JP2010064522A - 車両およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリの性能を十分に発揮させて車両のエネルギ効率の向上を図る。
【解決手段】定速走行が指示されたときにバッテリの残容量が定速走行が指示されていないときにバッテリの放電要求が開始される放電要求開始残容量Ｓｄｃｈより大きい閾値Ｓｒｅｆに至るまでエンジンからの動力を用いてバッテリを充電する充電走行を行ない（ステップＳ１００，Ｓ１１０，Ｓ２１０〜Ｓ２５０，Ｓ１４０〜Ｓ２００）、残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆに至ってからは残容量ＳＯＣが放電要求開始残容量Ｓｄｃｈに至るまでモータ運転モードでの走行を行なう（ステップＳ１００，Ｓ１１０，Ｓ２１０〜Ｓ２３０，Ｓ３１０、Ｓ２６０〜Ｓ３００，Ｓ２００）。これにより、バッテリの性能を十分に発揮させてエネルギ効率の向上を図ることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両およびその制御方法に関する。

従来、この種の車両としては、エンジンと、第１モータジェネレータと、車輪に減速ギヤや作動ギヤによって結合された第２モータジェネレータと、エンジンと第１モータジェネレータ，第２モータジェネレータとに結合されてこれらの間で動力を分配する遊星歯車機構と、第１モータジェネレータや第２モータジェネレータと電力をやり取り可能なバッテリと、を備え、バッテリの充電状態が第１の充電状態（例えば、満充電を１００％としたときに６０％の充電率）より大きくなるとエンジンの運転を停止して第２モータジェネレータからの動力のみで走行するＥＶ走行を行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、目標車速での定速走行が指示されたときに、バッテリの充電状態が第１の充電状態より低い第２の充電状態（例えば、４０％の充電率）より大きいときにＥＶ走行を行なうことにより、ＥＶ走行を行なう機会を多くして車両全体のエネルギ効率の向上を図っている。
特開２００７−６２５８９号公報

一般に、上述の車両では、バッテリをより適正に管理して車両のエネルギ効率を向上させることが重要な課題として考えられている。ところで、上述の車両では、車両の走行状態が変動するとバッテリを充放電する電力も変動することから、バッテリを満充電よりある程度低い状態で管理してバッテリの劣化を抑制しているが、車速やアクセル開度などの変化が小さく車両の走行状態が比較的安定している場合に車両の走行状態が変動する場合と同様のバッテリの管理を行なうと、バッテリの性能を十分に発揮できないことがある。したがって、車両の走行状態に応じて、バッテリをより適正に管理して、エネルギ効率の向上を図ることが望まれている。

