JP6036546B2 - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、エンジンと、第１モータと、車軸に連結された駆動軸とエンジンと第１モータとにリングギヤと複数のピニオンギヤを連結したキャリアとサンギヤとが接続されたプラネタリギヤと、駆動軸に接続された第２モータと、第１モータおよび第２モータと電力をやりとりするバッテリと、を備えるハイブリッド自動車に関する。

従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと、第１モータと、車軸に連結された駆動軸とエンジンと第１モータとにリングギヤと複数のピニオンギヤを連結したキャリアとサンギヤとが接続された動力分配統合機構と、駆動軸に接続された第２モータと、第１モータや第２モータと電力をやりとりするバッテリとを備え、第１モータの性能上の上下限回転数に基づくエンジン上下限回転数Ｎｅｍａｘ（ｍｇ１），Ｎｅｍｉｎ（ｍｇ１）と動力分配統合機構のピニオンギヤの性能上の上下限回転数に基づくエンジン上下限回転数Ｎｅｍａｘ（ｐｉｎ），Ｎｅｍｉｎ（ｐｉｎ）とエンジンの性能上の上下限回転数Ｎｅｍａｘ（ｅｇ），値０とのうち最も内側となる回転数から予め定められたマージンα，βを考慮して許容最大最小回転数Ｎｅｍａｘ，Ｎｅｍｉｎを設定し、設定した許容最大最小回転数の範囲内の回転数でエンジンが運転されると共に駆動軸に要求トルクが出力されるようエンジンと第１モータと第２モータとを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、こうした制御により、エンジンの過回転を抑制するだけでなく、第１モータの過回転や動力分配統合機構のピニオンギヤの過回転も抑制している。

特開２００８−２４７２０５号公報

上述のハイブリッド自動車では、マージンα，βを予め定めておくことから、マージンα，βをある程度大きな値とする必要があり、エンジンの動作範囲が必要以上に制限されていた可能性があった。

本発明のハイブリッド自動車は、エンジンの動作範囲をより適正に設定することを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンと、第１モータと、車軸に連結された駆動軸と前記エンジンと前記第１モータとにリングギヤと複数のピニオンギヤを連結したキャリアとサンギヤとが接続されたプラネタリギヤと、前記駆動軸に接続された第２モータと、前記第１モータおよび前記第２モータと電力をやりとりするバッテリと、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記ピニオンギヤの性能から得られる前記エンジンの上限回転数であるピニオンギヤ起因上限回転数から第１マージンを減じた値と、前記ピニオンギヤの性能から得られる前記エンジンの下限回転数であるピニオンギヤ起因下限回転数に第２マージンを加えた値と、の範囲内で前記エンジンの目標回転数を設定し、該設定した目標回転数を用いて前記エンジンが運転されながら走行するよう前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとを制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記第１マージンと前記第２マージンとのうち少なくとも一方を前記バッテリの最大許容電力に基づいて設定する手段である、
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、ピニオンギヤの性能から得られるエンジンの上限回転数であるピニオンギヤ起因上限回転数から第１マージンを減じた値と、ピニオンギヤの性能から得られるエンジンの下限回転数であるピニオンギヤ起因下限回転数に第２マージンを加えた値と、の範囲内でエンジンの目標回転数を設定し、設定した目標回転数を用いてエンジンが運転されながら走行するようエンジンと第１モータと第２モータとを制御するものにおいて、第１マージンと第２マージンとのうち少なくとも一方をバッテリの最大許容電力に基づいて設定する。これにより、エンジンの動作範囲をより適正に設定することができる。

こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記バッテリの最大許容入力電力の絶対値が小さいほど大きくなる傾向に前記第１マージンを設定する手段である、ものとすることもできる。これは、エンジンの回転数が目標回転数の増加に追従して増加して目標回転数に対してオーバーシュートしたときに、エンジンの回転数を減少させる方向のトルクを第１モータから出力する必要があるが、バッテリの最大許容入力電力の絶対値が小さいほどそのトルクが制限されてオーバーシュートの程度が大きくなりやすい、との理由に基づく。したがって、バッテリの最大許容入力電力の絶対値が小さいほど大きくなる傾向に第１マージンを設定することにより、バッテリの最大許容入力電力の絶対値が大きいときには、エンジンの動作範囲をより大きくすることができ、バッテリの最大許容入力電力の絶対値が小さいときには、エンジンの回転数がピニオンギヤ起因上限回転数を超過する（上回る）のをより抑制することができる。

