WO2007080729A1

WO2007080729A1 - ハイブリッド車両およびその制御方法

Info

Publication number: WO2007080729A1
Application number: PCT/JP2006/324656
Authority: WO
Inventors: Daigo Ando; Toshio Inoue; Mamoru Tomatsuri; Keiko Hasegawa; Shunsuke Fushiki; Tsukasa Abe
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2006-01-13
Filing date: 2006-12-11
Publication date: 2007-07-19
Also published as: EP1972518B1; US7971668B2; KR101045078B1; EP1972518A4; KR20080077278A; JP2007186111A; JP4175370B2; US20090159351A1; EP1972518A1; CN101356088B; CN101356088A

Abstract

　ハイブリッド自動車２０では、シフトポジションＳＰ１～ＳＰ６の任意の選択が許容されるＳポジション選択時にアクセルオフに基づく減速要求がなされたときにバッテリ５０の状態から燃料カットを禁止し得ない場合、燃料カットを伴って要求トルクＴｒ＊に基づく駆動力が出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される（Ｓ４１０，Ｓ４２０，Ｓ３６０～Ｓ４００）。また、Ｓポジション選択時にアクセルオフに基づく減速要求がなされたときにバッテリ５０の状態から燃料カットを禁止し得る場合、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ０で実質的に自立運転されると共に要求トルクＴｒ＊に基づく駆動力が出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される（Ｓ３４０～Ｓ４００）。

Description

ハイブリッド車両およびその制御方法

技術分野

[0001] 本発明は、ハイブリッド車両およびその制御方法に関する。

背景技術

[0002] 従来から、ハイブリッド車両の一例として、内燃機関の動力を駆動軸に伝達するトルクコンバータと自動変速機との間にモータジェネレータを配置したものが知られている（例えば、特許文献 1参照。 ) oこのハイブリッド車両では、高温下でリーン雰囲気に晒されることによる触媒の劣化を抑制するために、触媒の温度が所定の判断基準値よりも高い状態にあると判断されると内燃機関の燃料カットを抑制する制御が実行される。そして、アクセルオフに基づく減速要求がなされても、触媒の温度状態から燃料カットが禁止されているときには、燃料カットの禁止に伴う減速度の低下を補うために、モータジェネレータにより回生制動力を発生させ、回生電力を二次電池等の蓄電装置に蓄えている。また、このハイブリッド車両では、触媒が高温状態にあるときにアクセルオフに基づく減速要求がなされた場合に蓄電装置の状態によってモータジエネレータによる回生電力を蓄電装置に蓄えられないおそれがあれば、モータジエネレータによる回生制動力に代えて、要求される制動力を油圧ブレーキにより発生させている。なお、このような燃料カットに関連する技術としては、内燃機関のみを駆動源とすると共にマニュアル変速モードを選択可能な自動変速機を備えた車両にぉ、て、いわゆるエンジンブレーキの効きをよくすると共に燃費を改善したり、乗り心地や走行フィーリングを良好にする観点から、マニュアル変速モード選択時には自動変速モード選択時に比べて燃料カット回転数を低くするものや (例えば、特許文献 2参照。 ) 、マニュアル変速モード選択時には自動変速モード選択時に比べて燃料供給を再開させるための燃料カット復帰回転数を高くするもの（例えば、特許文献 3参照。）も知られている。

特許文献 1：特開 2003— 207043号公報

特許文献 2：特開平 5— 59982号公報特許文献 3 :特開平 8— 11591号公報

発明の開示

[0003] ところで、上述のようなノ、イブリツド車両では、内燃機関を任意の運転ポイントで運転することが可能である。このため、近年では、運転者の様々なニーズに応えるベぐ走行に要求される要求駆動力の設定可能範囲や要求駆動力に対応した内燃機関の目標回転数を定めるための運転ポイント制約とをそれぞれ異なる態様で規定する複数の運転条件の中から所望の運転条件をシフトポジションの変更により任意に設定可能とするシフト装置をハイブリッド車両に適用することが提案されて、る。そして、このようなシフト装置をノ、イブリツド車両に適用し、アクセルオフ時等の減速要求時に燃料カットした状態の内燃機関の回転数を変化させれば、選択されたシフトポジションに応じたエンジンブレーキによる制動力を発生させることができる。ただし、運転者に任意のシフトポジション (運転条件)の選択が許容されて、る状態では、触媒の状態に応じて燃料カットが禁止されてヽなければ、燃料カットが頻繁に行われることも想定される。そして、このように燃料カットが頻繁に行われると、多量の空気が排ガス浄化用の触媒に送り込まれることにより、触媒に酸素が付着し、触媒の NOxの浄化性能が低下してしまうおそれもある。

[0004] そこで、本発明によるハイブリッド車両およびその制御方法は、走行に要求される要求駆動力の設定可能範囲を規定する運転条件の任意の選択が許容されている際に、排ガス浄ィ匕用の触媒の浄ィ匕性能の低下を抑制することを目的の一つとする。また、本発明によるハイブリッド車両およびその制御方法は、排ガス浄ィ匕用の触媒の浄化性能の低下を良好に抑制してェミッションの改善を図ることを目的の一つとする。

[0005] 本発明によるハイブリッド車両およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採って、る。

[0006] 本発明によるハイブリッド車両は、

内燃機関と、

前記内燃機関から排出される排ガスを浄ィ匕するための触媒を含む浄ィ匕手段と、何れかの車軸である第 1車軸と前記内燃機関の出力軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記第 1車軸および前記出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、

前記第 1車軸または該第 1車軸とは異なる車軸の何れかである第 2車軸に動力を入出力可能な電動機と、

前記電力動力入出力手段および前記電動機との間で電力をやりとり可能な蓄電手段と、

前記蓄電手段の状態に基づいて前記内燃機関に対する燃料供給の停止を禁止し得るか否か判定する燃料供給停止判定手段と、

少なくとも走行に要求される要求駆動力の設定可能範囲をそれぞれ異なる態様で規定する複数の運転条件の中から何れか一つを実行用運転条件として設定すると共に、所定条件下で運転者に任意の運転条件の選択を許容する運転条件設定手段と、

前記設定された実行用運転条件に従って要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、

前記運転条件設定手段が前記任意の運転条件の選択を許容している状態での減速要求がなされたときに前記燃料供給停止判定手段が前記燃料供給の停止を禁止し得な!/、と判断して!/、る場合には、前記燃料供給の停止を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように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と共に、前記減速要求がなされたときに前記燃料供給停止判定手段が前記燃料供給の停止を禁止し得ると判断してヽる場合には、前記内燃機関が所定回転数で実質的に自立運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように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、

を備えるものである。

このハイブリッド車両では、所定条件下で、少なくとも走行に要求される要求駆動力の設定可能範囲をそれぞれ規定する複数の運転条件の中から何れか一つを運転者が任意に選択できるようになつている。そして、運転者に任意の運転条件の選択が許容されている状態で減速要求がなされたときに蓄電手段の状態力内燃機関に対する燃料供給の停止を禁止し得ない場合には、内燃機関に対する燃料供給の停止を伴って設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とが制御される。また、運転者に任意の運転条件の選択が許容されている状態で減速要求がなされたときに蓄電手段の状態力内燃機関に対する燃料供給の停止を禁止し得る場合には、内燃機関が所定回転数で実質的に自立運転されると共に設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とが制御される。すなわち、運転者に任意の運転条件の選択が許容されている状態では、選択された運転条件に基づく要求駆動力との関係から減速要求がなされたときに燃料供給が停止されやすくなり、何ら対策を施さなければ、燃料供給の停止により排ガス浄化用の触媒に多量の空気が送り込まれて当該触媒に酸素が付着することに起因した浄化性能の低下を招くおそれがある。このため、運転者に任意の運転条件の選択が許容されている状態で減速要求がなされたときには、蓄電手段の状態から内燃機関に対する燃料供給の停止を禁止せざるを得なヽ場合を除ヽて、燃料供給を停止することなく内燃機関の実質的な自立運転を伴!、ながら要求駆動力に基づく駆動力を得るようにすれば、燃料供給の停止に起因した触媒の浄ィ匕性能の低下を抑制することが可能となり、ひいてはェミッションの改善を図ることができる。なお、ここでいう内燃機関の実質的な自立運転には、内燃機関からの動力（トルク）の出力を伴わない運転の他、内燃機関力の若干の動力（トルク）の出力を伴う運転も含まれる。

