JP2011093457A - 車両およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関からのパワーを十分に用いて発進する。
【解決手段】所定勾配θｒｅｆ以上の登坂路で発進する際に、発進前のブレーキオンによる停車時には、エンジンから出力するパワーを増加したときにエンジンの回転数Ｎｅを上昇させるのに要するパワーのためにエンジンから出力するトルクが減少しない範囲として設定された発進前目標運転領域内でバッテリの入力制限Ｗｉｎに相当するパワーを出力する運転ポイントでエンジンを運転し、ブレーキオフされたときからは、エンジンの発進前目標運転領域内でのトルクの増加を伴って要求トルクＴｒ＊に基づく要求パワーＰｅ＊がエンジンから出力されると共に要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸に出力されるよう制御する。これにより、エンジンからのパワーを十分に用いて発進することができる。
【選択図】図９

Description

本発明は、車両およびその制御方法に関し、詳しくは、内燃機関と、動力を入出力する発電機と、駆動輪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３軸式動力入出力手段と、駆動軸に動力を入出力する電動機と、発電機および電動機と電力のやりとりを行なう蓄電手段と、を備える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、第１モータジェネレータと、キャリアとサンギヤとがそれぞれエンジンと第１モータジェネレータとに接続されると共にリングギヤが駆動軸に接続されたプラネタリギヤと、駆動軸に接続された第２モータジェネレータと、第１モータジェネレータおよび第２モータジェネレータと電力をやりとりする蓄電装置と、を備えるハイブリッド車両において、道路勾配がしきい値よりも大きいときには、エンジンの負荷運転によるトルクと第２モータジェネレータからのトルクとを用いて発進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、道路勾配がしきい値よりも大きい登坂路で車両のずり下がりが発生していると判定されたときには、エンジンの動作点を変更してエンジンから駆動軸に出力するトルクを増大させることにより、車両のずり下がりを抑制している。

特開２００８−１７９２８０号公報

しかしながら、上述の車両では、エンジンの動作点の変更の程度によっては、エンジンからのトルクを十分に発進に用いることができない場合があった。エンジンから大きなパワーを得るためにエンジンのトルクと回転数を大きくしようとすると、エンジンから出力するパワーの多くがエンジンの回転数を大きくするのに用いられたり、エンジンの回転数が急上昇するときには第１モータジェネレータによってエンジンの回転数を引き上げる結果、駆動軸にはエンジンからのトルクが出力されない場合も生じる。

本発明の車両およびその制御方法は、内燃機関からのパワーを十分に用いて発進す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、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、動力を入出力する発電機と、駆動輪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と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりを行なう蓄電手段と、を備える車両であって、
車速とアクセル操作量とに基づいて前記駆動軸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、
前記電動機から出力される駆動力だけでは登坂が困難となる路面勾配として予め定められた所定勾配以上の勾配の登坂路で発進する際、発進前の停車時には前記内燃機関から出力するパワーを増加したときに該内燃機関の回転数を上昇させるのに要するパワーのために前記内燃機関から出力するトルクが減少しない範囲として設定される前記内燃機関の運転ポイントの範囲であるトルク増加運転範囲内で前記蓄電手段を充電してもよい許容最大電力である入力制限に相当するパワーを出力する運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関と前記発電機とを制御し、発進が開始されたときから前記内燃機関の前記トルク増加運転範囲内のトルクの増加を伴って前記設定された要求駆動力に基づく前記内燃機関に要求される要求パワーが前記内燃機関から出力されると共に前記設定された要求駆動力が前記駆動軸に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、電動機から出力される駆動力だけでは登坂が困難となる路面勾配として予め定められた所定勾配以上の勾配の登坂路で発進する際、発進前の停車時には内燃機関から出力するパワーを増加したときに内燃機関の回転数を上昇させるのに要するパワーのために内燃機関から出力するトルクが減少しない範囲として設定される内燃機関の運転ポイントの範囲であるトルク増加運転範囲内で蓄電手段を充電してもよい許容最大電力である入力制限に相当するパワーを出力する運転ポイントで内燃機関が運転されるよう内燃機関と発電機とを制御し、発進が開始されたときから内燃機関のトルク増加運転範囲内のトルクの増加を伴って車速およびアクセル操作量に応じた駆動軸に要求される要求駆動力に基づく内燃機関に要求される要求パワーが内燃機関から出力されると共に要求駆動力が駆動軸に出力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、発進が開始されたときからは、内燃機関から出力するパワーを増加したときに内燃機関から出力されるトルクが減少せずに増加するから、内燃機関からのパワーを十分に用いて発進することができる。

こうした本発明の車両において、前記制御手段は、前記内燃機関の回転数の変化量に対する前記内燃機関のトルクの変化量の割合が前記内燃機関を含む回転系の慣性モーメントに相当する割合より大きい範囲を前記トルク増加運転範囲とし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、トルク増加運転範囲をより確実に設定することができる。

また、本発明の車両において、前記設定された要求駆動力に基づく走行用パワーに前記入力制限に相当するパワーを加えることにより前記内燃機関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を備え、前記制御手段は、発進前の停車時には、車速およびアクセル操作量が予め定められた所定の低車速および所定の大操作量のときの前記要求駆動力に基づく前記要求パワーと前記内燃機関のパワーに対する回転数およびトルクの関係として予め定められた所定の制約とに基づいて発進時の前記内燃機関を運転すべき目標運転ポイントである発進時目標運転ポイントを設定すると共に、前記内燃機関の運転ポイントを前記設定した発進時目標運転ポイントに向けて変化させるときの前記トルク増加運転範囲内で前記入力制限に相当するパワーを出力する運転ポイントを発進前の前記目標運転ポイントである発進前目標運転ポイントとして設定し、前記設定した発進前目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関と前記発電機とを制御し、発進が開始されたときから前記内燃機関の運転ポイントを前記トルク増加運転範囲内で前記設定した発進時目標運転ポイントに向けて変化させながら前記内燃機関から前記設定された要求パワーを出力すると共に前記設定された要求駆動力が前記駆動軸に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、トルク増加運転範囲をより適正に設定することができ、内燃機関からのパワーを十分に用いた発進をより確実に行なうことができる。ここで、「所定の低車速」としては停車しているか走行しているかを判定するための停車判定車速などを用いることができ、「所定の大操作量」としてはアクセル操作量の最大操作量などを用いることができる。

