JP5119987B2

JP5119987B2 - ハイブリッド車およびその制御方法

Info

Publication number: JP5119987B2
Application number: JP2008057969A
Authority: JP
Inventors: 英司福代
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-03-07
Filing date: 2008-03-07
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2028-03-07
Also published as: JP2009214598A

Description

本発明は、ハイブリッド車およびその制御方法に関する。

従来、この種のハイブリッド車としては、エンジンと、エンジンの出力軸と車軸に連結された駆動軸とにキャリアとリングギヤとが接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤのサンギヤに取り付けられたモータＭＧ１と、駆動軸に動力を出力するよう取り付けられたモータＭＧ２とを備える車両において、パーキングロックされた状態でエンジンを始動するときには、エンジンをクランキングするようモータＭＧ１を駆動すると共にエンジンのクランキングに伴ってプラネタリギヤを介して駆動軸に作用するトルクをキャンセルするトルクとクランキング時のエンジンのトルク脈動により駆動軸に生じるトルク脈動より若干大きなトルクとの和のトルクが駆動軸に作用するようモータＭＧ２を駆動す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、上述のようにモータＭＧ２を駆動することにより、パーキングロック機構のパーキングギヤとパーキングロックポールがエンジンのクランキングの際のトルク脈動により振動するのを抑制し、その当たり音が生じるのを防止している。
特開２００３−２４７４３８号公報

上述のハイブリッド車では、シフトポジションが車両を後進させる後進用ポジション（Ｒポジション）にあるときにエンジンを始動するときには、予期しない車両の前進を抑制するためにエンジンのクランキングの際のトルク脈動に伴って当たり音を防止するためのトルク（押し当てトルク）については車両を後進させる方向に作用させるのが好ましい。一方、エンジンのクランキングに伴ってプラネタリギヤを介して駆動軸に作用するトルクは、車両を後進させる方向のトルクとなるため、このトルクをキャンセルするトルク（キャンセルトルク）は車両を前進させる方向のトルクとなる。押し当てトルクとキャンセルトルクは符号が逆となるため、キャンセルトルクが変動すると、押し当てトルクとキャンセルトルクとの和のトルク、即ちモータＭＧ２から出力するトルクは正のトルクになったり負のトルクになったりする。このとき、モータＭＧ２がリダクションギヤなどを介して駆動軸に取り付けられているときにはリダクションギヤの歯の当たり音が生じてしまう。こうした当たり音を防止するために、押し当てトルクを過大なものとしたり過小なものとすることも考えられるが、その場合、駆動軸のトルクが値０を挟んで変動することによりデファレンシャルギヤの歯の当たり音が生じたり、押し当てトルクにより予期しない車両の移動が生じる場合がある。

本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、内燃機関の始動時のギヤの当たり音を抑制することを主目的とする。

本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、少なくとも上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド車は、
内燃機関と、
車輪に第１のギヤ機構を介して連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に且つ前記内燃機関をクランキングするトルクを出力するときには前記駆動軸に車両を後進させるトルクを出力するよう前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に第２のギヤ機構を介して接続された電動機と、
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を行なう蓄電手段と、
運転者のブレーキ操作に基づくブレーキ力を検出するブレーキ力検出手段と、
シフトポジションが車両を後進させる後進用ポジションとされた状態で前記内燃機関を始動する際に前記検出されたブレーキ力が所定ブレーキ力以上のときには、前記内燃機関がクランキングされて始動されるよう前記電力動力入出力手段と前記内燃機関とを制御すると共に車両を後進させる方向の押し当てトルクと前記内燃機関をクランキングする際に前記電力動力入出力手段から前記駆動軸に出力されるトルクをキャンセルするためのキャンセルトルクと車両を後進させる方向の加算トルクとの和の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制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車では、シフトポジションが車両を後進させる後進用ポジションとされた状態で内燃機関を始動する際に運転者のブレーキ操作に基づくブレーキ力が所定ブレーキ力以上のときには、内燃機関がクランキングされて始動されるよう電力動力入出力手段と内燃機関とを制御すると共に車両を後進させる方向の押し当てトルクと内燃機関をクランキングする際に電力動力入出力手段から駆動軸に出力されるトルクをキャンセルするためのキャンセルトルクと車両を後進させる方向の加算トルクとの和のトルクを駆動軸に出力するよう電動機を制御する。押し当てトルクとキャンセルトルクは向きが逆となるが、押し当てトルクとキャンセルトルクとの和のトルクに加算トルクを加えることにより、電動機から出力するトルクは常に車両を後進させる方向のトルクとなる。この結果、内燃機関を始動する際に第２のギヤ機構で当たり音が生じるのを抑制することができる。もとより、押し当てトルクにより内燃機関を始動する際に第１のギヤ機構で当たり音が生じるのを抑制することができる。

