車両およびその制御方法
【課題】燃費と快適性とを考慮して走行する通常走行モードと通常走行モードより燃費を優先して走行する燃費優先走行モードとを切り替えて設定するモード設定スイッチにより燃費優先モードが設定されているときに、通常走行モードで走行するときに対する燃費の向上の程度を運転者に報知する。
【解決手段】通常走行モードとエコモードとを切り替えるエコスイッチによりエコモードが設定されているときには、エコモードでの走行における燃費であるエコモード時燃費Ｆｅを演算すると共に（Ｓ２２０，Ｓ２３０）、通常走行モードで走行したと仮定したときに推定される燃費である通常走行モード時燃費Ｆｎを演算し（Ｓ２４０）、エコモード時燃費Ｆｅと通常走行モード時燃費Ｆｎとの両方をメータ表示ユニットに表示する。これにより、エコモード時燃費Ｆｅの通常走行モード時燃費Ｆｎに対する向上の程度を運転者に報知することができる。
【解決手段】通常走行モードとエコモードとを切り替えるエコスイッチによりエコモードが設定されているときには、エコモードでの走行における燃費であるエコモード時燃費Ｆｅを演算すると共に（Ｓ２２０，Ｓ２３０）、通常走行モードで走行したと仮定したときに推定される燃費である通常走行モード時燃費Ｆｎを演算し（Ｓ２４０）、エコモード時燃費Ｆｅと通常走行モード時燃費Ｆｎとの両方をメータ表示ユニットに表示する。これにより、エコモード時燃費Ｆｅの通常走行モード時燃費Ｆｎに対する向上の程度を運転者に報知することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両としては、経済的な省燃費モード（ＥＣＯモード）が選択された状態で走行したときには、イグニッションオフ時にＥＣＯモード運転操作を評価してスピードメータの液晶パネルに表示するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、ＥＣＯモード運転操作を評価することにより、運転者にＥＣＯモード運転操作の向上を促している。
【特許文献１】特開２００２−１１４０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の車両では、運転者は、ＥＣＯモードを選択したときに、運転操作に関する評価を得ることはできるものの、ＥＣＯモードを選択しないときに比してどの程度燃費が向上しているかを認識することができない。
【０００４】
本発明の車両およびその制御方法は、燃費と快適性とを考慮して走行する通常走行モードと通常走行モードより燃費を優先して走行する燃費優先走行モードとを切り替えて設定するモード設定スイッチにより燃費優先モードが設定されているときに、通常走行モードで走行するときに対する燃費の向上の程度を運転者に報知することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の車両およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の車両は、
走行用の動力を出力する動力出力装置を搭載する車両であって、
燃費と快適性とを考慮して走行する通常走行モードと該通常走行モードより燃費を優先して走行する燃費優先走行モードとを切り替えて設定するモード設定スイッチと、
走行状態に関連する情報を表示可能な表示手段と、
前記モード設定スイッチの状態と運転者による走行要求操作とに基づく駆動力により走行するよう前記動力出力装置を制御する走行制御手段と、
前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているとき、前記燃費優先走行モードにおける燃費と前記通常走行モードにおける燃費とを演算し、該演算した燃費優先走行モードにおける燃費と通常走行モードにおける燃費とが共に表示されるよう前記表示手段を制御する表示制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の車両では、燃費と快適性とを考慮して走行する通常走行モードと通常走行モードより燃費を優先して走行する燃費優先走行モードとを切り替えて設定するモード設定スイッチの状態と運転者による走行要求操作とに基づく駆動力により走行するよう動力出力装置を制御し、モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているときには、燃費優先走行モードにおける燃費と通常走行モードにおける燃費とを演算すると共に演算した燃費優先走行モードにおける燃費と通常走行モードにおける燃費とが共に表示されるよう表示手段を制御する。これにより、燃費優先モードが設定されているときに、通常走行モードで走行するときに対する燃費の向上の程度を運転者に報知することができる。ここで、「走行要求操作」には、アクセル操作などが含まれる。
【０００８】
こうした本発明の車両において、前記動力出力装置は、内燃機関と電動機とを有し、該内燃機関の間欠運転を伴って走行用の動力を出力する装置であり、前記走行制御手段は、前記走行要求操作に基づいて走行に要求される要求パワーを設定し、前記モード設定スイッチにより通常走行モードが設定されているときには前記設定した要求パワーが第１の閾値より大きいときに前記内燃機関の運転を伴って走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御すると共に前記設定した要求パワーが前記第１の閾値以下のときに前記内燃機関の運転停止を伴って走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているときには前記設定した要求パワーが前記第１の閾値より大きい第２の閾値より大きいときに前記内燃機関の運転を伴って走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御すると共に前記設定した要求パワーが前記第２の閾値以下のときに前記内燃機関の運転停止を伴って走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する手段であり、前記表示制御手段は、前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているときであって前記要求パワーが前記第１の閾値より大きく前記第２の閾値以下のときには、前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されていることによって前記内燃機関を運転停止する旨が表示されるよう前記表示手段を制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、燃費優先走行モードにおける特徴をより運転者に報知することができる。この場合、前記動力出力装置は、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段を備えるものとすることもできる。
【０００９】
また、本発明の車両において、前記表示制御手段は、前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているとき、前記動力出力装置の駆動状態に基づく損失を考慮して前記燃費優先走行モードにおける燃費と前記通常走行モードにおける燃費とを演算する手段であるものとすることもできる。こうすれば、燃費優先走行モードにおける燃費と通常走行モードにおける燃費とをより適正に演算することができる。
【００１０】
さらに、本発明の車両において、前記走行制御手段は、前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているとき、前記モード設定スイッチにより通常走行モードが設定されているときに比して小さくなる傾向の駆動力により走行するよう前記動力出力装置を制御する手段であるものとすることもできる。
【００１１】
本発明の車両の制御方法は、
走行用の動力を出力する動力出力装置と、燃費と快適性とを考慮して走行する通常走行モードと該通常走行モードより燃費を優先して走行する燃費優先走行モードとを切り替えて設定するモード設定スイッチと、走行状態に関連する情報を表示可能な表示手段と、を備える車両の制御方法であって、
（ａ）前記モード設定スイッチの状態と運転者による走行要求操作とに基づく駆動力により走行するよう前記動力出力装置を制御し、
（ｂ）前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているとき、前記燃費優先走行モードにおける燃費と前記通常走行モードにおける燃費とを演算し、該演算した燃費優先走行モードにおける燃費と通常走行モードにおける燃費とが共に表示されるよう前記表示手段を制御する、
ことを特徴とする。
【００１２】
この本発明の車両の制御方法では、燃費と快適性とを考慮して走行する通常走行モードと通常走行モードより燃費を優先して走行する燃費優先走行モードとを切り替えて設定するモード設定スイッチの状態と運転者による走行要求操作とに基づく駆動力により走行するよう動力出力装置を制御し、モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているときには、燃費優先走行モードにおける燃費と通常走行モードにおける燃費とを演算すると共に演算した燃費優先走行モードにおける燃費と通常走行モードにおける燃費とが共に表示されるよう表示手段を制御する。これにより、燃費優先モードが設定されているときに、通常走行モードで走行するときに対する燃費の向上の程度を運転者に報知することができる。ここで、「走行要求操作」には、アクセル操作などが含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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】
【００１４】
図１は、本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、走行に関する情報を表示するメータ表示ユニット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。
【００１５】
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する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００１６】
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。
【００１７】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００１８】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
【００１９】
メータ表示ユニット９０は、運転席近傍に配置されて液晶パネルとして構成されており、シフトポジションＳＰを表示するシフトポジション表示部９１や、車速Ｖを表示するスピードメータ部９２，後述のエコスイッチ８９がオンされているときに「エコモード」を点灯するエコモード表示部９３，燃費に関する情報を表示する燃費表示部９４などを備える。この表示ユニット９０は、メータ用電子制御ユニット（以下、メータＥＣＵという）９９によって制御されている。このメータＥＣＵ９９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との間で必要なデータの送受信を行なっている。
【００２０】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，燃費と快適性とを考慮して走行する通常走行モードと通常走行モードより燃費を優先して走行する燃費優先走行モード（以下エコモードという）とを切り替えて設定するエコスイッチ８９からのエコスイッチ信号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，メータＥＣＵ９９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，メータＥＣＵ９９と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。なお、エコスイッチ８９は、オフされているときに通常走行モードを設定し、オンされているときにエコモードを設定するものとした。
【００２１】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。
