JP2009052487A - 車両および車両に搭載された内燃機関の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の運転モードを反映して内燃機関をより適正に運転制御する。
【解決手段】エコスイッチ８８からの信号によるエコモードやパワーモードスイッチ８９からの信号によるパワーモードなど、車両の運転モードに応じた目標パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されるようエンジンＥＣＵ２４によりエンジン２２を制御することにより、エンジン２２の運転制御に運転モードを間接的に反映するだけでなく、エコスイッチ８８からのエコスイッチ信号ＥＳＷやパワーモードスイッチ８９からのパワーモード信号ＰＳＷをハイブリッド用電子制御ユニット７０からエンジンＥＣＵ２４に送信することにより、運転モードをスロットルバルブの目標開度ＴＨ＊やエンジン２２の目標点火時期Ｔｆ＊に直接反映してエンジン２２を運転制御する。これにより、車両の運転モードを反映してエンジン２２をより適正に運転制御することができる。
【選択図】図９

Description

本発明は、車両および車両に搭載された内燃機関の制御方法に関し、詳しくは、内燃機関と、前記内燃機関を運転制御する機関制御手段と、運転者の操作により車両の運転モードを指示する運転モード指示スイッチと、前記運転モード指示スイッチにより指示された運転モードと走行に要求される要求駆動力とに基づいて前記内燃機関から出力すべきパワーである目標機関パワーを設定すると共に該設定した目標機関パワーを制御信号の一つとして前記機関制御手段に送信する主制御手段と、を備える車両および車両に搭載された内燃機関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、エンジンを運転制御するエンジン用電子制御ユニットと、パワーモードを指示するパワースイッチと、走行に要求される要求トルクに基づいてエンジンに要求される要求パワーを設定してエンジン用電子制御ユニットに送信するハイブリッド用電子制御用ユニットと、を備えるハイブリッド車が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、ノーマルモードで走行している最中にパワースイッチがオフからオンされたときには、アクセルペダルの同じ踏み込みに対して、要求トルクを設定するための実行用アクセル開度をレート処理を用いて徐々に大きくすることにより、ノーマルモードからパワーモードへの切り替えをスムーズに行なうものとしている。
特開２００７−６９６２５号公報

上述の車両や、要求トルクに基づいて設定したエンジンの要求パワーを運転モードに応じて変更する車両では、運転モードに応じた要求パワーをエンジン用電子制御ユニットに送信し、この要求パワーがエンジンから出力されるようエンジン用電子制御ユニットによりエンジンが制御されるため、エンジンの運転制御に運転モードを間接的に反映させることができるが、運転モードをエンジンの運転制御に直接反映することができない。即ち、エンジンの運転制御としては、要求パワーを出力するために、スロットル開度や点火時期などの多様な制御を行なうが、これらに対して運転モードを直接反映することにより、より運転モードを反映したものとすることができる。

本発明の車両および車両に搭載された内燃機関の制御方法は、車両の運転モードを反映して内燃機関をより適正に運転制御することを主目的とする。

本発明の車両および車両に搭載された内燃機関の制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の車両は、
内燃機関と、前記内燃機関を運転制御する機関制御手段と、運転者の操作により車両の運転モードを指示する運転モード指示スイッチと、前記運転モード指示スイッチにより指示された運転モードと走行に要求される要求駆動力とに基づいて前記内燃機関から出力すべきパワーである目標機関パワーを設定すると共に該設定した目標機関パワーを制御信号の一つとして前記機関制御手段に送信する主制御手段と、を備える車両であって、
前記主制御手段は、前記運転モード指示スイッチにより指示された運転モードを前記機関制御手段に送信する手段であり、
前記機関制御手段は、前記主制御手段から送信された運転モードと前記目標機関パワーとに基づいて前記内燃機関を運転制御する手段である、
ことを要旨とする。

この本発明の車両では、内燃機関と、内燃機関を運転制御する機関制御手段と、運転者の操作により車両の運転モードを指示する運転モード指示スイッチと、運転モード指示スイッチにより指示された運転モードと走行に要求される要求駆動力とに基づいて内燃機関から出力すべきパワーである目標機関パワーを設定すると共に設定した目標機関パワーを制御信号の一つとして機関制御手段に送信する主制御手段と、を備え、主制御手段は、運転モード指示スイッチにより指示された運転モードを機関制御手段に送信し、機関制御手段は、主制御手段から送信された運転モードと目標機関パワーとに基づいて内燃機関を運転制御する。これにより、主制御手段から機関制御手段に運転モードを送信することなく運転モードに基づく目標機関パワーにより内燃機関を運転制御するものに比して、車両の運転モードを反映して内燃機関をより適正に運転制御することができる。

