JP6359875B2 - ハイブリッド自動車 - Google Patents

ハイブリッド自動車

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洋輔 田川
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Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、中間軸に動力を出力可能なエンジンと、中間軸に動力を入出力可能なモータと、モータを駆動するためのインバータと、インバータを介してモータと電力をやりとり可能なバッテリと、中間軸と車軸に連結された駆動軸との間の動力の伝達および伝達の解除を機械的に行なう動力伝達手段と、を備えるハイブリッド自動車に関する。
従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと、第１電動機と、伝達部材とエンジンと第１電動機とにリングギヤとキャリヤとサンギヤとが接続された動力分配機構と、伝達部材に接続された第２電動機と、第１，第２電動機を駆動するためのインバータと、第１，第２電動機との間でインバータを介して充放電を行なう蓄電装置（バッテリ）と、伝達部材と駆動輪との間に介在する自動変速部（多段変速機）とを備え、シフトレバーが非駆動ポジションとされているときには、第１電動機を無負荷とする制御を行なうことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、シフトレバーが非駆動ポジションとされているときに、第１電動機を無負荷とする制御を行ない、自動変速部による伝達部材と駆動輪との接続を解除しないことにより、その後にシフトレバーが駆動ポジションに切り替えられたときの駆動輪への出力応答性を向上させている。
特開２０１０−１４９５３８号公報
こうしたハイブリッド自動車では、通常、シフトポジションがニュートラルポジションのときには、エンジンを自立運転したり運転停止したりする。エンジンからパワー（トルク）を出力しながら走行している最中にシフトレバーが駆動ポジションからニュートラルポジションに切り替えられたときには、その直後は、エンジンのパワーがある程度残っていると考えられる。第１電動機を無負荷とする制御を行なうと、第１電動機によってエンジンの回転数を押さえ込むことができないから、エンジンのパワーの大きさによっては、エンジンの吹き上がりによってエンジンや第１電動機が過回転となるおそれがある。
本発明のハイブリッド自動車は、シフトポジションが走行用ポジションからニュートラルポジションに操作されたときにエンジンやモータが過回転となるのを抑制することを主目的とする。
本発明のハイブリッド自動車は、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自動車は、
中間軸に動力を出力可能なエンジンと、前記中間軸に動力を入出力可能なモータと、前記モータを駆動するためのインバータと、前記インバータを介して前記モータと電力をやりとり可能なバッテリと、前記中間軸と車軸に連結された駆動軸との間の動力の伝達および伝達の解除を機械的に行なう動力伝達手段と、を備えるハイブリッド自動車であって、
シフトポジションがニュートラルポジションのとき、前記インバータのゲート遮断によってニュートラル状態を形成する電気ニュートラル制御と、前記動力伝達手段による前記中間軸と前記駆動軸との間の動力の伝達の解除によってニュートラル状態を形成する機械ニュートラル制御と、のうち少なくとも一方を実行する制御手段を備え、
前記制御手段は、シフトポジションが走行用ポジションからニュートラルポジションに操作されるニュートラル操作が行なわれたとき、エンジンの出力に関するパラメータが閾値以上のときには前記機械ニュートラル制御を実行し、前記パラメータが前記閾値未満のときには前記電気ニュートラル制御を実行する手段である、
ことを特徴とする。
この本発明のハイブリッド自動車では、シフトポジションがニュートラルポジションのときには、インバータのゲート遮断によってニュートラル状態を形成する電気ニュートラル制御と、動力伝達手段による中間軸と駆動軸との間の動力の伝達の解除によってニュートラル状態を形成する機械ニュートラル制御と、のうち少なくとも一方を実行する。そして、シフトポジションが走行用ポジションからニュートラルポジションに操作されるニュートラル操作が行なわれたときに、エンジンの出力に関するパラメータが閾値以上のときには機械ニュートラル制御を実行し、パラメータが閾値未満のときには電気ニュートラル制御を実行する。ここで、「エンジンの出力に関するパラメータ」は、アクセル開度，アクセル開度に基づく駆動軸や中間軸の要求トルク，駆動軸や中間軸の要求トルクに基づく駆動軸や中間軸の要求パワー，駆動軸や中間軸の要求パワーに基づくエンジンの要求パワー，エンジンから出力されるトルクやパワー，エンジンの吸入空気量や燃料噴射量などを考えることができる。そして、パラメータとエンジンの出力とは、パラメータが大きいほどエンジンの出力が大きくなる又はエンジンの出力が大きいほどパラメータが大きくなる傾向の関係を有する。本発明のハイブリッド自動車では、パラメータが閾値以上のときには、機械ニュートラル制御を実行するから、インバータをゲート遮断せずに、エンジンやモータの回転数の増加が抑制されるようにエンジンやモータを制御することにより、エンジンやモータの過回転を抑制することができる。また、パラメータが閾値未満のときには、電気ニュートラル制御を実行するから、動力伝達手段を中間軸と駆動軸との間の動力の伝達が可能な状態としておくことにより、インバータの制御を再開する（ゲート遮断を終了する）だけで動力を駆動軸に出力することができ、その後にシフトポジションが走行用ポジションに操作されたときの駆動軸への出力応答性を向上させることができる。
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記ニュートラル操作が行なわれて前記機械ニュートラル制御を実行している最中に前記エンジンの回転数が回転数閾値以下に至ったときには、前記電気ニュートラル制御に切り替える手段である、ものとすることもできる。こうすれば、電気ニュートラル制御に切り替えた後は、動力伝達手段を中間軸と駆動軸との間の動力の伝達が可能な状態とすることにより、その後にシフトポジションが走行用ポジションに操作されたときの駆動軸への出力応答性を向上させることができる。
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記エンジンの出力軸と前記モータの回転軸と前記中間軸とに３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、前記駆動軸に動力を入出力可能な第２モータと、前記第２モータを駆動するための第２インバータと、を備え、前記バッテリは、前記インバータを介して前記モータと電力をやりとり可能であると共に前記第２インバータを介して前記第２モータと電力をやりとり可能であり、前記制御手段は、前記電気ニュートラル制御を実行する際には、前記インバータおよび前記第２インバータのゲート遮断によってニュートラル状態を形成する手段である、ものとすることもできる。
このエンジンとモータとインバータとバッテリとに加えてプラネタリギヤと第２モータと第２インバータとを備える態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記閾値は、前記中間軸の回転数が小さいほど小さくなる傾向に設定される、ものとすることもできる。これは、エンジンとモータと中間軸とが共線図でエンジンがモータと中間軸との間に位置するようにプラネタリギヤに接続されている場合、中間軸の回転数が低いほど第１モータの回転数が大きくなる（過回転となりやすい）ことを考慮したものである。
また、エンジンとモータとインバータとバッテリとに加えてプラネタリギヤと第２モータと第２インバータとを備える態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記ニュートラル操作が行なわれて前記機械ニュートラル制御を実行している最中に前記エンジンの回転数が回転数閾値以下に至ったときには、前記電気ニュートラル制御に切り替える手段であり、前記回転数閾値は、前記中間軸の回転数が小さいほど小さくなる傾向に設定される、ものとすることもできる。これは、エンジンとモータと中間軸とが共線図でエンジンがモータと中間軸との間に位置するようにプラネタリギヤに接続されている場合、中間軸の回転数が低いほど第１モータの回転数が大きくなることを考慮したものである。
