JP2009196474A - ハイブリッド車およびその制御方法並びに駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の運転を停止した状態で車両に制動力を作用させている最中に内燃機関を始動するときに、より確実に内燃機関を始動すると共により確実に制動力を出力する。
【解決手段】制動力を出力して走行している最中にエンジンを始動するときには、エンジンをモータリングする際にモータＭＧ１から出力するトルクに基づくパワーとモータＭＧ１の回転数変化に基づくパワーとの和に相当する始動パワーＰｓｔａｒｔをバッテリの入力制限Ｗｉｎに加えて始動時入力制限Ｗｉｎｓを設定すると共に（Ｓ１１０，Ｓ１２０）、モータＭＧ２からの制動トルクのうち始動時入力制限Ｗｉｎｓを超える分を油圧ブレーキによる制動力に置き換え（Ｓ１３０〜Ｓ１９０）、置き換えた油圧ブレーキを保持した状態でモータＭＧ１によりエンジン２２をモータリングしてエンジン２２を始動する（Ｓ２００〜Ｓ２７０）。
【選択図】図４

Description

本発明は、ハイブリッド車およびその制御方法並びに駆動装置に関し、詳しくは、内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、車軸に連結された駆動軸と内燃機関の出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、駆動軸に動力を入出力する電動機と、発電機および電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、車両に制動力を付与可能な制動力付与手段と、を備えるハイブリッド車およびその制御方法並びにこうしたハイブリッド車に内燃機関や蓄電手段，制動力付与手段と共に組み込まれる駆動装置に関する。

従来、この種のハイブリッド車としては、エンジンと、エンジンの出力軸と車軸に連結された駆動軸とにキャリアとリングギヤとが接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤのサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、駆動軸に動力を出力するよう取り付けられたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２と電力のやりとりを行うバッテリとを備え、モータＭＧ２を回生制御することにより制動力を車両に作用させている最中にエンジンを停止するときにモータＭＧ２によって不足するトルクをブレーキ装置から出力す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、エンジンの運転を停止するときには、エンジンの燃料カットを行なうと共にエンジンの回転数が低下するようモータＭＧ１から負のトルクが出力されるようモータＭＧ１を制御し、このときのモータＭＧ１の発電パワーとバッテリの入力制限とに基づいてモータＭＧ２から出力される負のトルクが制限されるようモータＭＧ２を制御し、モータＭＧ２に対するトルク制限によって不足するトルクをブレーキ装置から出力している。
特開２００６−２５６５９１号公報

上述のハイブリッド車のように、エンジンの運転を停止するときにはバッテリの入力制限の範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２を制御しながら車両に要求される制動力を出力する必要があるが、モータ走行している最中にエンジンを始動するときにもバッテリの入力制限の範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２を制御しながら車両に要求される制動力を出力する必要がある。このとき、モータＭＧ１によりエンジンをモータリングするが、モータリング開始時の車速によりモータＭＧ１の回転数が大きく変化することから、エンジンのモータリングによってモータＭＧ１により発電する電力が大きく変化する。また、走行中でのエンジンのモータリングは、モータＭＧ１の回転数の減少を伴うことから、モータＭＧ１の回転数の変化に基づくパワーも出力されることになる。このため、これらのことを詳細に考慮しながらモータＭＧ１，ＭＧ２を制御しないと、バッテリの入力制限のために一時的ではあるが制動力が不足する事態が生じる場合がある。

本発明のハイブリッド車およびその制御方法並びに駆動装置は、内燃機関の運転を停止した状態で車両に制動力を作用させている最中に内燃機関を始動するときに、より確実に内燃機関を始動すると共により確実に制動力を出力することを主目的とする。

