JP2010076505A - ハイブリッド車およびハイブリッド車の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】排気再循環装置が排気系に取り付けられた内燃機関を搭載するハイブリッド車において、車両全体の効率が向上するように、より適正に内燃機関の間欠運転を実行する。
【解決手段】排気再循環（ＥＧＲ）の非実行時にはＥＧＲオフ用動作ラインを用いたときの実エンジン効率と最高エンジン効率との差である効率低下量がモータ走行モードでの電力損失であるモータ走行損失に一致する際に走行に必要なパワーであるＥＧＲオフ用切替パワーＰｏｆｆをエンジンを間欠運転するための閾値として設定し、排気再循環の実行時にはＥＧＲオン用動作ラインを用いたときの効率低下量がモータ走行損失に一致する際に走行に必要なパワーであるＥＧＲオン用切替パワーＰｏｎをエンジンを間欠運転するための閾値として設定する。これにより、排気再循環の実行の有無に拘わらず、車両全体の効率が向上するように、より適正に間欠運転をすることができる。
【選択図】図９

Description

本発明は、ハイブリッド車およびハイブリッド車の制御方法に関する。

従来、この種のハイブリッド車としては、エンジンと、エンジンの排気を吸気系に供給可能な排気供給装置（ＥＧＲ装置）と、動力を入出力可能な第１モータジェネレータと、車輪に連結された伝達機構に動力を入出力可能な第２モータジェネレータと、エンジンと第１モータジェネレータと伝達機構とに接続され遊星歯車機構として構成された動力分割機構とを備え、燃料消費率が小さくなる動作線上でエンジンを運転して走行するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車では、エンジンの瞬間的な燃費を算出して燃料消費率が最小となるトルクと回転数とからなる動作点を学習し、学習した動作点に基づいて動作線を変更することで効率を高めている。

また、この種のハイブリッド車としては、エンジンと、動力を入出力可能な第１モータジェネレータと、車輪に連結された伝達機構に動力を入出力可能な第２モータジェネレータと、エンジンと第１モータジェネレータと伝達機構とに接続され遊星歯車機構として構成された動力分割機構とを備え、エンジンの効率とモータジェネレータの効率とを比較考慮してハイブリッド車全体のエネルギ効率が高くなるように設定された閾値を用いたエンジンの間欠運転を伴って走行するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００６−１９３１３７号公報 特開２００４−２０４７４０号公報

前者のハイブリッド車のように排気再循環装置を備えたハイブリッド車においても、後者のハイブリッド車のようにエンジンの効率とモータジェネレータの効率とを比較考慮してエンジンの間欠運転のための閾値を設定することが考えられる。ただし、特許文献２は、排気再循環装置はおろか、エンジンの効率とモータジェネレータの効率とに基づくエンジンの間欠運転のための閾値の設定手順を何ら具体的に開示していない。そして、排気の再循環が行なわれると、吸気系に再循環される排気の量に応じてエンジンの効率が変化することから、閾値の設定次第では、却って車両全体の効率を低下させてしまう場合がある。

本発明のハイブリッド車およびハイブリッド車の制御方法は、排気再循環装置が排気系に取り付けられた内燃機関を搭載するハイブリッド車において、車両全体の効率が向上するように、より適正に内燃機関の間欠運転を実行することを主目的とする。

本発明のハイブリッド車およびハイブリッド車の制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド車は、
排気を吸気系に再循環する排気再循環装置が取り付けられた内燃機関と、動力を入出力する発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と駆動輪に連結された駆動軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、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、を備えるハイブリッド車であって、
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、
前記設定された要求駆動力に基づいて車両に要求される要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
前記排気再循環装置による排気の吸気系への再循環である排気再循環が行なわれていないときには、該排気再循環を伴わずに前記内燃機関を効率よく運転するために該内燃機関の回転数とトルクとに課す制約としての第１の動作ラインを実行用動作ラインとして設定し、前記排気再循環が行なわれているときには、該排気再循環を伴って前記内燃機関を効率よく運転するために該内燃機関の回転数とトルクとに課す制約としての前記第１の動作ラインとは異なる第２の動作ラインを実行用動作ラインとして設定する実行用動作ライン設定手段と、
前記排気再循環が行なわれていないときには、前記蓄電手段の充放電を行なうことなく前記内燃機関を前記第１の動作ライン上の運転ポイントで運転して走行したときの前記内燃機関の効率と前記内燃機関を最も効率のよい運転ポイントで運転したときの前記内燃機関の効率である機関最高効率との差が前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動機からの動力により走行したときの電力の損失である電動機走行損失に一致する際に走行に必要なパワーを前記内燃機関を間欠運転するための間欠運転閾値として設定し、前記排気再循環が行なわれているときには、前記蓄電手段の充放電を行なうことなく前記内燃機関を前記第２の動作ライン上の運転ポイントで運転して走行したときの前記内燃機関の効率と前記機関最高効率との差が前記電動機走行損失に一致する際に走行に必要なパワーを前記間欠運転閾値として設定する間欠運転閾値設定手段と、
前記設定された要求パワーと前記設定された間欠運転閾値との大小関係を比較した結果と前記設定された実行用動作ラインとを用いた前記内燃機関の間欠運転を伴って前記設定された要求駆動力に基づく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。

