JP2010036788A - 車両およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の燃費を向上させる。
【解決手段】要求トルクＴｒ＊に基づいてエンジンの負荷運転は要求されていないが浄化装置の触媒を暖機するためや空調装置により乗員室を暖房するためにエンジンの運転要求ＥＧ＊がオンとされたときに（Ｓ１２０，Ｓ１４０）、ＥＧＲを実行するときにはＥＧＲを実行しないときの第１の充放電要求パワーＰｂ１より大きい第２の充放電要求パワーＰｂ２がＥＧＲを実行しながらエンジンから出力されてバッテリが充電されると共に（Ｓ２００〜Ｓ２４０）、要求トルクＴｒ＊により走行するようエンジンとＥＧＲバルブと２つのモータとを制御する（Ｓ２５０〜Ｓ２８０）。これにより、車両の燃費を向上させることができる。
【選択図】図３

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、走行用の駆動源として、エンジンと、バッテリを動力源とするモータとを備え、停車中にエンジンのアイドル運転を一時的に停止するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、バッテリの温度が閾値を超えたときには、バッテリの充電電圧を抑制することにより、バッテリの温度が更に上昇してエンジンのアイドル運転の停止が禁止される頻度を軽減するものとしている。
特開２００４−３４６０号公報

上述の車両では、一般に、車両の燃費を向上させることが課題とされている。走行に要求されるパワーが小さくエンジンを停止してモータからの動力のみにより走行可能であっても、エンジンの排気を浄化する触媒の暖機要求や乗員室の暖房要求によりエンジンを停止することができないときには、エンジンを単に自立運転することなく負荷運転してバッテリを充電することにより、車両の燃費を向上させることが考えられるが、更なる燃費の向上が望まれる。

本発明の車両およびその制御方法は、車両の燃費を向上させ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、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、
前記内燃機関の排気を浄化する浄化触媒を有する浄化手段と、
前記内燃機関の吸気系に対する該内燃機関の排気の供給である排気供給を行なう排気供給手段と、
前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、
走行用の動力を出力可能な電動機と、
前記発電機からの電力を充電可能で前記電動機と電力をやり取りする蓄電手段と、
前記内燃機関を熱源として用いて乗員室を暖房する暖房手段と、
走行に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関の負荷運転を要求する負荷運転要求がなされていないときに前記浄化手段の浄化触媒を暖機する条件と前記暖房手段により前記乗員室を暖房する条件とのうち少なくとも一方の成立による前記内燃機関の所定の運転要求がなされたとき、前記排気供給の実行条件が成立していないときには前記排気供給を実行せずに前記内燃機関から第１のパワーが出力されて前記蓄電手段が充電されると共に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排気供給手段と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記排気供給の実行条件が成立しているときには前記排気供給を実行しながら前記内燃機関から前記第１のパワーより大きい第２のパワーが出力されて前記蓄電手段が充電されると共に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排気供給手段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、走行に要求される要求駆動力に基づいて内燃機関の負荷運転を要求する負荷運転要求がなされていないときに浄化手段の浄化触媒を暖機する条件と暖房手段により乗員室を暖房する条件とのうち少なくとも一方の成立による内燃機関の所定の運転要求がなされたときに、排気供給の実行条件が成立していないときには排気供給を実行せずに内燃機関から第１のパワーが出力されて蓄電手段が充電されると共に要求駆動力により走行するよう内燃機関と排気供給手段と発電機と電動機とを制御し、排気供給の実行条件が成立しているときには排気供給を実行しながら内燃機関から第１のパワーより大きい第２のパワーが出力されて蓄電手段が充電されると共に要求駆動力により走行するよう内燃機関と排気供給手段と発電機と電動機とを制御する。排気供給を実行すると排気供給を実行しないときより内燃機関の吸排気抵抗が小さくなり内燃機関をより効率よく運転することができることから、排気供給を実行する際に第１のパワーより大きい第２のパワーを内燃機関から出力すると蓄電手段の残容量をより効率よく増加させることができる。この結果、負荷運転要求がなされていないときに所定の運転要求がなされたときに内燃機関から一律に第１のパワーを出力して蓄電手段を充電するものに比して、車両の燃費を向上させることができる。

