JP5060370B2 - 車両及び車両の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両及び車両の制御方法に関する。

ハイブリッド車において、エンジンに要求されるパワーが小さいときなどにエンジンの燃料カットを行いつつ、それにより生じるトルクショックを抑制するために必要なトルクをモータから出力して運転者や乗員に違和感を抱かせないようにするものが提案されている。（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−２１０３５９号公報

ここで、エンジンの燃料カットを行うことによるトルクショックを抑制する補正トルクをモータから出力するにあたっては、燃料カットの開始から補正トルクの出力開始までの時間である補正開始時間を適切に設定する必要がある。従来は、車種ごとに各種の条件を変えて実験を複数回行い、その結果に基づいて適切な補正開始時間の設定を行っており、そのために多大な労力や期間が必要であった。

そこで、本発明の車両及び車両の制御方法は、実験に多大な労力や期間をかけずに理論的に補正開始時間を設定し、燃料カットに起因するトルクショックを適切に抑制することを主目的とする。

本発明の車両及び車両の制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の車両は、
駆動軸に連結された車軸に出力される動力により走行する車両であって、
前記駆動軸に機械的に接続された出力軸に動力を出力可能な内燃機関と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の気筒数とに基づいて燃料カット開始時期から燃料カットに起因するトルクショックが発生し始めるまでの最短時間と最長時間とを予測し、該最短時間と該最長時間との間で補正開始時間を設定する補正開始時間設定手段と、
所定の燃料カット条件が成立したとき、前記内燃機関の各気筒への燃料をカットするよう前記内燃機関を制御し、前記燃料カット開始時期から前記補正開始時間が経過したとき、前記電動機が補正トルクと前記要求トルクとに基づくトルクを出力するよう前記電動機を制御する車両制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の車両では、内燃機関の回転数と内燃機関の気筒数とに基づいて燃料カット開始時期から燃料カットに起因するトルクショックが発生し始めるまでの最短時間と最長時間とを予測し、最短時間と最長時間との間で補正開始時間を設定する。そして、所定の燃料カット条件が成立したとき、内燃機関の各気筒への燃料をカットするよう内燃機関を制御し、燃料カット開始時期から補正開始時間が経過したとき、電動機が補正トルクと要求トルクとに基づくトルクを出力するよう電動機を制御する。ここで、燃料カットを開始してから燃料カットに起因するトルクショックが発生し始めるまでの時間は特定の範囲で変動する。そして、その最短時間は内燃機関の回転数が高いほど短くなり、その最長時間は内燃機関の回転数が高いほど、また、内燃機関の気筒数が多いほど短くなる。そのため、内燃機関の回転数に基づいて最短時間を予測し、内燃機関の回転数と内燃機関の気筒数とに基づいて最長時間を予測することができる。そして、燃料カット開始時期がいつであっても、トルクショックの発生までの時間は予測した最短時間以上かつ最長時間以内になるため、予測した最短時間と最長時間との間を補正開始時間として設定する。このように理論的に補正開始時間を設定することで、燃料カット開始時から補正開始時間が経過したときに補正トルクを出力して、燃料カットに起因するトルクショックを抑制し、運転者や乗員に違和感を抱かせないようにすることができる。なお、所定の燃料カット条件が成立したときとは、例えば、要求トルクが小さく電動機からのトルクのみで走行が可能と判定された場合など、内燃機関からのトルクを必要としないときである。

こうした本発明の車両において、前記最短時間は、前記内燃機関の燃料カット開始時期が前記内燃機関のいずれかの気筒への燃料噴射時期の直前である場合における、該燃料カット開始時期から該燃料カット開始後の最初の燃料噴射時期に対応する点火時期までの時間であり、前記最長時間は、前記内燃機関の燃料カット開始時期が前記内燃機関のいずれかの気筒への燃料噴射時期の直後である場合における、該燃料カット開始時期から該燃料カット開始後の最初の燃料噴射時期に対応する点火時期までの時間であるものとすることもできる。燃料カット開始時期がいずれかの気筒への燃料噴射時期の直前である場合には、燃料カット開始後の最初の燃料噴射がカットされることにより、その燃料噴射に対応する点火時期に発生するはずのトルクが発生せず内燃機関にトルクショックが発生する。燃料カット開始時期からトルクショックが発生する点火時期までは約２πｒａｄであるため、内燃機関の回転数がわかればこの点火時期に到達するまでの時間である最短時間を求めることができる。同様に、燃料カット開始時期がいずれかの気筒への燃料噴射時期の直後である場合にも、燃料カット開始後の最初の燃料噴射がカットされることにより、その燃料噴射に対応する点火時期に発生するはずのトルクが発生せず内燃機関にトルクショックが発生する。例えば、内燃機関が４気筒の場合、燃料カット開始時期から約πｒａｄ後に最初の燃料噴射時期に到達し、その約２πｒａｄ後に最初の燃料噴射時期に対応する点火時期に到達する。すなわち、燃料カット開始後の約３πｒａｄ後にトルクショックが発生するため、内燃機関の回転数がわかればこの点火時期に到達するまでの時間である最長時間を求めることができる。このようにすれば、より適切に最短時間及び最長時間を予測することができ、より適切に補正開始時間を設定してトルクショックを抑制することができる。

また、本発明の車両は、前記内燃機関を制御する内燃機関制御手段を備え、前記車両制御手段は、所定の燃料カット条件が成立したとき、前記内燃機関の各気筒への燃料をカットするよう前記内燃機関制御手段を介して前記内燃機関を制御し、前記燃料カットを開始した旨を前記内燃機関制御手段から受けた時点から前記補正開始時間が経過したとき、前記電動機が補正トルクと前記要求トルクとに基づくトルクを出力するよう前記電動機を制御するものとすることもできる。この場合、前記補正開始時間設定手段は、前記最短時間及び前記最長時間を決定するにあたり、前記内燃機関制御手段が燃料カットを開始した旨を前記車両制御手段に伝えるのに要する通信遅れ時間を加味する手段であるものとすることもできる。この車両では、実際に内燃機関の燃料カットを開始した時期と、燃料カットを開始した旨を車両制御手段が受ける時期との時間差である通信遅れ時間を加味して前記最短時間及び前記最長時間が決定されるため、その間の時間である補正開始時間も通信遅れ時間を加味した値に設定される。したがって、燃料カットを開始した旨を受けた時点を基準として補正トルクを出力する場合にも適切に補正開始時間を設定してトルクショックを抑制することができる。

