JP2009214823A - 車両およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回転部材の疲労の程度を判定すると共に判定結果に応じた制御を行なう。
【解決手段】第１モータのロータの状態カウンタＮｃｎｔが閾値Ｎｒｅｆ以上に至ったか否かを判定し、状態カウンタＮｃｎｔが閾値Ｎｒｅｆ以上に至ったときには、ロータの疲労の程度が所定の状態になったと判断して、ロータ状態フラグＦに値１を設定する。そして、ロータ状態フラグＦが値１のときには（Ｓ１３０）、第１モータの回転数Ｎｍ１がその上限回転数Ｎｍ１ｍａｘ以下となる範囲内でエンジンを運転して駆動軸に要求トルクＴｒ＊が出力されて走行するようエンジンと二つのモータとを制御する（Ｓ１５０〜Ｓ２２０）。これにより、第１モータのロータの疲労の程度を判定すると共に判定結果に応じた制御を行なうことができる。
【選択図】図２

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、共線図上で第１モータジェネレータ，エンジン、出力ギヤ、第２モータジェネレータの回転速度順になるように連結されたラビニョウ型複合遊星歯車列を有するハイブリッド駆動系を搭載したハイブリッド車が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、エンジンの動作点が最適燃費線上にくるように変速比を設定し、この変速比設定に基づいて算出されたモータ回転速度Ｎ１，Ｎ２のうち一方の回転速度が上限値を超えて過回転と判断された場合には、エンジン回転数を補正することによりモータ回転速度Ｎ１またはＮ２が過回転となるのを防止している。
特開２００４−１５３９４６号公報

しかしながら、上述の車両では、モータ回転速度が上限値以下で過回転とは判断されない回転変動は許容されるから、こうした回転変動の繰り返しにより第１モータジェネレータのロータや遊星歯車列の歯車などの部材が応力を受ける場合がある。このため、こうした部材の疲労の程度を判定すると共に判定結果に応じた制御を行なうことが好ましい。

本発明の車両およびその制御方法は、回転部材の疲労の程度を判定すると共に判定結果に応じた制御を行なう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軸に接続されると共に該３軸の回転に伴って回転する回転部材を有し、前記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、
前記発電機の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記検出された回転数の変動量である回転数変動量を演算する回転数変動量演算手段と、
前記演算された回転数変動量に基づいて前記発電機または前記３軸式動力入出力手段の回転部材の疲労の程度が所定の状態になるのを判定する状態判定手段と、
前記所定の状態になるのが判定されたときには、前記発電機の回転数が所定回転数以下となる範囲内で走行に要求される要求駆動力が出力されて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、動力を入出力可能な発電機の回転数の変動量である回転数変動量に基づいて発電機または３軸式動力入出力手段の回転部材の疲労の程度が所定の状態になるのを判定し、所定の状態になるのが判定されたときには発電機の回転数が所定回転数以下となる範囲内で走行に要求される要求駆動力が出力されて走行するよう内燃機関と発電機と駆動軸に電動機とを制御する。これにより、発電機または３軸式動力入出力手段の回転部材の疲労の程度を判定すると共に判定結果に応じた制御を行なうことができる。

こうした本発明の車両において、前記状態判定手段は、前記発電機の回転数の変動量と該変動量を繰り返し作用させた際の繰り返し回数との関係である繰り返し関係を用いて前記所定の状態になるのを判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より適正に所定の状態になるのを判定することができる。この場合、前記状態判定手段は、前記繰り返し関係における前記演算された回転数変動量に対応する繰り返し回数に対する前記繰り返し関係における基準変動量に対応する繰り返し回数である基準回数の比としての回数比を積算した積算値が前記基準回数より少ない所定回数以上に至ったときに前記所定の状態になるのを判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より確実に所定の状態になるのを判定することができる。

この繰り返し関係を用いて回転数変動量に対応する繰り返し回数に対する基準回数の回数比を積算する態様の本発明の車両において、前記回転数変動量演算手段は、前記検出された発電機の回転数が所定の積算用回転数以上に変動するときに前記回転数変動量を演算するものとすることもできるし、前記状態判定手段は、前記演算された回転数変動量が所定変動量より大きいときに前記回数比を積算して前記所定の状態になるのを判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、所定の状態になるのを判定する際の演算量を低減することができる。ここで、「所定変動量」としては、発電機または３軸式動力入出力手段の回転部材に疲労が生じることのない疲労限度としての発電機の回転数の変動量などが含まれる。