こうした本発明のハイブリッド車において、前記所定ブレーキ力は、前記押し当てトルクと前記加算トルクとマージンとしてのマージントルクとの和のトルクが前記駆動軸に作用したときに停車状態を保持することができるブレーキ力として設定されてなるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の始動時に車両が予期せずに移動するのを防止することができる。

また、本発明のハイブリッド車において、前記加算トルクは、前記キャンセルトルクに値０以上値１以下のゲインを乗じて大きさが計算されてなるものとすることもできる。こうすれば、加算トルクをキャンセルトルクに応じた大きさとすることができ、必要以上に大きなトルクとするのを抑制することができる。

さらに、本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、シフトポジションが車両を後進させる後進用ポジションとされた状態で前記内燃機関を始動する際に前記検出されたブレーキ力が前記所定ブレーキ力より小さい第１のブレーキ力以上で前記所定ブレーキ力未満のときには、前記内燃機関をクランキングするよう前記電力動力入出力手段を制御すると共に前記押し当てトルクと前記キャンセルトルクとの和の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。この場合、第２のギヤ機構の当たり音が生じる場合があるものの、予期しない車両の移動をより確実に抑止することができる。この態様の本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、シフトポジションが車両を後進させる後進用ポジションとされた状態で前記内燃機関を始動する際に前記検出されたブレーキ力が前記第１のブレーキ力未満のときには、前記内燃機関をクランキングするよう前記電力動力入出力手段を制御すると共に前記キャンセル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。こうすれば、押し当てトルクによる予期しない車両の移動をより確実に抑止することができる。これらの場合、前記第１のブレーキ力は、前記押し当てトルクと前記加算トルクに値１未満の正の所定値を乗じて得られるトルクとの和のトルクが前記駆動軸に作用したときに停車状態を保持することができるブレーキ力として設定されてなるものとすることもできる。

加えて、本発明のハイブリッド車において、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備える手段であるものとすることもできるし、前記第１のギヤ機構はデファレンシャルギヤであり、前記第２のギヤ機構はリダクションギヤである、ものとすることもできる。

本発明のハイブリッド車の制御方法は、
内燃機関と、車輪に第１のギヤ機構を介して連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に且つ前記内燃機関をクランキングするトルクを出力するときには前記駆動軸に車両を後進させるトルクを出力するよう前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に第２のギヤ機構を介して接続された電動機と、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を行なう蓄電手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
シフトポジションが車両を後進させる後進用ポジションとされた状態で前記内燃機関を始動する際に運転者のブレーキ操作に基づくブレーキ力が所定ブレーキ力以上のときには、前記内燃機関がクランキングされて始動されるよう前記電力動力入出力手段と前記内燃機関とを制御すると共に車両を後進させる方向の押し当てトルクと前記内燃機関をクランキングする際に前記電力動力入出力手段から前記駆動軸に出力されるトルクをキャンセルする方向のキャンセルトルクと車両を後進させる方向の加算トルクとの和の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、
ことを特徴とする。

この本発明のハイブリッド車の制御方法では、シフトポジションが車両を後進させる後進用ポジションとされた状態で内燃機関を始動する際に運転者のブレーキ操作に基づくブレーキ力が所定ブレーキ力以上のときには、内燃機関がクランキングされて始動されるよう電力動力入出力手段と内燃機関とを制御すると共に車両を後進させる方向の押し当てトルクと内燃機関をクランキングする際に電力動力入出力手段から駆動軸に出力されるトルクをキャンセルするためのキャンセルトルクと車両を後進させる方向の加算トルクとの和のトルクを駆動軸に出力するよう電動機を制御する。押し当てトルクとキャンセルトルクは向きが逆となるが、押し当てトルクとキャンセルトルクとの和のトルクに加算トルクを加えることにより、電動機から出力するトルクは常に車両を後進させる方向のトルクとなる。この結果、内燃機関を始動する際に第２のギヤ機構で当たり音が生じるのを抑制することができる。もとより、押し当てトルクにより内燃機関を始動する際に第１のギヤ機構で当たり音が生じるのを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、駆動輪６３ａ，６３ｂや図示しない従動輪のブレーキを制御するためのブレーキアクチュエータ９２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。なお、エンジンＥＣＵ２４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クランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエ
ンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とをシステムメインリレー５６を介して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、平滑コンデンサ５５によりその電圧が平滑された状態で、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。

ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキペダル８５の踏み込みに応じて生じるブレーキマスターシリンダ９０の圧力（ブレーキ圧）と車速とにより車両に作用させる制動力におけるブレーキの分担分に応じた制動トルクが駆動輪６３ａ，６３ｂや図示しない従動輪に作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整したり、ブレーキペダル８５の踏み込みに無関係に、駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪に制動トルクが作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整したりすることができるように構成されている。ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキ用電子制御ユニット（以
下、ブレーキＥＣＵという）９４により制御されている。ブレーキＥＣＵ９４は、駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪に取り付けられた図示しない車輪速センサからの各車輪速，図示しない操舵角センサからの操舵角などの信号を入力して、運転者がブレーキペダル８５を踏み込んだときに駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪のいずれかがロックによりスリップするのを防止するアンチロックブレーキシステム機能（ＡＢＳ）や運転者がアクセルペダル８３を踏み込んだときに駆動輪６３ａ，６３ｂのいずれかが空転によりスリップするのを防止するトラクションコントロール（ＴＲＣ），車両が旋回走行しているときに姿勢を保持する姿勢保持制御（ＶＳＣ）なども行なう。ブレーキＥＣＵ９４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ブレーキアクチュエータ９２を駆動制御したり、各車輪速に関する信号や必要に応じてブレーキアクチュエータ９２の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。

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、平滑コンデンサ５５の端子間に設置された電圧センサ５５ａからの端子間電圧Ｖｃや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，ブレーキマスターシリンダ９０に取り付けられてその圧力（ブレーキ圧）を検出するブレーキ圧センサ９１からのブレーキ圧ＰＢなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、システムメインリレー５６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。なお、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，ブレーキＥＣＵ９４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，ブレーキＥＣＵ９４と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１のシフトポジションＳＰとして、駐車時に用いる駐車ポジション（Ｐポジション）、後進走行用のリバースポジション（Ｒポジション）、中立のニュートラルポジション（Ｎポジション）、前進走行用の通常のドライブポジション（Ｄポジション）、アクセルオフ時にＤポジションより大きな制動力を作用させるブレーキポジション（Ｂポジション）などが用意されている。

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、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をリバースポジション（Ｒポジション）としているときにエンジン２２を始動する際の動作について説明する。図２はハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される後進シフト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、シフトレバー８１をリバースポジション（Ｒポジション）として停車している最中にエンジン２２を始動するときに実行される。

後進シフト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、ブレーキ圧センサ９１からのブレーキ圧ＰＢを入力し（ステップＳ１００）、入力したブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ブレーキアクチュエータ９２は、前述したように、ブレーキペダル８５の踏み込みに応じて生じるブレーキマスターシリンダ９０の圧力（ブレーキ圧）と車速とにより車両に作用させる制動力におけるブレーキの分担分に応じた制動トルクが駆動輪６３ａ，６３ｂや図示しない従動輪に作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整するから、停車時では、ブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧はブレーキ圧ＰＢに応じたものとなる。従って、停車時では、ブレーキ圧ＰＢは、油圧ブレーキによって車両に作用するブレーキ力となる。ここで、閾値Ｐｒｅｆ１は、トルクＴｓｅｔを押し当てトルクＴｐｕｓｈとしてモータＭＧ２から出力しても停車を保持することができるブレーキ力を油圧ブレーキから出力できる程度のブレーキ圧として設定されるものである。閾値Ｐｒｅｆ１については更に後述する。

ブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ１以上のときには、トルクＴｓｅｔをモータＭＧ２から出力しても停車を保持することができると判断し、大きさがトルクＴｓｅｔで車両を後進させる方向に作用する負の値としたトルク（−Ｔｓｅｔ）を押し当てトルクＴｐｕｓｈに設定すると共に（ステップＳ１２０）、モータＭＧ２から出力されるトルクが徐々に押し当てトルクＴｐｕｓｈに至るようレート処理を用いてモータＭＧ２から押し当てトルクＴｐｕｓｈを出力する処理を実行する（ステップＳ１３０）。ここで、トルクＴｓｅｔは、エンジン２２をモータＭＧ１によりクランキングする際に動力分配統合機構３０を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクの最大値より若干大きなトルクがリングギヤ軸３２ａに作用するものとして設定されている。したがって、大きさがトルクＴｓｅｔの押し当てトルクＴｐｕｓｈをモータＭＧ２から出力することにより、基本的には、モータＭＧ１によりエンジン２２をクランキングしても、リングギヤ軸３２ａに作用するトルクの符号は変化しない。ここで、押し当てトルクＴｐｕｓｈとして車両を後進させる方向に作用するトルクを設定するのは、シフトレバー８１がリバースポジションとされているため、押し当てトルクＴｐｕｓｈにより予期しない車両の移動が生じたとしても、その方向を後進方向とするためである。

