JP2009166657A - 車両およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機からの動力により走行している最中のアクセルオフ時にシフトポジションが制動用ポジションに変更された際、内燃機関の回転抵抗による車両への制動力をより確実に作用させると共に発電機からのトルクが急変するのを抑制する。
【解決手段】所定時間内にエンジンのクランキング開始が判定されたときには（Ｓ１２０，Ｓ１３０）、バッテリの入力制限Ｗｉｎの範囲内でモータＭＧ１によりエンジンをクランキングする（Ｓ２００）。これにより、バッテリの入力制限Ｗｉｎより制限を課したＢポジション用入力制限Ｗｉｎｂなどで行なうものに比して、エンジンのモータリングをより確実に開始することができる。また、エンジンのクランキングが終了した以降は（Ｓ１９０）、Ｂポジション用入力制限Ｗｉｎｂまで除変する入力制限の範囲内でエンジンをモータリングする（Ｓ２２０〜Ｓ２６０）。これにより、モータＭＧ１のトルク変動を抑制することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両およびその制御方法に関する。

従来、この種の車両としては、エンジンと、エンジンの出力軸にキャリアが接続された遊星歯車機構と、遊星歯車機構のサンギヤに接続された第１モータと、遊星歯車機構のリングギヤに接続された第２モータと、第１モータおよび第２モータと電力をやり取りするバッテリと、を備える車両が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、シフトレバーがアクセルオフ時にドライブレンジ（Ｄレンジ）よりも小さくなる（負側に大きくなる）駆動軸の要求トルクを設定するブレーキレンジ（Ｂレンジ）に操作されたときに、高車速になるほどエンジンが高い回転数に調整されるよう第１モータでエンジンをモータリングし、駆動軸にいわゆるエンジンブレーキを作用させようとしている。
特開２００６−２１６２２号公報

上述の車両では、エンジンブレーキを作用させるために、ブレーキレンジに操作された際にバッテリの入力制限より更に制限を課した見かけ上の入力制限を用いる場合がある。二つのモータから生じる電力の総和が見かけ上の入力制限の範囲内となるようにすると、例えば第１および第２モータが正回転している通常走行中にブレーキレンジに操作されエンジンを燃料カットして第２モータを回生駆動すると共に第１モータを力行駆動する際などに、第１モータの消費電力をより大きくするのにその回転数が高くなるよう第１モータから出力してもよいトルクの下限はより大きなものとなる。このとき、第１モータのトルクの下限に応じた第１モータの下限回転数に対応するエンジンの下限回転数を用いてエンジンがモータリングされるよう第１モータを制御すると、燃料カットしたエンジンは駆動軸に制動力を作用させる、即ち、エンジンブレーキが作用するものとなる。ところで、エンジンを運転停止して第２モータからの動力だけで走行している最中には、こうしてブレーキレンジに操作されたタイミングで見かけ上の入力制限を用いるものとすると、第１モータによりエンジンのモータリングを開始するためには遊星歯車機構の構成から負回転している第１モータからは発電を伴ってエンジンをクランキングするためのトルクを出力する必要があるにもかかわらず、見かけ上の入力制限によって十分なトルクが出力されなくなる場合が生じ得る。また、この場合、エンジンをクランキングすることができたとしても、バッテリの入力制限を見かけ上の入力制限に変更し対応するトルクの下限を用いて第１モータを制御すると、第１モータのトルク変動が生じ、場合によってはショックが生じてしまう。

本発明の車両は、電動機からの動力により走行している最中のアクセルオフ時にシフトポジションが制動用ポジションに変更された際に、内燃機関の回転抵抗による車両への制動力をより確実に作用させると共に発電機からのトルクが急変するのを抑制することを主目的とする。

