特許 5852476 ハイブリッド自動車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5852476

(24)【登録日】2015年12月11日

(45)【発行日】2016年2月3日

(54)【発明の名称】ハイブリッド自動車

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/06 20060101AFI20160114BHJP

   B60W 20/00 20160101ALI20160114BHJP

   B60K 6/445 20071001ALI20160114BHJP

   B60K 6/448 20071001ALI20160114BHJP

   B60K 6/48 20071001ALI20160114BHJP

   B60K 6/54 20071001ALI20160114BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20160114BHJP

   B60W 10/26 20060101ALI20160114BHJP

   F02D 29/02 20060101ALI20160114BHJP

   B60L 11/14 20060101ALI20160114BHJP

【ＦＩ】

   B60K6/20 310

   B60K6/445ZHV

   B60K6/448

   B60K6/48

   B60K6/54

   B60K6/20 320

   B60K6/20 330

   F02D29/02 321C

   B60L11/14

【請求項の数】4

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2012-45865(P2012-45865)

(22)【出願日】2012年3月1日

(65)【公開番号】特開2013-180662(P2013-180662A)

(43)【公開日】2013年9月12日

【審査請求日】2014年4月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000100768

【氏名又は名称】アイシン・エィ・ダブリュ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】特許業務法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】尾山 俊介

(72)【発明者】

【氏名】西山 忍

(72)【発明者】

【氏名】浦部 憲雄

(72)【発明者】

【氏名】福井 亮介

【審査官】 山村 秀政

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−３０６６５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２６０４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２５２５７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２２７０８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１００２６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｗ １０／０６

Ｂ６０Ｋ ６／４４５

Ｂ６０Ｋ ６／４４８

Ｂ６０Ｋ ６／４８

Ｂ６０Ｋ ６／５４

Ｂ６０Ｌ １１／１４

Ｂ６０Ｗ １０／０８

Ｂ６０Ｗ １０／２６

Ｂ６０Ｗ ２０／００

Ｆ０２Ｄ ２９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車軸に動力を出力可能なエンジンおよびモータと、前記モータを駆動するインバータと、バッテリと、前記バッテリが接続された電池電圧系と前記インバータが接続された駆動電圧系とに接続されて該駆動電圧系の電圧を調節可能な昇圧コンバータと、前記エンジンを間欠運転しながら走行するよう前記エンジンと前記インバータと前記昇圧コンバータとを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド自動車において、
前記制御手段は、前記インバータについては、前記モータの駆動可能領域が該モータによる制振制御を実行する第１制御方式の領域と該第１制御方式の領域より高回転数高トルク側で且つ前記モータによる制振制御を実行しない第２制御方式の領域とに区分されてなる制御方式関係に前記モータの目標駆動状態を適用して得られる制御方式で制御する手段であり、
更に、前記制御手段は、前記第１制御方式の領域と前記第２制御方式の領域との境界に応じて、前記エンジンの運転停止を許容する車速範囲の上限としての停止許可車速を設定する手段であり、
更に、前記制御手段は、前記インバータについては、前記第１制御方式の領域と前記第２制御方式の領域との境界が前記駆動電圧系の電圧が低いほど低回転数低トルク側となるよう定められた前記制御方式関係に前記モータの目標駆動状態と前記駆動電圧系の電圧とを適用して得られる制御方式で制御し、前記昇圧コンバータについては、前記駆動電圧系の電圧が許容上限電圧以下の範囲内で調節されるよう制御する手段であり、更に、前記駆動電圧系の電圧または前記許容上限電圧が低いほど低くなる傾向で且つ車速が前記停止許可車速以下の領域で前記インバータを前記第１制御方式で制御することになるように前記停止許可車速を設定する手段である、
ハイブリッド自動車。

【請求項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、大気圧が低いほど低くなる傾向に前記許容上限電圧を設定する手段である、
ハイブリッド自動車。

【請求項3】

請求項１または２記載のハイブリッド自動車であって、
前記第１制御方式は、正弦波制御方式であり、
前記第２制御方式は、過変調制御方式および矩形波制御方式である、
ハイブリッド自動車。

【請求項4】

請求項１ないし３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、
発電機と、
前記車軸に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸と前記発電機の回転軸とに３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、
を備え、
前記モータは、前記駆動軸に回転軸が接続されてなる、
ハイブリッド自動車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハイブリッド自動車に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと、発電機モータと、駆動輪に連結された出力軸とエンジンと発電機モータとにリングギヤとキャリアとサンギヤとが接続されたプラネタリギヤユニットと、出力軸に接続された駆動モータと、発電機モータや駆動モータと電力をやりとりするバッテリと、を備え、車速がエンジン始動車速より高いときにエンジンを始動するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、発電機モータの最大トルクが車速が高いほど小さくなり且つバッテリ電圧が低いほど小さくなることを踏まえて、エンジンを始動するのに必要なトルクを発電機モータから出力できる（最大トルク以下となる）ように、バッテリ電圧が低いほど低くなるようエンジン始動車速を設定することにより、エンジンを確実に始動できるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２−１９５１３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

こうしたハイブリッド自動車では、比較的高車速で走行している最中に運転者がアクセルペダルを離したときなどには、その後に運転者がアクセルペダルを踏み込んだときに迅速にエンジンからパワーを出力するためにエンジンの運転を継続し、比較的低車速で走行している最中に運転者がアクセルペダルを離したときなどには、燃費の向上を図るためにエンジンを運転停止して回転数を値０にする場合がある。この場合、エンジンの運転の停止を許容する上限車速を高くすることによって燃費の向上を図ることができるが、高車速領域（駆動モータが高回転数で回転する領域）では、駆動モータを駆動するインバータをいわゆる矩形波制御方式などスイッチング回数が比較的少なく（制御性が比較的低く）駆動モータによる制振制御を実行しない制御方式で制御することになり、エンジンを運転停止して回転数を値０にする際にショックを生じることがある。

