JP4367471B2

JP4367471B2 - 車両およびその制御方法

Info

Publication number: JP4367471B2
Application number: JP2006249966A
Authority: JP
Inventors: 信一須貝; 和仁林
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2026-09-14
Also published as: JP2008068774A; US7694763B2; US20080066978A1

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、エンジンにキャリアが接続されると共に駆動輪に有段式自動変速部を介してリングギヤが接続された遊星歯車装置と、遊星歯車装置のサンギヤに接続された第１電動機と、遊星歯車装置のリングギヤに接続された第２電動機と、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、有段式自動変速部によって駆動輪とリングギヤとの作動的な連結が切り離される車両停車中にエンジンを始動する際には、第１電動機と第２電動機とを同じ方向に回転させることにより、エンジンをモータリングして始動している。
特開２００５−２６４７６２号公報

ところで、こうした車両では、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、エンジンを運転する際やエンジンを始動や停止するために第１モータによってエンジンをモータリング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、リングギヤの回転をできるだけ抑制するよう望まれることがある。

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、シフトレバー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、
シフトレバーが駐車ポジションにあるとき、前記動力源の駆動状態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、シフトレバーが駐車ポジションにあるときには、動力源の駆動状態に基づいて電動機の固定子の磁界の向きを固定して電動機の回転子の回転が制限されるよう電動機を制御する。シフトレバー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ことがある。本発明の車両では、シフトレバーが駐車ポジションにあるときには、電動機の固定子の磁界の向きを固定して電動機の回転子の回転を制限するから、動力軸が回転するのを抑制することができる。しかも、動力源の駆動状態に基づいて電動機の回転子の回転を制限するから、動力源の駆動状態を考慮しないものに比して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内燃機関からの動力の少なくとも一部を該動力軸に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の駆動状態に基づ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、前記内燃機関を始動または停止するために前記電力動力入出力手段により該内燃機関がモータリングされる際には第１指標を回転制限指標として設定し、前記内燃機関が運転される際には前記第１指標とは異なる第２指標を前記回転制限指標として設定し、該設定した回転制限指標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、内燃機関がモータリングされるか運転されるかに応じ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、前記制御手段は、前記内燃機関を始動または停止するために前記電力動力入出力手段により該内燃機関がモータリングされる際に前記電力動力入出力手段の駆動状態が所定の駆動状態のときには、前記第１指標とは異なる第３指標を前記回転制限指標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、内燃機関がモータリングされる際には、電力動力入出力手段の駆動状態が所定の駆動状態か否かに応じ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。ここで、「所定の駆動状態」には、電力動力入出力手段により入出力される駆動力が所定駆動力以下である状態が含まれる。また、前記制御手段は、前記設定した回転制限指標に基づく電流を前記電動機に印加することにより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、回転制限指標に基づく電流を電動機に印加することにより回転子が回転するのを抑制することができる。

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。

また、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、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印加される電流を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、前記動力源の駆動状態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、動力源の駆動状態に基づく、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、
シフトレバーが駐車ポジションにあるとき、前記動力源の駆動状態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、
ことを要旨とする。

この本発明の車両の制御方法では、シフトレバーが駐車ポジションにあるときには、動力源の駆動状態に基づいて電動機の固定子の磁界の向きを固定して電動機の回転子の回転が制限されるよう電動機を制御する。シフトレバー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ことがある。本発明の車両では、シフトレバーが駐車ポジションにあるときには、電動機の固定子の磁界の向きを固定して電動機の回転子の回転を制限するから、動力軸が回転するのを抑制することができる。しかも、動力源の駆動状態に基づいて電動機の回転子の回転を制限するから、動力源の駆動状態を考慮しないものに比して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。

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。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、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。

駐車ポジション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、エンジン２２の回転数ＮｅやモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の残容量ＳＯＣ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、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のロータ４５ａ，４６ａの回転位置θｍ１，θｍ２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。さらに、バッテリ５０の残容量ＳＯＣは、図示しない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が運転されているか否かを判定し（ステップＳ１１０）、エンジン２２が運転されていないと判定されたときには、エンジン２２の始動要求がなされているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ここで、エンジン２２が運転されているか否かの判定は、例えば、エンジン２２が運転されているか否かに応じて設定されてエンジンＥＣＵ２４から通信により入力されたフラグの値を調べることにより行なうことができる。また、エンジン２２の始動要求がなされているか否かは、例えば、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定残容量Ｓｒｅｆ１（例えば、３０％や４０％など）未満であるか否かなどに基づいて判定することができる。エンジン２２が運転されておらず始動要求もなされていないと判定されたときには、エンジン２２が停止していると判断し、回転制限指標Ｊｍ２に値０を設定してモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１３０）、駐車ポジション時制御ルーチンを終了する。ここで、回転制限指標Ｊｍ２は、値０以外の値（実施例では、後述の値１，値２，値３）のときに、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）が回転しないようモータＭＧ２を制御する際に用いられる指標である。回転制限指標Ｊｍ２を受信したモータＥＣＵ４０は、図４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、回転制限指標Ｊｍ２に基づいてモータＭＧ２のインバータ４２のトランジスタＴ７〜Ｔ１２のスイッチング制御を行なう。なお、回転制限指標Ｊｍ２や図４の駐車ポジション時第２モータ制御ルーチンについて、その詳細は後述する。

