JP2009149116A - ハイブリッド自動車およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】走行中にニュートラルポジションが設定されているときにハイブリッド自動車をより適正に制御する。
【解決手段】ハイブリッド自動車２０では、通常走行モードの選択時に比べてモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が負側に高まるほど正のトルクの出力を抑える傾向をもつＥＣＯモードのもとでニュートラルポジションが選択され、モータＭＧ１や動力分配統合機構３０の各回転要素、モータＭＧ２が車軸としてのリングギヤ軸３２ａに連れ回されている最中に車速Ｖが所定の基準車速Ｖｒｅｆ以上になったときに、運転モードがＥＣＯモードから通常走行モードへと一時的に移行させられ、その移行中にエンジン２２がモータＭＧ１によりクランキングされて始動させられる（ステップＳ１４０，Ｓ１６０〜Ｓ３００）。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド自動車およびその制御方法に関する。

従来から、この種のハイブリッド自動車として、遊星歯車機構の各回転要素にエンジンと第１のモータと車軸とが接続されると共に、駆動軸に第２のモータが接続されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、シフトポジションがニュートラルポジションに設定されると、第１および第２のモータのインバータがそれぞれシャットダウンされる（すべてのスイッチング素子がオフされる）と共にエンジンが停止される。そして、シフトポジションがニュートラルポジションに設定された状態でエンジンの始動が指示されたときには、第１のモータがエンジンをクランキングするように制御され、それによりエンジンが始動される。なお、この種のハイブリッド自動車としては、燃費を優先する燃費優先モードと通常走行用の通常走行モードとを切り換えるためのエコスイッチを備えるものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００５−３０６２３８号公報 特開２００６−３２１４６６号公報

上述のようなハイブリッド自動車では、その走行中に運転者によりシフトポジションがニュートラルポジションに設定されると、エンジンが停止されると共に第１および第２のモータが車軸に連れ回されるようになる。従って、上記ハイブリッド自動車が例えば下り坂を走行しているときにシフトポジションがニュートラルポジションに設定されて車速が高まるような場合には、遊星歯車機構の回転要素が過回転してしまわないようにすることが好ましい。

そこで、本発明は、走行中にニュートラルポジションが設定されているときにハイブリッド自動車をより適正に制御することを主目的とする。

本発明によるハイブリッド自動車およびその制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採っている。

本発明によるハイブリッド自動車は、
内燃機関と、
所定の車軸と前記内燃機関の機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能であると共に、前記機関軸に動力を出力して前記内燃機関をクランキング可能な電力動力入出力手段と、
前記車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をやり取り可能な蓄電手段と、
ニュートラルポジションと通常走行用のドライブポジションとの選択を運転者に許容するシフトポジション選択手段と、
通常走行モードと該通常走行モードに比べて前記電力動力入出力手段による動力の出力を抑える傾向をもつ効率優先モードとの何れかを選択するためのモード選択スイッチと、
前記通常走行モードが選択された状態で前記ニュートラルポジションが選択され、前記内燃機関が停止されると共に前記電力動力入出力手段と前記電動機とが前記車軸に連れ回されている最中に車速が所定車速以上になったときには、前記電力動力入出力手段による前記内燃機関のクランキングを伴って前記内燃機関が始動されるように前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記効率優先モードが選択された状態で前記ニュートラルポジションが選択され、前記内燃機関が停止されると共に前記電力動力入出力手段と前記電動機とが前記車軸に連れ回されている最中に車速が前記所定車速以上になったときには、前記効率優先モードから前記通常走行モードへの一時的な移行と前記電力動力入出力手段による前記内燃機関のクランキングとを伴って前記内燃機関が始動されるように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、
を備えるものである。

このハイブリッド自動車では、通常走行モードのもとでニュートラルポジションが選択され、内燃機関が停止されると共に電力動力入出力手段と電動機とが車軸に連れ回されている最中に車速が所定車速以上になったときに、内燃機関が電力動力入出力手段によりクランキングされて始動させられる。これにより、内燃機関の回転数が高まることから、車軸に連れ回される電力動力入出力手段の所定の構成要素が過回転してしまうのを抑制することが可能となる。また、このハイブリッド自動車では、効率優先モードのもとでニュートラルポジションが選択され、内燃機関が停止されると共に電力動力入出力手段と電動機とが車軸に連れ回されている最中に車速が上記所定車速以上になったときに、ハイブリッド自動車の運転モードが効率優先モードから通常走行モードへと一時的に移行させられると共に内燃機関が電力動力入出力手段によりクランキングされて始動させられる。これにより、効率優先モードすなわち電力動力入出力手段による動力の出力が抑えられる状態を解除した状態で電力動力入出力手段によって内燃機関をクランキングすることが可能となり、モード選択スイッチを介して効率優先モードが選択されていても、内燃機関をスムースかつ速やかに始動させて車軸に連れ回される電力動力入出力手段の所定の構成要素が過回転してしまうのを抑制することが可能となる。このように、本発明によれば、走行中にニュートラルポジションが設定されているときにハイブリッド自動車をより適正に制御することが可能となる。

この場合、上記ハイブリッド自動車において、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電用電動機と、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸と前記発電用電動機の回転軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段とを含むものであってもよい。

また、上記ハイブリッド自動車において、前記３軸式動力入出力手段は、前記発電用電動機に接続されるサンギヤと、前記車軸および前記電動機に接続されるリングギヤと、前記サンギヤおよび前記リングギヤとの双方と噛合するピニオンギヤを回転自在に保持すると共に前記内燃機関の機関軸に接続されるキャリアとを含む遊星歯車機構であってもよい。これにより、このハイブリッド自動車では、通常走行モードまたは効率優先モードのもとでニュートラルポジションが選択され、内燃機関が停止されると共に電力動力入出力手段と電動機とが車軸に連れ回されている最中に、遊星歯車機構のピニオンギヤが過回転するのを抑制することが可能となる。

更に、上記ハイブリッド自動車において、前記効率優先モードの選択時には、前記通常走行モードの選択時に比べて前記発電用電動機の回転数が負側に高くなるほど該発電用電動機による正のトルクの出力が小さく制限されてもよい。

