JP5173212B2 - 車両およびその制御方法 - Google Patents

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、エンジンの出力側に直結されると共に駆動輪に変速機を介して接続されたモータジェネレータと、モータジェネレータと電力のやり取りをするバッテリと、を備える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、一時停車条件が成立したときに、バッテリの雰囲気温度や劣化状態に基づいて推定されるバッテリの状態に基づいて、アイドルストップ後のエンジン再始動時にモータジェネレータの駆動を介してのエンジンの始動に要する電力をバッテリから出力可能なときにはアイドルストップを行ない、この電力をバッテリから出力できないときにはアイドルストップを行なわないことにより、燃費、排気浄化性能の向上を図ることができると共に支障なく再発進することができる、としている。
特開２００１−３０４００８号公報

ところで、上述のハード構成に加えて、エンジンを熱源として乗員室を暖房する暖房装置を備える車両では、一時停車条件が成立したときでも、暖房装置からのエンジンの運転要求に応じてエンジンの運転を継続させることがある。この場合、エンジンをアイドル運転すると、エンジンに吸入される空気量が少ないために、燃焼が不安定となり、これによって生じる振動を運転者に感じさせることがある。また、一般に、こうした車両では、車両の燃費を向上させることが重要な課題の一つとされている。

本発明の車両およびその制御方法では、暖房装置による暖房のために内燃機関の運転を必要とするものにおいて、内燃機関の燃焼が不安定になることによる振動を運転者に感じさせないようにすることを目的の一つとする。また、本発明の車両およびその制御方法では、暖房装置による暖房のために内燃機関の運転を必要とするものにおいて、車両の燃費を向上させることを目的の一つとする。さらに、暖房装置による暖房のために内燃機関の運転を必要とするものにおいて、暖房装置による内燃機関の運転要求に対応することを目的の一つとする。

本発明の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た。

本発明の第１の車両は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、
前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、
走行用の動力を出力可能な電動機と、
前記発電手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
前記内燃機関を熱源として乗員室を暖房すると共に所定の条件に基づいて該内燃機関の運転要求として暖房用運転要求を設定する暖房手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
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、
前記設定された要求駆動力による走行用の動力を含む車両要求パワーに基づいて前記内燃機関の運転要求であるパワー用運転要求を設定するパワー用運転要求設定手段と、
前記パワー用運転要求設定手段によるパワー用運転要求が設定されていないときに前記暖房手段による暖房用運転要求が設定されている暖房要求時には、前記検出された車速に基づいて設定される前記内燃機関の負荷運転状態である目標負荷運転状態で該内燃機関が負荷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により走行するよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第１の車両では、走行に要求される要求駆動力による走行用の動力を含む車両要求パワーに基づいて走行用の動力を出力可能な内燃機関の運転要求であるパワー用運転要求が設定されていないときに内燃機関を熱源として乗員室を暖房する暖房手段により内燃機関の運転要求として暖房用運転要求が設定されている暖房要求時には、車速に基づいて設定される内燃機関の負荷運転状態である目標負荷運転状態で内燃機関が負荷運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する。内燃機関を負荷運転することにより、内燃機関を単に自立運転（アイドル運転を含む）する場合に比して内燃機関の燃焼を安定させることができ、燃焼が不安定なることによって生じる振動を運転者に感じさせるのを抑制することができる。また、この場合、内燃機関から出力される動力の少なくとも一部を走行用の動力に用いたり発電手段による発電に用いたりすることにより、内燃機関を自立運転する場合に比して車両の燃費を向上させることもできる。しかも、車速に基づく目標負荷運転状態で内燃機関を負荷運転することにより、車速に応じて内燃機関を負荷運転することができる。もとより、暖房手段による暖房用運転要求に対応することができる。