本発明のハイブリッド車およびその制御方法並びに駆動装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド車は、
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記発電機および前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、車両に制動力を付与可能な制動力付与手段と、を備えるハイブリッド車であって、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充電してもよい許容最大電力としての入力制限を設定する入力制限設定手段と、
運転者のブレーキ操作に基づいて車両に要求される要求制動力を設定する要求制動力設定手段と、
前記内燃機関の運転を停止した状態で走行している車両に制動力を作用させているときに該内燃機関の始動要請がなされたときには、前記設定された入力制限より制限が課された始動時入力制限を設定すると共に該設定した始動時入力制限の範囲内で前記電動機による回生制動力の出力を伴って前記設定された要求制動力が車両に作用するよう前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する始動前制御を実行し、前記始動前制御の実行後に該始動前制御における前記制動力付与手段による制動力を保持した状態で前記設定された入力制限の範囲内で前記発電機からのトルクの出力を伴って前記内燃機関がモータリングされて該内燃機関が始動されると共に前記設定された要求制動力が車両に作用するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する始動制御を実行する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車では、内燃機関の運転を停止した状態で走行している車両に制動力を作用させているときに内燃機関の始動要請がなされたときには、まず、蓄電手段の入力制限より制限が課された始動時入力制限を設定すると共にこの設定した始動時入力制限の範囲内で電動機による回生制動力の出力を伴って走行に要求される要求制動力が車両に作用するよう電動機と制動力付与手段とを制御する始動前制御を実行する。そして、始動前制御の実行後に、始動前制御における制動力付与手段による制動力を保持した状態で蓄電手段の入力制限の範囲内で発電機からのトルクの出力を伴って内燃機関がモータリングされて内燃機関が始動されると共に要求制動力が車両に作用するよう内燃機関と発電機と電動機と制動力付与手段とを制御する始動制御を実行する。即ち、あらかじめ蓄電手段の入力制限より制限を課した始動時入力制限の範囲内で電動機による回生制動力の出力を伴って要求制動力が車両に作用するよう電動機と制動力付与手段とを制御することにより蓄電手段の入力制限に対して余裕をもっておき、この余裕をもって内燃機関を始動することにより、蓄電手段の入力制限のために一時的ではあるが制動力が不足する事態が生じるのを抑制するのである。これにより、内燃機関をより確実に始動することができると共に内燃機関を始動するときにより確実に制動力を出力することができる。

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、前記始動制御として、前記始動前制御における前記制動力付与手段による制動力が保持されるよう該制動力付与手段を制御し、前記内燃機関をモータリングするためのトルクが前記発電機から出力されるよう該発電機を制御し、前記設定された入力制限の範囲内で前記内燃機関のモータリングに伴って前記駆動軸に作用するトルクをキャンセルするためのトルクと前記設定された要求制動力から前記制動力付与手段から付与されている制動力を減じた制動力を出力するために前記駆動軸に出力すべきトルクとの和のトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御し、前記内燃機関の回転数が所定回転数に至ったときに燃料噴射制御と点火制御とを開始して該内燃機関が始動するよう該内燃機関を制御する手段であるものとすることもできる。

こ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、前記内燃機関をモータリングする際に前記発電機から出力されるトルクに基づくパワーと前記内燃機関をモータリングする際に前記発電機の回転数が変化することに基づくパワーとの和に相当する電力分だけ前記設定された入力制限より制限が課されるよう前記始動時入力制限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、始動時入力制限を過剰に制限を課したものとすることなく、より適正なものとすることができる。

また、本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、車速が大きいほど制限が大きくなるよう前記始動時入力制限を設定する手段であるものとすることもできる。これは、車速が大きいほど内燃機関を始動する際の発電機の発電電力が大きくなることに基づく。

本発明の駆動装置は、
内燃機関と充放電可能な蓄電手段と車両に制動力を付与可能な制動力付与手段と共にハイブリッド車に組み込まれる駆動装置であって、
前記蓄電手段と電力のやり取りが可能な発電機と、
車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、
前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、
前記内燃機関の運転を停止した状態で走行している車両に制動力を作用させているときに該内燃機関の始動要請がなされたときには、前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充電してもよい許容最大電力としての入力制限より制限が課された始動時入力制限を設定すると共に該設定した始動時入力制限の範囲内で前記電動機による回生制動力の出力を伴って運転者のブレーキ操作に基づいて車両に要求される要求制動力が車両に作用するよう前記制動力付与手段の制御と共に前記電動機を制御する始動前制御を実行し、前記始動前制御の実行後に該始動前制御における前記制動力付与手段による制動力を保持した状態で前記入力制限の範囲内で前記発電機からのトルクの出力を伴って前記内燃機関がモータリングされて該内燃機関が始動されると共に前記要求制動力が車両に作用するよう前記内燃機関と前記制動力付与手段との制御と共に前記発電機と前記電動機とを制御する始動制御を実行する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の駆動装置では、内燃機関の運転を停止した状態で走行している車両に制動力を作用させているときに内燃機関の始動要請がなされたときには、まず、蓄電手段の入力制限より制限が課された始動時入力制限を設定すると共にこの設定した始動時入力制限の範囲内で電動機による回生制動力の出力を伴って走行に要求される要求制動力が車両に作用するよう制動力付与手段の制御と共に電動機を制御する始動前制御を実行する。そして、始動前制御の実行後に、始動前制御における制動力付与手段による制動力を保持した状態で蓄電手段の入力制限の範囲内で発電機からのトルクの出力を伴って内燃機関がモータリングされて内燃機関が始動されると共に要求制動力が車両に作用するよう内燃機関と制動力付与手段との制御と共に発電機と電動機とを制御する始動制御を実行する。即ち、あらかじめ蓄電手段の入力制限より制限を課した始動時入力制限の範囲内で電動機による回生制動力の出力を伴って要求制動力が車両に作用するよう電動機と制動力付与手段とを制御することにより蓄電手段の入力制限に対して余裕をもっておき、この余裕をもって内燃機関を始動することにより、蓄電手段の入力制限のために一時的ではあるが制動力が不足する事態が生じるのを抑制するのである。これにより、内燃機関をより確実に始動することができると共に内燃機関を始動するときにより確実に制動力を出力することができる。

