JP2012096760A - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機の駆動回路などの電圧を適正に保持して装置の保護を図ると共に動力性能を発揮させる。
【解決手段】モータＭＧ１によりエンジンをクランキングする際には、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が昇圧回路にＬＣ共振を生じさせる閾値Ｎｒｅｆ以下のときには、昇圧上限値Ｖｌｉｍに低電圧Ｖｌｏを設定し（Ｓ５９０）、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆよりも大きいときには、昇圧上限値Ｖｌｉｍに高電圧Ｖｈｉを設定し（Ｓ６００）、インバータ必要電圧Ｖｉｎｖ＊と昇圧上限値Ｖｌｉｍとのうち小さい方を昇圧回路の電圧指令ＶＨ＊に設定する（Ｓ６１０）。これにより、エンジン２２のクランキング中に昇圧回路のＬＣ共振によって高電圧系のコンデンサに大きな電圧変動が生じるものとしても、耐圧を超える過大な電圧が作用するのを抑制することができると共に電圧の過剰な制限を抑制して走行性能を発揮させることができる。
【選択図】図９

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関する。

従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと、第１のモータと、エンジンの出力軸と第１のモータの回転軸と駆動軸と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のモータと、二次電池と、二次電池の電圧を昇圧して第１および第２のモータを駆動するインバータ回路に供給する昇圧回路と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、エンジンを始動する際には、第２のモータの回転数からエンジンの始動時に第１のモータが取り得る回転数の範囲を算出し、第１のモータの取り得る回転数の範囲とエンジンの始動に必要な要求トルクとに基づいてマップから第１のモータを駆動するために必要なインバータ必要電圧を導出し、二次電池の電圧がインバータ必要電圧まで昇圧されるよう昇圧回路を制御している。

特開２００６−１９４１３３号公報

上述したハイブリッド自動車では、運転者によるアクセルペダルの踏み込みが比較的小さいときには、エンジンの運転を停止した状態で第２のモータからのパワーだけで走行するモータ走行により走行し、運転者が大きくアクセルペダルを踏み込んで大きなトルクによる走行が要求されたときには、第２のモータからのパワーだけでは要求されるパワーを出力できないため、第１のモータによりエンジンをクランキングして始動し、エンジンからのパワーと第２のモータからのパワーとにより走行するハイブリッド走行に制御を切り替える。走行中の第１のモータによるエンジンの始動は第２のモータから走行に必要なパワーを出力している状態で行なわれるため、第２のモータからは走行に要求される要求トルクに加えてエンジンのクランキングに伴って駆動軸に伝達されるトルクをキャンセルするためのトルクも出力する必要がある。このため、昇圧回路ではインバータに供給する電圧ができる限り高くなるよう昇圧した方がよいが、インバータ電圧によってはインバータのスイッチング素子の耐圧やインバータの平滑用コンデンサの耐圧を超えてしまう場合が生じる。

本発明のハイブリッド自動車は、電動機の駆動回路などの電圧を適正に保持して装置の保護を図ると共に走行性能を発揮させることを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、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自動車は、
内燃機関と、第１の電動機と、前記内燃機関の出力軸と前記第１の電動機の回転軸と車軸に連結された駆動軸の３軸に接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を出力可能な第２の電動機と、前記第１の電動機を駆動する第１の駆動回路と、前記第２の電動機を駆動する第２の駆動回路と、充放電が可能な二次電池と、該二次電池の電圧を昇圧して前記第１の駆動回路および前記第２の駆動回路に供給可能な昇圧回路と、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記内燃機関の始動が要求されたときには前記第１の電動機により前記内燃機関がクランキングされると共に前記第２の電動機により前記クランキングに伴って前記駆動軸に伝達されるトルクをキャンセルしながら要求トルクが前記駆動軸に出力されるよう前記第１の駆動回路と前記第２の駆動回路とを制御し、前記内燃機関の始動が完了したときには前記内燃機関の運転を伴って前記第１の電動機と前記第２の電動機とにより前記要求トルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第１の駆動回路と前記第２の駆動回路とを制御する制御手段と、
前記昇圧回路の昇圧が許容される電圧の上限値としての昇圧上限値を、前記内燃機関がクランキングされている間には該内燃機関が運転されている間よりも低くなるよう設定する昇圧上限値設定手段と、
該設定された昇圧上限値の範囲内で前記第１の駆動回路および前記第２の駆動回路側に作用する電圧が目標電圧まで昇圧されるよう前記昇圧回路を制御する昇圧制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、内燃機関の始動が要求されたときには第１の電動機により内燃機関がクランキングされると共に第２の電動機によりクランキングに伴って駆動軸に伝達されるトルクをキャンセルしながら要求トルクが駆動軸に出力されるよう第１の駆動回路と第２の駆動回路とを制御し、内燃機関の始動が完了したときには内燃機関の運転を伴って第１の電動機と第２の電動機とにより要求トルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関と第１の駆動回路と第２の駆動回路とを制御する。そして、昇圧回路の昇圧が許容される電圧の上限値としての昇圧上限値を内燃機関がクランキングされている間には内燃機関が運転されている間よりも低くなるよう設定し、設定された昇圧上限値の範囲内で第１の駆動回路および第２の駆動回路側に作用する電圧が目標電圧まで昇圧されるよう昇圧回路を制御する。これにより、内燃機関がクランキングされている最中に駆動回路に過大な電圧が作用するのを防止して装置を保護することができると共に、内燃機関が始動された以降には第２の電動機から大きなトルクが出力できるようにして走行性能を発揮させることができる。

こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記第２の電動機の回転数を検出する回転数検出手段を備え、前記昇圧上限値設定手段は、前記内燃機関がクランキングされている間には、前記検出された回転数が前記昇圧回路に共振を生じさせる共振回転数を含む所定範囲内にあるときに第１の電圧値を前記昇圧上限値として設定し、前記検出された回転数が前記所定範囲の上限値を上回るときに前記第１の電圧値よりも高い第２の電圧値を前記昇圧上限値として設定する手段であるものとすることもできる。昇圧回路に共振が生じているときには、駆動回路に作用する電圧の変動幅が大きくなるため、昇圧上限値を低圧な第１の電圧値に設定することにより、駆動回路に過大な電圧が作用するのを抑制することができ、昇圧回路に共振が生じていないときには、駆動回路に作用する電圧の変動幅が小さくなるため、昇圧上限値を高圧な第２の電圧値に設定することにより、駆動回路に過大な電圧が作用するのを抑制しつつ第２の電動機から大きなトルクを出力できる状態とすることができる。この態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記昇圧上限値設定手段は、前記内燃機関がクランキングされている間には、前記検出された回転数が前記所定範囲の下限値を下回るときに前記第１の電圧値を設定する手段であるものとすることもできるし、前記昇圧上限値設定手段は、前記内燃機関がクランキングされている間には、前記検出された回転数が前記所定範囲の下限値を下回るときに前記第２の電圧値を設定する手段であるものとすることもできる。

あるいは、本発明のハイブリッド自動車において、前記第２の電動機の回転数を検出する回転数検出手段を備え、前記昇圧上限値設定手段は、前記内燃機関がクランキングされている間には、前記検出された回転数が前記昇圧回路に共振を生じさせる共振回転数から離れるほど高くなる傾向に前記昇圧上限値を設定する手段であるものとすることもできる。昇圧回路の共振点から離れるほど、駆動回路に作用する電圧の変動幅が小さくなるため、昇圧上限値を高く設定することにより、駆動回路に過大な電圧が作用するのを抑制しつつ第２の電動機から大きなトルクを出力できる状態とすることができる。

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。 モータＭＧ１，ＭＧ２の電気駆動系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により実行される走行モード設定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により実行される電動走行優先モード駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 エンジン始動時のモータＭＧ１のトルク指令設定用マップの一例を示す説明図である。 モータＭＧ１によりエンジン２２をモータリングして始動す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。 ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される昇圧制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 昇圧上限値設定用マップの一例を示す説明図である。 モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とコンデンサ電圧ＶＨの変動幅ΔＶＨとの関係の一例を示す説明図である。 電動機走行優先モードとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とエンジンクランキング状態と昇圧上限値Ｖｌｉｍの時間変化の様子を示す説明図である。 電動機走行優先モードとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とエンジンクランキング状態と昇圧上限値Ｖｌｉｍの時間変化の様子を示す説明図である。 変形例の昇圧上限値設定用マップを示す説明図である。 変形例の昇圧上限値設定用マップ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。図２は、モータＭＧ１，ＭＧ２の電気駆動系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、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として構成されたエンジン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を介して複数のピニオンギヤ３３を連結したキャリア３４が接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂにギヤ機構３７とデファレンシャルギヤ３８とを介して連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにリングギヤ３２が接続されて遊星歯車機構として構成された３軸式の動力分配統合機構３０と、例えば周知の同期発電電動機として構成されて動力分配統合機構３０のサンギヤ３１にロータが接続されたモータＭＧ１と、例えば周知の同期発電電動機として構成されて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介してロータが接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動する駆動回路として６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６と、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６とにより構成されたインバータ４１，４２と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０と、バッテリ５０からの電力を昇圧してインバータ４１，４２に供給する周知の昇圧コンバータとして構成された昇圧回路５５と、バッテリ５０と昇圧回路５５との接続や接続の解除を行なうシステムメインリレー５６と、昇圧回路５５よりシステムメインリレー５６側の低電圧系電力ライン５９に取り付けられて外部電源１００からの交流電力を直流電力に変換してバッテリ５０を充電する充電器９０と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４によりその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がなされている。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が入力されており、エンジンＥＣＵ２４からは、図示しないスロットルバルブや燃料噴射弁，点火プラグ，可変バルブタイミング機構などへの駆動制御信号が出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、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、即ちエンジン回転数Ｎｅも演算している。