[0008] また、前記減速要求は、アクセル操作状態がアクセルオフ状態とされることによる減速要求と、アクセル操作状態がアクセルオン状態のままでアクセル開度が減じられることによる減速要求とを含んでもよい。これらの減速要求がなされた場合、通常、内燃機関に対する燃料供給を停止することが多いので、このような場合に、蓄電手段の状態カゝら内燃機関に対する燃料供給の停止を禁止せざるを得ない場合を除いて、燃料供給を停止することなく内燃機関の実質的な自立運転を伴、ながら要求駆動力に基づく駆動力（制動力）を得るようにすれば、触媒の浄ィ匕性能の低下を抑制してエミッシヨンの改善を図ることが可能となる。

[0009] 更に、前記燃料供給停止判定手段は、前記蓄電手段の蓄電残量が所定の上限値以下であるか、あるいは前記蓄電手段の状態に基づいて設定される該蓄電手段の充電に許容される電力である充電許容電力が所定の充電限界値以下である場合に前記燃料供給の停止を禁止し得ると判断するものであってもよい。これにより、蓄電手段の状態に基づいて内燃機関に対する燃料供給の停止を禁止し得るカゝ否かをより適正に判定することが可能となる。

[0010] また、前記上限値および前記充電限界値は、減速要求時の要求駆動力を燃料供給の停止無しに前記内燃機関の実質的な自立運転を伴って得る際に前記電力動力入出力手段と前記電動機とにより入出力される電力に基づいてそれぞれ定められてもよい。このようにして閾値としての上限値および充電限界値を定めておけば、適切なタイミングで内燃機関に対する燃料供給の停止の禁止を解除して蓄電手段の過充電による劣化を抑制することが可能となる。

[0011] 更に、前記運転条件設定手段は、運転者のシフト操作に応じて複数のシフトポジシヨンの中から実行用シフトポジションを設定するシフト設定手段であってもよぐ前記複数の運転条件は、前記複数のシフトポジションに対応づけられると共に、前記複数のシフトポジションは、運転者に任意のシフトポジションの選択を許容するシーケンシャノレシフトポジションを含んでもよ!、。

[0012] また、前記シーケンシャルシフトポジションが選択されたときに運転者に選択が許容される運転条件は、前記要求駆動力の設定可能範囲と、前記要求駆動力に対応する前記内燃機関の目標回転数を定めるための運転ポイント制約とを規定するものであってもよぐ前記制御手段は、前記減速要求がなされたときに前記燃料供給停止判定手段が前記燃料供給の停止を禁止し得な!、と判断して！/、る場合、前記燃料供給の停止を伴って前記運転ポイント制約に基づいて設定される目標回転数で前記内燃機関が運転されると共に、前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように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ものであってもよい。

[0013] そして、前記電力動力入出力手段は、前記第 1車軸と前記内燃機関の出力軸と回転可能な第 3軸とに接続され、これら 3軸のうちの何れ力 2軸に入出力される動力に基づいて定まる動力を残余の軸に入出力する 3軸式動力入出力手段と、前記第 3軸に動力を入出力可能な発電機とを備えるものであってもよい。 [0014] 本発明によるハイブリッド車両の制御方法は、内燃機関と、該内燃機関力も排出される排ガスを浄ィ匕するための触媒を含む浄ィ匕手段と、何れかの車軸である第 1車軸と前記内燃機関の出力軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記第 1車軸および前記出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記第 1車軸または該第 1車軸とは異なる車軸の何れかである第 2車軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機との間で電力をやりとり可能な蓄電手段と、少なくとも走行に要求される要求駆動力の範囲を定める駆動力設定制約をそれぞれ異なる態様で規定する複数の運転条件の中から何れか一つを実行用運転条件として設定すると共に、所定条件下で運転者に任意の運転条件の選択を許容する運転条件設定手段とを備えたハイブリッド車両の制御方法であって、

前記運転条件設定手段が前記任意の運転条件の選択を許容している状態での減速要求がなされたときに前記蓄電手段の状態力前記内燃機関に対する燃料供給の停止を禁止し得ない場合には、前記内燃機関に対する燃料供給の停止を伴って前記設定された実行用運転条件に従って設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように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と共に、前記減速要求がなされたときに前記蓄電手段の状態から前記燃料供給の停止を禁止し得る場合には、前記内燃機関が所定回転数で実質的に自立運転されると共に前記設定された実行用運転条件に従って設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように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ステップを含むものである。

[0015] この方法が適用されるハイブリッド車両のように、少なくとも走行に要求される要求駆動力の設定可能範囲をそれぞれ規定する複数の運転条件の中から何れか一つを運転者が任意に選択できるようになつている場合、運転者に任意の運転条件の選択が許容されている状態では、選択された運転条件に基づく要求駆動力との関係から減速要求がなされたときに燃料供給が停止されやすくなり、燃料供給の停止により排ガス浄化用の触媒に多量の空気が送り込まれると、当該触媒に酸素が付着することに起因した浄ィ匕性能の低下を招くおそれがある。従って、この方法のように、運転者に任意の運転条件の選択が許容されている状態で減速要求がなされたときには、蓄電手段の状態から内燃機関に対する燃料供給の停止を禁止せざるを得ない場合を除、て、燃料供給を停止することなく内燃機関の実質的な自立運転を伴、ながら要求駆動力に基づく駆動力を得るようにすれば、触媒の浄化性能の低下を抑制することが可能となり、ひいてはェミッションの改善を図ることができる。

[0016] また、本発明によるハイブリッド車両の制御方法にぉ、て、前記減速要求は、ァクセル操作状態がアクセルオフ状態とされることによる減速要求と、アクセル操作状態がアクセルオン状態のままでアクセル開度が減じられることによる減速要求とを含んでもよい。

[0017] 更に、本発明によるハイブリッド車両の制御方法は、（b)前記蓄電手段の状態に基づいて前記内燃機関に対する燃料供給の停止を禁止し得るカゝ否か判定するステツプを更に含んでもよぐ前記ステップ (b)では、前記蓄電手段の蓄電残量が所定の上限値以下であるか、あるいは前記蓄電手段の状態に基づいて設定される該蓄電手段の充電に許容される電力である充電許容電力が所定の充電限界値以下である場合に前記燃料供給の停止を禁止し得ると判断してもよい。

[0018] この場合、前記上限値および前記充電限界値は、減速要求時の要求駆動力を燃料供給の停止無しに前記内燃機関の実質的な自立運転を伴って得る際に前記電力動力入出力手段と前記電動機とにより入出力される電力に基づいてそれぞれ定められてもよい。

[0019] また、前記ハイブリッド車両の前記運転条件設定手段は、運転者のシフト操作に応じて複数のシフトポジションの中から実行用シフトポジションを設定するシフト設定手段であってもよぐ前記複数の運転条件は、前記複数のシフトポジションに対応づけられると共に、前記複数のシフトポジションは、運転者に任意のシフトポジションの選択を許容するシーケンシャルシフトポジションを含んでもよい。

