JP4615037B2 - ハイブリッド自動車およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド自動車およびその制御方法に関する。

従来から、排ガス温度が高温になる運転領域において燃料供給量を増加させる制御と排ガスの一部を吸気系に再循環させる排ガス還流制御とを併用して排ガスの温度上昇を抑制する内燃機関が知られている（例えば、特許文献１参照）。この内燃機関では、排ガスの温度上昇を抑制しているときにスロットル開度の変化率から内燃機関が急減速状態にあると判断された場合、排ガス還流制御の実行を停止させ、それにより急減速状態における排ガス還流量の減量の遅れに起因した失火の発生を抑制している。また、従来から、この種の内燃機関として、スロットル開度に基づいて急減速時であるか否かを判定し、急減速時には、排ガス還流弁（ＥＧＲ弁）の目標弁開度を前回の目標弁開度にスロットル開度の変化率を乗算して算出することで当該目標弁開度をスロットルバルブの弁開度の変化に対応させ。それにより実際の排ガス還流弁の開度の時間遅れをなくして実際のＥＧＲ率の大きな変動に起因した失火を抑制するものも知られている（例えば、特許文献２参照）。更に、この種の内燃機関として、内燃機関の回転速度と吸気圧とからＥＧＲマップ値を求めると共に、車両減速時にはＥＧＲマップ値とＥＧＲ上限値との小さい方を目標ＥＧＲ開度として設定し、この目標ＥＧＲ開度に基づいて排ガス還流弁を速やかに閉側に制御するものも知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００４−３５３５８０号公報 特開平８−１１４１５６号公報 特開２００４−１００４６４号公報

ここで、上記従来の内燃機関は、何れも内燃機関のみを走行用動力の発生源として備える車両に適用されるものであり、このような車両においては、運転者によるアクセル操作量とスロットル開度との間に概ね一定の相関が存在する。従って、上記従来の内燃機関を搭載した車両では、スロットル開度の変化の度合に基づいて運転者による減速要求の度合を把握することができるので、スロットル開度の変化の度合に基づいて排ガス還流弁を制御すれば、特に急減速時における排気系から還流されて吸気系に残留する排ガスに起因した内燃機関の失火を抑制することができる。これに対して、内燃機関と電動機とを走行用動力の発生源として備えるハイブリッド自動車では、運転者によるアクセル操作に拘わらず走行状態や車両状態に応じて内燃機関の運転ポイント（目標回転数および目標トルク）が設定されることから、運転者により減速要求がなされていないにも拘わらずスロットルバルブが車両減速時と同様の挙動を示すことがある。このため、ハイブリッド自動車に排ガス還流装置を有する内燃機関を搭載した場合にスロットル開度に基づいて排ガス還流の実行可否を判定したのでは、排ガス還流の実行を本来停止させるべきときに排ガス還流を実行してしまったり、排ガス還流を実行しても問題の無いとときに排ガス還流の実行を停止させてしまったりするおそれがある。

そこで、本発明は、排ガス還流手段を有する内燃機関を備えたハイブリッド自動車において、排ガス還流をより適正に実行して当該排ガス還流に起因した内燃機関の失火を抑制することを主目的とする。

本発明によるハイブリッド自動車およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採っている。

本発明によるハイブリッド自動車は、
走行用の動力を出力可能であると共に排気系から吸気系へと排ガスを還流させるための排ガス還流手段を有する内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段とを含むハイブリッド自動車であって、
運転者によるアクセル操作に応じて走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関に要求される要求機関パワーを設定する要求機関パワー設定手段と、
前記要求機関パワーの減少度合を取得するパワー減少度合取得手段と、
所定の排ガス還流実行条件が成立すると共に前記取得された前記要求機関パワーの減少度合が所定度合以下であるときには、前記排ガス還流手段による前記排気系から前記吸気系への排ガス還流を伴って前記内燃機関が前記設定された要求機関パワーに基づくパワーを出力すると共に前記設定された要求駆動力に基づく動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記排ガス還流実行条件が成立すると共に前記取得された前記要求機関パワーの減少度合が前記所定度合を上回っているときには、前記排ガス還流を伴うことなく前記内燃機関が前記設定された要求機関パワーに基づくパワーを出力すると共に前記設定された要求駆動力に基づく動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるものである。

このハイブリッド自動車では、運転者によるアクセル操作に応じて走行に要求される要求駆動力が設定されると共に、設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関に要求される要求機関パワーが設定される。そして、所定の排ガス還流実行条件が成立すると共に要求機関パワーの減少度合が所定度合以下であるときには、排ガス還流手段による排気系から吸気系への排ガス還流を伴って内燃機関が要求機関パワーに基づくパワーを出力すると共に要求駆動力に基づく動力が得られるように内燃機関と電動機とが制御される。また、排ガス還流実行条件が成立すると共に要求機関パワーの減少度合が所定度合を上回っているときには、排ガス還流を伴うことなく内燃機関が要求機関パワーに基づくパワーを出力すると共に要求駆動力に基づく動力が得られるように内燃機関と電動機とが制御される。このように、運転者によるアクセル操作に応じた要求駆動力に基づく要求機関パワーの減少度合を用いれば、運転者のアクセル操作による減速要求の度合をより適正に把握することができる。そして、内燃機関は、要求機関パワーに基づくパワーを出力するように、すなわち要求機関パワーに基づいて制御されるので、内燃機関の動作状態を反映する要求機関パワーの減少度合と所定度合との比較により排ガス還流の実行可否を決定することにすれば、閾値としての所定度合をより適正に定めることが可能となり、それにより、排ガス還流の実行が必要以上に制限されないようにすると共に運転者により減速要求がなされたとき等の吸気系に残留する排ガスに起因した失火の発生のおそれがあるときには排ガス還流の実行をより確実に停止させることができる。更に、要求機関パワーは、スロットル開度のような検出値ではなく指令値であることから、要求機関パワーの減少度合と閾値としての所定度合とを比較することで、運転者のアクセル操作に対して応答性よく排ガス還流の実行可否を決定することが可能となる。この結果、このハイブリッド自動車では、排ガス還流をより適正に実行して当該排ガス還流に起因した内燃機関の失火を抑制することが可能となる。

