JP2009149161A - 動力出力装置及びこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パワーモードでは駆動力の応答性を優先し、エコモードでは燃費を優先する。
【解決手段】入力されたモード設定信号ＭＳＷに基づいて駆動モードを判定し（ステップＳ４００〜Ｓ４１０）、駆動モードがパワーモードのときにはノーマルモードのときに比べて小さい動力閾値を設定し駆動モードがエコモードのときにはノーマルモードのときに比べて大きい動力閾値を設定し（ステップＳ４２０〜Ｓ４４０）、駆動軸に要求される要求パワーＰｅ＊が設定した動力閾値以上のときにはエンジンの間欠運転を禁止し動力閾値未満の時にはエンジンの間欠運転を許可して走行する。こうすることにより、パワーモードのときにはエンジンの間欠運転が禁止されエンジンが運転していることが多くなるため駆動力の応答性が向上する。また、エコモードのときにはエンジンの間欠運転が許可されエンジンを停止できることが多くなるため燃費が向上する。
【選択図】図３

Description

本発明は、動力出力装置及びこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法に関する。

従来、ハイブリッド車において、エンジンを停止させてモータジェネレータのみからの動力により走行可能なものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車では、要求される走行パワーが起動パワー閾値を超えるとエンジンを起動し、要求される走行パワーが停止パワー閾値を下回るとエンジンを停止する。通常、エンジン始動時に必要となるクランキングパワーや走行に要求されるパワーの合計が蓄電池の出力制限Ｗｏｕｔを越えると駆動力不足により車両に騒音や振動が発生することがあるが、起動パワー閾値を適切に設定することでそのような現象を回避することができる。また、停止パワー閾値を適切に設定することで不要なときにはエンジンの運転を停止することができ、燃費を向上させることができる。一方、ハイブリッド車において、制御方法の異なる複数のモードを有する車両も提案されている。例えば、アクセル操作に対する駆動力の応答性を重視したパワーモードを有する車両（例えば、特許文献２参照）や、燃費向上を重視したエコモードを有する車両（例えば、特許文献３参照）などが提案されている。
特開２００６−１７０１２８号公報 特開２００７−６９６２５号公報 特開２００６−３２１４６６号公報

ところで、パワーモードやエコモードなどの複数のモードを有するハイブリッド車において、起動パワー閾値及び停止パワー閾値と走行パワーとを比較してエンジンの運転・停止を行うよう制御することも考えられる。ここで、パワーモードにおいては、エンジン始動時にクランキングパワーによって走行パワーが減ることを避けるためにエンジンを停止したくないという要望がある。また、エコモードにおいては、車両に騒音や振動が発生したとしても、燃費向上のためにエンジンを停止したいという要望がある。しかしながら、今までは起動パワー閾値・停止パワー閾値はモードに関わらず設定されていたため、こうした走行モードごとに異なる要望を満たすことはできなかった。

そこで、本発明の動力出力装置及びこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法は、要求される動力に基づく内燃機関の停止の許可・禁止の制御において、駆動力の応答性を優先するパワーモードや燃費を優先するエコモードにおける異なる要望を満たすことを主目的とする。

本発明の動力出力装置及びこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド車は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
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する電力動力入出力手段と、
前記駆動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及び前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸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、
前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
ノーマルモードとノーマルモードよりも駆動力の応答性を優先するパワーモードとを含む複数の駆動モードのうち少なくとも一つのモードを設定する駆動モード設定手段と、
前記内燃機関の停止を許可する停止許可領域と前記内燃機関の停止を禁止する停止禁止領域との境界値である動力閾値を前記駆動モードに基づいて設定するにあたり、パワーモードが設定されているときにはノーマルモードが設定されているときに比べて前記動力閾値を小さい値に設定する動力閾値設定手段と、
前記設定した要求動力が前記設定した停止許可領域に含まれる場合は前記内燃機関の停止を許可すると共に前記設定した要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力され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、前記設定した要求動力が前記設定した停止禁止領域に含まれる場合は前記内燃機関の停止を禁止すると共に前記設定した要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力され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。