また、本発明の車両は、前記内燃機関を制御する内燃機関制御手段を備え、前記車両制御手段は、所定の燃料カット条件が成立したとき、前記内燃機関の各気筒への燃料をカットするよう前記内燃機関制御手段を介して前記内燃機関を制御し、前記燃料カットを開始する旨を前記内燃機関制御手段に発した時点から前記補正開始時間が経過したとき、前記電動機が補正トルクと前記要求トルクとに基づくトルクを出力するよう前記電動機を制御する手段であるものとすることもできる。この場合、前記補正開始時間設定手段は、前記最短時間及び前記最長時間を決定するにあたり、前記車両制御手段が燃料カットを開始する旨を前記内燃機関制御手段に伝えるのに要する通信遅れ時間を加味する手段であるものとすることもできる。この車両では、燃料カットを開始する旨を車両制御手段が発する時期と、実際に内燃機関の燃料カットを開始する時期との時間差である通信遅れ時間を加味して前記最短時間及び前記最長時間が決定されるため、その間の時間である補正開始時間も通信遅れ時間を加味した値に設定される。したがって、燃料カットを開始する旨を発した時点を基準として補正トルクを出力する場合にも適切に補正開始時間を設定してトルクショックを抑制することができる。

また、本発明の車両において、前記補正開始時間は、前記最短時間をｐ、前記最長時間をｑとすると、定数ｋ（０≦ｋ≦１）を用いて以下の式（１）で表せる時間ｒであるものとすることもできる。最短時間ｐ及び最長時間ｑは内燃機関の回転数及び気筒数によって変化するが、定数ｋを決定しておくことで最短時間ｐ及び最長時間ｑが変化しても補正開始時間を一意に設定することができる。したがって、定数ｋを適切に決定しておけば、燃料カットに起因するトルクショックをより適切に抑制することができる。

ｒ＝ｐ＋ｋ×（ｑ−ｐ） ・・・（１）

また、本発明の車両は、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記駆動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、前記内燃機関は、３軸式動力入出力手段を介して前記駆動軸に機械的に接続された装置であり、前記車両制御手段は、前記燃料カット開始時期から前記補正開始時間が経過したとき、前記電動機と前記発電機とが補正トルクと前記要求トルクとに基づくトルクを前記駆動軸に出力するよう前記電動機を制御する手段であるものとすることもできる。

本発明の車両の制御方法は、
車軸に連結された駆動軸に機械的に接続された出力軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の気筒数とに基づいて燃料カット開始時期から燃料カットに起因するトルクショックが発生し始めるまでの最短時間と最長時間とを予測して、該最短時間と該最長時間との間で補正開始時間を設定し、
所定の燃料カット条件が成立したとき、前記内燃機関の各気筒への燃料をカットするよう前記内燃機関を制御し、前記燃料カット開始時期から前記補正開始時間が経過したとき、前記電動機が補正トルクと前記駆動軸に要求される要求トルクとに基づくトルクを出力す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、内燃機関の回転数と内燃機関の気筒数とに基づいて燃料カット開始時期から燃料カットに起因するトルクショックが発生し始めるまでの最短時間と最長時間とを予測し、最短時間と最長時間との間で補正開始時間を設定する。そして、所定の燃料カット条件が成立したとき、内燃機関の各気筒への燃料をカットするよう内燃機関を制御し、燃料カット開始時期から補正開始時間が経過したとき、電動機が補正トルクと要求トルクとに基づくトルクを出力するよう電動機を制御する。ここで、燃料カットを開始してから燃料カットに起因するトルクショックが発生し始めるまでの時間は特定の範囲で変動する。そして、その最短時間は内燃機関の回転数が高いほど短くなり、その最長時間は内燃機関の回転数が高いほど、また、内燃機関の気筒数が多いほど短くなる。そのため、内燃機関の回転数に基づいて最短時間を予測し、内燃機関の回転数と内燃機関の気筒数とに基づいて最長時間を予測することができる。そして、燃料カット開始時期がいつであっても、トルクショックの発生までの時間は予測した最短時間以上かつ最長時間以内になるため、予測した最短時間と最長時間との間を補正開始時間として設定する。このように理論的に補正開始時間を設定することで、燃料カット開始時から補正開始時間が経過したときに補正トルクを出力して、燃料カットに起因するトルクショックを適切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について実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、動力出力装置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とを備える。

図２にエンジン２２の構成の概略図を示す。エンジン２２は、例えばガソリン又は軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関であり、吸気マニホールド１２７に燃料を気筒毎に噴射可能な独立噴射式の４気筒エンジンとして構成されている。このエンジン２２は、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に、各気筒に分岐した吸気マニホールド１２７に取り付けられてガソリンを気筒ごとに噴射する燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。

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により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、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及び通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト２６のクランク角を検出するクランク角センサ１４０からのパルスやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力，燃焼室へ吸排気を行う吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉す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１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，空燃比センサ１３５ａからの空燃比，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６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１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、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出力する。ここで、クランク角センサ１４０は、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないマグネットロータに対向する位置に磁気抵抗素子を配置したＭＲＥ回転センサとして構成されており、所定角度（例えばクランク角５°ＣＡ）ごとにパルスを出力する。実施例では、このクランク角センサ１４０が発生するパルスを利用してクランク角ＣＡを特定すると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを計算している。

