車両及びその制御方法
【課題】内燃機関に接続された電力動力入出力装置と電動機とが接続された入力軸と車軸側との間の動力の伝達およびその解除を行なうものにおいて、シフトポジションが非走行ポジションにある状態でエンジンを運転する際に、内燃機関をより安定な状態で運転する。
【解決手段】ハイブリッド自動車２０は、駐車ポジションでバッテリ５０に蓄電する際、変速機６０のクラッチＣ１，Ｃ２を接続解除しモータＭＧ１，ＭＧ２による発電によりバッテリ５０へ蓄電する。このとき、バッテリ５０への蓄電要求電力が増加したときにはイナーシャの大きいモータＭＧ２から回転数を増加させると共に、モータＭＧ１の回転数を維持した状態でエンジン２２の回転数を増加させる。また、バッテリ５０への蓄電要求電力が減少したときにはイナーシャの大きいモータＭＧ２の回転数を維持し、モータＭＧ１から回転数を減少させエンジン２２の回転数を減少させる。
【解決手段】ハイブリッド自動車２０は、駐車ポジションでバッテリ５０に蓄電する際、変速機６０のクラッチＣ１，Ｃ２を接続解除しモータＭＧ１，ＭＧ２による発電によりバッテリ５０へ蓄電する。このとき、バッテリ５０への蓄電要求電力が増加したときにはイナーシャの大きいモータＭＧ２から回転数を増加させると共に、モータＭＧ１の回転数を維持した状態でエンジン２２の回転数を増加させる。また、バッテリ５０への蓄電要求電力が減少したときにはイナーシャの大きいモータＭＧ２の回転数を維持し、モータＭＧ１から回転数を減少させエンジン２２の回転数を減少させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両としては、エンジンと、エンジンからの出力で発電可能な第１モータジェネレータと、このエンジンからの出力を第１モータジェネレータと出力部材とに分配する分配機構と、出力部材と駆動輪までの間で回転力を加える第２モータジェネレータと、第２モータジェネレータと駆動輪との間で動力伝達を接続・遮断するクラッチと、を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載された車両は、停車中にクラッチにより動力を遮断した状態で、第１及び第２モータジェネレータを正方向に駆動するか、第１モータジェネレータを正方向へ回転駆動すると共に第２モータジェネレータで回転をロックするか、第１モータジェネレータをロックすると共に第２モータジェネレータを正方向へ回転駆動するかのいずれかによりエンジンを始動することにより、エンジン始動時の駆動力変動により生じる乗員の違和感を抑制する。
【特許文献１】特開平９−１７０５３３号公報（図１３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、この特許文献１に記載された車両では、停車状態でエンジンを運転するときは、例えば消費電力が大きくなりバッテリへの蓄電を行なう際などが考えられる。特許文献１に記載された車両では、このような場合のどのように第１，第２モータジェネレータ及びエンジンを運転するかは具体的に検討されていなかった。このように、第２モータジェネレータと駆動輪との間で動力伝達を遮断可能である場合は、第１，第２モータジェネレータ及びエンジンの運転ポイントを比較的自由に定めることが可能であり、エンジンをより安定な状態で運転することが望まれていた。
【０００４】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、内燃機関に接続された電力動力入出力装置と電動機とが接続された入力軸と車軸側との間の動力の伝達およびその解除を行なうものにおいて、シフトポジションが非走行ポジションにある状態でエンジンを運転する際に、内燃機関をより安定な状態で運転することができる車両及びその制御方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の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、
内燃機関と、
前記内燃機関からの動力を入力する入力軸と車軸側との間の動力の伝達および伝達の解除が可能な接続手段と、
前記入力軸に接続されると共に該入力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、発電機を含んで構成され該発電機による電力の入出力と前記入力軸および前記出力軸への駆動力の入出力とを伴って前記入力軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な電力動力入出力手段と、
前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、
シフトポジションが非走行ポジションにある状態で前記蓄電手段に蓄電する際、前記入力軸と前記車軸側との間の動力の伝達を解除するよう接続手段を制御すると共に前記発電機による発電及び前記電動機による発電により前記蓄電手段へ蓄電するよう前記内燃機関と該発電機と該電動機とを制御し、該蓄電制御中に蓄電手段への蓄電要求電力が増加したときには前記発電機と前記電動機とのうちイナーシャの大きい方から回転数を増加させ前記内燃機関の回転数を増加するよう該内燃機関と該発電機と該電動機とを制御する制御手段と、
を備えるものである。
【０００７】
この車両では、シフトポジションが非走行ポジションにある状態で蓄電手段に蓄電する際、入力軸と車軸側との間の動力の伝達を解除すると共に発電機による発電及び電動機による発電により蓄電手段へ蓄電するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、この蓄電制御中に蓄電手段への蓄電要求電力が増加したときには、発電機と電動機とのうちイナーシャの大きい方から回転数を増加させ内燃機関の回転数が増加するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。このように、内燃機関の回転数を増加させる際に、発電機と電動機とのうちイナーシャの大きい方を内燃機関の回転数を増加する制御に用いるため、例えば内燃機関から出力される動力が予定以上に大きくなり吹き上がってしまうようなときでも、イナーシャの大きい方の回転数は増加しにくく、対処の時間を稼ぐことが可能であり、内燃機関の回転数の大きな増加を抑制しやすい。したがって、内燃機関をより安定な状態で運転することができる。ここで、「非走行ポジション」には、例えば駐車ポジションやニュートラルポジションなどが含まれる。
【０００８】
本発明の車両において、前記制御手段は、シフトポジションが非走行ポジションにある状態で前記蓄電手段に蓄電する蓄電制御中に該蓄電手段への蓄電要求電力が増加したときには、前記発電機と前記電動機とのうちイナーシャの小さい方の回転数を維持しながら前記内燃機関の回転数を増加するよう該内燃機関と該発電機と該電動機とを制御する手段であるものとしてもよい。
【０００９】
本発明の車両において、前記制御手段は、シフトポジションが非走行ポジションにある状態で前記蓄電手段に蓄電する蓄電制御中に該蓄電手段への蓄電要求電力が減少したときには、前記発電機と前記電動機とのうちイナーシャの大きい方の回転数を維持しながら前記内燃機関の回転数を減少するよう該内燃機関と該発電機と該電動機とを制御する手段であるものとしてもよい。こうすれば、例えば内燃機関の回転数が予定以上に小さくなったときでも、発電機と電動機とのうちイナーシャの大きい方の回転数は低下しにくいため、内燃機関の回転数をより安定させ、内燃機関の予期せぬ停止を抑制することができる。
【００１０】
本発明の車両において、前記制御手段は、シフトポジションが非走行ポジションにある状態で前記蓄電手段に蓄電する蓄電制御中に該蓄電手段への蓄電要求電力が減少したときには、前記発電機と前記電動機とのうちイナーシャの小さい方から回転数を減少させ前記内燃機関の出力軸の回転数を減少するよう該内燃機関と該発電機と該電動機とを制御する手段であるものとしてもよい。こうすれば、発電機と電動機とのうちイナーシャの小さい方は回転数を変化させ易いため、より応答よく内燃機関の回転数を制御することができ、内燃機関をより安定な状態で運転しやすい。
【００１１】
本発明の車両において、前記制御手段は、前記蓄電手段への蓄電制御中にシフトポジションが非走行ポジションから走行ポジションへ変更された際には、自立運転するよう前記内燃機関を制御すると共に前記入力軸の回転を停止するよう前記電動機を制御し、その運転中に前記入力軸と前記車軸側との間の動力の伝達が行なわれるよう前記接続手段を制御する手段であるものとしてもよい。こうすれば、比較的容易に入力軸と車軸側との接続を行なうことができる。また、電動機で入力軸の回転を停止するため、走行状態へ切り替わる際のショックをより抑えることができる。
【００１２】
本発明の車両において、前記電力動力入出力手段は、前記接続手段の入力軸と前記内燃機関の出力軸と回転軸との３軸を有し該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段であるものとしてもよい。また、本発明の車両において、前記接続手段は、入力軸と車軸側との間の変速段の変更を伴う動力の伝達および伝達の解除が可能な変速手段に含まれているものとしてもよい。こうすれば、接続手段を別に設ける必要がない。
【００１３】
あるいは、本発明の車両は、
内燃機関と、
前記内燃機関からの動力を入力する入力軸と車軸側との間の動力の伝達および伝達の解除が可能な接続手段と、
前記入力軸に接続されると共に該入力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、発電機を含んで構成され該発電機による電力の入出力と前記入力軸および前記出力軸への駆動力の入出力とを伴って前記入力軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な電力動力入出力手段と、
前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、
シフトポジションが非走行ポジションにある状態で前記蓄電手段に蓄電する際、前記入力軸と前記車軸側との間の動力の伝達を解除するよう接続手段を制御すると共に前記発電機による発電及び前記電動機による発電により前記蓄電手段へ蓄電するよう前記内燃機関と該発電機と該電動機とを制御し、該蓄電制御中に該蓄電手段への蓄電要求電力が減少したときには、前記発電機と前記電動機とのうちイナーシャの小さい方から回転数を減少させ前記内燃機関の出力軸の回転数を減少するよう該内燃機関と該発電機と該電動機とを制御する、及び／又は、該蓄電制御中に該蓄電手段への蓄電要求電力が減少したときには、前記発電機と前記電動機とのうちイナーシャの大きい方の回転数を維持しながら前記内燃機関の出力軸の回転数を減少するよう該内燃機関と該発電機と該電動機とを制御する制御手段と、
を備えるものとしてもよい。
【００１４】
このように、内燃機関の回転数を減少させる際に、発電機と電動機とのうちイナーシャの小さい方を内燃機関の回転数を減少する制御に用いるものとすると、例えば内燃機関から出力される動力が予定以上に小さくなりストールしそうなときでも、イナーシャの小さい方の回転数は変化させやすく、内燃機関の回転数の調整をより容易に行なうことが可能であり、内燃機関の回転数の大きな減少を抑制しやすい。また、内燃機関の回転数を減少させる際に、発電機と電動機とのうちイナーシャの大きい方の回転数を維持するものとすると、例えば内燃機関から出力される動力が予定以上に小さくなりストールしそうなときでも、イナーシャの大きい方の回転数は変化しにくく、内燃機関の回転数の低下をより抑制することが可能であり、内燃機関の回転数の大きな減少を抑制しやすい。したがって、内燃機関をより安定な状態で運転することができる。なお、この車両において、上述した車両の種々の態様を採用してもよい。
【００１５】
本発明の車両の制御方法は、
内燃機関と、前記内燃機関からの動力を入力する入力軸と車軸側との間の動力の伝達および伝達の解除が可能な接続手段と、前記入力軸に接続されると共に該入力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、発電機を含んで構成され該発電機による電力の入出力と前記入力軸および前記出力軸への駆動力の入出力とを伴って前記入力軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な電力動力入出力手段と、前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
シフトポジションが非走行ポジションにある状態で前記蓄電手段に蓄電する際、前記入力軸と前記車軸側との間の動力の伝達を解除するよう接続手段を制御すると共に前記発電機による発電及び前記電動機による発電により前記蓄電手段へ蓄電するよう前記内燃機関と該発電機と該電動機とを制御し、該蓄電制御中に蓄電手段への蓄電要求電力が増加したときには前記発電機と前記電動機とのうちイナーシャの大きい方から回転数を増加させ前記内燃機関の回転数を増加するよう該内燃機関と該発電機と該電動機とを制御するものである。
【００１６】
この車両の制御方法では、シフトポジションが非走行ポジションにある状態で蓄電手段に蓄電する際、入力軸と車軸側との間の動力の伝達を解除すると共に発電機による発電及び電動機による発電により蓄電手段へ蓄電するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、この蓄電制御中に蓄電手段への蓄電要求電力が増加したときには、発電機と電動機とのうちイナーシャの大きい方から回転数を増加させ内燃機関の回転数が増加するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。このように、内燃機関の回転数を変化させる際に、発電機と電動機とのうちイナーシャの大きい方を内燃機関の回転数を増加する制御に用いるため、例えば内燃機関から出力される動力が予定以上に大きくなり吹き上がってしまうようなときでも、イナーシャの大きい方の回転数は増加しにくく、対処の時間を稼ぐことが可能であり、内燃機関の回転数の変化を抑制しやすい。したがって、内燃機関をより安定な状態で運転することができる。なお、この車両の制御方法において、上述した車両の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した車両の各機能を実現するようなステップを追加してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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】
【００１８】
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に接続された入力軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、リングギヤ軸３２ａの動力を変速して駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に出力する変速機６０と、駆動輪３９ａ，３９ｂをロックするパーキングロック機構９０と、自動車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。
【００１９】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。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。
【００２０】
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には入力軸としてのリングギヤ軸３２ａ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から変速機６０，駆動軸３６，デファレンシャルギヤ３８を介して、最終的には車両の駆動輪３９ａ，３９ｂに出力される。なお、入力軸としてのリングギヤ軸３２ａには動力分配統合機構３０を介してエンジン２２の動力が入力される。
【００２１】
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。ここでは、モータＭＧ２は、モータＭＧ１に比してイナーシャが大きい構成となっているものとした。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。
