JP2010083387A

JP2010083387A - 車両およびその制御方法

Info

Publication number: JP2010083387A
Application number: JP2008256180A
Authority: JP
Inventors: Eiji Fukushiro; 英司福代
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-10-01
Filing date: 2008-10-01
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2028-10-01
Also published as: JP5120187B2

Abstract

【課題】シフトポジションが駐車ポジションに操作されたときに内燃機関を運転する際に歯打ち音の発生の抑制とパーキングロック機構のギヤの噛み合わせとをより適正に行なう。
【解決手段】エンジンの自立運転が要求された状態でＰポジションへのシフト操作がなされたときには押し当てトルクＴｐｋとロック用トルクＴｐｌとの方向を共に車両前進方向として大きさが大きい方のトルクを第２モータから駆動軸に作用させ（Ｓ１９０〜Ｓ２１０）、エンジンの負荷運転が要求された状態でＰポジションへのシフト操作がなされたときには押し当てトルクＴｐｋとロック用トルクＴｐｌとの方向を共に車両後進方向として大きさが大きい方のトルクを車両後進方向へのキャンセルトルクに加えたトルクを第２モータから駆動軸に作用させる（Ｓ２４０〜Ｓ２６０）。これにより、歯打ち音の発生の抑制とパーキングロック機構のギヤの噛み合わせとをより適正に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、エンジンと、発電機と、サンギヤとキャリアとにはそれぞれエンジンの出力軸と発電機の回転軸とが接続されると共にリングギヤには車軸にディファレンシャルギヤなどのギヤ機構を介して連結された駆動軸が接続された遊星歯車機構と、駆動軸に接続された電動機と、発電機および電動機に接続されたバッテリと、ギヤ機構に取り付けられたパーキングロック機構と、を備え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、シフトレバーがＰレンジに操作された後にブレーキオフされたときに、車両後進方向のトルクと車両前進方向のトルクとを電動機から順に出力することにより、パーキングロック機構におけるギヤの噛み合いをより確実に行なうと共にギヤを噛み合わせる際の車両の停車位置からの距離を小さくするものとしている。
特開２００６−８１２６４号公報

上述の車両では、シフトレバーがＰレンジに操作されたときに乗員室の暖房要求やバッテリの充電要求などによりエンジンを自立運転したり負荷運転したりする際に、遊星歯車機構やディファレンシャルギヤ，更に電動機が減速ギヤや変速機を介して駆動軸に接続されている場合にはこうした減速ギヤや変速機の各々におけるギヤ同士の隙間によりいわゆる歯打ち音が生じないようギヤ同士の一方を他方に押し当てる押し当てトルクと、パーキングロック機構のギヤを噛み合わる噛み合わせトルクとを電動機から出力しようとすると、歯打ち音が生じたりパーキングロック機構のギヤを適正に噛み合わせることができない場合がある。例えば、エンジンの自立運転や負荷運転を行なう際の押し当てトルクと噛み合わせトルクとの方向が同じときにはギヤに過剰な力が作用したり、これらのトルクの方向が異なるときには押し当てトルクや噛み合わせトルクに対してトルクが不足して歯打ち音が生じたりパーキングロック機構のギヤが噛み合わなくなったりしてしまう。

本発明の車両およびその制御方法は、シフトポジションが駐車ポジションに操作されたときに内燃機関を運転する際に歯打ち音の発生の抑制とパーキングロック機構のギヤの噛み合わせとをより適正に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、
車軸に第１のギヤ機構を介して接続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各軸に共線図上で前記駆動軸，前記出力軸，前記回転軸の順に並ぶようギヤによる３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、
前記駆動軸に第２のギヤ機構を介して接続されて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、
前記車軸の回転に伴って回転する回転ギヤと該回転ギヤに噛み合うことにより前記車軸を回転不能に固定する固定部材とを有し、シフトポジションが駐車ポジションに操作されたときに前記固定部材が前記回転ギヤに噛み合うよう作動する固定手段と、
前記内燃機関の無負荷運転が要求されている状態で前記シフトポジションが前記駐車ポジションに操作されたときには前記内燃機関が無負荷運転されている状態で前記遊星歯車機構と前記第１のギヤ機構と前記第２のギヤ機構とのうち少なくとも１つにおけるギヤ同士の一方を他方に押し当てるためのトルクとして予め定められた車両前進方向への前進押し当てトルクと前記固定手段の固定部材を該固定手段の回転ギヤに噛み合わせるために経過時間に応じて大きさが変化するトルクとして予め定められた車両前進方向への前進噛み合わせトルクとのうち大きさが大きい方のトルクが前記電動機から出力されて前記内燃機関が無負荷運転され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、前記内燃機関の負荷運転が要求されている状態で前記シフトポジションが前記駐車ポジションに操作されたときには前記内燃機関の負荷運転により前記駆動軸に作用するトルクをキャンセルするキャンセルトルクに対して前記内燃機関が負荷運転されている状態で前記遊星歯車機構と前記第１のギヤ機構と前記第２のギヤ機構とのうち少なくとも１つにおけるギヤ同士の一方を他方に押し当てるためのトルクとして予め定められた車両後進方向への後進押し当てトルクと前記固定手段の固定部材を該固定手段の回転ギヤに噛み合わせるために経過時間に応じて大きさが変化するトルクとして予め定められた車両後進方向への後進噛み合わせトルクとのうち大きさが大きい方のトルクを加えたトルクが前記電動機から出力されて前記内燃機関が負荷運転され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、内燃機関の無負荷運転が要求されている状態でシフトポジションが駐車ポジションに操作されたときには内燃機関が無負荷運転されている状態で遊星歯車機構と第１のギヤ機構と第２のギヤ機構とのうち少なくとも１つにおけるギヤ同士の一方を他方に押し当てるためのトルクとして予め定められた車両前進方向への前進押し当てトルクと固定手段の固定部材を固定手段の回転ギヤに噛み合わせるために経過時間に応じて大きさが変化するトルクとして予め定められた車両前進方向への前進噛み合わせトルクとのうち大きさが大きい方のトルクが電動機から出力されて内燃機関が無負荷運転されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。これにより、内燃機関を無負荷運転する際に、前進押し当てトルクおよび前進噛み合わせトルクの方向を共に車両前進方向としてこれらのトルクのうち大きさが大きい方のトルクを電動機から出力するから、遊星歯車機構や各ギヤ機構におけるギヤの歯打ち音の発生を抑制すると共に固定手段の回転ギヤをより確実に噛み合わせることができる。また、内燃機関の負荷運転が要求されている状態でシフトポジションが駐車ポジションに操作されたときには内燃機関の負荷運転により駆動軸に作用するトルクをキャンセルするキャンセルトルクに対して内燃機関が負荷運転されている状態で遊星歯車機構と第１のギヤ機構と第２のギヤ機構とのうち少なくとも１つにおけるギヤ同士の一方を他方に押し当てるためのトルクとして予め定められた車両後進方向への後進押し当てトルクと固定手段の固定部材を固定手段の回転ギヤに噛み合わせるために経過時間に応じて大きさが変化するトルクとして予め定められた車両後進方向への後進噛み合わせトルクとのうち大きさが大きい方のトルクを加えたトルクが電動機から出力されて内燃機関が負荷運転されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。これにより、内燃機関を負荷運転する際に、電動機から出力するキャンセルトルクの方向と同様に後進押し当てトルクおよび後進噛み合わせトルクの方向を共に車両後進方向としてこれらのトルクのうち大きさが大きい方のトルクをキャンセルトルクに加えて電動機から出力するから、遊星歯車機構や各ギヤ機構におけるギヤの歯打ち音の発生を抑制すると共に固定手段の回転ギヤをより確実に噛み合わせることができる。これらの結果、シフトポジションが駐車ポジションに操作されたときに内燃機関を運転する際に歯打ち音の発生の抑制と固定手段の回転ギヤの噛み合わせとをより適正に行なうことができる。ここで、「第１のギヤ機構」には、デファレンシャルギヤなどが含まれ、「第２のギヤ機構」には、電動機からの動力を減速して駆動軸に伝達する減速ギヤや電動機からの動力を変速比の変更を伴って変速して駆動軸に伝達する変速機などが含まれる。

