JP2008247206A - 車両およびその制御方法 - Google Patents

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JP2008247206A JP2007091136A JP2007091136A JP2008247206A JP 2008247206 A JP2008247206 A JP 2008247206A JP 2007091136 A JP2007091136 A JP 2007091136A JP 2007091136 A JP2007091136 A JP 2007091136A JP 2008247206 A JP2008247206 A JP 2008247206A
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    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
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    • B60W20/13—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D29/02—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving vehicles; peculiar to engines driving variable pitch propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
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    • F16H37/0833—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths
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Abstract

【課題】内燃機関の始動時に生じ得る過大な電力による蓄電装置の充電を抑制すると共に内燃機関の始動時に生じ得る駆動力の急変を抑制する。
【解決手段】バッテリの入力制限Ｗｉｎに基づく標準間欠禁止車速Ｖｐｒ１とシーケンシャルシフトポジションであるときのシーケンシャル間欠禁止車速Ｖｐｒ２とパワーモードが設定されているときのパワーモード間欠禁止車速Ｖｐｒ３とのうち最小のものを間欠禁止車速Ｖｐｒとして設定する（Ｓ４００〜Ｓ４８０）。そして、車速Ｖが間欠禁止車速Ｖｐｒ未満のときにはエンジンの間欠運転を伴ってバッテリの入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸に要求トルクＴｒ＊を出力して走行し、車速Ｖが間欠禁止車速Ｖｐｒ以上のときにはエンジンの間欠運転を禁止してバッテリの入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸に要求トルクＴｒ＊を出力して走行する。
【選択図】図６

Description

本発明は、車両およびその制御方法に関する。
従来、この種の車両としては、エンジンとモータとを備えるハイブリッド車両においてモータに電力を供給する電池の温度や電池から実際に出力されている出力値に基づいてエンジンの停止を禁止する領域の境界を示す車速の閾値を設定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、電池の温度が高いときには小さな車速の閾値を設定したり、電池の実際の出力が高いときには大きな車速の閾値を設定し、車速が閾値より大きいときはエンジンの運転停止を禁止することにより、電池の保護を図ろうとしている。
特開２００６−１７０１２８号公報
電池の状態は、電池の温度や電池からの実際の出力だけで定まるものではなく、電池から放電することができる電力量の目安としての電池残容量ＳＯＣ（State Of Charge）に依存するところも大きい。特に電池の温度と電池残容量ＳＯＣとによって電池を充電してもよい最大電力や放電してもよい最大電力などを表わす電池の入出力制限は電池を制御する上では重要な要因である。
本発明の車両およびその制御方法は、走行に必要な動力を出力する内燃機関と電動機とを備え、内燃機関の間欠運転を伴って走行する車両において、搭載している二次電池などの蓄電装置が過大な電力により充電されるのをより適正に抑制することを目的の一つとする。また、本発明の車両およびその制御方法は、内燃機関の始動時に生じ得る駆動力の急変を抑制することを目的の一つとする。
本発明の車両およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
本発明の車両は、
内燃機関と、
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と、
前記駆動軸に動力を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のやり取りが可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限を設定する入力制限設定手段と、
前記設定された入出力制限のうちの入力制限に基づいて前記内燃機関の間欠運転を禁止する間欠運転禁止車速を設定する間欠運転禁止車速設定手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記検出された車速が前記設定された間欠運転禁止車速未満のときには前記内燃機関の間欠運転を伴って前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力に基づく駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記検出された車速が前記設定された間欠運転禁止車速以上のときには前記内燃機関の運転を継続して前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力に基づく駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
この本発明の車両では、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限のうちの入力制限に基づいて内燃機関の間欠運転を禁止する間欠運転禁止車速を設定する。そして、車速が間欠運転禁止車速未満のときには内燃機関の間欠運転を伴って入出力制限の範囲内で走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力によって走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御し、車速が間欠運転禁止車速以上のときには内燃機関の運転を継続して入出力制限の範囲内で要求駆動力に基づく駆動力によって走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。即ち、車速が間欠運転禁止車速未満のときには内燃機関の間欠運転を許可し、車速が間欠運転禁止車速以上のときには内燃機関の間欠運転を禁止するのである。このように、蓄電手段の入力制限に基づいて間欠運転禁止車速を設定することにより、車速が間欠運転禁止車速未満のときには蓄電手段を過大な電力によって充電することなく内燃機関を始動することができ、車速が間欠運転禁止車速以上のときには内燃機関を運転停止しないから内燃機関を始動する際に生じ得る過大な電力による蓄電手段の充電を抑止することができる。また、内燃機関の始動時に過大な電力による蓄電手段の充電を抑止するために電動機の駆動が制限されることにより生じ得る車両に作用する駆動力の急変を抑制することができる。
こうした本発明の車両において、前記間欠運転禁止車速設定手段は、前記入力制限として制限が大きいほど小さくなる傾向に間欠運転禁止車速を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より適正に内燃機関を始動する際に生じ得る過大な電力による蓄電手段の充電を抑止することができると共に内燃機関の始動時に生じ得る駆動力の急変を抑制することができる。
また、本発明の車両において、運転者の操作に対するパワーの出力が異なる複数の車両制御モードのうち少なくとも一つのモードを設定する制御モード設定手段を備え、前記間欠運転禁止車速設定手段は前記設定された車両制御モードに基づいて間欠運転禁止車速を設定する手段であり、前記制御手段は前記設定された車両制御モードに基づいて前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と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、設定された車両制御モードに応じた間欠運転禁止車速を用いて内燃機関の間欠運転を許可したり禁止したりして設定された車両制御モードに応じて走行することができる。