ステップＳ１２０でエンジン２２の始動要求がなされていると判定されたときには、モータリング経過時間ｔを入力し（ステップＳ１４０）、入力したモータリング経過時間ｔやステップＳ１００で入力したエンジン２２の回転数Ｎｅを用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１５０）。ここで、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。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５に示す。なお、図５には、後述する回転制限指標Ｊｍ２も併せて示した。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所定トルクＴ１まで増加させた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からその後の時刻ｔ３まではレート処理を用いてエンジン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所定トルクＴ２まで減少させたトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、時刻ｔ３以降は所定トルクＴ２をトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、電力消費や動力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ｔ４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の始動が完了した時刻ｔ５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、回転制限指標Ｊｍ２に値１または値２を設定し（ステップＳ１６０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊や回転制限指標Ｊｍ２をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ１７０）。ここで、回転制限指標Ｊｍ２は、実施例では、前述の図５に示すように、エンジン２２のモータリングが開始された時刻ｔ１からモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に所定トルクＴ２が設定される時刻ｔ３までの間は回転制限指標Ｊｍ２に値１を設定し、時刻ｔ３からエンジン２２の始動が完了する時刻ｔ５までの間は回転制限指標Ｊｍ２に値２を設定するものとした。また、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊や回転制限指標Ｊｍ２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４の駐車ポジション時第２モータ制御ルーチンにより回転制限指標Ｊｍ２が値０でないときにその回転制限指標Ｊｍ２に基づいてモータ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。ここで、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が回転しないようにするときの様子の一例を図６に示す。図６の例では、ステータ４６ｂには、電流が印加された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。実施例では、この合成磁界が回転しないようモータ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呼ぶ。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が運転される際にモータＭＧ１からのトルクの出力を伴ってエンジン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をモータリングする際にモータ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、これらのトルクを作用トルクという）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）、作用トルク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。ここで、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、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Ｓ１８０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆに至っていないときにはそのまま駐車ポジション時制御ルーチンを終了し、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆに至ったときには、燃料噴射制御や点火制御の開始をエンジンＥＣＵ２４に指示して（ステップＳ１９０）、駐車ポジション時制御ルーチンを終了する。このように、エンジン２２の始動要求がなされているときには、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が回転しないようにしながらエンジン２２をモータリングするのである。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。

ステップＳ１１０でエンジン２２が運転されていると判定されたときには、エンジン２２の停止要求がなされているか否かを判定する（ステップＳ２００）。ここで、エンジン２２の停止要求がなされているか否かは、例えば、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定残容量Ｓｒｅｆ２（例えば、６０％や７０％など）を超えているか否かなどに基づいて判定することができる。エンジン２２の停止要求がなされていないと判定されたときには、残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ５０に充電すべき充電要求パワーＰｂ＊を設定し（ステップＳ２１０）、設定した充電要求パワーＰｂ＊に応じたパワーがエンジン２２から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＊を設定し（ステップＳ２２０）、設定したエンジン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＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算し（ステップＳ２３０）、回転制限指標Ｊｍ２に値３を設定する（ステップＳ２４０）。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。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であるリングギヤ３２（リングギヤ軸３２ａ）の回転数を示す。なお、Ｒ軸上の太線矢印は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊の運転ポイントで定常運転したときにエンジン２２から出力されるトルクＴｅ＊がリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクを示す。式（１）はこの共線図を用いれば容易に導くことができる。ここで、式（２）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（２）中、右辺第１項は図７の共線図から容易に導き出すことができる。また、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。

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のトルク指令Ｔｍ１＊，回転制限指標Ｊｍ２が設定されると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊についてエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊や回転制限指標Ｊｍ２についてモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２５０）、駐車ポジション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における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。いま、回転制限指標Ｊｍ２には値３を設定するときを考えているから、モータＭＧ２はロータ４６ａが回転しないよう制御される。即ち、この場合、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が回転しないようにしながら、エンジン２２から出力されるパワーを用いてモータＭＧ１によって電力が発電される。

