JP2009149177A - ハイブリッド自動車およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の運転を伴うリバース走行に際して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、エンジン２２の運転を伴うリバース走行中に通常走行モードに比べて後退車速Ｖが高いほどモータＭＧ１による負のトルクの出力を抑える傾向をもつＥＣＯモードが選択されている場合には、後退車速Ｖが基準車速Ｖｒｅｆすなわち通常走行モード時の閾値である車速Ｖ１よりも低い車速Ｖ２以上になったときにモータＭＧ１からクランクシャフト２６への負のトルクの出力を伴ってエンジン２２が停止されると共にトルクＴｒ＊に基づくトルクが車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される（ステップＳ２４０〜Ｓ３１０）。
【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、エンジンの運転を伴ったリバース走行に際して、エンジンの目標パワーを得ることができる運転ポイントからアクセル開度が大きいほどエンジン回転数が高くなるようにエンジンの運転ポイントが設定され、設定された運転ポイントで運転されるようにエンジンが制御される。これにより、駆動軸の要求トルクが同一でエンジン２２の出力パワーが同一でもエンジントルクが大きいほどモータＭＧ２から大きなトルクを出力する必要から、リバース走行時のアクセル開度が大きいほどエンジンの運転ポイントが高回転低トルク側に設定されると共にアクセル開度が小さいときにはエンジンの運転ポイントが低回転高トルク側に設定されるので、エンジンの運転フィーリングを良好なものとすることができる。また、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンの停止指示がなされると、エンジンに対する燃料供給を停止させると共に、エンジン回転数が値０近傍になるまでクランクシャフトにその回転方向とは逆方向の（負の）トルクが作用するように第１のモータを制御し、共振を抑制しつつエンジンを速やかに停止させるものも知られている（例えば、特許文献２参照）。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３参照）。
特開２００６−０５７６１７号公報 特開平１０−３０６７３９号公報 特開２００６−３２１４６６号公報

ところで、上述のようなエンジンの運転を伴うハイブリッド自動車のリバース走行に際して後退車速が高まった際には、エンジンが回転していることに起因して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、内燃機関の運転を伴うリバース走行に際して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、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負の動力を出力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、
通常走行モードと該通常走行モードに比べて後退車速が高いほど前記電力動力入出力手段による負の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、
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、
前記内燃機関の運転を伴うリバース走行中に前記通常走行モードが選択されている場合には、後退車速が所定の第１車速以上になったときに前記電力動力入出力手段から前記機関軸への負の動力の出力を伴って前記内燃機関が停止されると共に前記要求駆動力に基づく動力が前記車軸に出力されるように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、前記内燃機関の運転を伴うリバース走行中に前記効率優先モードが選択されている場合には、後退車速が前記第１車速よりも低い第２車速以上になったときに前記電力動力入出力手段から前記機関軸への負の動力の出力を伴って前記内燃機関が停止されると共に前記要求駆動力に基づく動力が前記車軸に出力されるように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、
を備えるものである。

このハイブリッド自動車では、内燃機関の運転を伴うリバース走行中に通常走行モードが選択されている場合、後退車速が所定の第１車速以上になったときに電力動力入出力手段から機関軸への負の動力の出力を伴って内燃機関が停止されると共に要求駆動力に基づく動力が車軸に出力されるように内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とが制御される。これにより、電力動力入出力手段からの負の動力により内燃機関の回転をスムースかつ速やかに停止させることが可能となり、内燃機関の回転を停止させることで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、内燃機関の運転を伴うリバース走行中に効率優先モードが選択されている場合には、後退車速が第１車速よりも低い第２車速以上になったときに電力動力入出力手段から機関軸への負の動力の出力を伴って内燃機関が停止されると共に要求駆動力に基づく動力が車軸に出力されるように内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とが制御される。すなわち、通常走行モードに比べて後退車速が高いほど電力動力入出力手段による負の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、内燃機関の運転を伴うリバース走行中に後退車速が第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から機関軸への負の動力の出力を伴って内燃機関を停止させることで、電力動力入出力手段に充分な負の動力を出力させて内燃機関をスムースかつ速やかに停止させることが可能となり、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、内燃機関の運転を伴うリバース走行に際して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、内燃機関の運転を伴うリバース走行中に通常走行モードおよび効率優先モードの何れが選択されていたとしても、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、前記発電用電動機の回転数が正側に高くなるほど該発電用電動機による負のトルクの出力が抑えられてもよい。