【0005】

本発明のハイブリッド自動車は、エンジンを運転停止して回転数を値０にする際にショックが生じるのを抑制することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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。

【0007】

本発明のハイブリッド自動車は、
車軸に動力を出力可能なエンジンおよびモータと、前記モータを駆動するインバータと、前記エンジンを間欠運転しながら走行するよう前記エンジンと前記インバータとを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド自動車において、
前記制御手段は、前記インバータについては、前記モータの駆動可能領域が該モータによる制振制御を実行する第１制御方式の領域と該第１制御方式の領域より高回転数高トルク側で且つ前記モータによる制振制御を実行しない第２制御方式の領域とに区分されてなる制御方式関係に前記モータの目標駆動状態を適用して得られる制御方式で制御する手段であり、
更に、前記制御手段は、前記第１制御方式の領域と前記第２制御方式の領域との境界に応じて、前記エンジンの運転停止を許容する車速範囲の上限としての停止許可車速を設定する手段である、
ことを要旨とする。

【0008】

この本発明のハイブリッド自動車では、エンジンを間欠運転しながら走行するようエンジンとインバータとを制御し、インバータについては、モータの駆動可能領域がモータによる制振制御を実行する第１制御方式の領域と第１制御方式の領域より高回転数高トルク側で且つモータによる制振制御を実行しない第２制御方式の領域とに区分されてなる制御方式関係にモータの目標駆動状態を適用して得られる制御方式で制御し、更に、第１制御方式の領域と第２制御方式の領域との境界に応じて、エンジンの運転停止を許容する車速範囲の上限としての停止許可車速を設定する。したがって、第１制御方式の領域と第２制御方式の領域との境界に応じて、車速が停止許可車速以下の領域ではインバータを第１制御方式で制御することになるよう停止許可車速を設定することにより、エンジンを運転停止して回転数を値０にする際に、モータによる制振制御をより確実に実行することができ、ショックを生じるのを抑制することができる。もとより、車速が許可停止車速より高いときには、その後の運転者の加速要求時に良好に対応することができる。ここで、「制振制御」は、車両の振動を抑制するための制御である。また、「第１制御方式」は、第２制御方式に比して制御性が高い制御方式である。さらに、「モータの目標駆動状態」は、モータの回転数と目標トルクとによって示される駆動状態である。

【0009】

こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記バッテリが接続された電池電圧系と前記インバータが接続された駆動電圧系とに接続されて該駆動電圧系の電圧を調節可能な昇圧コンバータを備え、前記制御手段は、前記インバータについては、前記第１制御方式の領域と前記第２制御方式の領域との境界が前記駆動電圧系の電圧が低いほど低回転数低トルク側となるよう定められた前記制御方式関係に前記モータの目標駆動状態と前記駆動電圧系の電圧とを適用して得られる制御方式で制御し、前記昇圧コンバータについては、前記駆動電圧系の電圧が許容上限電圧以下の範囲内で調節されるよう制御する手段であり、更に、前記駆動電圧系の電圧または前記許容上限電圧が低いほど低くなる傾向に前記停止許可車速を設定する手段である、ものとすることもできる。この態様のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、大気圧が低いほど低くなる傾向に前記許容上限電圧を設定する手段である、ものとすることもできる。これは、高地など大気圧が低い場合、モータやインバータ，昇圧コンバータなどの耐圧が低くなる、という理由に基づく。

【0010】

また、本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記インバータについては、前記第１制御方式の領域と前記第２制御方式の領域との境界がインバータ電圧が低いほど低回転数低トルク側となるよう定められた前記制御方式関係に前記モータの目標駆動状態と前記インバータ電圧とを適用して得られる制御方式で制御する手段であり、更に、前記インバータ電圧が低いほど低くなる傾向に前記停止許可車速を設定する手段である、ものとすることもできる。

【0011】

さらに、本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記第１制御方式の領域と前記第２制御方式の領域との境界に応じて、前記エンジンの運転停止中に該エンジンの運転停止の継続を許容する車速範囲の上限としての停止継続車速を設定する手段である、ものとすることもできる。この態様のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記停止許可車速より小さな車速を前記停止継続車速に設定する手段である、ものとすることもできる。

【0012】

あるいは、本発明のハイブリッド自動車において、前記第１制御方式は、正弦波制御方式であり、前記第２制御方式は、過変調制御方式および矩形波制御方式である、ものとすることもできる。これは、一般に、正弦波制御方式は、過変調制御方式や矩形波制御方式に比して制御性が高い、との理由に基づく。

【0013】

加えて、本発明のハイブリッド自動車において、発電機と、前記車軸に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸と前記発電機の回転軸とに３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、を備え、前記モータは、前記駆動軸に回転軸が接続されてなる、ものとすることもできる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】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。

【図2】モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。

【図3】許容上限電圧設定用マップの一例を示す説明図である。

【図4】実施例のＨＶＥＣＵ７０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。

【図5】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。

【図6】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＊とを設定する様子とを示す説明図である。

【図7】エンジン２２からパワーを出力しながら走行しているときのプラネタリギヤ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。

【図8】モータＥＣＵ４０により実行されるモータ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

【図9】制御方式設定用マップの一例を示す説明図である。

【図10】停止許可車速設定用マップの一例を示す説明図である。

【図11】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。

【図12】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。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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。

【実施例】

【0016】

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はモータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系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１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、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、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪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にリングギヤが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がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２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たバッテリ５０と、インバータ４１，４２が接続された電力ライン（以下、駆動電圧系電力ライン５４ａという）とバッテリ５０が接続された電力ライン（以下、電池電圧系電力ライン５４ｂという）とに接続されて駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨを電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬ以上の範囲で調節すると共に駆動電圧系電力ライン５４ａと電池電圧系電力ライン５４ｂとの間で電力のやりとりを行なう昇圧コンバータ５５と、インバータ４１，４２を制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に昇圧コンバータ５５を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、車両全体を制御す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。