こうした本発明の車両において、前記制御手段は、前記負荷運転要求がなされていないときに前記所定の運転要求がなされたとき、前記排気供給を実行せずに前記内燃機関を運転する際の前記内燃機関の効率と前記発電機および前記蓄電手段における損失とに基づいて実験または解析により得られる車両の燃費が最もよくなるパワーを前記第１のパワーとして用いると共に前記排気供給を実行しながら前記内燃機関を運転する際の前記内燃機関の効率と前記発電機および前記蓄電手段における損失とに基づいて実験または解析により得られる車両の燃費が最もよくなるパワーを前記第２のパワーとして用いて前記内燃機関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、より確実に車両の燃費を向上させることができる。

また、本発明の車両において、前記制御手段は、前記負荷運転要求がなされていないときに前記所定の運転要求がなされたときであっても、前記蓄電手段の残容量が所定量以上のとき及び前記電動機により車両の運動エネルギを回生して発電しているときのうち少なくとも一方のときには前記排気供給の実行条件の成立に拘わらずに前記排気供給を実行せずに前記内燃機関が自立運転されると共に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排気供給手段と前記発電機と前記電動機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、蓄電手段の過充電を抑制したり電動機による発電電力をより確実に蓄電手段に充電したりすることができる。

さらに、本発明の車両において、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を備え、前記発電機は、動力を入出力可能で前記蓄電手段と電力のやり取りが可能であり、前記電動機は、前記駆動軸に接続されてなるものとすることもできる。ここで、「３軸式動力入出力手段」は、シングルピニオン式やダブルピニオン式の遊星歯車機構であるものとすることもできるし、デファレンシャルギヤであるものとすることもできる。

本発明の車両の制御方法は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関の排気を浄化する浄化触媒を有する浄化手段と、前記内燃機関の吸気系に対する該内燃機関の排気の供給である排気供給を行なう排気供給手段と、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記発電機からの電力を充電可能で前記電動機と電力をやり取りする蓄電手段と、前記内燃機関を熱源として用いて乗員室を暖房する暖房手段と、を備える車両の制御方法であって、
走行に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関の負荷運転を要求する負荷運転要求がなされていないときに前記浄化手段の浄化触媒を暖機する条件と前記暖房手段により前記乗員室を暖房する条件とのうち少なくとも一方の成立による前記内燃機関の所定の運転要求がなされたとき、前記排気供給の実行条件が成立していないときには前記排気供給を実行せずに前記内燃機関から第１のパワーが出力されて前記蓄電手段が充電されると共に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排気供給手段と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記排気供給の実行条件が成立しているときには前記排気供給を実行しながら前記内燃機関から前記第１のパワーより大きい第２のパワーが出力されて前記蓄電手段が充電されると共に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排気供給手段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、走行に要求される要求駆動力に基づいて内燃機関の負荷運転を要求する負荷運転要求がなされていないときに浄化手段の浄化触媒を暖機する条件と暖房手段により乗員室を暖房する条件とのうち少なくとも一方の成立による内燃機関の所定の運転要求がなされたときに、排気供給の実行条件が成立していないときには排気供給を実行せずに内燃機関から第１のパワーが出力されて蓄電手段が充電されると共に要求駆動力により走行するよう内燃機関と排気供給手段と発電機と電動機とを制御し、排気供給の実行条件が成立しているときには排気供給を実行しながら内燃機関から第１のパワーより大きい第２のパワーが出力されて蓄電手段が充電されると共に要求駆動力により走行するよう内燃機関と排気供給手段と発電機と電動機とを制御する。排気供給を実行すると排気供給を実行しないときより内燃機関の吸排気抵抗が小さくなり内燃機関をより効率よく運転することができることから、排気供給を実行する際に第１のパワーより大きい第２のパワーを内燃機関から出力すると蓄電手段の残容量をより効率よく増加させることができる。この結果、負荷運転要求がなされていないときに所定の運転要求がなされたときに内燃機関から一律に第１のパワーを出力して蓄電手段を充電するものに比して、車両の燃費を向上させることができる。

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、乗員室２１の空調を行なう空調装置９０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、例えば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可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する触媒１３４ａ（例えば三元触媒など）を有する浄化装置１３４を介して外気へ排出される共にＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システム１６０を介して吸気側に供給される。ＥＧＲシステム１６０は、浄化装置１３４の後段に接続されて排気を吸気側のサージタンクに供給するためのＥＧＲ管１６２と、ＥＧＲ管１６２に配置されステッピングモータ１６３により駆動されるＥＧＲバルブ１６４とを備え、ＥＧＲバルブ１６４の開度の調節により、不燃焼ガスとしての排気を供給量を調整して吸気側に供給する。エンジン２２は、こうして空気と排気とガソリンとの混合気を燃焼室に吸引することができるようになっている。

エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａ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、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃ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。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗ，燃焼室内に取り付けられた図示しない圧力センサからの筒内圧力，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられて吸入空気の質量流量を検出するエアフローメータ１４８からの吸入空気量ＧＡ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，吸気管内の圧力を検出する吸気圧センサ１５８からの吸気圧，浄化装置１３４に取り付けられて触媒１３４ａの温度を検出する温度センサ１３４ｂからの触媒温度Ｔｃ，空燃比センサ１３５ａからの空燃比，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号，ＥＧＲバルブ１６４の開度を調整するステッピングモータ１６３への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。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出力する。また、エンジンＥＣＵ２４は、温度センサ１３４ｂからの触媒温度Ｔｃが触媒１３４ａの活性温度範囲の下限近傍の温度として設定された閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときには触媒１３４ａが暖機されるようエンジン２２の運転要求ＥＧ１＊をオンとし、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上のときにはエンジン２２の運転要求ＥＧ１＊をオフとする。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０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。

空調装置９０は、エンジン２２の冷却系に取り付けられ冷却水との熱交換を行なう熱交換器９１と、外気や乗員室２１内の空気を熱交換器９１側に吸引すると共にこの熱交換器９１による熱交換によって暖められた空気を乗員室２１に吹き出させるブロワ９３と、ブロワ９３により吸引される空気を外気か乗員室２１内の空気かに切り替える切替機構９２と、乗員室２１に取り付けられた操作パネル９４と、装置全体をコントロールする空調用電子制御ユニット（以下、空調用ＥＣＵという）９８とを備える。空調用ＥＣＵ９８には、操作パネル９４に取り付けられてヒータのオンオフを操作するブロワスイッチ９４ａからのブロワスイッチ信号ＢＳＷや同じく操作パネル９４に取り付けられて乗員室２１内の温度を設定する設定温度スイッチ９４ｂからの設定温度Ｔ＊，操作パネル９４に取り付けられて乗員室２１内の温度を検出する温度センサ９４ｃからの乗員室温Ｔｉｎ，乗員室２１の外部に取り付けられて外気温を検出する外気温センサ９５からの外気温Ｔｏｕｔなどが入力されている。空調用ＥＣＵ９８からは、各入力信号に基づいて乗員室温Ｔｉｎが設定温度Ｔ＊となるようブロワ９３を駆動する駆動信号や切替機構９２への駆動信号などが出力されている。また、空調用ＥＣＵ９８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からエンジン２２の冷却水温Ｔｗなどのデータを入力すると共に空調装置９０の状態に関するデータを必要に応じてハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、空調用ＥＣＵ９８は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０から通信により入力したエンジン２２の冷却水温Ｔｗに基づいてエンジン２２の運転要求ＥＧ２＊を設定する。エンジン２２の運転要求ＥＧ２＊は、例えば、冷却水温Ｔｗが第１の温度（例えば６０℃）未満のときにオンとすると共に冷却水温Ｔｗが第２の温度（例えば８０℃）以上のときにオフとするなど種々の手法により設定することができる。

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，空調用ＥＣＵ９８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，空調用ＥＣＵ９８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や車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の残容量ＳＯＣ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，エンジン２２の運転要求ＥＧ＊，モータＭＧ２が回生駆動している状態を示す回生フラグＦ１，ＥＧＲ実行フラグＦ２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，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。バッテリ５０の残容量ＳＯＣは、図示しない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演算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。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。また、エンジン２２の運転要求ＥＧ＊は、図示しない運転要求設定ルーチンにより、温度センサ１３４ｂにより検出された触媒温度Ｔｃに基づいて設定されたエンジン２２の運転要求ＥＧ１＊をエンジンＥＣＵ２４から通信により入力すると共にエンジン２２の冷却水温Ｔｗに基づいて設定されたエンジン２２の運転要求ＥＧ２＊を空調用ＥＣＵ９８から通信により入力し、運転要求ＥＧ１＊と運転要求ＥＧ２＊とのうちいずれか一方または両方がオンのときにエンジン２２の運転要求ＥＧ＊をオンとし、運転要求ＥＧ１＊と運転要求ＥＧ２＊との両方がオフのときにエンジン２２の運転要求ＥＧ＊をオフとして設定されたものを入力するものとした。さらに、モータＭＧ２の回生フラグＦ１は、モータＥＣＵ４０により実行される図示しない回生フラグ設定ルーチンにより、車両の運動エネルギを回生してモータＭＧ２から発電電力を生じているときに値１が設定され、それ以外のときに値０が設定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。そして、ＥＧＲ実行フラグＦ２は、エンジンＥＣＵ２４により実行される図示しないＥＧＲ実行フラグ設定ルーチンにより、エンジン２２の排気を吸気側に供給する排気供給（ＥＧＲ）の実行条件が成立していないときに値０が設定され、ＥＧＲの実行条件が成立しているときに値１が設定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。なお、実施例では、ＥＧＲの実行条件として、エンジン２２の冷却水温Ｔｗがエンジン２２の暖機が完了した状態を示す所定温度Ｔｒｅｆ（例えば、６５℃や７０℃など）以上となる条件を用いるものとした。