本発明の車両およびその制御方法は、車両のエネルギ効率の向上を図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、
走行用の動力を出力する内燃機関と、
動力を入出力可能な発電機と、
車軸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取り可能な蓄電手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記蓄電手段の蓄電量が放電要求が開始される予め設定された放電開始蓄電量より大きいときには前記蓄電手段を放電する電力を該蓄電手段を充放電すべき充放電電力として設定し、前記蓄電手段の蓄電量が充電要求が開始される予め設定された充電開始蓄電量より小さいときには前記蓄電手段を充電する電力を前記充放電電力として設定する充放電電力設定手段と、
前記設定された要求駆動力と前記設定された充放電電力とに基づいて前記内燃機関から出力すべき目標パワーを設定する目標パワー設定手段と、
前記設定された目標パワーと車速とアクセル開度とのうちいずれかの変化量が所定変化量より大きいときには前記内燃機関から前記設定された目標パワーを出力しながら前記設定された要求駆動力により走行す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し、前記設定された目標パワーと前記車速と前記アクセル開度とのうちいずれかの変化量が前記所定変化量以下であるときには前記蓄電手段の蓄電量が前記放電開始蓄電量より大きい第１蓄電量に至るまで前記内燃機関から前記設定された目標パワー以上のパワーを出力して前記蓄電手段を充電しながら前記設定された要求駆動力により走行す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充電走行制御と前記蓄電手段の蓄電量が前記放電開始蓄電量以下の第２蓄電量に至るまで前記内燃機関の運転が停止された状態で前記電動機から前記設定された要求駆動力に基づく駆動力を出力しながら走行す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電動機走行制御と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、蓄電手段の蓄電量が放電要求が開始される予め設定された放電開始蓄電量より大きいときには蓄電手段を放電する電力を蓄電手段を充放電すべき充放電電力として設定すると共に蓄電手段の蓄電量が充電要求が開始される予め設定された充電開始蓄電量より小さいときには蓄電手段を充電する電力を充放電電力として設定し、走行に要求される要求駆動力と設定された充放電電力とに基づいて内燃機関から出力すべき目標パワーを設定し、設定された目標パワーと車速とアクセル開度とのうちいずれかの変化量が所定変化量より大きいときには内燃機関から設定された目標パワーを出力しながら要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、設定された目標パワーと車速とアクセル開度とのうちいずれかの変化量が所定変化量以下であるときには蓄電手段の蓄電量が放電開始蓄電量より大きい第１蓄電量に至るまで内燃機関から設定された目標パワー以上のパワーを出力して蓄電手段を充電しながら要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する充電走行制御と蓄電手段の蓄電量が放電開始蓄電量以下の第２蓄電量に至るまで内燃機関の運転が停止された状態で電動機から要求駆動力に基づく駆動力を出力しながら走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する電動機走行制御とを実行する。設定された目標パワーと車速とアクセル開度とのうちいずれかの変化量が所定変化量以下であるときには、設定された目標パワーと車速とアクセル開度とのうちいずれかの変化量が所定変化量より大きいときに放電要求が開始される放電開始蓄電量より大きい第１蓄電量に至るまで充電走行制御を実行し、蓄電手段の蓄電量が放電開始蓄電量以下の第２蓄電量に至るまで電動機走行制御を実行するから、放電開始蓄電量で蓄電手段の放電を開始するものに比して、蓄電手段の性能を十分に発揮させてエネルギ効率の向上を図ることができる。ここで、「第２蓄電量」は、充電開始蓄電量以下の蓄電量であるものとすることもできる。

こうした本発明の車両において、目標車速を設定すると共に該目標車速での定速走行を指示する定速走行指示手段を備え、前記制御手段は、前記定速走行指示手段により定速走行が指示されたときは、前記車速が前記所定変化量以下であるものとして前記内燃機関と前記発電機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、定速走行指示手段を備える車両において、エネルギ効率の向上を図ることができる。

また、本発明の車両において、前記制御手段は、前記設定された目標パワーと前記車速と前記アクセル開度とのうちいずれかの変化量が前記所定変化量以下であるときに前記充電走行制御を実行する際には、前記内燃機関を運転する際の前記内燃機関の効率と前記発電機および前記蓄電手段における損失とに基づいて実験または解析により得られる車両のエネルギ効率が最もよくなる効率良好パワーと前記設定された目標パワーとのうち大きい方のパワーが前記内燃機関から出力されるよう前記内燃機関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、より確実に車両のエネルギ効率の向上を図ることができる。

本発明の車両の制御方法は、
走行用の動力を出力する内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、車軸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取り可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記蓄電手段の蓄電量が放電要求が開始される予め設定された放電開始蓄電量より大きいときには前記蓄電手段を放電する電力を該蓄電手段を充放電すべき充放電電力として設定すると共に前記蓄電手段の蓄電量が充電要求が開始される予め設定された充電開始蓄電量より小さいときには前記蓄電手段を充電する電力を前記充放電電力として設定し、
走行に要求される要求駆動力と前記設定された充放電電力とに基づいて前記内燃機関から出力すべき目標パワーを設定し、
前記設定された目標パワーと車速とアクセル開度とのうちいずれかの変化量が所定変化量より大きいときには前記内燃機関から前記設定された目標パワーを出力しながら前記要求駆動力により走行す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し、前記設定された目標パワーと前記車速と前記アクセル開度とのうちいずれかの変化量が前記所定変化量以下であるときには前記蓄電手段の蓄電量が前記放電開始蓄電量より大きい第１蓄電量に至るまで前記内燃機関から前記設定された目標パワー以上のパワーを出力して前記蓄電手段を充電しながら前記要求駆動力により走行す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充電走行制御と前記蓄電手段の蓄電量が前記放電開始蓄電量以下の第２蓄電量に至るまで前記内燃機関の運転が停止された状態で前記電動機から前記要求駆動力に基づく駆動力を出力しながら走行す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電動機走行制御とを実行する
ことを要旨とする。