[0020] 更に、本発明によるハイブリッド車両の制御方法にぉ、て、前記シーケンシャルシフトポジションが選択されたときに運転者に選択が許容される運転条件は、前記要求駆動力の設定可能範囲と、前記要求駆動力に対応する前記内燃機関の目標回転数を定めるための運転ポイント制約とを規定してもよぐ前記ステップ (a)では、前記減速要求がなされたときに前記燃料供給停止判定手段が前記燃料供給の停止を禁止し得な!/ヽと判断してヽる場合、前記燃料供給の停止を伴って前記運転ポイント制約に基づいて設定される目標回転数で前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように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してもよい。

図面の簡単な説明

[図 1]本発明の実施例に係るハイブリッド自動車 20の概略構成図である。

[図 2]エンジン 22の概略構成図である。

[図 3]実施例のハイブリッド ECU70により、シフトポジション SPとして Sポジションが選択されており、かつアクセル操作状態がアクセルオン状態にあるときに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。

[図 4]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。

[図 5]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。

[図 6]要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。

[図 7]エンジン 22の動作ラインと目標回転数 Ne *と目標トルク Te *との相関曲線とを例示する説明図である。

[図 8]アクセルオン時における動力分配統合機構 30における各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を例示する共線図である。

[図 9]アクセルオン状態でエンジン 22の爆発燃焼を継続させるときの動力分配統合機構 30の各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を例示する共線図である。

[図 10]アクセルオン状態で燃料カットを実行したときの動力分配統合機構 30における各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を例示する共線図である。

[図 11]実施例のハイブリッド ECU70により、シフトポジション SPとして Sポジションが選択されており、かつアクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときに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。

[図 12]アクセルオフ状態でエンジン 22の爆発燃焼を継続させるときの動力分配統合機構 30の各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を例示する共線図である。 [図 13]Sポジション選択時に用いられる目標回転数設定用マップの一例を示す説明図である。

[図 14]アクセルオフ状態で燃料カットを実行したときの動力分配統合機構 30における各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を例示する共線図である。

[図 15]変形例のハイブリッド自動車 120の概略構成図である。

[図 16]変形例のハイブリッド自動車 220の概略構成図である。

発明を実施するための最良の形態

[0022] 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。

[0023] 図 1は、本発明の実施例に係るハイブリッド自動車の概略構成図である。図 1に示すハイブリッド自動車 20は、エンジン 22と、エンジン 22の出力軸としてのクランタシャフト 26にダンバ 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、この減速ギャ 35に接続されたモータ MG2と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ハイブリッド ECU」という） 70とを備える。

[0024] エンジン 22は、例えばガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料を用いて動力を出力可能な内燃機関として構成されている。エンジン 22は、図 2からわ力るように、ェァクリーナ 122により清浄された空気をスロットルバルブ 124を介して吸気ポートに取り入れると共に燃料噴射弁 126からガソリンを噴射して吸入空気とガソリンとを混合させ、この混合気を吸気ノレブ 128を介して燃焼室に吸入すると共に点火プラグ 130 による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン 132の往復運動をクランクシャフト 26の回転運動に変換するものである。エンジン 22 力もの排気ガスは、一酸化炭素 (CO)や炭化水素 (HC)、窒素酸化物 (NOx) t 、つた有害成分を浄化する排ガス浄化触媒 (三元触媒)を備えた浄化装置 134を介して外部へと排出される。浄ィ匕装置 134の排ガス浄ィ匕触媒は、白金 (Pt)やパラジウム (P d)等の酸化触媒と、ロジウム (Rh)等の還元触媒と、セリア (Ce02)等の助触媒等から構成されるとよい。この場合、酸ィ匕触媒の作用により排ガスに含まれる COや HCが水 (H20)や二酸化炭素 (C02)に浄化され、還元触媒の作用により排ガスに含まれる NOxが窒素 (N2)や酸素（02)に浄ィ匕される。

[0025] このように構成されるエンジン 22は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジン E CUという） 24により制御される。エンジン ECU24は、図 2に示すように、 CPU24aを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、 CPU 24aの他に処理プログラムを記憶する ROM24bと、データを一時的に記憶する RAM24cと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。例えば、エンジン ECU24には、クランクシャフト 26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ 140からのクランクポジション、ェンジン 22の冷却水の温度を検出する水温センサ 142からの冷却水温、燃焼室内の圧力である筒内圧力を検出する圧力センサ 143からの筒内圧力、燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ 128や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ 144からのカムポジション、スロットルバルブ 124のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ 146からのスロットルポジション、吸気管に設けられたエアフローメータ 148からの信号、同様に吸気管に設けられた温度センサ 149からの吸気温度、浄化装置 134に設けられた温度センサ 135からの触媒床温 Teat等が入力ポートを介して入力されている。また、エンジン ECU24からは、ェンジン 22を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁 126への駆動信号や、スロットルバルブ 124のポジションを調節するスロットルモータ 136への駆動信号、ィグナイタと一体化されたイダ-ッシヨンコイル 138への制御信号、吸気バルブ 128の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構 150への制御信号等が出力ポートを介して出力される。なお、エンジン ECU24は、ハイブリッド用電子制御ュ-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ェンジン 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 ECU70に出力する。

[0026] 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に嚙合すると共にリングギヤ 3 2に嚙合する複数のピ-オンギヤ 33と、複数のピ-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。キャリア 34にはェンジン 22のクランクシャフト 26力サンギヤ 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、動力分配統合機構 30は、モータ MG1が発電機として機能するときにはキャリア 34から入力されるェンジン 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 およびデフアレンシャルギヤ 62を介して、最終的には車両の駆動輪 63a, 63bに出力される。

[0027] モータ MG1およびモータ MG2は、何れも発電機として作動することができると共に電動機として作動可能な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 4 1, 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とノッテリ 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の何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つている。したがって、バッテリ 50は、モータ MG 1, MG2の何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、何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 MG 1, 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等が入力されており、モータ ECU40からは、インバータ 41, 42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータ ECU40は、ハイブリッド ECU70と通信しており、ハイブリッド ECU70からの制御信号によってモータ MG1, MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータ M Gl, MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド ECU70に出力する。

[0028] 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によつて管理されている。ノッテリ ECU52には、ノッテリ 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力もの端子間電圧、ノッテリ 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等が入力されており、ノッテリ ECU52は、必要に応じてバッテリ 50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド ECU70やエンジン ECU24に出力する。なお、ノッテリ 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、て残容量 SOCも算出して、る。

[0029] ハイブリッド ECU70は、 CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、 CPU72の他に処理プログラムを記憶する ROM74と、データを一時的に記憶する RAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド Έ CU70には、イダ-ッシヨンスィッチ 80からのイダ-ッシヨン信号、シフトレバー 81の操作位置であるシフトポジション SP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 8 8からの車速 V等が入力ポートを介して入力される。ノ、イブリツド ECU70は、上述したように、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。

[0030] 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、後進走行用のリバースポジション、中立のニュ一トラルポジション、前進走行用の通常のドライブポジション（以下、「Dポジション」と V、う）の他に、シーケンシャルシフトポジション（以下、「Sポジション」と!、う）、アップシフト旨示ポジションおよびダウンシフト旨示ポジションが用意されてヽる。シフトポジシヨン SPとして Dポジションを選択すると、実施例のハイブリッド自動車 20は、エンジン 22が効率よく運転されるように駆動制御される。また、シフトポジション SPとして Sポジシヨンを選択すれば、主として減速時に、車速 Vに対するエンジン 22の回転数の比を例えば 6段階 (SP1〜SP6)に変更することが可能となる。実施例では、運転者によりシフトレバー 81が Sポジションにセットされると、シフトポジション SPが 5段目の SP5とされ、シフトポジションセンサ 82によりシフトポジション SP = SP5である旨が検出される。以後、シフトレバー 81がアップシフト指示ポジションにセットされるとシフトポジション SPが 1段ずつ上げられる（アップシフトされる）一方、シフトレバー 81がダウンシフト指示ポジションにセットされるとシフトポジション SPが 1段ずつ下げられ (ダウンシフトされ）、シフトポジションセンサ 82は、シフトレバー 81の操作に応じて現在のシフトポジシヨン SPを出力する。

