JP5199652B2

JP5199652B2 - ハイブリッド車およびその制御方法

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Publication number: JP5199652B2
Application number: JP2007314784A
Authority: JP
Inventors: 俊介尾山; 剛志青木; 陽一田島
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-12-05
Filing date: 2007-12-05
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2027-12-05
Also published as: JP2009137401A

Description

本発明は、内燃機関と、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸の回転とは独立して回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力により前記出力軸と前記駆動軸とにトルクを入出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機とを備える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、エンジンの間欠運転が可能なハイブリッド車において、エンジンの始動と運転の停止の判定をヒステリシスをもって行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車では、エンジンが運転停止している状態でエンジン要求パワーがエンジン始動判定値を上回ったときにエンジンを始動し、エンジンが運転されている状態でエンジン要求パワーがエンジン始動判定値よりも小さいエンジン停止判定値を下回ったときにエンジンの運転を停止している。
特開２００５−４２５６１号公報

上述したハイブリッド車では、エンジンの始動と運転の停止の判定に用いるヒステリシス（エンジン始動判定値とエンジン停止判定値との差）を大きく設定すると、エンジンの始動と運転の停止とが頻繁に生じるのを抑制することができるもののエンジン要求パワーによってはエンジンの運転が効率の低い運転ポイントで継続される場合が生じ、車両全体のエネルギ効率の低下を招く。一方、ヒステリシスを小さく設定すると、エンジンの運転が効率の低い運転ポイントで長時間に亘って継続される状態は回避することができるもののエンジン要求パワーの変化に対してエンジンの停止と運転の停止とが比較的頻繁に生じてしまう。

本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、内燃機関の始動と運転の停止とが頻繁に生じるのを抑制すると共に車両のエネルギ効率をより向上させ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、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、
車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸の回転とは独立して回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力により前記出力軸と前記駆動軸とにトルクを入出力可能な電力動力入出力手段と、
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、
ヒステリシスをもって前記内燃機関の運転と運転停止とを判定する運転停止判定手段と、
運転停止している内燃機関が始動したときには該内燃機関が次に運転停止されるまで該始動からの経過時間が長いほど小さくなる傾向に前記ヒステリシスを設定するヒステリシス設定手段と、
前記内燃機関の運転と判定されたときには該内燃機関の運転を伴って前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記内燃機関の運転停止と判定されたときには該内燃機関を運転停止すると共に前記設定された要求トルクに基づく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電力動力入出力手段と前記電動機と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、駆動軸に要求される要求トルクを設定し、ヒステリシスをもって内燃機関の運転と運転停止とを判定し、運転停止している内燃機関が始動したときにはその内燃機関が次に運転停止されるまで始動からの経過時間が長いほど小さくなる傾向にヒステリシスを設定し、内燃機関の運転と判定されたときには内燃機関の運転を伴って要求トルクに基づくトルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御し内燃機関の運転停止と判定されたときには内燃機関を運転停止すると共に要求トルクに基づくトルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。したがって、内燃機関の始動と運転停止とが頻繁に生じるのを抑制すると共に内燃機関の運転が継続されることに起因する車両のエネルギ効率の低下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、前記ヒステリシス設定手段は、運転している内燃機関が運転停止したときには該内燃機関が次に始動されるまで該運転停止からの経過時間が長いほど小さくなる傾向に前記ヒステリシスを設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より確実に内燃機関の始動と運転停止とが頻繁に生じるのを抑制すると共に内燃機関の運転が継続されることに起因する車両のエネルギ効率の低下を抑制することができる。

また、本発明のハイブリッド車において、前記ヒステリシス設定手段は、前記経過時間が長くなるほど徐々に小さくなるよう前記ヒステリシスを設定する手段であるものとすることもできる。