本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記機械ニュートラル制御の実行時には、前記エンジンと前記モータとが前記ニュートラル操作が行なわれたときの回転数で保持されるように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、機械ニュートラル制御の実行時に、エンジンやモータが過回転となるのを抑制することができる。この場合、前記制御手段は、前記機械ニュートラル制御の実行開始から所定時間経過後は、前記エンジンがアイドル回転数で回転すると共に、前記中間軸の回転数が、前記動力伝達手段による前記中間軸と前記駆動軸との間の動力の伝達が可能となったときに想定される回転数となるように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、機械ニュートラル制御から電気ニュートラル制御に切り替えるときやシフトポジションが走行用ポジションに操作されたとき、即ち、動力伝達手段を中間軸と駆動軸との間の動力の伝達が可能な状態とするときのショックを抑制することができる。
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記動力伝達手段は、係合要素を有し前記中間軸と前記駆動軸とに介在する有段変速機である、ものとすることもできる。また、前記動力伝達手段は、前記中間軸と前記駆動軸とに介在するクラッチである、ものとすることもできる。さらに、前記動力伝達手段は、前記中間軸と前記駆動軸とに介在する、係合要素を有する前後進切替機構および無段変速機を有する手段である、ものとすることもできる。
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。 ハイブリッド自動車２０の各構成要素の接続関係を示す接続関係図である。 プラネタリギヤ３０および有段変速機６０の各回転要素の回転数の関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 有段変速機６０の各変速段とクラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１，Ｂ２の作動状態との関係を示す作動表である。 変速マップの一例を示す説明図である。 、実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行されるＮポジション時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 開度閾値設定用マップの一例を示す説明図である。 回転数閾値設定用マップの一例を示す説明図である。 ＤＮ操作が行なわれたときにアクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆ以上の場合のエンジン２２のパワーＰｅおよび回転数Ｎｅとニュートラル制御（電気ニュートラル制御または機械ニュートラル制御）との時間変化の様子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。 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。 変形例のハイブリッド自動車３２０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４２０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５２０の構成の概略を示す構成図である。
次に、本発明を実施するため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り、図２は、ハイブリッド自動車２０の各構成要素の接続関係を示す接続関係図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図１や図２に示すように、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２と、例えば同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１と、エンジン２２のクランクシャフト２６とモータＭＧ１の回転子（回転軸）と中間軸３２とに接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子（回転軸）が中間軸３２に接続されたモータＭＧ２と、中間軸３２の動力を変速して駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６に伝達する有段変速機６０と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、エンジン２２を駆動制御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と、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２と、有段変速機６０を駆動制御すると共に車両全体の制御を司るハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。以下、有段変速機６０より上流側、即ち、エンジン２２，プラネタリギヤ３０，モータＭＧ１，ＭＧ２，インバータ４１，４２，バッテリ５０などを「ハイブリッド部」という。
プラネタリギヤ３０は、外歯歯車であるサンギヤ３０ｓと、サンギヤ３０ｓと同心円上に配置される内歯歯車であるリングギヤ３０ｒと、それぞれサンギヤ３０ｓおよびリングギヤ３０ｒに噛合する複数のピニオンギヤ３０ｐと、複数のピニオンギヤ３０ｐを自転（回転）かつ公転自在に保持するキャリヤ３０ｃとを有する。サンギヤ３０ｓは、モータＭＧ１の回転子に接続され、リングギヤ３０ｒは、中間軸３２（有段変速機６０の入力軸）に接続され、キャリヤ３０ｃは、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されている。
有段変速機６０は、中間軸３２（有段変速機６０の入力軸）の動力を４段に変速して駆動軸３６（有段変速機６０の出力軸）に伝達すると共に中間軸３２と駆動軸３６との間の動力の伝達を解除する４段変速式の変速機として構成されており、図２に示すように、シングルピニオン式の２つのプラネタリギヤ６２，６４と、複数の係合要素としての２つのクラッチＣ１，Ｃ２および２つのブレーキＢ１，Ｂ２と、を備える。
プラネタリギヤ６２は、外歯歯車であるサンギヤ６２ｓと、サンギヤ６２ｓと同心円上に配置される内歯歯車であるリングギヤ６２ｒと、それぞれサンギヤ６２ｓおよびリングギヤ６２ｒに噛合する複数のピニオンギヤ６２ｐと、複数のピニオンギヤ６２ｐを自転（回転）かつ公転自在に保持するキャリヤ６２ｃとを有する。
プラネタリギヤ６４は、外歯歯車であるサンギヤ６４ｓと、サンギヤ６４ｓと同心円上に配置される内歯歯車であるリングギヤ６４ｒと、それぞれサンギヤ６４ｓおよびリングギヤ６４ｒに噛合する複数のピニオンギヤ６４ｐと、複数のピニオンギヤ６４ｐを自転（回転）かつ公転自在に保持するキャリヤ６４ｃとを有する。
プラネタリギヤ６２のキャリヤ６２ｃとプラネタリギヤ６４のリングギヤ６４ｒとが連結（固定）されると共に、プラネタリギヤ６２のリングギヤ６２ｒとプラネタリギヤ６４のキャリヤ６４ｃとが連結されている。したがって、プラネタリギヤ６２およびプラネタリギヤ６４は、プラネタリギヤ６２のサンギヤ６２ｓ，プラネタリギヤ６２のキャリヤ６２ｃおよびプラネタリギヤ６４のリングギヤ６４ｒ，プラネタリギヤ６２のリングギヤ６２ｒおよびプラネタリギヤ６４のキャリヤ６４ｃ，プラネタリギヤ６４のサンギヤ６４ｓを４つの回転要素とするいわゆる４要素タイプの機構として機能する。また、プラネタリギヤ６２のリングギヤ６２ｒとプラネタリギヤ６４のキャリヤ６４ｃとは、駆動軸３６（有段変速機６０の出力軸）に連結されている。