図３に各気筒２２ａ〜２２ｄの４つの行程とクランク角ＣＡとの関係の一例を示す。なお、図３には各気筒２２ａ〜２２ｄの燃料噴射時期及び点火時期，時刻ａ〜ｄ，時間ｔ１〜ｔ２なども示しているが、これらについては後述する。エンジン２２の各気筒２２ａ〜２２ｄは、吸気行程、圧縮行程、膨張行程（燃焼行程）、排気行程の４行程を１サイクルとして駆動する気筒として構成されており、１番気筒２２ａ，２番気筒２２ｂ，３番気筒２２ｃ，４番気筒２２ｄの順に直列に配置されると共に１番気筒２２ａ，３番気筒２２ｃ，４番気筒２２ｄ，２番気筒２２ｂの順にクランク角ＣＡが１８０°ずつ異なるようクランクシャフト２６に連結されている。なお、図２は１番気筒２２ａについて例示したものであるが、残り３つの気筒も同じ構成である。

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。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及びデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。

モータＭＧ１及びモータ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及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ＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０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ＥＣＵ７０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ＥＣＵ７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。

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及び通信ポートとを備える。ハイブリッドＥＣＵ７０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ＥＣＵ７０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っている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１及びモータ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又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及びモータ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。図４はエンジンＥＣＵ２４により実行されるエンジン制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図５はハイブリッド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。まず、図４のエンジン制御ルーチンを用いてエンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の制御について説明し、その後、図５の駆動制御ルーチンを用いてエンジン２２の燃料カット時に補正トルクを出力する際の制御について説明する。

図４のエンジン制御ルーチンは、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。このルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４は、まず、ハイブリッドＥＣＵ７０から送信されたエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，エンジン２２の目標トルクＴｅ＊及び燃料カット指示フラグＦｄ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、目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊及び燃料カット指示フラグＦｄは、後述する駆動制御ルーチンが実行されるごとにハイブリッドＥＣＵ７０が設定してエンジンＥＣＵ２４に送信するデータである。これらのデータを入力すると、エンジンＥＣＵ２４は、燃料カット指示フラグＦｄが値１であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。燃料カット指示フラグＦｄは、後述する駆動制御ルーチンにおいてハイブリッドＥＣＵ７０がエンジン２２の燃料カットをすべきと判断したときに値１が送信され、燃料カットをすべきでないと判断したときに値０が送信される。ステップＳ１１０で燃料カット指示フラグＦｄが値１であるときは、燃料噴射弁１２６への駆動信号を停止すなわち燃料カットを実行し（ステップＳ１２０）、燃料カット実施フラグＦｅとして値１をハイブリッドＥＣＵ７０に送信して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ１１０で燃料カット指示フラグＦｄが値０であるときは、燃料カットを実行せず、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の制御を行い（ステップＳ１４０）、燃料カット実施フラグＦｅとして値０をハイブリッドＥＣＵ７０に送信して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。

以上説明したエンジン制御ルーチンにより、ハイブリッドＥＣＵ７０から送信される燃料カット指示フラグＦｄが値１の場合は燃料カットを実行し、燃料カット指示フラグＦｄが値０の場合は燃料カットを実行せずエンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊で運転するよう制御する。そして、燃料カットが実行又は不実行である旨を燃料カット実施フラグＦｅの送信によりハイブリッドＥＣＵ７０に報告する。

次に、図５の駆動制御ルーチンについて説明する。駆動制御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。このルーチンが実行されると、ハイブリッドＥＣＵ７０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，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，燃料カット実施フラグＦｅ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、エンジン２２の回転数Ｎｅはクランクシャフト２６に取り付けられたクランク角センサ１４０からのパルス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。モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。燃料カット実施フラグＦｅは、前述のエンジン制御ルーチンの実行によりエンジンＥＣＵ２４から入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊と車両に要求される要求パワーＰ＊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６に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰ＊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を乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めたりすることができる。

要求トルクＴｒ＊と要求パワーＰ＊とを設定すると、設定した要求パワーＰ＊と閾値Ｐｒｅｆとを比較する（ステップＳ２２０）。ここで、閾値Ｐｒｅｆは、エンジン２２から動力を出力すべき領域たとえばエンジン２２が効率よく運転することができる領域の下限としてエンジン２２やモータＭＧ２の特性などにより定められている。要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上と判定されると、エンジン２２の運転を継続するため燃料カットが必要ないと判断し、設定した要求パワーＰ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共に、燃料カット指示フラグＦｄを値０に設定する（ステップＳ２３０）。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊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Ｐ＊とに基づいて行われる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図７に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰ＊（＝Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。

次に、設定した目標回転数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とを用いて次式（２）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（３）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２４０）。ここで、式（２）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８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（２）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（３）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（３）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)-Nm2/Gr)/ρ (2)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (3)

モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、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を用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（４）により計算する（ステップＳ２５０）。この式（４）は、前述した図８の共線図から容易に導き出すことができる。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (4)

一方、ステップＳ２２０で要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満と判定されると、燃料カットを実行してエンジン２２の運転を停止すべきと判断して、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊に値０を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し、燃料カット指示フラグＦｄとして値１を設定する(ステップＳ２６０）。そして、前述したステップＳ２５０によりモータＭＧ２の仮モータトルク指令Ｔｍ２ｔｍｐ（トルク指令Ｔｍ１＊が値０であるから要求トルクＴｒ＊をギヤ比Ｇｒで割った値）を設定する。

こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊，モータＭＧ２の仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを設定すると、トルク補正フラグＦの値を調べる（ステップＳ２７０）。ここで、トルク補正フラグＦは、エンジン２２の燃料カットの実行によって駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクショックを抑制する補正トルクをモータＭＧ２から出力するか否かを値として持つフラグであり、本ルーチンが初めて実行される際には図示しない初期化ルーチンにより値０が設定される。トルク補正フラグＦが値０のときには、前述のステップＳ２００で入力した燃料カット実施フラグＦｅの今回値が値１で且つ前回値が値０であるか否か即ち燃料カットが開始されたか否かを判定する（ステップＳ２８０）。燃料カット実施フラグＦｅの今回値が値０と判定されたり燃料カット実施フラグＦｅの今回値が値１と判定されても前回値も値１と判定されたりしたときには、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊にステップＳ２５０で計算した仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを設定し（ステップＳ２９０）、目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊及び燃料カット指示フラグＦｄについてはエンジンＥＣＵ２４に、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Ｓ３００）、本ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と燃料カット指示フラグＦｄとを受信したエンジンＥＣＵ２４は、受信した値に基づいて前述のエンジン制御ルーチンを実行して、エンジン２２を制御すると共に燃料カット実施フラグＦｅをハイブリッドＥＣＵ７０に送信する処理を行う。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う。

