JP2008201315A - ハイブリッド車およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両がジャンプした際に電動機が過回転するのを抑制する。
【解決手段】遊星歯車機構のサンギヤ，キャリア，リングギヤに第１モータ，エンジン，駆動軸が接続されると共に駆動軸側に第２モータが接続されたハイブリッド車において、サスペンションストローク量ＳＳが閾値を超えて車両がジャンプしたと判定されたときには、その経過時間ｔに応じて値１から値０に近づくようトルク制限係数αを設定すると共に設定したトルク制限係数αに駆動軸に要求される要求トルクＴｄ＊を乗じたものを実行トルクＴ＊に設定し（Ｓ３５０，Ｓ３６０）、車両がジャンプしてから所定時間Ｔ１が経過すると、エンジンを自立運転すると共にトルク制限係数αを値０として実行トルクＴ＊を値０に設定する（Ｓ３７０，Ｓ３８０，Ｓ３６０）。エンジンと二つのモータは実行トルクＴ＊が駆動軸に出力されるよう制御される。
【選択図】図８

Description

本発明は、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された駆動軸側と第３の軸の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する第１電動機と、前記駆動軸に動力を入出力する第２電動機と、前記第１電動機および前記第２電動機と電力をやり取りする蓄電手段とを備えるハイブリッド車およびその制御方法に関する。

従来、この種のハイブリッド車としては、エンジンと、このエンジンの出力軸にキャリアが接続されると共に駆動輪が連結された駆動軸にリングギヤが接続された遊星歯車機構と、この遊星歯車機構のサンギヤに接続された第１モータと、駆動軸に動力を入出力する第２モータ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、駆動軸の回転数が急増してその回転角加速度αが閾値αｓｌｉｐを超えたときには、駆動輪にスリップが発生したと判定し、駆動軸に出力されるトルクが制限されるようエンジンと二つのモータとを制御している。
特開２００５−５１８８７号公報

上述したタイプのハイブリッド車では、遊星歯車機構にはエンジンの出力軸と第１モータの回転軸と駆動軸とが接続されていることから、駆動軸の回転数が急増すると、第１モータの回転数の急増を招き、第１モータが過回転したり場合によっては第１モータで発電する電力が増大してバッテリが過大な電力により入出力されたりする現象が生じうる。こうした現象はスリップが発生した場合に限られず、不整地などを走行中に駆動輪が路面から離れて空転した際にも生じうるから、これに適切に対応することが望まれる。

本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、走行中に駆動輪が路面から離れて空転した際に第１電動機の過回転を抑制することを目的の一つとする。また、本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、走行中に駆動輪が路面から離れて空転した際に内燃機関の出力軸と第１電動機の回転軸と駆動軸側の３軸が接続された３軸式動力入出力装置の回転系の過回転を抑制することを目的の一つとする。さらに、本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、走行中に駆動輪が路面から離れて空転した際に二次電池などの蓄電装置に過大な電力が入出力されないようにすることを目的の一つとする。また、本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、不整地などの悪路の走行性能をより向上させることを目的の一つとする。

本発明のハイブリッド車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。

本発明のハイブリッド車は、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された駆動軸側と第３の軸の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する第１電動機と、
前記駆動軸側に動力を入出力する第２電動機と、
前記第１電動機および前記第２電動機と電力をやり取りする蓄電手段と、
前記駆動軸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、
前記駆動輪が路面から離れた非接地状態を検出する非接地状態検出手段と、
前記非接地状態検出手段により前記非接地状態が検出されていない状態を含む通常走行時には前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御し、前記非接地状態検出手段により前記非接地状態が検出された非接地時には前記設定された要求駆動力に対して前記駆動軸に出力される駆動力が制限されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２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。

この本発明のハイブリッド車では、駆動輪が路面から離れた非接地状態にない状態を含む通常走行時には駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と第１電動機と第２電動機とを制御し、駆動輪が非接地状態にある非接地時には要求駆動力に対して駆動軸に出力される駆動力が制限されるよう内燃機関と第１電動機と第２電動機とを制御する。したがって、駆動輪が路面から離れて空転した際に、駆動軸の回転角加速度に基づいて駆動輪の空転によるスリップを判定して駆動軸に出力する駆動力を制限するものに比して、迅速に駆動軸に出力する駆動力を制限することができる。この結果、駆動輪が路面から離れて空転した際に第１電動機が過回転したり内燃機関の出力軸と第１電動機の回転軸と駆動軸側の３軸が接続された３軸式動力入出力装置の回転系が過回転したりするのを抑制することができる。

こうした本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記非接地時には、時間の経過と共に前記駆動軸に出力される駆動力が徐々に大きく制限されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御する手段であるものとすること。こうすれば、駆動軸に出力される駆動力の制限をスムーズに行なうことができる。

また、本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記非接地状態検出手段により前記非接地状態が所定時間以上継続して検出されたときには前記駆動軸に駆動力が出力されないよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２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、第１電動機の過回転や３軸式動力入出力手段の回転系の過回転をより確実に抑制することができる。

さらに、本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記非接地状態検出手段により前記非接地状態が検出されなくなったときには、前記駆動軸に出力される駆動力の制限が時間の経過と共に段階的に解除されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２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、車両が着地した際の不安定な状態で駆動軸に比較的大きな駆動力が出力されないようにすることができる。この結果、不整地などの悪路の走行性能をより向上させることができる。