こうした本発明の第１の車両において、前記制御手段は、前記暖房要求時には、前記検出された車速が高いほど前記内燃機関から出力される動力が小さくなる傾向に前記目標負荷運転状態を設定する手段であるものとすることもできる。この場合、前記制御手段は、前記暖房要求時には、前記検出された車速が高いほど小さくなる傾向に前記内燃機関から出力すべき機関動力を設定すると共に該設定した機関動力に基づいて前記目標負荷運転状態を設定する手段であるものとすることもできる。これは、車速が比較的高いときには、内燃機関の燃焼が不安定になることによる振動はロードノイズなどに紛れるため、こうした振動を運転者に感じさせにくいという理由に基づく。これにより、比較的高車速で走行しているときの内燃機関の燃料消費を抑制することができる。

また、本発明の第１の車両において、前記蓄電手段から放電可能な電力量を検出する電力量検出手段を備え、前記制御手段は、前記暖房要求時に前記検出された電力量が所定電力量以上のときには、前記内燃機関が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により走行するよう前記内燃機関と前記発電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、蓄電手段が過充電になるのを抑制することができる。

本発明の第２の車両は、
車軸側に動力を出力可能な内燃機関と、
前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、
前記発電手段と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
前記内燃機関を熱源として乗員室を暖房すると共に所定の条件に基づいて該内燃機関の運転要求として暖房用運転要求を設定する暖房手段と、
停車中に前記暖房手段による暖房用運転要求が設定されているとき、前記内燃機関が負荷運転されるよう前記内燃機関と前記発電手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第２の車両では、停車中に内燃機関を熱源として乗員室を暖房する暖房手段により内燃機関の運転要求として暖房用運転要求が設定されているときには、内燃機関が負荷運転されるよう内燃機関と発電手段とを制御する。これにより、内燃機関を単に自立運転（アイドル運転を含む）する場合に比して内燃機関の燃焼を安定させることができ、燃焼が不安定なることによって生じる振動を運転者に感じさせるのを抑制することができる。また、この場合、内燃機関を自立運転する場合に比して車両の燃費を向上させることもできる。もとより、暖房手段による暖房用運転要求に対応することができる。

本発明の第１または第２の車両において、前記発電手段は、車軸側に接続されると共に該車軸側とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段であるものとすることもできる。この場合、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記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、を備える手段であるものとすることもできる。

本発明の第１の車両の制御方法は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、前記内燃機関を熱源として乗員室を暖房すると共に所定の条件に基づいて該内燃機関の運転要求として暖房用運転要求を設定する暖房手段と、を備える車両の制御方法であって、
走行に要求される要求駆動力による走行用の動力を含む車両要求パワーに基づいて前記内燃機関の運転要求であるパワー用運転要求が設定されていないときに前記暖房手段による暖房用運転要求が設定されている暖房要求時には、車速に基づいて設定される前記内燃機関の負荷運転状態である目標負荷運転状態で該内燃機関が負荷運転されると共に前記要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする。

この本発明の第１の車両の制御方法では、走行に要求される要求駆動力による走行用の動力を含む車両要求パワーに基づいて走行用の動力を出力可能な内燃機関の運転要求であるパワー用運転要求が設定されていないときに内燃機関を熱源として乗員室を暖房する暖房手段により内燃機関の運転要求として暖房用運転要求が設定されている暖房要求時には、車速に基づいて設定される内燃機関の負荷運転状態である目標負荷運転状態で内燃機関が負荷運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する。内燃機関を負荷運転することにより、内燃機関を単に自立運転（アイドル運転を含む）する場合に比して内燃機関の燃焼を安定させることができ、燃焼が不安定なることによって生じる振動を運転者に感じさせるのを抑制することができる。また、この場合、内燃機関から出力される動力の少なくとも一部を走行用の動力に用いたり発電手段による発電に用いたりすることにより、内燃機関を自立運転する場合に比して車両の燃費を向上させることもできる。しかも、車速に基づく目標負荷運転状態で内燃機関を負荷運転することにより、車速に応じて内燃機関を負荷運転することができる。もとより、暖房手段による暖房用運転要求に対応することができる。