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。

昇圧回路５５は、図２に示すように、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２とトランジスタＴ３１，Ｔ３２に逆方向に並列接続された２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２とリアクトルＬとにより構成されている。２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２は、それぞれインバータ４１，４２の正極母線５４ａと負極母線５４ｂとに接続されており、その接続点にリアクトルＬが接続されている。また、リアクトルＬと負極母線５４ｂとにはそれぞれシステムメインリレー５６を介してバッテリ５０の正極端子と負極端子とが接続されている。したがって、トランジスタＴ３１，Ｔ３２をオンオフ制御することによりバッテリ５０の直流電力をその電圧を昇圧してインバータ４１，４２に供給したり正極母線５４ａと負極母線５４ｂとに作用している直流電圧を降圧してバッテリ５０を充電したりすることができる。リアクトルＬと負極母線５４ｂとには平滑用のコンデンサ５８が接続されている。以下、昇圧回路５５より電力ライン５４側を高電圧系といい、昇圧回路５５よりバッテリ５０側を低電圧系という。

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電圧センサ５１ａからの端子間電圧Ｖｂ，バッテリ５０の正極側の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃ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５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ５０から放電可能な蓄電量の全容量に対する割合としての蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合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を演算したりする。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の蓄電割合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。

充電器９０は、車両側コネクタ９２を外部電源１００の外部電源側コネクタ１０２に接続することにより、外部電源１００からの電力を用いてバッテリ５０を充電する。充電器９０は、図示しないが低電圧系電力ライン５９と車両側コネクタ９２との接続や接続の解除を行なう充電用リレーや、外部電源１００からの交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ，ＡＣ／ＤＣコンバータにより変換した直流電力の電圧を変換して低電圧系電力ライン５９側に供給するＤＣ／ＤＣコンバータなどを備える。

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、昇圧回路５５よりインバータ４１，４２側の高電圧系電力ライン５４に取り付けられたコンデンサ５７の端子間に取り付けられた電圧センサ５７ａからの電圧（高電圧系の電圧）ＶＨや、低電圧系電力ライン５９に取り付けられたコンデンサ５８の端子間に取り付けられた電圧センサ５８ａからの電圧（低電圧系の電圧）ＶＬ，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、昇圧回路５５のスイッチング素子へのスイッチング制御信号やシステムメインリレー５６への駆動信号，充電器９０への制御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。

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。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであるから、以下、両者を合わせてエンジン運転モードとして考えることができる。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、自宅や予め設定した充電ポイントに到達するときにエンジン２２の始動については十分に行なうことができる程度にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが低くなるように走行中にバッテリ５０の充放電の制御を行ない、自宅や予め設定した充電ポイントで車両をシステム停止した後に充電器９０の車両側コネクタ９２を外部電源１００の外部電源側コネクタ１０２に接続し、充電器９０の図示しないＤＣ／ＤＣコンバータとＡＣ／ＤＣコンバータとを制御することによって外部電源１００から電力によりバッテリ５０を満充電や満充電より低い所定の充電状態とする。そして、バッテリ５０の充電後にシステム起動したときには、図３に例示する走行モード設定ルーチンに示すように、システム起動したときのバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがある程度の電動走行が可能な蓄電割合ＳＯＣとして予め設定された閾値Ｓｈｖ１（例えば４０％や５０％など）以上のときにバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがエンジン２２の始動を行なうことができる程度に設定された閾値Ｓｈｖ２（例えば２０％や３０％など）に至るまでモータ運転モードによる走行を優先して走行する電動走行優先モードを設定して走行し（ステップＳ１００〜Ｓ１４０）、システム起動したときのバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｈｖ１未満のときやシステム起動したときのバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｈｖ１以上であってもその後にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｈｖ２に至った以降はエンジン運転モードによる走行（ハイブリッド走行）を優先して走行するハイブリッド走行優先モードを設定して走行する（ステップＳ１５０）。

次に、実施例のハイブリッド自動車２０で電動走行優先モードにより走行しているときの動作、特に、電動走行優先モードでモータＭＧ２からのパワーだけで走行している状態からエンジン２２を始動してエンジン２２からパワーも用いて走行する際の動作と、その際の昇圧回路５５の動作について説明する。図４は、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される電動走行優先モード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。

電動走行優先モード駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣ，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Ｓ２００）。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の蓄電割合ＳＯＣは、電流センサ５１ｂにより検出されたバッテリ５０の充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて演算されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。さらに、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の蓄電割合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とに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊と走行のために車両に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊とを設定する（ステップＳ２１０）。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。走行用パワーＰｄｒｖ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものと損失としてのロス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、エンジン２２が運転中であるか否かを判定し（ステップＳ２２０）、エンジン２２が運転中でないときには、エンジン２２が始動中（クランキング中）であるか否かを判定する（ステップＳ２３０）。エンジン２２が始動中でない、即ち、エンジン２２が運転停止中のときには、入力したバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに値１よりも大きな補正係数ｃを乗じることにより出力制限Ｗｏｕｔを拡大し（ステップＳ２４０）、電力を駆動系のパワーに換算する換算係数ｋｗを拡大したバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに乗じて得られる値をエンジン２２を始動するための閾値Ｐｓｔａｒｔに設定する（ステップＳ２５０）。そして、設定した走行用パワーＰｄｒｖ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ以下であるか否かを判定し（ステップＳ２６０）、走行用パワーＰｄｒｖ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ以下であるときには、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ２７０）、要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによりモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを計算し（ステップＳ２８０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを計算すると共に（ステップＳ２９０）、設定した仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（１）によりトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘ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。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊（値０）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。これにより、モータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊をバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で出力して電動走行することができる。ここで、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、実施例では、ハイブリッド走行優先モードでは蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいて演算された出力制限Ｗｏｕｔをそのまま用いるが、この電動走行優先モードで電動走行の最中には演算された出力制限Ｗｏｕｔを拡大したものを用いている。これにより、バッテリ５０の性能が発揮され、電動走行時により大きなパワーをモータＭＧ２から出力して走行することができる。

Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tmax),Tmin) (1)

ステップＳ２６０で走行用パワーＰｄｒｖ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔより大きいと判定されると、エンジン２２を始動すべきと判断し、始動時のトルクマップとエンジン２２の始動開始からの経過時間ｔとに基づいてエンジン２２をクランキングするためのモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する。（ステップＳ３２０）。エンジン２２の始動時にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定するトルクマップの一例とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを図６に示す。実施例のトルクマップは、エンジン２２の始動指示がなされた時間ｔ１１の直後からレート処理を用いて比較的大きなトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定してエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させる。エンジン２２の回転数Ｎｅが共振回転数帯を通過したか共振回転数帯を通過するのに必要な時間以降の時間ｔ１２にエンジン２２を安定して回転数Ｎｒｅｆ以上でクランキングすることができるトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、電力消費や駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにおける反力を小さくする。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎｒｅｆに至った時間ｔ１３からレート処理を用いてトルク指令Ｔｍ１＊を値０とし、エンジン２２の完爆が判定された時間ｔ１５から発電用のトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定する。ここで、回転数Ｎｒｅｆは、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数である。なお、いまエンジン２２を始動するときを考えているから、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にはレート処理に用いるレート値が設定されることになる。

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（例えば、１０００ｒｐｍなど）以上に至っているか否かを判定する（ステップＳ３３０）。いま、エンジン２２の始動開始時を考えているから、エンジン２２の回転数Ｎｅは小さく、回転数Ｎｒｅｆには至っていない。このため、この判定では否定的な結論がなされ、燃料噴射制御や点火制御は開始されない。続いて、要求トルクＴｒ＊に設定したトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで割ったものを加えて更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（2）により計算し（ステップＳ３５０）、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Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（3）および式（4）により計算すると共に（ステップＳ３６０）、設定した仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（1）によりトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘ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）、本ルーチンを終了する。このように、エンジン２２のクランキングの最中も要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ２の駆動制御が行なわれる。即ち、モータＭＧ２から出力すべきトルクは、要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力するためのトルクとエンジン２２をクランキングする際にリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするためのトルクとの和のトルクとなる。エンジン２２をクランキング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図７に示す。エンジン２２の始動が開始されると、ステップＳ２３０でエンジン２２が始動中と判定されるから、出力制限Ｗｏｕｔの拡大は解除され、ステップＳ３２０〜Ｓ３８０の処理が繰り返される。ステップＳ３３０でエンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎｒｅｆ以上と判定されると、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Ｓ３４０）。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (2)
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)

エンジン２２を始動すると、ステップＳ２２０でエンジン２２が運転中と判定されるから、電力を駆動系のパワーに換算する換算係数ｋｗを入力したバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに乗じて得られる値をエンジン２２を始動するための閾値Ｐｓｔａｒｔに設定し（ステップＳ３９０）、走行用パワーＰｄｒｖ＊を閾値Ｐｓｔａｒｔからマージンとしての所定パワーαを減じた値と比較する（ステップＳ４００）。ここで、所定パワーαは、走行用パワーＰｄｒｖ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ近傍のときにエンジン２２の始動と停止とが頻繁に生じないようにヒステリシスを持たせるためのものであり、適宜設定することができる。走行用パワーＰｄｒｖ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔから所定パワーαを減じた値以上のときには、エンジン２２の運転を継続すべきと判断し、走行用パワーＰｄｒｖ＊に充放電要求パワーＰｂ＊を加えた値をエンジン２２に要求されるパワーである要求パワーＰｅ＊として設定すると共に（ステップＳ４１０）、設定した要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させる動作ライン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Ｓ４２０）。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図８に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワー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。

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（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）ρとを用いて次式（５）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（６）によりモータＭＧ１から出力すべきトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ４３０）。ここで、式（５）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。ここで、式（６）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 (5)
Tm1*=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (6)