本発明による他のハイブリッド自動車は、
内燃機関と、
所定の車軸と前記内燃機関の機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能であると共に、前記機関軸に動力を出力して前記内燃機関をクランキング可能な電力動力入出力手段と、
前記車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をやり取り可能な蓄電手段と、
ニュートラルポジションと通常走行用のドライブポジションとの選択を運転者に許容するシフトポジション選択手段と、
通常走行モードと該通常走行モードに比べて車速が高いほど前記電力動力入出力手段による動力の出力を抑える傾向をもつ効率優先モードとの何れかを選択するためのモード選択スイッチと、
前記通常走行モードが選択された状態で前記ニュートラルポジションが選択され、前記内燃機関が停止されると共に前記電力動力入出力手段と前記電動機とが前記車軸に連れ回されている最中に車速が所定の第１車速以上になったときには、前記電力動力入出力手段による前記内燃機関のクランキングを伴って前記内燃機関が始動されるように前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記効率優先モードが選択された状態で前記ニュートラルポジションが選択され、前記内燃機関が停止されると共に前記電力動力入出力手段と前記電動機とが前記車軸に連れ回されている最中に車速が前記第１車速よりも低い第２車速以上になったときには、前記電力動力入出力手段による前記内燃機関のクランキングを伴って前記内燃機関が始動されるように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、
を備えるものである。

このハイブリッド自動車では、通常走行モードのもとでニュートラルポジションが選択され、内燃機関が停止されると共に電力動力入出力手段と電動機とが車軸に連れ回されている最中に車速が所定の第１車速以上になったときに、内燃機関が電力動力入出力手段によりクランキングされて始動させられる。これにより、内燃機関の回転数が高まることから、車軸に連れ回される電力動力入出力手段の所定の構成要素が過回転してしまうのを抑制することが可能となる。また、このハイブリッド自動車では、効率優先モードのもとでニュートラルポジションが選択され、内燃機関が停止されると共に電力動力入出力手段と電動機とが車軸に連れ回されている最中に車速が第１車速よりも低い第２車速以上になったときに、内燃機関が電力動力入出力手段によりクランキングされて始動させられる。すなわち、通常走行モードに比べて車速が高いほど電力動力入出力手段による動力の出力を抑える傾向をもつ効率優先モードのもとでは、ニュートラルポジションが選択された状態で車速が第１車速よりも低い第２車速以上になった時点で電力動力入出力手段による内燃機関のクランキングを開始させることで、電力動力入出力手段に充分な動力を出力させて内燃機関を速やかに始動させることが可能となり、車軸に連れ回される電力動力入出力手段の所定の構成要素が過回転してしまうのを抑制することができる。このように、本発明によれば、走行中にニュートラルポジションが設定されているときにハイブリッド自動車をより適正に制御することが可能となる。

本発明によるハイブリッド自動車の制御方法は、
内燃機関と、所定の車軸と前記内燃機関の機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能であると共に、前記機関軸に動力を出力して前記内燃機関をクランキング可能な電力動力入出力手段と、前記車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をやり取り可能な蓄電手段と、ニュートラルポジションと通常走行用のドライブポジションとの選択を運転者に許容するシフトポジション選択手段と、通常走行モードと該通常走行モードに比べて前記電力動力入出力手段による動力の出力を抑える傾向をもつ効率優先モードとの何れかを選択するためのモード選択スイッチとを備えるハイブリッド自動車の制御方法であって、
（ａ）前記通常走行モードが選択された状態で前記ニュートラルポジションが選択され、前記内燃機関が停止されると共に前記電力動力入出力手段と前記電動機とが前記車軸に連れ回されている最中に車速が所定車速以上になったときには、前記電力動力入出力手段による前記内燃機関のクランキングを伴って前記内燃機関が始動されるように前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記効率優先モードが選択された状態で前記ニュートラルポジションが選択され、前記内燃機関が停止されると共に前記電力動力入出力手段と前記電動機とが前記車軸に連れ回されている最中に車速が前記所定車速以上になったときには、前記効率優先モードから前記通常走行モードへの一時的な移行と前記電力動力入出力手段による前記内燃機関のクランキングとを伴って前記内燃機関が始動されるように前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御するステップ、
を含むものである。

この方法によれば、走行中にニュートラルポジションが設定されているときにハイブリッド自動車をより適正に制御することが可能となる。

また、本発明による他のハイブリッド自動車の制御方法は、
内燃機関と、所定の車軸と前記内燃機関の機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能であると共に、前記機関軸に動力を出力して前記内燃機関をクランキング可能な電力動力入出力手段と、前記車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をやり取り可能な蓄電手段と、ニュートラルポジションと通常走行用のドライブポジションとの選択を運転者に許容するシフトポジション選択手段と、通常走行モードと該通常走行モードに比べて車速が高いほど前記電力動力入出力手段による動力の出力を抑える傾向をもつ効率優先モードとの何れかを選択するためのモード選択スイッチとを備えるハイブリッド自動車の制御方法であって、
（ａ）前記通常走行モードが選択された状態で前記ニュートラルポジションが選択され、前記内燃機関が停止されると共に前記電力動力入出力手段と前記電動機とが前記車軸に連れ回されている最中に車速が所定の第１車速以上になったときには、前記電力動力入出力手段による前記内燃機関のクランキングを伴って前記内燃機関が始動されるように前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記効率優先モードが選択された状態で前記ニュートラルポジションが選択され、前記内燃機関が停止されると共に前記電力動力入出力手段と前記電動機とが前記車軸に連れ回されている最中に車速が前記第１車速よりも低い第２車速以上になったときには、前記電力動力入出力手段による前記内燃機関のクランキングを伴って前記内燃機関が始動されるように前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御するステップ、
を含むものである。

この方法によっても、走行中にニュートラルポジションが設定されているときにハイブリッド自動車をより適正に制御することが可能となる。

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、本発明の実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸であるクランクシャフト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に接続された車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を介してリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、直流電流を交流電流に変換してモータＭＧ１，ＭＧ２に供給可能なインバータ４１，４２と、バッテリ５０からの電力を電圧変換してインバータ４１，４２に供給可能な昇降圧コンバータ５５と、ハイブリッド自動車２０の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（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０等とを備えるものである。