この本発明のハイブリッド車では、走行に要求される要求駆動力に基づいて設定された車両に要求される要求パワーと内燃機関を間欠運転するための間欠運転閾値との大小関係を比較した結果と実行用動作ラインとを用いた内燃機関の間欠運転を伴って要求駆動力に基づく駆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。こうした制御に用いる間欠運転閾値としては、排気再循環が行なわれていないときには、蓄電手段の充放電を行なうことなく内燃機関を第１の動作ライン上の運転ポイントで運転して走行したときの内燃機関の効率と内燃機関を最も効率のよい運転ポイントで運転したときの内燃機関の効率である機関最高効率との差が内燃機関の運転を停止した状態で電動機からの動力により走行したときの電力の損失である電動機走行損失に一致する際に走行に必要なパワーが設定され、排気再循環が行なわれているときには、蓄電手段の充放電を行なうことなく内燃機関を第２の動作ライン上の運転ポイントで運転して走行したときの内燃機関の効率と機関最高効率との差が電動機走行損失に一致する際に走行に必要なパワーが設定される。このように排気再循環の実行時と非実行時とにおける内燃機関の効率の変化を考慮して間欠運転閾値を設定することにより、排気再循環の実行の有無に拘わらず、車両全体の効率が向上するように、より適正に内燃機関の間欠運転をすることができる。

こうした本発明のハイブリッド車において、前記第２の動作ラインは、前記内燃機関の吸気系に再循環する排気の再循環量である排気再循環量と前記内燃機関の吸入空気量との和に対する前記排気再循環量の比率が大きいほどトルクが小さくなる傾向に設定されてなるものとすることもできる。

また、本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記内燃機関が停止している最中に前記設定された要求パワーが前記設定された間欠運転閾値以上に至ったときに前記内燃機関を始動し、前記内燃機関を運転している最中に前記設定された要求パワーが前記設定された間欠運転閾値よりも所定パワーだけ小さいパワー以下に至ったときに前記内燃機関を停止する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の始動と停止とが頻繁に繰り返されることを抑制することができる。

本発明のハイブリッド車の制御方法は、
排気を吸気系に再循環する排気再循環装置が取り付けられた内燃機関と、動力を入出力する発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と駆動輪に連結された駆動軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、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、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
前記排気再循環装置による排気の吸気系への再循環である排気再循環が行なわれていないときには該排気再循環を伴わずに前記内燃機関を効率よく運転するために該内燃機関の回転数とトルクとに課す制約としての第１の動作ラインを実行用動作ラインとして設定し、前記排気再循環が行なわれているときには該排気再循環を伴って前記内燃機関を効率よく運転するために該内燃機関の回転数とトルクとに課す制約としての前記第１の動作ラインとは異なる第２の動作ラインを実行用動作ラインとして設定し、
前記排気再循環が行なわれていないときには前記蓄電手段の充放電を行なうことなく前記内燃機関を前記第１の動作ライン上の運転ポイントで運転して走行したときの前記内燃機関の効率と前記内燃機関を最も効率のよい運転ポイントで運転したときの前記内燃機関の効率である機関最高効率との差が前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動機からの動力により走行したときの電力の損失である電動機走行損失に一致する際に走行に必要なパワーを前記内燃機関を間欠運転するための間欠運転閾値として設定し、前記排気再循環が行なわれているときには前記蓄電手段の充放電を行なうことなく前記内燃機関を前記第２の動作ライン上の運転ポイントで運転して走行したときの前記内燃機関の効率と前記機関最高効率との差が前記電動機走行損失に一致する際に走行に必要なパワーを前記間欠運転閾値として設定し、
走行に要求される要求駆動力に基づいて設定された車両に要求される要求パワーと前記設定された間欠運転閾値との大小関係を比較した結果と前記設定された実行用動作ラインとを用いた前記内燃機関の間欠運転を伴って前記設定された要求駆動力に基づく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を制御する、
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車の制御方法では、走行に要求される要求駆動力に基づいて設定された車両に要求される要求パワーと内燃機関を間欠運転するための間欠運転閾値との大小関係を比較した結果と実行用動作ラインとを用いた内燃機関の間欠運転を伴って要求駆動力に基づく駆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。こうした制御に用いる間欠運転閾値としては、排気再循環が行なわれていないときには、蓄電手段の充放電を行なうことなく内燃機関を第１の動作ライン上の運転ポイントで運転して走行したときの内燃機関の効率と内燃機関を最も効率のよい運転ポイントで運転したときの内燃機関の効率である機関最高効率との差が内燃機関の運転を停止した状態で電動機からの動力により走行したときの電力の損失である電動機走行損失に一致する際に走行に必要なパワーが設定され、排気再循環が行なわれているときには、蓄電手段の充放電を行なうことなく内燃機関を第２の動作ライン上の運転ポイントで運転して走行したときの内燃機関の効率と機関最高効率との差が電動機走行損失に一致する際に走行に必要なパワーが設定される。このように排気再循環の実行時と非実行時とにおける内燃機関の効率の変化を考慮して間欠運転閾値を設定することにより、排気再循環の実行の有無に拘わらず、車両全体の効率が向上するように、より適正に間欠運転をすることができる。