本発明の車両およびその制御方法は、少なくとも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、
動力を入出力可能な発電機と、
車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充電する際の最大許容電力としての入力制限を設定する入力制限設定手段と、
前記内燃機関を運転停止して前記電動機からの動力により走行している最中にアクセルオフされた状態でシフトポジションが通常の走行用のポジションよりもアクセルオフ時に大きな制動力が要求される走行用のポジションである制動用ポジションに変更された際、所定タイミング範囲のうちに前記内燃機関のモータリングを開始する所定の開始条件が成立していないときには前記設定された入力制限から該入力制限より制限を課した制動用入力制限まで徐々に変化する制限である除変時入力制限の範囲内で前記内燃機関を運転停止した状態で走行に要求される要求制動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記所定タイミング範囲のうちに前記所定の開始条件が成立したときには前記内燃機関のモータリングを開始する際における前記発電機からの所定のクランキングトルクの出力が終了するまでは前記設定された入力制限の範囲内で前記内燃機関への燃料噴射を停止した状態および前記発電機から前記所定のクランキングトルクが出力された状態で前記要求制動力により走行し前記発電機からの所定のクランキングトルクの出力が終了した以降は前記除変時入力制限の範囲内で前記内燃機関への燃料噴射を停止した状態で前記発電機により前記内燃機関が所定のモータリング状態となると共に前記要求制動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の車両では、内燃機関を運転停止して電動機からの動力により走行している最中にアクセルオフされた状態でシフトポジションが通常の走行用のポジションよりもアクセルオフ時に大きな制動力が要求される走行用のポジションである制動用ポジションに変更された際、所定タイミング範囲のうちに内燃機関のモータリングを開始する所定の開始条件が成立していないときには、蓄電手段の状態に基づく蓄電手段を充電する際の最大許容電力としての入力制限からこの入力制限より制限を課した制動用入力制限まで徐々に変化する制限である除変時入力制限の範囲内で内燃機関を運転停止した状態で走行に要求される要求制動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。また、所定タイミング範囲のうちに所定の開始条件が成立したときには、内燃機関のモータリングを開始する際における前記発電機からの所定のクランキングトルクの出力が終了するまでは蓄電手段の状態に基づく入力制限の範囲内で内燃機関への燃料噴射を停止した状態および発電機から前記所定のクランキングトルクが出力された状態で要求制動力により走行し、発電機からの所定のクランキングトルクの出力が終了した以降は除変時入力制限の範囲内で内燃機関への燃料噴射を停止した状態で発電機により内燃機関が所定のモータリング状態となると共に要求制動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。したがって、所定タイミング範囲のうちに所定の開始条件が成立したときには、蓄電手段の状態に基づく入力制限の範囲内で発電機から所定のクランキングトルクを出力して内燃機関のモータリングを開始するから、制動用入力制限や除変時入力制限の範囲内で内燃機関のモータリングを開始するものに比して、内燃機関のモータリングをより確実に開始することができる。また、除変時入力制限の範囲内で発電機により内燃機関を所定のモータリング状態にするから、発電機からのトルクが急変するのを抑制することができる。しかも、内燃機関の燃料噴射を停止した状態で発電機から所定のクランキングトルクを出力したり発電機により内燃機関を所定のモータリング状態とするから、内燃機関の回転抵抗により車両に制動力を作用させることができる。この結果、電動機からの動力により走行している最中のアクセルオフ時にシフトポジションが制動用ポジションに変更された際に、内燃機関の回転抵抗による車両への制動力をより確実に作用させると共に発電機からのトルクが急変するのを抑制することができる。ここで、「所定タイミング範囲」としては、シフトポジションが制動用ポジションに変更された直後までのタイミングなどが含まれる。

こうした本発明の車両において、前記制御手段は、前記所定のモータリング状態として前記除変時入力制限に基づく前記発電機の下限トルクに応じた該発電機の下限回転数と前記駆動軸の回転数とに対応する前記内燃機関の目標回転数で前記内燃機関が回転する状態となるよう前記発電機を制御する手段であるものとすることもできる。この場合、前記制御手段は、前記所定タイミング範囲のうちに前記所定の開始条件が成立したときには前記除変時入力制限の大きさが小さくなるほど大きくなる前記発電機の下限トルクを用いて前記発電機を制御する手段であるものとすることもできる。これらによれば、内燃機関の回転抵抗による車両への制動力をより確実に作用させることができる。

また、本発明の車両において、車両に制動力を付与可能な制動力付与手段を備え、前記制御手段は、前記設定された入力制限または前記除変時入力制限の範囲内で前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、要求制動力により走行するのをより確実に行なうことができる。

本発明の車両の制御方法は、
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記内燃機関を運転停止して前記電動機からの動力により走行している最中にアクセルオフされた状態でシフトポジションが通常の走行用のポジションよりもアクセルオフ時に大きな制動力が要求される走行用のポジションである制動用ポジションに変更された際、所定タイミング範囲のうちに前記内燃機関のモータリングを開始する所定の開始条件が成立していないときには前記蓄電手段の状態に基づく該蓄電手段を充電する際の最大許容電力としての入力制限から該入力制限より制限を課した制動用入力制限まで徐々に変化する制限である除変時入力制限の範囲内で前記内燃機関を運転停止した状態で走行に要求される要求制動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記所定タイミング範囲のうちに前記所定の開始条件が成立したときには前記内燃機関のモータリングを開始する際における前記発電機からの所定のクランキングトルクの出力が終了するまでは前記蓄電手段の状態に基づく入力制限の範囲内で前記内燃機関への燃料噴射を停止した状態および前記発電機から前記所定のクランキングトルクが出力された状態で前記要求制動力により走行し前記発電機からの所定のクランキングトルクの出力が終了した以降は前記除変時入力制限の範囲内で前記内燃機関への燃料噴射を停止した状態で前記発電機により前記内燃機関が所定のモータリング状態となると共に前記要求制動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする。

この本発明の車両の制御方法では、内燃機関を運転停止して電動機からの動力により走行している最中にアクセルオフされた状態でシフトポジションが通常の走行用のポジションよりもアクセルオフ時に大きな制動力が要求される走行用のポジションである制動用ポジションに変更された際、所定タイミング範囲のうちに内燃機関のモータリングを開始する所定の開始条件が成立していないときには、蓄電手段の状態に基づく蓄電手段を充電する際の最大許容電力としての入力制限からこの入力制限より制限を課した制動用入力制限まで徐々に変化する制限である除変時入力制限の範囲内で内燃機関を運転停止した状態で走行に要求される要求制動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。また、所定タイミング範囲のうちに所定の開始条件が成立したときには、内燃機関のモータリングを開始する際における前記発電機からの所定のクランキングトルクの出力が終了するまでは蓄電手段の状態に基づく入力制限の範囲内で内燃機関への燃料噴射を停止した状態および発電機から前記所定のクランキングトルクが出力された状態で要求制動力により走行し、発電機からの所定のクランキングトルクの出力が終了した以降は除変時入力制限の範囲内で内燃機関への燃料噴射を停止した状態で発電機により内燃機関が所定のモータリング状態となると共に要求制動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。したがって、所定タイミング範囲のうちに所定の開始条件が成立したときには、蓄電手段の状態に基づく入力制限の範囲内で発電機から所定のクランキングトルクを出力して内燃機関のモータリングを開始するから、制動用入力制限や除変時入力制限の範囲内で内燃機関のモータリングを開始するものに比して、内燃機関のモータリングをより確実に開始することができる。また、除変時入力制限の範囲内で発電機により内燃機関を所定のモータリング状態にするから、発電機からのトルクが急変するのを抑制することができる。しかも、内燃機関の燃料噴射を停止した状態で発電機から所定のクランキングトルクを出力したり発電機により内燃機関を所定のモータリング状態とするから、内燃機関の回転抵抗により車両に制動力を作用させることができる。この結果、電動機からの動力により走行している最中のアクセルオフ時にシフトポジションが制動用ポジションに変更された際に、内燃機関の回転抵抗による車両への制動力をより確実に作用させると共に発電機からのトルクが急変するのを抑制することができる。ここで、「所定タイミング範囲」としては、シフトポジションが制動用ポジションに変更された直後までのタイミングなどが含まれる。