一方、ステップＳ２８０で燃料カット実施フラグＦｅの今回値が値１で且つ前回値が値０と判定されると、エンジン２２の燃料カットが開始されたと判断し、トルク補正フラグＦに値１を設定すると共にハイブリッドＥＣＵ７０の図示しないタイマをスタートし（ステップＳ３１０）、モータＭＧ２から出力する補正トルクを決定するための要素である補正トルク基本値Ｔ，補正開始時間ｔａ，補正継続時間ｔｂを設定する（ステップＳ３２０）。

ここで、モータＭＧ２から出力する補正トルクについて説明する。エンジン２２の燃料カットによってリングギヤ軸３２ａに作用するトルクショックを抑制するためのトルクである補正トルクは、補正トルク基本値Ｔと補正係数Ｔαとの積で表される。補正トルク基本値Ｔは、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅと補正トルク基本値Ｔとの関係を予め求めて補正トルク基本値設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、回転数Ｎｅが与えられるとマップから対応する補正トルク基本値Ｔを導出して設定するものとした。補正トルク基本値設定用マップの一例を図９に示す。図示するように、補正トルク基本値Ｔは、回転数Ｎｅが高いほど大きくなるよう設定される。これは一般に、エンジン２２の回転数Ｎｅが高いほどそのフリクションが大きくなるから、エンジン２２の燃料カットを実行したときにリングギヤ軸３２ａに作用するトルクショックも大きくなることに基づくものである。補正係数Ｔαはエンジン２２の燃料カットによってリングギヤ軸３２ａに作用するトルクショックの波形に対応するものであり、タイマをスタートしてからの経過時間ｔと補正係数Ｔαとの関係を予め求めて補正係数設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶させておき、経過時間ｔが与えられるとマップから対応する補正係数Ｔαを導出して設定するものとした。補正係数設定用マップの一例を図１０に示す。図示するように、補正係数Ｔαは補正開始時間ｔａ経過後の補正継続時間ｔｂの間のみ対応する値をもち、補正開始時間ｔｂの間は時間によって値０から値１の間で変化する。補正開始時間ｔａが経過するまで補正係数Ｔαの値がないのは、タイマスタートから補正開始時間ｔａ後に補正トルクの出力が開始されるためである。これは、エンジンＥＣＵ２４によって燃料カットが行われてから一定時間後にトルクショックが発生することに基づくものである。

補正開始時間ｔａの設定について図３を用いて説明する。トルクショックの発生は、エンジン２２の気筒２２ａ〜２２ｄにおける点火時期で発生するはずのトルクが燃料カットにより発生しないことに起因する。したがって、燃料カット開始後の最初の燃料噴射時期に対応する点火時期でトルクショックが発生する。そのため、燃料噴射時期の直前に燃料カットが開始されるとトルクショックの発生までの時間が最も短くなり、燃料噴射時期の直後に燃料カットが開始されるとトルクショックの発生までの時間が最も長くなる。例えば、図３において、１番気筒２２ａの燃料噴射時期である時刻ａの直前から燃料カットが開始されたとすると、燃料カット開始後の最初の燃料噴射時期である時刻ａの１番気筒２２ａへの燃料噴射が行われないことになる。したがって、時刻ａにおける４番気筒２２ｄの点火時期及び時刻ｂにおける２番気筒２２ｂの点火時期では、燃料カット以前に燃料噴射が行われているため正常にトルクが発生するが、時刻ａの１番気筒２２ａの燃料噴射時期に対応する点火時期である時刻ｃにおいては正常なトルクが発生せず、トルクショックが発生する。燃料カット開始から時刻ｃまでのエンジン２２の回転角は約２πｒａｄであるため、この場合の燃料カット開始からトルクショック発生までの時間である最短時間ｔ１は、エンジン２２の回転数Ｎｅを用いて式（５）で求めることができる。また、１番気筒２２ａの燃料噴射時期である時刻ａの直後から燃料カットが開始されたとすると、時刻ａの後の最初の燃料噴射時期である時刻ｂの３番気筒２２ｃへの燃料噴射が行われないことになる。したがって、時刻ｂにおける２番気筒２２ｂの点火時期及び時刻ｃにおける１番気筒２２ａの点火時期では、燃料カット以前に燃料噴射が行われているため正常にトルクが発生するが、時刻ｂの３番気筒２２ｃの燃料噴射時期に対応する点火時期である時刻ｄにおいては正常なトルクが発生せず、トルクショックが発生する。燃料カット開始から時刻ｄまでのエンジン２２の回転角は約３πｒａｄであるため、この場合の燃料カット開始からトルクショック発生までの時間である最長時間ｔ２は、エンジン２２の回転数Ｎｅを用いて式（６）で求めることができる。以上のことから、燃料カットが開始された時期がいつであっても、トルクショックが発生するまでの時間は上述した最短時間ｔ１から最長時間ｔ２の間になると予測できる。従って、補正開始時間ｔａを最短時間ｔ１から最長時間ｔ２の間の時間に設定すれば、トルクショックを適切に抑制できることになる。

t1≒1000・2π/(2π・(Ne/60))＝60000/Ne （5）
t2≒1000・3π/(2π・(Ne/60))＝90000/Ne （6）
※ｔ１，ｔ２の単位はｍｓ、エンジン２２の回転数Ｎｅの単位はｒｐｍ