エンジン２２は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４により燃料噴射量や点火時期、吸入空気量等の制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２に対して設けられて当該エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。そして、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン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ＥＣＵ７０に出力する。

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う遊星歯車機構として構成されている。機関側回転要素としてのキャリア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、車軸側回転要素としてのリングギヤ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、動力分配統合機構３０は、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側と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３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して最終的に駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力される。

モータＭＧ１およびＭＧ２は、何れも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な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を介して二次電池であるバッテリ５０と電力のやり取りを行う。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の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２の何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り、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は充放電されないことになる。モータＭＧ１，ＭＧ２は、何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等が入力されており、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等が出力される。また、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。更に、モータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号等に基づいてモータ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ＥＣＵ７０に出力する。

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第１電圧センサ９１からのバッテリ電圧ＶＢ、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からのバッテリ温度Ｔｂ等が入力されている。バッテリＥＣＵ５２は、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ＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４に出力する。更に、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を算出したり、当該残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を算出したり、残容量ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の充電に許容される電力である充電許容電力としての入力制限Ｗｉｎとバッテリ５０の放電に許容される電力である放電許容電力としての出力制限Ｗｏｕｔとを算出したりする。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定すると共に、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可能である。

昇降圧コンバータ５５は、例えば、何れも図示しない第１および第２のトランジスタと、これら第１および第２のトランジスタに逆方向に並列接続された第１および第２のダイオードと、リアクトルとから構成され、システムメインリレー５６を介してバッテリ５０と接続される。また、昇降圧コンバータ５５のリアクトルと負極母線との間には図示しないコンデンサが配置されており、このコンデンサの端子間には、昇降圧コンバータ５５の昇圧前または降圧後の電圧ＶＬを検出する第２電圧センサ９２が設置されている。更に、昇降圧コンバータ５５とインバータ４１との間には平滑用のコンデンサ５７が配置されており、このコンデンサ５７の端子間には、昇降圧コンバータ５５の昇圧後または降圧前の電圧ＶＨを検出する第３電圧センサ９３が設置されている。このような昇降圧コンバータ５５の第１および第２のトランジスタをスイッチング制御することにより、バッテリ５０からの直流電力を昇圧してインバータ４１，４２に供給したり、正極母線と負極母線とに作用している直流電圧を降圧してバッテリ５０を充電したりすることができる。すなわち、昇降圧コンバータ５５の第１および第２のトランジスタは、第２電圧センサ９２と第３電圧センサ９３とにより検出される電圧値ＶＬおよびＶＨに基づいて、基本的にバッテリ５０と２つのモータＭＧ１，ＭＧ２との間で電力のやりとりを円滑に行なうべく昇圧後の電圧ＶＨが電圧指令ＶＨ＊となるか、あるいは降圧後の電圧ＶＬが電圧指令ＶＬ＊となるようにスイッチング制御される。

ハイブリッドＥＣＵ７０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ＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ（スタートスイッチ）８０からのイグニッション信号、シフトレバー８１の操作位置であるシフトポジションＳＰ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ストロークセンサ８６からのブレーキペダルストロークＢＳ、車速センサ８７からの車速Ｖ、第２電圧センサ９２からの電圧ＶＬ、第３電圧センサ９３からの電圧ＶＨ等が入力ポートを介して入力される。また、実施例のハイブリッド自動車２０の運転席近傍には、運転モードとしてエネルギ効率を優先するＥＣＯモード（効率優先モード）を選択するためのＥＣＯスイッチ（モード選択スイッチ）８８が設けられており、このＥＣＯスイッチ８８もハイブリッドＥＣＵ７０に接続されている。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２等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等と各種制御信号やデータのやり取りを行っている。更に、ハイブリッドＥＣＵ７０からは、システムメインリレー５６への駆動信号や昇降圧コンバータ５５へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力される。なお、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）、基本的にエンジン２２が停止されると共にインバータ４１，４２がシャットダウンされる（すべてのスイッチング素子がオフされる）ニュートラルポジション（Ｎポジション）、通常の前進走行用のドライブポジション（Ｄポジション）、所定条件下でアクセルオフとなったときにＤポジション選択時に比べて大きな制動力が得られるようにするブレーキポジション（Ｂポジション）等が用意されている。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ＥＣＯスイッチ８８がオフされた状態では、運転モードとして通常走行モードが選択されることになり、この状態では、ハイブリッドＥＣＵ７０により、所定のＥＣＯフラグＦｅｃｏが値０に設定されると共に予め定められた通常走行モード選択時用の各種制御手順に従ってハイブリッド自動車２０が制御されることになる。また、ＥＣＯスイッチ８８がオンされてハイブリッド自動車２０の運転モードとしてＥＣＯモードが選択されると、ハイブリッドＥＣＵ７０により、上記ＥＣＯフラグＦｅｃｏが値１に設定されると共に予め定められたＥＣＯモード選択時用の各種制御手順に従ってハイブリッド自動車２０が制御されることになる。ＥＣＯモード選択時用の制御の一例としては、通常走行モードのもとで行われる上記昇降圧コンバータ５５による昇降圧動作の禁止が挙げられる。このように、ＥＣＯモードの選択時に、通常走行モードのもとで行われる昇降圧コンバータ５５による昇降圧動作を禁止することにより、図２からわかるように通常走行モードの選択時に比べてモータＭＧ１およびＭＧ２による正および負のトルクの出力が小さく制限されることになるが、昇降圧動作を禁止することにより、昇降圧コンバータ５５の第１および第２のトランジスタのスイッチング制御が実行されなくなる分、スイッチングに伴う損失を低減させることが可能となるので、ハイブリッド自動車２０のエネルギ効率を向上させることができる。なお、図２は、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が負となるときのトルクＴｍ１の出力特性を示すものであり、同図からわかるように、昇降圧コンバータ５５の昇降圧動作が禁止されるＥＣＯモードの選択時には、通常走行モードの選択時に比べてモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が負側に高まるほど正のトルクの出力が小さく制限されるようになる。また、図示を省略するが、昇降圧コンバータ５５の昇降圧動作が禁止されるＥＣＯモードの選択時には、通常走行モードの選択時に比べてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が正側に高まるほど正のトルクの出力が小さく制限されるようになる。