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＊と車両に要求される車両要求パワーＰ＊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４に要求トルク設定用マップの一例を示す。車両要求パワー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）によって求めることができる。

続いて、計算した車両要求パワーＰ＊を閾値Ｐｒｅｆと比較する（ステップＳ１２０）。ここで、閾値Ｐｒｅｆは、車両要求パワーＰ＊に応じて、即ち、要求トルクＴｒ＊に基づいてエンジン２２の負荷運転が要求されているか否かを判定するために用いられる閾値であり、実施例では、エンジン２２を比較的効率よく運転可能なパワーの下限値近傍の値を用いるものとした。車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときには、要求トルクＴｒ＊に基づいてエンジン２２を負荷運転すると判断し、車両要求パワーＰ＊をエンジン２２に要求されるエンジン要求パワーＰｅ＊に設定すると共に（ステップＳ１３０）、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき目標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Ｓ２３０）。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エンジン要求パワー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目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図５に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインとエンジン要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。

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（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Ｓ２４０）。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の一例を図６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Ｓ２５０）、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Ｓ２６０）、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Ｓ２７０）。ここで、式（５）は、前述した図６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Ｓ２８０）、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。なお、エンジンＥＣＵ２４は、ＥＧＲ実行フラグＦ２が値０のときにはＥＧＲバルブ１６４が全閉されるようステッピングモータ１６３を駆動し ＥＧＲ実行フラグＦ２が値１のときにはクランクポジションセンサ１４０からの信号により演算されたエンジン２２の回転数Ｎｅとエアフローメータ１４８からの吸入空気量ＧＡとに基づいて設定される目標ＥＧＲ率に対応する開度だけＥＧＲバルブ１６４が開弁されるようステッピングモータ１６３を駆動することによりＥＧＲを実行する。こうした制御により、実行条件の成立に応じてＥＧＲを実行しながら、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Ｓ１２０で車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満のときには、エンジン２２の運転要求ＥＧ＊を調べ（ステップＳ１４０）、エンジン２２の運転要求ＥＧ＊がオフのときには、エンジン２２の運転は必要ないと判断し、エンジン２２の運転が停止されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に値０を設定すると共に（ステップＳ１５０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ１６０）、値０のトルク指令Ｔｍ１＊を前述の式（３）ないし式（５）に代入してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２５０〜Ｓ２７０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を各ＥＣＵに送信して（ステップＳ２８０）、駆動制御ルーチンを終了する。値０の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が運転されているときにはエンジン２２の運転を停止するよう燃料噴射制御や点火制御などの制御を停止し、エンジン２２が運転停止されているときにはその状態を保持する。こうした制御により、エンジン２２を運転停止した状態で、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ２から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Ｓ１２０で車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満であり且つステップＳ１４０でエンジン２２の運転要求ＥＧ＊がオンのときには、要求トルクＴｒ＊に基づくエンジン２２の負荷運転は必要ないが浄化装置１３４の触媒１３４ａを暖機するためや空調装置９０により乗員室２１を暖房するためにエンジン２２の運転が必要と判断し、入力したバッテリ５０の残容量ＳＯＣとモータＭＧ２の回生フラグＦ１とに基づいてエンジン２２を自立運転するか負荷運転するかを判定する（ステップＳ１７０，Ｓ１８０）。