JP4172524B1 - 車両およびその制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】バッテリの性能を発揮して効率の向上を図る。
【解決手段】エンジンと、エンジンの出力軸と駆動軸とに接続された遊星歯車機構と、遊星歯車機構に接続された第１モータと、駆動軸に動力を入出力可能な第２モータと、二つのモータと電力をやり取りするバッテリとを備える車両において、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆ未満のときにはエンジンの間欠運転を禁止してバッテリの昇温制御を伴って要求トルクが駆動軸に出力されて走行するよう制御し、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆ以上で且つエンジン水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上のときにはエンジンの間欠運転を伴って要求トルクが駆動軸に出力されて走行するよう制御し、電池温度Ｔｂは閾値Ｔｂｒｅｆ以上であるがエンジン水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ未満のときにはエンジンの間欠運転を禁止しバッテリの昇温制御の継続を伴って要求トルクが駆動軸に出力されて走行するよう制御する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、内燃機関と、該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電手段と、車軸に動力を入出力する電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力をやり取りする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、エンジンの出力軸に接続されると共に駆動軸に接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤに接続された第１モータと、駆動軸に接続された第２モータと、二つのモータと電力をやり取りするバッテリとを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、バッテリの温度が所定温度未満のときには、バッテリの目標充電状態を変更してこの目標充電状態でバッテリが充放電されるようエンジンと二つのモータを制御することにより、バッテリを強制的に充放電させてバッテリを暖機し、その性能を発揮させるものとしている。
特開２０００−９２６１４号公報
このように、バッテリの性能を発揮させることは車両の動力性能の向上や走行エネルギの回収性能の向上を図る上で極めて重要な課題として考えることができる。したがって、バッテリの性能をできる限り発揮させるためにバッテリの状態を更に適切に管理することが求められている。
本発明の車両およびその制御方法は、二次電池などの蓄電装置をより適切に管理してその性能を発揮させ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、
該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電手段と、
車軸に動力を入出力する電動機と、
前記発電手段および前記電動機と電力をやり取りする蓄電手段と、
該蓄電手段の温度を検出する温度検出手段と、
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、
前記内燃機関の間欠運転が禁止される間欠禁止条件の一つとして前記検出された蓄電手段の温度が第１の所定温度未満のときには前記内燃機関を運転すると共に前記蓄電手段を昇温させるための昇温用の充放電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該内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記検出された蓄電手段の温度が前記第１の所定温度以上で且つ前記内燃機関の間欠運転が禁止される他の間欠運転禁止条件が成立していないときには該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該内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記検出された蓄電手段の温度が前記第１の所定温度以上であるが前記他の間欠運転禁止条件が成立しているときには該内燃機関の運転を継続すると共に前記蓄電手段の前記昇温用の充放電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該内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する制御手段と
を備えることを要旨とする。
この本発明の車両では、内燃機関の間欠運転が禁止される間欠禁止条件の一つとして蓄電手段の温度が第１の所定温度未満のときには内燃機関を運転すると共に蓄電手段を昇温させるための昇温用の充放電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手段と電動機とを制御し、蓄電手段の温度が第１の所定温度以上で且つ内燃機関の間欠運転が禁止される他の間欠運転禁止条件が成立していないときには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手段と電動機とを制御し、蓄電手段の温度が第１の所定温度以上であるが他の間欠運転禁止条件が成立しているときには内燃機関の運転を継続すると共に蓄電手段の昇温用の充放電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手段と電動機とを制御する。即ち、間欠禁止条件の一つとしての蓄電手段の温度が第１の所定温度未満のときには昇温用の充放電を伴って蓄電手段を昇温させ、蓄電手段の温度が第１の所定温度以上となったときに他の間欠禁止条件が成立していないときには内燃機関を間欠運転し他の間欠禁止条件が成立しているときには内燃機関の運転を継続して蓄電手段の昇温用の充放電を継続するから、内燃機関を間欠運転できるときには間欠運転によって車両の効率を向上させることができ、内燃機関を間欠運転できないときでも蓄電手段の性能を発揮させて車両の性能の向上を図ることができる。
こうした本発明の車両において、前記制御手段は、前記検出された蓄電手段の温度が前記第１の所定温度よりも高い第２の所定温度以上で前記他の間欠運転禁止条件が成立しているときには、前記内燃機関の運転を継続すると共に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該内燃機関と前記発電手段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、無駄な昇温用の充放電が行なわれるのを抑制することができる。ここで、「第２の所定温度」としては、例えば、蓄電手段が適正動作する適正温度範囲内の温度として設定することができる。
また、本発明の車両において、前記制御手段は、前記他の間欠運転禁止条件の一つとして前記内燃機関の冷却水の温度が所定水温未満となる条件を用いて制御する手段であるものとすることもできる。
さらに、本発明の車両において、前記制御手段は、前記検出された蓄電手段の温度を含む該蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段の入出力制限を設定し、該設定した入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電手段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。
また、本発明の車両において、前記発電手段は、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立して回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段であるものとすることもできる。この場合、前記電力動力入出力手段は、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前記駆動軸の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１軸に動力を入出力する３軸式の動力入出力手段とを備え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、該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電手段と、車軸に動力を入出力する電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力をやり取りする蓄電手段とを備える車両の制御方法であって、