また、本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記バッテリの最大許容出力電力の絶対値が小さいほど大きくなる傾向に前記第２マージンを設定する手段である、ものとすることもできる。これは、エンジンの回転数が目標回転数の減少に従って減少して目標回転数に対してアンダーシュートしたときに、エンジンの回転数を増加させる方向のトルクを第１モータから出力する必要があるが、バッテリの最大許容出力電力の絶対値が小さいほどそのトルクが制限されてアンダーシュートの程度が大きくなりやすい、との理由に基づく。したがって、バッテリの最大許容出力電力の絶対値が小さいほど大きくなる傾向に第２マージンを設定することにより、バッテリの最大許容出力電力の絶対値が大きいときには、エンジンの動作範囲をより大きくすることができ、バッテリの最大許容出力電力の絶対値が小さいときには、エンジンの回転数がピニオンギヤ起因下限回転数を超過する（下回る）のをより抑制することができる。

このバッテリの最大許容出力電力の絶対値が小さいほど大きくなる傾向に第２マージンを設定する態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記バッテリの最大許容出力電力の絶対値が小さいほど大きくなる傾向で、且つ、前記バッテリの最大許容入力電力の絶対値が小さいほど小さくなる傾向に前記第２マージンを設定する手段である、ものとすることもできる。

本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記エンジンの性能から得られる該エンジンの上限回転数であるエンジン起因上限回転数と前記第１モータの性能から得られる前記エンジンの上限回転数である第１モータ起因上限回転数と前記ピニオンギヤ起因上限回転数から前記第１マージンを減じた値とのうちの最小値と、前記エンジンの性能から得られる該エンジンの下限回転数としての値０と前記第１モータの性能から得られる前記エンジンの下限回転数である第１モータ起因下限回転数と前記ピニオンギヤ起因下限回転数に前記第２マージンを加えた値とのうちの最大値と、の範囲内の回転数で前記エンジンが運転されるよう制御する手段である、ものとすることもできる。

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。 電池温度Ｔｂと基本入出力制限Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐとの関係の一例を示す説明図である。 バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと出力制限用補正係数ｋｏｕｔ，入力制限用補正係数ｋｉｎとの関係の一例を示す説明図である。 実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 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仮回転数Ｎｅｔｍｐおよび仮トルクＴｅｔｍｐを設定する様子とを示す説明図である。 エンジン２２からパワーを出力しながら走行しているときのプラネタリギヤ３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 上限側マージン設定用マップの一例を示す説明図である。 下限側基本マージン設定用マップの一例を示す説明図である。 補正係数設定用マップの一例を示す説明図である。 リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとエンジン２２の許容上下限回転数Ｎｅｍａｘ，Ｎｅｍｉｎとの関係の一例を示す説明図である。 モータＭＧ１のトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの一例を示す説明図である。 エンジン２２の運転を伴って発進してアクセルペダル８３が大きく踏み込まれたときのエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や回転数Ｎｅの時間変化の様子の一例を示す説明図である。 高車速で走行している最中にアクセルペダル８３が踏み戻されたときのバッテリ５０の入出力電力Ｐｂとエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や回転数Ｎｅとの時間変化の様子の一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

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、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して複数のピニオンギヤ３３を連結したキャリア３４が接続されると共に駆動輪６３ａ，６３ｂにデファレンシャルギヤ６２とギヤ機構６０とを介して連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにリングギヤ３２が接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば周知の同期発電電動機として構成されてプラネタリギヤ３０のサンギヤ３１に回転子が接続されたモータＭＧ１と、例えば周知の同期発電電動機として構成されて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して回転子が接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２のスイッチング素子を制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサからのクランクポジションθｃｒなどが入力ポートを介して入力されており、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁への駆動信号やスロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号，吸気バルブの開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力ポートを介して入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転角速度ωｍ１，ωｍ２や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサからの端子間電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた電流センサからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ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ＨＶＥＣＵ７０に送信する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容入出力電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値としての基本入出力制限Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐを設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数ｋｏｕｔと入力制限用補正係数ｋｉｎとを設定し、設定した基本入出力制限Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐに入力制限用補正係数ｋｉｎ，出力制限用補正係数ｋｏｕｔを乗じる、ことによって設定することができる。図２に電池温度Ｔｂと基本入出力制限Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐとの関係の一例を示し、図３にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと出力制限用補正係数ｋｏｕｔ，入力制限用補正係数ｋｉｎとの関係の一例を示す。

ＨＶＥＣＵ７０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やデータを一時的に記憶するＲＡＭ７６，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、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では、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を計算し、この要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力がリングギヤ軸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とを運転制御する。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２との運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸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プラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸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４は、実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