こうした判定を行なうのは、エンジン２２を負荷運転してバッテリ５０を充電することにより車両の燃費を向上させるのが好ましいが、以下に説明するように、エンジン２２を負荷運転するよりも自立運転する方が好ましい場合があるためである。この判定は、具体的には、バッテリ５０が過充電となるおそれのある状態を示す値としてバッテリ５０の特性により予め定められた閾値Ｓｈｉ（例えば、６０％や６５％，７０％など）とバッテリ５０の残容量ＳＯＣとを比較すると共に（ステップＳ１７０）、モータＭＧ２の回生フラグＦ１を調べることにより行なわれる（ステップＳ１８０）。バッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｈｉ以上のときにはエンジン２２を負荷運転するとバッテリ５０が過充電となるおそれがあると判断し、また、回生フラグＦ１がモータＭＧ２が回生駆動している状態を示す値１のときにはモータＭＧ２による発電電力のできるだけ多くをバッテリ５０に充電すると判断して、エンジン２２が自立運転されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に自立運転用の回転数Ｎｉｄｌ（例えば、９００ｒｐｍや１０００ｒｐｍなど）を設定すると共にエンジン２２の目標トルクＴｅ＊に値０を設定し（ステップＳ１９０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に（ステップＳ１６０）、値０のトルク指令Ｔｍ１＊を用いてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２５０〜Ｓ２７０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を各ＥＣＵに送信して（ステップＳ２８０）、駆動制御ルーチンを終了する。回転数Ｎｉｄｌの目標回転数Ｎｅ＊および値０の目標トルクＴｅ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の運転が停止されているときにはモータＭＧ１によるモータリングを伴ってエンジン２２を始動するよう燃料噴射制御や点火制御などの制御を開始し、エンジン２２が運転されているときにはエンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊としての回転数Ｎｉｄｌで自立運転するよう燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。なお、実施例では、エンジン２２を自立運転するときには、ＥＧＲ実行フラグＦ２の値に拘わらずエンジン２２の燃焼状態が安定するようエンジンＥＣＵ２４によるＥＧＲを実行しないものとした。こうした制御により、ＥＧＲを実行せずにエンジン２２を自立運転しながら、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ２から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Ｓ１７０でバッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｈｉ未満であり且つステップＳ１８０でモータＭＧ２の回生フラグＦ１が値０のときには、ＥＧＲ実行フラグＦ２の値を調べ（ステップＳ２００）、ＥＧＲ実行フラグＦ２が実行条件の不成立を示す値０のときにはエンジン要求パワーＰｅ＊に第１の充放電要求パワーＰｂ１を設定し（ステップＳ２１０）、ＥＧＲ実行フラグＦ２が実行条件の成立を示す値１のときにはエンジン要求パワーＰｅ＊に第１の充放電要求パワーＰｂ１より大きい第２の充放電要求パワーＰｂ２を設定する（ステップＳ２２０）。そして、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（ステップＳ２３０，Ｓ２４０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２５０〜Ｓ２７０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を各ＥＣＵに送信して（ステップＳ２８０）、駆動制御ルーチンを終了する。ここで、第１の充放電要求パワーＰｂ１は、ＥＧＲを実行せずにエンジン２２を負荷運転する際のエンジン要求パワーＰｅ＊のうち車両の燃費が最もよくなるパワーであり、エンジン２２を自立運転する場合を基準として、エンジン要求パワーＰｅ＊と図５に例示した動作ラインとに基づく運転ポイントでＥＧＲを実行せずにエンジン２２を運転したときのモータＭＧ１における発電によるエネルギ損失およびバッテリ５０における充放電によるエネルギ損失に基づく効率（以下、発電充放電効率という）とエンジン２２の効率(以下、エンジン効率という）とをそれぞれ実験や解析により求めて、求めた発電充放電効率とエンジン効率との和としての燃費向上率が最も大きくなるときのエンジン要求パワーＰｅ＊（例えば、２ｋｗや３ｋｗなど）を第１の充放電要求パワーＰｂ１として用いるものとした。また、第２の充放電要求パワーＰｂ２は、ＥＧＲを実行しながらエンジン２２を負荷運転する際のエンジン要求パワーＰｅ＊のうち車両の燃費が最もよくなるパワーであり、エンジン２２を自立運転する場合を基準として、エンジン要求パワーＰｅ＊と図５に例示した動作ラインとに基づく運転ポイントでＥＧＲを実行せずにエンジン２２を運転したときの発電充放電効率とエンジン効率とをそれぞれ実験や解析により求めて、求めた発電充放電効率とエンジン効率との和としての燃費向上率が最も大きくなるときのエンジン要求パワーＰｅ＊（例えば、４ｋｗや５ｋｗなど）を第２の充放電要求パワーＰｂ２として用いるものとした。