この本発明の車両の制御方法では、蓄電手段の蓄電量が放電要求が開始される予め設定された放電開始蓄電量より大きいときには蓄電手段を放電する電力を蓄電手段を充放電すべき充放電電力として設定すると共に蓄電手段の蓄電量が充電要求が開始される予め設定された充電開始蓄電量より小さいときには蓄電手段を充電する電力を充放電電力として設定し、走行に要求される要求駆動力と設定された充放電電力とに基づいて内燃機関から出力すべき目標パワーを設定し、設定された目標パワーと車速とアクセル開度とのうちいずれかの変化量が所定変化量より大きいときには内燃機関から設定された目標パワーを出力しながら要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、設定された目標パワーと車速とアクセル開度とのうちいずれかの変化量が所定変化量以下であるときには蓄電手段の蓄電量が放電開始蓄電量より大きい第１蓄電量に至るまで内燃機関から設定された目標パワー以上のパワーを出力して蓄電手段を充電しながら要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する充電走行制御と蓄電手段の蓄電量が放電開始蓄電量以下の第２蓄電量に至るまで内燃機関の運転が停止された状態で電動機から要求駆動力に基づく駆動力を出力しながら走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する電動機走行制御とを実行する。設定された目標パワーと車速とアクセル開度とのうちいずれかの変化量が所定変化量以下であるときには、設定された目標パワーと車速とアクセル開度とのうちいずれかの変化量が所定変化量より大きいときに放電要求が開始される放電開始蓄電量より大きい第１蓄電量に至るまで充電走行制御を実行し、蓄電手段の蓄電量が放電開始蓄電量以下の第２蓄電量に至るまで電動機走行制御を実行するから、放電開始蓄電量で蓄電手段の放電を開始するものに比して、蓄電手段の性能を十分に発揮させてエネルギ効率の向上を図ることができる。ここで、「第２蓄電量」は、充電開始蓄電量以下の蓄電量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、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。

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

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と電力のやり取りを行なう。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。

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バッテリ５０が満充電のときの蓄電量に対する現在の蓄電量の割合としての残容量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，運転席近傍に取り付けられ定速走行モードを設定すると共に目標車速Ｖ＊を設定するクルーズスイッチ８９からの定速走行モード設定信号や目標車速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取りを行なっている。

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の残容量ＳＯＣ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ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の残容量ＳＯＣは、バッテリ５０の充放電電流の積算値に基づいて演算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、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、目標車速Ｖ＊での定速走行が指示されているか否かを調べる（ステップＳ１１０）。ここでは、クルーズスイッチ８９から定速走行モード設定信号が入力されている状態で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が運転者が加速を要求していないと判断できる踏み込み量の閾値Ａｃｒｅｆ未満であるときや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が運転者が制動を要求していないと判断できる踏み込み量の閾値Ｂｐｒｅｆ未満であるときに、目標車速Ｖ＊での定速走行が指示されているものとした。

定速走行が指示されていないときには（ステップＳ１１０）、入力されたバッテリ５０の残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ５０を充放電すべき充放電電力Ｐｂ＊を設定する（ステップＳ１２０）。充放電電力Ｐｂ＊は、残容量ＳＯＣと充放電電力Ｐｂ＊との関係を予め定めて充放電電力設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、こうして記憶したマップを用いて設定するものとした。図３に充放電電力設定用マップの一例を示す。このマップでは、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが予め設定された放電要求開始残容量Ｓｄｃｈ（例えば、５０％，５５％，６０％）より大きいときにはバッテリ５０の放電要求がなされたものとしてバッテリ５０を放電する放電電力Ｐｂｄｃｈ（実施例では、正の電力）が充放電電力Ｐｂ＊として設定され、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが予め設定された充電要求開始残容量Ｓｃｈ（例えば、４０％，４５％，５０％）より小さいときにはバッテリ５０の充電要求がなされたものとしてバッテリ５０を充電する充電電力Ｐｂｃｈ（実施例では、負の電力）が充放電電力Ｐｂ＊として設定され、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが充電要求開始残容量Ｓｃｈ以上放電要求開始残容量Ｓｄｃｈ以下のときには値０の電力が充放電電力Ｐｂ＊として設定されるものとした。ここで、放電要求開始残容量Ｓｄｃｈ，充電要求開始残容量Ｓｃｈは、実施例では、車両の走行状態が変動したときにバッテリ５０を充放電する電力の変動量やバッテリ５０の性能などに基づいて車両の走行状態が変動してもバッテリ５０が満充電になったり蓄電量が値０とならない程度に余裕を持った残容量ＳＯＣの上限値，下限値として実験や解析により予め定めたものを設定するものとした。