こうした本発明の車両において、前記機関制御手段は、前記主制御手段から送信された運転モードに応じて前記内燃機関のスロットル開度の開速度または所定の点火時期に対する遅角量のうち少なくとも一方を変更して前記内燃機関から前記目標機関パワーが出力されるよう該内燃機関を運転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、車両の運転モードをより確実に反映して内燃機関を運転制御することができる。ここで、所定の点火時期としては、内燃機関から目標機関パワーを効率よく出力する際の点火時期などが含まれる。

このスロットル開度の開速度や所定の点火時期に対する遅角量を変更する態様の本発明の車両において、前記運転モード指示スイッチは、車両の運転モードとして燃費を優先するための燃費優先モードを指示可能なスイッチであり、前記機関制御手段は、前記主制御手段から前記燃費優先モードが送信されたときには該燃費優先モードが送信されていないときより前記内燃機関のスロットル開度の開速度が小さくなるよう該内燃機関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、燃費優先モードでは内燃機関から出力されるパワーの急増が抑制される傾向になるから、燃費の向上を図ることができる。この場合、前記主制御手段は、前記運転モード指示スイッチにより前記燃費優先モードが指示されたときには該燃費優先モードが指示されていないときよりパワーの増加量を小さく制限して該目標機関パワー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、燃費優先モードでは内燃機関から出力されるパワーの急増が抑制される傾向になるから、燃費の向上を図ることができる。

また、スロットル開度の開速度や所定の点火時期に対する遅角量を変更する態様の本発明の車両において、前記運転モード指示スイッチは、車両の運転モードとして高パワーを出力するためのパワー優先モードを指示可能なスイッチであり、前記機関制御手段は、前記主制御手段から前記パワー優先モードが送信されたときには該パワー優先モードが送信されていないときより前記内燃機関のスロットル開度の開速度が大きくなるか又は前記所定の点火時期に対する遅角量が小さくなるかのうち少なくとも一方となるよう該内燃機関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、トルク優先モードでは内燃機関から出力されるパワーの急増や高トルクの出力が許容されるなどの傾向になるから、内燃機関からより高パワーを出力することができる。この場合、前記主制御手段は、前記運転モード指示スイッチにより前記パワー優先モードが指示されたときには該パワー優先モードが指示されていないときよりパワーの増加量を大きく許容して該目標機関パワー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、トルク優先モードでは内燃機関から出力されるパワーの急増が許容される傾向になるから、内燃機関からより高パワーを出力することができる。

さらに、本発明の車両において、走行用の動力を出力可能な電動機を備え、前記主制御手段は、前記内燃機関および前記電動機から前記要求駆動力を出力して走行するよう前記電動機のトルク指令を設定すると共に該設定したトルク指令で前記電動機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、内燃機関および電動機から要求駆動力を出力して走行することができる。この場合、前記電動機は、車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能であり、前記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、前記電動機および前記電力動力入出力手段と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備えるものであるものとすることもできる。

本発明の内燃機関の制御方法は、
内燃機関と、前記内燃機関を運転制御する機関制御手段と、運転者の操作により車両の運転モードを指示する運転モード指示スイッチと、前記運転モード指示スイッチにより指示された運転モードと走行に要求される要求駆動力とに基づいて前記内燃機関から出力すべきパワーである目標機関パワーを設定すると共に該設定した目標機関パワーを制御信号の一つとして前記機関制御手段に送信する主制御手段と、を備える車両に搭載された前記機関制御手段による内燃機関の制御方法であって、
前記運転モード指示スイッチにより指示されて前記主制御手段から送信された運転モードを受信し、
該受信した運転モードに応じて前記内燃機関のスロットル開度の開速度または所定の点火時期に対する遅角量のうち少なくとも一方を変更して前記内燃機関から前記目標機関パワーが出力されるよう該内燃機関を運転制御する、
ことを特徴とする。

