JP4312240B2 - 車両および駆動装置並びにこれらの制御方法 - Google Patents

車両および駆動装置並びにこれらの制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、車両および駆動装置並びにこれら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、エンジンのクランクシャフトにキャリアが接続されると共に駆動輪に連結された駆動軸にリングギヤが接続された遊星歯車機構（動力分配統合機構）と、動力分配統合機構のサンギヤに接続された第１モータ（モータＭＧ１）と、駆動軸に接続された第２モータ（モータＭＧ２）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、車速が所定車速未満のときにエンジンを自立運転させる際には、比較的高回転数の所定自立回転数Ｎｈｉでエンジンを自立運転させることにより、低回転数でエンジンを自立運転させるものに比してギヤのガタ打ち等による振動や騒音の発生を抑制している。また、車速が所定車速以上のときにエンジンを自立運転させる際には、比較的低回転数の所定自立回転数Ｎｌｏでエンジンを自立運転させることにより、車両の燃費を向上させている。
特開２００６−２３３７９９号公報
一般に、こうした車両では、車両の燃費の向上を図ることが重要な課題の一つとして考えられている。例えば、車速が所定車速未満のときにエンジンを自立運転させる際に、前述のように、比較的高回転数でエンジンを自立運転させると、ギヤのガタ打ち等による振動や騒音の発生を抑制することができるものの、低回転数でエンジンを自立運転させるものに比してエンジンの燃料消費は大きくなる。したがって、車速が所定車速未満のときであっても、ギヤのガタ打ち等による振動や騒音の発生のおそれが小さいときには、低回転数でエンジンを自立運転させることが望まれる。
また、こうした車両では、比較的低回転数でエンジンが自立運転しているときにエンジンのアイドル学習を行なうものにおいて、学習の機会を確保することも望まれている。
本発明の車両および駆動装置並びにこれらの制御方法は、車両の燃費の向上を図ることを目的の一つとする。また、本発明の車両および駆動装置並びにこれらの制御方法は、内燃機関をアイドル運転する際の制御量であるアイドル制御量の学習の機会を確保することを目的の一つとする。
本発明の車両および駆動装置並びにこれらの制御方法は、上述の目的の少なくとも一部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、
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電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記検出された車速に基づいて車両が停止しているか否かを判定する停止判定手段と、
前記内燃機関のアイドル運転の要求がなされたとき、前記停止判定手段により前記車両が停止していないと判定されたときであって前記検出された車速が所定の高車速領域にある高車速走行時には第１の回転数で前記内燃機関がアイドル運転されると共に走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記停止判定手段により前記車両が停止していないと判定されたときであって前記検出された車速が所定の低車速領域にある低車速走行時には前記第１の回転数よりも大きい第２の回転数で前記内燃機関がアイドル運転されると共に前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記停止判定手段により前記車両が停止していると判定された停車時には前記第２の回転数よりも小さい第３の回転数で前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関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、車速に基づいて車両が停止しているか否かを判定する。そして、車両が停止していないと判定されたときであって車速が所定の高車速領域にある高車速走行時に内燃機関のアイドル運転の要求がなされたときには、第１の回転数で内燃機関がアイドル運転されると共に走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。また、車両が停止していないと判定されたときであって車速が所定の低車速領域にある低車速走行時に内燃機関のアイドル運転の要求がなされたときには、第１の回転数よりも大きい第２の回転数で内燃機関がアイドル運転されると共に要求駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。これは、前述したように、ギヤのガタ打ち等による振動や騒音を抑制するためである。さらに、車両が停止していると判定された停車時に内燃機関のアイドル運転の要求がなされたときには、第２の回転数よりも小さい第３の回転数で内燃機関がアイドル運転されるよう内燃機関を制御する。これにより、停車時に内燃機関をアイドル運転する際の車両の燃費を向上させることができる。なお、停車時としては、運転者によりブレーキが操作されているときやシフトポジションが駐車ポジションにあるときなどが考えられ、通常、駆動輪がロックされていると考えられるため、比較的小さい第３の回転数で内燃機関をアイドル運転したとしても、振動や騒音などを運転者に感じさせるおそれは小さいと考えられる。
こうした本発明の車両において、前記制御手段は、前記内燃機関がアイドル運転されている運転条件と、前記内燃機関の回転数または前記内燃機関をアイドル運転する際の目標回転数が前記第３の回転数以上で且つ前記第２の回転数より小さい学習上限回転数以下である回転数条件と、を含む所定の学習条件が成立したときに、前記内燃機関のアイドル運転の制御量であるアイドル制御量を学習する手段であるものとすることもできる。ここで、停車時に、比較的小さい第３の回転数で内燃機関をアイドル運転させるから、アイドル制御量を学習する機会を確保することができる。この場合、前記内燃機関の冷却媒体の温度を検出する温度検出手段を備え、前記所定の学習条件は、前記検出された冷却媒体の温度が所定温度以上である温度条件と前記検出された車速が所定車速以下である車速条件とを含む条件であるものとすることもできる。また、前記制御手段は、前記運転条件と前記回転数条件とを含む複数の条件の全てが成立したときに前記学習条件が成立したとして前記アイドル制御量を学習する手段であり、前記停止判定手段は、前記所定の学習条件のうち複数の条件が成立していないときには値０を含む第１の範囲を停止判定車速範囲として設定し、前記所定の学習条件のうち前記回転数条件だけが成立していないときには第１の範囲より広い第２の範囲を前記停止判定車速範囲として設定し、所定時間に亘って前記検出された車速が前記設定した停止判定車速速範囲内のときに前記車両は停止していると判定し、前記検出された車速が前記設定した停止判定車速範囲外のときに前記車両は停止していないと判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、停車時に比較的小さい第３の回転数で内燃機関をアイドル運転させる本発明の車両において、学習条件のうち回転数条件以外の条件が成立している状態で車速が徐々に低下して停止する際に、車両の停止判定をより迅速に行なうことができるから、アイドル制御量の学習をより迅速に開始することができる。また、車両の停止と走行との判定が車速の僅かな変化に対して頻繁に切り替わるのを抑制することができる。
また、本発明の車両において、前記停止判定手段は、所定時間に亘って前記検出された車速が値０を含む停止判定車速範囲内のときに前記車両は停止していると判定し、前記検出された車速が前記停止判定車速範囲外のときに前記車両は停止していないと判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、車両の停止と走行との判定が車速の僅かな変化に対して頻繁に切り替わるのを抑制することができる。
さらに、本発明の車両において、前記制御手段は、前記検出された車速に対してヒステリシスをもって前記所定の高車速領域と前記所定の低車速領域との間で切り替える手段であるものとすることもできるし、前記内燃機関のアイドル運転の要求がなされているとき、前記内燃機関をアイドル運転する際の回転数を前記検出された車速に対してヒステリシスをもって前記第１の回転数と前記第２の回転数との間で切り替える手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関をアイドル運転する際の回転数が車速の僅かな変化に対して頻繁に切り替わるのを抑制することができる。前者の場合、車速が所定の高車速領域にあるときには、車速が所定の高低切替車速以下になったときに車速が所定の低車速領域にあると判定し、車速が所定の低車速領域にあるときには、車速が所定の高低切替車速より高い低高切替車速以上になったときに車速が所定の高車速領域にあると判定するものとすることもできる。また、後者の場合、内燃機関をアイドル運転する際の回転数であるアイドル回転数が第１の回転数であるときには、車速が第１の回転数切替車速以下になったときにアイドル回転数を第２の回転数にし、アイドル回転数が第２の回転数であるときには、車速が第１の回転数切替車速より高い第２の回転数切替車速以上になったときにアイドル回転数を第１の回転数にするものとすることもできる。
あるいは、本発明の車両において、前記制御手段は、前記高車速走行時には前記第１の回転数を前記内燃機関の下限回転数として設定し、前記低車速走行時には前記第２の回転数を前記下限回転数として設定し、前記停車時には前記第３の回転数を前記下限回転数として設定し、前記内燃機関のアイドル運転の要求がなされたときには、該設定した下限回転数で前記内燃機関が運転されるよう制御する手段であるものとすることもできる。また、前記内燃機関のアイドル運転の要求は、前記内燃機関の暖機運転要求，前記内燃機関のアイドル学習要求，前記内燃機関からのエネルギを利用する機器の作動要求を含む複数の要求の少なくとも一つに基づいてなされる要求であるものとすることもできる。