また、本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記非接地時には、前記設定された要求駆動力を制限した駆動力を実行駆動力に設定し、該設定した実行駆動力を前記駆動軸に出力するための前記内燃機関の目標機関動力を設定し、該設定した目標機関動力が前記内燃機関から出力されると共に前記設定した実行駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御するものとすることもできる。

また、本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記非接地時には、前記蓄電手段が充放電されないよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御する手段であるものとすること。こうすれば、蓄電手段が過大な電力により入出力されるのを抑制することができる。

また、本発明のハイブリッド車において、前記３軸式動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と動力軸と前記第３の軸の３軸に接続され、前記動力軸と前記駆動軸とに接続され、該動力軸からの動力を変速段の変更を伴って該駆動軸に伝達する変速伝達手段を備えるものとすることもできる。この態様の本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記非接地時には、変速段が増速側に変更されるよう前記変速伝達手段を制御する手段であるものとすることもできるし、前記変速伝達手段は、前記動力軸と前記駆動軸との切り離しが可能な手段であり、前記制御手段は、前記非接地時には、前記動力軸と前記駆動軸とが切り離されるよう前記変速伝達手段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、駆動輪が路面から離れて空転した際に第１電動機が過回転したり内燃機関の出力軸と第１電動機の回転軸と駆動軸側の３軸が接続された３軸式動力入出力装置の回転系が過回転したりするのをより確実に抑制することができる。

本発明のハイブリッド車の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された駆動軸側と第３の軸の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する第１電動機と、前記駆動軸に動力を入出力する第２電動機と、前記第１電動機および前記第２電動機と電力をやり取りする蓄電手段とを備えるハイブリッド車であって、
前記駆動輪が路面から離れた非接地状態にない状態を含む通常走行時には前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が該駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御し、前記駆動輪が前記非接地状態にある非接地時には前記要求駆動力に対して前記駆動軸に出力される駆動力が制限されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御することを特徴とする。

この本発明のハイブリッド車の制御方法によれば、駆動輪が路面から離れた非接地状態にない状態を含む通常走行時には駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と第１電動機と第２電動機とを制御し、駆動輪が非接地状態にある非接地時には要求駆動力に対して駆動軸に出力される駆動力が制限されるよう内燃機関と第１電動機と第２電動機とを制御する。したがって、駆動輪が路面から離れて空転した際に、駆動軸の回転角加速度に基づいて駆動輪の空転によるスリップを判定して駆動軸に出力する駆動力を制限するものに比して、迅速に駆動軸に出力する駆動力を制限することができる。この結果、駆動輪が路面から離れて空転した際に第１電動機が過回転したり内燃機関の出力軸と第１電動機の回転軸と駆動軸側の３軸が接続された３軸式動力入出力装置の回転系が過回転したりするのを抑制することができる。

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。第１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３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して、最終的には車両の駆動輪３９ａ，３９ｂ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。図２に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図３にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。

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，駆動輪３９ａ，３９ｂのサスペンション９０ａ，９０ｂのストローク量を検出するストロークセンサ９２ａ，９２ｂからのサスペンションストローク量ＳＳ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第１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第１実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、走行中に駆動輪３９ａ，３９ｂが路面を離れて車両がジャンプした際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，バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊，ストロークセンサ９２ａ，９２ｂからのサスペンションストローク量ＳＳなどの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。さらに、バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣやアクセル開度Ａｃｃなどに基づいて別途設定されたものを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３９ａ，３９ｂ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Ｔｄ＊を設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｄ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｄ＊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Ｔｄ＊を導出して設定するものとした。図５に要求トルク設定用マップの一例を示す。

次に、ジャンプ判定フラグＦの値を調べ（ステップＳ１２０）、ジャンプ判定フラグＦが値０のときにはサスペンションストローク量ＳＳと閾値Ｓ１とを比較する（ステップＳ１３０）。ここで、閾値Ｓ１は、駆動輪３９ａ，３９ｂが路面を離れて車両がジャンプしているか否かを判定するために設定されるものであり、サスペンション９０ａ，９０ｂが伸びきった際のストローク量として定められている。ジャンプ判定フラグＦは、初期値に値０がセットされており、サスペンションストローク量ＳＳが閾値Ｓ１を超えたときに後述する処理により値１がセットされる。

ジャンプ判定フラグＦが値０であり且つサスペンションストローク量ＳＳが閾値Ｓ１以下のときには、通常走行時と判定し、ステップＳ１１０で設定された要求トルクＴｄ＊を実行トルクＴ＊に設定し（ステップＳ１４０）、設定した実行トルクＴ＊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（ステップＳ１５０）。要求パワーＰｅ＊は、設定した実行トルクＴ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものと充放電要求パワー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、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Ｓ１６０）。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。

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とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１から出力すべきトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１７０）。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/ρ (1)
Tm1*=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)

そして、実行トルクＴ＊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（３）により計算すると共に（ステップＳ１８０）、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（４）および式（５）により計算し（ステップＳ１９０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）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Ｓ２００）。ここで、式（３）は、図７の共線図から容易に導くことができる。