この本発明の内燃機関の制御方法では、運転モード指示スイッチにより指示された運転モードと走行に要求される要求駆動力とに基づいて設定された内燃機関から出力すべきパワーである目標機関パワーを制御信号の一つとして主制御手段から受信して内燃機関を運転制御する際に、運転モード指示スイッチにより指示された運転モードを主制御手段から受信し、受信した運転モードに応じて内燃機関のスロットル開度の開速度または所定の点火時期に対する遅角量のうち少なくとも一方を変更して内燃機関から目標機関パワーが出力されるよう内燃機関を運転制御する。これにより、運転モードを受信することなく運転モードに基づく目標機関パワーにより内燃機関を運転制御するものに比して、車両の運転モードを反映して内燃機関をより適正に運転制御することができる。また、運転モードに応じて内燃機関のスロットル開度の開速度や点火時期の遅角量を変更するから、車両の運転モードをより確実に反映して内燃機関を運転制御することができる。ここで、所定の点火時期としては、内燃機関から目標機関パワーを効率よく出力する際の点火時期などが含まれる。

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、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。

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Ｔｗ，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力，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からの吸入空気量Ｑａ，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）も演算している。

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８７からの車速Ｖ，燃費を優先するエコスイッチ８８からのエコスイッチ信号ＥＳＷ，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。

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、特にエコスイッチ８８やパワーモードスイッチ８９のオンオフに応じてエンジン２２を運転制御する際の動作について説明する。図３はエンジンＥＣＵ２４により実行されるスロットル開度制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図４はエンジンＥＣＵ２４により実行される点火制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、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る。以下、説明の都合上、まず、図５に例示する駆動制御について説明し、その後、図３に例示するスロットル開度制御，図４に例示する点火制御について説明する。これらのルーチンは、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

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８７からの車速Ｖ，エコスイッチ８８からのエコスイッチ信号ＥＳＷ，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，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２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Ｓ３００）。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。

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Ｐ＊とを設定する（ステップＳ３１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図６に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワー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、設定した要求パワーＰ＊が前回このルーチンを実行したときに設定したエンジン２２から出力すべきパワーである前回目標パワーＰｅ＊より大きいか否かを判定し（ステップＳ３２０）、要求パワーＰ＊が前回目標パワーＰｅ＊以下のときには、エンジン２２から出力しているパワーを増加しないと判断して、エンジン２２から出力すべき目標パワーＰｅ＊にそのまま要求パワーＰ＊を設定し（ステップＳ３３０）、設定した目標パワー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Ｓ３４０）。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目標パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図７に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと目標パワー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。

次に、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算し（ステップＳ３５０）、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を式（３）により計算する（ステップＳ３６０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図８に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。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）および式（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（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/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
Tm2*=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)

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Ｓ３７０）、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におけるスロットル開度制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。なお、燃料噴射制御は、スロットル開度に応じた燃料噴射量が適当なタイミングで燃料噴射弁１２６から噴射されるよう燃料噴射弁１２６を制御することにより行なわれる。スロットル開度制御や点火制御の詳細については、後述する。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、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Ｓ３２０で要求パワーＰ＊が前回目標パワーＰｅ＊より大きいときには、エンジン２２から出力しているパワーを増加すると判断し、入力したエコスイッチ信号ＥＳＷとパワーモードスイッチ信号ＰＳＷとに基づいて車両の運転モードを判定する（ステップＳ３８０）。車両の運転モードは、実施例では、エコスイッチ信号ＥＳＷがオンのときには燃費を優先するエコモード，パワーモードスイッチ信号ＰＳＷがオンのときにはパワーの出力を優先するパワーモード，エコスイッチ信号ＥＳＷとパワーモードスイッチ信号ＰＳＷとが共にオフのときにはノーマルモードが選択されていると判定するものとした。なお、エコスイッチ信号ＥＳＷとパワーモードスイッチ信号ＰＳＷとは排他的にのみオンとなるものとした。