【００２２】
変速機６０は、ブレーキＢ１〜Ｂ３やクラッチＣ１，Ｃ２を有し、入力軸としてのリングギヤ軸３２ａと車軸側である駆動軸３６との接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をリングギヤ軸３２ａの回転数を複数段（ここでは４段）に変速して駆動軸３６に伝達できるよう構成されている。
【００２３】
パーキングロック機構９０は、駆動軸３６に取り付けられたパーキングギヤ９２と、パーキングギヤ９２と噛み合ってその回転駆動を停止した状態でロックするパーキングロックポール９４と、から構成されている。パーキングロックポール９４は、他のポジションから駐車ポジション（Ｐポジション）への操作信号または駐車ポジションから他のポジションへの操作信号を入力したハイブリッド用電子制御ユニット７０により図示しないアクチュエータが駆動制御されることによって作動し、パーキングギヤ９２との噛合およびその解除によりパーキングロックおよびその解除を行なう。駆動軸３６は機械的に駆動輪３９ａ，３９ｂに接続されているから、パーキングロック機構９０は間接的に駆動輪３９ａ，３９ｂをロックしていることになる。
【００２４】
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）も演算している。
【００２５】
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からは、変速機６０の図示しないブレーキやクラッチのアクチュエータへの駆動信号やパーキングロック機構９０の図示しないアクチュエータへの駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。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。
【００２６】
なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションセンサ８２により検出するシフトレバー８１のポジションとしては、非走行ポジションとして駐車ポジション（Ｐポジション）や中立ポジション（Ｎポジション）など、走行ポジションとしてドライブポジション（Ｄポジション），リバースポジション（Ｒポジション）などがある。シフトレバー８１が駐車ポジション及び中立ポジションの状態のときには、変速機６０のブレーキＢ１〜Ｂ３やクラッチＣ１，Ｃ２が開放されて入力軸としてのリングギヤ軸３２ａと車軸側である駆動軸３６とが切り離される。
【００２７】
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とに基づいて入力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。
【００２８】
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、まず、シフトポジションに応じた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により実行されるメイン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、ＲＯＭ７４に記憶され、ハイブリッド自動車２０のシステム起動後に繰り返し実行される。ここでは、説明の便宜のため、ハイブリッド自動車２０が走行状態であるときから説明する。このルーチンを実行すると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、シフトポジションが変更されたか否かをシフトポジションセンサ８２からの信号に基づいて判定する（ステップＳ１００）。シフトポジションが変更されていないときには、現在のシフトポジションを調べ（ステップＳ１１０）、現在のシフトポジションが走行ポジション（例えばＤポジションやＲポジション）であるときには駆動制御処理を実行し（ステップＳ１２０）、このルーチンを終了する。ここで、駆動制御処理では、上述したトルク変換運転モードや充放電運転モード、モータ運転モードなどを切り替えつつ、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とに基づいて入力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とを運転制御する。
【００２９】
一方、ステップＳ１００でシフトポジションが変更されたときには、変更後のシフトポジションを調べ、変更後のシフトポジションが駐車ポジションであるときには、変速機６０のブレーキＢ１〜Ｂ３及びクラッチＣ１，Ｃ２を開放すると共に駆動軸３６をパーキングロック機構９０によりパーキングロックする（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０のあと、または、ステップＳ１１０で現在のシフトポジションが駐車ポジションであるときには、駐車ポジション時運転制御処理を実行し（ステップＳ１５０）、このルーチンを終了する。
【００３０】
ここで、メイン制御ルーチンの説明を中断し、駐車ポジション時運転制御ルーチンについて説明する。図３は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駐車ポジション時運転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、ＲＯＭ７４に記憶され、シフトレバー８１が駐車ポジションであるときに繰り返し実行される。このルーチンを実行すると、ハイブリッド自動車２０のＣＰＵ７２は、エンジン２２の回転数Ｎｅや発電要求パワーＰｂ＊，モータ回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、回転数増加制御時フラグＦ，回転数減少制御時フラグＧ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Ｓ２００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいて計算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、発電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣや電池温度Ｔｂ，図示しない補機の目標消費電力などに基づいて、残容量ＳＯＣが小さくなると大きくなる傾向に設定されてＲＡＭ７６の所定アドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。さらに、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のロータ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。回転数増加制御時フラグＦ及び回転数減少制御時フラグＧの値は、ＲＡＭ７６の所定アドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。この回転数増加制御時フラグＦは、後述する駐車時のエンジン回転数Ｎｅの増加制御を実行中に値「１」にセットされるフラグであり、初期値は値「０」である。また、回転数減少制御時フラグＧは、後述する駐車時のエンジン回転数Ｎｅの減少制御を実行中に値「１」にセットされるフラグであり、初期値は値「０」である。
【００３１】
こうしてデータを入力すると、回転数増加制御時フラグＦが値１であるか否かを判定し（ステップＳ２１０）、回転数増加制御時フラグＦが値１でないときには、回転数減少制御時フラグＧが値１であるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。回転数減少制御時フラグＧが値１でないときには、発電要求パワーＰｂ＊が閾値Ｐ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ２３０）。この閾値Ｐ１は、停車中にエンジン２２の動力による発電によりバッテリ５０を蓄電するか否かを判定する値であり、実験によりエンジン２２の運転効率などに基づいて経験的に定められている。発電要求パワーＰｂ＊が閾値Ｐ１以上でないときには、発電効率が低く且つバッテリ５０に残容量ＳＯＣが十分あるものとして、エンジン２２を停止し（ステップＳ２４０）、このルーチンを終了する。
【００３２】
一方、発電要求パワーＰｂ＊が閾値Ｐ１以上であるとき、例えば、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが低くなり発電要求パワーＰｂ＊が大きな値になると、バッテリ５０への蓄電が必要であるものとみなし、エンジン２２が運転中であるか否かを判定し（ステップＳ２５０）、エンジン２２が運転中でないときにはエンジンの始動処理を行ない（ステップＳ２６０）、このルーチンを終了する。ここで、エンジン２２の始動処理について説明する。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４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（リングギヤ３２の回転数Ｎｒ）を示す。なお、Ｓ軸上の太線矢印がモータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１を示し、Ｒ軸上の太線矢印がモータ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（反力トルク）及びこの反力トルクを打ち消すべくモータＭＧ２から出力されたトルクＴｍ２を示す。図４に示すように、エンジン２２の始動処理では、動力分配統合機構３０を介してエンジン２２のクランクシャフト２６をモータＭＧ１によりモータリングすると共に、このモータＭＧ１から出力されたトルクがリングギヤ軸３２ａに作用するトルクを打ち消すようモータＭＧ２からトルクを出力させ、エンジン２２が所定の運転可能回転数以上となったあと燃料噴射を行なうよう、モータＥＣＵ４０及びエンジンＥＣＵ２４がモータＭＧ１，ＭＧ２及びエンジン２２を制御する処理を行なうものとした。なお、ここでは、モータＭＧ１からの反力トルクをモータＭＧ２からのトルクにより打ち消すものとしたが、変速機６０のブレーキＢ１〜Ｂ３及びクラッチＣ１，Ｃ２などを適宜係合し、駆動軸３６をロックしたパーキングロック機構９０によりモータＭＧ１からの反力トルクを打ち消すものとしてもよい。
【００３３】
ステップＳ２５０でエンジン２２が運転中であるときには、発電要求パワーＰｂ＊に基づいて、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共にこの設定した値をエンジンＥＣＵ２４へ送信する（ステップＳ２７０）。エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との設定は、バッテリ５０が要求する発電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和としてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定し、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと設定された要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。なお、駐車中であるが、例えば図示しない空調機の消費電力が変化するなど、車両の消費電力に応じて発電要求パワーＰｂ＊は変化する。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図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。ここでは、要求パワーＰｅ＊に対応する領域を複数定めておき、その領域毎に１つの目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを定めるよう設定してあるものとし（図５の運転ポイントＡ，Ｂ，Ｃ参照）、エンジン２２の運転状態が頻繁に変動してしまうのを抑制するものとした。
【００３４】
次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊の値を調べ（ステップＳ２８０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が前回値を維持する、即ち変化していないときには、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊，トルク指令Ｔｍ１＊及びモータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊，トルク指令Ｔｍ２＊を設定し設定した値をモータＥＣＵ４０へ送信し（ステップＳ２９０）、このルーチンを終了する。このモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊及び目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊の設定は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊の運転ポイント（例えば図５の運転ポイントＡ，Ｂ，Ｃ参照）で運転した際に最も効率よくモータＭＧ１，ＭＧ２により発電を行うことができるポイントとなるように予め実験により経験的に定めた値をＲＯＭ７４に記憶しておき、エンジン２２の運転ポイントが与えられるとそれに対応する値をＲＯＭ７４から読み出して設定するものとした。こうすれば、エンジン２２の効率のよい運転ポイントと、モータＭＧ１，ＭＧ２の効率のよい運転ポイントを組み合わせるため、極めて効率よくバッテリ５０の蓄電処理を行なうことができる。そして、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における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊及びトルク指令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。
【００３５】
一方、ステップＳ２８０でエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が前回値よりも増加したとき、即ちバッテリ５０への蓄電要求電力としての発電要求パワーＰｂ＊が増加したときには（例えば図５の運転ポイントＡからＢへの移行など）、駐車時のエンジン回転数Ｎｅの増加制御（ステップＳ３００〜Ｓ３３０）を実行する。具体的には、回転数増加制御時フラグＦに値１をセットし（ステップＳ３００）、ステップＳ３００のあと、または、ステップＳ２１０で回転数増加制御時フラグＦが値１であるときには、ステップＳ２７０で設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊となるように、モータＭＧ１及びモータＭＧ２のうちイナーシャの大きいモータＭＧ２の回転数を増加させる目標回転数Ｎｍ２＊及びトルク指令Ｔｍ２＊を設定すると共に、モータＭＧ１及びモータＭＧ２のうちイナーシャの小さいモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊及びトルク指令Ｔｍ１＊を維持する値（前回と同じ値）に設定し、設定した値をモータＥＣＵ４０へ送信する（ステップＳ３１０）。ここでは、次式（１）によりモータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊を設定すると共に、次式（２）によりトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、モータＭＧ２の回転数を増加することによりエンジン２２の回転数Ｎｅを増加させるものとした。バッテリ５０への蓄電要求電力が増加した際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図６に示す。図６以降では、現在の状態を実線で示し、目標値を一点鎖線で示し、目標値の状態への移行を白矢印で示した。発電要求パワーＰｂ＊が増加しエンジン２２の回転数を増加させるときには、イナーシャの小さいモータＭＧ１の回転数を維持し、図中の白矢印で示すように、イナーシャの大きいモータＭＧ２の回転数を増加することによりエンジンの回転数を増加させる。こうすれば、例えばエンジン２２が急に吹き上がるようなときなどであっても、大きなイナーシャによりエンジン２２の回転上昇を抑制しフューエルカットまでの時間を稼ぐことが可能であり、エンジンの過回転をより抑制することができる。なお、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ＭＧ２を目標回転数Ｎｍ２＊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。