【００２２】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にエコモードが設定されているとき（エコスイッチ８９がオンのとき）の動作について説明する。図２はハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるエコモード時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、エコスイッチ８９がオンされているときに所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２３】
エコモード時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，エコスイッチ８９からのエコスイッチ信号（この場合オン信号）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により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、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。
【００２４】
こうしてデータを入力すると、アクセル開度Ａｃｃに基づいて制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定する（ステップＳ１１０）。ここで、制御用アクセル開度Ａｃｃ＊の設定は、アクセル開度Ａｃｃと制御用アクセル開度Ａｃｃ＊との関係を予め定めて制御用アクセル開度設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃが与えられると記憶したマップから対応する制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を導出して設定するものとした。制御用アクセル開度設定用マップの一例を図３に示す。なお、図３では、参考のために通常走行モード時の制御用アクセル開度Ａｃｃ＊についても図示した。図３の例では、通常走行モード時の制御用アクセル開度Ａｃｃ＊は、アクセル開度Ａｃｃが設定されるものとし、エコモード時の制御用アクセル開度Ａｃｃ＊は、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するトルクのアクセル操作に対する応答性を低下させるために、通常走行モード時にして小さい値が設定されるものとした。
【００２５】
こうして制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定すると、設定した制御用アクセル開度Ａｃｃ＊と車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１２０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、制御用アクセル開度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、制御用アクセル開度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４に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じること（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）によって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ること（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めることができる。
【００２６】
続いて、設定した要求トルクＴｒ＊を閾値Ｔｒｅｆと比較すると共に要求パワーＰｅ＊を閾値Ｐｒｅｆと比較する（ステップＳ１３０）。ここで、閾値Ｔｒｅｆおよび閾値Ｐｒｅｆは、エコモード時におけるモータ運転モードの範囲を設定するものであり、モータＭＧ２の性能やバッテリ５０の容量などにより設定することができる。この閾値Ｔｒｅｆおよび閾値Ｐｒｅｆは、実施例では、通常走行モード時におけるモータ運転モード範囲を設定する閾値Ｔｒｅｆ０および閾値Ｐｒｅｆ０に比して大きい値を用いるものとした。これは、モータ運転モードの範囲を広くしてエンジン２２の運転を停止しやすくすることにより、エンジン２２の燃料消費量を抑制するためである。このステップＳ１３０の処理は、エンジン運転モードとモータ運転モードとを選択する処理であり、実施例では、要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆより大きいときや要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆより大きいときにはエンジン運転モードを選択し、要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ以下で且つ要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以下のときにはモータ運転モードを選択するものとした。なお、通常走行モード時には、要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ０より大きいときや要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ０より大きいときにはエンジン運転モードを選択し、要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ０以下で且つ要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ０以下のときにはモータ運転モードを選択するものとした。
【００２７】
要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆより大きいときや要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆより大きいときには、エンジン運転モードを選択し、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイント（以下、エコモード時運転ポイントという）としての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１４０）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図５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、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いて次式（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＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて式（２）によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令トルクＴｍ１＊を計算する（ステップＳ１５０）。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。エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図６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。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。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*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
【００３０】
そして、要求トルクＴｒ＊に設定したトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えて更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ１８０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（４）および式（５）により計算すると共に（ステップＳ１９０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２００）。ここで、式（３）は、図６の共線図から容易に導くことができる。
【００３１】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (6)
【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＊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にそれぞれ送信する（ステップＳ２１０）。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を効率よく運転して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。
【００３３】
一方、ステップＳ１３０で要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ以下で且つ要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以下のときには、モータ運転モードを選択し、エンジン２２の運転が停止されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に共に値０を設定し(ステップＳ１６０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ１７０）、要求トルクＴｒ＊に基づいてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１８０〜Ｓ２００）、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信する（ステップＳ２１０）。この場合、エンジン２２を運転停止してバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ２から駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。
【００３４】
次に、エコモード時の燃料消費量（以下、エコモード時燃料消費量という）Ｑｆｅを演算すると共に（ステップＳ２２０）、演算したエコモード時燃料消費量Ｑｆｅに基づいてエコモード時燃費Ｆｅを演算する（ステップＳ２３０）。ここで、エコモード時燃料消費量Ｑｆｅは、実施例では、目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊に基づいて、運転ポイント（この場合、エコモード時運転ポイント）でエンジン２２を運転する際に消費されると想定される燃料消費量を演算するものとした。なお、目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊が共に値０のときには、エンジン２２が運転停止されるため、エコモード時燃料消費量Ｑｆｅには値０が設定される。エコモード時燃費Ｆｅは、実施例では、過去の所定時間における移動距離をその所定時間におけるエコモード時燃料消費量Ｑｆｅの和（以下、積算エコモード時燃料消費量という）Ｑｆｅｓｕｍで除することにより演算するものとした。なお、モータ運転モードで走行するときには、エコモード時燃料消費量Ｑｆｅが値０となるため、この場合、過去の所定時間は、過去にエンジン運転モードが選択されたときから現在までの時間、即ち、積算エコモード時燃料消費量Ｑｆｅｓｕｍが値０でなくなる時間を用いるものとした。
【００３５】
続いて、通常走行モードで走行したと仮定したときの燃費（以下、通常走行モード時燃費という）Ｆｎを推定する（ステップＳ２４０）。通常走行モード時燃費Ｆｎは、実施例では、図７に例示する通常走行モード時燃費推定処理により推定するものとした。以下、図２のエコモード時制御ルーチンの説明を一旦中断し、図７の通常走行モード時燃費推定処理について説明する。
【００３６】
