自動車およびその制御方法
【課題】空調装置による乗員室の暖房の必要から内燃機関の運転を継続するものとしても、蓄電装置の状態をより適正に保持して車両の燃費を向上させる。
【解決手段】車両要求パワーＰ＊によってはエンジンの運転の必要はないが空調装置による暖房のためにエンジンを運転するときには、エンジンを効率よく運転する際の点火時期からバッテリの入力制限Ｗｉｎに応じた点火遅角量ΔＥａだけ遅角した点火時期を用いてエンジンを負荷運転する（Ｓ１８０）。これにより、エンジンをアイドル運転するものに比して、車両の燃費を向上させることができると共にバッテリの過充電を抑制することができる。
【解決手段】車両要求パワーＰ＊によってはエンジンの運転の必要はないが空調装置による暖房のためにエンジンを運転するときには、エンジンを効率よく運転する際の点火時期からバッテリの入力制限Ｗｉｎに応じた点火遅角量ΔＥａだけ遅角した点火時期を用いてエンジンを負荷運転する（Ｓ１８０）。これにより、エンジンをアイドル運転するものに比して、車両の燃費を向上させることができると共にバッテリの過充電を抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の自動車としては、外気の温度と乗員室に設けられた暖房用の空気の吹き出し口における空気吹出温度とに基づいてエンジンのアイドルストップの許可および禁止を設定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、暖房中は、外気の温度が第１所定温度未満のときや空気吹出温度が第２所定温度以上のときにはエンジンのアイドルストップを禁止することにより、空調装置の暖房性能を確保しようとしている。
【特許文献１】特開２００１−３４１５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の自動車では、空調装置による乗員室の暖房の必要からエンジンのアイドルストップを禁止することにより暖房性能を確保することができるものの、エンジンのアイドル運転を継続するために、車両の燃費が低下してしまう。また、エンジンをアイドル運転すると、回転数のフラツキにより車両の共振を生じさせる場合も生じる。こうした問題に対して、ハイブリッド自動車では、空調装置の暖房性能を確保するためにエンジンを負荷運転すると共に負荷運転による動力を用いて発電機により発電してバッテリを充電し、後にバッテリからの電力をモータに供給することにより、全体として車両の燃費を向上させることも考えられるが、バッテリの状態によってはエンジンを負荷運転するとバッテリを過充電してしまう場合が生じる。
【０００４】
本発明の自動車およびその制御方法は、空調装置による乗員室の暖房の必要から内燃機関の運転を継続するものとしても車両の燃費を向上させることを目的の一つとする。また、本発明の自動車およびその制御方法は、空調装置による乗員室の暖房の必要から内燃機関の運転を継続するものとしてもバッテリなどの蓄電装置の状態をより適正な状態とすることを目的の一つとする。さらに、本発明の自動車およびその制御方法は、空調装置による乗員室の暖房の必要から内燃機関の運転を継続することにより生じ得る車両の振動を抑制することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の自動車およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の自動車は、
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、
前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段と、
前記電動機および前記発電手段と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記内燃機関を熱源として乗員室を暖房すると共に所定の条件に基づいて該内燃機関の運転要求として暖房用運転要求を設定する暖房手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力による走行用の動力を含む車両要求パワーに基づいて前記内燃機関の運転要求であるパワー用運転要求を設定するパワー用運転要求設定手段と、
前記パワー用運転要求設定手段によるパワー用運転要求が設定されていない状態で前記暖房手段による暖房用運転要求が設定されている暖房運転要求時には、前記蓄電手段が満充電されるまでの充電容量に基づいて前記内燃機関の負荷運転状態である目標負荷運転状態を設定し、該設定した目標負荷運転状態で前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の自動車では、走行に要求される要求駆動力による走行用の動力を含む車両要求パワーに基づいて走行用の動力を出力可能な内燃機関の運転要求であるパワー用運転要求が設定されていない状態で内燃機関を熱源として乗員室を暖房する暖房手段による内燃機関の運転要求としての暖房用運転要求が設定されている暖房運転要求時には、蓄電手段が満充電されるまでの充電容量に基づいて内燃機関の負荷運転状態である目標負荷運転状態を設定し、設定した目標負荷運転状態で内燃機関が運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と走行用の動力を出力可能な電動機と内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段とを制御する。これにより、内燃機関を単に自立運転（アイドル運転を含む）する場合に比して車両の燃費を向上させることができる。しかも、蓄電手段の充電容量に基づいて目標負荷運転状態を設定するから、蓄電手段の状態をより適正な状態とすることができる。また、内燃機関をアイドル運転しないから、内燃機関をアイドル運転することにより生じ得る車両の振動を抑制することができる。
【０００８】
こうした本発明の自動車において、前記制御手段は、前記暖房運転要求時には、前記充電容量が小さいほど前記内燃機関から出力される機械的パワーが小さくなる傾向に前記目標負荷運転状態を設定する手段であるものとすることもできる。この場合、内燃機関の回転数を変更しないものとすれば、蓄電手段の充電電力は小さくなるから、蓄電手段が満充電されるのを抑制することができる。
【０００９】
また、本発明の自動車において、前記制御手段は、前記暖房運転要求時には、前記内燃機関における吸入空気量，燃料噴射量，点火時期，吸気弁の開閉タイミングの少なくとも一つを用いて前記目標負荷運転状態を設定する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
さらに、本発明の自動車において、前記制御手段は、前記暖房運転要求時には、前記充電容量が小さいほど前記内燃機関の点火時期が遅くなる傾向に前記目標負荷運転状態を設定する手段であるものとすることもできる。内燃機関の点火時期は、通常燃費のよい時期を基準としているから、点火時期を遅くすることにより、燃費のよい点火時期に比して燃焼によるエネルギのうち熱として消費する分を多くすることになる。このため、内燃機関から出力される機械的パワーが小さくなり、蓄電手段の充電電力は小さくなるから、蓄電手段が満充電されるのを抑制することができる。また、点火時期の変更は、電圧の印加タイミングを変更することによって行なわれるから、機械的な動作を伴って行なわれる吸入空気量の変更や吸気弁の開閉タイミングの変更に比して高い応答性となる。このため、蓄電手段の充電容量の応じて迅速に対応することができる。
【００１１】
あるいは、本発明の自動車において、前記充電容量を含む前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充電可能な最大電力である入力制限を設定する入力制限設定手段を備え、前記制御手段は、前記暖房運転要求時には、前記設定された入力制限に基づいて前記目標負荷運転状態を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段に過大な電力を入力するのを抑制することができる。なお、蓄電手段の状態としては充電容量の他に蓄電手段の温度なども含まれる。
【００１２】
また、本発明の自動車において、前記発電手段は、前記内燃機関の出力軸と車軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って動力を前記出力軸と前記車軸とに出力可能な電力動力入出力手段であるものとすることもできる。また、前記発電手段は、前記出力軸と前記車軸と回転軸との３軸に接続され、該３軸のいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力する発電機とを備える手段であるものとすることもできる。
【００１３】
本発明の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、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段と、前記電動機および前記発電手段と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記内燃機関を熱源として乗員室を暖房すると共に所定の条件に基づいて該内燃機関の運転要求として暖房用運転要求を設定する暖房手段と、を備える自動車の制御方法であって、
走行に要求される要求駆動力による走行用の動力を含む車両要求パワーに基づく前記内燃機関の運転要求であるパワー用運転要求がなされていない状態で前記暖房手段による暖房用運転要求が設定されている暖房運転要求時には、前記蓄電手段が満充電されるまでの充電容量に基づいて前記内燃機関の負荷運転状態である目標負荷運転状態を設定し、該設定した目標負荷運転状態で前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御する、
ことを特徴とする。
【００１４】
この本発明の自動車の制御方法では、走行に要求される要求駆動力による走行用の動力を含む車両要求パワーに基づいて走行用の動力を出力可能な内燃機関の運転要求であるパワー用運転要求が設定されていない状態で内燃機関を熱源として乗員室を暖房する暖房手段による内燃機関の運転要求としての暖房用運転要求が設定されている暖房運転要求時には、蓄電手段が満充電されるまでの充電容量に基づいて内燃機関の負荷運転状態である目標負荷運転状態を設定し、設定した目標負荷運転状態で内燃機関が運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と走行用の動力を出力可能な電動機と内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段とを制御する。これにより、内燃機関を単に自立運転（アイドル運転を含む）する場合に比して車両の燃費を向上させることができる。しかも、蓄電手段の充電容量に基づいて目標負荷運転状態を設定するから、蓄電手段の状態をより適正な状態とすることができる。また、内燃機関をアイドル運転しないから、内燃機関をアイドル運転することにより生じ得る車両の振動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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】