こうした本発明の車両において、前記制御手段は、前記前進噛み合わせトルクとして経過時間に応じて前記前進押し当てトルクを超えて大きさが大きくなった以降に該前進押し当てトルクを超えて大きさが小さくなるトルクを用いると共に前記後進噛み合わせトルクとして経過時間に応じて前記後進押し当てトルクを超えて大きさが大きくなった以降に該後進押し当てトルクを超えて大きさが小さくなるトルクを用いて制御する手段であるものとすることもできる。

また、本発明の車両において、前記制御手段は、前記内燃機関が運転停止された状態で前記シフトポジションが前記駐車ポジションに操作されたときには、前記内燃機関を運転停止した状態で前記前進噛み合わせトルクが前記電動機から出力され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、内燃機関を運転停止した状態で、固定手段の回転ギヤをより確実に噛み合わせることができる。

さらに、本発明の車両において、前記制御手段は、前記前進押し当てトルクとして前記内燃機関が無負荷運転されている状態で前記遊星歯車機構と前記第１のギヤ機構と前記第２のギヤ機構との全てにおけるギヤ同士の一方を他方に押し当てるためのトルクを用いると共に前記後進押し当てトルクとして前記内燃機関が負荷運転されている状態で前記遊星歯車機構と前記第１のギヤ機構と前記第２のギヤ機構との全てにおけるギヤ同士の一方を他方に押し当てるためのトルクを用いて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、内燃機関を運転する際に歯打ち音の発生をより確実に抑制することができる。

あるいは、本発明の車両において、前記制御手段は、前記前進押し当てトルクとして前記内燃機関が無負荷運転されている状態で前記遊星歯車機構と前記第１のギヤ機構と前記第２のギヤ機構との全てにおけるギヤ同士の一方を他方に押し当てるためのトルクを用いると共に前記後進押し当てトルクとして前記内燃機関が負荷運転されている状態で前記第２のギヤ機構におけるギヤ同士の一方を他方に押し当てるためのトルクを用いて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、内燃機関を無負荷運転する際には歯打ち音の発生をより確実に抑制することができ、内燃機関を負荷運転する際には第２のギヤ機構における歯打ち音の発生を抑制することができる。

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、車軸に第１のギヤ機構を介して接続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各軸に共線図上で前記駆動軸，前記出力軸，前記回転軸の順に並ぶようギヤによる３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に第２のギヤ機構を介して接続されて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、前記車軸の回転に伴って回転する回転ギヤと該回転ギヤに噛み合うことにより前記車軸を回転不能に固定する固定部材とを有しシフトポジションが駐車ポジションに操作されたときに前記固定部材が前記回転ギヤに噛み合うよう作動する固定手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記内燃機関の無負荷運転が要求されている状態で前記シフトポジションが前記駐車ポジションに操作されたときには前記内燃機関が無負荷運転されている状態で前記遊星歯車機構と前記第１のギヤ機構と前記第２のギヤ機構とのうち少なくとも１つにおけるギヤ同士の一方を他方に押し当てるためのトルクとして予め定められた車両前進方向への前進押し当てトルクと前記固定手段の固定部材を該固定手段の回転ギヤに噛み合わせるために経過時間に応じて大きさが変化するトルクとして予め定められた車両前進方向への前進噛み合わせトルクとのうち大きさが大きい方のトルクが前記電動機から出力されて前記内燃機関が無負荷運転され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、前記内燃機関の負荷運転が要求されている状態で前記シフトポジションが前記駐車ポジションに操作されたときには前記内燃機関の負荷運転により前記駆動軸に作用するトルクをキャンセルするキャンセルトルクに対して前記内燃機関が負荷運転されている状態で前記遊星歯車機構と前記第１のギヤ機構と前記第２のギヤ機構とのうち少なくとも１つにおけるギヤ同士の一方を他方に押し当てるためのトルクとして予め定められた車両後進方向への後進押し当てトルクと前記固定手段の固定部材を該固定手段の回転ギヤに噛み合わせるために経過時間に応じて大きさが変化するトルクとして予め定められた車両後進方向への後進噛み合わせトルクとのうち大きさが大きい方のトルクを加えたトルクが前記電動機から出力されて前記内燃機関が負荷運転され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、内燃機関の無負荷運転が要求されている状態でシフトポジションが駐車ポジションに操作されたときには内燃機関が無負荷運転されている状態で遊星歯車機構と第１のギヤ機構と第２のギヤ機構とのうち少なくとも１つにおけるギヤ同士の一方を他方に押し当てるためのトルクとして予め定められた車両前進方向への前進押し当てトルクと固定手段の固定部材を固定手段の回転ギヤに噛み合わせるために経過時間に応じて大きさが変化するトルクとして予め定められた車両前進方向への前進噛み合わせトルクとのうち大きさが大きい方のトルクが電動機から出力されて内燃機関が無負荷運転されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。これにより、内燃機関を無負荷運転する際に、前進押し当てトルクおよび前進噛み合わせトルクの方向を共に車両前進方向としてこれらのトルクのうち大きさが大きい方のトルクを電動機から出力するから、遊星歯車機構や各ギヤ機構におけるギヤの歯打ち音の発生を抑制すると共に固定手段の回転ギヤをより確実に噛み合わせることができる。また、内燃機関の負荷運転が要求されている状態でシフトポジションが駐車ポジションに操作されたときには内燃機関の負荷運転により駆動軸に作用するトルクをキャンセルするキャンセルトルクに対して内燃機関が負荷運転されている状態で遊星歯車機構と第１のギヤ機構と第２のギヤ機構とのうち少なくとも１つにおけるギヤ同士の一方を他方に押し当てるためのトルクとして予め定められた車両後進方向への後進押し当てトルクと固定手段の固定部材を固定手段の回転ギヤに噛み合わせるために経過時間に応じて大きさが変化するトルクとして予め定められた車両後進方向への後進噛み合わせトルクとのうち大きさが大きい方のトルクを加えたトルクが電動機から出力されて内燃機関が負荷運転されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。これにより、内燃機関を負荷運転する際に、電動機から出力するキャンセルトルクの方向と同様に後進押し当てトルクおよび後進噛み合わせトルクの方向を共に車両後進方向としてこれらのトルクのうち大きさが大きい方のトルクをキャンセルトルクに加えて電動機から出力するから、遊星歯車機構や各ギヤ機構におけるギヤの歯打ち音の発生を抑制すると共に固定手段の回転ギヤをより確実に噛み合わせることができる。これらの結果、シフトポジションが駐車ポジションに操作されたときに内燃機関を運転する際に歯打ち音の発生の抑制と固定手段の回転ギヤの噛み合わせとをより適正に行なうことができる。ここで、「第１のギヤ機構」には、デファレンシャルギヤなどが含まれ、「第２のギヤ機構」には、電動機からの動力を減速して駆動軸に伝達する減速ギヤや電動機からの動力を変速比の変更を伴って変速して駆動軸に伝達する変速機などが含まれる。