[0031] 上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車 20では、運転者によるァクセルペダル 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 Tr*が計算され、この要求トルク Tr *に対応する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 MG 1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の運転制御モードとしては、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ェンジン 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 32 a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ェンジン 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 3 0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 32 a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に出力するように運転制御するモータ運転モード等がある。

[0032] 次に、実施例のハイブリッド自動車 20の動作、特に、運転者によりシフトポジション SPとして Sポジションが選択されて!、るときのハイブリッド自動車 20の動作につ!、て説明する。ここでは、 Sポジション選択時におけるハイブリッド自動車 20の動作をァクセル操作状態がアクセルオン状態にある場合と、アクセル操作状態がアクセルオフ状態にある場合とに分けて説明する。 [0033] 図 3は、運転者によりシフトポジション SPとして Sポジションが選択されており、かつアクセル操作状態がアクセルオン状態にあるときに、ノ、イブリツド ECU70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、ァクセル操作状態がアクセルオン状態にあるときに所定時間毎 (例えば数 msec毎）に繰り返し実行される。図 3の駆動制御ルーチンが開始されると、ハイブリッド ECU70の C PU72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、車速センサ 88からの車速 V、モータ MG1, MG2の回転数 Nml, Nm2、シフトポジションセンサ 82からのシフトポジション SP、バッテリ 50が充放電すべき充放電要求パワー P b *、ノッテリ 50の残容量 SOC、バッテリ 50の入出力制限 Win, Woutといった制御に必要なデータの入力処理を実行する (ステップ S 100)。この場合、モータ MG1, MG2の回転数 Nml, Nm2は、回転位置検出センサ 43, 44により検出されるモータ MG1, MG2の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータ ECU40から通信により入力するものとした。充放電要求パワー Pb *や残容量 SOCは、バッテリ E CU52から通信により入力するものとした。ノッテリ 50の充電に許容される電力である充電許容電力としての入力制限 Winと、その放電に許容される電力である放電許容電力としての出力制限 Woutとは、温度センサ 51により検出されたバッテリ 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 ECU5 2から通信により入力するものとした。なお、ノッテリ 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て設定することが可能である。図 4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 5にノッテリ 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。

[0034] ステップ S100のデータ入力処理の後、入力したアクセル開度 Acc、車速 Vおよびシフトポジション SPに基づいて駆動輪 63a, 63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸 32aに出力すべき要求トルク Tr *と、走行に際して車両全体に要求される要求パワー P *とを設定する（ステップ S 110)。実施例では、アクセル開度 Acc、車速 V およびシフトポジション SPと要求トルク Tr *との関係を予め定めて要求駆動力の設定可能範囲を規定する要求トルク設定用マップとして ROM74に記憶しておき、ァクセル開度 Acc、車速 Vおよびシフトポジション SPが与えられると当該マップ力もこれらに対応する要求トルク Tr *を導出して設定するものとした。なお、実施例では、シフトポジション SPが Dポジションである場合と SP1〜SP6の何れかである場合とで、ァクセルオン状態にあるときには同一の制約のもとで要求トルク Tr *が設定される一方、アクセル開度 Accが 0% (アクセルオフ）のときに設定される要求トルク (制動トルク) T r *が相違するものとした。図 6に要求トルク設定用マップの一例を示す。また、実施例では、設定した要求トルク Tr *にリングギヤ軸 32aの回転数 Nr (=Nm2ZGr)を乗じたものとバッテリ 50が充放電すべき充放電要求パワー Pb *とロス Lossとの和として要求パワー P *を設定するものとした。

続、て、設定した要求パワー P *が所定の閾値 Pref以上である力否かを判定する（ステップ S120)。ここで用いられる閾値 Prefは、エンジン 22に動力（トルク）を出力させるべき力否かを判定するために、エンジン 22やモータ MG2の特性等に基づ、て定められ、エンジン 22を比較的効率よく運転することができる領域における下限のパヮーまたはその近傍の値とされる。そして、ステップ S 120にて要求パワー P *が閾値 Pref以上であると判断された場合、当該要求パワー P *をエンジン 22に出力させるものとし、要求パワー P *に基づいてエンジン 22の仮目標回転数 Netmpと仮目標トルク Tetmpとを設定する（ステップ S130)。ここでは、エンジン 22を効率よく動作させる動作ラインと要求パワー P *とに基づ、て仮目標回転数 Netmpと仮目標トルク Tet mpとを設定するものとした。図 7に、エンジン 22の動作ラインの一例と仮目標回転数 Netmpと仮目標トルク Tetmpとの相関曲線の一例とを示す。同図に示すように、仮目標回転数 Netmpと仮目標トルク Tetmpは、動作ラインと要求パワー P * (Netmp X Tetmp)が一定となること示す相関曲線との交点力も求めることができる。こうして仮目標回転数 Netmpと仮目標トルク Tetmpとを設定したならば、次に、ステップ S10 0で入力したシフトポジション SPに基づいてエンジン 22の回転数の下限値としての下限エンジン回転数 Neminを設定する（ステップ S140)。下限エンジン回転数 Nem inは、シフトポジション SP1〜SP6ごとに、エンジン 22からの動力を増減できる幅が充分広くなり、かつ動力の迅速な増減を可能にする最小の回転数として予め定められており、 ROM74に記憶されている。なお、下限エンジン回転数 Neminは、全車速域あるいは車速 Vが所定値未満である場合、シフトポジション SPと車速 Vとに基づヽて定められてもよぐこの場合には、予めシフトポジション SPと車速 Vと下限エンジン回転数 Neminとの関係を定めるマップを作成して ROM74に記憶しておけばよい。

[0036] 下限エンジン回転数 Neminを設定したならば、当該下限エンジン回転数 Neminとステップ S 130で設定した仮目標回転数 Netmとを比較し (ステップ S 150)、仮目標回転数 Netmpが下限エンジン回転数 Nemin以上であれば、エンジン 22からの動力を増減できる幅が充分広ぐかつ動力の迅速な増減が可能であるとみなして、ステツプ S 130で設定した仮目標回転数 Netmpをエンジン 22の目標回転数 Ne *として設定すると共に、ステップ S 130で設定した仮目標トルク Tetmpをエンジン 22の目標トルク Te *として設定する (ステップ S 160)。これに対して、仮目標回転数 Netmpが下限エンジン回転数 Nemin未満であれば、エンジン 22からの動力を増減できる幅が充分広くなり、かつ動力の迅速な増減を可能とするように、ステップ S140で設定した下限エンジン回転数 Neminをエンジン 22の目標回転数 Ne *として設定すると共に、設定した目標回転数 Ne * ( = Netmp)と要求パワー P *とからエンジン 22の目標トルク Te * (P * /Ne * )を計算してエンジン 22の目標トルク Te *として設定する (ステップ S170)。このように、シフトポジション SPとして Sポジションが選択されているときには、エンジン 22の目標回転数 Ne *がシフトポジション SP1〜SP6ごとに定められた下限回転数 Nemin以上とされるので、運転者の加減速要求に応答性よく対応することが可能となる。