加えて、本発明の車両において、前記蓄電手段の状態を検出する状態検出手段と、前記高車速走行時または前記低車速走行時に前記車両に要求される車両要求パワーに基づいて前記内燃機関の運転要求であるパワー用運転要求がなされているか否かを判定するパワー用運転要求判定手段と、前記停車時に前記検出された蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充電するための前記内燃機関の運転要求である充電用運転要求がなされているか否かを判定する充電用運転要求判定手段と、を備え、前記制御手段は、前記高車速走行時または前記低車速走行時に前記パワー用運転要求判定手段により前記パワー用運転要求がなされていると判定されたときには前記内燃機関のアイドル運転の要求に拘わらずに前記車両要求パワーに基づく目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記停車時に前記充電用運転要求がなされていると判定されたときには前記内燃機関のアイドル運転の要求に拘わらずに前記蓄電手段が充電されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段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、高車速走行時または低車速走行時にパワー用運転要求がなされているときには車両要求パワーにより対応しやすくすることができ、停車時に充電用運転要求がなされているときには蓄電手段を充電することができる。
また、本発明の車両において、シフトポジションを検出するシフトポジション検出手段を備え、前記制御手段は、前記停車時、前記検出されたシフトポジションが駐車ポジションのときには、該検出されたシフトポジションが走行用ポジションのときに比して小さな回転数を前記第３の回転数として用いて前記内燃機関がアイドル運転されるよう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、シフトポジションが駐車ポジションにあるときに、車両の燃費をより向上させることができる。
前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記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、を備える手段であるものとすることもできる。
本発明の駆動装置は、
内燃機関および充放電可能な蓄電装置と共に車両に搭載される駆動装置であって、
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、前記蓄電装置と電力のやり取りが可能で、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電力動力入出力手段と、
前記蓄電装置と電力のやり取りが可能で、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
車速に基づいて車両が停止しているか否かを判定する停止判定手段と、
前記内燃機関のアイドル運転の要求がなされたとき、前記停止判定手段により前記車両が停止していないと判定されたときであって前記車速が所定の高車速領域にある高車速走行時には第１の回転数で前記内燃機関がアイドル運転されると共に走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記停止判定手段により前記車両が停止していないと判定されたときであって前記車速が所定の低車速領域にある低車速走行時には前記第１の回転数よりも大きい第２の回転数で前記内燃機関がアイドル運転されると共に前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記停止判定手段により前記車両が停止していると判定された停車時には前記第２の回転数よりも小さい第３の回転数で前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
この本発明の駆動装置では、車速に基づいて車両が停止しているか否かを判定する。そして、車両が停止していないと判定されたときであって車速が所定の高車速領域にある高車速走行時に内燃機関のアイドル運転の要求がなされたときには、第１の回転数で内燃機関がアイドル運転されると共に走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。また、車両が停止していないと判定されたときであって車速が所定の低車速領域にある低車速走行時に内燃機関のアイドル運転の要求がなされたときには、第１の回転数よりも大きい第２の回転数で内燃機関がアイドル運転されると共に要求駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。これは、前述したように、ギヤのガタ打ち等による振動や騒音を抑制するためである。さらに、車両が停止していると判定された停車時に内燃機関のアイドル運転の要求がなされたときには、第２の回転数よりも小さい第３の回転数で内燃機関がアイドル運転されるよう内燃機関を制御する。これにより、停車時に内燃機関をアイドル運転する際の車両の燃費を向上させることができる。なお、停車時としては、運転者によりブレーキが操作されているときやシフトポジションが駐車ポジションにあるときなどが考えられ、通常、駆動輪がロックされていると考えられるため、比較的小さい第３の回転数で内燃機関をアイドル運転したとしても、振動や騒音などを運転者に感じさせるおそれは小さいと考えられる。
本発明の車両の制御方法は、
内燃機関と、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電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
（ａ）車速に基づいて車両が停止しているか否かを判定し、
（ｂ）前記内燃機関のアイドル運転の要求がなされたとき、前記車両が停止していないと判定されたときであって前記車速が所定の高車速領域にある高車速走行時には第１の回転数で前記内燃機関がアイドル運転されると共に走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記車両が停止していないと判定されたときであって前記車速が所定の低車速領域にある低車速走行時には前記第１の回転数よりも大きい第２の回転数で前記内燃機関がアイドル運転されると共に前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記車両が停止していると判定された停車時には前記第２の回転数よりも小さい第３の回転数で前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御する、
ことを要旨とする。
この本発明の車両の制御方法では、車速に基づいて車両が停止しているか否かを判定する。そして、車両が停止していないと判定されたときであって車速が所定の高車速領域にある高車速走行時に内燃機関のアイドル運転の要求がなされたときには、第１の回転数で内燃機関がアイドル運転されると共に走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。また、車両が停止していないと判定されたときであって車速が所定の低車速領域にある低車速走行時に内燃機関のアイドル運転の要求がなされたときには、第１の回転数よりも大きい第２の回転数で内燃機関がアイドル運転されると共に要求駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。これは、前述したように、ギヤのガタ打ち等による振動や騒音を抑制するためである。さらに、車両が停止していると判定された停車時に内燃機関のアイドル運転の要求がなされたときには、第２の回転数よりも小さい第３の回転数で内燃機関がアイドル運転されるよう内燃機関を制御する。これにより、停車時に内燃機関をアイドル運転する際の車両の燃費を向上させることができる。なお、停車時としては、運転者によりブレーキが操作されているときやシフトポジションが駐車ポジションにあるときなどが考えられ、通常、駆動輪がロックされていると考えられるため、比較的小さい第３の回転数で内燃機関をアイドル運転したとしても、振動や騒音などを運転者に感じさせるおそれは小さいと考えられる。
本発明の駆動装置の制御方法は、
内燃機関および充放電可能な蓄電装置と共に車両に搭載され、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前記蓄電装置と電力のやり取りが可能で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電力動力入出力手段と、前記蓄電装置と電力のやり取りが可能で前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、を備える駆動装置の制御方法であって、
（ａ）車速に基づいて車両が停止しているか否かを判定し、
（ｂ）前記内燃機関のアイドル運転の要求がなされたとき、前記車両が停止していないと判定されたときであって前記車速が所定の高車速領域にある高車速走行時には第１の回転数で前記内燃機関がアイドル運転されると共に走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記車両が停止していないと判定されたときであって前記車速が所定の低車速領域にある低車速走行時には前記第１の回転数よりも大きい第２の回転数で前記内燃機関がアイドル運転されると共に前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記車両が停止していると判定された停車時には前記第２の回転数よりも小さい第３の回転数で前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御する、
ことを要旨とする。
この本発明の駆動装置の制御方法では、車速に基づいて車両が停止しているか否かを判定する。そして、車両が停止していないと判定されたときであって車速が所定の高車速領域にある高車速走行時に内燃機関のアイドル運転の要求がなされたときには、第１の回転数で内燃機関がアイドル運転されると共に走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。また、車両が停止していないと判定されたときであって車速が所定の低車速領域にある低車速走行時に内燃機関のアイドル運転の要求がなされたときには、第１の回転数よりも大きい第２の回転数で内燃機関がアイドル運転されると共に要求駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。これは、前述したように、ギヤのガタ打ち等による振動や騒音を抑制するためである。さらに、車両が停止していると判定された停車時に内燃機関のアイドル運転の要求がなされたときには、第２の回転数よりも小さい第３の回転数で内燃機関がアイドル運転されるよう内燃機関を制御する。これにより、停車時に内燃機関をアイドル運転する際の車両の燃費を向上させることができる。なお、停車時としては、運転者によりブレーキが操作されているときやシフトポジションが駐車ポジションにあるときなどが考えられ、通常、駆動輪がロックされていると考えられるため、比較的小さい第３の回転数で内燃機関をアイドル運転したとしても、振動や騒音などを運転者に感じさせるおそれは小さいと考えられる。
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、自動車全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