【００３６】
Nm2*=Ne*・(1+ρ)-Nm1・ρ (1)
Tm2*=前回Tm2*+k1(Nm2*-Nm2)+k2∫(Nm2*-Nm2)dt (2)
【００３７】
ステップＳ３１０のあと、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が目標回転数Ｎｍ２＊に至ったか否かを判定し（ステップＳ３２０）、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が目標回転数Ｎｍ２＊に至っていないときにはこのルーチンを終了する。続いて、ステップＳ２１０で回転数増加制御時フラグＦが値１であると判定されると、ステップＳ３１０の目標回転数Ｎｍ２＊及びトルク指令Ｔｍ２＊を設定・送信する処理とステップＳ３２０の判定の処理を繰り返す。即ち、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が目標回転数Ｎｍ２＊に至るまで待つ。そして、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が目標回転数Ｎｍ２＊に至ったときには、回転数増加制御時フラグＦに値０をセットし（ステップＳ３３０）、そのままこのルーチンを終了する。続いて、ステップＳ２８０ではエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が維持されていると判定されるから、上述したステップＳ２９０の処理、即ち、発電効率のよい回転数及びトルクでモータＭＧ１及びモータＭＧ２を制御する処理に移行する。図７は、エンジン２２の回転数が目標回転数Ｎｅ＊へ至ったあとモータＭＧ１，ＭＧ２の発電効率のよい運転ポイントへ移行する一例の共線図である。このように、シフトポジションが駐車ポジションであり、変速機６０のクラッチを開放した状態で発電要求パワーＰｂ＊が増加したときには、イナーシャの大きなモータＭＧ２の回転数を増加すると共にモータＭＧ２よりもイナーシャの小さなモータＭＧ１の回転数を維持した状態でエンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊に至ったあとに、モータＭＧ１，ＭＧ２を効率のよい目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊及びトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に移行して駆動制御するのである。
【００３８】
一方、ステップＳ２８０でエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が前回値よりも減少したとき、即ちバッテリ５０への蓄電要求電力としての発電要求パワーＰｂ＊が減少したときには（例えば図５の運転ポイントＢからＡへの移行など）、駐車時のエンジン回転数Ｎｅの減少制御（ステップＳ３４０〜Ｓ３７０）を実行する。具体的には、回転数減少制御時フラグＧに値１をセットし（ステップＳ３４０）、ステップＳ３４０のあと、または、ステップＳ２２０で回転数減少制御時フラグＧが値１であるときには、ステップＳ２７０で設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊となるように、モータＭＧ１及びモータＭＧ２のうちイナーシャの大きいモータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊及びトルク指令Ｔｍ２＊を維持する値（前回と同じ値）に設定すると共に、モータＭＧ１及びモータＭＧ２のうちイナーシャの小さいモータＭＧ１の回転数を減少させる目標回転数Ｎｍ１＊及びトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、設定した値をモータＥＣＵ４０へ送信する（ステップＳ３５０）。ここでは、次式（３）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定すると共に、次式（４）によりトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、モータＭＧ２の回転数は維持しモータＭＧ１の回転数を減少することによりエンジン２２の回転数Ｎｅを減少させるものとした。バッテリ５０への蓄電要求電力が減少した際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図８に示す。発電要求パワーＰｂ＊が減少しエンジン２２の回転数を減少させるときには、イナーシャの大きいモータＭＧ２の回転数を維持し、図中の白矢印で示すように、イナーシャの小さいモータＭＧ１の回転数を減少することによりエンジンの回転数を減少させる。こうすれば、例えばエンジン２２がストールしそうになるときなどに、大きなイナーシャ側の回転数は変化しにくいためエンジン２２の回転数を低下させにくくより安定することができるし、小さなイナーシャのモータＭＧ１の回転数を調整することにより、応答よくエンジン２２の回転数を調整することができる。なお、式（３）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（４）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（４）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。
【００３９】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ (3)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (4)
【００４０】
ステップＳ３５０のあと、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が目標回転数Ｎｍ１＊に至ったか否かを判定し（ステップＳ３６０）、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が目標回転数Ｎｍ１＊に至っていないときにはこのルーチンを終了する。続いて、ステップＳ２２０で回転数増加制御時フラグＦが値１であると判定されると、ステップＳ３５０の目標回転数Ｎｍ１＊及びトルク指令Ｔｍ１＊を設定・送信する処理とステップＳ３６０の判定の処理を繰り返す。即ち、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が目標回転数Ｎｍ１＊に至るまで待つ。そして、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が目標回転数Ｎｍ１＊に至ったときには、回転数減少制御時フラグＧに値０をセットし（ステップＳ３７０）、そのままこのルーチンを終了する。続いて、ステップＳ２８０ではエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が維持されていると判定されるから、上述したステップＳ２９０の処理、即ち、発電効率のよい回転数及びトルクでモータＭＧ１及びモータＭＧ２を制御する処理に移行する。図９は、エンジン２２の回転数が目標回転数Ｎｅ＊へ至ったあとモータＭＧ１，ＭＧ２の発電効率のよい運転ポイントへ移行する一例の共線図である。このように、シフトポジションが駐車ポジションであり、変速機６０のクラッチを開放した状態で発電要求パワーＰｂ＊が減少したときには、イナーシャの大きなモータＭＧ２の回転数を維持すると共にモータＭＧ２よりもイナーシャの小さなモータＭＧ１の回転数を減少させてエンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊に至ったあとに、モータＭＧ１，ＭＧ２を効率のよい目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊及びトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に移行して駆動制御するのである。
【００４１】
さて、図２に示したメイン制御ルーチンの説明に戻る。メイン制御ルーチンのステップＳ１３０で変更後のシフトポジションが走行ポジションであるとき、即ち、駐車ポジションから走行ポジションへ変更されたときには、エンジン２２が運転中であるか否かを調べ（ステップＳ１６０）、エンジン２２が運転中であるとき、即ちバッテリ５０への蓄電制御を行なっているときには、エンジン２２が自立運転する指令をエンジンＥＣＵ２４へ送信すると共に、変速機６０のブレーキＢ１〜Ｂ３及びクラッチＣ１，Ｃ２が係合可能となるように、モータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊を値０に設定し、設定した目標回転数Ｎｍ２＊をモータＥＣＵ４０へ送信し（ステップＳ１７０）、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が目標回転数Ｎｍ２＊となるまで待機する（ステップＳ１８０）。ステップＳ１８０のあと、または、ステップＳ１６０でエンジンが運転中でないときには、変速機６０のブレーキＢ１〜Ｂ３及びクラッチＣ１，Ｃ２を適宜係合し（ステップＳ１９０）、上述した駆動制御処理を実行し（ステップＳ１２０）、このルーチンを終了する。クラッチを係合する際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図１０に示し、走行状態での駆動制御を行なう際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図１１に示す。図１０に示すように、モータＭＧ２側のトルク制御を行なうことにより、入力軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数を略値０とし、回転数が値０である駆動軸３６と係合する際のショックを抑制するのである。そして、変速機６０のクラッチＣ１，Ｃ２などを係合したあとは、エンジン２２、モータＭＧ１及びモータＭＧ２を駆動制御して走行するのである（図１１）。このように、リングギヤ軸３２ａと駆動軸３６とを係合して動力を伝達させる際には、エンジン２２を自立運転させると共にモータＭＧ２側を制御するため、エンジン２２からのトルク変動を考慮しなければならないモータＭＧ１側を駆動制御するのに比して、より容易に走行状態に移行することができる。また、走行状態へ移行する際のショックをより低減することができる。
【００４２】
以上詳述した本実施例のハイブリッド自動車２０によれば、シフトポジションが駐車ポジションにある状態でバッテリ５０に蓄電する際、入力軸としてのリングギヤ軸３２ａと車軸側としての駆動軸３６との間の動力の伝達を解除すると共に発電機としてのモータＭＧ１及び電動機としてのモータＭＧ２による発電によりバッテリ５０へ蓄電するようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御し、この蓄電制御中にバッテリ５０への蓄電要求電力（発電要求パワーＰｂ＊）が増加したときには、イナーシャの大きいモータＭＧ２から回転数を増加させると共に、イナーシャの小さいモータＭＧ１の回転数を維持した状態でエンジン２２の回転数を増加するようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御する。このように、エンジン２２の回転数を増加させる際に、モータＭＧ１とモータＭＧ２とのうちイナーシャの大きいモータＭＧ２をエンジン２２の回転数の低下を抑制する制御に用いるため、例えばエンジン２２から出力される動力が予定以上に大きくなり吹き上がってしまうようなときでも、イナーシャの大きいモータＭＧ２の回転数は増加しにくく、対処の時間を稼ぐことが可能であり、エンジン２２の回転数の大きな増加を抑制しやすい。したがって、エンジン２２をより安定な状態で運転することができる。また、駐車時の蓄電制御中に発電要求パワーＰｂ＊が減少したときには、イナーシャの大きいモータＭＧ２の回転数を維持し、イナーシャの小さいモータＭＧ１から回転数を減少させエンジン２２の回転数を減少するようエンジン２２とモータＭＧ１及びモータＭＧ２を制御するため、例えばエンジン２２の回転数が予定以上に小さくなったときでも、イナーシャの大きい方の回転数は低下しにくく、イナーシャの小さい方は回転数を変化し易いため、より応答よくエンジン２２の回転数を制御することができ、エンジン２２の予期せぬ停止を抑制することができる。更に、バッテリ５０への蓄電中にシフトポジションが駐車ポジションから走行ポジションへ変更された際には、自立運転するようエンジン２２を制御すると共にリングギヤ軸３２ａの回転を停止するようモータＭＧ２を制御し、この制御中にリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との間の動力の伝達が行なわれるよう変速機６０を制御するため、比較的容易にリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との接続を行なうことができる。また、モータＭＧ２でリングギヤ軸３２ａを固定するため、変速機６０のクラッチＣ１，Ｃ２などを係合する際のショックをより抑制することができる。更にまた、クラッチＣ１，Ｃ２がリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との間の変速段の変更を伴う動力の伝達および伝達の解除が可能な変速機６０に含まれているため、リングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との間の動力の伝達を解除する機構を別に設ける必要がない。
【００４３】
なお、本発明は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００４４】
例えば、上述した実施例では、駐車ポジション時運転制御ルーチンで、バッテリ５０への蓄電要求電力が増加したときにはイナーシャの大きなモータＭＧ２の回転数を増加してエンジン２２の回転数を増加させ、バッテリ５０への蓄電要求電力が減少したときにはイナーシャの大きなモータＭＧ２の回転数を維持してエンジン２２の回転数を減少するものとしたが、いずれか一方を実行するものとしてもよい。こうすれば、採用したいずれか一方の際には、エンジン２２をより安定な状態で運転することができる。
【００４５】
上述した実施例では、駐車ポジション時運転制御ルーチンで、バッテリ５０への蓄電要求電力が増加したときにはイナーシャの小さいモータＭＧ１の回転数を維持した状態でエンジン２２の回転数を増加させるものとしたが、イナーシャの小さいモータＭＧ１の回転数を変化させてもよい。即ち、イナーシャの小さいモータＭＧ１の回転数に関係なくイナーシャの大きいモータＭＧ２の回転数を増加することによりエンジン２２の回転数を増加するものとしてもよい。なお、エンジン２２の回転を安定させる観点からは、モータＭＧ１の回転数の変化は、より小さい方がより好ましい。
【００４６】
上述した実施例では、駐車ポジション時運転制御ルーチンで、バッテリ５０への蓄電要求電力が減少したときにはイナーシャの大きいモータＭＧ２の回転数を維持しながらエンジン２２の回転数を減少させるものとしたが、イナーシャの大きなモータＭＧ２の回転数を変化させてもよい。即ち、イナーシャの大きいモータＭＧ２の回転数に関係なくイナーシャの小さいモータＭＧ１の回転数を減少することによりエンジン２２の回転数を減少するものとしてもよい。なお、エンジン２２の回転を安定させる観点からは、モータＭＧ２の回転数の変化は、より小さい方がより好ましい。
【００４７】
上述した実施例では、シフトポジションが駐車ポジションであるときに駐車ポジション時運転制御を行なうものとしたが、非走行ポジションとしての中立（ニュートラル）ポジションのときに、同様の処理を行なってもよい。なお、中立ポジション時には、メイン制御ルーチンのステップＳ１４０ではパーキングロックをしないものとしてもよい。