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、ハイブリッド車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と吸気管１２５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を介して燃料室に吸入し、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浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。また、この浄化装置１３４の後段には、排気の一部を吸気管１２５に再循環するためのＥＧＲ管１５２と、吸気管１２５に再循環する排気の量を調節するＥＧＲバルブ１５４とを備え、ＥＧＲバルブ１５４の開閉により、エンジン２２は、不燃焼ガスとしての排気を吸気管１２５に再循環して空気と排気とガソリン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、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，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３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１２５に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号，同じく吸気管１２５に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温度，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，吸気管１２５内の圧力を検出する吸気圧センサ１５８からの吸気圧，ＥＧＲバルブ１５４の開度を検出するＥＧＲバルブ開度センサ１５５からのＥＧＲバルブ開度，ＥＧＲ管１５２内のＥＧＲガスの温度を検出する温度センサ１５６からのＥＧＲガス温度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の開閉タイミングの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１５４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。なお、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。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。

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３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，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，ＥＧＲ実行フラグＦ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅはクランクポジションセンサ１４０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、ＥＧＲ実行フラグＦは、エンジン２２の排気を吸気側に再循環する排気再循環（ＥＧＲ）が行なわれていないときには値０が設定され、排気再循環が行なわれているときには値１が設定されるフラグであり、エンジンＥＣＵ２４により設定されたものを通信により入力するものとした。そして、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と車速Ｖとに基づいて走行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。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、運転を停止中のエンジン２２を始動するか否かを判定するための始動用閾値Ｐｓｔａｒｔや運転中のエンジン２２を停止するか否かを判定するための停止用閾値Ｐｓｔｏｐを設定する始動停止用閾値設定処理を実行する（ステップＳ１２０）。ここで、始動用閾値Ｐｓｔａｒｔや停止用閾値Ｐｓｔｏｐは、図５に例示する始動停止用閾値設定処理により設定される。始動停止用閾値設定処理については、説明の都合上、後述する。