また、最短時間ｔ１，最長時間ｔ２は実際にエンジンＥＣＵ２４が燃料カットを開始してからトルクショックが発生するまでの時間であるが、補正開始時間ｔａをカウントするタイマーは、エンジンＥＣＵ２４から入力した燃料カット実施フラグＦｅが値１に切り替わったときからスタートする（前述のステップＳ３１０）。そのため、補正開始時間ｔａをより適切に設定するためには実際に燃料カットが開始されてから燃料カット実施フラグＦｅがハイブリッドＥＣＵ７０に入力されるまでの通信遅れ時間を加味する必要がある。この通信遅れ時間について図１１を用いて説明する。エンジンＥＣＵ２４が、前述のエンジン制御ルーチンによって燃料カットを実行し（前述のステップＳ１２０）、時刻ｅにおいて燃料カット実施フラグＦｅとして値１をハイブリッドＥＣＵ７０に送信した（前述のステップＳ１３０）とすると、燃料カット実施フラグＦｅは、通信遅れ時間Δｔ１経過後の時刻ｆでハイブリッドＥＣＵ７０に入力される。時刻ｆまでに入力されていた燃料カット実施フラグＦｅが値０であれば、前述のステップＳ２８０で肯定的な判定がなされ、前述のステップＳ３１０でタイマのカウントがスタートする。すなわち、燃料カットが実際に開始された時刻ｅとハイブリッドＥＣＵ７０がタイマのカウントをスタートする時刻ｆとの間に通信遅れ時間Δｔ１が経過していることになる。この通信遅れ時間Δｔ１は、通信の送受信周期のタイミングによって、時間Δｔ１ｍｉｎから時間Δｔ１ｍａｘの範囲で変動し、常に一定とはならない。したがって、通信遅れ時間Δｔ１を加味すると、補正開始時間ｔａは、式（７）で表される範囲になると予測できる。なお、時間Δｔ１ｍｉｎは例えば０ｍｓ程度の値であり、時間Δｔ１ｍａｘは例えば十数ｍｓ程度の値である。そして、本実施例では、式（７）の範囲で補正開始時間ｔａを設定するにあたり、式（８）を用いている。なお、「ｋ３」は０以上１以下の定数である。これにより、通信遅れ時間Δｔ１を加味した最短時間ｔ１ｍｉｎと最長時間ｔ２ｍａｘが設定されれば補正開始時間ｔａを設定することができる。

t1min<ta<t2max（但し、t1min=t1-Δt1max，t2max=t2-Δt1min） （7）
ta=t1min+k3・(t2max-t1min) （但し、0≦k3≦1） （8）

補正継続時間ｔｂは、燃料カットによるトルクショックが継続する時間に合わせて、エンジン２２が１行程分すなわちπｒａｄ回転するのに要する時間として設定される。したがって、補正継続時間ｔｂはエンジン２２の回転数Ｎｅを用いて式（９）を用いて設定される。

tb=1000・π/(2π・(Ne/60))=30000/Ne （9）

ステップＳ３２０で以上のように補正トルク基本値Ｔ，補正開始時間ｔａ及び補正継続時間ｔｂを設定すると、タイマのカウントが補正開始時間ｔａを経過しているか否かを判定する（ステップＳ３３０）。そして、経過していないときは、まだ補正トルクを出力しないと判断し、前述のステップＳ２９０に進んでモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊にステップＳ２５０で計算した仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐが設定される。

また、一度ステップＳ２８０で肯定的な判定がなされると、ステップＳ３１０でトルク補正フラグＦが値１となるため、以降に駆動制御ルーチンが実行されるときはステップＳ２７０で否定的な判定がなされ、ステップＳ３３０に進んでタイマのカウントが補正開始時間ｔａを経過しているか否かの判定が行われる。そして、タイマのカウントが補正開始時間ｔａを経過したときは、タイマのカウントが補正開始時間ｔａと補正継続時間ｔｂとの合計時間を経過しているか否かを判定する（ステップＳ３４０）。ステップＳ３４０で肯定的な判定がなされるとき、すなわち、タイマのカウントが補正開始時間ｔａを経過しているが補正開始時間ｔａと補正継続時間ｔｂとの合計時間を経過していないときは、補正トルクを出力すべきと判断して、タイマをスタートしてからの経過時間ｔに基づいて式（１０）により補正係数Ｔαで補正トルク基本値Ｔを乗じて仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐに加えたものをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定する（ステップＳ３５０）。そして、目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，燃料カット指示フラグＦｄ，トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ３００）、本ルーチンを終了する。これにより、燃料カット実施フラグＦｅが値１に切り替わってから補正開始時間ｔａが経過した時点を起点とし、そこから補正継続時間ｔｂが経過するまでの間に補正トルクを出力して、燃料カットにより発生するトルクショックを適切に抑制することができる。

Tm2*=Tm2tmp+T・Tα(t) （10）

そして、さらに時間が経過してタイマのカウントが補正開始時間ｔａと補正継続時間ｔｂとの合計時間を経過したときは、前述のステップＳ３４０で否定的な判定がなされ、トルク補正フラグＦに値０を設定し（ステップＳ３６０）、ステップＳ２９０に進んでステップＳ２５０で設定された仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐがそのままモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定される。これにより、トルク補正フラグＦが値０に設定されるため、再び燃料カット実行フラグＦｅの前回値が値０で今回値が値１となってステップＳ２８０で肯定的な判定がなされるまでは補正トルクは出力されない。