【００４８】
上述した実施例では変速機６０が備えるクラッチＣ１，Ｃ２を開放することにより、入力軸としてのリングギヤ軸３２ａと車軸側としての駆動軸３６との間の動力の伝達を解除するものとしたが、特にこれに限られず、入力軸としてのリングギヤ軸３２ａと車軸側としての駆動軸３６との間の動力の伝達を解除可能であるものであればよく、変速機６０に代えて又はこれに加えてクラッチを設けるものとしてもよい。なお、変速機６０は４段の変速段をもって変速可能なものとしたが、変速段は４段に限られるものではなく、２段以上の変速段をもって変速可能であってもよい。
【００４９】
上述した実施例では、複数の領域毎に１つのエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊を設定するものとしたが（図５）、バッテリ５０の蓄電要求電力に基づいて連続的に変化する値としてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊を設定するものとしてもよい。
【００５０】
上述した実施例では、メイン制御ルーチンでシフトポジションが駐車ポジションから走行ポジションに変更されたときにエンジン２２を自立運転させると共にリングギヤ軸３２ａの回転数が値０となるようにモータＭＧ２を制御するものとしたが、特にこれに限られず、エンジン２２を自立運転しないものとしてもよいし、リングギヤ軸３２ａの回転数が値０となるようにモータＭＧ１を制御するものとしてもよい。こうしても、走行を開始することはできる。
【００５１】
上述した実施例では、ハイブリッド用電子制御ユニット７０がメイン制御ルーチンや駐車ポジション時運転制御ルーチンを実行するものとしたが、特にこれに限定されず、モータＥＣＵ４０で行なってもよいし、エンジンＥＣＵ２４で行なってもよいし、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とで分担して行なってもよいし、エンジンＥＣＵ２４、モータＥＣＵ４０、ハイブリッド用電子制御ユニット７０で分担して行なってもよい。
【００５２】
上述した実施例では、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に変速機６０を介して接続された動力軸としてのリングギヤ軸３２ａにエンジン２２からの動力を動力分配統合機構３０を介して出力するハイブリッド自動車２０としたが、図１２の変形例のハイブリッド自動車１２０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１３２と駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する駆動軸３６に変速機６０を介して接続された入力軸３２ｂに接続されたアウターロータ１３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を入力軸３２ｂ，変速機６０，駆動軸３６を介して駆動輪３９ａ，３９ｂ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１３０を備えるものとしてもよい。
【００５３】
ここで、実施例や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する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、入力軸としてのリングギヤ軸３２ａと車軸側としての駆動軸３６との間の動力の伝達および伝達の解除が可能な変速機６０のクラッチＣ１，Ｃ２が「接続手段」に相当し、リングギヤ軸３２ａに接続されると共にこのリングギヤ軸３２ａとは独立に回転可能にエンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６に接続され、発電機としてのモータＭＧ１による電力の入出力とリングギヤ軸３２ａおよびクランクシャフト２６への駆動力の入出力とを伴ってリングギヤ軸３２ａに対するクランクシャフト２６の回転数を調整可能なモータＭＧ１及び動力分配統合機構３０が「電力動力入出力手段」に相当し、エンジン２２のクランクシャフト２６と入力軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続された動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、リングギヤ軸３２ａに動力を入出力可能なモータＭＧ２が「電動機」に相当し、モータＭＧ１およびモータＭＧ２と電力をやりとり可能なバッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、シフトポジションが駐車ポジションにある状態でバッテリ５０に蓄電する際、リングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との間の動力の伝達を解除するよう変速機６０を制御すると共にモータＭＧ１による発電及びモータＭＧ２による発電によりバッテリ５０へ蓄電するようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御し、バッテリ５０への蓄電要求電力が変化したときには、モータＭＧ１とモータＭＧ２とのうちイナーシャの大きい方をエンジン２２の回転数の低下を抑制する方向へ制御すると共に、バッテリ５０の蓄電要求電力の変化方向へエンジン２２の回転数が変化するようモータＭＧ１とモータＭＧ２とのうちイナーシャの小さい方とエンジン２２とを制御するエンジンＥＣＵ２４、モータＥＣＵ４０及びハイブリッド用電子制御ユニット７０が「制御手段」に相当する。さらに、対ロータ電動機１３０も「電力動力入出力手段」に相当する。
【００５４】
ここで、「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。「変速手段」としては、４段変速の変速機６０に限定されるものではなく、入力軸と車軸側との間の変速段の変更を伴う動力の伝達および伝達の解除が可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１との組み合わせによるものや対ロータ電動機１３０に限定されるものではなく、入力軸に接続されると共に入力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入力軸と出力軸とに動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「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、入力軸に回転子が接続され固定子の回転磁界により回転子を回転駆動させて入力軸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。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、電力動力入出力手段および電動機と電力をやりとり可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。「制御手段」としては、シフトポジションＳＰが駐車ポジションにある状態でバッテリ５０へ蓄電する際に、リングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との間の動力の伝達を解除するよう変速機６０を制御すると共にモータＭＧ１及びモータＭＧ２による発電によりバッテリ５０へ蓄電するようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御し、バッテリ５０への蓄電要求電力が変化したときには、モータＭＧ１とモータＭＧ２とのうちイナーシャの大きい方をエンジン２２の回転数の低下を抑制する方向へ制御すると共に、バッテリ５０の蓄電要求電力の変化方向へエンジン２２の回転数が変化するようモータＭＧ１とモータＭＧ２とのうちイナーシャの小さい方とエンジン２２とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、入力軸と出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され３軸のうちのいずれかの軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００５５】
なお、実施例や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。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。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
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】
【００５７】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるメイン制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駐車ポジション時運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】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＊とを設定する説明図である。
【図６】バッテリ５０への蓄電要求電力が増加した際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である。
【図７】エンジン２２の回転数が目標回転数Ｎｅ＊へ至ったあとモータＭＧ１，ＭＧ２の発電効率のよい運転ポイントへ移行する一例の共線図である。
【図８】バッテリ５０への蓄電要求電力が減少した際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である。
【図９】エンジン２２の回転数が目標回転数Ｎｅ＊へ至ったあとモータＭＧ１，ＭＧ２の発電効率のよい運転ポイントへ移行する一例の共線図である。
【図１０】クラッチを係合する際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である。
【図１１】走行状態での駆動制御を行なう際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である。
【図１２】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。
【符号の説明】
【００５８】
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、３２ｂ 入力軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３６ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、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、６０ 変速機、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 パーキングロック機構、９２ パーキングギヤ、９４ パーキングロックポール、１３０ 対ロータ電動機、１３２ インナーロータ、１３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｂ１〜Ｂ３ ブレーキ、Ｃ１〜Ｃ２ クラッチ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両としては、エンジンと、エンジンからの出力で発電可能な第１モータジェネレータと、このエンジンからの出力を第１モータジェネレータと出力部材とに分配する分配機構と、出力部材と駆動輪までの間で回転力を加える第２モータジェネレータと、第２モータジェネレータと駆動輪との間で動力伝達を接続・遮断するクラッチと、を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載された車両は、停車中にクラッチにより動力を遮断した状態で、第１及び第２モータジェネレータを正方向に駆動するか、第１モータジェネレータを正方向へ回転駆動すると共に第２モータジェネレータで回転をロックするか、第１モータジェネレータをロックすると共に第２モータジェネレータを正方向へ回転駆動するかのいずれかによりエンジンを始動することにより、エンジン始動時の駆動力変動により生じる乗員の違和感を抑制する。
【特許文献１】特開平９−１７０５３３号公報（図１３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、この特許文献１に記載された車両では、停車状態でエンジンを運転するときは、例えば消費電力が大きくなりバッテリへの蓄電を行なう際などが考えられる。特許文献１に記載された車両では、このような場合のどのように第１，第２モータジェネレータ及びエンジンを運転するかは具体的に検討されていなかった。このように、第２モータジェネレータと駆動輪との間で動力伝達を遮断可能である場合は、第１，第２モータジェネレータ及びエンジンの運転ポイントを比較的自由に定めることが可能であり、エンジンをより安定な状態で運転することが望まれていた。
【０００４】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、内燃機関に接続された電力動力入出力装置と電動機とが接続された入力軸と車軸側との間の動力の伝達およびその解除を行なうものにおいて、シフトポジションが非走行ポジションにある状態でエンジンを運転する際に、内燃機関をより安定な状態で運転することができる車両及びその制御方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の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、
内燃機関と、
前記内燃機関からの動力を入力する入力軸と車軸側との間の動力の伝達および伝達の解除が可能な接続手段と、
前記入力軸に接続されると共に該入力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、発電機を含んで構成され該発電機による電力の入出力と前記入力軸および前記出力軸への駆動力の入出力とを伴って前記入力軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な電力動力入出力手段と、
前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、
シフトポジションが非走行ポジションにある状態で前記蓄電手段に蓄電する際、前記入力軸と前記車軸側との間の動力の伝達を解除するよう接続手段を制御すると共に前記発電機による発電及び前記電動機による発電により前記蓄電手段へ蓄電するよう前記内燃機関と該発電機と該電動機とを制御し、該蓄電制御中に蓄電手段への蓄電要求電力が増加したときには前記発電機と前記電動機とのうちイナーシャの大きい方から回転数を増加させ前記内燃機関の回転数を増加するよう該内燃機関と該発電機と該電動機とを制御する制御手段と、
を備えるものである。
【０００７】
この車両では、シフトポジションが非走行ポジションにある状態で蓄電手段に蓄電する際、入力軸と車軸側との間の動力の伝達を解除すると共に発電機による発電及び電動機による発電により蓄電手段へ蓄電するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、この蓄電制御中に蓄電手段への蓄電要求電力が増加したときには、発電機と電動機とのうちイナーシャの大きい方から回転数を増加させ内燃機関の回転数が増加するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。このように、内燃機関の回転数を増加させる際に、発電機と電動機とのうちイナーシャの大きい方を内燃機関の回転数を増加する制御に用いるため、例えば内燃機関から出力される動力が予定以上に大きくなり吹き上がってしまうようなときでも、イナーシャの大きい方の回転数は増加しにくく、対処の時間を稼ぐことが可能であり、内燃機関の回転数の大きな増加を抑制しやすい。したがって、内燃機関をより安定な状態で運転することができる。ここで、「非走行ポジション」には、例えば駐車ポジションやニュートラルポジションなどが含まれる。