【0017】

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の運転状態を検出する各種センサから信号、例えば、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からのクランクポジションθｃｒやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサからの冷却水温Ｔｗ，燃焼室内に取り付けられた圧力センサからの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ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からのカムポジションθｃａ，スロットルバルブ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からのスロットルポジションＴＰ，吸気管に取り付けられたエアフローメータからの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサからの吸気温Ｔａ，排気系に取り付けられた空燃比センサからの空燃比ＡＦ，同じく排気系に取り付けられた酸素センサからの酸素信号Ｏ２など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を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁への駆動信号やスロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号，吸気バルブの開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構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。また、エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０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ＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２６に取り付けられた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クランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

【0018】

モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれも、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを備える周知の同期発電電動機として構成されている。インバータ４１，４２は、図２に示すように、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６と、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６と、により構成されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６は、それぞれ駆動電圧系電力ライン５４ａの正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側になるよう２個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、インバータ４１，４２に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のオン時間の割合を調節することにより、三相コイルに回転磁界を形成でき、モータＭＧ１，ＭＧ２を回転駆動することができる。インバータ４１，４２は、駆動電圧系電力ライン５４ａの正極母線と負極母線とを共用しているから、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータに供給することができる。駆動電圧系電力ライン５４ａの正極母線と負極母線とには平滑用のコンデンサ５７が接続されている。

【0019】

昇圧コンバータ５５は、図２に示すように、２つのトランジスタＴ５１，Ｔ５２とトランジスタＴ５１，Ｔ５２に逆方向に並列接続された２つのダイオードＤ５１，Ｄ５２とリアクトルＬとからなる昇圧コンバータとして構成されている。２つのトランジスタＴ５１，Ｔ５２は、それぞれ駆動電圧系電力ライン５４ａの正極母線，駆動電圧系電力ライン５４ａおよび電池電圧系電力ライン５４ｂの負極母線に接続されており、トランジスタＴ５１，Ｔ５２の接続点と電池電圧系電力ライン５４ｂの正極母線とにリアクトルＬが接続されている。したがって、トランジスタＴ５１，Ｔ５２をオンオフすることにより、電池電圧系電力ライン５４ｂの電力を昇圧して駆動電圧系電力ライン５４ａに供給したり、駆動電圧系電力ライン５４ａの電力を降圧して電池電圧系電力ライン５４ｂに供給したりすることができる。電池電圧系電力ライン５４ｂの正極母線と負極母線とには平滑用のコンデンサ５８が接続されている。以下、昇圧コンバータ５５によって駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨを電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬに対して昇圧する（高くする）ことを昇圧コンバータ５５による昇圧を行なうと称することがある。

【0020】

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からの回転位置θｍ１，θｍ２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，コンデンサ５７の端子間に取り付けられた電圧センサ５７ａからのコンデンサ５７の電圧（駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧）ＶＨやコンデンサ５８の端子間に取り付けられた電圧センサ５８ａからのコンデンサ５８の電圧（電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧）ＶＬなど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のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６へのスイッチング制御信号や昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ５１，Ｔ５２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。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０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ＨＶＥＣＵ７０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の回転子の電気角θｅ１，θｅ２やモータＭＧ１，ＭＧ２の回転角速度ωｍ１，ωｍ２，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算したり、モータＭＧ２の回転角速度ωｍ２に基づいてモータＭＧ２の回転軸に換算した駆動輪３８ａ，３８ｂの回転角速度としての駆動輪回転角速度ωｂを演算したりしている。なお、駆動輪回転角速度ωｂは、モータＭＧ２から駆動輪３８ａ，３８ｂの間の特性に限定することにより得られる２慣性系の制御系設計モデルに対して制御サンプル時間で０次ホールドを用いて離散化したモデルを用いて演算するものとしたり、駆動輪３８ａ，３８ｂに車輪速センサを取り付けて車輪速センサからの信号に基づいて演算するものとしたりすることができる。

【0021】

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Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン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Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度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ＨＶＥＣＵ７０に送信する。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最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。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の蓄電割合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。

【0022】

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、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー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，大気圧センサ８９からの大気圧Ｐｏｕｔなどが入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。なお、ＨＶＥＣＵ７０は、大気圧センサ８９からの大気圧Ｐｏｕｔに基づいて駆動電圧系電力ライン５４ａの許容上限電圧ＶＨｌｉｍを設定している。この許容上限電圧ＶＨｌｉｍは、実施例では、大気圧Ｐｏｕｔと許容上限電圧ＶＨｌｉｍとの関係を予め定めて許容上限電圧設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、大気圧Ｐｏｕｔが与えられると記憶したマップから対応する許容上限電圧ＶＨｌｉｍを導出して設定するものとした。許容上限電圧設定用マップの一例を図３に示す。図３の例では、許容上限電圧ＶＨｌｉｍは、大気圧Ｐｏｕｔが標準圧力Ｐｏｕｔｓｅｔ（例えば１気圧）より低い圧力Ｐｏｕｔ１（例えば、０．８気圧や０．８５気圧，０．９気圧など）以上の領域では標準電圧ＶＨｌｉｍｓｅｔを設定し、大気圧Ｐｏｕｔが圧力Ｐｏｕｔ１より低い領域では大気圧Ｐｏｕｔが低いほど標準電圧ＶＨｌｉｍｓｅｔに比して低くなる傾向に設定するものとした。これは、大気圧Ｐｏｕｔが低いほどモータＭＧ１，ＭＧ２やインバータ４１，４２，昇圧コンバータ５５などの耐圧が低下する、という理由に基づく。