通常走行モード時燃費推定処理では、まず、アクセル開度Ａｃｃに基づいて制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定し（ステップＳ３００）、設定した制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を用いて図２のルーチンのステップＳ１２０の処理と同様に要求トルクＴｒ＊および要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ３１０）。ここで、制御用アクセル開度Ａｃｃ＊は、前述したように、アクセル開度Ａｃｃがそのまま設定される（図３中、一点鎖線参照）。また、閾値Ｔｒｅｆ０および閾値Ｐｒｅｆ０は、前述したように、エコモード時における閾値Ｔｒｅｆおよび閾値Ｐｒｅｆに比して大きい値が用いられる。
【００３７】
続いて、要求トルクＴｒ＊を閾値Ｔｒｅｆ０と比較すると共に要求パワーＰｅ＊を閾値Ｐｒｅｆ０と比較し（ステップＳ３２０）。要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ０より大きいときや要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ０より大きいときには、図２のルーチンのステップＳ１４０の処理と同様にエンジン２２を運転すべき運転ポイント（以下、通常走行モード時運転ポイントという）としての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し（ステップＳ３３０）、要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ０以下で且つ要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ０以下のときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に共に値０を設定し（ステップＳ３４０）、設定した目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいて通常走行モード時燃料消費量Ｑｆｎを演算し（ステップＳ３５０）、演算した通常走行モード時燃料消費量Ｑｆｎに基づいて通常走行モード時燃費Ｆｎを演算して（ステップＳ３６０）、通常走行モード時燃費推定処理を終了する。実施例では、通常走行モード時燃料消費量Ｑｆｎについてはエコモード時燃料消費量Ｑｆｅと同様に演算するものとし、通常走行モード時燃費Ｆｎについてはエコモード時燃費Ｆｅと同様に演算するものとした。なお、この図７の通常走行モード時燃費推定処理で設定した制御用アクセル開度Ａｃｃ＊や要求トルクＴｒ＊，要求パワーＰｅ＊，エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊は、通常走行モード時燃費Ｆｎを演算するために設定したものであり、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の制御に用いるために設定したものではない。
【００３８】
以上、通常走行モード時燃費推定処理について説明した。図２のエコモード時制御ルーチンの説明に戻る。ステップＳ２４０で通常走行モード時燃費Ｆｎを設定すると、エコスイッチ信号（この場合オン信号）とエコモード時燃費Ｆｅと通常走行モード時燃費ＦｎとをメータＥＣＵ９９に送信して（ステップＳ２５０）、エコモード時制御ルーチンを終了する。エコスイッチ信号とエコモード時燃費Ｆｅと通常走行モード時燃費Ｆｎとを受信したメータＥＣＵ９９は、メータ表示ユニット９０のエコモード表示部９３に「エコモード」を点灯すると共に燃費表示部９４にエコモード時燃費Ｆｅと通常走行モード時燃費Ｆｎとを表示する（図１参照）。このように、エコモードが設定されているときに、エコモード時燃費Ｆｅ（現在の走行における燃費）と通常走行モード時燃費Ｆｎ（通常走行モードで走行したと仮定したときの燃費）との両方を表示することにより、エコモード時燃費Ｆｅの通常走行モード時燃費Ｆｎに対する向上の程度を運転者に報知することができる。
【００３９】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、通常走行モードとエコモードとを切り替えるエコスイッチ８９によりエコモードが設定されているときには、エコモードでの走行における燃費であるエコモード時燃費Ｆｅと通常走行モードで走行したと仮定したときに推定される燃費である通常走行モード時燃費Ｆｎとの両方をメータ表示ユニット９０に表示するから、エコモード時燃費Ｆｅの通常走行モード時燃費Ｆｎに対する向上の程度を運転者に報知することができる。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エコモードが設定されているときには、メータ表示ユニット９０に「エコモード」を点灯すると共にエコモード時燃費Ｆｅと通常走行モード時燃費Ｆｎとを表示するものとしたが、これらに加えて他の情報を表示するものとしてもよい。例えば、要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ以下で閾値Ｔｒｅｆ０より大きく要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以下で閾値Ｐｒｅｆ０より大きいときを考えると、エコモードが設定されているときにはモータ運転モードで走行することになり、通常走行モードが設定されているときにはエンジン運転モードで走行することになる。このため、エコモードが設定されているときに、要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ以下で閾値Ｔｒｅｆ０より大きく要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以下で閾値Ｐｒｅｆ０より大きいときには、エコモードが設定されていることによってエンジン２２を運転停止している旨をメータ表示ユニット９０に表示するものとしてもよい。こうすれば、エコモードでの走行における特徴を運転者により報知することができる。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エコモードが設定されているときには、ステップＳ１４０で設定したエコモード時運転ポイントでエンジン２２を運転する際に消費されると想定される燃料消費量（エコモード時想定燃料消費量）をエコモード時燃料消費量Ｑｆｅとして演算するものとしたが、エンジン２２を運転する際に実際に噴射された燃料量（エコモード時実燃料消費量）をエコモード時燃料消費量ＱｆｅとしてエンジンＥＣＵ２４から通信に入力して用いるものとしてもよい。この場合、通常走行モード時燃料消費量Ｑｆｎについては、ステップＳ３３０で設定した通常走行モード時運転ポイントでエンジン２２を運転する際に消費されると想定される燃料消費量を通常走行モード時燃料消費量Ｑｆｎの基本値Ｑｆｎｔｍｐとして設定し、エコモード時想定燃料消費量とエコモード時実燃料消費量とのズレに基づいて補正係数ｋｆｎを設定し、基本値Ｑｆｎｔｍｐに補正係数ｋｆｎを乗じることにより通常走行モード時燃料消費量Ｑｆｎを演算するものとしてもよい。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エコモードが設定されているときには、エコモード時燃料消費量Ｑｆｅに基づいてエコモード時燃費Ｆｅを演算すると共に通常走行モード時燃料消費量Ｑｆｎに基づいて通常走行モード時燃費Ｆｎを演算するものとしたが、エコモード時燃料消費量Ｑｆｅや通常走行モード時燃料消費量Ｑｆｎに加えて、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態（回転数およびトルク）における損失を考慮してエコモード時燃費Ｆｅや通常走行モード時燃費Ｆｎを演算するものとしてもよい。こうすれば、エコモード時燃費Ｆｅや通常走行モード時燃費Ｆｎをより適正に演算することができる。なお、この場合、通常走行モード時におけるモータＭＧ１，ＭＧ２のトルクについては、図７のルーチンのステップＳ３１０，Ｓ３３０，Ｓ３４０で設定した要求トルクＴｒ＊や目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊を用いて図２のルーチンのステップＳ１５０，Ｓ１７０〜Ｓ２００の処理と同様にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定して用いるものとしてもよい。このように、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の損失を考慮してエコモード時燃費Ｆｅや通常走行モード時燃費Ｆｎを演算する場合、現在の損失だけでなく、未来の損失も予測して考慮するものとしてもよい。この場合、例えば、エコモード時燃費Ｆｅについては、車重Ｍや重力加速度ｇ，路面勾配θ，エコモード時における要求トルクＴｒ＊などを用いてエコモードにおける加速度αｅを演算し、演算した加速度αｅを用いてエコモード時における所定時間後の車速Ｖを予測し、予測した車速Ｖを用いて演算した未来のエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態を用いてエコモード時における所定時間後の損失Ｌｏｅを演算し、エコモード時燃料消費量Ｑｆｅと損失Ｌｏｅとを考慮してエコモード時燃費Ｆｅを演算するものとしてもよい。また、通常走行モード時燃費Ｆｎについては、車重Ｍや重力加速度ｇ，路面勾配θ，通常走行モード時における要求トルクＴｒ＊などを用いて通常走行モードにおける加速度αｎを演算し、演算した加速度αｎを用いて通常走行モード時における所定時間後の車速Ｖを予測し、予測した車速Ｖを用いて演算した未来のエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態を用いて通常走行モード時における所定時間後の損失Ｌｏｎを演算し、通常走行モード時燃料消費量Ｑｆｎと損失Ｌｏｎとを考慮して通常走行モード時燃費Ｆｎを演算するものとしてもよい。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エコモードが設定されているときには、通常走行モードが設定されているときに比して小さくなる傾向に制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定するものとしたが、通常走行モードが設定されているかエコモードが設定されているかに拘わらず同じ制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定するものとしてもよい。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、通常走行モードが設定されているかエコモードが設定されているかに拘わらず同じ図４の要求トルク設定用マップを用いて要求トルクＴｒ＊を設定するものとしたが、エコモードが設定されているときに、通常走行モードが設定されているときに比して小さくなる傾向に要求トルクＴｒ＊を設定するものとしてもよい。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エコモードが設定されているときについて説明したが、通常走行モードが設定されているときには、「エコモード」は点灯せず、エコモード時燃費Ｆｅ（エコモードで走行したと仮定したときの燃費）と通常走行モード時燃費Ｆｎ（現在の走行における燃費）の両方または通常走行モード時燃費Ｆｎだけを表示するものとすればよい。なお、通常走行モードが設定されているときには、アクセル開度Ａｃｃをそのまま制御用アクセル開度Ａｃｃ＊に設定し、設定した制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を用いて図２のルーチンステップＳ１２０の処理と同様に要求トルクＴｒ＊および要求パワーＰｅ＊を設定し、要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ０より大きいときや要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ０より大きいときには図２のルーチンのステップＳ１４０の処理と同様にエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定し、要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ０以下で且つ要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ０以下のときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に共に値０を設定し、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいて図２のルーチンのステップＳ１５０，Ｓ１７０〜Ｓ２００の処理と同様にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し、目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２を制御すると共にトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御すればよい。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、減速ギヤ３５を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ３５に代えて２段変速や３段変速，４段変速などの変速機を介してリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしても構わない。