[0037] こうしてエンジン指令としてのエンジン 22の目標回転数 Ne *と目標トルク Te *とを設定したならば、設定した目標回転数 Ne *とリングギヤ軸 32aの回転数 Nr(=Nm2 ZGr)と動力分配統合機構 30のギヤ比 pとに基づいて次式（1)を用いた計算によりモータ MG1の目標回転数 Nml *を求めると共に、求めた目標回転数 Nml *と現在の回転数 Nmlとに基づ、て次式（2)を用いた計算によりモータ MG1のトルク指令 Tml *を設定する (ステップ S180)。式（1)は、動力分配統合機構 30の回転要素に関連する力学的な関係式である。図 8にアクセルオン時における動力分配統合機構 30における各回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を表す共線図の一例を示す。図中、左の S軸はモータ MG1の回転数 Nmlに一致するサンギヤ 31の回転数を示し、 C軸はエンジン 22の回転数 Neに一致するキャリア 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。また、 R軸上の 2つの太線矢印は、モータ MG1からトルク Tml を出力したときにこのトルク出力によりリングギヤ軸 32aに作用するトルクと、モータ M G2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。モータ MG1の目標回転数 Nml *を求めるための式（1)は、この共線図における回転数の関係を用いれば容易に導くことができる。なお、式（1)中の pは、動力分配統合機構 30のギヤ比（サンギヤ 31の歯数 Zリングギヤ 32の歯数)であり、式（2)中、右辺第 2項の「kl」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。

[0038] Nml*=Ne*-(l+ )/ p -Nm2/(Gr- p )…ひ）

Tml*=前回 Tml*+kl(Nml*— Nml)+k2 J (Nml*— Nml)dt …（2)

[0039] トルク指令 Tml *を設定すると、次式（3)および式 (4)に従ってステップ S 100で入力したバッテリ 50の出力制限 Woutまたは入力制限 Winと、設定したモータ MG 1のトルク指令 Tml *に現在のモータ MG1の回転数 Nmlを乗じて得られるモータ MG 1の消費電力との偏差をモータ MG2の回転数 Nm2で除することによりモータ MG2 力も出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限 Tmax, Tminを計算する（ステップ S190)。更に、要求トルク Tr*とトルク指令 Tml *と動力分配統合機構 30のギャ比 pと減速ギヤ 35のギヤ比 Grとを用いて次式（5)に従ってモータ MG2から出力すべきトルクとしての仮モータトルク Tm2tmpを計算し (ステップ S200)、計算した仮モータトルク Tm2tmpをトルク制限 Tmax, Tminで制限することによりモータ MG2のトルク指令 Tm2 *を設定する（ステップ S 210)。このようにしてモータ MG2のトルク指令 Tm2 *を設定することにより、リングギヤ軸 32aに出力する要求トルク Tr *を基本的にバッテリ 50の入出力制限 Win, Woutの範囲内に制限したトルクとして設定することができる。なお、式（5)は、図 8の共線図から容易に導き出すことができる。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 Tml * , Tm2 *を設定すると、エンジン指令としてのエンジン 22の目標回転数 N e *および目標トルク Te *をエンジン ECU24に、モータ MG1, MG2のトルク指令 T ml * , Tm2 *をモータ ECU40にそれぞれ送信し（ステップ S220)、本ノレ一チンをー且終了させる。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、目標回転数 Ne *と目標トルク Te *とを得るための制御を実行する。また、トルク指令 Tml * , Tm2 *を受信したモータ ECU40は、トルク指令 Tml *に従ってモータ MG1が駆動されると共にトルク指令 Tm2 *に従ってモータ MG2が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。

[0040] Tmax=(Wout*-Tml*-Nml)/Nm2 · '· (3)

Tmin=(Win-Tml*-Nml)/Nm2 · '· (4)

Tm2tmp=(Tr*+Tml*/ ρ )/Gr - -- (5)

[0041] 一方、例えば運転者によりアクセル開度 Accが比較的大きい状態 (例えば全開に近、状態)力比較的小さ、状態 (例えば 5%程度)まで急激に減じられ、アクセル操作状態がアクセルオン状態のままでアクセル開度が減じられることによる減速要求がなされたような場合等には、ステップ S 110にて車両全体に要求される要求パワー P *が比較的小さな値に設定されることから、ステップ S120にて要求パワー P *が閾値 Pref未満であると判断されることがある。このような場合には、まず、ステップ S 100 で入力したバッテリ 50の残容量 SOCが予め定められた上限値 SOC1以下であるか否かを判定し (ステップ S230)、残容量 SOCが上限値 SOC1以下であれば、ステツプ S 100で入力したバッテリ 50の入力制限 Winが充電電力として所定の充電限界値 Winl以下であるか否かを判定する（ステップ S240)。ステップ S230にて用いられる上限値 SOC1と、ステップ S240にて用いられる充電限界値 Winlとは、後述のようにして減速要求時の要求駆動力を燃料カット無しにエンジン 22の実質的な自立運転を伴って得る際にモータ MG1および MG2により入出力される電力に基づいてそれぞれ定められる。

[0042] 残容量 SOCが上限値 SOC1以下であり、かつバッテリ 50の入力制限 Winが充電限界値 Winl以下であれば、エンジン指令としてエンジン 22の爆発燃焼（ファイアリング）を継続させるための指令を設定すると共に、エンジン 22が実質的にトルクの出力を行なうことなく自立運転するように、エンジン 22の目標回転数 Ne *を当該爆発燃焼の継続時の回転数 NeOに設定する (ステップ S250)。実施例では、回転数 NeOは、例えばアイドル時の回転数（800〜1000rpm)であるものとした。続いて、設定した目標回転数 Ne * ( = NeO)とステップ SIOOで入力したエンジン 22の回転数 Neとに基づいて次式 (6)に従った計算を行い、爆発燃焼を継続させた状態でエンジン 22の回転数 Neが目標回転数 Ne * ( = NeO)に至るようにするためのモータ MG1のトルク指令 Tml *を設定する (ステップ S260)。式 (6)は、エンジン 22の爆発燃焼の継続を伴ってエンジン 22の回転数 Neを目標回転数 Ne *にす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 1項の「kl」は比例項のゲインであり、右辺第 2項の「k2」は積分項のゲインである。これらのゲイン「kl」 , 「k2」は、エンジン 2 2の爆発燃焼を継続する必要から、エンジン 22から比較的大きなトルクを出力しているときに比べて小さな値に設定されている。

こうしてトルク指令 Tml *を設定すると、設定したトルク指令 Tml *を用いてモータ MG2のトルク指令 Tm2 *を設定し (ステップ S 190〜S210)、エンジン指令（フアイァリング指令および目標回転数 Ne * )をエンジン ECU24に、トルク指令 Tml * , T m2 *をモータ ECU40に送信して（ステップ S220)、本ルーチンをー且終了させる。このように、アクセルオン状態で減速要求がなされたときにエンジン 22の爆発燃焼を継続させる場合には、上述のようにしてモータ MG1を駆動制御することにより、燃料カット無しにエンジン 22の回転数 Neを目標回転数 Ne * ( = NeO)まで迅速に低下させ、ノ、イブリツド自動車 20を減速させることが可能となる。この際、エンジン ECU24 は、失火を生じさせない程度に吸入空気の量が確保されるようにスロットルバルブ 12 4の開度を小さく設定する。図 9にアクセルオン状態でエンジン 22の爆発燃焼を継続させるときの動力分配統合機構 30における各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を表す共線図の一例を示す。同図力もわ力るように、エンジン 22を回転数 Ne 0で運転したときには、エンジン 22から若干の駆動トルクが出力され、この駆動トルクが出力軸としてのリングギヤ軸 32aに作用するので、モータ MG2は、要求トルク（制動トルク) Tr *に基づくトルク力もこの駆動トルクを減じた分のトルクを出力することになる。 [0044] Tml* = kl -(Ne*-Ne) + k2 J (Ne*-Ne) -dt ' ·· (6)