続いて、エンジン２２が運転中であるか否かを判定し（ステップＳ１３０）、エンジン２２が運転中と判定されたときには設定した要求パワーＰ＊がエンジン２２を停止するか否か判定するための停止用閾値Ｐｓｔｏｐ未満か否かを判定する（ステップＳ１４０）。そして、要求パワーＰ＊が停止用閾値Ｐｓｔｏｐ以上と判定されたときには、エンジン２２の運転を継続すると判断して、入力したＥＧＲ実行フラグＦの値を調べ（ステップＳ１５０）、ＥＧＲ実行フラグＦが値０に設定されているとき（排気再循環の非実行時）にはＥＧＲオフ用動作ラインＬｏｆｆを実行用動作ラインＬｘに設定し（ステップＳ１６０）、ＥＧＲ実行フラグＦが値１に設定されているとき（排気再循環の実行時）にはＥＧＲオン用動作ラインＬｏｎを実行用動作ラインＬｘに設定し（ステップＳ１７０）、設定した実行用動作ラインＬｘと要求パワーＰ＊とに基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１８０）。ここで、ＥＧＲオフ用動作ラインＬｏｆｆは、排気再循環の非実行時にエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインである。また、ＥＧＲオン用動作ラインＬｏｎは、排気再循環の実行時にエンジン２２を効率よく動作させるように定められた動作ラインであり、排気再循環によってエンジン２２の吸気系に流入する排気の量であるＥＧＲ量とエンジン２２の吸入空気量との和に対するＥＧＲ量の比率としてのＥＧＲ率が大きいほどトルクが小さくなる傾向に設定される。このため、ＥＧＲオン用動作ラインＬｏｎは、ＥＧＲオフ用動作ラインＬｏｆｆに比べて目標トルクＴｅ＊を小さく設定するよう定められている。図６に、ＥＧＲオフ用動作ラインＬｏｆｆ及びＥＧＲオン用動作ラインＬｏｎの一例とＥＧＲオフ用動作ラインＬｏｆｆを実行用動作ラインＬｘとして用いて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、実行用動作ラインＬｘに設定されたＥＧＲオフ用動作ラインＬｏｆｆまたはＥＧＲオン用動作ラインＬｏｎと要求パワーＰ＊（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、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１のモータ目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と入力したモータＭＧ１のモータ回転数Ｎｍ１とに基づいて次式（２）によりモータＭＧ１から出力すべきトルクの仮の値であるモータ仮トルクＴｍ１ｔｍｐを計算する（ステップＳ１９０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図７に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、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/ρ (1)
Tm1tmp=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)

続いて、次式（３）および次式（４）を共に満たすモータ仮トルクＴｍ１ｔｍｐの上下限としてのトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定すると共に（ステップＳ２００）、設定したモータ仮トルクＴｍ１ｔｍｐを次式（５）によりトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで制限してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップ２１０）。ここで、式（３）はモータＭＧ１やモータＭＧ２によりリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの総和が値０から要求トルクＴｒ＊までの範囲内となる関係であり、式（４）はモータＭＧ１とモータＭＧ２とにより入出力される電力の総和が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となる関係である。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの一例を図８に示す。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘは、図中斜線で示した領域内のトルク指令Ｔｍ１＊の最大値と最小値として求めることができる。

0≦−Tm1/ρ＋Tm2・Gr≦Tr* (3)
Win≦Tm1・Nm1＋Tm2・Nm2≦Wout (4)
Tm1*=max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min) (5)

そして、要求トルクＴｒ＊に仮トルクＴｍ１ｔｍｐを動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えてモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値であるモータ仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（６）により計算し（ステップＳ２２０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（７）および次式（８）により計算すると共に（ステップＳ２３０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（９）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Ｓ２４０）。ここで、式（６）は、図７の共線図から容易に導くことができる。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1tmp/ρ)/Gr (6)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (7)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (8)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (9)

こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２５０）、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における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。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＊に基づくトルクを出力して走行することができる。

一方、エンジン２２を運転して走行しているときに要求パワーＰ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ未満であると判定されたときには（ステップＳ１４０）、エンジン２２の運転を停止すべきと判断し、燃料噴射制御や点火制御を停止してエンジン２２の運転を停止する制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信してエンジン２２の運転を停止すると共に（ステップＳ２６０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ２７０）。そして、要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したものをモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値であるモータ仮トルクＴｍ２ｔｍｐとして設定し（ステップＳ２８０）、値０のトルク指令Ｔｍ１＊を上述の式（７）および式（８）に代入してモータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算すると共に（ステップＳ２９０）、モータ仮トルクＴｍ２ｔｍｐを上述の式（９）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ３００）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ３１０）、本ルーチンを終了する。こうした制御により、エンジン２２の運転を停止し、モータＭＧ２からバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。

また、ステップＳ１３０でエンジン２２の運転が停止されていると判定されると、エンジン２２の始動中か否かを判定し（ステップＳ３２０）、エンジン２２の始動中でなければ、要求パワーＰ＊がエンジン２２を始動するか否かを判定するための始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３３０）。エンジン２２の始動中ではなく、要求パワーＰ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ未満のときには、エンジン２２の運転停止を継続すべきと判断し、エンジン２２の運転を停止したままモータＭＧ２からバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行する上述のステップＳ２７０〜Ｓ３１０の処理を実行する。