【００４７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図８における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００４８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図９の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。
【００４９】
また、こうしたハイブリッド車に本発明を適用する場合に限定されるものではなく、エンジンを備えない電気自動車に本発明を適用するものとしてもよいし、電動機や発電機を搭載しないガソリンエンジン車に本発明を適用するものとしても構わない。さらに、車両の制御方法の形態としてもよい。
【００５０】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とを組み合わせたものが「動力出力装置」に相当し、エコスイッチ８９が「モード設定スイッチ」に相当し、メータ表示ユニット９０が「表示手段」に相当し、エコスイッチ８９の状態とアクセル開度Ａｃｃとに基づいて走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とに送信するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、受信した目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４と、受信したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０と、が「走行制御手段」に相当し、通常走行モードとエコモードとを切り替えるエコスイッチ８９によりエコモードが設定されているときには、エコモードでの走行における燃費であるエコモード時燃費Ｆｅと通常走行モードで走行したと仮定したときに推定される燃費である通常走行モード時燃費Ｆｎとを演算すると共にエコスイッチ信号とエコモード時燃費Ｆｅと通常走行モード時燃費ＦｎとをメータＥＣＵ９９に送信するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、メータ表示ユニット９０に「エコモード」を点灯すると共にエコモード時燃費Ｆｅと通常走行モード時燃費Ｆｎとを表示するメータＥＣＵ９９とが「表示制御手段」に相当する。また、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とを組み合わせたものや対ロータ電動機２３０が「電力動力入出力手段」に相当する。
【００５１】
ここで、「動力出力装置」としては、エンジン２２と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とを組み合わせたものに限定されるものではなく、エンジン２２と対ロータ電動機２３０とモータＭＧ２とを組み合わせたものとしたり、エンジンとしたり、モータとしたりするなど、走行用の動力を出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「モード設定スイッチ」としては、エコスイッチ８９に限定されるものではなく、燃費と快適性とを考慮して走行する通常走行モードと通常走行モードより燃費を優先して走行する燃費優先走行モードとを切り替えて設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「表示手段」としては、メータ表示ユニット９０に限定されるものではなく、走行状態に関連する情報を表示可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「走行制御手段」としては、エコスイッチ８９の状態とアクセル開度Ａｃｃとに基づいて走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定してエンジン２２を制御すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、モード設定スイッチの状態と運転者による走行要求操作とに基づく駆動力により走行するよう動力出力装置を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「表示制御手段」としては、通常走行モードとエコモードとを切り替えるエコスイッチ８９によりエコモードが設定されているときには、エコモードでの走行における燃費であるエコモード時燃費Ｆｅと通常走行モードで走行したと仮定したときに推定される燃費である通常走行モード時燃費Ｆｎとを演算してメータ表示ユニット９０に「エコモード」を点灯すると共にエコモード時燃費Ｆｅと通常走行モード時燃費Ｆｎとを表示するものに限定されるものではなく、これらに加えて他の情報例えば要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ以下で閾値Ｔｒｅｆ０より大きく要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以下で閾値Ｐｒｅｆ０より大きいときにエコモードが設定されていることによってエンジン２２を運転停止している旨をメータ表示ユニット９０に表示するものとするなど、モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているとき、燃費優先走行モードにおける燃費と通常走行モードにおける燃費とを演算し、演算した燃費優先走行モードにおける燃費と通常走行モードにおける燃費とが共に表示されるよう表示手段を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「電力動力入出力手段」としては、モータＭＧ１と動力分配統合機構３０とを組み合わせたものや対ロータ電動機２３０に限定されるされるものではなく、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に駆動軸とは独立に回転可能に内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って駆動軸と出力軸とに動力を入出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００５２】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるエコモード時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】制御用アクセル開度設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。
【図６】エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図７】通常走行モード時燃費推定処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図９】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
２０，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、８９ エコスイッチ、９０ メータ表示ユニット、９１ シフトポジション表示部、９２ スピードメータ部、９３ エコモード表示部、９４ 燃費表示部、９９ メータ用電子制御ユニット（以下、メータＥＣＵという）、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、車両およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両としては、経済的な省燃費モード（ＥＣＯモード）が選択された状態で走行したときには、イグニッションオフ時にＥＣＯモード運転操作を評価してスピードメータの液晶パネルに表示するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、ＥＣＯモード運転操作を評価することにより、運転者にＥＣＯモード運転操作の向上を促している。
【特許文献１】特開２００２−１１４０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の車両では、運転者は、ＥＣＯモードを選択したときに、運転操作に関する評価を得ることはできるものの、ＥＣＯモードを選択しないときに比してどの程度燃費が向上しているかを認識することができない。
【０００４】
本発明の車両およびその制御方法は、燃費と快適性とを考慮して走行する通常走行モードと通常走行モードより燃費を優先して走行する燃費優先走行モードとを切り替えて設定するモード設定スイッチにより燃費優先モードが設定されているときに、通常走行モードで走行するときに対する燃費の向上の程度を運転者に報知することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の車両およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の車両は、
走行用の動力を出力する動力出力装置を搭載する車両であって、
燃費と快適性とを考慮して走行する通常走行モードと該通常走行モードより燃費を優先して走行する燃費優先走行モードとを切り替えて設定するモード設定スイッチと、
走行状態に関連する情報を表示可能な表示手段と、
前記モード設定スイッチの状態と運転者による走行要求操作とに基づく駆動力により走行するよう前記動力出力装置を制御する走行制御手段と、
前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているとき、前記燃費優先走行モードにおける燃費と前記通常走行モードにおける燃費とを演算し、該演算した燃費優先走行モードにおける燃費と通常走行モードにおける燃費とが共に表示されるよう前記表示手段を制御する表示制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の車両では、燃費と快適性とを考慮して走行する通常走行モードと通常走行モードより燃費を優先して走行する燃費優先走行モードとを切り替えて設定するモード設定スイッチの状態と運転者による走行要求操作とに基づく駆動力により走行するよう動力出力装置を制御し、モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているときには、燃費優先走行モードにおける燃費と通常走行モードにおける燃費とを演算すると共に演算した燃費優先走行モードにおける燃費と通常走行モードにおける燃費とが共に表示されるよう表示手段を制御する。これにより、燃費優先モードが設定されているときに、通常走行モードで走行するときに対する燃費の向上の程度を運転者に報知することができる。ここで、「走行要求操作」には、アクセル操作などが含まれる。
【０００８】