この発進時目標運転ポイントと発進前目標運転ポイントとを設定する態様の本発明の車両において、ブレーキ操作またはブレーキ保持要求であるブレーキ指示により車両に制動力を付与する制動力付与手段を備え、前記制御手段は、発進前の前記ブレーキ指示による停車時には、前記所定勾配以上の登坂路で前記ブレーキ指示が解除されても停車している状態を保持するために前記電動機から前記駆動軸に出力可能な予め定められた最大トルクでは不足するトルクを釣合い用トルクとして設定し、前記設定した釣合い用トルクにマージンを加えて得られる停車解除用トルクに相当するトルクを前記内燃機関から出力すべき目標トルクとして設定すると共に前記入力制限に相当するパワーを前記設定した目標トルクで除することにより前記内燃機関を運転すべき目標回転数を設定し、前記設定した目標回転数と目標トルクとからなる停車解除用運転ポイントを前記発進前目標運転ポイントとして設定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、ブレーキ指示が解除されたときに車両が登坂路で後退するの抑制することができ、発進前目標運転ポイントをより適正にトルク増加運転範囲内で設定することができる。この場合、 前記制御手段は、発進前の前記ブレーキ指示による停車時に前記停車解除用運転ポイントが前記トルク増加運転範囲内にないときには、前記内燃機関の回転数の変化量に対する前記内燃機関のトルクの変化量の割合が前記内燃機関を含む回転系の慣性モーメントに相当する割合より大きくなる所定の関係と前記入力制限に相当するパワーとに基づいて前記発進前目標運転ポイントを設定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、発進前目標運転ポイントをより確実にトルク増加運転範囲内で設定することができる。更にこの場合、 前記制御手段は、発進前の前記ブレーキ指示による停車時に前記所定の関係と前記入力制限に相当するパワーとに基づく前記発進前目標運転ポイントで前記内燃機関を運転している最中に前記ブレーキ指示の解除により発進が開始されたときに、前記設定された要求駆動力が前記電動機の最大トルクと前記停車解除用トルクとの和に相当するトルクに至るまでは車両への制動力の付与が保持されるよう前記制動力付与手段を制御し、前記設定された要求駆動力が前記電動機の最大トルクと前記停車解除用トルクとの和に相当するトルクに至ったときには車両への制動力の付与が解除されるよう前記制動力付与手段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、ブレーキ指示が解除されたときに車両が登坂路で後退するのをより確実に抑制することができる。

また、発進時目標運転ポイントと発進前目標運転ポイントとを設定する態様の本発明の車両において、前記制御手段は、発進が開始されたときには、前記設定された発進前目標運転ポイントから前記設定された発進時目標運転ポイントに向かう前記内燃機関の運転ポイントの経路上における前記内燃機関のパワーに対する回転数およびトルクの関係としての登坂発進用動作ラインと前記設定された要求パワーとに基づく前記目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関と前記発電機とを制御する手段である、ものとすることもできる。

本発明の車両の制御方法は、
内燃機関と、動力を入出力する発電機と、駆動輪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と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりを行なう蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記電動機から出力される駆動力だけでは登坂が困難となる路面勾配として予め定められた所定勾配以上の勾配の登坂路で発進する際、発進前の停車時には前記内燃機関から出力するパワーを増加したときに該内燃機関の回転数を上昇させるのに要するパワーのために前記内燃機関から出力するトルクが減少しない範囲として設定される前記内燃機関の運転ポイントの範囲であるトルク増加運転範囲内で前記蓄電手段を充電してもよい許容最大電力である入力制限に相当するパワーを出力する運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関と前記発電機とを制御し、発進が開始されたときから前記内燃機関の前記トルク増加運転範囲内のトルクの増加を伴って車速およびアクセル操作量に応じた前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく前記内燃機関に要求される要求パワーを前記内燃機関から出力すると共に前記要求駆動力が前記駆動軸に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、
ことを特徴とする。

この本発明の車両の制御方法では、電動機から出力される駆動力だけでは登坂が困難となる路面勾配として予め定められた所定勾配以上の勾配の登坂路で発進する際、発進前の停車時には内燃機関から出力するパワーを増加したときに内燃機関の回転数を上昇させるのに要するパワーのために内燃機関から出力するトルクが減少しない範囲として設定される内燃機関の運転ポイントの範囲であるトルク増加運転範囲内で蓄電手段を充電してもよい許容最大電力である入力制限に相当するパワーを出力する運転ポイントで内燃機関が運転されるよう内燃機関と発電機とを制御し、発進が開始されたときから内燃機関のトルク増加運転範囲内のトルクの増加を伴って車速およびアクセル操作量に応じた駆動軸に要求される要求駆動力に基づく内燃機関に要求される要求パワーを内燃機関から出力すると共に要求駆動力が駆動軸に出力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、発進が開始されたときからは、内燃機関から出力するパワーを増加したときに内燃機関から出力されるトルクが減少せずに増加するから、内燃機関からのパワーを十分に用いて発進することができる。

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。 ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される登坂停車時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される登坂発進時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される発進前運転ポイント設定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。 登坂路で停車している状態でエンジン２２を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。 エンジン２２の動作ラインの一例と発進時目標回転数Ｎｅｔａｇと発進時目標トルクＴｅｔａｇとを設定する様子を示す説明図である。 発進前目標運転領域の一例を示す説明図である。 発進前仮運転ポイントが発進前目標運転領域内にあるときに発進前目標回転数Ｔｅｐｒｅと発進前目標トルクＴｅｐｒｅとを設定する様子を説明する説明図である。 発進前仮運転ポイントが発進前目標運転領域内にないときに発進前目標回転数Ｔｅｐｒｅと発進前目標トルクＴｅｐｒｅとを設定する様子を説明する説明図である。 発進前仮運転ポイントが発進前目標運転領域内にあるときに登坂発進用動作ラインを用いて目標回転数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。 発進前仮運転ポイントが発進前目標運転領域内にないときに登坂発進用動作ラインを用いて目標回転数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。 車両が登坂を開始したときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 変形例の発進前目標運転ポイントを示す説明図である。 変形例の発進前目標運転ポイント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。

次に、本発明を実施するため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、駆動輪６３ａ，６３ｂや図示しない従動輪のブレーキを制御するためのブレーキアクチュエータ９２と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

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

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも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。

ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキペダル８５の踏み込みに応じて生じるブレーキマスターシリンダ９０の圧力と車速とにより車両に作用させる制動力におけるブレーキの分担分に応じた制動トルクが駆動輪６３ａ，６３ｂや図示しない従動輪に作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧（以下、ブレーキ油圧という）を調整したり、ブレーキペダル８５の踏み込みに無関係に、駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪に制動トルクが作用するようブレーキ油圧を調整したりすることができるように構成されている。ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）９４により制御されている。ブレーキＥＣＵ９４は、駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪に取り付けられた図示しない車輪速センサからの各車輪速，図示しない操舵角センサからの操舵角などの信号を入力して、運転者がブレーキペダル８５を踏み込んだときに駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪のいずれかがロックによりスリップするのを防止するアンチロックブレーキシステム機能（ＡＢＳ）や運転者がアクセルペダル８３を踏み込んだときに駆動輪６３ａ，６３ｂのいずれかが空転によりスリップするのを防止するトラクションコントロール（ＴＲＣ），車両が旋回走行しているときに姿勢を保持する姿勢保持制御（ＶＳＣ）なども行なう。ブレーキＥＣＵ９４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってブレーキアクチュエータ９２を駆動制御したり、各車輪速に関する信号や必要に応じてブレーキアクチュエータ９２の状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、ブレーキＥＣＵ９４は、ブレーキホールドスイッチ８９からのオン信号としてのブレーキホールド信号をハイブリッド用電子制御ユニット７０から受信したときには、オン信号としてのブレーキホールド信号を受信するまでのブレーキ油圧が保持されるようブレーキアクチュエータ９２を制御し、ブレーキホールドスイッチ８９からのオフ信号としてのブレーキホールド信号をハイブリッド用電子制御ユニット７０から受信したときには、基本的にブレーキペダル８５の踏み込みに応じたブレーキ油圧となるようブレーキアクチュエータ９２を制御する。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、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してアクセル開度として設定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８７からの車速Ｖ，路面の勾配を検出する勾配センサ８８からの勾配θ，運転席近傍に取り付けられ登坂路などで停車した後にブレーキペダル８５を戻してもブレーキ油圧を保持する停車保持制御の実行を指示するブレーキホールドスイッチ８９からのブレーキホールド信号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，ブレーキＥＣＵ９４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，ブレーキＥＣＵ９４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、特に登坂路で停車中にブレーキオフされて発進する際の動作について説明する。図２は登坂停車時制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図３は登坂発進時制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、いずれのルーチンもハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される。図２の登坂停車時制御ルーチンは、所定勾配θｒｅｆ以上の登坂路でブレーキオンされて停車してからブレーキオフされるまで所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行され、図３の登坂発進時制御ルーチンは、所定勾配θｒｅｆ以上の登坂路でブレーキオンによる停車中にブレーキオフされてから車速Ｖが停車判定車速Ｖｒｅｆ（例えば、時速３ｋｍや時速５ｋｍなど）を超えるまで所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。まず、登坂停車時の制御について説明する。なお、実施例では、ブレーキオンとは、登坂路で車両がずり下がることがない程度のブレーキペダル８５の踏み込みをいうものとする。また、所定勾配θｒｅｆは、実施例では、モータＭＧ２から出力可能なトルクとして制御用に予め定められた最大トルクＴｍ２ｍａｘ（例えば定格トルクより若干小さいもの）を出力しても登坂することができない勾配の下限値として予め実験により求められたものを用いるものとした。したがって、実施例のハイブリッド自動車２０では、所定勾配θｒｅｆ以上の登坂路でブレーキオンされて停車したときには、次に発進する際にモータＭＧ２からのトルクに加えてエンジン２２から駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにトルクを出力する必要があると判断し、エンジン２２が運転されているときにはその状態を保持し、エンジン２２の運転が停止されているときにはモータＭＧ１からのモータリングトルクによってエンジン２２を直ちに始動する。

図２の登坂停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、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８７からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，車両が登坂路で発進する前にエンジン２２を運転すべき目標運転ポイントである発進前目標運転ポイントにおける発進前目標回転数Ｎｅｐｒｅおよび発進前目標トルクＴｅｐｒｅ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。また、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。さらに、発進前目標回転数Ｎｅｐｒｅと発進前目標トルクＴｅｐｒｅについては、後述する図４の発進前運転ポイント設定ルーチンにより設定されたものを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＊を設定し（ステップＳ１１０）、入力した発進前目標回転数Ｎｅｐｒｅと発進前目標トルクＴｅｐｒｅとをそれぞれエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに設定する（ステップＳ１２０）。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５に要求トルク設定用マップの一例を示す。図中、アクセル開度Ａｃｃの最大値であるアクセル最大開度Ａｃｃｍａｘ，車両が停車しているか走行しているかを判定するための停車判定車速Ｖｒｅｆ，アクセル最大開度Ａｃｃｍａｘと停車判定車速Ｖｒｅｆとに基づいて設定される発進する際に車両に要求されるトルクの最大値である発進時最大要求トルクＴｒｍａｘについても示してある。

続いて、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Ｓ１３０）。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。登坂路で停車している状態でエンジン２２を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３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、ブレーキ油圧によりリングギヤ軸３２ａに作用するブレーキトルクＴｂ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。なお、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２は、リングギヤ軸３２ａの正回転方向である車両の前進方向に作用するトルクとして図示したが、アクセルオフされており要求トルクＴｒ＊が十分に小さい場合には、エンジン２２の発進前目標運転ポイントによってはリングギヤ軸３２ａの負回転方向である車両の後進方向に作用するトルクとなる場合がある。

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

次に、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と減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値としての仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（３）により計算し（ステップＳ１４０）、モータＭＧ２から出力可能な最大トルクＴｍ２ｍａｘで仮トルク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Ｓ１５０）。ここで、式（３）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。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)

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、運転者のブレーキオン操作に基づくブレーキ指令を設定し（ステップＳ１６０）、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、ブレーキ指令についてはブレーキＥＣＵ９４にそれぞれ送信して（ステップＳ１７０）、登坂停車時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。さらに、ブレーキ指令を受信したブレーキＥＣＵ９４は、ブレーキ指令に相当するブレーキ油圧により駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪に制動トルクが作用するようブレーキアクチュエータ９２を制御する。こうした制御により、所定勾配θｒｅｆ以上の登坂路でブレーキオンされて停車してからブレーキオフされるまでは、エンジン２２を発進前目標運転ポイントで運転すると共に駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力しながらブレーキオンによる停車した状態を保持することができる。以上、登坂停車時の制御について説明した。

次に、エンジン２２の発進前目標運転ポイントなどを設定する処理について説明する。図４は発進前運転ポイント設定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、所定勾配θｒｅｆ以上の登坂路でブレーキオンされて停車したときに実行される。

図４の発進前運転ポイント設定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、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎや勾配センサ８８からの勾配θなど設定に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ４００）。バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎ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。

続いて、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の最大値であるアクセル最大開度Ａｃｃｍａｘと車両が停車しているか否かを判定するための停車判定車速Ｖｒｅｆとに基づいて、発進する際に車両に要求されるトルクの最大値である発進時最大要求トルクＴｒｍａｘを設定すると共に（ステップＳ４１０）、設定した発進時最大要求トルクＴｒｍａｘに基づいて車両が発進する際にエンジン２２に要求されるパワーの最大値である発進時最大要求パワーＰｅｍａｘを設定する（ステップＳ４２０）。ここで、発進時最大要求トルクＴｒｍａｘは、実施例では、図５の要求トルク設定用マップに対して、アクセル最大開度Ａｃｃｍａｘと停車判定車速Ｖｒｅｆとを与えて導出された要求トルクＴｒ＊を発進時最大要求トルクＴｒｍａｘとして設定するものとした。また、車両が発進する際にエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊は、実施例では、要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものからバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを減じて更にロスＬｏｓｓを加えたものとして次式（４）により計算することができるから、エンジン２２の発進時最大要求パワーＰｅｍａｘも、式（４）を用いて設定することができる。即ち、式（４）中、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋｖを乗じること（Ｎｒ＝ｋｖ・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が、この式（４）のうち要求トルクＴｒ＊に代えて発進時最大要求トルクＴｒｍａｘを用いると共にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとして停車判定車速Ｖｒｅｆに換算係数ｋｖを乗じたものを用いて計算されたパワーを、発進時最大要求パワーＰｅｍａｘとして設定することができる。なお、実施例では、発進時最大要求Ｔｒｍａｘや発進時最大要求パワーＰｅｍａｘの「車両が発進する際」とは、ブレーキオンによる停車中にブレーキオフされてから車速Ｖが停車判定車速Ｖｒｅｆを超えるまでをいうものとする。

Pe*=Tr*・Nr-Win+Loss (4)