【００１６】
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、乗員室２１の空調を行なう空調装置９０と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００１７】
エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入する共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。
【００１８】
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａ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、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃ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。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗ，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号ＡＦ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。
【００１９】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００２０】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、電力ライン５４に接続されたインバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２１】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば，バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、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）などを演算している。
【００２２】
空調装置９０は、エンジン２２の冷却系に取り付けられ冷却水との熱交換を行なう熱交換器９１と、外気や乗員室２１内の空気を熱交換器９１側に吸引すると共にこの熱交換器９１による熱交換によって暖められた空気を乗員室２１に吹き出させるブロワ９３と、ブロワ９３により吸引される空気を外気か乗員室２１内の空気かに切り替える切替機構９２と、乗員室２１に取り付けられた操作パネル９４と、装置全体をコントロールする空調用電子制御ユニット（以下、空調用ＥＣＵという）９８とを備える。空調用ＥＣＵ９８には、操作パネル９４に取り付けられてヒータのオンオフを操作するブロワスイッチ９４ａからのブロワスイッチ信号ＢＳＷや同じく操作パネル９４に取り付けられて乗員室２１内の温度を設定する設定温度スイッチ９４ｂからの設定温度Ｔ＊，操作パネル９４に取り付けられて乗員室２１内の温度を検出する温度センサ９４ｃからの乗員室温Ｔｉｎ，乗員室２１の外部に取り付けられて外気温を検出する外気温センサ９５からの外気温Ｔｏｕｔなどが入力されており、これらの入力信号に基づいて乗員室温Ｔｉｎが設定温度Ｔ＊となるようブロワ９３を駆動制御すると共に暖房性能を確保する必要から冷却水温Ｔｗが低いときにはエンジン２２の運転を要求するためのエンジン運転要求ＥＧ＊を設定する。ここで、エンジン２２の運転要求ＥＧ＊は、例えば、冷却水温Ｔｗが第１の温度（例えば６０℃）未満のときにオンとすると共に冷却水温Ｔｗが第２の温度（例えば８０℃）以上のときにオフとするなど種々の手法により設定することができる。また、空調用ＥＣＵ９８は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、必要に応じて設定したエンジン運転要求ＥＧ＊や空調装置９０の状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信する。
【００２３】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２４】
次に、こうして構成されたハイブリッド自動車２０の動作、特に空調装置９０により設定されるエンジン運転要求ＥＧ＊のオンオフに基づく駆動制御の際の動作について説明する。図３は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２５】
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，バッテリ５０の充放電要求Ｐｂ＊，エンジン運転要求ＥＧ＊など制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の充放電要求Ｐｂ＊は、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とその目標値である目標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、エンジン運転要求ＥＧ＊は、空調用ＥＣＵ９８から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。図４に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図５にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。
【００２６】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊と車両に要求される車両要求パワーＰ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図６に要求トルク設定用マップの一例を示す。車両要求パワーＰ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求Ｐｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。
【００２７】
続いて、設定した車両要求パワーＰ＊を閾値Ｐｒｅｆと比較する（ステップＳ１２０）。ここで、閾値Ｐｒｅｆは、車両要求パワーＰ＊に基づいてエンジン２２を運転するか否かを判定するためのものであり、実施例ではエンジン２２を比較的効率よく運転することができるパワーの下限値近傍の値を用いた。車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときには、車両要求パワーＰ＊をエンジンパワーＰｅ＊に設定し（ステップＳ１３０）、設定したエンジンパワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１４０）。この設定は、実施例では、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとエンジンパワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図７に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。
【００２８】
次に、設定した目標回転数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とを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１９０）。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。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８に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。また、式（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。
【００２９】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
【００３０】
こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと計算したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）により計算すると共に（ステップＳ２２０）、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を式（５）により計算し（ステップＳ２３０）、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モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２４０）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊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、前述した図８の共線図から容易に導き出すことができる。
【００３１】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (5)
【００３２】
