JP2007239504A - 自動車およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】運転フィーリングをより向上させると共に運転者による大きな動力による走行の要求に対応する。
【解決手段】キックダウンスイッチＫｓｗのオフ時には駆動軸の回転数に対するエンジンの回転数の比の上限としての減速比制限γｍａｘに小さな所定値γ１を設定し（Ｓ１３０）、キックダウンスイッチＫｓｗのオン時には減速比制限γｍａｘに所定値γ１よりも大きな所定値γ２を設定し（Ｓ１４０）、減速比制限γｍａｘの範囲内でエンジンを効率よく動作させる動作ライン上でエンジンを運転する際にエンジンから出力してもよいパワーの上限としてのパワー制限Ｐｅｍａｘを設定し（Ｓ１５０）、パワー制限Ｐｅｍａｘで車両要求パワーＰ＊を制限してエンジンの目標パワーＰｅ＊を設定し（Ｓ１６０）、設定した目標パワーＰｅ＊と動作ラインとに基づいてエンジンの目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（Ｓ１７０）。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車およびその制御方法に関する。

従来、この種の自動車としては、エンジンからの動力をベルト式無段変速機を介して車軸側に出力して走行するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、運転者によるシフト操作やアクセル操作，キックダウンスイッチの操作に基づいて選択される変速比をもって無段変速機を制御している。
特開２００２−２４３０３１号公報

こうした構成の自動車では、無段変速機が車軸側の回転数に対してエンジンを任意の回転数で運転させることができることから、無段変速機で選択される変速比によっては運転者が予期しない回転数でエンジンが運転される場合がある。予期しない回転数でのエンジンの運転は運転者に違和感を与えるから、これを抑制することが望ましい。一方、キックダウンスイッチが操作されるなど、運転者が急加速を要求しているときにはこれに迅速に対応する必要がある。こうした問題は、例えばエンジンとこのエンジンのクランクシャフトにキャリアが接続されると共に車軸側にリングギヤが接続された遊星歯車とこの遊星歯車のサンギヤに接続された第１モータと車軸側に動力を入出力する第２モータとを備える自動車など、任意の運転ポイントで運転されるエンジンからの動力をトルク変換して車軸側に出力可能な自動車であれば同様に考えることができる。

本発明の自動車およびその制御方法は、運転フィーリングをより向上させると共に運転者による大きな動力の要求に対応することを目的とする。

本発明の自動車およびその制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の自動車は、
内燃機関と、
任意の運転ポイントで運転される前記内燃機関からの動力をトルク変換して車軸側に出力可能なトルク変換手段と、
運転者のアクセル操作を検出するアクセル操作検出手段と、
前記検出されたアクセル操作の操作量に基づいて車両に要求される要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
前記検出されたアクセル操作に基づいて運転者が車両に対して大きな駆動力の出力を要求する大駆動力要求を判定する大駆動力要求判定手段と、
前記内燃機関の運転状態に対して課した所定の制約と前記設定された要求パワーと前記大駆動力要求判定手段の判定結果とに基づいて前記内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関と前記トルク変換手段とを駆動制御する制御手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の自動車では、アクセル操作の操作量に基づいて車両に要求される要求パワーを設定し、アクセル操作に基づいて運転者が車両に対して大きな駆動力の出力を要求する大駆動力要求を判定し、内燃機関の運転状態に対して課した所定の制約と設定された要求パワーと大駆動力要求の判定結果とに基づいて内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定し、設定された目標運転ポイントで内燃機関が運転されるよう内燃機関とトルク変換手段とを駆動制御する。したがって、大駆動力要求の判定結果に応じた目標運転ポイントで内燃機関を運転することができるから、運転フィーリングをより向上させると共に運転者による大きな動力の要求に対応することができる。ここで、「所定の制約」には、内燃機関を効率よく運転するための制約が含まれる。また、前記大駆動力要求判定手段は、前記アクセル操作の操作量と操作速度とに基づいて前記大駆動力要求を判定する手段であるものとすることもできるし、前記アクセル操作の操作量が所定操作量以上でオンし、前記所定操作量未満でオフするスイッチを備え、前記大駆動力要求判定手段は、前記スイッチのオンオフ状態に基づいて前記大駆動力要求を判定する手段であるものとすることもできる。

こうした本発明の自動車において、前記目標運転ポイント設定手段は、前記設定された要求パワーを前記大駆動力要求判定手段の判定結果に基づいて制限して前記内燃機関の目標パワーを設定し、前記所定の制約を用いて前記設定した目標パワーに基づいて前記目標運転ポイントを設定する手段であるものとすることもできる。

