JP4345791B2 - 車両およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、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リングギヤが接続された遊星歯車機構と、遊星歯車機構のサンギヤに接続された第１モータと、リングギヤに接続された第２モータ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、停車中にエンジンの始動が要求されたときには、第２モータによってリングギヤをロックさせてから第１モータによってエンジンをクランキングして始動することにより、停車時にエンジンを始動する際に車両にショックや揺れが生じるのを抑制している。
特開２００６−８１３２４号公報

ところで、上述のハード構成に加えてリングギヤと駆動輪との間に有段の変速機を有する車両では、シフトレバーが駐車ポジションにあるときには、通常、駆動輪がロックされると共に有段の変速機によってリングギヤが駆動輪から切り離される。この状態のときには、シフトレバーが駐車ポジションから走行用ポジションに変更されて変速機によってリングギヤと駆動輪とを接続する際のショックを抑制するためや、エンジンを始動や停止させるために第１モータによってエンジンをモータリングしたりエンジンを負荷運転したりする際にリングギヤに作用するトルクを受け止めるために、リングギヤができるだけ回転しないようにすることが望まれる。

本発明の車両およびその制御方法は、動力源や電動機から動力が出力される動力軸と車軸側との間の変速段の変更を伴う動力の伝達や動力軸と車軸側との接続の解除を行なう変速機を備えるものにおいて、シフトポジションが駐車ポジションにあるときに、動力軸が回転するのを抑制することを目的とする。

本発明の車両およびその制御方法は、上述の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、
動力軸に動力を出力可能な動力源と、
前記動力軸に回転子が接続され、固定子の回転磁界により該回転子を回転駆動させて該動力軸に動力を入出力可能な電動機と、
少なくとも前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記動力軸と車軸側との間の変速段の変更を伴う動力の伝達と、該動力軸と該車軸側との接続の解除と、が可能な変速手段と、
シフトポジションが駐車ポジションにあるとき、前記動力源から前記動力軸に出力される駆動力である軸駆動力よりも絶対値が大きい駆動力を前記電動機を制御するための制御用駆動力として設定し、該設定した制御用駆動力に基づいて前記固定子の磁界の向きを固定して前記回転子の回転が制限されるよう前記電動機を制御する回転制限制御を実行する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の車両では、シフトポジションが駐車ポジションにあるときには、動力源から動力軸に出力される駆動力である軸駆動力よりも絶対値が大きい駆動力を電動機を制御するための制御用駆動力として設定すると共に設定した制御用駆動力に基づいて固定子の磁界の向きを固定して回転子の回転が制限されるよう電動機を制御する回転制限制御を実行する。シフトポジションが駐車ポジションにあるときには、通常、パーキングロック機構などの固定手段によって車軸が固定されると共に動力軸側の動力が車軸側に伝達されないよう変速手段によって動力軸が車軸側から切り離される。このときには、例えばシフトポジションが駐車ポジションから走行用ポジションに変更されて変速手段によって動力軸と車軸側とを接続する際のショックを抑制するために、動力軸の回転をできるだけ抑制するよう望まれる。本発明の第１の車両では、シフトポジションが駐車ポジションにあるときには、軸駆動力よりも絶対値が大きい駆動力が設定される制御用駆動力に基づいて回転制限制御を実行するから、動力軸が回転するのをより適正に抑制することができる。

こうした本発明の車両において、前記動力源は、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記動力軸とに接続され前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で電力と動力の入出力を伴って該出力軸と該動力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、を備え、前記制御手段は、前記内燃機関の運転状態および／または前記電力動力入出力手段の駆動状態に基づいて前記軸駆動力よりも絶対値が大きい駆動力を前記制御用駆動力として設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の運転状態や電力動力入出力手段の駆動状態に基づいて制御用駆動力を設定することができ、より適正に回転制限制御を実行することができる。ここで、内燃機関の運転状態には、負荷運転やアイドル運転が含まれる。また、電力動力入出力手段の駆動状態には、内燃機関が負荷運転やアイドル運転されているときの駆動状態や、内燃機関を始動や停止させるために内燃機関をモータリングする際の駆動状態などが含まれる。さらに、軸駆動力は、電力動力入出力手段の目標駆動状態に基づいて設定される駆動力であるものとすることもできる。この場合、制御手段は、絶対値が制御用駆動力の絶対値以下の駆動力が動力軸に作用したときに回転子が回転しないようにすることができる電流を電動機に通電して固定子の磁界の向きが固定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、内燃機関や電力動力入出力手段からなる回転系のイナーシャや外乱などによって電力動力入出力手段の目標駆動状態に基づく軸駆動力よりも絶対値が大きい駆動力が動力軸に作用するときでも、より適正に動力軸が回転するのを抑制することができる。

この動力源が内燃機関と電力動力入出力手段とを備える態様の本発明の車両において、前記制御手段は、前記内燃機関の始動時における該内燃機関の初爆の際には、第１所定駆動力を前記制御用駆動力として設定する手段であるものとすることもできる。ここで、第１所定駆動力は、内燃機関の初爆の際に動力軸に作用し得る駆動力に基づいて設定される駆動力であるものとすることもできる。また、第１所定駆動力は、前記内燃機関を始動させるために該内燃機関をモータリングする際に設定される制御用駆動力と同一方向の駆動力であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関をモータリングして始動する際に、制御用駆動力が値０を跨いで変化するのを回避することができる。

また、動力源が内燃機関と電力動力入出力手段とを備える態様の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ときには、第２所定駆動力を前記制御用駆動力として設定する手段であるものとすることもできる。ここで、第２所定駆動力は、内燃機関がアイドル運転されているときに外乱などによって動力軸に作用し得る駆動力に基づいて設定される駆動力であるものとすることもできる。また、前記第２所定駆動力は、前記内燃機関が負荷運転されているときに設定される前記制御用駆動力と同一方向の駆動力であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の運転状態が負荷運転状態とアイドル運転状態との間で変更される際に制御用駆動力が値０を跨いで変化するのを回避することができる。なお、内燃機関がアイドル運転されているときには、通常、軸駆動力は略値０である。

さらに、動力源が内燃機関と電力動力入出力手段とを備える態様の本発明の車両において、前記制御手段は、前記内燃機関の運転状態が前記アイドル運転と前記負荷運転との間で移行されたとき、該移行されてから第１所定時間が経過するまでは該移行後の運転状態に基づいて設定される前記制御用駆動力に該制御用駆動力と同一方向の駆動力を加えることにより前記制御用駆動力を再設定する手段であるものとすることもできる。ここで、第１所定時間は、内燃機関の運転状態が移行されてから内燃機関や電力動力入出力手段からなる回転系のイナーシャなどに基づく駆動力が動力軸に作用しなくなるまでの時間であるものとすることもできる。

あるいは、動力源が内燃機関と電力動力入出力手段とを備える態様の本発明の車両において、前記制御手段は、前記内燃機関が回転している状態で該内燃機関への燃料カットが開始されたとき、該開始されてから第２所定時間が経過するまでは第３所定駆動力を前記制御用駆動力として設定する手段であるものとすることもできる。ここで、第３所定駆動力は、内燃機関への燃料カットが開始されたときに動力軸に作用し得る駆動力に基づいて設定される駆動力であるものとすることもできる。また、第２所定時間は、内燃機関への燃料カットが開始されてから燃料カットの開始に基づく駆動力の変動が動力軸に作用しなくなるまでの時間であるものとすることもできる。

動力源が内燃機関と電力動力入出力手段とを備える態様の本発明の車両において、前記制御手段は、前記軸駆動力をキャンセルするための駆動力であるキャンセル駆動力を演算し、該演算したキャンセル駆動力の絶対値よりも絶対値が大きい駆動力を前記制御用駆動力として設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、回転制限制御から、電動機からの駆動力の出力を伴って軸駆動力がキャンセルされるよう電動機を制御する軸駆動力キャンセル制御に移行する際に、移行を容易に行なうことができる。

このキャンセル駆動力を用いて制御用駆動力を設定する態様の本発明の車両において、前記制御手段は、前記内燃機関を始動または停止させるために前記電力動力入出力手段により該内燃機関をモータリングする際には、前記キャンセル駆動力に該キャンセル駆動力と同一方向の駆動力を加えることにより前記制御用駆動力を設定する手段であるものとすることもできる。この場合、前記制御手段は、前記内燃機関を停止させるために前記電力動力入出力手段により該内燃機関をモータリングしている最中に前記キャンセル駆動力の方向が反転した以降は、該キャンセル駆動力の方向を該反転前の方向に調整した駆動力である方向調整駆動力に該方向調整駆動力と同一方向の駆動力を加えることにより前記制御用駆動力を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関を停止させるために電力動力入出力手段により内燃機関をモータリングしている最中に制御用駆動力が値０を跨いで変化するのを回避することができる。