駆動制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０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など制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣとに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行に要求される（駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき）要求トルクＴｒ＊を設定し、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算し、計算した走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づく充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じて車両に要求される（エンジン２２から出力すべき）要求パワーＰｅ＊を計算する（ステップＳ１１０）。ここで、要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとして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。要求トルク設定用マップの一例を図５に示す。また、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除して計算したり、車速Ｖに換算係数を乗じて計算したりすることができる。

続いて、要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させる動作ライン（例えば、燃費最適動作ラインなど）とに基づいて、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊の仮の値としての仮回転数Ｎｅｔｍｐおよび仮トルクＴｅｔｍｐを設定する（ステップＳ１２０）。エンジン２２の動作ラインの一例と仮回転数Ｎｅｔｍｐおよび仮トルクＴｅｔｍｐを設定する様子とを図６に示す。図示するように、仮回転数Ｎｅｔｍｐおよび仮トルクＴｅｔｍｐは、動作ラインと要求パワーＰｅ＊が一定の曲線（要求パワーＰｅ＊の等パワーライン）との交点として求めることができる。

次に、モータＭＧ１の性能上の上下限回転数Ｎｍ１ｍａｘ，Ｎｍ１ｍｉｎとリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝Ｎｍ２／Ｇｒ）とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρ（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）とを用いて次式（１）および式（２）によりエンジン２２の上下限回転数Ｎｅｍａｘ（ｍｇ１），Ｎｅｍｉｎ（ｍｇ１）を計算する（ステップＳ１３０）。ここで、モータＭＧ１の性能上の上下限回転数Ｎｍ１ｍａｘ，Ｎｍ１ｍｉｎは、モータＭＧ１の定格値における正回転側としての上限回転数と負回転側としての下限回転数である。また、式（１）および式（２）は、プラネタリギヤ３０の回転要素に対する力学的な関係式である。図７は、エンジン２２からパワーを出力しながら走行しているときのプラネタリギヤ３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。図中、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で除して得られるリングギヤ３２（リングギヤ軸３２ａ）の回転数Ｎｒを示す。また、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されてプラネタリギヤ３０を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されて減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。式（１）および式（２）は、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１に上下限回転数Ｎｍ１ｍａｘ，Ｎｍ１ｍｉｎを用いれば、この共線図から容易に導くことができる。

Nemax(mg1)=ρ・Nm1max/(1+ρ)+Nm2/(Gr・(1+ρ)) (1)
Nemin(mg1)=ρ・Nm1min/(1+ρ)+Nm2/(Gr・(1+ρ)) (2)

続いて、プラネタリギヤ３０のピニオンギヤ３３の性能上の上下限回転数Ｎｐｉｎｍａｘ，Ｎｐｉｎｍｉｎとリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝Ｎｍ２／Ｇｒ）とプラネタリギヤ３０におけるピニオンギヤ３３に対するギヤ比γ（ピニオンギヤの歯数／リングギヤの歯数）とを用いて次式（３）および式（４）によりエンジン２２の上下限回転数Ｎｅｍａｘ（ｐｉｎ），Ｎｅｍｉｎ（ｐｉｎ）を計算する（ステップＳ１４０）。ここで、ピニオンギヤ３３の性能上の上下限回転数Ｎｐｉｎｍａｘ，Ｎｐｉｎｍｉｎは、プラネタリギヤ３０の構造上の定格値における正回転側としての上限回転数と負回転側としての下限回転数である。

Nemax(pin)=Nm2/Gr+γ・Npinmax (3)
Nemin(pin)=Nm2/Gr+γ・Npinmin (4)

そして、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔに基づいて、エンジン２２の上下限回転数Ｎｅｍａｘ（ｐｉｎ），Ｎｅｍｉｎ（ｐｉｎ）に対するマージンα，βを設定する（ステップＳ１５０）。

ここで、マージンαは、実施例では、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎとマージンαとの関係を予め定めて上限側マージン設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが与えられると記憶したマップから対応するマージンαを導出して設定するものとした。上限側マージン設定用マップの一例を図８に示す。マージンαは、図示するように、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が小さいほど大きくなる傾向に設定するものとした。こうした傾向にマージンαを設定する理由に付いては後述する。