さらに、本発明のハイブリッド車において、前記設定された要求トルクに基づいて車両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を備え、前記運転停止判定手段は、前記設定された要求パワーに基づいて前記ヒステリシスをもって前記内燃機関の運転と運転停止とを判定する手段であり、前記制御手段は、前記内燃機関の運転と判定されたときには該内燃機関から前記設定された要求パワーが出力されると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記内燃機関の運転停止と判定されたときには該内燃機関を運転停止すると共に前記設定された要求トルクに基づく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電力動力入出力手段と前記電動機と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、車両に要求される要求パワーに基づいて内燃機関の運転と運転停止とを判定することができる。この態様の本発明のハイブリッド車において、前記運転停止判定手段は、前記内燃機関が運転停止中に前記設定された要求パワーが第１の閾値以上となったときに該内燃機関の運転と判定し、前記内燃機関が運転中に前記設定された要求パワーが前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値未満となったときに該内燃機関の運転停止と判定する手段であり、前記ヒステリシス設定手段は、前記第１の閾値および／または前記第２の閾値を設定する手段であるものとすることもできる。

また、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、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記車軸側との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１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。

本発明のハイブリッド車の制御方法は、
内燃機関と、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸の回転とは独立して回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力により前記出力軸と前記駆動軸とにトルクを入出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機とを備えるハイブリッド車の制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸に要求される要求トルクを設定し、
（ｂ）ヒステリシスをもって前記内燃機関の運転と運転停止とを判定し、
（ｃ）運転停止している内燃機関が始動したときには該内燃機関が次に運転停止されるまで該始動からの経過時間が長いほど小さくなる傾向に前記ヒステリシスを設定し、
（ｄ）前記内燃機関の運転と判定されたときには該内燃機関の運転を伴って前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記内燃機関の運転停止と判定されたときには該内燃機関を運転停止すると共に前記設定された要求トルクに基づく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電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車の制御方法によれば、駆動軸に要求される要求トルクを設定し、ヒステリシスをもって内燃機関の運転と運転停止とを判定し、運転停止している内燃機関が始動したときにはその内燃機関が次に運転停止されるまで始動からの経過時間が長いほど小さくなる傾向にヒステリシスを設定し、内燃機関の運転と判定されたときには内燃機関の運転を伴って要求トルクに基づくトルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御し内燃機関の運転停止と判定されたときには内燃機関を運転停止すると共に要求トルクに基づくトルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。したがって、内燃機関の始動と運転停止とが頻繁に生じるのを抑制すると共に内燃機関の運転が継続されることに起因する車両のエネルギ効率の低下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、車両の駆動系全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸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とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０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。図２に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図３にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０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。

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、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、エンジン２２の間欠運転に伴う動作について説明する。図４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，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなどの制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは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演算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータ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。さらに、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。

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５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、エンジン２２が運転中であるか否かを判定し（ステップＳ１２０）、エンジン２２が運転中のときには設定した要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を運転停止するための停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐ未満か否かを判定する（ステップＳ１３０）。ここで、停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐは、後述する停止判定用閾値設定ルーチンによりエンジン２２を比較的効率よく運転することができるパワー領域の下限値近傍の値として設定されたものを用いるものとした。

要求パワーＰｅ＊が停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐ以上のときには、エンジン２２の運転を継続すべきと判断し、設定したエンジン２２の要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１４０）。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目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図６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Ｐｅ＊（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、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１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指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１５０）。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を図７に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２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（１）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（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/ρ (1)
Tm1*=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)

そして、要求トルクＴｒ＊にトルク指令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（３）により計算し（ステップＳ１６０）、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（４）および式（５）により計算すると共に（ステップＳ１７０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）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Ｓ１８０）。ここで、式（３）は、図７の共線図から容易に導くことができる。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (6)