要求パワーを制限して目標パワーを設定する態様の本発明の自動車において、前記目標運転ポイント設定手段は、前記大駆動力要求判定手段により前記大駆動力要求が判定されないときには前記所定の制約を用いて前記内燃機関の目標パワーに基づいて前記目標運転ポイントを設定する際に前記車軸側の回転数に対する前記内燃機関の回転数の比が第１所定値未満となる条件をもって前記設定された要求パワーを制限して前記目標パワーを設定し、前記大駆動力要求判定手段により前記大駆動力要求が判定されたときには前記所定の制約を用いて前記内燃機関の目標パワーに基づいて前記目標運転ポイントを設定する際に前記車軸側の回転数に対する前記内燃機関の回転数の比が前記第１所定値よりも大きな第２所定値未満となる条件をもって前記設定された要求パワーを制限して前記目標パワーを設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、大駆動力要求の有無により車軸側の回転数に対する内燃機関の回転数の比を適切なものとすることができるから、予期しない回転数で内燃機関が運転されるのを抑制することができると共に大駆動力要求により確実に対応することができる。この場合、前記目標運転ポイント設定手段は、前記大駆動力要求判定手段により運転者が要求する駆動力が大きいと判定されるほど大きな値を前記第２所定値として前記目標パワーを設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、車軸側の回転数に対する内燃機関の回転数の比を大駆動力要求の程度に応じたより適切なものとすることができる。

また、要求パワーを制限して目標パワーを設定する態様の本発明の自動車において、前記目標運転ポイント設定手段は、前記大駆動力要求判定手段により前記大駆動力要求が判定されないときには前記所定の制約を用いて前記内燃機関の目標パワーに基づいて前記目標運転ポイントを設定する際に前記車軸側の回転数に対する前記内燃機関の回転数の比が所定値未満となる条件をもって前記設定された要求パワーを制限して前記目標パワーを設定し、前記大駆動力要求判定手段により前記大駆動力要求が判定されたときには前記設定された要求パワーを前記目標パワーに設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、大駆動力要求の有無により車軸側の回転数に対する内燃機関の回転数の比を適切なものとすることができるから、予期しない回転数で内燃機関が運転されるのを抑制することができると共に大駆動力要求により確実に対応することができる。

また、本発明の自動車において、前記トルク変換手段は、前記内燃機関の出力軸と前記車軸側とに接続され電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該車軸側に出力可能な電力動力入出力手段と、前記車軸側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電力のやりとりが可能な蓄電手段とを備える手段であり、前記制御手段は、前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記検出されたアクセル操作の操作量に応じた駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、運転者による駆動力の要求により確実に対応することができる。この場合、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記車軸側と第３の軸の３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力可能な発電機とを備える手段であるものとすることもできるし、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の回転子と前記車軸側に接続された第２の回転子とを有し電磁的な作用により該第１の回転子と該第２の回転子とを相対的に回転させる対回転子電動機であるものとすることもできる。

さらに、本発明の自動車において、前記トルク変換手段は、無段変速機であり、前記制御手段は、前記設定された目標運転ポイントにおける回転数で前記内燃機関が回転するよう前記無段変速機の変速比を制御する手段であるものとすることもできる。

本発明の自動車の制御方法は、
内燃機関と、任意の運転ポイントで運転される前記内燃機関からの動力をトルク変換を伴って車軸側に出力可能なトルク変換手段とを備える自動車の制御方法であって、
（ａ）アクセル操作の操作量に基づいて車両に要求される要求パワーを設定し、
（ｂ）アクセル操作に基づいて運転者が車両に対して大きな駆動力の出力を要求する大駆動力要求を判定し、
（ｃ）前記内燃機関の運転状態に対して課した所定の制約と前記設定された要求パワーと前記ステップ（ｂ）の判定結果とに基づいて前記内燃機関が運転すべき目標運転ポイントを設定し、
（ｄ）前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関と前記トルク変換手段とを駆動制御する
ことを要旨とする。