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をロックするパーキングロック機構６５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する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，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には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。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、図示しないクランクポジションセンサ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。なお、ギヤ機構６０は、リングギヤ軸３２ａに取り付けられたギヤ６０ａやギヤ６０ａと噛合するギヤ６０ｂなど複数のギヤを有する。

減速ギヤ３５は、外歯歯車のサンギヤ３６と、このサンギヤ３６と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３７と、サンギヤ３６に噛合すると共にリングギヤ３７に噛合する複数のピニオンギヤ３８と、車体に固定されて複数のピニオンギヤ３８を自転可能に保持するキャリア３９とを備える遊星歯車機構として構成されている。減速ギヤ３５は、サンギヤ３６にはモータＭＧ２が、リングギヤ３７にはリングギヤ軸３２ａがそれぞれ連結されている。モータＭＧ２からサンギヤ３６に出力された動力はピニオンギヤ３８を介してリングギヤ３７に伝達されるから、モータＭＧ２からの動力はその回転速度が減速されると共にトルクが増幅されてリングギヤ軸３２ａに伝達される。

ギヤ機構６０には、ギヤ６０ｂに連結されたパーキングギヤ６６と、パーキングギヤ６６と噛み合ってその回転駆動を停止した状態でロックするパーキングロックポール６７と、からなるパーキングロック機構６５が取り付けられている。パーキングロックポール６７は、他のポジションから駐車ポジション（Ｐポジション）への操作信号または駐車ポジションから他のポジションへの操作信号を入力したハイブリッド用電子制御ユニット７０により図示しないアクチュエータが駆動制御されることによって作動し、パーキングギヤ６６との噛合およびその解除によりパーキングロックおよびその解除を行なう。ギヤ６０ｂは機械的に駆動輪６３ａ，６３ｂに接続されているから、パーキングロック機構６５は、パーキングギヤ６６とパーキングロックポール６７とが噛み合っているときには間接的に駆動輪６３ａ，６３ｂをロックしていることになる。

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。

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、計時処理を実行するタイマ７８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、パーキングロック機構６５の図示しないアクチュエータ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。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。なお、シフトポジションＳＰとしては、前進走行用のドライブポジション（Ｄポジション）や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。

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、特に停車中にＰポジションへのシフト操作が行なわれたとき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により実行される駐車時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、シフトポジションＳＰがＤポジションやＲポジション，ＮポジションからＰポジションにシフト操作されたときに実行される。なお、このときには、パーキングロックポール６７がパーキングギヤ６６に噛み合うようパーキングロック機構６５の図示しないアクチュエータが駆動されるが、パーキングギヤ６６の回転位置によってパーキングロックポール６７とパーキングギヤ６６とが噛み合ったり噛み合わなかったりする。図３に、パーキングロックポール６７とパーキングギヤ６６とが噛み合っていない状態にあるパーキングロック機構６５の様子の一例をパーキングギヤ６６の回転方向（車両前進方向および車両後進方向に相当する方向）の一例と合わせて示す。

駐車時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、タイマ７８による計時処理を開始し（ステップＳ１００）、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２やエンジン２２の自立運転要求フラグＦ１，エンジン２２の負荷運転要求フラグＦ２，バッテリ５０の充電要求パワーＰｂ＊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Ｓ１１０）。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。また、エンジン２２の自立運転要求フラグＦ１は、実施例では、図示しないエンジン運転要求フラグ設定ルーチンにより、エンジン２２の排気系に設けられた触媒の温度がその活性温度範囲の下限温度未満であるために触媒の暖機が必要なときや図示しない空調装置により乗員室を暖房するためにエンジン２２を熱源として用いる必要があるときなどエンジン２２の自立運転（無負荷運転）が要求されているときには値１が設定され、それ以外のときには値０が設定されたものを入力するものとした。エンジン２２の負荷運転要求フラグＦ２は、実施例では、同じくエンジン運転要求フラグ設定ルーチンにより、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）がその管理目標範囲の下限値Ｓｌｏｗ（例えば、３０％や４０％など）未満に至りバッテリ５０を充電するためにエンジン２２の負荷運転が要求されているときには値１が設定され、バッテリ５０を充電するためのエンジン２２の負荷運転が要求されていないときやこうした要求がなされた以降にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）がその充電によって下限値Ｓｌｏｗより若干大きい値以上に至ったときには値０が設定されたものを入力するものとした。なお、負荷運転要求フラグＦ２に値１が設定されたときには自立運転要求フラグＦ１に値０が設定されるものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したエンジン２２の自立運転要求フラグＦ１と負荷運転要求フラグＦ２とを調べ（ステップＳ１２０）、自立運転要求フラグＦ１と負荷運転要求フラグＦ２とが共に値０のとき、即ち、エンジン２２の運転が要求されておらず運転が停止された状態でＰポジションへのシフト操作がなされたときには、エンジン２２を運転停止した状態が保持されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに値０を設定してエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ１３０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ１４０）。値０の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御などの制御を停止しているため、その状態を保持する。