【０００８】
本発明の車両において、前記制御手段は、シフトポジションが非走行ポジションにある状態で前記蓄電手段に蓄電する蓄電制御中に該蓄電手段への蓄電要求電力が増加したときには、前記発電機と前記電動機とのうちイナーシャの小さい方の回転数を維持しながら前記内燃機関の回転数を増加するよう該内燃機関と該発電機と該電動機とを制御する手段であるものとしてもよい。
【０００９】
本発明の車両において、前記制御手段は、シフトポジションが非走行ポジションにある状態で前記蓄電手段に蓄電する蓄電制御中に該蓄電手段への蓄電要求電力が減少したときには、前記発電機と前記電動機とのうちイナーシャの大きい方の回転数を維持しながら前記内燃機関の回転数を減少するよう該内燃機関と該発電機と該電動機とを制御する手段であるものとしてもよい。こうすれば、例えば内燃機関の回転数が予定以上に小さくなったときでも、発電機と電動機とのうちイナーシャの大きい方の回転数は低下しにくいため、内燃機関の回転数をより安定させ、内燃機関の予期せぬ停止を抑制することができる。
【００１０】
本発明の車両において、前記制御手段は、シフトポジションが非走行ポジションにある状態で前記蓄電手段に蓄電する蓄電制御中に該蓄電手段への蓄電要求電力が減少したときには、前記発電機と前記電動機とのうちイナーシャの小さい方から回転数を減少させ前記内燃機関の出力軸の回転数を減少するよう該内燃機関と該発電機と該電動機とを制御する手段であるものとしてもよい。こうすれば、発電機と電動機とのうちイナーシャの小さい方は回転数を変化させ易いため、より応答よく内燃機関の回転数を制御することができ、内燃機関をより安定な状態で運転しやすい。
【００１１】
本発明の車両において、前記制御手段は、前記蓄電手段への蓄電制御中にシフトポジションが非走行ポジションから走行ポジションへ変更された際には、自立運転するよう前記内燃機関を制御すると共に前記入力軸の回転を停止するよう前記電動機を制御し、その運転中に前記入力軸と前記車軸側との間の動力の伝達が行なわれるよう前記接続手段を制御する手段であるものとしてもよい。こうすれば、比較的容易に入力軸と車軸側との接続を行なうことができる。また、電動機で入力軸の回転を停止するため、走行状態へ切り替わる際のショックをより抑えることができる。
【００１２】
本発明の車両において、前記電力動力入出力手段は、前記接続手段の入力軸と前記内燃機関の出力軸と回転軸との３軸を有し該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段であるものとしてもよい。また、本発明の車両において、前記接続手段は、入力軸と車軸側との間の変速段の変更を伴う動力の伝達および伝達の解除が可能な変速手段に含まれているものとしてもよい。こうすれば、接続手段を別に設ける必要がない。
【００１３】
あるいは、本発明の車両は、
内燃機関と、
前記内燃機関からの動力を入力する入力軸と車軸側との間の動力の伝達および伝達の解除が可能な接続手段と、
前記入力軸に接続されると共に該入力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、発電機を含んで構成され該発電機による電力の入出力と前記入力軸および前記出力軸への駆動力の入出力とを伴って前記入力軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な電力動力入出力手段と、
前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、
シフトポジションが非走行ポジションにある状態で前記蓄電手段に蓄電する際、前記入力軸と前記車軸側との間の動力の伝達を解除するよう接続手段を制御すると共に前記発電機による発電及び前記電動機による発電により前記蓄電手段へ蓄電するよう前記内燃機関と該発電機と該電動機とを制御し、該蓄電制御中に該蓄電手段への蓄電要求電力が減少したときには、前記発電機と前記電動機とのうちイナーシャの小さい方から回転数を減少させ前記内燃機関の出力軸の回転数を減少するよう該内燃機関と該発電機と該電動機とを制御する、及び／又は、該蓄電制御中に該蓄電手段への蓄電要求電力が減少したときには、前記発電機と前記電動機とのうちイナーシャの大きい方の回転数を維持しながら前記内燃機関の出力軸の回転数を減少するよう該内燃機関と該発電機と該電動機とを制御する制御手段と、
を備えるものとしてもよい。
【００１４】
このように、内燃機関の回転数を減少させる際に、発電機と電動機とのうちイナーシャの小さい方を内燃機関の回転数を減少する制御に用いるものとすると、例えば内燃機関から出力される動力が予定以上に小さくなりストールしそうなときでも、イナーシャの小さい方の回転数は変化させやすく、内燃機関の回転数の調整をより容易に行なうことが可能であり、内燃機関の回転数の大きな減少を抑制しやすい。また、内燃機関の回転数を減少させる際に、発電機と電動機とのうちイナーシャの大きい方の回転数を維持するものとすると、例えば内燃機関から出力される動力が予定以上に小さくなりストールしそうなときでも、イナーシャの大きい方の回転数は変化しにくく、内燃機関の回転数の低下をより抑制することが可能であり、内燃機関の回転数の大きな減少を抑制しやすい。したがって、内燃機関をより安定な状態で運転することができる。なお、この車両において、上述した車両の種々の態様を採用してもよい。
【００１５】
本発明の車両の制御方法は、
内燃機関と、前記内燃機関からの動力を入力する入力軸と車軸側との間の動力の伝達および伝達の解除が可能な接続手段と、前記入力軸に接続されると共に該入力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、発電機を含んで構成され該発電機による電力の入出力と前記入力軸および前記出力軸への駆動力の入出力とを伴って前記入力軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な電力動力入出力手段と、前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
シフトポジションが非走行ポジションにある状態で前記蓄電手段に蓄電する際、前記入力軸と前記車軸側との間の動力の伝達を解除するよう接続手段を制御すると共に前記発電機による発電及び前記電動機による発電により前記蓄電手段へ蓄電するよう前記内燃機関と該発電機と該電動機とを制御し、該蓄電制御中に蓄電手段への蓄電要求電力が増加したときには前記発電機と前記電動機とのうちイナーシャの大きい方から回転数を増加させ前記内燃機関の回転数を増加するよう該内燃機関と該発電機と該電動機とを制御するものである。
【００１６】
この車両の制御方法では、シフトポジションが非走行ポジションにある状態で蓄電手段に蓄電する際、入力軸と車軸側との間の動力の伝達を解除すると共に発電機による発電及び電動機による発電により蓄電手段へ蓄電するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、この蓄電制御中に蓄電手段への蓄電要求電力が増加したときには、発電機と電動機とのうちイナーシャの大きい方から回転数を増加させ内燃機関の回転数が増加するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。このように、内燃機関の回転数を変化させる際に、発電機と電動機とのうちイナーシャの大きい方を内燃機関の回転数を増加する制御に用いるため、例えば内燃機関から出力される動力が予定以上に大きくなり吹き上がってしまうようなときでも、イナーシャの大きい方の回転数は増加しにくく、対処の時間を稼ぐことが可能であり、内燃機関の回転数の変化を抑制しやすい。したがって、内燃機関をより安定な状態で運転することができる。なお、この車両の制御方法において、上述した車両の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した車両の各機能を実現するようなステップを追加してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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】
【００１８】
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に接続された入力軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、リングギヤ軸３２ａの動力を変速して駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に出力する変速機６０と、駆動輪３９ａ，３９ｂをロックするパーキングロック機構９０と、自動車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。
【００１９】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。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。
【００２０】
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には入力軸としてのリングギヤ軸３２ａ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から変速機６０，駆動軸３６，デファレンシャルギヤ３８を介して、最終的には車両の駆動輪３９ａ，３９ｂに出力される。なお、入力軸としてのリングギヤ軸３２ａには動力分配統合機構３０を介してエンジン２２の動力が入力される。
【００２１】
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。ここでは、モータＭＧ２は、モータＭＧ１に比してイナーシャが大きい構成となっているものとした。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。
【００２２】
変速機６０は、ブレーキＢ１〜Ｂ３やクラッチＣ１，Ｃ２を有し、入力軸としてのリングギヤ軸３２ａと車軸側である駆動軸３６との接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をリングギヤ軸３２ａの回転数を複数段（ここでは４段）に変速して駆動軸３６に伝達できるよう構成されている。
【００２３】
パーキングロック機構９０は、駆動軸３６に取り付けられたパーキングギヤ９２と、パーキングギヤ９２と噛み合ってその回転駆動を停止した状態でロックするパーキングロックポール９４と、から構成されている。パーキングロックポール９４は、他のポジションから駐車ポジション（Ｐポジション）への操作信号または駐車ポジションから他のポジションへの操作信号を入力したハイブリッド用電子制御ユニット７０により図示しないアクチュエータが駆動制御されることによって作動し、パーキングギヤ９２との噛合およびその解除によりパーキングロックおよびその解除を行なう。駆動軸３６は機械的に駆動輪３９ａ，３９ｂに接続されているから、パーキングロック機構９０は間接的に駆動輪３９ａ，３９ｂをロックしていることになる。
【００２４】
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）も演算している。
【００２５】
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からは、変速機６０の図示しないブレーキやクラッチのアクチュエータへの駆動信号やパーキングロック機構９０の図示しないアクチュエータへの駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。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。
【００２６】
なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションセンサ８２により検出するシフトレバー８１のポジションとしては、非走行ポジションとして駐車ポジション（Ｐポジション）や中立ポジション（Ｎポジション）など、走行ポジションとしてドライブポジション（Ｄポジション），リバースポジション（Ｒポジション）などがある。シフトレバー８１が駐車ポジション及び中立ポジションの状態のときには、変速機６０のブレーキＢ１〜Ｂ３やクラッチＣ１，Ｃ２が開放されて入力軸としてのリングギヤ軸３２ａと車軸側である駆動軸３６とが切り離される。
【００２７】
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とに基づいて入力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。
【００２８】
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、まず、シフトポジションに応じた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により実行されるメイン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、ＲＯＭ７４に記憶され、ハイブリッド自動車２０のシステム起動後に繰り返し実行される。ここでは、説明の便宜のため、ハイブリッド自動車２０が走行状態であるときから説明する。このルーチンを実行すると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、シフトポジションが変更されたか否かをシフトポジションセンサ８２からの信号に基づいて判定する（ステップＳ１００）。シフトポジションが変更されていないときには、現在のシフトポジションを調べ（ステップＳ１１０）、現在のシフトポジションが走行ポジション（例えばＤポジションやＲポジション）であるときには駆動制御処理を実行し（ステップＳ１２０）、このルーチンを終了する。ここで、駆動制御処理では、上述したトルク変換運転モードや充放電運転モード、モータ運転モードなどを切り替えつつ、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とに基づいて入力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とを運転制御する。
【００２９】
一方、ステップＳ１００でシフトポジションが変更されたときには、変更後のシフトポジションを調べ、変更後のシフトポジションが駐車ポジションであるときには、変速機６０のブレーキＢ１〜Ｂ３及びクラッチＣ１，Ｃ２を開放すると共に駆動軸３６をパーキングロック機構９０によりパーキングロックする（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０のあと、または、ステップＳ１１０で現在のシフトポジションが駐車ポジションであるときには、駐車ポジション時運転制御処理を実行し（ステップＳ１５０）、このルーチンを終了する。
【００３０】