ステップＳ２００でエンジン２２の停止要求がなされているときには、エンジン２２の回転数Ｎｅを調べ（ステップＳ２６０）、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、燃料カット指令をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に（ステップＳ２７０）、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Ｓ２８０）。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８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の回転を抑制する所定トルク（−Ｔ２）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ｔ６）でピストンを保持するトルク（所定トルク（−Ｔ２）よりも絶対値が小さい所定トルクＴ３）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。

そして、回転制限指標Ｊｍ２に値２を設定し（ステップＳ２９０）、設定したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊や回転制限指標Ｊｍ２をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ３００）、駐車ポジション時制御ルーチンを終了する。いま、回転制限指標Ｊｍ２に値２が設定されるときを考えているから、モータＭＧ２はロータ４６ａが回転しないよう制御される。このように、エンジン２２の停止要求がなされているときには、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が回転しないようにしながらエンジン２２をモータリングするのである。その後、ステップＳ２６０でエンジン２２の回転数Ｎｅが値０であると判定されると、エンジン２２は停止していると判断し、回転制限指標Ｊｍ２に値０を設定してモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１３０）、駐車ポジション時制御ルーチンを終了する。

以上、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制御ルーチンについて説明した。次に、モータＥＣＵ４０により実行される図４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，回転制限指標Ｊｍ２を入力すると共に（ステップＳ４００）、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Ｓ４１０）。ここで、回転制限指標Ｊｍ２は、前述の図３の駐車ポジション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から通信により入力するものとした。この回転制限指標Ｊｍ２には、前述したように、エンジン２２が停止しているときには値０が設定され、エンジン２２をモータリングして始動するためにモータＭＧ１から比較的大きなトルクが出力されるときには値１が設定され、エンジン２２をモータリングして始動するためにモータＭＧ１から出力されるトルクが所定トルクＴ２以下に小さくなったときやエンジン２２をモータリングして停止するためにモータＭＧ１からトルクが出力されるときには値２が設定され、エンジン２２が運転されるときには値３が設定される。

続いて、今回および前回の回転制限指標Ｊｍ２，（前回Ｊｍ２）の値を調べる（ステップＳ４２０，Ｓ４３０）。このステップＳ４２０，Ｓ４３０の処理は、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であるか否かを判定する処理である。今回の回転制限指標Ｊｍ２が値０でなく前回の回転制限指標（前回Ｊｍ２）が値０のときには、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であると判断し、電気角θｅ２を制御用電気角θｅｓｅｔに設定し（ステップＳ４４０）、今回の回転制限指標Ｊｍ２が値０のときや、今回の回転制限指標Ｊｍ２と前回の回転制限指標（前回Ｊｍ２）共に値０でないときには、ステップＳ４４０の処理を行なわない。したがって、ステップＳ４２０〜Ｓ４４０の処理は、回転制限指標Ｊｍ２が値０からその他の値（実施例では値１，値２，値３）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たときの電気角θｅ２を制御用電気角θｅｓｅｔに設定する処理となる。

そして、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（３）により相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２をｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ２，Ｉｑ２に座標変換（３相−２相変換）すると共に（ステップＳ４５０）、回転制限指標Ｊｍ２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Ｓ４６０）。ｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊は、実施例では、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ことができる電流を回転制限指標Ｊｍ２に基づいて設定するものとした。このｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊には、実施例では、リングギヤ軸３２ａが回転しないよう、回転制限指標Ｊｍ２が値０のときには値０を設定し、回転制限指標Ｊｍ２が値１，値２，値３のときには、実施例では、順に値が小さくなる傾向の所定電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３をそれぞれ設定するものとした。ここで、所定電流Ｉ１は、エンジン２２を始動するためにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングする際に比較的大きいトルク（例えば、所定トルクＴ１）がモータＭＧ１から出力されるときでも即ち比較的大きいトルク（例えば、所定トルク（−Ｔ１／ρ））が前述の作用トルクとしてリングギヤ軸３２ａに作用するときでも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ことができる電流として定められ、所定電流Ｉ２は、エンジン２２を始動や停止するためにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングする際に絶対値が所定トルクＴ２以下のトルクがモータＭＧ１から出力されるときに即ち絶対値が所定トルク（Ｔ２／ρ）以下のトルクが作用トルクとしてリングギヤ軸３２ａに作用する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として定められ、所定電流Ｉ３は、充電要求パワーＰｂ＊の最大値Ｐｂｍａｘがエンジン２２から出力されるようエンジン２２が運転されるときでも即ちこれに応じたトルクが作用トルクとしてリングギヤ軸３２ａに作用するときでもリングギヤ軸３２ａが回転しないようにすることができる電流として定められるものとした。なお、モータＭＧ１から出力されるトルクとリングギヤ軸３２ａに作用する作用トルクとの関係は、前述の図７の共線図により容易に導くことができる。このように制御用電気角θｅｓｅｔにおけるｄ軸，ｑ軸の電流指令Ｉｄ２＊，Ｉｑ２＊を設定することにより、図６を用いて前述したように、ステータ４６ｂの固定磁界の向き（制御用電気角θｅｓｅｔにおけるｄ軸の向き）と現在のｄ軸の向きとのズレを小さくする方向に作用する吸引トルクによりロータ４６ａ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やモータＭＧ１の駆動状態に基づいてｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊を設定することにより、ｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊をより適正に設定することができる。なお、回転制限指標Ｊｍ２が値０であってｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊に値０が設定されるときには、吸引トルクが発生しないため、ロータ４６ａはフリーの状態となる。