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＊と目標トルクＴｅ＊とについてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２５０）、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が運転されているときにはエンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで効率よく運転されるようにエンジン２２における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御，吸気バルブ１２８の開閉タイミング制御などの制御を行ない、エンジン２２が運転停止中のときにはエンジン２２を始動してエンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで効率よく運転されるように同様の制御を行なう。吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御，吸気バルブ１２８の開閉タイミング制御は、実施例では、エンジン２２の運転ポイント（回転数Ｎｅ，トルクＴｅ）とエンジン２２が効率よく運転されるスロットル開度や燃料噴射量，点火時期，吸気バルブ１２８の開閉タイミングとの関係を実験などにより予め求めて制御値設定用マップとしてエンジンＥＣＵ２４のＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とが与えられると記憶したマップから対応する制御値（スロットル開度や燃料噴射量，点火時期，吸気バルブ１２８の開閉タイミング）を導出し、これを用いてスロットルバルブ１２４を駆動したり燃料噴射弁１２６から燃料噴射したり点火プラグ１３０に電圧を印加したり可変バルブタイミング機構１５０を駆動するものとした。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３３】
ステップＳ１２０で車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満であると判定されると、エンジン運転要求ＥＧ＊を調べ（ステップＳ１５０）、エンジン運転要求ＥＧ＊がオフのときには、エンジン２２の運転は必要ないと判断して、エンジン２２を停止するために目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに値０を設定し（ステップＳ２００）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ２１０）。そして、設定したトルク指令Ｔｍ１＊を用いてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２２０〜Ｓ２４０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２５０）、駆動制御ルーチンを終了する。値０の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が運転されているときにはエンジン２２が運転を停止するよう燃料噴射制御や点火制御などの制御を停止し、エンジン２２が運転停止されているときには運転停止の状態を保持する。なお、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊としては、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０が設定されているから、基本的には、要求トルクＴｒ＊に相当するトルクが設定されることになる。
【００３４】
ステップＳ１２０で車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満であると判定され、更にステップＳ１５０でエンジン運転要求ＥＧ＊がオンであると判定されると、車両要求パワーＰ＊によってはエンジン２２の運転は必要ないが空調装置９０による暖房のためにエンジン２２の運転が必要と判断して、エンジンパワーＰｅ＊に閾値Ｐｒｅｆを設定し（ステップＳ１６０）、設定したエンジンパワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１７０）。ここで、エンジンパワーＰｅ＊に上述した閾値Ｐｒｅｆを設定するのは、エンジン２２を比較的効率よく負荷運転するためであり、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との設定は、上述したように、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとエンジンパワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。続いて、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに基づいてエンジン２２を効率よく目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とで運転する際の点火時期からの遅角量である点火遅角量ΔＥａを設定すると共にエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ１８０）、設定した目標回転数Ｎｅ＊を用いてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共にトルク指令Ｔｍ１＊を計算し（ステップＳ１９０）、計算したトルク指令Ｔｍ１＊を用いてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２２０〜Ｓ２４０）、設定した値をそれぞれ送信して（ステップＳ２５０）、駆動制御ルーチンを終了する。ここで、点火遅角量ΔＥａとしては、実施例では、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎと点火遅角量ΔＥａとの関係を予め定めて点火遅角量設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、入力制限Ｗｉｎが与えられると記憶したマップから対応する点火遅角量ΔＥａを導出して設定するものとした。図９に点火遅角量設定用マップの一例を示す。図示するように、実施例では、点火遅角量ΔＥａをバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが大きいほど（絶対値としては小さいほど）大きくなるように設定している。このように点火遅角量ΔＥａを設定してエンジンＥＣＵ２４に送信すると、エンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで効率よく運転される吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御，吸気バルブ１２８の開閉タイミング制御から点火時期については点火遅角量ΔＥａだけ遅角した時期を用いてエンジン２２を制御する。エンジン２２の回転数Ｎｅや吸入空気量，燃料噴射量を変更せずに点火時期だけを遅角すると、効率が低下することになるから、燃焼によるエネルギのうち熱として消費されるエネルギが多くなり、結果として機械的エネルギとして出力されるエネルギが小さくなる。このため、モータＭＧ１による発電電力が小さくなるから、バッテリ５０の充電電力も小さくなる。バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎは、上述したようにバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が大きくなって充電可能な容量（充電容量）が小さくなると大きく（絶対値としては小さく）なるから、入力制限Ｗｉｎが大きいほど（絶対値としては小さいほど）大きくなるように点火遅角量ΔＥａを設定することにより、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが大きいほど（絶対値としては小さいほど）、熱として消費されるエネルギを多くしてバッテリ５０の充電電力を小さくすることになる。この結果、バッテリ５０が過充電されるのを抑制することができ、バッテリ５０の状態をより良好なものとすることができる。しかも、こうした点火時期の遅角は、点火プラグ１３０に電圧を印加するタイミングを変更するだけで行なうことができるから、スロットルバルブ１２４の動作を伴って行なわれる吸入空気量の減少や可変バルブタイミング機構１５０の動作を伴って行なわれる吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更によってバッテリ５０の充電電力を小さくする場合に比して、高い応答性をもってバッテリ５０の充電電力を小さくすることができる。また、空調装置９０による暖房のためにエンジン２２の運転を必要とするときにはエンジン２２を負荷運転するから、空調装置９０による暖房のためにエンジン２２の運転を必要とするときにエンジン２２をアイドル運転などの自立運転をするものに比して燃費の向上を図ることができる。さらに、エンジン２２を負荷運転するから、エンジン２２をアイドル運転する際に生じ得る車両の共振などによる振動を抑制することができる。
【００３５】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、車両要求パワーＰ＊によってはエンジン２２の運転の必要はないが空調装置９０による暖房のためにエンジン２２を運転するときには、エンジン２２を負荷運転するから、空調装置９０による暖房のためにエンジン２２の運転を必要とするときにエンジン２２をアイドル運転などの自立運転をするものに比して、燃費の向上を図ることができる。しかも、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに応じた点火遅角量ΔＥａを用いて点火時期を遅角してエンジン２２を負荷運転するから、バッテリ５０が過充電されるのを抑制することができ、バッテリ５０の状態をより良好なものとすることができる。また、点火時期の遅角によりバッテリ５０の充電電力を小さくするから、吸入空気量の減少や吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更によってバッテリ５０の充電電力を小さくする場合に比して、高い応答性をもってバッテリ５０の充電電力を小さくすることができる。もとより、エンジン２２の運転の必要がなくても空調装置９０による暖房のためにエンジン２２の運転を継続する場合であっても、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力することができる。