次に、エンジン始動時のトルクマップとエンジン２２の始動開始からの経過時間ｔとに基づいて得られるトルクＴｓｔａｒｔをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊として設定する（ステップＳ１５０）。エンジン２２の始動時にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定するトルクマップの一例をブレーキ圧ＰＢが後述する閾値Ｐｒｅｆ２以上のときのエンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊，リングギヤ軸３２ａに作用するトルクＴｒの変化の様子の一例と共に図３に示す。実施例のトルクマップは、エンジン２２の始動指示がなされてモータＭＧ２から押し当てトルクＴｐｕｓｈを出力する処理が終了した直後の時間ｔ１２からレート処理を用いて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。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間ｔ１３にエンジン２２を安定して回転数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。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎｒｅｆに至った時間ｔ１４からレート処理を用いてトルク指令Ｔｍ１＊を値０とする。ここで、回転数Ｎｒｅｆは、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数である。

続いて、ブレーキ圧ＰＢを閾値Ｐｒｅｆ２と比較し（ステップＳ１６０）、ブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ２以上のときには、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にゲインｋを乗じて動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除して符号を反転した値を次式（１）により計算して加算トルクＴａｄｄとして設定すると共に（ステップＳ１７０）、押し当てトルクＴｐｕｓｈとモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除した値と加算トルクＴａｄｄとの和を式（２）により計算してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定し（ステップＳ１９０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２００）、エンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎｒｅｆ以上となるまで（ステップＳ２１０，Ｓ２２０）、ステップＳ１５０〜Ｓ２２０の処理を繰り返すためにステップＳ１５０に戻る。ここで、閾値Ｐｒｅｆ２は、式（１）によって計算した加算トルクＴａｄｄを押し当てトルクＴｐｕｓｈに加えてモータＭＧ２から出力したときにリングギヤ軸３２ａに作用するトルクより若干大きなトルクがリングギヤ軸３２ａに作用しても停車を保持することができる程度のブレーキ圧として設定されるものである。モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除した値は、モータＭＧ１からトルク指令Ｔｍ１＊のトルクを出力したときにリングギヤ軸３２ａに作用するトルクを打ち消すトルクであり、これを減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除して得られる式（２）の右辺第２項のトルクは減速ギヤ３５を介してモータＭＧ１からトルク指令Ｔｍ１＊のトルクを出力したときにリングギヤ軸３２ａに作用するトルクを打ち消すためにモータＭＧ２から出力すべきトルク（キャンセルトルク）となる。また、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除した値にゲインｋを乗じて符号を反転させた加算トルクＴａｄｄは、モータＭＧ１から出力するトルクに対して押し当てトルクＴｐｕｓｈを増加させるトルクとなり、キャンセルトルクの符号を反転させてゲインｋを乗じたものとなる。シフトレバー８１をリバースポジションとしてエンジン２２を始動す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にモータＭＧ１，ＭＧ２から出力するトルクを示したものの一例を図４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。Ｒ軸に作用する３つの矢印は、押し当てトルクＴｐｕｓｈに減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じたトルク（Ｇｒ・Ｔｐｕｓｈ）、キャンセルトルクに減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じたトルク（Ｔｍ１＊／ρ）、加算トルクＴａｄｄに減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じたトルク（Ｇｒ・Ｔａｄｄ）である。モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊は、式（２）に示すように、これらの和のトルクを減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したものとなる。また、ゲインｋは、０〜１の範囲で適宜設定されるものであり、例えば０．３や０．５，０．７などを用いることができる。なお、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動するようインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。

Tadd=−k・Tm1*/(ρ・Gr) (1)
Tm2*=Tpush+Tm1*/(ρ・Gr)+Tadd (2)

ステップＳ１５０〜Ｓ２２０までの処理を繰り返し実行しているうちにエンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎｒｅｆ以上に至ると、燃料噴射制御や点火制御を開始するための制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信して燃料噴射制御や点火制御を開始し（ステップＳ２３０）、完爆するのを待ち（ステップＳ２４０）、押し当てトルクＴｐｕｓｈに値０が設定されていないときには（ステップＳ２５０）、モータＭＧ２から出力されるトルクが徐々に値０に至るようレート処理を用いて押し当てトルクＴｐｕｓｈを解除する処理を実行して（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。

