JP5133779B2

JP5133779B2 - 車両およびその制御方法並びに駆動装置

Info

Publication number: JP5133779B2
Application number: JP2008137007A
Authority: JP
Inventors: 高弘下平; 亮清水; 秀樹古田
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-05-26
Filing date: 2008-05-26
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2028-05-26
Also published as: JP2009280169A

Description

本発明は、車両およびその制御方法並びに駆動装置に関する。

従来、この種の車両としては、エンジンと、エンジンからの動力を変速して駆動車輪に伝達する４段の自動変速機とを備え、登坂路走行中にカーブに差し掛かるなどしてアクセルペダルが戻されたときや自動変速機の歯車変速機構の潤滑油が所定温度以下のときに、所定の変速段（第４速）への変速を禁止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、登坂路走行中にアクセルペダルが戻されたときに第４速への変速を禁止することにより、カーブ直前の減速やカーブ脱出後の乗り心地の向上を図っている。また、潤滑油が所定温度以下のときに第４速への変速を禁止することにより、自動変速機の入力側の回転数（エンジンの回転数）を高い状態にして潤滑油の温度を迅速に上昇させている。
特開平１１−１６６６１５号公報

ところで、エンジンと、発電機と、エンジンと発電機と駆動車輪とに接続された遊星歯車機構と、駆動車輪に接続された電動機と、を備える車両でも、上述したのと同様に、カーブ路を走行するときなどに、エンジンを比較的高い回転数で回転させるよう要求されることがある。しかしながら、こうした車両では、駆動車輪側に要求される要求トルクに応じたパワーをエンジンから出力する際には、エンジンの回転数が大きいほどエンジンから出力されるトルクが小さくなり、要求トルクに対応するために電動機から出力されるトルクが大きくなるため、電動機やインバータなどの温度が上昇しやすい。

本発明の車両およびその制御方法並びに駆動装置は、カーブ路を走行するときなどに内燃機関を比較的高い回転数で回転させることや、電動機を含む電気駆動系の過度の温度上昇を抑制することを主目的とする。

本発明の車両およびその制御方法並びに駆動装置は、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、
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、駆動輪に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力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、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機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、を備える車両であって、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
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、
前記設定された要求トルクに基づいて前記内燃機関に要求される要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
カーブ路を含む走行環境に関する条件である走行環境条件が成立していないときには前記設定された要求パワーと所定の制約とに基づく回転数である制約起因回転数で前記内燃機関が回転しながら前記設定された要求パワーが前記内燃機関から出力されると共に前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求トルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する第１の制御を実行し、前記走行環境条件が成立していて前記電動機を含む電気駆動系の温度が所定温度以上である機器高温条件が成立していないときには前記制約起因回転数を所定の下限回転数で制限した回転数である制限後回転数で前記内燃機関が回転しながら前記設定された要求パワーが前記内燃機関から出力されると共に前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求トルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する第２の制御を実行し、前記走行環境条件が成立していて前記機器高温条件が成立しているときには前記第１の制御を実行する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の車両では、カーブ路を含む走行環境に関する条件である走行環境条件が成立していないときには、駆動軸に要求される要求トルクに基づく内燃機関に要求される要求パワーと所定の制約とに基づく回転数である制約起因回転数で内燃機関が回転しながら要求パワーが内燃機関から出力されると共に蓄電手段の状態に基づく蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限の範囲内で要求トルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する第１の制御を実行する。また、走行環境条件が成立していて電動機を含む電気駆動系の温度が所定温度以上である機器高温条件が成立していないときには、制約起因回転数を所定の下限回転数で制限した回転数である制限後回転数で内燃機関が回転しながら要求パワーが内燃機関から出力されると共に入出力制限の範囲内で要求トルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する第２の制御を実行する。ここで、所定の下限回転数として比較的高い回転数を用いるものとすれば、制限後回転数は制約起因回転数に比して大きくなりやすいため、カーブ路などを走行するときに、その後の運転者による加速要求により迅速に対応することができる。即ち、運転者により加速要求が行なわれたときには、比較的大きなパワーを内燃機関から出力する必要があるが、予め内燃機関の回転数を高くしておくことにより、内燃機関の回転数を変化させるのに要する時間を短縮することができ、加速性能を向上させることができるのである。一方、走行環境条件が成立していて機器高温条件が成立しているときには、第１の制御を実行する。前述したように、制限後回転数が制約起因回転数に比して大きくなるときには、内燃機関から出力されるトルクが小さくなるため、内燃機関から３軸式動力入出力手段を介して駆動軸に出力されるトルク（直達トルク）が小さくなり、直達トルクと要求トルクとが同じ方向のトルクの場合、要求トルクに対応するために電動機から出力されるトルクが大きくなる。本発明の車両では、機器高温条件が成立しているときには、走行環境条件の成立に拘わらず第１の制御を実行することにより、電動機から出力されるトルクが大きくなるのを抑制することができるため、電気駆動系の過度の温度上昇を抑制することができる。ここで、「３軸式動力入出力手段」は、シングルピニオン式やダブルピニオン式の遊星歯車機構であるものとすることもできるし、デファレンシャルギヤであるものとすることもできる。また、「所定の下限回転数」は、車速が高いほど高くなる傾向に設定される回転数であるものとすることもできる。さらに、「所定の制約」は、内燃機関を効率よく運転する制約であるものとすることもできる。あるいは、「電気駆動系」は、電動機の駆動に用いられる駆動回路を含む駆動系であるものとすることもできるし、蓄電手段が接続された低電圧系と発電機の駆動に用いられる駆動回路および電動機の駆動に用いられる駆動回路が接続された高電圧系とに接続され高電圧系の電圧を調整する高電圧系電圧調整手段を含む駆動系であるものとすることもできる。