この本発明の動力出力装置では、内燃機関の停止を許可する停止許可領域と内燃機関の停止を禁止する停止禁止領域との境界値である動力閾値を駆動モードに基づいて設定するにあたり、複数の駆動モードのうち駆動力の応答性を優先するパワーモードが設定されているときにはノーマルモードが設定されているときに比べて動力閾値を小さい値に設定し、駆動軸に要求される要求動力が停止許可領域に含まれる場合は内燃機関の停止を許可し要求動力が停止禁止領域に含まれる場合は内燃機関の停止を禁止すると共に、駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力を出力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。こうすることにより、パワーモードの場合はノーマルモードに比べて、駆動軸に要求される要求動力が停止禁止領域に含まれて内燃機関の停止が禁止されて内燃機関が運転を継続することが多くなる。従って、パワーモードでは要求された駆動力が得やすくなり駆動力の応答性が向上する。

こうした本発明の動力出力装置において、前記走行モード設定手段は、前記ノーマルモードよりも燃費を優先するエコモードを含む複数の駆動モードのうち少なくとも一つのモードを設定する手段であり、前記動力閾値設定手段は、前記エコモードが設定されているときには、前記ノーマルモードが設定されているときより大きい値に前記動力閾値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、エコモードの場合はノーマルモードに比べて、駆動軸に要求される要求動力が停止許可領域に含まれて内燃機関の停止が許可されて内燃機関の運転が不要な場合に内燃機関を停止できることが多くなる。従って、エコモードでは燃費が向上する。

また、本発明の動力出力装置において、前記動力閾値設定手段は、前記内燃機関が運転しているときには該内燃機関が停止しているときに比べて前記動力閾値を小さい値に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、動力閾値付近の要求動力で駆動軸に駆動力を出力している場合に、頻繁に内燃機関の運転と停止とが生じるのを防止できる。

また、本発明の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記駆動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。

本発明の車両は、
上述した各態様のいずれかの本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、内燃機関と、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する電力動力入出力手段と、前記駆動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及び前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記駆動軸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、前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、ノーマルモードとノーマルモードよりも駆動力の応答性を優先するパワーモードとを含む複数の駆動モードのうち少なくとも一つのモードを設定する駆動モード設定手段と、前記内燃機関の停止を許可する停止許可領域と前記内燃機関の停止を禁止する停止禁止領域との境界値である動力閾値を前記駆動モードに基づいて設定するにあたり、パワーモードが設定されているときにはノーマルモードが設定されているときに比べて前記動力閾値を小さい値に設定する動力閾値設定手段と、前記設定した要求動力が前記設定した停止許可領域に含まれる場合は前記内燃機関の停止を許可すると共に前記設定した要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力され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、前記設定した要求動力が前記設定した停止禁止領域に含まれる場合は前記内燃機関の停止を禁止すると共に前記設定した要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力され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動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる
ことを要旨とする。

この本発明の車両では、上述した各態様のいずれかの本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果と同様の効果、例えば、パワーモードではノーマルモードに比べて内燃機関の停止が禁止されて運転を継続することが多くなるため駆動力の応答性が向上する効果や、エコモードではノーマルモードに比べて内燃機関の停止が許可されて内燃機関を停止できることが多くなるため燃費が向上する効果や、頻繁に内燃機関の運転と停止とが生じるのを防止できる効果などを奏することができる。