こうしてエンジン２２の運転を停止したままモータＭＧ２からの動力により走行しているときに要求パワーＰ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ以上に至ったときには（ステップＳ１３０，Ｓ３２０，Ｓ３３０）、エンジン２２を始動すべきと判断し、エンジン２２をクランキング可能な所定の始動用トルクＴｓｔａｒｔをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定し（ステップＳ３４０）、上述した式（６）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モータ仮トルクＴｍ２ｔｍｐを計算し（ステップＳ３５０）、上述した式（７）および式（８）を用いてモータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算すると共に（ステップＳ３６０）、モータ仮トルクＴｍ２ｔｍｐを上述の式（９）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ３７０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ３８０）、エンジン２２をクランキングして始動する処理を行なう。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数Ｎｒｅｆ以上に至っているか否かを判定し（ステップＳ３９０）、エンジン２２の始動を開始した直後などエンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎｒｅｆ未満のときは燃料噴射制御や点火制御が開始されることなく本ルーチンを終了する。

エンジン２２の始動が開始されると、ステップＳ３２０ではエンジン２２の始動中であると判定されるから、上述したステップＳ３４０からＳ３９０のエンジン２２を始動する処理が実行され、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数Ｎｒｅｆ以上に至るのを待って（ステップＳ３９０）、燃料噴射制御と点火制御とが開始されるよう制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ４００）。こうした制御により、停止しているエンジン２２の始動しながらモータＭＧ２からバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。

次に、図５を参照しながらステップＳ１２０の始動停止用閾値設定処理について説明する。始動停止用閾値設定処理が開始されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、入力したＥＧＲ実行フラグＦの値を調べ（ステップＳ５００）、ＥＧＲ実行フラグＦが値０に設定されているとき（排気再循環の非実行時）には、排気再循環を実行せずにエンジン２２を間欠運転する際にエンジンの運転と停止とを切り替えるときのエンジンパワーとして車両全体の効率が良好となるよう予め設定されたＥＧＲオフ用切替パワーＰｏｆｆをエンジン２２を始動するか否かを判定するための始動用閾値Ｐｓｔａｒｔに設定する（ステップＳ５１０）。また、ＥＧＲ実行フラグＦが値１に設定されているとき（排気再循環の実行時）には、排気再循環を実行してエンジン２２を間欠運転する際にエンジンの運転と停止とを切り替えるときのエンジンパワーとして車両全体の効率が良好となるよう予め設定されたＥＧＲオン用切替パワーＰｏｎを始動用閾値Ｐｓｔａｒｔに設定する（ステップＳ５２０）。ここで、ＥＧＲオフ用切替パワーＰｏｆｆおよびＥＧＲオン用切替パワーＰｏｎは、エンジン２２が最も効率よく運転されるときの効率（以下、「最高エンジン効率」という）と、バッテリ５０の充放電を行なうことなくエンジン２２からのパワーのすべてを動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによりトルク変換してリングギヤ軸３２ａに出力するトルク変換運転モードで走行しているときのエンジン２２の効率（以下、「実エンジン効率」という）と、モータＭＧ２から走行用のパワーを出力して走行するモータ運転モードでのモータＭＧ２やバッテリ５０における電力損失（以下、「モータ走行損失」という）とを考慮して設定される。図９は、ＥＧＲオフ用切替パワーＰｏｆｆおよびＥＧＲオン用切替パワーＰｏｎを設定する手順を説明するための説明図である。図中２本の実線は、それぞれ、排気再循環の実行時（ＥＧＲオン）と非実行時（ＥＧＲオフ）とにおいてエンジン２２から出力される走行用のパワーと最高エンジン効率から実エンジン効率を減じて得られる効率低下量との関係を示すものである。図示するように、効率低下量は、エンジン２２から出力される走行用のパワーが小さいほど大きくなると共に走行用のパワーが大きいほど小さくなり、排気再循環の実行時には、排気再循環の非実行時に比べて効率低下量が大きくなる傾向が認められる。また、図９における点線は、エンジン２２の運転を停止して走行するモータ運転モードで走行するときにモータＭＧ２から出力される要求トルクＴｒ＊に見合った走行用のパワーと、モータ走行損失との関係を示すものである。図示するように、モータ走行損失は、モータＭＧ２から出力される走行用のパワーが小さいほど小さくなると共に走行用のパワーが大きいほど大きくなる傾向となる。実施例では、上述のようにエンジン２２に関する効率低下量の特性とモータ走行損失の特性とを考慮して、エンジン２２に関する効率低下量がモータ走行損失以上となるときにはエンジン２２を停止し、エンジン２２に関する効率低下量がモータ走行損失未満となるときにはエンジン２２を運転することとしている。すなわち、実施例では、排気再循環の非実行時のＥＧＲオフ用切替パワーＰｏｆｆとして、排気再循環の非実行時の効率低下量を示す図９の実線とモータ走行損失を示す図９の点線との交点に対応したパワーが用いられ、排気再循環の実行時のＥＧＲオン用切替パワーＰｏｎとして、排気再循環の実行時の効率低下量を示す図９の実線とモータ走行損失を示す図９の点線との交点に対応したパワーが用いられる。こうして定められたＥＧＲオフ用切替パワーＰｏｆｆおよびＥＧＲオン用切替パワーＰｏｎを始動用閾値Ｐｓｔａｒｔとして用いることにより、エンジン２２の運転を伴う運転モードとエンジン２２の運転が停止されるモータ運転モードとのうちの、より効率低下量（損失）が小さくなる運転モードを選択することができるため、車両全体の効率が向上するように、より適正にエンジン２２の間欠運転を実行することができる。