本発明の車両において、前記所定の状態になるのが判定されたときには該所定の状態になった旨を出力する出力手段を備えるものとすることもできる。ここで、「出力手段」としては、所定の状態になった旨を乗員に報知する手段などが含まれる。

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軸に接続されると共に該３軸の回転に伴って回転する回転部材を有し、前記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、
前記発電機の回転数の変動量である回転数変動量に基づいて前記発電機または前記３軸式動力入出力手段の回転部材の疲労の程度が所定の状態になるのを判定すると共に該所定の状態になるのが判定されたときには前記発電機の回転数が所定回転数以下となる範囲内で走行に要求される要求駆動力が出力されて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、動力を入出力可能な発電機の回転数の変動量である回転数変動量に基づいて発電機または３軸式動力入出力手段の回転部材の疲労の程度が所定の状態になるのを判定し、所定の状態になるのが判定されたときには発電機の回転数が所定回転数以下となる範囲内で走行に要求される要求駆動力が出力されて走行するよう内燃機関と発電機と駆動軸に電動機とを制御する。これにより、発電機または３軸式動力入出力手段の回転部材の疲労の程度を判定すると共に判定結果に応じた制御を行なうことができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、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、いずれも外表面に永久磁石が貼り付けられたロータ４５，４６と三相コイルが巻回されたステータ４７，４８とを備える発電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のロータ４５，４６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。

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Ｖ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車輪速センサ９８ａ〜９８ｄからの車輪速や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、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、不揮発性メモリとしてのＥＥＰＲＯＭ７８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からは、運転席前方のコンビネーションメータに組み込まれた警告灯８９への点灯信号および消灯信号などが出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。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る。このルーチンは、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや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，モータＭＧ１のロータ状態フラグＦ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，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、モータＭＧ１のロータ状態フラグＦは、初期値としては値０が設定され、モータＭＧ１のロータ４５がその回転変動の繰り返しにより疲労の程度が所定の状態になった以降は値１が設定されるフラグであり、後述するロータ状態判定処理により設定されたものを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のロータ４５，４６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。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰ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とブレーキペダルポジションＢＰ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とブレーキペダルポジションＢＰ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３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。また、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じること（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）によって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ること（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めることができる。なお、要求トルクＴｒ＊として負側の制動トルクが設定されたときには、駆動制御ルーチンに代えて、図示しない制動制御ルーチンが実行される。制動制御ルーチンでは、要求トルクＴｒ＊に相当する制動トルクを駆動輪６３ａ，６３ｂと図示しない従動輪とに適切に配分して作用させると共にモータＭＧ２の回生制動力ができるだけ大きくなるようモータＭＧ２とブレーキアクチュエータ９２との協調制御が行なわれる。制動制御については、本発明の中核をなさないため、これ以上の説明は省略する。

続いて、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の仮の目標値である仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐとを設定する（ステップＳ１２０）。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＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐとを設定する様子を図４に示す。図示するように、仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐは、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅｔｍｐ×Ｔｅｔｍｐ）が一定の曲線との交点により求めることができる。

次に、入力したモータＭＧ１のロータ状態フラグＦを調べ（ステップＳ１３０）、ロータ状態フラグＦが値０のときには、設定したエンジン２２の仮回転数Ｎｅｔｍｐ，仮トルクＴｅｔｍｐをそれぞれ目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊にそのまま設定し（ステップＳ１４０）、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（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）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１５０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図５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。式（１）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（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)

こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと計算したモータ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Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）により計算すると共に（ステップＳ１６０）、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を式（５）により計算し（ステップＳ１７０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１８０）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊を、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。ここで、式（５）は、前述した図５の共線図から容易に導き出すことができる。

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

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にそれぞれ送信して（ステップＳ１９０）、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。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なう。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＊を出力して走行することができる。

ステップＳ１３０でモータＭＧ１のロータ状態フラグＦが値１のときには、モータＭＧ１のロータ４５の疲労の程度が所定の状態になった旨を運転者に報知するために警告灯８９を点灯し（ステップＳ２００）、モータＭＧ１の上限回転数Ｎｍ１ｍａｘとリングギヤ３２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（６）によりエンジン２２の上限回転数Ｎｅｍａｘを計算する（ステップＳ２１０）。ここで、モータＭＧ１の上限回転数Ｎｍ１ｍａｘはモータＭＧ１の定格値における正回転側の定格上限回転数Ｎｍ１ｌｉｍより十分に小さい回転数として予め定められた値を用いるものとした。式（６）は、前述した図５の共線図から容易に導き出すことができる。