クラッチＣ１は、中間軸３２と、プラネタリギヤ６４のサンギヤ６４ｓと、を互いに接続すると共に両者の接続を解除する。クラッチＣ２は、中間軸３２と、プラネタリギヤ６２のキャリヤ６２ｃおよびプラネタリギヤ６４のリングギヤ６４ｒと、を互いに接続すると共に両者の接続を解除する。ブレーキＢ１は、プラネタリギヤ６２のサンギヤ６２ｓを静止部材としてのトランスミッションケース２９に対して回転不能に固定（接続）すると共にこのサンギヤ６２ｓをトランスミッションケース２９に対して回転自在に解放する。ブレーキＢ２は、プラネタリギヤ６２のキャリヤ６２ｃおよびプラネタリギヤ６４のリングギヤ６４ｒをトランスミッションケース２９に対して回転不能に固定（接続）すると共にこのキャリヤ６２ｃおよびリングギヤ６４ｒをトランスミッションケース２９に対して回転自在に解放する。クラッチＣ１，２およびブレーキＢ１，Ｂ２は、図示しない油圧制御装置による作動油の給排を受けて動作する。
図３は、プラネタリギヤ３０および有段変速機６０の各回転要素の回転数の関係を示す共線図の一例を示す説明図であり、図４は、有段変速機６０の各変速段とクラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１，Ｂ２の作動状態との関係を示す作動表である。有段変速機６０は、クラッチＣ１とブレーキＢ２とを係合すると共にクラッチＣ２とブレーキＢ１とを解放することによって前進第１速段および後進段を形成し、クラッチＣ１とブレーキＢ１とを係合すると共にクラッチＣ２とブレーキＢ２とを解放することによって前進第２速段を形成し、クラッチＣ１とクラッチＣ２とを係合すると共にブレーキＢ１，Ｂ２を解放することによって前進第３速段を形成し、クラッチＣ２とブレーキＢ１とを係合すると共にクラッチＣ１とブレーキＢ２とを解放することによって前進第４速段を形成する。また、有段変速機６０は、クラッチＣ１，Ｃ２とブレーキＢ１，Ｂ２とのうちいずれか１つを係合すると共に残余の３つを解放することによってニュートラル状態を形成する（中間軸３２と駆動軸３６との間の動力の伝達を解除する）。
エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されており、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２のクランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ２３からの信号に基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。
モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、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からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。
バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、図示しない電流センサにより検出されたバッテリ５０の充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合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許容入出力電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。
ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、駆動軸３６の回転数を検出する回転数センサ６９からの駆動軸３６の回転数Ｎｏｕｔ，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。ＨＶＥＣＵ７０からは、有段変速機６０（油圧制御装置）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。ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信可能に接続されており、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、シフトレバー８１の操作位置（シフトポジションセンサ８２により検出されるシフトポジションＳＰ）としては、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），前進走行用のドライブポジション（Ｄ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では、シフトポジションＳＰが走行用ポジション（ＤポジションやＲポジション）のときには、エンジン２２の運転を伴って走行するハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）やエンジン２２の運転を停止して走行する電動走行モード（ＥＶ走行モード）で走行する。ＨＶ走行モードやＥＶモードでは、ハイブリッド部（エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２）と有段変速機６０とを制御する。
ＨＶ走行モードでのハイブリッド部の制御としては、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６（有段変速機６０の出力軸）に要求される要求トルクＴｏｕｔ＊を設定し、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（中間軸３２すなわち有段変速機６０の入力軸の回転数）を駆動軸３６の回転数Ｎｏｕｔで除して有段変速機６０のギヤ比Ｇｒを計算し、駆動軸３６の要求トルクＴｏｕｔ＊を有段変速機６０のギヤ比Ｇｒで除して中間軸３２に要求される要求トルクＴｉｎ＊を計算する。続いて、中間軸３２の要求トルクＴｉｎ＊にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（中間軸３２の回転数）を乗じて中間軸３２に要求される要求パワーＰｉｎ＊を計算し、計算した要求パワーＰｉｎ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づく充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を計算する。そして、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｉｎ＊が中間軸３２に出力されるようにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊やモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。そして、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、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２が運転されるようにエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。また、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＊で駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
ＥＶ走行モードでのハイブリッド部の制御としては、ＨＶＥＣＵ７０は、ＨＶ走行モードと同様に駆動軸３６の要求トルクＴｏｕｔ＊や有段変速機６０のギヤ比Ｇｒ，中間軸３２の要求トルクＴｉｎ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を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Ｔｉｎ＊が中間軸３２に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。そして、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＊で駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