[0045] ここで、図 9において二点鎖線で示すように車速 Vが高い状態でアクセルオン状態のままアクセル開度 Accが急激に減じられた場合にエンジン 22の爆発燃焼を継続させるとすれば、モータ MG1によりエンジン 22の回転数を急峻に目標回転数 NeOまで低下させる必要があり、これに伴ってモータ MG1により回生される電力が大きくなる。従って、ノッテリ 50の残容量 SOCや、残容量 SOC等に基づいて設定されるバッテリ 50の入力制限 Winの値によっては、燃料カットを行わずにエンジン 22を実質的に自立運転させるに際してモータ MG1により回生される電力をバッテリ 50に蓄えられなくなるおそれもある。このため、ステップ S230にてバッテリ 50の残容量 SOCが上限値 SOC1未満であると判断された場合や、ステップ S240にてバッテリ 50の入力制限 Winが充電電力として充電限界値 Winl未満であると判断された場合には、燃料カットを禁止し得なヽとみなし、エンジン 22に対する燃料噴射を一時的に停止する燃料カットを実行させるための指令を設定すると共に (ステップ S270)、モータ MG1のトルク指令 Tml *に値 0を設定する (ステップ S280)。そして、設定したトルク指令 T ml * ( = 0)を用、てモータ MG2のトルク指令 Tm2 *を設定し (ステップ S 190〜S2 10)、エンジン指令（燃料カット指令）をエンジン ECU24に、トルク指令 Tml * , Tm 2 *をモータ ECU40に送信して（ステップ S220)、本ルーチンをー且終了させる。このように、燃料カットを実行することにより、エンジン 22の回転数を速やかに低下させ、ノ、イブリツド自動車 20を減速させることが可能となる。図 10にアクセルオン状態で燃料カットを実行したときの動力分配統合機構 30における各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を表す共線図の一例を示す。

[0046] 上述のように、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 Sポジシヨンに設定されて走行に要求される要求トルク Tr*の設定可能範囲を規定するシフトポジション SP1〜SP6の任意の選択（手動選択）が許容されて、る状態でアクセルォン状態での減速要求がなされたときに、バッテリ 50の状態、すなわち残容量 SOCや入力制限 Winに基づ、て燃料カットを禁止し得なヽと判断された場合には、エンジン 22における燃料カットを伴って設定された要求トルク Tr *に基づく駆動力が出力されるようにエンジン 22とモータ MG1および MG2とが制御される（ステップ S270, S2 80, S190〜S220)。また、シフトポジション SPが Sポジションが設定された状態でァクセルオン状態での減速要求がなされたときに、ノッテリ 50の残容量 SOCや入力制限 Winに基づいて燃料カットを禁止し得ると判断された場合には、エンジン 22が目標回転数 NeOで実質的に自立運転されると共に設定された要求トルク Tr *に基づく駆動力が出力されるようにエンジン 22とモータ MG1および MG2とが制御される（ステツプ S250, S260, S190〜S220)。

引き続き、運転者によりシフトポジション SPとして Sポジションが選択されており、力つアクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときのハイブリッド自動車 20の動作について説明する。図 11は、運転者によりシフトポジション SPとして Sポジションが選択されており、かつアクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときに、ハイブリッド EC U70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。このル一チンもアクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときに所定時間毎 (例えば数 m sec毎）に繰り返し実行される。図 11の駆動制御ルーチンが開始されると、ハイブリツド ECU70の CPU72は、まず、車速センサ 88からの車速 V、モータ MG1, MG2の回転数 Nml, Nm2、シフトポジションセンサ 82からのシフトポジション SP、バッテリ 5 0が充放電すべき充放電要求パワー Pb *、バッテリ 50の残容量 SOC、バッテリ 50の入力制限 Winと、つた制御に必要なデータの入力処理を実行する (ステップ S 300) 。各データの入力手順については、図 3のルーチンの場合と同様とされる。ステップ S 300のデータ入力処理の後、車速 Vおよびシフトポジション SPに基づいて駆動輪 63 a, 63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸 32aに出力すべき要求トルク (制動トルク) Tr *と、走行に際して車両全体に要求される要求パワー P *とを設定する (ステツプ S310)。実施例において、要求トルク Tr *の設定処理は、図 6に例示される要求トルク設定用マップ力も車速 Vとシフトポジション SPとに対応するアクセル開度 Acc 力 S0%のときの要求トルク Tr *を導出して設定するものとした。また、要求パワー P * は、図 3のルーチンの場合と同様にして設定するものとした。続いて、ステップ S300 で入力したバッテリ 50の残容量 SOCが予め定められた上限値 SOC1以下であるか否かを判定し (ステップ S320)、残容量 SOCが上限値 SOC1以下であれば、ステツプ S300で入力したバッテリ 50の入力制限 Winが所定の充電限界値 Winl以下であるか否かを判定する（ステップ S330)。上限値 SOC1と充電限界値 Winlとは、それぞれ図 3のルーチンの場合と同じ値とされる。

残容量 SOCが上限値 SOC1以下であり、かつバッテリ 50の入力制限 Winが充電限界値 Winl以下であれば、エンジン指令としてエンジン 22の爆発燃焼（ファイアリング）を継続させるための指令を設定すると共に (ステップ S340)、エンジン 22が実質的にトルクの出力を行なうことなく自立運転するように、エンジン 22の目標回転数 Ne *を当該爆発燃焼の継続時の回転数 NeOに設定する (ステップ S350)。回転数 Ne 0は、図 3のルーチンの場合と同様に、例えばアイドル時の回転数（800〜1000rpm )とされる。続いて、設定した目標回転数 Ne * ( = NeO)とステップ S300で入力したエンジン 22の回転数 Neとに基づいて上記式 (6)に従った計算を行い、爆発燃焼を継続させた状態でエンジン 22の回転数 Neが目標回転数 Ne * ( = NeO)に至るようにするためのモータ MG1のトルク指令 Tml *を設定する（ステップ S360)。そして、トルク指令 Tml *を設定すると、ステップ S300で入力したバッテリ 50の入力制限 Wi nと、設定したモータ MG1のトルク指令 Tml *に現在のモータ MG1の回転数 Nml を乗じて得られるモータ MG1の消費電力との偏差をモータ MG2の回転数 Nm2で除することによりモータ MG2から出力してもよいトルクの下限としてのトルク制限 Tmi nを計算する（ステップ S370)。更に、要求トルク Tr *とトルク指令 Tml *と動力分配統合機構 30のギヤ比 pと減速ギヤ 35のギヤ比 Grとを用いて図 3のルーチンにおけるステップ S200と同様にしてモータ MG2から出力すべきトルクとしての仮モータトルク Tm2tmpを計算し (ステップ S380)、計算した仮モータトルク Tm2tmpをトルク制限 Tminで制限することによりモータ MG2のトルク指令 Tm2 *を設定する（ステップ S 390)。このようにしてモータ MG2のトルク指令 Tm2 *を設定することにより、リングギャ軸 32aに出力する要求トルク Tr *を基本的にバッテリ 50の入力制限 Winで制限したトルクとして設定することができる。そして、エンジン指令 (ファイアリング指令および目標回転数 Ne * )やモータ MG1, MG2のトルク指令 Tml * , Tm2 *を設定すると、エンジン指令をエンジン ECU24に、モータ MG1, MG2のトルク指令 Tml * , Tm 2 *をモータ ECU40にそれぞれ送信し (ステップ S400)、本ルーチンをー且終了させる。 [0049] このように、アクセルオフに基づく減速要求がなされたときにエンジン 22の爆発燃焼を継続させる場合には、上述のようにしてモータ MG1および MG2を駆動制御することにより、燃料カット無しにエンジン 22の回転数 Neを目標回転数 Ne * ( = NeO)まで迅速に低下させつつ、モータ MG2の回生により制動力を発生させてハイブリッド自動車 20を減速させることが可能となる。この場合も、エンジン ECU24は、失火を生じさせない程度に吸入空気の量が確保されるようにスロットルバルブ 124の開度を小さく設定する。図 12にアクセルオフ状態でエンジン 22の爆発燃焼を継続させるときの動力分配統合機構 30における各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を表す共線図の一例を示す。また、アクセルオフ状態においても、エンジン 22を回転数 N eOで運転したときには、図 12に示すように、エンジン 22から出力軸としてのリングギャ軸 32aに若干の駆動トルクが出力されるので、モータ MG2は、要求トルク（制動トルク) Tr*に基づくトルクと当該駆動トルクをキャンセルする分のトルクとの和を出力すること〖こなる。