Nemax=ρ・Nm1max/(1+ρ)+Nm2/Gr/(1+ρ) (6)

こうしてエンジン２２の上限回転数Ｎｅｍａｘを設定すると、ステップＳ１２０で設定した仮回転数Ｎｅｔｍｐをエンジン２２の上限回転数Ｎｅｍａｘで制限してエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定すると共に要求パワーＰｅ＊を目標回転数Ｎｅ＊で割ることによりエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を設定し（ステップＳ２２０）、設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを用いてステップＳ１５０からステップＳ１９０までの処理を実行して、駆動制御ルーチンを終了する。こうした制御により、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内かつモータＭＧ１の上限回転数Ｎｍ１ｍａｘ以下の範囲内でエンジン２２を運転して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。

次に、図６に例示するロータ状態判定処理について説明する。図６のルーチンは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

ロータ状態判定処理ルーチンが実行されると、まず、前回このルーチンを実行したときまでに設定されたモータＭＧ１のロータ状態フラグＦを調べ（ステップＳ３００）、ロータ状態フラグＦが初期値としての値０のときには、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を入力し（ステップＳ３１０）、入力した回転数Ｎｍ１の微分値ΔＮｍ１を計算する（ステップＳ３２０）。微分値ΔＮｍ１は、入力した回転数Ｎｍ１と前回このルーチンを実行したときに入力した前回回転数Ｎｍ１との偏差を本ルーチンの実行間隔で除することにより求めることができる。

こうしてデータを入力して計算すると、計算した微分値ΔＮｍ１を用いてモータＭＧ１がその回転変動の上ピークにあるか否かを判定し（ステップＳ３３０）、上ピークにないときには下ピークにあるか否かを判定し（ステップＳ３４０）、下ピークにあるときには入力した回転数Ｎｍ１をモータＭＧ１の下ピーク回転数Ｎｍ１ｌｐに設定し（ステップＳ３５０）、上ピークにも下ピークにもないときには下ピーク回転数Ｎｍ１ｌｐを設定することなく、ロータ状態判定処理ルーチンを終了する。ここで、モータＭＧ１がその回転変動の上ピークや下ピークにあるか否かは、実施例では、前回このルーチンを実行したときに計算した前回微分値ΔＮｍ１と今回計算した微分値ΔＮｍ１の組み合わせが、正と負の組み合わせのときに上ピークと判定し、負と正の組み合わせのときに下ピークと判定するものとした。

モータＭＧ１がその回転変動の上ピークにあるときには、入力した回転数Ｎｍ１をモータＭＧ１の上ピーク回転数Ｎｍ１ｈｐに設定し（ステップＳ３６０）、設定した上ピーク回転数Ｎｍ１ｈｐが閾値Ｎｍ１ｒｅｆ以上であるか否かを判定し（ステップＳ３７０）、上ピーク回転数Ｎｍ１ｈｐが閾値Ｎｍ１ｒｅｆ以上のときには、上ピーク回転数Ｎｍ１ｈｐから下ピーク回転数Ｎｍ１ｌｐを減じて演算変動量Ｓｃを演算し（ステップＳ３８０）、演算した演算変動量Ｓｃが限界変動量Ｓｌｉｍより大きいか否かを判定する（ステップＳ３９０）。ここで、閾値Ｎｍ１ｒｅｆは、モータＭＧ１の比較的小さい回転変動を判定処理の演算対象としないようにするためのものであり、予め実験などにより定めた値（例えば、３０００ｒｐｍや６０００ｒｐｍ，９０００ｒｐｍ，１２０００ｒｐｍなど）を用いることができる。また、限界変動量Ｓｌｉｍは、モータＭＧ１のロータ４５に疲労が生じることのない疲労限度としての回転数Ｎｍ１の変動量であり、予め実験などにより求めた値（例えば、２０００ｒｐｍや３０００ｒｐｍ，４０００ｒｐｍ，５０００ｒｐｍなど）を用いることができる。