また、前記ハイブリッド自動車は、前記設定された要求機関パワーと所定の運転ポイント設定制約とを用いて前記内燃機関の目標回転数を設定する機関目標回転数設定手段と、前記設定された要求機関パワーと前記内燃機関の目標回転数とに基づいて前記内燃機関に含まれるスロットルバルブの目標開度を設定する目標スロットル開度設定手段と、前記スロットルバルブの開度が前記設定された目標開度になるように該スロットルバルブを制御するスロットル制御手段とを更に備えてもよい。これにより、要求機関パワーや目標回転数に対応したスロットルバルブの開度を考慮しながら閾値としての所定度合をより適正に定めることが可能となる。

更に、前記ハイブリッド自動車は、前記排ガス還流実行条件が成立すると共に前記取得された前記要求機関パワーの減少度合が所定度合以下であるときに、前記内燃機関の負荷および回転数に基づいて前記排ガス還流手段により前記排気系から前記吸気系へと還流される排ガスの目標還流量を設定する目標還流量設定手段を更に備えてもよい。

また、前記ハイブリッド自動車は、前記内燃機関の機関軸と所定の車軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記機関軸と前記車軸とに動力を入出力可能であると共に前記蓄電手段と電力をやり取りすることができる電力動力入出力手段を更に備えてもよく、前記電動機は、前記車軸または該車軸とは異なる他の車軸に動力を入出力可能であってもよい。この場合、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電用電動機と、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸と前記発電用電動機の回転軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段とを含むものであってもよい。

本発明によるハイブリッド自動車の制御方法は、
走行用の動力を出力可能であると共に排気系から吸気系へと排ガスを還流させるための排ガス還流手段を有する内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段とを含むハイブリッド自動車の制御方法であって、
（ａ）運転者によるアクセル操作に応じて走行に要求される要求駆動力を設定するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）にて設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関に要求される要求機関パワーを設定するステップと、
（ｃ）所定の排ガス還流実行条件が成立すると共に前記要求機関パワーの減少度合が所定度合以下であるときには、前記排ガス還流手段による前記排気系から前記吸気系への排ガス還流を伴って前記内燃機関がステップ（ｂ）にて設定された要求機関パワーに基づくパワーを出力すると共にステップ（ａ）にて設定された要求駆動力に基づく動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記排ガス還流実行条件が成立すると共に前記取得された前記要求機関パワーの減少度合が前記所定度合を上回っているときには、前記排ガス還流を伴うことなく前記内燃機関がステップ（ｂ）にて設定された要求機関パワーに基づくパワーを出力すると共にステップ（ａ）にて設定された要求駆動力に基づく動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御するステップと、
を含むものである。

この方法によれば、排ガス還流をより適正に実行して当該排ガス還流に起因した内燃機関の失火を抑制することが可能となる。

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、本発明の実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は、エンジン２２を含む内燃機関装置２１と、エンジン２２のクランクシャフト（機関軸）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に接続された車軸としてのリングギヤ軸３２ａに連結された減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、ハイブリッド自動車２０の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（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０等とを備えるものである。

内燃機関装置２１を構成するエンジン２２は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料と空気との混合気を燃焼室１２０内で爆発燃焼させ、混合気の爆発燃焼に伴うピストン１２１の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動へと変換することにより動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２では、図２からわかるように、エアクリーナ１２２により清浄された空気がスロットルバルブ１２３を介して吸気管１２６内に取り入れられ、吸入空気には燃料噴射弁１２７からガソリン等の燃料が噴射される。こうして得られる空気と燃料との混合気は、可変バルブタイミング機構として構成された動弁機構１３０により駆動される吸気バルブ１３１を介して燃焼室１２０に吸入されると共に点火プラグ１２８による電気火花によって爆発燃焼させられる。エンジン２２からの排気ガスは、排気バルブ１３２や排気マニホールド１４０を介して一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）といった有害成分を浄化する排ガス浄化触媒（三元触媒）を備える浄化装置１４１へと送出され、浄化装置１４１にて浄化された後、外部へと排出される。また、内燃機関装置２１は、浄化装置１４１の後段の排気管に接続されて排ガスをサージタンク（吸気系）へと還流させるＥＧＲ管１４２と、このＥＧＲ管１４２の中途に設けられて排気系から吸気系へと還流される排ガス（ＥＧＲガス）の還流量（ＥＧＲ量）を調節するＥＧＲ弁１４３と、ＥＧＲ管１４２内のＥＧＲガスの温度を検出する温度センサ１４４等を含む。

このように構成されるエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４により制御される。エンジンＥＣＵ２４は、図２に示すように、ＣＰＵ２４ａ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、ＣＰＵ２４ａの他に各種処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポート等とを含む。そして、エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態等を検出する各種センサからの信号が図示しない入力ポートを介して入力される。例えば、エンジンＥＣＵ２４には、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１８０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１８１からの冷却水温Ｔｗ、燃焼室１２０内の圧力を検出する筒内圧センサ１８２からの筒内圧力、吸気バルブ１３１や排気バルブ１３２を駆動する動弁機構１３０に含まれるカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１３３からのカムポジション、スロットルバルブ１２３の位置を検出するスロットルバルブポジションセンサ１２４からのスロットルポジション、エンジン２２の負荷としての吸入空気量を検出するエアフローメータ１８３からの吸入空気量ＧＡ、吸気管１２６に取り付けられた吸気温度センサ１８４からの吸気温度Ｔａｉｒ、吸気管１２６内の負圧を検出する吸気圧センサ１８５からの吸気負圧Ｐｉ、排気マニホールド１４０の浄化装置１４１の上流側に配置された空燃比センサ１８６からの空燃比ＡＦ、ＥＧＲ管１４２の温度センサ１４４からのＥＧＲガス温度等が入力ポートを介して入力される。そして、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２を駆動するための様々な制御信号を図示しない出力ポートを介して出力する。例えば、エンジンＥＣＵ２４は、燃料噴射弁１２７への駆動信号やスロットルバルブ１２３の位置を調節するスロットルモータ１２５への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１２９への制御信号、動弁機構１３０への制御信号、ＥＧＲ弁１４３への駆動信号等を出力ポートを介して出力する。更に、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０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ＥＣＵ７０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う遊星歯車機構として構成されている。機関側回転要素としてのキャリア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、車軸側回転要素としてのリングギヤ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、動力分配統合機構３０は、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側と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３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して最終的に駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力される。