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

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Ｓ２１０）、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、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Ｔｄ＊を出力して走行することができる。

ステップＳ１２０でジャンプ判定フラグＦが値１と判定されたりステップＳ１３０でサスペンションストローク量ＳＳが閾値Ｓ１を超えていると判定されたときには、駆動輪３９ａ，３９ｂが路面から離れており車両がジャンプしていると判定し、ジャンプ時の実行トルクＴ＊を設定する（ステップＳ２２０）。ここで、駆動制御ルーチンの説明を中断して、ジャンプ時の実行トルクＴ＊を設定するためにハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される図８に例示するジャンプ時実行トルク設定ルーチンについて説明する。

ジャンプ時実行トルク設定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、サスペンションストローク量ＳＳが閾値Ｓ２を超えているか否かを判定する（ステップＳ３００）。ここで、閾値Ｓ２は、ジャンプした車両が着地したか否かを判定するための閾値であり、閾値Ｓ１に対してヒステリシスをもつよう閾値Ｓ１よりも若干小さな値として設定されている。いま車両がジャンプした直後を考えると、駆動制御ルーチンのステップＳ１２０，Ｓ１３０でジャンプ判定フラグＦが値０と判定されると共にサスペンションストローク量ＳＳが閾値Ｓ１を超えていると判定されるから、サスペンションストローク量ＳＳは閾値Ｓ２を超えていると判定される。

サスペンションストローク量ＳＳが閾値Ｓ２を超えているときには、ジャンプ判定フラグＦが値０のときにのみジャンプ判定フラグＦに値１をセットし（ステップＳ３１０，Ｓ３２０）、アクセルペダル８３が踏み込まれているか否かを判定する（ステップＳ３３０）。アクセルペダル８３が踏み込まれているときには、車両がジャンプしてからの経過時間ｔが所定時間Ｔ１未満か否かを判定し（ステップＳ３４０）、経過時間ｔが所定時間Ｔ１未満のときには、この経過時間ｔに基づいてトルク制限係数αを設定し（ステップＳ３５０）、設定したトルク制限係数αを駆動制御ルーチンのステップＳ１１０で設定した要求トルクＴｄ＊に乗じたものを実行トルクＴ＊に設定して（ステップＳ３６０）、本ルーチンを終了する。ここで、所定時間Ｔ１は、ジャンプの大小を判定するために定められた閾値である。また、トルク制限係数αは、要求トルクＴｄ＊に徐々に制限を加えて実行トルクＴ＊を設定するために値１〜値０の範囲内で設定されるものであり、実施例では車両がジャンプしてからの経過時間ｔとトルク制限係数αとの関係を予め求めてトルク制限係数設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、経過時間ｔが与えられるとマップから対応するトルク制限係数αを導出して設定するものとした。このマップの一例を図９に示す。実施例では、図示するように、車両がジャンプしてからの経過時間ｔが長いほど車両が大きくジャンプしていると判定して要求トルクＴｄ＊に対する制限が厳しくなるようトルク制限係数αを設定するものとした。図１０に、車両がジャンプした際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。車両がジャンプして駆動輪３９ａ，３９ｂが路面から離れると、図示するように、モータＭＧ１やモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクによってリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは急増し、これに伴ってモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１も急変してモータＭＧ１が過回転したり動力分配統合機構３０のピニオンギヤ３３が過回転したりする場合が生じ、場合によってはモータＭＧ１の電力が増大しバッテリ５０に入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを超える電力が入出力される。実施例では、要求トルクＴｄ＊に制限を加えて実行トルクＴ＊を設定してリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクを制限するから、モータＭＧ１や動力分配統合機構３０，バッテリ５０に上述した不都合は生じない。なお、ステップＳ３３０でアクセルペダル８３が踏み込まれていないと判定されたときには、上述した問題は生じないから、トルク制限係数αに値１を設定し（ステップＳ４２０）、設定したトルク制限係数αを要求トルクＴｄ＊に乗じたものを実行トルクＴ＊に設定して（ステップＳ４３０）、本ルーチンを終了する。この場合、実行トルクＴ＊にはそのまま要求トルクＴｄ＊が設定される。

ステップＳ３４０で車両がジャンプしてから所定時間Ｔ１が経過したと判定されると、車両が比較的大きくジャンプしていると判定し、エンジン２２が自立運転されるようエンジンＥＣＵ２４に指示すると共に（ステップＳ３７０）、トルク制限係数αに値０を設定し（ステップＳ３８０）、要求トルクＴｄ＊に設定したトルク制限係数αを乗じたものを実行トルクＴ＊に設定して（ステップＳ３６０）、本ルーチンを終了する。この場合、実行トルクＴ＊には値０が設定される。したがって、リングギヤ軸３２ａには何らのトルクも出力されない。