シフトポジションＳＰがＤポジションのときの有段変速機６０の制御としては、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に要求される要求トルクＴｏｕｔ＊を設定し、車速Ｖと駆動軸３６の要求トルクＴｏｕｔ＊と図５の変速マップとに基づいて有段変速機６０の目標変速段Ｇｓ＊を設定する。なお、図５中、実線の「１−２」，「２−３」，「３−４」ラインは有段変速機６０のアップシフトライン（左の数字以下の変速段で左側から右側に超えるときに右の数字の変速段にアップシフトさせるライン）を示し、破線の「２−１」，「３−２」，［４−３」ラインは有段変速機６０のダウンシフトライン（左の数字以上の変速段で右側から左側に超えるときに右の数字の変速段にダウンシフトさせるライン）を示す。こうして有段変速機６０の目標変速段Ｇｓ＊を設定すると、有段変速機６０の現在の変速段と目標変速段Ｇｓ＊とが一致するときには有段変速機６０の変速段が保持されるように有段変速機６０（油圧制御装置）を制御し、有段変速機６０の現在の変速段と目標変速段Ｇｓ＊とが異なるときには、有段変速機６０の変速段が目標変速段Ｇｓ＊となるように有段変速機６０を制御する。
シフトポジションＳＰがＲポジションのときの有段変速機６０の制御としては、ＨＶＥＣＵ７０は、後進段が保持されるように有段変速機６０を制御する。
また、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションＳＰがＮポジションのときには、駆動軸３６に動力が出力されないようにするために、インバータ４１，４２のゲート遮断（全てのスイッチング素子のオフ）によってニュートラル状態を形成する電気ニュートラル制御と、有段変速機６０による中間軸３２と駆動軸３６との間の動力の伝達の解除によってニュートラル状態を形成する機械ニュートラル制御と、のうち少なくとも一方を実行する。ここで、電気ニュートラル制御は、ＨＶＥＣＵ７０からモータＥＣＵ４０にインバータ４１，４２のゲート遮断指令を送信し、このゲート遮断指令を受信したモータＥＣＵ４０がインバータ４１，４２をゲート遮断することによって行なわれる。また、機械ニュートラル制御は、ＨＶＥＣＵ７０が、有段変速機６０のクラッチＣ１，Ｃ２とブレーキＢ１，Ｂ２とのうちいずれか１つが係合されると共に残余の３つが解放されるように有段変速機６０（油圧制御装置）を制御することによって行なわれる。なお、実施例では、シフトポジションＳＰがＮポジションのときには、エンジン２２からパワーが出力されるのを抑制するために、上述の駆動軸３６の要求トルクＴｏｕｔ＊や中間軸３２の要求トルクＴｉｎ＊，中間軸３２の要求パワーＰｉｎ＊，エンジン２２の要求パワーＰｅ＊に値０を設定するものとした。
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、ＨＶ走行モードでの前進走行中にシフトポジションＳＰがＤポジションからＮポジションに操作されるＤＮ操作が行なわれたときの動作について説明する。図６は、実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行されるＮポジション時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、シフトポジションＳＰがＮポジションのときに繰り返し実行される。上述したように、シフトポジションＳＰがＮポジションのときには、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊に値０を設定するから、ＤＮ操作が行なわれた後に、エンジン２２のパワーは値０に向けて低下し、エンジン２２の運転状態は負荷運転から無負荷運転（自立運転）に移行する。
Ｎポジション時制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０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やエンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，回転数センサ６９からの駆動軸３６の回転数Ｎｏｕｔ，有段変速機６０のギヤ比Ｇｒ，ＤＮ操作が行なわれてからのＤＮ操作後時間ｔなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクポジションセンサ２３からの信号に基づいて演算された値をエンジン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からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算された値をモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。さらに、有段変速機６０のギヤ比Ｇｒは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を回転数センサ６９からの駆動軸３６の回転数Ｎｏｕｔで除して得られた値を入力するものとした。ＤＮ操作後時間ｔは、図示しないタイマによりＤＮ操作が行なわれたときに計時が開始された値を読み込んで入力するものとした。
こうしてデータを入力すると、ＤＮ操作が行なわれた直後（このルーチンの初回実行時）か否かを判定し（ステップＳ１１０）、ＤＮ操作が行なわれた直後であると判定されたときには、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に基づいて開度閾値Ａｒｅｆを設定し（ステップＳ１２０）、アクセル開度Ａｃｃを開度閾値Ａｒｅｆと比較する（ステップＳ１３０）。いま、ＤＮ操作が行なわれた直後を考えているから、エンジン２２のパワーはある程度残っていると考えられる。電気ニュートラル制御を行なうと、モータＭＧ１によってエンジン２２の回転数Ｎｅを押さえ込むことができないから、エンジン２２のパワーの大きさによっては、エンジン２２が大きく吹き上がってエンジン２２やモータＭＧ１が過回転となるおそれがある。実施例では、図３のプラネタリギヤ３０の共線図から分かるように、特にモータＭＧ１が過回転となるおそれがある。開度閾値Ａｒｅｆは、こうしたおそれがあるか否かを判定するために用いられる閾値であり、実施例では、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と開度閾値Ａｒｅｆとの関係を予め定めて開度閾値設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が与えられると記憶したマップから対応する開度閾値Ａｒｅｆを導出して設定するものとした。開度閾値設定用マップの一例を図７に示す。開度閾値Ａｒｅｆは、図示するように、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が小さいほど小さくなる傾向に設定される。これは、図３のプラネタリギヤ３０の共線図から分かるように、エンジン２２がある回転数で回転しているときに、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（中間軸３２の回転数）が小さいほどモータＭＧ１の回転数が大きくなり、モータＭＧ１が過回転となりやすいためである。