この車両制御モードに基づいて間欠運転禁止車速を設定する態様の本発明の車両において、前記制御手段は、前記制御モード設定手段により複数のモードが設定されているときには設定された各車両制御モードに基づく間欠運転禁止車速のうち最も小さな車速を間欠運転禁止車速として設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、設定された複数のモードに対して、より適正に内燃機関を始動する際に生じ得る過大な電力による蓄電手段の充電を抑止することができると共に内燃機関の始動時に生じ得る駆動力の急変を抑制することができる。
また、車両制御モードに基づいて間欠運転禁止車速を設定する態様の本発明の車両において、前記複数の車両制御モードは燃費とパワー出力の応答性の両立する通常モードとパワー出力の応答性を優先するパワーモードとを含み、 前記間欠運転禁止車速設定手段は、前記制御モード設定手段により通常モードが設定されているときには第１の関係を用いて前記入力制限に基づいて間欠運転禁止車速を設定し、前記制御モード設定手段によりパワーモードが設定されているときに前記第１の関係より大きい車速が前記間欠運転禁止車速として設定される第２の関係を用いて前記入力制限に基づいて間欠運転禁止車速を設定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、通常モードとパワーモードとに応じて、より適正に内燃機関を始動する際に生じ得る過大な電力による蓄電手段の充電を抑止することができると共に内燃機関の始動時に生じ得る駆動力の急変を抑制することができる。
さらに、車両制御モードに基づいて間欠運転禁止車速を設定する態様の本発明の車両において、前記複数の車両制御モードはアクセルオフ且つブレーキオフのときに車両に作用させる制動力を運転者のシフト操作に基づいて変更するシーケンシャルシフトモードを含み、前記間欠運転禁止車速設定手段は、前記制御モード設定手段によりシーケンシャルシフトモードが設定されているときには前記シフト操作と前記入力制限とに基づいて間欠運転禁止車速を設定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、シーケンシャルシフトモード時にシフト操作に応じて、より適正に内燃機関を始動する際に生じ得る過大な電力による蓄電手段の充電を抑止することができると共に内燃機関の始動時に生じ得る駆動力の急変を抑制することができる。この場合、前記間欠運転禁止車速設定手段は、前記制御モード設定手段によりシーケンシャルシフトモードが設定されているときには、車両に作用させる制動力が大きいほど小さくなる傾向に間欠運転禁止車速を設定する手段であるものとすることもできるし、前記間欠運転禁止車速設定手段は、前記制御モード設定手段によりシーケンシャルシフトモードが設定されているときには、前記シフト操作に基づく異なる複数の関係を用いて間欠運転禁止車速を設定する手段であるものとすることもできる。
本発明の車両において、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該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、を備える手段であるものとすることもできる。
本発明の車両の制御方法は、
内燃機関と、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と、前記駆動軸に動力を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のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限のうちの入力制限に基づいて前記内燃機関の間欠運転を禁止する間欠運転禁止車速を設定し、車速が前記設定した間欠運転禁止車速未満のときには前記内燃機関の間欠運転を伴って前記入出力制限の範囲内で走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、車速が前記設定した間欠運転禁止車速以上のときには前記内燃機関の運転を継続して前記入出力制限の範囲内で前記要求駆動力に基づく駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする。
この本発明の車両の制御方法では、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限のうちの入力制限に基づいて内燃機関の間欠運転を禁止する間欠運転禁止車速を設定する。そして、車速が間欠運転禁止車速未満のときには内燃機関の間欠運転を伴って入出力制限の範囲内で走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力によって走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御し、車速が間欠運転禁止車速以上のときには内燃機関の運転を継続して入出力制限の範囲内で要求駆動力に基づく駆動力によって走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。即ち、車速が間欠運転禁止車速未満のときには内燃機関の間欠運転を許可し、車速が間欠運転禁止車速以上のときには内燃機関の間欠運転を禁止するのである。このように、蓄電手段の入力制限に基づいて間欠運転禁止車速を設定することにより、車速が間欠運転禁止車速未満のときには蓄電手段を過大な電力によって充電することなく内燃機関を始動することができ、車速が間欠運転禁止車速以上のときには内燃機関を運転停止しないから内燃機関を始動する際に生じ得る過大な電力による蓄電手段の充電を抑止することができる。また、内燃機関の始動時に過大な電力による蓄電手段の充電を抑止するために電動機の駆動が制限されることにより生じ得る車両に作用する駆動力の急変を抑制することができる。
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。
図１は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載した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、動力出力装置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。
エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，空燃比センサ１３５ａからの空燃比，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジション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。
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。
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。
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。図３に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図４にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。
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，パワーの出力を優先するパワーモードスイッチ８９からのパワーモードスイッチ信号ＰＳＷなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
また、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１のシフトポジションＳＰとして、駐車時に用いる駐車ポジション（Ｐポジション）、後進走行用のリバースポジション（Ｒポジション）、中立のニュートラルポジション（Ｎポジション）、前進走行用の通常のドライブポジション（Ｄポジション）の他に、シーケンシャルシフトポジション（Ｓポジション）、アップシフト指示ポジションおよびダウンシフト指示ポジションが用意されている。シフトポジションＳＰとしてＤポジションを選択すると、実施例のハイブリッド自動車２０は、効率よく且つパワーの出力の応答性が比較的良好となるようエンジン２２を運転するように駆動制御する。また、シフトポジションＳＰとしてＳポジションを選択すれば、主として減速時に、車速Ｖに対するエンジン２２の回転数の比を例えば６段階（ＳＰ１〜ＳＰ６）に変更することが可能となる。実施例では、運転者によりシフトレバー８１がＳポジションにセットされると、シフトポジションＳＰが５段目のＳＰ５とされ、シフトポジションセンサ８２によりシフトポジションＳＰ＝ＳＰ５である旨が検出される。以後、シフトレバー８１がアップシフト指示ポジションにセットされるとシフトポジションＳＰが１段ずつ上げられる（アップシフトされる）一方、シフトレバー８１がダウンシフト指示ポジションにセットされるとシフトポジションＳＰが１段ずつ下げられ（ダウンシフトされ）、シフトポジションセンサ８２は、シフトレバー８１の操作に応じて現在のシフトポジションＳＰを出力する。