また、マージンβは、実施例では、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに基づくマージンβの基本値としての基本マージンβｔｍｐに、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに基づく補正係数ｋｍを乗じて、計算するものとした。基本マージンβｔｍｐは、実施例では、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔとマージンβとの関係を予め定めて下限側基本マージン設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが与えられると記憶したマップから対応するマージンβを導出して設定するものとした。下限側基本マージン設定用マップの一例を図９に示す。基本マージンβｔｍｐは、図示するように、バッテリ５０のを出力制限Ｗｏｕｔの絶対値が小さいほど大きくなる傾向に設定するものとした。また、補正係数ｋｍは、実施例では、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎと補正係数ｋｍとの関係を予め定めて図示しないＲＯＭに記憶しておき、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが与えられると記憶したマップから対応する補正係数ｋｍを乗じて設定するものとした。補正係数設定用マップの一例を図１０に示す。補正係数ｋｍは、図示するように、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が小さいほど小さくなる傾向に設定するものとした。したがって、マージンβは、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの絶対値が小さいほど大きくなる傾向で、且つ、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が小さいほど小さくなる傾向に設定されることになる。こうした傾向にマージンβを設定する理由については後述する。

こうしてエンジン２２の上下限回転数Ｎｅｍａｘ（ｍｇ１），Ｎｅｍｍｉｎ（ｍｇ１），エンジン２２の上下限回転数Ｎｅｍａｘ（ｐｉｎ），Ｎｅｍｉｎ（ｐｉｎ），マージンα，βを設定すると、次式（５）に示すように、エンジン２２の上限回転数Ｎｅｍａｘ（ｍｇ１）とエンジン２２の上限回転数Ｎｅｍａｘ（ｐｉｎ）からマージンαを減じた値（Ｎｅｍａｘ（ｐｉｎ）−α）とエンジン２２の性能上の上限回転数Ｎｅｍａｘ（ｅｇ）との最小値をエンジン２２の許容上限回転数Ｎｅｍａｘに設定すると共に、式（６）に示すように、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎ（ｍｇ１）とエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎ（ｐｉｎ）にマージンβを加えた値（Ｎｅｍｉｎ（ｐｉｎ）＋β）とエンジン２２の性能上の下限回転数としての値０とのうち最大値をエンジン２２の許容下限回転数Ｎｅｍｉｎに設定する（ステップＳ１６０）。ここで、エンジン２２の性能上の上限回転数Ｎｅｍａｘ（ｅｇ）は、エンジン２２の定格値としての上限回転数である。また、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとエンジン２２の許容上下限回転数Ｎｅｍａｘ，Ｎｅｍｉｎとの関係の一例を図１１に示す。図１１の例では、エンジン２２の許容上限回転数Ｎｅｍａｘは、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが上限回転数Ｎｅｍａｘ（ｍｇ１）と値（Ｎｅｍａｘ（ｐｉｎ）−α）との交点の回転数Ｎｒ１未満の領域では値（Ｎｅｍａｘ（ｐｉｎ）−α）が設定され、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが回転数Ｎｒ１以上の領域では上限回転数Ｎｅｍａｘ（ｍｇ１）が設定される。また、エンジン２２の許容下限回転数Ｎｅｍｉｎは、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが下限回転数Ｎｅｍｉｎ（ｍｇ１）と値０との交点の回転数Ｎｒ２未満の領域では値０が設定され、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが回転数Ｎｒ２以上で下限回転数Ｎｅｍｉｎ（ｍｇ１）と値（Ｎｅｍｉｎ（ｐｉｎ）＋β）との交点の回転数Ｎｒ３未満の領域では下限回転数Ｎｅｍｉｎ（ｍｇ１）が設定され、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが回転数Ｎｒ３以上の領域では値（Ｎｅｍｉｎ（ｐｉｎ）＋β）が設定される。

Nemax=min(Nemax(mg1),Nemax(pin)-α,Nemax(eg)) (5)
Nemin=min(Nemin(mg1),Nemin(pin)+β,0) (6)

こうしてエンジン２２の許容上限回転数Ｎｅｍａｘと許容下限回転数Ｎｅｍｉｎとを設定すると、次式（７）に示すように、エンジン２２の仮回転数Ｎｅｔｍｐを許容上限回転数Ｎｅｍａｘと許容下限回転数Ｎｅｍｉｎとによって制限してエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定すると共に設定した目標回転数Ｎｅ＊で要求パワーＰｅ＊を除してエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ１７０）。この処理により、仮回転数Ｎｅｔｍｐが許容上限回転数Ｎｅｍａｘと許容下限回転数Ｎｅｍｉｎとの範囲内となるときには、仮回転数Ｎｅｔｍｐを目標回転数Ｎｅ＊に設定し、仮回転数Ｎｅｔｍｐが許容上限回転数Ｎｅｍａｘより大きいときには、許容上限回転数Ｎｅｍａｘを目標回転数Ｎｅ＊に設定し、仮回転数Ｎｅｔｍｐが許容下限回転数Ｎｅｍｉｎより小さいときには、許容下限回転数Ｎｅｍｉｎを目標回転数Ｎｅ＊に設定することになる。