次に、設定した発進時最大要求パワーＰｅｍａｘに基づいて車両が発進する際にエンジン２２を運転すべき目標運転ポイントとしての発進時目標回転数Ｎｅｔａｇと発進時目標トルクＴｅｔａｇとを設定する（ステップＳ４３０）。この設定は、エンジン２２のパワーに対する回転数およびトルクの関係である動作ライン（例えば、エンジン２２の効率よりもパワーの出力を優先する高トルク用動作ラインなど）と発進時最大要求パワーＰｅｍａｘ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発進時目標回転数Ｎｅｔａｇと発進時目標トルクＴｅｔａｇとを設定する様子を図７に示す。図示するように、発進時目標回転数Ｎｅｔａｇと発進時目標トルクＴｅｔａｇは、動作ラインと発進時最大要求パワーＰｅｍａｘ（Ｎｅｔａｇ×Ｔｅｔａｇ）が一定の曲線との交点により求めることができる。こうして設定されたエンジン２２の発進時目標運転ポイントは、登坂路でブレーキオフされると共にアクセルペダル８３の踏み込み（アクセルオフからの踏み込み）や踏み増し（アクセルオンからの踏み込み量の増加）により駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求される要求トルクＴｒ＊が増加して車両が移動（登坂）を開始すると共に、エンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊が増加したときに、車速Ｖが停車判定車速Ｖｒｅｆを超えて車両が走行を開始したと判断されるタイミングにおいてエンジン２２の要求パワーＰｅ＊として想定される最大パワー（発進時最大要求パワーＰｅｍａｘ）に対応する運転ポイントいうことができる。こうした処理により、車両が登坂路で発進する前のエンジン２２の目標運転ポイントである発進前目標運転ポイントを設定するための前処理として、エンジン２２の発進時目標回転数Ｎｅｔａｇと発進時目標トルクＴｅｔａｇとからなる発進時目標運転ポイントを設定することができる。

こうして発進時目標運転ポイントを設定すると、現在停車している登坂路でブレーキオフされても停車している状態を保持するためにモータＭＧ２から出力可能な制御用の最大トルクＴｍ２ｍａｘでは不足するトルクとしてリングギヤ軸３２ａに要求される釣合い用トルクＴｒｂａｌを勾配θを用いて次式（５）により計算すると共に（ステップＳ４４０）、計算した釣合い用トルクＴｒｂａｌに対応するエンジン２２のトルクに登坂開始用のマージンαを加えて得られるトルクをエンジン２２から出力する停車解除用トルクＴｅｓｅｔとして次式（６）により計算し（ステップＳ４５０）、入力したバッテリの入力制限Ｗｉｎに値−１を乗じたものとロスＬｏｓｓとの和を車両が発進する前にエンジン２２に要求されるパワーである発進前要求パワーＰｅｐｒｅとして設定する（ステップＳ４６０）。式（５）では、車両質量Ｍと重力加速度ｇと勾配θと車両に作用する力のリングギヤ軸３２のトルクへの換算係数ｋｍとに基づく後進方向へのトルクから、モータＭＧ２の最大トルクＴｍ２ｍａｘと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとに基づく前進方向へのトルクを減じて釣合い用トルクＴｒｂａｌを計算する。登坂開始用のマージンαは、エンジン２２の運転ポイントを変更せずにモータＭＧ２から最大トルクＴｍ２ｍａｘを出力することによって所定勾配θｒｅｆ以上の登坂路で停車している状態を解除して車両が発進することが可能なトルクとして、実験などにより求められたものを用いることができる。また、発進前要求パワーＰｅｐｒｅは、前述した式（４）のうちリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを値０としたときに得られるパワーに相当する。

Trbal=M・g・km・sinθ-Tm2max・Gr (5)
Teset=(1+ρ)・Trbal + α (6)

続いて、エンジン２２の発進前目標トルクＴｅｐｒｅと発進前目標回転数Ｎｅｐｒｅとのうち、発進前目標トルクＴｅｐｒｅの仮の値である発進前仮トルクＴｅｔｍｐには停車解除用トルクＴｅｓｅｔを設定すると共に発進前目標回転数Ｎｅｐｒｅの仮の値である発進前仮回転数Ｎｅｔｍｐには発進前要求パワーＰｅｐｒｅを発進前仮トルクＴｅｔｍｐで除したものを設定し（ステップＳ４７０）、設定されたエンジン２２の発進時目標運転ポイント（Ｎｅｔａｇ，Ｔｅｔａｇ）を基準として、即ちエンジン２２の運転ポイントを発進時目標運転ポイントに向けて変化させるときに、エンジン２２の回転数Ｎｅの変化量である回転数変化量ΔＮｅに対するエンジン２２から出力されるトルクＴｅの変化量であるトルク変化量ΔＴｅの割合がエンジン２２やモータＭＧ１を含む回転系の慣性モーメントＩに相当する値Ｉｃより大きくなる範囲を、車両が登坂路で発進する前のエンジン２２の目標運転領域である発進前目標運転領域に設定する（ステップＳ４８０）。図８に発進前目標運転領域の一例を示す。図中、一点鎖線が、発進時目標運転ポイントを基準としてエンジン２２の回転数変化量ΔＮｅに対するトルク変化量ΔＴｅの割合が慣性モーメントＩに相当する値Ｉｃに等しくなる関係を示し、斜線でハッチングした領域（ΔＴｅ／ΔＮｅ＝Ｉｃの線上は除く）が、発進前目標運転領域を示す。実施例では、車両が発進する前の停車状態でエンジン２２に要求されるパワーは発進前要求パワーＰｅｐｒｅであるから、この発進前目標運転領域のうち、図中に太い実線で示す発進前要求パワーＰｅｐｒｅが一定の曲線上の運転ポイントでエンジン２２の発進前目標運転ポイントが設定される。ここで、エンジン２２から駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するトルクを増加させるためにエンジン２２から出力するパワーを増加するときを考えると、エンジン２２の回転数を上昇させている最中にはエンジン２２から出力されるパワーの一部がエンジン２２の回転数を上昇させるのに用いられるなど、エンジン２２やモータＭＧ１を含む回転系の回転変化が生じている最中にはエンジン２２から実際に出力されるトルクが十分に増加しない場合がある。こうした回転系の回転変化が生じている最中にエンジン２２から実際に出力されるトルクＴｅｃは、回転系の回転変化によるエンジン２２から出力されるトルクの変化分をエンジン２２の回転数Ｎｅを用いて表すために回転系の慣性モーメントＩに換算係数を乗じたものとして予め定められた値Ｉｃと、更にエンジン２２から現在出力されているトルクＴｅｂと単位時間Δｔと回転数変化量ΔＮｅおよびトルク変化量ΔＴｅとを用いて、次式（７）により表すことができる。したがって、実施例の発進前目標運転領域は、エンジン２２から出力するパワーを増加したときにエンジン２２の回転数Ｎｅを上昇させるのに要するパワーのためにエンジン２２から出力するトルクが減少しない範囲として設定されることが解る。

Tec=Teb+ΔTe/Δt - Ic・(ΔNe/Δt) (7)