また、キャンセル駆動力を用いて制御用駆動力を設定する態様の本発明の車両において、前記制御手段は、前記内燃機関が負荷運転されているときには、前記キャンセル駆動力に値１より大きい補正係数を乗じた駆動力を前記制御用駆動力として設定する手段であるものとすることもできる。

動力源が内燃機関と電力動力入出力手段とを備える態様の本発明の車両において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記動力軸と第３の軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段であるものとすることもできる。この場合、前記軸駆動力は、前記発電機から出力すべき目標駆動力に基づいて設定される駆動力であるものとすることもできる。

本発明の車両において、前記制御手段は、前記設定した制御用駆動力の絶対値が該制御用駆動力と同一方向の第４所定駆動力の絶対値よりも小さいときには、該第４所定駆動力を前記制御用駆動力として再設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、制御用駆動力の絶対値をある程度の大きさにすることができる。ここで、第４所定駆動力は、内燃機関や電力動力入出力手段からなる回転系のイナーシャや外乱などによって動力軸に作用し得る駆動力に基づいて設定される駆動力であるものとすることもできる。

本発明の車両において、前記電動機の回転子の回転位置を検出する回転位置検出手段と、前記検出された回転位置に基づいて制御用回転位置を設定する制御用回転位置設定手段と、を備え、前記制御手段は、前記設定された制御用回転位置を用いて前記回転制限制御を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、制御用回転位置を用いて電動機の回転子が回転するのを抑制することができる。この場合、前記電動機は、３相交流電動機であり、前記制御手段は、前記設定された制御用回転位置を用いて前記電動機の各相に通電される電流を３相−２相変換することによりｄ軸およびｑ軸の電流を計算し、前記設定した制御用駆動力に基づいて該制御用回転位置におけるｄ軸の目標電流を設定すると共に該制御用回転位置におけるｑ軸の目標電流に値０を設定し、該設定したｄ軸およびｑ軸の目標電流と該計算したｄ軸およびｑ軸の電流とに基づいて前記回転制限制御を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、制御用駆動力に基づく、制御用回転位置におけるｄ軸の目標電流を用いて電動機の回転子が回転するのを抑制することができる。

本発明の車両の制御方法は、
動力軸に動力を出力可能な動力源と、前記動力軸に回転子が接続され固定子の回転磁界により該回転子を回転駆動させて該動力軸に動力を入出力可能な電動機と、少なくとも前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記動力軸と車軸側との間の変速段の変更を伴う動力の伝達と該動力軸と該車軸側との接続の解除とが可能な変速手段と、を備える車両の制御方法であって、
シフトポジションが駐車ポジションにあるとき、前記動力源から前記動力軸に出力される駆動力である軸駆動力よりも絶対値が大きい駆動力を前記電動機を制御するための制御用駆動力として設定し、該設定した制御用駆動力に基づいて前記固定子の磁界の向きを固定して前記回転子の回転が制限されるよう前記電動機を制御する回転制限制御を実行する、
ことを要旨とする。

この本発明の車両の制御方法では、シフトポジションが駐車ポジションにあるときには、動力源から動力軸に出力される駆動力である軸駆動力よりも絶対値が大きい駆動力を電動機を制御するための制御用駆動力として設定すると共に設定した制御用駆動力に基づいて固定子の磁界の向きを固定して回転子の回転が制限されるよう電動機を制御する回転制限制御を実行する。シフトポジションが駐車ポジションにあるときには、通常、パーキングロック機構などの固定手段によって車軸が固定されると共に動力軸側の動力が車軸側に伝達されないよう変速手段によって動力軸が車軸側から切り離される。このときには、例えばシフトポジションが駐車ポジションから走行用ポジションに変更されて変速手段によって動力軸と車軸側とを接続する際のショックを抑制するために、動力軸の回転をできるだけ抑制するよう望まれる。本発明の第１の車両では、シフトポジションが駐車ポジションにあるときには、軸駆動力よりも絶対値が大きい駆動力が設定される制御用駆動力に基づいて回転制限制御を実行するから、動力軸が回転するのをより適正に抑制することができる。ここで、軸駆動力は、動力源の目標駆動状態に基づいて設定される駆動力であるものとすることもできる。

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に接続された動力軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、リングギヤ軸３２ａの動力を変速して駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に出力する変速機６０と、駆動輪３９ａ，３９ｂをロックするパーキングロック機構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、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

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には動力軸としてのリングギヤ軸３２ａ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から変速機６０，駆動軸３６，デファレンシャルギヤ３８を介して、最終的には車両の駆動輪３９ａ，３９ｂに出力される。

図２は、モータＭＧ１，ＭＧ２を中心とした電気駆動系の構成の概略を示す構成図である。モータＭＧ１，ＭＧ２は、図１および図２に示すように、いずれも永久磁石が貼り付けられたロータ４５ａ，４６ａと三相コイルが巻回されたステータ４５ｂ，４６ｂとを有し、発電機として駆動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は、いずれも６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６，Ｔ７〜Ｔ１２とトランジスタＴ１〜Ｔ６，Ｔ７〜Ｔ１２に逆並列接続された６個のダイオードＤ１〜Ｄ６，Ｄ７〜Ｄ１２とにより構成されている。各６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６，Ｔ７〜Ｔ１２は、バッテリ５０の正極が接続された正極母線とバッテリ５０の負極が接続された負極母線とに対してソース側とシンク側とになるよう２個ずつペアで配置され、その接続点にモータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、対をなすトランジスタＴ１〜Ｔ６，Ｔ７〜Ｔ１２のオン時間の割合を調節することにより三相コイルに回転磁界を形成でき、モータＭＧ１，ＭＧ２を回転駆動することができる。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は、ＣＰＵ４０ａ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、ＣＰＵ４０ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ４０ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ４０ｃ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。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からのモータＭＧ１，ＭＧ２のロータ４５ａ，４６ａの回転位置θｍ１，θｍ２や、モータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイルのＵ相，Ｖ相に流れる相電流を検出する電流センサ４５Ｕ，４５Ｖ，４６Ｕ，４６Ｖからの相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２のトランジスタＴ１〜Ｔ６，Ｔ７〜Ｔ１２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。

変速機６０は、図示しないブレーキやクラッチを有し、動力軸としてのリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をリングギヤ軸３２ａの回転数を４段に変速して駆動軸３６に伝達できるよう構成されている。

パーキングロック機構９０は、駆動軸３６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、から構成されている。パーキングロックポール９４は、他のレンジからＰレンジへの操作信号またはＰレンジから他のレンジ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。駆動軸３６は機械的に駆動輪３９ａ，３９ｂ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３９ａ，３９ｂをロックしていることになる。

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。なお、バッテリＥＣＵ５２では、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も演算している。

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からは、変速機６０の図示しないブレーキやクラッチのアクチュエータへの駆動信号やパーキングロック機構９０の図示しないアクチュエータへの駆動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。

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。シフトレバー８１が駐車ポジションの状態のときには、通常、変速機６０の図示しないブレーキやクラッチが開放されて動力軸としてのリングギヤ軸３２ａが駆動軸３６から切り離される。

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とに基づいて動力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、特にシフトレバー８１が駐車ポジションにあるときの動作について説明する。以下、まず、停止状態のエンジン２２の始動する際の動作について説明し、その後、エンジン２２が運転される際の動作やエンジン２２を停止する際の動作について説明する。図３は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駐車ポジション時始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、停止状態のエンジン２２の始動要求がなされたときに実行される。ここで、エンジン２２の始動要求は、実施例では、バッテリ５０の充電要求やアイドル学習の要求，暖機運転の要求，エンジン２２からの熱を用いて車室内の暖房を行なう暖房機器からの暖房要求などに基づいて行なわれるものとした。

図３の駐車ポジション時始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、回転制限制御フラグＦに値１を設定してモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ１００）。ここで、回転制限制御フラグＦは、モータＥＣＵ４０により、モータＭＧ２のステータ４６ｂの磁界の向きを固定してモータＭＧ２のロータ４６ａ（動力軸としてのリングギヤ軸３２ａ）が回転しないようにする制御（以下、こうした制御を回転制限制御という）を実行するか否かを決定するフラグである。モータＥＣＵ４０は、回転制限制御フラグＦに値１が設定されたときには回転制限制御を実行し、回転制限制御フラグＦに値０が設定されたときには回転制限制御を実行しない。この回転制限制御について詳細は後述する。実施例では、エンジン２２が停止しているときには回転制限制御フラグＦに値０を設定するものとし、停止状態のエンジン２２のモータリングを開始する際にステップＳ１００の処理により回転制限制御フラグＦに値１を設定するものとした。