ステップＳ３００でサスペンションストローク量ＳＳが閾値Ｓ２以下と判定されたときには、ジャンプしていた車両は路面上に着地したと判定し、車両が着地してからの経過時間ｔが所定時間Ｔ２未満のときには（ステップＳ３９０）、この経過時間ｔに基づいてトルク制限係数αを設定し（ステップＳ４００）、要求トルクＴｄ＊に設定したトルク制限係数αを乗じたものを実行トルクＴ＊に設定して（ステップＳ３６０）、本ルーチンを終了する。ここで、所定時間Ｔ２は、着地した車両が安定するまでに要する時間として設定されるものである。車両が着地した際のトルク制限係数αは、車両がジャンプした際に実行トルクＴ＊に加えていた制限を段階的に解除するために値０〜値１の範囲内で設定されるものであり、実施例では車両が着地してからの経過時間ｔとトルク制限係数αとの関係を予め求めてトルク制限設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、経過時間ｔが与えられるとマップから対応するトルク制限係数αを導出して設定するものとした。このマップの一例を図１１に示す。これにより、ジャンプしていた車両が着地したときには徐々に要求トルクＴｄ＊に近づくよう実行トルクＴ＊が設定される。このように、車両が着地したときに実行トルクＴ＊を徐々に要求トルクＴｄ＊に近づけることにより、着地直後の不安定な状態でリングギヤ軸３２ａに比較的大きなトルクが出力されるのを抑制することができる。

ステップＳ３９０でジャンプしていた車両が着地してから所定時間Ｔ２が経過したと判定されたときには、ジャンプ判定フラグＦに値０をセットし（ステップＳ４１０）、トルク制限係数αに値１を設定し（ステップＳ４２０）、要求トルクＴｄ＊に設定したトルク制限係数αを乗じたものを実行トルクＴ＊に設定して（ステップＳ３６０）、本ルーチンを終了する。したがって、実行トルクＴ＊には要求トルクＴｄ＊が設定され、リングギヤ軸３２ａに出力するトルクの制限は完全に解除される。

以上、ジャンプ時実行トルク設定ルーチンについて説明した。図２の駆動制御ルーチンに戻って、ジャンプ時の実行トルクＴ＊が設定されると、エンジン２２が自立運転しているか否かを判定し（ステップＳ２３０）、エンジン２２が自立運転していないときにはバッテリ５０の充放電が停止されるよう充放電要求パワーＰｂ＊に値０を設定し（ステップＳ２４０）、ステップＳ１５０〜Ｓ２１０の処理を実行して本ルーチンを終了し、エンジン２２が自立運転しているときにはモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ２５０）、ステップＳ１８０〜Ｓ２１０の処理を実行して本ルーチンを終了する。なお、エンジン２２が自立運転しているときにはモータＭＧ１にトルク指令Ｔｍ１＊に値０が設定されると共に実行トルクＴ＊に値０が設定されるから、ステップＳ１８０〜Ｓ２００でモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊にも値０が設定される。

図１２に、車両がジャンプして駆動輪３９ａ，３９ｂが路面から離れた際のアクセル開度Ａｃｃとサスペンションストローク量ＳＳとジャンプ判定フラグＦと実行トルクＴ＊の時間変化の様子を示す。図示するように、アクセルペダル８３が踏み込まれて走行しているときに、車両がジャンプしてサスペンションストローク量ＳＳが閾値Ｓ１を超えると（時刻ｔ１）、実行トルクＴ＊は要求トルクＴｄ＊から値０に向けて徐々に小さくなり、所定時間Ｔ１が経過したときに実行トルクＴ＊が値０となる（時刻ｔ２）。したがって、車両がジャンプして駆動輪３９ａ，３９ｂが路面から離れてもリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクは制限されるから、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは急増しない。これにより、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒの急増に伴うモータＭＧ１や動力分配統合機構３０，バッテリ５０の不具合の発生は抑制される。そして、サスペンションストローク量ＳＳが閾値Ｓ２以下となってジャンプした車両が着地すると（時刻ｔ３）、実行トルクＴ＊は要求トルクＴｄ＊に向けて徐々に大きくなり、所定時間Ｔ２が経過したときに実行トルクＴ＊には要求トルクＴｄ＊が設定される（時刻ｔ４）。これにより、車両が着地した直後の不安定の状態でリングギヤ軸３２ａに比較的大きなトルクが出力されることはない。

なお、図示していないが、実施例では、駆動輪３９ａ，３９ｂが路面から離れて車両がジャンプしている状態にはないが駆動輪３９ａ，３９ｂが空転してスリップが発生したときには、このスリップを抑制させるためにリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクが制限されるようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御、例えば、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転角加速度に基づいてトルク制限係数を設定すると共に要求トルクＴｄ＊に設定したトルク制限係数を乗じたものを実行トルクＴ＊に設定し設定した実行トルクＴ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御する。ここで、スリップが発生したか否かの判定は、例えば、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転角加速度が所定値を超えたか否かを判定することにより行なうことができる。したがって、車両がジャンプしたときにも駆動輪３９ａ，３９ｂが空転するから、スリップの発生を判定することによりリングギヤ軸３２ａに出力するトルクを制限することができるが、車両がジャンプしてから駆動輪３９ａ，３９ｂが空転してスリップと判定されるまで時間を要するから、リングギヤ軸３２ａに出力するトルクの制限が間に合わずにモータＭＧ１が過回転する場合がある。実施例では、駆動輪３９ａ，３９ｂが路面から離れて車両がジャンプしている状態を直接検出することにより、これに素早く対応できるようにしているのである。