【0023】

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、運転者によるアクセルペダル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３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を計算し、この要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力が駆動軸３６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と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プラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３６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プラネタリギヤ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駆動軸３６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駆動軸３６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。なお、トルク変換運転モードおよび充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであるから、両者を合わせてエンジン運転モードとして考えることができる。

【0024】

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４は、実施例のＨＶＥＣＵ７０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。

【0025】

駆動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や車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，駆動電圧系電力ライン５４ａの許容上限電圧ＶＨｌｉｍなど制御に必要なデータを入力する（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のロータの回転位置θｍ１，θｍ２に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の蓄電割合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。駆動電圧系電力ライン５４ａの許容上限電圧ＶＨｌｉｍは、大気圧センサ８９からの大気圧Ｐｏｕｔに基づいて設定されたものを入力するものとした。

【0026】

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とに基づいて走行に要求される（駆動軸３６に出力すべき）要求トルクＴｒ＊を設定すると共に設定した要求トルクＴｒ＊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（ステップＳ１１０）。ここで、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図示しないＲＯＭ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。要求トルク設定用マップの一例を図５に示す。要求パワーＰｅ＊は、要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数など）を乗じたものからバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じた値として計算することができる。

【0027】

続いて、エンジン２２が運転中であるか運転停止中であるかを判定し（ステップＳ１２０）、エンジン２２が運転中であると判定されたときには、要求パワーＰｅ＊をエンジン２２を運転停止するための停止用閾値Ｐｓｔｏｐと比較し（ステップＳ１３０）、要求パワーＰｅ＊が停止用閾値Ｐｓｔｏｐより大きいときには、エンジン２２の運転を継続すると判断し、要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させる動作ライン（例えば燃費動作ライン）と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＊とを設定してエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ１４０）。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＊とを設定する様子とを図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。また、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目標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調節制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。

【0028】

次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とプラネタリギヤ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モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数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としてのトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１５０）。式（１）は、プラネタリギヤ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ながら走行しているときのプラネタリギヤ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であるキャリアの回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２であるリングギヤの回転数Ｎｒを示す。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されて駆動軸３６に作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されて駆動軸３６に作用するトルクとを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。式（２）中、右辺第１項は、エンジン２２から目標トルクＴｅ＊を出力するときにエンジン２２からプラネタリギヤ３０を介してモータＭＧ１の回転軸に作用するトルクをキャンセルするためのトルクである。

【0029】

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ (1)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)

【0030】

次に、次式（３）に示すように、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊をプラネタリギヤ３０のギヤ比ρで除したものを要求トルクＴｒ＊に加えてモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値としての仮トルクＴｍ２ｔｍｐを設定し（ステップＳ２５０）、式（４），（５）に示すように、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔからモータＭＧ１のトルク指令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）を減じた値をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除してモータ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を計算し（ステップＳ２６０）、式（６）に示すように、仮トルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２７０）。

【0031】

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

【0032】

続いて、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２およびトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいて目標電圧ＶＨｔａｇを設定し（ステップＳ２８０）、次式（７）に示すように、目標電圧ＶＨｔａｇを許容上限電圧ＶＨｌｉｍで制限して駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧指令ＶＨ＊を設定する（ステップＳ２９０）。ここで、目標電圧ＶＨｔａｇは、モータＭＧ１を目標駆動点（回転数Ｎｍ１，トルク指令Ｔｍ１＊）で駆動できる電圧Ｖｍ１とモータＭＧ２を目標駆動点（回転数Ｎｍ２，トルク指令Ｔｍ２＊）で駆動できる電圧Ｖｍ２とのうち高い方を設定するものとした。なお、実施例では、後述するように、トルク指令Ｔｍ１＊が設定された実行用トルクＴ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊に基づく実行用トルクＴ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング制御を行なうことから、実行用トルクＴ２＊がトルク指令Ｔｍ２＊より大きな場合でも対応できるように、モータＭＧ２を目標駆動点（回転数Ｎｍ２，トルク指令Ｔｍ２＊）で駆動できる最低電圧Ｖｍ２ｍｉｎより若干高い電圧を電圧Ｖｍ２とするものとした。

【0033】

VH*=min(VHtag,VHlim) (7)

【0034】

そして、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧指令ＶＨ＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ３００）、本ルーチンを終了する。モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や駆動電圧系電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨｔａｇを受信したモータＥＣＵ４０は、駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨが電圧指令ＶＨ＊となるよう昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２の制御を行なうと共に、図８に例示するモータ制御ルーチンにより、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のスイッチング制御を行なう。以下、図３の駆動制御ルーチンの説明を一旦中断し、図８のモータ制御ルーチンについて説明する。図８のモータ制御ルーチンは、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

【0035】

モータ制御ルーチンが実行されると、モータＥＣＵ４０は、まず、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２やトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，モータＭＧ２の回転角速度ωｍ２，モータＭＧ２の回転軸に換算した駆動輪３８ａ，３８ｂの回転角速度である駆動輪回転角速度ωｂ，電圧センサ５７ａからの駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨ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Ｓ４００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊は、図４の駆動制御ルーチンにより設定されたものをＨＶＥＣＵ７０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やモータＭＧ２の回転角速度ωｍ２，駆動輪回転角速度ωｂは、回転位置検出センサ４４からのモータＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２に基づいて演算されたものを入力するものとした。