こうした本発明の車両において、前記動力出力装置は、内燃機関と電動機とを有し、該内燃機関の間欠運転を伴って走行用の動力を出力する装置であり、前記走行制御手段は、前記走行要求操作に基づいて走行に要求される要求パワーを設定し、前記モード設定スイッチにより通常走行モードが設定されているときには前記設定した要求パワーが第１の閾値より大きいときに前記内燃機関の運転を伴って走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御すると共に前記設定した要求パワーが前記第１の閾値以下のときに前記内燃機関の運転停止を伴って走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているときには前記設定した要求パワーが前記第１の閾値より大きい第２の閾値より大きいときに前記内燃機関の運転を伴って走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御すると共に前記設定した要求パワーが前記第２の閾値以下のときに前記内燃機関の運転停止を伴って走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する手段であり、前記表示制御手段は、前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているときであって前記要求パワーが前記第１の閾値より大きく前記第２の閾値以下のときには、前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されていることによって前記内燃機関を運転停止する旨が表示されるよう前記表示手段を制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、燃費優先走行モードにおける特徴をより運転者に報知することができる。この場合、前記動力出力装置は、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段を備えるものとすることもできる。
【０００９】
また、本発明の車両において、前記表示制御手段は、前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているとき、前記動力出力装置の駆動状態に基づく損失を考慮して前記燃費優先走行モードにおける燃費と前記通常走行モードにおける燃費とを演算する手段であるものとすることもできる。こうすれば、燃費優先走行モードにおける燃費と通常走行モードにおける燃費とをより適正に演算することができる。
【００１０】
さらに、本発明の車両において、前記走行制御手段は、前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているとき、前記モード設定スイッチにより通常走行モードが設定されているときに比して小さくなる傾向の駆動力により走行するよう前記動力出力装置を制御する手段であるものとすることもできる。
【００１１】
本発明の車両の制御方法は、
走行用の動力を出力する動力出力装置と、燃費と快適性とを考慮して走行する通常走行モードと該通常走行モードより燃費を優先して走行する燃費優先走行モードとを切り替えて設定するモード設定スイッチと、走行状態に関連する情報を表示可能な表示手段と、を備える車両の制御方法であって、
（ａ）前記モード設定スイッチの状態と運転者による走行要求操作とに基づく駆動力により走行するよう前記動力出力装置を制御し、
（ｂ）前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているとき、前記燃費優先走行モードにおける燃費と前記通常走行モードにおける燃費とを演算し、該演算した燃費優先走行モードにおける燃費と通常走行モードにおける燃費とが共に表示されるよう前記表示手段を制御する、
ことを特徴とする。
【００１２】
この本発明の車両の制御方法では、燃費と快適性とを考慮して走行する通常走行モードと通常走行モードより燃費を優先して走行する燃費優先走行モードとを切り替えて設定するモード設定スイッチの状態と運転者による走行要求操作とに基づく駆動力により走行するよう動力出力装置を制御し、モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているときには、燃費優先走行モードにおける燃費と通常走行モードにおける燃費とを演算すると共に演算した燃費優先走行モードにおける燃費と通常走行モードにおける燃費とが共に表示されるよう表示手段を制御する。これにより、燃費優先モードが設定されているときに、通常走行モードで走行するときに対する燃費の向上の程度を運転者に報知することができる。ここで、「走行要求操作」には、アクセル操作などが含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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】
【００１４】
図１は、本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、走行に関する情報を表示するメータ表示ユニット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。
【００１５】
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する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００１６】
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。
【００１７】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００１８】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
【００１９】
メータ表示ユニット９０は、運転席近傍に配置されて液晶パネルとして構成されており、シフトポジションＳＰを表示するシフトポジション表示部９１や、車速Ｖを表示するスピードメータ部９２，後述のエコスイッチ８９がオンされているときに「エコモード」を点灯するエコモード表示部９３，燃費に関する情報を表示する燃費表示部９４などを備える。この表示ユニット９０は、メータ用電子制御ユニット（以下、メータＥＣＵという）９９によって制御されている。このメータＥＣＵ９９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との間で必要なデータの送受信を行なっている。
【００２０】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，燃費と快適性とを考慮して走行する通常走行モードと通常走行モードより燃費を優先して走行する燃費優先走行モード（以下エコモードという）とを切り替えて設定するエコスイッチ８９からのエコスイッチ信号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，メータＥＣＵ９９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，メータＥＣＵ９９と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。なお、エコスイッチ８９は、オフされているときに通常走行モードを設定し、オンされているときにエコモードを設定するものとした。
【００２１】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。
【００２２】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にエコモードが設定されているとき（エコスイッチ８９がオンのとき）の動作について説明する。図２はハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるエコモード時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、エコスイッチ８９がオンされているときに所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２３】
エコモード時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，エコスイッチ８９からのエコスイッチ信号（この場合オン信号）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により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、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。
【００２４】
こうしてデータを入力すると、アクセル開度Ａｃｃに基づいて制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定する（ステップＳ１１０）。ここで、制御用アクセル開度Ａｃｃ＊の設定は、アクセル開度Ａｃｃと制御用アクセル開度Ａｃｃ＊との関係を予め定めて制御用アクセル開度設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃが与えられると記憶したマップから対応する制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を導出して設定するものとした。制御用アクセル開度設定用マップの一例を図３に示す。なお、図３では、参考のために通常走行モード時の制御用アクセル開度Ａｃｃ＊についても図示した。図３の例では、通常走行モード時の制御用アクセル開度Ａｃｃ＊は、アクセル開度Ａｃｃが設定されるものとし、エコモード時の制御用アクセル開度Ａｃｃ＊は、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するトルクのアクセル操作に対する応答性を低下させるために、通常走行モード時にして小さい値が設定されるものとした。
【００２５】
こうして制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定すると、設定した制御用アクセル開度Ａｃｃ＊と車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１２０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、制御用アクセル開度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、制御用アクセル開度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４に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じること（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）によって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ること（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めることができる。
【００２６】
続いて、設定した要求トルクＴｒ＊を閾値Ｔｒｅｆと比較すると共に要求パワーＰｅ＊を閾値Ｐｒｅｆと比較する（ステップＳ１３０）。ここで、閾値Ｔｒｅｆおよび閾値Ｐｒｅｆは、エコモード時におけるモータ運転モードの範囲を設定するものであり、モータＭＧ２の性能やバッテリ５０の容量などにより設定することができる。この閾値Ｔｒｅｆおよび閾値Ｐｒｅｆは、実施例では、通常走行モード時におけるモータ運転モード範囲を設定する閾値Ｔｒｅｆ０および閾値Ｐｒｅｆ０に比して大きい値を用いるものとした。これは、モータ運転モードの範囲を広くしてエンジン２２の運転を停止しやすくすることにより、エンジン２２の燃料消費量を抑制するためである。このステップＳ１３０の処理は、エンジン運転モードとモータ運転モードとを選択する処理であり、実施例では、要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆより大きいときや要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆより大きいときにはエンジン運転モードを選択し、要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ以下で且つ要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以下のときにはモータ運転モードを選択するものとした。なお、通常走行モード時には、要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ０より大きいときや要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ０より大きいときにはエンジン運転モードを選択し、要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ０以下で且つ要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ０以下のときにはモータ運転モードを選択するものとした。