続いて、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＊を設定すると共に設定された要求トルクＴｒ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒと設定された充放電電力Ｐｂ＊とロスＬｏｓｓとに基づいて次式（１）によりエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１３０）。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４に要求トルク設定用マップの一例を示す。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。

Pe*=Tr*・Nr-Pb*+Loss (1)

そして、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５に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とは、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、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（２）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＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（３）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１５０）。ここで、式（２）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。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６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（２）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（３）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（３）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) (2)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (3)

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モータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（４）により計算すると共に（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（５）および式（６）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（７）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Ｓ１８０）、モータ運転モードフラグＦに値０を設定する（ステップＳ１９０）。ここで、式（４）は、図８の共線図から容易に導くことができる。また、モータ運転モードフラグＦには、定速走行が指示されているときに上述のモータ運転モードでエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２が運転制御されていないときに値０が設定され、後述するように定速走行が指示されているときにモータ運転モードでエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２が運転制御されているときに値１が設定されるものとした。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (4)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (6)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (7)

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Ｓ２００）、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、定速走行が指示されていないときには、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２から設定された要求パワーＰｅ＊を出力しながら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。

定速走行が指示されているときには（ステップＳ１１０）、続いて、クルーズスイッチ８９からの目標車速Ｖ＊を入力する処理を実行し（ステップＳ２１０）、車速Ｖと目標車速Ｖ＊とに基づいて次式（８）により駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべきトルクとしての要求トルクＴｒ＊を計算する（ステップＳ２２０）。ここで、式（８）は、車両を目標車速Ｖ＊で定速走行させるためのフィードバック制御における関係式である。式（８）中、右辺第１項は、フィードフォワード項であり、目標車速Ｖ＊に基づいて平坦路で車両を目標車速Ｖ＊で安定して走行させるためにリングギヤ軸３２ａに出力すべきトルクとして設定されるものである。また、式（８）中、右辺第２項は、フィードバック項における比例項であり、「ｋ３」はそのゲインである。式（８）中、右辺第３項は、フィードバック項における積分項であり、「ｋ４」はそのゲインである。

Tr*=f4(V*)+k3・(V*-V)+k4・∫(V*-V)dt (8)

次に、モータ運転モードフラグＦの値を調べると共に（ステップＳ２３０）バッテリ５０の残容量ＳＯＣと閾値Ｓｒｅｆとを比較する（ステップＳ２４０）。ここで、閾値Ｓｒｅｆは、定速走行が指示されたときにバッテリ５０の放電を開始するか否かを判断するために用いられ、上述した放電要求開始残容量Ｓｄｃｈより大きい値（例えば、６５％，７０％，７５％など）を設定するものとした。モータ運転モードフラグＦが値０，即ち、モータ運転モードでエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２が運転制御されていない状態で且つバッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満であるときには、バッテリ５０を閾値Ｓｒｅｆまで充電するためにエンジン２２を運転すべきと判断して、設定された要求トルクＴｒ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとバッテリ５０を充電する際に要求される充電電力Ｐｂｃｈ（ここでは、負の電力）とロスＬｏｓｓとに基づいて次式（９）により要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ２５０）。ここで、充電電力Ｐｂｃｈは、残容量ＳＯＣに基づいて図３の関係を用いて設定される充放電電力Ｐｂ＊以下の電力となっているから、ステップＳ２５０の処理で設定された要求パワーＰｅ＊は、定速走行が指示されていないときと同様に式（１）を用いて設定した要求パワー以上のパワーとして設定されることになる。

Pe*=Tr*・Nr-Pbch+Loss* (9)