（ａ）走行に要求される要求駆動力を設定し、
（ｂ）前記内燃機関の間欠運転が禁止される間欠禁止条件の一つとして前記蓄電手段の温度が第１の所定温度未満のときには前記内燃機関を運転すると共に前記蓄電手段を昇温させるための昇温用の充放電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該内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記蓄電手段の温度が前記第１の所定温度以上で且つ前記内燃機関の間欠運転が禁止される他の間欠運転禁止条件が成立していないときには該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該内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記蓄電手段の温度が前記第１の所定温度以上であるが前記他の間欠運転禁止条件が成立しているときには該内燃機関の運転を継続すると共に前記蓄電手段の前記昇温用の充放電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該内燃機関と前記発電手段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によれば、内燃機関の間欠運転が禁止される間欠禁止条件の一つとして蓄電手段の温度が第１の所定温度未満のときには内燃機関を運転すると共に蓄電手段を昇温させるための昇温用の充放電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手段と電動機とを制御し、蓄電手段の温度が第１の所定温度以上で且つ内燃機関の間欠運転が禁止される他の間欠運転禁止条件が成立していないときには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手段と電動機とを制御し、蓄電手段の温度が第１の所定温度以上であるが他の間欠運転禁止条件が成立しているときには内燃機関の運転を継続すると共に蓄電手段の昇温用の充放電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手段と電動機とを制御する。即ち、間欠禁止条件の一つとしての蓄電手段の温度が第１の所定温度未満のときには昇温用の充放電を伴って蓄電手段を昇温させ、蓄電手段の温度が第１の所定温度以上となったときに他の間欠禁止条件が成立していないときには内燃機関を間欠運転し他の間欠禁止条件が成立しているときには内燃機関の運転を継続して蓄電手段の昇温用の充放電を継続するから、内燃機関を間欠運転できるときには間欠運転によって車両の効率を向上させることができ、内燃機関を間欠運転できないときでも蓄電手段の性能を発揮させて車両の性能の向上を図ることができる。
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、本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、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を冷却する冷却水の温度（エンジン水温Ｔｗ）を検出する水温センサ２３などのエンジン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。
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。
バッテリ５０は、ニッケル水素電池などの二次電池として構成されており、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。図２に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図３にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。
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、特にバッテリ５０の充放電を管理する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８ｍｓｅｃ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，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，エンジン２２の回転数Ｎｅ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，バッテリ５０の充放電要求量Ｐｂ＊など制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップ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により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、エンジン２２の回転数Ｎｅは、図示しないクランクポジションセンサにより検出されたクランク角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。入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリＥＣＵ５２により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。バッテリ５０の充放電要求量Ｐｂ＊は、後述する充放電量要求量設定処理で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＊とエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊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５に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものにバッテリ５０の充放電要求量Ｐｂ＊を減じてロスを加えたもの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が運転中か否かを判定し（ステップＳ１２０）、エンジン２２が運転中のときにはエンジン２２の間欠運転が禁止されているか否かを判定する（ステップＳ１３０）。間欠運転の許否の判定は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により図６に例示する間欠許否判定処理が実行されることにより行なわれる。間欠許否判定処理では、水温センサ２３により検出されエンジンＥＣＵ２４から通信により送信されたエンジン２２のエンジン水温Ｔｗや温度センサ５１により検出されバッテリＥＣＵ５２から通信により送信された電池温度Ｔｂを入力し（ステップＳ３００）、入力したエンジン水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上か否かを判定すると共に（ステップＳ３１０）、入力した電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆ以上か否かを判定し（ステップＳ３２０）、エンジン水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上で且つ電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆ以上のときにはエンジン２２の間欠運転を許可し（ステップＳ３３０）、エンジン水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ未満のときや電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆ未満のときにはエンジン２２の間欠運転を禁止して（ステップＳ３４０）、本処理を終了する。ここで、閾値Ｔｗｒｅｆは、エンジン２２の暖機が必要か否かを判定するための閾値でありエンジン２２の仕様に基づいて例えば４０℃や４５℃，５０℃などのように設定されており、閾値Ｔｂｒｅｆは、バッテリ５０の暖機が必要か否かを判定するための閾値でありバッテリ５０の仕様に基づいて例えば−１５℃や−１０℃，−５℃などのように設定されている。図７に、エンジン水温Ｔｗと電池温度Ｔｂとによる間欠禁止の領域と間欠許可の領域とを示す。このように、エンジン水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ未満のときにはエンジン２２の暖機を行なうために、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆ未満のときにはバッテリ５０の暖機を行なうためにそれぞれエンジン２２の間欠運転を禁止する。