本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、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する電力動力入出力手段と、前記駆動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及び前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、ノーマルモードとノーマルモードよりも駆動力の応答性を優先するパワーモードとを含む複数の駆動モードのうち少なくとも一つのモードを設定する駆動モード設定手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記内燃機関の停止を許可する停止許可領域と前記内燃機関の停止を禁止する停止禁止領域との境界値である動力閾値を前記駆動モードに基づいて設定するにあたり、パワーモードが設定されているときにはノーマルモードが設定されているときに比べて前記動力閾値を小さい値に設定し、
前記駆動軸に要求される要求動力が前記設定した停止許可領域に含まれる場合は前記内燃機関の停止を許可すると共に前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力され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、前記駆動軸に要求される要求動力が前記設定した停止禁止領域に含まれる場合は前記内燃機関の停止を禁止すると共に前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力され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
ことを要旨とする。

この本発明の動力出力装置の制御方法では、内燃機関の停止を許可する停止許可領域と内燃機関の停止を禁止する停止禁止領域との境界値である動力閾値を駆動モードに基づいて設定するにあたり、複数の駆動モードのうち駆動力の応答性を優先するパワーモードが設定されているときにはノーマルモードが設定されているときに比べて動力閾値を小さい値に設定し、駆動軸に要求される要求動力が停止許可領域に含まれる場合は内燃機関の停止を許可し要求動力が停止禁止領域に含まれる場合は内燃機関の停止を禁止すると共に、駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力を出力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。こうすることにより、パワーモードの場合はノーマルモードに比べて、駆動軸に要求される要求動力が停止禁止領域に含まれて内燃機関の停止が禁止されて内燃機関が運転を継続することが多くなる。従って、パワーモードでは要求された駆動力が得やすくなり駆動力の応答性が向上する。

次に、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、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、例えばガソリン又は軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

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。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及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及びモータ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及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可電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。

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及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，運転者の操作により駆動モードをノーマルモード又は駆動力の応答性を優先するパワーモード又は燃費を優先するエコモードに設定する駆動モード設定スイッチ８９からのモード設定信号ＭＳＷ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っている。

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Ｔｒ＊を計算し、この要求トルクＴｒ＊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と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及びモータ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又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及びモータ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３は駆動制御ルーチンで用いる動力閾値Ｐｓｔｏｐ及びＰｓｔａｒｔを設定する動力閾値設定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，動力閾値設定ルーチンは、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３の動力閾値設定ルーチンを説明し、その後、図２の駆動制御ルーチンを説明する。

図３の動力閾値設定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、駆動モード設定スイッチ８９からのモード設定信号ＭＳＷを入力する処理を実行する（ステップＳ４００）。次に、モード設定信号ＭＳＷの値に基づいて設定されている駆動モードを判定する（ステップＳ４１０）。そして、ＭＳＷが値１である場合、つまり、設定されている駆動モードがノーマルモードの場合は、動力閾値Ｐｓｔｏｐに値Ｐ１ｎを設定すると共に動力閾値Ｐｓｔａｒｔに値Ｐ２ｎを設定し（ステップＳ４２０）、ＭＳＷが値２である場合、つまり、設定されている駆動モードがパワーモードの場合は、動力閾値Ｐｓｔｏｐに値Ｐ１ｐを設定すると共に動力閾値Ｐｓｔａｒｔに値Ｐ２ｐを設定し（ステップＳ４３０）、ＭＳＷが値３である場合、つまり、設定されている駆動モードがエコモードの場合は、動力閾値Ｐｓｔｏｐに値Ｐ１ｅを設定すると共に動力閾値Ｐｓｔａｒｔに値Ｐ２ｅを設定する（ステップＳ４４０）。このようにして駆動モードごとに異なる動力閾値Ｐｓｔｏｐ，Ｐｓｔａｒｔを設定したあとこの動力閾値設定ルーチンを終了する。ここで、値Ｐ１ｎ，Ｐ２ｎは、ノーマルモードにおいて後述する駆動制御ルーチンを実行したときに燃費と駆動力の応答性とがバランスよく保たれるように実験的に定められ、値Ｐ１ｐ，Ｐ２ｐは、パワーモードにおいて後述する駆動制御ルーチンを実行したときにノーマルモードよりも燃費は劣るが駆動力の応答性がよくなるように定められ、値Ｐ１ｅ，Ｐ２ｅは、エコモードにおいて後述する駆動制御ルーチンを実行したときにノーマルモードよりも駆動力の応答性は劣るが燃費が優るように定められている。なお、動力閾値Ｐｓｔｏｐは動力閾値Ｐｓｔａｒｔよりも小さい値となるようにしたが、これは後述する駆動制御ルーチンが実行されたときに要求パワーＰｅ＊が間欠許可領域と間欠禁止領域とを頻繁に往復してエンジン２２の運転と停止とが頻繁に生じないようにするためである。各モードにおける各動力閾値Ｐｓｔｏｐ，Ｐｓｔａｒｔの値の関係を図４及び式（１）〜（５）に示す。