次に、エンジン２２の回転数Ｎｅやエンジン２２のモータリング経過時間ｔを入力する（ステップＳ１１０）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいて計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。また、モータリング経過時間ｔは、停止状態のエンジン２２のモータリングが開始されてからの時間として図示しないタイマにより計測された時間を入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、エンジン２２の回転数やモータリング経過時間ｔを用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１２０）。モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊は、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅやモータリング経過時間ｔとモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊との関係を予め定めてトルク指令設定用マップとして記憶しておき、エンジン２２の回転数Ｎｅやモータリング経過時間ｔが与えられると記憶したマップから対応するトルク指令Ｔｍ１＊を導出して設定するものとした。トルク指令設定用マップの一例を図４に示す。図４のトルク指令設定用マップでは、図示するように、エンジン２２の始動指示がなされた時刻ｔ１の直後からレート処理を用いて迅速に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。続いて、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刻ｔ２に、エンジン２２を安定して所定回転数Ｎｒｅｆ以上でモータリ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。ここで、所定回転数Ｎｒｅｆは、燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数であり、実施例では、共振回転数帯より余裕をもって大きな回転数を設定するものとした。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆに至った時刻ｔ３からレート処理を用いて迅速にトルク指令Ｔｍ１＊を値０とし、エンジン２２の完爆が判定された時刻ｔ４に終了する。このようにエンジン２２の始動指示がなされた直後に大きなトルクをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定してエンジン２２をモータリングすることにより、迅速にエンジン２２を所定回転数Ｎｒｅｆ以上に回転させて始動させることができる。

続いて、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に基づいて前述の軸トルクＴｒを計算する（ステップＳ１３０）。モータＭＧ１によりエンジン２２がモータリングされる際の動力分配統合機構３０の回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図５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であるリングギヤ３２（リングギヤ軸３２ａ）の回転数Ｎｒを示す。また、図中、Ｒ軸上の太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクを示す。式（１）は、図５の共線図から容易に導き出すことができる。なお、以下では、説明の都合上、サンギヤ３１，キャリア３４，リングギヤ３２の回転数は、図５中、値０よりも上側を正の回転数とすると共に値０よりも下側を負の回転数とする。また、エンジン２２やモータＭＧ１から出力されるトルクやリングギヤ軸３２ａに作用する軸トルクＴｒは、正の回転数を大きくしたり負の回転数を小さくしたりする方向のトルク（図５中、上向きのトルク）を正のトルクとすると共に正の回転数を小さくしたり負の回転数を大きくしたりする方向のトルク（図５中、下向きのトルク）を負のトルクとする。したがって、エンジン２２をモータリングして始動する際には、正のトルクがモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定され、これに伴って負のトルクがリングギヤ軸３２ａに作用すると言える。

そして、計算した軸トルクＴｒに値（−１）を乗じることにより、軸トルクＴｒをキャンセルするためのキャンセルトルクＴｃを計算し（ステップＳ１４０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆに至っているか否かを判定し（ステップＳ１５０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆに至っていないと判定されたときには、正のキャンセルトルクＴｃに正の所定トルクＴｃｒｋを加えたトルク、即ちキャンセルトルクＴｃよりも所定トルクＴｃｒｋだけ絶対値が大きいトルクを回転制御用トルクＴｍ２として設定し（ステップＳ１６０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊や回転制限制御用トルクＴｍ２をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップ１７０）、エンジン２２が完爆したか否かを判定し（ステップＳ１８０）、未だエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御は行なわれていないため、エンジン２２は完爆していないと判定され、ステップＳ１１０に戻る。ここで、所定トルクＴｃｒｋは、エンジン２２やモータＭＧ１からなる回転系のイナーシャや外乱などによってリングギヤ軸３２ａに作用し得るトルクやそれよりも若干大きなトルクなどに設定され、エンジン２２やモータＭＧ１，動力分配統合機構３０の特性などに基づいて予め実験などにより定めることができる。また、回転制限制御用トルクＴｍ２は、回転制限制御を実行する際にモータＭＧ２に通電すべき電流値を設定するために用いるトルクである。モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊や回転制限制御用トルクＴｍ２を受信したモータＥＣＵ４０は、図示しない第１モータ制御ルーチンによりトルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されるようインバータ４１のトランジスタＴ１〜Ｔ６のスイッチング制御を行なうと共に、図６に例示する駐車ポジション時第２モータ制御ルーチンにより、絶対値が回転制限制御用トルクＴｍ２の絶対値以下のトルクがリングギヤ軸３２ａに作用したときにリングギヤ軸３２ａが回転しないようにできる電流がモータＭＧ２に通電されてモータＭＧ２のステータ４６ｂに固定磁界が形成されるようインバータ４２のトランジスタＴ７〜Ｔ１２のスイッチング制御を行なう。図６の駐車ポジション時第２モータ制御ルーチンについては後述する。

こうしてステップＳ１１０〜Ｓ１８０の処理を繰り返し実行している最中にステップＳ１５０でエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆに至っていると判定されると、燃料噴射制御や点火制御の開始をエンジンＥＣＵ２４に指示し（ステップＳ１９０）、正の所定トルクＴｆｉｒｅを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定し（ステップＳ２００）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊や回転制限制御用トルクＴｍ２をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ１７０）、完爆するのを待って（ステップＳ１８０）、駐車ポジション時始動制御ルーチンを終了する。ここで、所定トルクＴｆｉｒｅは、エンジン２２の初爆時にリングギヤ軸３２ａに作用し得るトルクやそれよりも若干大きいトルクなどに設定され、エンジン２２や動力分配統合機構３０の特性などに基づいて予め実験などにより定めることができる。なお、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆに至ったときに点火制御を開始するものとしたが、エンジン２２のモータリングが開始されたときに図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいて行なわれる気筒判別が完了したときに点火制御を開始するものとしてもよい。

以上、図３の駐車ポジション時始動制御ルーチンの説明について説明した。次に、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの回転制限制御フラグＦが値１のときにモータＥＣＵ４０により実行される回転制限制御について説明する。まず、回転制限制御を実行するときの様子の一例を図７に示す。図７に示すように、ステータ４６ｂには、電流が通電されたＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各々で形成される磁界を合成した合成磁界（図中、実線矢印参照）が形成される。回転制限制御を実行する際には、この合成磁界が回転しないようにモータＭＧ２を制御するのである。以下、こうした回転しない合成磁界を固定磁界という。固定磁界の向きがモータＭＧ２のロータ４６ａの永久磁石により形成される磁束の向き（ｄ−ｑ座標系におけるｄ軸の向き）と一致するときには、モータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａにトルクは出力されない。しかしながら、エンジン２２が運転される際にエンジン２２から動力分配統合機構３０を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクやエンジン２２がモータリングされる際にモータＭＧ１から出力されてリングギヤ軸３２ａに作用するトルク（以下、これらのトルクを軸トルクＴｒという）によってモータＭＧ２のロータ４６ａが回転し、ステータ４６ｂに形成される固定磁界の向きと現在のｄ軸の向きとがズレると、ステータ４６ｂにより形成される固定磁界の向きと現在のｄ軸の向きとが略一致する方向にロータ４６ａにトルクが作用し（以下、このトルクを吸引トルクという）、軸トルクＴｒと吸引トルクとが釣り合う位置でロータ４６ａは停止する。実施例では、このようにしてモータＭＧ２のロータ４６ａが回転しないようにするのである。なお、ｄ−ｑ座標系において、ｄ軸はロータ４６ａに貼り付けられた永久磁石により形成される磁束の方向であり、ｑ軸はｄ軸に対して電気角でπ／２だけ進角させた方向である。

次に、こうした回転制限制御を実行する、図６の駐車ポジション時第２モータ制御ルーチンについて説明する。このルーチンでは、回転制限制御フラグＦが値１のときには回転制限制御を実行する。このルーチンは、シフトレバー８１が駐車ポジションにあ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。なお、シフトレバー８１が駐車ポジションにあるか否かは、実施例では、シフトポジションセンサ８２から入力されたシフトポジションＳＰに基づくフラグをハイブリッド用電子制御ユニット７０から通信により入力してこのフラグを調べることにより判定するものとした。

駐車ポジション時第２モータ制御ルーチンが実行されると、モータＥＣＵ４０のＣＰＵ４０ａは、まず、回転位置検出センサ４４からのモータＭＧ２のロータ４６ａの回転位置θｍ２や電流センサ４６Ｕ，４６Ｖからの三相コイルのＵ相，Ｖ相に流れる相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２，回転制限制御フラグＦ，回転制限制御用トルクＴｍ２を入力すると共に（ステップＳ３００）、入力したモータＭＧ２のロータ４６ａの回転位置θｍ２に基づいて電気角θｅ２を計算する（ステップＳ３１０）。ここで、回転制限制御フラグＦや回転制限制御用トルクＴｍ２は、前述の図３の駐車ポジション時始動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から通信により入力するものとした。なお、回転制限制御フラグＦには、前述したように、エンジン２２が回転しているときには値１が設定され、エンジン２２が停止しているときには値０が設定されている。