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、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負の動力を出力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、
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負の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、
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、
前記内燃機関の運転を伴うリバース走行中に前記通常走行モードが選択されている場合には、後退車速が所定車速以上になったときに前記電力動力入出力手段から前記機関軸への負の動力の出力を伴って前記内燃機関が停止されると共に前記要求駆動力に基づく動力が前記車軸に出力されるように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、前記内燃機関の運転を伴うリバース走行中に前記効率優先モードが選択されている場合には、後退車速が前記所定車速以上になったときに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から前記機関軸への負の動力の出力とを伴って前記内燃機関が停止されると共に前記要求駆動力に基づく動力が前記車軸に出力されるように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、
を備えるものである。

このハイブリッド自動車では、内燃機関の運転を伴うリバース走行中に通常走行モードが選択されている場合、後退車速が所定車速以上になったときに電力動力入出力手段から機関軸への負の動力の出力を伴って内燃機関が停止されると共に要求駆動力に基づく動力が車軸に出力されるように内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とが制御される。これにより、電力動力入出力手段からの負の動力により内燃機関の回転をスムースかつ速やかに停止させることが可能となり、内燃機関の回転を停止させることで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、内燃機関の運転を伴うリバース走行中に効率優先モードが選択されている場合、後退車速が上記所定車速以上になったときに効率優先モードから通常走行モードへの一時的な移行と電力動力入出力手段から機関軸への負の動力の出力とを伴って内燃機関が停止されると共に要求駆動力に基づく動力が車軸に出力されるように内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とが制御される。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負の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からの負の動力の出力を伴って内燃機関を停止させ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、電力動力入出力手段に充分な負の動力を出力させて内燃機関をスムースかつ速やかに停止させ、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、内燃機関の運転を伴うリバース走行に際して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、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負の動力を出力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、通常走行モードと該通常走行モードに比べて後退車速が高いほど前記電力動力入出力手段による負の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）前記内燃機関の運転を伴うリバース走行中に前記通常走行モードが選択されている場合には、後退車速が所定の第１車速以上になったときに前記電力動力入出力手段から前記機関軸への負の動力の出力を伴って前記内燃機関が停止されると共に走行に要求される要求駆動力に基づく動力が前記車軸に出力されるように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、前記内燃機関の運転を伴うリバース走行中に前記効率優先モードが選択されている場合には、後退車速が前記第１車速よりも低い第２車速以上になったときに前記電力動力入出力手段から前記機関軸への負の動力の出力を伴って前記内燃機関が停止されると共に前記要求駆動力に基づく動力が前記車軸に出力されるように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ステップ、
を含むものである。

この方法によれば、内燃機関の運転を伴うリバース走行中に通常走行モードおよび効率優先モードの何れが選択されていたとしても、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、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負の動力を出力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、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負の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）前記内燃機関の運転を伴うリバース走行中に前記通常走行モードが選択されている場合には、後退車速が所定車速以上になったときに前記電力動力入出力手段から前記機関軸への負の動力の出力を伴って前記内燃機関が停止されると共に前記要求駆動力に基づく動力が前記車軸に出力されるように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、前記内燃機関の運転を伴うリバース走行中に前記効率優先モードが選択されている場合には、後退車速が前記所定車速以上になったときに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から前記機関軸への負の動力の出力とを伴って前記内燃機関が停止されると共に前記要求駆動力に基づく動力が前記車軸に出力されるように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ステップ、
を含むものである。

この方法によっても、内燃機関の運転を伴うリバース走行中に通常走行モードおよび効率優先モードの何れが選択されていたとしても、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が正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が正側に高まるほど負のトルクの出力が抑えられる（トルクの絶対値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が負側に高まるほど負のトルクの出力が抑えられる（トルクの絶対値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がエンジン２２の運転を伴ってリバース走行するときの動作について説明する。図３は、エンジン２２の運転を伴うハイブリッド自動車２０のリバース走行中にハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に実行される後進時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

図３の後進時駆動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、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の充放電要求パワーＰｂ＊や入出力制限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の充放電要求パワーＰｂ＊や入出力制限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。