ステップＳ１３０でアクセル開度Ａｃｃが開度閾値Ａｒｅｆ未満のときには、電気ニュートラル制御と機械ニュートラル制御とのうち電気ニュートラル制御を選択し（ステップＳ１４０）、エンジン２２のアイドル回転数Ｎｉｄｌ（例えば、１０００ｒｐｍや１２００ｒｐｍなど）をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定し（ステップＳ１５０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や自立運転指令，インバータ４１，４２のゲート遮断指令（電気ニュートラル制御を実行するための指令）をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ１６０）、車速Ｖに基づいて有段変速機６０の目標変速段Ｇｓ＊を設定し（ステップＳ１７０）、有段変速機６０の変速段が目標変速段Ｇｓ＊となるように有段変速機６０（油圧制御装置）を制御して（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊や自立運転指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊で自立運転されるようにエンジン２２を制御する。また、ゲート遮断指令を受信したモータＥＣＵ４０は、インバータ４１，４２をゲート遮断する（全てのスイッチング素子をオフとする）。さらに、この場合の目標変速段Ｇｓ＊は、図５の変速マップに車速Ｖと駆動軸３６の要求トルクＴｏｕｔ＊（値０）とを適用して設定するものとした。
この場合、有段変速機６０については目標変速段Ｇｓ＊を形成しておくことにより、インバータ４１，４２の制御を再開する（ゲート遮断を終了する）だけで駆動軸３６に動力を出力することができるから、機械ニュートラル制御を実行する場合に比して、その後にシフトポジションＳＰがＮポジションからＤポジションに切り替えられるＮＤ操作が行なわれたときに、駆動軸３６により迅速に動力を出力する（出力応答性を向上させる）ことができる。
ステップＳ１３０でアクセル開度Ａｃｃが開度閾値Ａｒｅｆ以上のときには、ステップＳ１００で入力したエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｅ，Ｎｍ１，Ｎｍ２をＤＮ操作時の回転数Ｎｅｄｎ，Ｎｍ１ｄｎ，Ｎｍ２ｄｎに設定し（ステップＳ１９０）、電気ニュートラル制御と機械ニュートラル制御とのうち機械ニュートラル制御を選択し（ステップＳ２３０）、ＤＮ操作後時間ｔを閾値ｔｒｅｆと比較する（ステップＳ２４０）。ここで、閾値ｔｒｅｆは、ＤＮ操作が行なわれてからエンジン２２のパワーが値０に至るまでに要する時間（例えば、ＤＮ操作が行なわれてエンジン２２のパワーが最大パワーから値０に至るまでに要する時間）として定められ、例えば、０．２秒や０．３秒，０．５秒などを用いることができる。
いま、ＤＮ操作が行なわれた直後を考えているから、ＤＮ操作後間ｔは閾値ｔｒｅｆ未満であり、ＤＮ操作時の回転数Ｎｅｄｎ，Ｎｍ１ｄｎ，Ｎｍ２ｄｎをエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の目標回転数Ｎｅ＊，Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊に設定し（ステップＳ２５０）、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２の目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊と現在のモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とを用いて次式（１），（２）によりモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２７０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や自立運転指令，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２８０）、機械ニュートラル制御の実行として、中間軸３２と駆動軸３６との間の動力の伝達が解除されるように有段変速機６０（油圧制御装置）を制御して（ステップＳ２９０）、本ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊や自立運転指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊で自立運転されるようにエンジン２２を制御する。また、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＊で駆動されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する（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）。このようにエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２をＤＮ操作時の回転数Ｎｅｄｎ，Ｎｍ１ｄｎ，Ｎｍ２ｄｎ付近で回転させることができるから、エンジン２２が吹き上がってエンジン２２やモータＭＧ１（特にモータＭＧ１）が過回転となるのを抑制することができる。
Tm1*=kp1・(Nm1*-Nm1)+ki1・∫(Nm1*-Nm1)dt (1)
Tm2*=kp2・(Nm2*-Nm2)+ki2・∫(Nm2*-Nm2)dt (2)
ステップＳ１１０でＤＮ操作が行なわれた直後でないと判定されたときには、機械ニュートラル制御を実行中か電気ニュートラル制御を実行中かを判定し（ステップＳ２００）、電気ニュートラル制御を実行中であると判定されたときには、電気ニュートラル制御と機械ニュートラル制御とのうち電気ニュートラル制御を選択し（ステップＳ１４０）、上述のステップＳ１５０〜Ｓ１８０の処理を実行して、本ルーチンを終了する。
ステップＳ２００で機械ニュートラル制御を実行中であると判定されたときには、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に基づいて閾値Ｎｅｒｅｆを設定し（ステップＳ２１０）、エンジン２２の回転数Ｎｅを閾値Ｎｅｒｅｆと比較する（ステップＳ２２０）。ここで、閾値Ｎｅｒｅｆは、機械ニュートラル制御から電気ニュートラル制御に切り替えてよいか否かを判定するために用いられるものであり、実施例では、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と閾値Ｎｅｒｅｆとの関係を予め定めて回転数閾値設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が与えられると記憶したマップから対応する回転数閾値Ｎｅｒｅｆを導出して設定するものとした。回転数閾値設定用マップの一例を図８に示す。回転数閾値Ｎｅｒｅｆは、図示するように、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が小さいほど小さくなる傾向に設定される。これは、開度閾値Ａｒｅｆと同様に、エンジン２２がある回転数で回転しているときに、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（中間軸３２の回転数）が小さいほどモータＭＧ１の回転数が大きくなることを考慮したものである。
ステップＳ２２０でエンジン２２の回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｅｒｅｆ以上のときには、電気ニュートラル制御と機械ニュートラル制御とのうち機械ニュートラル制御を選択し（ステップＳ２３０）、ＤＮ操作後時間ｔを閾値ｔｒｅｆと比較し（ステップＳ２４０）、ＤＮ操作時間ｔが閾値ｔｒｅｆ未満のときには、上述のステップＳ２５０，Ｓ２７０〜Ｓ２９０の処理を実行して、本ルーチンを終了する。このようにエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２をＤＮ操作時の回転数Ｎｅｄｎ，Ｎｍ１ｄｎ，Ｎｍ２ｄｎ付近で回転させることができる。
ステップＳ２４０でＤＮ操作後時間ｔが閾値ｔｒｅｆ以上のときには、エンジン２２のアイドル回転数Ｎｉｄｌをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定し、電気ニュートラル制御に切り替えたときやＮＤ操作が行なわれたときに形成する予定の有段変速機６０の予定変速段Ｇｓｅｓｔに対応するギヤ比Ｇｒｅｓｔを駆動軸３６の回転数Ｎｏｕｔに乗じて得られる中間軸３２（有段変速機６０の入力軸）の予定回転数（Ｎｏｕｔ・Ｇｒｅｓｔ）をモータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊に設定し、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρ（サンギヤ３０ｓの歯数／リングギヤ３０ｒの歯数）を用いて次式（３）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定し（ステップＳ２６０）、上述のステップＳ２７０〜Ｓ２９０の処理を実行して、本ルーチンを終了する。