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。
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の動作について説明する。図５はハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図６は駆動制御ルーチンで用いる間欠禁止車速Ｖｐｒ（エンジン２２の間欠運転を禁止する車速領域の下限値）を設定する間欠禁止車速設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。駆動制御ルーチンや間欠禁止車速設定処理ルーチンは、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。なお、説明の都合上、まず、図６の間欠禁止車速設定処理ルーチンを用いて間欠禁止車速Ｖｐｒの設定処理を説明し、その後、図５の駆動制御ルーチンを用いて駆動制御について説明する。
間欠禁止車速設定処理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、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎやシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，パワーモードスイッチ８９からのパワーモードスイッチ信号ＰＳＷなど間欠禁止車速Ｖｐｒを設定するのに必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ４００）。ここで、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎ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。
こうしてデータを入力すると、入力した入力制限Ｗｉｎに基づいて標準間欠禁止車速Ｖｐｒ１を設定する（ステップＳ４１０）。この標準間欠禁止車速Ｖｐｒ１は、入力制限Ｗｉｎが大きくなるほど、即ち、入力制限Ｗｉｎが負の値であることを考慮するとその絶対値としては小さくなるほど小さくなる傾向に設定されるものであり、実施例では、入力制限Ｗｉｎと標準間欠禁止車速Ｖｐｒ１との関係を予め設定して標準間欠禁止車速設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、入力制限Ｗｉｎが与えられるとマップから対応する標準間欠禁止車速Ｖｐｒ１を導出することにより設定するものとした。標準間欠禁止車速設定用マップの一例を図７に示す。
続いて、シフトポジションＳＰからシーケンシャルシフトポジション（Ｓポジション）であるか否かを判定し（ステップＳ４２０）、シフトポジションＳＰがＳポジションのときにはシフトポジションＳＰと入力制限Ｗｉｎとに基づいてシーケンシャル間欠禁止車速Ｖｐｒ２を設定し（ステップＳ４３０）、シフトポジションＳＰがＳポジションではないときにはシーケンシャル間欠禁止車速Ｖｐｒ２として標準間欠禁止車速Ｖｐｒ１を設定する（ステップＳ４４０）。ここで、このシーケンシャル間欠禁止車速Ｖｐｒ２は、シフトポジションＳＰの段数が小さいほど、即ち、アクセルオフで且つブレーキオフのときに車軸に連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用させる要求トルクＴｒ＊が負側に大きく（制動力として大きく）なるほど小さくなる傾向に、且つ、入力制限Ｗｉｎが大きく（絶対値としては小さく）なるほど小さくなる傾向に設定されるものであり、実施例では、シフトポジションＳＰと入力制限Ｗｉｎとシーケンシャル間欠禁止車速Ｖｐｒ２との関係を予め設定してシーケンシャル間欠禁止車速設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、シフトポジションＳＰと入力制限Ｗｉｎとが与えられるとマップから対応するシーケンシャル間欠禁止車速Ｖｐｒ２を導出することにより設定するものとした。シーケンシャル間欠禁止車速設定用マップの一例を図８に示す。なお、シフトポジションＳＰがＳＰ６のときにはシフトポジションＳＰがＤポジションのときと同様となる。また、シフトポジションＳＰがＳポジションではないときにシーケンシャル間欠禁止車速Ｖｐｒ２として標準間欠禁止車速Ｖｐｒ１を設定するのは、後述の処理のためにシフトポジションＳＰがＳポジションでないときにシーケンシャル間欠禁止車速Ｖｐｒ２が選択されないようにするためである。
次に、パワーモードスイッチ信号ＰＳＷに基づいてパワーモードが設定されているか否かを判定し（ステップＳ４５０）、パワーモードが設定されているときには入力制限Ｗｉｎに基づいてパワーモード間欠禁止車速Ｖｐｒ３を設定し（ステップＳ４６０）、パワーモードが設定されていないときにはパワーモード間欠禁止車速Ｖｐｒ３として標準間欠禁止車速Ｖｐｒ１を設定する（ステップＳ４７０）。ここで、このパワーモード間欠禁止車速Ｖｐｒ３は、標準間欠禁止車速Ｖｐｒ１と同様に、入力制限Ｗｉｎが大きく（絶対値としては小さく）なるほど小さくなる傾向に設定されるものであるが、標準間欠禁止車速Ｖｐｒ１より小さい値として設定されるものであり、実施例では、入力制限Ｗｉｎとパワーモード間欠禁止車速Ｖｐｒ３との関係を予め設定してパワーモード間欠禁止車速設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、入力制限Ｗｉｎが与えられるとマップから対応するパワーモード間欠禁止車速Ｖｐｒ３を導出することにより設定するものとした。パワーモード間欠禁止車速設定用マップの一例を図９に示す。図中、実線はパワーモード間欠禁止車速設定用マップを示しており、破線は比較のために標準間欠禁止車速設定用マップを示している。また、パワーモードが設定されていないときにパワーモード間欠禁止車速Ｖｐｒ３として標準間欠禁止車速Ｖｐｒ１を設定するのは、後述の処理のためにパワーモードが設定されていないときにパワーモード間欠禁止車速Ｖｐｒ３が選択されないようにするためである。
こうして標準間欠禁止車速Ｖｐｒ１，シーケンシャル間欠禁止車速Ｖｐｒ２，パワーモード間欠禁止車速Ｖｐｒ３を設定すると、これらのうち最も小さいものを間欠禁止車速Ｖｐｒとして設定して（ステップＳ４８０）、間欠禁止車速設定処理ルーチンを終了する。
次に、こうして設定された間欠禁止車速Ｖｐｒを用いた駆動制御について説明する。駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，シフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，間欠禁止車速Ｖｐｒ，パワーモードスイッチ８９からのパワーモードスイッチ信号ＰＳＷ、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ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、エンジン２２の回転数Ｎｅはクランクポジションセンサ１４０からの信号に基づいて演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、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。さらに、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。間欠禁止車速Ｖｐｒは、上述の図６に例示する間欠禁止車速設定処理ルーチンにより設定されたものを入力するものとした。
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊とエンジン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、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図１０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。