こうして要求パワーＰｅ＊を設定すると、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定すると共にモータＭＧ１の目標回転数Ｎｅ＊，トルク指令Ｔｍ１＊を計算し（ステップＳ１４０、Ｓ１５０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力するトルクとしてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１６０〜Ｓ１８０）、モータ運転モードフラグＦに値０を設定すると共に設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をそれぞれエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ１９０，Ｓ２００）、駆動制御ルーチンを終了する。こうした制御により、定速走行が指示されたときに、モータ運転モードでエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２が運転制御されていない状態で且つバッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満であるときには、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊を出力してバッテリ５０を充電しながら駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して目標車速Ｖ＊で走行する充電走行を開始する。こうして充電走行を開始すると、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上に至るまで（ステップＳ２３０、Ｓ２４０）ステップＳ１００，Ｓ１１０，Ｓ２１０〜Ｓ２５０，Ｓ１４０〜Ｓ２００の処理が繰り返されて、充電走行が継続される。このように、バッテリ５０を定速走行が指示されていないときに放電要求が開始される放電要求開始残容量Ｓｄｃｈより大きい閾値Ｓｒｅｆ以上に至るまで充電するのは、定速走行が指示されているときには、エンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊の変動が小さいため、バッテリ５０の残容量ＳＯＣを満充電に近づけても差し支えないことに基づく。

こうして充電走行を行なっている最中にバッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上に至ったときには（ステップＳ２３０，Ｓ２４０）、バッテリ５０の放電を開始すべきと判断して、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を値０に設定すると共に目標トルクＴｅ＊を値０に設定し（ステップＳ２６０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を値０に設定して（ステップＳ２７０）、上述した式（６）によりトルク制限Ｔｍ２ｍａｘを計算すると共に（ステップＳ２８０）次式（１０）により設定した要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ったものをトルク制限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Ｓ２９０）、モータ運転モードフラグＦに値１を設定し（ステップＳ３００）、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をそれぞれエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２００）、駆動制御ルーチンを終了する。値０の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２における燃料噴射制御，点火制御などを停止してエンジン２２の運転を停止する制御を実行する。こうした制御より、充電走行を行なっている最中にバッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上に至ったときには、エンジン２２の運転を停止してモータ運転モードでエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を運転制御しながら目標車速Ｖ＊で走行することができる。こうしてモータ運転モードで走行を開始すると、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが放電要求開始残容量Ｓｄｃｈ以下に至るまで（ステップＳ３１０）、ステップＳ１００，Ｓ１１０，Ｓ２１０〜Ｓ２３０，Ｓ３１０，Ｓ２６０〜Ｓ３００，Ｓ２００の処理を繰り返して、モータ運転モードによる走行を継続する。

Tm2*=min(Tr*/Gr,Tm2max) (10)