続いて、入力した回転制限制御フラグＦの値を調べ（ステップＳ３２０）、回転制限制御フラグＦが値０のときには、他の制御を実行して（ステップＳ３３０）、駐車ポジション時第２モータ制御ルーチンを終了する。ここで、他の制御としては、例えば、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に基づいて、リングギヤ軸３２ａに作用する軸トルクＴｒ（＝−Ｔｍ１＊／ρ）をキャンセルするためのキャンセルトルクＴｃ（＝−Ｔｒ）をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定し、設定したトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４２のトランジスタＴ７〜Ｔ１２のスイッチング制御を行なう制御（以下、この制御を軸トルクキャンセル制御という）などがある。なお、この他の制御は、本発明の中核をなさないため、これ以上の詳細な説明は省略する。

一方、ステップＳ３２０で回転制限フラグＦが値１のときには、前回の回転制限フラグ（前回Ｆ）の値を調べ（ステップＳ３４０）、前回の回転制限フラグ（前回Ｆ）が値０のときには、電気角θｅ２を制御用電気角θｅｓｅｔとして設定し（ステップＳ３５０）、前回の回転制限フラグ（前回Ｆ）が値１のときにはステップＳ３５０の処理は行なわない。前述したように、回転制限フラグＦは、停止状態のエンジン２２のモータリングが開始される際に値０から値１に変更されるから、ステップＳ３２０，Ｓ３４０，Ｓ３５０の処理は、回転制限フラグＦが値０から値１に変更されたとき、即ち、停止状態のエンジン２２のモータリングが開始される際の電気角θｅ２を制御用電気角θｅｓｅｔとして設定する処理となる。

続いて、モータＭＧ２の三相コイルのＵ相，Ｖ相，Ｗ相に流れる相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２の総和を値０として制御用電気角θｅｓｅｔを用いて次式（２）により相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２をｄ軸およびｑ軸の電流Ｉｄ２，Ｉｑ２に座標変換（３相−２相変換）し（ステップＳ３６０）、回転制限制御用トルクＴｍ２の絶対値に基づいて制御用電気角θｅｓｅｔにおけるｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊を設定すると共にｑ軸の電流指令Ｉｑ２＊に値０を設定する（ステップＳ３７０）。ｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊は、実施例では、絶対値が回転制限制御用トルクＴｍ２の絶対値以下のトルクが動力軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用したときにリングギヤ軸３２ａが回転しないようにすることができる電流値を回転制限制御用トルクＴｍ２の絶対値に基づいて設定するものとした。

こうして電流指令Ｉｄ２＊，Ｉｑ２＊を設定すると、設定した電流指令Ｉｄ２＊，Ｉｑ２＊と電流Ｉｄ２，Ｉｑ２とを用いて次式（３）および式（４）によりｄ軸およびｑ軸の電圧指令Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊を計算すると共に（ステップＳ３８０）、計算したｄ軸およびｑ軸の電圧指令Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊を制御用電気角θｅｓｅｔを用いて式（５）および式（６）によりモータＭＧ２の三相コイルのＵ相，Ｖ相，Ｗ相に通電すべき電圧指令Ｖｕ２＊，Ｖｖ２＊，Ｖｗ２＊に座標変換（２相−３相変換）し（ステップＳ３９０）、座標変換した電圧指令Ｖｕ２＊，Ｖｖ２＊，Ｖｗ２＊をインバータ４２のトランジスタＴ７〜Ｔ１２をスイッチングするためのＰＷＭ信号に変換し（ステップＳ４００）、変換したＰＷＭ信号をインバータ４２のトランジスタＴ７〜Ｔ１２に出力することによりモータＭＧ２を駆動制御して（ステップＳ４１０）、駐車ポジション時第２モータ制御ルーチンを終了する。ここで、式（３）および式（４）中、「ｋ３」および「ｋ５」は比例係数であり、「ｋ４」および「ｋ６」は積分係数である。

このように、実施例では、モータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングする際には、キャンセルトルクＴｃよりも所定トルクＴｃｒｋだけ絶対値が大きいトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定し、設定した回転制限制御用トルクＴｍ２の大きさに基づいて制御用電気角θｅｓｅｔにおけるｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊を設定すると共に制御用電気角θｅｓｅｔにおけるｑ軸の電流指令Ｉｑ２＊に値０を設定し、設定したｄ軸，ｑ軸の電流指令Ｉｑ２＊を用いてモータＭＧ２を制御することにより、前述の回転制限制御を実行するのである。また、エンジン２２の初爆の際には、所定トルクＴｆｉｒｅを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定し、この回転制限制御用トルクＴｍ２を用いてエンジン２２をモータリングする際と同様にモータＭＧ２を制御することにより、回転制限制御を実行するのである。

図８は、エンジン２２をモータリングして始動する際のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と回転制限制御用トルクＴｍ２と制御用電気角θｅｓｅｔにおけるｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊との関係の一例を示す説明図である。時刻ｔ１１〜ｔ１２でエンジン２２をモータリングする際には、図示するように、正のキャンセルトルクＴｃに正の所定トルクＴｃｒｋを加えたトルク、即ちキャンセルトルクＴｃよりも所定トルクＴｃｒｋだけ絶対値が大きいトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定すると共にこの回転制限制御用トルクＴｍ２の絶対値に基づいて制御用電気角θｅｓｅｔにおけるｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊を設定して回転制限制御を実行する。エンジン２２をモータリングする際には、エンジン２２やモータＭＧ１からなる回転系のイナーシャや外乱などに基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに作用するときに、キャンセルトルクＴｃ（＝−Ｔｒ）の絶対値よりも絶対値が大きいトルクがリングギヤ軸３２ａに作用することがある。したがって、実施例では、キャンセルトルクＴｃよりも所定トルクＴｃｒｋだけ絶対値が大きいトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定して回転制限制御を実行するものとした。これにより、こうしたイナーシャや外乱に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに作用したときでも、より適正にリングギヤ軸３２ａが回転するのを抑制することができる。また、図８に示すように、時刻ｔ１２以降のエンジン２２の初爆の際には、エンジン２２が完爆する時刻ｔ１３まで正の所定トルクＴｆｉｒｅを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定すると共にこの回転制限制御用トルクＴｍ２の絶対値に基づいて制御用電気角θｅｓｅｔにおけるｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊を設定して回転制限制御を実行する。動力分配統合機構３０を介してエンジン２２とモータＭＧ１とリングギヤ軸３２ａとは互いに接続されているため、エンジン２２の初爆時には、モータＭＧ１から出力されるトルクが小さかったとしても、モータＭＧ１のロータ４５ａの質量（マス）などによりエンジン２２からのトルクの一部はリングギヤ軸３２ａに出力される。このトルクは、エンジン２２をモータリングする際に回転系のイナーシャや外乱などに基づいてリングギヤ軸３２ａに作用するトルクよりも大きくなることがあるため、実施例では、キャンセルトルクＴｃや所定トルクＴｃｒｋを用いずに、所定トルクＴｆｉｒｅを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定するものとした。これにより、エンジン２２の初爆時でも、リングギヤ軸３２ａが回転するのを抑制することができる。

次に、エンジン２２の始動が完了した後の動作について説明する。エンジン２２の始動が完了すると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、図９の駐車ポジション時運転制御ルーチンを実行する。このルーチンは、エンジン２２が始動された後に所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。駐車ポジション時運転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、エンジン２２の回転数Ｎｅやバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊を入力する（ステップＳ５００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅについては前述の図３の駐車ポジション時始動制御ルーチンと同様に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。