【0036】

こうしてデータを入力すると、入力した駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨとモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１およびトルク指令Ｔｍ１＊とに基づいてインバータ４１の制御方式Ｃｍ１を設定すると共に（ステップＳ４１０）、駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２およびトルク指令Ｔｍ２＊とに基づいてインバータ４２の制御方式Ｃｍ２を設定する（ステップＳ４２０）。ここでは、インバータ４２の制御方式Ｃｍ２の設定を例として説明する。インバータ４２の制御方式Ｃｍ２は、実施例では、駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２およびトルク指令Ｔｍ２＊とに応じて、モータＭＧ２の電圧指令と三角波（搬送波）電圧との比較によってトランジスタＴ２１〜Ｔ２６のオン時間の割合を調節するパルス幅変調（ＰＷＭ）制御方式のうち三角波電圧の振幅以下の振幅の正弦波状の電圧指令を変換して得られる擬似的三相交流電圧をモータＭＧ２に供給する正弦波制御方式，パルス幅変調制御方式のうち三角波電圧の振幅より大きな振幅の正弦波状の電圧指令を変換して得られる過変調電圧をモータＭＧ２に供給する過変調制御方式，矩形波電圧をモータＭＧ２に供給する矩形波制御方式から１つを選択して設定するものとした。具体的には、駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨとモータＭＧ２のトルクＴｍおよび回転数Ｎｍ２と制御方式Ｃｍ２との関係を予め定めて制御方式設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２およびトルク指令Ｔｍ２＊とが与えられると記憶したマップから対応する制御方式Ｃｍ２を導出して設定するものとした。制御方式設定用マップの一例を図９に示す。インバータ４２の制御方式Ｃｍ２は、図９に示すように、駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨ毎に、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊や回転数Ｎｍ２が小さい側から順に正弦波制御方式，過変調制御方式，矩形波制御方式となるよう定められていると共に、駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨが高いほど正弦波制御方式の領域と過変調制御方式の領域との境界や過変調制御方式の領域と矩形波制御方式の領域との境界が高回転数高トルク側となるよう定められている。ここでは、インバータ４２の制御方式Ｃｍ２の設定について説明したが、インバータ４１の制御方式Ｃｍ１の設定についても同様に行なうことができる。モータＭＧ１，ＭＧ２やインバータ４１，４２の特性として、矩形波制御方式，過変調制御方式，正弦波制御方式の順で、モータＭＧ１，ＭＧ２の出力応答性や制御性がよくなり、出力が小さくなり、インバータ４１，４２のスイッチング損失などが大きくなることが分かっているから、低回転数低トルクの領域では、正弦波制御方式でインバータ４１，４２を制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２の出力応答性や制御性を良くすることができ、高回転数高トルクの領域では、矩形波制御方式を用いてインバータ４１，４２を制御することによって大出力を可能とすると共にインバータ４１，４２のスイッチング損失などを低減することができる。

【0037】

続いて、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を実行用トルクＴ１＊として設定し（ステップＳ４３０）、インバータ４２の制御方式Ｃｍ２が正弦波制御方式であるか否かを判定し（ステップＳ４４０）、インバータ４２の制御方式Ｃｍ２が正弦波制御方式であると判定されたときには、次式（７）に示すように、駆動輪回転角速度ωｂとモータＭＧ２の回転角速度ωｍ２との差分に制御ゲインｋｖを乗じて制振トルクＴｖの仮の値としての仮制振トルクＴｖｔｍｐを設定し（ステップ３５０）、式（８）に示すように、仮制振トルクＴｖｔｍｐを制限トルクＴｌｉｍ，−Ｔｌｉｍで制限して制振トルクＴｖを設定し（ステップＳ４５２）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊と制振トルクＴｖとの和をモータＭＧ２の実行用トルクＴ２＊として設定し（ステップＳ４５４）、設定した実行用トルクＴ１＊，Ｔ２＊でモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動されるよう制御方式Ｃｍ１，Ｃｍ２でインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のスイッチング制御を行なって（ステップＳ４７０）、本ルーチンを終了する。ここで、制限トルクＴｌｉｍ，−Ｔｌｉｍは、車両の振動を抑制することができる程度で且つモータＭＧ２から出力する実行トルクＴ２＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを超えない程度に制振トルクＴｖの大きさ（正側および負側の大きさ）を制限するために用いられるものであり、実験などによって定めることができる。こうしたインバータ４２の制御により、車両に生じる振動を抑制することができる。以下、制振トルクＴｖがモータＭＧ２から出力されるよう制御することを制振制御という。

【0038】

Tvtmp=kv・(ωb-ωm2) (7)
Tv=max(min(Tvtmp,Tlim),-Tlim) (8)

【0039】

ステップＳ４４０でインバータ４２の制御方式が正弦波制御方式でない、即ち、過変調制御方式や矩形波制御方式であると判定されたときには、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊をモータＭＧ２の実行用トルクＴ２＊として設定し（ステップＳ４６０）、設定した実行用トルクＴ１＊，Ｔ２＊でモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動されるよう制御方式Ｃｍ１，Ｃｍ２でインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のスイッチング制御を行なって（ステップＳ４７０）、本ルーチンを終了する。過変調制御方式や矩形波制御方式でインバータ４２を制御するときには、正弦波制御方式でインバータ４２を制御するときに比してモータＭＧ２の制御性がよくないことから、モータＭＧ２による制振制御を適正に行なうことができない可能性がある。したがって、実施例では、過変調制御方式や矩形波制御方式でインバータ４２を制御するときには、モータＭＧ２による制振制御を実行しないものとした。