こうしてエンジン２２の発進前目標運転領域を設定すると、エンジン２２の発進前仮回転数Ｎｅｔｍｐと発進前仮トルクＴｅｔｍｐとからなる発進前仮運転ポイントが発進前目標運転領域内にあるか否かを判定し（ステップＳ４９０）、発進前仮運転ポイントが発進前目標運転領域内にあるときには、発進前仮回転数Ｎｅｔｍｐと発進間仮トルクＴｅｍｔｐとをそれぞれ発進前目標運転ポイントの目標回転数Ｎｅｐｒｅと目標トルクＴｅｐｒｅとに設定すると共に（ステップＳ５００）、車両が登坂路で要求トルクＴｒ＊により移動（登坂）を開始することができる程度にアクセルペダル８３が踏み込まれるまでブレーキ油圧の保持を要求するブレーキ保持フラグＦとして初期値の値０を保持する（ステップＳ５１０）。また、発進前仮運転ポイントが発進前目標運転領域内にないときには、エンジン２２の回転数変化量ΔＮｅに対するトルク変化量ΔＴｅの割合が回転系の慣性モーメントＩに相当する値Ｉｃにマージンβを加えて得られる値に等しくなる関係（ΔＴｅ／ΔＮｅ＝Ｉｃ＋β）と発進前要求パワーＰｅｐｒｅとに基づいて、発進前目標回転数Ｎｅｐｒｅと発進前目標トルクＴｅｐｒｅとを設定すると共に（ステップＳ５２０）、ブレーキ保持フラグＦに値１を設定する（ステップＳ５３０）。発進前仮運転ポイントが発進前目標運転領域内にあるときに発進前目標回転数Ｔｅｐｒｅと発進前目標トルクＴｅｐｒｅとを設定する様子を図９に示し、発進前仮運転ポイントが発進前目標運転領域内にないときに発進前目標回転数Ｔｅｐｒｅと発進前目標トルクＴｅｐｒｅとを設定する様子を図１０に示す。図９および図１０中、図８と同様に、一点鎖線は発進時目標運転ポイントを基準としてエンジン２２の回転数変化量ΔＮｅに対するトルク変化量ΔＴｅの割合が慣性モーメントＩに相当する値Ｉｃに等しくなる関係を示し、太い実線は発進前目標運転領域における発進前要求パワーＰｅｐｒｅが一定となる範囲を示す。図９に示すように、発進前仮運転ポイント（Ｎｅｓｅｔ１，Ｔｅｓｅｔ１）が発進前目標運転領域内にあるときには、この発進前仮運転ポイントがそのまま発進前目標運転ポイント（Ｎｅｐｒｅ，Ｔｅｐｒｅ）として設定される。図１０に示すように、発進前仮運転ポイント（Ｎｅｓｅｔ２，Ｔｅｓｅｔ２）が発進前目標運転領域内にないときには、発進時目標運転ポイントを基準として関係（ΔＴｅ／ΔＮｅ＝Ｉｃ＋β）を満たす運転ポイントが発進前目標運転ポイント（Ｎｅｐｒｅ，Ｔｅｐｒｅ）として設定される。マージンβは、エンジン２２の運転ポイントを発進時目標運転ポイントに向けて変化させるときにエンジン２２の回転数Ｎｅを上昇させるのに要するパワーのためにエンジン２２から出力するトルクが減少しない発進前目標運転領域内で、エンジン２２の発進目標運転ポイントを設定するためのものである。

こうして発進前目標運転領域内で発進前目標運転ポイントを設定すると、発進前目標運転ポイントから発進時目標運転ポイントまでの直線経路上におけるエンジン２２のパワーに対する回転数およびトルクの関係を発進用動作ラインとして設定して（ステップＳ５４０）、発進前運転ポイント設定ルーチンを終了する。図９および図１０中、それぞれ太線矢印で示したものが発進用動作ラインの一例である。以上、発進前運転ポイントの設定について説明した。次に、登坂発進時の制御について説明する。

図３の登坂発進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、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎ，登坂発進用動作ライン，停車解除用トルクＴｅｓｅｔ，ブレーキ保持フラグＦ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Ｓ２００）。ここで、登坂発進用動作ラインと停車解除用トルクＴｅｓｅｔとブレーキ保持フラグＦは、図４の発進前運転ポイント設定ルーチンにより設定されたものを入力するものとした。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２やバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの入力については、前述した。

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＊を図５の要求トルク設定用マップを用いて設定すると共にエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を前述の式（４）により設定する（ステップＳ２１０）。なお、式（４）を用いることにより、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの範囲内でエンジン２２からパワーを出力して発進することができる。

続いて、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ２２０）。この設定は、入力した登坂発進用動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。登坂発進用動作ラインを用いて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図１１と図１２とに示す。図１１は発進前仮運転ポイントが発進前目標運転領域内にあるときの様子を示し、図１２は発進前仮運転ポイントが発進前目標運転領域内にないときにないときの様子を示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、太線矢印で示す登坂発進用動作ラインと要求パワー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＊を用いて前述の式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算し（ステップＳ２３０）、要求トルクＴｒ＊やトルク指令Ｔｍ１＊を用いて式（３）によりモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐを計算すると共に（ステップＳ２４０）、モータＭＧ２から出力可能な最大トルクＴｍ２ｍａｘで仮トルクＴｍ２ｔｍｐを制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２５０）、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にそれぞれ送信する（ステップＳ２６０）。

そして、入力したブレーキ保持フラグＦを調べ（ステップＳ２７０）、ブレーキ保持フラグＦが値０のときには、運転者のアクセル操作による要求トルクＴｒ＊の出力によって発進できる、即ち、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに対してエンジン２２からの停車解除トルクＴｅｓｅｔに相当するトルク（Ｔｅｓｅｔ／（１＋ρ））とモータＭＧ２からの最大トルク（Ｔｍ２ｍａｘ・Ｇｒ）とを出力することにより発進できると判断し、ブレーキ油圧を解除するブレーキ解除指令をブレーキＥＣＵ９４に送信して（ステップＳ３１０）、登坂発進時制御ルーチンを終了する。ブレーキ解除指令を受信したブレーキＥＣＵ９４は、ブレーキ油圧により駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪に制動トルクが作用しているときにはブレーキ油圧が解除され、既にブレーキ油圧が解除されているときにはその状態を保持するようブレーキアクチュエータ９２を制御する。こうした制御により、ブレーキオフされたときにアクセルペダル８３の踏み込みや踏み増しに応じて登坂路で移動（登坂）を開始することができる。

ブレーキ保持フラグＦが値１のときには、運転者のアクセル操作による要求トルクＴｒ＊が登坂路で移動（登坂）開始可能な程度に大きくなったか否かをモータＭＧ２の最大トルクＴｍ２ｍａｘと停車解除用トルクＴｅｓｅｔと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒおよび動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（８）により判定し（ステップＳ２８０）、要求トルクＴｒ＊が車両の登坂開始が可能な程度に大きいと判定されるまでは、ブレーキ指令をブレーキＥＣＵ９４に送信して（ステップＳ３２０）、登坂発進時制御ルーチンを終了する。式（８）は、前述の式（５）および式（６）から得ることができる。こうした制御により、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込みや踏み増しにより要求トルクＴｒ＊が車両の移動（登坂）開始が可能な程度に大きくなるまでは、ブレーキオフされても車両が登坂路でずり下がることなく停車した状態を保持することができる。

Tr*≧Tm2max・Gr+Teset/(1+ρ) (8)