Ne*=max(min(Netmp,Nemax),Nemin) (7)

次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝Ｎｍ２／Ｇｒ）とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρとを用いて次式（８）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算したモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρとを用いて式（９）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊の仮の値としての仮トルクＴｍ１ｔｍｐを計算する（ステップＳ１８０）。ここで、式（８）は、プラネタリギヤ３０の回転要素に対する力学的な関係式であり、図７の共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式（９）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させる（エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊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（９）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) (8)
Tm1tmp=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (9)

続いて、次式（１０）に示すように、要求トルクＴｒ＊にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊をプラネタリギヤ３０のギヤ比ρで除したものを加えて更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊の仮の値としての仮トルクＴｍ２ｔｍｐを計算する（ステップＳ１９０）。ここで、式（１０）は、図７の共線図を用いれば容易に導くことができる。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (10)

そして、次式（１１）および式（１２）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を設定する（ステップＳ２００）。ここで、式（１１）は、モータＭＧ１とモータＭＧ２とからリングギヤ軸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（１２）は、モータＭＧ１とモータＭＧ２とによって入出力される電力の総和がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となる関係である。図１２は、モータＭＧ１のトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの一例を示す説明図である。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘは、図中斜線で示した領域における仮トルクＴｍ１ｔｍｐの最大値および最小値として求めることができる。図１２から分かるように、要求トルクＴｒ＊が正の値のときには、モータＭＧ１とモータＭＧ２とからリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの総和が要求トルクＴｒ＊となる関係とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによって入出力される電力の総和がバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎとなる関係とを満たすモータＭＧ１の駆動点をトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎに設定する即ち式（１１）と式（１２）とから得られる式（１３）によりトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎを計算すると共に、モータＭＧ１とモータＭＧ２とからリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの総和が値０となる関係とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによって入出力される電力の総和がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔとなる関係とを満たすモータＭＧ１の駆動点をトルク制限Ｔｍ１ｍａｘに設定する即ち式（１１）と式（１２）とから得られる式（１４）によりトルク制限Ｔｍ１ｍａｘを計算することになる。

0≦-Tm1tmp/ρ+Tm2tmp・Gr≦Tr* (11)
Win≦Tm1tmp・Nm1+Tm2tmp・Nm2≦Wout (12)
Tm1min=(Win・Gr-Tr*・Nm2)/(Nm1・Gr+Nm2/ρ) (13)
Tm1max=Wout・Gr/(Nm1・Gr+Nm2/ρ) (14)

こうしてトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定すると、次式（１５）に示すように、モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐをトルク制限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Ｓ２１０）。

Tm1*=max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min) (15)

そして、次式（１６）および式（１７）に示すように、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔとモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にモータＭＧ１の現在の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との差分をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除して、モータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算し（ステップＳ２２０）、式（１８）に示すように、モータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限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）。

Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (16)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (17)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (18)

こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊やモータ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＊や目標トルク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Ｓ３８０）、本ルーチンを終了する。エンジン２２の目標回転数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＊とからなる運転ポイントで運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。また、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で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。

ここで、上述したように、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が小さいほど大きくなる傾向にマージンαを設定し、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの絶対値が小さいほど大きくなる傾向で且つバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が小さいほど小さくなる傾向にマージンβを設定する理由について説明する。まず、マージンαについて説明し、その後、マージンβについて説明する。

マージンαについて説明するために、エンジン２２の運転を伴って発進してアクセルペダル８３が大きく踏み込まれたときを考える。図１３は、このときのエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や回転数Ｎｅの時間変化の様子の一例を示す説明図である。アクセルペダル８３が大きく踏み込まれて要求パワーＰｅ＊に基づくエンジン２２の仮回転数Ｎｅｔｍｐが増加して、図示するように、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が許容上限回転数Ｎｅｍａｘ（＝Ｎｅｍａｘ（ｐｉｎ）−α）以下の範囲内で増加すると、エンジン２２の回転数Ｎｅは、目標回転数Ｎｅ＊に追従して増加するが目標回転数Ｎｅ＊に対してオーバーシュートする場合がある。エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊より大きくなると、回転数Ｎｅを目標回転数Ｎｅ＊となるようにするためにモータＭＧ１から負の方向（エンジン２２の回転数Ｎｅを小さくする方向）のトルクを出力する必要があるが、上述の式（１３）から解るように、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが大きい（絶対値としては小さい）ほどトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎが大きくなる（絶対値としては小さくなる）から、入力制限Ｗｉｎが大きいほど回転数Ｎｅの目標回転数Ｎｅ＊に対するオーバーシュートの程度が大きくなりやすいと考えられる。これを踏まえて、実施例では、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が小さいほど大きくなる傾向にマージンαを設定するものとした。これにより、入力制限Ｗｉｎの絶対値が大きいときには、マージンαを小さくすることにより、エンジン２２の動作範囲をより大きくすることができ、入力制限Ｗｉｎの絶対値が小さいときには、マージンαを大きくすることにより、エンジン２２の回転数Ｎｅが上限回転数Ｎｅｍａｘ（ｐｉｎ）を超過する（プラネタリギヤ３０のピニオンギヤ３３の回転数が上限回転数Ｎｐｉｎｍａｘを超過する）のをより十分に抑制することができる。