【００３６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、車両要求パワーＰ＊によってはエンジン２２の運転は必要ないが空調装置９０による暖房のためにエンジン２２を運転するときには、エンジンパワーＰｅ＊にエンジン２２を比較的効率よく運転することができるパワーの下限値近傍の値として設定された閾値Ｐｒｅｆを設定してエンジン２２を負荷運転するものとしたが、エンジンパワーＰｅ＊に閾値Ｐｒｅｆより大きな値や小さな値を設定してエンジン２２を負荷運転するものとしても構わない。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の電池温度Ｔｂと残容量（ＳＯＣ）とに基づく入力制限Ｗｉｎに応じて点火遅角量ΔＥａを設定してエンジン２２を負荷運転するものとしたが、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）のみに基づいて点火遅角量ΔＥａを設定してエンジン２２を負荷運転するものとしてもよい。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが大きくなるほど（絶対値としては小さくなるほど）大きくなる点火遅角量ΔＥａを設定してエンジン２２を負荷運転するものとしたが、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが所定値以上（絶対値としては所定値未満）に至ったときに予め定めた所定値を点火遅角量ΔＥａに設定してエンジン２２を負荷運転するものとしてもよい。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、車両要求パワーＰ＊によってはエンジン２２の運転の必要はないが空調装置９０による暖房のためにエンジン２２を運転するときには、エンジン２２を効率よく運転する際の点火時期からバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに応じた点火遅角量ΔＥａだけ遅角した点火時期を用いてエンジン２２を負荷運転することにより、バッテリ５０の充電電力を小さくしてバッテリ５０の過充電を抑制するものとしたが、バッテリ５０の充電電力を小さくしてバッテリ５０の過充電を抑制すればよいから、エンジン２２を効率よく運転する際のスロットル開度からバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに応じた開度だけ減少させたスロットル開度を用いてエンジン２２を負荷運転するものとしたり、エンジン２２を効率よく運転する際の燃料噴射量からバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに応じた噴射量だけ減少させた燃料噴射量を用いてエンジン２２を負荷運転するものとしたり、エンジン２２を効率よく運転する際の吸気バルブ１２８の開閉タイミングからバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに応じたタイミングだけ変更させた吸気バルブ１２８の開閉タイミングを用いてエンジン２２を負荷運転するものとしてもよい。また、点火時期の遅角やスロットル開度の減少，燃料噴射量の減少，吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更のいずれか一つを用いてエンジン２２を負荷運転するものだけでなく、これらの一部または全部を組み合わせてエンジン２２を負荷運転するものとしてもよい。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１０の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１０における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１１の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。このように、エンジンから走行用の動力を出力することができると共にエンジンを間欠運転することができ、エンジンを熱源として乗員室を暖房する空調装置を備え、空調装置による暖房のためにエンジンを運転するときにはエンジンを負荷運転することができるものであれば、如何なる構成としても構わない。
【００４１】
実施例では、本発明の実施の形態をハイブリッド自動車２０を用いて説明したが、自動車の制御方法の形態としても構わない。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、自動車製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】バッテリ５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。
【図５】バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。
【図６】要求トルク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の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。
【図８】動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。
【図９】点火遅角量設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１０】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１１】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４５】
２０，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、２１ 乗員室、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、９０ 空調装置、９１ 熱交換器、９２ 切替機構、９３ ブロワ、９４ 操作パネル、９４ａ ブロワスイッチ、９４ｂ 設定温度スイッチ、９４ｃ 温度センサ、９５ 外気温センサ、９８ 空調用電子制御ユニット（空調用ＥＣＵ）、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３６，スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構。２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ ２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の自動車としては、外気の温度と乗員室に設けられた暖房用の空気の吹き出し口における空気吹出温度とに基づいてエンジンのアイドルストップの許可および禁止を設定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、暖房中は、外気の温度が第１所定温度未満のときや空気吹出温度が第２所定温度以上のときにはエンジンのアイドルストップを禁止することにより、空調装置の暖房性能を確保しようとしている。
【特許文献１】特開２００１−３４１５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の自動車では、空調装置による乗員室の暖房の必要からエンジンのアイドルストップを禁止することにより暖房性能を確保することができるものの、エンジンのアイドル運転を継続するために、車両の燃費が低下してしまう。また、エンジンをアイドル運転すると、回転数のフラツキにより車両の共振を生じさせる場合も生じる。こうした問題に対して、ハイブリッド自動車では、空調装置の暖房性能を確保するためにエンジンを負荷運転すると共に負荷運転による動力を用いて発電機により発電してバッテリを充電し、後にバッテリからの電力をモータに供給することにより、全体として車両の燃費を向上させることも考えられるが、バッテリの状態によってはエンジンを負荷運転するとバッテリを過充電してしまう場合が生じる。
【０００４】
本発明の自動車およびその制御方法は、空調装置による乗員室の暖房の必要から内燃機関の運転を継続するものとしても車両の燃費を向上させることを目的の一つとする。また、本発明の自動車およびその制御方法は、空調装置による乗員室の暖房の必要から内燃機関の運転を継続するものとしてもバッテリなどの蓄電装置の状態をより適正な状態とすることを目的の一つとする。さらに、本発明の自動車およびその制御方法は、空調装置による乗員室の暖房の必要から内燃機関の運転を継続することにより生じ得る車両の振動を抑制することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の自動車およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の自動車は、
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、
前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段と、
前記電動機および前記発電手段と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記内燃機関を熱源として乗員室を暖房すると共に所定の条件に基づいて該内燃機関の運転要求として暖房用運転要求を設定する暖房手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力による走行用の動力を含む車両要求パワーに基づいて前記内燃機関の運転要求であるパワー用運転要求を設定するパワー用運転要求設定手段と、
前記パワー用運転要求設定手段によるパワー用運転要求が設定されていない状態で前記暖房手段による暖房用運転要求が設定されている暖房運転要求時には、前記蓄電手段が満充電されるまでの充電容量に基づいて前記内燃機関の負荷運転状態である目標負荷運転状態を設定し、該設定した目標負荷運転状態で前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の自動車では、走行に要求される要求駆動力による走行用の動力を含む車両要求パワーに基づいて走行用の動力を出力可能な内燃機関の運転要求であるパワー用運転要求が設定されていない状態で内燃機関を熱源として乗員室を暖房する暖房手段による内燃機関の運転要求としての暖房用運転要求が設定されている暖房運転要求時には、蓄電手段が満充電されるまでの充電容量に基づいて内燃機関の負荷運転状態である目標負荷運転状態を設定し、設定した目標負荷運転状態で内燃機関が運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と走行用の動力を出力可能な電動機と内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段とを制御する。これにより、内燃機関を単に自立運転（アイドル運転を含む）する場合に比して車両の燃費を向上させることができる。しかも、蓄電手段の充電容量に基づいて目標負荷運転状態を設定するから、蓄電手段の状態をより適正な状態とすることができる。また、内燃機関をアイドル運転しないから、内燃機関をアイドル運転することにより生じ得る車両の振動を抑制することができる。