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Ｓ１９０）、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。こうした制御により、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を効率よく運転して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で要求パワーＰｅ＊が停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐ未満であると判定されたときには、エンジン２２の運転を停止すべきと判断し、燃料噴射制御や点火制御を停止してエンジン２２の運転を停止する制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信してエンジン２２を停止すると共に（ステップＳ２００）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ２１０）。そして、要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したものをモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐとして設定し（ステップＳ２２０）、値０のトルク指令Ｔｍ１＊を上述の式（４）および式（５）に代入してモータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算すると共に（ステップＳ２３０）、仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）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＊を設定し（ステップＳ２４０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２５０）、本ルーチンを終了する。こうした制御により、エンジン２２の運転を停止し、モータＭＧ２からバッテリ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Ｓ１２０でエンジン２２が運転中ではない、即ちエンジン２２が運転停止されていると判定されると、エンジン２２の始動中か否か（ステップＳ２６０）、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を始動するための始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上であるか否か（ステップＳ２７０）、を判定する。ここで、始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔとしては、エンジン２２を比較的効率よく運転することができるパワー領域の下限値近傍の値を用いることができるが、頻繁なエンジン２２の始動と運転停止とが生じないように上述したエンジン２２を運転停止するための停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐより大きな値を用いている。エンジン２２の始動中ではなく、要求パワーＰｅ＊が始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔ未満のときには、エンジン２２の運転停止状態を継続すべきと判断し、上述したステップＳ２１０〜Ｓ２５０の処理を実行する。

ステップＳ１２０でエンジン２２が運転停止されていると判定され、ステップＳ２６０でエンジン２２の始動中ではないと判定され、ステップＳ２７０で要求パワーＰｅ＊が始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上と判定されたときには、エンジン２２を始動すべきと判断し、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とに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する。（ステップＳ２８０）。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とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを図８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た時間ｔ１１の直後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ｔ１２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ｔ１３からレート処理を用いてトルク指令Ｔｍ１＊を値０とし、エンジン２２の完爆が判定された時間ｔ１５から発電用のトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定する。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。なお、いまエンジン２２を始動するときを考えているから、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にはレート処理に用いるレート値が設定されることになる。

こうしてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると、要求トルクＴｒ＊にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えてモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを上述した式（３）により計算し（ステップＳ２９０）、上述した式（４）および式（５）を用いてモータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算すると共に（ステップＳ３００）、仮トルクＴｍ２ｔｍｐを上述の式（６）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＊を設定し（ステップＳ３１０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ３２０）。

そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数Ｎｒｅｆ以上に至っているか否かを判定する（ステップＳ３３０）。いま、エンジン２２の始動開始時を考えているから、エンジン２２の回転数Ｎｅは小さく、回転数Ｎｒｅｆには至っていない。このため、この判定では否定的な結論がなされ、燃料噴射制御や点火制御が開始されることなく本ルーチンを終了する。

エンジン２２の始動が開始されると、ステップＳ２６０ではエンジン２２の始動中であると判定されるから、上述したステップＳ２８０〜Ｓ３２０の処理が実行され、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数Ｎｒｅｆ以上に至るのを待って（ステップＳ３３０）、燃料噴射制御と点火制御とが開始されるよう制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ３４０）。こうした制御により、停止しているエンジン２２を始動しながらモータＭＧ２からバッテリ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。エンジン２２をモータリング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９に示す。

次に、上述したエンジン２２を運転停止するための停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐを設定する処理について説明する。図１０は、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により上述した駆動制御ルーチンと並行して実行される停止判定用閾値設定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。

停止判定用閾値設定ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、エンジン２２が運転中であるか否かを判定し（ステップＳ４００）、エンジン２２が運転中でないと判定されたときにはフラグＦの値を調べる（ステップＳ４１０）。エンジン２２が運転中でなくフラグＦが値１のときには、エンジン２２が運転停止された直後と判断し、フラグＦを値０に設定すると共に（ステップＳ４２０）、タイマＴをリセットする（ステップＳ４３０）。タイマＴをリセットした後やフラグＦが値０のときには、停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐに値Ｐ１を設定して（ステップＳ４４０）、本ルーチンを終了する。ここで、値Ｐ１は、要求パワーＰｅ＊の僅かな変化に対してエンジン２２の始動と運転停止とが頻繁に生じないよう始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔに対して十分に小さな値として定められている。