そして、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるよう、要求トルクＴｒ＊に設定したトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで割ったものを加えて更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除して仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを計算し、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で割ることによりトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを計算すると共に、設定した仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、設定した目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とをエンジンＥＣＵ２４に送信し、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Ｓ４４０〜Ｓ４７０）、本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＊とからなる運転ポイント（目標運転ポイント）で運転されるようエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などを行い、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊のトルクがモータＭＧ１，ＭＧ２から出力されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。ここで、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる運転ポイントで運転されている場合を考えると、エンジン２２から走行用パワーＰｄｒｖ＊に充放電要求パワーＰｂ＊を加えたパワーを出力されるため、充放電要求パワーＰｂ＊に相当する電力をもってバッテリ５０を充放電しながら、リングギヤ軸３２ａに走行用パワーＰｄｒｖ＊を出力して走行することになる。走行用パワーＰｄｒｖ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔから所定パワーαを減じた値未満のときには、エンジン２２の運転を停止し（ステップＳ４８０）、電動走行するようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割って得られる仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで制限したものをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定し、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Ｓ２７０〜Ｓ３１０）、本ルーチンを終了する。

次に、昇圧回路５５の動作について説明する。図９は、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される昇圧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。

昇圧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、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊と回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とを入力する処理を実行する（ステップＳ５００）。続いて、入力したトルク指令Ｔｍ１＊と回転数Ｎｍ１とに基づいてモータＭＧ１を駆動するインバータ４１が必要な電圧としてのインバータ必要電圧Ｖｉｎｖ１＊を設定すると共に入力したトルク指令Ｔｍ２＊と回転数Ｎｍ２とに基づいてモータＭＧ２を駆動するインバータ４２が必要な電圧としてのインバータ必要電圧Ｖｉｎｖ２＊を設定し（ステップＳ５１０）、設定したインバータ必要電圧Ｖｉｎｖ１＊，Ｖｉｎｖ２＊のうち大きい方を全体のインバータ必要電圧Ｖｉｎｖ＊として設定する（ステップＳ５２０）。そして、現在の走行モードが電動走行優先モードか否か（ステップＳ５３０）、エンジン２２が運転中か否か（ステップＳ５４０）をそれぞれ判定する。現在の走行モードがハイブリッド走行優先モードと判定されたり、現在の走行モードが電動走行優先モードであってもエンジン２２が運転中と判定されたときには、昇圧上限値Ｖｌｉｍに昇圧回路５５が昇圧可能な最大電圧Ｖｍａｘ（例えば、６５０Ｖなど）を設定する（ステップＳ５５０）。現在の走行モードが電動走行優先モードと判定され、且つ、エンジン２２が運転中でないと判定されると、エンジン２２がクランキング中か否かを判定し（ステップＳ５６０）、エンジン２２がクランキング中でないと判定、即ち、エンジン２２が運転停止中のときには、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが通常よりも拡大されていることから、過大なバッテリ電流を抑制して昇圧回路５５の部品保護を図るために、昇圧上限値Ｖｌｉｍに最大電圧Ｖｍａｘよりも低い制限電圧Ｖｍｉｎ（例えば、５００Ｖなど）を設定する（ステップＳ５７０）。

ステップＳ５３０で現在の走行モードが電動走行優先モードと判定され、且つ、ステップＳ５４０，Ｓ５６０でエンジン２２がクランキング中と判定されると、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と閾値Ｎｒｅｆとを比較し（ステップＳ５８０）、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆ以下と判定されたときには、昇圧上限値Ｖｌｉｍに低電圧Ｖｌｏ（例えば、５５０Ｖなど）を設定し（ステップＳ５９０）、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆよりも大きいと判定されたときには、昇圧上限値Ｖｌｉｍに低電圧Ｖｌｏよりも高い高電圧Ｖｈｉ（例えば、６００Ｖなど）を設定する（ステップＳ６００）。ここで、閾値Ｎｒｅｆは、モータＭＧ２のパワー変動の周波数が昇圧回路５５の共振周波数帯の上限付近となるモータＭＧ２の回転数であり、昇圧回路５５のリアクトルＬのインダクタンスやコンデンサ５７の静電容量に基づいて例えば２０００ｒｐｍや２５００ｒｐｍなどのように設定することができる。図１０に、電動走行優先モードでエンジン２２がクランキングされている最中におけるモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と昇圧上限値Ｖｌｉｍとの関係を示す。電動走行優先モードでエンジン２２がクランキングされている最中に昇圧上限値Ｖｌｉｍとして設定される高電圧Ｖｈｉ，低電圧Ｖｌｏは、図示するように、低電圧Ｖｌｏが高電圧Ｖｈｉよりも低く、且つ、いずれも最大電圧Ｖｍａｘよりも低く制限電圧Ｖｍｉｎよりも高い値に定められている。