本発明の第２の車両の制御方法は、
車軸側に動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、前記発電手段と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、前記内燃機関を熱源として乗員室を暖房すると共に所定の条件に基づいて該内燃機関の運転要求として暖房用運転要求を設定する暖房手段と、を備える車両の制御方法であって、
停車中に前記暖房手段による暖房用運転要求が設定されているとき、前記内燃機関が負荷運転されるよう前記内燃機関と前記発電手段とを制御する、
ことを特徴とする。

この本発明の第２の車両の制御方法では、停車中に内燃機関を熱源として乗員室を暖房する暖房手段により内燃機関の運転要求として暖房用運転要求が設定されているときには、内燃機関が負荷運転されるよう内燃機関と発電手段とを制御する。これにより、内燃機関を単に自立運転（アイドル運転を含む）する場合に比して内燃機関の燃焼を安定させることができ、燃焼が不安定なることによって生じる振動を運転者に感じさせるのを抑制することができる。また、この場合、内燃機関を自立運転する場合に比して車両の燃費を向上させることもできる。もとより、暖房手段による暖房用運転要求に対応することができる。

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、乗員室２１の空調を行なう空調装置９０と、自動車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、例えば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には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。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。なお、エンジンＥＣＵ２４は、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジション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。

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。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

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。

空調装置９０は、エンジン２２の冷却系に取り付けられ冷却水との熱交換を行なう熱交換器９１と、外気や乗員室２１内の空気を熱交換器９１側に吸引すると共にこの熱交換器９１による熱交換によって暖められた空気を乗員室２１に吹き出させるブロワ９３と、ブロワ９３により吸引される空気を外気か乗員室２１内の空気かに切り替える切替機構９２と、乗員室２１に取り付けられた操作パネル９４と、装置全体をコントロールする空調用電子制御ユニット（以下、空調用ＥＣＵという）９８とを備える。空調用ＥＣＵ９８には、操作パネル９４に取り付けられてヒータのオンオフを操作するブロワスイッチ９４ａからのブロワスイッチ信号ＢＳＷや同じく操作パネル９４に取り付けられて乗員室２１内の温度を設定する設定温度スイッチ９４ｂからの設定温度Ｔ＊，操作パネル９４に取り付けられて乗員室２１内の温度を検出する温度センサ９４ｃからの乗員室温Ｔｉｎ，乗員室２１の外部に取り付けられて外気温を検出する外気温センサ９５からの外気温Ｔｏｕｔなどが入力されており、これらの入力信号に基づいて乗員室温Ｔｉｎが設定温度Ｔ＊となるようブロワ９３を駆動制御すると共にエンジン水温Ｔｗに基づいてエンジン２２の運転要求（本発明の暖房用運転要求に相当する）ＥＧ＊を設定する。エンジン２２の運転要求ＥＧ＊は、例えば、エンジン水温Ｔｗが第１の温度（例えば６０℃）未満のときにオンとすると共にエンジン水温Ｔｗが第２の温度（例えば８０℃）以上のときにオフとするなど種々の手法により設定することができる。また、空調用ＥＣＵ９８は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、必要に応じて設定したエンジン運転要求ＥＧ＊や空調装置９０の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に送信する。

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の残容量ＳＯＣ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，エンジン２２の運転要求（暖房用運転要求）ＥＧ＊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、図示しない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。エンジン２２の運転要求ＥＧ＊は、空調用ＥＣＵ９８により設定されたものを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。車両要求パワー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（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。