Ｐ１ｐ＜Ｐ１ｎ＜Ｐ１ｅ （１）
Ｐ２ｐ＜Ｐ２ｎ＜Ｐ２ｅ （２）
Ｐ１ｐ＜Ｐ２ｐ （３）
Ｐ１ｎ＜Ｐ２ｎ （４）
Ｐ１ｅ＜Ｐ２ｅ （５）

次に、こうして設定された動力閾値Ｐｓｔｏｐ，Ｐｓｔａｒｔを用いた駆動制御について説明する。図２の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，動力閾値Ｐｓｔｏｐ，Ｐｓｔａｒｔ，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。動力閾値Ｐｓｔｏｐ，Ｐｓｔａｒｔは、上述の図３に例示する動力閾値設定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Ｓ１１０）。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５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）によって求めたりすることができる。

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、要求パワーＰｅ＊が動力閾値設定ルーチンで設定された動力閾値Ｐｓｔｏｐの値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。ステップＳ１３０で要求パワーＰｅ＊が動力閾値Ｐｓｔｏｐ以上であるとき、すなわち、要求パワーＰｅ＊が間欠禁止領域に含まれるときは、エンジン２２の間欠運転が禁止されておりエンジン２２の運転を継続すべきと判断する。一方、ステップＳ１３０で要求パワーＰｅ＊が動力閾値Ｐｓｔｏｐ未満であったとき、すなわち、要求パワーＰｅ＊が間欠許可領域に含まれるときは、エンジン２２の間欠運転が許可され、エンジン２２を停止することが可能と判断する。ここで、動力閾値Ｐｓｔｏｐは動力閾値設定ルーチンによって値Ｐ１ｐ，Ｐ１ｎ，Ｐ１ｅのいずれかに設定されている。値Ｐ１ｐ，Ｐ１ｎ，Ｐ１ｅは式（１）の関係を有するため、パワーモードにおいてはノーマルモードよりも間欠禁止領域が広くなりエンジン２２の間欠運転が禁止されることが多くなり、エコモードにおいてはノーマルモードよりも間欠許可領域が広くなりエンジン２２の間欠運転が許可されることが多くなる。

ステップＳ１３０で要求パワーＰｅ＊が動力閾値Ｐｓｔｏｐ以上であったときは、エンジン２２の間欠運転が禁止されており運転を継続すべきと判断し、ステップＳ１１０で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６に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とは、要求パワーＰｅ＊（＝Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線と動作ラインとの交点により求めることができる。

次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いて次式（６）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（７）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Ｓ１６０）。ここで、式（６）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７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、中央の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、右の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。式（６）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（７）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（７）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） （６）
Tm1tmp=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt （７）

続いて、式（８）及び式（９）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を設定すると共に（ステップＳ１７０）、設定した仮トルクＴｍ１ｔｍｐを式（１０）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Ｓ１８０）。ここで、式（８）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（９）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８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。

0≦−Tm1/ρ＋Tm2・Gr≦Tr* （８）
Win≦Tm1・Nm1＋Tm2・Nm2≦Wout （９）
Tm1*=max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min) （１０）