続いて、パーキングロック機構６５のパーキングロックポール６７とパーキングギヤ６６とを噛み合わせるよう駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべきロック用トルクＴｐｌをタイマ７８による計時時間ｔに基づいて設定する（ステップＳ１５０）。ロック用トルクＴｐｌは、車両前進方向に相当する回転方向へのトルク即ち正のトルクであり、実施例では、計時時間ｔとロック用トルクＴｐｌとの関係を予め実験などにより定めてロック用トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、タイマ７８による計時時間ｔが与えられると記憶したマップから対応するロック用トルクＴｐｌを導出して設定するものとした。図４にロック用トルク設定用マップの一例を示す。図示するように、ロック用トルクＴｐｌは、計時時間ｔが値０より若干大きくなったタイミングから値０より比較的緩やかに大きくなると共に最大ロック用トルクＴｐｌｍａｘに至るとその値が所定時間ｔ１に亘って保持され、その後に比較的急速に小さくなり計時時間ｔが終了時間ｔｓｔｏｐ（例えば、１．５秒や２秒，２．５秒など）に至るタイミングで値０になるトルクとして予め実験などにより定められている。最大ロック用トルクＴｐｌｍａｘは、実施例では、パーキングギヤ６６を車両前進方向に相当する方向に回転させたとしても又は車両後進方向に相当する方向に回転させたとしてもパーキングロックポール６７とパーキングギヤ６６とを噛み合わせることができるトルクのうち大きさが最小のトルクまたはこれより若干大きいトルクとして実験などにより予め定められたものを用いるものとした。所定時間ｔ１は、リングギヤ軸３２ａに対する車両前進方向または車両後進方向に相当する回転方向への最大ロック用トルクＴｐｌｍａｘの出力によりパーキングロックポール６７とパーキングギヤ６６とを噛み合わせるのに必要な最小の時間またはこれより若干長い時間（例えば、０．５秒など）として実験などにより予め定められたものを用いるものとした。ロック用トルクＴｐｌを比較的緩やかに大きくするのは、ブレーキオフされているときに車両の僅かな移動を伴ってパーキングギヤ６６が噛み合う際にできるだけ運転者に車両の移動による違和感を与えないようにするためである。なお、ブレーキオンにより車両の移動が生じないときには、減速ギヤ３５や動力分配統合機構３０，ギヤ機構６０，デファレンシャルギヤ６２の各々におけるギヤ同士の隙間が詰まるまではパーキングギヤ６６を回転させることができるから、Ｐポジションへのシフト操作が行なわれたタイミングにもよるが、パーキングロックポール６７とパーキングギヤ６６とを噛み合わせることができる。

こうしてロック用トルクＴｐｌを設定すると、設定したロック用トルクＴｐｌを減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したものをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定し（ステップＳ１６０）、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２７０）、タイマ７８による計時時間ｔを調べ（ステップＳ２８０）、計時時間ｔが前述の終了時間ｔｓｔｏｐ未満のときにはステップＳ１１０の処理に戻り、計時時間ｔが終了時間ｔｓｔｏｐ以上のときには駐車時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が駆動されるようインバータ４１のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう（ここではインバータ４１のゲート遮断を行なう）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、エンジン２２の運転が停止された状態でＰポジションへのシフト操作が行なわれたときには、リングギヤ軸３２ａに車両前進方向へのロック用トルクＴｐｌを出力することにより、パーキングロックポール６７とパーキングギヤ６６とが噛み合っていない場合でもこれらを噛み合わせることができ、パーキングロックポール６７をパーキングギヤ６６により確実に噛み合わせることができる。

ステップＳ１２０でエンジン２２の自立運転要求フラグＦ１が値１であり負荷運転要求フラグＦ２が値０のとき、即ち、エンジン２２の自立運転が要求された状態でＰポジションへのシフト操作がなされたときには、エンジン２２を自立運転するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に自立運転用の所定回転数Ｎｉｄｌ（例えば、９００ｒｐｍや１０００ｒｐｍなど）を設定すると共に目標トルクＴｅ＊に値０を設定してエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ１７０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ１８０）。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を所定回転数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。この制御は、いまはエンジン２２の自立運転が要求された状態でＰポジションへのシフト操作がなされたときを考えているから、基本的には、エンジン２２を自立運転する状態を保持するものとなる。

続いて、動力分配統合機構３０と減速ギヤ３５とギヤ機構６０とデファレンシャルギヤ６２との全てにおけるギヤ同士の一方が他方に押し当てられるよう駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき押し当てトルクＴｐｋに正の所定トルクＴｐｋ１を設定し（ステップＳ１９０）、タイマ７８による計時時間ｔを図４のロック用トルク設定用マップに与えて導出したトルクをロック用トルクＴｐｌとして設定する（ステップＳ２００）。ここで、所定トルクＴｐｋ１は、実施例では、所定回転数Ｎｉｄｌで自立運転されているエンジン２２に生じるトルク脈動が動力分配統合機構３０や減速ギヤ３５，ギヤ機構６０，デファレンシャルギヤ６２に伝達されている状態でこれら全てにおけるギヤ同士の一方を他方に押し当て続けるのに必要な最小の車両前進方向への正のトルクまたはこれより若干大きいトルクとして予め実験などにより定めたものとして、ロック用トルクＴｐｌの設定に用いる最大ロック用トルクＴｐｌｍａｘより小さいトルクを用いるものとした。