【０００８】
こうした本発明の自動車において、前記制御手段は、前記暖房運転要求時には、前記充電容量が小さいほど前記内燃機関から出力される機械的パワーが小さくなる傾向に前記目標負荷運転状態を設定する手段であるものとすることもできる。この場合、内燃機関の回転数を変更しないものとすれば、蓄電手段の充電電力は小さくなるから、蓄電手段が満充電されるのを抑制することができる。
【０００９】
また、本発明の自動車において、前記制御手段は、前記暖房運転要求時には、前記内燃機関における吸入空気量，燃料噴射量，点火時期，吸気弁の開閉タイミングの少なくとも一つを用いて前記目標負荷運転状態を設定する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
さらに、本発明の自動車において、前記制御手段は、前記暖房運転要求時には、前記充電容量が小さいほど前記内燃機関の点火時期が遅くなる傾向に前記目標負荷運転状態を設定する手段であるものとすることもできる。内燃機関の点火時期は、通常燃費のよい時期を基準としているから、点火時期を遅くすることにより、燃費のよい点火時期に比して燃焼によるエネルギのうち熱として消費する分を多くすることになる。このため、内燃機関から出力される機械的パワーが小さくなり、蓄電手段の充電電力は小さくなるから、蓄電手段が満充電されるのを抑制することができる。また、点火時期の変更は、電圧の印加タイミングを変更することによって行なわれるから、機械的な動作を伴って行なわれる吸入空気量の変更や吸気弁の開閉タイミングの変更に比して高い応答性となる。このため、蓄電手段の充電容量の応じて迅速に対応することができる。
【００１１】
あるいは、本発明の自動車において、前記充電容量を含む前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充電可能な最大電力である入力制限を設定する入力制限設定手段を備え、前記制御手段は、前記暖房運転要求時には、前記設定された入力制限に基づいて前記目標負荷運転状態を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段に過大な電力を入力するのを抑制することができる。なお、蓄電手段の状態としては充電容量の他に蓄電手段の温度なども含まれる。
【００１２】
また、本発明の自動車において、前記発電手段は、前記内燃機関の出力軸と車軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って動力を前記出力軸と前記車軸とに出力可能な電力動力入出力手段であるものとすることもできる。また、前記発電手段は、前記出力軸と前記車軸と回転軸との３軸に接続され、該３軸のいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力する発電機とを備える手段であるものとすることもできる。
【００１３】
本発明の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、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段と、前記電動機および前記発電手段と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記内燃機関を熱源として乗員室を暖房すると共に所定の条件に基づいて該内燃機関の運転要求として暖房用運転要求を設定する暖房手段と、を備える自動車の制御方法であって、
走行に要求される要求駆動力による走行用の動力を含む車両要求パワーに基づく前記内燃機関の運転要求であるパワー用運転要求がなされていない状態で前記暖房手段による暖房用運転要求が設定されている暖房運転要求時には、前記蓄電手段が満充電されるまでの充電容量に基づいて前記内燃機関の負荷運転状態である目標負荷運転状態を設定し、該設定した目標負荷運転状態で前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御する、
ことを特徴とする。
【００１４】
この本発明の自動車の制御方法では、走行に要求される要求駆動力による走行用の動力を含む車両要求パワーに基づいて走行用の動力を出力可能な内燃機関の運転要求であるパワー用運転要求が設定されていない状態で内燃機関を熱源として乗員室を暖房する暖房手段による内燃機関の運転要求としての暖房用運転要求が設定されている暖房運転要求時には、蓄電手段が満充電されるまでの充電容量に基づいて内燃機関の負荷運転状態である目標負荷運転状態を設定し、設定した目標負荷運転状態で内燃機関が運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と走行用の動力を出力可能な電動機と内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段とを制御する。これにより、内燃機関を単に自立運転（アイドル運転を含む）する場合に比して車両の燃費を向上させることができる。しかも、蓄電手段の充電容量に基づいて目標負荷運転状態を設定するから、蓄電手段の状態をより適正な状態とすることができる。また、内燃機関をアイドル運転しないから、内燃機関をアイドル運転することにより生じ得る車両の振動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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】
【００１６】
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、乗員室２１の空調を行なう空調装置９０と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００１７】
エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入する共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。
【００１８】
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａ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、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃ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。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗ，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号ＡＦ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。
【００１９】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００２０】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、電力ライン５４に接続されたインバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２１】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば，バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、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）などを演算している。
【００２２】
空調装置９０は、エンジン２２の冷却系に取り付けられ冷却水との熱交換を行なう熱交換器９１と、外気や乗員室２１内の空気を熱交換器９１側に吸引すると共にこの熱交換器９１による熱交換によって暖められた空気を乗員室２１に吹き出させるブロワ９３と、ブロワ９３により吸引される空気を外気か乗員室２１内の空気かに切り替える切替機構９２と、乗員室２１に取り付けられた操作パネル９４と、装置全体をコントロールする空調用電子制御ユニット（以下、空調用ＥＣＵという）９８とを備える。空調用ＥＣＵ９８には、操作パネル９４に取り付けられてヒータのオンオフを操作するブロワスイッチ９４ａからのブロワスイッチ信号ＢＳＷや同じく操作パネル９４に取り付けられて乗員室２１内の温度を設定する設定温度スイッチ９４ｂからの設定温度Ｔ＊，操作パネル９４に取り付けられて乗員室２１内の温度を検出する温度センサ９４ｃからの乗員室温Ｔｉｎ，乗員室２１の外部に取り付けられて外気温を検出する外気温センサ９５からの外気温Ｔｏｕｔなどが入力されており、これらの入力信号に基づいて乗員室温Ｔｉｎが設定温度Ｔ＊となるようブロワ９３を駆動制御すると共に暖房性能を確保する必要から冷却水温Ｔｗが低いときにはエンジン２２の運転を要求するためのエンジン運転要求ＥＧ＊を設定する。ここで、エンジン２２の運転要求ＥＧ＊は、例えば、冷却水温Ｔｗが第１の温度（例えば６０℃）未満のときにオンとすると共に冷却水温Ｔｗが第２の温度（例えば８０℃）以上のときにオフとするなど種々の手法により設定することができる。また、空調用ＥＣＵ９８は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、必要に応じて設定したエンジン運転要求ＥＧ＊や空調装置９０の状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信する。
【００２３】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２４】
次に、こうして構成されたハイブリッド自動車２０の動作、特に空調装置９０により設定されるエンジン運転要求ＥＧ＊のオンオフに基づく駆動制御の際の動作について説明する。図３は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２５】
