御するハイブリッド車両。
【請求項３】
請求項２に記載のハイブリッド車両において、
前記要求トルク設定制約は、前記複数の仮想シフトレンジごとに車速と前記要求トルクとの関係を規定するものであり、当該車速と前記要求トルクとの関係は、車速が高いほど前記要求トルクが制動トルクとして大きくなる傾向を有し、
前記目標回転数設定制約は、前記複数の仮想シフトレンジごとに車速と前記目標回転数との関係を規定するものであり、当該車速と前記目標回転数との関係は、車速が高いほど前記目標回転数が高くなる傾向を有するハイブリッド車両。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載のハイブリッド車両において、
運転者によるアクセル操作量に基づいて前記駆動軸に出力すべきトルクである要求トルクを設定する要求トルク設定手段を更に備え、
前記制御用シフトレンジ設定手段は、前記路面勾配が第２閾値以上の上り勾配であると共に前記エイリアシングが発生していないと判断されたときには、前記勾配起因シフトレンジを制御用シフトレンジとして設定し、前記路面勾配が前記第２閾値以上の上り勾配であると共に前記エイリアシングが発生していると判断されたときには、前記制御用シフトレンジを保持するものであり、
前記登降坂路走行制御手段は、前記アクセル操作状態がアクセルオン状態にあると共に前記路面勾配が前記第２閾値以上の上り勾配であるときに、前記複数の仮想シフトレンジおよび車速と前記内燃機関の下限回転数との関係を規定する下限回転数設定制約を用いて前記制御用シフトレンジと車速とに対応した下限回転数を設定し、前記内燃機関の回転数が前記下限回転数以上に保たれると共に前記要求トルク設定手段により設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御するハイブリッド車両。
【請求項５】
請求項４に記載のハイブリッド車両において、
前記下限回転数設定制約は、前記複数の仮想シフトレンジごとに車速と前記下限回転数との関係を規定するものであり、当該車速と前記下限回転数との関係は、車速が高いほど前記下限回転数が高くなる傾向を有するハイブリッド車両。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載のハイブリッド車両において、
通常走行用のドライブレンジおよび複数の仮想シフトレンジの何れかの選択を運転者に許容するシフトレンジ選択手段を更に備え、
前記複数の仮想シフトレンジのそれぞれには、アクセルオフ状態における車速と前記駆動軸に出力すべきトルクである要求トルクとの関係と、アクセルオフ状態における車速と前記内燃機関の目標回転数との関係と、アクセルオン状態における車速と前記内燃機関の下限回転数との関係とが対応付けられており、
前記登降坂路走行制御手段は、前記ドライブレンジが選択されると共に前記路面勾配算出手段により算出された路面勾配が前記所定範囲内にあるときに、前記制御用シフトレンジと前記所定の制約とを用いて運転者によるアクセル操作状態に応じた走行が実現されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御するハイブリッド車両。
【請求項７】
請求項１から６の何れか一項に記載のハイブリッド車両において、
前記動力分配手段は、前記内燃機関の機関軸に接続される第１要素と、前記第１電動機の回転軸に接続される第２要素と、前記駆動軸に接続される第３要素とを有すると共にこれら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された遊星歯車機構であるハイブリッド車両。
【請求項８】
内燃機関と、動力を入出力可能な第１電動機と、前記内燃機関の機関軸と前記第１電動機の回転軸と駆動輪に動力を伝達する駆動軸との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動力分配手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な第２電動機と、前記第１および第２電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、前記駆動軸または該駆動軸に接続された所定の軸の回転速度を取得する回転速度取得手段とを備えたハイブリッド車両の制御方法であって、
（ａ）前記回転速度取得手段により取得された回転速度を用いて導出される車両進行方向の実加速度と、前記駆動軸に出力すべきトルクから推定される車両進行方向の推定加速度との差に基づいて路面勾配を算出するステップと、
（ｂ）複数の仮想シフトレンジの中からステップ（ａ）にて算出された路面勾配に対応した仮想シフトレンジを勾配起因シフトレンジとして設定するステップと、
（ｃ）前記駆動軸または前記所定の軸の回転数と前記回転速度取得手段のサンプリング間隔とに基づくエイリアシングが発生しているか否かを判定するステップと、
（ｄ）ステップ（ａ）にて算出された路面勾配が所定範囲内にあると共にステップ（ｃ）にて前記エイリアシングが発生していないと判断されたときには、前記勾配起因シフトレンジを制御用シフトレンジとして設定し、ステップ（ａ）にて算出された路面勾配が前記所定範囲内にあると共にステップ（ｃ）にて前記エイリアシングが発生していると判断されたときには、前記制御用シフトレンジを保持するステップと、