本発明の駆動装置は、
内燃機関および蓄電手段と共に車両に搭載され、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で動力を入出力可能な発電機と、駆動輪に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力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、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、を備える駆動装置であって、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
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、
前記設定された要求トルクに基づいて前記内燃機関に要求される要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
カーブ路を含む走行環境に関する条件である走行環境条件が成立していないときには前記設定された要求パワーと所定の制約とに基づく回転数である制約起因回転数で前記内燃機関が回転しながら前記設定された要求パワーが前記内燃機関から出力されると共に前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求トルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する第１の制御を実行し、前記走行環境条件が成立していて前記電動機を含む電気駆動系の温度が所定温度以上である機器高温条件が成立していないときには前記制約起因回転数を所定の下限回転数で制限した回転数である制限後回転数で前記内燃機関が回転しながら前記設定された要求パワーが前記内燃機関から出力されると共に前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求トルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する第２の制御を実行し、前記走行環境条件が成立していて前記機器高温条件が成立しているときには前記第１の制御を実行する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の駆動装置では、カーブ路を含む走行環境に関する条件である走行環境条件が成立していないときには、駆動軸に要求される要求トルクに基づく内燃機関に要求される要求パワーと所定の制約とに基づく回転数である制約起因回転数で内燃機関が回転しながら要求パワーが内燃機関から出力されると共に蓄電手段の状態に基づく蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限の範囲内で要求トルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する第１の制御を実行する。また、走行環境条件が成立していて電動機を含む電気駆動系の温度が所定温度以上である機器高温条件が成立していないときには、制約起因回転数を所定の下限回転数で制限した回転数である制限後回転数で内燃機関が回転しながら要求パワーが内燃機関から出力されると共に入出力制限の範囲内で要求トルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する第２の制御を実行する。ここで、所定の下限回転数として比較的高い回転数を用いるものとすれば、制限後回転数は制約起因回転数に比して大きくなりやすいため、カーブ路などを走行するときに、その後の運転者による加速要求により迅速に対応することができる。即ち、運転者により加速要求が行なわれたときには、比較的大きなパワーを内燃機関から出力する必要があるが、予め内燃機関の回転数を高くしておくことにより、内燃機関の回転数を変化させるのに要する時間を短縮することができ、加速性能を向上させることができるのである。一方、走行環境条件が成立していて機器高温条件が成立しているときには、第１の制御を実行する。前述したように、制限後回転数が制約起因回転数に比して大きくなるときには、内燃機関から出力されるトルクが小さくなるため、内燃機関から３軸式動力入出力手段を介して駆動軸に出力されるトルク（直達トルク）が小さくなり、直達トルクと要求トルクとが同じ方向のトルクの場合、要求トルクに対応するために電動機から出力されるトルクが大きくなる。本発明の車両では、機器高温条件が成立しているときには、走行環境条件の成立に拘わらず第１の制御を実行することにより、電動機から出力されるトルクが大きくなるのを抑制することができるため、電気駆動系の過度の温度上昇を抑制することができる。ここで、「３軸式動力入出力手段」は、シングルピニオン式やダブルピニオン式の遊星歯車機構であるものとすることもできるし、デファレンシャルギヤであるものとすることもできる。また、「所定の下限回転数」は、車速が高いほど高くなる傾向に設定される回転数であるものとすることもできる。さらに、「所定の制約」は、内燃機関を効率よく運転する制約であるものとすることもできる。あるいは、「電気駆動系」は、電動機の駆動に用いられる駆動回路を含む駆動系であるものとすることもできるし、蓄電手段が接続された低電圧系と発電機の駆動に用いられる駆動回路および電動機の駆動に用いられる駆動回路が接続された高電圧系とに接続され高電圧系の電圧を調整する高電圧系電圧調整手段を含む駆動系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、
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、駆動輪に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力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、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機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、を備える車両の制御方法であって、
カーブ路を含む走行環境に関する条件である走行環境条件が成立していないときには前記駆動軸に要求される要求トルクに基づく前記内燃機関に要求される要求パワーと所定の制約とに基づく回転数である制約起因回転数で前記内燃機関が回転しながら前記要求パワーが前記内燃機関から出力されると共に前記蓄電手段の状態に基づく該蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限の範囲内で前記要求トルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する第１の制御を実行し、前記走行環境条件が成立していて前記電動機を含む電気駆動系の温度が所定温度以上である機器高温条件が成立していないときには前記制約起因回転数を所定の下限回転数で制限した回転数である制限後回転数で前記内燃機関が回転しながら前記要求パワーが前記内燃機関から出力されると共に前記入出力制限の範囲内で前記要求トルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する第２の制御を実行し、前記走行環境条件が成立していて前記機器高温条件が成立しているときには前記第１の制御を実行する、
ことを特徴とする。