エンジン２２の間欠運転が禁止されていないときには、ステップ１１０で設定した要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を運転停止するための閾値Ｐｓｔｏｐ未満か否かを判定する（ステップＳ１４０）。ここで、閾値Ｐｓｔｏｐとしては、エンジン２２を比較的効率よく運転することができるパワー領域の下限値近傍の値を用いることができる。
エンジン２２の間欠運転が禁止されているときや要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ以上のときには、エンジン２２の運転を継続すると判断し、エンジン２２の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Ｓ１５０）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊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。
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（２）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Ｓ１６０）。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９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)
Tm1*=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
そして、要求トルクＴｒ＊にトルク指令Ｔｍ１＊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仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（３）により計算し（ステップＳ１７０）、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（４）および式（５）により計算すると共に（ステップＳ１８０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）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Ｓ１９０）。ここで、式（３）は、図９の共線図から容易に導くことができる。
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (6)
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊やモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊およびトルク指令Ｔｍ１＊，モータＭＧ２のトルク指令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の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２００）、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＊，トルク指令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。これにより、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力して走行することができる。このとき、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊は要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものにバッテリ５０の充放電要求量Ｐｂ＊を減じてロスを加えたものとして計算されるから、バッテリ５０は、定常的には、充放電要求量Ｐｂ＊に相当する電力で充放電されることになる。
ステップＳ１４０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ未満であると判定されたときには、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の運転を停止する制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信してエンジン２２を停止すると共に（ステップＳ２１０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ２２０）。そして、値０のトルク指令Ｔｍ１＊を上述した式（３）に代入してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐとして設定し（ステップＳ１７０）、値０のトルク指令Ｔｍ１＊を上述の式（４）および式（５）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Ｓ１８０）、仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）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Ｓ１９０）、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Ｓ２００）、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。
ステップＳ１２０でエンジン２２が運転中ではない、即ちエンジン２２が運転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（ステップＳ２３０）、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を始動するための閾値Ｐｓｔａｒｔ以上であるか否か（ステップＳ２４０）、を判定する。ここで、閾値Ｐｓｔａｒｔとしては、エンジン２２を比較的効率よく運転することができるパワー領域の下限値近傍の値を用いることができるが、頻繁なエンジン２２の運転停止と始動とが生じないように上述したエンジン２２を運転停止するための閾値Ｐｓｔｏｐより大きな値を用いるのが好ましい。エンジン２２が運転停止され、エンジン２２の始動中ではなく、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ未満のときには、エンジン２２の運転停止状態を継続すべきと判断し、上述したステップＳ２２０，Ｓ１７０〜Ｓ２００の処理を実行する。
ステップＳ１２０でエンジン２２が運転停止されていると判定され、ステップＳ２３０でエンジン２２の始動中ではないと判定され、ステップＳ２４０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ以上と判定されたときには、エンジン２２を始動すべきと判断し、エンジン２２の始動するために必要な始動時トルクＴｓｔａｒｔをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定する（ステップＳ２５０）。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する（ステップＳ２６０）。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が開始されない。続いて、始動時トルクＴｓｔａｒｔのトルク指令Ｔｍ１＊を上述した式（３）に代入してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐとして設定し（ステップＳ１７０）、上述の式（４）および式（５）によりモータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算すると共に（ステップＳ１８０）、仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）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Ｓ１９０）、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Ｓ２００）、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Ｓ２３０ではエンジン２２の始動中であると判定されるから、始動時トルクＴｓｔａｒｔをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定し（ステップＳ２５０）、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Ｓ２６０）、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Ｓ２７０）。こうした制御により、エンジン２２を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。