そして、要求トルクＴｒ＊にトルク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（１１）により計算し（ステップＳ１９０）、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（１２）及び式（１３）により計算すると共に（ステップＳ２００）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（１４）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Ｓ２１０）。ここで、式（１１）は、図７の共線図から容易に導くことができる。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1tmp/ρ)/Gr （１１）
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 （１２）
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 （１３）
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) （１４）

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Ｓ２２０）、本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＊に基づくトルク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＊が動力閾値Ｐｓｔｏｐ未満であったときは、エンジン２２の間欠運転が許可されており、エンジン２２の運転を継続するか否かを判断するため、車速Ｖがエンジン２２を停止するための車速閾値Ｖｓｔｏｐ未満か否かを判定する（ステップＳ１４０）。車速閾値Ｖｓｔｏｐ未満でないと判定されたときには、エンジン２２を停止すべきでないと判断し、上述したステップＳ１５０〜Ｓ２２０の処理を実行する。ここで、車速閾値Ｖｓｔｏｐは、エンジン２２の運転が必要である車速領域の下限として設定することができる。

ステップＳ１３０で要求パワーＰｅ＊が動力閾値Ｐｓｔｏｐ未満であり、かつ、ステップＳ１４０で車速Ｖが車速閾値Ｖｓｔｏｐ未満であると判定されたときには、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Ｓ２３０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ２４０）。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Ｓ２５０）、値０のトルク指令Ｔｍ１＊を上述の式（１２）及び式（１３）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Ｓ２６０）、仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（１４）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Ｓ２７０）、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Ｓ２８０）、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９に示す。

ステップＳ１２０でエンジン２２が運転中ではないと判定されると、エンジン２２が始動中か否かを判定し（ステップＳ２９０）、始動中でないときにはエンジンを始動すべきか否かを判定するために要求パワーＰｅ＊が動力閾値設定ルーチンで設定された動力閾値Ｐｓｔａｒｔの値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３００）。ステップＳ３００で要求パワーＰｅ＊が動力閾値Ｐｓｔａｒｔ以上であるとき、すなわち、要求パワーＰｅ＊が間欠禁止領域に含まれるときは、エンジン２２の間欠運転が禁止されており停止しているエンジン２２を始動すべきと判断する。一方、ステップＳ３００で要求パワーＰｅ＊が動力閾値Ｐｓｔａｒｔ未満であるとき、すなわち、要求パワーＰｅ＊が間欠許可領域に含まれるときはエンジン２２の間欠運転が許可され、エンジン２２の停止を継続することが可能と判断する。ここで、動力閾値Ｐｓｔａｒｔは動力閾値設定ルーチンによって値Ｐ２ｐ，Ｐ２ｎ，Ｐ２ｅのいずれかに設定されている。値Ｐ２ｐ，Ｐ２ｎ，Ｐ２ｅは式（２）の関係を有するため、パワーモードにおいてはノーマルモードよりも間欠禁止領域が広くなりエンジン２２の間欠運転が禁止されることが多くなり、エコモードにおいてはノーマルモードよりも間欠許可領域が広くなりエンジン２２の間欠運転が許可されることが多くなる。

ステップＳ３００で要求パワーＰｅ＊が動力閾値Ｐｓｔａｒｔ未満であったときは、エンジン２２の間欠運転が許可され、エンジン２２の停止を継続するか否かを判断するため、車速Ｖがエンジン２２を始動するための車速閾値Ｖｓｔａｒｔ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３１０）。車速Ｖが車速閾値Ｖｓｔａｒｔ以上でないときには、エンジン２２の停止を継続すべきと判断し、上述したステップＳ２４０〜Ｓ２８０の処理を実行する。ここで、車速閾値Ｖｓｔａｒｔとしては、エンジン２２の運転が不要である車速領域の上限として設定することができるが、頻繁なエンジン２２の運転と停止とが生じないように上述したエンジン２２を停止するための車速閾値Ｖｓｔｏｐより大きい値を用いるのが好ましい。