この本発明の車両の制御方法では、カーブ路を含む走行環境に関する条件である走行環境条件が成立していないときには、駆動軸に要求される要求トルクに基づく内燃機関に要求される要求パワーと所定の制約とに基づく回転数である制約起因回転数で内燃機関が回転しながら要求パワーが内燃機関から出力されると共に蓄電手段の状態に基づく蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限の範囲内で要求トルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する第１の制御を実行する。また、走行環境条件が成立していて電動機を含む電気駆動系の温度が所定温度以上である機器高温条件が成立していないときには、制約起因回転数を所定の下限回転数で制限した回転数である制限後回転数で内燃機関が回転しながら要求パワーが内燃機関から出力されると共に入出力制限の範囲内で要求トルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する第２の制御を実行する。ここで、所定の下限回転数として比較的高い回転数を用いるものとすれば、制限後回転数は制約起因回転数に比して大きくなりやすいため、カーブ路などを走行するときに、その後の運転者による加速要求により迅速に対応することができる。即ち、運転者により加速要求が行なわれたときには、比較的大きなパワーを内燃機関から出力する必要があるが、予め内燃機関の回転数を高くしておくことにより、内燃機関の回転数を変化させるのに要する時間を短縮することができ、加速性能を向上させることができるのである。一方、走行環境条件が成立していて機器高温条件が成立しているときには、第１の制御を実行する。前述したように、制限後回転数が制約起因回転数に比して大きくなるときには、内燃機関から出力されるトルクが小さくなるため、内燃機関から３軸式動力入出力手段を介して駆動軸に出力されるトルク（直達トルク）が小さくなり、直達トルクと要求トルクとが同じ方向のトルクの場合、要求トルクに対応するために電動機から出力されるトルクが大きくなる。本発明の車両では、機器高温条件が成立しているときには、走行環境条件の成立に拘わらず第１の制御を実行することにより、電動機から出力されるトルクが大きくなるのを抑制することができるため、電気駆動系の過度の温度上昇を抑制することができる。ここで、「３軸式動力入出力手段」は、シングルピニオン式やダブルピニオン式の遊星歯車機構であるものとすることもできるし、デファレンシャルギヤであるものとすることもできる。また、「所定の下限回転数」は、車速が高いほど高くなる傾向に設定される回転数であるものとすることもできる。さらに、「所定の制約」は、内燃機関を効率よく運転する制約であるものとすることもできる。あるいは、「電気駆動系」は、電動機の駆動に用いられる駆動回路を含む駆動系であるものとすることもできるし、蓄電手段が接続された低電圧系と発電機の駆動に用いられる駆動回路および電動機の駆動に用いられる駆動回路が接続された高電圧系とに接続され高電圧系の電圧を調整する高電圧系電圧調整手段を含む駆動系であるものとすることもできる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例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、直流電流を交流電流に変換してモータＭＧ１，ＭＧ２に供給可能なインバータ４１，４２と、充放電可能なバッテリ５０と、バッテリ５０からの電力をその電圧を変換してインバータ４１，４２に供給可能な昇圧回路５５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、例えば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には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。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、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジション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および昇圧回路５５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と昇圧回路５５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昇圧回路５５を介して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。

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，モータＭＧ２の温度を検出する温度センサ９０からのモータ温度ｔｍ，インバータ４２の温度を検出する温度センサ９２からのインバータ温度ｔｉｎ，昇圧回路５５の温度を検出する温度センサからの昇圧回路温度ｔｕｐ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、昇圧回路５５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ポジションＳＰ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。