モータ運転モードフラグＦが値１のとき、即ち、モータ運転モードで走行しているときにバッテリ５０の残容量ＳＯＣが放電要求開始残容量Ｓｄｃｈ以下に至ったときには（ステップＳ２３０，Ｓ３１０）、バッテリ５０を充電するために充電走行を開始すべきと判断して、設定された要求トルクＴｒ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒと充電電力Ｐｂｃｈ＊とロスＬｏｓｓとに基づいて要求パワーＰｅ＊を設定し（ステップＳ２５０）、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定すると共にモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊，トルク指令Ｔｍ１＊を計算すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１４０〜Ｓ１８０）、モータ運転モードフラグＦに値０を設定すると共に設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をそれぞれエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ１９０，Ｓ２００）、駆動制御ルーチンを終了する。こうした制御により、モータ運転モードで走行しているときにバッテリ５０の残容量ＳＯＣが放電要求開始残容量Ｓｄｃｈ以下に至ったときには、再び充電走行を開始する。即ち、定速走行が指示されたときには、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが放電要求開始残容量Ｓｄｃｈより大きい閾値Ｓｒｅｆ以上に至るまで充電走行を行ない、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上となったらバッテリ５０の残容量ＳＯＣが放電要求開始残容量Ｓｄｃｈ以下に至るまでモータ運転モードで走行し、こうした充電走行とモータ運転モードでの走行とを繰り返すことになる。このように、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが放電開始残容量Ｓｄｃｈより大きい閾値Ｓｒｅｆ以上に至るまで充電するから、残容量ＳＯＣが放電開始残容量Ｓｄｃｈより大きいときに放電を開始する，即ち、放電開始残容量Ｓｄｃｈまでしか充電しないものに比して、バッテリ５０の性能を十分に発揮させることができる。そして、こうして充電した電力を用いてモータ運転モードで走行するから、車両のエネルギ効率の向上を図ることができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、定速走行が指示されたときに放電要求開始残容量Ｓｄｃｈより大きい閾値Ｓｒｅｆ以上に至るまでエンジン２２からの動力を用いてバッテリ５０を充電する充電走行を行ない、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以下に至ってからは残容量ＳＯＣが放電要求開始残容量Ｓｄｃｈに至るまでエンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの動力で走行するモータ運転モードでの走行を行なうから、バッテリ５０の性能を十分に発揮させながら車両のエネルギ効率の向上を図ることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、定速走行が指示されたときにバッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上となったら残容量ＳＯＣが放電要求開始残容量Ｓｄｃｈに至るまでモータ運転モードで走行するものとしたが、残容量ＳＯＣが放電要求開始残容量Ｓｄｃｈより小さい残容量に至るまでモータ運転モードで走行すればよく，例えば、図３の充放電電力設定用マップにおける充電要求開始残容量Ｓｃｈと放電要求開始残容量Ｓｄｃｈとの間の残容量となるまでモータ運転モードで走行したり、充電要求開始残容量Ｓｃｈ以下の所定の残容量となるまでモータ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、図３の充放電電力設定用マップにおいて、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが充電要求開始残容量Ｓｃｈ以下であるときには直ちに充放電電力Ｐｂ＊として充電電力Ｐｂｃｈを設定すると共に残容量ＳＯＣが放電要求開始残容量Ｓｃｈ以上であるときには直ちに充放電電力Ｐｂ＊として放電電力Ｐｂｄｃｈを設定するものとしたが、残容量ＳＯＣが充電要求開始残容量Ｓｃｈ以下に至ったら徐々に減少して充電電力Ｐｂｃｈに至る電力を充放電電力Ｐｂ＊として設定したり、残容量ＳＯＣが放電要求開始残容量Ｓｃｈ以上であるときには徐々に増加して放電電力Ｐｂｄｃｈに至る電力を充放電電力Ｐｂ＊として設定するものとしてもよい。また、図３の充放電電力設定用マップでは、充電要求開始残容量Ｓｃｈと放電開始残容量Ｓｄｃｈとが異なる値であるものとしたが、同じ値（例えば、６０％など）であ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、ステップＳ２５０の処理で、要求パワーＰｅ＊を充電電力Ｐｂｃｈを用いて設定するものとしたが、エンジン２２を運転する際にエンジン２２の効率とモータＭＧ１及びバッテリ５０の損失とに基づいて実験または解析により得られるハイブリッド自動車２０のエネルギ効率が最も良くなる効率良好パワーと式（１）により計算される要求パワーＰｅ＊とのうち大きい方のパワーを要求パワーＰｅ＊として設定するものとしてもよい。こうすれば、定速走行が指示されたときにエンジン２２をより効率の良く運転することができ、さらに、エネルギ効率の向上を図ることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ１１０の処理で定速走行が指示されたか否かを判定するものとしたが、定速走行が指示された否かに拘わらず、車速Ｖの変化量が車速Ｖが変動していないと判断可能な変化量の閾値ｄＶｒｅｆ以下であるときや上述の式（１）により計算される要求パワーＰｅ＊の変化量が要求パワーＰｅ＊が変動していないと判断可能な変化量の閾値ｄＰｒｅｆ以下であるとき，アクセル開度Ａｃｃの変化量がアクセル開度Ａｃｃが変動していないと判断可能な変化量の閾値ｄＡｃｒｅｆ以下であるときに、バッテリ５０の放電要求が開始される放電要求開始残容量Ｓｄｃｈより大きい閾値Ｓｒｅｆに至るまでエンジン２２からの動力を用いてバッテリ５０を充電する充電走行を行ない、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆに至ってからは残容量ＳＯＣが放電要求開始残容量Ｓｄｃｈに至るまでモータ運転モードでの走行を行なうものとしてもよい。この場合、ステップＳ２２０の処理での要求トルクＴｒ＊の設定に代えて、ステップＳ１３０の処理と同様にアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定すればよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ１２０，Ｓ２４０，Ｓ３１０の処理でバッテリ５０の残容量ＳＯＣを用いるものとしたが、バッテリ５０の残容量ＳＯＣに代えてバッテリ５０の充放電電流の積算値に基づいて計算されるバッテリ５０の蓄電量そのもの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、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７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７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。