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、本発明の一実施例としての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、駆動輪６３ａ，６３ｂや図示しない従動輪のブレーキを制御するためのブレーキアクチュエータ９２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、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であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力する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、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クランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。図２に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図３にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。

ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキペダル８５の踏み込みに応じて生じるブレーキマスターシリンダ９０の圧力（ブレーキ圧）と車速とにより車両に作用させる制動力におけるブレーキの分担分に応じた制動トルクが駆動輪６３ａ，６３ｂや図示しない従動輪に作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整したり、ブレーキペダル８５の踏み込みに無関係に、駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪に制動トルクが作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整したりすることができるように構成されている。ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキ用電子制御ユニット（以
下、ブレーキＥＣＵという）９４により制御されている。ブレーキＥＣＵ９４は、駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪に取り付けられた図示しない車輪速センサからの駆動輪速や従動輪速，図示しない操舵角センサからの操舵角などの信号を入力して、運転者がブレーキペダル８５を踏み込んだときに駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪のいずれかがロックによりスリップするのを防止するアンチロックブレーキシステム機能（ＡＢＳ）や運転者がアクセルペダル８３を踏み込んだときに駆動輪６３ａ，６３ｂのいずれかが空転によりスリップするのを防止するトラクションコントロール（ＴＲＣ），車両が旋回走行しているときに姿勢を保持する姿勢保持制御（ＶＳＣ）なども行なう。ブレーキＥＣＵ９４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ブレーキアクチュエータ９２を駆動制御したり、各車輪速に関する信号や必要に応じてブレーキアクチュエータ９２の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。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ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，ブレーキＥＣＵ９４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，ブレーキＥＣＵ９４と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。なお、シフトポジションＳＰとしては、通常の前進走行用のドライブポジション（Ｄポジション）、アクセルオフ時の制動力が大きな前進走行用のブレーキポジション（Ｂポジション）、後進走行用のリバースポジション（Ｒポジション）、中立のニュートラルポジション（Ｎポジション）、駐車時に用いる駐車ポジション（Ｐポジション）などがある。Ｂポジションは、前進走行する際にシフトレバー８１がＤポジションから操作された場合にのみ変更可能なポジションとなっている。

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、モータ運転モードで走行（以下、モータ走行という）している最中にシフトポジションＳＰがＢポジションに変更された際の動作について説明する。図４はハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるアクセルオフＢポジション時モータ走行制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、モータ走行中にアクセルオフされた状態でシフトポジションＳＰがＢポジションに変更されたときに所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。なお、このルーチンの実行中は、エンジンＥＣＵ２４により、燃料噴射制御が停止されエンジン２２を燃料カットした状態が保持されている。

アクセルオフＢポジション時モータ走行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、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，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，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，Ｂポジション時にバッテリ５０を充電してもよい最大許容電力であるＢポジション用入力制限Ｗｉｎｂ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。Ｂポジション用入力制限Ｗｉｎｂは、実施例では、バッテリＥＣＵ５２により電池温度Ｔｂと残容量（ＳＯＣ）とに基づいて通常設定されるバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎより十分に大きな（絶対値としては小さな）充電側の許容電力としてバッテリ５０の定格により予め定められてＲＯＭ７４に記憶されたもの（例えば、−数ｋｗなど）を用いるものとした。このようなＢポジション用入力制限Ｗｉｎｂを用いる理由については、説明の都合上、後述する。

こうしてデータを入力すると、入力したシフトポジションＳＰとアクセル開度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＊を設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、シフトポジションＳＰとアクセル開度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、シフトポジションＳＰとアクセル開度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。いま、アクセルオフされた状態でシフトポジションＳＰがＢポジションに変更されたときを考えているから、図示するように、通常はシフトポジションＳＰがＤポジションのときより負側すなわち制動側に大きなトルクが要求トルクＴｒ＊として設定される。