さて、上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、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とに基づいて車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクが計算され、この要求トルクに対応するトルクがリングギヤ軸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の運転制御モードとしては、要求トルク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ＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求トルクとバッテリ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トルクに応じたトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１および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から要求トルクに見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するように運転制御するモータ運転モード等がある。

次に、上述のように構成されたハイブリッド自動車２０において走行中に運転者によりシフトポジションＳＰとしてニュートラルポジションが設定されたときの動作について説明する。図３は、ハイブリッド自動車２０の走行中にニュートラルポジションが設定されたときにハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に実行されるＮポジション時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

図３のＮポジション選択時制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、まず、シフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰや車速センサ８７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、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ、エンジン運転フラグＦｅｇの値、ＥＣＯフラグＦｅｃｏの値といった制御に必要なデータを入力する（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、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。更に、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。エンジン運転フラグＦｅｇは、実施例では、エンジンＥＣＵ２４によりエンジン２２が停止しているときに値０に設定されると共にエンジン２２が運転されているときに値１に設定されるものであり、エンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、ＥＣＯフラグＦｅｃｏは、上述のようにＥＣＯスイッチ８８のオンオフ状態に応じてハイブリッドＥＣＵ７０により設定されて所定の記憶領域に格納された値を入力するものとした。

続いて、ステップＳ１００にて入力したシフトポジションＳＰがニュートラルポジションであるか否かを判定し（ステップＳ１１０）、シフトポジションＳＰがニュートラルポジションであれば、エンジン運転フラグＦｅｇが値０であるか否か、すなわちエンジン２２が運転されているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。そして、エンジン２２が停止されている場合には、エンジン始動処理の実行の有無を示す所定のフラグＦｓが値０であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。更に、フラグＦｓが値０であれば、ステップＳ１００にて入力した車速Ｖが予め定められた閾値としての基準車速Ｖｒｅｆ以上であるか否かを判定し（ステップＳ１４０）、車速Ｖが基準車速Ｖｒｅｆ未満であれば、モータＥＣＵ４０に対してインバータ４１，４２をシャットダウンすべき旨を示すインバータシャットダウン指令を送信すると共に、エンジンＥＣＵ２４に対してエンジン２２を停止させるべき旨を示すエンジン停止指令を送信し（ステップＳ１５０）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。

ここで、ハイブリッド自動車２０の走行中にシフトポジションＳＰとしてニュートラルポジションが設定されると、上述のように基本的にエンジン２２が停止されると共に、インバータ４１，４２がシャットダウンされることから、モータＭＧ１およびＭＧ２は、図４に示すように、車軸としてのリングギヤ軸３２ａに連れ回されることになる。この場合、エンジン２２が停止されていることから（Ｎｅ＝０）、図４において破線で示すように、モータＭＧ２は、動力分配統合機構３０のリングギヤ３２と共に正側の回転数をもって回転することになり、モータＭＧ１は、動力分配統合機構３０のサンギヤ３１と共に負側の回転数をもって回転することになる。そして、シフトポジションＳＰがニュートラルポジションに設定された状態でハイブリッド自動車２０の車速Ｖが高まるほど、モータＭＧ２やリングギヤ３２の回転数は正側に高まることになり、モータＭＧ１やサンギヤ３１の回転数は負側に高まることになる。このため、例えば比較的長い下り坂を走行中にシフトポジションＳＰがニュートラルポジションに設定されてハイブリッド自動車２０の車速Ｖが高まったような場合には、動力分配統合機構３０のピニオンギヤ３３が過回転してしまうおそれがある。すなわち、シングルピニオン式の遊星歯車機構である動力分配統合機構３０のピニオンギヤ３３の回転数Ｎｐは、キャリア３４の回転数をＮｃとし、リングギヤ３２の回転数をＮｒとすれば、Ｎｐ＝α・（Ｎｃ−Ｎｒ）と表すことができるから（ただし、“α”は値１以上の実数である）、ハイブリッド自動車２０の車速Ｖが高まり、モータＭＧ２やリングギヤ３２の回転数が高まるほど、動力分配統合機構３０のピニオンギヤ３３の回転数Ｎｐが高まってしまうことになる。これを踏まえて、実施例のハイブリッド自動車２０では、走行中にシフトポジションＳＰがニュートラルポジションに設定されてハイブリッド自動車２０の車速Ｖが基準車速Ｖｒｅｆ以上となった場合、図４において実線で示すように、エンジン２２を始動させることとしている。すなわち、走行中にシフトポジションＳＰがニュートラルポジションに設定されてハイブリッド自動車２０の車速Ｖが基準車速Ｖｒｅｆ以上となった場合、エンジン２２を始動させれば、エンジン２２の回転数Ｎｅに一致する動力分配統合機構３０のキャリア３４の回転数Ｎｃが高まることから、ピニオンギヤ３３の回転数Ｎｐに関する上記式からわかるように、ピニオンギヤ３３の回転数Ｎｐを低下させることができる。なお、図４において、左側のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１に一致するサンギヤ３１の回転数Ｎｓを示し、中央のＣ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅに一致するキャリア３４の回転数Ｎｃを示し、右側の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。

そして、ステップＳ１４０にて車速Ｖが基準車速Ｖｒｅｆ以上であると判断された場合には、エンジン２２の始動処理の開始に先立って、ステップＳ１００にて入力したＥＣＯフラグＦｅｃｏの値が値１であるか否かを判定し（ステップＳ１６０）、ＥＣＯフラグＦｅｃｏが値１であってＥＣＯモードが選択されていれば、当該ＥＣＯフラグを値０に設定すると共に、所定のフラグＦを値１に設定する（ステップＳ１７０）。これにより、ステップＳ１６０にて肯定判断がなされた場合には、ＥＣＯスイッチ８８が制御上オフされて、ハイブリッド自動車２０の運転モードは実質的にＥＣＯモードから通常走行モードへと移行することになり、ＥＣＯモードのもとで禁止されていた昇降圧コンバータ５５による昇降圧動作が許容されるようになる。なお、ステップＳ１６０にてＥＣＯフラグＦｅｃｏが値０であると判断された場合には、ステップＳ１７０の処理はスキップされる。そして、ステップＳ１６０またはＳ１７０の処理の後、エンジン始動処理の実行の有無を示すフラグＦｓが値１に設定される（ステップＳ１８０）。