ステップＳ１００のデータ入力処理の後、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂに連結された車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊と車両全体に要求される要求パワーＰ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係が予め定められて後進時用の要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶されており、要求トルクＴｒ＊としては、与えられたアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに対応したものが当該マップから導出・設定される。図４に後進時用の要求トルク設定用マップの一例を示す。また、実施例において、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を乗じたものと充放電要求パワーＰｂ＊（ただし、放電側を正とする）とロスＬｏｓｓとの総和として計算される。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、図示するようにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除するか、あるいは車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めることができる。

次いで、ステップＳ１００にて入力したエンジン運転フラグＦｅｇが値１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し（ステップＳ１２０）、エンジン２２が運転されている場合には、エンジン停止処理の実行の有無を示す所定のフラグＦが値０であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。更に、フラグＦが値０であれば、ステップＳ１００にて入力したＥＣＯフラグＦｅｃｏの値が値０であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。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を所定車速Ｖ１に設定し（ステップＳ１５０）、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を車速Ｖ１よりも低い所定車速Ｖ２に設定する（ステップＳ１６０）。

ここで、ハイブリッド自動車２０のリバース走行中には、図５に示すように、車軸としてのリングギヤ軸３２ａが前進走行時とは逆方向に負回転するのに対して、モータＭＧ１や動力分配統合機構３０のサンギヤ３１は、エンジン２２が回転していることに起因して比較的高い正側の回転数をもって回転することになる。そして、エンジン２２の運転を伴うハイブリッド自動車２０のリバース走行中にハイブリッド自動車２０の車速すなわち後退車速Ｖが高まるほど、モータＭＧ１やサンギヤ３１の回転数は正側に高まることになるので、エンジン２２の運転を伴うリバース走行中に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の後退車速Ｖが高まり、モータＭＧ２やリングギヤ３２の回転数が負側に高まるほど、動力分配統合機構３０のピニオンギヤ３３の回転数Ｎｐが正側に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、エンジン２２の運転を伴うハイブリッド自動車２０のリバース走行中に車速Ｖが基準車速Ｖｒｅｆ以上となった場合、図５において破線で示すように、エンジン２２に対する燃料供給を停止（燃料カット）すると共にモータＭＧ１からクランクシャフト２６に負のトルク（図中下向きのトルク、図５における白抜矢印参照）を出力させることで共振を抑制しながらエンジン２２の運転（回転）を速やかに停止させることとしている。これにより、エンジン２２の回転数Ｎｅすなわちキャリア３４の回転数Ｎｃが値０となれば、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５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。

一方、上述のように、ハイブリッド自動車２０のリバース走行中に後退車速Ｖが高くなるほどモータＭＧ１やサンギヤ３１の回転数は正側に高まることになるが、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が正側に高まるほど負のトルクの出力が抑えられる（トルクの絶対値が小さく制限される）ようになる。従って、ＥＣＯモードが選択された状態でのエンジン２２の運転を伴うハイブリッド自動車２０のリバース走行中に後退車速Ｖが高まった場合、通常走行モードの場合と同条件でエンジン２２を停止させようとしても、昇降圧コンバータ５５による昇降圧動作が禁止されることに起因して、モータＭＧ１から充分なトルク出力（負のトルクの出力）を得ることができず、振動を発生させることなく速やかにエンジン２２を停止させることが困難となるおそれがある。このため、実施例のハイブリッド自動車２０では、ＥＣＯモードが選択されている場合、通常走行モードの選択時の車速Ｖ１に比べて低い車速Ｖ２を基準車速Ｖｒｅｆとして設定することとしている。

ステップＳ１４０またはＳ１５０にて基準車速Ｖｒｅｆを設定したならば、ステップＳ１００にて入力した車速Ｖが基準車速Ｖｒｅｆ未満であるか否かを判定し（ステップＳ１７０）、車速Ｖが基準車速Ｖｒｅｆ未満であれば、ステップＳ１１０にて設定した要求パワーＰ＊に基づいてエンジン２２の目標運転ポイントである目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１８０）。実施例では、予め定められたエンジン２２を効率よく動作させるための動作ラインと要求パワーＰ＊とに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定するものとした。図６に、エンジン２２の動作ラインと目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との相関曲線とを例示する。同図に示すように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とは、動作ラインと要求パワーＰ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定となることを示す相関曲線との交点から求めることができる。ステップＳ１８０にてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定したならば、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（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）とを用いて次式（１）に従いモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算した上で、計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づく次式（２）に従ってモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１９０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に関する力学的な関係式であり、図５の共線図における回転数の関係を用いて容易に導出可能なものである。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）
Tm1tmp=-ρ/(1+ρ)・Te*+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt …（２）

モータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定したならば、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔとステップＳ１８０にて設定したモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ１，ＭＧ２の現在の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とを用いてモータ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Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（５）および式（４）に従い計算する（ステップＳ２００）。更に、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から出力すべきトルクの仮の値である仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（３）に従い計算する（ステップＳ２１０）。そして、モータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊をトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値として設定する（ステップＳ２２０）。このようにしてモータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するトルクをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内に制限した値に設定することができる。なお、式（５）は、図５の共線図から容易に導出することができる。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に対するトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定したならば、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２３０）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。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、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを得るための制御を実行する。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＊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が駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（３）
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（４）
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …（５）

一方、ステップＳ１７０にて車速Ｖが基準車速Ｖｒｅｆ以上であると判断した場合には、エンジン停止処理の実行の有無を示すフラグＦを値１に設定した上で（ステップＳ２４０）、上述したようにエンジン２２を停止させるべく、エンジン２２の回転数ＮｅとモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊との関係を規定するエンジン停止時トルク設定用マップを用いて、エンジン２２の回転数Ｎｅに応じたモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ２５０）。実施例において、エンジン停止時トルク設定用マップは、図７に例示するように、エンジン２２の回転数Ｎｅが停止直前回転数Ｎｓｔｐに達するまでエンジン２２の回転を抑制するための負のトルクＴｍ１ｒｅｆをトルク指令Ｔｍ１＊として設定すると共に、回転数Ｎｅが停止直前回転数Ｎｓｔｐに達したタイミング（時刻ｔｘ）でピストンを保持するための正のトルクをトルク指令Ｔｍ１＊として設定するものとして作成されている。なお、トルクＴｍ１ｒｅｆは、エンジン２２の回転数Ｎｅが共振帯回転数域を速やかに通過させることができる値として予め定められる。また、停止直前回転数Ｎｓｔｐは、エンジン２２の圧縮工程間の角度（例えば、４気筒のエンジンの場合には１８０°ＣＡなど）等を考慮してエンジン２２が停止する直前の回転数（例えば３００ｒｐｍ等）として予め設定される。次いで、上記ステップＳ２００と同様にしてトルク制限Ｔｍａｘ，Ｔｍｉｎを計算すると共に（ステップＳ２６０）、上記ステップＳ２１０と同様にして仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを計算し（ステップＳ２７０）、モータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊をトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値として設定する（ステップＳ２８０）。こうしてトルク指令Ｔｍ２＊を設定したならば、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信すると共に、エンジン２２に対する燃料供給を停止させるための燃料カット指令をエンジンＥＣＵ２４に送信した上で（ステップＳ２９０）、ステップＳ１００にて入力したエンジン２２の回転数Ｎｅ等に基づいてエンジン２２が停止しているか否かを判定し（ステップＳ３００）、エンジン２２が停止していなければ、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Ｆ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、上述のステップＳ２５０〜Ｓ３００の処理が実行されることになる。そして、ステップＳ３００にてエンジン２２が停止したと判断されると、エンジン運転フラグＦｅｇとフラグＦとがそれぞれ値０に設定され（ステップＳ３１０）、再度ステップＳ１００以降の処理が実行される。こうしてステップＳ１００以降の処理が実行される場合、ステップＳ１２０にてエンジン運転フラグＦｅｇが値０であると判断されることから、この場合には、モータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を値０に設定する（ステップＳ３２０）。そして、上記ステップＳ２００等と同様にしてトルク制限Ｔｍａｘ，Ｔｍｉｎを計算すると共に（ステップＳ３３０）、上記ステップＳ２１０等と同様にして仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを計算し（ステップＳ３４０）、モータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊をトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値として設定する（ステップＳ３５０）。こうしてトルク指令Ｔｍ２＊を設定したならば、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ３６０）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。これにより、エンジン２２が停止された後には、モータＭＧ２から要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが車軸としてリングギヤ軸３２ａに出力され、それによりハイブリッド自動車２０のリバース走行が実現されることになる。