以上説明した第１実施例のハイブリッド自動車２０によれば、駆動輪３９ａ，３９ｂが路面から離れて車両がジャンプしたか否かを判定し、車両がジャンプしていない通常走行時には要求トルクＴｄ＊を実行トルクＴ＊としてこの実行トルクＴ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御し、車両がジャンプしたときには要求トルクＴｄ＊に制限を加えたものを実行トルクＴ＊に設定すると共にこの実行トルクＴ＊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とモータＭＧ２とを制御するから、駆動輪３９ａ，３９ｂが路面から離れてもリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが急増するのを抑制することができる。この結果、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒの急増に伴ってモータＭＧ１や動力分配統合機構３０のピニオンギヤ３３が過回転したりするのを抑制することができる。しかも、ジャンプした車両が着地したときには徐々に要求トルクＴｄ＊に近づくよう実行トルクＴ＊を設定するから、車両が着地した直後の不安定な状態でリングギヤ軸３２ａに比較的大きなトルクが出力されないようにすることができる。この結果、不整地などの悪路での走行安定性をより向上させることができる。

次に、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂについて説明する。図１３は、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂの構成の概略を示す構成図である。第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂは、動力軸としてのリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６とに接続された変速機６０を備える点とハイブリッド用電子制御ユニット７０Ｂにおける処理が一部異なる点を除いて第１実施例のハイブリッド自動車２０と同様に構成されている。したがって、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂのうち第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。

変速機６０は、動力軸としてのリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との間の変速段の変更を伴う動力の伝達およびリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との接続の解除を行なうことができるように構成されている。変速機６０の構成の一例を図１４に示す。図示するように、変速機６０は、シングルピニオンの遊星歯車機構６２，６４，６６と二つのクラッチＣ１，Ｃ２と三つのブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３とにより構成されている。遊星歯車機構６２は、外歯歯車のサンギヤ６２ｓと、このサンギヤ６２ｓと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６２ｒと、サンギヤ６２ｓに噛合すると共にリングギヤ６２ｒに噛合する複数のピニオンギヤ６２ｐと、複数のピニオンギヤ６２ｐを自転かつ公転自在に保持するキャリア６２ｃとを備えており、サンギヤ６２ｓはクラッチＣ２のオンオフによりリングギヤ軸３２ａに接続または接続の解除ができるようになっていると共にブレーキＢ１のオンオフによりその回転を停止または自由にできるようになっており、キャリア６２ｃはブレーキＢ２のオンオフによりその回転を停止または自由にできるようになっている。遊星歯車機構６４は、外歯歯車のサンギヤ６４ｓと、このサンギヤ６４ｓと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６４ｒと、サンギヤ６４ｓに噛合すると共にリングギヤ６４ｒに噛合する複数のピニオンギヤ６４ｐと、複数のピニオンギヤ６４ｐを自転かつ公転自在に保持するキャリア６４ｃとを備えており、サンギヤ６４ｓは遊星歯車機構６２のサンギヤ６２ｓに接続され、リングギヤ６４ｒはクラッチＣ１のオンオフによりリングギヤ軸３２ａに接続またはその解除ができるようになっており、キャリア６４ｃは遊星歯車機構６２のリングギヤ６２ｒに接続されている。遊星歯車機構６６は、外歯歯車のサンギヤ６６ｓと、このサンギヤ６６ｓと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６６ｒと、サンギヤ６６ｓに噛合すると共にリングギヤ６６ｒに噛合する複数のピニオンギヤ６６ｐと、複数のピニオンギヤ６６ｐを自転かつ公転自在に保持するキャリア６６ｃとを備えており、サンギヤ６６ｓは遊星歯車機構６４のリングギヤ６４ｒに接続され、リングギヤ６６ｒはブレーキＢ３のオンオフによりその回転を停止または自由にできるようになっており、キャリア６６ｃは遊星歯車機構６２のリングギヤ６２ｒと遊星歯車機構６４のキャリア６４ｃと駆動軸３６とに接続されている。変速機６０は、クラッチＣ１，Ｃ２とブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３とを全てオフにすることによりリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６とを切り離すことができ、クラッチＣ１とブレーキＢ３とをオンとすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ１，Ｂ２とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を比較的大きな減速比で減速して駆動軸３６に伝達し（以下、この状態を１速の状態という）、クラッチＣ１とブレーキＢ２とをオンとすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ１，Ｂ３とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を１速より小さな減速比で減速して駆動軸３６に伝達し（以下、この状態を２速の状態という）、クラッチＣ１とクラッチＢ１とをオンとすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ２，Ｂ３とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を２速より小さな減速比で減速して駆動軸３６に伝達し（以下、この状態を３速の状態という）、クラッチＣ１，Ｃ２をオンとすると共にクラッチＢ１，Ｂ２，Ｂ３をオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転をそのまま駆動軸３６に伝達する（以下、この状態を４速の状態という）。また、この変速機６０は、クラッチＣ２とブレーキＢ３とをオンとすると共にクラッチＣ１とブレーキＢ１，Ｂ２とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を反転かつ減速して駆動軸３６に伝達する（以下、この状態をリバースの状態という）。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０Ｂは、ＣＰＵ７２Ｂ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、ＣＰＵ７２Ｂの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４Ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６Ｂ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７０Ｂ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，駆動輪３９ａ，３９ｂのサスペンション９０ａ，９０ｂのストローク量を検出するストロークセンサ９２ａ，９２ｂからのサスペンションストローク量ＳＳなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０Ｂからは、変速機６０の二つのクラッチＣ１，Ｃ２や三つのブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３をオンオフするアクチュエータへの駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。