いま、モータＭＧ２から要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力して走行（電動走行）している状態でモータＭＧ１によりエンジン２２をクランキングする場合を考えると、モータＭＧ２では要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力するためのトルクに加えてエンジン２２をクランキングする際にリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするためのトルクも出力する必要があるため、モータＭＧ２から大きなトルクを出力することができるように、ステップＳ５００〜Ｓ５２０では、インバータ必要電圧Ｖｉｎｖ＊に比較的大きな電圧が設定される。一方、モータＭＧ２の駆動制御は回転位置センサ４３により検出された回転位置に基づいて行われるため、検出された回転位置に誤差が含まれると、正確でない回転位置に基づいてモータＭＧ２が駆動制御される結果、モータＭＧ２から出力されるパワーが変動（振動）する。モータＭＧ２から出力されるパワーに変動が生じると、高電圧系のコンデンサ３７の電圧が変動し、その電圧変動の周波数が昇圧回路５５のＬＣ共振の周波数帯に一致すると、電圧変動が増幅され、一時的にコンデンサ３７の耐圧やスイッチング素子の耐圧を超える場合が生じる。コンデンサ３７の電圧変動の周波数はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に比例し、回転数Ｎｍ２と電圧変動の変動幅ΔＶＨとの関係は図１１のように示すことができる。したがって、回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆ以下のときに昇圧回路５５にＬＣ共振が生じていると判断して昇圧上限値Ｖｌｉｍによる昇圧の制限を強化し、回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆよりも大きいときには昇圧回路５５にＬＣ共振が生じていないと判断して昇圧上限値Ｖｌｉｍによる昇圧の制限を緩和することにより、コンデンサ３７の耐圧やスイッチング素子の耐圧を超えない範囲内でできる限り大きな電圧をコンデンサ３７に作用させているのである。なお、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆ以下のときには、コンデンサ３７の電圧変動の周波数が昇圧回路５５の共振周波数帯の下限よりも小さい場合、即ち、ＬＣ共振が生じない場合も含まれるが、この場合、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に比例する誘導電圧は十分に小さなものとなるため、コンデンサ３７の電圧ＶＨを低くしてもモータＭＧ２からは十分に大きなトルクを出力することができる。また、モータＭＧ１のパワー変動によってもコンデンサ３７に電圧変動を生じさせるが、モータＭＧ１の出力可能なパワー領域とモータＭＧ２の出力可能なパワー領域を考えると、モータＭＧ２に比してその影響力は十分に小さい。

こうして昇圧上限値Ｖｌｉｍが設定されると、設定した昇圧上限値ＶｌｉｍとステップＳ５２０で設定したインバータ必要電圧Ｖｉｎｖ＊とのうち小さい方を電圧指令ＶＨ＊として設定し（ステップＳ６１０）、コンデンサ３７の電圧ＶＨが設定した電圧指令ＶＨ＊まで昇圧されるよう昇圧回路５５のスイッチング素子をスイッチング制御して（ステップＳ６２０）、本ルーチンを終了する。