ここで、上述した駆動制御ルーチンによって補正トルクを出力してトルクショックを抑制した場合における、リングギヤ軸３２ａに作用するトルクの一例を図１２を用いて説明する。図１２における時刻ｇにおいて燃料カット実施フラグＦｅとして値１が前述のステップＳ２００で入力され、前述のステップＳ３１０でタイマがスタートしたとすると、時刻ｇから補正開始時間ｔａが経過する時刻ｈまでは補正トルクが出力されず、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊は仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐに設定される。このとき、エンジン２２からのトルクＴｅは安定しているため、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクも安定している。そして、時刻ｈから補正継続時間ｔｂが経過する時刻ｉまでは、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊は仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐに補正トルクを加えたトルクに設定される。このとき、エンジン２２からのトルクＴｅは燃料カットによってトルクが急激に変動するトルクショックが発生するが、モータＭＧ２からの補正トルク分によって相殺され、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにトルクショックが作用するのを抑制することができる。そして、時刻ｉが経過するとエンジン２２からのトルクＴｅの変動はなくなり、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊は仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐに設定されるため、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクは安定したままとなる。このように、最短時間ｔ１ｍｉｎと最長時間ｔ２ｍａｘとの間で設定された補正開始時間ｔａの経過後に補正トルクを出力することで、エンジン２２のトルクＴｅが急激に変動する時期に合わせてモータＭＧ２から補正トルクを出力してトルクショックを抑制し、運転者や乗員に違和感を抱かせ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、燃料カット開始時期から燃料カットに起因するトルクショックが発生し始めるまでの最短時間ｔ１及び最長時間ｔ２をエンジン２２の回転数Ｎｅに基づいて予測し、さらに通信遅れ時間Δｔ１を考慮した最短時間ｔ１ｍｉｎと最長時間ｔ２ｍａｘとの間で補正開始時間ｔａを設定する。そして、要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満と判定されたとき、ハイブリッドＥＣＵ７０がエンジンＥＣＵ２４を介してエンジン２２の燃料カットを実行するよう制御し、燃料カット実施フラグＦｅとして値１をハイブリッドＥＣＵ７０が受信した時点から補正開始時間ｔａが経過したとき、モータＭＧ２が補正トルクと要求トルクＴｒ＊とに基づくトルクを出力して走行する。このように理論的に設定した補正開始時間ｔａの経過後に補正トルクを出力することで、燃料カットに起因するトルクショックを適切に抑制することができる。しかも、通信遅れ時間を加味した最短時間ｔ１ｍｉｎと最長時間ｔ２ｍａｘを設定するため、燃料カット実施フラグＦｅを受信した時点を基準として補正トルクを出力しても適切にトルクショックを抑制することができる。

また、最短時間ｔ１は、エンジン２２の燃料カット開始時期がいずれかの気筒への燃料噴射時期の直前である場合における、燃料カット開始時期から燃料カット開始後の最初の燃料噴射時期に対応する点火時期までの時間として設定しており、最長時間ｔ２は、エンジン２２の燃料カット開始時期がいずれかの気筒への燃料噴射時期の直後である場合における、燃料カット開始時期から燃料カット開始後の最初の燃料噴射時期に対応する点火時期までの時間として設定している。したがって、より適切に最短時間ｔ１及び最長時間ｔ２を予測して、より適切に補正開始時間ｔａを設定してトルクショックを抑制することができる。

また、補正開始時間ｔａは、式（８）を用いて設定しているため、定数ｋ３を決定しておくことで最短時間ｔ１ｍｉｎ及び最長時間ｔ２ｍａｘが回転数Ｎｅによって変化しても、補正開始時間ｔａを一意に設定することができる。したがって、定数ｋ３を適切に決定しておけば燃料カットに起因するトルクショックをより適切に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の気筒数が４であったが、気筒数はいくつであってもよい。この場合、いずれかの気筒における燃料噴射時期の直後から燃料カットが実行されたとすると、燃料カット後の最初の燃料噴射時期までのエンジン２２の回転角はエンジンの気筒数ｎに基づいて４π／ｎで表すことができるため、最長時間ｔ２は気筒数ｎ及びエンジンの回転数Ｎｅを用いて、式（１１）のように設定できる。本実施例の最長時間ｔ２を求める式（６）は、式（１１）においてｎ＝４としたものである。すなわち気筒数がいくつであっても、気筒数ｎ及びエンジンの回転数Ｎｅに基づいて最長時間ｔ２を求めることができる。なお、最短時間ｔ１は、気筒数によらず式（５）で求めることができる。

t2≒1000・(4π/n+2π)/(2π・(Ne/60)) （11）

実施例のハイブリッド自動車２０では、補正開始時間ｔａは燃料カット実施フラグＦｅをハイブリッドＥＣＵ７０が受信したときからの時間として設定されているが、燃料カット指示フラグＦｄをハイブリッドＥＣＵ７０が送信したときからの時間として設定してもよい。この場合に、ハイブリッドＥＣＵ７０が燃料カット指示フラグＦｄを送信したときからエンジンＥＣＵ２４が燃料カット指示フラグＦｄを受信するまでの通信遅れ時間を加味して補正開始時間ｔａを設定してもよい。この通信遅れ時間について図１３を用いて説明する。ハイブリッドＥＣＵ７０が時刻ｅ２において燃料カット指示フラグＦｄとして値１を送信したとすると、燃料カット指示フラグＦｄは、通信遅れ時間Δｔ２経過後の時刻ｆ２でエンジンＥＣＵ２４に入力される。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ７０が燃料カット指示フラグＦｄを送信してから、エンジンＥＣＵ２４によって燃料カットが実際に実行されるまでには通信遅れ時間Δｔ２が経過していることになる。以上により、この通信遅れ時間Δｔ２の変動する範囲を時間Δｔ２ｍｉｎから時間Δｔ２ｍａｘとして、式（１２）の範囲で補正開始時間ｔａを設定してもよい。さらに、この場合、図５の駆動制御ルーチンにおいて、ステップＳ２８０で行う処理を、ハイブリッドＥＣＵ７０が設定した燃料カット指示フラグＦｄの今回値が値１で且つ前回値が値０であるか否かを判定するものとしてもよい。このとき、肯定的な判定がなされた場合はステップＳ３１０に進んでトルク補正フラグＦに値１を設定すると共にハイブリッドＥＣＵ７０の図示しないタイマをスタートして上述した処理を実行し、否定的な判定がなされた場合はステップＳ２９０に進んで上述した処理を実行すればよい。こうすれば、燃料カット指示フラグＦｄを送信する時点を基準として補正トルクを出力しても、通信遅れ時間Δｔ２を考慮して適切に補正開始時間ｔａを設定してトルクショックを抑制することができる。