ステップＳ３００で要求パワーＰｅ＊が動力閾値Ｐｓｔａｒｔ以上であったときや、ステップＳ３００で要求パワーＰｅ＊が動力閾値Ｐｓｔａｒｔ未満であったときでもステップＳ３１０で車速Ｖが車速閾値Ｖｓｔａｒｔ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Ｓ３２０）。始動時におけるＴｍ１＊のトルクマップは、エンジン２２の始動指示がなされた直後からエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させ、燃料噴射制御や点火制御を開始するまでエンジン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よう、始動時からの経過時間ｔに基づく関数Ｔｓｔａｒｔ（ｔ）として設定されている。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。

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（１５）により計算し（ステップＳ３３０）、上述した式（１２）及び式（１３）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Ｓ３４０）、仮トルクＴｍ２ｔｍｐを上述の式（１４）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Ｓ３５０）、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Ｓ３６０）。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr （１５）

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Ｓ３７０）。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Ｓ２９０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Ｓ３２０からＳ３７０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Ｓ３７０）、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Ｓ３８０）。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。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図１０に示す。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、要求パワーＰｅ＊が動力閾値未満のとき、すなわち、要求パワーＰｅ＊が間欠許可領域に含まれるときにはエンジン２２の間欠運転を許可し、要求パワーＰｅ＊が動力閾値以上のとき、すなわち、要求パワーＰｅ＊が間欠禁止領域に含まれるときにはエンジン２２の間欠運転を禁止して走行する。本実施例では、駆動モードがパワーモードのときにはノーマルモードのときに比べて小さい動力閾値を設定するため間欠禁止領域が広がり、エンジン２２の間欠運転が禁止されてエンジン２２が運転していることが多くなる。従って、要求トルクＴｒ＊を出力して走行しやすくなり駆動力の応答性が向上する。

また、駆動モードがエコモードのときにはノーマルモードのときに比べて大きい動力閾値を設定するため間欠許可領域が広がり、エンジン２２の間欠運転が許可されてエンジン２２の停止が可能なことが多くなる。従って、車速Ｖが小さい時にエンジン２２を停止できることが多くなり燃費が向上する。