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。以下、これらの運転モードをまとめて通常運転モードという。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、坂路（登坂路または降坂路）やカーブ路を走行するときなど走行環境に関する走行環境条件が成立しているときには、通常運転モードに比してより走行環境を考慮した走行環境反映運転モードで走行する。例えば、アクセルオフの状態で降坂路を走行するときに、燃料噴射を停止したエンジン２２を車速Ｖなどに基づく回転数でモータＭＧ１によりモータリングすることによるリングギヤ軸３２ａへの制動トルク（以下、エンジンブレーキと称することがある）とモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａへの制動トルクとにより通常運転モードに比して大きな制動力が車両に作用するようにエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを運転制御したり、登坂路やカーブ路を走行するときに、車速Ｖなどに基づく下限回転数以上の回転数でのエンジン２２の運転を伴ってアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく要求トルクに対応する要求動力が駆動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とモータＭＧ２とを運転制御したりする。なお、走行環境条件が成立しているか否かの判定は、図示しない勾配センサからの路面勾配や図示しないステアリングの操舵角を検出する図示しない操舵角センサからの操舵角などに基づいて行なうものとしてもよいし、予め定められた走行区間（例えば信号機間や交差点間など）毎の道路情報などが記憶されたナビゲーションシステムを備える場合には所定の走行区間（例えば、坂路やカーブ路，高速道路から一般道路に移行する区間など）を走行しているか否かを示すフラグをナビゲーションシステムから通信により入力すると共に入力したフラグの値を調べることにより行なうものとしてもよい。なお、ナビゲーションシステムに記憶されている道路情報としては、例えば、距離情報や幅員情報，地域情報（市街地，郊外），種別情報（一般道路，高速道路），勾配情報，法定速度などがある。

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により実行される駆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、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

駆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、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，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，走行環境条件フラグＦ１，温度センサ９０からのモータＭＧ２の温度であるモータ温度ｔｍ，温度センサ９２からのインバータ４２の温度であるインバータ温度ｔｉｎ，温度センサ９４からの昇圧回路５５の温度である昇圧回路温度ｔｕｐ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、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演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。また、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。さらに、走行環境条件フラグＦ１は、図示しない走行環境条件フラグ設定ルーチンにより、坂路（登坂路または降坂路）やカーブ路を走行するときなど前述の走行環境条件が成立しているときに値１が設定され、走行環境条件が成立していないときに値０が設定されてＲＡＭ７６の所定アドレスに書き込まれたものを読み込むことにより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＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。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３に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊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（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）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（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めることができる。

続いて、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントの仮の値としての仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐとを設定する（ステップＳ１２０）。この設定は、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Ｐｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐとを設定する様子を図４に示す。図示するように、仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐは、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅｔｍｐ×Ｔｅｔｍｐ）が一定の曲線との交点により求めることができる。

そして、走行環境条件フラグＦ１の値を調べ（ステップＳ１３０）、走行環境条件フラグＦ１が値０のとき、即ち、走行環境条件が成立していないときには、エンジン２２の仮回転数Ｎｅｔｍｐを目標回転数Ｎｅ＊に設定すると共に仮トルクＴｅｔｍｐを目標トルクＴｅ＊に設定し（ステップＳ１９０）、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と減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒ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＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて式（２）によりモータＭＧ１から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ１ｔｍｐを計算する（ステップＳ２００）。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。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図５に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２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。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。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。また、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)
Tm1tmp=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt (2)

続いて、式（３）および式（４）を共に満たすモータＭＧ１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Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定し（ステップＳ２１０）、設定した仮トルクＴｍ１ｔｍｐを式（５）によりトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで制限してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ２２０）。ここで、式（３）はモータＭＧ１やモータＭＧ２によりリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの総和が値０から要求トルクＴｒ＊までの範囲内となる関係であり、式（４）はモータＭＧ１とモータＭＧ２とにより入出力される電力の総和が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となる関係である。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの一例を図９に示す。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘは、図中斜線で示した領域内のトルク指令Ｔｍ１＊の最大値と最小値として求めることができる。

0≦−Tm1/ρ＋Tm2・Gr≦Tr* (3)
Win≦Tm1・Nm1＋Tm2・Nm2≦Wout (4)
Tm1*=max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min) (5)

そして、要求トルクＴｒ＊に設定したトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えて更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（６）により計算すると共に（ステップＳ２３０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータ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Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（７）および式（８）により計算すると共に（ステップＳ２４０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（９）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２５０）。ここで、式（６）は、図８の共線図から容易に導くことができる。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (6)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (7)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (8)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (9)

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，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２６０）、駆動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における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。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なう。この場合、前述の通常運転モードにより、エンジン２２を効率よく運転してバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。