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，バッテリ５０の充放電要求Ｐｂ＊，エンジン運転要求ＥＧ＊など制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の充放電要求Ｐｂ＊は、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とその目標値である目標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、エンジン運転要求ＥＧ＊は、空調用ＥＣＵ９８から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。図４に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図５にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。
【００２６】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊と車両に要求される車両要求パワーＰ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図６に要求トルク設定用マップの一例を示す。車両要求パワーＰ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求Ｐｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。
【００２７】
続いて、設定した車両要求パワーＰ＊を閾値Ｐｒｅｆと比較する（ステップＳ１２０）。ここで、閾値Ｐｒｅｆは、車両要求パワーＰ＊に基づいてエンジン２２を運転するか否かを判定するためのものであり、実施例ではエンジン２２を比較的効率よく運転することができるパワーの下限値近傍の値を用いた。車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときには、車両要求パワーＰ＊をエンジンパワーＰｅ＊に設定し（ステップＳ１３０）、設定したエンジンパワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１４０）。この設定は、実施例では、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとエンジンパワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図７に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。
【００２８】
次に、設定した目標回転数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とを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１９０）。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。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８に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。また、式（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。
【００２９】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
【００３０】
こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと計算したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）により計算すると共に（ステップＳ２２０）、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を式（５）により計算し（ステップＳ２３０）、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モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２４０）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊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、前述した図８の共線図から容易に導き出すことができる。
【００３１】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (5)
【００３２】
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＊と目標トルクＴｅ＊とについてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２５０）、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が運転されているときにはエンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで効率よく運転されるようにエンジン２２における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御，吸気バルブ１２８の開閉タイミング制御などの制御を行ない、エンジン２２が運転停止中のときにはエンジン２２を始動してエンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで効率よく運転されるように同様の制御を行なう。吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御，吸気バルブ１２８の開閉タイミング制御は、実施例では、エンジン２２の運転ポイント（回転数Ｎｅ，トルクＴｅ）とエンジン２２が効率よく運転されるスロットル開度や燃料噴射量，点火時期，吸気バルブ１２８の開閉タイミングとの関係を実験などにより予め求めて制御値設定用マップとしてエンジンＥＣＵ２４のＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とが与えられると記憶したマップから対応する制御値（スロットル開度や燃料噴射量，点火時期，吸気バルブ１２８の開閉タイミング）を導出し、これを用いてスロットルバルブ１２４を駆動したり燃料噴射弁１２６から燃料噴射したり点火プラグ１３０に電圧を印加したり可変バルブタイミング機構１５０を駆動するものとした。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３３】
ステップＳ１２０で車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満であると判定されると、エンジン運転要求ＥＧ＊を調べ（ステップＳ１５０）、エンジン運転要求ＥＧ＊がオフのときには、エンジン２２の運転は必要ないと判断して、エンジン２２を停止するために目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに値０を設定し（ステップＳ２００）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ２１０）。そして、設定したトルク指令Ｔｍ１＊を用いてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２２０〜Ｓ２４０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２５０）、駆動制御ルーチンを終了する。値０の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が運転されているときにはエンジン２２が運転を停止するよう燃料噴射制御や点火制御などの制御を停止し、エンジン２２が運転停止されているときには運転停止の状態を保持する。なお、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊としては、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０が設定されているから、基本的には、要求トルクＴｒ＊に相当するトルクが設定されることになる。
【００３４】
ステップＳ１２０で車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満であると判定され、更にステップＳ１５０でエンジン運転要求ＥＧ＊がオンであると判定されると、車両要求パワーＰ＊によってはエンジン２２の運転は必要ないが空調装置９０による暖房のためにエンジン２２の運転が必要と判断して、エンジンパワーＰｅ＊に閾値Ｐｒｅｆを設定し（ステップＳ１６０）、設定したエンジンパワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１７０）。ここで、エンジンパワーＰｅ＊に上述した閾値Ｐｒｅｆを設定するのは、エンジン２２を比較的効率よく負荷運転するためであり、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との設定は、上述したように、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとエンジンパワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。続いて、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに基づいてエンジン２２を効率よく目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とで運転する際の点火時期からの遅角量である点火遅角量ΔＥａを設定すると共にエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ１８０）、設定した目標回転数Ｎｅ＊を用いてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共にトルク指令Ｔｍ１＊を計算し（ステップＳ１９０）、計算したトルク指令Ｔｍ１＊を用いてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２２０〜Ｓ２４０）、設定した値をそれぞれ送信して（ステップＳ２５０）、駆動制御ルーチンを終了する。