マージンβについて説明するために、高車速で走行している最中にアクセルペダル８３が踏み戻されたときを考える。図１４は、このときのバッテリ５０の入出力電力Ｐｂとエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や回転数Ｎｅとの時間変化の様子の一例を示す説明図である。アクセルペダル８３が踏み戻されて要求パワーＰｅ＊に基づくエンジン２２の仮回転数Ｎｅｔｍｐが減少して、図示するように、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が許容下限回転数Ｎｅｍｉｎ（＝Ｎｅｍａｘ（ｐｉｎ）＋β）以上の範囲内で減少すると、エンジン２２の回転数Ｎｅは、目標回転数Ｎｅ＊に追従して減少するが目標回転数Ｎｅ＊に対してアンダーシュートする場合がある。まず、エンジン２２の回転数Ｎｅを小さくする際には、モータＭＧ１から負の方向のトルクを出力するが、上述の式（１３）から解るように、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが大きい（絶対値としては小さい）ほどトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎが大きくなる（絶対値としては小さくなる）から、入力制限Ｗｉｎが大きいほどモータＭＧ１によってエンジン２２の回転数Ｎｅを緩やかに引き下げることになり、回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊に対してアンダーシュートする場合にその程度は小さくなると考えられる。また、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊より小さくなると、回転数Ｎｅを目標回転数Ｎｅ＊となるようにするためにモータＭＧ１から正の方向（エンジン２２の回転数Ｎｅを大きくする方向）のトルクを出力する必要があるが、上述の式（１４）から解るように、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが小さいほどトルク制限Ｔｍ１ｍａｘが小さくなるから、出力制限Ｗｏｕｔが小さいほど回転数Ｎｅの目標回転数Ｎｅ＊に対するアンダーシュートの程度が大きくなりやすいと考えられる。これを踏まえて、実施例では、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの絶対値が小さいほど大きくなる傾向で且つバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が小さいほど小さくなる傾向にマージンβを設定するものとした。これにより、入力制限Ｗｉｎの絶対値が小さく出力制限Ｗｏｕｔの絶対値が大きいときには、マージンβを小さくすることにより、エンジン２２の動作範囲をより大きくすることができ、入力制限Ｗｉｎの絶対値が大きく出力制限Ｗｏｕｔの絶対値が小さいときには、マージンβを大きくすることにより、エンジン２２の回転数Ｎｅが下限回転数Ｎｅｍａｘ（ｐｉｎ）を超過する（プラネタリギヤ３０のピニオンギヤ３３の回転数が下限回転数Ｎｐｉｎｍｉｎを超過する）のをより十分に抑制することができる。なお、実施例では、出力制限Ｗｏｕｔの変化に対するマージンβの変化程度が入力制限Ｗｉｎの変化に対するマージンβの変化程度より高くなるよう基本マージンβｔｍｐや補正係数ｋｍを設定するものとした。これは、実験や解析により、回転数Ｎｅの目標回転数Ｎｅ＊に対するアンダーシュートの程度が入力制限Ｗｉｎによる影響に比して出力制限Ｗｏｕｔによる影響をより受けることが解った、との理由に基づく。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１の性能上の上限回転数Ｎｍ１ｍａｘに基づくエンジン２２の上限回転数Ｎｅｍａｘ（ｍｇ１）と、プラネタリギヤ３０のピニオンギヤ３３の性能上の上限回転数Ｎｐｉｎｍａｘに基づくエンジン２２の上限回転数Ｎｅｍａｘ（ｐｉｎ）からバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに基づくマージンαを減じた値（Ｎｅｍａｘ（ｐｉｎ）−α）と、エンジン２２の性能上の上限回転数Ｎｅｍａｘ（ｅｇ）と、の最小値をエンジン２２の許容上限回転数Ｎｅｍａｘに設定する。