JP2010100103A - ハイブリッド車およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】乗員室の暖房や内燃機関の暖機の促進などのために内燃機関の下限回転数を通常より大きくしても、効率が良好となるよう、より適正に内燃機関の間欠運転を行なう。
【解決手段】通常時には通常時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通常時用切替パワーＰ１をエンジンの間欠運転用閾値として設定し、暖房要求や暖機要求がある所定要求時には通常時用動作ラインに比べて下限回転数を大きくする所定要求時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所定要求時用切替パワーＰ２をエンジンの間欠運転用閾値として設定する。これにより、所定要求時にエンジンの下限回転数を通常時より大きくしても、効率が良好となるよう、より適正に間欠運転することができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、ハイブリッド車およびそ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、エンジンのクランクシャフトに接続されると共に車軸に連結されたリングギヤ軸に接続された３軸式の動力分配統合機構と、動力分配統合機構の第３の軸に動力を入出力する第１のモータと、リングギヤ軸に動力を入出力する第２のモータとを備え、エンジンを運転する際は燃料消費率が小さくなる動作ライン上で運転し、エンジンを停止しているときに車両走行に要求される要求パワーが第１の閾値以上に至ったときにエンジンを始動し、エンジンを運転しているときに要求パワーが第１の閾値よりも小さな第２の閾値以下に至ったときはエンジンを停止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、エンジンを比較的効率よく運転することができる下限のパワー近傍の値を第１の閾値に設定することによって、車両全体の効率が良好となるようにエンジンの間欠運転を実行している。
特開２００７−１３１１０３号公報

ところで、こうしたハイブリッド車では、乗員室の暖房の促進やエンジンの暖機の促進などのためにエンジンの下限回転数を通常より大きくすることも行なわれている。このとき、エンジンは通常とは異なる運転ポイントで運転されることもあるため、通常時の閾値を用いたエンジンの間欠運転を行なうと、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その制御方法は、乗員室の暖房の促進や内燃機関の暖機の促進などのために内燃機関の下限回転数を通常より大きくしたときでも、車両全体の効率が良好となるように、より適正に内燃機関の間欠運転を行なうことを主目的とする。

本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、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、
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、
乗員室内の暖房を促進するための暖房要求や前記内燃機関等の暖機を促進するための暖機要求などの所定要求がなされていないときには、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下限回転数に第１の回転数を用いた第１の動作ラインを実行用動作ラインとして設定し、前記所定要求がなされているときには、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下限回転数に前記第１の回転数より大きい第２の回転数を用いた第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、
前記所定要求がなさ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、前記所定要求がなされているときには、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、乗員室内の暖房を促進するための暖房要求や内燃機関等の暖機を促進するための暖機要求などの所定要求がなさ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、所定要求がなされているときには、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。このように、乗員室内の暖房を促進するための暖房要求や内燃機関等の暖機を促進するための暖機要求などの所定要求がなされているときには、第２の動作ライン上で運転される内燃機関の効率を考慮した閾値を用いて内燃機関の間欠運転を行なうことにより、車両全体の効率が良好となるように、より適正に内燃機関の間欠運転を行なうことができる。

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、
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、
乗員室内の暖房を促進するための暖房要求や前記内燃機関等の暖機を促進するための暖機要求などの所定要求がなされていないときには、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下限回転数に第１の回転数を用いた第１の動作ラインを実行用動作ラインとして設定し、前記所定要求がなされているときには、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下限回転数に前記第１の回転数より大きい第２の回転数を用いた第２の動作ラインを実行用動作ラインとして設定し、
前記所定要求がなさ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、前記所定要求がなされているときには、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、乗員室内の暖房を促進するための暖房要求や内燃機関等の暖機を促進するための暖機要求などの所定要求がなさ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、所定要求がなされているときには、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。このように、乗員室内の暖房を促進するための暖房要求や内燃機関等の暖機を促進するための暖機要求などの所定要求がなされているときには、第２の動作ライン上で運転される内燃機関の効率を考慮した閾値を用いて内燃機関の間欠運転を行なうことにより、車両全体の効率が良好となるように、より適正に内燃機関の間欠運転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、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