以上、駆動制御ルーチンについて説明した。次に、駆動制御ルーチンのステップＳ１００で入力されるバッテリ５０の充放電要求量Ｐｂ＊を設定する処理について説明する。図１０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される充放電要求量設定処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
充放電要求量設定処理が実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、水温センサ２３により検出されエンジンＥＣＵ２４から通信により送信されたエンジン２２のエンジン水温Ｔｗや温度センサ５１により検出されバッテリＥＣＵ５２から通信により送信された電池温度Ｔｂ，バッテリＥＣＵ５２により演算され通信により送信された残容量ＳＯＣを入力し（ステップＳ４００）、入力したエンジン水温Ｔｗと電池温度Ｔｂとが通常制御領域とバッテリ５０を昇温すべき昇温制御領域のいずれの領域にあるかを判定し（ステップＳ４１０）、通常制御領域にあるときには（ステップＳ４２０）、通常時用の所定残容量Ｓ１（例えば、５５％や６０％，６５％など）を目標残容量ＳＯＣ＊に設定し（ステップＳ４３０）、昇温制御領域にあるときには（ステップＳ４２０）、バッテリ５０を強制的に充放電させるために通常時用の所定残容量Ｓ１よりも低い低残容量Ｓ２（例えば、４０％や４５％，５０％など）と通常時用の所定残容量Ｓ１よりも高い高残容量Ｓ３（例えば、６０％や６５％，７０％など）とを所定のタイミングで徐々に交互に切り替えて目標残容量ＳＯＣ＊を設定する（ステップＳ４４０）。ステップＳ４１０の領域判定に用いられる領域判定用マップの一例を図１１に示す。図示するように、昇温制御領域は、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆ未満の領域と、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆ以上であっても電池温度Ｔｂが所定温度Ｔα未満で且つエンジン水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ未満の領域として定められ、通常制御領域は、それ以外の領域、即ち、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆ以上でエンジン水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上の領域と、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔα以上でエンジン水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ未満の領域として定められている。図６の間欠許否判定処理で説明したように、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆ未満のときにはバッテリ５０の暖機を行なうために間欠運転が禁止され、エンジン水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ未満のときにはエンジン２２の暖機を行なうために間欠運転が禁止される。したがって、エンジン水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上となってエンジン２２の暖機が完了しているときには電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆ以上となったときにバッテリ５０の暖機が完了したとしてエンジン２２を間欠運転することにより車両全体の効率を高めることができる。一方、エンジン水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ未満のときには電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆ以上となってもエンジン２２の暖機は完了していないからエンジン２２を間欠運転することはできない。この場合、通常制御を実行するよりも昇温制御を実行してバッテリ５０の暖機を継続した方がバッテリ５０の能力を更に発揮させることができる。この結果、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔが拡大し（図２および図３参照）、車両の動力性能を向上させることができると共に制動時にモータＭＧ２の回生制御によって走行エネルギをより多く回収できることから車両全体の効率を高めることができる。電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆ未満のときに加えて、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆ以上であっても電池温度Ｔｂが所定温度Ｔα未満で且つエンジン水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ未満のときにも（バッテリ５０の暖機は完了したがエンジン２２の暖機が完了しておらずエンジン２２を間欠運転できないときに）バッテリ５０の昇温制御を実行するのはこうした理由に基づいている。ここで、所定温度Ｔαは、閾値Ｔｂｒｅｆよりも高い温度として設定され、具体的には、バッテリ５０が適正動作する適正温度範囲の下限値近傍の温度としてバッテリ５０の仕様に基づいて例えば−１０℃や−５℃，−０℃などのように設定されている。
そして、設定した目標残容量ＳＯＣ＊と入力した残容量ＳＯＣとに基づいて充放電要求量Ｐｂ＊を設定して（ステップＳ４５０）、本処理を終了する。ここで、充放電要求量Ｐｂ＊の設定は、実施例では、目標残容量ＳＯＣ＊と現在の残容量ＳＯＣと充放電要求量Ｐｂ＊との関係を予め求めて充放電要求量設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、目標残容量ＳＯＣ＊と残容量ＳＯＣとが与えられるとマップから対応する充放電要求量Ｐｂ＊を設定することにより導出するものとした。充放電要求量設定用マップの一例を図１２に示す。こうして設定された充放電要求量Ｐｂ＊に基づいて図４の駆動制御ルーチンでエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊を設定してこの要求パワーＰｅ＊に基づく運転ポイントでエンジン２２を運転す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とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御することにより、要求トルクＴｒ＊に相当するトルクにより走行しながらバッテリ５０の残容量ＳＯＣを目標残容量ＳＯＣ＊に近づけることができる。
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆ未満のときにはエンジン２２の間欠運転を禁止してバッテリ５０の昇温制御を伴って要求トルク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とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御し、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆ以上で且つエンジン水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上のときにはエンジン２２の間欠運転を伴って要求トルクＴｒ＊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とを制御し、電池温度Ｔｂは閾値Ｔｂｒｅｆ以上であるがエンジン水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ未満のときにはエンジン２２の間欠運転を禁止してバッテリ５０の昇温制御の継続を伴って要求トルクＴｒ＊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とを制御するから、バッテリ５０の暖機の完了を含めてエンジン２２の間欠運転が許可されているときにはエンジン２２の間欠運転を行なうことにより車両の効率を高めることができ、エンジン２２の間欠運転が禁止されているときにはバッテリ５０の暖機を継続することによりバッテリ５０の性能を更に発揮させることができる。この結果、車両の性能や効率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、バッテリ５０の昇温制御として目標残容量ＳＯＣ＊を通常時用の所定残容量Ｓ１よりも低い低残容量Ｓ２と所定残容量Ｓ１よりも高い高残容量Ｓ３とを交互に切り替えて設定してこの目標残容量ＳＯＣ＊に基づいてバッテリ５０が充放電されるよう制御するものとしたが、目標残容量ＳＯＣ＊を通常時用の所定残容量Ｓ１と低残容量Ｓ２とを交互に切り替えて設定するものとしてもよいし、目標残容量ＳＯＣ＊を通常時用の所定残容量Ｓ１と高残容量Ｓ３とを交互に切り替えて設定するものとしてもよいし、その他、充放電を伴ってバッテリ５０を昇温することができるものであれば如何なる手法により制御するものとしても構わない。