エンジン２２は、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であり、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、例えば、エンジン２２の冷却水温の温度を検出する温度センサ２３からの冷却水温Ｔｗやエンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出する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などが入力されている。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。なお、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。
ギヤ機構６０には、ファイナルギヤ６０ａに取り付けられたパーキングギヤ９２と、パーキングギヤ９２と噛み合ってその回転駆動を停止した状態でロックするパーキングロックポール９４と、からなるパーキングロック機構９０が取り付けられている。パーキングロックポール９４は、他のポジションから駐車ポジション（Ｐポジション）への操作信号または駐車ポジションから他のポジションへの操作信号を入力したハイブリッド用電子制御ユニット７０により図示しないアクチュエータが駆動制御されることによって作動し、パーキングギヤ９２との噛合およびその解除によりパーキングロックおよびその解除を行なう。ファイナルギヤ６０ａは機械的に駆動輪６３ａ，６３ｂに接続されているから、パーキングロック機構９０は間接的に駆動輪６３ａ，６３ｂをロックしていることになる。
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に基づいてバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊を設定したり、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。
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。
なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションセンサ８２により検出するシフトレバー８１のポジションとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や中立ポジション（Ｎポジション），ドライブポジション（Ｄポジション），リバースポジション（Ｒポジション）などがある。
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。まず、車両が停止しているか否かを判定する処理について説明する。図２は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される走行停止判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、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
走行停止判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、車速センサ８８からの車速Ｖを入力すると共に（ステップＳ１００）、入力した車速Ｖが所定車速Ｖ１以下である状態が所定時間に亘って継続しているか否かを判定する（ステップＳ１１０，Ｓ１２０）。ここで、所定車速Ｖ１や所定時間は、車両が停止しているか否かを判定するために用いられるものであり、所定車速Ｖ１は、例えば、０．３ｋｍ／ｈや０．５ｋｍ／ｈなどを用いることができ、所定時間は、例えば、８０ｍｓｅｃや１００ｍｓｅｃなどを用いることができる。車速Ｖが所定車速Ｖ１より高いときや、車速Ｖが所定車速Ｖ１以下であってもその状態が未だ所定時間に亘って継続していないときには、車両は停止していない即ち走行していると判定して（ステップＳ１３０）、走行停止判定ルーチンを終了し、車速Ｖが所定車速Ｖ１以下の状態が所定時間に亘って継続したときに車両は停止していると判定して（ステップＳ１４０）、走行停止判定ルーチンを終了する。即ち、車両が走行しているとの判定は、車速Ｖが所定車速Ｖ１より高いときに直ちに行なわれるが、車両が停止しているとの判定は、車速Ｖが所定車速Ｖ１以下の状態が所定時間に亘って継続するまで行なわないのである。これにより、車両の停止と走行との判定が車速Ｖの僅かな変化に対して頻繁に切り替わるのを抑制することができる。この走行停止判定ルーチンにより車両は走行していると判定されているときには、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により走行時制御ルーチンが実行される。一方、この走行停止判定ルーチンにより車両は停止していると判定されたときには、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により停車時制御ルーチンが実行される。以下、まず、走行時制御ルーチンについて説明し、その後、停車時制御ルーチンについて説明する。
図３は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される走行時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、図２の走行停止判定ルーチンより車両は走行していると判定されているときに、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
走行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８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊，アイドル運転要求フラグＦ１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、充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣ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、アイドル運転要求フラグＦ１は、実施例では、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により、エンジン２２を暖機するためのアイドル運転要求がエンジンＥＣＵ２４から入力されているときやエンジン２２をアイドル運転する際の制御量であるアイドル制御量の学習を行なうためのアイドル運転要求がエンジンＥＣＵ２４から入力されているとき，エンジン２２を熱源として乗員室を暖房する図示しない暖房装置による暖房のためのアイドル運転要求がその暖房装置を制御する暖房用制御ユニットから入力されているときなどに値１を設定し、これらのいずれの要求もハイブリッド用電子制御ユニット７０に入力されていないときに値０を設定するものとした。
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に要求される要求パワーＰｅ＊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４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を乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じること（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）によって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ること（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めることができる。
続いて、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎを調べると共に（ステップＳ２２０）、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎが所定回転数Ｎ１（例えば、９００ｒｐｍや１０００ｒｐｍなど）であるときには、車速Ｖを所定車速Ｖ２（例えば、６３ｋｍ／ｈや６５ｋｍ／ｈなど）と比較し（ステップＳ２３０）、車速Ｖが所定車速Ｖ２より高いときにはエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎに所定回転数Ｎ１を設定し（ステップＳ２４０）、車速Ｖが所定車速Ｖ２以下のときにはエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎに所定回転数Ｎ１より大きい所定回転数Ｎ２（例えば、１１００ｒｐｍや１２００ｒｐｍなど）を設定する（ステップＳ２５０）。一方、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎが所定回転数Ｎ１でないときには、車速Ｖを所定車速Ｖ２より高い所定車速Ｖ３（例えば、６７ｋｍ／ｈや７０ｋｍ／ｈなど）と比較し（ステップＳ２６０）、車速Ｖが所定車速Ｖ３未満のときにはエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎに所定回転数Ｎ２を設定し（ステップＳ２５０）、車速Ｖが所定車速Ｖ３以上のときにはエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎに所定回転数Ｎ１を設定する（ステップＳ２４０）。ここで、所定車速Ｖ２，Ｖ３は、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎを所定回転数Ｎ１と所定回転数Ｎ２との間で切り替えるために用いられるものであり、車速Ｖの僅かな変化に対して下限回転数Ｎｅｍｉｎが所定回転数Ｎ１と所定回転数Ｎ２との間で頻繁に切り替わらないようにヒステリシスを持たせてある。車速Ｖとエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎとの関係の一例を図５に示す。図示するように、車速Ｖが高車速領域にあるときにはエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎに所定回転数Ｎ１が設定され、車速Ｖが低車速領域にあるときにはエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎに所定回転数Ｎ２が設定されることになる。このように下限回転数Ｎｅｍｉｎを設定するのは以下の理由による。エンジン２２を比較的低回転数でアイドル運転する際には、燃焼が不安定になることによるエンジン２２の回転の変動などにより、ギヤのガタ打ち等の振動や騒音が発生しやすい。実施例では、こうした不都合を解消するために車速Ｖが低車速領域にあるときには、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎに比較的高い所定回転数Ｎ２を設定するのである。一方、車速Ｖが高車速領域にあるときには、こうした振動や騒音が発生したとしてもロードノイズなどに紛れてしまい運転者に感じさせるおそれは小さいため、車両の燃費を向上させるためにエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎに比較的小さい所定回転数Ｎ１を設定するものとした。
