JP2017206109A - ハイブリッド自動車 - Google Patents

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    • F16H3/724—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines
    • F16H3/725—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines with means to change ratio in the mechanical gearing
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Abstract

【課題】運転者により良好な運転感覚を与えることとエミッションの悪化を抑制することとを両立する。【解決手段】車速Ｖと変速段Ｍとに基づいてエンジンの目標回転数Ｎｅ＊を設定し、目標回転数でエンジンを運転したときにエンジンから出力される最大パワーを上限パワーＰｅｌｉｍとして設定し、上限パワーが駆動軸に出力されたときの駆動力を上限駆動力として設定し、上限駆動力と要求駆動力とのうち小さい方、または、上限駆動力を駆動軸に出力するパワーと要求駆動力Ｔｄａを駆動軸に出力するパワーとのうち小さい方が駆動軸に出力されるように目標エンジンパワーＰｅ＊を設定し、エンジンが目標回転数で回転して目標エンジンパワーがエンジンから出力されて走行するようにエンジンと第１モータと第２モータとを制御する。この際、冷却水温Ｔｗが低いときには高いときに比して小さくなるように上限パワーを設定する。【選択図】図２

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、３つの回転要素にエンジンと第１モータと第２モータとが接続された遊星歯車機構の第２モータが接続された回転要素が有段変速機を介して車輪に連結された駆動軸に接続されてい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、基本的には以下のように駆動制御される。まず、運転者によるアクセルペダルの操作量と車速とに基づいて要求駆動力を設定し、要求駆動力に駆動軸の回転数を乗じてエンジンから出力すべき要求パワーを算出する。次に、要求パワーと燃費が最適となるエンジンの動作ライン（燃費最適動作ライン）とに基づいてエンジンの目標回転数を設定する。そして、エンジンが目標回転数で回転して要求パワーが出力されると共に要求駆動力が駆動軸に出力されて走行するようにエンジンと第１モータと第２モータと有段変速機とを制御する。
特開２０１４−１４４６５９号公報
上述のハイブリッド自動車では、有段変速機の変速段に拘わらずにエンジンの運転ポイントは自由に設定することができる。このため、エンジン回転数の変化と車速の変化とがマッチしない場合が生じる。運転者がアクセルペダルを踏み込むと、エンジンに要求されるパワーが大きくなるため、エンジン回転数は直ちに増加するが、車速は急増しない。このため、車速の増加に先立ってエンジン回転数だけが急増することになる。運転者は、通常は車速の増加に伴ってエンジン回転数が増加する運転感覚を有するから、車速の増加に先立ってエンジン回転数だけが急増すると、運転感覚として違和感が生じてしまう。また、有段変速機が変速してもエンジンの回転数が変化しない場合も生じる。運転者がアクセルペダルを踏み込んで車速が増加すると、これに伴って有段変速機がアップシフトされる。しかし、アップシフトの前後でエンジンに要求されるパワーに変化がないときには、エンジン回転数を変化させることなくエンジンが運転される。この場合、運転者は、通常は有段変速機のアップシフトによりエンジンの回転数が小さくなる変速感を運転感覚として有するから、このような変速感が得られないことに違和感を覚えてしまう。更に、運転者がアクセルペダルを踏み込むと、エンジンに要求されるパワーが大きくなるため、エンジンの冷却水温が低いときに、エミッションが悪化することがある。これらの課題は、有段変速機を備えないタイプのハイブリッド自動車において、仮想的なシフト変速を行なう場合についても同様である。
本発明のハイブリッド自動車は、運転者により良好な運転感覚を与えることとエミッションの悪化を抑制することとを両立す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、
エンジンと、第１モータと、前記エンジンの出力軸と前記第１モータの回転軸と車軸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第２モータと、前記第１モータおよび前記第２モータと電力のやりとりが可能なバッテリと、運転者のアクセル操作量と車速とに基づいて前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定すると共に前記要求駆動力を用いて走行するように前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとを制御する制御装置と、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記車速と変速段とに基づいて前記エンジンの目標回転数を設定し、前記目標回転数で前記エンジンを運転したときに前記エンジンから出力される最大パワーを上限パワーとして設定し、前記上限パワーが前記駆動軸に出力されたときの駆動力を上限駆動力として設定し、前記上限駆動力と前記要求駆動力とのうち小さい方、または、前記上限駆動力を前記駆動軸に出力するパワーと前記要求駆動力を前記駆動軸に出力するパワーとのうち小さい方が前記駆動軸に出力されるように目標エンジンパワーを設定し、前記エンジンが前記目標回転数で回転して前記目標エンジンパワーが前記エンジンから出力されて走行するように前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとを制御し、
更に前記制御装置は、前記エンジンの冷却水温が低いときには高いときに比して小さくなるように前記上限パワーを設定する、
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、まず、車速と変速段とに基づいてエンジンの目標回転数を設定し、目標回転数でエンジンを運転したときにエンジンから出力される最大パワーを上限パワーとして設定する。具体的には、上限パワーをエンジンの冷却水温が低いときには高いときに比して小さく設定する。続いて、上限パワーが駆動軸に出力されたときの駆動力を上限駆動力として設定し、上限駆動力とアクセル操作量および車速に基づく要求駆動力とのうち小さい方、または、上限駆動力を駆動軸に出力するパワー（上限駆動力×駆動軸回転数）と要求駆動力を駆動軸に出力するパワー（要求駆動力×駆動軸回転数）とのうち小さい方が駆動軸に出力されるように目標エンジンパワーを設定する。そして、エンジンが目標回転数で回転して目標エンジンパワーがエンジンから出力されて走行するようにエンジンと第１モータと第２モータとを制御する。要するに、変速段を考慮して設定された上限駆動力と変速段を考慮せずに設定された要求駆動力とのうち小さい方が駆動軸に出力されるように目標エンジンパワーを設定し、即ち、変速段に応じた目標エンジンパワーを設定し、エンジンが目標回転数で回転して目標エンジンパワーがエンジンから出力されて走行するように制御するのである。このため、運転者がアクセルペダルを踏み込んだときでも、車速に応じたエンジン回転数とすることができ、車速の増加に先立ってエンジン回転数が急増するものに比して、運転者により良好な運転感覚を与えることができる。また、変速段が変更（変速）されたときには、変速段に応じた目標エンジンパワーも変化するから、運転者に変速感を与えることができる。これらの結果、運転者により良好な運転感覚を与えることができる。また、エンジンの冷却水温が比較的低いときには高いときに比して小さくなるように上限パワーを設定する。これにより、冷却水温が比較的低いときにエンジンから出力されるパワーが比較的小さくなるから、エミッションの悪化を抑制することができる。したがって、運転者により良好な運転感覚を与えることとエミッションの悪化を抑制することとを両立することができる。