しかも、エンジン２２が運転しているときの動力閾値Ｐｓｔｏｐは、エンジン２２が停止しているときの動力閾値Ｐｓｔａｒｔより小さい値に設定されているため、要求パワーＰｅ＊が変動しても頻繁にエンジン２２の運転と停止とが生じるのを防止できる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、動力閾値のとりうる値Ｐ１ｎ，Ｐ２ｎ，Ｐ１ｐ，Ｐ２ｐ，Ｐ１ｅ，Ｐ２ｅはあらかじめ定められた値であるが、他の条件に基づく値としてもよい。例えば、出力制限Ｗｏｕｔからエンジン２２の始動に必要な動力やエアコンなどの補機に必要な動力を引いた動力付近の値を動力閾値としてもよい。こうすれば、現在の出力制限Ｗｏｕｔやエンジン２２の始動及び補機に必要な動力を考慮して、エンジン２２の間欠運転を適切に許可・禁止できる。また、例えば動力閾値の基準値にバッテリ５０のＳＯＣ又は出力制限Ｗｏｕｔに基づく補正値を乗じたものを動力閾値としてもよい。補正値は、例えば、ＳＯＣ又は出力制限Ｗｏｕｔが小さくなるほど動力閾値が小さくなるように設定してもよい。こうすれば、現在のバッテリ５０のＳＯＣ又は出力制限Ｗｏｕｔを考慮して、エンジン２２の間欠運転を適切に許可・禁止できる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動モード設定スイッチ８９を備え、パワーモードとノーマルモードとエコモードとを切り替えて制御するものとしたが、ハイブリッド用電子制御ユニット７０が走行状態に応じてパワーモードとノーマルモードとエコモードとを切り替えて制御するものとしてもよい。例えば、アクセル開度Ａｃｃの値やその変化量、車速Ｖの平均値やその変化量が一定値を超えたか否かでモードを切り替えてもよい。また、パワーモード，ノーマルモード，エコモードのうちのいずれか２つのモードのみを切り替えて制御するものとしてもよい。さらにまた、パワーモード，ノーマルモード，エコモード以外のモードにも切り替えて制御可能なものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、各駆動モードでの動力閾値は式（３）〜（５）の関係を有することとしているが、Ｐ１ｎとＰ２ｎ、Ｐ１ｐとＰ２ｐ、Ｐ１ｅとＰ２ｅは同一の値であってもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、要求パワーＰｅ＊が動力閾値未満のとき、すなわち、エンジン２２の間欠運転が許可されているときにエンジン２２を停止するか否かの判定を車速Ｖに基づいて行っているが、他の条件に基づいて行ってもよい。例えば、出力制限Ｗｏｕｔに基づいて判定してもよい。また、要求パワーＰｅ＊が動力閾値未満のときには必ずエンジン２２を停止するものとしてもよい。また、要求パワーＰｅ＊が動力閾値以上、かつ、他の条件を満たした場合にのみ間欠運転を禁止してもよい。例えば、要求パワーＰｅ＊が動力閾値以上、かつ、車速Ｖがある閾値を越えたときにのみ間欠運転を禁止することとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、要求パワーＰｅ＊が動力閾値未満のときにエンジン２２の間欠運転を許可することとしているが、パワーモードが設定されている場合はエンジン２２の間欠運転を許可しないものとしてもよい。例えば、Ｐ１ｐを要求パワーＰｅ＊の取りうる値より十分大きい値としてもよい。また、エコモードが設定されている場合にはエンジン２２の間欠運転を禁止しないものとしてもよい。例えば、Ｐ２ｅを負の値としてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、要求パワーＰｅ＊が動力閾値未満のときにエンジン２２の間欠運転を許可し要求パワーＰｅ＊が動力閾値以上のときにエンジン２２の間欠運転を禁止することとしているが、要求パワーＰｅ＊が動力閾値以下のときにエンジン２２の間欠運転を許可し要求パワーＰｅ＊が間欠禁止車速超過のときにエンジン２２の間欠運転を禁止することとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、上述した式（８），（９）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（１２），（１３）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（８），（９）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（１２），（１３）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よい。この他、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よい。

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１１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（図１２における駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１１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１２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、自動車以外の車両又は動力出力装置の形態としても構わないし、車両又は動力出力装置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、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２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、要求トルクＴｒ＊，リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ，充放電要求パワーＰｂ＊，ロスＬｏｓｓに基づいて要求パワーＰｅ＊を設定する図２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「要求動力設定手段」に相当し、駆動モード設定スイッチ８９が「駆動モード設定手段」に相当し、駆動モード設定スイッチ８９からのモード設定信号ＭＳＷに基づいて動力閾値Ｐｓｔｏｐ，Ｐｓｔａｒｔを設定する図３の動力閾値設定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「動力閾値設定手段」に相当し、要求パワーＰｅ＊が動力閾値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、要求パワーＰｅ＊が動力閾値以上のときには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、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、ガソリン又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。「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、駆動軸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。「要求動力設定手段」としては、要求トルクＴｒ＊，リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ，充放電要求パワーＰｂ＊，ロスＬｏｓｓに基づいて要求パワーＰｅ＊を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度だけに基づいて要求パワーを設定するものやアクセル開度と車速とに基づいて要求パワー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パワーを設定するものなど、駆動軸に要求される要求動力を設定するものであれば如何なるものとしてもかまわない。「駆動モード設定手段」としては、駆動モード設定スイッチ８９に限定されるものではなく、ノーマルモードとノーマルモードよりも駆動力の応答性を優先するパワーモードとノーマルモードよりも燃費を優先するエコモードとのうち少なくともいずれか２つのモードを切替可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「動力閾値設定手段」としては、内燃機関の停止を許可する停止許可領域と内燃機関の停止を禁止する停止禁止領域との境界値である動力閾値を駆動モードに基づいて設定するものであれば如何なる形式のものであっても構わない。「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、要求パワーＰｅ＊が動力閾値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、要求パワーＰｅ＊が動力閾値以上のときには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とに限定されるものではなく、設定した要求動力が設定した停止許可領域に含まれる場合は内燃機関の停止を許可すると共に設定した要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力され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、設定した要求動力が設定した停止禁止領域に含まれる場合は内燃機関の停止を禁止すると共に設定した要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力され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。「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。