次に、要求パワーＰｅ＊を閾値Ｐｒｅｆと比較する（ステップＳ２７０）。ここで、閾値Ｐｒｅｆは、要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転するか否か（車両要求パワーＰ＊に基づくエンジン２２の運転要求であるパワー用運転要求がなされているか否か）を判定するために用いられる閾値であり、実施例では、エンジン２２を比較的効率よく運転可能なパワーの下限値近傍の値を用いるものとした。要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときには、要求パワーＰｅ＊によりエンジン２２の運転が必要である（パワー用運転要求がなされている）と判断し、要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき仮運転ポイントとしての仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐとを設定し（ステップＳ２８０）、設定した仮回転数Ｎｅｔｍｐと下限回転数Ｎｅｍｉｎとのうち大きい方をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定すると共に要求パワーＰｅ＊を目標回転数Ｎｅ＊で除して目標トルクＴｅ＊を計算する（ステップＳ２９０）。エンジン２２の仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐとの設定は、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仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐとを設定する様子を図６に示す。図示するように、仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐは、動作ラインとエンジンパワーＰｅ＊（Ｎｅｔｍｐ×Ｔｅｔｍｐ）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と減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒ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とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρ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＊を計算すると共に（ステップＳ３００）、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で除し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指令Ｔｍ２＊を式（３）により計算する（ステップＳ３１０）。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の一例を図７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）および式（３）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/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
Tm2*=(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、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ３２０）、走行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における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン２２を効率よく運転して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。
ステップＳ２７０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満のときには、アイドル運転要求フラグＦ１の値を調べ（ステップＳ３３０）、アイドル運転要求フラグＦ１が値０のときには、エンジン２２の運転は必要ないと判断し、エンジン２２を停止させるためにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に共に値０を設定すると共に（ステップＳ３５０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ３６０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ３１０）、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＊を対応するＥＣＵに送信して（ステップＳ３２０）、走行時制御ルーチンを終了する。値０の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が運転されているときにはエンジン２２を停止するよう燃料噴射制御や点火制御などの制御を停止し、エンジン２２が運転停止されているときにはその状態を保持する。
ステップＳ３３０でアイドル運転要求フラグＦ１が値１のときには、要求パワーＰｅ＊によるエンジン２２の運転は必要ないがエンジン２２を暖機するためやアイドル制御量の学習を行なうため，図示しない暖房装置による暖房のためなどの理由によるアイドル運転要求によりエンジン２２を運転する必要があると判断し、エンジン２２をアイドル運転するためにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に下限回転数Ｎｅｍｉｎを設定すると共に目標トルクＴｅ＊に値０を設定し（ステップＳ３４０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ３６０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ３１０）、各設定値を対応するＥＣＵに送信して（ステップＳ３２０）、走行時制御ルーチンを終了する。この場合、車速Ｖが高車速領域にあるときには、比較的小さい所定回転数Ｎ１でエンジン２２をアイドル運転し、車速Ｖが低車速領域にあるときには、比較的大きい所定回転数Ｎ２でエンジン２２をアイドル運転することになる。前者の場合は車両の燃費を向上させることができ、後者の場合はギヤのガタ打ち等の振動や騒音などの発生を抑制することができる。
次に、図２の走行停止判定ルーチンにより車両は停止していると判定されたときの制御について説明する。図８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。このルーチンは、図２の走行停止判定ルーチンにより車両は停止していると判定されているときに、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
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、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２やバッテリ５０の残容量ＳＯＣ，アイドル運転要求フラグＦ１など制御に必要なデータを入力する（ステップＳ４００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２やアイドル運転要求フラグＦ１については、図３の走行時制御ルーチンのステップＳ１００の処理と同様に入力することができる。バッテリ５０の残容量ＳＯＣは、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。
続いて、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎに前述の所定回転数Ｎ２（例えば、１１００ｒｐｍや１２００ｒｐｍなど）より小さい所定回転数Ｎ３を設定する（ステップＳ４１０）。ここで、所定回転数Ｎ３は、例えば、所定回転数Ｎ１（例えば、９００ｒｐｍや１０００ｒｐｍなど）と同一またはその近傍の回転数などを用いることができる。
次に、バッテリ５０の充電を行なっている最中であるか否かを判定すると共に（ステップＳ４２０）、バッテリ５０の充電を行なっている最中ではないと判定されたときには、バッテリ５０の残容量ＳＯＣを所定値Ｓ１と比較する（ステップＳ４３０）。ここで、所定値Ｓ１は、バッテリ５０の充電を行なう必要があるか否かを判定するために用いられるものであり、例えば、３５％や４０％などの値を用いることができる。バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定値Ｓ１未満のときには、バッテリ５０の充電を行なう必要があると判断し、バッテリ５０の残容量ＳＯＣに基づいて要求パワーＰｅ＊を設定すると共に（ステップＳ４３５）、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を効率よく運転可能な仮運転ポイントとしての仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐとを設定し（ステップＳ４４０）、設定した仮回転数Ｎｅｔｍｐと下限回転数Ｎｅｍｉｎとのうち大きい方をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定すると共に要求パワーＰｅ＊を目標回転数Ｎｅ＊で除して目標トルクＴｅ＊を計算する（ステップＳ４５０）。