t1min<ta<t2max（但し、t1min=t1+Δt2min，t2max=t2+Δt2max） （12）

実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッドＥＣＵ７０がエンジンＥＣＵ２４を介してエンジン２２を制御しているが、ハイブリッドＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４の両方の処理を１つのＥＣＵが行い、通信遅れが生じない構成であってもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、最短時間ｔ１及び最長時間ｔ２に通信遅れ時間を加味した上で補正開始時間ｔａを設定しているが、最短時間ｔ１及び最長時間ｔ２に基づいて補正開始時間ｔａを設定した上で、通信遅れ時間を加味してもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、要求動力Ｐ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満であったときにエンジン２２を停止し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を値０としているが、モータＭＧ１とモータＭＧ２とが補正トルクと要求トルクＴｒ＊とに基づくトルクを駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するのであれば、値０でなくてもよい。例えば、エンジン２２をより早く停止するためにモータＭＧ１からトルクを出力したり、トルクショックを抑制する補正トルクをＭＧ１から出力したりしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、要求動力Ｐ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満であったときにエンジン２２を停止することとしているが、要求動力Ｐ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満であっても、エンジン２２の回転数が所定の回転数（例えば、１０５０ｒｐｍ）以下である場合には、エンジンの停止又は始動によるトルクショックを運転者や乗員が感じやすくなるため、エンジンを停止しないこととしてもよい。

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、燃料カット時にエンジン２２で発生するトルクショックを抑制する補正トルクと要求トルクとに基づくトルクをモータＭＧ２が出力する構成であればどのようなものであってもよい。例えば、図１４の変形例のハイブリッド自動車１２０のように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されると共に駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続された変速機１３０を備えるものとしてもよい。

また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両の形態としても構わないし、車両の制御方法の形態としてもよい。

ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、クランクシャフト２６のクランク角を検出するクランク角センサ１４０と検出したクランク角に基づいて入力されるパルスに基づいてエンジン２２の回転角Ｎｅを計算するエンジンＥＣＵ２４とが「回転数検出手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ２１０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「要求トルク設定手段」に相当し、燃料カット開始時期から燃料カットに起因するトルクショックが発生し始めるまでの最短時間ｔ１及び最長時間ｔ２を予測し、最短時間ｔ１及び最長時間ｔ２に通信遅れ時間を加味した最短時間ｔ１ｍｉｎと最長時間ｔ２ｍａｘとの間で補正開始時間ｔａを設定するハイブリッドＥＣＵ７０が「補正開始時間設定手段」に相当し、図５の駆動制御ルーチンのステップＳ２２０で燃料カットを実行してエンジン２２を停止する条件が成立したときステップＳ２６０で値１に設定した燃料カット指示フラグＦｄをステップＳ３００で送信して、エンジンＥＣＵ２４を介して燃料をカットするようエンジン２２を制御し、エンジンＥＣＵ２４から入力された燃料カット実行フラグＦｅが今回値１で前回値０の時から補正開始時間ｔａが経過したときモータＭＧ２が補正トルクと要求トルクＴｒ＊とに基づくトルクを出力するようモータＥＣＵ４０にトルク指令Ｔｍ２＊を送信するハイブリッドＥＣＵ７０と、送信されたトルク指令Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０とが「車両制御手段」に相当し、送信された目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊，燃料カット指示フラグＦｄに基づいてエンジン２２を制御し、エンジン２２の燃料カットを実行したか否かを報告する燃料カット実行フラグＦｅをハイブリッドＥＣＵ７０に送信するエンジンＥＣＵ２４が「内燃機関制御手段」に相当する。また、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。

ここで、「内燃機関」としては、ガソリン又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。また、気筒数も４気筒に限定されるものではなく、気筒がいくつであっても構わない。「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。「回転数検出手段」としては、ＭＲＥ回転センサとしてのクランク角センサ１４０に限定されるものではなく、電磁ピックアップ方式によるクランク角センサなど、内燃機関のクランク角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。「要求トルク設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃだけに基づいて要求トルクを設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定するものなど、駆動軸に要求される要求トルクを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「補正開始時間設定手段」としては、燃料カット開始時期から燃料カットに起因するトルクショックが発生し始めるまでの最短時間ｔ１及び最長時間ｔ２を予測し、最短時間ｔ１及び最長時間ｔ２に通信遅れ時間を加味した最短時間ｔ１ｍｉｎと最長時間ｔ２ｍａｘとの間で補正開始時間ｔａを設定するハイブリッドＥＣＵ７０に限定されるものではなく、内燃機関の回転数に基づいて燃料カット開始時期から燃料カットに起因するトルクショックが発生し始めるまでの最短時間を予測し、内燃機関の回転数と内燃機関の気筒数とに基づいて燃料カット開始時期から燃料カットに起因するトルクショックが発生し始めるまでの最長時間を予測し、該最短時間と該最長時間との間で補正開始時間を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「車両制御手段」としては、ハイブリッドＥＣＵ７０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、「車両制御手段」としては、図５の駆動制御ルーチンのステップＳ２２０で燃料カットを実行してエンジン２２を停止する条件が成立したときステップＳ２６０で値１に設定した燃料カット指示フラグＦｄをステップＳ３００で送信して、エンジンＥＣＵ２４を介して燃料をカットするようエンジン２２を制御し、エンジンＥＣＵ２４から入力された燃料カット実行フラグＦｅが今回値１で前回値０の時から補正開始時間ｔａが経過したときモータＭＧ２が補正トルクと要求トルクＴｒ＊とに基づくトルクを出力するようモータＥＣＵ４０にトルク指令Ｔｍ２＊を送信するハイブリッドＥＣＵ７０と、送信されたトルク指令Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０とに限定されるものではなく、所定の燃料カット条件が成立したとき、内燃機関の各気筒への燃料をカットするよう内燃機関を制御し、燃料カット開始時期から補正開始時間が経過したとき、電動機が補正トルクと要求トルクとに基づくトルクを出力するよう前記電動機を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、駆動軸と出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され３軸のうちのいずれか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ものであれば如何なるものとしても構わない。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行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、車両の製造産業などに利用可能である。