以上がブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ２以上のときの処理となる。この処理を図３を用いて時間変化にそって説明すると、エンジン２２の始動指示がなされた時間ｔ１１からレート処理を用いてモータＭＧ２から押し当てトルクＴｐｕｓｈを出力する処理が実行され、これに伴って駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに押し当てトルクＴｐｕｓｈに減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じたトルクが作用する。このとき、油圧ブレーキにより運転者のブレーキペダル８５の踏み込みによる閾値Ｐｒｅｆ２以上のブレーキ圧ＰＢに基づくブレーキ力が作用しているから車両は停車状態を保持する。モータＭＧ２から押し当てトルクＴｐｕｓｈを出力する処理が終了した時間ｔ１２からトルクマップに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＭＧ１を駆動し、このトルク指令Ｔｍ１＊に基づいて設定された加算トルクＴａｄｄとキャンセルトルクと押し当てトルクＴｐｕｓｈとの和の値をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定してモータＭＧ２を駆動する。このとき、モータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動することにより作用するトルクはキャンセルトルクによりキャンセルされるから、リングギヤ軸３２ａには、押し当てトルクＴｐｕｓｈと加算トルクＴａｄｄとの和のトルクに減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じたトルクが作用することになるが、このトルクは閾値Ｐｒｅｆ２に相当するブレーキ力未満であるから、車両は停車状態を保持する。そして、エンジン２２が完爆した時間ｔ１５からはモータＭＧ２からの押し当てトルクＴｐｕｓｈの出力を解除する処理が実行されて一連の処理は終了する。図３から解るように、ブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ２以上のときにエンジン２２を始動するときには、リングギヤ軸３２ａには常に負のトルクが作用しているため、エンジン２２の始動時におけるトルク脈動によってもリングギヤ軸３２ａに作用するトルクはその符号を反転することはない。このため、リングギヤ軸３２ａに作用するトルクが正負に反転することによってデファレンシャルギヤ６２の歯が当たるのを抑制することができる。即ち、デファレンシャルギヤ６２から歯の当たり音が生じるのを抑制することができる。また、モータＭＧ２からも常に負のトルクを出力しているから、エンジン２２の始動時におけるトルク脈動によっても減速ギヤ３５の歯が当たるのを抑制することができる。即ち、減速ギヤ３５から歯の当たり音が生じるのを抑制することができる。

ブレーキ圧ＰＢは閾値Ｐｒｅｆ１以上であるが閾値Ｐｒｅｆ２未満のときには、ステップＳ１６０で否定的な判定がなされ、加算トルクＴａｄｄに値０が設定され（ステップＳ１８０）、上述した式（２）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が設定されて（ステップＳ１９０）、エンジン２２のクランキングが行なわれる。エンジン２２の始動時のトルクマップの一例とブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ１以上で閾値Ｐｒｅｆ２未満のときのエンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊，リングギヤ軸３２ａに作用するトルクＴｒの変化の様子の一例とを図５に示し、ブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ１以上で閾値Ｐｒｅｆ２未満のときにエンジン２２を始動す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にモータＭＧ１，ＭＧ２から出力するトルクを示したものの一例を図６に示す。図示するように、ブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ２以上のときと同様に、エンジン２２の始動指示がなされた時間ｔ１１からレート処理によりモータＭＧ２から押し当てトルクＴｐｕｓｈを出力する処理が実行される。このとき、油圧ブレーキにより運転者のブレーキペダル８５の踏み込みによる閾値Ｐｒｅｆ１以上のブレーキ圧ＰＢに基づくブレーキ力が作用しているから車両は停車状態を保持する。モータＭＧ２から押し当てトルクＴｐｕｓｈを出力する処理が終了した時間ｔ１２からは、トルクマップに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＭＧ１を駆動し、キャンセルトルクと押し当てトルクＴｐｕｓｈとの和の値をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定してモータＭＧ２を駆動する。このとき、モータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動することにより作用するトルクはキャンセルトルクによりキャンセルされるから、リングギヤ軸３２ａには、押し当てトルクＴｐｕｓｈに減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じたトルクが作用することになるが、このトルクは閾値Ｐｒｅｆ１に相当するブレーキ力未満であるから、車両は停車状態を保持する。一方、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊は、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊が大きいときにはキャンセルトルクも大きくなるため、値０に近づくときがあり、エンジン２２のトルク脈動による振動などにより減速ギヤ３５の歯が当たる場合が生じる。そして、エンジン２２が完爆した時間ｔ１５からはモータＭＧ２からの押し当てトルクＴｐｕｓｈの出力を解除する処理が実行されて一連の処理は終了する。図５から解るように、ブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ１以上で閾値Ｐｒｅｆ２未満のときにエンジン２２を始動するときには、リングギヤ軸３２ａには常に負のトルクが作用しているため、ブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ２以上のときと同様に、リングギヤ軸３２ａに作用するトルクが正負に反転することによってデファレンシャルギヤ６２の歯が当たるのを抑制すること、即ちデファレンシャルギヤ６２から歯が当たり音が生じるのを抑制するができる。しかし、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊は値０近傍となる場合があるから、エンジン２２の始動時におけるトルク脈動によって減速ギヤ３５の歯が当たる場合が生じ、減速ギヤ３５から歯の当たり音が生じてしまうことがある。

ブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ１未満のときには、ステップＳ１１０で否定的な判定がなされ、値０を押し当てトルクＴｐｕｓｈに設定し（ステップＳ１４０）、モータＭＧ２から押し当てトルクＴｐｕｓｈを出力する処理を行なうことなく、値０を加算トルクＴａｄｄに設定し（ステップＳ１８０）、キャンセルトルクを減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除した値をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定してエンジン２２のクランキングが行なわれる。エンジン２２の始動時のトルクマップの一例とブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ１未満のときのエンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊，リングギヤ軸３２ａに作用するトルクＴｒの変化の様子の一例とを図７に示し、ブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ１未満のときにエンジン２２を始動す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にモータＭＧ１，ＭＧ２から出力するトルクを示したものの一例を図８に示す。ブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ１未満では、モータＭＧ２からトルクＴｓｅｔの押し当てトルクＴｐｕｓｈの出力を行なわず、モータＭＧ２からはキャンセルトルクを出力するだけであるから、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクは基本的には値０となる。このため、車両は停車状態を保持することができるが、エンジン２２を始動する際のトルク脈動によりデファレンシャルギヤ６２の歯が当たり、歯の当たり音が生じる場合がある。一方、モータＭＧ２は常に正のトルクを出力するから、エンジン２２を始動する際のトルク脈動による減速ギヤ３５の歯の当たりを抑制することができ、減速ギヤ３５の歯の当たり音が生じるのを抑制することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、ブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ２以上のときには、モータＭＧ２から大きさがトルクＴｓｅｔで車両を後進させる方向の押し当てトルクＴｐｕｓｈを出力すると共にモータＭＧ１によるエンジン２２のクランキングが開始された以降は押し当てトルクＴｐｕｓｈとモータＭＧ１によるエンジン２２のクランキングによりリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするためのキャンセルトルクとキャンセルトルクにゲインｋを乗じ符号を反転して得られる加算トルクＴａｄｄとの和のトルクをモータＭＧ２から出力することにより、シフトレバー８１がリバースポジションとされた状態でエンジン２２を始動するときにデファレンシャルギヤ６２や減速ギヤ３５で歯の当たり音が生じるのを抑制することができる。もとより、車両の停車を保持することができる。また、ブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ１以上で閾値Ｐｒｅｆ２未満のときには、モータＭＧ２から大きさがトルクＴｓｅｔで車両を後進させる方向の押し当てトルクＴｐｕｓｈを出力すると共にモータＭＧ１によるエンジン２２のクランキングが開始された以降は押し当てトルクＴｐｕｓｈとキャンセルトルクとの和のトルクをモータＭＧ２から出力することにより、シフトレバー８１がリバースポジションとされた状態でエンジン２２を始動するときに、減速ギヤ３５の歯の当たり音が生じる場合があるものの、デファレンシャルギヤ６２で歯の当たり音が生じるのを抑制することができる。もとより、車両の停車を保持することができる。さらに、ブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ１未満のときには、モータＭＧ２から大きさがトルクＴｓｅｔで車両を後進させる方向の押し当てトルクＴｐｕｓｈの出力を行なうことなくモータＭＧ２からキャンセルトルクだけを出力することにより、車両を停車を保持することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ１以上で閾値Ｐｒｅｆ２未満のときには、モータＭＧ２から大きさがトルクＴｓｅｔで車両を後進させる方向の押し当てトルクＴｐｕｓｈを出力すると共にモータＭＧ１によるエンジン２２のクランキングが開始された以降は押し当てトルクＴｐｕｓｈとキャンセルトルクとの和のトルクをモータＭＧ２から出力するものとしたが、ブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ１未満のときと同様に、モータＭＧ２から押し当てトルクＴｐｕｓｈの出力を行なうことなく、モータＭＧ２からキャンセルトルクだけを出力するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図９の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介してモータＭＧ２を取り付けるものとしたが、減速ギヤ３５に代えて変速機を介してモータＭＧ２を取り付け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、自動車以外のハイブリッド車の形態としてもよく、こうしたハイブリッド車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、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とが「電力動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、ブレーキ圧センサ９１が「ブレーキ力検出手段」に相当する。そして、シフトレバー８１がリバースポジションとされた状態でエンジン２２を始動するときにブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ２以上のときには、モータＭＧ２から大きさがトルクＴｓｅｔで車両を後進させる方向の押し当てトルクＴｐｕｓｈを出力し、モータＭＧ１によりエンジン２２がクランキングされて始動するようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に押し当てトルクＴｐｕｓｈとモータＭＧ１によるエンジン２２のクランキングによりリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするためのキャンセルトルクとキャンセルトルクにゲインｋを乗じ符号を反転して得られる加算トルクＴａｄｄとの和のトルクをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定して設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信したりエンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎｒｅｆ以上に至ったときに燃料噴射制御や点火制御を開始する制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信する図２の後進シフト時始動制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信してモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０と、制御信号を受信してエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始するエンジンＥＣＵ２４とが「制御手段」に相当する。