モータＭＧ１およびＭＧ２は、何れも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な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を介して二次電池であるバッテリ５０と電力のやり取りを行う。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の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２の何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り、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は充放電されないことになる。モータＭＧ１，ＭＧ２は、何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等が入力されており、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等が出力される。また、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。また、モータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号等に基づいてモータ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ＥＣＵ７０に出力する。

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からのバッテリ温度Ｔｂ等が入力されている。バッテリＥＣＵ５２は、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ＥＣＵ７０に出力する。更に、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を算出したり、当該残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を算出したり、残容量ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の充電に許容される電力である充電許容電力としての入力制限Ｗｉｎとバッテリ５０の放電に許容される電力である放電許容電力としての出力制限Ｗｏｕｔとを算出したりする。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定すると共に、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可能である。

ハイブリッドＥＣＵ７０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や、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６、図示しない入出力ポートおよび通信ポート等を備える。ハイブリッドＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ（スタートスイッチ）８０からのイグニッション信号、シフトレバー８１の操作位置であるシフトポジションＳＰ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ストロークセンサ８６からのブレーキペダルストロークＢＳ、車速センサ８７からの車速Ｖ等が入力ポートを介して入力される。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２等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等と各種制御信号やデータのやり取りを行っている。

上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、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とに基づいて車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべきトルクである要求トルクＴｒ＊が計算され、この要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸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とが制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の制御モードとしては、要求トルクＴｒ＊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に出力されるようにモータＭＧ１およびＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求トルクＴｒ＊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トルクＴｒ＊に応じたトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１および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から要求トルクＴｒ＊に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するように運転制御するモータ運転モード等がある。

次に、上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車２０が走行しているときの動作について説明する。図３は、エンジン２２の運転を伴ってハイブリッド自動車２０が走行しているときに、実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

図３に示す駆動制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、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８７からの車速Ｖ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、充放電要求パワーＰｂ＊、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔといった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０から通信により入力するものとし、充放電要求パワーＰｂ＊や入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。ステップＳ１００のデータ入力処理の後、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂに連結された車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定した上で、エンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１１０）。実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係が予め定められて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶されており、要求トルクＴｒ＊としては、与えられたアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに対応したものが当該マップから導出・設定される。図４に要求トルク設定用マップの一例を示す。また、実施例において、要求パワーＰｅ＊は、車両全体に要求されるパワーであり、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものと充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの総和として計算される。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、図示するようにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除するか、あるいは車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めることができる。

次いで、ステップＳ１００にて入力した車速Ｖに基づいてモード判定閾値Ａｃｃｒｅｆを設定する（ステップＳ１２０）。モード判定閾値Ａｃｃｒｅｆは、運転者によるアクセル操作量（踏み込み量）を示すアクセル開度Ａｃｃとの比較により、ハイブリッド自動車２０の運転モードをエンジン２２のトルク出力よりも燃費（エネルギ効率）を優先するノーマルモードとエンジン２２の燃費向上よりもトルク出力を優先するパワーモードとの何れとするかを決定するのに用いられる。実施例では、車速Ｖとモード判定閾値Ａｃｃｒｅｆとの関係が予め定められて図示しないモード判定閾値設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶されており、モード判定閾値Ａｃｃｒｅｆとしては、与えられた車速Ｖに対応したものが当該マップから導出・設定される。なお、モード判定閾値Ａｃｃｒｅｆは、例えば５０〜７０％程度の値とされると共にアクセル開度Ａｃｃが小さいほど大きい値とされてもよい。モード判定閾値Ａｃｃｒｅｆを設定したならば、ステップＳ１００にて入力したアクセル開度Ａｃｃがモード判定閾値Ａｃｃｒｅｆ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。

ステップＳ１３０にてアクセル開度Ａｃｃがモード判定閾値Ａｃｃｒｅｆ未満であると判断された場合には、運転者によるアクセル踏み込み量が比較的小さいことになるので、運転者からは車軸としてのリングギヤ軸３２ａに対してさほど大きなトルクの出力が要求されていないと想定される。従って、アクセル開度Ａｃｃがモード判定閾値Ａｃｃｒｅｆ未満である場合には、ハイブリッド自動車２０の運転モードを燃費優先のノーマルモードとすべく所定の運転モードフラグＦｍｏｄを値０に設定する（ステップＳ１４０）。更に、エンジン２２の燃費を向上させるためにＥＧＲ弁１４３を介した排ガス還流が実行されるように所定のＥＧＲフラグＦｅｇｒを値１に設定すると共に（ステップＳ１５０）、エンジン２２の目標運転ポイントである目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊の設定に用いられるエンジン動作ラインとしてエンジン２２が効率よく運転される運転ポイントを規定する燃費優先動作ライン（第１の運転ポイント設定制約）を設定する（ステップＳ１６０）。これに対して、ステップＳ１３０にてアクセル開度Ａｃｃがモード判定閾値Ａｃｃｒｅｆ以上であると判断された場合には、運転者によるアクセル踏み込み量が比較的大きいことになるので、運転者から車軸としてのリングギヤ軸３２ａに対して比較的大きなトルクの出力が要求されていると想定される。従って、アクセル開度Ａｃｃがモード判定閾値Ａｃｃｒｅｆ以上である場合には、ハイブリッド自動車２０の運転モードをトルク優先のパワーモードとすべく上記運転モードフラグＦｍｏｄを値１に設定する（ステップＳ１７０）。更に、ＥＧＲ弁１４３を介した排ガス還流が実行されないように上記ＥＧＲフラグＦｅｇｒを値０に設定すると共に（ステップＳ１８０）、エンジン動作ラインとしてエンジン２２の燃費よりもトルク出力を優先するトルク優先動作ライン（第２の運転ポイント設定制約）を設定する（ステップＳ１９０）。