また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の列車などの車両の形態としても構わない。さらに、こうした車両の制御方法の形態としてもよい。

ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、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、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Ｓ１３０の処理や車両が目標車速Ｖ＊で走行するよう車速Ｖに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するステップＳ２２０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「要求駆動力設定手段」に相当し、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが放電要求開始残容量Ｓｄｃｈより大きいときに放電電力Ｐｂｄｃｈを充放電電力Ｐｂ＊として設定すると共に残容量ＳＯＣが充電要求開始残容量Ｓｃｈより小さいときには充電電力Ｐｂｃｈを充放電電力Ｐｂ＊として設定する図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０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「充放電電力設定手段」に相当し、設定された要求トルクＴｒ＊と設定された充放電電力Ｐｂ＊とに基づいてエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊を設定する図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１３０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「目標パワー設定手段」に相当し、定速走行が指示されていないときにはエンジン２２からステップＳ１３０の処理で設定された要求パワーＰｅ＊を出力しながら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ようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１４０〜Ｓ２００の処理や定速走行が指示されたときに残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆに至るまでエンジン２２から充電電力Ｐｂｃｈを用いて設定される要求パワーＰｅ＊を出力してバッテリ５０を充電しながらリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信するステップＳ２５０，Ｓ１４０〜Ｓ２００の処理，残容量ＳＯＣが放電要求開始残容量Ｓｄｃｈに至るまでエンジン２２の運転が停止された状態でモータＭＧ２から設定された要求トルクＴｒ＊を出力して走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信するステップＳ２３０，Ｓ３１０，Ｓ２６０〜Ｓ３００，Ｓ２００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、水素エンジンなど走行用の動力を出力する内燃機関であれば如何なるタイプ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た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差動作用を有するものなど、車軸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、発電機および電動機と電力のやり取り可能であれば如何なるものとしても構わない。「要求駆動力設定手段」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＊を設定するものや車両が目標車速Ｖ＊で走行するよう車速Ｖ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、走行に要求される要求駆動力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。「充放電電力設定手段」としては、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが放電要求開始残容量Ｓｄｃｈより大きいときに放電電力Ｐｂｄｃｈを充放電電力Ｐｂ＊として設定すると共に残容量ＳＯＣが充電要求開始残容量Ｓｃｈより小さいときには充電電力Ｐｂｃｈを充放電電力Ｐｂ＊として設定するものに限定されるものではなく、蓄電手段の蓄電量が放電要求が開始される予め設定された放電開始蓄電量より大きいときには蓄電手段を放電する電力を蓄電手段を充放電すべき充放電電力として設定し、蓄電手段の蓄電量が充電要求が開始される予め設定された充電開始蓄電量より小さいときには蓄電手段を充電する電力を充放電電力として設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「目標パワー設定手段」としては、設定された要求トルクＴｒ＊と設定された充放電電力Ｐｂ＊とに基づいてエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊を設定するものに限定されるものではなく、設定された要求駆動力と設定された充放電電力とに基づいて内燃機関から出力すべき目標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、定速走行が指示されていないときにはエンジン２２から要求パワーＰｅ＊を出力しながら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ようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、定速走行が指示されたときに残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆに至るまでエンジン２２から充電電力Ｐｂｃｈを用いて設定される要求パワーＰｅ＊を出力してバッテリ５０を充電しながらリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると共に残容量ＳＯＣが放電要求開始残容量Ｓｄｃｈに至るまでエンジン２２の運転が停止された状態でモータＭＧ２から設定された要求トルクＴｒ＊を出力して走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、設定された目標パワーと車速とアクセル開度とのうちいずれかの変化量が所定変化量より大きいときには内燃機関から設定された目標パワーを出力しながら設定された要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、設定された目標パワーと車速とアクセル開度とのうちいずれかの変化量が所定変化量以下であるときには蓄電手段の蓄電量が放電開始蓄電量より大きい第１蓄電量に至るまで内燃機関から設定された目標パワー以上のパワーを出力して蓄電手段を充電しながら設定された要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する充電走行制御と蓄電手段の蓄電量が放電開始蓄電量以下の第２蓄電量に至るまで内燃機関の運転が停止された状態で電動機から設定された要求駆動力に基づく駆動力を出力しながら走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する電動機走行制御と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、本発明の実施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。 充放電電力設定用マップの一例を示す説明図である。 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＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。 エンジン２２を運転しているときの動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図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 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、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、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、８９ クルーズスイッチ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (5)