続いて、エンジン２２に対して負荷運転が要求されているかアイドル運転が要求されているかを判定する（ステップＳ５１０）。この判定は、バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊に基づくバッテリ５０の充電要求の有無や、アイドル学習の要求の有無，暖機運転の要求の有無，エンジン２２からの熱を用いて車室内の暖房を行なう暖房機器からの暖房要求などに基づいて行なわれる。実施例では、バッテリ５０の充電要求がなされているときに負荷運転されていると判定され、アイドル学習の要求や暖機運転の要求，暖房要求がなされているときにアイドル運転が要求されていると判定するものとした。エンジン２２に対して負荷運転が要求されていると判定されたときには、充放電要求パワーＰｂ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊を設定すると共に（ステップＳ５２０）、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（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（７）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モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（８）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ５３０）。ここで、式（７）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が負荷運転される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を図１０に示す。式（７）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。式（８）は、エンジン２２から出力されてサンギヤ３１に作用するトルクに対して釣り合いを取るためのトルクと、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊と回転数Ｎｍ１との差を打ち消すためのトルクと、の和としてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する式である。式（８）中、右辺第１項は図１０の共線図から容易に導き出すことができる。また、式（８）中、右辺第２項および第３項はモータ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の項であり、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。そして、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に基づいて前述の式（１）により軸トルクＴｒを計算すると共に（ステップＳ５４０）、計算した軸トルクＴｒに値（−１）を乗じてキャンセルトルクＴｃを計算し（ステップＳ５５０）、計算したキャンセルトルクＴｃに値１より大きい補正係数βｄｒｖを乗じたトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定する（ステップＳ５６０）。ここで、補正係数βｄｒｖは、エンジン２２が負荷運転されているときにリングギヤ軸３２ａに出力され得るトルク変動やそれよりも若干大きいトルクなどに基づいて設定され、エンジン２２や動力分配統合機構３０の特性などに基づいて予め実験などにより定めることができる。この場合、キャンセルトルクＴｃより所定トルクだけ絶対値が大きいトルクではなく、キャンセルトルクＴｃに補正係数βｄｒｖを乗じたトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定するのは、エンジン２２から出力されるトルクが大きいほどリングギヤ軸３２ａに作用するトルク変動も大きくなると考えられるためである。シフトレバー８１が駐車ポジションにあるときにバッテリ５０の充電のためにエンジン２２が負荷運転されるときには、通常、エンジン２２の回転数やトルクは急変しないため、図１０に示すように、モータＭＧ１からは負のトルクが出力され、キャンセルトルクＴｃや回転制限制御用トルクＴｍ２には負のトルクが設定されることになる。

一方、ステップＳ５１０でエンジン２２に対してアイドル運転が要求されていると判定されたときには、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊にアイドル回転数Ｎｉｄｌ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Ｓ５７０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ５８０）、負の所定トルクＴｉｄｌを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定する（ステップＳ５９０）。ここで、所定トルクＴｉｄｌは、外乱などによってリングギヤ軸３２ａに作用し得るトルクやそれよりも絶対値が若干大きいトルクなどに設定され、エンジン２２や動力分配統合機構３０の特性などに基づいて予め実験などにより定めることができる。ここで、所定トルクＴｉｄｌに負のトルクを設定するのは以下の理由による。エンジン２２が負荷運転されるときには、通常、前述したように、回転制限制御用トルクＴｍ２に負のトルクが設定される。また、後述するが、エンジン２２を停止させるためにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングするときにも回転制限制御用トルクＴｍ２には負のトルクが設定される。したがって、エンジン２２がアイドル運転されるときに正のトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定すると、エンジン２２の運転状態を負荷運転からアイドル運転に移行する際やアイドル運転から負荷運転に移行する際，アイドル運転からエンジン２２を停止する際に回転制限制御用トルクＴｍ２が値０を跨いで変化することになる。回転制限制御では、前述したように、回転制限制御用トルクＴｍ２の絶対値に基づいて制御用電気角θｅｓｅｔにおけるｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊を設定するため、回転制限制御用トルクＴｍ２が値０を跨ぐ際には、ｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊が非常に小さくなり、リングギヤ軸３２ａが回転するのを十分に抑制することができない。実施例では、こうした不都合を回避するために、エンジン２２がアイドル運転されているときには、負の所定トルクＴｉｄｌを回転制限制御用トルクとして設定するものとした。

次に、エンジン２２の現在の運転状態（負荷運転またはアイドル運転）が所定時間ｔｒｅｆ１以上に亘って継続されているか否かを判定し（ステップＳ６００）、エンジン２２の現在の運転状態が所定時間ｔｒｅｆ１以上に亘って継続されていると判定されたときには、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊や回転制限制御用トルクＴｍ２をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ６２０）、駐車ポジション時運転制御ルーチンを終了し、エンジン２２の現在の運転状態が未だ所定時間ｔｒｅｆ１に亘って継続されていないと判定されたときには、ステップＳ５６０，Ｓ５９０で設定した回転制限制御用トルクＴｍ２に負の所定トルクＴｔｒａを加えたトルク、即ちトルク（Ｔｃ・βｄｒｖ）やトルクＴｉｄｌよりも所定トルク（−Ｔｔｒａ）だけ絶対値が大きいトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として再設定し（ステップＳ６１０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊や回転制限制御用トルクＴｍ２をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ６２０）、駐車ポジション時運転制御ルーチンを終了する。ここで、所定時間ｔｒｅｆ１は、エンジン２２の運転状態が移行されてからエンジン２２やモータＭＧ１からなる回転系のイナーシャがリングギヤ軸３２ａに作用しなくなるまでの時間やそれよりも若干長い時間などに設定され、エンジン２２やモータＭＧ１の特性などに基づいて予め実験などにより定めることができる。また、所定トルクＴｔｒａは、こうしたイナーシャによってリングギヤ軸３２ａに作用するトルクやそれよりも絶対値が若干大きいトルクなどに設定され、エンジン２２やモータＭＧ１，動力分配統合機構３０の特性などに基づいて予め実験などにより定められる。いま、エンジン２２の運転状態が負荷運転状態からアイドル運転状態に変更されたときを考える。エンジン２２の回転数Ｎｅを負荷運転時の回転数からアイドル運転時の回転数に変化させる際には、エンジン２２やモータＭＧ１からなる回転系のイナーシャがリングギヤ軸３２ａに作用する。したがって、実施例では、所定トルクＴｉｄｌよりも所定トルク（−Ｔｔｒａ）だけ絶対値が大きいトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として用いて回転制限制御を実行するものとした。これにより、エンジン２２の運転状態が負荷運転とアイドル運転との間で変更されたときでも、より適正にリングギヤ軸３２ａが回転しないようにすることができる。

図１１は、エンジン２２を始動した後にエンジン２２を負荷運転し、その後、アイドル運転する際のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と回転制限制御用トルクＴｍ２との関係の一例を示す説明図である。図１１の例では、時刻ｔ１３でエンジン２２の始動が完了した後に、時刻ｔ１３〜ｔ１４でエンジン２２が負荷運転されている際には、負のキャンセルトルクＴｃに補正係数βｄｒｖを乗じたトルク（Ｔｃ・βｄｒｖ）を回転制限制御用トルクＴｍ２として設定すると共にこの回転制限制御用トルクＴｍ２の絶対値に基づいて制御用電気角θｅｓｅｔにおけるｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊を設定して回転制限制御を実行する。そして、時刻ｔ１４でエンジン２２の運転状態が負荷運転からアイドル運転に移行されると、所定時間ｔｒｅｆ１が経過するまではトルク（Ｔｉｄｌ＋Ｔｔｒａ）、即ち略値０のキャンセルトルクＴｃよりも絶対値がトルク（−Ｔｉｄｌ−Ｔｔｒａ）だけ大きいトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定して同様に回転制限制御を実行し、所定時間ｔｒｅｆ１が経過した時刻ｔ１５以降は所定トルクＴｉｄｌ、即ち略値０のキャンセルトルクＴｃよりも絶対値がトルク（−Ｔｉｄｌ）だけ大きいトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定して同様に回転制限制御を実行する。このように、エンジン２２の運転状態（負荷運転やアイドル運転）や運転状態が変更された直後か否かなどに基づいてキャンセルトルクＴｃよりも絶対値が大きいトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定して回転制限制御を実行することにより、より適正にリングギヤ軸３２ａが回転しないようにすることができる。しかも、エンジン２２が運転されているときには、その運転状態に拘わらず、回転制限制御用トルクＴｍ２に負のトルクを設定することにより、エンジン２２が運転されている最中に回転制限制御用トルクＴｍ２が値０を跨いで変化するのを抑制することができる。

次に、図９の駐車ポジション時運転制御ルーチンが繰り返し実行されている最中にエンジン２２の停止要求がなされたときの動作について説明する。このときには、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、図９のルーチンに代えて、図１２の駐車ポジション時停止制御ルーチンを実行する。このルーチンは、運転状態のエンジン２２の停止要求がなされてからエンジン２２が停止するまで所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。ここで、エンジン２２の停止要求は、バッテリ５０の充電要求の有無や、アイドル学習が完了したか否か，暖機運転の要求の有無，エンジン２２からの熱を用いて車室内の暖房を行なう暖房機器からの暖房要求などに基づいて行なうことができる。