本発明のハイブリッド車の制御方法は、
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記発電機および前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、車両に制動力を付与可能な制動力付与手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
前記内燃機関の運転を停止した状態で走行している車両に制動力を作用させているときに該内燃機関の始動要請がなされたときには、前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充電してもよい許容最大電力としての入力制限より制限が課された始動時入力制限を設定すると共に該設定した始動時入力制限の範囲内で前記電動機による回生制動力の出力を伴って運転者のブレーキ操作に基づいて車両に要求される要求制動力が車両に作用するよう前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する始動前制御を実行し、前記始動前制御の実行後に該始動前制御における前記制動力付与手段による制動力を保持した状態で前記入力制限の範囲内で前記発電機からのトルクの出力を伴って前記内燃機関がモータリングされて該内燃機関が始動されると共に前記要求制動力が車両に作用するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する始動制御を実行する、
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では、内燃機関の運転を停止した状態で走行している車両に制動力を作用させているときに内燃機関の始動要請がなされたときには、まず、蓄電手段の入力制限より制限が課された始動時入力制限を設定すると共にこの設定した始動時入力制限の範囲内で電動機による回生制動力の出力を伴って走行に要求される要求制動力が車両に作用するよう電動機と制動力付与手段とを制御する始動前制御を実行する。そして、始動前制御の実行後に、始動前制御における制動力付与手段による制動力を保持した状態で蓄電手段の入力制限の範囲内で発電機からのトルクの出力を伴って内燃機関がモータリングされて内燃機関が始動されると共に要求制動力が車両に作用するよう内燃機関と発電機と電動機と制動力付与手段とを制御する始動制御を実行する。即ち、あらかじめ蓄電手段の入力制限より制限を課した始動時入力制限の範囲内で電動機による回生制動力の出力を伴って要求制動力が車両に作用するよう電動機と制動力付与手段とを制御することにより蓄電手段の入力制限に対して余裕をもっておき、この余裕をもって内燃機関を始動することにより、蓄電手段の入力制限のために一時的ではあるが制動力が不足する事態が生じるのを抑制するのである。これにより、内燃機関をより確実に始動することができると共に内燃機関を始動するときにより確実に制動力を出力することができる。

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、駆動輪３９ａ，３９ｂや図示しない従動輪のブレーキを制御するためのブレーキアクチュエータ９２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。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。

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。

ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキペダル８５の踏み込みに応じて生じるブレーキマスターシリンダ９０の圧力（ブレーキ圧）と車速Ｖとにより車両に作用させる制動力におけるブレーキの分担分に応じた制動トルクが駆動輪３９ａ，３９ｂや図示しない従動輪に作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整したり、ブレーキペダル８５の踏み込みに無関係に、駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪に制動トルクが作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整したりすることができるように構成されている。以下、ブレーキアクチュエータ９２の作動により駆動輪３９ａ，３９ｂや図示しない従動輪に制動力を作用させる場合を油圧ブレーキと称する。ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）９４により制御されている。ブレーキＥＣＵ９４は、図示しない信号ラインにより、駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪に取り付けられた図示しない車輪速センサからの車輪速や図示しない操舵角センサからの操舵角などの信号を入力して、運転者がブレーキペダル８５を踏み込んだときに駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪のいずれかがロックによりスリップするのを防止するアンチロックブレーキシステム機能（ＡＢＳ）や運転者がアクセルペダル８３を踏み込んだときに駆動輪３９ａ，３９ｂのいずれかが空転によりスリップするのを防止するトラクションコントロール（ＴＲＣ），車両が旋回走行しているときに姿勢を保持する姿勢保持制御（ＶＳＣ）なども行なう。ブレーキＥＣＵ９４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ブレーキアクチュエータ９２を駆動制御したり、必要に応じてブレーキアクチュエータ９２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に出力する。

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，ブレーキＥＣＵ９４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，ブレーキＥＣＵ９４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、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に運転者がブレーキペダル８５を踏み込んで制動力を出力している最中にエンジン２２を始動するときの動作について説明する。図４は制動力を出力している最中にエンジン２２を始動するときにハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される制動時エンジン始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは運転者がブレーキペダル８５を踏み込んで制動力を出力している最中にエンジン２２を始動する要請がなされたときに実行される。