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記上限駆動力と前記要求駆動力とのうち小さい方が前記駆動軸に出力されるように前記目標エンジンパワーを設定し、前記上限駆動力と前記要求駆動力のうち小さい方が前記駆動軸に出力されて走行するように制御する、ものとしてもよい。こうすれば、目標エンジンパワーに見合った駆動力を駆動軸に出力して走行することができる。
本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記目標回転数と前記上限パワーとの関係として定められた第１関係に前記目標回転数を適用して得られる第１上限パワーと、前記第１関係よりも高パワー側となるように前記目標回転数と前記上限パワーとの関係として定められた第２関係に前記目標回転数を適用して得られる第２上限パワーと、の間で、前記冷却水温が低いときには高いときに比して小さくなるように前記上限パワーを設定する、ものとしてもよい。こうすれば、第１上限パワーと第２上限パワーとの間で、エンジンの冷却水温に基づいて、エミッションの悪化を抑制することができる。ここで、「第１関係」は、エンジンの燃費が最適となる目標回転数と上限パワーの関係を意味し、「第２関係」は、エンジンの出力が最大となる目標回転数と上限パワーの関係を意味する。この場合、前記制御装置は、前記冷却水温が低いときには高いときに比して小さくなるように係数を設定し、前記第２上限パワーと前記第１上限パワーとの差分に前記係数を乗じた値を前記第１上限パワーに加えた値を前記上限パワーとして設定する、ものとしてもよい。こうすれば、係数をより適切に設定することにより、エミッションの悪化を抑制することができる。
本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記アクセル操作量および前記車速に基づいてまたは運転者のシフト操作に基づいて前記変速段を設定する、ものとしてもよい。こうすれば、アクセル操作量および車速に基づいて（自動変速によって）変速段を設定したり、運転者のシフト操作に基づいて変速段を設定することができる。
本発明のハイブリッド自動車において、前記変速段は仮想的な変速段である、ものとしてもよい。また、前記駆動軸と前記遊星歯車機構との間に取り付けられた有段変速機を有し、前記変速段は、前記有段変速機の変速段または前記有段変速機の変速段に仮想的な変速段を加味した変速段である、ものとしてもよい。ここで、「有段変速機の変速段に仮想的な変速段を加味した変速段」としては、例えば、２段変速の有段変速機の各変速段に対して２速段の仮想的な変速段を加味すれば合計４段の変速段となり、４段変速の有段変速機の各変速段に対して２速段の仮想的な変速段を加味すれば合計８段の変速段となるように、有段変速段の変速段と仮想的な変速段とを組み合わせたものを意味する。こうすれば、所望の段数の変速段を用いることができる。
第１実施例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。 運転感覚優先モードでＤポジションのときにＨＶＥＣＵ７０により実行されるドラビリ優先駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 アクセル要求駆動力設定用マップの一例を示す説明図である。 充放電要求パワー設定用マップの一例を示す説明図である。 燃費最適エンジン回転数設定用マップの一例を示す説明図である。 変速線図の一例を示す説明図である。 目標エンジン回転数設定用マップの一例を示す説明図である。 上限エンジンパワー設定用マップの一例を示す説明図である。 冷却水温Ｔｗと重み付け係数ｋとの関係の一例を示す説明図である。 変形例のドラビリ優先駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 ＭポジションのときにＨＶＥＣＵ７０により実行されるドラビリ優先駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 第２実施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。 第２実施例で用いる変速線図の一例を示す説明図である。 第２実施例で運転感覚優先モードでＤポジションのときにＨＶＥＣＵ７０により実行されるドラビリ優先駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 第２実施例でＭポジションのときにＨＶＥＣＵ７０により実行されるドラビリ優先駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
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、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。
エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン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によって運転制御されている。
エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートから入力されている。エンジンＥＣＵ２４に入力される信号としては、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒや、スロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットル開度ＴＨ、エンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ２５からの冷却水温Ｔｗなどを挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４から出力される信号としては、例えば、スロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動制御信号や、燃料噴射弁への駆動制御信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの駆動制御信号などを挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってエンジン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ＨＶＥＣＵ７０に出力する。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒ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を演算している。
プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。
モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、電力ライン５４を介してバッテリ５０と接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。
モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０に入力される信号としては、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からの回転位置θｍ１，θｍ２や、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流などを挙げることができる。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されており、ＨＶＥＣＵ７０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の駆動状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。
バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン５４を介してインバータ４１，４２と接続されている。このバッテリ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は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂや、バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの電池電流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などを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。
ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、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などを挙げることができる。また、車速センサ８８からの車速Ｖや、モード切替スイッチ９０からのモード切替制御信号なども挙げることもできる。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，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。
ここで、シフトポジションＳＰとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）、後進ポジション（Ｒポジション）、ニュートラルポジション（Ｎポジション）、前進ポジション（Ｄポジション）、マニュアルポジション（Ｍポジション）などがある。そして、マニュアルポジション（Ｍポジション）には、アップシフトポジション（＋ポジション）とダウンシフトポジション（−ポジション）とが併設されている。シフトポジションＳＰがマニュアルポジション（Ｍポジション）とされると、エンジン２２が仮想的な６速変速の自動変速機を介して駆動軸３６に接続されているように駆動制御される。モード切替スイッチ９０は、若干の燃費の悪化は伴うが運転者の運転感覚（ドライバビリティ・ドライブフィーリング）を優先する運転感覚優先モードと燃費を優先する通常運転モードとを含む走行モードを選択するスイッチである。通常運転モードが選択されると、シフトポジションＳＰが前進ポジション（Ｄポジション）のときには、静観性と燃費とが両立するようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とが駆動制御される。運転感覚優先モードが選択されると、シフトポジションＳＰが前進ポジション（Ｄポジション）のときでも、エンジン２２が仮想的な６速変速の自動変速機を介して駆動軸３６に接続されているように駆動制御される。
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードと電動走行（ＥＶ走行）モードとを含む複数の走行モードの何れかで走行する。ここで、ＨＶ走行モードは、エンジン２２を運転しながら、エンジン２２からの動力とモータＭＧ１，ＭＧ２からの動力とを用いて走行するモードである。ＥＶ走行モードは、エンジン２２を運転せずに、モータＭＧ２からの動力によって走行するモードである。
次に、こうして構成されたハイブリッド自動車２０の動作、特にモード切替スイッチ９０により運転感覚優先モードが選択されたときの動作について説明する。図２は、運転感覚優先モードが選択されてシフトポジションＳＰが前進ポジション（Ｄポジション）のときにＨＶＥＣＵ７０により実行されるドラビリ優先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。図２のドラビリ優先駆動制御ルーチンを用いて運転感覚優先モードでＤポジションのときの駆動制御を説明する前に、説明の容易のために、通常モードでＤポジションのときの駆動制御（ＨＶ走行モードのときの駆動制御）について説明する。
通常運転モードでは、ＨＶ走行モードで走行するときには、ＨＶＥＣＵ７０により以下のように駆動制御される。ＨＶＥＣＵ７０は、まず、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（駆動軸３６に要求される）アクセル要求駆動力Ｔｄａを求め、アクセル要求駆動力Ｔｄａを実行用駆動力Ｔｄ＊として設定する。アクセル要求駆動力Ｔｄａは、例えば、図３に例示するアクセル要求駆動力設定用マップから求めることができる。続いて、設定した実行用駆動力Ｔｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄを乗じて走行に要求される走行要求パワーＰｅｄｒｖを計算する。ここで、駆動軸３６の回転数Ｎｄとしては、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に換算係数ｋｍを乗じて得られる回転数や，車速Ｖに換算係数ｋｖを乗じて得られる回転数などを用いることができる。そして、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが目標割合ＳＯＣ＊に近づくようにバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を設定し、次式（１）に示すように、走行要求パワーＰｅｄｒｖからバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を減じて目標エンジンパワーＰｅ＊を計算する。充放電要求パワーＰｂ＊は、例えば、図４に例示する充放電要求パワー設定マップにより設定される。この充放電要求パワー設定マップでは、目標割合ＳＯＣ＊を中心とする値Ｓ１から値Ｓ２までの不感帯が設けられており、充放電要求パワーＰｂ＊は、蓄電割合ＳＯＣが不感帯の上限の値Ｓ２より大きいときに放電用のパワー（正の値のパワー）が設定され、蓄電割合ＳＯＣが不感帯の下限の値Ｓ１より小さいときに充電用のパワー（負の値のパワー）が設定される。
Pe*=Pedrv-Pb* (1)
次に、目標エンジンパワーＰｅ＊と燃費最適エンジン回転数設定用マップとを用いて燃費最適エンジン回転数Ｎｅｆｃを求め、この燃費最適エンジン回転数Ｎｅｆｃを目標エンジン回転数Ｎｅ＊として設定する。燃費最適エンジン回転数設定用マップの一例を図５に示す。燃費最適エンジン回転数設定用マップは、目標エンジンパワーＰｅ＊に対してエンジン２２を効率よく動作させることができる回転数として実験などにより定められる。燃費最適エンジン回転数Ｎｅｆｃは、基本的に、目標エンジンパワーＰｅ＊が大きくなると大きくなるから、目標エンジン回転数Ｎｅ＊も目標エンジンパワーＰｅ＊が大きくなると大きくなる。続いて、次式（２）に示すように、エンジン２２の回転数Ｎｅ，目標エンジン回転数Ｎｅ＊，目標エンジンパワーＰｅ＊とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρ（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）とを用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する。式（２）は、エンジン２２を目標エンジン回転数Ｎｅ＊で回転させるための回転数フィードバック制御の関係式である。式（２）において、右辺第１項は、フィードフォワード項であり、右辺第２項，第３項は、フィードバック項の比例項，積分項である。右辺第１項は、エンジン２２から出力されてプラネタリギヤ３０を介してモータＭＧ１の回転軸に作用するトルクをモータＭＧ１によって受け止めるためのトルクである。右辺第２項の「ｋｐ」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋｉ」は積分項のゲインである。エンジン２２が略定常状態のとき（目標エンジン回転数Ｎｅ＊および目標エンジンパワーＰｅ＊が略一定のとき）を考えれば、目標エンジンパワーＰｅ＊が大きいほど、式（２）の右辺第１項が小さくなり（絶対値としては大きくなり）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊が小さくなり（負側に大きくなり）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の電力（電力を消費するときが正の値）が小さくなる（発電電力としては大きくなる）ことが分かる。