ノーマルモードが判定されたときには、エンジン２２の要求パワーＰ＊に対して時定数Ｔｐ２を用いたなまし処理を施すことにより前回目標パワーＰｅ＊から要求パワーＰ＊に向けて増加するよう目標パワーＰｅ＊を設定し（ステップＳ３９０）、エコモードが判定されたときには、要求パワーＰ＊に対して時定数Ｔｐ２より大きい時定数Ｔｐ１を用いたなまし処理を施すことによりノーマルモードに比してパワーが緩やかに増加するよう目標パワーＰｅ＊を設定し（ステップＳ４００）、パワーモードが判定されたときには、要求パワーＰ＊に対して時定数Ｔｐ２より小さい時定数Ｔｐ３を用いたなまし処理を施すことによりノーマルモードに比してパワーが急速に増加するよう目標パワーＰｅ＊を設定し（ステップＳ４１０）、設定した目標パワーＰｅ＊に基づいてステップＳ３４０からステップＳ３７０までの処理を実行して、駆動制御ルーチンを終了する。ここで、エンジン２２から出力しているパワーを増加する際になまし処理を施して目標パワーＰｅ＊を設定するのは、モータＭＧ１，ＭＧ２に比してエンジン２２の応答が遅いためである。なお、パワーを減少または保持する際にはエンジン２２の応答性は問題となり難いためステップＳ３３０では要求パワーＰ＊を目標パワーＰｅ＊にそのまま設定するものとした。また、エコモードではノーマルモードに比してパワーを緩やかに増加させるのは、パワーの急変によるロスを小さくして燃費を向上させるためであり、パワーモードではノーマルモードに比してパワーを急速に増加させるのは、燃費よりも運転者のアクセル操作に対する追従性を向上させるためである。したがって、時定数Ｔｐ１，Ｔｐ２，Ｔｐ３は、エンジン２２の応答性やパワーの急変によるロス，アクセル操作に対する追従性などを考慮して定めることができる。こうした制御により、車両の運転モードを反映した目標パワーＰｅ＊によりエンジン２２を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。次に、図３に例示するスロットル開度制御について説明する。

スロットル開度制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，エコスイッチ８８からのエコスイッチ信号ＥＳＷ，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など制御に必要なデータを入力し（ステップＳ１００）、入力した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてスロットルバルブ１２４の仮の目標開度であるスロットル仮開度ＴＨｔｍｐを設定する処理を実行する（ステップＳ１１０）。ここで、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、上述の駆動制御ルーチンにより設定されたものハイブリッド用電子制御ユニット７０から通信により入力するものとした。また、エコスイッチ信号ＥＳＷとパワーモードスイッチ信号ＰＳＷとについても、ハイブリッド用電子制御ユニット７０から通信により入力するものとした。さらに、スロットル仮開度ＴＨｔｍｐは、実施例では、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる運転ポイントでエンジン２２を効率よく運転することができる目標開度として予め実験などにより定められてＲＯＭ２４ｂに記憶した図示しないマップを用いて導出し設定するものとした。

続いて、設定したスロットル仮開度ＴＨｔｍｐが前回このルーチンを実行したときに設定したスロットルバルブ１２４の目標開度である前回目標開度ＴＨ＊より大きいか否かを判定し（ステップＳ１２０）、スロットル仮開度ＴＨｔｍｐが前回目標開度ＴＨ＊以下のときには、スロットルバルブ１２４を更に開くことはないと判断し、スロットルバルブ１２４の目標開度ＴＨ＊にスロットル仮開度ＴＨｔｍｐをそのまま設定し（ステップＳ１３０）、スロットルバルブ１２４の開度が目標開度ＴＨ＊となるようスロットルモータ１３６に駆動信号を出力して（ステップＳ１４０）、スロットル開度制御ルーチンを終了する。