駐車ポジション時運転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、前述の図３の駐車ポジション時始動制御ルーチンと同様にエンジン２２の回転数Ｎｅを入力し（ステップＳ７００）、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅを調べ（ステップＳ７１０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが値０でないときには、エンジン２２は未だ停止していないと判断し、エンジン２２の燃料カット指令をエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ７２０）、エンジン２２の回転数Ｎｅに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ７３０）。燃料カット指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の燃料噴射を停止するよう図示しない燃料噴射弁を制御する。また、トルク指令Ｔｍ１＊は、実施例では、図１３のエンジン２２を停止する際のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２の回転数Ｎｅとの関係の一例に示すように、エンジン２２の回転数Ｎｅが停止直前回転数Ｎｓｔｐに達するまでエンジン２２の回転を抑制するトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、回転数Ｎｅが停止直前回転数Ｎｓｔｐに達したタイミング（時刻ｔ５）でピストンを保持するトルクに切り替わるよう設定されている。ここで、停止直前回転数Ｎｓｔｐは、エンジン２２が停止する直前の回転数として予め設定されたものであり、実施例では、およそエンジン２２の圧縮工程間の角度（例えば、４気筒のエンジンの場合には１８０°ＣＡなど）を回転して停止するようエンジン２２の回転数（例えば、３００ｒｐｍなど）を実験などにより求めて予め設定しておくものとした。

続いて、設定したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を用いて前述の式（１）により軸トルクＴｒを計算し（ステップＳ７４０）、計算した軸トルクＴｒに値（−１）を乗じてキャンセルトルクＴｃを計算し（ステップＳ７５０）、エンジン２２の燃料カットが開始されてから所定時間ｔｒｅｆ２が経過したか否かを判定する（ステップＳ７６０）。ここで、所定時間ｔｒｅｆ２は、エンジン２２の燃料カットを行なうことによる影響がリングギヤ軸３２ａに作用しなくなるまでの時間やそれよりも若干長い時間などに設定され、エンジン２２の特性などに基づいて予め実験などにより定められる。エンジン２２が運転されている状態からエンジン２２の燃料カットが開始されるときには、エンジン２２から急にトルクが出力されなくなることによってリングギヤ３２に作用するトルクが大きく変動することがある。こうした理由により、実施例では、ステップＳ６５０でエンジン２２の燃料カットが開始されてから所定時間ｔｒｅｆ２が経過したか否かを判定するものとした。

エンジン２２の燃料カットが開始されてから所定時間ｔｒｅｆ２が経過していないと判定されたときには、負の所定トルクＴｆｃを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定し（ステップＳ７７０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊や回転制限制御トルクＴｍ２をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ７８０）、駐車ポジション時停止制御ルーチンを終了する。ここで、所定トルクＴｆｃは、エンジン２２の燃料カットが開始されたときにリングギヤ軸３２ａに作用し得るトルクやそれよりも絶対値が若干大きいトルクなどに設定され、エンジン２２や動力分配統合機構３０の特性などに基づいて予め実験などにより定めることができる。

ステップＳ７６０でエンジン２２の燃料カットが開始されてから所定時間ｔｒｅｆ２が経過したと判定されたときには、キャンセルトルクＴｃの値を調べ（ステップＳ７９０）、キャンセルトルクＴｃが負の値のときには、キャンセルトルクＴｃに負の所定トルクＴｓｔｐを加えたトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定し（ステップＳ８００）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊や回転制限制御用トルクＴｍ２をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ７８０）、駐車ポジション時停止制御ルーチンを終了する。一方、キャンセルトルクＴｃが値０以上のときには、キャンセルトルクＴｃに値（−１）を乗じたものに負の所定トルクＴｓｔｐを加えたトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定し（ステップＳ８１０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊や回転制限制御用トルクＴｍ２をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ７８０）、駐車ポジション時停止制御ルーチンを終了する。ここで、所定トルクＴｓｔｐは、エンジン２２やモータＭＧ１からなる回転系のイナーシャや外乱などによってリングギヤ軸３２ａに作用し得るトルクやそれよりも絶対値が若干大きなトルクなどに設定され、エンジン２２やモータＭＧ１の特性などに基づいて予め実験などにより定めることができる。また、ステップＳ８００，Ｓ８１０の処理では、キャンセルトルクＴｃよりも所定トルク（−ｔｓｔｐ）だけ絶対値が大きいトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定することになる。さらに、ステップＳ８００，Ｓ８１０の処理で設定される回転制限制御用トルクＴｍ２は、キャンセルトルクＴｃの値に拘わらず負のトルクとなる。これにより、エンジン２２を停止させるためにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングしている最中に回転制限制御用トルクＴｍ２が値０を跨ぐのを回避することができる。この結果、エンジン２２をモータリングしている最中にｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊に非常に小さくなるのを回避することができ、より適正にリングギヤ軸３２ａが回転するのを抑制することができる。

こうしてステップＳ７１０でエンジン２２の回転数Ｎｅが値０に至ったと判定されると、エンジン２２が停止したと判断し、回転制限制御フラグＦに値０を設定してモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ８２０）、駐車ポジション時停止制御ルーチンを終了する。こうして回転制限制御フラグＦに値０が設定されると、モータＥＣＵ４０では、回転制限制御は実行されない。実施例では、停止状態のエンジン２２のモータリングが開始されるときに回転制限制御フラグＦに値１が設定され、エンジン２２が停止したときに回転制限制御フラグＦに値０が設定されるため、回転制限制御は、エンジン２２が回転している間に亘って実行されることになる。そして、この回転制限制御を実行する際には、キャンセルトルクＴｃよりも絶対値が大きいトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定することにより、軸トルクＴｒと同一符号のトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定するものに比して回転制限制御から前述の軸トルクキャンセル制御（キャンセルトルクＴｃをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定し、設定したトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４２のトランジスタＴ７〜Ｔ１２のスイッチング制御を行なう制御）など他の制御に移行する際に、移行を容易に行なうことができる。

図１４は、エンジン２２を停止する際のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と回転制限制御用トルクＴｍ２との関係の一例を示す説明図である。図１４の例では、エンジン２２のモータリングおよびエンジン２２の燃料カットが開始された時刻ｔ１６から所定時間ｔｒｅｆ２が経過するまでは負の所定トルクＴｆｃを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定すると共にこの回転制限制御用トルクＴｍ２の絶対値に基づいて制御用電気角θｅｓｅｔにおけるｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊を設定して回転制限制御を実行し、所定時間ｔｒｅｆ２が経過した時刻ｔ１７以降はキャンセルトルクＴｃが負の値の間（時刻ｔ１７〜ｔ１８）はキャンセルトルクＴｃに所定トルクＴｓｔｐを加えたトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定して同様に回転制限制御を実行し、キャンセルトルクＴｃが値０以上のとき（時刻ｔ１８以降）にはキャンセルトルクＴｃに値（−１）を乗じたものに所定トルクＴｓｔｐを加えたトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定して同様に回転制限制御を実行し、エンジン２２が停止した時刻ｔ１９に回転制限制御の実行を終了する。このように、燃料カットが開始された直後か否かなどに基づいてキャンセルトルクＴｃよりも絶対値が大きいトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定して回転制限制御を実行することにより、より適正にリングギヤ軸３２ａが回転しないようにすることができる。しかも、エンジン２２を停止させるためにモータリングする際には、キャンセルトルクＴｃの値に拘わらず回転制限制御用トルクＴｍ２に負のトルクを設定することにより、エンジン２２を停止させるためにモータリングしている最中に回転制限制御用トルクＴｍ２が値０を跨いで変化するのを回避することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、シフトレバー８１が駐車ポジションにあるときには、モータＭＧ１から出力されてリングギヤ軸３２ａに作用する軸トルクＴｒ（−Ｔｍ１＊／ρ）をキャンセルするためのキャンセルトルクＴｃよりも絶対値が大きいトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定してモータＭＧ２のステータ４６ｂの磁界の向きを固定してロータ４６ａ（リングギヤ軸３２ａ）が回転しないようモータＭＧ２を制御するから、キャンセルトルクＴｃをそのまま回転制限制御用トルクＴｍ２として設定してモータＭＧ２のステータ４６ｂの磁界の向きを固定してロータ４６ａが回転しないようモータＭＧ２を制御するものに比してより適正にロータ４６ａが回転するのを抑制することができる。しかも、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２の運転状態（アイドル運転状態や負荷運転状態）やモータＭＧ１の駆動状態（エンジン２２を始動や停止させるためにモータリングする際の駆動状態や、エンジン２２がアイドル運転や負荷運転される際の駆動状態）に基づいてキャンセルトルクＴｃよりも絶対値が大きいトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定するから、エンジン２２の運転状態やモータＭＧ１の駆動状態に応じてより適正にロータ４６ａが回転しないようにすることができる。