続いて、シフトポジションセンサ８２によりＤポジションからの変更が検出されてから所定時間が経過する前か否かと（ステップＳ１２０）、エンジン２２への燃料噴射を伴わずにモータＭＧ１によりエンジン２２のクランキングを開始するか否かとを判定する（ステップＳ１３０）。ここで、所定時間は、運転者によるシフトレバー８１の操作時間やクランキング開始の判定処理に必要な時間を考慮して予め定めた時間（例えば、数百ｍｅｃなど）を用いるものとした。クランキング開始の判定は、燃料カットしたエンジン２２をモータＭＧ１によりモータリングして駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに制動力（以下、エンジンブレーキという）を作用させるか否かを判断するために行なうものであり、要求トルクＴｒ＊が負の値に設定されたときや、要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（車速Ｖと換算係数との積）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との和として計算される要求パワーＰｅ＊が負の値に設定されたときなどに判定することができる。

所定時間が経過する前にエンジン２２のクランキング開始が判定されないときには、エンジン２２のクランキングを開始する可能性はまだあると判断して、入力したバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを走行制御に用いる実行用入力制限Ｗｉｎｆにそのまま設定し（ステップＳ１４０）、所定時間が経過したときには、エンジン２２のクランキングを開始する可能性はもうないと判断して、入力したバッテリ５０の入力制限ＷｉｎからＢポジション用入力制限Ｗｉｎｂに向けてレート処理により徐々に大きくなる（絶対値としては小さくなる）充電側の許容電力を走行制御に用いる実行用入力制限Ｗｉｎｆに設定する（ステップＳ１５０）。所定時間が経過する前にＢポジション用入力制限Ｗｉｎｂに向けて実行用入力制限Ｗｉｎｆを除変しないものとしたのは、後述するように、所定時間内にエンジン２２のクランキング開始が判定されるとバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎをそのまま用いる制御を行なうことから、所定時間内はクランキング開始の判定結果を待つ状態とするためである。

続いて、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ１６０）、要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによりモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを計算すると共に（ステップＳ１７０）、設定した実行用入力制限Ｗｉｎｆとバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔをそれぞれモータ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（１）および式（２）により計算し（ステップＳ１８０）、計算した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（３）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Ｓ２９０）。

Tm2min=Winf/Nm2 (1)
Tm2max=Wout/Nm2 (2)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (3)

こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、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Ｓ３００）、要求トルクＴｒ＊からモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊にギヤ比Ｇｒを乗じたものを減じて油圧ブレーキによりリングギヤ軸３２ａに作用させるブレーキトルク指令Ｔｂ＊を設定してブレーキＥＣＵ９４に送信し（ステップＳ３１０）、アクセルオフＢポジション時モータ走行制御ルーチンを終了する。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。また、ブレーキトルク指令Ｔｂ＊を受信したブレーキＥＣＵ９４は、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにブレーキトルク指令Ｔｂ＊に相当する制動トルクが作用するようブレーキアクチュエータ９２を制御する。こうした制御により、所定時間内にエンジン２２のクランキングを開始するまでは、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＊を出力してモータ走行することができ、所定時間を超えたことによりエンジン２２のクランキングが開始されないものとなったときには、Ｂポジション用入力制限Ｗｉｎｂに向けて除変する実行用入力制限Ｗｉｎｆおよびバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの範囲内でリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力してモータ走行することができる。

ステップＳ１２０でエンジン２２のクランキング開始が判定されたときには、エンジン２２のクランキングを終了するか否かを判定する（ステップＳ１９０）。エンジン２２のクランキング開始が判定された直後にはクランキング終了とは判定されず、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを実行用入力制限Ｗｉｎｆにそのまま設定し（ステップＳ２００）、クランキング用のトルクマップとクランキング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Ｓ２１０）。ここで、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを実行用入力制限Ｗｉｎｆにそのまま設定するのは、モータ走行中に負回転しているモータＭＧ１からエンジン２２をクランキングするためのトルクを出力すると発電電力が生じるため、Ｂポジション用入力制限Ｗｉｎｂやこれに向けて除変する値などのバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎより制限を課した値を用いないものとすることにより、エンジン２２をクランキングするのに必要なトルクをより確実に出力できるようにするためである。さらに、エンジン２２のクランキング時にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定するトルクマップの一例とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを図６に示す。実施例のトルクマップは、エンジン２２のクランキング開始が判定された時間ｔ１１の直後からレート処理を用いて比較的大きなトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定してエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させる。エンジン２２の回転数Ｎｅが共振回転数帯を通過した以降に回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆに至った時間ｔ１２からレート処理を用いてトルク指令Ｔｍ１＊を値０とし、トルク指令Ｔｍ１＊が値０に至った時間ｔ１３にエンジン２２のクランキングを終了する。ここで、所定回転数Ｎｒｅｆは、エンジン２２のクランクシャフト２６を安定して回転させることができる下限値近傍の回転数として、例えば９００ｒｐｍや１０００ｒｐｍなどを用いることができる。いま、エンジン２２のクランキングを開始した直後を考えると、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にはレート処理に用いるレート値が設定されるものとなる。なお、ステップＳ１９０のクランキング終了は、実施例では、図６のトルクマップによりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊が値０に至ったとき（時間ｔ１３）に判定するものとした。

こうしてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると、要求トルクＴｒ＊とモータＭＧ１のトルク指令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トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（４）により計算し（ステップＳ２７０）、設定した実行用入力制限Ｗｉｎｆおよびバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔとモータ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を式（５）および式（６）により計算すると共に（ステップＳ２８０）、計算したトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで仮トルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２９０）。モータ走行中にリングギヤ軸３２ａにエンジンブレーキを作用させるためにエンジン２２への燃料噴射を伴わずにエンジン２２のクランキングを開始した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、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。Ｒ軸上の２つの太線矢印は、エンジン２２の回転抵抗に伴うフリクショントルクＴｅによりモータ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（−Ｔｍ１／ρ）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（Ｔｍ２・Ｇｒ）とを示す。式（４）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (4)
Tm2min=(Winf-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (6)

こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、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Ｓ３００）、要求トルクＴｒ＊とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊とに基づいてブレーキトルク指令Ｔｂ＊を設定してブレーキＥＣＵ９４に送信し（ステップＳ３１０）、アクセルオフＢポジション時モータ走行制御ルーチンを終了する。こうした制御により、エンジン２２のクランキングを開始してから終了するまでは、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２の燃料噴射を伴わずにモータＭＧ１によりエンジン２２をクランキングして駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力しモータ走行することができる。エンジン２２のクランキングを終了する前に回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆに至った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８に示す。図７の共線図の状態から図８の共線図の状態に至るまでは、モータＭＧ１によるエンジン２２のクランキングによって、エンジン２２のフリクショントルクＴｅはリングギヤ軸３２ａに制動力として作用するが、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ未満の小さいうちはフリクショントルクＴｅも小さいため、この制動力は比較的小さい。このため、運転者の要求に応じたエンジンブレーキをリングギヤ軸３２ａに作用させるには、車速Ｖにもよるが、モータＭＧ１により更に回転数Ｎｅを上昇させるようエンジン２２をモータリングする必要がある。したがって、図８の共線図の状態は、運転者の要求に応じたエンジンブレーキをリングギヤ軸３２ａに作用させる準備が行なわれた状態ということができる。

ステップＳ１９０でエンジン２２のクランキング終了が判定されたときには、運転者の要求に応じたエンジンブレーキをリングギヤ軸３２ａに作用させる準備が行なわれたと判断し、バッテリ５０の入力制限ＷｉｎからＢポジション用入力制限Ｗｉｎｂに向けてレート処理により徐々に大きくなる（絶対値としては小さくなる）充電側の許容電力を実行用入力制限Ｗｉｎｆに設定し（ステップＳ２２０）、モータＭＧ１から出力するトルクＴｍ１とモータＭＧ２から出力するトルクＴｍ２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と設定した実行用入力制限Ｗｉｎｆおよびバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔとを用いて式（７）および式（８）を共に満たすモータＭＧ１から出力してもよいトルクの上下限としての上下限トルクＴｍ１ｍａｘ，Ｔｍ１ｍｉｎを設定する（ステップＳ２３０）。ここで、式（７）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負側すなわち制動側の要求トルクＴｒ＊となる関係であり、式（８）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実行用入力制限Ｗｉｎｆおよび出力制限Ｗｏｕｔの範囲内となる関係である。式（７）は、前述した図８の共線図から容易に導くことができる。図９に、式（７）および式（８）を用いてモータＭＧ１の上下限トルクＴｍ１ｍａｘ，Ｔｍ１ｍｉｎを設定する様子の一例を示す。上下限トルクＴｍ１ｍａｘ，Ｔｍ１ｍｉｎは、図示するように、式（７）の関係上で式（８）を満たすトルクＴｍ１の最大値と最小値として定めることができる。なお、図中、破線は式（８）中の実行用入力制限「Ｗｉｎｆ」に代えてバッテリ５０の入力制限「Ｗｉｎ」を用いた場合の関係を示し、一点鎖線は式（８）中の実行用入力制限「Ｗｉｎｆ」に代えてＢポジション用入力制限「Ｗｉｎｂ」を用いた場合の関係を示す。

−Tm1/ρ＋Tm2・Gr＝Tr*（＜0） (7)
Winf≦Tm1・Nm1＋Tm2・Nm2≦Wout (8)

こうしてモータＭＧ１の上下限トルクＴｍ１ｍａｘ，Ｔｍ１ｍｉｎを設定すると、設定した上下限トルクＴｍ１ｍａｘ，Ｔｍ１ｍｉｎとモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とを用いてモータＭＧ１に許容される上下限回転数Ｎｍ１ｍａｘ，Ｎｍ１ｍｉｎを次式（９）のうち右辺第３項を用いないものにより、即ち式（１０）および式（１１）により計算する（ステップＳ２４０）。ここで、式（９）は、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が設定されたときにモータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるための関係式としてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を求めるフィードバック制御の式であり、式（９）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。式（１０）および式（１１）のように積分項を用いずに上下限回転数Ｎｍ１ｍａｘ，Ｎｍ１ｍｉｎを計算するのは、計算を容易に行なうためである。

Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (9)
Tm1max=前回Tm1*+k1(Nm1max-Nm1) (10)
Tm1min=前回Tm1*+k1(Nm1min-Nm1) (11)

続いて、計算した下限回転数Ｎｍ１ｍｉｎ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（１２）によりエンジン２２に許容される下限回転数Ｎｅｍｉｎを計算してそのままエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定する（ステップＳ２５０）。ここで、式（１２）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。式（１２）は、前述した図８の共線図のモータＭＧ１の回転数「Ｎｍ１」に代えて下限回転数「Ｎｍ１ｍｉｎ」を用いれば容易に導くことができる。なお、モータＭＧ１の上限回転数Ｎｍ１ｍａｘに応じたエンジン２２の上限回転数Ｎｅｍａｘを考慮することなく目標回転数Ｎｅ＊を設定するのは、いまはモータ走行中にリングギヤ軸３２ａにエンジンブレーキを作用させることを考えており、運転者の要求じ応じた制動力を出力するために、エンジン２２の回転数Ｎｅをそのクランキングを終了する際の所定回転数Ｎｒｅｆ近傍から高くする場合を考えればよいためである。