また、モータＭＧ１の性能上の下限回転数Ｎｍ１ｍｉｎに基づくエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎ（ｍｇ１）と、プラネタリギヤ３０のピニオンギヤ３３の性能上の下限回転数Ｎｐｉｎｍｉｎに基づくエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎ（ｐｉｎ）にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔに基づくマージンβを加えた値（Ｎｅｍｉｎ（ｐｉｎ）＋β）と、エンジン２２の性能上の下限回転数としての値０と、のうち最大値をエンジン２２の許容下限回転数Ｎｅｍｉｎに設定する。そして、設定した許容上下限回転数Ｎｅｍａｘ，Ｎｅｍｉｎの範囲内でエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定してエンジン２２を制御する。これにより、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔに応じてエンジン２２の動作範囲をより適正に設定することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、マージンβは、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔに基づいて設定するものとしたが、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔだけに基づいて（入力制限Ｗｉｎを考慮せずに）設定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、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに基づいてマージンαを設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔに基づいてマージンβを設定するものとしたが、マージンαについてはバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに基づいて設定するがマージンβについては予め定められた値を用いるものとしてもよいし、マージンβについてはバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ（または出力制限Ｗｏｕｔだけ）に基づいて設定するがマージンαについては予め定められた値を用い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、モータＭＧ１の性能上の上限回転数Ｎｍ１ｍａｘに基づくエンジン２２の上限回転数Ｎｅｍａｘ（ｍｇ１）と、プラネタリギヤ３０のピニオンギヤ３３の性能上の上限回転数Ｎｐｉｎｍａｘに基づくエンジン２２の上限回転数Ｎｅｍａｘ（ｐｉｎ）からバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに基づくマージンαを減じた値（Ｎｅｍａｘ（ｐｉｎ）−α）と、エンジン２２の性能上の上限回転数Ｎｅｍａｘ（ｅｇ）と、の最小値をエンジン２２の許容上限回転数Ｎｅｍａｘに設定するものとしたが、定格値の大きなエンジン２２やモータＭＧ１を用いる場合、具体的には、車速Ｖ（モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２）に拘わらず上限回転数Ｎｅｍａｘ（ｍｇ１）や上限回転数Ｎｅｍａｘ（ｅｇ）が上限回転数Ｎｅｍａｘ（ｐｉｎ）より大きくなる場合、車速Ｖに拘わらず、値（Ｎｅｍａｘ（ｐｉｎ）−α）をエンジン２２の許容上限回転数Ｎｅｍａｘに設定することになるから、上限回転数Ｎｅｍａｘ（ｍｇ１）や上限回転数Ｎｅｍａｘ（ｅｇ）を考慮しないものとしてもよい。同様に、車速Ｖに拘わらず下限回転数Ｎｅｍｉｎ（ｍｇ１）が下限回転数Ｎｅｍｉｎ（ｐｉｎ）より小さくなる場合、車速Ｖに拘わらず、値０以上の範囲内で値（Ｎｅｍｉｎ（ｐｉｎ）＋β）をエンジン２２の許容下限回転数Ｎｅｍｉｎに設定することになるから、下限回転数Ｎｅｍｉｎ（ｍｇ１）を考慮しないものとしてもよい。