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が運転される際やエンジン２２を停止させるためにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングする際には、キャンセルトルクＴｃの値に拘わらず回転制限制御用トルクＴｍ２に負のトルクを設定するから、エンジン２２が運転されている最中やエンジン２２をモータリングしている最中に回転制限制御用トルクＴｍ２が値０を跨いで変化するのを回避することができ、より適正にリングギヤ軸３２ａが回転す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、エンジン２２を始動させるためにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングする際には、正のキャンセルトルクＴｃに正の所定トルクＴｃｒｋを加えたトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定するものとしたが、キャンセルトルクＴｃよりも絶対値が大きくなるトルクであれば、キャンセルトルクＴｃに値１より大きい補正係数を乗じたトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として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の初爆の際には、所定トルクＴｆｉｒｅを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定するものとしたが、キャンセルトルクＴｃなどに基づくトルク、例えば、キャンセルトルクＴｃに正の所定トルクＴｃｒｋを加えたトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として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が負荷運転されているときには、負のキャンセルトルクＴｃに補正係数βｄｒｖを乗じたトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定するものとしたが、負のキャンセルトルクＴｃに負の所定トルクを加えたトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として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が負荷運転されているときには、負のキャンセルトルクＴｃに補正係数βｄｒｖを乗じたトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定するものとしたが、負のキャンセルトルクＴｃに補正係数βｄｒｖを乗じたトルクが所定トルクＴｒｅｆ１より大きいとき、即ちキャンセルトルクＴｃに補正係数βｄｒｖを乗じたトルクの絶対値が所定トルクＴｒｅｆ１の絶対値より小さいときには、所定トルクＴｒｅｆ１を回転制限制御用トルクＴｍ２として再設定するものとしてもよい。こうすれば、軸トルクＴｒが非常に小さいとき、即ちキャンセルトルクＴｃに補正係数βｄｒｖを乗じたトルクの絶対値が非常に小さいときに、外乱などによってリングギヤ軸３２ａが回転してしまうのをより適正に抑制することができる。なお、エンジン２２が負荷運転されているときに限られず、キャンセルトルクＴｃよりも絶対値が大きくなるよう設定されたトルクの絶対値がキャンセルトルクＴｃと同一符号の所定トルクＴｒｅｆ２の絶対値よりも小さいときには、所定トルクＴｒｅｆ２を回転制限制御用トルクＴｍ２として再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がアイドル運転されているときには、負の所定トルクＴｉｄｌを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定するものとしたが、正の所定トルク（例えば、所定トルク（−Ｔｉｄｌ）に相当するトルクなど）を回転制限制御用トルクＴｍ２として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の運転状態がアイドル運転と負荷運転との間で移行されたときには、移行されてから所定時間ｔｒｅｆ１が経過するまでは移行後の運転状態に基づいて設定されるトルクＴｉｄｌやトルク（Ｔｃ・βｄｒｖ）に負の所定トルクＴｔｒａを加えたトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定し、移行されてから所定時間ｔｒｅｆ１が経過した以降は移行後の運転状態に基づいて設定されるトルクＴｉｄｌやトルク（Ｔｃ・βｄｒｖ）を回転制限制御用トルクＴｍ２として設定するものとしたが、移行されてから所定時間ｔｒｅｆ１が経過したか否かに拘わらず、トルクＴｉｄｌやトルク（Ｔｃ・βｄｒｖ）を回転制限制御用トルクＴｍ２として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を停止させるためにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングする際には、キャンセルトルクＴｃが負の値のときにはキャンセルトルクＴｃに負の所定トルクＴｓｔｐを加えたトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定し、キャンセルトルクＴｃが値０以上のときにはキャンセルトルクＴｃに値（−１）を乗じたものに負の所定トルクＴｓｔｐを加えたトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定するものとしたが、キャンセルトルクＴｃが負の値のときには値１より大きい補正係数を乗じたトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定し、キャンセルトルクＴｃが値０以上のときにはキャンセルトルクＴｃに値（−１）を乗じたものに値１より大きい補正係数を乗じたトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として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を停止させるためにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングする際にキャンセルトルクＴｃが値０以上のときには、キャンセルトルクＴｃに値（−１）を乗じたものに負の所定トルクＴｓｔｐを加えたトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定するものとしたが、キャンセルトルクＴｃに正の所定トルク（例えば、所定トルク（−Ｔｓｔｐ）に相当するトルクなど）を加えたトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として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を停止させるためにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングする際に、エンジン２２の燃料カットが開始されてから所定時間ｔｒｅｆ２が経過するまでは負の所定トルクＴｆｃを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定するものとしたが、負のキャンセルトルクＴｃに負の所定トルクを加えたトルクや負のキャンセルトルクＴｃに値１より大きい補正係数を乗じたトルクなどを回転制限制御用トルクＴｍ２として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、キャンセルトルクＴｃ（＝−Ｔｒ）よりも絶対値が大きいトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定するものとしたが、キャンセルトルクＴｃに代えて、軸トルクＴｒよりも絶対値が大きいトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として用いるものとしてもよい。この場合でも、実施例と同様に、回転制限制御用トルクＴｍ２の絶対値に基づいて制御用電気角θｅｓｅｔにおけるｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊を設定して回転制限制御を実行することにより、リングギヤ軸３２ａが回転す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、停止状態のエンジン２２のモータリングが開始されたときの電気角θｅ２を制御用電気角θｅｓｅｔとして設定するものとしたが、停止状態のエンジン２２のモータリングが開始されたときの電気角θｅ２に限られず、例えば、エンジン２２が停止状態であるとき即ちエンジン２２のモータリングが開始される前の電気角θｅ２などを制御用電気角θｅｓｅｔとして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が停止しているときには、他の制御を実行するものとしたが、エンジン２２が運転されているときやモータリングされているときと同様に、モータＭＧ２のステータ４６ｂの磁界の向きを固定してロータ４６ａが回転しないようモータＭＧ２を制御するものとしてもよい。この場合、制御用電気角θｅｓｅｔとしては、例えば、エンジン２２が停止状態のときの電気角θｅ２を用いることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ｄ−ｑ座標系に対して回転制限制御用トルクＴｍ２に基づいて制御用電気角θｅｓｅｔにおけるｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊を設定すると共にｑ軸の電流指令Ｉｑ２＊に値０を設定し、設定したｄ軸およびｑ軸の電流指令Ｉｄ２＊，Ｉｑ２＊に基づいてモータＭＧ２を制御するものとしたが、回転制限制御用トルクＴｍ２に基づく電流をモータＭＧ２に通電してモータＭＧ２のステータ４６ｂの磁界の向きを固定するものであれば、３相−２相変換することなくモータＭＧ２を制御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、４段の変速段をもって変速可能な変速機６０を用いるものとしたが、変速段は４段に限られるものではなく、２段以上の変速段をもって変速可能な変速機であればよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に変速機６０を介して接続された動力軸としてのリングギヤ軸３２ａにエンジン２２からの動力を動力分配統合機構３０を介して出力するものとしたが、図１５の変形例のハイブリッド自動車１２０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１３２と駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する駆動軸３６に変速機６０を介して接続された動力軸３２ｂに接続されたアウターロータ１３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を動力軸３２ｂ，変速機６０，駆動軸３６を介して駆動輪３９ａ，３９ｂ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１３０を備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や動力分配統合機構３０，モータＭＧ１を動力源として備えるものとしたが、動力源としては、エンジンだけを備えるものとしてもよいし、モータだけを備えるものとしてもよい。