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

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

バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度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，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，所定要求フラグ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、所定要求フラグＦは、乗員室内の暖房を促進するための暖房要求とエンジン２２の暖機を促進するための暖機要求とのいずれもなされていない通常時には値０が設定され、暖房要求と暖機要求との少なくとも一方がなされる所定要求時に値１が設定されるフラグであり、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により設定されたものを用いるものとした。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４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、入力した所定要求フラグＦの値を調べ（ステップＳ１５０）、所定要求フラグＦが値０に設定されているときには通常時用動作ラインＬ１を実行用動作ラインＬｘに設定し（ステップＳ１６０）、所定要求フラグＦが値１に設定されているときには所定要求時用動作ラインＬ２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、通常時用動作ラインＬ１は、エンジン２２を安定して運転可能な回転数の下限値より若干大きい第１下限回転数Ｎｒｅｆ１（例えば、１０００ｒｐｍなど）を下限回転数とすると共にエンジン２２を効率よく動作させるよう定められた動作ラインである。また、所定要求時用動作ラインＬ２は、乗員室内の暖房やエンジン等の暖機が促進されるよう第１下限回転数Ｎｒｅｆ１よりも大きい第２下限回転数Ｎｒｅｆ２（例えば、１３００ｒｐｍなど）を下限回転数とすると共にエンジン２２を効率よく動作させるよう定められた動作ラインである。図５に、通常時用動作ラインＬ１及び所定要求時用動作ラインＬ２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。図中、実線が通常時用動作ラインＬ１を示し、一点鎖線が所定要求時用動作ラインＬ２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に設定された通常時用動作ラインＬ１または所定要求時用動作ラインＬ２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/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７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６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の運転を停止するための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４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、入力した所定要求フラグＦの値を調べ（ステップＳ５００）、所定要求フラグＦが値０に設定されている通常時には、実行用動作ラインＬｘとして通常時用動作ラインＬ１を用いてエンジン２２を運転する際にエンジン２２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通常時用切替パワーＰ１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、所定要求フラグＦが値１に設定されている所定要求時には、実行用動作ラインＬｘとして所定要求時用動作ラインＬ２を用いてエンジン２２を運転する際にエンジン２２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所定要求時用切替パワーＰ２を始動用閾値Ｐｓｔａｒｔに設定する（ステップＳ５２０）。ここで、通常時用切替パワーＰ１および所定要求時用切替パワーＰ２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８は、通常時用切替パワーＰ１および所定要求時用切替パワーＰ２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、実行用動作ラインＬｘとして通常時用動作ラインＬ１を用いたときおよび所定要求時用動作ラインＬ２を用いたときにおいてエンジン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る。また、実行用動作ラインＬｘとして所定要求時用動作ラインＬ２を用いたときには、通常時用動作ラインＬ１を用いたときに比べて走行用のパワーが比較的小さいときに効率低下量が大きくなる傾向が認められ、走行用のパワーが比較的大きいときには通常用動作ラインＬ１と所定要求時用動作ラインＬ２とのいずれを用いても効率低下量が同等になる傾向が認められる。こうした傾向になるのは、実行用動作ラインＬｘとして所定要求時用動作ラインＬ２を用いたときには、通常時用動作ラインＬ１を用いたときに比べてエンジン２２の下限回転数が高くなることに起因して要求パワーＰ＊が小さいほどエンジン２２の運転ポイントが高回転低トルク側に設定されるからである。また、図８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、上述のようなエンジン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。即ち、実施例では、実行用動作ラインＬｘとして通常時用動作ラインＬ１を用いたときの効率低下量を示す図８の実線とモータ走行損失を示す図８の点線との交点に対応したパワーを通常時用切替パワーＰ１として設定し、実行用動作ラインＬｘとして所定要求時用動作ラインＬ２を用いたときの効率低下量を示す図８の実線とモータ走行損失を示す図８の点線との交点に対応したパワーを所定要求時用切替パワーＰ２として設定する。こうして設定された通常時用切替パワーＰ１または所定要求時用切替パワーＰ２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、車両全体の効率が良好となるように、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、こうして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２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、乗員室内の暖房を促進するための暖房要求とエンジン２２の暖機を促進するための暖機要求とのいずれもなされていない通常時には、実行用動作ラインＬｘとしてエンジン２２の下限回転数を第１下限回転数Ｎｒｅｆ１とする通常時用動作ラインＬ１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、暖房要求と暖機要求との少なくとも一方がなされたときである所定要求時には、実行用動作ラインＬｘとしてエンジン２２の下限回転数を第１下限回転数Ｎｒｅｆ１よりも大きい第２下限回転数Ｎｒｅｆ２とする所定要求時用動作ラインＬ２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。このように暖房要求や暖機要求などの所定の要求がなされているときには、所定要求時動作ラインＬ２上で運転されるエンジン２２の効率を考慮した始動用閾値Ｐｓｔａｒｔおよび停止用閾値Ｐｓｔｏｐを用いてエンジン２２の間欠運転を行なうから、車両全体の効率が良好となるように、より適正にエンジン２２の間欠運転を行なうことができる。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９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９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、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、乗員室内の暖房を促進するための暖房要求とエンジン２２の暖機を促進するための暖機要求とのいずれもなされていない通常時には通常時用動作ラインＬ１を実行用動作ラインＬｘに設定し、暖房要求と暖機要求との少なくとも一方がなされたときである所定要求時には所定要求時用動作ラインＬ２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、通常時には、実行用動作ラインＬｘに通常時用動作ラインＬ１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通常時用切替パワーＰ１を始動用閾値Ｐｓｔａｒｔに設定し、所定要求時には、実行用動作ラインＬｘに所定要求時用動作ラインＬ２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所定要求時用切替パワーＰ２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、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、乗員室内の暖房を促進するための暖房要求や内燃機関等の暖機を促進するための暖機要求などの所定要求がなされていないときには、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下限回転数に第１の回転数を用いた第１の動作ラインを実行用動作ラインとして設定し、所定要求がなされているときには、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下限回転数に第１の回転数より大きい第２の回転数を用いた第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、所定要求がなさ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、所定要求がなされているときには、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ものなど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、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。 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。 通常時用動作ラインＬ１及び所定要求時用動作ラインＬ２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。 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。 通常時用切替パワーＰ１および所定要求時用切替パワーＰ２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）、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、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (3)

1. 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、
   乗員室内の暖房を促進するための暖房要求や前記内燃機関等の暖機を促進するための暖機要求などの所定要求がなされていないときには、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下限回転数に第１の回転数を用いた第１の動作ラインを実行用動作ラインとして設定し、前記所定要求がなされているときには、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下限回転数に前記第１の回転数より大きい第２の回転数を用いた第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、
   前記所定要求がなさ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、前記所定要求がなされているときには、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記載のハイブリッド車。
3. 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、
   乗員室内の暖房を促進するための暖房要求や前記内燃機関等の暖機を促進するための暖機要求などの所定要求がなされていないときには、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下限回転数に第１の回転数を用いた第１の動作ラインを実行用動作ラインとして設定し、前記所定要求がなされているときには、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下限回転数に前記第１の回転数より大きい第２の回転数を用いた第２の動作ラインを実行用動作ラインとして設定し、
   前記所定要求がなさ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、前記所定要求がなされているときには、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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