こうして押し当てトルクＴｐｋとロック用トルクＴｐｌとを設定すると、設定した押し当てトルクＴｐｋとロック用トルクＴｐｌとのうち大きい方のトルクを減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したものをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として次式（１）により設定し（ステップＳ２１０）、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２７０）、タイマ７８による計時時間ｔが終了時間ｔｓｔｏｐ以上に至るまでステップＳ１１０以降の処理を繰り返し実行して（ステップＳ２８０）、駐車時制御ルーチンを終了する。駐車時にエンジン２２を自立運転するときにモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用するトルクが計時時間ｔに応じて変化する様子の一例を図５に示す。図中、実線はモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用するトルク（Ｔｍ２・Ｇｒ）を示し、点線はロック用トルクＴｐｌが押し当てトルクＴｐｋより小さいときのロック用トルクＴｐｌを示し、一点鎖線は押し当てトルクＴｐｋがロック用トルクＴｐｌより小さいときの押し当てトルクＴｐｋを示す。ここで、押し当てトルクＴｐｋとロック用トルクＴｐｌとの方向を異なる方向としてこれらのトルクの和のトルクをモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用させた場合を考えると、リングギヤ軸３２ａに作用するトルクが押し当てトルクＴｐｋやロック用トルクＴｐｌに対し不足して歯打ち音などの異音が生じたりパーキングロックポール６７とパーキングギヤ６６とが噛み合わなくなったりしてしまうし、モータＭＧ２からトルクを出力している最中にモータＭＧ２からのトルクの正負が反転して減速ギヤ３５や動力分配統合機構３０，ギヤ機構６０，デファレンシャルギヤ６２などで歯打ち音が生じたりしてしまう。また、押し当てトルクＴｐｋとロック用トルクＴｐｌとの方向を同じ方向としたとしてもこれらのトルクの和のトルクをモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用させた場合を考えると、リングギヤ軸３２ａに作用するトルクがロック用トルクＴｐｌを超えて過大になり噛み合ったパーキングギヤ６６が外れる可能性が生じたりしてしまう。これらの不都合を回避するため、エンジン２２の自立運転が要求された状態でＰポジションへのシフト操作が行なわれたときには、押し当てトルクＴｐｋとロック用トルクＴｐｌとの方向を共に車両前進方向としてこれらのトルクのうち大きい方のトルクをモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用させるから、動力分配統合機構３０と減速ギヤ３５とギヤ機構６０とデファレンシャルギヤ６２とにおける歯打ち音などの異音の発生を抑制することができると共にパーキングロックポール６７をパーキングギヤ６６により確実に噛み合わせることができる。

Tm2*=max(Tpk,Tpl)/Gr (1)

ステップＳ１２０でエンジン２２の自立運転要求フラグＦ１が値０であり負荷運転要求フラグＦ２が値１のとき、即ち、エンジン２２の負荷運転が要求された状態でＰポジションへのシフト操作がなされたときには、エンジン２２を負荷運転するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に負荷運転用の所定回転数Ｎｅ１（例えば、所定回転数Ｎｉｄｌやこれより若干高い回転数など）を設定すると共にバッテリ５０を充電するために予め定められた所定の充電要求パワーＰｂ＊を所定回転数Ｎｅ１で除したものを目標トルクＴｅ＊に設定してエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ２２０）。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによる運転ポイントでエンジン２２を負荷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。この制御は、いまはエンジン２２の負荷運転が要求された状態でＰポジションへのシフト操作がなされたときを考えているから、基本的には、エンジン２２を負荷運転する状態を保持するものとなる。

続いて、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と減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いて次式（２）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＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（３）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ２３０）。ここで、式（２）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。図６に、駐車時にエンジン２２を負荷運転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。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（２）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に作用する作用トルク（−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。また、式（３）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（３）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 (2)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (3)

次に、動力分配統合機構３０と減速ギヤ３５とギヤ機構６０とデファレンシャルギヤ６２との全てにおけるギヤ同士の一方が他方に押し当てられるよう駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき押し当てトルクＴｐｋに負の所定トルクＴｐｋ２を設定し（ステップＳ２４０）、タイマ７８による計時時間ｔを図４のロック用トルク設定用マップに与えて導出したトルクの正負を反転させたものをロック用トルクＴｐｌとして設定する（ステップＳ２５０）。ここで、所定トルクＴｐｋ２は、実施例では、バッテリ５０の所定の充電要求パワーＰｂ＊に応じて負荷運転されているエンジン２２に生じるトルク脈動が動力分配統合機構３０や減速ギヤ３５，ギヤ機構６０，デファレンシャルギヤ６２に伝達されている状態でこれら全てにおけるギヤ同士の一方を他方に押し当て続けるのに必要な大きさが最小の車両後進方向への負のトルクまたはこれより大きさが若干大きいトルクとして予め実験などにより定めたものとして、ロック用トルクＴｐｌの設定に用いる最大ロック用トルクＴｐｌｍａｘより大きさが小さいトルクを用いるものとした。