制動時エンジン始動制御ルーチンが実行されると、まず、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、車速センサ８８からの車速Ｖやバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなどのデータを入力し（ステップＳ１００）、入力した車速Ｖに基づいて始動パワーＰｓｔａｒｔを設定すると共に（ステップＳ１１０）、設定した始動パワーＰｓｔａｒｔをバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに加えて始動時入力制限Ｗｉｎｓを設定する（ステップＳ１２０）。ここで、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。始動パワーＰｓｔａｒｔは、エンジン２２をモータリングする際にモータＭＧ１からトルクを出力することに基づくパワーと、エンジン２２をモータリングする際のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の変化に基づくパワーの和に相当するパワーとして設定されるものであり、車速Ｖが大きくなると動力分配統合機構３０のギヤ比ρに基づいてモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が大きくなることに伴って大きくなるように設定されている。実施例では、車速Ｖと始動パワーＰｓｔａｒｔとの関係を予め設定して始動パワー設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、車速Ｖが与えられるとマップから対応する始動パワーＰｓｔａｒｔを導出して設定するものとした。始動パワー設定用マップの一例を図５に示し、エンジン２２の運転を停止した状態で異なる車速Ｖで走行している最中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６に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。図６に示すように、車速Ｖに対応するＲ軸におけるリングギヤ３２の回転数Ｎｒが大きいほどＳ軸におけるモータＭＧ１が取り付けられたサンギヤ３１の回転数Ｎｓが小さく（絶対値としては大きく）なる。エンジン２２をモータリングするためには、モータＭＧ１からは図６に示す上向き矢印のトルクを出力するから、モータＭＧ１からトルクを出力することにより発電することになる。このときの発電パワーは、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が小さいほど（絶対値としては大きいほど）大きなものとなる。図５に示すモータＭＧ１のトルクに基づくパワーが車速Ｖが大きくなるほど大きくなるのは車速Ｖが大きくなるほどモータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングによって生じる発電パワーが大きくなることに基づく。モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１はエンジン２２をモータリングすることにより大きく（絶対値としては小さく）なる。一般に回転体の回転数を変化させるとその回転角速度の時間微分値に比例するパワー（慣性パワー）の入出力が行なわれるから、モータＭＧ１の回転数変化によってもパワー（慣性パワー）が入出力される。このパワー（慣性パワー）は単位時間あたりの回転数の変化が大きいほど大きくなるから、車速Ｖが大きくなるほどモータＭＧ１の回転数変化によるパワー（慣性パワー）も大きくなる。図５に示すモータＭＧ１の回転数変化に基づくパワーが車速Ｖが大きくなるほど大きくなるのは車速Ｖが大きくなるほどモータＭＧ１のエンジン２２のモータリングによる回転数変化が大きくなることに基づく。また、始動時入力制限Ｗｉｎｓは、上述したように、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに始動パワーＰｓｔａｒｔを加えて設定するから、モータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングの際にモータＭＧ２で発電可能な電力範囲の下限値を示すことになる。即ち、モータＭＧ２を始動時入力制限Ｗｉｎｓの範囲内で制御すれば、モータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングしてもモータＭＧ２はバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの範囲内で制御されることになる。