Ne*=Nemin=(ρ・Nm1min+Nm2/Gr)/(1+ρ) (12)

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（１３）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とに基づいて前述の式（９）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２６０）。そして、要求トルクＴｒ＊とモータＭＧ１のトルク指令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の仮トルクＴｍ２ｔｍｐを計算し（ステップＳ２７０）、設定した実行用入力制限Ｗｉｎｆおよびバッテリ５０の出力制限ＷｏｕｔとモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とを用いてトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算すると共に（ステップＳ２８０）、計算したトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで仮トルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２９０）。こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ３００）、要求トルクＴｒ＊とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊とに基づいてブレーキトルク指令Ｔｂ＊を設定してブレーキＥＣＵ９４に送信し（ステップＳ３１０）、アクセルオフＢポジション時モータ走行制御ルーチンを終了する。こうした制御により、エンジン２２のクランキングを終了した以降は、Ｂポジション用入力制限Ｗｉｎｂに向けて除変する実行用入力制限Ｗｉｎｆおよびバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２の燃料噴射を伴わずにエンジン２２をモータリングしながら駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにエンジンブレーキを作用させて要求トルクＴｒ＊を出力しモータ走行することができる。

Nm1*=(Ne*・(1+ρ)-Nm2/Gr)/ρ (13)

ここで、Ｂポジション用入力制限Ｗｉｎｂを用いる理由を説明する。エンジン２２のクランキングが終了した以降は、図４のステップＳ２３０の処理の説明として図９に示したように、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎから除変する実行用入力制限Ｗｉｎｆにより最終的にＢポジション用入力制限Ｗｉｎｂを用いてモータＭＧ１の下限トルクＴｍ１ｍｉｎを設定すると、ステップＳ２４０でモータＭＧ１の下限回転数Ｎｍ１ｍｉｎが高くなると共に、ステップＳ２５０でエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎとしての目標回転数Ｎｅ＊も高くなり、ステップＳ２６０でこの目標回転数Ｎｅ＊をもって燃料カットしたエンジン２２がモータリングされるようトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＭＧ１を制御すると、リングギヤ軸３２ａにはエンジンブレーキが作用する。こうしてエンジンブレーキを作用させるために、シフトポジションＳＰがＢポジションのときには、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎより制限を課したＢポジション用入力制限Ｗｉｎｂを用いた制御を行なうのである。ただし、シフトポジションＳＰがＢポジションのときであっても、ステップＳ２００の処理で説明したように、エンジン２２のクランキング中は、Ｂポジション用入力制限Ｗｉｎｂを用いてエンジン２２をクランキングしようとするとモータＭＧ１からエンジン２２をクランキングするのに必要なトルクが出力されない場合が生じ得ることから、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを実行用入力制限Ｗｉｎｆにそのまま用いた制御を行なうのである。これにより、モータＭＧ１によるエンジン２２のクランキング、即ちモータリングの開始をより確実に行なうことができる。さらに、エンジン２２のクランキングが終了したときであっても、図９に白抜き矢印で示すように、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに代えて除変する入力制限を用いることなくＢポジション用入力制限Ｗｉｎｂを用いるものとすると、ステップＳ２３０〜Ｓ２６０の処理によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊が急増し、エンジン２２の回転数Ｎｅの急増によるショックなどの違和感を運転者に与えてしまう場合が生じ得ることから、バッテリ５０の入力制限ＷｉｎからＢポジション用入力制限Ｗｉｎｂに向けて除変する実行用入力制限Ｗｉｎｆを用いた制御を行なうのである。このため、除変する実行用入力制限Ｗｉｎｆを設定する際のレート値としては、運転者にショックなどを与えない程度の値として予め実験により求めた値を用いることができる。これにより、モータＭＧ１のトルクが急変するのを抑制し、運転者にショックなどの違和感を与えるのを抑制することができる。しかも、燃料カットしたエンジン２２をモータＭＧ１によりクランキングしたり下限トルクＴｍ１ｍｉｎを用いてモータリングするから、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにエンジンブレーキを作用させることができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、所定時間内にエンジン２２のクランキング開始が判定されたときには、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの範囲内でモータＭＧ１によりエンジン２２をクランキングするから、Ｂポジション用入力制限Ｗｉｎｂやこれに向けて除変する入力制限の範囲内でエンジン２２をモータリングするものに比して、エンジン２２のモータリングをより確実に開始することができる。また、エンジン２２のクランキングが終了した以降は、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎからこれより制限を課したＢポジション用入力制限Ｗｉｎｂまで除変する実行用入力制限Ｗｉｎｆの範囲内でエンジン２２をこの実行用入力制限Ｗｉｎｆに基づく目標回転数Ｎｅ＊でモータリングする状態とするから、モータＭＧ１のトルク変動を抑制することができる。しかも、燃料カットしたエンジン２２をモータＭＧ１によりクランキングしたり実行用入力制限Ｗｉｎｆに基づくモータＭＧ１の下限トルクＴｍ１ｍｉｎに応じた下限回転数Ｎｍ１ｍｉｎとリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝Ｎｍ２／Ｇｒ）とに対応するエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎとしての目標回転数Ｎｅ＊でエンジン２２が回転するようモータＭＧ１によりエンジン２２をモータリングするから、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにエンジンブレーキをより確実に作用させることができる。また、モータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用するトルク（Ｔｍ２＊・Ｇｒ）によっては要求トルクＴｒ＊に満たないトルクを制動トルクとして油圧ブレーキにより出力するから、要求トルクＴｒ＊により走行するのをより確実に行なうことができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用するトルク（Ｔｍ２＊・Ｇｒ）によっては要求トルクＴｒ＊に満たないトルクを制動トルクとして油圧ブレーキにより出力するものとしたが、油圧ブレーキを用いる制御を行なわないものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の入力制限ＷｉｎからＢポジション用入力制限Ｗｉｎｆに向けて徐々に大きくなる（絶対値としては小さくなる）実行用入力制限Ｗｉｎｆをレート処理により設定するものとしたが、なまし処理などの他の緩変化処理により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、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。