ステップＳ１６０またはＳ１９０の処理を実行したならば、ステップＳ１１０にて設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標運転ポイントである目標回転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ２００）。すなわち、ステップＳ１６０にてエンジン動作ラインとして燃費優先動作ラインが設定されている場合、ステップＳ２００では、要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定となることを示す相関曲線と図５に例示する燃費優先動作ライン（同図における破線参照）との交点に対応した回転数が目標回転数Ｎｅ＊として設定される。また、ステップＳ１９０にてエンジン動作ラインとしてトルク優先動作ラインが設定されている場合、ステップＳ２００では、要求パワーＰｅ＊が一定となることを示す相関曲線と図５に例示するトルク優先動作ライン（同図における実線参照）との交点に対応した回転数が目標回転数Ｎｅ＊として設定される。なお、実施例のトルク優先動作ラインは、図示するように、常用回転数域において効率（燃費）を比較的良好に保ちつつエンジン２２から比較的大きなトルクが出力されるように目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との関係を規定するものとされている。また、実施例の燃費優先動作ラインは、比較的高い所定回転数Ｎｒｅｆ（例えば４０００〜５０００ｒｐｍ）以下の回転数域において、できるだけ燃費を向上させるべくエンジン２２からのトルク出力が若干抑えられるように要求パワーＰｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊との関係を規定するものとされている。

こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定した後、目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρ（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）とを用いて次式（１）に従いモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算した上で、目標トルクＴｅ＊や計算した目標回転数Ｎｍ１＊、現在の回転数Ｎｍ１等を用いて次式（２）に従いモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ２１０）。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。図６に動力分配統合機構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例示する。図中、左側のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１に一致するサンギヤ３１の回転数を示し、中央のＣ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅに一致するキャリア３４の回転数を示し、右側の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。また、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１にトルクＴｍ１を出力させたときにこのトルク出力によりリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２にトルクＴｍ２を出力させたときに減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を求めるための式（１）は、この共線図における回転数の関係を用いれば容易に導出することができる。そして、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/(1+ρ)・Te*+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt …（２）

モータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定したならば、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔとステップＳ２１０にて設定したモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ１，ＭＧ２の現在の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とを用いてモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）に従い計算する（ステップＳ２２０）。更に、要求トルクＴｒ＊とトルク指令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とを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（５）に従い計算する（ステップＳ２３０）。そして、モータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊をトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値に設定する（ステップＳ２４０）。このようしてモータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するトルクをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内に制限することができる。なお、式（５）は、図６の共線図から容易に導出することができる。こうしてエンジン２２の要求パワーＰｅ＊や目標回転数Ｎｅ＊、モータＭＧ１，ＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定したならば、要求パワーＰｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２５０）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊に従ってモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊に従ってモータＭＧ２が駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。また、要求パワーＰｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、要求パワーＰｅ＊を目標回転数Ｎｅ＊で除することによりエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を求めた上で、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいて目標吸入空気量ＧＡ＊を設定すると共に、目標吸入空気量ＧＡ＊に基づいてスロットルバルブ１２３の目標開度ＴＨ＊を設定し、スロットルバルブポジションセンサ１２４からのスロットルポジションに基づいてスロットルバルブ１２３の開度が目標開度ＴＨ＊となるようにスロットルモータ１２５を制御する。更に、エンジンＥＣＵ２４は、このようなスロットル開度制御と共に、燃料噴射制御、点火時期制御、バルブタイミング制御、排ガス還流制御（以下「ＥＧＲ制御」という）等を実行する。

Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（３）
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（４）
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …（５）

引き続き、エンジンＥＣＵ２４によるＥＧＲ制御について説明する。図７は、エンジンＥＣＵ２４により実行されるＥＧＲ制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、このルーチンは、エンジン２２が始動されると共にその暖機が完了した後に、エンジンＥＣＵ２４により所定時間ごとに繰り返し実行されるものである。