スロットル仮開度ＴＨｔｍｐが前回目標開度ＴＨ＊より大きいときには、スロットルバルブ１２４を更に開くと判断し、入力したエコスイッチ信号ＥＳＷとパワーモードスイッチ信号ＰＳＷとに基づいて上述したように車両の運転モードを判定し（ステップＳ１５０）、ノーマルモードが判定されたときには、スロットルバルブ１２４の目標開度ＴＨ＊に対して時定数Ｔｈ２を用いたなまし処理を施すことにより前回目標開度ＴＨ＊からスロットル仮開度ＴＨｔｍｐに向けて増加するよう目標開度ＴＨ＊を設定し（ステップＳ１６０）、エコモードが判定されたときには、目標開度ＴＨ＊に対して時定数Ｔｈ２より大きい時定数Ｔｈ１を用いたなまし処理を施すことによりノーマルモードに比して開度が緩やかに増加するよう目標開度ＴＨ＊を設定し（ステップＳ１７０）、パワーモードが判定されたときには、目標開度ＴＨ＊に対して時定数Ｔｈ２より小さい時定数Ｔｈ３を用いたなまし処理を施すことによりノーマルモードに比して開度が急速に増加するよう目標開度ＴＨ＊を設定し（ステップＳ１８０）、スロットルバルブ１２４の開度が目標開度ＴＨ＊となるようスロットルモータ１３６に駆動信号を出力して（ステップＳ１４０）、スロットル開度制御ルーチンを終了する。ここで、スロットルバルブ１２４を更に開く際になまし処理を施して目標開度ＴＨ＊を設定するのは、エンジン２２から出力されるパワーの急増によるロスを小さくして燃費の悪化を抑制するためである。なお、スロットルバルブ１２４の開度を小さく又は保持する際にはパワーの急変によるロスは問題となり難いためステップＳ１３０ではスロットル仮開度ＴＨｔｍｐをそのまま目標開度ＴＨ＊に設定するものとした。また、エコモードではノーマルモードに比して開度を緩やかに増加させるのは、パワーの急増によるロスを小さくして燃費を更に向上させるためであり、パワーモードではノーマルモードに比して開度を急速に増加させるのは、燃費よりも運転者のアクセル操作に対する追従性を向上させるためである。したがって、時定数Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３は、燃費やパワーの急変によるロス，アクセル操作に対する追従性などを考慮して定めることができる。こうした制御により、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からエンジンＥＣＵ２４に送信された車両の運転モードを直接反映した目標開度ＴＨ＊によりエンジン２２のスロットルバルブ１２４の開度を制御することができる。次に、図４に例示する点火制御について説明する。

点火制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，エコスイッチ８８からのエコスイッチ信号ＥＳＷ，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など制御に必要なデータを入力し（ステップＳ２００）、このルーチンで設定される遅角処理中フラグＦを調べ（ステップＳ２１０）、アクセルペダル８３の急な踏み込みによる所定のノック発生予測条件が成立しているか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ２２０）。ここで、遅角処理中フラグＦは、初期値として値０が設定されると共にエンジン２２の点火時期をエンジン２２を効率よく運転する際の基準時期Ｔｆｂから遅角している最中には値１が設定されるフラグである。また、所定のノック発生予測条件は、アクセル開度Ａｃｃの急増に応じて急変した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊によるエンジン２２の運転制御によってリーン状態となるエンジン２２にノックの発生が予測される条件であり、例えばエンジン２２の吸入空気量Ｑａが閾値以上かつ吸入空気量Ｑａの変化量が閾値以上となる条件などを用いることができる。

遅角処理中フラグＦが値０であって所定のノック発生予測条件が成立していないときには、点火遅角しないと判断し、エンジン２２を効率よく運転する際の基準時期Ｔｆｂを目標点火時期Ｔｆ＊に設定し（ステップＳ２３０）、設定した目標点火時期Ｔｆ＊で点火プラグ１３０により点火されるようイグニッションコイル１３８を制御して（ステップＳ２４０）、点火制御ルーチンを終了する。

遅角処理中フラグＦが値０であって所定のノック発生予測条件が成立しているときには、点火遅角すると判断し、遅角処理中フラグＦに値１を設定し（ステップＳ２５０）、入力したエコスイッチ信号ＥＳＷとパワーモードスイッチ信号ＰＳＷとに基づいて上述したように車両の運転モードを判定する（ステップＳ２６０）。ノーマルモードまたはエコモードが判定されたときには、基準時期Ｔｆｂから第１遅角量ΔＴｆ１だけ遅角側の時期を目標点火時期Ｔｆ＊に設定し（ステップＳ２７０）、パワーモードが判定されたときには、基準時期Ｔｆｂから第１遅角量ΔＴｆ１より小さい第２遅角量ΔＴｆ２だけ遅角側の時期を目標点火時期Ｔｆ＊に設定し（ステップＳ２８０）、設定した目標点火時期Ｔｆ＊でイグニッションコイル１３８を制御して（ステップＳ２４０）、点火制御ルーチンを終了する。ここで、第１遅角量ΔＴｆ１は、エンジン２２のノック発生を回避するのに十分大きい遅角量としてエンジン２２の特性などにより予め定められた値（例えば、１５度や２０度など）である。第２遅角量ΔＴｆ２は、エンジン２２のノック発生を回避しながらある程度の大きさのトルクを出力可能な遅角量としてエンジン２２の特性などにより予め定められた値（例えば、１０度や１２度など）である。即ち、パワーモードではノーマルモードやエコモードに比して基準時期Ｔｆ１からの遅角量を小さくすることにより、ノック発生を回避しながらエンジン２２から出力されるトルクが小さくなりすぎるのを抑制しているのである。