Tm1*=−(Pe*/Ne*)・[ρ/(1+ρ)]+kp・(Ne*-Ne)+ki・∫(Ne*-Ne)dt (2)
次に、次式（３）に示すように、モータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにモータＭＧ１から出力されてプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルク（−Ｔｍ１＊／ρ）を実行用駆動力Ｔｄ＊から減じてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。なお、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊は、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔから式（４）で得られるトルク制限Ｔｍ２ｍａｘで制限される。トルク制限Ｔｍ２ｍａｘは、式（４）に示すように、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の電力をバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔから減じてこれをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除して得られる。
Tm2*=Td*+Tm1*/ρ (3)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
こうして目標エンジンパワーＰｅ＊および目標エンジン回転数Ｎｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、目標エンジンパワーＰｅ＊および目標エンジン回転数Ｎｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。
エンジンＥＣＵ２４は、目標エンジンパワーＰｅ＊および目標エンジン回転数Ｎｅ＊を受信すると、受信した目標エンジンパワーＰｅ＊および目標エンジン回転数Ｎｅ＊に基づいてエンジン２２が運転されるように、エンジン２２の吸入空気量制御，燃料噴射制御，点火制御などを行なう。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信すると、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
ＨＶ走行モードでは、目標エンジンパワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満に至ったときに、エンジン２２の停止条件が成立したと判断し、エンジン２２の運転を停止してＥＶ走行モードに移行する。
ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、ＨＶ走行モードと同様に実行用駆動力Ｔｄ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し、ＨＶ走行モードと同様にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。そして、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０は、上述のようにインバータ４１，４２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
このＥＶ走行モードでは、ＨＶ走行モードと同様に計算した目標エンジンパワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上に至ったときに、エンジン２２の始動条件が成立したと判断し、エンジン２２を始動してＨＶ走行に移行する。
次に、図２のドラビリ優先駆動制御ルーチンを用いて運転感覚優先モードでＤポジションのときの駆動制御を説明する。ドラビリ優先駆動制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０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、水温センサ２５からの冷却水温Ｔｗを入力し（ステップＳ１００）、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと図３のアクセル要求駆動力設定用マップとを用いてアクセル要求駆動力Ｔｄａを設定する（ステップＳ１１０）。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２３からのクランク角θｃｒ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ことができる。冷却水温Ｔｗは、水温センサ２５によって検出された値をエンジンＥＣＵ２４から通信により入力することができる。
続いて、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと変速線図とを用いて変速段Ｍを設定し（ステップＳ１２０）、車速Ｖと変速段Ｍと目標エンジン回転数設定用マップとを用いて目標エンジン回転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ１３０）。図６に変速線図の一例を示す。図中、実線がアップシフト線であり、破線がダウンシフト線である。第１実施例では、仮想的な６速変速の自動変速機を有するものとして制御されるから、変速線図も６速変速に対応したものとなっている。図７に目標エンジン回転数設定用マップの一例を示す。第１実施例の目標エンジン回転数設定用マップでは、各変速段毎に車速Ｖに対してリニアな関係として、且つ、変速段が高速段であるほど車速Ｖに対する傾きが小さくなるように目標エンジン回転数Ｎｅ＊が設定される。このように目標エンジン回転数Ｎｅ＊を設定するのは、各変速段で車速Ｖが大きくなるにつれてエンジン２２の回転数Ｎｅを大きくしたり、アップシフトする際にエンジン２２の回転数Ｎｅが低下し、ダウンシフトする際にエンジン２２の回転数Ｎｅが増加したりすることによって自動変速機を搭載した自動車の運転感覚を運転者に与えるためである。
次に、目標エンジン回転数Ｎｅ＊と冷却水温Ｔｗと上限エンジンパワー設定用マップとを用いて得られる仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍに充放電要求パワーＰｂ＊を加えて上限エンジンパワーＰｅｌｉｍを設定する（ステップＳ１４０）。ここで、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍは、目標エンジン回転数Ｎｅ＊でエンジン２２を運転したときにエンジン２２から出力される最大パワーである。仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍは、目標エンジン回転数Ｎｅ＊に対する燃費最適ライン（重み付け係数ｋが値０）における仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍと最大出力ライン（重み付け係数ｋが値１）における仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍとの差分に重み付け係数ｋを乗じた値を燃費最適ライン（重み付け係数ｋが値０）における仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍに加えることで設定される。ここで、重み付け係数ｋは冷却水温Ｔｗに基づく係数として定められ、冷却水温Ｔｗが低いときには高いときに比して小さくなるように定められる。