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、エンジン２２の運転を伴うリバース走行中に通常走行モードが選択されている場合、後退車速Ｖが基準車速Ｖｒｅｆすなわち所定車速Ｖ１以上になったときにモータＭＧ１からクランクシャフト２６への負のトルクの出力を伴ってエンジン２２が停止されると共にトルクＴｒ＊に基づくトルクが車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される。これにより、モータＭＧ１からの負のトルクによりエンジン２２の回転をスムースかつ速やかに停止させることが可能となり、エンジン２２の回転を停止させることで動力分配統合機構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、エンジン２２の運転を伴うリバース走行中にＥＣＯモードが選択されている場合には、後退車速Ｖが基準車速Ｖｒｅｆすなわち車速Ｖ１よりも低い所定車速Ｖ２以上になったときにモータＭＧ１からクランクシャフト２６への負のトルクの出力を伴ってエンジン２２が停止されると共にトルクＴｒ＊に基づくトルクが車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される。すなわち、昇降圧コンバータ５５による昇降圧動作の禁止に伴い通常走行モードに比べて後退車速Ｖが高いほどモータＭＧ１およびＭＧ２による負のトルクの出力を抑える傾向をもつＥＣＯモードのもとでは、エンジン２２の運転を伴うリバース走行中に後退車速Ｖが車速Ｖ１よりも車速Ｖ２以上になった時点でモータＭＧ１からクランクシャフト２６への負のトルクの出力を伴ってエンジン２２を停止させることで、モータＭＧ１およびＭＧ２に充分な負のトルクを出力させてエンジン２２をスムースかつ速やかに停止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と共に、リバース走行用のトルクを駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力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、エンジン２２の運転を伴うリバース走行に際して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が正側に高くなるほどモータＭＧ１による負のトルクの出力が抑えられる（絶対値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。

図８は、上記ハイブリッド自動車２０において、図３の後進時駆動制御ルーチンの代わりに実行され得る他の後進時駆動制御ルーチンを示すフローチャートである。図８に示す後進時駆動制御ルーチンでは、ステップＳ１３０にてエンジン停止処理の実行の有無を示すフラグＦが値０である判断された場合に、ステップＳ１００にて入力した車速Ｖが所定の基準車速Ｖｒｅｆ（ここでは、図３の後進時駆動制御ルーチンにおける車速Ｖ１と同一の値）未満であるか否か判定され（ステップＳ１７０）、車速Ｖが基準車速Ｖｒｅｆ未満であれば、図３の後進時駆動制御ルーチンと同様にステップＳ１８０以降の処理が実行される。これに対して、ステップＳ１７０にて車速Ｖが基準車速Ｖｒｅｆ以上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Ｓ１７５）。そして、ＥＣＯフラグＦｅｃｏが値１であれば、当該ＥＣＯフラグを値０に設定すると共に、所定のフラグＦｍを値１に設定する（ステップＳ１７７）。これにより、ステップＳ１７５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の運転モードは制御上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Ｓ１７５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Ｓ１７７の処理はスキップされる。次いで、ステップＳ２４０にてフラグＦが値１に設定されると共に、図３の後進時駆動制御ルーチンと同様にステップＳ２５０〜Ｓ３００の処理が実行される。この場合、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。更に、ステップＳ３００にてエンジン２２が停止したと判断されると、上記フラグＦｍが値１であるか否か判定され（ステップＳ３０５）、フラグＦｍが値１である場合、すなわちエンジン２２の停止処理前に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、ＥＣＯフラグＦｅｃｏが値１に再設定されると共に、エンジン運転フラグＦｅｇやフラグＦ，Ｆｍが値０に設定される（ステップＳ３１０）。これにより、ステップＳ１７０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Ｓ１７７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の停止処理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。また、ステップＳ３０５にてフラグＦｍ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とフラグＦとが値０に設定される（ステップＳ３１５）。