ステップＳ４００でエンジン２２が運転中であると判定されたときには、フラグＦの値を調べ（ステップＳ４５０）、フラグＦが値０のときには、エンジン２２が始動した直後と判断し、フラグＦを値１に設定すると共に（ステップＳ４６０）、タイマＴをスタートする（ステップＳ４７０）。タイマＴをスタートした後やステップＳ４５０でフラグＦが値１と判定されたときには、タイマＴの値と閾値Ｔｒｅｆとを比較し（ステップＳ４８０）、タイマＴが閾値Ｔｒｅｆ未満のときにはタイマＴの値に基づいて停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐを設定して（ステップＳ４９０）、本ルーチンを終了し、タイマＴが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐに値Ｐ２を設定して（ステップＳ５００）、本ルーチンを終了する。ここで、エンジン２２が運転中で且つタイマＴの値が閾値Ｔｒｅｆ未満のときの停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐとしては、タイマＴの値と停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐとの関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、タイマＴの値が与えられるとマップから対応する停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐを導出して設定するものとした。このマップの一例を図１１に示す。停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐは、図示するように、エンジン２２が始動した直後からタイマＴの値が閾値Ｔｒｅｆ以上となるまではタイマＴの値が大きくなるほど大きくなるよう設定、即ち始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔに近づくようされる。上述したように、要求パワーＰｅ＊に対するエンジン２２の始動と運転停止とがヒステリシスをもつよう始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔと停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐとを設定するから、要求パワーＰｅ＊の僅かな変化に対してエンジン２２の始動と運転停止とが頻繁に生じない。しかしながら、こうしたヒステリシスは、要求パワーＰｅ＊によってはエンジン２２の運転停止が行なわれずにエンジン２２の運転が効率の悪い領域で継続させ、燃費の悪化を招いてしまう。そこで、エンジン２２が始動した直後はヒステリシスを大きくとってエンジン２２を運転停止し難くすることにより短時間のうちにエンジン２２の始動と運転停止とが繰り返されないようにする一方、エンジン２２が始動してから比較的長い時間が経過したときにはヒステリシスを小さくしてエンジン２２を運転停止し易くすることによりエンジン２２の運転が長時間に亘って効率の悪い領域で継続されることにより燃費が悪化しないようにしているのである。