【００２７】
要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆより大きいときや要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆより大きいときには、エンジン運転モードを選択し、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイント（以下、エコモード時運転ポイントという）としての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１４０）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図５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、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いて次式（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＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて式（２）によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令トルクＴｍ１＊を計算する（ステップＳ１５０）。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。エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図６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。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。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*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
【００３０】
そして、要求トルクＴｒ＊に設定したトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えて更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ１８０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（４）および式（５）により計算すると共に（ステップＳ１９０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２００）。ここで、式（３）は、図６の共線図から容易に導くことができる。
【００３１】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (6)
【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＊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にそれぞれ送信する（ステップＳ２１０）。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を効率よく運転して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。
【００３３】
一方、ステップＳ１３０で要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ以下で且つ要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以下のときには、モータ運転モードを選択し、エンジン２２の運転が停止されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に共に値０を設定し(ステップＳ１６０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ１７０）、要求トルクＴｒ＊に基づいてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１８０〜Ｓ２００）、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信する（ステップＳ２１０）。この場合、エンジン２２を運転停止してバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ２から駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。
【００３４】
次に、エコモード時の燃料消費量（以下、エコモード時燃料消費量という）Ｑｆｅを演算すると共に（ステップＳ２２０）、演算したエコモード時燃料消費量Ｑｆｅに基づいてエコモード時燃費Ｆｅを演算する（ステップＳ２３０）。ここで、エコモード時燃料消費量Ｑｆｅは、実施例では、目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊に基づいて、運転ポイント（この場合、エコモード時運転ポイント）でエンジン２２を運転する際に消費されると想定される燃料消費量を演算するものとした。なお、目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊が共に値０のときには、エンジン２２が運転停止されるため、エコモード時燃料消費量Ｑｆｅには値０が設定される。エコモード時燃費Ｆｅは、実施例では、過去の所定時間における移動距離をその所定時間におけるエコモード時燃料消費量Ｑｆｅの和（以下、積算エコモード時燃料消費量という）Ｑｆｅｓｕｍで除することにより演算するものとした。なお、モータ運転モードで走行するときには、エコモード時燃料消費量Ｑｆｅが値０となるため、この場合、過去の所定時間は、過去にエンジン運転モードが選択されたときから現在までの時間、即ち、積算エコモード時燃料消費量Ｑｆｅｓｕｍが値０でなくなる時間を用いるものとした。
【００３５】
続いて、通常走行モードで走行したと仮定したときの燃費（以下、通常走行モード時燃費という）Ｆｎを推定する（ステップＳ２４０）。通常走行モード時燃費Ｆｎは、実施例では、図７に例示する通常走行モード時燃費推定処理により推定するものとした。以下、図２のエコモード時制御ルーチンの説明を一旦中断し、図７の通常走行モード時燃費推定処理について説明する。
【００３６】
通常走行モード時燃費推定処理では、まず、アクセル開度Ａｃｃに基づいて制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定し（ステップＳ３００）、設定した制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を用いて図２のルーチンのステップＳ１２０の処理と同様に要求トルクＴｒ＊および要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ３１０）。ここで、制御用アクセル開度Ａｃｃ＊は、前述したように、アクセル開度Ａｃｃがそのまま設定される（図３中、一点鎖線参照）。また、閾値Ｔｒｅｆ０および閾値Ｐｒｅｆ０は、前述したように、エコモード時における閾値Ｔｒｅｆおよび閾値Ｐｒｅｆに比して大きい値が用いられる。
【００３７】
続いて、要求トルクＴｒ＊を閾値Ｔｒｅｆ０と比較すると共に要求パワーＰｅ＊を閾値Ｐｒｅｆ０と比較し（ステップＳ３２０）。要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ０より大きいときや要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ０より大きいときには、図２のルーチンのステップＳ１４０の処理と同様にエンジン２２を運転すべき運転ポイント（以下、通常走行モード時運転ポイントという）としての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し（ステップＳ３３０）、要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ０以下で且つ要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ０以下のときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に共に値０を設定し（ステップＳ３４０）、設定した目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいて通常走行モード時燃料消費量Ｑｆｎを演算し（ステップＳ３５０）、演算した通常走行モード時燃料消費量Ｑｆｎに基づいて通常走行モード時燃費Ｆｎを演算して（ステップＳ３６０）、通常走行モード時燃費推定処理を終了する。実施例では、通常走行モード時燃料消費量Ｑｆｎについてはエコモード時燃料消費量Ｑｆｅと同様に演算するものとし、通常走行モード時燃費Ｆｎについてはエコモード時燃費Ｆｅと同様に演算するものとした。なお、この図７の通常走行モード時燃費推定処理で設定した制御用アクセル開度Ａｃｃ＊や要求トルクＴｒ＊，要求パワーＰｅ＊，エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊は、通常走行モード時燃費Ｆｎを演算するために設定したものであり、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の制御に用いるために設定したものではない。
【００３８】
以上、通常走行モード時燃費推定処理について説明した。図２のエコモード時制御ルーチンの説明に戻る。ステップＳ２４０で通常走行モード時燃費Ｆｎを設定すると、エコスイッチ信号（この場合オン信号）とエコモード時燃費Ｆｅと通常走行モード時燃費ＦｎとをメータＥＣＵ９９に送信して（ステップＳ２５０）、エコモード時制御ルーチンを終了する。エコスイッチ信号とエコモード時燃費Ｆｅと通常走行モード時燃費Ｆｎとを受信したメータＥＣＵ９９は、メータ表示ユニット９０のエコモード表示部９３に「エコモード」を点灯すると共に燃費表示部９４にエコモード時燃費Ｆｅと通常走行モード時燃費Ｆｎとを表示する（図１参照）。このように、エコモードが設定されているときに、エコモード時燃費Ｆｅ（現在の走行における燃費）と通常走行モード時燃費Ｆｎ（通常走行モードで走行したと仮定したときの燃費）との両方を表示することにより、エコモード時燃費Ｆｅの通常走行モード時燃費Ｆｎに対する向上の程度を運転者に報知することができる。