この本発明の自動車の制御方法によれば、アクセル操作の操作量に基づいて車両に要求される要求パワーを設定し、アクセル操作に基づいて運転者が車両に対して大きな駆動力の出力を要求する大駆動力要求を判定し、内燃機関の運転状態に対して課した所定の制約と設定された要求パワーと大駆動力要求の判定結果とに基づいて内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定し、設定された目標運転ポイントで内燃機関が運転されるよう内燃機関とトルク変換手段とを駆動制御する。したがって、大駆動力要求の判定結果に応じた目標運転ポイントで内燃機関を運転することができるから、運転フィーリングをより向上させると共に運転者による大きな動力の要求に対応することができる。ここで、「所定の制約」には、内燃機関を効率よく運転するための制約が含まれる。

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、本発明の一実施形態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。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、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７０とを備える。

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

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

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。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。

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，アクセルペダル８３を大きく踏み込んだときに当接してオンするキックダウンスイッチ８４ａからのキックダウンスイッチＫｓｗ，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。ここで、キックダウンスイッチ８４ａは、アクセルペダル８３の踏み込み量が全体の約８０％となるときに当接するようその位置が調節されており、キックダウンスイッチ８４ａにアクセルペダル８３が当接した以降のアクセル操作感がそれまでよりも重くなるようキックダウンスイッチ８４ａに図示しないバネが取り付けられている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。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の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，キックダウンスイッチ８４ａからのキックダウンスイッチＫｓｗ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。また、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ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ＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊と車両全体に要求される車両要求パワーＰ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図３に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。

続いて、キックダウンスイッチＫｓｗの値を調べる（ステップＳ１２０）。キックダウンスイッチＫｓｗがオフと判定されると、運転者が大きな動力による走行を要求していると判断し、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒに対するエンジン２２の回転数Ｎｅの比（Ｎｅ／Ｎｒ）の上限としての減速比制限γｍａｘに所定値γ１を設定し（ステップＳ１３０）、キックダウンスイッチＫｓｗがオンと判定されると、運転者が大きな動力による走行を要求していないと判断し、減速比制限γｍａｘに所定値γ１よりも大きな所定値γ２を設定する（ステップＳ１４０）。ここで、所定値γ１はエンジン２２が予期しない大きな回転数で運転されたり動力分配統合機構３０における動力の伝達効率が小さくなって車両全体のエネルギ効率が低下したりするのを抑制するための減速比として設定され、所定値γ２はエンジン２２からの大きなパワーの出力に対応するための減速比として設定されるものであり、これらはエンジン２２や動力分配統合機構３０の特性などにより予め定められている。なお、動力分配統合機構３０における動力の伝達効率と減速比γの関係の一例を図４に示す。

減速比制限γｍａｘを設定すると、設定した減速比制限γｍａｘにリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）を乗じることによりエンジン２２の回転数Ｎｅの上限としての回転数制限Ｎｅｍａｘを計算すると共に計算した回転数制限Ｎｅｍａｘに基づいてエンジン２２から出力してもよいパワーの上限としてのパワー制限Ｐｅｍａｘを設定し（ステップＳ１５０）、設定したパワー制限Ｐｅｍａｘと設定した車両要求パワーＰ＊とのうち大きい方をエンジン２２から出力すべき目標パワーＰｅ＊に設定する（ステップＳ１６０）。ここで、パワー制限Ｐｅｍａｘは、エンジン２２の運転ポイントを設定するための制約としてエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと回転数制限Ｎｅｍａｘとに基づいて設定することができる。エンジン２２の動作ラインの一例およびパワー制限Ｐｅｍａｘを設定する様子を図５に示す。図示するように、パワー制限Ｐｅｍａｘは、動作ラインとエンジンパワーが一定の曲線との交点（Ｎｅ×Ｔｅ）における回転数Ｎｅが回転数制限Ｎｅｍａｘに一致するときのエンジンパワーとして求めることができる。このように、回転数制限Ｎｅｍａｘに基づくパワー制限Ｐｅｍａｘによって車両要求パワーＰ＊を制限してエンジン２２の目標パワーＰｅ＊を設定するのは、エンジン２２の運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊）をエンジン２２を効率よく動作させる動作ライン上に設定するためである。

エンジン２２の目標パワーＰｅ＊を設定すると、設定した目標パワー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＊とを設定する（ステップＳ１７０）。この設定は、上述したエンジン２２の動作ラインと目標パワーＰｅ＊とに基づいて行なうことができる。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＊を設定する様子を図６に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと目標パワー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（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１８０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図７に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。