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（４）および式（５）によりｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊を計算すると共に（ステップＳ４７０）、計算したｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊を制御用電気角θｅｓｅｔを用いて次式（６）および式（７）によりモータＭＧ２の三相コイルのＵ相，Ｖ相，Ｗ相に印加すべき電圧指令Ｖｕ２＊，Ｖｖ２＊，Ｖｗ２＊に座標変換（２相−３相変換）し（ステップＳ４８０）、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Ｓ４９０）、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Ｓ５００）、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（４）および式（５）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。

図９は、エンジン２２をモータリングして始動し、その後に運転するときのモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ２の制御用電気角θｅｓｅｔにおけるｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊との関係を示す説明図である。図示するように、時刻ｔ１までのようにエンジン２２が停止しているときには回転制限指標Ｊｍ２が値０でｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊には値０が設定される。そして、時刻ｔ１から時刻ｔ３までのようにモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に比較的大きなトルク（例えば、所定トルクＴ１）が設定されるときには回転制限指標Ｊｍ２が値１でｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊には比較的大きい所定電流Ｉ１が設定され、時刻ｔ３から時刻ｔ５までのようにモータＭＧ１から出力されるトルクが所定トルクＴ２以下になったときには回転制限指標Ｊｍ２が値２でｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊には所定電流Ｉ１よりも小さい所定電流Ｉ２が設定され、時刻ｔ５以降のようにエンジン２２の始動が完了してエンジン２２が運転されているときには回転制限指標Ｊｍ２が値３でｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊には所定電流Ｉ２よりも小さい所定電流Ｉ３が設定される。このように、エンジン２２やモータＭＧ１の駆動状態に応じて設定される回転制限指標Ｊｍ２に基づいて制御用電気角θｅｓｅｔにおけるｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊を設定するから、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が回転しないようにするのをより適正に行なうことができる。即ち、エンジン２２やモータＭＧ１の駆動状態に拘わらずｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊に比較的大きい電流（例えば所定電流Ｉ１）を設定するものに比してモータＭＧ２のステータ４６ｂの三相コイルに印加される電流を抑制することができ、エネルギ効率の向上を図ることができる。また、エンジン２２やモータＭＧ１の駆動状態に拘わらずｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊に比較的小さい電流（例えば所定電流Ｉ２や所定電流Ｉ３）を設定するものに比してより確実にモータＭＧ２のロータ４６ａが回転しないようにすることができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２やモータＭＧ１の駆動状態に基づいて回転制限指標Ｊｍ２を設定し、設定した回転制限指標Ｊｍ２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、設定した電流指令Ｉｄ２＊，Ｉｑ２＊に基づいてモータ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を制御するから、エンジン２２やモータＭＧ１の駆動状態に応じてより適正にロータ４６ａ（リングギヤ軸３２ａ）が回転しないようにすることができる。