ステップＳ１３０で走行環境条件フラグＦ１が値１のとき、即ち、走行環境条件が成立しているときには、モータ温度ｔｍを閾値ｔｍｒｅｆと比較すると共に（ステップＳ１４０）、インバータ温度ｔｉｎを閾値ｔｉｎｒｅｆと比較し（ステップＳ１５０）、昇圧回路温度ｔｕｐを閾値ｔｕｐｒｅｆと比較する（ステップＳ１６０）。ここで、閾値ｔｍｒｅｆは、モータＭＧ２に許容される上限温度よりも若干低い温度などを用いることができ、モータＭＧ２の仕様などにより設定される。また、閾値ｔｉｎｒｅｆは、インバータ４２に許容される上限温度よりも若干低い温度などを用いることができ、インバータ４２の仕様などにより定められる。さらに、閾値ｔｕｐｒｅｆは、昇圧回路５５に許容される上限温度よりも若干低い温度などを用いることができ、昇圧回路５５の仕様などにより定められる。

モータ温度ｔｍが閾値ｔｍｒｅｆ未満でインバータ温度ｔｉｎが閾値ｔｉｎｒｅｆ未満で昇圧回路温度ｔｕｐが閾値ｔｕｐｒｅｆ未満のときには、車速Ｖに基づいてエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎを設定し（ステップＳ１７０）、設定した下限回転数Ｎｅｍｉｎと仮回転数Ｎｅｔｍｐとのうち大きい方を目標回転数Ｎｅ＊に設定すると共に設定した目標回転数Ｎｅ＊で要求パワーＰｅ＊を除して目標トルクＴｅ＊を設定し（ステップＳ１８０）、ステップＳ１９０以降の処理を実行する。ここで、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎは、実施例では、車速Ｖとエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎとの関係を予め定めて下限回転数設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、車速Ｖが与えられると記憶したマップから対応する下限回転数Ｎｅｍｉｎを導出して設定するものとした。下限回転数Ｎｅｍｉｎ設定用マップの一例を図７に示す。図７の例では、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎは、車速Ｖが高いほど大きくなる傾向に設定するものとした。このように、走行環境条件が成立していてモータ温度ｔｍが閾値ｔｍｒｅｆ未満でインバータ温度ｔｉｎが閾値ｔｉｎｒｅｆ未満で昇圧回路温度ｔｕｐが閾値ｔｕｐｒｅｆ未満のときには、走行環境反映運転モードにより、走行環境条件が成立していないときにおけるエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊以上の回転数でエンジン２２を運転してバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。したがって、比較的高速で走行していて要求トルクＴｒ＊がそれほど大きくないときを考えれば、通常運転モードで走行するときに比して高回転低トルク側の運転ポイントでエンジン２２が運転されやすいため、カーブ路を走行するときに、その後の運転者による加速要求に備えておくことができる。即ち、カーブ路を通過した後に運転者によりアクセルペダル８３が踏み込まれたときには、比較的大きなパワーをエンジン２２から出力する必要があるが、予めエンジン２２の回転数Ｎｅを高くしておくことにより、エンジン２２の回転数Ｎｅを増加させるのに要する時間を短縮することができ、加速性能を向上させることができるのである。