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を接続するものとしたが、リングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を直接接続す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を接続するものとしてもよい。

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「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「第１モータ」に相当し、プラネタリギヤ３０が「プラネタリギヤ」に相当し、モータＭＧ２が「第２モータ」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、図４の駆動制御ルーチンを実行するＨＶＥＣＵ７０と、ＨＶＥＣＵ７０からの目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４と、ＨＶＥＣＵ７０からのトルク指令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。

ここで、「エンジン」としては、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２に限定されるものではなく、如何なるタイプのエンジンであっても構わない。「第１モータ」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、如何なるタイプのモータであっても構わない。「プラネタリギヤ」としては、プラネタリギヤ３０に限定されるものではなく、複数のプラネタリギヤの組み合わせによって構成されたものなど、車軸に連結された駆動軸とエンジンと第１モータとにリングギヤと複数のピニオンギヤを連結したキャリアとサンギヤとが接続されたものであれば如何なるものとしても構わない。「第２モータ」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に接続されたものであれば如何なるタイプのモータであっても構わない。「バッテリ」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、第１モータおよび第２モータと電力をやりとりするものであれば如何なるタイプのバッテリであっても構わない。「制御手段」としては、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせによって構成されるものに限定されるものではなく、単一の電子制御ユニットによって構成されるものなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、モータＭＧ１の性能上の上限回転数Ｎｍ１ｍａｘに基づくエンジン２２の上限回転数Ｎｅｍａｘ（ｍｇ１）と、プラネタリギヤ３０のピニオンギヤ３３の性能上の上限回転数Ｎｐｉｎｍａｘに基づくエンジン２２の上限回転数Ｎｅｍａｘ（ｐｉｎ）からバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに基づくマージンαを減じた値（Ｎｅｍａｘ（ｐｉｎ）−α）と、エンジン２２の性能上の上限回転数Ｎｅｍａｘ（ｅｇ）と、の最小値をエンジン２２の許容上限回転数Ｎｅｍａｘに設定し、モータＭＧ１の性能上の下限回転数Ｎｍ１ｍｉｎに基づくエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎ（ｍｇ１）と、プラネタリギヤ３０のピニオンギヤ３３の性能上の下限回転数Ｎｐｉｎｍｉｎに基づくエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎ（ｐｉｎ）にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔに基づくマージンβを加えた値（Ｎｅｍｉｎ（ｐｉｎ）＋β）と、エンジン２２の性能上の下限回転数としての値０と、のうち最大値をエンジン２２の許容下限回転数Ｎｅｍｉｎに設定し、設定した許容上下限回転数Ｎｅｍａｘ，Ｎｅｍｉｎの範囲内でエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定し、その目標回転数Ｎｅ＊でエンジン２２が運転されながら走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものに限定されるものではなく、ピニオンギヤの性能から得られるエンジンの上限回転数であるピニオンギヤ起因上限回転数から第１マージンを減じた値と、ピニオンギヤの性能から得られるエンジンの下限回転数であるピニオンギヤ起因下限回転数に第２マージンを加えた値と、の範囲内でエンジンの目標回転数を設定し、設定した目標回転数を用いてエンジンが運転されながら走行するようエンジンと第１モータと第２モータとを制御し、第１マージンと第２マージンとのうち少なくとも一方をバッテリの最大許容電力に基づいて設定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、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。

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 プラネタリギヤ、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）、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、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、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (4)

1. エンジンと、第１モータと、車軸に連結された駆動軸と前記エンジンと前記第１モータとにリングギヤと複数のピニオンギヤを連結したキャリアとサンギヤとが接続されたプラネタリギヤと、前記駆動軸に接続された第２モータと、前記第１モータおよび前記第２モータと電力をやりとりするバッテリと、を備えるハイブリッド自動車であって、
   前記ピニオンギヤの性能から得られる前記エンジンの上限回転数であるピニオンギヤ起因上限回転数から第１マージンを減じた値と、前記ピニオンギヤの性能から得られる前記エンジンの下限回転数であるピニオンギヤ起因下限回転数に第２マージンを加えた値と、の範囲内で前記エンジンの目標回転数を設定し、該設定した目標回転数を用いて前記エンジンが運転されながら走行するよう前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとを制御する制御手段を備え、
   前記制御手段は、前記第１マージンと前記第２マージンとのうち少なくとも一方を前記バッテリの最大許容電力に基づいて設定する手段であり、
   更に、前記制御手段は、前記エンジンの性能から得られる該エンジンの上限回転数であるエンジン起因上限回転数と前記第１モータの性能から得られる前記エンジンの上限回転数である第１モータ起因上限回転数と前記ピニオンギヤ起因上限回転数から前記第１マージンを減じた値とのうちの最小値と、前記エンジンの性能から得られる該エンジンの下限回転数としての値０と前記第１モータの性能から得られる前記エンジンの下限回転数である第１モータ起因下限回転数と前記ピニオンギヤ起因下限回転数に前記第２マージンを加えた値とのうちの最大値と、の範囲内の回転数で前記エンジンが運転されるよう制御する手段である、
   ハイブリッド自動車。
2. 請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
   前記制御手段は、前記バッテリの最大許容入力電力の絶対値が小さいほど大きくなる傾向に前記第１マージンを設定する手段である、
   ハイブリッド自動車。
3. 請求項１または２記載のハイブリッド自動車であって、
   前記制御手段は、前記バッテリの最大許容出力電力の絶対値が小さいほど大きくなる傾向に前記第２マージンを設定する手段である、
   ハイブリッド自動車。
4. 請求項３記載のハイブリッド自動車であって、
   前記制御手段は、前記バッテリの最大許容出力電力の絶対値が小さいほど大きくなる傾向で、且つ、前記バッテリの最大許容入力電力の絶対値が小さいほど小さくなる傾向に前記第２マージンを設定する手段である、
   ハイブリッド自動車。
   

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