ブレーキ保持フラグＦが値１のときに要求トルクＴｒ＊が登坂路で車両の移動（登坂）開始が可能な程度に大きくなったと判定されたときには、運転者のアクセル操作による要求トルクＴｒ＊を十分に出力できない可能性がある、即ち、エンジン２２から停車解除用トルクＴｅｓｅｔに相当するトルク（Ｔｅｓｅｔ／（１＋ρ））よりも小さいトルクしか出力できないためにモータＭＧ２からの最大トルク（Ｔｍ２ｍａｘ・Ｇｒ）を出力しても車両は登坂開始できない可能性があるため、車両の登坂開始が確実に可能となるトルクを前述の式（８）と同様の関係を示す次式（９）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として再設定してモータＥＣＵ４０に送信すると共に（ステップＳ２９０）、ブレーキ保持フラグＦに値０を設定して（ステップＳ３００）、ブレーキ解除指令をブレーキＥＣＵ９４に送信し（ステップＳ３１０）、登坂発進時制御ルーチンを終了する。図１３に、車両が移動（登坂）を開始したときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す。こうした制御により、モータＭＧ２から最大トルクＴｍ２ｍａｘよりも若干大きなトルクが一時的に出力されるのを許容して、運転者のアクセル操作による要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力し登坂を開始することができる。

Tm2*=[Tr*-Teset/(1+ρ)]/Gr (9)

こうして車両が登坂を開始すると、車速Ｖの上昇に応じてエンジン２２の要求パワーＰｅ＊が徐々に大きくなるから、図１１や図１２に示したように、エンジン２２の運転ポイントは登坂発進用動作ライン上を発進前目標運転ポイントから発進時目標運転ポイントに向けて変化する。実施例では、発進時目標運転ポイントを基準として発進前目標運転領域内で発進前目標運転ポイントを設定したから、要求パワーＰｅ＊の増加に伴ってエンジン２２の運転ポイントが変化したときに、エンジン２２の回転数Ｎｅを上昇させるのに要するパワーのためにエンジン２２から出力されるトルクは減少することなく増加する。これにより、エンジン２２からのパワーを十分に用いて発進することができる。また、エンジン２２の発進前目標運転ポイントについて、釣合い用トルクＴｒｂａｌに対応するエンジン２２からのトルクに登坂開始用のマージンαを加えて得られるトルクをエンジン２２から出力する停車解除用トルクＴｅｓｅｔとして設定し、基本的には停車解除用トルクＴｅｓｅｔをエンジン２２の発進前目標運転ポイントの目標トルクＴｅｐｒｅとするから、アクセル操作に対するモータＭＧ２の良好な応答性を考慮すると、ブレーキオフされたときに登坂路で車両が後退するのを抑制することができる。さらに、停車解除用トルクＴｅｓｅｔと発進前要求パワーＰｅｐｒｅとに基づく運転ポイントが発進前目標運転領域内にないときには、発進前目標運転領域内で発進前目標運転ポイントを設定すると共に、要求トルクＴｒ＊が登坂路で登坂可能な程度に大きくなるまではブレーキ油圧を保持するから、ブレーキオフされたときに車両が登坂路で後退するの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、所定勾配θｒｅｆ以上の登坂路で発進する際に、発進前のブレーキオンによる停車時には、エンジン２２から出力するパワーを増加したときにエンジン２２の回転数Ｎｅを上昇させるのに要するパワーのためにエンジン２２から出力するトルクが減少しない範囲として設定された発進前目標運転領域内でバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに相当するパワーを出力する運転ポイントでエンジン２２を運転し、ブレーキオフされたときからは、エンジン２２の発進前目標運転領域内でのトルクの増加を伴って要求トルクＴｒ＊に基づく要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるよう制御するから、エンジン２２からのパワーを十分に用いて発進することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、登坂路でブレーキオンされて停車したときに発進前目標運転ポイントを設定して登坂停車時制御を行ない、ブレーキオフされたときに登坂発進時制御を行なうものとしたが、登坂路でブレーキオンされて停車したときに発進前目標運転ポイントを設定して登坂停車時制御を行ない、その後にブレーキホールドスイッチ８９がオンされてブレーキ油圧を保持する停車保持制御が実行され、ブレーキホールドスイッチ８９がオフされたときに登坂発進時制御を行なうものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ブレーキオンによる停車中にブレーキオフされたときに登坂発進時制御が行なわれてアクセルペダル８３の踏み込みや踏み増しによって車両が発進するものとして説明したが、ブレーキオンされておらずアクセルペダル８３の踏み込みに応じて登坂路でリングギヤ軸３２ａに対してエンジン２２とモータＭＧ２とから出力されている前進方向のトルクと車重による後進方向へのトルクとが釣り合っている最中にアクセルペダル８３が踏み増されたときにエンジン２２の運転ポイントを発進前目標運転ポイントから発進時目標運転ポイントに向けて変化させるものや、ブレーキオン且つアクセル全開とされている最中にブレーキオフされたときにエンジン２２の運転ポイントを発進前目標運転ポイントから発進時目標運転ポイントに向けて変化させるもの、などとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、停車解除用トルクＴｅｓｅｔと発進前要求パワーＰｅｐｒｅとに基づくエンジン２２の発進前仮運転ポイントが発進前目標運転領域内にないときにのみブレーキ保持フラグＦに値１を設定して要求トルクＴｒ＊が車両の登坂開始が可能となる程度に大きくなるまでブレーキ油圧を保持するものとしたが、エンジン２２の発進前仮運転ポイントが発進前目標運転領域内にあるか否かにかかわらずに要求トルクＴｒ＊が車両の登坂開始が可能となる程度に大きくなるまでブレーキ油圧を保持するものとしてもよい。この場合、エンジン２２の発進前仮運転ポイントが発進前目標運転領域内にあるときに、要求トルクＴｒ＊が車両の登坂開始が可能な程度に大きくなったときにはモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊の再設定は行なわずに直ちにブレーキ油圧を解除すればよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、停車解除用トルクＴｅｓｅｔと発進前要求パワーＰｅｐｒｅとに基づくエンジン２２の発進前仮運転ポイントが発進前目標運転領域内にないときにのみ、エンジン２２の回転数変化量ΔＮｅに対するトルク変化量ΔＴｅの割合が回転系の慣性モーメントＩに相当する値Ｉｃにマージンβを加えて得られる値に等しくなる関係（ΔＴｅ／ΔＮｅ＝Ｉｃ＋β）と発進前要求パワーＰｅｐｒｅとに基づいて発進前目標運転ポイントを設定するものとしたが、発進前仮運転ポイントが発進前目標運転領域内にあるか否かに拘わらず関係（ΔＴｅ／ΔＮｅ＝Ｉｃ＋β）と発進前要求パワーＰｅｐｒｅとに基づいて発進前目標運転ポイントを設定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、登坂路での釣合い用トルクＴｒｂａｌに対応する停車解除用トルクＴｅｓｅｔと発進前要求パワーＰｅｐｒｅとに基づいて発進前目標運転ポイントを基本的に設定するものとしたが、図１３に示す変形例の発進前目標運転ポイント（Ｎｅｐｒｅ１，Ｔｅｐｒｅ１）のように発進時目標運転ポイントにおける目標トルクＴｅｔａｇと発進前要求パワーＰｅｐｒｅとに基づいて発進前目標運転ポイントを設定したり、図１４に示す変形例の発進前目標運転ポイント（Ｎｅｐｒｅ２，Ｔｅｐｒｅ２）のように例えばモータＭＧ１やピニオンギヤ３３の上限回転数に基づく停車中におけるエンジン２２の最大回転数Ｎｅｍａｘと発進前要求パワーＰｅｐｒｅとに基づいて発進前目標運転ポイントを設定するものなど、発進前目標運転領域内で発進前目標運転ポイントを設定するものであれば如何な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、エンジン２２の運転ポイントを発進時目標運転ポイントに向けて変化させるときに回転数変化量ΔＮｅに対するトルク変化量ΔＴｅの割合が値Ｉｃより大きくなる範囲として設定されたエンジン２２の発進前目標運転領域内でエンジン２２の発進前目標運転ポイントを設定すると共に、ブレーキオフされたときには発進前目標運転ポイントから発進時目標運転ポイントに向かう経路上の運転ポイントでエンジン２２が運転されてエンジン２２から要求パワーＰｅ＊が出力されると共にリングギヤ軸３２ａには要求トルクＴｒ＊が出力されるよう制御するものとしたが、エンジン２２の発進時目標運転ポイントを設定することなく、エンジン２２の停車解除用トルクＴｅｓｅｔとバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに相当する発進前要求パワーＰｅｐｒｅとに基づいて発進前目標運転ポイントを設定すると共に、ブレーキオフされたときには発進前目標運転ポイントからその後にエンジン２２の運転ポイントを変化させるときに例えば関係（ΔＮｅ／ΔＴｅ＝Ｉｃ＋β）を満たす範囲で要求パワーＰｅ＊に基づく目標運転ポイントでエンジン２２が運転されてエンジン２２から要求パワーＰｅ＊が出力されると共にリングギヤ軸３２ａには要求トルクＴｒ＊が出力されるよう制御するなどとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、登坂路についての所定勾配θｒｅｆは、モータＭＧ２から出力可能なトルクとして制御用に予め定められた最大トルクＴｍ２ｍａｘを出力しても登坂することができない勾配の下限値であるものとしたが、こうした下限値より若干小さい勾配であ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、停車判定車速Ｖｒｅｆとアクセル最大開度Ａｃｃｍａｘとに基づく要求トルクＴｒ＊を発進時目標運転ポイントを設定するための発進時最大要求トルクＴｒｍａｘとして用いるものとしたが、停車判定車速Ｖｒｅｆより若干大きい車速やアクセル最大開度Ａｃｃｍａｘより若干小さいアクセル開度などに基づく要求トルクＴｒ＊を発進時目標運転ポイントを設定するために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、登坂路でブレーキオンによる停車中にはエンジン２２が発進前目標運転ポイントで運転されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御すると共に駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａには要求トルクＴｒ＊が出力されるようモータＭＧ２を制御し、ブレーキ指令に相当するブレーキ油圧により駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪に制動トルクが作用するようブレーキアクチュエータ９２を制御するものとしたが、登坂路でブレーキオンによる停車中にはエンジン２２が発進前目標運転ポイントで運転されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御すると共にモータＭＧ２からはトルクが出力されないようモータＭＧ２を制御し、ブレーキ指令に相当するブレーキ油圧により駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪に制動トルクが作用するようブレーキアクチュエータ９２を制御するものとしてもよい。こうすれば、モータＭＧ２の発熱やロスによる電力消費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１６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１６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。