ステップＳ１４０〜Ｓ１６０で、モータ温度ｔｍが閾値ｔｍｒｅｆ以上のときやインバータ温度ｔｉｎが閾値ｔｉｎｒｅｆ以上のとき，昇圧回路温度ｔｕｐが閾値ｔｕｐｒｅｆ以上のときには、エンジン２２の仮回転数Ｎｅｔｍｐを目標回転数Ｎｅ＊に設定すると共に仮トルクＴｅｔｍｐを目標トルクＴｅ＊に設定し（ステップＳ１９０）、ステップＳ２００以降の処理を実行する。この場合、通常運転モードにより走行することになる。前述したように、走行環境反映運転モードで走行するときには、通常運転モードで走行するときに比して高回転低トルク側の運転ポイントでエンジン２２が運転されやすいため、要求トルクＴｒ＊に対応するために、モータＭＧ２から出力されるトルクが大きくなりやすい。したがって、モータＭＧ２やインバータ４２，昇圧回路５５の温度が上昇しやすい。実施例では、これを考慮して、モータ温度ｔｍが閾値ｔｍｒｅｆ以上のときやインバータ温度ｔｉｎが閾値ｔｉｎｒｅｆ以上のとき，昇圧回路温度ｔｕｐが閾値ｔｕｐｒｅｆ以上のときには、通常運転モードで走行するものとした。これにより、モータＭＧ２やインバータ４２，昇圧回路５５の過度の温度上昇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、カーブ路を含む走行環境に関する走行環境条件が成立していないときには、要求トルクＴｒ＊に基づく要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとに基づく仮回転数Ｎｅｔｍｐおよび仮トルクＴｅｔｍｐを目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御する通常運転モードで走行し、走行環境条件が成立しているときでモータ温度ｔｍが閾値ｔｍｒｅｆ未満でインバータ温度ｔｉｎが閾値ｔｉｎｒｅｆ未満で昇圧回路温度ｔｕｐが閾値ｔｕｐｒｅｆ未満のときには、仮回転数Ｎｅｔｍｐを下限回転数Ｎｅｍｉｎで制限した回転数を目標回転数Ｎｅ＊に設定すると共に目標回転数Ｎｅ＊で要求パワーＰｅ＊を除して目標トルクＴｅ＊を設定しバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御する走行環境反映運転モードで走行するから、走行環境条件が成立したときには、通常運転モードで走行するときに比して高回転低トルク側の運転ポイントでエンジン２２が運転されやすく、カーブ路を通過した後の運転者の加速要求により迅速に対応することができる。一方、走行環境条件が成立しているときでも、モータ温度ｔｍが閾値ｔｍｒｅｆ以上のときやインバータ温度ｔｉｎが閾値ｔｉｎｒｅｆ以上のとき，昇圧回路温度ｔｕｐが閾値ｔｕｐｒｅｆ以上のときには、通常運転モードで走行するから、モータＭＧ２やインバータ４２，昇圧回路５５の過度の温度上昇を抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、走行環境条件が成立しているときには、モータ温度ｔｍとインバータ温度ｔｉｎと昇圧回路温度ｔｕｐとを用いて通常運転モードで走行するか走行環境反映運転モードで走行するかを選択するものとしたが、これらの一部について用いずに通常運転モードで走行するか走行環境反映運転モードで走行するかを選択するものとしてもよいし、これらの少なくとも一つに代えてまたはこれらに加えて、モータＭＧ２の回転子の温度ｔｒｏ，動力分配統合機構３０の潤滑や冷却を行なう潤滑オイルの温度ｔｏｉｌなど他の温度を用いて通常運転モードで走行するか走行環境反映運転モードで走行するかを選択するものとしてもよい。走行環境条件が成立していて、モータＭＧ２の回転子の温度ｔｒｏと動力分配統合機構３０の潤滑オイルの温度ｔｏｉｌとを用いて通常運転モードで走行するか走行環境反映運転モードで走行するかを選択する場合、モータＭＧ２の回転子の温度ｔｒｏが閾値ｔｒｏｒｅｆ以上のときや、動力分配統合機構３０の潤滑オイルの温度ｔｏｉｌが閾値ｔｏｉｌｒｅｆ以上のときに、通常運転モードで走行するものとすることができる。ここで、閾値ｔｒｏｒｅｆは、モータＭＧ２の回転子に許容される上限温度よりも若干低い温度（例えば、回転子に取り付けられた永久磁石が減磁するおそれがない上限温度よりも若干低い温度など）などを用いることができ、モータＭＧ２の回転子の仕様などにより定められる。また、閾値ｔｏｉｌｒｅｆは、動力分配統合機構３０に許容される上限温度よりも若干低い温度などを用いることができ、動力分配統合機構３０の仕様などにより定められる。前述したように、走行環境反映運転モードで走行するときには、通常運転モードで走行するときに比してモータＭＧ２から出力されるトルクが大きくなりやすいため、モータＭＧ２の回転子の温度も上昇しやすい。また、走行環境反映運転モードで走行するときには、通常運転モードで走行するときに比して高回転低トルク側の運転ポイントでエンジン２２が運転されやすいため、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が大きくなりやすく、動力分配統合機構３０の潤滑オイルの温度ｔｏｉｌが上昇しやすい。これらを考慮して、この変形例では、モータＭＧ２の回転子の温度ｔｒｏが閾値ｔｒｏｒｅｆ以上のときや、動力分配統合機構３０の潤滑オイルの温度ｔｏｉｌが閾値ｔｏｉｌｒｅｆ以上のときには、通常運転モードで走行するものとした。これにより、モータＭＧ２の回転子や動力分配統合機構３０の潤滑オイルの過度の温度上昇を抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、走行環境条件が成立しているときには、モータ温度ｔｍとインバータ温度ｔｉｎと昇圧回路温度ｔｕｐとを用いて通常運転モードで走行するか走行環境反映運転モードで走行するかを選択するものとしたが、これらの少なくとも一つに代えてまたはこれらに加えて、温度以外の他のパラメータ、例えば、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなどを用いて通常運転モードで走行するか走行環境反映運転モードで走行するかを選択するものとしてもよい。例えば、走行環境条件が成立していて、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを用いて通常運転モードで走行するか走行環境反映運転モードで走行するかを選択する場合、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが所定値Ｗｉｒｅｆ以上（入力制限Ｗｉｎの絶対値が所定値Ｗｉｎｒｅｆの絶対値以下）のときに、通常運転モードで走行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の下限回転数Ｎｅｍｉｎを設定する際に、車速Ｖが高いほど大きくなる傾向に下限回転数Ｎｅｍｉｎを設定するものとしたが、車速Ｖに代えてまたは加えて、路面勾配など他のパラメータを考慮して下限回転数Ｎｅｍｉｎを設定するものとしてもよい。車速Ｖと路面勾配とに基づいて下限回転数Ｎｅｍｉｎを設定する場合、車速Ｖが大きいほど且つ路面勾配が大きい降坂路ほど大きくなる傾向に下限回転数Ｎｅｍｉｎを設定するものとしてもよい。これは、車速Ｖが大きいほど且つ路面勾配が大きい降坂路ほどアクセルオフ時に大きなエンジンブレーキによる制動力を車両に作用させるためである。