続いて、計算した車両要求パワーＰ＊を閾値Ｐｒｅｆと比較する（ステップＳ１２０）。ここで、閾値Ｐｒｅｆは、車両要求パワーＰ＊に基づいてエンジン２２を運転するか否か（車両要求パワーＰ＊に基づくエンジン２２の運転要求であるパワー用運転要求がなされているか否か）を判定するために用いられる閾値であり、実施例では、エンジン２２を比較的効率よく運転可能なパワーの下限値近傍の値を用いるものとした。車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときには、車両要求パワーＰ＊によりエンジン２２の運転が必要である（パワー用運転要求がなされている）と判断し、車両要求パワーＰ＊をエンジンパワーＰｅ＊に設定すると共に（ステップＳ１３０）、設定したエンジンパワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき目標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Ｓ１７０）。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エンジンパワー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４に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインとエンジンパワー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、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒ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＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρ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の仮の値である仮トルクＴｍ１ｔｍｐ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。エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構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５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)
Tm1tmp=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)

続いて、式（３）および式（４）を共に満たすモータＭＧ１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Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定し（ステップＳ１９０）、設定した仮トルクＴｍ１ｔｍｐを式（５）によりトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで制限してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ２００）。ここで、式（３）はモータＭＧ１やモータＭＧ２によりリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの総和が値０から要求トルクＴｒ＊までの範囲内となる関係であり、式（４）はモータＭＧ１とモータＭＧ２とにより入出力される電力の総和が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となる関係である。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの一例を図６に示す。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘは、図中斜線で示した領域内のトルク指令Ｔｍ１＊の最大値と最小値として求めることができる。

0≦−Tm1/ρ＋Tm2・Gr≦Tr* (3)
Win≦Tm1・Nm1＋Tm2・Nm2≦Wout (4)
Tm1*=max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min) (5)

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トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（６）により計算すると共に（ステップＳ２１０）、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（７）および式（８）により計算すると共に（ステップＳ２２０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（９）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＊を設定する（ステップＳ２３０）。ここで、式（６）は、図５の共線図から容易に導くことができる。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (6)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (7)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (8)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (9)

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Ｓ２４０）、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。こうした制御により、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を効率よく運転して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。

ステップＳ１２０で車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満のときには、エンジン２２の運転要求（暖房用運転要求）ＥＧ＊を調べ（ステップＳ１４０）、エンジン２２の運転要求ＥＧ＊がオフのときには、エンジン２２の運転は必要ないと判断し、エンジン２２を停止させるためにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に共に値０を設定すると共に（ステップＳ２６０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ２７０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２１０〜Ｓ２３０）、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＊を各ＥＣＵに送信して（ステップＳ２４０）、駆動制御ルーチンを終了する。値０の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が運転されているときにはエンジン２２を停止するよう燃料噴射制御や点火制御などの制御を停止し、エンジン２２が運転停止されているときにはその状態を保持する。

ステップＳ１２０で車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満であり且つステップＳ１４０でエンジン２２の運転要求ＥＧ＊がオンのときには、車両要求パワーＰ＊によるエンジン２２の運転は必要ないが空調装置９０による暖房のためにエンジン２２の運転が必要である（パワー用運転要求はなされていないが暖房用運転要求はなされている）と判断し、バッテリ５０の残容量ＳＯＣを閾値Ｓｒｅｆと比較する（ステップＳ１５０）。ここで、閾値Ｓｒｅｆは、バッテリ５０が過充電となるおそれがあるか否かを判定するために用いられる閾値であり、バッテリ５０の特性などにより定められ、例えば、６０％や６５％，７０％などを用いることができる。

バッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満のときには、車速Ｖに基づいてエンジンパワーＰｅ＊を設定すると共に（ステップＳ１６０）、設定したエンジンパワーＰｅ＊を用いてエンジン２２の目標運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定し（ステップＳ１７０）、エンジン２２が目標運転ポイントで運転されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（ステップＳ１８０〜Ｓ２００）、要求トルクＴｒ＊を用いてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２１０〜Ｓ２３０）、これらの設定値を各ＥＣＵに送信して（ステップＳ２４０）、駆動制御ルーチンを終了する。いま、車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満であるが空調装置９０による暖房のためにエンジン２２を運転する必要があるとき（パワー用運転要求はなされていないが暖房用運転要求はなされているとき）を考えている。このとき、エンジン２２を自立運転すると、エンジン２２に吸入される空気量が比較的少ないため、燃焼が不安定となり、これによって生じる振動を運転者に感じさせやすい。実施例では、残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満のときには、車速Ｖに基づいて設定されるエンジンパワーＰｅ＊をエンジン２２から出力することにより、エンジン２２をアイドル運転するものに比して燃焼を安定させることができ、燃焼が不安定になることによって生じる振動を運転者に感じさせるのを抑制することができる。次に、ステップＳ１６０で設定されるエンジンパワーＰｅ＊について説明する。このエンジンパワーＰｅ＊は、実施例では、車速ＶとエンジンパワーＰｅ＊との関係を予め定めてエンジンパワー設定用マップとして記憶しておき、車速Ｖが与えられると記憶したマップから対応するエンジンパワーＰｅ＊を導出して設定するものとした。エンジンパワー設定用マップの一例を図７に示す。エンジンパワーＰｅ＊は、図示するように、車速Ｖが大きいほど小さくなる傾向に設定するものとした。これは、車速Ｖが比較的高いときには、エンジン２２からそれほどトルクを出力しないためにエンジン２２の燃焼が不安定になったとしても、これによって生じる振動は、ロードノイズに紛れてしまい、運転者にそれほど感じさせないという理由に基づく。こうして車速Ｖが比較的高いときにエンジンパワーＰｅ＊を小さくすることにより、エンジン２２の燃料消費を抑制することができる。もとより、空調装置９０の暖房のためにエンジン２２の運転が必要なときに、エンジン２２の運転を継続することにより、空調装置９０の熱源を確保することができる。

ステップＳ１５０でバッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上のときには、バッテリ５０が過充電となるおそれがあると判断し、エンジン２２を自立運転するためにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に所定回転数（例えば、アイドル回転数など）Ｎ１を設定すると共に目標トルクＴｅ＊に値０を設定し（ステップＳ２５０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ２７０）、ステップＳ１７０以降の処理を実行する。こうしてエンジン２２を自立運転することにより、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上のときでも、空調装置９０の熱源を確保することができる。このように残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上のときにエンジン２２を自立運転するものにおいて、前述したように、車速Ｖが高いほど小さくなる傾向にエンジンパワーＰｅ＊を設定することにより、車速Ｖに拘わらず比較的大きいエンジンパワーＰｅ＊を設定するものに比して、車速Ｖが比較的高いときに、バッテリ５０の残容量ＳＯＣの増加を抑制することができ、エンジン２２の負荷運転をより長く継続することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、車両要求パワーＰ＊によるエンジン２２の運転は必要ないが空調装置９０による暖房のためにエンジン２２の運転が必要である（パワー用運転要求はなされていないが暖房用運転要求はなされている）ときには、車速Ｖに基づくエンジンパワーＰｅ＊を用いて目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊からなるエンジン２２の目標運転ポイントを設定すると共に目標運転ポイントでエンジン２２が運転されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し要求トルクＴｒ＊を用いてトルク指令Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するから、エンジン２２を自立運転するものに比してエンジン２２の燃焼を安定させることができ、燃焼が不安定になることによって生じる振動を運転者に感じさせるのを抑制することができる。また、この場合、エンジン２２を自立運転するものに比して車両の燃費を向上させることもできる。しかも、車速Ｖが高いほど小さくなる傾向にエンジンパワーＰｅ＊を設定すると共にこのエンジンパワーＰｅ＊に応じた目標運転ポイントでエンジン２２を運転するから、車速Ｖが比較的高いときには、エンジン２２の燃料消費を抑制することができる。もとより、空調装置９０による暖房のためにエンジン２２の運転が必要なときには、エンジン２２の運転を継続するから、空調装置９０の熱源を確保することができ、空調装置９０による暖房のためのエンジン２２の運転要求に対応することができる。