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、自動車以外の列車などの車両の形態や、車両の制御方法の形態としても構わない。

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、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」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づくバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充電してもよい最大許容電力である入力制限Ｗｉｎを演算するバッテリＥＣＵ５２が「入力制限設定手段」に相当し、エンジン２２を運転停止してモータ走行中にアクセルオフされた状態でシフトポジションＳＰがＢポジションに変更された際に、シフトポジションセンサ８２によりＤポジションからの変更が検出されてから所定時間内にエンジン２２のクランキング開始が判定されないときにはバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎからこれより制限を課したＢポジション用入力制限Ｗｉｎｂまで除変する実行用入力制限Ｗｉｎｆの範囲内でモータ走行するようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する図４のアクセルオフＢポジション時モータ走行制御ルーチンのステップＳ１２０，Ｓ１５０〜Ｓ１８０，Ｓ２９０，Ｓ３００の処理と、所定時間内にエンジン２２のクランキング開始が判定されたときにクランキング終了が判定されるまではバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎをそのまま設定した実行用入力制限Ｗｉｎｆの範囲内でエンジン２２をクランキングするよう図６のトルクマップを用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し要求トルクＴｒ＊により走行するようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する図４のアクセルオフＢポジション時モータ走行制御ルーチンのステップＳ１２０，Ｓ１３０，Ｓ１９０〜Ｓ２１０，Ｓ２７０〜Ｓ３００の処理と、所定時間内にエンジン２２のクランキング開始が判定されたときにクランキング終了が判定された以降はバッテリ５０の入力制限ＷｉｎからＢポジション用入力制限Ｗｉｎｂまで除変する実行用入力制限Ｗｉｎｆの範囲内でこの実行用入力制限Ｗｉｎｆに基づくエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊をもってエンジン２２がモータリングされると共に要求トルクＴｒ＊により走行するようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する図４のアクセルオフＢポジション時モータ走行制御ルーチンのステップＳ１２０，Ｓ１３０，Ｓ１９０，Ｓ２２０〜Ｓ３００の処理とを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、受信したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊でモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０と、アクセルオフ時モータ走行制御ルーチンの実行中は燃料カットしたエンジン２２の状態を保持するエンジンＥＣＵ２４とが「制御手段」に相当する。また、ブレーキマスターシリンダ９０と駆動輪６３ａ，６３ｂや図示しない従動輪に制動力を作用させるブレーキアクチュエータ９２とブレーキＥＣＵ９４とブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄとから構成されるものが「制動力付与手段」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。「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であっても構わない。「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差動作用を有するものなど、車軸に連結された駆動軸と内燃機関の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。「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、発電機および電動機と電力のやり取りが可能であれば如何なるものとしても構わない。「入力制限設定手段」としては、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいて入力制限Ｗｉｎを演算するものに限定されるものではなく、残容量（ＳＯＣ）や電池温度Ｔｂの他に例えばバッテリ５０の内部抵抗などに基づいて演算するものなど、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段を充電する際の最大許容電力としての入力制限を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「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、エンジン２２を運転停止してモータ走行中にアクセルオフされた状態でシフトポジションＳＰがＢポジションに変更された際に、シフトポジションセンサ８２によりＤポジションからの変更が検出されてから所定時間内にエンジン２２のクランキング開始が判定されないときにはバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎからこれより制限を課したＢポジション用入力制限Ｗｉｎｂまで除変する実行用入力制限Ｗｉｎｆの範囲内でモータ走行するようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し、所定時間内にエンジン２２のクランキング開始が判定されたときにクランキング終了が判定されるまではバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎをそのまま設定した実行用入力制限Ｗｉｎｆの範囲内でエンジン２２をクランキングするよう図６のトルクマップを用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し要求トルクＴｒ＊により走行するようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、所定時間内にエンジン２２のクランキング開始が判定されたときにクランキング終了が判定された以降はバッテリ５０の入力制限ＷｉｎからＢポジション用入力制限Ｗｉｎｂまで除変する実行用入力制限Ｗｉｎｆの範囲内でこの実行用入力制限Ｗｉｎｆに基づくエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊をもってエンジン２２がモータリングされると共に要求トルクＴｒ＊により走行するようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊でモータＭＧ１，ＭＧ２を制御したり、燃料カットしたエンジン２２の状態を保持するものに限定されるものではなく、内燃機関を運転停止して電動機からの動力により走行している最中にアクセルオフされた状態でシフトポジションが通常の走行用のポジションよりもアクセルオフ時に大きな制動力が要求される走行用のポジションである制動用ポジションに変更された際、所定タイミング範囲のうちに内燃機関のモータリングを開始する所定の開始条件が成立していないときには設定された入力制限から該入力制限より制限を課した制動用入力制限まで徐々に変化する制限である除変時入力制限の範囲内で内燃機関を運転停止した状態で走行に要求される要求制動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、所定タイミング範囲のうちに所定の開始条件が成立したときには内燃機関のモータリングを開始する際における発電機からの所定のクランキングトルクの出力が終了するまでは設定された入力制限の範囲内で内燃機関への燃料噴射を停止した状態および発電機から所定のクランキングトルクが出力された状態で要求制動力により走行し発電機からの所定のクランキングトルクの出力が終了した以降は除変時入力制限の範囲内で内燃機関への燃料噴射を停止した状態で発電機により内燃機関が所定のモータリング状態となると共に要求制動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「制動力付与手段」としては、ブレーキマスターシリンダ９０とブレーキアクチュエータ９２とブレーキＥＣＵ９４とブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄとから構成されるものに限定されるものではなく、車両に制動力を付与可能なものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。