実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０側の電圧を昇圧してモータＭＧ１，ＭＧ２側に供給する昇圧回路５５を備えるものとしたが、こうした昇圧回路５５を備えないものとしても構わない。

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構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図８における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。

また、こうした自動車に適用するものに限定されるものではなく、列車など自動車以外の車両の形態としても構わない。また、エンジン２２やバッテリ５０と共に車両に搭載される駆動装置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。

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、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くバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度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を演算するバッテリＥＣＵ５２が「入出力制限設定手段」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２の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求トルク設定手段」に相当し、要求トルクＴｒ＊に基づいて要求パワーＰｅ＊を設定する図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求パワー設定手段」に相当し、走行環境条件フラグＦ１が値０のとき（カーブ路を含む走行環境に関する走行環境条件が成立していないとき）には、要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとに基づく仮回転数Ｎｅｔｍｐおよび仮トルクＴｅｔｍｐを目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に設定してエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信し、走行環境条件フラグＦ１が値１のとき（走行環境条件が成立しているとき）でモータ温度ｔｍが閾値ｔｍｒｅｆ未満でインバータ温度ｔｉｎが閾値ｔｉｎｒｅｆ未満で昇圧回路温度ｔｕｐが閾値ｔｕｐｒｅｆ未満のときには、要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとに基づく仮回転数Ｎｅｔｍｐを下限回転数Ｎｅｍｉｎで制限した回転数を目標回転数Ｎｅ＊に設定すると共に目標回転数Ｎｅ＊で要求パワーＰｅ＊を除して目標トルクＴｅ＊を設定して目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とをエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信し、走行環境条件フラグＦ１が値１のとき（走行環境条件が成立しているとき）で、モータ温度ｔｍが閾値ｔｍｒｅｆ以上のときやインバータ温度ｔｉｎが閾値ｔｉｎｒｅｆ以上のとき，昇圧回路温度ｔｕｐが閾値ｔｕｐｒｅｆ以上のときには、要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとに基づく仮回転数Ｎｅｔｍｐおよび仮トルクＴｅｔｍｐを目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に設定してエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０以降の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、受信した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４と、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０と、が「制御手段」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。「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、駆動輪に連結された駆動軸と内燃機関の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。「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、発電機や電動機と電力のやりとりが可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「入出力制限設定手段」としては、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算するものに限定されるものではなく、残容量（ＳＯＣ）や電池温度Ｔｂの他に例えばバッテリ５０の内部抵抗などに基づいて演算するものなど、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段の充放電を許容する最大許容電力としての入出力制限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。「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。「要求パワー設定手段」としては、要求トルクＴｒ＊に基づいて要求パワーＰｅ＊を設定するものに限定されるものではなく、要求トルクに基づいて前記内燃機関に要求される要求パワー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。
「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、走行環境条件フラグＦ１が値０のとき（カーブ路を含む走行環境に関する走行環境条件が成立していないとき）には要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとに基づく仮回転数Ｎｅｔｍｐおよび仮トルクＴｅｔｍｐを目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御する通常運転モードで走行し、走行環境条件フラグＦ１が値１のとき（走行環境条件が成立しているとき）でモータ温度ｔｍが閾値ｔｍｒｅｆ未満でインバータ温度ｔｉｎが閾値ｔｉｎｒｅｆ未満で昇圧回路温度ｔｕｐが閾値ｔｕｐｒｅｆ未満のときには、要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとに基づく仮回転数Ｎｅｔｍｐを下限回転数Ｎｅｍｉｎで制限した回転数を目標回転数Ｎｅ＊に設定すると共に目標回転数Ｎｅ＊で要求パワーＰｅ＊を除して目標トルクＴｅ＊を設定しバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御する走行環境反映運転モードで走行し、走行環境条件フラグＦ１が値１のとき（走行環境条件が成立しているとき）で、モータ温度ｔｍが閾値ｔｍｒｅｆ以上のときやインバータ温度ｔｉｎが閾値ｔｉｎｒｅｆ以上のとき，昇圧回路温度ｔｕｐが閾値ｔｕｐｒｅｆ以上のときには、通常運転モードで走行するものに限定されるものではなく、カーブ路を含む走行環境に関する条件である走行環境条件が成立していないときには要求パワーと所定の制約とに基づく回転数である制約起因回転数で内燃機関が回転しながら要求パワーが内燃機関から出力されると共に入出力制限の範囲内で要求トルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する第１の制御を実行し、走行環境条件が成立していて電動機を含む電気駆動系の温度が所定温度以上である機器高温条件が成立していないときには制約起因回転数を所定の下限回転数で制限した回転数である制限後回転数で内燃機関が回転しながら要求パワーが内燃機関から出力されると共に入出力制限の範囲内で要求トルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する第２の制御を実行し、走行環境条件が成立していて機器高温条件が成立しているときには第１の制御を実行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、車両や駆動装置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。