1. 走行用の動力を出力する内燃機関と、
   動力を入出力可能な発電機と、
   車軸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取り可能な蓄電手段と、
   走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
   前記蓄電手段の蓄電量が放電要求が開始される予め設定された放電開始蓄電量より大きいときには前記蓄電手段を放電する電力を該蓄電手段を充放電すべき充放電電力として設定し、前記蓄電手段の蓄電量が充電要求が開始される予め設定された充電開始蓄電量より小さいときには前記蓄電手段を充電する電力を前記充放電電力として設定する充放電電力設定手段と、
   前記設定された要求駆動力と前記設定された充放電電力とに基づいて前記内燃機関から出力すべき目標パワーを設定する目標パワー設定手段と、
   前記設定された目標パワーと車速とアクセル開度とのうちいずれかの変化量が所定変化量より大きいときには前記内燃機関から前記設定された目標パワーを出力しながら前記設定された要求駆動力により走行す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し、前記設定された目標パワーと前記車速と前記アクセル開度とのうちいずれかの変化量が前記所定変化量以下であるときには前記蓄電手段の蓄電量が前記放電開始蓄電量より大きい第１蓄電量に至るまで前記内燃機関から前記設定された目標パワー以上のパワーを出力して前記蓄電手段を充電しながら前記設定された要求駆動力により走行す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充電走行制御と前記蓄電手段の蓄電量が前記放電開始蓄電量以下の第２蓄電量に至るまで前記内燃機関の運転が停止された状態で前記電動機から前記設定された要求駆動力に基づく駆動力を出力しながら走行す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電動機走行制御とを実行する制御手段と、
   を備える車両。
2. 請求項１記載の車両であって、
   目標車速を設定すると共に該目標車速での定速走行を指示する定速走行指示手段を備え、
   前記制御手段は、前記定速走行指示手段により定速走行が指示されたときは、前記車速が前記所定変化量以下であるものとして前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する手段である
   車両。
3. 請求項１または２記載の車両であって、
   前記制御手段は、前記設定された目標パワーと前記車速と前記アクセル開度とのうちいずれかの変化量が前記所定変化量以下であるときに前記充電走行制御を実行する際には、前記内燃機関を運転する際の前記内燃機関の効率と前記発電機および前記蓄電手段における損失とに基づいて実験または解析により得られる車両のエネルギ効率が最もよくなる効率良好パワーと前記設定された目標パワーとのうち大きい方のパワーが前記内燃機関から出力されるよう前記内燃機関を制御する手段である
   車両。
4. 請求項１ないし３いずれか１つの請求項に記載の車両であって、
   前記第２蓄電量は、前記充電開始蓄電量以下の蓄電量である
   車両。
5. 走行用の動力を出力する内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、車軸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取り可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
   前記蓄電手段の蓄電量が放電要求が開始される予め設定された放電開始蓄電量より大きいときには前記蓄電手段を放電する電力を該蓄電手段を充放電すべき充放電電力として設定すると共に前記蓄電手段の蓄電量が充電要求が開始される予め設定された充電開始蓄電量より小さいときには前記蓄電手段を充電する電力を前記充放電電力として設定し、
   走行に要求される要求駆動力と前記設定された充放電電力とに基づいて前記内燃機関から出力すべき目標パワーを設定し、
   前記設定された目標パワーと車速とアクセル開度とのうちいずれかの変化量が所定変化量より大きいときには前記内燃機関から前記設定された目標パワーを出力しながら前記要求駆動力により走行す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し、前記設定された目標パワーと前記車速と前記アクセル開度とのうちいずれかの変化量が前記所定変化量以下であるときには前記蓄電手段の蓄電量が前記放電開始蓄電量より大きい第１蓄電量に至るまで前記内燃機関から前記設定された目標パワー以上のパワーを出力して前記蓄電手段を充電しながら前記要求駆動力により走行す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充電走行制御と前記蓄電手段の蓄電量が前記放電開始蓄電量以下の第２蓄電量に至るまで前記内燃機関の運転が停止された状態で前記電動機から前記要求駆動力に基づく駆動力を出力しながら走行す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電動機走行制御とを実行する
   車両の制御方法。

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