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により実行される動力閾値設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 動力閾値Ｐｓｔｏｐ，Ｐｓｔａｒｔ及びＰ１ｎ，Ｐ２ｎ，Ｐ１ｐ，Ｐ２ｐ，Ｐ１ｅ，Ｐ２ｅの関係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）、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 駆動モード設定スイッチ、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 (6)

1. 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
   内燃機関と、
   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する電力動力入出力手段と、
   前記駆動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及び前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
   前記駆動軸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、
   前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
   ノーマルモードとノーマルモードよりも駆動力の応答性を優先するパワーモードとを含む複数の駆動モードのうち少なくとも一つのモードを設定する駆動モード設定手段と、
   前記内燃機関の停止を許可する停止許可領域と前記内燃機関の停止を禁止する停止禁止領域との境界値である動力閾値を前記駆動モードに基づいて設定するにあたり、パワーモードが設定されているときにはノーマルモードが設定されているときに比べて前記動力閾値を小さい値に設定する動力閾値設定手段と、
   前記設定した要求動力が前記設定した停止許可領域に含まれる場合は前記内燃機関の停止を許可すると共に前記設定した要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力され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、前記設定した要求動力が前記設定した停止禁止領域に含まれる場合は前記内燃機関の停止を禁止すると共に前記設定した要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力され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、
   を備える動力出力装置。
2. 前記走行モード設定手段は、前記ノーマルモードよりも燃費を優先するエコモードを含む複数の駆動モードのうち少なくとも一つのモードを設定する手段であり、
   前記動力閾値設定手段は、前記エコモードが設定されているときには、前記ノーマルモードが設定されているときより大きい値に前記動力閾値を設定する手段である
   請求項１記載の動力出力装置。
3. 前記動力閾値設定手段は、前記内燃機関が運転しているときには該内燃機関が停止しているときに比べて前記動力閾値を小さい値に設定する手段である、
   請求項１又は２記載の動力出力装置。
4. 前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記駆動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１〜３のいずれか１項に記載の動力出力装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる車両。
6. 内燃機関と、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する電力動力入出力手段と、前記駆動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及び前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、ノーマルモードとノーマルモードよりも駆動力の応答性を優先するパワーモードとを含む複数の駆動モードのうち少なくとも一つのモードを設定する駆動モード設定手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
   前記内燃機関の停止を許可する停止許可領域と前記内燃機関の停止を禁止する停止禁止領域との境界値である動力閾値を前記駆動モードに基づいて設定するにあたり、パワーモードが設定されているときにはノーマルモードが設定されているときに比べて前記動力閾値を小さい値に設定し、
   前記駆動軸に要求される要求動力が前記設定した停止許可領域に含まれる場合は前記内燃機関の停止を許可すると共に前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力され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、前記駆動軸に要求される要求動力が前記設定した停止禁止領域に含まれる場合は前記内燃機関の停止を禁止すると共に前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力され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、
   動力出力装置の制御方法。

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