こうして押し当てトルクＴｐｋとロック用トルクＴｐｌとを設定すると、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで割ったものに設定した押し当てトルクＴｐｋとロック用トルクＴｐｌとのうち小さい方（絶対値としては大きい方）を加えて更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したものをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として次式（４）により設定し（ステップＳ２６０）、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２７０）、タイマ７８による計時時間ｔが終了時間ｔｓｔｏｐ以上に至るまでステップＳ１１０以降の処理を繰り返し実行して（ステップＳ２８０）、駐車時制御ルーチンを終了する。駐車時にエンジン２２を負荷運転するときにモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用するトルクが計時時間ｔに応じて変化する様子の一例を図７に示す。図中、実線はモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用するトルク（Ｔｍ２・Ｇｒ）を示し、点線はロック用トルクＴｐｌが押し当てトルクＴｐｋより大きさが小さいときのモータＭＧ１からの作用トルクを打ち消すキャンセルトルク（Ｔｍ１／ρ）とロック用トルクＴｐｌとの和のトルクを示し、一点鎖線は押し当てトルクＴｐｋがロック用トルクＴｐｌより大きさが小さいときのキャンセルトルクと押し当てトルクＴｐｋとの和のトルクを示す。なお、図６の共線図と共に示した白抜き矢印や式（４）からも解るように、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に作用するトルクは、キャンセルトルク（Ｔｍ１／ρ）および押し当てトルクＴｐｋとロック用トルクＴｐｌとのうち小さい方のトルクからなるものとなる。ここで、押し当てトルクＴｐｋとロック用トルクＴｐｌとの方向を同じ方向としてこれらのトルクのうち大きさが大きい方のトルクをモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用させる理由とその効果については、前述したエンジン２２を自立運転する場合と同じであるためその説明を省略するが、押し当てトルクＴｐｋとロック用トルクＴｐｌとの方向を車両後進方向とする理由について説明する。モータＭＧ２からのキャンセルトルクは車両後進方向に作用させる必要があるが、押し当てトルクＴｐｋとロック用トルクＴｐｌとのうち大きさが大きい方のトルクをリングギヤ軸３２ａに対して車両前進方向に作用させようとすると、キャンセルトルクに不足が生じ、ブレーキオフ時にパーキングギヤ６６が噛み合っていない場合などに車両が前進方向に移動して運転者に違和感を与える可能性が生じてしまう。こうした不都合を回避するため、エンジン２２の負荷運転が要求された状態でＰポジションへのシフト操作が行なわれたときには、押し当てトルクＴｐｋとロック用トルクＴｐｌとの方向を車両後進方向とするのである。こうした制御により、エンジン２２の負荷運転が要求された状態でＰポジションへのシフト操作が行なわれたときには、押し当てトルクＴｐｋとロック用トルクＴｐｌとの方向を共に車両前進方向としてこれらのトルクのうち大きい方のトルクをモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用させるから、動力分配統合機構３０と減速ギヤ３５とギヤ機構６０とデファレンシャルギヤ６２とにおける歯打ち音などの異音の発生を抑制することができると共にパーキングロックポール６７をパーキングギヤ６６により確実に噛み合わせることができる。

Tm2*=[Tm1*/ρ+min(Tpk,Tpl)]/Gr (4)

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２の自立運転が要求された状態でＰポジションへのシフト操作が行なわれたときには、押し当てトルクＴｐｋとロック用トルクＴｐｌとの方向を共に車両前進方向としてこれらのトルクのうち大きさが大きい方のトルクをモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用させ、エンジン２２の負荷運転が要求された状態でＰポジションへのシフト操作が行なわれたときには、押し当てトルクＴｐｋとロック用トルクＴｐｌとの方向を共に車両後進方向としてこれらのトルクのうち大きさが大きい方のトルクを車両後進方向へのキャンセルトルクに加えたトルクをモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用させるから、Ｐポジションへのシフト操作時にエンジン２２を運転する際に歯打ち音などの異音の発生の抑制とパーキングギヤ６６の噛み合わせとをより適正に行なうことができる。また、エンジン２２の運転が停止された状態でＰポジションへのシフト操作が行なわれたときには、車両前進方向へのロック用トルクＴｐｌをモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用させるから、エンジン２２を運転停止した状態でもパーキングロックポール６７をパーキングギヤ６６により確実に噛み合わせることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２が運転停止された状態でＰポジションへのシフト操作が行なわれたときには、車両前進方向へのロック用トルクＴｐｌをモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用させるものとしたが、車両後進方向へのロック用トルクＴｐｌをモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用させ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、ロック用トルクＴｐｌは、タイマ７８による計時時間ｔに応じて比較的緩やかに大きくなった後に比較的急速に小さくなるものとしたが、タイマ７８による計時時間ｔに応じて比較的急速に大きくなった後に比較的急速に小さくなるものとしてもよい。こうすれば、より短時間でパーキングギヤ６６が噛み合うものとなり、Ｐポジションへのシフト操作後にイグニッションオフされる前にパーキングロックポール６７をパーキングギヤ６６により確実に噛み合わせることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を自立運転するとき及び負荷運転するときに動力分配統合機構３０と減速ギヤ３５とギヤ機構６０とデファレンシャルギヤ６２との全てにおけるギヤ同士の一方が他方に押し当てられるよう駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき押し当てトルクＴｐｋを設定するものとしたが、エンジン２２を自立運転するときにはこれら全てにおけるギヤ同士の一方が他方に押し当てられると共にエンジン２２を負荷運転するときにはこれらのうち一部だけにおけるギヤ同士の一方が他方に押し当てられるようそれぞれ押し当てトルクＴｐｋを設定するものとしてもよいし、エンジン２２を自立運転するときにはこれらのうち一部だけにおけるギヤ同士の一方が他方に押し当てられると共にエンジン２２を負荷運転するときにはこれら全てにおけるギヤ同士の一方が他方に押し当てられるようそれぞれ押し当てトルクＴｐｋを設定するものとしてもよいし、エンジン２２を自立運転するとき及び負荷運転するときにこれらのうち一部だけにおけるギヤ同士の一方が他方に押し当てられるようそれぞれ押し当てトルクＴｐｋを設定するものとしてもよい。例えば、エンジン２２を自立運転するときには動力分配統合機構３０と減速ギヤ３５とギヤ機構６０とデファレンシャルギヤ６２との全てにおけるギヤ同士の一方が他方に押し当てられると共にエンジン２２を負荷運転するときには減速ギヤ３５だけにおけるギヤ同士の一方が他方に押し当てられるようそれぞれ押し当てトルクＴｐｋを設定する場合には、ステップＳ２４０の処理に代えて、減速ギヤ３５におけるギヤ同士の一方が他方に押し当てられるよう駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき押し当てトルクＴｐｋを負の所定トルクＴｐｋ３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とに基づいて次式（５）により設定する処理を行なうものとすればよい。ここで、所定トルクＴｐｋ３は、この変形例では、バッテリ５０の所定の充電要求パワーＰｂ＊に応じて負荷運転されているエンジン２２に生じるトルク脈動が減速ギヤ３５に伝達されている状態でこの減速ギヤ３５におけるギヤ同士の一方を他方に押し当て続けるのに必要な大きさが最小の車両後進方向への負のトルクまたはこれより大きさが若干大きいトルクとして予め実験などにより定めたものとして、ロック用トルクＴｐｌの設定に用いる最大ロック用トルクＴｐｌｍａｘより大きさが小さいトルクを用いることができる。式（５）は、モータＭＧ２から出力すべきキャンセルトルクの絶対値が所定トルクＴｐｋ３の絶対値以上のときにはキャンセルトルクがロック用トルクＴｐｋにそのまま設定され、モータＭＧ２から出力すべきキャンセルトルクの絶対値が所定トルクＴｐｋ３の絶対値未満のときにはモータＭＧ２から所定トルクＴｐｋ３に対してキャンセルトルクでは不足するトルクが出力されるようこの不足するトルクをロック用トルクＴｐｋとして設定するためのものである。こうして設定されたロック用トルクＴｐｋは、減速ギヤ３５におけるギヤ同士の一方を他方に押し当てるためのトルクということができる。この変形例でモータＭＧ２から出力すべきキャンセルトルクの絶対値が所定トルクＴｐｋ３の絶対値未満の場合であって、駐車時にエンジン２２を負荷運転するときにモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用するトルクが計時時間ｔに応じて変化する様子の一例を図８に示す。図中、実線と点線と破線とは図７と同じものを示す。こうすれば、モータＭＧ２からのトルクによりリングギヤ軸３２ａには車両後進方向に少なくとも所定トルクＴｐｋ３が作用するから、減速ギヤ３５におけるギヤ同士の一方が他方に押し当てられるものとなり、減速ギヤ３５における歯打ち音などの異音の発生を抑制することができる。