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2*/ρ (3)
ここで、有段変速機６０の予定変速段Ｇｓｅｓｔは、図５の変速マップに車速Ｖと駆動軸３６の要求トルクＴｏｕｔ＊（値０）とを適用して設定するものとした。また、式（３）は、図３のプラネタリギヤ３０の共線図を用いれば容易に導くことができる。このようにエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより、エンジン２２の回転数ＮｅをＤＮ操作時の回転数Ｎｅｄｎからアイドル回転数Ｎｉｄｌに近づける（低下させる）と共にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２をＤＮ操作時の回転数Ｎｍ２ｄｎから中間軸３２の予定回転数（Ｎｏｕｔ・Ｇｒｅｓｔ）に近づけることができる。なお、機械ニュートラル制御の実行を開始した後は駆動軸３６にはトルクが出力されず駆動軸３６の回転数Ｎｏｕｔ（車速Ｖ）が徐々に低下するから、中間軸３２の予定回転数（Ｎｏｕｔ・Ｇｒｅｓｔ）は、予定変速段Ｇｓｅｓｔが一定の間は徐々に低下し、予定変速段Ｇｓｅｓｔが低車速側の変速段に切り替わったときに一時的に増加する。また、実施例では、上述の回転数閾値Ｎｅｒｅｆは、アクセル開度Ａｃｃが開度閾値Ａｒｅｆ以上の場合のＤＮ操作時の回転数Ｎｅｄｎとして想定される回転数範囲より小さな値、即ち、エンジン２２をＤＮ操作時の回転数Ｎｅｄｎ付近で回転させているときには回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｅｒｅｆ未満とならずエンジン２２をアイドル回転数Ｎｉｄｌに向けて低下させている最中に回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｅｒｅｆを跨ぐように実験や解析などによって予め定めた値（実施例ではモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に応じた値）を用いるものとした。
ステップＳ２２０でエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｅｒｅｆ未満のときには、電気ニュートラル制御と機械ニュートラル制御とのうち電気ニュートラル制御を選択し（ステップＳ１４０）、上述のステップＳ１５０〜Ｓ１８０の処理を実行して、本ルーチンを終了する。これにより、機械ニュートラル制御から電気ニュートラル制御に切り替える。実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｅｒｅｆ未満のときに、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を中間軸３２（有段変速機６０の入力軸）の予定回転数（Ｎｏｕｔ・Ｇｒｅｓｔ）に近づけておくから、機械ニュートラル制御から電気ニュートラル制御に切り替える際（有段変速機６０の変速段が目標変速段Ｇｓ＊となるようにクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２のうちの一部を係合する際）のショックを抑制することができる。
こうして機械ニュートラル制御から電気ニュートラル制御に切り替えると、次回以降に本ルーチン実行されたときには、ステップＳ１１０でＤＮ操作が行なわれた直後でないと判定されると共にステップＳ２００で電気ニュートラル制御を実行中であると判定され、電気ニュートラル制御と機械ニュートラル制御とのうち電気ニュートラル制御を選択し（ステップＳ１４０）、上述のステップＳ１５０〜Ｓ１８０の処理を実行して、本ルーチンを終了する。即ち、実施例では、機械ニュートラル制御から電気ニュートラル制御に切り替えた後、機械ニュートラル制御に再度切り替えることはしないのである。これは、シフトポジションＳＰがＮポジションで保持される間はエンジン２２からパワーが出力されずエンジン２２やモータＭＧ１が過回転となるおそれがないことと、その後にＮＤ操作が行なわれたときの駆動軸３６への出力応答性の確保と、を考慮したものである。
図９は、ＤＮ操作が行なわれたときにアクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆ以上の場合のエンジン２２のパワーＰｅおよび回転数Ｎｅとニュートラル制御（電気ニュートラル制御または機械ニュートラル制御）との時間変化の様子の一例を示す説明図である。図示するように、ＤＮ操作が行なわれたときに（時刻ｔ１）、アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆ以上の場合には、機械ニュートラル制御を実行すると共にエンジン２２をＤＮ操作時の回転数Ｎｅｄｎ付近で回転させる。これにより、エンジン２２が吹き上がってエンジン２２やモータＭＧ１（特にモータＭＧ１）が過回転となるのを抑制することができる。そして、ＤＮ操作が行なわれてから閾値ｔｒｅｆの時間が経過すると（時刻ｔ２）、エンジン２２のパワーＰｅが値０に低下していると判断し、エンジン２２の回転数Ｎｅをアイドル回転数Ｎｉｄｌに低下させ、その最中に回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｅｒｅｆ未満に至ったときに（時刻ｔ３）、機械ニュートラル制御から電気ニュートラル制御に切り替える。これにより、その後に、ＮＤ操作が行なわれたときに、駆動軸３６により迅速に動力を出力することができる。
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、ＨＶ走行モードでの前進走行中にシフトポジションＳＰがＤポジションからＮポジションに操作されるＤＮ操作が行なわれたときに、アクセル開度Ａｃｃが開度閾値Ａｒｅｆ以上のときには、有段変速機６０による中間軸３２と駆動軸３６との間の動力の伝達の解除によってニュートラル状態を形成する機械ニュートラル制御を実行し、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２がＤＮ操作時の回転数Ｎｅｄｎ，Ｎｍ１ｄｎ，Ｎｍ２ｄｎ付近で回転するようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するから、エンジン２２が吹き上がってエンジン２２やモータＭＧ１（特にモータＭＧ１）が過回転となるのを抑制することができる。また、アクセル開度Ａｃｃが開度閾値Ａｒｅｆ未満のときには、インバータ４１，４２のゲート遮断によってニュートラル状態を形成する電気ニュートラル制御を実行するから、有段変速機６０を中間軸３２と駆動軸３６との間の動力の伝達を可能な状態にしておくことにより、インバータ４１，４２の制御を再開する（ゲート遮断を終了する）だけで駆動軸３６に動力を出力することができ、その後にシフトポジションＳＰがＮポジションからＤポジションに切り替えられるＮＤ操作が行なわれたときに、駆動軸３６により迅速に動力を出力する（出力応答性を向上させる）ことができる。
実施例のハイブリッド自動車２０では、ＤＮ操作が行なわれたときには、機械ニュートラル制御と電気ニュートラル制御とのいずれを実行するかを、ＤＮ操作が行なわれたとき（ＤＮ操作が行なわれる直前）のアクセル開度Ａｃｃを用いて判定するものとしたが、アクセル開度Ａｃｃに代えて、アクセル開度Ａｃｃに基づく駆動軸３６の要求トルクＴｏｕｔ＊，要求トルクＴｏｕｔ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｏｕｔを乗じて得られる駆動軸３６の要求パワーＰｏｕｔ＊，要求トルクＴｏｕｔ＊を有段変速機６０のギヤ比Ｇｒで除して得られる中間軸３２の要求トルクＴｉｎ＊，要求トルクＴｉｎ＊にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（中間軸３２の回転数）を乗じて得られる中間軸３２の要求パワーＰｉｎ＊，要求パワーＰｉｎ＊と高電圧バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊とに基づくエンジン２２の要求パワーＰｅ＊，エンジン２２から出力されるトルクやパワー，エンジン２２の吸入空気量や燃料噴射量などのいずれかを用いて判定するものとしてもよい。なお、アクセル開度Ａｃｃや要求トルクＴｏｕｔ＊などのパラメータ（エンジン２２の出力に関するパラメータ）とエンジン２２の出力とは、パラメータが大きいほどエンジン２２の出力が大きくなる又はエンジン２２の出力が大きいほどパラメータが大きくなる傾向の関係を有する。