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。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、車速Ｖとアクセル開度Ａｃｃとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する図２の登坂停車時制御ルーチンのステップＳ１１０の処理や図３の登坂発進時制御ルーチンのステップＳ２１０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、所定勾配θｒｅｆ以上の登坂路で停車しているときに、停車判定車速Ｖｒｅｆおよびアクセル最大開度Ａｃｃｍａｘとによる発進時最大要求トルクＴｒｍａｘに基づく発進時最大要求パワーＰｅｍａｘと動作ラインとに基づいて発進時目標運転ポイント（Ｎｅｔａｇ，Ｔｅｔａｇ）を設定し、エンジン２２の運転ポイントを発進時目標運転ポイントに向けて変化させたときに回転数Ｎｅを上昇させるのに要するパワーのためにトルクＴｅが減少しない範囲として設定される発進前目標運転領域内で発進前目標運転ポイント（Ｎｅｐｒｅ，Ｔｅｐｒｅ）を設定する図４の発進前運転ポイント設定ルーチンを実行し、所定勾配θｒｅｆ以上の登坂路でブレーキオンによる停車中にブレーキオフされるまではエンジン２２が発進前目標運転ポイントで運転されると共に要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力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＊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２の登坂停車時制御ルーチンを実行し、こうした停車中にブレーキオフされた以降は発進前目標運転ポイントから発進時目標運転ポイントまでの経路上の発進用動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づく運転ポイントでエンジン２２が運転されると共にリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊が出力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＊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の登坂発進時制御ルーチンのステップＳ２００〜Ｓ２６０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＊および目標トルクＴｅ＊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。また、要求トルクＴｒ＊とバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎとに基づいてエンジン２２の要求パワーＰｅ＊を設定する図３の登坂発進時制御ルーチンのステップＳ２１０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、ブレーキペダル８５の踏み込みに応じてまたはブレーキホールドスイッチ８９からのブレーキホールド信号に基づいて駆動輪６３ａ，６３ｂや図示しない従動輪に制動トルクを作用させるためのブレーキ油圧を調整するブレーキアクチュエータ９２やブレーキマスターシリンダ９０，ブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄが「制動力付与手段」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としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、駆動輪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。「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する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を行なうもの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、車速Ｖとアクセル開度Ａｃｃ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、アクセルペダルに替わるレバーの操作量を用いるものなど、車速とアクセル操作量とに基づいて駆動軸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。「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、所定勾配θｒｅｆ以上の登坂路で停車しているときに発進時最大要求トルクＴｒｍａｘに基づく発進時最大要求パワーＰｅｍａｘと動作ラインとに基づいて発進時目標運転ポイントを設定し、エンジン２２の運転ポイントを発進時目標運転ポイントに向けて変化させたときに回転数Ｎｅを上昇させるのに要するパワーのためにトルクＴｅが減少しない範囲として設定される発進前目標運転領域内で発進前目標運転ポイントを設定し、所定勾配θｒｅｆ以上の登坂路でブレーキオンによる停車中にブレーキオフされるまではエンジン２２が発進前目標運転ポイントで運転されると共に要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力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＊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、こうした停車中にブレーキオフされた以降は発進前目標運転ポイントから発進時目標運転ポイントまでの経路上の発進用動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づく運転ポイントでエンジン２２が運転されると共にリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊が出力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＊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、目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２を制御すると共にトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、電動機から出力される駆動力だけでは登坂が困難となる路面勾配として予め定められた所定勾配以上の勾配の登坂路で発進する際、発進前の停車時には内燃機関から出力するパワーを増加したときに内燃機関の回転数を上昇させるのに要するパワーのために内燃機関から出力するトルクが減少しない範囲として設定される内燃機関の運転ポイントの範囲であるトルク増加運転範囲内で蓄電手段を充電してもよい許容最大電力である入力制限に相当するパワーを出力する運転ポイントで内燃機関が運転されるよう内燃機関と発電機とを制御し、発進が開始されたときから内燃機関のトルク増加運転範囲内のトルクの増加を伴って設定された要求駆動力に基づく内燃機関に要求される要求パワーが内燃機関から出力されると共に設定された要求駆動力が駆動軸に出力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。また、「要求パワー設定手段」としては、要求トルクＴｒ＊とバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎとに基づいてエンジン２２の要求パワーＰｅ＊を設定するものに限定されるものではなく、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを用いないものなど、設定された要求駆動力に基づいて内燃機関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。「制動力付与手段」としては、ブレーキペダル８５の踏み込みに応じてまたはブレーキホールドスイッチ８９からのブレーキホールド信号に基づいて駆動輪６３ａ，６３ｂや図示しない従動輪に制動トルクを作用させるためのブレーキ油圧を調整するブレーキアクチュエータ９２やブレーキマスターシリンダ９０，ブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄに限定されるものではなく、ブレーキ操作またはブレーキ保持要求であるブレーキ指示により車両に制動力を付与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。