また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、車両要求パワーＰ＊によるエンジン２２の運転は必要ないが空調装置９０による暖房のためにエンジン２２の運転が必要であるときに、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上のときには、エンジン２２を自立運転するから、バッテリ５０が過充電となるのを抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上のときには、エンジン２２をアイドル運転するものとしたが、電動機として機能するモータＭＧ２により消費される消費電力（Ｔｍ２・Ｎｍ２）よりも発電機として機能するモータＭＧ１により発電される発電電力（Ｔｍ１・Ｎｍ１）の方が大きさが小さくなるよう、即ち、バッテリ５０に電力が充電されないようエンジン２２の目標運転ポイントを設定すると共にこの目標運転ポイントでエンジン２２を運転するものとしてもよい。こうすれば、エンジン２２を自立運転するものに比して車両の燃費を向上させることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、走行中の制御について図２の駆動制御ルーチンを用いて説明したが、停車中に空調装置９０による暖房のためのエンジン２２の運転が必要であるときには、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ，要求トルクＴｒ＊が値０であると共に充放電要求パワーＰｂ＊を車両要求パワーＰ＊として考えれば、図２の駆動制御ルーチンを適用することができる。この場合、車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ以下であり、且つ、エンジン２２の運転要求ＥＧ＊がオンであり、且つ、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満のときには、所定パワーＰ１または図７のエンジンパワー設定用マップにより得られるパワーをエンジンパワーＰｅ＊に設定すると共にこれを用いて目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊からなるエンジン２２の目標運転ポイントを設定しモータ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を制御するものとしてもよい。この場合も、実施例と同様に、エンジン２２を自立運転するものに比してエンジン２２の燃焼を安定させることができ、燃焼が不安定になることによって生じる振動を運転者に感じさせるのを抑制することができる。また、エンジン２２を自立運転するものに比して車両の燃費を向上させることもできる。もとより、空調装置９０による暖房のためのエンジン２２の運転要求に対応することができる。なお、停車中は、ブレーキペダル８５が踏み込まれて駆動輪６３ａ，６３ｂがロックしていると考えれば、モータＭＧ２からはトルクを出力しないものとしてもよい。この場合、エンジン２２を負荷運転すると共にエンジン２２から出力された動力を用いてモータＭＧ１により発電を行なうことになる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、上述した式（３），（４）を満たす範囲内でモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐを制限するトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを求めてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に式（７），（８）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを求めてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定したが、式（３），（４）を満たす範囲内によるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの制限を受けることなくモータトルクＴｍ１ｔｍｐをそのままモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊として設定すると共にこのトルク指令Ｔｍ１＊を用いて式（７），（８）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを求めてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定するものとしても構わない。この他、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いてバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定するものであれば、如何なる手法を用いるものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、減速ギヤ３５を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ３５に代えて２段変速や３段変速，４段変速などの変速機を介してリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしても構わない。

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てもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２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に出力するものとしたが、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を備えるものとしてもよい。