続いて、設定した始動時入力制限Ｗｉｎｓの範囲内でモータＭＧ２を制御するためにモータＭＧ２から出力している制動トルクのうち始動時入力制限Ｗｉｎｓを超える分をブレーキアクチュエータ９２の作動による油圧ブレーキによる制動力に徐々に置き換える処理としてステップＳ１３０〜Ｓ１９０の処理を繰り返し実行する。即ち、車速センサ８８からの車速Ｖやブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰを入力し（ステップＳ１３０）、入力した車速ＶとブレーキペダルポジションＢＰとに基づいてリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求制動力Ｔｒ＊を設定し（ステップＳ１４０）、設定した要求制動力Ｔｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除した値とモータＭＧ２の定格最小トルクＴｍ２ｍｉｎと始動時入力制限ＷｉｎｓをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除した値とのうち最も大きな値（絶対値としては最も小さな値）をモータＭＧ２の仮のトルクＴｍ２ｔｍｐとして設定し（ステップＳ１５０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐと前回このルーチンが実行されたときに設定されたモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊にレート値Ｔｒｔを加えた値とのうち小さな値（絶対値としては大きな値）をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定し（ステップＳ１６０）、要求制動力Ｔｒ＊から設定したモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じた値を減じてブレーキアクチュエータ９２の作動による油圧ブレーキによる制動力としてリングギヤ軸３２ａに換算したブレーキトルク指令Ｔｂ＊を設定し（ステップＳ１７０）、設定したモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信すると共に設定したブレーキトルク指令Ｔｂ＊についてはブレーキＥＣＵ９４に送信する（ステップＳ１８０）、こうした処理をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が仮トルクＴｍ２ｔｍｐに一致するまで（ステップＳ１９０）、繰り返すのである。ここで、要求制動力Ｔｒ＊は、実施例では、ブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖと要求制動力Ｔｒ＊との関係を予め定めて要求制動力設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、ブレーキペダルポジションＢＰ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制動力Ｔｒ＊を導出して設定するものとした。図７に要求制動力設定用マップの一例を示す。仮トルクＴｍ２ｔｍｐを、要求制動力Ｔｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除した値（Ｔｒ＊／Ｇｒ）とモータＭＧ２の定格最小トルクＴｍ２ｍｉｎと始動時入力制限ＷｉｎｓをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除した値（Ｗｉｎｓ／Ｎｍ２）とのうち最も大きな値として設定するのは、モータＭＧ２から出力してもよい制動トルクとして、要求制動力Ｔｒ＊を満たすトルクか、定格最小トルクＴｍ２ｍｉｎか、バッテリ５０の要件としての始動時入力制限Ｗｉｎｓの範囲内となるからである。レート値Ｔｒｔは、モータＭＧ２の制動トルクを徐々に油圧ブレーキによる制動力に置き換えるためのに用いられる単位時間あたりのモータＭＧ２のトルクの変化量として設定されるものである。従って、仮トルクＴｍ２ｔｍｐと前回のトルク指令Ｔｍ２＊にレート値Ｔｒｔを加えた値とのうち小さな値（絶対値としては大きな値）をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定することにより、ステップＳ１３０〜Ｓ１９０を繰り返すごとに、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊はレート値Ｔｒｔずつ大きくなって仮トルクＴｍ２ｔｍｐに一致するようになる。なお、トルク指令Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ２からトルク指令Ｔｍ２＊が出力されるようインバータ４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。また、ブレーキトルク指令Ｔｂ＊を受信したブレーキＥＣＵ９４は、リングギヤ軸３２ａの制動トルクに換算したときにブレーキトルク指令Ｔｂ＊がリングギヤ軸３２ａに作用するようブレーキアクチュエータ９２を駆動制御する。こうしたステップＳ１３０〜Ｓ１９０の処理を繰り返すことにより、モータＭＧ２から出力している制動トルクのうち始動時入力制限Ｗｉｎｓを超える分をブレーキアクチュエータ９２の作動による油圧ブレーキによる制動力に徐々に置き換えることができる。モータＭＧ２の制動トルクを油圧ブレーキに置き換えている様子を図８に示す。図８には、モータＭＧ２のトルクＴｍ２としては、置き換え前はバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎにより制限され、置き換え後は始動時入力制限Ｗｉｎｓで制限される場合を示した。