Tpk=min(0, Tpk3-Tm1*/ρ) (5)

実施例のハイブリッド自動車２０では、動力分配統合機構３０として、シングルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものとしたが、共線図上で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａ，エンジン２２のクランクシャフト２６，モータＭＧ１の回転子の順に並ぶよう接続するものであれば、ダブルピニオン式の遊星歯車機構や複数の遊星歯車機構を組み合わせたものを用い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ＭＧ２からの動力を減速して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに伝達する遊星歯車機構による減速ギヤ３５を備えるものとしたが、遊星歯車機構などのギヤ機構によるものであれば、減速ギヤ３５に代えて、モータＭＧ２からの動力を変速比の変更を伴ってリングギヤ軸３２ａに伝達する変速機を備え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に適用するものとしても構わない。また、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、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「遊星歯車機構」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、パーキングロック機構６５が「固定手段」に相当し、エンジン２２の自立運転が要求された状態でＰポジションへのシフト操作が行なわれたときにはエンジン２２を自立運転するよう目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定しエンジンＥＣＵ２４に送信してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に押し当てトルクＴｐｋとロック用トルクＴｐｌとの方向を共に車両前進方向としてこれらのトルクのうち大きさが大きい方のトルクがリングギヤ軸３２ａに作用するようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し、エンジン２２の負荷運転が要求された状態でＰポジションへのシフト操作が行なわれたときにはエンジン２２を負荷運転するよう目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定しエンジンＥＣＵ２４に送信してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に押し当てトルクＴｐｋとロック用トルクＴｐｌとの方向を共に車両後進方向としてこれらのトルクのうち大きさが大きい方のトルクを車両後進方向へのキャンセルトルクに加えたトルクがリングギヤ軸３２ａに作用するようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を送信する図２の駐車時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。「遊星歯車機構」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など、車軸に第１のギヤ機構を介して接続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各軸に共線図上で駆動軸，出力軸，回転軸の順に並ぶようギヤによる３つの回転要素が接続された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、駆動軸に第２のギヤを介して接続されて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とりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「固定手段」としては、パーキングロック機構６５に限定されるものではなく、車軸の回転に伴って回転する回転ギヤと回転ギヤに噛み合うことにより車軸を回転不能に固定する固定部材とを有し、シフトポジションが駐車ポジションに操作されたときに固定部材が回転ギヤに噛み合うよう作動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の自立運転が要求された状態でＰポジションへのシフト操作が行なわれたときにはエンジン２２を自立運転するようエンジン２２を運転制御しモータＭＧ１からトルクが出力されないよう制御すると共に押し当てトルクＴｐｋとロック用トルクＴｐｌとの方向を共に車両前進方向としてこれらのトルクのうち大きさが大きい方のトルクがリングギヤ軸３２ａに作用するようモータＭＧ２を制御し、エンジン２２の負荷運転が要求された状態でＰポジションへのシフト操作が行なわれたときにはエンジン２２を負荷運転するようエンジン２２を運転制御すると共にモータＭＧ１を制御し押し当てトルクＴｐｋとロック用トルクＴｐｌとの方向を共に車両後進方向としてこれらのトルクのうち大きさが大きい方のトルクを車両後進方向へのキャンセルトルクに加えたトルクがリングギヤ軸３２ａに作用するようモータＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、内燃機関の無負荷運転が要求されている状態でシフトポジションが駐車ポジションに操作されたときには内燃機関が無負荷運転されている状態で遊星歯車機構と第１のギヤ機構と第２のギヤ機構とのうち少なくとも１つにおけるギヤ同士の一方を他方に押し当てるためのトルクとして予め定められた車両前進方向への前進押し当てトルクと固定手段の固定部材を固定手段の回転ギヤに噛み合わせるために経過時間に応じて大きさが変化するトルクとして予め定められた車両前進方向への前進噛み合わせトルクとのうち大きさが大きい方のトルクが電動機から出力されて内燃機関が無負荷運転されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、内燃機関の負荷運転が要求されている状態でシフトポジションが駐車ポジションに操作されたときには内燃機関の負荷運転により駆動軸に作用するトルクをキャンセルするキャンセルトルクに対して内燃機関が負荷運転されている状態で遊星歯車機構と第１のギヤ機構と第２のギヤ機構とのうち少なくとも１つにおけるギヤ同士の一方を他方に押し当てるためのトルクとして予め定められた車両後進方向への後進押し当てトルクと固定手段の固定部材を固定手段の回転ギヤに噛み合わせるために経過時間に応じて大きさが変化するトルクとして予め定められた車両後進方向への後進噛み合わせトルクとのうち大きさが大きい方のトルクを加えたトルクが電動機から出力されて内燃機関が負荷運転され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により実行される駐車時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。パーキングロックポール６７とパーキングギヤ６６とが噛み合っていない状態にあるパーキングロック機構６５の様子およびパーキングギヤ６６の回転方向の一例を示す説明図である。ロック用トルク設定用マップの一例を示す説明図である。駐車時にエンジン２２を自立運転するときにモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用するトルクが計時時間ｔに応じて変化する様子の一例を示す説明図である。駐車時にエンジン２２を負荷運転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。駐車時にエンジン２２を負荷運転するときにモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用するトルクが計時時間ｔに応じて変化する様子の一例を示す説明図である。変形例として駐車時にエンジン２２を負荷運転するときにモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用するトルクが計時時間ｔに応じて変化する様子の一例を示す説明図である。