遅角処理中フラグＦが値１のときには、点火時期を遅角側から徐々に戻すと判断し、前回このルーチンを実行したときに設定した目標点火時期である前回目標点火時期Ｔｆ＊から所定進角量ΔＴｆだけ進角側の時期を目標点火時期Ｔｆ＊に設定し（ステップＳ２９０）、設定した目標点火時期Ｔｆ＊が基準時期Ｔｆｂと同時期か又は進角側に至ったかを判定し（ステップＳ３００）、目標点火時期Ｔｆ＊が基準時期Ｔｆｂより遅角側にあるときには、目標点火時期Ｔｆ＊でイグニッションコイル１３８を制御して（ステップＳ２４０）、点火制御ルーチンを終了する。そして、目標点火時期Ｔｆ＊が基準時期Ｔｆｂと同時期か又は進角側に至ったときには、基準時期Ｔｆｂを目標点火時期Ｔｆ＊に設定すると共に遅角処理中フラグＦに値０を設定し（ステップＳ３１０）、設定した目標点火時期Ｔｆ＊でイグニッションコイル１３８を制御して（ステップＳ２４０）、点火制御ルーチンを終了する。ここで、所定進角量ΔＴｆは、エンジン２２の点火時期を遅角側から基準時期Ｔｆｂまで戻すためのレート値であり、このルーチンの実行間隔やエンジン２２の特性，回転数Ｎｅなどの運転状態に基づいて例えば０．５度や１度，２度などに定めることができる。こうした制御により、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からエンジンＥＣＵ２４に送信された車両の運転モードを直接反映した目標点火時期Ｔｆ＊によりエンジン２２の点火プラグ１３０による点火時期を制御することができる。