次に、こうして構成された第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂの動作について説明する。図１５は、第２実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０Ｂ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。図１５の駆動制御ルーチンでは、ステップＳ１１０でアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に要求される要求トルクＴｄ＊を設定した後に、設定した要求トルクＴｄ＊と車速Ｖとに基づいて目標変速段ｎ＊を設定して（ステップＳ２６０）、ステップＳ１２０以降の処理を実行し、図８の駆動制御ルーチンのステップＳ２１０に代えて、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にそれぞれ送信すると共に設定した目標変速段ｎ＊となるよう変速機６０のアクチュエータを駆動制御して（ステップＳ２１０Ｂ）、本ルーチンを終了する。なお、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、駆動軸３６が変速機６０を介してリングギヤ軸３２ａに接続されると共にモータＭＧ２がリングギヤ軸３２ａに直接接続されていることから、図１５の駆動制御ルーチンのステップＳ１７０Ｂでは前述した式（１）に代えて次式（７）を用いてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が計算され、ステップＳ１８０Ｂでは前述した式（３）に代えて次式（８）を用いてモータＭＧ２の仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐが計算される。ここで、式（８）中の「Ｇ（ｎ）」は、変速機６０の現在の変速段がｎ速のときの減速比を示す。

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2 (7)
Tm2tmp=T*/G(n)+Tm1*/ρ (8)

図１６は、ジャンプ時実行トルク設定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、図８のジャンプ時実行トルク設定ルーチンと同様に、駆動制御ルーチンのステップＳ１２０，Ｓ１３０でジャンプ判定フラグＦが値１と判定されたりジャンプ判定フラグＦが値０のときにサスペンションストローク量ＳＳが閾値Ｓ１を超えていると判定されたときに実行される。ジャンプ時実行トルク設定ルーチンでは、サスペンションストローク量ＳＳが閾値Ｓ１を超えて車両のジャンプが判定されてからの経過時間ｔが所定時間Ｔ１未満のときには、図１５の駆動制御ルーチンのステップＳ２６０で設定した目標変速段ｎ＊に代えて目標変速段ｎ＊にアップシフト段を設定（現在の変速段が１速のときには２速，現在の変速段が２速のときには３速，現在の変速段が３速のときには４速に設定）し（ステップＳ４３０）、車両がジャンプしてからの経過時間ｔに基づいて図９のマップを用いてトルク制限係数αを設定すると共に（ステップＳ３５０）、設定したトルク制限係数αを要求トルクＴｄ＊に乗じたものを実行トルクＴ＊に設定して（ステップＳ３６０）、本ルーチンを終了する。これにより、駆動軸３６に比較的大きな回転数の変化が生じても動力軸としてのリングギヤ軸３２ａには小さな回転数の変化しか生じないから、モータＭＧ１や動力分配統合機構３０のピニオンギヤ３３が過回転するのを抑制することができる。

車両がジャンプしてからの経過時間ｔが所定時間Ｔ１以上のときには、エンジン２２を自立運転するようエンジンＥＣＵ２４に指示し（ステップＳ３７０）、変速機６０の目標変速段ｎ＊にニュートラルを設定（クラッチＣ１，Ｃ２とブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３とを全てオフ）し（ステップＳ４４０）、トルク制限係数αに値０を設定すると共に（ステップＳ３８０）、設定したトルク制限係数αに要求トルクＴｄ＊を乗じたものを実行トルクＴ＊に設定して（ステップＳ３６０）、本ルーチンを終了する。なお、エンジン２２が自立運転されると、駆動制御ルーチンのステップＳ２５０でモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０が設定されると共に実行トルクＴ＊が値０であるからステップＳ１８０〜Ｓ２００でモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊にも値０が設定される。このように、変速機６０の動力軸としてのリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６とを切り離すから、車両が比較的大きくジャンプしたときであってもモータＭＧ１や動力分配統合機構３０のピニオンギヤ３３に過回転は生じない。

なお、ステップＳ３００でサスペンションストローク量ＳＳが閾値Ｓ２以下と判定されたときには、ジャンプした車両が着地したと判定し、着地してからの経過時間ｔが所定時間Ｔ２未満のときには目標変速段ｎ＊に前回の状態を設定、例えば前回このルーチンで目標変速段ｎ＊に２速が設定されたときには２速を設定しニュートラルが設定されたときにはニュートラルを設定し（ステップＳ４５０）、経過時間ｔに基づいてトルク制限係数αを設定すると共に（ステップＳ４００）、設定したトルク制限係数αに要求トルクＴｄ＊を乗じたものを実行トルクＴ＊に設定して（ステップＳ３６０）、本ルーチンを終了する。