実施例では、ハイブリッド自動車の形態として用いるものとしたが、列車など自動車以外の車両の形態としてもよいし、自動車を含めた車両の制御方法の形態としてもよい。

ここで、実施例や変形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、動力分配統合機構３０およびモータＭＧ１が「発電手段」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、エンジン２２を熱源として乗員室を暖房するのに必要な熱交換器９１，切替機構９２，ブロワ９３などとエンジン水温Ｔｗに基づいてエンジン２２の運転要求ＥＧ＊を設定する空調用ＥＣＵ９８とを備える空調装置９０が「暖房手段」に相当し、車速センサ８８が「車速検出手段」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Ｓ１１０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、要求トルクＴｒ＊に基づいて車両要求パワーＰ＊を設定すると共に設定した車両要求パワーＰ＊を閾値Ｐｒｅｆと比較する図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０，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「パワー用運転要求設定手段」に相当し、車両要求パワーＰ＊によるエンジン２２の運転は必要ないが空調装置９０による暖房のためにエンジン２２の運転が必要である（パワー用運転要求はなされていないが暖房用運転要求はなされている）ときに車速Ｖに基づくエンジンパワーＰｅ＊を用いて目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊からなるエンジン２２の目標運転ポイントを設定すると共に目標運転ポイントでエンジン２２が運転されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し要求トルクＴｒ＊を用いてトルク指令Ｔｍ２＊を設定して設定値をエンジン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Ｓ１７０〜Ｓ２４０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と受信した目標回転数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と受信したトルク指令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。また、停車中に空調装置９０による暖房のためのエンジン２２の運転が必要であるときにエンジンパワーＰｅ＊を用いて目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊からなるエンジン２２の目標運転ポイントを設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定して設定値をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と受信した目標回転数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と受信したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０とも「制御手段」に相当する。さらに、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の残容量（ＳＯＣ）を演算するバッテリＥＣＵ５２が「電力量検出手段」に相当する。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」に相当する。対ロータ電動機２３０も「発電手段」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可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「発電手段」としては、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とを組み合わせたものや対ロータ電動機２３０に限定されるものではなく、内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な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、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「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、発電手段や電動機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「暖房手段」としては、エンジン２２を熱源として乗員室を暖房すると共にエンジン水温Ｔｗに基づいてエンジン２２の運転要求ＥＧ＊を設定するものに限定されるものではなく、内燃機関を熱源として乗員室を暖房すると共に所定の条件に基づいて内燃機関の運転要求として暖房用運転要求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。「車速検出手段」としては、車速センサ８８に限定されるものではなく、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数に基づいて車速Ｖを算出するものや駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪に取り付けられた車輪速センサからの信号に基づいて車速Ｖを演算するものなど、車速を検出するもの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。「パワー用運転要求設定手段」としては、要求トルクＴｒ＊に基づいて車両要求パワーＰ＊を設定すると共に設定した車両要求パワーＰ＊を閾値Ｐｒｅｆと比較するものに限定されるものではなく、要求駆動力による走行用の動力を含む車両要求パワーに基づいて内燃機関の運転要求であるパワー用運転要求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。「制御手段」としては、車両要求パワーＰ＊によるエンジン２２の運転は必要ないが空調装置９０による暖房のためにエンジン２２の運転が必要である（パワー用運転要求はなされていないが暖房用運転要求はなされている）ときに車速Ｖに基づくエンジンパワーＰｅ＊を用いて目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊からなるエンジン２２の目標運転ポイントを設定すると共に目標運転ポイントでエンジン２２が運転されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し要求トルクＴｒ＊を用いてトルク指令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、パワー用運転要求設定手段によるパワー用運転要求が設定されていないときに暖房手段による暖房用運転要求が設定されている暖房要求時には、車速に基づいて設定される内燃機関の負荷運転状態である目標負荷運転状態で該内機関が負荷運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。さらに、「制御手段」としては、停車中に空調装置９０による暖房のためのエンジン２２の運転が必要であるときに、エンジンパワーＰｅ＊を用いて目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊からなるエンジン２２の目標運転ポイント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、停車中に暖房手段による暖房用運転要求が設定されているとき内燃機関が負荷運転されるよう内燃機関と発電手段とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「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て４以上の軸に接続される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作動作用を有するものなど、駆動軸と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に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。なお、実施例や変形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、本発明を実施するための最良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。 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示す説明図である。 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の一例を示す説明図である。 トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定する様子を説明する説明図である。 エンジンパワー設定用マップ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。

符号の説明

２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ 温度センサ２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、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、９０ 空調装置、９１ 熱交換器、９２ 切替機構、９３ ブロワ、９４ 操作パネル、９４ａ ブロワスイッチ、９４ｂ 設定温度スイッチ、９４ｃ 温度センサ、９５ 外気温センサ、９６ 温度センサ、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ ２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (7)