いま、実施例のハイブリッド自動車２０において、エコスイッチ８８からのエコスイッチ信号ＥＳＷや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がハイブリッド用電子制御ユニット７０からエンジンＥＣＵ２４に送信されない場合を、比較例として考える。図９に、比較例と実施例とにおける主な信号の入出力および送受信関係を示す。図示するように、比較例では、エコスイッチ信号ＥＳＷやパワーモードスイッチ信号ＰＳＷによる車両の運転モードに応じた目標パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されるようエンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の制御が行なわれるため、エンジン２２の運転制御に運転モードを間接的に反映することができるが、運転モードを直接反映することができない。これに対し、実施例では、エコスイッチ信号ＥＳＷやパワーモード信号ＰＳＷをハイブリッド用電子制御ユニット７０からエンジンＥＣＵ２４に送信することにより、運転モードをスロットルバルブ１２４の目標開度ＴＨ＊や点火プラグ１３０による目標点火時期Ｔｆ＊に直接反映してエンジン２２を運転制御することができる。したがって、車両の運転モードを反映してエンジン２２をより適正に運転制御することができるものとなる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からエンジンＥＣＵ２４にエコスイッチ８８からのエコスイッチ信号ＥＳＷや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を送信するから、これらの信号を送信しないものに比して、車両の運転モードを反映してエンジン２２をより適正に運転することができる。また、車両の運転モードに応じてスロットルバルブ１２４の開速度やエンジン２２の点火時期の遅角量を変更するから、運転モードをより確実に反映してエンジン２２を運転制御することができる。さらに、エコモードでは、スロットルバルブ１２４の目標開度ＴＨ＊やエンジン２２の目標パワーＰｅ＊をノーマルモードに比して緩やかに増加するよう設定するから、燃費の向上を図ることができる。しかも、パワーモードでは、スロットルバルブ１２４の目標開度ＴＨ＊やエンジン２２の目標パワーＰｅ＊をノーマルモードに比して急速に増加するよう設定し、エンジン２２の目標点火時期Ｔｆ＊を設定する際に基準時期Ｔｆｂからの遅角量がノーマルモードに比して小さくなるよう設定するから、エンジン２２からより高いパワーを出力することができる。もとより、エンジン２２からのトルクをモータＭＧ１で受けることにより作用するトルクとモータＭＧ２からのトルクとにより駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊が出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定して制御するから、駆動軸に要求トルク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、エンジン２２の目標パワーＰｅ＊やスロットルバルブ１２４の目標開度ＴＨ＊を設定する際に、なまし処理を用いるものとしたが、目標パワーＰｅ＊の増加量や目標開度ＴＨ＊の開速度が変更可能なものであれば、レート処理などを用い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の目標パワーＰｅ＊を設定する際に、エコモードではノーマルモードに比して緩やかに増加するよう設定すると共にパワーモードではノーマルモードに比して急速に増加するよう設定するものとしたが、エコモードではノーマルモードに比して緩やかに増加するよう設定するのみとしたり、パワーモードではノーマルモードに比してと急速に増加するよう設定するのみとするなど、車両の運転モードとエンジン２２の要求パワーＰ＊とに基づいてエンジン２２の目標パワーＰｅ＊を設定するものであれば如何な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、エコモードでは、スロットルバルブ１２４の目標開度ＴＨ＊がノーマルモードに比して緩やかに増加するよう設定するものとしたが、ノーマルモードと異なることなく目標開度ＴＨ＊を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、パワーモードでは、スロットルバルブ１２４の目標開度ＴＨ＊がノーマルモードに比して急速に増加するよう設定すると共にエンジン２２の目標点火時期Ｔｆ＊を設定する際の基準時期Ｔｆｂからの遅角量がノーマルモードに比して小さくなるよう設定するものとしたが、目標開度ＴＨ＊と点火時期の遅角量とのうちいずれか一方のみをノーマルモードに比して急速に増加または小さくなるよう設定するものとしてもよいし、目標開度ＴＨ＊と点火時期の遅角量との両方をノーマルモードと異なることなく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、車両の運転モードに応じて、スロットルバルブ１２４の開速度とエンジン２２の点火時期の遅角量とを変更するものとしたが、スロットルバルブ１２４の開速度と点火時期の遅角量とのうちいずれか一方のみを変更するものとしてもよいし、スロットルバルブ１２４の開速度や点火時期の遅角量に代えて又は加えて吸気バルブ１２８の開閉タイミングなどを変更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、エコスイッチ８８からのエコスイッチ信号ＥＳＷと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とをハイブリッド用電子制御ユニット７０からエンジンＥＣＵ２４に送信するものとしたが、いずれか一方のスイッチを備える車両ではそのスイッチに対応する信号のみを送信するものとしてもよいし、モータＭＧ２からの動力だけで走行するモータ運転モードを指示するＥＶスイッチや低μ路を走行するためのスノーモードスイッチなどの車両の運転モードを指示するスイッチを備える車両ではエコスイッチ信号ＥＳＷやパワーモードスイッチ信号ＰＳＷに代えて又は加えて各スイッチに対応する信号を送信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、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１０の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１０における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１１の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。

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、エンジンからの動力のみを駆動輪に伝達して走行する自動車や、自動車以外の列車などの車両，車両に搭載された内燃機関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、エンジンＥＣＵ２４が「機関制御手段」に相当し、エコスイッチ８８やパワーモードスイッチ８９が「運転モード指示スイッチ」に相当し、ハイブリッド用電子制御ユニット７０が「主制御手段」に相当する。また、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とモータＥＣＵ４０との組み合わせも「主制御手段」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、対ロータ電動機２３０も「電力動力入出力手段」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」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。「機関制御手段」としては、エンジンＥＣＵ２４に限定されるものではなく、内燃機関を運転制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「運転モード指示スイッチ」としては、ＥＶスイッチやスノーモードスイッチなど、運転者の操作により車両の運転モードを指示するものであれば如何なるものとしても構わない。「主制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０やハイブリッド用電子制御ユニット７０とモータＥＣＵ４０との組み合わせに限定されるものではなく、前記運転モード指示スイッチにより指示された運転モードと走行に要求される要求駆動力とに基づいて前記内燃機関から出力すべきパワーである目標機関パワーを設定すると共に該設定した目標機関パワーを制御信号の一つとして前記機関制御手段に送信し、前記運転モード指示スイッチにより指示された運転モードを前記機関制御手段に送信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、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、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。「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。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。 エンジンＥＣＵ２４により実行されるスロットル開度制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 エンジンＥＣＵ２４により実行される点火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により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 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。 比較例と実施例とにおける主な信号の入出力および送受信関係を説明するための説明図である。 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、８７ 車速センサ、８８ エコスイッチ、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、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 (9)