モータＭＧ１の上ピーク回転数Ｎｍ１ｈｐが閾値Ｎｍ１ｒｅｆ以上のときに演算した演算変動量Ｓｃが限界変動量Ｓｌｉｍより大きいときには、ロータ４５の疲労の程度を積算すると判断し、演算変動量Ｓｃに基づいてロータ４５の回転変動を繰り返し作用させた際の繰り返し回数である演算用回数Ｎｃを導出する（ステップＳ４００）。この導出は、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の変動量としての回転数変動量Ｓ（Stress）とこの回転数変動量Ｓを繰り返し作用させた際の繰り返し回数Ｎ（Number of cycle）との関係を示すロータ４５に係るいわゆるＳ−Ｎ線図を表す繰り返し関係マップとして、予め実験などにより求めてＲＯＭ７４に記憶したものを用いて行なわれる。図７に、繰り返し関係マップの一例と演算変動量Ｓｃに対応する演算用回数Ｎｃを導出する様子を示す。図示するように、繰り返し関係マップは、モータＭＧ１の回転数変動量Ｓが小さくなるほど大きくなる傾向の繰り返し回数Ｎが得られ、回転数変動量Ｓが前述の限界変動量Ｓｌｉｍ以下では対応する繰り返し回数Ｎは得られないようになっている。また、回転数変動量Ｓの基準として限界変動量Ｓｌｉｍより大きい値に予め定めた基準変動量Ｓｂ（例えば、３０００ｒｐｍや６０００ｒｐｍ，９０００ｒｐｍ，１２０００ｒｐｍなど）とこの基準変動量Ｓｂに対応する基準回数Ｎｂ（例えば、１万回や１０万回，１００万回など）との関係も合わせて示している。なお、ステップＳ３７０でモータＭＧ１の上ピーク回転数Ｎｍ１ｈｐが閾値Ｎｍ１ｒｅｆ未満のときやステップＳ３９０で演算した演算変動量Ｓｃが限界変動量Ｓｌｉｍ以下のときには、ロータ４５の疲労の程度を積算しないと判断して、ロータ状態判定処理ルーチンを終了する。

こうして演算変動量Ｓｃに対応する演算用回数Ｎｃを導出すると、基準回数Ｎｂを導出した演算用回数Ｎｃで割ることによりロータ４５の疲労程度Ｎｆａｔを演算し（ステップＳ４１０）、演算した疲労程度Ｎｆａｔをロータ４５の状態カウンタＮｃｎｔに積算する（ステップＳ４２０）。疲労程度Ｎｆａｔは、演算変動量Ｓｃによるロータ４５の疲労の程度を基準変動量Ｓｂによるロータ４５の疲労の程度に換算したものであり、基準回数Ｎｂを演算用回数Ｎｃで割るのは、例えば基準回数Ｎｂを２０万回としたときに演算用回数Ｎｃが５万回の場合の疲労程度Ｎｆａｔ（＝Ｎｂ／Ｎｃ）を値４と演算することにより、基準変動量Ｓｂに比して大きな演算変動量Ｓｃによって基準回数Ｎｂに換算して４回分に相当する疲労の程度がロータ４５に生じたなどのように考えられるためである。

こうしてロータ４５の状態カウンタＮｃｎｔを積算すると、状態カウンタＮｃｎｔが閾値Ｎｒｅｆ以上に至ったか否かを判定し（ステップＳ４３０）、状態カウンタＮｃｎｔが閾値Ｎｒｅｆ以上に至るまではロータ状態フラグＦに初期値としての値０を保持したまま、一方、状態カウンタＮｃｎｔが閾値Ｎｒｅｆ以上に至ったときにはロータ状態フラグＦに値１を設定して（ステップＳ４４０）、ロータ状態判定処理ルーチンを終了する。ここで、閾値Ｎｒｅｆは、ロータ４５の疲労の程度が所定の状態になったか否かを判断するためのものであり、実施例では、ロータ４５の基準回数Ｎｂより十分に少ない回数として基準回数Ｎｂに予め定めた制限係数α（例えば、４０％や６０％など）を乗じたものを用いるものとした。なお、状態カウンタＮｃｎｔは、実施例では、車両がシステムダウンされてもリセットされないようＥＥＰＲＯＭ７８に記憶するものとし、ロータ状態フラグＦに値１が設定されると、モータＭＧ１の異常を示すダイアグコードをＥＥＰＲＯＭ７８に記憶するものとした。