図７に、エンジン要求パワーＰｅ＊とエンジン効率，発電充放電効率，燃費向上率との関係および第１の充電要求パワーＰｂ１，第２の充放電要求パワーＰｂ２の一例を示す。図示するように、エンジン要求パワーＰｅ＊が大きくなると、発電充放電効率が負側に大きくなる程度に比してエンジン効率が正側に大きくなる程度が小さくなるため、燃費向上率が極大となるエンジン要求パワーＰｅ＊があることが分かる。また、図中、ＥＧＲを実行するときにはＥＧＲを実行しないときに比してエンジン効率がよくなるのは、ＥＧＲを実行するとエンジン２２の吸気側の負圧が小さくなりエンジン２２の吸排気抵抗が小さくなることに基づく。このため、ＥＧＲを実行するときには、第１の充放電要求パワーＰｂ１より大きい第２の充放電要求パワーＰｂ２に相当するパワーがエンジン２２から出力されてモータＭＧ１による発電を伴ってバッテリ５０を充電するから、ＥＧＲを実行するか否かに拘わらずに第１の充放電要求パワーＰｂ１や第２の充放電要求パワーＰｂ２に相当するパワーなどの所定のパワーをエンジン２２から出力するものに比して、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが効率よく増加され、車両の燃費を向上させることができるものとなる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、要求トルクＴｒ＊に基づいてエンジン２２の負荷運転は要求されていないが浄化装置１３４の触媒１３４ａを暖機するためや空調装置９０により乗員室２１を暖房するためにエンジン２２の運転要求ＥＧ＊がオンとされたときに、ＥＧＲを実行するときにはＥＧＲを実行しないときの第１の充放電要求パワーＰｂ１より大きい第２の充放電要求パワーＰｂ２がＥＧＲを実行しながらエンジン２２から出力されてバッテリ５０が充電されると共に要求トルクＴｒ＊により走行するようエンジン２２とＥＧＲバルブ１６４とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するから、車両の燃費を向上させることができる。また、ＥＧＲを実行しないときの第１の充放電要求パワーＰｂ１とＥＧＲを実行するときの第２の充放電要求パワーＰｂとを、モータＭＧ１およびバッテリ５０における損失とエンジン２２の効率とに基づいて車両の燃費が最もよくなるパワーとしてそれぞれ実験や解析により求めるから、より確実に車両の燃費を向上させることができる。さらに、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｈｉ以上のときやモータＭＧ２が発電しているときにはエンジン２２を負荷運転することなく自立運転するものとしたから、バッテリ５０の過充電を抑制したりモータＭＧ２による発電電力をより確実にバッテリ５０に充電したりすることができる。もとより、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，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、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｈｉ以上のときやモータＭＧ２の回生フラグＦ１が値１のときにはエンジン２２を自立運転するものとしたが、閾値Ｓｈｉをバッテリ５０が過充電となるおそれがある値よりも若干小さく設定した場合などにはバッテリ５０の残容量ＳＯＣがこの閾値Ｓｈｉ以上であってもエンジン２２を負荷運転するものとしてもよいし、モータＭＧ２の回生フラグＦ１が値１のときであってもバッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｈｉより小さくバッテリ５０に余裕があるときなどにはエンジン２２を負荷運転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、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｈｉ以上のときにはエンジン２２を自立運転するものとしたが、残容量ＳＯＣの判定に代えてバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの大きさが閾値Ｗｒｅｆ未満と判定されたときにはエンジン２２を自立運転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、ＥＧＲを実行しないときの第１の充放電要求パワーＰｂ１とＥＧＲを実行するときの第２の充放電要求パワーＰｂ２とを、モータＭＧ１およびバッテリ５０における損失による発電充放電効率とエンジン効率とに基づいて車両の燃費が最もよくなるパワーとしてそれぞれ実験や解析により求めるものとしたが、発電充放電効率とエンジン効率とに基づくことなく、車両の燃費が最もよくなるパワーとしてそれぞれを実験や解析により直接求め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、浄化装置１３４の触媒１３４ａを暖機するためや空調装置９０により乗員室２１を暖房するためにエンジン２２の運転要求ＥＧ＊がオンとされるものとしたが、モータＭＧ２とリングギヤ軸３２ａとの接続が減速ギヤ３５に代えて作動オイルの油圧によりオンオフされるブレーキやクラッチを有する変速機を介してなされる車両であって、この変速機の油圧の調整がエンジン２２のクランクシャフト２６の回転に応じた油圧を発生する機械式ポンプの駆動によりなされる車両では、作動オイルの油温が所定温度以上となる高温時にもエンジン２２の運転要求ＥＧ＊がオンとされるものとしてもよい。これは、作動オイルの油温が高くなるとその粘性が低下してオイル漏れによる油圧の低下が生じて変速機のブレーキやクラッチの係合力が低下しやすくなることなどに基づく。