1. 内燃機関と、前記内燃機関を運転制御する機関制御手段と、運転者の操作により車両の運転モードを指示する運転モード指示スイッチと、前記運転モード指示スイッチにより指示された運転モードと走行に要求される要求駆動力とに基づいて前記内燃機関から出力すべきパワーである目標機関パワーを設定すると共に該設定した目標機関パワーを制御信号の一つとして前記機関制御手段に送信する主制御手段と、を備える車両であって、
   前記主制御手段は、前記運転モード指示スイッチにより指示された運転モードを前記機関制御手段に送信する手段であり、
   前記機関制御手段は、前記主制御手段から送信された運転モードと前記目標機関パワーとに基づいて前記内燃機関を運転制御する手段である、
   車両。
2. 前記機関制御手段は、前記主制御手段から送信された運転モードに応じて前記内燃機関のスロットル開度の開速度または所定の点火時期に対する遅角量のうち少なくとも一方を変更して前記内燃機関から前記目標機関パワーが出力されるよう該内燃機関を運転制御する手段である請求項１記載の車両。
3. 請求項２記載の車両であって、
   前記運転モード指示スイッチは、車両の運転モードとして燃費を優先するための燃費優先モードを指示可能なスイッチであり、
   前記機関制御手段は、前記主制御手段から前記燃費優先モードが送信されたときには該燃費優先モードが送信されていないときより前記内燃機関のスロットル開度の開速度が小さくなるよう該内燃機関を制御する手段である、
   車両。
4. 請求項２または３記載の車両であって、
   前記運転モード指示スイッチは、車両の運転モードとして高パワーを出力するためのパワー優先モードを指示可能なスイッチであり、
   前記機関制御手段は、前記主制御手段から前記パワー優先モードが送信されたときには該パワー優先モードが送信されていないときより前記内燃機関のスロットル開度の開速度が大きくなるか又は前記所定の点火時期に対する遅角量が小さくなるかのうち少なくとも一方となるよう該内燃機関を制御する手段である、
   車両。
5. 前記主制御手段は、前記運転モード指示スイッチにより前記燃費優先モードが指示されたときには該燃費優先モードが指示されていないときよりパワーの増加量を小さく制限して該目標機関パワーを設定する手段である請求項３記載の車両。
6. 前記主制御手段は、前記運転モード指示スイッチにより前記パワー優先モードが指示されたときには該パワー優先モードが指示されていないときよりパワーの増加量を大きく許容して該目標機関パワーを設定する手段である請求項４記載の車両。
7. 請求項１ないし６いずれか１つの請求項に記載の車両であって、
   走行用の動力を出力可能な電動機を備え、
   前記主制御手段は、前記内燃機関および前記電動機から前記要求駆動力を出力して走行するよう前記電動機のトルク指令を設定すると共に該設定したトルク指令で前記電動機を制御する手段である、
   車両。
8. 請求項７記載の車両であって、
   前記電動機は、車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能であり、
   前記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、
   前記電動機および前記電力動力入出力手段と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
   を備える、
   車両。
9. 内燃機関と、前記内燃機関を運転制御する機関制御手段と、運転者の操作により車両の運転モードを指示する運転モード指示スイッチと、前記運転モード指示スイッチにより指示された運転モードと走行に要求される要求駆動力とに基づいて前記内燃機関から出力すべきパワーである目標機関パワーを設定すると共に該設定した目標機関パワーを制御信号の一つとして前記機関制御手段に送信する主制御手段と、を備える車両に搭載された前記機関制御手段による内燃機関の制御方法であって、
   前記運転モード指示スイッチにより指示されて前記主制御手段から送信された運転モードを受信し、
   該受信した運転モードに応じて前記内燃機関のスロットル開度の開速度または所定の点火時期に対する遅角量のうち少なくとも一方を変更して前記内燃機関から前記目標機関パワーが出力されるよう該内燃機関を運転制御する、
   ことを特徴とする内燃機関の制御方法。

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