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

こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと計算したモータ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）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Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）により計算すると共に（ステップＳ１９０）、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（５）により計算し（ステップＳ２００）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２１０）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊を、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。ステップＳ１６０で車両要求パワーＰ＊がパワー制限Ｐｅｍａｘよりも大きいときには、車両要求パワーＰ＊がパワー制限Ｐｅｍａｘによって制限されてエンジン２２の目標パワーＰｅ＊が設定されるから、エンジン２２から出力されるパワーに不足が生じるが、この不足分のパワーは出力制限Ｗｏｕｔの範囲内でバッテリ５０からのパワーを用いてモータＭＧ２から出力されることになる。なお、式（５）は、前述した図７の共線図から容易に導き出すことができる。

Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (5)

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にそれぞれ送信して（ステップＳ２２０）、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における燃料噴射制御や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。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、キックダウンスイッチ８４ａがオフのときには減速比制限γｍａｘに所定値γ１を設定し、キックダウンスイッチ８４ａがオンのときには減速比制限γｍａｘに所定値γ１よりも大きな所定値γ２を設定し、この減速比制限γｍａｘの範囲内でエンジン２２を効率よく運転するための動作ライン上でエンジン２２を運転する際にエンジン２２から出力してもよいパワーの上限としてのパワー制限Ｐｅｍａｘを設定し、アクセル開度Ａｃｃに基づく車両要求パワーＰ＊をパワー制限Ｐｅｍａｘによって制限してエンジン２２の目標パワーＰｅ＊を設定し、設定したエンジン２２の目標パワーＰｅ＊と動作ラインとに基づいて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し、設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊でエンジン２２が運転されると共に要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するから、エンジン２２が予期しない回転数で回転するのを抑制して運転フィーリングを向上させることができると共に運転者の大きな動力による走行の要求により確実に対応することができる。また、キックダウンスイッチ８４ａがオフのときには減速比制限γｍａｘとして小さな所定値γ１を設定するから、動力分配統合機構３０における動力の伝達効率が小さくなるのを抑制することができ、装置全体のエネルギ効率をより向上させることができる。さらに、キックダウンスイッチ８４ａがオフのときでもバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力することができる。

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８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８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たり、図９の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしたりしてもよい。

次に、本発明の第２の実施例としての自動車３２０について説明する。図１０は、本発明の第２の実施例としての自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。第２実施例の自動車３２０は、図１０および図１に示すように、第１実施例のハイブリッド自動車２０における動力分配統合機構３０やモータＭＧ１，モータＭＧ２に代えてトルクコンバータ３４０とベルト式の無段変速機であるＣＶＴ３５０とを備えるハード構成をしている。重複した説明を回避するため、第２実施例の自動車３２０の構成のうち第１実施例のハイブリッド自動車２０の構成と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第２実施例の自動車３２０は、図１０に示すように、エンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された周知の流体式のトルクコンバータ３４０と、このトルクコンバータ３４０にインプットシャフト３５１が接続されると共にギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して駆動輪６３ａ，６３ｂにアウトプットシャフト３５２が接続されたベルト式の無段変速機としてのＣＶＴ３５０と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット３７０とを備える。

ＣＶＴ３５０は、溝幅が変更可能でインプットシャフト３５１に接続されたプライマリープーリー３５３と、同じく溝幅が変更可能で駆動軸としてのアウトプットシャフト３５２に接続されたセカンダリープーリー３５４と、プライマリープーリー３５３およびセカンダリープーリー３５４の溝に架けられたベルト３５５と、プライマリープーリー３５３およびセカンダリープーリー３５４の溝幅を変更する第１アクチュエータ３５６および第２アクチュエータ３５７とを備え、第１アクチュエータ３５６および第２アクチュエータ３５７を用いてプライマリープーリー３５３およびセカンダリープーリー３５４の溝幅を変更することによりインプットシャフト３５１の動力を無段階に変速してアウトプットシャフト３５２に出力する。ここで、第１アクチュエータ３５６は変速比の制御に用いられ、油圧式のアクチュエータとして構成されており、第２アクチュエータ３５７はＣＶＴ３５０の伝達トルク容量を調節するためのベルト３５５の狭圧力の制御に用いられ、油圧式のアクチュエータとして構成されている。なお、第１アクチュエータ３５６および第２アクチュエータ３５７の駆動に必要な油圧は、エンジン２２のクランクシャフト２６に取り付けられた図示しない機械式のポンプにより発生する。ＣＶＴ３５０の変速制御やベルト狭圧力制御は、ＣＶＴ用電子制御ユニット（以下、ＣＶＴＥＣＵという）３５９により行なわれる。このＣＶＴＥＣＵ３５９には、インプットシャフト３５１に取り付けられた回転数センサ３６１からのインプットシャフト３５１の回転数Ｎｉｎやアウトプットシャフト３５２に取り付けられた回転数センサ３６２からのアウトプットシャフト３５２の回転数Ｎｏｕｔなどが入力されており、ＣＶＴＥＣＵ３５９からは第１アクチュエータ３５６および第２アクチュエータ３５７への駆動信号などが出力されている。また、ＣＶＴＥＣＵ３５９は、電子制御ユニット３７０と通信しており、電子制御ユニット３７０からの制御信号によってＣＶＴ３５０の変速比（ギヤ比）γを制御すると共に必要に応じてインプットシャフト３５１の回転数Ｎｉｎやアウトプットシャフト３５２の回転数ＮｏｕｔなどＣＶＴ３５０の運転状態に関するデータを電子制御ユニット３７０に出力する。