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、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、８７ 車速センサ、８８ 勾配センサ、８９ ブレーキホールドスイッチ、９０ ブレーキマスターシリンダ、９２ ブレーキアクチュエータ、９４ ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、９６ａ〜９６ｄ ブレーキホイールシリンダ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (8)

1. 内燃機関と、動力を入出力する発電機と、駆動輪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と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりを行なう蓄電手段と、を備える車両であって、
   車速とアクセル操作量とに基づいて前記駆動軸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、
   前記電動機から出力される駆動力だけでは登坂が困難となる路面勾配として予め定められた所定勾配以上の勾配の登坂路で発進する際、発進前の停車時には前記内燃機関から出力するパワーを増加したときに該内燃機関の回転数を上昇させるのに要するパワーのために前記内燃機関から出力するトルクが減少しない範囲として設定される前記内燃機関の運転ポイントの範囲であるトルク増加運転範囲内で前記蓄電手段を充電してもよい許容最大電力である入力制限に相当するパワーを出力する運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関と前記発電機とを制御し、発進が開始されたときから前記内燃機関の前記トルク増加運転範囲内のトルクの増加を伴って前記設定された要求駆動力に基づく前記内燃機関に要求される要求パワーが前記内燃機関から出力されると共に前記設定された要求駆動力が前記駆動軸に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制御手段と、
   を備える車両。
2. 請求項１記載の車両であって、
   前記制御手段は、前記内燃機関の回転数の変化量に対する前記内燃機関のトルクの変化量の割合が前記内燃機関を含む回転系の慣性モーメントに相当する割合より大きい範囲を前記トルク増加運転範囲として制御する手段である、
   車両。
3. 請求項１または２記載の車両であって、
   前記設定された要求駆動力に基づく走行用パワーに前記入力制限に相当するパワーを加えることにより前記内燃機関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
   を備え、
   前記制御手段は、発進前の停車時には、車速およびアクセル操作量が予め定められた所定の低車速および所定の大操作量のときの前記要求駆動力に基づく前記要求パワーと前記内燃機関のパワーに対する回転数およびトルクの関係として予め定められた所定の制約とに基づいて発進時の前記内燃機関を運転すべき目標運転ポイントである発進時目標運転ポイントを設定すると共に、前記内燃機関の運転ポイントを前記設定した発進時目標運転ポイントに向けて変化させるときの前記トルク増加運転範囲内で前記入力制限に相当するパワーを出力する運転ポイントを発進前の前記目標運転ポイントである発進前目標運転ポイントとして設定し、前記設定した発進前目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関と前記発電機とを制御し、発進が開始されたときから前記内燃機関の運転ポイントを前記トルク増加運転範囲内で前記設定した発進時目標運転ポイントに向けて変化させながら前記内燃機関から前記設定された要求パワーを出力すると共に前記設定された要求駆動力が前記駆動軸に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。
4. 請求項３記載の車両であって、
   ブレーキ操作またはブレーキ保持要求であるブレーキ指示により車両に制動力を付与する制動力付与手段
   を備え、
   前記制御手段は、発進前の前記ブレーキ指示による停車時には、前記所定勾配以上の登坂路で前記ブレーキ指示が解除されても停車している状態を保持するために前記電動機から前記駆動軸に出力可能な予め定められた最大トルクでは不足するトルクを釣合い用トルクとして設定し、前記設定した釣合い用トルクにマージンを加えて得られる停車解除用トルクに相当するトルクを前記内燃機関から出力すべき目標トルクとして設定すると共に前記入力制限に相当するパワーを前記設定した目標トルクで除することにより前記内燃機関を運転すべき目標回転数を設定し、前記設定した目標回転数と目標トルクとからなる停車解除用運転ポイントを前記発進前目標運転ポイントとして設定する手段である、
   車両。
5. 請求項４記載の車両であって、
   前記制御手段は、発進前の前記ブレーキ指示による停車時に前記停車解除用運転ポイントが前記トルク増加運転範囲内にないときには、前記内燃機関の回転数の変化量に対する前記内燃機関のトルクの変化量の割合が前記内燃機関を含む回転系の慣性モーメントに相当する割合より大きくなる所定の関係と前記入力制限に相当するパワーとに基づいて前記発進前目標運転ポイントを設定する手段である、
   車両。
6. 請求項５記載の車両であって、
   前記制御手段は、発進前の前記ブレーキ指示による停車時に前記所定の関係と前記入力制限に相当するパワーとに基づく前記発進前目標運転ポイントで前記内燃機関を運転している最中に前記ブレーキ指示の解除により発進が開始されたときに、前記設定された要求駆動力が前記電動機の最大トルクと前記停車解除用トルクとの和に相当するトルクに至るまでは車両への制動力の付与が保持されるよう前記制動力付与手段を制御し、前記設定された要求駆動力が前記電動機の最大トルクと前記停車解除用トルクとの和に相当するトルクに至ったときには車両への制動力の付与が解除されるよう前記制動力付与手段を制御する手段である、
   車両。
7. 請求項３ないし６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、発進が開始されたときには、前記設定された発進前目標運転ポイントから前記設定された発進時目標運転ポイントに向かう前記内燃機関の運転ポイントの経路上における前記内燃機関のパワーに対する回転数およびトルクの関係としての登坂発進用動作ラインと前記設定された要求パワーとに基づく前記目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関と前記発電機とを制御する手段である、
   車両。
8. 内燃機関と、動力を入出力する発電機と、駆動輪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と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりを行なう蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
   前記電動機から出力される駆動力だけでは登坂が困難となる路面勾配として予め定められた所定勾配以上の勾配の登坂路で発進する際、発進前の停車時には前記内燃機関から出力するパワーを増加したときに該内燃機関の回転数を上昇させるのに要するパワーのために前記内燃機関から出力するトルクが減少しない範囲として設定される前記内燃機関の運転ポイントの範囲であるトルク増加運転範囲内で前記蓄電手段を充電してもよい許容最大電力である入力制限に相当するパワーを出力する運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関と前記発電機とを制御し、発進が開始されたときから前記内燃機関の前記トルク増加運転範囲内のトルクの増加を伴って車速およびアクセル操作量に応じた前記駆動軸に要求される要求トルクに基づく前記内燃機関に要求される要求パワーが前記内燃機関から出力されると共に前記要求駆動力が前記駆動軸に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、
   ことを特徴とする車両の制御方法。

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