なお、デファレンシャルギヤ６２が「第１のギヤ機構」に相当し、減速ギヤ３５が「第２のギヤ機構」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、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とを組み合わせたものや対ロータ電動機２３０に限定されるされるものではなく、車輪に第１のギヤ機構を介して連結された駆動軸に接続されると共に駆動軸とは独立に回転可能に且つ内燃機関をクランキングするトルクを出力するときには駆動軸に車両を後進させるトルクを出力するよう内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って駆動軸と出力軸とに動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、電力動力入出力手段と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「ブレーキ力検出手段」としては、ブレーキ圧センサ９１に限定されるものではなく、ブレーキペダル８５の踏み込み量であるブレーキペダルポジションＢＰを検出するブレーキペダルポジションセンサ８６を用いるものとしたりするなど、運転者のブレーキ操作に基づくブレーキ力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。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、シフトレバー８１がリバースポジションとされた状態でエンジン２２を始動するときにブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ２以上のときには、モータＭＧ２から大きさがトルクＴｓｅｔで車両を後進させる方向の押し当てトルクＴｐｕｓｈを出力し、モータＭＧ１によりエンジン２２がクランキングされて始動するようモータＭＧ１とエンジン２２とを制御すると共に押し当てトルクＴｐｕｓｈとモータＭＧ１によるエンジン２２のクランキングによりリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするためのキャンセルトルクとキャンセルトルクにゲインｋを乗じ符号を反転して得られる加算トルクＴａｄｄとの和のトルクがモータＭＧ２から出力されるようモータＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、シフトポジションが車両を後進させる後進用ポジションとされた状態で内燃機関を始動する際にブレーキ力が所定ブレーキ力以上のときには、内燃機関がクランキングされて始動されるよう電力動力入出力手段と内燃機関とを制御すると共に車両を後進させる方向の押し当てトルクと内燃機関をクランキングする際に電力動力入出力手段から駆動軸に出力されるトルクをキャンセルするためのキャンセルトルクと車両を後進させる方向の加算トルクとの和のトルクを駆動軸に出力するよう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。「第１のギヤ機構」としては、デファレンシャルギヤ６２に限定されるものではなく、変速機など、ギヤによる接続機構であれば如何なるものとしても構わない。「第２のギヤ機構」としては、減速ギヤ３５に限定されるものではなく、変速機など、ギヤによる接続機構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なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド車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。ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される後進シフト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。エンジン２２の始動時のトルクマップの一例をブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ２以上のときのエンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊，リングギヤ軸３２ａに作用するトルクＴｒの変化の様子の一例と共に示す説明図である。ブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ２以上のときにエンジン２２を始動す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にモータＭＧ１，ＭＧ２から出力するトルクを示したものの一例を示す説明図である。エンジン２２の始動時のトルクマップの一例をブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ１以上で閾値Ｐｒｅｆ２未満のときのエンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊，リングギヤ軸３２ａに作用するトルクＴｒの変化の様子の一例と共に示す説明図である。ブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ１以上で閾値Ｐｒｅｆ２未満のときにエンジン２２を始動す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にモータＭＧ１，ＭＧ２から出力するトルクを示したものの一例を示す説明図である。エンジン２２の始動時のトルクマップの一例をブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ１未満のときのエンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊，リングギヤ軸３２ａに作用するトルクＴｒの変化の様子の一例と共に示す説明図である。ブレーキ圧ＰＢが閾値Ｐｒｅｆ１未満のときにエンジン２２を始動す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にモータＭＧ１，ＭＧ２から出力するトルクを示したもの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２２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０，２２０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、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、５５平滑コンデンサ、５５ａ電圧センサ、５６システムメインリレー、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、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ブレーキマスターシリンダ、９２ブレーキアクチュエータ、９４ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、９６ａ〜９６ｄブレーキホイールシリンダ、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