1. 走行用の動力を出力可能な内燃機関と、
   前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、
   走行用の動力を出力可能な電動機と、
   前記発電手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
   前記内燃機関を熱源として乗員室を暖房すると共に所定の条件に基づいて該内燃機関の運転要求として暖房用運転要求を設定する暖房手段と、
   車速を検出する車速検出手段と、
   前記蓄電手段から放電可能な電力量を検出する電力量検出手段と、
   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、
   前記設定された要求駆動力による走行用の動力を含む車両要求パワーに基づいて前記内燃機関の運転要求であるパワー用運転要求を設定するパワー用運転要求設定手段と、
   前記パワー用運転要求設定手段によるパワー用運転要求が設定されていないときに前記暖房手段による暖房用運転要求が設定されている暖房要求時には、前記検出された車速が高いほど前記内燃機関から出力される動力が小さくなる傾向に設定される前記内燃機関の負荷運転状態である目標負荷運転状態で該内燃機関が負荷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により走行するよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記暖房要求時に前記検出された電力量が所定電力量以上のときには、前記内燃機関が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により走行するよう制御する手段である、
   車両。
2. 前記制御手段は、前記暖房要求時には、前記検出された車速が高いほど小さくなる傾向に前記内燃機関から出力すべき機関動力を設定すると共に該設定した機関動力に基づいて前記目標負荷運転状態を設定する手段である請求項１記載の車両。
3. 車軸側に動力を出力可能な内燃機関と、
   前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、
   前記発電手段と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
   前記内燃機関を熱源として乗員室を暖房すると共に所定の条件に基づいて該内燃機関の運転要求として暖房用運転要求を設定する暖房手段と、
   前記蓄電手段から放電可能な電力量を検出する電力量検出手段と、
   停車中に前記暖房手段による暖房用運転要求が設定されているとき、前記内燃機関が負荷運転されるよう前記内燃機関と前記発電手段とを制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、停車中に前記暖房手段による暖房用運転要求が設定されているときに、前記検出された電力量が所定電力量以上のときには、前記内燃機関が自立運転されるよう制御する手段である、
   車両。
4. 前記発電手段は、車軸側に接続されると共に該車軸側とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段である請求項１ないし３いずれか記載の車両。
5. 前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記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、を備える手段である請求項４記載の車両。
6. 走行用の動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、前記内燃機関を熱源として乗員室を暖房すると共に所定の条件に基づいて該内燃機関の運転要求として暖房用運転要求を設定する暖房手段と、を備える車両の制御方法であって、
   走行に要求される要求駆動力による走行用の動力を含む車両要求パワーに基づいて前記内燃機関の運転要求であるパワー用運転要求が設定されていないときに前記暖房手段による暖房用運転要求が設定されている暖房要求時には、車速が高いほど前記内燃機関から出力される動力が小さくなる傾向に設定される前記内燃機関の負荷運転状態である目標負荷運転状態で該内燃機関が負荷運転されると共に前記要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御するステップを含み、
   前記ステップは、前記暖房要求時に、前記蓄電手段から放電可能な電力量が所定電力量以上のときには、前記内燃機関が自立運転されると共に前記要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう制御するステップである、
   車両の制御方法。
7. 車軸側に動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、前記発電手段と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、前記内燃機関を熱源として乗員室を暖房すると共に所定の条件に基づいて該内燃機関の運転要求として暖房用運転要求を設定する暖房手段と、を備える車両の制御方法であって、
   停車中に前記暖房手段による暖房用運転要求が設定されているとき、前記内燃機関が負荷運転されるよう前記内燃機関と前記発電手段とを制御するステップを含み、
   前記ステップは、停車中に前記暖房手段による暖房用運転要求が設定されているときに、前記蓄電手段から放電可能な電力量が所定電力量以上のときには、前記内燃機関が自立運転されるよう制御するステップである、
   車両の制御方法。

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