ステップＳ１９０でモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が仮トルクＴｍ２ｔｍｐに一致すると、即ち、モータＭＧ２の制動トルクのうち始動時入力制限Ｗｉｎｓを超える分を油圧ブレーキによる制動力に置き換える処理が終了すると、ブレーキトルク指令Ｔｂ＊を保持した状態でエンジン２２をモータリングしながら要求制動力Ｔｒ＊を出力する処理としてステップＳ２００〜Ｓ２５０の処理を繰り返し実行する。即ち、ブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖとエンジン２２の回転数Ｎｅとを入力し（ステップＳ２００）、ブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖとに基づいて図７に例示した要求制動力設定用マップにより要求制動力Ｔｒ＊を設定し（ステップＳ２１０）、始動時のトルクマップとエンジン２２の始動開始からの経過時間ｔとに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（ステップＳ２２０）、設定したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と要求制動力Ｔｒ＊とブレーキトルク指令Ｔｂ＊とを用いて次式（１）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２３０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ２４０）、これらの処理をエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ以上に至るまで（ステップＳ２５０）、繰り返すのである。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅ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演算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊の設定に用いるトルクマップの一例とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを図９に示す。実施例のトルクマップは、エンジン２２の始動指示がなされた時間ｔ１１の直後からレート処理を用いて比較的大きなトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定してエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させる。エンジン２２の回転数Ｎｅが共振回転数帯を通過したか共振回転数帯を通過するのに必要な時間以降の時間ｔ１２にエンジン２２を安定して閾値Ｎｒｅｆ以上の回転数でモータリングすることができるトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、電力消費や駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにおける反力を小さくする。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎｒｅｆに至った時間ｔ１３からレート処理を用いてトルク指令Ｔｍ１＊を値０とし、エンジン２２の完爆が判定された時間ｔ１５から発電用のトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定する。ここで、閾値Ｎｒｅｆは、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数である。エンジン２２をモータリングしている最中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図１０に示す。図中、実線はエンジン２２のモータリング開始時の状態を示し、破線はエンジン２２をある程度の回転数でモータリングしている状態を示す。また、Ｒ軸上に作用するトルクとして図示した５つの矢印は、モータＭＧ１からトルクＴｍ１を出力することにより回転数変化がないときにＲ軸上に作用するトルク（−１／ρ）・Ｔｍ１と、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が変化することに基づくパワーによりＲ軸上に作用するトルク（慣性パワーに基づくトルク）と、慣性パワーに基づくトルクを係数ｋを用いて表わしたときに上述した二つのトルクをキャンセルするためのトルク（（１−ｋ）・Ｔｍ１／ρ）と、油圧ブレーキ以外によりリングギヤ軸３２ａに作用させるべきトルク（Ｔｒ＊−Ｔｂ＊）と、式（１）により計算したモータＭＧ２から出力すべきトルク（Ｔｍ２）と、を示す。ここで、キャンセルトルク（（１−ｋ）・Ｔｍ１／ρ）がトルク（−１／ρ）・Ｔｍ１とトルク（慣性パワーに基づくトルク）との和のトルクに値−１を乗じたものに完全に一致すれば、バッテリ５０の充放電は計算どおりものとなるが、完全に一致しない場合にはバッテリ５０の充放電は予期しない充電が生じることになる。ここで、係数ｋは車速Ｖなどにより予め設定されるものを用いることができるが、この係数ｋにより慣性パワーに基づくトルクを正確に表わすことは困難であることから、現実的にはバッテリ５０には予期しない充電が生じることになる。実施例では、こうした予期しないバッテリ５０の充電を考慮して始動パワーＰｓｔａｒｔを設定することにより、バッテリ５０の過大な電力によって充電したりバッテリ５０の入力制限ＷｉｎによりモータＭＧ２からの制動トルクが制限されたりするのを抑制することができる。