以上説明した第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂによれば、駆動制御ルーチンとジャンプ時実行トルク設定ルーチンとの実行することにより、第１実施例のハイブリッド自動車２０と同様の効果を奏することができる。加えて、車両がジャンプした際には目標変速段ｎ＊にアップシフト段を設定するから、駆動軸３６の回転数の急変に対してリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが急変するのをより確実に抑制できる。この結果、駆動輪３９ａ，３９ｂが路面から離れて車両がジャンプした際にモータＭＧ１や動力分配統合機構３０のピニオンギヤ３３が過回転するのを抑制することができる効果がより顕著なものとなる。また、車両が比較的大きくジャンプしているときには、変速機６０の目標変速段ｎ＊をニュートラルに設定して動力軸としてのリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６とを切り離すから、モータＭＧ１や動力分配統合機構３０のピニオンギヤ３３が過回転するのを更に確実に抑制することができる。

第１実施例のハイブリッド自動車２０や第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、車両がジャンプした際には、バッテリ５０の充放電が停止されるよう充放電要求パワーＰｂ＊を値０に変更するものとしたが、充放電要求パワーＰｂ＊を変更しないものとしてもよい。

第１実施例のハイブリッド自動車２０や第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、車両がジャンプした際に図９のトルク制限係数設定用マップを用いて時間の経過と共に線形的に徐々に小さくなるよう実行トルクＴ＊を設定するものとしたが、非線形的に徐々に小さくなるよう実行トルクＴ＊を設定するものとしてもよいし、実行トルクＴ＊を一度に小さくするものとしてもよい。また、第１実施例のハイブリッド自動車２０や第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、ジャンプした車両が着地した際に図１１のトルク制限係数設定用マップを用いて時間の経過と共に線形的に徐々に要求トルクＴｄ＊に近づくよう実行トルクＴ＊を設定するものとしたが、非線形的に徐々に要求トルクＴｄ＊に近づくよう実行トルクＴ＊を設定するものとしてもよいし、実行トルクＴ＊に一度に要求トルクＴｄ＊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実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、車両がジャンプしてから所定時間Ｔ１が経過したときに実行トルクＴ＊を値０としてリングギヤ軸３２ａにトルクが出力されないようにするものとしたが、リングギヤ軸３２ａに若干のトルクを出力するものとしてもよい。

第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、車両がジャンプしてからの経過時間ｔが所定時間Ｔ１未満のときには変速機６０の目標変速段ｎ＊にアップシフト段を設定し車両がジャンプしてから所定時間Ｔ１が経過したときに目標変速段ｎ＊にニュートラルを設定してリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６とを切り離すものとしたが、必ずしもニュートラルに設定する必要はなく所定時間Ｔ１の経過に拘わらず目標変速段ｎ＊にアップシフト段を設定するなどするものとしてもよいし、車両がジャンプした際であっても目標変速段ｎ＊を変更しないものとしても構わない。

第１実施例のハイブリッド自動車２０や第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、減速ギヤ３５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。

第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、変速機６０として４段変速のものを用いるものとしたが、２段変速や３段変速，５段変速以上のものを用いるものとしてもよい。

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、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ＭＧ１が「第１電動機」に相当し、モータＭＧ２が「第２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Ｔｄ＊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や図１５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７０Ｂが「要求駆動力設定手段」に相当し、ストロークセンサ９２ａ，９２ｂおよびこのストロークセンサ９２ａ，９２ｂにより検出されたサスペンションストローク量ＳＳと閾値Ｓ１，Ｓ２とを比較して駆動輪３９ａ，３９ｂが路面から離れて車両がジャンプしたか否かを判定するハイブリッド用電子制御ユニット７０やハイブリッド用電子制御ユニット７０Ｂが「非接地状態検出手段」に相当し、車両がジャンプしていない通常走行時には要求トルクＴｄ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御し、車両がジャンプしたときには要求トルクＴｄ＊に制限を加えたものを実行トルクＴ＊に設定すると共に設定した実行トルクＴ＊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とモータＭＧ２とを制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０、７０ＢとエンジンＥＣＵ２４とモータ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、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述した動力分配統合機構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差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。「第１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ＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、第３の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。「第２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、駆動軸側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、第１電動機および第２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。「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Ｔｄ＊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。「非接地状態検出手段」としては、ストロークセンサ９２ａ，９２ｂにより検出されたサスペンションストローク量ＳＳと閾値Ｓ１，Ｓ２との比較により駆動輪３９ａ，３９ｂが路面から離れて車両がジャンプしているか否かを判定するものに限定されるものではなく、路面までの距離を検出する距離センサを駆動輪３９ａ，３９ｂ付近の車体に取り付けると共にこの距離センサにより検出された路面までの距離に基づいて駆動輪３９ａ，３９ｂが路面から離れて車両がジャンプしているか否かを判定するなど、駆動輪が路面から離れた非接地状態を検出するものであれば如何なるものであっても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０、７０Ｂ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、車両がジャンプしていない通常走行時には要求トルクＴｄ＊を実行トルクＴ＊としてこの実行トルクＴ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン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、車両がジャンプしたときには要求トルクＴｄ＊に制限を加えたものを実行トルクＴ＊に設定し設定した実行トルクＴ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン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、駆動輪が路面から離れた非接地状態にない状態を含む通常走行時には駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と第１電動機と第２電動機とを駆動制御し駆動輪が非接地状態にある非接地時には要求駆動力に対して駆動軸に出力される駆動力が制限されるよう内燃機関と第１電動機と第２電動機とを制御するものであれば如何なるものであっても構わない。「変速伝達手段」としては、４段変速の変速機６０に限定されるものではなく、２段変速の変速機や３段変速の変速機，５段変速以上の変速機など、動力軸と駆動軸とに接続され動力軸からの動力を変速段の変更を伴って駆動軸に伝達するものであれば如何なるものであっても構わない。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、自動車産業に利用可能である。