内燃機関と、
車輪に第１のギヤ機構を介して連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に且つ前記内燃機関をクランキングするトルクを出力するときには前記駆動軸に車両を後進させるトルクを出力するよう前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に第２のギヤ機構を介して接続された電動機と、
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を行なう蓄電手段と、
運転者のブレーキ操作に基づくブレーキ力を検出するブレーキ力検出手段と、
シフトポジションが車両を後進させる後進用ポジションとされた状態で前記内燃機関を始動する際に前記検出されたブレーキ力が所定ブレーキ力以上のときには、前記内燃機関がクランキングされて始動されるよう前記電力動力入出力手段と前記内燃機関とを制御すると共に車両を後進させる方向の押し当てトルクと前記内燃機関をクランキングする際に前記電力動力入出力手段から前記駆動軸に出力されるトルクをキャンセルするためのキャンセルトルクと車両を後進させる方向の加算トルクとの和の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制御手段と、
を備え、
前記加算トルクは、前記キャンセルトルクに値０以上値１以下のゲインを乗じて大きさが計算されてなる、
ハイブリッド車。
前記所定ブレーキ力は、前記押し当てトルクと前記加算トルクとマージンとしてのマージントルクとの和のトルクが前記駆動軸に作用したときに停車状態を保持することができるブレーキ力として設定されてなる請求項１記載のハイブリッド車。
前記制御手段は、シフトポジションが車両を後進させる後進用ポジションとされた状態で前記内燃機関を始動する際に前記検出されたブレーキ力が前記所定ブレーキ力より小さい第１のブレーキ力以上で前記所定ブレーキ力未満のときには、前記内燃機関をクランキングするよう前記電力動力入出力手段を制御すると共に前記押し当てトルクと前記キャンセルトルクとの和の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請求項１または２記載のハイブリッド車。
前記制御手段は、シフトポジションが車両を後進させる後進用ポジションとされた状態で前記内燃機関を始動する際に前記検出されたブレーキ力が前記第１のブレーキ力未満のときには、前記内燃機関をクランキングするよう前記電力動力入出力手段を制御すると共に前記キャンセル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請求項３記載のハイブリッド車。
前記第１のブレーキ力は、前記押し当てトルクと前記加算トルクに値１未満の正の所定値を乗じて得られるトルクとの和のトルクが前記駆動軸に作用したときに停車状態を保持することができるブレーキ力として設定されてなる請求項３または４記載のハイブリッド車。
前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備える手段である請求項１ないし５いずれか１つの請求項に記載のハイブリッド車。
請求項１ないし６のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド車であって、
前記第１のギヤ機構は、デファレンシャルギヤであり、
前記第２のギヤ機構は、リダクションギヤである、
ハイブリッド車。
内燃機関と、車輪に第１のギヤ機構を介して連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に且つ前記内燃機関をクランキングするトルクを出力するときには前記駆動軸に車両を後進させるトルクを出力するよう前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に第２のギヤ機構を介して接続された電動機と、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を行なう蓄電手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
シフトポジションが車両を後進させる後進用ポジションとされた状態で前記内燃機関を始動する際に運転者のブレーキ操作に基づくブレーキ力が所定ブレーキ力以上のときには、前記内燃機関がクランキングされて始動されるよう前記電力動力入出力手段と前記内燃機関とを制御すると共に車両を後進させる方向の押し当てトルクと前記内燃機関をクランキングする際に前記電力動力入出力手段から前記駆動軸に出力されるトルクをキャンセルするためのキャンセルトルクと車両を後進させる方向の加算トルクとして前記キャンセルトルクに値０以上値１以下のゲインを乗じて大きさが計算されるトルクとの和の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、
ことを特徴とするハイブリッド車の制御方法。