続いて、エンジン２２が運転中であるか否かを判定し（ステップＳ１２０）、エンジン２２が運転中のときには設定した要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を運転停止するための閾値Ｐｓｔｏｐ未満か否かを判定する（ステップＳ１３０）。ここで、閾値Ｐｓｔｏｐとしては、エンジン２２を比較的効率よく運転することができるパワー領域の下限値近傍の値を用いることができる。
要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ以上のときには、エンジン２２の運転を継続すると判断し、エンジン２２の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Ｓ１５０）。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１１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。
そして、シフトポジションＳＰがシーケンシャルシフトポジション（Ｓポジション）であるか否か又はパワーモードが設定されているか否かを判定し（ステップＳ１６０）、シフトポジションＳＰがＳポジションのときやパワーモードが設定されているときにはシフトポジションＳＰと車速Ｖとに基づくエンジン下限回転数Ｎｅｍｉｎと設定した目標回転数Ｎｅ＊との大きい方を目標回転数Ｎｅ＊として再設定すると共に再設定した目標回転数Ｎｅ＊で要求パワーＰｅ＊を除して目標トルクＴｅ＊を再設定する（ステップＳ１７０）。エンジン下限回転数Ｎｅｍｉｎは、シフトポジションＳＰがＳポジションのときには、シフトポジションＳＰに応じて、即ち、同一の車速Ｖに対して段数が大きくなるほど小さな値が設定されるものであり、実施例では、シフトポジションＳＰと車速Ｖとエンジン下限回転数Ｎｅｍｉｎとの関係を予め設定してエンジン下限回転数設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、シフトポジションＳＰと車速Ｖとが与えられるとマップから対応するエンジン下限回転数Ｎｅｍｉｎを導出して設定するものとした。また、エンジン下限回転数Ｎｅｍｉｎは、パワーモードが設定されているときには、車速Ｖに応じてエンジン２２から迅速にトルクを出力することができる回転数が設定され、実施例では、車速Ｖとエンジン下限回転数Ｎｅｍｉｎとの関係を予め設定してエンジン下限回転数設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、車速Ｖが与えられるとマップから対応するエンジン下限回転数Ｎｅｍｉｎを導出して設定するものとした。エンジン下限回転数設定用マップの一例を図１２に示す。図中、６個の実線がシフトポジションＳＰがＳポジションのときに用いられるエンジン下限回転数設定用マップであり、破線がパワーモードが設定されたときに用いられるエンジン下限回転数設定用マップである。なお、シフトポジションＳＰがＳポジションであり、且つ、パワーモードが設定されているときには、シフトポジションＳＰがＳポジションのときに設定されるエンジン下限回転数Ｎｅｍｉｎとパワーモードが設定されているときのエンジン下限回転数Ｎｅｍｉｎとのうち大きい方の回転数がエンジン下限回転数Ｎｅｍｉｎとして設定されて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊の再設定が行なわれる。また、シフトポジションＳＰがＳポジションではないときやパワーモードが設定されていないときには目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊の再設定は行なわれない。
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とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ１ｔｍｐを計算する（ステップＳ１８０）。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を図１３に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ (1)
Tm1tmp=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
続いて、要求トルクＴｒ＊に仮トルクＴｍ１ｔｍｐ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Ｓ１９０）、式（４）および式（５）を共に満たす仮トルクＴｍ１ｔｍｐの上下限としてのトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定する（ステップＳ２００）。ここで、式（３）は、図１３の共線図から容易に導くことができる。また、式（４）はモータＭＧ１やモータＭＧ２によりリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの総和が値０から要求トルクＴｒ＊までの範囲内となる関係であり、式（５）はモータＭＧ１とモータＭＧ２とにより入出力される電力の総和が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となる関係である。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの一例を図１４に示す。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘは、図中斜線で示した領域内のトルク指令Ｔｍ１＊の最大値と最小値として求めることができる。
Tm2tmp=(Tr*+Tm1tmp/ρ)/Gr (3)
0≦−Tm1tmp/ρ＋Tm2tmp・Gr≦Tr* (4)
Win≦Tm1tmp・Nm1＋Tm2tmp・Nm2≦Wout (5)
こうしてトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定すると、ステップＳ１８０で設定した仮トルクＴｍ１ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで制限してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップ２１０）。そして、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（７）および式（８）により計算すると共に（ステップＳ２２０）、ステップＳ１９０で設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（９）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Ｓ２３０）。
Tm1*=max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min) (6)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (7)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (8)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (9)
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にそれぞれ送信し（ステップＳ２４０）、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数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。
ステップＳ１３０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ未満であると判定されたときには、車速Ｖを間欠禁止車速Ｖｐｒと比較し（ステップＳ１４０）、車速Ｖが間欠禁止車速Ｖｐｒ以上のときには、エンジン２２の間欠運転が禁止されており、エンジン２２を停止することなく運転を継続すべきと判断し、上述したステップＳ１５０〜Ｓ２４０の処理を実行する。