【００３９】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、通常走行モードとエコモードとを切り替えるエコスイッチ８９によりエコモードが設定されているときには、エコモードでの走行における燃費であるエコモード時燃費Ｆｅと通常走行モードで走行したと仮定したときに推定される燃費である通常走行モード時燃費Ｆｎとの両方をメータ表示ユニット９０に表示するから、エコモード時燃費Ｆｅの通常走行モード時燃費Ｆｎに対する向上の程度を運転者に報知することができる。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エコモードが設定されているときには、メータ表示ユニット９０に「エコモード」を点灯すると共にエコモード時燃費Ｆｅと通常走行モード時燃費Ｆｎとを表示するものとしたが、これらに加えて他の情報を表示するものとしてもよい。例えば、要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ以下で閾値Ｔｒｅｆ０より大きく要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以下で閾値Ｐｒｅｆ０より大きいときを考えると、エコモードが設定されているときにはモータ運転モードで走行することになり、通常走行モードが設定されているときにはエンジン運転モードで走行することになる。このため、エコモードが設定されているときに、要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ以下で閾値Ｔｒｅｆ０より大きく要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以下で閾値Ｐｒｅｆ０より大きいときには、エコモードが設定されていることによってエンジン２２を運転停止している旨をメータ表示ユニット９０に表示するものとしてもよい。こうすれば、エコモードでの走行における特徴を運転者により報知することができる。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エコモードが設定されているときには、ステップＳ１４０で設定したエコモード時運転ポイントでエンジン２２を運転する際に消費されると想定される燃料消費量（エコモード時想定燃料消費量）をエコモード時燃料消費量Ｑｆｅとして演算するものとしたが、エンジン２２を運転する際に実際に噴射された燃料量（エコモード時実燃料消費量）をエコモード時燃料消費量ＱｆｅとしてエンジンＥＣＵ２４から通信に入力して用いるものとしてもよい。この場合、通常走行モード時燃料消費量Ｑｆｎについては、ステップＳ３３０で設定した通常走行モード時運転ポイントでエンジン２２を運転する際に消費されると想定される燃料消費量を通常走行モード時燃料消費量Ｑｆｎの基本値Ｑｆｎｔｍｐとして設定し、エコモード時想定燃料消費量とエコモード時実燃料消費量とのズレに基づいて補正係数ｋｆｎを設定し、基本値Ｑｆｎｔｍｐに補正係数ｋｆｎを乗じることにより通常走行モード時燃料消費量Ｑｆｎを演算するものとしてもよい。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エコモードが設定されているときには、エコモード時燃料消費量Ｑｆｅに基づいてエコモード時燃費Ｆｅを演算すると共に通常走行モード時燃料消費量Ｑｆｎに基づいて通常走行モード時燃費Ｆｎを演算するものとしたが、エコモード時燃料消費量Ｑｆｅや通常走行モード時燃料消費量Ｑｆｎに加えて、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態（回転数およびトルク）における損失を考慮してエコモード時燃費Ｆｅや通常走行モード時燃費Ｆｎを演算するものとしてもよい。こうすれば、エコモード時燃費Ｆｅや通常走行モード時燃費Ｆｎをより適正に演算することができる。なお、この場合、通常走行モード時におけるモータＭＧ１，ＭＧ２のトルクについては、図７のルーチンのステップＳ３１０，Ｓ３３０，Ｓ３４０で設定した要求トルクＴｒ＊や目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊を用いて図２のルーチンのステップＳ１５０，Ｓ１７０〜Ｓ２００の処理と同様にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定して用いるものとしてもよい。このように、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の損失を考慮してエコモード時燃費Ｆｅや通常走行モード時燃費Ｆｎを演算する場合、現在の損失だけでなく、未来の損失も予測して考慮するものとしてもよい。この場合、例えば、エコモード時燃費Ｆｅについては、車重Ｍや重力加速度ｇ，路面勾配θ，エコモード時における要求トルクＴｒ＊などを用いてエコモードにおける加速度αｅを演算し、演算した加速度αｅを用いてエコモード時における所定時間後の車速Ｖを予測し、予測した車速Ｖを用いて演算した未来のエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態を用いてエコモード時における所定時間後の損失Ｌｏｅを演算し、エコモード時燃料消費量Ｑｆｅと損失Ｌｏｅとを考慮してエコモード時燃費Ｆｅを演算するものとしてもよい。また、通常走行モード時燃費Ｆｎについては、車重Ｍや重力加速度ｇ，路面勾配θ，通常走行モード時における要求トルクＴｒ＊などを用いて通常走行モードにおける加速度αｎを演算し、演算した加速度αｎを用いて通常走行モード時における所定時間後の車速Ｖを予測し、予測した車速Ｖを用いて演算した未来のエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態を用いて通常走行モード時における所定時間後の損失Ｌｏｎを演算し、通常走行モード時燃料消費量Ｑｆｎと損失Ｌｏｎとを考慮して通常走行モード時燃費Ｆｎを演算するものとしてもよい。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エコモードが設定されているときには、通常走行モードが設定されているときに比して小さくなる傾向に制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定するものとしたが、通常走行モードが設定されているかエコモードが設定されているかに拘わらず同じ制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定するものとしてもよい。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、通常走行モードが設定されているかエコモードが設定されているかに拘わらず同じ図４の要求トルク設定用マップを用いて要求トルクＴｒ＊を設定するものとしたが、エコモードが設定されているときに、通常走行モードが設定されているときに比して小さくなる傾向に要求トルクＴｒ＊を設定するものとしてもよい。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エコモードが設定されているときについて説明したが、通常走行モードが設定されているときには、「エコモード」は点灯せず、エコモード時燃費Ｆｅ（エコモードで走行したと仮定したときの燃費）と通常走行モード時燃費Ｆｎ（現在の走行における燃費）の両方または通常走行モード時燃費Ｆｎだけを表示するものとすればよい。なお、通常走行モードが設定されているときには、アクセル開度Ａｃｃをそのまま制御用アクセル開度Ａｃｃ＊に設定し、設定した制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を用いて図２のルーチンステップＳ１２０の処理と同様に要求トルクＴｒ＊および要求パワーＰｅ＊を設定し、要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ０より大きいときや要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ０より大きいときには図２のルーチンのステップＳ１４０の処理と同様にエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定し、要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ０以下で且つ要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ０以下のときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に共に値０を設定し、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいて図２のルーチンのステップＳ１５０，Ｓ１７０〜Ｓ２００の処理と同様にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し、目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２を制御すると共にトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御すればよい。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、減速ギヤ３５を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ３５に代えて２段変速や３段変速，４段変速などの変速機を介してリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしても構わない。
【００４７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図８における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００４８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図９の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。
【００４９】
また、こうしたハイブリッド車に本発明を適用する場合に限定されるものではなく、エンジンを備えない電気自動車に本発明を適用するものとしてもよいし、電動機や発電機を搭載しないガソリンエンジン車に本発明を適用するものとしても構わない。さらに、車両の制御方法の形態としてもよい。
【００５０】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とを組み合わせたものが「動力出力装置」に相当し、エコスイッチ８９が「モード設定スイッチ」に相当し、メータ表示ユニット９０が「表示手段」に相当し、エコスイッチ８９の状態とアクセル開度Ａｃｃとに基づいて走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とに送信するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、受信した目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４と、受信したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０と、が「走行制御手段」に相当し、通常走行モードとエコモードとを切り替えるエコスイッチ８９によりエコモードが設定されているときには、エコモードでの走行における燃費であるエコモード時燃費Ｆｅと通常走行モードで走行したと仮定したときに推定される燃費である通常走行モード時燃費Ｆｎとを演算すると共にエコスイッチ信号とエコモード時燃費Ｆｅと通常走行モード時燃費ＦｎとをメータＥＣＵ９９に送信するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、メータ表示ユニット９０に「エコモード」を点灯すると共にエコモード時燃費Ｆｅと通常走行モード時燃費Ｆｎとを表示するメータＥＣＵ９９とが「表示制御手段」に相当する。また、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とを組み合わせたものや対ロータ電動機２３０が「電力動力入出力手段」に相当する。
【００５１】
ここで、「動力出力装置」としては、エンジン２２と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とを組み合わせたものに限定されるものではなく、エンジン２２と対ロータ電動機２３０とモータＭＧ２とを組み合わせたものとしたり、エンジンとしたり、モータとしたりするなど、走行用の動力を出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「モード設定スイッチ」としては、エコスイッチ８９に限定されるものではなく、燃費と快適性とを考慮して走行する通常走行モードと通常走行モードより燃費を優先して走行する燃費優先走行モードとを切り替えて設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「表示手段」としては、メータ表示ユニット９０に限定されるものではなく、走行状態に関連する情報を表示可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「走行制御手段」としては、エコスイッチ８９の状態とアクセル開度Ａｃｃとに基づいて走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定してエンジン２２を制御すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、モード設定スイッチの状態と運転者による走行要求操作とに基づく駆動力により走行するよう動力出力装置を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「表示制御手段」としては、通常走行モードとエコモードとを切り替えるエコスイッチ８９によりエコモードが設定されているときには、エコモードでの走行における燃費であるエコモード時燃費Ｆｅと通常走行モードで走行したと仮定したときに推定される燃費である通常走行モード時燃費Ｆｎとを演算してメータ表示ユニット９０に「エコモード」を点灯すると共にエコモード時燃費Ｆｅと