電子制御ユニット３７０は、第１実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０と同様に、ＣＰＵ３７２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、ＣＰＵ３７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ３７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ３７６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。電子制御ユニット３７０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，キックダウンスイッチ８４ａからのキックダウンスイッチＫｓｗ，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。電子制御ユニット３７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やＣＶＴＥＣＵ３５９と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やＣＶＴＥＣＵ３５９と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

次に、こうして構成された第２実施例の自動車３２０の動作について説明する。図１１は、第２実施例の電子制御ユニット３７０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、電子制御ユニット３７０のＣＰＵ３７２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，インプットシャフト３５１の回転数Ｎｉｎ，アウトプットシャフト３５２の回転数Ｎｏｕｔ，キックダウンスイッチ８４ａからのキックダウンスイッチＫｓｗなどのデータを入力する処理を実行する（ステップＳ２００）。ここで、インプットシャフト３５１の回転数Ｎｉｎとアウトプットシャフト３５２の回転数Ｎｏｕｔは、回転数センサ３６１や回転数センサ３６２により検出されたものをＣＶＴＥＣＵ３５９から通信により入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのアウトプットシャフト３５２に出力すべき要求トルクＴｏｕｔ＊と車両全体に要求される車両要求パワーＰ＊とを設定する（ステップＳ２１０）。ここで、要求トルクＴｏｕｔ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｏｕｔ＊との関係を予め求めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ３７４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ているマップから対応する要求トルクＴｏｕｔ＊を導出することにより設定するものとした。この要求トルク設定用マップの一例は図３に例示したものと同様である。また、車両要求パワーＰ＊は、導出した要求トルクＴｏｕｔ＊にアウトプットシャフト３５２の回転数Ｎｏｕｔを乗じたものとして設定するものとした。

続いて、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）に代えてアウトプットシャフト３５２の回転数Ｎｏｕｔを用いて図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０〜Ｓ１７０の処理と同様の処理を行なう。即ち、キックダウンスイッチＫｓｗがオフのときには（ステップＳ２２０）、アウトプットシャフト３５２の回転数Ｎｏｕｔに対するエンジン２２の回転数Ｎｅの比（Ｎｅ／Ｎｏｕｔ）の上限としての減速比制限γｍａｘに所定値γ１を設定し（ステップＳ２３０）、キックダウンスイッチＫｓｗがオンのときには減速比制限γｍａｘに所定値γ２を設定し（ステップＳ２４０）、設定した減速比制限γｍａｘにアウトプットシャフト３５２の回転数Ｎｏｕｔを乗じることによりエンジン２２の回転数制限Ｎｅｍａｘを計算すると共に計算した回転数制限Ｎｅｍａｘに基づいてエンジン２２のパワー制限Ｐｅｍａｘを設定し（ステップＳ２５０）、設定したパワー制限Ｐｅｍａｘと設定した車両要求パワーＰ＊とのうち大きい方をエンジン２２の目標パワーＰｅ＊に設定し（ステップＳ２６０）、設定した目標パワーＰｅ＊と図６に例示するエンジン２２の動作ラインとに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ２７０）。そして、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊をインプットシャフト３５１の目標回転数Ｎｉ＊に設定し（ステップＳ２８０）、設定した目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信し、設定した目標回転数Ｎｉ＊についてはＣＶＴＥＣＵ３５９に送信して（ステップＳ２９０）、本ルーチンを終了する。目標トルクＴｅ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、第１実施例と同様に、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊で回転したときに目標トルクＴｅ＊のトルクが出力されるよう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。目標回転数Ｎｉｎ＊を受信したＣＶＴＥＣＵ３５９は、インプットシャフト３５１の回転数Ｎｉｎが目標回転数Ｎｉ＊になるように第１アクチュエータ３５６および第２アクチュエータ３５７を駆動制御する。