一方、ステップＳ１３０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ未満であると判定され、且つ、ステップＳ１４０で車速Ｖが間欠禁止車速Ｖｐｒ未満と判定されたときには、エンジン２２の間欠運転が許可されており、エンジン２２の運転を停止すべきと判断し、燃料噴射制御や点火制御を停止してエンジン２２の運転を停止する制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信してエンジン２２を停止すると共に（ステップＳ２５０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ２６０）。そして、要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したものをモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐとして設定し（ステップＳ２７０）、値０のトルク指令Ｔｍ１＊を上述の式（７）および式（８）に代入してモータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算すると共に（ステップＳ２８０）、仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（９）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＊を設定し（ステップＳ２９０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ３００）、本ルーチンを終了する。こうした制御により、エンジン２２の運転を停止し、モータＭＧ２からバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で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。エンジン２２の運転を停止した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を図１５に示す。
ステップＳ１２０でエンジン２２が運転中ではない、即ちエンジン２２が運転停止されていると判定されると、エンジン２２の始動中か否か（ステップＳ３１０）、車速Ｖが間欠禁止車速Ｖｐｒ未満であるか否か（ステップＳ３１５）、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を始動するための閾値Ｐｓｔａｒｔ以上であるか否か（ステップＳ３２０）、を判定する。ここで、閾値Ｐｓｔａｒｔとしては、エンジン２２を比較的効率よく運転することができるパワー領域の下限値近傍の値を用いることができるが、頻繁なエンジン２２の運転停止と始動とが生じないように上述したエンジン２２を運転停止するための閾値Ｐｓｔｏｐより大きな値を用いるのが好ましい。エンジン２２の始動中ではなく、車速Ｖが間欠禁止車速Ｖｐｒ未満であり、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ未満のときには、エンジン２２の運転停止状態を継続すべきと判断し、上述したステップＳ２６０〜Ｓ３００の処理を実行する。
ステップＳ１２０でエンジン２２が運転停止されていると判定され、ステップＳ３１０でエンジン２２の始動中ではないと判定され、ステップＳ３１５で車速Ｖが間欠禁止車速Ｖｐｒ以上と判定されたときや、ステップＳ３１５で車速Ｖが間欠禁止車速Ｖｐｒ未満と判定されたときでもステップＳ３２０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ以上と判定されたときには、エンジン２２を始動すべきと判断し、始動時のトルクマップとエンジン２２の始動開始からの経過時間ｔとに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ３３０）。エンジン２２の始動時にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定するトルクマップの一例とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを図１６に示す。実施例のトルクマップは、エンジン２２の始動指示がなされた時間ｔ１１の直後からレート処理を用いて比較的大きなトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定してエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させる。エンジン２２の回転数Ｎｅが共振回転数帯を通過したか共振回転数帯を通過するのに必要な時間以降の時間ｔ１２にエンジン２２を安定して回転数Ｎｒｅｆ以上でモータリングすることができるトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、電力消費や駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにおける反力を小さくする。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎｒｅｆに至った時間ｔ１３からレート処理を用いてトルク指令Ｔｍ１＊を値０とし、エンジン２２の完爆が判定された時間ｔ１５から発電用のトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定する。ここで、回転数Ｎｒｅｆは、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数である。なお、いまエンジン２２を始動するときを考えているから、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にはレート処理に用いるレート値が設定されることになる。
こうしてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると、要求トルクＴｒ＊にモータＭＧ１のトルク指令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（１０）により計算し（ステップＳ３４０）、上述した式（７）および式（８）を用いてモータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算すると共に（ステップＳ３５０）、仮トルクＴｍ２ｔｍｐを上述の式（９）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＊を設定し（ステップＳ３６０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ３７０）。
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (10)
そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数Ｎｒｅｆ以上に至っているか否かを判定する（ステップＳ３８０）。いま、エンジン２２の始動開始時を考えているから、エンジン２２の回転数Ｎｅは小さく、回転数Ｎｒｅｆには至っていない。このため、この判定では否定的な結論がなされ、燃料噴射制御や点火制御が開始されることなく本ルーチンを終了する。
エンジン２２の始動が開始されると、ステップＳ３１０ではエンジン２２の始動中であると判定されるから、上述したステップＳ３３０からＳ３８０の処理が実行され、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数Ｎｒｅｆ以上に至るのを待って（ステップＳ３８０）、燃料噴射制御と点火制御とが開始されるよう制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ３９０）。こうした制御により、停止しているエンジン２２を始動しながらモータＭＧ２からバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で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。
図１７は、エンジン２２をモータリング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である。図示するように、エンジン２２をモータリングするときには、車速Ｖが大きいとモータＭＧ１が負側に大きな回転数で回転することになるから、モータＭＧ１による大きな回生電力が生じることになる。この回生電力は、運転者がアクセルペダル８３を踏み込んでいればモータＭＧ２によってある程度は消費されるが、アクセルオフのときにはバッテリ５０を充電することになる。アクセルオフでは、制動力としての要求トルクＴｒ＊が設定されるから、モータＭＧ２も回生制御されるときも生じる。このとき、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが大きく（絶対値としては小さく）、バッテリ５０の充電が大きく制限されているときには、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が入力制限Ｗｉｎにより制限されることから、モータＭＧ２から回生トルクを出力することができない状態（いわゆるトルク抜け）が一時的に生じる場合がある。実施例では、こうしたアクセルオフ時のトルク抜けを抑止するために、入力制限Ｗｉｎに基づいて間欠禁止車速Ｖｐｒを設定しているのである。特に、シフトポジションＳＰがシーケンシャルシフトポジション（Ｓポジション）のときやパワーモードのときには、入力制限Ｗｉｎだけでなく、シフトポジションＳＰやモードに応じて間欠禁止車速Ｖｐｒを設定することにより、車両が高速で走行するようになってエンジン２２を始動する際にモータＭＧ１による回生電力により過大な電力によってバッテリ５０を充電する状態を回避することができると共に、こうした過大な電力によってバッテリ５０を充電する状態を回避するためにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を制限することによって生じるトルク抜けを抑制することができる。