（ｅ）ステップ（ａ）にて算出された路面勾配が前記所定範囲内にあるときに、ステップ（ｄ）にて設定された制御用シフトレンジと所定の制約とを用いて運転者によるアクセル操作状態に応じた走行が実現されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御するステップと、
を含むハイブリッド車両の制御方法。
【請求項１】
内燃機関と、
動力を入出力可能な第１電動機と、
前記内燃機関の機関軸と前記第１電動機の回転軸と駆動輪に動力を伝達する駆動軸との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動力分配手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第２電動機と、
前記第１および第２電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
前記駆動軸または該駆動軸に接続された所定の軸の回転速度を取得する回転速度取得手段と、
前記回転速度取得手段により取得された回転速度を用いて車両進行方向の実加速度を取得する実加速度取得手段と、
前記駆動軸に出力すべきトルクから車両進行方向の推定加速度を取得する推定加速度取得手段と、
前記実加速度取得手段により取得された実加速度と前記推定加速度取得手段により取得された推定加速度との差に基づいて路面勾配を算出する路面勾配算出手段と、
複数の仮想シフトレンジの中から前記路面勾配算出手段により算出された路面勾配に対応した仮想シフトレンジを勾配起因シフトレンジとして設定する勾配起因シフトレンジ設定手段と、
前記駆動軸または前記所定の軸の回転数と前記回転速度取得手段のサンプリング間隔とに基づくエイリアシングが発生しているか否かを判定する判定手段と、
前記路面勾配算出手段により算出された路面勾配が所定範囲内にあると共に前記判定手段により前記エイリアシングが発生していないと判断されたときには、前記勾配起因シフトレンジを制御用シフトレンジとして設定し、前記路面勾配算出手段により算出された路面勾配が前記所定範囲内にあると共に前記判定手段により前記エイリアシングが発生していると判断されたときには、前記制御用シフトレンジを保持する制御用シフトレンジ設定手段と、
前記路面勾配算出手段により算出された路面勾配が前記所定範囲内にあるときに、前記制御用シフトレンジ設定手段により設定された制御用シフトレンジと所定の制約とを用いて運転者によるアクセル操作状態に応じた走行が実現されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御する登降坂路走行制御手段と、
を備えるハイブリッド車両。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両において、
運転者によるアクセル操作量に基づいて前記駆動軸に出力すべきトルクである要求トルクを設定する要求トルク設定手段を更に備え、
前記制御用シフトレンジ設定手段は、前記路面勾配が第１閾値以下の下り勾配であると共に前記エイリアシングが発生していないと判断されたときには、前記勾配起因シフトレンジを制御用シフトレンジとして設定し、前記路面勾配が前記第１閾値以下の下り勾配であると共に前記エイリアシングが発生していると判断されたときには、前記制御用シフトレンジを保持するものであり、
前記要求トルク設定手段は、前記アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあると共に前記路面勾配が前記第１閾値以下の下り勾配であるときに、前記複数の仮想シフトレンジおよび車速と前記要求トルクとの関係を規定する要求トルク設定制約を用いて前記制御用シフトレンジと車速とに対応した要求トルクを設定するものであり、
前記登降坂路走行制御手段は、前記アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあると共に前記路面勾配が前記第１閾値以下の下り勾配であるときに、前記複数の仮想シフトレンジおよび車速と前記内燃機関の目標回転数との関係を規定する目標回転数設定制約を用いて前記制御用シフトレンジと車速とに対応した目標回転数を設定し、燃料カット状態にある前記内燃機関の機関軸が前記目標回転数で回転すると共に前記要求トルク設定手段により設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御するハイブリッド車両。
【請求項３】
請求項２に記載のハイブリッド車両において、
前記要求トルク設定制約は、前記複数の仮想シフトレンジごとに車速と前記要求トルクとの関係を規定するものであり、当該車速と前記要求トルクとの関係は、車速が高いほど前記要求トルクが制動トルクとして大きくなる傾向を有し、
前記目標回転数設定制約は、前記複数の仮想シフトレンジごとに車速と前記目標回転数との関係を規定するものであり、当該車速と前記目標回転数との関係は、車速が高いほど前記目標回転数が高くなる傾向を有するハイブリッド車両。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載のハイブリッド車両において、
運転者によるアクセル操作量に基づいて前記駆動軸に出力すべきトルクである要求トルクを設定する要求トルク設定手段を更に備え、
前記制御用シフトレンジ設定手段は、前記路面勾配が第２閾値以上の上り勾配であると共に前記エイリアシングが発生していないと判断されたときには、前記勾配起因シフトレンジを制御用シフトレンジとして設定し、前記路面勾配が前記第２閾値以上の上り勾配であると共に前記エイリアシングが発生していると判断されたときには、前記制御用シフトレンジを保持するものであり、