【0040】

以上、図５のモータ制御ルーチンについて説明した。図４の駆動制御ルーチンの説明に戻る。ステップＳ１３０でエンジン２２の要求パワーＰｅ＊が停止用閾値Ｐｓｔｏｐ以下であると判定されると、駆動電圧系電力ライン５４ａの許容上限電圧ＶＨｌｉｍに基づいてエンジン２２の運転停止を許容する車速範囲の上限としての停止許可車速Ｖｅｖ１を設定し（ステップＳ１６０）、車速Ｖを停止許可車速Ｖｅｖ１と比較する（ステップＳ１７０）。ここで、停止許可車速Ｖｅｖ１は、実施例では、駆動電圧系電力ライン５４ａの許容上限電圧ＶＨｌｉｍと停止許可車速Ｖｅｖ１との関係を予め定めて停止許可車速設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、許容上限電圧ＶＨｌｉｍが与えられると記憶したマップから対応する停止許可車速Ｖｅｖ１を導出して設定するものとした。停止許可車速設定用マップの一例を図１０に示す。停止許可車速Ｖｅｖ１は、図示するように、許容上限電圧ＶＨｌｉｍが低いほど低くなる傾向に設定するものとした。この停止許可車速Ｖｅｖ１は、上述した図９の制御方式設定用マップにおける正弦波制御方式の領域と過変調制御方式の領域との境界に応じて、車速Ｖが停止許可車速Ｖｅｖ１以下の領域ではインバータ４２を正弦波制御方式で制御することになるように設定するものとした。この理由については後述する。

【0041】

車速Ｖが停止許可車速Ｖｅｖ１より高いときには、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に自立運転用の回転数Ｎｉｄｌ（例えば、１０００ｒｐｍや１２００ｒｐｍなど）を設定すると共に目標トルクＴｅ＊に値０を設定してエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ１８０）、上述のステップＳ１５０，Ｓ２５０〜Ｓ２９０の処理によってモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧指令ＶＨ＊を設定し、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧指令ＶＨ＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ３００）、本ルーチンを終了する。したがって、車速Ｖが停止許可車速Ｖｅｖ１より高いときには、エンジン２２を自立運転することにより、エンジン２２を回転停止させるものに比して、その後に運転者によってアクセルペダル８３が踏み込まれたときに、エンジン２２からパワーを迅速に出力することができる。

【0042】

ステップＳ１７０で車速Ｖが停止許可車速Ｖｅｖ１以下のときには、エンジン２２の運転を停止して回転数Ｎｅを値０にする（ステップＳ１９０）。エンジン２２の運転停止は、エンジン２２の運転を停止させるための運転停止信号をエンジンＥＣＵ２４に送信してエンジンＥＣＵ２４でエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を停止し、エンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に値０にするためのトルクがモータＭＧ１から出力されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信してモータＥＣＵ４０でトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づく実行用トルクＴ１＊，Ｔ２＊を用いてインバータ４１，４２のスイッチング制御を行ない、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２およびトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊と許容上限電圧ＶＨｌｉｍとに応じて電圧指令ＶＨ＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信してモータＥＣＵ４０で電圧指令ＶＨ＊を用いて昇圧コンバータ５５のスイッチング制御を行なう、ことによって行なわれる。なお、このとき、モータＭＧ２から出力すべきトルク（仮トルクＴｍ２ｔｍｐ）は、要求トルクＴｒ＊とモータＭＧ１から出力されてプラネタリギヤ３０を介して作用するトルクをキャンセルするためのトルクとの和のトルクとなる。実施例では、上述したように、車速Ｖが停止許可車速Ｖｅｖ１以下の領域ではインバータ４２を正弦波制御方式で制御することになるよう駆動電圧系電力ライン５４ａの許容上限電圧ＶＨｌｉｍに応じて停止許可車速Ｖｅｖ１を設定するものとしたから、エンジン２２の運転を停止して回転数Ｎｅを値０にする際には、モータＭＧ２によって制振制御をより確実に実行することができ、ショックが生じるのを抑制することができる。

【0043】

こうしてエンジン２２の運転停止（回転停止）が完了すると、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ２００）、上述のステップＳ２５０〜Ｓ３００の処理により、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊や駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧指令ＶＨ＊を設定し、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧指令ＶＨ＊をモータＥＣＵ４０に送信して、本ルーチンを終了する。

【0044】

次回に本ルーチンが実行されたときには、ステップＳ１２０でエンジン２２が運転中でない、即ち、エンジン２２は運転停止中であると判定され、駆動電圧系電力ライン５４ａの許容上限電圧ＶＨｌｉｍに基づいてエンジン２２の運転停止の継続を許容する車速範囲の上限としての停止継続車速Ｖｅｖ２を設定し（ステップＳ２１０）、車速Ｖを停止継続車速Ｖｅｖ２と比較する（ステップＳ２２０）。ここで、停止継続車速Ｖｅｖ２は、実施例では、駆動電圧系電力ライン５４ａの許容上限電圧ＶＨｌｉｍと停止継続車速Ｖｅｖ２との関係を予め定めて停止継続車速設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、許容上限電圧ＶＨｌｉｍが与えられると記憶したマップから対応する停止継続車速Ｖｅｖ２を導出して設定するものとした。停止継続車速Ｖｅｖ２は、停止許可車速Ｖｅｖ１と同様に、許容上限電圧ＶＨｌｉｍが低いほど低くなる傾向で、且つ、停止許可車速Ｖｅｖ１より若干小さな値となるよう設定するものとした。停止許可車速Ｖｅｖ１より若干小さな値を停止継続車速Ｖｅｖ２に設定する理由については後述する。

【0045】

車速Ｖが停止継続車速Ｖｅｖ２以下のときには、要求パワーＰｅ＊をエンジン２２の始動するための始動用閾値Ｐｓｔａｒｔと比較する（ステップＳ２３０）。ここで、始動用閾値Ｐｓｔａｒｔは、エンジン２２の始動と運転停止とが頻繁に行なわれるのを抑制するために、停止用閾値Ｐｓｔｏｐより若干（例えば、数ｋＷなど）大きな値を用いるのが好ましい。

【0046】

要求パワーＰｅ＊が始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ未満のときには、エンジン２２の運転停止を継続すると判断し、上述のステップＳ２００，Ｓ２５０〜Ｓ３００の処理により、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧指令ＶＨ＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信して、本ルーチンを終了する。