こうして始動用閾値Ｐｓｔａｒｔを設定すると、設定した始動用閾値Ｐｓｔａｒｔから正の所定値αを減じた値をエンジン２２の間欠運転を行なう際にエンジン２２を停止するか否かを判定するための停止用閾値Ｐｓｔｏｐに設定し（ステップＳ５３０）、始動停止用閾値設定処理を終了する。所定値αは、エンジン２２の始動と停止とが頻繁に繰り返されないようにするためのヒステリシスとして予め設定されるものであり、上述の効率低下量と電力損失とを考慮して車両全体のエネルギ効率が必要以上に損なわれないように実験結果等に基づいて比較的小さな値として定められる。実施例のハイブリッド自動車２０は、設定された始動用閾値Ｐｓｔａｒｔおよび停止用閾値Ｐｓｔｏｐをエンジン２２に要求される要求パワーＰ＊と比較してエンジン２２を運転するか停止するかを判定し（図３のステップＳ１４０，Ｓ３３０）、判定結果に従ったエンジン２２の間欠運転を伴った走行を行なうから、エンジン２２の始動と停止とが頻繁に繰り返されることを抑制することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、走行に要求されるトルクとしての要求トルクＴｒ＊に基づいて設定された車両に要求される要求パワーＰ＊とエンジン２２を間欠運転するための始動用閾値Ｐｓｔａｒｔおよび停止用閾値Ｐｓｔｏｐとの大小関係を比較した結果と実行用動作ラインＬｘとを用いたエンジン２２の間欠運転を伴って要求トルクＴｒ＊に基づくトルクにより走行するようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御する。こうした制御に用いる始動用閾値Ｐｓｔａｒｔとしては、排気再循環の非実行時には、実行用動作ラインＬｘにＥＧＲオフ用動作ラインＬｏｆｆを用いたときの実エンジン効率と最高エンジン効率との差である効率低下量がモータ走行モードでの電力損失であるモータ走行損失に一致する際に走行に必要なパワーが設定され、排気再循環の実行時には、実行用動作ラインＬｘにＥＧＲオン用動作ラインＬｏｎを用いたときの効率低下量がモータ走行損失に一致する際に走行に必要なパワーが設定される。また、停止用閾値Ｐｓｔｏｐとしては、始動用閾値Ｐｓｔａｒｔからヒステリシスとして予め設定された所定値αを減じた値が設定される。このように、排気再循環の実行時と非実行時とにおいて変化するエンジン２２の効率を考慮して始動用閾値Ｐｓｔａｒｔおよび停止用閾値Ｐｓｔｏｐを設定することにより、排気再循環の実行の有無に拘わらず、車両全体の効率が向上するように、より適正に間欠運転をすることができる。しかも、停止用閾値Ｐｓｔｏｐは始動用閾値Ｐｓｔａｒｔに対してヒステリシスを設けた値に設定されるからエンジン２２の始動と停止とが頻繁に繰り返されることを抑制することができる。

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に例示する変形例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。