以上説明した第２実施例の自動車３２０によれば、キックダウンスイッチ８４ａがオフのときには減速比制限γｍａｘに所定値γ１を設定し、キックダウンスイッチ８４ａがオンのときには減速比制限γｍａｘに所定値γ１よりも大きな所定値γ２を設定し、この減速比制限γｍａｘの範囲内でエンジン２２を効率よく運転するための動作ライン上でエンジン２２を運転する際にエンジン２２から出力してもよいパワーの上限としてのパワー制限Ｐｅｍａｘを設定し、アクセル開度Ａｃｃに基づく車両要求パワーＰ＊をパワー制限Ｐｅｍａｘによって制限してエンジン２２の目標パワーＰｅ＊を設定し、設定したエンジン２２の目標パワーＰｅ＊と動作ラインとに基づいて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し、設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊でエンジン２２が運転されるようエンジン２２とＣＶＴ３５０とを制御するから、エンジン２２が予期しない回転数で回転するのを抑制して運転フィーリングを向上させることができると共に運転者の大きな動力による走行の要求により確実に対応することができる。

第２実施例の自動車３２０では、無段変速機としてベルト式のＣＶＴ３５０を用いるものとしたが、トロイダル式の無段変速機など種々の無段変速機を用いるものとしてもよい。

第２実施例の自動車３２０では、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊をインプットシャフト３５１の目標回転数Ｎｉ＊に設定し、インプットシャフト３５１の回転数Ｎｉｎが目標回転数Ｎｉ＊になるように第１アクチュエータ３５６および第２アクチュエータ３５７を駆動制御するものとしたが、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊をインプットシャフト３５１の目標回転数Ｎｉ＊に設定すると共に設定した目標回転数Ｎｉ＊をアウトプットシャフト３５２の回転数Ｎｏｕｔで除して目標ギヤ比γ＊を求め、この目標ギヤ比γ＊となるように第１アクチュエータ３５６および第２アクチュエータ３５７を駆動制御するものとしてもよい。

第１実施例のハイブリッド自動車２０や第２実施例の自動車３２０では、キックダウンスイッチＫｓｗがオフのときには減速比制限γｍａｘに所定値γ１を設定しキックダウンスイッチＫｓｗがオンのときには減速比制限γｍａｘに所定値γ１よりも大きな所定値γ２を設定するものとしたが、キックダウンスイッチＫｓｗがオンのときには減速比制限γｍａｘを設定しないものとしてもよい。この場合、図２の駆動制御ルーチンにおいてステップＳ１２０や図１１の駆動制御ルーチンのステップＳ３２０でキックダウンスイッチＫｓｗがオンと判定されたときには、ステップＳ１１０やステップＳ３１０で設定した車両要求パワーＰ＊をそのままエンジン２２の目標パワーＰｅ＊に設定するものとすればよい。

第１実施例のハイブリッド自動車２０や第２実施例の自動車３２０では、キックダウンスイッチＫｓｗがオフのときには減速比制限γｍａｘに所定値γ１を設定しキックダウンスイッチＫｓｗがオンのときには減速比制限γｍａｘに所定値γ１よりも大きな所定値γ２を設定するものとしたが、所定時間以内にキックダウンスイッチ８４ａが再オンされたときには所定値γ２よりも大きい値を減速比制限γｍａｘに設定するものとしてもよい。この場合の変形例の駆動制御ルーチンの一例の一部を図１２に示す。なお、この変形例の駆動制御ルーチンのうち図１２に表示していない部分は図２の駆動制御ルーチンと同一である。勿論、図１１の駆動制御ルーチンにもそのまま適用することができる。図１２の駆動制御ルーチンでは、キックダウンスイッチＫｓｗがオンと判定されると、前回にキックダウンスイッチＫｓｗがオンからオフとされたときから所定時間以内にキックダウンスイッチＫｓｗが再オンされたか否かを判定し（ステップＳ３００）、所定時間以内にキックダウンスイッチＫｓｗが再オンされなかったときには減速比制限γｍａｘに所定値γ２を設定し（ステップＳ１４０）、所定時間以内にキックダウンスイッチＫｓｗが再オンされたときには運転者が更に大きな動力による走行を要求していると判断し減速比制限γｍａｘに所定値γ２よりも大きな所定値γ３を設定する（ステップＳ３１０）。なお、この変形例の駆動制御ルーチンでは、所定時間以内にキックダウンスイッチＫｓｗが再オンされたときに減速比制限γｍａｘに所定値γ３を設定するものとしたが、キックダウンスイッチＫｓｗが再オンされたときには減速比制限γｍａｘを設けないで車両要求パワーＰ＊をそのままエンジン２２の目標パワーＰｅ＊に設定するものとしてもよい。また、変形例の駆動制御ルーチンでは、所定時間以内にキックダウンスイッチＫｓｗが再オンされたときに減速比制限γｍａｘに所定値γ３を設定したが、再オンされた回数が多いほど大きな値を減速比制限γｍａｘに設定するものとしてもい。