いま、アクセルペダル８３の踏み込みによりエンジン２２が高回転高トルク域で運転されている高速走行中に運転者が意図的にブレーキペダル８５を踏み込む運転を繰り返し行う場合を考える。図８に、こうした運転がなされ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し、図９に、こうした運転が繰り返されたときのモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の時間変化の一例を示す。図８に示すように、エンジン２２が高回転高トルク域で運転されている高速走行中（破線の状態）にブレーキペダル８５が踏み込まれると、モータＭＧ２などからの制動力により車速Ｖに対応するリングギヤ３２の回転数Ｎｒが急減する。これに対し、比較的応答が遅いエンジン２２の回転数Ｎｅは急変しないため、サンギヤ３１の回転数としてのモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が比較的高い回転数に至り（実線の状態）、モータＭＧ１のロータ４５が大きな回転変動によって応力を受ける場合がある。図９に示すように、こうした運転の繰り返しにより、例えば演算変動量Ｓ１が演算されて状態カウンタＮｃｎｔが積算され（時間ｔ１１−ｔ１２）、更に演算変動量Ｓ２が演算されて状態カウンタＮｃｎｔが積算されることになる（時間ｔ２１−ｔ２２）。なお、回転数Ｎｍ１が閾値Ｎｍ１ｒｅｆ未満の範囲内で変動しても状態カウンタＮｃｎｔは積算されない（時間ｔ３１−ｔ３２）。こうして状態カウンタＮｃｎｔが閾値Ｎｒｅｆ以上に至ってロータ状態フラグＦに値１が一旦設定されると、モータＭＧ１の異常を示すダイアグコードが記憶されると共に警告灯８９が点灯され、モータＭＧ１の定格上限回転数Ｎｍ１ｌｉｍより小さい上限回転数Ｎｍ１ｍａｘ以下の範囲内でエンジン２２が運転されるから、モータＭＧ１のロータ４５の疲労の程度を判定すると共に判定結果に応じてエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータＭＧ１のロータ４５の状態カウンタＮｃｎｔが閾値Ｎｒｅｆ以上に至ったか否かを判定し、状態カウンタＮｃｎｔが閾値Ｎｒｅｆ以上に至ったときにはロータ４５の疲労の程度が所定の状態になったと判断して、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１がその上限回転数Ｎｍ１ｍａｘ以下となる範囲内でエンジン２２を運転して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊が出力されて走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するから、モータＭＧ１のロータ４５の疲労の程度を判定すると共に判定結果に応じた制御を行なうことができる。また、モータＭＧ１の回転数変動量Ｓ（Stress）とこの回転数変動量Ｓを繰り返し作用させた際の繰り返し回数Ｎ（Number of cycle）との関係を示すいわゆるＳ−Ｎ線図を表すマップを用いるから、ロータ４５の疲労の程度が所定の状態になるのをより適正に判定することができる。さらに、演算用回数Ｎｃに対する基準回数Ｎｂの回数比を状態カウンタＮｃｎｔとして積算して閾値Ｎｒｅｆと比較するから、ロータ４５の疲労の程度が所定の状態になるのをより確実に判定することができる。しかも、モータＭＧ１の上ピーク回転数Ｎｍ１ｈｐが閾値Ｎｍ１ｒｅｆ未満のときや演算変動量Ｓｃが限界変動量Ｓｌｉｍ以下のときには演算用回数Ｎｃを導出することなくロータ状態判定処理を終了するから、判定処理の演算量を低減することができる。また、ロータ状態フラグＦに値１が設定されたときにはモータＭＧ１の異常を示すダイアグコードを記憶したり警告灯８９を点灯するから、車両点検の必要性を運転者に報知してより確実に対処することができる。もとより、ロータ４５の疲労の程度が所定の状態になるのが判定されても、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を運転して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ロータ状態フラグＦに値１が設定されたときには、モータＭＧ１の異常を示すダイアグコードを記憶して警告灯８９を点灯するものとしたが、モータＭＧ１の異常を示すダイアグコードを記憶するのみや、警告等８９の点灯のみをするものとしてもよいし、音声により運転者や乗員に報知するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１の上ピーク回転数Ｎｍ１ｈｐが閾値Ｎｍ１ｒｅｆ以上のときには演算変動量Ｓｃを演算して続く判定処理を実行するものとしたが、モータＭＧ１の上ピーク回転数Ｎｍ１ｈｐが閾値Ｎｍ１ｒｅｆ以上であるか否かに拘わらずに演算変動量Ｓｃを演算して続く判定処理を実行するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１の演算変動量Ｓｃが限界変動量Ｓｌｉｍより大きいときには判定処理を終了することなく続く判定処理を実行するものとしたが、モータＭＧ１の演算変動量Ｓｃが限界変動量Ｓｌｉｍより大きいか否かに拘わらずに続く判定処理を実行するものとしてもよい。この場合、演算変動量Ｓｃが限界変動量Ｓｌｉｍ以下のときには、演算用回数Ｎｃが無限大として導出されて疲労程度Ｎｆａｔが値０として演算されるから、状態カウンタＮｃｎｔは積算されない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１のロータ状態フラグＦが値１のときには、モータＭＧ１の回転数が上限回転数Ｎｍ１ｍａｘ以下の範囲内になるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を制限してエンジン２２を運転するものとしたが、モータＭＧ１の回転数が上限回転数Ｎｍ１ｍａｘ以下の範囲内になるよう制御するものであれば、要求トルクＴｒ＊や要求パワーＰｅ＊を制限するなどとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ロータ４５の状態カウンタＮｃｎｔが基準回数Ｎｂと制限係数αとの積としての閾値Ｎｒｅｆ以上のときにロータ状態フラグＦに値１を設定してモータＭＧ１の回転数制限や警告灯８９の点灯などをするものとしたが、ロータ４５の状態カウンタＮｃｎｔを段階的に判定してロータ状態フラグＦを設定しモータＭＧ１の回転数制限や警告灯８９の点灯などをするものとしてもよい。例えば、状態カウンタＮｃｎｔが基準回数Ｎｂと制限係数α１（例えば４０％など）との積としての閾値Ｎｒｅｆ１以上のときにロータ状態フラグＦに値１を設定してモータＭＧ１の回転数制限を行ない、状態カウンタＮｃｎｔが基準回数Ｎｂと制限係数α２（例えば６０％など）との積として閾値Ｎｒｅｆ１より大きい閾値Ｎｒｅｆ２以上のときにモータＭＧ１の回転数制限に加えて警告灯８９の点灯を行なうなどとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１のロータ４５の疲労の程度が所定の状態になるのを判定してモータＭＧ１の回転数制限を行なうものとしたが、動力分配統合機構３０のピニオンギヤ３３の疲労の程度が所定状態になるのを判定してモータＭＧ１の回転数制限を行なうものとしてもよい。これは、ピニオンギヤ３３が、サンギヤ３１の回転数であるモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とリングギヤ３２の回転数Ｎｒとの回転数差に相当する回転数で回転することから、モータＭＧ１の回転変動に伴って歯先などが応力を受ける場合があることに基づく。したがって、図６のルーチンのうち、ステップＳ３９０ではロータ４５の限界変動量Ｓｌｉｍに代えてピニオンギヤ３３の限界変動量を用い、ステップＳ４００ではロータ４５に係るＳ−Ｎ線図を表すマップに代えてピニオンギヤ３３に係るＳ−Ｎ線図を表すマップを用い、ステップＳ４１０，Ｓ４３０ではロータ４５の基準回数Ｎｂに代えてピニオンギヤ３３の基準回数を用いて、ステップＳ４４０でロータ状態フラグＦに代えてピニオンギヤ状態フラグを設定し、ロータ状態フラグＦに代えてピニオンギヤ状態フラグに基づいて図２の駆動制御ルーチンを実行するものとすればよい。