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。 バッテリ５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。 バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。 第１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。 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の一例を示す説明図である。 第１実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるジャンプ時実行トルク設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 車両がジャンプした際のトルク制限係数設定用マップの一例を示す説明図である。 車両がジャンプした際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の一例を示す説明図である。 ジャンプした車両が着地した際のトルク制限係数設定用マップの一例を示す説明図である。 車両がジャンプして駆動輪３９ａ，３９ｂが路面から離れた際のアクセル開度Ａｃｃとサスペンションストローク量ＳＳとジャンプ判定フラグＦと実行トルクＴ＊の時間変化の様子の一例を示す説明図である。 第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂの構成の概略を示す構成図である。 変速機６０の構成の概略を示す構成図である。 第２実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０Ｂ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。 第２実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０Ｂにより実行されるジャンプ時実行トルク設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。

符号の説明

２０，２０Ｂ 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、３６ 駆動軸、３７ ギヤ機構、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 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、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 変速機、６２，６４，６６ 遊星歯車機構、６２ｓ，６４ｓ，６６ｓ サンギヤ、６２ｃ，６４ｃ，６６ｃ キャリア、６２ｒ，６４ｒ，６６ｒ リングギヤ、７０，７０Ｂ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２，７２Ｂ ＣＰＵ、７４，７４Ｂ ＲＯＭ、７６，７６Ｂ 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、９０ａ，９０ｂ サスペンション、９２ａ，９２ｂ ストロークセンサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｃ１，Ｃ２ クラッチ、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ ブレーキ。

Claims (10)

1. 内燃機関と、
   該内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された駆動軸側と第３の軸の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する第１電動機と、
   前記駆動軸側に動力を入出力する第２電動機と、
   前記第１電動機および前記第２電動機と電力をやり取りする蓄電手段と、
   前記駆動軸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、
   前記駆動輪が路面から離れた非接地状態を検出する非接地状態検出手段と、
   前記非接地状態検出手段により前記非接地状態が検出されていない状態を含む通常走行時には前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御し、前記非接地状態検出手段により前記非接地状態が検出された非接地時には前記設定された要求駆動力に対して前記駆動軸に出力される駆動力が制限されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御する制御手段と
   を備えるハイブリッド車。
2. 前記制御手段は、前記非接地時には、時間の経過と共に前記駆動軸に出力される駆動力が徐々に大きく制限されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御する手段である請求項１記載のハイブリッド車。
3. 前記制御手段は、前記非接地状態検出手段により前記非接地状態が所定時間以上継続して検出されたときには前記駆動軸に駆動力が出力されないよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御する手段である請求項１または２記載のハイブリッド車。
4. 前記制御手段は、前記非接地状態検出手段により前記非接地状態が検出されなくなったときには、前記駆動軸に出力される駆動力の制限が時間の経過と共に段階的に解除されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御する手段である請求項１ないし３いずれか記載のハイブリッド車。
5. 前記制御手段は、前記非接地時には、前記設定された要求駆動力を制限した駆動力を実行駆動力に設定し、該設定した実行駆動力を前記駆動軸に出力するための前記内燃機関の目標機関動力を設定し、該設定した目標機関動力が前記内燃機関から出力されると共に前記設定した実行駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御する請求項１ないし４いずれか記載のハイブリッド車。
6. 前記制御手段は、前記非接地時には、前記蓄電手段が充放電されないよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御する手段である請求項１ないし５いずれか記載のハイブリッド車。
7. 請求項１ないし６いずれか記載のハイブリッド車であって、
   前記３軸式動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と動力軸と前記第３の軸の３軸に接続され、
   前記動力軸と前記駆動軸とに接続され、該動力軸からの動力を変速段の変更を伴って該駆動軸に伝達する変速伝達手段を備える
   ハイブリッド車。
8. 前記制御手段は、前記非接地時には、変速段が増速側に変更されるよう前記変速伝達手段を制御する手段である請求項７記載のハイブリッド車。
9. 請求項７記載のハイブリッド車であって、
   前記変速伝達手段は、前記動力軸と前記駆動軸との切り離しが可能な手段であり、
   前記制御手段は、前記非接地時には、前記動力軸と前記駆動軸とが切り離されるよう前記変速伝達手段を制御する手段である
   ハイブリッド車。
10. 内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された駆動軸側と第３の軸の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する第１電動機と、前記駆動軸に動力を入出力する第２電動機と、前記第１電動機および前記第２電動機と電力をやり取りする蓄電手段とを備えるハイブリッド車の制御方法であって、
    前記駆動輪が路面から離れた非接地状態にない状態を含む通常走行時には前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が該駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御し、前記駆動輪が前記非接地状態にある非接地時には前記要求駆動力に対して前記駆動軸に出力される駆動力が制限されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御する
    ことを特徴とするハイブリッド車の制御方法。

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