第１実施例のハイブリッド自動車２０や第２実施例の自動車３２０では、キックダウンスイッチ８４ａのオンオフ状態に基づいて減速比制限γｍａｘを設定すると共に設定した減速比制限γｍａｘとリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（アウトプットシャフト３５２の回転数Ｎｏｕｔ）とに基づいて回転数制限Ｎｅｍａｘ（パワー制限Ｐｅｍａｘ）を設定するものとしたが、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（アウトプットシャフト３５２の回転数Ｎｏｕｔ）を考慮しないでキックダウンスイッチ８４ａのオンオフ状態に基づいて回転数制限Ｎｅｍａｘ（パワー制限Ｐｅｍａｘ）を設定するものとしてもよい。

第１実施例のハイブリッド自動車２０や第２実施例の自動車３２０では、アクセルペダル８３を大きく踏み込んだときに当接してオンするキックダウンスイッチ８４ａを設けると共にキックダウンスイッチ８４ａのオンオフ状態に基づいて運転者が大きな動力による走行を要求しているか否かを判定するものとしたが、キックダウンスイッチ８４ａを設けることなく、アクセル開度Ａｃｃやアクセル開度Ａｃｃの時間変化量（例えば、図２の駆動制御ルーチンで入力されたアクセル開度Ａｃｃの今回値と前回値との偏差）に基づいて運転者が大きな動力による走行を要求しているか否かを判定するものとしてもよい。例えば、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ以上で且つアクセル開度Ａｃｃの時間変化量が所定量ΔＡｒｅｆ以上のときにキックダウンスイッチ８４ａがオンされたときと同様に運転者が大きな動力による走行を要求していると判断し、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ未満のときやアクセル開度Ａｃｃの時間変化量が所定量ΔＡｒｅｆ未満のときにキックダウンスイッチ８４ａがオフされたときと同様に運転者が大きな動力による走行を要求していないと判断することができる。

第１実施例や第２実施例に示したように、任意の運転ポイントで運転されるエンジン２２からの動力をトルク変換して車軸側に伝達する装置や機構を備える自動車であれば如何なる構成の自動車としてもよい。また、自動車の形態だけでなく自動車の制御方法の形態としてもよい。

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、自動車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。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 動力分配統合機構３０における動力の伝達効率と減速比γとの関係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パワー制限Ｐｅｍａｘを設定する様子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。 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。 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。 第２実施例の自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。 第２実施例の電子制御ユニット３７０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。 変形例の駆動制御ルーチンの一例の一部を示すフローチャートである。

符号の説明

２０，１２０，２２０，３２０ 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、８４ａ キックダウンスイッチ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ ２３４ アウターロータ、３４０ トルクコンバータ、３５０ ＣＶＴ ３５１ インプットシャフト、３５２ アウトプットシャフト、３５３ プライマリープーリー、３５４ セカンダリープーリー、３５５ ベルト、３５６ 第１アクチュエータ、３５７ 第２アクチュエータ、３６１，３６２ 回転数センサ、３７０ 電子制御ユニット、３７２ ＣＰＵ、３７４ ＲＯＭ、３７６ ＲＡＭ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (12)