実施例のハイブリッド自動車２０では、図６の間欠許否判定処理で電池温度Ｔｂとエンジン水温Ｔｗとに基づいてエンジン２２の間欠運転の許否を判定するものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、エンジン２２の排熱を用いて乗員室内を暖房する暖房システムを搭載する場合に乗員室内の暖房要求がなされたときにエンジン２２の間欠運転を禁止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、図１１に示すように、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔα以上で且つエンジン水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ未満のときには通常制御を実行するものとしたが、昇温制御を実行するものとしても構わない。
実施例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１３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１３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。
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６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１４の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両に適用するものとしてもよい。また、こうした車両の制御方法の形態としてもよい。
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とが「発電手段」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、温度センサ５１が「温度検出手段」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４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、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆ未満のときにはエンジン２２の間欠運転を禁止してバッテリ５０の昇温制御を伴ってバッテリ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ようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルク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とモータＥＣＵ４０とに送信し、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆ以上で且つエンジン水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上のときにはエンジン２２の間欠運転を伴ってバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルク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とモータＥＣＵ４０とに送信し、電池温度Ｔｂは閾値Ｔｂｒｅｆ以上であるがエンジン水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ未満のときにはエンジン２２の間欠運転を禁止してバッテリ５０の昇温制御の継続を伴ってバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルク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とモータＥＣＵ４０とに送信する図４の駆動制御ルーチンや図６の間欠許否判定処理，図１０の充放電要求量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。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」に相当する。また、対ロータ電動機２３０も「発電手段」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。「発電手段」としては、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とを組み合わせたものや対ロータ電動機２３０に限定されるされるものではなく、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能なものとするなど、内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電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可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、ニッケル水素電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、リチウムイオン電池などの他の二次電池，キャパシタなど、発電手段とや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。「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、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆ未満のときにはエンジン２２の間欠運転を禁止してバッテリ５０の昇温制御を伴ってバッテリ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ようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御し、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆ以上で且つエンジン水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上のときにはエンジン２２の間欠運転を伴ってバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御し、電池温度Ｔｂは閾値Ｔｂｒｅｆ以上であるがエンジン水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ未満のときにはエンジン２２の間欠運転を禁止してバッテリ５０の昇温制御の継続を伴ってバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものに限定されるものではなく、内燃機関の間欠運転が禁止される間欠禁止条件の一つとして蓄電手段の温度が第１の所定温度未満のときには内燃機関を運転すると共に蓄電手段を昇温させるための昇温用の充放電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手段と電動機とを制御し、蓄電手段の温度が第１の所定温度以上で且つ内燃機関の間欠運転が禁止される他の間欠運転禁止条件が成立していないときには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手段と電動機とを制御し、蓄電手段の温度が第１の所定温度以上であるが他の間欠運転禁止条件が成立しているときには内燃機関の運転を継続すると共に蓄電手段の昇温用の充放電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手段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。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「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作動作用を有するものなど、駆動軸と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に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。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、本発明の実施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、自動車製造産業に利用可能である。