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とエンジン２２のクランクシャフト２６にキャリア３４が接続されると共に動力軸としてのリングギヤ軸３２ａにリングギヤ３２が接続された動力分配統合機構３０と動力分配統合機構３０のサンギヤ３１に接続されたモータＭＧ１とが「動力源」に相当し、動力軸としてのリングギヤ軸３２ａにロータ４６ａが接続されステータ４６ｂの回転磁界によりロータ４６ａを回転駆動させてリングギヤ軸３２ａに動力を入出力するモータＭＧ２が「電動機」に相当し、モータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、動力軸としてのリングギヤ軸３２ａと駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６との間の変速段の変更を伴う動力の伝達とリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との接続の解除を行なう変速機６０が「変速手段」に相当し、エンジン２２の運転状態（負荷運転やアイドル運転）やモータＭＧ１の駆動状態（エンジン２２を始動や停止させるためのモータリング時における駆動状態やエンジン２２が負荷運転やアイドル運転されているときにおける駆動状態）に基づいて軸トルクＴｒ（＝−Ｔｍ１＊／ρ）をキャンセルするためのキャンセルトルクＴｃよりも絶対値が大きいトルクを回転制限制御用トルクＴｍ２として設定してモータＥＣＵ４０に送信するＳ１６０，Ｓ１７０，Ｓ２００，Ｓ５６０，Ｓ５９０，Ｓ６１０，Ｓ６２０，Ｓ７７０，Ｓ７８０，Ｓ８００，Ｓ８１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０やハイブリッド用電子制御ユニット７０からの回転制限制御フラグＦが値１のときに回転制限制御用トルク指令Ｔｍ２に基づいて制御用電気角θｅｓｅｔにおけるｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊を設定すると共にｑ軸の電流指令Ｉｑ２＊に値０を設定するＳ３７０の処理とｄ軸，ｑ軸の電流指令Ｉｑ２＊，Ｉｑ２＊を用いてモータＭＧ２を制御するＳ３８０〜Ｓ４１０の処理とを実行するモータＥＣＵ４０が「制御手段」に相当する。また、モータＭＧ２のロータ４６ａの回転位置θｍ２を検出する回転位置検出センサ４４や検出した回転位置θｍ２に基づいて電気角θｅ２を計算するＳ３１０の処理を実行するモータＥＣＵ４０が「回転位置検出手段」に相当し、停止状態のエンジン２２のモータリングを開始するときの電気角θｅ２を制御用電気角θｅｓｅｔとして設定するＳ３２０，Ｓ３４０，Ｓ３５０の処理を実行するモータＥＣＵ４０が「制御用回転位置設定手段」に相当する。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。

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、自動車以外の車両の形態としてもよいし、こうした車両の制御方法の形態としてもよい。

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、車両の製造産業などに利用可能である。

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。 モータＭＧ１，ＭＧ２を中心とした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により実行される駐車ポジション時始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 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がモータリングされる際の動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。 モータＥＣＵ４０により実行される駐車ポジション時第２モータ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 回転制限制御を実行するときの様子の一例を示す説明図である。 エンジン２２をモータリングして始動する際のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と回転制限制御用トルクＴｍ２と制御用電気角θｅｓｅｔにおけるｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊との関係の一例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により実行される駐車ポジション時運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 エンジン２２が負荷運転される際の動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。 エンジン２２を始動した後にエンジン２２を負荷運転し、その後、アイドル運転する際のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と回転制限制御用トルクＴｍ２との関係の一例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により実行される駐車ポジション時停止制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 エンジン２２を停止する際のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２の回転数Ｎｅとの関係の一例を示す説明図である。 エンジン２２を停止する際のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と回転制限制御用トルクＴｍ２との関係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。

符号の説明

２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３２ｂ 動力軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、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）、４０ａ ＣＰＵ、４０ｂ ＲＯＭ、４０ｃ ＲＡＭ、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、４５ａ，４６ａ ロータ、４５ｂ，４６ｂ ステータ、４５Ｕ，４５Ｖ，４６Ｕ，４６Ｖ 電流センサ、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 変速機、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、１３０ 対ロータ電動機、１３２ インナーロータ １３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｄ１〜Ｄ１２ ダイオード、Ｔ１〜Ｔ１２ トランジスタ。

Claims (17)

1. 動力軸に動力を出力可能な動力源と、
   前記動力軸に回転子が接続され、固定子の回転磁界により該回転子を回転駆動させて該動力軸に動力を入出力可能な電動機と、
   少なくとも前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
   前記動力軸と車軸との間の変速段の変更を伴う動力の伝達と、シフトポジションが駐車ポジションの状態のときの該動力軸と該車軸との接続の解除と、が可能な変速手段と、
   シフトポジションが駐車ポジションにあるとき、前記動力源から前記動力軸に出力される駆動力である軸駆動力よりも絶対値が大きい駆動力を前記電動機を制御するための制御用駆動力として設定し、該設定した制御用駆動力に基づいて前記固定子の磁界の向きを固定して前記回転子の回転が制限されるよう前記電動機を制御する回転制限制御を実行する制御手段と、
   を備える車両。
2. 請求項１記載の車両であって、
   前記動力源は、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記動力軸とに接続され前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で電力と動力の入出力を伴って該出力軸と該動力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記内燃機関の運転状態および／または前記電力動力入出力手段の駆動状態に基づいて前記軸駆動力よりも絶対値が大きい駆動力を前記制御用駆動力として設定する手段である
   車両。
3. 前記制御手段は、前記内燃機関の始動時における該内燃機関の初爆の際には、第１所定駆動力を前記制御用駆動力として設定する手段である請求項２記載の車両。
4. 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ときには、第２所定駆動力を前記制御用駆動力として設定する手段である請求項２または３記載の車両。
5. 前記第２所定駆動力は、前記内燃機関が負荷運転されているときに設定される前記制御用駆動力と同一方向の駆動力である請求項４記載の車両。
6. 前記制御手段は、前記内燃機関の運転状態が前記アイドル運転と前記負荷運転との間で移行されたとき、該移行されてから第１所定時間が経過するまでは該移行後の運転状態に基づいて設定される前記制御用駆動力に該制御用駆動力と同一方向の駆動力を加えることにより前記制御用駆動力を再設定する手段である請求項２ないし５いずれか記載の車両。
7. 前記制御手段は、前記内燃機関が回転している状態で該内燃機関への燃料カットが開始されたとき、該開始されてから第２所定時間が経過するまでは第３所定駆動力を前記制御用駆動力として設定する手段である請求項２ないし６いずれか記載の車両。
8. 前記制御手段は、前記軸駆動力をキャンセルするための駆動力であるキャンセル駆動力を演算し、該演算したキャンセル駆動力の絶対値よりも絶対値が大きい駆動力を前記制御用駆動力として設定する手段である請求項２ないし７いずれか記載の車両。
9. 前記制御手段は、前記内燃機関を始動または停止させるために前記電力動力入出力手段により該内燃機関をモータリングする際には、前記キャンセル駆動力に該キャンセル駆動力と同一方向の駆動力を加えることにより前記制御用駆動力を設定する手段である請求項８記載の車両。
10. 前記制御手段は、前記内燃機関を停止させるために前記電力動力入出力手段により該内燃機関をモータリングしている最中に前記キャンセル駆動力の方向が反転した以降は、該キャンセル駆動力の方向を該反転前の方向に調整した駆動力である方向調整駆動力に該方向調整駆動力と同一方向の駆動力を加えることにより前記制御用駆動力を設定する手段である請求項９記載の車両。
11. 前記制御手段は、前記内燃機関が負荷運転されているときには、前記キャンセル駆動力に値１より大きい補正係数を乗じた駆動力を前記制御用駆動力として設定する手段である請求項８ないし１０いずれか記載の車両。
12. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記動力軸と第３の軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段である請求項２ないし１１いずれか記載の車両。
13. 前記軸駆動力は、前記発電機から出力すべき目標駆動力に基づいて設定される駆動力である請求項１２記載の車両。
14. 前記制御手段は、前記設定した制御用駆動力の絶対値が該制御用駆動力と同一方向の第４所定駆動力の絶対値よりも小さいときには、該第４所定駆動力を前記制御用駆動力として再設定する手段である請求項１ないし１３いずれか記載の車両。
15. 請求項１ないし１４いずれか記載の車両であって、
    前記電動機の回転子の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
    前記検出された回転位置に基づいて制御用回転位置を設定する制御用回転位置設定手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、前記設定された制御用回転位置を用いて前記回転制限制御を実行する手段である
    車両。
16. 請求項１５記載の車両であって、
    前記電動機は、３相交流電動機であり、
    前記制御手段は、前記設定された制御用回転位置を用いて前記電動機の各相に通電される電流を３相−２相変換することによりｄ軸およびｑ軸の電流を計算し、前記設定した制御用駆動力に基づいて該制御用回転位置におけるｄ軸の目標電流を設定すると共に該制御用回転位置におけるｑ軸の目標電流に値０を設定し、該設定したｄ軸およびｑ軸の目標電流と該計算したｄ軸およびｑ軸の電流とに基づいて前記回転制限制御を実行する手段である
    車両。
17. 動力軸に動力を出力可能な動力源と、前記動力軸に回転子が接続され固定子の回転磁界により該回転子を回転駆動させて該動力軸に動力を入出力可能な電動機と、少なくとも前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記動力軸と車軸との間の変速段の変更を伴う動力の伝達とシフトポジションが駐車ポジションの状態のときの該動力軸と該車軸との接続の解除とが可能な変速手段と、を備える車両の制御方法であって、
    シフトポジションが駐車ポジションにあるとき、前記動力源から前記動力軸に出力される駆動力である軸駆動力よりも絶対値が大きい駆動力を前記電動機を制御するための制御用駆動力として設定し、該設定した制御用駆動力に基づいて前記固定子の磁界の向きを固
    定して前記回転子の回転が制限されるよう前記電動機を制御する回転制限制御を実行する、
    車両の制御方法。