ここで、メイン制御ルーチンの説明を中断し、駐車ポジション時運転制御ルーチンについて説明する。図３は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駐車ポジション時運転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、ＲＯＭ７４に記憶され、シフトレバー８１が駐車ポジションであるときに繰り返し実行される。このルーチンを実行すると、ハイブリッド自動車２０のＣＰＵ７２は、エンジン２２の回転数Ｎｅや発電要求パワーＰｂ＊，モータ回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、回転数増加制御時フラグＦ，回転数減少制御時フラグＧ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Ｓ２００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいて計算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、発電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣや電池温度Ｔｂ，図示しない補機の目標消費電力などに基づいて、残容量ＳＯＣが小さくなると大きくなる傾向に設定されてＲＡＭ７６の所定アドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。さらに、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のロータ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。回転数増加制御時フラグＦ及び回転数減少制御時フラグＧの値は、ＲＡＭ７６の所定アドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。この回転数増加制御時フラグＦは、後述する駐車時のエンジン回転数Ｎｅの増加制御を実行中に値「１」にセットされるフラグであり、初期値は値「０」である。また、回転数減少制御時フラグＧは、後述する駐車時のエンジン回転数Ｎｅの減少制御を実行中に値「１」にセットされるフラグであり、初期値は値「０」である。
【００３１】
こうしてデータを入力すると、回転数増加制御時フラグＦが値１であるか否かを判定し（ステップＳ２１０）、回転数増加制御時フラグＦが値１でないときには、回転数減少制御時フラグＧが値１であるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。回転数減少制御時フラグＧが値１でないときには、発電要求パワーＰｂ＊が閾値Ｐ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ２３０）。この閾値Ｐ１は、停車中にエンジン２２の動力による発電によりバッテリ５０を蓄電するか否かを判定する値であり、実験によりエンジン２２の運転効率などに基づいて経験的に定められている。発電要求パワーＰｂ＊が閾値Ｐ１以上でないときには、発電効率が低く且つバッテリ５０に残容量ＳＯＣが十分あるものとして、エンジン２２を停止し（ステップＳ２４０）、このルーチンを終了する。
【００３２】
一方、発電要求パワーＰｂ＊が閾値Ｐ１以上であるとき、例えば、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが低くなり発電要求パワーＰｂ＊が大きな値になると、バッテリ５０への蓄電が必要であるものとみなし、エンジン２２が運転中であるか否かを判定し（ステップＳ２５０）、エンジン２２が運転中でないときにはエンジンの始動処理を行ない（ステップＳ２６０）、このルーチンを終了する。ここで、エンジン２２の始動処理について説明する。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４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（リングギヤ３２の回転数Ｎｒ）を示す。なお、Ｓ軸上の太線矢印がモータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１を示し、Ｒ軸上の太線矢印がモータ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（反力トルク）及びこの反力トルクを打ち消すべくモータＭＧ２から出力されたトルクＴｍ２を示す。図４に示すように、エンジン２２の始動処理では、動力分配統合機構３０を介してエンジン２２のクランクシャフト２６をモータＭＧ１によりモータリングすると共に、このモータＭＧ１から出力されたトルクがリングギヤ軸３２ａに作用するトルクを打ち消すようモータＭＧ２からトルクを出力させ、エンジン２２が所定の運転可能回転数以上となったあと燃料噴射を行なうよう、モータＥＣＵ４０及びエンジンＥＣＵ２４がモータＭＧ１，ＭＧ２及びエンジン２２を制御する処理を行なうものとした。なお、ここでは、モータＭＧ１からの反力トルクをモータＭＧ２からのトルクにより打ち消すものとしたが、変速機６０のブレーキＢ１〜Ｂ３及びクラッチＣ１，Ｃ２などを適宜係合し、駆動軸３６をロックしたパーキングロック機構９０によりモータＭＧ１からの反力トルクを打ち消すものとしてもよい。
【００３３】
ステップＳ２５０でエンジン２２が運転中であるときには、発電要求パワーＰｂ＊に基づいて、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共にこの設定した値をエンジンＥＣＵ２４へ送信する（ステップＳ２７０）。エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との設定は、バッテリ５０が要求する発電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和としてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定し、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと設定された要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。なお、駐車中であるが、例えば図示しない空調機の消費電力が変化するなど、車両の消費電力に応じて発電要求パワーＰｂ＊は変化する。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図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。ここでは、要求パワーＰｅ＊に対応する領域を複数定めておき、その領域毎に１つの目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを定めるよう設定してあるものとし（図５の運転ポイントＡ，Ｂ，Ｃ参照）、エンジン２２の運転状態が頻繁に変動してしまうのを抑制するものとした。
【００３４】
次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊の値を調べ（ステップＳ２８０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が前回値を維持する、即ち変化していないときには、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊，トルク指令Ｔｍ１＊及びモータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊，トルク指令Ｔｍ２＊を設定し設定した値をモータＥＣＵ４０へ送信し（ステップＳ２９０）、このルーチンを終了する。このモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊及び目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊の設定は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊の運転ポイント（例えば図５の運転ポイントＡ，Ｂ，Ｃ参照）で運転した際に最も効率よくモータＭＧ１，ＭＧ２により発電を行うことができるポイントとなるように予め実験により経験的に定めた値をＲＯＭ７４に記憶しておき、エンジン２２の運転ポイントが与えられるとそれに対応する値をＲＯＭ７４から読み出して設定するものとした。こうすれば、エンジン２２の効率のよい運転ポイントと、モータＭＧ１，ＭＧ２の効率のよい運転ポイントを組み合わせるため、極めて効率よくバッテリ５０の蓄電処理を行なうことができる。そして、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における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊及びトルク指令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。
【００３５】
一方、ステップＳ２８０でエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が前回値よりも増加したとき、即ちバッテリ５０への蓄電要求電力としての発電要求パワーＰｂ＊が増加したときには（例えば図５の運転ポイントＡからＢへの移行など）、駐車時のエンジン回転数Ｎｅの増加制御（ステップＳ３００〜Ｓ３３０）を実行する。具体的には、回転数増加制御時フラグＦに値１をセットし（ステップＳ３００）、ステップＳ３００のあと、または、ステップＳ２１０で回転数増加制御時フラグＦが値１であるときには、ステップＳ２７０で設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊となるように、モータＭＧ１及びモータＭＧ２のうちイナーシャの大きいモータＭＧ２の回転数を増加させる目標回転数Ｎｍ２＊及びトルク指令Ｔｍ２＊を設定すると共に、モータＭＧ１及びモータＭＧ２のうちイナーシャの小さいモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊及びトルク指令Ｔｍ１＊を維持する値（前回と同じ値）に設定し、設定した値をモータＥＣＵ４０へ送信する（ステップＳ３１０）。ここでは、次式（１）によりモータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊を設定すると共に、次式（２）によりトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、モータＭＧ２の回転数を増加することによりエンジン２２の回転数Ｎｅを増加させるものとした。バッテリ５０への蓄電要求電力が増加した際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図６に示す。図６以降では、現在の状態を実線で示し、目標値を一点鎖線で示し、目標値の状態への移行を白矢印で示した。発電要求パワーＰｂ＊が増加しエンジン２２の回転数を増加させるときには、イナーシャの小さいモータＭＧ１の回転数を維持し、図中の白矢印で示すように、イナーシャの大きいモータＭＧ２の回転数を増加することによりエンジンの回転数を増加させる。こうすれば、例えばエンジン２２が急に吹き上がるようなときなどであっても、大きなイナーシャによりエンジン２２の回転上昇を抑制しフューエルカットまでの時間を稼ぐことが可能であり、エンジンの過回転をより抑制することができる。なお、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ＭＧ２を目標回転数Ｎｍ２＊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。
【００３６】
Nm2*=Ne*・(1+ρ)-Nm1・ρ (1)
Tm2*=前回Tm2*+k1(Nm2*-Nm2)+k2∫(Nm2*-Nm2)dt (2)
【００３７】
ステップＳ３１０のあと、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が目標回転数Ｎｍ２＊に至ったか否かを判定し（ステップＳ３２０）、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が目標回転数Ｎｍ２＊に至っていないときにはこのルーチンを終了する。続いて、ステップＳ２１０で回転数増加制御時フラグＦが値１であると判定されると、ステップＳ３１０の目標回転数Ｎｍ２＊及びトルク指令Ｔｍ２＊を設定・送信する処理とステップＳ３２０の判定の処理を繰り返す。即ち、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が目標回転数Ｎｍ２＊に至るまで待つ。そして、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が目標回転数Ｎｍ２＊に至ったときには、回転数増加制御時フラグＦに値０をセットし（ステップＳ３３０）、そのままこのルーチンを終了する。続いて、ステップＳ２８０ではエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が維持されていると判定されるから、上述したステップＳ２９０の処理、即ち、発電効率のよい回転数及びトルクでモータＭＧ１及びモータＭＧ２を制御する処理に移行する。図７は、エンジン２２の回転数が目標回転数Ｎｅ＊へ至ったあとモータＭＧ１，ＭＧ２の発電効率のよい運転ポイントへ移行する一例の共線図である。このように、シフトポジションが駐車ポジションであり、変速機６０のクラッチを開放した状態で発電要求パワーＰｂ＊が増加したときには、イナーシャの大きなモータＭＧ２の回転数を増加すると共にモータＭＧ２よりもイナーシャの小さなモータＭＧ１の回転数を維持した状態でエンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊に至ったあとに、モータＭＧ１，ＭＧ２を効率のよい目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊及びトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に移行して駆動制御するのである。
【００３８】
一方、ステップＳ２８０でエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が前回値よりも減少したとき、即ちバッテリ５０への蓄電要求電力としての発電要求パワーＰｂ＊が減少したときには（例えば図５の運転ポイントＢからＡへの移行など）、駐車時のエンジン回転数Ｎｅの減少制御（ステップＳ３４０〜Ｓ３７０）を実行する。具体的には、回転数減少制御時フラグＧに値１をセットし（ステップＳ３４０）、ステップＳ３４０のあと、または、ステップＳ２２０で回転数減少制御時フラグＧが値１であるときには、ステップＳ２７０で設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊となるように、モータＭＧ１及びモータＭＧ２のうちイナーシャの大きいモータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊及びトルク指令Ｔｍ２＊を維持する値（前回と同じ値）に設定すると共に、モータＭＧ１及びモータＭＧ２のうちイナーシャの小さいモータＭＧ１の回転数を減少させる目標回転数Ｎｍ１＊及びトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、設定した値をモータＥＣＵ４０へ送信する（ステップＳ３５０）。ここでは、次式（３）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定すると共に、次式（４）によりトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、モータＭＧ２の回転数は維持しモータＭＧ１の回転数を減少することによりエンジン２２の回転数Ｎｅを減少させるものとした。バッテリ５０への蓄電要求電力が減少した際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図８に示す。発電要求パワーＰｂ＊が減少しエンジン２２の回転数を減少させるときには、イナーシャの大きいモータＭＧ２の回転数を維持し、図中の白矢印で示すように、イナーシャの小さいモータＭＧ１の回転数を減少することによりエンジンの回転数を減少させる。こうすれば、例えばエンジン２２がストールしそうになるときなどに、大きなイナーシャ側の回転数は変化しにくいためエンジン２２の回転数を低下させにくくより安定することができるし、小さなイナーシャのモータＭＧ１の回転数を調整することにより、応答よくエンジン２２の回転数を調整することができる。なお、式（３）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（４）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（４）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。
【００３９】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ (3)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (4)