本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 バッテリ５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。 バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。 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。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される間欠許否判定処理の一例を示すフローチャートである。 エンジン水温Ｔｗと電池温度Ｔｂとによる間欠禁止の領域と間欠許可の領域と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。 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。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される充放電要求量設定処理の一例を示すフローチャートである。 領域判定用マップの一例を示す説明図である。 充放電要求量設定用マップの一例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。 変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
符号の説明
２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ 水温センサ、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，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、８８ 車速センサ、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ、２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (7)

  1. 内燃機関と、
    該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電手段と、
    車軸に動力を入出力する電動機と、
    前記発電手段および前記電動機と電力をやり取りする蓄電手段と、
    該蓄電手段の温度を検出する温度検出手段と、
    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、
    前記内燃機関の間欠運転が禁止される間欠禁止条件の一つとして前記検出された蓄電手段の温度が第１の所定温度未満のときには前記内燃機関を運転すると共に前記蓄電手段を昇温させるための昇温用の充放電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該内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記検出された蓄電手段の温度が前記第１の所定温度以上で且つ前記内燃機関の間欠運転が禁止される他の間欠運転禁止条件が成立していないときには該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該内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記検出された蓄電手段の温度が前記第１の所定温度以上であるが前記他の間欠運転禁止条件が成立しているときには該内燃機関の運転を継続すると共に前記蓄電手段の前記昇温用の充放電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該内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する制御手段と
    を備える車両。
  2. 前記制御手段は、前記検出された蓄電手段の温度が前記第１の所定温度よりも高い第２の所定温度以上で前記他の間欠運転禁止条件が成立しているときには、前記内燃機関の運転を継続すると共に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該内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する手段である請求項１記載の車両。
  3. 前記制御手段は、前記他の間欠運転禁止条件の一つとして前記内燃機関の冷却水の温度が所定水温未満となる条件を用いて制御する手段である請求項１または２記載の車両。
  4. 前記制御手段は、前記検出された蓄電手段の温度を含む該蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段の入出力制限を設定し、該設定した入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する手段である請求項１ないし３いずれか記載の車両。
  5. 前記発電手段は、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立して回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段である請求項１ないし４いずれか記載の車両。
  6. 前記電力動力入出力手段は、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前記駆動軸の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１軸に動力を入出力する３軸式の動力入出力手段とを備える手段である請求項５記載の車両。
  7. 内燃機関と、該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電手段と、車軸に動力を入出力する電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力をやり取りする蓄電手段とを備える車両の制御方法であって、
    （ａ）走行に要求される要求駆動力を設定し、
    （ｂ）前記内燃機関の間欠運転が禁止される間欠禁止条件の一つとして前記蓄電手段の温度が第１の所定温度未満のときには前記内燃機関を運転すると共に前記蓄電手段を昇温させるための昇温用の充放電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該内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記蓄電手段の温度が前記第１の所定温度以上で且つ前記内燃機関の間欠運転が禁止される他の間欠運転禁止条件が成立していないときには該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該内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記蓄電手段の温度が前記第１の所定温度以上であるが前記他の間欠運転禁止条件が成立しているときには該内燃機関の運転を継続すると共に前記蓄電手段の前記昇温用の充放電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該内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する
    車両の制御方法。
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