次に、前述の式（１）および式（２）を用いてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊およびトルク指令Ｔｍ１＊を計算すると共に（ステップＳ４６０）、計算したトルク指令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とを用いて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにトルクが出力されないように次式（４）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を計算し（ステップＳ４７０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルク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に送信して（ステップＳ４８０）、停車時制御ルーチンを終了する。停車時にバッテリ５０の充電を行なう際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９に示す。実施例では、停車時にバッテリ５０の充電を行なう必要があるときには、このように駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにトルクが出力されないようにしながらバッテリ５０の充電を行なうものとした。
Tm2*=Tm1*/ρ/Gr (4)
こうしてバッテリ５０の充電が開始されると、ステップＳ４２０でバッテリ５０の充電を行なっている最中であると判定され、バッテリ５０の残容量ＳＯＣを所定値Ｓ１より大きい所定値Ｓ２と比較する（ステップＳ５３０）。ここで、所定値Ｓ２は、バッテリ５０の充電を終了してもよいか否かを判定するために用いられるものであり、例えば、６０％や６５％などの値を用いることができる。バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定値Ｓ２未満のときには、ステップＳ４３５以降の処理を実行する。これにより、バッテリ５０の充電が継続される。
ステップＳ４２０，Ｓ４３０でバッテリ５０の充電を行なっている最中ではなくバッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定値Ｓ１以上のときや、ステップＳ５３０でバッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定値Ｓ２以上のときには、バッテリ５０の充電を行なう必要がない又はバッテリ５０の充電を終了してもよいと判断し、アイドル運転要求フラグＦ１の値を調べる（ステップＳ４９０）。そして、アイドル運転要求フラグＦ１が値０のときには、エンジン２２を運転する必要はないと判断し、エンジン２２を停止させるためにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に共に値０を設定すると共に（ステップＳ５１０）、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に共に値０を設定し（ステップＳ５２０）、各設定値を対応するＥＣＵに送信して（ステップＳ４８０）、停車時制御ルーチンを終了する。
一方、ステップＳ４９０でアイドル運転要求フラグＦ１が値１のときには、要求パワーＰｅ＊によるエンジン２２の運転は必要ないがエンジン２２を暖機するためやアイドル制御量の学習を行なうため，図示しない暖房装置による暖房のためなどの理由によるアイドル運転要求によりエンジン２２を運転する必要があると判断し、エンジン２２をアイドル運転するためにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に下限回転数Ｎｅｍｉｎを設定すると共に目標トルクＴｅ＊に値０を設定し（ステップＳ５００）、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に共に値０を設定し（ステップＳ５２０）、各設定値を対応するＥＣＵに送信して（ステップＳ３２０）、停車時制御ルーチンを終了する。このように、停車時にエンジン２２のアイドル運転要求がなされているときには、比較的小さい所定回転数Ｎ３でエンジン２２をアイドル運転するから、車速Ｖが低車速走行領域にあるときと同様に比較的大きい所定回転数Ｎ２でエンジン２２をアイドル運転するものに比して車両の燃費を向上させることができる。なお、このとき、即ち図２の走行停止判定ルーチンにより車両は停止していると判定されるときには、通常、運転者によりブレーキペダル８５が踏み込まれているかシフトポジションＳＰが駐車ポジションにあってパーキングロック機構９０によって駆動輪６３ａ，６３ｂがロックされていると考えられるため、比較的小さい所定回転数Ｎ３でエンジン２２をアイドル運転したとしてもギヤのガタ打ち等による振動や騒音などを運転者に感じさせるおそれは小さいと考えられる。
以上、走行時や停車時におけるエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の制御について説明した。次に、エンジンＥＣＵ２４により、エンジン２２がアイドル運転されているときに実行されるアイドル学習ルーチンについて説明する。図１０は、エンジンＥＣＵ２４により実行されるアイドル学習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。
アイドル学習ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４の図示しないＣＰＵは、まず、温度センサ２３からの冷却水温Ｔｗや車速Ｖ，目標回転数Ｎｅ＊，アイドル運転判定フラグＦ２などのデータを入力する処理を実行する（ステップＳ６００）。ここで、車速Ｖは、車速センサ８８により検出されたものをハイブリッド用電子制御ユニット７０を介して通信により入力するものとした。また、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊は、図３の走行時制御ルーチンや図８の停車時制御ルーチンにより設定されたものをハイブリッド用電子制御ユニット７０から通信より入力するものとした。さらに、アイドル運転判定フラグＦ２は、エンジンＥＣＵ２４により、エンジン２２がアイドル運転されているときに値１が設定され、エンジン２２がアイドル運転されていないときに値０が設定されて図示しないＲＡＭの所定領域に書き込まれたものを読み込むこと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、入力したデータを用いてアイドル学習を実行する条件である学習条件が成立しているか否かを判定し（ステップＳ６１０〜Ｓ６４０）、学習条件が成立しているときには、エンジン２２をアイドル運転する際の制御量であるアイドル制御量の学習を行なって（ステップＳ６５０）、アイドル学習ルーチンを終了し、学習条件が成立していないときには、アイドル制御量の学習を行なうことなく、アイドル学習ルーチンを終了する。ここで、学習条件としては、冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔｗｒｅｆ（例えば、７０度や７５度など）以上である条件や、車速Ｖが所定車速Ｖ４（例えば、１０ｋｍ／ｈや１５ｋｍ／ｈなど）以下である条件，アイドル運転判定フラグＦ２が値１である（エンジン２２がアイドル運転されている）条件，エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が所定回転数Ｎｉｍａｘ（所定回転数Ｎ３以上で且つ所定回転数Ｎ２未満、例えば、１０００ｒｐｍや１０５０ｒｐｍなど）以下である条件などがある。実施例では、これらの各条件が全て成立しているときに学習条件が成立していると判定するものとした。また、アイドル制御量の学習として、実施例では、エンジン２２の回転数を目標アイドル回転数にするのに必要な制御量（例えば、図示しないスロットルバルブのスロットル開度など）の学習を行なう。そして学習した値を記憶して次回以降のエンジン２２のアイドル運転時の制御に用いる。前述したように、実施例のハイブリッド自動車２０では、車速Ｖが低車速領域にあるときにエンジン２２をアイドル運転する際には、比較的大きい所定回転数Ｎ２でエンジン２２をアイドル運転するため、学習条件は成立しない。しかしながら、停車時にエンジン２２をアイドル運転する際には、比較的小さい所定回転数Ｎ３でエンジン２２をアイドル運転するため、他の条件の成立により学習条件は成立する。このように、学習条件の一つとして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が、所定回転数Ｎ３以上で所定回転数Ｎ２未満の所定回転数Ｎｉｍａｘ以下である条件を満たすことを必要とするものにおいて、停車時にエンジン２２をアイドル運転する際に、所定回転数Ｎ３でエンジン２２をアイドル運転することにより、停車時か否かに拘わらず所定回転数Ｎ２でエンジン２２をアイドル運転するものに比してアイドル制御量の学習の機会を確保することができる。
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、車速Ｖが高車速領域にあるときにアイドル運転の要求がなされているときには比較的小さい所定回転数Ｎ１が設定された下限回転数Ｎｅｍｉｎでエンジン２２がアイドル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＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、車速Ｖが低車速領域にあるときにアイドル運転の要求がなされているときには比較的大きい所定回転数Ｎ２が設定された下限回転数Ｎｅｍｉｎでエンジン２２がアイドル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＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、停車時にアイドル運転の要求がなされているときには比較的小さい所定回転数Ｎ３が設定された下限回転数Ｎｅｍｉｎでエンジン２２がアイドル運転されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊を設定してエンジン２２を制御するから、停車時か否かに拘わらず所定回転数Ｎ２が設定された下限回転数Ｎｅｍｉｎでエンジン２２をアイドル運転するものに比して、停車時にエンジン２２をアイドル運転する際の車両の燃費を向上させることができる。しかも、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が所定回転数Ｎ３以上で且つ所定回転数Ｎ２未満の所定回転数Ｎｉｍａｘ以下である条件やエンジン２２がアイドル運転されている条件を含む学習条件が成立したときにエンジン２２をアイドル運転する際の制御量であるアイドル制御量を学習するものにおいては、停車時に所定回転数Ｎ３が設定された下限回転数Ｎｅｍｉｎでエンジン２２をアイドル運転することにより、アイドル制御量を学習する機会をより確保することができる。