1. 内燃機関と、
   任意の運転ポイントで運転される前記内燃機関からの動力をトルク変換して車軸側に出力可能なトルク変換手段と、
   運転者のアクセル操作を検出するアクセル操作検出手段と、
   前記検出されたアクセル操作の操作量に基づいて車両に要求される要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
   前記検出されたアクセル操作に基づいて運転者が車両に対して大きな駆動力の出力を要求する大駆動力要求を判定する大駆動力要求判定手段と、
   前記内燃機関の運転状態に対して課した所定の制約と前記設定された要求パワーと前記大駆動力要求判定手段の判定結果とに基づいて前記内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
   前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関と前記トルク変換手段とを駆動制御する制御手段と
   を備える自動車。
2. 前記目標運転ポイント設定手段は、前記設定された要求パワーを前記大駆動力要求判定手段の判定結果に基づいて制限して前記内燃機関の目標パワーを設定し、前記所定の制約を用いて前記設定した目標パワーに基づいて前記目標運転ポイントを設定する手段である請求項１記載の自動車。
3. 前記目標運転ポイント設定手段は、前記大駆動力要求判定手段により前記大駆動力要求が判定されないときには前記所定の制約を用いて前記内燃機関の目標パワーに基づいて前記目標運転ポイントを設定する際に前記車軸側の回転数に対する前記内燃機関の回転数の比が第１所定値未満となる条件をもって前記設定された要求パワーを制限して前記目標パワーを設定し、前記大駆動力要求判定手段により前記大駆動力要求が判定されたときには前記所定の制約を用いて前記内燃機関の目標パワーに基づいて前記目標運転ポイントを設定する際に前記車軸側の回転数に対する前記内燃機関の回転数の比が前記第１所定値よりも大きな第２所定値未満となる条件をもって前記設定された要求パワーを制限して前記目標パワーを設定する手段である請求項２記載の自動車。
4. 前記目標運転ポイント設定手段は、前記大駆動力要求判定手段により運転者が要求する駆動力が大きいと判定されるほど大きな値を前記第２所定値として前記目標パワーを設定する手段である請求項３記載の自動車。
5. 前記目標運転ポイント設定手段は、前記大駆動力要求判定手段により前記大駆動力要求が判定されないときには前記所定の制約を用いて前記内燃機関の目標パワーに基づいて前記目標運転ポイントを設定する際に前記車軸側の回転数に対する前記内燃機関の回転数の比が所定値未満となる条件をもって前記設定された要求パワーを制限して前記目標パワーを設定し、前記大駆動力要求判定手段により前記大駆動力要求が判定されたときには前記設定された要求パワーを前記目標パワーに設定する手段である請求項２記載の自動車。
6. 前記大駆動力要求判定手段は、前記アクセル操作の操作量と操作速度とに基づいて前記大駆動力要求を判定する手段である請求項１ないし５いずれか記載の自動車。
7. 請求項１ないし５いずれか記載の自動車であって、
   前記アクセル操作の操作量が所定操作量以上でオンし、前記所定操作量未満でオフするスイッチを備え、
   前記大駆動力要求判定手段は、前記スイッチのオンオフ状態に基づいて前記大駆動力要求を判定する手段である
   自動車。
8. 請求項１ないし７いずれか記載の自動車であって、
   前記トルク変換手段は、前記内燃機関の出力軸と前記車軸側とに接続され電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該車軸側に出力可能な電力動力入出力手段と、前記車軸側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電力のやりとりが可能な蓄電手段とを備える手段であり、
   前記制御手段は、前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記検出されたアクセル操作の操作量に応じた駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する手段である
   自動車。
9. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記車軸側と第３の軸の３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力可能な発電機とを備える手段である請求項８記載の自動車。
10. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の回転子と前記車軸側に接続された第２の回転子とを有し電磁的な作用により該第１の回転子と該第２の回転子とを相対的に回転させる対回転子電動機である請求項８記載の自動車。
11. 請求項１ないし７いずれか記載の自動車であって、
    前記トルク変換手段は、無段変速機であり、
    前記制御手段は、前記設定された目標運転ポイントにおける回転数で前記内燃機関が回転するよう前記無段変速機の変速比を制御する手段である
    自動車。
12. 内燃機関と、任意の運転ポイントで運転される前記内燃機関からの動力をトルク変換を伴って車軸側に出力可能なトルク変換手段とを備える自動車の制御方法であって、
    （ａ）アクセル操作の操作量に基づいて車両に要求される要求パワーを設定し、
    （ｂ）アクセル操作に基づいて運転者が車両に対して大きな駆動力の出力を要求する大駆動力要求を判定し、
    （ｃ）前記内燃機関の運転状態に対して課した所定の制約と前記設定された要求パワーと前記ステップ（ｂ）の判定結果とに基づいて前記内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定し、
    （ｄ）前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関と前記トルク変換手段とを駆動制御する
    自動車の制御方法。
    

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