【0047】

ステップＳ２２０で車速Ｖが停止継続車速Ｖｅｖ２より高いときや、ステップＳ２２０で車速Ｖが停止継続車速Ｖｅｖ２以下であるがステップＳ２３０で要求パワーＰｅ＊が始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上のときには、エンジン２２を始動する（ステップＳ２４０）。エンジン２２の始動は、エンジン２２をクランキングするためのトルクがモータＭＧ１から出力されるようモータＭＧ１のトルクＴｍ１＊を設定すると共に要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信してモータＥＣＵ４０でトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づく実行用トルクＴ１＊，Ｔ２＊を用いてインバータ４１，４２のスイッチング制御を行ない、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２およびトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊と許容上限電圧ＶＨｌｉｍとに応じて電圧指令ＶＨ＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信してモータＥＣＵ４０で電圧指令ＶＨ＊を用いて昇圧コンバータ５５のスイッチング制御を行ない、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ（例えば、１０００ｒｐｍや１２００ｒｐｍなど）以上に至ったときにエンジン２２の運転を開始させるための運転開始信号をエンジンＥＣＵ２４に送信してエンジンＥＣＵ２４で燃料噴射制御や点火制御などを開始する、ことによって行なわれる。なお、このとき、モータＭＧ２から出力すべきトルク（仮トルクＴｍ２ｔｍｐ）は、要求トルクＴｒ＊とモータＭＧ１から出力されてプラネタリギヤ３０を介して作用するトルクをキャンセルするためのトルクとの和のトルクとなる。実施例では、上述の停止継続車速Ｖｅｖ２を、モータＭＧ１からエンジン２２をクランキングするためのトルクを出力してエンジン２２を始動する際にインバータ４２を正弦波制御方式で制御することになるよう（車速Ｖが停止継続車速Ｖｅｖ２より高くなったときにエンジン２２を始動することを考慮して、停止許可車速Ｖｅｖ１より小さな値として）駆動電圧系電力ライン５４ａの許容上限電圧ＶＨｌｉｍに応じて設定するものとした。これにより、モータＭＧ１によってエンジン２２をクランキングして始動する際に、モータＭＧ２による制振制御をより確実に実行することができ、ショックが生じるのを抑制することができる。

【0048】

こうしてエンジン２２の始動が完了すると、上述のステップＳ１４０〜Ｓ３００の処理により、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＊，駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧指令ＶＨ＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信して、本ルーチンを終了する。

【0049】

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、駆動電圧系電力ライン５４ａの許容上限電圧ＶＨｌｉｍに応じて、車速Ｖが停止許可車速Ｖｅｖ１以下の領域では正弦波制御方式でインバータ４２を制御することになるよう（許容上限電圧ＶＨｌｉｍが低いほど低くなる傾向に）停止許可車速Ｖｅｖ１を設定するから、エンジン２２を運転停止して回転数Ｎｅを値０にする際に、モータＭＧ２による制振制御をより確実に実行することができ、ショックが生じるのを抑制することができる。

【0050】

実施例のハイブリッド自動車２０では、許容上限電圧ＶＨｌｉｍと停止許可車速Ｖｅｖ１との関係を定めた図１０の停止許可車速設定用マップに許容上限電圧ＶＨｌｉｍを適用して停止許可車速Ｖｅｖ１を設定するものとしたが、インバータ４１，４２や昇圧コンバータ５５の保護要件などによって予め定められた停止許可車速Ｖｅｖ１の基準値Ｖｅｖ１ｓｅｔと、図１０の停止許可車速設定用マップに許容上限電圧ＶＨｌｉｍを適用して得られる値（実施例の停止許可車速Ｖｅｖ１）と、のうち小さい方を停止許可車速Ｖｅｖ１に設定するものとしてもよい。

【0051】

実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動電圧系電力ライン５４ａの許容上限電圧ＶＨｌｉｍを用いて停止許可車速Ｖｅｖ１を設定するものとしたが、許容上限電圧ＶＨｌｉｍに代えて、駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨを用いて停止許可車速Ｖｅｖ１を設定するものとしてもよい。この場合、図１０の停止許可車速設定用マップの「許容上限電圧ＶＨｌｉｍ」を「電圧ＶＨ」に置き換えて用いて停止許可車速Ｖｅｖ１を設定するものとしてもよい。

【0052】

実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動電圧系電力ライン５４ａと電池電圧系電力ライン５４ｂとに接続されて駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨを調節可能な昇圧コンバータ５５を備えるものとしたが、これを備えないものとしてもよい。この場合、駆動電圧系電力ライン５４ａの許容上限電圧ＶＨｌｉｍを用いて停止許可車速Ｖｅｖ１を設定するのに代えて、インバータ４１，４２に作用するインバータ電圧Ｖｉｎｖ（この場合、バッテリ５０の端子間電圧Ｖｂに略等しい電圧）を用いて停止許可車速Ｖｅｖ１するものとしてよく、例えば、図１０の停止許可車速設定用マップの「許容上限電圧ＶＨｌｉｍ」を「インバータ電圧Ｖｉｎｖ」に置き換えて用いて停止許可車速Ｖｅｖ１を設定するものなどとしてもよい。なお、昇圧コンバータ５５を備えない場合にインバータ電圧Ｖｉｎｖを用いて停止許可車速Ｖｅｖ１を設定するものとしてよいのは、バッテリ５０の状態（蓄電割合ＳＯＣや電池温度Ｔｂなど）に応じてバッテリ５０の端子間電圧Ｖｂ（インバータ電圧Ｖｉｎｖ）が変化するためである。