ここで、点火遅角量ΔＥａとしては、実施例では、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎと点火遅角量ΔＥａとの関係を予め定めて点火遅角量設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、入力制限Ｗｉｎが与えられると記憶したマップから対応する点火遅角量ΔＥａを導出して設定するものとした。図９に点火遅角量設定用マップの一例を示す。図示するように、実施例では、点火遅角量ΔＥａをバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが大きいほど（絶対値としては小さいほど）大きくなるように設定している。このように点火遅角量ΔＥａを設定してエンジンＥＣＵ２４に送信すると、エンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで効率よく運転される吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御，吸気バルブ１２８の開閉タイミング制御から点火時期については点火遅角量ΔＥａだけ遅角した時期を用いてエンジン２２を制御する。エンジン２２の回転数Ｎｅや吸入空気量，燃料噴射量を変更せずに点火時期だけを遅角すると、効率が低下することになるから、燃焼によるエネルギのうち熱として消費されるエネルギが多くなり、結果として機械的エネルギとして出力されるエネルギが小さくなる。このため、モータＭＧ１による発電電力が小さくなるから、バッテリ５０の充電電力も小さくなる。バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎは、上述したようにバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が大きくなって充電可能な容量（充電容量）が小さくなると大きく（絶対値としては小さく）なるから、入力制限Ｗｉｎが大きいほど（絶対値としては小さいほど）大きくなるように点火遅角量ΔＥａを設定することにより、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが大きいほど（絶対値としては小さいほど）、熱として消費されるエネルギを多くしてバッテリ５０の充電電力を小さくすることになる。この結果、バッテリ５０が過充電されるのを抑制することができ、バッテリ５０の状態をより良好なものとすることができる。しかも、こうした点火時期の遅角は、点火プラグ１３０に電圧を印加するタイミングを変更するだけで行なうことができるから、スロットルバルブ１２４の動作を伴って行なわれる吸入空気量の減少や可変バルブタイミング機構１５０の動作を伴って行なわれる吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更によってバッテリ５０の充電電力を小さくする場合に比して、高い応答性をもってバッテリ５０の充電電力を小さくすることができる。また、空調装置９０による暖房のためにエンジン２２の運転を必要とするときにはエンジン２２を負荷運転するから、空調装置９０による暖房のためにエンジン２２の運転を必要とするときにエンジン２２をアイドル運転などの自立運転をするものに比して燃費の向上を図ることができる。さらに、エンジン２２を負荷運転するから、エンジン２２をアイドル運転する際に生じ得る車両の共振などによる振動を抑制することができる。
【００３５】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、車両要求パワーＰ＊によってはエンジン２２の運転の必要はないが空調装置９０による暖房のためにエンジン２２を運転するときには、エンジン２２を負荷運転するから、空調装置９０による暖房のためにエンジン２２の運転を必要とするときにエンジン２２をアイドル運転などの自立運転をするものに比して、燃費の向上を図ることができる。しかも、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに応じた点火遅角量ΔＥａを用いて点火時期を遅角してエンジン２２を負荷運転するから、バッテリ５０が過充電されるのを抑制することができ、バッテリ５０の状態をより良好なものとすることができる。また、点火時期の遅角によりバッテリ５０の充電電力を小さくするから、吸入空気量の減少や吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更によってバッテリ５０の充電電力を小さくする場合に比して、高い応答性をもってバッテリ５０の充電電力を小さくすることができる。もとより、エンジン２２の運転の必要がなくても空調装置９０による暖房のためにエンジン２２の運転を継続する場合であっても、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力することができる。
【００３６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、車両要求パワーＰ＊によってはエンジン２２の運転は必要ないが空調装置９０による暖房のためにエンジン２２を運転するときには、エンジンパワーＰｅ＊にエンジン２２を比較的効率よく運転することができるパワーの下限値近傍の値として設定された閾値Ｐｒｅｆを設定してエンジン２２を負荷運転するものとしたが、エンジンパワーＰｅ＊に閾値Ｐｒｅｆより大きな値や小さな値を設定してエンジン２２を負荷運転するものとしても構わない。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の電池温度Ｔｂと残容量（ＳＯＣ）とに基づく入力制限Ｗｉｎに応じて点火遅角量ΔＥａを設定してエンジン２２を負荷運転するものとしたが、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）のみに基づいて点火遅角量ΔＥａを設定してエンジン２２を負荷運転するものとしてもよい。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが大きくなるほど（絶対値としては小さくなるほど）大きくなる点火遅角量ΔＥａを設定してエンジン２２を負荷運転するものとしたが、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが所定値以上（絶対値としては所定値未満）に至ったときに予め定めた所定値を点火遅角量ΔＥａに設定してエンジン２２を負荷運転するものとしてもよい。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、車両要求パワーＰ＊によってはエンジン２２の運転の必要はないが空調装置９０による暖房のためにエンジン２２を運転するときには、エンジン２２を効率よく運転する際の点火時期からバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに応じた点火遅角量ΔＥａだけ遅角した点火時期を用いてエンジン２２を負荷運転することにより、バッテリ５０の充電電力を小さくしてバッテリ５０の過充電を抑制するものとしたが、バッテリ５０の充電電力を小さくしてバッテリ５０の過充電を抑制すればよいから、エンジン２２を効率よく運転する際のスロットル開度からバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに応じた開度だけ減少させたスロットル開度を用いてエンジン２２を負荷運転するものとしたり、エンジン２２を効率よく運転する際の燃料噴射量からバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに応じた噴射量だけ減少させた燃料噴射量を用いてエンジン２２を負荷運転するものとしたり、エンジン２２を効率よく運転する際の吸気バルブ１２８の開閉タイミングからバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに応じたタイミングだけ変更させた吸気バルブ１２８の開閉タイミングを用いてエンジン２２を負荷運転するものとしてもよい。また、点火時期の遅角やスロットル開度の減少，燃料噴射量の減少，吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更のいずれか一つを用いてエンジン２２を負荷運転するものだけでなく、これらの一部または全部を組み合わせてエンジン２２を負荷運転するものとしてもよい。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１０の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１０における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１１の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。このように、エンジンから走行用の動力を出力することができると共にエンジンを間欠運転することができ、エンジンを熱源として乗員室を暖房する空調装置を備え、空調装置による暖房のためにエンジンを運転するときにはエンジンを負荷運転することができるものであれば、如何なる構成としても構わない。
【００４１】
実施例では、本発明の実施の形態をハイブリッド自動車２０を用いて説明したが、自動車の制御方法の形態としても構わない。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、自動車製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】バッテリ５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。
【図５】バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。
【図６】要求トルク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の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。
【図８】動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。