図８に上限エンジンパワー設定用マップの一例を示し、図９に冷却水温Ｔｗと重み付け係数ｋとの関係の一例を示す。図８に示すように、燃費が最適となる目標エンジン回転数Ｎｅ＊と仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍとの関係である燃費最適ライン（重み付け係数ｋが値０）に目標エンジン回転数Ｎｅ＊を適用して得られる仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍと、エンジン２２の出力が最大（定格最大出力）となる目標エンジン回転数Ｎｅ＊と仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍとの関係である最大出力ライン（重み付け係数ｋが値１）に目標エンジン回転数Ｎｅ＊を適用して得られる仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍと、の間で、目標エンジン回転数Ｎｅ＊と仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍとの関係が定められている。また、図９に示すように、冷却水温Ｔｗが温度ｔ１以下のときには重み付け係数ｋは値０に設定するものとし、冷却水温が温度ｔ２よりも高いときには重み付け係数ｋは値１に設定するものとした。冷却水温Ｔｗが温度ｔ１よりも高く温度ｔ２以下のときには、重み付け係数ｋは、冷却水温Ｔｗが高いときには低いときに比して大きくなるように、詳しくは、冷却水温Ｔｗが高いほど値０から値１に向けて高くなるように設定するものとした。ここで、温度ｔ２は、エンジン２２の出力が最大となることを許容する温度（例えばエンジン２２の暖機が完了したときの温度）、例えばエンジン２２の暖機が完了したときの温度として定められ、例えば、７５℃、８０℃、８５℃などとすることができる。温度ｔ１は、温度ｔ２よりもある程度低い温度として定められ、例えば、４５℃、５０℃、５５℃などとすることができる。
また、ステップＳ１４０で充放電要求パワーＰｂ＊を加えるのは、バッテリ５０を充放電するときにもエンジン２２から出力するパワーを変化させないためである。これについては後述する。なお、蓄電割合ＳＯＣが目標割合ＳＯＣ＊を中心とする不感帯（図４の値Ｓ１から値Ｓ２の範囲）のときには充放電要求パワーＰｂ＊には値０が設定されるから、上限エンジンパワー設定用マップから得られた仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍがそのまま上限エンジンパワーＰｅｌｉｍとして設定される。こうして上限エンジンパワーＰｅｌｉｍが設定されると、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍを駆動軸３６の回転数Ｎｄで除して上限駆動力Ｔｄｌｉｍを設定する（ステップＳ１５０）。駆動軸３６の回転数Ｎｄは、上述したように、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に換算係数ｋｍを乗じて得られる回転数や，車速Ｖに換算係数ｋｖを乗じて得られる回転数などを用いることができる。
次に、アクセル要求駆動力Ｔｄａと上限駆動力Ｔｄｌｉｍとを比較する（ステップＳ１６０）。アクセル要求駆動力Ｔｄａが上限駆動力Ｔｄｌｉｍ以下のときには、通常運転モードのときと同様に、アクセル要求駆動力Ｔｄａを実行用駆動力Ｔｄ＊として設定し（ステップＳ１７０）、アクセル要求駆動力Ｔｄａに駆動軸３６の回転数Ｎｄを乗じたものから充放電要求パワーＰｂ＊を減じたものを目標エンジンパワーＰｅ＊として設定する（ステップＳ１８０）。したがって、目標エンジンパワーＰｅ＊は、アクセル要求駆動力Ｔｄａを駆動軸３６に出力するパワーということができる。
一方、ステップＳ１６０でアクセル要求駆動力Ｔｄａが上限駆動力Ｔｄｌｉｍより大きいときには、上限駆動力Ｔｄｌｉｍを実行用駆動力Ｔｄ＊として設定し（ステップＳ１９０）、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍから充放電要求パワーＰｂ＊を減じたものを目標エンジンパワーＰｅ＊として設定する（ステップＳ２００）。上限エンジンパワーＰｅｌｉｍはステップＳ１４０で図６の上限エンジンパワー設定用マップから得られる仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍに充放電要求パワーＰｂ＊を加えて設定されるから、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍから充放電要求パワーＰｂ＊を減じたものを目標エンジンパワーＰｅ＊として設定することは、図８の上限エンジンパワー設定用マップから得られる仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍをそのまま目標エンジンパワーＰｅ＊として設定することになる。このように、充放電要求パワーＰｂ＊を考慮することにより、バッテリ５０の充放電に拘わらずに、エンジン２２の運転ポイントを同一のものとすることができる。また、上限駆動力Ｔｄｌｉｍは、ステップＳ１５０で上限エンジンパワーＰｅｌｉｍを駆動軸３６の回転数Ｎｄで除して計算されるから、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍは、上限駆動力Ｔｄｌｉｍを駆動軸３６に出力するパワーということができる。
そして、上述の式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に（ステップＳ２１０）、式（３）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２２０）。目標エンジンパワーＰｅ＊および目標エンジン回転数Ｎｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。
このルーチンでは、冷却水温Ｔｗが比較的低いときには、仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍを比較的小さく設定し、上限駆動力Ｔｄｌｉｍを比較的小さく設定する。そして、アクセル要求駆動力Ｔｄａが上限駆動力Ｔｄｌｉｍ以下のときには、アクセル要求駆動力Ｔｄａが駆動軸３６に出力されるパワーを目標エンジンパワーＰｅ＊として設定する。アクセル要求駆動力Ｔｄａが上限駆動力Ｔｄｌｉｍより大きいときには、上限駆動力Ｔｄｌｉｍが駆動軸３６に出力されるパワーを目標エンジンパワーＰｅ＊として設定する。したがって、冷却水温Ｔｗが比較的低いときには上限駆動力Ｔｄｌｉｍが比較的小さく設定され、上限駆動力Ｔｄｌｉｍとアクセル要求駆動力Ｔｄａとのうち小さい方が駆動軸３６に出力されるから、運転者により良好な運転感覚を与えることとエミッションの悪化を抑制することとを両立することができる。
以上説明した第１実施例のハイブリッド自動車２０では、運転感覚優先モードでＤポジションのときには、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて変速段Ｍを設定し、車速Ｖと変速段Ｍとに基づいて目標エンジン回転数Ｎｅ＊を設定する。そして、目標エンジン回転数Ｎｅ＊でエンジン２２を運転したときにエンジン２２から出力される最大パワーとして上限エンジンパワーＰｅｌｉｍを冷却水温Ｔｗが低いときには高いときに比して小さくなるように設定する。続いて、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍを駆動軸３６の回転数Ｎｄで除して上限駆動力Ｔｄｌｉｍを設定する。そして、アクセル要求駆動力Ｔｄａと上限駆動力Ｔｄｌｉｍとのうち小さい方が駆動軸３６に出力されるパワーを目標エンジンパワーＰｅ＊として設定し、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊で回転して目標エンジンパワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されて走行するようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御する。要するに、変速段Ｍを考慮せずに設定されたアクセル要求駆動力Ｔｄａと変速段Ｍを考慮して設定された上限駆動力Ｔｄｌｉｍとのうち小さい方が駆動軸３６に出力されるように目標エンジンパワーＰｅ＊を設定し、目標エンジンパワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されて走行するように制御するのである。このため、運転者がアクセルペダル８３を踏み込んだときでも、車速Ｖに応じたエンジン２２の回転数Ｎｅとすることができ、車速Ｖの増加に先立ってエンジン２２の回転数Ｎｅが急増するものに比して、運転者により良好な運転感覚を与えることができる。また、変速段が変更（変速）されたときには、変速段Ｍに応じた目標エンジンパワーＰｅ＊も変化するから、運転者に変速感を与えることができる。これらの結果、運転者により良好な運転感覚を与えることができる。また、冷却水温Ｔｗが比較的低いときには高いときに比して小さくなるように上限エンジンパワーＰｅｌｉｍを設定する。これにより、冷却水温Ｔｗが比較的低いときにエンジン２２から出力されるパワーが比較的小さくなるから、エミッションの悪化を抑制することができる。したがって、運転者により良好な運転感覚を与えることとエミッションの悪化を抑制することとを両立することができる。