図１２および図１３は、電動走行優先モードとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とエンジン２２のクランキング状態と昇圧回路５５の昇圧上限値Ｖｌｉｍの時間変化の様子を示す説明図である。ここで、図１２は回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆ以下の車速で走行しているときの様子を示し、図１３は回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆよりも大きな車速で走行しているときの様子を示す。電動走行優先モードによりモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆ以下の車速で走行している場合、エンジン２２の運転停止中にはバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが拡大されているから、昇圧回路５５の昇圧上限値Ｖｌｉｍは制限電圧Ｖｍｉｎに制限されている。時刻ｔ１１にエンジン２２のクランキングが開始されると、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの拡大が解除され、昇圧上限値Ｖｌｉｍを制限電圧Ｖｍｉｎから低電圧Ｖｌｏに引き上げ、時刻ｔ１２にエンジン２２の始動が完了すると、昇圧上限値Ｖｌｉｍをさらに低電圧Ｖｌｏから最大電圧Ｖｍａｘに引き上げる。これにより、エンジン２２のクランキング中に昇圧回路５５のＬＣ共振によって高電圧系のコンデンサ３７に大きな電圧変動が生じるものとしても、コンデンサ３７に耐圧を超える過大な電圧が作用することはない。一方、電動走行優先モードによりモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆよりも大きな車速で走行している場合、時刻２１でエンジン２２のクランキングが開始されると、昇圧上限値Ｖｌｉｍを制限電圧Ｖｍｉｎから低電圧Ｖｌｏよりも高い高電圧Ｖｈｉに引き上げ、時刻ｔ２２にエンジン２２の始動が完了すると、昇圧上限値Ｖｌｉｍをさらに高電圧Ｖｈｉから最大電圧Ｖｍａｘに引き上げる。モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆよりも大きいときには、昇圧回路５５はＬＣ共振しないため、高電圧系のコンデンサ３７の電圧変動は小さくなることから、昇圧上限値Ｖｌｉｍを低電圧Ｖｌｏよりも高い高電圧Ｖｈｉに設定することにより、モータＭＧ２から大きなトルクを出力することができる。したがって、モータＭＧ２から要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力するためのトルクに加えてモータＭＧ１によりエンジン２２をクランキングする際にリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするためのトルクを出力する必要が生じても、モータＭＧ２のトルクに不足が生じ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、電動走行優先モードが設定されているときには、モータＭＧ１によりエンジン２２をクランキングする際には、エンジン２２の始動が完了した以降の電圧（最大電圧Ｖｍａｘ）よりも低い低電圧Ｖｌｏを昇圧上限値Ｖｌｉｍとして設定し、この昇圧上限値Ｖｌｉｍを上限として高電圧系のコンデンサ３７の電圧が電圧指令ＶＨ＊まで昇圧するよう昇圧回路５５を制御するから、エンジン２２のクランキング中に昇圧回路５５のＬＣ共振によってコンデンサ３７に大きな電圧変動が生じるものとしても、コンデンサ３７の耐圧やインバータ４１，４２のスイッチング素子の耐圧を超える過大な電圧が作用するのを抑制することができる。しかも、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆよりも大きく、昇圧回路５５にＬＣ共振が生じないときには、昇圧上限値Ｖｌｉｍを低電圧Ｖｌｏよりも高い高電圧Ｖｈｉに設定するから、昇圧の過剰な制限を抑制することにより、モータＭＧ２の性能を発揮させることができる。この結果、コンデンサ３７やインバータ４１，４２の保護を図りながら、車両の走行性能をより向上させることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、図１０に示すように、エンジン２２がクランキング中にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆ以下のときには、昇圧上限値Ｖｌｉｍに低電圧Ｖｌｏを設定するものとしたが、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆ以下でもコンデンサ３７の電圧変動の周波数が昇圧回路５５の共振周波数帯よりも小さいときには高電圧Ｖｈｉを設定するものとしてもよい。この場合、図１４に示すように、コンデンサ３７の電圧変動の周波数が昇圧回路５５の共振周波数帯の下限付近となるモータＭＧ２の回転数を閾値Ｎｒｅｆ２とし、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆ２よりも小さいときに昇圧上限値Ｖｌｉｍを高電圧Ｖｈｉに設定し、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆ以下で閾値Ｎｒｅｆ２以上のときに昇圧上限値Ｖｌｉｍを低電圧Ｖｌｏに設定するものとすればよい。また、エンジン２２のクランキング中の昇圧上限値Ｖｌｉｍを低電圧Ｖｌｏと高電圧Ｖｈｉの２段階に設定するものに限られず、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が昇圧回路５５が共振点に近づくほど低電圧となる傾向に３段階以上に設定するものとしてもよく、図１５に示すように、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が昇圧回路５５の共振点に近づくほど徐々に低くなるように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、エンジン２２がクランキング中の昇圧上限値ＶｌｉｍとしてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に基づいて低電圧Ｖｌｏと高電圧Ｖｈｉとを切り替えるものとしたが、最大電圧Ｖｍａｘよりも低い電圧値であれば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に拘わらず一定の電圧値（例えば、低電圧Ｖｌｏ）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、エンジン２２がクランキング中の昇圧上限値ＶｌｉｍとしてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と閾値Ｎｒｅｆとの比較により低電圧Ｖｌｏと高電圧Ｖｈｉとを切り替えるものとしたが、閾値Ｎｒｅｆにヒステリシスを持たせて低電圧Ｖｌｏと高電圧Ｖｈｉとを切り替え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がクランキング中の昇圧上限値Ｖｌｉｍを回転位置センサ４３により検出された回転位置に基づいて演算されたモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に基づいて設定するものとしたが、モータＭＧ２は減速ギヤ３５を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続されていることから、車速センサ８８からの車速Ｖと減速ギヤ３５のギヤ比とに基づいてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を算出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、電動走行優先モードではエンジン２２が運転停止中に昇圧上限値Ｖｌｉｍに最大電圧Ｖｍａｘよりも低い制限電圧Ｖｍｉｎを設定するものとしたが、昇圧上限値Ｖｌｉｍに最大電圧Ｖｍａｘを設定するものとしてもよい。この場合、エンジン２２が運転停止中にはバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを拡大しないことが望ましい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すると共にモータ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３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１６における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。