図７のＥＧＲ制御ルーチンの開始に際して、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、ハイブリッドＥＣＵ７０からの要求パワーＰｅ＊、エンジン２２（クランクシャフト２６）の回転数Ｎｅ、エアフローメータ１８３からの吸入空気量ＧＡ、吸気圧センサ１８５からの吸気負圧Ｐｉ、ＥＧＲフラグＦｅｇｒの値といった制御に必要なデータを入力する（ステップＳ３００）。ここで、実施例において、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクポジションセンサ１８０からのクランクポジションに基づいて別途計算されて所定の記憶領域に格納された値を入力するものとした。また、ＥＧＲフラグＦｅｇｒの値は、ハイブリッドＥＣＵ７０から通信により入力するものとした。ステップＳ３００のデータ入力処理の後、入力したＥＧＲフラグＦｅｇｒが値１であるか否かを判定する（ステップＳ３１０）。ＥＧＲフラグＦｅｇｒが値１であってＥＧＲ弁１４３を介した排ガス還流を実行すべきとき（排ガス還流実行条件が成立しているとき）には、ステップＳ３００にて入力した要求パワーＰｅ＊から本ルーチンの開始前あるいは本ルーチンの前回実行時に入力した要求パワーＰｅ＊（前回値）を減じることによりパワー偏差ΔＰｅを計算すると共に（ステップＳ３２０）、計算したパワー偏差ΔＰｅが予め定められた負の値である閾値α以上であるか否かを判定する（ステップＳ３３０）。ここで、要求パワーＰｅ＊の今回値から前回値を減じた値であるパワー偏差ΔＰｅは、基本的に運転者によりアクセルペダル８３が踏み込まれると正の値となって単位時間（本ルーチンの実行周期）あたりの要求パワーＰｅ＊の増加度合を示す一方、運転者によりアクセルペダル８３の踏み込みが戻されると負の値となって単位時間あたりの要求パワーＰｅ＊の減少度合を示す。これを踏まえて、ステップＳ３３０における閾値αとしては、パワー偏差ΔＰｅに基づいて運転者のアクセル操作による減速要求の度合が比較的大きいものであるか否かを把握するために、要求パワーＰｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊に対応したスロットル開度や要求パワーＰｅ＊の変化量とスロットル開度の変化量との相関等を考慮した実験・解析を経て比較的大きい絶対値をもつように予め定められた負の値が用いられる。

ステップＳ３３０にてパワー偏差ΔＰｅが閾値α以上であると判断された場合、すなわち要求パワーＰｅ＊の減少度合が閾値αに応じた所定度合以下であって運転者により比較的大きな減速要求がなされていないと判断された場合には、エンジン２２の回転数Ｎｅと吸入空気量ＧＡとに基づいて吸気系に還流させるべきＥＧＲガスの目標値である目標ＥＧＲ量（目標還流量）Ｖｅｇｒ＊を設定する（ステップＳ３４０）。実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅと吸入空気量ＧＡと目標ＥＧＲ量Ｖｅｇｒ＊との関係が実験・解析を経て予め定められた上で図示しない目標ＥＧＲ量設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶されており、目標ＥＧＲ量Ｖｅｇｒ＊としては、与えられた回転数Ｎｅと吸入空気量ＧＡとに対応したものが当該マップから導出される。なお、実施例の目標ＥＧＲ量設定用マップは、基本的にエンジン２２の負荷（吸入空気量ＧＡ）が所定値未満であるときには目標ＥＧＲ量を値０に、すなわちＥＧＲ弁１４３を介した排ガス還流が実行されないように目標ＥＧＲ量を規定するものとして作成される。また、目標ＥＧＲ量設定用マップは、回転数Ｎｅおよび吸入空気量ＧＡのみをパラメータとするものに限られず、エンジン２２の運転状態に応じてＥＧＲ率をより適正に設定可能とするものであれば、更に他のパラメータを用いるもの等の如何なるものであってもよい。こうして目標ＥＧＲ量Ｖｅｇｒ＊を設定したならば、図示しないマップを用いて目標ＥＧＲ量Ｖｅｇｒ＊に応じたＥＧＲ弁１４３に対する指令値ｄｅｇｒ（指令デューティ比）を設定した上で、ＥＧＲ弁１４３の図示しないアクチュエータ（例えばステップモータ等）に送信する（ステップＳ３５０）。

次いで、ステップＳ３００にて入力した吸入空気量ＧＡとステップＳ３４０にて設定した目標ＥＧＲ量Ｖｅｇｒ＊とに基づいて推定ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを計算した上で（ステップＳ３６０）、計算した推定ＥＧＲ率Ｒｅｇｒが予め定められた閾値Ｒｒｅｆ（例えば１０％）以上であるか否かを判定する（ステップＳ３７０）。そして、推定ＥＧＲ率Ｒｅｇｒが閾値Ｒｒｅｆ以上である場合には、スロットルバルブ１２３の開度の補正量であるスロットル開度補正量とエンジン２２の点火時期の補正量である点火時期補正量とを設定し（ステップＳ３８０）、本ルーチンを一旦終了させる。実施例において、スロットル開度補正量は、予め作成された図示しないマップからステップＳ３００にて入力した吸気負圧ＰｉとステップＳ３４０にて設定した目標ＥＧＲ量Ｖｅｇｒ＊とに対応して導出され、ポンピングロスの低減による燃費向上を可能とすべく基本的に目標ＥＧＲ量Ｖｅｇｒ＊が大きいほどスロットル開度を大きくするものとして設定される。また、点火時期補正量は、予め作成された図示しないマップからステップＳ３４０にて設定した目標ＥＧＲ量Ｖｅｇｒ＊に対応して導出され、燃焼室１２０における混合気の燃焼の遅れを抑制すべく基本的に目標ＥＧＲ量Ｖｅｇｒ＊が大きいほど点火時期を進角させるものとして設定される。こうして設定されるスロットル開度補正量と点火時期補正量とは、エンジンＥＣＵ２４によりスロットル開度制御や点火時期制御が別途実行される際に用いられることになる。なお、ステップＳ３７０にて推定ＥＧＲ率Ｒｅｇｒが閾値Ｒｒｅｆ未満であると判断された場合には、ステップＳ３８０の処理はスキップされ、その段階で本ルーチンが一旦終了することになる。