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８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８における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。

実施例では、エンジン２２およびモータＭＧ１からの動力を動力分配統合機構３０を介してリングギヤ軸３２ａに出力すると共にモータＭＧ２からの動力をリングギヤ軸３２ａに出力するハイブリッド自動車２０に適用して説明したが、モータＭＧ１や動力分配統合機構３０を備えることなく、エンジン２２からの動力を用いて発電可能な発電機（例えば、オルタネータなど）を備えてエンジン２２からの動力とモータＭＧ２からの動力とを車軸に連結された駆動軸に出力するハイブリッド自動車に適用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、浄化装置１３４が「浄化手段」に相当し、ＥＧＲシステム１６０が「排気供給手段」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」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、空調装置９０が「暖房手段」に相当し、要求トルクＴｒ＊に基づいて負荷運転が要求されていないがエンジン２２の運転要求ＥＧ＊がオンのときにＥＧＲ実行フラグＦ２が値０のときにはＥＧＲを実行せずにエンジン２２から第１の充放電要求パワーＰｂ１が出力されＥＧＲ実行フラグＦ２が値１のときにはＥＧＲを実行しながらエンジン２２から第２の充放電要求パワーＰｂ２が出力されてバッテリ５０が充電されると共にバッテリ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に送信する図３の駆動制御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と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とＥＧＲ実行フラグＦ２の値とに基づいてエンジン２２やＥＧＲバルブ１６４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、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。

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、如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「浄化手段」としては、浄化装置１３４に限定されるものではなく、内燃機関の排気を浄化する浄化触媒を有するものであれば如何なるものとしても構わない。「排気供給手段」としては、ＥＧＲシステム１６０に限定されるものではなく、内燃機関の吸気系に対する内燃機関の排気の供給である排気供給を行なう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、誘導電動機やオルタネータなど、内燃機関からの動力を用いて発電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。「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、走行用の動力を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、発電機からの電力を充電可能で電動機と電力をやり取りするものであれば如何なるものとしても構わない。「暖房手段」としては、空調装置９０に限定されるものではなく、冷房用のコンプレッサなどを含む冷却系を更に備えるものなど、内燃機関を熱源として用いて乗員室を暖房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、要求トルクＴｒ＊に基づいて負荷運転が要求されていないがエンジン２２の運転要求ＥＧ＊がオンのときにＥＧＲ実行フラグＦ２が値０のときにはＥＧＲを実行せずにエンジン２２から第１の充放電要求パワーＰｂ１が出力されＥＧＲ実行フラグＦ２が値１のときにはＥＧＲを実行しながらエンジン２２から第２の充放電要求パワーＰｂ２が出力されてバッテリ５０が充電されると共にバッテリ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２２やＥＧＲバルブ１６４，モータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、走行に要求される要求駆動力に基づいて内燃機関の負荷運転を要求する負荷運転要求がなされていないときに浄化手段の浄化触媒を暖機する条件と暖房手段により乗員室を暖房する条件とのうち少なくとも一方の成立による内燃機関の所定の運転要求がなされたとき、排気供給の実行条件が成立していないときには排気供給を実行せずに内燃機関から第１のパワーが出力されて蓄電手段が充電されると共に要求駆動力により走行するよう内燃機関と排気供給手段と発電機と電動機とを制御し、排気供給の実行条件が成立しているときには排気供給を実行しながら内燃機関から第１のパワーより大きい第２のパワーが出力されて蓄電手段が充電されると共に要求駆動力により走行するよう内燃機関と排気供給手段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。また、「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。