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。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 各気筒２２ａ〜２２ｄの４つの行程とクランク角ＣＡと最短時間ｔ１，最長時間ｔ２との関係の一例を示す説明図である。 実施例のエンジンＥＣＵ２４により実行されるエンジン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。 エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。 エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 補正トルク基本値設定用マップの一例を示す説明図である。 補正係数設定用マップの一例を示す説明図である。 燃料カット実施フラグＦｅの送信と受信との通信遅れ時間の説明図である。 補正トルクを出力してトルクショックを抑制した場合における、リングギヤ軸３２ａに作用するトルクの一例を示す説明図である。 燃料カット指示フラグＦｄの送信と受信との通信遅れ時間の説明図である。 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、２２ａ １番気筒、２２ｂ ２番気筒、２２ｃ ３番気筒、２２ｄ ４番気筒、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、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、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、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２７ 吸気マニホールド、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６，スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランク角センサ、１４２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、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 (9)

1. 駆動軸に連結された車軸に出力される動力により走行する車両であって、
   前記駆動軸に機械的に接続された出力軸に動力を出力可能な内燃機関と、
   前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
   前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
   前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
   前記内燃機関の回転数に基づいて燃料カット開始時期から燃料カットに起因するトルクショックが発生し始めるまでの最短時間を予測し、前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の気筒数とに基づいて燃料カット開始時期から燃料カットに起因するトルクショックが発生し始めるまでの最長時間を予測し、該最短時間と該最長時間との間で補正開始時間を設定する補正開始時間設定手段と、
   所定の燃料カット条件が成立したとき、前記内燃機関の各気筒への燃料をカットするよう前記内燃機関を制御し、前記燃料カット開始時期から前記補正開始時間が経過したとき、前記電動機が補正トルクと前記要求トルクとに基づくトルクを出力するよう前記電動機を制御する車両制御手段と、
   を備える車両。
2. 前記最短時間は、前記内燃機関の燃料カット開始時期が前記内燃機関のいずれかの気筒への燃料噴射時期の直前である場合における、該燃料カット開始時期から該燃料カット開始後の最初の燃料噴射時期に対応する点火時期までの時間であり、
   前記最長時間は、前記内燃機関の燃料カット開始時期が前記内燃機関のいずれかの気筒への燃料噴射時期の直後である場合における、該燃料カット開始時期から該燃料カット開始後の最初の燃料噴射時期に対応する点火時期までの時間である、
   請求項１に記載の車両。
3. 請求項１又は２に記載の車両であって、
   前記内燃機関を制御する内燃機関制御手段、
   を備え、
   前記車両制御手段は、所定の燃料カット条件が成立したとき、前記内燃機関の各気筒への燃料をカットするよう前記内燃機関制御手段を介して前記内燃機関を制御し、前記燃料カットを開始した旨を前記内燃機関制御手段から受けた時点から前記補正開始時間が経過したとき、前記電動機が補正トルクと前記要求トルクとに基づくトルクを出力するよう前記電動機を制御する手段である、
   車両。
4. 前記補正開始時間設定手段は、前記最短時間及び前記最長時間を決定するにあたり、前記内燃機関制御手段が燃料カットを開始した旨を前記車両制御手段に伝えるのに要する通信遅れ時間を加味する手段である、
   請求項３に記載の車両。
5. 請求項１又は２に記載の車両であって、
   前記内燃機関を制御する内燃機関制御手段、
   を備え、
   前記車両制御手段は、所定の燃料カット条件が成立したとき、前記内燃機関の各気筒への燃料をカットするよう前記内燃機関制御手段を介して前記内燃機関を制御し、前記燃料カットを開始する旨を前記内燃機関制御手段に発した時点から前記補正開始時間が経過したとき、前記電動機が補正トルクと前記要求トルクとに基づくトルクを出力するよう前記電動機を制御する手段である、
   車両。
6. 前記補正開始時間設定手段は、前記最短時間及び前記最長時間を決定するにあたり、前記車両制御手段が燃料カットを開始する旨を前記内燃機関制御手段に伝えるのに要する通信遅れ時間を加味する手段である、
   請求項５に記載の車両。
7. 前記補正開始時間は、前記最短時間をｐ、前記最長時間をｑとすると、定数ｋ（０≦ｋ≦１）を用いて以下の式（１）で表せる時間ｒである、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両。
   ｒ＝ｐ＋ｋ×（ｑ−ｐ） ・・・（１）
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両であって、
   動力を入出力可能な発電機と、
   前記内燃機関の出力軸と前記駆動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、
   前記内燃機関は、３軸式動力入出力手段を介して前記駆動軸に機械的に接続された装置であり、
   前記車両制御手段は、前記燃料カット開始時期から前記補正開始時間が経過したとき、前記電動機と前記発電機とが補正トルクと前記要求トルクとに基づくトルクを前記駆動軸に出力するよう前記電動機と前記発電機とを制御する手段である、
   車両。
9. 車軸に連結された駆動軸に機械的に接続された出力軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、を備える車両の制御方法であって、
   前記内燃機関の回転数に基づいて燃料カット開始時期から燃料カットに起因するトルクショックが発生し始めるまでの最短時間を予測し、前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の気筒数とに基づいて燃料カット開始時期から燃料カットに起因するトルクショックが発生し始めるまでの最長時間を予測して、該最短時間と該最長時間との間で補正開始時間を設定し、
   所定の燃料カット条件が成立したとき、前記内燃機関の各気筒への燃料をカットするよう前記内燃機関を制御し、前記燃料カット開始時期から前記補正開始時間が経過したとき、前記電動機が補正トルクと前記駆動軸に要求される要求トルクとに基づくトルクを出力するよう前記電動機を制御する、
   車両の制御方法。

Images