実施例のハイブリッド自動車２０では、開度閾値Ａｒｅｆは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（中間軸３２の回転数）が小さいほど小さくなる傾向に設定されるものとしたが、固定値を用い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、回転数閾値Ｎｅｒｅｆは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（中間軸３２の回転数）が小さいほど小さくなる傾向に設定されるものとしたが、固定値を用い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、機械ニュートラル制御の実行時において、ＤＮ操作後時間ｔが閾値ｔｒｅｆ未満のときには、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２がＤＮ操作時の回転数Ｎｅｄｎ，Ｎｍ１ｄｎ，Ｎｍ２ｄｎ付近で回転するようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御し、ＤＮ操作後時間ｔが閾値ｔｒｅｆ以上のときには、エンジン２２の回転数ＮｅがＤＮ操作時の回転数Ｎｅｄｎからアイドル回転数Ｎｉｄｌに近づくと共にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２がＤＮ操作時の回転数Ｎｍ２ｄｎから中間軸３２（有段変速機６０の入力軸）の予定回転数（Ｎｏｕｔ・Ｇｒｅｓｔ）に近づくようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものとしたが、ＤＮ操作後時間ｔに拘わらず、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２がＤＮ操作時の回転数Ｎｅｄｎ，Ｎｍ１ｄｎ，Ｎｍ２ｄｎ付近で回転するようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものとしてもよい。また、ＤＮ操作後時間ｔに拘わらず、エンジン２２の回転数Ｎｅがアイドル回転数Ｎｉｄｌに近づくと共にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が中間軸３２の予定回転数（Ｎｏｕｔ・Ｇｒｅｓｔ）に近づくようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものとしてもよい。なお、エンジン２２やモータＭＧ１の回転数の増加を抑制するためのエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２との制御であれば、これらの制御に限られず、他の制御を行なうものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車２０では、機械ニュートラル制御の実行中にエンジン２２の回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｅｒｅｆ未満に至ったときに、機械ニュートラル制御から電気ニュートラル制御に切り替えるものとしたが、ＤＮ操作後時間ｔが閾値ｔｒｅｆ以上に至ったとき（エンジン２２のパワーＰｅが値０に低下しているとき）に、機械ニュートラル制御から電気ニュートラル制御に切り替えるものとしてもよい。また、エンジン２２の回転数Ｎｅなどに拘わらず、機械ニュートラル制御から電気ニュートラル制御への切替を行なわないものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車２０では、ＨＶ走行モードでの前進走行中にＤＮ操作が行なわれたときの動作、具体的には、アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆ以上のときには機械ニュートラル制御を実行し、アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆ未満のときには電気ニュートラル制御を実行することについて説明したが、エンジン２２の自立運転や運転停止を伴っての前進走行中にＤＮ操作が行なわれたときには、アクセル開度Ａｃｃに拘わらず、電気ニュートラル制御を実行するものとしてもよい。これは、エンジン２２を自立運転したり運転停止しているときには、アクセル開度Ａｃｃが大きい状態で電気ニュートラル制御を実行したとしてもエンジン２２やモータＭＧ１が過回転となるおそれは低いと考えられるためである。
実施例のハイブリッド自動車２０では、ＤＮ操作が行なわれたときの動作について説明したが、後進走行中にシフトポジションＳＰがＲポジションからＮポジションに操作されるＲＮ操作が行なわれたときについても実施例と同様に考えることができる。ここで、前進走行中のシフトポジションＳＰのＮポジションからＲポジションへの切替の許容上限車速が図５の変速マップの「１−２」ラインより低く、且つ、後進走行中にシフトポジションＳＰのＮポジションからＤポジションに切り替えられたときに前進１速段を形成する仕様を考える。実施例では、上述したように、前進第１速段と後進段とは同一の係合要素（クラッチＣ１およびブレーキＢ２）の係合によって形成される。したがって、この仕様では、有段変速機６０が前進１速段や後進段を形成しており且つアクセル開度Ａｃｃが比較的小さい状態でＤＮ操作やＲＮ操作が行なわれて電気ニュートラル制御を行なう（有段変速機６０についてはクラッチＣ１およびブレーキＢ２の係合を継続する）場合、その後に、シフトポジションＳＰがＤポジションとＲポジションとのいずれに操作されたときでも、駆動軸３６に動力を迅速に出力することができる。この結果、車庫入れ時などにおいて、アクセル開度Ａｃｃが比較的小さい状態で、シフトポジションＳＰがＤポジションからＮポジションを経由してＲポジションに操作されたときやＲポジションからＮポジションを経由してＤポジションに操作されたときに、その操作に迅速に対応することができる。
実施例のハイブリッド自動車２０では、有段変速機６０は、４段変速式を用いるものとしたが、３段変速式や５段変速式，６段変速式などを用い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、中間軸３２と駆動軸３６との間に有段変速機６０を介在させると共に中間軸３２にモータＭＧ２を接続するものとしたが、図１０の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、中間軸３２と駆動軸３６との間に有段変速機６０を介在させると共に駆動軸３６にモータＭＧ２を接続するものとしてもよいし、図１１の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、中間軸３２と駆動軸３６との間にクラッチ２６０を介在させると共に中間軸３２にモータＭＧ２を接続するものとしてもよいし、図１２の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、中間軸３２と駆動軸３６との間にクラッチ３６０を介在させると共に駆動軸３６にモータＭＧ２を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からの動力をプラネタリギヤ３０を介して中間軸３２（有段変速機６０の入力軸）に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を中間軸３２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４２０に例示するように、中間軸３２にモータＭＧを接続すると共にモータＭＧの回転軸にクラッチ４２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と有段変速機６０とを介して駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧからの動力を有段変速機６０を介して駆動軸３６に出力するものとしてもよい。この構成では、機械ニュートラル制御の実行時には、クラッチ４２９をオンとしてモータＭＧによってエンジン２２やモータＭＧの過回転を抑制すればよい。また、電気ニュートラル制御の実行時には、クラッチ４２９をオフとしてエンジン２２と駆動軸３６との接続の解除を機械的に行なえばよい。