【0053】

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の運転停止中には、車速Ｖが停止継続車速Ｖｅｖ２より高いときや要求パワーＰｅ＊が始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上に至ったときにエンジン２２を始動するものとしたが、車速Ｖが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上か否かに拘わらず、要求パワーＰｅ＊が始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上に至ったときにエンジン２２を始動するものとしてもよい。

【0054】

実施例のハイブリッド自動車２０では、正弦波制御方式でインバータ４２を制御するときにはモータＭＧ２による制振制御を実行し、過変調制御方式や矩形波制御方式でインバータ４２を制御するときにはモータＭＧ２による制振制御を実行しないものとしたが、過変調制御方式でインバータ４２を制御するときには、モータＭＧ２による制振制御を実行するものとしてもよい。

【0055】

実施例のハイブリッド自動車２０では、正弦波制御方式でインバータ４２を制御するときにモータＭＧ２による制振制御を実行するものとしたが、これに加えてまたは代えて、正弦波制御方式でインバータ４１を制御するときにモータＭＧ１による制振制御を実行するものとしてもよい。

【0056】

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の運転中に、要求パワーＰｅ＊が停止用閾値Ｐｓｔｏｐ以下であり、車速Ｖが停止許可車速Ｖｅｖ１より高いときには、エンジン２２を回転数Ｎｉｄｌで自立運転するものとしたが、エンジン２２への燃料供給を停止し、エンジン２２が所定回転数（例えば、回転数Ｎｉｄｌなど）で回転するようモータＭＧ１によってモータリングするものとしてもよい。この場合でも、エンジン２２を回転停止させるものに比して、その後に運転者によってアクセルペダル８３が踏み込まれたときに、エンジン２２からパワーを迅速に出力することができる。

【0057】

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を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力するものとしたが、図１１の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフトに接続されたインナーロータ１３２と駆動輪３８ａ，３８ｂに動力を出力する駆動軸３６に接続されたアウターロータ１３４とを有しエンジン２２からの動力の一部を駆動軸３６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１３０を備えるものとしてもよい。

【0058】

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を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動軸３６に出力するものとしたが、図１２の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に変速機２３０を介してモータＭＧを取り付けると共にモータＭＧの回転軸にクラッチ２２９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の回転軸と変速機２３０とを介して駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機２３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。

【0059】

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ＭＧ２が「モータ」に相当し、インバータが「インバータ」に相当し、エンジン２２の間欠運転を伴って走行するようエンジン２２とインバータ４１，４２とを制御し、インバータ４２についてはモータＭＧ２の駆動可能領域がモータＭＧ２による制振制御を実行する制御方式（正弦波制御方式）の領域とモータＭＧ２による制振制御を実行しない制御方式（過変調制御方式や矩形波制御方式）の領域とに区分されてなる制御方式設定用マップとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２およびトルク指令Ｔｍ２＊とを用いて得られる制御方式で制御し、更に、駆動電圧系電力ライン５４ａの許容上限電圧ＶＨｌｉｍに応じて、車速Ｖが停止許可車速Ｖｅｖ１以下の領域では正弦波制御方式でインバータ４２を制御することになるよう（許容上限電圧ＶＨｌｉｍが低いほど低くなる傾向に）停止許可車速Ｖｅｖ１を設定する、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。

【0060】

ここで、「エンジン」としては、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に限定されるものではなく、水素エンジンなど、車軸に動力を出力可能なものであれば如何なるタイプのエンジンであっても構わない。「モータ」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、車軸に動力を出力可能なものであれば如何なるタイプのモータであっても構わない。「バッテリ」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、モータと電力のやりとりが可能なものであれば如何なるタイプのバッテリであっても構わない。「制御手段」としては、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２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って構成されるものなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、エンジン２２の間欠運転を伴って走行するようエンジン２２とインバータ４１，４２とを制御し、インバータ４２についてはモータＭＧ２の駆動可能領域がモータＭＧ２による制振制御を実行する制御方式（正弦波制御方式）とモータＭＧ２による制振制御を実行しない制御方式（過変調制御方式や矩形波制御方式）とに区分されてなる制御方式設定用マップとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２およびトルク指令Ｔｍ２＊とを用いて得られる制御方式で制御し、更に、駆動電圧系電力ライン５４ａの許容上限電圧ＶＨｌｉｍに応じて、車速Ｖが停止許可車速Ｖｅｖ１以下の領域では正弦波制御方式でインバータ４２を制御することになるよう（許容上限電圧ＶＨｌｉｍが低いほど低くなる傾向に）停止許可車速Ｖｅｖ１を設定するものに限定されるものではなく、エンジンを間欠運転しながら走行するようエンジンとインバータとを制御し、インバータについては、モータの駆動可能領域がモータによる制振制御を実行する第１制御方式の領域と第１制御方式の領域より高回転数高トルク側で且つモータによる制振制御を実行しない第２制御方式の領域とに区分されてなる制御方式関係にモータの目標駆動状態を適用して得られる制御方式で制御し、更に、第１制御方式の領域と第２制御方式の領域との境界に応じて、エンジンの運転停止を許容する車速範囲の上限としての停止許可車速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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【産業上の利用可能性】

【0063】

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。

【符号の説明】

【0064】

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、３０ プラネタリギヤ、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）、５４ａ 駆動電圧系電力ライン、５４ｂ 電池電圧系電力ライン、５５ 昇圧コンバータ、５７，５８ コンデンサ、５７ａ，５８ａ 電圧センサ、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、８９ 大気圧センサ、１３０ 対ロータ電動機、１３２ インナーロータ、１３４ アウターロータ、２２９ クラッチ、２３０ 変速機、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ３１〜Ｄ３６，Ｄ５１，Ｄ５２ ダイオード、Ｌ リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３ モータ、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６，Ｔ３１〜Ｔ３６，Ｔ５１，Ｔ５２ トランジスタ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】