また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、車速Ｖが所定車速Ｖ１以下である状態が所定時間に亘って継続しているか否かに基づいて車両が停止しているか否かを判定するから、車両の停止と走行との判定が車速Ｖの僅かな変化に対して頻繁に切り替わるのを抑制することができる。また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎを所定回転数Ｎ１と所定回転数Ｎ２との間で切り替える際にヒステリシスを持たせたから、車速Ｖの僅かな変化に対して下限回転数Ｎｅｍｉｎが所定回転数Ｎ１と所定回転数Ｎ２との間で頻繁に切り替わるの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、車速Ｖが所定車速Ｖ１（例えば、０．３ｋｍ／ｈや０．５ｋｍ／ｈなど）以下である状態が所定時間に亘って継続しているか否かに基づいて車両が停止しているか否かを判定するものとしたが、所定車速Ｖ１として、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が所定回転数Ｎｉｍａｘ以下である条件以外の学習条件が成立しているとき即ちエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が所定回転数Ｎｉｍａｘ以下である条件が成立すれば学習条件が成立するときには、複数の条件が成立していないとき即ちエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が所定回転数Ｎｉｍａｘ以下である条件が成立しても学習条件が成立しないときの車速（例えば、０．３ｋｍ／ｈや０．５ｋｍ／ｈなど）に比して大きい車速（例えば、１．０ｋｍ／ｈや２．０ｋｍ／ｈなど）を用いるものとしてもよい。こうすれば、車速Ｖが徐々に低下して値０に近づいて停止する際に、車両の停止判定をより迅速に行なうことができるから、車両の停止判定に伴って下限回転数Ｎｅｍｉｎに所定回転数Ｎ３が設定されることによる目標回転数Ｎｅ＊の条件をより迅速に満たすことができ、アイドル制御量の学習をより迅速に開始することができる。なお、学習条件のうちいずれの条件が成立していないかなどのデータは、例えば、エンジンＥＣＵ２４から通信により入力することができる。
実施例のハイブリッド自動車２０では、車速Ｖが所定車速Ｖ１以下である状態が所定時間に亘って継続しているか否かに基づいて車両が停止しているか否かを判定するものとしたが、車速Ｖが所定車速Ｖ１以下のときに車両は停止していると判定し、車速Ｖが所定車速Ｖ１より高いときに車両は停止していない即ち走行していると判定するものとしてもよい。また、車両が停止していると判定するための条件として、車速Ｖが所定車速Ｖ１以下である状態が所定時間に亘って継続していることに加えてブレーキペダル８５が踏み込まれていることなどを要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、高車速領域と低車速領域との切替、即ち、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎを所定回転数Ｎ１と所定回転数Ｎ２との間で切り替える際にヒステリシスを持たせるものとしたが、ヒステリシスを持たせないものとしてもよい。即ち、車速Ｖが所定車速Ｖ２（または所定車速Ｖ３）以上のときに高車速領域として下限回転数Ｎｅｍｉｎに所定回転数Ｎ１を設定し、車速Ｖが所定車速Ｖ２（または所定車速Ｖ３）未満のときに低車速領域として下限回転数Ｎｅｍｉｎに所定回転数Ｎ２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、高車速走行時か低車速走行時か停車時かに応じて下限回転数Ｎｅｍｉｎを設定し、エンジン２２をアイドル運転する際に下限回転数Ｎｅｍｉｎをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定するものとしたが、下限回転数Ｎｅｍｉｎを設定することなく、エンジン２２のアイドル運転の要求がなされたときに、高車速走行時か低車速走行時か停車時かに応じてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を直接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、車両が停止していると判定されたときには、所定回転数Ｎ３（例えば、所定回転数Ｎ１（例えば、９００ｒｐｍや１０００ｒｐｍなど）と同一またはその近傍の回転数など）を下限回転数Ｎｅｍｉｎに設定するものとしたが、所定回転数Ｎ３としては、シフトポジションＳＰに応じた回転数を用いるものとしてもよい。例えば、車両が停止していると判定されたときに、シフトポジションＳＰがドライブポジションやリバースポジションにあるときには実施例と同様に所定回転数Ｎ３として所定回転数Ｎ１と同一またはその近傍の回転数などを用い、シフトポジションＳＰが駐車ポジションにあるときには所定回転数Ｎ３として所定回転数Ｎ１より小さい回転数（例えば、８００ｒｐｍや８５０ｒｐｍなど）を用いるものとしてもよい。こうすれば、シフトポジションＳＰが駐車ポジションにあるときにエンジン２２をアイドル運転する際に、車両の燃費をより向上させることができる。また、車両が停止していると判定されたときには、シフトポジションＳＰに拘わらず、所定回転数Ｎ１より小さい回転数（例えば、８００ｒｐｍや８５０ｒｐｍなど）を所定回転数Ｎ３として用いてこの所定回転数Ｎ３を下限回転数Ｎｅｍｉｎに設定し、アイドル運転要求フラグＦ１が値１のときには、シフトポジションＳＰがドライブポジションやリバースポジションにあるときには下限回転数Ｎｅｍｉｎより大きい回転数（例えば、所定回転数Ｎ１と同一またはその近傍の回転数など）をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定し、シフトポジションＳＰが駐車ポジションにあるときには下限回転数Ｎｅｍｉｎをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊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、冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔｗｒｅｆ以上である条件や、車速Ｖが所定車速Ｖ４以下である条件，アイドル運転判定フラグＦ２が値１である（エンジン２２がアイドル運転されている）条件，エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が所定回転数Ｎｉｍａｘ以下である条件などの各条件が全て成立しているときに学習条件が成立していると判定するものとしたが、エンジン２２がアイドル運転されている条件が成立していれば、他の条件に拘わらずまたは他の条件の少なくとも一つが成立しているときに、学習条件が成立していると判定するものとしてもよい。また、学習条件としては、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が所定回転数Ｎｉｍａｘ以下である条件に代えて又は加えてエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｉｍａｘ以下である条件を用いるものとしてもよいし、上述の条件に加えて、例えば、モータＭＧ２とリングギヤ軸３２ａとの間に減速ギヤ３５に代えて有段変速機を備えるハード構成において有段変速機の変速後に所定時間が経過している条件なども考慮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、減速ギヤ３５を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ３５に代えて２段変速や３段変速，４段変速などの有段変速機を介してリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付け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、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１１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１１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１２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。
実施例では、ハイブリッド自動車の形態として用いるものとしたが、列車など自動車以外の車両の形態としてもよいし、エンジンや充放電可能なバッテリと共に車両に搭載される駆動装置の形態としてもよい。また、自動車を含めた車両の制御方法の形態としてもよいし、駆動装置の制御方法の形態としてもよい。
ここで、実施例や変形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「電力動力入出力手段」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、車速センサ８８が「車速検出手段」に相当し、車速Ｖが所定車速Ｖ１以下である状態が所定時間に亘って継続しているか否かに基づいて車両が停止しているか否かを判定する図２の走行停止判定ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「停止判定手段」に相当し、車速Ｖが高車速領域にあるときにアイドル運転の要求がなされているときには比較的小さい所定回転数Ｎ１が設定された下限回転数Ｎｅｍｉｎでエンジン２２がアイドル運転されると共にアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて設定される要求トルク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＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４や４０に送信し車速Ｖが低車速領域にあるときにアイドル運転の要求がなされているときには比較的大きい所定回転数Ｎ２が設定された下限回転数Ｎｅｍｉｎでエンジン２２がアイドル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＊や目標トルクＴｅ＊，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の走行時制御ルーチンを実行すると共に停車時にアイドル運転の要求がなされているときには比較的小さい所定回転数Ｎ３が設定された下限回転数Ｎｅｍｉｎでエンジン２２がアイドル運転されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊を設定してエンジンＥＣＵ２４に送信する図８の停車時制御ルーチン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、冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔｗｒｅｆ以上である条件や、車速Ｖが所定車速Ｖ４以下である条件，アイドル運転判定フラグＦ２が値１である条件，エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が所定回転数Ｎｉｍａｘ以下である条件などが全て成立しているときに学習条件が成立しているとしてエンジン２２をアイドル運転する際の制御量であるアイドル制御量の学習を行なう図１０のアイドル学習ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０も「制御手段」に相当する。