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが大きい（絶対値としては小さい）ほど小さくなる車速をエンジン２２の間欠運転を禁止する車速領域の下限値としての間欠禁止車速Ｖｐｒとして設定し、車速Ｖが間欠禁止車速Ｖｐｒ未満のときにはエンジン２２の間欠運転を伴ってバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行し、車速Ｖが間欠禁止車速Ｖｐｒ以上のときにはエンジン２２の間欠運転を禁止してエンジン２２の運転を継続した状態でバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で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から、エンジン２２の間欠運転における始動時に過大な電力によってバッテリ５０を充電するのを抑止することができると共に過大な電力によってバッテリ５０を充電する状態を回避するためにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を制限することによって生じるトルク抜けを抑制することができる。しかも、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎだけでなく、シフトポジションＳＰやパワーモードの設定に基づいて間欠禁止車速Ｖｐｒを設定するから、車両の制御モードに応じて間欠禁止車速Ｖｐｒを設定することができ、より確実に、エンジン２２の間欠運転における始動時に過大な電力によってバッテリ５０を充電するのを抑止することができると共にエンジン２２の始動時に生じ得るトルク抜けを抑制することができる。もとより、シーケンシャルシフトやパワーモードなどの制御を伴って駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。
実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションＳＰとしてシーケンシャルシフトポジション（Ｓポジション）を備えるものとしたが、こうしたシーケンシャルシフトによる制御を行なわないものとしてもよい。この場合、間欠禁止車速Ｖｐｒは、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎとパワーモードの設定の状態とに基づいて設定すればよい。
実施例のハイブリッド自動車２０では、パワーモードスイッチ８９を備え、パワーモードと非パワーモード（通常モード）とを切り替えて制御するものとしたが、パワーモードスイッチ８９を備えず、パワーモードの設定を行なわないものとしてもよい。この場合、間欠禁止車速Ｖｐｒは、バッテリ５０の入力制限ＷｉｎとシフトポジションＳＰとに基づいて設定すればよい。
実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションＳＰとしてシーケンシャルシフトポジション（Ｓポジション）を備えると共にパワーモードスイッチ８９の操作に基づいてパワーモードと非パワーモード（通常モード）とを切り替えて制御するものとしたが、シーケンシャルシフトによる制御を行なうことなく、且つ、パワーモードの設定も行なわないものとしてもよい。この場合、間欠禁止車速Ｖｐｒは、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに基づいて設定すればよい。
実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の入力制限ＷｉｎとシフトポジションＳＰとパワーモードの設定とに基づいて間欠禁止車速Ｖｐｒを設定するものとしたが、車両の制御モードとしてシーケンシャルシフトやパワーモード以外のモード、例えば、振動や若干の異音などを生じるものの更に燃費を考慮した燃費優先モードや設定された車速を保持する定速走行モードなどに基づいて間欠禁止車速Ｖｐｒを設定するものとしてもよい。燃費優先モードのときには標準間欠禁止車速Ｖｐｒ１より若干高い車速が間欠禁止車速Ｖｐｒとして設定されるようにしてエンジン２２の間欠運転の許可領域を大きくするものとし、定速走行モードのときには標準間欠禁止車速Ｖｐｒ１より低い車速が間欠禁止車速Ｖｐｒとして設定されるようにして安定して定速走行を行なう、などとすることもできる。
実施例のハイブリッド自動車２０では、標準間欠禁止車速Ｖｐｒ１，シーケンシャル間欠禁止車速Ｖｐｒ２，パワーモード間欠禁止車速Ｖｐｒ３のうち最も小さいものを間欠禁止車速Ｖｐｒとして設定するものとしたが、標準間欠禁止車速Ｖｐｒ１，シーケンシャル間欠禁止車速Ｖｐｒ２，パワーモード間欠禁止車速Ｖｐｒ３の平均値や中央値などを間欠禁止車速Ｖｐｒとして設定するものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車２０では、上述した式（４），（５）を満たす範囲内でモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐを制限するトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを求めてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に式（７），（８）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを求めてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定したが、式（４），（５）を満たす範囲内によるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの制限を受けることなくモータトルクＴｍ１ｔｍｐをそのままモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊として設定すると共にこのトルク指令Ｔｍ１＊を用いて式（７），（８）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを求めてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定するものとしても構わない。この他、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いてバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊Ｔｍ２＊を設定するものであれば、如何なる手法を用いるものとしても構わない。
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。
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１８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１８における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
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１９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。
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両の形態としても構わないし、車両の制御方法の形態としてもよい。