通常走行モード時燃費Ｆｎとを表示するものに限定されるものではなく、これらに加えて他の情報例えば要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ以下で閾値Ｔｒｅｆ０より大きく要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以下で閾値Ｐｒｅｆ０より大きいときにエコモードが設定されていることによってエンジン２２を運転停止している旨をメータ表示ユニット９０に表示するものとするなど、モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているとき、燃費優先走行モードにおける燃費と通常走行モードにおける燃費とを演算し、演算した燃費優先走行モードにおける燃費と通常走行モードにおける燃費とが共に表示されるよう表示手段を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「電力動力入出力手段」としては、モータＭＧ１と動力分配統合機構３０とを組み合わせたものや対ロータ電動機２３０に限定されるされるものではなく、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に駆動軸とは独立に回転可能に内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って駆動軸と出力軸とに動力を入出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００５２】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるエコモード時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】制御用アクセル開度設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。
【図６】エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図７】通常走行モード時燃費推定処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図９】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
２０，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、８９ エコスイッチ、９０ メータ表示ユニット、９１ シフトポジション表示部、９２ スピードメータ部、９３ エコモード表示部、９４ 燃費表示部、９９ メータ用電子制御ユニット（以下、メータＥＣＵという）、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する動力出力装置を搭載する車両であって、
燃費と快適性とを考慮して走行する通常走行モードと該通常走行モードより燃費を優先して走行する燃費優先走行モードとを切り替えて設定するモード設定スイッチと、
走行状態に関連する情報を表示可能な表示手段と、
前記モード設定スイッチの状態と運転者による走行要求操作とに基づく駆動力により走行するよう前記動力出力装置を制御する走行制御手段と、
前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているとき、前記燃費優先走行モードにおける燃費と前記通常走行モードにおける燃費とを演算し、該演算した燃費優先走行モードにおける燃費と通常走行モードにおける燃費とが共に表示されるよう前記表示手段を制御する表示制御手段と、
を備える車両。
【請求項２】
請求項１記載の車両であって、
前記動力出力装置は、内燃機関と電動機とを有し、該内燃機関の間欠運転を伴って走行用の動力を出力する装置であり、
前記走行制御手段は、前記走行要求操作に基づいて走行に要求される要求パワーを設定し、前記モード設定スイッチにより通常走行モードが設定されているときには前記設定した要求パワーが第１の閾値より大きいときに前記内燃機関の運転を伴って走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御すると共に前記設定した要求パワーが前記第１の閾値以下のときに前記内燃機関の運転停止を伴って走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているときには前記設定した要求パワーが前記第１の閾値より大きい第２の閾値より大きいときに前記内燃機関の運転を伴って走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御すると共に前記設定した要求パワーが前記第２の閾値以下のときに前記内燃機関の運転停止を伴って走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する手段であり、
前記表示制御手段は、前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているときであって前記要求パワーが前記第１の閾値より大きく前記第２の閾値以下のときには、前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されていることによって前記内燃機関を運転停止する旨が表示されるよう前記表示手段を制御する手段である、
車両。
【請求項３】
前記動力出力装置は、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段を備える請求項２記載の車両。
【請求項４】
前記表示制御手段は、前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているとき、前記動力出力装置の駆動状態に基づく損失を考慮して前記燃費優先走行モードにおける燃費と前記通常走行モードにおける燃費とを演算する手段である請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の車両。
【請求項５】
前記走行制御手段は、前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているとき、前記モード設定スイッチにより通常走行モードが設定されているときに比して小さくなる傾向の駆動力により走行するよう前記動力出力装置を制御する手段である請求項１ないし４のいずれか記載の車両。
【請求項６】
走行用の動力を出力する動力出力装置と、燃費と快適性とを考慮して走行する通常走行モードと該通常走行モードより燃費を優先して走行する燃費優先走行モードとを切り替えて設定するモード設定スイッチと、走行状態に関連する情報を表示可能な表示手段と、を備える車両の制御方法であって、
（ａ）前記モード設定スイッチの状態と運転者による走行要求操作とに基づく駆動力により走行するよう前記動力出力装置を制御し、
（ｂ）前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているとき、前記燃費優先走行モードにおける燃費と前記通常走行モードにおける燃費とを演算し、該演算した燃費優先走行モードにおける燃費と通常走行モードにおける燃費とが共に表示されるよう前記表示手段を制御する、
ことを特徴とする車両の制御方法。
【請求項１】
走行用の動力を出力する動力出力装置を搭載する車両であって、
燃費と快適性とを考慮して走行する通常走行モードと該通常走行モードより燃費を優先して走行する燃費優先走行モードとを切り替えて設定するモード設定スイッチと、
走行状態に関連する情報を表示可能な表示手段と、
前記モード設定スイッチの状態と運転者による走行要求操作とに基づく駆動力により走行するよう前記動力出力装置を制御する走行制御手段と、
前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているとき、前記燃費優先走行モードにおける燃費と前記通常走行モードにおける燃費とを演算し、該演算した燃費優先走行モードにおける燃費と通常走行モードにおける燃費とが共に表示されるよう前記表示手段を制御する表示制御手段と、
を備える車両。
【請求項２】
請求項１記載の車両であって、
前記動力出力装置は、内燃機関と電動機とを有し、該内燃機関の間欠運転を伴って走行用の動力を出力する装置であり、
前記走行制御手段は、前記走行要求操作に基づいて走行に要求される要求パワーを設定し、前記モード設定スイッチにより通常走行モードが設定されているときには前記設定した要求パワーが第１の閾値より大きいときに前記内燃機関の運転を伴って走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御すると共に前記設定した要求パワーが前記第１の閾値以下のときに前記内燃機関の運転停止を伴って走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているときには前記設定した要求パワーが前記第１の閾値より大きい第２の閾値より大きいときに前記内燃機関の運転を伴って走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御すると共に前記設定した要求パワーが前記第２の閾値以下のときに前記内燃機関の運転停止を伴って走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する手段であり、
前記表示制御手段は、前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているときであって前記要求パワーが前記第１の閾値より大きく前記第２の閾値以下のときには、前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されていることによって前記内燃機関を運転停止する旨が表示されるよう前記表示手段を制御する手段である、
車両。
【請求項３】
前記動力出力装置は、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段を備える請求項２記載の車両。
【請求項４】
前記表示制御手段は、前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているとき、前記動力出力装置の駆動状態に基づく損失を考慮して前記燃費優先走行モードにおける燃費と前記通常走行モードにおける燃費とを演算する手段である請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の車両。
【請求項５】
前記走行制御手段は、前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているとき、前記モード設定スイッチにより通常走行モードが設定されているときに比して小さくなる傾向の駆動力により走行するよう前記動力出力装置を制御する手段である請求項１ないし４のいずれか記載の車両。
【請求項６】
走行用の動力を出力する動力出力装置と、燃費と快適性とを考慮して走行する通常走行モードと該通常走行モードより燃費を優先して走行する燃費優先走行モードとを切り替えて設定するモード設定スイッチと、走行状態に関連する情報を表示可能な表示手段と、を備える車両の制御方法であって、
（ａ）前記モード設定スイッチの状態と運転者による走行要求操作とに基づく駆動力により走行するよう前記動力出力装置を制御し、
（ｂ）前記モード設定スイッチにより燃費優先走行モードが設定されているとき、前記燃費優先走行モードにおける燃費と前記通常走行モードにおける燃費とを演算し、該演算した燃費優先走行モードにおける燃費と通常走行モードにおける燃費とが共に表示されるよう前記表示手段を制御する、
ことを特徴とする車両の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１９８２２３（Ｐ２００９−１９８２２３Ａ）
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３７８９７（Ｐ２００８−３７８９７）
【出願日】平成２０年２月１９日（２００８．２．１９）
【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２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１９日（２００８．２．１９）
【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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