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こうした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、回転位置検出センサ４３とモータＥＣＵ４０とが「回転数検出手段」に相当し、演算変動量Ｓｃを演算する図６のロータ状態判定処理ルーチンのステップＳ３１０〜３８０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「回転数変動量演算手段」に相当し、演算変動量Ｓｃに基づいて状態カウンタＮｃｎｔを積算してロータ状態フラグＦを設定する図６のロータ状態判定処理ルーチンのステップＳ３９０〜Ｓ４４０の処理と図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１３０の判定処理とを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「状態判定手段」に相当し、ロータ状態フラグＦが値１のときにモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が上限回転数Ｎｍ１ｍａｘ以下となる範囲内でリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊が出力されるように設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊やモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ１００〜Ｓ１２０，Ｓ１５０〜Ｓ２２０の処理を実行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。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軸に接続されると共に３軸の回転に伴って回転する回転部材を有し、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。「回転数検出手段」としては、回転位置検出センサ４３とモータＥＣＵ４０との組み合わせに限定されるものではなく単一のセンサによるものなど、発電機の回転数を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「回転数変動量演算手段」としては、演算変動量Ｓｃを演算するハイブリッド用電子制御ユニット７０に限定されるものではなく、モータＥＣＵ４０やセンサによるものなど、検出された回転数の変動量である回転数変動量を演算するものであれば如何なるものとしても構わない。「状態判定手段」としては、演算変動量Ｓｃに基づいて状態カウンタＮｃｎｔを積算してロータ状態フラグＦを設定して判定処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０に限定されるものではなく、動力分配統合機構３０のピニオンギヤ３３の状態カウンタを積算してピニオンギヤ状態フラグを設定して判定するものなど、演算された回転数変動量に基づいて発電機または３軸式動力入出力手段の回転部材の疲労の程度が所定の状態になるのを判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、ロータ状態フラグＦが値１のときにモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が上限回転数Ｎｍ１ｍａｘ以下となる範囲内でリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊が出力されるように設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊やモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊でエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、所定の状態になるのが判定されたときには、発電機の回転数が所定回転数以下となる範囲内で走行に要求される要求駆動力が出力されて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。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。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 エンジン２２の動作ラインの一例と仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐとを設定する様子を示す説明図である。 エンジン２２を運転して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。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるロータ状態判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 モータＭＧ１のロータ４５に係る繰り返し関係マップの一例と演算変動量Ｓｃに対応する演算用回数Ｎｃを導出する様子を示す説明図である。 エンジン２２が高回転高トルク域で運転されている高速走行中にブレーキペダル８５が踏み込まれ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が高回転高トルク域で運転されている高速走行中にブレーキペダル８５を踏み込む運転が繰り返されたときのモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の時間変化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。