一方、ステップＳ３１０にてＥＧＲフラグＦｅｇｒが値０であると判断された場合、すなわちＥＧＲ弁１４３を介した排ガス還流の実行条件が成立していない場合には、ＥＧＲ弁１４３が閉鎖されるか、閉鎖状態に維持されるようにＥＧＲ弁１４３に対する指令値ｄｅｇｒ（指令デューティ比）を設定すると共に設定した指令値ｄｅｇｒをＥＧＲ弁１４３の図示しないアクチュエータ（例えばステップモータ等）に送信した上で（ステップＳ３９０）、本ルーチンを一旦終了させる。また、ステップＳ３３０にてパワー偏差ΔＰｅが閾値α未満であると判断された場合には、ＥＧＲ弁１４３が閉鎖されるか、あるいは閉鎖状態に維持されるようにＥＧＲ弁１４３に対する指令値ｄｅｇｒ（指令デューティ比）を設定すると共に設定した指令値ｄｅｇｒをＥＧＲ弁１４３の図示しないアクチュエータ（例えばステップモータ等）に送信した上で（ステップＳ３９０）、本ルーチンを一旦終了させる。これにより、運転者により比較的大きな減速要求がなされて要求パワーＰｅ＊の減少度合が閾値αに応じた所定度合を上回ったと判断された場合には、ＥＧＲ弁１４３を介した排ガス還流を伴うことなくエンジン２２が要求パワーＰｅ＊に基づくパワーを出力するように制御されることになる。

すなわち、実施例のハイブリッド自動車２０では、運転者によりある程度アクセルペダル８３が踏み込まれていると、エンジンＥＣＵ２４により要求パワーＰｅ＊（目標トルクＴｅ＊）と目標回転数Ｎｅ＊とに基づいてスロットルバルブ１２３の開度が概ね全開となるようにスロットルモータ１２５が制御される。このような状態で、運転者の比較的大きな減速要求によりアクセルペダル８３が踏み込みが解除されると（アクセルオフされると）、今度は逆にスロットルバルブ１２３の開度が全閉となるようにスロットルモータ１２５が制御されることになる。そして、このように運転者の比較的大きな減速要求によりスロットルバルブ１２３が急激に閉じられる際には、ＥＧＲ弁１４３を介した排ガス還流の実行を停止させることにより、吸気系に残留する排ガスに起因した失火を確実に抑制することが好ましい。これに対して、運転者によってさほどアクセルペダル８３が踏み込まれていない状態でアクセルオフされたときのようにアクセルペダル８３の戻し量が比較的小さい場合（減速要求の度合いが小さい場合）や、バッテリ５０の充電のためにエンジン２２の運転ポイントが変更されたことによりスロットルバルブ１２３の開度が閉側に変化したような場合等には、ＥＧＲ弁１４３を介した排ガス還流を続行しても失火が発生するおそれは極めて少なく、排ガス還流を禁止すればそれによるメリットを得ることができなくなってしまう。これらを踏まえて、実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ３３０にて用いられる閾値αを要求パワーＰｅ＊に対応したスロットル開度や要求パワーＰｅ＊の変化量とスロットル開度の変化量との相関等を考慮しながら比較的大きい絶対値をもつ負の値として定め、パワー偏差ΔＰｅが閾値α以上である場合には、ＥＧＲ弁１４３を介した排ガス還流を許容すると共に、パワー偏差ΔＰｅが閾値α未満である場合には、ＥＧＲ弁１４３を介した排ガス還流を禁止することにしているのである。

以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０では、運転者によるアクセル操作に応じて走行に要求される要求トルクＴｒ＊が設定されると共に、設定された要求トルクＴｒ＊に基づいてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊が設定される（図３のステップＳ１１０）。そして、エンジン２２の暖機完了後に運転者のアクセル操作に応じて運転モードがノーマルモードに設定されることにより排ガス還流実行条件が成立すると共にパワー偏差ΔＰｅが閾値α以上であるとき（要求パワーＰｅ＊の減少度合が所定度合以下であるとき）には、ＥＧＲ弁１４３を介した排気系から吸気系への排ガス還流を伴ってエンジン２２が要求パワーＰｅ＊に基づくパワーを出力すると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される（図３のステップＳ１２０〜Ｓ２５０、図７のステップＳ３００〜Ｓ３８０）。また、エンジン２２の暖機完了後に運転者のアクセル操作に応じて運転モードがノーマルモードに設定されることにより排ガス還流実行条件が成立すると共にパワー偏差ΔＰｅが閾値α未満であるとき（要求パワーＰｅ＊の減少度合が所定度合を上回っているとき）には、ＥＧＲ弁１４３を介した排ガス還流を伴うことなくエンジン２２が要求パワーＰｅ＊に基づくパワーを出力すると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される（図３のステップＳ１２０〜Ｓ２５０、図７のステップＳ３００〜Ｓ３３０，Ｓ３９０）。

このように、運転者によるアクセル操作に応じた要求トルクＴｒ＊に基づく要求パワーＰｅ＊の減少度合を示すパワー偏差ΔＰｅを用いれば、運転者のアクセル操作による減速要求の度合をより適正に把握することができる。そして、エンジン２２は、要求パワーＰｅ＊に基づくパワーを出力するように、すなわちエンジン２２のスロットルバルブ１２３は要求パワーＰｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とに基づいて制御されるので、エンジン２２の動作状態を反映する要求パワーＰｅ＊の減少度合を示すパワー偏差ΔＰｅと閾値α（所定度合）との比較により排ガス還流の実行可否を決定することにすれば、要求パワーＰｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊に対応したスロットル開度や要求パワーＰｅ＊の変化量とスロットル開度の変化量との相関等に基づいて閾値αをより適正に定めることが可能となり、それにより、排ガス還流の実行が必要以上に制限されないようにすると共に運転者により減速要求がなされたとき等の吸気系に残留する排ガスに起因した失火の発生のおそれがあるときには排ガス還流の実行をより確実に停止させることができる。更に、要求パワーＰｅ＊は、スロットルバルブ１２３の開度のような検出値ではなく指令値であることから、要求パワーＰｅ＊の減少度合を示すパワー偏差ΔＰｅと閾値αとを比較することで、運転者のアクセル操作に対して応答性よく排ガス還流の実行可否を決定することが可能となる。この結果、実施例のハイブリッド自動車２０では、ＥＧＲ弁１４３を介した排ガス還流をより適正に実行して当該排ガス還流に起因したエンジン２２の失火を抑制することが可能となる。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の負荷（吸入空気量ＧＡ）および回転数Ｎｅと、エンジン２２の負荷（吸入空気量ＧＡ）が所定値未満であるときに排ガス還流が実行されないように目標ＥＧＲ量を規定する目標ＥＧＲ量設定用マップとを用いて排気系から吸気系へと還流される排ガスの目標ＥＧＲ量Ｖｅｇｒが設定される。従って、排ガス還流実行条件の成立時に運転者の減速要求によりパワー偏差ΔＰｅが閾値α未満になってＥＧＲ弁１４３を介した排ガス還流の実行が一旦停止されると、その直後に排ガス還流実行条件が成立すると共にパワー偏差ΔＰｅが閾値α以上になったとしても、スロットル開度の減少に伴って目標ＥＧＲ量自体が値０に設定されることになるので、運転者によりアクセルペダル８３が踏み込まれるまでは基本的にＥＧＲ弁１４３を介した排ガス還流の実行が停止されることになる。