[0050] ただし、このようなアクセルオフ状態においても、図 12において二点鎖線で示すように車速 Vが高い状態でアクセルオン状態のままアクセル開度 Accが急激に減じられた場合にエンジン 22の爆発燃焼を継続させるとすると、モータ MG1によりエンジン 2 2の回転数を急峻に目標回転数 NeOまで低下させる必要があり、これに伴ってモータ MG1により回生される電力が大きくなる。また、アクセルオフ時には、図 6からわかるように車速が高いほど、またシフトポジション SPが下段側（SP1側）にあるほど、設定される要求トルク Tr*が制動力として大きくなることから、モータ MG2に要求される回生制動力も大きくなり、その分だけモータ MG2からバッテリ 50に入力される電力も大きくなる。従って、ノッテリ 50の残容量 SOCや、残容量 SOC等に基づいて設定されるバッテリ 50の入力制限 Winの値によっては、燃料カットを行わずにエンジン 22を実質的に自立運転させるに際してモータ MG1により回生される電力をバッテリ 50に蓄えられなくなるおそれもある。

[0051] このため、ステップ S320にてバッテリ 50の残容量 SOCが上限値 SOC1未満であると判断された場合や、ステップ S330にてバッテリ 50の入力制限 Winが充電電力として充電限界値 Winl未満であると判断された場合には、燃料カットを禁止し得な!/ヽとみなし、エンジン 22に対する燃料噴射を一時的に停止する燃料カットを実行させるための指令を設定した上で (ステップ S410)、いわゆるエンジンブレーキにより制動力の一部をまかなうベぐシフトポジション SPと車速 Vとに基づいてエンジン 22の目標回転数 Ne *を設定する (ステップ S420)。実施例では、 Sポジション選択時のために、 SP1から SP6までのシフトポジション SPと車速 Vとエンジン 22の目標回転数 Ne *との関係を予め定めて Sポジション選択時用の運転ポイント制約たる目標回転数設定用マップとして ROM74に記憶しておき、シフトポジション SPと車速 Vとが与えられると当該マップから両者に対応するエンジン 22の目標回転数 Ne *を導出して設定するものとした。 Sポジション選択時に用いられる目標回転数設定用マップの一例を図 13に示す。こうしてエンジン 22の目標回転数 Ne *を設定したならば、上述のステツプ S360力ら S400の処理を実行し、本ルーチンをー且終了させる。このように、アクセルオフに基づく減速要求がなされたときに燃料カットを実行すると共に上述のようにモータ MG1および MG2を駆動制御すれば、駆動軸としてのリングギヤ軸 32a に、エンジン 22からのエンジンブレーキによる制動トルク（直達トルク =— 1/ ^ -Tm 1 * )とモータ MG2からの回生による制動力とを出力することが可能となり、その分だけモータ MG2の回生によりバッテリ 50に入力される電力を減らすことができる。特に車速 Vがある程度高ぐかつシフトポジション SPが下段側にあると、図 6からわかるように要求トルクとして比較的大きな制動トルクが設定され、図 13からわ力るようにェンジン 22の目標回転 Ne *が比較的高く設定され、モータ MG1等のモータリングにより、エンジン 22の回転数が高く保たれることから、その分だけモータ MG2の負担を小さくすることができる。図 14に、アクセルオフ状態で燃料カットを実行したときの動力分配統合機構 30における各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を表す共線図の一例を示す。

上述のように、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 Sポジシヨンに設定されてシフトポジション SP1〜SP6の任意の選択が許容されている状態でアクセルオフに基づく減速要求がなされたときに、バッテリ 50の状態、すなわち残容量 SOCや入力制限 Winに基づ、て燃料カットを禁止し得な、と判断された場合には、エンジン 22における燃料カットを伴って設定された要求トルク Tr *に基づく駆動力が出力されるようにエンジン 22とモータ MG1および MG2とが制御される（S410, S4 20, S360〜S400)。また、シフトポジション SPが Sポジションが設定された状態でァクセルオフ状態での減速要求がなされたときに、ノッテリ 50の残容量 SOCや入力制限 Winに基づいて燃料カットを禁止し得ると判断された場合には、エンジン 22が目標回転数 NeOで実質的に自立運転されると共に設定された要求トルク Tr *に基づく駆動力が出力されるようにエンジン 22とモータ MG1および MG2とが制御される（S3 40〜S400)。

[0053] 以上説明したように、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 S ポジションに設定されてシフトポジション SP1〜SP6の任意の選択が許容されている状態で、アクセルオン状態での減速要求やアクセルオフに基づく減速要求がなされたときに、ノッテリ 50の状態、すなわち残容量 SOCや入力制限 Winから燃料カットを禁止せざるを得な!/ヽ場合を除ヽて、燃料カットを実行することなくエンジン 22の実質的な自立運転を伴いながら要求トルク Tr*に基づく駆動力（制動力）を得ている。すなわち、運転者にシフトポジション SP1〜SP6の任意の選択が許容されている場合、アクセル開度 Accが急激に減じられることによるアクセルオン状態での減速要求ゃァクセルオフに基づく減速要求がなされると、通常、燃料カットが実行され、それにより浄化装置 134の排ガス浄化触媒に多量の空気が送り込まれて当該触媒に酸素が付着することに起因した NOxの浄ィ匕性能の低下を招くおそれがある。従って、バッテリ 50の状態力も燃料カットを禁止せざるを得な、場合を除！、て、燃料カットを実行することなくエンジン 22の実質的な自立運転を伴いながら要求トルク Tr *に基づく駆動力（制動力）を得るようにすれば、燃料カットに起因して多量の空気が浄ィ匕装置 134 に送り込まれることにより排ガス浄ィ匕触媒の浄ィ匕性能の低下を抑制することが可能となり、ひいてはェミッションの改善を図ることができる。

[0054] また、上述のように、減速要求時の要求トルク Tr *を燃料カット無しにエンジン 22の実質的な自立運転を伴って得る際にモータ MG1および MG2より入出力される電力に基づいて閾値としての上限値 SOC1および充電限界値 Winlをそれぞれ定め、バッテリ 50の残容量 SOCが上限値 SOC1以下である力、あるいはバッテリ 50の状態に基づいて設定される充電許容電力としての入力制限 Winが充電限界値 Winl以下である場合に燃料カットを禁止し得ると判断すれば、ノッテリ 50の状態に基づいて燃料カットを禁止し得るカゝ否かをより適正に判定すると共に、適切なタイミングで燃料力ットの禁止を解除してバッテリ 50の過充電による劣化を抑制することが可能となる。

[0055] なお、上記実施例のハイブリッド自動車 20は、シフトレバー 81のシフトポジションに、運転者にシフトポジション SP1〜SP6の任意の選択を許容する Sポジションが含まれるものとして説明したが、本発明の適用対象はこれに限られるものではない。すなわち、シフトレバー 81のシフトポジション SPに、主として例えば下り坂を比較的高速で走行しているような場合に選択され、それに対応する駆動力の設定可能範囲が D ポジションに比べて動力範囲の下限が小さく定められているブレーキポジションが用意されている場合、ブレーキポジションが選択されたときに、図 3や図 11の駆動制御ルーチンを実行するようにしてもょ、。