【００４０】
ステップＳ３５０のあと、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が目標回転数Ｎｍ１＊に至ったか否かを判定し（ステップＳ３６０）、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が目標回転数Ｎｍ１＊に至っていないときにはこのルーチンを終了する。続いて、ステップＳ２２０で回転数増加制御時フラグＦが値１であると判定されると、ステップＳ３５０の目標回転数Ｎｍ１＊及びトルク指令Ｔｍ１＊を設定・送信する処理とステップＳ３６０の判定の処理を繰り返す。即ち、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が目標回転数Ｎｍ１＊に至るまで待つ。そして、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が目標回転数Ｎｍ１＊に至ったときには、回転数減少制御時フラグＧに値０をセットし（ステップＳ３７０）、そのままこのルーチンを終了する。続いて、ステップＳ２８０ではエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が維持されていると判定されるから、上述したステップＳ２９０の処理、即ち、発電効率のよい回転数及びトルクでモータＭＧ１及びモータＭＧ２を制御する処理に移行する。図９は、エンジン２２の回転数が目標回転数Ｎｅ＊へ至ったあとモータＭＧ１，ＭＧ２の発電効率のよい運転ポイントへ移行する一例の共線図である。このように、シフトポジションが駐車ポジションであり、変速機６０のクラッチを開放した状態で発電要求パワーＰｂ＊が減少したときには、イナーシャの大きなモータＭＧ２の回転数を維持すると共にモータＭＧ２よりもイナーシャの小さなモータＭＧ１の回転数を減少させてエンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊に至ったあとに、モータＭＧ１，ＭＧ２を効率のよい目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊及びトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に移行して駆動制御するのである。
【００４１】
さて、図２に示したメイン制御ルーチンの説明に戻る。メイン制御ルーチンのステップＳ１３０で変更後のシフトポジションが走行ポジションであるとき、即ち、駐車ポジションから走行ポジションへ変更されたときには、エンジン２２が運転中であるか否かを調べ（ステップＳ１６０）、エンジン２２が運転中であるとき、即ちバッテリ５０への蓄電制御を行なっているときには、エンジン２２が自立運転する指令をエンジンＥＣＵ２４へ送信すると共に、変速機６０のブレーキＢ１〜Ｂ３及びクラッチＣ１，Ｃ２が係合可能となるように、モータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊を値０に設定し、設定した目標回転数Ｎｍ２＊をモータＥＣＵ４０へ送信し（ステップＳ１７０）、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が目標回転数Ｎｍ２＊となるまで待機する（ステップＳ１８０）。ステップＳ１８０のあと、または、ステップＳ１６０でエンジンが運転中でないときには、変速機６０のブレーキＢ１〜Ｂ３及びクラッチＣ１，Ｃ２を適宜係合し（ステップＳ１９０）、上述した駆動制御処理を実行し（ステップＳ１２０）、このルーチンを終了する。クラッチを係合する際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図１０に示し、走行状態での駆動制御を行なう際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図１１に示す。図１０に示すように、モータＭＧ２側のトルク制御を行なうことにより、入力軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数を略値０とし、回転数が値０である駆動軸３６と係合する際のショックを抑制するのである。そして、変速機６０のクラッチＣ１，Ｃ２などを係合したあとは、エンジン２２、モータＭＧ１及びモータＭＧ２を駆動制御して走行するのである（図１１）。このように、リングギヤ軸３２ａと駆動軸３６とを係合して動力を伝達させる際には、エンジン２２を自立運転させると共にモータＭＧ２側を制御するため、エンジン２２からのトルク変動を考慮しなければならないモータＭＧ１側を駆動制御するのに比して、より容易に走行状態に移行することができる。また、走行状態へ移行する際のショックをより低減することができる。
【００４２】
以上詳述した本実施例のハイブリッド自動車２０によれば、シフトポジションが駐車ポジションにある状態でバッテリ５０に蓄電する際、入力軸としてのリングギヤ軸３２ａと車軸側としての駆動軸３６との間の動力の伝達を解除すると共に発電機としてのモータＭＧ１及び電動機としてのモータＭＧ２による発電によりバッテリ５０へ蓄電するようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御し、この蓄電制御中にバッテリ５０への蓄電要求電力（発電要求パワーＰｂ＊）が増加したときには、イナーシャの大きいモータＭＧ２から回転数を増加させると共に、イナーシャの小さいモータＭＧ１の回転数を維持した状態でエンジン２２の回転数を増加するようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御する。このように、エンジン２２の回転数を増加させる際に、モータＭＧ１とモータＭＧ２とのうちイナーシャの大きいモータＭＧ２をエンジン２２の回転数の低下を抑制する制御に用いるため、例えばエンジン２２から出力される動力が予定以上に大きくなり吹き上がってしまうようなときでも、イナーシャの大きいモータＭＧ２の回転数は増加しにくく、対処の時間を稼ぐことが可能であり、エンジン２２の回転数の大きな増加を抑制しやすい。したがって、エンジン２２をより安定な状態で運転することができる。また、駐車時の蓄電制御中に発電要求パワーＰｂ＊が減少したときには、イナーシャの大きいモータＭＧ２の回転数を維持し、イナーシャの小さいモータＭＧ１から回転数を減少させエンジン２２の回転数を減少するようエンジン２２とモータＭＧ１及びモータＭＧ２を制御するため、例えばエンジン２２の回転数が予定以上に小さくなったときでも、イナーシャの大きい方の回転数は低下しにくく、イナーシャの小さい方は回転数を変化し易いため、より応答よくエンジン２２の回転数を制御することができ、エンジン２２の予期せぬ停止を抑制することができる。更に、バッテリ５０への蓄電中にシフトポジションが駐車ポジションから走行ポジションへ変更された際には、自立運転するようエンジン２２を制御すると共にリングギヤ軸３２ａの回転を停止するようモータＭＧ２を制御し、この制御中にリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との間の動力の伝達が行なわれるよう変速機６０を制御するため、比較的容易にリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との接続を行なうことができる。また、モータＭＧ２でリングギヤ軸３２ａを固定するため、変速機６０のクラッチＣ１，Ｃ２などを係合する際のショックをより抑制することができる。更にまた、クラッチＣ１，Ｃ２がリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との間の変速段の変更を伴う動力の伝達および伝達の解除が可能な変速機６０に含まれているため、リングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との間の動力の伝達を解除する機構を別に設ける必要がない。
【００４３】
なお、本発明は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００４４】
例えば、上述した実施例では、駐車ポジション時運転制御ルーチンで、バッテリ５０への蓄電要求電力が増加したときにはイナーシャの大きなモータＭＧ２の回転数を増加してエンジン２２の回転数を増加させ、バッテリ５０への蓄電要求電力が減少したときにはイナーシャの大きなモータＭＧ２の回転数を維持してエンジン２２の回転数を減少するものとしたが、いずれか一方を実行するものとしてもよい。こうすれば、採用したいずれか一方の際には、エンジン２２をより安定な状態で運転することができる。
【００４５】
上述した実施例では、駐車ポジション時運転制御ルーチンで、バッテリ５０への蓄電要求電力が増加したときにはイナーシャの小さいモータＭＧ１の回転数を維持した状態でエンジン２２の回転数を増加させるものとしたが、イナーシャの小さいモータＭＧ１の回転数を変化させてもよい。即ち、イナーシャの小さいモータＭＧ１の回転数に関係なくイナーシャの大きいモータＭＧ２の回転数を増加することによりエンジン２２の回転数を増加するものとしてもよい。なお、エンジン２２の回転を安定させる観点からは、モータＭＧ１の回転数の変化は、より小さい方がより好ましい。
【００４６】
上述した実施例では、駐車ポジション時運転制御ルーチンで、バッテリ５０への蓄電要求電力が減少したときにはイナーシャの大きいモータＭＧ２の回転数を維持しながらエンジン２２の回転数を減少させるものとしたが、イナーシャの大きなモータＭＧ２の回転数を変化させてもよい。即ち、イナーシャの大きいモータＭＧ２の回転数に関係なくイナーシャの小さいモータＭＧ１の回転数を減少することによりエンジン２２の回転数を減少するものとしてもよい。なお、エンジン２２の回転を安定させる観点からは、モータＭＧ２の回転数の変化は、より小さい方がより好ましい。
【００４７】
上述した実施例では、シフトポジションが駐車ポジションであるときに駐車ポジション時運転制御を行なうものとしたが、非走行ポジションとしての中立（ニュートラル）ポジションのときに、同様の処理を行なってもよい。なお、中立ポジション時には、メイン制御ルーチンのステップＳ１４０ではパーキングロックをしないものとしてもよい。
【００４８】
上述した実施例では変速機６０が備えるクラッチＣ１，Ｃ２を開放することにより、入力軸としてのリングギヤ軸３２ａと車軸側としての駆動軸３６との間の動力の伝達を解除するものとしたが、特にこれに限られず、入力軸としてのリングギヤ軸３２ａと車軸側としての駆動軸３６との間の動力の伝達を解除可能であるものであればよく、変速機６０に代えて又はこれに加えてクラッチを設けるものとしてもよい。なお、変速機６０は４段の変速段をもって変速可能なものとしたが、変速段は４段に限られるものではなく、２段以上の変速段をもって変速可能であってもよい。
【００４９】
上述した実施例では、複数の領域毎に１つのエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊を設定するものとしたが（図５）、バッテリ５０の蓄電要求電力に基づいて連続的に変化する値としてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊を設定するものとしてもよい。
【００５０】
上述した実施例では、メイン制御ルーチンでシフトポジションが駐車ポジションから走行ポジションに変更されたときにエンジン２２を自立運転させると共にリングギヤ軸３２ａの回転数が値０となるようにモータＭＧ２を制御するものとしたが、特にこれに限られず、エンジン２２を自立運転しないものとしてもよいし、リングギヤ軸３２ａの回転数が値０となるようにモータＭＧ１を制御するものとしてもよい。こうしても、走行を開始することはできる。
【００５１】
上述した実施例では、ハイブリッド用電子制御ユニット７０がメイン制御ルーチンや駐車ポジション時運転制御ルーチンを実行するものとしたが、特にこれに限定されず、モータＥＣＵ４０で行なってもよいし、エンジンＥＣＵ２４で行なってもよいし、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とで分担して行なってもよいし、エンジンＥＣＵ２４、モータＥＣＵ４０、ハイブリッド用電子制御ユニット７０で分担して行なってもよい。
【００５２】
上述した実施例では、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に変速機６０を介して接続された動力軸としてのリングギヤ軸３２ａにエンジン２２からの動力を動力分配統合機構３０を介して出力するハイブリッド自動車２０としたが、図１２の変形例のハイブリッド自動車１２０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１３２と駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する駆動軸３６に変速機６０を介して接続された入力軸３２ｂに接続されたアウターロータ１３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を入力軸３２ｂ，変速機６０，駆動軸３６を介して駆動輪３９ａ，３９ｂ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１３０を備えるものとしてもよい。
【００５３】
ここで、実施例や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する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、入力軸としてのリングギヤ軸３２ａと車軸側としての駆動軸３６との間の動力の伝達および伝達の解除が可能な変速機６０のクラッチＣ１，Ｃ２が「接続手段」に相当し、リングギヤ軸３２ａに接続されると共にこのリングギヤ軸３２ａとは独立に回転可能にエンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６に接続され、発電機としてのモータＭＧ１による電力の入出力とリングギヤ軸３２ａおよびクランクシャフト２６への駆動力の入出力とを伴ってリングギヤ軸３２ａに対するクランクシャフト２６の回転数を調整可能なモータＭＧ１及び動力分配統合機構３０が「電力動力入出力手段」に相当し、エンジン２２のクランクシャフト２６と入力軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続された動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、リングギヤ軸３２ａに動力を入出力可能なモータＭＧ２が「電動機」に相当し、モータＭＧ１およびモータＭＧ２と電力をやりとり可能なバッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、シフトポジションが駐車ポジションにある状態でバッテリ５０に蓄電する際、リングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との間の動力の伝達を解除するよう変速機６０を制御すると共にモータＭＧ１による発電及びモータＭＧ２による発電によりバッテリ５０へ蓄電するようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御し、バッテリ５０への蓄電要求電力が変化したときには、モータＭＧ１とモータＭＧ２とのうちイナーシャの大きい方をエンジン２２の回転数の低下を抑制する方向へ制御すると共に、バッテリ５０の蓄電要求電力の変化方向へエンジン２２の回転数が変化するようモータＭＧ１とモータＭＧ２とのうちイナーシャの小さい方とエンジン２２とを制御するエンジンＥＣＵ２４、モータＥＣＵ４０及びハイブリッド用電子制御ユニット７０が「制御手段」に相当する。さらに、対ロータ電動機１３０も「電力動力入出力手段」に相当する。
【００５４】