次いで、予め定められてＲＯＭ７４に記憶されているクランキングトルク設定用マップを用いて、ステップＳ１００にて入力したエンジン２２の回転数Ｎｅと、図示しないタイマにより計時されるエンジン２２の始動処理の開始からの経過時間ｔとに基づくエンジン２２をクランキングするクランキングトルクとしてのモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１９０）。ステップＳ１９０にて用いられるクランキングトルク設定用マップは、エンジン２２をクランキングして始動させる際のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２の回転数Ｎｅと始動開始時からの経過時間ｔとの関係を例えば図５に示すように規定するものである。このクランキングトルク設定用マップを用いた場合、図５に示すように、エンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させるべく、ステップＳ１９０が最初に実行される時間ｔ１の直後からレート処理を用いて比較的大きなトルクがトルク指令Ｔｍ１＊（クランキングトルク）として設定される。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが共振回転数帯を通過したか、あるいは共振回転数帯を通過するのに必要な時間が経過した以降の時間ｔ２になると、エンジン２２を安定して点火開始回転数Ｎｆｉｒｅ以上でクランキングすることができるトルクがトルク指令Ｔｍ１＊として設定され、それにより、電力消費やエンジン２２のクランキングに伴ってモータＭＧ１により駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルク（反力）を小さくしている。更に、エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｆｉｒｅに達した時間ｔ３からレート処理を用いてクランキングトルクが値０まで漸減させられる。

こうしてモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定したならば、ステップＳ１００にて入力したバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除す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Ｔｍａｘ，Ｔｍｉｎを次式（１）および式（２）を用いて計算する（ステップＳ２００）。更に、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から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（３）に従って計算し（ステップＳ２１０）、計算した仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍａｘ，Ｔｍｉｎで制限することによりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２２０）。ステップＳ２２０にて用いられる式（３）は、図４に示す共線図から容易に導出することができる。なお、図４において、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、エンジン２２をクランキングする際にリングギヤ３２に作用するトルクと、そのトルクをキャンセルするためにモータＭＧ２から出力されて減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。上述のようにしてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、エンジン２２をクランキングするトルク（モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊）に応じてリングギヤ軸３２ａに作用するトルク（図４におけるトルク＝−１／ρ・Ｔｍ１＊）をキャンセルするためのトルク指令Ｔｍ２＊をバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限した値に設定することができる。そして、ステップＳ２３０にて、初回実行時にのみインバータ４１、４２のシャットダウンを解除する旨を示すインバータシャットダウン解除指令をモータＥＣＵ４０に送信すると共に、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Ｓ２３０）。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊に従ってモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊に従ってモータ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。また、ハイブリッドＥＣＵ７０は、ＥＣＯスイッチ８８がオンされているか否かに拘わらず、昇降圧動作を行うように昇降圧コンバータ５５等を制御する。

Tmax = (Wout*−Tm1*・Nm1)/ Nm2 …（１）
Tmin = (Win−Tm1*・Nm1)/ Nm2 …（２）
Tm2tmp = Tm1*/ρ/ Gr …（３）

続いて、燃料噴射制御や点火制御が開始されるまでは値０に設定されると共に燃料噴射制御や点火制御が開始されると値１に設定される燃料噴射開始フラグＦｆｉｒｅが値０であるか否か判定し（ステップＳ２４０）、燃料噴射開始フラグＦｆｉｒｅが値０であるときには、更に、エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｆｉｒｅに達しているか否かを判定する（ステップＳ２５０）。点火開始回転数Ｎｆｉｒｅは、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始するときのエンジン２２の回転数であり、例えば１０００〜１２００ｒｐｍといった値とされる。エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｆｉｒｅに達していないときには、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。こうして、再度ステップＳ１００以降の処理が実行される場合、ステップＳ１３０にてフラグＦｓが値１であると判断されることから、この場合には、ステップＳ１３０の処理の後、ステップＳ１９０以降の処理が実行されることになる。また、エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｆｉｒｅに達したときには、燃料噴射制御と点火制御を開始させるための制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に燃料噴射開始フラグＦｆｉｒｅに値１を設定した上で（ステップＳ２６０）、エンジン２２が完爆に至ったか否かを判定し（ステップＳ２７０）、エンジン２２が完爆に至っていないときには再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。この場合も、次のステップＳ１３０にてフラグＦｓが値１であると判断されることから、ステップＳ１３０の処理の後、ステップＳ１９０以降の処理が実行されることになる。また、ステップＳ２６０にて燃料噴射開始フラグＦｆｉｒｅに値１が設定されると、ステップＳ２４０にて燃料噴射開始フラグＦｆｉｒｅが値１であると判定され、ステップＳ２５０およびＳ２６０の比較処理をスキップしてエンジン２２が完爆に至っているか否かを判定する（ステップＳ２７０）。そして、エンジン２２が完爆に至ると、フラグＦが値１であるか否かを判定し（ステップＳ２８０）、フラグＦが値１である場合、すなわちエンジン２２の始動前にＥＣＯスイッチ８８がオンされてＥＣＯモードが選択されていた場合には、エンジン運転フラグＦｅｇが値１に設定されると共に、ＥＣＯフラグＦｅｃｏが値１に再設定され、更にフラグＦｓとフラグＦとが値０に設定される（ステップＳ２９０）。これにより、ステップＳ１４０にて車速Ｖが基準車速Ｖｒｅｆ以上であると判断された後、ステップＳ１７０にてハイブリッド自動車２０の運転モードが制御上ＥＣＯモードから通常走行モードへと移行させられた場合、エンジン２２の始動が完了した段階で運転モードは通常走行モードからＥＣＯモードへと復帰することになる。すなわち、実施例のハイブリッド自動車２０では、ＥＣＯモードのもとで走行している最中にニュートラルポジションが設定され、ステップＳ１４０にて車速Ｖが基準車速Ｖｒｅｆ以上であると判断されると、運転モードが制御上ＥＣＯモードから通常走行モードへと一時的に移行され、その移行中にエンジン２２が始動されることになる。これにより、ＥＣＯモードのもとで禁止されていた昇降圧コンバータ５５による昇降圧動作が許容されることから、モータＭＧ１およびＭＧ２のトルク出力が抑えられないようにした状態で、モータＭＧ１に充分なクランキングトルクを出力させると共にモータＭＧ２にクランキングに伴ってリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをより確実にキャンセルさせることが可能となり、エンジン２２をスムースかつ速やかに始動させることが可能となる。また、ステップＳ２８０にてフラグＦが値０であると判断された場合には、エンジン運転フラグＦｅｇが値１に設定されると共にフラグＦが値０に設定される（ステップＳ３００）。