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、排気の一部を吸気管１２５に再循環するためのＥＧＲ管１５２と吸気管１２５に再循環する排気の量を調節するＥＧＲバルブ１５４とを有するエンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、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を介して接続されると共にモータＭＧ１と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続された３軸式の動力分配統合機構３０が「遊星歯車機構」に相当し、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が「電動機」に相当し、インバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力のやりとりを行なうバッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求駆動力設定手段」に相当し、車両に要求される要求パワーＰ＊を設定する図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求パワー設定手段」に相当し、排気再循環の非実行時にはＥＧＲオフ用動作ラインＬｏｆｆを実行用動作ラインＬｘに設定し、排気再循環の実行時にはＥＧＲオン用動作ラインＬｏｎを実行用動作ラインＬｘに設定する図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１５０〜Ｓ１７０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「実行用動作ライン設定手段」に相当し、排気再循環の非実行時には、実行用動作ラインＬｘにＥＧＲオフ用動作ラインＬｏｆｆを用いたときの実エンジン効率と最高エンジン効率との差である効率低下量がモータ走行モードでの電力損失であるモータ走行損失に一致する際に走行に必要なパワーであるＥＧＲオフ用切替パワーＰｏｆｆを始動用閾値Ｐｓｔａｒｔに設定し、排気再循環の実行時には、実行用動作ラインＬｘにＥＧＲオン用動作ラインＬｏｎを用いたときの効率低下量がモータ走行損失に一致する際に走行に必要なパワーであるＥＧＲオン用切替パワーＰｏｎを始動用閾値Ｐｓｔａｒｔに設定し、始動用閾値Ｐｓｔａｒｔからヒステリシスとして予め設定された所定値αを減じた値を停止用閾値Ｐｓｔｏｐに設定する図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０の処理（図５の始動停止用閾値設定処理）を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「間欠運転閾値設定手段」に相当し、図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１３０，Ｓ１４０，Ｓ１８０〜Ｓ４００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、排気を吸気系に再循環する排気再循環装置が取り付けられた内燃機関であれば、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、動力を入出力する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。「遊星歯車機構」としては、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を介して接続されると共にモータＭＧ１と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続された３軸式の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、内燃機関の出力軸と発電機の回転軸と駆動輪に連結された駆動軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構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とりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「要求駆動力設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃだけに基づいて要求トルクを設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定するものなど、走行に要求される要求駆動力を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求パワー設定手段」としては、設定された要求駆動力に基づいて車両に要求される要求パワー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。「実行用動作ライン設定手段」としては、排気再循環装置による排気の吸気系への再循環である排気再循環が行なわれていないときには、排気再循環を伴わずに内燃機関を効率よく運転するために内燃機関の回転数とトルクとに課す制約としての第１の動作ラインを実行用動作ラインとして設定し、排気再循環が行なわれているときには、排気再循環を伴って内燃機関を効率よく運転するために内燃機関の回転数とトルクとに課す制約としての第１の動作ラインとは異なる第２の動作ラインを実行用動作ラインとして設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「間欠運転閾値設定手段」としては、排気再循環が行なわれていないときには、蓄電手段の充放電を行なうことなく内燃機関を第１の動作ライン上の運転ポイントで運転して走行したときの内燃機関の効率と内燃機関を最も効率のよい運転ポイントで運転したときの内燃機関の効率である機関最高効率との差が内燃機関の運転を停止した状態で電動機からの動力により走行したときの電力の損失である電動機走行損失に一致する際に走行に必要なパワーを内燃機関を間欠運転するための間欠運転閾値として設定し、排気再循環が行なわれているときには、蓄電手段の充放電を行なうことなく内燃機関を第２の動作ライン上の運転ポイントで運転して走行したときの内燃機関の効率と機関最高効率との差が電動機走行損失に一致する際に走行に必要なパワーを間欠運転閾値として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、設定された要求パワーと設定された間欠運転閾値との大小関係を比較した結果と設定された実行用動作ラインとを用いた内燃機関の間欠運転を伴って設定された要求駆動力に基づく駆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、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。

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、ハイブリッド車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。 始動停止用閾値設定処理の一例を示す説明図である。 ＥＧＲオフ用動作ラインＬｏｆｆおよびＥＧＲオン用動作ラインＬｏｎの一例とＥＧＲオフ用動作ラインＬｏｆｆを実行用動作ラインＬｘとして用いて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。 エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定する様子を説明する説明図である。 ＥＧＲオフ用切替パワーＰｏｆｆおよびＥＧＲオン用切替パワーＰｏｎを設定する手順を説明するための説明図である。 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、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、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、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２５ 吸気管、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（三元触媒）、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、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、１５２ ＥＧＲ管、１５４ ＥＧＲバルブ、１５５ ＥＧＲバルブ開度センサ、１５６ 温度センサ、１５８ 吸気圧センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (4)