ここで、「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。「変速手段」としては、４段変速の変速機６０に限定されるものではなく、入力軸と車軸側との間の変速段の変更を伴う動力の伝達および伝達の解除が可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１との組み合わせによるものや対ロータ電動機１３０に限定されるものではなく、入力軸に接続されると共に入力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入力軸と出力軸とに動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「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、入力軸に回転子が接続され固定子の回転磁界により回転子を回転駆動させて入力軸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。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、電力動力入出力手段および電動機と電力をやりとり可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。「制御手段」としては、シフトポジションＳＰが駐車ポジションにある状態でバッテリ５０へ蓄電する際に、リングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との間の動力の伝達を解除するよう変速機６０を制御すると共にモータＭＧ１及びモータＭＧ２による発電によりバッテリ５０へ蓄電するようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御し、バッテリ５０への蓄電要求電力が変化したときには、モータＭＧ１とモータＭＧ２とのうちイナーシャの大きい方をエンジン２２の回転数の低下を抑制する方向へ制御すると共に、バッテリ５０の蓄電要求電力の変化方向へエンジン２２の回転数が変化するようモータＭＧ１とモータＭＧ２とのうちイナーシャの小さい方とエンジン２２とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、入力軸と出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され３軸のうちのいずれかの軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００５５】
なお、実施例や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。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。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
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】
【００５７】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるメイン制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駐車ポジション時運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】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＊とを設定する説明図である。
【図６】バッテリ５０への蓄電要求電力が増加した際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である。
【図７】エンジン２２の回転数が目標回転数Ｎｅ＊へ至ったあとモータＭＧ１，ＭＧ２の発電効率のよい運転ポイントへ移行する一例の共線図である。
【図８】バッテリ５０への蓄電要求電力が減少した際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である。
【図９】エンジン２２の回転数が目標回転数Ｎｅ＊へ至ったあとモータＭＧ１，ＭＧ２の発電効率のよい運転ポイントへ移行する一例の共線図である。
【図１０】クラッチを係合する際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である。
【図１１】走行状態での駆動制御を行なう際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である。
【図１２】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。
【符号の説明】
【００５８】
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、３２ｂ 入力軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３６ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、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、６０ 変速機、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 パーキングロック機構、９２ パーキングギヤ、９４ パーキングロックポール、１３０ 対ロータ電動機、１３２ インナーロータ、１３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｂ１〜Ｂ３ ブレーキ、Ｃ１〜Ｃ２ クラッチ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関からの動力を入力する入力軸と車軸側との間の動力の伝達および伝達の解除が可能な接続手段と、
前記入力軸に接続されると共に該入力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、発電機を含んで構成され該発電機による電力の入出力と前記入力軸および前記出力軸への駆動力の入出力とを伴って前記入力軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な電力動力入出力手段と、
前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、
シフトポジションが非走行ポジションにある状態で前記蓄電手段に蓄電する際、前記入力軸と前記車軸側との間の動力の伝達を解除するよう接続手段を制御すると共に前記発電機による発電及び前記電動機による発電により前記蓄電手段へ蓄電するよう前記内燃機関と該発電機と該電動機とを制御し、該蓄電制御中に蓄電手段への蓄電要求電力が増加したときには前記発電機と前記電動機とのうちイナーシャの大きい方から回転数を増加させ前記内燃機関の回転数を増加するよう該内燃機関と該発電機と該電動機とを制御する制御手段と、
を備える車両。
【請求項２】
前記制御手段は、シフトポジションが非走行ポジションにある状態で前記蓄電手段に蓄電する蓄電制御中に該蓄電手段への蓄電要求電力が増加したときには、前記発電機と前記電動機とのうちイナーシャの小さい方の回転数を維持しながら前記内燃機関の回転数を増加するよう該内燃機関と該発電機と該電動機とを制御する手段である、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記制御手段は、シフトポジションが非走行ポジションにある状態で前記蓄電手段に蓄電する蓄電制御中に該蓄電手段への蓄電要求電力が減少したときには、前記発電機と前記電動機とのうちイナーシャの大きい方の回転数を維持しながら前記内燃機関の回転数を減少するよう該内燃機関と該発電機と該電動機とを制御する手段である、請求項１又は２に記載の車両。
【請求項４】
前記制御手段は、シフトポジションが非走行ポジションにある状態で前記蓄電手段に蓄電する蓄電制御中に該蓄電手段への蓄電要求電力が減少したときには、前記発電機と前記電動機とのうちイナーシャの小さい方から回転数を減少させ前記内燃機関の出力軸の回転数を減少するよう該内燃機関と該発電機と該電動機とを制御する手段である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両。
【請求項５】
前記制御手段は、前記蓄電手段への蓄電制御中にシフトポジションが非走行ポジションから走行ポジションへ変更された際には、自立運転するよう前記内燃機関を制御すると共に前記入力軸の回転を停止するよう前記電動機を制御し、その運転中に前記入力軸と前記車軸側との間の動力の伝達が行なわれるよう前記接続手段を制御する手段である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両。
【請求項６】
前記電力動力入出力手段は、前記接続手段の入力軸と前記内燃機関の出力軸と回転軸との３軸を有し該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両。
【請求項７】
前記接続手段は、入力軸と車軸側との間の変速段の変更を伴う動力の伝達および伝達の解除が可能な変速手段に含まれている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両。
【請求項８】
内燃機関と、前記内燃機関からの動力を入力する入力軸と車軸側との間の動力の伝達および伝達の解除が可能な接続手段と、前記入力軸に接続されると共に該入力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、発電機を含んで構成され該発電機による電力の入出力と前記入力軸および前記出力軸への駆動力の入出力とを伴って前記入力軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な電力動力入出力手段と、前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
シフトポジションが非走行ポジションにある状態で前記蓄電手段に蓄電する際、前記入力軸と前記車軸側との間の動力の伝達を解除するよう接続手段を制御すると共に前記発電機による発電及び前記電動機による発電により前記蓄電手段へ蓄電するよう前記内燃機関と該発電機と該電動機とを制御し、該蓄電制御中に蓄電手段への蓄電要求電力が増加したときには前記発電機と前記電動機とのうちイナーシャの大きい方から回転数を増加させ前記内燃機関の回転数を増加するよう該内燃機関と該発電機と該電動機とを制御する、
車両の制御方法。
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関からの動力を入力する入力軸と車軸側との間の動力の伝達および伝達の解除が可能な接続手段と、
前記入力軸に接続されると共に該入力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、発電機を含んで構成され該発電機による電力の入出力と前記入力軸および前記出力軸への駆動力の入出力とを伴って前記入力軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な電力動力入出力手段と、
前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、
シフトポジションが非走行ポジションにある状態で前記蓄電手段に蓄電する際、前記入力軸と前記車軸側との間の動力の伝達を解除するよう接続手段を制御すると共に前記発電機による発電及び前記電動機による発電により前記蓄電手段へ蓄電するよう前記内燃機関と該発電機と該電動機とを制御し、該蓄電制御中に蓄電手段への蓄電要求電力が増加したときには前記発電機と前記電動機とのうちイナーシャの大きい方から回転数を増加させ前記内燃機関の回転数を増加するよう該内燃機関と該発電機と該電動機とを制御する制御手段と、
を備える車両。
【請求項２】
前記制御手段は、シフトポジションが非走行ポジションにある状態で前記蓄電手段に蓄電する蓄電制御中に該蓄電手段への蓄電要求電力が増加したときには、前記発電機と前記電動機とのうちイナーシャの小さい方の回転数を維持しながら前記内燃機関の回転数を増加するよう該内燃機関と該発電機と該電動機とを制御する手段である、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記制御手段は、シフトポジションが非走行ポジションにある状態で前記蓄電手段に蓄電する蓄電制御中に該蓄電手段への蓄電要求電力が減少したときには、前記発電機と前記電動機とのうちイナーシャの大きい方の回転数を維持しながら前記内燃機関の回転数を減少するよう該内燃機関と該発電機と該電動機とを制御する手段である、請求項１又は２に記載の車両。
【請求項４】
前記制御手段は、シフトポジションが非走行ポジションにある状態で前記蓄電手段に蓄電する蓄電制御中に該蓄電手段への蓄電要求電力が減少したときには、前記発電機と前記電動機とのうちイナーシャの小さい方から回転数を減少させ前記内燃機関の出力軸の回転数を減少するよう該内燃機関と該発電機と該電動機とを制御する手段である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両。
【請求項５】
前記制御手段は、前記蓄電手段への蓄電制御中にシフトポジションが非走行ポジションから走行ポジションへ変更された際には、自立運転するよう前記内燃機関を制御すると共に前記入力軸の回転を停止するよう前記電動機を制御し、その運転中に前記入力軸と前記車軸側との間の動力の伝達が行なわれるよう前記接続手段を制御する手段である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両。
【請求項６】
前記電力動力入出力手段は、前記接続手段の入力軸と前記内燃機関の出力軸と回転軸との３軸を有し該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両。
【請求項７】
前記接続手段は、入力軸と車軸側との間の変速段の変更を伴う動力の伝達および伝達の解除が可能な変速手段に含まれている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両。
【請求項８】
内燃機関と、前記内燃機関からの動力を入力する入力軸と車軸側との間の動力の伝達および伝達の解除が可能な接続手段と、前記入力軸に接続されると共に該入力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、発電機を含んで構成され該発電機による電力の入出力と前記入力軸および前記出力軸への駆動力の入出力とを伴って前記入力軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な電力動力入出力手段と、前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
シフトポジションが非走行ポジションにある状態で前記蓄電手段に蓄電する際、前記入力軸と前記車軸側との間の動力の伝達を解除するよう接続手段を制御すると共に前記発電機による発電及び前記電動機による発電により前記蓄電手段へ蓄電するよう前記内燃機関と該発電機と該電動機とを制御し、該蓄電制御中に蓄電手段への蓄電要求電力が増加したときには前記発電機と前記電動機とのうちイナーシャの大きい方から回転数を増加させ前記内燃機関の回転数を増加するよう該内燃機関と該発電機と該電動機とを制御する、
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１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−６２２４（Ｐ２０１０−６２２４Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６７３００（Ｐ２００８−１６７３００）
【出願日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【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１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【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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