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセル要求駆動力Ｔｄａと上限駆動力Ｔｄｌｉｍとのうち小さい方が駆動軸３６に出力されるパワーを目標エンジンパワーＰｅ＊として設定するものとした。しかし、アクセル要求駆動力Ｔｄａに駆動軸３６の回転数Ｎｄを乗じたパワー（Ｔｄａ×Ｎｄ）と上限駆動力Ｔｄｌｉｍに駆動軸３６の回転数Ｎｄを乗じたパワー（Ｔｄｌｉｍ×Ｎｄ）とのうち小さい方が駆動軸３６に出力されるように目標エンジンパワーＰｅ＊を設定してもよい。即ち、ステップＳ１６０をアクセル要求駆動力Ｔｄａに駆動軸３６の回転数Ｎｄを乗じたパワー（Ｔｄａ×Ｎｄ）と上限駆動力Ｔｄｌｉｍに駆動軸３６の回転数Ｎｄを乗じたパワー（Ｔｄｌｉｍ×Ｎｄ）とを比較する処理とすればよい。
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、モード切替スイッチ９０を備え、モード切替スイッチ９０により運転感覚優先モードが選択されたときに図２のドラビリ優先駆動制御ルーチンを実行するものとしたが、モード切替スイッチ９０を備えず、通常の駆動制御として図２のドラビリ優先駆動制御ルーチンを実行するものとしてもよい。
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０を充放電する際にアクセル要求駆動力Ｔｄａが上限駆動力Ｔｄｌｉｍより大きいときには、上限エンジンパワー設定用マップから得られる仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍに充放電要求パワーＰｂ＊を加えて上限エンジンパワーＰｅｌｉｍを設定し（ステップＳ１４０）、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍから充放電要求パワーＰｂ＊を減じたものを目標エンジンパワーＰｅ＊として設定した（ステップＳ２００）。しかし、図１０のドラビリ優先駆動制御ルーチンに示すように、上限エンジンパワー設定用マップから得られる仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍをそのまま上限エンジンパワーＰｅｌｉｍとして設定し（ステップＳ１４０Ｂ）、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍに充放電要求パワーＰｂ＊を加えたものを駆動軸３６の回転数Ｎｄで除して上限駆動力Ｔｄｌｉｍを設定し（ステップＳ１５０Ｂ）、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍをそのまま目標エンジンパワーＰｅ＊に設定する（ステップＳ２００Ｂ）ものとしてもよい。上限エンジンパワーＰｅｌｉｍの計算の際に充放電要求パワーＰｂ＊を考慮するか上限駆動力Ｔｄｌｉｍの計算の際に充放電要求パワーＰｂ＊を考慮するかの相違があるだけで、結果は同じである。
次に、第１実施例のハイブリッド自動車２０でシフトポジションＳＰがマニュアルポジション（Ｍポジション）のときの動作について説明する。この場合、図１１のドラビリ優先駆動制御ルーチンを実行すればよい。図１１のドラビリ優先駆動制御ルーチンは、シフトポジションＳＰとして変速段Ｍを入力する処理（ステップＳ１０５）が加えられている点と、図６の変速線図を用いて変速段Ｍを設定するステップＳ１２０の処理が除かれている点とが異なるだけで図２のドラビリ優先駆動制御ルーチンと同様である。シフトポジションＳＰがマニュアルポジション（Ｍポジション）のときの駆動制御を図１１のドラビリ優先駆動制御ルーチンを用いて以下に簡単に説明する。
図１１のドラビリ優先駆動制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ、変速段Ｍ、エンジン２２の回転数Ｎｅ、冷却水温Ｔｗを入力し（ステップＳ１０５）、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと図３のアクセル要求駆動力設定用マップとを用いてアクセル要求駆動力Ｔｄａを設定する（ステップＳ１１０）。続いて、車速Ｖと変速段Ｍと図７の目標エンジン回転数設定用マップとを用いて目標エンジン回転数Ｎｅ＊を設定し（ステップＳ１３０）、目標エンジン回転数Ｎｅ＊と冷却水温Ｔｗと図８の上限エンジンパワー設定用マップと図９の冷却水温Ｔｗと重み付け係数ｋとの関係の一例を示す説明図とを用いて得られる仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍに充放電要求パワーＰｂ＊を加えて上限エンジンパワーＰｅｌｉｍを設定する（ステップＳ１４０）。そして、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍを駆動軸３６の回転数Ｎｄで除して上限駆動力Ｔｄｌｉｍを設定し（ステップＳ１５０）、アクセル要求駆動力Ｔｄａと上限駆動力Ｔｄｌｉｍとを比較する（ステップＳ１６０）。
アクセル要求駆動力Ｔｄａが上限駆動力Ｔｄｌｉｍ以下のときには、アクセル要求駆動力Ｔｄａを実行用駆動力Ｔｄ＊として設定し（ステップＳ１７０）、アクセル要求駆動力Ｔｄａに駆動軸３６の回転数Ｎｄを乗じたものから充放電要求パワーＰｂ＊を減じたものを目標エンジンパワーＰｅ＊として設定する（ステップＳ１８０）。アクセル要求駆動力Ｔｄａが上限駆動力Ｔｄｌｉｍより大きいときには、上限駆動力Ｔｄｌｉｍを実行用駆動力Ｔｄ＊として設定し（ステップＳ１９０）、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍから充放電要求パワーＰｂ＊を減じたものを目標エンジンパワーＰｅ＊として設定する（ステップＳ２００）。
次に、上述の式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に（ステップＳ２１０）、式（３）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２２０）。そして、目標エンジンパワーＰｅ＊および目標エンジン回転数Ｎｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションＳＰがマニュアルポジション（Ｍポジション）のときにも運転感覚優先モードでＤポジションのときと同様に、冷却水温Ｔｗが低いときには高いときに比して小さくなるように仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍを設定し、この仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍに基づいて上限駆動力Ｔｄｌｉｍを設定する。そして、アクセル要求駆動力Ｔｄａが上限駆動力Ｔｄｌｉｍ以下のときには、アクセル要求駆動力Ｔｄａが駆動軸３６に出力されるパワーを目標エンジンパワーＰｅ＊として設定する。アクセル要求駆動力Ｔｄａが上限駆動力Ｔｄｌｉｍより大きいときには、上限駆動力Ｔｄｌｉｍが駆動軸３６に出力されるパワーを目標エンジンパワーＰｅ＊として設定する。したがって、冷却水温Ｔｗが比較的低いときには上限駆動力Ｔｄｌｉｍが比較的小さく設定され、上限駆動力Ｔｄｌｉｍとアクセル要求駆動力Ｔｄａとのうち小さい方が駆動軸３６に出力されるから、運転者により良好な運転感覚を与えることとエミッションの悪化を抑制することとを両立することができる。