なお、上記実施例では、運転者によるアクセル操作量を示すアクセル開度Ａｃｃが車速Ｖに応じたモード判定閾値Ａｃｃ未満であってハイブリッド自動車２０の運転モードが燃費優先のノーマルモードとされる場合にＥＧＲ弁１４３を介した排ガス還流を実行すると共に、アクセル開度Ａｃｃがモード判定閾値Ａｃｃ以上であってハイブリッド自動車２０の運転モードがトルク優先のパワーモードとされる場合にＥＧＲ弁１４３を介した排ガス還流を実行しないことにしているが、これに限られるものではない。すなわち、燃費優先のノーマルモードとトルク優先のパワーモードとの選択を運転者に許容するスイッチを備えたハイブリッド自動車では、運転者のスイッチ操作により運転モードとしてノーマルモードが選択された場合にＥＧＲ弁１４３を介した排ガス還流を実行すると共に、運転者のスイッチ操作により運転モードとしてパワーモードが選択された場合にＥＧＲ弁１４３を介した排ガス還流を実行しないことにしてもよい。

また、上記実施例のハイブリッド自動車２０では、車軸としてのリングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２とがモータＭＧ２の回転数を減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する減速ギヤ３５を介して連結されているが、減速ギヤ３５の代わりに、例えばＨｉ，Ｌｏの２段の変速段あるいは３段以上の変速段を有したモータＭＧ２の回転数を変速してリングギヤ軸３２ａに伝達する変速機を採用してもよい。更に、実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに接続された車軸に出力するものであるが、本発明の適用対象はこれに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図８に示す変形例に係るハイブリッド自動車２０Ａのように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに接続された車軸（車輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図８における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に出力するものに適用されてもよい。また、実施例のハイブリッド自動車２０は、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して車輪３９ａ，３９ｂに接続される車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図９に示す変形例に係るハイブリッド自動車２０Ｂのように、エンジン２２のクランクシャフトに接続されたインナーロータ２３２と車輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する車軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を車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を備えたものに適用されてもよい。

ここで、上記実施例および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しておく。すなわち、上記実施例等では、排気管に接続されて排ガスをサージタンクへと還流させるＥＧＲ管１４２と当該ＥＧＲ管１４２の中途に設けられて排ガスの還流量を調節するＥＧＲ弁１４３とを有するエンジン２２が「内燃機関」に相当し、車軸としてのリングギヤ軸３２ａに動力を入出力可能なモータＭＧ２が「電動機」に相当し、モータＭＧ２と電力をやり取り可能なバッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、図３のステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「要求駆動力設定手段」および「要求機関パワー設定手段」に相当し、図８のステップＳ３２０の処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「パワー減少度合取得手段」に相当し、図３の駆動制御ルーチンを実行するハイブリッドＥＣＵ７０とモータＥＣＵ４０と図７のＥＧＲ制御ルーチンを実行するエンジンＥＣＵ２４との組み合わせが「制御手段」に相当する。また、図３のステップＳ２００の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「機関目標回転数設定手段」に相当し、要求パワーＰｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とに基づいてスロットルバルブ１２３の目標開度ＴＨ＊を設定すると共に目標開度ＴＨ＊に基づいてスロットバルブ１２３のアクチュエータを制御するエンジンＥＣＵ２４が「目標スロットル開度設定手段」および「スロットル制御手段」に相当し、モータＭＧ１および動力分配統合機構３０の組み合わせや対ロータ電動機２３０が「電力動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ１が「発電用電動機」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。

ただし、「内燃機関」は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力するエンジン２２に限られず、水素エンジンといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「電動機」や「発電用電動機」は、モータＭＧ１，ＭＧ２のような同期発電電動機に限られず、誘導電動機といったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「蓄電手段」は、バッテリ５０のような二次電池に限られず、電動機と電力をやり取り可能なものであればキャパシタといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「要求駆動力設定手段」は、アクセル開度と車速とに基づいて要求駆動力としての要求トルクを設定するものに限られず、例えばアクセル開度のみに基づいて要求駆動力を設定するもののような他の如何なる形式のものであっても構わない。「要求機関パワー設定手段」は、設定された要求駆動力に基づいて内燃機関に要求される要求機関パワーを設定するものであれば如何なる形式のものであっても構わない。「パワー減少度合取得手段」は、要求機関パワーの減少度合を取得するものであれば如何なる形式のものであっても構わない。「制御手段」は、単一の電子制御ユニット等のように、ハイブリッドＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０との組み合わせ以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。何れにしても、これら実施例および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。すなわち、実施例はあくまで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ず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。

以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。

本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業等において利用可能である。

実施例のハイブリッド自動車２０の概略構成図である。 内燃機関装置２１の概略構成図である。 実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 燃費優先動作ラインとトルク優先動作ラインと要求パワーＰｅ＊が一定となることを示す相関曲線とを例示する説明図である。 エンジン２２が運転された状態でハイブリッド自動車２０が走行しているときの動力分配統合機構３０における回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を例示する説明図である。 ＥＧＲ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例に係るハイブリッド自動車２０Ａの概略構成図である。 他の変形例に係るハイブリッド自動車２０Ｂの概略構成図である。