さらに、エンジン２２の冷却水温Ｔｗを検出する温度センサ２３が「温度検出手段」に相当する。走行時に要求トルクＴｒ＊に基づいて設定される要求パワーＰｅ＊を閾値Ｐｒｅｆと比較する図３の走行時制御ルーチンのステップＳ２７０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「パワー用運転要求判定手段」に相当し、停車時にバッテリ５０の充電を行なっている最中ではないと判定されたときにバッテリ５０の残容量ＳＯＣを所定値Ｓ１と比較する図８の停車時制御ルーチンのステップＳ４２０，Ｓ４３０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「充電用運転要求判定手段」に相当する。シフトポジションセンサ８２が「シフトポジション検出手段」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「電力動力入出力手段」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。「電力動力入出力手段」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駆動軸とは独立に回転可能に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駆動軸と出力軸とに動力を入出力可能な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、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、電力動力入出力手段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。「車速検出手段」としては、車速センサ８８に限定されるものではなく、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数に基づいて車速Ｖを算出するものや駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪に取り付けられた車輪速センサからの信号に基づいて車速Ｖを演算するものなど、車速を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「停止判定手段」としては、車速Ｖが所定車速Ｖ１以下である状態が所定時間に亘って継続しているか否かに基づいて車両が停止しているか否かを判定するものに限定されるものではなく、車速Ｖが所定車速Ｖ１以下のときに車両は停止していると判定し車速Ｖが所定車速Ｖ１より高いときに車両は走行していると判定するものや、車速Ｖが所定車速Ｖ１以下である状態が所定時間に亘って継続していることに加えてブレーキペダル８５が踏み込まれているときに車両は停止していると判定するもの，エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が所定回転数Ｎｉｍａｘ以下である条件以外の学習条件が成立しているときに複数の条件が成立していないときに比して大きな車速を所定車速Ｖ１として車両が停止しているか否かを判定するものなど、車速に基づいて車両が停止しているか否かを判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、車速Ｖが高車速領域にあるときにアイドル運転の要求がなされているときには比較的小さい所定回転数Ｎ１が設定された下限回転数Ｎｅｍｉｎでエンジン２２がアイドル運転されると共にアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて設定される要求トルク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＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、車速Ｖが低車速領域にあるときにアイドル運転の要求がなされているときには比較的大きい所定回転数Ｎ２が設定された下限回転数Ｎｅｍｉｎでエンジン２２がアイドル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＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、停車時にアイドル運転の要求がなされているときには比較的小さい所定回転数Ｎ３が設定された下限回転数Ｎｅｍｉｎでエンジン２２がアイドル運転されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、高車速領域と低車速領域との間の切替即ちエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎの所定回転数Ｎ１と所定回転数Ｎ２との間の切替をヒステリシスをもって行なうものや、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎを設定することなくエンジン２２のアイドル運転の要求がなされたときに高車速走行時か低車速走行時か停車時かに応じてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を直接設定するもの，停車時にエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎに設定する所定回転数Ｎ３としてシフトポジションＳＰに応じた回転数を設定するもの，冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔｗｒｅｆ以上である条件や、車速Ｖが所定車速Ｖ４以下である条件，アイドル運転判定フラグＦ２が値１である条件，エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が所定回転数Ｎｉｍａｘ以下である条件などが全て成立しているときに学習条件が成立しているとしてエンジン２２をアイドル運転する際の制御量であるアイドル制御量の学習を行なうものなど、内燃機関のアイドル運転の要求がなされたとき、停止判定手段により車両が停止していないと判定されたときであって車速が所定の高車速領域にある高車速走行時には第１の回転数で内燃機関がアイドル運転されると共に走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御し、停止判定手段により車両が停止していないと判定されたときであって車速が所定の低車速領域にある低車速走行時には第１の回転数よりも大きい第２の回転数で内燃機関がアイドル運転されると共に要求駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御し、停止判定手段により車両が停止していると判定された停車時には第２の回転数よりも小さい第３の回転数で内燃機関がアイドル運転されるよう内燃機関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。なお、実施例や変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
本発明は、車両や駆動装置の製造産業などに利用可能である。
本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される走行停止判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される走行時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。 車速Ｖと下限回転数Ｎｅｍｉｎとの関係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仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐ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により実行される停止時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 停車時にバッテリ５０の充電を行なう際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。 実施例のエンジンＥＣＵ２４により実行されるアイドル学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。 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
２０，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ 温度センサ、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、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、８８ 車速センサ、９０ パーキングロック機構、９２ パーキングギヤ、９４ パーキングロックポール、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 (15)

  1. 内燃機関と、
    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電力動力入出力手段と、
    前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
    前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
    車速を検出する車速検出手段と、
    前記検出された車速に基づいて車両が停止しているか否かを判定する停止判定手段と、