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、回転制限指標Ｊｍ２に値０を設定するものとしたが、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、回転制限指標Ｊｍ２に値０以外の値を設定するものとしてもよい。即ち、エンジン２２が停止しているときでも、モータＭＧ２に電流を印加してモータ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が停止しているときの電気角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、ハイブリッド用電子制御ユニット７０によりエンジン２２やモータＭＧ１の駆動状態に基づいて回転制限指標Ｊｍ２を設定してこれをモータＥＣＵ４０に送信し、モータＥＣＵ４０により回転制限指標Ｊｍ２に基づいて３相−２相変換したときのｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊を設定するものとしたが、回転制限指標Ｊｍ２を設定することなく、エンジン２２やモータＭＧ１の駆動状態に基づいて３相−２相変換したときのｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊を設定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を始動や停止するためにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングする際には、モータＭＧ１から出力されるトルクに基づいて回転制限指標Ｊｍ２に値１または値２を設定すると共にこの回転制限指標Ｊｍ２を用いてモータＭＧ２を制御するものとしたが、モータＭＧ１から出力されるトルクに拘わらず、回転制限指標Ｊｍ２に値１を設定すると共にこの回転制限指標Ｊｍ２を用いてモータＭＧ２を制御するものとしてもよい。この場合、回転制限指標Ｊｍ２に値１を設定するのは、エンジン２２を始動や停止するためにモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングする際に比較的大きいトルクがモータＭＧ１から出力されるときでも即ち比較的大きいトルクが前述の作用トルクとしてリングギヤ軸３２ａに作用するときでも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ためである。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２が運転されるときには、エンジン２２の運転ポイント（回転数ＮｅおよびトルクＴｅ）に拘わらず回転制限指標Ｊｍ２に値３を設定すると共にこの回転制限指標Ｊｍ２を用いてモータＭＧ２を制御するものとしたが、エンジン２２の運転ポイントに基づいて回転制限指標Ｊｍ２を設定すると共にこの回転制限指標Ｊｍ２を用いてモータ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、所定電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３は、順に小さくなる傾向に設定するものとしたが、エンジン２２やモータＭＧ１の駆動状態に基づいて、所定電流Ｉ３は、所定電流Ｉ１以上の電流を設定するものとしてもよいし、所定電流Ｉ１未満で所定電流Ｉ２以上の電流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、ｄ−ｑ座標系に対して回転制限指標Ｊｍ２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，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、回転制限指標Ｊｍ２に基づく電流をモータＭＧ２に印加してモータ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１０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、シフトレバー８１が駐車ポジションにあるときに、エンジン２２の運転状態やモータＭＧ１の駆動状態に基づいて回転制限指標Ｊｍ２を設定してモータＥＣＵ４０に送信するＳ１３０，Ｓ１６０，Ｓ１７０，Ｓ２４０，Ｓ２５０，Ｓ２９０，Ｓ３００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からの回転制限指標Ｊｍ２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Ｓ４６０の処理とｄ軸，ｑ軸の電流指令Ｉｄ２＊，Ｉｑ２＊を用いてモータＭＧ２を制御するＳ４７０〜Ｓ５００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Ｓ４１０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Ｓ４２０〜Ｓ４４０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。実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駐車ポジション時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。実施例のモータ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。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が回転しないようにするときの様子の一例を示す説明図である。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をモータリングして始動し、その後に運転するときのモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ２の制御用電気角θｅｓｅｔにおけるｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊との関係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）、４０ａＣＰＵ、４０ｂＲＯＭ、４０ｃＲＡＭ、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、７２ＣＰＵ、７４ＲＯＭ、７６ＲＡＭ、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

内燃機関と、該内燃機関の出力軸と動力軸と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動力軸に出力する電力動力入出力手段と、を備える動力源と、
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、
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、
シフトレバーが駐車ポジションにあるとき、前記内燃機関を始動または停止するために前記電力動力入出力手段により該内燃機関がモータリングされる際には第１指標を回転制限指標として設定し、前記内燃機関が運転される際には前記第１指標とは異なる第２指標を前記回転制限指標として設定し、該設定した回転制限指標に基づく電流を前記電動機に印加することにより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制御手段と、
を備える車両。
前記制御手段は、前記内燃機関を始動または停止するために前記電力動力入出力手段により該内燃機関がモータリングされる際に前記電力動力入出力手段の駆動状態が所定の駆動状態のときには、前記第１指標とは異なる第３指標を前記回転制限指標として設定する手段である請求項１記載の車両。
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１または２記載の車両。
請求項１ないし３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制御する手段である
車両。
請求項４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印加される電流を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、前記動力源の駆動状態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制御する手段である
車両。
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と動力軸と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動力軸に出力する電力動力入出力手段と、を備える動力源と、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、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、
シフトレバーが駐車ポジションにあるとき、前記内燃機関を始動または停止するために前記電力動力入出力手段により該内燃機関がモータリングされる際には第１指標を回転制限指標として設定し、前記内燃機関が運転される際には前記第１指標とは異なる第２指標を前記回転制限指標として設定し、該設定した回転制限指標に基づく電流を前記電動機に印加することにより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、
車両の制御方法。