ここで、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が「内燃機関」に相当し、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とが「電力動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、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くバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度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を演算するバッテリＥＣＵ５２が「入出力制限設定手段」に相当し、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに基づく標準間欠禁止車速Ｖｐｒ１とシーケンシャルシフトポジション（Ｓポジション）であるか否かおよびシフトポジションＳＰと入力制限Ｗｉｎとに基づくシーケンシャル間欠禁止車速Ｖｐｒ２とパワーモードが設定されているか否かに基づくパワーモード間欠禁止車速Ｖｐｒ３とのうち最も小さいものを間欠禁止車速Ｖｐｒとして設定する図６の間欠禁止車速設定処理ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「間欠運転禁止車速設定手段」に相当し、車速センサ８８が「車速検出手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求駆動力設定手段」に相当し、車速Ｖが間欠禁止車速Ｖｐｒ未満のときにはエンジン２２の間欠運転を伴ってバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で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ようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信したり、車速Ｖが間欠禁止車速Ｖｐｒ以上のときにはエンジン２２の間欠運転を禁止してエンジン２２の運転を継続した状態でバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で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ようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信したりするハイブリッド用電子制御ユニット７０と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。また、パワーモードと通常モードとを切り換えるためのパワーモードスイッチ８９やシーケンシャルシフトをポジションの一つとするシフトレバー８１が「制御モード設定手段」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当する。また、対ロータ電動機２３０も「電力動力入出力手段」に相当する。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。「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、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。「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とや電動機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「入出力制限設定手段」としては、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算するものに限定されるものではなく、残容量（ＳＯＣ）や電池温度Ｔｂの他に例えばバッテリ５０の内部抵抗などに基づいて演算するものなど、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段の放電を許容する最大許容電力としての出力制限を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「間欠運転禁止車速設定手段」としては、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに基づく標準間欠禁止車速Ｖｐｒ１とシーケンシャルシフトポジション（Ｓポジション）であるか否かおよびシフトポジションＳＰと入力制限Ｗｉｎとに基づくシーケンシャル間欠禁止車速Ｖｐｒ２とパワーモードが設定されているか否かに基づくパワーモード間欠禁止車速Ｖｐｒ３とのうち最も小さいものを間欠禁止車速Ｖｐｒとして設定するものに限定されるものではなく、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎとパワーモードの設定の状態とに基づいて間欠禁止車速Ｖｐｒを設定するものとしたり、バッテリ５０の入力制限ＷｉｎとシフトポジションＳＰとに基づいて間欠禁止車速Ｖｐｒを設定するものとしたり、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎだけに基づいて間欠禁止車速Ｖｐｒを設定するものとしたり、車両の制御モードとしてシーケンシャルシフトやパワーモード以外のモードに基づいて間欠禁止車速Ｖｐｒを設定するものとしたりするなど、、蓄電手段の入出力制限のうちの入力制限に基づいて内燃機関の間欠運転を禁止する間欠運転禁止車速を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「車速検出手段」としては、車速センサ８８に限定されるものではなく、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数に基づいて車速Ｖを算出するものや駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪に取り付けられた車輪速センサからの信号に基づいて車速Ｖを演算するものなど、車速を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求駆動力設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃだけに基づいて要求トルクを設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定するものなど、走行に要求される要求駆動力を設定する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。また、「制御手段」としては、車速Ｖが間欠禁止車速Ｖｐｒ未満のときにはエンジン２２の間欠運転を伴ってバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で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ようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、車速Ｖが間欠禁止車速Ｖｐｒ以上のときにはエンジン２２の間欠運転を禁止してエンジン２２の運転を継続した状態でバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で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ようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、車速が間欠運転禁止車速未満のときには内燃機関の間欠運転を伴って蓄電手段の入出力制限の範囲内で走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力によって走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御し、車速が間欠運転禁止車速以上のときには内燃機関の運転を継続して蓄電手段の入出力制限の範囲内で要求駆動力に基づく駆動力によって走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機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。「制御モード設定手段」としては、パワーモードと通常モードとを切り換えるものやシーケンシャルシフトを行なうものに限定されるものではなく、燃費優先モードを設定するものや定速走行モードを設定するものなど、運転者の操作に対するパワーの出力が異なる複数の車両制御モードのうち少なくとも一つのモードを設定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、駆動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。
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。
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。