Tm2*=(Tr*-Tb*+(1-k)・Tm1*/ρ)/Gr (1)

エンジン２２のモータリングによりエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ以上に至ると、燃料噴射制御や点火制御を開始するようエンジンＥＣＵ２４に制御信号を送信し（ステップＳ２６０）、エンジン２２が完爆するのを待って（ステップＳ２７０）、このルーチンを終了する。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、運転者がブレーキペダル８５を踏み込んで制動力を出力している最中にエンジン２２を始動するときには、エンジン２２をモータリングする際のモータＭＧ１から出力するトルクに基づくパワーとモータＭＧ１の回転数変化に基づくパワーとの和に相当する始動パワーＰｓｔａｒｔをバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに加えて始動時入力制限Ｗｉｎｓを設定すると共にモータＭＧ２からの制動トルクのうち始動時入力制限Ｗｉｎｓを超える分を油圧ブレーキによる制動力（ブレーキトルク指令Ｔｂ＊）に置き換え、制動力を置き換えた後は油圧ブレーキによる制動力（ブレーキトルク指令Ｔｂ＊）を保持した状態でバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの範囲内でモータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングを伴ってエンジン２２を始動すると共に要求制動力Ｔｒ＊が車両に出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２とエンジン２２とブレーキアクチュエータ９２とを制御するから、エンジン２２の始動時に過大な電力によりバッテリ５０を充電したりバッテリ５０の入力制限ＷｉｎによりモータＭＧ２からの制動トルクが制限されて制動力が不足するのを抑制することができる。この結果、制動中により確実にエンジン２２を始動することができると共に制動中にエンジン２２を始動しているときでもより確実に車両に要求制動力Ｔｒ＊を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、エンジン２２をモータリングする際のモータＭＧ１から出力するトルクに基づくパワーとモータＭＧ１の回転数変化に基づくパワーとの和に相当するパワーとして車速Ｖに基づいて始動パワーＰｓｔａｒｔを設定し、この設定した始動パワーＰｓｔａｒｔをバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに加えて始動時入力制限Ｗｉｎｓを設定するものとしたが、エンジン２２をモータリングする際のモータＭＧ１から出力するトルクに基づくパワーとモータＭＧ１の回転数変化に基づくパワーとの和に相当するパワーより大きなパワーを始動パワーＰｓｔａｒｔとして設定し、この設定した始動パワーＰｓｔａｒｔをバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに加えて始動時入力制限Ｗｉｎｓを設定するものとしてもよい。この場合、車速Ｖに基づかずに始動パワーＰｓｔａｒｔを設定するものとしてかまわない。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、ブレーキアクチュエータ９２とブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄとブレーキＥＣＵ９４とが「制動力付与手段」に相当し、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くバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度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を演算するバッテリＥＣＵ５２が「入力制限設定手段」に相当し、ブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖとに基づいて要求制動力Ｔｒ＊を設定する図４の制動時エンジン始動制御ルーチンのステップＳ１４０やステップＳ２１０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「要求制動力設定手段」に相当し、運転者がブレーキペダル８５を踏み込んで制動力を出力している最中にエンジン２２を始動するときには、エンジン２２をモータリングする際のモータＭＧ１から出力するトルクに基づくパワーとモータＭＧ１の回転数変化に基づくパワーとの和に相当する始動パワーＰｓｔａｒｔをバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに加えて始動時入力制限Ｗｉｎｓを設定すると共にモータＭＧ２からの制動トルクのうち始動時入力制限Ｗｉｎｓを超える分を油圧ブレーキによる制動力（ブレーキトルク指令Ｔｂ＊）に置き換えるためにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊とブレーキトルク指令Ｔｂ＊とを設定してモータＥＣＵ４０やブレーキＥＣＵ９４に送信する図４の制動時エンジン始動制御ルーチンのステップＳ１００〜Ｓ１９０の処理やこうして置き換えた油圧ブレーキによる制動力（ブレーキトルク指令Ｔｂ＊）を保持した状態でバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの範囲内でモータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングを伴ってエンジン２２を始動すると共に要求制動力Ｔｒ＊が車両に出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する図４の制動時エンジン始動制御ルーチンのステップＳ２００〜Ｓ２７０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、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信してモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータＥＣＵ４０と、ブレーキトルク指令Ｔｂ＊を受信してブレーキアクチュエータ９２を制御するブレーキＥＣＵ９４と、燃料噴射制御や点火制御を行なってエンジン２２を始動するエンジンＥＣＵ２４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。「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、車軸に連結された駆動軸と内燃機関の出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、発電機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。「制動力付与手段」としては、ブレーキアクチュエータ９２とブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄとブレーキＥＣＵ９４とによるものに限定されるものではなく、車両に制動力を付与可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「入力制限設定手段」としては、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算するものに限定されるものではなく、残容量（ＳＯＣ）や電池温度Ｔｂの他に例えばバッテリ５０の内部抵抗などに基づいて演算するものなど、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段を充電してもよい許容最大電力としての入力制限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。「要求制動力設定手段」としては、ブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖとに基づいて要求制動力Ｔｒ＊を設定するものに限定されるものではなく、ブレーキペダルポジションＢＰだけに基づいて要求制動力を設定するものなど、運転者のブレーキ操作に基づいて車両に要求される要求制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。「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とブレーキＥＣＵ９４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、運転者がブレーキペダル８５を踏み込んで制動力を出力している最中にエンジン２２を始動するときには、エンジン２２をモータリングする際のモータＭＧ１から出力するトルクに基づくパワーとモータＭＧ１の回転数変化に基づくパワーとの和に相当する始動パワーＰｓｔａｒｔをバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに加えて始動時入力制限Ｗｉｎｓを設定すると共にモータＭＧ２からの制動トルクのうち始動時入力制限Ｗｉｎｓを超える分を油圧ブレーキによる制動力（ブレーキトルク指令Ｔｂ＊）に置き換えるようモータＭＧ２とブレーキアクチュエータ９２とを制御し、制動力を置き換えた後は油圧ブレーキによる制動力（ブレーキトルク指令Ｔｂ＊）を保持した状態でバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの範囲内でモータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングを伴ってエンジン２２を始動すると共に要求制動力Ｔｒ＊が車両に出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２とエンジン２２とブレーキアクチュエータ９２とを制御するものに限定されるものではなく、エンジン２２をモータリングする際のモータＭＧ１から出力するトルクに基づくパワーとモータＭＧ１の回転数変化に基づくパワーとの和に相当するパワーより大きなパワーを始動パワーＰｓｔａｒｔとして設定し、この設定した始動パワーＰｓｔａｒｔをバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに加えて始動時入力制限Ｗｉｎｓを設定するものとするなど、内燃機関の運転を停止した状態で走行している車両に制動力を作用させているときに内燃機関の始動要請がなされたときには、蓄電手段の入力制限より制限が課された始動時入力制限を設定すると共にこの設定した始動時入力制限の範囲内で電動機による回生制動力の出力を伴って要求制動力が車両に作用するよう電動機と制動力付与手段とを制御する始動前制御を実行し、始動前制御の実行後に始動前制御における制動力付与手段による制動力を保持した状態で入力制限の範囲内で発電機からのトルクの出力を伴って内燃機関がモータリングされて内燃機関が始動されると共に要求制動力が車両に作用するよう内燃機関と発電機と電動機と制動力付与手段とを制御する始動制御を実行するものであれば如何なるものとしても構わない。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明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、ハイブリッド車の製造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。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される制動時エンジン始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 始動パワー設定用マップの一例を示す説明図である。 エンジン２２の運転を停止した状態で異なる車速Ｖで走行している最中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。 要求制動力設定用マップの一例を示す説明図である。 モータＭＧ２の制動トルクを油圧ブレーキに置き換えている様子の一例を示す説明図である。 トルクマップの一例とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを示す説明図である。 エンジン２２をモータリングしている最中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。