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。 エンジン２２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。 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。 エンジン要求パワーＰｅ＊とエンジン効率，発電充放電効率，燃費向上率との関係および第１の充電要求パワーＰｂ１，第２の充放電要求パワーＰｂ２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、２１ 乗員室、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、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 空調装置、９１ 熱交換器、９２ 切替機構、９３ ブロワ、９４ 操作パネル、９４ａ ブロワスイッチ、９４ｂ 設定温度スイッチ、９４ｃ 温度センサ、９５ 外気温センサ、９８ 空調用電子制御ユニット（空調用ＥＣＵ）、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３４ａ 触媒，１３４ｂ 温度センサ、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６，スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、１５８ 吸気圧センサ、１６０ ＥＧＲシステム、１６２ ＥＧＲ管、１６３ ステッピングモータ、１６４ ＥＧＲバルブ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (5)

1. 走行用の動力を出力可能な内燃機関と、
   前記内燃機関の排気を浄化する浄化触媒を有する浄化手段と、
   前記内燃機関の吸気系に対する該内燃機関の排気の供給である排気供給を行なう排気供給手段と、
   前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、
   走行用の動力を出力可能な電動機と、
   前記発電機からの電力を充電可能で前記電動機と電力をやり取りする蓄電手段と、
   前記内燃機関を熱源として用いて乗員室を暖房する暖房手段と、
   走行に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関の負荷運転を要求する負荷運転要求がなされていないときに前記浄化手段の浄化触媒を暖機する条件と前記暖房手段により前記乗員室を暖房する条件とのうち少なくとも一方の成立による前記内燃機関の所定の運転要求がなされたとき、前記排気供給の実行条件が成立していないときには前記排気供給を実行せずに前記内燃機関から第１のパワーが出力されて前記蓄電手段が充電されると共に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排気供給手段と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記排気供給の実行条件が成立しているときには前記排気供給を実行しながら前記内燃機関から前記第１のパワーより大きい第２のパワーが出力されて前記蓄電手段が充電されると共に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排気供給手段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、前記負荷運転要求がなされていないときに前記所定の運転要求がなされたとき、前記排気供給を実行せずに前記内燃機関を運転する際の前記内燃機関の効率と前記発電機および前記蓄電手段における損失とに基づいて実験または解析により得られる車両の燃費が最もよくなるパワーを前記第１のパワーとして用いると共に前記排気供給を実行しながら前記内燃機関を運転する際の前記内燃機関の効率と前記発電機および前記蓄電手段における損失とに基づいて実験または解析により得られる車両の燃費が最もよくなるパワーを前記第２のパワーとして用いて前記内燃機関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、前記負荷運転要求がなされていないときに前記所定の運転要求がなされたときであっても、前記蓄電手段の残容量が所定量以上のとき及び前記電動機により車両の運動エネルギを回生して発電しているときのうち少なくとも一方のときには前記排気供給の実行条件の成立に拘わらずに前記排気供給を実行せずに前記内燃機関が自立運転されると共に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排気供給手段と前記発電機と前記電動機とを制御する手段である請求項１または２記載の車両。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の車両であって、
   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を備え、
   前記発電機は、動力を入出力可能で前記蓄電手段と電力のやり取りが可能であり、
   前記電動機は、前記駆動軸に接続されてなる、
   車両。
5. 走行用の動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関の排気を浄化する浄化触媒を有する浄化手段と、前記内燃機関の吸気系に対する該内燃機関の排気の供給である排気供給を行なう排気供給手段と、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記発電機からの電力を充電可能で前記電動機と電力をやり取りする蓄電手段と、前記内燃機関を熱源として用いて乗員室を暖房する暖房手段と、を備える車両の制御方法であって、
   走行に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関の負荷運転を要求する負荷運転要求がなされていないときに前記浄化手段の浄化触媒を暖機する条件と前記暖房手段により前記乗員室を暖房する条件とのうち少なくとも一方の成立による前記内燃機関の所定の運転要求がなされたとき、前記排気供給の実行条件が成立していないときには前記排気供給を実行せずに前記内燃機関から第１のパワーが出力されて前記蓄電手段が充電されると共に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排気供給手段と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記排気供給の実行条件が成立しているときには前記排気供給を実行しながら前記内燃機関から前記第１のパワーより大きい第２のパワーが出力されて前記蓄電手段が充電されると共に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排気供給手段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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