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。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 バッテリ５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。 バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される間欠禁止車速設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 標準間欠禁止車速設定用マップの一例を示す説明図である。 シーケンシャル間欠禁止車速設定用マップの一例を示す説明図である。 パワーモード間欠禁止車速設定用マップの一例を示す説明図である。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 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示す説明図である。 エンジン下限回転数設定用マップの一例を示す説明図である。 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示す説明図である。 トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定する様子を説明する説明図である。 エンジン２２の運転を停止した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。 エンジン２２の始動時にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定するトルクマップの一例とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを示す説明図である。 エンジン２２をモータリング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。 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。 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
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）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、８９ パワーモードスイッチ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６，スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ ２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (10)

  1. 内燃機関と、
    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と、
    前記駆動軸に動力を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のやり取りが可能な蓄電手段と、
    前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限を設定する入力制限設定手段と、
    前記設定された入出力制限のうちの入力制限に基づいて前記内燃機関の間欠運転を禁止する間欠運転禁止車速を設定する間欠運転禁止車速設定手段と、
    車速を検出する車速検出手段と、
    走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
    前記検出された車速が前記設定された間欠運転禁止車速未満のときには前記内燃機関の間欠運転を伴って前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力に基づく駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記検出された車速が前記設定された間欠運転禁止車速以上のときには前記内燃機関の運転を継続して前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力に基づく駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
    を備える車両。
  2. 前記間欠運転禁止車速設定手段は、前記入力制限として制限が大きいほど小さくなる傾向に間欠運転禁止車速を設定する手段である請求項１記載の車両。
  3. 請求項１または２記載の車両であって、
    運転者の操作に対するパワーの出力が異なる複数の車両制御モードのうち少なくとも一つのモードを設定する制御モード設定手段を備え、
    前記間欠運転禁止車速設定手段は、前記設定された車両制御モードに基づいて間欠運転禁止車速を設定する手段であり、
    前記制御手段は、前記設定された車両制御モードに基づいて前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する手段である、
    車両。
  4. 前記制御手段は、前記制御モード設定手段により複数のモードが設定されているときには設定された各車両制御モードに基づく間欠運転禁止車速のうち最も小さな車速を間欠運転禁止車速として設定する手段である請求項３記載の車両。
  5. 請求項３または４記載の車両であって、
    前記複数の車両制御モードは、燃費とパワー出力の応答性の両立する通常モードとパワー出力の応答性を優先するパワーモードとを含み、
    前記間欠運転禁止車速設定手段は、前記制御モード設定手段により通常モードが設定されているときには第１の関係を用いて前記入力制限に基づいて間欠運転禁止車速を設定し、前記制御モード設定手段によりパワーモードが設定されているときに前記第１の関係より大きい車速が前記間欠運転禁止車速として設定される第２の関係を用いて前記入力制限に基づいて間欠運転禁止車速を設定する手段である、
    車両。
  6. 請求項３ないし５いずれか記載の車両であって、
    前記複数の車両制御モードは、アクセルオフ且つブレーキオフのときに車両に作用させる制動力を運転者のシフト操作に基づいて変更するシーケンシャルシフトモードを含み、
    前記間欠運転禁止車速設定手段は、前記制御モード設定手段によりシーケンシャルシフトモードが設定されているときには前記シフト操作と前記入力制限とに基づいて間欠運転禁止車速を設定する手段である、
    車両。
  7. 前記間欠運転禁止車速設定手段は、前記制御モード設定手段によりシーケンシャルシフトモードが設定されているときには、車両に作用させる制動力が大きいほど小さくなる傾向に間欠運転禁止車速を設定する手段である請求項６記載の車両。
  8. 前記間欠運転禁止車速設定手段は、前記制御モード設定手段によりシーケンシャルシフトモードが設定されているときには、前記シフト操作に基づく異なる複数の関係を用いて間欠運転禁止車速を設定する手段である請求項６または７記載の車両。
  9. 前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該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、を備える手段である請求項１ないし８いずれか記載の車両。
  10. 内燃機関と、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と、前記駆動軸に動力を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のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
    前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限のうちの入力制限に基づいて前記内燃機関の間欠運転を禁止する間欠運転禁止車速を設定し、車速が前記設定した間欠運転禁止車速未満のときには前記内燃機関の間欠運転を伴って前記入出力制限の範囲内で走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、車速が前記設定した間欠運転禁止車速以上のときには前記内燃機関の運転を継続して前記入出力制限の範囲内で前記要求駆動力に基づく駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する、
    ことを特徴とする車両の制御方法。
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