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「第１の電動機」に相当し、モータＭＧ２が「第２の電動機」に相当し、インバータ４１が「第１の駆動回路」に相当し、インバータ４２が「第２の駆動回路」に相当し、昇圧回路５５が「昇圧回路」に相当し、エンジン２２の運転停止中に走行用パワーＰｄｒｖ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔよりも大きいときにモータＭＧ１によりエンジン２２がクランキングされると共に要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力するためのトルクとエンジン２２のクランキングによりリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするためのトルクとの和のトルクがモータＭＧ２から出力されるようトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する図４の電動走行優先モード駆動制御ルーチンのステップＳ３２０〜Ｓ３８０の処理を実行し、エンジン２２が始動されたときに、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から効率良く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＊とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とを設定すると共に要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信するステップＳ４１０〜Ｓ４７０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、エンジン２２を始動したりその運転を停止したりエンジン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」に相当し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊と回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とに基づいてインバータ４１，４２全体に必要な電圧の目標値（目標電圧）であるインバータ必要電圧Ｖｉｎｖ＊を設定し、設定したインバータ必要電圧Ｖｉｎｖ＊と昇圧上限値Ｖｌｉｍとのうち小さい方を電圧指令ＶＨ＊に設定し、設定した電圧指令ＶＨ＊に基づいて昇圧回路５５を制御する図９の昇圧制御ルーチンのステップＳ５００〜Ｓ５２０，Ｓ６００，Ｓ６１０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「昇圧制御手段」に相当し、電動走行優先モードでエンジン２２がクランキング中にはエンジン２２の運転中に設定される値（最大電圧Ｖｍａｘ）よりも小さな低電圧Ｖｌｏ，高電圧Ｖｈｉを昇圧上限値Ｖｌｉｍとして設定する昇圧制御ルーチンのステップＳ５３０〜Ｓ５９０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「昇圧上限値設定手段」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、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「第１の電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「第２の電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「第１の駆動回路」としては、インバータ４１に限られず、第１の電動機を駆動できるものであれば如何なるタイプの駆動回路であっても構わない。「第２の駆動回路」としては、インバータ４２に限られず、第２の電動機を駆動できるものであれば如何なるタイプの駆動回路であっても構わない。「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の運転停止中に走行用パワーＰｄｒｖ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔよりも大きいときにモータＭＧ１によりエンジン２２がクランキングされると共に要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力するためのトルクとエンジン２２のクランキングによりリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするためのトルクとの和のトルクがモータＭＧ２から出力されるようトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、エンジン２２が始動されたときに、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から効率良く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＊とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とを設定すると共に要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものに限られず、内燃機関の始動が要求されたときには第１の電動機により内燃機関がクランキングされると共に第２の電動機によりクランキングに伴って駆動軸に伝達されるトルクをキャンセルしながら要求トルクが駆動軸に出力されるよう第１の駆動回路と第２の駆動回路とを制御し、内燃機関の始動が完了したときには内燃機関の運転を伴って第１の電動機と第２の電動機とにより要求トルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関と第１の駆動回路と第２の駆動回路とを制御するものであれば如何なるものであっても構わない。

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、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。

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 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、３７ ギヤ機構、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、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、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 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 高電圧系電力ライン、５５ 昇圧回路、５６ システムメインリレー、５７，５８ コンデンサ、５７ａ，５８ａ 電圧センサ、５９ 低電圧系電力ライン、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、９０ 充電器、９２ 車両側コネクタ、１００ 外部電源、１０２ 外部電源側コネクタ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (5)

1. 内燃機関と、第１の電動機と、前記内燃機関の出力軸と前記第１の電動機の回転軸と車軸に連結された車軸に連結された駆動軸の３軸に接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を出力可能な第２の電動機と、前記第１の電動機を駆動する第１の駆動回路と、前記第２の電動機を駆動する第２の駆動回路と、充放電が可能な二次電池と、該二次電池の電圧を昇圧して前記第１の駆動回路および前記第２の駆動回路に供給可能な昇圧回路と、を備えるハイブリッド自動車であって、
   前記内燃機関の始動が要求されたときには前記第１の電動機により前記内燃機関がクランキングされると共に前記第２の電動機により前記クランキングに伴って前記駆動軸に伝達されるトルクをキャンセルしながら要求トルクが前記駆動軸に出力されるよう前記第１の駆動回路と前記第２の駆動回路とを制御し、前記内燃機関の始動が完了したときには前記内燃機関の運転を伴って前記第１の電動機と前記第２の電動機とにより前記要求トルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第１の駆動回路と前記第２の駆動回路とを制御する制御手段と、
   前記昇圧回路の昇圧が許容される電圧の上限値としての昇圧上限値を、前記内燃機関がクランキングされている間には該内燃機関が運転されている間よりも低くなるよう設定する昇圧上限値設定手段と、
   該設定された昇圧上限値の範囲内で前記第１の駆動回路および前記第２の駆動回路側に作用する電圧が目標電圧まで昇圧されるよう前記昇圧回路を制御する昇圧制御手段と、
   を備えるハイブリッド自動車。
2. 請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
   前記第２の電動機の回転数を検出する回転数検出手段を備え、
   前記昇圧上限値設定手段は、前記内燃機関がクランキングされている間には、前記検出された回転数が前記昇圧回路に共振を生じさせる共振回転数を含む所定範囲内にあるときに第１の電圧値を前記昇圧上限値として設定し、前記検出された回転数が前記所定範囲の上限値を上回るときに前記第１の電圧値よりも高い第２の電圧値を前記昇圧上限値として設定する手段である
   ハイブリッド自動車。
3. 請求項２記載のハイブリッド自動車であって、
   前記昇圧上限値設定手段は、前記内燃機関がクランキングされている間には、前記検出された回転数が前記所定範囲の下限値を下回るときに前記第１の電圧値を設定する手段である
   ハイブリッド自動車。
4. 請求項２記載のハイブリッド自動車であって、
   前記昇圧上限値設定手段は、前記内燃機関がクランキングされている間には、前記検出された回転数が前記所定範囲の下限値を下回るときに前記第２の電圧値を設定する手段である
   ハイブリッド自動車。
5. 請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
   前記第２の電動機の回転数を検出する回転数検出手段を備え、
   前記昇圧上限値設定手段は、前記内燃機関がクランキングされている間には、前記検出された回転数が前記昇圧回路に共振を生じさせる共振回転数から離れるほど高くなる傾向に前記昇圧上限値を設定する手段である
   ハイブリッド自動車。

Images