符号の説明

２０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、３１，３６サンギヤ、３２，３７リングギヤ、３２ａリングギヤ軸、３３，３８ピニオンギヤ、３４，３９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、６０ａ，６０ｂギヤ、６２デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ駆動輪、６４ａ，６４ｂ車輪、６５パーキングロック機構、６６パーキングギヤ、６７パーキングロックポール、７０ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ＣＰＵ、７４ＲＯＭ、７６ＲＡＭ、７８タイマ、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、ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

内燃機関と、
動力を入出力可能な発電機と、
車軸に第１のギヤ機構を介して接続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各軸に共線図上で前記駆動軸，前記出力軸，前記回転軸の順に並ぶようギヤによる３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、
前記駆動軸に第２のギヤ機構を介して接続されて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、
前記車軸の回転に伴って回転する回転ギヤと該回転ギヤに噛み合うことにより前記車軸を回転不能に固定する固定部材とを有し、シフトポジションが駐車ポジションに操作されたときに前記固定部材が前記回転ギヤに噛み合うよう作動する固定手段と、
前記内燃機関の無負荷運転が要求されている状態で前記シフトポジションが前記駐車ポジションに操作されたときには前記内燃機関が無負荷運転されている状態で前記遊星歯車機構と前記第１のギヤ機構と前記第２のギヤ機構とのうち少なくとも１つにおけるギヤ同士の一方を他方に押し当てるためのトルクとして予め定められた車両前進方向への前進押し当てトルクと前記固定手段の固定部材を該固定手段の回転ギヤに噛み合わせるために経過時間に応じて大きさが変化するトルクとして予め定められた車両前進方向への前進噛み合わせトルクとのうち大きさが大きい方のトルクが前記電動機から出力されて前記内燃機関が無負荷運転され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、前記内燃機関の負荷運転が要求されている状態で前記シフトポジションが前記駐車ポジションに操作されたときには前記内燃機関の負荷運転により前記駆動軸に作用するトルクをキャンセルするキャンセルトルクに対して前記内燃機関が負荷運転されている状態で前記遊星歯車機構と前記第１のギヤ機構と前記第２のギヤ機構とのうち少なくとも１つにおけるギヤ同士の一方を他方に押し当てるためのトルクとして予め定められた車両後進方向への後進押し当てトルクと前記固定手段の固定部材を該固定手段の回転ギヤに噛み合わせるために経過時間に応じて大きさが変化するトルクとして予め定められた車両後進方向への後進噛み合わせトルクとのうち大きさが大きい方のトルクを加えたトルクが前記電動機から出力されて前記内燃機関が負荷運転され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。
請求項１記載の車両であって、
前記制御手段は、前記前進噛み合わせトルクとして経過時間に応じて前記前進押し当てトルクを超えて大きさが大きくなった以降に該前進押し当てトルクを超えて大きさが小さくなるトルクを用いると共に前記後進噛み合わせトルクとして経過時間に応じて前記後進押し当てトルクを超えて大きさが大きくなった以降に該後進押し当てトルクを超えて大きさが小さくなるトルクを用いて制御する手段である、
車両。
請求項１または２記載の車両であって、
前記制御手段は、前記内燃機関が運転停止された状態で前記シフトポジションが前記駐車ポジションに操作されたときには、前記内燃機関を運転停止した状態で前記前進噛み合わせトルクが前記電動機から出力され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手段である、
車両。
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、
前記制御手段は、前記前進押し当てトルクとして前記内燃機関が無負荷運転されている状態で前記遊星歯車機構と前記第１のギヤ機構と前記第２のギヤ機構との全てにおけるギヤ同士の一方を他方に押し当てるためのトルクを用いると共に前記後進押し当てトルクとして前記内燃機関が負荷運転されている状態で前記遊星歯車機構と前記第１のギヤ機構と前記第２のギヤ機構との全てにおけるギヤ同士の一方を他方に押し当てるためのトルクを用いて制御する手段である、
車両。
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、
前記制御手段は、前記前進押し当てトルクとして前記内燃機関が無負荷運転されている状態で前記遊星歯車機構と前記第１のギヤ機構と前記第２のギヤ機構との全てにおけるギヤ同士の一方を他方に押し当てるためのトルクを用いると共に前記後進押し当てトルクとして前記内燃機関が負荷運転されている状態で前記第２のギヤ機構におけるギヤ同士の一方を他方に押し当てるためのトルクを用いて制御する手段である、
車両。
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、車軸に第１のギヤ機構を介して接続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各軸に共線図上で前記駆動軸，前記出力軸，前記回転軸の順に並ぶようギヤによる３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に第２のギヤ機構を介して接続されて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、前記車軸の回転に伴って回転する回転ギヤと該回転ギヤに噛み合うことにより前記車軸を回転不能に固定する固定部材とを有しシフトポジションが駐車ポジションに操作されたときに前記固定部材が前記回転ギヤに噛み合うよう作動する固定手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記内燃機関の無負荷運転が要求されている状態で前記シフトポジションが前記駐車ポジションに操作されたときには前記内燃機関が無負荷運転されている状態で前記遊星歯車機構と前記第１のギヤ機構と前記第２のギヤ機構とのうち少なくとも１つにおけるギヤ同士の一方を他方に押し当てるためのトルクとして予め定められた車両前進方向への前進押し当てトルクと前記固定手段の固定部材を該固定手段の回転ギヤに噛み合わせるために経過時間に応じて大きさが変化するトルクとして予め定められた車両前進方向への前進噛み合わせトルクとのうち大きさが大きい方のトルクが前記電動機から出力されて前記内燃機関が無負荷運転され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、前記内燃機関の負荷運転が要求されている状態で前記シフトポジションが前記駐車ポジションに操作されたときには前記内燃機関の負荷運転により前記駆動軸に作用するトルクをキャンセルするキャンセルトルクに対して前記内燃機関が負荷運転されている状態で前記遊星歯車機構と前記第１のギヤ機構と前記第２のギヤ機構とのうち少なくとも１つにおけるギヤ同士の一方を他方に押し当てるためのトルクとして予め定められた車両後進方向への後進押し当てトルクと前記固定手段の固定部材を該固定手段の回転ギヤに噛み合わせるために経過時間に応じて大きさが変化するトルクとして予め定められた車両後進方向への後進噛み合わせトルクとのうち大きさが大きい方のトルクを加えたトルクが前記電動機から出力されて前記内燃機関が負荷運転され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。