前記登降坂路走行制御手段は、前記アクセル操作状態がアクセルオン状態にあると共に前記路面勾配が前記第２閾値以上の上り勾配であるときに、前記複数の仮想シフトレンジおよび車速と前記内燃機関の下限回転数との関係を規定する下限回転数設定制約を用いて前記制御用シフトレンジと車速とに対応した下限回転数を設定し、前記内燃機関の回転数が前記下限回転数以上に保たれると共に前記要求トルク設定手段により設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御するハイブリッド車両。
【請求項５】
請求項４に記載のハイブリッド車両において、
前記下限回転数設定制約は、前記複数の仮想シフトレンジごとに車速と前記下限回転数との関係を規定するものであり、当該車速と前記下限回転数との関係は、車速が高いほど前記下限回転数が高くなる傾向を有するハイブリッド車両。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載のハイブリッド車両において、
通常走行用のドライブレンジおよび複数の仮想シフトレンジの何れかの選択を運転者に許容するシフトレンジ選択手段を更に備え、
前記複数の仮想シフトレンジのそれぞれには、アクセルオフ状態における車速と前記駆動軸に出力すべきトルクである要求トルクとの関係と、アクセルオフ状態における車速と前記内燃機関の目標回転数との関係と、アクセルオン状態における車速と前記内燃機関の下限回転数との関係とが対応付けられており、
前記登降坂路走行制御手段は、前記ドライブレンジが選択されると共に前記路面勾配算出手段により算出された路面勾配が前記所定範囲内にあるときに、前記制御用シフトレンジと前記所定の制約とを用いて運転者によるアクセル操作状態に応じた走行が実現されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御するハイブリッド車両。
【請求項７】
請求項１から６の何れか一項に記載のハイブリッド車両において、
前記動力分配手段は、前記内燃機関の機関軸に接続される第１要素と、前記第１電動機の回転軸に接続される第２要素と、前記駆動軸に接続される第３要素とを有すると共にこれら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された遊星歯車機構であるハイブリッド車両。
【請求項８】
内燃機関と、動力を入出力可能な第１電動機と、前記内燃機関の機関軸と前記第１電動機の回転軸と駆動輪に動力を伝達する駆動軸との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動力分配手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な第２電動機と、前記第１および第２電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、前記駆動軸または該駆動軸に接続された所定の軸の回転速度を取得する回転速度取得手段とを備えたハイブリッド車両の制御方法であって、
（ａ）前記回転速度取得手段により取得された回転速度を用いて導出される車両進行方向の実加速度と、前記駆動軸に出力すべきトルクから推定される車両進行方向の推定加速度との差に基づいて路面勾配を算出するステップと、
（ｂ）複数の仮想シフトレンジの中からステップ（ａ）にて算出された路面勾配に対応した仮想シフトレンジを勾配起因シフトレンジとして設定するステップと、
（ｃ）前記駆動軸または前記所定の軸の回転数と前記回転速度取得手段のサンプリング間隔とに基づくエイリアシングが発生しているか否かを判定するステップと、
（ｄ）ステップ（ａ）にて算出された路面勾配が所定範囲内にあると共にステップ（ｃ）にて前記エイリアシングが発生していないと判断されたときには、前記勾配起因シフトレンジを制御用シフトレンジとして設定し、ステップ（ａ）にて算出された路面勾配が前記所定範囲内にあると共にステップ（ｃ）にて前記エイリアシングが発生していると判断されたときには、前記制御用シフトレンジを保持するステップと、
（ｅ）ステップ（ａ）にて算出された路面勾配が前記所定範囲内にあるときに、ステップ（ｄ）にて設定された制御用シフトレンジと所定の制約とを用いて運転者によるアクセル操作状態に応じた走行が実現されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御するステップと、
を含むハイブリッド車両の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１００２５６（Ｐ２０１０−１００２５６Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７５８４５（Ｐ２００８−２７５８４５）
【出願日】平成２０年１０月２７日（２００８．１０．２７）
【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２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２７日（２００８．１０．２７）
【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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