    前記内燃機関のアイドル運転の要求がなされたとき、前記停止判定手段により前記車両が停止していないと判定されたときであって前記検出された車速が所定の高車速領域にある高車速走行時には第１の回転数で前記内燃機関がアイドル運転されると共に走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記停止判定手段により前記車両が停止していないと判定されたときであって前記検出された車速が所定の低車速領域にある低車速走行時には前記第１の回転数よりも大きい第２の回転数で前記内燃機関がアイドル運転されると共に前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記停止判定手段により前記車両が停止していると判定された停車時には前記第２の回転数よりも小さい第３の回転数で前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御する制御手段と、
    を備える車両。
  2. 前記制御手段は、前記内燃機関がアイドル運転されている運転条件と、前記内燃機関の回転数または前記内燃機関をアイドル運転する際の目標回転数が前記第３の回転数以上で且つ前記第２の回転数より小さい学習上限回転数以下である回転数条件と、を含む所定の学習条件が成立したときに、前記内燃機関のアイドル運転の制御量であるアイドル制御量を学習する手段である請求項１記載の車両。
  3. 請求項２記載の車両であって、
    前記内燃機関の冷却媒体の温度を検出する温度検出手段を備え、
    前記所定の学習条件は、前記検出された冷却媒体の温度が所定温度以上である温度条件と前記検出された車速が所定車速以下である車速条件とを含む条件である
    車両。
  4. 請求項２または３記載の車両であって、
    前記制御手段は、前記運転条件と前記回転数条件とを含む複数の条件の全てが成立したときに前記学習条件が成立したとして前記アイドル制御量を学習する手段であり、
    前記停止判定手段は、前記所定の学習条件のうち複数の条件が成立していないときには値０を含む第１の範囲を停止判定車速範囲として設定し、前記所定の学習条件のうち前記回転数条件だけが成立していないときには第１の範囲より広い第２の範囲を前記停止判定車速範囲として設定し、所定時間に亘って前記検出された車速が前記設定した停止判定車速速範囲内のときに前記車両は停止していると判定し、前記検出された車速が前記設定した停止判定車速範囲外のときに前記車両は停止していないと判定する手段である
    車両。
  5. 前記停止判定手段は、所定時間に亘って前記検出された車速が値０を含む停止判定車速範囲内のときに前記車両は停止していると判定し、前記検出された車速が前記停止判定車速範囲外のときに前記車両は停止していないと判定する手段である請求項１ないし３いずれか記載の車両。
  6. 前記制御手段は、前記検出された車速に対してヒステリシスをもって前記所定の高車速領域と前記所定の低車速領域との間で切り替える手段である請求項１ないし５いずれか記載の車両。
  7. 前記制御手段は、前記内燃機関のアイドル運転の要求がなされているとき、前記内燃機関をアイドル運転する際の回転数を前記検出された車速に対してヒステリシスをもって前記第１の回転数と前記第２の回転数との間で切り替える手段である請求項１ないし６いずれか記載の車両。
  8. 前記制御手段は、前記高車速走行時には前記第１の回転数を前記内燃機関の下限回転数として設定し、前記低車速走行時には前記第２の回転数を前記下限回転数として設定し、前記停車時には前記第３の回転数を前記下限回転数として設定し、前記内燃機関のアイドル運転の要求がなされたときには、該設定した下限回転数で前記内燃機関が運転されるよう制御する手段である請求項１ないし７いずれか記載の車両。
  9. 前記内燃機関のアイドル運転の要求は、前記内燃機関の暖機運転要求，前記内燃機関のアイドル学習要求，前記内燃機関からのエネルギを利用する機器の作動要求を含む複数の要求の少なくとも一つに基づいてなされる要求である請求項１ないし８いずれか記載の車両。
  10. 請求項１ないし９いずれか記載の車両であって、
    前記蓄電手段の状態を検出する状態検出手段と、
    前記高車速走行時または前記低車速走行時に、前記車両に要求される車両要求パワーに基づいて前記内燃機関の運転要求であるパワー用運転要求がなされているか否かを判定するパワー用運転要求判定手段と、
    前記停車時に、前記検出された蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充電するための前記内燃機関の運転要求である充電用運転要求がなされているか否かを判定する充電用運転要求判定手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、前記高車速走行時または前記低車速走行時に前記パワー用運転要求判定手段により前記パワー用運転要求がなされていると判定されたときには、前記内燃機関のアイドル運転の要求に拘わらずに前記車両要求パワーに基づく目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記停車時に前記充電用運転要求がなされていると判定されたときには、前記内燃機関のアイドル運転の要求に拘わらずに前記蓄電手段が充電されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段とを制御する手段である
    車両。
  11. 請求項１ないし１０いずれか記載の車両であって、
    シフトポジションを検出するシフトポジション検出手段を備え、
    前記制御手段は、前記停車時、前記検出されたシフトポジションが駐車ポジションのときには、該検出されたシフトポジションが走行用ポジションのときに比して小さな回転数を前記第３の回転数として用いて前記内燃機関がアイドル運転されるよう制御する手段である
    車両。
  12. 前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記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、を備える手段である請求項１ないし１１いずれか記載の車両。
  13. 内燃機関および充放電可能な蓄電装置と共に車両に搭載される駆動装置であって、
    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、前記蓄電装置と電力のやり取りが可能で、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電力動力入出力手段と、
    前記蓄電装置と電力のやり取りが可能で、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
    車速に基づいて車両が停止しているか否かを判定する停止判定手段と、
    前記内燃機関のアイドル運転の要求がなされたとき、前記停止判定手段により前記車両が停止していないと判定されたときであって前記車速が所定の高車速領域にある高車速走行時には第１の回転数で前記内燃機関がアイドル運転されると共に走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記停止判定手段により前記車両が停止していないと判定されたときであって前記車速が所定の低車速領域にある低車速走行時には前記第１の回転数よりも大きい第２の回転数で前記内燃機関がアイドル運転されると共に前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記停止判定手段により前記車両が停止していると判定された停車時には前記第２の回転数よりも小さい第３の回転数で前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御する制御手段と、
    を備える駆動装置。
  14. 内燃機関と、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電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
    （ａ）車速に基づいて車両が停止しているか否かを判定し、
    （ｂ）前記内燃機関のアイドル運転の要求がなされたとき、前記車両が停止していないと判定されたときであって前記車速が所定の高車速領域にある高車速走行時には第１の回転数で前記内燃機関がアイドル運転されると共に走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記車両が停止していないと判定されたときであって前記車速が所定の低車速領域にある低車速走行時には前記第１の回転数よりも大きい第２の回転数で前記内燃機関がアイドル運転されると共に前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記車両が停止していると判定された停車時には前記第２の回転数よりも小さい第３の回転数で前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御する、
    車両の制御方法。
  15. 内燃機関および充放電可能な蓄電装置と共に車両に搭載され、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前記蓄電装置と電力のやり取りが可能で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電力動力入出力手段と、前記蓄電装置と電力のやり取りが可能で前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、を備える駆動装置の制御方法であって、
    （ａ）車速に基づいて車両が停止しているか否かを判定し、
    （ｂ）前記内燃機関のアイドル運転の要求がなされたとき、前記車両が停止していないと判定されたときであって前記車速が所定の高車速領域にある高車速走行時には第１の回転数で前記内燃機関がアイドル運転されると共に走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記車両が停止していないと判定されたときであって前記車速が所定の低車速領域にある低車速走行時には前記第１の回転数よりも大きい第２の回転数で前記内燃機関がアイドル運転されると共に前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記車両が停止していると判定された停車時には前記第２の回転数よりも小さい第３の回転数で前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御する、
    駆動装置の制御方法。
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