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）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、４５，４６ ロータ、４７，４８ ステータ、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、７８ ＥＥＰＲＯＭ、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 警告灯、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、９８ａ〜９８ｄ 車輪速センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (7)

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軸に接続されると共に該３軸の回転に伴って回転する回転部材を有し、前記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、
   前記発電機の回転数を検出する回転数検出手段と、
   前記検出された回転数の変動量である回転数変動量を演算する回転数変動量演算手段と、
   前記演算された回転数変動量に基づいて前記発電機または前記３軸式動力入出力手段の回転部材の疲労の程度が所定の状態になるのを判定する状態判定手段と、
   前記所定の状態になるのが判定されたときには、前記発電機の回転数が所定回転数以下となる範囲内で走行に要求される要求駆動力が出力されて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. 前記状態判定手段は、前記発電機の回転数の変動量と該変動量を繰り返し作用させた際の繰り返し回数との関係である繰り返し関係を用いて前記所定の状態になるのを判定する手段である請求項１記載の車両。
3. 前記状態判定手段は、前記繰り替し関係における前記演算された回転数変動量に対応する繰り返し回数に対する前記繰り替し関係における基準変動量に対応する繰り返し回数である基準回数の比としての回数比を積算した積算値が前記基準回数より少ない所定回数以上に至ったときに前記所定の状態になるのを判定する手段である請求項２記載の車両。
4. 前記回転数変動量演算手段は、前記検出された発電機の回転数が所定の積算用回転数以上に変動するときに前記回転数変動量を演算する手段である請求項３記載の車両。
5. 前記状態判定手段は、前記演算された回転数変動量が所定変動量より大きいときに前記回数比を積算して前記所定の状態になるのを判定する手段である請求項３または４記載の車両。
6. 前記所定の状態になるのが判定されたときに該所定の状態になった旨を出力する出力手段を備える請求項１ないし５いずれか１つの請求項に記載の車両。
7. 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軸に接続されると共に該３軸の回転に伴って回転する回転部材を有し、前記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、
   前記発電機の回転数の変動量である回転数変動量に基づいて前記発電機または前記３軸式動力入出力手段の回転部材の疲労の程度が所定の状態になるのを判定すると共に該所定の状態になるのが判定されたときには前記発電機の回転数が所定回転数以下となる範囲内で走行に要求される要求駆動力が出力されて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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