符号の説明

２０ 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、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、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 ブレーキマスターシリンダ、９２ ブレーキアクチュエータ、９４ ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、９６ａ〜９６ｄ ブレーキホイールシリンダ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (6)

1. 内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記発電機および前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、車両に制動力を付与可能な制動力付与手段と、を備えるハイブリッド車であって、
   前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充電してもよい許容最大電力としての入力制限を設定する入力制限設定手段と、
   運転者のブレーキ操作に基づいて車両に要求される要求制動力を設定する要求制動力設定手段と、
   前記内燃機関の運転を停止した状態で走行している車両に制動力を作用させているときに該内燃機関の始動要請がなされたときには、前記設定された入力制限より制限が課された始動時入力制限を設定すると共に該設定した始動時入力制限の範囲内で前記電動機による回生制動力の出力を伴って前記設定された要求制動力が車両に作用するよう前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する始動前制御を実行し、前記始動前制御の実行後に該始動前制御における前記制動力付与手段による制動力を保持した状態で前記設定された入力制限の範囲内で前記発電機からのトルクの出力を伴って前記内燃機関がモータリングされて該内燃機関が始動されると共に前記設定された要求制動力が車両に作用するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する始動制御を実行する制御手段と、
   を備えるハイブリッド車。
2. 前記制御手段は、前記始動制御として、前記始動前制御における前記制動力付与手段による制動力が保持されるよう該制動力付与手段を制御し、前記内燃機関をモータリングするためのトルクが前記発電機から出力されるよう該発電機を制御し、前記設定された入力制限の範囲内で前記内燃機関のモータリングに伴って前記駆動軸に作用するトルクをキャンセルするためのトルクと前記設定された要求制動力から前記制動力付与手段から付与されている制動力を減じた制動力を出力するために前記駆動軸に出力すべきトルクとの和のトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御し、前記内燃機関の回転数が所定回転数に至ったときに燃料噴射制御と点火制御とを開始して該内燃機関が始動するよう該内燃機関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、前記内燃機関をモータリングする際に前記発電機から出力されるトルクに基づくパワーと前記内燃機関をモータリングする際に前記発電機の回転数が変化することに基づくパワーとの和に相当する電力分だけ前記設定された入力制限より制限が課されるよう前記始動時入力制限を設定する手段である請求項２記載のハイブリッド車。
4. 前記制御手段は、車速が大きいほど制限が大きくなるよう前記始動時入力制限を設定する手段である請求項１ないし３いずれか１つの請求項に記載のハイブリッド車。
5. 内燃機関と充放電可能な蓄電手段と車両に制動力を付与可能な制動力付与手段と共にハイブリッド車に組み込まれる駆動装置であって、
   前記蓄電手段と電力のやり取りが可能な発電機と、
   車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、
   前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、
   前記内燃機関の運転を停止した状態で走行している車両に制動力を作用させているときに該内燃機関の始動要請がなされたときには、前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充電してもよい許容最大電力としての入力制限より制限が課された始動時入力制限を設定すると共に該設定した始動時入力制限の範囲内で前記電動機による回生制動力の出力を伴って運転者のブレーキ操作に基づいて車両に要求される要求制動力が車両に作用するよう前記制動力付与手段の制御と共に前記電動機を制御する始動前制御を実行し、前記始動前制御の実行後に該始動前制御における前記制動力付与手段による制動力を保持した状態で前記入力制限の範囲内で前記発電機からのトルクの出力を伴って前記内燃機関がモータリングされて該内燃機関が始動されると共に前記要求制動力が車両に作用するよう前記内燃機関と前記制動力付与手段との制御と共に前記発電機と前記電動機とを制御する始動制御を実行する制御手段と、
   を備える駆動装置。
6. 内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記発電機および前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、車両に制動力を付与可能な制動力付与手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
   前記内燃機関の運転を停止した状態で走行している車両に制動力を作用させているときに該内燃機関の始動要請がなされたときには、前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充電してもよい許容最大電力としての入力制限より制限が課された始動時入力制限を設定すると共に該設定した始動時入力制限の範囲内で前記電動機による回生制動力の出力を伴って運転者のブレーキ操作に基づいて車両に要求される要求制動力が車両に作用するよう前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する始動前制御を実行し、前記始動前制御の実行後に該始動前制御における前記制動力付与手段による制動力を保持した状態で前記入力制限の範囲内で前記発電機からのトルクの出力を伴って前記内燃機関がモータリングされて該内燃機関が始動されると共に前記要求制動力が車両に作用するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する始動制御を実行する、
   ことを特徴とするハイブリッド車の制御方法。

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