図１２に、エンジン状態と始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔと停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐの時間変化の様子を示す。図示するように、エンジン２２が運転停止している状態で要求パワーＰｅ＊が始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上となると、エンジン２２の始動処理を開始し（時刻ｔ１２）、エンジン２２の始動処理が完了すると（時刻ｔ２２）、停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐは始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔに対して最もヒステリシスを大きくした値Ｐ１に設定される。これにより、エンジン２２の始動直後では僅かな要求パワーＰｅ＊の変化に対してエンジン２２は運転停止し難くなる。エンジン２２の始動が完了すると、タイマＴがスタートし、停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐとしては、タイマＴの値が大きくなるに従って徐々に大きくなり、タイマＴの値が閾値Ｔｒｅｆ以上となると（時刻ｔ２３）、始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔに対して最もヒステリシスを小さくした値Ｐ２に設定される。要求パワーＰｅ＊が停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐ未満となると（時刻ｔ２４）、エンジン２２の停止処理を開始し、エンジン２２の運転停止が行なわれる。このように、エンジン２２が始動してから比較的長い時間が経過すると、エンジン２２は運転停止し易くなるから、エンジン２２が長時間に亘って効率の悪い領域で運転されることによる燃費の悪化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、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を始動するための始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上となってエンジン２２を始動した直後ではエンジン２２を運転停止するための停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐに始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔに対してヒステリシスを大きくした値Ｐ１を設定して要求パワーＰｅ＊の変化に対してエンジン２２を運転停止し難くし、エンジン２２を始動してからの時間経過と共に始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔに対してヒステリシスが小さくなるよう停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐを設定してエンジン２２を運転停止し易くするから、頻繁にエンジン２２の始動と運転停止とが生じないようにすると共にエンジン２２の運転が効率の悪い領域で継続されることによる燃費の悪化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、図１１に示すように、要求パワーＰｅ＊が始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上となってエンジン２２を始動したときに、その始動からの時間経過と共に直線的に値が大きくなるよう停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐを設定するものとしたが、必ずしも直線的に値が大きくなるよう停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐを設定する必要はなく、曲線的に値が大きくなるよう停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐを設定するものとしてもよいし、段階的に値が大きくなるよう停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐを設定するものとしてもよいし、タイマＴが閾値Ｔｒｅｆ以上となったときに一度に値が大きくなるよう停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐを設定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、要求パワーＰｅ＊が始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上となってエンジン２２を始動したときに始動からの時間経過と共に始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔに対してヒステリシスが小さくなるよう停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐを設定するものとしたが、この停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐの設定に加えて要求パワーＰｅ＊が停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐ未満となってエンジン２２を運転停止したときに運転停止からの時間経過と共に停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐに対してヒステリシスが小さくなるよう始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔを設定するものとしてもよい。この場合、運転停止からの時間経過と共に直線的に値が小さくなるよう始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔを設定するものとしてもよいし、曲線的に値が小さくなるよう始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔを設定するものとしてもよいし、段階的に値が小さくなるよう始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔを設定するものとしてもよいし、経過時間が所定時間以上となったときに一度に値が小さくなるよう始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔを設定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、要求パワーＰｅ＊に基づいてヒステリシスをもってエンジン２２の始動と運転停止とを判定するものに適用するものとしたが、車速Ｖに基づいてヒステリシスをもってエンジン２２の始動と運転停止とを判定するものに適用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、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１３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１３における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続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１４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。

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ＭＧ１と動力分配統合機構３０との組み合わせが「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、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４の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０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、エンジン２２が運転中に要求パワーＰｅ＊と始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔとを比較してエンジン２２を運転停止するか否かを判定する図４の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０，Ｓ１３０やエンジン２２が運転停止中に要求パワーＰｅ＊と停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐとを比較してエンジン２２を始動するか否かを判定するステップＳ２６０，Ｓ２７０を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「運転停止判定手段」に相当し、停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐを設定する図１０の停止判定用閾値設定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が「ヒステリシス設定手段」に相当し、エンジン２２を運転するときにはエンジン２２から要求パワーＰｅ＊が出力されると共に要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊とモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とに送信し、エンジン２２を運転停止するときにはエンジン２２を運転停止すると共に要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信するハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジン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。また、要求トルクＴｒ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊とに基づいてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する図４の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０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」に相当する。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。また、対ロータ電動機２３０も「電力動力入出力手段」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に限定されるものではなく、内燃機関の出力軸と車軸に連結された駆動軸とに接続され駆動軸側の反力を用いて電力と動力の入出力により内燃機関の出力軸にトルクを入出力可能な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。「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。「運転停止判定手段」としては、エンジン２２が運転中で要求パワーＰｅ＊が停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐ未満のときにエンジン２２の運転停止を判定しエンジン２２が運転停止中で要求パワーＰｅ＊が始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上のときにエンジン２２の始動を判定するものに限定されるものではなく、エンジンが運転中で車速が停止判定用閾値未満のときにエンジンの運転停止を判定しエンジンが運転停止中で車速が始動判定用閾値以上のときにエンジンの運転を判定するなど、ヒステリシスをもって内燃機関の運転と運転停止とを判定するものであれば如何なるものとしても構わない。「ヒステリシス設定手段」としては、エンジン２２が始動したときからの経過時間（タイマＴ）が大きくなるほど値Ｐ１から値Ｐ２に向けて徐々に大きくなるよう停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐを設定するものに限定されるものではなく、運転停止している内燃機関が始動したときには内燃機関が次に運転停止されるまで始動からの経過時間が長いほど小さくなる傾向にヒステリシス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、エンジン２２を運転するときにはエンジン２２から要求パワーＰｅ＊が出力されると共に要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊とモータ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とを制御しエンジン２２を運転停止するときにはエンジン２２を運転停止すると共に要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、内燃機関の運転と判定されたときには内燃機関の運転を伴って設定された要求トルクに基づくトルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御し、内燃機関の運転停止と判定されたときには内燃機関を運転停止すると共に設定された要求トルクに基づくトルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と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。「要求パワー設定手段」としては、要求トルクＴｒ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊とに基づいてエンジン２２に要求される要求パワー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車両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。「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に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、自動車産業に利用可能である。