そして、上述のようにエンジン２２が始動され、本ルーチンが再度実行されたときには、ステップＳ１２０にて否定判断がなされ、この場合には、モータＥＣＵ４０に対してインバータ４１，４２をシャットダウンすべき旨を示すインバータシャットダウン指令を送信すると共に、エンジンＥＣＵ２４に対して自立運転指令を送信してエンジン２２が実質的にトルクの出力を行なうことなく自立運転されるようにする（ステップＳ３１０）。これにより、エンジン２２から実質的にトルクが出力されないようにしながらエンジン２２の回転数Ｎｅをある程度高く保ち、それにより動力分配統合機構３０のピニオンギヤ３３が過回転してしまうのを抑制することが可能となる。なお、上述のＮポジション時制御ルーチンは、ステップＳ１１０にてシフトポジションＳＰがニュートラルポジション以外のものであると判断された場合に終了させられる。

以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０では、通常走行モードのもとでニュートラルポジションが選択され、エンジン２２が停止されると共にモータＭＧ１や動力分配統合機構３０の各回転要素、モータＭＧ２が車軸としてのリングギヤ軸３２ａに連れ回されている最中に車速Ｖが所定の基準車速Ｖｒｅｆ以上になったときに、エンジン２２がモータＭＧ１によりクランキングされて始動させられる。これにより、エンジン２２の回転数Ｎｅが高まることから、リングギヤ軸３２ａに連れ回される動力分配統合機構３０のピニオンギヤ３３が過回転してしまうのを抑制することが可能となる。また、ハイブリッド自動車２０では、ＥＣＯモードのもとでニュートラルポジションが選択され、モータＭＧ１や動力分配統合機構３０の各回転要素、モータＭＧ２が車軸としてのリングギヤ軸３２ａに連れ回されている最中に車速Ｖが所定の基準車速Ｖｒｅｆ以上になったときに、運転モードが制御上ＥＣＯモードから通常走行モードへと一時的に移行させられ、その移行中にエンジン２２がモータＭＧ１によりクランキングされて始動させられる。これにより、ＥＣＯモードすなわちモータＭＧ１によるトルク出力が抑えられる状態を解除した状態でモータＭＧ１によってエンジン２２をクランキングすることが可能となり、ＥＣＯスイッチ８８を介してＥＣＯモードが選択されていても、エンジン２２をスムースかつ速やかに始動させて動力分配統合機構３０のピニオンギヤ３３が過回転してしまうのを抑制することが可能となる。このように、実施例のハイブリッド自動車２０では、走行中にニュートラルポジションが設定されているときにより適正な走行制御が実行されるのである。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、ＥＣＯモードの選択時に通常走行モードのもとで行われる昇降圧コンバータ５５による昇降圧動作が禁止され、それにより、通常走行モードの選択時に比べてモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が負側に高くなるほどモータＭＧ１による正のトルクの出力が小さく制限されることになるが、このように、ＥＣＯモードのもとで昇降圧コンバータ５５の昇降圧動作を禁止することにより、昇降圧コンバータ５５の第１および第２のトランジスタのスイッチング制御が実行されなくなる分、スイッチングに伴う損失を低減させることが可能となるので、ハイブリッド自動車２０のエネルギ効率を向上させることができる。

なお、図２からわかるように、昇降圧コンバータ５５の昇降圧動作が禁止されるＥＣＯモードの選択時には、通常走行モードの選択時に比べてモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が負側に高まるほど正のトルクの出力が小さく制限されるようになる。また、走行中にニュートラルポジションが選択された状態では、車速Ｖが高くなるほど、モータＭＧ１やサンギヤ３１の回転数は負側に高まることになる。従って、ニュートラルポジションが選択されて走行しているときの車速Ｖがそれほど高まっていなければ、ＥＣＯモードのもとで昇降圧コンバータ５５による昇降圧動作が禁止されていたとしても、モータＭＧ１からのトルク出力（クランキングトルクの出力）はさほど制限されないことなる。従って、上記ハイブリッド自動車２０では、ＥＣＯモードから通常走行モードへの一時的な移行を伴ってエンジン２２を始動させる図３のＮポジション時制御ルーチンの代わりに、図６に示す変形例に係るＮポジション時制御ルーチンが採用されてもよい。

図６のＮポジション時制御ルーチンにおいては、ステップＳ１２０にてエンジン２２が運転されていないと判断されると共にステップＳ１３０にてフラグＦｓが値０であると判断されると、ステップＳ１００にて入力したＥＣＯフラグＦｅｃｏの値が値１であるか否か判定される（ステップＳ１３５）。そして、ＥＣＯフラグＦｅｃｏが値０であって通常走行モードが選択されている場合には閾値としての基準車速Ｖｒｅｆが所定車速Ｖ１（例えば図３のルーチンにおける基準車速Ｖｒｅｆと同一の値）に設定され（ステップＳ１３６）、ＥＣＯフラグＦｅｃｏが値１であってＥＣＯモードが選択されている場合には基準車速Ｖｒｅｆが車速Ｖ１よりも低い所定車速Ｖ２に設定される（ステップＳ１３７）。更に、ステップＳ１００にて入力した車速Ｖが予め定められた閾値としての基準車速Ｖｒｅｆ以上であるか否かを判定し（ステップＳ１４０）、車速Ｖが基準車速Ｖｒｅｆ未満であれば、モータＥＣＵ４０に対してインバータ４１，４２をシャットダウンすべき旨を示すインバータシャットダウン指令を送信すると共に、エンジンＥＣＵ２４に対してエンジン２２を停止させるべき旨を示すエンジン停止指令を送信し（ステップＳ１５０）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。また、車速Ｖが基準車速Ｖｒｅｆ以上であれば、図３のものと同様のステップＳ１８０〜Ｓ３１０の処理が実行され、この場合には、ＥＣＯモードがそのまま維持された状態でエンジン２２の始動処理が実行されることになる。なお、図６のＮポジション時制御ルーチンにおいて、ステップＳ２７０にてエンジン２２が完爆に至ったと判断されると、ステップＳ２８５にてエンジン運転フラグＦｅｇが値１に設定されると共にフラグＦｓが値０に設定される。