実施例のハイブリッド自動車２０では、中間軸３２と駆動軸３６との間に有段変速機６０を介在させるものとしたが、図１４の変形例のハイブリッド自動車５２０に例示するように、中間軸３２と駆動軸３６との間に、無段変速機５６０と、係合要素を有する前後進切替機構５６２と、を介在させるものとしてもよい。この構成では、前後進切替機構５６２の係合要素を解放することによって機械ニュートラル制御を実行することができる。なお、図１４では、図１３のハイブリッド自動車４２０の有段変速機６０を無段変速機５６６０および前後進切替機構５６２に置き換えた構成としたが、図１や図１０のハイブリッド自動車２０，１２０の有段変速機６０を無段変速機５６０および前後進切替機構５６２に置き換えた構成としてもよい。
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「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「モータ」に相当し、インバータ４１が「インバータ」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、有段変速機６０が「動力伝達手段」に相当し、図６のＮポジション時制御ルーチンを実行するＨＶＥＣＵ７０と、ＨＶＥＣＵ７０からの指令に基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４と、ＨＶＥＣＵ７０からの指令に基づいてモータＭＧ１（インバータ４１）を制御するモータＥＣＵ４０と、が「制御手段」に相当する。
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、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。
２０，１２０，２２０，３２０，４２０，５２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ クランクポジションセンサ、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、２９ トランスミッションケース、３０，６２，６４ プラネタリギヤ、３０ｃ，６２ｃ，６４ｃ キャリヤ、３０ｐ，６２ｐ，６４ｐ ピニオンギヤ、３０ｒ，６２ｒ，６４ｒ リングギヤ、３０ｓ，６２ｓ，６４ｓ サンギヤ、３２ 中間軸、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、６０ 有段変速機、６９ 回転数センサ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、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、２６０，３６０，４２９，Ｃ１，Ｃ２ クラッチ、５６０ 無段変速機、５６２ 前後進切替機構、Ｂ１，Ｂ２ ブレーキ、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (8)

  1. 中間軸に動力を出力可能なエンジンと、前記中間軸に動力を入出力可能なモータと、前記モータを駆動するためのインバータと、前記インバータを介して前記モータと電力をやりとり可能なバッテリと、前記中間軸と車軸に連結された駆動軸との間の動力の伝達および伝達の解除を機械的に行なう動力伝達手段と、を備えるハイブリッド自動車であって、
    シフトポジションがニュートラルポジションのとき、前記インバータのゲート遮断によってニュートラル状態を形成する電気ニュートラル制御と、前記動力伝達手段による前記中間軸と前記駆動軸との間の動力の伝達の解除によってニュートラル状態を形成する機械ニュートラル制御と、のうち少なくとも一方を実行する制御手段を備え、
    前記制御手段は、前記エンジンの出力を用いた前進走行中にシフトポジションが走行用ポジションからニュートラルポジションに操作されるニュートラル操作が行なわれたとき、アクセル開度と前記エンジンから出力されるトルクと前記エンジンから出力されるパワーとのうちの何れか１つであるパラメータが閾値以上のときには前記機械ニュートラル制御を実行し、前記パラメータが前記閾値未満のときには前記電気ニュートラル制御を実行する手段である、
    ハイブリッド自動車。
  2. 請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
    前記制御手段は、前記ニュートラル操作が行なわれて前記機械ニュートラル制御を実行している最中に前記エンジンの回転数が回転数閾値以下に至ったときには、前記電気ニュートラル制御に切り替える手段である、
    ハイブリッド自動車。
  3. 請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
    前記エンジンの出力軸と前記モータの回転軸と前記中間軸とに３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、
    前記駆動軸に動力を入出力可能な第２モータと、
    前記第２モータを駆動するための第２インバータと、
    を備え、
    前記バッテリは、前記インバータを介して前記モータと電力をやりとり可能であると共に前記第２インバータを介して前記第２モータと電力をやりとり可能であり、
    前記制御手段は、前記電気ニュートラル制御を実行する際には、前記インバータおよび前記第２インバータのゲート遮断によってニュートラル状態を形成する手段である、
    ハイブリッド自動車。
  4. 請求項３記載のハイブリッド自動車であって、
    前記閾値は、前記中間軸の回転数が小さいほど小さくなる傾向に設定される、
    ハイブリッド自動車。
  5. 請求項３または４記載のハイブリッド自動車であって、
    前記制御手段は、前記ニュートラル操作が行なわれて前記機械ニュートラル制御を実行している最中に前記エンジンの回転数が回転数閾値以下に至ったときには、前記電気ニュートラル制御に切り替える手段であり、
    前記回転数閾値は、前記中間軸の回転数が小さいほど小さくなる傾向に設定される、
    ハイブリッド自動車。
  6. 請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
    前記制御手段は、前記機械ニュートラル制御の実行時には、前記エンジンと前記モータとが前記ニュートラル操作が行なわれたときの回転数で保持されるように制御する手段である、
    ハイブリッド自動車。
  7. 請求項６記載のハイブリッド自動車であって、
    前記制御手段は、前記機械ニュートラル制御の実行開始から所定時間経過後は、前記エンジンがアイドル回転数で回転すると共に、前記中間軸の回転数が、前記動力伝達手段による前記中間軸と前記駆動軸との間の動力の伝達が可能となったときに想定される回転数となるように制御する手段である、
    ハイブリッド自動車。
  8. 請求項１ないし７のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
    前記動力伝達手段は、係合要素を有し前記中間軸と前記駆動軸とに介在する有段変速機である、
    ハイブリッド自動車。
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