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仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐ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。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定する様子を説明する説明図である。下限回転数設定用マップの一例を示す説明図である。変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０，１２０，２２０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、６０ギヤ機構、６２デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ駆動輪、６４ａ，６４ｂ車輪、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、９０，９２，９４温度センサ、ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、駆動輪に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力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、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機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、を備える車両であって、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
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、
前記設定された要求トルクに基づいて前記内燃機関に要求される要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
カーブ路を含む走行環境に関する条件である走行環境条件が成立していないときには前記設定された要求パワーと所定の制約とに基づく回転数である制約起因回転数で前記内燃機関が回転しながら前記設定された要求パワーが前記内燃機関から出力されると共に前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求トルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する第１の制御を実行し、前記走行環境条件が成立していて前記電動機を含む電気駆動系の温度が所定温度以上である機器高温条件が成立していないときには前記制約起因回転数を所定の下限回転数で制限した回転数である制限後回転数で前記内燃機関が回転しながら前記設定された要求パワーが前記内燃機関から出力されると共に前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求トルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する第２の制御を実行し、前記走行環境条件が成立していて前記機器高温条件が成立しているときには前記第１の制御を実行する制御手段と、
を備える車両。
前記所定の下限回転数は、車速が高いほど高くなる傾向に設定される回転数である請求項１記載の車両。
前記所定の制約は、前記内燃機関を効率よく運転する制約である請求項１または２記載の車両。
前記電気駆動系は、前記電動機の駆動に用いられる駆動回路を含む駆動系である請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の車両。
前記電気駆動系は、前記蓄電手段が接続された低電圧系と前記発電機の駆動に用いられる駆動回路および前記電動機の駆動に用いられる駆動回路が接続された高電圧系とに接続され前記高電圧系の電圧を調整する高電圧系電圧調整手段を含む駆動系である請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の車両。
内燃機関および蓄電手段と共に車両に搭載され、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で動力を入出力可能な発電機と、駆動輪に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力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、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、を備える駆動装置であって、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
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、
前記設定された要求トルクに基づいて前記内燃機関に要求される要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
カーブ路を含む走行環境に関する条件である走行環境条件が成立していないときには前記設定された要求パワーと所定の制約とに基づく回転数である制約起因回転数で前記内燃機関が回転しながら前記設定された要求パワーが前記内燃機関から出力されると共に前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求トルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する第１の制御を実行し、前記走行環境条件が成立していて前記電動機を含む電気駆動系の温度が所定温度以上である機器高温条件が成立していないときには前記制約起因回転数を所定の下限回転数で制限した回転数である制限後回転数で前記内燃機関が回転しながら前記設定された要求パワーが前記内燃機関から出力されると共に前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求トルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する第２の制御を実行し、前記走行環境条件が成立していて前記機器高温条件が成立しているときには前記第１の制御を実行する制御手段と、
を備える駆動装置。
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、駆動輪に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力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、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機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、を備える車両の制御方法であって、
カーブ路を含む走行環境に関する条件である走行環境条件が成立していないときには前記駆動軸に要求される要求トルクに基づく前記内燃機関に要求される要求パワーと所定の制約とに基づく回転数である制約起因回転数で前記内燃機関が回転しながら前記要求パワーが前記内燃機関から出力されると共に前記蓄電手段の状態に基づく該蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限の範囲内で前記要求トルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する第１の制御を実行し、前記走行環境条件が成立していて前記電動機を含む電気駆動系の温度が所定温度以上である機器高温条件が成立していないときには前記制約起因回転数を所定の下限回転数で制限した回転数である制限後回転数で前記内燃機関が回転しながら前記要求パワーが前記内燃機関から出力されると共に前記入出力制限の範囲内で前記要求トルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する第２の制御を実行し、前記走行環境条件が成立していて前記機器高温条件が成立しているときには前記第１の制御を実行する、
ことを特徴とする車両の制御方法。