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。バッテリ５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。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。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とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを示す説明図である。エンジン２２をモータリング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。実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される停止判定用閾値設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。停止判定用閾値設定用マップの一例を示す説明図である。エンジン状態と始動判定用閾値Ｐｓｔａｒｔと停止判定用閾値Ｐｓｔｏｐの時間変化の様子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。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

２０，１２０，２２０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、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、
車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸の回転とは独立して回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力により前記出力軸と前記駆動軸とにトルクを入出力可能な電力動力入出力手段と、
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、
ヒステリシスをもって前記内燃機関の運転と運転停止とを判定する運転停止判定手段と、
運転停止している内燃機関が始動したときには該内燃機関が次に運転停止されるまで該始動からの経過時間が長くなるほど徐々に小さくなるよう前記ヒステリシスを設定するヒステリシス設定手段と、
前記内燃機関の運転と判定されたときには該内燃機関の運転を伴って前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記内燃機関の運転停止と判定されたときには該内燃機関を運転停止すると共に前記設定された要求トルクに基づく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電力動力入出力手段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車。
前記ヒステリシス設定手段は、運転している内燃機関が運転停止したときには該内燃機関が次に始動されるまで該運転停止からの経過時間が長いほど小さくなる傾向に前記ヒステリシスを設定する手段である請求項１記載のハイブリッド車。
請求項１または２記載のハイブリッド車であって、
前記設定された要求トルクに基づいて車両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を備え、
前記運転停止判定手段は、前記設定された要求パワーに基づいて前記ヒステリシスをもって前記内燃機関の運転と運転停止とを判定する手段であり、
前記制御手段は、前記内燃機関の運転と判定されたときには該内燃機関から前記設定された要求パワーが出力されると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記内燃機関の運転停止と判定されたときには該内燃機関を運転停止すると共に前記設定された要求トルクに基づく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電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する手段である
ハイブリッド車。
請求項３記載のハイブリッド車であって、
前記運転停止判定手段は、前記内燃機関が運転停止中に前記設定された要求パワーが第１の閾値以上となったときに該内燃機関の運転と判定し、前記内燃機関が運転中に前記設定された要求パワーが前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値未満となったときに該内燃機関の運転停止と判定する手段であり、
前記ヒステリシス設定手段は、前記第１の閾値および／または前記第２の閾値を設定する手段である
ハイブリッド車。
前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記車軸側との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１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４いずれか１項に記載のハイブリッド車。
内燃機関と、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸の回転とは独立して回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力により前記出力軸と前記駆動軸とにトルクを入出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機とを備えるハイブリッド車の制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸に要求される要求トルクを設定し、
（ｂ）ヒステリシスをもって前記内燃機関の運転と運転停止とを判定し、
（ｃ）運転停止している内燃機関が始動したときには該内燃機関が次に運転停止されるまで該始動からの経過時間が長くなるほど徐々に小さくなるよう前記ヒステリシスを設定し、
（ｄ）前記内燃機関の運転と判定されたときには該内燃機関の運転を伴って前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記内燃機関の運転停止と判定されたときには該内燃機関を運転停止すると共に前記設定された要求トルクに基づく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電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
ハイブリッド車の制御方法。