本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 バッテリ５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。 バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるアクセルオフＢポジション時モータ走行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のクランキング時にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定するトルクマップの一例とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを示す説明図である。 モータ走行中にリングギヤ軸３２ａにエンジンブレーキを作用させるためにエンジン２２への燃料噴射を伴わずにエンジン２２のクランキングを開始したときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 エンジン２２のクランキングを終了する前に回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆに至った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。 モータＭＧ１の上下限トルクＴｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定する様子を説明する説明図である。 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。

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、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、９０ ブレーキマスターシリンダ、９２ ブレーキアクチュエータ、９４ ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、９６ａ〜９６ｄ ブレーキホイールシリンダ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (5)

1. 内燃機関と、
   動力を入出力可能な発電機と、
   車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、
   前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
   前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
   前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充電する際の最大許容電力としての入力制限を設定する入力制限設定手段と、
   前記内燃機関を運転停止して前記電動機からの動力により走行している最中にアクセルオフされた状態でシフトポジションが通常の走行用のポジションよりもアクセルオフ時に大きな制動力が要求される走行用のポジションである制動用ポジションに変更された際、所定タイミング範囲のうちに前記内燃機関のモータリングを開始する所定の開始条件が成立していないときには前記設定された入力制限から該入力制限より制限を課した制動用入力制限まで徐々に変化する制限である除変時入力制限の範囲内で前記内燃機関を運転停止した状態で走行に要求される要求制動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記所定タイミング範囲のうちに前記所定の開始条件が成立したときには前記内燃機関のモータリングを開始する際における前記発電機からの所定のクランキングトルクの出力が終了するまでは前記設定された入力制限の範囲内で前記内燃機関への燃料噴射を停止した状態および前記発電機から前記所定のクランキングトルクが出力された状態で前記要求制動力により走行し前記発電機からの所定のクランキングトルクの出力が終了した以降は前記除変時入力制限の範囲内で前記内燃機関への燃料噴射を停止した状態で前記発電機により前記内燃機関が所定のモータリング状態となると共に前記要求制動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、
   を備える車両。
2. 前記制御手段は、前記所定のモータリング状態として前記除変時入力制限に基づく前記発電機の下限トルクに応じた該発電機の下限回転数と前記駆動軸の回転数とに対応する前記内燃機関の目標回転数で前記内燃機関が回転する状態となるよう前記発電機を制御する手段である請求項１記載の車両。
3. 前記制御手段は、前記所定タイミング範囲のうちに前記所定の開始条件が成立したときには前記除変時入力制限の大きさが小さくなるほど大きくなる前記発電機の下限トルクを用いて前記発電機を制御する手段である請求項２記載の車両。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載された車両であって、
   車両に制動力を付与可能な制動力付与手段を備え、
   前記制御手段は、前記設定された入力制限または前記除変時入力制限の範囲内で前記要求制動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する手段である、
   車両。
5. 内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
   前記内燃機関を運転停止して前記電動機からの動力により走行している最中にアクセルオフされた状態でシフトポジションが通常の走行用のポジションよりもアクセルオフ時に大きな制動力が要求される走行用のポジションである制動用ポジションに変更された際、所定タイミング範囲のうちに前記内燃機関のモータリングを開始する所定の開始条件が成立していないときには前記蓄電手段の状態に基づく該蓄電手段を充電する際の最大許容電力としての入力制限から該入力制限より制限を課した制動用入力制限まで徐々に変化する制限である除変時入力制限の範囲内で前記内燃機関を運転停止した状態で走行に要求される要求制動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記所定タイミング範囲のうちに前記所定の開始条件が成立したときには前記内燃機関のモータリングを開始する際における前記発電機からの所定のクランキングトルクの出力が終了するまでは前記蓄電手段の状態に基づく入力制限の範囲内で前記内燃機関への燃料噴射を停止した状態および前記発電機から前記所定のクランキングトルクが出力された状態で前記要求制動力により走行し前記発電機からの所定のクランキングトルクの出力が終了した以降は前記除変時入力制限の範囲内で前記内燃機関への燃料噴射を停止した状態で前記発電機により前記内燃機関が所定のモータリング状態となると共に前記要求制動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する、
   ことを特徴とする車両の制御方法。

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