次に、本発明の第２実施例のハイブリッド自動車１２０について説明する。第２実施例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を図１２に示す。第２実施例のハイブリッド自動車１２０は、図１２に示すように、変速機１３０を備える点を除いて、図１に示した第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一の構成をしている。重複した説明を省略するため、第２実施例のハイブリッド自動車１２０の構成のうち第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第２実施例のハイブリッド自動車１２０が備える変速機１３０は、油圧駆動による前進方向に３段変速の有段自動変速機として構成されており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によって変速する。第２実施例のハイブリッド自動車１２０では、変速機１３０の３速の変速段に加えて仮想的な３速の変速段が設定されており、６段変速の変速機を備えているように機能する。図１３は、第２実施例で用いる変速線図の一例である。容易に比較できるように、図１３の変速線図は図６の変速線図と同一とした。図１３中、太実線が変速機１３０のアップシフト線であり、太破線が変速機１３０のダウンシフト線である。細実線は仮想的なアップシフト線であり、細破線は仮想的なダウンシフト線である。図中、上部および下部の数字と矢印は仮想的な変速段を含めた６速の変速段の変速を示しており、上部および下部の括弧書きの数字と矢印は変速機１３０の３速の変速段の変速を示している。図示するように、変速機１３０の各変速段の最中に仮想的な変速段が１つずつ設けられている。
第２実施例のハイブリッド自動車１２０では、運転感覚優先モードでＤポジションのときには、図１４のドラビリ優先駆動制御ルーチンが実行される。図１４のドラビリ優先駆動制御ルーチンは、変速段Ｍだけでなく実変速段Ｍａを設定するステップＳ１２０Ｃと、変速機１３０の実変速段Ｍａのギヤ比Ｇｒを用いてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定するステップＳ２２０Ｃと、目標エンジンパワーＰｅ＊や目標エンジン回転数Ｎｅ＊などを送信する際に実変速段Ｍａを変速機１３０に送信するステップＳ２３０Ｃと、が異なる点を除いて図２のドラビリ優先駆動制御ルーチンと同様である。このため、図１４のドラビリ優先駆動制御ルーチンの処理のうち図２のドラビリ優先駆動制御ルーチンの処理と同一の処理については同一のステップ番号を付した。以下、図１４のドラビリ優先駆動制御ルーチンを図２のドラビリ優先駆動制御ルーチンと異なる点を中心に簡単に説明する。
図１４のドラビリ優先駆動制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ、エンジン２２の回転数Ｎｅ、冷却水温Ｔｗを入力し（ステップＳ１００）、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと図３のアクセル要求駆動力設定用マップとを用いてアクセル要求駆動力Ｔｄａを設定する（ステップＳ１１０）。続いて、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと図１３の変速線図とを用いて変速段Ｍと実変速段Ｍａとを設定する（ステップＳ１２０Ｃ）。ここで、変速段Ｍは、仮想的な変速段を含む６速変速の変速段を意味しており、実変速段Ｍａは、変速機１３０の３速変速の変速段を意味している。したがって、変速段Ｍは、図１３の全ての変速線に基づいて６速変速の変速段のうちのいずれに該当するかによって設定され、実変速段Ｍａは図１３の太実線と太破線に基づいて３速変速の変速段のうちのいずれに該当するかによって設定される。
次に、車速Ｖと変速段Ｍと図７の目標エンジン回転数設定用マップとを用いて目標エンジン回転数Ｎｅ＊を設定し（ステップＳ１３０）、目標エンジン回転数Ｎｅ＊と冷却水温Ｔｗと図８の上限エンジンパワー設定用マップと図９の冷却水温Ｔｗと重み付け係数ｋとの関係の一例を示す説明図とを用いて得られる仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍに充放電要求パワーＰｂ＊を加えて上限エンジンパワーＰｅｌｉｍを設定する（ステップＳ１４０）。そして、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍを駆動軸３６の回転数Ｎｄで除して上限駆動力Ｔｄｌｉｍを設定し（ステップＳ１５０）、アクセル要求駆動力Ｔｄａと上限駆動力Ｔｄｌｉｍとを比較する（ステップＳ１６０）。
アクセル要求駆動力Ｔｄａが上限駆動力Ｔｄｌｉｍ以下のときには、アクセル要求駆動力Ｔｄａを実行用駆動力Ｔｄ＊として設定し（ステップＳ１７０）、アクセル要求駆動力Ｔｄａに駆動軸３６の回転数Ｎｄを乗じたものから充放電要求パワーＰｂ＊を減じたものを目標エンジンパワーＰｅ＊として設定する（ステップＳ１８０）。アクセル要求駆動力Ｔｄａが上限駆動力Ｔｄｌｉｍより大きいときには、上限駆動力Ｔｄｌｉｍを実行用駆動力Ｔｄ＊として設定し（ステップＳ１９０）、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍから充放電要求パワーＰｂ＊を減じたものを目標エンジンパワーＰｅ＊として設定する（ステップＳ２００）。
続いて、上述の式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に（ステップＳ２１０）、次式（５）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２２０Ｃ）。式（５）中、「Ｇｒ」は、変速機１３０の実変速段Ｍａのギヤ比である。したがって、式（５）の右辺第１項は、変速機１３０の出力軸である駆動軸３６に実行用駆動力Ｔｄ＊を出力するために変速機１３０の入力軸に出力すべき駆動力を意味している。
Tm2*=Td*/Gr+Tm1*/ρ (5)
そして、目標エンジンパワーＰｅ＊および目標エンジン回転数Ｎｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信し、実変速段Ｍａについては変速機１３０に送信して（ステップＳ２３０Ｃ）、本ルーチンを終了する。実変速段Ｍａを受信した変速機１３０は、そのときの変速段が実変速段Ｍａであるときにはその変速段を維持し、そのときの変速段が実変速段Ｍａではないときには変速段が実変速段Ｍａとなるように変速する。
第１実施例と同様に、このルーチンでは、冷却水温Ｔｗが低いときには高いときに比して小さくなるように仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍを設定し、この仮の上限パワーＰｅｌｉｍに基づいて上限駆動力Ｔｄｌｉｍを設定する。そして、アクセル要求駆動力Ｔｄａが上限駆動力Ｔｄｌｉｍ以下のときには、アクセル要求駆動力Ｔｄａが駆動軸３６に出力されるパワーを目標エンジンパワーＰｅ＊として設定する。アクセル要求駆動力Ｔｄａが上限駆動力Ｔｄｌｉｍより大きいときには、上限駆動力Ｔｄｌｉｍが駆動軸３６に出力されるパワーを目標エンジンパワーＰｅ＊として設定する。したがって、冷却水温Ｔｗが比較的低いときには上限駆動力Ｔｄｌｉｍが比較的小さく設定され、上限駆動力Ｔｄｌｉｍとアクセル要求駆動力Ｔｄａとのうち小さい方が駆動軸３６に出力されるから、運転者により良好な運転感覚を与えることとエミッションの悪化を抑制することとを両立することができる。