1. 排気を吸気系に再循環する排気再循環装置が取り付けられた内燃機関と、動力を入出力する発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と駆動輪に連結された駆動軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、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、を備えるハイブリッド車であって、
   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、
   前記設定された要求駆動力に基づいて車両に要求される要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
   前記排気再循環装置による排気の吸気系への再循環である排気再循環が行なわれていないときには、該排気再循環を伴わずに前記内燃機関を効率よく運転するために該内燃機関の回転数とトルクとに課す制約としての第１の動作ラインを実行用動作ラインとして設定し、前記排気再循環が行なわれているときには、該排気再循環を伴って前記内燃機関を効率よく運転するために該内燃機関の回転数とトルクとに課す制約としての前記第１の動作ラインとは異なる第２の動作ラインを実行用動作ラインとして設定する実行用動作ライン設定手段と、
   前記排気再循環が行なわれていないときには、前記蓄電手段の充放電を行なうことなく前記内燃機関を前記第１の動作ライン上の運転ポイントで運転して走行したときの前記内燃機関の効率と前記内燃機関を最も効率のよい運転ポイントで運転したときの前記内燃機関の効率である機関最高効率との差が前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動機からの動力により走行したときの電力の損失である電動機走行損失に一致する際に走行に必要なパワーを前記内燃機関を間欠運転するための間欠運転閾値として設定し、前記排気再循環が行なわれているときには、前記蓄電手段の充放電を行なうことなく前記内燃機関を前記第２の動作ライン上の運転ポイントで運転して走行したときの前記内燃機関の効率と前記機関最高効率との差が前記電動機走行損失に一致する際に走行に必要なパワーを前記間欠運転閾値として設定する間欠運転閾値設定手段と、
   前記設定された要求パワーと前記設定された間欠運転閾値との大小関係を比較した結果と前記設定された実行用動作ラインとを用いた前記内燃機関の間欠運転を伴って前記設定された要求駆動力に基づく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を制御する制御手段と、
   を備えるハイブリッド車。
2. 前記第２の動作ラインは、前記内燃機関の吸気系に再循環する排気の再循環量である排気再循環量と前記内燃機関の吸入空気量との和に対する前記排気再循環量の比率が大きいほどトルクが小さくなる傾向に設定されてなる請求項１記載のハイブリッド車。
3. 前記制御手段は、前記内燃機関が停止している最中に前記設定された要求パワーが前記設定された間欠運転閾値以上に至ったときに前記内燃機関を始動し、前記内燃機関を運転している最中に前記設定された要求パワーが前記設定された間欠運転閾値よりも所定パワーだけ小さいパワー以下に至ったときに前記内燃機関を停止する手段である請求項１または２記載のハイブリッド車。
4. 排気を吸気系に再循環する排気再循環装置が取り付けられた内燃機関と、動力を入出力する発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と駆動輪に連結された駆動軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、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、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
   前記排気再循環装置による排気の吸気系への再循環である排気再循環が行なわれていないときには、該排気再循環を伴わずに前記内燃機関を効率よく運転するために該内燃機関の回転数とトルクとに課す制約としての第１の動作ラインを実行用動作ラインとして設定し、前記排気再循環が行なわれているときには、該排気再循環を伴って前記内燃機関を効率よく運転するために該内燃機関の回転数とトルクとに課す制約としての前記第１の動作ラインとは異なる第２の動作ラインを実行用動作ラインとして設定し、
   前記排気再循環が行なわれていないときには、前記蓄電手段の充放電を行なうことなく前記内燃機関を前記第１の動作ライン上の運転ポイントで運転して走行したときの前記内燃機関の効率と前記内燃機関を最も効率のよい運転ポイントで運転したときの前記内燃機関の効率である機関最高効率との差が前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動機からの動力により走行したときの電力の損失である電動機走行損失に一致する際に走行に必要なパワーを前記内燃機関を間欠運転するための間欠運転閾値として設定し、前記排気再循環が行なわれているときには、前記蓄電手段の充放電を行なうことなく前記内燃機関を前記第２の動作ライン上の運転ポイントで運転して走行したときの前記内燃機関の効率と前記機関最高効率との差が前記電動機走行損失に一致する際に走行に必要なパワーを前記間欠運転閾値として設定し、
   走行に要求される要求駆動力に基づいて設定された車両に要求される要求パワーと前記設定された間欠運転閾値との大小関係を比較した結果と前記設定された実行用動作ラインとを用いた前記内燃機関の間欠運転を伴って前記設定された要求駆動力に基づく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を制御する、
   ハイブリッド車の制御方法。

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