符号の説明

２０，２０Ａ，２０Ｂ ハイブリッド自動車、２１ 内燃機関装置、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ，７２ ＣＰＵ、２４ｂ，７４ ＲＯＭ、２４ｃ，７６ 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、３７ ギヤ機構、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ〜３９ｄ 車輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、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、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、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 ブレーキペダルストロークセンサ、８７ 車速センサ、１２０ 燃焼室、１２１ ピストン、１２２ エアクリーナ、１２３ スロットルバルブ、１２４ スロットルバルブポジションセンサ、１２５ スロットルモータ、１２６ 吸気管、１２７ 燃料噴射弁、１２８ 点火プラグ、１２９ イグニッションコイル、１３０ 動弁機構、１３１ 吸気バルブ、１３２ 排気バルブ、１３３ カムポジションセンサ、１４０ 排気マニホールド、１４１ 浄化装置、１４２ ＥＧＲ管、１４３ ＥＧＲ弁、１４４ 温度センサ、１８０ クランクポジションセンサ、１８１ 水温センサ、１８２ 筒内圧センサ、１８３ エアフローメータ、１８４ 吸気温度センサ、１８５ 吸気圧センサ、１８６ 空燃比センサ、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ、２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (6)

1. 走行用の動力を出力可能であると共に排気系から吸気系へと排ガスを還流させるための排ガス還流手段を有する内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段とを含むハイブリッド自動車であって、
   運転者によるアクセル操作に応じて走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
   前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関に要求される要求機関パワーを設定する要求機関パワー設定手段と、
   前記設定された要求機関パワーと所定の運転ポイント設定制約とを用いて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する手段と、
   前記要求機関パワーの減少度合を取得するパワー減少度合取得手段と、
   所定の排ガス還流実行条件が成立すると共に前記取得された前記要求機関パワーの減少度合が所定度合以下であるときには、前記排ガス還流手段による前記排気系から前記吸気系への排ガス還流と前記内燃機関に含まれるスロットルバルブの開度が前記設定された目標運転ポイントに基づく目標開度になるようにするスロットル開度制御とを伴って前記内燃機関が前記設定された要求機関パワーに基づくパワーを出力すると共に前記設定された要求駆動力に基づく動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記排ガス還流実行条件が成立すると共に前記取得された前記要求機関パワーの減少度合が前記所定度合を上回っているときには、前記排ガス還流を伴うことなく前記スロットル開度制御を伴って前記内燃機関が前記設定された要求機関パワーに基づくパワーを出力すると共に前記設定された要求駆動力に基づく動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
   を備えるハイブリッド自動車。
2. 請求項１に記載のハイブリッド自動車において、
   前記目標運転ポイントを設定する手段は、前記設定された要求機関パワーと前記運転ポイント設定制約とを用いて前記内燃機関の目標回転数を設定するものであり、
   前記設定された要求機関パワーと前記内燃機関の目標回転数とに基づいて前記内燃機関に含まれるスロットルバルブの目標開度を設定する目標スロットル開度設定手段と、
   前記スロットルバルブの開度が前記設定された目標開度になるように該スロットルバルブを制御するスロットル制御手段と、
   を更に備えるハイブリッド自動車。
3. 請求項１または２に記載のハイブリッド自動車において、
   前記排ガス還流実行条件が成立すると共に前記取得された前記要求機関パワーの減少度合が所定度合以下であるときに、前記内燃機関の負荷および回転数に基づいて前記排ガス還流手段により前記排気系から前記吸気系へと還流される排ガスの目標還流量を設定する目標還流量設定手段を更に備えるハイブリッド自動車。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載のハイブリッド自動車において、
   前記内燃機関の機関軸と所定の車軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記機関軸と前記車軸とに動力を入出力可能であると共に前記蓄電手段と電力をやり取りすることができる電力動力入出力手段を更に備え、
   前記電動機は、前記車軸または該車軸とは異なる他の車軸に動力を入出力可能であるハイブリッド自動車。
5. 請求項４に記載のハイブリッド自動車において
   前記電力動力入出力手段は、
   動力を入出力可能な発電用電動機と、
   前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸と前記発電用電動機の回転軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段と、
   を含むハイブリッド自動車。
6. 走行用の動力を出力可能であると共に排気系から吸気系へと排ガスを還流させるための排ガス還流手段を有する内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段とを含むハイブリッド自動車の制御方法であって、
   （ａ）運転者によるアクセル操作に応じて走行に要求される要求駆動力を設定するステップと、
   （ｂ）ステップ（ａ）にて設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関に要求される要求機関パワーを設定するステップと、
   （ｃ）ステップ（ｂ）にて設定された要求機関パワーと所定の運転ポイント設定制約とを用いて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定するステップと、
   （ｄ）所定の排ガス還流実行条件が成立すると共に前記要求機関パワーの減少度合が所定度合以下であるときには、前記排ガス還流手段による前記排気系から前記吸気系への排ガス還流と前記内燃機関に含まれるスロットルバルブの開度がステップ（ｃ）にて設定された目標運転ポイントに基づく目標開度になるようにするスロットル開度制御とを伴って前記内燃機関がステップ（ｂ）にて設定された要求機関パワーに基づくパワーを出力すると共にステップ（ａ）にて設定された要求駆動力に基づく動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記排ガス還流実行条件が成立すると共に前記取得された前記要求機関パワーの減少度合が前記所定度合を上回っているときには、前記排ガス還流を伴うことなく前記スロットル開度制御を伴って前記内燃機関がステップ（ｂ）にて設定された要求機関パワーに基づくパワーを出力すると共にステップ（ａ）にて設定された要求駆動力に基づく動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御するステップと、を含むハイブリッド自動車の制御方法。

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