このような図８の後進時駆動制御ルーチンを採用した場合、通常走行モードが選択された状態でのエンジン２２の運転を伴うリバース走行中に後退車速Ｖが基準車速Ｖｒｅｆ以上になったときにモータＭＧ１からクランクシャフト２６への負のトルクの出力を伴ってエンジン２２が停止されると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される。これにより、モータＭＧ１からの負のトルクによりエンジン２２の回転をスムースかつ速やかに停止させることが可能となり、エンジン２２の回転を停止させることで動力分配統合機構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モードが選択された状態でのエンジン２２の運転を伴うリバース走行中に後退車速Ｖが基準車速Ｖｒｅｆ以上になったときに、ＥＣＯモードから通常走行モードへの一時的な移行とモータＭＧ１からクランクシャフト２６への負のトルクの出力を伴ってエンジン２２が停止されると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される。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による昇降圧動作を許容してモータＭＧ１およびＭＧ２の負のトルクの出力が抑えられないようにした状態で、エンジン２２を停止させるべくモータＭＧ１に充分な負のトルクを出力させてエンジン２２をスムースかつ速やかに停止させると共にモータＭＧ２にリバース走行用のトルクを駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力させることが可能となる。このように、図８の後進時駆動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。

なお、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９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９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、ＥＣＯスイッチ８８が「モード選択スイッチ」に相当し、図３や図８の後進時駆動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、所定の車軸と内燃機関の機関軸とに接続され、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負の動力を出力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。「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とモータＥＣＵ４０と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により実行される後進時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 後進時用の要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 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。 エンジン２２の動作ラインと目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との相関曲線とを例示する説明図である。 エンジン停止時トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 後進時駆動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、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負の動力を出力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、
   通常走行モードと該通常走行モードに比べて後退車速が高いほど前記電力動力入出力手段による負の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、
   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、
   前記内燃機関の運転を伴うリバース走行中に前記通常走行モードが選択されている場合には、後退車速が所定の第１車速以上になったときに前記電力動力入出力手段から前記機関軸への負の動力の出力を伴って前記内燃機関が停止されると共に前記要求駆動力に基づく動力が前記車軸に出力されるように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、前記内燃機関の運転を伴うリバース走行中に前記効率優先モードが選択されている場合には、後退車速が前記第１車速よりも低い第２車速以上になったときに前記電力動力入出力手段から前記機関軸への負の動力の出力を伴って前記内燃機関が停止されると共に前記要求駆動力に基づく動力が前記車軸に出力されるように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、前記発電用電動機の回転数が正側に高くなるほど該発電用電動機による負のトルクの出力が抑えられる請求項２または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、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負の動力を出力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、
   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負の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、
   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、
   前記内燃機関の運転を伴うリバース走行中に前記通常走行モードが選択されている場合には、後退車速が所定車速以上になったときに前記電力動力入出力手段から前記機関軸への負の動力の出力を伴って前記内燃機関が停止されると共に前記要求駆動力に基づく動力が前記車軸に出力されるように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、前記内燃機関の運転を伴うリバース走行中に前記効率優先モードが選択されている場合には、後退車速が前記所定車速以上になったときに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から前記機関軸への負の動力の出力とを伴って前記内燃機関が停止されると共に前記要求駆動力に基づく動力が前記車軸に出力されるように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、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負の動力を出力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、通常走行モードと該通常走行モードに比べて後退車速が高いほど前記電力動力入出力手段による負の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）前記内燃機関の運転を伴うリバース走行中に前記通常走行モードが選択されている場合には、後退車速が所定の第１車速以上になったときに前記電力動力入出力手段から前記機関軸への負の動力の出力を伴って前記内燃機関が停止されると共に走行に要求される要求駆動力に基づく動力が前記車軸に出力されるように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、前記内燃機関の運転を伴うリバース走行中に前記効率優先モードが選択されている場合には、後退車速が前記第１車速よりも低い第２車速以上になったときに前記電力動力入出力手段から前記機関軸への負の動力の出力を伴って前記内燃機関が停止されると共に前記要求駆動力に基づく動力が前記車軸に出力されるように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、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負の動力を出力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、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負の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）前記内燃機関の運転を伴うリバース走行中に前記通常走行モードが選択されている場合には、後退車速が所定車速以上になったときに前記電力動力入出力手段から前記機関軸への負の動力の出力を伴って前記内燃機関が停止されると共に前記要求駆動力に基づく動力が前記車軸に出力されるように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、前記内燃機関の運転を伴うリバース走行中に前記効率優先モードが選択されている場合には、後退車速が前記所定車速以上になったときに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から前記機関軸への負の動力の出力とを伴って前記内燃機関が停止されると共に前記要求駆動力に基づく動力が前記車軸に出力されるように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ステップ、
   を含むハイブリッド自動車の制御方法。

Images