以上説明した第２実施例のハイブリッド自動車１２０は、第１実施例のハイブリッド自動車２０と同様に機能するから、第１実施例のハイブリッド自動車２０が奏する効果と同様の効果を奏する。即ち、運転者がアクセルペダル８３を踏み込んだときでも、車速Ｖに応じたエンジン２２の回転数Ｎｅとすることができ、車速Ｖの増加に先立ってエンジン２２の回転数Ｎｅが急増するものに比して、運転者により良好な運転感覚を与えることができる。また、変速段が変更（変速）されたときには、変速段Ｍに応じた目標エンジンパワーＰｅ＊も変化するから、運転者に変速感を与えることができる。これらの結果、運転者により良好な運転感覚を与えることができる効果を奏する。また、冷却水温Ｔｗが比較的低いときには高いときに比して小さくなるように上限エンジンパワーＰｅｌｉｍを設定する。これにより、冷却水温Ｔｗが比較的低いときにエンジン２２から出力されるパワーが比較的小さくなるから、エミッションの悪化を抑制することができる効果を奏する。したがって、運転者により良好な運転感覚を与えることとエミッションの悪化を抑制することとを両立することができる効果を奏する。
次に、第２実施例のハイブリッド自動車１２０でシフトポジションＳＰがマニュアルポジション（Ｍポジション）のときの動作について説明する。この場合、図１５のドラビリ優先駆動制御ルーチンを実行すればよい。図１５のドラビリ優先駆動制御ルーチンは、変速機１３０の実変速段Ｍａのギヤ比Ｇｒを用いてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定するステップＳ２２０Ｃと、目標エンジンパワーＰｅ＊や目標エンジン回転数Ｎｅ＊などを送信する際に実変速段Ｍａを変速機１３０に送信するステップＳ２３０Ｃと、が異なる点を除いて図１１のドラビリ優先駆動制御ルーチンと同様である。これらの相違点については、図１４のドラビリ優先駆動制御ルーチンの説明と同様であるから、これ以上の説明は省略する。
第２実施例のハイブリッド自動車１２０では、３段変速の変速機１３０を備え、仮想的な変速段を含めて６速変速として機能するようにしたが、変速機１３０は、３段変速に限定されるものではなく、２段変速としてもよいし、４段変速以上としてもよい。また、仮想的な変速段も変速機の各変速段に対して１段ずつ設けるものとしたが、変速機の各変速段に１段または２段など所望の段数の仮想的な変速段を設けるものとしてもよいし、変速機の特定の変速段にだけ仮想的な変速段を所望の段数だけ設けるものとしてもよい。更に、仮想的な変速段を設けないものとしても構わない。
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「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「第１モータ」に相当し、プラネタリギヤ３０が「遊星歯車機構」に相当し、モータＭＧ２が「第２モータ」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当する。そして、通常運転モードのときの駆動制御や図２のドラビリ優先駆動制御ルーチンを実行するＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とが「制御装置」に相当する。
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。
２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ クランクポジションセンサ、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２５ 水温センサ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、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 電力ライン、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、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 モード切替スイッチ、１３０ 変速機、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (7)

  1. エンジンと、第１モータと、前記エンジンの出力軸と前記第１モータの回転軸と車軸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第２モータと、前記第１モータおよび前記第２モータと電力のやりとりが可能なバッテリと、運転者のアクセル操作量と車速とに基づいて前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定すると共に前記要求駆動力を用いて走行するように前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとを制御する制御装置と、を備えるハイブリッド自動車であって、
    前記制御装置は、前記車速と変速段とに基づいて前記エンジンの目標回転数を設定し、前記目標回転数で前記エンジンを運転したときに前記エンジンから出力される最大パワーを上限パワーとして設定し、前記上限パワーが前記駆動軸に出力されたときの駆動力を上限駆動力として設定し、前記上限駆動力と前記要求駆動力とのうち小さい方、または、前記上限駆動力を前記駆動軸に出力するパワーと前記要求駆動力を前記駆動軸に出力するパワーとのうち小さい方が前記駆動軸に出力されるように目標エンジンパワーを設定し、前記エンジンが前記目標回転数で回転して前記目標エンジンパワーが前記エンジンから出力されて走行するように前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとを制御し、
    更に前記制御装置は、前記エンジンの冷却水温が低いときには高いときに比して小さくなるように前記上限パワーを設定する、
    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、
    前記制御装置は、前記上限駆動力と前記要求駆動力とのうち小さい方が前記駆動軸に出力されるように前記目標エンジンパワーを設定し、前記上限駆動力と前記要求駆動力のうち小さい方が前記駆動軸に出力されて走行するように制御する、
    ハイブリッド自動車。
  3. 請求項１または２記載のハイブリッド自動車であって、
    前記制御装置は、前記目標回転数と前記上限パワーとの関係として定められた第１関係に前記目標回転数を適用して得られる第１上限パワーと、前記第１関係よりも高パワー側となるように前記目標回転数と前記上限パワーとの関係として定められた第２関係に前記目標回転数を適用して得られる第２上限パワーと、の間で、前記冷却水温が低いときには高いときに比して小さくなるように前記上限パワーを設定する、
    ハイブリッド自動車。
  4. 請求項３記載のハイブリッド自動車であって、
    前記制御装置は、前記冷却水温が低いときには高いときに比して小さくなるように係数を設定し、前記第２上限パワーと前記第１上限パワーとの差分に前記係数を乗じた値を前記第１上限パワーに加えた値を前記上限パワーとして設定する、
    ハイブリッド自動車。
  5. 請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
    前記制御装置は、前記アクセル操作量および前記車速に基づいてまたは運転者のシフト操作に基づいて前記変速段を設定する、
    ハイブリッド自動車。
  6. 請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
    前記変速段は、仮想的な変速段である、
    ハイブリッド自動車。
  7. 請求項１ないし６のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
    前記駆動軸と前記遊星歯車機構との間に取り付けられた有段変速機を有し、
    前記変速段は、前記有段変速機の変速段または前記有段変速機の変速段に仮想的な変速段を加味した変速段である、
    ハイブリッド自動車。
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