[0056] 以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなぐ本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。

[0057] すなわち、上記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 3 2aとモータ MG2とがモータ MG2の回転数を減速してリングギヤ軸 32aに伝達する減速ギヤ 35を介して連結している力減速ギヤ 35の代わりに、例えば Hi, Loの 2段の変速段ある、は 3段以上の変速段を有し、モータ MG2の回転数を変速してリングギヤ軸 32aに伝達する変速機を採用してもよい。

[0058] また、上記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 により減速してリングギヤ軸 32aに出力して、るが、図 15に示す変形例としてのハイブリツド自動車 120のように、モータ MG2の動力を変速機 65により変速してリングギャ軸 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 15中、車輪 63c, 63dに接続された車軸）に伝達するようにしてもよい。

[0059] 更に、上記各実施例のハイブリッド自動車 20、 20B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に出力するものであるが、図 16に示す変形例としてのハイブリッド自動車 220 のように、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、ェンジン 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口ータ電動機 230を備えるものであってもよ、。

産業上の利用可能性

本発明は、自動車の製造産業等において利用可能である。

Claims

請求の範囲

内燃機関と、

を備えるハイブリッド車両。

[2] 請求項 1に記載のノ、イブリツド車両であって、

前記減速要求は、アクセル操作状態がアクセルオフ状態とされることによる減速要求と、アクセル操作状態がアクセルオン状態のままでアクセル開度が減じられることによる減速要求とを含むハイブリッド車両。

[3] 請求項 1に記載のノ、イブリツド車両であって、

前記燃料供給停止判定手段は、前記蓄電手段の蓄電残量が所定の上限値以下であるか、ある!/、は前記蓄電手段の状態に基づ!、て設定される該蓄電手段の充電に許容される電力である充電許容電力が所定の充電限界値以下である場合に前記燃料供給の停止を禁止し得ると判断するハイブリッド車両。

[4] 請求項 3に記載のノ、イブリツド車両であって、

前記上限値および前記充電限界値は、減速要求時の要求駆動力を燃料供給の停止無しに前記内燃機関の実質的な自立運転を伴って得る際に前記電力動力入出力手段と前記電動機とにより入出力される電力に基づいてそれぞれ定められるハイプリッド車両。

[5] 請求項 1に記載のノ、イブリツド車両であって、

前記運転条件設定手段は、運転者のシフト操作に応じて複数のシフトポジションの中から実行用シフトポジションを設定するシフト設定手段であり、前記複数の運転条件は、前記複数のシフトポジションに対応づけられると共に、前記複数のシフトポジシヨンは、運転者に任意のシフトポジションの選択を許容するシーケンシャノレシフトポジシヨンを含むハイブリッド車両。

[6] 請求項 5に記載のノ、イブリツド車両において、

前記シーケンシャルシフトポジションが選択されたときに運転者に選択が許容される運転条件は、前記要求駆動力の設定可能範囲と、前記要求駆動力に対応する前記内燃機関の目標回転数を定めるための運転ポイント制約とを規定しており、前記制御手段は、前記減速要求がなされたときに前記燃料供給停止判定手段が前記燃料供給の停止を禁止し得な!ヽと判断して！/ヽる場合、前記燃料供給の停止を伴って前記運転ポイント制約に基づいて設定される目標回転数で前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように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両

[7] 請求項 1に記載のノ、イブリツド車両であって、

前記電力動力入出力手段は、前記第 1車軸と前記内燃機関の出力軸と回転可能な第 3軸とに接続され、これら 3軸のうちの何れ力 2軸に入出力される動力に基づ、て定まる動力を残余の軸に入出力する 3軸式動力入出力手段と、前記第 3軸に動力を入出力可能な発電機とを備えるハイブリッド車両。

[8] 内燃機関と、該内燃機関から排出される排ガスを浄ィ匕するための触媒を含む浄ィ匕手段と、何れかの車軸である第 1車軸と前記内燃機関の出力軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記第 1車軸および前記出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記第 1車軸または該第 1車軸とは異なる車軸の何れかである第 2車軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機との間で電力をやりとり可能な蓄電手段と、少なくとも走行に要求される要求駆動力の範囲を定める駆動力設定制約をそれぞれ異なる態様で規定する複数の運転条件の中から何れか一つを実行用運転条件として設定すると共に、所定条件下で運転者に任意の運転条件の選択を許容する運転条件設定手段とを備えたハイブリツド車両の制御方法であって、

(a)前記運転条件設定手段が前記任意の運転条件の選択を許容して!/、る状態での減速要求がなされたときに前記蓄電手段の状態力前記内燃機関に対する燃料供給の停止を禁止し得ない場合には、前記内燃機関に対する燃料供給の停止を伴つて前記設定された実行用運転条件に従って設定された要求駆動力に基づく駆動力力出力されるように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と共に、前記減速要求がなされたときに前記蓄電手段の状態から前記燃料供給の停止を禁止し得る場合には、前記内燃機関が所定回転数で実質的に自立運転されると共に前記設定された実行用運転条件に従って設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように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ステップ、

を含むハイブリッド車両の制御方法。

[9] 請求項 8に記載のハイブリッド車両の制御方法であって、

前記減速要求は、アクセル操作状態がアクセルオフ状態とされることによる減速要求と、アクセル操作状態がアクセルオン状態のままでアクセル開度が減じられることによる減速要求とを含むハイブリッド車両の制御方法。

[10] 請求項 8に記載のハイブリッド車両の制御方法であって、

(b)前記蓄電手段の状態に基づいて前記内燃機関に対する燃料供給の停止を禁止し得る力否力判定するステップを更に含み、

前記ステップ (b)では、前記蓄電手段の蓄電残量が所定の上限値以下であるか、あるいは前記蓄電手段の状態に基づいて設定される該蓄電手段の充電に許容される電力である充電許容電力が所定の充電限界値以下である場合に前記燃料供給の停止を禁止し得ると判断する、

ハイブリッド車両の制御方法。

[11] 請求項 10に記載のハイブリッド車両の制御方法であって、

前記上限値および前記充電限界値は、減速要求時の要求駆動力を燃料供給の停止無しに前記内燃機関の実質的な自立運転を伴って得る際に前記電力動力入出力手段と前記電動機とにより入出力される電力に基づいてそれぞれ定められる、ハイブリッド車両の制御方法。

[12] 請求項 8に記載のハイブリッド車両の制御方法であって、

前記ハイブリッド車両の前記運転条件設定手段は、運転者のシフト操作に応じて複数のシフトポジションの中から実行用シフトポジションを設定するシフト設定手段であり、

前記複数の運転条件は、前記複数のシフトポジションに対応づけられると共に、前記複数のシフトポジションは、運転者に任意のシフトポジションの選択を許容するシーケンシャルシフトポジションを含むハイブリッド車両の制御方法。

[13] 請求項 12に記載のハイブリッド車両の制御方法において、

前記シーケンシャルシフトポジションが選択されたときに運転者に選択が許容される運転条件は、前記要求駆動力の設定可能範囲と、前記要求駆動力に対応する前記内燃機関の目標回転数を定めるための運転ポイント制約とを規定しており、前記ステップ (a)では、前記減速要求がなされたときに前記燃料供給停止判定手段が前記燃料供給の停止を禁止し得な！/、と判断して!/、る場合、前記燃料供給の停止を伴って前記運転ポイント制約に基づいて設定される目標回転数で前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように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、ハイブリッド車両の制御方法。