【図９】点火遅角量設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１０】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１１】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４５】
２０，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、２１ 乗員室、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、９０ 空調装置、９１ 熱交換器、９２ 切替機構、９３ ブロワ、９４ 操作パネル、９４ａ ブロワスイッチ、９４ｂ 設定温度スイッチ、９４ｃ 温度センサ、９５ 外気温センサ、９８ 空調用電子制御ユニット（空調用ＥＣＵ）、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３６，スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構。２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ ２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【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、
前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段と、
前記電動機および前記発電手段と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記内燃機関を熱源として乗員室を暖房すると共に所定の条件に基づいて該内燃機関の運転要求として暖房用運転要求を設定する暖房手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力による走行用の動力を含む車両要求パワーに基づいて前記内燃機関の運転要求であるパワー用運転要求を設定するパワー用運転要求設定手段と、
前記パワー用運転要求設定手段によるパワー用運転要求が設定されていない状態で前記暖房手段による暖房用運転要求が設定されている暖房運転要求時には、前記蓄電手段が満充電されるまでの充電容量に基づいて前記内燃機関の負荷運転状態である目標負荷運転状態を設定し、該設定した目標負荷運転状態で前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御する制御手段と、
を備える自動車。
【請求項２】
前記制御手段は、前記暖房運転要求時には、前記充電容量が小さいほど前記内燃機関から出力される機械的パワーが小さくなる傾向に前記目標負荷運転状態を設定する手段である請求項１記載の自動車。
【請求項３】
前記制御手段は、前記暖房運転要求時には、前記内燃機関における吸入空気量，燃料噴射量，点火時期，吸気弁の開閉タイミングの少なくとも一つを用いて前記目標負荷運転状態を設定する手段である請求項１または２記載の自動車。
【請求項４】
前記制御手段は、前記暖房運転要求時には、前記充電容量が小さいほど前記内燃機関の点火時期が遅くなる傾向に前記目標負荷運転状態を設定する手段である請求項１ないし３いずれか記載の自動車。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか記載の自動車であって、
前記充電容量を含む前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充電可能な最大電力である入力制限を設定する入力制限設定手段を備え、
前記制御手段は、前記暖房運転要求時には、前記設定された入力制限に基づいて前記目標負荷運転状態を設定する手段である、
自動車。
【請求項６】
前記発電手段は、前記内燃機関の出力軸と車軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って動力を前記出力軸と前記車軸とに出力可能な電力動力入出力手段である請求項１ないし５いずれか記載の自動車。
【請求項７】
前記発電手段は、前記出力軸と前記車軸と回転軸との３軸に接続され、該３軸のいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力する発電機とを備える手段である請求項１ないし５いずれか記載の自動車。
【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、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段と、前記電動機および前記発電手段と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記内燃機関を熱源として乗員室を暖房すると共に所定の条件に基づいて該内燃機関の運転要求として暖房用運転要求を設定する暖房手段と、を備える自動車の制御方法であって、
走行に要求される要求駆動力による走行用の動力を含む車両要求パワーに基づく前記内燃機関の運転要求であるパワー用運転要求がなされていない状態で前記暖房手段による暖房用運転要求が設定されている暖房運転要求時には、前記蓄電手段が満充電されるまでの充電容量に基づいて前記内燃機関の負荷運転状態である目標負荷運転状態を設定し、該設定した目標負荷運転状態で前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御する、
ことを特徴とする自動車。
【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、
前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段と、
前記電動機および前記発電手段と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記内燃機関を熱源として乗員室を暖房すると共に所定の条件に基づいて該内燃機関の運転要求として暖房用運転要求を設定する暖房手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力による走行用の動力を含む車両要求パワーに基づいて前記内燃機関の運転要求であるパワー用運転要求を設定するパワー用運転要求設定手段と、
前記パワー用運転要求設定手段によるパワー用運転要求が設定されていない状態で前記暖房手段による暖房用運転要求が設定されている暖房運転要求時には、前記蓄電手段が満充電されるまでの充電容量に基づいて前記内燃機関の負荷運転状態である目標負荷運転状態を設定し、該設定した目標負荷運転状態で前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御する制御手段と、
を備える自動車。
【請求項２】
前記制御手段は、前記暖房運転要求時には、前記充電容量が小さいほど前記内燃機関から出力される機械的パワーが小さくなる傾向に前記目標負荷運転状態を設定する手段である請求項１記載の自動車。
【請求項３】
前記制御手段は、前記暖房運転要求時には、前記内燃機関における吸入空気量，燃料噴射量，点火時期，吸気弁の開閉タイミングの少なくとも一つを用いて前記目標負荷運転状態を設定する手段である請求項１または２記載の自動車。
【請求項４】
前記制御手段は、前記暖房運転要求時には、前記充電容量が小さいほど前記内燃機関の点火時期が遅くなる傾向に前記目標負荷運転状態を設定する手段である請求項１ないし３いずれか記載の自動車。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか記載の自動車であって、
前記充電容量を含む前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充電可能な最大電力である入力制限を設定する入力制限設定手段を備え、
前記制御手段は、前記暖房運転要求時には、前記設定された入力制限に基づいて前記目標負荷運転状態を設定する手段である、
自動車。
【請求項６】
前記発電手段は、前記内燃機関の出力軸と車軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って動力を前記出力軸と前記車軸とに出力可能な電力動力入出力手段である請求項１ないし５いずれか記載の自動車。
【請求項７】
前記発電手段は、前記出力軸と前記車軸と回転軸との３軸に接続され、該３軸のいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力する発電機とを備える手段である請求項１ないし５いずれか記載の自動車。
【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、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段と、前記電動機および前記発電手段と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記内燃機関を熱源として乗員室を暖房すると共に所定の条件に基づいて該内燃機関の運転要求として暖房用運転要求を設定する暖房手段と、を備える自動車の制御方法であって、
走行に要求される要求駆動力による走行用の動力を含む車両要求パワーに基づく前記内燃機関の運転要求であるパワー用運転要求がなされていない状態で前記暖房手段による暖房用運転要求が設定されている暖房運転要求時には、前記蓄電手段が満充電されるまでの充電容量に基づいて前記内燃機関の負荷運転状態である目標負荷運転状態を設定し、該設定した目標負荷運転状態で前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御する、
ことを特徴とする自動車。
【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２００７−３１３９４８（Ｐ２００７−３１３９４８Ａ）
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４３２３９（Ｐ２００６−１４３２３９）
【出願日】平成１８年５月２３日（２００６．５．２３）
【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１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２３日（２００６．５．２３）
【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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