このような図６のＮポジション時制御ルーチンを採用した場合、通常走行モードのもとでニュートラルポジションが選択され、エンジン２２が停止されると共にモータＭＧ１や動力分配統合機構３０の各回転要素、モータＭＧ２が車軸としてのリングギヤ軸３２ａに連れ回されている最中に車速Ｖが基準車速Ｖｒｅｆすなわち車速Ｖ１以上になったときに、エンジン２２がモータＭＧ１によりクランキングされて始動させられる。これにより、エンジン２２の回転数Ｎｅが高まることから、リングギヤ軸３２ａに連れ回される動力分配統合機構３０のピニオンギヤ３３が過回転してしまうのを抑制することが可能となる。また、図６のＮポジション時制御ルーチンを採用した場合、ＥＣＯモードのもとでニュートラルポジションが選択され、エンジン２２が停止されると共にモータＭＧ１や動力分配統合機構３０の各回転要素、モータＭＧ２が車軸としてのリングギヤ軸３２ａに連れ回されている最中に車速Ｖが基準車速Ｖｒｅｆすなわち車速Ｖ１よりも低い車速Ｖ２以上になったときに、エンジン２２がモータＭＧ１によりクランキングされて始動させられる。すなわち、通常走行モードに比べて車速Ｖが高いほどモータＭＧ１によるトルク出力を抑える傾向をもつＥＣＯモードのもとでは、ニュートラルポジションが選択された状態で車速Ｖが車速Ｖ１よりも低い車速Ｖ２以上になった時点でモータＭＧ１によるエンジン２２のクランキングを開始させることで、モータＭＧ１に充分なクランキングトルクを出力させると共にモータＭＧ２にクランキングに伴ってリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをより確実にキャンセルさせ、エンジン２２をスムースかつ速やかに始動させることが可能となり、リングギヤ軸３２ａに連れ回される動力分配統合機構３０のピニオンギヤ３３が過回転してしまうのを抑制することが可能となる。このように、図６のＮポジション時制御ルーチンを採用しても、走行中にニュートラルポジションが設定されているときにハイブリッド自動車２０をより適正に制御することが可能となる。

また、上記ハイブリッド自動車２０では、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２とがモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する減速ギヤ３５を介して連結されているが、減速ギヤ３５の代わりに、例えばＨｉ，Ｌｏの２段の変速段あるいは３段以上の変速段を有し、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を変速してリングギヤ軸３２ａに伝達する変速機を採用してもよい。更に、上記ハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により減速して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものではない。すなわち、本発明は、図７に示す変形例としてのハイブリッド自動車１２０のように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに接続された車軸（駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図７における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に出力するものに適用されてもよい。

ここで、上記実施例および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しておく。すなわち、上記実施例においては、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１および動力分配統合機構３０が「電力動力入出力手段」に相当し、リングギヤ軸３２ａに動力を出力可能なモータＭＧ２が「電動機」に相当し、モータＭＧ１およびＭＧ２と電力をやり取り可能なバッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、エンジン２２が停止されると共にインバータ４１，４２がシャットダウンされるニュートラルポジションと通常の前進走行用のドライブポジションとの選択を運転者に許容するシフトレバー８１が「シフトポジション選択手段」に相当し、ＥＣＯスイッチ８８が「モード選択スイッチ」に相当し、図３や図６のＮポジション時制御ルーチンを実行するハイブリッドＥＣＵ７０、エンジンＥＣＵ２４およびモータＥＣＵ４０の組み合わせが「制御手段」に相当する。更に、モータＭＧ１が「発電用電動機」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。なお、「内燃機関」は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力するエンジン２２に限られず、水素エンジンといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「電力動力入出力手段」は、モータＭＧ１と動力分配統合機構３０との組み合わせに限られず、車軸と内燃機関の機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って内燃機関の動力の少なくとも一部を車軸側に出力可能であると共に、機関軸に動力を出力して内燃機関をクランキング可能なものであれば他の如何なる形式のものであっても構わない。「電動機」や「発電用電動機」は、モータＭＧ１，ＭＧ２のような同期発電電動機に限られず、誘導電動機といったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「蓄電手段」は、バッテリ５０のような二次電池に限られず、電動機と電力をやり取り可能なものであればキャパシタといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「シフトポジション選択手段」は、ニュートラルポジションと通常走行用のドライブポジションとの選択を運転者に許容するものであれば、シフトレバー８１以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「モード選択スイッチ」は、通常走行モードと効率優先モードとの何れかを選択するためのものであれば、ＥＣＯスイッチ８８以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「制御手段」は、ハイブリッドＥＣＵ７０、エンジンＥＣＵ２４およびモータＥＣＵ４０の組み合わせに限られず、単一の電子制御ユニットのような他の如何なる形式のものであっても構わない。何れにしても、これら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。すなわち、実施例はあくまで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ず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。

以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。

本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業等において利用可能である。

本発明の実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。 通常走行モードおよびＥＣＯモードのもとでのモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１に対するトルクＴｍ１の出力特性を例示する説明図である。 実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるＮポジション時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 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例示する説明図である。 クランキングトルク設定用マップの一例を示す説明図である。 Ｎポジション時制御ルーチンの変形例を示すフローチャートである。 変形例に係るハイブリッド自動車１２０の概略構成図である。

符号の説明

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、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、３７ ギヤ機構、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ〜３９ｄ 車輪、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、５５ 昇降圧コンバータ、５６ システムメインリレー、５７ コンデンサ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、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 ブレーキペダルストロークセンサ、８７ 車速センサ、８８ ＥＣＯスイッチ、９１ 第１電圧センサ、９２ 第２電圧センサ、９３ 第３電圧センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (7)

1. 内燃機関と、
   所定の車軸と前記内燃機関の機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能であると共に、前記機関軸に動力を出力して前記内燃機関をクランキング可能な電力動力入出力手段と、
   前記車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をやり取り可能な蓄電手段と、
   ニュートラルポジションと通常走行用のドライブポジションとの選択を運転者に許容するシフトポジション選択手段と、
   通常走行モードと該通常走行モードに比べて前記電力動力入出力手段による動力の出力を抑える傾向をもつ効率優先モードとの何れかを選択するためのモード選択スイッチと、
   前記通常走行モードが選択された状態で前記ニュートラルポジションが選択され、前記内燃機関が停止されると共に前記電力動力入出力手段と前記電動機とが前記車軸に連れ回されている最中に車速が所定車速以上になったときには、前記電力動力入出力手段による前記内燃機関のクランキングを伴って前記内燃機関が始動されるように前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記効率優先モードが選択された状態で前記ニュートラルポジションが選択され、前記内燃機関が停止されると共に前記電力動力入出力手段と前記電動機とが前記車軸に連れ回されている最中に車速が前記所定車速以上になったときには、前記効率優先モードから前記通常走行モードへの一時的な移行と前記電力動力入出力手段による前記内燃機関のクランキングとを伴って前記内燃機関が始動されるように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、
   を備えるハイブリッド自動車。
2. 前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電用電動機と、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸と前記発電用電動機の回転軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段とを含む請求項１に記載のハイブリッド自動車。
3. 前記３軸式動力入出力手段は、前記発電用電動機に接続されるサンギヤと、前記車軸および前記電動機に接続されるリングギヤと、前記サンギヤおよび前記リングギヤとの双方と噛合するピニオンギヤを回転自在に保持すると共に前記内燃機関の機関軸に接続されるキャリアとを含む遊星歯車機構である請求項２に記載のハイブリッド自動車。
4. 前記効率優先モードの選択時には、前記通常走行モードの選択時に比べて前記発電用電動機の回転数が負側に高くなるほど該発電用電動機による正のトルクの出力が小さく制限される請求項３に記載のハイブリッド自動車。
5. 内燃機関と、
   所定の車軸と前記内燃機関の機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能であると共に、前記機関軸に動力を出力して前記内燃機関をクランキング可能な電力動力入出力手段と、
   前記車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をやり取り可能な蓄電手段と、
   ニュートラルポジションと通常走行用のドライブポジションとの選択を運転者に許容するシフトポジション選択手段と、
   通常走行モードと該通常走行モードに比べて車速が高いほど前記電力動力入出力手段による動力の出力を抑える傾向をもつ効率優先モードとの何れかを選択するためのモード選択スイッチと、
   前記通常走行モードが選択された状態で前記ニュートラルポジションが選択され、前記内燃機関が停止されると共に前記電力動力入出力手段と前記電動機とが前記車軸に連れ回されている最中に車速が所定の第１車速以上になったときには、前記電力動力入出力手段による前記内燃機関のクランキングを伴って前記内燃機関が始動されるように前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記効率優先モードが選択された状態で前記ニュートラルポジションが選択され、前記内燃機関が停止されると共に前記電力動力入出力手段と前記電動機とが前記車軸に連れ回されている最中に車速が前記第１車速よりも低い第２車速以上になったときには、前記電力動力入出力手段による前記内燃機関のクランキングを伴って前記内燃機関が始動されるように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、
   を備えるハイブリッド自動車。
6. 内燃機関と、所定の車軸と前記内燃機関の機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能であると共に、前記機関軸に動力を出力して前記内燃機関をクランキング可能な電力動力入出力手段と、前記車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をやり取り可能な蓄電手段と、ニュートラルポジションと通常走行用のドライブポジションとの選択を運転者に許容するシフトポジション選択手段と、通常走行モードと該通常走行モードに比べて前記電力動力入出力手段による動力の出力を抑える傾向をもつ効率優先モードとの何れかを選択するためのモード選択スイッチとを備えるハイブリッド自動車の制御方法であって、
   （ａ）前記通常走行モードが選択された状態で前記ニュートラルポジションが選択され、前記内燃機関が停止されると共に前記電力動力入出力手段と前記電動機とが前記車軸に連れ回されている最中に車速が所定車速以上になったときには、前記電力動力入出力手段による前記内燃機関のクランキングを伴って前記内燃機関が始動されるように前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記効率優先モードが選択された状態で前記ニュートラルポジションが選択され、前記内燃機関が停止されると共に前記電力動力入出力手段と前記電動機とが前記車軸に連れ回されている最中に車速が前記所定車速以上になったときには、前記効率優先モードから前記通常走行モードへの一時的な移行と前記電力動力入出力手段による前記内燃機関のクランキングとを伴って前記内燃機関が始動されるように前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御するステップ、
   を含むハイブリッド自動車の制御方法。
7. 内燃機関と、所定の車軸と前記内燃機関の機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能であると共に、前記機関軸に動力を出力して前記内燃機関をクランキング可能な電力動力入出力手段と、前記車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をやり取り可能な蓄電手段と、ニュートラルポジションと通常走行用のドライブポジションとの選択を運転者に許容するシフトポジション選択手段と、通常走行モードと該通常走行モードに比べて車速が高いほど前記電力動力入出力手段による動力の出力を抑える傾向をもつ効率優先モードとの何れかを選択するためのモード選択スイッチとを備えるハイブリッド自動車の制御方法であって、
   （ａ）前記通常走行モードが選択された状態で前記ニュートラルポジションが選択され、前記内燃機関が停止されると共に前記電力動力入出力手段と前記電動機とが前記車軸に連れ回されている最中に車速が所定の第１車速以上になったときには、前記電力動力入出力手段による前記内燃機関のクランキングを伴って前記内燃機関が始動されるように前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記効率優先モードが選択された状態で前記ニュートラルポジションが選択され、前記内燃機関が停止されると共に前記電力動力入出力手段と前記電動機とが前記車軸に連れ回されている最中に車速が前記第１車速よりも低い第２車速以上になったときには、前記電力動力入出力手段による前記内燃機関のクランキングを伴って前記内燃機関が始動されるように前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御するステップ、
   を含むハイブリッド自動車の制御方法。

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